JPH0621769B2 - パタ−ン欠陥検出方法およびその装置 - Google Patents
パタ−ン欠陥検出方法およびその装置Info
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- JPH0621769B2 JPH0621769B2 JP60281558A JP28155885A JPH0621769B2 JP H0621769 B2 JPH0621769 B2 JP H0621769B2 JP 60281558 A JP60281558 A JP 60281558A JP 28155885 A JP28155885 A JP 28155885A JP H0621769 B2 JPH0621769 B2 JP H0621769B2
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- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- G06T7/0004—Industrial image inspection
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、プリント配線板、ICマスクパターン、リ
ードフレーム等のパターン欠陥検査に適用可能なパター
ン欠陥検出方法およびその装置に関する。
ードフレーム等のパターン欠陥検査に適用可能なパター
ン欠陥検出方法およびその装置に関する。
(従来の技術とその問題点) プリント配線板等のパターン欠陥検査に利用されるパタ
ーン欠陥検出方法は、現在ではパターンマッチング法と
特徴抽出法とが主流となっている。前者は、基準とすべ
き対象物の画像パターンと、検査物の画像パターンとを
重ね合わせて比較し、差異の部分を欠陥と判定する方法
である(例えば、特公昭59−2069号,特開昭60
−61604号など)。一方、後者は、基準画像パター
ンに含まれる各種特徴(例えば、線幅,角度,特定パタ
ーン等)を記憶しておき、検査画像パターン内に上記各
種特徴のいずれにも属しないパターンが検出されたとき
にその部分を欠陥と判定する方法である(例えば、特開
昭57−149905号など)。
ーン欠陥検出方法は、現在ではパターンマッチング法と
特徴抽出法とが主流となっている。前者は、基準とすべ
き対象物の画像パターンと、検査物の画像パターンとを
重ね合わせて比較し、差異の部分を欠陥と判定する方法
である(例えば、特公昭59−2069号,特開昭60
−61604号など)。一方、後者は、基準画像パター
ンに含まれる各種特徴(例えば、線幅,角度,特定パタ
ーン等)を記憶しておき、検査画像パターン内に上記各
種特徴のいずれにも属しないパターンが検出されたとき
にその部分を欠陥と判定する方法である(例えば、特開
昭57−149905号など)。
ところが、上記パターンマッチング法を用いたパターン
欠陥検出方法においては、検査画像パターンを画像入力
する際に検査物を所定位置に正確に位置合せする必要が
あり、検査機構にかなりの精度が要求される。さらに、
検査物自体に歪があるような場合には、上記の機械的な
位置ずれに、歪による位置ずれが加算されるため、単な
るマッチング法では、実際の欠陥を検出することは非常
に困難となる。
欠陥検出方法においては、検査画像パターンを画像入力
する際に検査物を所定位置に正確に位置合せする必要が
あり、検査機構にかなりの精度が要求される。さらに、
検査物自体に歪があるような場合には、上記の機械的な
位置ずれに、歪による位置ずれが加算されるため、単な
るマッチング法では、実際の欠陥を検出することは非常
に困難となる。
このような問題点を考慮して、特開昭60−57929
号公報、本出願人による特願昭60−100148号に
示すようなパターン欠陥検出方法が提案されている。す
なわち、このパターン欠陥検出方法は、検査画像パター
ンと基準画像パターンの相対応する2値化信号の一方を
他方に対して所定の範囲にわたってプラス・マイナスに
遅延させ、その遅延の度に、二次元的に遅延された一方
のパターンに係る二次元画像の一定エリア内における絵
素の各々と、他方のパターンに係る画像における特定絵
素との比較結果について、上記絵素の各々に対応して不
一致数を計数し、その計数が最小値となる遅延位置をも
って位置ずれ補正を行ない、補正済の2値化信号各々よ
り二次元的に抽出された比較用絵素パターン対応の2値
化信号間でパターン信号比較を行なうようにしている。
ところが、このパターン欠陥検出方法によれば、その計
数の最小値でもってパターン間の位置ずれ補正処理を行
なうと計数した不一致の画素数が最小であるからと言っ
てそれが必ずしも最適なマッチング位置とはならない場
合がある。
号公報、本出願人による特願昭60−100148号に
示すようなパターン欠陥検出方法が提案されている。す
なわち、このパターン欠陥検出方法は、検査画像パター
ンと基準画像パターンの相対応する2値化信号の一方を
他方に対して所定の範囲にわたってプラス・マイナスに
遅延させ、その遅延の度に、二次元的に遅延された一方
のパターンに係る二次元画像の一定エリア内における絵
素の各々と、他方のパターンに係る画像における特定絵
素との比較結果について、上記絵素の各々に対応して不
一致数を計数し、その計数が最小値となる遅延位置をも
って位置ずれ補正を行ない、補正済の2値化信号各々よ
り二次元的に抽出された比較用絵素パターン対応の2値
化信号間でパターン信号比較を行なうようにしている。
ところが、このパターン欠陥検出方法によれば、その計
数の最小値でもってパターン間の位置ずれ補正処理を行
なうと計数した不一致の画素数が最小であるからと言っ
てそれが必ずしも最適なマッチング位置とはならない場
合がある。
すなわち第17図(a)に示すように一部分に2×2画
素程度の凹み(イ)を持つオブジェクトパターンとこれ
と同一の(b)のようなマスターパターンとを比較する
場合を考えてみる。この場合それぞれの図に示されるよ
うにエッジ部分には6画素ずつの量子化誤差(ロ)が現
われているものとする。この例においては、両パターン
が本来一致すべき位置(すなわち両パターンの(イ)同
士が一致する位置)でオブジェクトパターンとマスター
パターンを比較すれば、(c)のように12画素の不一
致数が計数される。一方最小の不一致数が求められる位
置は(D)であり(両パターンの(ロ)同士が一致する
位置)、8画素の不一致数が計数される。このように位
置ずれ補正を不一致数の最小値をもって行なうことが必
ずしも最適とはいえないという問題があった。
素程度の凹み(イ)を持つオブジェクトパターンとこれ
と同一の(b)のようなマスターパターンとを比較する
場合を考えてみる。この場合それぞれの図に示されるよ
うにエッジ部分には6画素ずつの量子化誤差(ロ)が現
われているものとする。この例においては、両パターン
が本来一致すべき位置(すなわち両パターンの(イ)同
士が一致する位置)でオブジェクトパターンとマスター
パターンを比較すれば、(c)のように12画素の不一
致数が計数される。一方最小の不一致数が求められる位
置は(D)であり(両パターンの(ロ)同士が一致する
位置)、8画素の不一致数が計数される。このように位
置ずれ補正を不一致数の最小値をもって行なうことが必
ずしも最適とはいえないという問題があった。
また第18図(a)に示すようにオブジェクトパターン
とマスターパターンの比較計数領域を例えば508×5
08画素程度の大きさとして、その中に8本のパターン
が含まれているとすれば、量子化誤差の現われる不安定
域は508×2×88000画素にも及ぶことにな
る。従って欠陥が存在しない場合に、最大約8000ま
での不一致数が現われる可能性があるのに対して、仮に
5×5画素の凹みが本来のパターンに存在していても、
第18図(b)に示すオブジェクトパターンとマスター
パターンの比較位置(両パターンがズレた位置)で5×
5×2=50画素程度計数が増えるだけであるから、上
記量子化誤差の一致度が上昇すれば、第17図(c)と
同様第18図(b)に示す誤った位置が比較最適(最小
不一致計数)位置として選ばれる可能性がかなり高く不
都合である。
とマスターパターンの比較計数領域を例えば508×5
08画素程度の大きさとして、その中に8本のパターン
が含まれているとすれば、量子化誤差の現われる不安定
域は508×2×88000画素にも及ぶことにな
る。従って欠陥が存在しない場合に、最大約8000ま
での不一致数が現われる可能性があるのに対して、仮に
5×5画素の凹みが本来のパターンに存在していても、
第18図(b)に示すオブジェクトパターンとマスター
パターンの比較位置(両パターンがズレた位置)で5×
5×2=50画素程度計数が増えるだけであるから、上
記量子化誤差の一致度が上昇すれば、第17図(c)と
同様第18図(b)に示す誤った位置が比較最適(最小
不一致計数)位置として選ばれる可能性がかなり高く不
都合である。
(発明の目的) この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
で、検査物に位置ずれや歪による位置合せ誤差がある場
合でも、それらの位置合せ誤差を吸収して高精度のパタ
ーン欠陥検出を行なえ、しかもそのパターン欠陥検出を
迅速に行なえるパターン欠陥検出方法およびその装置を
提供することを目的とする。
で、検査物に位置ずれや歪による位置合せ誤差がある場
合でも、それらの位置合せ誤差を吸収して高精度のパタ
ーン欠陥検出を行なえ、しかもそのパターン欠陥検出を
迅速に行なえるパターン欠陥検出方法およびその装置を
提供することを目的とする。
(目的を達成するための手段) 第1の発明は、走査線順次に得られる2値画素信号の2
次元オブジェクトパターンを2次元マスターパターンと
所定の大きさの区域ごとに比較して欠陥検出を行なうパ
ターン欠陥検出方法であって、前記オブジェクトパター
ン区域に対し位置的に対応すべき前記マスターパターン
の区域を中心として、その区域に所要画素数拡げた拡張
区域にわたって2次元的に1画素ずつ所定量だけ位置ず
れした複数のマスターパターン区域を設定し、これらの
マスターパターン区域の2値化信号と、前記オブジェク
トパターン区域の2値化信号とを、各マスターパターン
区域毎にそれぞれ比較して欠陥検出を行なう。その際、
前記複数のマスターパターン区域のうちひとつと前記オ
ブジェクトパターン区域とを比較するにあたり、複数画
素サイズをもつ欠陥検査ウィンドウをパターン全域に亘
り走査して、いずれかの走査位置においてそのウィンド
ウ内に含まれる両パターンの相対応する画素の2値化信
号が全て不一致のときにパターン不一致と判定する。そ
して、前記オブジェクトパターン区域が前記複数のマス
ターパターン区域の全てに対してパターン不一致と判定
されたときに欠陥有りと判定し、いづれかひとつのマス
ターパターン区域に対してでもパターン不一致と判定さ
れなかったときに欠陥なしと判定する。
次元オブジェクトパターンを2次元マスターパターンと
所定の大きさの区域ごとに比較して欠陥検出を行なうパ
ターン欠陥検出方法であって、前記オブジェクトパター
ン区域に対し位置的に対応すべき前記マスターパターン
の区域を中心として、その区域に所要画素数拡げた拡張
区域にわたって2次元的に1画素ずつ所定量だけ位置ず
れした複数のマスターパターン区域を設定し、これらの
マスターパターン区域の2値化信号と、前記オブジェク
トパターン区域の2値化信号とを、各マスターパターン
区域毎にそれぞれ比較して欠陥検出を行なう。その際、
前記複数のマスターパターン区域のうちひとつと前記オ
ブジェクトパターン区域とを比較するにあたり、複数画
素サイズをもつ欠陥検査ウィンドウをパターン全域に亘
り走査して、いずれかの走査位置においてそのウィンド
ウ内に含まれる両パターンの相対応する画素の2値化信
号が全て不一致のときにパターン不一致と判定する。そ
して、前記オブジェクトパターン区域が前記複数のマス
ターパターン区域の全てに対してパターン不一致と判定
されたときに欠陥有りと判定し、いづれかひとつのマス
ターパターン区域に対してでもパターン不一致と判定さ
れなかったときに欠陥なしと判定する。
第2の発明は、2次元オブジェクトパターンを2次元マ
スターパターンと所定の大きさの区域ごとに比較して欠
陥検出を行なうパターン欠陥検出装置であって、前記オ
ブジェクトパターンの2値化信号を時系列的に入力する
手段と、前記オブジェクトパターンの入力に同期して、
前記マスターパターンの2値化信号をメモリから時系列
的に読み出す手段と、前記オブジェクトパターンの入力
に同期して、オブジェクトパターンの特定区域内の2値
化信号を走査方向に沿って時系列的に抽出するととも
に、その特定区域と位置的に対応する前記マスターパタ
ーンの特定区域を中心としてその2次元区域に所要画素
数周辺に拡げた拡張区域にわたって2次元的に1画素づ
つ所定量だけ位置ずれした複数の特定区域内の2値化信
号をそれぞれ走査方向に沿って時系列的に抽出する手段
とを備える。そして、前記マスターパターンの2次元的
に1画素づつ所定量だけ位置ずれした複数の特定区域に
それぞれ対応して複数の比較手段が設けられ、これら比
較手段に、前記抽出手段により抽出された前記オブジェ
クトパターンの特定区域内の2値化信号がそれぞれに共
通に入力されるとともに、前記マスターパターンの2次
元的に1画素づつ位置ずれした特定区域内の2値化信号
がそれぞれに分離して入力される。
スターパターンと所定の大きさの区域ごとに比較して欠
陥検出を行なうパターン欠陥検出装置であって、前記オ
ブジェクトパターンの2値化信号を時系列的に入力する
手段と、前記オブジェクトパターンの入力に同期して、
前記マスターパターンの2値化信号をメモリから時系列
的に読み出す手段と、前記オブジェクトパターンの入力
に同期して、オブジェクトパターンの特定区域内の2値
化信号を走査方向に沿って時系列的に抽出するととも
に、その特定区域と位置的に対応する前記マスターパタ
ーンの特定区域を中心としてその2次元区域に所要画素
数周辺に拡げた拡張区域にわたって2次元的に1画素づ
つ所定量だけ位置ずれした複数の特定区域内の2値化信
号をそれぞれ走査方向に沿って時系列的に抽出する手段
とを備える。そして、前記マスターパターンの2次元的
に1画素づつ所定量だけ位置ずれした複数の特定区域に
それぞれ対応して複数の比較手段が設けられ、これら比
較手段に、前記抽出手段により抽出された前記オブジェ
クトパターンの特定区域内の2値化信号がそれぞれに共
通に入力されるとともに、前記マスターパターンの2次
元的に1画素づつ位置ずれした特定区域内の2値化信号
がそれぞれに分離して入力される。
上記比較手段のそれぞれは、比較手段と、判定手段と、
保持手段を有する。比較手段は、入力された前記複数の
マスターパターンのうちの1つの特定区域内の2値化信
号と、入力された前記オブジェクトパターンの特定エリ
ア内の2値化信号とを対応する画素毎に比較する。判定
手段は、前記比較手段による比較において対応する画素
の2値化信号が全て不一致のときにパターンと不一致と
判定する。保持手段は、前記判定手段によるパターン不
一致の判定がなされたときにその判定結果を所要パター
ン区域内走査期間中保持する。
保持手段を有する。比較手段は、入力された前記複数の
マスターパターンのうちの1つの特定区域内の2値化信
号と、入力された前記オブジェクトパターンの特定エリ
ア内の2値化信号とを対応する画素毎に比較する。判定
手段は、前記比較手段による比較において対応する画素
の2値化信号が全て不一致のときにパターンと不一致と
判定する。保持手段は、前記判定手段によるパターン不
一致の判定がなされたときにその判定結果を所要パター
ン区域内走査期間中保持する。
そして、所定パターン区域内の全走査終了後に、前記各
比較検出手段の保持手段に保持されている判定結果に基
づいて、複数の保持手段の全てにパターン不一致の判定
結果が保持されているときに欠陥有りと判別し、保持手
段のうちの1つにでもパターン不一致の判定結果がない
ときには所定の大きさのオブジェクトパターン区域には
欠陥なしと判別する。
比較検出手段の保持手段に保持されている判定結果に基
づいて、複数の保持手段の全てにパターン不一致の判定
結果が保持されているときに欠陥有りと判別し、保持手
段のうちの1つにでもパターン不一致の判定結果がない
ときには所定の大きさのオブジェクトパターン区域には
欠陥なしと判別する。
(実施例) A.実施例の原理 この発明の理解を容易にするために、まずこの発明の原
理について説明する。
理について説明する。
(1) 基本的パターンマッチング法についての考察 まず、検査物が検査機構の所定位置に正確に位置決めさ
れ量子化誤差もないものと仮定して、下記に述べるよう
な基本的パターンマッチング法で欠陥検出を行なう場合
について考察する。まず、検査物に欠陥がない場合を考
える。第2図(a) は、欠陥を有しない検査物を画像入力
し、2値化して得られるオブジェクトパターンP1の一
例を示し、第2図(b) は上記オブジェクトパターンP1
に対応してメモリに格納されているマスターパターンM
の一例を示す。ここでは、オブジェクトパターンP1の
検査区域(エリア)(所定オブジェクトパターンエリ
ア)をx=3〜34,y=3〜34(実際の装置では、
例えば508×508ごとに1つの検査エリアとしてい
る。)として以下説明することとする。この図の状態で
はオブジェクトパターンP1とマスターパターンMは、
位置並びにサイズともに全く等しくなる。第2図(c)
は、上記オブジェクトパターンP1とマスターパターン
Mを比較した状態をイメージ的に示した図であり、図中
のクロス斜線は両パターンP1,Mが一致した状態を表
している。
れ量子化誤差もないものと仮定して、下記に述べるよう
な基本的パターンマッチング法で欠陥検出を行なう場合
について考察する。まず、検査物に欠陥がない場合を考
える。第2図(a) は、欠陥を有しない検査物を画像入力
し、2値化して得られるオブジェクトパターンP1の一
例を示し、第2図(b) は上記オブジェクトパターンP1
に対応してメモリに格納されているマスターパターンM
の一例を示す。ここでは、オブジェクトパターンP1の
検査区域(エリア)(所定オブジェクトパターンエリ
ア)をx=3〜34,y=3〜34(実際の装置では、
例えば508×508ごとに1つの検査エリアとしてい
る。)として以下説明することとする。この図の状態で
はオブジェクトパターンP1とマスターパターンMは、
位置並びにサイズともに全く等しくなる。第2図(c)
は、上記オブジェクトパターンP1とマスターパターン
Mを比較した状態をイメージ的に示した図であり、図中
のクロス斜線は両パターンP1,Mが一致した状態を表
している。
このような状態では、欠陥サイズに相当する複数画素サ
イズからなる検査ウィンドウW(ここでは仮に2×2画
素サイズとする)を、オブジェクトパターンP1内に走
査させるとともに、この検査ウィンドウWに対し位置的
に対応させながら、マスターパターンMのエリアにも同
一画素サイズの検査ウィンドウW′を同様に走査させ、
各走査位置において、両検査ウィンドウW,W′内に含
まれる複数画像の2値化信号を2次元で1画素づつずら
して比較した場合、第2図(c) からも想像できるよう
に、画線的の境界で両パターンに1画素(本来は±0.
5画素)の量子化誤差が存在するものとしても検査ウィ
ンドウ内の画素が全て不一致となる箇所は、一箇所もな
い(量子化誤差が両パターンに±1画素存在するものと
すれば、検査ウィンドウを3×3画素サイズにすれば同
じことがいえる)。
イズからなる検査ウィンドウW(ここでは仮に2×2画
素サイズとする)を、オブジェクトパターンP1内に走
査させるとともに、この検査ウィンドウWに対し位置的
に対応させながら、マスターパターンMのエリアにも同
一画素サイズの検査ウィンドウW′を同様に走査させ、
各走査位置において、両検査ウィンドウW,W′内に含
まれる複数画像の2値化信号を2次元で1画素づつずら
して比較した場合、第2図(c) からも想像できるよう
に、画線的の境界で両パターンに1画素(本来は±0.
5画素)の量子化誤差が存在するものとしても検査ウィ
ンドウ内の画素が全て不一致となる箇所は、一箇所もな
い(量子化誤差が両パターンに±1画素存在するものと
すれば、検査ウィンドウを3×3画素サイズにすれば同
じことがいえる)。
これに対して検査物に欠陥が有れば、例えば第3図(a)
に示すようなオブジェクトパターンP2を考えた場合、
このオブジェクトパターンP2と第2図(b) のマスター
パターンMとの比較状態をイメージ的に示した第3図
(b) に示すように、検査ウィンドウW,W′が欠陥箇所
Kに位置したときに、検査ウィンドウW,W′内の相対
応する画素の2値化信号が全て不一致(以下「検査ウィ
ンドウ不一致」と言う)となる箇所が存在することにな
る。
に示すようなオブジェクトパターンP2を考えた場合、
このオブジェクトパターンP2と第2図(b) のマスター
パターンMとの比較状態をイメージ的に示した第3図
(b) に示すように、検査ウィンドウW,W′が欠陥箇所
Kに位置したときに、検査ウィンドウW,W′内の相対
応する画素の2値化信号が全て不一致(以下「検査ウィ
ンドウ不一致」と言う)となる箇所が存在することにな
る。
このことから、検査物に位置ずれがない場合には、検査
ウィンドウW,W′をパターン内の全領域(または所定
エリア)に亘り走査して上記比較処理を行ない、一箇所
でも、検査ウィンドウ不一致となる箇所があれば、欠陥
有りと判定でき、逆に一箇所たりとも検査ウィンドウ不
一致となる箇所がなければ欠陥無しと判定できる。
ウィンドウW,W′をパターン内の全領域(または所定
エリア)に亘り走査して上記比較処理を行ない、一箇所
でも、検査ウィンドウ不一致となる箇所があれば、欠陥
有りと判定でき、逆に一箇所たりとも検査ウィンドウ不
一致となる箇所がなければ欠陥無しと判定できる。
(2) 基本的パターンマッチング法の論点 ところで、検査物に位置ずれがなければ、上記パターン
マッチング法により充分に欠陥検出を行なえるが、実際
には、既述したように、検査物に位置ずれ(上下左右の
ずれのみならず、傾斜のずれも含む)や歪による位置ず
れ誤差があるため、上記方法では欠陥検出ミスを生じる
こととなる。次に、その理由を説明する。
マッチング法により充分に欠陥検出を行なえるが、実際
には、既述したように、検査物に位置ずれ(上下左右の
ずれのみならず、傾斜のずれも含む)や歪による位置ず
れ誤差があるため、上記方法では欠陥検出ミスを生じる
こととなる。次に、その理由を説明する。
今、仮に、欠陥を有しない第2図(a) に相当する検査物
が、検査機構に位置ずれした状態でセットされて画像入
力され、たとえば第4図(a) に示すように、x方向(主
走査方向)に−2画素(左方に2画素)、y方向(副走
査方向)に−2画素(上方に2画素)位置ずれした状態
でセットされてオブジェクトパターンP′0が(後述の
第1図(a) のP0の位置に)得られたものとするこのオ
ブジェクトパターンP′0と、第2図(b) のマスターパ
ターンMとを比較して、上記基本的パターンマッチング
法により欠陥検出を行なえば、オブジェクトパターン
P′0とマスターパターンMの比較状態をイメージ的に
示した第4図(b) からも分るように、かなり多くの走査
位置において検査ウィンドウ不一致となる箇所が生じ、
欠陥が全くないにもかかわず、欠陥有りと判定されるこ
ととなる。
が、検査機構に位置ずれした状態でセットされて画像入
力され、たとえば第4図(a) に示すように、x方向(主
走査方向)に−2画素(左方に2画素)、y方向(副走
査方向)に−2画素(上方に2画素)位置ずれした状態
でセットされてオブジェクトパターンP′0が(後述の
第1図(a) のP0の位置に)得られたものとするこのオ
ブジェクトパターンP′0と、第2図(b) のマスターパ
ターンMとを比較して、上記基本的パターンマッチング
法により欠陥検出を行なえば、オブジェクトパターン
P′0とマスターパターンMの比較状態をイメージ的に
示した第4図(b) からも分るように、かなり多くの走査
位置において検査ウィンドウ不一致となる箇所が生じ、
欠陥が全くないにもかかわず、欠陥有りと判定されるこ
ととなる。
(3) 本発明のパターンマッチング法 そこで本発明は、上記問題点を考慮して、検査物に位置
ずれがある場合でも、正確に欠陥検出を行なえる方法を
提供するものである。
ずれがある場合でも、正確に欠陥検出を行なえる方法を
提供するものである。
第1図は、本発明のパターン欠陥検出方法をイメージ的
に示した図である。本発明では、オブジェクトパターン
Pの基準位置P0(検査物が所定位置に正確にセットさ
れた場合のオブジェクトパターンの位置)に対し、位置
的に対応するマスターパターンのエリアM0を中心とし
て、その区域(エリア)に所要画素数周辺を拡げたエリ
アに2次元的に1画素ずつ所定量だけ位置ずれした複数
のマスターパターンエリアを設定し、このマスターパタ
ーンM11〜M77と、オブジェクトパターンP′0とをそ
れぞれ比較して欠陥検出を行なう。この場合、拡げたマ
スターパターンエリアの設定範囲は、検査物の位置ずれ
や歪等による位置ずれ誤差を吸収できるような範囲と
し、第1図では、エリアM0を中心として、その上下左
右に3画素ずつ位置ずれした場合を例示している。
に示した図である。本発明では、オブジェクトパターン
Pの基準位置P0(検査物が所定位置に正確にセットさ
れた場合のオブジェクトパターンの位置)に対し、位置
的に対応するマスターパターンのエリアM0を中心とし
て、その区域(エリア)に所要画素数周辺を拡げたエリ
アに2次元的に1画素ずつ所定量だけ位置ずれした複数
のマスターパターンエリアを設定し、このマスターパタ
ーンM11〜M77と、オブジェクトパターンP′0とをそ
れぞれ比較して欠陥検出を行なう。この場合、拡げたマ
スターパターンエリアの設定範囲は、検査物の位置ずれ
や歪等による位置ずれ誤差を吸収できるような範囲と
し、第1図では、エリアM0を中心として、その上下左
右に3画素ずつ位置ずれした場合を例示している。
このような複数のマスターパターンM11〜M77を設定す
れば、検査物が位置ずれしている場合でも、そのオブジ
ェクトパターンPに位置的に対応するマスターパターン
が、マスターパターンM11〜M77のうちのいずれかに存
在することとなる。第1図(a) の例では、オブジェクト
パターンPが、基準位置P0に対し、上方向に2画素、
左方向に2画素位置ずれして置かれた場合を想定してい
るので、この場合に基準位置P0に存在するオブジェク
トパターンP′0にちょうど位置の合うマスターパター
ンは、本来この位置で合致すべきマスターパターンM44
ではなく、エリアM0(M44)から下方向に2画素、右
方向に2画素位置ずれした位置にあるマスターパターン
M66である。第4図(c) はマスターパターンエリア群に
含まれるマスターイメージの一例を具体的に示したもの
で、図中に点線で囲む領域M44,M66が、第1図のマス
ターパターンM44,M66に相当する。
れば、検査物が位置ずれしている場合でも、そのオブジ
ェクトパターンPに位置的に対応するマスターパターン
が、マスターパターンM11〜M77のうちのいずれかに存
在することとなる。第1図(a) の例では、オブジェクト
パターンPが、基準位置P0に対し、上方向に2画素、
左方向に2画素位置ずれして置かれた場合を想定してい
るので、この場合に基準位置P0に存在するオブジェク
トパターンP′0にちょうど位置の合うマスターパター
ンは、本来この位置で合致すべきマスターパターンM44
ではなく、エリアM0(M44)から下方向に2画素、右
方向に2画素位置ずれした位置にあるマスターパターン
M66である。第4図(c) はマスターパターンエリア群に
含まれるマスターイメージの一例を具体的に示したもの
で、図中に点線で囲む領域M44,M66が、第1図のマス
ターパターンM44,M66に相当する。
このようなマスターパターンエリア群を設定したうえ
で、次に、上記第1図(a) ,第2図(a) 又は第3図(a)
に示すオブジェクトパターンPと、第1図(b) 又は第4
図(c) に示す各マスターパターンM11〜M77とを、それ
ぞれ上記基本的パターンマッチング法の手法を用いて各
マスターパターン毎に比較する。すなわち、位置ずれし
たオブジェクトパターンP′0(第4図(a) )と各マス
ターパターンM11〜M77(第4図(c) 内に、複数画素サ
イズをもつ欠陥検査ウィンドウW,W′をそれぞれ設定
し、この検査ウィンドウW,W′を位置的に対応させな
がらパターン全域に亘り走査して、その検査ウィンドウ
不一致となる箇所が1箇所でもあればパターン不一致と
判定し、そうでないときはパターン一致と判定する。こ
のようにすれば、位置的に対応するオブジェクトパター
ンP′0とマスターパターン(第1図の例ではマスター
パターンM66)との比較結果において、検査物に欠陥が
なければパターン一致と判定され、欠陥が有ればパター
ン不一致と判定される。(もし量子化誤差がなければ第
1図の例ではマスターパターンM66の他にマスターパタ
ーンM55,M56,M57,M65,M67,M75,M76,M77
も、欠陥がなければパターン一致と判定される。)ま
た、オブジェクトパターンP′0と他のマスターパター
ン(第1図の例ではマスターパターンM55,M56,
M57,M65,M66,M67,M75,M76,M77を除くM11
〜M77)との比較結果では、比較すべきパターンどうし
が検査ウィンドウ不一致が生ずる程度に位置的にずれて
いるのでパターンが一致することはなく、パターン不一
致と判定される。
で、次に、上記第1図(a) ,第2図(a) 又は第3図(a)
に示すオブジェクトパターンPと、第1図(b) 又は第4
図(c) に示す各マスターパターンM11〜M77とを、それ
ぞれ上記基本的パターンマッチング法の手法を用いて各
マスターパターン毎に比較する。すなわち、位置ずれし
たオブジェクトパターンP′0(第4図(a) )と各マス
ターパターンM11〜M77(第4図(c) 内に、複数画素サ
イズをもつ欠陥検査ウィンドウW,W′をそれぞれ設定
し、この検査ウィンドウW,W′を位置的に対応させな
がらパターン全域に亘り走査して、その検査ウィンドウ
不一致となる箇所が1箇所でもあればパターン不一致と
判定し、そうでないときはパターン一致と判定する。こ
のようにすれば、位置的に対応するオブジェクトパター
ンP′0とマスターパターン(第1図の例ではマスター
パターンM66)との比較結果において、検査物に欠陥が
なければパターン一致と判定され、欠陥が有ればパター
ン不一致と判定される。(もし量子化誤差がなければ第
1図の例ではマスターパターンM66の他にマスターパタ
ーンM55,M56,M57,M65,M67,M75,M76,M77
も、欠陥がなければパターン一致と判定される。)ま
た、オブジェクトパターンP′0と他のマスターパター
ン(第1図の例ではマスターパターンM55,M56,
M57,M65,M66,M67,M75,M76,M77を除くM11
〜M77)との比較結果では、比較すべきパターンどうし
が検査ウィンドウ不一致が生ずる程度に位置的にずれて
いるのでパターンが一致することはなく、パターン不一
致と判定される。
そこで、マスターパターンエリア群に含まれる全てのマ
スターパターンM11〜M77に対してパターン不一致の判
定がなされたときに欠陥有りと判定し、少くとも1つの
マスターパターンに対してパターン一致の判定がなされ
たときに欠陥無しと判定して、パターン欠陥の検出を行
なう。
スターパターンM11〜M77に対してパターン不一致の判
定がなされたときに欠陥有りと判定し、少くとも1つの
マスターパターンに対してパターン一致の判定がなされ
たときに欠陥無しと判定して、パターン欠陥の検出を行
なう。
この方法によれば、オブジェクトパターンP′0と比較
すべきマスターパターンとして、2次元的に1画素ずつ
所定範囲位置ずれした複数のマスターパターンM11〜M
77を設定するため、検査物に位置ずれや位置合せ誤差が
ある場合でも、それらの位置合せ誤差を吸収して高精度
のパターン欠陥検出を行なえる。また、オブジェクトパ
ターンPやマスターパターンM11〜M77に、1画素の領
域内にパターンの端がある場合の量子化誤差、及びパタ
ーン傾斜配置による量子化誤差が含まれている場合で
も、その量子化誤差により、検査ウィンドウW,W′に
含まれる画素の相対応する2値化信号が少くともいずれ
か1つのマスターパターンでは全て不一致となることは
ないので、量子化誤差に伴う欠陥検出ミスも防止でき
る。
すべきマスターパターンとして、2次元的に1画素ずつ
所定範囲位置ずれした複数のマスターパターンM11〜M
77を設定するため、検査物に位置ずれや位置合せ誤差が
ある場合でも、それらの位置合せ誤差を吸収して高精度
のパターン欠陥検出を行なえる。また、オブジェクトパ
ターンPやマスターパターンM11〜M77に、1画素の領
域内にパターンの端がある場合の量子化誤差、及びパタ
ーン傾斜配置による量子化誤差が含まれている場合で
も、その量子化誤差により、検査ウィンドウW,W′に
含まれる画素の相対応する2値化信号が少くともいずれ
か1つのマスターパターンでは全て不一致となることは
ないので、量子化誤差に伴う欠陥検出ミスも防止でき
る。
以上、この発明のパターン欠陥検出方法について説明し
たが、上記方法をそのまま実施回路として作成すると、
大規模な回路となる。そこで、実際の装置では、以下に
述べるような簡素化した回路を開示する。
たが、上記方法をそのまま実施回路として作成すると、
大規模な回路となる。そこで、実際の装置では、以下に
述べるような簡素化した回路を開示する。
B.基本的実施例 ここでは、実際の装置を説明するに先立ち、その理解を
容易にするために、第1図の例に対応させてパターン欠
陥検出を行うように構成された、基本的な回路構成をも
つパターン欠陥検査装置について説明する。
容易にするために、第1図の例に対応させてパターン欠
陥検出を行うように構成された、基本的な回路構成をも
つパターン欠陥検査装置について説明する。
第5図は、上記パターン欠陥検査装置の欠陥検査部の回
路構成を示す。この欠陥検査部には、検査物を走査して
得られるオブジェクトパターンP′0の画像データ(オ
ブジェクトデータ)が、2値化処理されて時系列的に入
力される。同時に、オブジェクトパターンの入力に同期
してメモリから呼び出されたマスターパターンMの2値
化データ(マスターデータ)が時系列的に入力される。
この場合、両パターンP′0,Mのデータ入力は、第6
図に示すように、パターン内をx方向に1ラインずつ主
走査するたびに、走査位置をy方向(副走査方向)へ1
画素分ずつずらせていって行なわれる。なお、パターン
P′0,Mのサイズは、第1図の例に対応させた装置を
想定しているので、ここでは32×32画素サイズであ
る。こうして入力されたオブジェクトパターンは、シフ
トレジスタSR1により1ライン分(32画素分)遅延
されたオブジェクトデータと共に、各比較検出ブロック
B11〜B77へペアで入力される。この比較検出ブロック
B11〜B77は、第1図のマスターパターンM11〜M77に
対応して合計49個設けられている。
路構成を示す。この欠陥検査部には、検査物を走査して
得られるオブジェクトパターンP′0の画像データ(オ
ブジェクトデータ)が、2値化処理されて時系列的に入
力される。同時に、オブジェクトパターンの入力に同期
してメモリから呼び出されたマスターパターンMの2値
化データ(マスターデータ)が時系列的に入力される。
この場合、両パターンP′0,Mのデータ入力は、第6
図に示すように、パターン内をx方向に1ラインずつ主
走査するたびに、走査位置をy方向(副走査方向)へ1
画素分ずつずらせていって行なわれる。なお、パターン
P′0,Mのサイズは、第1図の例に対応させた装置を
想定しているので、ここでは32×32画素サイズであ
る。こうして入力されたオブジェクトパターンは、シフ
トレジスタSR1により1ライン分(32画素分)遅延
されたオブジェクトデータと共に、各比較検出ブロック
B11〜B77へペアで入力される。この比較検出ブロック
B11〜B77は、第1図のマスターパターンM11〜M77に
対応して合計49個設けられている。
一方、欠陥検査部に入力されたマスターデータは、シフ
トレジスタSR2〜SR9により1ラインずつ遅延する
ように分離され、分離された副走査方向に隣り合う2つ
のデータがペアとなって、比較検出ブロックB11〜B77
の水平方向の1段ごとに1ラインずつずらせて入力され
るとともに、垂直方向の1段ごとに挿入したDタイプフ
リップフロップD−FFにより、垂直方向の1段ごとに
1画素分ずつ遅延されて入力される。これにより、各比
較検出ブロックBij(i=1〜7,j=1〜7)にそれ
ぞれペアで与えられるマスターデータは、全て2次元的
に1画素ずつ位置ずれしたものとなる。ところで、欠陥
検査部へのオブジェクトデータとマスタデータの入力の
タイミングは、つぎのように定められている。すなわ
ち、検査物が検査機構の所定位置に正確に位置決めされ
ている場合において、第7図(a) に示すオブジェクトパ
ターンPのエリアE1のデータが比較検出ブロックB11
〜B77のへ共通に入力されたときに、同時に、第7図
(b) に示すマスターパターンMの2次元的に1画素ずつ
位置ずれした各エリアE11〜E77のデータが、対応する
比較検出ブロックB11〜B77へそれぞれ分離して入力す
るように設定される。このように設定すれば、検査物が
位置ずれした場合でも、位置ずれしたオブジェクトパタ
ーンP′0のエリアE1は、マスターパターンMのエリ
アE11〜E77のうちのいずれか一のエリアと位置的に対
応することとなり、オブジェクトパターンP′0の他の
エリアについても同様の結果となる。
トレジスタSR2〜SR9により1ラインずつ遅延する
ように分離され、分離された副走査方向に隣り合う2つ
のデータがペアとなって、比較検出ブロックB11〜B77
の水平方向の1段ごとに1ラインずつずらせて入力され
るとともに、垂直方向の1段ごとに挿入したDタイプフ
リップフロップD−FFにより、垂直方向の1段ごとに
1画素分ずつ遅延されて入力される。これにより、各比
較検出ブロックBij(i=1〜7,j=1〜7)にそれ
ぞれペアで与えられるマスターデータは、全て2次元的
に1画素ずつ位置ずれしたものとなる。ところで、欠陥
検査部へのオブジェクトデータとマスタデータの入力の
タイミングは、つぎのように定められている。すなわ
ち、検査物が検査機構の所定位置に正確に位置決めされ
ている場合において、第7図(a) に示すオブジェクトパ
ターンPのエリアE1のデータが比較検出ブロックB11
〜B77のへ共通に入力されたときに、同時に、第7図
(b) に示すマスターパターンMの2次元的に1画素ずつ
位置ずれした各エリアE11〜E77のデータが、対応する
比較検出ブロックB11〜B77へそれぞれ分離して入力す
るように設定される。このように設定すれば、検査物が
位置ずれした場合でも、位置ずれしたオブジェクトパタ
ーンP′0のエリアE1は、マスターパターンMのエリ
アE11〜E77のうちのいずれか一のエリアと位置的に対
応することとなり、オブジェクトパターンP′0の他の
エリアについても同様の結果となる。
第8図は、上記比較検出ブロックBij(i=1〜7,j
=1〜7)の具体的回路図を示したものである。各比較
検出ブロックBijは、構成が全て同一であるので、ここ
では一のブロックの回路のみを示している。
=1〜7)の具体的回路図を示したものである。各比較
検出ブロックBijは、構成が全て同一であるので、ここ
では一のブロックの回路のみを示している。
この比較検出ブロックBijは、比較回路1と、判定回路
2と、保持回路3とで構成される。比較回路1は、それ
ぞれペアで入力されるオブジェクトデータとマスターデ
ータを排他的論理和ゲートEXR1およびEXR2によ
り対応する画素毎に比較し、対応する画素の2値化信号
が不一致であれば、「1」、一致していれば「0」を出
力して、それぞれシフトレジスタR0,R3にラッチさ
せる。次のオブジェクトデータとマスターデータが入力
されたときも、同じく排他的論理和ゲートEXR1,E
XR2により比較を行い、比較結果をシフトレジスタR
0,R3にラッチさせる。このとき、それまでシフトレ
ジスタR0,R3にラッチされていたデータは、隣りの
シフトレジスタR1,R2にシフトされる。こうしてオ
ブジェクトデータとマスターデータが入力される毎に、
排他的論理和ゲートEXR1,EXR2による比較を行
なって、比較結果をシフトレジスタR0〜R3へ順次シ
フトさせていく。このシフトレジスタR0〜R3にラッ
チされている比較結果は、第1図でいえば、検査ウィン
ドウW,W′内の対応する画素毎の比較結果に相当す
る。
2と、保持回路3とで構成される。比較回路1は、それ
ぞれペアで入力されるオブジェクトデータとマスターデ
ータを排他的論理和ゲートEXR1およびEXR2によ
り対応する画素毎に比較し、対応する画素の2値化信号
が不一致であれば、「1」、一致していれば「0」を出
力して、それぞれシフトレジスタR0,R3にラッチさ
せる。次のオブジェクトデータとマスターデータが入力
されたときも、同じく排他的論理和ゲートEXR1,E
XR2により比較を行い、比較結果をシフトレジスタR
0,R3にラッチさせる。このとき、それまでシフトレ
ジスタR0,R3にラッチされていたデータは、隣りの
シフトレジスタR1,R2にシフトされる。こうしてオ
ブジェクトデータとマスターデータが入力される毎に、
排他的論理和ゲートEXR1,EXR2による比較を行
なって、比較結果をシフトレジスタR0〜R3へ順次シ
フトさせていく。このシフトレジスタR0〜R3にラッ
チされている比較結果は、第1図でいえば、検査ウィン
ドウW,W′内の対応する画素毎の比較結果に相当す
る。
判定回路2は、シフトレジスタR0〜R3のシフトが行
なわれる度に、シフトレジスタR0〜R3にラッチされ
ているデータをアンドゲートAND1に入力して、シフ
トレジスタR0〜R3にラッチされているデータの全て
が不一致のとき(すなわち欠陥サイズに相当する不一致
箇所があるとき)は「1」のデータを保持回路3へ出力
し、1つでも一致する箇所が有れば「0」のデータを保
持回路3へ出力する。
なわれる度に、シフトレジスタR0〜R3にラッチされ
ているデータをアンドゲートAND1に入力して、シフ
トレジスタR0〜R3にラッチされているデータの全て
が不一致のとき(すなわち欠陥サイズに相当する不一致
箇所があるとき)は「1」のデータを保持回路3へ出力
し、1つでも一致する箇所が有れば「0」のデータを保
持回路3へ出力する。
保持回路3は、画像データが入力される毎に、Dタイプ
フリップフロップD−FF1のQ出力信号と、上記アン
ドゲートAND1の出力信号の論理和をとって、その結
果をDタイプフリップフロップD−FF1に保持する。
これにより検査ウィンドウW,W′の走査が進みにした
がい、欠陥サイズに相当する不一致の箇所が現れるまで
は、DタイプフリップフロップD−FF1には「0」の
データが保持され、1箇所でも欠陥サイズに相当する不
一致箇所が現れれば、「1」のデータが保持されること
となる。
フリップフロップD−FF1のQ出力信号と、上記アン
ドゲートAND1の出力信号の論理和をとって、その結
果をDタイプフリップフロップD−FF1に保持する。
これにより検査ウィンドウW,W′の走査が進みにした
がい、欠陥サイズに相当する不一致の箇所が現れるまで
は、DタイプフリップフロップD−FF1には「0」の
データが保持され、1箇所でも欠陥サイズに相当する不
一致箇所が現れれば、「1」のデータが保持されること
となる。
ところで、上記比較検出ブロックBijには、既述したよ
うにオブジェクトデータが共通に各ブロックに入力され
ると共に、マスターデータが2次元的に1画素ずつ位置
ずれされてそれぞれのブロックへ入力されるため、オブ
ジェクトパターンP′0の領域の走査を終了すれば、結
果的には、各比較検出ブロックB11〜B77において、第
1図に示すオブジェクトパターンP′0と各マスターパ
ターンM11〜M77の比較処理をそれぞれ行ったこととな
り、それぞれの比較結果が各比較検出ブロックB11〜B
77の保持回路3に保持されることとなる。
うにオブジェクトデータが共通に各ブロックに入力され
ると共に、マスターデータが2次元的に1画素ずつ位置
ずれされてそれぞれのブロックへ入力されるため、オブ
ジェクトパターンP′0の領域の走査を終了すれば、結
果的には、各比較検出ブロックB11〜B77において、第
1図に示すオブジェクトパターンP′0と各マスターパ
ターンM11〜M77の比較処理をそれぞれ行ったこととな
り、それぞれの比較結果が各比較検出ブロックB11〜B
77の保持回路3に保持されることとなる。
理解を一層容易にするために、各比較検出ブロックBij
での比較処理をイメージ的に説明しておく。第9図は、
ある時点における各比較検出ブロックBijの比較処理を
イメージ的に示した図である。図中において、右側に位
置する49個のブロックは、対応する比較検出ブロック
BijのシフトレジスタR0〜R3を表わし、ブロック内
の番号は、4画素a〜dからなるオブジェクトエリアと
比較されるべき、マスターパターン内の対応する4画素
エリアの番号を示している。これら各ブロック内の番号
は、オブジェクトデータが入力される度にそれぞれ1画
素ずつ左方へシフトされていく。ところで、図中右側に
位置する49個のブロックは、対応する比較検出ブロッ
クBijのシフトレジスタR0〜R3を表わしているた
め、その中のデータが右へシフトされることは、第1図
に示す検査ウィンドウW,W′が右へ走査されていくこ
とを意味し、したがって、パターン全域の走査を終了す
れば、第1図に示すオブジェクトパターンP′0と各マ
スターパターンM11〜M77の比較処理を、それぞれ各比
較検出ブロックBijにおいて行ったこととなる。
での比較処理をイメージ的に説明しておく。第9図は、
ある時点における各比較検出ブロックBijの比較処理を
イメージ的に示した図である。図中において、右側に位
置する49個のブロックは、対応する比較検出ブロック
BijのシフトレジスタR0〜R3を表わし、ブロック内
の番号は、4画素a〜dからなるオブジェクトエリアと
比較されるべき、マスターパターン内の対応する4画素
エリアの番号を示している。これら各ブロック内の番号
は、オブジェクトデータが入力される度にそれぞれ1画
素ずつ左方へシフトされていく。ところで、図中右側に
位置する49個のブロックは、対応する比較検出ブロッ
クBijのシフトレジスタR0〜R3を表わしているた
め、その中のデータが右へシフトされることは、第1図
に示す検査ウィンドウW,W′が右へ走査されていくこ
とを意味し、したがって、パターン全域の走査を終了す
れば、第1図に示すオブジェクトパターンP′0と各マ
スターパターンM11〜M77の比較処理を、それぞれ各比
較検出ブロックBijにおいて行ったこととなる。
各比較検出ブロックBijの保持回路3に保持されている
データは、第5図に示すように全てアンドゲートAND
2に送られ、論理積がとられる。ところで、各比較検出
ブロックBijの保持回路3に保持されているデータは、
既述したように、オブジェクトパターンP′0の領域の
主査を終了した時点では、パターン内に1箇所でも欠陥
サイズに相当する不一致箇所があれば「1」となり、不
一致箇所が全くなければ「0」となる。したがって、検
査物に欠陥が1箇所でも存在した場合には、全ての比較
検出ブロックBijから「1」が出力されて、アンド回路
AND2の出力が「1」となり、逆に検査物に欠陥が全
くなければ、位置的に対応するいずれか一の比較検出ブ
ロック(第1図の例ではB66)から「0」が出力され
て、アンド回路AND2の出力が「0」となる。そこ
で、パターン走査終了後に、アンド回路AND2から出
力される信号に基づいてパターン欠陥を検出する。この
ように1回のパターン走査が終了して欠陥の有無を検出
し、図示しない次段へ送出すると、クリア信号によって
保持回路3の内容を「0」にする。
データは、第5図に示すように全てアンドゲートAND
2に送られ、論理積がとられる。ところで、各比較検出
ブロックBijの保持回路3に保持されているデータは、
既述したように、オブジェクトパターンP′0の領域の
主査を終了した時点では、パターン内に1箇所でも欠陥
サイズに相当する不一致箇所があれば「1」となり、不
一致箇所が全くなければ「0」となる。したがって、検
査物に欠陥が1箇所でも存在した場合には、全ての比較
検出ブロックBijから「1」が出力されて、アンド回路
AND2の出力が「1」となり、逆に検査物に欠陥が全
くなければ、位置的に対応するいずれか一の比較検出ブ
ロック(第1図の例ではB66)から「0」が出力され
て、アンド回路AND2の出力が「0」となる。そこ
で、パターン走査終了後に、アンド回路AND2から出
力される信号に基づいてパターン欠陥を検出する。この
ように1回のパターン走査が終了して欠陥の有無を検出
し、図示しない次段へ送出すると、クリア信号によって
保持回路3の内容を「0」にする。
C.具体的実施例 つぎに、実際に試作されているパターン欠陥検出装置に
ついて説明する。
ついて説明する。
この検出装置においては、第10図に示すように、オブ
ジェクトパターンとマスターパターン内に、508×5
08画素サイズからなる検査エリアA11,A12…および
A′11,A′12…を、それぞれ1段につき4個ずつ複数
段設定し、各検査エリア毎に欠陥検出を行うように構成
される。また、オブジェクトデータ取込のための画像走
査は、第10図(a) に示すように、まず1段目の4個の
検査エリアA11〜A14に対して、1ライン2032画素
分の主走査を行う毎に走査位置を副走査方向へ1画素分
ずつ移動させ、以下同様にして、各段の4個の検査エリ
アに対し、順次、上段から下段に向けて走査を行ってい
く。メモリからのマスターデータ呼出しのための画像走
査も、第10図(b) に示すように、上記オブジェクトパ
ターンの走査と対応させて、同様に(ただし、1ライン
2048画素)行われる。したがって、各検査エリアの
欠陥検出は、各段の4個の検査エリア毎にまとめて行な
われることとなる。
ジェクトパターンとマスターパターン内に、508×5
08画素サイズからなる検査エリアA11,A12…および
A′11,A′12…を、それぞれ1段につき4個ずつ複数
段設定し、各検査エリア毎に欠陥検出を行うように構成
される。また、オブジェクトデータ取込のための画像走
査は、第10図(a) に示すように、まず1段目の4個の
検査エリアA11〜A14に対して、1ライン2032画素
分の主走査を行う毎に走査位置を副走査方向へ1画素分
ずつ移動させ、以下同様にして、各段の4個の検査エリ
アに対し、順次、上段から下段に向けて走査を行ってい
く。メモリからのマスターデータ呼出しのための画像走
査も、第10図(b) に示すように、上記オブジェクトパ
ターンの走査と対応させて、同様に(ただし、1ライン
2048画素)行われる。したがって、各検査エリアの
欠陥検出は、各段の4個の検査エリア毎にまとめて行な
われることとなる。
以下に、上記手順でパターン欠陥検出を行うように構成
された、パターン欠陥検出装置について具体的に述べ
る。第11図にパターン欠陥検出装置の概略構成図を示
す。同図に示すように、この装置は、プリント配線板等
の検査物4を、所定範囲内の位置決め精度で保持可能と
するXYテーブル5を有し、このXYテーブル5のX方
向(主走査方向)への駆動がモータ6を含むX方向駆動
部により行なわれるとともに、Y方向(副走査方向)へ
の駆動がモータ7を含むY方向駆動部により行なわれ
る。
された、パターン欠陥検出装置について具体的に述べ
る。第11図にパターン欠陥検出装置の概略構成図を示
す。同図に示すように、この装置は、プリント配線板等
の検査物4を、所定範囲内の位置決め精度で保持可能と
するXYテーブル5を有し、このXYテーブル5のX方
向(主走査方向)への駆動がモータ6を含むX方向駆動
部により行なわれるとともに、Y方向(副走査方向)へ
の駆動がモータ7を含むY方向駆動部により行なわれ
る。
XYテーブル5の上方にはCCDラインセンサ8が、X
方向線上に所定間隔をあけて8台設置されている。(た
だし、第11図では、便宜上、1台のみ図示し、他は図
示を省略した。)これらのCCDラインセンサ8は、そ
れぞれX方向線上に画素を構成する受光素子を一列に2
048個配列したものを用いる。これら8台のCCDラ
ンセンサ5によるプリント配線板4の画像の読み取り
は、CCDラインセンサ8をX方向にスキャンさせなが
ら、モータ7によりXYテーブル5をY方向へ移動させ
て、プリント配線板4をスキャン幅aで帯状に走査し、
往路側の走査を行う。往路側の走査が終了すれば、モー
タ6によりXYテーブル5をX方向へ上記スキャン幅a
よりも若干小さな幅だけで移動させ検査領域がオーバー
ラップするように移動させ、ついでXYテーブル5を−
(マイナス)Y方向へ移動させて帰路側の走査を行う。
これにより、プリント配線板4の全面領域が走査され
て、画像の読み取りが行なわれることとなる。第10図
(a) は、1台のCCDライセンサ8により、往路側の画
像データを取込んで得られるオブジェクトパターンPを
示したものである。
方向線上に所定間隔をあけて8台設置されている。(た
だし、第11図では、便宜上、1台のみ図示し、他は図
示を省略した。)これらのCCDラインセンサ8は、そ
れぞれX方向線上に画素を構成する受光素子を一列に2
048個配列したものを用いる。これら8台のCCDラ
ンセンサ5によるプリント配線板4の画像の読み取り
は、CCDラインセンサ8をX方向にスキャンさせなが
ら、モータ7によりXYテーブル5をY方向へ移動させ
て、プリント配線板4をスキャン幅aで帯状に走査し、
往路側の走査を行う。往路側の走査が終了すれば、モー
タ6によりXYテーブル5をX方向へ上記スキャン幅a
よりも若干小さな幅だけで移動させ検査領域がオーバー
ラップするように移動させ、ついでXYテーブル5を−
(マイナス)Y方向へ移動させて帰路側の走査を行う。
これにより、プリント配線板4の全面領域が走査され
て、画像の読み取りが行なわれることとなる。第10図
(a) は、1台のCCDライセンサ8により、往路側の画
像データを取込んで得られるオブジェクトパターンPを
示したものである。
CCDライセンサ8により読み取られたアナログ画像信
号は、バッファアンプ9により増幅された後、A/D変
換部10によりディジタル画像信号に変換され、空間フ
ィルタ11を経て、2値化回路12で「1」と「0」の
信号に2値化される。
号は、バッファアンプ9により増幅された後、A/D変
換部10によりディジタル画像信号に変換され、空間フ
ィルタ11を経て、2値化回路12で「1」と「0」の
信号に2値化される。
2値化回路12の出力端子側には、切替回路13が接続
されており、この切替回路13は、マスターパターン入
力時には接点13a側に、また、オブジェクトパターン
入力時には接点13b側にそれぞれ切換えられる。
されており、この切替回路13は、マスターパターン入
力時には接点13a側に、また、オブジェクトパターン
入力時には接点13b側にそれぞれ切換えられる。
すなわち、マスターパターンの入力時、言い換えれば、
XYテーブル5上に検査基準となるプリント配線板4が
配されて、その画像が上記CCDラインセンサ8により
読み取られたときは、2値化回路12から時系列的に出
力される2値化された画像信号を、接点13aを通して
データ圧縮部14に入力させ、データ圧縮部14でメモ
リ容量を小さくするように符号化させてメモリ15に記
憶させる。一方、オブジェクトパターンの入力時、言い
換えればXYテーブル5上に検査対象となるプリント配
線板4が配されて、その画像が上記CCDライセンサ8
により読み取られたときは、2値化回路12から時系列
的に出力される2値化された画像信号を、接点13bを
通して欠陥検査部16の一方の入力端子へ入力させる。
(例えば特願昭59−120992号) 欠陥検査部16(その詳細は後述する)では、上記画像
信号が一方の入力端子に時系列的に入力されるたびに、
その検査画像信号すなわちオブジェクトデータと、デー
タ復元部17を介しメモリ15からタイミングを合せて
呼び出されるマスターデータとに基いて、欠陥検査処理
が行なわれる。
XYテーブル5上に検査基準となるプリント配線板4が
配されて、その画像が上記CCDラインセンサ8により
読み取られたときは、2値化回路12から時系列的に出
力される2値化された画像信号を、接点13aを通して
データ圧縮部14に入力させ、データ圧縮部14でメモ
リ容量を小さくするように符号化させてメモリ15に記
憶させる。一方、オブジェクトパターンの入力時、言い
換えればXYテーブル5上に検査対象となるプリント配
線板4が配されて、その画像が上記CCDライセンサ8
により読み取られたときは、2値化回路12から時系列
的に出力される2値化された画像信号を、接点13bを
通して欠陥検査部16の一方の入力端子へ入力させる。
(例えば特願昭59−120992号) 欠陥検査部16(その詳細は後述する)では、上記画像
信号が一方の入力端子に時系列的に入力されるたびに、
その検査画像信号すなわちオブジェクトデータと、デー
タ復元部17を介しメモリ15からタイミングを合せて
呼び出されるマスターデータとに基いて、欠陥検査処理
が行なわれる。
第12図は、上記欠陥検査部16の回路構成を示したも
のである。この欠陥検査部16が第5図の欠陥検査部と
相違する点は次のとおりである。すなわち、第5図の場
合は、検査ウィンドウW,W′を2×2画素サイズと
し、検査ウィンドウW,W′のゆすらせ範囲を上下左右
に3画素ずつ設定したため、オブジェクトデータ入力側
のシフトレジスタSR1を1個、マスターデータ入力側
のシフトレジスタSR2〜SR9を合計8個設けるとと
もに、比較検出ブロックB11〜B77を7×7の合計49
個設けた。これに対して、第12図の欠陥検査部16の
場合は、検査ウィンドウW,W′を5×5画素サイズと
し、検査ウィンドウW,W′のゆすらせ範囲を、上方と
左方に15画素ずつ、下方と右方に16画素ずつ設定す
るため、オブジェクトデータ入力側のシフトレジスタS
R11〜SR14を4個、マスターデータ入力側のシフトレ
ジスタSR201 〜SR235 を35個設けるとともに、比
較検出ブロックB1,1 〜B32,32 を32×32の合計1
024個設けている。
のである。この欠陥検査部16が第5図の欠陥検査部と
相違する点は次のとおりである。すなわち、第5図の場
合は、検査ウィンドウW,W′を2×2画素サイズと
し、検査ウィンドウW,W′のゆすらせ範囲を上下左右
に3画素ずつ設定したため、オブジェクトデータ入力側
のシフトレジスタSR1を1個、マスターデータ入力側
のシフトレジスタSR2〜SR9を合計8個設けるとと
もに、比較検出ブロックB11〜B77を7×7の合計49
個設けた。これに対して、第12図の欠陥検査部16の
場合は、検査ウィンドウW,W′を5×5画素サイズと
し、検査ウィンドウW,W′のゆすらせ範囲を、上方と
左方に15画素ずつ、下方と右方に16画素ずつ設定す
るため、オブジェクトデータ入力側のシフトレジスタS
R11〜SR14を4個、マスターデータ入力側のシフトレ
ジスタSR201 〜SR235 を35個設けるとともに、比
較検出ブロックB1,1 〜B32,32 を32×32の合計1
024個設けている。
また、第10図で説明したように、各段の4個の検査エ
リア毎にまとめて欠陥検出を行なえるように、各シフト
レジスタSR11〜SR14およびSR201 〜SR235 のビ
ット数を、4エリアの1ライン分に相当する2048ビ
ットに設定するとともに、各比較検出ブロックB1,1 〜
B32,32 を一部改良し(その詳細は後述する)、さらに
アンドゲートAND01〜AND04を、各段の4個の検査
エリアに対応して4個設けている。
リア毎にまとめて欠陥検出を行なえるように、各シフト
レジスタSR11〜SR14およびSR201 〜SR235 のビ
ット数を、4エリアの1ライン分に相当する2048ビ
ットに設定するとともに、各比較検出ブロックB1,1 〜
B32,32 を一部改良し(その詳細は後述する)、さらに
アンドゲートAND01〜AND04を、各段の4個の検査
エリアに対応して4個設けている。
この欠陥検査部16の動作はつぎのとおりである。すな
わち、欠陥検査部16に入力されたオブジェクトデータ
は、シフトレジスタSR11〜SR14により1ラインずつ
最高4ラインまで遅延されたオブジェクトデータと共
に、5データが1組となって各比較検出ブロックB1,1
〜B32,32 へ共通に入力される。一方、マスターデータ
は、シフトレジスタSR201 〜SR235 により1ライン
ずつ遅延するように分離され、分離された副走査方向に
隣合う5個のデータが1組となって、比較検出ブロック
B1,1 〜B32,32 の水平方向の1段ごとに1ラインずつ
ずらせて入力されるとともに、垂直方向の1段ごとに挿
入したDタイプフリップフロップD−FFにより、垂直
方向の1段ごとに1画素分ずつ遅延されて入力される。
これにより、各比較検出ブロックBij(i=1〜32,
j=1〜32)に与えられるマスターデータは、全て2
次元的に1画素ずつ位置ずれしたものとなる。第13図
は、最初のマスターデータが一番最後の比較検出ブロッ
クB32,栄2 のフリップフロップまできた時の、比較検
出ブロックBij,DタイプフリップフロップD−FF,
シフトレジスタSR11〜SR14,SR201 〜SR235 に
ラッチされているデータの位置を示したものであり、イ
メージは逆転したものとなる。
わち、欠陥検査部16に入力されたオブジェクトデータ
は、シフトレジスタSR11〜SR14により1ラインずつ
最高4ラインまで遅延されたオブジェクトデータと共
に、5データが1組となって各比較検出ブロックB1,1
〜B32,32 へ共通に入力される。一方、マスターデータ
は、シフトレジスタSR201 〜SR235 により1ライン
ずつ遅延するように分離され、分離された副走査方向に
隣合う5個のデータが1組となって、比較検出ブロック
B1,1 〜B32,32 の水平方向の1段ごとに1ラインずつ
ずらせて入力されるとともに、垂直方向の1段ごとに挿
入したDタイプフリップフロップD−FFにより、垂直
方向の1段ごとに1画素分ずつ遅延されて入力される。
これにより、各比較検出ブロックBij(i=1〜32,
j=1〜32)に与えられるマスターデータは、全て2
次元的に1画素ずつ位置ずれしたものとなる。第13図
は、最初のマスターデータが一番最後の比較検出ブロッ
クB32,栄2 のフリップフロップまできた時の、比較検
出ブロックBij,DタイプフリップフロップD−FF,
シフトレジスタSR11〜SR14,SR201 〜SR235 に
ラッチされているデータの位置を示したものであり、イ
メージは逆転したものとなる。
第14図は、上記比較検出ブロックBij(i=1〜3
2,j=1〜32)の具体的回路図を示したものであ
る。各比較検出ブロックBijは、構成が同一であるので
一のブロックの回路のみを示している。
2,j=1〜32)の具体的回路図を示したものであ
る。各比較検出ブロックBijは、構成が同一であるので
一のブロックの回路のみを示している。
この比較検出ブロックBijは、比較回路18と、判定回
路19と、保持回路20とで構成される。比較回路18
は5データ1組で入力されるオブジェクトデータとマス
ターデータを、排他的論理和ゲートEXR11〜EXR15
により対応する画素毎に比較し、対応する画素の2値化
信号が不一致であれば「1」、一致していれば「0」を
出力してそれぞれ第1列目のシフトレジスタR0,
R3,R8,R15,R24でラッチさせる。この判定回路
18に設けられるシフトレジスタR0〜R24は、ここで
は5列すなわち5×5画素サイズ分設けられており、デ
ータが入力される毎に、排他的論理和ゲートEXR11〜
EXR15による比較が行なわれて、比較結果が順次右方
へシフトされていく。
路19と、保持回路20とで構成される。比較回路18
は5データ1組で入力されるオブジェクトデータとマス
ターデータを、排他的論理和ゲートEXR11〜EXR15
により対応する画素毎に比較し、対応する画素の2値化
信号が不一致であれば「1」、一致していれば「0」を
出力してそれぞれ第1列目のシフトレジスタR0,
R3,R8,R15,R24でラッチさせる。この判定回路
18に設けられるシフトレジスタR0〜R24は、ここで
は5列すなわち5×5画素サイズ分設けられており、デ
ータが入力される毎に、排他的論理和ゲートEXR11〜
EXR15による比較が行なわれて、比較結果が順次右方
へシフトされていく。
判定回路19は、シフトレジスタR0〜R24の中から、
各種欠陥パターンに対応する特定画素分の比較結果のみ
を各別に抽出して、それぞれのアンドゲートAND11〜
AND21により論理積をとり、それぞれのアンドゲート
AND11〜AND21において、抽出されたデータの全て
が不一致のとき(すなわちその欠陥サイズに相当する不
一致があるとき)は、「1」のデータをセレクタSへそ
れぞれ抽出するとともに、抽出されたデータのうちに1
つでも一致する部分があれば、「0」のデータをセレク
タSへ出力する。セレクタSは、制御端子に入力される
コントロール信号MS0〜MS2に基づいて、いずれか
の欠陥のパターンに対応するデータのみをセレクトし、
そのデータを次段の保持回路20へ出力させる。
各種欠陥パターンに対応する特定画素分の比較結果のみ
を各別に抽出して、それぞれのアンドゲートAND11〜
AND21により論理積をとり、それぞれのアンドゲート
AND11〜AND21において、抽出されたデータの全て
が不一致のとき(すなわちその欠陥サイズに相当する不
一致があるとき)は、「1」のデータをセレクタSへそ
れぞれ抽出するとともに、抽出されたデータのうちに1
つでも一致する部分があれば、「0」のデータをセレク
タSへ出力する。セレクタSは、制御端子に入力される
コントロール信号MS0〜MS2に基づいて、いずれか
の欠陥のパターンに対応するデータのみをセレクトし、
そのデータを次段の保持回路20へ出力させる。
保持回路20は、データフリップフロップとオアゲート
で構成されるバッファ回路E11〜E14を、第10図に示
す各段の4個の検査エリアに対応して4個設ける。これ
ら各バッファ回路E11〜E14の前段にはアンドゲートA
ND31〜AND34を接続し、各アンドゲートAND31〜
AND34に入力されるコントロール信号EX0〜EX3
により、セレクタSから出力されるデータを、いずれか
一のバッファ回路E11〜E14へ順次選択的に切換えて入
力させる。
で構成されるバッファ回路E11〜E14を、第10図に示
す各段の4個の検査エリアに対応して4個設ける。これ
ら各バッファ回路E11〜E14の前段にはアンドゲートA
ND31〜AND34を接続し、各アンドゲートAND31〜
AND34に入力されるコントロール信号EX0〜EX3
により、セレクタSから出力されるデータを、いずれか
一のバッファ回路E11〜E14へ順次選択的に切換えて入
力させる。
その切換タイミングを、第14図および第15図を用い
て次に説明する。ただし、パターン内の走査を開始する
にあたり、第14図に示す各保持回路E11〜E14のデー
タフリップフロップにはCL0端子からクリア信号が与
えられて、「0」が保持されているものとする。まず、
第15図(a) に示すように、最初の検査エリアA11の第
1ライン目の走査がなされているときは、コントロール
信号EX0〜EX4のうちEX0のみ「1」が与えら
れ、他は「0」が与えられてアンドゲートAND31のみ
能動化され、これによりセレクタSにより選択された欠
陥パターンに対応する判定結果が、バッファ回路E11へ
時系列的に入力される。この走査期間中に、欠陥サイズ
に相当する不一致箇所が1か所でも有れば、保回路E11
にデータ「1」が保持され、不一致箇所が全くなければ
データ「0」が保持される。
て次に説明する。ただし、パターン内の走査を開始する
にあたり、第14図に示す各保持回路E11〜E14のデー
タフリップフロップにはCL0端子からクリア信号が与
えられて、「0」が保持されているものとする。まず、
第15図(a) に示すように、最初の検査エリアA11の第
1ライン目の走査がなされているときは、コントロール
信号EX0〜EX4のうちEX0のみ「1」が与えら
れ、他は「0」が与えられてアンドゲートAND31のみ
能動化され、これによりセレクタSにより選択された欠
陥パターンに対応する判定結果が、バッファ回路E11へ
時系列的に入力される。この走査期間中に、欠陥サイズ
に相当する不一致箇所が1か所でも有れば、保回路E11
にデータ「1」が保持され、不一致箇所が全くなければ
データ「0」が保持される。
つぎに、第15図(b) に示すように、第2番目の検査エ
リアA12の第1ライン目の走査がなされるときは、コン
トロール信号EX0に「0」が与えられるとともにEX
1に「1」が与えられて、アンドゲートAND31に変わ
りアンドゲートAND32が能動化され、セレクタSから
の判定結果がバッファ回路E12に時系列的に入力され
る。この走査期間中に欠陥サイズに相当する不一致箇所
が有れば、保持回路E12にデータ「1」が保持され、無
ければデータ「0」が保持される。
リアA12の第1ライン目の走査がなされるときは、コン
トロール信号EX0に「0」が与えられるとともにEX
1に「1」が与えられて、アンドゲートAND31に変わ
りアンドゲートAND32が能動化され、セレクタSから
の判定結果がバッファ回路E12に時系列的に入力され
る。この走査期間中に欠陥サイズに相当する不一致箇所
が有れば、保持回路E12にデータ「1」が保持され、無
ければデータ「0」が保持される。
同様にして、第15図(c) に示すように、第3番目の検
査エリアE13の第1ライン目の走査がなされるときは、
コントロール信号EX1に「0」が与えられるとともに
EX2に「1」が与えられて、アンドゲートAND32に
変わりアンドゲートAND33が能動化され、セレクタS
からの判定結果がバッファ回路E13に時系列的に入力さ
れて、欠陥サイズに相当する不一致箇所が有れば保持回
路E13にデータ「1」が保持され、無ければデータ
「0」が保持される。
査エリアE13の第1ライン目の走査がなされるときは、
コントロール信号EX1に「0」が与えられるとともに
EX2に「1」が与えられて、アンドゲートAND32に
変わりアンドゲートAND33が能動化され、セレクタS
からの判定結果がバッファ回路E13に時系列的に入力さ
れて、欠陥サイズに相当する不一致箇所が有れば保持回
路E13にデータ「1」が保持され、無ければデータ
「0」が保持される。
また、第15図(d) に示すように、第4番目の検査エリ
アE14の第1ライン目の走査がなされるときは、コント
ロール信号EX2に「0」が与えられるとともにEX3
に「1」が与えられて、アンドゲートAND33に代わり
アンドゲートAND34が能動化され、セレクタSからの
判定結果がバッファ回路E14に時系列的に入力されて、
欠陥サイズに相当する不一致箇所が有ればデータ「1」
が保持され、無ければデータ「0」が保持される。
アE14の第1ライン目の走査がなされるときは、コント
ロール信号EX2に「0」が与えられるとともにEX3
に「1」が与えられて、アンドゲートAND33に代わり
アンドゲートAND34が能動化され、セレクタSからの
判定結果がバッファ回路E14に時系列的に入力されて、
欠陥サイズに相当する不一致箇所が有ればデータ「1」
が保持され、無ければデータ「0」が保持される。
次に、走査位置が、最初の検査エリアA11の第2ライン
目に移ると、コントロール信号EX0により、アンドゲ
ートAND34に変わりアンドゲードAND31が再び能動
化され、セレクタSからの判定結果がバッファ回路E11
に再び入力される。このとき、検査エリアA11の第1ラ
イン目の走査によりバッファ回路E11にデータ「0」保
持されているときは、第2ライン目の走査期間中に欠陥
サイズに相当する不一致箇所が有ればそのバッファ回路
E11にデータ「1」が保持されることとなり、不一致箇
所がなければ引き続き「0」が保持されることとなる。
また、検査エリアA11の第1ライン目の走査によりバッ
ファ回路E11にデータ「1」が既に保持されているとき
は、第2ライン目の不一致箇所の有無にかかわらず、バ
ッファ回路E11には、データ「1」が引き続き保持され
ることとなる。
目に移ると、コントロール信号EX0により、アンドゲ
ートAND34に変わりアンドゲードAND31が再び能動
化され、セレクタSからの判定結果がバッファ回路E11
に再び入力される。このとき、検査エリアA11の第1ラ
イン目の走査によりバッファ回路E11にデータ「0」保
持されているときは、第2ライン目の走査期間中に欠陥
サイズに相当する不一致箇所が有ればそのバッファ回路
E11にデータ「1」が保持されることとなり、不一致箇
所がなければ引き続き「0」が保持されることとなる。
また、検査エリアA11の第1ライン目の走査によりバッ
ファ回路E11にデータ「1」が既に保持されているとき
は、第2ライン目の不一致箇所の有無にかかわらず、バ
ッファ回路E11には、データ「1」が引き続き保持され
ることとなる。
同様にして、第2ライン目の走査が検査エリアA12,A
13,A14と進むにつれて、対応するバッファ回路E12,
E13,E14が交互に順番に能動化され、各検査エリアA
12,A13,A14の第2ラインまでの検査結果が各バッフ
ァ回路E12,E13,E14に保持されていく。
13,A14と進むにつれて、対応するバッファ回路E12,
E13,E14が交互に順番に能動化され、各検査エリアA
12,A13,A14の第2ラインまでの検査結果が各バッフ
ァ回路E12,E13,E14に保持されていく。
以下同様にして、各検査エリアA11〜A14に対して第3
ライン目以降の走査が行なわれ、対応するバッファ回路
E11〜E14が交互に順番に能動化されて、それぞれの検
査結果が各バッファ回路E11〜E14に保持されていく
(第15図(e) 参照) 走査が第512ライン目まで進み、各検査エリアA11〜
A14の全領域の走査が終了すると、各バッファ回路E11
〜E14には、対応する検査エリアA11〜A14の検査結果
が保持されることとなる。すなわち、対応するエリアに
欠陥サイズに相当する不一致箇所が一箇所でも有れば
「1」のデータが保持され、全くなければ「0」のデー
タが保持される。
ライン目以降の走査が行なわれ、対応するバッファ回路
E11〜E14が交互に順番に能動化されて、それぞれの検
査結果が各バッファ回路E11〜E14に保持されていく
(第15図(e) 参照) 走査が第512ライン目まで進み、各検査エリアA11〜
A14の全領域の走査が終了すると、各バッファ回路E11
〜E14には、対応する検査エリアA11〜A14の検査結果
が保持されることとなる。すなわち、対応するエリアに
欠陥サイズに相当する不一致箇所が一箇所でも有れば
「1」のデータが保持され、全くなければ「0」のデー
タが保持される。
第1段目の検査エリアA11〜A14の走査が終了すると、
バッファ回路E11〜E14から第1段目の検査エリアA11
〜A14の検査結果が図示しない次段に出力される。な
お、バッファ回路E11〜E14から検査結果が出力された
後は、第14図においてバッファ回路E11〜E14のDタ
イプフリップフロップにクリア信号CL0として「0」
が与えられてクリアされ、つぎの段の領域の検査に備え
られる。
バッファ回路E11〜E14から第1段目の検査エリアA11
〜A14の検査結果が図示しない次段に出力される。な
お、バッファ回路E11〜E14から検査結果が出力された
後は、第14図においてバッファ回路E11〜E14のDタ
イプフリップフロップにクリア信号CL0として「0」
が与えられてクリアされ、つぎの段の領域の検査に備え
られる。
こうして、各段の4個の検査エリアの検査が終了する毎
に、第12図に示す各比較検出ブロックB1,1 〜B
32,32 のそれぞれから各検査エリア毎の検査結果が出力
され、これらの検査結果は、第1列目の検査エリア
A11,A21,A31…についてはアンドゲートAND01に
出力され、第2列目の検査エリアA12,A22,A32…に
ついてはアンドゲートAND02に出力され、第3列目の
検査エリアA13,A23,A33…についてはアンドゲート
AND03に出力され、第4列目の検査エリアA14,
A24,A34…についてはアンドゲートAND04に出力さ
れる。
に、第12図に示す各比較検出ブロックB1,1 〜B
32,32 のそれぞれから各検査エリア毎の検査結果が出力
され、これらの検査結果は、第1列目の検査エリア
A11,A21,A31…についてはアンドゲートAND01に
出力され、第2列目の検査エリアA12,A22,A32…に
ついてはアンドゲートAND02に出力され、第3列目の
検査エリアA13,A23,A33…についてはアンドゲート
AND03に出力され、第4列目の検査エリアA14,
A24,A34…についてはアンドゲートAND04に出力さ
れる。
それぞれのアンドゲートAND01〜AND04では、各段
の4個の検査エリアの検査が終了する毎に、各比較検出
ブロックB1,1 〜B32,32 から出力される対応する検査
エリアの検査結果の論理積をそれぞれ求めて出力され
る。ところで、各比較検出ブロックB1,1 〜B32,32 か
ら出力される検査結果は、次のとおりである。すなわ
ち、オブジェクトパターンとマスターパターンが位置的
に対応している比較検出ブロックから出力される検査結
果は、その検査エリア内に欠陥がない場合には「0」が
出力され、欠陥が有る場合には「1」が出力される。ま
た、オブジェクトパターンとマスターパターンが位置的
にずれている比較検出ブロックから出力される検査結果
は、欠陥の有無に拘わらず常に「1」が出力される。し
たがって、各アンドゲートAND01〜AND04において
論理積を求めた結果は、対応する検査エリア内に欠陥が
有れば「1」が出力され、欠陥が無ければ「0」が出力
される。そこで、各段の4個の検査エリアの検査が終了
する毎に、各アンドゲートAND01〜AND04から出力
される検出信号に基づいて、検査物の欠陥の有無を、そ
の位置とともに判定する。
の4個の検査エリアの検査が終了する毎に、各比較検出
ブロックB1,1 〜B32,32 から出力される対応する検査
エリアの検査結果の論理積をそれぞれ求めて出力され
る。ところで、各比較検出ブロックB1,1 〜B32,32 か
ら出力される検査結果は、次のとおりである。すなわ
ち、オブジェクトパターンとマスターパターンが位置的
に対応している比較検出ブロックから出力される検査結
果は、その検査エリア内に欠陥がない場合には「0」が
出力され、欠陥が有る場合には「1」が出力される。ま
た、オブジェクトパターンとマスターパターンが位置的
にずれている比較検出ブロックから出力される検査結果
は、欠陥の有無に拘わらず常に「1」が出力される。し
たがって、各アンドゲートAND01〜AND04において
論理積を求めた結果は、対応する検査エリア内に欠陥が
有れば「1」が出力され、欠陥が無ければ「0」が出力
される。そこで、各段の4個の検査エリアの検査が終了
する毎に、各アンドゲートAND01〜AND04から出力
される検出信号に基づいて、検査物の欠陥の有無を、そ
の位置とともに判定する。
D.上述の実施例ではマスターパターンを拡げたエリア
として説明したが、第11図に示すように、マスターパ
ターンはいったんメモリ(15)に蓄えられるものであ
るから、オブジェクトパターンとマスターパターンを入
れ替えてもこの発明の主旨内であり、第5図、第12図
におけるオブジェクトデータとマスターデータを入れか
えればよい。比較すべき位置が合うようにメモリから読
み出しのタイミングを合せるのは言うまでもない。
として説明したが、第11図に示すように、マスターパ
ターンはいったんメモリ(15)に蓄えられるものであ
るから、オブジェクトパターンとマスターパターンを入
れ替えてもこの発明の主旨内であり、第5図、第12図
におけるオブジェクトデータとマスターデータを入れか
えればよい。比較すべき位置が合うようにメモリから読
み出しのタイミングを合せるのは言うまでもない。
E.オブジェクトパターンとマスターパターンとがある
傾きをもった状態で比較されるとき。
傾きをもった状態で比較されるとき。
上述の説明ではオブジェクトパターンとマスターパター
が上下左右の平行の位置ずれについて説明した。第16
図に傾きをもって比較される場合について説明する。第
16図(a) に於いてオブジェクトパターンとマスターパ
ターンはθの傾きを持って、画素1P及び1Mを中心と
して置かれているとする。この場合、A1領域では例え
ば画素508は508Mに対してY方向に1/4画素の
ずれを持っている。X方向に対しては1/4画素×1/
508=1/2032画素のずれであるためここでは無
視出来る値である。
が上下左右の平行の位置ずれについて説明した。第16
図に傾きをもって比較される場合について説明する。第
16図(a) に於いてオブジェクトパターンとマスターパ
ターンはθの傾きを持って、画素1P及び1Mを中心と
して置かれているとする。この場合、A1領域では例え
ば画素508は508Mに対してY方向に1/4画素の
ずれを持っている。X方向に対しては1/4画素×1/
508=1/2032画素のずれであるためここでは無
視出来る値である。
A1領域では第16図から明らかなようにオブジェクト
のパターンとマスターのパターンは位置をずらすことな
く、この位置が最適な位置となる。次に第16図(a) の
A4領域までくると1Pと1MのY方向のずれは3/4
画素まで広がっており、508Pと508Mでは1画素
にまで広がっているため、第16図(b) に示すようにY
方向に於て1画素のずれた位置での比較が最適なものと
なる。すなわち第16図の例で示したようにオブジェク
トパターンとマスターパターンに角度のずれが発生して
いても、512×512画素領域の単位で最適な位置が
存在し、第1図の例で示されるようにパターンどうしに
欠陥がなければエラーの情報は出力されない。
のパターンとマスターのパターンは位置をずらすことな
く、この位置が最適な位置となる。次に第16図(a) の
A4領域までくると1Pと1MのY方向のずれは3/4
画素まで広がっており、508Pと508Mでは1画素
にまで広がっているため、第16図(b) に示すようにY
方向に於て1画素のずれた位置での比較が最適なものと
なる。すなわち第16図の例で示したようにオブジェク
トパターンとマスターパターンに角度のずれが発生して
いても、512×512画素領域の単位で最適な位置が
存在し、第1図の例で示されるようにパターンどうしに
欠陥がなければエラーの情報は出力されない。
角度θのずれの最大許容値は次の2つの要素を満たして
いなければならない。第1は、ずれ量の最大の画素数が
第1図の例のようにマスターの複数パターンの数よりも
小さくなければならない。第2の要素は第16図の例の
ように508×508画素の領域内に於て、オブジェク
トパターンとマスターパターンをそれぞれ最適誤差位置
に適当な画素数ずらせば、必らず設定したエラー検出用
のウィンドウのサイズよりもオブジェクトパターンとマ
スターパターンの不一致部分が小さくなるようなずれ量
でなければならない。第16図(a) の例では最大1画素
の不一致はどこかの領域で発生するからエラー検出用の
ウィンドウは2×2以上の大きさが必要である。
いなければならない。第1は、ずれ量の最大の画素数が
第1図の例のようにマスターの複数パターンの数よりも
小さくなければならない。第2の要素は第16図の例の
ように508×508画素の領域内に於て、オブジェク
トパターンとマスターパターンをそれぞれ最適誤差位置
に適当な画素数ずらせば、必らず設定したエラー検出用
のウィンドウのサイズよりもオブジェクトパターンとマ
スターパターンの不一致部分が小さくなるようなずれ量
でなければならない。第16図(a) の例では最大1画素
の不一致はどこかの領域で発生するからエラー検出用の
ウィンドウは2×2以上の大きさが必要である。
F.実施例の効果 上記パターン欠陥検出装置によれば、検出物装設置によ
る位置ずれ(上下左右のずれ、傾きのずれ)や検査物内
部の歪による位置合せ誤差がある場合でも、それらの位
置合せ誤差を吸収して高精度のパターン欠陥検出を行な
える。しかも、検査物の位置ずれ補正処理と欠陥検出処
理を同時に並行して行なうため、従来例(特開昭60−
57929号公報、特願昭60−100148号)のよ
うに位置ずれ補正処理を行ってから欠陥検出処理を行う
場合に比べて、1段少い回路によって欠陥検出を行なえ
る。また、第14図に示すように、判定回路19には、
各種欠陥パターンに対応する特定画素分の比較結果のみ
をそれぞれ抽出して不一致判定を行うアンドゲートAN
D11〜AND21等からなる論理回路と、その論理回路に
より判定された各種欠陥パターン結果のうち、いずれか
一の判定結果のみを保持回路20へ選択的に出力させる
セレクタSとを設けているため、各種パターンの欠陥検
出を、セレクタSを切換操作するだけで簡単に行なえ
る。
る位置ずれ(上下左右のずれ、傾きのずれ)や検査物内
部の歪による位置合せ誤差がある場合でも、それらの位
置合せ誤差を吸収して高精度のパターン欠陥検出を行な
える。しかも、検査物の位置ずれ補正処理と欠陥検出処
理を同時に並行して行なうため、従来例(特開昭60−
57929号公報、特願昭60−100148号)のよ
うに位置ずれ補正処理を行ってから欠陥検出処理を行う
場合に比べて、1段少い回路によって欠陥検出を行なえ
る。また、第14図に示すように、判定回路19には、
各種欠陥パターンに対応する特定画素分の比較結果のみ
をそれぞれ抽出して不一致判定を行うアンドゲートAN
D11〜AND21等からなる論理回路と、その論理回路に
より判定された各種欠陥パターン結果のうち、いずれか
一の判定結果のみを保持回路20へ選択的に出力させる
セレクタSとを設けているため、各種パターンの欠陥検
出を、セレクタSを切換操作するだけで簡単に行なえ
る。
(発明の効果) 以上のように、この発明のパターン欠陥検出方法および
その装置によれば、検査物設置による上,下,左,右,
傾斜による位置ずれや検査物内部に発生する歪による位
置合せ誤差がある場合でも、それらの位置合せ誤差を吸
収して高精度のパターン欠陥検出を1段の処理で行なえ
るという効果が得られる。
その装置によれば、検査物設置による上,下,左,右,
傾斜による位置ずれや検査物内部に発生する歪による位
置合せ誤差がある場合でも、それらの位置合せ誤差を吸
収して高精度のパターン欠陥検出を1段の処理で行なえ
るという効果が得られる。
第1図はこの発明のパターン欠陥検出方法をイメージ的
に示した図、第2図(a) はオブジェクトパターンの一例
を示す図、第2図(b) はマスターパターンの一例を示す
図、第2図(c) は第2図(a) のオブジェクトパターンと
第2図(b) のマスターパターンの比較状態をイメージ的
に示した図、第3図(a) はオブジェクトパターンの他の
例を示す図、第3図(b) は第3図(a) のオブジェクトパ
ターンと第2図(b) のマスターパターンの比較状態をイ
メージ的に示した図、第4図(a) はオブジェクトパター
ンのさらに他の例を示す図、第4図(b) は第4図(a) の
オブジェクトパターンと第2図(b) のマスターパターン
の比較状態をイメージ的に示した図、第4図(c) は第2
図(b) よりも拡張された領域のマスターパターンの一例
を示す図、第5図は基本的な回路構成をもつパターン欠
陥検出装置の欠陥検査部の回路構成図、第6図はその装
置におけるオブジェクトパターンとマスターパターンの
走査状態を示す図、第7図は比較検出ブロックへのある
データ入力時点において特定されるオブジェクトパター
ンのエリアとマスターパターンのエリアの一例を示す
図、第8図は比較検出ブロックの具体的回路図、第9図
は各比較検出ブロックにラッチされている判定結果に対
応するエリアのマスターパターン内における位置を示す
図、第10図は具体的なパターン欠陥検出装置における
オブジェクトパターンとマスターパターンの走査説明
図、第11図はパターン欠陥検出装置の概略構成図、第
12図はその装置における欠陥検査部の回路構成図、第
13図はある時点において欠陥検査部の各フリップフロ
ップにラッチされているデータの位置を一例として示し
た図、第14図は比較検出ブロックの具体的回路図、第
15図はパターン欠陥検出装置の動作説明図、第16図
は傾きをもって比較される場合を説明する図、第17
図,第18図は従来例の不具合を説明する図である。 1,18……比較回路、2,19……判定回路、 3,20……保持回路、 P,P1,P2,P3……オブジェクトパターン、 M,M11〜M77……マスターパターン、 SR1〜SR9,SR11〜SR14,SR201 〜SR235
……シフトレジスタ、 D−FF……Dタイプフリップフロップ、 B11〜B77,B1,1 〜B32,32 ……比較検出ブロック、 AND2,AND01〜AND04……アンドゲート、 S……セレクタ
に示した図、第2図(a) はオブジェクトパターンの一例
を示す図、第2図(b) はマスターパターンの一例を示す
図、第2図(c) は第2図(a) のオブジェクトパターンと
第2図(b) のマスターパターンの比較状態をイメージ的
に示した図、第3図(a) はオブジェクトパターンの他の
例を示す図、第3図(b) は第3図(a) のオブジェクトパ
ターンと第2図(b) のマスターパターンの比較状態をイ
メージ的に示した図、第4図(a) はオブジェクトパター
ンのさらに他の例を示す図、第4図(b) は第4図(a) の
オブジェクトパターンと第2図(b) のマスターパターン
の比較状態をイメージ的に示した図、第4図(c) は第2
図(b) よりも拡張された領域のマスターパターンの一例
を示す図、第5図は基本的な回路構成をもつパターン欠
陥検出装置の欠陥検査部の回路構成図、第6図はその装
置におけるオブジェクトパターンとマスターパターンの
走査状態を示す図、第7図は比較検出ブロックへのある
データ入力時点において特定されるオブジェクトパター
ンのエリアとマスターパターンのエリアの一例を示す
図、第8図は比較検出ブロックの具体的回路図、第9図
は各比較検出ブロックにラッチされている判定結果に対
応するエリアのマスターパターン内における位置を示す
図、第10図は具体的なパターン欠陥検出装置における
オブジェクトパターンとマスターパターンの走査説明
図、第11図はパターン欠陥検出装置の概略構成図、第
12図はその装置における欠陥検査部の回路構成図、第
13図はある時点において欠陥検査部の各フリップフロ
ップにラッチされているデータの位置を一例として示し
た図、第14図は比較検出ブロックの具体的回路図、第
15図はパターン欠陥検出装置の動作説明図、第16図
は傾きをもって比較される場合を説明する図、第17
図,第18図は従来例の不具合を説明する図である。 1,18……比較回路、2,19……判定回路、 3,20……保持回路、 P,P1,P2,P3……オブジェクトパターン、 M,M11〜M77……マスターパターン、 SR1〜SR9,SR11〜SR14,SR201 〜SR235
……シフトレジスタ、 D−FF……Dタイプフリップフロップ、 B11〜B77,B1,1 〜B32,32 ……比較検出ブロック、 AND2,AND01〜AND04……アンドゲート、 S……セレクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻中 久幸 京都府京都市左京区下鴨泉川町38番地の28 (72)発明者 北門 龍治 京都府京都市東山区三条通大橋東入3丁目 下る長光町613 (56)参考文献 特開 昭60−309(JP,A) 特開 昭60−1505(JP,A) 特公 昭62−8722(JP,B2)
Claims (3)
- 【請求項1】走査線順次に得られる2値画素信号の2次
元オブジェクトパターンを2次元マスターパターンと所
定の大きさの区域ごとに比較して欠陥検出を行なうパタ
ーン欠陥検出方法であって、 前記オブジェクトパターン区域に対し位置的に対応すべ
き前記マスターパターンの区域を中心としてその区域に
所要画素数周辺を拡げた拡張区域にわたって2次元的に
1画素づつ所定量だけ位置ずれした複数のマスターパタ
ーン区域を設定し、 これらのマスターパターン区域の2値化信号と、前記オ
ブジェクトパターン区域の2値化信号とを、各マスター
パターン区域毎にそれぞれ比較して欠陥検出を行なうも
ので、 前記複数のマスターパターン区域のうちひとつと前記オ
ブジェクトパターン区域とを比較するにあたり、複数画
素サイズをもつ欠陥検査ウィンドウをパターン全域に亘
り走査して、いずれかの走査位置においてそのウィンド
ウ内に含まれる両パターンの相対応する画素の2値化信
号が全て不一致のときにパターン不一致と判定し、 前記オブジェクトパターン区域が前記複数のマスターパ
ターン区域のすべてに対してパターン不一致と判定され
たときに欠陥有りと判定し、いづれかひとつのマスター
パターン区域に対してでもパターン不一致と判定されな
かったときに欠陥なしと判定する、パターン欠陥検出方
法。 - 【請求項2】2次元オブジェクトパターンを2次元マス
ターパターンと所定の大きさの区域ごとに比較して欠陥
検出を行なうパターン欠陥検出装置であって、 前記オブジェクトパターンの2値化信号を時系列的に入
力する手段と、 前記オブジェクトパターンの入力に同期して、前記マス
ターパターンの2値化信号をメモリから時系列的に読み
出す手段と、 前記オブジェクトパターンの入力に同期して、前記オブ
ジェクトパターンの特定区域内の2値化信号を走査方向
に沿って時系列的に抽出するとともに、その特定区域と
位置的に対応する前記マスターパターンの特定区域を中
心としてその2次元区域に所要画素数周辺に拡げた拡張
区域にわたって2次元的に1画素づつ所定量だけ位置ず
れした複数の特定区域内の2値化信号をそれぞれ走査方
向に沿って時系列的に抽出する抽出手段と、 前記マスターパターンの2次元的に1画素づつ所定量だ
け位置ずれした複数の特定区域に対応して前記オブジェ
クトパターンの特定区域内の2値化信号がそれぞれに共
通に入力される複数の比較手段とを備え、 前記比較手段による比較において対応する画素の比較し
た結果の情報が全て不一致のときにパターン不一致と判
定する判定手段と、 前記判定手段によるパターン不一致の判定結果が1つで
もあればパターン走査期間中パターン不一致結果を保持
する保持手段と、 所定の大きさのオブジェクトパターンでの特定パターン
の全走査終了後に、前記各保持手段の全てにパターン不
一致の判定結果が保持されているときに所定の大きさの
オブジェクトパターン区域に欠陥有りとし、保持手段の
うち1つにでもパターン不一致の判定結果がないときに
は所定の大きさのオブジェクトパターン区域には欠陥な
しとするパターン欠陥検出装置。 - 【請求項3】判定手段は、 比較手段による特定区域内の比較結果の中から、各種欠
陥パターンに対応する特定画素分の比較結果のみをそれ
ぞれ抽出して不一致判定を行なう手段と、 前記不一致判定を行なう手段により判定された各種欠陥
パターンの判定結果のうち、いずれか一の判定結果を選
択して前記保持手段へ出力させる手段を含む特許請求の
範囲第2項記載のパターン欠陥検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60281558A JPH0621769B2 (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | パタ−ン欠陥検出方法およびその装置 |
| KR1019860008284A KR910007789B1 (ko) | 1985-12-13 | 1986-10-02 | 패턴 결함검출방법 및 그 장치 |
| US06/940,272 US4803734A (en) | 1985-12-13 | 1986-12-10 | Method of and apparatus for detecting pattern defects |
| EP86117339A EP0225651B1 (en) | 1985-12-13 | 1986-12-12 | Method of and apparatus for detecting pattern defects |
| DE8686117339T DE3687220T2 (de) | 1985-12-13 | 1986-12-12 | Verfahren und vorrichtung zur detektion von musterfehlern. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60281558A JPH0621769B2 (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | パタ−ン欠陥検出方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62140009A JPS62140009A (ja) | 1987-06-23 |
| JPH0621769B2 true JPH0621769B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=17640856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60281558A Expired - Lifetime JPH0621769B2 (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | パタ−ン欠陥検出方法およびその装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4803734A (ja) |
| EP (1) | EP0225651B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0621769B2 (ja) |
| KR (1) | KR910007789B1 (ja) |
| DE (1) | DE3687220T2 (ja) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0658216B2 (ja) * | 1986-01-13 | 1994-08-03 | 株式会社日立製作所 | パタ−ン欠陥判定装置 |
| JP2539856B2 (ja) * | 1987-10-15 | 1996-10-02 | 株式会社ヒューテック | 印刷パタ―ン周期長のずれ検知方法 |
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| FR2647574B1 (fr) * | 1989-05-12 | 1991-09-06 | Automatisme Robotique Applique | Procedes et dispositifs pour effectuer des controles de fabrication visuels d'une serie de pieces identiques |
| JP2833137B2 (ja) * | 1990-04-05 | 1998-12-09 | 松下電器産業株式会社 | パターンマッチング方法 |
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| JPH08204096A (ja) * | 1995-01-30 | 1996-08-09 | Nec Corp | 半導体装置のリード外観検査方法および検査装置 |
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