JP2004053337A - パターン検査装置、画像表示装置、パターン検査方法およびプログラム - Google Patents
パターン検査装置、画像表示装置、パターン検査方法およびプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004053337A JP2004053337A JP2002209208A JP2002209208A JP2004053337A JP 2004053337 A JP2004053337 A JP 2004053337A JP 2002209208 A JP2002209208 A JP 2002209208A JP 2002209208 A JP2002209208 A JP 2002209208A JP 2004053337 A JP2004053337 A JP 2004053337A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- image
- pixel
- region
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
【解決手段】検査装置は、基板を撮像する撮像部2、撮像部2から画像信号が入力される検査出力部4およびコンピュータ5を有する。検査出力部4の画像メモリ41は撮像部2が取得した被検査画像を記憶し、コンピュータ5において、画素値の変換に利用されるLUTが画素値変換曲線に基づいて作成される。画素値変換曲線は、画像内の2つの領域の画素値の代表値にて極大および極小となる連続曲線とされ、画素値のばらつきの大きい領域の代表値における広がり角が他の領域の代表値における広がり角よりも大きくされる。被検査画像の画素値と対応する参照画像の画素値がそれぞれ画素値変換部44a,44bに入力されて変換され、比較検査部45において変換後の被検査画像の画素値と変換後の参照画像の画素値とが比較されて欠陥判定が行われる。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物のパターンの検査を行う技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体基板、カラーフィルタ、シャドウマスク、プリント配線基板等に形成されたパターンを検査する分野において、従来より主として多値画像による比較検査方式が用いられている。例えば、被検査画像と参照画像との画素値の差の絶対値を示す差分絶対値画像(以下、「差分画像」という。)を求め、差分画像において所定のしきい値よりも大きな画素値を有する領域が欠陥として検出される。また、被検査画像と参照画像の明るさ等の変動の影響を取り除くために、各画像を正規化する等して欠陥の判定を行う手法も実施されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体基板上において比較的平坦な領域(以下、「背景領域」という。)に表面が粗い配線が形成されたパターンを検査する場合に、例えば、図1(a)に示す被検査画像91(1ライン分の画素値のみを示している。)に対して、図1(b)に示す参照画像92が取得されたとすると、図1(c)に示す差分画像93が求められる。
【0004】
ところが、通常、配線領域の画素値のばらつきは背景領域の画素値のばらつきよりも大きいことから、差分画像93において、配線領域での画素値のばらつきにより生じる差分絶対値のばらつきが符号93bにて例示するように大きくなることがある。その結果、被検査画像91上の符号91aを付す位置の欠陥画素に対応する差分絶対値(図1(c)において符号93aを付す。)よりも符号93bを付す位置の差分絶対値が大きくなり、符号93aを付す位置の欠陥を検出するようにしきい値を設定すると、符号93bを付す位置も欠陥として疑似検出されることとなる。一方、欠陥の疑似検出を避けるためにしきい値を高く設定すると、真欠陥の検出漏れが生じる恐れがある。
【0005】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、欠陥を適切に検出する方法を提供することを主たる目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、第1の領域と前記第1の領域と比べて画素値のばらつきが大きい第2の領域とを有する対象物上のパターンの検査を行うパターン検査装置であって、対象物を撮像して多階調の被検査画像のデータを取得する撮像部と、参照画像のデータを記憶する記憶部と、被検査画像または参照画像に基づいて第1の領域および第2の領域の画素値の代表値をそれぞれ算出し、前記被検査画像および前記参照画像の各画素の値を、前記代表値に基づく変換曲線を用いて変換する画素値変換手段と、変換後の被検査画像の各画素の値と変換後の参照画像の対応する画素の値とを比較することにより前記各画素の判定を行う判定手段とを備え、前記画素値変換手段における変換曲線が、2つの代表値において極大および極小となる連続曲線であり、第2の領域の代表値における前記変換曲線の広がり角が第1の領域の代表値における広がり角よりも大きい。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のパターン検査装置であって、前記画素値変換手段が、第1および第2の領域の画素値の分散をそれぞれ求め、変換曲線の各代表値における広がり角が前記分散に基づいて決定される。
【0008】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のパターン検査装置であって、前記画素値変換手段における変換曲線が、折れ線である。
【0009】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のパターン検査装置であって、前記画素値変換手段が、各代表値からのマハラノビス距離を示す折れ線を合成することにより変換曲線を生成する。
【0010】
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載のパターン検査装置であって、前記画像値変換手段において、変換曲線の各代表値における広がり角が、第1および第2の領域における画素値のヒストグラムに基づいて決定される。
【0011】
請求項6に記載の発明は、第1の領域と前記第1の領域と比べて画素値のばらつきが大きい第2の領域とを有する対象物上のパターンの検査の際に画像を表示する画像表示装置であって、多階調の被検査画像のデータを記憶する記憶部と、第1の領域および第2の領域の画素値の代表値をそれぞれ算出し、前記被検査画像の各画素の値を、前記代表値に基づく変換曲線を用いて変換する画素値変換手段と、変換後の被検査画像を表示する表示部とを備え、前記画素値変換手段における変換曲線が、2つの代表値において極大および極小となる連続曲線であり、第2の領域の代表値における前記変換曲線の広がり角が第1の領域の代表値における広がり角よりも大きい。
【0012】
請求項7に記載の発明は、第1の領域と前記第1の領域と比べて画素値のばらつきが大きい第2の領域とを有するパターンの検査を行うパターン検査方法であって、多階調の被検査画像のデータおよび参照画像のデータを準備する工程と、前記被検査画像または前記参照画像に基づいて前記第1の領域および前記第2の領域の画素値の代表値をそれぞれ算出し、前記被検査画像および前記参照画像の各画素の値を、前記代表値に基づく変換曲線を用いて変換する工程と、変換後の前記被検査画像の各画素の値と変換後の前記参照画像の対応する画素の値とを比較することにより前記各画素の判定を行う工程とを有し、前記変換曲線が、2つの前記代表値において極大および極小となる連続曲線であり、前記第2の領域の代表値における前記変換曲線の広がり角が前記第1の領域の代表値における広がり角よりも大きい。
【0013】
請求項8に記載の発明は、第1の領域と前記第1の領域と比べて画素値のばらつきが大きい第2の領域とを有するパターンの検査をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記プログラムのコンピュータによる実行は、前記コンピュータに、多階調の被検査画像のデータおよび参照画像のデータを準備する工程と、前記被検査画像または前記参照画像に基づいて前記第1の領域および前記第2の領域の画素値の代表値をそれぞれ算出し、前記被検査画像および前記参照画像の各画素の値を、前記代表値に基づく変換曲線を用いて変換する工程と、変換後の前記被検査画像の各画素の値と変換後の前記参照画像の対応する画素の値とを比較することにより前記各画素の判定を行う工程とを実行させ、前記変換曲線が、2つの前記代表値において極大および極小となる連続曲線であり、前記第2の領域の代表値における前記変換曲線の広がり角が前記第1の領域の代表値における広がり角よりも大きい。
【0014】
【発明の実施の形態】
図2は本発明の一の実施の形態に係る検査装置1の構成を示す図である。検査装置1は、半導体基板(以下、「基板」という。)9上のパターンを検査する装置であり、基板9上の所定の領域を撮像して多階調の対象物画像のデータを取得する撮像部2、基板9を保持するステージ3、および、撮像部2に対してステージ3を相対的に移動するステージ駆動部31を有する。
【0015】
撮像部2は、照明光を出射する照明部21、基板9に照明光を導くとともに基板9からの光が入射する光学系22、および、光学系22により結像された基板9の像を電気信号に変換する撮像デバイス23を有する。ステージ駆動部31はステージ3を図2中のX方向に移動するX方向移動機構32、および、Y方向に移動するY方向移動機構33を有する。X方向移動機構32はモータ321にボールねじ(図示省略)が接続され、モータ321が回転することにより、Y方向移動機構33がガイドレール322に沿って図2中のX方向に移動する。Y方向移動機構33もX方向移動機構32と同様の構成となっており、モータ331が回転するとボールねじ(図示省略)によりステージ3がガイドレール332に沿ってY方向に移動する。
【0016】
検査装置1は、電気的回路により構成される検査出力部4、および、各種演算処理を行うCPUや各種情報を記憶するメモリ等により構成されたコンピュータ5をさらに有する。検査出力部4は撮像部2から対象物画像を示すデータを取得して画素毎に欠陥の判定を行い、コンピュータ5は、欠陥の判定に利用される画素値変換曲線を生成するとともに検査装置1の他の構成を制御する制御部としての役割を担う。さらに、検査出力部4およびコンピュータ5は画素値変換曲線を利用した画像表示装置としての機能を果たす。
【0017】
図3は検査出力部4の構成およびコンピュータ5により実現される演算部50の機能構成を示す図である。なお、演算部50に接続されたディスプレイ55はコンピュータ5が有する構成である。以下、検査出力部4の構成および演算部50の機能構成について説明しつつ、検査装置1が欠陥の判定を行う処理について説明を行う。
【0018】
検査装置1では、コンピュータ5がステージ駆動部31を制御して撮像部2の撮像位置を基板9上の所定の位置へと相対的に移動し、撮像部2によって撮像された対象物画像のデータが検査出力部4の画像メモリ41に記憶されて準備される。
【0019】
図4(a)は、対象物画像中の1ラインの画素値により被検査画像611,612(以下、「被検査画像61」と総称する。)を例示する図であり、図4(a)の被検査画像61が画像メモリ41において対象物画像の一部として記憶されている。対象物画像は、例えば、基板9上のパターンが周期的に配列された領域を撮像して得られる画像であり、パターンの周期毎に対象物画像の一部が被検査画像61として取り扱われる。図4(a)では被検査画像611からパターンの周期の整数倍だけ離れた領域が被検査画像612として特定されている。
【0020】
また、被検査画像61は、図4(a)において符号61aを付した暗い領域および符号61bを付した明るい領域を有し、暗い領域61aと比べて明るい領域61bの画素値のばらつきが大きくなっている(例えば、表面粗さやノイズが大きくなっている。)。明るい領域61bは例えば、基板9上に形成された配線の領域に対応し、暗い領域61aはその他の領域(背景領域)に対応する。
【0021】
対象物画像のデータが準備されると、続いて、演算部50の各機能構成がルックアップテーブル(以下、「LUT」という。)を作成する処理を行う。この処理では、画素値の変換に利用される画素値変換曲線が生成され、演算部50のメモリ531に画素値変換曲線を離散化したデータがLUTデータ81として記憶される。なお、LUT作成処理については、欠陥判定処理の説明後に詳述する。
【0022】
LUTデータ81が作成されると、被検査画像61の画素値が画像メモリ41から画素値変換部44aおよび遅延処理回路42に順次出力される。遅延処理回路42は入力された画素値を適宜遅延して参照画像メモリ43へと出力し、参照画像メモリ43にはパターン周期の整数倍に相当する画素数の画素値が記憶される。これにより、画像メモリ41から画素値変換部44aに出力された被検査画像61の画素値に対して、パターンの周期の整数倍だけ先行して出力された被検査画像61の画素値が参照画像メモリ43から画素値変換部44bに入力される。
【0023】
具体的には、図4(a)の被検査画像61において右側の画素値から出力されるとすると、被検査画像612の各画素が画像メモリ41から出力される際には、パターンの周期の整数倍だけ先行して出力された被検査画像611の対応する画素値が参照画像メモリ43から出力される。すなわち、被検査画像612の各画素が検査される際には、参照画像メモリ43に記憶された被検査画像611が参照画像として取り扱われる。以下、被検査画像611を参照画像611と呼ぶ。なお、参照画像中に存在する欠陥を低減するために、参照画像は被検査画像612からパターンの整数倍離れた複数の被検査画像に基づいて(例えば、平均値画像が参照画像として)求められてもよい。
【0024】
画素値変換部44a,44bでは、LUTデータ81に従って入力された画素値を変換し、変換後の画素値が比較検査部45へとそれぞれ出力される。また、画素値変換部44aにて変換された被検査画像612の画素値は演算部50にも出力される。詳細については後述するが、画素値変換部44a,44bではLUTに基づいて、暗い領域61aのコントラストを高め、明るい領域61bのコントラストを相対的に低下させる変換が行われる。
【0025】
比較検査部45は、変換後の被検査画像612の画素値と変換後の参照画像611の対応する画素値とから差分絶対値を求め、予め設定されたしきい値に基づいて欠陥または非欠陥(すなわち、正常)の判定が行われる。判定結果は演算部50へと出力され、メモリ531に記憶される。
【0026】
以上の処理が画像メモリ41から順次出力される各画素値に対して繰り返され、検査装置1では被検査画像612の各画素に対する欠陥の判定結果が検査結果データ82としてメモリ531に記憶される。また、画素値変換部44aよる変換後の被検査画像612のデータも変換画像データ83としてメモリ531に記憶され、変換画像データ83に基づく画像信号がディスプレイ55に入力されることにより変換後の被検査画像612が表示される。検査結果についても欠陥または非欠陥を示す2値化画像としてディスプレイ55に表示されてよい。
【0027】
次に、画素値の変換に用いられるLUTを作成する処理について説明を行う。LUT作成処理は主として図3中の演算部50において行われる。なお、前述のように演算部50の機能はコンピュータ5のCPU等により実現されるが、これらの機能は専用の電気的回路により実現されてもよく、部分的に電気的回路が用いられてもよい。
【0028】
図5はコンピュータ5がLUTを作成する処理の流れを示す図である。まず、画像メモリ41から被検査画像61(すなわち、被検査画像612および被検査画像(参照画像)611)のデータがコンピュータ5の領域分割部501へと出力され、被検査画像61の各画素が属すべき領域の種類(例えば、背景領域と配線領域)を特定するためのしきい値(以下、「領域判定しきい値」という。)が求められる(ステップS11)。なお、図5に示すLUTを作成する処理は、原則として各被検査画像61(被検査画像612および被検査画像(参照画像)611のそれぞれ)に対して実行される。
【0029】
領域判定しきい値を求める手法としては様々な手法が用いられてもよいが、例えば、NOBUYUKI OTSUによる「A Threshold Selection Method from Gray−Level Histograms」(IEEE TRANSACTIONS ON SYSTEMS, MAN, AND CYBERNETICS, VOL.SMC−9, NO.1, JANURARY 1979, pp.62−66)に開示された手法が用いられる。この手法では、しきい値の適切さを評価する値として、クラス(しきい値により分離される画素値群)内分散およびクラス間分散に基づくクラス分離度を採用し、クラス分離度が最大となるようにしきい値が求められる。この手法により、画像を2つの領域に分ける際に、画素値のヒストグラムが双峰性を有しない場合であってもノンパラメトリックに最適なしきい値を安定して求めることができる。
【0030】
領域判定しきい値が求められると、領域分割部501において、被検査画像61の各画素の属する領域種別が特定される(ステップS12)。図4(a)の被検査画像61では、領域判定しきい値により、暗い領域61aに属する画素値と明るい領域61bに属する画素値とが特定され、領域を特定するデータが付与された被検査画像61のデータが統計値算出部502へと出力される。
【0031】
統計値算出部502では、各領域61a,61b毎の画素値の代表値および分散が算出され(ステップS13)、LUT作成部503において、LUTが代表値および分散に基づいて作成される(ステップS14)。
【0032】
LUTを作成する際には、まず、各領域61a,61bにおける画素値の代表値と画素値iとの間のマハラノビス距離が求められる。マハラノビス距離は、各領域の画素値の標準偏差により正規化した空間での距離(画素値の差)であり、代表値として領域に属する画素の値の平均値を採用することにより、ある画素値と平均値との間のマハラノビス距離は、領域内の画素値のばらつきの影響を受けない自然な距離となる。
【0033】
具体的には、統計値算出部502において求められた暗い領域61aに関する平均値および分散がμa,σa2であり、明るい領域61bに関する平均値および分散がμb,σb2であるとすると、暗い領域61aにおける平均値μaと画素値iとの間のマハラノビス距離Da(i)は数1で示され、明るい領域61bにおける平均値μbと画素値iとの間のマハラノビス距離Db(i)は数2で示される。なお、ここでは代表値として平均値μa,μbが利用されているが、代表値は中央値等であってもよい。以下の説明では、平均値μa,μbをそれぞれ代表値μa,μbと呼ぶ。
【0034】
【数1】
【0035】
【数2】
【0036】
図6(a)ないし(e)は画素値変換曲線が生成される様子を説明するための図であり、図6(a)および(b)はそれぞれ数1および数2により示されるマハラノビス距離Da(i),Db(i)と画素値iとの関係を示す図である。図6(a)および(b)が示すように、代表値μa,μbと画素値iとの差が大きくなるに従ってマハラノビス距離Da(i),Db(i)は大きくなるが、その割合は数1および数2が示すように分散σa2,σb2の平方根である標準偏差σa,σbに反比例する。
【0037】
マハラノビス距離Da(i),Db(i)が求められると、被検査画像61の全体(すなわち、暗い領域61aおよび明るい領域61bを合わせた全体の領域)における距離D(i)が、D(i)=min(Da(i),Db(i)))として図6(c)のように求められる。図6(c)において、代表値μa,μb間でDa(i)とDb(i)とが交わる点の画素値をtとすると、画素値tは数3のように代表値μa,μb間を標準偏差σaおよびσbで内分する値となる。
【0038】
【数3】
【0039】
続いて、図6(c)に基づいて「暗い領域61aらしさ」または「明るい領域61bらしさ」を示す指標となる寄与確率P(i)を求める。具体的には、図6(c)において、距離D(i)が0となる代表値μa,μbが、最も暗い領域61aまたは最も明るい領域61bらしい画素値iであるといえるため、画素値μa,μbにおける寄与確率P(i)が1とされる。また、画素値tにおける寄与確率P(i)が0とされ、画素値(μa−(t−μa)),(μb+(μb−t))(以下、それぞれ「画素値t1」、「画素値t2」という。)における寄与確率P(i)も0とされる。
【0040】
そして、画素値t1,μa,t,μb,t2における点を結ぶことにより、寄与確率P(i)を示す曲線が図6(d)のように作成される。すなわち、点(μa,1)および点(t,0)を結ぶ線分を直線(i=μa)を中心として対称に配置し、点(t,0)および点(μb,1)を結ぶ線分を直線(i=μb)を中心として対称に配置することにより、図6(d)に示す折れ線が得られる。なお、画素値t1より小さい範囲および画素値t2より大きい範囲が存在する場合には、これらの範囲における寄与確率P(i)は0とされる。
【0041】
前述のように画素値tは代表値μa,μb間を標準偏差σa対σbで内分する値であるため、図6(d)の寄与確率P(i)を示す曲線において、点(μa,1)および点(t,0)を結ぶ線の傾きが、点(t,0)および点(μb,1)を結ぶ傾きの(−σb/σa)倍となる。すなわち、各代表値μa,μbにおける点と画素値tにおける点とを結んだ線の傾きは各領域の分散σa2,σb2に基づいて決定されることとなる。
【0042】
寄与確率P(i)が求められると、画素値iがtより小さい範囲の寄与確率P(i)の符号を反転し、さらに、範囲(−1〜1)を所望の画素値の範囲(例えば、0〜255)に変換することにより、図6(e)に示す画素値変換曲線f(i)が生成される。そして、画素値iと画素値変換曲線f(i)の値とが対応付けられたLUTがLUTデータ81としてメモリ531に記憶され、前述のように画素値変換部44a,44bにおいて、求められたLUTに基づいて画素値の変換が行われる。
【0043】
次に、図4(a)の被検査画像612および参照画像611が変換される様子について説明を行う。図4(b)および(c)に被検査画像612および参照画像611の変換後の画像を示す。なお、実際には、検査出力部4の画素値変換部44a,44bでは画素値毎にLUTに基づく変換が行われるが、説明の便宜上、図4(b)および(c)では画像(画像中の1ライン分の画素値)として示している。
【0044】
ここで、図4(a)中の被検査画像612の暗い領域61aにおいて符号612aを付した位置の欠陥画素(以下、「欠陥画素612a」という。)の画素値i1、および、明るい領域61bにおいて符号612bを付した位置の非欠陥画素(以下、「非欠陥画素612b」という。)の画素値i2について注目する。図4(a)において、変換前の画素値i1と暗い領域61aの代表値μaとの差d1と、変換前の画素値i2と明るい領域61bの代表値μbとの差d2とが同じであると仮定すると、図4(b)に示すように、画素値i1の変換後の画素値f(i1)と変換後の代表値f(μa)との差d3が、画素値i2の変換後の画素値f(i2)と変換後の代表値f(μb)との差d4よりも大きくなる。
【0045】
なぜならば、明るい領域61bの画素値のばらつき(分散σb2)が暗い領域61aの画素値のばらつき(分散σa2)よりも大きい場合、図6(e)に示す画素値変換曲線f(i)により、暗い領域61aの欠陥画素612aの画素値i1が変換される(コントラスト強調される)度合いが、明るい領域61bの非欠陥画素612bの画素値i2の変換よりも相対的に大きくなるからである。
【0046】
ここで、図6(e)において、広がり角θ1を、暗い領域61aの代表値μaと画素値i1(ただし、t1≦i1≦t)との差d1の、変換後の代表値f(μa)と変換後の画素値f(i1)との差d3に対する割合(すなわち、θ1=|d1/d3|)と定義し、広がり角θ2を、明るい領域61bの代表値μbと画素値i2(ただし、t≦i2≦t2)との差d2の、変換後の代表値f(μb)と変換後の画素値f(i2)との差d4に対する割合(すなわち、θ2=|d2/d4|)と定義した場合、差d1と差d2とが同じであれば、極大値(すなわち、明るい領域61bの代表値μbにおける値)側の広がり角θ2が極小値(すなわち、暗い領域61aの代表値μaにおける値)側の広がり角θ1よりも大きくすることにより、上記変換特性を有する画素値変換曲線が得られると一般的に表現することができる。
【0047】
図6(e)では画素値変換曲線が簡素化された折れ線であるため、広がり角と折れ線の傾きの逆数の絶対値とが一致するが、画素値変換曲線が互いに等しい任意の大きさの差d1,d2に対して(θ1<θ2)が成り立つ限り、画素値変換曲線が折れ線でない曲線であっても、上記変換特性を得ることができる。なお、互いに等しい任意の大きさの差d1,d2に対して極大値側の広がり角θ2が常に極小値側の広がり角θ1よりも大きいという条件が満たされる場合、画素値変換曲線の極小点近傍を上下反転して極小点と極大点とを一致させると、極小点近傍が極大点近傍に包含されることとなる。ただし、広がり角は極値近傍の曲線の広がりを示す指標値であるならば、他の指標値が用いられてもよい。
【0048】
以上に説明した画素値変換曲線により、画素値のばらつきが小さい暗い領域61aにおける代表値μaとの差に応じたコントラスト強調の度合いが、画素値のばらつきが大きい明るい領域61bにおける代表値μbとの差に応じたコントラスト強調の度合いよりも相対的に大きくなるような変換が行われる。その結果、各領域61a,61bにおいて画素値のばらつきに応じた適切な画素値の変換が実現される。
【0049】
LUTにより被検査画像612および参照画像611が適切に変換されると、変換後の被検査画像612の画素値および参照画像611の画素値から、図4(d)に示すような差分絶対値の画像(欠陥画素612aに対応するピーク63aが非欠陥画素612bに対応するピーク63bよりも大きい画像)が得られる。そして、所定のしきい値により、欠陥画素612aは欠陥として判定されるとともに、画素値のばらつきの影響を受けた非欠陥画素612bは非欠陥として判定され、各領域における画素値のばらつきに応じた適切な欠陥検査が実現される。また、検査出力部4およびコンピュータ5は画像表示装置としても機能し、適切に変換された被検査画像がディスプレイ55に表示される。
【0050】
以上のように、検査装置1では、各領域における代表値からのマハラノビス距離を示す折れ線を合成することにより画素値変換曲線f(i)が生成される。画素値変換曲線f(i)は、第1の領域(領域61a)および第1の領域と比べて画素値のばらつきが大きい第2の領域(領域61b)の2つの代表値において極小および極大となる連続曲線であり、第2の領域の代表値における画素値変換曲線f(i)の広がり角が、第1の領域の代表値における広がり角よりも大きくされる。これにより、第1の領域における代表値との差に応じたコントラスト強調の度合いが、第2の領域における代表値との差に応じたコントラスト強調の度合いよりも相対的に大きくなるような変換が実現される。その結果、領域毎に画素値のばらつきが異なる被検査画像612であっても適切に画素値の変換が行われ、欠陥の疑似検出や真欠陥の検出漏れが抑制され、欠陥を適切に検出することができる。また、検査出力部4およびコンピュータ5により、適切に変換された被検査画像612を表示することも実現される。
【0051】
次に、LUT作成処理の他の例について説明を行う。なお、図5のステップS11〜S13の動作は上述した例と同様であり、以下、ステップS14の動作から説明を行う。
【0052】
ステップS13において求められた第1の領域および第2の領域の代表値μa,μb(ただし、μa<μb)並びに分散σa2,σb2から、数3を利用して画素値tを求め、画素値tにおける値を0とし、画素値μaにおける値を1とした正規分布にほぼ比例した分布Pa(i)(ただし、画素値tにおいて0となるように適宜修正される。)と、画素値tにおける値を0とし、画素値μbにおける値を1とした正規分布にほぼ比例した分布Pb(i)とが作成される。そして、分布Pa(i),Pb(i)を合成することにより、図7(a)に示す寄与確率P(i)が取得される。続いて、図7(a)において、分布Pa(i)に対応する部分の符号を反転し、寄与確率P(i)の範囲を所望の画素値の範囲に変換することにより、図7(b)に示す画素値変換曲線f(i)が作成される。
【0053】
これにより、画素値変換曲線f(i)の代表値μa,μbにおける広がり角(画素値iと代表値との差の値に応じて変化する広がり角となる。)が第1の領域および第2の領域における正規分布を示す画素値のヒストグラムの形状に基づいて決定される。すなわち、(σa2<σb2)の場合には、画素値iと代表値との任意の差の値に対して、代表値μbにおける広がり角が代表値μaにおける広がり角よりも大きくなり、第1の領域における代表値μaとの差に応じたコントラスト強調の度合いが、第2の領域よりも相対的に大きくなる変換が行われ、(σa2>σb2)の場合には、画素値iと代表値との任意の差の値に対して、代表値μaにおける広がり角が代表値μbにおける広がり角よりも大きくなり、第2の領域における代表値μbとの差に応じたコントラスト強調の度合いが、第1の領域よりも相対的に大きくなる変換が行われる。その結果、適切に画素値の変換および欠陥の検出が行われる。なお、画素値変換曲線f(i)は実際の被検査画像や参照画像の画素値のヒストグラムから作成されてもよい。
【0054】
以上、検査装置1について説明を行ってきたが、検査装置1の検査出力部4の機能はコンピュータ5により実現されてもよい。以下、コンピュータ5が演算部50に加えて検査出力部4としての動作を行う場合について説明を行う。
【0055】
コンピュータ5は、図8に示すように、各種演算処理を行うCPU51、基本プログラムを記憶するROM52および各種情報を記憶するRAM53(図3のメモリ531に対応する。)をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。バスラインにはさらに、情報記憶を行う固定ディスク54、画像等の各種情報の表示を行うディスプレイ55、操作者からの入力を受け付けるキーボード56aおよびマウス56b、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体8から情報の読み取りを行う読取装置57、並びに、検査装置1の他の構成との間で信号を送受信する通信部58が、適宜、インターフェイス(I/F)を介する等して接続される。
【0056】
コンピュータ5には、事前に読取装置57を介して記録媒体8からプログラム80が読み出され、固定ディスク54に記憶される。そして、プログラム80がRAM53にコピーされるとともにCPU51がRAM53内のプログラムに従って演算処理を実行することにより(すなわち、コンピュータがプログラムを実行することにより)、コンピュータ5が演算部50に加えて検査出力部4としての動作を行う。
【0057】
図9は、コンピュータ5が欠陥判定の処理を行う動作の流れを示す図である。コンピュータ5では、まず、撮像部2からの信号を受けて対象物画像のデータが固定ディスク54に記憶され(予め記憶されていてもよい。)、対象物画像中の被検査画像および参照画像がCPU51により特定されてアクセスが可能な状態で準備される(ステップS21)。続いて、被検査画像および参照画像のデータが演算部50へと出力され、演算部50においてLUTが作成される(ステップS22)。なお、LUTが作成される処理については、図5のステップS11〜S14と同様である。
【0058】
LUTが作成されると、CPU51により被検査画像および参照画像の各画素がLUTに基づいて変換され、変換後の被検査画像および変換後の参照画像が求められる(ステップS23)。そして、変換後の被検査画像の1つの画素が特定され(ステップS24)、対応する変換後の参照画像の画素値との差分絶対値が求められるとともに所定のしきい値と比較され、欠陥画素であるか否かが判定される(ステップS25)。ステップS24,S25が変換後の被検査画像の各画素について繰り返されることにより、変換後の被検査画像の全画素に対する欠陥判定が完了する(ステップS26)。これにより、適切に変換された被検査画像と参照画像とが求められ、被検査画像の各画素に関する欠陥の検出を適切に行うことができる。なお、コンピュータ5では被検査画像の全画素がまとめて変換されるものとして説明したが、1つの画素の値の変換が行われるごとに1つの画素について判定が行われてもよい。
【0059】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【0060】
上記実施の形態では、被検査画像612および参照画像611のそれぞれからLUT(すなわち、画素値変換曲線)が生成されると説明したが、LUTは被検査画像612のみから、あるいは、参照画像611のみから生成されてもよい。
【0061】
別途準備された参照画像(例えば、基板9上の欠陥が存在しない検査対象領域を撮像することにより準備されたり、予め参照画像メモリ43に記憶された画像等)が利用される場合は、被検査画像は必ずしも周期性を有する画像である必要はない。さらに、画素値のばらつきのない参照画像(例えば、設計データから生成された画像)が準備され、変換後の参照画像が実質的に元の参照画像と同等とされる場合には、被検査画像の画素値のみがLUTに基づいて変換されてもよい。
【0062】
対象物画像の全体において、被検査画像の各領域における代表値や分散等の特徴量が類似していることが既知であるならば、LUTが一部の被検査画像から作成され、対象物画像内の全ての被検査画像に対して、作成されたLUTが利用されてもよい。また、局所的に画素値のばらつきが異なる領域が存在する場合には、その領域が分割されて、別途、LUTが作成されて欠陥判定処理が行われてもよい。
【0063】
検査装置1は必ずしも撮像部2において取得された被検査画像に対して欠陥判定処理を行う必要はなく、別途準備された被検査画像に対して欠陥判定処理が行われてもよい。
【0064】
寄与確率P(i)の値が0とされる画素値tは、必ずしも数3から算出される必要はなく、例えば、検査結果に基づいて決定された他の値が利用されてもよい。
【0065】
上記実施の形態では、半導体の基板9に対して欠陥検査が行われるが、検査装置1は、カラーフィルタ、シャドウマスク、プリント配線基板等に形成されたパターンの検査にも利用することができる。すなわち、検査装置1はパターンが形成された基板の検査に適している。
【0066】
【発明の効果】
請求項1ないし5、並びに、請求項7および8の発明では、被検査画像を各領域の画素値のばらつきに応じて適切に変換することができ、欠陥を適切に検出することができる。
【0067】
また、請求項6の発明では、適切に変換された被検査画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は被検査画像を示す図であり、(b)は参照画像を示す図であり、(c)は差分画像を示す図である。
【図2】検査装置の概略構成を示す図である。
【図3】検査出力部の構成および演算部の機能構成を示す図である。
【図4】(a)は被検査画像および参照画像を示す図であり、(b)は変換後の被検査画像を示す図であり、(c)は変換後の参照画像を示す図であり、(d)は差分画像を示す図である。
【図5】LUTを作成する処理の流れを示す図である。
【図6】(a)ないし(e)は画素値変換曲線が生成される様子を説明するための図である。
【図7】(a)および(b)はLUT作成処理の他の例を説明するための図である。
【図8】コンピュータの構成を示す図である。
【図9】欠陥判定の処理の流れを示す図である。
【符号の説明】
1 検査装置
2 撮像部
4 検査出力部
5 コンピュータ
9 基板
43 参照画像メモリ
44a,44b 画素値変換部
45 比較検査部
55 ディスプレイ
61,612 被検査画像
61a 暗い領域
61b 明るい領域
80 プログラム
611 参照画像
S21〜S23,S25 ステップ
μa,μb 代表値
Claims (8)
- 第1の領域と前記第1の領域と比べて画素値のばらつきが大きい第2の領域とを有する対象物上のパターンの検査を行うパターン検査装置であって、
対象物を撮像して多階調の被検査画像のデータを取得する撮像部と、
参照画像のデータを記憶する記憶部と、
被検査画像または参照画像に基づいて第1の領域および第2の領域の画素値の代表値をそれぞれ算出し、前記被検査画像および前記参照画像の各画素の値を、前記代表値に基づく変換曲線を用いて変換する画素値変換手段と、
変換後の被検査画像の各画素の値と変換後の参照画像の対応する画素の値とを比較することにより前記各画素の判定を行う判定手段と、
を備え、
前記画素値変換手段における変換曲線が、2つの代表値において極大および極小となる連続曲線であり、第2の領域の代表値における前記変換曲線の広がり角が第1の領域の代表値における広がり角よりも大きいことを特徴とするパターン検査装置。 - 請求項1に記載のパターン検査装置であって、
前記画素値変換手段が、第1および第2の領域の画素値の分散をそれぞれ求め、変換曲線の各代表値における広がり角が前記分散に基づいて決定されることを特徴とするパターン検査装置。 - 請求項2に記載のパターン検査装置であって、
前記画素値変換手段における変換曲線が、折れ線であることを特徴とするパターン検査装置。 - 請求項3に記載のパターン検査装置であって、
前記画素値変換手段が、各代表値からのマハラノビス距離を示す折れ線を合成することにより変換曲線を生成することを特徴とするパターン検査装置。 - 請求項1に記載のパターン検査装置であって、
前記画像値変換手段において、変換曲線の各代表値における広がり角が、第1および第2の領域における画素値のヒストグラムに基づいて決定されることを特徴とするパターン検査装置。 - 第1の領域と前記第1の領域と比べて画素値のばらつきが大きい第2の領域とを有する対象物上のパターンの検査の際に画像を表示する画像表示装置であって、
多階調の被検査画像のデータを記憶する記憶部と、
第1の領域および第2の領域の画素値の代表値をそれぞれ算出し、前記被検査画像の各画素の値を、前記代表値に基づく変換曲線を用いて変換する画素値変換手段と、
変換後の被検査画像を表示する表示部と、
を備え、
前記画素値変換手段における変換曲線が、2つの代表値において極大および極小となる連続曲線であり、第2の領域の代表値における前記変換曲線の広がり角が第1の領域の代表値における広がり角よりも大きいことを特徴とする画像表示装置。 - 第1の領域と前記第1の領域と比べて画素値のばらつきが大きい第2の領域とを有するパターンの検査を行うパターン検査方法であって、
多階調の被検査画像のデータおよび参照画像のデータを準備する工程と、
前記被検査画像または前記参照画像に基づいて前記第1の領域および前記第2の領域の画素値の代表値をそれぞれ算出し、前記被検査画像および前記参照画像の各画素の値を、前記代表値に基づく変換曲線を用いて変換する工程と、
変換後の前記被検査画像の各画素の値と変換後の前記参照画像の対応する画素の値とを比較することにより前記各画素の判定を行う工程と、
を有し、
前記変換曲線が、2つの前記代表値において極大および極小となる連続曲線であり、前記第2の領域の代表値における前記変換曲線の広がり角が前記第1の領域の代表値における広がり角よりも大きいことを特徴とするパターン検査方法。 - 第1の領域と前記第1の領域と比べて画素値のばらつきが大きい第2の領域とを有するパターンの検査をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記プログラムのコンピュータによる実行は、前記コンピュータに、
多階調の被検査画像のデータおよび参照画像のデータを準備する工程と、
前記被検査画像または前記参照画像に基づいて前記第1の領域および前記第2の領域の画素値の代表値をそれぞれ算出し、前記被検査画像および前記参照画像の各画素の値を、前記代表値に基づく変換曲線を用いて変換する工程と、
変換後の前記被検査画像の各画素の値と変換後の前記参照画像の対応する画素の値とを比較することにより前記各画素の判定を行う工程と、
を実行させ、
前記変換曲線が、2つの前記代表値において極大および極小となる連続曲線であり、前記第2の領域の代表値における前記変換曲線の広がり角が前記第1の領域の代表値における広がり角よりも大きいことを特徴とするプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002209208A JP4036696B2 (ja) | 2002-07-18 | 2002-07-18 | パターン検査装置、画像表示装置、パターン検査方法およびプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002209208A JP4036696B2 (ja) | 2002-07-18 | 2002-07-18 | パターン検査装置、画像表示装置、パターン検査方法およびプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004053337A true JP2004053337A (ja) | 2004-02-19 |
JP4036696B2 JP4036696B2 (ja) | 2008-01-23 |
Family
ID=31933115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002209208A Expired - Fee Related JP4036696B2 (ja) | 2002-07-18 | 2002-07-18 | パターン検査装置、画像表示装置、パターン検査方法およびプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4036696B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101340825B1 (ko) | 2010-07-16 | 2013-12-11 | 가부시끼가이샤 도시바 | 패턴 검사 장치, 패턴 검사 방법, 및 패턴을 갖는 구조체 |
JP2014135028A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Nagoya Electric Works Co Ltd | 検査画像生成装置、検査画像生成方法および検査画像生成プログラム |
-
2002
- 2002-07-18 JP JP2002209208A patent/JP4036696B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101340825B1 (ko) | 2010-07-16 | 2013-12-11 | 가부시끼가이샤 도시바 | 패턴 검사 장치, 패턴 검사 방법, 및 패턴을 갖는 구조체 |
KR101340745B1 (ko) | 2010-07-16 | 2013-12-12 | 가부시끼가이샤 도시바 | 패턴 검사 장치, 패턴 검사 방법, 및 패턴을 갖는 구조체 |
JP2014135028A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Nagoya Electric Works Co Ltd | 検査画像生成装置、検査画像生成方法および検査画像生成プログラム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4036696B2 (ja) | 2008-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4172761B2 (ja) | 欠陥検査装置、欠陥検査方法およびプログラム | |
US7409081B2 (en) | Apparatus and computer-readable medium for assisting image classification | |
JP4008291B2 (ja) | パターン検査装置、パターン検査方法およびプログラム | |
US8577125B2 (en) | Method and apparatus for image generation | |
JP2004012422A (ja) | パターン検査装置、パターン検査方法およびプログラム | |
JP6059486B2 (ja) | 教師データ検証装置、教師データ作成装置、画像分類装置、教師データ検証方法、教師データ作成方法および画像分類方法 | |
JP2013134666A (ja) | 二値画像生成装置、分類装置、二値画像生成方法および分類方法 | |
JP2006066478A (ja) | パターンマッチング装置及びそれを用いた走査型電子顕微鏡 | |
JP3741672B2 (ja) | 画像特徴学習型欠陥検出方法、欠陥検出装置及び欠陥検出プログラム | |
JP2009250844A (ja) | 三次元形状計測方法および三次元形状計測装置 | |
CN116503388A (zh) | 缺陷检测方法、装置及存储介质 | |
US20230196548A1 (en) | Appearance inspection apparatus and appearance inspection method | |
JP2017227474A (ja) | 照明装置、及び、画像検査装置 | |
JP2015028438A (ja) | 欠陥候補特定装置、欠陥候補特定方法、欠陥判定装置、欠陥検査装置、欠陥候補特定プログラム及び記録媒体 | |
JP2004085503A (ja) | 分類装置、歩留管理システム、分類方法、基板製造方法およびプログラム | |
JP2004296592A (ja) | 欠陥分類装置、欠陥分類方法およびプログラム | |
JP4036696B2 (ja) | パターン検査装置、画像表示装置、パターン検査方法およびプログラム | |
US8351709B2 (en) | Projection height measuring method, projection height measuring apparatus and program | |
JP4013510B2 (ja) | 欠陥検査方法及びその装置 | |
CN114119418B (zh) | 光照控制方法及其设备、图像处理***和可读存储介质 | |
JP2004101214A (ja) | パターン検査装置、歩留管理システム、パターン検査方法、基板製造方法およびプログラム | |
JP2004110543A (ja) | 顔画像処理装置及びプログラム | |
JP2004037134A (ja) | メタルマスク検査方法及びメタルマスク検査装置 | |
JP3093450B2 (ja) | 半導体チップ認識装置 | |
JP2006292500A (ja) | 表面検査方法及び表面検査装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050303 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071018 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071030 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071030 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101109 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101109 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101109 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |