JP2012004664A - Image processing system, inspection equipment, image processing method, and image processing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォーカス位置がずれた画像を本来撮像されるべきフォーカス位置における画像に復元する画像処理装置、検査装置、画像処理方法および画像処理プログラムに関する。 The present invention relates to an image processing apparatus, an inspection apparatus, an image processing method, and an image processing program for restoring an image with a shifted focus position into an image at a focus position that should be originally captured.
ガラス基板や半導体基板やプリント基板などの処理対象基板を検査する検査装置は、処理対象基板に形成されたミクロンオーダーのパターンの線幅を測定するため、光学顕微鏡を有している。この光学顕微鏡は、オートフォーカス機能を有し、ステージに載置された処理対象基板の測定ポイントで自動的に焦点合わせを行なって撮像する。撮像された画像は、画像処理部に送られて、測定ポイントにおけるパターンの線幅が測定され、処理対象基板の検査が行なわれる。 An inspection apparatus for inspecting a processing target substrate such as a glass substrate, a semiconductor substrate, or a printed circuit board has an optical microscope for measuring the line width of a micron-order pattern formed on the processing target substrate. This optical microscope has an autofocus function, and automatically performs focusing at a measurement point of a substrate to be processed placed on a stage for imaging. The captured image is sent to the image processing unit, the line width of the pattern at the measurement point is measured, and the processing target substrate is inspected.
ところで、オートフォーカス機能は、必ずしも測定ポイントの所望の焦点距離で撮像できるとは限らない。撮像を行う測定ポイントのずれや処理対象基板上に形成されたパターンによる凹凸形状によって、焦点位置がずれてしまい、端面が曖昧なパターン画像によって正確な線幅測定ができないことがあり、適切な焦点位置で撮像された画像を取得できることが望まれていた。 By the way, the autofocus function cannot always capture an image at a desired focal length of the measurement point. The focus position may be shifted due to the displacement of the measurement point at which the image is taken or the uneven shape of the pattern formed on the substrate to be processed, and an accurate line width measurement may not be possible due to the pattern image with an ambiguous end surface. It has been desired that an image captured at a position can be acquired.
この要望に対し、処理対象基板が有する凹凸パターンの形状と、距離センサが認識する凹凸パターンの形状との差分を算出し、この差分から補正するための補正値を算出して、この補正値によって距離センサからの出力を補正して正確な移動目標値を求め、検査ステージを駆動してレンズの自動焦点合わせを行う技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。 In response to this request, the difference between the shape of the concavo-convex pattern of the substrate to be processed and the shape of the concavo-convex pattern recognized by the distance sensor is calculated, and a correction value for correction is calculated from this difference. There has been disclosed a technique for correcting an output from a distance sensor to obtain an accurate movement target value and driving an inspection stage to automatically focus a lens (for example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１が開示する技術では、処理対象基板が有する凹凸パターンと距離センサが認識する凹凸パターンとから移動目標値を算出して検査ステージを駆動して撮像するため、通常のオートフォーカス機能による撮像処理と比して時間を要する。また、得られた画像の焦点が合っていない場合、この移動目標値の算出を再度行なうか、または距離センサの認識パターンを再度設定する必要が生じ、作業時間の増大をまねくおそれがあった。
However, in the technology disclosed in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、フォーカス位置がずれた画像であっても作業時間を増大させることなく検査を行なうことができる画像処理装置、検査装置、画像処理方法および画像処理プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an image processing apparatus, an inspection apparatus, an image processing method, and image processing capable of performing inspection without increasing work time even when an image is out of focus. The purpose is to provide a program.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる画像処理装置は、所定のパターンを有する基準画像、外部から取得される前記パターンを有する取得画像および前記基準画像のコントラスト比とフォーカス位置からのずれ量との関係を示すコントラスト特性、および前記コントラスト比から算出される前記取得画像の前記ずれ量と前記取得画像の復元を行なう際に用いるパラメータである復元係数との関係を示す復元特性を記憶する記憶部と、前記基準画像と前記取得画像とのコントラスト比を算出し、該コントラスト比が前記コントラスト特性において設定された閾値を超えたか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記コントラスト比が閾値未満であると判定された場合、前記コントラスト特性から前記ずれ量を求め、該ずれ量から前記復元特性をもとに復元係数を取得して前記取得画像の復元処理を行なう復元処理部と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an image processing apparatus according to the present invention includes a reference image having a predetermined pattern, an acquired image having the pattern acquired from the outside, and a contrast ratio of the reference image. A contrast characteristic indicating a relationship with a shift amount from a focus position, and a relationship between the shift amount of the acquired image calculated from the contrast ratio and a restoration coefficient which is a parameter used when the acquired image is restored. A storage unit for storing restoration characteristics; a determination unit for calculating a contrast ratio between the reference image and the acquired image; and determining whether the contrast ratio exceeds a threshold set in the contrast characteristic; and the determination If the contrast ratio is determined to be less than the threshold, the deviation amount is calculated from the contrast characteristics. Because, characterized in that and a restoration processing unit for performing reconstruction processing on the acquired image to obtain the coefficient of restitution on the basis of the restoration property from the deviation amount.
また、本発明にかかる検査装置は、上記の発明にかかる画像処理装置と、オートフォーカス機能を有し、前記画像処理装置が取得する画像を撮像して、前記画像処理装置に送信する撮像手段と、前記取得画像または前記復元処理部において復元された画像をもとに、検査処理を行う検査処理部と、を備えたことを特徴とする。 An inspection apparatus according to the present invention includes an image processing apparatus according to the above-described invention, an imaging unit that has an autofocus function, captures an image acquired by the image processing apparatus, and transmits the captured image to the image processing apparatus. And an inspection processing unit that performs an inspection process based on the acquired image or the image restored by the restoration processing unit.
また、本発明にかかる画像処理方法は、所定のパターンを有する基準画像、外部から取得される前記パターンを有する取得画像および前記基準画像のコントラスト比とフォーカス位置からのずれ量との関係を示すコントラスト特性、および前記コントラスト比から算出される前記取得画像の前記ずれ量と前記取得画像の復元を行なう際に用いるパラメータである復元係数との関係を示す復元特性を記憶する記憶部を有するコンピュータが、前記基準画像、前記取得画像、前記コントラスト特性、および復元特性を用いて、前記取得画像の復元を行なう画像処理方法であって、前記基準画像と前記取得画像とのコントラスト比を算出し、該コントラスト比が前記コントラスト特性で設定された閾値を超えたか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにおいて、前記コントラスト比が閾値未満であると判定された場合、前記記憶部から読み出した前記コントラスト特性から前記ずれ量を求め、該ずれ量から前記復元特性をもとに復元係数を取得して前記取得画像の復元処理を行なう復元処理ステップと、を含むことを特徴とする。 The image processing method according to the present invention includes a reference image having a predetermined pattern, an acquired image having the pattern acquired from the outside, and a contrast indicating a relationship between a contrast ratio of the reference image and a deviation amount from a focus position. A computer having a storage unit for storing characteristics and a restoration characteristic indicating a relationship between the shift amount of the acquired image calculated from the contrast ratio and a restoration coefficient that is a parameter used when restoring the acquired image; An image processing method for restoring the acquired image using the reference image, the acquired image, the contrast characteristic, and the restoration characteristic, wherein a contrast ratio between the reference image and the acquired image is calculated, and the contrast A determination step for determining whether the ratio exceeds a threshold set by the contrast characteristic; In the determination step, when it is determined that the contrast ratio is less than a threshold value, the shift amount is obtained from the contrast characteristic read from the storage unit, and a restoration coefficient is obtained from the shift amount based on the restoration characteristic. And a restoration processing step for performing restoration processing of the acquired image.
また、本発明にかかる画像処理プログラムは、所定のパターンを有する基準画像、外部から取得される前記パターンを有する取得画像および前記基準画像のコントラスト比とフォーカス位置からのずれ量との関係を示すコントラスト特性、および前記コントラスト比から算出される前記取得画像の前記ずれ量と前記取得画像の復元を行なう際に用いるパラメータである復元係数との関係を示す復元特性を記憶する記憶部を有するコンピュータに、前記基準画像、前記取得画像、前記コントラスト特性、および復元特性を用いて、前記取得画像の復元を行わせる画像処理プログラムであって、前記基準画像と前記取得画像とのコントラスト比を算出し、該コントラスト比が前記コントラスト特性で設定された閾値を超えたか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにおいて、前記コントラスト比が閾値未満であると判定された場合、前記記憶部から読み出した前記コントラスト特性から前記ずれ量を求め、該ずれ量から前記復元特性をもとに復元係数を取得して前記取得画像の復元処理を行なう復元処理ステップと、を含むことを特徴とする。 The image processing program according to the present invention includes a reference image having a predetermined pattern, an acquired image having the pattern acquired from the outside, and a contrast indicating a relationship between a contrast ratio of the reference image and a deviation amount from a focus position. A computer having a storage unit that stores a restoration characteristic indicating a relationship between a characteristic and a deviation amount of the acquired image calculated from the contrast ratio and a restoration coefficient that is a parameter used when restoring the acquired image. An image processing program for performing restoration of the acquired image using the reference image, the acquired image, the contrast characteristic, and the restoration characteristic, and calculating a contrast ratio between the reference image and the acquired image, Judgment whether or not the contrast ratio exceeds the threshold set by the contrast characteristic When the contrast ratio is determined to be less than the threshold value in the determination step, the shift amount is obtained from the contrast characteristic read from the storage unit, and is restored from the shift amount based on the restoration characteristic. A restoration processing step of obtaining a coefficient and performing restoration processing of the acquired image.
本発明にかかる画像処理装置、検査装置、画像処理方法および画像処理プログラムは、取得画像に対して、基準画像とのコントラスト比を算出して復元が必要か否かを判定し、復元が必要な場合、コントラスト特性および復元特性をもとにコントラストの高い画像に復元するようにしたので、フォーカス位置がずれた画像であっても作業時間を増大させることなく検査を行なうことができるという効果を奏する。 An image processing apparatus, an inspection apparatus, an image processing method, and an image processing program according to the present invention calculate a contrast ratio with respect to a reference image for an acquired image, determine whether restoration is necessary, and need restoration. In this case, since an image having a high contrast is restored based on the contrast characteristics and the restoration characteristics, there is an effect that an inspection can be performed without increasing the working time even for an image with a shifted focus position. .
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment. In addition, the drawings referred to in the following description only schematically show the shape, size, and positional relationship to the extent that the contents of the present invention can be understood. Therefore, the present invention is illustrated in the respective drawings. It is not limited only to the shape, size, and positional relationship.
まず、本発明の一実施の形態による画像処理装置および検査装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、ＦＰＤ用のガラス基板や半導体基板やプリント基板などの処理対象基板（以下、ワークという）がインライン型の検査装置であってもよく、オフライン型の検査装置であってもよい。 First, an image processing apparatus and an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, a processing target substrate (hereinafter referred to as a workpiece) such as an FPD glass substrate, a semiconductor substrate, or a printed substrate may be an inline inspection device or an offline inspection device. Good.
図１は、本実施の形態によるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）検査装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＦＰＤ検査装置１は、取得した画像の復元等を行うほか、取得または復元した画像を用いて検査を行なう画像処理装置１０と、画像を撮像することによってワークの所定位置の画像を取得する顕微鏡２０とを備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a flat panel display (FPD) inspection apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
画像処理装置１０は、制御部１１、送受信部１２、判定部１３、復元処理部１４、入力部１５、出力部１６、線幅測定部１７、および記憶部１８を備える。
The image processing apparatus 10 includes a
制御部１１は、ＣＰＵ等を用いて構成され、画像処理装置１０の各部の処理および動作を制御する。制御部１１は、これらの各構成部位に入出力される情報について所定の入出力制御を行い、かつ、この情報に対して所定の情報処理を行う。
The
送受信部１２は、所定の形式にしたがった情報の送受信を行うインターフェースとしての機能を有し、顕微鏡２０の送受信部２２と接続されている。なお、図示しない通信ネットワークを介してもよい。
The transmission / reception unit 12 has a function as an interface for transmitting / receiving information according to a predetermined format, and is connected to the transmission /
判定部１３は、顕微鏡２０から取得した画像のコントラストが基準画像のコントラストと比して閾値未満であるか否かを判定する。取得した画像のコントラストが基準画像のコントラストと比して閾値未満である場合、この取得画像を復元が必要な画像として判定する。復元処理部１４は、判定部１３によって復元が必要であると判定された画像に対して復元処理を行う。なお、復元処理は、フォーカス位置がずれた画像に対してコントラストを補正して、本来撮像されるべきフォーカス位置における画像に復元する画像処理である。
The determination unit 13 determines whether or not the contrast of the image acquired from the
入力部１５は、キーボード、マウス、マイクロフォン等を用いて構成され、検体の分析に必要な諸情報や分析動作の指示情報等を外部から取得する。出力部１６は、ディスプレイ、プリンタ、スピーカー等を用いて構成される。
The input unit 15 is configured by using a keyboard, a mouse, a microphone, and the like, and acquires various information necessary for analysis of the specimen, instruction information for analysis operation, and the like from the outside. The
線幅測定部１７は、検査処理部として、顕微鏡２０によって撮像された画像または復元処理部１４によって復元された画像をもとに測定対象のパターンの線幅を測定する。測定された線幅は、出力部１６によって出力される。
As the inspection processing unit, the line
記憶部１８は、情報を磁気的に記憶するハードディスクと、画像処理装置１０が処理を実行する際にその処理にかかわる、本実施の形態にかかる画像処理プログラムを含む各種プログラムをハードディスクからロードして電気的に記憶するメモリとを用いて構成される。記憶部１８は、取得すべき画像の基準となる基準画像データＤ１、基準画像データＤ１のコントラスト比とフォーカス距離との関係を示すコントラスト特性Ｄ２、およびフォーカス距離と復元係数との関係を示す復元特性Ｄ３を記憶する。なお、記憶部１８は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＰＣカード等の記憶媒体に記憶された情報を読み取ることができる補助記憶装置を備えてもよい。 The storage unit 18 loads, from the hard disk, various programs including the hard disk that magnetically stores information and the image processing program according to the present embodiment, which are related to the processing when the image processing apparatus 10 executes the processing. It is comprised using the memory which memorize | stores electrically. The storage unit 18 is a reference image data D1 serving as a reference of an image to be acquired, a contrast characteristic D2 indicating the relationship between the contrast ratio of the reference image data D1 and the focus distance, and a restoration characteristic indicating the relationship between the focus distance and the restoration coefficient. Store D3. The storage unit 18 may include an auxiliary storage device that can read information stored in a storage medium such as a CD-ROM, a DVD-ROM, or a PC card.
上述した画像処理装置１０は、制御部１１の制御のもと、送受信部１２を介して取得した画像に対して復元する必要の有無を判定部１３が判定した後、必要に応じて復元処理部１４が画像を復元し、線幅測定部１７がこの復元画像を用いて、ワーク上に形成されたパターンの線幅を測定する。
In the image processing apparatus 10 described above, after the determination unit 13 determines whether or not it is necessary to restore the image acquired via the transmission / reception unit 12 under the control of the
顕微鏡２０は、制御部２１、送受信部２２、撮像部２３、拡大光学系２４を備える。制御部２１は、ＣＰＵ等を用いて構成され、顕微鏡２０の各部の処理および動作を制御する。制御部２１は、これらの各構成部位に入出力される情報について所定の入出力制御を行い、かつ、この情報に対して所定の情報処理を行う。送受信部２２は、所定の形式にしたがった情報の送受信を行うインターフェースとしての機能を有し、画像処理装置１０の送受信部１２と接続されている。なお、図示しない通信ネットワークを介してもよい。
The
撮像部２３は、例えば、ＬＥＤ等の照明部と、集光レンズ等の光学系と、ＣＭＯＳイメージセンサまたはＣＣＤ等の撮像素子とを有する。照明部は、撮像素子の撮像視野に白色光等の照明光を発光して、撮像視野内の被写体を照明する。光学系は、この撮像視野からの反射光を撮像素子の撮像面に集光して、撮像素子の撮像面に撮像視野の被写体画像を結像する。撮像素子は、この撮像視野からの反射光を、撮像面を介して受光し、この受光した光信号を光電変換処理して、この撮像視野の被写体画像を撮像する。撮像部２３は、オートフォーカス機能を有し、自動で被写体との距離を測定する。拡大光学系２４は、撮像部２３の撮像視野を縮小して所望の拡大倍率の画像取得を実現するための光学系である。
The
ここで、線幅測定部１７が行なう線幅測定ポイント（撮像エリア）の登録について図２を参照して説明する。図２は、処理対象基板（ワーク）上に形成されたパターンの一例を示す模式図である。ワーク上には、パターンを構成するラインＲ１，Ｒ２と、レジスト等の特徴を有するモデルＲｓが形成されている。
Here, registration of a line width measurement point (imaging area) performed by the line
制御部２１は、基準画像データＤ１として登録されているモデルＲｓとその近傍に設定された測定エリアＡ１とが撮像視野内に入るように撮像部２３に撮像させる。撮像部２３は、まずモデルＲｓを検索し、その後、モデルＲｓの近傍の測定エリアＡ１を含む領域の撮像を行なう。
The
線幅測定部１７は、撮像部２３によって撮像された測定エリアＡ１のラインＲ１の両端のコントラストをもとにエッジを認識して、線幅を測定する。
The line
続いて、画像処理装置１０が行なう復元処理および線幅測定処理について、図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態にかかる画像処理装置１０が行なう画像復元処理を含む検査処理を示すフローチャートである。制御部１１は、顕微鏡２０から画像を取得すると（ステップＳ１０２）、取得画像のコントラストを算出する（ステップＳ１０４）。なお、制御部１１が算出するコントラストは、少なくとも測定を行なう測定エリアＡ１のラインＲ１の両端のコントラストが算出されればよい。
Next, the restoration process and the line width measurement process performed by the image processing apparatus 10 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing an inspection process including an image restoration process performed by the image processing apparatus 10 according to the present embodiment. When acquiring an image from the microscope 20 (step S102), the
制御部１１は、取得画像のコントラスト算出後、判定部１３に取得画像が復元すべき画像であるかを判定させる。判定部１３は、記憶部１８に記憶された基準画像データＤ１が有する基準画像の最大のコントラストと取得画像のコントラストとの比を算出し（ステップＳ１０６）、コントラスト比が閾値（０．８）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。
After calculating the contrast of the acquired image, the
このとき、コントラスト比が閾値以上であれば（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、判定部１３は、線幅測定処理の精度を維持可能な画像であると判定する。その後、制御部１１は、ステップＳ１２０に移行して線幅測定部１７に線幅測定処理を行わせ、検査処理を終了する。なお、制御部１１は、線幅測定部１７が測定した測定結果を出力部１６に出力する。
At this time, if the contrast ratio is greater than or equal to the threshold (step S110: No), the determination unit 13 determines that the image can maintain the accuracy of the line width measurement process. Then, the
一方、コントラスト比が閾値未満であった場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、判定部１３は、取得画像が、復元が必要な画像であると判定する。制御部１１は、復元処理部１４に取得画像の復元を行うよう指示する。なお、本実施の形態におけるコントラスト比の閾値は、０．８であるものとして説明する。
On the other hand, when the contrast ratio is less than the threshold (step S110: Yes), the determination unit 13 determines that the acquired image is an image that needs to be restored. The
復元処理部１４は、記憶部１８のコントラスト特性Ｄ２を参照して、取得画像のフォーカス位置からのずれ量（デフォーカス量Δｚ）を算出する（ステップＳ１１２）。図４は、コントラスト特性Ｄ２を示すグラフである。図４に示すコントラスト特性は、コントラスト比（ここでは、基準画像における最大コントラストとデフォーカスによるコントラストとの比）とデフォーカス距離との関係を示している。 The restoration processing unit 14 refers to the contrast characteristic D2 of the storage unit 18 and calculates a shift amount (defocus amount Δz) from the focus position of the acquired image (step S112). FIG. 4 is a graph showing the contrast characteristic D2. The contrast characteristics shown in FIG. 4 indicate the relationship between the contrast ratio (here, the ratio between the maximum contrast in the reference image and the contrast due to defocus) and the defocus distance.
復元処理部１４は、基準画像と取得画像とのコントラスト比を取得し、コントラスト特性からデフォーカス距離ｚを算出する。たとえば、コントラスト比が０．７の場合、デフォーカス距離ｚ２が得られる。 The restoration processing unit 14 acquires the contrast ratio between the reference image and the acquired image, and calculates the defocus distance z from the contrast characteristics. For example, when the contrast ratio is 0.7, the defocus distance z 2 is obtained.
復元処理部１４は、図４のコントラスト特性からデフォーカス距離ｚを算出すると、このデフォーカス距離の絶対値としてのデフォーカス量Δｚを算出する。その後、復元処理部１４は、このデフォーカス量Δｚをもとに、復元特性から復元係数σを算出する（ステップＳ１１４）。 When the restoration processing unit 14 calculates the defocus distance z from the contrast characteristics of FIG. 4, the restoration processing unit 14 calculates a defocus amount Δz as an absolute value of the defocus distance. Thereafter, the restoration processing unit 14 calculates the restoration coefficient σ from the restoration characteristics based on the defocus amount Δz (step S114).
ここで、点光源に対する応答性について、図５を参照して説明する。点光源を光学系に入力した際の光学的な応答性は、点拡がり関数で与えられ、例えば、図５に示す曲線Ｌｚ１，ＬｚＴ，Ｌｚ２として表される。曲線Ｌｚ１，ＬｚＴ，Ｌｚ２は、図４に示すコントラスト比０．９５，０．８，０．７にそれぞれ対応したデフォーカス距離ｚ１，ｚＴ，ｚ２を中心位置とした輝度の分布を示している。横軸は、焦点位置（０）周辺の位置を示し、この場合、一次元における応答位置となる。 Here, the response to a point light source will be described with reference to FIG. The optical responsiveness when a point light source is input to the optical system is given by a point spread function, and is represented by, for example, curves Lz 1 , Lz T , and Lz 2 shown in FIG. Curves Lz 1 , Lz T , and Lz 2 represent luminances with defocus distances z 1 , z T , and z 2 corresponding to the contrast ratios 0.95, 0.8, and 0.7 shown in FIG. Distribution is shown. The horizontal axis indicates the position around the focal position (0), and in this case, it is a one-dimensional response position.
点拡がり関数は、レンズが理想的な場合、δ関数となるが、収差またはデフォーカス距離が大きくなるに従い、中心（焦点位置）での輝度が低下するとともに、広範囲に分散する。特に、コントラスト比が０．９５である曲線Ｌｚ１は、焦点位置（０）における輝度は高く、分散性も低い。一方で、コントラスト比が０．７である曲線Ｌｚ２は、焦点位置（０）における輝度が低く、広範囲に分散するものとなっている。 The point spread function is a δ function when the lens is ideal, but as the aberration or defocus distance increases, the luminance at the center (focus position) decreases and is dispersed over a wide range. In particular, the curve Lz 1 having a contrast ratio of 0.95 has high luminance at the focal position (0) and low dispersibility. On the other hand, the curve Lz 2 contrast ratio is 0.7 is adapted to that the luminance at the focal position (0) low, disperse widely.
画像を復元する処理は、上述した輝度と分散性を補正することによって取得画像のコントラストを高くすることによって行なわれる。二次元（ｘ，ｙ）の場合の点拡がり関数は、例えば、次式（１）で表すことができる。
なお、ステップＳ１１４において、復元処理部１４は、デフォーカス距離ｚ２の場合、デフォーカス量はΔｚ２であり、復元係数はσ１と算出となる。 Note that, in step S114, the restoration processing unit 14, when the defocus distance z 2, the defocus amount is Delta] z 2, coefficient of restitution is the sigma 1 and calculated.
ステップＳ１１４における復元係数σを算出後、復元処理部１４は、画像復元処理を行う（ステップＳ１１６）。復元処理部１４が行なう画像復元処理は、図７に示すようなフーリエ変換の関係を用いて行ない、取得画像ｇ（ｘ，ｙ）および劣化特性ｈ（ｘ，ｙ）から復元画像ｆ（ｘ，ｙ）を得る。ここで、復元画像ｆ（ｘ，ｙ）、取得画像ｇ（ｘ，ｙ）および劣化特性ｈ（ｘ，ｙ）は、ｆ＊ｈ＝ｇの関係を満たす（＊は畳み込み積分を示す）。この劣化特性ｈ（ｘ，ｙ）は、上述した式（１）であって、ステップＳ１１４で算出された復元係数σを含む。 After calculating the restoration coefficient σ in step S114, the restoration processing unit 14 performs image restoration processing (step S116). The image restoration process performed by the restoration processing unit 14 is performed using the relationship of Fourier transform as shown in FIG. 7, and the restored image f (x, y) is obtained from the acquired image g (x, y) and the degradation characteristic h (x, y). y) is obtained. Here, the restored image f (x, y), the acquired image g (x, y), and the degradation characteristic h (x, y) satisfy the relationship of f * h = g (* indicates convolution integration). The deterioration characteristic h (x, y) is the above-described equation (1) and includes the restoration coefficient σ calculated in step S114.
復元処理部１４は、劣化特性ｈ（ｘ，ｙ）および取得画像ｇ（ｘ，ｙ）をそれぞれフーリエ変換（ＦＴ）することにより、周波数ｕ，ｖの関数である劣化特性Ｈ（ｕ，ｖ）および変換画像Ｇ（ｕ，ｖ）を得る。さらに、復元処理部１４は、フーリエ変換された劣化特性Ｈ（ｕ，ｖ）の逆数Ｈｉｎｖ（ｕ，ｖ）を得た後、このＨｉｎｖ（ｕ，ｖ）と変換画像Ｇ（ｕ，ｖ）を乗じて変換画像Ｆ（ｕ，ｖ）を得る。復元処理部１４は、変換画像Ｆ（ｕ，ｖ）を逆フーリエ変換（ＩＦＴ）することで、復元画像ｆ（ｘ，ｙ）を得る。 The restoration processing unit 14 performs a Fourier transform (FT) on the deterioration characteristic h (x, y) and the acquired image g (x, y), respectively, so that the deterioration characteristic H (u, v) that is a function of the frequencies u and v. And a converted image G (u, v) is obtained. Further, the restoration processing unit 14 obtains the inverse H inv (u, v) of the degradation characteristic H (u, v) subjected to Fourier transform, and then the H inv (u, v) and the converted image G (u, v). ) To obtain a converted image F (u, v). The restoration processing unit 14 obtains a restored image f (x, y) by performing inverse Fourier transform (IFT) on the transformed image F (u, v).
その後、制御部１１は、復元画像のコントラストを算出して、判定部１３に基準画像データＤ１が有する基準画像の最大のコントラストと復元画像のコントラストとの比を算出させる（ステップＳ１１８）。続いて、制御部１１は、ステップＳ１０８に移行して、コントラスト比と閾値とを比較し、判定部１３にコントラスト比が閾値未満であるか否かを判定させる（ステップＳ１１０）。
Thereafter, the
上述した本実施の形態にかかるＦＰＤ検査装置および画像復元装置は、取得画像に対して、基準画像とのコントラスト比を算出して復元が必要か否かを判定し、復元が必要な場合、コントラスト特性および復元特性をもとにコントラストの高い画像に復元するため、複数回撮像処理を行う必要なく、正確な線幅測定を行なうことが可能となるため、フォーカス位置がずれた画像を取得した場合であっても検査にかかる作業時間を増大させることなく検査を行なうことができる。 The FPD inspection apparatus and the image restoration apparatus according to the present embodiment described above calculate the contrast ratio of the acquired image with the reference image to determine whether restoration is necessary. When restoring an image with an out-of-focus position, it is possible to perform accurate line width measurement without having to perform multiple imaging operations because the image is restored to a high-contrast image based on the characteristics and restoration characteristics. Even so, the inspection can be performed without increasing the work time required for the inspection.
図８は、本実施の形態の変形例にかかる検査処理を示すフローチャートである。まず、制御部１１は、図３に示すステップＳ１０２〜Ｓ１１０と同様の処理（ステップＳ２０２〜Ｓ２１０）を行なって、取得画像に対して画像復元処理が必要か否かを判定部１３に判定させる。制御部１１は、コントラスト比が閾値以上ある場合（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、ステップＳ２２２に移行して取得した画像に対して線幅測定処理を行うよう線幅測定部１７に指示する。
FIG. 8 is a flowchart showing an inspection process according to a modification of the present embodiment. First, the
一方、ステップＳ２１０において、判定部１３が、コントラスト比が閾値未満であると判定した場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、制御部１１は、ループ回数が設定回数未満か否かを判断する（ステップＳ２１２）。ループ回数は記憶部１８に記憶され、任意に設定可能であるが、複数回繰り返されるステップＳ２１４〜Ｓ２２０の処理時間が顕微鏡２０による撮像処理に要する時間以下となるように設定されることが好ましい。なお、ループ回数のカウントは、ステップＳ２１２に到達した回数（初回は１となる）としてもよく、ステップＳ２１８において画像復元処理を行った回数でもよい。カウントのタイミングに応じて、設定回数を変更することが可能である。
On the other hand, when the determination unit 13 determines in step S210 that the contrast ratio is less than the threshold (step S210: Yes), the
ステップＳ２１２において、ループ回数が設定回数未満である場合（ステップＳ２１２：Ｙｅｓ）、制御部１１は、復元処理部１４に上述した復元処理（図３、ステップＳ１１２〜Ｓ１１８）に対応するステップＳ２１４〜Ｓ２２０を行なわせる。
In step S212, when the number of loops is less than the set number (step S212: Yes), the
また、ステップＳ２１２において、ループ回数が設定回数以上である場合（ステップＳ２１２：Ｎｏ）、制御部１１は、ステップＳ２２４に移行して報知処理を行う。報知処理において、制御部１１は、顕微鏡２０の制御部２１に対して復元対象画像の撮像処理を再度行う旨の報知を行ってもよく、出力部１６に画像復元処理が正常に行われていない旨の報知を行ってもよい。
In step S212, when the number of loops is equal to or greater than the set number (step S212: No), the
上述した変形例によって、復元処理のループに制限を設け、復元処理以外で生じた撮像画像の異常であっても報知することによって対応することが可能となる。 According to the above-described modification, it is possible to provide a restriction on the loop of the restoration process, and deal with it by notifying an abnormality of a captured image that occurs other than the restoration process.
なお、本実施の形態において、復元する画像領域は、画像全体であってもよく、コントラストを復元すべき箇所、例えば、線幅を測定するパターンのエッジ部分のみであってもよい。 In the present embodiment, the image area to be restored may be the entire image, or may be only the portion where the contrast should be restored, for example, the edge portion of the pattern for measuring the line width.
また、画像処理装置１０は、顕微鏡２０が撮像した画像を取得するものとして説明したが、拡大光学系２４を用いずに撮像された画像を用いてもよく、メモリ等に記憶された画像を用いることも可能である。
Further, although the image processing apparatus 10 has been described as acquiring an image captured by the
以上のように、本発明にかかる画像処理装置、検査装置、画像処理方法および画像処理プログラムは、取得した画像に対して再度撮像処理を行うことなく高いコントラストの画像を得ることに有用である。 As described above, the image processing apparatus, the inspection apparatus, the image processing method, and the image processing program according to the present invention are useful for obtaining a high-contrast image without performing imaging processing on the acquired image again.
１ ＦＰＤ検査装置
１０ 画像処理装置
１１，２１ 制御部
１２，２２ 送受信部
１３ 判定部
１４ 復元処理部
１５ 入力部
１６ 出力部
１７ 線幅測定部
１８ 記憶部
２０ 顕微鏡
２３ 撮像部
２４ 拡大光学系
Ｄ１ 基準画像データ
Ｄ２ コントラスト特性
Ｄ３ 復元特性
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記基準画像と前記取得画像とのコントラスト比を算出し、該コントラスト比が前記コントラスト特性において設定された閾値を超えたか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記コントラスト比が閾値未満であると判定された場合、前記コントラスト特性から前記ずれ量を求め、該ずれ量から前記復元特性をもとに復元係数を取得して前記取得画像の復元処理を行なう復元処理部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 A reference image having a predetermined pattern, an acquired image having the pattern acquired from the outside, a contrast characteristic indicating a relationship between a contrast ratio of the reference image and a deviation amount from a focus position, and the contrast ratio calculated from the contrast ratio A storage unit that stores a restoration characteristic indicating a relationship between the shift amount of the acquired image and a restoration coefficient that is a parameter used when restoring the acquired image;
A determination unit that calculates a contrast ratio between the reference image and the acquired image and determines whether the contrast ratio exceeds a threshold set in the contrast characteristics;
When the determination unit determines that the contrast ratio is less than a threshold value, the shift amount is obtained from the contrast characteristic, and a restoration coefficient is obtained from the deviation amount based on the restoration characteristic to restore the acquired image. A restoration processing unit for performing processing;
An image processing apparatus comprising:
オートフォーカス機能を有し、前記画像処理装置が取得する画像を撮像して、前記画像処理装置に送信する撮像手段と、
前記取得画像または前記復元処理部において復元された画像をもとに、検査処理を行う検査処理部と、
を備えたことを特徴とする検査装置。 An image processing apparatus according to claim 1;
An imaging means having an autofocus function, capturing an image acquired by the image processing apparatus, and transmitting the captured image to the image processing apparatus;
Based on the acquired image or the image restored in the restoration processing unit, an inspection processing unit that performs an inspection process;
An inspection apparatus comprising:
前記基準画像と前記取得画像とのコントラスト比を算出し、該コントラスト比が前記コントラスト特性で設定された閾値を超えたか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて、前記コントラスト比が閾値未満であると判定された場合、前記記憶部から読み出した前記コントラスト特性から前記ずれ量を求め、該ずれ量から前記復元特性をもとに復元係数を取得して前記取得画像の復元処理を行なう復元処理ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 A reference image having a predetermined pattern, an acquired image having the pattern acquired from the outside, a contrast characteristic indicating a relationship between a contrast ratio of the reference image and a deviation amount from a focus position, and the contrast ratio calculated from the contrast ratio A computer having a storage unit for storing a restoration characteristic indicating a relationship between the shift amount of the acquired image and a restoration coefficient that is a parameter used when the acquired image is restored includes the reference image, the acquired image, and the contrast characteristic. And an image processing method for restoring the acquired image using restoration characteristics,
A determination step of calculating a contrast ratio between the reference image and the acquired image and determining whether the contrast ratio exceeds a threshold set by the contrast characteristic;
In the determination step, when it is determined that the contrast ratio is less than a threshold value, the shift amount is obtained from the contrast characteristic read from the storage unit, and a restoration coefficient is obtained from the shift amount based on the restoration characteristic. A restoration processing step for performing restoration processing of the acquired image;
An image processing method comprising:
前記回数が前記設定された回数以上であった場合に報知処理を行う報知ステップと、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。 A determination step of determining whether or not the number of times of the restoration processing step in the same restoration target image is less than a set number of times;
A notification step of performing notification processing when the number of times is equal to or greater than the set number of times;
The image processing method according to claim 6, further comprising:
前記基準画像と前記取得画像とのコントラスト比を算出し、該コントラスト比が前記コントラスト特性で設定された閾値を超えたか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて、前記コントラスト比が閾値未満であると判定された場合、前記記憶部から読み出した前記コントラスト特性から前記ずれ量を求め、該ずれ量から前記復元特性をもとに復元係数を取得して前記取得画像の復元処理を行なう復元処理ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理プログラム。 A reference image having a predetermined pattern, an acquired image having the pattern acquired from the outside, a contrast characteristic indicating a relationship between a contrast ratio of the reference image and a deviation amount from a focus position, and the contrast ratio calculated from the contrast ratio The reference image, the acquired image, and the contrast characteristics are stored in a computer having a storage unit that stores a recovery characteristic indicating a relationship between the shift amount of the acquired image and a recovery coefficient that is a parameter used when the acquired image is recovered. And an image processing program for restoring the acquired image using restoration characteristics,
A determination step of calculating a contrast ratio between the reference image and the acquired image and determining whether the contrast ratio exceeds a threshold set by the contrast characteristic;
In the determination step, when it is determined that the contrast ratio is less than a threshold value, the shift amount is obtained from the contrast characteristic read from the storage unit, and a restoration coefficient is obtained from the shift amount based on the restoration characteristic. A restoration processing step for performing restoration processing of the acquired image;
An image processing program comprising:
前記回数が前記設定された回数以上であった場合に報知処理を行う報知ステップと、
を含むことを特徴とする請求項８に記載の画像処理プログラム。 A determination step of determining whether or not the number of times of the restoration processing step in the same restoration target image is less than a set number of times;
A notification step of performing notification processing when the number of times is equal to or greater than the set number of times;
The image processing program according to claim 8, comprising:
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