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JP2014157053A - Pattern inspection method and pattern inspection device - Google Patents

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JP2014157053A
JP2014157053A JP2013027329A JP2013027329A JP2014157053A JP 2014157053 A JP2014157053 A JP 2014157053A JP 2013027329 A JP2013027329 A JP 2013027329A JP 2013027329 A JP2013027329 A JP 2013027329A JP 2014157053 A JP2014157053 A JP 2014157053A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
pixel
distance
skeleton
master
Prior art date
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Pending
Application number
JP2013027329A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Sugihara
洋樹 杉原
Hideaki Sugio
英昭 杉尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Toray Engineering Co Ltd
Original Assignee
Toray Industries Inc
Toray Engineering Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc, Toray Engineering Co Ltd filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2013027329A priority Critical patent/JP2014157053A/en
Publication of JP2014157053A publication Critical patent/JP2014157053A/en
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a circuit pattern inspection method for automatically inspecting a defect of a printed board circuit pattern, LSI circuit pattern, etc. by image processing.SOLUTION: A pattern inspection method for inspecting a defect of an inspection object by comparing an inspection object pattern of the inspection object with a master pattern on the basis of image data includes: a first process for performing distance conversion processing on a reference pattern including a background pattern and a product pattern to acquire an outline distance pattern; a second process for performing a skeleton-structuring processing on the outline distance pattern to acquire a reference skelton pattern; a third process for acquiring a skeleton distance pattern from the reference skelton pattern; a forth process for acquiring a master pattern from the outline distance pattern and the skeleton distance pattern; and a fifth process for comparing the inspection object pattern with the master pattern to detect a difference therebetween.

Description

本発明は、プリント基板回路パターン、LSI回路パターンなどの欠陥を画像処理により自動的に検査する回路パターンのパターン検査方法およびパターン検査装置に関する。   The present invention relates to a circuit pattern pattern inspection method and pattern inspection apparatus for automatically inspecting defects such as printed circuit board circuit patterns and LSI circuit patterns by image processing.

絶縁部材の上に導線のパターンを形成した回路パターンは、携帯電話などの電子機器の一般への普及と共に、急速に需要が高まっている。回路パターンは、それを用いる電子機器の性能や耐久性に影響を及ぼすため、電気的に設計通り結線されていることはもちろん、所定の寸法精度が要求される。   A demand for a circuit pattern in which a conductor pattern is formed on an insulating member is rapidly increasing with the spread of electronic devices such as mobile phones. Since the circuit pattern affects the performance and durability of an electronic device using the circuit pattern, the circuit pattern is not only electrically connected as designed, but also requires a predetermined dimensional accuracy.

そこで、回路パターンは作製後に全数検査し、所定のスペックを満足していることが確認される。ところで、回路パターンは、その種類も数も膨大になってきているため、できるだけ短時間に検査を終わらせる必要がある。   Therefore, all the circuit patterns are inspected after being manufactured, and it is confirmed that a predetermined specification is satisfied. By the way, since the types and number of circuit patterns have become enormous, it is necessary to complete the inspection in as short a time as possible.

従来この検査には、欠陥の検出方法として画像比較法が良く用いられている。この手法は、2値化後の撮像データと良品データとの差分画像を求め、ある面積以上の差異部分を欠陥として求める方法である。この方法は、データを2値化しているため、計算速度は早くできる。   Conventionally, in this inspection, an image comparison method is often used as a defect detection method. This method is a method for obtaining a difference image between binarized imaging data and non-defective product data and obtaining a difference portion of a certain area or more as a defect. Since this method binarizes data, the calculation speed can be increased.

一方、欠陥の判定方法として、従来提案されている方法は、1/3ルールと呼ばれるものである。このルールは回路パターンの導線であるリード部分の太さが、基準となる太さの1/3の長さ分より太ければリードに突起があると判定し、1/3の長さ分より細ければ断線のおそれがあると判定するものである。   On the other hand, as a defect determination method, a conventionally proposed method is called a 1/3 rule. This rule determines that a lead has a protrusion if the thickness of the lead portion, which is a conductor of the circuit pattern, is larger than the length of 1/3 of the reference thickness, and from the length of 1/3 If it is thin, it is determined that there is a risk of disconnection.

特に特許文献1に開示されているのは、画像比較法を用いた方法で、基準となるパターンの部分が4/3倍になっている膨張画像と、2/3倍になっている縮小画像を用意し、それぞれの基準画像を検査対象となる回路パターンの画像と比較する。   In particular, Patent Document 1 discloses a method using an image comparison method, in which an enlarged image in which a reference pattern portion is 4/3 times and a reduced image in which the size is 2/3 times. Are prepared, and each reference image is compared with an image of a circuit pattern to be inspected.

また、特許文献2には、線幅に応じた拡大・縮小した基準画像を作成する方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a method for creating an enlarged / reduced reference image corresponding to a line width.

特開昭63−19541号公報JP 63-19541 A 特開2010−145145号公報JP 2010-145145 A

基準画像と検査対象とからなる画像比較法は、簡便に回路パターンの欠陥を見分けることができ、有用である。この方法での欠陥抽出の精度は、基準パターンに対して拡大又は縮小させた基準画像の作成結果に依存する。   An image comparison method composed of a reference image and an inspection object is useful because it can easily identify a defect in a circuit pattern. The accuracy of defect extraction by this method depends on the result of creating a reference image enlarged or reduced with respect to the reference pattern.

特許文献1には、拡大・縮小の方法として、隣接する画素との論理和を取ることで基準パターンの拡大又は縮小パターンを作成する方法が開示されている。この方法は全画素に対して同じだけの画素数を増加又は減少をするため、基準パターンがほぼ同じ幅のパターンから構成されている場合は問題なく基準画像を作成することができる。しかし、線幅が大きく異なるパターンが混在した場合は、本発明者らの知見によれば、次の問題が発生する。   Patent Document 1 discloses a method for creating an enlarged or reduced pattern of a reference pattern by taking a logical sum with adjacent pixels as an enlargement / reduction method. Since this method increases or decreases the same number of pixels with respect to all pixels, a reference image can be created without any problem when the reference pattern is composed of patterns having substantially the same width. However, when patterns having greatly different line widths are mixed, according to the knowledge of the present inventors, the following problem occurs.

すなわち、太い線幅のパターンに合わせて縮小すると、細い線のパターンは消滅してしまい、細い線幅のパターンに合わせて拡大すると太い線のパターンは所定量だけ拡大しきれない。言い換えると、線幅に応じた拡大・縮小した基準画像を作成することが困難になるという課題があった。   That is, when the image is reduced to fit the thick line width pattern, the thin line pattern disappears, and when the image is enlarged to fit the thin line width pattern, the thick line pattern cannot be enlarged by a predetermined amount. In other words, there is a problem that it becomes difficult to create an enlarged / reduced reference image corresponding to the line width.

また、特許文献2に記載の方法は、基準画像の骨格パターンに付加した距離情報から、逆距離変換により元の製品パターンを再現する際に、あらかじめ定めた係数によって距離値を係数倍することで、線幅に応じて任意の拡大・縮小パターンを作成する手法である。   In addition, the method described in Patent Document 2 is to multiply the distance value by a coefficient by a predetermined coefficient when reproducing the original product pattern by inverse distance conversion from the distance information added to the skeleton pattern of the reference image. This is a method for creating an arbitrary enlargement / reduction pattern according to the line width.

本発明者らの知見によれば、この手法では骨格パターンが元の製品パターンの再現性を有していることが前提となっており、逆距離変換による製品パターンの再構成は傾きのない正方形パターンの組み合わせで合成される形状に限定される。   According to the knowledge of the present inventors, this method is based on the premise that the skeleton pattern has reproducibility of the original product pattern, and the reconstruction of the product pattern by reverse distance transformation is a square with no inclination. It is limited to the shape synthesized by a combination of patterns.

よって、菱形/円形/平行四辺形など傾きのある正方形パターンの要素を多分に含む形状の場合は、パターンの再現性を保持するために枝打ちできない骨格パターンが製品パターンと背景パターンの境界近傍(角部分)まで延びる。   Therefore, in the case of a shape that includes many square pattern elements such as rhombus / circular / parallelogram, the skeleton pattern that cannot be pruned to maintain the reproducibility of the pattern is near the boundary between the product pattern and the background pattern (corner Part).

そのため、パターンの角部分においては基準画像を拡大・縮小しても感度が変化しにくく、過検出状態となってしまう問題があった。   For this reason, there is a problem that the sensitivity is hardly changed even when the reference image is enlarged / reduced in the corner portion of the pattern, resulting in an overdetection state.

たとえば基準画像が三角形で構成された図19(a)のようなパターンの場合、図19(b)に示す縮小画像においても、図19(c)に示す膨張画像においても、頂点(角)部分には常にパターンが存在するため、頂点(角)部分においては常に感度が一定となる。このため、縮小画像を使用してパターンの欠けを検査する際には頂点(角)部分に実際には許容できる範囲の欠けがあっても欠点となり、膨張画像によりパターンの突起を検査する際には頂点(角)部分に実際には許容できる範囲の突起があっても欠点となるなど、検査感度が頂点部分において過敏となってしまう。   For example, in the case of a pattern as shown in FIG. 19A in which the reference image is composed of triangles, the apex (corner) portion in both the reduced image shown in FIG. 19B and the expanded image shown in FIG. Since there is always a pattern, the sensitivity is always constant at the apex (corner) portion. For this reason, when inspecting a chipped pattern using a reduced image, even if there is a chipping in the apex (corner) portion that is actually acceptable, it is a drawback. The inspection sensitivity becomes excessively sensitive at the apex portion, such as a defect even if there is a protrusion in the apex (corner) portion that is actually acceptable.

本発明のパターン検査方法およびパターン検査装置は、上記の課題を解決することを目的とする。   An object of the pattern inspection method and pattern inspection apparatus of the present invention is to solve the above problems.

すなわち、本発明は、
画像データに基づいてマスタパターンと検査対象物の検査対象パターンとを比較し前記検査対象物の欠陥を検出するパターン検査方法であって、
背景パターンと製品パターンとを有する基準パターンを輪郭距離演算処理し輪郭距離パターンを得る第1の工程と、
前記輪郭距離パターンを骨格化処理し基準骨格パターンを得る第2の工程と、
前記基準骨格パターンから骨格距離パターンを得る第3の工程と、
前記輪郭距離パターンと骨格距離パターンとからマスタパターンを得る第4の工程と、
前記マスタパターンと前記検査対象パターンを比較して差異を検出する第5の工程
を有するパターン検査方法である(以下検査方法(1)とする)。
That is, the present invention
A pattern inspection method for detecting a defect of the inspection object by comparing a master pattern and an inspection object pattern of the inspection object based on image data,
A first step of obtaining a contour distance pattern by performing a contour distance calculation process on a reference pattern having a background pattern and a product pattern;
A second step of skeletonizing the contour distance pattern to obtain a reference skeleton pattern;
A third step of obtaining a skeleton distance pattern from the reference skeleton pattern;
A fourth step of obtaining a master pattern from the contour distance pattern and the skeleton distance pattern;
This is a pattern inspection method having a fifth step of detecting a difference by comparing the master pattern and the inspection target pattern (hereinafter referred to as inspection method (1)).

また、検査方法(1)において、
前記第1の工程は、前記基準パターンに属する画素に、前記背景パターンと前記製品パターンの境界からの距離の値を割り当てる処理である。(以下検査方法(2)とする)
また、検査方法(1)または検査方法(2)において、
前記第2の工程は、前記基準パターンに属する画素に対して前記画素の周囲の画素の境界からの距離が前記画素の境界からの距離より大きな前記周囲の画素がなくなるまで前記画素を順次削除する画素削除処理と、前記製品パターンを線幅が最小となるまで前記画素を削除する細線化処理と、前記画素削除処理画像と前記細線化処理画像とを重ね合わせる合成処理と、前記製品パターンに属する画素の中で前記合成処理の結果残留した画素から枝部を削除する剪定処理を有する(以下検査方法(3)とする)。
In the inspection method (1),
The first step is a process of assigning a distance value from a boundary between the background pattern and the product pattern to pixels belonging to the reference pattern. (Hereafter referred to as inspection method (2))
In the inspection method (1) or the inspection method (2),
The second step sequentially deletes the pixels from the pixels belonging to the reference pattern until there are no surrounding pixels whose distance from the boundary of the pixels around the pixel is larger than the distance from the boundary of the pixel. Belongs to the product pattern, a pixel deletion process, a thinning process for deleting the pixels until the line width of the product pattern is minimized, a synthesis process for superimposing the pixel deletion processing image and the thinning process image, and It has a pruning process for deleting branches from the pixels remaining as a result of the synthesis process in the pixels (hereinafter referred to as inspection method (3)).

また、検査方法(1)から検査方法(3)において、
前記第3の工程は、前記基準パターンに属する画素に、前記基準骨格パターンからの距離を割り当てる処理である(以下検査方法(4)とする)。
In the inspection method (1) to the inspection method (3),
The third step is a process of assigning a distance from the reference skeleton pattern to pixels belonging to the reference pattern (hereinafter referred to as inspection method (4)).

また、検査方法(1)から検査方法(4)において、
前記第4の工程は、前記基準パターンに属する画素ごとに、前記画素から輪郭までの距離と前記画素から骨格までの距離を求めて骨格から輪郭までの距離を算出し、前記画素から骨格までの距離を前記骨格から輪郭までの距離で除した値を前記画素における相対距離値としてその画素における画素値とすることによりマルチマスタパターンを得る処理を有する(以下検査方法(5)とする)。
In the inspection method (1) to the inspection method (4),
In the fourth step, for each pixel belonging to the reference pattern, the distance from the pixel to the contour and the distance from the pixel to the skeleton are calculated to calculate the distance from the skeleton to the contour. A process of obtaining a multi-master pattern by setting a value obtained by dividing the distance by the distance from the skeleton to the contour as a relative distance value in the pixel is a pixel value in the pixel (hereinafter referred to as inspection method (5)).

また、検査方法(1)から検査方法(5)において、
前記第4の工程は、前記相対距離値に応じた画素値を前記マスタパターンに属する画素の画素値とする(以下検査方法(6)とする)。
In the inspection method (1) to the inspection method (5),
In the fourth step, a pixel value corresponding to the relative distance value is set as a pixel value of a pixel belonging to the master pattern (hereinafter referred to as inspection method (6)).

また、前記検査方法(6)において、
前記第5の工程で検出した前記差異と前記マルチマスタパターンをさらに比較する(以下検査方法(7)とする)。
In the inspection method (6),
The difference detected in the fifth step is further compared with the multi-master pattern (hereinafter referred to as inspection method (7)).

また、本発明のパターン検査装置は、
背景パターンと製品パターンを有する基準パターンが入力されマスタパターンを出力するマスタパターン作製部と、
前記マスタパターンを記録する記憶部と、
検査対象物を撮影し画像データを得る撮影部と、
前記画像データを2値化処理して検査対象パターンを得る2値化部と、
前記マスタパターンと前記検査対象パターンを比較し差異を出力する演算部と、
前記演算部の出力に基づいて判定結果を出力する判定部を有し、
前記マスタパターン作製部は、
前記製品パターンに属する画素に前記背景パターンと前記製品パターンの境界からの距離を付与し輪郭距離パターンを作製し、
前記基準パターンを骨格化処理して基準骨格パターンを作製し、
前記基準パターンに属する画素に前記基準骨格パターンからの距離を付与して骨格距離パターンを作製し、
前記画素から輪郭までの距離と前記画素から骨格までの距離を求めて骨格から輪郭までの距離を算出し、前記画素から骨格までの距離を前記骨格から輪郭までの距離で除した値をその画素におけるマスタ値とするマルチマスタパターンを作製し、前記マルチマスタパターンからマスタパターンを作製する。
The pattern inspection apparatus of the present invention is
A master pattern creation unit that receives a reference pattern having a background pattern and a product pattern and outputs a master pattern;
A storage unit for recording the master pattern;
An imaging unit for imaging the inspection object and obtaining image data;
A binarization unit that binarizes the image data to obtain an inspection target pattern;
An arithmetic unit that compares the master pattern and the inspection target pattern and outputs a difference;
A determination unit that outputs a determination result based on the output of the arithmetic unit;
The master pattern production unit
Providing a distance from the boundary between the background pattern and the product pattern to the pixels belonging to the product pattern to create a contour distance pattern,
Creating a reference skeleton pattern by skeletonizing the reference pattern;
Providing a distance from the reference skeleton pattern to the pixels belonging to the reference pattern to create a skeleton distance pattern,
The distance from the pixel to the contour and the distance from the pixel to the skeleton are calculated to calculate the distance from the skeleton to the contour, and a value obtained by dividing the distance from the pixel to the skeleton by the distance from the skeleton to the contour A multi master pattern as a master value is prepared, and a master pattern is prepared from the multi master pattern.

本発明によるパターン検査方法は、基準パターンの骨格部分と輪郭部分との距離に対して所定係数倍した距離の間にある画素をマスタパターンとするので、線幅が太い部分と細い部分とが混在しているパターンであっても、同じ倍率で各部を膨張・収縮させたマスタパターンを得ることができる。したがって、より多様な線幅のパターンの組み合わせが1つの基板に描かれた製品の欠陥検査を行うことが出来る。   In the pattern inspection method according to the present invention, a pixel located between a distance obtained by multiplying the distance between the skeleton portion and the contour portion of the reference pattern by a predetermined coefficient is used as a master pattern. Even if it is the pattern which is carrying out, the master pattern which expanded and contracted each part by the same magnification can be obtained. Therefore, it is possible to perform a defect inspection of a product in which combinations of patterns having more various line widths are drawn on one substrate.

本発明のパターン検査装置の概要を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline | summary of the pattern inspection apparatus of this invention. マスタパターン作製部のフロー図である。It is a flowchart of a master pattern preparation part. 輪郭距離パターンを作成する第1の工程において、1つの画像データ中に製品パターンpdと背景パターンbdがあることを説明する図である。It is a figure explaining the product pattern pd and the background pattern bd in one image data in the 1st process which produces a contour distance pattern. 輪郭距離パターンを作成する第1の工程において、製品パターンpdに対して距離(d)の値を付与した結果を説明する図である。It is a figure explaining the result of giving the value of distance (d) to product pattern pd in the 1st process which creates a contour distance pattern. 輪郭距離パターンを作成する第1の工程において、背景パターンに属する全ての画素に対して負の境界からの距離(d)を追加した状態を説明する図である。It is a figure explaining the state which added distance (d) from a negative boundary with respect to all the pixels which belong to a background pattern in the 1st process which produces a contour distance pattern. 輪郭距離演算処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of an outline distance calculation process. 輪郭距離演算処理のフローで用いる参照領域を説明する図である。It is a figure explaining the reference area | region used by the flow of an outline distance calculation process. 第2の工程において入力される、輪郭距離パターンを説明する図である。It is a figure explaining the contour distance pattern input in a 2nd process. 第2の工程における、画素削除処理の結果を説明する図である。It is a figure explaining the result of pixel deletion processing in the 2nd process. 第2の工程における、細線化処理の結果を説明する図である。It is a figure explaining the result of thinning processing in the 2nd process. 第2の工程における、画素削除処理結果の骨格情報を示した図である。It is the figure which showed the skeleton information of the pixel deletion process result in a 2nd process. 第2の工程における、細線化処理結果の骨格情報を示した図である。It is the figure which showed the skeleton information of the thinning process result in a 2nd process. 第2の工程における、合成処理の結果を示した図である。It is the figure which showed the result of the synthetic | combination process in a 2nd process. 第2の工程における出力である、基準骨格パターンを示す図である。It is a figure which shows the reference | standard frame | skeleton pattern which is the output in a 2nd process. 骨格化処理のうち、画像削除処理のフローを説明する図である。It is a figure explaining the flow of an image deletion process among skeletonization processes. 細線化処理に用いる細線化要素を示す図である。It is a figure which shows the thinning element used for a thinning process. 細線化処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of a thinning process. 細線化処理のフローのうち、階調値の置き換え処理Cのフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the replacement process C of a gradation value among the flows of a thinning process. 剪定処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of a pruning process. 第3の工程における入力である、基準骨格パターンを説明する図である。It is a figure explaining the standard skeleton pattern which is the input in the 3rd process. 第3の工程における出力である、骨格距離パターンを説明する図である。It is a figure explaining the frame | skeleton distance pattern which is an output in a 3rd process. 骨格距離演算処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of a skeleton distance calculation process. 骨格距離演算処理のフローで用いる参照領域を説明する図である。It is a figure explaining the reference area used in the flow of skeleton distance calculation processing. マルチマスタパターンからマスタパターンを生成するためのフローを示す図である。It is a figure which shows the flow for producing | generating a master pattern from a multi master pattern. マルチマスタパターンの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of a multi master pattern. マスタパターンと検査対象パターンとの差異を検出する第5の工程のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the 5th process which detects the difference of a master pattern and a test object pattern. 収縮マスタパターンを用いた検査の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the test | inspection using a shrinkage | contraction master pattern. 膨張マスタパターンを用いた検査の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the test | inspection using an expansion | swelling master pattern. マルチマスタパターンを用いて欠けと突起を検査する処理の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the process which test | inspects a chip | tip and a processus | protrusion using a multi master pattern. 従来の方法で基準画像から縮小画像と膨張画像を作成した例における、基準画像を示す図である。It is a figure which shows the reference | standard image in the example which produced the reduced image and the expansion | swelling image from the reference | standard image by the conventional method. 従来の方法で基準画像から縮小画像と膨張画像を作成した例における、縮小画像を示す図である。It is a figure which shows the reduced image in the example which produced the reduced image and the expansion image from the reference | standard image by the conventional method. 従来の方法で基準画像から縮小画像と膨張画像を作成した例における、膨張画像を示す図である。It is a figure which shows the expansion | swelling image in the example which produced the reduction image and the expansion | swelling image from the reference | standard image by the conventional method. 本発明による方法で基準画像から縮小画像と膨張画像を作成した例における、縮小画像を示す図である。It is a figure which shows the reduced image in the example which produced the reduced image and the expansion image from the reference | standard image by the method by this invention. 本発明による方法で基準画像から縮小画像と膨張画像を作成した例における、膨張画像を示す図である。It is a figure which shows the expansion | swelling image in the example which produced the reduction image and the expansion | swelling image from the reference | standard image by the method by this invention.

以下本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨の範囲内で修正、変更することができる。   Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments, and can be modified and changed within the scope of the gist of the present invention.

図1に本発明のパターン検査装置1の概要を示す模式図を示す。本発明のパターン検査装置は、第5の工程である検査対象物90の回路パターンを撮影する画像撮影部20と、撮影された画像を2値化して検査対象パターンを得る2値化部30と、基準となる画像(これを「マスタパターンMP」と呼ぶ)と検査対象パターンの位置を合わせる位置合わせ部50、位置を合わせた画像同士の画素同士を論理演算する演算部60、演算結果を判定する判定部70を含む。また、マスタパターンを記憶しておく記憶部80と、第1から第4の工程で構成されるマスタパターンを作製するマスタパターン作製部10をも含む。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of the pattern inspection apparatus 1 of the present invention. The pattern inspection apparatus of the present invention includes an image capturing unit 20 that captures a circuit pattern of an inspection object 90 as a fifth step, and a binarization unit 30 that binarizes the captured image to obtain an inspection target pattern. , An alignment unit 50 for aligning the position of the inspection target pattern with the reference image (referred to as “master pattern MP”), an arithmetic unit 60 for performing a logical operation on the pixels of the aligned images, and determining the calculation result The determination part 70 to include is included. Moreover, the memory | storage part 80 which memorize | stores a master pattern and the master pattern preparation part 10 which produces the master pattern comprised by the 1st to 4th process are also included.

画像撮影部20は、少なくともカメラ21と照明22を有する。カメラ21は検査対象物90の回路パターンの撮影画像を画像データVdに変換し出力する。したがって、CCDもしくはCMOSなどの光電子変換素子を用いたものが好ましい。CCDもしくはCMOSは画素が2次元に配列されたものであっても、ラインセンサなどのように1次元に配列されたものであってもよい。また、検査対象物90を上方から撮影するため、テレセントリック光学系によるレンズを搭載したものがより好ましい。なお、通常の可視光の波長を用いるだけでなく、近赤外や紫外波長帯の光を検出するようにしてもよい。   The image capturing unit 20 includes at least a camera 21 and an illumination 22. The camera 21 converts the captured image of the circuit pattern of the inspection object 90 into image data Vd and outputs it. Therefore, the one using a photoelectric conversion element such as CCD or CMOS is preferable. The CCD or CMOS may be one in which pixels are arranged two-dimensionally, or one-dimensionally arranged like a line sensor. Moreover, in order to image | photograph the test object 90 from upper direction, what mounted the lens by a telecentric optical system is more preferable. In addition to using the wavelength of normal visible light, light in the near infrared or ultraviolet wavelength band may be detected.

画像データVdは、光電子変換素子によって電気信号に変換された画素情報の集合である。具体的には、CCDもしくはCMOSの1画素が受光した光を8ビット若しくは10ビットの階調に変換された値(階調値)と画素の位置(座標など)のセットが1画像分集まったものである。一例を挙げると、CCDもしくはCMOSの有効画素数が500万画素あり、1画素あたり10ビットの階調値に変換される場合は、1画像分の画像データVdは、階調値だけで5000万ビット(50Mbit)になる。   The image data Vd is a set of pixel information converted into an electrical signal by the photoelectric conversion element. Specifically, a set of values (gradation values) obtained by converting light received by one CCD or CMOS pixel into 8-bit or 10-bit gradation and pixel positions (coordinates, etc.) is collected for one image. Is. As an example, when the number of effective pixels of a CCD or CMOS is 5 million pixels and converted to a 10-bit gradation value per pixel, the image data Vd for one image is 50 million only with the gradation value. It becomes a bit (50 Mbit).

照明22は、検査対象物90の撮影に光を当てて、コントラストを得るためのものである。特に制限されるものではなく、リング形状の蛍光灯やLED、光ファイバライトガイドなどを好適に用いることができる。   The illumination 22 is for illuminating the image of the inspection object 90 to obtain contrast. There is no particular limitation, and ring-shaped fluorescent lamps, LEDs, optical fiber light guides, and the like can be suitably used.

また、検査対象物90を上方から照らすだけでなく、検査対象物90の下方から照らして、透過光をカメラ21で撮影してもよい。   In addition to illuminating the inspection object 90 from above, the transmitted light may be imaged by the camera 21 illuminating from below the inspection object 90.

また、通常の可視光の波長の光を照射するだけでなく、近赤外や紫外線波長帯域の光を照射してもよい。   In addition to irradiating light with a wavelength of normal visible light, light in the near infrared or ultraviolet wavelength band may be irradiated.

2値化部30以降は、画像データVdに対する画像処理を行う。それぞれの構成要素は専用のハードウェアを作成することもできる。しかし、変更が容易である点と現在のコンピュータの処理速度は十分に速いことを考えると、コンピュータによるソフトウェア的な処理が主となる。   After the binarization unit 30, image processing is performed on the image data Vd. Each component can also create dedicated hardware. However, considering that it is easy to change and the current computer processing speed is sufficiently fast, software processing by the computer is the main.

したがって、2値化部30、位置合わせ部50、演算部60、判定部70、マスタパターン作製部10は、コンピュータとソフトウェアで実行されことを表すため、制御装置85の要素として説明を進める。これらの要素はソフトウェアとコンピュータで実行可能である。   Therefore, the binarization unit 30, the alignment unit 50, the calculation unit 60, the determination unit 70, and the master pattern creation unit 10 will be described as elements of the control device 85 in order to represent that they are executed by a computer and software. These elements can be executed by software and computers.

なお、記憶部80は、制御装置85に含まれるように図示した。具体的には、半導体メモリが好適に用いられるからである。しかし、制御装置85の外側に設置されたハードディスクなどの2次記憶媒体が含まれていても良い。   The storage unit 80 is illustrated as being included in the control device 85. Specifically, a semiconductor memory is preferably used. However, a secondary storage medium such as a hard disk installed outside the control device 85 may be included.

ここで、パターンについて説明を行う。パターンはポリエチレンテレフタレート(PET)の樹脂シートのほか、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、環状ポリオレフィン(COP)、透明ポリイミドなどの樹脂シートの基板上に回路又は回路の一部が形成された製品から得た画像データである。製品には導電体などで回路パターンが形成された部分と形成されていない部分があり、回路パターンが形成された部分の画像データを製品パターンpd、そうでない部分の画像データを背景パターンbdと呼ぶ。   Here, the pattern will be described. In addition to the resin sheet of polyethylene terephthalate (PET), the pattern is a circuit or one of the circuits on a resin sheet substrate such as polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate, polymethyl methacrylate (PMMA), cyclic polyolefin (COP), and transparent polyimide. This is image data obtained from a product in which a portion is formed. The product includes a portion where a circuit pattern is formed and a portion where a circuit pattern is not formed, such as a conductor. Image data of a portion where the circuit pattern is formed is referred to as a product pattern pd, and image data where the circuit pattern is not formed is referred to as a background pattern bd. .

図1の画像撮影部20で検査対象物を撮影した画像データVdは、パターンであり、パターンは製品パターンpdと背景パターンbdからなる。パターンは、画素を有し、それぞれの画素は階調値と座標を有する。検査対象パターンの製品パターンの画素をEpd、背景パターンの画素をEbdとする。   The image data Vd obtained by photographing the inspection object by the image photographing unit 20 in FIG. 1 is a pattern, and the pattern includes a product pattern pd and a background pattern bd. The pattern has pixels, and each pixel has a gradation value and coordinates. The pixel of the product pattern of the inspection target pattern is Epd, and the pixel of the background pattern is Ebd.

一方、基準パターンVsdは、各種の検査をパスした製品や設計時のCADデータ(これらをまとめて「基準製品」と呼ぶ。)から得た画像データである。   On the other hand, the reference pattern Vsd is image data obtained from products that have passed various tests and CAD data at the time of design (collectively referred to as “reference products”).

基準パターンVsdは、さらに個々の画素に対して、座標(x、y)、パターン区別情報(Ev)、画素値(P)、境界からの距離(d)、骨格情報(B)といった情報を有している。また、マスタパターンを構成する画素となるか否かを表すマスタパターン情報(mp)を有していても良い。   The reference pattern Vsd further has information such as coordinates (x, y), pattern discrimination information (Ev), pixel value (P), distance from the boundary (d), and skeleton information (B) for each pixel. doing. Moreover, you may have master pattern information (mp) showing whether it becomes the pixel which comprises a master pattern.

座標(x、y)は、基準パターンの中でその画素の位置を表す情報である。画素値(P)とは、その画素の輝度を示す階調値である。パターン区別情報(Ev)は、その画素が製品パターンの画素か、背景パターンの画素かを示す情報である。なお、製品パターンと背景パターンの境を単に「境界」ともいう。   The coordinates (x, y) are information representing the position of the pixel in the reference pattern. The pixel value (P) is a gradation value indicating the luminance of the pixel. The pattern distinction information (Ev) is information indicating whether the pixel is a product pattern pixel or a background pattern pixel. The boundary between the product pattern and the background pattern is also simply referred to as “boundary”.

画素値(P)は、階調値である。境界からの距離(d)は、基準パターンの製品パターンpdに属する画素であって、最も近い背景パターンbdからの距離を画素数で示す。骨格情報(B)は、製品パターンpdに属する画素であって、後述する骨格化処理の結果、骨格となったか否かを示す情報である。また、マスタパターン情報(mp)とは、後述するマスタパターン出力処理の結果マスタパターンの画素となるか否かを示す情報である。   The pixel value (P) is a gradation value. The distance (d) from the boundary is a pixel belonging to the product pattern pd of the reference pattern, and indicates the distance from the nearest background pattern bd by the number of pixels. The skeleton information (B) is information that indicates whether or not the pixel belongs to the product pattern pd and has become a skeleton as a result of the skeletonization process described later. The master pattern information (mp) is information indicating whether or not a pixel of the master pattern is obtained as a result of a master pattern output process described later.

なお、基準パターンには、最初は座標とパターン区別情報と画素値があれば足りる。その他のパラメータはマスタパターン作製部で作製されるからである。   It is sufficient that the reference pattern initially has coordinates, pattern distinction information, and pixel values. This is because the other parameters are produced by the master pattern production unit.

これらは、並べて表示してもよく、具体的にはある画素に対して(x,y,Ev,P,d,B,mp)と記載してもよい。   These may be displayed side by side, and specifically (x, y, Ev, P, d, B, mp) may be described for a certain pixel.

図2には、マスタパターン作製部10の処理フローを示す。基準パターンVsdが入力されると、第1の工程である輪郭距離演算処理(S201)、第2の工程である画素削除処理(S202)、細線化処理(S203)、合成処理(S204)、および剪定処理(S205)、第3の工程である骨格距離演算処理(S206)、第4の工程であるマルチマスタパターン出力(S207)によって基準パターンが加工され、その結果マスタパターンが出力される(S208)。画素削除処理、細線化処理、合成処理、剪定処理をまとめて、骨格化処理と呼ぶ。なお、図2のフローは、最後にメインルーチンに戻る処理(S209)をつけ、メインルーチンの処理に対するサブルーチンとして示したが、独立した処理であってもよい。   In FIG. 2, the processing flow of the master pattern preparation part 10 is shown. When the reference pattern Vsd is input, the contour distance calculation process (S201) as the first process, the pixel deletion process (S202) as the second process, the thinning process (S203), the synthesis process (S204), and The reference pattern is processed by the pruning process (S205), the skeleton distance calculation process (S206) as the third process, and the multi-master pattern output (S207) as the fourth process, and as a result, the master pattern is output (S208). ). Pixel deletion processing, thinning processing, composition processing, and pruning processing are collectively referred to as skeletonization processing. The flow in FIG. 2 is shown as a subroutine corresponding to the main routine processing with the processing (S209) for returning to the main routine at the end, but may be an independent processing.

図3を参照して輪郭距離演算処理(図2のS201)についてより詳細に説明する。   The contour distance calculation process (S201 in FIG. 2) will be described in more detail with reference to FIG.

図3(a)は、1つの画像データ中に製品パターンpdと背景パターンbdがあることを示している。輪郭距離演算処理とは、入力された基準パターンVsdの背景パターンbdと製品パターンpdとの境界からの距離を製品パターンpdについては正の値で、背景パターンbdについては負の値で画素の境界からの距離(d)として付与する輪郭距離パターンを作成する処理である。   FIG. 3A shows that there is a product pattern pd and a background pattern bd in one image data. In the contour distance calculation process, the distance from the boundary between the background pattern bd and the product pattern pd of the input reference pattern Vsd is a positive value for the product pattern pd, and a negative value for the background pattern bd. It is a process which produces the outline distance pattern provided as distance (d) from.

まず、製品パターンpdに対して距離(d)の値として注目画素の周囲8近傍で輪郭からの距離を求めるチェスボード距離値を付与した結果を図3(b)に示す。最初に、製品パターンpdの全ての画素Epdに対して、その隣接する画素を調べ、背景パターンに隣接する画素には境界からの距離(d)に「0」を付与する。続いて、同じく製品パターンpdの全ての画素に対して、境界からの距離(d)が「0」の画素に隣接する画素の境界からの距離(d)に「1」を付与する。このように、基準パターンの製品パターン部分に対して、背景パターンからの距離を画素数で与えたのが正の値による境界からの距離(d)である。   First, FIG. 3B shows a result obtained by assigning a chess board distance value for obtaining a distance from the contour in the vicinity of the periphery 8 of the target pixel as a value of the distance (d) to the product pattern pd. First, for all the pixels Epd of the product pattern pd, the adjacent pixels are examined, and “0” is given to the distance (d) from the boundary to the pixels adjacent to the background pattern. Subsequently, “1” is assigned to the distance (d) from the boundary of the pixel adjacent to the pixel whose distance (d) from the boundary is “0” for all the pixels of the product pattern pd. As described above, the distance (d) from the boundary by a positive value is obtained by giving the distance from the background pattern by the number of pixels to the product pattern portion of the reference pattern.

図3(c)には、図3(b)に示すデータに対して、背景パターンに属する全ての画素に対して負の境界からの距離(d)を追加した状態を示す。まず、背景パターンbdの全ての画素Ebdに対して、その隣接する画素を調べ、境界からの距離(d)が「0」の画素に隣接する画素には境界からの距離(d)に「−1」を付与する。続いて、同じく背景パターンbdの全ての画素に対して、境界からの距離(d)が「−1」の画素に隣接する画素の境界からの距離(d)に「−2」を付与する。このようにして、輪郭距離パターンでは基準パターンVsdに属する全ての画素に対して境界からの距離が与えられている。   FIG. 3C shows a state in which the distance (d) from the negative boundary is added to all the pixels belonging to the background pattern to the data shown in FIG. First, with respect to all the pixels Ebd of the background pattern bd, the adjacent pixels are examined, and a pixel adjacent to a pixel whose distance (d) from the boundary is “0” is set to a distance “d” from the boundary by “−”. 1 ”is given. Subsequently, “−2” is assigned to the distance (d) from the boundary of the pixel adjacent to the pixel whose distance (d) is “−1” for all the pixels of the background pattern bd. Thus, in the contour distance pattern, the distance from the boundary is given to all the pixels belonging to the reference pattern Vsd.

図4(a)には、この輪郭距離演算処理のフローを示す。基準パターンが入力されると、処理がスタートする(S220)。終了判定を行い(S222)、終了であれば(S222のY分岐)処理をメイン(図2のステップS202)に返す(S234)。ここで終了判定は基準パターンの全ての画素に対して境界からの距離が付与されたか否かで判定する。境界からの距離(d)は背景パターンと製品パターンとの境界からの画素数であらわすので、予め製品パターンの背景パターンと製品パターンとの境界に接触する画素に距離「0」のデータを付与しておく処理を事前に行っておく。   FIG. 4A shows a flow of the contour distance calculation process. When the reference pattern is input, the process starts (S220). An end determination is made (S222), and if it is an end (Y branch of S222), the process is returned to the main (step S202 in FIG. 2) (S234). Here, the end determination is made based on whether or not the distance from the boundary is given to all the pixels of the reference pattern. Since the distance (d) from the boundary is the number of pixels from the boundary between the background pattern and the product pattern, data of the distance “0” is previously assigned to the pixel that contacts the boundary between the background pattern and the product pattern of the product pattern. The processing to be performed is performed in advance.

次に全ての基準パターンに属する全ての画素に対して以下の処理を終えたか否かを判定する(S224)。すでに処理が終了していれば、距離を表す引数kを加算し(S226)、ステップS222に戻り、終了判定を行う。引数kは輪郭距離演算処理がスタートした直後に初期値として「1」を与えておく。   Next, it is determined whether or not the following processing has been completed for all pixels belonging to all reference patterns (S224). If the process has already been completed, an argument k representing the distance is added (S226), the process returns to step S222, and an end determination is performed. The argument k is given “1” as an initial value immediately after the start of the contour distance calculation process.

まだ、全ての製品パターンに属する画素に対して処理を終えていない場合(S224のN分岐)は、以下の処理を行う。まず、ある画素に対してその画素を中心とする9画素の領域に着目する。図4(b)にはその画素を示した。以後これを参照領域と呼ぶ。   If the processing for pixels belonging to all product patterns has not been completed yet (N branch in S224), the following processing is performed. First, attention is paid to an area of 9 pixels centered on a certain pixel. FIG. 4B shows the pixel. This is hereinafter referred to as a reference area.

なお、参照領域は、真ん中の画素に対する周囲8方向にある近接画素に限らず、適宜外側に範囲を広げるようにしてもよい。   Note that the reference region is not limited to the neighboring pixels in the eight directions around the center pixel, and the range may be appropriately expanded outward.

参照領域は、パターン中のある画素に対する「周辺」を定義する領域でもある。真ん中の画素をAとし、その周辺の画素(8つ)をAp1乃至Ap8と表す。そして、いずれかの周辺画素Apの境界からの距離(d)が(k−1)*Evであれば(S228のY分岐)、画素Aは距離を付与される画素であるとして、境界からの距離(d)にk*Evが付与される(S230)。ここで中心画素の有する境界からの距離(d)をA(d)と表わし、周辺の画素の境界からの距離(d)をAp(d)とした。なお、真ん中の画素Aが製品パターンに属する画素であるか、背景パターンに属する画素であるかを判別するパターン区別情報Evは、画素Aが製品パターンに属する画素であればEv=1とし、背景パターンに属する画素であればEv=−1とし、製品パターンには正の値が、背景パターンには負の値が付与されるようにする。   The reference area is also an area that defines a “periphery” for a certain pixel in the pattern. The middle pixel is denoted by A, and the surrounding pixels (eight) are denoted by Ap1 to Ap8. If the distance (d) from the boundary of any of the peripheral pixels Ap is (k−1) * Ev (Y branch of S228), the pixel A is assumed to be a pixel to which the distance is given, and from the boundary K * Ev is given to the distance (d) (S230). Here, the distance (d) from the boundary of the central pixel is represented as A (d), and the distance (d) from the boundary of the surrounding pixels is Ap (d). The pattern discrimination information Ev for determining whether the middle pixel A is a pixel belonging to the product pattern or the background pattern is Ev = 1 if the pixel A is a pixel belonging to the product pattern. If the pixel belongs to the pattern, Ev = −1, and a positive value is assigned to the product pattern and a negative value is assigned to the background pattern.

例えば、今境界からの距離(d)が「1」の画素を探している時(k=1の時)、製品パターンに属するある画素を参照領域の中心(画素A)と定め、画素Aのいずれかの周辺画素に距離「0」の背景パターンに属する画素があれば、その画素Aには境界からの距離(d)に「1」が付与される。また、周辺画素Apに境界からの距離(d)が「0」である画素がなければ(S228のN分岐)、ステップS230を飛ばして、ステップS232に移る。次の製品パターンに属する画素Epdに移動し(S232)、ステップS224に戻る。次の画素に移動するとは、参照領域を次の画素に移すということである。以上の処理を繰り返すことで、全ての製品パターンに属する画素Epdに境界からの距離(d)を与えることができ、輪郭距離パターンを得る。   For example, when searching for a pixel whose distance (d) from the boundary is “1” (when k = 1), a certain pixel belonging to the product pattern is defined as the center of the reference area (pixel A), and the pixel A If there is a pixel belonging to the background pattern of distance “0” in any of the peripheral pixels, “1” is assigned to the distance (d) from the boundary to the pixel A. On the other hand, if there is no pixel whose distance (d) from the boundary is “0” in the peripheral pixel Ap (N branch of S228), step S230 is skipped and the process proceeds to step S232. The pixel Epd belonging to the next product pattern is moved (S232), and the process returns to step S224. To move to the next pixel means to move the reference area to the next pixel. By repeating the above processing, the distance Ep from the boundary can be given to the pixels Epd belonging to all the product patterns, and the contour distance pattern is obtained.

なお、輪郭距離演算方法は上記参照領域を真ん中の画素Aに接触するすべての周辺画素(Ap1、Ap2、Ap3、Ap4、Ap5、Ap6、Ap7、Ap8)の8近傍とする、チェスボード距離を算出する上記の手法に限定されず、上記参照領域を真ん中の画素Aに対する上下左右の周辺画素(Ap2、Ap4、Ap5、Ap7)の4近傍に限定するシティブロック距離による算出方法としてもよい。また、画素間の距離を上記チェスボード距離、もしくは上記シティブロック距離で演算する手法ではなく、真ん中の画素Aと周辺画素間の距離を2次元ユークリッド空間として求める、ユークリッド距離で演算しても良い。   The contour distance calculation method calculates the chessboard distance in which the reference region is set to 8 neighborhoods of all peripheral pixels (Ap1, Ap2, Ap3, Ap4, Ap5, Ap6, Ap7, Ap8) in contact with the middle pixel A. The calculation method is not limited to the above method, and may be a calculation method based on a city block distance in which the reference region is limited to four neighborhoods of the upper, lower, left, and right peripheral pixels (Ap2, Ap4, Ap5, Ap7) with respect to the middle pixel A. Further, instead of calculating the distance between pixels by the chessboard distance or the city block distance, it may be calculated by the Euclidean distance in which the distance between the middle pixel A and the surrounding pixels is obtained as a two-dimensional Euclidean space. .

次に骨格化処理について説明する。骨格化処理は、輪郭距離演算処理した結果の画像データに画素削除処理を行い、別途基準パターンを細線化処理した結果を合成処理し、それを剪定処理して基準骨格パターンを得る処理である。   Next, the skeletonization process will be described. The skeletonization processing is processing for performing pixel deletion processing on the image data obtained as a result of the contour distance calculation processing, synthesizing the result of thinning the reference pattern separately, and pruning it to obtain a reference skeleton pattern.

図5を参照して、より詳細に説明する。図5(a)には図3(c)の輪郭距離パターンを再掲した。画素削除処理は、製品パターンに属する画素Epdに、境界からの距離(d)が付与された図5(a)に示す輪郭距離パターンが入力される。画素削除処理は、製品パターンに属する画素に対して、周囲に自分の有する境界からの距離(d)より大きな境界からの距離(d)を持つ画素がなくなるまで、画素を削除する処理を含む。画素削除処理は実際に画素を削除するのではなく、製品パターンに属する画素Epdから骨格となる画素を抽出する処理である。したがって、全ての画素Epdに対して予め骨格情報(B)に「1」の値を与えておき、この骨格情報を「0」にする処理である。画素削除処理によって得られた結果を画素削除処理画像という。   This will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 5A shows the contour distance pattern of FIG. 3C again. In the pixel deletion process, the contour distance pattern shown in FIG. 5A in which a distance (d) from the boundary is given to the pixel Epd belonging to the product pattern is input. The pixel deletion process includes a process of deleting pixels for pixels belonging to the product pattern until there are no pixels having a distance (d) from the boundary larger than the distance (d) from the boundary that the pixel belongs to. The pixel deletion process is a process that does not actually delete a pixel but extracts a skeleton pixel from the pixel Epd belonging to the product pattern. Therefore, the value “1” is given to the skeleton information (B) in advance for all the pixels Epd, and this skeleton information is set to “0”. The result obtained by the pixel deletion processing is referred to as a pixel deletion processing image.

図5(b)は、参照領域の真ん中の画素Aに対して、縦横斜め方向の周辺画素の境界からの距離(d)が画素Aの境界からの距離(d)より大きなものがなくなるまで画素を削除した結果を示す。すなわち、図5(b)は、製品パターンに属する画素Epdのうち、骨格情報(B)が「1」のものについて、その境界からの距離(d)を、整数値で示している。例えば、画素111は、境界からの距離(d)が「3」であり、骨格情報(B)は「1」である画素である。このように、画素削除処理では1つの連結した基準骨格パターンは得られない場合がある。   FIG. 5B shows the pixel A in the middle of the reference area until the distance (d) from the boundary of the peripheral pixels in the vertical and horizontal diagonal directions is larger than the distance (d) from the boundary of the pixel A. The result of deleting is shown. That is, FIG. 5B shows the distance (d) from the boundary of the pixel Epd belonging to the product pattern whose skeleton information (B) is “1” as an integer value. For example, the pixel 111 is a pixel whose distance (d) from the boundary is “3” and whose skeleton information (B) is “1”. Thus, there may be a case where one connected reference skeleton pattern cannot be obtained in the pixel deletion process.

次に、画素削除処理と並行して細線化処理によって線の太さが「1」、すなわち画素の線幅が1画素となるまで周囲の画素を削除した細線化処理画像を作成する。細線化処理は、階調値に基づいて行われる。したがって、細線化処理には、基準パターンVsdが入力される。図5(c)は、細線化処理によって画像を生成した結果である。細線化処理によって得られた結果を細線化処理画像という。   Next, in parallel with the pixel deletion process, a thinning process image is created by deleting the surrounding pixels until the line thickness is “1”, that is, the line width of the pixel is one pixel, by the thinning process. The thinning process is performed based on the gradation value. Therefore, the reference pattern Vsd is input to the thinning process. FIG. 5C shows a result of generating an image by thinning processing. The result obtained by the thinning process is called a thinning process image.

次に、前記画素削除処理画像と、前記細線化処理画像との結果を論理和演算する。これは合成処理である。   Next, a logical sum operation is performed on the result of the pixel deletion processing image and the thinning processing image. This is a synthesis process.

この前記合成処理によって、画素削除処理では骨格線分が分断されていた箇所が細線化処理によって補間された骨格化パターンとすることができる。すなわち、細線化処理画像で残った画素の骨格情報(B)を「1」にして画素削除処理画像との間で、骨格情報(B)の論理和を取る。   By the synthesis process, a skeleton pattern obtained by interpolating a portion where the skeleton line segment is divided in the pixel deletion process by the thinning process can be obtained. That is, the skeleton information (B) of the remaining pixels in the thinned image is set to “1”, and the skeleton information (B) is logically summed with the pixel deletion processed image.

ここで、前記合成処理の詳細について説明する。合成処理とは、図5(b)の画素削除処理結果と図5(c)の細線化処理画像について、骨格情報(B)について論理和をとったものである。すなわち、図5(b)の骨格情報である図5(d)と、図5(c)の骨格情報である図5(e)について、骨格情報(B)が「1」のものだけを抜き出し、抜き出された画素に対応する輪郭距離演算結果画像の画素の輝度値(d)を示したものが図5(f)の合成処理結果画像である。   Here, the detail of the said synthetic | combination process is demonstrated. The composition processing is a logical sum of the skeleton information (B) for the pixel deletion processing result in FIG. 5B and the thinned image in FIG. 5C. That is, for FIG. 5D, which is the skeleton information of FIG. 5B, and FIG. 5E, which is the skeleton information of FIG. 5C, only those whose skeleton information (B) is “1” are extracted. FIG. 5F shows the composite processing result image showing the luminance value (d) of the pixel of the contour distance calculation result image corresponding to the extracted pixel.

そして、この合成処理の結果得られたパターン情報に対して、枝部となる部分を削除する剪定処理を行う。ここで枝部とは、先端を有し、画像データ上で45°の角度で連続する部分である。図5(f)では、113乃至117の部分が枝部にあたる。枝部は、細線化処理によって、パターンの角を線分の始点として処理するため生じる。   Then, a pruning process is performed on the pattern information obtained as a result of the synthesizing process to delete a portion that becomes a branch part. Here, the branch portion is a portion having a tip and continuous at an angle of 45 ° on the image data. In FIG. 5F, portions 113 to 117 correspond to branches. The branch portion is generated by processing the corner of the pattern as the starting point of the line segment by the thinning process.

枝部は、後で行う骨格距離演算処理によって、欠陥検査に用いるマスタパターンに好ましくない部分を生成する可能性があり、削除しておく必要がある。また、剪定処理は骨格情報(B)が「1」の画素に対して行えばよい。図5(g)には、剪定処理を行い枝部が削除された結果得られる基準骨格パターンを示す。図5(b)の画素削除処理画像と較べて画素112によって1つの連続した骨格パターンが得られたのがわかる。   The branch portion may generate an unfavorable portion in the master pattern used for defect inspection by a skeleton distance calculation process to be performed later, and needs to be deleted. Further, the pruning process may be performed on a pixel whose skeleton information (B) is “1”. FIG. 5G shows a reference skeleton pattern obtained as a result of pruning processing and deleting branches. It can be seen that one continuous skeleton pattern was obtained by the pixels 112 as compared to the pixel deletion processing image of FIG.

次にフローを用いて、各処理を例示する。図6に、画素削除処理のフローを示す。輪郭距離パターンが入力されると、画素削除処理の終了判定を行う(S252)。ここでは、削除すべき画素の有無の判定である。したがって、製品パターンに属する画素について判定すれば足りる。削除すべき画素が無くなったら、次の処理(S204)に移る(S264)。そうでなければ、製品パターンに属する画素であって、境界からの距離(d)がmである全ての画素について、検査が終了したかを判定する(S254)。終了していれば、削除する距離を示すパラメータのmをインクリメントする。mは初期設定で「1」に設定させておく。   Next, each process is illustrated using a flow. FIG. 6 shows a flow of pixel deletion processing. When the contour distance pattern is input, it is determined whether or not to end the pixel deletion process (S252). Here, it is determined whether or not there is a pixel to be deleted. Therefore, it is sufficient to determine the pixels belonging to the product pattern. When there are no more pixels to be deleted, the process proceeds to the next process (S204) (S264). Otherwise, it is determined whether the inspection has been completed for all pixels belonging to the product pattern and having a distance (d) m from the boundary (S254). If completed, the parameter m indicating the distance to be deleted is incremented. m is set to “1” by default.

製品パターンに属する境界からの距離(d)がmの全ての画素について処理が終了していなければ(S254のN分岐)、参照領域の真ん中の画素の境界からの距離(d)と、周辺画素の境界からの距離(d)の大小を比較する(S258)。周辺画素とは、図4(b)を参照して、真ん中の画素Aに対して周囲8方向にある近接画素(Ap1、Ap2、Ap3、Ap4、Ap5、Ap6、Ap7、Ap8)である。なお、図6では、i番目の周辺画素の境界からの距離を「Ap(d)」と表した。 If the processing is not completed for all the pixels whose distance (d) from the boundary belonging to the product pattern is m (N branch in S254), the distance (d) from the boundary of the middle pixel of the reference area and the peripheral pixels The distances (d) from the borders are compared (S258). With reference to FIG. 4B, the peripheral pixels are adjacent pixels (Ap1, Ap2, Ap3, Ap4, Ap5, Ap6, Ap7, Ap8) that are in the peripheral 8 direction with respect to the middle pixel A. Incidentally, it expressed in FIG. 6, the distance from the i-th boundary of the peripheral pixels as "Ap i (d)".

そして、周辺画素の境界からの距離(d)のいずれかが参照領域の真ん中の画素の境界からの距離(d)より大きければ(S258のY分岐)、画素Aの骨格情報(B)を「0」にする(S260)。骨格情報(B)が「0」というのは、今参照領域の真ん中にある画素Aは骨格パターンになり得ないことを表す。そして、次の画素に移り(S262)ステップS254に戻る。   If any of the distances (d) from the boundary of the peripheral pixels is larger than the distance (d) from the boundary of the middle pixel in the reference region (Y branch in S258), the skeleton information (B) of the pixel A is set to “ 0 ”(S260). The skeleton information (B) of “0” indicates that the pixel A in the middle of the reference area cannot be a skeleton pattern. Then, the process proceeds to the next pixel (S262) and returns to step S254.

この処理を繰り返すことによって、背景パターンに近い画素から骨格情報(B)が「0」になり、最後は図5(b)の情報となる。この処理は画素削除処理に相当する。   By repeating this process, the skeleton information (B) becomes “0” from the pixels close to the background pattern, and finally the information shown in FIG. This process corresponds to a pixel deletion process.

次に細線化処理(S203)を説明する。細線化処理は、画像の輝度値に基づいて、明るい部分(明部)もしくは暗い部分(暗部)の太さが1画素になるまで明部を暗部になるように輝度値を入れ替える処理である。結果は、太さが「1」の明るい線、若しくは暗い線からなる画像が得られる。これには、いくつかの方法が提案されている。ここでは、代表的な1方法を説明する。なお、背景パターンbdは、暗い画素(階調値が低い画素)であり、製品パターンpdは明るい画素(階調値が高い画素)から構成されているとして説明する。   Next, the thinning process (S203) will be described. The thinning process is a process of changing the brightness value so that the bright part becomes a dark part until the thickness of the bright part (bright part) or the dark part (dark part) becomes one pixel based on the brightness value of the image. As a result, an image composed of a bright line or a dark line having a thickness of “1” is obtained. Several methods have been proposed for this. Here, one typical method will be described. Note that the background pattern bd is a dark pixel (a pixel with a low gradation value), and the product pattern pd is assumed to be composed of a bright pixel (a pixel with a high gradation value).

細線化処理には、画像データに対して8つの参照領域のパターン(これらを「細線化要素」と呼ぶ)を適用させ、個々の画素について削除が可能か否かを判断する。すなわち、以下の細線化要素と同じ領域が画像データ中にあれば、中心画素の輝度値を暗部に置き換える。   In the thinning process, eight reference area patterns (referred to as “thinning elements”) are applied to the image data to determine whether or not each pixel can be deleted. That is, if the same area as the following thinning element is present in the image data, the luminance value of the center pixel is replaced with a dark part.

図7に細線化要素を示す。それぞれをEL1からEL8とする。例えば、EL1は参照領域のAp1、Ap2、Ap3が暗部(B)であり、Ap6、AP7、Ap8が明部(W)である場合に、中心画素(A)が明部であれば、暗部に変更できる場合を示す。ここで「X」は暗部でも、明部でもよい。ここで暗部に変更すると輝度値に関しては、画素が削除されたように見える。   FIG. 7 shows the thinning element. Let each be EL1 to EL8. For example, in EL1, when Ap1, Ap2, and Ap3 of the reference region are dark portions (B), and Ap6, AP7, and Ap8 are bright portions (W), if the central pixel (A) is a bright portion, Indicates when it can be changed. Here, “X” may be a dark part or a bright part. Here, when it is changed to a dark part, it seems that the pixel is deleted regarding the luminance value.

EL1は、画素が横に長く連続して並んでいる場合に、暗部との境界に接する画素を1画素分だけ暗部に変更する。この処理によって画面の横方向に長い部分は画面の上方向から削除される。しかし、参照領域は横に3画素分あるので、画像データが幅2画素以下になったら上方向から画素を削除することはなくなる。   EL1 changes the pixel in contact with the boundary with the dark part to the dark part by one pixel when the pixels are arranged horizontally and continuously. By this processing, a portion that is long in the horizontal direction of the screen is deleted from the upper direction of the screen. However, since there are three reference areas in the horizontal direction, when the image data becomes 2 pixels or less in width, the pixels are not deleted from above.

EL2は、Ap4とAp7の斜めの部分を残して角にあたる中心画素(A)を暗部に変更する処理である。EL3乃至EL8は、EL1とEL2の方向違いである。したがって、EL1、EL3、EL5、EL7によって、画像データは、上、右、下、左方向から削除されてゆく。ただし、EL1とEL5は、画素の横方向の画素数が2以下になったら適用されない。また、EL3とEL7は、縦方向の画素が2以下になったら適用されない。また、EL2、EL4、EL6、EL8によって斜め方向の画素の繋がりは残る。   EL2 is a process of changing the central pixel (A) corresponding to the corner to a dark part while leaving the oblique portions of Ap4 and Ap7. EL3 to EL8 are different directions of EL1 and EL2. Therefore, the image data is deleted from the upper, right, lower, and left directions by EL1, EL3, EL5, and EL7. However, EL1 and EL5 are not applied when the number of pixels in the horizontal direction of the pixels becomes 2 or less. EL3 and EL7 are not applied when the number of vertical pixels becomes 2 or less. Further, the pixel connection in the oblique direction remains by EL2, EL4, EL6, and EL8.

以上の処理を輝度値の置き換えがなくなるまで続けることにより、画像データを太さが「1」になる細線化処理を実行することができる。図5(c)はこの処理の結果である。   By continuing the above processing until the luminance value is not replaced, it is possible to execute a thinning process in which the thickness of the image data is “1”. FIG. 5C shows the result of this processing.

図8および図9に、この処理のフローを示す。細線化処理(S203)がスタートする(S400)と、変数の初期化を行う。変数としては、「flag」と「EL」の2つを用いる。「flag」は、階調値の置き換えの有無を判断するためのフラグであり、この値が「0」であれば全ての画素について階調値の置き換えはなかったとして処理を終了する。初期値は「0」である。「EL」は、図7で説明した細線化要素を表す。例えばEL=1とはEL1を表すものとする。初期値は「1」である。   8 and 9 show the flow of this process. When the thinning process (S203) starts (S400), the variables are initialized. Two variables, “flag” and “EL”, are used. “Flag” is a flag for determining whether or not the gradation value is replaced. If this value is “0”, it is determined that the gradation value has not been replaced for all the pixels, and the process ends. The initial value is “0”. “EL” represents the thinning element described in FIG. For example, EL = 1 represents EL1. The initial value is “1”.

なお、画像データの修正およびその更新用に「in」と「out」という2種類の画像データを用意する。これらの画像データは、基準パターンVsdの階調値と座標でよい。また、初期化の際は「in」と「out」は同じでよい。   Two types of image data “in” and “out” are prepared for correcting and updating the image data. These image data may be the gradation value and coordinates of the reference pattern Vsd. In initialization, “in” and “out” may be the same.

次にEL=9か否かを判断する(S404)。これは8種類の細線化要素を画像データに適用したか否かを知るためである。適用すべき細線化要素がまだ残っている場合(S404のN分岐)は、階調値の置き換え処理Cを行う(S406)。ステップS406の詳細は図9で行う。   Next, it is determined whether EL = 9 (S404). This is to know whether or not eight types of thinning elements have been applied to the image data. When there are still thinning elements to be applied (N branch in S404), gradation value replacement processing C is performed (S406). Details of step S406 are performed in FIG.

そしてELをインクリメントし(S408)、ELが「9」か否かの判断(S404)へ戻る。この処理を行うことで、全ての画素に対して、8つの細線化要素が順次適用され、処理Cによって階調値の置き換えが行われる。ステップS404でEL=9となったら、8つの細線化要素はすべて適用されたとして、終了判定を行う(S410)。   Then, EL is incremented (S408), and the process returns to the determination (S404) of whether or not EL is “9”. By performing this process, eight thinning elements are sequentially applied to all the pixels, and the gradation value is replaced by the process C. If EL = 9 in step S404, it is determined that all eight thinning elements have been applied, and an end determination is made (S410).

終了判定はflagが「0」か否かを判断することによって行う。終了ならば(S410のY分岐)、細線化画像を作製し(S412)、図2で説明したメインルーチンの合成処理(S204)に戻る(S414)。そうでないなら(S410のN分岐)、変数の初期化(S402)に戻る。なお、細線化画像は、細線化処理で得られた明部の画素と同じ座標を輪郭距離パターンから抽出した画像データである。すなわち、細線化処理によって得られた明部の画素と同じ座標を有する画素を輪郭距離パターンから抽出し、その骨格情報(B)を「1」としたものである。この処理によって図5(c)の画像データを得られることができる。   The end determination is made by determining whether or not the flag is “0”. If completed (Y branch of S410), a thinned image is created (S412), and the process returns to the main routine composition processing (S204) described in FIG. 2 (S414). If not (N branch of S410), the process returns to variable initialization (S402). The thinned image is image data obtained by extracting the same coordinates as the bright pixels obtained by the thinning process from the contour distance pattern. That is, a pixel having the same coordinates as the bright pixel obtained by the thinning process is extracted from the contour distance pattern, and its skeleton information (B) is set to “1”. By this process, the image data of FIG. 5C can be obtained.

次に図9を参照して階調値の置き換え処理Cについて説明する。階調値の置き換え処理Cでは、現在設定されている8つの細線化要素の1つと同じ画素の位置関係を探し出し、適用する。そのため、まず画像データの先頭に参照領域の中心を設定する(S420)。そして、参照画素のなかのそれぞれの画素で現在指定されている細線化要素と画素関係が見つかるまで順次画素を調べる。そして、参照画素の中心画素の階調値が、暗部の階調値の最大値(MAX(B))より大きく、明部の最小値(MIN(W))より小さいか否かを判断する(S422)。すなわち、現在適用されている細線化要素に適合する領域を見つけ、その参照領域の中心画素が明部であるか否かを判断する。   Next, the gradation value replacement processing C will be described with reference to FIG. In the gradation value replacement process C, the positional relationship of the same pixel as one of the eight thinning elements currently set is found and applied. Therefore, first, the center of the reference area is set at the head of the image data (S420). Then, the pixels are sequentially examined until a pixel relationship with the thinning element currently designated in each pixel of the reference pixels is found. Then, it is determined whether or not the gradation value of the central pixel of the reference pixel is larger than the maximum value (MAX (B)) of the dark portion and smaller than the minimum value (MIN (W)) of the bright portion ( S422). That is, an area that matches the thinning element currently applied is found, and it is determined whether or not the central pixel of the reference area is a bright part.

細線化要素であって、しかも参照領域の中心画素が明部(W)である場合は、その画素を暗部の階調値の最大値に変換する。すなわち、暗部とする(=削除する)。そして、flagを「1」とする。画素の階調値の置き換えを行ったからである。   If it is a thinning element and the central pixel of the reference area is a bright part (W), the pixel is converted into the maximum value of the gradation value of the dark part. That is, a dark part is set (= deleted). The flag is set to “1”. This is because pixel gradation values are replaced.

最終画素か否かを判断し(S428)、最終画素でなければ次の画素に移り(S432)、画素値の判断(S422)に戻る。最終画素まで終了したら画像データ「in」の内容を画像データ「out」に置き換える。階調値の置き換えは、画像データ「out」上で行われているからである。そして、階調値の置き換え処理C(S406)に戻る。この結果階調値による細線化処理結果として図5(c)を得ることができる。   It is determined whether or not the pixel is the final pixel (S428). If it is not the final pixel, the process proceeds to the next pixel (S432), and returns to the determination of the pixel value (S422). When the process reaches the last pixel, the content of the image data “in” is replaced with the image data “out”. This is because the replacement of the gradation value is performed on the image data “out”. Then, the process returns to the gradation value replacement process C (S406). As a result, FIG. 5C can be obtained as a thinning process result based on the gradation value.

次に、合成処理の結果の画像データに対して剪定処理を行う。図10のフローを参照する。初めに剪定処理の終了判定を行う(S272)。ここでの終了判定は、枝部として剪定(削除)する画素の有無である。より具体的には、境界からの距離(d)を示すパラメータを「L」(エル)とし、基準パターンの画素のうち、境界からの距離の最大値をLmaxとした時に、骨格情報(B)が「0」でなく、かつ境界からの距離(d)がL=1からL=Lmax−1をもつ画素Epdについて、削除できる画素の有無を判定する。   Next, a pruning process is performed on the image data resulting from the synthesis process. Reference is made to the flow of FIG. First, it is determined whether or not the pruning process is finished (S272). The termination determination here is the presence or absence of a pixel to be pruned (deleted) as a branch. More specifically, when the parameter indicating the distance (d) from the boundary is “L” (L) and the maximum value of the distance from the boundary among the pixels of the reference pattern is Lmax, the skeleton information (B) Is not “0” and a pixel Epd having a distance (d) from the boundary of L = 1 to L = Lmax−1 is determined whether or not there is a pixel that can be deleted.

そして、この剪定処理の終了判定が、骨格化処理の終了判定ともなる。削除する画素がなくなったら骨格化処理は終了する。そうでなければ、製品パターンに属する画素のうち、所定の画素について、処理が終了したかを判定する(S274)。より具体的には、画素Epdのうち、骨格情報(B)が「1」であり、かつ境界からの距離(d)がLである画素について処理が終了したか否かを判定する。終了していれば、削除する距離を示すパラメータの1をインクリメントする。なお、パラメータLは初期値として「1」を与えておく。   The end determination of the pruning process is also the end determination of the skeletonization process. When there are no more pixels to delete, the skeletonization process ends. Otherwise, it is determined whether the processing has been completed for a predetermined pixel among the pixels belonging to the product pattern (S274). More specifically, among the pixels Epd, it is determined whether or not the processing is completed for the pixels whose skeleton information (B) is “1” and whose distance (d) from the boundary is L. If completed, the parameter 1 indicating the distance to be deleted is incremented. The parameter L is given “1” as an initial value.

上記のような所定の画素Epdについて検査が終了していなければ(S274のN分岐)、参照領域の真ん中の画素に対して、まず、参照領域の真ん中の画素以外の周辺画素Ap1乃至Ap8に骨格情報(B)が「1」の画素が何個あるかを確認し、1個の場合のみ、Ap1、Ap3、Ap6、Ap8の境界からの距離の大小を比較する(S278)。Ap1、Ap3、Ap6、Ap8は、図4(b)を参照して、参照領域の真ん中の画素Aに対して斜めの関係にある画素である。   If the inspection for the predetermined pixel Epd as described above has not been completed (N branch of S274), first, the skeleton of the middle pixel in the reference area is set to the peripheral pixels Ap1 to Ap8 other than the middle pixel in the reference area. The number of pixels whose information (B) is “1” is confirmed, and the magnitude of the distance from the boundary of Ap1, Ap3, Ap6, Ap8 is compared only when there is one (S278). Ap1, Ap3, Ap6, and Ap8 are pixels having an oblique relationship with respect to the middle pixel A in the reference region with reference to FIG. 4B.

なお、参照領域の真ん中の画素以外の周辺画素Ap1乃至Ap8で骨格情報(B)が1の画素の数を「SApi(B)」とした。また、Ap1、Ap3、Ap6、Ap8の境界からの距離(d)を「Apo(d)」とし、Ap2、Ap4、Ap5、Ap7の骨格情報(B)を「Ape(B)」とした。 It should be noted that the number of pixels having the skeleton information (B) of 1 in the peripheral pixels Ap1 to Ap8 other than the pixel in the middle of the reference region is “SAp i (B)”. In addition, Ap1, Ap3, Ap6, and the distance from the boundary of Ap8 (d) is the "Ap o (d)", was Ap2, Ap4, Ap5, Ap7 skeletal information of the (B) and "Ap e (B)" .

ここで、Ap1、Ap3、Ap6、Ap8の境界からの距離(d)のいずれかが参照領域の真ん中の画素Aの境界からの距離(d)より大きく、Ap2、Ap4、Ap5、Ap7の骨格情報(B)が「0」であれば(S278のY分岐)、真ん中の画素の骨格情報(B)を「0」にする(S280)。現在の境界からの距離(d)がLであり、周辺画素に骨格情報(B)が「1」のものがひとつしかなく、かつその画素が画素Aに対して斜め方向にしか存在せず、かつ境界からの距離(d)が画素Aよりも大きな場合、その画素は枝部であると判断できるからである。そして、次の画素に移りステップS274に戻る(S282)。   Here, any of the distances (d) from the boundary of Ap1, Ap3, Ap6, Ap8 is larger than the distance (d) from the boundary of the pixel A in the middle of the reference region, and the skeleton information of Ap2, Ap4, Ap5, Ap7 If (B) is “0” (Y branch of S278), the skeleton information (B) of the middle pixel is set to “0” (S280). The distance (d) from the current boundary is L, the peripheral pixel has only one skeleton information (B) of “1”, and the pixel exists only in an oblique direction with respect to the pixel A. If the distance (d) from the boundary is larger than the pixel A, it can be determined that the pixel is a branch. Then, the process proceeds to the next pixel and returns to step S274 (S282).

この処理を繰り返すことによって、画素削除処理されたパターン中の枝部が全て削除され、最後は図5(e)のパターンとなる。このように、製品パターンの骨格を示すパターンであって、枝部のないパターンを基準骨格パターンtdと呼ぶ。また、基準骨格パターンに属する画素であって骨格情報(B)が「1」の画素を骨格画素Tpdで表す。
本実施の形態では、輪郭距離パターンに対して画素削除処理と剪定処理を行い、基準骨格パターンを求めたが、基準骨格パターンの求め方はこれに限定されるものではない。
By repeating this process, all branches in the pattern subjected to the pixel deletion process are deleted, and finally the pattern shown in FIG. In this way, a pattern indicating the skeleton of the product pattern and having no branches is referred to as a reference skeleton pattern td. A pixel belonging to the reference skeleton pattern and having skeleton information (B) “1” is represented by a skeleton pixel Tpd.
In the present embodiment, the pixel deletion process and the pruning process are performed on the contour distance pattern to obtain the reference skeleton pattern, but the method for obtaining the reference skeleton pattern is not limited to this.

次に骨格距離演算処理(図2のS206)について説明する。図11(a)には、図5(f)を再掲する。骨格距離演算処理は図11(a)の基準骨格パターンが入力される。骨格距離演算処理とは、骨格画素Tpdに対してその周囲の画素がTpdから何画素の距離に位置しているのかを表す骨格距離パターンを作成する処理である。図11(b)は骨格画素Tpdから、距離(d)の値として注目画素の周囲8近傍で輪郭からの距離を求めるチェスボード距離値を付与した骨格距離パターンの作成結果を示したものである。骨格からの距離に応じて、図中の画素には距離に対応する値を示している。   Next, the skeleton distance calculation process (S206 in FIG. 2) will be described. In FIG. 11A, FIG. 5F is shown again. In the skeleton distance calculation process, the reference skeleton pattern shown in FIG. The skeleton distance calculation process is a process of creating a skeleton distance pattern that indicates how many pixels from the Tpd the surrounding pixels are located with respect to the skeleton pixel Tpd. FIG. 11B shows a result of creating a skeleton distance pattern in which a chess board distance value for obtaining a distance from the contour in the vicinity of the periphery 8 of the target pixel is given as a value of the distance (d) from the skeleton pixel Tpd. . Depending on the distance from the skeleton, the pixel in the figure shows a value corresponding to the distance.

図12には骨格距離演算処理のフローを示す。基準骨格パターンが入力されると、処理がスタートする(S300)。終了判定を行い(S302)、終了であれば(S202のY分岐)処理をメイン(図2のステップS207)に返す(S314)。ここで終了判定は全ての画素に対して骨格からの距離(d)が付与されたか否かで判定する。骨格からの距離(d)は基準骨格パターンからの画素数で表すので、予め骨格距離演算結果を出力する画像に属する全ての画素の骨格からの距離(d)に「0」のデータを付与しておく処理を事前に行うのが好ましい。   FIG. 12 shows a flow of the skeleton distance calculation process. When the reference skeleton pattern is input, the process starts (S300). An end determination is made (S302), and if it is ended (Y branch of S202), the process is returned to the main (step S207 in FIG. 2) (S314). Here, the end determination is made based on whether or not the distance (d) from the skeleton is given to all the pixels. Since the distance (d) from the skeleton is represented by the number of pixels from the reference skeleton pattern, data “0” is assigned to the distance (d) from the skeleton of all the pixels belonging to the image that outputs the skeleton distance calculation result in advance. It is preferable to perform the processing to be performed in advance.

次に全ての画素に対して以下の処理を終えたか否かを判定する(S304)。すでに処理が終了していれば、距離を表す引数nをインクリメントし(S306)、ステップS302に戻り、終了判定を行う。引数nは骨格距離演算処理がスタートした直後に初期値として「0」を与えておく。   Next, it is determined whether or not the following processing has been completed for all pixels (S304). If the process has already been completed, the argument n representing the distance is incremented (S306), the process returns to step S302, and the end determination is performed. The argument n is given “0” as an initial value immediately after the start of the skeleton distance calculation process.

まだ、全ての画素に対して以下の処理を終えていない場合(S304のN分岐)は、以下の処理を行う。輪郭距離演算処理と同様に、まず、ある画素に対してその画素を中心とする9画素の領域(参照領域)に着目する。真ん中の画素をAとし、その周辺の画素(8つ)をAp1乃至Ap8と表す。そして、いずれかの周辺画素Apの骨格からの距離(d)がn−1であれば(S308のY分岐)、画素Aは距離を付与される画素であるとして、骨格からの距離(d)にnが付与される(S310)。   If the following processing has not been completed for all pixels (N branch in S304), the following processing is performed. Similar to the contour distance calculation process, first, attention is paid to a 9-pixel region (reference region) centered on the pixel. The middle pixel is denoted by A, and the surrounding pixels (eight) are denoted by Ap1 to Ap8. If the distance (d) from the skeleton of any of the peripheral pixels Ap is n−1 (Y branch in S308), the distance (d) from the skeleton is assumed that the pixel A is a pixel to which the distance is given. N is assigned to (S310).

例えば、骨格からの距離(d)が「1」の画素を探している時(n=1の時)、ある画素を参照領域の中心(画素A)と定め、画素Aのいずれかの周辺画素に骨格からの距離(d)が「0」の背景パターンに属する画素があれば、その画素Aには骨格からの距離(d)に「1」が付与される。また、周辺画素Apに骨格からの距離(d)が「0」である画素がなければ(S308のN分岐)、ステップS310を飛ばして、ステップS312に移る。次の画素に移動し(S312)、ステップS304に戻る。次の画素に移動するとは、参照領域を次の画素に移すということである。以上の処理を繰り返すことで、全ての画素Epdに骨格からの距離(d)を与えることができる。   For example, when searching for a pixel whose distance (d) from the skeleton is “1” (when n = 1), a certain pixel is defined as the center of the reference area (pixel A), and any peripheral pixel of the pixel A If there is a pixel belonging to the background pattern whose distance (d) from the skeleton is “0”, “1” is assigned to the distance (d) from the skeleton to the pixel A. If there is no pixel having a distance (d) from the skeleton of “0” in the peripheral pixel Ap (N branch of S308), step S310 is skipped and the process proceeds to step S312. Move to the next pixel (S312), and return to step S304. To move to the next pixel means to move the reference area to the next pixel. By repeating the above process, the distance (d) from the skeleton can be given to all the pixels Epd.

なお、骨格距離演算方法は前記輪郭距離演算手法と同じく、上記参照領域を真ん中の画素Aに接触するすべての周辺画素(Ap1、Ap2、Ap3、Ap4、Ap5、Ap6、Ap7、Ap8)の8近傍とする、チェスボード距離を算出する上記の手法に限定されず、上記参照領域を真ん中の画素Aに対する上下左右の周辺画素(Ap2、Ap4、Ap5、Ap7)の4近傍に限定するシティブロック距離による算出方法としてもよい。また、画素間の距離を上記チェスボード距離、もしくは上記シティブロック距離で演算する手法ではなく、真ん中の画素Aと周辺画素間の距離を2次元ユークリッド空間として求める、ユークリッド距離で演算しても良い。   Note that the skeleton distance calculation method is the same as the contour distance calculation method in the vicinity of all the peripheral pixels (Ap1, Ap2, Ap3, Ap4, Ap5, Ap6, Ap7, Ap8) in contact with the pixel A in the middle. It is not limited to the above-described method for calculating the chessboard distance, and the reference region is based on the city block distance limited to four neighborhoods of the upper, lower, left and right peripheral pixels (Ap2, Ap4, Ap5, Ap7) with respect to the middle pixel A. It is good also as a calculation method. Further, instead of calculating the distance between pixels by the chessboard distance or the city block distance, it may be calculated by the Euclidean distance in which the distance between the middle pixel A and the surrounding pixels is obtained as a two-dimensional Euclidean space. .

次に、マルチマスタパターン出力処理(図2のS207)について説明する。骨格距離パターンにおける注目画素の画素値を、注目画素から骨格までの距離d1、輪郭距離画像における注目画素の画素値を、注目画素から輪郭までの距離d2とすると、注目画素における骨格から輪郭までの距離d3と、注目画素におけるマルチマスタパターン値Mは次式で算出される。
d3=d1+d2 (1)
M=d1/d3 (2)
注目画素におけるマルチマスタパターン値Mは、各々の注目画素における骨格から輪郭までの距離を正規化した値、すなわちパターン境界から骨格までの相対距離値を表す。
Next, the multi-master pattern output process (S207 in FIG. 2) will be described. When the pixel value of the target pixel in the skeleton distance pattern is the distance d1 from the target pixel to the skeleton, and the pixel value of the target pixel in the contour distance image is the distance d2 from the target pixel to the contour, the skeleton to the contour in the target pixel The distance d3 and the multi-master pattern value M at the target pixel are calculated by the following equations.
d3 = d1 + d2 (1)
M = d1 / d3 (2)
The multi-master pattern value M in the target pixel represents a value obtained by normalizing the distance from the skeleton to the contour in each target pixel, that is, a relative distance value from the pattern boundary to the skeleton.

次に、マスタパターン出力処理(図2のS208)について説明する。図13に、マルチマスタパターンからマスタパターンを生成するためのフローを示す。マルチマスタパターンの各画素に対して、あらかじめ定める所定係数(閾値)との比較を行い、所定係数(閾値)より画素の値すなわちマルチマスタパターン値が小さい画素位置のみをマスタパターンとし、それ以外の領域を背景パターンとする。所定係数(閾値)を「1」に設定すると基準パターンが、所定係数(閾値)を「1」より小さい値に設定すると収縮マスタパターンが、所定係数(閾値)を「1」より大きい値に設定すると膨張マスタパターンが得られる。   Next, the master pattern output process (S208 in FIG. 2) will be described. FIG. 13 shows a flow for generating a master pattern from a multi-master pattern. Each pixel of the multi-master pattern is compared with a predetermined coefficient (threshold) determined in advance, and only the pixel position having a pixel value smaller than the predetermined coefficient (threshold), that is, the multi-master pattern value, is set as the master pattern. Let the region be the background pattern. Setting the predetermined coefficient (threshold) to “1” sets the reference pattern, and setting the predetermined coefficient (threshold) to a value smaller than “1” sets the contraction master pattern to a value larger than “1”. Then, an expansion master pattern is obtained.

以上の操作によって基準パターンのどの部分も一様に線幅が所定係数倍されたマスタパターンを得ることができる。ここで図14を使用して所定係数(閾値)とマスタパターンの関係を詳細に説明する。所定係数をRとするとき、Rを1より大きな値に設定すれば、基準パターンを膨張したマスタパターンを得ることができ、Rを1より小さな値に設定すれば、基準パターンが収縮されたマスタパターンを得ることができる。また、複数のマスタパターンを得たい場合は、ステップS290からS302を、所定係数値Rを変えながら任意の回数行ってもよい。   By the above operation, a master pattern in which the line width is uniformly multiplied by a predetermined coefficient can be obtained in any part of the reference pattern. Here, the relationship between the predetermined coefficient (threshold value) and the master pattern will be described in detail with reference to FIG. When the predetermined coefficient is R, if R is set to a value larger than 1, a master pattern in which the reference pattern is expanded can be obtained, and if R is set to a value smaller than 1, the master in which the reference pattern is contracted is obtained. A pattern can be obtained. When a plurality of master patterns are desired, steps S290 to S302 may be performed any number of times while changing the predetermined coefficient value R.

たとえば、R=1.2と設定すればマルチマスタパターンの画素値が1.2以上の画素位置のみをマスタパターンとするので、図14における膨張マスタパターン153が得られる。また、R=1と設定すればマルチマスタパターンの画素値が1以下の画素位置のみをマスタパターンとするので、図14における基準パターンと同じ形状のマスタパターン152が得られる。また、R=0.8と設定すればマルチマスタパターンの画素値が0.8より小さい画素位置のみをマスタパターンとするので、図14における収縮マスタパターン151が得られる。また、R=0と設定すればマルチマスタパターンの画素値が0の画素位置のみをマスタパターンとするので、基準骨格パターンと同じ形状の収縮マスタパターン150が得られる。   For example, if R = 1.2 is set, only the pixel position where the pixel value of the multi-master pattern is 1.2 or more is set as the master pattern, so that the expansion master pattern 153 in FIG. 14 is obtained. If R = 1 is set, only the pixel position where the pixel value of the multi-master pattern is 1 or less is used as the master pattern, so that the master pattern 152 having the same shape as the reference pattern in FIG. 14 is obtained. Further, if R = 0.8 is set, only the pixel position where the pixel value of the multi-master pattern is smaller than 0.8 is used as the master pattern, so that the contracted master pattern 151 in FIG. 14 is obtained. Further, if R = 0 is set, only the pixel position where the pixel value of the multi-master pattern is 0 is used as the master pattern, so that the contracted master pattern 150 having the same shape as the reference skeleton pattern is obtained.

以上のようにマスタパターン作製部10は、入力された基準パターンに基づいてマスタパターンMPを作製する。なお作成される膨張・収縮マスタパターンは、膨張マスタパターンBcdx及び収縮マスタパターンBcdsとする。すなわち、Bcdx、BcdsはマスタパターンMPの形態の1つである。これらのマスタパターンは記憶部80に記憶される。
<本発明の第1の実施形態>
図1および図15のフローを参照して、本発明のマスタパターンを用いたパターン検査方法について説明する。膨張マスタパターンおよび収縮マスタパターンは上記の説明に基づいて予め記憶部80に記録されているものとする。そして、製品パターンの画素のうち、マスタパターンMPとなるべき画素には、マスタパターン情報mpを「1」にしたうえに、画素値の最大値Pmaxを与え、マスタパターンとならない製品パターンの画素には画素値の最小値Pを与える。すなわち、マスタパターンを2値化画像データとして求めている。
As described above, the master pattern creation unit 10 creates the master pattern MP based on the input reference pattern. The created expansion / contraction master patterns are an expansion master pattern Bcdx and a contraction master pattern Bcds. That is, Bcdx and Bcds are one form of the master pattern MP. These master patterns are stored in the storage unit 80.
<First Embodiment of the Present Invention>
A pattern inspection method using the master pattern of the present invention will be described with reference to the flowcharts of FIGS. It is assumed that the expansion master pattern and the contraction master pattern are recorded in advance in the storage unit 80 based on the above description. Then, among the pixels of the product pattern, the pixel that should become the master pattern MP is given the maximum value Pmax of the pixel value after setting the master pattern information mp to “1”, and the pixel of the product pattern that does not become the master pattern. Gives the minimum pixel value P 0 . That is, the master pattern is obtained as binary image data.

検査が開始されると(S1000)、終了判定を行う(S1002)。ここで終了判定は検査対象物の有無である。もちろん、検査対象物があっても、割り込み処理によって終了させてよい。終了であれば(S1002のY分岐)、検査を終了する(S1016)。   When the inspection is started (S1000), an end determination is made (S1002). Here, the end determination is the presence or absence of an inspection object. Of course, even if there is an inspection object, it may be terminated by interruption processing. If completed (Y branch of S1002), the inspection is terminated (S1016).

検査対象物が投入されると画像撮影部20が検査対象物を撮影し画像データVdを取得する(S1004)。この画像データVdは、2値化部30にて2値画像データBcdに変換される(S1006)(検査対象パターンとなる)。マスタパターンとの比較を容易にするためである。なお、画像データは2値化される前に、所定の大きさに拡大または縮小といった補間処理が行われてもよい。   When the inspection object is inserted, the image photographing unit 20 photographs the inspection object and obtains image data Vd (S1004). The image data Vd is converted into binary image data Bcd by the binarizing unit 30 (S1006) (becomes an inspection target pattern). This is for easy comparison with the master pattern. Note that before the image data is binarized, interpolation processing such as enlargement or reduction to a predetermined size may be performed.

2値画像データBcdは、位置合わせ部50で、記憶部80から送られたマスタパターンMPと位置合わせを行う(S1008)。2つの画像パターン(検査対象パターンとマスタパターン)を比較するためである。位置合わせが行われた2つの画像パターンは、演算部60にて対応する画素毎に演算され、マスタパターンとの大小比較が行われる(S1010)。   The binary image data Bcd is aligned with the master pattern MP sent from the storage unit 80 by the alignment unit 50 (S1008). This is because two image patterns (inspection target pattern and master pattern) are compared. The two image patterns subjected to the alignment are calculated for each corresponding pixel by the calculation unit 60, and the magnitude comparison with the master pattern is performed (S1010).

より具体的には、検査対象物の2値画像データBcdに属する画素の画像データから膨張マスタパターンBcdxに属する対応画素の画素値を引き算し、正となった場合の個数Cdxと、収縮マスタパターンBcdsから検査対象物の2値画像データBcdを引き算し、正となった場合の個数Cdsを求める。   More specifically, the pixel value of the corresponding pixel belonging to the expansion master pattern Bcdx is subtracted from the image data of the pixel belonging to the binary image data Bcd of the inspection object, and the number Cdx when the pixel value becomes positive, and the contraction master pattern The binary image data Bcd of the inspection object is subtracted from Bcds to obtain the number Cds when it becomes positive.

検査対象物の画像データの中の画素のうち、膨張マスタパターンの画像より画素値の値が大きいということは、検査対象物は、定められた基準以上に太った部分が存在することを意味する。すなわち、突起欠陥のおそれがある。また、収縮マスタパターンの方が検査対象物の2値化画像データより画素値が大きいということは、検査対象物には非常に細い部分が存在することを意味する。すなわち、欠け欠陥のおそれがある。   A pixel value larger than the image of the expansion master pattern among the pixels in the image data of the inspection object means that the inspection object has a portion that is thicker than a predetermined reference. That is, there is a risk of a protrusion defect. In addition, the fact that the contraction master pattern has a pixel value larger than the binarized image data of the inspection object means that the inspection object has a very thin portion. That is, there is a risk of chip defects.

判定部70は、演算部60で求めた膨張マスタパターンよりはみ出た画素の数Cdxと、収縮マスタパターンより細い画素の数Cdsを、予め与えられた閾値ThxおよびThsと比較し、容認できるか否かを判断する(S1012)。ここで閾値Thxは膨張閾値とよび、閾値Thsは収縮閾値と呼ぶ。   The determination unit 70 compares the number Cdx of pixels protruding from the expansion master pattern obtained by the calculation unit 60 and the number Cds of pixels thinner than the contraction master pattern with predetermined threshold values Thx and Ths, and determines whether or not it is acceptable. Is determined (S1012). Here, the threshold Thx is called an expansion threshold, and the threshold Ths is called a contraction threshold.

つまり、CdxがThxより大きいということは、容認できないほど太った部分が検査対象物のパターンに存在する。従って突起欠陥と判定する。同様に、CdsがThsより大きいということは、容認できないほど細い部分が検査対象物のパターンに存在することを意味する。したがって欠け欠陥と判定する。   That is, if Cdx is larger than Thx, an unacceptably thick portion exists in the pattern of the inspection object. Therefore, it is determined as a protrusion defect. Similarly, the fact that Cds is larger than Ths means that an unacceptably thin portion exists in the pattern of the inspection object. Therefore, it is determined as a chip defect.

さらに判定部は、これらの結果Conを出力する(S1014)。出力の結果Conは、検査対象物に対する欠陥が容認できる、又はできないといった判断だけであってもよいし、マスタパターンからの差であるCdx、Cdsの数を直接示しても良い。また、出力の結果Conは、ディスプレイ装置などに表示してもよいし、そのまま記録するまたは他の機器に送信する等してもよい。図1の符号88は結果Conの出力先を示す。   Further, the determination unit outputs these results Con (S1014). The output result Con may be only a determination that a defect with respect to the inspection object is acceptable or not, or may directly indicate the numbers of Cdx and Cds that are differences from the master pattern. The output result Con may be displayed on a display device or the like, or may be recorded as it is or transmitted to another device. Reference numeral 88 in FIG. 1 indicates an output destination of the result Con.

図16,17を参照して、パターン検査のより具体的な例を示す。まず、図16を参照する。基準パターンVsdから基準骨格パターンtdが生成されている。基準骨格パターンtdから、マスタパターン作製部10によって、収縮マスタパターンBcdsが生成される。今検査対象物から画像データVcd1が得られたとする。この検査対象物は製品パターン中に一箇所の断線131があるものとする。なお、Vsdでは、製品パターンpdの領域を、基準骨格パターンtdでは骨格情報B=1の領域を、Bcdsではマスタパターン情報mp=1であって画素値がPmaxの領域をそれぞれ白で表した。   A more specific example of pattern inspection will be described with reference to FIGS. First, referring to FIG. A reference skeleton pattern td is generated from the reference pattern Vsd. The contraction master pattern Bcds is generated by the master pattern preparation unit 10 from the reference skeleton pattern td. Assume that image data Vcd1 is obtained from the inspection object. It is assumed that this inspection object has a disconnection 131 at one place in the product pattern. In Vsd, the region of the product pattern pd, the region of the skeleton information B = 1 in the reference skeleton pattern td, and the region of the master pattern information mp = 1 and the pixel value Pmax in Bcds are represented in white.

演算部60にて、収縮マスタパターンBcdsに属する画素の画素値から、対応する画像データVcd1の画素の画素値を引くと、画像データ130が得られる。この画像データ130の中に画素値の最小値P以上の画素値を有する画素があった場合は、欠け欠陥であると判断できる。収縮マスタパターンよりも細い部分があるからである。図16では領域132が該当する。 When the calculation unit 60 subtracts the pixel value of the corresponding image data Vcd1 from the pixel value of the pixel belonging to the contraction master pattern Bcds, the image data 130 is obtained. If there is a pixel having a pixel value equal to or greater than the minimum pixel value P 0 in the image data 130, it can be determined that the defect is a missing defect. This is because there is a thinner part than the contraction master pattern. In FIG. 16, the area 132 corresponds.

次に図17を参照する。マスタパターンは膨張マスタパターンBcdxである。ここに検査対象物から画像データVcd2が得られたとする。この検査対象物は、製品パターン中にはみ出した部分133があるとする。膨張マスタパターンに属する画素の画素値から、対応する画像データVcd2の画素の画素値を引くと、画像データ134が得られる。この画像データ134の中に画素値の最小値P以上の画素値を有する画素があった場合は、突起欠陥であると判断できる。膨張マスタパターンよりも太い部分があるからである。図17では領域135である。なお、図17で白の領域で表したのは図16に従う。ただし、BcdsをBcdxに置き換える。 Reference is now made to FIG. The master pattern is the expansion master pattern Bcdx. Here, it is assumed that the image data Vcd2 is obtained from the inspection object. It is assumed that this inspection object has a portion 133 that protrudes in the product pattern. When the pixel value of the corresponding image data Vcd2 is subtracted from the pixel value of the pixel belonging to the expansion master pattern, the image data 134 is obtained. If this was a pixel having the minimum value P 0 or more pixel values of the pixel values in the image data 134, it can be determined that a protrusion defect. This is because there is a thicker part than the expansion master pattern. In FIG. 17, this is a region 135. In FIG. 17, the white area is shown in FIG. However, Bcds is replaced with Bcdx.

以上のように、本発明のマスタパターンMPを用いることで、検査対象物のパターン検査を行うことができる。特に製品パターン中に太さの違いの比率が大きい箇所を含む場合に本発明によるマスタパターンMPを用いることは有用である。
<本発明の第2の実施形態>
実施の形態1では、製品パターンの画素のうち、マスタパターンMPとなるべき画素には、マスタパターン情報mpを「1」にしたうえに、画素値の最大値Pmaxを与え、マスタパターンとならない製品パターンの画素には画素値の最小値Pを与えた。これはマスタパターンを2値化画像データとして求めたことを意味する。
As described above, by using the master pattern MP of the present invention, the pattern inspection of the inspection object can be performed. In particular, it is useful to use the master pattern MP according to the present invention when the product pattern includes a portion having a large thickness difference ratio.
<Second Embodiment of the Present Invention>
In the first embodiment, among the pixels of the product pattern, the pixel that is to become the master pattern MP is given the maximum value Pmax of the pixel value after setting the master pattern information mp to “1”, and the product that does not become the master pattern the pixel pattern gave minimum P 0 of the pixel values. This means that the master pattern is obtained as binarized image data.

したがって、マスタパターンと検査対象物の検査対象パターン(画像データVd)との差は画素の個数として求められ(CdxやCds)、欠陥の程度を定量的に判断することはできない。例えば、膨張マスタパターンよりはみ出た部分Cdxが膨張閾値Thxより少なく、判定部の判断は容認できるという判断であったとしても、基準パターンとほぼ同様程度の出来であったのか、基準パターンより太った部分が数多くあり、膨張閾値Thxをわずかに超えていなかったために容認されたのかという、程度の判断を行うことはできない。   Therefore, the difference between the master pattern and the inspection object pattern (image data Vd) of the inspection object is obtained as the number of pixels (Cdx or Cds), and the degree of defect cannot be determined quantitatively. For example, even if the portion Cdx that protrudes from the expansion master pattern is less than the expansion threshold Thx and the determination by the determination unit is acceptable, the portion that is almost the same as the reference pattern or thicker than the reference pattern Therefore, it is impossible to make a judgment as to whether it was accepted because it did not slightly exceed the expansion threshold value Thx.

そこで、本実施の形態では、より定量的に基準パターンとの違いを評価できる実施態様について説明する。   Therefore, in the present embodiment, an embodiment in which the difference from the reference pattern can be evaluated more quantitatively will be described.

本実施の形態では、マスタパターンを作製する際に、マスタパターンMPに属する画素には基準骨格パターンからの距離に相当する画素値を与える。   In the present embodiment, when creating a master pattern, a pixel value corresponding to a distance from the reference skeleton pattern is given to pixels belonging to the master pattern MP.

次に、マルチマスタパターンを用いて、パターン検査する方法について説明する。   Next, a method for pattern inspection using a multi-master pattern will be described.

図18に、マルチマスタパターンを用いて、欠けと突起を検査する処理の例を示す。基準パターンVsdから基準骨格パターンtdが生成されている。基準骨格パターンtdから、マスタパターン作製部10によって、マルチマスタパターンが生成されている。   FIG. 18 shows an example of processing for inspecting chips and protrusions using a multi-master pattern. A reference skeleton pattern td is generated from the reference pattern Vsd. A multi-master pattern is generated by the master pattern preparation unit 10 from the reference skeleton pattern td.

今、検査対象物から画像データVcd1が得られたとする。この検査対象物は製品パターン中に一箇所の断線131があるものとする。なお、Vsdでは製品パターンpdの領域を、Vcd1では検査対象物上のパターンの領域を、それぞれ白で表した。   Assume that the image data Vcd1 is obtained from the inspection object. It is assumed that this inspection object has a disconnection 131 at one place in the product pattern. In Vsd, the product pattern pd area is shown in white, and in Vcd1, the pattern area on the inspection object is shown in white.

演算部60にて、基準パターンVsdに属する画素の画素値から、対応する画像データVcd1の画素の画素値を引くと、画像データ130が得られる。この画像データ130の中には断線欠陥である領域132が含まれる。この領域132に対応するマルチマスタパターンに属する領域171のいずれかの画素の画素値が予め定める欠け検査閾値以上であった場合は、欠け欠陥であると判断できる。   When the arithmetic unit 60 subtracts the pixel value of the corresponding image data Vcd1 from the pixel value of the pixel belonging to the reference pattern Vsd, the image data 130 is obtained. The image data 130 includes a region 132 that is a disconnection defect. If the pixel value of any pixel in the region 171 belonging to the multi-master pattern corresponding to the region 132 is equal to or greater than a predetermined defect inspection threshold, it can be determined that the defect is a defect.

また、領域171が属するマルチマスタパターンの画素の画素値の最小値を観測することで、検出された欠け欠点が予め定める欠け検査閾値を超えているかだけでなく、線幅に対してどの程度の比率で欠けているものであるかを定量的に測定することができる。   In addition, by observing the minimum value of the pixel value of the multi-master pattern pixel to which the region 171 belongs, not only whether the detected chip defect exceeds a predetermined chip inspection threshold, but also how much is relative to the line width. It is possible to quantitatively measure whether the ratio is missing.

次に、検査対象物から画像データVcd2が得られたとする。この検査対象物は製品パターン中に一箇所の突起133があるものとする。なお、Vsdでは製品パターンpdの領域を、Vcd2では検査対象物上のパターンの領域を、それぞれ白で表した。   Next, it is assumed that image data Vcd2 is obtained from the inspection object. This inspection object is assumed to have one protrusion 133 in the product pattern. In Vsd, the product pattern pd region is shown in white, and in Vcd2, the pattern region on the inspection object is shown in white.

演算部60にて、画像データVcd2に属する画素の画素値から、対応する基準パターンVsdの画素の画素値を引くと、画像データ134が得られる。この画像データ134の中には突起欠陥である領域135が含まれる。この領域135に対応するマルチマスタパターンに属する領域173のいずれかの画素の画素値が予め定める突起検査閾値以下であった場合は、突起欠陥であると判断できる。   When the calculation unit 60 subtracts the pixel value of the pixel of the corresponding reference pattern Vsd from the pixel value of the pixel belonging to the image data Vcd2, the image data 134 is obtained. The image data 134 includes a region 135 that is a protrusion defect. When the pixel value of any pixel in the region 173 belonging to the multi-master pattern corresponding to the region 135 is equal to or less than a predetermined protrusion inspection threshold, it can be determined that the defect is a protrusion defect.

また、領域173が属するマルチマスタパターンの画素の画素値の最大値を観測することで、検出された突起欠点が予め定める突起検査閾値を超えているかだけでなく、線幅に対してどの程度の比率で突出しているものであるかを定量的に測定することができる。   In addition, by observing the maximum value of the pixel value of the multi-master pattern pixel to which the region 173 belongs, not only whether the detected protrusion defect exceeds a predetermined protrusion inspection threshold value, but also how much is relative to the line width. It can be quantitatively measured whether it is what protrudes by the ratio.

以上のように、マルチマスタパターンを用いることで、検査閾値との関係から、欠点がどの程度のものなのかを定量化できる。   As described above, by using the multi-master pattern, it is possible to quantify the extent of the defect from the relationship with the inspection threshold.

図19は基準画像が三角形で構成されたパターンを、本発明の方法と従来の方法とで作成した収縮画像および膨張画像を示したものである。図19(a)が基準画像、図19(b)が従来の方法による縮小画像、図19(c)が従来の方法による膨張画像、図20(a)が本発明による縮小画像、および図20(b)が本発明による膨張画像である。   FIG. 19 shows a contraction image and an expansion image created by using the method of the present invention and the conventional method as a pattern in which the reference image is composed of triangles. 19A is a reference image, FIG. 19B is a reduced image by the conventional method, FIG. 19C is an expanded image by the conventional method, FIG. 20A is a reduced image by the present invention, and FIG. (B) is an expanded image according to the present invention.

従来の方法による縮小画像および膨張画像ではいずれももとの基準画像の形状が反映されていないのに対し、本発明の方法による縮小画像および膨張画像ではいずれももとの基準画像の形状を反映しているのがわかる。   The reduced image and the expanded image obtained by the conventional method do not reflect the shape of the original reference image, whereas the reduced image and the expanded image obtained by the method of the present invention both reflect the shape of the original reference image. You can see that

本発明は回路パターン等の自動欠陥検査に好適に利用することができる。   The present invention can be suitably used for automatic defect inspection of circuit patterns and the like.

1 パターン検査装置
10 マスタパターン作製部
20 画像撮影部
30 2値化部
50 位置あわせ部
60 演算部
70 判定部
80 記憶部
85 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pattern test | inspection apparatus 10 Master pattern preparation part 20 Image photographing part 30 Binarization part 50 Positioning part 60 Calculation part 70 Judgment part 80 Storage part 85 Control apparatus

Claims (8)

画像データに基づいてマスタパターンと検査対象物の検査対象パターンとを比較し前記検査対象物の欠陥を検出するパターン検査方法であって、
背景パターンと製品パターンとを有する基準パターンを輪郭距離演算処理し輪郭距離パターンを得る第1の工程と、
前記輪郭距離パターンを骨格化処理し基準骨格パターンを得る第2の工程と、
前記基準骨格パターンから骨格距離パターンを得る第3の工程と、
前記輪郭距離パターンと骨格距離パターンとからマスタパターンを得る第4の工程と、
前記マスタパターンと前記検査対象パターンを比較して差異を検出する第5の工程
を有するパターン検査方法。
A pattern inspection method for detecting a defect of the inspection object by comparing a master pattern and an inspection object pattern of the inspection object based on image data,
A first step of obtaining a contour distance pattern by performing a contour distance calculation process on a reference pattern having a background pattern and a product pattern;
A second step of skeletonizing the contour distance pattern to obtain a reference skeleton pattern;
A third step of obtaining a skeleton distance pattern from the reference skeleton pattern;
A fourth step of obtaining a master pattern from the contour distance pattern and the skeleton distance pattern;
A pattern inspection method comprising a fifth step of detecting a difference by comparing the master pattern and the inspection object pattern.
前記第1の工程は、
前記基準パターンに属する画素に、前記背景パターンと前記製品パターンの境界からの距離を割り当てる処理である請求項1に記載のパターン検査方法。
The first step includes
The pattern inspection method according to claim 1, wherein the pattern inspection method is a process of assigning a distance from a boundary between the background pattern and the product pattern to pixels belonging to the reference pattern.
前記第2の工程は、
前記基準パターンに属する画素に対して前記画素の周囲の画素の境界からの距離の値が前記画素の境界からの距離の値より大きな前記周囲の画素がなくなるまで前記画素を順次削除する画素削除処理と、前記製品パターンを線幅が最小となるまで前記画素を削除する細線化処理と、前記画素削除処理画像と前記細線化処理画像とを重ね合わせる合成処理と、前記基準パターンに属する画素の中で前記合成処理の結果残留した画素から枝部を削除する剪定処理を有する、請求項1または2に記載のパターン検査方法。
The second step includes
Pixel deletion processing that sequentially deletes the pixels until the value of the distance from the boundary of the surrounding pixels of the pixel belonging to the reference pattern is larger than the value of the distance from the boundary of the pixels. A thinning process for deleting the pixels until the line width of the product pattern is minimized, a synthesis process for superimposing the pixel deletion processing image and the thinning processing image, and among the pixels belonging to the reference pattern The pattern inspection method according to claim 1, further comprising a pruning process for deleting branches from pixels remaining as a result of the synthesis process.
前記第3の工程は、
前記基準パターンに属する画素に、前記基準骨格パターンからの距離を割り当てる処理である、請求項1から3のいずれかに記載のパターン検査方法。
The third step includes
The pattern inspection method according to claim 1, wherein the pattern inspection method is a process of assigning a distance from the reference skeleton pattern to pixels belonging to the reference pattern.
前記第4の工程は、
前記基準パターンに属する画素ごとに、前記画素から輪郭までの距離と前記画素から骨格までの距離を求めて骨格から輪郭までの距離を算出し、前記画素から骨格までの距離を前記骨格から輪郭までの距離で除した値を前記画素における相対距離値としてその画素におけるマスタ値とすることによりマルチマスタパターンを得る処理を有する、請求項1から4のいずれかに記載のパターン検査方法。
The fourth step includes
For each pixel belonging to the reference pattern, the distance from the pixel to the contour and the distance from the pixel to the skeleton are calculated to calculate the distance from the skeleton to the contour, and the distance from the pixel to the skeleton is calculated from the skeleton to the contour. 5. The pattern inspection method according to claim 1, further comprising a process of obtaining a multi-master pattern by using a value divided by the distance as a relative distance value in the pixel as a master value in the pixel.
前記第4の工程は、
前記相対距離値に応じた画素値を前記マスタパターンに属する画素の画素値とする、請求項1から5のいずれかに記載のパターン検査方法。
The fourth step includes
The pattern inspection method according to claim 1, wherein a pixel value corresponding to the relative distance value is set as a pixel value of a pixel belonging to the master pattern.
前記第5の工程で検出した前記差異と前記マルチマスタパターンをさらに比較する請求項6に記載されたパターン検査方法。 The pattern inspection method according to claim 6, further comparing the difference detected in the fifth step with the multi-master pattern. 背景パターンと製品パターンを有する基準パターンが入力されマスタパターンを出力するマスタパターン作製部と、
前記マスタパターンを記録する記憶部と、
検査対象物を撮影し画像データを得る撮影部と、
前記画像データを2値化処理して検査対象パターンを得る2値化部と、
前記マスタパターンと前記検査対象パターンを比較し差異を出力する演算部と、
前記演算部の出力に基づいて判定結果を出力する判定部を有し、
前記マスタパターン作製部は、
前記製品パターンに属する画素に前記背景パターンと前記製品パターンの境界からの距離を付与し輪郭距離パターンを作製し、
前記基準パターンを骨格化処理して基準骨格パターンを作製し、
前記基準パターンに属する画素に前記基準骨格パターンからの距離の値を付与して骨格距離パターンを作製し、
前記基準パターンに属する画素ごとに、前記画素から輪郭までの距離と前記画素から骨格までの距離を求めて骨格から輪郭までの距離を算出し、前記画素から骨格までの距離を前記骨格から輪郭までの距離で除した値をその画素における画素値とするマルチマスタパターンを作製し、
前記マルチマスタパターンからマスタパターンを作製するパターン検査装置。
A master pattern creation unit that receives a reference pattern having a background pattern and a product pattern and outputs a master pattern;
A storage unit for recording the master pattern;
An imaging unit for imaging the inspection object and obtaining image data;
A binarization unit that binarizes the image data to obtain an inspection target pattern;
An arithmetic unit that compares the master pattern and the inspection target pattern and outputs a difference;
A determination unit that outputs a determination result based on the output of the arithmetic unit;
The master pattern production unit
Providing a distance from the boundary between the background pattern and the product pattern to the pixels belonging to the product pattern to create a contour distance pattern,
Creating a reference skeleton pattern by skeletonizing the reference pattern;
Create a skeleton distance pattern by giving a value of the distance from the reference skeleton pattern to the pixels belonging to the reference pattern,
For each pixel belonging to the reference pattern, the distance from the pixel to the contour and the distance from the pixel to the skeleton are calculated to calculate the distance from the skeleton to the contour, and the distance from the pixel to the skeleton is calculated from the skeleton to the contour. Create a multi-master pattern with the pixel value at that pixel divided by the distance
A pattern inspection apparatus for producing a master pattern from the multi-master pattern.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019138783A (en) * 2018-02-13 2019-08-22 名古屋電機工業株式会社 Flaw detector, method for detecting flaws, and flaw detection program

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