(57)【要約】【課題】基準画像を用いずに、パターンとの濃度差が微小なエッジ欠陥をも精度よく検出することができるエッジ欠陥検出方法の提供。【解決手段】本発明のエッジ欠陥検出方法は、撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用することにより、パターンＰにおける複数の方向Ｄ１〜Ｄ３にそれぞれ沿った各エッジＥ１〜Ｅ３に係るエッジ欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調工程を備える。エッジ欠陥強調フィルタは、２つの比較画素Ｘ１，Ｘ２の各濃度値が異なる場合にはこれら濃度値のうち小さい値、これらの濃度値が等しい場合は各濃度値のうちいずれか一方の値から、対象画素Ａの濃度値を引いた際の差分を強調算出値とする。エッジ欠陥強調工程は、方向Ｄ１〜Ｄ３毎にエッジ欠陥強調フィルタを適用し、方向Ｄ１〜Ｄ３毎に得られた強調算出値の最大値をその対象画素Ａにおける欠陥強調値とする。【選択図】図９
2008292342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを有する検査対象物を撮像した撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用することにより、前記パターンの複数方向のエッジに接する、または近傍に位置する欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調工程と、
前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出工程とを備え、
前記エッジ欠陥強調工程における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、
前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち小さい値から、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値から、前記対象画素の濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、
前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とする
ことを特徴とするエッジ欠陥検出方法。
【請求項２】
パターンを有する検査対象物を撮像した撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用することにより、前記パターンの複数方向のエッジに接する、または近傍に位置する欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調工程と、
前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出工程とを備え、
前記エッジ欠陥強調工程における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、
前記対象画素の濃度値から、前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち大きい値を、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、
前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とする
ことを特徴とするエッジ欠陥検出方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエッジ欠陥検出方法において、
前記エッジ欠陥強調フィルタにおける前記比較画素の一方と他方との間の距離は、強調するエッジ欠陥の大きさの２倍以上とする
ことを特徴とするエッジ欠陥検出方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の欠陥検出方法がコンピュータ装置により実行可能に構成された
ことを特徴とするプログラム。
【請求項５】
パターンを有する検査対象物を撮像した撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用することにより、前記パターンの複数方向のエッジに接する、または近傍に位置する欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調手段と、
前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出手段とを備え、
前記エッジ欠陥強調手段における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、
前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち小さい値から、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値から、前記対象画素の濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、
前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とする
ことを特徴とするエッジ欠陥検出装置。
【請求項６】
パターンを有する検査対象物を撮像した撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用することにより、前記パターンの複数方向のエッジに接する、または近傍に位置する欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調手段と、
前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出手段とを備え、
前記エッジ欠陥強調手段における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、
前記対象画素の濃度値から、前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち大きい値を、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、
前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とする
ことを特徴とするエッジ欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジ欠陥検出方法、そのプログラム、および検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハやプリント基板上のパターンに異物等が付着して生じた欠陥を画像処理で検査することが行われている。近年、パターンの細密化が進んでおり、例えばプリンタヘッド基板などでは、多角形状などの複雑なパターンが形成される場合がある。このような微細かつ複雑な形状のパターンのエッジ等に付着した微小な異物を完全に取り除くことは難しいため、検査工程において異物を確実に検出することにより、製品の信頼性を確保する必要がある。
【０００３】
このような異物等の欠陥検査方法としては、検査対象物をＣＣＤカメラ等で撮像した撮像画像を、予め作成した欠陥のない基準画像と比較して検査するパターンマッチング法が知られている。
ここで、検査対象物を撮像する際、ＣＣＤカメラと検査対象物との位置関係が常に一定とは限らず、その位置関係が微妙に変化し易いものなので、撮像画像におけるパターンのエッジやその付近の画素の濃度変化の傾きに、撮像画像毎に微小な差異が生じる。また、検査対象物の大きさが基準画像を作成したモデルと若干異なっている場合があり、この場合にも、撮像画像におけるパターンのエッジやその付近の画素の濃度変化の傾きに微小な差異が生じる。これらのことから、撮像画像中の検査対象物と基準画像中のモデルとを厳密に位置合わせしても、パターンのエッジ付近においては欠陥を正確に検出できないおそれがある。
【０００４】
このため、パターンのエッジ付近における欠陥を検出するために、基準画像における濃度勾配情報と、撮像画像における濃度勾配情報とを利用して、基準画像と撮像画像との比較を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２２８０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１による方法においても、欠陥を検出するために基準画像を予め作成しておく必要があり、検査対象物の設計変更の度に、新たに基準画像を作成しなければならない。単純な線形パターンを有する検査対象物を検査する場合と異なり、上述のように、細密かつ複雑な形状のパターンを有する検査対象物では、全ての検査領域について基準画像を用意する必要があるため、基準画像の作成に多大な時間を要していた。
また、異物などの欠陥部分とパターンとの濃度差が微小であることが多いため、濃度勾配情報を利用したとしても、エッジ欠陥の検出は難しい。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、基準画像を用いることなく、たとえパターンとエッジ欠陥との濃度差が微小であってもそのエッジ欠陥を精度よく検出することができるエッジ欠陥検出方法、そのプログラム、および検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のエッジ欠陥検出方法は、パターンを有する検査対象物を撮像した撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用することにより、前記パターンの複数方向のエッジに接する、または近傍に位置する欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調工程と、前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出工程とを備え、前記エッジ欠陥強調工程における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち小さい値から、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値から、前記対象画素の濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とすることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、パターンにおいて水平方向や垂直方向に延びるエッジや、斜め方向に延びるエッジの各方向にそれぞれ対応して欠陥強調フィルタを適用するため、各エッジ上に存在する異物や、繰り返しパターンにおけるエッジ間に存在する異物など、エッジに接する、またはエッジの近傍に位置するエッジ欠陥を検出することが可能となる。
すなわち、このようなエッジ欠陥とパターンとの濃度差が小さい場合、対象画素とその周囲に等距離に配置された例えば８点の比較画素との濃度差の最小値を欠陥強調値としても、欠陥とパターン外との濃度差が欠陥強調値に反映されず、エッジ欠陥を強調することができない。これに対して、本発明では、エッジ方向にのみ比較画素を設定するので、欠陥上に対象画素が設定された際に、エッジ方向に沿った直線上に配置されたパターン外の比較画素と対象画素との濃度差が顕著となり、このパターン外と欠陥部分との濃度差に基づいて、エッジ欠陥を検出できる。つまり、欠陥とパターンとの濃度差が仮に無くても、エッジ方向に沿って見た際の濃度差を利用する。
【００１０】
ここで、本発明では、２つの比較画素を設定し、これらの比較画素の各濃度値のうち小さい、または各濃度値が等しい場合はいずれか一方の値と、対象画素の濃度値との差分を強調算出値とし、かつ、各エッジに係る複数方向のフィルタ処理によって方向毎に得られた強調算出値のうちの最大値を欠陥強調値としている。このため、エッジ欠陥上に対象画素が設定され、かつ当該エッジの方向に沿って２つの比較画素が設定されこれら比較画素が２つともパターン外である場合にのみ、強調算出値が大きくなり、その他の方向に比較画素が設定された場合には、一方の比較画素がパターン内となるため、強調算出値の値は小さくなる。すなわち、同じ対象画素について算出された各強調算出値の最大値として決まる欠陥強調値には、エッジ欠陥が存在するエッジの方向以外の方向に関する強調算出値は反映されない。これにより、エッジ自体が強調されて誤検出されることなく、エッジ欠陥のみを検出できる。
【００１１】
このように、本発明では、基準画像を用いることなく、パターンとの濃度差が微小なエッジ欠陥をも精度良く検出できる。また、各エッジの方向毎に欠陥強調フィルタを適用するので、撮像画像を回転させるなどの処理を行わずに、垂直方向、水平方向、斜め方向などにエッジが形成されている複雑なパターンのエッジ欠陥を検出することができる。
さらに、本発明では、比較画素が２つだけであるため、対象画素とその周りの８点などの比較画素との濃度差に基づく従来のフィルタ処理と比べて、処理負荷が大幅に軽減される。
【００１２】
ここで、欠陥には、他の部分よりも暗く、濃度値が小さい暗欠陥と、他の部分よりも明るく、濃度値が大きい明欠陥とがあり、上記の本発明では、明るい比較画素の濃度値から暗い対象画素の濃度値を引いた際の差分に基づいて、暗欠陥を強調することが可能となる。
【００１３】
本発明のエッジ欠陥検出方法は、パターンを有する検査対象物を撮像した撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用することにより、前記パターンの複数方向のエッジに接する、または近傍に位置する欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調工程と、前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出工程とを備え、前記エッジ欠陥強調工程における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、前記対象画素の濃度値から、前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち大きい値を、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とすることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、前記発明とは減算向きが逆であり、対象画素の濃度値から比較画素の濃度値を引いた際の差分を強調算出値とすることにより、明欠陥の強調および検出が可能となる。本発明によれば、前述の暗欠陥に対応する発明と同様に、基準画像を用いることなく、また、エッジ自体が強調されてしまうことなく、パターンとの濃度差が微小なエッジ欠陥をも精度良く検出できる。
【００１５】
本発明のエッジ欠陥検出方法では、前記エッジ欠陥強調フィルタにおける前記比較画素の一方と他方との間の距離は、強調するエッジ欠陥の大きさの２倍以上とすることが好ましい。
【００１６】
ここで、２つの比較画素間の距離がエッジ欠陥サイズの２倍未満と、欠陥サイズに対して小さい場合には、例えば、比較画素がエッジ欠陥の両側にそれぞれ設定された状態から対象画素を１画素だけ移動した際に比較画素の一方が欠陥上に設定され、この一方の比較画素と対象画素との濃度差が小さくなるので、欠陥の中央部にしかフィルタが反応しなくなる。これに対して、本発明では、比較画素間の距離がエッジ欠陥サイズの２倍以上であることにより、エッジ欠陥が全体的に強調されるので、エッジ欠陥をより精度良く検出することができる。
【００１７】
本発明のエッジ欠陥検出プログラムは、前述の欠陥検出方法がコンピュータ装置により実行可能に構成されたことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、前述のエッジ欠陥強調フィルタにより、前述と同様の作用および効果を享受できる。
【００１９】
本発明のエッジ欠陥検出装置は、パターンを有する検査対象物を撮像した撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用することにより、前記パターンの複数方向のエッジに接する、または近傍に位置する欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調手段と、前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出手段とを備え、前記エッジ欠陥強調手段における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち小さい値から、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値から、前記対象画素の濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とすることを特徴とする。
【００２０】
本発明のエッジ欠陥検出装置は、パターンを有する検査対象物を撮像した撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用することにより、前記パターンの複数方向のエッジに接する、または近傍に位置する欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調手段と、前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出手段とを備え、前記エッジ欠陥強調手段における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、前記対象画素の濃度値から、前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち大きい値を、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とすることを特徴とする。
【００２１】
これらの発明によれば、前述のエッジ欠陥検出方法と同様に、エッジ欠陥強調フィルタの処理により、基準画像を用いることなく、また、エッジ自体が強調されてしまうことなく、パターンとの濃度差が微小なエッジ欠陥をも精度良く検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔１．装置の全体構成〕
図１は、本実施形態におけるエッジ欠陥検出装置を示す図である。
エッジ欠陥検出装置１は、基板２が有するパターンのエッジに係るエッジ欠陥を検出するものであり、基板２を支持するＸＹステージ３と、基板２における各検査領域を撮像するＣＣＤカメラ４と、ＣＣＤカメラ４が設置されるＺステージ５と、これらのＸＹステージ３、ＣＣＤカメラ４、およびＺステージ５に接続される制御装置６とを備えて構成される。
【００２３】
なお、ＸＹステージ３は、図１に示すように、ＸＹ方向への移動が可能であり、Ｚステージ５は、Ｚ方向への移動が可能である。これらのステージにより、基板２とＣＣＤカメラ４とを相対的にＸＹＺ方向に移動させることが可能である。
【００２４】
制御装置６は、ＸＹステージ３、ＣＣＤカメラ４、およびＺステージ５を動作させ、基板２における各検査領域を撮像して撮像画像を作成する撮像画像作成手段６１と、撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用して基板２のパターンのエッジに係る欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調手段６２と、エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出手段６３とを備えている。
【００２５】
〔２．検査対象物の構成〕
本実施形態における検査対象物としての基板２は、インクジェットプリンタのプリンタヘッド基板である。本実施形態のプリンタヘッド基板２の表面には、図２に示すような六角形状の繰り返しパターンＰが形成されている。
ここで、パターンＰにおける六角形の各辺を構成する各エッジは、図２に示すように、第１方向（水平方向）Ｄ１、第２方向（斜め方向）Ｄ２、および第３方向（斜め方向）Ｄ３のいずれかの方向に沿って延びている。図２に、第１方向Ｄ１に沿ったエッジをＥ１で、第２方向Ｄ２に沿ったエッジをＥ２で、第３方向Ｄ３に沿ったエッジをＥ３でそれぞれ示す。本実施形態の欠陥検出方法は、これらのエッジＥ１〜Ｅ３に接する、またはこれらエッジＥ１〜Ｅ３の近傍に位置するエッジ欠陥を強調することに特徴を有する。
【００２６】
〔３．エッジ欠陥強調フィルタの構成〕
図３〜図５は、エッジ欠陥強調手段６２が適用するエッジ欠陥強調フィルタの構成を示す。本実施形態のエッジ欠陥強調フィルタは、前述の第１方向Ｄ１〜第３方向Ｄ３のそれぞれに対応する図３〜図５に示した３つのフィルタから構成されている。これら３つのフィルタはいずれも、撮像画像において順次１画素ずつ選択される対象画素Ａと、この対象画素Ａから所定距離（本実施形態では２画素）離れて対象画素Ａに対して点対称に配置される２つの比較画素Ｘ１，Ｘ２とをそれぞれ設定する。
【００２７】
図３は、第１方向Ｄ１（図２）に対応するフィルタを示し、第１方向Ｄ１に沿った直線上に比較画素Ｘ１，Ｘ２が配置されている。また、図４は、第２方向Ｄ２（図２）に対応するフィルタを示し、第２方向Ｄ２に沿った直線上に比較画素Ｘ１，Ｘ２が配置されている。そして、図５は、第３方向Ｄ３（図２）に対応するフィルタを示し、第３方向Ｄ３に沿った直線上に比較画素Ｘ１，Ｘ２が配置されている。
これらのフィルタでは、対象画素の濃度値をＡ、各比較画素の濃度値をそれぞれＸ１，Ｘ２とすると、次のように、フィルタ値（強調算出値）を求める。
〔式１〕
フィルタ値（強調算出値）  ＝  ＭＩＮ｛Ｘ１，Ｘ２｝  −  Ａ
ここで、「ＭＩＮ」の処理では、２つの比較画素の濃度値Ｘ１，Ｘ２の値が異なる場合は、小さい方の値が選択され、濃度値Ｘ１，Ｘ２が同じである場合は、いずれか一方の値（Ｘ１あるいはＸ２）が選択される。
【００２８】
なお、欠陥強調フィルタにおける比較画素Ｘ１，Ｘ２間の距離は、強調するエッジ欠陥のサイズに応じて決められており、本実施形態では、エッジ欠陥のサイズの２倍以上にあたる３画素に設定されている。本実施形態におけるエッジ欠陥強調フィルタは、比較画素Ｘ１，Ｘ２間に納まるサイズのエッジ欠陥を強調することができる。比較画素Ｘ１，Ｘ２間の距離は欠陥サイズに応じて適宜設定することが可能であって、必要に応じて複数のサイズのフィルタを使用することにより、様々なサイズの欠陥を強調することが可能である。
【００２９】
〔４．エッジ欠陥検出方法〕
以下、本実施形態のエッジ欠陥検出方法について説明する。
本実施形態におけるエッジ欠陥検出方法は、図６に示すように、撮像画像作成工程Ｓ１、エッジ欠陥強調工程Ｓ２、およびエッジ欠陥検出工程Ｓ３を備えている。これらの工程は、制御装置６（図１）によって実行される。
【００３０】
〔４−１．撮像画像作成工程〕
エッジ欠陥検出処理を開始すると、制御装置６における撮像画像作成手段６１は、ＸＹステージ３、ＣＣＤカメラ４、およびＺステージ５を制御して基板２の所定の検査領域をＣＣＤカメラ４で撮像し、ＣＣＤカメラ４から撮像データを取り込んで撮像画像を作成する（撮像画像作成工程Ｓ１）。なお、必要に応じて、取り込んだ撮像画像の補正を行う。この工程Ｓ１により、図７のような撮像画像が作成される。図７において、暗く黒色で表示されている部分がパターンＰであり、明るく白色で表示されている部分がパターンＰの外部（パターン外）となっている。
【００３１】
〔４−２．エッジ欠陥強調工程〕
次に、制御装置６のエッジ欠陥強調手段６２は、撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用する（エッジ欠陥強調工程Ｓ２）。図８に、このエッジ欠陥強調工程Ｓ２の詳細工程を示す。
【００３２】
エッジ欠陥強調手段６２は、図２に示した第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、および第３方向Ｄ３のうち、処理する方向を選択し（工程Ｓ２１）、選択した方向に応じたフィルタを適用する（工程Ｓ２２）。図９は、図３〜図５の各フィルタを撮像画像に適用した例を示す。
本実施形態では、先ず、第１方向Ｄ１が選択され、第１方向Ｄ１に対応する図３のフィルタが撮像画像に適用される。図１０は、図９の部分拡大図である。この図１０の例では、第１方向Ｄ１に沿ったエッジＥ１には、エッジＥ１の外側に接するエッジ欠陥１０１があり、このエッジ欠陥１０１上に対象画素Ａが設定されている。エッジ欠陥１０１とパターンＰ内とにおける濃度差は微小であり、対象画素Ａの濃度値はパターンＰ内の濃度値とほぼ等しい「５０」となっている。一方、比較画素Ｘ１，Ｘ２はいずれもパターンＰ外にあり、比較画素Ｘ１の濃度値は「１８０」、比較画素Ｘ２の濃度値は「１７５」となっている。これらの濃度値は、パターンＰ外の良品部の濃度値とほぼ等しい。
この例では、前述の〔式１〕により、この対象画素Ａが設定された画素における強調算出値としてのフィルタ値は、「１２５」となる。
すなわち、比較画素Ｘ１，Ｘ２の各濃度値が異なるため、これらの濃度値のうち小さい値「１７５」から対象画素Ａの濃度値「５０」を引いた差分がフィルタ値となる。
なお、比較画素Ｘ１，Ｘ２の各濃度値が等しい場合は、これらの濃度値のうちいずれか一方の値から対象画素Ａの濃度値を引いた差分がフィルタ値となる。
【００３３】
ここで、フィルタ適用の際は、撮像画像において１画素ずつ移動した位置に対象画素Ａが設定され、これに伴って比較画素Ｘ１，Ｘ２も１画素ずつ移動した位置に順次設定される。
図１１は、図９の部分拡大図であり、図１０に示したエッジＥ１の対辺となるエッジＥ１、つまり図１０のエッジＥ１と平行に第１方向Ｄ１に沿って延びたエッジＥ１の付近にフィルタを適用した例を示す。この例では、エッジＥ１に接していたり、エッジＥ１の近傍に位置するエッジ欠陥が存在しないため、図１１のように対象画素ＡがパターンＰ外に位置する場合、この対象画素Ａ、および比較画素Ｘ１，Ｘ２のそれぞれにおける濃度値には殆ど差が出ない。このため、前述の〔式１〕により、対象画素Ａと比較画素Ｘ１，Ｘ２との差分として計算される強調算出値としてのフィルタ値は「０」か、あるいは「０」に近い値になる。
すなわち、第１方向Ｄ１に係るフィルタ処理では、図１０のように、第１方向Ｄ１に沿ったエッジＥ１のエッジ欠陥１０１上に対象画素Ａが設定され、かつ比較画素Ｘ１，Ｘ２がいずれもパターンＰ外に設定された場合に、強調算出値としてのフィルタ値がその他の場合よりも大きい値となり、対象画素Ａがエッジ欠陥１０１上になかったり、比較画素Ｘ１，Ｘ２の一方または両方がパターンＰ内にある等のその他の場合にはいずれも、強調算出値は小さな値となる。
以上のように、図３のフィルタを撮像画像に適用し、撮像画像における各画素を対象画素Ａに設定して処理を行うことにより、撮像画像の各画素における第１方向Ｄ１でのフィルタ値（強調算出値）が得られる。
【００３４】
次に、エッジ欠陥強調手段６２は、第２方向Ｄ２を選択し（工程Ｓ２１）、図９の部分拡大図である図１２に示すように、第２方向Ｄ２に対応する図４のフィルタを撮像画像に適用する（工程Ｓ２２）。これにより、撮像画像の各画素における第２方向Ｄ２でのフィルタ値（強調算出値）が得られる。
この第２方向に対応するフィルタ処理においても、第１方向に対応するフィルタ処理と同様に、撮像画像の各画素を対象画素Ａとして設定し、前述の〔式１〕により、フィルタ値を計算する。すなわち、第２方向Ｄ２に係るフィルタ処理では、第２方向Ｄ２に沿ったエッジＥ２に接するエッジ欠陥１０２上に対象画素Ａが設定された際に、強調算出値としてのフィルタ値が大きくなる。
【００３５】
ここで、第２方向Ｄ２に沿ったエッジＥ２に関し、第１方向Ｄ１に対応する図３のフィルタを適用した場合には、強調算出値は常に小さい値となる。すなわち、図１３に示すように、比較画素Ｘ１，Ｘ２の一方がパターンＰ内に位置するため、このパターンＰ内の比較画素Ｘ２の濃度値は小さい。このため、対象画素ＡがパターンＰ内にあってもパターンＰ外にあっても、また、エッジ欠陥１０２上にあっても、前記〔式１〕により、小さい方の比較画素Ｘ２の濃度値から対象画素Ａの濃度値を引いた際の差分として得られる強調算出値は、小さい値となる。このように、２つの比較画素Ｘ１，Ｘ２の濃度値の小さい方の値から対象画素Ａの濃度値を引いた差分を強調算出値とする処理を行うことで、エッジＥ２自体が強調されることなく、パターンＰ外の良品部よりも暗いエッジ欠陥１０２のみを強調することが可能となる。このことは、第１方向Ｄ１に沿ったエッジＥ１に、第２方向Ｄ２または第３方向Ｄ３に対応するフィルタを適用した場合や、第３方向Ｄ３に沿ったエッジＥ３に、第１方向Ｄ１または第２方向Ｄ２に対応するフィルタを適用した場合も同様であり、各エッジＥ１〜Ｅ３におけるエッジ欠陥は、それぞれのエッジが沿った方向（Ｄ１〜Ｄ３のいずれか）に対応するフィルタにより、強調される。
【００３６】
続いて、エッジ欠陥強調手段６２（図１）は、第３方向Ｄ３を選択し（工程Ｓ２１）、図９の部分拡大図である図１４に示すように、第３方向Ｄ３に対応する図５のフィルタを撮像画像に適用する（工程Ｓ２２）。これにより、撮像画像の各画素における第３方向Ｄ３でのフィルタ値（強調算出値）が得られる。
【００３７】
以上のように、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、および第３方向Ｄ３の全方向の処理を終えたら（Ｓ２３）、これらの方向毎に得られた強調算出値に基づいて、欠陥強調値を算出する（工程Ｓ２４）。具体的には、次のように各方向毎の強調算出値の最大値として、欠陥強調値を算出する。
〔式２〕
欠陥強調値  ＝  ＭＡＸ｛第１方向の強調算出値，第２方向の強調算出値，第３方向の強調算出値｝
【００３８】
図１５に示した例では、対象画素Ａの濃度値が「５０」、第１方向Ｄ１に対応するフィルタ（図３）の比較画素Ｘ１，Ｘ２（Ｘ１１，Ｘ１２）の各濃度値がそれぞれ「１８０」、「１７５」であり、第２方向Ｄ２に対応するフィルタ（図４）の比較画素Ｘ１，Ｘ２（Ｘ２１，Ｘ２２）の各濃度値がそれぞれ「１８２」、「４５」であり、第３方向Ｄ３に対応するフィルタ（図５）の比較画素Ｘ１，Ｘ２（Ｘ３１，Ｘ３２）の各濃度値がそれぞれ「１７７」、「４７」である。この対象画素Ａについての強調算出値は、前述の処理工程Ｓ２１〜Ｓ２３により、第１方向Ｄ１では「１２５」、第２方向Ｄ２では「−５」、第３方向Ｄ３では「−３」としてそれぞれ算出されている。すなわち、これら方向毎に求められた「１２５」、「−５」、「−３」のうち最大値となる第１方向に係る「１２５」をこの対象画素Ａが設定された画素に係る欠陥強調値とする。
このように、方向毎の強調算出値の最大値を欠陥強調値とすることにより、第１〜第３方向Ｄ１〜Ｄ３の各エッジに係る欠陥がいずれも強調される。
【００３９】
ここで、欠陥強調処理画像の例を示す。図１６の撮像画像に対して強調処理を行うと、図１７の処理画像が得られた。また、図１８の撮像画像に対して強調処理を行うと、図１９の処理画像が得られた。図１７、図１９における各画素は、撮像画像の各画素にそれぞれ対応しており、各画素における濃度値は、前述の処理によって求められた欠陥強調値とされている。
図１７の処理画像では、図１６に示したエッジ欠陥１０１が強調され、図１９の処理画像では、図１８に示したエッジ欠陥１０２が強調されている。
【００４０】
以上の欠陥強調処理は、撮像画像において他の部分よりも暗い暗欠陥用の処理であり、他の部分よりも明るい明欠陥を強調する場合には、上記処理とは別途、処理を行う。この明欠陥用の処理では、前述の〔式１〕の代わりに、次の〔式３〕を使用する。この〔式３〕により第１〜第３方向Ｄ１〜Ｄ３の方向毎に強調算出値を求め、前述の暗欠陥の処理と同様、各方向毎の強調算出値に基づく前記〔式２〕によって、明欠陥の欠陥強調値を求める。
〔式３〕
フィルタ値（強調算出値）  ＝  Ａ  −  ＭＡＸ｛Ｘ１，Ｘ２｝
ここで、「ＭＡＸ」の処理では、２つの比較画素の濃度値Ｘ１，Ｘ２の値が異なる場合は、大きい方の値が選択され、濃度値Ｘ１，Ｘ２が同じである場合は、いずれか一方の値（Ｘ１あるいはＸ２）が選択される。
この明欠陥強調処理に関し、図２０の撮像画像に対して強調処理を行った際に、図２１の処理画像が得られた。図２１の処理画像では、図２０に示したエッジ欠陥１０３が強調されている。
【００４１】
〔４−３．エッジ欠陥検出工程〕
以上説明した欠陥強調処理の後、エッジ欠陥検出手段６３により、エッジ欠陥検出工程Ｓ３（図６）を行う。この工程Ｓ３では、工程Ｓ２で取得した各画素の欠陥強調値と所定の閾値とを比較し、閾値以上の画素を欠陥候補として抽出する２値化処理と、ブロブ処理（ｂｌｏｂ処理）とを行い、一定サイズ以上の欠陥候補を欠陥として検出する。
なお、２値化処理では、暗欠陥用の閾値と、明欠陥用の閾値とを別々に設定してもよい。
【００４２】
このエッジ欠陥検出工程Ｓ３を行う間、撮像画像作成手段６１によってステージ３、５を制御し、ＣＣＤカメラ４で撮像する基板２の検査領域を移動する。そして、移動先の検査領域に対して前述の工程Ｓ１〜Ｓ３を実施し、基板２の検査面全面の検査が済んだら（工程Ｓ４）、基板２のエッジ欠陥検査を終了する。
【００４３】
〔５．本実施形態の効果〕
本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
（１）パターンＰのエッジ欠陥検査において、水平方向（第１方向Ｄ１）に延びるエッジＥ１や斜め方向（第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３）に延びるエッジＥ２，Ｅ３の各方向にそれぞれ対応して欠陥強調フィルタ（図３〜図５）を適用するため、各エッジＥ１〜Ｅ３上に存在する異物や、エッジＥ１，Ｅ１間、エッジＥ２，Ｅ２間、エッジＥ３，Ｅ３間に存在する異物など、エッジＥ１〜Ｅ３に接する、またはエッジのＥ１〜Ｅ３の近傍に位置するエッジ欠陥１０１〜１０３を検出することが可能となる。
本実施形態のフィルタは、エッジＥ１〜Ｅ３の方向にのみ比較画素Ｘ１，Ｘ２を設定するので、欠陥１０１〜１０３上に対象画素Ａが設定された際に、パターンＰ外の比較画素Ｘ１，Ｘ２と対象画素Ａとの濃度差が顕著となり、このパターンＰ外と欠陥１０１〜１０３との濃度差に基づいて、エッジ欠陥１０１〜１０３を検出できる。
【００４４】
また、同じ対象画素Ａについて算出された各強調算出値の最大値として欠陥強調値が決まり、エッジ欠陥１０１〜１０３が存在するエッジの方向以外の方向に係る強調算出値は欠陥強調値には反映されないため、エッジＥ１〜Ｅ３自体が強調されてしまうことなく、エッジ欠陥１０１〜１０３のみを検出できる。
【００４５】
以上により、基準画像を用いることなく、パターンＰとの濃度差が微小であったとしても、エッジ欠陥１０１〜１０３を精度良く検出できる。また、処理負荷の増大を招かない。なお、各エッジＥ１〜Ｅ３の方向毎に欠陥強調フィルタを適用するので、撮像画像を回転させるなどの処理を行わずに、複雑な形状のパターンＰのエッジ欠陥１０１〜１０３を検出することができる。
【００４６】
（２）また、〔式１〕および〔式２〕による暗欠陥用の強調処理と、〔式３〕および〔式２〕による明欠陥用の強調処理とをそれぞれ行うので、暗欠陥であるエッジ欠陥１０１，１０２と、明欠陥であるエッジ欠陥１０３との両方を強調し、検出することが可能となる。
【００４７】
（３）比較画素Ｘ１，Ｘ２間の距離がエッジ欠陥１０１〜１０３の大きさの２倍以上であることにより、欠陥１０１〜１０３の中央部だけでなく、エッジ欠陥１０１〜１０３が全体的に強調される。これにより、エッジ欠陥１０１〜１０３をより精度良く検出することができる。
【００４８】
〔本発明の変形例〕
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、ＣＣＤカメラから取り込まれた画像の倍率を変えることなく、撮像画像を作成していたが、これに限らず、例えば、周囲４画素の濃度値を平均して１画素とすることにより撮像画像の大きさを縮小して作成してもよい。これにより、比較画素間の距離が同じフィルタによって、より大きな欠陥の検出が可能となる。また、縮小倍率が異なる複数の撮像画像を作成し、これらの撮像画像に対する欠陥強調結果を合成した強調処理画像を得て、この強調処理画像から欠陥を検出してもよい。
要するに、検出するエッジ欠陥の大きさに応じて、エッジ欠陥強調フィルタにおける比較画素間の距離、または撮像画像の倍率、の一方または両方を変更することができる。
【００４９】
また、前記実施形態では、パターンＰ内の濃度値が小さく（暗く）、パターンＰ外の濃度値が大きい（明るい）例を示したが、この逆、すなわちパターンＰ内外の濃度値が前記実施形態とは反転している検査対象物を検査する場合もあり得る。この場合において、パターンＰ内の濃度値と濃度差が殆どない明欠陥を強調する場合には、前述の〔式３〕および〔式２〕を用いればよく、パターンＰ外の良品部の濃度値よりもさらに濃度値が小さい暗欠陥を強調する場合には、前述の〔式１〕および〔式２〕を用いればよい。
【００５０】
なお、前記実施形態では、プリンタヘッドに使用される基板を検査対象物としたが、本発明に係る検査対象物としては、これに限らず、各種の半導体ウェハ、プリント基板、表示パネル、各種印刷物等であってよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態におけるエッジ欠陥検出装置を示す図である。
【図２】検査対象物としてのプリンタヘッド基板を示す図である。
【図３】第１方向に係るエッジ欠陥強調フィルタを示す図。
【図４】第２方向に係るエッジ欠陥強調フィルタを示す図。
【図５】第３方向に係るエッジ欠陥強調フィルタを示す図。
【図６】前記実施形態におけるエッジ欠陥検出方法を示すフローチャート。
【図７】撮像画像の一例を示す図。
【図８】エッジ欠陥強調工程の詳細工程を示すフローチャート。
【図９】撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用した状態を示す図。
【図１０】第１方向に係る図９の部分拡大図。
【図１１】第１方向に係る図９の部分拡大図。
【図１２】第２方向に係る図９の部分拡大図。
【図１３】第２方向に沿ったエッジに、第１方向に対応するフィルタを適用した状態を示す図。
【図１４】第３方向に係る図９の部分拡大図。
【図１５】同じ対象画素に係る第１〜第３方向のそれぞれの強調算出値から欠陥強調値を取得することを説明するための図。
【図１６】第１方向に沿ったエッジに接するエッジ欠陥を示す撮像画像。
【図１７】図１６の撮像画像をエッジ欠陥強調フィルタにより強調した処理画像。
【図１８】第２方向に沿ったエッジに接するエッジ欠陥を示す撮像画像。
【図１９】図１８の撮像画像をエッジ欠陥強調フィルタにより強調した処理画像。
【図２０】第３方向に沿ったエッジに接するエッジ欠陥を示す撮像画像。
【図２１】図２０の撮像画像をエッジ欠陥強調フィルタにより強調した処理画像。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・エッジ欠陥検出装置、２・・・基板（検査対象物）、６２・・・エッジ欠陥強調手段、６３・・・エッジ欠陥検出手段、１０１〜１０３・・・エッジ欠陥、Ａ・・・対象画素、Ｄ１・・・第１方向、Ｄ２・・・第２方向、Ｄ３・・・第３方向、Ｅ１〜Ｅ３・・・エッジ、Ｐ・・・パターン、Ｓ１・・・撮像画像作成工程、Ｓ２・・・エッジ欠陥強調工程、Ｓ３・・・エッジ欠陥検出工程、Ｘ１，Ｘ２・・・比較画素。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図２】
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【図７】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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