(57)【要約】【課題】  被検査画像の欠陥部分又は差異部分だけをその位置と共に画像表示し、画像の位置合せの前処理を必要としない画像検査処理。【解決手段】  コンピュータ３は、参照画像又は参照画像のフーリエ変換像を記憶部又はＣＣＤカメラ１又は２から取り込み、強度情報と位相情報を求め、また、被識別画像又は被識別画像のフーリエ変換像を記憶部又はＣＣＤカメラ１又は２から取り込み、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を求める。コンピュータ３は、参照画像と被識別画像のフーリエ変換像の強度情報の差分をとり、その差分した強度情報と参照画像の位相情報とによる式の逆フーリエ変換像を求め、逆フーリエ変換像を出力部又は表示部に出力する。逆フーリエ変換像により、被識別画像の画像欠陥または参照画像と被識別画像との画像上の差異を、被識別画像と参照画像の差分として抽出する。【選択図】  図４
2005315596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータは、参照画像又は参照画像のフーリエ変換像を記憶部又はカメラから取り込み、参照画像のフーリエ変換像の強度情報及び／又は位相情報を求め、
コンピュータは、被識別画像又は被識別画像のフーリエ変換像を記憶部又はカメラから取り込み、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報及び／又は位相情報を求め、
コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像と被識別画像のフーリエ変換像の強度情報の差分をとり、その差分した強度情報と、参照画像又は被識別画像のいずれかのフーリエ変換像の位相情報とによる式の逆フーリエ変換像を求め、
コンピュータは、逆フーリエ変換像を出力部又は表示部に出力し、
前記逆フーリエ変換像により、被識別画像の画像欠陥または参照画像と被識別画像との画像上の差異を、被識別画像と参照画像の差分として抽出する画像検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像検査方法において、
コンピュータは、参照画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、参照画像をフーリエ変換して、強度情報と位相情報を求め、
コンピュータは、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得する、
前記画像検査方法。
【請求項３】
請求項１に記載の画像検査方法において、
コンピュータは、参照画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、参照画像をフーリエ変換して、強度情報と位相情報を求め、
コンピュータは、被識別画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を求める、
前記画像検査方法。
【請求項４】
請求項１に記載の画像検査方法において、
コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得し、
コンピュータは、参照画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、参照画像をフーリエ変換して、位相情報を求め、
コンピュータは、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得する、
前記画像検査方法。
【請求項５】
請求項１に記載の画像検査方法において、
コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得し、
コンピュータは、参照画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、参照画像をフーリエ変換して、位相情報を求め、
コンピュータは、被識別画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を求める、
前記画像検査方法。
【請求項６】
請求項１に記載の画像検査方法において、
コンピュータは、被識別画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、被識別画像をフーリエ変換して、強度情報と位相情報を求め、
コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得する、
前記画像検査方法。
【請求項７】
請求項１に記載の画像検査方法において、
コンピュータは、被識別画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、被識別画像をフーリエ変換して、強度情報と位相情報を求め、
コンピュータは、参照画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を求める、
前記画像検査方法。
【請求項８】
請求項１に記載の画像検査方法において、
コンピュータは、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得し、
コンピュータは、被識別画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、被識別画像をフーリエ変換して、位相情報を求め、
コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得する、
前記画像検査方法。
【請求項９】
請求項１に記載の画像検査方法において、
コンピュータは、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得し、
コンピュータは、被識別画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、被識別画像をフーリエ変換して、位相情報を求め、
コンピュータは、参照画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を求める、
前記画像検査方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の画像検査方法において、
レーザが、被識別画像に平行レーザ光を照射して、
第１のカメラが、フーリエ変換レンズ又は凸レンズの後焦点面でフーリエ変換像の強度情報を撮影する前記画像検査方法。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれかに記載の画像検査方法において、
レーザが、１／２波長板を通して、さらに、照射領域を拡大した平行レーザ光束を、基板面または画像面と一定の角度を持たせた斜方照射、平行照射又は垂直方向照射を行い、
第２のカメラが、画像面の撮影は、画像面をフーリエ変換レンズ又は凸レンズの前焦点面に置き、フーリエ変換レンズの後焦点面を前焦点面とする逆フーリエ変換レンズ又は凸レンズの後焦点面で参照画像または被識別画像を取得する、
前記画像検査方法。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれかに記載の画像検査方法において、
参照画像と被識別画像とのフーリエ変換像の強度情報が一致していた場合、又は、それらの強度情報の差分がゼロ又は実質的にゼロの場合には、両画像が一致しているという情報を画面上に表示する前記画像検査方法。
【請求項１３】
請求項１乃至９のいずれかに記載の画像検査方法において、
偏光板をカメラの前に置くことにより、散乱画像の偏光特性による鮮明画像を大視野で撮るようにした前記画像検査方法。
【請求項１４】
請求項１乃至９のいずれかに記載の画像検査方法において、
第１又は第２カメラは、偏光板と波長フィルタを付加することにより、特定物質表面の光吸収性を画像の鮮明化のために撮影するようにした前記画像検査方法。
【請求項１５】
レーザ光源と、
参照画像、被識別画像、又は、参照画像若しくは被識別画像のフーリエ変換像を得るためのカメラと、
レーザ光源からの光を平行光に変換して検査対象に照射し、検査対象からの反射光又は透過光を前記カメラに入射するための光学系と、
検出された画像を記憶する記憶部及び該画像を出力する表示部若しくは出力部とを有し、前記カメラにより得られた画像を処理するコンピュータと
を備え、
前記コンピュータは、参照画像又は参照画像のフーリエ変換像を前記記憶部又は前記カメラから取り込み、参照画像のフーリエ変換像の強度情報及び／又は位相情報を求め、
前記コンピュータは、被識別画像又は被識別画像のフーリエ変換像を前記記憶部又は前記カメラから取り込み、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を求め、
前記コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像と被識別画像のフーリエ変換像の強度情報の差分をとり、その差分した強度情報と、参照画像又は被識別画像のいずれかのフーリエ変換像の位相情報とによる式の逆フーリエ変換像を求め、
前記コンピュータは、逆フーリエ変換像を前記出力部又は前記表示部に出力し、
前記逆フーリエ変換像により、被識別画像の画像欠陥または参照画像と被識別画像との画像上の差異を、被識別画像と参照画像の差分として抽出する画像検査装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の画像検査装置において、
前記カメラは、参照画像又は被識別画像を得るための第２のカメラと、参照画像若しくは被識別画像のフーリエ変換像を得るための第1のカメラを含み、
前記コンピュータは、参照画像を前記記憶部又は前記第２のカメラから取り込み、参照画像をフーリエ変換して、強度情報と位相情報を求め、
前記コンピュータは、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を前記記憶部又は前記第１のカメラから取得する、
前記画像検査装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の画像検査装置において、
前記カメラは、参照画像又は被識別画像を得るための第２のカメラを含み、
前記コンピュータは、参照画像を前記記憶部又は前記第２のカメラから取り込み、参照画像をフーリエ変換して、強度情報と位相情報を求め、
前記コンピュータは、被識別画像を前記記憶部又は前記第２のカメラから取り込み、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を求める
前記画像検査装置。
【請求項１８】
請求項１５に記載の画像検査装置において、
前記カメラは、参照画像又は被識別画像を得るための第２のカメラと、参照画像若しくは被識別画像のフーリエ変換像を得るための第1のカメラを含み、
前記コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を前記記憶部又は前記第１のカメラから取得し、
前記コンピュータは、参照画像を前記記憶部又は前記第２のカメラから取り込み、参照画像をフーリエ変換して、位相情報を求め、
前記コンピュータは、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を前記記憶部又は前記第１のカメラから取得する、
前記画像検査装置。
【請求項１９】
請求項１５に記載の画像検査装置において、
前記カメラは、参照画像又は被識別画像を得るための第２のカメラと、参照画像若しくは被識別画像のフーリエ変換像を得るための第1のカメラを含み、
前記コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を前記記憶部又は前記第１のカメラから取得し、
前記コンピュータは、参照画像を前記記憶部又は前記第２のカメラから取り込み、参照画像をフーリエ変換して、位相情報を求め、
前記コンピュータは、被識別画像を前記記憶部又は前記第２のカメラから取り込み、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を求める、
前記画像検査装置。
【請求項２０】
請求項１５に記載の画像検査装置において、
前記カメラは、被識別画像又は参照画像を得るための第２のカメラと、被識別画像若しくは参照画像のフーリエ変換像を得るための第1のカメラを含み、
前記コンピュータは、被識別画像を前記記憶部又は前記第２のカメラから取り込み、被識別画像をフーリエ変換して、強度情報と位相情報を求め、
前記コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を前記記憶部又は前記第１のカメラから取得する、
前記画像検査装置。
【請求項２１】
請求項１５に記載の画像検査装置において、
前記カメラは、被識別画像又は参照画像を得るための第２のカメラを含み、
前記コンピュータは、被識別画像を前記記憶部又は前記第２のカメラから取り込み、被識別画像をフーリエ変換して、強度情報と位相情報を求め、
前記コンピュータは、参照画像を前記記憶部又は前記第２のカメラから取り込み、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を求める
前記画像検査装置。
【請求項２２】
請求項１５に記載の画像検査装置において、
前記カメラは、被識別画像又は参照画像を得るための第２のカメラと、被識別画像若しくは参照画像のフーリエ変換像を得るための第1のカメラを含み、
前記コンピュータは、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を前記記憶部又は前記第１のカメラから取得し、
前記コンピュータは、被識別画像を前記記憶部又は前記第２のカメラから取り込み、被識別画像をフーリエ変換して、位相情報を求め、
前記コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を前記記憶部又は前記第１のカメラから取得する、
前記画像検査装置。
【請求項２３】
請求項１５に記載の画像検査装置において、
前記カメラは、被識別画像又は参照画像を得るための第２のカメラと、被識別画像若しくは参照画像のフーリエ変換像を得るための第1のカメラを含み、
前記コンピュータは、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を前記記憶部又は前記第１のカメラから取得し、
前記コンピュータは、被識別画像を前記記憶部又は前記第２のカメラから取り込み、被識別画像をフーリエ変換して、位相情報を求め、
前記コンピュータは、参照画像を前記記憶部又は前記第２のカメラから取り込み、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を求める、
前記画像検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像検査方法及び装置に係り、特に、被識別画像上の微小欠陥や異物の検査又は被識別画像と参照画像との比較照合検査等を迅速に行うための画像検査方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像欠陥抽出のディジタル画像処理法としては、次の方法が挙げられる。
（１）従来のディジタル画像処理法での微細な欠落や出張り等の欠陥画像の検査に参照画像と被検査画像のフーリエ変換（ＦＦＴ）画像の畳み込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）とその逆フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う方法（位置補正方法については、非特許文献１、計算時間については、非特許文献２を参照）。
（２）従来のディジタル画像処理法では大サイズ画像中の極微小な欠陥を識別するためには、電子カメラの画素上に記録した画像で比較を行う（非特許文献３参照）。
その他、従来技術として、光アナログ識別法であるフーリエ変換画像比較法（非特許文献４参照）、鮮明画像の大視野取得法（非特許文献５参照）がある。
【０００３】
また、従来、検査画像信号と基準画像信号をフーリエ変換し、検査画像信号と基準画像信号のフーリエ変換の位相成分の複素共役を乗じて合成画像信号を得て、さらに、得られた合成画像信号を逆フーリエ変換することにより、シャドウマスクの欠陥を検出する方法がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２１５８０３
【非特許文献１】田村秀行編「コンピュータ画像処理：応用実践編１」総研出版、ｐ１４７
【非特許文献２】河田聡、南茂夫編著「科学計測のための画像データ処理」ＣＱ出版社、ｐ１２６
【非特許文献３】鳥脇純一郎著、辻井重男編「画像理解のためのディジタル画像処理［１］」昭晃堂、ｐ１２
【非特許文献４】秋山伸幸「異物検査技術」  Ｏ  ｐｌｕｓ  Ｅ（２００１−５）（セミコン産業における計測検査技術）ｐ５６２
【非特許文献５】（社）精密工学会、画像応用技術専門委員会編「画像処理応用システム」東京電機大学出版局、ｐ１４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術には、以下のような解決すべき課題があった。
（１）従来のディジタル画像処理法での微細な欠落や出張り等の欠陥画像の検査に参照画像と被検査画像のフーリエ変換（ＦＦＴ）画像の畳み込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）とその逆フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う方法は、画像処理上比較する２画像の位置合わせの前処理を必要とし、それにかなりの処理時間を要するという課題があった。
（２）また、従来のディジタル画像処理法では大サイズ画像中の極微小な欠陥を識別するためには、電子カメラの画素上に記録した画像で比較を行うために微小物体の拡大が必要不可欠であり、拡大すれば識別視界を狭めざるを得ないという課題があった。
（３）さらに、光アナログ識別法であるフーリエ変換画像比較法では多重マッチトフィルタ等の高価な機器と高度な技術を用い、更に検出画像欠陥等の表示を最終的にはディジタル表示する必要があり、検査系が複雑になるという課題があった。
【０００５】
本発明は以上の点に鑑み、例えば次のような目的を達成するものである。
（１）従来のように、画像の微細な欠落や出張り等の欠陥画像の検査に従来行われていた参照画像と被検査画像のフーリエ変換（ＦＦＴ）画像の畳み込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）とその逆フーリエ変換（ＦＦＴ）によるディジタル画像処理技術とは異なり、本発明は、被検査画像の欠陥部分又は差異部分だけをその位置と共に画像表示し、画像の位置合せの前処理を必要としない、一般的画像の欠陥検査又は画像比較のための新しいディジタル画像検査方法及び装置を提供することを目的とする。そのため、本発明は、例えば、参照画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）パターンと位相スペクトル（位相情報）パターンを分離して参照画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）と被検査画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）の差分をとったものに参照画像のフーリエ変換像の位相スペクトル（位相情報）を用いて逆フーリエ変換像を形成するようにしている。
【０００６】
（２）本発明は、非透過型のパターン付き基板、電子基板や実装基板等の微小な欠陥や付着汚染微粒子などの迅速検査のために、画像の欠陥部だけを表示し、パターン付基板の微小欠陥や汚染粒子等とその位置の大視野瞬時画像検査方法及び装置を提供することを目的とする。そのため、本発明では、例えば、参照基板画像をＣＣＤカメラ（電子カメラ）で撮影してそのフーリエ変換像を振幅スペクトルと位相スペクトルに分け、被検査基板画像をフーリエ変換レンズで投影して電子カメラで取込んで得られた被検査画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）との差分をとり、参照基板画像の位相スペクトルと合わせたディジタル画像処理法を提供する。
【０００７】
なお、本発明において、例えば、参照画像等の鮮明取得装置は、参照画像や被検査画像をフーリエ変換レンズの前焦点面に置き、フーリエ変換レンズの後焦点面を前焦点面とする逆フーリエ変換レンズの後焦点面で電子カメラで参照画像を、また、被検査画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）はフーリエ変換レンズの後焦点面で電子カメラによって、取り込みを行うという、従来にない新方式を提供する。
【０００８】
（３）本発明は、前処理に時間のかかるＦＦＴと畳み込み演算を用いた従来のディジタル画像処理法や空間光変調器のような高価な機器を用いた光アナログ画像処理法に対して、従来法のような画像の位置あわせの前処理や高価な機器を用いることなく、欠陥検査を可能とすることを目的とする。
【０００９】
（４）本発明は、参照画像または被検査画像の鮮明な大視野画像取得法として、従来法に無い手法を用いることで、参照画像または被検査画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）の鮮明な映像を得ることを目的とする。すなわち、本発明では、例えば、参照画像または被検査画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）の鮮明な映像の取得は、１／２波長板を通して拡大平行または走査平行にした適切な波長のレーザ光束を基板面または画像面の全面に一定の角度を持たせた斜方または平行、あるいは垂直方向からの照射を行ない、画像面の撮影には、前方に偏光板と波長フィルタを備えたＣＣＤカメラ（電子カメラ）を用いて光散乱画像の特殊な偏光特性と波長特性による基板全面の鮮明画像を撮るという、従来の方法に無い、画像の大視野鮮明取得法によって行われる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明は、特に、従来のディジタル画像処理演算とは異なり、参照画像と被検査画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）の差分と参照画像のフーリエ変換像の位相スペクトル（位相情報）を用いて逆フーリエ変換像をつくって被検査画像の欠陥検査を行うという、従来にない新しい画像処理演算法である。この新しい画像処理法は被検査画像のフーリエ変換像の位相スペクトルを計算に使わなくてもよいから、その分だけ演算作業が軽減され演算が従来法に比べて速くなり、また、演算のために２画像の位置合わせの前処理を必要としないから、従来のディジタル画像処理法が及ばないという特徴がある。
【００１１】
（２）本発明では、被検査画像の微小欠陥の情報はレーザ光の照射によって得られた微小欠陥の光回折パターン、すなわちフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）に変換され、微小物体の光回折パターンはサイズが小さいほど拡大されるから、従来のディジタル画像処理法で行われる微小な欠陥や微粒子等の検出に画像の拡大を行うことなく、微小欠陥等が大視野で迅速に検出可能となるという特徴がある。従って本発明では、従来かなり困難であった大サイズのパターン描画基板上の微小な欠陥や汚染微粒子等の検査が容易になり、その結果の表示が非常に容易に迅速になった。
【００１２】
（３）本発明では、被検査基板の位置が照射光束内で前後左右にずれていても被検査基板の光回折パターンは必ずフーリエ変換レンズの光軸中心に現れるから、また、被検査画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）も被検査画像の位置が照射光束内で前後左右にずれていても画面中心に来るから、被検査基板等の正確な位置決めや画像の前処理の必要がないという特徴がある。
【００１３】
（４）本発明によって、ディジタル・アナログの適切なハイブリッドの画像処理法が生かされ、欠陥画像の識別時間と検査結果を表示するまでの処理時間が従来に比べ格段に速くなる。
【００１４】
（５）本発明では、光アナログ識別法であるフーリエ変換画像比較法と比べて、多重マッチトフィルタ等の高価な機器と高度な技術を用いる必要はなく、多重マッチトフィルタ法に比べて検出画像欠陥等の最終的表示が容易で速くなるという利点がある。
【００１５】
（６）本発明では、参照画像または被検査画像の鮮明な画像の取得法として、被検査基板全面に偏光面を調整し補色等の波長選択をした平行レーザ光束で照射し、適切な偏光面と波長画像だけを全画面で受光するという新方式で従来の課題が解決された。なお、従来の測定光学系は細いレーザビームを照射し被測定物を走査して被測定画像の全面の検査が行われていた。
【００１６】
上述のごとく種々の点において本発明は、例えば、従来の２画像の比較をＦＦＴと畳み込み演算で行うディジタル画像判別法からは容易に類推できるものではなく、従来の光アナログ画像識別法からも容易に類推されるような技術ではない。
【００１７】
本発明の第１の解決手段によると、
コンピュータは、参照画像又は参照画像のフーリエ変換像を記憶部又はカメラから取り込み、参照画像のフーリエ変換像の強度情報及び／又は位相情報を求め、
コンピュータは、被識別画像又は被識別画像のフーリエ変換像を記憶部又はカメラから取り込み、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報及び／又は位相情報を求め、
コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像と被識別画像のフーリエ変換像の強度情報の差分をとり、その差分した強度情報、参照画像又は被識別画像のいずれかのフーリエ変換像の位相情報とによる式の逆フーリエ変換像を求め、
コンピュータは、逆フーリエ変換像を出力部又は表示部に出力し、
前記逆フーリエ変換像により、被識別画像の画像欠陥または参照画像と被識別画像との画像上の差異を、被識別画像と参照画像の差分として抽出する画像検査方法が提供される。
本発明は、上述の画像検査方法において、
コンピュータは、参照画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、参照画像をフーリエ変換して、強度情報と位相情報を求め、
コンピュータは、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得することができる。
【００１８】
また、本発明は、上述の画像検査方法において、
コンピュータは、参照画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、参照画像をフーリエ変換して、強度情報と位相情報を求め、
コンピュータは、被識別画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を求めることができる。
【００１９】
本発明は、上述の画像検査方法において、
コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得し、
コンピュータは、参照画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、参照画像をフーリエ変換して、位相情報を求め、
コンピュータは、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得することができる。
【００２０】
さらに、本発明は、上述の画像検査方法において、
コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得し、
コンピュータは、参照画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、参照画像をフーリエ変換して、位相情報を求め、
コンピュータは、被識別画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を求めることができる。
【００２１】
さらに、本発明は、上述の画像検査方法において、
コンピュータは、被識別画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、被識別画像をフーリエ変換して、強度情報と位相情報を求め、
コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得することができる。
【００２２】
さらに、本発明は、上述の画像検査方法において、
コンピュータは、被識別画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、被識別画像をフーリエ変換して、強度情報と位相情報を求め、
コンピュータは、参照画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を求めることができる。
【００２３】
さらに、本発明は、上述の画像検査方法において、
コンピュータは、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得し、
コンピュータは、被識別画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、被識別画像をフーリエ変換して、位相情報を求め、
コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得することができる。
【００２４】
さらに、本発明は、上述の画像検査方法において、
コンピュータは、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報を記憶部又は第１のカメラから取得し、
コンピュータは、被識別画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、被識別画像をフーリエ変換して、位相情報を求め、
コンピュータは、参照画像を記憶部又は第２のカメラから取り込み、参照画像のフーリエ変換像の強度情報を求めることができる。
【００２５】
本発明の第２の解決手段によると、
レーザ光源と、
参照画像、被識別画像、又は、参照画像若しくは被識別画像のフーリエ変換像を得るためのカメラと、
レーザ光源からの光を平行光に変換して検査対象に照射し、検査対象からの反射光又は透過光を前記カメラに入射するための光学系と、
検出された画像を記憶する記憶部及び該画像を出力する表示部若しくは出力部とを有し、前記カメラにより得られた画像を処理するコンピュータと
を備え、
前記コンピュータは、参照画像又は参照画像のフーリエ変換像を前記記憶部又は前記カメラから取り込み、参照画像のフーリエ変換像の強度情報及び／又は位相情報を求め、
前記コンピュータは、被識別画像又は被識別画像のフーリエ変換像を前記記憶部又は前記カメラから取り込み、被識別画像のフーリエ変換像の強度情報及び／又は位相情報を求め、
前記コンピュータは、参照画像のフーリエ変換像と被識別画像のフーリエ変換像の強度情報の差分をとり、その差分した強度情報と、参照画像又は被識別画像のいずれかのフーリエ変換像の位相情報とによる式の逆フーリエ変換像を求め、
前記コンピュータは、逆フーリエ変換像を前記出力部又は前記表示部に出力し、
前記逆フーリエ変換像により、被識別画像の画像欠陥または参照画像と被識別画像との画像上の差異を、被識別画像と参照画像の差分として抽出する画像検査装置が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、以下のような効果を奏する。
（１）本発明によると、従来のディジタル画像処理演算とは異なり、参照画像と被検査画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）の差分と参照画像のフーリエ変換像の位相スペクトル（位相情報）を用いて逆フーリエ変換像をつくって被検査画像の欠陥検査を行うという従来にない新しい画像処理演算法を提案してそれを用いるため、画像の位置合わせの前処理を必要としない従来のディジタル画像処理法の及ばない新技術を開発することができた。
【００２７】
（２）また、新たに開発された検査法では被検査画像の微小欠陥の情報はレーザ光の照射によって得られた微小欠陥の光回折パターン、すなわちフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）に変換され、微小物体の光回折パターンはサイズが小さいほど拡大されるから、微小な欠陥や微粒子等は拡大画像を用いることなく大視野で迅速に検出可能となる。従って本発明では従来識別がかなり困難であった大サイズのパターン描画基板上の微小な欠陥や汚染微粒子等の検査が容易になり、その結果の表示が非常に容易に迅速になった。
【００２８】
（３）さらに、本発明では、被検査基板の位置が照射光束内で前後左右にずれていても被検査基板の光回折パターンは必ずフーリエ変換レンズの光軸中心に現れるから、また、被検査画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）も被検査画像の位置が照射光束内で前後左右にずれていても画面中心に来るから、被検査基板等の正確な位置決めや画像の前処理の必要がない。
【００２９】
（４）更にまた、本発明ではディジタル・アナログの適切なハイブリッドの画像処理法なので欠陥画像の検査結果を表示するまでの処理時間が従来に比べ格段に速くなる。
【００３０】
（５）さらに加えて、本発明によると、光アナログ識別法であるフーリエ変換画像比較法と比べて、多重マッチトフィルタ等の高価な機器と高度な技術を用いる必要はなく、多重マッチトフィルタ法に比べて検出画像欠陥等の最終的表示が容易で速くなるという利点がある。
【００３１】
（６）また、従来の測定光学系は細いレーザビームを照射し被測定物を走査して被測定画像の全面の検査が行われていた。一方、本発明によると、参照画像または被検査画像の鮮明な画像の取得法としては、照射光学系も、その受光光学系も従来法と異なる光学系を採用することにより、被検査基板全面に偏光面を調整し補色等の波長選択をした平行レーザ光束で照射し、適切な偏光面と波長画像だけを全画面で受光することができる。
【００３２】
（７）本発明によると、検査精度を高め、検査速度を高めた方法に優位性がある。
【００３３】
（８）本発明によると、画面上の全体をいちどきに検査しようとする点に従来の方法に無い検査速度の優位性がある。
【００３４】
（９）本発明によると、装置が構造上比較的簡単で、製造上コスト面で従来法に比べて優位である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
１．画像検査方法の基本原理
図１に、画像検査方法の説明図を示す。
この図は、一例として、ディジタル画像欠陥の検査法について説明している。以下、本実施の形態では、主に、一例として、欠陥や異物の検査に関して説明するが、本発明は、これに限らず、参照画像と被識別画像との比較検査等に適用することができる。
【００３６】
１．１  振幅スペクトル差分画像方式の理論展開
（１）２次元フーリエ変換の定義
図２に、画像空間と周波数空間との説明図を示す。
ｆ（ｘ、ｙ）：参照画像信号 （光の強度）とすると、２次元フーリエ変換の定義式は、次のように示される。
【００３７】
【数１】
2005315596.tif 000003
【００３８】
また、２次元逆フーリエ変換の定義式は、次のように示される。
【数２】
2005315596.tif 000004
【００３９】
（２）基本原理と数式表現
いま、参照画像：ｆ１（ｘ、ｙ）、被識別画像：ｆ２（ｘ、ｙ）  とすると、フーリエ変換により両画像を周波数空間へ写像した後、極形式で表現すると、次式となる。
【００４０】
【数３】
2005315596.tif 000005
【００４１】
ここで、次式のように振幅の差分を作成する。
ｒ（ω１、ω２）＝ｒ１（ω１、ω２）−ｒ２（ω１、ω２）
【００４２】
さらに、その差分振幅と参照画像の位相を用いて極形式で次式のように表現する。
【数４】
2005315596.tif 000006
【００４３】
さらに、これを逆フーリエ変換により画像空間へ逆写像すると次式となる。
【数５】
2005315596.tif 000007
この逆フーリエ変換像ｆ（ｘ、ｙ）  が欠陥（又は比較結果）を表す。
【００４４】
（３）数式表現の変形例
上述のＦ（ω１、ω２）を求める際に、参照画像の位相の代わりに、被識別画像の位相を用いてもよい。その場合、Ｆ（ω１、ω２）は、参照画像と被識別画像の差分振幅と被識別画像の位相を用いて極形式で次式のような変形式で表現できる。
【００４５】
【数６】
2005315596.tif 000008
【００４６】
さらに、上述で示した式のように、これを逆フーリエ変換により画像空間へ逆写像すると、逆フーリエ変換像ｆ（ｘ、ｙ）が求められれ、この逆フーリエ変換像ｆ（ｘ、ｙ）  が欠陥（又は比較結果）を表す。
なお、上述のＦ（ω１、ω２）を求める際に、（ｒ１−ｒ２）の代わりに、（ｒ２−ｒ１）を用いてもよい。
【００４７】
１．２  デジタル画像欠陥検査の基本原理
図３に、デジタル画像欠陥検査の基本原理の説明図を示す。
この図は、上述のように、参照画像をそれぞれ２パターンの被識別画像（欠陥あり）と比較して、その欠陥を検出した例である。
【００４８】
図示のように、一般的な画像欠陥のあるサンプルで、本実施の形態のディジタル画像欠陥検査法の結果が示された。この図は、参照画像も被検査画像も共にディジタルカメラで取り込んで検査する場合を想定した欠陥検査結果の一例を示す。画像欠陥検査の結果、一般的な画像欠陥が被検査画像の位置に関係なく簡便迅速に識別表示されることが確かめられた。
【００４９】
参照画像をディジタルカメラで撮り込み、被検査画像のフーリエ変換像の光回折パターンをフーリエ変換レンズの後焦点面で撮り込んで画像欠陥検査を行う場合の検査結果は上記の結果から、問題なく検査結果が求められると予測された。
参照画像または被検査画像の鮮明な映像を得て、その画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）と位相スペクトル（位相情報）とを取得するにはつぎのような手法を用いる。
【００５０】
（ａ）  照射光学系は、１／２波長板を通した拡大平行レーザ光束で基板面または画像面と一定の角度を持たせた斜方照射または平行照射、あるいは垂直方向照射を行う。
（ｂ）  参照画像または被検査画像を取得するという光学系は、画像面をフーリエ変換レンズの前焦点面に置き、フーリエ変換レンズの後焦点面を前焦点面とする逆フーリエ変換レンズの後焦点面とするリレーレンズ系で構成される。参照画像または被検査画像は画像寸法の一致のためにリレーレンズ系の最後尾の焦点面で取得する。
（ｃ）  一方、参照画像あるいは被検査画像を含む基板面またはそれらの画像から生ずるフーリエ変換画像は、偏光板と波長フィルタを付けたＣＣＤカメラ（電子カメラ）で受光光学系を構成して撮影される。偏光板と波長フィルタは画像質の向上を図ると共に金メッキ等の基板上の画像の組成測定を可能とし特定物質表面の光吸収性を画像の鮮明化に用いられる。
（ｄ）被検査画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）の撮影は前項に示した光学系のフーリエ変換レンズの後焦点面で行う。なお、必要によっては参照画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）の撮影も同様にフーリエ変換レンズの後焦点面で行う。
【００５１】
２．画像検査装置
図４に、画像検査装置の測定光学系についての構成図の一例を示す。
この測定光学系は、ＣＣＤカメラ（電子カメラ、ディジタルカメラ）１、ＣＣＤカメラ（電子カメラ、ディジタルカメラ）２、コンピュータ３、レーザ４、偏光板５及び６、検査対象７、レンズＬ，Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２、空間フィルタＰＨ、ハーフミラーＨＭ、１／２波長板を備える。後述するように、ＣＣＤカメラ１及びハーフミラーＨＭは、実施の形態によって必要がない場合、それに応じて省略することができる。また、コンピュータ３は、必要に応じて、ＣＣＤカメラ１又は２のいずれの画像を入力するか入力部等からの入力又は予め定めた設定により、適宜選択することができる。なお、参照画像または被検査画像の鮮明な映像の取得にはこのようなリレーレンズ系を用いなくてもよい。検査対象７としては、図示の位置に基板等の被識別画像又は参照画像を取得するためのいずれかが配置される。なお、参照画像又はそのフーリエ像は、予め記憶図に記憶しておいて、コンピュータ３が必要に応じてそれを読み出して用いてもよい。
【００５２】
つぎに、画像撮影位置とその理由について説明する。
１）参照基板または被測定基板等の画像は基本的には検査対象（オブジェクト）位置の物体画像をＣＣＤカメラ２で撮影する。撮影された画像のフーリエ変換像から振幅スペクトルと位相スペクトルを分離し、その振幅スペクトルと位相スペクトルを欠陥画像識別に用いる。
２）参照基板または被測定基板等の画像に微小な画像が含まれ、画像を拡大しなければＣＣＤカメラの画素中に微小画像が写らない程度の小さな画像欠陥識別に対しては、オブジェクト位置に置く基板のフーリエ変換像の振幅スペクトルはＣＣＤカメラ１の位置で撮影される。参照基板の位相スペクトルはＣＣＤカメラ２の位置で画像が撮影されて、その画像のフーリエ変換像の位相スペクトルが欠陥識別に用いられる。
３）レーザ光がオブジェクトにあたって散乱される光回折パターンは物体が小さなほどその拡がり角が大きい。すなわち、光回折パターンを用いた画像処理は微小物体の情報を大視野中で微小なものほど拡大して取り出すことができることになる。
４）光回折パターンは物体の位置が何処にあってもフーリエ変換レンズの後焦点面では光軸中心に重なって現れる、という特徴がある。
【００５３】
図５は、コンピュータに関するハードウェアの構成図である。
コンピュータ３は、中央処理装置（ＣＰＵ）である処理部１０１、入力部１０２、出力部１０３、表示部１０４、記憶部１０５及びインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１０６を有する。また、処理部１０１、入力部１０２、出力部１０３、表示部１０４、記憶部１０５、インタフェース部（Ｉ／Ｆ）１０６は、スター又はバス等の適宜の接続手段で接続されている。記憶部１０５は、参照画像振幅スペクトル画像ファイル５１、参照画像位相スペクトル画像ファイル５２、被識別振幅スペクトル画像ファイル５３、被識別位相スペクトル画像ファイル５４、振幅スペクトル間の差分画像ファイル５５、逆フーリエ変換像ファイル５６を含む。
【００５４】
３．画像検出処理
以下に、画像上の微細な欠陥あるいは微細な画像上の差異の抽出描画法について、各種の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する各フローチャートの各ステップにおいて、「参照画像の入力」又は「参照画像のフーリエ変換像の入力」等のステップでは、図４で示した装置において、検査対象７の位置に参照画像が配置されて測定され、一方「被識別画像の入力」又は「被識別画像のフーリエ変換像の入力」等のステップでは、検査対象７の位置に被識別画像が配置されて測定される。
【００５５】
（１）第１の実施の形態（参照画像、被識別画像）
図６に、画像検査方法の第１の実施の形態のフローチャートを示す。
コンピュータ３（処理部１０１、以下同様。）は、参照画像を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ２からインタフェース部１０６を介してから取り込む（Ｓ１０１）。コンピュータ３は、被識別画像を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ２からインタフェース部１０６を介してから取り込む（Ｓ１０３）。なお、予め記憶部１０５に参照画像又は被識別画像が記憶されている場合は、コンピュータ３は、記憶部１０５からそのデータを読み取って用いることができる。
【００５６】
つぎに、コンピュータ３は、入力された各画像がグレースケールか否か判断し（Ｓ１０５）、必要に応じてグレースケールに変換する（Ｓ１０７）。なお、ステップＳ１０５及びＳ１０７は、ＣＣＤカメラの構成によって、あるいは、インタフェース部１０６の構成によって、既にグレースケールのデータがコンピュータ３に入力される場合は、省略することができる。
【００５７】
つぎに、コンピュータ３は、参照画像をフーリエ変換して、振幅スペクトル(強度情報)と位相スペクトル(位相情報)を求める（Ｓ１０９）。また、コンピュータ３は、被識別画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル(強度情報)を求める（Ｓ１１１）。コンピュータ３は、参照画像と被識別画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報)の差分をとり（Ｓ１１３）、その差分した振幅スペクトル（強度情報）と参照画像の位相スペクトル（位相情報）とによる式（「１．１（１）基本原理と数式表現」で示した極形式の式、Ｆ（ω１、ω２）＝（ｒ１−ｒ２）ｅｘｐ（ｊθ１）  等）の逆フーリエ変換をして、逆フーリエ変換像を求める（Ｓ１１５）。
【００５８】
コンピュータ３は、逆フーリエ変換像を出力部１０３又は表示部１０４に出力する（Ｓ１１７）。このとき、コンピュータ３は、参照画像・被識別画像の振幅・位相スペクトル画像、差分画像のいずれか又は複数を、適宜記憶部１０５等から読み出して出力又は表示してもよい。また、上記の画像検出処理法において、コンピュータ３は、参照画像と被検査画像とのフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）が一致していた場合、あるいはそれらの振幅スペクトル（強度情報）の差分がゼロの場合には、２画像が一致しているという信号を表示部１０４の画面上に表示又は出力部１０３に出力するようにしてもよい。
【００５９】
なお、コンピュータ３の処理部１０１は、必要に応じて、適宜のステップにおいて、記憶部１０５の参照画像振幅スペクトル画像ファイル５１、参照画像位相スペクトル画像ファイル５２、被識別振幅スペクトル画像ファイル５３、被識別位相スペクトル画像ファイル５４、振幅スペクトル間の差分画像ファイル５５、逆フーリエ変換像ファイル５６に、それぞれの画像データを書き込み又は読出しを行う。
以上のようにして、コンピュータ３は、逆フーリエ変換像により、被識別画像の画像欠陥または参照画像と被識別画像との画像上の差異を、被識別画像と参照画像の差分として抽出する。
【００６０】
（２）第２の実施の形態（参照画像、被識別画像のフーリエ変換像）
図７に、画像検査方法の第２の実施の形態のフローチャートを示す。
コンピュータ３は、参照画像を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ２からインタフェース部１０６を介してから取得する（Ｓ１０１）。コンピュータ３は、被識別画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル(強度情報)を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ１からインタフェース部１０６を介してから取得する（Ｓ２０３）。
【００６１】
つぎに、コンピュータ３は、第１の実施の形態と同様に、グレースケールに関する処理を必要に応じて実行する（Ｓ１０５、１０７）。
コンピュータ３は、参照画像をフーリエ変換して、振幅スペクトル(強度情報)と位相スペクトル(位相情報)を求める（Ｓ１０９）。
以後、コンピュータは、第１の実施の形態と同様の処理ステップＳ１１３〜Ｓ１１７を実行する。
【００６２】
（３）第３の実施の形態（参照画像及びそのフーリエ変換像、被識別画像のフーリエ変換像）
図８に、画像検査方法の第３の実施の形態のフローチャートを示す。
コンピュータ３は、参照画像を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ２からインタフェース部１０６を介してから取り込む（Ｓ１０１）。コンピュータ３は、参照画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル(強度情報)を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ１からインタフェース部１０６を介してから取得する（Ｓ２０１）。コンピュータ３は、被識別画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル(強度情報)を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ１からインタフェース部１０６を介してから取得する（Ｓ２０３）。
【００６３】
つぎに、コンピュータ３は、第１の実施の形態と同様に、グレースケールに関する処理を必要に応じて実行する（Ｓ１０５、１０７）。
コンピュータ３は、参照画像をフーリエ変換して、位相スペクトル(位相情報)を求める（Ｓ２０９）。
以後、コンピュータは、第１の実施の形態と同様の処理ステップＳ１１３〜Ｓ１１７を実行する。
【００６４】
（４）第４の実施の形態（参照画像とそのフーリエ変換像、被識別画像）
図９に、画像検査方法の第４の実施の形態のフローチャートを示す。
コンピュータ３は、参照画像を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ２からインタフェース部１０６を介してから取り込む（Ｓ１０１）。コンピュータ３は、参照画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル(強度情報)を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ１からインタフェース部１０６を介してから取得する（Ｓ２０１）。コンピュータ３は、被識別画像を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ２からインタフェース部１０６を介してから取り込む（Ｓ１０３）。
【００６５】
つぎに、コンピュータ３は、第１の実施の形態と同様に、グレースケールに関する処理を必要に応じて実行する（Ｓ１０５、１０７）。
コンピュータ３は、参照画像をフーリエ変換して、位相スペクトル(位相情報)を求める（Ｓ２０９）。また、コンピュータ３は、被識別画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル(強度情報)を求める（Ｓ１１１）。
以後、コンピュータは、第１の実施の形態と同様の処理ステップＳ１１３〜Ｓ１１７を実行する。
【００６６】
４．画像検査処理の変形
以下に、「３．画像検査処理」で説明したフローチャートの変形例を示す。上述の例では、位相スペクトル（位相情報）として参照画像のそれを用いて逆フーリエ変換像を計算したが、変形例では、位相スペクトル（位相情報）として被識別画像のそれを用いて逆フーリエ変換像を計算する。なお、各ステップで番号が同じものは、同じ処理を示す。
【００６７】
（１）第１の実施の形態の変形例（被識別画像、参照画像）
図１０に、画像検査方法の第１の実施の形態の変形例のフローチャートの変形例を示す。
コンピュータ３（処理部１０１、以下同様。）は、被識別画像を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ２からインタフェース部１０６を介してから取り込む（Ｓ１０１’）。コンピュータ３は、参照画像を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ２からインタフェース部１０６を介してから取り込む（Ｓ１０３’）。なお、予め記憶部１０５に被識別画像又は参照画像が記憶されている場合は、コンピュータ３は、記憶部１０５からそのデータを読み取って用いることができる。
【００６８】
つぎに、コンピュータ３は、第1の実施の形態と同様に、ステップＳ１０５、Ｓ１０７を実行する。
【００６９】
つぎに、コンピュータ３は、被識別画像をフーリエ変換して、振幅スペクトル(強度情報)と位相スペクトル(位相情報)を求める（Ｓ１０９’）。また、コンピュータ３は、参照画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル(強度情報)を求める（Ｓ１１１’）。コンピュータ３は、被識別画像と参照画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報)の差分をとり（Ｓ１１３）、その差分した振幅スペクトル（強度情報）と被識別画像の位相スペクトル（位相情報）とによる式（「１．１（３）数式表現の変形例」で示した極形式の変形式、Ｆ（ω１、ω２）＝（ｒ１−ｒ２）ｅｘｐ（ｊθ２）  等）の逆フーリエ変換をして、逆フーリエ変換像を求める（Ｓ１１５’）。
【００７０】
つぎに、コンピュータ３は、第1の実施の形態と同様に、ステップＳ１１７を実行する。そのほか、出力部１０３又は表示部１０４、記憶部１０５とのデータのやり取り等に関する処理は、第1の実施の形態と同様である。
【００７１】
以上のようにして、コンピュータ３は、逆フーリエ変換像により、参照画像の画像欠陥または被識別画像と参照画像との画像上の差異を、参照画像と被識別画像の差分として抽出する。
【００７２】
（２）第２の実施の形態の変形例（被識別画像、参照画像のフーリエ変換像）
図１１に、画像検査方法の第２の実施の形態の変形例のフローチャートを示す。
コンピュータ３は、被識別画像を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ２からインタフェース部１０６を介してから取得する（Ｓ１０１’）。コンピュータ３は、参照画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル(強度情報)を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ１からインタフェース部１０６を介してから取得する（Ｓ２０３’）。
【００７３】
つぎに、コンピュータ３は、第１の実施の形態と同様に、グレースケールに関する処理を必要に応じて実行する（Ｓ１０５、１０７）。
コンピュータ３は、被識別画像をフーリエ変換して、振幅スペクトル(強度情報)と位相スペクトル(位相情報)を求める（Ｓ１０９’）。
以後、コンピュータは、第１の実施の形態の変形と同様の処理ステップＳ１１３、Ｓ１１５’、Ｓ１１７を実行する。
【００７４】
（３）第３の実施の形態の変形例（被識別画像及びそのフーリエ変換像、参照画像のフーリエ変換像）
図１２に、画像検査方法の第３の実施の形態の変形例のフローチャートを示す。
コンピュータ３は、被識別画像を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ２からインタフェース部１０６を介してから取り込む（Ｓ１０１’）。コンピュータ３は、被識別画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル(強度情報)を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ１からインタフェース部１０６を介してから取得する（Ｓ２０１’）。コンピュータ３は、参照画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル(強度情報)を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ１からインタフェース部１０６を介してから取得する（Ｓ２０３’）。
【００７５】
つぎに、コンピュータ３は、第１の実施の形態と同様に、グレースケールに関する処理を必要に応じて実行する（Ｓ１０５、１０７）。
コンピュータ３は、被識別画像をフーリエ変換して、位相スペクトル(位相情報)を求める（Ｓ２０９’）。
以後、コンピュータは、第１の実施の形態の変形と同様の処理ステップＳ１１３、Ｓ１１５’、Ｓ１１７を実行する。
【００７６】
（４）第４の実施の形態の変形例（被識別画像とそのフーリエ変換像、参照画像）
図１３に、画像検査方法の第４の実施の形態の変形例のフローチャートを示す。
コンピュータ３は、被識別画像を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ２からインタフェース部１０６を介してから取り込む（Ｓ１０１’）。コンピュータ３は、被識別画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル(強度情報)を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ１からインタフェース部１０６を介してから取得する（Ｓ２０１’）。コンピュータ３は、参照画像を記憶部１０５又はＣＣＤカメラ２からインタフェース部１０６を介してから取り込む（Ｓ１０３’）。
【００７７】
つぎに、コンピュータ３は、第１の実施の形態と同様に、グレースケールに関する処理を必要に応じて実行する（Ｓ１０５、１０７）。
コンピュータ３は、被識別画像をフーリエ変換して、位相スペクトル(位相情報)を求める（Ｓ２０９’）。また、コンピュータ３は、参照画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル(強度情報)を求める（Ｓ１１１’）。
以後、コンピュータは、第１の実施の形態の変形と同様の処理ステップＳ１１３、Ｓ１１５’、Ｓ１１７を実行する。
【００７８】
５．詳細構成
（１）フーリエ変換像の取得法
画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）と位相スペクトル（位相情報）を取得するには次のような手法を用いる。
【００７９】
（参照画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）と位相スペクトル（位相情報）の取得法）
コンピュータ３は、参照画像をＣＣＤカメラ２でディジタルコンピュータ３に取り込み、コンピュータ３により、画像をフーリエ変換して画像の振幅スペクトル（強度情報）と位相スペクトル（位相情報）とに分けてコンピュータの記憶部１０５に記憶させる。
【００８０】
（被検査画像または参照画像の光回折パターンをフーリエ変換像の振幅スペクトルとして用いる方法）
レーザ４により被検査画像または参照画像にレーザ光を照射し、コンピュータ３は、散乱光をフーリエ変換レンズの焦点面でＣＣＤカメラ１等で取り込むことによる。コンピュータ３は、取り込んだデータを、記憶部１０５に記憶する。なお、この際に用いる位相スペクトルは、撮影された参照画像から求められたフーリエ変換像の位相スペクトル分である。なお、検査画像の中に画像を拡大しなければＣＣＤカメラ２のピクセルの中に画像を記録できないほどの小さな対象画像があるとき、参照画像のフーリエ変換像の中には微小画像情報は拡大されているから、参照画像として初めからフーリエ変換像を用いるほうがよい。すなわち、大視野中での数ミクロンの欠陥画像を比較する場合などはこのケースにあてはまる。
【００８１】
（２）参照画像または被検査画像の鮮明画像の取得法
参照画像または被検査画像の鮮明な映像を得て、その画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）と位相スペクトル（位相情報）とを取得するには、つぎのような手法を用いる。レーザ４により、望ましくは、拡大平行レーザ光束を１／２波長板を通して基板面または画像面と一定の角度を持たせた斜方照射または平行照射、あるいは垂直方向照射を行う。画像面の撮影は、画像面をフーリエ変換レンズの前焦点面に置き、フーリエ変換レンズの後焦点面を前焦点面とする逆フーリエ変換レンズの後焦点面で参照画像または被検査画像を取得する、という方法で行う。なお、参照画像または被検査画像の鮮明な映像の取得にはこのようなリレーレンズ系を用いなくてもよい。また、画像面撮影に当たっては偏光板をＣＣＤカメラ（電子カメラ）の前に置いて散乱画像の偏光特性による鮮明画像を大視野で撮る方法を採用してもよい。
【００８２】
特に、非透過型基板に対しては、次のような手法を用いることができる。
（ａ）照射光束：
参照基板あるいは被検査基板への照射光は、波長選択されたレーザ光を１／２波長板を通して偏光面の角度を決定し、更に拡大平行にして基板面と一定の角度を持った斜方照射または平行照射、あるいは垂直方向照射として、対象基板に照射する。
【００８３】
（ｂ）参照画像の撮影位置：
参照画像或いは被検査画像は被検査基板が検査のために通る（または設定される）位置で撮影されることが画像寸法の補正をかける必要が生じないために望ましい。他の撮影位置はリレーレンズ系の逆フーリエ変換レンズの後焦点面であってもよい。
【００８４】
（ｃ）被検査画像のフーリエ変換像の撮影位置および撮影法：
参照画像あるいは被検査画像を含む基板面を前焦点面として設置されて凸レンズ（フーリエ変換レンズ）の後焦点面上にそれらの画像から生ずるフーリエ変換像を、偏光板と波長フィルタを付けた受光器であるＣＣＤカメラ１で撮影する。受光器であるＣＣＤカメラ１の前に偏光板と波長フィルタを付加して、画像質の向上を図ると共に金メッキ等の基板上の画像の組成測定を可能とし特定物質表面の光吸収性を画像の鮮明化に用いることができる。
また、透過型基板に対しては、被検査画像または参照画像の光回折パターンをフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）として用いることができる。
【００８５】
（３）大視野中の微小欠陥等の検査に用いる方法
参照画像をＣＣＤカメラで撮影し、その画像のフーリエ変換像の振幅スペクトル（強度情報）と位相スペクトル（位相情報）とに分離する。被検査画像に平行レーザ光を照射して凸レンズの後焦点面でフーリエ変換像を撮影し、先の参照画像のフーリエ変換の振幅スペクトル（強度情報）との差分をとり、参照画像のフーリエ変換の位相スペクトル（位相情報）と合わせて逆フーリエ変換像をつくれば、画像的に差分された微小欠陥等の画像とその位置が大視野で計測される。電子基板等のフーリエ変換パターンから基板上の微小欠陥や微粒子等を大視野で基板全面を瞬時に識別し欠陥等の位置を特定できる従来の技術に無い新技術を提供する。
【００８６】
（４）プログラムについて
実際のソースコードに関しては、主なところでもたとえば次のような処理を含めてもよい。
・２次元配列を用意してその中に画素値を書き込んだり、そこから読み出したりする。
・画素値を、必要に応じて整数（ｉｎｔ）から実数（ｄｏｕｂｌｅ）に変換したり、あるいはその逆の変換をしたりする。
・画像フーリエ変換結果は複素数となるため、いったん直行形式(実部と虚部)で表現しておき、それを極形式(振幅と位相)の表現に変換する。
・画像フーリエ変換の結果に対数処理を施す。
・画像間減算において、負の数になった画素に適切な処理を施す(画一的に、それらをすべて画素値＝０にするのではない)。
・周波数空間での画像データ表示のために２次元配列画素データのままでシャッフリングを行う。
・２次元配列画素データを画像ファイルとして保存(データ出力)にするために、ビットマップ形式のファイルヘッダー部を作成する。それは最終的な解像度との関連で、その都度適切に決定する必要がある。
【００８７】
本発明の画像検査方法又は画像検査装置・システムは、その各手順をコンピュータに実行させるための画像検査プログラム、画像検査プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、画像検査プログラムを含みコンピュータの内部メモリにロード可能なプログラム製品、そのプログラムを含むサーバ等のコンピュータ、等により提供されることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、例えば、次のような方法及び装置に適用可能である。
（１）一般的なサイズの画像の欠陥検査法および装置
（２）パターン付電子基板上の欠陥検査法および装置
（３）半導体産業における微細欠陥検査法および装置
（４）紙幣・硬貨の検査装置
（５）一般的な画像の一致度の検査法と装置
（６）指紋等の簡便な照合法と装置
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】画像検査方法の説明図。
【図２】画像空間と周波数空間との説明図。
【図３】デジタル画像欠陥検査の基本原理の説明図。
【図４】画像検査装置の測定光学系についての構成図。
【図５】コンピュータに関するハードウェアの構成図。
【図６】画像検査方法の第１の実施の形態のフローチャート。
【図７】画像検査方法の第２の実施の形態のフローチャート。
【図８】画像検査方法の第３の実施の形態のフローチャート。
【図９】画像検査方法の第４の実施の形態のフローチャート。
【図１０】画像検査方法の第１の実施の形態の変形例のフローチャート。
【図１１】画像検査方法の第２の実施の形態の変形例のフローチャート。
【図１２】画像検査方法の第３の実施の形態の変形例のフローチャート。
【図１３】画像検査方法の第４の実施の形態の変形例のフローチャート。
【符号の説明】
【００９０】
１、２  ＣＣＤカメラ（電子カメラ、ディジタルカメラ）
３      コンピュータ
４      レーザ
５、６  偏光板
７      検査対象
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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３】
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