(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元オブジェクトパターンを２次元マスターパターンと所定の大きさの区域ごとに比較して欠陥検出を行なうパターン欠陥検出方法であって、
(a)前記オブジェクトパターンの検査区域と当該検査区域に対し位置的に対応すべきマスターパターンの区域を中心として所要画素数周辺を拡げた拡張区域にわたって２次元的に１画素のサイズより小さい単位量ずつ所定量だけ位置ずれした複数のマスター区域とを設定する工程と、
(b)前記複数のマスター区域の多値画像信号と、前記検査区域の多値画像信号とに基づいて、前記複数のマスター区域の全画素について、前記検査区域の相対応する画素毎に多値画像信号の階調差の絶対値である階調差絶対値を求める工程と、
(c)階調差絶対値と所定のしきい値とを比較し、前記検査区域における欠陥の有無を判定する工程と、
を備えることを特徴とするパターン欠陥検出方法。
【請求項２】
２次元オブジェクトパターンを２次元マスターパターンと所定の大きさの区域ごとに比較して欠陥検出を行なうパターン欠陥検出装置であって、
前記オブジェクトパターンの多値画像信号を入力する手段と、
前記マスターパターンの多値画像信号を記憶する手段と、
前記オブジェクトパターンの検査区域内の多値画像信号と、前記検査区域と位置的に対応すべき前記マスターパターンの区域を中心として所要画素数周辺に拡げた拡張区域にわたって２次元的に１画素のサイズより小さい単位量ずつ所定量だけ位置ずれした複数のマスター区域内の多値画像信号とをそれぞれ抽出する抽出手段と、
前記複数のマスター区域内の多値画像信号と、前記検査区域内の多値画像信号とを入力とする検査手段とを備え、
前記検査手段は、
前記複数のマスター区域の全画素について、前記検査区域の相対応する画素毎に多値画像信号の階調差の絶対値である階調差絶対値を求める階調差算出手段と、
前記階調差算出手段により求めた階調差絶対値と所定のしきい値とを比較し、前記検査区域における欠陥の有無を判定する結果判定手段と、
を備えるものであることを特徴とするパターン欠陥検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載のパターン欠陥検出装置であって、
前記抽出手段が前記マスターパターンの多値画像信号を補間して前記１画素のサイズより小さい単位量ずつ前記所定量だけ位置ずれした複数のマスター区域の多値画像信号を得るものであることを特徴とするパターン欠陥検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載のパターン欠陥検出装置であって、
前記補間が２次元の直交軸のそれぞれの方向について行うものであることを特徴とするパターン欠陥検出装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のパターン欠陥検出装置であって、
前記結果判定手段が、
前記階調差算出手段により求めた階調差絶対値の中から前記複数のマスター区域のそれぞれにおける最大値を求めて保持する最大差保持手段と、
前記最大差保持手段に保持された最大値のうちの最小値を選択する最小値選択手段と、
前記最小値選択手段により選択された最小値と前記しきい値とを比較し、前記最小値が前記しきい値未満である場合には前記検査区域については欠陥無しの判定を行い、前記最小値が前記しきい値以上であれば前記検査区域については欠陥有りの判定を行う判定手段と
を備えるものであることを特徴とするパターン欠陥検出装置。
【請求項６】
請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のパターン欠陥検出装置であって、
前記結果判定手段が、
１のマスター区域における全ての階調差絶対値と前記しきい値とを比較し、前記全ての階調差絶対値が前記しきい値未満の場合には前記１のマスター区域はパターン一致と判定し、前記全ての階調差絶対値のうちの少なくとも１の階調差絶対値が前記しきい値以上の場合には前記１のマスター区域はパターン不一致と判定する一致判定手段と、
前記複数のマスター区域のそれぞれに対する前記一致判定手段による比較結果を保持する比較結果保持手段と、
を備え、
前記比較結果保持手段に保持された全ての前記比較結果が前記パターン不一致の場合には前記検査区域については欠陥有りの判定を行い、少なくとも１つの前記比較結果が前記パターン一致であれば前記検査区域については欠陥無しの判定を行うものであることを特徴とするパターン欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリント配線板、ＩＣマスクパターン、リードフレーム等のパターンを所定の大きさの区域ごとにマスターパターンと比較して欠陥検出を行なうパターン欠陥検出方法およびパターン欠陥検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は従来の比較法によるパターン欠陥検査の処理概要を説明するための図である。
【０００３】
従来から、プリント配線板等のパターン欠陥を検査する方法として、比較法と呼ばれる欠陥検査方法が知られている。この方法では検査対象のパターンであるオブジェクトパターンと基準となるパターンであるマスターパターンとを重ね合わせて比較する。それに際して、これらオブジェクトパターンやマスターパターンは、まずＣＣＤ等の撮像素子によって得られた画像データをＡ／Ｄ変換することによって階調を備えた多値画像データとして与えられる。そして、そのような多値画像データとしてのオブジェクトパターンやマスターパターンをそれぞれ所定のしきい値で２値化処理して２値画像データとした後にそれらを重ね合わせ、両画像が互いに異なる部分を欠陥Ｄとして検出していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１８に示すように多値画像を２値化する場合に２値化しきい値の取り方により図示のように２値画像データではパターンの端縁部分には１画素以下の量子化誤差Ｑが生じることがある。しかしながら、これらは本来欠陥ではないので、これらを欠陥として検出してしまうことは望ましくない。そのため、従来は欠陥検出の最低単位としてウィンドウを２×２画素や３×３画素等の１画素以上のサイズとすることによって量子化誤差Ｑを欠陥と判定しないようにしていた。
【０００５】
しかし、この方法では逆に１画素程度の欠陥は検出できないという問題があった。
【０００６】
この発明は、従来技術における上述の問題の克服を意図しており、量子化誤差を欠陥として検出することなく、かつ高精度の欠陥検出を行うことができるパターン欠陥検出方法およびパターン欠陥検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明の請求項１に記載の方法は、２次元オブジェクトパターンを２次元マスターパターンと所定の大きさの区域ごとに比較して欠陥検出を行なうパターン欠陥検出方法であって、(a)オブジェクトパターンの検査区域と当該検査区域に対し位置的に対応すべきマスターパターンの区域を中心として所要画素数周辺を拡げた拡張区域にわたって２次元的に１画素のサイズより小さい単位量ずつ所定量だけ位置ずれした複数のマスター区域とを設定する工程と、(b)複数のマスター区域の多値画像信号と、検査区域の多値画像信号とに基づいて、複数のマスター区域の全画素について、検査区域の相対応する画素毎に多値画像信号の階調差の絶対値である階調差絶対値を求める工程と、(c)階調差絶対値と所定のしきい値とを比較して、検査区域における欠陥の有無を判定する工程と、を備える。
【０００８】
また、この発明の請求項２に記載の装置は、２次元オブジェクトパターンを２次元マスターパターンと所定の大きさの区域ごとに比較して欠陥検出を行なうパターン欠陥検出装置であって、オブジェクトパターンの多値画像信号を入力する手段と、マスターパターンの多値画像信号を記憶する手段と、オブジェクトパターンの検査区域内の多値画像信号と、検査区域と位置的に対応すべきマスターパターンの区域を中心として所要画素数周辺に拡げた拡張区域にわたって２次元的に１画素のサイズより小さい単位量ずつ所定量だけ位置ずれした複数のマスター区域内の多値画像信号とをそれぞれ抽出する抽出手段と、複数のマスター区域内の多値画像信号と、検査区域内の多値画像信号とを入力とする検査手段とを備え、検査手段は、複数のマスター区域の全画素について、検査区域の相対応する画素毎に多値画像信号の階調差の絶対値である階調差絶対値を求める階調差算出手段と、階調差算出手段により求めた階調差絶対値と所定のしきい値とを比較し、検査区域における欠陥の有無を判定する結果判定手段と、を備えるものであることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明の請求項３に記載の装置は、請求項２に記載のパターン欠陥検出装置であって、抽出手段がマスターパターンの多値画像信号を補間して１画素のサイズより小さい単位量ずつ所定量だけ位置ずれした複数のマスター区域の多値画像信号を得るものであることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明の請求項４に記載の装置は、請求項３に記載のパターン欠陥検出装置であって、補間が２次元の直交軸のそれぞれの方向について行うものであることを特徴とする。
【００１１】
また、この発明の請求項５に記載の装置は、請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のパターン欠陥検出装置であって、結果判定手段が、階調差算出手段により求めた階調差絶対値の中から複数のマスター区域のそれぞれにおける最大値を求めて保持する最大差保持手段と、最大差保持手段に保持された最大値のうちの最小値を選択する最小値選択手段と、最小値選択手段により選択された最小値としきい値とを比較し、最小値が前記しきい値未満である場合には検査区域については欠陥無しの判定を行い、前記最小値がしきい値以上であれば検査区域については欠陥有りの判定を行う判定手段とを備えるものであることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明の請求項６に記載の装置は、請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のパターン欠陥検出装置であって、結果判定手段が、１のマスター区域における全ての階調差絶対値としきい値とを比較し、全ての階調差絶対値がしきい値未満の場合には１のマスター区域はパターン一致と判定し、全ての階調差絶対値のうちの少なくとも１の階調差絶対値が前記しきい値以上の場合には１のマスター区域はパターン不一致と判定する一致判定手段と、複数のマスター区域のそれぞれに対する一致判定手段による比較結果を保持する比較結果保持手段と、を備え、比較結果保持手段に保持された全ての比較結果がパターン不一致の場合には検査区域については欠陥有りの判定を行い、少なくとも１つの比較結果がパターン一致であれば検査区域については欠陥無しの判定を行うものであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
＜１．実施の形態の原理＞
図１は、本発明の実施の形態に係るパターン欠陥検出方法における「揺すらせ法」をイメージ的に示した図である。この実施の形態では、オブジェクトパターンの検査区域Ｐ0に対し、位置的に対応するマスターパターンのエリアＭ0を中心として、その区域（エリア）に所要画素数周辺を拡げた拡張区域に２次元的に１／５（０．２）画素ずつ所定量だけ位置ずれした複数のマスター区域を設定し、このマスター区域（Ｍ11〜ＭBB添え字は１６進数表示）と、検査区域Ｐ0とをそれぞれ比較して欠陥検出を行なう。この場合、拡張区域の設定範囲は、検査物の位置ずれや歪等による位置ずれ誤差を吸収できるような範囲とし、図１では、エリアＭ0（＝マスター区域Ｍ66）を中心として、その上下左右に１画素ずつ位置ずれした場合を例示している。
【００１５】
ただし、基のマスターパターンの多値画像信号は画素単位のものである。それに対し、この実施の形態では補間により１画素未満単位で偏位させた（揺すらせた）多値画像信号を生成している点が異なっている。
【００１６】
図２はこの実施の形態における１画素未満単位で偏位した多値画像信号の概念を説明するための図である。図２に示すようにこの実施の形態では０．２画素偏位した状態のマスターパターンの画像の生成を例として説明する。
【００１７】
この実施の形態では、１画素未満単位の偏位画像信号を求めるために、隣接する画素の階調信号に基づいて線形補間を用いることによって、そのように偏位した画像信号を求めている。
【００１８】
以下、基となるマスターパターンの画素位置ｉの画像信号（階調値）をＧiと表わし、１画素未満単位で偏位させた画素ｉに対応する画像信号（階調値）をＨiと表わす。このとき、Ｈｉを求める式は以下の通りとなる。
【００１９】
Ｈi＝ＩＮＴ｛Ｇi-1・（１−ｘ）＋Ｇi・ｘ｝  …（１）
ただし、ｘ＝０．２，０．４，０．６，０．８
例えば、隣り合う画素の階調値がＧi-1＝１００およびＧi＝６０でｘ＝０．２の場合、上式よりＨi＝９２となる。
【００２０】
なお、この実施の形態では±１画素の揺すらせを行うためｘ＝０または１となるマスターパターンの画像信号も必要となるが、これらについては画素位置ｉまたはそれに隣接する画素位置の画像信号をそのまま用いればよいので補間は必要ない。また、（１）式は画素位置として１次元的な偏位についての式であるが、これを２次元的に行う。すなわち、主走査方向および副走査方向それぞれについて（１）式を用いて補間画像を生成する。
【００２１】
このようにして、１画素未満単位で偏位した複数のマスター区域Ｍ11〜ＭBBを設定すれば、検査物が１画素未満位置ずれしている場合でも、その検査区域Ｐ0に位置的に対応するマスターパターンが、マスター区域Ｍ11〜ＭBBのうちのいずれかに存在することとなる。図１(a)の例では、検査区域に対応するオブジェクトパターンＰが、基準位置に対し、上方向に０．８画素、左方向に０．８画素位置ずれした場合を想定しており、検査区域Ｐ0にちょうど位置の合うマスターパターンは、本来この位置で合致すべきマスター区域Ｍ66ではなく、マスター区域Ｍ66から下方向に０．８画素、右方向に０．８画素位置ずれした位置にあるマスター区域ＭAAである。
【００２２】
このようなマスター区域群を設定したうえで、次に、上記図１(a)に示す検査区域Ｐ0における画像信号と、図１(b)に示す各マスター区域Ｍ11〜ＭBBにおける画像記号とを、それぞれ比較する。すなわち、各区域内に、所定の画素サイズ、この実施の形態では１画素サイズの欠陥検査ウィンドウＷ，Ｗ'をそれぞれ設定し、この検査ウィンドウＷ，Ｗ'を位置的に対応させながら区域全域に亘り走査して、マスターパターンとオブジェクトパターンの欠陥検査ウィンドウＷ，Ｗ’内の各画素の階調差の絶対値を求める。
【００２３】
図３は１画素未満単位の偏位画像信号を用いて「揺すらせ法」による比較を行った例を示す図であり、図３（ａ）〜（ｄ）においては横軸を画素位置としており、図３（ａ）および（ｃ）では縦軸を画像信号の階調とし、図３（ｂ）および（ｄ）ではそれぞれ縦軸を図３（ａ）および（ｃ）の画像信号の階調差の絶対値としている。ただし、画素位置は実際には２次元的に分布しているが、ここでは説明の簡略化のために１次元で表している。
【００２４】
図３（ａ）はオブジェクトパターンＰとマスターパターンＭとの間に１画素未満の位置ずれが生じている場合、より正確には０．４画素程度の位置ずれが生じている場合に両者を重ね合わせた様子を示している。ここでは欠陥検査ウィンドウＷ，Ｗ'として１画素サイズのものを用いているので、図３（ａ）において画素位置を表す横軸に沿ってそれらウィンドウＷ，Ｗ'を移動させつつ両パターンの階調差の絶対値を求めていくと図３（ｂ）のようになる。図３（ｂ）から分かるようにオブジェクトパターンに欠陥がないにもかかわらず両パターンに多くの階調差が生じていることが分かる。そして、図３（ａ）から明らかなように、このようなオブジェクトパターンＰとマスターパターンＭに対して、１画素を単位として両パターンを相対的に偏位させても、その場合には図３（ａ）の状態が最も両パターンが一致している状態となるので、図３（ｂ）より階調差が少なくなることはない。
【００２５】
そのため、この実施の形態においては補間による１画素未満単位の揺すらせを行うことによって、以下に示すように、この問題を克服しているのである。
【００２６】
図３（ｃ）は図３（ａ）における両パターンの位置関係に対してマスターパターンを０．４画素程度、図中右へ偏位させた補間を行った場合に両者を重ね合わせた様子を示している。そして、図３（ｃ）における両パターンの階調の差の絶対値を表わす図３（ｄ）から分かるように、両パターンの階調の差が図３（ｂ）に比べて減少しており、このようなオブジェクトパターンＰとマスターパターンＭとの位置関係で両パターンが合致していることが分かる。
【００２７】
そして、この実施の形態では以上のような１画素未満単位の幅を揺すらせた上記のマスター区域Ｍ11〜ＭBBのそれぞれと検査区域Ｐ0との各画素の階調差の絶対値である階調差絶対値を全ての位置関係（マスター区域Ｍ11〜ＭBB）の全ての画素に対して求め、全てのマスター区域Ｍ11〜ＭBBにおいて所定のしきい値（以下「判定しきい値」という。）以上である階調差絶対値を含む場合には検査区域Ｐ0には欠陥有りと判定し、１以上のマスター区域Ｍ11〜ＭBBにおいて全ての階調差絶対値が判定しきい値未満である場合には検査区域Ｐ0には欠陥無しと判定している。
【００２８】
ただし、この判定の具体的方法としては第１および第２の実施の形態ではマスター区域Ｍ11〜ＭBBのそれぞれに対して、その区域内の全画素のうち、最大の階調差絶対値（以下「最大階調差」という。）を求め、全てのマスター区域Ｍ11〜ＭBBに対する最大階調差のうちの最小値が判定しきい値より小さければ、欠陥なしと判定し、判定しきい値以上であれば欠陥有りと判定する。
【００２９】
最小の最大階調差が判定しきい値以上であるということは、全てのマスター区域において判定しきい値以上となる階調差絶対値を含むということであり、最小の最大階調差が判定値未満であるということは、少なくとも１のマスター区域において全ての階調差絶対値が判定しきい値未満であるということである。
【００３０】
また、第３および第４の実施の形態では各マスター区域Ｍ11〜ＭBBの全画素について階調差絶対値を判定しきい値と比較し、全ての画素で判定しきい値未満であればその区域においてパターン一致という結果を保持し、少なくとも１つの画素で判定しきい値以上であればその区域においてパターン不一致という結果を保持し、全てのマスター区域Ｍ11〜ＭBBに対してパターン不一致の場合には検査区域Ｐ0に対して欠陥有りの判定を行い、マスター区域Ｍ11〜ＭBBの少なくとも１つに対してパターン一致であれば検査区域Ｐ0に対して欠陥無しの判定を行う。
【００３１】
以上説明したこの実施の形態の方法によれば、オブジェクトパターンおよびマスターパターンの多値画像信号をもとに比較検査を行うため、量子化誤差が生じず、かつ１画素単位の小さな欠陥をも検出して高精度な欠陥検出を行うことができる。
【００３２】
以下、このような方法を用いた幾つかの実施の形態であるパターン欠陥検出装置およびそれを用いたパターン欠陥検出について説明していく。
【００３３】
＜２．第１の実施の形態＞
＜＜２−１．装置構成＞＞
以下、図１の例に対応するパターン欠陥検出を行うように構成された回路構成をもつパターン欠陥検査装置について説明する。
【００３４】
図４は第１の実施の形態のオブジェクトパターンとマスターパターンにおける検査エリアを説明するための図である。この検出装置においては、図４に示すように、オブジェクトパターンとマスターパターン内に、５０８×５０８画素サイズからなる検査エリアＡ11，Ａ12…およびＡ'11，Ａ'12…を設定し、各検査エリア毎に欠陥検出を行うように構成される。なお、各検査エリアは、オブジェクトパターンにおける検査区域Ｐ0、マスターパターンにおけるエリアＭ0（マスター区域Ｍ６６）に相当する。
【００３５】
図５にパターン欠陥検出装置の概略構成図を示す。同図に示すように、この装置は、プリント配線板等の検査物４を、所定範囲内の位置決め精度で保持可能とするＸＹテーブル５を有し、このＸＹテーブル５のＸ方向（主走査方向）への駆動がモータ６を含むＸ方向駆動部により行なわれるとともに、Ｙ方向（副走査方向）への駆動がモータ７を含むＹ方向駆動部により行なわれる。
【００３６】
ＸＹテーブル５の上方にはＣＣＤラインセンサ８が、Ｘ方向線上に所定間隔をあけて８台設置されている。（ただし、図５では、便宜上、１台のみ図示し、他は図示を省略した。）これらのＣＣＤラインセンサ８は、それぞれＸ方向線上に画素を構成する受光素子を一列に２０４８個配列したものを用いる。これら８台のＣＣＤラインセンサ８によるプリント配線板４の画像の読み取りは、ＣＣＤラインセンサ８でＸ方向にスキャンしながら、モータ７によりＸＹテーブル５をＹ方向へ移動させて、プリント配線板４をスキャン幅ａで帯状に走査し、往路側の走査を行う。往路側の走査が終了すれば、モータ６によりＸＹテーブル５をＸ方向へ上記スキャン幅ａよりも若干小さな幅だけ移動させ検査領域がオーバーラップするように移動させ、ついでＸＹテーブル５を−（マイナス）Ｙ方向へ移動させて帰路側の走査を行う。これにより、プリント配線板４の全面領域が走査されて、画像の読み取りが行なわれることとなる。図４(a) は、１台のＣＣＤラインセンサ８により、往路側の画像データを取込んで得られるオブジェクトパターンＰを示したものである。
【００３７】
ＣＣＤラインセンサ８により読み取られたアナログ画像信号は、バッファアンプ９により増幅された後、Ａ／Ｄ変換部１０によりディジタル画像信号に変換される。
【００３８】
Ａ／Ｄ変換部１０の出力端子側には、切替回路１３が接続されており、この切替回路１３は、マスターパターン入力時には接点１３ａ側に、また、オブジェクトパターン入力時には接点１３ｂ側にそれぞれ切換えられる。
【００３９】
すなわち、マスターパターンの入力時、言い換えれば、ＸＹテーブル５上に検査基準となるプリント配線板４が配されて、その画像が上記ＣＣＤラインセンサ８により読み取られたときは、Ａ／Ｄ変換部１０から時系列的に出力される多値画像信号を、接点１３ａを通してメモリ１５に記憶させる。一方、オブジェクトパターンの入力時、言い換えればＸＹテーブル５上に検査対象となるプリント配線板４が配されて、その画像が上記ＣＣＤラインセンサ８により読み取られたときは、Ａ／Ｄ変換部１０から時系列的に出力される多値画像信号を、接点１３ｂを通して欠陥検査部１６の一方の入力端子へ入力させる。
【００４０】
欠陥検査部１６（その詳細は後述する）では、上記画像信号、すなわちオブジェクトデータと、メモリ１５からタイミングを合せて呼び出されるマスターデータとに基いて、欠陥検査処理が行なわれる。なお、欠陥検査部１６は遅延部１６ａと比較部１６ｂとからなっている。
【００４１】
さらに、パターン欠陥検出装置にはバスラインＢＬが設けられており、そのバスラインＢＬにはモータ６，７、Ａ／Ｄ変換部１０、切替回路１３および欠陥検査部１６内の比較部１６ｂとともに、ＣＰＵ１７、モニター１８および操作部１９が電気的に接続されている。
【００４２】
ＣＰＵ１７はモータ６，７、Ａ／Ｄ変換部１０、切替回路１３および欠陥検査部１６内の比較部１６ｂを同期を取りながら制御する。
【００４３】
モニター１８はオペレータによる設定入力や欠陥検査結果等の表示を行う。
【００４４】
操作部１９はモニター１８の表示を確認したオペレータが各種設定および指示入力を行うキーボード、マウス等の入力手段である。
【００４５】
図６は、上記パターン欠陥検査装置の欠陥検査部１６の比較部１６ｂの概略回路構成を示す図である。欠陥検査部１６には、検査物を走査して得られるオブジェクトパターンにおける検査区域Ｐ0の多値画像データ（オブジェクトデータＯＤ）が、時系列的に入力される。同時に、オブジェクトデータＯＤの入力に同期してメモリ１５から呼び出されたマスターパターンにおけるエリアＭ0の多値画像データ（マスターデータＭＤａ）が時系列的に入力される。
【００４６】
入力されたオブジェクトデータＯＤは、各比較検出ブロックＢ11〜Ｂ33へ入力される。この比較検出ブロックＢ11，Ｂ21，Ｂ31，Ｂ12，Ｂ22，Ｂ32，Ｂ13，Ｂ23，Ｂ33は、それぞれ、図１のマスター区域Ｍ11〜ＭBBのうち整数画素分ずつ互いにずれたマスター区域Ｍ11，Ｍ16，Ｍ1B，Ｍ61，Ｍ66，Ｍ6B，ＭB1，ＭB6，ＭBBに対応して設けられている。
【００４７】
一方、欠陥検査部１６に入力されたマスターデータＭＤａは、遅延部１６ａ内のシフトレジスタＳＲ1，ＳＲ2により１ラインずつ遅延され、比較検出ブロックＢ11〜Ｂ33の水平方向の１段ごとに１ラインずつずらしてそれぞれマスターデータＭＤａ，ＭＤｂ，ＭＤｃとして入力されるとともに、垂直方向の１段ごとに挿入した図示しない遅延回路により、垂直方向の１段ごとに１画素分ずつ遅延させて入力される。これにより、各比較検出ブロックＢij（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜３）にそれぞれ与えられるマスターデータは、全て２次元的に１画素ずつ位置ずれしたものとなる。
【００４８】
図７は、上記比較検出ブロックＢij（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜３）の具体的回路構成を示す図である。各比較検出ブロックＢijは、構成が全て同一であるので、ここでは一のブロックの回路のみを示している。
【００４９】
比較検出ブロックＢijには画像補間部Ｃａと詳細比較ブロックＣij（ｉ＝１〜５，ｊ＝１〜５）が設けられている。
【００５０】
入力されたマスターデータＭＤに対して、画像補間部Ｃａにおいて（１）式により主走査方向および副走査方向それぞれにｘ＝０，０．２，０．４，０．６，０．８画素だけ偏位させた計２５種類の補間画像信号が生成され、それぞれ詳細比較ブロックＣijに送信される。なお、このうち主走査および副走査方向に０画素偏位させた画像は入力されたマスターデータＭＤそのままを出力するものである。
【００５１】
図８は詳細比較ブロックＣijの具体的回路構成を示す図である。
【００５２】
詳細比較ブロックＣijにオブジェクトデータＯＤとマスターデータがＭＤ入力されると、階調差算出回路Ｄａはそれらの階調の差の絶対値を算出し、選択出力回路Ｄｂに送信する。
【００５３】
選択出力回路Ｄｂでは後述する階調差の絶対値が入力される前に最大階調差保持回路Ｄｃに保存されていた階調差の絶対値の最大値が予め読み出されており、両者の比較が行われる。そして、所定値より大きいもののみ出力される。
【００５４】
最大階調差保持回路Ｄｃは選択出力回路Ｄｂから出力された値を順次最大値として保持しておき、最終的に得られたその詳細比較ブロックＣijにおける階調差の絶対値の最大値である最大階調差を出力する。
【００５５】
このようにして、図７に示す各詳細比較ブロックＣijによって出力された最大階調差は最小差選択回路Ｃｂに集められ、最小差選択回路Ｃｂはそのうちの最小値である最小最大階調差候補を求めて出力する。
【００５６】
このようにして、図６に示す各比較検出ブロックＢijから出力された最小最大階調差候補は最小差決定回路Ｂａに集められ、それら最小最大階調差候補のうちの最小の値である最小最大階調差が求められ、さらに、欠陥判定回路Ｂｂに送信される。
【００５７】
そして、欠陥判定回路Ｂｂは最小最大階調差と判定しきい値とを比較し、判定しきい値より小さければ検査区域Ｐ0には欠陥なしと判定し、逆に判定しきい値以上であれば欠陥有りと判定して、それらいずれかの結果を検査結果信号として出力する。
【００５８】
＜＜２−２．処理手順＞＞
つぎに、以上説明したパターン欠陥検出装置による欠陥検出処理の手順を、それを示すフローチャートである図９を用いて説明する。
【００５９】
まず、マスターパターンとなる画像の取り込みを開始する（ステップＳ１）。以下、ＣＣＤラインセンサ８により画像を読み取り、得られたアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換部１０によりディジタル画像信号に変換していく。
【００６０】
つぎに、マスターパターン入力モードかどうかを判定し（ステップＳ２）、マスターパターン入力モードであればステップＳ３に進み、入力されたマスターデータをメモリ１５に保存していく（ステップＳ３）。そして、オブジェクトパターン入力が終了した段階で比較検査を行う（ステップＳ４）。
【００６１】
図１０は図９のステップＳ４の比較検査処理手順を詳細に説明するフローチャートである。以下、図１０を用いてステップＳ４の処理をより詳細に説明する。
【００６２】
まず、画像を所定サイズのブロックに分割する（図１０：ステップＳ４１）。
【００６３】
つぎに、全てのブロックについて以下の処理が終了したかどうかを判定し（図１２：ステップＳ４２）、終了していればステップＳ４の比較検査処理を終了し、以下の処理が終了していなければステップＳ４３に進む。
【００６４】
つぎに、指定されたブロックに相当するオブジェクトパターンの検査区域Ｐ0のオブジェクトデータと、それに対してズレ量を見込んだマスターデータを切り出して読み込む（図１0：ステップＳ４３）。
【００６５】
つぎに、揺すらせ処理を行い、図１に示す全ての位置関係において検査（比較）を実行する（図１０：ステップＳ４４）。
【００６６】
図１１は図１０のステップＳ４４の揺すらせ処理を詳細に説明するフローチャートである。
【００６７】
まず、補間により偏位したマスター区域Ｍ11〜ＭBBのマスターデータを得る（図１１：ステップＳ４４１）。
【００６８】
第１の実施の形態ではマスターパターンに補間を行うものとしている。図１２はオブジェクトパターンに対して補間した場合の欠陥検出誤差の発生の様子を説明するための図である。
【００６９】
図１２（ａ）のようなマスターパターンに対して、図１２（ｂ）のような欠陥ｄ０があるオブジェクトパターンの欠陥検査を行う場合を考える。すなわち、被検査物におけるオブジェクトパターンには微少な１画素程度の欠陥がある場合が多い。このようなオブジェクトパターンに対して前述のような補間により１画素未満単位で偏位させたものを表したのが図１２（ｃ）である。図１２（ｃ）は左から順に０．２、０．６、０．８画像偏位したオブジェクトパターンを表している。図示のように図１２（ｂ）では欠陥ｄ０は判定しきい値より大きいものであるため、本来なら欠陥有りの検査結果を得るべきところであるが、図１２（ｃ）の各補間画像では補間の結果、欠陥ｄ１，ｄ２，ｄ３のいずれも判定しきい値を越えていないので欠陥として認識されず、検査結果は「欠陥無し」になってしまう。
【００７０】
このように、オブジェクトデータに対して補間して偏位させると１画素程度の欠陥を見落とす可能性が大きくなる。これに対して、マスターパターンには１画素単位で変化するパターンは少ないため、マスターパターンに対して補間すれば上記のような欠陥の見落としは生じ難いものと思われる。そのため第１の実施の形態の装置ではマスターパターンに対して補間して偏位した画像を得るものとしている。これにより、上記のような欠陥の見落としの発生を抑え、より高精度の欠陥検出を行うことができる。
【００７１】
つぎに、全てのマスター区域Ｍ11〜ＭBBのマスターデータについて検査が終了したかどうかを判定し（図１１：ステップＳ４４２）、終了していれば、全ての検査結果により得られた最大階調差の中での最小値である最小最大階調差を求め（図１１：ステップＳ４４３）、逆に終了していなければ、次のマスター区域Ｍ11〜ＭBBのマスターデータと検査区域Ｐ0のオブジェクトデータとの比較を行う（図１１：ステップＳ４４４）。
【００７２】
ここで、ステップＳ４４４の比較とは画素ごとに階調差の絶対値を算出することであり、そのうちの最大階調差を保存する（図１１：ステップＳ４４７）。
【００７３】
図１０に戻り、つぎに、ステップＳ４４３（図１１）で求められた最小最大階調差が判定しきい値以上であるか否かを判定し（図１０：ステップＳ４５）、ＹＥＳであれば指定されたブロックの検査結果を「欠陥有り」とし（図１０：ステップＳ４６）、ＮＯであれば検査結果を「欠陥無し」とする（図１０：ステップＳ４７）。
【００７４】
全てのブロックに対して上記ステップが行われると、ステップＳ４の処理が終了する。
【００７５】
図９に戻って、つぎに、検査結果が「欠陥有り」か「欠陥無し」かを判断し（ステップＳ５）、検査結果が「欠陥無し」（全てのブロックにおいて欠陥無し）と判定された場合にはステップＳ１に戻り、「欠陥有り」（何れかのブロックにおいて欠陥有り）と判定された場合にはステップＳ６に進む。
【００７６】
つぎに、検査結果に応じて欠陥部分の画像をモニター１８に表示し、オペレータがそれを確認する（ステップＳ６）。そして、オペレータはそれが欠陥であるかどうか等を確認して対処する。
【００７７】
つぎに、全ての被検査物（オブジェクトパターン）に対して検査が終了したかどうかを判定し（ステップＳ７）、終了していなければステップＳ１に戻り、終了していれば欠陥検査を終了する。
【００７８】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、オブジェクトパターンおよびマスターパターンのそれぞれの多値画像信号同士を比較して欠陥検出を行なうため、画像信号の２値化を行う必要がなく、したがって量子化誤差を含まないので、量子化誤差を欠陥として検出することなく、かつ１画素程度の欠陥を検出することができるため、高精度な欠陥検出を行うことができる。また、「揺すらせ法」により欠陥を検出するので被検査物の正確な位置合わせを行うことなく、高精度な欠陥検出を行うことができる。
【００７９】
また、マスターパターンの多値画像データに対して補間して１画素のサイズより小さい幅の「揺すらせ法」を行うことができるので、正確な位置合わせを行うことなく、さらに高精度な欠陥検出を行うことができる。
【００８０】
また、２次元の直交軸のそれぞれの方向について補間を行ったマスターパターンを用いて検査するので、２次元的な位置ずれがある場合にも、正確な位置合わせを行うことなく確実に欠陥を検出することができる。
【００８１】
また、マスターパターンに対して補間するので、オブジェクトパターンを補間する場合に比べて、オブジェクトパターンに１画素程度の欠陥が生じている場合にも誤検出を抑えて高精度な欠陥検出を行うことができる。
【００８２】
さらに、各マスター区域Ｍ11〜ＭBBにおいて、最大階調差を保持するため、判定しきい値の設定を変化させることによって、検査精度の変更を容易に行えるので、メンテナンス性の良い装置とすることができる。
【００８３】
＜３．第２の実施の形態＞
第１の実施の形態のパターン欠陥検査装置では１画素サイズのウィンドウを用いるものであったが、第２の実施の形態のパターン欠陥検査装置はウィンドウを２×２画素のものを用いるものである。そのため、第２の実施の形態の装置では欠陥検査部１６における比較部１６ｂの各比較検出ブロックＢijの詳細比較ブロックＣijのそれぞれの構成が異なるものとなっている。また、図５の欠陥検査部１６の遅延部１６ａにおいてオブジェクトデータＯＤをそのままオブジェクトデータＯＤ１とするとともに、図示しない遅延回路によりそれを１ライン分遅延させてオブジェクトデータＯＤ２として、それぞれ比較部１６ｂに入力する構成となっている。なお、その他の構成は第１の実施の形態の装置と同様である。
【００８４】
図１３は第２の実施の形態における詳細比較ブロックＣijの具体的回路構成を示す図である。以下、図１３並びに図６および図７を用いて第２の実施の形態の装置によるパターン欠陥検出について説明する。
【００８５】
詳細比較ブロックＣijにオブジェクトデータＯＤ１とマスターデータＭＤ１が入力されると、階調差算出回路Ｄａ１はそれらの階調差の絶対値を算出し、加算回路Ｄｅに送信するとともに、ラッチ回路Ｄｄ１にその値をラッチさせる。
【００８６】
次のオブジェクトデータＯＤ１とマスターデータＭＤ１が階調差算出回路Ｄａ１に入力されたときも、同じく両データの階調差の絶対値を算出し、加算回路Ｄｅに送信するとともに、ラッチ回路Ｄｄ１にラッチさせる。このとき、それまでラッチ回路Ｄｄ１ にラッチされていた前の画素のデータは、加算回路Ｄｅに出力される。これにより、主走査方向に連続する２画素分のオブジェクトデータＯＤ１とマスターデータＭＤ１の階調差の絶対値が加算回路Ｄｅに入力されたことになる。
【００８７】
同様に、上記オブジェクトデータＯＤ１とマスターデータＭＤ１に対してそれぞれ１ライン分遅延を受けたオブジェクトデータＯＤ２とマスターデータＭＤ２が順次階調差算出回路Ｄａ２に入力され、それらの階調差の絶対値が加算回路Ｄｅに送信されるとともに、ラッチされていたオブジェクトデータＯＤ２およびマスタデータＭＤ２の階調差の絶対値が加算回路Ｄｅに送信される。
【００８８】
以上のようにして２×２画素のウィンドウに相当する両データの階調差の絶対値が加算回路Ｄｅに入力され、加算回路Ｄｅではこれらの和を算出して選択出力回路Ｄｂに送信する。
【００８９】
選択出力回路Ｄｂでは階調差の絶対値の和が入力されると、最大階調差保持回路Ｄｃに保存されていた階調差の絶対値の和の最大値を読み出して、両者の比較を行う。そして、小さくない方のデータを最大階調差保持回路Ｄｃに送出する。このようにして、最大階調差保持回路Ｄｃは選択出力回路Ｄｂから出力された値を順次最大値として保持しておき、最終的に得られたその詳細比較ブロックＣijにおける各ウィンドウ内での階調差の絶対値の和の最大値である最大階調差を出力する。
【００９０】
以上においてシフトレジスタの中のデータが右へシフトされることは、図１に示す検査ウィンドウＷ，Ｗ'が右へ走査されていくことを意味し、したがって、当該詳細比較ブロックＣijに入力されるパターン全域の走査の終了時に出力される最大階調差は、図１において、それに対応するオブジェクトパターンとマスターパターンとの位置関係において得られた最大階調差となり、これがすべての詳細比較ブロックＣijから出力されて、最小差選択回路Ｃｂ（図９参照）に集められ、そこで最小最大階調差候補が出力され、さらにはそれがすべての比較検出ブロックＢij（図６参照）から出力されて最小差決定回路Ｂａに集められ、そこでそのうちの最小のものである最小最大階調差が求められる。そして、得られた最小最大階調差は欠陥判定回路Ｂｂに送信され、そこで判定しきい値と比較されて第１の実施の形態と同様にして欠陥の検出が行われる。これにより、図１に示す検査区域Ｐ0とマスター区域Ｍ11〜ＭBBのすべてとの比較処理を行ったことになる。そして、このような判定をすべての被検査画像の全ブロックに対して行うことで被検査物全体の欠陥検査を行うのである。
【００９１】
このような構成によりこの装置ではウィンドウサイズを２×２画素として欠陥検出を行っている。ところで、図１２（ｃ）の欠陥ｄ１〜ｄ３のような１画素単位ではその階調差がしきい値を越えない複数画素サイズの欠陥がオブジェクトパターンに存在する場合がある。これは、アナログ画像信号をデジタル化した場合に画素の境界に欠陥の中心が位置していた場合に生じやすい。このような場合に第１の実施の形態の装置ではウィンドウを１画素のものとしていたので、このような欠陥ｄ１〜ｄ３は検出できないことになるが、第２の実施の形態ではウィンドウサイズを２×２画素とし、ウィンドウ内の各画素におけるオブジェクトデータとマスターデータとの階調値の差の絶対値の和をとって、それを判定しきい値と比較して欠陥を検出しているのでこのような欠陥ｄ１〜ｄ３も検出することができる。
【００９２】
また、このような効果のほか第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態における「１画素程度の欠陥を検出することができる」という効果以外の効果を得ることができる。
【００９３】
＜４．第３の実施の形態＞
第１の実施の形態の装置は階調差の絶対値の最大値を各ブロックＣijで求め、そのうちの最小値である最小最大階調差を判定しきい値と比較することによって欠陥を検出するものとしたが、第３の実施の形態では各比較検出ブロックＢijにおいて階調差の絶対値を判定しきい値と比較して得られた結果を保持し、それらを集めて論理積演算することにより欠陥検出結果を得るものである。そのため、第３の実施の形態の装置では欠陥検査部１６における比較部１６ｂの構成が異なるものとなっている。なお、その他の構成は第１の実施の形態の装置と同様であり、ウィンドウも１画素サイズである。以下、第３の実施の形態の装置における比較部１６ｂの構成およびそれを用いた欠陥検出処理について説明する。
【００９４】
図１４は第３の実施の形態であるパターン欠陥検査装置の欠陥検査部１６の比較部１６ｂの概略回路構成を示す図であり、図１５は図１４の比較部１６ｂの比較検出ブロックＢij（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜３）の具体的回路構成を示す図であり、さらに、図１６は図１５における詳細比較ブロックＣijの具体的回路構成を示す図である。
【００９５】
図１６に示すように詳細比較ブロックＣijは入力されたマスタデータＭＤおよびオブジェクトデータＯＤの階調差の絶対値を求め判定回路Ｄｆに送信する。
【００９６】
判定回路Ｄｆは送信された信号を判定しきい値と比較し、判定しきい値未満ならそのオブジェクトデータＯＤとマスタデータＭＤとが一致したとして「０」を、判定しきい値以上であれば両データが不一致であるとして「１」を結果信号としてＯＲゲートＤｇに送信する。
【００９７】
ＯＲゲートＤｇには判定回路Ｄｆからの結果信号とともに結果保持回路Ｄｈに保持されていたそれまでの結果信号が入力され、それら結果信号の論理和演算を行い、その出力は結果保持回路Ｄｈに保持される。結果保持回路Ｄｈは、一度「１」の結果信号が入力されると、検査対象となっているブロックについての検査（比較）が終了するまで、その状態を保持する。
【００９８】
図１５において各詳細比較ブロックＣijより得られた上記結果信号はＡＮＤゲートＣｃに集められて論理積演算が行われ、その結果信号がＡＮＤゲートＢｃ（図１４）に出力される。
【００９９】
図１４において各比較検出ブロックＢijから出力された上記結果信号はＡＮＤゲートＢｃに集められて論理積演算が行われ、その結果が最終的な検査結果信号として出力される。
【０１００】
これにより、図１に示す検査区域Ｐ0とマスターパターン区域Ｍ11〜ＭBBのすべてとの比較処理により得られた結果信号の論理積演算を行ったことになるので、検査区域Ｐ0とマスター区域Ｍ11〜ＭBBのうちのいずれかとの比較で、両パターンが一致している（結果信号「０」）と判定されれば、検査結果信号も「０」となり、検査区域Ｐ0には欠陥無しと判定することになり、逆に両区域のすべての比較において両パターンが不一致（結果信号「１」）と判定されれば、検査結果信号も「１」となり、検査区域Ｐ0には欠陥有りと判定することになる。そして、このような判定をすべての被検査画像の全てのブロックに対して行うことで被検査物全体の欠陥検査を行うのである。
【０１０１】
以上、説明したように第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態における「メンテナンス性の良い装置とすることができる」という効果以外の効果を得ることができるのに加えて、１ビットの結果信号のみをマスター区域Ｍ11〜ＭBBのそれぞれに対して保持するため、保持回路の容量が少なくて済む。
【０１０２】
＜５．第４の実施の形態＞
第３の実施の形態のパターン欠陥検査装置では１画素サイズのウィンドウを用い、かつ、各詳細比較ブロックＣijが結果信号のみ出力するものであったが、第４の実施の形態のパターン欠陥検査装置はウィンドウを２×２画素のものを用い、かつ各詳細比較ブロックＣijが結果信号のみ出力するものである。そのため、第４の実施の形態の装置では欠陥検査部１６の遅延部１６ａにおける比較部１６ｂの各比較検出ブロックＢijの各詳細比較ブロックＣijの構成が異なるものとなっている。なお、その他の構成は第３の実施の形態の装置と同様である。
【０１０３】
図１７は第４の実施の形態における詳細比較ブロックＣijの具体的回路構成を示す図である。以下、図１７（並びに図１４および図１５）を用いて第４の実施の形態の装置における回路構成およびその装置によるパターン欠陥検出について説明する。
【０１０４】
詳細比較ブロックＣijにオブジェクトデータＯＤ１とマスターデータＭＤ１が入力されると、階調差算出回路Ｄａ１はそれらの階調差の絶対値を算出し、判定回路Ｄｆ１に送信する。
【０１０５】
判定回路Ｄｆ１では得られた階調差の絶対値と判定しきい値とを比較し、判定しきい値未満なら一致信号「０」を、判定しきい値以上であれば不一致信号「１」を結果信号としてラッチ回路Ｄｄ１にラッチさせるとともに、その結果信号を直接ＡＮＤゲートＤｋに送信する。
【０１０６】
つぎのオブジェクトデータＯＤ１とマスターデータＭＤ１との比較による結果信号がラッチ回路Ｄｄ１に入力されたときも、同じく両データによる結果信号を求めてＡＮＤゲートＤｋに送信するとともに、ラッチ回路Ｄｄ１にラッチさせる。このとき、それまでラッチ回路Ｄｄ１ にラッチされていた前の画素の結果信号は、ＡＮＤゲートＤｋに出力される。これにより、主走査方向に連続する２画素分のオブジェクトデータＯＤ１とマスターデータＭＤ１を比較した結果信号がＡＮＤゲートＤｋに入力されたことになる。
【０１０７】
同様に、上記オブジェクトデータＯＤ１とマスターデータＭＤ１に対してそれぞれ１ライン分遅延を受けたオブジェクトデータＯＤ２とマスターデータＭＤ２が順次階調差算出回路Ｄａ２に入力され、それらの階調差の絶対値が判定回路Ｄｆ２に送信される。そして判定回路Ｄｆ２により得られた上記と同様の結果信号は、その一部が直接ＡＮＤゲートＤｋに送信されるとともに、その他はラッチ回路Ｄｄ２にラッチされ、それとともに、ラッチ回路Ｄｄ２にラッチされていた前の画素の結果信号はＡＮＤゲートＤｋに送信される。
【０１０８】
以上のようにして２×２画素のウィンドウに相当する両データの各画素についての結果信号はＡＮＤゲートＤｋに入力されて論理積演算を受け、その演算結果を表す結果信号が保持回路Ｄｊに出力される。保持回路Ｄｊは、一度「１」の結果信号が入力されると、検査対象となっているブロックについての検査が終了するまで、その状態を保持する。
【０１０９】
以上により、図１に示す検査ウィンドウＷ，Ｗ'が右へ走査されながら結果信号が出力されることになる。したがって、当該詳細比較ブロックＣijに入力されるパターン全域の走査の終了時に出力される結果信号は、図１において、それに対応するオブジェクトパターンとマスターパターンとの位置関係において得られた結果信号となり、これがすべての詳細比較ブロックＣijから出力されて、ＡＮＤゲートＣｃ（図１５参照）に集められて論理積演算が行われ、さらにはそれがすべての比較検出ブロックＢij（図１４参照）から出力されてＡＮＤゲートＢｃに集められ、そこでさらに論理積演算を施されて最終的な検査結果信号が出力される。
【０１１０】
これにより、図１に示す検査区域Ｐ0とマスター区域Ｍ11〜ＭBBのすべてとの比較処理を行ったことになる。そして、このような判定をすべての被検査画像の全ブロックに対して行うことで被検査物全体の欠陥検査を行うのである。
【０１１１】
以上説明したように、第４の実施の形態によれば、第２の実施の形態における「メンテナンス性の良い装置とすることができる」という効果以外の効果を得ることができる。
【０１１２】
＜６．変形例＞
上記第１〜第４の実施の形態においてパターン欠陥検出装置およびそれによるパターン欠陥検出処理の一例を示したが、この発明はこれに限られるものではない。
【０１１３】
また、上記第１および第３の実施の形態では、ウィンドウを１画素サイズのものとし、第２および第４の実施の形態ではウィンドウを２×２画素のものとしたが、３×３画素以上の大きさのものとしてもよく、さらにはその形状も２×３画素のように正方形でなくともよい。また、第１および第２の実施の形態の回路構成をいずれも備えるものとして、操作部１９を通じてウィンドウを１画素のものと２×２画素のものとを切替えられるものとしてもよい。
【０１１４】
また、上記第１〜第４の実施の形態では欠陥検査部１６内の回路によりパターン欠陥検出処理を行うものとしたが、ＣＰＵ、メモリ等を設けてソフトウェア的に行うものとしてもよい。
【０１１５】
また、第１〜第４の実施の形態では、０．２画素単位で偏位させたマスター区域Ｍ11〜ＭBBにより「揺すらせ法」による比較検査を行うものとしたが、０．１画素単位等の０画素以上からの揺すらせの単位のものとしてもよい。
【０１１６】
さらに、第１ないし第４の実施の形態ではマスターパターンの補間を線形補間により行うものとしたが、多項式補間、スプライン補間等、補間方法は任意である。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および請求項２ないし請求項６の発明によれば、オブジェクトパターンおよびマスターパターンのそれぞれの多値画像信号同士を比較して欠陥検出を行なうため、画像信号の２値化を行う必要がなく、したがって量子化誤差を欠陥として検出することなく、かつ１画素程度の欠陥を検出することができるため、高精度な欠陥検出を行うことができる。
【０１１８】
また、マスターパターンの拡張区域にわたって２次元的に１画素のサイズより小さい単位量づつ所定量だけ位置ずれした複数のマスター区域の多値画像信号と、オブジェクトパターンの検査区域の多値画像信号とを、前記複数のマスター区域毎にそれぞれ比較して欠陥検出を行うため、被検査物の正確な位置合わせを行うことなく、高精度な欠陥検出を行うことができる。
【０１１９】
また、とくに、請求項３の発明によれば、マスターパターンの多値画像信号に対して補間することにより、１画素のサイズより小さい単位量ずつ所定量だけ位置ずれした複数のマスター区域の多値画像信号を得て、それらとオブジェクトパターンの検査区域内の多値画像信号と比較するので、正確な位置合わせを行うことなく、さらに高精度な欠陥検出を行うことができる。
【０１２０】
また、とくに、請求項４の発明によれば、２次元の直交軸のそれぞれの方向について補間を行って得られた複数のマスターパターン区域の多値画像信号を用いて検査するので、２次元的な位置ずれがある場合にも、正確な位置合わせを行うことなく確実に欠陥を検出することができる。
【０１２１】
また、とくに、請求項５の発明によれば、階調差の絶対値のうちの最大値を複数のマスター区域のそれぞれに対して求めて保持し、それら最大値のうちの最小値を選択し、その最小値としきい値とを比較して欠陥検出するので、しきい値の設定を変化させることによって、検査精度の変更を容易に行えるので、メンテナンス性の良い装置とすることができる。
【０１２２】
また、とくに、請求項６の発明によれば、複数のマスター区域のそれぞれに対する比較結果を保持して、保持された比較結果をもとに欠陥検出を行うので、記憶容量が少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るパターン欠陥検出の「揺すらせ法」をイメージ的に示した図である。
【図２】実施の形態における１画素未満単位で偏位した多値画像信号の概念を説明するための図である。
【図３】１画素未満単位の偏位画像信号を用いてパターンマッチングを行った例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態のオブジェクトパターンとマスターパターンにおける検査エリアを説明する図である。
【図５】第１の実施の形態のパターン欠陥検出装置の概略構成を示す図である。
【図６】第１の実施の形態のパターン欠陥検出装置における比較部の概略回路構成を示す図である。
【図７】第１の実施の形態における比較検出ブロックの具体的回路図である。
【図８】第１の実施の形態における詳細比較ブロックの具体的回路構成を示す図である。
【図９】第１の実施の形態における欠陥検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図９の比較検査処理手順を詳細に説明するフローチャートである。
【図１１】図１０のパターンマッチング処理を詳細に説明するフローチャートである。
【図１２】オブジェクトパターンを補間した場合の検出誤差の発生を説明するための図である。
【図１３】第２の実施の形態における詳細比較ブロックの具体的回路構成を示す図である。
【図１４】第３の実施の形態のパターン欠陥検査装置の欠陥検査部の比較部の概略回路構成を示す図である。
【図１５】図１４の比較部の比較検出ブロックの具体的回路構成を示す図である。
【図１６】図１５における詳細比較ブロックの具体的回路構成を示す図である。
【図１７】第４の実施の形態における詳細比較ブロックの具体的回路構成を示す図である。
【図１８】従来のパターンマッチング法によるパターン欠陥検査の処理概要を説明するための図である。
【符号の説明】
８  ＣＣＤラインセンサ（入力する手段）
１５  メモリ
１６  欠陥検査部
１６ａ  遅延部（抽出手段）
１６ｂ  比較部
Ｂ11〜Ｂ33  比較検出ブロック（Ｂａ，Ｂｂと併せて比較手段）
Ｂａ  最小差決定回路
Ｂｂ  欠陥判定回路
Ｃ11〜Ｃ55  詳細比較ブロック
Ｃａ  画像補間部
Ｃｂ  最小差選択回路
Ｄａ，Ｄａ１，Ｄａ２  階調差算出回路
Ｄｂ  選択出力回路
Ｄｃ  最大階調差保持回路
Ｄｅ  加算回路
Ｄｆ，Ｄｆ１，Ｄｆ２  判定回路
Ｄｈ  結果保持回路
Ｍ11〜ＭBB  マスター区域
Ｐ0    検査区域
Ｗ，Ｗ’  欠陥検査ウィンドウ
【図１】
0004105295.tif 000002
【図２】
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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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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