(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に形成される加工部を周期的に繰り返して配設した周期性パターンを有するワーク、又は、基材上に形成される加工部を配設する時の配設ピッチがワークの中心部から外に向かうにつれて徐々に変化するパターンを有するワークを検査するパターンの欠陥検査方法であって、前記加工部を解像するように撮影する工程と、当該撮影により得られる多値画像をメモリに記録する工程と、当該記録された多値画像を所定のスライスレベルで２値化処理を行う工程と、当該２値化処理された２値化データに基づき、２値画像上の連結領域に順に番号をつける処理であるラベリング処理を行う工程と、当該ラベリング処理により得られたラベル結果に基づいて同じラベルを構成する画素のアドレスを求める工程と、当該アドレスに対応する前記記録された多値画像の画素値を演算処理する工程と、この演算結果に基づいた代表値をメモリ上に展開する工程と、当該展開した代表値に対して微分処理を行う工程と、当該微分処理の結果に対してスライスレベルとの比較により欠陥を抽出する工程と、を有することを特徴とする周期性パターンの欠陥検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の演算処理する工程において、同一ラベルを構成する画素アドレスに対応する多値画像の各画素値を加算処理してラベル毎の総和を算出することを特徴とする周期性パターンの欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項１記載の演算処理する工程において、同一ラベルを構成する画素アドレスに対応する多値画像の画素値のうちで、加工部の輪郭アドレスに対応する多値画像の画素値の総和を算出することを特徴とする周期性パターンの欠陥検査方法。
【請求項４】
基材上に形成される加工部を周期的に繰り返して配設した周期性パターンを有するワーク、又は、基材上に形成される加工部を配設する時の配設ピッチがワークの中心部から外に向かうにつれて徐々に変化するパターンを有するワークを検査するパターンの欠陥検査装置であって、前記加工部を解像するように撮影する撮影部と、当該撮影により得られる多値画像を記録する第１のメモリと、当該第１のメモリに記録された多値画像を所定のスライスレベルで２値化処理を行う２値化処理部と、当該２値化処理部によって得られた２値化データを記録する第２のメモリと、当該第２のメモリに記録された２値化データに基づき、２値画像上の連結領域に順に番号をつける処理であるラベリング処理を行うラベリング処理部と、当該ラベリング処理部によって得られたラベル結果に基づいて同じラベルを構成する画素のアドレスを求め、当該アドレスに対応する前記多値画像の画素値を演算処理して代表値とする演算処理部と、当該演算処理した結果に基づいた代表値をメモリに展開する第３のメモリと、当該メモリに展開した代表値に対して微分処理を行う微分処理部と、当該微分処理の結果に対してスライスレベルとの比較により欠陥を抽出する欠陥判別部と、を有することを特徴とする周期性パターンの欠陥検査装置。
【請求項５】
請求項４記載の演算処理部が、同一ラベルを構成する画素アドレスに対応する多値画像の各画素値を加算処理してラベル毎の総和を算出することを特徴とする周期性パターンの欠陥検査装置。
【請求項６】
請求項４記載の演算処理部が、同一ラベルを構成する画素アドレスに対応する多値画像の画素値のうちで加工部の輪郭アドレスに対応する多値画像の画素値の総和を算出することを特徴とする周期性パターンの欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材上に形成される加工部を周期的に繰り返して配設した周期性パターンを有するワーク、又は、基材上に形成される加工部を配設する時の配設ピッチがワークの中心部から外に向かうにつれて徐々に変化するパターンを有するワークを検査する周期性パターンの検査方法と装置に関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】
従来からシャドウマスク等の周期性パターンをＣＣＤカメラで撮影して、この撮影画像に基づいて画像処理を行い検査対象のワークの欠陥を検出する検査方法及び装置が種々提案されている。
しかしながら、シャドウマスク等の周期性パターンをＣＣＤカメラで撮影するとＣＣＤセンサの画素ピッチと検査対象であるワークの加工部のピッチ（シャドウマスクの場合は孔部のピッチ）との間の干渉によりモアレを生じ、このモアレが周期性パターン検査の際に検出精度を低下させるという問題を引き起こしていた。
【０００３】
近年、シャドウマスクに求められる得意先からの要求品質の高まりと共に、更なる欠陥検出の高精度化が強く望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、撮影手段であるＣＣＤカメラ内に配置されたＣＣＤセンサの画素ピッチと検査対象であるワークの加工部のピッチ（シャドウマスクの場合は孔部のピッチ）との間の干渉により生じるモアレによって検出感度の低下をおこすことなく、高感度な欠陥検出を実現するパターンの欠陥検査方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のパターンの欠陥検査方法は、基材上に形成される加工部を周期的に繰り返して配設した周期性パターンを有するワーク、又は、基材上に形成される加工部を配設する時の配設ピッチがワークの中心部から外に向かうにつれて徐々に変化するパターンを有するワークを検査するパターンの欠陥検査方法であって、前記加工部を解像するように撮影する工程と、当該撮影により得られる多値画像をメモリに記録する工程と、当該記録された多値画像を所定のスライスレベルで２値化処理を行う工程と、当該２値化処理された２値化データに基づき、２値画像上の連結領域に順に番号をつける処理であるラベリング処理を行う工程と、当該ラベリング処理により得られたラベル結果に基づいて同じラベルを構成する画素のアドレスを求める工程と、当該アドレスに対応する前記記録された多値画像の画素値を演算処理する工程と、この演算結果に基づいた代表値をメモリ上に展開する工程と、当該展開した代表値に対して微分処理を行う工程と、当該微分処理の結果に対してスライスレベルとの比較により欠陥を抽出する工程と、を有することを特徴とする。
【０００６】
上記演算処理する工程において、演算処理する工程において、同一ラベルを構成する画素アドレスに対応する多値画像の各画素値を加算処理してラベル毎の総和を算出することがさらに望ましい。
【０００７】
上記演算処理する工程において、同一ラベルを構成する画素アドレスに対応する多値画像の画素値のうちで、加工部の輪郭アドレスに対応する多値画像の画素値の総和を算出することがさらに望ましい。
【０００８】
本発明のパターンの欠陥検査装置は、基材上に形成される加工部を周期的に繰り返して配設した周期性パターンを有するワーク、又は、基材上に形成される加工部を配設する時の配設ピッチがワークの中心部から外に向かうにつれて徐々に変化するパターンを有するワークを検査するパターンの欠陥検査装置であって、前記加工部を解像するように撮影する撮影部と、当該撮影により得られる多値画像を記録する第１のメモリと、当該第１のメモリに記録された多値画像を所定のスライスレベルで２値化処理を行う２値化処理部と、当該２値化処理部によって得られた２値化データを記録する第２のメモリと、当該第２のメモリに記録された２値化データに基づき、２値画像上の連結領域に順に番号をつける処理であるラベリング処理を行うラベリング処理部と、当該ラベリング処理部によって得られたラベル結果に基づいて同じラベルを構成する画素のアドレスを求め、当該アドレスに対応する前記多値画像の画素値を演算処理して代表値とする演算処理部と、当該演算処理した結果に基づいた代表値をメモリに展開する第３のメモリと、当該メモリに展開した代表値に対して微分処理を行う微分処理部と、当該微分処理の結果に対してスライスレベルとの比較により欠陥を抽出する欠陥判別部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
上記演算処理部が、同一ラベルを構成する画素アドレスに対応する多値画像の各画素値を加算処理してラベル毎の総和を算出することがさらに望ましい。
【００１０】
上記演算処理部が、同一ラベルを構成する画素アドレスに対応する多値画像の画素値のうちで加工部の輪郭アドレスに対応する多値画像の画素値の総和を算出することがさらに望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、周期性パターンとしてシャドウマスクを用いた場合について説明する。
【００１２】
それではまず、装置全体を説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る周期性パターンの欠陥検査装置の全体構成を説明するための図である。検査対象としてシャドウマスクを用い、透過照明にて行った検査装置である。
【００１３】
図４において、検査対象であるシャドウマスク４４を搬送装置４３上に載置して、搬送制御コントローラー４６にて搬送装置４３を矢印の方向に移動させる。そして、シャドウマスク４４を載置した搬送装置４３をＣＣＤラインセンサカメラ４１の下方を通過させる。その際、シャドウマスク４４を線状光源４２で搬送装置４３の下方から照明して、その搬送装置４３に載置されたシャドウマスク４４の孔部を透過する透過光をＣＣＤラインセンサカメラ４１で撮影する。
もちろん、搬送装置は、線状光源の光を通過させて装置上に載置されたシャドウマスク４４を照明する構造になっている。
【００１４】
前記撮影により得られたシャドウマスク４４の孔部の透過光による信号を画像処理装置４５で画像処理して欠陥検査を行う。この検査結果は、マン・マシンインターフェース４７に表示する。また、この実施の形態ではマン・マシンインターフェース４７は搬送制御装置を兼ねている。
【００１５】
本発明の実施の形態における装置においては、ＣＣＤラインセンサカメラにより撮影する画像は透過画像を用いたが、撮影する画像は透過画像でも反射画像でもよい。
【００１６】
すなわち、パターンを撮影して得られる画像は、シャドウマスク等のワークに対して一方の側にＣＣＤカメラ等の撮影部を配置して、もう一方の側に照射光源を配置して、照射した光がシャドウマスク等のワークに形成された貫通した加工部（シャドウマスクでは孔部）の透過画像であってもよい。また、シャドウマスク等のワークに対して一方の側にＣＣＤカメラ等を配置して、同じ側に照射光源を配置して、照射した光がシャドウマスク等のワークにより反射された反射画像でもよい。
【００１７】
続けて、図４にて示した検査装置の画像処理部にて実施している本発明の検査方法を図１を用いて説明する。ここで用いる図１は本発明の実施の形態に係るパターンの欠陥検査方法を説明するための図である。
【００１８】
図１に示す検査方法について説明する。
ステップ１（Ｓ１）において、前記検査対象であるシャドウマスクを加工部である孔部を解像する程度の解像度でＣＣＤカメラで撮影する。この実施の形態では、１つの孔部をＣＣＤラインセンサカメラのセンサ画素が５×５の２５画素に対応するように撮影する。もちろん、これに限るわけではない。ただし、これより、粗く４画素（２×２）とか１画素程度ではモアレの発生で高精度の検査が出来なくなってしまう。また、逆に画素数が多すぎては１孔部当たり１００００画素以上では検査等の画像処理時間が多くかかる為、高精度の検査できるが、あまり実用的ではない。
【００１９】
ステップ２（Ｓ２）において、当該撮影により得られる多値画像を第１の画像メモリに記録する。
ステップ３（Ｓ３）において、前記多値画像を必要に応じて設定できる所定のスライスレベルで２値化処理を行う。ここでは前記Ｓ２の第１の画像メモリと異なる第２の画像メモリに記録する。ただし、これらの多値画像データや２値画像データは、後に利用する多値画像データが無くならないように保存できればよい。また、孔部の輪郭の周辺は設定するスライスレベルにより２値化される領域が変化する。このスライスレベルは予めテストにより求めておく。
【００２０】
ステップ４（Ｓ４）において、当該２値化処理された２値化データに基づきラベリング処理を行う。ラベリング処理は、２値画像上の連結領域に順に番号をつける処理のことをいう。番号は画像データとしてメモリに記憶する。そして、処理結果をラベル画像という。
ステップ５（Ｓ５）において、当該ラベリング処理により得られたラベル画像に示された前記処理結果（ここでは、ラベル結果と呼ぶ）に基づいて同じラベルを有する画素のアドレスを求める。
【００２１】
ステップ６（Ｓ６）において、当該アドレスに対応する前記多値画像の画素値を演算処理する。具体的には、ここでは２種類あるので以下に説明する。
【００２２】
第１の演算処理は、Ｓ６の演算処理が、前記アドレスに対応する多値画像の画素値を加算処理してラベル毎の総和を算出し、当該総和を前記シャドウマスクの孔部の代表値として決める。もっとも前記総和により求めた平均値を代表値としてもよい。
【００２３】
第２の演算処理は、Ｓ６の演算処理が、前記アドレスに対応する多値画像の画素値を加算処理してシャドウマスクの孔部の輪郭の総和を算出し、当該総和に基づいて前記シャドウマスクの孔部の代表値として決める。もちろん、前記孔部の輪郭の総和により求めた平均値を代表値としてもよい。
【００２４】
ステップ７（Ｓ７）において、この演算結果に基づいた代表値を画像メモリ上に２次元に展開する。つまり、ラベル結果に基づいて、シャドウマスクの孔部のパターンの順番に第３の画像メモリ上に孔部の代表値を展開する。
【００２５】
さらに、Ｓ６とＳ７との説明を図２を用いて行う。
図２（ａ）には、シャドウマスクの孔部２１のパターン（一部）を撮影した画像をメモリ２２の上に重ね合わせたイメージである。ここでは１４個の孔部がある。この孔部２１の画像と重なるように縦横に描画されている罫で示される領域がメモリ２２であり、罫で囲まれた「□」が１画素分のメモリを示す画素２３である。
【００２６】
ラベリング処理を行うと連結した領域である孔部２１毎にひとつのラベル２４（例えば、「１」）が付与されて、この孔部に対応するメモリ２２上の画素に前記ラベルが記録される。ここでは孔部は１４個あるのでそれぞれの孔部２１毎にラベル「１」からラベル「１４」までが付与される。そして、この同じラベルの付与された画素のアドレスに基づいて、既に撮影されて第１の画像メモリに記録されている多値画像の画素値を加算することで総和を得る。これを孔部の代表値としている。
【００２７】
図２（ａ）に示す孔部２１毎に対応して、図２（ｂ）に示す第３の画像メモリ２５上の記憶領域２６が２次元で準備してある。すなわち、当該記憶領域２６は孔部２１の配列順に従って利用する。
前記総和（孔部２１の代表値）を第３の画像メモり２５の中に孔部２１の配列順に従って転送して第３の画像メモリ２５上の記憶領域２６に記録して２次元に展開する。
【００２８】
ステップ８（Ｓ８）において、当該２次元に展開した代表値に対して微分処理を行う。特に微分処理は限定するものはないが、ここでは、隣接画像との差分を求める演算を行っている。
ステップ９（Ｓ９）において、当該微分処理の結果に対してあらかじめ設定しておいたスライスレベルによるスライス処理を行い欠陥を抽出する。
【００２９】
このようなステップを行うことによりシャドウマスク等の周期性パターンに発生する欠陥を高精度で検査することが可能となる。
【００３０】
次に、図３に基づいて本検査装置のブロック図を説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る周期性パターンの欠陥検査装置のブロック構成を説明するための図である。
【００３１】
本検査装置の入力部３１であるＣＣＤカメラにてシャドウマスク透過像の撮影を行う。撮影信号をＡ／Ｄ変換部３２にてデジタル画像データ（多値画像データ）に変換した後、多値画像データとして画像メモリ３００に蓄える。画像メモリは複数枚の画像メモリ基板として準備してあり、ここではその１枚の画像メモリ基板を利用する。
【００３２】
前記多値画像を２値化処理部３３にて予め設定されている所定のスライスレベルにて２値化処理を行う。これにより求められた２値化データに基づきラベリング処理部３４にて画像の連結領域に番号を付してメモリに記録する。
【００３３】
加算処理部３５において、ラベリング処理によって得られたラベル結果に基づいて同じラベルを構成する連結領域の画素のアドレスを求め、当該アドレスに対応する前記多値画像の画素値を加算処理して代表値として連結領域毎の総和を算出する。ここでは、既に述べたように、前記算出する値はラベル結果が付された孔部の輪郭を構成するアドレスの値の総和でも良い。
【００３４】
前記加算処理部３５により算出した画素値の総和を個々の連結領域（孔部）の代表値とした画像として画像メモリ３００上の１枚の画像メモリ基板に２次元で展開する。当該画像を得た時点でモアレの影響を排除した画像が得られている。良否判定部３７において、前記画像に微分処理を施して欠陥部を強調して、あらかじめ設定されたスライスレベルにより欠陥抽出を行う。
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明を実施する事で周期パターンを撮影するＣＣＤセンサの画素ピッチとシャドウマスクの孔のピッチの間の干渉により生ずるモアレによる感度低下に影響されることなく高精度な欠陥検出が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る周期性パターンの欠陥検査方法を説明するための図
【図２】本発明の実施の形態に係る周期性パターンの欠陥検査方法を説明するための図（ａ）ラベリング処理後のイメージを説明するための図
（ｂ）欠陥抽出する時のメモリ内の画像を説明するための図
【図３】本発明の実施の形態に係る周期性パターンの欠陥検査装置のブロック構成を説明するための図
【図４】本発明の実施の形態に係る周期性パターンの欠陥検査装置の全体構成を説明するための図
【符号の説明】
３０…画像処理ＣＰＵ
３１    …入力部
３２    …Ａ／Ｄ変換部
３３    …２値化処理部
３４    …ラベリング処理部
３５    …加算処理部
３６    …微分処理部
３７    …良否判定部
３８    …画像処理装置
３９    …出力部
３００  …画像メモリ
【図１】
0004220061.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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