JP7745429B2 - Inspection device, inspection method, and inspection program - Google Patents
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Description
本発明は、物品の画像検査を行う検査装置、検査方法、及び検査プログラムに関する。 The present invention relates to an inspection device, an inspection method, and an inspection program for performing image inspection of objects.
物品の製造過程においては、連続して製造される複数の物品に同様の欠陥が生じることがある。例えば、LD(Laser Diode)チップの製造過程においては、吸着ヘッドを用いて複数のLDチップを順次移載する(特許文献1参照)。このため、吸着ヘッドに異物などが付着していると、これら複数のLDチップに同じような移載傷が生じることがある。或いは、鋳物の製造過程においては、鋳型を用いて複数の鋳物を鋳造する。このため、鋳型に異物などが付着していると、これら複数の鋳物に同じような異物痕が生じることがある。 In the manufacturing process of an article, similar defects can occur in multiple articles manufactured in succession. For example, in the manufacturing process of LD (Laser Diode) chips, multiple LD chips are transferred sequentially using a suction head (see Patent Document 1). Therefore, if foreign matter adheres to the suction head, similar transfer scratches can occur on these multiple LD chips. Alternatively, in the manufacturing process of castings, multiple castings are cast using a mold. Therefore, if foreign matter adheres to the mold, similar foreign matter marks can occur on these multiple castings.
ところで、各種物品の検査においては、AI(Artificial Intelligence)化が急速に進んでいる。このような検査においては、物品を被写体として含む画像を入力とする学習済モデル(機械学習により構築されたアルゴリズム)を用いて、その物品のクラス判定が行われる。しかしながら、LDチップに生じる移載傷や鋳物に生じる異物痕など、複数の物品に共通して生じ得る軽微な欠陥は、検査員による目視検査では発見できても、学習済モデルによる画像検査では発見できないことがある。なぜなら、検査員による目視検査では、複数の物品の集団的性質(複数の物品に生じた欠陥の共通性など)が考慮されるので、個別の欠陥が軽微であっても看過され難いのに対して、学習済モデルを用いた画像検査では、複数の物品の集団的性質が考慮されないので、個別の欠陥が軽微であると看過され易いからである。 Incidentally, AI (Artificial Intelligence) is rapidly being used in the inspection of various objects. In such inspections, a trained model (an algorithm constructed through machine learning) is used as input to images containing the object as a subject, and the object's class is determined. However, minor defects that can occur in multiple objects, such as transfer scratches on LD chips or foreign matter marks on castings, may be detected by visual inspection by an inspector but not by image inspection using a trained model. This is because visual inspection by an inspector takes into account the collective characteristics of multiple objects (such as the commonality of defects that occur in multiple objects), making it difficult to overlook individual defects even if they are minor. In contrast, image inspection using a trained model does not take into account the collective characteristics of multiple objects, making it easy to overlook individual defects as if they are minor.
本発明の一態様は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の物品に共通して生じ得る軽微な欠陥の有無を検査することが可能な技術を実現することにある。 One aspect of the present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to realize technology that can inspect for minor defects that may occur commonly across multiple items.
本発明の態様1に係る検査装置において、複数の物品の画像検査を行う検査処理を実行する単一又は複数のプロセッサを備え、前記検査処理において、前記プロセッサは、複数の物品の各々を被写体として含む複数の画像、又は、当該複数の画像をマージしたマージ画像を入力とし、前記複数の物品に対する集合判定の結果を示す複数のクラスの何れか、又は、前記複数の物品に対する集合判定の結果が前記複数のクラスの各々に属する確率を出力とする学習済モデルを用いて、前記複数の物品の画像検査を行う、という形態が採用されている。 The inspection device according to aspect 1 of the present invention comprises a single or multiple processors that execute an inspection process for performing image inspection of multiple items, and in the inspection process, the processor takes as input multiple images containing each of the multiple items as a subject, or a merged image obtained by merging the multiple images, and performs image inspection of the multiple items using a trained model that outputs one of multiple classes indicating the result of a group judgment for the multiple items, or the probability that the result of the group judgment for the multiple items belongs to each of the multiple classes.
これにより、複数の物品に共通して生じ得る軽微な欠陥の有無を検査することが可能な検査装置を実現することができる。 This makes it possible to realize an inspection device that can inspect for minor defects that may occur commonly across multiple items.
本発明の態様2に係る検査装置においては、態様1の形態に加えて、前記プロセッサは、(1)前記複数の物品を被写体として含む単一の画像、又は、当該画像を低解像度化することにより得られた低解像度画像において、前記複数の物品の各々の像を包含する複数の領域を特定する特定処理と、(2)前記特定処理により特定された各領域を前記単一の画像からクロップすることによって、前記複数の画像を生成するクロップ処理と、(3)前記クロップ処理にて生成された前記複数の画像をマージすることによって、前記マージ画像を生成するマージ処理と、を更に実行し、前記学習済モデルの入力は、前記マージ画像である、という形態が採用されている。 In the inspection device according to Aspect 2 of the present invention, in addition to the configuration of Aspect 1, the processor further performs the following steps: (1) an identification process to identify multiple regions containing images of the multiple items in a single image containing the multiple items as subjects, or in a low-resolution image obtained by reducing the resolution of the single image; (2) a cropping process to generate the multiple images by cropping each region identified by the identification process from the single image; and (3) a merging process to generate the merged image by merging the multiple images generated by the cropping process; and the input of the trained model is the merged image.
これにより、複数の物品を被写体として含む単一の画像に基づいて、複数の物品に共通して生じ得る軽微な欠陥の有無を検査することが可能な検査装置を実現することができる。 This makes it possible to realize an inspection device that can inspect for minor defects that may occur commonly across multiple items based on a single image that includes multiple items as subjects.
本発明の態様3に係る検査装置においては、態様1又は2の形態に加えて、前記物品は、半導体チップであり、前記複数のクラスは、前記複数の物品に移載傷がないことを示す正常クラス、及び、前記複数の物品に移載傷があることを示す異常クラスを含む、という形態が採用されている。 In the inspection device according to Aspect 3 of the present invention, in addition to the configuration of Aspect 1 or 2, the items are semiconductor chips, and the multiple classes include a normal class indicating that the items have no transfer damage, and an abnormal class indicating that the items have transfer damage.
これにより、複数の半導体チップに共通して生じ得る移載傷の有無を検査することが可能な検査装置を実現することができる。 This makes it possible to realize an inspection device that can inspect multiple semiconductor chips for transfer scratches that may occur in common.
本発明の態様4に係る検査装置においては、態様1~3の何れかの形態に加えて、前記プロセッサは、複数の物品の各々を被写体として含む複数の画像、又は、当該複数の画像をマージしたマージ画像と、当該複数の物品の集合が属するクラスとして、前記複数のクラスから検査者によって選択されたクラスとの組み合わせ教師データとする機械学習によって、前記学習済モデルを構築する構築処理を更に実行する、という形態が採用されている。 In the inspection device according to Aspect 4 of the present invention, in addition to any of Aspects 1 to 3, the processor further executes a construction process to construct the trained model by machine learning using a combination of multiple images containing each of the multiple items as a subject, or a merged image obtained by merging the multiple images, and a class selected by the inspector from the multiple classes as the class to which the set of the multiple items belongs, as training data.
これにより、他の装置から学習済モデルの供給を受けることなく、複数の物品に共通して生じ得る軽微な欠陥の有無を検査することが可能な検査装置を実現することができる。 This makes it possible to realize an inspection device that can inspect for minor defects that may occur commonly across multiple items without having to rely on trained models from other devices.
本発明の態様5に係る検査方法においては、単一又は複数のプロセッサが複数の物品の画像検査を行う検査処理を含み、前記検査処理において、前記プロセッサは、複数の物品の各々を被写体として含む複数の画像、又は、前記複数の画像をマージしたマージ画像を入力とし、前記複数の物品に対する集合判定の結果を示す複数のクラスの何れか、又は、前記複数の物品に対する集合判定の結果が前記複数のクラスの各々に属する確率を出力とする学習済モデルを用いて、前記複数の物品の画像検査を行う、という形態が採用されている。 An inspection method according to aspect 5 of the present invention includes an inspection process in which a single or multiple processors perform image inspection of multiple items, and in the inspection process, the processors take as input multiple images containing each of the multiple items as a subject, or a merged image obtained by merging the multiple images, and perform image inspection of the multiple items using a trained model that outputs one of multiple classes indicating the result of a group judgment for the multiple items, or the probability that the result of the group judgment for the multiple items belongs to each of the multiple classes.
これにより、複数の物品に共通して生じ得る軽微な欠陥の有無を検査することが可能な検査方法を実現することができる。 This makes it possible to realize an inspection method that can check for minor defects that may occur commonly across multiple items.
本発明の態様6に係る検査プログラムにおいては、コンピュータを態様1~4の何れかの検査装置として動作させるための検査プログラムであって、前記コンピュータが備えるプロセッサに前記各処理を実行させる、という形態が採用されている。 The inspection program according to aspect 6 of the present invention is an inspection program for causing a computer to operate as an inspection device according to any one of aspects 1 to 4, and is configured to cause a processor included in the computer to execute each of the above processes.
これにより、複数の物品に共通して生じ得る軽微な欠陥の有無を検査することが可能な検査プログラムを実現することができる。 This makes it possible to create an inspection program that can check for minor defects that may occur commonly across multiple items.
本発明の一態様によれば、複数の物品に共通して生じ得る軽微な欠陥の有無を検査することが可能な技術を実現することができる。 One aspect of the present invention makes it possible to realize technology that can inspect for minor defects that may occur commonly across multiple items.
(単体判定と集合判定)
複数の物品の検査においては、単体判定が行われる場合と、集合判定が行われる場合とがある。ここで、単体判定とは、個別の物品を対象として行われるクラス判定のことを指す。例えば、10個の物品に対する単体判定を行う場合、個別の物品の良否を表す10個の判定結果が得られる。一方、集合判定とは、物品の集合を対象として行われるクラス判定のことを指す。例えば、10個の物品に対する集合判定を行う場合、物品の集合の良否を表す1個の判定結果が得られる。
(Single judgment and collective judgment)
When inspecting multiple items, individual judgment may be performed or collective judgment may be performed. Here, individual judgment refers to class judgment performed on individual items. For example, when individual judgment is performed on 10 items, 10 judgment results are obtained that indicate the pass/fail status of the individual items. On the other hand, collective judgment refers to class judgment performed on a group of items. For example, when collective judgment is performed on 10 items, one judgment result is obtained that indicates the pass/fail status of the group of items.
(検査装置の構成)
本発明の一実施形態に係る検査装置1の構成について、図1を参照して説明する。図1は、検査装置1の構成を示すブロックである。
(Configuration of inspection device)
The configuration of an inspection device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of the inspection device 1.
検査装置1は、複数の物品O1,O2,…,On(nは2以上の自然数)の各々を被写体として含む画像Img1,Img2,…,Imgnを用いて、これら複数の物品O1,O2,…,Onの集合判定を行う装置である。本実施形態においては、物品O1,O2,…,Onとして、LD(Laser Diode)チップを想定する。ただし、本実施形態は、半導体チップ一般に適用することができる。LDチップ以外の半導体チップにおいても、LDチップと同様の理由により移載傷が生じ得るからである。 The inspection device 1 is a device that performs a collective judgment of multiple items O1, O2, ..., On (n is a natural number greater than or equal to 2) using images Img1, Img2, ..., Imgn that include each of these items as a subject. In this embodiment, LD (Laser Diode) chips are assumed as items O1, O2, ..., On. However, this embodiment can be applied to semiconductor chips in general. This is because scratches can occur during transfer on semiconductor chips other than LD chips for the same reasons as on LD chips.
検査装置1は、図1に示すように、メモリ11と、プロセッサ12と、ストレージ13と、を備えている。メモリ11、プロセッサ12、及びストレージ13は、不図示のバスを介して互いに接続されている。このバスには、更に、不図示の入出力インタフェース、及び、不図示の通信インタフェースが接続されていてもよい。この入出力インタフェースは、例えば、外部装置(例えば、カメラ)から検査装置1に入力画像を入力するため、或いは、検査装置1から外部装置(例えば、ディスプレイ)に検査結果を出力するために利用される。また、この通信インタフェースは、例えば、外部装置(例えば、カメラに接続された他のコンピュータ)から提供された入力画像を検査装置1が受信するため、或いは、外部装置(例えば、ディスプレイに接続された他のコンピュータ)に提供する検査結果を検査装置1が送信するために利用される。 As shown in FIG. 1, the inspection device 1 includes a memory 11, a processor 12, and a storage 13. The memory 11, the processor 12, and the storage 13 are connected to one another via a bus (not shown). An input/output interface (not shown) and a communication interface (not shown) may also be connected to this bus. This input/output interface is used, for example, to input an input image from an external device (e.g., a camera) to the inspection device 1, or to output inspection results from the inspection device 1 to an external device (e.g., a display). The communication interface is also used, for example, to allow the inspection device 1 to receive an input image provided from an external device (e.g., another computer connected to a camera), or to allow the inspection device 1 to transmit inspection results to be provided to an external device (e.g., another computer connected to a display).
メモリ11は、後述する検査方法S1を実施するための検査プログラムPと、後述する検査方法S1で利用される学習済モデルMとを記録するための構成である。なお、メモリ11としては、例えば、半導体RAM(Random Access Memory)等を用いることができる。また、学習済モデルMとしては、例えば、CNN(Convolutional Neural Network)を用いることができる。また、ロジスティック回帰モデル、サポートベクトルマシン、ランダムフォレストなどを、学習済モデルMとして用いてもよい。 Memory 11 is configured to record an inspection program P for implementing inspection method S1, which will be described later, and a trained model M used in inspection method S1, which will be described later. For example, semiconductor random access memory (RAM) can be used as memory 11. For example, a convolutional neural network (CNN) can be used as trained model M. A logistic regression model, a support vector machine, a random forest, or the like can also be used as trained model M.
プロセッサ12は、メモリ11に記憶された検査プログラムPに従って、後述する検査方法S1を実行するための構成である。プロセッサ12としては、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphic Processing Unit)、TPU(Tensor Processing Unit)、デジタルシグナルプロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は、これらの組み合わせ等を用いることができる。 The processor 12 is configured to execute the inspection method S1, described below, in accordance with the inspection program P stored in the memory 11. The processor 12 may be, for example, a CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphic Processing Unit), TPU (Tensor Processing Unit), digital signal processor, microprocessor, microcontroller, or a combination of these.
ストレージ13は、上述した検査プログラムPと上述した学習済モデルMとを格納(不揮発保存)するための構成である。プロセッサ12は、後述する検査方法S1を実行する際に、ストレージ13に格納された検査プログラムP及び学習済モデルMをメモリ11上に展開して参照する。なお、ストレージ13としては、例えば、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又は、これらの組み合わせ等を用いることができる。 Storage 13 is configured to store (non-volatilely store) the above-mentioned inspection program P and the above-mentioned trained model M. When executing inspection method S1 described below, processor 12 expands and references the inspection program P and trained model M stored in storage 13 on memory 11. Note that storage 13 may be, for example, a flash memory, HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), or a combination of these.
なお、本明細書において、「画像」とは、画素値の2次元配列のことを指す。モノクロ画像における画素値は、例えば、輝度に対応する1つの数値であり、カラー画像における画素値は、例えば、RGB、CMY、YUVに対応する3つの数値である。また、入力画像における領域も、画素値の2次元配列であり、画像と見做すことができる。 In this specification, the term "image" refers to a two-dimensional array of pixel values. A pixel value in a monochrome image is, for example, a single numerical value corresponding to brightness, while a pixel value in a color image is, for example, three numerical values corresponding to RGB, CMY, and YUV. Furthermore, an area in an input image is also a two-dimensional array of pixel values and can be considered an image.
また、検査装置1が行う検査は、正常(例えば、移載傷なし)及び異常(例えば、移載傷あり)の種類を識別しない二値判定であってもよいし、正常及び/又は異常の種類を識別する多値判定であってもよい。二値判定の場合、検査結果は、2個のクラス(正常、異常)の何れかである。この場合、正常である確率及び異常である確率の一方又は両方を表す数値又はその組み合わせを判定結果としてもよい。多値判定の場合、p種類の正常及びq種類の異常が識別可能であるとすると、検査結果は、p+q個のクラス(正常1、正常2、…、正常p、異常1、異常2、…、異常q)の何れかである。この場合、正常1である確率、正常2である確率、…、正常pである確率、異常1である確率、異常2である確率、…、及び異常qである確率の一部又は全部を表す数値又はその組み合わせを判定結果としてもよい。ここで、p及びqのうち、一方は、1以上の自然数であり、他方は、2以上の自然数である。更に、検査結果に、「保留」など、正常でも異常でもないもの(又はその確率)が含まれていてもよい。 The inspection performed by the inspection device 1 may be a binary judgment that does not distinguish between normal (e.g., no transfer damage) and abnormal (e.g., transfer damage), or a multi-value judgment that distinguishes between normal and/or abnormal types. In the case of a binary judgment, the inspection result is one of two classes (normal, abnormal). In this case, the judgment result may be a numerical value or a combination thereof representing one or both of the normal and abnormal probabilities. In the case of a multi-value judgment, assuming that p types of normal and q types of abnormal can be distinguished, the inspection result is one of p + q classes (normal 1, normal 2, ..., normal p, abnormal 1, abnormal 2, ..., abnormal q). In this case, the judgment result may be a numerical value or a combination thereof representing some or all of the probability of normal 1, the probability of normal 2, ..., the probability of normal p, the probability of abnormal 1, the probability of abnormal 2, ..., and the probability of abnormal q. Here, one of p and q is a natural number greater than or equal to 1, and the other is a natural number greater than or equal to 2. Furthermore, test results may include results that are neither normal nor abnormal (or their probabilities), such as "pending."
なお、ここでは、検査方法S1を単一のコンピュータに設けられた単一のプロセッサ12が実行する構成について説明したが、これに限定されない。すなわち、検査方法S1を単一のコンピュータに設けられた、或いは、複数のコンピュータに分散して設けられた複数のプロセッサが共同して実行する構成を採用することも可能である。 Note that while the configuration described here is one in which inspection method S1 is executed by a single processor 12 provided in a single computer, this is not limiting. In other words, it is also possible to adopt a configuration in which inspection method S1 is executed jointly by multiple processors provided in a single computer or distributed across multiple computers.
また、ここでは、学習済モデルMを単一のコンピュータに設けられた単一のメモリ11に記憶させる構成について説明したが、これに限定されない。すなわち、学習済モデルMを単一のコンピュータに設けられた、或いは、複数のコンピュータに分散して設けられた複数のメモリに分散して記憶させる構成を採用することも可能である。 Furthermore, while the configuration described here is one in which the trained model M is stored in a single memory 11 provided in a single computer, this is not limiting. In other words, it is also possible to adopt a configuration in which the trained model M is stored in a single computer or in multiple memories distributed across multiple computers.
なお、プロセッサ12に検査方法S1を実行させるための検査プログラムPは、コンピュータ読み取り可能な一時的でない有形の記録媒体に記録され得る。この記録媒体は、メモリ11であってもよいし、ストレージ13であってもよいし、その他の記録媒体であってもよい。例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブル論理回路が、その他の記録媒体として利用可能である。 The inspection program P for causing the processor 12 to execute the inspection method S1 may be recorded on a computer-readable, non-transitory, tangible recording medium. This recording medium may be memory 11, storage 13, or another recording medium. For example, a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, or a programmable logic circuit may be used as the other recording medium.
(検査方法の流れ)
検査装置1が実施する検査方法S1の流れについて、図2を参照して説明する。図2は、検査方法S1の流れを示すフロー図である。
(Testing method flow)
The flow of the inspection method S1 performed by the inspection device 1 will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a flow chart showing the flow of the inspection method S1.
検査方法S1は、図2に示すように、特定処理S11と、クロップ処理S12と、マージ処理S13と、検査処理S14と、を含んでいる。なお、以下の説明においては、複数の物品O1,O2,…,Onを一括撮像することにより得られた、複数の物品O1,O2,…,Onを被写体として含む単一の画像ImgXが検査装置1のメモリ11に格納されているものとする。 As shown in FIG. 2, the inspection method S1 includes a specification process S11, a cropping process S12, a merging process S13, and an inspection process S14. In the following description, it is assumed that a single image ImgX containing multiple items O1, O2, ..., On as subjects, obtained by simultaneously capturing images of the multiple items O1, O2, ..., On, is stored in the memory 11 of the inspection device 1.
特定処理S11は、画像ImgXにおいて、複数の物品O1,O2,…,Onの各々の像を包含する複数の領域A1,A2,…,Anを特定する処理である。各物品Oi(i=1,2,…,n)の像を包含する領域Aiは、(1)その物品Oiの像が領域Aiの外部と共通部分を持たないように、且つ、(2)その物品Oi以外の物品Oj(j≠i)の像が領域Aiの内部と共通部分を持たないように設定されていることが好ましい。本実施形態において、特定処理S11は、検査装置1が備えるプロセッサ12によって実行される。領域特定の手法は特に限定されないが、例えば、テンプレートマッチングを用いればよい。 The identification process S11 is a process for identifying multiple areas A1, A2, ..., An in the image ImgX, each of which contains the image of multiple objects O1, O2, ..., On. The area Ai containing the image of each object Oi (i = 1, 2, ..., n) is preferably set so that (1) the image of that object Oi does not share any common area with the outside of the area Ai, and (2) the images of objects Oj (j ≠ i) other than the object Oi do not share any common area with the inside of the area Ai. In this embodiment, the identification process S11 is executed by the processor 12 provided in the inspection device 1. The method for identifying the areas is not particularly limited, but template matching may be used, for example.
なお、本実施形態においては、画像ImgXにおいて各物品Oiの像を包含する領域Aiを特定する構成を採用しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、画像ImgXの解像度を低下させることにより得られた低解像度画像ImgX’において各物品Oiの像を包含する領域Aiを特定する構成を採用してもよい。前者の構成を採用する場合、より高精度に特定処理S11を実行することができる。一方、後者の構成を採用する場合、より高速に特定処理S11を実行することができる。 Note that, in this embodiment, a configuration is adopted in which an area Ai containing the image of each item Oi is identified in image ImgX, but the present invention is not limited to this. For example, a configuration may be adopted in which an area Ai containing the image of each item Oi is identified in a low-resolution image ImgX' obtained by reducing the resolution of image ImgX. When the former configuration is adopted, the identification process S11 can be executed with higher accuracy. On the other hand, when the latter configuration is adopted, the identification process S11 can be executed at higher speed.
クロップ処理S12は、特定処理S11にて特定された領域A1,A2,…,Anを画像ImgXからクロップする(切り出す)ことによって、複数の画像Img1,Img2,…,Imgnを生成する処理である。画像Imgiは、対応する物品Oiを被写体として含む画像である。本実施形態において、クロップ処理S12は、検査装置1が備えるプロセッサ12によって実行される。 The cropping process S12 is a process for generating multiple images Img1, Img2, ..., Imgn by cropping (cutting out) the areas A1, A2, ..., An identified in the identification process S11 from the image ImgX. The image Imgi is an image that includes the corresponding item Oi as a subject. In this embodiment, the cropping process S12 is executed by the processor 12 provided in the inspection device 1.
マージ処理S13は、クロップ処理S12にて生成された複数の画像Img1,Img2,…,Imgnをマージする(結合する)ことによって、マージ画像ImgYを生成する処理である。マージ画像ImgYは、複数の物品O1,O2,…,Onを被写体として含む画像である。本実施形態において、マージ処理S13は、検査装置1が備えるプロセッサ12によって実行される。例えば、各画像Imgiが縦H画素、横W画素、チャンネル数Cのカラー画像である場合、マージ画像ImgYは、(1)縦H画素、横n×W画素、チャンネル数Cのカラー画像(横方向にマージした場合)、(2)縦n×H画素、横W画素、チャンネル数Cのカラー画像(縦方向にマージした場合)、又は、(3)縦H画素、横W画素、チャンネル数n×Cのカラー画像(チャンネル方向にマージした場合)になる。 The merge process S13 is a process for generating a merged image ImgY by merging (combining) the multiple images Img1, Img2, ..., Imgn generated in the crop process S12. The merged image ImgY is an image that includes multiple objects O1, O2, ..., On as its subjects. In this embodiment, the merge process S13 is executed by the processor 12 provided in the inspection device 1. For example, if each image Imgi is a color image with H pixels vertically, W pixels horizontally, and C channels, the merged image ImgY will be (1) a color image with H pixels vertically, n x W pixels horizontally, and C channels (when merged horizontally), (2) a color image with n x H pixels vertically, W pixels horizontally, and C channels (when merged vertically), or (3) a color image with H pixels vertically, W pixels horizontally, and n x C channels (when merged channel-wise).
なお、本実施形態においては、クロップ処理S12により得られた複数の画像Img1,Img2,…,Imgnをマージ処理S13の対象としているが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数の物品O1,O2,…,Onの各々を個別撮像することにより得られた、複数の物品O1,O2,…,Onの各々を被写体として含む複数の画像Img1,Img2,…,Imgnをマージ処理S13の対象としてもよい。この場合、特定処理S11及びクロップ処理S12は省略することができる。 In this embodiment, the multiple images Img1, Img2, ..., Imgn obtained by the cropping process S12 are the targets of the merging process S13, but the present invention is not limited to this. For example, the multiple images Img1, Img2, ..., Imgn containing multiple items O1, O2, ..., On as subjects, obtained by individually capturing images of each of the multiple items O1, O2, ..., On, may be the targets of the merging process S13. In this case, the identification process S11 and the cropping process S12 can be omitted.
検査処理S14は、学習済モデルMを用いて複数の物品O1,O2,…,Onの画像検査を行う処理である。ここで、学習済モデルMは、マージ処理S13にて生成されたマージ画像ImgYを入力とし、複数の物品O1,O2,…,Onに対する集合判定の結果を表すクラスを出力とする学習済モデルである。本実施形態において、検査処理S14は、検査装置1が備えるプロセッサ12によって実行される。 Inspection process S14 is a process for performing image inspection of multiple items O1, O2, ..., On using trained model M. Here, trained model M is a trained model that takes the merged image ImgY generated in merging process S13 as input and outputs a class representing the result of group judgment for multiple items O1, O2, ..., On. In this embodiment, inspection process S14 is executed by processor 12 provided in inspection device 1.
なお、二値判定を行う場合、学習済モデルMの出力は、例えば、正常クラスCN及び異常クラスCAの何れかである。正常クラスCNは、複数の物品O1,O2,…,Onが集合として正常(例えば、移載傷なし)であることを示すクラスである。異常クラスCAは、複数の物品O1,O2,…,Onが集合として異常(例えば、移載傷あり)であることを示すクラスである。複数の物品O1,O2,…,Onの集合が正常クラスCNに属する確率、及び、複数の物品O1,O2,…,Onの集合が異常クラスCAに属する確率を、学習済モデルMの出力としてもよい。 When performing a binary judgment, the output of the trained model M is, for example, either the normal class CN or the abnormal class CA. The normal class CN is a class indicating that multiple items O1, O2, ..., On as a set are normal (e.g., no damage caused by transfer). The abnormal class CA is a class indicating that multiple items O1, O2, ..., On as a set are abnormal (e.g., damage caused by transfer). The output of the trained model M may be the probability that the set of multiple items O1, O2, ..., On belongs to the normal class CN and the probability that the set of multiple items O1, O2, ..., On belongs to the abnormal class CA.
また、多値判定を行う場合、学習済モデルMの出力は、p個の正常クラスCN1,CN2,…,CNp、及び、q個の異常クラスCA1,CA2,…,CAqの何れかである。正常クラスCN1,CN2,…,CNpは、それぞれ、複数の物品O1,O2,…,Onが集合として正常(例えば、移載傷なし)であることを示すクラスである。異常クラスCA1,CA2,…,CAqは、それぞれ、複数の物品O1,O2,…,Onが集合として異常(例えば、移載傷あり)であることを示すクラスである。複数の物品O1,O2,…,Onの集合が正常クラスCN1に属する確率、複数の物品O1,O2,…,Onの集合が正常クラスCN2に属する確率、…、複数の物品O1,O2,…,Onの集合が正常クラスCNpに属する確率、複数の物品O1,O2,…,Onの集合が異常クラスCA1に属する確率、複数の物品O1,O2,…,Onの集合が異常クラスCA2に属する確率、…、及び複数の物品O1,O2,…,Onの集合が異常クラスCAqに属する確率を、学習済モデルMの出力としてもよい。 Furthermore, when performing multi-value judgment, the output of the trained model M is one of p normal classes CN1, CN2, ..., CNp and q abnormal classes CA1, CA2, ..., CAq. The normal classes CN1, CN2, ..., CNp are classes indicating that multiple items O1, O2, ..., On are normal as a set (e.g., no damage during transportation). The abnormal classes CA1, CA2, ..., CAq are classes indicating that multiple items O1, O2, ..., On are abnormal as a set (e.g., damage during transportation). The output of the trained model M may be the probability that a set of multiple items O1, O2, ..., On belongs to normal class CN1, the probability that a set of multiple items O1, O2, ..., On belongs to normal class CN2, ..., the probability that a set of multiple items O1, O2, ..., On belongs to normal class CNp, the probability that a set of multiple items O1, O2, ..., On belongs to abnormal class CA1, the probability that a set of multiple items O1, O2, ..., On belongs to abnormal class CA2, ..., and the probability that a set of multiple items O1, O2, ..., On belongs to abnormal class CAq.
なお、本実施形態においては、マージ処理S13により得られたマージ画像ImgYを学習済モデルMの入力としているが、本発明はこれに限定されない。例えば、クロップ処理S12により得られた複数の画像Img1,Img2,…,Imgnを学習済モデルMの入力としてもよい。或いは、複数の物品O1,O2,…,Onの各々を個別撮像することにより得られた、複数の物品O1,O2,…,Onの各々を被写体として含む複数の画像Img1,Img2,…,Imgnを学習済モデルMの入力としてもよい。 In this embodiment, the merged image ImgY obtained by the merging process S13 is used as the input to the trained model M, but the present invention is not limited to this. For example, multiple images Img1, Img2, ..., Imgn obtained by the cropping process S12 may be used as the input to the trained model M. Alternatively, multiple images Img1, Img2, ..., Imgn containing multiple items O1, O2, ..., On as subjects, obtained by individually capturing images of each of the multiple items O1, O2, ..., On, may be used as the input to the trained model M.
なお、検査装置1は、上述した検査方法S1の実施に先立って、機械学習によって学習済モデルMを構築する機械学習処理を実行してもよい。マージ画像ImgYを学習済モデルMの入力とする場合、教師データは、例えば、マージ画像と、このマージ画像に被写体として含まれる複数の物品の集合が属するクラスとして、上述した複数のクラスから検査者によって選択されたクラスとの組み合わせである。複数の画像Img1,Img2,…,Imgnを学習済モデルMの入力とする場合、教師データは、例えば、複数の画像と、これら複数の画像の各々に被写体として含まれる複数の物品の集合が属するクラスとして、上述した複数のクラスから検査者によって選択されたクラスとの組み合わせである。 In addition, prior to carrying out the above-described inspection method S1, the inspection device 1 may execute a machine learning process to construct a trained model M through machine learning. When a merged image ImgY is used as input to the trained model M, the training data is, for example, a combination of the merged image and a class selected by the inspector from the above-described multiple classes as a class to which a set of multiple items included as subjects in the merged image belongs. When multiple images Img1, Img2, ..., Imgn are used as input to the trained model M, the training data is, for example, a combination of multiple images and a class selected by the inspector from the above-described multiple classes as a class to which a set of multiple items included as subjects in each of these multiple images belongs.
また、検査装置1は、クロップ処理S12とマージ処理S13との間に、位置合わせ処理を実行するように構成されていてもよい。この位置合わせ処理は、画像Img1,Img2,…,Imgnにおける物品O1,O2,…,Onの像の位置を揃えるための処理であり、例えば、パターンマッチング技術を用いて実現される。 The inspection device 1 may also be configured to perform alignment processing between the cropping process S12 and the merging process S13. This alignment processing is a process for aligning the positions of the images of the objects O1, O2, ..., On in the images Img1, Img2, ..., Imgn, and is realized using, for example, pattern matching technology.
(検査方法の具体例)
検査方法S1の具体例について、図3を参照して説明する。本具体例は、5つのLDチップを検査対象とし、これら5つのLDチップに搬送傷が含まれているか否かを検査するものである。
(Specific examples of inspection methods)
A specific example of the inspection method S1 will be described with reference to Fig. 3. In this example, five LD chips are inspected to determine whether or not these five LD chips contain any damage caused by transportation.
図3の(a)に、画像ImgXを例示する。この画像ImgXは、5つのLDチップを被写体として含んでいる。 Figure 3(a) shows an example of image ImgX. This image ImgX contains five LD chips as its subject.
図3の(b)に、特定処理S11にて特定される5つの領域A1~A5を例示する。これら5つの領域A1~A5は、それぞれ、ひとつのLDチップを被写体として含んでいる。 Figure 3(b) shows an example of five areas A1 to A5 identified in the identification process S11. Each of these five areas A1 to A5 includes one LD chip as the subject.
図3の(c)に、クロップ処理S12にて生成される5つの画像Img1~Img5を例示する。これら5つの画像Img1~Img5は、画像ImgXから上述した5つの領域A1~A5をクロップすることにより得られた画像であり、それぞれ、ひとつのLDチップを被写体として含んでいる。 Figure 3(c) shows five examples of images Img1 to Img5 generated in the cropping process S12. These five images Img1 to Img5 are obtained by cropping the five areas A1 to A5 described above from image ImgX, and each contains one LD chip as its subject.
図3の(d)に、マージ処理S13にて生成されるマージ画像ImgYを例示する。このマージ画像ImgYは、上述した5つの画像Img1~Img5を横方向にマージすることにより得られた画像であり、5つのLDチップを被写体として含んでいる。なお、5つの画像Img1~Img5を、縦方向にマージしたり、チャンネル方向にマージしたりしてもよいことは、上述したとおりである。 Figure 3(d) shows an example of a merged image ImgY generated in the merging process S13. This merged image ImgY is an image obtained by merging the five images Img1 to Img5 described above horizontally, and includes five LD chips as its subjects. As mentioned above, the five images Img1 to Img5 may also be merged vertically or in the channel direction.
本具体例においては、図3の(d)に示すマージ画像ImgYが学習済モデルMに入力される。学習済モデルMは、5つのLDチップに対する集合判定の結果を示すクラスとして、移載傷がないことを示すクラスCN、又は、移載傷があることを示すクラスCAの何れか一方を出力する。図3に示した例では、5つのLDチップに移載傷が含まれている。このため、学習済モデルMは、移載傷があることを示すクラスCAを出力する。 In this specific example, the merged image ImgY shown in Figure 3 (d) is input to the trained model M. The trained model M outputs either class CN, which indicates the absence of transfer damage, or class CA, which indicates the presence of transfer damage, as a class indicating the result of the collective judgment for the five LD chips. In the example shown in Figure 3, five LD chips contain transfer damage. Therefore, the trained model M outputs class CA, which indicates the presence of transfer damage.
(付記事項)
本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。また、本発明の適用対象は、LDチップ等の半導体チップに限定されず、製造過程において共通の欠陥が生じ得る物品一般に適用することが可能である。
(Additional Notes)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the above-described embodiments are also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, the application of the present invention is not limited to semiconductor chips such as LD chips, but can be applied to general products in which common defects may occur during the manufacturing process.
1 検査装置
11 メモリ
12 プロセッサ
13 ストレージ
P 検査プログラム
M 学習済モデル
S1 検査方法
S11 特定処理
S12 クロップ処理
S13 マージ処理
S14 検査処理
REFERENCE SIGNS LIST 1 Inspection device 11 Memory 12 Processor 13 Storage P Inspection program M Trained model S1 Inspection method S11 Identification process S12 Cropping process S13 Merge process S14 Inspection process
Claims (6)
前記検査処理において、前記プロセッサは、複数の物品の各々を被写体として含む複数の画像、又は、当該複数の画像をマージしたマージ画像を入力とし、前記複数の物品に対する集合判定の結果を示す複数のクラスの何れか、又は、前記複数の物品に対する集合判定の結果が前記複数のクラスの各々に属する確率を出力とする学習済モデルであって、複数の物品の各々を被写体として含む複数の画像、又は、当該複数の画像をマージしたマージ画像と、当該複数の物品の集合が属するクラスとして、前記複数のクラスから検査者によって選択されたクラスとの組み合わせを教師データとする機械学習によって構築された学習済モデルを用いて、前記複数の物品の画像検査を行う、
ことを特徴とする検査装置。 a single or multiple processors that execute an inspection process for inspecting images of a plurality of articles;
In the inspection process, the processor receives as input a plurality of images including each of the plurality of items as a subject, or a merged image obtained by merging the plurality of images, and outputs one of a plurality of classes indicating the result of a group determination for the plurality of items, or the probability that the result of the group determination for the plurality of items belongs to each of the plurality of classes , and performs image inspection of the plurality of items using a trained model constructed by machine learning using as training data a combination of a plurality of images including each of the plurality of items as a subject, or a merged image obtained by merging the plurality of images, and a class selected by an inspector from the plurality of classes as the class to which the group of the plurality of items belongs.
An inspection device characterized by:
前記学習済モデルの入力は、前記マージ画像である、
ことを特徴とする請求項1に記載の検査装置。 The processor further executes: (1) an identification process for identifying a plurality of regions including images of the plurality of articles in a single image including the plurality of articles as subjects, or in a low-resolution image obtained by reducing the resolution of the single image; (2) a cropping process for generating the plurality of images by cropping each region identified by the identification process from the single image; and (3) a merging process for generating the merged image by merging the plurality of images generated by the cropping process.
The input of the trained model is the merged image.
2. The inspection device according to claim 1.
前記複数のクラスは、前記複数の物品に移載傷がないことを示す正常クラス、及び、前記複数の物品に移載傷があることを示す異常クラスを含む、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の検査装置。 the article is a semiconductor chip;
The plurality of classes include a normal class indicating that the plurality of articles have no transfer damage, and an abnormal class indicating that the plurality of articles have transfer damage.
3. The inspection device according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載の検査装置。 The processor further executes a construction process of constructing the trained model by the machine learning.
4. The inspection device according to claim 1, wherein the inspection device is a semiconductor laser.
前記検査処理において、前記プロセッサは、複数の物品の各々を被写体として含む複数の画像、又は、前記複数の画像をマージしたマージ画像を入力とし、前記複数の物品に対する集合判定の結果を示す複数のクラスの何れか、又は、前記複数の物品に対する集合判定の結果が前記複数のクラスの各々に属する確率を出力とする学習済モデルであって、複数の物品の各々を被写体として含む複数の画像、又は、当該複数の画像をマージしたマージ画像と、当該複数の物品の集合が属するクラスとして、前記複数のクラスから検査者によって選択されたクラスとの組み合わせを教師データとする機械学習によって構築された学習済モデルを用いて、前記複数の物品の画像検査を行う、
ことを特徴とする検査方法。 an inspection process in which a single or multiple processors perform image inspection of multiple articles;
In the inspection process, the processor receives as input a plurality of images including each of the plurality of items as a subject, or a merged image obtained by merging the plurality of images, and outputs one of a plurality of classes indicating the result of a group determination for the plurality of items, or the probability that the result of the group determination for the plurality of items belongs to each of the plurality of classes , and performs image inspection of the plurality of items using a trained model constructed by machine learning using as training data a combination of a plurality of images including each of the plurality of items as a subject, or a merged image obtained by merging the plurality of images, and a class selected by an inspector from the plurality of classes as the class to which the group of the plurality of items belongs.
An inspection method characterized by:
ことを特徴とする検査プログラム。 An inspection program for causing a computer to operate as the inspection device according to any one of claims 1 to 4, the inspection program causing a processor included in the computer to execute each of the processes.
An inspection program characterized by:
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