JP2001229383A - パターンの検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パターンの欠陥を高速に、かつ正しく検出す
る。 【解決手段】 検査の基準となる第１のマスタパターン
の画像を収縮処理して欠損又は断線検出用の第２のマス
タパターンを作成し、第１のマスタパターンを膨張処理
して突起又は短絡検出用の第３のマスタパターンを作成
する（ステップ１０３）。第１のマスタパターン中の画
素を１画素分収縮処理することにより、第１のマスタパ
ターンにパターンの断線あるいは消滅が発生する場合
は、画素の収縮処理を中止する。第１のマスタパターン
中の画素を１画素分膨張処理することにより、第１のマ
スタパターンにパターンの短絡が発生する場合は、画素
の膨張処理を中止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グリーンシートあ
るいはテープキャリア等に形成されたパターンを検査す
る検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＩＣ、ＬＳＩの多ピン化要求
に適した実装技術として、ＰＧＡ（Pin Grid Array）が
知られている。ＰＧＡは、チップを付けるパッケージの
ベースとしてセラミック基板を用い、リード線の取り出
し位置まで配線を行っている。このセラミック基板を作
るために、アルミナ粉末を液状のバインダで練り合わせ
てシート状にしたグリーンシートと呼ばれるものが使用
され、このグリーンシート上に高融点の金属を含むペー
ストがスクリーン印刷される。そして、このようなシー
トを焼成することにより、グリーンシートを焼結させる
と共にペーストを金属化させる、いわゆる同時焼成が行
われる。

【０００３】また、その他の実装技術として、ＴＡＢ
（Tape Automated Bonding）が知られている。ＴＡＢ法
は、ポリイミド製のテープキャリア（ＴＡＢテープ）上
に形成された銅箔パターンをＩＣチップの電極に接合し
て外部リードとする。銅箔パターンは、テープキャリア
に銅箔を接着剤で貼り付け、これをエッチングすること
によって形成される。

【０００４】このようなグリーンシートあるいはテープ
キャリアでは、パターン形成後に顕微鏡を用いて人間に
より目視でパターンの検査が行われる。しかしながら、
微細なパターンを目視で検査するには、熟練を要すると
共に、目を酷使するという問題点があった。そこで、目
視検査に代わるものとして、テープキャリア等に形成さ
れたパターンをＴＶカメラで撮像して自動的に検査する
技術が提案されている（例えば、特開平６−２７３１３
２号公報、特開平７−１１０８６３号公報）。

【０００５】図９、図１０は、特開平６−２７３１３２
号公報に記載された断線を検出する従来の検査方法を説
明するための図である。良品と判定された被測定パター
ンを撮像することによって作成されたマスタパターン
は、パターンエッジを示す直線の集合として登録され
る。また、被測定パターンは、パターンを撮像した濃淡
画像から抽出したパターンエッジを示すエッジデータ
（エッジ座標）の集合として入力される。そして、抽出
した被測定パターンのエッジデータｎ１、ｎ２、ｎ３・
・・とマスタパターンの直線との対応付けを行う。この
対応付けを行うために、図９に示すように、マスタパタ
ーンの連続する直線Ａ１とＡ２、Ａ２とＡ３・・・・が
つくる角をそれぞれ２等分する２等分線Ａ２’、Ａ３’
・・・・を求める。

【０００６】この２等分線Ａ２’、Ａ３’・・・・によ
ってマスタパターンの直線Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・・の
周囲は、各直線にそれぞれ所属する領域に分割される。
これにより、各領域内に存在する被測定パターンのエッ
ジデータｎ１、ｎ２、ｎ３・・・・は、その領域が属す
るマスタパターンの直線Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・・とそ
れぞれ対応付けられたことになる。例えば図９におい
て、エッジデータｎ１〜ｎ３は、直線Ａ１と対応付けら
れ、データｎ４〜ｎ６は、直線Ａ２と対応付けられる。
次に、被測定パターンのエッジデータとマスタパターン
とを比較し、被測定パターンが断線しているかどうかを
検査する。この検査は、図１０に示すように、被測定パ
ターンの連結したエッジデータｎ１〜ｎ９を追跡するこ
とによりパターンエッジを追跡するラベリング処理によ
って実現される。このとき、被測定パターンの先端に生
じた断線により、この断線部でエッジデータが連結しな
いため、マスタパターンの直線Ａ３〜Ａ５に対応するエ
ッジデータが存在しない。こうして、被測定パターンの
断線を検出することができる。

【０００７】図１１は特開平６−２７３１３２号公報に
記載された短絡を検出する従来の検査方法を説明するた
めの図である。この検査方法では、まずマスタパターン
と被測定パターンを所定の大きさに切り出した検査領域
２０において、被測定パターンの連結したエッジデータ
を追跡する。これにより、被測定パターンの各エッジデ
ータは、ｎ１〜ｎ１８と順次ラベリングされる。しか
し、パターンエッジを示す対向する２直線からなるマス
タパターンＭａと同じく対向する２直線からなるマスタ
パターンＭｂには、エッジデータｎ８、ｎ１７は登録さ
れていない。こうして、被測定パターンの短絡を検出す
ることができる。

【０００８】図１２は特開平７−１１０８６３号公報に
記載された欠損あるいは突起を検出する従来の検査方法
を説明するための図である。この検査方法では、まず中
心線Ｌに垂直な垂線を引いて、この垂線がマスタパター
ンのエッジを示す直線Ａ１、Ａ２と交わる交点間の長さ
をマスタパターンの幅Ｗ０として予め求めておく。次
に、実際の検査では、被測定パターンのエッジデータｎ
からマスタパターンの中心線Ｌに対して垂線を下ろすこ
とにより、対向するエッジデータ間の距離を求める。こ
の距離が被測定パターンの幅Ｗであり、これをマスタパ
ターンの幅Ｗ０と比較することにより、被測定パターン
の欠損あるいは突起を検出することができる。

【０００９】しかし、このような検査方法を用いるパタ
ーン検査装置では、被測定パターンの全体にわたってマ
スタパターンとの比較による詳細な検査をソフトウェア
で行うため、パターン検査に時間がかかるという問題点
があった。そこで、短時間で検査が可能なパターン検査
装置が提案されている（例えば、特開平１０−１４１９
３０号公報）。特開平１０−１４１９３０号公報に記載
されたパターン検査装置では、被測定パターンと比較す
るための基準となる第１のマスタパターンを収縮処理し
て欠損又は断線検出用の第２のマスタパターンを作成す
ると共に、第１のマスタパターンを膨張処理して突起又
は短絡検出用の第３のマスタパターンを作成し、第２の
マスタパターンとカメラで撮像した被測定パターンとの
論理演算を行うと共に、第３のマスタパターンと被測定
パターンとの論理演算を行うことにより、被測定パター
ンを検査する。こうして、ハードウェアによる論理演算
によって被測定パターンの欠陥候補を検出し、検出した
欠陥候補を含む所定の小領域だけソフトウェアによって
検査するので、被測定パターンの欠陥を従来よりも高速
に検査することができる。

【００１０】ここで、第２、第３のマスタパターンの作
成方法を説明する。図１３は第２、第３のマスタパター
ンの作成方法を説明するための図であり、第１のマスタ
パターンの一部を示している。なお、図１３では、説明
を簡単にするために、パターンエッジを意味する直線の
みで第１のマスタパターンを表し、パターンエッジを意
味する直線とその内側を意味する斜線で第２、第３のマ
スタパターンを表しているが、実際の第１〜第３のマス
タパターンは、パターンエッジとその内側が画素「１」
で塗りつぶされたものである。

【００１１】まず、図１３（ａ）に示すように、第１の
マスタパターンをその中心線と直角の方向に収縮させ
て、第２のマスタパターンＭ１を作成する。これは、第
１のマスタパターンの両エッジを示す対向する直線Ａ１
とＡ４（中心線はＬ１）の間隔、及びＡ２とＡ３（中心
線はＬ２）の間隔を狭くして第１のマスタパターンを細
らせることにより作成することができる。一方、図１３
（ｂ）に示すように、第１のマスタパターンをその中心
線と直角の方向に膨張させて、第３のマスタパターンＭ
２を作成する。これは、第１のマスタパターンの両エッ
ジを示す対向する直線Ａ５とＡ８（中心線はＬ３）、Ａ
６とＡ７（中心線はＬ４）、Ａ９とＡ１２（中心線はＬ
５）及びＡ１０とＡ１１（中心線はＬ６）の間隔をそれ
ぞれ広くして第１のマスタパターンを太らせることによ
り作成することができる。ただし、実際に第３のマスタ
パターンＭ２になるのは、膨張処理した結果を論理反転
した領域、すなわち直線Ａ５〜Ａ８からなる第１のマス
タパターンＭａと、直線Ａ９〜Ａ１２からなる第１のマ
スタパターンＭｂとをそれぞれ膨張処理して生じた２つ
のパターンに挟まれた領域である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】第２のマスタパターン
による欠陥検出の精度は、第１のマスタパターンをどれ
だけ収縮させるかによって決まる。例えば、第１のマス
タパターンの幅の１／５を超える欠損が存在するときに
欠陥と認識したい場合は、第２のマスタパターンの幅を
第１のマスタパターンの幅の３／５となるように縮小す
ればよい。同様に、第３のマスタパターンによる欠陥検
出の精度は、第１のマスタパターンをどれだけ膨張させ
るかによって決まる。例えば、第１のマスタパターンの
幅の１／５を超える欠損が存在するときに欠陥と認識し
たい場合は、第３のマスタパターンの幅を第１のマスタ
パターンの幅の７／５となるように拡大すればよい。こ
の第１のマスタパターンの実際の収縮量、膨張量は、パ
ターン検査を実施するユーザによって任意に設定され
る。

【００１３】しかしながら、このような収縮量、膨張量
の設定方法では、欠陥検出の精度（収縮量）がパターン
幅の１／２を超える値に設定された状態で、収縮処理を
行うと、パターンの断線あるいは消滅が発生して、欠
損、ピンホール又は断線といった欠陥候補を検出する領
域（第２のマスタパターン）がなくなってしまうという
問題点があった。同様に、欠陥検出の精度（膨張量）が
パターン間隔の１／２を超える値に設定された状態で、
膨張処理を行うと、パターン間の短絡が発生して、突
起、飛び散り又は短絡といった欠陥候補を検出する領域
（第３のマスタパターン）がなくなってしまうという問
題点があった。その結果、欠損、ピンホール、断線、突
起、飛び散り又は短絡といった欠陥を検出することがで
きないという問題点があった。

【００１４】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、予め設定された収縮量がパターン幅の１／
２を超える場合、あるいは予め設定された膨張量がパタ
ーン間隔の１／２を超える場合であっても、欠陥候補を
検出する領域を確保して、パターンの欠陥を高速に、か
つ正しく検出することができるパターンの検査方法を提
供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のパターンの検査
方法は、被測定パターンと比較するための基準となる第
１のマスタパターンの画像を所定画素分収縮処理して欠
損又は断線検出用の第２のマスタパターンの画像を作成
すると共に、第１のマスタパターンの画像を所定画素分
膨張処理して突起又は短絡検出用の第３のマスタパター
ンの画像を作成し、第２のマスタパターンの画像とカメ
ラで撮像した被測定パターンの画像との論理演算を行う
と共に、第３のマスタパターンの画像と被測定パターン
の画像との論理演算を行うことにより、被測定パターン
を検査するパターンの検査方法において、第１のマスタ
パターン中の画素を１画素分収縮処理することにより、
第１のマスタパターンにパターンの断線あるいは消滅が
発生する場合は、画素の収縮処理を中止し、第１のマス
タパターン中の画素を１画素分膨張処理することによ
り、第１のマスタパターンにパターンの短絡が発生する
場合は、画素の膨張処理を中止するようにしたものであ
る。このように、第１のマスタパターン中の配線パター
ンを示す画素を１画素分収縮処理することにより、第１
のマスタパターンにパターンの断線あるいは消滅が発生
する場合は、画素の収縮処理を中止し、第１のマスタパ
ターン中の配線パターンを示す画素を１画素分膨張処理
することにより、第１のマスタパターンにパターンの短
絡が発生する場合は、画素の膨張処理を中止し、その他
の画素については収縮処理／膨張処理を行う。

【００１６】また、本発明のパターンの検査方法の１構
成例は、第３のマスタパターンを作成する場合には、第
１のマスタパターンにおいて膨張処理の対象となる画素
の８近傍で、かつ膨張処理の方向に存在する画素を注目
画素とし、この注目画素を中心とする所定の大きさの領
域をフィルタ領域として、このフィルタ領域内に関して
膨張処理の対象となる画素を注目画素の位置まで膨張さ
せるかどうかを、（１）注目画素が「１」の場合は、注
目画素をそのまま「１」とする（２）注目画素が「０」
で、かつ注目画素に対して４近傍の画素のうち３画素が
「１」の場合は、注目画素を「１」にする（３）注目画
素が「０」で、かつ注目画素を含む、連結した画素
「０」の集合がフィルタ領域の外周まで達していない場
合は、注目画素をそのまま「０」とする（４）注目画素
が「０」で、かつ注目画素に対して８近傍の画素が全て
「０」の場合は、注目画素をそのまま「０」とする
（５）注目画素が「０」で、かつ注目画素に対して８近
傍の画素「１」を膨張処理の対象として膨張させ注目画
素を「１」に置き換えたとき、この注目画素が膨張処理
の対象となった画素「１」を含む集合とは別の画素
「１」の集合と接触する場合は、注目画素を「０」と
し、接触しない場合は、注目画素を「１」とするといっ
た条件（１）〜（５）に基づいて判定し、フィルタ領域
を移動させながら条件（１）〜（５）に基づく判定を第
１のマスタパターンの全領域について行うことにより、
第１のマスタパターンの１画素分の膨張処理を行い、第
２のマスタパターンを作成する場合には、第１のマスタ
パターンを論理反転させて、フィルタ領域を移動させな
がら条件（１）〜（５）に基づく判定を論理反転した第
１のマスタパターンの全領域について行い、この判定後
の第１のマスタパターンを論理反転させることにより、
第１のマスタパターンの１画素分の収縮処理を行うよう
にしたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施
の形態を示すパターン検査方法のフローチャート図、図
２はこの検査方法で用いるパターン検査装置のブロック
図である。図２において、１は検査ワークとなるグリー
ンシート、２はグリーンシート１を載置するためのＸ−
Ｙテーブル、３はＸ−Ｙテーブル２上のグリーンシート
１を撮像するラインセンサカメラ、４は被測定パターン
の欠陥候補を検出する一次検査を行い、欠陥候補の位置
を示すアドレス情報を出力する第１の画像処理装置、５
はこのアドレス情報により欠陥候補を含む所定の領域に
ついて、被測定パターンとマスタパターンの誤差を求
め、被測定パターンの二次検査を行う第２の画像処理装
置、６は装置全体を制御するホストコンピュータ、７は
検査結果を表示するための表示装置である。

【００１８】最初に、検査の前に予め作成しておくマス
タパターンについて説明する。ホストコンピュータ６
は、ＣＡＤ（Computer Aided Design ）システムによっ
て作成され例えば磁気ディスクに書き込まれたグリーン
シートの設計値データ（以下、ＣＡＤデータとする）を
図示しない磁気ディスク装置によって読み出す（図１ス
テップ１０１）。

【００１９】そして、ホストコンピュータ６は、読み出
したＣＡＤデータからパターンのエッジデータを抽出す
る。エッジデータは、パターンエッジを示す画素「１」
の集合である。そして、パターンエッジを示す画素
「１」で囲まれた領域を「１」で塗りつぶし、この画素
「１」で塗りつぶされたパターン（パターン以外の背景
は「０」）を検査の基準となる第１のマスタパターンと
する（図１ステップ１０２）。このように本実施の形態
では、正確なマスタパターンを作成するために、グリー
ンシート１の製造上のマスタとなったＣＡＤデータを用
いる。

【００２０】次に、第１の画像処理装置４は、ホストコ
ンピュータ６によって作成された第１のマスタパターン
から欠損、ピンホール又は断線検出用の第２のマスタパ
ターンと、突起、飛び散り又は短絡検出用の第３のマス
タパターンを以下のように作成する（ステップ１０
３）。ここでは、説明を簡単にするため、第２のマスタ
パターンの作成方法を説明する前に第３のマスタパター
ンの作成方法を説明する。

【００２１】図３は第３のマスタパターンの作成方法を
示すフローチャート図、図４は第３のマスタパターンの
作成方法を説明するための説明図である。まず、第１の
画像処理装置４は、第１のマスタパターンに対して以下
のようなフィルタリング処理を行う（ステップ２０
１）。

【００２２】フィルタリング処理を実施するフィルタ領
域ＦＩは、図４（ａ）に示すように注目画素Ｐ３３を中
心とする所定の大きさ（本実施の形態では５×５画素）
の領域である。ここで、注目画素とは、膨張処理の対象
となる画素の８近傍で、かつ膨張処理の方向に存在する
画素である。なお、膨張処理の対象となる画素がＰ２２
であれば、その８近傍の画素がＰ１１，Ｐ２１，Ｐ３
１，Ｐ１２，Ｐ３２，Ｐ１３，Ｐ２３，Ｐ３３であるこ
とは言うまでもない。

【００２３】第１の画像処理装置４は、第１回目のフィ
ルタリング処理の場合、第１のマスタパターンＭの全領
域の左上隅の画素が注目画素Ｐ３３となるようにフィル
タ領域ＦＩの位置を設定する（図４（ｂ））。なお、図
４（ｂ）では、第１のマスタパターンＭの全領域の左上
隅の画素の座標を（０，０）、同領域の右上隅の画素の
座標を（Ｘｍａｘ，０）、同領域の左下隅の画素の座標
を（０，Ｙｍａｘ）、同領域の右下隅の画素の座標を
（Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘ）としている。そして、画像処理
装置４は、設定したフィルタ領域ＦＩ内について、以下
のような条件が成立するかどうかを判定して、膨張処理
を行うかどうかを判定する。

【００２４】（１）注目画素Ｐ３３が「１」の場合は、
注目画素Ｐ３３をそのまま「１」とする。 （２）注目画素Ｐ３３が「０」で、かつ注目画素Ｐ３３
に対して４近傍の画素のうち３画素が「１」の場合、す
なわち画素Ｐ３２，Ｐ４３，Ｐ２３，Ｐ３４のうち３画
素が「１」の場合は、注目画素Ｐ３３を「１」にする。 （３）注目画素Ｐ３３が「０」で、かつ注目画素Ｐ３３
を含む、連結した画素「０」の集合がフィルタ領域ＦＩ
の外周まで達していない場合、すなわち注目画素Ｐ３３
を含む、連結した画素「０」の集合が画素Ｐ１１，Ｐ２
１，Ｐ３１，Ｐ４１，Ｐ５１，Ｐ１２，Ｐ５２，Ｐ１
３，Ｐ５３，Ｐ１４，Ｐ５４，Ｐ１５，Ｐ２５，Ｐ３
５，Ｐ４５，Ｐ５５の何れも含まない場合は、注目画素
Ｐ３３をそのまま「０」とする。 （４）注目画素Ｐ３３が「０」で、かつ注目画素Ｐ３３
に対して８近傍の画素が全て「０」の場合、すなわち画
素Ｐ３２，Ｐ４３，Ｐ２３，Ｐ３４，Ｐ２２，Ｐ２４，
Ｐ４２，Ｐ４４が全て「０」の場合は、注目画素Ｐ３３
をそのまま「０」とする。 （５）注目画素Ｐ３３が「０」で、かつ注目画素Ｐ３３
に対して８近傍の画素「１」を膨張処理の対象として膨
張させ注目画素Ｐ３３を「１」に置き換えたとき、この
注目画素Ｐ３３が膨張処理の対象となった画素「１」を
含む集合とは別の画素「１」の集合と接触する場合は、
注目画素Ｐ３３を「０」とし、接触しない場合は、注目
画素Ｐ３３を「１」とする。

【００２５】以上の条件（２）〜（５）において、注目
画素Ｐ３３を「０」から「１」に置き換えることは、注
目画素Ｐ３３に対して８近傍の画素「１」を注目画素Ｐ
３３の位置まで膨張させることを意味する。条件（１）
は、注目画素Ｐ３３が既に「１」である場合なので、注
目画素Ｐ３３の位置まで膨張させる必要がないことは明
らかである。

【００２６】条件（２）は、画素Ｐ３２，Ｐ４３，Ｐ２
３，Ｐ３４のうち３画素が「１」の場合、これら３画素
が同一の配線パターンに属していることになるので、こ
れら３画素を注目画素Ｐ３３の位置まで膨張させたとし
ても、後述のように他の配線パターンと接触するという
問題が生じないため、注目画素Ｐ３３の位置まで膨張さ
せてよいことを意味する。なお、画素Ｐ３２，Ｐ４３，
Ｐ２３，Ｐ３４の全てが「１」の場合、注目画素Ｐ３３
がパターンのピンホールを表しているので、この場合に
は膨張させない。

【００２７】条件（３）は、注目画素Ｐ３３を含む、連
結した画素「０」の集合が例えば図４（ｃ）のようにパ
ターンのピンホールを表していて、このピンホールがフ
ィルタ領域ＦＩの外周まで達していない場合、膨張させ
ないことを意味する。条件（４）は、注目画素Ｐ３３に
対して８近傍の画素が全て「０」の場合で、この場合に
は膨張処理の対象となる画素「１」が存在しないので、
注目画素Ｐ３３を「０」のままとすることは明らかであ
る。

【００２８】次に、条件（５）について、詳細に説明す
る。条件（５）は、注目画素Ｐ３３に対して８近傍の画
素「１」を膨張処理の対象として膨張させ注目画素Ｐ３
３を「１」に置き換えたとき、この注目画素Ｐ３３が膨
張処理の対象となった画素「１」を含む配線パターンと
は別の配線パターンと接触する場合は、欠陥候補を検出
する領域がなくなるので、膨張処理を行わないことを意
味する。

【００２９】この条件（５）の具体例を、まず注目画素
Ｐ３３に対して膨張処理の対象となる画素「１」が４近
傍の場合について説明する。注目画素Ｐ３３に対して４
近傍の画素、すなわち画素Ｐ３２，Ｐ４３，Ｐ２３，Ｐ
３４のうち少なくとも１つが「１」の場合、この画素を
膨張処理の対象として、以下のような判定を行う。

【００３０】ここでは、画素Ｐ２３が「１」で、この画
素Ｐ２３が膨張処理の対象となった場合を例にとって説
明する。画像処理装置４は、注目画素Ｐ３３から２画素
の距離以内にある画素のうち、膨張処理の対象となった
画素Ｐ２３とこの画素Ｐ２３の８近傍の画素Ｐ１２，Ｐ
２２，Ｐ３２，Ｐ１３，Ｐ３３，Ｐ１４，Ｐ２４，Ｐ３
４とを除く全画素Ｐ３１，Ｐ４１，Ｐ５１，Ｐ４２，Ｐ
５２，Ｐ４３，Ｐ５３，Ｐ４４，Ｐ５４，Ｐ３５，Ｐ４
５，Ｐ５５を調査対象の画素として、これら調査対象の
画素の少なくとも１つが「１」で、かつこの画素「１」
が膨張処理の対象となった画素Ｐ２３を含む配線パター
ンとは別の配線パターンに属する場合は、画素Ｐ２３を
注目画素Ｐ３３の位置まで膨張させる処理を行わない。

【００３１】注目画素Ｐ３３を「１」に置き換えたと
き、この注目画素Ｐ３３が膨張処理の対象となった画素
Ｐ２３を含む配線パターンとは別の配線パターンと接触
するかどうかを調査する際に、注目画素Ｐ３３から２画
素の距離以内にある画素を調査対象とする理由は、注目
画素Ｐ３３から２画素の距離にある画素を注目画素Ｐ３
３の方向に向かって膨張させると、注目画素Ｐ３３と接
触するからである。例えば、画素Ｐ５５を画素Ｐ４４の
位置まで膨張させると、この画素Ｐ４４は注目画素Ｐ３
３と接触する。

【００３２】また、膨張処理の対象となった画素Ｐ２３
の８近傍の画素Ｐ１２，Ｐ２２，Ｐ３２，Ｐ１３，Ｐ３
３，Ｐ１４，Ｐ２４，Ｐ３４を調査対象の画素から除外
する理由は、これらの画素が「１」であっても、この画
素は既に画素Ｐ２３と連結していて、画素Ｐ２３と同一
の配線パターンに属している画素だからである。

【００３３】なお、膨張処理の対象となった画素Ｐ２３
から注目画素Ｐ３３を見たときに、画素Ｐ２３の左右に
位置する画素、及び画素Ｐ２３の後方に位置する画素
は、前記調査対象の画素から除外する。画素Ｐ２３が膨
張処理の対象となる場合は、画素Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ１
５，Ｐ２５が調査対象の画素から除外される。

【００３４】その他の画素Ｐ３２，Ｐ４３，Ｐ３４が
「１」の場合でも、同様にして判定する。このように、
注目画素Ｐ３３に対して４近傍の画素Ｐ３２，Ｐ４３，
Ｐ２３，Ｐ３４のうち、その値が「１」である全ての画
素を膨張処理の対象として、上記の判定を行う。次に、
注目画素Ｐ３３の左斜め上、右斜め上、左斜め下、右斜
め下に位置する４画素、すなわち画素Ｐ２２，Ｐ４２，
Ｐ２４，Ｐ４４のうち少なくとも１つが「１」の場合、
この画素を膨張処理の対象として、以下のような判定を
行う。

【００３５】ここでは、画素Ｐ２２が「１」で、この画
素Ｐ２２が膨張処理の対象となった場合を例にとって説
明する。画像処理装置４は、注目画素Ｐ３３から２画素
の距離以内にある画素のうち、膨張処理の対象となった
画素Ｐ２２とこの画素Ｐ２２の８近傍の画素Ｐ１１，Ｐ
２１，Ｐ３１，Ｐ１２，Ｐ３２，Ｐ１３，Ｐ２３，Ｐ３
３とを除く全画素Ｐ４１，Ｐ５１，Ｐ４２，Ｐ５２，Ｐ
４３，Ｐ５３，Ｐ１４，Ｐ２４，Ｐ３４，Ｐ４４，Ｐ５
４，Ｐ１５，Ｐ２５，Ｐ３５，Ｐ４５，Ｐ５５を調査対
象の画素として、これら調査対象の画素の少なくとも１
つが「１」で、かつこの画素「１」が膨張処理の対象と
なった画素Ｐ２２を含む配線パターンとは別の配線パタ
ーンに属する場合は、画素Ｐ２２を注目画素Ｐ３３の位
置まで膨張させる処理を行わない。

【００３６】注目画素Ｐ３３から２画素の距離以内にあ
る画素を調査対象とする理由、及び膨張処理の対象とな
った画素Ｐ２２の８近傍の画素Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３
１，Ｐ１２，Ｐ３２，Ｐ１３，Ｐ２３，Ｐ３３を調査対
象の画素から除外する理由は、４近傍の場合と同じであ
る。また、この場合も、膨張処理の対象となった画素Ｐ
２２から注目画素Ｐ３３を見たときに、画素Ｐ２２の左
右に位置する画素、及び画素Ｐ２２の後方に位置する画
素があれば、調査対象の画素から除外される。

【００３７】その他の画素Ｐ４２，Ｐ２４，Ｐ４４が
「１」の場合でも、同様にして判定する。このように、
注目画素Ｐ３３の左斜め上、右斜め上、左斜め下、右斜
め下に位置する４画素Ｐ２２，Ｐ４２，Ｐ２４，Ｐ４４
のうち、その値が「１」である全ての画素を膨張処理の
対象として、上記の判定を行う。

【００３８】以上のようにして、注目画素Ｐ３３の８近
傍の画素Ｐ３２，Ｐ４３，Ｐ２３，Ｐ３４，Ｐ２２，Ｐ
２４，Ｐ４２，Ｐ４４のうち、その値が「１」である全
ての画素を膨張処理の対象として条件（５）の判定を行
い、全て膨張可能であれば、注目画素Ｐ３３の位置まで
膨張させ、どれか１つでも膨張不可能な画素があれば、
膨張処理を行わない。これで、フィルタリング処理（ス
テップ２０１）が終了する。

【００３９】次に、第１の画像処理装置４は、第１のマ
スタパターンの全領域についてフィルタリング処理が終
了したかどうかを判定する（ステップ２０２）。ここで
は、第１回目のフィルタリング処理が終了したところな
ので、全領域のフィルタリング処理は終了していないと
判断して、次のフィルタリング処理を行うべくステップ
２０３に進む。

【００４０】ステップ２０３において、第１の画像処理
装置４は、注目画素Ｐ３３の座標が（１，０）となるよ
うにフィルタ領域ＦＩをＸ方向に１画素分移動させる。
続いて、画像処理装置４は、ステップ２０１に戻って、
前述と同様のフィルタリング処理を行う。フィルタリン
グ処理の終了後、画像処理装置４は、第１のマスタパタ
ーンの全領域についてフィルタリング処理が終了したか
どうかを判定する（ステップ２０２）。ここでは、第２
回目のフィルタリング処理が終了したところなので、次
のフィルタリング処理を行うべくステップ２０３に進
む。

【００４１】ステップ２０３において、画像処理装置４
は、注目画素Ｐ３３の座標が（２，０）となるようにフ
ィルタ領域ＦＩをＸ方向に１画素分移動させる。画像処
理装置４は、フィルタ領域ＦＩをＸ方向に１画素ずつ移
動させる度にフィルタリング処理を行い、注目画素Ｐ３
３が座標（Ｘｍａｘ，０）の位置まで達して、このとき
のフィルタリング処理が終了すると、注目画素Ｐ３３の
座標が（０，１）となるようにフィルタ領域ＦＩを移動
させる。

【００４２】さらに、画像処理装置４は、フィルタ領域
ＦＩをＸ方向に１画素ずつ移動させる度にフィルタリン
グ処理を行うことを繰り返して、注目画素Ｐ３３が座標
（Ｘｍａｘ，１）の位置まで達して、このときのフィル
タリング処理が終了すると、注目画素Ｐ３３の座標が
（０，２）となるようにフィルタ領域ＦＩを移動させ
る。このように、フィルタ領域ＦＩを１画素ずつ移動さ
せながらフィルタリング処理を行うことにより、第１の
マスタパターンの全領域を走査する。全領域の走査終了
により、１画素分の膨張処理が終了する。

【００４３】次に、画像処理装置４は、所定画素分の膨
張処理が終了したかどうかを判定する（ステップ２０
４）。所定画素分の膨張処理が終了していない場合、画
像処理装置４は、ステップ２０１〜２０３による１画素
分の膨張処理を所定画素分の回数だけ繰り返す。第１の
マスタパターンを所定画素分膨張させた結果が第３のマ
スタパターンである。

【００４４】次に、第２のマスタパターンの作成方法を
説明する。図５は第２のマスタパターンの作成方法を示
すフローチャート図である。まず、第１の画像処理装置
４は、第１のマスタパターンを論理反転させる（ステッ
プ３０１）。

【００４５】続いて、画像処理装置４は、論理反転した
第１のマスタパターンに対してフィルタリング処理を行
う（ステップ３０２）。収縮処理の場合にも、前記の条
件（１）〜（５）に基づいて判定することは、膨張処理
の場合と全く同じである。つまり、本実施の形態では、
本来、背景であった部分を論理反転によってパターンと
見なして、前記の条件（１）〜（５）により膨張処理す
るかどうかを判定することにより、結果として本来のパ
ターンを収縮処理するかどうかを判定する。

【００４６】したがって、収縮処理の場合、論理反転後
の第１のマスタパターンでは、画素「０」が本来の配線
パターンを示し、画素「１」が背景を示すので、条件
（２）〜（５）において、注目画素Ｐ３３を「０」から
「１」に置き換えることは、８近傍の画素「１」から注
目画素Ｐ３３の方向に背景の膨張処理（配線パターンか
ら見た場合には収縮処理）を行い、注目画素Ｐ３３を配
線パターンから取り除くことを意味する。

【００４７】ステップ３０３，３０４の処理は、図３に
おけるステップ２０２，２０３と全く同じである。フィ
ルタ領域ＦＩを１画素ずつ移動させながらフィルタリン
グ処理を行うことにより、第１のマスタパターンの全領
域を走査して、１画素分の膨張処理が終了した後、画像
処理装置４は、背景を１画素分膨張させた第１のマスタ
パターンを論理反転させる（ステップ３０５）。これに
より、配線パターンを１画素分収縮させた第１のマスタ
パターンが得られる。

【００４８】次に、画像処理装置４は、所定画素分の収
縮処理が終了したかどうかを判定する（ステップ３０
６）。所定画素分の収縮処理が終了していない場合、画
像処理装置４は、ステップ３０１〜３０５による１画素
分の収縮処理を所定画素分の回数だけ繰り返す。第１の
マスタパターンを所定画素分収縮させた結果が第２のマ
スタパターンである。

【００４９】以上で、第２、第３のマスタパターンの作
成が終了する。なお、前述のフィルタリング処理（ステ
ップ２０１あるいは３０２）において、第１のマスタパ
ターンの外側がフィルタ領域ＦＩに入る場合には、第１
のマスタパターンの外側を画素「０」の集合と見なして
フィルタリング処理を行う。

【００５０】次に、被測定パターンの検査について説明
する。まず、Ｘ−Ｙテーブル２上のグリーンシート１を
カメラ３によって撮像する。そして、第１の画像処理装
置４は、カメラ３から出力された濃淡画像をディジタル
化して、図示しない内部の画像メモリにいったん記憶す
る（ステップ１０４）。カメラ３は、Ｘ方向に画素が配
列されたラインセンサなので、Ｘ−Ｙテーブル２あるい
はカメラ３をＹ方向に移動させることにより、２次元の
画像データが画像メモリに記憶される。

【００５１】続いて、画像処理装置４は、画像メモリに
記憶された被測定パターンの濃淡画像を２値化する（ス
テップ１０５）。被測定パターンの濃淡画像データに
は、銅箔パターンとそれ以外の背景（グリーンシート等
の基材）とが含まれているが、銅箔パターンと背景には
濃度差があるので、銅箔パターンの濃度値と背景の濃度
値の間の値をしきい値として設定すれば、銅箔パターン
は「１」に変換され、背景は「０」に変換される。こう
して、パターンエッジとその内側が画素「１」で塗りつ
ぶされた被測定パターンを得ることができる。

【００５２】次いで、画像処理装置４は、２値化処理し
た被測定パターンとマスタパターンの位置合わせを行う
（ステップ１０６）。図６はこの位置合わせ方法を説明
するための図である。第１のマスタパターンＭには、図
６（ａ）に示すように予め位置決めマークＴｍが設定さ
れている。画像処理装置４は、画像メモリに記憶した被
測定パターンＰにおいて、位置決めマークＴｍに対応す
る領域を探索することで、図６（ｂ）のように位置決め
マークＴｍに対応する位置決めマークＴｐを検出する。

【００５３】そして、画像処理装置４は、被測定パター
ンＰとマスタパターンＭの各々について、Ｘ方向に並ん
だ２つの位置決めマーク間の距離ＤＸｐ、ＤＸｍを求め
る。なお、マーク間距離は、２つの位置決めマークの重
心間の距離である。続いて、画像処理装置４は、求めた
マーク間距離から拡大／縮小率（ＤＸｐ／ＤＸｍ）を算
出し、この拡大／縮小率によりマスタパターンのマーク
間距離が被測定パターンのマーク間距離と一致するよう
に、マスタパターンＭを全方向に拡大又は縮小する。

【００５４】次いで、画像処理装置４は、拡大／縮小補
正したマスタパターンＭ’と被測定パターンＰのそれぞ
れについて、Ｙ方向に並んだ２つの位置決めマーク間の
距離ＤＹｍ、ＤＹｐを図６（ｃ）、図６（ｄ）のように
求める。そして、被測定パターンのマーク間距離がマス
タパターンのマーク間距離と一致するように、ラインセ
ンサカメラ３とグリーンシート１（Ｘ−Ｙテーブル２）
の相対速度を調整して、シート１を再度撮像する。Ｙ方
向の画像分解能は、ラインセンサカメラ３の画素の大き
さと上記相対速度によって決定される。したがって、Ｘ
−Ｙテーブル２あるいはラインセンサカメラ３の移動速
度を変えることにより、Ｙ方向の画像分解能を調整し、
マーク間距離を一致させることができる。

【００５５】次に、画像処理装置４は、こうして撮像し
て得られた被測定パターンＰ’の位置決めマーク位置と
拡大／縮小補正したマスタパターンＭ’の位置決めマー
ク位置により、図６（ｅ）のようにパターンＰ’、Ｍ’
の角度ずれθを求め、この角度ずれがなくなるようにマ
スタパターンＭ’を回転させる。最後に、画像処理装置
５は、互いのマーク位置が一致するように、マスタパタ
ーンＭ’と被測定パターンＰ’の位置を合わせる。

【００５６】なお、第２、第３のマスタパターンは第１
のマスタパターンから作成されたものなので、第１〜第
３のマスタパターンと被測定パターンとの位置合わせは
第１のマスタパターンを用いて１回行えばよい。

【００５７】ステップ１０６の位置合わせ処理が終了し
た後、画像処理装置４は、被測定パターンと第２、第３
のマスタパターンとを比較して、被測定パターンの一次
検査を行う（ステップ１０７，１０８）。ステップ１０
７，１０８の検査は、画像処理装置４のハードウェアに
よって同時に実施される。

【００５８】まず、第２のマスタパターンＭ１との比較
による検査（ステップ１０７）について説明する。図７
はこの検査方法を説明するための図である。なお、図７
の例では、梨地で示すパターンＮＰを除いた部分が被測
定パターンＰである。画像処理装置４は、図７に示すよ
うに、被測定パターンＰと第２のマスタパターンＭ１と
を比較する。ただし、実際に比較するのは、被測定パタ
ーンＰを論理反転したパターンＮＰと第２のマスタパタ
ーンＭ１である。

【００５９】パターンＮＰと第２のマスタパターンＭ１
との論理積をとると、この論理積の結果は、被測定パタ
ーンＰに欠損や断線があるか否かによって異なる。例え
ば、被測定パターンＰがその値として「１」を有し、同
様にマスタパターンＭ１が「１」を有するとき、被測定
パターンＰに欠損や断線がない場合は、パターンＮＰと
マスタパターンＭ１が重なることがないので、この論理
積の結果は「０」となる。

【００６０】これに対して、図７のように被測定パター
ンＰに欠損Ｃがあると、この部分でパターンＮＰとマス
タパターンＭ１が重なるので、論理積の結果が「１」と
なる。これは、被測定パターンにピンホールＨや断線が
ある場合も同様である。こうして、被測定パターンの欠
損、ピンホールあるいは断線を検出することができる。
そして、画像処理装置４は、論理積の結果が「１」とな
って欠陥候補と認識した位置（図７では、Ｃ，Ｈの位
置）を記憶する。

【００６１】次に、第３のマスタパターンＭ２との比較
による検査（ステップ１０８）について説明する。図８
はこの検査方法を説明するための図である。画像処理装
置４は、図８に示すように、被測定パターンＰと第３の
マスタパターンＭ２とを比較する。上記と同様に、被測
定パターンＰａ、Ｐｂと第３のマスタパターンＭ２の論
理積をとると、この論理積の結果は、被測定パターンＰ
ａ、Ｐｂに突起や短絡があるか否かによって異なる。つ
まり、被測定パターンＰａ、Ｐｂに突起や短絡がない場
合は、論理積の結果は「０」となる。

【００６２】これに対し、図８のように被測定パターン
Ｐａに突起Ｋがあると、この部分で被測定パターンＰａ
とマスタパターンＭ２が重なるので、論理積の結果が
「１」となる。同様に、被測定パターンＰａ、Ｐｂ間に
短絡Ｓが存在すると、論理積の結果が「１」となる。こ
れは、被測定パターンに飛び散りが存在する場合も同様
である。こうして、被測定パターンの突起、飛び散りあ
るいは短絡を検出することができる。そして、画像処理
装置４は、論理積の結果が「１」となって欠陥候補と認
識した位置（図８では、Ｋ，Ｓの位置）を記憶する。

【００６３】以上のような一次検査を行った後、画像処
理装置４は、記憶した欠陥候補の位置をアドレス情報と
して出力する。第２の画像処理装置５は、第１の画像処
理装置４によって欠陥候補が検出された場合、上記アド
レス情報が示す位置の欠陥候補を中心とする、所定の大
きさの領域について、被測定パターンと第１のマスタパ
ターンとを比較して誤差を求めることにより、被測定パ
ターンの二次検査を行う（ステップ１０９）。この検査
の方法は、前述した図９〜図１２の従来の方法と同様で
ある。

【００６４】第２，第３のマスタパターンの各々と被測
定パターンとの比較検査は、ハードウェアで実現でき、
検出した欠陥候補を含む所定の領域だけ、処理時間のか
かる被測定パターンと第１のマスタパターンの比較によ
って検査するので、被測定パターンを高速に検査するこ
とができる。

【００６５】なお、本実施の形態では、ＣＡＤデータか
ら第１のマスタパターンを作成しているが、予め良品と
判定された被測定パターンを撮像して第１のマスタパタ
ーンを作成するようにしてもよい。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、第１のマスタパターン
中の配線パターンを示す画素を１画素分収縮処理するこ
とにより、第１のマスタパターンにパターンの断線ある
いは消滅が発生する場合は、画素の収縮処理を中止し、
第１のマスタパターン中の配線パターンを示す画素を１
画素分膨張処理することにより、第１のマスタパターン
にパターンの短絡が発生する場合は、画素の膨張処理を
中止し、配線パターンを示す画素のうち収縮処理／膨張
処理によってパターンの断線あるいは消滅や短絡が発生
しない画素については収縮処理／膨張処理を行うので、
予め設定された収縮量（所定画素）がパターン幅の１／
２を超える場合、あるいは予め設定された膨張量（所定
画素）がパターン間隔の１／２を超える場合であって
も、欠陥候補を検出する領域（第２、第３のマスタパタ
ーン）を確保して、パターンの欠陥を高速に、かつ正し
く検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態を示すパターン検査方法
のフローチャート図である。

【図２】 パターン検査装置のブロック図である。

【図３】 本発明の実施の形態において第３のマスタパ
ターンの作成方法を示すフローチャート図である。

【図４】 本発明の実施の形態において第３のマスタパ
ターンの作成方法を説明するための説明図である。

【図５】 本発明の実施の形態において第２のマスタパ
ターンの作成方法を示すフローチャート図である。

【図６】 被測定パターンとマスタパターンの位置合わ
せ方法を説明するための図である。

【図７】 第２のマスタパターンとの比較による検査方
法を説明するための図である。

【図８】 第３のマスタパターンとの比較による検査方
法を説明するための図である。

【図９】 断線を検出する従来の検査方法を説明するた
めの図である。

【図１０】 断線を検出する従来の検査方法を説明する
ための図である。

【図１１】 短絡を検出する従来の検査方法を説明する
ための図である。

【図１２】 欠損あるいは突起を検出する従来の検査方
法を説明するための図である。

【図１３】 従来のパターン検査方法における第２、第
３のマスタパターンの作成方法を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１…グリーンシート、２…Ｘ−Ｙテーブル、３…ライン
センサカメラ、４…第１の画像処理装置、５…第２の画
像処理装置、６…ホストコンピュータ、７…表示装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定パターンと比較するための基準と
   なる第１のマスタパターンの画像を所定画素分収縮処理
   して欠損又は断線検出用の第２のマスタパターンの画像
   を作成すると共に、前記第１のマスタパターンの画像を
   所定画素分膨張処理して突起又は短絡検出用の第３のマ
   スタパターンの画像を作成し、前記第２のマスタパター
   ンの画像とカメラで撮像した被測定パターンの画像との
   論理演算を行うと共に、前記第３のマスタパターンの画
   像と前記被測定パターンの画像との論理演算を行うこと
   により、被測定パターンを検査するパターンの検査方法
   において、 前記第１のマスタパターン中の画素を１画素分収縮処理
   することにより、前記第１のマスタパターンにパターン
   の断線あるいは消滅が発生する場合は、前記画素の収縮
   処理を中止し、 前記第１のマスタパターン中の画素を１画素分膨張処理
   することにより、前記第１のマスタパターンにパターン
   の短絡が発生する場合は、前記画素の膨張処理を中止す
   ることを特徴とするパターンの検査方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のパターンの検査方法にお
   いて、 前記第３のマスタパターンを作成する場合には、前記第
   １のマスタパターンにおいて膨張処理の対象となる画素
   の８近傍で、かつ膨張処理の方向に存在する画素を注目
   画素とし、この注目画素を中心とする所定の大きさの領
   域をフィルタ領域として、このフィルタ領域内に関して
   前記膨張処理の対象となる画素を前記注目画素の位置ま
   で膨張させるかどうかを、 （１）前記注目画素が「１」の場合は、前記注目画素を
   そのまま「１」とする （２）前記注目画素が「０」で、かつ前記注目画素に対
   して４近傍の画素のうち３画素が「１」の場合は、前記
   注目画素を「１」にする （３）前記注目画素が「０」で、かつ前記注目画素を含
   む、連結した画素「０」の集合が前記フィルタ領域の外
   周まで達していない場合は、前記注目画素をそのまま
   「０」とする （４）前記注目画素が「０」で、かつ前記注目画素に対
   して８近傍の画素が全て「０」の場合は、前記注目画素
   をそのまま「０」とする （５）前記注目画素が「０」で、かつ前記注目画素に対
   して８近傍の画素「１」を膨張処理の対象として膨張さ
   せ前記注目画素を「１」に置き換えたとき、この注目画
   素が膨張処理の対象となった画素「１」を含む集合とは
   別の画素「１」の集合と接触する場合は、前記注目画素
   を「０」とし、接触しない場合は、前記注目画素を
   「１」とするといった条件（１）〜（５）に基づいて判
   定し、前記フィルタ領域を移動させながら前記条件
   （１）〜（５）に基づく判定を前記第１のマスタパター
   ンの全領域について行うことにより、前記第１のマスタ
   パターンの１画素分の膨張処理を行い、 前記第２のマスタパターンを作成する場合には、前記第
   １のマスタパターンを論理反転させて、前記フィルタ領
   域を移動させながら前記条件（１）〜（５）に基づく判
   定を前記論理反転した第１のマスタパターンの全領域に
   ついて行い、この判定後の第１のマスタパターンを論理
   反転させることにより、前記第１のマスタパターンの１
   画素分の収縮処理を行うことを特徴とするパターンの検
   査方法。