JP2523225B2 - パタ―ン検査装置及びパタ―ン検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔目次〕産業上の利用分野 従来の技術（図８，９） 発明が解決しようとする課題（図10） 課題を解決するための手段（図１，２） 作用 実施例 （１）第１の実施例の説明（図３〜５） （２）第２の実施例の説明（図６） （３）第３の実施例の説明（図７） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、パターン検査装置及び
パターン検査方法に関するものであり、更に詳しく言え
ば、被検査対象の画像を取得して被検査パターンの良否
を判定する装置の改善及び光量補正方法に関するもので
ある。

【０００３】近年、半導体集積回路装置やキーボード等
の被検査対象の実装検査等にパターン検査装置が使用さ
れている。

【０００４】これによれば、被検査対象が比較的平坦と
なっている平面型キーボードでは照明の劣化や外乱光に
対してホワイトイメージ（白色ボード）パターンの光量
分布特性に近似するため、その補正された光量分布特性
に基づいて、被検査対象のパターン検査を精度良く行う
ことができる。

【０００５】しかし、照明光の入射方向に対して被検査
対象が傾斜を有する傾斜型キーボード等では照明の劣化
や外乱光に対し、ホワイトイメージパターンの光量分布
特性に必ずしも近似しなくなる。

【０００６】このため、ホワイトイメージパターンの光
量分布特性により傾斜型キーボードの画像取得信号を補
正すると、オフセットを介入した被検査パターン信号と
なる。これにより、精度良いパターン検査をすることが
できないという問題がある。

【０００７】そこで、傾斜を有する被検査対象について
は、それを予め取得した画像取得信号と基準パターンと
の比較処理を行いながらオフセット量を決定し、該被検
査対象の精度良いパターン検査をすることができる検査
装置及び検査方法が望まれている。

【０００８】

【従来の技術】図８〜10は、従来例に係る説明図であ
り、図８は、従来例に係るパターン検査装置の構成図で
ある。

【０００９】図８において、半導体集積回路装置やキー
ボード等の検査をするパターン検査装置は、ＣＣＤ撮像
素子等から成るカメラ１と、Ａ／Ｄ変換回路２Ａ，信号
切換回路２Ｂ，反転回路２Ｃ，オフッセトメモリ２Ｄ，
多階調フレームメモリ２Ｆ及び，二値化変換回路２Ｇか
ら成る信号処理回路２と、太辞書パターンメモリ３Ａ，
細辞書パターンメモリ３Ｂから成る基準メモリ３と、パ
ターンマッチング回路４Ａ，判定回路４Ｂ及び結果出力
回路４Ｃから成る比較判定回路４とが具備されている。

【００１０】当該装置の機能は、被検査対象５の画像取
得に先立って、ホワイトイメージ（白色ボード）パター
ンがカメラ１により取得されると、校正用の画像取得信
号ＤIN１が該カメラ１から信号処理回路２のＡ／Ｄ変換
回路２Ａに出力され、その画像取得信号ＤIN１がＡ／Ｄ
変換回路２Ａ，信号切換回路２Ｂにより信号処理され
る。この際に、信号切換回路２Ｂにより反転回路２Ｃ，
オフッセトメモリ２Ｄ側の信号処理回路が選択される。
これにより、Ａ／Ｄ変換回路２ＡでＡ／Ｄ変換された校
正用の画像取得信号ＤIN１が反転回路２Ｃにより反転さ
れ、それがオフッセトメモリ２Ｄに格納される。

【００１１】また、被検査対象５の被検査パターンが同
様にカメラ１により取得されると、被検査用の画像取得
信号ＤIN２がカメラ１から信号処理回路２のＡ／Ｄ変換
回路２Ａに出力され、該画像取得信号ＤIN２がＡ／Ｄ変
換回路２ＡによりＡ／Ｄ変換処理される。この際に、信
号切換回路２Ｂにより加算回路２Ｅが選択される。これ
により、加算回路２Ｅでは、オフッセトメモリ２Ｄから
の校正用の画像取得信号ＤIN１とＡ／Ｄ変換回路２Ａか
らの画像取得信号ＤIN２とが加算処理される。この該加
算処理により被検査パターンデータが補正され、それが
多階調フレームメモリ２Ｆに格納される。

【００１２】なお、被検査パターンデータは二値化変換
回路２Ｇを経て比較判定回路４に出力され、基準パター
ンメモリ３からの基準パターン信号Ｓ２と二値変換処理
された被検査パターン信号Ｓ１とがパターンマッチング
回路４Ａにより比較処理される。この際に、被検査パタ
ーン信号Ｓ１は被検査対象５の検査基準となる太辞書パ
ターン信号や細辞書パターン信号と比較される。これに
より、判定回路４Ｂ，結果出力回路４Ｃを経て検査結果
信号Ｄout が出力される。

【００１３】図９（ａ）〜（ｃ）は、従来例に係るパタ
ーン検査方法の説明図であり、図９（ａ）は、ホワイト
イメージ（白色ボード）パターンの光量分布特性を示し
ている。

【００１４】例えば、半導体集積回路装置やキーボード
等のパターン検査をする場合、まず、照明の劣化や外乱
光の影響を取り除くためにホワイトイメージ（白色ボー
ド）パターンの画像取得処理をする。この際に、図９
（ａ）の光量分布特性に示すような校正用の画像取得信
号（デジタル値）ＤIN１がＡ／Ｄ変換回路２Ａから出力
される。それが反転回路２Ｃにより反転され、図９
（ｂ）の光量分布特性に示すような反転画像取得信号Ｄ
IN１がオフッセトメモリ２Ｄに格納される。この際に、
反転回路２Ｃでは、明暗の中心，すなわち、反転画像取
得信号ＤIN１の最大値Ｄmax と最小値Ｄmim との中間値
Ｄmid （＝〔Ｄmax ＋Ｄmim 〕／２）を基準にして校正
用の画像取得信号ＤIN１の反転処理をする。これによ
り、反転回路２Ｃの入力値ＤIN１に対して出力値Ｄ０
は、Ｄ０＝Ｄmid −（ＤIN１−Ｄmid ）となり、図９
（ｂ）の光量分布特性が得られる。

【００１５】次いで、被検査対象５の被検査パターンの
画像取得処理をする。この際に、被検査対象５の被検査
パターンがカメラ１により取得されると、被検査用の画
像取得信号ＤIN２がＡ／Ｄ変換処理される。

【００１６】さらに、被検査対象５の被検査パターンの
照明の劣化や外乱光の補正処理をする。この際に、オフ
ッセトメモリ２Ｄからの校正用の画像取得信号ＤIN１と
Ａ／Ｄ変換回路２Ａからの画像取得信号ＤIN２とが加算
処理される。該加算処理により被検査パターンデータが
補正され、それが多階調フレームメモリ２Ｆに格納され
る。

【００１７】その後、補正処理された被検査パターンと
基準パターンとの比較処理をする。この際に、基準パタ
ーンメモリ３からの基準パターン信号Ｓ２と二値変換処
理された被検査パターン信号Ｓ１とがパターンマッチン
グ回路４Ａにより比較処理される。例えば、被検査対象
５の検査基準となる太辞書パターン信号や細辞書パター
ン信号と被検査パターン信号Ｓ１とが比較される。

【００１８】これにより、判定回路４Ｂ，結果出力回路
４Ｃを経て検査結果信号Ｄout が出力され、半導体集積
回路装置やキーボード等のパターン検査が行われてい
る。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来例によれ
ば、図10（ａ）〜（ｃ）の問題点を説明する図に示すよ
うに、被検査対象５が比較的平坦となっている図10
（ａ）の平面型キーボード５Ａでは照明の劣化や外乱光
に対してホワイトイメージ（白色ボード）パターンの光
量分布特性に近似する。このため、図９（ｃ）の補正さ
れた光量分布特性に基づいて、被検査対象５のパターン
検査を精度良く行うことができる。

【００２０】しかし、図10（ｂ）に示すような照明光Ｌ
の入射方向に対して被検査対象５の高さに差を有する傾
斜型キーボード５Ｂでは照明の劣化や外乱光に対し、ホ
ワイトイメージパターンの光量分布特性に必ずしも近似
しなくなる。

【００２１】このため、ホワイトイメージパターンの光
量分布特性により傾斜型キーボード５Ｂの画像取得信号
ＤIN２を補正すると、オフセットを介入した被検査パタ
ーン信号Ｓ１となる。なお、図10（ｃ）は、オフセット
を含んだ被検査パターン信号Ｓ１に基づく傾斜型キーボ
ード５Ｂの断面図を示しており、中央付近で湾曲を帯び
ている。

【００２２】これにより、照明光の入射方向に対して傾
斜を有する被検査対象５については、ホワイトイメージ
パターンの光量分布特性による補正方法では、該被検査
対象５の精度良いパターン検査をすることができないと
いう問題がある。

【００２３】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、傾斜を有する被検査対象につい
て、ホワイトイメージパターンの光量分布特性により補
正することなく、それを予め取得した画像取得信号と基
準パターンとの比較処理を行いながらオフセット量を決
定し、該被検査対象の精度良いパターン検査をすること
が可能となるパターン検査装置及びパターン検査方法の
提供を目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明に係るパ
ターン検査装置の原理図，図２は本発明に係るパターン
検査方法の原理図をそれぞれ示している。

【００２５】本発明のパターン検査装置は、図１に示す
ように被検査対象１６の画像を取得して画像取得信号Ｄ
INを出力する撮像手段１１と、前記画像取得信号ＤINを
信号処理して被検査パターン信号Ｓ１を出力する信号処
理手段１２と、前記被検査対象１６の基準パターン信号
Ｓ２を記憶する記憶手段１３と、前記被検査パターン信
号Ｓ１，前記基準パターン信号Ｓ２を比較して検査結果
信号Ｄout ，パターン修正帰還信号Ｓ３を出力する比較
手段１４と、前記パターン修正帰還信号Ｓ３に基づいて
パターン補正信号Ｓ４を出力するパターン補正手段１５
とを具備することを特徴とする。

【００２６】また、前記検査装置において、前記信号処
理手段１２が前記被検査対象１６のアナログ画像取得信
号ＤINとアナログパターン補正信号Ｓ4aとの加算処理、
又は、該被検査対象１６のデジタル画像取得信号ＤINと
デジタルパターン補正信号Ｓ4dの加算処理をすることを
特徴とし、前記記憶手段１３が被検査対象１６の太辞書
基準データＤd1，細辞書基準データＤd2，特徴量パター
ンデータＤd3を格納することを特徴とする。

【００２７】また、本発明のパターン検査方法は、図２
のフローチャートに示すように、まず、ステップＰ１で
被検査対象１６の画像を取得する第１の画像取得処理を
し、次に、ステップＰ２で前記第１の画像取得処理に基
づいて得られる第１の被検査パターン信号Ｓ11と前記被
検査対象１６の基準パターン信号Ｓ３とに基づいてパタ
ーン修正量Ｏの演算処理をし、さらに、ステップＰ３で
前記パターン修正量Ｏの帰還処理に基づいて前記被検査
パターン信号Ｓ11の補正処理をすることを特徴とする。
また、前記補正処理後に、ステップＰ４で前記被検査対
象１６の画像を取得する第２の画像取得処理をし、次い
で、ステップＰ５で前記第２の画像取得処理に基づいて
得られる第２の被検査パターン信号Ｓ12と前記被検査対
象１６の基準パターン信号Ｓ３とを比較処理することを
特徴とし、上記目的を達成する。

【００２８】

【作 用】本発明のパターン検査装置によれば、図１に
示すように撮像手段１１，信号処理手段１２，記憶手段
１３，比較手段１４及びパターン補正手段１５が具備さ
れている。

【００２９】例えば、被検査対象１６の画像が撮像手段
１１により取得されて画像取得信号ＤINが出力される
と、該画像取得信号ＤINが信号処理手段１２により信号
処理され、その被検査パターン信号Ｓ１が比較手段１４
に出力される。この際に、被検査対象１６の太辞書基準
データＤd1，細辞書基準データＤd2，特徴量パターンデ
ータＤd3等の基準パターン信号Ｓ２が記憶手段１３から
読み出される。これにより、被検査パターン信号Ｓ１，
基準パターン信号Ｓ２が比較され、検査結果信号Ｄout
やパターン修正帰還信号Ｓ３が比較手段１４からパター
ン補正手段１５に選択出力される。パターン補正手段１
５では、パターン修正帰還信号Ｓ３に基づいてパターン
補正信号Ｓ４が決定され、パターン補正手段１５から信
号処理手段１２に出力される。ここで、信号処理手段１
２では被検査対象１６のアナログ画像取得信号ＤINとア
ナログパターン補正信号Ｓ4aとの演算、又は、該被検査
対象１６のデジタル画像取得信号ＤINとデジタルパター
ン補正信号Ｓ4dとの演算が信号処理手段１２により行わ
れる。

【００３０】このため、従来例のようなホワイトイメー
ジパターンの光量分布特性により一義的に補正をする方
法に比べ実時間的（リアルタイム）に自動光量補正処理
をすることが可能となる。

【００３１】これにより、照明光の入射方向に対して傾
斜を有する被検査対象１６の正確なパターン検査をする
ことが可能となる。

【００３２】また、本発明のパターン検査方法によれ
ば、図２のフローチャートに示すように、まず、ステッ
プＰ１，Ｐ２で第１の画像取得処理に基づいて得られる
第１の被検査パターン信号Ｓ11と被検査対象１６の基準
パターン信号Ｓ３とに基づいてパターン修正量Ｏの演算
処理をし、ステップＰ３でパターン修正量Ｏの帰還処理
に基づいて被検査パターン信号Ｓ11の補正処理をしてい
る。

【００３３】このため、照明光の入射方向に対して傾斜
を有する被検査対象１６について、従来例のようにホワ
イトイメージパターンの光量分布特性による補正方法に
よることなく、該補正処理後に、ステップＰ４，Ｐ５で
第２の画像取得処理に基づいて得られる第２の被検査パ
ターン信号Ｓ12と被検査対象１６の基準パターン信号Ｓ
３とを比較処理することにより、オフセットの影響を取
り除いた状態でパターンマッチング処理を行うことが可
能となる。

【００３４】これにより、該被検査対象１６の精度良い
パターン検査をすることが可能となる。

【００３５】

【実施例】次に図を参照しながら本発明の実施例につい
て説明をする。図３〜図７は、本発明の実施例に係るパ
ターン検査装置及びパターン検査方法を説明する図であ
る。

【００３６】（１）第１の実施例の説明図３は、本発明
の第１の実施例に係るパターン検査装置の構成図であ
る。

【００３７】図において、半導体集積回路装置やキーボ
ード等の検査をするパターン検査装置は、カメラ２１，
第１の信号処理回路２２，第１の辞書メモリ２３，第１
の比較判定回路２４及び第１のオフセット回路２５から
成る。

【００３８】すなわち、カメラ２１は撮像手段１１の一
実施例であり、被検査対象１６の画像を取得して画像取
得信号ＤINを出力するものである。カメラ２１には、Ｃ
ＣＤ撮像素子等が用いられている。

【００３９】第１の信号処理回路２２は信号処理手段１
２の第１の実施例であり、Ａ／Ｄ変換回路22Ａ，加算回
路22Ｂ，多階調フレームメモリＣ，二値化変換回路22Ｄ
から成る。Ａ／Ｄ変換回路22Ａは画像取得信号ＤINをア
ナログ／デジタル変換してデジタル画像取得データＤIN
を出力するものである。加算回路22Ｂはパターン補正信
号Ｓ４の一例となるオフセット量データとデジタル画像
取得データＤINとを加算して補正された被検査パターン
信号Ｓ１の一例となる被検査パターンデータＤａを出力
するものである。多階調フレームメモリＣは補正された
被検査パターンデータＤａを格納するものである。二値
化変換回路22Ｄは被検査パターンデータＤａの閾値処理
をするものである。例えば、該データＤａを閾値αにて
「０」又は「１」の二値化データＳｂに変換，すなわ
ち、Ｄａ＜αであれば、Ｄｂ＝０とし、Ｄａ≧αであれ
ば、Ｄｂ＝１となる。これにより、画像取得信号ＤINを
閾値補正処理した被検査パターンデータＤｂを出力する
ことができる。

【００４０】第１の辞書メモリ２３は記憶手段１３の一
実施例であり、太辞書パターンメモリ23Ａ，細辞書パタ
ーンメモリ23Ｂから成る。太辞書パターンメモリ23Ａ
は、被検査対象１６の基準パターンを予め太めに登録し
た基準パターン信号Ｓ２の一例となる太辞書基準データ
Ｄd1を格納するものである。細辞書パターンメモリ23Ｂ
は、被検査対象１６の基準パターンを予め細めに登録し
た基準パターン信号Ｓ２の一例となる細辞書基準データ
Ｄd2を格納するものである。これにより、被検査対象１
６の基準パターン信号Ｓ２を出力することができる。

【００４１】第１の比較判定回路２４は比較手段１４の
一実施例であり、パターンマッチング回路24Ａ，判定回
路24Ｂ，修正選択回路24Ｃ及び結果出力回路24Ｄから成
る。パターンマッチング回路24Ａは、被検査対象１６の
閾値補正処理された被検査パターンデータＤｂとその太
辞書基準データＤd1や細辞書基準データＤd2とのパター
ンマッチング処理をするものである。パターンマッチン
グ処理は、両データＤｂとＤd1，ＤｂとＤd2間の一致検
出や太めパターン不一致量Ｗ及び細めパターン不一致量
ｈの計測が行われる。ここで、太めパターン不一致量Ｗ
は被検査対象１６の閾値補正処理された被検査パターン
データＤｂが太辞書基準データＤd1よりはみ出した場合
に出力される。また、細めパターン不一致量ｈは被検査
対象１６の閾値補正処理された被検査パターンデータＤ
ｂが細辞書基準データＤd2よりはみ出した場合に出力さ
れる。

【００４２】判定回路24Ｂは判定基準値Ｒに基づいて一
致，不一致量Ｗ，ｈの判定処理をするものである。判定
処理は総不一致量をｕ（ｕ＝Ｗ＋ｈ）とすると、ｕ≦Ｒ
の場合には一致，ｕ＞Ｒの場合には不一致と判定する。

【００４３】修正選択回路24Ｃはパターンマッチング結
果を第１のオフセット回路２５又は結果出力回路24Ｄに
選択出力するものである。選択出力処理は、総不一致量
ｕが不一致，かつ、修正処理の場合には第１のオフセッ
ト回路にパターン修正帰還信号Ｓ３の一例となるパター
ンマッチング結果を出力するものである。また、一致，
又は被検査対象１６の検査処理の場合にはパターンマッ
チング結果を結果出力回路24Ｄに出力するものである。

【００４４】結果出力回路24Ｄはパターンマッチング結
果を検査結果信号Ｄout として出力するものである。

【００４５】第１のオフセット回路２５はパターン補正
手段１５の一実施例であり、パターン修正帰還信号Ｓ３
に基づいてパターン補正信号Ｓ４を出力するものであ
る。すなわち、太めパターン不一致量Ｗ，細めパターン
不一致量ｈ，総不一致量ｕ，判定基準値Ｒによって新た
なオフセット量Ｏを決定するものである。例えば、総不
一致量ｕと判定基準値Ｒとの差ｋ（ｋ＝ｕ−Ｒ）が、あ
る一定の閾値Ｃに対してＣ＜ｋの場合，すなわち、被検
査対象１６の画像取得データＤｂに基づくパターンが辞
書パターンと大きくずれている場合にはオフセット変更
量をｔ１とする。また、それがＣ≧ｋの場合，すなわ
ち、被検査対象１６の画像取得データＤｂに基づくパタ
ーンが辞書パターンに対してずれが少ない場合にはオフ
セット変更量をｔ２（ｔ２＜ｔ１）とする。

【００４６】ここで、新たなオフセット量Ｏは太めパタ
ーン不一致量Ｗと細めパターン不一致量ｈとを比較した
場合に、Ｗ＜ｈであるときには現オフセット量Ｏにオフ
セット変更量ｔ１又はｔ２を加算（Ｏ＝Ｏ＋ｔ１，Ｏ＝
Ｏ＋ｔ２）するものとする。

【００４７】また、太めパターン不一致量Ｗと細めパタ
ーン不一致量ｈとを比較した場合に、Ｗ≧ｈであるとき
には現オフセット量Ｏからオフセット変更量ｔ１又はｔ
２を減算（Ｏ＝Ｏ−ｔ１，Ｏ＝Ｏ−ｔ２）するものとす
る。これらの関係を表１に示している。

【００４８】

【表１】

【００４９】同様にして、総不一致量ｕと判定基準値Ｒ
との関係がｕ≦Ｒの場合，すなわち、被検査対象１６の
画像取得データＤｂに基づくパターンが辞書パターンと
が一致するまで、フィードバック処理をする。

【００５０】このようにして、本発明の第１の実施例に
係るパターン検査装置によれば、図３に示すようにカメ
ラ２１，第１の信号処理回路２２，第１の辞書メモリ２
３，第１の比較判定回路２４及び第１のオフセット回路
２５が具備されている。

【００５１】このため、被検査対象１６の画像がカメラ
２１により取得されて画像取得信号ＤINが出力される
と、該画像取得信号ＤINが第１の信号処理回路２２によ
り信号処理され、その補正された被検査パターンデータ
Ｄｂが第１の比較判定回路２４に出力される。この際
に、被検査対象１６の太辞書基準データＤd1，細辞書基
準データＤd2等の基準パターン信号Ｓ２が第１の辞書メ
モリ２３から読み出される。これにより、被検査パター
ンデータＤｂ，基準パターン信号Ｓ２が比較され、検査
結果信号Ｄout やパターン修正帰還信号Ｓ３が第１の比
較判定回路２４から第１のオフセット回路２５に選択出
力される。第１のオフセット回路２５では、パターン修
正帰還信号Ｓ３に基づいてパターン補正信号Ｓ４が決定
され、該信号Ｓ４が第１のオフセット回路２５から第１
の信号処理回路２２に出力される。ここで、第１の信号
処理回路２２では被検査対象１６のデジタル画像取得信
号ＤINとデジタルパターン補正信号Ｓ4dとの演算が加算
回路22Ｂにより行われる。

【００５２】このことで、従来例のようなホワイトイメ
ージパターンの光量分布特性により一義的に補正をする
方法に比べ実時間的（リアルタイム）に自動光量補正処
理をすることが可能となる。

【００５３】これにより、照明光の入射方向に対して傾
斜を有する被検査対象１６の正確なパターン検査をする
ことが可能となる。

【００５４】次に、本発明の第１の実施例に係るパター
ン検査方法について、当該第１の装置の動作を補足しな
がら説明をする。

【００５５】図４は、本発明の第１の実施例に係るパタ
ーン検査方法のフローチャートであり、図５はその補足
説明図を示している。

【００５６】例えば、被検査対象１６として図10（ｂ）
に示されるような傾斜型キーボード５Ｂのパターン検査
をする場合、図４のフローチャートにおいて、まず、ス
テップＰ１で傾斜型キーボードの数字「０」の画像を取
得する第１の画像取得処理をする。この際に、数字
「０」の画像がカメラ２１により撮像され、アナログ画
像取得信号ＤINがＡ／Ｄ変換回路22Ａに出力される。ま
た、画像取得信号ＤINがＡ／Ｄ変換回路22Ａによりアナ
ログ／デジタル変換されてデジタル画像取得データＤIN
として出力される。加算回路22Ｂではデジタル画像取得
データＤINと第１のオフセット回路２５から出力された
オフセット量データとが加算され、補正された被検査パ
ターンデータＤａが出力される。このデータＤａが多階
調フレームメモリＣに格納される。二値化変換回路22Ｄ
では被検査パターンデータＤａが閾値処理される。例え
ば、該データＤａが閾値αに対して、「０」又は「１」
の二値化データＳｂに変換，すなわち、Ｄａ＜αであれ
ば、Ｄｂ＝０とされ、Ｄａ≧αであれば、Ｄｂ＝１とさ
れる。

【００５７】次に、ステップＰ２で第１の画像取得処理
に基づいて得られる第１の被検査パターンデータＤａと
被検査対象１６の基準パターンデータＤd1,Ｄd2に基づ
いてオフセット値Ｏの演算処理をする。この際に、被検
査対象１６の基準パターンＲP1（図５（ａ）参照）を予
め太めに登録した太辞書パターンＲP2に基づく太辞書基
準データＤd1が太辞書パターンメモリ23Ａより読み出さ
れる（図５（ｂ）参照）。また、被検査対象１６の基準
パターンを予め細めに登録した細辞書パターンＲP3に基
づく細辞書基準データＤd2が細辞書パターンメモリ23Ｂ
から読み出される（図５（ｃ）参照）。

【００５８】ここで、被検査対象１６の閾値補正処理さ
れた被検査パターンデータＤｂとその太辞書基準データ
Ｄd1や細辞書基準データＤd2とがパターンマッチング回
路24Ａによりパターンマッチング処理される。パターン
マッチング処理は、両データＤｂとＤd1，ＤｂとＤd2間
の一致検出や太めパターン不一致量Ｗ及び細めパターン
不一致量ｈの計測が行われる。また、太めパターン不一
致量Ｗは被検査対象１６の閾値補正処理された被検査パ
ターンデータＤｂが太辞書基準データＤd1よりはみ出し
た場合に出力される。なお、細めパターン不一致量ｈは
被検査対象１６の閾値補正処理された被検査パターンデ
ータＤｂが細辞書基準データＤd2よりはみ出した場合に
出力される。

【００５９】さらに、判定基準値Ｒに基づいて一致，不
一致量Ｗ，ｈが判定回路24Ｂにより判定処理される。判
定処理は総不一致量をｕ（ｕ＝Ｗ＋ｈ）とすると、ｕ≦
Ｒの場合には一致，ｕ＞Ｒの場合には不一致と判定され
る。また、パターンマッチング結果が修正選択回路24Ｃ
から第１のオフセット回路２５又は結果出力回路24Ｄに
選択出力される。この際の選択出力処理は、総不一致量
ｕが不一致，かつ、修正処理の場合に、第１のオフセッ
ト回路２５にパターン修正帰還信号Ｓ３の一例となるパ
ターンマッチング結果が出力される。また、一致，又は
被検査対象１６の検査処理の場合にはパターンマッチン
グ結果が結果出力回路24Ｄに出力される。

【００６０】第１のオフセット回路２５では、太めパタ
ーン不一致量Ｗ，細めパターン不一致量ｈ，総不一致量
ｕ，判定基準値Ｒによって新たなオフセット量Ｏが決定
される。例えば、総不一致量ｕと判定基準値Ｒとの差ｋ
（ｋ＝ｕ−Ｒ）が、ある一定の閾値Ｃに対してＣ＜ｋの
場合，すなわち、被検査対象１６の画像取得データＤｂ
に基づくパターンが辞書パターンと大きくずれている場
合には、オフセット変更量がｔ１とされる。また、それ
がＣ≧ｋの場合，すなわち、被検査対象１６の画像取得
データＤｂに基づくパターンが辞書パターンに対してず
れが少ない場合にはオフセット変更量がｔ２（ｔ２＜ｔ
１）とされる。

【００６１】さらに、ステップＰ３でパターン修正量Ｏ
の帰還処理に基づいて被検査パターン信号Ｄａの補正処
理をする。この際に、新たなオフセット量Ｏは太めパタ
ーン不一致量Ｗと細めパターン不一致量ｈとを比較した
場合に、Ｗ＜ｈであるときには現オフセット量Ｏにオフ
セット変更量ｔ１又はｔ２が加算（Ｏ＝Ｏ＋ｔ１，Ｏ＝
Ｏ＋ｔ２）される。また、太めパターン不一致量Ｗと細
めパターン不一致量ｈとを比較した場合に、Ｗ≧ｈであ
るときには現オフセット量Ｏからオフセット変更量ｔ１
又はｔ２が減算（Ｏ＝Ｏ−ｔ１，Ｏ＝Ｏ−ｔ２）される
（表１参照）。

【００６２】次いで、ステップＰ４で画像取得データＤ
ｂに基づくパターンと辞書パターンとの一致するか否の
有無判断をする。この際に、それらが一致しない場合、
すなわち、総不一致量ｕと判定基準値Ｒとの関係がｕ≦
Ｒの場合（ＮＯ）には、被検査対象１６の画像取得デー
タＤｂに基づくパターンと辞書パターンとが一致するま
で、ステップＰ２に戻ってステップＰ２〜Ｐ４のフィー
ドバック処理を実行する。また、それらが一致した場合
（ＹES）にはステップＰ５に移行する。

【００６３】従って、ステップＰ５では被検査対象１６
の画像を取得する第２の画像取得処理をする。この際
に、他の数字「１」等の被検査画像が第１の画像取得処
理と同様にカメラ２１により撮像され、アナログ画像取
得信号ＤINがＡ／Ｄ変換回路22Ａに出力される。画像取
得信号ＤINがＡ／Ｄ変換回路22Ａによりアナログ／デジ
タル変換されてデジタル画像取得データＤINとして出力
される。加算回路22Ｂではデジタル画像取得データＤIN
と第１のオフセット回路２５から出力されるオフセット
決定データとが加算され、補正された被検査パターンデ
ータＤａが出力される。このデータＤａが多階調フレー
ムメモリＣに格納される。二値化変換回路22Ｄでは被検
査パターンデータＤａが閾値処理される。

【００６４】次いで、ステップＰ６で第２の画像取得処
理に基づいて得られる第２の被検査パターンデータＤｂ
と被検査対象１６の基準パターンデータＤd1, Ｄd2とを
比較処理する。この際に、被検査対象１６の基準パター
ンＲP1を予め太めに登録した太辞書パターンＲP2に基づ
く太辞書基準データＤd1が太辞書パターンメモリ23Ａか
ら読み出される。また、被検査対象１６の基準パターン
を予め細めに登録した細辞書パターンＲP3に基づく細辞
書基準データＤd2が細辞書パターンメモリ23Ｂから読み
出される。パターンマッチング回路24Ａ，判定回路24
Ｂ，修正選択回路24Ｃを介して、パターンマッチング結
果となる検査結果信号Ｄout が結果出力回路24Ｄから出
力される。

【００６５】これにより、図10に示されるような傾斜型
キーボード５Ｂの濃淡値（太り，細り量）が修正され、
そのパターン検査を精度良く行うことが可能となる。

【００６６】このようにして、本発明の第１の実施例に
係るパターン検査方法によれば、図４のフローチャート
に示すように、まず、ステップＰ１，Ｐ２で第１の画像
取得処理に基づいて得られる第１の被検査パターン信号
Ｄａと被検査対象１６の基準パターンデータＤd1, Ｄd2
とに基づいてパターン修正量Ｏの演算処理をし、ステッ
プＰ３でパターン修正量Ｏの帰還処理に基づいて被検査
パターン信号Ｄｂの補正処理をしている。

【００６７】このため、照明光の入射方向に対して傾斜
を有する被検査対象１６について、従来例のようにホワ
イトイメージパターンの光量分布特性による補正方法に
よることなく、該補正処理後に、ステップＰ５，Ｐ６で
第２の画像取得処理に基づいて得られる第２の被検査パ
ターンデータＤｂと被検査対象１６の基準パターンデー
タＤd1, Ｄd2とを比較処理することにより、オフセット
の影響を取り除いた状態でパターンマッチング処理を行
うことが可能となる。

【００６８】これにより、入射光に対して高さを有する
傾斜型キーボード等の該被検査対象１６の精度良いパタ
ーン検査をすることが可能となる。

【００６９】（２）第２の実施例の説明図６は、本発明
の第２の実施例に係るパターン検査装置の構成図であ
る。

【００７０】図において、第１の実施例と異なるのは第
２の実施例ではアナログ画像取得信号ＤINとアナログオ
フセット量（アナログパターン補正信号Ｓ4a）とを加算
処理をするため、第２の信号処理回路２６と第２のオフ
セット回路２７が設けられるものである。

【００７１】すなわち、第２の信号処理回路２６は信号
処理手段１２の第２の実施例であり、アナログ加算回路
26Ａ，Ａ／Ｄ変換回路26Ｂ，多階調フレームメモリ26
Ｃ，二値化変換回路26Ｄから成る。アナログ加算回路26
Ａはパターン補正信号Ｓ４の一例となるアナログオフセ
ット量信号とアナログ画像取得信号ＤINとを加算して補
正された被検査パターン信号Ｓ１を出力するものであ
る。Ａ／Ｄ変換回路22Ａは補正された被検査パターン信
号Ｓ１をアナログ／デジタル変換してデジタル被検査パ
ターンデータＤａを出力するものである。多階調フレー
ムメモリ26Ｃ，二値化変換回路26Ｄは第１の実施例と機
能が同様であるため説明を省略する。

【００７２】第２のオフセット回路２７はパターン補正
手段１５の第２の実施例であり、第１の実施例のように
比較判定検出回路２４から出力されるパターン修正帰還
信号Ｓ３に基づいてアナログパターン補正信号Ｓ4aを出
力するものである。

【００７３】なお、その他の同一名称，同一符号のもの
は第１の実施例と機能が同様となるため説明を省略す
る。

【００７４】このようにして、本発明の第２の実施例に
係るパターン検査装置によれば、図６に示すようにカメ
ラ２１，第２の信号処理回路２６，第１の辞書メモリ２
３，第１の比較判定回路２４及び第２のオフセット回路
２７が具備されている。

【００７５】このため、第１の実施例と同様に被検査対
象１６の画像がカメラ２１により取得されて画像取得信
号ＤINが出力されると、該画像取得信号ＤINが第２の信
号処理回路２６により信号処理され、その補正された被
検査パターンデータＤｂが第１の比較判定回路２４に出
力される。この際に、被検査対象１６の太辞書基準デー
タＤd1，細辞書基準データＤd2等の基準パターン信号Ｓ
２が第１の辞書メモリ２３から読み出される。これによ
り、被検査パターンデータＤｂ，基準パターン信号Ｓ２
が比較され、検査結果信号Ｄout やパターン修正帰還信
号Ｓ３が第１の比較判定回路２４から第２のオフセット
回路２７に選択出力される。

【００７６】ここで、第１の実施例と異なり、第２のオ
フセット回路２７では、パターン修正帰還信号Ｓ３に基
づいてアナログパターン補正信号Ｓ4aが決定され、該信
号Ｓ４が第２のオフセット回路２７から第２の信号処理
回路２６に出力される。これにより、第２の信号処理回
路２６では被検査対象１６のアナログ画像取得信号ＤIN
とアナログパターン補正信号Ｓ4aとの演算がアナログ加
算回路26Ａにより行われる。

【００７７】このことで、第１の実施例と同様に実時間
的（リアルタイム）に自動光量補正処理をすることが可
能となる。

【００７８】これにより、第１の実施例と同様に照明光
の入射方向に対して傾斜を有する被検査対象１６の正確
なパターン検査をすることが可能となる。

【００７９】（３）第３の実施例の説明 図７は、本発明の第３の実施例に係るパターン検査装置
の構成図である。

【００８０】図において、第１，第２の実施例と異なる
のは第３の実施例では被検査対象１６の画像取得信号Ｄ
INの特徴量とその基準パターンの特徴量とを比較するた
め、第３の信号処理回路２６，特徴量データメモリ２
９，第２の比較判定回路３０及び第３のオフセット回路
３１が設けられるものである。

【００８１】すなわち、第３の信号処理回路２８は信号
処理手段１２の第３の実施例であり、Ａ／Ｄ変換回路28
Ａ，加算回路28Ｂ，多階調フレームメモリ28Ｃ，二値化
変換回路28Ｄから成る。各回路の機能については第１の
実施例において説明をしている（図３参照）。

【００８２】特徴量データメモリ２９は記憶手段１３の
他の実施例であり、被検査対象１６の特徴量パターンデ
ータＤd3を格納するものである。特徴量パターンには周
囲，面積及びパターン幅がデータ化される。

【００８３】第２の比較判定回路３０は比較手段１４の
他の実施例であり、特徴抽出回路30Ａ，判定回路30Ｂ，
修正選択回路30Ｃ及び結果出力回路30Ｄから成る。特徴
抽出回路30Ａは、被検査対象１６の画像取得信号ＤINの
特徴量とその基準パターンの特徴量とを比較してパター
ン修正帰還信号Ｓ３の一例となる特徴量比較データを第
３のオフセット回路３１に出力するものである。

【００８４】第３のオフセット回路３１はパターン補正
手段１５の第３の実施例であり、第１，第２の実施例の
ように第２の比較判定検出回路３０から出力されるパタ
ーン修正帰還信号Ｓ３に基づいてデジタルパターン補正
信号Ｓ4dを出力するものである。なお、その他の同一名
称，同一符号のものは第１の実施例と機能が同様となる
ため説明を省略する。

【００８５】このようにして、本発明の第３の実施例に
係るパターン検査装置によれば、図７に示すように、カ
メラ２１，第３の信号処理回路２８，特徴量データメモ
リ２９，第２の比較判定回路３０及び第３のオフセット
回路３１が具備されている。

【００８６】このため、第１，第２の実施例と同様に被
検査対象１６の画像がカメラ２１により取得されて画像
取得信号ＤINが出力されると、該画像取得信号ＤINが第
３の信号処理回路２８により信号処理され、その補正さ
れた被検査パターンデータＤｂが第２の比較判定回路３
０に出力される。この際に、被検査対象１６の特徴量パ
ターンデータＤd3が特徴量データメモリ２９から読み出
される。これにより、第１，第２の実施例と異なり、被
検査パターンデータＤｂ，特徴量パターンデータＤd3が
比較され、検査結果信号Ｄout やパターン修正帰還信号
Ｓ３が第２の比較判定回路３０から第３のオフセット回
路３１に選択出力される。

【００８７】ここで、第３のオフセット回路３１では、
パターン修正帰還信号Ｓ３に基づいてデジタルパターン
補正信号Ｓ4dが決定され、該信号Ｓ４が第３のオフセッ
ト回路３１から第３の信号処理回路２８に出力される。
これにより、第３の信号処理回路２８では被検査対象１
６のデジタル画像取得信号ＤＩＮとデジタルパターン補
正信号Ｓ4dとの演算が加算回路28Ｂにより行われる。

【００８８】このことで、第１，第２の実施例と比べ、
実時間的（リアルタイム）に、かつ高速に自動光量補正
処理をすることが可能となる。

【００８９】これにより、第１，第２の実施例と同様に
照明光の入射方向に対して傾斜を有する被検査対象１６
の正確なパターン検査をすることが可能となる。

【００９０】なお、第２，第３の実施例に係るパターン
検査方法については説明を省略する（第１の実施例（図
４）参照）。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のパターン
検査装置によれば撮像手段，信号処理手段，記憶手段，
比較手段及びパターン補正手段が具備されている。

【００９２】このため、被検査対象のアナログ画像取得
信号又はデジタル画像取得信号が信号処理手段，比較手
段及びパターン補正手段によりフィードバック補正処理
され、該画像取得信号がパターン修正帰還信号に基づい
て決定されるパターン補正信号により演算される。この
ことで、従来例のようなホワイトイメージパターンの光
量分布特性により一義的に補正をする方法に比べ実時間
的（リアルタイム）に自動光量補正処理をすることが可
能となる。

【００９３】また、本発明のパターン検査方法によれ
ば、第１の画像取得処理に基づいて得られる第１の被検
査パターン信号と被検査対象の基準パターン信号とによ
りパターン修正量の演算処理をし、該パターン修正量帰
還処理に基づいて被検査パターン信号の補正処理をして
いる。

【００９４】このため、従来例のようにホワイトイメー
ジパターンの光量分布特性による補正方法によることな
く、該補正処理後に、第２の画像取得処理に基づいて得
られる第２の被検査パターン信号と被検査対象の基準パ
ターン信号とを比較処理することにより、オフセットの
影響を取り除いた状態でパターンマッチング処理を行う
ことが可能となる。

【００９５】これにより、照明光の入射方向に対して傾
斜を有する被検査対象の正確なパターン検査をすること
が可能となる。このことで、パターン検査装置の性能向
上に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパターン検査装置の原理図であ
る。

【図２】本発明に係るパターン検査方法の原理図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施例に係るパターン検査装置
の構成図である。

【図４】本発明の第１の実施例に係るパターン検査方法
のフローチャートである。

【図５】本発明の各実施例に係るフローチャートの補足
説明図である。

【図６】本発明の第２の実施例に係るパターン検査装置
の構成図である。

【図７】本発明の第３の実施例に係るパターン検査装置
の構成図である。

【図８】従来例に係るパターン検査装置の構成図であ
る。

【図９】従来例に係るパターン検査方法の説明図であ
る。

【図10】従来例に係る問題点を説明する被検査対象の断
面図である。

【符号の説明】

１１…撮像手段、 １２…信号処理手段、 １３…記憶手段、 １４…比較手段、 １５…パターン補正手段、 ＤIN…画像取得信号、 Ｓ１…被検査パターン信号、 Ｓ２…基準パターン信号、 Ｓ３…パターン修正帰還信号、 Ｓ４…パターン補正信号、 ＤOUT …検査結果信号。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査対象（１６）の画像を取得して画
   像取得信号（ＤIN)を出力する撮像手段（１１）と、前
   記画像取得信号（ＤIN) を信号処理して被検査パターン
   信号（Ｓ１）を出力する信号処理手段（１２）と、前記
   被検査対象（１６）の基準パターン信号（Ｓ２）を記憶
   する記憶手段（１３）と、前記被検査パターン信号（Ｓ
   １），前記基準パターン信号（Ｓ２）を比較して検査結
   果信号（Ｄout ），パターン修正帰還信号（Ｓ３）を出
   力する比較手段（１４）と、前記パターン修正帰還信号
   （Ｓ３）に基づいてパターン補正信号（Ｓ４）を出力す
   るパターン補正手段（１５）とを具備することを特徴と
   するパターン検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のパターン検査装置におい
   て、前記信号処理手段（１２）は、前記被検査対象（１
   ６）のアナログ画像取得信号（ＤIN）とアナログパター
   ン補正信号（Ｓ4a）との加算処理、又は、該被検査対象
   （１６）のデジタル画像取得信号（ＤIN）とデジタルパ
   ターン補正信号（Ｓ4d）との加算処理をすることを特徴
   とするパターン検査装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のパターン検査装置におい
   て、前記記憶手段（１３）が被検査対象（１６）の太辞
   書基準データ（Ｄd1），細辞書基準データ（Ｄd2），特
   徴量パターンデータ（Ｄd3）を格納することを特徴とす
   るパターン検査装置。
4. 【請求項４】 被検査対象（１６）の画像を取得する第
   １の画像取得処理をし、前記第１の画像取得処理に基づ
   いて得られる第１の被検査パターン信号（Ｓ11）と前記
   被検査対象（１６）の基準パターン信号（Ｓ３）とに基
   づいてパターン修正量（Ｏ）の演算処理をし、前記パタ
   ーン修正量（Ｏ）の帰還処理に基づいて前記被検査パタ
   ーン信号（Ｓ11）の補正処理をすることを特徴とするパ
   ターン検査方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載のパターン検査方法におい
   て、前記補正処理後に、前記被検査対象（１６）の画像
   を取得する第２の画像取得処理をし、前記第２の画像取
   得処理に基づいて得られる第２の被検査パターン信号
   （Ｓ12）と前記被検査対象（１６）の基準パターン信号
   （Ｓ３）とを比較処理することを特徴とするパターン検
   査方法。