JP3317417B2

JP3317417B2 - パターンの検査方法

Info

Publication number: JP3317417B2
Application number: JP31131593A
Authority: JP
Inventors: 松野修三; 服部新一
Original assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Current assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Priority date: 1993-11-17
Filing date: 1993-11-17
Publication date: 2002-08-26
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: JPH07140091A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、フィルムキャリア等
により形成されたパターンを自動的に検査する方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＩＣ、ＬＳＩの実装に用いられる
フィルムキャリアは、厚さ７５〜１２５μｍ程度のポリ
イミドフィルムの上に、銅箔を接着剤で貼り付け、両面
にフォトレジストを塗布し、マスク露光、現像、エッチ
ングを行ってリードのパターンを形成している。

【０００３】このようにしてパターンを形成後、フォト
レジストが除去され、リードの表面にＳｎ、Ａｕ、半田
メッキ処理を行ってフィルムキャリア工程が終了する。
この工程終了後、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ている。このように、微細なパター
ンを目視で検査するには、熟練を要するとともに、目を
酷使する結果となる等の問題があった。

【０００４】一方、目視検査に代わるものとして、パタ
ーンをＴＶカメラで撮像し基準パターンとして、被測定
パターンとの一致率をもとに検査を行うパターンマッチ
ング手法によることも考えられる。しかしながら、一致
率は下式で表されるように、画素単位の計測であり、フ
ィルムキャリアのような微細なパターンの検査には不向
きである。一致率＝｛（全体の画素−一致していない画素）／（全体の画素）｝×１００％又、同一形状のリードが連続するようなパターンの場合
には、リードが１本分ずれて位置合わせしてしまう場合
もあり、同一形状のパターンの繰り返しの場合には問題
があった。

【０００５】そこで、上記の問題点を解決するために、
発明者は先に、以下のような方法を出願した。即ち、良
品と判定されている被測定パターンをマスタパターンと
し、その濃淡画像を画像メモリに記憶するとともに、こ
の画像メモリに記憶されたマスタパターンの濃淡ヒスト
グラムから、これを二値化処理して、マスタパターンの
エッジデータを求め、このエッジデータから最小二乗法
により直線化して登録するとともに、互いに対向位置す
る両直線の中心線Ｌ_M と幅Ｗとを求めてこれをマスタパ
ターン情報として登録し、これを基準パターンとする。
一方、被測定パターンのエッジデータは、マスタパター
ンの各直線に対応付けされ、両者が比較照合され、誤差
が検査され、良品、不良品の判定がなされる方法であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、一般
に、二値化された画像データは、格子状に配置された画
素により構成されている。従って、図１９に示すよう
に、被測定パターンが斜めの画像パターンとして取り込
まれた場合、この取り込まれた画像パターンのエッジ部
分は画素単位の階段状となる。

【０００７】そのため、階段状に表されている被測定パ
ターンｍと直線化されているマスタパターンＭとの間で
斜線部分で示すように、誤差ε（＝１／√２＝０．７画
素）が生じる。この誤差分は被測定パターンｍの正規の
誤差に加算されることになり、見かけ上、不良部位と判
断されて、その部位における被測定パターンｍの幅ｗの
測定が開始されるため、良品、不良品の判定誤差の原因
となっていた。さらに、直線状の画像パターンが格子状
の画素に対して斜めに取り込まれた場合には、本来、直
線で表されるべき画像パターンのエッジ部分が階段状の
画像データとして抽出される。

【０００８】このように、階段状の画像データの場合に
は、図１９に○印で示すように、そのエッジデータのデ
ータ量が膨大となる。そのため、良品、不良品の判定に
あたっては、この膨大な被測定パターンｍのエッジデー
タをマスタパターンＭのエッジデータとひとつづつ比較
しなければならず、それだけデータ処理に時間がかか
り、検査時間が非常に長くかかるという問題があった。

【０００９】一方、カメラの設置状態によって、検査す
べき被測定パターンが格子状の画素に対して傾斜した状
態で画像表示された場合には、上記のように、階段状の
画像データが抽出され、検査すべきデータ量が膨大とな
るから、カメラの設置方向を厳密に規定する必要があっ
た。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】この発明は、被測定パ
ターンの良品をマスタパターンの濃淡画像として画像メ
モリに記憶し、この画像メモリに記憶されたマスタパタ
ーンの濃淡ヒストグラムからこれを二値化処理してマス
タパターンのエッジデータを求め、このエッジデータの
中で同じ傾きをもつエッジデータ部分の傾きａをそれぞ
れ求めるとともに、マスタパターンを傾きａをもつ直線
方程式ａｘ＋ｂ−ｙ＝０で置換してマスタパターン情報
として登録し、エッジデータから最小二乗法によりマス
タパターンを直線の集合に変換し、これらの直線から互
いに対向して位置する両直線の中心線Ｌ_M を求めてマス
タパターン情報として登録し、この中心線Ｌ_M に直角に
交わる線と両直線とが交わる点までの長さから互いに対
向する直線の幅Ｗを求めてマスタパターン情報として登
録し、被測定パターンを画像メモリに記憶し、登録され
たマスタパターンと被測定パターンとを位置合わせする
とともに、検査範囲を設定し、この検査範囲の周辺に、
被測定パターンのエッジデータが存在し、検査範囲の周
辺を一定方向に検査して被測定パターンのエッジデータ
を抽出し、この被測定パターンのエッジデータの中で同
じ傾きをもつエッジデータ部分の傾きをそれぞれ求め、
この傾きがマスタパターンの直線方程式と一致する被測
定パターンのエッジデータ部分は、順次対応するマスタ
パターンの直線方程式に置換して直線化し、この直線化
された被測定パターンの両端のエッジデータを抽出する
とともに、直線化不可能な被測定パターンのエッジデー
タ部分はそのまま画素単位のエッジデータを抽出し、マ
スタパターンの互いに隣接する直線の持つ角度を２等分
する直線を算出し、この２等分する直線によりマスタパ
ターンを各直線にそれぞれ対応する領域に分割し、この
各領域内に存在する被測定パターンの直線化したエッジ
データと画素単位のエッジデータとをマスタパターンの
直線にそれぞれ対応付けし、それぞれ対応付けされた被
測定パターンのエッジデータとマスタパターンのエッジ
データとの誤差量を検出して良品、不良品の判定をする
ようにしたものである。

【００１１】

【作用】良品と判定されている被測定パターンをマスタ
パターンとし、その濃淡画像を画像メモリに記憶すると
ともに、この画像メモリに記憶されたマスタパターンの
濃淡ヒストグラムから、これを二値化処理して、マスタ
パターンのエッジデータを求める。このエッジデータの
中で同じ傾きをもつエッジデータ部分の傾きａをそれぞ
れ求め、この傾きａを持つ直線方程式ａｘ＋ｂ−ｙ＝０
で表されるマスタパターンを作成して登録する。

【００１２】次いで、エッジデータから最小二乗法によ
りマスタパターンを直線の集合に変換し、これらの直線
から互いに対向位置する両直線の中心線Ｌ_M と幅Ｗとを
求めてこれをマスタパターン情報として登録する。この
エッジデータから傾きａの同じエッジデータ部分の傾き
ａをそれぞれ求め、この傾きａを持つ直線方程式ａｘ＋
ｂ−ｙ＝０で表されるマスタパターンを作成して登録す
る。

【００１３】同様に、被測定パターンｍのエッジデータ
の中で同じ傾きｃ（但し、ｃ＝ｘ／ｙ）をもったエッジ
データ部分の傾きｃ₁ 、ｃ₂ ・・・をそれぞれ求め、こ
れらの傾きｃを持つエッジデータ部分をマスタパターン
Ｍと比較して、同一の傾きを持つデータは、対応するマ
スタパターンの直線と置換する。直線化不可能な被測定
パターンのエッジデータ部分はそのままのエッジデータ
をのこす。このようにすることにより、検査すべき被測
定パターンのエッジデータ量が軽減され、データの処理
時間を大幅に短縮している。

【００１４】

【発明の実施例】この発明の実施例を、図１〜図１８に
基づいて詳細に説明する。図１はこの発明の実施例を示
す処理フロー、図２はこの発明を実施するためののパタ
ーン検査装置の基本動作図、図３はこの発明を実施する
ためのシステム構成図、図４〜図１８は、この発明によ
るパターンの検査方法を説明するための説明図である。

【００１５】まず、この発明を実施する具体的なパター
ン検査装置について、図２に示す基本動作図および図５
に示すシステム構成図に基づいて説明する。なお、この
実施例では、被測定パターンｍとしてＴＡＢテープのパ
ターンを例にとり、そのパターンを検査する場合につい
て説明する。

【００１６】図２において、パターン検査装置は、リー
ルに巻かれているＴＡＢテープ（図示せず）のフィルム
を送り出す巻出し部１、定寸送り・位置決め部２、良品
不良品を判定処理する検出部３、判定処理が終了したテ
ープを次に切断工程に送る定寸送り・位置決め部４、不
良品のテープを切断する打ち抜き部５、再度リールにテ
ープを巻取るための巻取り部６とにより構成されてい
る。

【００１７】図３は、システム構成図を示すもので、シ
ステム制御部７はこのシステム全体を制御し、メニュー
や結果を表示するカラーＣＲＴ８、品種の設定、登録、
操作メニューの選択を行うキーボード９、シーケンサ部
１０、プリンタ１１、画像メモリ１２、ＣＰＵ（計測ユ
ニット）１３、信号セレクタ１４等が制御されている。

【００１８】シーケンサ部１０は、システム制御部７の
制御のもとに、操作スイッチ・表示ランプ１５、テープ
ランナ部１６、テープパンチャ部１７、Ｘ−Ｙテーブル
１８等を制御している。１９はフロッピーディスクであ
る。

【００１９】ドライバ２０によりＸ方向のモータ２１、
シーケンサ部１０を介してテーブルコントローラ（３
軸）２２とＹ−Ｓ−Ｐドライバ２３とによりＹ方向のモ
ータ２４およびスパン軸用モータ２５が制御されて、Ｘ
−Ｙテーブル１８は、それぞれＸ方向、Ｙ方向およびス
パン軸方向に駆動制御される。従って、ＴＡＢテープ
は、Ｘ−Ｙテーブル１８上のカメラ２６、２７で撮像さ
れ、その画像はＡ／Ｄ変換器２８によりデジタル変換さ
れ、画像メモリ１２に画素単位で記憶される。検出部３
は、カメラ２６、２７とこの移動機構部分、Ｘ−Ｙテー
ブル１８、ＣＰＵ１３、Ａ／Ｄ変換器２８、画像メモリ
１２により構成されている。

【００２０】次に、このパターン検査装置の作用動作に
ついて説明する。リールに巻き取られているＴＡＢテー
プは、シーケンサ部１０の制御のもとに、テープランナ
部１６に１コマづつＸ−Ｙテ−ブル１８上のカメラ２
６、２７の所定位置に送り出され位置決めされる。Ｘ−
Ｙテーブル１８はＹおよびＸ軸方向の駆動モータ２４、
２１および３軸方向を制御するテーブルコントローラ２
２とにより、それぞれ位置決めされる。

【００２１】所定位置に位置決めされた１コマのＴＡＢ
テープのパターンは、２台のカメラ２６、２７により撮
像され、その濃淡画像はＡ／Ｄ変換器２８によりデジタ
ル信号に変換され、画素単位で画像メモリ１２に記憶さ
れる。一方、画像メモリ１２には、検査の開始に当たっ
て、良品と判定されたＴＡＢテープのマスタパターン情
報が作成され記憶される。このマスタパターンＭとＴＡ
Ｂパターン（被測定パターンｍ）とが検出部３におい
て、後述するような方法で比較され、良品、不良品の判
定処理がなされる。

【００２２】このようにして、各コマ毎に良品、不良品
の判定処理がなされたＴＡＢテープは、順次各コマ毎に
テープパンチャ部１７に送り込まれ、不良品が打ち抜か
れた後、巻取り部６において、再度リールに巻き取ら
れ、検査が終了する。

【００２３】次に、検出部３においてＴＡＢパターンが
良品、不良品と判定処理されるためのＴＡＢパターンの
検査方法について、図１に基づいて説明する。検査に先
立って、良品と判定されているＴＡＢテープから、基準
となるマスタパターンＭを作成して、マスタパターン情
報として画像メモリ１２に登録しておかねばならない。

【００２４】以下、マスタパターンＭの作成方法につい
て、図１〜図１３に基づいて説明する。白黒のカメラ２
６、２７で撮像され、良品と判定されたＴＡＢテープの
パターンの濃淡画像は、図４にそのパターンの一部が示
され、図５、図６にその拡大図が示されているが、それ
は、まず、一旦画像メモリ１２に登録される（ステップ
４０）。次いで、そのエッジ座標（エッジデータ）が、
図５、図６に示すように、濃淡画像が白→黒、黒→白と
変化している点の中点において、しきい値Ｓ_L と交叉す
るものと仮定して抽出される（ステップ４１）。

【００２５】マスタパターンＭのエッジデータの抽出
は、全体画像の濃淡ヒストグラムからこれを二値化処理
し、しきい値Ｓ_L の両隣の白、黒の画素において比例配
分でしきい値Ｓ_L をよぎるＸ又はＹ座標値（以下、エッ
ジデータと記す）Ｎ₁ （４．５、２）、Ｎ₂ （５、２．
５）、Ｎ₃ （５．５、３）・・・が求められる（ステッ
プ４１）。

【００２６】次に、図７に示すように、このようにして
求められた点の集合であるマスタパターンＭの各エッジ
データＮ₁ 、Ｎ₂ 、Ｎ₃ ・・・は最小二乗法により直線
Ａ₁、Ａ₂ 、Ａ₃ ・・として直線化される（ステップ４
２）。なお、この場合、各エッジデータＮ₁、Ｎ₂、Ｎ₃
・・・から直線Ａ₁、Ａ₂、Ａ₃ ・・・に垂線を下し、そ
れぞれ各エッジデータＮ₁ 、Ｎ₂ 、Ｎ₃ ・・・から直線
Ａ₁、Ａ₂ ・・までの距離ΔＮ₁ 、ΔＮ₂ 、ΔＮ₃ ・・
・が、０．３画素以下の場合には、直線化可能なエッジ
データとして直線Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・に含められる。この
ようにして、点の集合として抽出されているマスタパタ
ーンＭのエッジデータＮ₁、Ｎ₂、Ｎ₃・・・を直線化し
て、最終的にはマスタパターンＭは直線Ａ₁、Ａ₂ 、Ａ₃
・・の集合に変換される（ステップ４２）。

【００２７】次に、マスタパターンＭの幅Ｗが求められ
る。図８に示すように、互いに対向する直線Ａ₁と直線
Ａ_n、直線Ａ₂と直線Ａ_n−1・・・から中心線Ｌ_M を求
め、この中心線データは、マスタパターン情報として登
録される（ステップ４３）。なお、この情報は、被測定
パターンｍを検査する場合にリードの方向性を調べるの
に使用される。

【００２８】求められた中心線Ｌ_M に垂直な直線Ｈ_M を
引いた時、この直線Ｈ_M が直線Ａ₁とＡ_N 、Ａ₂ とＡ_N-1
・・・と交叉する点までの幅がマスタパターンＭの幅
Ｗと等しくなる。

【００２９】即ち、中心線Ｌ_M は両直線Ａ₁ とＡ_n-1と
の距離を直径とする内接円の中心の軌跡となるととも
に、直径がマスタパターンＭの幅Ｗとなる（ステップ４
４）。このようにして順次求められたマスタパターンＭ
の直線Ａ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ ・・・、中心線Ｌ_Mは、マスタ
パターン情報として登録されて、基準となるマスタパタ
ーンＭが作成される（ステップ４５）。

【００３０】一方、ステップ４１において抽出されたエ
ッジデータは、図１９に示すように、０．１画素の単位
の階段状の画像データとして表される。そこで、階段状
のエッジデータは、例えば、１画素下がって２画素目に
抽出され、あるいは１画素下がって１画素目に抽出され
る等のように、エッジデータ部分が一定の割合で変化し
ているパターン部分についてその傾きａ（ａ₁ 、ａ₂ ・
・・）がそれぞれ求められる（ステップ４６）。

【００３１】このようにして、一定の傾きａ（ａ₁、ａ
₂ ・・・）を持つ画像パターンのエッジデータ部分につ
いては、その間をそれぞれ直線方程式ａ₁ ｘ＋ｂ−ｙ＝
０（直線Ｔ₁ ）、ａ₂ ｘ＋ｂ−ｙ＝０（直線Ｔ₂）・・
・で表される直線、その一般式はａｘ＋ｂ−ｙ＝０で表
される直線にそれぞれ変換される（ステップ４７）。こ
のようにして、マスタパターンＭは傾きａ₁ 、ａ₂・・
・を持つ直線方程式群で表され、マスタパターン情報と
して登録される（ステップ４５）。

【００３２】上記のようにして、マスタパターンＭが作
成されると、次は、実際にＴＡＢテープの被測定パター
ンｍが、図１に示す手順で検査される。まず、ＴＡＢテ
ープは、図２、図３に示すように、リールに巻き取られ
ており、巻出し部１から、１コマずつ送り出され、カメ
ラ２６、２７により被測定パターンｍが撮像される。こ
の時、撮像された画像は、図４に示すような濃淡画像と
なり、Ａ／Ｄ変換器２８でデジタル信号に変換されて、
画像メモリ１２に一旦記憶される。

【００３３】画像メモリ１２に記憶されているマスタパ
ターンＭとこの被測定パターンｍとは、検出部３のＣＰ
Ｕ１３で読み出され、位置合わせされた後、比較、照合
されて、被測定パターンｍが検査される（ステップ４
８）。

【００３４】ここで、被測定パターンｍをマスタパター
ンＭと比較、照合して検査する場合の前提条件を、図９
に基づいて説明する。（１）マスタパターンＭおよび被測定パターンｍのエッ
ジデータｎ₁ 、ｎ₂ 、ｎ₃・・・は、例えば、検査範囲
を設定する一つの手法として、ウインド３０によってマ
スクされ、ウインド３０の中のパターンのみが検査の対
象となる（ステップ４９）。（２）ウインド３０によって一部分切り出された被測定
パターンｍは、図９に示すように、必ずウインド３０の
４辺のいずれかに接しており、パターン３１で示される
形状のパターン部分は、エッジデータとしては認識しな
い。（３）検査は、必ず出発点Ｓからウインド３０の４辺を
一定方向に回って進められ、最後に出発点Ｓに戻り、画
面の検査が完了する。（４）被測定パターンｍは直線であること。

【００３５】このような前提条件のもとに、以下の手順
で被測定パターンｍの検査が行われる。図１０は、検査
時の状態を示すもので、マスタパターンＭのエッジデー
タは最小二乗法により直線化されて、直線Ａ₁ 、Ａ₂ 、
Ａ₃ ・・・で示されており、抽出された被測定パターン
ｍのエッジデータｎ₁ 、ｎ₂ 、ｎ₃ ・・・が黒丸で示さ
れている（ステップ５０）。

【００３６】次に、図１８に示すように、被測定パター
ンｍのエッジデータｎ₁、ｎ₂、ｎ₃・・・ｎ_n から、こ
のデータの内、傾きｃが同一の値を持つエッジデータ、
例えば、エッジデータｎ₁ からｎ₁₁までの直線Ｃ₁ の傾
きはｃ₁ 、ｎ₁₂からｎ₁₃の直線Ｃ₂ の傾きはｃ₂ 等のよ
うに算出される（ステップ５１）。

【００３７】これらの傾きｃ（ｃ₁ 、ｃ₂ ・・・）は、
それぞれマスタパターンＭと比較されて、例えば、マス
タパターンＭの傾きａ₁ とｃ₁ およびａ₂ とｃ₂ とが同
一の傾きを持つものとして、直線化可能なパターンとし
て検出される。これらの直線Ｃ₁ 、Ｃ₂ ・・・は、それ
ぞれマスタパターンＭの直線方程式ａ₁ ｘ＋ｂ−ｙ＝
０、ａ₂ ｘ＋ｂ−ｙ＝０で表される直線に置換される
（ステップ５２）。

【００３８】このようにして直線化された場合の被測定
パターンｍのエッジデータの内、直線方程式ａ₁ ｘ＋ｂ
−ｙ＝０、ａ₂ ｘ＋ｂ−ｙ＝０・・・で直線化された箇
所のエッジデータは、直線の両端のエッジデータｎ₁ 、
ｎ₁₁およびｎ₁₂、ｎ_1３・・・となる。この際、直線化
できないエッジデータ部分は、そのまま階段状のエッジ
データとして残されている。

【００３９】このようにして求められた被測定パターン
ｍのエッジデータｎ₁、ｎ₁₁、ｎ₁₂、ｎ_1３、・・・ｎ_n
は、次に、マスタパターンＭのどの直線と対応するかの
対応付けが行われなければならない。この対応付けを行
うために、図１１に示すように、マスタパターンＭの互
いに隣接する直線Ａ₁ と直線Ａ₂ 、直線Ａ₂ と直線Ａ₃
・・・が持つ角度α、β・・・をそれぞれ２等分する直
線Ａ₂'、Ａ₃'・・・を算出する。

【００４０】従って、マスタパターンＭは、この直線Ａ
₂'、Ａ₃'・・で区分され、各直線Ａ₁、Ａ₂、Ａ₃ ・・に
対応する領域（以下、領域Ａ₁ 、Ａ₂、Ａ₃ ・・・と記
す）に分割されることになるので、被測定パターンｍの
エッジデータｎ₁ 、ｎ₁₁、ｎ₁₂、ｎ_1３・・・は、すべ
て領域Ａ₁ 、Ａ₂、Ａ₃ ・・・に対応付けされる（ステ
ップ５３）。

【００４１】次に、マスタパターンＭと被測定パターン
ｍとの誤差量（ずれ）Δｄが測定されなければならな
い。このためには、図１２に示すように、被測定パター
ンｍのエッジデータｎ₁ 、ｎ₁₁、ｎ₁₂・・・から直線Ａ
₁ 、Ａ₂ ・・・にそれぞれ垂線ｈ₁ 、ｈ₁₁・・・を降ろ
し、この垂線ｈ₁ 、ｈ₁₁・・・が、それぞれ直線Ａ₁ 、
Ａ₂ ・・・と交叉する距離Δｄ（Δｄ₁ 、Δｄ₁₁・・
・）を求めると、この距離Δｄが誤差量、即ち、マスタ
パターンＭと被測定パターンｍとのずれ量となる（ステ
ップ５４）。なお、この測定に際しては、マスタパター
ンＭと比較されるべき被測定パターンｍのエッジデータ
は、非常に減少しているので、検査時間は大幅に短縮さ
れる。

【００４２】次に、実際に各種の検査をする場合につい
て説明する（ステップ５５）。（１）．断線の検査図１１に示すように、マスタパターンＭのエッジデータ
は、直線Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・に変換されているとともに、
領域Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・に区分されている。一方、抽出さ
れた被測定パターンｍの境界座標を示すエッジデータｎ
₁ 、ｎ₂、ｎ₃ ・・・は、それぞれｎ₁ 〜ｎ₁₁まではマ
スタパターンＭの直線方程式ａ₁ｘ＋ｂ−ｙ＝０、ｎ₁₂
〜ｎ_1４までは、直線方程式ａ₂ ｘ＋ｂ−ｙ＝０と変換
される。従って、被測定パターンのエッジデータは、ｎ
₁ 、ｎ₁₁、ｎ₁₂・・・となり、それぞれラベリングが付
されて、連続的なエッジデータｎ₁ 、ｎ₁₁、ｎ₁₂・・・
の集合として抽出される。

【００４３】この抽出された被測定パターンｍの各エッ
ジデータｎ₁ 、ｎ₁₁、ｎ₁₂・・・（図１１に黒丸で示さ
れている）は、マスタパターンＭのどの直線にそれぞれ
対応するかを領域Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・に分けて対応付けさ
れ分類される。

【００４４】そこで、断線であるか否かの判定は、図１
３に示すように、被測定パターンｍのエッジデータｎ
₁ 、ｎ₁₁、ｎ₁₂・・・ｎ_n をマスタパターン情報として
マスタパターンＭの作成時に登録されている各領域
Ａ₁、Ａ₂ ・・・Ａ₇ に対応付けする。この場合、マス
タパターンＭの領域Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・Ａ₇ に、それぞれ
対応付けされる被測定パターンｍのエッジデータｎ₁ 、
ｎ₁₁、ｎ₁₂、ｎ₁₄・・・・は、以下のようである。

【００４５】領域Ａ₁ ・・・エッジデータｎ₁ 、ｎ₁₁ 領域Ａ₂・・・エッジデータｎ₁₂、ｎ₁₄ 領域Ａ₃ ・・・エッジデータ０領域Ａ₄ ・・・エッジデータ０領域Ａ₅ ・・・エッジデータ０領域Ａ₆ ・・・エッジデータｎ_n-3 ｎ_n-2 領域Ａ₇ ・・・エッジデータｎ_n-1 ｎ_n

【００４６】この結果から明らかであるように、マスタ
パターンＭの領域Ａ₃ 、Ａ₄ 、Ａ₅に対応する被測定パ
ターンｍのエッジデータが存在しないため、このような
場合は断線と判定される。

【００４７】（２）．短絡（ショート）の検査図１４は短絡の検査時の状態を示すもので、図示のよう
に、マスタパターンＭのリードと被測定パターンｍのリ
ードとが、それぞれウインド３０と接しているリード位
置、およびリード位置’、’とすると、被測定
パターンｍのエッジデータが他の箇所でマスタパターン
Ｍの他のリードと接していた場合には、短絡と判定され
なければならない。

【００４８】従って、このように、短絡と判定するため
に、まず、被測定パターンｍのリード毎にエッジデータ
が抽出され、図１５に示すように、各エッジデータは、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・ｓ、ｔ、ｕとラベリングされる。

【００４９】被測定パターンｍに短絡がある場合には、
ラベリングされたリードパターン’のエッジデータ
は、ａ、ｂ、ｃ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、ｑ、
ｒ、ｓ、ｔ、ｕ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ａとなり、
リードパターン’のエッジデータｊ、ｋ、ｌ、ｍ、
ｎ、ｏ、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕが抽出される。しか
し、このようなエッジデータｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、
ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕは、マスタパターンＭのリード
パターンのエッジデータとしては、登録されていない
ので、この場合には、被測定パターンｍのリードパター
ン’とリードパターン’とは短絡していると判定さ
れる。

【００５０】（３）．パターンの幅の検査図１６は細りの検査時の状態を示すもので、図１２に示
すように、被測定パターンｍのエッジデータｎ₁ 、
ｎ₁₁、ｎ₁₂、ｎ₁₄・・・から、マスタパターンＭの直線
Ａ₁ 、Ａ₂・・・に垂線を下し、この垂線までの長さΔ
ｄ（誤差量）（Δｄ1 、Δｄ5 ・・・）を求め、この誤
差量Δｄが小さい場合には、そのまま良品として判定さ
れる。

【００５１】誤差量Δｄが大きいエッジデータに対して
は、マスタパターンＭの中心線Ｌ_Mに対して垂線を下ろ
して、その距離を求め、互いに対向する被測定パターン
ｍのエッジデータの幅ｗ（ｗ₁ 、ｗ₂ ・・）を求める。
この実施例の場合には、マスタパターンＭの幅Ｗとした
時、被測定パターンの幅ｗが（２／３）Ｗ＜ｗ＜（４／３）Ｗの範囲内に入っているか否かを見て、この範囲内に入っ
ている場合には、良品と判定され、範囲外の場合には細
りあるいは太りとして不良品と判定される。但し、一般
には、判定係数をＡおよびＢ（但し、Ａ〈Ｂ）とした
時、この幅ｗと前記マスタパターンの幅Ｗとが、ＡＷ＜ｗ＜ＢＷとなる時、良品と判定し、幅ｗがこの範囲外にある時を
パターンの幅不適として不良品と判定される。

【００５２】（４）．位置ずれ（曲がり）の検査図１７は、位置ずれの検査時の状態を示すもので、マス
タパターンＭの直線Ａ₁ 、Ａ₂・・・からそれぞれ対応
付けられている被測定パターンｍのエッジデータが大き
くずれたデータに対してのみ、被測定パターンｍのエッ
ジデータから、マスタパターンＭの直線Ａ₁ 、Ａ₂ ・・
・に垂線を下し、この垂線までの長さ（誤差量）Δｄ
₁ 、Δｄ₂ 、Δｄ₃ 、・・・Δｄ_n を求める。

【００５３】マスタパターンＭのリード幅Ｗとした時、
この誤差量Δｄ_n が、Δｄ_n ＞（１／２）Ｗの時のみ、
位置ずれと判定されて不良品と判定され、その他の場合
には、即ち、誤差量Δｄ_n がリード幅Ｗ／２より小さい
場合には、良品と判定され、誤差量Δｄ_n は測定されな
い。

【００５４】なお、被測定パターンｍが同一形状のリー
ドパターンの繰り返しとして形成されている場合には、
マスタパターンＭと被測定パターンｍとが１本分リード
パターンがずれた状態で位置合わせされる場合がある
が、この場合には、位置ずれとの判定結果はでないが、
検査の最終段階では被測定パターンｍの最終リードパタ
ーンに対応するマスタパターンＭのエッジデータが存在
しないことになり、不良品と判定されることになるか
ら、最終的にはチェックすることが出来る。

【００５５】

【発明の効果】この発明は、被測定パターンの良品をマ
スタパターンの濃淡画像として画像メモリに記憶し、こ
の画像メモリに記憶されたマスタパターンの濃淡ヒスト
グラムからこれを二値化処理してマスタパターンのエッ
ジデータを求め、このエッジデータの中で同じ傾きをも
つエッジデータ部分の傾きａをそれぞれ求めるととも
に、マスタパターンを傾きａをもつ直線方程式ａｘ＋ｂ
−ｙ＝０で置換してマスタパターン情報として登録し、
エッジデータから最小二乗法によりマスタパターンを直
線の集合に変換し、これらの直線から互いに対向して位
置する両直線の中心線Ｌ_M を求めてマスタパターン情報
として登録し、この中心線Ｌ_M に直角に交わる線と両直
線とが交わる点までの長さから互いに対向する直線の幅
Ｗを求めてマスタパターン情報として登録し、被測定パ
ターンを画像メモリに記憶し、登録されたマスタパター
ンと被測定パターンとを位置合わせするとともに、検査
範囲を設定し、この検査範囲の周辺に、被測定パターン
のエッジデータが存在し、検査範囲の周辺を一定方向に
検査して被測定パターンのエッジデータを抽出し、この
被測定パターンのエッジデータの中で同じ傾きをもつエ
ッジデータ部分の傾きをそれぞれ求め、この傾きがマス
タパターンの直線方程式と一致する被測定パターンのエ
ッジデータ部分は、順次対応するマスタパターンの直線
方程式に置換して直線化し、この直線化された被測定パ
ターンの両端のエッジデータを抽出するとともに、直線
化不可能な被測定パターンのエッジデータ部分はそのま
ま画素単位のエッジデータを抽出し、マスタパターンの
互いに隣接する直線の持つ角度を２等分する直線を算出
し、この２等分する直線によりマスタパターンを各直線
にそれぞれ対応する領域に分割し、この各領域内に存在
する被測定パターンの直線化したエッジデータと画素単
位のエッジデータとをマスタパターンの直線にそれぞれ
対応付けし、それぞれ対応付けされた被測定パターンの
エッジデータとマスタパターンのエッジデータとの誤差
量を検出して良品、不良品の判定をするようにしたの
で、被測定パターンの検査すべきエッジデータ数が非常
に少なくなるため、検査に要する処理時間を大幅に短縮
することが出来る。

【００５６】又、画像パターンのエッジデータを直線化
しているので、傾斜した画像パターンの場合のように階
段状の画像パターンにより発生する量子化誤差を最小に
することが出来る。その上、カメラの設置方向を厳密に
する必要もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す処理フローである。

【図２】この発明の実施例を示すパターン検査装置の基
本動作図である。

【図３】この発明の実施例を示すシステム構成図であ
る。

【図４】この発明の実施例を示すもので、被測定パター
ンの一部である。

【図５】この発明の実施例を示すもので、マスタパター
ンのエッジデータを求めるための説明図で、図４の要部
拡大図である。

【図６】この発明の実施例を示すもので、図５の要部拡
大図である。

【図７】この発明の実施例を示すもので、マスタパター
ンを直線化するための説明図である。

【図８】この発明の実施例を示すもので、マスタパター
ンの幅Ｗを求めるための説明図である。

【図９】この発明の実施例を示すもので、ウインドに表
示された被測定パターンである。

【図１０】この発明の実施例を示すもので、マスタパタ
ーンの直線と被測定パターンのエッジデータとの関係を
示す図である。

【図１１】この発明の実施例を示すもので、マスタパタ
ーンの領域を区分するための説明図である。

【図１２】この発明の実施例を示すもので、ずれ（誤差
量）を求めるための説明図である。

【図１３】この発明の実施例を示すもので、断線の検査
の説明図である。

【図１４】この発明の実施例を示すもので、短絡の検査
の説明図である。

【図１５】この発明の実施例を示すもので、短絡の検査
の説明図である。

【図１６】この発明の実施例を示すもので、細りの検査
の説明図である。

【図１７】この発明の実施例を示すもので、曲がり検査
の説明図である。

【図１８】この発明の実施例を示すもので、被測定パタ
ーンｍを直線方程式に置換するための説明図である。

【図１９】マスタパターンＭを直線方程式に置換するた
めの説明図である。

【符号の説明】

ＭマスタパターンＡ₁、Ａ₂ ・・・マスタパターンＭの直線Ｎ₁ 、Ｎ₂ ・・・マスタパターンのエッジデータａ（ａ₁ 、ａ₂ ・・・）マスタパターンＭのエッジデー
タの傾きＨ_M マスタパターンの直線Ｌ_M マスタパターンの中心線Ｗマスタパターンの幅 Δｄ誤差量（ずれ）ｍ被測定パターンｗ被測定パターンの幅ｎ₁ 、ｎ₁₁・・・被測定パターンのエッジデータｃ（ｃ₁ 、ｃ₂ ・・・）被測定パターンｍのエッジデ
ータの傾きＸずれの長さ１２画像メモリ１３ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−274280（ＪＰ，Ａ) 特開平３−6409（ＪＰ，Ａ) 特開平５−302899（ＪＰ，Ａ) 特開平６−273132（ＪＰ，Ａ) 特開平４−216172（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/88 G01B 11/24 H01L 21/66

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定パターンの良品をマスタパターン
の濃淡画像として画像メモリに記憶し、この画像メモリに記憶された前記マスタパターンの濃淡
ヒストグラムからこれを二値化処理して前記マスタパタ
ーンのエッジデータを求め、このエッジデータの中で同じ傾きをもつエッジデータ部
分の傾きａをそれぞれ求めるとともに、前記マスタパタ
ーンを、記傾きａをもつ直線方程式ａｘ＋ｂ−ｙ＝０で
置換してマスタパターン情報として登録し、前記エッジデータから最小二乗法により前記マスタパタ
ーンを直線の集合に変換し、これらの直線から互いに対
向して位置する両直線の中心線Ｌ_M を求めて前記マスタ
パターン情報として登録し、この中心線Ｌ_M に直角に交わる線と前記両直線とが交わ
る点までの長さから前記互いに対向する直線の幅Ｗを求
めて前記マスタパターン情報として登録し、被測定パターンを画像メモリに記憶し、前記登録されたマスタパターンと前記被測定パターンと
を位置合わせするとともに、検査範囲を設定し、この検査範囲の周辺に、前記被測定パターンのエッジデ
ータが存在し、前記検査範囲の周辺を一定方向に検査し
て前記被測定パターンのエッジデータを抽出し、この被測定パターンのエッジデータの中で同じ傾きをも
つエッジデータ部分の傾きをそれぞれ求め、この傾きが前記マスタパターンの前記直線方程式と一致
する前記被測定パターンのエッジデータ部分は、順次対
応する前記マスタパターンの直線方程式に置換して直線
化し、この直線化された前記被測定パターンの両端のエ
ッジデータを抽出するとともに、直線化不可能な前記被
測定パターンのエッジデータ部分はそのまま画素単位の
エッジデータを抽出し、前記マスタパターンの互いに隣接する直線の持つ角度を
２等分する直線を算出し、この２等分する直線により前記マスタパターンを前記各
直線にそれぞれ対応する領域に分割し、この各領域内に存在する被測定パターンの直線化したエ
ッジデータと画素単位のエッジデータとを前記マスタパ
ターンの直線にそれぞれ対応付けし、それぞれ対応付けされた前記被測定パターンのエッジデ
ータと前記マスタパターンのエッジデータとの誤差量を
検出して良品、不良品の判定をすることを特徴とするパ
ターンの検査方法。