JP3704014B2 - パターンの検査方法 - Google Patents

Description

【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６−２７３１３２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１０−１４１９３０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Ｍ２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）、Ａ６とＡ７（中心線はＬ４）、Ａ９とＡ１２（中心線はＬ５）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１０３）。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２０１）。
【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，Ｐ３１，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，Ｐ２１，Ｐ３１，Ｐ４１，Ｐ５１，Ｐ１２，Ｐ５２，Ｐ１３，Ｐ５３，Ｐ１４，Ｐ５４，Ｐ１５，Ｐ２５，Ｐ３５，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Ｐ３３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，Ｐ２３，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，Ｐ３４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，Ｐ２２，Ｐ３２，Ｐ１３，Ｐ３３，Ｐ１４，Ｐ２４，Ｐ３４とを除く全画素Ｐ３１，Ｐ４１，Ｐ５１，Ｐ４２，Ｐ５２，Ｐ４３，Ｐ５３，Ｐ４４，Ｐ５４，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Ｐ３３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Ｐ３３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，Ｐ３３，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，Ｐ１５，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，Ｐ２１，Ｐ３１，Ｐ１２，Ｐ３２，Ｐ１３，Ｐ２３，Ｐ３３とを除く全画素Ｐ４１，Ｐ５１，Ｐ４２，Ｐ５２，Ｐ４３，Ｐ５３，Ｐ１４，Ｐ２４，Ｐ３４，Ｐ４４，Ｐ５４，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，Ｐ３１，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Ｐ２２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，Ｐ２４，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Ｐ３３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２０４）。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３０６）。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１０７，１０８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Ｐａ、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)

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。

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