JP3706375B2 - パターン検査方法およびパターン検査装置 - Google Patents
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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フィルムキャリア等に形成されたパターンを検査するパターン検査方法およびパターン検査装置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。
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。
【０００３】
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パターン検査方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このパターン検査方法では、カメラで撮像した被測定パターンの濃淡画像を２値化して、２値化処理した被測定パターンと基準となるマスタパターンとを比較して被測定パターンを検査していた。
【０００４】
被測定パターンの濃淡画像データには、パターン（銅箔パターン等の導体）とそれ以外の背景（導体が形成されるグリーンシート等の基材）とが含まれているが、一般に導体と基材には濃度差があるので、画像データの濃度の頻度を示す濃度ヒストグラムを作成すると、このヒストグラムは、周知のように基材に対応する頻度と導体に対応する頻度という２つの極大値を有する双峰性を示す。濃淡画像データを２値化するには、一般に、この２峰の間の谷点をしきい値とすればよい。
【０００５】
しかし、このようなしきい値の設定方法では、被測定パターンの突起や欠損といった欠陥が誤った値に変換される可能性があり、被測定パターンの欠陥を見逃してしまう可能性があった。図９に示すように、欠損部や断線部の濃度値は、基材の濃度値に比べて高く、導体の濃度値に近い値となる。一方、突起部や短絡部の濃度値は、導体の濃度値に比べて低く、基材の濃度値に近い値となる。このため、２値化しきい値ＳＨ１による２値化では、欠損やピンホールあるいは断線といった欠陥は「１」に変換され、突起や飛び散りあるいは短絡といった欠陥は「０」に変換されてしまう。よって、図９の２値化結果に対して検査を実施しても、これらの欠陥を検出することはできない。
【０００６】
そこで、図１０に示すように、導体の濃度値と欠損および断線の濃度値との間の値を２値化しきい値ＳＨ２とし、突起および短絡の濃度値と基材の濃度値との間の値を２値化しきい値ＳＨ３として、これらの２値化しきい値ＳＨ２，ＳＨ３に基づいて２値化した被測定パターンとマスタパターンとを比較するパターン検査方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。２値化しきい値ＳＨ２に基づいて被測定パターンの２値化を行うと、図１０に示すように欠損やピンホールあるいは断線といった欠陥が基材を示す値「０」に変換されるので、２値化した被測定パターンに対して検査を実施すれば、欠損やピンホールあるいは断線といった欠陥を正しく検出することができる。また、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて被測定パターンの２値化を行うと、図１０に示すように突起や飛び散りあるいは短絡といった欠陥が導体を示す値「１」に変換されるので、２値化した被測定パターンに対して検査を実施すれば、突起や飛び散りあるいは短絡といった欠陥を正しく検出することができる。なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３３１６９７７号公報
【特許文献２】
特許第３０４９４８８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、検査ワークの基材１１上に形成される導体１２は、実際には図１１に示すように側壁が傾斜した台形状の断面形状をしている。つまり、２値化しきい値ＳＨ２に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｃおよび２値化しきい値ＳＨ３に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｐは、２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｏとは異なる。
【０００９】
従来のパターン検査方法では、２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンを２値化することを前提として検査しきい値を決定していた。このため、２値化しきい値ＳＨ２，ＳＨ３に基づいて２値化した被測定パターンに対して検査を実施すると、線幅Ｗｃ，Ｗｐと線幅Ｗｏとの違いが検査に影響を及ぼすため、本来は問題がない被測定パターンを欠陥として検出してしまったり、問題がある被測定パターンを見逃してしまったりする可能性があった。また、このような導体の断面形状の影響を避けるためには、作業員が線幅の違いを考慮して検査しきい値を修正しなければならないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、作業員が検査しきい値を修正することなく検査ワークの導体の断面形状の影響を除去して、被測定パターンの欠陥を正しく検出することができるパターン検査方法およびパターン検査装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、検査ワークを撮像した濃淡画像において、導体の濃度値と基材の濃度値の間の値を第１の２値化しきい値とし、前記導体の濃度値と前記第１の２値化しきい値の間の値を第２の２値化しきい値とし、前記第１の２値化しきい値と前記基材の濃度値の間の値を第３の２値化しきい値として、前記濃淡画像を前記第２の２値化しきい値に基づいて２値化処理した第１の被測定パターンおよび前記濃淡画像を前記第３の２値化しきい値に基づいて２値化処理した第２の被測定パターンを基準となるマスタパターンと比較して被測定パターンの欠陥を検出するパターン検査方法において、前記第１の２値化しきい値における導体の第１の線幅、前記第２の２値化しきい値における導体の第２の線幅、および前記第３の２値化しきい値における導体の第３の線幅を前記検査ワークから予め求める測定手順と、前記濃淡画像を前記第２の２値化しきい値に基づいて２値化して前記第１の被測定パターンを生成する第１の２値化処理手順と、前記濃淡画像を前記第３の２値化しきい値に基づいて２値化して前記第２の被測定パターンを生成する第２の２値化処理手順と、前記第１の線幅と前記第２の線幅とに基づいて、前記第１の２値化しきい値に対応して予め設定された欠損又は断線検出用の第１の検査しきい値を前記第２の２値化しきい値に対応するように補正する第１の補正手順と、前記第１の線幅と前記第３の線幅とに基づいて、前記第１の２値化しきい値に対応して予め設定された突起又は短絡検出用の第２の検査しきい値を前記第３の２値化しきい値に対応するように補正する第２の補正手順と、前記第１の被測定パターンと前記マスタパターンとの誤差量を前記補正後の第１の検査しきい値と比較する第１の検査手順と、前記第２の被測定パターンと前記マスタパターンとの誤差量を前記補正後の第２の検査しきい値と比較する第２の検査手順とを有するものである。
【００１２】
また、本発明のパターン検査方法の１構成例において、前記第１の補正手順は、前記第１の線幅をＷｏ、前記第２の線幅をＷｃ、画像の分解能をξ、前記第１の検査しきい値をＳ１としたとき、この第１の検査しきい値Ｓ１をＳ１＋（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξに補正し、前記第２の補正手順は、前記第３の線幅をＷｐ、前記第２の検査しきい値をＳ２としたとき、この第２の検査しきい値Ｓ２をＳ２＋（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξに補正し、前記マスタパターンは、基準となる第１のマスタパターンを左右両側でそれぞれＳ１＋（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξだけ収縮させた欠損又は断線検出用の第２のマスタパターンと、前記第１のマスタパターンを左右両側でそれぞれＳ２＋（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξだけ膨張させた突起又は短絡検出用の第３のマスタパターンとからなり、前記第１の検査手順は、前記第１の被測定パターンと前記第２のマスタパターンとの論理積をとり、前記第２の検査手順は、前記第２の被測定パターンと前記第３のマスタパターンとの論理積をとるようにしたものである。
【００１３】
また、本発明のパターン検査方法の１構成例において、前記第１の補正手順は、前記第１の線幅をＷｏ、前記第２の線幅をＷｃ、前記第１の検査しきい値をＳ４としたとき、この第１の検査しきい値Ｓ４をＳ４＋（Ｗｏ−Ｗｃ）に補正し、前記第２の補正手順は、前記第３の線幅をＷｐ、前記第２の検査しきい値をＳ６としたとき、この第２の検査しきい値Ｓ６をＳ６＋（Ｗｐ−Ｗｏ）に補正し、前記第１の検査手順は、前記マスタパターンの幅に対する前記第１の被測定パターンの欠け量を前記補正後の第１の検査しきい値と比較し、前記第２の検査手順は、前記マスタパターンの幅に対する前記第２の被測定パターンの突起量を前記補正後の第２の検査しきい値と比較するようにしたものである。
【００１４】
また、本発明のパターン検査方法の１構成例において、前記第１の補正手順は、前記第１の線幅をＷｏ、前記第２の線幅をＷｃ、前記マスタパターンの幅をＷ１、前記第１の検査しきい値をＳ５としたとき、この第１の検査しきい値Ｓ５を（（Ｓ５×Ｗ１）＋（Ｗｏ−Ｗｃ））／Ｗ１に補正し、前記第２の補正手順は、前記第３の線幅をＷｐ、前記第２の検査しきい値をＳ７としたとき、この第２の検査しきい値Ｓ７を（（Ｓ７×Ｗ１）＋（Ｗｐ−Ｗｏ））／Ｗ１に補正し、前記第１の検査手順は、前記マスタパターンの幅に対する前記第１の被測定パターンの欠け量と前記マスタパターンの幅との比率を、前記補正後の第１の検査しきい値と比較し、前記第２の検査手順は、前記マスタパターンの幅に対する前記第２の被測定パターンの突起量と前記マスタパターンの幅との比率を、前記補正後の第２の検査しきい値と比較するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明のパターン検査装置は、前記濃淡画像を前記第２の２値化しきい値に基づいて２値化して前記第１の被測定パターンを生成する第１の２値化処理手段と、前記濃淡画像を前記第３の２値化しきい値に基づいて２値化して前記第２の被測定パターンを生成する第２の２値化処理手段と、前記検査ワークから予め求められた前記第１の２値化しきい値における導体の第１の線幅および前記第２の２値化しきい値における導体の第２の線幅に基づいて、前記第１の２値化しきい値に対応して予め設定された欠損又は断線検出用の第１の検査しきい値を前記第２の２値化しきい値に対応するように補正する第１の補正手段と、前記検査ワークから予め求められた前記第１の線幅および前記第３の２値化しきい値における導体の第３の線幅に基づいて、前記第１の２値化しきい値に対応して予め設定された突起又は短絡検出用の第２の検査しきい値を前記第３の２値化しきい値に対応するように補正する第２の補正手段と、前記第１の被測定パターンと前記マスタパターンとの誤差量を前記補正後の第１の検査しきい値と比較する第１の検査手段と、前記第２の被測定パターンと前記マスタパターンとの誤差量を前記補正後の第２の検査しきい値と比較する第２の検査手段とを有するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、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は本発明の第１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はグリーンシート等の検査ワーク、２は検査ワーク１を載せるＸ−Ｙテーブル、３は検査ワーク１を撮像するラインセンサカメラ、４は基準となるマスタパターンとカメラ３で撮像した被測定パターンとを比較して被測定パターンを検査する画像処理装置、５は装置全体を制御するホストコンピュータ、６は検査結果を表示するための表示装置である。
【００１７】
画像処理装置４は、マスタパターンと被測定パターンとの位置合わせを行う位置合わせ手段と、被測定パターンの濃淡画像を後述する第２の２値化しきい値に基づいて２値化して第１の被測定パターンを生成する第１の２値化処理手段と、濃淡画像を後述する第３の２値化しきい値に基づいて２値化して第２の被測定パターンを生成する第２の２値化処理手段と、第１の被測定パターンとマスタパターンとの誤差量を後述する第１の検査しきい値と比較する第１の検査手段と、第２の被測定パターンとマスタパターンとの誤差量を後述する第２の検査しきい値と比較する第２の検査手段とを構成している。位置合わせ手段および第１、第２の検査手段の少なくとも一部は、コンピュータによって構成される。
【００１８】
ホストコンピュータ５は、第１の２値化しきい値に対応して予め設定された欠損又は断線検出用の第１の検査しきい値を補正する第１の補正手段と、第１の２値化しきい値に対応して予め設定された突起又は短絡検出用の第２の検査しきい値を補正する第２の補正手段とを構成している。ホストコンピュータ５および画像処理装置４内のコンピュータは、例えば演算装置、記憶装置及びインタフェースを備えたハードウェア資源とこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。
【００１９】
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５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検査ワークの設計値データ（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）。
【００２０】
そして、ホストコンピュータ５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、検査ワーク１の製造上のマスタとなったＣＡＤデータを用いる。
【００２１】
次に、被測定パターンの検査について説明する。まず、検査ワーク１をカメラ３によって撮像する。そして、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（図１ステップ１０３）。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。
【００２２】
次いで、画像処理装置４は、被測定パターンの濃淡画像とマスタパターンとの位置合わせを行う（ステップ１０４）。図３はこの位置合わせ方法を説明するための図である。マスタパターンＭには、図３（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３（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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３（ｃ）、図３（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と検査ワーク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。
【００２５】
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３（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４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。
【００２６】
ステップ１０４の位置合わせ処理が終了した後、ホストコンピュータ５は、被測定パターンの濃淡画像データを２値化する際の２値化しきい値を画像処理装置４に対して設定する。２値化処理は、例えば２値化しきい値よりも高い濃度値を「１」に変換し、２値化しきい値以下の濃度値を「０」に変換するので、これにより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。
しかし、図９で説明したように、第１の２値化しきい値ＳＨ１による２値化では、欠損やピンホールあるいは断線といった欠陥は「１」に変換され、突起や飛び散りあるいは短絡といった欠陥は「０」に変換されてしまう。
【００２７】
そこで、本実施の形態のホストコンピュータ５は、画像処理装置４に対して欠損、ピンホール又は断線検出用の第２の２値化しきい値ＳＨ２を設定し（図１ステップ１０５）、画像処理装置４は、２値化しきい値ＳＨ２に基づいて被測定パターンの濃淡画像データを２値化する（ステップ１０６）。２値化しきい値ＳＨ２に基づいて被測定パターンの２値化を行うと、図１０に示したように欠損やピンホールあるいは断線といった欠陥が基材を示す値「０」に変換される。画像処理装置４は、２値化しきい値ＳＨ２に基づいて２値化した欠損、ピンホール又は断線検出用の第１の被測定パターンを画像メモリに格納する。
【００２８】
続いて、ホストコンピュータ５は、画像処理装置４に対して突起、飛び散り又は短絡検出用の第３の２値化しきい値ＳＨ３を設定し（図１ステップ１０７）、画像処理装置４は、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて被測定パターンの濃淡画像データを２値化する（ステップ１０８）。２値化しきい値ＳＨ３に基づいて被測定パターンの２値化を行うと、図１０に示したように突起や飛び散りあるいは短絡といった欠陥が導体を示す値「１」に変換される。画像処理装置４は、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて２値化した突起、飛び散り又は短絡検出用の第２の被測定パターンを画像メモリに格納する。
【００２９】
次に、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とを比較して被測定パターンを検査する。本実施の形態では、ハードウェアによって被測定パターンの欠陥候補を検出して（一次検査）、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（二次検査）。
まず、ハードウェアによる論理演算によって被測定パターンを高速に検査する一次検査について説明する。
【００３０】
ホストコンピュータ５は、ステップ１０２で作成した第１のマスタパターンＭｏを中心線と直角の方向に収縮処理して欠損、ピンホール又は断線検出用の第２のマスタパターンＭｃを予め作成しておく（図４（ａ））。図４（ａ）の例では、直線Ａ１とＡ４（中心線はＬ１）および直線Ａ２とＡ３（中心線はＬ２）からなる第１のマスタパターンＭｏを収縮処理して第２のマスタパターンＭｃを作成している。
【００３１】
第２のマスタパターンＭｃによる欠陥検出の精度は第１のマスタパターンＭｏをどれだけ収縮させるかによって決まる。一次検査欠損設定値（第１の検査しきい値）Ｓ１［画素］以上の欠損が存在するときに欠陥と認識したい場合は、第１のマスタパターンＭｏを左右両側でそれぞれＳ１だけ収縮させればよい（２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンを２値化した場合）。２値化した被測定パターンと第２のマスタパターンＭｃとの論理積演算を行うことにより、一次検査欠損設定値Ｓ１以上の欠損を検出することができる。
【００３２】
ただし、一次検査欠損設定値Ｓ１は、２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンの濃淡画像を２値化することを前提として決定されている。これに対して本実施の形態では、２値化しきい値ＳＨ２に基づいて２値化した被測定パターンと第２のマスタパターンＭｃとの論理積演算を行う。前述のように検査ワーク１の導体の断面形状は台形なので、ＳＨ１からＳＨ２に２値化しきい値をずらす分だけ導体の幅が細くなるため、この変化に応じて一次検査欠損設定値Ｓ１を補正（第２のマスタパターンＭｃの幅を補正）する必要がある。
【００３３】
図５は一次検査欠損設定値Ｓ１の補正方法を説明するための図である。まず、パターン検査装置を使用する作業者は、図５（ａ）に示すように基材１１上に導体１２が形成された検査ワーク１において、２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さＨｏにおける導体１２の第１の線幅Ｗｏ［ｍｍ］、２値化しきい値ＳＨ２に相当する高さＨｃにおける導体１２の第２の線幅Ｗｃ［ｍｍ］、２値化しきい値ＳＨ３に相当する高さＨｐにおける導体１２の第３の線幅Ｗｐ［ｍｍ］を予め測定しておく。
【００３４】
２値化しきい値ＳＨ１は、例えば２値化しきい値ＳＨ１と基材の濃度値の差ＤＦ１と、導体の濃度値と基材の濃度値の差ＤＦ４との比率ＤＦ１／ＤＦ４が所定値Ｒ１となるように設定され、２値化しきい値ＳＨ２は、２値化しきい値ＳＨ２と基材の濃度値の差ＤＦ２と、導体の濃度値と基材の濃度値の差ＤＦ４との比率ＤＦ２／ＤＦ４が所定値Ｒ２となるように設定され、２値化しきい値ＳＨ３は、２値化しきい値ＳＨ３と基材の濃度値の差ＤＦ３と、導体の濃度値と基材の濃度値の差ＤＦ４との比率ＤＦ３／ＤＦ４が所定値Ｒ３となるように設定される。
【００３５】
したがって、導体の濃度値と基材の濃度値の差ＤＦ４に相当する実寸、すなわち検査ワーク１の基材１１に対する導体１２の高さＨを求めることができれば、２値化しきい値ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３に相当する高さＨｏ，Ｈｃ，Ｈｐを求めることができ、高さＨｏ，Ｈｃ，Ｈｐにおける導体１２の線幅Ｗｏ，Ｗｃ，Ｗｐを測定することができる。
【００３６】
ここで、ステップ１０３で検査ワーク１を撮像する際、画像処理装置４は、撮像した被測定パターンの濃淡画像データを第１の２値化しきい値ＳＨ１に基づいて２値化し、この２値化処理した被測定パターンの線幅Ｗｏと第１のマスタパターンＭｏの幅Ｗ１とを測定する。そして、作業員若しくは照明光量調整手段（例えばホストコンピュータ５）は、ＷｏとＷ１とが一致するようにカメラ３の照明光量を調整する。画像処理装置４がこの照明光量調整後に再び検査ワーク１を撮像して画像メモリに格納した濃淡画像データが、ステップ１０３で撮像した最終的な被測定パターンである。したがって、導体１２を撮像して２値化しきい値ＳＨ１で２値化した被測定パターンの幅Ｗｏと第１のマスタパターンＭｏの幅Ｗ１とは一致する（図５（ｂ））。２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さＨｏにおける導体１２の線幅Ｗｏに対して、２値化しきい値ＳＨ２に相当する高さＨｃにおける導体１２の線幅Ｗｃの細り分は、導体１２の左右両側で各々（Ｗｏ−Ｗｃ）／２［ｍｍ］となる。分解能をξ［ｍｍ／画素］として、細り分（Ｗｏ−Ｗｃ）／２を画素数に換算すると、（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξ［画素］となる。
【００３７】
したがって、２値化しきい値ＳＨ２に対応するためには、導体１２の細り分（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξに応じて、この分だけ第２のマスタパターンの幅を細くすればよい。すなわち、一次検査欠損設定値Ｓ１をＳ１＋（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξに補正すればよく、第１のマスタパターンＭｏを左右両側でそれぞれＳ１＋（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξだけ収縮させればよい。
こうして、ホストコンピュータ５は、一次検査欠損設定値Ｓ１を補正し（図１ステップ１０９）、第２のマスタパターンＭｃを作成する（図１ステップ１１０）。
【００３８】
また、ホストコンピュータ５は、第１のマスタパターンＭｏを中心線と直角の方向に膨張処理して突起、飛び散り又は短絡検出用の第３のマスタパターンＭｐを予め作成しておく（図４（ｂ））。図４（ｂ）において、実際に第３のマスタパターンＭｐ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からなるマスタパターンＭｏａと、直線Ａ９〜Ａ１２からなるマスタパターンＭｏｂ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。
【００３９】
第３のマスタパターンＭｐ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。一次検査突起設定値（第２の検査しきい値）Ｓ２［画素］以上の突起が存在するときに欠陥と認識したい場合は、第１のマスタパターンＭｏを左右両側でそれぞれＳ２だけ膨張させればよい（２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンを２値化した場合）。２値化した被測定パターンと第３のマスタパターンＭｐとの論理積演算を行うことにより、一次検査突起設定値Ｓ２以上の欠損を検出することができる。
【００４０】
一次検査欠損設定値Ｓ１と同様に、一次検査突起設定値Ｓ２は２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンの濃淡画像を２値化することを前提として決定されている。これに対して本実施の形態では、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて２値化した被測定パターンと第３のマスタパターンＭｐとの論理積演算を行う。ＳＨ１からＳＨ３に２値化しきい値をずらす分だけ導体の幅が太くなるため、この変化に応じて一次検査突起設定値Ｓ２を補正（第３のマスタパターンＭｐの幅を補正）する必要がある。
【００４１】
図６は一次検査突起設定値Ｓ２の補正方法を説明するための図である。２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さＨｏにおける導体１２の線幅Ｗｏに対して、２値化しきい値ＳＨ３に相当する高さＨｐにおける導体１２の線幅Ｗｐの太り分は、導体１２の左右両側で各々（Ｗｐ−Ｗｏ）／２［ｍｍ］となる（図６（ｂ））。この太り分（Ｗｐ−Ｗｏ）／２を画素数に換算すると、（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξ［画素］となる。
【００４２】
したがって、２値化しきい値ＳＨ３に対応するためには、導体１２の太り分（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξに応じて、この分だけ第３のマスタパターンＭｐの幅を太くすればよい。すなわち、一次検査突起設定値Ｓ２をＳ２＋（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξに補正すればよく、第１のマスタパターンＭｏを左右両側でそれぞれＳ２＋（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξだけ膨張させればよい。なお、前述のとおり、実際に第３のマスタパターンＭｐになるのは、膨張処理した結果を論理反転したときに「１」となる領域である。
【００４３】
こうして、ホストコンピュータ５は、一次検査突起設定値Ｓ２を補正し（図１ステップ１１１）、第３のマスタパターンＭｐを作成する（図１ステップ１１２）。なお、第２のマスタパターンＭｃおよび第３のマスタパターンＭｐは、第１のマスタパターンＭｏを収縮／膨張させて作成したものなので、第２のマスタパターンＭｃおよび第３のマスタパターンＭｐと被測定パターンとの位置合わせを改めて行う必要はない。
【００４４】
次に、画像処理装置４は、２値化した被測定パターンとマスタパターンＭｃ，Ｍｐとを比較して、被測定パターンを検査する（図１ステップ１１３）。まず、第２のマスタパターンＭｃとの比較による検査について説明する。図７（ａ）はこの検査方法を説明するための図である。なお、図７（ａ）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、２値化しきい値ＳＨ２に基づいて２値化した被測定パターンＰと第２のマスタパターンＭｃとを図７（ａ）のように比較する。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とマスタパターンＭｃである。
【００４５】
パターンＮＰとマスタパターンＭｃ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Ｍｃ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Ｍｃが重なることがないので、この論理積の結果は「０」となる。
【００４６】
これに対して、図７（ａ）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Ｍｃ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。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（ａ）では、Ｃ，Ｈの位置）を記憶する。
【００４７】
次に、第３のマスタパターンＭｐとの比較による検査について説明する。図７（ｂ）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、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて２値化した被測定パターンＰとマスタパターンＭｐとを図７（ｂ）のように比較する。上記と同様に、被測定パターンＰａ、ＰｂとマスタパターンＭｐ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。
【００４８】
これに対して、図７（ｂ）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Ｍｐ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。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（ｂ）では、Ｋ，Ｓの位置）を記憶する。
【００４９】
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する。そして、画像処理装置４は、前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。
【００５０】
図８（ａ）は欠損を検出する二次検査の方法を説明するための図、図８（ｂ）は突起を検出する二次検査の方法を説明するための図である。なお、図８では、記載を容易にするため、第１のマスタパターンＭｏの幅Ｗ１と２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｏとが等しいものとしている。二次検査の検査しきい値としては、二次検査欠損設定値（第１の検査しきい値）Ｓ４［ｍｍ］および二次検査突起設定値（第２の検査しきい値）Ｓ６［ｍｍ］が予め設定されている。
【００５１】
画像処理装置４は、前記欠陥候補を中心とする所定の大きさの領域において、第１のマスタパターンの幅Ｗ１と導体１２を撮像して２値化した被測定パターンの幅との誤差量（欠け量）を求め、この欠け量が最大となる点を欠損Ｃの先端とする。この最大の誤差量をａ［ｍｍ］とすると、ａ≧Ｓ４のとき欠陥と認識する（図８（ａ））。
【００５２】
また、画像処理装置４は、前記欠陥候補を中心とする所定の大きさの領域において、第１のマスタパターンの幅Ｗ１と被測定パターンの幅との誤差量（突起量）を求め、この突起量が最大となる点を突起Ｋの先端とする。この最大の誤差量をｂ［ｍｍ］とすると、ｂ≧Ｓ６のとき欠陥と認識する（図８（ｂ））。
【００５３】
ところで、二次検査欠損設定値Ｓ４は、２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンの濃淡画像を２値化することを前提として決定されている。これに対して本実施の形態では、２値化しきい値ＳＨ２に基づいて２値化した被測定パターンと第１のマスタパターンＭｏとを比較して、欠け量を求める。このため、一次検査欠損設定値Ｓ１と同様に二次検査欠損設定値Ｓ４を補正する必要がある。
【００５４】
図８（ｃ）は、二次検査欠損設定値Ｓ４の補正方法を説明するための図である。２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｏに対して、２値化しきい値ＳＨ２に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｃの細り分は、左右両側の合計値ではＷｏ−Ｗｃ［ｍｍ］となる。したがって、導体１２の細り分Ｗｏ−Ｗｃだけ見かけ上の欠け量が増えるので、２値化しきい値ＳＨ２に対応するためには、二次検査欠損設定値Ｓ４をＳ４＋（Ｗｏ−Ｗｃ）に補正すればよい。
【００５５】
二次検査欠損設定値Ｓ４と同様に、二次検査突起設定値Ｓ６は２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンの濃淡画像を２値化することを前提として決定されている。これに対して本実施の形態では、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて２値化した被測定パターンと第１のマスタパターンＭｏとを比較して、突起量を求める。このため、一次検査突起設定値Ｓ２と同様に二次検査突起設定値Ｓ６を補正する必要がある。
【００５６】
図８（ｄ）は、二次検査突起設定値Ｓ６の補正方法を説明するための図である。２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｏに対して、２値化しきい値ＳＨ３に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｐの太り分は、左右両側の合計値ではＷｐ−Ｗｏ［ｍｍ］となる。したがって、導体１２の太り分Ｗｐ−Ｗｏだけ見かけ上の突起量が増えるので、２値化しきい値ＳＨ３に対応するためには、二次検査突起設定値Ｓ６をＳ６＋（Ｗｐ−Ｗｏ）に補正すればよい。
【００５７】
こうして、ホストコンピュータ５は、二次検査欠損設定値Ｓ４を補正すると共に（ステッ１１４）、二次検査突起設定値Ｓ６を補正し（ステッ１１５）、画像処理装置４は、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１１６）。
【００５８】
以上のように、本実施の形態によれば、線幅Ｗｏ，Ｗｃ，Ｗｐを検査ワーク１から予め求め、線幅ＷｏとＷｃに基づいて第１の検査しきい値（一次検査欠損設定値Ｓ１、二次検査欠損設定値Ｓ４）を第２の２値化しきい値ＳＨ２に対応するように自動的に補正し、線幅ＷｏとＷｐに基づいて第２の検査しきい値（一次検査突起設定値Ｓ２、二次検査突起設定値Ｓ６）を第３の２値化しきい値ＳＨ３に対応するように自動的に補正するので、作業員が線幅Ｗｃ，Ｗｐと線幅Ｗｏとの違いを考慮して第１の検査しきい値および第２の検査しきい値を修正する必要がなくなる。
【００５９】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、第１のマスタパターンに対する被測定パターンの誤差量を検査しきい値（二次検査欠損設定値Ｓ４および二次検査突起設定値Ｓ６）と比較していたが、誤差量と第１のマスタパターンの幅との比率を検査しきい値と比較するようにしてもよい。この場合の検査しきい値としては、二次検査欠損設定値（第１の検査しきい値）Ｓ５［％］および二次検査突起設定値（第２の検査しきい値）Ｓ７［％］が予め設定されている。
【００６０】
画像処理装置４は、前記欠陥候補を中心とする所定の大きさの領域において、第１のマスタパターンの幅Ｗ１［ｍｍ］と導体１２を撮像して２値化した被測定パターンの幅との誤差量（欠け量）を求め、この欠け量が最大となる点を欠損Ｃの先端とする。この最大の誤差量をａ［ｍｍ］とすると、ａ／Ｗ１≧Ｓ５のとき欠陥と認識する。
【００６１】
また、画像処理装置４は、前記欠陥候補を中心とする所定の大きさの領域において、第１のマスタパターンの幅Ｗ１［ｍｍ］と被測定パターンの幅との誤差量（突起量）を求め、この突起量が最大となる点を突起Ｋの先端とする。この最大の誤差量をｂ［ｍｍ］とすると、ｂ／Ｗ１≧Ｓ７のとき欠陥と認識する。
【００６２】
第１の実施の形態と同様に、二次検査欠損設定値Ｓ５は２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンの濃淡画像を２値化することを前提として決定されており、これに対して本実施の形態では、２値化しきい値ＳＨ２に基づいて２値化した被測定パターンと第１のマスタパターンとを比較して欠け量を求めるため、二次検査欠損設定値Ｓ５を補正する必要がある。２値化しきい値ＳＨ２に対応するためには、二次検査欠損設定値Ｓ５を（（Ｓ５×Ｗ１）＋（Ｗｏ−Ｗｃ））／Ｗ１に補正すればよい。
【００６３】
同様に、二次検査突起設定値Ｓ７は２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンの濃淡画像を２値化することを前提として決定されており、これに対して本実施の形態では、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて２値化した被測定パターンと第１のマスタパターンとを比較して突起量を求めるため、二次検査突起設定値Ｓ７を補正する必要がある。２値化しきい値ＳＨ３に対応するためには、二次検査突起設定値Ｓ７を（（Ｓ７×Ｗ１）＋（Ｗｐ−Ｗｏ））／Ｗ１に補正すればよい。
【００６４】
こうして、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、第１の２値化しきい値における導体の第１の線幅、第２の２値化しきい値における導体の第２の線幅、および第３の２値化しきい値における導体の第３の線幅を検査ワークから求め、第１の線幅と第２の線幅とに基づいて、第１の２値化しきい値に対応して予め設定された欠損又は断線検出用の第１の検査しきい値を第２の２値化しきい値に対応するように補正し、第１の線幅と第３の線幅とに基づいて、第１の２値化しきい値に対応して予め設定された突起又は短絡検出用の第２の検査しきい値を第３の２値化しきい値に対応するように補正するので、作業員が第２の線幅および第３の線幅と第１の線幅との違いを考慮して第１の検査しきい値および第２の検査しきい値を修正する必要がなくなる。その結果、本発明によれば、導体の断面形状の影響を自動的に除去して、被測定パターンの欠陥を正しく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１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である。
【図２】 パターン検査装置のブロック図である。
【図３】 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４】 欠損、ピンホール又は断線検出用のマスタパターンと突起、飛び散り又は短絡検出用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。
【図５】 一次検査欠損設定値の補正方法を説明するための図である。
【図６】 一次検査突起設定値の補正方法を説明するための図である。
【図７】 マスタパターンと被測定パターンとの論理演算によって被測定パターンの欠陥を検出する一次検査の方法を説明するための図である。
【図８】 欠損および突起を検出する二次検査の方法を説明するための図並びに二次検査欠損設定値および二次検査突起設定値の補正方法を説明するための図である。
【図９】 被測定パターンの濃淡画像に単一のしきい値で２値化処理を行った結果を示す図である。
【図１０】 被測定パターンの濃淡画像に２つのしきい値で２値化処理を行った結果を示す図である。
【図１１】 検査ワークの導体の断面図である。
【符号の説明】
１…検査ワーク、２…Ｘ−Ｙテーブル、３…ラインセンサカメラ、４…画像処理装置、５…ホストコンピュータ、６…表示装置。
【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フィルムキャリア等に形成されたパターンを検査するパターン検査方法およびパターン検査装置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。
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。
【０００３】
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パターン検査方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このパターン検査方法では、カメラで撮像した被測定パターンの濃淡画像を２値化して、２値化処理した被測定パターンと基準となるマスタパターンとを比較して被測定パターンを検査していた。
【０００４】
被測定パターンの濃淡画像データには、パターン（銅箔パターン等の導体）とそれ以外の背景（導体が形成されるグリーンシート等の基材）とが含まれているが、一般に導体と基材には濃度差があるので、画像データの濃度の頻度を示す濃度ヒストグラムを作成すると、このヒストグラムは、周知のように基材に対応する頻度と導体に対応する頻度という２つの極大値を有する双峰性を示す。濃淡画像データを２値化するには、一般に、この２峰の間の谷点をしきい値とすればよい。
【０００５】
しかし、このようなしきい値の設定方法では、被測定パターンの突起や欠損といった欠陥が誤った値に変換される可能性があり、被測定パターンの欠陥を見逃してしまう可能性があった。図９に示すように、欠損部や断線部の濃度値は、基材の濃度値に比べて高く、導体の濃度値に近い値となる。一方、突起部や短絡部の濃度値は、導体の濃度値に比べて低く、基材の濃度値に近い値となる。このため、２値化しきい値ＳＨ１による２値化では、欠損やピンホールあるいは断線といった欠陥は「１」に変換され、突起や飛び散りあるいは短絡といった欠陥は「０」に変換されてしまう。よって、図９の２値化結果に対して検査を実施しても、これらの欠陥を検出することはできない。
【０００６】
そこで、図１０に示すように、導体の濃度値と欠損および断線の濃度値との間の値を２値化しきい値ＳＨ２とし、突起および短絡の濃度値と基材の濃度値との間の値を２値化しきい値ＳＨ３として、これらの２値化しきい値ＳＨ２，ＳＨ３に基づいて２値化した被測定パターンとマスタパターンとを比較するパターン検査方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。２値化しきい値ＳＨ２に基づいて被測定パターンの２値化を行うと、図１０に示すように欠損やピンホールあるいは断線といった欠陥が基材を示す値「０」に変換されるので、２値化した被測定パターンに対して検査を実施すれば、欠損やピンホールあるいは断線といった欠陥を正しく検出することができる。また、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて被測定パターンの２値化を行うと、図１０に示すように突起や飛び散りあるいは短絡といった欠陥が導体を示す値「１」に変換されるので、２値化した被測定パターンに対して検査を実施すれば、突起や飛び散りあるいは短絡といった欠陥を正しく検出することができる。なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３３１６９７７号公報
【特許文献２】
特許第３０４９４８８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、検査ワークの基材１１上に形成される導体１２は、実際には図１１に示すように側壁が傾斜した台形状の断面形状をしている。つまり、２値化しきい値ＳＨ２に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｃおよび２値化しきい値ＳＨ３に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｐは、２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｏとは異なる。
【０００９】
従来のパターン検査方法では、２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンを２値化することを前提として検査しきい値を決定していた。このため、２値化しきい値ＳＨ２，ＳＨ３に基づいて２値化した被測定パターンに対して検査を実施すると、線幅Ｗｃ，Ｗｐと線幅Ｗｏとの違いが検査に影響を及ぼすため、本来は問題がない被測定パターンを欠陥として検出してしまったり、問題がある被測定パターンを見逃してしまったりする可能性があった。また、このような導体の断面形状の影響を避けるためには、作業員が線幅の違いを考慮して検査しきい値を修正しなければならないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、作業員が検査しきい値を修正することなく検査ワークの導体の断面形状の影響を除去して、被測定パターンの欠陥を正しく検出することができるパターン検査方法およびパターン検査装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、検査ワークを撮像した濃淡画像において、導体の濃度値と基材の濃度値の間の値を第１の２値化しきい値とし、前記導体の濃度値と前記第１の２値化しきい値の間の値を第２の２値化しきい値とし、前記第１の２値化しきい値と前記基材の濃度値の間の値を第３の２値化しきい値として、前記濃淡画像を前記第２の２値化しきい値に基づいて２値化処理した第１の被測定パターンおよび前記濃淡画像を前記第３の２値化しきい値に基づいて２値化処理した第２の被測定パターンを基準となるマスタパターンと比較して被測定パターンの欠陥を検出するパターン検査方法において、前記第１の２値化しきい値における導体の第１の線幅、前記第２の２値化しきい値における導体の第２の線幅、および前記第３の２値化しきい値における導体の第３の線幅を前記検査ワークから予め求める測定手順と、前記濃淡画像を前記第２の２値化しきい値に基づいて２値化して前記第１の被測定パターンを生成する第１の２値化処理手順と、前記濃淡画像を前記第３の２値化しきい値に基づいて２値化して前記第２の被測定パターンを生成する第２の２値化処理手順と、前記第１の線幅と前記第２の線幅とに基づいて、前記第１の２値化しきい値に対応して予め設定された欠損又は断線検出用の第１の検査しきい値を前記第２の２値化しきい値に対応するように補正する第１の補正手順と、前記第１の線幅と前記第３の線幅とに基づいて、前記第１の２値化しきい値に対応して予め設定された突起又は短絡検出用の第２の検査しきい値を前記第３の２値化しきい値に対応するように補正する第２の補正手順と、前記第１の被測定パターンと前記マスタパターンとの誤差量を前記補正後の第１の検査しきい値と比較する第１の検査手順と、前記第２の被測定パターンと前記マスタパターンとの誤差量を前記補正後の第２の検査しきい値と比較する第２の検査手順とを有するものである。
【００１２】
また、本発明のパターン検査方法の１構成例において、前記第１の補正手順は、前記第１の線幅をＷｏ、前記第２の線幅をＷｃ、画像の分解能をξ、前記第１の検査しきい値をＳ１としたとき、この第１の検査しきい値Ｓ１をＳ１＋（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξに補正し、前記第２の補正手順は、前記第３の線幅をＷｐ、前記第２の検査しきい値をＳ２としたとき、この第２の検査しきい値Ｓ２をＳ２＋（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξに補正し、前記マスタパターンは、基準となる第１のマスタパターンを左右両側でそれぞれＳ１＋（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξだけ収縮させた欠損又は断線検出用の第２のマスタパターンと、前記第１のマスタパターンを左右両側でそれぞれＳ２＋（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξだけ膨張させた突起又は短絡検出用の第３のマスタパターンとからなり、前記第１の検査手順は、前記第１の被測定パターンと前記第２のマスタパターンとの論理積をとり、前記第２の検査手順は、前記第２の被測定パターンと前記第３のマスタパターンとの論理積をとるようにしたものである。
【００１３】
また、本発明のパターン検査方法の１構成例において、前記第１の補正手順は、前記第１の線幅をＷｏ、前記第２の線幅をＷｃ、前記第１の検査しきい値をＳ４としたとき、この第１の検査しきい値Ｓ４をＳ４＋（Ｗｏ−Ｗｃ）に補正し、前記第２の補正手順は、前記第３の線幅をＷｐ、前記第２の検査しきい値をＳ６としたとき、この第２の検査しきい値Ｓ６をＳ６＋（Ｗｐ−Ｗｏ）に補正し、前記第１の検査手順は、前記マスタパターンの幅に対する前記第１の被測定パターンの欠け量を前記補正後の第１の検査しきい値と比較し、前記第２の検査手順は、前記マスタパターンの幅に対する前記第２の被測定パターンの突起量を前記補正後の第２の検査しきい値と比較するようにしたものである。
【００１４】
また、本発明のパターン検査方法の１構成例において、前記第１の補正手順は、前記第１の線幅をＷｏ、前記第２の線幅をＷｃ、前記マスタパターンの幅をＷ１、前記第１の検査しきい値をＳ５としたとき、この第１の検査しきい値Ｓ５を（（Ｓ５×Ｗ１）＋（Ｗｏ−Ｗｃ））／Ｗ１に補正し、前記第２の補正手順は、前記第３の線幅をＷｐ、前記第２の検査しきい値をＳ７としたとき、この第２の検査しきい値Ｓ７を（（Ｓ７×Ｗ１）＋（Ｗｐ−Ｗｏ））／Ｗ１に補正し、前記第１の検査手順は、前記マスタパターンの幅に対する前記第１の被測定パターンの欠け量と前記マスタパターンの幅との比率を、前記補正後の第１の検査しきい値と比較し、前記第２の検査手順は、前記マスタパターンの幅に対する前記第２の被測定パターンの突起量と前記マスタパターンの幅との比率を、前記補正後の第２の検査しきい値と比較するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明のパターン検査装置は、前記濃淡画像を前記第２の２値化しきい値に基づいて２値化して前記第１の被測定パターンを生成する第１の２値化処理手段と、前記濃淡画像を前記第３の２値化しきい値に基づいて２値化して前記第２の被測定パターンを生成する第２の２値化処理手段と、前記検査ワークから予め求められた前記第１の２値化しきい値における導体の第１の線幅および前記第２の２値化しきい値における導体の第２の線幅に基づいて、前記第１の２値化しきい値に対応して予め設定された欠損又は断線検出用の第１の検査しきい値を前記第２の２値化しきい値に対応するように補正する第１の補正手段と、前記検査ワークから予め求められた前記第１の線幅および前記第３の２値化しきい値における導体の第３の線幅に基づいて、前記第１の２値化しきい値に対応して予め設定された突起又は短絡検出用の第２の検査しきい値を前記第３の２値化しきい値に対応するように補正する第２の補正手段と、前記第１の被測定パターンと前記マスタパターンとの誤差量を前記補正後の第１の検査しきい値と比較する第１の検査手段と、前記第２の被測定パターンと前記マスタパターンとの誤差量を前記補正後の第２の検査しきい値と比較する第２の検査手段とを有するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、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は本発明の第１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はグリーンシート等の検査ワーク、２は検査ワーク１を載せるＸ−Ｙテーブル、３は検査ワーク１を撮像するラインセンサカメラ、４は基準となるマスタパターンとカメラ３で撮像した被測定パターンとを比較して被測定パターンを検査する画像処理装置、５は装置全体を制御するホストコンピュータ、６は検査結果を表示するための表示装置である。
【００１７】
画像処理装置４は、マスタパターンと被測定パターンとの位置合わせを行う位置合わせ手段と、被測定パターンの濃淡画像を後述する第２の２値化しきい値に基づいて２値化して第１の被測定パターンを生成する第１の２値化処理手段と、濃淡画像を後述する第３の２値化しきい値に基づいて２値化して第２の被測定パターンを生成する第２の２値化処理手段と、第１の被測定パターンとマスタパターンとの誤差量を後述する第１の検査しきい値と比較する第１の検査手段と、第２の被測定パターンとマスタパターンとの誤差量を後述する第２の検査しきい値と比較する第２の検査手段とを構成している。位置合わせ手段および第１、第２の検査手段の少なくとも一部は、コンピュータによって構成される。
【００１８】
ホストコンピュータ５は、第１の２値化しきい値に対応して予め設定された欠損又は断線検出用の第１の検査しきい値を補正する第１の補正手段と、第１の２値化しきい値に対応して予め設定された突起又は短絡検出用の第２の検査しきい値を補正する第２の補正手段とを構成している。ホストコンピュータ５および画像処理装置４内のコンピュータは、例えば演算装置、記憶装置及びインタフェースを備えたハードウェア資源とこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。
【００１９】
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５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検査ワークの設計値データ（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）。
【００２０】
そして、ホストコンピュータ５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、検査ワーク１の製造上のマスタとなったＣＡＤデータを用いる。
【００２１】
次に、被測定パターンの検査について説明する。まず、検査ワーク１をカメラ３によって撮像する。そして、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（図１ステップ１０３）。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。
【００２２】
次いで、画像処理装置４は、被測定パターンの濃淡画像とマスタパターンとの位置合わせを行う（ステップ１０４）。図３はこの位置合わせ方法を説明するための図である。マスタパターンＭには、図３（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３（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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３（ｃ）、図３（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と検査ワーク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。
【００２５】
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３（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４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。
【００２６】
ステップ１０４の位置合わせ処理が終了した後、ホストコンピュータ５は、被測定パターンの濃淡画像データを２値化する際の２値化しきい値を画像処理装置４に対して設定する。２値化処理は、例えば２値化しきい値よりも高い濃度値を「１」に変換し、２値化しきい値以下の濃度値を「０」に変換するので、これにより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。
しかし、図９で説明したように、第１の２値化しきい値ＳＨ１による２値化では、欠損やピンホールあるいは断線といった欠陥は「１」に変換され、突起や飛び散りあるいは短絡といった欠陥は「０」に変換されてしまう。
【００２７】
そこで、本実施の形態のホストコンピュータ５は、画像処理装置４に対して欠損、ピンホール又は断線検出用の第２の２値化しきい値ＳＨ２を設定し（図１ステップ１０５）、画像処理装置４は、２値化しきい値ＳＨ２に基づいて被測定パターンの濃淡画像データを２値化する（ステップ１０６）。２値化しきい値ＳＨ２に基づいて被測定パターンの２値化を行うと、図１０に示したように欠損やピンホールあるいは断線といった欠陥が基材を示す値「０」に変換される。画像処理装置４は、２値化しきい値ＳＨ２に基づいて２値化した欠損、ピンホール又は断線検出用の第１の被測定パターンを画像メモリに格納する。
【００２８】
続いて、ホストコンピュータ５は、画像処理装置４に対して突起、飛び散り又は短絡検出用の第３の２値化しきい値ＳＨ３を設定し（図１ステップ１０７）、画像処理装置４は、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて被測定パターンの濃淡画像データを２値化する（ステップ１０８）。２値化しきい値ＳＨ３に基づいて被測定パターンの２値化を行うと、図１０に示したように突起や飛び散りあるいは短絡といった欠陥が導体を示す値「１」に変換される。画像処理装置４は、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて２値化した突起、飛び散り又は短絡検出用の第２の被測定パターンを画像メモリに格納する。
【００２９】
次に、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とを比較して被測定パターンを検査する。本実施の形態では、ハードウェアによって被測定パターンの欠陥候補を検出して（一次検査）、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（二次検査）。
まず、ハードウェアによる論理演算によって被測定パターンを高速に検査する一次検査について説明する。
【００３０】
ホストコンピュータ５は、ステップ１０２で作成した第１のマスタパターンＭｏを中心線と直角の方向に収縮処理して欠損、ピンホール又は断線検出用の第２のマスタパターンＭｃを予め作成しておく（図４（ａ））。図４（ａ）の例では、直線Ａ１とＡ４（中心線はＬ１）および直線Ａ２とＡ３（中心線はＬ２）からなる第１のマスタパターンＭｏを収縮処理して第２のマスタパターンＭｃを作成している。
【００３１】
第２のマスタパターンＭｃによる欠陥検出の精度は第１のマスタパターンＭｏをどれだけ収縮させるかによって決まる。一次検査欠損設定値（第１の検査しきい値）Ｓ１［画素］以上の欠損が存在するときに欠陥と認識したい場合は、第１のマスタパターンＭｏを左右両側でそれぞれＳ１だけ収縮させればよい（２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンを２値化した場合）。２値化した被測定パターンと第２のマスタパターンＭｃとの論理積演算を行うことにより、一次検査欠損設定値Ｓ１以上の欠損を検出することができる。
【００３２】
ただし、一次検査欠損設定値Ｓ１は、２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンの濃淡画像を２値化することを前提として決定されている。これに対して本実施の形態では、２値化しきい値ＳＨ２に基づいて２値化した被測定パターンと第２のマスタパターンＭｃとの論理積演算を行う。前述のように検査ワーク１の導体の断面形状は台形なので、ＳＨ１からＳＨ２に２値化しきい値をずらす分だけ導体の幅が細くなるため、この変化に応じて一次検査欠損設定値Ｓ１を補正（第２のマスタパターンＭｃの幅を補正）する必要がある。
【００３３】
図５は一次検査欠損設定値Ｓ１の補正方法を説明するための図である。まず、パターン検査装置を使用する作業者は、図５（ａ）に示すように基材１１上に導体１２が形成された検査ワーク１において、２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さＨｏにおける導体１２の第１の線幅Ｗｏ［ｍｍ］、２値化しきい値ＳＨ２に相当する高さＨｃにおける導体１２の第２の線幅Ｗｃ［ｍｍ］、２値化しきい値ＳＨ３に相当する高さＨｐにおける導体１２の第３の線幅Ｗｐ［ｍｍ］を予め測定しておく。
【００３４】
２値化しきい値ＳＨ１は、例えば２値化しきい値ＳＨ１と基材の濃度値の差ＤＦ１と、導体の濃度値と基材の濃度値の差ＤＦ４との比率ＤＦ１／ＤＦ４が所定値Ｒ１となるように設定され、２値化しきい値ＳＨ２は、２値化しきい値ＳＨ２と基材の濃度値の差ＤＦ２と、導体の濃度値と基材の濃度値の差ＤＦ４との比率ＤＦ２／ＤＦ４が所定値Ｒ２となるように設定され、２値化しきい値ＳＨ３は、２値化しきい値ＳＨ３と基材の濃度値の差ＤＦ３と、導体の濃度値と基材の濃度値の差ＤＦ４との比率ＤＦ３／ＤＦ４が所定値Ｒ３となるように設定される。
【００３５】
したがって、導体の濃度値と基材の濃度値の差ＤＦ４に相当する実寸、すなわち検査ワーク１の基材１１に対する導体１２の高さＨを求めることができれば、２値化しきい値ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３に相当する高さＨｏ，Ｈｃ，Ｈｐを求めることができ、高さＨｏ，Ｈｃ，Ｈｐにおける導体１２の線幅Ｗｏ，Ｗｃ，Ｗｐを測定することができる。
【００３６】
ここで、ステップ１０３で検査ワーク１を撮像する際、画像処理装置４は、撮像した被測定パターンの濃淡画像データを第１の２値化しきい値ＳＨ１に基づいて２値化し、この２値化処理した被測定パターンの線幅Ｗｏと第１のマスタパターンＭｏの幅Ｗ１とを測定する。そして、作業員若しくは照明光量調整手段（例えばホストコンピュータ５）は、ＷｏとＷ１とが一致するようにカメラ３の照明光量を調整する。画像処理装置４がこの照明光量調整後に再び検査ワーク１を撮像して画像メモリに格納した濃淡画像データが、ステップ１０３で撮像した最終的な被測定パターンである。したがって、導体１２を撮像して２値化しきい値ＳＨ１で２値化した被測定パターンの幅Ｗｏと第１のマスタパターンＭｏの幅Ｗ１とは一致する（図５（ｂ））。２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さＨｏにおける導体１２の線幅Ｗｏに対して、２値化しきい値ＳＨ２に相当する高さＨｃにおける導体１２の線幅Ｗｃの細り分は、導体１２の左右両側で各々（Ｗｏ−Ｗｃ）／２［ｍｍ］となる。分解能をξ［ｍｍ／画素］として、細り分（Ｗｏ−Ｗｃ）／２を画素数に換算すると、（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξ［画素］となる。
【００３７】
したがって、２値化しきい値ＳＨ２に対応するためには、導体１２の細り分（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξに応じて、この分だけ第２のマスタパターンの幅を細くすればよい。すなわち、一次検査欠損設定値Ｓ１をＳ１＋（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξに補正すればよく、第１のマスタパターンＭｏを左右両側でそれぞれＳ１＋（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξだけ収縮させればよい。
こうして、ホストコンピュータ５は、一次検査欠損設定値Ｓ１を補正し（図１ステップ１０９）、第２のマスタパターンＭｃを作成する（図１ステップ１１０）。
【００３８】
また、ホストコンピュータ５は、第１のマスタパターンＭｏを中心線と直角の方向に膨張処理して突起、飛び散り又は短絡検出用の第３のマスタパターンＭｐを予め作成しておく（図４（ｂ））。図４（ｂ）において、実際に第３のマスタパターンＭｐ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からなるマスタパターンＭｏａと、直線Ａ９〜Ａ１２からなるマスタパターンＭｏｂ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。
【００３９】
第３のマスタパターンＭｐ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。一次検査突起設定値（第２の検査しきい値）Ｓ２［画素］以上の突起が存在するときに欠陥と認識したい場合は、第１のマスタパターンＭｏを左右両側でそれぞれＳ２だけ膨張させればよい（２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンを２値化した場合）。２値化した被測定パターンと第３のマスタパターンＭｐとの論理積演算を行うことにより、一次検査突起設定値Ｓ２以上の欠損を検出することができる。
【００４０】
一次検査欠損設定値Ｓ１と同様に、一次検査突起設定値Ｓ２は２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンの濃淡画像を２値化することを前提として決定されている。これに対して本実施の形態では、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて２値化した被測定パターンと第３のマスタパターンＭｐとの論理積演算を行う。ＳＨ１からＳＨ３に２値化しきい値をずらす分だけ導体の幅が太くなるため、この変化に応じて一次検査突起設定値Ｓ２を補正（第３のマスタパターンＭｐの幅を補正）する必要がある。
【００４１】
図６は一次検査突起設定値Ｓ２の補正方法を説明するための図である。２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さＨｏにおける導体１２の線幅Ｗｏに対して、２値化しきい値ＳＨ３に相当する高さＨｐにおける導体１２の線幅Ｗｐの太り分は、導体１２の左右両側で各々（Ｗｐ−Ｗｏ）／２［ｍｍ］となる（図６（ｂ））。この太り分（Ｗｐ−Ｗｏ）／２を画素数に換算すると、（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξ［画素］となる。
【００４２】
したがって、２値化しきい値ＳＨ３に対応するためには、導体１２の太り分（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξに応じて、この分だけ第３のマスタパターンＭｐの幅を太くすればよい。すなわち、一次検査突起設定値Ｓ２をＳ２＋（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξに補正すればよく、第１のマスタパターンＭｏを左右両側でそれぞれＳ２＋（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξだけ膨張させればよい。なお、前述のとおり、実際に第３のマスタパターンＭｐになるのは、膨張処理した結果を論理反転したときに「１」となる領域である。
【００４３】
こうして、ホストコンピュータ５は、一次検査突起設定値Ｓ２を補正し（図１ステップ１１１）、第３のマスタパターンＭｐを作成する（図１ステップ１１２）。なお、第２のマスタパターンＭｃおよび第３のマスタパターンＭｐは、第１のマスタパターンＭｏを収縮／膨張させて作成したものなので、第２のマスタパターンＭｃおよび第３のマスタパターンＭｐと被測定パターンとの位置合わせを改めて行う必要はない。
【００４４】
次に、画像処理装置４は、２値化した被測定パターンとマスタパターンＭｃ，Ｍｐとを比較して、被測定パターンを検査する（図１ステップ１１３）。まず、第２のマスタパターンＭｃとの比較による検査について説明する。図７（ａ）はこの検査方法を説明するための図である。なお、図７（ａ）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、２値化しきい値ＳＨ２に基づいて２値化した被測定パターンＰと第２のマスタパターンＭｃとを図７（ａ）のように比較する。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とマスタパターンＭｃである。
【００４５】
パターンＮＰとマスタパターンＭｃ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Ｍｃ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Ｍｃが重なることがないので、この論理積の結果は「０」となる。
【００４６】
これに対して、図７（ａ）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Ｍｃ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。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（ａ）では、Ｃ，Ｈの位置）を記憶する。
【００４７】
次に、第３のマスタパターンＭｐとの比較による検査について説明する。図７（ｂ）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、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて２値化した被測定パターンＰとマスタパターンＭｐとを図７（ｂ）のように比較する。上記と同様に、被測定パターンＰａ、ＰｂとマスタパターンＭｐ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。
【００４８】
これに対して、図７（ｂ）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Ｍｐ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。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（ｂ）では、Ｋ，Ｓの位置）を記憶する。
【００４９】
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する。そして、画像処理装置４は、前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。
【００５０】
図８（ａ）は欠損を検出する二次検査の方法を説明するための図、図８（ｂ）は突起を検出する二次検査の方法を説明するための図である。なお、図８では、記載を容易にするため、第１のマスタパターンＭｏの幅Ｗ１と２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｏとが等しいものとしている。二次検査の検査しきい値としては、二次検査欠損設定値（第１の検査しきい値）Ｓ４［ｍｍ］および二次検査突起設定値（第２の検査しきい値）Ｓ６［ｍｍ］が予め設定されている。
【００５１】
画像処理装置４は、前記欠陥候補を中心とする所定の大きさの領域において、第１のマスタパターンの幅Ｗ１と導体１２を撮像して２値化した被測定パターンの幅との誤差量（欠け量）を求め、この欠け量が最大となる点を欠損Ｃの先端とする。この最大の誤差量をａ［ｍｍ］とすると、ａ≧Ｓ４のとき欠陥と認識する（図８（ａ））。
【００５２】
また、画像処理装置４は、前記欠陥候補を中心とする所定の大きさの領域において、第１のマスタパターンの幅Ｗ１と被測定パターンの幅との誤差量（突起量）を求め、この突起量が最大となる点を突起Ｋの先端とする。この最大の誤差量をｂ［ｍｍ］とすると、ｂ≧Ｓ６のとき欠陥と認識する（図８（ｂ））。
【００５３】
ところで、二次検査欠損設定値Ｓ４は、２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンの濃淡画像を２値化することを前提として決定されている。これに対して本実施の形態では、２値化しきい値ＳＨ２に基づいて２値化した被測定パターンと第１のマスタパターンＭｏとを比較して、欠け量を求める。このため、一次検査欠損設定値Ｓ１と同様に二次検査欠損設定値Ｓ４を補正する必要がある。
【００５４】
図８（ｃ）は、二次検査欠損設定値Ｓ４の補正方法を説明するための図である。２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｏに対して、２値化しきい値ＳＨ２に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｃの細り分は、左右両側の合計値ではＷｏ−Ｗｃ［ｍｍ］となる。したがって、導体１２の細り分Ｗｏ−Ｗｃだけ見かけ上の欠け量が増えるので、２値化しきい値ＳＨ２に対応するためには、二次検査欠損設定値Ｓ４をＳ４＋（Ｗｏ−Ｗｃ）に補正すればよい。
【００５５】
二次検査欠損設定値Ｓ４と同様に、二次検査突起設定値Ｓ６は２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンの濃淡画像を２値化することを前提として決定されている。これに対して本実施の形態では、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて２値化した被測定パターンと第１のマスタパターンＭｏとを比較して、突起量を求める。このため、一次検査突起設定値Ｓ２と同様に二次検査突起設定値Ｓ６を補正する必要がある。
【００５６】
図８（ｄ）は、二次検査突起設定値Ｓ６の補正方法を説明するための図である。２値化しきい値ＳＨ１に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｏに対して、２値化しきい値ＳＨ３に相当する高さにおける導体１２の線幅Ｗｐの太り分は、左右両側の合計値ではＷｐ−Ｗｏ［ｍｍ］となる。したがって、導体１２の太り分Ｗｐ−Ｗｏだけ見かけ上の突起量が増えるので、２値化しきい値ＳＨ３に対応するためには、二次検査突起設定値Ｓ６をＳ６＋（Ｗｐ−Ｗｏ）に補正すればよい。
【００５７】
こうして、ホストコンピュータ５は、二次検査欠損設定値Ｓ４を補正すると共に（ステッ１１４）、二次検査突起設定値Ｓ６を補正し（ステッ１１５）、画像処理装置４は、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１１６）。
【００５８】
以上のように、本実施の形態によれば、線幅Ｗｏ，Ｗｃ，Ｗｐを検査ワーク１から予め求め、線幅ＷｏとＷｃに基づいて第１の検査しきい値（一次検査欠損設定値Ｓ１、二次検査欠損設定値Ｓ４）を第２の２値化しきい値ＳＨ２に対応するように自動的に補正し、線幅ＷｏとＷｐに基づいて第２の検査しきい値（一次検査突起設定値Ｓ２、二次検査突起設定値Ｓ６）を第３の２値化しきい値ＳＨ３に対応するように自動的に補正するので、作業員が線幅Ｗｃ，Ｗｐと線幅Ｗｏとの違いを考慮して第１の検査しきい値および第２の検査しきい値を修正する必要がなくなる。
【００５９】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、第１のマスタパターンに対する被測定パターンの誤差量を検査しきい値（二次検査欠損設定値Ｓ４および二次検査突起設定値Ｓ６）と比較していたが、誤差量と第１のマスタパターンの幅との比率を検査しきい値と比較するようにしてもよい。この場合の検査しきい値としては、二次検査欠損設定値（第１の検査しきい値）Ｓ５［％］および二次検査突起設定値（第２の検査しきい値）Ｓ７［％］が予め設定されている。
【００６０】
画像処理装置４は、前記欠陥候補を中心とする所定の大きさの領域において、第１のマスタパターンの幅Ｗ１［ｍｍ］と導体１２を撮像して２値化した被測定パターンの幅との誤差量（欠け量）を求め、この欠け量が最大となる点を欠損Ｃの先端とする。この最大の誤差量をａ［ｍｍ］とすると、ａ／Ｗ１≧Ｓ５のとき欠陥と認識する。
【００６１】
また、画像処理装置４は、前記欠陥候補を中心とする所定の大きさの領域において、第１のマスタパターンの幅Ｗ１［ｍｍ］と被測定パターンの幅との誤差量（突起量）を求め、この突起量が最大となる点を突起Ｋの先端とする。この最大の誤差量をｂ［ｍｍ］とすると、ｂ／Ｗ１≧Ｓ７のとき欠陥と認識する。
【００６２】
第１の実施の形態と同様に、二次検査欠損設定値Ｓ５は２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンの濃淡画像を２値化することを前提として決定されており、これに対して本実施の形態では、２値化しきい値ＳＨ２に基づいて２値化した被測定パターンと第１のマスタパターンとを比較して欠け量を求めるため、二次検査欠損設定値Ｓ５を補正する必要がある。２値化しきい値ＳＨ２に対応するためには、二次検査欠損設定値Ｓ５を（（Ｓ５×Ｗ１）＋（Ｗｏ−Ｗｃ））／Ｗ１に補正すればよい。
【００６３】
同様に、二次検査突起設定値Ｓ７は２値化しきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンの濃淡画像を２値化することを前提として決定されており、これに対して本実施の形態では、２値化しきい値ＳＨ３に基づいて２値化した被測定パターンと第１のマスタパターンとを比較して突起量を求めるため、二次検査突起設定値Ｓ７を補正する必要がある。２値化しきい値ＳＨ３に対応するためには、二次検査突起設定値Ｓ７を（（Ｓ７×Ｗ１）＋（Ｗｐ−Ｗｏ））／Ｗ１に補正すればよい。
【００６４】
こうして、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、第１の２値化しきい値における導体の第１の線幅、第２の２値化しきい値における導体の第２の線幅、および第３の２値化しきい値における導体の第３の線幅を検査ワークから求め、第１の線幅と第２の線幅とに基づいて、第１の２値化しきい値に対応して予め設定された欠損又は断線検出用の第１の検査しきい値を第２の２値化しきい値に対応するように補正し、第１の線幅と第３の線幅とに基づいて、第１の２値化しきい値に対応して予め設定された突起又は短絡検出用の第２の検査しきい値を第３の２値化しきい値に対応するように補正するので、作業員が第２の線幅および第３の線幅と第１の線幅との違いを考慮して第１の検査しきい値および第２の検査しきい値を修正する必要がなくなる。その結果、本発明によれば、導体の断面形状の影響を自動的に除去して、被測定パターンの欠陥を正しく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１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である。
【図２】 パターン検査装置のブロック図である。
【図３】 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４】 欠損、ピンホール又は断線検出用のマスタパターンと突起、飛び散り又は短絡検出用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。
【図５】 一次検査欠損設定値の補正方法を説明するための図である。
【図６】 一次検査突起設定値の補正方法を説明するための図である。
【図７】 マスタパターンと被測定パターンとの論理演算によって被測定パターンの欠陥を検出する一次検査の方法を説明するための図である。
【図８】 欠損および突起を検出する二次検査の方法を説明するための図並びに二次検査欠損設定値および二次検査突起設定値の補正方法を説明するための図である。
【図９】 被測定パターンの濃淡画像に単一のしきい値で２値化処理を行った結果を示す図である。
【図１０】 被測定パターンの濃淡画像に２つのしきい値で２値化処理を行った結果を示す図である。
【図１１】 検査ワークの導体の断面図である。
【符号の説明】
１…検査ワーク、２…Ｘ−Ｙテーブル、３…ラインセンサカメラ、４…画像処理装置、５…ホストコンピュータ、６…表示装置。
Claims (5)
- 検査ワークを撮像した濃淡画像において、導体の濃度値と基材の濃度値の間の値を第１の２値化しきい値とし、前記導体の濃度値と前記第１の２値化しきい値の間の値を第２の２値化しきい値とし、前記第１の２値化しきい値と前記基材の濃度値の間の値を第３の２値化しきい値として、前記濃淡画像を前記第２の２値化しきい値に基づいて２値化処理した第１の被測定パターンおよび前記濃淡画像を前記第３の２値化しきい値に基づいて２値化処理した第２の被測定パターンを基準となるマスタパターンと比較して被測定パターンの欠陥を検出するパターン検査方法において、
前記第１の２値化しきい値における導体の第１の線幅、前記第２の２値化しきい値における導体の第２の線幅、および前記第３の２値化しきい値における導体の第３の線幅を前記検査ワークから予め求める測定手順と、
前記濃淡画像を前記第２の２値化しきい値に基づいて２値化して前記第１の被測定パターンを生成する第１の２値化処理手順と、
前記濃淡画像を前記第３の２値化しきい値に基づいて２値化して前記第２の被測定パターンを生成する第２の２値化処理手順と、
前記第１の線幅と前記第２の線幅とに基づいて、前記第１の２値化しきい値に対応して予め設定された欠損又は断線検出用の第１の検査しきい値を前記第２の２値化しきい値に対応するように補正する第１の補正手順と、
前記第１の線幅と前記第３の線幅とに基づいて、前記第１の２値化しきい値に対応して予め設定された突起又は短絡検出用の第２の検査しきい値を前記第３の２値化しきい値に対応するように補正する第２の補正手順と、
前記第１の被測定パターンと前記マスタパターンとの誤差量を前記補正後の第１の検査しきい値と比較する第１の検査手順と、
前記第２の被測定パターンと前記マスタパターンとの誤差量を前記補正後の第２の検査しきい値と比較する第２の検査手順とを有することを特徴とするパターン検査方法。 - 請求項１記載のパターン検査方法において、
前記第１の補正手順は、前記第１の線幅をＷｏ、前記第２の線幅をＷｃ、画像の分解能をξ、前記第１の検査しきい値をＳ１としたとき、この第１の検査しきい値Ｓ１をＳ１＋（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξに補正し、
前記第２の補正手順は、前記第３の線幅をＷｐ、前記第２の検査しきい値をＳ２としたとき、この第２の検査しきい値Ｓ２をＳ２＋（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξに補正し、
前記マスタパターンは、基準となる第１のマスタパターンを左右両側でそれぞれＳ１＋（（Ｗｏ−Ｗｃ）／２）／ξだけ収縮させた欠損又は断線検出用の第２のマスタパターンと、前記第１のマスタパターンを左右両側でそれぞれＳ２＋（（Ｗｐ−Ｗｏ）／２）／ξだけ膨張させた突起又は短絡検出用の第３のマスタパターンとからなり、
前記第１の検査手順は、前記第１の被測定パターンと前記第２のマスタパターンとの論理積をとり、
前記第２の検査手順は、前記第２の被測定パターンと前記第３のマスタパターンとの論理積をとることを特徴とするパターン検査方法。 - 請求項１記載のパターン検査方法において、
前記第１の補正手順は、前記第１の線幅をＷｏ、前記第２の線幅をＷｃ、前記第１の検査しきい値をＳ４としたとき、この第１の検査しきい値Ｓ４をＳ４＋（Ｗｏ−Ｗｃ）に補正し、
前記第２の補正手順は、前記第３の線幅をＷｐ、前記第２の検査しきい値をＳ６としたとき、この第２の検査しきい値Ｓ６をＳ６＋（Ｗｐ−Ｗｏ）に補正し、
前記第１の検査手順は、前記マスタパターンの幅に対する前記第１の被測定パターンの欠け量を前記補正後の第１の検査しきい値と比較し、
前記第２の検査手順は、前記マスタパターンの幅に対する前記第２の被測定パターンの突起量を前記補正後の第２の検査しきい値と比較することを特徴とするパターン検査方法。 - 請求項１記載のパターン検査方法において、
前記第１の補正手順は、前記第１の線幅をＷｏ、前記第２の線幅をＷｃ、前記マスタパターンの幅をＷ１、前記第１の検査しきい値をＳ５としたとき、この第１の検査しきい値Ｓ５を（（Ｓ５×Ｗ１）＋（Ｗｏ−Ｗｃ））／Ｗ１に補正し、
前記第２の補正手順は、前記第３の線幅をＷｐ、前記第２の検査しきい値をＳ７としたとき、この第２の検査しきい値Ｓ７を（（Ｓ７×Ｗ１）＋（Ｗｐ−Ｗｏ））／Ｗ１に補正し、
前記第１の検査手順は、前記マスタパターンの幅に対する前記第１の被測定パターンの欠け量と前記マスタパターンの幅との比率を、前記補正後の第１の検査しきい値と比較し、
前記第２の検査手順は、前記マスタパターンの幅に対する前記第２の被測定パターンの突起量と前記マスタパターンの幅との比率を、前記補正後の第２の検査しきい値と比較することを特徴とするパターン検査方法。 - 検査ワークを撮像した濃淡画像において、導体の濃度値と基材の濃度値の間の値を第１の２値化しきい値とし、前記導体の濃度値と前記第１の２値化しきい値の間の値を第２の２値化しきい値とし、前記第１の２値化しきい値と前記基材の濃度値の間の値を第３の２値化しきい値として、前記濃淡画像を前記第２の２値化しきい値に基づいて２値化処理した第１の被測定パターンおよび前記濃淡画像を前記第３の２値化しきい値に基づいて２値化処理した第２の被測定パターンを基準となるマスタパターンと比較して被測定パターンの欠陥を検出するパターン検査装置において、
前記濃淡画像を前記第２の２値化しきい値に基づいて２値化して前記第１の被測定パターンを生成する第１の２値化処理手段と、
前記濃淡画像を前記第３の２値化しきい値に基づいて２値化して前記第２の被測定パターンを生成する第２の２値化処理手段と、
前記検査ワークから予め求められた前記第１の２値化しきい値における導体の第１の線幅および前記第２の２値化しきい値における導体の第２の線幅に基づいて、前記第１の２値化しきい値に対応して予め設定された欠損又は断線検出用の第１の検査しきい値を前記第２の２値化しきい値に対応するように補正する第１の補正手段と、
前記検査ワークから予め求められた前記第１の線幅および前記第３の２値化しきい値における導体の第３の線幅に基づいて、前記第１の２値化しきい値に対応して予め設定された突起又は短絡検出用の第２の検査しきい値を前記第３の２値化しきい値に対応するように補正する第２の補正手段と、
前記第１の被測定パターンと前記マスタパターンとの誤差量を前記補正後の第１の検査しきい値と比較する第１の検査手段と、
前記第２の被測定パターンと前記マスタパターンとの誤差量を前記補正後の第２の検査しきい値と比較する第２の検査手段とを有することを特徴とするパターン検査装置。
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