JPH01180404A

JPH01180404A - パターン欠陥検査方法

Info

Publication number: JPH01180404A
Application number: JP63003960A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Hoki; 哲夫法貴
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-01-12
Filing date: 1988-01-12
Publication date: 1989-07-18
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: US5046113A; JPH0737892B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、プリント配線板、ＩＣマスクパターン、リ
ードフレーム等のパターン欠陥検査に適用される検査方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

これらのパターンにおける欠陥の種類には、第９図に示
すように、欠け５０、突起５１、断線５２、太り５３、
細り５４、ブリッジ５５、ピンホール５６、島状残り５
７等がある。

・これらのパターン欠陥検査に利用されるパターン欠陥
検査方法は、現在では比較検査法と特徴抽出法とが主流
となっている。前者は、基準とすべき対象物の画像パタ
ーンと、検査物の画像パターンとを重ね合わせて比較し
、不一致の部分を欠陥と判定する方法である（例えば、
特公昭５９−２０６９号公報、特開昭６０−６１６０４
号公報、特開昭６２−１４ｔＯＯ０９号公報など）。一
方、後者は、基準となる画像パターンに含まれる各種特
徴（例えば、線幅、角度。

特定パターン、或いは欠陥形状等）を記憶しておき、検
査画像パターン内に上記各種特徴のいずれにも属しない
パターンが検出されたとき、または、検出しようとする
欠陥形状と一致したときにその部分を欠陥と判定する方
法である（例えば特開昭５７−１６７６４９号公報、特
開昭５７−１４９９０５号公報など）。

〔発明が解決しようとする問題点３両検査法は、欠陥検出能力において原理的にそれぞれ長
所、短所を持っている。例えば、比較検査法では、被検
査パターン形状は全く任意のパターンを対象とすること
ができるという長所を持っているが、反面微細な欠陥、
すなわち。

その大きさがパターンの読取り分解能に近い場合や、パ
ターン仕上り精度に近い場合では、本来の欠陥検出以外
に、パターンの２値化画像データ作成時に生ずる量子化
誤差やパターン同士の仕上り誤差に起因するデータの不
一致（差異）までも欠陥として検出してしまうことがあ
る。

また、特徴抽出法では、比較法のように基準画像データ
を必要としない点や、微小な欠陥の検出能力に優れると
いう長所を持っている。被検査パターン、例えば第１θ
図に示すような文字、特殊な図形や高密度配線に対応す
るための多層プリント配線板の電源層などのパターン部
分では、第９図と比較して注釈するように島状残り５７
や突起５１などを誤って欠陥として検出してしまうこと
がある。従来は、両検査法のいずれかにより、パターン
検査を行なっていたが、被検査パターンと検査法の適性
とが常に必ずしも一致しないので、往々にして、上述の
ような不要な欠陥検出により過剰検出となり、処理能力
。

生産性の低下を招くことになっていた。

さらに、実際のパターン検査においては、このような欠
陥の過剰検出を軽減するために、また、フレキシブルプ
リント回路等ではその可撓性を補強するためのみで回路
として機能しないパターン等があり、この部分に至って
検査を行なうと、その部分での欠陥検出が起こるので、
その部分では検査機能を停止させることが行なわれる。

このために、検査する領域（検査領域）或いは検査機能
を停止させる領域（禁止領域）を、座標値の入力により
指定する方法が、」般的に行なわれているが、その領域
が複雑に入り組んでいたり、微細な領域であったりする
と、その作業が非常に煩わしく、また不正確になってし
まうという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、これらの問題点を解決するためになされたも
ので、プリント配線板、ＩＣフォトマスク等のパターン
の欠陥の有無を検査するに際して、欠陥検査を要するパ
ターン領域に対して、事前に準備される複数の検査法の
中から所要の検査法を適用する領域を各検査法毎に設定
し、実際の検査動作時に、被検査パターンの被検査部位
を前記に設定された各領域と照合してその部位が属する
領域に設定されている全ての検査法で検査して、被検査
パターンのパターン領域を検査するようにした。

〔作　　用〕

被検査パターンは、実際の検査動作に際して、検査され
ている部位が１例えば、比較検査法を設定した領域にあ
る時は比較検査法で、また、特徴抽出法を設定した領域
にある時は特徴抽出法で、また、両方の領域にまたがる
時は両方の検査法で検査されるように、その部位に対し
て設定された全ての検査法で検査されて、全パターン領
域の検査が行なわれる。

〔実施例〕

本発明を応用した１実施例を第１図に示す。

その構成は、パターン積載テーブル４および被検査パタ
ーン５をＸ軸およびＹ軸方向にそれぞれ駆動するＸ軸上
−ター２．Ｙ軸上−ター３、および光学的走査入力系と
して被検査パターンをＣＣＤラインセンサー１に結像す
る光学レンズ６が設けられている。画像処理部としては
。

ＣＣＤラインセンサー１からのビデオ出方信号の増幅回
路７、および画像の２値化回路８が設けられている。ま
た、信号を切り換えて次段に送るための入力セレクタ９
、各種メモリーとして画像メモリーｌＯ１領域メモリー
Ａｌｌ、領域メモリー８１２を備え、パターンの欠陥検
呂機能部として比較検査部１３、特徴抽出検査部１４が
設けられている。さらに、これら検査システムをコント
ロールするものとして制御コンピュータ１５および同期
制御回路１６、各種メモリーのアドレス制御回路１７を
設け、検査結果は出方部１８に出力される。また、デー
タの他の入力手段例として磁気テープ人力１９、デジタ
イザ入力２ｏを示している。

さて、周知されるようにＸ軸及びＹ軸のモータ駆動に伴
い、被検査パターン５は、ＣＣＤラインセンサー１によ
る光学的走査が行なわれるが、このＣＣＤラインセンサ
ー１としては１通常２０４８素子列から成るラインセン
サが用いられる。これに適当な光学系レンズ６で成る倍
率に設定しテーブル４上に載せたパターン５を　　□そ
の倍率で決まる分解能で読み取る。その場合にはライン
センサー素子数に限界があることと、倍率の設定からＣ
ＣＤラインセンサ１による主走査幅Ｑは限定される。そ
の場合には、Ｘ軸上−ター２をステップ送り駆動し、全
被検査パターンを走査する。その走査例を第２図に示す
。

これらの走査は、同期制御回路１６により被検査パター
ン全面を矢印Ｘ、Ｙで示す主走査、副走査方向に走査す
るように制御される。尚、第２図中破線４０で囲まれた
部分が被走査領域である。

一方、ＣＣＤラインセンサー１で読み取られた画像信号
は、必要に応じて増幅回路７で増幅或いはレベル調整さ
れ、２値化回路８で２値画像データに変換される。

次に１画像の記憶機能について述べる。

テーブル４上に所要のパターン５を載せ、第２図に示し
た方法で走査し、その画像を２値化する。このデータは
、入力セレクタ９をａ点、Ｃ点またはｄ点に接続するこ
とで画像メモリーＩＯ１領域メモリーＡ１１．または領
域メモリーＢ１２に記憶される。この各種メモリーｌ０
１１１．１２のアドレスは、アドレス制御回路１７で制
御され。

テーブル４上のＣＣＤラインセンサー１による走査点の
位置情報により常に一義的に決まった値となるように作
られている。また、これらメモリーの読み出しまたは書
き込みの機能は、制御用コンピュータ１５により制御さ
れる。

次に、検査機能について述べる。先ず、比較検査法であ
るが、テーブル４上に基準とすべきパターン２３（第４
図にて後述する）（欠陥のないもの）を載せ、第２図に
示した方法でそのパターンを走査する。その場合、入力
セレクタ９はａ点に接続しておき、かつ画像メモリー１
０は書き込み状態としておく、２値化された基準パター
ンデータは１画像メモリーｌＯに記憶される。

次に、このパターンの中で比較法による検査を要する領
域と要しない領域とに塗り分けたマスクフィルム（或い
はそれに属するパターンでもよい。）をテーブル４上に
載せ、入力セレクタ９をＣ点に接続し、領域メモリーＡ
ｌｌを書き込み状態とする。この状態で第２図に示した
方法で領域パターンを走査し、その２値画像より第１の
領域データを領域メモリーＡｌｌに記憶する。この第１
領域データの値は、説明の便宜上、検査を要する検査領
域では「１」とし、検査の必要でない禁止領域ではｒＱ
Ｊとする。これを得る方法としては、領域パターンとし
て検査領域を「白」色に、禁止領域を「黒」色に塗り分
けたパターンを用いること等でも行なえる。

次に、検査段階ではテーブル４上に被検査パターン５を
載せ、入力セレクタ９はｂ点に接続し、かつ画像メモリ
ー１０および領域メモリーＡ１１は読み出し状態とする
。この状態で再び前述と同じく第２図に示した方法で被
検査パターン５を走査する。こうして検査部位としての
画素毎に２値化された被検査パターンデータは比較検査
部１３へ入力される。一方１画像メモリー１゜からは、
アドレス制御回路により走査点と全く同期して基準パタ
ーンデータが、また領域メモリーＡｌｌからは第１の領
域データが読み出されてくる。比較検査部１３では、そ
の被検査パターンデータと基準パターンデータとを逐次
比、較し、互いに異なっていれば欠陥検出信号を出力す
る。

この出力の値は、欠陥があれば「１」、無ければ「０」
とする、またその値は、領域メモリーＡｌｌから読み出
された第１領域データにより制御される。すなわち、第
１領域データの値が前述の［１」ならば欠陥検出信号を
出力し、その値が「０」であれば欠陥の検出の有無に拘
らず「０」とする。この処理を行なう例として第３図に
比較検査部回路例を示す、ここでは、基準画像データと
、被検査パターンデータとの排他論理和をとり、その出
力と第１の領域データの論理積とをとり、その出力を比
較欠陥検出信号としている。この方法で欠陥の検出され
る様子を第４図に示す。“この例では、（１）に示す被
検査パターン５内のＤｌの欠陥が、（３）に示す第１領
域のパターン２６内の検査領域２４にあり、Ｄ２の欠陥
は禁止領域２５にあるため、Ｄｌの欠陥のみが（２）に
示す基準パターン２３と比較検査され、検出・出力され
る。尚、基準パターンと被検査パターンとは、ピンシス
テム３３等により相互に位置ずれを生じないようになっ
ているが。

分解能が細かく設定されているような場合には、さらに
別の方法も必要になってくるが、その詳細は特開昭５７
−１６７６４９号公報、特開昭６０−２６３８０７号公
報に記述されているので、ここでの詳細説明は割愛する
。

さて、もう一方の特徴抽出検査法であるが、この場合は
、先ず、入力セレクタ９をｄ点に接続し、領域メモリー
８１２を書き込み状態とし、テーブル４上には、特徴抽
出法による検査を要する領域と要しない領域とに塗り分
けたマスクフィルムを載せ、第２図に示した方法で走査
する。このデータを第２領域データとする。二のデータ
の値は、比較検査法で述べたのと同じ。

検査領域では「１」、禁止領域では「０」とする。

次に、検査状態に入り、入力セレクタ９はｂ点に接続し
、領域メモリーＢ１２は、読み出し状態とする。この状
態でテーブル４上に被検査パターンを載せ、同じく第２
図に示した方法で走査する。このようにして検査部位と
しての画素毎に２値化された被検査パターンデータは特
徴。

抽出部１４へ入力される。特徴抽出検査部１４では。

例えば第５図（ｅ）、（ｆ）に示すような２種類の欠陥
検出画素配列を設けておく。また、領域メモリー８１２
の読み出されるデータ（パターンで図示）が第６図に示
す如くであったとする。この場合に、第４図に示す被検
査パターン５の検査を行なったとすれば、Ｄｉ、Ｄ２の
欠陥例が、第５図に示す検出画素配列（ｅ）、（ｆ）と
それぞれ一致する。しかし、Ｄｌの欠陥例は禁止領域に
あり、Ｄ２の欠陥例が検査領域にあるため、この場合に
はＤ２の欠陥のみが検出出力されることになる。

第５図（ｅ）に示したこの欠陥検出機能を実現する回路
例を第７図に示す。被検査パターンデータは、−次元の
画素列として入力されてくるが、ＣＣＤラインセンサー
の１走査分の遅延メモリー３０ａに入力し、さらにその
出力は、もう１つの遅延メモリー３０ｂに入力され、同
様に１走査分の遅延後出力される。また一方、被検査パ
ターンデータは、一般的にＤ−タイプフリップフロップ
で構成される１画素遅延素子３１ａと３１ｂを２段通過
するよう構、成されている。また、１ライン遅延メモリ
ー３０ａからの出力も１画素遅延索子３１ｃ、３１ｄを
、その次の１ライン遅延メモリー３０ｂからの出力も同
じく１画素遅延素子３１ｅ、３１ｆを通過するよう構成
されている。このようにして構成される画素マトリック
スのデータ３２ａ〜３２ｊまでの各信号は、パターン形
状第５図（ｅ）に応じて３２ｅ、３２ｈ、３２ｉ、３２
ｊが論理反転され、全マトリックスデータ３２の論理積
がとられる。尚、欠陥検出制御信号としての第２領域デ
ータもこの時同時に論理積をとり、その結果は特徴欠陥
検出信号として出力される。この例は、特徴抽出の一例
であるが、詳細を述べるには本出願の本質と異なるため
割愛する。

以上検出機能別に実施例の説明を行なったが、この動作
は比較検査法と特徴抽出機能法とを全く同時に作用させ
ることももちろん可能である。

その例を第８図に示す。

領域メモリーＡＩＯおよび領域メモリーＢｌｌにそれぞ
れ第８図の第１領域パターン２６′、第２領域パターン
２７′に示すような検査領域２４′、禁止領域２５′　
が設定されているとする。いま、被検査パターン５″の
光学的走査点がＰｌにあったとすると、領域メモリーＡ
１０．領域メモリーＢ１１からは、それぞれ同時にＡ□
、Ｂ工のデータが読み出される。Ａ１は検査領域を示し
、Ｂ１は禁止領域を示すので、この点では比較検査機能
が作用し、特徴抽出機能は作用しない。

同様にＢ２の走査点では両機能が作用し、Ｂ３の走査点
では両機能とも作用しない。Ｂ４の走査点では比較検査
機能が作用せず、特徴抽出機能が作用する。

このようにして比較検査法および特徴抽出法で検出され
た欠陥検出信号は、それぞれ制御用コンピュータ１５に
よって読み取られ、必要な情報として出力部１８へ表示
出力される。尚、補足的な機能として、基準パターンゲ
ータ、或いは第１領域データ、第２領域データとしてそ
のパターンを作成したＣＡＤによるデータを利用して通
常は、磁気テープ１９により供給されるが。

或いは、対象パターンフィルム等を載置してデジタイザ
２０により入力することも可能である。

以上、本発明の好適な実施例を記したが、本発明を次記
のように展開することにより、さらにその欠陥検出能力
を増大することが容易にできる。すなわち、前述の比較
法および特徴抽出法はその一例を概略的に説明したが、
現実には両手法の他に別の検出精度ないしは能力を持た
せた検査法（例えば、特開昭５９−２０６７０５号公報
参照）を設定し、被検査パターンの特徴に合わせて選択
されている。従って、実施例に示した比較法と特徴抽出
法の単なる組み合わせのみでなく、各種各様の検査法を
、対象とするパターンの特徴に合わせて複数種を用い、
その各検査法毎に、適応する領域を被検査パターン内に
設定して検査を行なうことができる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上のように作用するので、両検査法の長所
を生かしつつ不要な欠陥検出を減少させることができ、
それだけパターン検査の処理能力を大・きく改善するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した実施例の概略構成図、第２図
は被検査パターン領域を走査する状態を示す図、第３図
は比較検査法による欠陥検出信号の出力回路図、第４図
は比較検査法における欠陥例と基準となるパターンおよ
び検査領域とを示す図、第５図は特徴抽出法での欠陥の
画素配列の一例を示す図、第６図は特徴抽出法での検査
領域を示す図、第７図は特徴抽出法を実施する回路例図
、第８図は走査領域に対して比較法と特徴抽出法とが対
等に機能する図、第９図および第１Ｏ図はそれぞれ一般
のパターン検査で欠陥となる例を示す図である。１・・・ＣＣＤラインセンサ、２．３・・・Ｘ方向、Ｙ方向駆動モータ、４・・・パタ
ーン積載テーブル。５・・・被検査パターン、６・・・レンズ、８・・・２
値化回路、　　９・・・人力セレクタ、１０・・・画像
メモリー、　１１・・・領域メモリーＡ。１２・・・領域メモリーＢ、１３・・・比較検査部、１
４・・・特徴抽出検査部、１５・・・制御用コンピュー
タ、１６・・・同期制御回路、１７・・・アドレス制御
回路、１８・・・出力部、１９・・・磁気テープ、２０
・・・デジタイザ。第２図第３図第４図第５図（ｅ）　　　　（ｆ）第６図

Claims

【特許請求の範囲】１、プリント配線板、ＩＣフォトマスク等のパターンの
欠陥の有無を検査するに際して、欠陥検査を要するパタ
ーン領域に対して事前に準備される複数の検査法の中か
ら所要の検査法を適用する領域を各検査法毎に設定し、
実際の検査動作時に、被検査パターンの被検査部位を前
記に設定された各領域と照合してその部位が属する領域
に設定されている全ての検査法で検査して、被検査パタ
ーンのパターン領域を検査することを特徴とするパター
ン欠陥検査方法。２、プリント配線板、ＩＣフォトマスク等のパターンの
欠陥の有無を検査するに際して、欠陥検査を要するパタ
ーン領域に対して、比較検査法で検査すべき第１の領域
と特徴抽出法で検査をすべき第２の領域とを各々個別に
設定し、実際の検査動作時に、被検査パターンの被検査
部位を前記第１及び第２の領域と照合してその部位が属
する領域に設定されている比較法および／又は特徴抽出
法で検査することを特徴とするパターン欠陥検査方法。