JPH0299805A - 印刷配線基板のパターン検査方式 - Google Patents

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〉 本発明は印刷配線基板における配線パターンの欠陥を高
精度に検出するためのパターン検査方式％式％ 〈従来の技術〉 従来、硬質プリント配線基板やフレキシブルプリント配
線基板の配線パターンの欠陥を検査する方法として、次
のような方法がとられていた。すなわち、検査対象の配
線パターンと標準の配線パターンとの検査領域の全体に
ついて一度だけの位置合せの後、両方のパターンの対応
した画素を比較する。この比較の結果、両方のパターン
の差異を判定し、検査対象の配線パターンの欠陥を検出
する。以下、この方法を単純比較方式と呼ぶ。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記の単純比較方式においては、標準の配線パターンと
検査対象の配線パターンの検査範囲の全体について両方
の配線パターンの位置合せが必要となる。しかしながら
、近年の印刷配線基板における回路パターンの微細化に
伴って、パターン形成のプロセスにおいて生じる基板の
伸縮や歪み等による変形量が検出すべき欠陥の大きさよ
り太きくなる場合、あるいは、標準の配線パターンとし
て検査対象の基板とは材質の異なるマスクパターンなど
を用いる場合において、標準の配線パターンと検査対象
の配線パターンとの温度や湿度に対する物理特性の相違
による伸縮等が生じ、検査範囲の全体について両者を高
精度に位置合せすることができない場合などには、欠陥
判定の誤判定を生じたり、欠陥検出を不可能にするとい
った問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、検査対象と標準の配線パターンを各々分割し、こ
の分割した部分領域ごとに両方の配線パターンを比較す
ることにより、伸縮や歪み等による変形がある場合にお
いても検査が行えるようにしたパターン検査方式を提供
することである。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明においては、検査の
対象とする第１の配線パターンと標準となる第２の配線
パターンとを分割し、この分割された領域ごとに第１の
配線パターンと第２の配線パターンとの相互の位置合せ
を行い、分割された領域ごとに第１の配線パターンと第
２の配線パターンの対応した画素を比較し、この比較の
結果から第１の配線パターンと第２の配線パターンとの
差異を判定する。

〈作用〉 本発明による印刷配線基板のパターン検査方式において
は、検査対象とする配線パターンと標準となる配線パタ
ーンとを各々分割し、この分割された配線パターンごと
に検査対象パターンと標準パターンとの位置合せ及び画
素の比較を行なう。

したがって、検査対象パターンに伸縮や歪み等があり、
検査対象パターンと標準パターンとを検査領域の全体を
位置合せできない場合においても、パターン検査を可能
とする。

〈実施例〉 第１図は本発明の方式を適用した印刷配線基板の配線パ
ターン検査装置の概念的な構成を示している。図におい
て、１は検査対象配線パターン、２は保持機構、３は微
調ステージ、３　／　、　３　／／　、　３　／／／は
モータ、４は標準パターン、５は保持機構、６は画像読
取部、７．７′はスクリュー、８，８′はモータ、９は
モータ制御部、１０は画像記憶部、１１はコントローラ
である。

検査の対象とする配線パターン１は、保持機構２上に吸
着等の方法で固定される。保持機構２は、微調ステージ
３上に取り付けられている。微調ステージ３は、モータ
３′、３“　３　／／／によって駆動され、Ｘ軸、Ｙ軸
方向及び回転方向に位置補正が可能である。

標準となる配線パターン４は、保持機構５上に吸着等の
方法により固定される。配線パターン４としては、印刷
配線基板の場合、マスクパターンもしくは完全良品等が
用いられる。保持機構５は、定位置に固定されている。

画像読取部６は、スクリュー７．７′の回転によってＸ
軸、Ｙ軸方向へ駆動され、検査対象パターン１及び標準
パターン４の上を走査して各々のパターン画像を読み取
る。画像記憶部１０は、画像読取部６により読み取られ
た画像データを記憶する。モータ制御部９は、微調ステ
ージ３を駆動するモータ３′１３“　３　ｔｐｔ並びに
スクリュー７．７′を駆動するモータ８．８′を制御す
る。コントローラ１１は、検査対象パターン１と標準パ
ターン４の検査領域の分割、分割された領域ごとの両方
のパターンの位置合せ、並びに、分割された領域ごとの
両方のパターンを比較して検査対象パターン１の欠陥を
判定する処理を実行する。

以下、パターン検査の処理の手順について詳しく説明す
る。

検査対象パターンと標準パターンのＸ軸方向及びＹ軸方
向の分割数は、最小欠陥検出サイズ及び検査対象パター
ンと標準パターンとの間の伸縮や歪み等による変形量に
もとづいて計算される。例えば、最小欠陥検出サイズを
ｄとすると、第２図に示す例において、破線で示す検査
対象パターン１２と実線で示す標準パターン１３との間
に伸縮や歪み等によりＸ軸方向に長さａの区間で変形量
すが生じている場合、Ｘ軸方向の全検査領域の幅をＷ×
、Ｘ軸方向の分割数をＮｘとすると、ｄ≧Ｗｘ−ｂ　／
　（Ｎｘ−ａ　）　　　　　　　　（１）が成立する。

即ち、 ＮＸ≧Ｗｘ−ｂ　／　（ｄ−ａ　）　　　　　　（２）
を満足する分割数Ｎ、が検査に適したＸ軸方向の分割数
となる。同様にＹ軸方向に長さａの区間で変形量すが生
じている場合、Ｙ軸方向の全検査領域の幅をＷ、、Ｙ軸
方向の分割数をＮｙとすると、Ｎ、≧Ｗ、−ｂ／（ｄ−
ａ）　　　　　　（３）を満足する分割数Ｎｙが検査に
適したＹ軸方向の分割数となる。

但し、分割数ＮＸ、Ｎ、があまりに大きいと、分割され
た検査領域が多くなり、比較検査に要する時間に比べ、
部分検査領域毎の位置合わせの処理が多くなり、検査に
適しない。つまり、ＮＸ＋ＮＹは、それぞれ（２１，ｆ
３１式を満足する比較的小さい数にすることで、効率的
な検査が行える。

第３図は検査対象パターン１と標準パターン４を分割し
て設定された部分検査領域の一例を示している。この例
では、Ｘ軸方向に３個、Ｙ軸方向に４個、計１２個の部
分領域に分割されている。図では、全検査領域１４にお
いて、検査対象パターンと標準パターンとの比較検査を
行なう部分検査領域のひとつを実線で囲まれた領域１５
とすると、破線で示すようにＸ軸方向及びＹ軸方向に隣
接した部分検査領域との間に幅がり、、Ｄｙの重なった
領域が設けられる。但し、部分検査領域が全検査領域１
４の端にある場合には、適宜、Ｘ軸、Ｙ軸方向に重なり
が設定できる場合のみ、この重なり領域を設定する。

部分検査領域間の重なり領域は、もしこの重なり領域が
無い場合に部分検査領域の境界付近で２個以上４個以下
の部分検査領域にまたがる欠陥が正しく認識されない場
合が生じるために設けられる。この重なり領域の幅ＤＸ
、Ｄ、は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の重なり領域の中央に
欠陥が存在する場合、その欠陥が致命的であるかどうか
が判定できる最小の幅に設定される。

次に、部分検査領域ごとに標準パターンと検査対象パタ
ーンとを位置及び姿勢に関して位置合せする処理につい
て２種類の方法を説明する。

ひとつの方法は、検査対象パターンと標準パタンの検査
領域毎に位置合せ用マークを配置する。

すなわち、第４図（ｂ）に示すように、標準パターンの
部分検査領域１６′において、回路パターン１９′２０
′とは別に部分検査領域１６′の左上隅と右下隅の所定
位置に位置合せマーク１７’、１８’が配置される。ま
た、第４図（ａ）に示すように、検査対象パターンの部
分検査領域１６においても、回路パターン１９．２０と
は別に位置合せマーク１７、１８が配置される。この位
置合せマーク１７１８の位置は、標準パターンの部分検
査領域１６′における位置合せマーク１７’、１Ｂ’の
位置に対応している。

これらの位置合せマーク１７．１７’、１８゜１８′の
パターンは画像読取部６により読み取られ、この画像情
報はコントローラ１１へ送られる。

コントローラ１１は、モータ制御部９へ与える制御デー
タから得られる画像読取部６の位置情報にもとづいて、
位置合せマーク１７．１７’、１８゜１８′の位置を計
算し、この位置合せマーク１７゜１７’、１８．１８’
の位置情報から検査パターン１の位置及び姿勢の補正量
を計算する。そして、コントローラ１１は、この検査パ
ターン１の位置及び姿勢の補正量の情報にもとづいて、
検査パターン１の位置及び姿勢を調整すべくモータ制御
部９へ移動指令信号を与える。モータ制御部９は、この
指令信号にしたがってモータ３′、３“　３　／／／を
制御し、微調ステージ３がＸ軸、Ｙ軸及び回転の各方向
へ駆動され、検査パターンの部分検査領域１６の標準パ
ターンの部分検査領域１６′に対する位置合せが行われ
る。

部分検査領域の位置合せのもうひとつの方法は、回路パ
ターンそのものを用いて行なう。第５図（ｂ）に示すよ
うに、標準パターンの部分検査領域２１′には、回路パ
ターン２６’、２７’が存在する。

この標準パターンの部分検査領域２１′において、回路
パターンのＸ軸方向の変位を検出するための２個のウィ
ンドウ２２’、２４’及びＹ軸方向の変位を検出するた
めの２個のウィンドウ２３′。

２５′が画像読取部６の視野内に設定される。また、第
５図（ａｌに示すように、検査対象パターンの部分検査
領域２１には、回路パターン２６．２７が存在する。こ
の検査対象パターンの部分検査領域２１において、回路
パターンのＸ軸方向の変位を検出するための２個のウィ
ンドウ２２．２４及びＹ軸方向の変位を検出するための
２個のウィンドウ２３．２５が画像読取部６の視野内に
設定される。このウィンドウ２２．２３，２４．２５の
位置は、上記標準パターンに対するウィンドウ２２′２
３’　、２４’　、２５’の位置に対応している。これ
らのウィンドウ２２．２３，２４，２５．２２’　。

２３’　、２４’　、２５’は、回路パターンの端縁部
が視野内に入るように、予めコントローラ１１の処理に
よって設定される。

画像読取部６は、このウィンドウ２２，２３゜２４．２
５．２２’　、２３’　、２４’　、２５’の画像を読
み取り、これらの画像データをコンｉ・ローラ１１へ送
る。コントローラ１１は、この画像データから回路パタ
ーンの端縁部を検出し、部分検査領域２１′の回路パタ
ーンに対する部分検査領域２１の回路パターンの変位を
計算する。いま、第４図に示す位置合せマーク１７のＸ
座標とＹ座標にウィンドウ２２のＸ座標とウィンドウ２
３のＹ座標を対応させ、位置合せマーク１８のＸ座標と
Ｙ座標にウィンドウ２４のＸ座標とウィンドウ２５のＹ
座標を対応させ、位置合せマーク１７′に対してウィン
ドウ２２’、２３’、位置合せマーク１８′に対してウ
ィンドウ２４’、２５’を各々同様に対応させると、位
置合せマークを用いた方式と同様の方法で、部分検査領
域２１と部分検査領域２１′との位置合せを行なうこと
ができる。

なお、この場合、ウィンドウの設定を検査の実行前に行
なうが、検査の過程において読み取った回路パターンの
情報から計算によりウィンドウの位置を設定することも
できる。

上述のようにして部分検査領域の位置合せが完了すると
、画像読取部６に読み取られた検査対象パターンと標準
パターンの部分検査領域の画像情報から両方のパターン
の対応する画素を比較し、その一致度が一定レベル以下
であれば検査対象パターンのその部分検査領域について
欠陥であると判定し、一致度が一定レベル以上であれば
適正と判定する。

以上の方法を全ての部分検査領域について実行すること
により、検査対象パターン１の欠陥検査が行える。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明においては、検査の対象とす
る配線パターンと標準となる配線パターンとを分割し、
分割された領域ごとに両方の配線パターンの位置合せと
対応した画素の比較を行い、この比較の結果から対象と
する配線パターンの欠陥を検査するようにしたので、標
準パターンに対して検査パターンに伸縮や歪み等による
変形がある場合、あるいは標準パターンと検査パターン
との温度や湿度に関する物理特性の違いによりパターン
全体の位置合せが困難であるような場合においても、何
ら問題なく検査を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方式が適用されたパターン検査装置の
構成を示す図、 第２図は本発明実施例の全検査領域を部分検査領域に分
割する方法を説明する図、 第３図は本発明実施例の分割された検査領域を説明する
図、 第４図と第５図は本発明実施例の検査対象パターンと標
準パターンの構成を示す図である。 １・・・検査対象配線パターン ２．５・・・保持機構 ３・・・微調ステージ ４・・・標準パターン ６・・・画像読取部 ７′　７・・・スクリュー ８′、８・・・モータ ９・・・モータ制御部 １０・・・画像記憶部 １１・・・コントローラ １２．１２’　・・・検査対象パターン１３．１３’　
　・・・標準パターン ４・・・全検査領域 ５・・・部分検査領域 ６．２１・・・検査パターン部分画像 ６’、２１’　　・・・標準パターン部分画像７．１７
’、１８．１８’　　・・・位置合せマーク９．１９’
　、２０．２０’　、２６．２６’２７．２７’　　・
・・回路パターン ２２．２２’　、２３．２３’　、２４．２４’２５．
２５’　　・・・ウィンドウ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　検査の対象とする第１の配線パターンと標準となる第
   ２の配線パターンとを比較し、第１の配線パターンと第
   ２の配線パターンとの差異から第１の配線パターンの欠
   陥を検出する印刷配線基板のパターン検査方式において
   、第１の配線パターンと第２の配線パターンとを分割し
   、この分割された領域ごとに第１の配線パターンと第２
   の配線パターンとの相互の位置合せを行い、分割された
   領域ごとに第１の配線パターンと第２の配線パターンの
   対応した画素を比較し、この比較の結果から第１の配線
   パターンと第２の配線パターンとの差異を判定すること
   を特徴とする印刷配線基板のパターン検査方式。