JPH04169803A - 検査方法及びその装置 - 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〕 本発明は工業製品の外観検査において、検出立体形状を
良品立体形状（設Ｍ１データ）と比較検査する方法及び
その装置（システム）に関する。

〔従来の技術〕

従来の一例として、■特公昭６３−９６０２号公報は対
象物に上方よりスリット光を抄゛光１両側斜方よりこの
スリット投影像を検出、これらより対象物の特定位置の
プロフィルを検出する光切断法であった。そこでは抽出
された光切断線よりはんだ付部を抽出！、、　　抽出さ
れたはんだ付部の光切断線部分に対して複数の判定アル
ゴリズム、その一つ一つは計数的処理であるが、を適用
し、はんだ付部の良否を評価するものであった。

また、従来技術■は、特開昭５４−１１４２６４号公報
は、同じく光切断法を検出手段とし、ネジの輪郭を抽出
し、これを予め記憶さｔ１５だ標準ネジパターン（良品
形状）と比較し、予め設定さｈ５た許容値以上の不一致
を生じる部分を欠陥とするものであった。

これらはいずＪｘも、対象物の立体形状を検出し７、検
査するものではあるが、その判定処理の対象となる検出
情報は、ＸＹＺ空間における立体形状というのではなく
、Ｘｚ平面上のプロフィルであった。しかし、いずれに
しろ立体的形状の検査をしており、以下本発明の実施例
においても、実施例自体はＸ、ＹＺ空間における立体形
状として説明するが、Ｘｚ平面上のプロフィルもその一
部として含むものである。

さらに、従来技術■特ＭｖＯ１−１８０３０５号は、Ｘ
線撮像によりとらえたはんだ付部の濃淡画像を基にはん
だ付部の良否を判定する手段を示しており、立体形状そ
のものを検出して検査しているものではない。しかし、
検出されたＸ線濃淡画像を対数変換することにより、は
んだ付部の厚さ分布情報（厚さ画像）を得ており、その
点で立体形状情報（距離画像）に近い情報を対象として
いる。そして、この実施例においては得られた厚さ画像
（判定処理の主要部はその波形、すなわち厚さ波形であ
るが）を予め用意した良品はんだ付部のそれと比較し、
不一致の大きさより良否を判定している。特に、良品は
んだ付部が、いろいろな形状を有し、その変化範囲が大
きいことも着目し、多数の各種良品はんだ付部の厚さ波
形を収集し、これらよりクラスタリング処理により複数
の典型的良品波形を抽出し、これらと検出厚さ波形を比
較し、最も一致度の高い良品波形との不一致量を求め、
これが予め設定した許容値を越えている時、そのはんだ
付部を欠陥と判定している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術には以下の問題があった。

従来技術■に関して言えば、はんだ付部の良品形状はバ
リエーションが多い、このため従来技術■では欠陥が持
つ形状的特質に着目して複数の計数的処理を設定してい
る。しかし不良品のバリエーションは、良品のバリエー
ションよりも幅か広い、つまり不良品の形態は極めて多
様である。このため設定した計数的処理だけではこれら
すべてを検出することができず、欠陥の一部を見逃すと
いう課題がある。

また従来技術■では良品形状との比較検査を行っている
。しかし、良品形状が持つ固有の、かつ許容しうる変形
、例えば■の実施例で言えばネジ端部のぼりやネジ山の
丸味などの変化については考慮されていない。また検出
に伴う固有の誤差、例えばこの実施例で言えば光学系の
解像限度とこれに伴う光切断像のぼけに起因するネジ山
のシャープさ劣化などの変化についても考慮されていな
いという課題を有していた。

また従来技術■では、各種バリエーションを持つ良品多
数のｘｉ再画像検出し、このようにして得た多数良品の
検出情報からクラスタリング処理で典型的良品情報を複
数個創成し、これらと検査対象物からの検出情報を比較
することにより、良品のバリエーションに対応した検査
を実現している。しかし、実物から典型的良品情報を作
成するためには、実在しろる良品のバリエーションを包
含するだけの多数の良品を検出する必要があり、このた
め、検査前にこれら典型的良品情報抽出に多大な手間を
要するという課題がある。またこの方法では、設計変更
により対象部の形状の一部が変更された場合、変更され
た仕様の良品多数について再度データを採り直す必要が
ある。さらに、この方法は、すでに多数の良品が存在す
ることを前提にして初めて成立する方法であり、初めて
作られた対象物を検査することは基本的にできない。

本発明の目的は上記従来技術■の課題を解決すべく、良
品形状の持つバリエーション、形状の変形範囲に対応さ
せて信頼性の高い比較検査を実現できるようにした検査
方法及びその装置を提供することにある。

また本発明の目的は、上記従来技術■の課題を解決すべ
く、製造工程で発生する良品の変形、検出に伴う立体形
状情報の変形に影響されることなく、欠陥のみを確実に
抽出してより高い精度で微細な欠陥まで検査できるよう
にした検査方法及びその装置を提供することにある。

また本発明の他の目的は、上記従来技術■の課題を解決
すべく、良品との比較検査において良品データの準備工
数の低減を、単一製品に対しても適用可能な検査とを実
現できるようにした検査方法及びその装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために２本発明は設計データ（ＣＡ
Ｄデータ）から良品立体形状を求め検出立体形状と比較
する。ここで良品立体形状は設計データから求めた立体
形状に製造工程で対象物に生じる固有の変形処理（例え
ばテーパ処理、角部についての丸み処理）を施す。また
、良品に良品として許容しうる、しかし無視できない大
きさのばらつきがある場合には、そのばらつきの範囲内
で複数の変形量の良品立体形状を求める。さらに／また
は、検出時に生じる固有の検出誤差のために生じる変形
を施し、良品立体形状些求める。そしてこのようにしで
求められた良品立体形状と検査対象物の検出立体形状を
比較するものである。

〔作用〕

上記構成により、良品形状の持つバリエ・−ジョン、形
状の変形範囲に対応させて比較検査を行うことができ、
その結果高い信頼度を得ることができる。また上記構成
により、製造工程で発生する良品の変形、検出に伴う立
体形状情報の変形に影響させることなく、高い精度で微
細な欠陥まで検査を行うことができる。

又上記構成により、良品データの準備工数の低減をはか
ることができ、また単一製品に対しても適用可能にする
１：とができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例の構成登第１図に示す。第１図で四角
で囲んだ部分が本発明の検査方法で行う処理（機能、方
法）を、丸で囲んだ部分は入出力の情報を意味している
。本実施例は、設計データ（ＣＡＤデータ）１１を入力
とし、−Ｑ体形状変換手段による立体形状変換、製造変
形処理手段１・１による製造変形処理、検出変形処理手
段１５による検出変形処理及び、検査対象物に対する立
体形状検出装置１８、及びこれらの出力間の比較検査手
段２０による比較検査からなる。

設計データ１１は、立体形状変換処理手段１２による立
体形状変換処理により立体形状検出装置１８からの出力
フォーマツ１−と合致し７たフォーマットの立体形状情
報（立体形状モデル）１３に変換される。、立体形状検
出器１８によって検出される検出立体形状１９が、（Ｚ
　（ｘ、ｙ））で規定されるような２次元配列であれば
、立体形状変換手段１２による立体形状変換処理の出力
も同一　フォーマットの２次元配列である。以下、出力
される立体形状モデル１３を（Ｚｕ　（ｘ、ｙ））と表
現する。

例えば、第２図のように平面１上の座標（Ｘ、。

ｙ　ｏ　）　、、、ｈに半径ｒの球２が載っている設計
データ１１は 平面：　２＝０ 球：　（ｘ−ｘｏ）”＋（ｙ−ｙａ）２＋（ｚ−ｒ）２
＝＝　ｒ’の組合せとして与えられる。立体形状変換手
段１２による立体形状変換処理では、これを例えば第３
図に示す２次元配列の情報に変換する。このため、−Ｆ
記設計情報１１を元に次の変換処理を行う。

ｔｖｈｉｌｅ　ｙ＝１　、２ｙ、、、　ＩＩＩＩｈｉｌ
ｅ　ｘ　＝　１　、２ｘＵ、　１ｉｆ　ｒ２（ｘ−ｘｏ
）２−（ｙ−ｙｏ）２＞Ｏ，ｔｈｅｎＺ（ｘ、ｙ）＝ｒ
＋Ｆ■ｉ１耳四７ １ｓｅ Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｏ ｅｎｄ　　ｉｆ ｎｄ ｎｄ 立体形状変換手段１２による立体形状変換処理は。

設計データ１１として表現されている形状の種類、ＣＡ
Ｄシステム中の形状の表現法、立体形状検出器１８の出
力表現法により種々の変換処理が実現しうる。ここでは
その最も単純な実施例を上に示した。

次に立体形状検出装置１８の一実施例を第４図に示す。

第４図は光切断法による立体形状検出装置１８であり、
直線移動テーブル３．その上に固定されたスリンｌ−投
光器４と２つのＴＶカメラ５と６゜光切断線抽出回路７
．光切断線合成回路８からなる。スリット投光器４より
スリット光９を対象物に投影し、その輝線を両斜め方向
からＴＶカメラ５ど６で検出する。両側から検出するの
は、一方からだけでは対象物に死角を生じることがある
からである。検出されたスリット輝線像は、７に送らｈ
、光切断線を抽出する。光切断線（波形情報）の抽出法
の具体的処理内容は、特開昭５６−７０４０７号公報（
特公平０２−３１２１号公報）に示されている。また検
出された２本の光切断線は光切断線合成回路８により視
角部を消去するように合成される。この合成法の具体的
処理内容は特開昭６０−１４０１０７号公報に示されて
いる。

以Ｊ二の処理をテーブル３を移動しながら繰返し行うこ
とにより、第４図左下に示す立体形状情報１０、　　（
Ｚ（ｘ、ｙ））を得る。

以上、光切断法による立体形状検出器の−実施例を示し
たが、光切断法としても、この他、スポット光走査方式
光切断法（例えば、特開昭５８−６０５９３号公報（特
公昭６３−３９８４１号公報））など各種方式を適用可
能である。

さらに、本発明の立体形状検出装置は、光切断法に限定
されるものではなく、その他の各種立体形状検出法、例
えば、Ｓ　ｈａｐｅ　　ｆｒｏｍ　　Ｓ　ｈａｄｉｎｇ
法（例えば、池内＝　「反射率地図に基づき、二次元濃
淡画像より三次元形状を再構成する２手法」。

電子通信学会論文誌、　Ｖｏｌ、　Ｊ　　６５−Ｄ、　
Ｎｏ、７゜ｐｐ、８４２〜８４９　（’８２年７月））
　、　Ｐ　ｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃ　　Ｓ　ｔｅｒｅｏ法
（例えば池内二同上文献）　＋　５ｈａｐｅ　　ｆｏｒ
ｍＴ　ｅｘｔｕｒｅ法（例えば、池内：　「被写体表面
上の小図形の幾何学的ひずみから３次元形状を再構成す
る１手法」、同上論文誌、　ｐｐ、８５０〜８５７）　
、　Ｓ　ｈａｐｅｆｏｒｍ　　Ｓ　ｐｅｃｕｌａｒ法（
例えば、寺師・自弁・越用：「偏光を用いた光沢物体の
表面形状の認識」、電子技術総合研究所案報、第５０巻
、第１号＋　ｐｐ、ｌ１６〜９５）、　５ｈａｐｅ　　
ｆｏｒｍ　　５ｕｎｔｒａｃｅ法（例えば、Ｊ。

Ｋｅｎｄｅｒ、　Ｅ　、　Ｓ　ｗｉｔｈ　；　“５ＨＡ
ＰＥ　　ＦＲＯＭ　　ＤＡＲＫＮＥＳＳ：Ｄｅｒｉｖｉ
ｎｇ　　　５ｕｒｆａｃｅ　　　工ｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ　　ｆｏｒｍＤｙｎａｍｉｃ　　Ｓｈａｄｏｗｓ”、
Ｐｒｏｃ、　　ｏｆ　　　１ｓｔ　　　Ｉｎｔ。

Ｃｏｎｆ、　　ｏｎ　　Ｃｏｍｐｔ、　　　Ｖｉｓｉｏ
ｎ、ｐｐ、５３’Ｊ−５４６゜（′８７年６月）　Ｌ　
５ｈａｐｅ　　ｆｏｒｍ　　Ｆｏｃｕｓ法（例えば、　
Ｓ＋Ｎａｙａｒ、　Ｙ、　Ｎａｋａｇａｗａ：”５ｈａ
ｐｅ　　ｆｏｒｍＦｏｃｕｓ：Ａｎ　　　Ｅｆｆｅｃｔ
ｉｖｅ　　　Ａｐｐｒｏａｃｈ　　ｆｏｒ　　　Ｒ。

ｕｇｈ　　５ｕｒｆａｃｅｓ”、Ｐｒｏｅ、ｏｆ　　１
９９０　　ＩＥＥＥ　　　Ｉ　ｎｔ。

Ｃｏｎｆ、　　ｏｎ　　Ｒｏｂｏｔｉｃｓ　　＆　　Ａ
ｕｔｏｍａｔｉｏｎに掲載予定）、ステレオ報（例えば
、小板・河野・篠崎：　「ステレオ画像の三次元自動解
析」、情報処理。

Ｖｏｌ、２２．　Ｎｏ９　、　ｐｐ、８４６−８５５（
１９８１年９月））以上に説明した立体形状検出器１８
の動作例として第５図に検査対象物の一例と第６図にそ
の検出立体形状（ＺＴ　（ｘ、ｙ））を示す。第５図の
２５は欠は欠陥である。第６図においても欠け２６の部
分は欠けの状態が検出されている。なお第３図、第４図
、第６図において立体形状は光切断線の集合のように表
現しているが、これは立体形状を分かりやすく説明する
ためにそのように表現しているものであり、立体形状モ
デル（ＺＭ（ｘｔ　ｙ）Ｊや検出立体形状（Ｚｔ　（ｘ
、ｙ））は、そのようにも表示できるし、またｘｙ平面
上で高さを明るさで表現すれば高い部分が明るい濃淡画
像、すなわち距離画像で昂る。これらは画素単位の離散
的データである。

次に製造変形処理手段１４による製造変形処理と検出変
形処理手段１５による検出変形処理の動作内容について
説明する。製造変形処理手段１４による製造変形処理は
、製造工程中で生じる、立体形状モデル（ｚＭ（ｘ、ｙ
））には表現されていない製造工程中に対象物に加えら
れる変形と等価の処理を立体形状１３に施すことである
。

従ってその具体的処理内容は製造工程固有のものである
。それらの例の一部を以下に示す。

第７図は、厚さｔ。の立体形状モデルを例示している。

第７図（ａ）は設計データ１１であり、白部力ｚ　＝　
ｏ　、黒部が２＝１．の領域を意味しているものとする
。例えばフォトエツチングで製作される工業製品ではし
ばしばその設計データ１１はこのような要素で表現され
ている。第７図（ｂ）はこの情報を基に立体形状変換手
段１２により立体形状変換処理により形成された立体形
状モデル１３の模式図であり、第７図は（Ｃ）はそのＡ
−Ａ断面を示している。

これに対し、例えばフォトエツチング工程では第８図（
ａ）に示すようにまずフォトレジスト１２のパターンを
表現に形成し、これをマスクに第８図（ｂ）のようにエ
ツチングを行い、最後に第８図（ｃ）のようにフォトレ
ジストを除去して完成する。このため製造変形処理手段
１４における製造変形処理では第７図（ｂ）の立体形状
モデル１３を、第９図（ａ）の立体形状モデルに変形さ
せる。第９図（ｂ）は第９図（ａ）のＡ−Ａ断面であり
、これは第８図（ｃ）と一致している。

製造変形処理手段１４又は検出変形処理手段１５によっ
て、第７図（ｂ）に示した立体形状モデルから第９図（
、）に示した検査用立体形状モデル１６への変形処理を
第１０図（ａ）に示す。白部が２＝０．黒部が２＝１ｏ
である設計画像５８に対し、膨張処理部５１で黒部の領
域を一画素膨張させた画像５９を得る。さらに膨張処理
部５２で一画素膨張さぜ、元の設計画像５８に対し２画
素膨張さぜた画像６０を得る。

減算部５３て、一画素膨張させた画像５９と元の設苫１
画像５８の差画像６１を得る。この差画像６１に対し５
乗算部５５であらかじめ与えた値に工を乗する。同様に
、設計画像５８に対し２画素膨張させた画像６０と一画
素膨張させた画像５９の差画像６２を減算部５４で計算
する。差画像６；コに対１７、乗算部５６でに２倍し、
暗部がＺ＝に２ｔ、の画像を得る。設計画像５８と、暗
部がＺ＝に１ｔｏの画像６３と、暗部がＺ二に、ｔ。

の画像６４を加算部５７て加算し、階段状の濃度分布を
持つ画像６５を得る。膨張処理の段数をこの例では２段
としたが一般には、１１段とすることで、滑らかな階段
状の立体形状モデルを得る。定数ｋｘは、膨張処理の段
数ｎより１．＝ｎ−ｉ−Ｈとすｎ＋す ると、断面が第９図（ｂ）に相当する検査用立体形状モ
デル１６を得る。ｋｉの設定を変えることで、任意の断
面のホトレジスト−のモデルを得ることができる。

膨張処理部５１の処理オペレータを第１Ｏ図（ｂ）に示
す。本オペレータは３×３画素に作用する。要素が全て
１のオペレータである。本オペレータを白部が２＝０．
黒部がＺ＝ｔｏの画像に作用させ、結果がｔ。以上の画
素をｔ。とすることで膨張処理を実現できる。

以りにより第９図のような検査用立体形状モデル１６タ
得ることが可能である。またフ第１ヘエノチング工程で
は、エツチング条件を制御することにより、第１１図（
ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に例示するよう
な種々の断面形状を作り出すことが可能であるが、製造
変形手段１４による製造変形処理ではこれらの断面形状
に立体形状モデル１３を変形させることも可能である。

これらの断面形状は、その形状データを実物からの測定
結果などを基に与えても良いし、この検査方法の中に、
製造工程のシミュータ２２を用意しておき、これを使っ
て与えても良い。これは、検出変形処理手段１５による
検出変形処理についても同様であり、検出器のシミコレ
ータ２３を予め用意しておき、これを用いて検出変形処
理手段１５により変形させても良い。、：の検査法の実
施例を第１２図に示す。第１２図は、実施例の一部分で
あり、その全体は立体形状モデル１３より左側及び検査
用立体形状モデル１６の下側は、第１図のそれと同じも
のがあるが、第１２図ではこれらを省略している。

また、第１１図（ｆ）と（ｇ）は、第１０図（ｅ）のＢ
部の拡大であるが、工業製品ではしばしばミクロ的にｆ
ｉＲ察するどこれらのようにコーナやエツジ部。

断差部でだれを生していることがある。また、このよう
なだれを生じていなくても、検出器の解像限度に近い性
能で微細欠陥を検出しようとすると。

検出器の解像特性からこのようなだれを生じることがあ
る。これらについても、だれの変形を製造変形処理手段
１４又は検出変形処理手段１５にり立体形状モデルに施
すことが可能である。その一実施例としては、ぼかしフ
ィルタを作用させることであり、これは局所ウィンドの
平滑化処理（例えば、３Ｘ３画素の平均値処理）や、だ
れを点拡がり関数としてとらえ、これをガウス分布で近
似し、フィルタリング処理することも可能である。具体
的には、点拡がり関数を Ｐ（ｘ＋ｙ）−壬ｅｘｐ　（−平） ：σ２分散 と仮定し、 Ｚ　Ｒ（ｘ＋ｙ）　：　ＨＰ　（ｘ−ｘ’　＋ｙ−ｙ’
　）　Ｚ　Ｍ（Ｘ’　＋ｙ’　）ｄｘ’ｄｙ’の処理を
すわば良い。なお、上式は連続系の式で表現したが、離
散データに対してはｆをΣとし、で適用することができ
る。このようなフィルタリング処理は、局所オペレータ
による重み付き平均値処理であり、その重み分布の例を
第１３図に示す。

このような、エツジ部のだれや検出画像のぼけは、必ず
しも製造工程中の変形と検出器による変形に切分けられ
ないことや切分けても意味がないことが多い。このよう
なケースに対しては、製造変形処理と検出変形処理を統
合して変形処理手段２４による変形処理として扱った方
が適している。

この検査法の実施例を第１４図に示す。第１４図は第１
２図と同じくこの実施例の一部であり、その他の部分は
第１図と同一である。

製造変形処理手段１４による製造変形処理の他の実施例
の一つとしては、はんだ付部の変形処理を説明する。第
１５図（ａ）はプリント板３３のパッド３４゜３５上に
チップ部品３６が搭載され、はんだ３７．３８により接
合されている。はんだはペースト印刷やはんだめっきに
より供給されるため、製造工程では不可避的に供給はん
だ量にばらつきを生じる。その結果、第１５図（ｂ）、
（Ｃ）のようにはんだ付部の形状は良品と言えども変化
する。今、（ｂ）の状態を良品の上限（Ｃ）の状態を良
品の下限とすると、比較検査においては、これらを含む
複数のはんだ何形状を変形処理手段２４による変形処理
により作り出し、これらと検出立体形状１９を比較し、
一致度の最も高い時の不一致量を評価することにより、
はんだ付部の良否を決定する。なお、はんだ付部のモデ
ル形状は、例えばケンスイ線として与えることができる
。

このように検査対象によっては、製造工程で複数のバリ
エーションを生じるケースがあり、これらの対象につい
ては複数の検査用立体形状モデル３０を与える必要があ
る。これらの他の例としては、搭載部品の位置ずれや傾
きなどがある。これらに対応する本発明の一実施例を第
１６図に示す。第１６図は第１２図と同じくこの実施例
の一部を示しており、その他の部分は第１図と同一であ
る。

この他、製造変形処理手段１４による製造変形処理の実
例としては１機械加工部などの面とりゃぼりなどに対応
する処理がある。

次に形状変形処理手段１５による形状変形処理の実施例
について示す。段差部などのだれやぼけに対応するぼか
しフィルタ、平滑化処理２点拡がり関数については上に
述べた。これらは最も典型的な検出変形処理である。

また、共焦点顕微鏡で立体形状を求める場合などにおい
ては、しばしば高周波成分が強調された立体形状になる
ことがある。第１７図はその例を示しており、第１７図
（ａ）のような立体形状モデル１３が第１７図（ｂ）の
ように検出される。このような検出器に対する検出変形
処理としては、２次微分成分などの強調が考えられる。

式（１）にそのような変形処理の一実施例を示す。

ｚＲ（ＸＩｙ）　＝ＺＭ（ＸＩい＋５［ＺＭ（ｘ、い一
二百−（ｆ　（ｘ＋１．ｙ）＋　ｆ　（叉−１，い＋ｆ
（ｘ、ｙ＋１）＋ｆ（ｘ、ｙ−１）））　　　　　・・
・　・・（１）また、対象物には存在するが、立体形状
検出器１８では検出できない領域が存在することがある
。

例えば死角になって見えない領域や検出深度域を越えた
高い突起部や深い凹部などがその例である。

また、品質管理や製品検査上、どうなっていても良い領
域、検査する必要のない領域が存在することもある。こ
れらの領域については、その部分を比較検査する必要が
ない。これらについては不必要領域を示すｄｏｎ’ｔ　
　ｃａｒｅマスクを作ることかできる。このマスク（Ｍ
（ｘ、ｙ））Ｍ＝０．１で０が検査域、１が検査不要域
であり、比較検査手段２０による比較検査ではＯの部分
のみ処理すれば良い。

次に比較検査手段２０による比較検査の実施例を述べる
。比較検査手段２０による比較検査では検出立体形状（
ＺＴ　（ｘ　ｔ　ｙ））　１９と検査用立体形状モデル
（ＺＲ（Ｘ、　ｙ））　１６．３０を照合し、不一致を
検出する。そして不一致部に対し、その程度を評価し、
その結果として欠陥情報を出力する。

（ＺＴ　（Ｘｌ　ｙ））と（Ｚｘ　（ｘ、ｙ））の照合
と不一致検出には各種のマツチングアルゴリズムや差画
像抽出アルゴリズムが適用できる。（ＺＴ（ＸＦｙ））
と（ＺＲ（Ｘ、ｙ））について例えば２次微分オペレー
タを作用させ、かつこの出力をしきい値処理することに
より、エツジの２値画像（Ｅア（ｘ＋ｙ））と（ＥＲ（
Ｘ、ｙ））を求め、次式により２つの画像の位置ずれ量
（ΔＸ、ΔＹ）を求める。

（ΔＸ、ΔＹ）　＝　（（ΔＸ、Δｙ）　ｌここで、Σ
の範囲は例えば画面全面、 １は［Ａ　Ｉ　Ｂ］で、Ｂが成立する条件下のＡを表す
。

Φは排他的論理和である。

そして、（Ｚｍ（ｘ−ΔＸｔＶ−ΔＹ））と（Ｚｔ（Ｘ
ｓｙ））の差画像を求めることにより、不一致を検出す
ることができる。また、あらかじめ位置合わせができて
いる場合には、（Ｚｏ　（ｘ、ｙ））と（ＺＴ（ｘ、ｙ
））の差画像（ＺＤ（ｘ、ｙ））を直接求めることがで
きる。

以上の実施例は、最も単純な照合法の例であるが、この
他に、微小欠陥を検出する比較検査法として、局所摂動
パターンマツチング法特開昭６３−３２６６６号公報、
「局所摂動パターンマツチング法によるＬＳＩウェーハ
パターンの精密外観検査」、電子情報通信学会論文誌、
　Ｖｏｌ、、　、７７２−Ｄ　−ＩＩ　、　Ｎｏ、１２
．　ｐｐ２０４１〜２０５０（１９８９年１２月））や
、カスケードパターンマツチング法（前用、他５；ｒカ
スケードパターンマツチングによるＬ　Ｓ　Ｉウェーハ
多層パターン自動外観検査」、電子情報通信学会論文誌
、　Ｖｏｌ、　Ｊ　７２−　Ｄ　−ＩＩ　、　Ｎｏ、１
２．　ｐｐ２０１２〜２０２２）及びその中で用いられ
ている画素補間によるサブ画素間の比較処理なども適用
することができる。その他各種の比較検査手法が適用可
能である。

抽出された（Ｚｏ　（ｘ、ｙ））に対し、その絶対値が
あらかじめ設定したしきい値以上の部分を不一致として
抽出する。

そして、これは不一致部について評価を行う。

最も単純な評価は、不一致部があれば不良とし７て出力
するものである。またその部分の面積（不一致画素数）
や不一致量（明さ差×画素数の和）が予め設定したしき
い値以上の時、これを欠陥として出力することも可能で
ある。さらに不一致の形状をより詳細に（ＺＴ（ＸＩ　
ｙ月と（ＺＲ（Ｘ、ｙ）ンを参照しながら評価すること
も可能である。また不一致部について立体形状（ＺＴ　
（ｘ、ｙ））だけでなく、濃淡画像やカラー画像あるい
は不一致部のより高倍率のこれら画像を予め用意した高
倍率な立体形状検出器や濃淡画像検出器やカラー画像検
出器により検出し、これら画像情報を評価することによ
り最終的に欠陥を認識することも可能である。さらに、
対象物を加振したり、Ｘ線画像を検出したりというよう
に、その他の手段を併用することも可能である。

以上５本発明の詳細な説明したが、以上の処理手段１２
．１４．１５．２４の全体を検査装置１８．２０内に実
現しても良いし、その一部をオフマシンの処理としても
良い。例えば、立体形状モデル（ＺＭ（ｘ、ｙ））１３
または検査用立体形状モデル（ＺＲ（ｘ、ｙ））　１６
までをオフライン処理とし、検査装置１８．２０にはこ
れらモデル情報を入力することでも良い。

また、本実施例では（ｚｈ、　（χ、ｙ））に対し。

変形処理を施す実施例を示したが、（ＺＭ（ｘ、ｙ））
を求める前に変形処理を、またはその一部を施すことも
可能である。

さらに、本実施例では一貫して立体形状情報。

すなわち距離画像に対して示したが、距離画像だけでな
く、プロフィル波形（断面形状）、濃淡画像（Ｉ（ＸＩ
　ｙ））＋カラー画像などの多次元画像（Ｉｉ（ｘ、ｙ
Ｌ　ｉ　＝ｌ、ｎＬ対象物の内部構造情報を含む３次元
情報、３次元画像（Ｉ（ｘ＋ｙ。

Ｚ））及びこわらの波形情報に対しても本発明は有効で
ある。

［発明の効果〕 本発明によれば、設計図との比較照合、設訂データとの
比較検査が可能であり、特に製造工程のプロセス条件な
ど製造条件及び検査における検出条件を考慮した、本来
良品として検出されるべきモデルと比較検査することが
可能である。このため極めて信頼性の高い検査を実現で
きる。

また、実在する良品との比較検査、実物同士の比較検査
ではないため、１個し、か作らないような製品でも検査
することができる。また多数の実物良品から標準形状情
報を収集するなどの手間が不要であり、検査に入る前の
準備作業を大幅に軽減できる。

また、設計変更、製造工数やプロセス条件の変更、ある
いは検出器の変更に対しても、それぞれ該当するデータ
や変形処理のみを変更すれば良いので、フレキシビリテ
ィに豊みかっ常に高いレベルで均質な検査を実現できる
。

さらに、設計データはＣＡＤデータを参照することによ
り入力できる。また製造変形処理のための製造工程シミ
ュレータは、製造品質制御用ソフトウェアシステムの一
部としての活用できるなど、本発明は将来の計算機統合
された生産システム全体の中でも、諸資源を有効に活用
できるなどの効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検査装置の一実施例の全体構成を示す
図、第２図は設計データの例を説明するための図、第３
図は立体形状モデルの例を説明するための図、第４図は
立体形状検出器の一実施例を示す図、第５図は検査対象
物の一例を示す図、第６図は検査対象物の検出立体形状
を説明するための図、第７図は検査対象物の一例の設計
データと立体形状モデルを説明するための図、第８図は
製造工程の一例としてエツチング工程を例に対象物の加
工による変化を説明するための図、第９図は製造変形処
理による立体形状モデルの変形結果の一例を示す図、第
１０図はその具体的処理内容を説明するための図、第１
１図はその他の製造工程における対象物の形状変化を例
示した図、第１２図は本発明の他の一実施例を、第１図
の一部分を切出し説明した図、第１３図はガウス分布だ
れ、ぼかしフィルタを説明するための図、第１４図は本
発明の他の一実施例を、第１図の一部分を切出して説明
した図、第１５図ははんだ何部の形状バリエーションを
説明するための図、第１６図は本発明の他の一実施例を
、第１図の一部分を切出して説明した図、第１７図は検
出変形の一例として高周波成分強調の例を説明するため
の図である。 １１・・・設計データ、　　　１２・・立体形状変換手
段、１３・・・立体形状モデル、　１４・・・製造変形
処理手段、１５・・・検出変形処理手段、 １６・・・検査用立体形状モデル、 １７・・・検査対象物、　　　１８・・・立体形状検出
装置、１９・・検出立体形状、　　２０・・・比較検査
手段、２１・・欠陥情報、　　　　２４・・・変形処理
手段、３０・・・複数の検査用立体形状モデル。 第　４　記 革　５　図 ％ 纂　乙　図 纂　７　図 （α） （ｂ） （Ｃ） ＄８　図 （ｃｌ） ＣＣ） コーーＭＪ−一■ 隼　９　団 （ａ） （ｂ） Ｊ−Ａ−Ｆ−Ｍ 萬　／／　図 （α） ノ′−℃Ｆ−＼ （ｂ） ノー＼−ｌ―。 （Ｃ） ノー八−Ｆ−（ （反） 」−）−γ−し くｆ）（ｇ） 竿　７２図 ノ ー３　　　　　／≧　　　　７５　　　　／６羊／３図 第１４図 箒１５図 （ｂ） （ｃ） 隼　／６　図 づＱ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、設計データに対して立体形状変換を施して立体形状
   モデルを作成し、この作成された立体形状モデルに対し
   て変形処理を施して検査用立体形状モデル画像を作成し
   、検査対象物を検出器で検出して検出立体形状画像を得
   、上記作成された検査用立体形状モデル画像と検出器で
   検出された検出立体形状画像とを比較して検査すること
   を特徴とする検査方法。 ２、設計データに対して立体形状変換を施して立体形状
   モデルを作成し、この作成された立体形状モデルに対し
   て、製造工程において生じる固有の変形処理を施して検
   査用立体形状モデル画像を作成し、検査対象物を検出器
   で検出して検出立体形状画像を得、上記作成された検査
   用立体形状モデル画像と検出器で検出された検出立体形
   状画像とを比較して検査することを特徴とする検査方法
   。 ３、上記製造工程において生じる固有の変形処理として
   、縮小又は拡大処理を繰り返してテーパ状変形処理を施
   すことを特徴とする請求項２記載の検査方法。 ４、上記製造工程において生じる固有の変形処理として
   、角部について３次元的に丸み処理を行って角部固有の
   曲面変形処理を施すことを特徴とする請求項２記載の検
   査方法。 ５、設計データに対して、良品として許容しうるばらつ
   きの範囲内で立体形状変換を施して複数の良品の立体形
   状モデルを作成し、これら作成された良品の立体形状モ
   デルに対して変形処理を施して複数の検査用立体形状モ
   デル画像を作成し、検査対象物を検出器で検出して検出
   立体形状画像を得、上記作成された各検査用立体形状モ
   デル画像と検出器で検出された検出立体形状画像とを比
   較して信頼度の高い検査を行うことを特徴とする検査方
   法。 ６、設計データに対して立体形状変換を施して立体形状
   モデルを作成する立体形状モデル作成手段と、該立体形
   状モデル作成手段で作成された立体形状モデルに対して
   変形処理を施して検査用立体形状モデル画像を作成する
   検査用立体形状モデル作成手段と、検査対象物を検出器
   で検出して検出立体形状画像を得る検出手段と、上記検
   査用立体形状モデル作成手段上記作成された検査用立体
   形状モデル画像と検出器で検出された検出立体形状画像
   とを比較して検査する比較手段とを備えたことを特徴と
   する検査装置。 ７、設計データに対して立体形状変換を施して立体形状
   モデルを作成する立体形状モデル作成手段と、該立体形
   状モデル作成手段で作成された立体形状モデルに対して
   、製造工程において生じる固有の変形処理を施して検査
   用立体形状モデル画像を作成する検査用立体形状モデル
   作成手段と、検査対象物を検出器で検出して検出立体形
   状画像を得る検出手段と、上記検査用立体形状モデル作
   成手段上記作成された検査用立体形状モデル画像と検出
   器で検出された検出立体形状画像とを比較して検査する
   比較手段とを備えたことを特徴とする検査装置。 ８、上記検査用立体形状モデル作成手段において、縮小
   処理、又は拡大処理を高さ方向に繰り返して製造工程に
   おいて生じる固有のテーパ状変形処理を施して検査用立
   体形状モデル画像を作成することを特徴とする請求項７
   記載の検査装置。 ９、上記検査用立体形状モデル作成手段において、角部
   について３次元的に丸み処理を行って製造工程において
   生じる角部固有の曲面変形処理を施して検査用立体形状
   モデル画像を作成することを特徴とする請求項７記載の
   検査装置。 １０、設計データに対して、良品として許容しうるばら
   つきの範囲内で立体形状変換を施して複数の良品の立体
   形状モデルを作成する良品立体形状モデル作成手段を、
   該良品の立体形状モデル作成手段によって作成された良
   品の立体形状モデルに対して変形処理を施して複数の検
   査用立体形状モデル画像を作成する検査用立体形状モデ
   ル作成手段と、検査対象物を検出量で検出して検出立体
   形状画像を得る検出手段と、上記検査用立体形状モデル
   作成手段で作成された複数の検査用立体形状モデル画像
   と検出手段で検出された検出立体形状画像とを比較して
   信頼度の高い検査を行う比較手段とを備えたことを特徴
   とする検査装置。