JPH0422018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プリント基板や半導体集積回路の配
線パターン等のパターンの検査方法及び装置に関
する。

従来、プリント基板や半導体集積回路の配線パ
ターンの欠陥の検出方法として、(1)被検査パター
ンと標準パターンを比較する方法、(2)被検査パタ
ーン内の特定の特徴のある部分を欠陥とする方法
などがある。がある（例えば特開昭54−91359号
公報参照）。これらの方法では、どちらも欠陥の
位置、寸法しか判定できる、欠陥のパターンに与
える致命度を判定するまでには至つていなかつ
た。この問題を解決するため、近年、パターンの
線幅を調べてそれがある固定の基準値より小さけ
れば致命的欠陥を判断する方法が考案されてい
る。しかし、一般に欠陥のパターンに与える致命
度は、パターンの線幅そのものでなく正常時に有
するべきパターンの幅に対する欠陥パターンの幅
の割り合いで決まる。したがつて、従来の方法で
は、致命度を考慮した欠陥パターンの判定が不可
能であつた。

本発明の目的は、前記の従来方法の問題点を解
消し、配線パターン等における欠陥の致命度の判
定を、より適切に行うことのできるパターンの検
査方法及び装置を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明では、被検
査パターンを撮像手段により撮像して映像信号を
出力し、この映像信号をパターン抽出手段により
二値化した被検査パターン信号に変換して被検査
パターンを抽出し、欠陥のない上記被検査パター
ンに対応する二値化した標準パターンを記憶手段
に予め記憶しておき、上記パターン抽出手段の被
検査パターンの抽出と同期して、上記記憶手段か
ら上記標準パターンをパターン発生手段により読
み出し、上記被検査パターン及び上記標準パター
ン夫々に対し、判定手段によりパターンの境介か
ら特定の位置までの絵素の値を加算して距離を計
測し、計測した値を比較して欠陥の判定を行うこ
とを特徴とする。更に、このパターンの検査方法
を直接実施するためのパターンの検査装置を特徴
とするものである。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第１図は本発明のパターンの検査装置の全体の構
成を示している。７は全体を制御する計算機であ
り、検査物１０は計算機７からの制御信号７ａに
より位置制御されたステージ９上に置かれてい
る。検査物１０のパターンは撮像装置１によつて
同期信号６ａに同期してラスタ走査され映像信号
１Ｓとなる。この映像信号１Ｓは二値化回路等か
ら成るパターン抽出回路２により基本クロツク信
号６ｄによりサンプリングされ、かつ二値化され
ることにより被検査パターン信号２Ｓに変換され
る。一方、パターン発生回路４は記憶回路５に格
納されている欠陥のないときの検査パターンを表
わす標準パターンデータを同期信号発生回路６か
ら発せられるアドレス信号６ｂによつて読み出
し、各絵素（ｉ，ｊ）に対する標準パターン信号
４Ｓを被検査パターン信号２Ｓに同期して出力す
る回路である。判定回路３は本発明にかかわるも
のであり、被検査パターン２Ｓと標準パターン４
Ｓを並列的に処理して欠陥の致命度を判定し、致
命的であれば同期信号発生回路６から出力される
影像画面のＸ，Ｙ座標信号６ｃをその時点で記憶
する。記憶された致命的な欠陥のXY座標３Ｓの
映像走査が完了した後に計算機７によつて読取ら
れ、表示装置８に欠陥検査結果７ｂとして表示さ
れる。

先ず、判定回路３におけるパターンの検査方法
の基本原理について説明する。第２図は、配線の
パターンの方向と欠陥の方向の基本的なケースを
描いたものである。検査を行なうパターンの長手
方向が１通りに予め決まつており、しかも、その
長手方向に直交する方向に伸びる欠陥がある場合
（例えば、第２図のA₁，A₄又はB₁，B₄又はC₁，
C₄又はD₁，D₄）には、次のような１方向の距離
を求める距離変換処理の内の１つを行なえば、パ
ターンの幅を求めることができる。

F₁（ｉ，ｊ）＝〔F₁（ｉ，ｊ−１）＋ｆ（ｉ，ｊ）〕 ・ｇ（ｉ，ｊ）（A₁，A₄の場合） F₂（ｉ，ｊ）＝〔F₂（ｉ−１，ｊ）＋ｆ（ｉ，ｊ）〕 ・ｇ（ｉ，ｊ）（B₁，B₄の場合） F₃（ｉ，ｊ）＝〔F₃（ｉ−１，ｊ−１） ＋ｆ（ｉ，ｊ）〕 ・ｇ（ｉ，ｊ）（C₁，C₄の場合） F₄（ｉ，ｊ）＝〔F₄（ｉ＋１，ｊ＋１） ＋ｆ（ｉ，ｊ）〕 ・ｇ（ｉ，ｊ）（D₁，D₄の場合） (1) ここで、F_k（ｉ，ｊ）（ｋ＝１〜４）は（ｉ，
ｊ）座標での距離変換値、ｆ（ｉ，ｊ）は被検査
パターン、ｇ（ｉ，ｊ）はｆ（ｉ，ｊ）に、対応す
る標準パターンである。これらの距離変換処理は
パターン撮像装置１の走査方向がｉ方向であると
きに効果のあるものである。第３図は上式の説明
のためにA₁の場合を示したものである。図中、
ｆ（ｉ，ｊ）＝０、ｇ（ｉ，ｊ）＝１すなわち欠陥部
では、F_k（ｉ，ｊ）＝F_k（ｉ，ｊ−１）となり上の
距離変換値がそのまま伝ぱんされる。ｆ（ｉ，ｊ）
＝１、ｇ（ｉ，ｊ）＝１、すなわち正常部ではF_k
（ｉ，ｊ）＝F_k（ｉ，ｊ−１）＋１となり上の距離
変換値にプラス１される。ｇ（ｉ，ｊ）＝０の場合
は、距離変換値は常に０である。このような処理
によるF_k（ｉ，ｊ）のパターンの最下部（図中の
矢印j₈の部分）の値はパターンの幅を表わしてい
ることになり、基準値と比較することにより致命
性を判定できる。なお、比較すべき位置j₈を知る
ために、各絵素（ｉ，ｊ）がこの位置に属するか
否かを示すデータＤ（ｉ，ｊ）を予め記憶してお
いてもよいが、標準パターンｇ（ｉ，ｊ）から次
のようにして求めることもできる。

D₁（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ）・｛１ −ｇ（ｉ，ｊ＋１）｝（A₁，A₄の場合） D₂（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ）・｛１ −ｇ（ｉ＋１，ｊ）｝（B₁，B₄の場合） D₃（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ）・｛１ −ｇ（ｉ＋１，ｊ＋１）｝（C₁，C₄の場合） D₄（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ）・｛１ −ｇ（ｉ−１，ｊ＋１）｝（D₁，D₄の場合） (2) 第３図ではA₁，A₄の場合を示しており、ｇ
（ｉ，ｊ）＝１かつｇ（ｉ，ｊ＋１）＝０の位置が判
定すべき場所となる。また、比較すべき基準値が
定数ではなく、場所によつて標準パターンの幅が
異なる場合には、前の距離変換と同様にして、入
力パターンｆ（ｉ，ｊ）にかえ標準パターンｇ
（ｉ，ｊ）に対して距離変換をすることにより、
標準パターンの幅、すなわち、基準値を逐次求め
て検査パターンの幅と比較するようにすればよ
い。

以上の説明では、配線パターンの方向が１つで
しかもそのパターンに対して垂直方向の欠陥のみ
が存在する場合をとりあげたが、実際には、第２
図A₂，A₃，A₅，A₆又はB₂，B₃，B₅，B₆又はC₂，
C₃，C₅，C₆又はD₂，D₃，D₅，D₆のように、たと
えばパターンの方向が決まつていても欠陥の方向
が様々な場合があり得る。このような場合には、
次式のような複数の方向の距離の伝ぱんすなわち
複数の方向の幅の測定を独立に行ない、各方向ご
とに判定すればよい。

F₁（ｉ，ｊ）＝〔F₁（ｉ，ｊ−１）＋ｆ（ｉ，ｊ）〕 ・ｇ（ｉ，ｊ） （A₁，A₄，C₃，C₆，D₃，D₆の場合） F₂（ｉ，ｊ）＝〔Ｆ（ｉ−１，ｊ）＋ｆ（ｉ，ｊ）〕 ・ｇ（ｉ，ｊ） （B₁，B₄，C₂，C₅，D₂，D₅の場合） F₃（ｉ，ｊ）＝〔Ｆ（ｉ−１，ｊ−１） ＋ｆ（ｉ，ｊ）〕・ｇ（ｉ，ｊ） （A₃，A₆，B₃，B₆，C₁，C₄の場合） F₄（ｉ，ｊ）＝〔Ｆ（ｉ＋１，ｊ−１） ＋ｆ（ｉ，ｊ）〕・ｇ（ｉ，ｊ） （A₂，A₅，B₂，B₅，D₁，D₄の場合） (3) すなわち、第２図のA₁〜A₆のいずれにも対処
するためにはF₁，F₃，F₄，B₁〜B₆のいずれにも
対処するためにはF₂，F₃，F₄，C₁〜C₆のいずれ
にも対処するためにはF₁，F₂，F₃，D₁〜D₆のい
ずれにも対処するためには、F₁，F₂，F₄の距離
変換をそれぞれに行なえばよいことになる。たと
えば、パターンの方向がA₁〜A₆のごとく、図の
左右に延びていることが分かつている場合、式
F₁，F₃，F₄の各々に基づき検査パターンの距離
変換を行ない、それらの結果の内、パターンの端
における値の内、最小値を与える結果でもつて、
検査パターンの幅とするが、あるいは、F₁，F₃，
F₄の各々に基づく結果を正常のパターン幅と比
べてパターンの致命性を判定し、F₁，F₃，F₄の
いずれかに対して致命的であると判断されたとき
には、検査パターンは致命的欠陥を有すると判定
することができる。致命度の判定方法は後述す
る。なお、距離変換値を基準値と比較すべき位置
は、水平パターンのA₁〜A₆に対しては、 D₁（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ）・｛１ −ｇ（ｉ，ｊ＋１）｝ 垂直パターンのB₁，B₃，B₄，B₆に対しては、 D₂（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ） ・｛１−ｇ（ｉ＋１，ｊ）｝ ₂，B₅に対しては D₃（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ） ・｛１−ｇ（ｉ−１，ｊ）｝ 右上りパターンのC₁〜C₆に対しては、 D₄（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ） ・｛１−ｇ（ｉ＋１，ｊ＋１）｝ 右下りパターンのD₁，D₃，D₄，D₆に対しては D₅（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ） ・｛１−ｇ（ｉ−１，ｊ＋１）｝ D₂，D₅に対しては D₆（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ） ・｛１−ｇ（ｉ＋１，ｊ−１）｝ (4) として求めることができる。また、比較すべき基
準値が定数ではなく、場所によつて異なる場合に
は、先と同様に、入力パターンｆ（ｉ，ｊ）にか
え標準パターンｇ（ｉ，ｊ）に対して、各距離変
換（F₁〜F₄の内の３つ）を行なつて、標準パタ
ーンの各方向の幅を逐次求めて基準値とすればよ
い。

これまでの説明では、配線パターンの方向が予
め１つの方向に決まつている場合に対する方法に
関して述べたが、次に、配線パターンの方向が１
つでなく複数の場合に対する方法を述べる。基本
的に入力パターンの方向及び欠陥の方向が全くわ
からないのであるから、第１にF₁，F₂，F₃，F₄
のすべての距離変換を入力パターンに対して行な
い、次に、判定を入力パターンの方向に従つて選
択して行なえばよい。その選択の方法は、距離変
換F₁，F₂，F₃，F₄それぞれに対して判定すべき
パターンの境界の位置を入力パターンに対応する
標準パターンｇ（ｉ，ｊ）から次の様にして求め
ればよい。

D₁（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ） ・｛１−ｇ（ｉ，ｊ＋１）｝ （F₁に対する） D₂（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ） ・｛１−ｇ（ｉ＋１，ｊ）｝ （F₂に対する） D₃（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ） ・｛１−ｇ（ｉ＋１，ｊ＋１）｝ （F₃に対する） D₄（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ） ・｛１−ｇ（ｉ−１，ｊ＋１）｝ （F₄に対する） (5) 例えば、入力パターンが水平パターンの場合、
パターンの最下部の境界でD₁，D₃，D₄が１とな
り、その方向に対応するF₁，F₃，F₄に基づく距
離変換値が判定される。垂直パターンの場合、右
の境界でD₂，D₃が１となり、左の境界でD₄が１
となるのでF₂，F₃の距離変換は右の境界、F₄の
距離変換は左の境界で判定される。右上りのパタ
ーンの場合は、右下の境界でD₁，D₂，D₃が１と
なるので右下の境界でF₁，F₂，F₃の距離変換が
判定される。右下りのパターンの場合は、左下の
境界でD₁，D₄が１となり、右上の境界でD₂が１
となるので、左下の境界でF₁，F₄の距離変換、
右上の境界でF₂の距離変換が判定されることに
なる。したがつて、D₁〜D₄の内、同時に１とな
つてものに対するF₁〜F₄の変換結果の内、最小
のものが欠陥部のパターン幅となる。したがつ
て、これを標準パターンの幅と比較することによ
り、致命度を判定できる。また、最小値を求めな
くて、F₁〜F₄の変換結果の内、D₁〜D₄の内の１
になつたものに対するものを標準パターンの幅と
それぞれ比較して致命度を比較し、いずれかの比
較で致命度があれば致命的と判断できる。このよ
うにすることにより、自動的に、第２図のA₁〜
A₆に対処するためのF₁，F₃，F₄，B₁〜B₆に対処
するためのF₂，F₃，F₄，C₁〜C₆に対処するため
のF₁，F₂，F₃，D₁〜D₆に対処するためのF₁，
F₂，F₄の距離変換がそれぞれのパターンに対し
て有効となる。なお、比較する標準パターンの幅
（基準値）が位置によつて異なる場合は標準パタ
ーンｇ（ｉ，ｊ）に対して各距離変換を行なつて、
それぞれの幅を逐次求めて基準値とすればよい。

第４図は、欠陥が配線パターンに対して一つの
方向ではなくその一つの方向に対してさらに45゜
方向に延びている場合の例を示している。このよ
うな欠陥にも対処するためには、先にF₁，F₂，
F₃，F₄の距離変換を次のように変更し、距離変
換の値が２つの方向から伝ぱんできるようにすれ
ばよい。ここで下式のM_io｛ ｝は｛ ｝内の数
値の内最小なものを示す。

F₁（ｉ，ｊ）＝〔M_io｛F₁（ｉ，ｊ−１），F₄（ｉ
＋１，ｊ−１）｝＋ｆ（ｉ，ｊ）〕・ｇ（ｉ，ｊ） F₂（ｉ，ｊ）＝〔M_io｛F₂（ｉ−１，ｊ），F₂（ｉ
−１，ｊ−１）｝＋ｆ（ｉ，ｊ）〕・ｇ（ｉ，ｊ） F₃（ｉ，ｊ）＝〔M_io｛F₃（ｉ−１，ｊ−１），F₃
（ｉ，ｊ−１）｝＋ｆ（ｉ，ｊ）〕・ｇ（ｉ，ｊ） F₄（ｉ，ｊ）＝〔M_io｛F₄（ｉ＋１，ｊ−１），F₄
（ｉ＋１，ｊ）〕＋（ｉ，ｊ）〕・ｇ（ｉ，ｊ） (6) 第５図ａ〜ｄは上式F₁〜F₄を説明するための
ものである。図の格子図部分はF_k（ｉ，ｊ）を求
めるのに用いられる他の二つの絵素に対する距離
値を示し、その格子図部分の下に記載された複数
の矢印は各距離変換の基本の伝ぱん方向を示して
おり、各距離変換は４つの方向に距離変換値を伝
ぱんさせることができる。第６図は第４図A₁₁，
B₁₁，C₁₁に対して式(6)の距離変換F₁，F₄，F₂を
それぞれ適用したときの距離値ｌの伝ぱんの様子
を具体的に示したものであり、各々の距離変換に
従つて一方の境界にパターンの残りの寸法ｌが伝
ぱんされることが分かる。この図から推定できる
ように４つの距離変換F₁，F₂，F₃，F₄によつて
第４図と第２図の欠陥すべてに対処できる。すな
わち、水平パターン内の欠陥A₁〜A₆，A₁₁〜A₆₂
に対してはF₁とF₃、垂直なパターン内の欠陥B₁
〜B₃，B₁₁〜B₆₂に対してはF₂とF₄、右上にパタ
ーンC₁〜C₆，C₁₁〜C₆₂に対してはF₂とF₃、右下
りパターンのD₁〜D₆，D₁₁〜D₆₂に対してはF₁と
F₄の距離変換を行なつて、それぞれに対して、
次の標準パターンの境界位置で判定を行なえよ
い。

D₁（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ）・ｇ（ｉ＋１，ｊ） ・｛１−ｇ（ｉ，ｊ＋１）｝ （F₁に対して） D₂（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ） ・ｇ（ｉ，ｊ−１）｛１−ｇ（ｉ＋１，ｊ）｝ （F₂に対して） D₃（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ） ・ｇ（ｉ−１，ｊ）｛１−ｇ｛ｉ，ｊ＋１）｝ （F₃に対して） D₄（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ） ・ｇ｛ｉ，ｊ−１）｛１−ｇ｛ｉ−１，ｊ）｝ （F₄に対して） (7) このようにすると、水平パターンの最下部の境
界で関数D₁（ｉ，ｊ）とD₃（ｉ，ｊ）のみが１、
垂直パターンの右の境界で関数D₂、左の境界で
関数D₄のみが１、右上りのパターンの右下の境
界で、関数D₂，D₃のみが１、右下りのパターン
の左下の境界関数D₁，D₄のみが１となり、上で
述べた各パターンの欠陥に必要な距離変換の結果
を選択的に判定できる。位置により比較する基準
値が異なる場合は、標準パターンに対しても同じ
距離変換を逐次施こして幅を求めてそれを基準値
とすればよい。

第７図は、上に説明した基本原理、すなわち、
配線パターンの方向、欠陥の方向、標準パターン
幅が一定でない場合での第２図及び第４図に示し
たような欠陥に対して適用できる原理を具体化し
た例である。以下では、距離変換は式(6)に基づき
行なわれる。判定境界位置は式(5)により求めう
る。図において、２Ｓはパターン抽出回路２から
時系列に出力される２値の被検査パターン信号、
４Ｓはパターン発生回路４から被検査パターンと
同期して出力される標準パターン信号である。被
検査パターン信号２Ｓは、標準パターン信号４Ｓ
と伴に距離判定回路１，２，３，４でそれぞれ関
数F₁，F₂，F₃，F₄に基づく距離変換が施され、
標準パターンから作られた関数D₁，D₂，D₃，D₄
が１となる判定の境界で距離変換値を比較し、致
命欠陥がある場合１、ない場合０である信号を３
０１Ｓ，３０２Ｓ，３０３Ｓ，３０４Ｓとして出
力する。なお、これらの致命欠陥の存在を示す信
号は、距離判定回路１，２，３，４での最も遅延
の大きいものと基準とするように、同期を合せる
ようにされている。そしてこれらの信号を論理和
した後、この信号が１の場合のみ、その時の同期
信号発生回路６からのXY座標６ｃが、記憶回路
３０５に格納される。このようにすることによ
り、致命的な欠陥の位置を記憶することができ
る。このため、距離判定回路３０１〜３０４はい
ずれも同一の絵素（ｉ，ｊ）に対する判定結果を
出力するように、信号２Ｓ，４Ｓを処理する時間
が同一になるように構成されている。さらに、
Ｘ、Ｙ座標６ｃは、信号３０１Ｓ〜３０４Ｓが対
応する絵素のアドレスとなるように、同期信号発
生回路６は、撮像装置１による現在の走査位置座
標を上記処理時間分だけ遅れて出力するように構
成されている。

第８図は、距離判定回路３の被検査パターン２
Ｓと標準パターン４Ｓの処理過程をパターン図と
して表わしたものである。

図中T₀，S₀は、対象物１０上の横方向（ｉ方
向）に延在している。

配線パターンの一部分を示したもので、T₀が
被検査パターン、すなわち第１図の信号２Ｓによ
り表わされるパターンであり、S₀は予め記憶して
いる標準パターンで第１図の信号４Ｓに対応す
る。ここで、被検査パターン、標準パターンの各
絵素（ｉ，ｊ）に対するパターンの有無を表わす
関数をすでに若べたごとく、ｆ（ｉ，ｊ），ｇ（ｉ，
ｊ）で表わす。（ｉ，ｊ）点は一つの絵素の座標
であり前述のｘ，ｙ座標に対応する。したがつて
ｆ（ｉ，ｊ）に対して、ｆ（ｉ−１，ｊ），ｇ（ｉ−
１，ｊ）は、１基本クロツク前、ｆ（ｉ，ｊ−１）
は１ラスタ走査期間だけ前に入力された信号２
Ｓ，４Ｓに対応する。ただし、これらの関数は
０、１の値しかとらないこととし、１が実際の配
線パターンの存在を表わすとする。T₁，S₁は配
線パターンT₀，S₀の上部の境界から各絵素（ｉ，
ｊ）までの距離を表わすパターンで、これらの距
離はすでに式(6)、式(7)で述べた次の関係式により
求められる。

F₃（ｉ，ｊ）＝〔M_io｛F₃（ｉ−１，ｊ−１），F₃（
ｉ，ｊ−１）｝＋ｆ（ｉ，ｊ）〕・ｇ（ｉ，ｊ） G₃（ｉ，ｊ）＝〔M_io｛G₃（ｉ−１，ｊ−１），Ｇ（
ｉ，ｊ−１）｝＋ｇ（ｉ，ｊ）〕・ｇ（ｉ，ｊ） (8) ここで、F₃（ｉ，ｊ）、G₃（ｉ，ｊ）は多値の関
数となる。S₃は、標準パターンS₀の判定位置を示
す関数を表わすパターンであり、この関数は、前
述したように標準パターンｇ（ｉ，ｊ）から式(7)
の関数D₃（ｉ，ｊ）である。

D₃（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ）・ｇ（ｉ−１，ｊ） ・｛１−ｇ（ｉ，ｊ＋１） (9) T₂、S₂は、パターンT₁、S₁それぞれに対して、
パターンS₃の１に対応した絵素を取り出して構成
されるパターンであり、次式で表わされる。

F₃′（ｉ，ｊ）＝F₃（ｉ，ｊ）・D₃（ｉ，ｊ） G₃′（ｉ，ｊ）＝G₃（ｉ，ｊ）・D₃（ｉ，ｊ） (10) パターンT₂，S₂は、元のパターンS₀，T₀の幅
の値が多値情報として表現されたものとなる。従
つて両者S₂，T₂を比較すれば欠陥の致命度が判
定できる。例えば、標準パターンの幅の１／α以
下に被検査パターンの幅がなつた場合に、致命欠
陥であるとすると、次のような式で致命欠陥関数
H₀（ｉ，ｊ）を求めればよい。

C₀は、判定後のパターンであり１が致命欠陥
の存在を表わし、α＝２とした場合である。な
お、上式は一つの例であり、他の判定基準を用い
てもよい。この方法によれば、標準パターンの各
位置の幅を逐次、求めることができるので、各場
所でパターンの幅が異なつていてもそれに対応し
て致命度を決定できる。

第９図は、上記の過程を実現するための距離判
定回路３の具体的回路構成の一例を示したもので
ある。図において、２Ｓはパターン抽出回路２か
ら時系列に出力される２値の被検査パターン信
号、４Ｓは、パターン発生回路４から被検査パタ
ーン信号２Ｓと同期して出力される標準パターン
信号である。被検査パターン信号２Ｓは、標準パ
ターン信号４Ｓを参照しながら距離変換回路３１
により(8)式に基づきｆ（ｉ，ｊ）からF₃（ｉ，ｊ）
への変換を行なう。こうしてパターンT₁を表わ
す信号３１Ｓを出力する。これと同期して、距離
変換回路３２、境界抽出回路３３では、それぞれ
式(8)，(9)によりそれぞれｇ（ｉ，ｊ）からG₃（ｉ，
ｊ）、ｇ（ｉ，ｊ）からD₃（ｉ，ｊ）への変換を行
なう。こうして、パターンS₁，S₃の各絵素の信号
G₃（ｉ，ｊ）、D₃（ｉ，ｊ）をそれぞれ表わす信号
３２Ｓ，３３Ｓを出力する。３４，３５は、アン
ドゲートからなるゲート回路であり、F₃（ｉ，
ｊ）、G₃（ｉ，ｊ）を表す多値パターン信号３１
Ｓ，３２Ｓの各ビツトに対して、D₃（ｉ，ｊ）を
表わす二値信号３３Ｓとアンドすることにより、
F₃′（ｉ，ｊ），G₃′（ｉ，ｊ）を表わす多値パター
ン信号３４Ｓ，３５Ｓをそれぞれ得る。これらの
信号に対するパターンは第８図のT₂，S₂に相当
する。３６は、F₃′（ｉ，ｊ）とG₃′（ｉ，ｊ）比較
するための比較回路であり、G₃（ｉ，ｊ）／α−
F₃′（ｉ，ｊ）が正の場合のみ１を信号３０３Ｓと
して出力する。信号３０３Ｓは、第８図C₀に対
応する関数H₀（ｉ，ｊ）の値を表わす。そして、
このH₀（ｉ，ｊ）が１の絵素が致命的欠陥の存在
する所ということになる。

第１０図Ａは、距離変換回路３１の具体的構成
を示したものであり、シフトレジスタ３１２と論
理回路３１１及び遅延回路３１３からなる。後に
詳述するように論理回路３１１は、信号２Ｓ，４
Ｓがともに絵素（ｉ，ｊ）に対する信号ｆ（ｉ，
ｊ）、ｇ（ｉ，ｊ）のとき、絵素（ｉ，ｊ）に対す
る距離F₃（ｉ，ｊ）を表わす信号３１１Ｓを出力
する。シフトレジスタ３１２は、撮像装置の１ラ
スタ走査内の有効絵素数分に１絵素加えた幅で、
深さ方向はＬビツトで、論理回路３１１から出力
される距離信号３１１Ｓが入力される。したがつ
てＬ＝８であれば、255絵素分までの距離を記憶
できる。シフトレジスタ３１２は、撮像装置１が
１絵素を走査するための期間に等しい周期を有す
るクロツク信号６ｅによりシフト動作をする。し
たがつて、シフトレジスタ３１２の最終段の出力
３１２ｂは論理回路３１１への現在の入力信号２
Ｓ，４Ｓが絵素（ｉ，ｊ）のときは、１ラスタと
さらに一つ前の絵素（ｉ−１，ｊ−１）に対する
距離F₃（ｉ−１，ｊ−１）を表わし、シフトレジ
スタ３１２の最終段より一段前の出力３１２ａ
は、１ラスタ前の絵素（ｉ，ｊ−１）に対する距
離F₃（（ｉ，ｊ−１）を表わす。論理回路３１１
の構成を、第１０図Ｂに示す。図中、３１１１は
比較器であり、３１２ａが大きい場合のみ、３１
１１Ｓが１となる。一方３１１２は選択回路であ
り、３１１１Ｓが１の場合、３１２ｂが選択さ
れ、０の場合、３１２ａが選択される。従つて、
３１１２Ｓは、３１２ａ，３１２ｂの小さい方が
常に選ばれることとなる。したがつて、信号３１
１２Ｓは信号F₃（ｉ−１，ｊ−１）とF₃（ｉ，ｊ
−１）の小さい方を表わす。３１１３は加算器で
あり、多値信号３１１２Ｓと二値信号２Ｓを加算
し、信号３１１３Ｓとする。３１１４はアンドゲ
ートからなるゲート回路であり、３１１３Ｓの各
ビツトに対して、二値信号４Ｓとアンドされ、３
１１Ｓの信号が出力される。信号と式との対応
は、３１１２ＳがM_io｛F₃（ｉ−１，ｊ−１），F₃
（ｉ，ｊ−１）｝、３１１３ＳがM_io｛F₃（ｉ−１，
ｊ−１）、F₃（ｉ，ｊ−１）｝＋ｆ（ｉ，ｊ）、３１
１ＳがF₃（ｉ，ｊ）＝〔M_io｛F₃（ｉ−１，ｊ−１）、
F₃（ｉ，ｊ−１）｝＋ｆ（ｉ，ｊ）・ｇ（ｉ，ｊ）で
ある。このような構成で、被検査パターンのＦ
（ｉ，ｊ）に対する距離F₃（ｉ，ｊ）が求まる。
遅延回路３１３は、距離変換パターンF₃（ｉ，
ｊ）と判定を行なう境界D₃（ｉ，ｊ）とのタイミ
ングを同期させるためのものであり、撮像装置の
１ラスタ内の有効絵素数分の長さのシフトレジス
タで構成する。したがつて、信号２Ｓ，４Ｓが絵
素（ｉ，ｊ）に対応するときには出力３１Ｓは１
ラスタ前の絵素（ｉ，ｊ−１）に対する距離F₃
（ｉ，ｊ−１）を表わすことになる。距離変換値
回路３２は、第１０図Ａ，Ｂで入力信号２Ｓを４
Ｓとするのみでよく、他は距離変換回路３１と構
成は全く同様である。

第１１図Ａは、境界抽出回路３３の具体的構成
を示したものであり、シフトレジスタ３３１と、
論理回路３３２からなる。シフトレジスタ３３１
はシフトレジスタ３１２と同じ構造を有し、クロ
ツク信号６ｅに応答して信号４Ｓを順次シフトす
る。この結果、信号４Ｓの値が絵素（ｉ，ｊ）に
対応するときには、最終段出力３３１ｃ、最終段
の一段前からの出力３３１ｂはそれぞれ絵素（ｉ
−１，ｊ−１），（ｉ，ｊ−１）に対する標準パタ
ーンｇ（ｉ−１，ｊ−１），ｇ（ｉ，ｊ−１）に対
応させることができる。第１１図Ｂは、論理回路
３３２の具体的構成例である。１つのインバータ
とアンドゲートによりD₃（ｉ，ｊ−１）＝ｇ（ｉ，
ｊ−１）・ｇ（ｉ−１，ｊ−１）｛１−ｇ（ｉ，ｊ）｝
を実現する。この式は、先の原理説明のD₃（ｉ，
ｊ）の式でｊをｊ−１に変更したもので結果は同
一であるが、ｇ（ｉ，ｊ）の入力があつた時に、
１ラスタ分前のD₃（ｉ，ｊ−１）が決定されるこ
とになる。そこで、F₃（ｉ，ｊ），G₃（ｉ，ｊ）と
同期させるために遅延回路３１３を必要とした。

以上の回路により、第９図にしたがい距離判定
回路３が実現できる。

なお、距離判定回路３が他の距離判定回路１，
２，４と同期して、同じ絵素（ｉ，ｊ）に対する
判定結果を出力するためには比較回路３６の出力
を適当に遅延して出力するシフトレジスタを用い
ればよいが、このシフトレジスタは簡単化のため
に図示されていない。

なお、第７図の距離判定回路１，２，４は、距
離変換F₁，F₂，F₄に関するものであり、具体的
な回路構成は、基本的には第９図と同じで単に、
第１０図、第１１図のシフトレジスタ回路の切り
出しを、距離判定回路１の場合、F₁（ｉ，ｊ−
１），F₁（ｉ＋１，ｊ−１），ｇ（ｉ，ｊ），ｇ（ｉ
＋１，ｊ），ｇ（ｉ，ｊ＋１）距離判定回路２の場
合F₂（ｉ−１，ｊ），F₂（ｉ−１，ｊ−１），ｇ
（ｉ，ｊ），ｇ（ｉ，ｊ−１），ｇ（ｉ＋１，ｊ）距
離判定回路４の場合F₄（ｉ＋１，ｊ−１），F₄（ｉ
＋１，ｊ），ｇ（ｉ，ｊ），ｇ（ｉ，ｊ−１），ｇ（ｉ
−１，ｊ）のように実質的になるようにすればよ
い。

第１２図Ａ〜Ｈは、第４図の欠陥が45度の方向
転換である例であるのに対して、２方向しかも90
度方向転換のある欠陥の場合である。このような
欠陥の場合、距離変換における値の伝ぱんが第５
図で示したように45度方向しか方向転換できない
ので、値がうまく伝ぱんしない場合がある。そこ
で、このような欠陥に対しては、予め次の式(12)、
式(13)を用いた前処理を被検査パターンｆ（ｉ，
ｊ）に対して行ない、第１２図A′〜H′のような
パターンに変換しておく。

f′（ｉ，ｊ）＝ｆ（ｉ，ｊ）＋｛１−ｆ（ｉ，ｊ）
｝ ・f′（ｉ−１，ｊ）・f′（ｉ，ｊ−１） (12) ここでf′（ｉ，ｊ）は変換後のパターンである。

ただし、式(12)はパターン内の絵素を“１”とし
て説明してきた値を“０”として反転した場合の
条件式である。これまでと同様に説明するならば
次の式(13)のようになる。

f′（ｉ，ｊ）＝ｆ（ｉ，ｊ）−ｆ（ｉ，ｊ） ・｛１−f′（ｉ−１，ｊ）｝ ・｛１−f′（ｉ，ｊ−１）｝ (13) この処理は、第１２図に示すようにパターンの
最短距離をかえずに、最短距離の値が45度の方向
変化のみで境界に伝ぱんするように欠陥の形状を
変形するものである。この前処理の具体的回路構
成例を第１３図に示す。図中、９０Ｓは被検査パ
ターンf′（ｉ，ｊ）、９３Ｓは変換後のパターンｆ
（ｉ，ｊ）である。９１は、シフトレジスタから
成る、信号９３Ｓに対する遅延回路である。信号
９３Ｓを１クロツクの遅延信号９１ｂとして出力
するための一段のラツチ９４と、信号９３Ｓを１
ラスタ分遅延して信号９１ｃとして出力するため
の、１ラスタ内の有効絵素数プラス１の段数のシ
フトレジスタ部９５からなる。したがつて、９１
ｂ，９１ｃは、f′（ｉ−１，ｊ）f′（ｉ，ｊ−１）
であり、インバータ９６の出力９１ａは１−ｆ
（ｉ，ｊ）であるので、アンドゲート９２により、
｛１−ｆ（ｉ，ｊ）｝・f′（ｉ−１，ｊ）・f′（ｉ，
ｊ−
１）を求め、さらに、オアゲート９３により、最
終出力f′（ｉ，ｊ）を求める。以上説明した回路
により、第１２図のような欠陥を本方式の原理を
適用できる形状に変換することができる。

以上、説明した実施例では、配線パターン自身
が欠陥のため細くなる場合のみを挙げたが、配線
パターンが太くなる場合に対しては、配線パター
ン間の間隔のチエツクを行なえばよい。すなわ
ち、被検査パターンｆ（ｉ，ｊ）を１−ｆ（ｉ，
ｊ）、標準パターンｇ（ｉ，ｊ）を１−ｇ（ｉ，ｊ）
とすれば、配線パターン間の検査ができることに
なる。

以上説明した如く、本発明は、予め被検査パタ
ーンに対応する標準パターンを用意しておき、被
検査パターンとこれとを同期してそれぞれの境界
からの各位置までの距離を計測して、各位置の幅
どうしを比較するものなので、標準パターンの幅
の各位置での変化に対応して欠陥の致命性を判定
でき、従来に比べて、人間の判断に近く有効な発
明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例にかかるパターン
の検査装置の全体構成を示す図、第２図は、欠陥
の方向が単一である場合の配線パターンと欠陥の
方向の基本的組み合せを示す図、第３図は、水平
な配線パターンに垂直方向の欠陥がある場合の距
離変換を説明するための図、第４図は、欠陥の方
向が45度変化する場合の配線パターンと欠陥の方
向の基本的組み合せを示す図、第５図は、値の伝
ぱんを変化させる距離変換処理を説明するための
図、第６図は、実際の距離変換の値が伝ぱんする
順路を示す図、第７図は、第１図の本発明にかか
わる判定回路３の具体的構成を示した図、第８図
は、判定回路３の距離判定回路３での処理過程を
パターンで示した図、第９図は、距離判定回路３
の具体的構成を示した図、第１０図Ａは、第９図
の距離変換回路３１の具体的構成を示した図、Ｂ
はＡの論理回路３１１の具体的構成を示した図、
第１１図Ａは、第９図の判定境界抽出回路３３の
具体的構成を示した図、ＢはＡの論理回路３３２
の具体的構成を示した図、第１２図は欠陥が90度
方向転換する場合の欠陥のパターンを示した図、
及び、そのパターンを本原理に適用できるよう変
形した場合のパターンを示した図、第１３図は、
第１２図での変形を具体化するための回路の構成
を示した図である。 １…撮像装置、２…パターン抽出回路、３…判
定回路、４…パターン発生回路、５…記憶回路、
６…同期信号発生回路、７…計算機、８…表示装
置、９…ステージ、１０…検査物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 検査物のパターンを撮像手段により撮像して
   映像信号を出力し、 この映像信号をパターン抽出手段により二値化
   した被検査パターン信号に変換して被検査パター
   ンを抽出し、 欠陥のない上記被検査パターンに対応する二値
   化した標準パターンを記憶手段に予め記憶してお
   き、 上記パターン抽出手段の被検査パターンの抽出
   と同期して、上記記憶手段から上記標準パターン
   をパターン発生手段により読み出し、 上記被検査パターン及び上記標準パターン夫々
   に対し、判定手段によりパターンの境界から特定
   の位置までの絵素の値を加算して距離を計測し、
   計測した値を比較して欠陥の判定を行う、 ことを特徴とするパターンの検査方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、上記距離の
   計測を行うに際し、上記被検査パターン及び上記
   標準パターン夫々のパターン内の絵素の値を
   “１”として加算することを特徴とするパターン
   の検査方法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、上記距離の
   計測を行うに際し、複数の方向に対し夫々絵素の
   値を加算し、少なくとも１つの方向で欠陥と判定
   された場合には欠陥と判定することを特徴とする
   パターンの検査方法。 ４ 特許請求の範囲第２項において、特定の絵素
   （ｉ，ｊ）の値が“１”であり、１ラスタ走査期
   間前の絵素（ｉ−１，ｊ）およびと１基本クロツ
   ク前の絵素（ｉ，ｊ−１）の両方の変換後の値が
   いずれも“０”である場合、上記の特定の絵素
   （ｉ，ｊ）の値を“０”に反転して、欠陥の判定
   を行うことを特徴とするパターンの検査方法。 ５ 検査物のパターンを撮像して映像信号を出力
   する撮像手段と、 この映像信号を二値の被検査パターン信号に変
   換して被検査パターンを抽出する手段と、 欠陥のない上記被検査パターンに対応する二値
   化した標準パターンを予め記憶する記憶手段と、 上記パターン抽出手段の被検査パターンの抽出
   と同期して、上記記憶手段から上記標準パターン
   を読み出すパターン発生手段と、 上記被検査パターン及び上記標準パターン夫々
   に対し、パターン境界から特定位置までの絵素の
   値を加算して距離を計測し、計測した値を比較し
   て欠陥の判定を行う判定手段と、 を有することを特徴とするパターンの検査装置。