JPH0821710A - 回路パターン検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 商品価値の低下という観点から回路パターン
における欠陥を分類して報告する。 【構成】 検査対象の画像である対象画像Ｏｂｊに対
し、測長部２０ａ、量子化誤差除去部２２ａ、２値化部
２４ａによる処理を行なうことにより、幅異常の情報を
得る。参照画像Ｒｅｆに対しても同様の処理を行なうこ
とにより、幅異常の情報を得る。次に、インバータ２８
ｃ及びＡＮＤゲート３２ａにより、対象画像における幅
異常から参照画像にも存在する幅異常が除去された幅異
常信号Ｓwを得る。対象画像と参照画像の白黒を反転さ
せた画像についても同様の処理を行なうことにより、間
隙異常信号Ｓsを得る。一方、欠損／残銅分離部１６に
よる処理と上記に類似の処理により、対象画像と参照画
像の差異である欠損系／残銅系欠陥を検出し、各欠陥の
重要度を上記信号Ｓw、Ｓs及び欠陥面積の指標となる信
号Ｓz1、Ｓz2に基づいて判定し、その判定結果として欠
陥種別を示す信号Ｓdを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路パターンの検査装
置に関するものであり、例えば、プリント基板回路パタ
ーンや、ハイブリッド回路パターン、ファックス用電極
回路パターン、液晶表示素子用回路パターン、ＬＳＩ回
路パターン等における欠陥を検出するための回路パター
ン検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】回路パターンにおける欠陥を検出するた
めの検査方法としては、現在、比較法と特徴抽出法とが
主流となっている。このうち比較法は、検査対象物の画
像パターンを基準となる画像パターンと比較し、差異の
ある部分を欠陥と判定するものである。比較法の具体例
は、例えば、特開昭５９−２０６９号公報、特開昭６０
−６１６０４号公報、特開昭６２−１４０００９号公報
などに記載されている。一方、特徴抽出法は、基準とな
る画像パターンが有する各種特徴（例えば線幅、角度、
特定パターン等）又は欠陥形状などを記憶しておき、検
査対象の画像パターン内に上記各種特徴のいずれにも該
当しない部分が検出されたとき、又は、上記欠陥形状と
一致する部分が検出されたときに、その部分を欠陥と判
定するものである。特徴抽出法の具体例は、例えば、特
開昭５７−１６７６４９号公報、特開昭５７−１４９９
０５号公報などに記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の検査法である上
記の比較法及び特徴抽出法においては、検査対象物であ
る回路基板が正常に機能するにもかかわらず、その回路
パターンの検査の結果、欠陥が報告されることがある。
例えば比較法では、回路パターンの中央部に形成された
ピンホールや回路パターンから充分離れた位置に存在す
る微細な残銅なども欠陥として報告されるが、これらは
検査対象である回路基板の機能には影響を与えない。ま
た特徴抽出法においても、文字、記号、多層プリント基
板の電源層パターンが誤って欠陥として報告されること
がある。例えば図１８（ａ）に示すように、文字などに
おける先鋭な突起７３や導体島７７などが欠陥と報告さ
れる。また、多層プリント基板の異なる層間に信号線を
通す場合においてその信号線が電源ライン内を通過する
とき、電源層パターンは例えば図１８（ｂ）に示すよう
になり、間隙７５と導体７４が、それぞれ許容される最
小間隙、最小幅よりも狭いと判定され、これらが欠陥と
して報告されることがある。さらに、間隙７５の両端の
突起７３が欠陥として報告されることもある。

【０００４】しかし、上記のような欠陥は回路基板とし
ての商品価値を低下させるものではなく、このような欠
陥が報告されると、回路基板の製造工程において不要な
確認作業や修正作業などが行なわれ、生産性が低下する
ことになる。一方、検査対象である回路基板が正常に機
能する場合であっても、その回路パターンに目立つ欠陥
が存在すると、回路基板の商品価値を低下させる。した
がって、目立つ欠陥は、回路基板として正常に機能する
か否かにかかわらず、これを確実に検出するのが好まし
い。

【０００５】本発明はこのような問題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、回路基
板の商品価値を低下させるか否かという観点、特に、回
路基板の機能に影響するか否かという観点から、その回
路パターンにおける欠陥を分類して報告することができ
る回路パターン検査装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る第１の回路パターン検査装置
は、回路パターンが形成された検査対象物のパターンを
画素毎に読み取って得られる画像データに基づき、前記
検査対象物に形成された回路パターンにおける欠陥を検
出する回路パターン検査装置であって、 ａ）前記画像データによって表わされる被検査画像を、
欠陥のない前記検査対象物のパターンを示す参照画像と
比較し、両画像の差異部分を検出する差異検出手段と、 ｂ）前記被検査画像における回路パターンの幅又は間隙
が所定の許容範囲から外れている異常部分に対して第１
異常情報を生成する第１異常検出手段と、 ｃ）第１異常情報に基づき、差異検出手段によって検出
された各差異部分の欠陥としての重要度を判定する重要
度判定手段と、 ｄ）前記差異部分を前記重要度と共に報告する報告手段
と、を備えることを特徴とする。

【０００７】本発明に係る第２の回路パターン検査装置
では、上記第１の回路パターン検査装置において、第１
異常検出手段は、中心から放射状に延びた複数の測長腕
によって、その中心に位置する前記被検査画像の中心画
素を含み、その中心画素と同じ画素が連続する画素数を
測長腕毎に求め、求められた画素数のうち最小の画素数
が所定の判定値以下の場合に第１異常情報を中心画素に
対して付与する第１測長手段を含むことを特徴とする。

【０００８】本発明に係る第３の回路パターン検査装置
では、上記第２の回路パターン検査装置において、第１
異常検出手段は、第１異常情報が一旦付与された被検査
画像の画素のうち、第１異常情報を有しない画素に隣接
するものの第１異常情報を削除する第１異常情報削除手
段を含むことを特徴とする。

【０００９】本発明に係る第４の回路パターン検査装置
では、上記第１乃至第３の回路パターン検査装置のいず
れか一つの回路パターン検査装置において、前記参照画
像及び前記被検査画像は２値画像であり、差異検出手段
は、 ｉ）前記参照画像と前記被検査画像との排他的論理和を
求め、更に該排他的論理和の画像と前記参照画像との論
理積を求めることにより前記差異部分を検出する第１差
異検出手段と、 ii）前記参照画像と前記被検査画像との排他的論理和を
求め、更に該排他的論理和の画像と前記被検査画像との
論理積を求めることにより前記差異部分を検出する第２
差異検出手段と、を含むことを特徴とする。

【００１０】本発明に係る第５の回路パターン検査装置
では、上記第４の回路パターン検査装置において、差異
検出手段は、 ｉ）第１差異検出手段によって検出された前記差異部分
を構成する画素のうち、前記参照画像における回路パタ
ーン以外の部分に隣接する画素を前記差異部分から除去
する第１誤差除去手段と、 ii）第２差異検出手段によって検出された前記差異部分
を構成する画素のうち、前記参照画像における回路パタ
ーンに隣接する画素を前記差異部分から除去する第２誤
差除去手段と、を含むことを特徴とする。

【００１１】本発明に係る第６の回路パターン検査装置
では、上記第１乃至第５の回路パターン検査装置のいず
れか一つの回路パターン検査装置において、前記参照画
像における回路パターンの幅又は間隙が所定の許容範囲
から外れている異常部分に対して第２異常情報を生成す
る第２異常検出手段と、第２異常情報が生成された場合
には、該第２異常情報が生成された前記参照画像の異常
部分に対応する前記被検査画像の異常部分に対して生成
された第１異常情報を無効とする異常情報制限手段と、
を更に備えることを特徴とする。

【００１２】本発明に係る第７の回路パターン検査装置
では、上記第６の回路パターン検査装置において、第２
異常検出手段は、中心から放射状に延びた複数の測長腕
によって、その中心に位置する前記参照画像の中心画素
を含み、その中心画素と同じ画素が連続する画素数を測
長腕毎に求め、求められた画素数のうち最小の画素数が
所定の判定値以下の場合に第２異常情報を中心画素に対
して付与する第２測長手段を含むことを特徴とする。

【００１３】本発明に係る第８の回路パターン検査装置
では、上記第７の回路パターン検査装置において、第２
異常検出手段は、第２異常情報が一旦付与された参照画
像の画素のうち、第２異常情報を有しない画素に隣接す
るものの第２異常情報を削除する第２異常情報削除手段
を含むことを特徴とする。

【００１４】本発明に係る第９の回路パターン検査装置
では、上記第１乃至第８の回路パターン検査装置のいず
れか一つの回路パターン検査装置において、差異検出手
段によって検出された各差異部分の大きさを測る計測手
段を更に備え、重要度判定手段は、第１異常情報及び前
記差異部分の大きさに基づいて該差異部分の欠陥として
の重要度を判定することを特徴とする。

【００１５】本発明に係る第１０の回路パターン検査装
置では、上記第９の回路パターン検査装置において、前
記差異部分の大きさが所定の基準値以上か否かを判定す
る大きさ判定手段を更に備え、重要度判定手段は、前記
差異部分の大きさが大きさ判定手段によって前記基準値
以上と判定されたときに該差異部分を特定の重要度の欠
陥と判定する巨大欠陥判定手段を含むことを特徴とす
る。

【００１６】本発明に係る第１１の回路パターン検査装
置では、上記第９の回路パターン検査装置において、前
記差異部分の大きさが所定の基準値以上か否かを判定す
る大きさ判定手段を更に備え、重要度判定手段は、前記
差異部分の大きさが前記基準値未満と判定され、かつ、
該差異部分の内部で第１異常情報が検出されたときに、
該差異部分を特定の重要度に判定する細線欠陥判定手段
を含むことを特徴とする。

【００１７】本発明に係る第１２の回路パターン検査装
置では、上記第９の回路パターン検査装置において、前
記差異部分の大きさが所定の基準値以上か否かを判定す
る大きさ判定手段を更に備え、重要度判定手段は、前記
差異部分の大きさが前記基準値未満と判定され、かつ、
該差異部分の周囲で第１異常情報が検出されたときに、
第１異常情報及び該差異部分の大きさに基づいて該差異
部分の欠陥としての重要度を判定することを特徴とす
る。

【００１８】

【作用】第１の回路パターン検査装置では、被検査画像
と参照画像との差異部分が検出されると共に、被検査画
像において回路パターンの幅又は間隙が所定の許容範囲
から外れている部分があれば、その部分に対して第１異
常情報が生成される。検出された差異部分又はその周囲
において回路パターンの幅又は間隙が所定の許容範囲か
ら外れていれば、検査対象物の商品価値に影響を与える
おそれがある。そこで差異部分の欠陥としての重要度が
第１異常情報に基づいて判定され、各差異部分はその重
要度と共に報告される。

【００１９】第２の回路パターン検査装置では、第１測
長手段により、被検査画像の中心画素を含み、中心画素
と同じ画素が連続する画素数が測長腕毎に求められる。
この時、中心画素が回路パターン上に有れば回路パター
ンに相当する画素数、中心画素がパターン間隙上に有れ
ばパターン間隙に相当する画素数がそれぞれ求められ
る。さらに、第１測長手段は、求められた画素数のうち
最小の画素数が所定の判定値以下の場合に、回路パター
ンの幅異常又はパターン間隙の幅異常が有ると判断し、
該当する中心画素に第１異常情報を付与する。

【００２０】第３の回路パターン検査装置では、第１異
常情報削除手段によって特定の第１異常情報が削除され
る。この第１異常情報削除手段は、第１異常情報が付与
された各画素を注目画素としてそれに隣接する画素を参
照し、隣接画素に第１異常情報が付与されていない画素
が含まれている場合、注目画素に付与されていた第１異
常情報を削除する。隣接画素に第１異常情報が付与され
ていない画素が含まれている場合、多くは注目画素が回
路パターンのエッジ部に位置する場合であり、量子化誤
差に起因する幅異常の検出が防止される。

【００２１】第４の回路パターン検査装置では、２値画
像である被検査画像と参照画像との差異部分が次のよう
にして検出される。すなわち第１差異検出手段は、参照
画像と被検査画像との排他的論理和を求め、その排他的
論理和の画像と参照画像との論理積を求めることにより
差異部分を検出し、第２差異検出手段は、その排他的論
理和の画像と被検査画像との論理積を求めることにより
差異部分を検出する。回路パターンを構成する画素の値
を'１'、回路パターン以外を構成する画素の値を'０'と
すると、第１差異検出手段によって検出された差異部分
は回路パターンの欠損部分に対応し、第２差異検出手段
によって検出された差異部分は余分な回路パターン部分
（導体の残存部分）に対応する。

【００２２】第５の回路パターン検査装置では、第１誤
差除去手段が、第１差異検出手段によって検出された差
異部分を構成する画素のうち、参照画像における回路パ
ターン以外の部分に隣接する画素をその差異部分から除
去する。また、第２誤差除去手段は、第２差異検出手段
によって検出された差異部分を構成する画素のうち、参
照画像における回路パターンに隣接する画素をその差異
部分から除去する。回路パターンのエッジ部に発生する
量子化誤差は、このような動作により除去される。

【００２３】第６の回路パターン検査装置では、第１乃
至第５の回路パターン検査装置と同様に、被検査画像と
参照画像との差異部分が検出され、第１異常情報が生成
されると共に、参照画像において回路パターンの幅又は
間隙が所定の許容範囲から外れている部分があれば、そ
の部分に対して第２異常情報が生成される。しかし、参
照画像のパターンには欠陥がないことを前提としてお
り、第２異常情報は回路パターンの設計において故意に
発生させたものと考えられる。そこで、被検査画像の或
る部分で第１異常情報が生成されても、その部分に対応
する参照画像の部分に対して第２異常情報が生成されて
いる場合には、異常情報制限手段により、その第１異常
情報は無効とされる。

【００２４】第７の回路パターン検査装置では、第２測
長手段により、参照画像の中心画素を含み、中心画素と
同じ画素が連続する画素数が測長腕毎に求められる。そ
して、第２測長手段は、求められた画素数のうち最小の
画素数が所定の判定値以下の場合に、回路パターンの幅
異常又はパターン間隙の幅異常が有ると判断し、該当す
る中心画素に第２異常情報を付与する。

【００２５】第８の回路パターン検査装置では、第２異
常情報削除手段によって特定の第２異常情報が削除され
る。この第２異常情報削除手段は、第２異常情報が付与
された各画素を注目画素としてそれに隣接する画素を参
照し、隣接画素に第２異常情報が付与されていない画素
が含まれている場合、注目画素に付与されていた第２異
常情報を削除する。隣接画素に第２異常情報が付与され
ていない画素が含まれている場合、多くは注目画素が回
路パターンのエッジ部に位置する場合であり、量子化誤
差に起因する幅異常の検出が防止される。

【００２６】第９の回路パターン検査装置では、被検査
画像と参照画像との各差異部分の大きさが計測され、前
記第１情報と共に差異部分の大きさに基づいてその差異
部分の欠陥としての重要度が判定される。

【００２７】第１０の回路パターン検査装置では、第９
の回路パターン検査装置と同様に被検査画像と参照画像
との各差異部分の大きさが計測されると共に、その大き
さが所定の基準値以上か否かが判定される。差異部分が
巨大なものであれば、多くの場合、検査対象物は回路と
して正常に動作せず、また、正常に動作しても一目でわ
かるような欠陥があれば検査対象物の商品価値が低下す
る。そこで差異部分の大きさが所定の基準値以上である
と判定されたときには、巨大であるとして特定の重要度
の欠陥であると判定される。

【００２８】第１１の回路パターン検査装置において
も、被検査画像と参照画像との各差異部分の大きさが計
測されると共に、その大きさが所定の基準値以上か否か
が判定される。巨大な差異部分であれば欠陥としての重
要度が高いが、巨大なものでなくても、差異部分の内部
に回路パターンの幅又は間隙が所定の許容範囲から外れ
ている部分があれば、回路パターンにショート又は断線
が発生している可能性が高い。そこで本検査装置では、
差異部分の大きさが所定の基準値未満であっても、その
差異部分の内部で第１異常情報が検出されたときには、
その差異部分は特定の重要度の欠陥であると判定され
る。

【００２９】第１２の回路パターン検査装置において
も、被検査画像と参照画像との各差異部分の大きさが計
測されると共に、その大きさが所定の基準値以上か否か
が判定される。差異部分が巨大なものでなくても、その
差異部分の周囲に回路パターンの幅又は間隙が所定の許
容範囲を越えている部分があれば、その差異部分の存在
によって検査対象物が回路として正常に動作しない可能
性があり、その可能性は差異部分のサイズが大きいほど
高くなる。そこで本検査装置では、差異部分の大きさが
所定の基準値未満であっても、その差異部分の周囲で第
１異常情報が検出されたときには、第１異常情報及びそ
の差異部分の大きさに基づいて欠陥としての重要度が判
定される。

【００３０】

【実施例】

［実施例の基本的な考え方］まず、本発明の実施例にお
ける基本的な考え方を説明する。本実施例では、検査対
象物である回路基板のパターンを読み取って２値化され
た被検査画像（以下「対象画像」という）に対し、欠陥
のない回路基板のパターンを示す２値の基準画像（以下
「参照画像」という）を用いて比較法による検査が行な
われると共に、その対象画像と参照画像のパターンに対
し、特徴抽出法による検査としてデザインルール違反の
チェック（ＤＲＣ）が行なわれる。これらの検査に基づ
き、対象画像と参照画像との差異を示すパターン（以下
「差分パターン」という）が、欠陥として重大か否かに
応じて分類される。従来、回路パターンにおける欠陥
は、図１７に示すような、太り７０、細り７１、欠け７
２、突起７３、ショート７４、断線７５、ピンホール７
６、導体島７７などに分類されているが、この分類は特
徴抽出法の都合で”押しつけられた”ものであり、検査
の実状に必ずしも合致していない。実際の検査現場で
は、「無視」、「要補修」、「要廃棄」に欠陥を分類す
ることが要求されている。この要求に応えるために本実
施例では、前記検査に基づいて対象画像と参照画像との
差分パターンを、「見た目に目立つ」か否かと「その差
分パターンの周囲の導体パターンに影響を及ぼす」か否
かということを判断基準として分類する。

【００３１】このような判断基準に基づいて分類するた
めに検査に要求される条件を経験に基づき整理すると、
次のようになる。 量子化誤差を拾ってはならない 目立つ欠陥を見逃してはならない 肉眼で判別できない欠陥は電気的に無害ならば報告し
なくてもよい 肉眼で判別できなくとも電気的に有害な欠陥を見逃し
てはならない どんなに小さくても断線及びショートを見逃してはな
らない 本実施例では、欠陥の分類のための具体的な判定基準を
上記条件を満たすように設定する。以下、この判定基準
の設定について説明する。なお、この設定に際し、回路
パターンにおける突起／導体島／ショートについては、
画像（特に言及しない場合、２値画像を示す）の白黒を
反転させることにより、それぞれ、欠け／ピンホール／
断線と同等に扱うこととする。すなわち、本来銅箔（一
般的には導体。以下同様。）が存在しないはずの部分に
銅箔が存在するために生じた差分パターン（以下、この
差分パターンを「残銅系」という）を、画像の白黒を反
転させることにより、本来あるべき銅箔が存在しないた
めに生じた差分パターン（以下、この差分パターンを
「欠損系」という）と同等に扱う。

【００３２】本実施例では、以下の事項を判定基準とし
て欠陥が分類される。 （１）差分パターンの大きさ これが判定基準となるのは上記より明かであり、通常
のパターンが存在する部分に一目でわかるような違いが
あれば、多くの場合、その回路は設計通りに機能しない
からである。また、例えばプリント基板の電源層におけ
る’銅ベタ’のような大きい連続パターン内のピンホー
ルや、銅箔パターンが存在しない広いスペース内の残銅
のように、回路の機能に影響を与えないような差分パタ
ーンであっても、目立つものは検査対象物であるプリン
ト基板等の商品価値を低下させるからである。したがっ
て、所定の大きさ以上であって一目でわかる差分パター
ンは、残銅系か欠損系かにかかわらず、無条件に致命的
欠陥と判定する。

【００３３】（２）差分パターンの「電気的有害さ」 一目でわからないような差分パターンについては、上記
〜より、「電気的有害さ」を判定基準とする。の
断線及びショートは「電気的有害さ」が最高であり、そ
の予備軍と考えられる銅箔パターンの異常細り及び異常
接近も「電気的有害さ」は高いと考えられる。ここで、
銅箔パターンの異常細りの原因となるのは欠損系の差分
パターンであり、銅箔パターンの異常接近の原因となる
のは残銅系の差分パターンである。そして前述のよう
に、残銅系の差分パターンは画像の白黒を反転させるこ
とにより欠損系の差分パターンと同等に扱われるため、
銅箔パターンの異常接近についても、白黒を反転させた
画像においてパターンの異常細りとして扱われる。そこ
で本実施例では、回路パターンにおける異常細りの有無
により、「電気的有害さ」を統一的に判断する。すなわ
ち、対象画像と参照画像、又はそれらの白黒を反転させ
た画像について、差分パターンの周囲で幅の異常な不足
（以下「幅異常」という）が検出されれば、その差分パ
ターンの「電気的有害さ」は高いと判定する。

【００３４】「ヘアラインショート」と呼ばれるような
細いショートのパターンは、それ自身が差分パターンで
あるとともに、その差分パターンについて幅異常が発生
する。また、「ひび割れ」と呼ばれるような間隙の狭い
断線があれば、白黒を反転させた画像における差分パタ
ーンに幅異常が発生する。したがって、回路パターンの
画像又はその白黒を反転させた画像において、差分パタ
ーンが存在しかつその差分パターン自身に幅異常があれ
ば、ショート又は断線が発生している可能性が高い。こ
のとき、ショートの可能性が高い部分で実際には銅箔パ
ターンがつながっておらず、又は、断線の可能性が高い
部分で実際には銅箔パターンが切れていない場合がある
が、ショート及び断線のように「電気的有害さ」が最高
と考えられる欠陥については、その可能性が高いという
だけであっても報告すべきである。そこで本実施例で
は、対象画像と参照画像、又はそれらの白黒を反転させ
た画像について、それ自身に幅異常がある差分パターン
が存在すれば、その差分パターンの「電気的有害さ」は
高いと判定する。

【００３５】上記より、「電気的有害さ」を評価するた
めには幅異常か否かの判定が必要となる。本実施例では
幅異常の判定において、従来のような相対的基準（例え
ば、本来の幅のａ％以下という基準）ではなく、絶対的
基準（例えば、幅がｎ画素以下という基準）を採用す
る。絶対的基準を採用すれば、幅の広狭によらず少ない
ハードウェア量で測長手段を実現することができるから
である。

【００３６】上記（１）及び（２）より、本実施例で
は、差分パターンの有無・大きさと幅異常の有無とに応
じて欠陥としての重要度が判定され、その判定結果に基
づいて欠陥が分類されて報告される。ただし、幅異常が
発生している部分であってもその部分に差分パターンが
無ければ正常として報告される。この場合、参照画像に
おける回路パターンに幅異常が発生しているが、これ
は、回路パターンの設計において故意に発生させたもの
と考えられるからである。図３は、上記判定基準によっ
て分類される各種欠陥の具体例を示したものである。例
えば欠損系差分パターンＤ１は、サイズが中位であり、
周囲に幅異常が発生しているため（幅異常が発生してい
る部分には'＊'が付されている）、「重大な欠陥」であ
る。残銅系差分パターンＤ２は、サイズが大きく、周囲
に幅異常が発生しているため、「特に重大な欠陥」であ
る。欠損系差分パターンＤ３は、サイズが小さく、周囲
に異常が発生していないため、「無視できる欠陥」であ
る。残銅系差分パターンＤ４は、サイズが小さいが、周
囲に幅異常が発生しているため、「重大な欠陥」であ
る。残銅系／欠損系差分パターンＤ６は、サイズが中位
であり、それ自身に幅異常が発生しているため、「重大
な欠陥」である。残銅系差分パターンＤ７は、サイズが
中位であり、周囲に異常が発生していないため、「普通
の欠陥」である。欠損系差分パターンＤ８は、サイズが
中位であり、周囲に幅異常が発生しているため、「重大
な欠陥」である。残銅系差分パターンＤ９は、サイズが
中位であり、周囲に異常が発生していないため、「普通
の欠陥」である。なお、銅箔パターンＤ５は、それ自身
に幅異常が発生しているが、差分パターンではなく周囲
にも差分パターンが存在しないため、正常なパターンで
ある。

【００３７】［実施例の具体的内容］図２は、本発明の
一実施例である回路パターン検査装置の全体構成を示す
ブロック図である。この回路パターン検査装置は、プリ
ント基板に形成された回路パターンの検査に使用される
ものであり、ステージ駆動系５２、ステージ５３、読取
装置５５、及びＡ／Ｄ変換器５６から成る画像入力部
と、２値化回路５８ａ、５８ｂ、及びパターン検査回路
３０から成る検査部と、ＣＰＵ６０、ＣＲＴ６２、キー
ボード６４、及び制御系６６から成る制御部とを備えて
いる。

【００３８】本回路パターン検査装置では、検査対象と
なるプリント基板５４がステージ５３の上に載置され
る。ステージ駆動系５２は、制御系６６からの信号に基
づき、ステージ５３を副走査方向Ｙに水平に移動させ
る。読取装置５５は、ステージ５３の上方に設けられて
おり、ＬＥＤ等の光源とＣＣＤ等の受光素子とによって
構成されている。この読取装置５５は、プリント基板５
４が副走査方向Ｙに移動する間に、そのプリント基板５
４のパターンを主走査方向Ｘに画素毎に読み取り、読み
取ったパターンをアナログ信号として出力する。このア
ナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器５６でデジタル信号ＳAに
変換され、その後、２値化回路５８ａ、５８ｂに送られ
る。

【００３９】プリント基板５４のパターンの読み取りに
おいて読取装置５５は、プリント基板５４に光を照射
し、プリント基板５４からの反射光をＣＣＤ等で受光す
る。プリント基板５４には、下地となるベース、ライ
ン、スルーホール及びその周囲のランド等が存在する。
このうちベースにおいては反射光が比較的少なく、ライ
ン及びランドにおいては、銅等の金属によって形成され
ているため反射光が多く、スルーホールにおいては反射
光がほとんどない。そこで２値化回路５８ａは、比較的
高い閾値ＴＨ１に基づいてデジタル信号ＳAを２値化す
ることにより、ライン及びランド等の回路パターンにお
いて'１'となり、その他の部分において'０'となる２値
の画像信号ＰＩＳを出力する。一方、２値化回路５８ｂ
は、比較的低い閾値ＴＨ２に基づいてデジタル信号ＳA
を２値化することにより、スルーホールにおいてのみ'
１'となり、その他の部分において'０'となる２値の画
像信号ＨＩＳを出力する。したがって、画像信号ＰＩＳ
はライン及びランド等の回路パターンを表わし、画像信
号ＨＩＳはスルーホールを表わす。これらの画像信号Ｐ
ＩＳ、ＨＩＳは、共にパターン検査回路３０に入力され
る。

【００４０】パターン検査回路３０は、上記画像信号Ｐ
ＩＳ及びＨＩＳを用いて、検査対象であるプリント基板
５４のパターンを読み取って得られる２値の対象画像
を、欠陥のないプリント基板５４のパターンを示す２値
の参照画像と比較して、両者の差異を示す差分パターン
の画像（以下「差分画像」という）を得ると共に、その
対象画像と参照画像における回路パターンに幅や間隙の
異常がないか否かを調べ、これに基づき、各差分パター
ンを欠陥としての重要度に応じて分類する。このように
して検出され分類された欠陥は、検査結果としてＣＰＵ
６０に送られる。

【００４１】ＣＰＵ６０は、マイクロプロセッサ（ＭＰ
Ｕ）、入出力インタフェース、メモリ等から構成され、
制御系６６を介して装置全体を制御する。すなわち制御
系６６は、パターン検査回路３０において検出された欠
陥の位置を特定するためのＸ−Ｙアドレスを生成すると
共に、このＸ−Ｙアドレスをステージ駆動系５２にも与
えてステージ５３の移動を制御する。また、２値化回路
５８ａ、５８ｂにおける前記閾値ＴＨ１、ＴＨ２を制御
する。ＣＰＵ６０は、このような制御系６６を介しての
制御の他、パターン検査回路３０から検査結果のデータ
を受け取って、ＣＲＴ６２に検査結果を表示させる。な
おキーボード６４は、ＣＰＵ６０に対して種々の命令を
入力するために用いられる。

【００４２】図１は、パターン検査回路３０の内部構成
を示す回路図である。以下、この図を参照しつつ、パタ
ーン検査回路３０の構成及び動作について説明する。パ
ターン検査回路３０は、撮像・２値化部１２と、画像メ
モリ１４と、欠損／残銅分離部１６と、測長部２０ａ〜
２０ｆと、量子化誤差除去部２２ａ〜２２ｆと、２値化
部２４ａ〜２４ｆと、拡大部２６ｃ〜２６ｆと、ＡＮＤ
ゲート３２ａ、３２ｂ、３２ｅ、３２ｆと、サイズ評価
部３４ｅ、３４ｆと、ヘアラインショート、ひび割れ、
欠損欠陥、残銅欠陥、及び巨大欠陥の各欠陥の検出部４
１〜４５と、判定テーブル４６ａ、４６ｂ等、から構成
される。このうち撮像・２値化部１２は、図２における
画像入力部と２値化回路５８ａ、５８ｂとを合わせた部
分に対応するものであり、検査対象物であるプリント基
板５４のパターンを読み取ってそのパターンを表わす２
値画像信号である対象画像信号Ｏｂｊを生成する。この
対象画像信号Ｏｂｊは、図２における前述の二つの画像
信号ＨＩＳとＰＩＳとを合成した信号であり、測長部２
０ａ及び欠損／残銅分離部１６へ入力されると共に、イ
ンバータ１８ｂで値を反転された後に測長部２０ｂに入
力される。一方、画像メモリ１４は、参照画像データが
格納されるメモリであってパターン検査回路３０内に設
けられている。この参照画像データは、スイッチＳＷ１
を閉じた状態で、欠陥のないプリント基板５４のパター
ンを読み取って得られる参照画像信号Ｒｅｆを画像メモ
リ１４に取り込むことにより、画像メモリ１４内に作成
される。また、プリント基板５４の設計データから参照
画像データを生成して画像メモリ１４に格納してもよ
い。プリント基板５４に形成された回路パターンを検査
する際には、スイッチＳＷ１は開かれた状態となり、画
像メモリ１４に格納された参照画像データが読み出さ
れ、参照画像信号Ｒｅｆとして出力される。この参照画
像信号Ｒｅｆは、測長部２０ｃ、欠損／残銅分離部１
６、及び量子化誤差除去部２２ｆに入力されると共に、
インバータ１８ｄで値を反転された後に測長部２０ｄ及
び量子化誤差除去部２２ｅに入力される。

【００４３】次に、上記構成のパターン検査回路３０の
動作について説明する。なお以下では、回路パターンを
形成する銅箔部分の画素の値を'１'、それ以外の間隙部
分の画素の値を'０'とし、白黒を反転させた画像では銅
箔部分の画素の値が'０'、それ以外の間隙部分の画素の
値が'１'となるものとする。

【００４４】図１２（ａ）は、対象画像における幅異常
情報を取得するための処理フローを示す図である。対象
画像に対し、測長部２０ａ、量子化誤差除去部２２ａ、
２値化部２４ａの各部により、測長、測長値（最小幅）
３以下の画素について周囲の情報の伝播、測長値（最小
幅）３以下の画素の抽出という各処理が順に行なわれ、
これと同時に、参照画像に対し、測長部２０ｃ、量子化
誤差除去部２２ｃ、２値化部２４ｃ、拡大部２６ｃの各
部により、測長、測長値３以下の画素について周囲の情
報の伝播、測長値３以下の画素の抽出、１画素拡大とい
う各処理が順に行なわれる。そして、これら並行する２
つの処理フローの処理結果に基づき、インバータ２８ｃ
及びＡＮＤゲート３２ａにより、対象画像における幅異
常のうち参照画像にも存在する幅異常が除去される。こ
れにより得られた情報は、対象画像における幅異常情報
として後述の欠陥の分類に利用される。

【００４５】図１２（ｂ）は、対象画像における間隙異
常情報を取得するための処理フローを示す図である。こ
の処理フローでは、対象画像の白黒を反転させた画像に
対して、測長部２０ｂ、量子化誤差除去部２２ｂ、２値
化部２４ｂの各部により、参照画像の白黒を反転させた
画像に対して、測長部２０ｄ、量子化誤差除去部２２
ｄ、２値化部２４ｄ、拡大部２６ｄの各部により、図１
２（ａ）と同様の処理がそれぞれ順に行なわれる。これ
により得られた情報は、対象画像における間隙異常情報
として後述の欠陥の分類に利用される。

【００４６】以下、上記の各処理の詳細について説明す
る。 （１）測長に関する処理 本実施例では、回路パターンの画素すなわち'１'の画素
が連続する数が３以下のとき線幅異常と判定する。これ
は、１画素が例えば16μｍに対応するとした場合、回路
パターンの幅の下限値が48μｍであることを意味す
る。'１'の画素が連続する数が３以下か否かを調べるた
めに、本実施例では、図４に示すように、上、下、左、
右、左上、左下、右上、右下の８方向に３画素分の長さ
の腕を持つ測長オペレータが用いられる。この測長オペ
レータは、図５に示すように、中心画素ＰＸｃが'１'の
ときに測長を行なう。すなわち、前記８方向に延びる各
腕において中心画素ＰＸｃを起点として'１'の画素（中
心画素ＰＸｃを除く）が連続する数を数え、互いに反対
の方向に延びる二つの腕におけるこの連続数の和に中心
画素ＰＸｃの１画素分を加算し、その加算値を測長値と
して出力する。ここで、測長オペレータの腕は８方向に
延びているが、測長値は互いに反対の方向に延びる二つ
の腕に対して一つ得られるため、１回の測長により４つ
の測長値が得られる。例えば、図５に示す位置に測長オ
ペレータがある場合、 上下方向の測長値として ３＋１＋１＝５ 右上・左下方向の測長値として １＋１＋１＝３ 左右方向の測長値として ３＋０＋１＝４ 左上・右下方向の測長値として ３＋０＋１＝４ が得られる。

【００４７】このようにして得られた４つの測長値のう
ち最小のものがパターン幅情報として使用される。具体
的には、測長中の画像を保持しているメモリプレーンと
重なったメモリプレーン（以下「幅情報用メモリプレー
ン」という）が各測長部２０ａ〜２０ｆに対応して設け
られており、図６に示すように、中心画素ＰＸｃに対応
するそのメモリプレーンのアドレスに４つの測長値のう
ちの最小値が書き込まれる。

【００４８】測長部２０ａは、対象画像信号Ｏｂｊを用
いて対象画像の銅箔部分に対して上記の測長オペレータ
による測長を行ない、各画素位置における最小値を示す
測長値を幅情報用メモリプレーンに記録していく。これ
により、例えば図７（ａ）に示すような測長値がパター
ン幅情報として幅情報用メモリプレーンに保持される。
ただし、この図において、斜線が付されていない画素が
回路パターンを形成する値'１'の画素であり、斜線が付
された部分が回路パターン以外の領域（間隙領域）を示
している。

【００４９】上記測長動作と同時に測長部２０ｂは、対
象画像信号Ｏｂｊの値を反転させた信号を用いて、対象
画像の白黒を反転させた画像、すなわち間隙部分に対し
て同様に測長を行ない、各画素位置における最小値を示
す測長値を幅情報用メモリプレーンに記録していく。こ
れにより、例えば図７（ｂ）に示すような間隙幅情報が
幅情報用メモリプレーンに保持される。ただし、図７
（ｂ）の画像は図７（ａ）の画像の白黒を反転させた画
像であり、図７（ｂ）において、斜線が付されていない
画素が回路パターン以外の部分を形成する値'１'の画素
であり、斜線が付された部分が回路パターンの領域を示
している。

【００５０】さらに、測長部２０ｃは参照画像信号Ｒｅ
ｆを用いて、測長部２０ｄは参照画像信号Ｒｅｆの値を
反転させた信号を用いて、それぞれ上記と同様に測長を
行なう。これにより、参照画像の銅箔部分に対して、各
画素位置における最小値を示す測長値と、参照画像の間
隙部分に対して、各画素位置における最小値を示す測長
値とが幅情報用メモリプレーンに記録される。前者は参
照画像のパターン幅情報として、後者は参照画像の間隙
幅情報として、後で使用される。

【００５１】なお、後述のように、測長部２０ｅは欠損
系差分パターンの画像信号を用いて、測長部２０ｆは残
銅系差分パターンの画像信号を用いて、それぞれ上記と
同様に測長を行なう。これらの測長結果は、差分パター
ンの量子化誤差除去のために利用される。

【００５２】以下では、測長部２０ａ〜２０ｆにより、
中心画素に対応する、幅情報用メモリプレーンのアドレ
スに書き込まれた最小の測長値を、その中心画素の「測
長値」と呼ぶこととする。

【００５３】（２）量子化誤差除去に関する処理 検査対象物であるプリント基板５４のパターンを画素毎
に読み取る際にサンプリング位置のズレやサンプリング
方向と配線方向とのズレ等が生じ、これに起因する量子
化誤差により対象画像のパターンのエッジに凹凸が生じ
ることがある。このような対象画像に対して上記測長が
行なわれると、その凹凸部分で幅異常（パターン幅の不
足又はパターン間隙の不足）が発生していると誤認され
る。例えば、前述の図７（ａ）に示したパターンは、読
み取りの際に量子化誤差があると図８（ａ）に示すよう
になり、パターンのエッジに生じた凹凸の近傍の画素の
測長値が３以下となる。すなわち、凹凸の近傍の画素の
位置に幅異常が発生する（図８において幅異常が発生し
ている画素には×印が付されている）。また、前述の図
７（ｂ）に示したパターンは、読み取りの際に量子化誤
差があると図８（ｂ）に示すようになり、パターンのエ
ッジ部に生じた凹凸の近傍の画素の測長値が３以下とな
り、同様に、凹凸の近傍の画素に幅異常が発生する。た
だし、図８（ｂ）のパターンは対象画像の白黒を反転さ
せたパターンであるため、この場合の幅異常はパターン
間隙が不足していることを意味する。

【００５４】本実施例では、このような量子化誤差によ
って発生する幅異常を除去するために、幅異常を示す画
素のみについて、次の処理を行なう。すなわち、注目画
素とその８近傍の画素との測長値のうちの最大値を探
し、この最大値を注目画素の測長値とする。ただし、測
長値がない画素については、その測長値を'０'として上
記処理を行なう。例えば図９（ｂ）において、画素Ｂの
測長値は異常値'１'であるが、この画素Ｂは正常値'４'
を測長値とする画素に隣接しており、この'４'が画素Ｂ
の８近傍の画素の測長値の最大値であるため、画素Ｂの
測長値は'１'から'４'に置き換えられる（図９（ｄ）参
照）。同様に図９（ｃ）における画素Ｃの測長値は異常
値'１'から正常値'４'に置き換えられる（図９（ｄ）参
照）。一方、図９（ａ）において、画素Ａの８近傍の画
素の測長値は'０'又は'１'であるため、画素Ａの測長値
は異常値'１'のまま保持される（図９（ｄ）参照）。

【００５５】通常、小さい孤立残銅や、ピンホール、ヘ
アラインショート、ひび割れ等の欠陥は、大きい連続領
域（いわゆるベタ部分）に隣接しないため、このような
量子化誤差による幅異常の発生を抑制するための処理を
行なっても、それらの欠陥を構成する画素の測長値は変
化しない。したがって、上記処理により、本来的な欠陥
によって発生する幅異常と量子化誤差によって発生する
幅異常とを分離することができる。例えば前述の図８
（ａ）に示した銅箔部分の画像を構成する画素の測長値
（パターン幅情報を示す測長値）は、上記処理により、
図１０（ａ）に示すようになり、量子化誤差によって発
生したと考えられる幅異常すなわちパターンのエッジ部
の凹凸近傍の幅異常がほぼ除去される（図１０において
なお幅異常が発生している画素には×印が付されてい
る）。また、図８（ｂ）に示した回路パターン以外の間
隙部分の画像を構成する画素の測長値（間隙幅情報を示
す測長値）は、上記処理により、図１０（ｂ）に示すよ
うになり、量子化誤差によって発生したと考えられる幅
異常（パターン間隙不足の異常）が除去される。

【００５６】量子化誤差除去部２２ａは、測長部２０ａ
によって測長された対象画像に対して上記処理を行なう
ことにより、対象画像において量子化誤差によって発生
した幅異常を除去している。同様にして、量子化誤差除
去部２２ｂは対象画像の白黒を反転させた画像において
量子化誤差によって発生した幅異常すなわち対象画像に
おけるパターン間隙異常を、量子化誤差除去部２２ｃは
参照画像において量子化誤差によって発生した幅異常
を、量子化誤差除去部２２ｄは参照画像の白黒を反転さ
せた画像において量子化誤差によって発生した幅異常す
なわち参照画像におけるパターン間隙異常を、それぞれ
除去している。

【００５７】なお、後述のように、量子化誤差除去部２
２ｅは欠損系差分画像において量子化誤差によって発生
した幅異常を、量子化誤差除去部２２ｆは残銅系差分画
像において量子化誤差によって発生した幅異常を、それ
ぞれ除去している。

【００５８】既述のように本実施例では、測長値が３以
下の画素には幅異常が発生していると判定される。した
がって、各量子化誤差除去部２２ａ〜２２ｆによる処理
後に、各幅情報用メモリプレーンに保持された測長値す
なわち各画像についての幅情報に対して、閾値を３とす
る２値化処理が必要となる。そこで本実施例では、２値
化部２４ａが対象画像のパターン幅情報に対して、２値
化部２４ｂが対象画像の間隙幅情報に対して、２値化部
２４ｃが参照画像のパターン幅情報に対して、２値化部
２４ｄが参照画像の間隙幅情報に対して、それぞれ２値
化処理を行なう。これらの２値化処理により、測長値が
３以下の画素すなわち幅異常が発生している部分が抽出
される。

【００５９】なお、後述のように、２値化部２４ｅは、
欠損系差分パターンから量子化誤差を除去する際に必要
なマスクを作成するために、量子化誤差除去部２２ｅに
よる処理後の欠損系差分パターンの幅情報に対して２値
化処理を行なう。同様の目的で２値化部２４ｆは、量子
化誤差除去部２２ｆによる処理後の残銅系差分パターン
の幅情報に対して２値化処理を行なう。

【００６０】（３）幅異常情報の取得 上記処理により対象画像における幅異常情報のみなら
ず、参照画像における幅異常情報も得られるが、後者
は、回路パターンの設計において故意に発生させたもの
と考えられる。したがって、対象画像において発生して
いる幅異常のうち参照画像においても同じ位置に発生し
ているものは、除去するのが好ましい。そこで本実施例
では、ＡＮＤゲート３２ａにより、対象画像における幅
異常の有無を示す信号と参照画像における幅異常の有無
を示す信号の反転信号との論理積がとられ、その論理積
の信号が幅異常信号Ｓwとして生成される。ただし、参
照画像における幅異常を示す信号に対しては、ＡＮＤゲ
ート３２ａに入力される前に、拡大部２６ｃによる１画
素拡大処理が行なわれる。ここで１画素拡大処理とは、
参照画像において幅異常が発生している各部分の周囲を
１画素分だけ太らせる処理をいい、この処理により、対
象画像と参照画像とに多少の位置ズレ等があっても、回
路パターンの設計において故意に発生させた幅異常が確
実に除去される。

【００６１】対象画像の白黒を反転させた画像について
は、ＡＮＤゲート３２ｂにより、その幅異常の有無を示
す信号と参照画像の白黒を反転させた画像における幅異
常の有無を示す信号の反転信号との論理積がとられ、間
隙異常信号Ｓsが生成される。この場合も、参照画像の
白黒を反転させた画像における幅異常を示す信号に対し
ては、ＡＮＤゲート３２ｂに入力される前に、拡大部２
６ｄによる１画素拡大処理が行なわれる。

【００６２】（４）欠陥の抽出及びそのサイズ情報の取
得 図１３は、欠陥の抽出及びそのサイズ情報を取得するた
めの処理フローを示す。欠陥の抽出及びそのサイズ情報
を取得するには、まず、対象画像及び参照画像に対し、
欠損／残銅分離部１６により、排他的論理和及び論理積
の処理が行なわれ、欠損系差分パターンと残銅系差分パ
ターンが生成される。欠損系差分パターンに対しては、
測長部２０ｅによる測長の後、参照画像の白黒を反転さ
せた画像を用いて、量子化誤差除去部２２ｅにより、画
像部分を構成する'１'の画素（参照画像において間隙パ
ターンを構成する画素）の測長値（幅）を８とし、２値
化部２４ｅにより測長値（幅）が７以下の部分を抽出
し、拡大部２６ｅにより１画素拡大処理を行なう。そし
てＡＮＤゲート３２ｅにより、拡大処理後の画像と欠損
系差分パターンの画像との論理積をとることにより、欠
損系欠陥を求める。また、サイズ評価部３４ｅにより、
欠損系差分パターンについての幅情報から欠損系欠陥の
サイズ情報が得られる。残銅系差分パターンに対して
も、参照画像を用い、測長部２０ｆ、量子化誤差除去部
２２ｆ、２値化部２４ｆ、拡大部２６ｆ、ＡＮＤゲート
３２ｆ、サイズ評価部３４ｆの各部により、同様の処理
がそれぞれ行なわれる。これにより、残銅系欠陥ととも
に残銅系欠陥のサイズ情報が得られる。

【００６３】以下、上記処理の詳細を図１を参照しつつ
説明する。欠損／残銅分離部１６は、対象画像信号Ｏｂ
ｊと参照画像信号Ｒｅｆとの排他的論理和の信号を生成
し、その排他的論理和の信号と対象画像信号Ｏｂｊとの
論理積をとることにより、残銅系差分パターンの画像信
号を得る。また、その排他的論理和の信号と参照画像信
号Ｒｅｆとの論理積をとることにより、欠損系差分パタ
ーンの画像信号を得る。

【００６４】上記のようにして得られた欠損系差分パタ
ーン及び残銅系差分パターンは、そのままでは、量子化
誤差によって対象画像パターンと参照画像パターンとの
間に生じた差異も含んでいるため、パターンのエッジに
発生した幅異常を除去する前記方法を利用して、この誤
差による差異を除去する。

【００６５】まず、残銅系差分パターンにおける量子化
誤差による差異の除去について述べる。量子化誤差によ
る残銅系の差異は、必ず参照画像における値'１'のパタ
ーンすなわち銅箔パターンに隣接している。そこでま
ず、残銅系差分パターンの画像に対して測長部２０ｆに
よって前述の測長を行なう。これにより、測長部２０ｆ
に対応する幅情報用メモリプレーンに各画素の測長値が
書き込まれる。次に、この幅情報用メモリプレーンに参
照画像の銅箔パターンを構成する画素の測長値を追加す
る。ただし、追加する測長値は、図４に示す測長オペレ
ータでは有り得ない値（例えば８）とする。このような
処理により、残銅系差分画像及び参照画像の幅情報であ
る各画素の測長値は例えば図１１（ａ）に示すようにな
る。この幅情報に基づき、幅異常を示す画素すなわち測
長値が３以下の画素に対して「注目画素とその８近傍の
画素との測長値のうちの最大値を探し、この最大値を注
目画素の測長値とする」という既述の処理を行なうと、
図１１（ｂ）に示すようになる。２値化部２４ｆは、図
１１（ｂ）に示した幅情報に対して適切な閾値（例えば
参照画像の測長値として追加した値８）により２値化処
理を行なうことにより、図４の測長オペレータでは有り
得ない測長値を消去し、その後、測長値が記録されてい
る画素の値を'１'、それ以外の画素の値を'０'とするマ
スク、例えば図１１（ｃ）に示すマスクＭ１（実線で囲
まれた斜線領域のマスク）を作成する。このマスクＭ１
と残銅系差分画像との論理積をとることにより、量子化
誤差が除去された残銅系欠陥の画像が得られる。このと
き１画素拡大処理によりマスクＭ１の周囲を１画素分だ
け太らせるとマスクＭ２（点線で囲まれた斜線領域のマ
スク）が得られ、マスクＭ１の代わりにこのマスクＭ２
と残銅系差分画像との論理積をとると、図１１（ｄ）に
示すように、より人間の判断に近い残銅系欠陥Ｄｆ（実
線で囲まれた斜線領域と点線で囲まれた斜線領域とを合
わせた領域の欠陥）の画像が得られる。そこで本実施例
では、前記２値化処理の後に拡大部２６ｆによって１画
素拡大処理をした画像信号と残銅系差分画像信号とがＡ
ＮＤゲート３２ｆに入力され、これらの論理積の信号が
残銅系欠陥の有無を示す残銅欠陥信号Ｓd2として生成さ
れる。なお、一旦排除された量子化誤差が１画素拡大処
理によって拾われる可能性もあるが、仮に量子化誤差が
拾われたとしても悪影響はなく、１画素拡大処理は差分
パターン周囲の欠陥部分を復元できるという点で有用で
ある。

【００６６】サイズ評価部３４ｆは、残銅系欠陥の面積
を示す指標を求める。このために、まず、残銅系差分画
像に対する測長部２０ｆによる測長結果から、上記のよ
うにして得られた残銅系欠陥（図１１（ｄ））に対応す
る測長値を抽出することにより、残銅系欠陥の最小幅情
報を取得する。これとともに、対象画像に対して測長を
行ない、各画素位置における測長値の最大値を測長結果
として所定のメモリプレーンに書き込んでおき、この測
長結果から、上記のようにして得られた残銅系欠陥（図
１１（ｄ））に対応する測長値を抽出することにより、
残銅系欠陥の最大幅情報を取得する。以上により得られ
た最小／最大幅情報（以下「残銅系欠陥サイズ情報」と
いう）は、残銅欠陥サイズ信号Ｓz2としてサイズ評価部
３４ｆから出力され、残銅系欠陥の面積を示す指標とし
て用いられる。

【００６７】欠損系差分画像についても、測長部２０
ｅ、量子化誤差除去部２２ｅ、２値化部２４ｅ、拡大部
２６ｅ、ＡＮＤゲート３２ｅ、及びサイズ評価部３４ｅ
により、上記の各処理が行なわれ、欠損系欠陥の有無を
示す欠損欠陥信号Ｓd1及び欠損系欠陥の最小／最大幅情
報（以下「欠損系欠陥サイズ情報」という）を示す欠損
欠陥サイズ信号Ｓz1が得られる。ただし、量子化誤差に
よる欠損系の差異は、参照画像の白黒を反転させた画像
における値'１'のパターンすなわち間隙部のパターンに
隣接している。したがって、量子化誤差除去部２２ｅ
は、測長部２０ｅによって測長値が書き込まれた情報用
メモリプレーンに図４に示した測長オペレータでは有り
得ない値が、参照画像の間隙パターンを構成する画素の
測長値として追加される。また、欠損系欠陥の最大幅情
報は、参照画像を白黒反転させた画像における値'１'の
パターンの最大幅すなわち参照画像におけるパターン間
隙の最大値を示す各画素の測長値から、欠損系欠陥に対
応する測長値を抽出することにより得られる。

【００６８】なお、欠陥の大きさを求めるために公知の
技術により欠陥の面積を計測してもよいが、本実施例で
は、面積を計測する代わりに、上述のように、図４に示
した測長オペレータによって得られる４つの測長値のう
ち最大のものと最小のものを欠陥の大きさを示す指標と
して使用する。また、最小の測長値と最大の測長値との
積を指標とする等により、指標としての精度を向上させ
ることも考えられる。このように面積を計測する代わり
に測長オペレータにより欠陥の大きさを示す指標を得る
と、装置の構成が簡素化されるという利点がある。

【００６９】（５）欠陥の分類 以上の処理により、幅異常信号Ｓw、間隙異常信号Ｓs、
欠損欠陥信号Ｓd1、残銅欠陥信号Ｓd2、欠損欠陥サイズ
信号Ｓz1、及び残銅欠陥サイズ信号Ｓz2が生成され、こ
れらの信号から以下の情報が得られる。 対象画像におけるパターン幅異常箇所 対象画像におけるパターン間隙異常箇所 欠損系欠陥の有無 欠損系欠陥サイズ情報（最小幅） 欠損系欠陥サイズ情報（最大幅） 残銅系欠陥の有無 残銅系欠陥サイズ情報（最小幅） 残銅系欠陥サイズ情報（最大幅）

【００７０】既に基本的な考え方として説明した欠陥の
分類のための判定基準に基づき、本実施例では、以下の
ように欠陥を分類する。 ［１］周囲に異常を起こさない欠陥 周囲に異常を起こさない欠陥は次の条件により抽出され
る。 （ａ）欠損系欠陥の場合は、対象画像におけるパターン
幅異常が周囲に検出されていない場所に差分があること （ｂ）残銅系欠陥の場合は、対象画像におけるパターン
間隙異常が周囲に検出されていない場所に差分があるこ
と 上記条件により抽出された欠陥を、欠陥の大きさにより
更に以下の３種類に分類する。 ｉ）小さい欠陥：最大幅が所定値（例えば６）以下のも
の ii）中位の欠陥：最小幅が所定値（例えば３）以下のも
の iii)大きい欠陥：最小幅が所定値（例えば４）以上のも
の

【００７１】［２］周囲に異常を起こす欠陥 周囲に異常を起こす欠陥は次の条件により抽出される。 （ａ）欠損系欠陥の場合は、対象画像におけるパターン
幅異常が周囲に検出されている場所に差分があること （ｂ）残銅系欠陥の場合は、対象画像におけるパターン
間隙異常が周囲に検出されている場所に差分があること 上記条件により抽出された欠陥を、欠陥の大きさによら
ず上位ランクに分類する。

【００７２】［３］自分自身に異常がある欠陥 「ヘアラインショート」や「ひび割れ」のように自分自
身に異常がある欠陥は次の条件により抽出される。 （ａ）欠損系欠陥の場合は、対象画像におけるパターン
幅異常が検出されている場所に差分があること （ｂ）残銅系欠陥の場合は、対象画像におけるパターン
間隙異常が検出されている場所に差分があること 上記条件により抽出された欠陥を、欠陥の大きさによら
ず上位ランクに分類する。

【００７３】［４］巨大な欠陥 巨大な欠陥は次の条件により抽出される。 （ａ）差分の最小幅が計測できる最大値（本実施例では
７）であること 上記条件により抽出された欠陥を、周囲に異常を起こす
か否かによらず、上位ランクに分類する。

【００７４】上記の分類方法により、例えば図１４に示
すように、欠損系欠陥及び残銅系欠陥をそれぞれ６種類
に分類することができる。図１における、ヘアラインシ
ョート検出部４１、ひび割れ検出部４２、欠損欠陥検出
部４３、残銅欠陥検出部４４、及び巨大欠陥検出部４５
は、前記〜の情報を用い、図１５及び図１６に示す
処理フローにより、図１４に示した６種類に欠陥を分類
する。

【００７５】すなわち、欠損系欠陥に対しては、ひび割
れ検出部４２、欠損欠陥検出部４３、及び巨大欠陥検出
部４５により図１５に示す処理が行なわれ、欠陥が分類
される。以下、この図１５の処理について説明する。

【００７６】巨大欠陥検出部４５は、サイズ評価部３４
ｅから出力される欠損系欠陥サイズ情報に基づき、最小
幅が７の欠損系欠陥を検出する。ここで、本実施例の測
長オペレータ（図４参照）から測長値として出力される
ものの最大値は７であるため、「最小幅が７」の欠陥と
は、実際の最小幅が７以上の巨大な欠陥であることを意
味する。したがって巨大欠陥検出部４５は、「最小幅が
７」の欠損系欠陥が検出される毎に、巨大欠陥に対応す
る欠陥種別６（図１４参照）を示す信号を出力する。

【００７７】欠損欠陥検出部４３は、欠損系欠陥サイズ
情報に基づき、最大幅が６以下の欠損系欠陥が検出され
る毎に小さい欠陥に対応する欠陥種別１を示す信号を、
最小幅が３以下の欠陥系欠陥が検出される毎に中位の欠
陥に対応する欠陥種別２を示す信号を、最小幅が４以上
の欠陥系欠陥が検出される毎に大きい欠陥に対応する欠
陥種別３を示す信号を、それぞれ出力する。また、欠損
欠陥検出部４３は、幅異常信号Ｓwを入力し、この信号
と欠陥種別１〜３を示す信号とに基づき、周囲にパター
ン幅異常を起こす欠損系欠陥が検出される毎に、欠陥種
別４を示す信号を出力する。

【００７８】ひび割れ検出部４２は、間隙異常信号Ｓs
を入力し、この信号と欠損欠陥信号Ｓd1とに基づき、自
分自身にパターン間隙異常がある欠損系欠陥が検出され
る毎に、ひび割れ又はその疑いのある欠陥に対応する欠
陥種別５を示す信号を出力する。

【００７９】欠損系欠陥の種別を示す上記信号は、判定
テーブル４６ａを経てＯＲゲート４８に送られるが、上
記信号は同時に２以上出力されることがある。そこで判
定テーブル４６ａは、欠損系欠陥の種別を示す信号が同
時に２以上出力されている場合には、その中で最もラン
クの高い種別（最も種別番号の大きいもの）の信号を選
択する。

【００８０】一方、残銅系欠陥に対しては、ヘアライン
ショート検出部４１、残銅欠陥検出部４４、及び巨大欠
陥検出部４５により図１６に示す処理が行なわれ、欠陥
が分類される。以下、この図１６の処理について説明す
る。

【００８１】前記図１５の処理と同様、残銅系欠陥サイ
ズ情報に基づき、巨大欠陥検出部４５は、「最小幅が
７」の残銅系欠陥が検出される毎に、巨大欠陥に対応す
る欠陥種別６（図１４参照）を示す信号を出力する。

【００８２】残銅欠陥検出部４４は、残銅系欠陥サイズ
情報に基づき、最大幅が６以下の残銅系欠陥が検出され
る毎に小さい欠陥に対応する欠陥種別１を示す信号を、
最小幅が３以下の残銅系欠陥が検出される毎に中位の欠
陥に対応する欠陥種別２を示す信号を、最小幅が４以上
の残銅系欠陥が検出される毎に大きい欠陥に対応する欠
陥種別３を示す信号を、それぞれ出力する。また、残銅
欠陥検出部４４は、間隙異常信号Ｓsを入力し、この信
号と欠陥種別１〜３を示す信号とに基づき、周囲にパタ
ーン間隙異常を起こす残銅系欠陥が検出される毎に、欠
陥種別４を示す信号を出力する。

【００８３】ヘアラインショート検出部４１は、幅異常
信号Ｓwを入力し、この信号と残銅欠陥信号Ｓd2とに基
づき、自分自身にパターン幅異常がある残銅系欠陥が検
出される毎に、ヘアラインショート又はその疑いのある
欠陥に対応する欠陥種別５を示す信号を出力する。

【００８４】残銅系欠陥の種別を示す上記信号は、判定
テーブル４６ｂを経てＯＲゲート４８に送られるが、こ
れらの信号も同時に２以上出力されることがある。そこ
で判定テーブル４６ｂは、残銅系欠陥の種別を示す信号
が同時に２以上出力されている場合には、その中で最も
ランクの高い種別の信号を選択する。

【００８５】ＯＲゲート４８は、判定テーブル４６ａか
ら欠損系欠陥の種別を示す信号が入力されるか、又は、
判定テーブル４６ｂから残銅系欠陥の種別を示す信号が
入力されると、その入力された信号を、欠陥の有無と共
に欠陥の種別を示す欠陥信号Ｓdとして出力する。

【００８６】以上からわかるように本実施例によれば、
幅異常情報に基づいて欠陥信号Ｓdが出力されるため、
欠陥が検出されると、その欠陥は「電気的有害さ」を考
慮して分類され報告される。また、巨大な欠陥は欠陥種
別６という高いランクに分類される。したがって、検査
対象のプリント基板が正常に機能するか否か、及び目立
つような巨大な欠陥が存在するか否かという観点、すな
わち検査対象の商品価値を低下させるか否かという観点
から欠陥が分類されて報告されることになる。この結
果、プリント基板の製造工程において、商品価値を低下
させない欠陥の報告によって生じる不要な確認作業や修
正作業が防止され、プリント基板の生産性が向上する。
また、本実施例によると、回路パターンの設計において
故意に発生させたと考えられる幅異常の情報や量子化誤
差による誤った幅異常の情報が除去されると共に、量子
化誤差によって対象画像パターンと参照画像パターンと
の間に生じた差異（パターンエッジにおける凹凸部分）
も除去されるため、欠陥検出の精度も高くなる。このこ
とも、プリント基板の生産性の向上に寄与する。

【００８７】なお、本実施例においては、欠陥種別１乃
至６に分類される欠陥全てを報告する構成としたが、予
め指定された欠陥種別、例えば欠陥種別２乃至６につい
てのみ報告する構成としてもよい。

【００８８】

【発明の効果】第１の回路パターン検査装置によれば、
被検査画像における回路パターンの幅及び間隙が所定の
許容範囲内にあるか否か（幅異常又は間隙異常の有無）
に応じて被検査画像と参照画像との差異部分の欠陥とし
ての重要度が判定されるため、回路基板の機能に影響す
るか否かという観点から欠陥を分類して報告することが
できる。この報告の利用により、回路基板の製造工程に
おいて、不要な確認作業や修正作業が削減され、生産性
が向上する。

【００８９】第２の回路パターン検査装置によれば、被
検査画像における幅異常を画素数という絶対的基準に基
づいて判定するので、パターンの幅や間隙幅の広狭に関
係なく、小規模な回路構成によって第１異常検出手段を
実現することができる。

【００９０】第３の回路パターン検査装置によれば、被
検査画像における幅異常や間隙異常のうち量子化誤差に
よって生じた第１異常情報が削除されるため、欠陥の重
要度の判定精度を向上させることができる。

【００９１】第４の回路パターン検査装置によれば、差
分パターンのうち欠損系は第１差異検出手段により、残
銅系は第２差異検出手段により、それぞれ別個に検出さ
れるため、欠陥を欠損系と残銅系とに区別して報告する
ことができる。この報告の利用により、回路基板の製造
工程における確認作業や修正作業が容易となる。

【００９２】第５の回路パターン検査装置によれば、被
検査画像と参照画像との差異部分のうち量子化誤差によ
って生じた部分がその差異部分から除去されるため、欠
陥の検出精度を向上させることができる。

【００９３】第６の回路パターン検査装置によれば、参
照画像に発生している第２異常情報に対応する第１異常
情報が無効にされるため、設計された回路パターン自体
に存在する幅異常や間隙異常の部分が誤って欠陥として
報告されるのを防止することができる。

【００９４】第７の回路パターン検査装置によれば、参
照画像における幅異常を画素数という絶対的基準に基づ
いて判定するので、パターンの幅や間隙幅の広狭に関係
なく、小規模な回路構成によって第２異常検出手段を実
現することができる。

【００９５】第８の回路パターン検査装置によれば、量
子化誤差によって生じる参照画像における幅異常や間隙
異常を示す第２異常情報が削除されるため、欠陥のない
検査対象物のパターンを読み取ることによって得られる
参照画像を用いて回路パターンの検査をする場合に、欠
陥の重要度の判定精度を向上させることができる。

【００９６】第９の回路パターン検査装置によれば、回
路パターンの幅異常や間隙異常の有無のみならず、被検
査画像と参照画像との差異部分の大きさに基づいてその
差異部分の欠陥としての重要度が判定されるため、重要
度に応じてより細かい種別に欠陥を分類して報告するこ
とができる。

【００９７】第１０の回路パターン検査装置によれば、
所定の基準値以上の大きさの差異部分が特定の重要度に
判定されるため、回路基板としての商品価値を低下させ
るような目立つ欠陥が確認作業で見逃されるのを防止す
ることができる。

【００９８】第１１の回路パターン検査装置によれば、
内部に幅異常や間隙異常が発生している差異部分が特定
の重要度に判定されるため、回路基板としての機能に大
きな影響を与えるヘアラインショートやひび割れ等の欠
陥が確認作業で見逃されるのを防止することができる。

【００９９】第１２の回路パターン検査装置によれば、
所定の基準値未満の大きさの差異部分については、その
周囲における回路パターンの幅異常や間隙異常の有無及
びその差異部分の大きさに基づいて欠陥としての重要度
が判定されるため、回路基板としての機能への影響度と
いう観点から、欠陥をより細かい種別に分類して報告す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例である回路パターン検査装
置におけるパターン検査回路の内部構成を示す回路図。

【図２】 本発明の一実施例である回路パターン検査装
置の全体構成を示すブロック図。

【図３】 本発明の一実施例において分類された各種欠
陥の具体例を示す図。

【図４】 本発明の一実施例において使用される測長オ
ペレータを示す図。

【図５】 測長オペレータによる測長動作を示す図。

【図６】 測長オペレータによる測長動作を示す図。

【図７】 対象画像及びその白黒を反転させた画像に対
する測長結果としての幅情報を示す図。

【図８】 量子化誤差を含む対象画像及びその白黒を反
転させた画像に対する測長結果としての幅情報を示す
図。

【図９】 量子化誤差によって発生した幅異常を除去す
るための処理を示す図。

【図１０】 量子化誤差によって発生した幅異常を除去
するための処理を行なった後の、対象画像及びその白黒
を反転させた画像に対する幅情報を示す図。

【図１１】 差分画像に含まれる量子化誤差を除去する
ための処理を示す図。

【図１２】 対象画像について幅異常情報及び間隙異常
情報を取得するための処理フローを示す図。

【図１３】 欠陥の抽出及びそのサイズ情報を取得する
ための処理フローを示す図。

【図１４】 本発明の一実施例における欠陥の分類を示
す図。

【図１５】 欠損系欠陥を分類するための処理フローを
示す図。

【図１６】 残銅系欠陥を分類するための処理フローを
示す図。

【図１７】 従来の分類による各種欠陥の具体例を示す
図。

【図１８】 従来の回路パターン検査において誤って欠
陥として報告される例を示す図。

【符号の説明】

１６ …欠損／残銅分離部 ２０ａ〜２
０ｆ…測長部 ２２ａ〜２２ｆ…量子化誤差除去部 ２４ａ〜２
４ｆ…２値化部 ３４ｅ、３４ｆ…サイズ評価部 ４１ …ヘ
アラインショート検出部 ４２ …ひび割れ検出部 ４３ …欠
損欠陥検出部 ４４ …残銅欠陥検出部 ４５ …巨
大欠陥検出部 Ｏｂｊ…対象画像信号 Ｒｅｆ…参
照画像信号 Ｓd1 …欠損欠陥信号 Ｓd2 …残
銅欠陥信号 Ｓw …幅異常信号 Ｓs …間
隙異常信号 Ｓz1 …欠損欠陥サイズ信号 Ｓz2 …残
銅欠陥サイズ信号 Ｓd …欠陥信号

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｊ 7514−4Ｍ Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｑ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路パターンが形成された検査対象物の
   パターンを画素毎に読み取って得られる画像データに基
   づき、前記検査対象物に形成された回路パターンにおけ
   る欠陥を検出する回路パターン検査装置において、 ａ）前記画像データによって表わされる被検査画像を、
   欠陥のない前記検査対象物のパターンを示す参照画像と
   比較し、両画像の差異部分を検出する差異検出手段と、 ｂ）前記被検査画像における回路パターンの幅又は間隙
   が所定の許容範囲から外れている異常部分に対して第１
   異常情報を生成する第１異常検出手段と、 ｃ）第１異常情報に基づき、差異検出手段によって検出
   された各差異部分の欠陥としての重要度を判定する重要
   度判定手段と、 ｄ）前記差異部分を前記重要度と共に報告する報告手段
   と、を備えることを特徴とする回路パターン検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の回路パターン検査装置
   において、 第１異常検出手段は、中心から放射状に延びた複数の測
   長腕によって、その中心に位置する前記被検査画像の中
   心画素を含み、その中心画素と同じ画素が連続する画素
   数を測長腕毎に求め、求められた画素数のうち最小の画
   素数が所定の判定値以下の場合に第１異常情報を中心画
   素に対して付与する第１測長手段、を含む回路パターン
   検査装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の回路パターン検査装置
   において、 第１異常検出手段は、第１異常情報が一旦付与された被
   検査画像の画素のうち、第１異常情報を有しない画素に
   隣接するものの第１異常情報を削除する第１異常情報削
   除手段、を含む回路パターン検査装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか一つの請求項
   に記載の回路パターン検査装置において、 前記参照画像及び前記被検査画像は２値画像であり、 差異検出手段は、 ｉ）前記参照画像と前記被検査画像との排他的論理和を
   求め、更に該排他的論理和の画像と前記参照画像との論
   理積を求めることにより前記差異部分を検出する第１差
   異検出手段と、 ii）前記参照画像と前記被検査画像との排他的論理和を
   求め、更に該排他的論理和の画像と前記被検査画像との
   論理積を求めることにより前記差異部分を検出する第２
   差異検出手段と、を含む回路パターン検査装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の回路パターン検査装置
   において、 差異検出手段は、 ｉ）第１差異検出手段によって検出された前記差異部分
   を構成する画素のうち、前記参照画像における回路パタ
   ーン以外の部分に隣接する画素を前記差異部分から除去
   する第１誤差除去手段と、 ii）第２差異検出手段によって検出された前記差異部分
   を構成する画素のうち、前記参照画像における回路パタ
   ーンに隣接する画素を前記差異部分から除去する第２誤
   差除去手段と、を含む回路パターン検査装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか一つの請求項
   に記載の回路パターン検査装置において、 前記参照画像における回路パターンの幅又は間隙が所定
   の許容範囲から外れている異常部分に対して第２異常情
   報を生成する第２異常検出手段と、 第２異常情報が生成された場合には、該第２異常情報が
   生成された前記参照画像の異常部分に対応する前記被検
   査画像の異常部分に対して生成された第１異常情報を無
   効とする異常情報制限手段と、を更に備える回路パター
   ン検査装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の回路パターン検査装置
   において、 第２異常検出手段は、中心から放射状に延びた複数の測
   長腕によって、その中心に位置する前記参照画像の中心
   画素を含み、その中心画素と同じ画素が連続する画素数
   を測長腕毎に求め、求められた画素数のうち最小の画素
   数が所定の判定値以下の場合に第２異常情報を中心画素
   に対して付与する第２測長手段、を含む回路パターン検
   査装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の回路パターン検査装置
   において、 第２異常検出手段は、第２異常情報が一旦付与された参
   照画像の画素のうち、第２異常情報を有しない画素に隣
   接するものの第２異常情報を削除する第２異常情報削除
   手段、を含む回路パターン検査装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれか一つの請求項
   に記載の回路パターン検査装置において、 差異検出手段によって検出された各差異部分の大きさを
   測る計測手段を更に備え、 重要度判定手段は、第１異常情報及び前記差異部分の大
   きさに基づいて該差異部分の欠陥としての重要度を判定
   する、回路パターン検査装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の回路パターン検査装
    置において、 前記差異部分の大きさが所定の基準値以上か否かを判定
    する大きさ判定手段を更に備え、 重要度判定手段は、前記差異部分の大きさが大きさ判定
    手段によって前記基準値以上と判定されたときに該差異
    部分を特定の重要度の欠陥と判定する巨大欠陥判定手段
    を含む、回路パターン検査装置。
11. 【請求項１１】 請求項９に記載の回路パターン検査装
    置において、 前記差異部分の大きさが所定の基準値以上か否かを判定
    する大きさ判定手段を更に備え、 重要度判定手段は、前記差異部分の大きさが前記基準値
    未満と判定され、かつ、該差異部分の内部で第１異常情
    報が検出されたときに、該差異部分を特定の重要度に判
    定する細線欠陥判定手段を含む、回路パターン検査装
    置。
12. 【請求項１２】 請求項９に記載の回路パターン検査装
    置において、 前記差異部分の大きさが所定の基準値以上か否かを判定
    する大きさ判定手段を更に備え、 重要度判定手段は、前記差異部分の大きさが前記基準値
    未満と判定され、かつ、該差異部分の周囲で第１異常情
    報が検出されたときに、第１異常情報及び該差異部分の
    大きさに基づいて該差異部分の欠陥としての重要度を判
    定する、回路パターン検査装置。