JPH09311939A - パターンの検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 規格の中心値にかない、かつ修正が不要なマ
スタパターンを得る。 【解決手段】 ＣＡＤデータからマスタパターンを抽出
する（ステップ１０１、１０２）。ラインセンサカメラ
で撮像した被測定パターンとマスタパターンのＸ方向の
マーク間距離が一致するようにマスタパターンを拡大又
は縮小する（ステップ１０８）。被測定パターンとマス
タパターンのＹ方向のマーク間距離が一致するように、
カメラの取り込み速度を調整して被測定パターンを撮像
する（ステップ１１０）。この被測定パターンとマスタ
パターンの角度ずれがなくなるようにマスタパターンを
回転させる（ステップ１１１）。こうして、ＣＡＤデー
タから抽出したマスタパターンと撮像した被測定パター
ンを合わせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グリーンシートあ
るいはフィルムキャリア等に形成されたパターンを検査
する検査方法に係り、特に被測定パターンと比較するた
めの基準となるマスタパターンとしてＣＡＤデータを用
いる検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＩＣ、ＬＳＩの多ピン化要求
に適した実装技術として、ＰＧＡ（Pin Grid Array）が
知られている。ＰＧＡは、チップを付けるパッケージの
ベースとしてセラミック基板を用い、リード線の取り出
し位置まで配線を行っている。このセラミック基板を作
るために、アルミナ粉末を液状のバインダで練り合わせ
てシート状にしたグリーンシートと呼ばれるものが使用
され、このグリーンシート上に高融点の金属を含むペー
ストがスクリーン印刷される。そして、このようなシー
トを必要枚数積み重ねて焼成することにより、グリーン
シートを焼結させると共にペーストを金属化させる、い
わゆる同時焼成が行われる。

【０００３】また、その他の実装技術として、ＴＡＢ
（Tape Automated Bonding）が知られている。ＴＡＢ法
は、ポリイミド製のフィルムキャリア（ＴＡＢテープ）
上に形成された銅箔パターンをＩＣチップの電極に接合
して外部リードとする。銅箔パターンは、フィルムに銅
箔を接着剤で貼り付け、これをエッチングすることによ
って形成される。

【０００４】このようなグリーンシートあるいはフィル
ムキャリアでは、パターン形成後に顕微鏡を用いて人間
により目視でパターンの検査が行われる。ところが、微
細なパターンを目視で検査するには、熟練を要すると共
に、目を酷使するという問題点があった。そこで、目視
検査に代わるものとして、フィルムキャリア等に形成さ
れたパターンをＴＶカメラで撮像して自動的に検査する
技術が提案されている（例えば、特開平６−２７３１３
２号公報）。

【０００５】このようなパターン検査技術では、予め良
品と判定されているパターンをカメラによって撮像する
ことにより、被測定パターンと比較するための基準とな
るマスタパターンを作成する。ところが、マスタパター
ンを被測定パターンの良品から作成する場合、良品サン
プルを用意しなければならないが、選んだ良品サンプル
で全ての被測定パターンを代表するには無理がある。す
なわち、良品サンプルは、規格内ではあっても、規格の
中心には必ずしも合っていないからである。

【０００６】また、実物をカメラで撮像するため、カメ
ラや照明、あるいはその他の画像入力条件（例えばカメ
ラやパターンに付着したごみ）がマスタパターンに加味
され、画像分解能以上の精度を有するマスタパターンを
作成することができない。以上のようなことから、現物
からマスタパターンを作成する場合、撮像したパターン
を部分的に修正して最終的なマスタパターンを作成する
ことになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように良品サン
プルからマスタパターンを作成する従来の方法では、規
格の中心値にかなったマスタパターンを作成することが
できず、マスタパターンを部分的に修正しなければなら
ないという問題点があった。本発明は、上記課題を解決
するためになされたもので、規格の中心値にかない、か
つ修正が不要なマスタパターンを得ることができる検査
方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、被測定パター
ンの設計時のＣＡＤデータからパターンエッジを示すエ
ッジデータを抽出して、これを基準となるマスタパター
ンとし、ラインセンサカメラで撮像した被測定パターン
の画像と抽出したマスタパターンのそれぞれについて、
Ｘ方向に並んだ２つの位置決めマーク間の距離を求め、
求めたマーク間距離が一致するようにマスタパターンを
拡大又は縮小し、被測定パターンの画像と拡大／縮小補
正したマスタパターンのそれぞれについて、Ｙ方向に並
んだ２つの位置決めマーク間の距離を求め、求めたマー
ク間距離が一致するようにラインセンサカメラと被測定
パターンの相対速度を調整して、被測定パターンを再び
撮像し、撮像した被測定パターンの画像と拡大／縮小補
正したマスタパターンの角度ずれを求めて、この角度ず
れがなくなるようにマスタパターンを回転させ、回転補
正したマスタパターンと被測定パターンを比較して被測
定パターンを検査するようにしたものである。このよう
に、ＣＡＤデータから抽出したマスタパターンと撮像し
た被測定パターンのＸ方向のマーク間距離が一致するよ
うに、マスタパターンを拡大又は縮小し、Ｙ方向のマー
ク間距離が一致するようにラインセンサカメラと被測定
パターンの相対速度を調整して被測定パターンを再び撮
像し、この撮像した被測定パターンと拡大／縮小補正し
たマスタパターンの角度ずれがなくなるようにマスタパ
ターンを回転させることにより、ＣＡＤデータから抽出
したマスタパターンと撮像した被測定パターンを合わせ
ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
となる検査方法を示すフローチャート図、図２はこの検
査方法で用いるパターン検査装置の撮像系の外観図であ
る。図２において、１はグリーンシート、２はグリーン
シート１上に形成されたパターン、３はグリーンシート
１を載せるＸ−Ｙテーブル、４はグリーンシート１を撮
像するラインセンサカメラである。

【００１０】最初に、ＣＡＤ（Computer Aided Design
）システムによって作成され磁気ディスク等に書き込
まれたグリーンシートの設計値データ（以下、ＣＡＤデ
ータとする）を読み出す（ステップ１０１）。そして、
読み出したＣＡＤデータからパターンのエッジデータを
抽出し、これをマスタパターンとする（ステップ１０
２）。この抽出したマスタパターンのエッジデータは、
パターンエッジを示す直線の集合である。

【００１１】なお、上記ＣＡＤデータに基づいて、グリ
ーンシート１が作製されシート１上にパターン２がスク
リーン印刷されることは言うまでもない。次いで、グリ
ーンシート１をカメラ４によって撮像し、カメラ４から
出力された濃淡画像をディジタル化して、図示しない画
像メモリにいったん記憶させる（ステップ１０３）。カ
メラ４は、Ｘ方向に画素が配列されたラインセンサなの
で、Ｘ−Ｙテーブル３あるいはカメラ４をＹ方向に移動
させることにより（本実施の形態では、テーブル３がＹ
方向に移動する）、２次元の画像データが画像メモリに
記憶される。

【００１２】そして、画像メモリに記憶された多階調の
濃淡画像データを２値化し（ステップ１０４）、２値画
像中の連結した画素に同じラベル（名前）を与えるラベ
リング処理により、被測定パターンのエッジ座標を示す
エッジデータを抽出する（ステップ１０５）。図３はラ
ベリング処理を説明するための図である。ここでは、パ
ターンを白丸で表し、基材（グリーンシート）を黒丸で
表すことにする。

【００１３】例えば、図３に示すような２値画像からエ
ッジデータを抽出する場合、この２値画像をＴＶのラス
タ方向（図３では左→右）に順次走査して、まだ境界追
跡がなされていない境界点を見つけ、これを新しい追跡
開始点ｎ１とすると共に、そのＸ、Ｙ座標を記憶する。
そして、この追跡開始点ｎ１から例えば時計回りで連結
した境界点を探し、この境界点のＸ、Ｙ座標を記憶する
ことを追跡開始点ｎ１に戻るまで繰り返す。

【００１４】ｎ１、ｎ２、ｎ３・・・という境界点を抽
出し、１本のパターンの境界追跡が完了すると、再び境
界追跡がなされていない境界点を探し、次のパターンの
境界を追跡する。こうして、被測定パターンは次々とラ
ベリングされる。なお、本実施の形態では、上記ラスタ
方向に走査したとき、黒→白に立ち上がる場合は白の画
素を上記境界点とし、白→黒に立ち下がる場合は黒の画
素を境界点としている。

【００１５】次に、こうして抽出した被測定パターンＰ
１において、ＣＡＤデータ作成の際にあらかじめ設けら
れた位置決めマークａを図４（ａ）に示すように３箇所
以上指定し、先に抽出したマスタパターンＭ１におい
て、これらに該当する位置決めマークｂを図４（ｂ）の
ように指定する（ステップ１０６）。そして、被測定パ
ターンＰ１とマスタパターンＭ１の各々について、Ｘ方
向に並んだ２つの位置決めマーク間の距離ＤＸｐ、ＤＸ
ｍを求める（ステップ１０７）。

【００１６】位置決めマークは、被測定パターンのエッ
ジデータにおいてはそのエッジを示す点（エッジ座標）
の集合で表され、マスタパターンのエッジデータにおい
てはそのエッジを示す直線の集合で表されているが、マ
ーク間距離は、２つの位置決めマークの重心間の距離で
ある。

【００１７】続いて、求めたマーク間距離から拡大／縮
小率（ＤＸｐ／ＤＸｍ）を算出し、この拡大／縮小率に
よりマスタパターンのマーク間距離が被測定パターンの
マーク間距離と一致するように、マスタパターンＭ１を
拡大又は縮小する（ステップ１０８）。次いで、被測定
パターンＰ１と拡大／縮小補正したマスタパターンＭ２
のそれぞれについて、Ｙ方向に並んだ２つの位置決めマ
ーク間の距離ＤＹｐ、ＤＹｍを図４（ｃ）、（ｄ）のよ
うに求める（ステップ１０９）。

【００１８】そして、被測定パターンのマーク間距離が
マスタパターンのマーク間距離と一致するように、ライ
ンセンサカメラ４とグリーンシート１（Ｘ−Ｙテーブル
３）の相対速度を調整して、シート１を再度撮像する
（ステップ１１０）。Ｙ方向の画像分解能は、カメラ４
の画素の大きさと上記相対速度によって決定される。し
たがって、Ｘ−Ｙテーブル３あるいはラインセンサカメ
ラ４の移動速度を変えることにより、Ｙ方向の画像分解
能を調整し、マーク間距離を一致させることができる。

【００１９】撮像した濃淡画像からは上記と同様にして
被測定パターンのエッジデータが抽出される。次に、こ
うして抽出した被測定パターンＰ２の位置決めマーク位
置と拡大／縮小補正したマスタパターンＭ２の位置決め
マーク位置により、図４（ｅ）のようにパターンＰ２、
Ｍ２の角度ずれθを求め、この角度ずれがなくなるよう
にマスタパターンＭ２を回転させる（ステップ１１
１）。

【００２０】最後に、互いのマーク位置が一致するよう
に、マスタパターンＭ２と被測定パターンＰ２の位置を
合わせた後（ステップ１１２）、マスタパターンと被測
定パターンを比較して被測定パターンを検査する（ステ
ップ１１３）。以上のように本実施の形態では、ライン
センサカメラ４の画素数によって決定されるＸ方向の画
像分解能に対し、カメラ４の取り込み速度を変えてＹ方
向の画像分解能を調整することにより、縦（Ｙ）、横
（Ｘ）の比率を１：１にすることができる。

【００２１】なお、実際の検査においては、縦、横の比
率が完全な１：１にならない場合がある。例えば、グリ
ーンシートにスクリーン印刷されるパターンは、印刷さ
れる方向により伸びた状態で印刷されることがある。し
たがって、良品ではあっても規格に対して許容できる範
囲内の伸びが存在するパターンでは、縦、横の比率が完
全な１：１とはならない。

【００２２】本実施の形態では、ラインセンサカメラ４
の取り込み速度を変えてＹ方向のマーク間距離を一致さ
せるため、許容範囲内で縦、横のスケールが異なる被測
定パターンをマスタパターンに一致させることができ、
形成時のパターン位置の変化に対して自動的にパターン
の位置補正を行うことができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、マスタパターンと被測
定パターンのＸ方向のマーク間距離が一致するようにマ
スタパターンを拡大又は縮小し、Ｙ方向のマーク間距離
が一致するようにラインセンサカメラと被測定パターン
の相対速度を調整して被測定パターンを再び撮像し、撮
像した被測定パターンと拡大／縮小補正したマスタパタ
ーンの角度ずれがなくなるようにマスタパターンを回転
させることにより、マスタパターンと被測定パターンを
合わせることができるので、ＣＡＤデータから抽出した
規格の中心値にかなったパターンをマスタパターンとし
て用いることができる。また、良品サンプルの状態や画
像入力（撮像）条件に左右されることがないので、マス
タパターンを修正する作業が不要となる。また、許容範
囲内で縦、横のスケールが異なる被測定パターンに対し
ても、マスタパターンを容易に一致させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態となる検査方法を
示すフローチャート図である。

【図２】 パターン検査装置の撮像系の外観図である。

【図３】 被測定パターンのラベリング処理を説明する
ための図である。

【図４】 ＣＡＤデータから抽出したマスタパターンと
撮像した被測定パターンを合わせる処理を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１…グリーンシート、２…パターン、３…Ｘ−Ｙテーブ
ル、４…ラインセンサカメラ、Ｐ１、Ｐ２…被測定パタ
ーン、Ｍ１、Ｍ２…マスタパターン、ａ、ｂ…位置決め
マーク、ＤＸｐ、ＤＸｍ…Ｘ方向のマーク間距離、ＤＹ
ｐ、ＤＹｍ…Ｙ方向のマーク間距離。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ方向に画素が配列されたラインセンサ
   カメラあるいは被測定パターンをＸ方向と直交するＹ方
   向に移動させることにより、被測定パターンを撮像して
   検査するパターンの検査方法において、 被測定パターンの設計時のＣＡＤデータからパターンエ
   ッジを示すエッジデータを抽出して、これを基準となる
   マスタパターンとし、 ラインセンサカメラで撮像した被測定パターンの画像と
   抽出したマスタパターンのそれぞれについて、Ｘ方向に
   並んだ２つの位置決めマーク間の距離を求め、求めたマ
   ーク間距離が一致するようにマスタパターンを拡大又は
   縮小し、 被測定パターンの画像と拡大／縮小補正したマスタパタ
   ーンのそれぞれについて、Ｙ方向に並んだ２つの位置決
   めマーク間の距離を求め、求めたマーク間距離が一致す
   るようにラインセンサカメラと被測定パターンの相対速
   度を調整して、被測定パターンを再び撮像し、 撮像した被測定パターンの画像と前記拡大／縮小補正し
   たマスタパターンの角度ずれを求めて、この角度ずれが
   なくなるようにマスタパターンを回転させ、 回転補正したマスタパターンと被測定パターンを比較し
   て被測定パターンを検査することを特徴とするパターン
   の検査方法。