JPH10111108A - パターン検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パターン検査をより正確に行う。 【解決手段】参照パターンを、肉付図形の識別コードと
肉付図形の移動範囲の端点を示す座標とを含む分解デー
タで表わし、識別コードを、肉付図形の形状及びサイズ
と該サイズの許容範囲とに対応させて、これらを外部記
憶装置３０に格納しておき、これから分解データを読み
出し参照スケルトンを作成し、参照スケルトンの構成画
素に識別コードを付加してメモリ３６に格納する。メモ
リ２４に格納された検査パターンから、その中心線を抽
出した検査スケルトンを作成して、メモリ２６に格納
し、これから画素を順次読み出し、これが検査スケルト
ンの構成画素であれば、これに対応した参照スケルトン
の構成画素がメモリ３６に存在するかどうかを調べ、存
在すれば、検査スケルトンの構成画素に対応した検査パ
ターンのサイズが、識別コードを介し得られた参照パタ
ーンのサイズの許容範囲内にあるかどうかを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板等
に形成されたリード、ランド及びスルーホール等のパタ
ーンを検査する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来のパターン検査装置では、
試料としてのプリント配線板がカメラで撮像され、その
映像信号が２値化され、ラスタスキャン方向にシフトさ
れる画像メモリの始端記憶素子に順次保持され、この画
像メモリ上に配置された特徴抽出オペレータとしての放
射状ラジアルセンサで、パターン中心が検出された時
に、ラジアルセンサの出力がコード化され、そのコード
で欠陥判定ＲＯＭがアドレス指定され、欠陥判定ＲＯＭ
からパターンの良否が読み出されていた（例えば、特願
昭６１−１０７４０７号）。

【０００３】例えば図１１において、リードパターン１
は、幅がａ、ｂ、ｃのときそれぞれ正常、細り欠陥、太
り欠陥と判定される。他方、部品の高密度実装に伴い配
線密度が高くなると、無駄が生じないように配線幅が定
められ、枚の試料１０上に複数の配線幅の配線が形成さ
れるようになった。配線密度が高くなるほど、配線幅の
許容範囲が狭くなる。

【０００４】上記パターン検査装置では、正常と判定さ
れる配線幅の範囲が１つであったので、図１１（Ｂ）に
示す試料１０のように、互いに幅の異なる正常なリード
パターン１１、１２及び１３が形成されている場合、リ
ードパターン１１の幅を基準にすると、リードパターン
１２及び１３は太り欠陥と判定され、リードパターン１
２の幅を基準にすると、リードパターン１１、１３はそ
れぞれ細り欠陥、太り欠陥と判定され、リードパターン
１３の幅を基準にすると、リードパターン１１及び１２
は細り欠陥と判定されるという不都合が生ずる。

【０００５】そこで、試料１０に対応したＣＡＤデータ
の参照パターンを左右上下に所定長さシフトさせて参照
パターンを拡大させ、拡大された参照パターンと検査パ
ターンとを重ね合わせ、両者の内包関係からパターンの
良否を判定する方法が提案されている（特開平３−１６
３８４５号公報）。この方法によれば、シフト前のパタ
ーンを基準として許容範囲が定められるので、互いに幅
の異なる配線パターンが形成されている試料１０の検査
を行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法で許容範囲を定めると、許容範囲の幅が配線幅によら
ず画一的になり、他方、配線幅の許容範囲は一般に配線
幅が狭いほど許容範囲が狭くなるので、パターンの良否
判定が不正確になる。この判定を正確にするために許容
範囲を狭くすると、欠陥が過剰検出され、自動検査後に
おいて、致命的欠陥であるかどうかの目視検査に要する
時間が長くなる。

【０００７】このような問題は、ランドやスルーホール
等のパターンについても同様に生ずる。本発明の目的
は、このような問題点に鑑み、パターン検査をより正確
に行うことが可能なパターン検査方法及び装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及びその作用効果】第１発
明では、試料上のパターンの画像を検査パターンとして
第１記憶部に格納し、格納された該検査パターンを参照
パターンと比較して検査を行うパターン検査方法におい
て、（１）該参照パターンを、肉付図形の識別コードと
該肉付図形の移動範囲の端点（１点の場合を含む）を示
す座標との組を含む分解データ、例えばベクトルデータ
とで表わして、第２記憶部に格納しておき、（２）該識
別コードを、該肉付図形の形状及びサイズと該サイズの
許容範囲とに対応させて第３記憶部に格納しておき、
（３）該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分
解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参
照して該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該
検査パターンのサイズが該参照パターンのサイズの許容
範囲内にあるかどうかを判定することにより、該検査パ
ターンを検査する。

【０００９】この第１発明によれば、分解データに含ま
れる識別コードにより、肉付図形の形状及びサイズのみ
ならずサイズの許容範囲も定められるので、全てのパタ
ーンについて許容範囲が画一的であった従来よりも、正
確にパターン検査を行うことが可能となるという効果を
奏する。一般に、第３記憶部内のレコード数は第２記憶
部内の分解データ数に比し遥かに少ないので、パターン
に応じて許容範囲を付加することによるデータ量の増大
は僅かである。

【００１０】第１発明の第１態様では、上記工程（３）
において、（３−１）上記検査パターンから、その中心
線を抽出した検査スケルトンを作成して、第４記憶部に
格納し、（３−２）上記第２記憶部から上記分解データ
を読み出し該検査スケルトンに対応した参照スケルトン
を作成して、第５記憶部に格納し、（３−３）該第４記
憶部からデータを順次読み出し、そのデータに該検査ス
ケルトンの構成画素が含まれていれば、該構成画素に対
応した該参照スケルトンの構成画素が該第４記憶部内に
存在するかどうかを調べ、存在すれば、該検査スケルト
ンの構成画素に対応した該検査パターンのサイズが該参
照スケルトンの構成画素に対応した参照パターンのサイ
ズの許容範囲内にあるかどうかを判定する。

【００１１】この第１態様によれば、検査スケルトンを
作成し、これを読み出して検査するので、検査パターン
を読み出して検査する場合よりも効率よく検査すること
ができるという効果を奏する。第１発明の第２態様で
は、上記工程（３−２）において、上記参照スケルトン
の構成画素に、対応する上記識別コードを付加して上記
第４記憶部に格納し、上記工程（３−３）において、付
加された該識別コードを参照して上記第３記憶部から対
応するデータを読み出し、上記検査パターンのサイズが
上記参照パターンのサイズの許容範囲内にあるかどうか
を判定する。

【００１２】この第２態様によれば、参照スケルトンの
構成画素に付加された識別コードにより、対応する検査
パターンの許容範囲が分かるので、識別コードを付加し
ない場合よりも効率よく検査することができるという効
果を奏する。第１発明の第３態様では、上記工程（３−
３）において、上記参照スケルトンの構成画素が上記第
４記憶部内に存在すると判定した後に、上記検査スケル
トンの構成画素に対応した上記検査パターンのサイズを
測長する。

【００１３】この第３態様によれば、次の第４形態より
も第４記憶部の容量を少なくすることができるという効
果を奏する。第１発明の第４態様では、上記工程（３−
１）において、上記検査スケルトンの構成画素に、該構
成画素に対応する上記検査パターンのサイズを付加して
上記第４記憶部に格納する。

【００１４】この第４態様によれば、検査スケルトンの
構成画素に検査パターンのサイズが付加されているの
で、付加されてない場合よりも効率よく検査することが
できるという効果を奏する。第１発明の第５態様では、
上記検査パターン及び上記参照パターンは、プリント配
線板のリードパターンとランドパターンとを含み、上記
工程（３−２）では、上記参照スケルトンの構成画素に
さらに、該構成画素がリードパターンに対応しているか
どうかを示すリードフラグと、該構成画素がランドパタ
ーンに対応しているかどうかを示すランドフラグとを付
加して上記第４記憶部に格納し、該参照スケルトンの構
成画素がリードパターンに対応し且つランドパターンの
許容範囲に含まれる場合には両パターンに対応している
ように該リードフラグ及び該ランドフラグを設定し、上
記工程（３−３）では、該リードフラグがリードパター
ンであることを示し且つ該ランドフラグがランドパター
ンであることを示している場合には、リードパターンと
しての検査及びランドパターンとしての検査を行い、両
検査の結果のいずれかが良であれば該検査パターンが良
であると判定する。

【００１５】この第５態様によれば、リード端部が実際
にはランド内であるためにリード検査で太り欠陥と判定
されても、ランド検査で良と判定された場合には、結果
として良と判定されるので、欠陥の過剰検出を防止する
ことができるという効果を奏する。第１発明の第６態様
では、上記工程（３−３）において、上記リードパター
ンの検査と上記ランドパターンの検査とをそれぞれリー
ドパターン検査部とランドパターン検査部とで並列して
処理する。

【００１６】この第６態様によれば、特にリードフラグ
がリードパターンであることを示し且つランドフラグが
ランドパターンであることを示している場合に、処理が
高速化されるという効果を奏する。第２発明では、試料
に形成されたスルーホールのパターンの画像を検査パタ
ーンとして第１記憶部に格納し、格納された該検査パタ
ーンをスルーホールの参照パターンと位置合わせし、両
パターンの一致面積に基づいてスルーホールの孔面積を
検査するパターン検査方法であって、（１）該参照パタ
ーンを、肉付図形の識別コードと該肉付図形の配置点を
示す座標との組を含む分解データで表わして、第２記憶
部に格納しておき、（２）該識別コードを、該肉付図形
のサイズと孔一致面積許容範囲とに対応させて第３記憶
部に格納しておき、（３）該第２記憶部から該検査パタ
ーンに対応する該分解データを読み出し、該分解データ
の該識別コードを参照して該第３記憶部から対応するデ
ータを読み出し、該検査パターンと該参照パターンの孔
一致面積が孔一致面積許容範囲内にあるかどうかを判定
することにより、該検査パターンを検査する。

【００１７】第３発明では、試料上のリードパターン及
びランドパターンの画像を第１検査パターンとして第１
記憶部に格納し、該試料に形成されたスルーホールのパ
ターンの画像を第２検査パターンとして第２記憶部に格
納し、格納された該第１検査パターンをリードパターン
及びランドパターンの第１参照パターンと位置合わせ
し、該位置合わせの関係を、格納された該第２検査パタ
ーンとスルーホールの第２参照パターンとに適用し、該
第２検査パターンのスケルトンと該第２参照パターンの
スケルトンとの間の距離に基づいてスルーホールの孔ず
れを検査するパターン検査方法であって、（１）該第２
参照パターンを、肉付図形の識別コードと該肉付図形の
配置点を示す座標との組を含む分解データで表わして、
第３記憶部に格納しておき、（２）該識別コードを、該
肉付図形のサイズと孔ずれ許容範囲とに対応させて第４
記憶部に格納しておき、（３）該第３記憶部から該第２
検査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分
解データの該識別コードを参照して該第４記憶部から対
応するデータを読み出し、該第２検査パターンのスケル
トンと該第２参照パターンのスケルトンとの間の距離が
孔ずれ許容範囲内にあるかどうかを判定することによ
り、該第２検査パターンを検査する。

【００１８】第４発明では、試料上のパターンの画像を
検査パターンとして第１記憶部に格納し、格納された該
検査パターンを参照パターンと比較して検査を行うパタ
ーン検査装置において、該参照パターンが、肉付図形の
識別コードと該肉付図形の移動範囲の端点を示す座標と
の組を含む分解データで表わされて格納された第２記憶
部と、該識別コードが、該肉付図形の形状及びサイズと
該サイズの許容範囲とに対応して格納された第３記憶部
と、該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分解
データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照
して該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該検
査パターンのサイズが該参照パターンのサイズの許容範
囲内にあるかどうかを判定する処理部と、を有する。

【００１９】第５発明では、試料に形成されたスルーホ
ールのパターンの画像を検査パターンとして第１記憶部
に格納し、格納された該検査パターンをスルーホールの
参照パターンと位置合わせし、両パターンの一致面積に
基づいてスルーホールの孔面積を検査するパターン検査
装置であって、該参照パターンが、肉付図形の識別コー
ドと該肉付図形の配置点を示す座標との組を含む分解デ
ータで表わされて格納された第２記憶部と、該識別コー
ドが、該肉付図形のサイズと孔一致面積許容範囲とに対
応して格納された第３記憶部と、該第２記憶部から該検
査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分解
データの該識別コードを参照して該第３記憶部から対応
するデータを読み出し、該検査パターンと該参照パター
ンの孔一致面積が孔一致面積許容範囲内にあるかどうか
を判定する処理部と、を有する。

【００２０】第６発明では、試料上のリードパターン及
びランドパターンの画像を第１検査パターンとして第１
記憶部に格納し、該試料に形成されたスルーホールのパ
ターンの画像を第２検査パターンとして第２記憶部に格
納し、格納された該第１検査パターンをリードパターン
及びランドパターンの第１参照パターンと位置合わせ
し、該位置合わせの関係を、格納された該第２検査パタ
ーンとスルーホールの第２参照パターンとに適用し、該
第２検査パターンのスケルトンと該第２参照パターンの
スケルトンとの間の距離に基づいてスルーホールの孔ず
れを検査するパターン検査方法であって、該第２参照パ
ターンが、肉付図形の識別コードと該肉付図形の配置点
を示す座標との組を含む分解データで表わされて格納さ
れた第３記憶部と、該識別コードが、該肉付図形のサイ
ズと孔ずれ許容範囲とに対応して格納された第４記憶部
と、該第３記憶部から該第２検査パターンに対応する該
分解データを読み出し、該分解データの該識別コードを
参照して該第４記憶部から対応するデータを読み出し、
該第２検査パターンのスケルトンと該第２参照パターン
のスケルトンとの間の距離が孔ずれ許容範囲内にあるか
どうかを判定する処理部と、を有する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。 ［第１実施形態］図１は、本発明の第１実施形態のパタ
ーン検査装置の概略を示す。試料１０は、部品未実装の
プリント配線板であり、基板にリード及びランドのプリ
ントパターン並びに層間接続用スルーホールが形成され
ている。試料１０に対する照明は、検査対象に応じ、試
料１０の下方に配置された光源２０又は試料１０の上方
に配置された光源２１で行われる。照明された試料１０
は、撮像装置２２で撮像され、２値画像入力回路２３に
より、映像信号が２値化され且つ同期信号に基づいて格
納アドレスが決定され、パターンメモリ２４に格納され
る。

【００２２】スケルトン作成部２５は、パターンメモリ
２４に格納されたパターンである検査パターンの中心線
を抽出し、これを検査スケルトンとしてその画像をスケ
ルトンメモリ２６に格納する。例えば、図５（Ａ）に示
す検査パターンに対し、図５（Ｂ）中に示すスケルトン
２６０、２６１Ａ、２６１Ｂ、２６２、２６３及びＤＢ
を抽出して、図５（Ｃ）に示すような検査スケルトンを
作成し、スケルトンメモリ２６に格納する。この抽出
は、例えば上述のラジアルセンサを用いて行うことがで
き、また、パターンの幅方向を検出し、その幅の両側か
ら１画素づつ順に取り除くことによっても行うことがで
きる。

【００２３】図５（Ｂ）において、パターン内でスケル
トンの端が途切れているのは、パターンの長手方向の長
さがこれに垂直な方向の長さ以下であれば長手方向とは
言えないので、スケルトンの画素生成ができないことに
よる。図１において、外部記憶装置３０には、パターン
メモリ２４に格納された画像と比較されるＣＡＤデータ
が格納されている。このＣＡＤデータは、データ量を少
なくするため、図４（Ａ）に示す肉付図形リストと図４
（Ｂ）に示す分解データとからなる。図４（Ｃ）中のパ
ターン３１１〜３１４は、図４（Ｂ）中の分解データ３
０１〜３０４をビットマップに展開したものである。分
解データは、スケルトンを表す端点（１点又は２点）の
座標と、スケルトンを肉付する図形の識別コードとから
なる。

【００２４】例えば、次の分解データ３０１、 Ｘ：２２０：Ｙ：２００、ＸＡ：０：ＹＡ：６００：Ａ
０１ は、Ｘ−Ｙ直交座標系でのベクトル始点座標が（２０
０，２００）、この始点からＸ方向へ０、Ｙ方向へ６０
０離れた点がベクトルの終点である。識別コードＡ０１
で表される直径１００μｍの円の中心をこのベクトルに
沿って移動させることにより、図４（Ｃ）中のパターン
３１１が得られる。識別コードＡ０１は、図４（Ａ）に
示す如く、リードを描くのに用いられ、描かれたリード
の各点での幅の許容範囲は、直径１００μｍを基準とし
て＋１０μｍ、−１０μｍ、すなわち９０〜１１０μｍ
である。

【００２５】ランドは、長さ０のベクトルで表され、例
えば次の分解データ３０３、 Ｘ：６００：Ｙ：６００：Ｂ０１ は、点（６００，６００）に、識別コードＢ０１で表さ
れる直径３００μｍの円を配置したパターンである。識
別コードＢ０１の種類は小径ランドであり、その直径の
許容範囲は２８０〜３１０μｍである。

【００２６】図１において、外部記憶装置３０に格納さ
れたＣＡＤデータは、バッファメモリ３１に読み出さ
れ、展開部３５はこれを、肉付前のスケルトンのビット
マップに展開し、参照スケルトンとして参照スケルトン
メモリ３６に格納する。図５（Ｄ）は、図５（Ａ）の検
査パターンに対応した参照スケルトンを示す。図５
（Ｄ）中の×印はベクトルの端点である。図５（Ｃ）と
の関係では、参照スケルトン３６０、３６２及び３６３
がそれぞれ検査スケルトン２６０、２６２及び２６３に
対応し、参照スケルトン３６１が検査スケルトン２６１
Ａと検査スケルトン２６１Ｂの一部とに対応し、参照ス
ケルトン３６４が検査スケルトン２６１Ｂの一端に対応
している。

【００２７】スケルトンメモリ２６内の画素が１ビット
で表されるのに対し、参照スケルトンの画素は、次のよ
うな複数ビット（以下、スケルトンワードと称す）で表
される。 Ｐ，Ｑ，（識別コード） リードフラグＰは、リードのスケルトン上の画素のとき
‘１’、その他のとき‘０’であり、ランドフラグＱ
は、ランドのスケルトン上の画素のとき‘１’、その他
のとき‘０’である。識別コードは、図４（Ａ）中の識
別コードである。このようなスケルトンワードを見れ
ば、対応する検査スケルトンの画素がリードであるかラ
ンドであるか、及び、検査パターンの許容範囲が分かる
ので、効率よく検査することが可能となる。

【００２８】図５（Ｆ）は、図５（Ｄ）のスケルトンを
ビットマップに展開した参照パターンであり、図５
（Ｅ）は図５（Ｄ）中のランドのスケルトン３６４のみ
ビットマップに展開したものである。図５（Ｅ）のよう
に、ランドパターン３６４Ａに接続されるスケルトン３
６１の先端部は、ランドパターン３６４Ａと重なってい
る。これは、ランドパターン３６４Ａに対応する検査パ
ターンが許容範囲内の最小サイズのときにもスケルトン
３６１と接続されることを考慮したものである。スケル
トン３６１の端部３６１ａは、ランドパターン３６４Ａ
に対応した検査パターンが許容範囲内でスケルトン３６
１と重なる部分であり、この部分ではリードフラグＰ及
びランドフラグＱが共に‘１’に設定されている。これ
は、端部３６１ａで後述のようにリード検査及びランド
検査を行うためである。すなわち、リード端部が実際に
はランド内であるためにリード検査で太り欠陥と判定さ
れても、ランド検査で良と判定された場合には、結果と
して良と判定することにより、欠陥の過剰検出を防止す
るためである。

【００２９】図１において、試料１０や撮像装置２２の
配置により一般に、メモリ３６内の参照スケルトンとメ
モリ２６内の検査スケルトンとの間に位置ずれが存在す
る。そこで、位置合わせ部３７により、参照スケルトン
メモリ３６内の画像とスケルトンメモリ２６内の画像と
のパターンマッチングが行われ、両者の一方の他方に対
する位置ずれが求められる。詳細には、このずれには回
転や拡大、縮小が含まれ、例えばスケルトンメモリ２６
内の画像位置から参照スケルトンメモリ３６内の画像位
置への１次座標変換式の係数がレジスタ（群）３８に格
納される。

【００３０】リード部及びランド部の検査はそれぞれリ
ード検査部４０及びランド検査部４１で行われる。リー
ド検査部４０及びランド検査部４１はいづれも、スケル
トンメモリ２６を１画素ずつラスタスキャンしながら検
査を行う。スケルトンメモリ２６内でのラスタスキャン
は、リード検査部４０とランド検査部４１とで共通であ
り、同期している。

【００３１】位置合わせ部３７、リード検査部４０及び
ランド検査部４１は、高速化のためにハードウェアで構
成しても、構成の簡単化のためにＭＰＵを用いソフトウ
ェアで構成してもよい。リード検査部４０での処理を、
図２に基づいて説明する。以下、括弧内は図中のステッ
プ識別符号である。

【００３２】（４００）スケルトンメモリ２６から現走
査位置での検査対象画素Ｅを読み込む。 （４０１）検査対象画素Ｅが‘１’でなければ、すなわ
ちスケルトンの構成画素でなければ、ステップ４００へ
戻り、そうでなければステップ４０２へ進む。 （４０２）レジスタ３８に保持された係数で、メモリ２
６内の検査対象画素Ｅの位置をメモリ３６内の参照画素
位置に変換し、その参照画素の近傍にＰ＝‘０’かつＱ
＝‘１’である画素が存在するかどうか、すなわちラン
ドが存在するかどうかを調べる。近傍とは、例えばＸ方
向及びＹ方向にそれぞれ±３画素以内であり、検査パタ
ーンの参照パターンからのずれの許容範囲を考慮したも
のである。Ｐ＝‘０’かつＱ＝‘１’である画素が存在
すればステップ４００へ戻り、そうでなければステップ
４０３へ進む。

【００３３】（４０３）参照スケルトンメモリ３６内の
上記近傍画素について、Ｐ＝‘１’が存在すれば、すな
わちリードが存在すれば、ステップ４０４Ａへ進み、そ
うでなければステップ４０４Ｂへ進む。 （４０４Ａ）スケルトンメモリ２６内の上記検査対象画
素Ｅに対応したパターンメモリ２４内のパターンについ
て、スケルトンの方向に直角な方向の幅をリード幅とし
て測長（連続する‘１’のビット数をカウント）し、ス
テップ４０５へ進む。

【００３４】（４０４Ｂ）従来と同様にして、図５
（Ｂ）のスケルトンＤＣのような銅残りであるか図５
（Ｂ）のスケルトンＤＢのようなショートであるかを調
べ、その大きさも測長し、ステップ４０５へ進む。 （４０５、４０５Ａ）ステップ４０３でＰ＝‘１’の場
合には、そのスケルトンワード中の識別コードをキーと
して図４（Ａ）の肉付図形リストを検索し、得られたレ
コードからリード幅の許容範囲を求め、ステップ４０４
Ａで求めた測長値がこの範囲内であるかどうかを判定す
る。リード幅が許容範囲の上限値を越えていれば、太り
欠陥と判定し、許容範囲の下限値未満であれば細り欠陥
と判定する。

【００３５】銅残りの場合には、従来同様に、その両側
にパターンが存在し且つそのパターンとの間隔が設定値
以下であれば銅残り欠陥と判定する。また、ショートの
場合にはショート欠陥と判定する。次に、判定結果の出
力処理を行う。すなわち、図１において、欠陥と判定し
た場合には、判定無しの場合（ステップ４０１又は４０
２からステップ４００へ戻る場合）と同様にリード検査
部４０からノアゲート４２へ‘０’を出力したままであ
り、良であればリード検査部４０からノアゲート４２へ
‘１’を出力する。また、欠陥と判定した場合には、リ
ード検査部４０から欠陥出力部４３へ欠陥の種類及び位
置を出力する。欠陥出力部４３は、ノアゲート４２の出
力が‘１’のとき、この欠陥の種類及び位置を外部記憶
装置４４に格納する。Ｐ＝Ｑ＝‘１’の場合には、リー
ド検査部４０及びランド検査部４１のいずれかが良と判
定すれば、他方が欠陥と判定してもノアゲート４２の出
力は‘０’（良）となる。

【００３６】（４０６、４０７Ａ）例えば図５（Ｄ）の
スケルトン２６１Ａとスケルトン２６１Ｂとの間に断線
部ＤＡが存在するかどうかを調べる。これは、スケルト
ン２６１Ａ上の現在の走査位置から、スケルトンに沿っ
てスケルトン構成画素が例えば３個連続して存在すれば
断線でないと判定し、そうでなければ断線欠陥と判定
し、上記欠陥出力の処理を行う。

【００３７】（４０８）スケルトンメモリ２６内の走査
位置が最終画素でなけれなステップ４００へ戻り、最終
画素であれば処理を終了する。次に、ランド検査部４１
での処理を、図３に基づいて説明する。ステップ５００
及び５０１はそれぞれ図２中のステップ４００及び４０
１と同一処理であり、その説明を省略する。ステップ５
００での検査対象画素Ｅは、上記同期により、ステップ
４００での検査対象画素Ｅと同一である。

【００３８】（５０２）上記ステップ４０３と同様に参
照スケルトンメモリ３６内の上記近傍画素について、Ｑ
＝‘１’が存在すれば、すなわちランドが存在すれば、
ステップ５０３へ進み、そうでなければステップ５００
へ戻る。 （５０３）Ｑ＝‘１’のスケルトンワード中の識別コー
ドをキーとして図４（Ａ）の肉付図形リストを検索し、
得られたレコードから許容範囲の上限枠及び下限枠をラ
ンド検査部４１内のビットマップメモリに設定する。図
６（Ａ）において、ランド４１０は参照パターンであ
り、４１０Ｓはランド４１０の下限枠であり、４１０Ｌ
はランド４１０の上限枠である。

【００３９】（５０４）上記上限枠の中心を、スケルト
ンメモリ２６内の検査対象画素Ｅに対応したパターンメ
モリ２４内の画素に対応させ、パターンメモリ２４内の
ランドが上限枠内に収まるかどうかを判定し、上限枠か
らはみ出れば欠陥と判定してステップ５０５へ進み、そ
うでなければステップ５０６へ進む。図６（Ｃ）では、
ランド２４０Ｂは欠陥と判定される。

【００４０】（５０５）図２のステップ４０５Ａと同様
に欠陥出力処理を行い、ステップ５０７へ進む。 （５０６）上記下限枠の中心を、スケルトンメモリ２６
内の検査対象画素Ｅに対応したパターンメモリ２４内の
画素に対応させ、下限枠内の全画素がパターンメモリ２
４内の当該ランドに属するかどうかを判定し、属せばス
テップ５０７へ進み、そうでなければ欠陥と判定してス
テップ５０５へ進む。図６（Ｂ）では、ランド２４０Ａ
は欠陥と判定される。

【００４１】（５０７）スケルトンメモリ２６内の走査
位置が最終画素でなけれなステップ５００へ戻り、最終
画素であれば処理を終了する。本第１実施形態によれ
ば、リード及びランドについて、分解データに含まれる
識別コードにより、肉付図形の形状及びサイズのみなら
ずサイズの許容範囲も定められるので、全てのパターン
について許容範囲が画一的であった従来よりも、正確に
パターン検査を行うことが可能となる。また、肉付図形
リストのレコード数は分解データの数に比し遥かに少な
いので、パターンに応じて許容範囲を付加することによ
るデータ量の増大は僅かである。

【００４２】［第２実施形態］図７は、本発明の第２実
施形態のパターン検査装置の概略を示す。この装置は、
試料１０に形成されたスルーホールのパターンを検査す
るためのものである。この検査には、スルーホールの孔
ずれ検査と孔面積検査とがある。スルーホールは層間の
ランドパターンを接続するためのものであるので、スル
ーホールの孔ずれ検査は、ランドパターンについて検査
パターンと参照パターンとのマッチングを行った後に行
う必要がある。これに対し、スルーホールの孔面積検査
は、参照パターンの孔面積との比較であるので、スルー
ホールについて検査パターンと参照パターンとのマッチ
ングを行った後に検査を行う必要がある。

【００４３】光源２０をオンにし光源２１をオフにした
状態で、撮像装置２２により試料１０のスルホール画像
が取得され、２値画像入力回路２３Ａを介してパターン
メモリ２４Ａにその２値画像が書き込まれる。次に、光
源２０をオフにし光源２０をオンにした状態で、撮像装
置２２により試料１０のリード及びランドのパターン画
像が取得され、２値画像入力回路２３を介してパターン
メモリ２４にその２値画像が書き込まれる。スケルトン
作成部２５は、パターンメモリ２４Ａ内のスルーホール
の中心点をスケルトンとして抽出し、これをスケルトン
メモリ２６Ａに書き込む。

【００４４】外部記憶装置３０にはＣＡＤデータとし
て、上記第１実施形態でのＣＡＤデータに加え、図４
（Ｂ）の分解データ３０３と同じ形式でスルーホールの
分解データが格納され、さらに、図８（Ａ）に示すよう
な肉付図形リストが格納されている。このリストでは、
識別コードに対応して孔ずれ許容範囲と孔面積許容範囲
との２種類の許容範囲（許容範囲の下限値と上限値）が
付加されている。外部記憶装置３０から読み出されたＣ
ＡＤデータは、バッファメモリ３１に読み出され、展開
部３５Ａはこれを、リード及びランドの参照パターンの
ビットマップに展開して参照パターンメモリ３６Ａに書
き込み、スルーホールの参照パターンのビットマップに
展開して参照パターンメモリ３６Ｂに書き込み、スルー
ホールの参照スケルトンのビットマップに展開して参照
スケルトンメモリ３６に書き込む。

【００４５】図８（Ｂ）は、パターンメモリ２４内のパ
ターンとパターンメモリ２４Ａ内のパターンとを重ね合
わせたものであり、図８（Ｃ）は参照パターンメモリ３
６Ａ内のパターンと参照パターンメモリ３６Ｂ内のパタ
ーンとを重ね合わせたものである。検査パターンの検査
パターン２４５は参照パターンの参照パターン３６５に
対応している。

【００４６】参照スケルトンメモリ３６の画素は、次の
ようなスケルトンワードで表される。 Ｑ，（識別コード） ランドフラグＱは、スルーホールのスケルトン画素のと
き‘１’、その他のとき‘０’である。識別コードは図
８（Ａ）中の識別コードである。

【００４７】位置合わせ部３７は、パターンメモリ２４
内のパターンと参照パターンメモリ３６Ａ内のパターン
とのマッチングを行って上記同様の座標変換係数を求
め、これをレジスタ３８に格納する。位置合わせ部３７
Ａは、パターンメモリ２４Ａ内のパターンと参照パター
ンメモリ３６Ｂ内のパターンとのマッチングを行って上
記同様の座標変換係数を求め、これをレジスタ３８Ａに
格納する。

【００４８】スルーホールの検査は、孔面積検査部５０
及び孔ずれ検査部５１で行われる。孔ずれ検査部５１で
の処理を、図９に基づいて説明する。リード及びランド
について、図９（Ａ）に示す参照パターンと図９（Ｂ）
に示す検査パターンとのマッチング度が最大となる位置
合わせを、図９（Ｃ）に示すように行う。この位置合わ
せ状態で、検査パターン２４５のスケルトン２４５ａの
Ｘ座標と参照パターン３６５のスケルトン３６５ａのＸ
座標との差ΔＸ及び検査スケルトン２４５ａのＹ座標と
参照スケルトン３６５ａのＹ座標との差ΔＹを、孔ずれ
量として求める。ΔＸ及びΔＹのいずれかが、スケルト
ンワード中の識別コードで検索した図８（Ａ）の孔ずれ
許容範囲を越えていれば、孔ずれ欠陥と判定する。欠陥
出力処理は、第１実施形態の場合と同様である。

【００４９】孔ずれ量は、図７において、次のようにし
て求める。すなわち、上記第１実施形態と同様にスケル
トンメモリ２６Ａ内でラスタスキャンし、‘１’である
スケルトン画素を検出したとき、その位置をレジスタ３
８で座標変換し、座標変換された参照スケルトンメモリ
３６内の画素位置を原点（０，０）としたとき、その付
近に存在するスケルトン画素の位置（−ΔＸ，−ΔＹ）
を孔ずれ量として求める。

【００５０】次に、孔面積検査部５０での処理を、図１
０に基づいて説明する。スルーホルについて、図１０
（Ａ）に示す参照パターンと図１０（Ｂ）に示す検査パ
ターンとのマッチング度が最大となる位置合わせを、図
１０（Ｃ）に示すように行う。この位置合わせ状態で、
検査パターン２４５と参照パターン３６５との対応する
画素のビット値の差−１、０又は１の合計値が、スケル
トンワード中の識別コードで検索した図８（Ａ）の孔面
積許範囲を越えていれば、孔面積欠陥と判定する。この
差は、いわば符号付排他的論理和である。

【００５１】この差合計値は、図７において、次のよう
にして求める。すなわち、上記孔ずれ検査と同様にスケ
ルトンメモリ２６Ａ内でラスタスキャンし、‘１’であ
るスケルトン画素を検出したとき、その位置Ｒ１をレジ
スタ３８Ａで座標変換して位置Ｒ２を求め、パターンメ
モリ２４Ａ内の画像の位置Ｒ１を中心とする所定サイズ
の正方形領域の部分画像と、参照パターンメモリ３６Ｂ
内の画像の位置Ｒ２を中心とする該サイズの正方形領域
の部分画像との符号付排他的論理和を演算し、その各画
素についての結果の合計値を求める。

【００５２】本第２実施形態によれば、スルーホールに
ついて、分解データに含まれる識別コードによってその
肉付図形のサイズのみならず孔ずれ及び孔面積の許容範
囲も定められるので、全てのパターンについて許容範囲
が画一的であった従来よりも、正確にパターン検査を行
うことが可能となる。また、肉付図形リストのレコード
数は分解データの数に比し遥かに少ないので、パターン
サイズに応じて許容範囲を付加することによるデータ量
の増大は僅かである。

【００５３】なお、本発明には外にも種々の変形例が含
まれる。例えば、図１のスケルトンメモリ２６内の検査
スケルトン画素に、これに対応したパターンメモリ２４
内のパターン幅測長値を付加しておくことにより、リー
ド検査部４０及びランド検査部４１での処理を高速化し
てもよい。また、分解データ及び肉付図形リストは、表
現形式が異なっていても実質的に上述の内容であればよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のパターン検査装置概略
図である。

【図２】図１中のリード検査部での処理を示すフローチ
ャートである。

【図３】図１中のランド検査部での処理を示すフローチ
ャートである。

【図４】ＣＡＤデータ説明図である。

【図５】図２の処理の説明図である。

【図６】図３の処理の説明図である。

【図７】本発明の第２実施形態のパターン検査装置概略
図である。

【図８】スルーホール検査で用いられる肉付図形リス
ト、検査パターン及び参照パターンの例を示す図であ
る。

【図９】図７の装置での孔ずれ検査説明図である。

【図１０】図７の装置での孔面積検査説明図である。

【図１１】従来技術の問題点説明図である。

【符号の説明】

１０ 試料 １１、１２、１３ リードパターン ２０、２１ 光源 ２２ 撮像装置 ２３、２３Ａ ２値画像入力回路 ２４、２４Ａ パターンメモリ ２５ スケルトン作成部 ２６、２６Ａ スケルトンメモリ ３０、４４ 外部記憶装置 ３１ バッファメモリ ３５、３５Ａ 展開部 ３６ 参照スケルトンメモリ ３６Ａ、３６Ｂ 参照パターンメモリ ３７、３７Ａ 位置合わせ部 ３８、３８Ａ レジスタ ４０ リード検査部 ４１ ランド検査部 ４２ ノアゲート ４３ 欠陥出力部 ５０ 孔面積検査部 ５１ 孔ずれ検査部 ４１０Ｌ 上限枠 ４１０Ｓ 下限枠

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料上のパターンの画像を検査パターン
   として第１記憶部に格納し、格納された該検査パターン
   を参照パターンと比較して検査を行うパターン検査方法
   において、 （１）該参照パターンを、肉付図形の識別コードと該肉
   付図形の移動範囲の端点を示す座標との組を含む分解デ
   ータで表わして、第２記憶部に格納しておき、 （２）該識別コードを、該肉付図形の形状及びサイズと
   該サイズの許容範囲とに対応させて第３記憶部に格納し
   ておき、 （３）該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分
   解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参
   照して該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該
   検査パターンのサイズが該参照パターンのサイズの許容
   範囲内にあるかどうかを判定することにより、該検査パ
   ターンを検査する、ことを特徴とするパターン検査方
   法。
2. 【請求項２】 上記工程（３）では、 （３−１）上記検査パターンから、その中心線を抽出し
   た検査スケルトンを作成して、第４記憶部に格納し、 （３−２）上記第２記憶部から上記分解データを読み出
   し該検査スケルトンに対応した参照スケルトンを作成し
   て、第５記憶部に格納し、 （３−３）該第４記憶部からデータを順次読み出し、そ
   のデータに該検査スケルトンの構成画素が含まれていれ
   ば、該構成画素に対応した該参照スケルトンの構成画素
   が該第４記憶部内に存在するかどうかを調べ、存在すれ
   ば、該検査スケルトンの構成画素に対応した該検査パタ
   ーンのサイズが該参照スケルトンの構成画素に対応した
   参照パターンのサイズの許容範囲内にあるかどうかを判
   定する、 ことを特徴とする請求項１記載のパターン検査方法。
3. 【請求項３】 上記工程（３−２）では、上記参照スケ
   ルトンの構成画素に、対応する上記識別コードを付加し
   て上記第４記憶部に格納し、 上記工程（３−３）では、付加された該識別コードを参
   照して上記第３記憶部から対応するデータを読み出し、
   上記検査パターンのサイズが上記参照パターンのサイズ
   の許容範囲内にあるかどうかを判定する、 ことを特徴とする請求項２記載のパターン検査方法。
4. 【請求項４】 上記工程（３−３）では、上記参照スケ
   ルトンの構成画素が上記第４記憶部内に存在すると判定
   した後に、上記検査スケルトンの構成画素に対応した上
   記検査パターンのサイズを測長する、 ことを特徴とする請求項３記載のパターン検査方法。
5. 【請求項５】 上記工程（３−１）では、上記検査スケ
   ルトンの構成画素に、該構成画素に対応する上記検査パ
   ターンのサイズを付加して上記第４記憶部に格納する、 ことを特徴とする請求項３記載のパターン検査方法。
6. 【請求項６】 上記検査パターン及び上記参照パターン
   は、プリント配線板のリードパターンとランドパターン
   とを含み、 上記工程（３−２）では、上記参照スケルトンの構成画
   素にさらに、該構成画素がリードパターンに対応してい
   るかどうかを示すリードフラグと、該構成画素がランド
   パターンに対応しているかどうかを示すランドフラグと
   を付加して上記第４記憶部に格納し、該参照スケルトン
   の構成画素がリードパターンに対応し且つランドパター
   ンの許容範囲に含まれる場合には両パターンに対応して
   いるように該リードフラグ及び該ランドフラグを設定
   し、 上記工程（３−３）では、該リードフラグがリードパタ
   ーンであることを示し且つ該ランドフラグがランドパタ
   ーンであることを示している場合には、リードパターン
   としての検査及びランドパターンとしての検査を行い、
   両検査の結果のいずれかが良であれば該検査パターンが
   良であると判定する、 ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１つに記載
   のパターン検査方法。
7. 【請求項７】 上記工程（３−３）では、上記リードパ
   ターンの検査と上記ランドパターンの検査とをそれぞれ
   リードパターン検査部とランドパターン検査部とで並列
   して処理する、 ことを特徴とする請求項６記載のパターン検査方法。
8. 【請求項８】 試料に形成されたスルーホールのパター
   ンの画像を検査パターンとして第１記憶部に格納し、格
   納された該検査パターンをスルーホールの参照パターン
   と位置合わせし、両パターンの一致面積に基づいてスル
   ーホールの孔面積を検査するパターン検査方法であっ
   て、 （１）該参照パターンを、肉付図形の識別コードと該肉
   付図形の配置点を示す座標との組を含む分解データで表
   わして、第２記憶部に格納しておき、 （２）該識別コードを、該肉付図形のサイズと孔一致面
   積許容範囲とに対応させて第３記憶部に格納しておき、 （３）該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分
   解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参
   照して該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該
   検査パターンと該参照パターンの孔一致面積が孔一致面
   積許容範囲内にあるかどうかを判定することにより、該
   検査パターンを検査する、 ことを特徴とするパターン検査方法。
9. 【請求項９】 試料上のリードパターン及びランドパタ
   ーンの画像を第１検査パターンとして第１記憶部に格納
   し、該試料に形成されたスルーホールのパターンの画像
   を第２検査パターンとして第２記憶部に格納し、格納さ
   れた該第１検査パターンをリードパターン及びランドパ
   ターンの第１参照パターンと位置合わせし、該位置合わ
   せの関係を、格納された該第２検査パターンとスルーホ
   ールの第２参照パターンとに適用し、該第２検査パター
   ンのスケルトンと該第２参照パターンのスケルトンとの
   間の距離に基づいてスルーホールの孔ずれを検査するパ
   ターン検査方法であって、 （１）該第２参照パターンを、肉付図形の識別コードと
   該肉付図形の配置点を示す座標との組を含む分解データ
   で表わして、第３記憶部に格納しておき、 （２）該識別コードを、該肉付図形のサイズと孔ずれ許
   容範囲とに対応させて第４記憶部に格納しておき、 （３）該第３記憶部から該第２検査パターンに対応する
   該分解データを読み出し、該分解データの該識別コード
   を参照して該第４記憶部から対応するデータを読み出
   し、該第２検査パターンのスケルトンと該第２参照パタ
   ーンのスケルトンとの間の距離が孔ずれ許容範囲内にあ
   るかどうかを判定することにより、該第２検査パターン
   を検査する、 ことを特徴とするパターン検査方法。
10. 【請求項１０】 試料上のパターンの画像を検査パター
    ンとして第１記憶部に格納し、格納された該検査パター
    ンを参照パターンと比較して検査を行うパターン検査装
    置において、 該参照パターンが、肉付図形の識別コードと該肉付図形
    の移動範囲の端点を示す座標との組を含む分解データで
    表わされて格納された第２記憶部と、 該識別コードが、該肉付図形の形状及びサイズと該サイ
    ズの許容範囲とに対応して格納された第３記憶部と、 該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分解デー
    タを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して
    該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該検査パ
    ターンのサイズが該参照パターンのサイズの許容範囲内
    にあるかどうかを判定する処理部と、 を有することを特徴とするパターン検査装置。
11. 【請求項１１】 試料に形成されたスルーホールのパタ
    ーンの画像を検査パターンとして第１記憶部に格納し、
    格納された該検査パターンをスルーホールの参照パター
    ンと位置合わせし、両パターンの一致面積に基づいてス
    ルーホールの孔面積を検査するパターン検査装置であっ
    て、 該参照パターンが、肉付図形の識別コードと該肉付図形
    の配置点を示す座標との組を含む分解データで表わされ
    て格納された第２記憶部と、 該識別コードが、該肉付図形のサイズと孔一致面積許容
    範囲とに対応して格納された第３記憶部と、 該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分解デー
    タを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して
    該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該検査パ
    ターンと該参照パターンの孔一致面積が孔一致面積許容
    範囲内にあるかどうかを判定する処理部と、 を有することを特徴とするパターン検査装置。
12. 【請求項１２】 試料上のリードパターン及びランドパ
    ターンの画像を第１検査パターンとして第１記憶部に格
    納し、該試料に形成されたスルーホールのパターンの画
    像を第２検査パターンとして第２記憶部に格納し、格納
    された該第１検査パターンをリードパターン及びランド
    パターンの第１参照パターンと位置合わせし、該位置合
    わせの関係を、格納された該第２検査パターンとスルー
    ホールの第２参照パターンとに適用し、該第２検査パタ
    ーンのスケルトンと該第２参照パターンのスケルトンと
    の間の距離に基づいてスルーホールの孔ずれを検査する
    パターン検査方法であって、 該第２参照パターンが、肉付図形の識別コードと該肉付
    図形の配置点を示す座標との組を含む分解データで表わ
    されて格納された第３記憶部と、 該識別コードが、該肉付図形のサイズと孔ずれ許容範囲
    とに対応して格納された第４記憶部と、 該第３記憶部から該第２検査パターンに対応する該分解
    データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照
    して該第４記憶部から対応するデータを読み出し、該第
    ２検査パターンのスケルトンと該第２参照パターンのス
    ケルトンとの間の距離が孔ずれ許容範囲内にあるかどう
    かを判定する処理部と、 を有することを特徴とするパターン検査装置。