JPH10307917A - パターン検査方法及びパターン検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 飛び散りやピンホールといった欠陥を高速
に、かつ正しく検出する。 【解決手段】 第２のマスタパターンを膨張させ被測定
パターンとの論理積をとり第４のマスタパターンとす
る。第４のマスタパターンを膨張させ被測定パターンと
の論理積をとり新たな第４のマスタパターンとすること
を繰り返す。このパターンと被測定パターンの排他的論
理和をとる（ステップ１０９）。第３のマスタパターン
の論理反転を求めた後に収縮させ被測定パターンとの論
理和をとり第５のマスタパターンとする。第５のマスタ
パターンを収縮させ被測定パターンとの論理和をとり新
たな第５のマスタパターンとすることを繰り返す。この
パターンと被測定パターンの排他的論理和をとる（ステ
ップ１１０）。

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
する検査方法及び検査装置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、特開平７−１１０８６３号公報）。ところ
が、特開平６−２７３１３２号公報、特開平７−１１０
８６３号公報に開示された検査方法では、被測定パター
ンの全体にわたってマスタパターンとの比較による詳細
な検査を繰り返すため、パターン検査に時間がかかって
しまうという問題点があった。そこで、パターンの突
起、欠損、断線あるいは短絡を高速に検査することがで
きる検査方法が提案されている（特願平８−３０２８０
７号）。

【０００５】特願平８−３０２８０７号に開示された検
査方法では、被測定パターンの設計時のＣＡＤデータあ
るいは被測定パターンの良品から作成した第１のマスタ
パターンを収縮処理して第２のマスタパターンを作成す
ると共に、第１のマスタパターンを膨張処理して第３の
マスタパターンを作成する。被測定パターンと第２のマ
スタパターンの論理積をとると、この論理積の結果は被
測定パターンに欠損や断線があるか否かによって異な
り、被測定パターンと第３のマスタパターンの論理積を
とると、この論理積の結果は、被測定パターンに突起や
短絡があるか否かによって異なるので、被測定パターン
の欠陥を高速に検査することができる。

【０００６】しかし、この検査方法では、第２、第３の
マスタパターンと対応しない領域に存在するパターンの
残渣（以下、飛び散りと呼ぶ）やパターンの抜け（以
下、ピンホールと呼ぶ）を検出することができないとい
う問題点があった。つまり、図１０に示すように、第２
のマスタパターンＭ１及び第３のマスタパターンＭ２と
対応しない被測定パターンＰの領域に飛び散りＦ（画素
「１」）やピンホールＨ（画素「０」）が存在しても、
これらはマスタパターンＭ１，Ｍ２と重なっていないた
め、マスタパターンＭ１又はＭ２との論理積をとって
も、これらが論理積の結果に現れることがないからであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように被測定パ
ターンとマスタパターンの論理積をとって欠陥を検査す
る方法では、マスタパターンと対応しない領域に存在す
る飛び散りやピンホールといった欠陥を検出することが
でき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、飛び散りやピンホール
といった欠陥を高速に、かつ正しく検出することができ
る検査方法及び検査装置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、請求項１に記
載のように、被測定パターンと比較するための基準とな
る第１のマスタパターンを収縮処理して、欠損、ピンホ
ール又は断線検出用の第２のマスタパターンを作成する
と共に、第１のマスタパターンを膨張処理して、突起、
飛び散り又は短絡検出用の第３のマスタパターンを作成
し、第２のマスタパターンを膨張処理して被測定パター
ンとの論理積を求め、この論理積の結果を第２、第３の
マスタパターンと対応しない領域における飛び散り検出
用の第４のマスタパターンとし、第４のマスタパターン
を膨張処理して被測定パターンとの論理積を求め、この
論理積の結果を新たな第４のマスタパターンとすること
を所定回数繰り返し、第３のマスタパターンの論理反転
を求めた後に収縮処理して被測定パターンとの論理和を
求め、この論理和の結果を第２、第３のマスタパターン
と対応しない領域におけるピンホール検出用の第５のマ
スタパターンとし、第５のマスタパターンを収縮処理し
て被測定パターンとの論理和を求め、この論理和の結果
を新たな第５のマスタパターンとすることを所定回数繰
り返し、被測定パターンと第４のマスタパターンの排他
的論理和をとると共に被測定パターンと第５のマスタパ
ターンの排他的論理和をとることにより、被測定パター
ンの欠陥を検出するようにしたものである。第１のマス
タパターンは、被測定パターンの設計時のＣＡＤデータ
あるいは被測定パターンの良品から作成される。第２の
マスタパターンを膨張処理して被測定パターンとの論理
積をとり、この結果を第４のマスタパターンとし、第４
のマスタパターンを膨張処理して被測定パターンとの論
理積をとり、この結果を新たな第４のマスタパターンと
することを所定回数繰り返すと、第４のマスタパターン
は、飛び散り部分を除いて被測定パターンと同一とな
る。よって、被測定パターンと第４のマスタパターンの
排他的論理和をとることにより、被測定パターンの飛び
散りを検出することができる。また、第３のマスタパタ
ーンの論理反転を求めた後に収縮処理して被測定パター
ンとの論理和をとり、この結果を第５のマスタパターン
とし、第５のマスタパターンを収縮処理して被測定パタ
ーンとの論理和をとり、この結果を新たな第５のマスタ
パターンとすることを所定回数繰り返すと、第５のマス
タパターンは、ピンホール部分を除いて被測定パターン
と同一となる。よって、被測定パターンと第５のマスタ
パターンの排他的論理和をとることにより、被測定パタ
ーンのピンホールを検出することができる。

【０００９】また、請求項２に記載のように、被測定パ
ターンと比較するための基準となる第１のマスタパター
ンを収縮処理して、欠損、ピンホール又は断線検出用の
第２のマスタパターンを作成すると共に、第１のマスタ
パターンを膨張処理して、突起、飛び散り又は短絡検出
用の第３のマスタパターンを作成するマスタパターン作
成手段と、第２のマスタパターンを膨張処理して被測定
パターンとの論理積を求め、この論理積の結果を第２、
第３のマスタパターンと対応しない領域における飛び散
り検出用の第４のマスタパターンとし、第４のマスタパ
ターンを膨張処理して被測定パターンとの論理積を求
め、この論理積の結果を新たな第４のマスタパターンと
することを所定回数繰り返し、第３のマスタパターンの
論理反転を求めた後に収縮処理して被測定パターンとの
論理和を求め、この論理和の結果を第２、第３のマスタ
パターンと対応しない領域におけるピンホール検出用の
第５のマスタパターンとし、第５のマスタパターンを収
縮処理して被測定パターンとの論理和を求め、この論理
和の結果を新たな第５のマスタパターンとすることを所
定回数繰り返し、被測定パターンと第４のマスタパター
ンの排他的論理和をとると共に被測定パターンと第５の
マスタパターンの排他的論理和をとることにより、被測
定パターンの欠陥を検出する画像処理手段とを有するも
のである。

【００１０】また、請求項３に記載のように、画像処理
手段は、第２のマスタパターンを膨張処理する第１の膨
張回路と、第１の膨張回路の出力と被測定パターンの論
理積をとる第１の論理積回路と、入力パターンを膨張処
理する第２の膨張回路および第２の膨張回路の出力と被
測定パターンの論理積をとる第２の論理積回路からなる
１組が所定段数直列に接続され、初段の第２の膨張回路
の入力に第１の論理積回路の出力が接続された第１の論
理演算回路と、最終段の第２の論理積回路の出力と被測
定パターンの排他的論理和をとる第１の排他的論理回路
と、第３のマスタパターンを論理反転する反転回路と、
反転回路から出力されたパターンを収縮処理する第１の
収縮回路と、第１の収縮回路の出力と被測定パターンの
論理和をとる第１の論理和回路と、入力パターンを収縮
処理する第２の収縮回路および第２の収縮回路の出力と
被測定パターンの論理和をとる第２の論理和回路からな
る１組が所定段数直列に接続され、初段の第２の収縮回
路の入力に第１の論理和回路の出力が接続された第２の
論理演算回路と、最終段の第２の論理和回路の出力と被
測定パターンの排他的論理和をとる第２の排他的論理回
路とを備えるものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態
となるパターン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ブロック図
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を載せるＸ−Ｙテーブル、３はグリーンシ
ート１を撮像するラインセンサカメラ、４は被測定パタ
ーンの欠陥を検出して、この欠陥の位置を示すアドレス
情報を出力する第１の画像処理装置、５はこのアドレス
情報により欠陥を含む所定の領域について、被測定パタ
ーンとマスタパターンの誤差を求め、被測定パターンを
検査する第２の画像処理装置、６は装置全体を制御する
ホストコンピュータ、７は検査結果を表示するための表
示装置である。

【００１２】最初に、検査の前に予め作成しておくマス
タパターンについて説明する。ホストコンピュータ６
は、ＣＡＤ（Computer Aided Design ）システムによっ
て作成され例えば磁気ディスク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
図示しない磁気ディスク装置によって読み出す（図１ス
テップ１０１）。

【００１３】続いて、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する。エッジデータは、パタ
ーンエッジを示す画素「１」の集合である。そして、パ
ターンエッジを示す画素「１」で囲まれた領域を「１」
で塗りつぶし、この画素「１」で塗りつぶされたパター
ン（パターン以外の背景は「０」）を検査の基準となる
第１のマスタパターンとする（ステップ１０２）。

【００１４】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上にパターンがスクリ
ーン印刷されることは言うまでもない。次に、ホストコ
ンピュータ６は、第１のマスタパターンから欠損、ピン
ホール又は断線検出用の第２のマスタパターン、突起、
飛び散り又は短絡検出用の第３のマスタパターンを以下
のように作成する（ステップ１０３）。図３は第２、第
３のマスタパターンの作成方法を説明するための図であ
り、第１のマスタパターンの一部を示している。

【００１５】まず、図３（ａ）に示すように、第１のマ
スタパターンをその中心線と直角の方向に収縮させて、
第２のマスタパターンＭ１を作成する。これは、第１の
マスタパターンの両エッジを示す対向する直線Ａ１とＡ
４（中心線はＬ１）の間隔、及びＡ２とＡ３（中心線は
Ｌ２）の間隔を狭くして第１のマスタパターンを細らせ
ることにより作成することができる。

【００１６】この第２のマスタパターンＭ１による欠陥
検出の精度は、第１のマスタパターンをどれだけ収縮さ
せるかによって決まる。例えば、第１のマスタパターン
の幅の１／５を超える欠損が存在するときに欠陥と認識
したい場合は、第２のマスタパターンＭ１の幅を第１の
マスタパターンの幅の３／５となるように縮小すればよ
い。検出精度は、画素単位や実際の寸法で決めてもよい
ことは言うまでもない。こうして、欠損、ピンホール又
は断線検出用の第２のマスタパターンＭ１が作成され
る。

【００１７】続いて、図３（ｂ）に示すように、第１の
マスタパターンをその中心線と直角の方向に膨張させ
て、第３のマスタパターンＭ２を作成する。これは、第
１のマスタパターンの両エッジを示す対向する直線Ａ５
とＡ８（中心線はＬ３）、Ａ６とＡ７（中心線はＬ
４）、Ａ９とＡ１２（中心線はＬ５）及びＡ１０とＡ１
１（中心線はＬ６）の間隔をそれぞれ広くして第１のマ
スタパターンを太らせることにより作成することができ
る。

【００１８】ただし、実際に第３のマスタパターンＭ２
になるのは、直線Ａ５〜Ａ８からなるマスタパターンＭ
ａと、直線Ａ９〜Ａ１２からなるマスタパターンＭｂを
それぞれ膨張処理して生じた２つのパターンに挟まれた
領域（パターンが存在しない基材の部分）である。つま
り、膨張処理した結果を論理反転したものである。

【００１９】この第３のマスタパターンＭ２による欠陥
検出の精度は、第１のマスタパターンをどれだけ膨張さ
せるかによって決まる。例えば、第１のマスタパターン
の幅の１／５を超える欠損が存在するときに欠陥と認識
したい場合は、第３のマスタパターンＭ２の幅を第１の
マスタパターンの幅の７／５となるように拡大すればよ
い。また、画素単位や実際の寸法で検出精度を決めても
よいことは第２のマスタパターンと同様である。こうし
て、突起、飛び散り又は短絡検出用の第３のマスタパタ
ーンＭ２が作成される。

【００２０】なお、図３では、説明を簡単にするため
に、パターンエッジを意味する直線のみで第１のマスタ
パターンを表し、パターンエッジを意味する直線とその
内側を意味する斜線で第２、第３のマスタパターンを表
しているが、実際の第１〜第３のマスタパターンは、パ
ターンエッジとその内側が画素「１」で塗りつぶされた
ものである。また、本実施の形態では、後述する位置決
めマークを位置合わせに使っているので、位置決めマー
クの部分については膨張、収縮処理を実施しない。

【００２１】次に、被測定パターンの検査について説明
する。まず、グリーンシート１をカメラ３によって撮像
する。そして、第１の画像処理装置４は、カメラ３から
出力された濃淡画像をディジタル化して、図示しない内
部の画像メモリにいったん記憶する（ステップ１０
４）。カメラ３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２又はカメラ３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２
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。

【００２２】次いで、被測定パターンとマスタパターン
の位置合わせを行う（ステップ１０５）。図４はこの位
置合わせ方法を説明するための図である。まず、第１の
画像処理装置４は、画像メモリに記憶した被測定パター
ンＰ１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、ホストコンピュータ６から送出された
第２のマスタパターン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。

【００２３】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、ＤＸｍを求める。なお、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。

【００２４】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
全方向に拡大又は縮小する。次いで、被測定パターンＰ
１と拡大／縮小補正したマスタパターンＭ１’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。

【００２５】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３とグリーンシート１（Ｘ−Ｙテーブル
２）の相対速度を調整して、シート１を再度撮像する。
Ｙ方向の画像分解能は、カメラ３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２あるいはラインセンサカメラ３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。

【００２６】次に、こうして撮像することによって得ら
れた被測定パターンＰ１’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Ｍ１’の位置決めマーク
位置により、図４（ｅ）のようにパターンＰ１’、Ｍ
１’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Ｍ１’を回転させる。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Ｍ１’と
被測定パターンＰ１’の位置を合わせる。

【００２７】こうして、マスタパターンと被測定パター
ンの位置を合わせることができ、後述する検査において
被測定パターン上の位置とマスタパターン上の位置を対
応付けることができる。以上のように本実施の形態で
は、ラインセンサカメラ３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３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。

【００２８】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。よって、
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。本実施の形態では、ラインセンサカメラ
３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。

【００２９】なお、第１のマスタパターンから作成した
第２のマスタパターンＭ１と第３のマスタパターンＭ２
間の位置関係は分かっているので、マスタパターンＭ
１、Ｍ２と被測定パターンの位置合わせは上記のように
１回行えばよい。

【００３０】続いて、画像処理装置４は、位置合わせを
行った後の被測定パターンの濃淡画像を２値化する（ス
テップ１０６）。被測定パターンの濃淡画像データに
は、パターンとそれ以外の背景（基材）とが含まれてい
るが、パターンと背景には濃度差があるので、パターン
の濃度値と背景の濃度値の間の値をしきい値として設定
すれば、パターンは「１」に変換され、背景は「０」に
変換される。こうして、パターンエッジとその内側が画
素「１」で塗りつぶされた被測定パターンを得ることが
できる。

【００３１】次に、画像処理装置４は、第２、第３のマ
スタパターン及び後述する第４、第５のマスタパターン
の各々と２値化された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１０７〜１１０）。こ
れらの検査は、後述するハードウェアによって同時に実
施される。

【００３２】まず、第２のマスタパターンとの比較によ
る検査（ステップ１０７）について説明する。図５はこ
の検査方法を説明するための図である。なお、図５で
は、第２のマスタパターンＭ１をパターンエッジを意味
する直線とその内側を意味する斜線で表し、被測定パタ
ーンＰをパターンエッジを意味する直線とその内側を意
味する梨地で表している。

【００３３】画像処理装置４内の図示しない論理積回路
は、被測定パターンＰと第２のマスタパターンＭ１の論
理積をとる。この論理積の結果は、被測定パターンＰに
欠損や断線等があるか否かによって異なる。被測定パタ
ーンＰに欠損や断線等がない場合は、マスタパターンＭ
１と対応する領域（図５において、パターンＭ１と重な
っている領域）の被測定パターンＰの画素が全て「１」
なので、マスタパターンＭ１と対応する領域における論
理積の結果が全て「１」となる。

【００３４】これに対し、被測定パターンＰに欠損（画
素「０」）が存在する場合は、マスタパターンＭ１と対
応する領域において論理積の結果が「０」となる画素が
存在することになる。これは、マスタパターンＭ１と対
応する領域にピンホールや断線が存在する場合も同様で
ある。こうして、被測定パターンの欠損、ピンホールあ
るいは断線を検出することができる。そして、画像処理
装置４は、論理積の結果が「０」となって欠陥と認識し
た位置（図５では、Ｃの位置）を記憶する。

【００３５】次に、第３のマスタパターンとの比較によ
る検査（ステップ１０８）について説明する。図６はこ
の検査方法を説明するための図である。なお、図６で
は、第３のマスタパターンＭ２をパターンエッジを意味
する直線とその内側を意味する斜線で表し、被測定パタ
ーンＰをパターンエッジを意味する直線とその内側を意
味する梨地で表している。

【００３６】画像処理装置４内の図示しない論理積回路
は、被測定パターンＰと第３のマスタパターンＭ２の論
理積をとる。この論理積の結果は、被測定パターンＰに
突起や短絡等があるか否かによって異なる。被測定パタ
ーンＰに突起や短絡等がない場合は、マスタパターンＭ
２と対応する領域（図６において、パターンＭ２と重な
っている領域）の被測定パターンＰの画素が全て「０」
なので、マスタパターンＭ２と対応する領域における論
理積の結果が全て「０」となる。

【００３７】これに対し、被測定パターンＰに突起（画
素「１」）が存在する場合は、マスタパターンＭ２と対
応する領域において論理積の結果が「１」となる画素が
存在することになる。同様に２本の被測定パターンＰが
短絡していると、マスタパターンＭ２と対応する領域に
おいて論理積の結果が「１」となる画素が存在する。こ
れは、マスタパターンＭ２と対応する領域に飛び散りが
存在する場合も同様である。

【００３８】こうして、被測定パターンの突起、飛び散
りあるいは短絡を検出することができる。そして、画像
処理装置４は、論理積の結果が「１」となって欠陥と認
識した位置（図６では、Ｄ，Ｅの位置）を記憶する。

【００３９】次に、第４のマスタパターンとの比較によ
る検査（ステップ１０９）について説明する。図７はこ
の検査方法を説明するための図、図８は画像処理装置４
内に設けられた第４のマスタパターンとの比較による検
査を実行する検査部と後述する第５のマスタパターンと
の比較による検査を実行する検査部のブロック図であ
る。

【００４０】図７（ａ）に示す被測定パターンＰにおい
て、第２のマスタパターンＭ１に対応する領域と第３の
マスタパターンＭ２に対応する領域との間に飛び散りＦ
が存在するとき、上記の検査では飛び散りＦを検出でき
ない。第４のマスタパターンとの比較検査を実行する検
査部となる膨張回路１１−１〜１１−ｎ、論理積回路１
２−１〜１２−ｎ、排他的論理和回路１３は、このよう
な飛び散りＦを検出するためのものである。

【００４１】第１の膨張回路１１−１は、第２のマスタ
パターンＭ１をその中心線Ｌと直角の方向に膨張させる
（図７（ｂ））。このとき、膨張回路１１−１は、マス
タパターンＭ１を所定の画素分膨張させる。第１の論理
積回路１２−１は、膨張回路１１−１の出力と被測定パ
ターンＰの論理積をとる。

【００４２】ここでは、膨張処理後のマスタパターンＭ
１と対応する領域（図７（ｂ）において、パターンＭ１
と重なっている領域）の被測定パターンＰの画素が全て
「１」なので、膨張処理後のマスタパターンＭ１と対応
する領域における論理積の結果が全て「１」となる。し
たがって、この論理積の結果は、膨張処理後のマスタパ
ターンＭ１と同一であり、これを第４のマスタパターン
Ｍ３とする（図７（ｃ））。

【００４３】第２の膨張回路１１−２〜１１−ｎ、第２
の論理積回路１２−２〜１２−ｎは、膨張回路と論理積
回路からなる１組が所定段数（本実施の形態では、ｎ−
１）直列に接続されたものであり、第４のマスタパター
ンＭ３を膨張処理して被測定パターンＰとの論理積を求
め、この論理積の結果を新たな第４のマスタパターンＭ
３とすることを所定回数繰り返す。

【００４４】例えば、膨張回路１１−２は、論理積回路
１２−１の出力、つまり第４のマスタパターンＭ３をそ
の中心線Ｌと直角の方向に膨張させる（図７（ｄ））。
このとき、膨張回路１１−２は、マスタパターンＭ３を
所定の画素分膨張させる。そして、論理積回路１２−２
は、膨張回路１１−２の出力と被測定パターンＰの論理
積をとる。

【００４５】ここでは、膨張処理後のマスタパターンＭ
３と対応する領域（図７（ｄ）において、パターンＭ３
と重なっている領域）の被測定パターンＰの画素が全て
「１」なので、膨張処理後のマスタパターンＭ３と対応
する領域における論理積の結果が全て「１」となる。し
たがって、この論理積の結果は、膨張処理後のマスタパ
ターンＭ３と同一であり、これを新たな第４のマスタパ
ターンＭ３とする（図７（ｅ））。

【００４６】このような処理が以降の膨張回路及び論理
積回路によって繰り返されると、第４のマスタパターン
Ｍ３の大きさが被測定パターンＰの大きさに近づき、つ
いには、図７（ｆ）、（ｇ）に示すように被測定パター
ンＰと同一となる（ただし、被測定パターンＰに飛び散
りＦが存在する場合は、完全な同一とはならない）。そ
して、これ以降に同様の処理が繰り返されても、第４の
マスタパターンＭ３が被測定パターンＰより大きくなる
ことはない。

【００４７】これは、被測定パターンＰのエッジより外
側の画素が「０」のため、図７（ｇ）のマスタパターン
Ｍ４を膨張させて被測定パターンＰと論理積をとって
も、被測定パターンＰのエッジより外側の論理積の結果
が「１」になることはないからである。なお、被測定パ
ターンＰには飛び散りＦが存在するが、飛び散りＦは被
測定パターンＰとつながっていないので、第４のマスタ
パターンＭ３に飛び散りＦによる画素「１」が現れるこ
とはない。

【００４８】次いで、第１の排他的論理回路１３は、論
理積回路１２−ｎの出力、つまり最終的な第４のマスタ
パターンＭ３と被測定パターンＰの排他的論理和をと
る。この排他的論理和の結果は、被測定パターンＰに飛
び散りがあるか否かによって異なる。被測定パターンＰ
に飛び散りがない場合は、被測定パターンＰとマスタパ
ターンＭ３が同一なので、排他的論理和の結果が全て
「０」となる。

【００４９】これに対し、被測定パターンＰに飛び散り
が存在する場合は、被測定パターンＰとマスタパターン
Ｍ３に相違があり、排他的論理和の結果が「１」となる
画素が存在することになる。こうして、第２、第３のマ
スタパターンＭ１，Ｍ２と対応しない領域に存在する飛
び散りを検出することができる。そして、画像処理装置
４は排他的論理和の結果が「１」となって欠陥と認識し
た位置（図７ではＦの位置）を記憶する。

【００５０】次に、第５のマスタパターンとの比較によ
る検査（ステップ１１０）について説明する。図９はこ
の検査方法を説明するための図である。図９（ａ）に示
す被測定パターンＰにおいて、第２のマスタパターンＭ
１に対応する領域と第３のマスタパターンＭ２に対応す
る領域との間にピンホールＨが存在するとき、上記の検
査ではピンホールＨを検出できない。

【００５１】第５のマスタパターンとの比較検査を実行
する検査部となる反転回路１４、収縮回路１５−１〜１
５−ｎ、論理和回路１６−１〜１６−ｎ、排他的論理和
回路１７は、このようなピンホールＨを検出するための
ものである。反転回路１４は、第３のマスタパターンＭ
２を論理反転させる。これにより、画素「１」が「０」
となり画素「０」が「１」となるので、マスタパターン
Ｍ２を論理反転させた結果は、パターンエッジとその内
側が画素「１」で塗りつぶされた図９（ｂ）のようなパ
ターンＭ４となる。

【００５２】第１の収縮回路１５−１は、反転回路１４
の出力、つまりパターンＭ４をその中心線Ｌと直角の方
向に収縮させる（図９（ｃ））。このとき、収縮回路１
５−１は、パターンＭ４を所定の画素分収縮させる。そ
して、第１の論理和回路１６−１は、収縮回路１５−１
の出力と被測定パターンＰの論理和をとる。

【００５３】この論理和の結果は、収縮処理後のパター
ンＭ４と同一であり、これを第５のマスタパターンＭ５
とする（図９（ｄ））。第２の収縮回路１５−２〜１５
−ｎ、第２の論理和回路１６−２〜１６−ｎは、収縮回
路と論理和回路からなる１組が所定段数（本実施の形態
では、ｎ−１）直列に接続されたものであり、第５のマ
スタパターンＭ５を収縮処理して被測定パターンＰとの
論理和を求め、この論理和の結果を新たな第５のマスタ
パターンＭ５とすることを所定回数繰り返す。

【００５４】例えば、収縮回路１５−２は、論理和回路
１６−１の出力、つまり第５のマスタパターンＭ５をそ
の中心線Ｌと直角の方向に収縮させる（図９（ｅ））。
このとき、収縮回路１５−２は、マスタパターンＭ５を
所定の画素分収縮させる。そして、論理和回路１６−２
は、収縮回路１５−２の出力と被測定パターンＰの論理
和をとる。

【００５５】この論理和の結果は、収縮処理後のマスタ
パターンＭ５と同一であり、これを新たな第５のマスタ
パターンＭ５とする（図９（ｆ））。このような処理が
以降の収縮回路及び論理和回路によって繰り返される
と、第５のマスタパターンＭ５の大きさが被測定パター
ンＰの大きさに近づき、ついには、図９（ｇ）に示すよ
うに被測定パターンＰと同一となる（ただし、被測定パ
ターンＰにピンホールＨが存在する場合は、完全な同一
とはならない）。そして、これ以降に同様の処理が繰り
返されても、第５のマスタパターンＭ５が被測定パター
ンＰより小さくなることはない。

【００５６】これは、被測定パターンＰが画素「１」で
塗りつぶされているため、図９（ｇ）のマスタパターン
Ｍ５を収縮させて被測定パターンＰと論理和をとって
も、被測定パターンＰのエッジより内側の論理和の結果
が「０」になることはないからである。なお、被測定パ
ターンＰにはピンホールＨが存在するが、ピンホールＨ
は被測定パターンＰのエッジとつながっていないので、
第５のマスタパターンＭ５にピンホールＨによる画素
「０」が現れることはない。

【００５７】次いで、第２の排他的論理回路１７は、論
理和回路１６−ｎの出力、つまり最終的な第５のマスタ
パターンＭ５と被測定パターンＰの排他的論理和をと
る。この排他的論理和の結果は、被測定パターンＰにピ
ンホールＨがあるか否かによって異なる。被測定パター
ンＰにピンホールがない場合は、被測定パターンＰとマ
スタパターンＭ５が同一なので、排他的論理和の結果が
全て「０」となる。

【００５８】これに対し、被測定パターンＰにピンホー
ルＨが存在する場合は、被測定パターンＰとマスタパタ
ーンＭ５に相違があり、排他的論理和の結果が「１」と
なる画素が存在することになる。こうして、第２、第３
のマスタパターンＭ１，Ｍ２と対応しない領域に存在す
るピンホールＨを検出することができる。そして、画像
処理装置４は、排他的論理和の結果が「１」となって欠
陥と認識した位置（図９ではＨの位置）を記憶する。

【００５９】以上のような検査を被測定パターン全体に
ついて行った後、画像処理装置４は記憶した欠陥の位置
をアドレス情報として出力する。第２の画像処理装置５
は、第１の画像処理装置４から送られたアドレス情報に
基づき、検出された欠陥を中心とする所定の大きさの領
域について、被測定パターンと上記第１のマスタパター
ンをソフトウエア処理で比較して誤差を求め、被測定パ
ターンの検査を行う（ステップ１１１）。

【００６０】第２〜第５のマスタパターンの各々と被測
定パターンとの比較検査は、ハードウェアで実現でき、
検出した欠陥（正確には、欠陥の候補）を含む所定の領
域だけ、処理時間のかかる被測定パターンと第１のマス
タパターンの比較によって検査するので、被測定パター
ンの欠陥を従来よりも高速に検査することができる。な
お、本実施の形態では、ＣＡＤデータから第１のマスタ
パターンを作成しているが、良品と判定された被測定パ
ターンを撮像し、この被測定パターンから第１のマスタ
パターンを作成するようにしてもよい。また、本実施の
形態では、各マスタパターンを中心線と直角の方向に収
縮、膨張処理しているが、全方向に収縮、膨張処理して
もよい。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、請求項１に記載のよう
に、欠損、ピンホール又は断線検出用の第２のマスタパ
ターンから第４のマスタパターンを作成し、突起、飛び
散り又は短絡検出用の第３のマスタパターンから第５の
マスタパターンを作成して、被測定パターンと第４のマ
スタパターンの排他的論理和をとると共に被測定パター
ンと第５のマスタパターンの排他的論理和をとることに
より、第２、第３のマスタパターンと対応しない領域に
存在する飛び散りやピンホールといった欠陥を正しく検
出することができる。その結果、被測定パターンを高速
に、かつ正しく検査することができる。

【００６２】また、請求項２に記載のように、パターン
検査装置をマスタパターン作成手段及び画像処理手段か
ら構成することにより、被測定パターンを高速に、かつ
正しく検査することができるパターン検査装置を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態となるパターン検査方法
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ブロック図である。

【図３】 第２、第３のマスタパターンの作成方法を説
明するための図である。

【図４】 被測定パターンとマスタパターンの位置合わ
せ方法を説明するための図である。

【図５】 第２のマスタパターンとの比較による検査方
法を説明するための図である。

【図６】 第３のマスタパターンとの比較による検査方
法を説明するための図である。

【図７】 第４のマスタパターンとの比較による検査方
法を説明するための図である。

【図８】 第４、第５のマスタパターンとの比較による
検査を実行する検査部のブロック図である。

【図９】 第５のマスタパターンとの比較による検査方
法を説明するための図である。

【図１０】 従来の検査方法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…Ｘ−Ｙテーブル、３…ライン
センサカメラ、４…第１の画像処理装置、５…第２の画
像処理装置、６…ホストコンピュータ、７…表示装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定パターンと比較するための基準と
   なる第１のマスタパターンを収縮処理して、欠損、ピン
   ホール又は断線検出用の第２のマスタパターンを作成す
   ると共に、第１のマスタパターンを膨張処理して、突
   起、飛び散り又は短絡検出用の第３のマスタパターンを
   作成し、 第２のマスタパターンを膨張処理して被測定パターンと
   の論理積を求め、この論理積の結果を第２、第３のマス
   タパターンと対応しない領域における飛び散り検出用の
   第４のマスタパターンとし、 第４のマスタパターンを膨張処理して被測定パターンと
   の論理積を求め、この論理積の結果を新たな第４のマス
   タパターンとすることを所定回数繰り返し、 第３のマスタパターンの論理反転を求めた後に収縮処理
   して被測定パターンとの論理和を求め、この論理和の結
   果を第２、第３のマスタパターンと対応しない領域にお
   けるピンホール検出用の第５のマスタパターンとし、 第５のマスタパターンを収縮処理して被測定パターンと
   の論理和を求め、この論理和の結果を新たな第５のマス
   タパターンとすることを所定回数繰り返し、 被測定パターンと第４のマスタパターンの排他的論理和
   をとると共に被測定パターンと第５のマスタパターンの
   排他的論理和をとることにより、被測定パターンの欠陥
   を検出することを特徴とするパターン検査方法。
2. 【請求項２】 被測定パターンと比較するための基準と
   なる第１のマスタパターンを収縮処理して、欠損、ピン
   ホール又は断線検出用の第２のマスタパターンを作成す
   ると共に、第１のマスタパターンを膨張処理して、突
   起、飛び散り又は短絡検出用の第３のマスタパターンを
   作成するマスタパターン作成手段と、 第２のマスタパターンを膨張処理して被測定パターンと
   の論理積を求め、この論理積の結果を第２、第３のマス
   タパターンと対応しない領域における飛び散り検出用の
   第４のマスタパターンとし、第４のマスタパターンを膨
   張処理して被測定パターンとの論理積を求め、この論理
   積の結果を新たな第４のマスタパターンとすることを所
   定回数繰り返し、第３のマスタパターンの論理反転を求
   めた後に収縮処理して被測定パターンとの論理和を求
   め、この論理和の結果を第２、第３のマスタパターンと
   対応しない領域におけるピンホール検出用の第５のマス
   タパターンとし、第５のマスタパターンを収縮処理して
   被測定パターンとの論理和を求め、この論理和の結果を
   新たな第５のマスタパターンとすることを所定回数繰り
   返し、被測定パターンと第４のマスタパターンの排他的
   論理和をとると共に被測定パターンと第５のマスタパタ
   ーンの排他的論理和をとることにより、被測定パターン
   の欠陥を検出する画像処理手段とを有することを特徴と
   するパターン検査装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のパターン検査装置におい
   て、 前記画像処理手段は、前記第２のマスタパターンを膨張
   処理する第１の膨張回路と、 第１の膨張回路の出力と被測定パターンの論理積をとる
   第１の論理積回路と、 入力パターンを膨張処理する第２の膨張回路および第２
   の膨張回路の出力と被測定パターンの論理積をとる第２
   の論理積回路からなる１組が所定段数直列に接続され、
   初段の第２の膨張回路の入力に第１の論理積回路の出力
   が接続された第１の論理演算回路と、 最終段の第２の論理積回路の出力と被測定パターンの排
   他的論理和をとる第１の排他的論理回路と、 第３のマスタパターンを論理反転する反転回路と、 反転回路から出力されたパターンを収縮処理する第１の
   収縮回路と、 第１の収縮回路の出力と被測定パターンの論理和をとる
   第１の論理和回路と、 入力パターンを収縮処理する第２の収縮回路および第２
   の収縮回路の出力と被測定パターンの論理和をとる第２
   の論理和回路からなる１組が所定段数直列に接続され、
   初段の第２の収縮回路の入力に第１の論理和回路の出力
   が接続された第２の論理演算回路と、 最終段の第２の論理和回路の出力と被測定パターンの排
   他的論理和をとる第２の排他的論理回路とを備えるもの
   であることを特徴とするパターン検査装置。