KR100459009B1

KR100459009B1 - 홀 검사장치

Info

Publication number: KR100459009B1
Application number: KR10-2002-0011298A
Authority: KR
Inventors: 아사이노리오
Original assignee: 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2004-12-03
Also published as: JP2002358509A; KR20020092168A; US7031511B2; TW550999B; US20020181760A1

Abstract

홀의 검사를 정확 또 효율적으로 행하는 것이 가능한 홀 검사장치를 제공한다.

결함후보영역 추출부(12)는 관통구멍(홀)을 가지는 프린트 기판(4)의 촬상 데이터를 구분한 각 오브젝트 패턴 구분영역이 위치적으로 대응하는 마스터 패턴의 영역과의 사이에 소정의 허용범위를 초과하는 상위(相違)부분을 가지고 있는지 여부를 판정함으로써, 해당 각 오브젝트 패턴 구분영역의 각각이 결함후보인지 여부를 판정하여 결함후보영역을 추출한다. 또한, 결함 판정부(22)는 복수의 오브젝트 패턴 구분영역 중 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역에 존재하는 관통구멍에 대한 구멍정보와, 결함후보영역에 대응하는 마스터 패턴의 영역내에 존재하는 관통구멍에 대한 구멍정보와의 비교결과에 의거하여, 각 관통구멍이 결함인지 여부를 판정한다.

Description

홀 검사장치{A HOLE INSPECTION APPARATUS}

본 발명은, 프린트 기판 또는 프린트 기판용의 기재 등의 피검사물에 형성된 복수의 홀을 검사하는 홀 검사장치에 관한 것이다.

프린트 기판에는, 프린트 기판 상에 소자를 땝남하기 위한 목적 등으로, 프린트 기판을 관통하는 다수의 관통구멍(스루홀 내지 비어홀)이 형성되어 있다. 이들의 관통구멍은, 통상 드릴머신의 드릴날로 소정의 위치를 관통함으로써 형성된다. 그리고, 이와 같은 관통구멍은 확실하게 펀칭되어 있을 필요가 있으므로, 관통구멍의 결함의 유무에 관한 검사가 행해진다.

이 관통구멍의 결함검사는, 예컨대 다음과 같이 하여 행해지고 있다. 즉, 먼저, 프린트 기판용의 기재의 일면에 대해서 조명광을 조사하여 그 뒤쪽의 면을 촬상함으로써, 관통구멍을 투과한 투과광에 의거하는 화상 데이터를 취득한다. 다음에, 이 화상 데이터에서 관통구멍의 중심위치, 지름치수, 구멍면적 등의 정보(이하, 「구멍정보(내지 홀정보)」라고도 말한다)를 산출하여, 이 산출결과와 설계 데이터를 비교하여 결함이 있는지 여부를 검출한다. 이와 같이 촬상화상에서의 특징량을 추출하여 행하는 결함검사를 실시하면, 정확한 검사결과를 얻을 수 있다.

그런데, 이와 같은 결함검사는 모든 관통구멍을 대상으로 하는 것이 바람직하지만, 이와 같은 화상 전체에 걸치는 모든 관통구멍에 관한 구멍정보를 산출하기 위해서는 막대한 시간(예컨대 1매당 2시간)을 필요한다는 문제가 있다. 따라서, 이와 같은 결함검사를 전(全)관통구멍에 대해서 행하는 것은 현실적이 아니고, 실제로는 일부의 관통구멍을 포함하는 부분영역을 추출하여 해당 부분영역에 대한 검사만을 행하는 이른바 「임의추출검사」가 행해지고 있다.

그러나, 최근 프린트 기판에 형성되는 배선패턴의 미세화에 따라, 관통구멍에 대한 허용오차범위가 작게 되어 있다. 구체적으로는, 배선패턴의 미세화에 따라, 관통구멍의 주위에 형성되는 랜드부의 폭이 작게 되어 있기 때문에, 허용위치오차가 작게 되어 있다는 사정이 있다. 또한, 관통구멍 자체의 직경도 작게 되어 있기 때문에, 드릴날 자체의 직경도 작게 되어 있으며, 이와 같은 가느다란 날로 복수매가 중복된 기재를 동시에 펀칭하면, 드릴날이 도중에 구부러져 하방에 위치하는 기재에서 관통구멍의 위치 어긋남 등의 결함이 발생할 가능성이 높게 된다는 사정도 있다.

이와 같은 사정에 의해, 관통구멍의 결함이 발생할 가능성이 높은 상태로 되어 있으며, 종래의 임의추출검사에서는 이와 같은 결함을 지나칠 확률이 높게 되어 버린다는 문제를 가지고 있다. 그 때문에, 모든 관통구멍에 대해 결함검사를 행하는 전수(全數)검사를 해야 한다는 요청이 높아지고 있다. 그리고, 실제로 전수검사를 행하기 위해서는 검사를 효율적으로 행함으로써 검사의 소요시간을 단축하는 것이 바람직하다. 또 이와 같은 사정은 상기와 같이 「관통구멍으로서의 홀」을 설치하는 경우뿐아니라, 「피검사물의 두께방향에서 도중까지 움푹패인 상태로서 형성된 홀」을 포함하는 일반적인 「홀」을 피검사물에 형성하는 경우에도 존재하는 것이다.

그래서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 홀의 검사를 정확 또 효율적으로 행하는 것이 가능한 홀 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명의 실시형태에 관한 관통구멍 검사장치(1)의 개략구성을 나타내는 도면,

도2는 결함검출동작을 나타내는 플로우챠트,

도3은 오브젝트 패턴 데이터(PD) 및 마스터 패턴 데이터(MD)를 나타내는 도면,

도4는 패턴 매칭의 기본동작에 대해서 설명하는 도면,

도5는 스텝(SP30)에서의 검출방법을 개념적으로 나타낸 도면,

도6은 검출회로(12a)의 회로구성을 나타내는 도면,

도7은 소정의 데이터 입력시점에서 특정되는 오브젝트 패턴 데이터 및 마스터 패턴 데이터의 일예를 나타내는 도면,

도8은 비교검출블럭의 구체적인 회로도,

도9는 어느 시점에서의 각 비교검출블럭(B_ij)의 비교처리를 개념적으로 나타낸 도면,

도10은 관통구멍의 중심위치 및 직경의 산출에 대해서 설명하는 도면,

도11은 「위치 어긋남 결함」의 검출에 대해서 설명하는 도면,

도12는 「구멍지름 결함」의 검출에 대한 설명도,

도13은 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)의 일예를 나타내는 도면,

도14는 결함후보영역에 대응하는 마스터 패턴의 대응영역(MD_ij)을 나타내는 도면,

도15는 양 영역(PD_ij, MD_ij)을 위치적으로 대응시켜서 나타낸 도면,

도16은 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역(PD)의 다른 일예를 나타내는 도면,

도17은 양 영역(PD_ij, MD_ij)을 위치적으로 대응시켜서 나타낸 도면,

도18은 「이물막힘 결함」을 설명하는 도면,

도19는 「구멍변형 결함」을 설명하는 도면,

도20은 이물막힘 결함 및 구멍변형 결함에 대한 다른 검출방법에 대해서 설명하는 도면,

도21은 제1의 동작만으로는 결함검출이 부정확하게 되는 일예를 설명하는 도면이다.

(부호의 설명)

1 관통구멍 검사장치

12a 검출회로

19 마스터 패턴 데이터 기억부

2 이동 테이블

3 광원

4 프린트 기판

8 CCD 라인센서

M 마스터 패턴

P 오브젝트 패턴

W 결함검사윈도우

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 발명은, 피검사물에 형성된 복수의 홀을 검사하는 홀 검사장치로서, 복수의 홀을 가지는 피검사물을 촬상하여 오브젝트 패턴 데이터를 취득하는 촬상수단과, 상기 피검사물의 이상(理想)상태를 나타내는 마스터 패턴 데이터를 기억하는 기억수단과, 상기 오브젝트 패턴 데이터를 소정의 크기를 가지는 복수의 오브젝트 패턴 구분영역으로 구분하는 영역구분수단과, 각 오브젝트 패턴 구분영역과 해당 각 오브젝트 패턴 구분영역에 대응하는 마스터 패턴 데이터를 비교함으로써, 해당 각 오브젝트 패턴 구분영역의 각각이 결함후보인지 여부를 판정하여, 상기 복수의 오브젝트 패턴 구분영역 중에서 결함후보영역을 추출하는 결함후보영역 추출수단과, 상기 복수의 오브젝트 패턴 구분영역 중 상기 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역에 존재하는 홀에 대한 제1의 홀정보를 구하는 제1 취득수단과, 상기 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역에 대응하는 마스터 패턴의 영역내에 존재하는 홀에 대한 제2의 홀정보를 구하는 제2 취득수단과, 상기 제1의 홀정보와 상기 제2의 홀정보를 비교하여, 그 비교결과에 의거하여 각 홀이 결함인지 여부를 판정하는 결함판정수단과, 을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1의 발명에 관한 홀 검사장치에 있어서, 상기 결함후보영역 추출수단은 하나의 오브젝트 패턴 구분영역이 결함후보인지 여부를 판정함에 있어, 해당 오브젝트 패턴 구분영역에 대응해야할 마스터 패턴 데이터의 영역을 중심으로 하여 해당 영역에 소정 화소수 주변을 넓힌 확장구역에 걸쳐 2차원적으로 1화소씩 소정량만큼 위치 어긋난 복수의 마스터 패턴 구분영역을 설정하고, 상기 오브젝트 패턴 구분영역과 상기 복수의 마스터 패턴 구분영역의 각각을 비교하며, 해당 비교에 관해서, 복수 화소사이즈를 가지는 결함검사 윈도우를 패턴 전역에 걸쳐 주사하여 어느 주사위치에서 그 윈도우 내에 포함되는 양 패턴이 서로 대응하는 화소 중 소정 수 이상의 화소의 화소치가 일치하지 않을때에 패턴 불일치라 판정하며, 상기 오브젝트 패턴 구분영역이 상기 복수의 마스터 패턴 구분영역의 전체에 대해 패턴 불일치로 판정되었을 때에 해당 오브젝트 패턴 구분영역을 결함후보영역으로서 판정하고, 어느 하나의 마스터 패턴 구분영역에 대해서도 패턴 불일치로 판정되지 않을 때에는 해당 오브젝트 패턴 구분영역을 결함후보영역이 아닌것으로 해서 판정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2의 발명에 관한 홀 검사장치에 있어서, 상기 오브젝트 패턴 구분영역의 크기는, 해당 각 구분영역 내에 최대 1개의 홀이 포함되는 크기로서 정해지는 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3의 어느 한항의 발명에 관한 홀 검사장치에 있어서, 상기 제1의 홀정보 및 상기 제2의 홀정보는, 각각 홀의 중심위치를 포함하고, 결함판정수단은, 상기 제1의 홀정보의 중심위치와 상기 제2의 홀정보의 중심위치와의 어긋남 량을 계산하여, 해당 어긋남 량과 소정의 허용치를 비교함으로써, 각 홀이 결함인지 여부를 판정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4의 어느 한항의 발명에 관한 홀 검사장치에 있어서, 상기 제1의 홀정보 및 상기 제2의 홀정보는, 각각 홀의 면적을 포함하고, 결함판정수단은, 상기 제1의 홀정보의 면적과 상기 제2의 홀정보의 면적과의 어긋남 량을 산출하여, 해당 어긋남 량과 소정의 허용치를 비교함으로써, 각 홀이 결함인지 여부를 판정하는 것을 특징으로 한다.

(발명의 실시형태)

<A. 구성>

도1은, 본 발명의 실시형태에 관한 관통구멍 검사장치(홀 검사장치)(1)의 개략 구성을 나타내는 도이다. 이 관통구멍 검사장치(1)는 피검사물인 프린트 기판(4) 등의 판상체를 관통하는 복수의 관통구멍(H)에 대한 결함의 유무 등을 검사하는 장치이다. 도1에 나타내는 바와 같이, 이 관통구멍 검사장치(1)는 이동 테이블(2), 광원(3), 구동제어부(5), X방향 구동부(6), Y방향 구동부(7), CCD 라인센서(8), 제1 화상처리부(10), 마스터 패턴 데이터 기억부(19) 및 제2 화상처리부(20)를 구비하고 있다. 또, 제1 화상처리부(10)는 화상취득부(9), 영역구분부(11) 및 결함후보영역 추출부(12)를 가지고 있으며, 제2 화상처리부(20)는 구멍정보 산출부(홀정보 산출부)(21) 및 결함판정부(22)를 가지고 있다. 또한, 영역구분부(11), 결함후보영역 추출부(12)의 일부, 구멍정보 산출부(21) 및 결함판정부(22) 등은 컴퓨터 시스템에서 소정의 프로그램을 실행함으로써 기능적으로 실현되는 처리부이다.

이동 테이블(2)은 광원(3)에서의 광을 투과하도록 투명한 재료로 형성되어 있으며, 또 프린트 기판(4) 등의 검사대상물을 소정 범위내의 위치결정 정밀도로 유지하는 것이 가능하다. 또, 이동 테이블(2)은 모터를 포함하는 Y방향 구동부(7)에 의해 Y방향으로 구동된다. 이 이동 테이블(2)의 Y방향에서의 구동제어는 구동제어부(5)에 의해 행해진다.

이동 테이블(2)의 위쪽에는 CCD 라인센서(8)가 설치되어 있다. CCD 라인센서(8)는 X방향 선상에 화소를 구성하는 수광소자를 일렬로 복수개(예컨대 2048개) 배열한 것을 이용한다. 광원(3)에서 출사된 조명광이 프린트 기판(4)의 하면에 조사되면, 이 CCD 라인센서(8)는 그 반대측의 면(도면의 상면)을 촬상함으로써, 관통구멍(H)을 투과한 투과광에 의거하는 화상 데이터를 취득한다.

이 CCD 라인센서(8)는 모터를 포함하는 X방향 구동부(6)에 의해 X방향으로 구동된다. 이 CCD 라인센서(8)(후술)의 X방향에서의 구동제어는 구동제어부(5)에 의해 행해진다.

CCD 라인센서(8)에 의한 프린트 기판(4)의 화상의 판독은 Y방향 구동부(7)에 의해 이동 테이블(2)을 Y방향으로 이동시켜, 프린트 기판(4)을 스캔폭(a)으로 띠모양으로 주사하여 왕로측의 주사를 행한다. 왕로측의 주사가 종료하면, X방향 구동부(6)에 의해 CCD 라인센서(8)를 X방향으로 상기 스캔폭(a)보다도 약간 작은 폭만큼 이동시켜 검사영역이 오버랩하도록 이동시키며, 이어서 이동 테이블(2)을 -(마이너스)Y방향으로 이동시켜서 귀로측의 주사를 행한다. 이것에 의해, 프린트 기판(4)의 전면 영역이 주사되어 화상의 판독이 행해지게 된다.

CCD 라인센서(8)에 의해 판독된 아날로그 화상신호는 화상취득부(9)에서 A/D변환처리에 의해 디지털 화상신호로 변환되며, 또 공간 필터처리를 거쳐 2진화 회로에 의해 「1」과 「0」의 신호로 2진화 된다. 이상과 같이 하여, 관통구멍 검사장치(1)는 복수의 관통구멍(H)를 가지는 프린트 기판(4)의 표면의 화상을 디지털 화상으로서 취득할 수 있다.

검사대상이 되는 프린트 기판(4)에 대해서 촬상된 화상은 오브젝트 패턴 데이터로서 취득된다.

한편, 마스터 패턴 데이터 기억부(19)에는 프린트 기판(4)의 복수의 관통구멍에 대한 이상상태를 나타내는 마스터 패턴 데이터가 기억된다. 이 마스터 패턴 데이터는, 예컨대 설계 데이터(CAD 데이터)에 의거하여 작성된다. 혹은, 정확한 프린트 기판(4), 다시말하면, 검사시의 기준이 되는 프린트 기판(4)이 존재하는 경우에는, 그와 같은 검사기준이 되는 프린트 기판(4)의 화상을 상기의 CCD 라이센서(8) 등을 이용하여 촬상한 화상을 마스터 패턴으로서 이용해도 된다.

또, 영역구분부(11)는 오브젝트 패턴 데이터를 소정의 크기를 가지는 복수의 오브젝트 패턴 구분영역으로 구분한다.

결함후보영역 추출부(12)는 각 오브젝트 패턴 구분영역이 그것에 대응하는 마스터 패턴 데이터의 영역과의 사이에 소정의 허용범위를 초과하는 상위부분을 가지고 있는지 여부를 패턴 매칭기술을 이용하여 판정함으로써, 해당 각 오브젝트 패턴 구분영역의 각각이 결함후보인지 여부(다시말하면, 결함을 가질 가능성이 높은지 여부)를 판정하여, 결함을 가질 가능성이 높은 영역을 「결함후보영역」으로서 추출한다. 이와 같이 하여, 결함후보영역 추출부(12)는 복수의 오브젝트 패턴 구분영역 중에서 결함후보영역을 추출한다.

보다 구체적으로는, 후술하는 바와 같이, 결함후보영역 추출부(12)는 복수의 오브젝트 패턴 구분영역의 각각에 대해서, 각 오브젝트 패턴 구분영역에 대응해야할 마스터 패턴 데이터의 영역을 중심으로 하여 해당 영역에 소정 화소수 주변을 넓힌 확장구역에 걸쳐 2차원적으로 1화소씩 소정량만큼 위치 어긋난 복수의 마스터 패턴 구분영역으로 이루어지는 마스터 패턴 구분영역군을 설정하여, 각 오브젝트 패턴 구분영역과 각각에 대응하는 마스터 패턴 구분영역군을 비교함으로써, 각 오브젝트 패턴 구분영역의 각각이 결함후보인지 여부를 판정한다. 이 결함후보영역 추출부(12)는 고속화를 도모하므로, 하드웨어회로(후술)를 이용하여 구성되는 것이 바람직하다.

구멍정보 산출부(21)는 복수의 오브젝트 패턴 구분영역 중 결함후보영역으로서 결함후보영역 추출부(12)에서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역에 존재하는 관통구멍에 대한 구멍정보(홀정보)를 산출한다. 또, 이 구멍정보 산출부(21)는 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역에 대응하는 마스터 패턴 데이터의 영역내에 존재하는 관통구멍에 대한 구멍정보도 산출한다. 또한, 마스터 패턴 데이터 내에 존재하는 관통구멍에 대한 구멍정보는 검사동작에 앞서 미리 구해두는 것이 바람직하다.

결함판정부(22)는 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역 내에 존재하는 관통구멍에 대한 구멍정보와, 그 결함후보영역에 대응하는 마스터 패턴 데이터의 영역내에 존재하는 관통구멍에 대한 구멍정보를 비교하여, 그 비교결과에 의거하여, 각 관통구멍이 결함인지 여부를 판정한다.

이상과 같이 하여, 제2 화상처리부(20)에서의 출력결과로서, 오브젝트 패턴 데이터에 포함되는 복수의 구멍에 대한 결함의 유무 등을 얻을 수 있다. 상기와 같은 동작에 대해서는 후에 서술한다.

또, 이 관통구멍 검사장치(1)는 목시(目視)결함 인식부(30)를 더 구비하고 있다. 이 목시결함 인식부(30)는 제2 화상처리부(20)에서의 출력결과로서 결함으로 하여 출력된 구멍을 확대 표시할 수 있으며, 이 목시결함 인식부(30)의 표시부(도시하지 않음)에 표시된 관통구멍을 마스터 패턴 데이터와 비교할 수 있다. 따라서, 목시로 확인하여 해당 관통구멍이 결함인지 여부를 최종적으로 판단할 수 있다.

또한, 관통구멍 검사장치(1)는 복수의 컴퓨터를 통합하여 시스템적으로 구성되어 있어도 좋다. 예컨대, 제1 화상처리부(10)와 제2 화상처리부(20)와 목시결함인식부(30)가 각각 개별 컴퓨터로 구성되어 있어도 좋고, 혹은 반대로 이것 중 일부 또는 전부가 동일 컴퓨터로서 구성되어 있어도 좋다. 또한 개별 컴퓨터로서 구성되는 경우에는, 각 컴퓨터는 LAN 등의 통신선을 통해서 상호의 정보를 교환할 수 있다.

또, 본 명세서에서의 「관통구멍」은 적어도, 스루홀(IC의 단자등을 끼워넣기 위해 이용되는 비교적 직경이 큰 관통구멍)과 비어홀(신호선을 접속하기 위해 이용되는 비교적 직경이 작은 관통구멍)과의 양자를 포함하는 개념을 가지는 것으로 하여, 스루홀 내지 비어홀 중 어느 것에 대해서도 이하의 결함검사기술을 적용할 수 있다.

<B. 동작>

<B1. 개요>

다음에, 관통구멍 검사장치(1)에서의 결함검사동작에 대해서 설명한다. 이 결함검사동작은 도2의 플로우챠트에 나타내는 흐름에 따라 행해진다.

구체적으로는, 먼저 스텝(SP10)에서, 검사대상이 되는 프린트 기판(4)을 CCD 라인센서(8) 등을 이용하여 촬상한다. 상술한 바와 같이, 화상취득부(10)는 CCD 라인센서(8)로부터의 신호에 의거하여, 검사대상이 되는 프린트 기판(4)에 대한 화상 데이터(이하, 「오브젝트 패턴 데이터」라 말한다)를 취득한다.

다음에, 스텝(SP20)에서, 촬상화상(즉, 오브젝트 패턴 데이터)을 복수의 구분영역(이하, 「오브젝트 패턴 구분영역」이라 말한다)으로 구분한다.

도3은, 오브젝트 패턴 데이터(PD) 및 마스터 패턴 데이터(MD)를 나타내는 도이다. 도3의 (a)는 오브젝트 패턴 데이터(PD)를 나타내며, 도3의 (b)는 마스터 패턴 데이터(MD)를 나타낸다. 또한 도3에 있어서는, 관통구멍을 원으로 표시하고 있다.

도3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 오브젝트 패턴 데이터(PD)는 X방향 및 Y방향으로 각각 소정 수의 화소를 가지는 구분영역(즉, 오브젝트 패턴 구분영역)(PD_ij)으로 구분된다. 예컨대, 오브젝트 패턴 데이터(PD)의 X방향의 총 화소수를 2048개로 하면, X방향을 4개로 분할했을 때의 각 부분영역의 X방향의 화소수는 512개(=2048/4)가 된다. 그리고, 이 오브젝트 패턴 데이터(PD)를 Y방향으로도 동일 수의 화소를 가지도록 구분하면, 1개의 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)은 512화소×512화소의 화소수를 가지는 정사각형의 구분영역이 된다.

또, 도3의 (b)는, 각 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)에 위치적으로 대응하는 마스터 패턴 데이터(MD)의 대응영역(MD_ij)을 나타내고 있다. 각 대응영역(MD_ij)은 동일 화소수를 가지는 각 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)에 대응하고 있다. 다시말하면, 오브젝트 패턴 데이터와 마스터 패턴 데이터가 동일한 경우에는, 각 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)은 각 대응영역(MD_ij)에 일치한다. 여기서는 각 영역(PD_ij, MD_ij)의 형상이 정사각형인 경우를 예시했지만, 이것에 한정되지 않고, 가로로 길거나 세로로 긴 직사각형 등이라도 좋다.

또한, 후술하는 바와 같이, 각 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)에 대해서, 대응영역(MD_ij)을 중심으로 하여 해당 영역(MD_ij)에 소정 화소수 주변을 넓힌 확장구역에걸쳐 2차원적으로 1화소씩 소정량만큼 위치 어긋난 복수의 마스터 패턴 구분영역으로 이루어지는 마스터 패턴 구분영역군이 설정된다.

다음의 스텝(SP30)에서는, 대응하는 각 구분영역마다, 오브젝트 패턴 데이터와 마스터 패턴 데이터를 비교한다. 보다 구체적으로는, 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)과, 그것에 대응하는 마스터 패턴 구분영역군에 포함되는 복수의 마스터 패턴 구분영역을 비교한다. 그리고, 이 비교결과에 따라, 각 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)이 결함후보영역인지 여부를 판정한다. 또한 이 판정결과에 따라, 복수의 오브젝트 패턴 구분영역 중에서 결함후보영역인 오브젝트 패턴 구분영역을 결정한다. 이 동작에 대해서는 후에 상술한다.

또, 스텝(SP40)에서는, 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij) 내의 관통구멍(H)에 대한 구멍정보(중심위치, 면적, 직경)를 산출한다. 이 동작에 대해서도 후에 상술한다.

그 후, 스텝(SP50)에 있어서, 스텝(SP40)에서 산출된 구멍정보와, 그 결함후보영역에 대응하는 마스터 패턴의 영역(MD_ij) 내의 관통구멍에 대한 구멍정보를 비교하여 각 관통구멍이 결함이 있는지 여부를 판정한다.

그리고, 스텝(SP60)에서, 이 판정결과 즉, 각 관통구멍이 결함이 있는지 여부가 관통구멍 검사장치(1)의 디스플레이(도시하지 않음) 등에 출력된다. 또한, 이 후, 작업자는 다시 이 판정결과를 참고하면서 목시결함 인식부(30)에 확대표시된 결함후보영역 내의 관통구멍의 화상을 목시함으로써, 실제의 검사대상물의 프린트기판(4) 내의 관통구멍이 결함이 있는지 여부를 최종적으로 확인할 수 있다.

<B2. 제1단계(스텝 SP30)의 상세동작>

다음에, 스텝(SP30)의 동작(이하, 「제1단계의 동작」이라고도 말한다)의 상세에 대해서 설명한다.

이 제1단계의 동작을 행함으로써, 검사물에 위치 어긋남이나 비틀림에 의한 위치정렬 오차가 있는 경우라도, 그들의 위치정렬 오차를 흡수하여 고정밀도의 패턴결함검출을 행할 수 있으며, 더욱이 그 패턴결함검출을 신속하게 행할 수 있다.

그리고, 이 제1단계의 동작을 실행함으로써, 복수의 오브젝트 패턴 구분영역 중에서, 결함후보영역으로서의 오브젝트 패턴 구분영역을 추출한다. 단적으로 말하면, 이 제1단계의 동작(스텝 SP30의 동작)에 의해, 다음의 스텝(SP40) 및 스텝(SP50)에서의 동작의 대상이 되는 영역을 한정하는 것이다.

<원리>

먼저, 스텝(SP30)의 동작의 원리에 대해서 설명한다.

(1 : 기본적 패턴 매칭법에 대한 고찰)

검사물이 검사기구의 소정 위치에 정확하게 위치 결정되어 양자화 오차도 없는 것으로 가정하여, 다음에 서술하는 바와 같은 기본적 패턴 매칭법으로 패턴결함검출을 행하는 경우에 대해서 고찰한다. 즉, 도4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 결함사이즈에 상당하는 복수 화소사이즈로 이루어지는 검사 윈도우(W)(여기서는 잠정적으로 2×2 화소사이즈로 한다)를 오브젝트 패턴 구분영역(P1) 내에 주사시킴과 동시에, 도4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 이 검사 윈도우(W)에 대해 위치적으로대응시켜가면서, 마스터 패턴의 대응영역(M1)에도 동일 화소사이즈의 검사 윈도우(W')를 동일하게 주사시켜, 각 주사위치에서, 양 검사 윈도우(W, W') 내에 포함되는 복수 화상의 2진화 신호를 비교하는 기본적 패턴 매칭법으로 패턴결함검사를 행하는 것으로 한다. 이 경우, 검사물에 패턴결함이 없을 때에는, 검사 윈도우 내의 화소가 모두 불일치로 되는 개소은 1곳도 없다.

이것에 대해 검사물에 패턴결함이 있는 경우에는 검사 윈도우(W, W')가 결함 개소(K)에 위치했을 때, 검사 윈도우(W, W') 내의 서로 대응하는 화소의 2진화 신호가 모두 불일치(이하, 「검사 윈도우 불일치」라고 말한다)가 되는 개소가 존재하게 된다. 검사 윈도우(W)의 크기가 결함사이즈에 상당하기 때문이다.

이것으로부터, 검사물에 위치 어긋남이 없는 경우에는, 검사 윈도우(W, W')를 패턴 내의 전영역(또는소정 에리어)에 걸쳐 주사하여 상기 비교처리를 행하며, 1개소라도 검사 윈도우 불일치가 되는 개소가 있으면, 패턴결함 있음이라고 판정할 수 있고, 반대로 1개소라도 검사 윈도우 불일치가 되는 개소가 없으면 패턴결함 없음이라고 판정할 수 있다.

그런데, 검사물에 위치 어긋남이 없으면, 상기 패턴 매칭법에 의해 충분하게 패턴결함의 검출을 행할 수 있지만, 실제로는, 기술한 바와 같이, 검사물에 위치 어긋남(상하좌우의 어긋남 뿐아니라, 경사의 어긋남도 포함한다)이나 비틀림에 의한 위치 어긋남 오차가 있기 때문에, 상기 방법에서는 패턴결함의 검출미스를 발생하게 된다. 다음에, 그 이유를 설명한다.

지금, 잠정적으로, 패턴결함을 가지지 않는 검사물이 검사기구에 위치 어긋난 상태(다시말하면, 위치정렬 오차를 가진 상태)로 세트되어 화상입력되며, 예컨대 x방향으로 -2화소(왼쪽으로 2화소), y방향으로 -2화소(위쪽으로 2화소) 위치 어긋난 상태로 세트되어, 오브젝트 패턴(P₀')이 (후술의 도5의 (a)의 P₀의 위치에) 얻어진 것으로 한다. 이때, 이 오브젝트 패턴(P₀')과, 마스터 패턴(M)을 비교하여, 상기 기본적 패턴 매칭법에 의해 패턴결함검출을 행하면, 상당히 많은 주사위치에서 검사 윈도우 불일치가 되는 개소가 생겨, 패턴결함이 전혀 없는데도 불구하고, 패턴결함 있음이라고 판정되게 된다.

(2 : 스텝(SP30)의 패턴 매칭법)

그리고, 이 스텝(SP30)에 있어서는, 상기 문제점을 고려하여, 검사물에 위치 어긋남이 있는 경우라도, 위치정렬 오차를 흡수하여 정확하게 패턴결함검출을 행하는 방법으로 결함검출동작을 행한다.

도5는, 스텝(SP30)에서의 검출방법을 개념적으로 나타낸 도이다. 여기서는, 오브젝트 패턴(보다 구체적으로는 오브젝트 패턴 구분영역)(P)의 기준위치(P₀)(검사물이 소정 위치에 정확하게 세트된 경우의 오브젝트 패턴의 위치)에 대해, 위치적으로 대응하는 마스터 패턴의 에리어(M₀)를 중심으로 하여, 그 영역(에리어)에 소요 화소수 주변을 넓힌 에리어에 2차원적으로 1화소씩 소정량만큼 위치 어긋난 복수의 마스터 패턴 에리어(마스터 패턴 구분영역)을 설정하고, 이들의 복수의 마스터 패턴(M₁₁~ M₇₇)과, 오브젝트 패턴(P₀')을 각각 비교하여 패턴결함검출을 행한다. 이경우, 넓힌 마스터 패턴 에리어의 설정범위는 검사물의 위치 어긋남이나 비틀림 등에 의한 위치 어긋남 오차(위치정렬 오차)를 흡수할 수 있는 범위로 하며, 도5에서는 에리어(M₀)를 중심으로 하여, 그 상하좌우로 3화소씩 위치 어긋난 경우를 예시하고 있다.

이와 같은 복수의 마스터 패턴(M₁₁~ M₇₇)을 설정하면, 검사물이 위치가 어긋나 있는 경우라도, 그 오브젝트 패턴(P)에 위치적으로 대응하는 마스터 패턴이 마스터 패턴(M₁₁~ M₇₇) 중 어느 것에 존재하게 된다. 도5의 (a)의 예에서는, 오브젝트 패턴(P)이 기준위치(P₀)에 비해, 상측방향으로 2화소, 좌측방향으로 2화소 위치 어긋나게 둔 경우를 상정하고 있으므로, 이 경우에 기준위치(P₀)에 존재하는 오브젝트 패턴(P₀')에 정확히 위치가 맞는 마스터 패턴은 본래 이 위치에서 합치해야할 마스터 패턴(M₄₄)이 아니라, 에리어(M₀(M₄₄))에서 하측방향으로 2화소, 우측방향으로 2화소 위치 어긋난 위치에 있는 마스터 패턴(M₆₆)이다.

이와 같은 마스터 패턴 에리어군(즉 마스터 패턴 구분영역군)을 설정한 후, 다음에, 오브젝트 패턴(P)과, 각 마스터 패턴(M₁₁~ M₇₇)을 각각 상기 기본적 패턴 매칭법의 수법을 이용하여 각 마스터 패턴마다 비교한다. 즉, 위치 어긋난 오브젝트 패턴(P₀')과 각 마스터 패턴(M₁₁~ M₇₇) 내에, 복수 화소사이즈를 가지는 결함 검사 윈도우(W, W')를 각각 설정하여, 이 검사 윈도우(W, W')를 위치적으로 대응시키면서 패턴 전역에 거쳐 주사하며, 그 검사 윈도우 불일치가 되는 개소가 1개소라도 있으면 패턴 불일치라고 판정하고, 그렇치 않을 경우는 패턴 일치라고 판정한다. 이와 같이 하면, 위치적으로 대응하는 오브젝트 패턴(P₀')과 마스터 패턴(도5의 예에서는 마스터 패턴(M₆₆))과의 비교결과에 있어서, 검사물에 패턴결함이 없으면 패턴 일치라 판정되며, 패턴결함이 있으면 패턴 불일치라 판정된다.(만약 양자화 오차가 없으면 도5의 예에서는 마스터 패턴(M₆₆)의 다른 마스터 패턴(M₅₅, M₅₆, M₅₇, M₆₅, M₆₇, M₇₅, M₇₆, M₇₇)도, 패턴결함이 없으면 패턴 일치라 판정된다.) 또, 오브젝트 패턴(P₀')과 다른 마스터 패턴(도5의 예에서는 마스터 패턴(M₅₅, M₅₆, M₅₇, M₆₅, M₆₆, M₆₇, M₇₅, M₇₆, M₇₇)을 제외한 M₁₁~ M₇₇)과의 비교결과에서는 비교해야할 패턴끼리가 검사 윈도우 불일치가 생길 정도로 위치적으로 어긋나 있으므로 패턴이 일치하는 일은 없으며, 패턴 불일치로 판정된다.

그리고, 마스터 패턴 에리어군에 포함되는 모든 마스터 패턴(M₁₁~ M₇₇)에 대해 패턴 불일치로 판정이 행해진 경우에 패턴결함 있음으로 판정하며, 적어도 1개의 마스터 패턴에 대해서 패턴 일치의 판정이 행해진 경우에 패턴결함 없음으로 판정하여, 패턴결함의 검출을 행한다.

이 방법에 의하면, 오브젝트 패턴(P0')과 비교해야할 마스터 패턴으로서, 2차원적으로 1화소씩 소정 범위 위치 어긋난 복수의 마스터 패턴(M₁₁~ M₇₇)을 설정하기 위해, 검사물에 위치 어긋남이나 위치정렬 오차가 있는 경우라도, 그들의 위치정렬 오차를 흡수하여 고정밀도의 패턴결함검출을 행할 수 있다. 또, 오브젝트 패턴(P)이나 마스터 패턴(M₁₁~ M₇₇)에, 1화소의 영역내에 패턴의 단(端)이 있는 경우의 양자화 오차 및 패턴 경사배치에 의한 양자화 오차가 포함되어 있는 경우라도, 그 양자화 오차에 의해, 검사 윈도우(W, W')에 포함되는 화소가 서로 대응하는 2치화 신호가 적어도 어느 하나의 마스터 패턴에서는 모두 불일치로 되는 일은 없으므로, 양자화 오차에 따른 결함검출미스도 방지할 수 있다.

이상, 스템(SP30)의 패턴결함 검출방법의 개략에 대해서 설명했지만, 상기 방법을 그대로 실시회로로서 작성하면, 대규모 회로가 된다. 그래서, 실제의 장치에서는, 이하에 서술하는 바와 같은 간소화한 회로를 이용하는 것이 바람직하다.

<구체적 구성 및 구체적 동작>

도6은, 결함후보영역 추출부(12) 내의 검출회로(12a)의 회로구성을 나타내는 도이다. 이 검출회로(12a)에는 검사물을 주사하여 얻어지는 오브젝트 패턴(P₀')의 화상 데이터(오브젝트 패턴 데이터)가 2치화 처리되어 시계열적으로 입력된다. 동시에, 오브젝트 패턴 데이터(이하,단순히 오브젝트 데이터라고도 말한다)의 입력에 동기하여 메모리에서 호출된 마스터 패턴(M)의 2치화 데이터(마스터 데이터 패턴)가 시계열적으로 입력된다. 또한, 상기에 있어서는, 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij) 및 마스터 패턴의 대응영역(MD_ij)은 각각 512×512 화소의 사이즈를 가지는 경우를 예시했지만, 이하에서는, 간단화를 위해, 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij) 및 마스터패턴 데이터의 대응영역(MD_ij)은 각각 32×32 화소의 사이즈를 가지는 것으로서 설명한다.

이렇게 하여 입력된 오브젝트 데이터는 시프트 레지스터(SR₁)에 의해 1라인분(32화소분) 지연된 오브젝트 데이터와 함께, 각 비교검출블럭(B₁₁~ B₇₇)에 쌍으로 입력된다. 이 비교검출블럭(B₁₁~ B₇₇)은 도5의 마스터 패턴(M₁₁~ M₇₇)에 대응하여 합계 49개 설치되어 있다.

한편, 결함검사부에 입력된 마스터 패턴 데이터(이하, 단순히 마스터 데이터라고도 말한다)는 시프트 레지스터(SR₂~ SR₉)에 의해 1라인씩 지연하도록 분리되며, 분리된 방향으로 인접하는 2개의 데이터가 쌍으로 되어, 비교검출블럭(B₁₁~ B₇₇)의 수평방향의 1단마다 1라인씩 어긋나게 입력됨과 동시에, 수직방향의 1단마다 삽입한 D타입 플립플롭(D-FF)에 의해, 수직방향의 1단마다 1화소씩 지연시켜서 입력된다. 이것에 의해, 각 비교검출블럭(B_ij(i = 1 ~ 7, j = 1 ~ 7))에 각각 쌍으로 부여되는 마스터 데이터는 모두 2차원적으로 1화소씩 위치 어긋난 것으로 된다. 그런데, 검출회로(12a)에의 오브젝트 데이터와 마스터 데이터의 입력의 타이밍은, 다음과 같이 정해져 있다. 즉,검사물이 검사기구의 소정 위치에 정확하게 위치 결정되어 있는 경우에 있어서, 도7의 (a)에 나타내는 오브젝트 패턴(P)의 에리어(E1)의 데이터가 비교검출블럭(B₁₁~ B₇₇)에 공통으로 입력되었을 때, 동시에, 도7의 (b)에나타내는 마스터 패턴(M)의 2차원적으로 1화소씩 위치 어긋난 각 에리어(E₁₁~ E₇₇)의 데이터가 대응하는 비교검출블럭(B₁₁~ B₇₇)에 각각 분리하여 입력하도록 설정된다. 이와 같이 설정하면, 검사물이 위치 어긋난 경우라도, 위치 어긋난 오브젝트 패턴(P₀')의 에리어(E1)는 마스터 패턴(M)의 에리어(E₁₁~ E₇₇) 중 어느 하나의 에리어와 위치적으로 대응하게 되며, 오브젝트 패턴(P₀')의 다른 에리어에 대해서도 같은 결과가 된다.

도8은, 상기 비교검출블럭(B_ij(i = 1 ~ 7, j = 1 ~ 7))의 구체적 회로도를 나타낸 것이다. 각 비교검출블럭(B_ij)은 구성이 모두 동일하므로, 여기서는 하나의 블럭의 회로만을 나타내고 있다.

이 비교검출블럭(B_ij)은 비교회로(121)와, 판정회로(122)와, 유지회로(123)로 구성된다. 비교회로(121)는 각각 쌍으로 입력되는 오브젝트 데이터와 마스터 데이터를 배타적 논리합 게이트(EXR₁및 EXR₂)에 의해 대응하는 화소마다 비교하여, 대응하는 화소의 2치화 신호가 불일치하면, 「1」, 일치하면 「0」을 출력하여, 각각 시프트 레지스터(R₀, R₃)에 래치시킨다. 다음의 오브젝트 데이터와 마스터 데이터가 입력되었을 때도, 동일하게 배타적 논리합 게이트(EXR₁및 EXR₂)에 의해 비교를 행하며, 비교결과를 시프트 레지스터(R₀, R₃)로 래치시킨다. 이 때, 그때까지 시프트레지스터(R₀, R₃)에 래치되어 있던 데이터는 인접한 레지스터(R₁, R₂)로 시프트된다. 이렇게 하여 오브젝트 데이터와 마스터 데이터가 입력될때마다, 배타적 논리합 게이트(EXR₁및 EXR₂)에 의한 비교를 행하여 비교결과를 시프트 레지스터(R₀~ R₃)로 순차 시프트시켜 간다. 이 시프트 레지스터(R₀~ R₃)에 래치되어 있는 비교결과는, 도5에서 말하면, 검사 윈도우(W, W') 내의 대응하는 화소마다의 비교결과에 상당한다.

판정회로(122)는, 시프트 레지스터(R₀~ R₃)의 시프트가 행해질때마다, 시프트 레지스터(R₀~ R₃)에 래치되어 있는 데이터를 앤드 게이트(AND₁)에 입력하여, 시프트 레지스터(R₀~ R₃)에 래치되어 있는 데이터의 모두가 불일치일때(즉, 결함사이즈에 상당하는 불일치 개소가 있을때)는 「1」의 데이터를 유지회로(123)에 출력하고, 하나라도 일치하는 개소가 있으면 「0」의 데이터를 유지회로(123)로 출력한다.

유지회로(123)는 화상 데이터가 입력될때마다 D타입 플립플롭(D-FF₁)의 Q출력신호와, 상기 앤드 게이트 (AND₁)의 출력신호의 논리합을 구하여, 그 결과를 D타입 플립플롭(D-FF₁)에 유지한다. 이것에 의해 검사 윈도우(W, W')의 주사가 진행함에 따라 결함사이즈에 상당하는 불일치의 개소가 나타날때까지는 D타입 플립플롭(D-FF₁)에는 「0」의 데이터가 유지되며, 1개소라도 결함사이즈에 상당하는불일치 개소가 나타나면, 「1」의 데이터가 유지되는 것으로 된다.

그런데, 상기 비교검출블럭(B_ij)에는 기술한 바와 같이 오브젝트 데이터가 공통으로 각 블럭에 입력됨과 동시에, 마스터 데이터가 2차원적으로 1화소씩 위치 어긋남되어 각각의 블럭에 입력되기 때문에, 오브젝트 패턴(P₀')의 영역의 주사를 종료하면, 결과적으로는 각 비교검출블럭(B₁₁~ B₇₇)에서, 도5에 나타내는 오브젝트 패턴(P₀')과 각 마스터 패턴(M₁₁~ M₇₇)의 비교처리를 각각 행한것으로 되며, 각각의 비교결과가 각 비교검출블럭(B₁₁~ B₇₇)의 유지회로(123)에 유지되는 것으로 된다.

이해를 한층 용이하게 하기 위해, 각 비교검출블럭(B_ij)에서의 비교처리를 이미지적으로 설명해 둔다. 도9는, 어느 시점에서의 각 비교검출블럭(B_ij)의 비교처리를 개념적으로 나타낸 도이다. 도면 중에서, 우측에 위치하는 49개의 블럭은 대응하는 비교검출블럭(B_ij)의 시프트 레지스터(R_O~ R₃)를 나타내며, 블럭 내의 번호는 4화소(a ~ d)로 이루어지는 오브젝트 에리어와 비교되어야 할 마스터 패턴 내의 대응하는 4화소 에리어의 번호를 나타내고 있다. 이들 각 블럭내의 번호는 오브젝트 데이터가 입력될때에 각각 1화소씩 좌측방향으로 시프트되어 간다. 그런데, 도면 중 우측에 위치하는 49개의 블럭은 대응하는 비교검출블럭(B_ij)의 시프트 레지스터(R₀~ R₃)를 나타내고 있기 때문에, 그 중의 데이터가 오른쪽으로 시프트되는 것은 도5에 나타내는 검사 윈도우(W, W')가 오른쪽으로 주사되어 가는 것을 의미하며, 따라서 패턴 전역의 주사를 종료하면, 도5에 나타내는 오브젝트 패턴(P₀')과 각 마스터 패턴(M₁₁~ M₇₇)의 비교처리를 각각 각 비교검출블럭(B_ij)에서 행한 것으로 된다.

각 비교검출블럭(B_ij)의 유지회로(123)에 유지되어 있는 데이터는 도6에 나타내는 바와 같이 모두 앤드 게이트(AND₂)에 보내져 논리곱이 구해진다. 그런데, 각 비교검출블럭(B_ij)의 유지회로(123)에 유지되어 있는 데이터는 기술한 바와 같이, 오브젝트 패턴(P₀')의 영역의 주사를 종료한 시점에서는, 패턴 내에 1개소라도 결함사이즈에 상당하는 불일치 개소가 있으면 「1」이 되며, 불일치 개소가 전혀 없으면 「0」이 된다. 따라서, 검사물에 패턴결함이 1개소라도 존재한 경우에는 모든 비교검출블럭(B_ij)에서 「1」이 출력되어, 앤드회로(AND₂)의 출력이 「1」이 되며, 반대로 검사물에 패턴결함이 전혀 없으면, 위치적으로 대응하는 어느 하나의 비교검출블럭(도5의 예에서는 B₆₆)에서 「0」이 출력되어 앤드회로(AND₂)의 출력이 「0」이 된다. 그런데, 패턴주사 종료 후에, 앤드회로(AND₂)에서 출력되는 신호에 의거하여 패턴결함을 검출한다. 이와 같이 1회의 패턴주사가 종료하여 패턴결함의 유무를 검출하고, 도시하지 않는 다음 단계로 송출하면, 클리어 신호에 의해 유지회로(123)의 내용을 「0」으로 한다.

이상과 같이, 제1단계의 동작을 행함으로써, 오브젝트 패턴 구분영역에 「패턴결함」이 존재하는지 여부를 검출할 수 있다. 그리고, 패턴결함이 존재하는 구분영역은 「결함후보영역」으로서 추출된다. 즉, 복수의 오브젝트 패턴 구분영역 중에서, 패턴결함이 존재하는 구분영역을 특정하여 「결함후보영역」으로서 추출할 수 있다. 이것에 의해, 관통구멍에 관한 결함이 존재할 가능성이 높은 오브젝트 패턴 구분영역을 한정할 수 있다. 그리고, 다음의 스텝(SP40) 이후의 동작에 의해, 이와 같은 패턴결함이 존재하는 구분영역에, 실제로 관통구멍의 결함이 존재하는지 여부를 검사한다.

여기에서, 「패턴결함」은 패턴으로서의 상위점이 존재하는 것을 의미하고, 패턴결함인 것이 즉 「관통구멍에 관한 결함」인 것을 의미하는 것은 아니다.

왜나하면, 상기의 스텝(SP30)에서 결함이라고 판정된 오브젝트 패턴 구분영역이라도, 그 내부에 존재하는 관통구멍의 어긋남 량은 허용오차범위 내에 있는 경우가 존재하기 때문이다. 즉, 이 패턴결함이 검출된 것만으로 관통구멍의 결함이 존재한다고 판정하면, 실제로는 결함이 아닌 관통구멍을 결함이라고 오판정하여, 과잉한 결함검출(오판정)을 행하게 될 가능성이 있다. 그래서, 과잉한 결함검출을 방지하고 검출 정밀도를 더욱 향상시키기 위해 다음의 스텝(SP40) 이후의 동작을 더 행하여, 오브젝트 패턴 구분영역 내의 각 관통구멍이 결함이 있는지 여부에 대해서 더욱 상세하게 검사하는 것이다.

또한, 상기의 스텝(SP30)의 처리에서, 오브젝트 패턴(P)의 기준위치(P₀)에 대해서 설정되는 복수의 마스터 패턴 에리어의 설정범위의 크기나 형상을 조정하는것, 및/ 또는 검사 윈도우의 사이즈나 형상 등을 조성하는 것에 의해서도, 관통구멍에 관한 결함검출의 정밀도를 약간 향상시키는 것이 가능하다.

예컨대, 상기 실시형태에 있어서는, 마스터 패턴 에리어의 형상을 사각형으로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 원형형상으로 해도 좋다. 마스터 패턴 에리어의 형상을 원형형상으로 하면, 결함검출에서의 이방성에 기인하는 과잉검출을 해소할 수 있다. 이것은, 상기와 같이 마스터 패턴 에리어가 사각형상인 경우에 있어서는, 중심에서 에리어의 단까지의 거리가 X방향(혹은 Y방향)으로 비스듬한 45도의 방향으로 다르므로(구체적으로는 그 비가 1 : (2의 평방근)이 된다), 제1의 동작에서 허용되는 위치 어긋남 량이 각 방향에 있어서 다른 것에 비해, 마스터 패턴 에리어의 형상을 원형형상으로 하는 경우에는, 어느 방향에 대해서도 중심에서 에리어의 단까지의 거리가 동일하게 되므로, 제1의 동작에서 허용되는 위치 어긋남 량이 동일하게 되는 것에 의거하는 것이다. 이와 같이, 각 방향에서의 허용 위치 어긋남 량을 동일하게 함으로써, 관통구멍에 관한 결함의 검출 정밀도를 높일 수 있다.

그러나, 제1의 동작에서는 정확한 결함검출이 곤란한 경우도 존재한다. 도21은, 그와 같은 경우 즉, 결함검출이 곤란한 경우에 대해서 설명하는 도이다. 여기서는, 1개의 구분영역에 2개의 관통구멍이 존재하는 경우를 상정한다. 오브젝트 데이터 내의 2개의 관통구멍(PH)은 정규의 위치에 대해 각각 「어긋나게」존재하고 있으며, 그 어긋남 량이 서로 다르다. 구체적으로는 도21의 (a)에 나타내는 바와 같이, 좌측의 관통구멍(PH1)은 정규의 위치에서 좌측으로 거리(L1)만큼 어긋나 있으며, 우측의 관통구멍(PH2)은 정규의 위치에서 우측으로 거리(L2)만큼 어긋나 있는 것으로 한다. 또한, 이들의 어긋남 량(L1, L2)은 모두 허용범위 내인 것으로 하며, 검사 윈도우(W)의 크기는 거리(L1)를 관통구멍의 위치 어긋남 량의 최대 허용치로 하도록 설정하고 있는 것으로 한다.

이 경우에 있어서, 마스터 패턴을 어긋나게 하여 가장 패턴의 상위점이 적은 상태가 되도록, 마스터 패턴을 좌측으로 서서히 어긋나게 하여 간다.

도21의 (b)는, 마스터 패턴이 조금 왼쪽으로 어긋난 상태이지만, 아직 마스터 패턴의 관통구멍(MH1)에 대응하는 관통구멍(PH1)은 패턴 불일치한 것으로 판정된다. 좌측의 관통구멍(PH1)과 좌측의 마스터 패턴의 관통구멍(MH1)과의 상위영역 내에 모든 화소를 가지는 검사 윈도우(W)가 존재하기 때문이다. 그리고, 이 때의 우측의 관통구멍(PH2)의 어긋남 량이 최대 허용한도인 것으로 한다.

이 후, 마스터 패턴을 더욱 좌측으로 어긋나게 하면, 도21의 (b)보다도 관통구멍(PH2)을 좌측으로 어긋나게 한 경우에는 우측의 관통구멍(PH2)이 이번은 패턴 불일치한 것으로 판정된다. 우측의 관통구멍(PH2)과 우측의 마스터 패턴의 관통구멍(MH2)과의 상위영역 내에 모든 화소를 가지는 검사 윈도우(W)가 존재하기 때문이다.

그리고, 더욱 관통구멍(PH2)을 좌측으로 어긋나게 하여, 도21의 (c)의 상태까지 도달하면, 드디어 좌측의 관통구멍(PH1)은 패턴 일치로 판정된다.

여기서, 도21의 (b)의 상태와 도21의 (c)의 상태의 중간의 상태는 양 관통구멍(PH1, PH2)의 모두가 패턴 불일치인 것으로 판정되는 상태로 되어 있다.

이와 같이, 어느 상태에 있어서도, 양 관통구멍(PH1, PH2)이 모두 패턴 일치인 것으로 판정되는 상태는 존재하지 않는 것을 알 수 있다. 이것은, 최대 허용치(L1) 이하의 위치 어긋남 량을 가지는 양 관통구멍(PH1, PH2)을 패턴 불일치인 것으로 판정하는 것을 의미한다. 그리고, 이 패턴 불일치인 것의 판정을 그대로 관통구멍의 결함의 판정으로 하면, 관통구멍의 결함검출에서 과잉검출이 생기게 된다.

이상과 같이, 제1의 동작에서는 관통구멍에 대한 정확한 결함검출이 곤란한 경우가 존재한다.

이것에 대해, 제1의 동작에 더하여 다음의 스텝(SP40) 이후의 동작(각 관통구멍의 특징량 추출 및 비교)을 더욱 행하는 것에 의하면, 이와 같은 문제를 해소하여 관통구멍의 결함검출을 보다 정확하게 행하는 것이 가능하다.

<3. 제2단계의 동작>

다음에, 스텝(SP40) 및 스텝(SP50)의 동작의 상세에 대해서 설명한다. 또한, 이들의 스텝(SP40) 및 스텝(SP50)에서의 동작을 「제2단계의 동작」이라고 말하는 것으로 한다.

이 제2단계의 동작은, 결함후보영역에서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역에 포함되는 모든 관통구멍에 대한 특징 추출처리를 행함과 동시에, 추출된 특징량(홀정보)에 의거하여 각 관통구멍(H)이 결함인지 여부를 판정하는 처리를 행하는 것이다.

<스텝(SP40)(위치, 면적, 지름의 산출)>

구체적으로는 먼저 스텝(SP40)에 있어서, 스텝(SP30)에서 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역 내에 포함되는 모든 관통구멍(PH)을 검출하여, 각 관통구멍(PH)에 대한 중심위치, 면적, 직경 등의 「구멍정보」를 산출한다. 이 동작은 구멍정보 산출부(21)에서 행해진다.

먼저, 각 관통구멍(H)의 중심 위치를 산출한다. 도10에 나타내는 바와 같이, 관통구멍(H)의 중심위치는 화상에서 관통구멍(H)을 구성하는 화소의 중심위치(G)로서 산출할 수 있다. 구체적으로는 기준위치(x_v, y_v)에 대한 각 화소의 상대위치를 (x_ij, y_ij)로 하면, 관통구멍(H)의 중심위치(G)는 (x_v+ ∑x_ij/n, y_v+ ∑y_ij/n)으로서 표현할 수 있다. 여기서, n은 관통구멍(H)을 구성하는 화소수이다. 또, ∑(*)은 관통구멍(H)을 구성하는 모든 화소에 관한 총합을 의미하는 것으로 한다. 이 중심위치(G)는 관통구멍(H)의 형상이 정상인 경우에는 원의 중심과 일치한다.

다음에, 각 관통구멍(H)의 면적(R) 및 직경(D)를 구한다. 면적(R)은 관통구멍(H)을 구성하는 화소수(n)에 각 화소의 단위면적(r)을 곱함으로서 구해진다. 즉, R = n×r이다. 또, 관통구멍(H)의 직경(D)은 R = π×(D/2)²의 관계를 이용함으로써, D = SQRT(4×n×r/π)로서 산출된다. 여기서, SQRT(*)는 괄호내의 값의 평방근을 나타내는 것으로 한다.

여기서, 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역에 대응하는 마스터 패턴의 영역내에 포함되는 관통구멍에 대한 구멍정보는 이 검사동작에 앞서(스텝(SP10)보다도 이전에) 미리 구해둔다. 구체적으로는, 각 관통구멍(H)의 위치,면적, 직경 등의 구멍정보를 CAD의 설계 데이터 등에 의거하여 미리 구해두고, 마스터 패턴 데이터 기억부(19)에 기억해 둔다. 그리고, 다음의 스텝(SP50)에서의 비교판정동작에 있어서, 해당 결함후보영역에 대응하는 마스터 패턴의 대응영역 내의 관통구멍에 대한 정보를 호출하여 이용한다.

또한, 여기서는 마스터 패턴의 대응영역 내에 포함되는 관통구멍에 대한 구멍정보를 미리 구해두는 경우를 예시했지만, 마스터 패턴의 대응영역 내에 포함되는 관통구멍에 대한 구멍정보를 오브젝트 패턴 부분영역 내에 포함되는 관통구멍에 대해서 구멍정보를 구하는 시점에서 구하도록 해도 좋다.

<스텝(SP50)(결함상태의 검출)>

다음의 스텝(SP50)(도2)에 있어서는, 이와 같이 하여 얻어진 각 관통구멍(H)의 중심위치, 직경 등의 정보를 이용하여 각 관통구멍(H)이 각종의 결함인지 여부에 대한 검토를 부여한다.

여기서, 관통구멍(H)의 결함으로서는,

① 관통구멍(H)이 소정의 위치에 형성되어 있지 않다 「위치 어긋남 결함」,

② 관통구멍(H)의 지름이 너무 크거나, 너무 작거나 한다「구멍지름 결함」,

③ 관통구멍(H)이 형성되어 있지 않다「구멍없음 결함」,

④ 관통구멍(H)이 여분으로 형성되어 있다「여분 구멍 결함」,

⑤ 관통구멍(H)의 연마이물이 막혀있다「이물막힘 결함」,

⑥ 관통구멍(H)의 형상이 변형하고 있다「구멍변형 결함」,

등의 각종의 것이 존재한다.

먼저, 도11을 참조하면서, 「위치 어긋남 결함」을 검출하는 처리에 대해서 설명한다. 도11은, 마스터 패턴 내에서 정규의 위치에 존재하는 관통구멍(MH)과, 위치 어긋난 상태에서 촬상된 오브젝트 데이터 내의 관통구멍(PH)을 위치적으로 중복하여 나타낸 도이다.

스텝(SP40)의 처리에서 관통구멍(PH)의 중심위치(G)의 좌표위치가 (x₁, y₁)로서 구해져 있으며, 한쪽의 관통구멍(MH)의 중심위치(G_M)의 좌표위치가 (x₀, y₀)로서 구해져 있다고 하면, 양자의 위치 어긋남 량(L)은 L = SQRT((x₁- x₀)²+ (y₁- y₀)²)으로서 구해진다. 그리고, 위치 어긋남 량(L)과 소정의 허용치(L₀)을 비교함으로써, 각 관통구멍이 결함인지 여부를 판정한다. 구체적으로는 이 위치 어긋남 량(L)이 허용치(L₀)보다도 큰 경우(L > L₀)에 결함인 것으로 판정하며, 이 위치 어긋남 량(L)이 허용치(L₀) 이하인 경우(L ≤ L₀)에는 결함이 아닌것으로 판정한다.

다음에, 도12를 참조하면서, 「구멍지름 결함」의 검출에 대해서 설명한다. 이 구멍지름 결함에 대해서는 관통구멍(PH)의 직경(DP)과 관통구멍(MH)의 직경(DM)과의 차(A ( = DP - DM))를 소정의 허용치(A₀)와 비교함으로써 판정된다. 구체적으로는, 이 차(A)가 마이너스의 허용치(AL)보다도 작은지 혹은 차(A)가 플러스의 허용치(AH)보다도 큰 경우(A < AL, A > AL)에 결함인 것으로 판정하며, 이 차(A)가 허용치(AL) 이상, 허용치(AH) 이하인 경우(AL ≤ A ≤AH)에는 결함이 아닌 것으로판정한다. 여기서, 차(A)가 마이너스의 허용치(AL)보다도 작은 경우(A < AL)는 관통구멍이 이론치보다도 너무 작은 것을 의미하며, 차(A)가 플러스의 허용치(AH)보다도 큰 경우(A > AH)는 관통구멍이 이론치보다도 너무 큰 것을 의미한다.

또한, 여기서는 각 관통구멍의 결함판정은 관통구멍(PH)의 직경 및 관통구멍(MH)의 직경의 차(내지 어긋남량)(A)와 소정의 허용치를 비교함으로써 행해지고 있지만, 관통구멍(PH)의 직경(DP)은 면적(R)과 R = π×(D/2)²의 관계를 이용함으로써 산출되고 있으므로, 각 관통구멍의 결함판정은 관통구멍(PH)의 면적 및 관통구멍(MH)의 면적의 차(내지 어긋남량)와 소정의 허용치를 비교함으로써 행해지고 있는 것과 등가이다.

또한, 도13 내지 도15를 참조하면서, 「구멍없음 결함」의 검출에 대해서 설명한다. 도13은, 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)의 일예를 나타내는 도면이며, 도14는, 그 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)에 대응하는 마스터 패턴의 대응영역(MD_ij)을 나타내는 도이다. 또, 도15는 양자를 위치적으로 대응시켜 나타낸 도이며, 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij) 내의 관통구멍(PH)이 실선의 원으로 표현되어 있으며, 마스터 패턴의 대응영역(MD_ij) 내의 관통구멍(MH)의 중심위치(G_M)가 십자로 표현되어 있다. 도15에 있어서는, 관통구멍(PH)의 중심위치(G) 및 관통구멍(MH)의 윤곽형상을 나타내는 원이 생략되어 있다.

도13 및 도14를 비교하면 알 수 있듯이, 마스터 패턴의 대응영역(MD_ij)의 중앙부에 존재하는 관통구멍(MH)이 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij) 내의 대응위치에 존재하고 있지 않다. 즉, 존재해야할 관통구멍(PH)이 형성되어 있지 않은 「구멍없음 결함」이 존재하고 있다.

이 구멍없음 결함의 검사에 대해서는, 마스터 패턴의 대응영역(MD_ij) 내의 각 관통구멍(MH)에 대해서, 대응하는 관통구멍(PH)이 존재하는지 여부를 구하는 것에 의해 행한다.

보다 구체적으로는, 도15에 나타내는 바와 같이, 정규의 위치에 존재하는 관통구멍(MH)의 중심위치(G_M)에서 일정의 거리(즉, 반경)(b)를 가지는 원형영역(BR) 내에 오브젝트 데이터에 대한 관통구멍(PH)의 중심위치가 하나도 존재하지 않는 경우에, 그 관통구멍(MH)에 대응하는 관통구멍(PH)이 오브젝트 패턴 구분영역 내에 존재하지 않는 것으로 하여 결함인 취지로 판정한다. 또한, 도15에 있어서는, 중앙의 관통구멍(MH)에 대한 원형영역(BR)만이 나타나 있다.

또한, 관통구멍(MH)에 대응하는 관통구멍(PH)이 존재하는 경우, 다시말하면, 관통구멍(MH)과 관통구멍(PH)과의 대응관계가 구해진 경우에는 각 관통구멍(MH)과 그것에 대응하는 관통구멍(PH)을 비교함으로써, 상술한 「위치 어긋남 결함」및 「구멍지름 결함」 및 후술하는 「이물막힘 결함」및 「구멍변형 결함」에 대한 결함검출처리를 행할 수 있다.

이번은, 도14, 도16 및 도17을 참조하면서, 「여분 구멍 결함」의 검출에 대해서 설명한다. 도16은, 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)의 다른 일예를 나타내는 도이며, 도14의 마스터 패턴의 대응영역(MD_ij)은 그 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)에 대응하고 있는 것으로 한다. 또, 도17은, 양자를 위치적으로 대응시켜서 나타낸 도면이며, 마스터 패턴의 대응영역(MD_ij) 내의 관통구멍(MH)이 실선의 원으로 표현되어 있으며, 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij) 내의 관통구멍(PH)의 중심위치(G)가 십자로 표현되어 있다. 또한, 도17에 있어서는, 관통구멍(MH)의 중심위치(G_M) 및 관통구멍(PH)의 윤곽형상을 나타내는 원이 생략되어 있다.

도14 및 도16을 비교하면 알 수 있듯이, 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)의 오른쪽 아래 위치에 존재하는 관통구멍(PH)이 마스터 패턴의 대응영역(MD_ij) 내의 대응위치에 존재하고 있지 않다. 즉, 관통구멍(PH)이 여분으로 형성되어 있는 「여분 구멍 결함」이 존재하고 있다.

이 「여분 구멍 결함」을 검출함에 있어서는, 이번은 상술의 「구멍없음 결함」과는 반대로, 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij) 내에 존재하는 각 관통구멍(PH)에 대해, 대응하는 관통구멍(MH)이 존재하는지 여부를 구함으로써 행한다.

보다 구체적으로는, 도17에 나타내는 바와 같이, 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij) 내의 각 관통구멍(PH)의 중심위치(G)를 기준으로 하여, 각관통구멍(PH)의 중심위치(G)에서 일정의 거리(즉, 반경)(b)를 가지는 원형영역(BR) 내에 마스터 데이터에 대한 관통구멍(MH)의 중심위치(G)가 하나도 존재하지 않는 경우에, 그 관통구멍(PH)에 대응하는 관통구멍(MH)이 마스터 패턴의 대응영역 내에 존재하지 않는다, 즉, 불필요한 관통구멍(다시말하면, 여분인 관통구멍)(PH)이 형성되어 있는 것으로 하여, 결함인 취지로 판정한다. 또한, 도17에 있어서는, 오른쪽 아래의 관통구멍(PH)에 대한 원형영역(BR)만이 나타나 있다.

또한, 도18 및 도19를 참조하면서, 「이물막힘 결함」및 「구멍변형 결함」의 검출에 대해서 설명한다. 도18의 (b)는 관통구멍(PH)에 연마이물(PZ)이 막혀있는 「이물막힘 결함」을 나타내는 도면이며, 도19의 (b)는 관통구멍(PH)의 형상이 변형하여 있는 「구멍변형 결함」을 나타내는 도면이다. 도18의 (a) 및 도 19의 (a)는 이상상태의 관통구멍(MH)을 나타내는 도면이다.

이들의 이물막힘 결함 및 구멍변형 결함은, 관통구멍(PH) 및 관통구멍(MH)의 직경(D)의 상위에 의거하여 검출한다. 즉, 상술의 「구멍지름 결함」의 일종으로서 판정할 수 있다. 이것은, 연마이물이 막힌 상태에서는 관통구멍(H)으로서의 화상면적(R)이 작게 되기 때문에, 상기의 요령으로 구해진 직경(D)도 작게되는 것을 이용하는 것이다. 또, 관통구멍(PH)이 도16에 나타내는 바와 같이 변형하고 있는 경우도 동일하며, 화상면적(R)의 변화에 따라, 상기의 요령으로 구해진 직경(D)도 변화하는 것을 이용하는 것이다.

이상과 같이 하여, 관통구멍 검사장치(1)는 관통구멍에 대한 결함검출을 행한다.

<C. 실시형태에서의 효과>

상기 실시형태에 관한 관통구멍 검사장치(1)에 의하면, 상기와 같은 제1단계의 동작을 행함으로써, 검사물에 위치 어긋남이나 비틀림에 의한 위치정렬 오차가 있는 경우라도, 그들의 위치정렬 오차를 흡수하여 고정밀도의 패턴결함검출을 행할 수 있으며, 더욱이 그 패턴결함검출을 신속하게 행할 수 있다.

또, 제1단계의 동작(스텝 SP30)을 실행함으로써, 복수의 오브젝트 패턴 구분영역 중에서, 결함후보영역으로 하여 다음의 제2단계의 동작의 대상이 되는 영역을 한정할 수 있다.

이 후, 제2단계의 동작(스텝 SP40, SP50)에 의해 관통구멍에 대한 특징량을 추출한 후에 결함판정을 행하므로, 관통구멍에 대한 결함판정을 보다 정확하게 행할 수 있다. 이 제2단계의 동작은 정확한 결함검출동작을 행하는 것이 가능하지만, 제1단계의 동작에 비해 일반적으로 긴 처리시간을 가진다. 따라서, 제2단계의 동작의 대상이 되어야 할 오브젝트 패턴 구분영역(PD_ij)의 수를 제1단계의 동작을 이용하여 한정함으로써, 효율적인 결함검출동작을 행하는 것이 가능하다.

또 특히, 제2단계의 동작에 있어서, 각 결함종류에 따른 각 허용치와의 비교에서 각종의 결함을 검출하면, 복수 종류의 결함을 종류마다 검출할 수 있다. 게다가, 구멍위치나 구멍지름에 대해서 각 허용치와의 비교를 행하여, 그 결함의 정도를 수치화함으로써, 결함판정의 객관성을 높이는 것도 가능하다.

<D. 기타>

상기 실시형태에 있어서는, 오브젝트 패턴 구분영역과 그것에 대응하는 복수의 마스터 패턴 구분영역군을 비교함에 있어, 복수 화소사이즈를 가지는 결함검사 윈도우를 패턴 전역에 걸쳐 주사하여, 어느 주사위치에서 그 윈도우 내에 포함되는 양 패턴이 서로 대응하는 화소 중 모든 화소의 화소치가 일치하지 않을때에 패턴 불일치라 판정하는 경우를 예시하고 있다.

그러나, 이것에 한정되지 않고, 복수 화소사이즈를 가지는 결함 검사 윈도우를 패턴 전역에 걸쳐 주사하여, 어느 주사위치에서 그 윈도우 내에 포함되는 양 패턴이 서로 대응하는 화소 중의 소정 수 이상의 화소의 화소치가 일치하지 않을때에 패턴 불일치라고 판정하도록 해도 좋다.

다시말하면, 결함사이즈에 상당하는 복수 화소사이즈로 이루어지는 검사 윈도우(W)(여기서는 잠정적으로 2×2 화소사이즈로 한다)의 모든 화소에 대해 불일치인 경우에만, 패턴 불일치라 판정하는 것이 아니고, 결함 화소사이즈보다도 큰 복수 화소사이즈를 가지는 검사 윈도우(W)의 소정 수 이상의 화소(즉, 소정의 비율 이상의 화소)가 불일치인 경우에만 패턴 불일치라 판정하도록 해도 좋다. 예컨대, 검사 윈도우(W)가 4×4 화소, 합계 16 화소로 구성되는 경우에는 이들의 16화소 중 10 화소 정도가 불일치인 경우에 패턴 불일치로 하여 판정하도록 해도 좋다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 도3에 나타내는 바와 같이, 하나의 구분영역(PD_ij) 내에 복수의 관통구멍(H)이 포함되도록, 오브젝트 패턴 데이터를 구분했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 하나의 구분영역(PD_ij) 내에 각각 최대1개의 관통구멍이 포함되는 크기를 가지도록, 각 구분영역(PD_ij)의 크기를 정해도 좋다. 보다 구체적으로는, 검사대상이 되는 관통구멍(H)의 직경(D)(이론치)(복수의 직경이 존재하는 경우에는 그들의 직경 중 최대치) 이상이며 또 복수의 관통구멍(H)의 중심위치 상호간의 거리의 최소치 이하의 소정치로서, 각 구분영역(PD_ij)의 크기를 정해도 좋다. 이와 같이, 오브젝트 패턴 데이터를 세밀하게 구분함으로써, 제2단계의 동작을 행하는 대상으로서의 결함후보영역을 더 한정할 수 있다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 관통구멍(H)의 직경(D)을 관통구멍(H)의 면적(R)에서 산출했지만, 이것에 한정되지 않는다. 관통구멍(H)의 직경(D)은 예컨대, 관통구멍(H)에 접하는 가장 작은 정사각형의 한변의 길이로서 구할 수도 있다. 혹은, 관통구멍(H)의 중심위치에서 가장 X방향(내지 Y방향)으로 가장 떨어진 관통구멍(H) 내의 2개 화소의 위치의 차로서 구할 수도 있다.

단, 이 경우에는 직경(D)은 면적(R)에 의거하여 구해진 값이 아니므로, 「이물막힘 결함」및 「구멍변형 결함」에 대해서는 개별 수법에 의해 검출하는 것이 바람직하다. 이 개별의 수법으로서는, 예컨대 도20에 나타내는 바와 같이, 중심위치(G)에서 8방향으로 향하는 선의 길이를 구하여, 이들의 선 길이가 서로 같은지 여부 등에 의해 판정하는 수법 등이 존재한다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는, 「관통구멍으로서의 홀」을 검사하는 홀검사장치(관통구멍 검사장치)에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 피검사물에 형성된 총칭적인 「홀」을 검사하는 홀검사장치에 대해서 본 발명을 적용할 수 있다. 예컨대, 다층기판 중 적어도 1층을 관통하지만 모든 층을 관통하지 않는 홀(브라이트 비어 내지 레이저 비어) 등의 「피검사물이 두께방향에서 도중까지 움푹패인 상태로서 형성된 홀」을 검사하는 홀검사장치에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 이 브라이트 비어를 검사하는 경우에는 조명방식으로서 낙사방식을 이용하여 피검사물에서의 반사광을 촬상소자(CCD 등)로 수광함으로써, 패턴을 촬상하도록 하면 좋다. 또, 이 경우, 관통구멍에 대한 「구멍정보」대신에, 보다 넓은 개념인 「홀」에 대한 「홀정보」에 대해서 상기와 같은 기술을 적용하면 좋다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 피검사물로서 판상체의 프린트 기판(4)을 예시했지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 웨브(web)모양의 프린트 기판 등의 피검사물에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.

이상과 같이, 청구항 1 내지 청구항 5에 기재의 발명에 의한면, 복수의 홀을 가지는 피검사물을 촬상하여 오브젝트 패턴 데이터를 소정의 크기를 가지는 복수의 오브젝트 패턴 구분영역으로 구분하여, 각 오브젝트 패턴 구분영역과 해당 각 오브젝트 패턴 구분영역에 대응하는 마스터 패턴 데이터를 비교함으로써, 해당 각 오브젝트 패턴 구분영역의 각각이 결함후보인지 여부를 판정하여, 복수의 오브젝트 패턴 구분영역 중에서 결함후보영역을 추출한 후에, 복수의 오브젝트 패턴 구분영역 중 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역에 존재하는 홀에 대한 홀정보와, 그 결함후보영역에 대응하는 마스터 패턴의 영역내에 존재하는 홀에 대한 홀정보를 비교하여, 그 비교결과에 의거하여, 각 홀이 결함인지 여부를 판정하므로, 정확하고 또 효유적으로 홀의 결함을 검사할 수 있다.

특히, 청구항 2에 기재의 발명에 의하면, 오브젝트 패턴 구분영역과 확장영역에 걸쳐 설정된 복수의 마스터 패턴 구분영역의 각각을 비교할 때, 복수 화소사이즈를 가지는 결함검사 윈도우를 패턴 전역에 걸쳐 주사하여, 어느 주사위치에서 그 윈도우 내에 포함되는 양 패턴이 서로 대응하는 화소 중 소정 수 이상의 화소의 화소치가 일치하지 않을때, 패턴 불일치로 판정되며, 오브젝트 패턴 구분영역이 복수의 마스터 패턴 구분영역의 모두에 대해 패턴 불일치로 판정되었을 때, 해당 오브젝트 패턴 구분영역을 결함후보영역으로서 판정하며, 어느 하나의 마스터 패턴 구분영역에 대해서도 패턴 불일치로 판정되지 않을 때에는 해당 오브젝트 패턴 구분영역을 결함후보영역이 아닌 것으로 판정하므로, 위치정렬 오차를 흡수한 후에 고정밀도의 패턴결함의 검출을 효율적으로 행할 수 있다.

또, 청구항 3에 기재의 발명에 의하면, 오브젝트 패턴 구분영역의 크기는 해당 구분영역 내에 최대 1개의 홀이 포함되는 크기로서 정해지므로, 보다 효율적으로 홀의 결함을 검사할 수 있다.

Claims

피검사물에 형성된 복수의 홀을 검사하는 홀 검사장치로서,

복수의 홀을 가지는 피검사물을 촬상하여 오브젝트 패턴 데이터를 취득하는 촬상수단과,

상기 피검사물의 이상(理想)상태를 나타내는 마스터 패턴 데이터를 기억하는 기억수단과,

상기 오브젝트 패턴 데이터를 소정의 크기를 가지는 복수의 오브젝트 패턴 구분영역으로 구분하는 영역구분수단과,

각 오브젝트 패턴 구분영역과 해당 각 오브젝트 패턴 구분영역에 대응하는 마스터 패턴 데이터를 비교함으로써, 해당 각 오브젝트 패턴 구분영역의 각각이 결함후보인지 여부를 판정하여, 상기 복수의 오브젝트 패턴 구분영역 중에서 결함후보영역을 추출하는 결함후보영역 추출수단과,

상기 복수의 오브젝트 패턴 구분영역 중 상기 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역에 존재하는 홀에 대한 제1의 홀정보를 구하는 제1 취득수단과,

상기 결함후보영역으로서 추출된 오브젝트 패턴 구분영역에 대응하는 마스터 패턴의 영역내에 존재하는 홀에 대한 제2의 홀정보를 구하는 제2 취득수단과,

상기 제1의 홀정보와 상기 제2의 홀정보를 비교하여, 그 비교결과에 의거하여 각 홀이 결함인지 여부를 판정하는 결함판정수단과,

을 구비하는 것을 특징으로 하는 홀 검사장치.
제 1 항에 있어서,

상기 결함후보영역 추출수단은 하나의 오브젝트 패턴 구분영역이 결함후보인지 여부를 판정함에 있어서,

해당 오브젝트 패턴 구분영역에 대응해야할 마스터 패턴 데이터의 영역을 중심으로 하여 해당 영역에 소정 화소수 주변을 넓힌 확장구역에 걸쳐 2차원적으로 1화소씩 소정량만큼 위치 어긋난 복수의 마스터 패턴 구분영역을 설정하고, 상기 오브젝트 패턴 구분영역과 상기 복수의 마스터 패턴 구분영역의 각각을 비교하며,

해당 비교에 관해서, 복수 화소사이즈를 가지는 결함검사 윈도우를 패턴 전역에 걸쳐 주사하여 어느 주사위치에서 그 윈도우 내에 포함되는 양 패턴이 서로 대응하는 화소 중 소정 수 이상의 화소의 화소치가 일치하지 않을때에 패턴 불일치라 판정하며,

상기 오브젝트 패턴 구분영역이 상기 복수의 마스터 패턴 구분영역의 전체에 대해 패턴 불일치로 판정되었을 때에 해당 오브젝트 패턴 구분영역을 결함후보영역으로서 판정하고, 어느 하나의 마스터 패턴 구분영역에 대해서도 패턴 불일치로 판정되지 않을 때에는 해당 오브젝트 패턴 구분영역을 결함후보영역이 아닌것으로 해서 판정하는 것을 특징으로 하는 홀 검사장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 오브젝트 패턴 구분영역의 크기는, 해당 각 구분영역 내에 최대 1개의 홀이 포함되는 크기로서 정해지는 것을 특징으로 하는 홀 검사장치.
제1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제1의 홀정보 및 상기 제2의 홀정보는, 각각 홀의 중심위치를 포함하고,

결함판정수단은, 상기 제1의 홀정보의 중심위치와 상기 제2의 홀정보의 중심위치와의 어긋남 량을 계산하여, 해당 어긋남 량과 소정의 허용치를 비교함으로써, 각 홀이 결함인지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 홀 검사장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제1의 홀정보 및 상기 제2의 홀정보는, 각각 홀의 면적을 포함하고,

결함판정수단은, 상기 제1의 홀정보의 면적과 상기 제2의 홀정보의 면적과의 어긋남 량을 산출하여, 해당 어긋남 량과 소정의 허용치를 비교함으로써, 각 홀이 결함인지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 홀 검사장치.