JPH0228888A - パターン検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は印刷回路パターン等のパターン検査方法に係り
、特に、パターンエッヂの凹凸やパターンの位置ずれに
影響を受けずに、ショー１−や断線等の欠陥の有無のみ
ならずその位置までも精度良く検出することができるパ
ターン検査方法に関する。

［従来の技術］ 例えばセラミックグリーンシートに描かれた回路パター
ンは、第２図に示す様に、そのパターンエッヂシこ凹凸
ａが多い。このパターンエッヂの凹凸ａは回路パターン
の欠陥ではないので、本来の欠陥（断線す、半断線Ｃ，
ショートｄ、半シｉ−１〜ｅ）を検出するときに凹凸ａ
を欠陥ｂ　−ｅと誤検出しないようにする必要がある。

また、位置ずれｆも欠陥ではないので、これを欠陥とし
て誤検出しないようにしなければならない。

上述した回路パターンを検査する場合、従来は、特開昭
５９−１９２９４５号公報記載の様に、検出したパター
ンを２値化し、この２値化パターンを一定量だけ膨張、
収縮した後、特定位置相互間のパターンによる連結関係
を抽出し、抽出した連結関係を良品データ、あるいは設
計データと比較して、欠陥を検出している。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、パターンエッヂに凹凸がある場合でも
、欠陥の有無を精度良く検出できる。しかし、１つの連
続したパターンを単位として欠陥の有無を検出するため
、その欠陥がパターンの何処に存在するのかを特定する
ことができず、また、これについては配慮がなされてい
ない。

しかるに、近年の回路パターンシートは大型化し、また
１つのパターンの長さが長くなる傾向にある。従って、
欠陥の有無だけ検出できても、その欠陥が回路パターン
の何処に存在するのかが特定できなければ、欠陥有りと
されたパターンの欠陥箇所を更に目視により確認するま
で時間がかかり、その欠陥を修正するまで多大の時間を
浪費してしまうという問題がある。

本発明の目的は、欠陥の有無のみならずその箇所まで精
度良く検出できるパターン検査方法を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、検
出パターンを２値化し、２値化したパターンを膨張し、
膨張したパターンの連結関係を抽出し、抽出した連結関
係を正常なパターンの連結関係と比較し、本来分離して
いるべきパターンに不正な連結関係があったパターンの
エラ≠を検出し、一連のエッヂ座標をパターン上に存在
するパッドで区分し、区分されたエッヂ座標のうちパッ
ド間を不正に連結させる一連のエッヂ座標系列を抽出し
、それら一連のエッヂ座標系列相互間で、距離が最小と
なるエッヂ座標対をもって、ショート又は半ショート欠
陥の位置座標とする。また、請求項２記載の発明では、
検出パターンを２値化し、２値化したパターンを収縮し
、収縮パターンの連結関係を抽出し、抽出した連結関係
を正常なパターンの連結関係と比較し、本来、一つに連
結しているべきパターンが分離していた場合それらのパ
ターンのエッヂを検出し、それら一連のエッヂ座標系列
相互間で距離が最小となるエッヂ座標対をもって断線又
は半断線欠陥の位置座標とする。

［作用コ 請求項１記載の発明では、２値化パターンを膨張する。

これにより、欠陥のうちショートのみならず半ショート
も接続状態となって表される。本来分離している場所が
接続状態になっていることはショートまたは半ショート
の欠陥があることを示し、これは、膨張パターンと正常
パターンの連結関係を比較することで検出される。そし
て、パッド間を不正に連結させる接続状態箇所のエッヂ
座標系列を抽出する。欠陥により接続状態に表された部
分は、本来のパターンの膨張パターンの幅より細いのが
普通であるから、エッヂ座標系列相互間で間隔が最小と
なる座標対が、欠陥箇所を示すことになる。

請求項２記載の発明では、２値化パターンを収縮する。

これにより、欠陥のうち断線のみならず半断線も分離状
態となって表される。本来連結している場所が分離状態
になっていることは断線又は半断線の欠陥があることを
示し、これは、収縮パターンと正常パターンの連結関係
を比較することで検出される。そして、この分離状態箇
所のエッヂ座標系列を抽出しエッヂ座標系列相互間で間
隔が最小となる座標対が、欠陥箇所を示すことになる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図（ａ）、　（ｂ）は゛、本発明の詳細な説明する
図である。第１図で例示する検出２値化パターン■は、
パッド■−■間、■−〇間、■−■間を接続する構成に
なっており（各パッド■〜■の中心には＋−を付しであ
る。）、今、図示の例では、半断線Ｃと半ショートｅの
欠陥がある。まず、検出２値化パターンを膨張すること
で、膨張パターン■を得る。また、検出２値化パターン
を収縮することで、収縮パターン■を得る。これにより
、半ショートはショートに（ショートはもちろんショー
トのまま）変換され、また、半断線は断線に（断線は断
線のまま）変換される。このように変換された２値化膨
張あるいは収縮パターン■、■から、予め位置の定まっ
たパッド中心位置相互間のパターンによる連結関係を抽
出し、図示したように、有向木構造のデータ■、■とし
て表す。これを接続データと呼ぶことにする。接続デー
タは、深さ１の有向木であり、矢印が、パッド間の連結
関係を例えば、第４図に示す接続データは、パッド■、
■、■、■が連結していることを示す。これらのうち、
自分自身に矢印が向かう、有向木の根となるパッド（第
４図の例ではパッド■）を親パッドと呼ぶ。１つの連結
したパターンに対する接続データには、唯一の親パッド
が存在する。

方、正常なパッド間の連結関係は、第５図に例示するよ
うに、−重の巡回リスト構造で表しておく。

これを設計データと呼ぶ。矢印に沿って巡回リストを１
周することによって、連結すべきすべてのパッド番号を
得ることができる。第５図の場合、パッド■、■、■が
連結すべきことを示している。

さて、第１図に示すような、接続データ■、■が、膨張
した２値化パターン■及び収縮した２値化パターン■に
対してそれぞれ抽出されたとする。

膨張パターン■に対する接続データ■に対して、各矢印
に相当する連結関係を、設計データ上で調べると、■→
■、■→■の連結関係は、設計データ上にはない。この
結果から、パッド■、■、■。

■を含むパターンはショート（又は半シミート）してい
ることがわかる。一方、収縮パターン■に対する接続デ
ータＶの親パッド■、■、■、■を設計データ上で調べ
ると、親パッド■、■は、設計データの一つの巡回リス
ト内で唯一の親パッドであるのに対して、親パッド■、
■は、一つの巡回リスト内に共存する。これは、このパ
ターンが２つに分離していることを示すから、パッド■
。

■を含むパターンは断線（又は半断線）していることが
わかる。

以上で、欠陥の発生しているパターンが検出されるが、
欠陥の発生位置は未だ特定できない。

そこでまず、欠陥の発生しているパターンのエッヂを追
跡し、一連のエッヂ座標系列を求める。

膨張パターンに対するエッヂ座標系列を（ｘｏ。

ｙｏ）−（ｘ□、ｙｌ）−・・−（Ｘｎ＋　ｙｎ）とし
たとき、パターン内のパッド■、■、■、■の中心位置
と近接したエッヂ座標を求め、これらを（Ｘｉｘｒｙｉ
ｔＬ　　（Ｘｉ４＋　ｙｉＪ＋　　（Ｘｉｓ＋　ｙ、５
Ｌ　　（Ｘ；＋；＋ｙ、６）とする（第６図）。これら
によって、エッヂ座標系列（Ｘｏ＋ｙＪ−・・・−（Ｘ
ｎ＋　ｙｎ）を区分すると、（Ｘｉｘ＋　ｙｉｌ）　　
”’　　（Ｘｊ６＋　ｙｔＧＬ（Ｘｉｓ＋　３’ｉＧ）
　　”’　　（Ｘｉｓ＋　ｙｉｓＬ　（Ｘ＋ｓ＋　ｙｉ
ｓ）・・’　　（Ｘｉ４＋　Ｘｉ４）＋　（Ｘｉ４＋　
Ｘｉ４）”’　　（Ｘｉｘ＋ｙ、□）の４つに分割され
る。設計データを参照すルト、パッド■→■、■→■へ
の連結はあるが、■→■、■→■の連結はない。従って
、（ＸｉＧ。

Ｘｉ６）　　””（Ｘｉｓ＋　　ｙｉｓ）＋　　（Ｘｉ
＜＋　　Ｘｉ４）　　　”’（Ｘ、□＋ｙｉｘ）は不正
なエッヂ座標系列である。次に、これら２つのエッヂ座
標系列各点間の距離を計算し、最小となるエッヂ座標対
、（ｘ＋よ＋　Ｙ　ｌ□）。

（Ｘ　１２１　ｙ　＋ｔ）をショート（又は半ショート
）位置とする（第１図）。一方、収縮パターンで欠陥の
発生しているパターンに対するエッヂ座標系列を、（Ｘ
　Ｏ’　ｇ　ｙｏ’　）−・・・−（ｘｐ　ｌ　ｙｐｏ
Ｌ　（Ｘｏ１＋ｙ　ｎ’）−・・・−（Ｘｑｏ、ｙｑ’
）としたとき（第１図）、これら２つのエッヂ座標系列
各点間の距離を計算し、最小となるエッヂ座標対、　（
Ｘ　ｊ　０＋　ｙｊ　０）　＋（ｘｊ１＋　ｙｊｌ）を
断線（又は半断線）位置とする。

第３図は、上述した本発明のパターン検査方法を実施す
る装置の構成図である。

パターン検出器１で検出されたパターンは、２値化回路
２で２値パターンに変換され、膨張回路３と収縮回路４
で、夫々膨張、収縮され、−旦メモリ５，６に記憶され
る。パターン検出器１としては、ＴＶカメラ、ＣＣＤラ
インセンサと定、速移動ステージなどが使用でき、被検
査パターンの２次元光学像を光電変換するものであれば
、何でも用いることができる。被検査対象物の回路パタ
ーンの光学像を忠実に検出するため、対象物に応じて、
明視野照明検出、透過照明検出、傾向検出など公知のい
ずれの検出方式を用いてもよい。また、２値化回路２と
しては、公知の固定閾値２値化方式、浮動閾値２値化方
式などが使用でき、この場合も、回路パターンの忠実な
２値画像を検出する目的で、対象物に応じて最適な２値
化方式を用いればよい。第７図に膨張、収縮回路の具体
例を示す。入力２値パタ一ン信号は、入力端子２０から
、４本の直列入力、直列出力のシフトレジスタ２１に順
次入力される。シフトレジスタ２１の長さは、パターン
検出器１（第３図）の主走査方向（ＴＶカメラの場合、
水平走査方向、ＣＣＤラインセンサの場合、その自己走
査方向）の画素数に等しいものとする。シフトレジスタ
２１の出力は、５×５個のＤフリップフロップ２２及び
シフトレジスタ２１は、同一クロックに従って同期的に
動作する。Ｄフリップフロップ２２の出力を選択し、Ａ
ＮＤゲート２３に導けば、収縮画像信号２５が、ＯＲゲ
ート２４に導けば、膨張画像信号２６が得られる。第７
図に示す例は、それぞれ２画素収縮、膨張する回路例で
あ収縮、膨張回路も、同様の構成で実現できる。パター
ン検出器又は被検査対象物を走査することによって、被
検査パターン全体の膨張、収縮パターンが、メモリ５，
６（第３図）に記憶される。

メモリ５，６は、マイクロコンピュータ９のバス７に接
続される。パターン全体がメモリ５，６に格納された後
、接続関係抽出装置８によって、メモリ５，６の内容が
順次読み出され、予めマイクロコンピュータ９の外部記
憶装置１０より入力されたパッドの座標と番号の情報に
従って、接続データが生成される。接続データは具体的
には第８図に示すようなデータ構造であり、例えば第１
図の膨張パターン■の接続データ■は第８図のようにな
る。すなわち、接続データの有向水の矢印の始点を示す
パッド番号がアドレス、終点を示すパラド番号がデータ
になるようにする。接続関係抽出装置８としては、通常
のマイクロコンピュータによるソフトウェア処理で接続
関係を抽出する装置の他、ハード的に信号を処理して接
続関係を抽出したり、特開昭６１−８０３７６号公報記
載の様な装置を使用することができる。抽出された接続
データは、マイクロコンピュータ９に転送され、外部記
憶装置１０より入力された設計データと比較され、欠陥
の発生している回路パターンが検出される。

次に、マイクロコンピュータ９は、欠陥の発生している
パターンについて、メモリを参照してエッヂを追跡し、
エッヂ座標系列を生成する。第１０図を用いてエッヂの
追跡法を示す。ここでは、パターンの連結性が４連結す
なわち、着目画素の上下左右に対して連結があるものと
定義する。８連結の場合も同様である。まず、パターン
内の１点、すなわちパターン内のパッド中心位置のうち
の１つ（Ｘ印）から１方向、第１０図の場合は右方向に
画素を調べて行き、始めて、パターン外へ出る１つ手前
を始点（Ｘｏｙｙｏ）とする。次に、表１に従って、（
Ｘｏ＋ｙｏ）の周囲の画素を順に調べ、始めてパターン
の画素に当った方向を次のエッヂ点（Ｘ工、ｙｌ）とす
る。第１０図の場合、始点まではＥの方向（第１１図参
照）に進んで来たので、Ｎ。

Ｅ、Ｓの順に調べＳ方向に始めてパターンの画素があっ
たので、そちらに進んで次のエッヂ点（ｘｌ。

ｙｘ）とする。次は、Ｅ、Ｓ、Ｗの順に調べて、Ｗ方向
に進む。以上の処理を（Ｘｏ＋Ｍｏ）にもどり、かつ次
の点が（Ｘ工、ｙｌ）になるようになるまで繰返す。

表１ 以上の処理によって、パターンの時計回りのエッヂ座標
系列（Ｘ　ｏ　＋　’／　ｏ　）　　　（Ｘ　１＊　Ｖ
　１　）・・・を得ることかできる。

次に、膨張パターンより得られたエッヂ座標系列の中か
ら、第６図に示したような分割点を求め、分割する。例
えば、第１３図（ａ）に示す場合については、パターン
内のパッド中心位置（×印）に対して、エッヂ座標の距
離ｄを計算する。この距離ｄと座標系列の関係は第１２
図（ａ）に示す曲線となり、距離ｄがある閾値Ｔｈを下
まわる点の中心をそのパッド中心位置によるエッヂ座標
系列の分割点（Ｘ＋ｓ＋　ｙｔｓ）とする。第１２図（
ｂ）、第１３図（ｂ）に示すように、パッド中心位置が
、パターンの端点にない場合は、複数の分割点（Ｘ１Ｓ
Ｏ＋　３’ｉｓ。）（Ｘ１Ｓ１ｓ　ｙｅｓよ）を持つ場
合がある。以上の分割点を求める処理をパターン内のす
べてのパッド中心位置に対して行う。以降は、分割され
たエッヂ座標系列から設計データを参照して、不正なエ
ッヂ座標系列を抽出し、相互のエッヂ間で距離が最小に
なる座標対をもって、ショート又は半ショート欠陥の位
置とする。

また、収縮パターンより得られた、断線又は半断線の発
生しているパターンのエッヂ座標系列は、少なくとも２
つの系列よりなるので、相互のエッヂ間で距離が最小に
なる座標対をもって、断線又は半断線欠陥の位置とする
。

なお、パッド中心位置とエッヂ点又は、エッヂ同士の距
離の計算は、Ｘ座標の差をΔｘ、ｙ座標の差をΔｙとし
たとき、１Δｘ１＋１Δｙ１又は、（Δｘ）’＋、（Δ
ｙ）′又は〜α１−εＦ］］１１Ｙのいずれを用いて計
算してもよいが、１Δｘ１＋１Δｙを求めるのが計算時
間が最も少なくて済むという利点がある。

［発明の効果コ 本発明によれば、検出２値パターンを膨張、収縮し、パ
ターンの連結関係を設計データと比較することにより、
欠陥を検出しているので、エッヂに凹凸があったり、位
置ずれ、局所変形の多いパターンに対しても、その致命
欠陥のみを忠実に検出できるという効果がある。また、
欠陥の発生しているパターンのエッヂに着目して、その
欠陥位置までも特定できるので、自動検査に引きつづい
て行われる人手による欠陥の確認作業、修正作業の工数
を大幅に低減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の一実施例に係るパタ
ーン検査方法の説明図、第２図は回路パターンの欠陥説
明図、第３図は本発明の一実施例に係るパターン検査方
法を適用したパターン検査装置の構成図、第４図及び第
５図は接続データ及び設計データの説明図、第６図はエ
ッヂ座標系列の分割点説明図、第７図は膨張・収縮回路
の詳細構成図、第８図は接続データのデータ構成図、第
９図は設計データのデータ構成図、第１０図はエッヂ座
標系列生成説明図、第１１図はエッヂ追跡方向定義図、
第１２図（ａ）、　（ｂ）及び第１３図（ａ）　、　（
ｂ）はエッヂ分割点演算説明図である。 １・・・パターン検出器、２・・・２値化回路、３・・
・膨張回路、４・・・収縮回路、５，６・・・メモリ、
７・・・バス、８・・・接続関係抽出装置、９・・・マ
イクロコンピュータ、１０・・・外部記憶装置、１１・
・・欠陥判定出力。 代理人　弁理士　　秋　本　正　実 第 図 第 図 第 図 第 図 第 １０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．検出パターンを２値化し、２値化したパターンを膨
   張し、パターン上の特定座標間の連結関係を抽出し、正
   常なパターンの連結関係と比較し、本来分離しているべ
   きパターンに不正な連結があったパターンのエッヂ座標
   系列を検出し、エッヂ座標系列を上記特定座標に接近し
   た点で分割し、分割されたエッヂ座標系列のうち、分離
   すべきパターンを連結させている２つのエッヂ座標系列
   を抽出し、それらエッヂ座標系列各点の相互間で、距離
   が最小となるエッヂ座標対をもって、ショート又は半シ
   ョート欠陥の位置座標とすることを特徴とするパターン
   検査方法。
2. ２．検出パターンを２値化し、２値化したパターンを収
   縮し、パターン上の特定座標間の連結関係を抽出し、正
   常なパターンの連結関係と比較し、本来一つに連結して
   いるべきパターンが分離していた場合、それらのパター
   ンのエッヂ座標系列を検出し、それらエッヂ座標系列各
   点の相互間で距離が最小となるエッヂ座標対をもって、
   断線又は半断線欠陥の位置座標とすることを特徴とする
   パターン検査方法。