JPH0786722A

JPH0786722A - パターン欠陥自動修正装置

Info

Publication number: JPH0786722A
Application number: JP22864993A
Authority: JP
Inventors: Shiro Hoshi; 史郎星; Kiyonaga Matsukawa; 清永松川; Masayasu Sakamaki; 正健坂巻; Shigemi Mio; 恵己美尾
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-09-14
Filing date: 1993-09-14
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】操作者による操作時間のバラツキをなくし、製
造工程を安定化させることのできるパターン欠陥自動修
正装置を提供すること。【構成】修正対象物を搭載するテーブル４と、修正対象
物の所望の部分を映し出すための画像検出機構２と、画
像検出機構が映し出した検出画像と基準パターンから得
た基準画像とを比較判定するためのパターン比較回路１
０と、パターン比較回路からの情報に基づいて、パター
ン修正器具を選択し、欠陥修正を行うためのパターン修
正機構１と、テーブルを移動させるためのＸ軸駆動部１
４、Ｙ軸駆動部１５、Ｚ軸駆動部１６とにより構成され
るパターン欠陥自動修正装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パターン欠陥自動修正
装置に係り、特に多層プリント配線基板及び多層セラミ
ック基板の焼結前のグリーンシートの印刷修正を行うに
適したパターン欠陥自動修正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】グリーンシートに印刷された導電ペース
トのパターンは、印刷密度が高くなればなるほど印刷ペ
ーストの線幅と間隔が狭くなる一方である。そのため、
線幅が狭くなったり、かすれたり、断線したり、或いは
線間が狭くなったり、短絡したりする欠陥発生確率が高
くなっている。この欠陥修正は、パターンの検出画像を
操作者が見て、欠陥内容を判断して、パターンの修正描
画を行うものであった。なお、これに関連する技術とし
て、特開平２−１１９７等が挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、常に
操作者が装置操作を行う必要があり、操作者によって操
作時間がバラツクため、作業工数低減の限界が生じる。
操作者による作業時間のバラツキは高価な装置の専有時
間ロスだけでなく、正確な生産計画が立てにくくなると
いう問題があった。

【０００４】本発明の目的は、操作者による操作時間の
バラツキをなくし、製造工程を安定化させることのでき
るパターン欠陥自動修正装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のパターン欠陥自動修正装置は、修正対象物
を搭載するテーブルと、修正対象物の所望の部分を映し
出すための画像検出機構と、画像検出機構が映し出した
検出画像と基準パターンから得た基準画像とを比較判定
するためのパターン比較回路と、パターン比較回路から
の情報に基づいて、パターン修正器具を選択し、欠陥修
正を行うためのパターン修正機構と、パターン比較回路
及びパターン修正機構とテーブルとの相対的な位置を移
動させるための駆動部とより構成される。

【０００６】このパターン欠陥自動修正装置は、上記基
準パターンから所望の範囲を上記基準画像として切り出
すための切り出し回路をさらに有することが好ましい。
この切り出す範囲は、検出画像と同等の大きさ或いはそ
れより小さくてもよいが、より大きくすることが望まし
い。また、パターン比較回路からの情報に基づいて、検
出画像と基準画像とのパターンの不一致と、修正モデル
パターンとを比較判定し、その情報をパターン修正機構
に与えるための修正パターンデータ制御回路をさらに有
することが好ましい。

【０００７】さらに、このパターン欠陥自動修正装置
は、検出画像と基準画像との比較判定の結果に基づい
て、上記所望の部分と異なる部分を映し出すための信号
と、この異なる部分に対応する部分の基準画像を切り出
すための信号とを発するための隣接パターン検出回路を
さらに有することが好ましい。この隣接パターン検出回
路により、ある検出画像とある基準画像との間に不一致
がないとき、それに隣接する範囲を次々に比較判定して
いくことができる。

【０００８】またさらに、このパターン欠陥自動修正装
置は、画像検出機構に映し出す所望の部分の映し出す順
を決めるための順次スキャン発生器をさらに有すること
が好ましい。つまり、予め検査することなく、修正対象
物の所定の範囲の全面を次々と検出し、比較判定してい
く方法をとることができる。

【０００９】

【作用】本発明のパターン欠陥自動修正装置によれば、
基準パターンをもとにパターンを比較し、不一致を指摘
して、正確な欠陥位置と欠陥内容を識別することがで
き、欠陥を自動修正することができる。そのため、操作
者による操作時間のバラツキがなく、製造工程が安定化
する。

【００１０】また、基準パターンの切り出し回路を設け
たときは、大量のデータを転送せずに高速処理ができ
る。さらに、不一致指摘情報を分類して修正モデルパタ
ーン化した場合は、修正動作が均一化されるとともに無
人化が可能になる。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明のパターン欠陥自動修正装置
の一実施例の構成を示すブロック図である。本実施例の
パターン欠陥自動修正装置は、例えば、多層セラミック
基板の製造におけるグリーンシートへの印刷パターンの
欠陥修正に用いられるものである。この装置は、自動修
正を行うパターン修正機構１と、画像検出機構２と、修
正対象物であるグリーンシート３を搭載するテーブル４
等が筺体５上に構成され、パターン修正機構１及び画像
検出機構２がグリーンシート３に対して相対的にＸ軸、
Ｙ軸及びＺ軸方向に位置決め可能となっている。

【００１２】パターン修正機構１と画像検出機構２は直
結され、これらを水平横方向（Ｘ軸方向）に動作させる
Ｘ軸駆動部１４と、グリーンシート３の面上に垂直上昇
又は下降させるＺ軸駆動部１５とが備えられ、Ｘ軸駆動
部１４はテーブル４を搭載している筺体５に固定されて
いる。また、Ｘ軸駆動部１４には、高さ検出部（図示せ
ず）が固定保持されている。

【００１３】筺体５の中央部に、Ｘ軸駆動部１４に直交
する水平縦方向（Ｙ軸方向）へ水平移動司能に配置され
たＹ軸駆動部１６が固定され、テーブル４は、上面にペ
ースト印刷されたグリーンシート３が着脱自在に固定保
持可能な構造となっている。これらのＸ軸駆動部、Ｙ軸
駆動部及びＺ軸駆動部の制御は、パターン欠陥位置情報
８によりテーブル制御部７にて行われる。

【００１４】グリーンシート３の欠陥位置は、予め検査
されてパターン欠陥位置情報８に入力されている。この
パターン欠陥位置情報８によって指示された欠陥位置
は、画像検出機構２に検出され、この検出画像がパター
ン比較回路１０に送られると同時に、パターン欠陥位置
情報８より指示を受け、基準パターンデータ９のデータ
範囲が切り出し回路１２で切り出され、パターン比較回
路１０に送られる。この切り出し回路１２の動作につい
ては、後に図２を用いて詳述する。パターン比較回路１
０でパターン比較された結果は、不一致指摘回路１１に
送られ、不一致があれば、その内容、欠陥位置情報はテ
ーブル制御部７を経由して、パターン修正機構１に送れ
らる。

【００１５】一方、修正パターンデータ制御回路１３
は、パターン比較回路１０と不一致指摘回路１１からの
情報により、予めモデル化された修正パターンデータと
一致した場合、その修正パターンに従って、欠陥修正さ
れる。

【００１６】以上のような全体構成において、不一致指
摘された検出画像の欠陥内容と、修正モデル化された修
正位置情報をもとに、テーブル制御部７にて情報変換さ
れ、パターン修正器具（図示せず）の選択及びＸ軸方
向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向への移動を定める。パターン
修正機構１は、グリーンシート３に対して相対的にあら
ゆる位置に位置決め停止可能な構造となっている。この
位置決め駆動には、例えば、位置決め分解能が１〜１０
μｍ／パルスの高精度な制御モータ等が使用される。さ
らに、パターン修正器具の微細な制御もテーブル制御部
７を経由して行われる。

【００１７】なお、本実施例において、パターン欠陥情
報８、基準パターンデータ９、修正パターンデータ制御
回路１３等を制御する全体制御部（図示せず）について
の説明は省略する。

【００１８】次に、図２に基準パターンデータ９と切り
出し回路１２の動作の説明図を示し、これについて説明
する。基準パターンデータ９の中に基準パターン１００
が格納されている。パターン欠陥位置情報８から指示さ
れたグリーンシートの欠陥座標をｘ₁、ｙ₁とし、グリー
ンシート３の印刷パターンの検出画像１０１の画面サイ
ズはａ×ｂ画素とし、その中に短絡欠陥１０３が存在す
るとする。この場合、基準パターン１００の画面サイズ
をａ×ｎ、ｂ×ｍとすると、グリーンシート３の欠陥座
標ｘ₁、ｙ₁に相当する基準パターンの座標をｘ₂、ｙ₂に
すれば、検出画像１０１と同じパターンが得られること
になる。

【００１９】また、基準パターン１００から切り出す切
り出しパターン１０４は、検出画像１０１と同等の大き
さ或いはそれより小さくてもよいが、図２に示した一点
鎖線のように、より大きくした方が、両者のパターンを
比較するとき、検出画像１０１を上下左右にずらして一
致するか見やすいため、検出画像１０１のａ×ｂ範囲を
有効に使用することできる。

【００２０】次に、図３（ａ）を用いて、不一致指摘回
路１１の動作について説明する。図２に示したパターン
比較回路１０から得られたパターン不一致部分の面積よ
り、不一致部分の中心座標Ｘ₂、Ｙ₂を算出し、座標系を
基準パターンに合わせる。図３（ａ）に示した例では、
この欠陥は検出画像に余剰パターンの不一致が発生して
いるので、短絡欠陥と判定される。逆に、基準パターン
側に余剰パターンの不一致が発生した場合は、断線欠陥
と判定される。従って、不一致指摘回路１１の出力は欠
陥の内容及び不一致部分の中心座標を出力することにな
る。

【００２１】また、修正パターンデータ制御回路１３で
は、パターン比較回路１０より、欠陥指摘部分の基準パ
ターンと、不一致指摘回路１１より、欠陥内容及び欠陥
位置（不一致部分の中心座標）の情報を入手し、図３
（ｂ）で示す動作を行う。修正パターンデータ制御回路
には、図３（ｃ）に一例を示すテーブルが予め入力され
ており、欠陥内容及び修正の大きさによってもモデル化
された修正パターン、この例では記号Ａ、Ｂ、Ａ´、Ｂ
´の修正パターン、が準備されている。記号Ａ、Ｂと記
号Ａ´、Ｂ´は切断幅によって外部から条件設定され、
この場合は記号Ａ、Ｂを自動的に選択する。記号Ａは縦
方向に、記号Ｂは横方向に切断する例である。記号Ａ、
Ｂとも主なデータ内容は、修正治具の種別、スタート
（Ｓ）点のＸ、Ｙ座標、エンド（Ｅ）点のＸ、Ｙ座標及
び切除幅である。この場合のＸ、Ｙ座標は、検出画像か
ら得られた実テーブル座標である。

【００２２】次に記号Ａ、Ｂの自動選択例について図３
（ｂ）によって説明する。図３（ｂ）は不一致指摘回路
１１から得られた欠陥中心Ｃ付近の基準パターンを点線
で示すものである。ここで記号Ａ又はＢを選択する場
合、記号ＡまたＢの中心点を欠陥中心Ｃに合致させ、記
号Ａのモデル化された修正パターンを基準パターンと比
較し、記号Ａのパターンと基準パターンが重なっている
か否かを見て、重なっていない（例えば面積判定によ
る）パターンでもって選択し、スタート・エンド点の
Ｘ、Ｙ座標を決める。このようにして得られた修正パタ
ーンデータ内容をテーブル制御部７に送り、Ｘ、Ｙ、Ｚ
軸方向にテーブルを移動させ、修正動作を行い、グリー
ンシートの修正が実行される。

【００２３】さらに、図４を用いて、信号ライン−パッ
ド間の不一致内容のモデル化された修正パターンについ
て説明する。図４は、短絡欠陥をモデルにしたもので、
４種類のモデル化された修正パターンを示す説明図であ
る。図４（ａ）に示した修正パターンＡは、ライン２０
１とパッド２０２の間に短絡欠陥２０３を持つものであ
る。このモデルの場合は、パターンの切除位置２０４
は、点線の範囲であり、切除のスタートＳとエンドＥが
修正位置情報となる。

【００２４】同様にして、ライン２０１とパッド２０２
の関係が図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示した修正パタ
ーンＢ、Ｃ、Ｄのようになる場合は、それぞれＳ₁、
Ｅ₁、Ｓ₂、Ｅ₂、Ｓ₃、Ｅ₃が修正位置情報となる。図４
の修正パターンの例では、ラインとパッドの短絡の例を
説明したが、他の短絡例や断線例でも同様のモデル化が
できる。

【００２５】さらに本実施例では、検査装置（図示せ
ず）で欠陥位置を指示するが、その位置に欠陥が存在せ
ずに、欠陥位置を問違えて指摘した場合（検出アルゴリ
ズム的に実欠陥位置より遠くを指摘した場合）について
の追跡検索方法を図５を用いて説明する。この場合はラ
イン断線があり、断線位置が不明確なため、ラインの始
点、終点、パッド位置が指摘された例である。

【００２６】図５（ａ）は、ライン断線のパターンを示
す図である。この場合は、長いラインの端で断線欠陥が
発生しているので、断線位置情報が出せない場合であ
る。欠陥位置情報としては、断線になっているライン３
０１の始点３０２と終点３０３の情報のため、始点３０
２から順次パターン比較することにする。最初の検出画
像３０５で欠陥指摘がない場合、図５（ｂ）に示す基準
パターンの基準ライン３１１に、他のラインと区別する
ために色付けを行う。この色付けによって、次の切り出
しパターン３１６を選び、検出位置座標ｘ₂、ｙ₂によっ
て、テーブル座標ｘ₂′、ｙ₂′が決められ、検出画像３
０６が得られ、これとパターンを比較する。このように
次に切り出しパターン３１７を選び、検出画像３０７と
パターン比較し、欠陥位置を検索する。

【００２７】図６に、このような検出を行うパターン欠
陥自動修正装置の例を示すブロック図を示す。切り出し
回路１２から得た切り出しパターンの画像データより、
切り出しパターンの上下左右４辺のどの一辺に基準ライ
ンが接しているかを検出する隣接パターン検出回路１７
が設けられる。この隣接パターン検出回路１７により検
出した一辺の方向に、次の切り出しパターンを切り出す
ように、切り出し回路１２に指示する。これような方法
により、上記のように、図５（ｂ）に示した切り出しパ
ターン３１６、切り出しパターン３１７が次々と選ばれ
る。また。基準ラインが直角方向の二辺に接するとき
は、切り出しパターンを斜め方向から選べばよい。これ
らの制御は画像処理によって行われるが、近年の画像処
理技術及び高速化されたプロセッサによって容易に実現
できる。

【００２８】以上、具体的に説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲において種々変更可能であることは言までもな
い。その例として、図７にパターン欠陥自動修正装置の
他の実施例のブロック図を示し、これについて説明す
る。この装置は、図１のパターン欠陥位置情報８の代り
に、順次スキャン発生器４０８を設けたもので、検出画
像単位に順次スキャンしながらパターン比較を行い、不
一致指摘が発生した場合に欠陥修正を行うものである。

【００２９】さらに、本実施例のパターン欠陥自動修正
装置においては、修正パターンをモデル化して、新しい
モードが判明次第、修正パターンを追加していくことも
できる。しかし、追加前に発生した欠陥モード及びモデ
ル化できにくい欠陥モードが発生し、自動修正不可が生
じた場合に、無理に修正したり、修正しないで欠陥のま
ゝ次工程に送ることのないように、例えば、自動修正不
可の場合は警報を発し、人間の判断を求めるか、又は、
自動修正不可の位置情報を記録しておき、一定の区切り
の修正作業終了後に、人間の判断を求める機能を追加す
ることもできる。

【００３０】さらに、本実施例のパターン欠陥自動修正
装置においては、パターン比較回路又は不一致指摘回路
等をハード回路として説明しているが、これに限定させ
るものではなく、ソフトによる処理についても適用でき
る。

【００３１】以上の説明では、多層セラミック基板の製
造におけるグリーンシートの印刷パターンの欠陥自動修
正に適用した場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、多層配線プリント基板及び薄
膜パターン等の修正についても広く適用可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、検出画像と基準パター
ンとを比較し、不一致指摘することで、欠陥内容と正確
な欠陥位置指摘が可能となる。さらに、修正パターンを
モデル化することにより修正方法がパターン化され、安
定した修正が可能になる。この結果、無人で自動修正が
可能となり、省人化及び工程の安定化が可能となり、か
つ人手修正に比べパターンの修正品質が向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパターン欠陥自動修正装置の一実施例
の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示したパターン欠陥自動修正装置の基準
パターンの切り出し回路の動作の説明図である。

【図３】本発明を説明するための不一致部分の修正パタ
ーンの説明図である。

【図４】本発明を説明するためのモデル化された修正パ
ターンの説明図である。

【図５】本発明を説明するためのライン断線パターンを
示す説明図である。

【図６】本発明のパターン欠陥自動修正装置の他の実施
例の構成を示すブロック図である。

【図７】本発明のパターン欠陥自動修正装置のさらに他
の実施例の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】１…パターン修正機構２…画像検出機構３…グリーンシート４…テーブル５…筺体７…テーブル制御部８…パターン欠陥位置情報９…基準パターンデータ１０…パターン比較回路１１…不一致指摘回路１２…切り出し回路１３…修正パターンデータ制御回路１４…Ｘ軸駆動部１５…Ｙ軸駆動部１６…Ｚ軸駆動部１７…隣接パターン検出回路１００…基準パターン１０１、３０５、３０６、３０７…検出画像１０２、２０３…短絡欠陥１０３…信号ライン１０４、３１５、３１６、３１７…切り出しパターン２０１、３０１…ライン２０２…パット２０４…切除位置３０２、３１２…始点３０３、３１３…終点３０４…断線欠陥３１１…基準ライン４０８…順次スキャン発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者美尾恵己神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】修正対象物を搭載するテーブル、修正対象
物の所望の部分を映し出すための画像検出機構、画像検
出機構が映し出した検出画像と基準パターンから得た基
準画像とを比較判定するためのパターン比較回路、パタ
ーン比較回路からの情報に基づいて、パターン修正器具
を選択し、欠陥修正を行うためのパターン修正機構並び
にパターン比較回路及びパターン修正機構とテーブルと
の相対的な位置を移動させるための駆動部を有すること
を特徴とするパターン欠陥自動修正装置。
【請求項２】請求項１記載のパターン欠陥自動修正装置
において、上記基準パターンから所望の範囲を上記基準
画像として切り出すための切り出し回路をさらに有する
ことを特徴とするパターン欠陥自動修正装置。
【請求項３】請求項１又は２記載のパターン欠陥自動修
正装置において、上記パターン比較回路からの情報に基
づいて、上記検出画像と上記基準画像とのパターンの不
一致と、修正モデルパターンとを比較判定し、その情報
を上記パターン修正機構に与えるための修正パターンデ
ータ制御回路をさらに有することを特徴とするパターン
欠陥自動修正装置。
【請求項４】請求項２記載のパターン欠陥自動修正装置
において、上記検出画像と基準画像との比較判定の結果
に基づいて、上記所望の部分と異なる部分を映し出すた
めの信号と、この異なる部分に対応する部分の上記基準
画像を切り出すための信号とを発するための隣接パター
ン検出回路をさらに有することを特徴とするパターン欠
陥自動修正装置。
【請求項５】請求項１から４のいずれか一に記載のパタ
ーン欠陥自動修正装置において、上記画像検出機構に映
し出す所望の部分の映し出す順を決めるための順次スキ
ャン発生器をさらに有することを特徴とするパターン欠
陥自動修正装置。