JPH08110305A

JPH08110305A - 外観検査方法及び装置

Info

Publication number: JPH08110305A
Application number: JP6247637A
Authority: JP
Inventors: Hideo Okada; 英夫岡田; Koji Oka; 浩司岡; Yorihiro Sakashita; 頼弘坂下
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1994-10-13
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】異なる幅を有する被検査対象が複数存在して
も良好な判定が行える外観検査装置を提供する。【構成】ラジアルマッチング法を用いる外観検査装置
において、許容値設定手段は、基準パターンの２値化画
像データを生成する基準パターン生成手段１３と、２値
化画像上の任意の中心画素から複数方向に延在する各画
素列内におけるパターン部分のパターン部長さを測定す
る基準パターン測長手段１５と、複数方向の測長値から
基準パターンの略中心を検出する基準パターン中心検出
手段１６と、基準パターンの測長値及び略中心位置に基
づいて基準パターンの基準線幅を決定し、基準線幅に基
づいて被検査パターンの線種を判定するための線幅許容
値を設定する許容値決定手段１７と、を備えて構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板のパタ
ーン検査等に用いる外観検査装置に関する。近年の電子
機器に用いられるプリント配線板は、高度に多層化・薄
膜化されてきたている。このため、プリント配線板にお
けるパターンの欠け、断線、短絡等の不良の検出は、も
はや目視による検査は不可能なので、外観検査装置が用
いられるようになっている。

【０００２】外観検査には、（１）光学的に配線パターンを読み取り、２値化等の
手法により電気信号に変換する検知技術（２）得られた検査信号から配線パターンの欠陥を検
出する判別技術等が存在する。

【０００３】本願発明は、（２）の検査信号が得られた
後の判別技術に関する。

【０００４】

【従来の技術】従来の外見検査装置として、特願昭６１
−１０７０７４０７号に記載されたもの（第１例）があ
る。

【０００５】この従来の外観検査装置（第１例）は、検
査対象となるプリント配線板のパターン中心において、
放射状の測長センサにより複数方向のパターン長を測長
し、この測長した値をコード化したもの（以下「ラジア
ルコード」という。）を作成する。そして、このラジア
ルコードと予めラジアルコードの良否を記憶した基準デ
ータ（以下「辞書」という。）とを対比して、パターン
の良否を判定する構成である。前記辞書に記憶された辞
書データは、様々なパターンに対応する複数のデータと
して作成し、この複数のデータを辞書に入れ換えて記憶
することにより、各種パターンに適合できる汎用性を有
する。

【０００６】更に、上記従来の外観検査装置を改良した
第２例として、特開平５−２６４２４０号公報に掲載さ
れた外観検査装置がある。この従来の外観検査装置の第
２例は、配線パターンの欠陥の種類（例えば、銅残り、
突起、間隔不要等）毎の種別（以下「カテゴリ」とい
う。）を設定し、検出された配線パターンより得たラジ
アルコードに基づいて、辞書に格納されたカテゴリを選
択し、当該ラジアルコードをカテゴリコードに変換す
る。そして、変換されたカテゴリコードと、辞書に格納
されたカテゴリコードとを用いて、配線パターンの良否
と欠陥の種類を判定するので、配線パターンの欠陥のカ
テゴリに応じたより正確な検査を行うというものであっ
た。

【０００７】さて、従来の検査論理（ラジアルマッチン
グ法）では、リードパターンの線幅に該当するパターン
の中心からの位置に許容値という判定ゾーンを設け、こ
の許容値内にリードパターンの端部が存在するとき、リ
ードパターンは正常としていた。この際、リードパター
ンの線幅は１種類と仮定して、一種類の線幅の許容値を
設定し、試料から得た２値化画像における被検査パター
ンとを比較して、パターンの良否を判定していた。

【０００８】図１１に、上記従来の外観検査装置におけ
る検査方法の一例を示す。例えば、図１１において、ａ
を正常なパターンの線幅の標準値とする。図１１に示す
ような被検査パターン画像Ｐ₁₀が得られた場合、位置ｄ
₁では被検査パターンの線幅はａを中心とする許容値内
に入るが、位置ｄ₂では、線幅がｂであり許容値より細
いので「細り」と判定される。また、位置ｄ₃では、線
幅がｃであり許容値より太いので「太り」と判定され
る。

【０００９】このように、従来の外観検査装置において
は、基準とされるパターンが１種類である場合には、確
実に被検査パターンの良否を判定することができた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
外観検査装置では、同一基板上に複数種類の配線パター
ンの幅が存在する場合に、誤判定するという不都合があ
った。

【００１１】従来の外観検査装置の問題点を図１２に基
づいて説明する。図１２に示すように、試料ＳＰには複
数種類の線幅を有するパターンが存在する。最も太い直
線部分のパターンを直線リードＬ₃、中程度の直線部分
のパターンを直線リードＬ₂、最も細い直線部分のパタ
ーンを直線リードＬ₁とする。このほか、試料ＳＰには
ランドＲ₀が散在する。

【００１２】従来の外観検査装置では、パターンの線幅
は１種類のみと仮定していたので、例えば、図１２にお
ける直線リードＬ₂が許容値の中心に位置するよう、検
査装置の諸値を設定していた。

【００１３】しかし、この設定では、直線リードＬ₂よ
り線幅が狭い直線リードＬ₁や、線幅が広い直線リード
Ｌ₃は、当然直線リードＬ₂の標準値を基準に設定した
許容値から外れることが多くなる。則ち、直線リードＬ
₁及び直線リードＬ₃は、パターンの欠落や欠陥が存在
しないにも拘らず、不良パターンと判定されてしまうの
である。この不都合は他の直線リードに基準値を変更し
ても実質的に解決されない。

【００１４】また、全ての線幅を許容値内に含めるため
に許容値の範囲を広げる場合には、本来欠陥品として排
除されなければならないはずの欠陥パターンが良品とし
て判定されるおそれがあった。

【００１５】そこで、本発明の目的は、異なる幅を有す
る被検査パターンが複数存在しても正確な判定が行える
外観検査装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、試料を撮影することにより得られた２値化画像から
パターンの略中心を検出し、検出された略中心から複数
方向におけるパターンの各測長値をラジアルコードに変
換し、ラジアルコードに基づいてパターンの欠陥を検出
する外観検出方法において、検査対象となるべきパター
ンの線幅許容値を設定し、各測長値を線幅許容値と比較
することによりパターンの線種を決定し、決定されたパ
ターンの線種に基づいてラジアルコードを生成する。

【００１７】請求項２に記載の発明は、試料を撮影する
ことにより得られた２値化画像から被検査パターンの略
中心を検出し、検出された略中心から複数方向における
被検査パターンの各測長値をラジアルコードに変換し、
ラジアルコードに基づいて被検査パターンの欠陥を検出
する外観検出方法において、予め基準パターンを測定す
ることにより得られた基準線幅値に基づいて線幅許容値
を設定し、各測長値を線幅許容値を比較することにより
被検査パターンの線種を決定し、決定された被検査パタ
ーンの線種に基づいてラジアルコードを生成する。

【００１８】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の外観検査方法において、基準パターンを測定すること
により得られた線幅値のうち最小のものをその基準パタ
ーンの基準線幅値とし、基準線幅値に基づいて線幅許容
値を設定する。

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項２又は請
求項３に記載の外観検査方法において、基準線幅の最大
幅及び最小幅を予め所定の値に調整することにより線幅
許容値を設定する。

【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項２乃至請
求項４に記載の外観検査方法において、基準パターンに
存在する各形状に対応させて線幅許容値を設定し、線幅
許容値に基づいて基準パターンのパターン形状を判定
し、パターン形状に基づいて線幅許容値を補正する。

【００２１】請求項６に記載の発明は、試料上に形成さ
れた被検査パターンを撮像する撮像手段と、撮像された
画像を２値化する画像２値化手段と、２値化画像上の任
意の中心画素から複数方向に延在する各画素列内におけ
るパターン部分のパターン部長さを測定するラジアル測
長手段と、複数方向の測長値から被検査パターンの略中
心を検出する中心検出手段と、被検査パターンの線種を
判定するための線幅許容値を設定する許容値設定手段
と、線幅許容値に基づいて被検査パターンの線種を判定
し、判定結果に基づいて複数方向の各測長値をラジアル
コードに変換するコード化手段と、ラジアルコードに基
づいて被検査パターンの欠陥を検出する検出手段と、を
備えて構成される。

【００２２】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の外観検査装置において、許容値設定手段は、基準パタ
ーンの２値化画像データを生成する基準パターン生成手
段と、２値化画像上の任意の中心画素から複数方向に延
在する各画素列内におけるパターン部分のパターン部長
さを測定する基準パターン測長手段と、複数方向の測長
値から基準パターンの略中心を検出する基準パターン中
心検出手段と、基準パターンの測長値及び略中心位置に
基づいて基準パターンの基準線幅を決定し、基準線幅に
基づいて被検査パターンの線種を判定するための線幅許
容値を設定する許容値決定手段と、を備えて構成され
る。

【００２３】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の外観検査装置において、基準パターンの略中心と被検
査パターンの略中心とを比較し、被検査パターンの欠落
欠陥を検出する欠落欠陥検出手段を備えて構成される。

【００２４】請求項９に記載の発明は、請求項７に記載
の外観検査装置において、基準パターン中心検出手段
は、基準パターンの略中心を検出する領域を本来の中心
位置を中心として線幅許容領域の近傍まで広げて構成さ
れる。

【００２５】請求項１０に記載の発明は、請求項７に記
載の外観検査装置において、許容値決定手段は、基準パ
ターンを測定することにより得られた線幅値のうち最小
のものをその基準パターンの基準線幅値とし、基準線幅
値に基づいて線幅許容値を設定する。

【００２６】請求項１１に記載の発明は、請求項７に記
載の外観検査装置において、許容値決定手段は、予め所
定の値に調整された基準線幅の最大幅及び最小幅に基づ
いて線幅許容値を設定する。

【００２７】請求項１２に記載の発明は、請求項６又は
請求項７に記載の外観検査装置において、許容値設定手
段とコード化手段との間に介装され、被検査パターンの
パターン部長さに基づいて被検査パターンの略中心付近
のパターン形状を特定し、特定したパターン形状に基づ
いて線幅許容値を補正する補正手段を備えて構成され
る。

【００２８】請求項１３に記載の発明は、請求項１２に
記載の外観検査装置において、補正手段は、線幅許容値
に基づいて基準パターンのパターン形状に対応した線幅
許容値の補正データを出力する辞書手段と、線幅許容値
と辞書手段に格納されたパターン形状とを比較し線幅許
容値に対応するパターン形状の補正データが辞書手段に
格納されている場合に辞書手段より補正データを読出す
マッチング手段と、マッチング手段により辞書手段から
読出された補正データに基づいて線幅許容値を修正する
演算手段と、を備えて構成される。

【００２９】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、まず、試料を
撮影し、得られた２値化画像からパターンの略中心を検
出する。そして、検出された略中心から複数方向におけ
るパターンの各測長値をラジアルコードに変換し、ラジ
アルコードに基づいてパターンの欠陥を検出する。そし
て、検査対象となるべきパターンの線幅許容値を設定
し、各測長値を線幅許容値と比較することにより、測長
値がどの線幅を有するパターンのものであるかを示す線
種を決定し、決定されたパターンの線種に基づいてラジ
アルコードを生成する。

【００３０】従って、生成されたラジアルコードは線幅
の認定を誤ることなく正しい線種に対して生成される。
請求項２に記載の発明によれば、予め基準パターンを測
定することにより得られた基準線幅値に基づいて線幅許
容値を設定する。被検査パターンより得られた各測長値
を線幅許容値と比較することにより、被検査パターンの
線種を決定する。この決定された被検査パターンの線種
に基づいてラジアルコードを生成する。

【００３１】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
に記載の外観検査方法において、基準パターンを測定す
ることにより得られた線幅値のうち最小のものをその基
準パターンの基準線幅値とし、基準線幅値に基づいて線
幅許容値を設定する。

【００３２】請求項４に記載の発明によれば、基準線幅
の最大幅及び最小幅を予め個別に調整して設定しておく
ことにより線幅許容値を設定する。これにより、被検査
パターンの特性に応じた正確な検査ができる。

【００３３】請求項５に記載の発明によれば、基準パタ
ーンの形状に対応させて複数の線幅許容値を設定してお
く。そして、被検査パターンから得られた各測長値に基
づいて、基準パターンの中心付近におけるパターン形状
についての線幅許容値を選択する。

【００３４】請求項６に記載の発明によれば、撮像手段
は試料上に形成された被検査パターンを撮像し、画像２
値化手段は撮像された画像を２値化する。ラジアル測長
手段は２値化画像上の任意の中心画素から複数方向に延
在する各画素列内におけるパターン部分のパターン部長
さを測定する。中心検出手段は複数方向の測長値から被
検査パターンの略中心を検出し、許容値設定手段は被検
査パターンの線種を判定するための線幅許容値を設定す
る。コード化手段は、線幅許容値に基づいて被検査パタ
ーンの線種を判定し、判定結果に基づいて複数方向の各
測長値をラジアルコードに変換する。そして、検出手段
は、ラジアルコードに基づいて被検査パターンの欠陥を
検出する。

【００３５】請求項７に記載の発明によれば、許容値設
定手段において、基準パターン生成手段は基準パターン
の２値化画像データを生成し、基準パターン測長手段
は、２値化画像上の任意の中心画素から複数方向に延在
する各画素列内におけるパターン部分のパターン部長さ
を測定する。基準パターン中心検出手段は複数方向の測
長値から基準パターンの略中心を検出する。そして、許
容値決定手段は、基準パターンの測長値及び略中心位置
に基づいて基準パターンの基準線幅を決定し、基準線幅
に基づいて被検査パターンの線種を判定するための線幅
許容値を設定する。

【００３６】請求項８に記載の発明によれば、欠落欠陥
検出手段は、基準パターンの略中心と被検査パターンの
略中心とを比較し、被検査パターンの欠落欠陥を検出す
る。請求項９に記載の発明によれば、基準パターン中心
検出手段は、基準パターンの略中心を検出する領域を、
本来の中心位置を中心として線幅許容領域の近傍まで広
げて構成されるので、中心位置が基準パターンと被検査
パターンとで若干ずれていても十分に検査が行われる。

【００３７】請求項１０に記載の発明によれば、許容値
決定手段は、基準パターンを測定することにより得られ
た線幅のうち最小のものをその基準パターンの基準線幅
とし、基準線幅に基づいて線幅許容を設定するので、最
小のものが則ち線幅として簡単に設定される。

【００３８】請求項１１に記載の発明によれば、許容値
決定手段は、予め調整された基準線幅の最大幅及び最小
幅に基づいて線幅許容値を設定するので、最大幅、最小
幅を被検査パターンの特性に応じて適宜変更して最適の
パラメータで検査できる。

【００３９】請求項１２に記載の発明によれば、補正手
段は、許容値設定手段とコード化手段との間に介装さ
れ、被検査パターンのパターン部長さに基づいて被検査
パターンの略中心付近のパターン形状を特定し、特定し
たパターン形状に基づいて線幅許容値を補正する。

【００４０】請求項１３に記載の発明によれば、補正手
段において、辞書手段は線幅許容値に基づいて基準パタ
ーンのパターン形状に対応した線幅許容値の補正データ
を出力する。マッチング手段は、線幅許容値と辞書手段
に格納されたパターン形状とを比較し線幅許容値に対応
するパターン形状の補正データが辞書手段に格納されて
いる場合に辞書手段より補正データを読出す。演算手段
は、マッチング手段により辞書手段から読出された補正
データに基づいて線幅許容値を修正する。

【００４１】

【実施例】本発明の外観検査方法及び装置に係る好適な
実施例を図面を参照して説明する。（Ｉ）第１実施例本発明の第１実施例は、請求項１乃至４、請求項６乃至
１１に記載の発明を適用した外観検査方法及び装置に関
する。

【００４２】構成の説明図１に本発明の第１実施例の構成を示す。図１に示すよ
うに、本発明の外観検査装置１００は、光源１により撮
影用の照明光を照射された被検査物たる試料ＳＰを検査
するものである。試料は、例えばプリント配線板等であ
り、複数の線幅を有する配線パターンが配線されてい
る。

【００４３】ＣＣＤカメラ２は、試料ＳＰの映像を取り
込み、アナログ画像信号とする。２値化回路３は、この
アナログ画像信号を公知の画像処理技術で２値化する。
記憶回路４は、いわゆる画像メモリであり、２値化され
た画像信号を格納する。

【００４４】測長回路５は、放射状に設けられた測長セ
ンサにより、２値化信号におけるパターン中心における
任意の点で複数方向（例えば８方向）のパターン長を測
定し、前後方向を合わせた測長値（例えば、合計１６
個）を生成する中心検出回路６は、測長回路５の出力した測長値のうち
前後方向の差分を演算し、中心を検出したとき中心信号
（例えば「１」）を出力する。

【００４５】ラジアルコード化回路７は、測長値に基づ
いて複数方向におけるパターン部長の測長値をコード化
しラジアルコードとする。カテゴリ変換回路８は、様々
なラジアルコード毎に対応したパターン形状を示す複数
のカテゴリコード群の中からのラジアルコード化回路７
でコード化されたラジアルコードに対応するカテゴリコ
ードを選択する。

【００４６】カテゴリマップ作成回路９は、カテゴリコ
ードを入力されるカテゴリに基づいてカテゴリコードの
分布として格納する。例えば、いくつかのカテゴリコー
ドの入力により直線リード部分とランドとの接近地点の
カテゴリマップが作成される。

【００４７】比較回路１０は、探索方法辞書１２_-2に格
納されているカテゴリの探索方法及び良否判定ルール辞
書１２_-1に格納されている探索のためのルールに基づい
て、該当する可能性の高い上位カテゴリを判定し、欠陥
信号を出力する。

【００４８】良否結果判定回路１１は、欠陥信号に基づ
いて被検査パターンの良否を判定する。マスターデータ
記憶回路１３は、被検査パターンの検査するにあたり比
較する基準となる基準パターンデータを格納する。

【００４９】記憶回路１４は、マスターデータ記憶回路
１３より必要な位置の基準パターンデータを読出して記
憶する。測長回路１５は、被検査パターンのための測長
回路５と同様に、基準パターンの幅等を測長し、ラジア
ルコードとする。

【００５０】中心検出回路１６は、測長回路１５の測長
した測長値に基づいて基準パターンの中心を測長する。
許容値決定回路１７は、中心検出回路１６の検出した中
心信号と測長値とに基づいて被検査パターンに適用すべ
き線幅の許容値の最大値及び最小値を決定する。

【００５１】中心信号比較回路１８は、中心検出回路６
の検出した被検査パターンの中心信号と中心検出回路１
６の検出した基準パターンの中心信号とを比較し、中心
の大きなズレを検出したとき欠落欠陥信号を良否結果判
定回路１１に出力する。

【００５２】位置合わせ回路１９は、ＣＣＤカメラ２に
より撮像されたパターン位置とマスターデータ記憶回路
１３から読出したパターン位置との全体的な位置のズレ
を補正する。

【００５３】動作の説明次に動作を説明する。ｉ）被検査パターンの画像処理の流れ試料ＳＰであるプリント配線板には、スルーホール等を
設けるランド部分と配線の主体となるリードパターン部
分が存在する。リードパターンには複数の線幅の種類が
存在する。

【００５４】この試料ＳＰ上の被検査パターンは、ＣＣ
Ｄカメラ２により撮影され、２値化される。被検査パタ
ーンの２値化画像は、測長回路５により、ある一点から
放射状にパターンの端までの画素数がカウントされ、測
長値に変換される。

【００５５】測長値は被検査パターンのための中心検出
回路６で中心検出が行われ、中心である場合に例えば
「１」となる中心信号が生成される。測長値は、この中
心信号と共にラジアルコード化回路７に供給される。

【００５６】ラジアルコード化回路７は、測長値のうち
縦・横・斜めの４組についてコード化を行う。コード
は、４組のそれぞれの方向毎に長さコード（２ビッ
ト）、バランスコード（１ビット）、方向コード（１ビ
ット）からなる。

【００５７】まず、ラジアルコード化回路７は、測長し
た向きが１８０°異なる方向（例えば０°方向と１８０
°方向）の半径の測長値の差の絶対値を計算し、双方向
の測長値のバランスがとれているか否かを検出する。バ
ランスがとれていない場合でもどちらが長いかを示す方
向コードを出力し、バランス状態を示すバランスコード
と方向コードとの２ビットを生成する。

【００５８】また、同時に双方向の測長値の和が計算さ
れ、これをコード化しきい値Ｖ_th1とＶ_th2と比較す
る。これらしきい値と比較して大小関係を判定し、さら
に、片側の測長値が「ＯＶしきい値」以上のとき、「Ｏ
Ｖ」（オーバーフロー）とする。

【００５９】ここで、リードパターンの線幅を検出して
いるＶ_th1及びＶ_th2の二つのしきい値は、後述の許容
値決定回路１７から供給される線幅の許容値の最大値と
最小値である。二つしきい値の間に測長値の和があると
き、入力されている測長値に関する被検査パターンは所
定の線幅を有するリードパターンと判定できる。従来は
この値は固定であってが、本願発明ではこの値が変化す
る。ここで得られる判定コードは「ＯＶ」と大小関係を
示すビットとの計２ビットである。

【００６０】以上の処理によって、一組の方向に対して
４ビットのコードを得る。ラジアルコード化回路７は、
これを４組の方向で求めて、１６ビットのコードとす
る。このコードがラジアルコードである。ラジアルコー
ドは中心検出回路６にて中心が検出されたときにラジア
ルコード化回路７から出力される。

【００６１】ラジアルコードの分布によってもパターン
の判定はできる。しかし、ラジアルコードの分布によっ
てパターンの良否を判定しようとすると、組合せが多き
に過ぎるので、これらラジアルコードから対応するパタ
ーンの形状を表すカテゴリコードに変換する。

【００６２】カテゴリ変換回路８は、ＲＯＭ構成の辞書
等によって構成され、ラジアルコードのコード内容をア
ドレスとし、当該アドレスに格納されたカテゴリコード
を読出して出力する。これにより、被検査パターンの任
意の点の周辺のパターン形状をコード化して得られるこ
とになる。

【００６３】被検査パターンが正常なパターンであるか
異常な（欠陥）状態であるかは、カテゴリマップ作成回
路９、良否判定ルール辞書１２_-1、探索方法辞書１
２_-2、比較回路１０により生成される欠陥信号により判
定する。

【００６４】図９及び図１０に基づいてこれら欠陥探索
の方法を説明する。図９（Ａ）は銅残り欠陥の例であ
る。図９（Ａ）に示すように、試料ＳＰには本来のパタ
ーン部分である直線リード部分、ランド部分が存在する
他、製造上止むを得ず生ずる銅残り部分が存在する。図
では、銅残り１から銅残り３にかけての３種が示されて
いる。

【００６５】これら銅残りは正常なパターン間に生じた
場合であって、ハンダの融着時にショート等の欠陥を生
ずる原因となる場合に欠陥とされる。図９（Ａ）では、
銅残り３のみが問題となる欠陥である。この欠陥部分の
判定方法としては、銅残り部分を検出し、更に両側の間
隔を検査して両側が共に狭すぎるとき不良と判定する。
図１０は、カテゴリ変換回路以降の動作の流れを示す
図である。

【００６６】ステップＳ１において、カテゴリマップ作
成回路９は、複数のラジアルコードから得られたカテゴ
リコードの集合からカテゴリマップを作成する。これら
のカテゴリマップから例えば「銅残り」に関するカテゴ
リが比較回路１０に入力される（以下「入力カテゴリ」
という。）。

【００６７】ステップＳ２において、比較回路１０は入
力カテゴリに該当するカテゴリが良否判定ルール辞書１
２_-1に格納されているか否かを比較する。一致するカテ
ゴリが存在しない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、良否判
定結果を欠陥信号として良否結果判定回路１１に出力す
る。

【００６８】入力カテゴリ（例えば「銅残り」）と一致
するカテゴリが良否判定ルール辞書１２_-1に格納されて
いる場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、このカテゴリに最
もふさわしい具体的な探索方法を、探索方法辞書１２_-2
から読出す。例えば、「銅残り」にふさわしい探索方法
として「両側探索」の探索方法が読出される（ステップ
Ｓ３）。この探索方法は、対象となるカテゴリを中心と
して、所定の方向Ａとその所定の方向と１８０°異なる
方向Ｂに指定カテゴリが存在するか否かを調べる、とい
う方法である（図９（Ｂ）参照）。

【００６９】ステップＳ４において、比較回路１０は、
カテゴリマップ作成回路９の作成したカテゴリマップ内
のカテゴリを探索方法辞書１２_-2から読出した探索方法
「両側検索」に従って検索し、該当する探索すべきカテ
ゴリ（以下「探索カテゴリ」という。）を探索する。

【００７０】ステップＳ５において、比較回路１０は、
探索カテゴリをカテゴリマップから探索できなかった場
合（ステップＳ５：Ｎｏ）、カテゴリマップ上の銅残り
のいずれも、銅残り部分の両側に許容値以上に近接する
パターンを有していないので、正常な銅残りと判定す
る。

【００７１】一方、探索カテゴリがカテゴリマップ上に
発見できた場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、「両側探
索」において許容値以上に近接する銅残り部分が存在す
ることを意味するので、「欠陥」を示す欠陥信号を良否
結果判定回路１１に出力する。

【００７２】上記のように、ラジアルコードをカテゴリ
に変換することにより、判定ルールを用いて大局的に良
否を判定でき、良否結果を欠陥の種類を含めて出力する
ことができる。

【００７３】例えば、図９（Ａ）に示す３種類の銅残り
に関し、銅残り１がカテゴリマップ上にある場合は銅残
り１の両側に間隔不良のカテゴリが存在しないので、
「正常銅残り」と判定できる。銅残り２の場合は、間隔
不良のカテゴリが銅残り２の片側だけにしか存在しない
ので、「正常銅残り」と判定できる。また、銅残り３の
場合は、銅残り３の両側に間隔不良のカテゴリが存在す
るため、「銅残り欠陥」と判定できる。ｉｉ）許容値決定までの流れさて、本願発明の主眼は、以下に詳述する許容値決定ま
での処理に関する。

【００７４】マスターデータ記憶回路１３は、検査対象
となる被検査パターンが理想的に有しているべきパター
ンの２値化されたビットマップデータを基準データとし
て記憶している。例えば、図２にこのマスターデータ記
憶回路１３に記憶されるべき基準パターンＭＰの例を示
す。図２に示す基準パターンＭＰはＰ₁〜Ｐ₃の３種類
の異なる線幅を有するリードパターン、及びランドＲを
有している。

【００７５】記憶回路１４に記憶された２値化データに
基づいて、測長回路１５は被検査パターンに係る測長回
路５と同様に測長値を測定し、中心検出回路１６は被検
査パターンに係る中心検出回路６と同様に中心信号を検
出する。

【００７６】この中心信号と測長値は許容値決定回路１
７に入力される。図３に許容値決定回路１７の内部構成
を示す。図３において、最小値選択ブロック部２２は、
中心信号を参照し、中心条件を満たした基準パターンの
み、１８０°反対の方向を測定した測長値同士を加算
し、中心点から放射状に各方向の直径を求める（図２
（１）参照）。

【００７７】次に、得られた４組の直径の値のうち最小
のものを選択する（図２（２）参照）。例えば、図２
（２）では、最小の直径として「ｄ」が選択される。さ
らに、基準線幅に対し被検出パターンの線幅の検出マー
ジンを設けるため、許容最小値と許容最大値を設ける
（図２（３）参照）。

【００７８】許容値決定回路１７内部の許容値決定ブロ
ック２４は、最小値決定ブロック２２から供給された最
小の直径値を基準線幅とし、この基準線幅に対応する許
容最小値及び許容最大値を変換テーブル２６から読出
す。変換テーブル２６はＲＯＭ等のメモリに構築してお
けば、測定すべき基板の変更に伴う許容値変更に対応で
きるので好ましい。

【００７９】例えば、図３に示す変換テーブルに従え
ば、基準パターンＭＰのリードパターンＰ₃に対して基
準線幅３００〔μm 〕が選択されたとき許容最小値とし
て２８０〔μm 〕、許容最大値として３５０〔μm 〕が
設定できる。

【００８０】この許容最小値と許容最大値とはラジアル
コード化回路７に前述したコード化しきい値として供給
される。これにより、Ｐ₁〜Ｐ₃のように異なるリード
パターン毎に異なる許容値が設定され、複数種類の線幅
のリードパターンに対応することができる。

【００８１】なお、ラジアルコード化回路７において、
基準パターンＭＰの導電体部分で中心条件を満たせなか
った部分、パターンが存在しない空域部分に対しては、
参照すべき許容値の設定ができないので、予め固定値と
して設定したコード化しきい値が供給される。このコー
ド化しきい値はラジアルコード化回路７の内部に設けて
もよいし、許容値決定回路１７がパターンの状態を判定
して供給するように構成してもよい。iii ）被検査パターンの基準パターンの位置ずれがあっ
た場合基準パターンＭＰと実際の測定すべき被測定パターンと
の間に位置ズレがあったとき、外観検査装置１００は正
常に動作しない場合がある。

【００８２】そのため、許容値決定回路１７及び中心検
出回路１６は、「中心」として判定する幅を基準線幅に
応じて可能な限り拡大する。図５にパターンに対し中心
範囲を拡大して設定した例を示す。

【００８３】図５に示すように、リードパターンＰが１
０画素の基準線幅を有する場合、例えば、６画素の範囲
が中心Ｃとなるように設定する。このように、設定すれ
ば、実際にＣＣＤカメラ２で撮影する被検査パターンと
マスターデータ記憶回路１３から読出す基準パターンＭ
Ｐとの読出し位置が多少ずれたとしても、被検査パター
ンの中心と、基準パターンの中心とが完全にずれること
はない。

【００８４】さらに位置ズレが大きく、中心幅のズレが
大きい場合は、位置合わせ回路１９において得られる画
像信号のパターンマッチングを行う。そして、基準パタ
ーンＭＰの読出し位置の補正を行い、基準パターンと被
検査パターンとの中心がほぼ一致するように、読出し位
置を調整する。

【００８５】また、中心信号比較回路１８は、位置合わ
せ回路１９で補正できないパターンのずれ、何らかの事
情で読み取られた被検査パターンが予定していたパター
ンと異なっている場合に、欠落欠陥信号を良否結果判定
回路１１に出力する。

【００８６】例えば、基準パターンに対して中心検出回
路１６が中心を検出し中心信号を出力したにも拘らず、
被検査パターンから中心検出回路６が中心を検出せず中
心信号を出力されなかった場合、中心信号比較回路は欠
落欠陥信号を出力する。

【００８７】図４に上記実施例の構成により基準パター
ンＭＰに対して設定された許容値データの様子を示す。
図４では、パターンの中心部分をなす濃く示した部分に
許容値が設定されている。パターンＰ₃に対しては中心
幅Ｃ₃が、パターンＰ₂に対しては中心幅Ｃ₂が、パタ
ーンＰ₁に対しては中心幅Ｃ₁が設定されている。ま
た、ランドＲに対しても中心部分Ｃ₄に許容値データが
設定される。

【００８８】実施例の効果上記の如く第１実施例によれば、複数の線種を包含する
配線パターンに対しても、それぞれ個別に良否が判定で
きる。また、基準パターンと被検査パターンとの位置ず
れがあっても、中心幅を大きく設定し、さらに位置合わ
せ回路を併用することにより、両パターンの位置ずれを
十分に補正できる。（ＩＩ）第２実施例本発明の第２実施例は請求項５、１２及び１３に記載の
発明を適用した外観検査装置に関する。第２実施例の外
観検査装置は、第１実施例で説明した許容値をパターン
形状に合わせて補正する。

【００８９】基準パターンＭＰが正確に作成されていて
も、被検査パターンのエッジ部分が製造プロセスの関係
により、膨張することがある。例えば、図７にパターン
と許容値データとの関係を示す。

【００９０】基準パターンは図７（Ａ）に示すようにパ
ターンの曲がり部分であっても直角に曲がるものとして
作成され、当然許容値データの範囲を直角に曲がるもの
が生成される。

【００９１】図７（Ｂ）は実際に被検査パターンを測定
した場合に得られるデータである。図７（Ｂ）に示すよ
うに、撮影される画像は曲がり部分の内側のエッジが丸
くなりパターンが膨張している。これから許容値を作成
すると、実際の被検査パターンと許容値データの範囲に
ずれが生じ、正常な被検査パターンであっても、不良と
判定されるおそれがある。このような現象は、上記曲が
り部分の他に線幅を急に変更する部分、リードパターン
とランドとの接合部分で生ずる。

【００９２】構成の説明第２実施例の外観検査装置の構成は、図１に示す第１実
施例の外観検査装置１００において、許容値決定回路１
７とラジアルコード化回路７との間に補正回路３０を設
けたものである。

【００９３】図６に補正回路３０の詳細なブロック構成
を示す。マッチング回路３２は、許容値決定回路１７の
作成した許容値データに基づいて、辞書３２より追加す
べき補正データを読出す。

【００９４】加算回路３４は、辞書３６から読出された
補正データを入力された許容値データに加算して、補正
した許容値データとしてラジアルコード化回路７へ出力
する。

【００９５】辞書３６は、マッチング回路３２がマッチ
ングして特定したパターン形状の各々に対する補正すべ
き補正データを格納する。補正データはプラス方向、マ
イナス方向のそれぞれを格納する。

【００９６】なお、補正回路３０は許容値決定回路の本
実施例のように後段に設けるほか、許容値決定回路の内
部に設け、パターン形状に応じて異なる許容値データを
個別に読出すように構成してもよい。

【００９７】動作の説明次に動作を説明する。辞書３６は、実際の製造プロセス
において、パターンの膨張等が生じ易いパターン形状の
各々に対して、それぞれ許容すべき許容値データから、
標準の許容値データに対して追加すべき補正データを格
納している。

【００９８】例えば、図６の辞書では、Ｄ₁〜Ｄ₃の３
つのパターン形状に対する補正データを格納している。
Ｄ₁はランドとリードパターンの接合部のパターン形状
であり、補正データとして±２０〔μm 〕を記憶する。
Ｄ₂はリードパターンの緩い曲がり部分であり、補正デ
ータとして±２０〔μm 〕を記憶する。Ｄ₃はリードパ
ターンの強い曲がり部分であり、補正データとして±２
０〔μm 〕を記憶する。これらの補正データは、基準線
幅とパターン形状、パターンの厚みに応じて変更して設
定すればよい。

【００９９】補正回路３０のマッチング回路３２は、許
容値データ列を入力し、基準パターンがどのようなパタ
ーン形状に該当しているかを特定する。例えば、リード
とランドとの接合部分に相当する許容値データが入力さ
れた場合、辞書３６よりＤ₁のパターンに相当する補正
データを読出す。

【０１００】加算回路３４は、辞書３６から読出された
補正データをプラス・マイナスの符号を含めて加算す
る。則ち、補正データが正の値であればその補正データ
の絶対値を原許容値データに加算し、補正データが負の
値であれば補正データの絶対値を原許容値データから減
算することと等価となる。

【０１０１】実施例の効果上記のように、第２実施例の補正回路によれば、パター
ン形状の変化に伴うパターンの膨張が生じても正確な補
正がなされるので、被検査パターンを誤検出することな
く外観検査が行える。

【０１０２】

【発明の効果】請求項１、請求項２、請求項６及び請求
項７に記載の発明によれば、被検査パターンの線幅許容
値を設定可能としたので、複数の線幅を包含する配線パ
ターンであっても、誤検出することなく正確な配線パタ
ーン等の外観検査が行える。

【０１０３】請求項３及び請求項１０に記載の発明によ
れば、線幅値のうち最小のものをそのパターンの基準線
幅とするので、基準線幅の決定が簡単に確実に行える。
請求項４及び請求項１２に記載の発明によれば、予め基
準線幅の最大値及び最小値を決定することにより線幅許
容値を決定するので、線幅の許容値を２つのパラメータ
のみで決定でき、被検査パターンの比較が簡単となる。

【０１０４】請求項５、請求項１２及び請求項１３に記
載の発明によれば、基準線幅に対してパターン形状に応
じた補正を行うので、実際の被検査パターンに製造上止
むを得ず生ずるパターンの膨張を生じても、誤検出する
ことなく外観検査が行える。

【０１０５】請求項８に記載の発明によれば、基準パタ
ーンの中心と被検査パターンの中心とを比較するので、
パターンのずれや大幅な欠陥に対する欠陥検出が行え
る。請求項９に記載の発明によれば、基準パターンの中
心を検出する領域を線幅許容値の近傍まで拡大したの
で、基準パターンと被検査パターンとが僅かな位置ズレ
を生じても、中心位置が一致し外観検査を度々中断する
不都合が回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の外観検査装置を示すブロ
ック図である。

【図２】第１実施例の外観検査装置の動作説明図であ
る。

【図３】許容値決定回路の動作説明図である。

【図４】許容値データの設定例である。

【図５】パターンの中心との関係を示す説明図である。

【図６】第２実施例の外観検査装置における補正回路の
ブロック図である。

【図７】パターンと許容値データとの関係を示す説明図
であり、（Ａ）は基準パターン、（Ｂ）は被検査パター
ンである。

【図８】許容値データと補正との関係を示す説明図であ
る。

【図９】欠陥探索の説明図である。

【図１０】カテゴリ変換回路以降の動作の流れ図であ
る。

【図１１】従来の外観検査装置の検査方法の説明図であ
る。

【図１２】従来の外観検査装置の問題点を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

ＳＰ…試料ＭＰ…基準パターンＰ、Ｐ₁〜Ｐ₃、Ｐ₁₀…基準パターンＤ₁〜Ｄ₃…パターン形状Ｒ…ランドＣ、Ｃ₁〜Ｃ₄…中心領域Ｄ₁〜Ｄ₃…辞書データＡ₁、Ａ₂…検査領域１…光源２…ＣＣＤカメラ３…２値化回路４…記憶回路５…測長回路６…中心検出回路７…ラジアルコード化回路８…カテゴリ変換回路９…カテゴリマップ作成回路１０…比較回路１１…良否結果判定回路１２_-1…良否判定ルール辞書１２_-2…探索方法辞書１３…マスターデータ記憶回路１４…記憶回路１５…測長回路１６…中心検出回路１７…許容値決定回路１８…中心信号比較回路１９…位置合わせ回路２２…最小値選択ブロック２４…許容値決定ブロック２６…変換テーブル３０…補正回路３２…マッチング回路３４…加算回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料を撮影することにより得られた２値
化画像からパターンの略中心を検出し、検出された略中
心から複数方向における当該パターンの各測長値をラジ
アルコードに変換し、当該ラジアルコードに基づいて当
該パターンの欠陥を検出する外観検出方法において、検査対象となるべきパターンの線幅許容値を設定し、前
記各測長値を前記線幅許容値と比較することにより前記
パターンの線種を決定し、当該決定されたパターンの線
種に基づいて前記ラジアルコードを生成することを特徴
とする外観検査方法。
【請求項２】試料を撮影することにより得られた２値
化画像から被検査パターンの略中心を検出し、検出され
た略中心から複数方向における当該被検査パターンの各
測長値をラジアルコードに変換し、当該ラジアルコード
に基づいて当該被検査パターンの欠陥を検出する外観検
出方法において、予め当該基準パターンを測定することにより得られた基
準線幅値に基づいて線幅許容値を設定し、前記各測長値
を当該線幅許容値と比較することにより前記被検査パタ
ーンの線種を決定し、当該決定された被検査パターンの
線種に基づいて前記ラジアルコードを生成することを特
徴とする外観検査方法。
【請求項３】請求項２に記載の外観検査方法におい
て、前記基準パターンを測定することにより得られた線幅値
のうち最小のものをその基準パターンの基準線幅値と
し、当該基準線幅値に基づいて線幅許容値を設定するこ
とを特徴とする外観検査方法。
【請求項４】請求項２又は請求項３に記載の外観検査
方法において、前記基準線幅の最大幅及び最小幅を予め所定の値に調整
することにより前記線幅許容値を設定することを特徴と
する外観検査方法。
【請求項５】請求項２乃至請求項４に記載の外観検査
方法において、前記基準パターンに存在する各形状に対応させて前記線
幅許容値を設定し、前記線幅許容値に基づいて前記基準
パターンのパターン形状を判定し、当該パターン形状に
基づいて前記線幅許容値を補正することを特徴とする外
観検査方法。
【請求項６】試料上に形成された被検査パターンを撮
像する撮像手段と、撮像された画像を２値化する画像２
値化手段と、当該２値化画像上の任意の中心画素から複
数方向に延在する各画素列内におけるパターン部分のパ
ターン部長さを測定するラジアル測長手段と、当該複数
方向の測長値から前記被検査パターンの略中心を検出す
る中心検出手段と、前記被検査パターンの線種を判定す
るための線幅許容値を設定する許容値設定手段と、前記
線幅許容値に基づいて前記被検査パターンの線種を判定
し、当該判定結果に基づいて前記複数方向の各測長値を
ラジアルコードに変換するコード化手段と、当該ラジア
ルコードに基づいて前記被検査パターンの欠陥を検出す
る検出手段と、を備えたことを特徴とする外観検査装置。
【請求項７】請求項６に記載の外観検査装置におい
て、前記許容値設定手段は、基準パターンの２値化画像デー
タを生成する基準パターン生成手段と、前記２値化画像
上の任意の中心画素から複数方向に延在する各画素列内
におけるパターン部分のパターン部長さを測定する基準
パターン測長手段と、前記複数方向の測長値から前記基
準パターンの略中心を検出する基準パターン中心検出手
段と、前記基準パターンの測長値及び前記略中心位置に
基づいて前記基準パターンの基準線幅を決定し、当該基
準線幅に基づいて前記被検査パターンの線種を判定する
ための線幅許容値を設定する許容値決定手段と、を備えたことを特徴とする外観検査装置。
【請求項８】請求項７に記載の外観検査装置におい
て、前記基準パターンの略中心と前記被検査パターンの略中
心とを比較し、前記被検査パターンの欠落欠陥を検出す
る欠落欠陥検出手段を備えたことを特徴とする外観検査
装置。
【請求項９】請求項７に記載の外観検査装置におい
て、前記基準パターン中心検出手段は、前記基準パターンの
略中心を検出する領域を本来の中心位置を中心として線
幅許容領域の近傍まで広げて構成されることを特徴とす
る外観検査装置。
【請求項１０】請求項７に記載の外観検査装置におい
て、前記許容値決定手段は、前記基準パターンを測定するこ
とにより得られた線幅値のうち最小のものをその基準パ
ターンの基準線幅値とし、当該基準線幅値に基づいて線
幅許容値を設定することを特徴とする外観検査装置。
【請求項１１】請求項７に記載の外観検査装置におい
て、前記許容値決定手段は、予め所定の値に調整された基準
線幅の最大幅及び最小幅に基づいて前記線幅許容値を設
定することを特徴とする外観検査装置。
【請求項１２】請求項６又は請求項７に記載の外観検
査装置において、前記許容値設定手段と前記コード化手段との間に介装さ
れ、前記線幅許容値に基づいて前記被検査パターンの略
中心付近のパターン形状を特定し、当該特定したパター
ン形状に基づいて前記線幅許容値を補正する補正手段を
備えたことを特徴とする外観検査装置。
【請求項１３】請求項１２に記載の外観検査装置にお
いて、前記補正手段は、線幅許容値に基づいて前記基準パター
ンのパターン形状に対応した前記線幅許容値の補正デー
タを出力する辞書手段と、前記線幅許容値と前記辞書手
段に格納されたパターン形状とを比較し前記線幅許容値
に対応するパターン形状の補正データが前記辞書手段に
格納されている場合に前記辞書手段より補正データを読
出すマッチング手段と、前記マッチング手段により前記
辞書手段から読出された前記補正データに基づいて前記
線幅許容値を補正する演算手段と、を備えたことを特徴
とする外観検査装置。