(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定パターンの設計時のパターンデータから導体パターン検査の基準となる第１のマスタパターンの画像を作成するとともに、被測定パターンの設計時の穴データから穴検査の基準となる第２のマスタパターンの画像を作成し、
導体パターンの座標系が一致するように第１のマスタパターンの画像とカメラで撮像した被測定パターンの画像とを位置合わせした後、これらを比較して被測定パターン中の導体パターンを検査し、
穴の座標系が一致するように第２のマスタパターンの画像と被測定パターンの画像とを位置合わせした後、これらを比較して被測定パターン中の穴を検査し、
導体パターンの座標系が一致するように第２のマスタパターンの画像と被測定パターンの画像とを位置合わせした後、これらを比較して被測定パターン中の穴の位置ずれを検査し、
前記導体パターンの検査時は、検査を実行しないマスク領域を穴の部分に設定し、前記穴の検査時は、前記マスク領域を穴以外の部分に設定することを特徴とするパターンの検査方法。
【請求項２】
請求項１記載のパターンの検査方法において、
前記穴の検査時、前記第２のマスタパターンを収縮処理して、収縮処理後の穴エッジとその内部を欠損検査用のマスタパターンとし、このマスタパターンと被測定パターンとの論理積をとることにより、被測定パターン中の穴の欠損を検査し、前記第２のマスタパターンを膨張処理して、膨張処理後の穴エッジとその内部から中央を除いた部分を突起検査用のマスタパターンとし、このマスタパターンと被測定パターンとの論理積をとることにより、被測定パターン中の穴の突起を検査することを特徴とするパターンの検査方法。
【請求項３】
請求項１記載のパターンの検査方法において、
前記穴の位置ずれの検査時、前記第２のマスタパターン中の穴の重心位置とこれに対応する被測定パターン中の穴の重心位置とから穴位置のずれ量を検査し、被測定パターン中の導体パターンエッジとこの導体パターン内部の穴エッジとの最小距離であるパターン残量を検査することを特徴とするパターンの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板等に形成されたパターンを検査する検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プリント配線板では、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。しかしながら、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、プリント配線板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６−２７３１３２号公報、特開平７−１１０８６３号公報）。
【０００３】
図１６、図１７は特開平６−２７３１３２号公報に記載された断線を検出する従来の検査方法を説明するための図である。良品と判定された被測定パターンを撮像することによって作成されたマスタパターンは、パターンエッジを示す直線の集合として登録される。また、被測定パターンは、パターンを撮像した濃淡画像から抽出したパターンエッジを示すエッジデータ（エッジ座標）の集合として入力される。そして、抽出した被測定パターンのエッジデータｎ１、ｎ２、ｎ３・・・とマスタパターンの直線との対応付けを行う。この対応付けを行うために、図１６に示すように、マスタパターンの連続する直線Ａ１とＡ２、Ａ２とＡ３・・・・がつくる角をそれぞれ２等分する２等分線Ａ２’、Ａ３’・・・・を求める。
【０００４】
この２等分線Ａ２’、Ａ３’・・・・によってマスタパターンの直線Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・・の周囲は、各直線にそれぞれ所属する領域に分割される。これにより、各領域内に存在する被測定パターンのエッジデータｎ１、ｎ２、ｎ３・・・・は、その領域が属するマスタパターンの直線Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・・とそれぞれ対応付けられたことになる。例えば図１６において、エッジデータｎ１〜ｎ３は、直線Ａ１と対応付けられ、データｎ４〜ｎ６は、直線Ａ２と対応付けられる。次に、被測定パターンのエッジデータとマスタパターンとを比較し、被測定パターンが断線しているかどうかを検査する。この検査は、図１７に示すように、被測定パターンの連結したエッジデータｎ１〜ｎ９を追跡することによりパターンエッジを追跡するラベリング処理によって実現される。このとき、被測定パターンの先端に生じた断線により、この断線部でエッジデータが連結しないため、マスタパターンの直線Ａ３〜Ａ５に対応するエッジデータが存在しない。こうして、被測定パターンの断線を検出することができる。
【０００５】
図１８は特開平６−２７３１３２号公報に記載された短絡を検出する従来の検査方法を説明するための図である。この検査方法では、まずマスタパターンと被測定パターンを所定の大きさに切り出した検査領域２０において、被測定パターンの連結したエッジデータを追跡する。これにより、被測定パターンの各エッジデータは、ｎ１〜ｎ１８と順次ラベリングされる。しかし、パターンエッジを示す対向する２直線からなるマスタパターンＭａと同じく対向する２直線からなるマスタパターンＭｂには、エッジデータｎ８、ｎ１７は登録されていない。こうして、被測定パターンの短絡を検出することができる。
【０００６】
図１９は特開平７−１１０８６３号公報に記載された欠損あるいは突起を検出する従来の検査方法を説明するための図である。この検査方法では、まず中心線Ｌに垂直な垂線を引いて、この垂線がマスタパターンのエッジを示す直線Ａ１、Ａ２と交わる交点間の長さをマスタパターンの幅Ｗ０として予め求めておく。次に、実際の検査では、被測定パターンのエッジデータｎからマスタパターンの中心線Ｌに対して垂線を下ろすことにより、対向するエッジデータ間の距離を求める。この距離が被測定パターンの幅Ｗであり、これをマスタパターンの幅Ｗ０と比較することにより、被測定パターンの欠損あるいは突起を検出することができる。
【０００７】
しかし、このような検査方法を用いるパターン検査装置では、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ソフトウェアで行うため、パターン検査に時間がかかるという問題点があった。そこで、短時間で検査が可能なパターン検査装置が提案されている（例えば、特開平１０−１４１９３０号公報）。特開平１０−１４１９３０号公報に記載されたパターン検査装置では、ハードウェアによって被測定パターンの欠陥候補を検出し、検出した欠陥候補を含む所定の小領域だけソフトウェア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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ランド等の導体パターンとランド内の穴は、別工程で形成されるので、設計時のマスタデータでは、ランドの中心と穴の中心が一致していても、穴あけ加工時の位置ずれ等により穴位置がずれることがある。従来の検査方法では、導体パターンと穴とのずれ量が許容範囲内であったとしても、欠陥として検出してしまうことがあり、これにより製品の歩留りが低下するという問題点があった。このような歩留りの低下を防ぐためには、マスク領域を穴の部分に設定して、穴の部分についてはパターン検査を実行しないようにすればよいが、この場合には穴の検査を行う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、欠陥の過検出を防ぐことができ、かつ穴位置の変動に影響されることなく導体パターンと穴の検査を行うことができる検査方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のパターンの検査方法は、被測定パターンの設計時のパターンデータから導体パターン検査の基準となる第１のマスタパターンの画像を作成するとともに、被測定パターンの設計時の穴データから穴検査の基準となる第２のマスタパターンの画像を作成し、導体パターンの座標系が一致するように第１のマスタパターンの画像とカメラで撮像した被測定パターンの画像とを位置合わせした後、これらを比較して被測定パターン中の導体パターンを検査し、穴の座標系が一致するように第２のマスタパターンの画像と被測定パターンの画像とを位置合わせした後、これらを比較して被測定パターン中の穴を検査し、導体パターンの座標系が一致するように第２のマスタパターンの画像と被測定パターンの画像とを位置合わせした後、これらを比較して被測定パターン中の穴の位置ずれを検査し、前記導体パターンの検査時は、検査を実行しないマスク領域を穴の部分に設定し、前記穴の検査時は、前記マスク領域を穴以外の部分に設定するようにしたものである。このように本発明では、導体パターンの座標系が一致するように第１のマスタパターンの画像と被測定パターンの画像とを位置合わせした後、これらを比較して被測定パターン中の導体パターンを検査し、穴の座標系が一致するように第２のマスタパターンの画像と被測定パターンの画像とを位置合わせした後、これらを比較して被測定パターン中の穴を検査している。このように、導体パターンと穴とを別の座標系で個別に検査することにより、導体パターンと穴とが互いに影響しあうことを防止し、過検出を防止することができる。また、これらの検査とは別に、穴の位置ずれを検査するようにしている。また、導体パターンの検査時は、マスク領域を穴の部分に設定し、穴の検査時は、マスク領域を穴以外の部分に設定することにより、導体パターンと穴とが互いに影響しあうことを防止し、過検出を防止することができる。
【００１０】
また、本発明のパターンの検査方法の１構成例は、前記穴の検査時、前記第２のマスタパターンを収縮処理して、収縮処理後の穴エッジとその内部を欠損検査用のマスタパターンとし、このマスタパターンと被測定パターンとの論理積をとることにより、被測定パターン中の穴の欠損を検査し、前記第２のマスタパターンを膨張処理して、膨張処理後の穴エッジとその内部から中央を除いた部分を突起検査用のマスタパターンとし、このマスタパターンと被測定パターンとの論理積をとることにより、被測定パターン中の穴の突起を検査するようにしたものである。このように、第２のマスタパターンを収縮処理した後の穴エッジとその内部を欠損検査用のマスタパターンとし、このマスタパターンと被測定パターンとの論理積をとると共に、第２のマスタパターンを膨張処理した後の穴エッジとその内部から中央を除いた部分を突起検査用のマスタパターンとし、このマスタパターンと被測定パターンとの論理積をとることにより、被測定パターン中の穴を高速に検査することができる。
そして、本発明のパターンの検査方法の１構成例は、前記穴の位置ずれの検査時、前記第２のマスタパターン中の穴の重心位置とこれに対応する被測定パターン中の穴の重心位置とから穴位置のずれ量を検査し、被測定パターン中の導体パターンエッジとこの導体パターン内部の穴エッジとの最小距離であるパターン残量を検査するようにしたものである。
【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詳細に説明する。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、パターン検査装置は、プリント配線板１を載置するためのＸ−Ｙテーブル２と、プリント配線板１を撮像するラインセンサカメラ３と、カメラ３によって撮像された被測定パターン中の導体パターン及び穴の一次検査を行うと共に穴の位置ずれの検査を行い、欠陥候補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４と、このアドレス情報により欠陥候補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、被測定パターンの二次検査を行う第２の画像処理装置５と、装置全体を制御するホストコンピュータ６と、検査結果を表示するための表示装置７とを備えている。
【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プリント配線板のパターンデータを図示しない磁気ディスク装置によって読み出し（図１ステップ１０１）、読み出したパターンデータから導体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、ホストコンピュータ６は、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」）を導体パターン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）。
【００１３】
続いて、ホストコンピュータ６は、上記ＣＡＤシステムによって作成され磁気ディスクに書き込まれたプリント配線板の穴データ（ガーバ若しくはＮＣデータ）を磁気ディスク装置によって読み出す（ステップ１０３）。そして、ホストコンピュータ６は、読み出した穴データからエッジデータを抽出して、これを穴検査の基準となる第２のマスタパターンとする（ステップ１０４）。第２のマスタパターンのエッジデータは、穴エッジを示す画素「１」の集合である。なお、前記パターンデータに基づいてプリント配線板１のパターンが印刷・エッチングされ、穴データに基づいてプリント配線板１が穴あけ加工されることは言うまでもない。
【００１４】
次に、被測定パターンの検査について説明する。ラインセンサカメラ３は、Ｘ−Ｙテーブル２上に載置されたプリント配線板１を撮像する。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１０５）。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あるいはカメラ３をＹ方向に移動させることにより、２次元の画像データが画像メモリに記憶される。
【００１５】
続いて、画像処理装置４は、画像メモリに記憶された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、導体パターンとそれ以外の背景（基板）とが含まれているが、導体パターンと背景には濃度差があるので、導体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、導体パターンは「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。
【００１６】
次いで、画像処理装置４は、ホストコンピュータ６から送出された第１，第２のマスタパターンの画像を受け取り、被測定パターン中の導体パターンの検査を行う（ステップ１０７）。図３はこの導体パターンの検査方法を示すフローチャート図である。
【００１７】
ステップ１０７の処理において、画像処理装置４は、第１のマスタパターンに予め設定された位置決めマークに対応する、被測定パターンの領域を探索することで、被測定パターンの位置決めマークを検出し、この位置決めマークの重心と第１のマスタパターンに予め設定された位置決めマークの重心とを合わせることにより、被測定パターンと第１のマスタパターンとの位置合わせを行う（図３ステップ２０１）。なお、ここでの位置合わせは、第１のマスタパターンの座標系と被測定パターン中の導体パターンの座標系とを一致させることを目的としている。したがって、第１のマスタパターンに予め設定されている位置決めマークは、他のパターンから独立した導体パターンであり、これに対応する被測定パターンの位置決めマークも独立した導体パターンである。
【００１８】
次に、画像処理装置４は、後述する第３〜第６のマスタパターンの各々と被測定パターンとを比較して、被測定パターンの一次検査を行う（ステップ２０２〜２０５）。ステップ２０２〜２０５の検査は、画像処理装置４のハードウェアによって同時に実施される。
【００１９】
まず、第３のマスタパターンとの比較による検査（ステップ２０２）について説明する。画像処理装置４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３のマスタパターンを以下のように作成する。図４は第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。なお、図４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。
【００２０】
画像処理装置４は、図４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３のマスタパターンＭ３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Ａ４（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。
【００２１】
この第３のマスタパターンＭ３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３のマスタパターンＭ３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３のマスタパターンＭ３が作成される。
【００２２】
図５は、第３のマスタパターンＭ３との比較による検査方法を説明するための図である。なお、図５の例では、梨地で示すパターンＮＰを除いた部分が被測定パターンＰである。画像処理装置４は、図５に示すように、被測定パターンＰと第３のマスタパターンＭ３とを比較する。ただし、実際に比較するのは、被測定パターンＰを論理反転したパターンＮＰと第３のマスタパターンＭ３である。
【００２３】
パターンＮＰと第３のマスタパターンＭ３との論理積をとると、この論理積の結果は、被測定パターンＰに欠損や断線があるか否かによって異なる。例えば、被測定パターンＰがその値として「１」を有し、同様にマスタパターンＭ３が「１」を有するとき、被測定パターンＰに欠損や断線がない場合は、パターンＮＰとマスタパターンＭ３が重なることがないので、この論理積の結果は「０」となる。
【００２４】
これに対し、図５のように被測定パターンＰに欠損Ｃがあると、この部分でパターンＮＰとマスタパターンＭ３が重なるので、論理積の結果が「１」となる。これは、被測定パターンにピンホールＨや断線があ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、パターンＮＰと第３のマスタパターンＭ３との論理積をとり、この論理積の結果が「１」となって欠陥候補と認識した位置（図５では、Ｃ，Ｈの位置）を記憶する。
【００２５】
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２０３）について説明する。画像処理装置４は、第１のマスタパターンから突起、飛び散り又は短絡検出用の第４のマスタパターンを以下のように作成する。図６は第４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。なお、図６では、図４と同様に、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４のマスタパターンを表している。
【００２６】
画像処理装置４は、図６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４のマスタパターンＭ４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Ｌ４）、Ａ９とＡ１２（中心線はＬ５）およびＡ１０とＡ１１（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。ただし、実際に第４のマスタパターンＭ４になるのは、膨張処理した結果を論理反転した領域、すなわち直線Ａ５〜Ａ８からなる第１のマスタパターンＭａと、直線Ａ９〜Ａ１２からなる第１のマスタパターンＭｂと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である。
【００２７】
この第４のマスタパターンＭ４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４のマスタパターンＭ４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３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４のマスタパターンＭ４が作成される。
【００２８】
図７は、第４のマスタパターンＭ４との比較による検査方法を説明するための図である。画像処理装置４は、図７に示すように、被測定パターンＰと第４のマスタパターンＭ４とを比較する。上記と同様に、被測定パターンＰａ、Ｐｂと第４のマスタパターンＭ４の論理積をとると、この論理積の結果は、被測定パターンＰａ、Ｐｂに突起や短絡があるか否かによって異なる。つまり、被測定パターンＰａ、Ｐｂに突起や短絡がない場合は、論理積の結果は「０」となる。
【００２９】
これに対し、図７のように被測定パターンＰａに突起Ｋがあると、この部分で被測定パターンＰａとマスタパターンＭ４が重なるので、論理積の結果が「１」となる。同様に、被測定パターンＰａ、Ｐｂ間に短絡Ｓが存在すると、論理積の結果が「１」となる。これは、被測定パターンに飛び散り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、被測定パターンＰと第４のマスタパターンＭ４との論理積をとり、この論理積の結果が「１」となって欠陥候補と認識した位置（図７では、Ｋ，Ｓの位置）を記憶する。
【００３０】
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２０４）について説明する。図８はこの検査方法を説明するための図である。図８（ａ）に示す被測定パターンＰにおいて、第３のマスタパターンＭ３に対応する領域と第４のマスタパターンＭ４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５のマスタパターンは、このような飛び散りＦを検出するためのものである。
【００３１】
画像処理装置４は、第３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８（ｂ））。このとき、画像処理装置４は、マスタパターンＭ３を所定の画素分膨張させる。続いて、画像処理装置４は、マスタパターンＭ３を膨張させた結果と被測定パターンＰとの論理積をとる。この場合、膨張処理後のマスタパターンＭ３と対応する領域（図８（ｂ）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、これを第５のマスタパターンＭ５とする（図８（ｃ））。
【００３２】
続いて、画像処理装置４は、第５のマスタパターンＭ５をその中心線Ｌと直角の方向に膨張させる（図８（ｄ））。このとき、画像処理装置４は、マスタパターンＭ５を所定の画素分膨張させる。そして、画像処理装置４は、マスタパターンＭ５を膨張させた結果と被測定パターンＰとの論理積をとる。この場合、膨張処理後のマスタパターンＭ５と対応する領域（図８（ｄ）においてマスタパターンＭ５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Ｍ５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８（ｅ））。
【００３３】
このような膨張処理と論理積処理が繰り返されると、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８（ｆ）、図８（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５のマスタパターンＭ５が被測定パターンＰより大きくなることはない。
【００３４】
その理由は、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８（ｇ）のマスタパターンＭ５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５のマスタパターンＭ５に飛び散りＦによる画素「１」が現れることはない。
【００３５】
次いで、画像処理装置４は、最終的な第５のマスタパターンＭ５と被測定パターンＰと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Ｍ５が同一なので、排他的論理和の結果が全て「０」となる。
【００３６】
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３、第４のマスタパターンＭ３，Ｍ４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８ではＦの位置）を記憶する。
【００３７】
次に、第６のマスタパターンとの比較による検査（ステップ２０５）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３のマスタパターンＭ３に対応する領域と第４のマスタパターンＭ４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。第６のマスタパターンは、このようなピンホールＨを検出するためのものである。
【００３８】
まず、画像処理装置４は、第４のマスタパターンＭ４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Ｍ４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ＮＭ４となる。
【００３９】
続いて、画像処理装置４は、パターンＮＭ４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、画像処理装置４は、パターンＮＭ４を所定の画素分収縮させる。そして、画像処理装置４は、パターンＮＭ４を収縮させた結果と被測定パターンＰとの論理和をとる。この論理和の結果は、収縮処理後のパターンＮＭ４と同一であり、これを第６のマスタパターンＭ６とする（図９（ｄ））。
【００４０】
次に、画像処理装置４は、この第６のマスタパターンＭ６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、画像処理装置４は、マスタパターンＭ６を所定の画素分収縮させる。そして、画像処理装置４は、マスタパターンＭ６を収縮させた結果と被測定パターンＰとの論理和をとる。この論理和の結果は、収縮処理後のマスタパターンＭ６と同一であり、これを新たな第６のマスタパターンＭ６とする（図９（ｆ））。
【００４１】
このような収縮処理及び論理和処理が繰り返されると、第６のマスタパターンＭ６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６のマスタパターンＭ６が被測定パターンＰより小さくなることはない。
【００４２】
その理由は、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Ｍ６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６のマスタパターンＭ６にピンホールＨによる画素「０」が現れることはない。
【００４３】
次いで、画像処理装置４は、最終的な第６のマスタパターンＭ６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Ｍ６が同一なので、排他的論理和の結果が全て「０」となる。
【００４４】
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Ｍ６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３、第４のマスタパターンＭ３，Ｍ４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。
【００４５】
以上のような一次検査を行った後、画像処理装置４は、記憶した欠陥候補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によって欠陥候補が検出された場合、前記アドレス情報が示す位置の欠陥候補を中心とする所定の大きさの領域について、被測定パターンと第１のマスタパターンとを比較して誤差を求めることにより、被測定パターンの二次検査を行う（ステップ２０６）。この検査の方法は、前述した図１６〜図１９の従来の方法と同様である。
【００４６】
第３〜第６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、被測定パターンを高速に検査することができる。なお、以上の何れの検査においても、検査を実行しないマスク領域を穴の部分に設定し、穴の部分についてはパターン検査を実施しないようにしている。ここでは、第２のマスタパターン中の穴エッジをその中心から外側に向かって全方向に所定量だけ膨張させ、膨張処理後の穴エッジとその内部をマスク領域としている。
【００４７】
次に、第１の画像処理装置４は、被測定パターン中の穴の検査を行う（ステップ１０８）。図１０は、穴の検査方法を示すフローチャート図である。ステップ１０８の処理において、画像処理装置４は、第２のマスタパターンに予め設定された位置決めマークに対応する、被測定パターンの領域を探索することで、被測定パターンの位置決めマークを検出し、この位置決めマークの重心と第２のマスタパターンに予め設定された位置決めマークの重心とを合わせることにより、被測定パターンと第２のマスタパターンとの位置合わせを行う（図１０ステップ３０１）。なお、ここでの位置合わせは、第２のマスタパターンの座標系と被測定パターン中の穴の座標系とを一致させることを目的としている。したがって、第２のマスタパターンに予め設定されている位置決めマークは、導体パターンではなく穴であり、これに対応する被測定パターンの位置決めマークも穴である。
【００４８】
続いて、画像処理装置４は、被測定パターン中の穴の一次検査を行う（ステップ３０２〜３０４）。ステップ３０２〜３０４の検査は、画像処理装置４のハードウェアによって同時に実施される。まず、第７のマスタパターンとの比較による欠損検査（ステップ３０２）について説明する。図１１はこの検査方法を説明するための図である。
【００４９】
画像処理装置４は、図１１（ａ）に示すように第２のマスタパターンＭ２中の穴エッジをその中心に向かって収縮させ、収縮処理後の穴エッジとその内部を第７のマスタパターンＭ７とする。この第７のマスタパターンＭ７による欠陥検出の精度は、第２のマスタパターンＭ２をどれだけ収縮させるかによって決まる。例えば、２画素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Ｍ２を２画素分だけ縮小すればよい。
【００５０】
第７のマスタパターンＭ７と被測定パターンＰとの論理積をとると、この論理積の結果は、被測定パターンＰ中の穴に欠損（導体パターン側から見た場合には穴に対する突起）があるか否かによって異なる。穴に欠損がない場合は、被測定パターンＰと第７のマスタパターンＭ７とが重なることがないので、この論理積の結果は「０」となる。
【００５１】
これに対し、図１１（ｂ）のように被測定パターンＰの穴に欠損Ｃがあると、この部分で被測定パターンＰと第７のマスタパターンＭ７とが重なるので、論理積の結果が「１」となる。こうして、穴の欠損を検出することができる。そして、画像処理装置４は、第７のマスタパターンＭ７と被測定パターンＰとの論理積をとり、論理積の結果が「１」となって欠陥候補と認識した位置（図１１では、Ｃの位置）を記憶する。なお、ここでは、第７のマスタパターンＭ７より外側の領域を全てマスク領域とし、穴以外の部分については検査を実施しないようにしている。
【００５２】
次に、第８のマスタパターンとの比較による突起検査（ステップ３０３）について説明する。図１２は、この検査方法を説明するための図である。画像処理装置４は、図１２（ａ）に示すように第２のマスタパターンＭ２中の穴エッジをその中心から外側に向かって全方向に膨張させ、膨張処理後の穴エッジとその内部から中央の領域を除いた部分を第８のマスタパターンＭ８とする（図１２（ｂ））。
【００５３】
第８のマスタパターンＭ８による欠陥検出の精度は、第２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。所定量（例えば２画素）を超える突起が存在するときに欠陥と認識したい場合は、第２のマスタパターンを所定量＋第８のマスタパターンの幅の分だけ膨張させればよい。また、第８のマスタパターンＭ８から除く前記中央領域の半径は、第２のマスタパターンＭ２の穴エッジの半径＋前記所定量となる。
【００５４】
第８のマスタパターンＭ８と被測定パターンＰとの論理積をとると、この論理積の結果は、被測定パターンＰ中の穴に突起（導体パターン側から見た場合には穴による欠損）があるか否かによって異なる。穴に突起がない場合は、被測定パターンＰと第８のマスタパターンＭ８が全領域で重なるので、この論理積の結果は「１」となる。
【００５５】
これに対して、図１２（ｃ）のように穴に突起Ｋがあると、この部分で被測定パターンＰと第８のマスタパターンＭ８の重なりがなくなるので、論理積の結果が「０」となる。こうして、穴の突起を検出することができる。そして、画像処理装置４は、第８のマスタパターンＭ８と被測定パターンＰとの論理積をとり、論理積の結果が「０」となって欠陥候補と認識した位置（図１２では、Ｋの位置）を記憶する。なお、ここでは、第８のマスタパターンＭ８より外側の領域を全てマスク領域とし、穴以外の部分については検査を実施しないようにしている。
【００５６】
次に、画像処理装置４は、被測定パターン中の穴の面積を算出し、この面積が所定の範囲内か否かを検査する（ステップ３０４）。この検査は、面積で判断する代わりに、算出した面積を直径に換算して、直径が所定の範囲内か否かを検査してもよい。
【００５７】
以上のような一次検査を行った後、画像処理装置４は、記憶した欠陥候補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によって欠陥候補が検出された場合、前記アドレス情報が示す位置の欠陥候補を中心とする所定の大きさの領域について、被測定パターンと第２のマスタパターンとを比較して誤差を求めることにより、被測定パターンの二次検査を行う（ステップ３０５）。
【００５８】
次に、第１の画像処理装置４は、穴の位置ずれの検査を行う（ステップ１０９）。図１３は、この位置ずれの検査方法を示すフローチャート図である。ステップ１０９の処理において、画像処理装置４は、第２のマスタパターンに予め設定された位置決めマークに対応する、被測定パターンの領域を探索することで、被測定パターンの位置決めマークを検出し、この位置決めマークの重心と第２のマスタパターンに予め設定された位置決めマークの重心とを合わせることにより、被測定パターンと第２のマスタパターンとの位置合わせを行う（図１３ステップ４０１）。
【００５９】
なお、ここでの位置合わせは、第２のマスタパターンの座標系と被測定パターン中の導体パターンの座標系とを一致させることを目的としている。したがって、第２のマスタパターンに予め設定されている位置決めマークは、導体パターンとの位置合わせ用に予め設定された独立したパターンであり、これに対応する被測定パターンの位置決めマークも独立したパターンである。
【００６０】
続いて、画像処理装置４は穴位置のずれ量の検査を行う（ステップ４０２）。図１４はこの穴位置のずれ量の検査方法を説明するための図である。画像処理装置４は、第２のマスタパターン中の穴の重心Ｇｍを求めると共に、被測定パターンＰ中の穴の重心Ｇｐを求め、重心Ｇｍと重心ＧｐとのＸ方向の距離ＸＧ、Ｙ方向の距離ＹＧを算出する。画像処理装置４は、このような穴位置のずれ量の算出を第２のマスタパターンの４隅にある少なくとも４つの穴とこれらに対応する被測定パターンの少なくとも４つの穴との間で行う。４隅の穴でずれ量を求めているのは、Ｘ，Ｙ方向のずれだけでなく、第２のマスタパターンと被測定パターンとの間の回転角度のずれを算出するためである。
【００６１】
次に、画像処理装置４はパターン残量の検査を行う（ステップ４０３）。図１５はこのパターン残量の検査方法を説明するための図である。画像処理装置４は、第２のマスタパターン中の穴の重心Ｇｍと被測定パターンＰ中の穴の重心Ｇｐとを通る直線を求める。そして、画像処理装置４は、この直線と被測定パターンＰの穴エッジとの交点から重心Ｇｍまでの距離Ｄｈを求めると共に、前記直線と被測定パターンＰのパターンエッジとの交点から重心Ｇｍまでの距離Ｄｒを求め、Ｄｒ−Ｄｈを算出することにより、パターン残量Ｄを算出する。
【００６２】
最後に、画像処理装置４は、算出した穴の面積あるいは直径が所定の範囲内か否か、穴位置のずれ量（Ｘ，Ｙ方向のずれ量及び角度のずれ量）が所定の範囲内か否か、パターン残量が指定値以上残っているか否かにより、被測定パターンが正常か否かを判定し、判定結果をホストコンピュータ６へ送出する。同様に、画像処理装置５は、二次検査の結果をホストコンピュータ６へ送出する。そして、ホストコンピュータ６は、判定結果を表示装置７の画面に表示する（ステップ１１０）。なお、本実施の形態では、ステップ１０７〜１０９の処理を順次行っているが、ステップ１０７の処理とステップ１０８，１０９の処理を並行して行ってもよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、導体パターンの座標系が一致するように第１のマスタパターンの画像と被測定パターンの画像とを位置合わせした後、これらを比較して被測定パターン中の導体パターンを検査し、穴の座標系が一致するように第２のマスタパターンの画像と被測定パターンの画像とを位置合わせした後、これらを比較して被測定パターン中の穴を検査しており、導体パターンと穴とを別の座標系で個別に検査することにより、導体パターンと穴とが互いに影響しあうことを防止することができる。その結果、穴位置の変動に影響されることなく導体パターンと穴の検査を行うことができ、欠陥の過検出を防止して、製品の歩留りを向上させることができる。
【００６４】
また、導体パターンの検査時は、マスク領域を穴の部分に設定し、穴の検査時は、マスク領域を穴以外の部分に設定することにより、導体パターンと穴とが互いに影響しあうことを防止し、過検出を防止することができる。
【００６５】
また、第２のマスタパターンを収縮処理して、収縮処理後の穴エッジとその内部を欠損検査用のマスタパターンとし、このマスタパターンと被測定パターンとの論理積をとると共に、第２のマスタパターンを膨張処理して、膨張処理後の穴エッジとその内部から中央を除いた部分を突起検査用のマスタパターンとし、このマスタパターンと被測定パターンとの論理積をとることにより、被測定パターン中の穴を高速に検査することができる。
【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】図１のパターン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３】導体パターンの検査方法を示すフローチャート図である。
【図４】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５】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６】第４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９】第６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】穴の検査方法を示すフローチャート図である。
【図１１】第７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１２】第８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１３】穴の位置ずれの検査方法を示すフローチャート図である。
【図１４】穴位置のずれ量の検査方法を説明するための図である。
【図１５】パターン残量の検査方法を説明するための図である。
【図１６】断線を検出する従来の検査方法を説明するための図である。
【図１７】断線を検出する従来の検査方法を説明するための図である。
【図１８】短絡を検出する従来の検査方法を説明するための図である。
【図１９】欠損あるいは突起を検出する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…プリント配線板、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。
【図１】
0003619075.tif 000002
【図２】
0003619075.tif 000003
【図３】
0003619075.tif 000004
【図４】
0003619075.tif 000005
【図５】
0003619075.tif 000006
【図６】
0003619075.tif 000007
【図７】
0003619075.tif 000008
【図８】
0003619075.tif 000009
【図９】
0003619075.tif 000010
【図１０】
0003619075.tif 000011
【図１１】
0003619075.tif 000012
【図１２】
0003619075.tif 000013
【図１３】
0003619075.tif 000014
【図１４】
0003619075.tif 000015
【図１５】
0003619075.tif 000016
【図１６】
0003619075.tif 000017
【図１７】
0003619075.tif 000018
【図１８】
0003619075.tif 000019
【図１９】
0003619075.tif 000020