(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像入力したラスタデータをベクタデータに変換するラクス・ベクス変換手段を備えたパターン画像用ＣＡＤ装置において、
ベクタデータに変換する対象を白又は黒のラスタデータから選択する手段を備え、
ラスタ・ベクタ変換手段が、選択された対象のラスタデータを、スキャンライン毎の始点と終点の両座標で記述されるランレングスベクタに変換する機能と、第１ランレングスベクタと、これに隣接する第２ランレングスベクタが重なっている場合に両者を上底、下底とする第１台形形状を生成する機能と、
第２ランレングスベクタと、これに隣接する第３ランレングスベクタが重なっており、その始点と終点が上記台形の両側各辺の延長線に対して許容範囲内にある場合に、第１と第３の両ランレングスベクタをそれぞれ上底、下底とする新たな第２台形形状を生成する機能と、
第４ランレングスベクタ以降も、第１台形の両側各辺の延長線を基準として許容範囲内に存在することを条件に、同様の操作を繰り返して順次新たな台形形状を生成する機能と、
上記条件を充たさない場合には、直前の操作で生成した最終台形の上底と下底のそれぞれをラスタデータの１／２画素に相当する寸法だけ外側に平行移動してＣＡＤデータとする機能と、
単独のランレングスベクタが残る場合には、それを直交方向にそれぞれラスタデータの１／２画素に相当する寸法だけ外側に平行移動して長方形とし、それをＣＡＤデータとする機能と、を有していることを特徴とするパターン画像用ＣＡＤ装置。
【請求項２】
請求項１において、
最終的に生成された台形形状のＣＡＤデータを塗り潰して表示し、任意のスケールでラスタデータを生成する機能を有していることを特徴とするパターン画像用ＣＡＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、パターン画像用ＣＡＤ装置、特に精密なエッチング製品を画像計測する際に適用して好適な、パターン画像用ＣＡＤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エッチング製品としては、搭載するＩＣ（集積回路）チップと電気的に接続するために用いるリードフレームがある。
【０００３】
図２７は、一方の面から見た１チップ分のリードフレームの一例を示したもので、中心にはチップ（図示せず）を取り付けるためのダイパッド（アイランド）１０が位置し、該ダイパッド１０は、外枠１２にタブ吊りバー１４を介して支持されており、その周囲にはインナリード１６が先端をダイパッド１０に近接させて配置されていると共に、該インナリード１６に連続するアウタリード１８がダムバー２０等を介して上記外枠１２に支持されている。又、上記インナリード１６には、該リード１６の変形を防止するためにプラスチックからなる固定用テープ２２が貼り付けられている。なお、図中破線はモールドラインである。
【０００４】
上記リードフレームを例に、エッチング製品の設計から製品完成までの工程の概略を示すと、図２８のようになる。
【０００５】
リードフレームのパターン設計はＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ  ）を用いて行われ、まずＣＡＤ１の製品パターン設計工程で目標とする製品の寸法と同一の（Ａ）製品寸法ＣＡＤデータを作成し、次いでＣＡＤ２のエッチング補正工程で、実際のエッチング工程でレジストパターンの幅より余分に削られてしまうサイドエッチング分の補正代を、上記（Ａ）製品寸法ＣＡＤデータに加算してレジストパターンの原型となる（Ｂ）加工寸法ＣＡＤデータを作成し、次のパターン製造工程でこの加工寸法ＣＡＤデータをレーザプロッタで描画し、描画したパターンをガラス乾板に焼付けて（Ｃ）ガラス原版パターンを作成する。この原版パターンは、リードフレームの表裏両面についてそれぞれ作成される。
【０００６】
その後、上記ガラス原版をマスクとして用いて、リードフレームの基材である銅板等の金属材料にコーティングされているレジストを露光（焼付け）し、現像し、バーニング（硬化）して（Ｄ）製版パターン（レジストパターン）を作成し、次いで露出部分の金属材料を除去するエッチングを行い、その後付着しているレジストを剥離することにより、最終的にリードフレーム、即ち（Ｅ）製品パターンが得られる。
【０００７】
上記リードフレームの製造工程では、（Ｅ）製品パターンは、設計パターンである（Ａ）製品寸法ＣＡＤデータと同一になることが望ましい。そのためにこの（Ａ）に補正代を加えて設計される（Ｂ）加工寸法ＣＡＤデータ（これは（Ｃ）ガラス原版パターン、（Ｄ）製版パターンと基本的に同一寸法パターンである）と上記（Ｅ）との寸法差は大きく、通常数十μｍの差がある。
【０００８】
同様に微細加工される他のエッチング製品として、カラーテレビ用のシャドウマスクがあるが、これに比較してリードフレームは形状が不規則である上に、エッチング終了後に行う後工程が複雑であるという特徴を有している。
【０００９】
又、リードフレームの特徴として、チップが取り付けられるアイランド１０とワイヤボンディングされるインナリードの先端との間にギャップ（エッチング除去される空間）があり、そこにエッチング液が入り易いために、インナリードの先端部のエッチングが進み易く、先細りになり易い反面、ワイヤボンディングのためには十分な先端幅の寸法が要求される。
【００１０】
このように加工が難しいリードフレームをエッチングする際のマスクとなる（Ｄ）の製版パターンを作成するための（Ｂ）加工寸法ＣＡＤデータは、上述した如くレジストパターンより余分にサイドエッチングされる寸法を、補正代として（Ａ）の製品寸法ＣＡＤデータに加算する補正を行って作成される。従来は、上記エッチング補正に使用する補正代は、経験に基づいて設定されていた。
【００１１】
又、実際に作成された製品について、例えばインナリード先端部の寸法が、公差（目標値からの許容範囲）内であることを認証する等のために寸法測定を行う必要がある。この場合、従来は一部のリードについて行う局所的な寸法計測を行うことが多いが、中には全リードについての要望もある。
【００１２】
ところが、前記のようにエッチングの補正代を経験に基づいて決定する方法では、過去に経験したことのない新しいパターンやピッチの細いファインパターンについて前記（Ｂ）の加工寸法パターンの設計を求められると、補正代を適切に設定できないため、製品寸法に不良が発生してしまい、その都度補正し直して再度エッチング加工しなければならないことが起こり易くなる。特に、難しいファインパターンのリードフレームは何度も試行錯誤を繰り返すことになるため、製品納期の大幅な遅延に結び付くことになる。
【００１３】
又、従来は一般に局所的な寸法計測しか行っていなかったため、不良箇所の見落としが生じ易かったが、全てのリード（全ピン）について計測を行おうとすると手間がかかり過ぎるため、結果として製品の公差判定と認証に大幅な時間と労力がかかることになる。
【００１４】
上述した不都合を解決する方法としては、少なくとも設計パターンと製品パターンとを厳密に重ね合せて照合することが極めて重要である。しかし、従来は、設計パターンと製品パターンとを正確に重ね合せる技術は存在せず、両者の照合の要請がある場合には、例えば拡大投影機でフィルムに描画したＣＡＤ図面の設計パターンと現物とを重ね合せてスクリーン上に投映して照合していた。
【００１５】
そこで、光学顕微鏡を用いて、リードフレーム等の２次元精密パターンを分割画像としてラスタデータで入力し、それをラスタ・ベクタ変換してＣＡＤデータにし、ＣＡＤ装置で他のＣＡＤデータ、例えば加工寸法パターンと照合することが考えられる。
【００１６】
従来のラスタ・ベクタ変換としては、（１）ラスタ画像から中心線を抽出してベクタデータに変換する芯線抽出方法、（２）ラスタ画像の白と黒のエッジを抽出してベクタデータに変換するアウトライン（輪郭）抽出方法、（３）ラスタ画像の白又は黒の領域の長さに当るランレングスベクタに変換するランレングスベクタ法が知られている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（１）の芯線抽出方法は、中心線しか抽出されないので巾のあるエリアパターンには適用できず、（２）のアウトライン抽出方法は、パターンの内側と外側、リードフレームの場合であれば穴部分と金属部分のエリアを区別して表現できず、分割入力する場合には特にループの輪郭抽出が困難であるため、ラスタデータに変換したときに塗り潰しができない。
【００１８】
又、（３）のランレングスベクタ法は、ラスタデータを圧縮する方法であるが、白又は黒のラン長で表現するランレングスデータからラン長の始点・終点の座標で表現するベクタデータに変換することから、データ量は膨大となり、ＣＡＤデータとして利用するにはデータ量が大き過ぎる。
【００１９】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、ランレングスベクタに比較して少ないデータ量で、拡大縮小自在なラスタデータを生成できるパターン画像用ＣＡＤ装置を提供することを課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像入力したラスタデータをベクタデータに変換するラクス・ベクス変換手段を備えたパターン画像用ＣＡＤ装置において、ベクタデータに変換する対象を白又は黒のラスタデータから選択する手段を備え、ラスタ・ベクタ変換手段が、選択された対象のラスタデータを、スキャンライン毎の始点と終点の両座標で記述されるランレングスベクタに変換する機能と、第１ランレングスベクタと、これに隣接する第２ランレングスベクタが重なっている場合に両者を上底、下底とする第１台形形状を生成する機能と、第２ランレングスベクタと、これに隣接する第３ランレングスベクタが重なっており、その始点と終点が上記台形の両側各辺の延長線に対して許容範囲内にある場合に、第１と第３の両ランレングスベクタをそれぞれ上底、下底とする新たな第２台形形状を生成する機能と、第４ランレングスベクタ以降も、第１台形の両側各辺の延長線を基準として許容範囲内に存在することを条件に、同様の操作を繰り返して順次新たな台形形状を生成する機能と、上記条件を充たさない場合には、直前の操作で生成した最終台形の上底と下底のそれぞれをラスタデータの１／２画素に相当する寸法だけ外側に平行移動してＣＡＤデータとする機能と、単独のランレングスベクタが残る場合には、それを直交方向にそれぞれラスタデータの１／２画素に相当する寸法だけ外側に平行移動して長方形とし、それをＣＡＤデータとする機能と、を有する構成とすることにより、前記課題を解決したものである。
【００２１】
本発明は、又、上記パターン画像用ＣＡＤ装置において、最終的に生成された台形形状のＣＡＤデータを塗り潰して表示し、任意のスケールでラスタデータを生成する機能を有するようにしたものである。
【００２２】
【作用】
本発明においては、対象とする画像入力された白又は黒のラスタデータを指定すると共に、指定した方の画像のラスタデータを、スキャンライン毎のランレングスベクタに変換し、Ｘ軸又はＹ軸に平行な、隣接するランレングスベクタ同士の間で許容される範囲内で、最初のランレングスベクタと最終のランレングスベクタの間で台形を形成し、その台形の座標を用いてＣＡＤデータを表現するようにしたので、少ないデータ量で、拡大・縮小が自在なラスタデータを生成できる。
【００２３】
その結果、前記アウトライン抽出法によるベクタ表現では困難であった、図形同士の差分演算等も上記ラスタデータで容易に行えるようになった。従って、精密なエッチング製品のパターン形状を容易に画像計測することが可能となる。
【００２４】
又、本発明においては、最終的に生成された台形形状のＣＡＤデータを塗り潰して表示し、任意のスケールでラスタデータを生成する機能を有する場合には、表示されたパターン画像を視覚的に容易に認識することができる。
【００２５】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る一実施例のＣＡＤ装置が含まれるＣＡＤシステムの概略構成を示すブロック図である。
【００２７】
上記ＣＡＤシステムは、サンプル（現物）を装着するサンプル装着装置３０と、該装着装置３０にセットされたサンプルを拡大する光学顕微鏡３２と、該顕微鏡３２による観察像を受光してカラーのビデオ信号に変換するＣＣＤカメラ３４と、該ＣＣＤカメラ３４からのカラービデオ信号を処理する画像処理装置３６と、該画像処理装置３６で処理した画像データをカラー表示できるＴＶモニタ３８と、通常の作図機能の他に上記画像処理装置３６から入力される画像データからＣＡＤデータを生成させるためのラスタ・ベクタ変換機能や、２以上のＣＡＤデータの重ね合せや、それらの相互の位置移動（シフト）、寸法測定等の機能を有する本実施例のＣＡＤ装置を構成するエンジニアリングワークステーション（ＥＷＳ）４０とを備えている。
【００２８】
又、上記ＣＡＤシステムでは、サンプル装着装置３０が、サンプル装着部（図示せず）を有する手動の回転ステージ４２と、サンプルを平面方向に移動させるＸＹステージ４４と、サンプルを垂直方向に移動させるＺステージ４６で構成され、ＸＹステージ４４及びＺステージ４６は、ワークステーション４０からインタフェイスＲＳ２３２Ｃを介して指令を受けて作動するＸＹステージコントローラ４８及びオートフォーカスコントローラ５０によりそれぞれ駆動制御されるようになっている。又、上記ＸＹステージ４４にはレーザ位置検出器が取り付けられ、そのＸＹ方向の位置計測が同じくワークステーション４０からの指令により作動するレーザスケールカウンタ５２により行われ、その実測値がワークステーション４０にフィードバックされ、ＸＹステージコントローラ４８によるＸＹステージ４４の位置計測値の修正が行われるようになっている。
【００２９】
又、上記オートフォーカスコントローラ５０には、ＣＣＤカメラ３４からオートフォーカスに使用する画像信号が直に入力されるようになっており、顕微鏡３２を介して取り込まれた画像を別に設けてあるオートフォーカス用モニタ（図示せず）で直接見ることができるようになっていると共に、該オートフォーカスコントローラ５０からＴＶモニタ３８にもモノクロ（Ｂ／Ｗ）のビデオ信号が入力されるようになっている。
【００３０】
図２は、上記装着装置３０、光学顕微鏡３２及びＣＣＤカメラ３４の外観を示した斜示図であり、前記図１に示したＸＹステージ４４は、Ｘステージ４４ＡとＹステージ４４Ｂからなり、それぞれ前記ステージコントローラ４８に接続されているＸ駆動モータ５４Ａ、Ｙ駆動モータ５４ＢによりＸ方向、Ｙ方向に移動可能になされ、Ｙステージ４４Ｂの上にはサンプルを装着する回転ステージ４２が取り付けられ、手動で回転できるようになっている。
【００３１】
又、Ｘステージ４４Ａ及びＹステージ４４Ｂの側面には、それぞれ微細回折格子からなるスケールパターン５６Ａ、５６Ｂが付設され、且つ上記Ｘ駆動モータ５４Ａ、Ｙ駆動モータ５４Ｂで移動された両ステージ４４Ａ、４４Ｂの位置をレーザ光をスケールパターン５６Ａ、５６Ｂに照射して検出するためのＸ位置検出器５８Ａと、Ｙ位置検出器５８Ｂとが設置され、これら両検出器５８Ａ、５８Ｂは前記レーザスケールカウンタ５２に接続されている。
【００３２】
又、上記Ｘステージ４４Ａの下には、前記Ｚステージ４６が配置され、該Ｚステージ４６はＺ駆動モータ５４Ｃにより垂直方向に進退動可能になっており、該Ｚ駆動モータ５４Ｃは前記オートフォーカスコントローラ５０に接続され、該コントローラ５０からの制御信号に基づいて光学顕微鏡３２の対物レンズ３２Ａとサンプルとの間の距離を増減して、該顕微鏡３２に対するオートフォーカスが行われるようになっている。
【００３３】
又、上記Ｚステージ４６の下には支持台を兼ねた透過光源ユニット６０が配置され、該ユニット６０には顕微鏡３２に対して下から投光する透過光源（図示せず）が内蔵され、且つその側壁には透過光源スイッチ６０Ａと光量調整ボリューム６０Ｂとが付設されている。
【００３４】
更に、前記顕微鏡３２には落射光源ユニット６２が取り付けられ、該ユニット６２には落射光源（図示せず）が内蔵され、該ユニット６２の側壁には落射光源スイッチ６２Ａと光量調整ボリューム６２Ｂとが付設されている。
【００３５】
従って、サンプルの顕微鏡画像をＣＣＤカメラ３４で取り込む際には、透過及び落射の少なくとも一方の光源を使用することが可能になっている。
【００３６】
次に、図３を用いて前記画像処理装置３６の構成の特徴と処理機能について説明する。なお、この処理装置３６としては、画像入力・処理・２値化の処理機能を有する、例えば、セイコー電子工業（株）製のＳＶ−２１１０（商品名）を利用することができる。
【００３７】
この画像処理装置３６は、ＣＣＤカメラ３４から入力されるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各信号を１画面毎に記憶することができる、それぞれ四角形で囲んで示すＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像用の３つのフレームメモリと、Ｙ（輝度）信号を記憶するモノクロのＢ／Ｗ画像用の１つのフレームメモリと、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を３×３マトリックス演算部で処理して得られるＨ（色相）、Ｓ（彩度）、Ｖ（輝度）のそれぞれの画像データを記憶するＨ、Ｓ、Ｖの各画像用の３つのフレームメモリと、Ｒ信号とＢ信号を画像算術演算部で処理して得た両者の差分画像データを記憶するＲ−Ｂ差分画像用フレームメモリの、合計８個のフレームメモリを備えている。
【００３８】
このように異なる色信号を採用する理由は、図４の表に示すように、現物試料（現物パターン）によって使用されている材料や要求される画像の種類が異なることがあるため、使用に適した光源の種類や最適な色信号が異なることにある。
【００３９】
即ち、原版パターンは、リードフレームの表用と裏用の２種類あり、いずれもガラス乾板（ガラス板に不透明なフィルムでパターンが形成されている）であるため、白黒の透過像が良好なコントラストで得られることから、Ｂ／Ｗ画像のフレームメモリが最適プレーンである。
【００４０】
又、製版パターンは、リードフレームの表面及び裏面に形成されるレジストパターンであるため、金属材料及びレジストの種類によって異なると共に、落射光源を使用して反射像を受光する必要がある。
【００４１】
レジストとしてカゼインを使用している場合には、現像後の加熱硬化の段階でレジストが赤系統の色になっているため、材料が銀白色の４２アロイでは最適プレーンとしてＢ画像のフレームメモリを使用できるが、銅（Ｃｕ）材ではそれ自体が赤系統の色であるため、Ｂ画像ではその差が明瞭でないため、Ｖ画像のフレームメモリが最適のプレーンとなる。
【００４２】
又、レジストとしてブルー系のドライフィルムを使用する場合は、４２アロイではＲ画像が最適であるが、銅材ではＲ−Ｂ差分画像のフレームメモリが最適プレーンとなる。
【００４３】
エッチングが終了し、レジスト膜を除去した後の製品パターンの場合は、貫通形状の透過像と表裏両面それぞれの反射像とを受光することができ、透過像は前述した如く黒白のＢ／Ｗ画像が、反射像の場合はＨ（色相）画像が最適プレーンとなる。
【００４４】
又、製品パターンの中でも、前記図２７に示したようにインナリードにポリイミド樹脂からなる固定用テープ２２（表にはＴＰと記す）が貼り付けられている場合には、テープは赤系統で透明度が高いため、テープが画像入力されない完全透過像を得るためには、Ｂ／Ｗ画像が最適プレーンとなる。但し、後述する２値化の閾値を適切に設定する必要がある。
【００４５】
逆に、テープを含めた透過像を撮り込むためには、テープに対しても不透過のブルーが好適であるため、Ｂ画像が最適プレーンとなる。
【００４６】
更に、テープ部分のみを撮り込みたい場合は、落射光源を用いる反射像に対してＨ画像が最適プレーンとなる。
【００４７】
上述した如く、画像として撮り込む対象に応じて最適な使用プレーンを選択すると、前記８個のフレームメモリの中から対応する画像信号が２値化処理部に入力される。この２値化処理部で入力された画像データについて２値化処理を行う。その際に設定する閾値は、例えば０から２５５の階調値の中から任意に設定することができる。
【００４８】
上記２値化処理部で２値化された画像データに対して、現物パターンの表面の微細な粗さ等が原因で生じる画像上の黒スポット又は白スポットを除去するためのモフォロジー処理を行う。但し、透過像の場合はこのようなスポットは発生しないので行う必要はない。
【００４９】
除去する対象のスポットが白又は黒のいずれであるかを設定し、所定のモフォロジー回数を設定して、その回数の画像の膨脹・収縮処理を行ってスポットの除去を行う。
【００５０】
次いで、上記処理を行って得られた２値画像は、ＣＡＤ装置として機能するワークステーション４０に入力され、ここで該２値画像をラスタ・ベクタ変換部で処理してＣＡＤデータに変換する。このワークステーション４０としては、通常のＣＡＤソフトと現物照合ＣＡＤソフト（例えばコンピュータビジョン社のＣＡＤソフトＭｅｄｕｓａ  （商品名））で起動される、例えばサンマイクロシステムズ社のＳｐａｒｃ  Ｓｔａｔｉｏｎ１０（商品名）を利用することができる。
【００５１】
上記ラスタ・ベクタ変換部には、一般的なアウトラインのＣＡＤデータに変換する方式と、後に詳細に説明する、白又は黒の領域の画像データを台形エリアのＣＡＤデータに変換する方式とがある。このラスタ・ベクタ変換部で信号の変換処理を行う場合には、直線近似の精度を決めるためのＲＶ頂点間引係数を設定する。この係数が小さい程アウトラインの場合は、線のギザギザが少なく、台形エリアの場合は抽出される台形を細かくすることができる。
【００５２】
又、上記２つの変換方式のいずれかを選定すると共に、台形エリア変換方式を選定する場合には、白又は黒のいずれかを選定し、台形エリア処理の対象領域を決めてやる必要がある。
【００５３】
上記台形エリアＣＡＤデータ変換方式による処理の手順を概念的に示すと、図５のようになる。
【００５４】
図５（Ａ）は、カメラ入力したラスタデータによるパターン（斜線部）であり、同図（Ｂ）は、上記パターンについてスキャン毎のランレングスベクタデータ（矢印）に変換した状態を示し、同図（Ｃ）は上記ランレングスベクタデータに対して本発明による台形エリアＣＡＤデータ変換を適用して台形近似した状態を示している。なお、図５（Ｃ）に示してある台形毎の対角線は、台形の輪郭だけでなく、内部を含むエリアとしての図形情報を示している。
【００５５】
又、図５（Ｄ）は、参考のために示した従来のアウトライン抽出法を同図（Ａ）のパターンに適用した結果である。
【００５６】
本実施例におけるワークステーション４０内のラスタ・ベクタ変換部が有する台形近似処理機能を、図６〜図１２を用いて説明する。
【００５７】
今、入力した画像データ（ラスタデータ）からベクタデータに変換する対象の白又は黒のパターンを選択し、そのパターンのラスタデータを、スキャンライン毎の始点と終点の座標で記述されるランレングスベクタに変換した結果を図６とする。この図６では、説明を簡単にするために、（１）〜（４）の４本のランレングスベクタが示してある。
【００５８】
図６に、破線で示すように、（１）の第１ランレングスベクタと、これに隣接する第２ランレングスベクタ（２）が重なっている場合に、図７に示すように、両者を上底、下底とする第１台形形状（１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ）を生成する。
【００５９】
次いで、図８に示すように上記第２ランレングスベクタ（２）と、これに隣接する第３ランレングスベクタ（３）が重なっており、その始点と終点が上記台形の両側各辺の延長線（破線）に対して許容値（両矢印長さで示す）の範囲内にある場合に、図９に示すように、第１と第３の両ランレングスベクタ（１）、（３）をそれぞれ上底、下底とする新たな第２台形形状（１Ａ、１Ｂ、３Ａ、３Ｂ）を生成する。
【００６０】
次いで、図１０に示すように、第４ランレングスベクタ（４）も、第１台形の両側各辺の延長線を基準として許容範囲内に存在することを条件に、同様に操作を繰り返して順次新たな台形形状を生成するが、この条件を充たさない場合（図１０はこれに当る）には、図１１に上向きと下向きの矢印で示すように、最終台形の上底と下底のそれぞれをラスタデータの１／２画素に相当する寸法だけ外側に、即ち上底は上方に、下底は下方に平行移動して、それを図１２に示すようにＣＡＤデータとする。
【００６１】
このように台形形状を新たに発生させる際の基準を第１台形の両側各辺の延長線とすることにより、一定の許容範囲内でパターンを台形に近似することが可能となる。
【００６２】
又、上記処理で孤立して残った単独ランレングスベクタ（４）を、これも図１１に矢印で示したように、直交する両方向にそれぞれラスタデータの１／２画素に相当する寸法だけ外側に平行移動して、長方形（台形）とし、それをＣＡＤデータとする。従って、上記パターンの台形近似のＣＡＤデータは、４頂点座標（Ｘ１  ，Ｘ２  ，Ｘ３  ，Ｘ４  ，Ｙ１  ，Ｙ２  ）と（Ｘ３  ，Ｘ４  ，Ｘ５  ，Ｘ６  ，Ｙ２  ，Ｙ３  ）の２つの台形データ（各２頂点がＹ座標共通）として送られる。
【００６３】
このように実施例では、Ｘ軸に平行な直線を共有する台形の集合でパターンを形成することができるようになっている。
【００６４】
又、本実施例では、上述のようにして台形形状の内側に画素が含まれるＣＡＤデータとしたので、作成した最終台形からなるパターンを任意の色で塗り潰して画面に表示し、任意のスケールでラスタデータに変換できるようになっている。
【００６５】
次に、本実施例の作用を、図１３のフローチャート等を参照しながら説明する。
【００６６】
まず、具体的な操作を開始する前に、システムの機能の基本的な設定と調整とを行っておく。特に、顕微鏡３２のレンズやカメラ３４を交換したときには、カメラ３４とＸＹステージ４４の直交調整を行う必要がある。これはカメラマウント部を手動で回転させて行う。この直交調整は、図１４にモニタ画面を模式的に示すように、サンプル装着部にある、×印で示す微小なマーク（微小なゴミでもよい）を基準点とし、これがモニタ画面から外れない範囲で左右のＸ方向に水平移動させた場合に、モニタ上の基準線（水平線）から上記基準点がズレなければＯＫとすることで行うことができる。
【００６７】
又、画像計測機能を与えるために、１画素当りの寸法と、画面送りピッチを測定しておく必要がある。これは、１画面サイズ（本実施例では、５１２×４８０画素）に対応するステージ送り値を測定することにあたり、具体的には、モニタ３８の画面を示した図１５に示すように、×印で示す基準点を、画面上のＸ方向及びＹ方向のいずれにも１／４、３／４の位置にある基準線上の４ポイントに動かし、そのときのＸ方向、Ｙ方向のステージ移動距離を、前記レーザスケールカウンタ５２によるカウント値を用いることにより高精度に測定することができる。この場合、１画素当りの寸法はＸｓ／２５６、Ｙｓ／２４０となり、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれの画面送りピッチは２Ｘａ、２Ｙｓとして計算される。なお、上記寸法、ピッチの測定には、レーザスケールカウンタを使用せずに、ＸＹステージの駆動モータ（ステップモータ）による送りピッチ、例えば１μｍを使用してもよい。
【００６８】
以上の準備操作が完了していることを前提に、ステップＳ１でサンプルのセッティングを行う。具体的には、前記図２に示したように、回転ステージ４２の所定位置にサンプル（リードフレーム）を装着し、オペレータがモニタ３８に表示されているカメラ３４から撮り込まれたサンプルの画像を見ながら、上記回転ステージ４２を操作して、サンプルの直交調整を行う。
【００６９】
上述したＸＹステージ４４との直交調整が既に終了しているＣＣＤカメラ３４により入力されたサンプルの水平エッジを表示したモニタ画面が、図１６のようであるとすれば、ＸＹステージ４４をＸ軸方向に大きく動かした場合でも水平基準線から上記エッジがズレないような位置に、回転ステージ４２を手動で回転させ、サンプルとＸＹステージ４４との間の直交調整を行う。
【００７０】
次いで、ステップＳ２で、使用光源の選択と、その光量調整を行う。即ち、スイッチ６０Ａ又は６２Ａのいずれかをオンにすることにより、透過光源又は落射光源を選択する。希望する光源を選択し、オートフォーカス装置のモニタを見て輝度信号が規定範囲に入るように６０Ｂ又は６２Ｂの光量ボリュームにより、光量の調整を行う。なお、場合によっては上記両光源を同時に使用することもできる。
【００７１】
次のステップＳ３からＳ６までは、例えば図１７〜図１９に模式的に示したような、モニタ画面に表示されるメニュー画面（それぞれ同一画面にウィンドウ表示することもできる）でメニューを選択することにより実行される。
【００７２】
まず、ステップＳ３で、画像として取り込まれたアイランド（ダイパッド）の中心指定を行う。
【００７３】
本実施例では、図２０にアイランド１０を拡大して示すと共に、その右側にモニタ画面を示すように、該アイランド１０の上端の点ＰＴ  、及び下端の点ＰＢ  をそれぞれカメラ入力画面のＹ軸方向中心に一致させて入力することにより、それぞれのＹ座標値ＹＴ  、ＹＢ  が算出され、左側端の点ＰＬ  及び右側端の点ＰＲ  をそれぞれ画面のＸ方向中心に一致させて入力することにより、それぞれＸ座標値ＸＬ  、ＸＲ  が算出されるようになっている。従って、これら４箇所の白黒（黒の部分は斜線で示した）の境界にあたるエッジ位置の座標値から、位置合せ原点となるアイランド中心の座標（Ｘ、Ｙ）が次式で算出される。
【００７４】
Ｘ＝（ＸＲ  ＋ＸＬ  ）／２，    Ｙ＝（ＹＴ  ＋ＹＢ  ）／２
【００７５】
なお、ＣＡＤシステムにエッジ検出機能がある場合には、上述のように左右上下の白黒の境界のエッジ部を、画面上のＸ座標、Ｙ座標の中心に一致させなくとも、同様の中心指定を行うことができる。このように入力画像のアイランドの中心を特定することにより、該中心をＣＡＤデータの設計パターンのアイランドの中心に一致させる重ね合せ表示を正確に行うことが可能となる。
【００７６】
次のステップＳ４では、サンプルの撮り込みエリアを指定する。
【００７７】
１チップ分の、例えば前記図２７に示したリードフレームを撮り込む場合であれば、ＸＹステージ４４を移動させながら、カメラ３４から入力され、モニタ上に映し出されているリードフレームの左右上下の端部を順次画面内に移動させて、例えばカーソルでそれぞれの点（矩形領域を規定する４端点）を指定することにより、撮り込みエリアを指定することができる。その際、部分的な領域（例えばインナリードのボンディングエリア）を含む複数のエリアを指定することもできる。
【００７８】
又、製品設計寸法のＣＡＤデータが入力されている場合には、そのＣＡＤデータから寸法を読み取り、その寸法値を使って４端点の座標を、例えば自動設定できるようにして撮り込みエリアを指定することもできる。この場合は、短時間でエリア指定ができると共に、後に実行するＣＡＤデータの設計パターンと画像入力された現物パターンの重ね合せの際の位置合せが容易になる。
【００７９】
以上のステップＳ３、Ｓ４で指定された画像上のアイランドの中心と撮り込みエリアに関する情報は、設定ファイルＸＹに格納される。
【００８０】
次いで、ステップＳ５でオートフォーカス（ＡＦ）の条件設定を行う。ここでは、モードを選択し、リミット値を設定する。このモードには、平坦なサンプルに適用するＺ軸方向に１つの基準点（位置）を決め、その点から上下にＺステージ４６を微小移動させながら合焦させる２ＷＡＹ方式と、凹凸の大きい表面に適用する、合焦点を越える所定の下方位置までＺステージ４６を下降させた状態から、該ステージ４６を徐々に上昇させてサンプルをレンズに近付けて合焦させる１ＷＡＹ方式と、対物レンズ（本実施例では５種類）の中からの使用レンズの選択とがある。
【００８１】
リミットは、オートフォーカス時にレンズとサンプルとの衝突を防止するために設定する接近限界距離である。なお、ここでは、モードとして凹凸の激しい製品サンプルでは１ＷＡＹを、激しくない場合は２ＷＡＹを選択する、レンズとして分解能１μｍ／１画素で取り込むために２０倍対物レンズを用い、そのためのフォーカスパラメータ設定ファイルを使用する、リミット値として原点より２ｍｍ、フォーカス作動距離の最大値をリミットの１／２にする、等の通常デフォルト値を設定する。このステップで設定した条件は、設定ファイルＡＦに格納される。
【００８２】
ＡＦモードとして２ＷＡＹ方式を選択する場合、試料のエッジ部分が画面に入るようにし、オートフォーカスを起動するか、あるいはマニュアルでＺステージ４６を移動するかして、フォーカス原点（基準点のＺ座標値）も設定する。オートフォーカスは、上述の如くこの位置を基準にＺステージ４６を上下微小移動して実行される。
【００８３】
次のステップＳ６では、画像処理の条件を設定する。その内容は、使用する色が異なる前記図３に示した８種類の画像フレームメモリの中から使用する入力プレーンの選択と、２値画像を作成する際の２値化閾値の設定、白又は黒の不要な点を画像データから除くために行うモフォロジー条件及びラスタ・ベクタ（ＲＶ）変換条件である。このステップで設定した条件は、設定ファイルＳＶに格納される。
【００８４】
以上の操作で各設定ファイルへの条件の格納が終了した後、ラスタ・ベクタ変換方式（アウトライン（輪郭）モード又は台形エリアモード）の選択を行う。
【００８５】
輪郭モードを選択するステップＳ７、台形モードを選択するステップＳ８のバッチ処理がワークステーション４０内で自動的に実行され、画像入力された撮り込み領域全体のラスタデータがベクタデータに変換されて作成されるＣＡＤデータは、出力ファイルＬＦＸに格納されると共に、ステップＳ９で各種ＣＡＤシステムのフォーマットへデータ変換され、種々の照合処理が行われる。この照合（重ね合せ）処理はワークステーションの画面上のメニューを選択することによって行われる。
【００８６】
次に、ＣＡＤ装置（ワークステーション４０）の内部で実行される上記ステップＳ７、Ｓ８のバッチ処理を、図２１のフローチャートに従って説明する。
【００８７】
まず、ステップＳ１１で、前述した各設定ファイルＸＹ、ＡＦ、ＳＶ等から前記操作で格納したデータ等の読み込みと共に、撮り込みエリアのセル分割の計算を行う。
【００８８】
ここで読み込まれる各設定ファイル内容を以下に例示する。
【００８９】
ファイルＸＹ
・アイランド４辺の位置（アイランド中心）
・入力指定エリア数
・各矩形エリアの座標値
ファイルＳＶ
・入力カラープレーン番号
・２値化閾値
・モフォロジー方向と回数（＋：白〜黒、−：黒〜白）
・ＲＶ間引係数
ファイルＡＦ（通常固定）
・セル単位実行か、固定フォーカス選択
・ＡＦモード（レンズ５種類に各２モード（１又は２ＷＡＹ））
・ソフトリミット値（Ｚステージ上限、下限）
レンズファイル（固定）
・レンズ別視野寸法
・５１２×４８０画素の実寸法（非矩形歪みを含む）
【００９０】
なお、ファイルＳＶの内容でモフォロジ−方向の＋は白い画像から黒点を除く場合、−は黒い画像から白点を除く場合を意味する。又、ファイルＡＦの内容で、「セル単位実行」は１回の画像撮り込み毎にオートフォーカスを実行することで、例えばリードフレームのように微小凹凸があるサンプルに適用し、固定フォーカスはガラス原版のように平坦度が高いものに適用する。ソフトリミット値は、前記ステップ５で設定したリミット値と同様で、オペレータがサンプルとレンズが衝突しないように設定するＺステージの移動上限値や、必要以上に下がらないようにするための下限値である。
【００９１】
又、レンズファイルには、上記５種類の対物レンズについて、それぞれの視野寸法、本実施例に採用されているＣＣＤカメラ３４の全画素に対応する実寸法（レンズによる歪み分を補正した４点の寸法）とが格納されている。
【００９２】
同じくステップＳ１１で実行する前記セル分割の計算は、例えば１チップ分のリードフレームが４０ｍｍ×４０ｍｍであり、ＣＣＤカメラ３４の５１２×４８０画素による視野寸法が４９６μｍ×４６４μｍであるとして説明すると、図２２に示すように、リードフレームを８０×８６の単位（セル）に分割することを意味し、セルはＸＹステージ４４をＸ方向、Ｙ方向に順次移動させてリードフレーム全体を画像入力する際の入力単位であり、又、次のセルに送る際の送りピッチ（オフセット量）でもある。但し、実際には、各撮り込み画像の境界を鮮明にするために、通常はオフセット量をセル寸法の９０％程度に設定する。
【００９３】
ステップＳ１１のセル分割数の計算が終わると、ステップＳ１２で、ワークステーションからの指令によりＸＹステージコントローラ４８がＸＹステージ４４を移動させて、光学顕微鏡３２の視野を最初の撮り込み位置に設定する。その際、レーザスケールカウンタ５２で実際に計測した実測位置（Ｘ、Ｙ座標値にあたる）をワークステーション４０にフィードバックする。
【００９４】
次いで、ステップＳ１３で、上記カメラ設定位置でワークステーション４０からの指令に基づいてオートフォーカスコントローラ５０によりオートフォーカスが実行されると共に、該コントローラ５０で合焦位置のＺ座標値を読み込み、それをワークステーション４０に送信する。
【００９５】
その後、ステップＳ１４で、ワークステーション４０から画像処理装置３６（ＳＶ）へ指令がなされ、画像処理装置３６が起動して、ＣＣＤカメラ３４から該処理装置３６へ画像フレームの入力が行われ、入力されたラスタ画像に対する２値化と、不要な点を画像から除くモフォロジー処理が行われて２値画像を生成する。
【００９６】
次いで、ステップＳ１５で、ラスタ・ベクタ変換が実行される。まず、ステップＳ１４で生成した上記２値画像のデータが画像処理装置３６からワークステーション４０に読み込まれ、該データをＲＶ変換部でベクタデータに変換し、それを再び画像処理装置３６に送信して、ＴＶモニタ３８に表示させると共に、ベクタデータをＣＡＤデータに変換し、それをファイルに格納すると同時に、ＸＹステージを送った１回のオフセット量やスケーリングを演算して次のセルに移動し、前記ステップＳ１２に戻って該セルに対してステップＳ１５までの処理が実行され、この処理が繰り返される。
【００９７】
なお、図２１に破線で示したように、上記ステップＳ１４が終了した時点で、ＸＹステージコントローラ４８、オートフォーカスコントローラ５０に次のセルへ移動させるためのコマンドを発行し、先準備を行うことにより、ＲＶ変換処理とＸＹステージ移動と、オートフォーカス処理を並行処理で行うことができるようになっている。
【００９８】
以上の画像撮り込みを、例えば前記図２２の全領域について実行することにより、１チップ分のリードフレーム全体をベクタデータでモニタ３８上に表示でき、且つリードフレームのＣＡＤデータを生成することができる。
【００９９】
このように作成したＣＡＤデータを前記図１３のフローチャートのステップＳ９で示したように、各種ＣＡＤシステムのフォーマットへデータ変換すると、モニタ３８の画面にもともとＣＡＤデータとして入力されている製品設計寸法データや、それに補正代を加えた加工寸法データを、図形パターンとして表示すると共に、これらデータに本実施例で画像入力データからＣＡＤデータに変換したリードフレームの製品パターンを重ねて表示させることができる。
【０１００】
なお、前記ステップ１５のラスタ・ベクタ変換で、前述した台形近似処理を実際に行って得られたデータを画面に表示すると図２３のようになる。この図で、大きな矩形は、前記カメラ３４により撮り込み単位のセルを表わし、先端が丸味をおびた細いパターンＡは、製品のインナリードであり、その内側を台形近似した結果がＸ方向（横方向）の線で示されており、その外側のパターンＢはレジストパターン（製版パターン）であり、このＢの外側領域が同様に台形近似してある。この図で縦横の大きな矩形に対応する線は、画像撮り込み単位のセルを表わしている。図２４は、台形近似により得られた上記図２３のパターン（最終台形の集合）をそれぞれ異なる色で塗り潰した状態を示している。
【０１０１】
図２５は、１つのリードフレームの画面上の照合例を示したものであり、外側の線画Ａが加工寸法パターン、その内側のＢが補正してＡにする前の製品設計パターン、Ｃが実際にエッチングして得られた現物の製品パターン（インナリード）である。この製品パターンは、Ｂ／Ｗ画像のフレームメモリを使用した貫通像である。この図２５から、補正代の設定がほぼ適切であることが分かる。
【０１０２】
又、図２６は、同じくインナリードの先端部近傍を画面表示したもので、外側の線画Ｄは表側の反射像、その内側のＥは裏側の反射像をそれぞれ重ね合せ、異なる色で塗り潰して表示した画像の照合例である。
【０１０３】
この図から、透過像からは把握できない表側と裏側のエッチングの程度の差が明瞭に把握することができる。リードフレームのエッチングは、通常、チップが搭載される側の表面を下にして、上下両方向からエッチング液を吹き付けて行う。表面側を下にする理由は、インナリード先端部の表面にワイヤボンディングのために十分な幅を確保する必要があるのに、上の面の方がエッチングが進み易いことにある。この図２６から、表裏両面にエッチングの違いがあることが、はっきりと理解することができる。
【０１０４】
以上詳述した本実施例のＣＡＤシステムについて、その基本的な特徴と性能を簡単にまとめると、次のようになる。
【０１０５】
ラスタデータをベクタデータに変換する方式に、通常のアウトラン近似と新規な台形エリア近似の２つの方式がある。
【０１０６】
フルカラー画像入力処理が可能であるため、レジストパターン、製品の表裏別パターンを、相互に、あるいは設計パターン等と重ね合せて照合することが可能になるため、寸法比較や計測が可能となり、エッチングの客観的評価が可能となる。独自の自動位置決め機能を有するため、アイランドのセンターを自動算出することができる。各種市販ＣＡＤシステム、例えば前記コンピュータビジョン社のＭｅｄｕｓａ  （商品名）等に対してインタフェイスとして機能する。
【０１０７】
又、測定性能としては、分解能：１μｍ、測定精度：１μｍ保証、視野寸法：４９６×４６４μｍ（５１２×４８０画素）、測定寸法：２００ｍｍ角（拡張可能）、測定対象：製品（透過像、表裏別反射像）、製版（レジスト反射像）、ガラス原版（透過像）を挙げることができる。
【０１０８】
従って、本実施例のＣＡＤシステムは、エッチング補正代の自動算出、製造工程毎の寸法管理、製品の寸法検査等の品質管理、エッチングシミュレータ等、研究開発へのデータ提供等の用途に利用できる。
【０１０９】
以上詳述した如く、本実施例によれば、画像入力したラスタデータをベクタデータに変換してＣＡＤデータを作成する際に台形エリア近似の方法を採用することにより、ランレングスベクタに比較して少ないデータ量で、拡大縮小自在なラスタデータを生成できる。又、台形エリア近似で作成したパターンを拡大縮少したり塗り潰したりできるため、異なるパターンを重ね合せ表示する場合でも両者を明確に認識できるため両者の差分を正確に測定することができる。
【０１１０】
又、エッチング補正代を客観的データにより定量化することが可能となることから、試行錯誤による補正代の入れ直しを減すことが可能となり、結果として納期を短縮することができる。
【０１１１】
又、公差判定をまとめて、しかも自動的にも行うことが可能となるため、その認証の手間を大幅に省くことが可能となり、しかも見落としがなくなるため、精度を向上することができる。
【０１１２】
更に、ＣＡＤパターン、原版パターン、製版パターン、製品パターンの間の相互比較が可能となるため、製造ラインの精度把握や品質保全が工程別に行うことが可能となる。
【０１１３】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【０１１４】
例えば、サンプルはリードフレームに限定されるものでなく、例えばカラーテレビ用のシャドウマスクでもよい。
【０１１５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ランレングスベクタに比較して少ないデータ量で、拡大縮小自在なラスタデータを生成できる。
【０１１６】
請求項２の発明によれば、異なるパターンを重ね合せ表示する場合でも両者を明確に認識できるため両者の差分を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例のＣＡＤシステムの概略構成を示すブロック図
【図２】ＣＡＤシステムのサンプル装着装置、顕微鏡、ＣＣＤカメラを示す斜示図
【図３】ＣＡＤシステムの画像処理装置が有するフレームメモリと、処理機能を示すブロック図
【図４】サンプル別の最適入力プレーンを求めて示す図表
【図５】ラスタ・ベクタ変換部のＣＡＤデータ作成機能を概念的に示す説明図
【図６】台形近似方法の手順を示す説明図
【図７】台形近似方法の具体的手順を示す他の説明図
【図８】台形近似方法の具体的手順を示す更に他の説明図
【図９】台形近似方法の具体的手順を示す更に他の説明図
【図１０】台形近似方法の具体的手順を示す更に他の説明図
【図１１】台形近似方法の具体的手順を示す更に他の説明図
【図１２】台形近似方法の具体的手順を示す更に他の説明図
【図１３】実施例の作用を示すフローチャート
【図１４】カメラとＸＹステージの直交調整時のモニタ画面を示す説明図
【図１５】画素当りの寸法と画面送りピッチの算出時のモニタ画面を示す説明図
【図１６】サンプルとＸＹステージの直交調整時のモニタ画面を示す説明図
【図１７】ＣＡＤシステムのメニュー画面を例示する説明図
【図１８】ＣＡＤシステムのメニュー画面を例示する他の説明図
【図１９】ＣＡＤシステムのメニュー画面を例示する更に他の説明図
【図２０】アイランドの中心指定の方法の一例を示す説明図
【図２１】ＣＡＤ装置内部で実行されるバッチ処理の手順を示すフローチャート
【図２２】セル分割の計算方法を示す説明図
【図２３】台形近似した実際の重ね合せ表示パターンの一例を示す説明図
【図２４】上記表示パターンを塗り潰した状態を示す説明図
【図２５】複数パターンを重ね合せ表示した画面の一例を示す説明図
【図２６】複数パターンを重ね合せ表示した画面の他の一例を示す説明図
【図２７】リードフレームの一例を示す平面図
【図２８】リードフレームの製造過程を概念的に示す説明図
【符号の説明】
３０…サンプル装着装置
３２…光学顕微鏡
３４…ＣＣＤカメラ
３６…画像処理装置
３８…ＴＶモニタ
４０…ワークステーション（ＥＷＳ）
４２…回転ステージ
４４…ＸＹステージ
４４Ａ…Ｘステージ
４４Ｂ…Ｙステージ
４６…Ｚステージ
４８…ＸＹステージコントローラ
５０…オートフォーカスコントローラ
５２…レーザスケールカウンタ
５４Ａ…Ｘ駆動モータ
５４Ｂ…Ｙ駆動モータ
５４Ｃ…Ｚ駆動モータ
５６Ａ、５６Ｂ…スケールパターン
５８Ａ…Ｘ位置検出器
５８Ｂ…Ｙ位置検出器
６０…透過光源ユニット
６０Ａ…透過光源スイッチ
６０Ｂ…光量調整ボリューム
６２…落射光源ユニット
６２Ａ…落射光源スイッチ
６２Ｂ…光量調整ボリューム
【図１】
0003606336.tif 000002
【図２】
0003606336.tif 000003
【図３】
0003606336.tif 000004
【図４】
0003606336.tif 000005
【図５】
0003606336.tif 000006
【図６】
0003606336.tif 000007
【図７】
0003606336.tif 000008
【図８】
0003606336.tif 000009
【図９】
0003606336.tif 000010
【図１０】
0003606336.tif 000011
【図１１】
0003606336.tif 000012
【図１２】
0003606336.tif 000013
【図１３】
0003606336.tif 000014
【図１４】
0003606336.tif 000015
【図１５】
0003606336.tif 000016
【図１６】
0003606336.tif 000017
【図１７】
0003606336.tif 000018
【図１８】
0003606336.tif 000019
【図１９】
0003606336.tif 000020
【図２０】
0003606336.tif 000021
【図２１】
0003606336.tif 000022
【図２２】
0003606336.tif 000023
【図２３】
0003606336.tif 000024
【図２４】
0003606336.tif 000025
【図２５】
0003606336.tif 000026
【図２６】
0003606336.tif 000027
【図２７】
0003606336.tif 000028
【図２８】
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