(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料上のパターンの画像を検査パターンとして第１記憶部に格納し、格納された該検査パターンを参照パターンと比較して検査を行うパターン検査方法において、
（１）該参照パターンを、肉付図形の識別コードと該肉付図形の移動範囲の端点を示す座標との組を含む分解データで表わして、第２記憶部に格納しておき、
（２）該識別コードを、該肉付図形の形状及びサイズと該サイズの許容範囲とに対応させて第３記憶部に格納しておき、
（３）該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該検査パターンのサイズが該参照パターンのサイズの許容範囲内にあるかどうかを判定することにより、該検査パターンを検査する、
ことを特徴とするパターン検査方法。
【請求項２】
上記工程（３）では、
（３−１）上記検査パターンから、その中心線を抽出した検査スケルトンを作成して、第４記憶部に格納し、
（３−２）上記第２記憶部から上記分解データを読み出し該検査スケルトンに対応した参照スケルトンを作成して、第５記憶部に格納し、
（３−３）該第４記憶部からデータを順次読み出し、そのデータに該検査スケルトンの構成画素が含まれていれば、該構成画素に対応した該参照スケルトンの構成画素が該第４記憶部内に存在するかどうかを調べ、存在すれば、該検査スケルトンの構成画素に対応した該検査パターンのサイズが該参照スケルトンの構成画素に対応した参照パターンのサイズの許容範囲内にあるかどうかを判定する、
ことを特徴とする請求項１記載のパターン検査方法。
【請求項３】
上記工程（３−２）では、上記参照スケルトンの構成画素に、対応する上記識別コードを付加して上記第４記憶部に格納し、
上記工程（３−３）では、付加された該識別コードを参照して上記第３記憶部から対応するデータを読み出し、上記検査パターンのサイズが上記参照パターンのサイズの許容範囲内にあるかどうかを判定する、
ことを特徴とする請求項２記載のパターン検査方法。
【請求項４】
上記工程（３−３）では、上記参照スケルトンの構成画素が上記第４記憶部内に存在すると判定した後に、上記検査スケルトンの構成画素に対応した上記検査パターンのサイズを測長する、
ことを特徴とする請求項３記載のパターン検査方法。
【請求項５】
上記工程（３−１）では、上記検査スケルトンの構成画素に、該構成画素に対応する上記検査パターンのサイズを付加して上記第４記憶部に格納する、
ことを特徴とする請求項３記載のパターン検査方法。
【請求項６】
上記検査パターン及び上記参照パターンは、プリント配線板のリードパターンとランドパターンとを含み、
上記工程（３−２）では、上記参照スケルトンの構成画素にさらに、該構成画素がリードパターンに対応しているかどうかを示すリードフラグと、該構成画素がランドパターンに対応しているかどうかを示すランドフラグとを付加して上記第４記憶部に格納し、該参照スケルトンの構成画素がリードパターンに対応し且つランドパターンの許容範囲に含まれる場合には両パターンに対応しているように該リードフラグ及び該ランドフラグを設定し、
上記工程（３−３）では、該リードフラグがリードパターンであることを示し且つ該ランドフラグがランドパターンであることを示している場合には、リードパターンとしての検査及びランドパターンとしての検査を行い、両検査の結果のいずれかが良であれば該検査パターンが良であると判定する、
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１つに記載のパターン検査方法。
【請求項７】
上記工程（３−３）では、上記リードパターンの検査と上記ランドパターンの検査とをそれぞれリードパターン検査部とランドパターン検査部とで並列して処理する、
ことを特徴とする請求項６記載のパターン検査方法。
【請求項８】
試料に形成されたスルーホールのパターンの画像を検査パターンとして第１記憶部に格納し、格納された該検査パターンをスルーホールの参照パターンと位置合わせし、両パターンの一致面積に基づいてスルーホールの孔面積を検査するパターン検査方法であって、
（１）該参照パターンを、肉付図形の識別コードと該肉付図形の配置点を示す座標との組を含む分解データで表わして、第２記憶部に格納しておき、
（２）該識別コードを、該肉付図形のサイズと孔一致面積許容範囲とに対応させて第３記憶部に格納しておき、
（３）該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該検査パターンと該参照パターンの孔一致面積が孔一致面積許容範囲内にあるかどうかを判定することにより、該検査パターンを検査する、
ことを特徴とするパターン検査方法。
【請求項９】
試料上のリードパターン及びランドパターンの画像を第１検査パターンとして第１記憶部に格納し、該試料に形成されたスルーホールのパターンの画像を第２検査パターンとして第２記憶部に格納し、格納された該第１検査パターンをリードパターン及びランドパターンの第１参照パターンと位置合わせし、該位置合わせの関係を、格納された該第２検査パターンとスルーホールの第２参照パターンとに適用し、該第２検査パターンのスケルトンと該第２参照パターンのスケルトンとの間の距離に基づいてスルーホールの孔ずれを検査するパターン検査方法であって、
（１）該第２参照パターンを、肉付図形の識別コードと該肉付図形の配置点を示す座標との組を含む分解データで表わして、第３記憶部に格納しておき、
（２）該識別コードを、該肉付図形のサイズと孔ずれ許容範囲とに対応させて第４記憶部に格納しておき、
（３）該第３記憶部から該第２検査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して該第４記憶部から対応するデータを読み出し、該第２検査パターンのスケルトンと該第２参照パターンのスケルトンとの間の距離が孔ずれ許容範囲内にあるかどうかを判定することにより、該第２検査パターンを検査する、
ことを特徴とするパターン検査方法。
【請求項１０】
試料上のパターンの画像を検査パターンとして第１記憶部に格納し、格納された該検査パターンを参照パターンと比較して検査を行うパターン検査装置において、
該参照パターンが、肉付図形の識別コードと該肉付図形の移動範囲の端点を示す座標との組を含む分解データで表わされて格納された第２記憶部と、
該識別コードが、該肉付図形の形状及びサイズと該サイズの許容範囲とに対応して格納された第３記憶部と、
該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該検査パターンのサイズが該参照パターンのサイズの許容範囲内にあるかどうかを判定する処理部と、
を有することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１１】
試料に形成されたスルーホールのパターンの画像を検査パターンとして第１記憶部に格納し、格納された該検査パターンをスルーホールの参照パターンと位置合わせし、両パターンの一致面積に基づいてスルーホールの孔面積を検査するパターン検査装置であって、
該参照パターンが、肉付図形の識別コードと該肉付図形の配置点を示す座標との組を含む分解データで表わされて格納された第２記憶部と、
該識別コードが、該肉付図形のサイズと孔一致面積許容範囲とに対応して格納された第３記憶部と、
該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該検査パターンと該参照パターンの孔一致面積が孔一致面積許容範囲内にあるかどうかを判定する処理部と、
を有することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１２】
試料上のリードパターン及びランドパターンの画像を第１検査パターンとして第１記憶部に格納し、該試料に形成されたスルーホールのパターンの画像を第２検査パターンとして第２記憶部に格納し、格納された該第１検査パターンをリードパターン及びランドパターンの第１参照パターンと位置合わせし、該位置合わせの関係を、格納された該第２検査パターンとスルーホールの第２参照パターンとに適用し、該第２検査パターンのスケルトンと該第２参照パターンのスケルトンとの間の距離に基づいてスルーホールの孔ずれを検査するパターン検査方法であって、
該第２参照パターンが、肉付図形の識別コードと該肉付図形の配置点を示す座標との組を含む分解データで表わされて格納された第３記憶部と、
該識別コードが、該肉付図形のサイズと孔ずれ許容範囲とに対応して格納された第４記憶部と、
該第３記憶部から該第２検査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して該第４記憶部から対応するデータを読み出し、該第２検査パターンのスケルトンと該第２参照パターンのスケルトンとの間の距離が孔ずれ許容範囲内にあるかどうかを判定する処理部と、
を有することを特徴とするパターン検査装置。
【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リード、ランド及びスルーホール等のパターンを検査する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のパターン検査装置では、試料としてのプリント配線板がカメラで撮像され、その映像信号が２値化され、ラスタスキャン方向にシフトされる画像メモリの始端記憶素子に順次保持され、この画像メモリ上に配置された特徴抽出オペレータとしての放射状ラジアルセンサで、パターン中心が検出された時に、ラジアルセンサの出力がコード化され、そのコードで欠陥判定ＲＯＭがアドレス指定され、欠陥判定ＲＯＭからパターンの良否が読み出されていた（例えば、特願昭６１−１０７４０７号）。
【０００３】
例えば図１１において、リードパターン１は、幅がａ、ｂ、ｃのときそれぞれ正常、細り欠陥、太り欠陥と判定される。
他方、部品の高密度実装に伴い配線密度が高くなると、無駄が生じないように配線幅が定められ、枚の試料１０上に複数の配線幅の配線が形成されるようになった。配線密度が高くなるほど、配線幅の許容範囲が狭くなる。
【０００４】
上記パターン検査装置では、正常と判定される配線幅の範囲が１つであったので、図１１（Ｂ）に示す試料１０のように、互いに幅の異なる正常なリードパターン１１、１２及び１３が形成されている場合、リードパターン１１の幅を基準にすると、リードパターン１２及び１３は太り欠陥と判定され、リードパターン１２の幅を基準にすると、リードパターン１１、１３はそれぞれ細り欠陥、太り欠陥と判定され、リードパターン１３の幅を基準にすると、リードパターン１１及び１２は細り欠陥と判定されるという不都合が生ずる。
【０００５】
そこで、試料１０に対応したＣＡＤデータの参照パターンを左右上下に所定長さシフトさせて参照パターンを拡大させ、拡大された参照パターンと検査パターンとを重ね合わせ、両者の内包関係からパターンの良否を判定する方法が提案されている（特開平３−１６３８４５号公報）。
この方法によれば、シフト前のパターンを基準として許容範囲が定められるので、互いに幅の異なる配線パターンが形成されている試料１０の検査を行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方法で許容範囲を定めると、許容範囲の幅が配線幅によらず画一的になり、他方、配線幅の許容範囲は一般に配線幅が狭いほど許容範囲が狭くなるので、パターンの良否判定が不正確になる。この判定を正確にするために許容範囲を狭くすると、欠陥が過剰検出され、自動検査後において、致命的欠陥であるかどうかの目視検査に要する時間が長くなる。
【０００７】
このような問題は、ランドやスルーホール等のパターンについても同様に生ずる。
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、パターン検査をより正確に行うことが可能なパターン検査方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及びその作用効果】
第１発明では、試料上のパターンの画像を検査パターンとして第１記憶部に格納し、格納された該検査パターンを参照パターンと比較して検査を行うパターン検査方法において、
（１）該参照パターンを、肉付図形の識別コードと該肉付図形の移動範囲の端点（１点の場合を含む）を示す座標との組を含む分解データ、例えばベクトルデータとで表わして、第２記憶部に格納しておき、
（２）該識別コードを、該肉付図形の形状及びサイズと該サイズの許容範囲とに対応させて第３記憶部に格納しておき、
（３）該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該検査パターンのサイズが該参照パターンのサイズの許容範囲内にあるかどうかを判定することにより、該検査パターンを検査する。
【０００９】
この第１発明によれば、分解データに含まれる識別コードにより、肉付図形の形状及びサイズのみならずサイズの許容範囲も定められるので、全てのパターンについて許容範囲が画一的であった従来よりも、正確にパターン検査を行うことが可能となるという効果を奏する。一般に、第３記憶部内のレコード数は第２記憶部内の分解データ数に比し遥かに少ないので、パターンに応じて許容範囲を付加することによるデータ量の増大は僅かである。
【００１０】
第１発明の第１態様では、上記工程（３）において、
（３−１）上記検査パターンから、その中心線を抽出した検査スケルトンを作成して、第４記憶部に格納し、
（３−２）上記第２記憶部から上記分解データを読み出し該検査スケルトンに対応した参照スケルトンを作成して、第５記憶部に格納し、
（３−３）該第４記憶部からデータを順次読み出し、そのデータに該検査スケルトンの構成画素が含まれていれば、該構成画素に対応した該参照スケルトンの構成画素が該第４記憶部内に存在するかどうかを調べ、存在すれば、該検査スケルトンの構成画素に対応した該検査パターンのサイズが該参照スケルトンの構成画素に対応した参照パターンのサイズの許容範囲内にあるかどうかを判定する。
【００１１】
この第１態様によれば、検査スケルトンを作成し、これを読み出して検査するので、検査パターンを読み出して検査する場合よりも効率よく検査することができるという効果を奏する。
第１発明の第２態様では、
上記工程（３−２）において、上記参照スケルトンの構成画素に、対応する上記識別コードを付加して上記第４記憶部に格納し、
上記工程（３−３）において、付加された該識別コードを参照して上記第３記憶部から対応するデータを読み出し、上記検査パターンのサイズが上記参照パターンのサイズの許容範囲内にあるかどうかを判定する。
【００１２】
この第２態様によれば、参照スケルトンの構成画素に付加された識別コードにより、対応する検査パターンの許容範囲が分かるので、識別コードを付加しない場合よりも効率よく検査することができるという効果を奏する。
第１発明の第３態様では、上記工程（３−３）において、上記参照スケルトンの構成画素が上記第４記憶部内に存在すると判定した後に、上記検査スケルトンの構成画素に対応した上記検査パターンのサイズを測長する。
【００１３】
この第３態様によれば、次の第４形態よりも第４記憶部の容量を少なくすることができるという効果を奏する。
第１発明の第４態様では、上記工程（３−１）において、上記検査スケルトンの構成画素に、該構成画素に対応する上記検査パターンのサイズを付加して上記第４記憶部に格納する。
【００１４】
この第４態様によれば、検査スケルトンの構成画素に検査パターンのサイズが付加されているので、付加されてない場合よりも効率よく検査することができるという効果を奏する。
第１発明の第５態様では、上記検査パターン及び上記参照パターンは、プリント配線板のリードパターンとランドパターンとを含み、
上記工程（３−２）では、上記参照スケルトンの構成画素にさらに、該構成画素がリードパターンに対応しているかどうかを示すリードフラグと、該構成画素がランドパターンに対応しているかどうかを示すランドフラグとを付加して上記第４記憶部に格納し、該参照スケルトンの構成画素がリードパターンに対応し且つランドパターンの許容範囲に含まれる場合には両パターンに対応しているように該リードフラグ及び該ランドフラグを設定し、
上記工程（３−３）では、該リードフラグがリードパターンであることを示し且つ該ランドフラグがランドパターンであることを示している場合には、リードパターンとしての検査及びランドパターンとしての検査を行い、両検査の結果のいずれかが良であれば該検査パターンが良であると判定する。
【００１５】
この第５態様によれば、リード端部が実際にはランド内であるためにリード検査で太り欠陥と判定されても、ランド検査で良と判定された場合には、結果として良と判定されるので、欠陥の過剰検出を防止することができるという効果を奏する。
第１発明の第６態様では、上記工程（３−３）において、上記リードパターンの検査と上記ランドパターンの検査とをそれぞれリードパターン検査部とランドパターン検査部とで並列して処理する。
【００１６】
この第６態様によれば、特にリードフラグがリードパターンであることを示し且つランドフラグがランドパターンであることを示している場合に、処理が高速化されるという効果を奏する。
第２発明では、試料に形成されたスルーホールのパターンの画像を検査パターンとして第１記憶部に格納し、格納された該検査パターンをスルーホールの参照パターンと位置合わせし、両パターンの一致面積に基づいてスルーホールの孔面積を検査するパターン検査方法であって、
（１）該参照パターンを、肉付図形の識別コードと該肉付図形の配置点を示す座標との組を含む分解データで表わして、第２記憶部に格納しておき、
（２）該識別コードを、該肉付図形のサイズと孔一致面積許容範囲とに対応させて第３記憶部に格納しておき、
（３）該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該検査パターンと該参照パターンの孔一致面積が孔一致面積許容範囲内にあるかどうかを判定することにより、該検査パターンを検査する。
【００１７】
第３発明では、試料上のリードパターン及びランドパターンの画像を第１検査パターンとして第１記憶部に格納し、該試料に形成されたスルーホールのパターンの画像を第２検査パターンとして第２記憶部に格納し、格納された該第１検査パターンをリードパターン及びランドパターンの第１参照パターンと位置合わせし、該位置合わせの関係を、格納された該第２検査パターンとスルーホールの第２参照パターンとに適用し、該第２検査パターンのスケルトンと該第２参照パターンのスケルトンとの間の距離に基づいてスルーホールの孔ずれを検査するパターン検査方法であって、
（１）該第２参照パターンを、肉付図形の識別コードと該肉付図形の配置点を示す座標との組を含む分解データで表わして、第３記憶部に格納しておき、
（２）該識別コードを、該肉付図形のサイズと孔ずれ許容範囲とに対応させて第４記憶部に格納しておき、
（３）該第３記憶部から該第２検査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して該第４記憶部から対応するデータを読み出し、該第２検査パターンのスケルトンと該第２参照パターンのスケルトンとの間の距離が孔ずれ許容範囲内にあるかどうかを判定することにより、該第２検査パターンを検査する。
【００１８】
第４発明では、試料上のパターンの画像を検査パターンとして第１記憶部に格納し、格納された該検査パターンを参照パターンと比較して検査を行うパターン検査装置において、
該参照パターンが、肉付図形の識別コードと該肉付図形の移動範囲の端点を示す座標との組を含む分解データで表わされて格納された第２記憶部と、
該識別コードが、該肉付図形の形状及びサイズと該サイズの許容範囲とに対応して格納された第３記憶部と、
該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該検査パターンのサイズが該参照パターンのサイズの許容範囲内にあるかどうかを判定する処理部と、
を有する。
【００１９】
第５発明では、試料に形成されたスルーホールのパターンの画像を検査パターンとして第１記憶部に格納し、格納された該検査パターンをスルーホールの参照パターンと位置合わせし、両パターンの一致面積に基づいてスルーホールの孔面積を検査するパターン検査装置であって、
該参照パターンが、肉付図形の識別コードと該肉付図形の配置点を示す座標との組を含む分解データで表わされて格納された第２記憶部と、
該識別コードが、該肉付図形のサイズと孔一致面積許容範囲とに対応して格納された第３記憶部と、
該第２記憶部から該検査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して該第３記憶部から対応するデータを読み出し、該検査パターンと該参照パターンの孔一致面積が孔一致面積許容範囲内にあるかどうかを判定する処理部と、
を有する。
【００２０】
第６発明では、試料上のリードパターン及びランドパターンの画像を第１検査パターンとして第１記憶部に格納し、該試料に形成されたスルーホールのパターンの画像を第２検査パターンとして第２記憶部に格納し、格納された該第１検査パターンをリードパターン及びランドパターンの第１参照パターンと位置合わせし、該位置合わせの関係を、格納された該第２検査パターンとスルーホールの第２参照パターンとに適用し、該第２検査パターンのスケルトンと該第２参照パターンのスケルトンとの間の距離に基づいてスルーホールの孔ずれを検査するパターン検査方法であって、
該第２参照パターンが、肉付図形の識別コードと該肉付図形の配置点を示す座標との組を含む分解データで表わされて格納された第３記憶部と、
該識別コードが、該肉付図形のサイズと孔ずれ許容範囲とに対応して格納された第４記憶部と、
該第３記憶部から該第２検査パターンに対応する該分解データを読み出し、該分解データの該識別コードを参照して該第４記憶部から対応するデータを読み出し、該第２検査パターンのスケルトンと該第２参照パターンのスケルトンとの間の距離が孔ずれ許容範囲内にあるかどうかを判定する処理部と、
を有する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態のパターン検査装置の概略を示す。
試料１０は、部品未実装のプリント配線板であり、基板にリード及びランドのプリントパターン並びに層間接続用スルーホールが形成されている。試料１０に対する照明は、検査対象に応じ、試料１０の下方に配置された光源２０又は試料１０の上方に配置された光源２１で行われる。照明された試料１０は、撮像装置２２で撮像され、２値画像入力回路２３により、映像信号が２値化され且つ同期信号に基づいて格納アドレスが決定され、パターンメモリ２４に格納される。
【００２２】
スケルトン作成部２５は、パターンメモリ２４に格納されたパターンである検査パターンの中心線を抽出し、これを検査スケルトンとしてその画像をスケルトンメモリ２６に格納する。例えば、図５（Ａ）に示す検査パターンに対し、図５（Ｂ）中に示すスケルトン２６０、２６１Ａ、２６１Ｂ、２６２、２６３及びＤＢを抽出して、図５（Ｃ）に示すような検査スケルトンを作成し、スケルトンメモリ２６に格納する。この抽出は、例えば上述のラジアルセンサを用いて行うことができ、また、パターンの幅方向を検出し、その幅の両側から１画素づつ順に取り除くことによっても行うことができる。
【００２３】
図５（Ｂ）において、パターン内でスケルトンの端が途切れているのは、パターンの長手方向の長さがこれに垂直な方向の長さ以下であれば長手方向とは言えないので、スケルトンの画素生成ができないことによる。
図１において、外部記憶装置３０には、パターンメモリ２４に格納された画像と比較されるＣＡＤデータが格納されている。このＣＡＤデータは、データ量を少なくするため、図４（Ａ）に示す肉付図形リストと図４（Ｂ）に示す分解データとからなる。図４（Ｃ）中のパターン３１１〜３１４は、図４（Ｂ）中の分解データ３０１〜３０４をビットマップに展開したものである。分解データは、スケルトンを表す端点（１点又は２点）の座標と、スケルトンを肉付する図形の識別コードとからなる。
【００２４】
例えば、次の分解データ３０１、
Ｘ：２２０：Ｙ：２００、ＸＡ：０：ＹＡ：６００：Ａ０１
は、Ｘ−Ｙ直交座標系でのベクトル始点座標が（２００，２００）、この始点からＸ方向へ０、Ｙ方向へ６００離れた点がベクトルの終点である。識別コードＡ０１で表される直径１００μｍの円の中心をこのベクトルに沿って移動させることにより、図４（Ｃ）中のパターン３１１が得られる。識別コードＡ０１は、図４（Ａ）に示す如く、リードを描くのに用いられ、描かれたリードの各点での幅の許容範囲は、直径１００μｍを基準として＋１０μｍ、−１０μｍ、すなわち９０〜１１０μｍである。
【００２５】
ランドは、長さ０のベクトルで表され、例えば次の分解データ３０３、
Ｘ：６００：Ｙ：６００：Ｂ０１
は、点（６００，６００）に、識別コードＢ０１で表される直径３００μｍの円を配置したパターンである。識別コードＢ０１の種類は小径ランドであり、その直径の許容範囲は２８０〜３１０μｍである。
【００２６】
図１において、外部記憶装置３０に格納されたＣＡＤデータは、バッファメモリ３１に読み出され、展開部３５はこれを、肉付前のスケルトンのビットマップに展開し、参照スケルトンとして参照スケルトンメモリ３６に格納する。図５（Ｄ）は、図５（Ａ）の検査パターンに対応した参照スケルトンを示す。図５（Ｄ）中の×印はベクトルの端点である。図５（Ｃ）との関係では、参照スケルトン３６０、３６２及び３６３がそれぞれ検査スケルトン２６０、２６２及び２６３に対応し、参照スケルトン３６１が検査スケルトン２６１Ａと検査スケルトン２６１Ｂの一部とに対応し、参照スケルトン３６４が検査スケルトン２６１Ｂの一端に対応している。
【００２７】
スケルトンメモリ２６内の画素が１ビットで表されるのに対し、参照スケルトンの画素は、次のような複数ビット（以下、スケルトンワードと称す）で表される。
Ｐ，Ｑ，（識別コード）
リードフラグＰは、リードのスケルトン上の画素のとき‘１’、その他のとき‘０’であり、ランドフラグＱは、ランドのスケルトン上の画素のとき‘１’、その他のとき‘０’である。識別コードは、図４（Ａ）中の識別コードである。このようなスケルトンワードを見れば、対応する検査スケルトンの画素がリードであるかランドであるか、及び、検査パターンの許容範囲が分かるので、効率よく検査することが可能となる。
【００２８】
図５（Ｆ）は、図５（Ｄ）のスケルトンをビットマップに展開した参照パターンであり、図５（Ｅ）は図５（Ｄ）中のランドのスケルトン３６４のみビットマップに展開したものである。
図５（Ｅ）のように、ランドパターン３６４Ａに接続されるスケルトン３６１の先端部は、ランドパターン３６４Ａと重なっている。これは、ランドパターン３６４Ａに対応する検査パターンが許容範囲内の最小サイズのときにもスケルトン３６１と接続されることを考慮したものである。スケルトン３６１の端部３６１ａは、ランドパターン３６４Ａに対応した検査パターンが許容範囲内でスケルトン３６１と重なる部分であり、この部分ではリードフラグＰ及びランドフラグＱが共に‘１’に設定されている。これは、端部３６１ａで後述のようにリード検査及びランド検査を行うためである。すなわち、リード端部が実際にはランド内であるためにリード検査で太り欠陥と判定されても、ランド検査で良と判定された場合には、結果として良と判定することにより、欠陥の過剰検出を防止するためである。
【００２９】
図１において、試料１０や撮像装置２２の配置により一般に、メモリ３６内の参照スケルトンとメモリ２６内の検査スケルトンとの間に位置ずれが存在する。そこで、位置合わせ部３７により、参照スケルトンメモリ３６内の画像とスケルトンメモリ２６内の画像とのパターンマッチングが行われ、両者の一方の他方に対する位置ずれが求められる。詳細には、このずれには回転や拡大、縮小が含まれ、例えばスケルトンメモリ２６内の画像位置から参照スケルトンメモリ３６内の画像位置への１次座標変換式の係数がレジスタ（群）３８に格納される。
【００３０】
リード部及びランド部の検査はそれぞれリード検査部４０及びランド検査部４１で行われる。リード検査部４０及びランド検査部４１はいづれも、スケルトンメモリ２６を１画素ずつラスタスキャンしながら検査を行う。スケルトンメモリ２６内でのラスタスキャンは、リード検査部４０とランド検査部４１とで共通であり、同期している。
【００３１】
位置合わせ部３７、リード検査部４０及びランド検査部４１は、高速化のためにハードウェアで構成しても、構成の簡単化のためにＭＰＵを用いソフトウェアで構成してもよい。
リード検査部４０での処理を、図２に基づいて説明する。以下、括弧内は図中のステップ識別符号である。
【００３２】
（４００）スケルトンメモリ２６から現走査位置での検査対象画素Ｅを読み込む。
（４０１）検査対象画素Ｅが‘１’でなければ、すなわちスケルトンの構成画素でなければ、ステップ４００へ戻り、そうでなければステップ４０２へ進む。（４０２）レジスタ３８に保持された係数で、メモリ２６内の検査対象画素Ｅの位置をメモリ３６内の参照画素位置に変換し、その参照画素の近傍にＰ＝‘０’かつＱ＝‘１’である画素が存在するかどうか、すなわちランドが存在するかどうかを調べる。近傍とは、例えばＸ方向及びＹ方向にそれぞれ±３画素以内であり、検査パターンの参照パターンからのずれの許容範囲を考慮したものである。Ｐ＝‘０’かつＱ＝‘１’である画素が存在すればステップ４００へ戻り、そうでなければステップ４０３へ進む。
【００３３】
（４０３）参照スケルトンメモリ３６内の上記近傍画素について、Ｐ＝‘１’が存在すれば、すなわちリードが存在すれば、ステップ４０４Ａへ進み、そうでなければステップ４０４Ｂへ進む。
（４０４Ａ）スケルトンメモリ２６内の上記検査対象画素Ｅに対応したパターンメモリ２４内のパターンについて、スケルトンの方向に直角な方向の幅をリード幅として測長（連続する‘１’のビット数をカウント）し、ステップ４０５へ進む。
【００３４】
（４０４Ｂ）従来と同様にして、図５（Ｂ）のスケルトンＤＣのような銅残りであるか図５（Ｂ）のスケルトンＤＢのようなショートであるかを調べ、その大きさも測長し、ステップ４０５へ進む。
（４０５、４０５Ａ）ステップ４０３でＰ＝‘１’の場合には、そのスケルトンワード中の識別コードをキーとして図４（Ａ）の肉付図形リストを検索し、得られたレコードからリード幅の許容範囲を求め、ステップ４０４Ａで求めた測長値がこの範囲内であるかどうかを判定する。リード幅が許容範囲の上限値を越えていれば、太り欠陥と判定し、許容範囲の下限値未満であれば細り欠陥と判定する。
【００３５】
銅残りの場合には、従来同様に、その両側にパターンが存在し且つそのパターンとの間隔が設定値以下であれば銅残り欠陥と判定する。また、ショートの場合にはショート欠陥と判定する。
次に、判定結果の出力処理を行う。すなわち、図１において、欠陥と判定した場合には、判定無しの場合（ステップ４０１又は４０２からステップ４００へ戻る場合）と同様にリード検査部４０からノアゲート４２へ‘０’を出力したままであり、良であればリード検査部４０からノアゲート４２へ‘１’を出力する。また、欠陥と判定した場合には、リード検査部４０から欠陥出力部４３へ欠陥の種類及び位置を出力する。欠陥出力部４３は、ノアゲート４２の出力が‘１’のとき、この欠陥の種類及び位置を外部記憶装置４４に格納する。Ｐ＝Ｑ＝‘１’の場合には、リード検査部４０及びランド検査部４１のいずれかが良と判定すれば、他方が欠陥と判定してもノアゲート４２の出力は‘０’（良）となる。
【００３６】
（４０６、４０７Ａ）例えば図５（Ｄ）のスケルトン２６１Ａとスケルトン２６１Ｂとの間に断線部ＤＡが存在するかどうかを調べる。これは、スケルトン２６１Ａ上の現在の走査位置から、スケルトンに沿ってスケルトン構成画素が例えば３個連続して存在すれば断線でないと判定し、そうでなければ断線欠陥と判定し、上記欠陥出力の処理を行う。
【００３７】
（４０８）スケルトンメモリ２６内の走査位置が最終画素でなけれなステップ４００へ戻り、最終画素であれば処理を終了する。
次に、ランド検査部４１での処理を、図３に基づいて説明する。
ステップ５００及び５０１はそれぞれ図２中のステップ４００及び４０１と同一処理であり、その説明を省略する。ステップ５００での検査対象画素Ｅは、上記同期により、ステップ４００での検査対象画素Ｅと同一である。
【００３８】
（５０２）上記ステップ４０３と同様に参照スケルトンメモリ３６内の上記近傍画素について、Ｑ＝‘１’が存在すれば、すなわちランドが存在すれば、ステップ５０３へ進み、そうでなければステップ５００へ戻る。
（５０３）Ｑ＝‘１’のスケルトンワード中の識別コードをキーとして図４（Ａ）の肉付図形リストを検索し、得られたレコードから許容範囲の上限枠及び下限枠をランド検査部４１内のビットマップメモリに設定する。図６（Ａ）において、ランド４１０は参照パターンであり、４１０Ｓはランド４１０の下限枠であり、４１０Ｌはランド４１０の上限枠である。
【００３９】
（５０４）上記上限枠の中心を、スケルトンメモリ２６内の検査対象画素Ｅに対応したパターンメモリ２４内の画素に対応させ、パターンメモリ２４内のランドが上限枠内に収まるかどうかを判定し、上限枠からはみ出れば欠陥と判定してステップ５０５へ進み、そうでなければステップ５０６へ進む。図６（Ｃ）では、ランド２４０Ｂは欠陥と判定される。
【００４０】
（５０５）図２のステップ４０５Ａと同様に欠陥出力処理を行い、ステップ５０７へ進む。
（５０６）上記下限枠の中心を、スケルトンメモリ２６内の検査対象画素Ｅに対応したパターンメモリ２４内の画素に対応させ、下限枠内の全画素がパターンメモリ２４内の当該ランドに属するかどうかを判定し、属せばステップ５０７へ進み、そうでなければ欠陥と判定してステップ５０５へ進む。図６（Ｂ）では、ランド２４０Ａは欠陥と判定される。
【００４１】
（５０７）スケルトンメモリ２６内の走査位置が最終画素でなけれなステップ５００へ戻り、最終画素であれば処理を終了する。
本第１実施形態によれば、リード及びランドについて、分解データに含まれる識別コードにより、肉付図形の形状及びサイズのみならずサイズの許容範囲も定められるので、全てのパターンについて許容範囲が画一的であった従来よりも、正確にパターン検査を行うことが可能となる。また、肉付図形リストのレコード数は分解データの数に比し遥かに少ないので、パターンに応じて許容範囲を付加することによるデータ量の増大は僅かである。
【００４２】
［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態のパターン検査装置の概略を示す。
この装置は、試料１０に形成されたスルーホールのパターンを検査するためのものである。この検査には、スルーホールの孔ずれ検査と孔面積検査とがある。スルーホールは層間のランドパターンを接続するためのものであるので、スルーホールの孔ずれ検査は、ランドパターンについて検査パターンと参照パターンとのマッチングを行った後に行う必要がある。これに対し、スルーホールの孔面積検査は、参照パターンの孔面積との比較であるので、スルーホールについて検査パターンと参照パターンとのマッチングを行った後に検査を行う必要がある。
【００４３】
光源２０をオンにし光源２１をオフにした状態で、撮像装置２２により試料１０のスルホール画像が取得され、２値画像入力回路２３Ａを介してパターンメモリ２４Ａにその２値画像が書き込まれる。次に、光源２０をオフにし光源２０をオンにした状態で、撮像装置２２により試料１０のリード及びランドのパターン画像が取得され、２値画像入力回路２３を介してパターンメモリ２４にその２値画像が書き込まれる。スケルトン作成部２５は、パターンメモリ２４Ａ内のスルーホールの中心点をスケルトンとして抽出し、これをスケルトンメモリ２６Ａに書き込む。
【００４４】
外部記憶装置３０にはＣＡＤデータとして、上記第１実施形態でのＣＡＤデータに加え、図４（Ｂ）の分解データ３０３と同じ形式でスルーホールの分解データが格納され、さらに、図８（Ａ）に示すような肉付図形リストが格納されている。このリストでは、識別コードに対応して孔ずれ許容範囲と孔面積許容範囲との２種類の許容範囲（許容範囲の下限値と上限値）が付加されている。外部記憶装置３０から読み出されたＣＡＤデータは、バッファメモリ３１に読み出され、展開部３５Ａはこれを、リード及びランドの参照パターンのビットマップに展開して参照パターンメモリ３６Ａに書き込み、スルーホールの参照パターンのビットマップに展開して参照パターンメモリ３６Ｂに書き込み、スルーホールの参照スケルトンのビットマップに展開して参照スケルトンメモリ３６に書き込む。
【００４５】
図８（Ｂ）は、パターンメモリ２４内のパターンとパターンメモリ２４Ａ内のパターンとを重ね合わせたものであり、図８（Ｃ）は参照パターンメモリ３６Ａ内のパターンと参照パターンメモリ３６Ｂ内のパターンとを重ね合わせたものである。検査パターンの検査パターン２４５は参照パターンの参照パターン３６５に対応している。
【００４６】
参照スケルトンメモリ３６の画素は、次のようなスケルトンワードで表される。
Ｑ，（識別コード）
ランドフラグＱは、スルーホールのスケルトン画素のとき‘１’、その他のとき‘０’である。識別コードは図８（Ａ）中の識別コードである。
【００４７】
位置合わせ部３７は、パターンメモリ２４内のパターンと参照パターンメモリ３６Ａ内のパターンとのマッチングを行って上記同様の座標変換係数を求め、これをレジスタ３８に格納する。位置合わせ部３７Ａは、パターンメモリ２４Ａ内のパターンと参照パターンメモリ３６Ｂ内のパターンとのマッチングを行って上記同様の座標変換係数を求め、これをレジスタ３８Ａに格納する。
【００４８】
スルーホールの検査は、孔面積検査部５０及び孔ずれ検査部５１で行われる。
孔ずれ検査部５１での処理を、図９に基づいて説明する。
リード及びランドについて、図９（Ａ）に示す参照パターンと図９（Ｂ）に示す検査パターンとのマッチング度が最大となる位置合わせを、図９（Ｃ）に示すように行う。この位置合わせ状態で、検査パターン２４５のスケルトン２４５ａのＸ座標と参照パターン３６５のスケルトン３６５ａのＸ座標との差ΔＸ及び検査スケルトン２４５ａのＹ座標と参照スケルトン３６５ａのＹ座標との差ΔＹを、孔ずれ量として求める。ΔＸ及びΔＹのいずれかが、スケルトンワード中の識別コードで検索した図８（Ａ）の孔ずれ許容範囲を越えていれば、孔ずれ欠陥と判定する。欠陥出力処理は、第１実施形態の場合と同様である。
【００４９】
孔ずれ量は、図７において、次のようにして求める。すなわち、上記第１実施形態と同様にスケルトンメモリ２６Ａ内でラスタスキャンし、‘１’であるスケルトン画素を検出したとき、その位置をレジスタ３８で座標変換し、座標変換された参照スケルトンメモリ３６内の画素位置を原点（０，０）としたとき、その付近に存在するスケルトン画素の位置（−ΔＸ，−ΔＹ）を孔ずれ量として求める。
【００５０】
次に、孔面積検査部５０での処理を、図１０に基づいて説明する。
スルーホルについて、図１０（Ａ）に示す参照パターンと図１０（Ｂ）に示す検査パターンとのマッチング度が最大となる位置合わせを、図１０（Ｃ）に示すように行う。この位置合わせ状態で、検査パターン２４５と参照パターン３６５との対応する画素のビット値の差−１、０又は１の合計値が、スケルトンワード中の識別コードで検索した図８（Ａ）の孔面積許範囲を越えていれば、孔面積欠陥と判定する。この差は、いわば符号付排他的論理和である。
【００５１】
この差合計値は、図７において、次のようにして求める。すなわち、上記孔ずれ検査と同様にスケルトンメモリ２６Ａ内でラスタスキャンし、‘１’であるスケルトン画素を検出したとき、その位置Ｒ１をレジスタ３８Ａで座標変換して位置Ｒ２を求め、パターンメモリ２４Ａ内の画像の位置Ｒ１を中心とする所定サイズの正方形領域の部分画像と、参照パターンメモリ３６Ｂ内の画像の位置Ｒ２を中心とする該サイズの正方形領域の部分画像との符号付排他的論理和を演算し、その各画素についての結果の合計値を求める。
【００５２】
本第２実施形態によれば、スルーホールについて、分解データに含まれる識別コードによってその肉付図形のサイズのみならず孔ずれ及び孔面積の許容範囲も定められるので、全てのパターンについて許容範囲が画一的であった従来よりも、正確にパターン検査を行うことが可能となる。また、肉付図形リストのレコード数は分解データの数に比し遥かに少ないので、パターンサイズに応じて許容範囲を付加することによるデータ量の増大は僅かである。
【００５３】
なお、本発明には外にも種々の変形例が含まれる。
例えば、図１のスケルトンメモリ２６内の検査スケルトン画素に、これに対応したパターンメモリ２４内のパターン幅測長値を付加しておくことにより、リード検査部４０及びランド検査部４１での処理を高速化してもよい。
また、分解データ及び肉付図形リストは、表現形式が異なっていても実質的に上述の内容であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のパターン検査装置概略図である。
【図２】図１中のリード検査部での処理を示すフローチャートである。
【図３】図１中のランド検査部での処理を示すフローチャートである。
【図４】ＣＡＤデータ説明図である。
【図５】図２の処理の説明図である。
【図６】図３の処理の説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態のパターン検査装置概略図である。
【図８】スルーホール検査で用いられる肉付図形リスト、検査パターン及び参照パターンの例を示す図である。
【図９】図７の装置での孔ずれ検査説明図である。
【図１０】図７の装置での孔面積検査説明図である。
【図１１】従来技術の問題点説明図である。
【符号の説明】
１０  試料
１１、１２、１３  リードパターン
２０、２１  光源
２２  撮像装置
２３、２３Ａ  ２値画像入力回路
２４、２４Ａ  パターンメモリ
２５  スケルトン作成部
２６、２６Ａ  スケルトンメモリ
３０、４４  外部記憶装置
３１  バッファメモリ
３５、３５Ａ  展開部
３６  参照スケルトンメモリ
３６Ａ、３６Ｂ  参照パターンメモリ
３７、３７Ａ  位置合わせ部
３８、３８Ａ  レジスタ
４０  リード検査部
４１  ランド検査部
４２  ノアゲート
４３  欠陥出力部
５０  孔面積検査部
５１  孔ずれ検査部
４１０Ｌ  上限枠
４１０Ｓ  下限枠
【図１】
0003575512.tif 000002
【図２】
0003575512.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003575512.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003575512.tif 000009
【図９】
0003575512.tif 000010
【図１０】
0003575512.tif 000011
【図１１】
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