JPH11328410A

JPH11328410A - パターンの位置合わせ方法

Info

Publication number: JPH11328410A
Application number: JP10130205A
Authority: JP
Inventors: Toru Ida; 徹井田
Original assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Current assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1999-11-30
Anticipated expiration: 2018-05-13
Also published as: JP3579247B2

Abstract

(57)【要約】【課題】検査ワークの局所的な歪みが許容範囲内であ
れば、これを補正する位置合わせを行う。【解決手段】基準となるマスタパターンとカメラで撮
像した被測定パターンの全体の位置合わせを行う（ステ
ップ１０６）。被測定パターン中に複数の分割領域を設
定し、これに対応する分割領域をマスタパターン中に設
定する。被測定パターンの分割領域において少なくとも
４点の位置決めマークの座標を求め、これに対応する位
置決めマークの座標をマスタパターンの対応分割領域に
おいて求める。これらの座標より被測定パターンとマス
タパターンの間の座標変換式を決定し、マスタパターン
の分割領域を座標変換式によって変換し、マスタパター
ンと被測定パターンの位置合わせを分割領域ごとに行う
（ステップ１０７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グリーンシートあ
るいはフィルムキャリア等に形成されたパターンを検査
するパターン検査方法に係り、特にマスタパターンと被
測定パターンの位置合わせを行う位置合わせ方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＩＣ、ＬＳＩの多ピン化要求
に適した実装技術として、ＰＧＡ（Pin Grid Array）が
知られている。ＰＧＡは、チップを付けるパッケージの
ベースとしてセラミック基板を用い、リード線の取り出
し位置まで配線を行っている。このセラミック基板を作
るために、アルミナ粉末を液状のバインダで練り合わせ
てシート状にしたグリーンシートと呼ばれるものが使用
され、このグリーンシート上に高融点の金属を含むペー
ストがスクリーン印刷される。そして、このようなシー
トを焼成することにより、グリーンシートを焼結させる
と共にペーストを金属化させる、いわゆる同時焼成が行
われる。

【０００３】また、その他の実装技術として、ＴＡＢ
（Tape Automated Bonding）が知られている。ＴＡＢ法
は、ポリイミド製のフィルムキャリア（ＴＡＢテープ）
上に形成された銅箔パターンをＩＣチップの電極に接合
して外部リードとする。銅箔パターンは、フィルムに銅
箔を接着剤で貼り付け、これをエッチングすることによ
って形成される。

【０００４】このようなグリーンシート又はフィルムキ
ャリアでは、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。ところが、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、フィルムキャリア等に形成された
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）。

【０００５】図８、図９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８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。

【０００６】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８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。

【０００７】この検査は、図９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。

【０００８】図１０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。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〜ｎ
１８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。

【０００９】図１１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。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。これが、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。

【００１０】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、特願平８−３０２８０
７号）。特願平８−３０２８０７号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（一次検査）、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（二次検査）、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。ところで、以上のようなパ
ターン検査装置の何れにおいても、カメラで取り込んだ
被測定パターンとマスタパターンを比較するためには、
マスタパターンと被測定パターンの位置合わせが必要で
ある。そして、この位置合わせは、マスタパターンに予
め設けられた位置決めマークと、これに対応する被測定
パターンの位置決めマークの位置を一致させることで行
っていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
位置合わせ方法では、検査ワークに局所的な伸び縮み等
の歪みが存在する場合、全体としてはマスタパターンと
の位置合わせができていたとしても、局所的にはマスタ
パターンとのずれが発生しているため、このずれが上述
の欠陥候補として検出されることがある。この場合、検
査ワークの局所的な歪みが許容範囲内であったとして
も、二次検査が行われるため、検査時間がかかってしま
う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、検査ワークの局所的な歪みが
許容範囲内であれば、二次検査を省略して検査時間を短
縮することができる位置合わせ方法を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載のように、被測定パターンとマスタパターンの全領域
について互いの位置決めマークの位置を合わせることに
よりマスタパターンと被測定パターンの全体の位置合わ
せを行った後に、被測定パターン中に複数の分割領域を
設定すると共に、これに対応する複数の分割領域をマス
タパターン中に設定し、被測定パターンの分割領域にお
いて少なくとも４点の位置決めマークの座標を求めると
共に、これに対応する少なくとも４点の位置決めマーク
の座標をマスタパターンの対応分割領域において求め、
これらの座標より被測定パターンとマスタパターンの間
の座標変換式を決定し、マスタパターンの分割領域を上
記座標変換式によって変換することにより、マスタパタ
ーンと被測定パターンの位置合わせを分割領域ごとに行
うようにしたものである。被測定パターンの分割領域に
おいて少なくとも４点の位置決めマークの座標を求める
と共に、これに対応する少なくとも４点の位置決めマー
クの座標をマスタパターンの対応分割領域において求
め、これらの座標より被測定パターンとマスタパターン
の間の座標変換式を決定し、マスタパターンの分割領域
を座標変換式によって変換することにより、マスタパタ
ーンの分割領域と被測定パターンの分割領域の微妙な位
置ずれを補正することができる。このように、マスタパ
ターンと被測定パターンの位置合わせを分割領域ごとに
行うことにより、検査ワークの局所的な歪みが許容範囲
内であれば、これを吸収して検査を行う行うことができ
る。また、請求項２に記載のように、上記座標変換式に
被測定パターンの位置決めマークの座標を入力した結果
とマスタパターンの対応位置決めマークの座標との偏差
をマークごとに求め、この偏差が所定のしきい値より大
きい位置決めマークを被測定パターンとマスタパターン
の双方から除外して座標変換式を再び求めることを全て
の偏差が所定のしきい値以下となるまで繰り返すことに
より、上記座標変換式を決定するようにしたものであ
る。また、請求項３に記載のように、各分割領域は、左
右上下が他の分割領域と重なるように設定されるもので
ある。

【００１３】

【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、１は検査ワークとなるグリーンシ
ート、２はグリーンシート１を載せるＸ−Ｙテーブル、
３はグリーンシート１を撮像するラインセンサカメラ、
４は被測定パターンの欠陥候補を検出する一次検査を行
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、５は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、６は装置全体を制御するホストコ
ンピュータ、７は検査結果を表示するための表示装置で
ある。

【００１４】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グリーン
シートの設計値データ（以下、ＣＡＤデータとする）を
図示しない磁気ディスク装置によって読み出す（図１ス
テップ１０１）。そして、読み出したＣＡＤデータから
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、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」）を検査の基準
となる第１のマスタパターンとする（図１ステップ１０
２）。

【００１５】このように本実施の形態では、正確なマス
タパターンを作成するために、グリーンシート１の製造
上のマスタとなったＣＡＤデータを用いる。次に、ホス
トコンピュータ６は、第１のマスタパターンから欠損又
は断線検出用の第２のマスタパターン、突起又は短絡検
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１ステップ１０３）。図３は第２、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。

【００１６】まず、図３（ａ）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２のマスタパターンＭ１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Ａ
４（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。

【００１７】この第２のマスタパターンＭ１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２のマスタパターンＭ１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、欠損又は断線検出用
の第２のマスタパターンＭ１が作成される。

【００１８】続いて、図３（ｂ）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３のマスタパターンＭ２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Ｌ
４）、Ａ９とＡ１２（中心線はＬ５）及びＡ１０とＡ１
１（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。

【００１９】ただし、実際に第３のマスタパターンＭ２
になるのは、直線Ａ５〜Ａ８からなるマスタパターンＭ
ａと、直線Ａ９〜Ａ１２からなるマスタパターンＭｂ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（パターンが存在しない基材の部分）である。

【００２０】この第３のマスタパターンＭ２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３のマスタパターンＭ２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２のマスタパターンと同様である。こうし
て、突起又は短絡検出用の第３のマスタパターンＭ２が
作成される。

【００２１】次に、被測定パターンの検査について説明
する。まず、グリーンシート１をカメラ３によって撮像
する。そして、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１０
４）。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（ここでは、テーブル２がＹ
方向に移動する）、２次元の画像データが画像メモリに
記憶される。

【００２２】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１０５）。被測定パターンの濃淡画像データに
は、パターンとそれ以外の背景（グリーンシート等の基
材）とが含まれているが、パターンと背景には濃度差が
あるので、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、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。

【００２３】次いで、画像処理装置４は、２値化処理し
た被測定パターン全体とマスタパターン全体の位置合わ
せを行う（ステップ１０６）。図４はこの位置合わせ方
法を説明するための図である。まず、画像処理装置４
は、画像メモリに記憶した被測定パターンＰにおいて、
ＣＡＤデータ作成の際にあらかじめ設けられた位置決め
マークａを図４（ａ）に示すように３箇所以上指定し、
ホストコンピュータ６から送出された第１のマスタパタ
ーンＭにおいて、これらに該当する位置決めマークｂを
図４（ｂ）のように指定する。

【００２４】そして、被測定パターンＰとマスタパター
ンＭの各々について、Ｘ方向に並んだ２つの位置決めマ
ーク間の距離ＤＸｐ、ＤＸｍを求める。なお、マーク間
距離は、２つの位置決めマークの重心間の距離である。

【００２５】続いて、求めたマーク間距離から拡大／縮
小率（ＤＸｐ／ＤＸｍ）を算出し、この拡大／縮小率に
よりマスタパターンのマーク間距離が被測定パターンの
マーク間距離と一致するように、マスタパターンＭを全
方向に拡大又は縮小する。次いで、被測定パターンＰと
拡大／縮小補正したマスタパターンＭ’のそれぞれにつ
いて、Ｙ方向に並んだ２つの位置決めマーク間の距離Ｄ
Ｙｐ、ＤＹｍを図４（ｃ）、（ｄ）のように求める。

【００２６】そして、被測定パターンのマーク間距離が
マスタパターンのマーク間距離と一致するように、ライ
ンセンサカメラ３とグリーンシート１（Ｘ−Ｙテーブル
２）の相対速度を調整して、シート１を再度撮像する。
Ｙ方向の画像分解能は、カメラ３の画素の大きさと上記
相対速度によって決定される。したがって、Ｘ−Ｙテー
ブル２あるいはラインセンサカメラ３の移動速度を変え
ることにより、Ｙ方向の画像分解能を調整し、マーク間
距離を一致させることができる。

【００２７】次に、こうして撮像して得られた被測定パ
ターンＰ’の位置決めマーク位置と拡大／縮小補正した
マスタパターンＭ’の位置決めマーク位置により、図４
（ｅ）のようにパターンＰ’、Ｍ’の角度ずれθを求
め、この角度ずれがなくなるようにマスタパターンＭ’
を回転させる。最後に、互いのマーク位置が一致するよ
うに、マスタパターンＭ’と被測定パターンＰ’の位置
を合わせる。

【００２８】このように、被測定パターンとマスタパタ
ーンのそれぞれについて、Ｘ方向に並んだ２つの位置決
めマーク間の距離を求め、求めたマーク間距離が一致す
るようにマスタパターンを拡大又は縮小し、被測定パタ
ーンと拡大／縮小補正したマスタパターンのそれぞれに
ついて、Ｙ方向に並んだ２つの位置決めマーク間の距離
を求め、求めたマーク間距離が一致するようにラインセ
ンサカメラと被測定パターンの相対速度を調整して、被
測定パターンを再び撮像し、撮像した被測定パターンと
上記拡大／縮小補正したマスタパターンの角度ずれを求
めて、この角度ずれがなくなるようにマスタパターンを
回転させることにより、マスタパターンと被測定パター
ンの位置を合わせることができる。以上のように本実施
の形態では、ラインセンサカメラ３の画素数によって決
定されるＸ方向の画像分解能に対し、カメラ３の取り込
み速度を変えてＹ方向の画像分解能を調整することによ
り、縦（Ｙ）、横（Ｘ）の比率を１：１にすることがで
きる。

【００２９】実際の検査においては、縦、横の比率が完
全な１：１にならない場合がある。例えば、グリーンシ
ートにスクリーン印刷されるパターンは、印刷される方
向により伸びた状態で印刷されることがある。したがっ
て、良品ではあっても規格に対して許容できる範囲内の
伸びが存在するパターンでは、縦、横の比率が完全な
１：１とはならない。本実施の形態では、カメラ３の取
り込み速度を変えてＹ方向のマーク間距離を一致させる
ため、許容範囲内で縦、横のスケールが異なる被測定パ
ターンをマスタパターンに一致させることができ、形成
時のパターン位置の変化に対して自動的にパターンの位
置補正を行うことができる。

【００３０】次に、画像処理装置４は、被測定パターン
とマスタパターンの分割領域ごとの位置合わせを行う
（ステップ１０７）。図５はこの分割領域ごとの位置合
わせ方法を示すフローチャート図、図６はこの位置合わ
せ方法を説明するための図である。

【００３１】まず、画像処理装置４は、図６（ａ）のよ
うに第１のマスタパターンＭ中に複数の分割領域Ｅｍを
設定すると共に、これに対応する複数の分割領域Ｅｐを
図６（ｂ）のように被測定パターンＰ中に設定し、第１
のマスタパターンＭから１つの分割領域Ｅｍを切り出す
と共に、これに対応する分割領域Ｅｐを被測定パターン
Ｐから切り出す（図５ステップ２０１）。なお、各分割
領域の位置と大きさは予め設定されている。また、各分
割領域の大きさは一定でなくてもよい。

【００３２】続いて、画像処理装置４は、マスタパター
ンＭの分割領域Ｅｍにおいて、予め設定された位置決め
マークＦｍを図６（ｃ）に示すように４箇所以上指定
し、これらに対応する位置決めマークＦｐを被測定パタ
ーンＰの対応分割領域Ｅｐにおいて図６（ｄ）のように
指定する（ステップ２０２）。なお、図６では、分割領
域Ｅｍ内の位置決めマークＦｍ１，Ｆｍ２，Ｆｍ３，Ｆ
ｍ４，Ｆｍ５，Ｆｍ６に対応する分割領域Ｅｐ内の位置
決めマークは、それぞれＦｐ１，Ｆｐ２，Ｆｐ３，Ｆｐ
４，Ｆｐ５，Ｆｐ６である。そして、画像処理装置４
は、各位置決めマークＦｍ１〜Ｆｍ６，Ｆｐ１〜Ｆｐ６
の重心の座標を算出する（ステップ２０３）。

【００３３】次いで、画像処理装置４は、位置決めマー
クＦｍ１〜Ｆｍ６の座標とこれに対応する位置決めマー
クＦｐ１〜Ｆｐ６の座標により、被測定パターンとマス
タパターンの間の次式のような座標変換式を最小２乗法
によって求める（ステップ２０４）。Ｘｍ＝ＡＸｐ＋ＢＹｐ＋ＣＹｍ＝ＤＸｐ＋ＥＹｐ＋Ｆ・・・（１）

【００３４】式（１）において、Ｘｍ，Ｙｍはマスタパ
ターンのＸ，Ｙ座標、Ｘｐ，Ｙｐは被測定パターンの
Ｘ，Ｙ座標、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは定数である。次
に、画像処理装置４は、位置決めマークＦｐ１〜Ｆｐ６
のうちの任意の位置決めマーク、例えばマークＦｐ１の
座標をＸｐ，Ｙｐとして式（１）の座標変換式に代入
し、座標Ｘｍ，Ｙｍを算出する。そして、座標変換式に
代入した位置決めマークＦｐ１に対応する位置決めマー
クＦｍ１の座標と算出した座標Ｘｍ，Ｙｍとの偏差を
Ｘ，Ｙ座標ごとに求める。このような偏差の計算を位置
決めマーク毎に行う（ステップ２０５）。

【００３５】続いて、画像処理装置４は、算出した各偏
差が所定のしきい値より大きいか否かを判定する（ステ
ップ２０６）。全ての偏差が所定のしきい値以下の場合
は、被測定パターンの分割領域Ｅｐの歪みが許容範囲内
で、かつ導出した座標変換式が適正であると判断し、こ
の座標変換式を用いて分割領域Ｅｍ内のマスタパターン
の座標変換を行う（ステップ２０７）。

【００３６】また、全ての偏差が所定のしきい値より大
きい場合は、被測定パターンの分割領域Ｅｐの歪みが許
容範囲外であり、検査対象のグリーンシート１が不良で
あると判断する（ステップ２０８）。一方、画像処理装
置４は、しきい値以下の偏差としきい値より大きい偏差
が混在する場合、偏差がしきい値より大となる位置決め
マーク、例えばマークＦｐ６とこれに対応する位置決め
マークＦｍ６を除外した上で（ステップ２０９）、残り
の位置決めマークＦｍ１〜Ｆｍ５，Ｆｐ１〜Ｆｐ５の座
標により、式（１）の座標変換式を再び求める（ステッ
プ２０４）。

【００３７】以上のようなステップ２０４〜２０６，２
０８，２０９の処理を各偏差が所定のしきい値以下とな
るまで繰り返す。こうして、式（１）の座標変換式を決
定し、ステップ２０７のマスタパターンの変換を行うこ
とができる。式（１）のような座標変換式を用いること
は、所謂アフィン変換（affine transformation ）を行
うことを意味し、これにより分割領域Ｅｍと分割領域Ｅ
ｐの位置ずれを補正することができる。

【００３８】なお、第２、第３のマスタパターンは第１
のマスタパターンから作成されたものなので、第１〜第
３のマスタパターンと被測定パターンとの位置合わせは
第１のマスタパターンを用いて１回行えばよい。

【００３９】また、式（１）の座標変換式を求めるに
は、マスタパターン及び被測定パターン共に最低３点ず
つの位置決めマークが必要である。しかし、３点ずつで
は座標変換式の精度が悪くなるため、最低４点ずつの位
置決めマークを指定して、偏差がしきい値より大となる
位置決めマークを座標変換式の導出から除外するように
している。したがって、マスタパターン及び被測定パタ
ーン共に位置決めマークが３点ずつとなっても、各偏差
がしきい値以下とならない場合には、位置決めマークを
２点ずつにして座標変換式を求めることはできないの
で、この場合も検査対象のグリーンシート１が不良であ
ると判断する。

【００４０】次に、画像処理装置４は、被測定パターン
の分割領域とこれに対応する第２、第３のマスタパター
ンの分割領域とを比較して、被測定パターンの一次検査
を行う（ステップ１０８）。図７はこの検査方法を説明
するための図である。

【００４１】まず、図７（ａ）に示すように、被測定パ
ターンＰの分割領域Ｅｐと第２のマスタパターンＭ１の
上記座標変換式によって位置補正がなされた対応分割領
域Ｅｍ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２のマ
スタパターンＭ１である。つまり、図７（ａ）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。

【００４２】パターンＮＰと第２のマスタパターンＭ１
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Ｍ１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Ｍ１が重なることがないので、論理積の
結果は「０」となる。

【００４３】これに対し、図７（ａ）のように被測定パ
ターンＰに欠損があると、この部分でパターンＮＰとマ
スタパターンＭ１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、論理積の結果が「１」となって欠陥候補と認識した
位置を記憶する。

【００４４】続いて、図７（ｂ）に示すように、被測定
パターンＰの分割領域Ｅｐと第３のマスタパターンＭ２
の上記座標変換式によって位置補正がなされた対応分割
領域Ｅｍとを比較する。上記と同様に、被測定パターン
Ｐａ、Ｐｂと第３のマスタパターンＭ２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。

【００４５】これに対し、図７（ｂ）のように被測定パ
ターンＰａに突起があると、この部分で被測定パターン
ＰａとマスタパターンＭ２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が
短絡していると、論理積の結果が「１」となる。こうし
て、被測定パターンの突起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、論理積の結果が
「１」となって欠陥候補と認識した位置を記憶する。

【００４６】なお、、図３、図７では、エッジだけでな
くその内部についても値「１」が存在するものとしてマ
スタパターンＭ１、Ｍ２を表しているが、内部を「１」
で満たすと情報量が大きくなるので、ホストコンピュー
タ６でマスタパターンＭ１、Ｍ２を作成するときはエッ
ジだけとし、このマスタパターンＭ１、Ｍ２を受け取っ
た画像処理装置４でエッジの内側を「１」で塗りつぶす
ようにしてもよい。

【００４７】こ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（ステップ１
０９）、上記アドレス情報が示す位置の欠陥候補を中心
とする、分割領域より小さい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１１０）。この検査の方法は、前述した
図８〜図１１の従来の方法と同様である。

【００４８】以上のようなステップ１０７〜１１０の処
理を未検査の分割領域がなくなるまで（ステップ１１
１）、分割領域ごとに行う。被測定パターンと第２、第
３のマスタパターンの論理積処理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。

【００４９】ところが、グリーンシート１に局所的な伸
び縮み等の歪みが存在する場合、従来のパターン検査方
法では、局所的なマスタパターンとのずれが発生し、こ
のずれが欠陥候補として検出されるため、グリーンシー
ト１の局所的な歪みが許容範囲内であったとしても、二
次検査を実施することになり、検査時間が低下してしま
う。

【００５０】これに対して本実施の形態では、グリーン
シート１の局所的な歪みが許容範囲内（つまり、上記偏
差がしきい値以下）であれば、座標変換式による分割領
域ごとの位置合わせによってグリーンシート１の局所的
な歪みを吸収するので、この歪みが欠陥候補として検出
されることがなくなる。なお、図６（ａ）、図６（ｂ）
では各分割領域の重なりが存在しないが、実際の各分割
領域は左右上下が他の分割領域と重なるように設定され
る。これは、各分割領域のつながり具合を検査するため
である。また、本実施の形態では、１つの分割領域の検
査が終了した後に、次の分割領域の検査を行っている
が、複数の分割領域を並行して検査すれば、更に高速な
検査ができることは言うまでもない。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、請求項１に記載のよう
に、検査ワークの局所的な歪みが許容範囲内であれば、
座標変換式による分割領域ごとの位置合わせによって検
査ワークの局所的な歪みを吸収し、マスタパターンの分
割領域と被測定パターンの分割領域の微妙な位置ずれを
補正することができる。したがって、検査ワークの局所
的な歪みが許容範囲内であれば、この歪みが欠陥候補と
して検出されることがなくなり、歪みに起因する二次検
査が実施されることがなくなるので、検査時間を短縮す
ることができる。

【００５２】また、請求項２に記載のように、座標変換
式に被測定パターンの位置決めマークの座標を入力した
結果とマスタパターンの対応位置決めマークの座標との
偏差をマークごとに求め、この偏差が所定のしきい値よ
り大きい位置決めマークを被測定パターンとマスタパタ
ーンの双方から除外して座標変換式を再び求めることを
全ての偏差が所定のしきい値以下となるまで繰り返し
て、座標変換式を決定することにより、座標変換式の精
度を上げることができ、高精度な位置あわせを行うこと
ができる。また、全ての偏差が所定のしきい値より大き
い場合は、被測定パターンの分割領域の歪みが許容範囲
外であり、検査ワークが不良であると判断することがで
きる。

【００５３】また、請求項３に記載のように、各分割領
域を左右上下が他の分割領域と重なるように設定するこ
とにより、各分割領域の境界の部分の歪みが許容範囲内
か否かを隣り合う複数の分割領域の偏差によって判断す
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検査方法を示すフ
ローチャート図である。

【図２】パターン検査装置のブロック図である。

【図３】第２、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４】被測定パターンとマスタパターンの全体の位
置合わせ方法を説明するための図である。

【図５】被測定パターンとマスタパターンの分割領域
ごとの位置合わせ方法を示すフローチャート図である。

【図６】被測定パターンとマスタパターンの分割領域
ごとの位置合わせ方法を説明するための図である。

【図７】第２、第３のマスタパターンとの比較による
一次検査の方法を説明するための図である。

【図８】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９】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１０】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１１】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…グリーンシート、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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０６Ｆ 15/70 ４５５Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準となるマスタパターンとカメラで撮
像した被測定パターンを比較することにより被測定パタ
ーンを検査するパターン検査方法において、マスタパタ
ーンと被測定パターンの位置合わせを行う位置合わせ方
法であって、被測定パターンとマスタパターンの全領域について互い
の位置決めマークの位置を合わせることによりマスタパ
ターンと被測定パターンの全体の位置合わせを行った後
に、被測定パターン中に複数の分割領域を設定すると共に、
これに対応する複数の分割領域をマスタパターン中に設
定し、被測定パターンの分割領域において少なくとも４点の位
置決めマークの座標を求めると共に、これに対応する少
なくとも４点の位置決めマークの座標をマスタパターン
の対応分割領域において求め、これらの座標より被測定
パターンとマスタパターンの間の座標変換式を決定し、
マスタパターンの分割領域を前記座標変換式によって変
換することにより、マスタパターンと被測定パターンの
位置合わせを分割領域ごとに行うことを特徴とするパタ
ーンの位置合わせ方法。
【請求項２】請求項１記載のパターンの位置合わせ方
法において、前記座標変換式に被測定パターンの位置決めマークの座
標を入力した結果とマスタパターンの対応位置決めマー
クの座標との偏差をマークごとに求め、この偏差が所定
のしきい値より大きい位置決めマークを被測定パターン
とマスタパターンの双方から除外して座標変換式を再び
求めることを全ての偏差が所定のしきい値以下となるま
で繰り返すことにより、前記座標変換式を決定すること
を特徴とするパターンの位置合わせ方法。
【請求項３】請求項２記載のパターンの位置合わせ方
法において、各分割領域は、左右上下が他の分割領域と重なるように
設定されるものであることを特徴とするパターンの位置
合わせ方法。