JP2005030893A - パターンの位置合わせ方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マスタパターンMからX方向に平行な複数のパターンを位置決めマークFmxとして選定し、Y方向に平行な複数のパターンを位置決めマークFmyとして選定する。位置決めマークFmx,Fmyに対応する被測定パターンPの位置決めマークFpx,Fpyを探索する。マスタパターンと被測定パターンの位置決めマークFmx,Fpxの位置を合わせると共に位置決めマークFmy,Fpyの位置を合わせる。
【選択図】 図5
Description
【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。
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。
【0003】
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パターン検査方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
このようなパターン検査方法においては、カメラで取り込んだ被測定パターンとマスタパターンとを比較するために、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。
また、この位置合わせ方法では、他のパターンから独立した位置決めマークが存在しない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ないので、ランドの中心やパターンの角を位置決めマークとして用いる位置合わせ方法が提案されている(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【0005】
【特許文献1】
特許第3316977号公報
【特許文献2】
特許第2939582号公報
【特許文献3】
特開2000−149020号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の位置合わせ方法では、予め登録されたマスタパターンの位置決めマークに対して、これに対応する被測定パターンの位置決めマークを探索し、マスタパターンと被測定パターンの位置を合わせるようにしていた。このため、パターン検査装置の作業員がマスタパターンの位置決めマークを予め装置に登録しておく必要があり、この登録に時間がかかるという問題点があった。
また、ランドの中心やパターンの角を位置決めマークとして用いる場合、位置決めマークの代わりとなり得るようなランドやパターンの角が存在しない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ないという問題点があった。
これらの問題点は、マスタパターンと被測定パターンをそれぞれ複数の領域に分割して、分割領域毎に位置を合わせる場合により顕著となる。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、位置決めマークの登録の手間を軽減することができ、位置決めマークあるいは位置決めマークの代わりとなり得るようなランドやパターンの角が存在しないパターンであっても、位置合わせを行う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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基準となる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、前記マスタパターンからX方向に平行な複数のパターンを第1の位置決めマークとして選定し、この選定したパターンの幅の中心座標を前記第1の位置決めマークの座標とする第1の選定手順と、前記マスタパターンから前記X方向と垂直のY方向に平行な複数のパターンを第2の位置決めマークとして選定し、この選定したパターンの幅の中心座標を前記第2の位置決めマークの座標とする第2の選定手順と、前記マスタパターンの第1の位置決めマークに対応する被測定パターンの第1の位置決めマークを探索する第1の探索手順と、前記マスタパターンの第2の位置決めマークに対応する被測定パターンの第2の位置決めマークを探索する第2の探索手順と、前記マスタパターンと前記被測定パターンの互いの第1の位置決めマークの位置を合わせると共に互いの第2の位置決めマークの位置を合わせることにより、前記マスタパターンと前記被測定パターンの位置合わせを行う位置合わせ手順とを有するものである。
【0009】
また、本発明のパターンの位置合わせ方法の1構成例において、前記位置合わせ手順は、前記マスタパターンの第1の位置決めマークの座標を算出すると共に、この第1の位置決めマークに対応する前記被測定パターンの第1の位置決めマークの座標を算出する第1の座標算出手順と、前記マスタパターンの第2の位置決めマークの座標を算出すると共に、この第2の位置決めマークに対応する前記被測定パターンの第2の位置決めマークの座標を算出する第2の座標算出手順と、前記算出したマスタパターンおよび被測定パターンの第1の位置決めマークの座標より前記マスタパターンと前記被測定パターンとの間のY方向の座標変換式を決定する第1の決定手順と、前記算出したマスタパターンおよび被測定パターンの第2の位置決めマークの座標より前記マスタパターンと前記被測定パターンとの間のX方向の座標変換式を決定する第2の決定手順と、前記マスタパターンを前記X方向およびY方向の座標変換式によって変換することにより、前記マスタパターンと前記被測定パターンの位置合わせを行う変換手順とからなるものである。
【0010】
また、本発明のパターンの位置合わせ方法の1構成例は、前記第1の探索手順、第2の探索手順および位置合わせ手順の前に、前記マスタパターンと前記被測定パターンの全領域について互いの第3の位置決めマークの位置を合わせることにより前記マスタパターンと前記被測定パターンの全体の位置合わせを行い、前記第1の選定手順は、前記マスタパターン中に設定された分割領域毎に複数の第1の位置決めマークを選定し、前記第2の選定手順は、前記マスタパターンの分割領域毎に複数の第2の位置決めマークを選定し、前記第1の探索手順は、前記マスタパターンの分割領域に対応する被測定パターンの分割領域において前記マスタパターンの第1の位置決めマークに対応する被測定パターンの第1の位置決めマークを探索し、前記第2の探索手順は、前記マスタパターンの分割領域に対応する被測定パターンの分割領域において前記マスタパターンの第2の位置決めマークに対応する被測定パターンの第2の位置決めマークを探索し、前記位置合わせ手順は、前記マスタパターンと前記被測定パターンの位置合わせを分割領域毎に行うようにしたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、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を示すパターン検査方法のフローチャート、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はグリーンシート等の検査ワーク、2は検査ワーク1を載せるX−Yテーブル、3は検査ワーク1を撮像するラインセンサカメラ、4は基準となるマスタパターンとカメラ3で撮像した被測定パターンとを比較して被測定パターンを検査する画像処理装置、5は装置全体を制御するホストコンピュータ、6は検査結果を表示するための表示装置である。
【0012】
画像処理装置4は、被測定パターンの濃淡画像を2値化する2値化処理手段と、マスタパターンの第1の位置決めマークに対応する被測定パターンの第1の位置決めマークを探索する第1の探索手段と、マスタパターンの第2の位置決めマークに対応する被測定パターンの第2の位置決めマークを探索する第2の探索手段と、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手段と、被測定パターンとマスタパターンとを比較して被測定パターンを検査する検査手段とを構成している。第1、第2の探索手段、位置合わせ手段および検査手段の少なくとも一部は、コンピュータによって構成される。
【0013】
ホストコンピュータ5は、マスタパターンからX方向に平行な複数のパターンを第1の位置決めマークとして選定する第1の選定手段と、マスタパターンから前記X方向と垂直のY方向に平行な複数のパターンを第2の位置決めマークとして選定する第2の選定手段とを構成している。ホストコンピュータ5および画像処理装置4内のコンピュータは、例えば演算装置、記憶装置及びインタフェースを備えたハードウェア資源とこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。
【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5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検査ワークの設計値データ(以下、CADデータとする)を図示しない磁気ディスク装置等によって読み出す(図1ステップ101)。
【0015】
そして、ホストコンピュータ5は、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マスタパターンとする(図1ステップ102)。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、検査ワーク1の製造上のマスタとなったCADデータを用いる。
【0016】
次に、被測定パターンの検査について説明する。まず、検査ワーク1をカメラ3によって撮像する。そして、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(図1ステップ103)。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。
【0017】
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データを2値化する(図1ステップ104)。被測定パターンの濃淡画像データには、パターン(銅箔パターン等の導体)とそれ以外の背景(導体が形成されるグリーンシート等の基材)とが含まれているが、一般に導体と基材には濃度差があるので、画像データの濃度の頻度を示す濃度ヒストグラムを作成すると、このヒストグラムは、周知のように基材に対応する頻度と導体に対応する頻度という2つの極大値を有する双峰性を示す。濃淡画像データを2値化するには、一般に、この2峰の間の谷点をしきい値とすればよい。2値化処理は、例えばしきい値よりも高い濃度値を「1」に変換し、しきい値以下の濃度値を「0」に変換するので、これにより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。
【0018】
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(図1ステップ105)。図3はこの位置合わせ方法を説明するための図である。マスタパターンMには、図3(a)に示すように予め位置決めマーク(第3の位置決めマーク)Tmが設定されている。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、位置決めマークTmに対応する領域を探索することで、図3(b)のように位置決めマークTmに対応する位置決めマーク(第3の位置決めマーク)Tpを検出する。
【0019】
そして、画像処理装置4は、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。続いて、画像処理装置4は、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。
【0020】
次いで、画像処理装置4は、拡大/縮小補正したマスタパターンM’と被測定パターンP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DYm、DYpを図3(c)、図3(d)のように求める。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と検査ワーク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、ラインセンサカメラ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。
【0021】
次に、画像処理装置4は、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3(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、画像処理装置4は、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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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(図1ステップ106)。図4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5、図6はこの位置合わせ方法を説明するための図である。
【0025】
まず、ホストコンピュータ5は、図5(a)に示すようにマスタパターンM中に複数の分割領域Emを予め設定しており、さらに図5(b)に示すように4箇所以上の第1の位置決めマークFmx(Fmx1〜Fmx6)および4箇所以上の第2の位置決めマークFmy(Fmy1〜Fmy6)を分割領域Emごとに予め設定している。なお、各分割領域の位置と大きさは予め設定されているが、各分割領域の大きさは一定でなくてもよい。
【0026】
画像処理装置4は、ホストコンピュータ5によってマスタパターンM中に予め設定された複数の分割領域Emに対して、これら分割領域Emに対応する複数の分割領域Epを図5(c)のように被測定パターンP中に設定し、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、この分割領域Em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4ステップ201)。
【0027】
続いて、画像処理装置4は、マスタパターンMから切り出した分割領域Em中に予め設定された位置決めマークFmx(Fmx1〜Fmx6)に対応する第1の位置決めマークFpx(Fpx1〜Fpx6)および位置決めマークFmy(Fmy1〜Fmy6)に対応する第2の位置決めマークFpy(Fpy1〜Fpy6)を被測定パターンPの対応分割領域Epにおいて図5(d)のように探索する(図4ステップ202,203)。
【0028】
ここで、位置決めマークFmx,Fmy,Fpx,Fpyの設定方法を図6を用いて説明する。本実施の形態では、分割領域EmにおいてX方向に平行なパターンを位置決めマークFmxとし、このパターンの幅Wmxの中心Cmxの座標を位置決めマークFmxの座標とする。また、分割領域EmにおいてY方向に平行なパターンを位置決めマークFmyとし、このパターンの幅Wmyの中心Cmyの座標を位置決めマークFmyの座標とする。
【0029】
ホストコンピュータ5は、分割領域Emにおいて4箇所以上の位置決めマークFmxおよび4箇所以上の位置決めマークFmyを自動的に選定する。
位置決めマークFmxの幅Wmxは、図6(a)に示すようにパターンエッジ間の距離をY方向に沿って計測することにより求めることができる。位置決めマークFmxのY座標は、幅Wmxの中心CmxのY座標である。位置決めマークFmxのX座標については、位置決めマークFmx上で任意に選択してよい。
【0030】
一方、位置決めマークFmyの幅Wmyは、図6(b)に示すようにパターンエッジ間の距離をX方向に沿って計測することにより求めることができる。位置決めマークFmyのX座標は、幅Wmyの中心CmyのX座標である。位置決めマークFmyのY座標については、位置決めマークFmy上で任意に選択してよい。
【0031】
そして、ホストコンピュータ5は、マスタパターンMの作成時に、位置決めマークFmxのX,Y座標および位置決めマークFmyのX,Y座標を記憶しておく。以上のような位置決めマークFmx,Fmyの設定を分割領域Em毎に行えばよい。
【0032】
次に、画像処理装置4は、マスタパターンMから切り出した分割領域Emに対応する被測定パターンPの分割領域Epにおいて、図6(c)に示すように位置決めマークFmxの座標と同一座標の点Cmx’に最も近い距離のパターンを探す(ステップ202)。このパターンが位置決めマークFmxに対応する位置決めマークFpxである。このような位置決めマークFpxの探索を分割領域Em中の位置決めマークFmx毎に行えばよい。
【0033】
また、画像処理装置4は、マスタパターンMから切り出した分割領域Emに対応する被測定パターンPの分割領域Epにおいて、図6(d)に示すように位置決めマークFmyの座標と同一座標の点Cmy’に最も近い距離のパターンを探す(ステップ203)。このパターンが位置決めマークFmyに対応する位置決めマークFpyである。このような位置決めマークFpyの探索を分割領域Em中の位置決めマークFmy毎に行えばよい。
【0034】
なお、位置決めマークFmxに最も近い距離のパターンを位置決めマークFpxとし、位置決めマークFmyに最も近い距離のパターンを位置決めマークFpyとしてよい理由は、ステップ105の処理により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が終了しているためである。
【0035】
続いて、画像処理装置4は、探索した位置決めマークFpx,Fpyの座標を算出する(図4ステップ204,205)。
位置決めマークFpxの幅Wpxは、図6(c)に示すようにパターンエッジ間の距離をY方向に沿って計測することにより求めることができる。位置決めマークFpxのY座標は、幅Wpxの中心CpxのY座標であり、位置決めマークFpxのX座標は、位置決めマークFmxのX座標と同一である(ステップ204)。
【0036】
一方、位置決めマークFpyの幅Wpyは、図6(d)に示すようにパターンエッジ間の距離をX方向に沿って計測することにより求めることができる。位置決めマークFpyのX座標は、幅Wpyの中心CpyのX座標であり、位置決めマークFpyのY座標は、位置決めマークFmyのY座標と同一である(ステップ205)。
【0037】
座標算出後、画像処理装置4は、位置決めマークFmx(Fmx1〜Fmx6)の座標とこれに対応する位置決めマークFpx(Fpx1〜Fpx6)の座標により、被測定パターンとマスタパターンとの間の式(1)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206)。
Ym=DXp+EYp+F ・・・(1)
【0038】
また、画像処理装置4は、位置決めマークFmy(Fmy1〜Fmy6)の座標とこれに対応する位置決めマークFpy(Fpy1〜Fpy6)の座標により、被測定パターンとマスタパターンとの間の式(2)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207)。
Xm=AXp+BYp+C ・・・(2)
ここで、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。
【0039】
次に、画像処理装置4は、位置決めマークFpx1〜Fpx6のうちの任意の位置決めマーク、例えば位置決めマークFpx1の座標をXp,Ypとして式(1)の座標変換式に代入し、座標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Fpx1に対応する位置決めマークFmx1のY座標と算出した座標Ymとの偏差を求める。このような偏差の計算を各位置決めマークFpx毎に行う(ステップ208)。
【0040】
また、画像処理装置4は、位置決めマークFpy1〜Fpy6のうちの任意の位置決めマーク、例えば位置決めマークFpy1の座標をXp,Ypとして式(2)の座標変換式に代入し、座標Xm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Fpy1に対応する位置決めマークFmy1のX座標と算出した座標Xmとの偏差を求める。このような偏差の計算を各位置決めマークFpy毎に行う(ステップ209)。
【0041】
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210)。
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211)。
【0042】
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、検査ワーク1が不良であると判断する(ステップ212においてYES)。
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を除外した上で(ステッ213)、残りの位置決めマークの座標により、式(1)、式(2)の座標変換式を再び求める(ステップ206,207)。
【0043】
偏差がしきい値より大となる位置決めマークが例えばFmx6とこれに対応するFpx6であるとすれば、これらを除外した上で、残りの位置決めマークFmx1〜Fmx5,Fpx1〜Fpx5の座標により式(1)の座標変換式を求める。偏差がしきい値以下である位置決めマークFmy1〜Fmy6,Fpy1〜Fpy6について式(2)の座標変換式を求め直す必要はない。
【0044】
偏差がしきい値より大となる位置決めマークが例えばFmy6とこれに対応するFpy6であるとすれば、これらを除外した上で、残りの位置決めマークFmy1〜Fmy5,Fpy1〜Fpy5の座標により式(2)の座標変換式を求める。偏差がしきい値以下である位置決めマークFmx1〜Fmx6,Fpx1〜Fpx6について式(1)の座標変換式を求め直す必要はない。
【0045】
また、偏差がしきい値より大となる位置決めマークが例えばFmx6,Fpx6とFmy6,Fpy6であるとすれば、これらを除外した上で、位置決めマークFmx1〜Fmx5,Fpx1〜Fpx5の座標により式(1)の座標変換式を求め、位置決めマークFmy1〜Fmy5,Fpy1〜Fpy5の座標により式(2)の座標変換式を求める。
【0046】
以上のようなステップ206〜210,212,213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)、式(2)の座標変換式を決定し、ステップ211のマスタパターンの変換を行うことができる。式(1)、式(2)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Epの位置ずれを補正することができる。
本実施の形態では、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。
【0047】
なお、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Fmx,Fpx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Fmx,Fpx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。式(2)の座標変換式についても同様に最低4点ずつの位置決めマークFmy,Fpyが必要である。
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、この場合も検査ワーク1が不良であると判断する。
【0048】
ステップ106の位置合わせ処理が終了した後、画像処理装置4は、位置合わせした分割領域Emと分割領域Epとを比較して被測定パターンを検査する(図1ステップ107)。ハードウェアによる論理演算によって被測定パターンを高速に検査する方法については例えば特開平10−141930号公報に開示され、被測定パターンの断線や短絡をソフトウェアで検出する方法については例えば特開平6−273132号公報に開示され、被測定パターンのパターン幅をソフトウェアで検出する方法については前述の特許文献1に開示されているので、詳細な説明は省略する。ハードウェアによる検査によって被測定パターンの欠陥候補を検出して、検出した欠陥候補を含む所定の大きさの領域だけソフトウェアによる検査を行うようにしてもよい。
【0049】
以上のようなステップ106,107の処理を未検査の分割領域がなくなるまで(ステップ108)、分割領域毎に行う。
本実施の形態によれば、マスタパターンからX方向に平行な複数のパターンを第1の位置決めマークとして自動的に選定すると共に、マスタパターンからY方向に平行な複数のパターンを第2の位置決めマークとして自動的に選定するようにしたことにより、パターン検査装置の作業員がマスタパターンの位置決めマークを装置に登録する必要がなくなる。
【0050】
また、前述の特許文献3のようにパターンの角を位置決めマークとして用いる場合、マスタパターンの幅に対する被測定パターンの幅の誤差が大きいと、この誤差の影響を受けやすくなり、位置合わせを行うことができなくなる。これに対して、本実施の形態では、第1の位置決めマークとして選定したパターンの幅の中心座標を第1の位置決めマークの座標とし、第2の位置決めマークとして選定したパターンの幅の中心座標を第2の位置決めマークの座標としたので、マスタパターンに対する被測定パターンの幅の誤差の影響を受けにくくなる。
【0051】
また、マスタパターンと被測定パターンの全体の位置合わせのみを行う従来の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、マスタパターンとの局所的なずれが発生し、このずれが欠陥として検出されてしまう。これに対して本実施の形態では、検査ワーク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検査ワーク1の局所的な歪みを吸収するので、この歪みが欠陥として検出されることがなくなる。
【0052】
なお、本実施の形態では、全体の位置合わせのためにマスタパターンの第3の位置決めマークTmを予め登録しておく必要があるが、この第3の位置決めマークTmは少数でよいので、この登録に時間がかかることはない。
また、図5(a)、図5(c)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。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。
【0053】
【発明の効果】
本発明によれば、マスタパターンからX方向に平行な複数のパターンを第1の位置決めマークとして自動的に選定すると共に、マスタパターンからY方向に平行な複数のパターンを第2の位置決めマークとして自動的に選定するようにしたことにより、パターン検査装置の作業員がマスタパターンの位置決めマークを装置に登録する必要がなくなるので、位置決めマークの登録に要する時間を削減することができる。また、X方向に平行な複数のパターンを第1の位置決めマークとし、Y方向に平行な複数のパターンを第2の位置決めマークとすることにより、他のパターンから独立した位置決めマークあるいは位置決めマークの代わりとなり得るようなランドやパターンの角が存在しないパターンであっても、位置合わせを行うことができる。また、第1の位置決めマークとして選定したパターンの幅の中心座標を第1の位置決めマークの座標とし、第2の位置決めマークとして選定したパターンの幅の中心座標を第2の位置決めマークの座標としたので、パターンの角を位置決めマークとして用いる場合等に比べて、マスタパターンに対する被測定パターンの幅の誤差が大きい場合であっても、マスタパターンと被測定パターンの位置合わせを行うことができる。
【0054】
また、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、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して検査を行う行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すパターン検査方法のフローチャートである。
【図2】本発明の実施の形態で用いるパターン検査装置の構成を示すブロック図である。
【図3】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4】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説明するための図である。
【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。
【符号の説明】
1…検査ワーク、2…X−Yテーブル、3…ラインセンサカメラ、4…画像処理装置、5…ホストコンピュータ、6…表示装置。
Claims (3)
- 基準となる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、
前記マスタパターンからX方向に平行な複数のパターンを第1の位置決めマークとして選定し、この選定したパターンの幅の中心座標を前記第1の位置決めマークの座標とする第1の選定手順と、
前記マスタパターンから前記X方向と垂直のY方向に平行な複数のパターンを第2の位置決めマークとして選定し、この選定したパターンの幅の中心座標を前記第2の位置決めマークの座標とする第2の選定手順と、
前記マスタパターンの第1の位置決めマークに対応する被測定パターンの第1の位置決めマークを探索する第1の探索手順と、
前記マスタパターンの第2の位置決めマークに対応する被測定パターンの第2の位置決めマークを探索する第2の探索手順と、
前記マスタパターンと前記被測定パターンの互いの第1の位置決めマークの位置を合わせると共に互いの第2の位置決めマークの位置を合わせることにより、前記マスタパターンと前記被測定パターンの位置合わせを行う位置合わせ手順とを有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1記載のパターンの位置合わせ方法において、
前記位置合わせ手順は、
前記マスタパターンの第1の位置決めマークの座標を算出すると共に、この第1の位置決めマークに対応する前記被測定パターンの第1の位置決めマークの座標を算出する第1の座標算出手順と、
前記マスタパターンの第2の位置決めマークの座標を算出すると共に、この第2の位置決めマークに対応する前記被測定パターンの第2の位置決めマークの座標を算出する第2の座標算出手順と、
前記算出したマスタパターンおよび被測定パターンの第1の位置決めマークの座標より前記マスタパターンと前記被測定パターンとの間のY方向の座標変換式を決定する第1の決定手順と、
前記算出したマスタパターンおよび被測定パターンの第2の位置決めマークの座標より前記マスタパターンと前記被測定パターンとの間のX方向の座標変換式を決定する第2の決定手順と、
前記マスタパターンを前記X方向およびY方向の座標変換式によって変換することにより、前記マスタパターンと前記被測定パターンの位置合わせを行う変換手順とからなることを特徴とするパターンの位置合わせ方法。 - 請求項1記載のパターンの位置合わせ方法において、
前記第1の探索手順、第2の探索手順および位置合わせ手順の前に、前記マスタパターンと前記被測定パターンの全領域について互いの第3の位置決めマークの位置を合わせることにより前記マスタパターンと前記被測定パターンの全体の位置合わせを行い、
前記第1の選定手順は、前記マスタパターン中に設定された分割領域毎に複数の第1の位置決めマークを選定し、
前記第2の選定手順は、前記マスタパターンの分割領域毎に複数の第2の位置決めマークを選定し、
前記第1の探索手順は、前記マスタパターンの分割領域に対応する被測定パターンの分割領域において前記マスタパターンの第1の位置決めマークに対応する被測定パターンの第1の位置決めマークを探索し、
前記第2の探索手順は、前記マスタパターンの分割領域に対応する被測定パターンの分割領域において前記マスタパターンの第2の位置決めマークに対応する被測定パターンの第2の位置決めマークを探索し、
前記位置合わせ手順は、前記マスタパターンと前記被測定パターンの位置合わせを分割領域毎に行うことを特徴とするパターンの位置合わせ方法。
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