JP4057479B2

JP4057479B2 - パターン検査方法

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Publication number: JP4057479B2
Application number: JP2003184876A
Authority: JP
Inventors: 新一服部; 徹井田; 修三松野
Original assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Current assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP2005018584A

Description

【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、ポリイミド製のテープキャリア（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、テープキャリア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あるいはテープキャリアでは、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。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、テープ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）。このパターン検査方法では、カメラで撮像した被測定パターンの濃淡画像を２値化して、２値化処理した被測定パターンと基準となるマスタパターンとを比較して被測定パターンを検査していた。
【０００４】
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。
【０００５】
ところが、被測定パターンの濃淡画像データには、カメラに対するワーク面の傾きや照明光量の経時変化による濃度変動が含まれる。このような濃度変動が含まれる濃淡画像を一定のしきい値で２値化すると、導体の欠損や断線のように基材を示す値「０」に変換されるべき欠陥が導体を示す値「１」に変換されてしまったり、突起や短絡のように導体を示す値「１」に変換されるべき欠陥が基材を示す値「０」に変換されてしまうといった問題が起こることがある。また、濃度変動が著しく大きい場合には、「０」に変換されるべき基材の部分が「１」に変換されてしまったり、「１」に変換されるべき導体の部分が「０」に変換されてしまうといった問題も起こる。
【０００６】
図１１（ａ）に示すように導体αに欠陥がなく、導体βに欠損Ｃが存在する濃淡画像データをしきい値ＳＨ１で２値化すれば、図１１（ｂ）のように欠損Ｃの分だけ導体βが細くなるので、図１１（ｂ）の２値化結果をマスタパターンと比較すれば、欠損Ｃを検出することができる。
しかし、導体βの付近に大きな濃度変動があって導体αの位置よりも濃度が高くなっている場合（図１１（ｃ））、このような濃淡画像データをしきい値ＳＨ１で２値化したとしても、「０」に変換されるべき欠損Ｃが図１１（ｄ）のように「１」に変換されるため、導体βの欠損Ｃを検出することができない。また、図１１（ｃ）の濃度変動が著しく大きい場合（図１１（ｅ））には、図１１（ｆ）のように「０」に変換されるべき基材および欠損Ｃが全て「１」に変換されてしまう。
【０００７】
一方、導体βに突起Ｋが存在する図１２（ａ）のような濃淡画像データをしきい値ＳＨ１で２値化すれば、図１２（ｂ）のように突起Ｋの分だけ導体βが太くなるので、図１２（ｂ）の２値化結果をマスタパターンと比較すれば、突起Ｋを検出することができる。
しかし、導体βの付近に大きな濃度変動があって導体αの位置よりも濃度が低くなっている場合（図１２（ｃ））、このような濃淡画像データをしきい値ＳＨ１で２値化したとしても、「１」に変換されるべき突起Ｋが図１２（ｄ）のように「０」に変換されるため、導体βの突起Ｋを検出することができない。また、図１２（ｃ）の濃度変動が著しく大きい場合（図１２（ｅ））には、図１２（ｆ）のように「１」に変換されるべき導体および突起Ｋが全て「０」に変換されてしまう。
【０００８】
そこで、被測定パターンの濃淡画像データに存在する濃度変動等の影響を除去するためにしきい値を最適化する技術が提案されている（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。
【０００９】
【特許文献１】
特許第３３１６９７７号公報
【特許文献２】
特許第２５４３５８５号公報
【特許文献３】
特開平５−２４８８３６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献２に開示されたパターン検査装置は、被測定パターンの濃淡画像における基材の濃度値を抽出して、この基材の濃度値を一定値だけシフトしたレベルを２値化のしきい値としている。また、特許文献３に開示されたパターン検査装置は、被測定パターンの濃淡画像において基材のレベルから導体のレベルに変化する時点の濃度値をサンプルホールドして、このサンプルホールド値に所定のオフセットを加えた値をしきい値としている。
【００１１】
しかしながら、特許文献２、特許文献３に開示されたパターン検査装置では、被測定パターンを撮像して濃淡画像データを出力する撮像手段とは別に光検知手段を設け、この光検知手段から出力される２次元パターン信号を固定のしきい値で２値化して、２値化した２次元パターン信号をゲート信号として濃淡画像データから基材の濃度値を抽出するため、パターン検査装置の光学系が複雑になるという問題点があった。また、濃淡画像データを２値化するためのしきい値設定回路や２値化回路とは別に、２次元パターン信号を２値化するためのしきい値設定回路や２値化回路が必要となるので、パターン検査装置の回路が複雑になる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、被測定パターンの濃淡画像に存在する濃度変動の影響を簡単な構成で除去することができるパターン検査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】
本発明のパターン検査方法は、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濃淡画像との位置合わせを行う位置合わせ手順と、前記マスタパターンに基づいて前記被測定パターンの濃淡画像における基材の位置を検出する位置検出手順と、この位置検出手順により検出された前記基材の位置における前記濃淡画像の濃度値としきい値との差が常に一定となるように前記しきい値を設定するしきい値設定手順と、前記設定されたしきい値に基づいて前記被測定パターンの濃淡画像を２値化する２値化処理手順と、前記２値化処理した被測定パターンと前記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順とを有するものである。
また、本発明のパターン検査方法は、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濃淡画像との位置合わせを行う位置合わせ手順と、前記マスタパターンに基づいて前記被測定パターンの濃淡画像における基材の位置と導体の位置とを検出する位置検出手順と、しきい値と前記位置検出手順により検出された前記基材の位置における前記濃淡画像の濃度値の差と、前記位置検出手順により検出された前記導体の位置における前記濃淡画像の濃度値と前記基材の位置における前記濃淡画像の濃度値の差との比率が常に一定となるように前記しきい値を設定するしきい値設定手順と、前記設定されたしきい値に基づいて前記被測定パターンの濃淡画像を２値化する２値化処理手順と、前記２値化処理した被測定パターンと前記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順とを有するものである。
【００１３】
また、本発明のパターン検査方法の１構成例は、複数の前記しきい値を設定して前記被測定パターンの濃淡画像を２値化するようにしたものである。複数のしきい値を設定する場合には、例えば被測定パターンと比較するための基準となる第１のマスタパターンを収縮処理して欠損、ピンホール又は断線検出用の第２のマスタパターンを作成すると共に、前記第１のマスタパターンを膨張処理して突起、飛び散り又は短絡検出用の第３のマスタパターンを作成し、被測定パターンの濃淡画像において、導体の濃度値と基材の濃度値の間の値を第１のしきい値とし、導体の濃度値と第１のしきい値の間の値を第２のしきい値とし、前記第１のしきい値と基材の濃度値の間の値を第３のしきい値とし、これらのしきい値の各々について基材の濃度値との差が常に一定となるように、あるいはしきい値と基材の濃度値の差と、導体の濃度値と基材の濃度値の差との比率が常に一定となるようにしきい値を設定する。そして、被測定パターンの濃淡画像のうち、第２のマスタパターンと対応する領域については第２のしきい値に基づいて２値化を行い、第３のマスタパターンと対応する領域については第３のしきい値に基づいて２値化を行い、それ以外の領域については第１のしきい値に基づいて２値化を行い、第２のしきい値に基づいて２値化処理された被測定パターンと第２のマスタパターンの論理積をとると共に前記第３のしきい値に基づいて２値化処理された被測定パターンと第３のマスタパターンの論理積をとることにより、被測定パターンの欠陥を検出する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［第１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は本発明の第１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。
【００１５】
画像処理装置４は、マスタパターンと被測定パターンとの位置合わせを行う位置合わせ手段と、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、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。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。
ホストコンピュータ５は、マスタパターンに基づいて被測定パターンの濃淡画像における基材の位置や導体の位置を検出する位置検出手段と、しきい値を設定するしきい値設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。
【００１６】
次に、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によって読み出す（図１ステップ１０１）。
【００１７】
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。
【００１８】
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（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。
【００１９】
次いで、画像処理装置４は、被測定パターンの濃淡画像とマスタパターンとの位置合わせを行う（ステップ１０４）。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Ｔｐを検出する。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
ステップ１０４の位置合わせ処理が終了した後、ホストコンピュータ５は、被測定パターンの濃淡画像における基材の位置を検出する（ステップ１０５）。マスタパターンにおいては、基材と導体とが明確に区別されている。このマスタパターンと被測定パターンの濃淡画像との位置合わせをステップ１０４で行っているので、被測定パターンの濃淡画像における基材の位置は、位置合わせしたマスタパターンから求めることができる。
【００２４】
続いて、ホストコンピュータ５は、被測定パターンの濃淡画像データを２値化する際のしきい値を設定する（ステップ１０６）。前述のように、被測定パターンの濃淡画像データには、カメラ３に対するワーク面の傾きや照明光量の経時変化による濃度変動が含まれる。そこで、ホストコンピュータ５は、このような濃度変動の影響を除去するため、ステップ１０５で検出した被測定パターンの濃淡画像の基材の位置において濃度値を調べ、基材の濃度値との差ＤＦ１が常に一定となるようにしきい値ＳＨ１を設定する（図４（ａ）、図４（ｃ））。
【００２５】
画像処理装置４は、ホストコンピュータ５によって設定されたしきい値ＳＨ１に基づいて被測定パターンの濃淡画像データを２値化する（ステップ１０７）。前述のように、しきい値ＳＨ１は基材の濃度値との差が常に所定値ＤＦ１となるように設定されるため、図４（ａ）に示すように導体βの付近に大きな濃度変動があって導体αの位置よりも濃度が高くなっている場合であっても、導体βの欠損Ｃは基材を示す値「０」に変換されるので、後述する検査で欠損Ｃを検出することができる（図４（ｂ））。また、図４（ｃ）のように導体βの付近に大きな濃度変動があって導体αの位置よりも濃度が低くなっている場合であっても、導体βの突起Ｋは導体を示す値「１」に変換されるので、後述する検査で突起Ｋを検出することができる（図４（ｄ））。
【００２６】
以上のように、本実施の形態によれば、被測定パターンの濃淡画像データの濃度変動に応じてしきい値ＳＨ１を設定することにより、濃度変動の影響を除去することができ、被測定パターンの欠陥を正しく検出することができる。
また、本実施の形態では、マスタパターンと被測定パターンの濃淡画像との位置合わせを行い、位置合わせしたマスタパターンに基づいて被測定パターンの濃淡画像における基材の位置を検出するようにしているので、濃淡画像データを２値化するための構成とは別に、光検知手段、しきい値設定回路および２値化回路を設ける必要がなくなり、２値化処理に関わる構成を前述の特許文献２、３のパターン検査装置に比べて簡単にすることができる。
【００２７】
次に、画像処理装置４は、２値化処理した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（ステップ１０８）。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例えば特開平７−１１０８６３号公報に開示されているので、詳細な説明は省略する。
【００２８】
次に、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説明する。図５、図６はマスタパターンと被測定パターンとの論理演算によって被測定パターンの欠陥を検出する方法を説明するための図である。この検査方法は、例えば特開平１０−１４１９３０号公報において開示された方法である。
【００２９】
この検査方法では、ステップ１０２で作成したマスタパターンを中心線と直角の方向に収縮処理して欠損、ピンホール又は断線検出用のマスタパターンＭ１を作成すると共に（図５（ａ））、ステップ１０２で作成したマスタパターンを中心線と直角の方向に膨張処理して突起、飛び散り又は短絡検出用のマスタパターンＭ２を作成する（図５（ｂ））。図５（ａ）の例では、直線Ａ１とＡ４（中心線はＬ１）および直線Ａ２とＡ３（中心線はＬ２）からなるマスタパターンを収縮処理してマスタパターンＭ１を作成している。図５（ｂ）において、実際にマスタパターンＭ２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からなるマスタパターンＭａと、直線Ａ９〜Ａ１２からなるマスタパターン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。
【００３０】
画像処理装置４は、２値化処理した被測定パターンとマスタパターンＭ１，Ｍ２とを比較して、被測定パターンを検査する。まず、欠損、ピンホール又は断線検出用のマスタパターンＭ１との比較による検査について説明する。図６（ａ）はこの検査方法を説明するための図である。なお、図６（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。画像処理装置４は、図６（ａ）に示すように、被測定パターンＰとマスタパターンＭ１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とマスタパターンＭ１である。
【００３１】
パターンＮＰとマスタパターンＭ１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、この論理積の結果は「０」となる。
これに対し、図６（ａ）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。
【００３２】
次に、突起、飛び散り又は短絡検出用のマスタパターンＭ２との比較による検査について説明する。図６（ｂ）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６（ｂ）に示すように、被測定パターンＰとマスタパターンＭ２とを比較する。上記と同様に、被測定パターンＰａ、Ｐｂとマスタパターン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。
これに対して、図６（ｂ）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。
【００３３】
なお、図５、図６で説明した検査により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前述のソフトウェアによる検査を行うようにしてもよい。
【００３４】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、基材の濃度値との差が常に一定のしきい値ＳＨ１で被測定パターンの濃淡画像データを２値化した。しかし、単一のしきい値ＳＨ１で２値化を行うと、前述の濃度変動がない場合であっても、被測定パターンの欠陥を見逃してしまう可能性があった。
【００３５】
図７に示すように、欠損部や断線部の濃度値は、基材の濃度値に比べて高く、導体の濃度値に近い値となる。一方、突起部や短絡部の濃度値は、導体の濃度値に比べて低く、基材の濃度値に近い値となる。このため、単一のしきい値ＳＨ１による２値化では、欠損や断線といった欠陥は「１」に変換され、突起や短絡といった欠陥は「０」に変換されてしまう。よって、図７の２値化結果に対して検査を実施しても、これらの欠陥を検出することはできない。
【００３６】
そこで、発明者等は、特開平１０−２９３８４７号公報において開示されたパターン検査方法で提案したように、欠損および断線の濃度値と突起および短絡の濃度値との間の値をしきい値ＳＨ１とし、導体の濃度値と欠損および断線の濃度値との間の値をしきい値ＳＨ２とし、突起および短絡の濃度値と基材の濃度値との間の値をしきい値ＳＨ３として設定するようにした（図８）。
【００３７】
画像処理装置４は、被測定パターンの濃淡画像上で、欠損、ピンホール又は断線検出用のマスタパターンＭ１（図５（ａ））と対応する領域についてはしきい値ＳＨ２に基づいて２値化を行い、突起、飛び散り又は短絡検出用のマスタパターンＭ２（図５（ｂ））と対応する領域についてはしきい値ＳＨ３に基づいて２値化を行い、それ以外の領域についてはしきい値ＳＨ１に基づいて２値化を行う。マスタパターンＭ１と対応する領域では、欠損や断線といった欠陥が基材を示す値「０」に変換され、マスタパターンＭ２と対応する領域では、突起や短絡といった欠陥が導体を示す値「１」に変換されるので、２値化した被測定パターンに対して図６で説明した検査を実施すれば、被測定パターンの欠陥を正しく検出することができる。
【００３８】
ところが、特開平１０−２９３８４７号公報のパターン検査方法のように複数のしきい値を設定する場合にも、前述の濃度変動に起因する問題が生じる。この問題を除去するには、第１の実施の形態と同様に、被測定パターンの濃淡画像データの濃度変動に応じてしきい値を設定すればよい。
【００３９】
図９に本実施の形態のしきい値設定方法を示す。図９において、Ｍ１はマスタパターンＭ１と対応する領域であることを意味し、Ｍ２はマスタパターンＭ２と対応する領域であることを意味する。本実施の形態では、基材の濃度値との差がそれぞれ所定値ＤＦ１，ＤＦ２，ＤＦ３となるようにしきい値ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３を設定すればよい。
【００４０】
しきい値ＳＨ２は基材の濃度値との差が常に所定値ＤＦ２となるように設定されるため、図９（ａ）に示すように導体βの付近に大きな濃度変動があって導体αの位置よりも濃度が高くなっている場合であっても、マスタパターンＭ１と対応する領域の導体βの欠損Ｃは図９（ｂ）のように「０」に変換されるので（前述のパターンＮＰとして見る場合には、図９（ｂ）を論理反転することになるので「１」に変換される）、図６（ａ）の検査で欠損Ｃを検出することができる。
【００４１】
しきい値ＳＨ３は基材の濃度値との差が常に所定値ＤＦ３となるように設定されるため、図９（ｃ）に示すように導体βの付近に大きな濃度変動があって導体αの位置よりも濃度が低くなっている場合であっても、マスタパターンＭ２と対応する領域の導体βの突起Ｋは図９（ｄ）のように「１」に変換されるので、図６（ｂ）の検査で突起Ｋを検出することができる。
【００４２】
また、マスタパターンＭ１，Ｍ２と対応しない領域における濃度変動の影響は、第１の実施の形態と同様に、基材の濃度値との差が所定値ＤＦ１となるようにしきい値ＳＨ１を設定することで除去することができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態によれば、被測定パターンの濃淡画像データの濃度変動に応じてしきい値ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３を設定することにより、濃度変動の影響を除去することができ、被測定パターンの欠陥を正しく検出することができる。
【００４４】
［第３の実施の形態］
第１、第２の実施の形態では、基材の濃度値との差が常に一定となるようにしきい値を設定したが、しきい値と基材の濃度値の差と、導体の濃度値と基材の濃度値の差との比率が常に一定となるようにしきい値を設定してもよい。図１０に本実施の形態のしきい値設定方法を示す。
【００４５】
本実施の形態のしきい値設定方法を第１の実施の形態に適用する場合、ホストコンピュータ５は、被測定パターンの濃淡画像における基材の位置を検出すると共に導体の位置を検出する（図１ステップ１０５）。基材の位置と同様に、導体の位置も、ステップ１０４で位置合わせしたマスタパターンから求めることができる。そして、ホストコンピュータ５は、図１０（ａ）に示すようにしきい値ＳＨ１と基材の濃度値の差ＤＦ１と、導体の濃度値と基材の濃度値の差ＤＦ４との比率ＤＦ１／ＤＦ４が常に所定値Ｒ１となるようにしきい値ＳＨ１を設定する（ステップ１０６）。その他の処理は第１の実施の形態と同じである。
【００４６】
また、本実施の形態のしきい値設定方法を第２の実施の形態に適用する場合も同様であり、ホストコンピュータ５は、被測定パターンの濃淡画像における基材の位置と導体の位置とを検出した後、被測定パターンの濃淡画像における基材の位置と導体の位置とを検出し、比率ＤＦ１／ＤＦ４が常に所定値Ｒ１となるようにしきい値ＳＨ１を設定し、しきい値ＳＨ２と基材の濃度値の差ＤＦ２と、導体の濃度値と基材の濃度値の差ＤＦ４との比率ＤＦ２／ＤＦ４が常に所定値Ｒ２となるようにしきい値ＳＨ２を設定し、しきい値ＳＨ３と基材の濃度値の差ＤＦ３と、導体の濃度値と基材の濃度値の差ＤＦ４との比率ＤＦ３／ＤＦ４が常に所定値Ｒ３となるようにしきい値ＳＨ３を設定すればよい（図１０（ｂ））。
【００４７】
こうして、本実施の形態においても、第１、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、被測定パターンが微細な場合であっても、第１、第２の実施の形態に比べてより適切にしきい値を設定することができる。その理由は、高周波数、すなわち高精細なワークを検査しようとすると、カメラ等がワークの微細さに追従しきれなくなり、基材の濃度値が本来あるべき濃度値よりも高くなる等の誤差が生じるため、基材の濃度値のみを用いてしきい値を設定する第１、第２の実施の形態では、濃度変動に応じたしきい値設定ができず、濃度変動を除去できない可能性があるからである。
これに対して、本実施の形態では、導体の濃度値と基材の濃度値の両方を用いてしきい値を設定するので、被測定パターンが微細な場合であっても、適切にしきい値を設定することができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、被測定パターンの濃淡画像において、基材の濃度値との差が常に一定となるようにしきい値を設定し、このしきい値に基づいて濃淡画像を２値化するようにしたので、被測定パターンの濃淡画像に存在する濃度変動の影響を除去することができ、被測定パターンの欠陥を正しく検出することができる。また、マスタパターンと被測定パターンの濃淡画像との位置合わせを行い、位置合わせしたマスタパターンに基づいて被測定パターンの濃淡画像における基材の位置を検出するようにしているので、濃度変動の影響を除去しつつ２値化するための構成を従来のパターン検査装置に比べて簡単に実現することができる。
【００４９】
また、被測定パターンの濃淡画像において、しきい値と基材の濃度値の差と、導体の濃度値と基材の濃度値の差との比率が常に一定となるようにしきい値を設定し、このしきい値に基づいて濃淡画像を２値化することにより、被測定パターンの濃淡画像に存在する濃度変動の影響を除去することができ、濃度変動の影響を除去しつつ２値化するための構成を従来のパターン検査装置に比べて簡単に実現することができる。また、被測定パターンが微細な場合であっても、しきい値を適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１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】パターン検査装置のブロック図である。
【図３】被測定パターンとマスタパターンの位置合わせ方法を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるしきい値の設定方法を説明するための図である。
【図５】欠損、ピンホール又は断線検出用のマスタパターンと突起、飛び散り又は短絡検出用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６】マスタパターンと被測定パターンとの論理演算によって被測定パターンの欠陥を検出する検査方法を説明するための図である。
【図７】被測定パターンの濃淡画像に単一のしきい値で２値化処理を行った結果を示す図である。
【図８】被測定パターンの濃淡画像に複数のしきい値で２値化処理を行った結果を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるしきい値の設定方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態におけるしきい値の設定方法を説明するための図である。
【図１１】被測定パターンの濃淡画像データに濃度変動が存在する場合の問題点を説明するための図である。
【図１２】被測定パターンの濃淡画像データに濃度変動が存在する場合の問題点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

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濃淡画像との位置合わせを行う位置合わせ手順と、
前記マスタパターンに基づいて前記被測定パターンの濃淡画像における基材の位置を検出する位置検出手順と、
この位置検出手順により検出された前記基材の位置における前記濃淡画像の濃度値としきい値との差が常に一定となるように前記しきい値を設定するしきい値設定手順と、
前記設定されたしきい値に基づいて前記被測定パターンの濃淡画像を２値化する２値化処理手順と、
前記２値化処理した被測定パターンと前記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順とを有することを特徴とするパターン検査方法。
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濃淡画像との位置合わせを行う位置合わせ手順と、
前記マスタパターンに基づいて前記被測定パターンの濃淡画像における基材の位置と導体の位置とを検出する位置検出手順と、
しきい値と前記位置検出手順により検出された前記基材の位置における前記濃淡画像の濃度値の差と、前記位置検出手順により検出された前記導体の位置における前記濃淡画像の濃度値と前記基材の位置における前記濃淡画像の濃度値の差との比率が常に一定となるように前記しきい値を設定するしきい値設定手順と、
前記設定されたしきい値に基づいて前記被測定パターンの濃淡画像を２値化する２値化処理手順と、
前記２値化処理した被測定パターンと前記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順とを有することを特徴とするパターン検査方法。
請求項１または２記載のパターン検査方法において、
複数の前記しきい値を設定して前記被測定パターンの濃淡画像を２値化することを特徴とするパターン検査方法。