JPH0271377A - パターン検査方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、印刷回路パターンの外観検査に係り、特にパ
ターンの性質としてその輪郭に凹凸が多い場合、一定量
の凹凸を許容し、かつ致命的な欠陥のみを確実に検出す
るのに好適なパターン検査方法およびその装置に関する
。

〔従来の技術〕

例えば、セラミックグリーンシートに描かれた回路パタ
ーンは第２図に示すように、そのパターンエッヂに凹凸
ａが多い。このパターンエッヂの凹凸ａは回路パターン
の欠陥ではないので、本来の致命欠陥（断線す、半断線
Ｃ，ショー１−ｄ、半ショートｅ）を検出するときに凹
凸ａを欠陥ｂ〜ｅと誤検出しないようにする必要がある
。

上述した回路パターンを検査する場合、従来は、特開昭
５９−１９２９４−５号公報記載のように、検出したパ
ターンを２値化し、この２値化パターンを一定量だけ、
膨張、収縮した後、特定の位置相互間のパターンによる
連結関係を良品データあるいは設計データと比較して、
欠陥を検出している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は５パターンエツチに凹凸がある場合でも
、欠陥の有無を精度良く検出できる。しかし、１つの連
結したパターンを単位として欠陥の有無を検出するため
、その欠陥がパターンのどこに存在するのかを特定する
ことができず、また、これについては考慮されていない
。

しかるに、近年の回路パターンシートは大形化し、また
、１つのパターンの長さが長くなる傾向にある。従って
、欠陥の有無だけ検出できても、その欠陥が回路パター
ンのどこに存在するのかが特定できなければ、欠陥あり
とされたパターンの欠陥箇所を更に目視により確認する
までに時間がかかり、その欠陥を修正するまで多大の時
間を浪費していまうという課題がある。

また、上記従来技術では、パターンの連結関係の抽出処
理を、パターンの検出と同期してリアルタイムに行う必
要がある。一般にこの処理は煩雑であるため、例えば特
開昭６１−８０３７６号公報に開示されているように、
処理装置は複雑なものになる。従って、上記従来技術を
高速に実現する検査装置は、高速かつ大規模の電気回路
を必要とし、高価なものになるという課題があった。

本発明の目的は、エッヂ部に凹凸の多い回路パターンか
ら、欠陥の有無だけでなく、その位置まで精度良く検出
でき、かつ高速検査を容易に実現することのできるパタ
ーン検査方法およびその装置を提供することにある。

帽１を解決するための手段〕 上記目的は、検出パターンを２値化し、２値化したパタ
ーンを膨張し、膨張したパターンの連結関係を保ったま
ま画像寸法を縮小し、第１のメモリに格納し、一方、２
値化したパターンを収縮し、収縮したパターンの連結関
係を保ったまま画像寸法を縮小し、第２のメモリに格納
し、次に、第１のメモリから膨張したパターンを読みだ
し、パターンの連結関係を抽出し、抽出した連結関係を
正常なパターンの連結関係と比較し、不一致を検出し、
次に、第２のメモリから収縮したパターンを読みだし、
パターンの連結関係を抽出し、抽出した連結関係を正常
なパターンの連結関係と比較し。

不一致を検出し、第１のメモリのパターンから検出され
た連結関係の不一致と第２のメモリのパターンから検出
された連結関係の不一致から、ショート又は半ショート
欠陥の発生している回路パターン、断線又は半断線欠陥
の発生している回路パターンを分類して抽出し、抽出さ
れたショート又は半ショート欠陥の発生している回路パ
ターンに対して、第１のメモリに格納されたパターン形
状を解析することによって、ショート又は半ショトの存
在する位置を特定し、抽出された断線又は半断線の存在
する位置を特定することによって。

達成される（第３図）。

〔作用〕

２値化したパターンを膨張することによって、半ショー
トはショートに、収縮することによって、半断線は断線
に変換される。ショートあるいは断線欠陥の存在するパ
ターンのパッド間の連結関係は、正常なものと異なるた
め、膨張したパターンの連結関係を抽出し、正常な連結
関係と比較することによって、ショート、半ショート、
および大きな断線が、収縮したパターンの連結関係を抽
出し、正常な連結関係と比較することによって、断線、
半断線、および大きなショートが検出できる。

これらの処理は、パターンの連結関係にのみ着目してい
るため、パターンエッヂ部の小さな凹凸には影響を受け
ずに、上記した欠陥が検出できる。

また、以上の処理の最終目的は、パターンの連結関係の
抽出と比較であるため、本発明方法では、膨張あるいは
収縮したパターンを、その連結関係を保ったまま縮小（
ｎ×ｎ画素を１画素に変換）し、画像データ量を１／ｎ
２とした上でメモリに一旦格納する。そして、メモリよ
り画像を読みだしながら、パターンの連結関係の抽出処
理を行う。

これにより、連結関係抽出処理は、パターン検出とは非
同期に実行可能となり、また、データ量が１／ｎ２とな
っているので、連結関係抽出処理の負荷が低減される。

以上の結果、高速なパターン検出器を用いて、短時間に
パターン検査が可能な装置を構成しようとした場合でも
、連結関係抽出処理装置には低速のものが使用可能とな
り、高速なパターン検査装置が安価に構成できる。

また、連結関係を比較することによって、欠陥の存在し
ているパターンを抽出した後、メモリに格納されたパタ
ーンの形状を再度読みだし、形状解析することによって
、欠陥位置の特定が可能になる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図および第３図により説明
する。第１図は装置構成を、第３図は処理例を示したも
のである。

検査装置全体は、マイコン３０９で制御される。

被検査対象物３００は、ｘ、　ｙ　ｚ　ｏステージ３１
４−Ｌに取付けられ、マイコン３０９よりの指令で機構
制御部３１３がＸＹｚＯステージ；３１４を動作させる
ことにより、パターン検出器；３０１が被検査対象物３
００全面のパターンを検出する。パターン検出器３０１
で検出された２次元パターンは、２値化回路３０２で２
値化され、膨張回路３０３および収縮回路３０４に導か
れる。ここで、パタ゛７は、一定量膨張、収縮処理され
、半シ玉−ト目・：ヨード（ショートはショートのまま
）に、半断線は断線（断線は断線のまま）に変換される
。

次に、画像寸法縮小回路３０５ａ、３０５ｂにより連結
関係を保ったまま画像寸法の縮小を行い、メモリ３０６
．３０７にそれぞれの画像データが書き込まれる。メモ
リ３０６．３０７はマイコン３０９のバス３　Ｊ、　Ｏ
、、、ｆユに配置されている。まず、連結関係抽出装置
３０８によって、それぞれのメモリ３０６．３０７の内
容が読みだされ、パタンの連結関係が抽出される。連結
関係の抽出結果は、マイコン３０９に伝送され、正常な
連結関係データと比較され、欠陥の検出が行われる。次
に、マイコン３０９は、欠陥の存在する回路パターンに
対して、メモリ３０６．３０７内の画像データを解析し
、欠陥の位置し出力３１２する。

次に、第３図を用いて、本実施例による処理例について
説明する。

第３図で例示する検出２値パターンＩは、パッド■−■
間、■−■間、■−■間を接続する構成になっており（
各パラ１０〜■間の中心には十印を付しである。）、今
、図示の例では、半断線Ｃと半ショートｅの欠陥がある
。まず、検出２値パターンを膨張することで、膨張パタ
ーン■を得る。

また、検出２値パターンを収縮することで、収縮パター
ン■を得る。これにより、半ショーＩ〜はショートに、
半断線は断線に変換される。次に、パターンの連結関係
を保ったまま画像寸法の縮小を行い、縮小膨張パターン
■、縮小収縮パターンＶを得る。この変換によって、シ
ョート、断線を含むパターンの連結関係は変化しない。

次に、縮小膨張パターン■あるいは縮小収縮パターン■
から、予め位置の決まったパッド中心位置相互間のパタ
ンによる連結関係を抽出し、図示したように、有向木構
造のデータ■、■とじて表わす。これを接続データと呼
ぶことにする。接続データは、有向木であり、矢印が、
パッド間の連結関係を示す。

例えば、第４図（ａ）に示す接続データは、パッド■、
（徂、■、■が連結していることを、第４図（ｂ）に示
す接続データは、パッドｐ、〜ｐ　が連結していること
を示す。これらのうち、自分自身に矢印が向かう、有向
木の根となるパッド（第４図（ａ）の例ではパッド■、
第４図（ｂ）の例ではパッドＩ〕□）を親パッドと呼ぶ
。１つの連結したパターンに対する接続データには、唯
一の親パッドが存在する。第４図（ａ）の例は深さ１の
有向木であるが、第４図（ｂ）に示すように、任意の深
さの有向木でかまわない。一方、正常なパッド間の連結
関係は、第５図に例示するように、重の巡回リスト構造
で表わしておく。これを設計データと呼ぶ。矢印に沿っ
て、巡回リストを１周することによって、連結すべき全
てのパッド番号を得ることができる。第５図の場合、パ
ッド■、■、■が連結すべきことを意味している。

さて、第３図に示すような接続データ■、■が、膨張お
よび縮小した２値パターン■、収縮および縮小した２値
パターンＶに対して、それぞれ抽出されたとする。縮小
膨張パターンＩＶに対する接続データ■に対して、各矢
印に相当する連結関係を、設計データ上で調べると、■
→■、■→■の連結関係は、設計データの１つの巡回リ
スト内にはない。この結果から、パットの、■、■、■
を含むパターンには、ショート（又は半ショート）欠陥
が存在していることが分かる。一方、縮小収縮パターン
Ｖに対する接続データ■の親パッド■、■、■、■を設
計データ」二で調べると、親パッドの、■は、設計デー
タの一つの巡回リスト内で、唯一の親パッドであるのに
対して、親パッドの、■は、設計データの一つの巡回リ
スト内に共存する。これは、パターンが二つに分離して
いることを示すから、パッド■、■を含むパターンは断
線（又は半断線）していることが分かる。なお、連結関
係の比較法としては、特開昭５９−１９２９４５号公報
記載の同様な方法を用いてもよい。

以−Ｌの結果から、ショート（又は半ショート）欠陥の
存在するパターン■、断線（又は半断線）欠陥の存在す
るパターン■が分離識別される。次に、第６図および第
７図を用いて、ショートパタン■、断線パターン■から
、ショート欠陥、断線欠陥の位置を特定する方法につい
て述べる。

まず、欠陥の発生しているパターンのエッヂを追跡し、
一連のエッヂ座標系列を求める。　膨張パターンに対す
るエッヂ座標系列を（ｘｏ＋　ｙｏ）（Ｘｘ＋ｙ＋）−
・・・−（Ｘ６　＋　ｙｙ、　）としたとき、パターン
内のパッド■、■、■、■の中心位置と近接したエッヂ
座標を求め、これらを（ｘｊｌ＋　　　ｙ、、　　）　
　　＋　　　（Ｘ、４＋　　　ｙ４４　　）　　　＋　
　　（Ｘ４ｊ’　　＋　　　Ｙ（’Ｓ）　　　＋（ｘ、
６．ｙ、６　）とする（第６図）。これらによって、エ
ッヂ座標系列（ｘｏ＋　ｙｏ）　−（ｘｔ＋　ｙ工）・
・・−（ｘｈ　ｒ　ｙｐ　）を分割すると、（Ｘイ、。

ｙ　）−・・・−（Ｘに（、ｒ　ｙ、６＞　　＋　　　
（Ｘ１６＋　３’；ｌ ２．）−・・・−（ｘ、ｒ、ｙ；ｇ）　＋　　（ｘけ、
ｙ；５）・・−（ｘ　　ｙ　）、　　（Ｘ（′ｆ、ｙ４
ｆ）べ４　ｔ　　　勺千 ・・−（Ｘｚ７　＋　ｙｉＪ　）の四つに分かれる。設
３１デタ　（第３図）を参照すると、パッド（′ｉ′）
→■、■→■への連結はあるが、■→■、■→■の連結
はない。従って、（Ｘｃ’６　Ｔ　ｙ４４　）−・・・
−（Ｘ、’ｇ　ｙｙ）＋（Ｘ：４ｒｙ＜、Ｆ）−・・・
−（χ、す、ｙイざ ｊ＋）は不正なエッヂ座標系列である。次に、これら二
つのエッヂ座標系列各点間の距離を計算し、最小になる
エッヂ座標対（Ｘエ　、ｙ工ｌ　）　ｌ　　ＣＸＸ、ｆ
　ＩｙＸｚ）をショート（又は半ショート）欠陥位置と
する（第６図）。

一方、収縮パターンで欠陥の発生しているパターンに対
するエッヂ座標系列を（ｘ　Ｏ、ｙ０）−・・・−（ｘ
’；　＋　ｙ’；　）＋　　（ｘ↓、べ）−・・・−（
ｘυ、ｙυ）としたとき（第７図）、これら２つのエッ
ヂ座標系列各点間の距離を計算し、最小となるエッヂ座
標対（Ｘ、７　＋　ｙ；Ｊ　）　＋　　（Ｘ、’、　ｙ
ｙ　）を断線（又は半断線）欠陥位置とする（第に ７図）。

第３図において、検出２値パターンは、パターン検出器
で検出された画像信号を、２値化回路で２値化すること
により得られる。次に、パターン検出器と２値化回路の
実施例を示す。

第８図にパターン検出器３１０の具体例を示す。

水銀灯５０１ａ、３０１ｂの放射光は、コレクタレンズ
５０２ａ、５０２ｂと反射鏡５０３ａ、５０３ｂにより
一方向に導かれ、光学フィルタ５０９ａ、５０９ｂによ
り３５０ｎｍ−７５０ｎｍに波長を限定した後、反射ミ
ラー５０４ａ、５０４ｂで反射され、偏光板５０６ａ、
５０６ｂで一方向に偏光され、シリンドリカルレンズ５
０５ａ、５０５ｂでスリット状（紙面に垂直方向）に圧
縮され、被検査対象物３００上に斜め上方から照明され
る。第８図において、偏光照明系Ａと偏光照明系Ｂは、
相対向するように配置する。入射角度θ１と０□は、可
能な限り０°に近く、かつθ□と０□の差は１０’以内
が望ましい。被検査対象物３００上方には、照明側の偏
光板と偏光方向が直交するような向きに偏光板５０７が
配置され、さらに、レンズ５０８によって、リニアセン
サ５０５上に被検査対象パターンが結像される。リニア
２〇− センサ５０５は、紙面に垂直な方向がフォトセンサの並
び方向に一致するように配置され、被検査対象パターン
の光学像を電気信号に変換する。被検査対象パターンの
２次元画像は、被検査対象物３００を紙面左右方向へ一
定速度で移動させることによって、検出される。上記構
成において、偏光板５０６ａ、５０６ｂの設置位置は、
照明光が光学フィルタ５０９ａ、５０９ｂを通過した位
置であれば、図示の通りでなくてもよいが、照明光が集
光する場所よりも、光束が広がっている、例えば平行光
束中に設置するほうが望ましい。上記構成においては、
スリット状に圧縮された極めて明るい偏光光により、ハ
ーフミラ−などを介さず直接照明しているので、高速検
出が可能になる。

−例として、被検査対象物をセラミックとして、水銀灯
に２５０Ｗのものを使用し、透過率４０％程度の偏光板
を用いた光学系では、ＣＣＤリニアセンサを３０ＭＨｚ
で駆動し、十分なＳ／Ｎの信号を得ることができた。本
実施例では、検出器にＣＣＤリニアセンサを用いている
が、ＴＶカメラでもよく、この場合、シリンドリカルレ
ンズの代りに通常のレンズを用い、また、被検査対象物
をステップ移動させて、被検査対象パターン全体を検出
する。

本パターン検出器によれば、偏光光で照明し、照明の偏
光方向と垂直な偏光成分のみを検出しているので、例え
ば、セラミック基板上の金属回路パターン、グリーンシ
ート上の金属回路パターンなど、光を拡散する性質を持
つ基材を明るく、また、金属回路パターンを暗く、コン
トラストよく検出できる。これは、基材では光が拡散し
偏光が乱さ九るため、その反射光はあらゆる偏光方向を
持つのに対して、金属回路パターンよりの正反射光は、
一定方向の偏光を保つためである（第９図）。コントラ
ストの良い画像が検出できる結果、精度の高い自動パタ
ーン検査が実現できるという効果がある。

パターン検出器には、本実施例のほか、透過照明検出法
、落射照明検出法、蛍光検出法など、被検査対象物によ
り、公知のいずれの検出方式を用いてもよい。

第１０図に２値化回路３０２の具体例を示す９これは、
第１１図（ａ）〜（ｄ）に示す２次微分局所オペレータ
Ｍ、〜Ｍ４を用い、幅の狭いショトや断線を顕在化して
検出するものである。Ｍ１〜Ｍ４は、それぞれ、方向０
°、９０’　、＋４５４５°近傍のショートや断線ある
いはパターンエッヂを選択的に検出する作用がある。入
力画像信号１をＡ、　／　Ｄ変換器６でディジタル信号
に変換した後、１水平ライン分の遅延を発生する４本の
シフトレジスタ７ａ〜７ｄと２５個のランチ８８〜８ｙ
により、５／５画累のデータを同時に出力する。これに
対して、第１１図（ａ）〜（ｄ）に示した係数との積和
をとる。第１０図においては、１．７　ａ〜１７ｄの出
力が、局所オペレータＭ〜Ｍ４による積和結果となる。

すなわち、加算器９、減算器１１．２倍器］６を図示す
るように接続し、図示したラッチの出力をそれぞれ入力
し、積和結果を出力する。なお、２倍器１−６は、単に
上位に１ビツトシフトし、最下位ビットをＯとすること
で、容易に実現できる。こわらの結果をコンパレータ］
、　２　ａ　−１２ｄおよび１２　ｅ−１，２ｈに入力
し、それぞれ閾値Ｔｈ　　４およびＴｈ　　５と比較し
て出力結果の論理和をとると、ＯＲゲート１４ａの出力
Ｂ　にはパターンの内側のエッヂおよびショート部分が
、ＯＲゲート１．４　ｂの出力Ｂ　にはパターンの外側
のエッヂおよび断線部分が、出力される（第１３図（ａ
）（ｂ））。一方、５×５画素の中心画素の値８ｍをコ
ンパレータ１２ｊに入力し、２値化閾値Ｔｈ３と比較し
、この結果をＢｅとしたとき（第１３図（ｃ））、２値
化パターン信号Ｂｏ２　（パターン部二〇、背景：１）
は、 ・　・・　・・・　　・　（１） で得ることができる（第１３図（ｄ））。式（１）にお
いて−は反転、・は論理積、＋は論理和を表わす。第１
２図に示すパターンについて、本実施例により処理した
結果を第１３図に示す。また、第１２図、ＣＣ′に沿っ
た部分について、その処理の過程を第１４図に示す。式
（１）は、第１０図において、ＡＮＤゲート１５ａ、１
５ｂ、ＮＯＴＯＲゲート１３ａ３ｂ、ＯＲゲート１４ｃ
で実現することができる。なお、Ｔｈ、　Ｔｈ　　、’
１″ｈは、以下の条件を満たすものとする。

Ｔｈ＞Ｏ，Ｔｈ、−＞ｏ、　　Ｔｈ　　＜。

・・・・・　・　（２） 例えば、背景の平均的な明るさが２２０、パターン部分
が２０の場合、Ｔ　ｈ　＝　１−００、Ｔｈ　　＝６０
、Ｔｈ　　＝−３０前後の値で最適になるよう調整する
とよい。

また、画像信号にノイズが多い場合には、Ａ／Ｄ変換器
６の直後に、平滑化フィルタを挿入するとよい。第１５
回に一例として３／３画素の平均値フィルタの実施例を
示す。１水平ライン分の遅延を発生する２本のシフトレ
ジスタ５２ａ、５２ｂと９個のラッチ５１ａ〜５１１に
より、３×７３画素のデータを同時に出力し、加算器５
３によりそれらの総和をとり、割算器５４で１／９し、
出力する。なお、入力と出力の平均レベルが異なっても
かまわない場合は、１／８とすると、下位３ビツトを無
視して出力するだけでよいので、割算器５４が不要にな
る。

２値化回路に関する本具体例によれば、２次微分局所オ
ペレータの演算結果を２値化し、これと、固定閾値によ
る２値化パターン祭合成しているので、明るさ変化の小
さい幅の狭い断線やショー１へも忠実に２値化パターン
として検出でき、欠陥の見逃しが少ない自動検査が実現
できるという効果がある。

２値化回路には、本具体例に示したもののほか、固定閾
値による２値化、７１動閾値による２値化など、公知の
２値化方式を用いてもよい。

次に、膨張、収縮回路３０３．３０４の具体例を示す。

第１６図に、サイズ５画素の膨張、収縮回路を示す。本
回路では、パターンを１、背景をＯとしている。パター
ンがＯ１背景が１の場合は、入力部および出力（膨張信
号、収縮信号）部にＮ○Ｔゲートを挿入することによっ
て実現できる。

入力２値信号６ｏは、１水平ライン分の遅延を発生する
４本のシフトレジスタ６２ａ〜６２ｄと２５個のラッチ
６１ａ〜６１ｙに順次人力され、５／５画素のデータが
同時にラッチ６１ａ〜６．１　ｙより出力される。この
中から、第１−６図の中央のラッチ６１．　ｒｒ＋を中
心として、直径５画素に相当する近似円の内側に入るラ
ッチの出力をＯＲゲート６４に入力することにより膨張
信号６８が、ＡＮＤゲート６３に入力することにより収
縮信号６７が得られる。膨張サイズＳｅ及び収縮サイズ
ＳＳは、検出すべき半ショートのパターン間隔をＷｓ（
第２図）、半断線のパターン間隔をＷｐ（第２図）とし
たとき、次式で決定される。

Ｓｃ−臣　＋１ ここに、ｐは画素の一辺の大きさである。また、ＬＪは
小数点以下の切り捨てを示す。例えば、Ｐ＝＝１０μｍ
としたとき、Ｗ　ｓ　＝＝　Ｗ　ｐ　＝　４−　Ｏｐ　
ｍの場合が、サイズ５画素の膨張、収縮に対応する。

一般に、サイズＳの膨張、収縮回路は、第１６図と同様
な回路を用いてＳＸＳ画素のデータを同時に取り出し、
直径Ｓ画素に相当する近似円の内側のデータをＯＲゲー
トあるいはＡＮＤゲートに入力する回路構成をとること
により実現できる。

第１７図に膨張、収縮回路の他の具体例を示す。

本具体例では、５／５画素のラッチ６１ａ〜６１ｙより
、サイズ５画素の膨張、収縮信号のほか、３画素、１画
素の同信号を生成し、セレクタ６５ａ、６５ｂにより、
切換信号６６ａ、６６ｂに従って、膨張力イズ、収縮サ
イズを別個に選択できるようにしている。シフトレジス
タ、ランチの数を増やせば、同様な回路で種々の膨張サ
イズ、収縮サイズの膨張、収縮処理を選択的に実現でき
、様々な、欠陥判定基準のパターン検査に柔軟に対応で
きるようになる。

次に、連結関係を保ったまま画像寸法を縮小する方法お
よびその回路３０５ａ、３０５ｂの実施例について述べ
る◎ 以降、パターンに属する画素の値を１．背景に属する画
素の値をＯとして、本発明による連結量係を保ったまま
画像寸法を縮小する方法の作用について論じる。もちろ
ん、パターンをＯ１背景を１としても、作用を論理的に
等価な形で説明できる。また、パターンの連結性に４連
結。背景の連結性を８連結で定義する。ここで、４連結
、８連結とは、第１８図（ａ）に示すように、上下左右
の画素のみを考慮し、それらに中心画素と同じ値を持つ
画素がある場合、その画素と中心画素が連結していると
見なすことを４連結、第１８図（ｂ）に示すように１周
囲８画素すべてを考慮し、それらに中心画素と同じ値を
持つ画素がある場合、その画素と中心画素が連結してい
ると見なすことを８連結という。なお、パターンを８連
結、背景を４連結で定義する場合については、パターン
と背景を入れ換えて考えれば、全く等価な形で以下の１
１論が適用できる。

さて、本実施例による２値画像の寸法の縮小方式として
は、ｎ　Ｘ　ｒ＋画素の値の論理和をとり、その値を画
素の値として１画素に変換することを基本とする（第１
９図にｎ＝２の場合を例示。同図て＋は論理和を示す）
。以下、この処理を縮小率＋１の画素寸法縮小処理と呼
ぶ。この処理によって、寸法で１／ｒ１、面積で１　／
　ｎ　”の画像寸法の縮小ができる。

このような方法を単独に用いて、画像寸法の縮小を行っ
た場合、次に示すような条件でパターンの連結関係に変
化を生じさせるという問題点がある。

２つの独立したパターンの距離ｄが（２ｎ−１）画素以
ドに近接した場合、２パターンがその部分で連結する可
能性がある。

ここで、パターンの距離ｄとは、独立した２つのパター
ンをＰ、、Ｐ、とし、それらに属する画素をｇ６Ｐ、＋
　　ｒＥＰ２とし、ｇ＋ｒのＸ座標をＸｇ＋ｘｒ、ｙ座
標をｙｇ＋　ｙｒとしたとき、次式を満足するｄである
。

ｍｉｎ　（ｍａｘ　（ｌ　ｘｇ−ｘｒｌ、ｌ　ｙｇ−ｙ
ｒｌ））ｇ＋ｒ ・　・　・・　・・・・・・・・　（４）−［ユ記した
ような連結関係の変化を発生させないためには、ｄ≦２
ｎ−１の条件を満たす画素を、満たさなくなるまで、パ
ターンの大局的な連結関係を保ったまま、移動又は削除
すれば良い。本実施例においては、このようなパターン
形状の変形処理を上記の画像寸法縮小処理を行う前に行
う。

一般に、式（４）の定義そのものが、ＰｌとＰ２が独立
したパターンであることを前提としているため、このよ
うなパターン形状の変形処理を完全におこなうには、−
旦画像全体をラベル付は処理し、パターンの連結関係を
認識した後でなければ難しい。そこで、本実施例では、
ｍＸｍ画素の近傍演算に処理を限定し、この範囲で可能
なパターン形状の変形処理を行う。これによって、厳密
には分離したパターンが連結する場合が発生するが、画
像寸法の縮小率を制限することによって前述した印刷回
路パターンの検査方式の欠陥判定結果には影響を及ぼさ
ないことが多い。逆に、ｍ　Ｘ　ｍ画素の処理に限定す
ることによって、実用的な規模で本発明方法が装置化で
きるという効果をもたらす。

＝３１ 以上、ｄ　＞　２　ｎ　−１の条件を満たすようにする
ため行う、パターン形状の変形処理について述べる。

第２０図（ａ）に示すよう（ｄ＝２の場合）に、半無限
に広い２つのパターンの距離ｄが（２ｎ１）以下、２以
下である場合、相方のパターンがら（ｎ−１，）画素の
幅だけ画素を削除すれば、ｄ）　２　ｎ　−１の条件が
常に満足し、縮小率ｎの画像寸法縮小処理によってパタ
ーンの連結関係は変化しない（第２０図（ｂ）ｎ＝２の
場合）。

一方、第２１図（８）に示すように、幅１の２つのパタ
ーンが、距離ｄ＝２で平行して存在している場合、−に
記の処理では、パターンが消失し、連結関係を保存でき
ない。この場合、以下の処理によって、ｄ　＞　２　ｎ
＝１となるようパターンを移動させる。

（段階１）背景を、その連結性を保ったまま、少なくと
も（２ｎ−２）画素側める。

（第２１図（ｂ）ｎ＝２の場合） （段階２）パターンを、その連結性を保ったまま、少な
くとも（ｎ−１）画素側める。

（第２１図（ｃ）ｎ＝２の場合） ここに、連結性を保ったまま背景又はパターンを細める
方法（以降、単に細め処理と呼ぶ）としては、３Ｘ３画
素の局所処理を繰返す方法が、電子通信学会技術委員会
報告、Ｐ　ＲＬ　７５−６６、円相［細線化法について
の諸考察Ｊなどに示されている。本実施例においては、
ヒゲ状の端点の発生を抑えた細め処理の方法について後
述する。

上記の（段階１）によって、第２０図（ａ）の場合、パ
ターンの距離ｄ＝２となり、（段階２）によって、相方
のパターンから（ｎ−１）画素削除されることになるの
で、これら（段階１）、（段階２）が第２０図のような
場合にも適用できることがわかる。

以上、要約すると、本実施例による縮小率ｎの画像寸法
処理の基本は、以下に示すものである。

（段階１）　背景を、その連結性を保ったまま少なくと
も（２ｎ　−２）画素側める。

（段階２）　パターンを、その連結性を保つたまま少な
くとも（ｎ−１）画素細める。

（段階３）　　ｎ×ｎ画素ごとに、それらの値の論理和
をとり、その値を画素の値として、１画素に変換する。

縮小率ｎ１．１１２、・・・・・の上記処理を繰返すこ
とによって、縮小率ｎ、×ｎ２Ｘ・・の画像寸法縮小処
理を実現することもできる。

前述したように、本実施例では、ｍＸｍ画素の近傍演算
に処理を限定しているので、パターンの連結関係が完全
に保存されない場合が発生し得る。

すなわち、（段階１）（段階２）を行った後も、ｄ≦２
ｎ−１を満たす独立の２パターンが存在する場合がある
。たとえば、第２２図に示すように、幅１の３つのパタ
ーンがｄ＝２で平行して存在する場合などである。入力
画像の性質、連結性保存の対象となるパターンの性質（
たとえば大きさ。

幅）などに応じて、縮小率ｎの決定、あるいは連結性保
存の対象外のパターンの事前除去を行うことにより、こ
のような状況に対処する必要がある。

以下、上記した原理による、連結関係を保存した画像寸
法の縮小回路の具体例を、第２３図により説明する。本
回路例では縮小率ｎは２である。

１１０ａ、１１０ｂは背景をそれぞれ］−画素細め処理
する回路であり、入力２値画像信号］００を全体として
２画素細める。］］１はパターンを１画素細め処理する
回路である。２０９は、２×２画素の領域の論理和をと
る回路であり、その出力１０１は縮小率２の縮小画像信
号となる。

２０］−〜２０８の回路は、具体的には、第２４図に示
すものであり、それぞれの機能に応じて図中１０６２組
み合せ論理回路を選ぶ。詳しくは、後述する。１０４ａ
、１０４．ｂは、入力信号１０２の主走査方向の画素数
の長さを持つ直列入力−直列出力型のシフトレジスタで
あり、１水平ライン分の遅延素子として働く。汎用メモ
リと読み書き制御回路の組合せ、又は周知技術である画
像用ラインメモリを用いて容易に実現できる。一方、１
０５は１ビツトのラッチであり、これらを直列に接続し
５画像信号のクロックに同期させて動作させることによ
って、第２４図１０６の端子ａ〜１には、第２５図に示
すように、３×３画素の信号が与えられることになる。

この回路全体を画像信号のタロツクに同期させて動作さ
せることによって、組み合せ論理回路１０６からは３／
３画素の近傍演算処理結果１０３が、」画素ずつ出力さ
れる。

以下、第２３図の２０１〜２０８に対応した組み合せ論
理回路１０６の論理を示す。説明を簡単にするため、第
２５図の３×３の領域ａ　−ｉに対応させて、３×３の
正方形（以下、マスクと呼ぶ）を描き、１の画素をその
まま、０の画素を反転、Ｘの画素を無視して論理積をと
り、その結果が１であった場合、図に付記した値、結果
がＯであった場合、ｅの値（０又は１）をそのまま出力
するものとする。尚、マスクが複数記されている場合は
、いずれかの結果が１であった場合、図に付記した値、
すべての結果がＯであった場合、ｅの値がそのまま出力
されたものとする。第２７図〜第３４図に、順に第２３
図、２０１〜２０８の回路に対応するマスクを示す。尚
、第２３図１１．　Ｏａ　＋＝３６ １１０ｂ、１１１内におイテ、２０　］−−２０４。

２０５〜２０８のマスクの適用類は任意に定めても同一
の効果が得られる。

また、第２３図２０９の画像寸法縮小回路は、第１９図
に示す２×２画素を１画素に変換する処理を行ない、第
２６図に示すように、第２４図に示した類似の回路で実
現できる。すなわち、２×２画素の領域を切り出し、オ
アゲート１０９で論理和をとる。その出力は、］ライン
毎に、入力画像信号のクロックの１／２の周波数で動作
するランチ１０５ｎによってランチされ、出力信号１０
８となる。

第３５図に第２３図に示す画像処理回路によって処理す
る一例を示した。第３５図（ａ）は入力２値画像例１０
０を示す。第３５図（ｂ）は背景細め処理回路１１０ａ
の論理回路２０１ａから出力される２値パターン、第３
５図（ｃ）は背景細め処理回路１１０ａの論理回路２０
２ａがら出力される２値パターン、第３５図（ｄ）は背
景細め処理回路１１０ａの論理回路２０３ａから出力さ
狛る２値パターンを示す。第３５図（ｅ）は背景細め処
理回路１」Ｏａの論理回路２０４ａから出力される２値
パターンを示す。第３５図（ｆ）は背景細め処理回路１
１０ｂの論理回路２０．１　ｂから出力される２値パタ
ーン、第：３５図（ｇ）は背景細め処理回路１１０ｂの
論理回路２０２ｂから出ＩＪされる２値パターン、第３
５（ｈ）は背景細め処理回路１１０ｂの論理回路２０３
ｂから出力される２値パターン、第３５図（ｉ）は背景
細め処理回路１１０ｂの論理回路２０４ｂから出力され
る２値パターンを示す。第３５図（ｊ）はパターン細め
処理回路１１１の論理回路２０５から出力される２値パ
ターン、第３５図（ｋ）はパターン細め処理回路１１１
の論理回路２０Ｇから出力される２値パターン、第３５
図（１）はパターン細め処理回路１］１の論理回路２０
７から出力される２値パターン、第３５図（ｍ）はパタ
ーン細め処理回路１１１の論理回路２０８から出力され
る２値パターンを示す。第３５図（、）は画像寸法縮小
処理回路２０９によって得られる２値パターン１０１を
示す。

以上示した画像寸法の縮小回路例によれば、簡単な構成
でパターンの接続関係を保存した縮小率２の画像寸法縮
小画像が得られる。もちろん、本実施例による装置をに
個直列に接続すれば、縮小率いの縮小画像が得られる。

第３６図に、本実施例に示した原理にもとずく、連結関
係を保存した画像寸法の縮小回路例の、第２の具体例を
示す。本具体例も、第１の具体例と同様、縮小率ｎ＝２
である。

１１０〜１１１，２０１〜２０９の構成は、第１の具体
例と全く同じである。全体構成上の違いは、パターンの
細め処理回路Ｉ　Ｊ、　１が１段多い（ｌｌｌｂ）こと
である。これによって、背景とパターンの細め回数を各
２回として同数とし、第１の具体例では、処理を経るご
とに太って行くパターンを、はぼ同じ幅に保つことがで
きる。

第３６図において、１１２は、パターンの幅１画素の凸
及び」画素孤立点、１１３は背景の幅】画素の凸及び１
画素孤立点を除去する回路である。

これらによって、連結関係を着目するパターン以外の微
小パターンあるいは、連結関係に影響を及ぼさないパタ
ーンの凹凸を除去する。これにより。

第２２図に例示したような、連結関係が本実施例によっ
て変化する場合の出現する可能性を低め、本実施例の適
用可能なパターンの種類または縮小率ｎの範囲を広める
ことができる。１１２及び１］３の順序及び段数は、本
具体例に示す以外、適用対象パターンによって、任意に
設定してよい。

第３６図、２２０〜２２３に示す回路は、第２４図に示
した回路と全く同一である。それぞれのマスクを第３７
図〜第４０図に示す。

本具体例においても、装置をに段面列に接続して、縮小
率２ゝの装置が得られることは、いうまでもない。

本具体例においては、パターンの幾可学的な変形を抑え
、かつ、縮小率２ｋ　を大きくとることができるという
効果がある。

なお、以上述べた実施例をそれぞれ多段に接続する場合
、それぞれの間に、ＦＴＦＯ（Ｆｉｒｓｔ　　Ｉｎ　　
Ｆｉｒｓｔ　　０ｕｔ）型のバッファを設ければ、前段
のクロックのの１／ｎ２の速度のクロックでデータを次
段に入力することができるため、ｋ段の接続で、データ
速度をｉ　／　ｎ　”　に低減できる。

次に、第１図のメモリ３０６．３０７、連結関係抽出装
置３０３、マイコン３０９の具体例について述べる。

メモリ３０６，３０７は、マイコン３０９のバス３１０
に接続される。パターン全体がメモリ３０６．３０７に
格納された後、連結関係抽出装置３０３によって、メモ
リ３０６．３０７の内容が順次読み出され、予めマイコ
ン３０９の外部記憶装置３１１より入力された、パッド
の座標と番号の情報に従って、接続データが生成される
。接続データは具体的には第４１図に示すようなデータ
構造であり、例えば第３図の縮小膨張パターン■の接続
データ■は第４１図のようになる。すなわち、接続デー
タの有向水の矢印の始点を示すパッド番号がアドレス、
終点を示すパッド番号がデタになるようにする。連結関
係抽出装置３０８としては、通常のマイクロコンピュー
タによるソフトウェア処理で連結関係を抽出する装置の
他、ハード的に信号を処理して連結関係を抽出したり、
特開昭６１−８０３７６号公報記載のような装置を使用
することができる。抽出された接続データは、マイコン
３０９に転送され、外部記憶装置３１１より入力された
設計データと比較され、欠陥の発生している回路パター
ンが検出される。

次に、マイコン３０９は、欠陥の発生しているパターン
について、メモリ３０６．３０７を参照してエッヂを追
跡し、エッヂ属僚系％を’４．成する。

第４３図を用いてエッヂの追跡法を示す、ここでは、パ
ターンの連結性が４連結すなわち、着目画素の上下左右
に対して連結があるものと定義する。

８連結の場合も同様である。まず、パターン内の１点す
なわちパターン内のパッド中心位置のうちの１つ（Ｘ印
）から１方向、第４３図の場合は右方向に画素を調へて
行き、始めて、パターン外へ出る１つ手前を始点（Ｘａ
＋３’ｏ）とする。次に、表１に従って、（Ｘｏ＋　ｙ
ｏ）の周囲の画素を順に調べ、始めてパターンの画素に
当った方向を次のエッヂ点（Ｘｘ＋ｙｔ）とする。第４
３図の場合、始点まではＥの方向（第４４図参照）に進
んで来たので、Ｎ、Ｅ、Ｓの順に調べＳ方向に始めてパ
ターンの画素があったので、そちらに進んで次のエッヂ
点（Ｘ工、ｙ□）とする。次は、Ｅ、Ｓ、Ｗの順に調べ
て、Ｗの方向に進む。以−Ｆの処理を（Ｘｏ＋　Ｙｏ）
　　にもどり、かつ、次の点が（Ｘ、。

ｙｘ）になるようになるまで繰返す。

表１ 以上の処理によって、パターンの時計まわりのエッヂ座
標系列（Ｘ　ｏ　＋　Ｙ　ｏ　）　　　（Ｘ　ｌ　ｌ　
Ｙ　１）・・・・・・を得ることができる。

次に、膨張パターンより得られたエッヂ座標系列の中か
ら、第６図に示したような、分割点を求め、分割する。

まず、パターン内のパッド中心位置（第４６図（ａ）Ｘ
印）に対して、エッヂ座標の距離ｄを計算する。この距
離ｄと座標系列の関係は第４５図（ａ）に示すような曲
線となり距離ｄがある閾値ＴＨを下まわる点の中点をそ
のパッド中心位置によるエッヂ座標系列の分割点（Ｘ４
５１ｙｅｓ　）とする。第４５図（ｂ）、第４６図（ｂ
）に示すように、パッド中心位置が、パターンの端点に
ない場合は、複数の分割点（Ｘε５６　　＋ｙ；ｓ６　
）（Ｘ、５Ｉ＋　ｙｉｓｌ　　）を持つ場合がある。以
上の分割点を求める処理をパターン内のすべてのパッド
中心位置に対して行う。以降は、分割されたエッヂ座標
系列から設計データを参照して、不正なエッヂ座標系列
を抽出し、相互のエッヂ間で距離が最小になる座標対を
もって、ショート又は半ショート欠陥の位置とする。

また、収縮パターンより得られた。断線又は半断線の発
生しているパターンのエッヂ座標系列は、少なくとも２
つの系列よりなるので、相互のエッヂ間で距離が最小に
なる座標対をもって、断線又は半断線欠陥の位置とする
。

なお、パッド中心位置とエッヂ点又は、エッヂ同士の距
離の計算は、Ｘ座標の差をΔＸ＋、／座標の差をΔｙと
したとき、１Δｘ１＋１Δｙ１又は、ｆ１肩高７弓■〒
７７〒７又は（ΔＸ）′→−（Δｙ）′のいずれを用い
て計算してもよいが、１Δｘｌ＋Δｙ１を求めるのが計
算時間が最も少なくてすむ。

以上述へた、本発明によるパターン検出法および同装置
の実施例によれば、最も簡単な構成で。

発明方法を実現することができるため、小さな電気回路
規模で高速なパターン検査装置を構成できるという効果
がある。

また、個々の具体例に述べたいくつかの代案のいずれの
組合せを用いても、本発明方法を実現でき、同様な効果
を上げることができる。さらに、特開昭５９−１９２９
４．５号にも述べられているように、本実施例に述べた
（１）膨張、収縮による欠陥検出のほか、（２）膨張、
原２値パターン、（３）収縮、原２値パターン、（４）
膨張、収縮、原２値パターン、による欠陥検出も可能で
あり、上記した具体例を用いて、同様な実施例を構成で
きることは明らかである。特に、（４）の場合は、半断
線と断線、半ショートとショートの分類が可能になると
いう効果がある。

次に、第４７図を用いて、本発明による他の実施例につ
いて述べる。第１図の第１の実施例では、メモリ３０６
．３０７がそれぞれ１個であったのに対し７、本実施例
では、切換器３２０ａ、３２０ｂ、３２１ｄ、３２１ｂ
を用いてそれぞれ２個の同一構成のメモリ３０６ａと３
０６ｂ、３０７ａと３０７ｂを切換えて用いる点、およ
び、マイコン３０９には画像表示回路３２２、デイスプ
レィ装置３２３、入力装置３２４が付加されている点が
異なる。その他の部分は、第１の実施例および具体例と
全く同様である。

第４８図は、切換器３２０ａ、３２０ｂ、３２１ａ、３
２　ｌ　ｂの切換法およびパターンの書き込み対象メモ
リ、連結関係抽出〜欠陥出力に至る処理の時間関係を説
明したものである。すなわち、切換器３２０ａ、３２０
ｂ、３２１ａ、３２１ｂによって、パターンの検出およ
びメモリへの書き込みと連結関係抽出〜欠陥出力処理を
並行して実行できるようにしている。この結果、検査装
置のタクトタイムはｔ、すなわちパターン検出時間にほ
ぼ等しくなり、パターン検出〜欠陥出力を直列に実施し
た場合と比へ、検査時間を短縮できるという効果がある
。

次に、本実施例による、被検査対象パターンからの設計
データの生成法について述べる。まず、基準となる検査
対象物のパターンを検出し、２値化し、膨張、または収
縮、またはこれらを行わずに、第１の実施例に示したよ
うに連結関係を保ったまま画像寸法を縮小して、メモリ
３０６ａ、３０６ｂ、３０７ａ、３０７ｂのいずれかに
書き込み、これをマイコン３０９が読みだして、画像表
示回路３２２によりデイスプレィ装置３２３上に表示す
る。第４９図（ａ）（ｂ）に表示例を示す。

目視によって、パターンを確認し、第４９図（ａ）のよ
うにショートが発見された場合、入力装置３２４を用い
て、座標（Ｘｘ＋ｙ１）、（Ｘ２１３’２）を指示して
、表示画像上で背景の直線を描き、パターンを削除し、
また、第４９図（ｂ）のように断線が発見された場合、
入力装置３２４を用いて、座標（Ｘ３１　ｙｊ）　−（
Ｘ４１　ｙｊ　を指示して、表示画像−１−でパターン
の直線を描き、パターンを追加する。また、入力装置３
２４を用いて、パッド中心位置座標を順次入力し、さら
に、これらに（例えば、自動的に登録順、昇順に）パッ
ド番号を与えておく。このようにした上で、修正された
表示画像に対してマイコン３０９が連結関係抽出処理を
行うか、または、修正された表示画像データをメモリ３
０６ａ、３０６ｂ、３０７ａ、３゜７ｂのいずれかに戻
し、連結関係抽出装置３０８で連結関係抽出処理を行い
、接続データを生成するにれをもとに、第５０図に示す
フローチャトに従ってマイコン３０９により、設計デー
タに変換し、外部記憶装置３１１に格納する。第５０図
において、Ｔ　（Ａ）は、接続データを格納したメモリ
のアドレスＡのデータである。設計データは、初期状態
で接続データが格納されていたメモリ内に生成される。

なお、画像表示回路３２２、デイスプレィ装置３２３に
は公知のビットマツプ形のグラフィクディスプレイ装置
を用いることができる。また、入力装置３２４には、キ
ーボードの他、いわゆるマウスなど、公知のいずれの入
力装置を用いてもよい。また、マイコン３０９、外部記
憶装置３１１、画像表示回路３２２が一体になった、い
わゆるパーソナルコンピュータ、ワークステーションな
どのコンピュータシステムを用いてもよい。

本実施例により、回路パターン発生用の設計情報がない
場合でも、被検査対象パターンから検査に必要な設計デ
ータを生成することができ、本発明方法をいかなるパタ
ーンにも適用できるという効果がある。

また、本実施例トこおいても、第１の実施例と同様、個
々の具体例に述べたいくつかの代案のいず九の組合せを
用いても、本発明方法を実現でき、同様な効果を」−げ
ることかできる。さらに、特開昭５９−１９２９４５号
にも述べられているように、本実施例に述べた（１）膨
張、収縮による欠陥検出のほか、（２）膨張、原２値パ
ターン、（３）収縮、Ｊ’！　２値パターン、（４）膨
張、収縮、原２値パターン、による欠陥検出も可能であ
り、−１−記した具体例を用いて、同様な実施例を構成
できることは明らかである。特に、（４）の場合は、半
断線と断線、半ショートとショートの分類が可能になる
という効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、検出２値パターンを膨張、収縮し、そ
の連結関係を正常な連結関係と比較しているので、パタ
ーンエッヂに凹凸の多い回路パターンであっても、それ
らに影響をうけることなく、致命欠陥のみを確実に検出
できるという効果がある。また、連結関係抽出処理は、
パターンの連結関係を保ったまま画像寸法を縮小したあ
と、画像を一旦メモリに蓄え、行っているので、連結関
係抽出処理を安価な装置で短時間に実行することが可能
になり、この結果、安価かつ高速なパターン検査装置を
容易に実現できるという効果がある。

さらに、メモリに蓄えたパターンの形状解析を行って、
欠陥位置を特定できるので、高密度、大形回路基板のパ
ターン検査にも適用可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１の実施例を示す回、第２図は
検出対象パターンを示す図、第３図は本発明方法の処理
例を示す図、第４図は接続データの例を示す図、第５図
は設計データの例を示す図、第６図はショート欠陥の位
置の特定法を示す図、第７図は断線欠陥の位置の特定法
を示す図、第８図はパターン検出器の具体例を示す図、
第９図は偏光検出法の原理を説明する図、第１０図は２
値化回路の具体例を示す図、第１１図は２値化用の２次
微分局所オペレータを示す図、第１２図〜第１４図は各
々第１０図に示した２値化回路の処理例を示す図、第１
５図は平滑化フィルタの具体例を示す図、第１６図及び
第１７図は各々膨張、収縮回路の具体例を示す図、第１
８図は４連結、８連結の定義を示す図、第１９図は画像
寸法の縮小法を説明する図、第２０図〜第２２図は連結
関係を保ったまま画像寸法を縮小する方法を説明する図
、第２３図、第２４図、第２６図及び第３６図は連結関
係を保ったまま画像寸法を縮小する回路の２つの具体例
を示す図、第２５図は第２４図のａ〜１を説明する図、
第２７図〜第３４図及び第３７図〜第４０図は各々処理
マスクを示す図、第３５　幅３図による処理の例を示す
図、第４１図は接続データのデータ構造を示す図、第４
２図は設計データのデータ構造を示す図、第４３図はパ
ターンエッヂの追跡法を説明する図、第４４図はＮ、Ｗ
、Ｅ、Ｓの定義を示す図、第４５図及び第４６図は各々
エッヂ座標系列の分割法を説明する図、第４７図は本発
明による第２の実施例を示す図、第４８図は動作を説明
する図、第４９図は表示画面上でパターンを修正する方
法を例示する図、第５０図は接続データから設計データ
に変換する方法を示すフローチャー１・図である。 符号の説明 ３００・・・検査対象物　３０ドパターン検出器３０２
・・２値化回路　３０３・・・膨張回路３０４・・収縮
回路　　３０５・・連結関係を保存した画像寸法縮小回
路　３０６．３０７　・メモリ３０８　　・連結関係抽
出装置　３０９　　・マイコン３１０・・バス　　　　
３１１・外部記憶装置３１２・・欠陥判定出力　３１３
　機端制御部３２０．３２１・・・切換器　３２２・画
像表示回路３２３・デイスプレィ装置　３２４・・・入
力装置祿） 閑 乙 圀 （χｏ、＃０）−（ｇｂ　ｌ　＋　）−（χ”ｊｔ）−
（：’３．ｙｇ）−、、。 ・・・−〔χ牝右）−・・−（χＡ、ト）、不正工、７
ゲ′庖標奪４’ＪのＪ由とショ斗笈扉佐ｌ ゛０− 口 酋 ロ ◇す 〜 躬 図 拓 田メｊ−ソ１占素１口；背町品衆（（α）〜（ｍ片；共
通、）躬 第３４図 （ｃ） （ｄ−） ζ′Ｌ） （ｇ） 第 Ｓ 口 （−Ａ） ト一 拓 ４９図 （←） −５６８＝ 手 続 補 正 壷 （方式） ％式％ パターン検査方法およびその装置 捕市をする者 １１件Ｌｈ［１Ｍ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．被検査対象パターンの光学像を検出して光学像を光
   電変換し、この検出パターン信号を２値化画像信号に変
   換し、この２値化画像信号によって得られる２値化した
   パターンを膨張し、膨張したパターンの連結関係を保っ
   たまま画像寸法を縮小して第１のメモリに格納し、上記
   ２値化画像信号によって得られる２値化したパターンを
   収縮し、収縮したパターンの連結関係を保ったまま画像
   寸法を縮小して第２のメモリに格納し、第１のメモリか
   ら膨張したパターンを読みだしてパターンの連結関係を
   抽出し、抽出した連結関係を正常なパターンの連結関係
   と比較して不一致を検出し、第２のメモリから収縮した
   パターンを読みだしてパターンの連結関係を抽出し、抽
   出した連結関係を正常なパターンの連結関係と比較して
   不一致を検出し、第１のメモリのパターンから検出され
   た連結関係の不一致と第２のメモリのパターンから検出
   された連結関係の不一致から、ショート又は半ショート
   欠陥の発生している回路パターン、断線又は半断線欠陥
   の発生している回路パターンを分類して抽出し、抽出さ
   れたショート又は半ショート欠陥の発生している回路パ
   ターンに対して、第１のメモリに格納されたパターン形
   状を解析することによって、ショート又は半ショートの
   存在する位置を特定し、抽出された断線又は半断線の発
   生している回路パターンに対して、第２のメモリに格納
   されたパターン形状を解析することによって、断線又は
   半断線の存在する位置を特定することを特徴とするパタ
   ーン検査方法。
2. ２．パターンの光学像の検出は、一定方向の直線偏光を
   持つ照明光で照明し、照明の偏光方向と直角方向の偏光
   を持つ反射光のみを結像、検出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。
3. ３．パターンを２値化する方法は、パターン信号の空間
   ２次微分をとり、２次微分値と閾値Ｔｈ＿＋（＞０）を
   比較してＴｈ＿＋以上の部分の信号Ｂとし、２次微分値
   と閾値Ｔｈ＿−（＜０）を比較してＴｈ＿−以下の部分
   の信号を■とし、パターン信号と閾値Ｔｈ（＞０）を比
   較してＴｈ以上の部分の信号をＢｃとし、■・Ｂｃ＋■
   ・Ｂｃをもって２値パターン信号と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。
4. ４．連結関係を保ったままの画像寸法の縮小は、背景を
   その連結性を保存したまま少なくとも（２ｎ−２）画素
   （ｎは２以上の整数）細め、その結果をパターンの連結
   性を保存したまま少なくとも（ｎ−１）画素細め、その
   結果をｎ×ｎ画素に分割し、それらの分割されたｎ×ｎ
   画素のうち少なくとも１画素がパターンに属すときパタ
   ーン、そうでないとき背景として１画素に変換すること
   を特徴とする請求項１記載のパターン検査方法。
5. ５．ｎは２であることを特徴とする請求項４記載のパタ
   ーン検査方法。
6. ６．連結関係を保ったままの画像寸法の縮小をｋ回（ｋ
   は２以上に整数）繰り返すことを特徴とする請求項５記
   載のパターン検査方法。
7. ７．抽出したパターンの連結関係は、連結したパターン
   上に見出されたパッドの番号の内、一つのパッド番号を
   根とし、他のパッド番号を節または葉とする有向木で表
   現し、正常なパターンの連結関係は、連結したパターン
   上に存在すべきパッドの番号を、ループ状に指示した巡
   回リストで表現し、連結関係の不一致の検出および欠陥
   の分類と抽出は、第１のメモリより抽出されたパッド間
   の連結が巡回リスト上にない場合、ショート欠陥が存在
   すると判定し、第２のメモリより抽出されたパッド間の
   連結関係を表現する有向木の、根に対応するパッドが、
   １個の巡回リスト上に２個以上ある場合、断線欠陥が存
   在すると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。
8. ８．ショート又は半ショートの存在する位置を特定する
   方法は、ショート又は半ショートの存在するパターンに
   対して、第１のメモリのデータを読みだし、上記パター
   ンのエッヂ座標系列を検出し、パターン上に存在するパ
   ッドの中心座標に近接した点でエッヂ座標系列を分割し
   、分離すべきパターンを連結させている２つのエッヂ座
   標系列を抽出し、それらエッヂ座標系列各点の相互間で
   、距離が最小となるエッヂ座標対をもって、ショート又
   は半ショートの存在する位置座標と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。
9. ９．断線又は半断線の存在する位置を特定する方法は、
   断線又は半断線の存在するパターンに対して、第２のメ
   モリのデータを読みだし、上記パターンのエッヂ座標系
   列を検出し、エッヂ座標系列相互間の各点の距離が最小
   となるエッヂ座標対をもって、断線又は半断線の存在す
   る位置座標と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。
10. １０．被検査対象パターンの光学像を検出し光学像を光
    電変換するパターン検出器と、検出パターン信号を２値
    化する２値化回路と、２値化したパターンを膨張する膨
    張回路と、膨張したパターンの連結関係を保ったまま画
    像寸法を縮小する第１の画像寸法縮小回路と、第１の画
    像寸法縮小回路の出力信号を格納する第１のメモリと、
    ２値化したパターンを収縮する収縮回路と、収縮したパ
    ターンの連結関係を保ったまま画像寸法を縮小する第２
    の画像寸法縮小回路と、第２の画像寸法縮小回路の出力
    信号を格納する第２のメモリと、第１のメモリおよび第
    ２のメモリからパターンを読みだし、パターンの連結関
    係を抽出する連結関係抽出回路と、抽出した連結関係を
    正常なパターンの連結関係と比較し、不一致を検出し、
    第１のメモリのパターンから検出された連結関係の不一
    致と第２のメモリのパターンから検出された連結関係の
    不一致から、ショート又は半ショート欠陥の発生してい
    る回路パターンおよび断線又は半断線欠陥の発生してい
    る回路パターンを分類して抽出し、抽出されたショート
    又は半ショート欠陥の発生している回路パターンに対し
    て、第１のメモリに格納されたパターン形状を解析する
    ことによって、ショート又は半ショートの存在する位置
    を特定し、抽出された断線又は半断線の発生している回
    路パターンに対して、第２のメモリに格納されたパター
    ン形状を解析することによって、断線又は半断線の存在
    する位置を特定する計算処理手段からなることを特徴と
    するパターン検査装置。
11. １１．パターン検出器は、一定方向の直線偏光を持つ照
    明光手段と、照明の偏光方向と直角方向の偏光を持つ反
    射光のみ透過するように配置された偏光板と、偏光板を
    介した光学像を結像するレンズと、光学像を光電変換す
    る手段とから成ることを特徴とする請求項１０記載のパ
    ターン検査装置。
12. １２．第１のメモリおよび第２のメモリはそれぞれ同一
    の構成の２個のメモリから成り、その入出力に切替器を
    設け、画像寸法縮小回路よりの画像信号の書き込みと、
    連結関係抽出回路または計算処理手段よりの画像信号の
    読みだしをそれぞれ別個のメモリから同時に実行できる
    ように切替制御することを特徴とする請求項１０記載の
    パターン検査装置。
13. １３．検出した２値パターン、あるいは、これを膨張、
    収縮したパターンの連結関係を抽出し、正常な連結関係
    と比較することによって、欠陥を検出するパターン検査
    方法であって、連結関係を抽出する画像データは、検出
    ２値パターン、あるいはこれを膨張、収縮したパターン
    を連結関係を保存したまま、画像寸法を縮小したもので
    あることを特徴とするパターン検査方法。
14. １４．検出した２値パターン、あるいは、これを膨張、
    収縮したパターンの連結関係を抽出し、正常な連結関係
    と比較することによって、欠陥を検出するパターン検査
    方法であって、検出２値パターン、あるいはこれを膨張
    、収縮したパターンを連結関係を保存したまま画像寸法
    を縮小し、これを表示し、パターンの連結関係を確認し
    、欠陥部分のパターンを表示画像上で修正し、確認修正
    されたパターンの連結関係を抽出し、これを正常な連結
    関係として変換、格納し、検査実行時に使用することを
    特徴とするパターン検査方法。