回路パターン検査装置および検査方法
【課題】回路パターンの欠陥検査方法では、検査精度を高めるためには、画像の分解能をあげなければならない。また、回路基板の集積密度も向上しており、画像の分解能は高くする必要性もでる。しかし、画像の分解能を上げると、画像データ量が増える。するとＣＣＤなどの画像変換素子のデータ転送速度がコンピュータの処理速度より低いため、検査時間が増大するという課題があった。
【解決手段】比較的低い分解能で回路パターンの映像を撮り、画像補間によって情報量を増やす。その上で２値化した画像データを用いて欠陥検査を行う。このようにすることで、ＣＣＤなどの画像変換素子からのデータ転送時間を短くすることができ、またデータ補間と２値化によって、誤検出や過検出といったことのない精度よい欠陥検出をすることができる。
【解決手段】比較的低い分解能で回路パターンの映像を撮り、画像補間によって情報量を増やす。その上で２値化した画像データを用いて欠陥検査を行う。このようにすることで、ＣＣＤなどの画像変換素子からのデータ転送時間を短くすることができ、またデータ補間と２値化によって、誤検出や過検出といったことのない精度よい欠陥検出をすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板回路パターン、ＬＳＩ回路パターンの欠陥を画像処理により自動的に検査する回路パターンの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁部材の上に導線のパターンを形成した回路パターンは、携帯電話といった電子機器の一般への普及と共に、急速に需要が高まっている。回路パターンは、それを用いる電子機器の性能や耐久性に影響を及ぼすため、電気的に設計通り結線されていることはもちろん、所定の寸法精度が要求される。
【０００３】
そこで、回路パターンは作製後に全数検査し、所定のスペックを満足していることが確認される。ところで、回路パターンは、その種類も数も膨大になってきているため、できるだけ短時間に検査を終わらせる必要がある。
【０００４】
従来この検査には、いくつかの方法が提案されている。線幅サブピクセル計測法と呼ばれる方法は、線幅を一定長毎に測定してゆき、前後数計測点からその間の線幅を決定し、基準幅に対しての良否を判断する方法である。この方法は、パターンピッチの１／１０程度の分解能で検査が可能である。
【０００５】
また、画像比較法は、２値化後の撮像データと良品データとの差分画像を求め、ある面積以上の差異部分を欠陥として求める方法である。この方法は、データを２値化しているため、計算速度は早くできる。
【０００６】
一方、欠陥の判定方法として、従来提案されている方法は、１／３ルールと呼ばれるものである。このルールは回路パターンの導線であるリード部分の太さが、基準となる太さの１／３の長さ分より太ければリードに突起があると判定し、１／３の長さ分より細ければ断線のおそれがあると判定するものである。
【０００７】
特に特許文献１に開示されているのは、画像比較法を用いた方法で、基準となるパターンの部分が４／３倍になっている標準画像と、２／３倍になっている標準画像を用意し、それぞれの基準画像を検査対象となる回路パターンの画像と比較する。
【特許文献１】特開昭６３−１９５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の方法は、近年のコンピュータの高速化に伴い、短い時間で欠陥の有無を判定できるようになった。しかし、対象となる回路パターンの画像を撮影する際に用いるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）といったデバイスの電荷転送速度は、コンピュータの演算速度に比較してまだまだ低い。従って、上記の方法によって欠陥の有無を検査しようとすると、撮影した画像データの転送速度が、検査全体の高速化を制限するボトルネックとなる。
【０００９】
一方、普及する機器の小型化によって回路パターンも小型化し、リードの線幅はどんどん狭くなる。すると、狭い線幅において精度良く欠陥を発見するためには、解像度の高い画像が必要となる。解像度の高い画像はデータ量が多く、低い転送速度では転送に時間がかかることとなる。
【００１０】
すなわち、画像比較法を用いた欠陥検出において、画像データの転送速度があまり向上しないとすると、小型化する回路パターンから、高速にしかも精度よく欠陥検出を行うことができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のパターン検査方法および装置は、上記の課題を解決すべく想到されたものである。すなわち、本発明では、低い解像度で撮影を行い、得られた画像データを補間することで、情報量を多くし、基準パターンの画像データと比較する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、低い解像度で撮影を行うため、転送速度が遅くても短い時間で画像データを転送することができ、欠陥検出時間を短くすることができる。また、撮影は低解像度で行うが、補間によって情報量を多くするため、誤検出や過検出の少ない欠陥検査が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に本発明のパターン検査装置１の構成図を示す。本発明のパターン検査装置は、被検査物９０の回路パターンを撮影する画像撮影部１０と、撮影された画像を補間処理する補間部２０、補間された画像を２値化する２値化部３０、２値化した画像を膨張若しくは縮小して基準となる画像を作る膨張縮小部４０、基準となる画像と検査対象画像の位置を合わせる位置合わせ部５０、位置を合わせた画像同士の画素同士を論理演算する演算部６０、演算結果を判定する判定部７０、そして記憶部８０を含む。
【００１４】
画像撮影部１０は、少なくともカメラ１１と照明１２を有する。カメラ１１は被検査物９０のパターンの画像を画像データＶｄに変換し出力する。従って、ＣＣＤなどの光電子変換素子を用いたものが好ましい。ＣＣＤは画素が２次元に配列されたものであっても、ラインセンサなどのように１次元に配列されたものであってもよい。また、被検査物９０を上方から撮影するため、テレセントリックスタイプのレンズを搭載したものがより好ましい。なお、通常の可視光の波長を用いるだけでなく、近赤外や紫外波長帯の光を検出するようにしてもよい。
【００１５】
画像データＶｄは、光電子変換素子によって電気信号に変換された画素情報の集合である。具体的には、ＣＣＤの１画素が受光した光を８ビット若しくは１０ビットの階調に変換された値（階調値）と画素の位置（座標など）のセットが１画像分集まったものである。１例を挙げると、ＣＣＤの有効画素数が５００万画素あり、１画素あたり１０ビットの階調値に変換される場合は、１画像分の画像データＶｄは、階調値だけで５０００万ビット（５０Ｍｂｉｔ）になる。
【００１６】
照明１２は、被検査物９０の撮影に光を当てて、コントラストを得るためのものである。特に制限されるものではなく、リング形状の蛍光灯やＬＥＤ、光ファイバライトガイドなどを好適に用いることができる。
【００１７】
また、被検査物９０を上方から照らすだけでなく、被検査物９０の下方から照らして、透過光をカメラ１１で撮影してもよい。
【００１８】
補間部２０以降は、画像データＶｄに対する画像処理を行う。それぞれの構成要素は専用のハードウェアを作成することもできる。しかし、変更が容易である点と現在のコンピュータの処理速度は十分に速いことを考えると、コンピュータによるソフトウェア的な処理が主となる。
【００１９】
従って、補間部２０、２値化部３０、膨張縮小部４０、位置合わせ部５０、演算部６０、判定部７０は、コンピュータとソフトウェアで実行されことを表すため、制御装置８５の要素として説明を進める。これらの要素はソフトウェアとコンピュータで実行可能である。
【００２０】
なお、記憶部８０は、制御装置８５に含まれるように図示した。具体的には、半導体メモリが好適に用いられるからである。しかし、制御装置８５の外側に設置されたハードディスクなどの２次記憶媒体が含まれていても良い。
【００２１】
補間部２０は、画像撮影部１０から出力された画像データＶｄを受け取り、画素の補間を行う。画素の補間とは、画素と画素の間に新たな画素を設け、両側の画素のデータに基づいて新たな画素に対する画像データを作成することである。
【００２２】
図２を参照して、本発明における補間部２０の役割について詳細な説明を行う。今、被検査物９０の大きさが４ｃｍ×４ｃｍ四方の大きさであり、画像撮影部のＣＣＤ１３が１０画素×１０画素（全部で１００画素）であった場合を仮定する（図２（ａ））。図２ではＣＣＤ１３の裏側が見えている。このＣＣＤ１３で被検査物９０を撮影するとＣＣＤの１つのセルは、被検査物の４ｍｍ四方９１からの光を平均した値を出力する。すなわち、解像度は１０ドット／４ｃｍとなる。
【００２３】
もし、被検査物上にパターンされた回路のリード幅がこの解像度では十分な検査ができないとすると、解像度を上げなければならない。具体的な方法としては、より多くの画素を有するＣＣＤを用いる方法か、被検査物をより細かく撮影する方法のいずれかを選択することとなる。一般にこのようなパターン検査の場合は、リードのピッチ（リード幅と隣接するリードまでの間隔長を合わせた長さ）の１／２０程度の分解能が必要とされている。
【００２４】
図２（ｂ）では、被検査物９０を４分割し、それぞれをＣＣＤ１３で撮影した場合を示す。この場合、被検査物の２ｃｍ×２ｃｍ四方の領域を１００画素のＣＣＤで撮影するため、ＣＣＤの１つのセルは、２ｍｍ四方９２の領域からの光の平均値を出力する。この場合の解像度は１０ドット／２ｃｍであり、図２（ａ）の倍になる。このようにすると、解像度は向上するが、１枚の被検査物からの画像データ量は４倍になる。画像データ量は、ＣＣＤの画素密度を４倍にして、１回の撮影で被検査物を撮影した場合も同じように増える。
【００２５】
ＣＣＤなどの光電子変換素子の場合は、画素数とデータ転送速度は、比例関係になく、多くの画像データを転送しようとするとそれだけ時間がかかってしまう。従って、被検査物のリード幅が狭くなるに従い、解像度を高くしなければならず、検査に時間がかかることとなる。
【００２６】
しかし、図２（ａ）で示した例のように、被検査物を１００個の画素のＣＣＤで撮影し、得られた画像データを補間によって４倍のデータ量にすれば、短い時間で検査を行うことができる。そして、パターン検査のように、リードの欠損や余分な突起といったリードの有無だけが主たる検出目的である場合は、補間によってデータ量を増やしても、十分実用に耐えうる。本発明はこのような考えに基づいて想到されたものである。従って補間部２０の存在は、本発明において重要な役割を担う。
【００２７】
図１に戻って、補間部２０の説明を続ける。画素間の補間には一番近い画素のデータをそのまま適用するニアレストネイバー法、隣接する画素のデータを直線で結んで補間するバイリニア法（線形補間法）、複数のデータから３次元的に計算するバイキュービック法（双３次補間法）等が知られており、これらを一部変更した方法も多く提案されている。本発明では、どの方法を用いても良いが、隣接する画素のデータを用いる補間方法であればより好適である。また、計算時間がかかる複雑な補間法よりも、直線近似を用いる補間法がより好ましい。
【００２８】
図３には補間の様子を示す。また、図４に、補間部２０の処理フローの１例を示す。ここでは、バイリニア補間法で、画像データＶｄを４倍のデータ量にする場合について説明をする。なお、補間によってどの程度のデータ量にするかを示す指標を補間レベルと呼ぶ。画像の場合は２次元であるので、１辺の倍率でこれを呼ぶことにする。従って本説明は補間レベルが２倍の場合について説明を行う。
【００２９】
図３において、太線四角１５は画像データＶｄの画素に対応する。図では、画像データＶｄの中の４つの画素を取り出して表示している。画素（Ｘ、Ｙ）は画像データＶｄの画素であることを示している。また、Ｖｄ（Ｘ、Ｙ）は、画素（Ｘ、Ｙ）の画素データを表す。画素データとは、画素の階調値をいう。
【００３０】
ＸとＹは画像データＶｄ上での画素の位置を表す。Ｘは横方向でＹは縦方向である。図３でＸは右に行くほど、またＹは下に行くほど数が増えるとする。従って、画素（Ｘ、Ｙ）の右隣の画素は（Ｘ＋１、Ｙ）となる。画素（Ｘ、Ｙ）の下は（Ｘ、Ｙ＋１）である。また、ＸとＹは、画素の中心座標と考えても良い。すなわち、図３では、画素（Ｘ、Ｙ）の中心の座標が（Ｘ、Ｙ）としてもよい。
【００３１】
これに対して補間された画像データは補間画像データＣで表す。補間画像データＣの画素は、補間画素と呼び、画像データＶｄの画素の１／４の大きさである。補間画像データＣも座標を書くことで画素の位置を表す。図３では、（ｘ、ｙ）が補間画像データの中で位置（ｘ、ｙ）の画像であることを表す。また、画像データＶｄ上の４つの画素を表す点線四角１６は、太線四角１５と同じである。この４つの画素中には、９つの補間画素２５が含まれていることを表している。
【００３２】
また、Ｃ（ｘ、ｙ）と記載することで（ｘ、ｙ）の位置での画素データ（階調値）を表すものとする。補間画像は画像データＶｄより細かい画素であるので、画素（ｘ、ｙ）の隣の画素は画素（ｘ＋０．５、ｙ）となる。
【００３３】
なお、座標（Ｘ、Ｙ）と座標（ｘ、ｙ）の間の関係は、特に限定されるものではなくどのような関係であってもよい。例えば、座標（ｘ、ｙ）をＸＹの座標系で見た場合に（Ｘ＋ａ、Ｙ＋ｂ）といった関係であってもよい。ここでは説明を簡単にするために、座標（ｘ、ｙ）は座標（Ｘ、Ｙ）に一致するとする。言い換えると、Ｃ（ｘ、ｙ）はＶｄ（Ｘ、Ｙ）と等しいということである。同様にＣ（ｘ＋１、ｙ）、Ｃ（ｘ、ｙ＋１）、Ｃ（ｘ＋１、ｙ＋１）はそれぞれＶｄ（Ｘ＋１、Ｙ）、Ｖｄ（Ｘ、Ｙ＋１）、Ｖｄ（Ｘ＋１、Ｙ＋１）に等しい。
【００３４】
バイリニア補間法は補間される１つの画素データを周囲にある４つの補間前画素データから求めるものである。具体的には、画素（ｘ、ｙ）の画素データは、画素データであるＶｄ（Ｘ、Ｙ）、Ｖｄ（Ｘ＋１、Ｙ）、Ｖｄ（Ｘ、Ｙ＋１）およびＶｄ（Ｘ＋１、Ｙ＋１）の４つのデータと、座標（ｘ、ｙ）、（Ｘ、Ｙ）、（Ｘ＋１、Ｙ）、（Ｘ、Ｙ＋１）および（Ｘ＋１、Ｙ＋１）を使って求める。また、画素（ｘ、ｙ）から画素（ｘ＋１、ｙ＋１）までの９つの画素（２５）の画素データは、すべて、Ｖｄ（Ｘ、Ｙ）、Ｖｄ（Ｘ＋１、Ｙ）、Ｖｄ（Ｘ、Ｙ＋１）およびＶｄ（Ｘ＋１、Ｙ＋１）の４つのデータとそれぞれの画素の座標から求める。
【００３５】
図４を参照して、補間処理（Ｓ２００）では、まず画像データＶｄを受け取り（Ｓ２０２）、初期化を行った後（Ｓ２０３、Ｓ２０４）、終了処理の判定を行う（Ｓ２０６）。初期化は座標を表すｘ、ｙの変数の初期化である。初期化は、例えば、最初に計算する座標（ｘ、ｙ）が（０、０）であればｘとｙをそれぞれ「−０．５」の値にする。なお、図４では、後のフローを説明する都合上、ｙの初期化とｘの初期化を分けて記載した。また、その他の初期化が必要な場合はステップＳ２０３で行ってもよい。
【００３６】
終了処理の判定は、計算すべき画素データの有無で判定するが、装置全体の制御から割り込みがかかってもよい。ここでは、ｙ座標が補間すべき最後のｙ座標であるか否かで判断することとしている。つまり、ｘ方向の画素を補間で求め、次にｙ座標を進めてから、またｘ方向の画素について補間画素データを求める。
【００３７】
次に変数ｙをインクリメントした後（Ｓ２０８）、さらにｘ座標についても最後のｘ座標か否かを判断する（Ｓ２１０）。ｘ座標が最後でなかった場合は、やはりｘをインクリメントする（Ｓ２１２）。そして、画素（ｘ、ｙ）の周囲にある４つの元画素を検索し求める（Ｓ２１４）。４つの元画素が求まったら、補間画素値Ｃ（ｘ，ｙ）を求める（Ｓ２１６）。なお、Ｃ（ｘ、ｙ）を単にＣｘｙと記載している。また、ここで補間画素値Ｃ（ｘ，ｙ）は、以下の（１）式で求める。
【数１】
・・・・・（１）
【００３８】
処理をステップＳ２１０に戻し、ｘ方向の画素についての計算が終了した場合は、処理をステップＳ２０４に戻しｘを初期化し、再びｙ方向の画素についての計算が終了したか否かを判断する。
【００３９】
全ての補間画素について階調値の計算が終了したら、結果を出力し（Ｓ２１８）この処理を終了する（Ｓ２２０）。この補間画像データは補間画素データＶｃｄとなる。なお、ここで示した補間処理は、１例でありフロー処理２３０の部分は適宜変更されてもよいし、他の補間方法を用いても良い。また、補間レベルも３倍、４倍等であってもよい。また、画素（Ｘ、Ｙ）と画素（ｘ、ｙ）が一致する場合は、（１）式よりＣ（ｘ、ｙ）＝Ｖｄ（Ｘ、Ｙ）となるので、Ｖｄ（Ｘ、Ｙ）をそのままＣ（ｘ、ｙ）の値としてもよい。このようにすることで計算回数を減らすことができる。
【００４０】
図１に戻って、２値化部３０は、補間画像データＶｃｄを受け、２値に変換する。２値に変換することで後段の演算を非常に高速に行うことができるからである。２値化は補間された画像データＶｃｄの画素データ毎に所定の閾値Ｔｈと比較し、大きければ１、小さければゼロにする処理である。
【００４１】
図５に２値化部での処理フロー（Ｓ３００）を示す。補間画像データＶｃｄが入力される（Ｓ３０２）と、初期化を行い（Ｓ３０４）、終了判断を行う（Ｓ３０６）。座標を表す変数ｘ、ｙをインクリメントし(Ｓ３０８)、補間画素データＣ(ｘ、ｙ)の値が閾値Ｔｈより大きいかを判断する（Ｓ３１０）。大きい場合はＣ(ｘ、ｙ)に１を代入し（Ｓ３１２）、そうでない場合はゼロを代入する（Ｓ３１４）。通常、閾値Ｔｈは階調値の半分の値にするが、他の事情で別の値に設定することもできる。なお、座標を表す変数ｘとｙのインクリメント（Ｓ３０８）は、全ての補間画素についてこの処理が行われるように適宜初期化とインクリメントが繰り返されることを表す。具体的には図４のステップ（Ｓ２０４乃至２１０）の処理等である。本明細書においては、簡便のために以後のフローでも、図５のステップ（Ｓ３０６）とステップ（Ｓ３０８）のように、「２つの変数をインクリメントする」という記載とそれぞれの変数を引数として持つ値が「ｅｎｄ」であるか否かという記載で、２つの変数については、必要とされる全ての範囲について変化させることを表す。
【００４２】
処理をＳ３０６に戻して、全ての処理が終了したら、補間された画像データＶｃｄは２値化された画像データＢｃｄとして出力される（Ｓ３１６）。これを２値画像データと呼ぶ。そしてその後処理はメインの処理に返される（Ｓ３２０）。なお、２値画像データＢｃｄの各画素の値は１かゼロであるので、１ビットのデータとしておけば、全体のデータ量を大幅に削減することができる。
【００４３】
再び図１に戻って、２値化部３０から出力された２値画像データＢｃｄは、膨張縮小部４０と位置あわせ部５０に入力される。後に図１５の説明で詳細を述べるが、膨張縮小部と位置合わせ部はどちらかが選択的に動作する。
【００４４】
膨張縮小部４０は、基準パターンの２値画像データＢｃｄのパターンの部分を太くしたり、細くしたりして、被検査物が有する欠陥の許容される範囲を示す２値画像データを作成する。
【００４５】
例えば、リード幅は基準パターンのリード幅の４／３倍までは許容されるとすると、膨張縮小部４０は、基準パターンの２値画像データのリード部分の幅を４／３倍にした２値画像データを作成する。このような２値画像データは、被検査物の２値画像データに対する許容範囲を与えるものである。これを２値膨張画像データＢｃｄｘと呼ぶ。２値膨張画像データは被検査物の突起を検査するためのデータであるので突起部検査用標準データとも呼ぶ。
【００４６】
同様にリードの幅は基準パターンのリードの幅の２／３倍より狭くてはいけないと決めるなら、基準パターンのリードの幅を２／３倍にした２値画像データも許容範囲を与える２値画像データである。これを２値縮小画像データＢｃｄｓと呼ぶ。２値縮小画像データは、あるべきリードがない部分を検査するためのデータであるので、欠陥部検査用標準データとも呼ぶ。
【００４７】
図６に処理のフローを示す。ここでは、膨張処理のフロー（Ｓ４００）を示す。２値画像データＢｃｄが入力されると（Ｓ４０２）、ＢｃｄのコピーであるＢＣの作成とＢＣＸというメモリ領域の確保を行う（Ｓ４０４）。ＢＣというコピーを作成するのは被検査物の２値画像データＢｃｄを壊さないためである。また、ＢＣＸは２値膨張画像データとなるデータである。従って、ＢＣＸはＢＣの画素と同じ数の画素を有する。また、ＢＣもＢＣＸも２値画像データである。
【００４８】
次に終了判断を行う（Ｓ４０６）。ここでは、以下の膨張処理Ｐｅｘが所定の回数Ｎｅ回行われたかどうかで判断する。所定の回数Ｎｅは、画素の分解能とパターンのリードの幅などから予め決められる回数である。もちろん、全体の制御からの割り込みで終了してもよい。
【００４９】
次に座標を表す変数であるｘとｙを初期化する（Ｓ４０８）。そしてｘとｙをインクリメントした後（Ｓ４１０）、２値化画像データＢＣ（ｘ、ｙ）の値が１であるかどうかを判断する（Ｓ４１２）。なお、画素の位置を座標で表し、データ名をつけることでその画素の値を表すのは、本明細書を通じて同じである。また、図ではＢＣ（ｘ、ｙ）をＢＣｘｙと略記した。同様にＢＣＸ（ｘ、ｙ）をＢＣＸｘｙと略記する。
【００５０】
もし値が１である場合はＢＣ（ｘ、ｙ）に対応するＢＣＸ（ｘ、ｙ）の値を１とした上に、ＢＣＸ上で隣接する画素の値を全て１にする（Ｓ４１４）。隣接する画素とは、自分の最も近い周囲にある８つの画素を指す。これらを周辺画素とも呼ぶ。ここでは隣接する８つの周辺画素をＰＢＸ１乃至ＰＢＸ８と表した。
【００５１】
図７を用いてこの処理を説明する。図７（ａ）で、２値画像データＢＣは、２値画像データＢｃｄのコピーである。図では、一部分だけを抜き取って示した。黒の部分は値が１の画素であり、白は値がゼロの画素を示す。図では４箇所が値１の画素である。
【００５２】
図７（ｂ）で２値画像データＢＣＸは、膨張された２値画像データが格納される。今２値画像データＢＣ上のＡの点が画素（ｘ、ｙ）であったとすると、ＢＣＸ上では画素ＡＸが対応する画素である。ＢＣとＢＣＸは同じ画素数を有するので、位置を表す座標は同じである。
【００５３】
そこで、まずＢＣＸ上の画素ＡＸの階調値を１とする。そして、隣接する画素の値を１にする。隣接する画素とは、画素ＡＸの周囲の画素でＸの太線枠内にあって、画素ＡＸ以外の８つの画素である。
【００５４】
これがステップＳ４１４の処理である。なお、隣接する画素がすでに値１であった場合は、１のままにする。このようにすることで、値が１であった画素は値が１のまま維持される。また、値がゼロであった画素は、値が１の画素に隣接していれば１になる。すなわち、値が１の画素とゼロの画素の境界部分で値が１の画素の数が増えたことになる。これは最初の２値画像データＢｃｄが１画素分だけ膨張したということである。
【００５５】
図７では、２値画像データＢＣ上で値が１である４つの画素に対してこの処理を行った結果の２値画像データＢＣＸ（図７（ｂ））を示した。なお、ＢＣＸ上で膨張処理を行う前の画素に相当する画素は斜線で示した。図７（ｂ）の２値画像データＢＣＸ上で白でない四角が膨張処理後に値が１になった画素を表す。
【００５６】
図６に戻って、もしＢＣ(ｘ、ｙ)が１でない、すなわちゼロなら何もせずスキップする（Ｓ４１２のＮ分岐）。次にＢＣ（ｘ、ｙ）が最後の画素かどうかを判断する（Ｓ４１６）。最後でない場合は変数のインクリメント処理（Ｓ４１０）に戻る。最後の画素であった場合は、ＢＣＸの画素の値をＢＣにコピーする（Ｓ４１８）。すなわち、ＢＣとＢＣＸは同じデータとなる。このようにするのは、次の膨張処理の元になるデータを２値画像データＢＣとして蓄えておくためである。そして、処理回数Ｐｅｘをインクリメントし（Ｓ４１８）、処理Ｐｅｘが所定回数に達したか否かの判断（Ｓ４０６）まで戻る。
【００５７】
終了判断（Ｓ４０６）に戻り、所定回数に達しない場合は、再度１画素分の膨張処理を行う。すでにＢＣは２値画像データＢｃｄよりも１画素分だけ膨張した画像データとなっている。つまり、２回目からの処理では２値画像データＢＣを基準とすることでＢＣＸにはさらに１画素分だけ膨張した画像データを得ることができる。また、２回目以降の処理では２値画像データＢＣは、２値画像データＢｃｄと同じではない。
【００５８】
どのくらい膨張させたデータが必要なのかは、予め決めておくことであるので、何回膨張処理を繰り返すかも予め決めておくことができる。所定回数Ｎｅだけ膨張処理を行った結果は２値膨張画像データＢｃｄｘとして出力される（Ｓ４２０）。そして処理はメインに返される（Ｓ４２２）。
【００５９】
図８には縮小処理のフローを示す。縮小処理（Ｓ４５４）は膨張処理の場合の１をゼロと置き換えた処理であり、１回の縮小処理で１画素分だけ値がゼロの画素が増える。ステップＳ４５４で周辺画素の値をＰＢＳ１〜ＰＢＳ８として示した。所定の回数Ｎｓだけ縮小処理を行った結果（Ｓ４４５）は、２値縮小画像データＢｃｄｓとして出力される（Ｓ４６０）。
【００６０】
なお、膨張処理や縮小処理は回路パターンの部分に行われるもので、画像データの全てにわたって行われなくてもよい。例えば、後述する位置合わせなどに用いるため回路パターンの周辺部分に配置した位置合わせ用マーカーや、文字などにはこれらの処理を行わなくてもよい。
【００６１】
図１に戻って、２値膨張画像データＢｃｄｘと２値縮小画像データＢｃｄｓは記憶部８０に記憶される。なお、これらは、突起部検査用標準データＢｃｄｘと欠陥部検査用標準データＢｃｄｓでもある。またこれをまとめて２値標準画像データＢｓｔｄと呼ぶ。
【００６２】
次に位置合わせ部５０について説明する。位置合わせ部５０は、２値化画像データＢｃｄと２値膨張画像データＢｃｄｘおよび２値縮小画像データＢｃｄｓとの位置合わせを行う。この場合、２値化画像データＢｃｄとＢｃｄｘやＢｃｄｓは別のパターンの画像データである。すなわち、ＢｃｄｘやＢｃｄｓは基準となる回路パターンに基づいた画像であり、これらと比較される２値画像データＢｃｄは被検査物のパターンに基づく画像である。
【００６３】
従って、同じ画像撮影部で撮影された画像データであっても、微妙に位置がずれる場合があり、同じ位置の画素同士の値を比較できないおそれがある。より具体的には、Ｂｃｄの(ｘ、ｙ)の画素とＢｃｄｘやＢｃｄｓの（ｘ、ｙ）の画素は、回路パターンの同じ場所に該当しない場合があるということである。
【００６４】
位置合わせ部５０はＢｃｄの画素に対応するＢｃｄｘやＢｃｄｓの画素を決める。画像処理において、画像を重ねる方法は、一方の画像を他方に対して位置を上下左右に移動させながら重ね合わせの残差が最小になる点を求める残差マッチング法、２つの画像の正規化相関値が最大になる点を求める正規化相関法、画像データのフーリエ変換面で合わせる位相限定相関法、画像のエッジ点列を用いる幾何マッチング法やベクトル相関法等の方法が知られている。
【００６５】
本発明ではどの方法を用いてもよいが、被検査物の２値化画像データと比較する画像データは膨張させたり、縮小させたりした画像であるので、画像データ全部を用いて重ねる方法よりも、位置合わせのためのマーカーなど、画像データの一部を用いた方法が好ましい。
【００６６】
図９に位置合わせ処理のフロー（Ｓ５００）を示す。ここでは、残差マッチング法で位置合わせを行う例を示す。２値画像データＢｃｄが入力される（Ｓ５０２）と、記憶部８０から２値膨張画像データＢｃｄｘを取得する（Ｓ５０４）。２値縮小画像データＢｃｄｓについても位置あわせを行うが、全く同じ処理なので、ここでは２値膨張画像データについて説明し、Ｂｃｄｓとの位置合わせ処理については記載を省略する。
【００６７】
次に終了判定を行う（Ｓ５０６）。回路パターンの検査は、基準パターンと被検査物のパターンが大きくことなることはなく、位置合わせは微小な調整でよい。すなわち、予め位置合わせのためにずらす画素数を決めておくと処理を早くできる。従って、横方向にずらす画素数ｉと縦方向にずらす画素数ｋを予め与えておき、どの被検査物に対しても同じ回数だけ計算させるようにしてもよい。
【００６８】
具体的には、ｉとｋを−５から５までと決めておき、最初の値をそれぞれ−５に決めておくなどである。以下の処理でｉとｋをインクリメントしてそれぞれが５になったら終了すようにすれば、縦横１０画素ずつずらせた中で最も一致した場合を見つけることができる。
【００６９】
図１０にはマーカーの例を示す。図１０（ｂ）は、２値膨張画像データＢｃｄｘの全領域である。被検査物には回路パターンと関係ない部分に位置合わせ用のマーカーが印刷してあるものとする。それらのマーカーは、画像データに反映される。そこで、２値画像データには、位置合わせ用のマーカーＭｋが値１の画素として残る。
【００７０】
位置合わせには、このマーカーを含む、データの領域を利用する。２値膨張画像データＢｃｄｘの左上、左下、右上、右下のそれぞれの領域をＲｌｕ、Ｒｌｗ、Ｒｒｕ、Ｒｒｗとする。図１０（ａ）は、Ｒｌｕの拡大図である。マーカーＭｋの部分は値が１の部分である。黒マスで表した。ここではマーカーは鍵形である。
【００７１】
図１１を参照して、５１は、２値膨張画像データＢｃｄｘの左上のマーカーで、５２が被検査物の２値画像データＢｃｄの左上のマーカーを示す。なお２値膨張画像データは、膨張処理を受けているが、このマーカーの部分は膨張処理を行わない。位置合わせができなくなるからである。
【００７２】
画像を撮影した際の誤差で、マーカーを示す画素は１画素分だけずれているとする。位置合わせフローは、２値画像データＢｃｄを１画素ずつずらせながら、マーカー同士が最も重なる点を見つける。図１１（ｃ）は、ＢｃｄｘとＢｃｄの右上の領域を重ねてずらすことで、それぞれのマーカーが重なった場合の図を示す。このとき、それぞれの領域は、ずれている。
【００７３】
図９のフローに戻って、ＢｃｄとＢｃｄｘのそれぞれの４隅の領域を抜き出す（Ｓ５０８）。２値画像データＢｃｄの４隅のデータはＲｌｕ、Ｒｌｗ、Ｒｒｕ、Ｒｒｗとし、２値膨張画像データＢｃｄｘの４隅のデータは、Ｒｌｕｘ、Ｒｌｗｘ、Ｒｒｕｘ、Ｒｒｗｘとする。抜き出した領域は画素の位置データ（ｘ、ｙ）と画素の値からなるデータである。
【００７４】
これらの４隅の領域のデータをまとめて［Ｂｃｄ］および［Ｂｃｄｘ］と表す。そして、［Ｂｃｄ］を横方向にｉ画素、縦方向にｋ画素ずらすことを［Ｂｃｄ］（ｉ、ｋ）と表す。
【００７５】
そして、２値膨張画像データＢｃｄｘの４隅の領域のデータ［Ｂｃｄｘ］と、２値画像データＢｃｄの４隅のデータ［Ｂｃｄ］を横にｉ画素ずらせ縦方向にｋ画素ずらせたデータ［Ｂｃｄ］（ｉ、ｋ）との排他的論理和の否定を求める（Ｓ５１０）。
【００７６】
この演算で、画素の値がゼロ若しくは１同士の画素は結果がゼロとなり、画素同士の値が異なる場合は、結果が１となる。領域データ［Ｂｃｄｘ］の全ての画素についてこの演算を行いその総和Ｈを求める。ステップＳ５１０で「Σ」は４隅の領域内の全ての画素について総和を求める意味である。
【００７７】
この値Ｈと最小値Ｍｉｎとを比較する（Ｓ５１２）。最小値Ｍｉｎは最初に適当な大きさの値をいれておく。もしＭｉｎの方が大きければ演算結果Ｈと入れ替え、その時のｉとｋの値をＥｘｉおよびＥｘｋとして記録する（Ｓ５１４）。そうでなければスキップする。そしてｉとｋをインクリメントし（Ｓ５１６）、終了処理（Ｓ５０６）に戻る。
【００７８】
全てのｉとｋについて処理が終了したときに記録されているＥｘｉおよびＥｘｋが２値画像データと２値膨張画像データの対応画素同士のずれ量である。またこのずれ量は対応画素同士の位置を合わせる補正量となる。これを出力し（Ｓ５１８）、処理をメインに戻す（Ｓ５２０）。
【００７９】
この位置合わせは２値膨張画像データＢｃｄｘだけでなく、２値縮小画像データＢｃｄｓとの間でも求める。２値縮小画像データとの補正量はＳｈｉおよびＳｈｋとして求める。なお、ＢｃｄｘとＢｃｄｓは元々１つの基準パターンからの画像であるので、（Ｅｘｉ、Ｅｘｋ）か（Ｓｈｉ、Ｓｈｋ）のいずれか一方だけで代用してもよい。
【００８０】
なお、ここでは、２値画像データ同士で位置合わせを行う場合について説明したが、検査対象パターンと基準パターンの補間画像データ同士や補間を行う前の画像データ同士の段階のデータ同士で位置合わせを行ってもよい。また、本説明では、２値化された画像データの４隅の領域を使って位置合わせを行ったが、４隅に限定されるものではない。また位置合わせの領域も隅ではなく、回路パターンの中央部や辺の部分であってもよい。
【００８１】
また、本実施例の説明では、被検査物が平面内で位置がずれた場合を想定した位置合わせについて詳細に説明を行った。しかし、画像撮影部での撮影の際に、被検査物が裏側に異物をかみ込み、カメラ１１に対して斜めに撮影される場合もある。いわゆるチルト状態で撮影された場合である。
【００８２】
図１２（ｂ）には、そのような状態で撮影された被検査物の２値画像データ５４を示す。図１２（ａ）は、チルトがない状態で撮影された基準パターンの２値膨張画像データのマーカーである。２値画像データ５４は、撮影の際に回路パターンが斜めに撮影されてしまい、縦方向に縮んだ映像となっている場合を示した。
【００８３】
２値画像データの４隅のマーカー間の画素数をカウントすることで、縦横それぞれ何画素分歪が生じているかは把握できる。従って、画像が歪んでいる場合は、膨張縮小処理を使って、これを補正してもよい。
【００８４】
具体的には、歪んだ画素分だけ膨張若しくは縮小処理を行う。例えば図１２では、縦方向に２画素分だけ歪んでいる。そこで、縦方向に１画素分だけ膨張させる。膨張処理は図６のフローで、ステップＳ４０５の処理回数Ｎｅを１とし、ステップＳ４１４の周辺画素をＰＢＸ２とＰＢＸ７だけにする。これらの周辺画素は対象画素の縦方向上下の画素である。
【００８５】
図１２（ｃ）には、縦方向に１画素分膨張させた２値画像データを示す。画素５５と画素５６は膨張処理によって値が１になった画素である。このデータを２値膨張画像データと位置合わせを行った結果を図１２（ｄ）に示す。
【００８６】
このように、全体もしくは部分的に被検査物のパターンが基準パターンと異なる場合は、撮影時のチルトの場合だけでなく、他のケースでも発生しうる。例えば、検査パターンはエッチング加工によって作製するが、エッチング条件によってその太さが変わる。このような場合も被検査物のパターンと基準パターンの太さが同じようになるように検査対象パターンを膨張・縮小することで、精度の高い補正ができる。
【００８７】
再び図１を参照して、位置合わせ部５０は、これらの位置補正データをＩｆａｌとしてまとめて出力する。すなわち、Ｉｆａｌには、Ｅｘｉ、Ｅｘｋ、Ｓｈｉ、Ｓｈｋが含まれる。また、２値化画像データＢｃｄ、２値化膨張画像データＢｃｄｘ、２値化縮小画像データＢｃｄｓも同時に出力される。
【００８８】
次に演算部６０の処理について説明を行う。演算部６０は、Ｂｃｄ、Ｂｃｄｘ、ＢｃｄｓとＩｆａｌが入力され、位置補正データに基づきＢｃｄとＢｃｄｘおよびＢｃｄｓとの差分を求める。
【００８９】
図１３に処理のフロー（Ｓ６００）を示す。ここでも、２値膨張画像データＢｃｄｘと２値画像データＢｃｄとの処理を例示する。ＢｃｄｘとＢｃｄおよび位置合わせの補正量Ｅｘｉ、Ｅｘｋが入力されたら（Ｓ６０２）、終了判定を行う（Ｓ６０４）。ここでは、ＢｃｄとＢｃｄｘを画素毎に比較するので、座標を表す変数ｘ、ｙについて比較すべき画素に対する処理が終わったか否かを判断する。
【００９０】
そして、２値画像データＢｃｄの画素（ｘ＋ｉ、ｙ＋ｋ）の値から２値膨張画像データＢｃｄｘの画素（ｘ、ｙ）の値を引き（Ｓ６０６）、引き算結果Ｌｘが正かどうかを判断する（Ｓ６０８）。
【００９１】
Ｂｃｄｘは、基準となるパターンを膨張させて作成されたデータなので、被検査物の画像２値画像データＢｃｄの方が大きくなるのは、膨張させた分より大きな突起があることを意味する。そこでもしその値が正であったとすると、結果を示すＣｄｘをインクリメントする（Ｓ６１０）。すなわち、Ｃｄｘには、被検査物の画像データの中で、膨張させた画像より大きかった画素の数が記録される。そして、ｘとｙをインクリメントし（Ｓ６１２）、終了判定（Ｓ６０４）に戻る。
【００９２】
比較すべき画素が終了したら、Ｃｄｘを出力し（Ｓ６１４）、処理をメインに返す（Ｓ６１４）。
【００９３】
一方、縮小データであるＢｃｄｓと比較する場合は、画素Ｂｃｄｓ（ｘ，ｙ）の階調値から画素Ｂｃｄ（ｘ＋ｉ、ｙ＋ｋ）の階調値を引き、結果Ｌｓが正か否かを判断する。図１４にフローを示す。縮小画像データであるＢｃｄｓの方が階調値が大きいというのは、被検査物のパターンがあるべき部分にないことを示しており、欠損があることを意味する。
【００９４】
演算部６０は、２値膨張画像データとの差分であるＣｄｘと２値縮小画像データとの差分であるＣｄｓを出力する。
【００９５】
次に判定部７０の処理について説明する。判定部７０は、膨張画像データとの差分であるＣｄｘと縮小画像データとの差分であるＣｄｓを受け取り、所定の閾値と比較し、被検査物のパターンと基準パターンの類似度、若しくは良否といった関係を判定する。
【００９６】
なお、処理速度を重視する場合はこのように差分画像の画素値の合計で良否を判断するが、処理時間に余裕のある場合は、いわゆるラベリング処理を差分画像に実施し、各欠陥部分の面積を求め、この面積がある閾値を越えた部分を欠陥とするとより精度の良い検査が可能である。
【００９７】
図１５にフロー（Ｓ７００）を示す。ＣｄｘとＣｄｓが入力されると（Ｓ７０２）、Ｃｄｓが縮小閾値Ｔｈｓより小さいか否かを判断する（Ｓ７０４）。Ｃｄｓが縮小閾値Ｔｈｓより大きい場合は（Ｓ７０４のＮ分岐）、さらにＣｄｘが膨張閾値Ｔｈｘより小さいかを判断する（Ｓ７１０）。ＣｄｘがＴｈｘより大きい場合（Ｓ７１０のＮ分岐）は、被検査物の２値画像データは、２値膨張画像データより大きい部分があり、尚且つ２値縮小画像データよりも小さい部分があることを示している。これは、４／３倍に膨張させた部分よりも大きい突起があり、かつ２／３倍よりも細い部分もあることを示す。この場合は、類似度Ｓｉｍを１とする（Ｓ７１４）。類似度１は最も類似しない事を表す。
【００９８】
また、ＣｄｘがＴｈｘよりも小さい場合（Ｓ７１０のＹ分岐）は、２値縮小データよりも小さい部分があるということである。そこで類似度Ｓｉｍを２とする（Ｓ７１２）。
【００９９】
ＣｄｓがＴｈｓより小さい場合（Ｓ７０４のＹ分岐）は、さらにＣｄｘがＴｈｘより小さいかを判断する（Ｓ７０６）。ＣｄｘがＴｈｘより大きい場合（Ｓ７０６のＮ分岐）は、２／３倍より狭い部分はないが、４／３倍より太い部分があることを示している。そこで、類似度Ｓｉｍを３とする（Ｓ７０８）。狭い部分だけがある場合よりも類似度を高くしたのは、１例であり、別の類似度としてもよい。
【０１００】
ＣｄｓがＴｈｓより小さく、ＣｄｘがＴｈｘより小さければ（Ｓ７０６のＹ分岐）、４／３倍より太い部分もないし、２／３倍より狭い部分もないということなので、類似度Ｓｉｍを５とする（Ｓ７０８）。そして、その類似度Ｓｉｍを最終結果Ｃｏｎとして（Ｓ７１６）出力する（Ｓ７１８）。なお、ここで説明した類似度Ｓｉｍの決め方は１例であって、他の判定基準によって決定してもよい。
【０１０１】
例えば、上記の例でＳｉｍが５の時は、「良」判断とし、その他の場合は「不可」判断として最終結果Ｃｏｎを出力してもよい。また、ＣｄｘとＣｄｓの値によって、隣接するリードと接触してしまう「ショート」、４／３倍より広い「膨らみ」、２／３倍より狭い「欠け」、リードがなくなってしまっている「断線」という判断を類似度としてもよい。さらに、最終結果Ｃｏｎは類似度Ｓｉｍだけでなく、ＣｄｘやＣｄｓを共に出力してもよい。このようにすることで類似の程度も把握しやすくなる。
【０１０２】
すなわち、最終出力Ｃｏｎは演算部６０からの結果に基づいて処理された検査対象パターンと基準パターンの関係を表す値若しくは判断を含めばよい。
【０１０３】
再び図１に戻って、判定部７０からは最終結果Ｃｏｎと被検査物の識別番号Ｗｉｄが出力される。出力端８８には、他のコンピュータや、表示装置等が接続されてもよい。また、被検査物を弁別する装置へ接続されてもよい。
【０１０４】
次に図１６の検査方法のフロー（Ｓ１０００）を参照して、図１の検査装置を用いた回路のパターンを検査する方法について説明する。この検査方法のフローは、これまで説明してきたフローに対するメインの処理フローである。検査を始めると、最初に２値標準画像データＢｓｔｄの有無を判断する（Ｓ１００２）。これは図１の記憶部８０を調べることで判断することができる。２値膨張画像データＢｃｄｘ若しくは２値縮小画像データＢｃｄｓのいずれかだけの有無を確認してもよい。
【０１０５】
２値標準画像データがない場合は、基準となるパターンを撮影する（Ｓ１００４）。撮影には撮影部を用いて撮影する。ここで得られた画像データは、基準画像データと呼ぶ。基準画像データは補間処理（Ｓ２００）によって基準補間画像データに変換される。さらに、２値化処理（Ｓ３００）によって基準２値画像データに変換したのち、膨張縮小処理（Ｓ４００およびＳ４４０）を行い、突出部検査用標準データ（２値膨張画像データ）Ｂｃｄｘおよび欠陥部検査用標準データ（２値縮小画像データ）Ｂｃｄｓを作成する。これらは、２値標準画像データとして記憶部８０に記録する（Ｓ１００６）。
【０１０６】
すでに２値標準画像データが存在する場合は、被検査物を撮影する（Ｓ１００８）。ここで得られた画像データを検査対象画像データと呼ぶ。そして検査対象画像データを補間処理（Ｓ２００）によって、検査対象補間画像データに変換する。さらに、２値化処理（Ｓ３００）によって検査対象２値画像データにする。
【０１０７】
そして２値標準画像データである突出部検査用標準データと欠陥部検査用標準データとの位置合わせ処理を行う（Ｓ５００）。すなわち、図１の膨張縮小部４０は２値標準画像データを得るために動作させ、位置合わせ部５０は被検査物を検査する際に動作させる部分である。
【０１０８】
その後、位置合わせをした画素同士で引き算を行う（Ｓ６００）。結果は判定処理によって、最終結果を出力する（Ｓ７００）。次の検査物の有無があれば（Ｓ１０１０）、Ｓ１００２に戻り、検査を繰り返す。なければ、検査を終了する（Ｓ１０１２）。
【０１０９】
以上のように本発明は解像度の低い画像で撮影し、補間によって情報量を増やし、基準となるデータと比較することで、回路パターンと基準パターンの類似度を判定する。なお、類似度は良否という形の最終結果として出力してもよい。
【実施例】
【０１１０】
以下に実施の形態を実現化した場合の仕様および検査方法の流れを説明する。なお、それぞれの処理については図１４の処理フローに従って、ステップの番号をつけた。
【０１１１】
画像撮像部１０として、カメラ１１はＡｄｉｍｅｃ社４１５０ｍ、２３５２×１７２８画素、画素サイズ７μｍのエリアカメラを使用した。レンズは、栃木ニコン社Ｎｉｋｏｎ Ｒａｙｆａｃｔ３．５倍を使用して、分解能２μｍ／画素で８ｂｉｔの濃淡画像を撮像した。
【０１１２】
照明１２は、（株）菅原研究所ＭＳ−Ｇ８０の照明装置にリング状ライトガイドを取り付けて使用し、回路からの散乱光を受光した。
【０１１３】
検査対象は、リード線の幅１０μｍ、リード線の間隔１０μｍのパターンピッチ２０μｍのＣＯＦであった。欠陥に対する基準は１／３ルールで検査した。
【０１１４】
まず、良品の回路を４．５ｍｍ×３．４ｍｍブロック毎に撮像し（Ｓ１００４）、線形補間で解像度を２倍にした（Ｓ２００）後に２値化し（Ｓ３００）、２値化した画像を３画素分縮小したものを欠落部検査用標準データ（Ｓ４４０）、３画素分膨張させたものを突出部検査用標準データ（Ｓ４００）として保存した。この保存の際に、分解能２μｍ／ｐｉｘの原画像について、位置合わせに使用するためブロック内の特徴的な部分の始点座標、終点座標およびそのウインドウ内の８ｂｉｔの画像も保存した。
【０１１５】
次に検査すべき対象を前述と同じく４．５ｍｍ×３．４ｍｍブロック毎に撮像し（Ｓ１００８）、線形補間で解像度を２倍にした（Ｓ２００）後に、２値化し（Ｓ３００）、検査対象２値画像データを得た。
【０１１６】
撮像した画像に対して良品との位置合わせのため、保存しているウィンドウ内の８ｂｉｔ画像とそれに対応する部分の検査画像の８ｂｉｔ画像について、正規化相関法でズレ量を算出した（Ｓ５００）。
【０１１７】
上記で算出したズレ量を考慮し、被検査対象の２値化画像と欠落部検査用標準パターンと突出部検査用標準パターンとを演算し（Ｓ６００）、相違する部分の面積が４画素を越えた場合を欠陥として判定した（Ｓ７００）。上記の方法で、パターンのカケ、膨らみ、断線、ショートを検出できた。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は回路パターンの自動欠陥検査に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明のパターン検査装置の構成を示す図である。
【図２】ＣＣＤの分解能を説明する図である。
【図３】補間部による補間処理を説明する図である。
【図４】補間処理のフローを示す図である。
【図５】２値化処理のフローを示す図である。
【図６】膨張処理のフローを示す図である。
【図７】膨張処理の概念を説明する図である。
【図８】縮小処理のフローを示す図である。
【図９】位置合わせ処理のフローを示す図である。
【図１０】位置合わせ用のマーカーを示す図である。
【図１１】位置合わせ用のマーカーで画像データ同士の位置合わせを示す図である。
【図１２】画像データを縦に膨張させてから位置合わせを行う様子を示す図である。
【図１３】２値膨張画像データとの演算処理のフローを示す図である。
【図１４】２値縮小画像データとの演算処理のフローを示す図である。
【図１５】判定処理のフローを示す図である。
【図１６】検査方法のフローを示す図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１ パターン検査装置
１０ 画像撮影部
２０ 補間部
３０ ２値化部
４０ 膨張縮小部
５０ 位置あわせ部
６０ 演算部
７０ 判定部
８０ 記憶部
８５ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板回路パターン、ＬＳＩ回路パターンの欠陥を画像処理により自動的に検査する回路パターンの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁部材の上に導線のパターンを形成した回路パターンは、携帯電話といった電子機器の一般への普及と共に、急速に需要が高まっている。回路パターンは、それを用いる電子機器の性能や耐久性に影響を及ぼすため、電気的に設計通り結線されていることはもちろん、所定の寸法精度が要求される。
【０００３】
そこで、回路パターンは作製後に全数検査し、所定のスペックを満足していることが確認される。ところで、回路パターンは、その種類も数も膨大になってきているため、できるだけ短時間に検査を終わらせる必要がある。
【０００４】
従来この検査には、いくつかの方法が提案されている。線幅サブピクセル計測法と呼ばれる方法は、線幅を一定長毎に測定してゆき、前後数計測点からその間の線幅を決定し、基準幅に対しての良否を判断する方法である。この方法は、パターンピッチの１／１０程度の分解能で検査が可能である。
【０００５】
また、画像比較法は、２値化後の撮像データと良品データとの差分画像を求め、ある面積以上の差異部分を欠陥として求める方法である。この方法は、データを２値化しているため、計算速度は早くできる。
【０００６】
一方、欠陥の判定方法として、従来提案されている方法は、１／３ルールと呼ばれるものである。このルールは回路パターンの導線であるリード部分の太さが、基準となる太さの１／３の長さ分より太ければリードに突起があると判定し、１／３の長さ分より細ければ断線のおそれがあると判定するものである。
【０００７】
特に特許文献１に開示されているのは、画像比較法を用いた方法で、基準となるパターンの部分が４／３倍になっている標準画像と、２／３倍になっている標準画像を用意し、それぞれの基準画像を検査対象となる回路パターンの画像と比較する。
【特許文献１】特開昭６３−１９５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の方法は、近年のコンピュータの高速化に伴い、短い時間で欠陥の有無を判定できるようになった。しかし、対象となる回路パターンの画像を撮影する際に用いるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）といったデバイスの電荷転送速度は、コンピュータの演算速度に比較してまだまだ低い。従って、上記の方法によって欠陥の有無を検査しようとすると、撮影した画像データの転送速度が、検査全体の高速化を制限するボトルネックとなる。
【０００９】
一方、普及する機器の小型化によって回路パターンも小型化し、リードの線幅はどんどん狭くなる。すると、狭い線幅において精度良く欠陥を発見するためには、解像度の高い画像が必要となる。解像度の高い画像はデータ量が多く、低い転送速度では転送に時間がかかることとなる。
【００１０】
すなわち、画像比較法を用いた欠陥検出において、画像データの転送速度があまり向上しないとすると、小型化する回路パターンから、高速にしかも精度よく欠陥検出を行うことができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のパターン検査方法および装置は、上記の課題を解決すべく想到されたものである。すなわち、本発明では、低い解像度で撮影を行い、得られた画像データを補間することで、情報量を多くし、基準パターンの画像データと比較する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、低い解像度で撮影を行うため、転送速度が遅くても短い時間で画像データを転送することができ、欠陥検出時間を短くすることができる。また、撮影は低解像度で行うが、補間によって情報量を多くするため、誤検出や過検出の少ない欠陥検査が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に本発明のパターン検査装置１の構成図を示す。本発明のパターン検査装置は、被検査物９０の回路パターンを撮影する画像撮影部１０と、撮影された画像を補間処理する補間部２０、補間された画像を２値化する２値化部３０、２値化した画像を膨張若しくは縮小して基準となる画像を作る膨張縮小部４０、基準となる画像と検査対象画像の位置を合わせる位置合わせ部５０、位置を合わせた画像同士の画素同士を論理演算する演算部６０、演算結果を判定する判定部７０、そして記憶部８０を含む。
【００１４】
画像撮影部１０は、少なくともカメラ１１と照明１２を有する。カメラ１１は被検査物９０のパターンの画像を画像データＶｄに変換し出力する。従って、ＣＣＤなどの光電子変換素子を用いたものが好ましい。ＣＣＤは画素が２次元に配列されたものであっても、ラインセンサなどのように１次元に配列されたものであってもよい。また、被検査物９０を上方から撮影するため、テレセントリックスタイプのレンズを搭載したものがより好ましい。なお、通常の可視光の波長を用いるだけでなく、近赤外や紫外波長帯の光を検出するようにしてもよい。
【００１５】
画像データＶｄは、光電子変換素子によって電気信号に変換された画素情報の集合である。具体的には、ＣＣＤの１画素が受光した光を８ビット若しくは１０ビットの階調に変換された値（階調値）と画素の位置（座標など）のセットが１画像分集まったものである。１例を挙げると、ＣＣＤの有効画素数が５００万画素あり、１画素あたり１０ビットの階調値に変換される場合は、１画像分の画像データＶｄは、階調値だけで５０００万ビット（５０Ｍｂｉｔ）になる。
【００１６】
照明１２は、被検査物９０の撮影に光を当てて、コントラストを得るためのものである。特に制限されるものではなく、リング形状の蛍光灯やＬＥＤ、光ファイバライトガイドなどを好適に用いることができる。
【００１７】
また、被検査物９０を上方から照らすだけでなく、被検査物９０の下方から照らして、透過光をカメラ１１で撮影してもよい。
【００１８】
補間部２０以降は、画像データＶｄに対する画像処理を行う。それぞれの構成要素は専用のハードウェアを作成することもできる。しかし、変更が容易である点と現在のコンピュータの処理速度は十分に速いことを考えると、コンピュータによるソフトウェア的な処理が主となる。
【００１９】
従って、補間部２０、２値化部３０、膨張縮小部４０、位置合わせ部５０、演算部６０、判定部７０は、コンピュータとソフトウェアで実行されことを表すため、制御装置８５の要素として説明を進める。これらの要素はソフトウェアとコンピュータで実行可能である。
【００２０】
なお、記憶部８０は、制御装置８５に含まれるように図示した。具体的には、半導体メモリが好適に用いられるからである。しかし、制御装置８５の外側に設置されたハードディスクなどの２次記憶媒体が含まれていても良い。
【００２１】
補間部２０は、画像撮影部１０から出力された画像データＶｄを受け取り、画素の補間を行う。画素の補間とは、画素と画素の間に新たな画素を設け、両側の画素のデータに基づいて新たな画素に対する画像データを作成することである。
【００２２】
図２を参照して、本発明における補間部２０の役割について詳細な説明を行う。今、被検査物９０の大きさが４ｃｍ×４ｃｍ四方の大きさであり、画像撮影部のＣＣＤ１３が１０画素×１０画素（全部で１００画素）であった場合を仮定する（図２（ａ））。図２ではＣＣＤ１３の裏側が見えている。このＣＣＤ１３で被検査物９０を撮影するとＣＣＤの１つのセルは、被検査物の４ｍｍ四方９１からの光を平均した値を出力する。すなわち、解像度は１０ドット／４ｃｍとなる。
【００２３】
もし、被検査物上にパターンされた回路のリード幅がこの解像度では十分な検査ができないとすると、解像度を上げなければならない。具体的な方法としては、より多くの画素を有するＣＣＤを用いる方法か、被検査物をより細かく撮影する方法のいずれかを選択することとなる。一般にこのようなパターン検査の場合は、リードのピッチ（リード幅と隣接するリードまでの間隔長を合わせた長さ）の１／２０程度の分解能が必要とされている。
【００２４】
図２（ｂ）では、被検査物９０を４分割し、それぞれをＣＣＤ１３で撮影した場合を示す。この場合、被検査物の２ｃｍ×２ｃｍ四方の領域を１００画素のＣＣＤで撮影するため、ＣＣＤの１つのセルは、２ｍｍ四方９２の領域からの光の平均値を出力する。この場合の解像度は１０ドット／２ｃｍであり、図２（ａ）の倍になる。このようにすると、解像度は向上するが、１枚の被検査物からの画像データ量は４倍になる。画像データ量は、ＣＣＤの画素密度を４倍にして、１回の撮影で被検査物を撮影した場合も同じように増える。
【００２５】
ＣＣＤなどの光電子変換素子の場合は、画素数とデータ転送速度は、比例関係になく、多くの画像データを転送しようとするとそれだけ時間がかかってしまう。従って、被検査物のリード幅が狭くなるに従い、解像度を高くしなければならず、検査に時間がかかることとなる。
【００２６】
しかし、図２（ａ）で示した例のように、被検査物を１００個の画素のＣＣＤで撮影し、得られた画像データを補間によって４倍のデータ量にすれば、短い時間で検査を行うことができる。そして、パターン検査のように、リードの欠損や余分な突起といったリードの有無だけが主たる検出目的である場合は、補間によってデータ量を増やしても、十分実用に耐えうる。本発明はこのような考えに基づいて想到されたものである。従って補間部２０の存在は、本発明において重要な役割を担う。
【００２７】
図１に戻って、補間部２０の説明を続ける。画素間の補間には一番近い画素のデータをそのまま適用するニアレストネイバー法、隣接する画素のデータを直線で結んで補間するバイリニア法（線形補間法）、複数のデータから３次元的に計算するバイキュービック法（双３次補間法）等が知られており、これらを一部変更した方法も多く提案されている。本発明では、どの方法を用いても良いが、隣接する画素のデータを用いる補間方法であればより好適である。また、計算時間がかかる複雑な補間法よりも、直線近似を用いる補間法がより好ましい。
【００２８】
図３には補間の様子を示す。また、図４に、補間部２０の処理フローの１例を示す。ここでは、バイリニア補間法で、画像データＶｄを４倍のデータ量にする場合について説明をする。なお、補間によってどの程度のデータ量にするかを示す指標を補間レベルと呼ぶ。画像の場合は２次元であるので、１辺の倍率でこれを呼ぶことにする。従って本説明は補間レベルが２倍の場合について説明を行う。
【００２９】
図３において、太線四角１５は画像データＶｄの画素に対応する。図では、画像データＶｄの中の４つの画素を取り出して表示している。画素（Ｘ、Ｙ）は画像データＶｄの画素であることを示している。また、Ｖｄ（Ｘ、Ｙ）は、画素（Ｘ、Ｙ）の画素データを表す。画素データとは、画素の階調値をいう。
【００３０】
ＸとＹは画像データＶｄ上での画素の位置を表す。Ｘは横方向でＹは縦方向である。図３でＸは右に行くほど、またＹは下に行くほど数が増えるとする。従って、画素（Ｘ、Ｙ）の右隣の画素は（Ｘ＋１、Ｙ）となる。画素（Ｘ、Ｙ）の下は（Ｘ、Ｙ＋１）である。また、ＸとＹは、画素の中心座標と考えても良い。すなわち、図３では、画素（Ｘ、Ｙ）の中心の座標が（Ｘ、Ｙ）としてもよい。
【００３１】
これに対して補間された画像データは補間画像データＣで表す。補間画像データＣの画素は、補間画素と呼び、画像データＶｄの画素の１／４の大きさである。補間画像データＣも座標を書くことで画素の位置を表す。図３では、（ｘ、ｙ）が補間画像データの中で位置（ｘ、ｙ）の画像であることを表す。また、画像データＶｄ上の４つの画素を表す点線四角１６は、太線四角１５と同じである。この４つの画素中には、９つの補間画素２５が含まれていることを表している。
【００３２】
また、Ｃ（ｘ、ｙ）と記載することで（ｘ、ｙ）の位置での画素データ（階調値）を表すものとする。補間画像は画像データＶｄより細かい画素であるので、画素（ｘ、ｙ）の隣の画素は画素（ｘ＋０．５、ｙ）となる。
【００３３】
なお、座標（Ｘ、Ｙ）と座標（ｘ、ｙ）の間の関係は、特に限定されるものではなくどのような関係であってもよい。例えば、座標（ｘ、ｙ）をＸＹの座標系で見た場合に（Ｘ＋ａ、Ｙ＋ｂ）といった関係であってもよい。ここでは説明を簡単にするために、座標（ｘ、ｙ）は座標（Ｘ、Ｙ）に一致するとする。言い換えると、Ｃ（ｘ、ｙ）はＶｄ（Ｘ、Ｙ）と等しいということである。同様にＣ（ｘ＋１、ｙ）、Ｃ（ｘ、ｙ＋１）、Ｃ（ｘ＋１、ｙ＋１）はそれぞれＶｄ（Ｘ＋１、Ｙ）、Ｖｄ（Ｘ、Ｙ＋１）、Ｖｄ（Ｘ＋１、Ｙ＋１）に等しい。
【００３４】
バイリニア補間法は補間される１つの画素データを周囲にある４つの補間前画素データから求めるものである。具体的には、画素（ｘ、ｙ）の画素データは、画素データであるＶｄ（Ｘ、Ｙ）、Ｖｄ（Ｘ＋１、Ｙ）、Ｖｄ（Ｘ、Ｙ＋１）およびＶｄ（Ｘ＋１、Ｙ＋１）の４つのデータと、座標（ｘ、ｙ）、（Ｘ、Ｙ）、（Ｘ＋１、Ｙ）、（Ｘ、Ｙ＋１）および（Ｘ＋１、Ｙ＋１）を使って求める。また、画素（ｘ、ｙ）から画素（ｘ＋１、ｙ＋１）までの９つの画素（２５）の画素データは、すべて、Ｖｄ（Ｘ、Ｙ）、Ｖｄ（Ｘ＋１、Ｙ）、Ｖｄ（Ｘ、Ｙ＋１）およびＶｄ（Ｘ＋１、Ｙ＋１）の４つのデータとそれぞれの画素の座標から求める。
【００３５】
図４を参照して、補間処理（Ｓ２００）では、まず画像データＶｄを受け取り（Ｓ２０２）、初期化を行った後（Ｓ２０３、Ｓ２０４）、終了処理の判定を行う（Ｓ２０６）。初期化は座標を表すｘ、ｙの変数の初期化である。初期化は、例えば、最初に計算する座標（ｘ、ｙ）が（０、０）であればｘとｙをそれぞれ「−０．５」の値にする。なお、図４では、後のフローを説明する都合上、ｙの初期化とｘの初期化を分けて記載した。また、その他の初期化が必要な場合はステップＳ２０３で行ってもよい。
【００３６】
終了処理の判定は、計算すべき画素データの有無で判定するが、装置全体の制御から割り込みがかかってもよい。ここでは、ｙ座標が補間すべき最後のｙ座標であるか否かで判断することとしている。つまり、ｘ方向の画素を補間で求め、次にｙ座標を進めてから、またｘ方向の画素について補間画素データを求める。
【００３７】
次に変数ｙをインクリメントした後（Ｓ２０８）、さらにｘ座標についても最後のｘ座標か否かを判断する（Ｓ２１０）。ｘ座標が最後でなかった場合は、やはりｘをインクリメントする（Ｓ２１２）。そして、画素（ｘ、ｙ）の周囲にある４つの元画素を検索し求める（Ｓ２１４）。４つの元画素が求まったら、補間画素値Ｃ（ｘ，ｙ）を求める（Ｓ２１６）。なお、Ｃ（ｘ、ｙ）を単にＣｘｙと記載している。また、ここで補間画素値Ｃ（ｘ，ｙ）は、以下の（１）式で求める。
【数１】
・・・・・（１）
【００３８】
処理をステップＳ２１０に戻し、ｘ方向の画素についての計算が終了した場合は、処理をステップＳ２０４に戻しｘを初期化し、再びｙ方向の画素についての計算が終了したか否かを判断する。
【００３９】
全ての補間画素について階調値の計算が終了したら、結果を出力し（Ｓ２１８）この処理を終了する（Ｓ２２０）。この補間画像データは補間画素データＶｃｄとなる。なお、ここで示した補間処理は、１例でありフロー処理２３０の部分は適宜変更されてもよいし、他の補間方法を用いても良い。また、補間レベルも３倍、４倍等であってもよい。また、画素（Ｘ、Ｙ）と画素（ｘ、ｙ）が一致する場合は、（１）式よりＣ（ｘ、ｙ）＝Ｖｄ（Ｘ、Ｙ）となるので、Ｖｄ（Ｘ、Ｙ）をそのままＣ（ｘ、ｙ）の値としてもよい。このようにすることで計算回数を減らすことができる。
【００４０】
図１に戻って、２値化部３０は、補間画像データＶｃｄを受け、２値に変換する。２値に変換することで後段の演算を非常に高速に行うことができるからである。２値化は補間された画像データＶｃｄの画素データ毎に所定の閾値Ｔｈと比較し、大きければ１、小さければゼロにする処理である。
【００４１】
図５に２値化部での処理フロー（Ｓ３００）を示す。補間画像データＶｃｄが入力される（Ｓ３０２）と、初期化を行い（Ｓ３０４）、終了判断を行う（Ｓ３０６）。座標を表す変数ｘ、ｙをインクリメントし(Ｓ３０８)、補間画素データＣ(ｘ、ｙ)の値が閾値Ｔｈより大きいかを判断する（Ｓ３１０）。大きい場合はＣ(ｘ、ｙ)に１を代入し（Ｓ３１２）、そうでない場合はゼロを代入する（Ｓ３１４）。通常、閾値Ｔｈは階調値の半分の値にするが、他の事情で別の値に設定することもできる。なお、座標を表す変数ｘとｙのインクリメント（Ｓ３０８）は、全ての補間画素についてこの処理が行われるように適宜初期化とインクリメントが繰り返されることを表す。具体的には図４のステップ（Ｓ２０４乃至２１０）の処理等である。本明細書においては、簡便のために以後のフローでも、図５のステップ（Ｓ３０６）とステップ（Ｓ３０８）のように、「２つの変数をインクリメントする」という記載とそれぞれの変数を引数として持つ値が「ｅｎｄ」であるか否かという記載で、２つの変数については、必要とされる全ての範囲について変化させることを表す。
【００４２】
処理をＳ３０６に戻して、全ての処理が終了したら、補間された画像データＶｃｄは２値化された画像データＢｃｄとして出力される（Ｓ３１６）。これを２値画像データと呼ぶ。そしてその後処理はメインの処理に返される（Ｓ３２０）。なお、２値画像データＢｃｄの各画素の値は１かゼロであるので、１ビットのデータとしておけば、全体のデータ量を大幅に削減することができる。
【００４３】
再び図１に戻って、２値化部３０から出力された２値画像データＢｃｄは、膨張縮小部４０と位置あわせ部５０に入力される。後に図１５の説明で詳細を述べるが、膨張縮小部と位置合わせ部はどちらかが選択的に動作する。
【００４４】
膨張縮小部４０は、基準パターンの２値画像データＢｃｄのパターンの部分を太くしたり、細くしたりして、被検査物が有する欠陥の許容される範囲を示す２値画像データを作成する。
【００４５】
例えば、リード幅は基準パターンのリード幅の４／３倍までは許容されるとすると、膨張縮小部４０は、基準パターンの２値画像データのリード部分の幅を４／３倍にした２値画像データを作成する。このような２値画像データは、被検査物の２値画像データに対する許容範囲を与えるものである。これを２値膨張画像データＢｃｄｘと呼ぶ。２値膨張画像データは被検査物の突起を検査するためのデータであるので突起部検査用標準データとも呼ぶ。
【００４６】
同様にリードの幅は基準パターンのリードの幅の２／３倍より狭くてはいけないと決めるなら、基準パターンのリードの幅を２／３倍にした２値画像データも許容範囲を与える２値画像データである。これを２値縮小画像データＢｃｄｓと呼ぶ。２値縮小画像データは、あるべきリードがない部分を検査するためのデータであるので、欠陥部検査用標準データとも呼ぶ。
【００４７】
図６に処理のフローを示す。ここでは、膨張処理のフロー（Ｓ４００）を示す。２値画像データＢｃｄが入力されると（Ｓ４０２）、ＢｃｄのコピーであるＢＣの作成とＢＣＸというメモリ領域の確保を行う（Ｓ４０４）。ＢＣというコピーを作成するのは被検査物の２値画像データＢｃｄを壊さないためである。また、ＢＣＸは２値膨張画像データとなるデータである。従って、ＢＣＸはＢＣの画素と同じ数の画素を有する。また、ＢＣもＢＣＸも２値画像データである。
【００４８】
次に終了判断を行う（Ｓ４０６）。ここでは、以下の膨張処理Ｐｅｘが所定の回数Ｎｅ回行われたかどうかで判断する。所定の回数Ｎｅは、画素の分解能とパターンのリードの幅などから予め決められる回数である。もちろん、全体の制御からの割り込みで終了してもよい。
【００４９】
次に座標を表す変数であるｘとｙを初期化する（Ｓ４０８）。そしてｘとｙをインクリメントした後（Ｓ４１０）、２値化画像データＢＣ（ｘ、ｙ）の値が１であるかどうかを判断する（Ｓ４１２）。なお、画素の位置を座標で表し、データ名をつけることでその画素の値を表すのは、本明細書を通じて同じである。また、図ではＢＣ（ｘ、ｙ）をＢＣｘｙと略記した。同様にＢＣＸ（ｘ、ｙ）をＢＣＸｘｙと略記する。
【００５０】
もし値が１である場合はＢＣ（ｘ、ｙ）に対応するＢＣＸ（ｘ、ｙ）の値を１とした上に、ＢＣＸ上で隣接する画素の値を全て１にする（Ｓ４１４）。隣接する画素とは、自分の最も近い周囲にある８つの画素を指す。これらを周辺画素とも呼ぶ。ここでは隣接する８つの周辺画素をＰＢＸ１乃至ＰＢＸ８と表した。
【００５１】
図７を用いてこの処理を説明する。図７（ａ）で、２値画像データＢＣは、２値画像データＢｃｄのコピーである。図では、一部分だけを抜き取って示した。黒の部分は値が１の画素であり、白は値がゼロの画素を示す。図では４箇所が値１の画素である。
【００５２】
図７（ｂ）で２値画像データＢＣＸは、膨張された２値画像データが格納される。今２値画像データＢＣ上のＡの点が画素（ｘ、ｙ）であったとすると、ＢＣＸ上では画素ＡＸが対応する画素である。ＢＣとＢＣＸは同じ画素数を有するので、位置を表す座標は同じである。
【００５３】
そこで、まずＢＣＸ上の画素ＡＸの階調値を１とする。そして、隣接する画素の値を１にする。隣接する画素とは、画素ＡＸの周囲の画素でＸの太線枠内にあって、画素ＡＸ以外の８つの画素である。
【００５４】
これがステップＳ４１４の処理である。なお、隣接する画素がすでに値１であった場合は、１のままにする。このようにすることで、値が１であった画素は値が１のまま維持される。また、値がゼロであった画素は、値が１の画素に隣接していれば１になる。すなわち、値が１の画素とゼロの画素の境界部分で値が１の画素の数が増えたことになる。これは最初の２値画像データＢｃｄが１画素分だけ膨張したということである。
【００５５】
図７では、２値画像データＢＣ上で値が１である４つの画素に対してこの処理を行った結果の２値画像データＢＣＸ（図７（ｂ））を示した。なお、ＢＣＸ上で膨張処理を行う前の画素に相当する画素は斜線で示した。図７（ｂ）の２値画像データＢＣＸ上で白でない四角が膨張処理後に値が１になった画素を表す。
【００５６】
図６に戻って、もしＢＣ(ｘ、ｙ)が１でない、すなわちゼロなら何もせずスキップする（Ｓ４１２のＮ分岐）。次にＢＣ（ｘ、ｙ）が最後の画素かどうかを判断する（Ｓ４１６）。最後でない場合は変数のインクリメント処理（Ｓ４１０）に戻る。最後の画素であった場合は、ＢＣＸの画素の値をＢＣにコピーする（Ｓ４１８）。すなわち、ＢＣとＢＣＸは同じデータとなる。このようにするのは、次の膨張処理の元になるデータを２値画像データＢＣとして蓄えておくためである。そして、処理回数Ｐｅｘをインクリメントし（Ｓ４１８）、処理Ｐｅｘが所定回数に達したか否かの判断（Ｓ４０６）まで戻る。
【００５７】
終了判断（Ｓ４０６）に戻り、所定回数に達しない場合は、再度１画素分の膨張処理を行う。すでにＢＣは２値画像データＢｃｄよりも１画素分だけ膨張した画像データとなっている。つまり、２回目からの処理では２値画像データＢＣを基準とすることでＢＣＸにはさらに１画素分だけ膨張した画像データを得ることができる。また、２回目以降の処理では２値画像データＢＣは、２値画像データＢｃｄと同じではない。
【００５８】
どのくらい膨張させたデータが必要なのかは、予め決めておくことであるので、何回膨張処理を繰り返すかも予め決めておくことができる。所定回数Ｎｅだけ膨張処理を行った結果は２値膨張画像データＢｃｄｘとして出力される（Ｓ４２０）。そして処理はメインに返される（Ｓ４２２）。
【００５９】
図８には縮小処理のフローを示す。縮小処理（Ｓ４５４）は膨張処理の場合の１をゼロと置き換えた処理であり、１回の縮小処理で１画素分だけ値がゼロの画素が増える。ステップＳ４５４で周辺画素の値をＰＢＳ１〜ＰＢＳ８として示した。所定の回数Ｎｓだけ縮小処理を行った結果（Ｓ４４５）は、２値縮小画像データＢｃｄｓとして出力される（Ｓ４６０）。
【００６０】
なお、膨張処理や縮小処理は回路パターンの部分に行われるもので、画像データの全てにわたって行われなくてもよい。例えば、後述する位置合わせなどに用いるため回路パターンの周辺部分に配置した位置合わせ用マーカーや、文字などにはこれらの処理を行わなくてもよい。
【００６１】
図１に戻って、２値膨張画像データＢｃｄｘと２値縮小画像データＢｃｄｓは記憶部８０に記憶される。なお、これらは、突起部検査用標準データＢｃｄｘと欠陥部検査用標準データＢｃｄｓでもある。またこれをまとめて２値標準画像データＢｓｔｄと呼ぶ。
【００６２】
次に位置合わせ部５０について説明する。位置合わせ部５０は、２値化画像データＢｃｄと２値膨張画像データＢｃｄｘおよび２値縮小画像データＢｃｄｓとの位置合わせを行う。この場合、２値化画像データＢｃｄとＢｃｄｘやＢｃｄｓは別のパターンの画像データである。すなわち、ＢｃｄｘやＢｃｄｓは基準となる回路パターンに基づいた画像であり、これらと比較される２値画像データＢｃｄは被検査物のパターンに基づく画像である。
【００６３】
従って、同じ画像撮影部で撮影された画像データであっても、微妙に位置がずれる場合があり、同じ位置の画素同士の値を比較できないおそれがある。より具体的には、Ｂｃｄの(ｘ、ｙ)の画素とＢｃｄｘやＢｃｄｓの（ｘ、ｙ）の画素は、回路パターンの同じ場所に該当しない場合があるということである。
【００６４】
位置合わせ部５０はＢｃｄの画素に対応するＢｃｄｘやＢｃｄｓの画素を決める。画像処理において、画像を重ねる方法は、一方の画像を他方に対して位置を上下左右に移動させながら重ね合わせの残差が最小になる点を求める残差マッチング法、２つの画像の正規化相関値が最大になる点を求める正規化相関法、画像データのフーリエ変換面で合わせる位相限定相関法、画像のエッジ点列を用いる幾何マッチング法やベクトル相関法等の方法が知られている。
【００６５】
本発明ではどの方法を用いてもよいが、被検査物の２値化画像データと比較する画像データは膨張させたり、縮小させたりした画像であるので、画像データ全部を用いて重ねる方法よりも、位置合わせのためのマーカーなど、画像データの一部を用いた方法が好ましい。
【００６６】
図９に位置合わせ処理のフロー（Ｓ５００）を示す。ここでは、残差マッチング法で位置合わせを行う例を示す。２値画像データＢｃｄが入力される（Ｓ５０２）と、記憶部８０から２値膨張画像データＢｃｄｘを取得する（Ｓ５０４）。２値縮小画像データＢｃｄｓについても位置あわせを行うが、全く同じ処理なので、ここでは２値膨張画像データについて説明し、Ｂｃｄｓとの位置合わせ処理については記載を省略する。
【００６７】
次に終了判定を行う（Ｓ５０６）。回路パターンの検査は、基準パターンと被検査物のパターンが大きくことなることはなく、位置合わせは微小な調整でよい。すなわち、予め位置合わせのためにずらす画素数を決めておくと処理を早くできる。従って、横方向にずらす画素数ｉと縦方向にずらす画素数ｋを予め与えておき、どの被検査物に対しても同じ回数だけ計算させるようにしてもよい。
【００６８】
具体的には、ｉとｋを−５から５までと決めておき、最初の値をそれぞれ−５に決めておくなどである。以下の処理でｉとｋをインクリメントしてそれぞれが５になったら終了すようにすれば、縦横１０画素ずつずらせた中で最も一致した場合を見つけることができる。
【００６９】
図１０にはマーカーの例を示す。図１０（ｂ）は、２値膨張画像データＢｃｄｘの全領域である。被検査物には回路パターンと関係ない部分に位置合わせ用のマーカーが印刷してあるものとする。それらのマーカーは、画像データに反映される。そこで、２値画像データには、位置合わせ用のマーカーＭｋが値１の画素として残る。
【００７０】
位置合わせには、このマーカーを含む、データの領域を利用する。２値膨張画像データＢｃｄｘの左上、左下、右上、右下のそれぞれの領域をＲｌｕ、Ｒｌｗ、Ｒｒｕ、Ｒｒｗとする。図１０（ａ）は、Ｒｌｕの拡大図である。マーカーＭｋの部分は値が１の部分である。黒マスで表した。ここではマーカーは鍵形である。
【００７１】
図１１を参照して、５１は、２値膨張画像データＢｃｄｘの左上のマーカーで、５２が被検査物の２値画像データＢｃｄの左上のマーカーを示す。なお２値膨張画像データは、膨張処理を受けているが、このマーカーの部分は膨張処理を行わない。位置合わせができなくなるからである。
【００７２】
画像を撮影した際の誤差で、マーカーを示す画素は１画素分だけずれているとする。位置合わせフローは、２値画像データＢｃｄを１画素ずつずらせながら、マーカー同士が最も重なる点を見つける。図１１（ｃ）は、ＢｃｄｘとＢｃｄの右上の領域を重ねてずらすことで、それぞれのマーカーが重なった場合の図を示す。このとき、それぞれの領域は、ずれている。
【００７３】
図９のフローに戻って、ＢｃｄとＢｃｄｘのそれぞれの４隅の領域を抜き出す（Ｓ５０８）。２値画像データＢｃｄの４隅のデータはＲｌｕ、Ｒｌｗ、Ｒｒｕ、Ｒｒｗとし、２値膨張画像データＢｃｄｘの４隅のデータは、Ｒｌｕｘ、Ｒｌｗｘ、Ｒｒｕｘ、Ｒｒｗｘとする。抜き出した領域は画素の位置データ（ｘ、ｙ）と画素の値からなるデータである。
【００７４】
これらの４隅の領域のデータをまとめて［Ｂｃｄ］および［Ｂｃｄｘ］と表す。そして、［Ｂｃｄ］を横方向にｉ画素、縦方向にｋ画素ずらすことを［Ｂｃｄ］（ｉ、ｋ）と表す。
【００７５】
そして、２値膨張画像データＢｃｄｘの４隅の領域のデータ［Ｂｃｄｘ］と、２値画像データＢｃｄの４隅のデータ［Ｂｃｄ］を横にｉ画素ずらせ縦方向にｋ画素ずらせたデータ［Ｂｃｄ］（ｉ、ｋ）との排他的論理和の否定を求める（Ｓ５１０）。
【００７６】
この演算で、画素の値がゼロ若しくは１同士の画素は結果がゼロとなり、画素同士の値が異なる場合は、結果が１となる。領域データ［Ｂｃｄｘ］の全ての画素についてこの演算を行いその総和Ｈを求める。ステップＳ５１０で「Σ」は４隅の領域内の全ての画素について総和を求める意味である。
【００７７】
この値Ｈと最小値Ｍｉｎとを比較する（Ｓ５１２）。最小値Ｍｉｎは最初に適当な大きさの値をいれておく。もしＭｉｎの方が大きければ演算結果Ｈと入れ替え、その時のｉとｋの値をＥｘｉおよびＥｘｋとして記録する（Ｓ５１４）。そうでなければスキップする。そしてｉとｋをインクリメントし（Ｓ５１６）、終了処理（Ｓ５０６）に戻る。
【００７８】
全てのｉとｋについて処理が終了したときに記録されているＥｘｉおよびＥｘｋが２値画像データと２値膨張画像データの対応画素同士のずれ量である。またこのずれ量は対応画素同士の位置を合わせる補正量となる。これを出力し（Ｓ５１８）、処理をメインに戻す（Ｓ５２０）。
【００７９】
この位置合わせは２値膨張画像データＢｃｄｘだけでなく、２値縮小画像データＢｃｄｓとの間でも求める。２値縮小画像データとの補正量はＳｈｉおよびＳｈｋとして求める。なお、ＢｃｄｘとＢｃｄｓは元々１つの基準パターンからの画像であるので、（Ｅｘｉ、Ｅｘｋ）か（Ｓｈｉ、Ｓｈｋ）のいずれか一方だけで代用してもよい。
【００８０】
なお、ここでは、２値画像データ同士で位置合わせを行う場合について説明したが、検査対象パターンと基準パターンの補間画像データ同士や補間を行う前の画像データ同士の段階のデータ同士で位置合わせを行ってもよい。また、本説明では、２値化された画像データの４隅の領域を使って位置合わせを行ったが、４隅に限定されるものではない。また位置合わせの領域も隅ではなく、回路パターンの中央部や辺の部分であってもよい。
【００８１】
また、本実施例の説明では、被検査物が平面内で位置がずれた場合を想定した位置合わせについて詳細に説明を行った。しかし、画像撮影部での撮影の際に、被検査物が裏側に異物をかみ込み、カメラ１１に対して斜めに撮影される場合もある。いわゆるチルト状態で撮影された場合である。
【００８２】
図１２（ｂ）には、そのような状態で撮影された被検査物の２値画像データ５４を示す。図１２（ａ）は、チルトがない状態で撮影された基準パターンの２値膨張画像データのマーカーである。２値画像データ５４は、撮影の際に回路パターンが斜めに撮影されてしまい、縦方向に縮んだ映像となっている場合を示した。
【００８３】
２値画像データの４隅のマーカー間の画素数をカウントすることで、縦横それぞれ何画素分歪が生じているかは把握できる。従って、画像が歪んでいる場合は、膨張縮小処理を使って、これを補正してもよい。
【００８４】
具体的には、歪んだ画素分だけ膨張若しくは縮小処理を行う。例えば図１２では、縦方向に２画素分だけ歪んでいる。そこで、縦方向に１画素分だけ膨張させる。膨張処理は図６のフローで、ステップＳ４０５の処理回数Ｎｅを１とし、ステップＳ４１４の周辺画素をＰＢＸ２とＰＢＸ７だけにする。これらの周辺画素は対象画素の縦方向上下の画素である。
【００８５】
図１２（ｃ）には、縦方向に１画素分膨張させた２値画像データを示す。画素５５と画素５６は膨張処理によって値が１になった画素である。このデータを２値膨張画像データと位置合わせを行った結果を図１２（ｄ）に示す。
【００８６】
このように、全体もしくは部分的に被検査物のパターンが基準パターンと異なる場合は、撮影時のチルトの場合だけでなく、他のケースでも発生しうる。例えば、検査パターンはエッチング加工によって作製するが、エッチング条件によってその太さが変わる。このような場合も被検査物のパターンと基準パターンの太さが同じようになるように検査対象パターンを膨張・縮小することで、精度の高い補正ができる。
【００８７】
再び図１を参照して、位置合わせ部５０は、これらの位置補正データをＩｆａｌとしてまとめて出力する。すなわち、Ｉｆａｌには、Ｅｘｉ、Ｅｘｋ、Ｓｈｉ、Ｓｈｋが含まれる。また、２値化画像データＢｃｄ、２値化膨張画像データＢｃｄｘ、２値化縮小画像データＢｃｄｓも同時に出力される。
【００８８】
次に演算部６０の処理について説明を行う。演算部６０は、Ｂｃｄ、Ｂｃｄｘ、ＢｃｄｓとＩｆａｌが入力され、位置補正データに基づきＢｃｄとＢｃｄｘおよびＢｃｄｓとの差分を求める。
【００８９】
図１３に処理のフロー（Ｓ６００）を示す。ここでも、２値膨張画像データＢｃｄｘと２値画像データＢｃｄとの処理を例示する。ＢｃｄｘとＢｃｄおよび位置合わせの補正量Ｅｘｉ、Ｅｘｋが入力されたら（Ｓ６０２）、終了判定を行う（Ｓ６０４）。ここでは、ＢｃｄとＢｃｄｘを画素毎に比較するので、座標を表す変数ｘ、ｙについて比較すべき画素に対する処理が終わったか否かを判断する。
【００９０】
そして、２値画像データＢｃｄの画素（ｘ＋ｉ、ｙ＋ｋ）の値から２値膨張画像データＢｃｄｘの画素（ｘ、ｙ）の値を引き（Ｓ６０６）、引き算結果Ｌｘが正かどうかを判断する（Ｓ６０８）。
【００９１】
Ｂｃｄｘは、基準となるパターンを膨張させて作成されたデータなので、被検査物の画像２値画像データＢｃｄの方が大きくなるのは、膨張させた分より大きな突起があることを意味する。そこでもしその値が正であったとすると、結果を示すＣｄｘをインクリメントする（Ｓ６１０）。すなわち、Ｃｄｘには、被検査物の画像データの中で、膨張させた画像より大きかった画素の数が記録される。そして、ｘとｙをインクリメントし（Ｓ６１２）、終了判定（Ｓ６０４）に戻る。
【００９２】
比較すべき画素が終了したら、Ｃｄｘを出力し（Ｓ６１４）、処理をメインに返す（Ｓ６１４）。
【００９３】
一方、縮小データであるＢｃｄｓと比較する場合は、画素Ｂｃｄｓ（ｘ，ｙ）の階調値から画素Ｂｃｄ（ｘ＋ｉ、ｙ＋ｋ）の階調値を引き、結果Ｌｓが正か否かを判断する。図１４にフローを示す。縮小画像データであるＢｃｄｓの方が階調値が大きいというのは、被検査物のパターンがあるべき部分にないことを示しており、欠損があることを意味する。
【００９４】
演算部６０は、２値膨張画像データとの差分であるＣｄｘと２値縮小画像データとの差分であるＣｄｓを出力する。
【００９５】
次に判定部７０の処理について説明する。判定部７０は、膨張画像データとの差分であるＣｄｘと縮小画像データとの差分であるＣｄｓを受け取り、所定の閾値と比較し、被検査物のパターンと基準パターンの類似度、若しくは良否といった関係を判定する。
【００９６】
なお、処理速度を重視する場合はこのように差分画像の画素値の合計で良否を判断するが、処理時間に余裕のある場合は、いわゆるラベリング処理を差分画像に実施し、各欠陥部分の面積を求め、この面積がある閾値を越えた部分を欠陥とするとより精度の良い検査が可能である。
【００９７】
図１５にフロー（Ｓ７００）を示す。ＣｄｘとＣｄｓが入力されると（Ｓ７０２）、Ｃｄｓが縮小閾値Ｔｈｓより小さいか否かを判断する（Ｓ７０４）。Ｃｄｓが縮小閾値Ｔｈｓより大きい場合は（Ｓ７０４のＮ分岐）、さらにＣｄｘが膨張閾値Ｔｈｘより小さいかを判断する（Ｓ７１０）。ＣｄｘがＴｈｘより大きい場合（Ｓ７１０のＮ分岐）は、被検査物の２値画像データは、２値膨張画像データより大きい部分があり、尚且つ２値縮小画像データよりも小さい部分があることを示している。これは、４／３倍に膨張させた部分よりも大きい突起があり、かつ２／３倍よりも細い部分もあることを示す。この場合は、類似度Ｓｉｍを１とする（Ｓ７１４）。類似度１は最も類似しない事を表す。
【００９８】
また、ＣｄｘがＴｈｘよりも小さい場合（Ｓ７１０のＹ分岐）は、２値縮小データよりも小さい部分があるということである。そこで類似度Ｓｉｍを２とする（Ｓ７１２）。
【００９９】
ＣｄｓがＴｈｓより小さい場合（Ｓ７０４のＹ分岐）は、さらにＣｄｘがＴｈｘより小さいかを判断する（Ｓ７０６）。ＣｄｘがＴｈｘより大きい場合（Ｓ７０６のＮ分岐）は、２／３倍より狭い部分はないが、４／３倍より太い部分があることを示している。そこで、類似度Ｓｉｍを３とする（Ｓ７０８）。狭い部分だけがある場合よりも類似度を高くしたのは、１例であり、別の類似度としてもよい。
【０１００】
ＣｄｓがＴｈｓより小さく、ＣｄｘがＴｈｘより小さければ（Ｓ７０６のＹ分岐）、４／３倍より太い部分もないし、２／３倍より狭い部分もないということなので、類似度Ｓｉｍを５とする（Ｓ７０８）。そして、その類似度Ｓｉｍを最終結果Ｃｏｎとして（Ｓ７１６）出力する（Ｓ７１８）。なお、ここで説明した類似度Ｓｉｍの決め方は１例であって、他の判定基準によって決定してもよい。
【０１０１】
例えば、上記の例でＳｉｍが５の時は、「良」判断とし、その他の場合は「不可」判断として最終結果Ｃｏｎを出力してもよい。また、ＣｄｘとＣｄｓの値によって、隣接するリードと接触してしまう「ショート」、４／３倍より広い「膨らみ」、２／３倍より狭い「欠け」、リードがなくなってしまっている「断線」という判断を類似度としてもよい。さらに、最終結果Ｃｏｎは類似度Ｓｉｍだけでなく、ＣｄｘやＣｄｓを共に出力してもよい。このようにすることで類似の程度も把握しやすくなる。
【０１０２】
すなわち、最終出力Ｃｏｎは演算部６０からの結果に基づいて処理された検査対象パターンと基準パターンの関係を表す値若しくは判断を含めばよい。
【０１０３】
再び図１に戻って、判定部７０からは最終結果Ｃｏｎと被検査物の識別番号Ｗｉｄが出力される。出力端８８には、他のコンピュータや、表示装置等が接続されてもよい。また、被検査物を弁別する装置へ接続されてもよい。
【０１０４】
次に図１６の検査方法のフロー（Ｓ１０００）を参照して、図１の検査装置を用いた回路のパターンを検査する方法について説明する。この検査方法のフローは、これまで説明してきたフローに対するメインの処理フローである。検査を始めると、最初に２値標準画像データＢｓｔｄの有無を判断する（Ｓ１００２）。これは図１の記憶部８０を調べることで判断することができる。２値膨張画像データＢｃｄｘ若しくは２値縮小画像データＢｃｄｓのいずれかだけの有無を確認してもよい。
【０１０５】
２値標準画像データがない場合は、基準となるパターンを撮影する（Ｓ１００４）。撮影には撮影部を用いて撮影する。ここで得られた画像データは、基準画像データと呼ぶ。基準画像データは補間処理（Ｓ２００）によって基準補間画像データに変換される。さらに、２値化処理（Ｓ３００）によって基準２値画像データに変換したのち、膨張縮小処理（Ｓ４００およびＳ４４０）を行い、突出部検査用標準データ（２値膨張画像データ）Ｂｃｄｘおよび欠陥部検査用標準データ（２値縮小画像データ）Ｂｃｄｓを作成する。これらは、２値標準画像データとして記憶部８０に記録する（Ｓ１００６）。
【０１０６】
すでに２値標準画像データが存在する場合は、被検査物を撮影する（Ｓ１００８）。ここで得られた画像データを検査対象画像データと呼ぶ。そして検査対象画像データを補間処理（Ｓ２００）によって、検査対象補間画像データに変換する。さらに、２値化処理（Ｓ３００）によって検査対象２値画像データにする。
【０１０７】
そして２値標準画像データである突出部検査用標準データと欠陥部検査用標準データとの位置合わせ処理を行う（Ｓ５００）。すなわち、図１の膨張縮小部４０は２値標準画像データを得るために動作させ、位置合わせ部５０は被検査物を検査する際に動作させる部分である。
【０１０８】
その後、位置合わせをした画素同士で引き算を行う（Ｓ６００）。結果は判定処理によって、最終結果を出力する（Ｓ７００）。次の検査物の有無があれば（Ｓ１０１０）、Ｓ１００２に戻り、検査を繰り返す。なければ、検査を終了する（Ｓ１０１２）。
【０１０９】
以上のように本発明は解像度の低い画像で撮影し、補間によって情報量を増やし、基準となるデータと比較することで、回路パターンと基準パターンの類似度を判定する。なお、類似度は良否という形の最終結果として出力してもよい。
【実施例】
【０１１０】
以下に実施の形態を実現化した場合の仕様および検査方法の流れを説明する。なお、それぞれの処理については図１４の処理フローに従って、ステップの番号をつけた。
【０１１１】
画像撮像部１０として、カメラ１１はＡｄｉｍｅｃ社４１５０ｍ、２３５２×１７２８画素、画素サイズ７μｍのエリアカメラを使用した。レンズは、栃木ニコン社Ｎｉｋｏｎ Ｒａｙｆａｃｔ３．５倍を使用して、分解能２μｍ／画素で８ｂｉｔの濃淡画像を撮像した。
【０１１２】
照明１２は、（株）菅原研究所ＭＳ−Ｇ８０の照明装置にリング状ライトガイドを取り付けて使用し、回路からの散乱光を受光した。
【０１１３】
検査対象は、リード線の幅１０μｍ、リード線の間隔１０μｍのパターンピッチ２０μｍのＣＯＦであった。欠陥に対する基準は１／３ルールで検査した。
【０１１４】
まず、良品の回路を４．５ｍｍ×３．４ｍｍブロック毎に撮像し（Ｓ１００４）、線形補間で解像度を２倍にした（Ｓ２００）後に２値化し（Ｓ３００）、２値化した画像を３画素分縮小したものを欠落部検査用標準データ（Ｓ４４０）、３画素分膨張させたものを突出部検査用標準データ（Ｓ４００）として保存した。この保存の際に、分解能２μｍ／ｐｉｘの原画像について、位置合わせに使用するためブロック内の特徴的な部分の始点座標、終点座標およびそのウインドウ内の８ｂｉｔの画像も保存した。
【０１１５】
次に検査すべき対象を前述と同じく４．５ｍｍ×３．４ｍｍブロック毎に撮像し（Ｓ１００８）、線形補間で解像度を２倍にした（Ｓ２００）後に、２値化し（Ｓ３００）、検査対象２値画像データを得た。
【０１１６】
撮像した画像に対して良品との位置合わせのため、保存しているウィンドウ内の８ｂｉｔ画像とそれに対応する部分の検査画像の８ｂｉｔ画像について、正規化相関法でズレ量を算出した（Ｓ５００）。
【０１１７】
上記で算出したズレ量を考慮し、被検査対象の２値化画像と欠落部検査用標準パターンと突出部検査用標準パターンとを演算し（Ｓ６００）、相違する部分の面積が４画素を越えた場合を欠陥として判定した（Ｓ７００）。上記の方法で、パターンのカケ、膨らみ、断線、ショートを検出できた。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は回路パターンの自動欠陥検査に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明のパターン検査装置の構成を示す図である。
【図２】ＣＣＤの分解能を説明する図である。
【図３】補間部による補間処理を説明する図である。
【図４】補間処理のフローを示す図である。
【図５】２値化処理のフローを示す図である。
【図６】膨張処理のフローを示す図である。
【図７】膨張処理の概念を説明する図である。
【図８】縮小処理のフローを示す図である。
【図９】位置合わせ処理のフローを示す図である。
【図１０】位置合わせ用のマーカーを示す図である。
【図１１】位置合わせ用のマーカーで画像データ同士の位置合わせを示す図である。
【図１２】画像データを縦に膨張させてから位置合わせを行う様子を示す図である。
【図１３】２値膨張画像データとの演算処理のフローを示す図である。
【図１４】２値縮小画像データとの演算処理のフローを示す図である。
【図１５】判定処理のフローを示す図である。
【図１６】検査方法のフローを示す図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１ パターン検査装置
１０ 画像撮影部
２０ 補間部
３０ ２値化部
４０ 膨張縮小部
５０ 位置あわせ部
６０ 演算部
７０ 判定部
８０ 記憶部
８５ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準パターンを撮影し基準画像データを得る第１の工程と、
前記基準画像を補間処理し基準補間画像データを得る第２の工程と、
前記基準補間画像を２値化して基準２値画像データを得る第３の工程と、
前記基準２値画像を膨張若しくは縮小させて２値標準画像データを得る第４の工程と、
検査対象パターンを撮影し検査対象画像データを得る第５の工程と、
前記検査対象画像を補間処理し検査対象補間画像データを得る第６の工程と、
前記検査対象補間画像を２値化して検査対象２値画像データを得る第７の工程と、
前記検査対象２値画像データと前記２値標準画像データの対応画素とのずれ量を求める第８の工程と、
前記検査対象２値画像データと前記２値標準画像データの対応する画素同士の値を論理演算する第９の工程と、
前記論理演算の結果に基づいて前記検査対象パターンと前記基準パターンの関係を判定する第１０の工程とを有するパターン検査方法。
【請求項２】
前記基準画像データを得る第１の工程と前記検査対象画像データを得る第５の工程は同一の解像度を有する撮影による工程であり、
前記検査対象補間画像データを得る第６の工程と前記基準補間画像データを得る第２の工程の補間処理は同一の補間レベルである請求項１記載のパターン検査方法。
【請求項３】
前記第２の工程と前記第６の工程は、線形補間法を用いる工程である請求項１または2の何れかの請求項に記載されたパターン検査方法。
【請求項４】
前記第８の工程は、基準パターンと検査対象パターンの少なくとも１隅に設置された位置合わせ用マーカーについての、画像データ、補間画像データ若しくは２値画像データのいずれか同士を重ねたときの画素のずれ量を求める工程である請求項１乃至３の何れかの請求項に記載されたパターン検査方法。
【請求項５】
前記第８の工程は、前記検査対象パターンの画像データが前記基準パターンの基準画像データと同じ大きさになるように伸張又は収縮した後、前記検査対象２値画像データと前記２値標準画像データの対応画素とのずれ量を求める工程である請求項１乃至３の何れかの請求項に記載のパターン検査方法。
【請求項６】
パターンを撮影し画像データに変換する画像撮影部と、
前記画像撮影部から取得した前記画像データを補間処理し補間画像データに変換する補間処理部と、
前記補間画像データを２値化し２値画像データに変換する２値化部と、
前記２値化部から取得した前記２値画像データを膨張若しくは縮小した２値標準画像データに変換する膨張縮小部と、
前記２値標準画像データを記憶する記憶部と、
前記記憶部から取得した少なくとも１つの前記２値標準画像データと前記補間処理部から得た補間画像データとの対応する画素を決める位置合わせ部と、
前記２つの補間画像データ同士の対応する画素同士を論理演算する演算部と、
前記論理演算の結果に基づいて前記２値標準画像データと前記補間画像データ同士の関係を判定する判断部を有するパターン検査装置。
【請求項１】
基準パターンを撮影し基準画像データを得る第１の工程と、
前記基準画像を補間処理し基準補間画像データを得る第２の工程と、
前記基準補間画像を２値化して基準２値画像データを得る第３の工程と、
前記基準２値画像を膨張若しくは縮小させて２値標準画像データを得る第４の工程と、
検査対象パターンを撮影し検査対象画像データを得る第５の工程と、
前記検査対象画像を補間処理し検査対象補間画像データを得る第６の工程と、
前記検査対象補間画像を２値化して検査対象２値画像データを得る第７の工程と、
前記検査対象２値画像データと前記２値標準画像データの対応画素とのずれ量を求める第８の工程と、
前記検査対象２値画像データと前記２値標準画像データの対応する画素同士の値を論理演算する第９の工程と、
前記論理演算の結果に基づいて前記検査対象パターンと前記基準パターンの関係を判定する第１０の工程とを有するパターン検査方法。
【請求項２】
前記基準画像データを得る第１の工程と前記検査対象画像データを得る第５の工程は同一の解像度を有する撮影による工程であり、
前記検査対象補間画像データを得る第６の工程と前記基準補間画像データを得る第２の工程の補間処理は同一の補間レベルである請求項１記載のパターン検査方法。
【請求項３】
前記第２の工程と前記第６の工程は、線形補間法を用いる工程である請求項１または2の何れかの請求項に記載されたパターン検査方法。
【請求項４】
前記第８の工程は、基準パターンと検査対象パターンの少なくとも１隅に設置された位置合わせ用マーカーについての、画像データ、補間画像データ若しくは２値画像データのいずれか同士を重ねたときの画素のずれ量を求める工程である請求項１乃至３の何れかの請求項に記載されたパターン検査方法。
【請求項５】
前記第８の工程は、前記検査対象パターンの画像データが前記基準パターンの基準画像データと同じ大きさになるように伸張又は収縮した後、前記検査対象２値画像データと前記２値標準画像データの対応画素とのずれ量を求める工程である請求項１乃至３の何れかの請求項に記載のパターン検査方法。
【請求項６】
パターンを撮影し画像データに変換する画像撮影部と、
前記画像撮影部から取得した前記画像データを補間処理し補間画像データに変換する補間処理部と、
前記補間画像データを２値化し２値画像データに変換する２値化部と、
前記２値化部から取得した前記２値画像データを膨張若しくは縮小した２値標準画像データに変換する膨張縮小部と、
前記２値標準画像データを記憶する記憶部と、
前記記憶部から取得した少なくとも１つの前記２値標準画像データと前記補間処理部から得た補間画像データとの対応する画素を決める位置合わせ部と、
前記２つの補間画像データ同士の対応する画素同士を論理演算する演算部と、
前記論理演算の結果に基づいて前記２値標準画像データと前記補間画像データ同士の関係を判定する判断部を有するパターン検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−４７４５８（Ｐ２００９−４７４５８Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１１５３７（Ｐ２００７−２１１５３７）
【出願日】平成１９年８月１４日（２００７．８．１４）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１４日（２００７．８．１４）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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