CN101290296A - 图案检查装置及图案检查方法 - Google Patents

Abstract

一种图案检查装置，利用反射照明光与透射照明光，区分在图案的表面产生的凹坑与突起，只将凹坑作为不良检测出。该图案检查装置，根据对形成于光透射性基板(1)上的图案(2)照明的照明光的摄像图像，判断图案的合格与否，其包括：第1照明单元(31)，照射中心光线相对于基板大致垂直的照明光；第2照明单元(32)，从将设置于基板的背面侧的检查区域(6)向基板在法线方向上投影的区域之外，对基板照射照明光；摄像单元(33)，设置在与第1照明单元(31)的照射方向相同的方向上；以及控制单元(4)，控制第1照明单元与第2照明单元(32)。控制单元同时进行第1照明单元和第2照明单元的照明，摄像单元拍摄同时被照明的图案。

Description

图案检查装置及图案检查方法

技术领域

本发明涉及图案检查装置及图案检查方法，特别涉及检查在形成于TAB(Tape Automated Bonding)带等的光透射性的基板上的布线图案等的图案表面上有无产生凹坑(坑)的图案检查装置及图案检查方法。

背景技术

以往，在布线图案的检查中，区别附着于基板表面或背面的污物(异物)与布线图案的缺陷而防止误检测的方法或装置，例如被公开于专利文献1或专利文献2。在上述公报中，记载了比较将来自形成有布线图案的基板的反射照明光成像而得到的反射照明图像、和将来自形成有布线图案的基板背面侧的透射照明光成像而得到的透射照明图像，将其两者的画像中同时出现的不良点作为布线图案的缺陷的技术。

专利文献1：(日本)特开2004-61491号公报

专利文献2：(日本)特开2005-24386号公报

图11是表示具有形成于基板101上的被称为凹坑103的凹陷(坑)或突起104的布线图案102的局部剖面图。

通常，形成于基板101上的布线图案102的表面是平坦的。但是，有时如图11(a)所示地在形成于基板101上的布线图案102的表面会产生凹坑103，或者如图11(b)所示地在形成于基板101上的布线图案102的表面产生突起104。另外，在这些图中，极端地放大表示了相对于基板101的布线图案102的大小。

在布线图案102的表面产生凹坑103时，在检查工序中需要作为不良进行检测。其原因是，由于只有该部分的布线较细，因此有产生断线的可能。特别是，在进行折弯的部分使用的挠性基板上形成图案时，若反复折弯，则在凹坑部分有时会发生断线。与此相比，在布线图案102的表面产生突起104时，即使折弯也不会有断线的顾虑，不会特别成为问题。但是，在布线图案检查装置中，会产生无法区别在布线图案102的表面产生的凹坑103和突起104的问题。

使用图11说明该问题。在图案检查装置中，检查布线图案是依据拍摄了由照明光照明的区域的画像进行的，但使用反射照明光进行检查时，相对于基板101，照明单元被配置在形成有布线图案102的一侧，拍摄布线图案102的摄像单元也位于同一侧。当对布线图案102照射照明光时，如果表面平坦，则照射在布线图案102表面的照明光被反射，入射到摄像单元。照射在布线图案102以外的部分的照明光透过基板101或被基板101吸收，而不会入射到摄像单元。因此，在摄像单元中，布线图案102的表面表现为明亮，基板101表现为较暗。

如图11(a)所示，如果在布线图案102的表面有凹坑103，则照射在该凹坑103部分的照明光在凹坑103中反复进行反射而减弱，光线不会入射到摄像单元。因此，产生凹坑103的部分较暗。但是，如图11(b)所示，即使在布线图案102的表面产生的是突起104，照射到突起104的照明光也被突起104的外壁(斜面)反射，光线不会入射到摄像单元。因此，突起104的部分也较暗。所以，在摄像单元中，凹坑103的部分和突起104的部分都较暗地显示，无法区别两者。这样，在利用反射照明光的检查中，可以检测出在布线图案表面产生凹坑103或突起104的部分，但是无法区别凹坑103与突起104。如上所述，凹坑103必须要作为不良检测出来，但是突起104则不需要如此。假如将在布线图案102的表面产生较暗部分的图案都作为不良，则本来应该是合格的具有突起104的布线图案102也可能成为不良，导致生产率降低。

另一方面，在利用透射照明光的布线图案的检查中，相对于基板，照明单元被配置在形成有布线图案一侧的相反侧，而摄像单元配置在形成有布线图案的一侧。所以，布线图案的表面成为布线图案的背光处，而无法检测有无凹坑103。

发明内容

本发明鉴于上述问题而做出，其目的在于提供一种图案检查装置，利用反射照明光与透射照明光来区别产生于图案表面的凹坑与突起，可以只将凹坑作为不良检测出来。

本发明为了解决上述课题，采用下述方法。

第1方案是一种图案检查装置，对形成于光透射性的基板上的图案照射照明光，根据拍摄照射了该照明光的区域的图像，判断所述图案的合格与否，该图案检查装置包括：第1照明单元，从形成于所述基板上的图案侧，照射中心光线相对于所述基板大致垂直的照明光；第2照明单元，在与形成于所述基板上的图案侧相反的一侧，从将被所述第1照明单元照明的区域按法线方向朝所述基板投影的区域之外，对所述基板照射照明光；摄像单元，相对于所述基板被设置在与所述第1照明单元的照明光的照射方向相同的方向；以及，控制单元，控制所述第1照明单元与所述第2照明单元；所述控制单元对所述基板同时进行所述第1照明单元的照明和所述第2照明单元的照明，所述摄像单元拍摄由所述第1照明单元与所述第2照明单元同时照明的图案。

第2方案是一种图案检查方法，对形成于光透射性的基板上的图案照射照明光，根据拍摄照射了该照明光的区域的图像，判断所述图案的合格与否，该图案检查方法同时进行：第1照明单元的照明，从形成于所述基板上的图案侧，照射中心光线相对于所述基板大致垂直的照明光；和第2照明单元的照明，在与形成于所述基板上的图案侧相反的一侧，从将被所述第1照明单元照明的区域按法线方向在朝所述基板投影的区域之外，对所述基板照射照明光；然后，利用相对于所述基板被设置在与所述第1照明单元的照明光的照射方向相同方向的摄像单元，拍摄所述基板的图案；根据拍摄的图像，检测图案表面有无凹坑。

根据本发明，利用反射照明光与透射照明光来区别产生于图案表面的凹坑与突起，可以容易地只将凹坑作为不良检测出来。

附图说明

图1是表示本发明涉及的图案检查装置的结构的框图。

图2是图1所示检查部3的放大图。

图3是表示具有形成于由TAB带构成的基板1上的凹坑21和突起22的图案2的局部剖面图。

图4是表示实际拍摄了形成于由TAB带构成的基板1上的图案2的图像的图。

图5是与图2所示反射照明单元(第1照明单元)31不同的反射照明单元(第1照明单元)31的结构图。

图6是用于说明透射照明单元(第2照明单元)32的照明光向基板1上的检查区域6入射的入射角度的适当范围的说明图。

图7是表示与图2所示透射照明单元(第2照明单元)32不同的透射照明单元(第2照明单元)32的结构的侧视剖面图及俯视图。

图8是表示与图2及图7所示透射照明单元(第2照明单元)32不同的其他透射照明单元(第2照明单元)32的结构的俯视图、侧视图及主视图。

图9是使用图8所示透射照明单元(第2照明单元)32照明形成于基板1上的图案2的结构图。

图10是与图2、图7及图8所示的透射照明单元(第2照明单元)32不同的其他透射照明单元(第2照明单元)32的结构图。

图11是表示具有形成于基板101上的称为凹坑103的凹陷(穴)和突起104的布线图案102的局部剖面图。

(标记说明)

1：TAB带等基板

2：布线图案等图案

21.凹坑

22：突起

3：检查部

31：反射照明单元(第1照明单元)

311：光源

312：半透半反镜

313：透镜

314：卤素灯

315：反射镜

316：光入射端

317：导光光纤

318：光射出端

32：透射照明单元(第2照明单元)

321：光源

322：箱体

323：遮光板

324：聚光透镜

325：光射出口

326：卤素灯

327：反射镜

328：光入射端

329：导光光纤

330：光射出部

33：摄像单元

34：透镜

4：控制部

5：带输送机构

51：输出卷轴

52：卷线筒

53：标记部

具体实施方式

使用图1至图10说明本发明的实施方式。

图1是表示本实施方式的发明涉及的图案检查装置的整体结构的框图。

在图1中，1是聚酰亚胺(树脂)等构成的TAB带等光透射性的基板，2是形成于基板1上且由铜等构成的布线图案等图案，3是检查部，31是从形成有基板1上的图案2的一侧照射经过照明光的光束中心的中心光线相对于基板1的检查区域大致垂直的照明光的反射照明单元(第1照明单元)，311是光源，312是半透半反镜，32是在与形成有基板1上的图案2的一侧相反的相反侧，从将基板1上的由第1照明单元照明的区域向基板1在法线方向上投影的区域之外，照射照明光的2个透射照明单元(第2照明单元)，33是摄像单元，34是透镜，4是控制部，5是带输送机构，51是输出卷轴，52是卷线筒，53是标记部，6是检查区域。在此，检查区域6是指被照射照明光、且由摄像单元33拍摄的区域。

在标记部53，对判断为不良的图案2实施利用穿孔机的穿孔或涂色等的标记，以便通过目视可以立即确认该部分为不良品。而且，控制部4预先输入作为图案检查基准的基准图案，对拍摄的图案2和基准图案进行比较，判断产品的好坏，并且控制检查部3、标记部53及带输送部5的动作。另外，基准图案既可以是拍摄了判断为合格品的实际图案的图像，也可以是利用CAD数据的图像。

图2是图1所示检查部3的放大图。

在图2中，透射照明单元(第2照明单元)32的光源321适当选择能发射具有透射由TAB带的树脂薄片所构成的基板1、并且被图案2反射的波长的光源。来自反射照明单元(第1照明单元)31的照明光，从由多个LED构成的光源311射出，由透镜313会聚，以该光的中心光线相对于基板1上的检查区域6垂直或大致垂直的方向照射。而且，从透射照明单元(第2照明单元)32发出的照明光，从由多个LED构成的光源321射出，从基板1的背面向检查区域6(即，由第1照明单元照明的区域)倾斜入射地进行照射。

摄像单元33使用对上述照明光的波长具有感光灵敏度的、例如CCD线传感器或面传感器，在由TAB带构成的基板1上设置在与反射照明单元(第1照明单元)31的照明光相同的朝正上方的方向上，拍摄来自基板1上的图案2的图案像。而且，在摄像单元33的光入射侧设置有透镜34，其用于将进行由TAB带构成的基板1的图案2的检查的区域放大并投影，透镜34组合多个透镜后收纳于镜筒中。

反射照明单元(第1照明单元)31必须使对由TAB带构成的基板1照射照明光的方向和摄像单元33拍摄图案像的方向一致。所以，使用半透半反镜312，使反射照明光照射由TAB带构成的基板1的光路和从图案2反射后入射到摄像单元33的光线的光路一致。具体来讲，用半透半反镜312将来自反射照明单元(第1照明单元)31的光折返90°，从由TAB带构成的基板1的正上方照射。由图案2反射的光通过半透半反镜312后，入射到摄像单元33。

接着，利用图3说明本发明的图案检查装置的凹坑检测原理。

图3(a)是表示具有形成于由TAB带构成的基板1上的称为凹坑21的凹陷(坑)的图案2的局部剖面图，图3(b)是表示具有形成于由TAB带构成的基板1上的突起22的图案2的局部剖面图。而且，在这些图中，极端地放大表示相对于基板1的图案2的大小。另外，反射照明光与透射照明光只示出中心光线。

利用反射照明单元(第1照明单元)31，从正上方对图案2照射照明光，使得照明光的中心光线相对于基板1垂直或大致垂直时，只要图案2的表面平坦，照明光会被反射，入射到摄像单元33上，该摄像单元33设置于与被照射反射照明单元(第1照明单元)31的照明光的方向相同的方向上。照射在图案2以外部分的照明光，透射基板1或被基板1吸收，不会入射到摄像单元33。而且，如果在图案2的表面有凹坑21或突起22，则如上所述照射在该部分的照明光不会入射到摄像单元33。

但是，如果从基板1的相反侧，利用透射照明单元(第2照明单元)32照射中心光线从相对于基板1倾斜的方向入射的透射照明光，则如图3(b)所示，存在于表面的是突起22时，透射照明光在突起22的斜面反射后入射到摄像单元33，突起22的部分同表面为平坦的情况一样表现为明亮。另一方面，如图3(a)所示，存在于表面的是凹坑21时，透射照明光直接通过而不会入射到摄像单元33，所以凹坑21的部分仍然较暗。

即，根据本图案检查装置，在图案2上具有突起22时，在摄像单元33中照出与表面平坦时一样明亮的画像，而在图案2上具有凹坑21时，摄像单元33中表现为较暗，可以检测出只存在凹坑21。

接着，利用图1及图2说明图案检查装置的检查动作。

在由TAB带构成的基板1上连续地制作多个相同的布线图案2，控制部4驱动带输送部5，将由TAB带构成的基板1输送到检查部3。如果由TAB带构成的基板1上的成为检查对象的检查图案2，通过带输送部5输送到检查部3的规定位置，在该位置由TAB带构成的基板1停止。控制部4点亮反射照明单元(第1照明单元)31与透射照明单元(第2照明单元)32的各个光源(LED)311、321，对进行检查的检查图案2从两照明单元31、32同时照射照明光。控制部4利用摄像单元33拍摄被两照明单元31、32同时照明的图案像。控制部4存储拍摄的图像。如上所述，只有在检查图案2的表面有凹坑21时，该部分会变暗。因此，与基准图案相比，如果有较暗的部分，则该部分是产生凹坑21的部分，该图案被判定为不良品。在控制部4中存储具有凹坑21的不良图案2的位置，当该图案2通过带输送部5输送到标记部53时，进行穿孔或着色等的标记。当检查图案2的检查结束时，由带输送机构5输送由TAB带构成的基板1，成为下一个检查对象的检查图案2被输送到检查部3的规定位置。

图4是表示实际拍摄了形成于由TAB带构成的基板1上的图案的图像的图。而且，在图4中，为了容易分辨图案2，将所有明暗反置，较暗部分为图案2，明亮部分为基板1。

图4(a)是本发明的图案检查装置的情形，是利用摄像单元33拍摄了同时照射来自反射照明单元(第1照明单元)31与透射照明单元(第2照明单元)32的照明光的图案2的图案图像，图4(b)是现有技术的图案检查装置的情形，是利用摄像单元33拍摄了只照射来自反射照明单元的照明光的图案2的图案图像。这些图的上列是在图案2的表面具有突起22的部分的图案图像，下列是在图案2的表面具有凹坑21的图案图像。无论是本发明的图案检查装置还是现有技术的图案检查装置，反射照明光对图案2从正上方照射，使得照明光的中心光线相对于基板1的摄影区域垂直或大致垂直，而在本发明的图案检查装置中，透射照明光以中心光线相对于基板1的摄影区域倾斜入射地照射。摄像单元33设置于与照射反射照明光的方向相同的方向上。如图4(b)的○记号所示，只有在反射照明光中凹坑21与突起22同样，对于图案2的黑色以白色被检测出，可知无法区别凹坑21与突起22。对此，如图4(a)的○记号所示，对基板1同时照射反射照明光与透射照明光时，以白色只能检测出凹坑21，所以能够区别凹坑21与突起22，可知能够仅检测出凹坑21。

图5(a)、(b)是分别表示与图2中所示的反射照明单元(第1照明单元)31不同的反射照明单元(第1照明单元)31的结构。

图5(a)是作为反射照明单元(第1照明单元)31的光源311使用1个LED的情形，从LED射出的光在半透半反镜312折返90°，其光束的中心光线相对于基板1上的检查区域6大致垂直地入射。而且，图5(b)的构成是，作为反射照明单元(第1照明单元)31的光源使用卤素灯314，用反射镜315聚光从卤素灯314射出的光，从导光光纤317的光入射端316入射，在导光光纤317内导光后，从光射出端318射出。从光射出端318射出的光在半透半反镜312折返90°，其光束的中心光线相对于基板1上的检查区域6大致垂直地入射。

图6是用于说明本发明的图案检查装置的透射照明单元(第2照明单元)32的照明光向基板1上的检查区域6入射的入射角度的适当范围的图。

在图6中，如果透射照明光只是入射检查区域6的入射角度小于20°的光，则透射照明光不会照射到图案2表面的突起22上，由此可知能够检测出突起22。而且，通过了基板1的部分的透过照明光入射到摄像单元33，在图案2的表面反射而与入射到摄像单元33的反射照明光的对比度变差，图案2的线宽的测量变困难。而且，如果透射照明光只是入射检查区域6的入射角度大于70°的光，则照射到突起22后反射的光不会入射到摄像单元33，与入射角度小于等于20°时一样可以检测出突起22。而且，图案2的轮廓线会模糊。可以考虑到这是因为在图案2侧壁反射后入射到摄像单元33的光的成分增加而造成的。因此，为了只检测凹坑21，认为透射照明光适于以20°～70°的入射角度范围入射到基板1的检查区域的光。

但是，即使假设在透射照明光中包含20°～70°的入射角度范围的光，如果包含入射角度小于20°的光，则如上所述，通过了基板1的部分的透射照明光入射到摄像单元，因此在图案2的部分反射的透射照明光与反射照明光的对比度变差，而且，如果包含入射角度70°以上的光，则如上所述，图案2的轮廓线会模糊，所以图案2的线宽的测量变困难。

图7(a)是表示与图2所示的透射照明单元(第2照明单元)32不同的透射照明单元(第2照明单元)32的结构的侧视剖面图，图7(b)是从图7(a)所示的透射照明单元(第2照明单元)32的基板1的一侧观看时的俯视图。

如这些图所示，该透射照明单元32在形成有光射出口325的圆形箱体322中，具备由射出照明光的排列多个的LED构成的光源321，在箱体322的光射出口325上，设置有圆形及圆环状的遮光板323，在遮光板323的基板1一侧设置有圆形的聚光透镜324，在聚光透镜324的聚光点配置有基板1。从箱体322的光源(LED)321射出的光中，利用聚光透镜324将没有被遮光板323遮光的部分的光聚光，从与形成有基板1的图案2的一侧相反的相反侧对检查区域6(即，照射第1照明单元的照射光的区域)倾斜照射。在此，调整遮光板323的宽度(箱体322的径向长度)，使从射出口225射出的照明光以20°～70°的角度范围入射检查区域6。

图8(a)是表示与图2及图7所示的透射照明单元(第2照明单元)32不同的其他透射照明单元(第2照明单元)32的结构的俯视图，图8(b)是图8(a)所示的透射照明单元(第2照明单元)32的侧视图，图8(c)是图8(a)所示的透射照明单元(第2照明单元)32的主视图。

如这些图所示，该透射照明单元(第2照明单元)32在长方形箱体322中，具备由射出照明光的排列多个的LED构成的光源321。

图9是使用图8所示的透射照明单元(第2照明单元)32对形成于基板1上的图案2进行照明的结构图。

在图9中，从图8的透射照明单元(第2照明单元)32射出的照明光的光束的中心光线，相对于基板1的检查区域6(由第1照明单元照明的区域)以外的某一位置大致垂直地入射。在这样的配置中照明光的利用效率变差，但是照明光从斜方向向检查区域6入射，因此可以获得与在先前的图2或图7中所述的透射照明单元(第2照明单元)32的情形一样的效果。即，来自透射照明单元(第2照明单元)32的照明光，从将基板1上的检查区域6(由第1照明单元照明的区域)按法线方向对基板1投影的区域之外照明，而相对于检查区域6使照明光从斜向入射，从法线方向不入射强光，这点是重要的。另外，该透射照明单元(第2照明单元)32中，图8所示的长方形的透射照明单元(第2照明单元)32的长边对应于基板1的宽度方向(与输送基板1的方向垂直的方向)。

图10是与图2、图7及图8所示的透射照明单元(第2照明单元)32不同的其他透射照明单元(第2照明单元)32的结构图。

该透射照明单元(第2照明单元)32将卤素灯326作为光源利用，从卤素灯326射出的光由反射镜327聚光后，从光入射端328入射到导光光纤329，入射光在2个方向上分支的导光光纤329内导光。设置于分支的导光光纤329的各个射出侧的多个导光光纤，从捆束成长方形的光射出部330向基板1上的检查区域6斜向入射照明光。此时，2个光射出部330，从将基板1上的检查区域6(由第1照明单元照明的区域)在法线方向上向基板1投影的区域之外，对检查区域6入射照明光。

Claims (2)

1.一种图案检查装置，对形成于光透射性的基板上的图案照射照明光，根据拍摄照射了该照明光的区域的图像，判断所述图案的合格与否，其特征在于，该图案检查装置包括：

第1照明单元，从形成于所述基板上的图案侧，照射中心光线相对于所述基板大致垂直的照明光；

第2照明单元，在与形成于所述基板上的图案侧相反的一侧，从将被所述第1照明单元照明的区域按法线方向朝所述基板投影的区域之外，对所述基板照射照明光；

摄像单元，相对于所述基板被设置在与所述第1照明单元的照明光的照射方向相同的方向；以及，

控制单元，控制所述第1照明单元与所述第2照明单元；

所述控制单元对所述基板同时进行所述第1照明单元的照明和所述第2照明单元的照明，所述摄像单元拍摄由所述第1照明单元与所述第2照明单元同时照明的图案。

2.一种图案检查方法，对形成于光透射性的基板上的图案照射照明光，根据拍摄照射了该照明光的区域的图像，判断所述图案的合格与否，其特征在于，该图案检查方法同时进行：

第1照明单元的照明，从形成于所述基板上的图案侧，照射中心光线相对于所述基板大致垂直的照明光；和

第2照明单元的照明，在与形成于所述基板上的图案侧相反的一侧，从将被所述第1照明单元照明的区域按法线方向在朝所述基板投影的区域之外，对所述基板照射照明光；然后，

利用相对于所述基板被设置在与所述第1照明单元的照明光的照射方向相同方向的摄像单元，拍摄所述基板的图案；

根据拍摄的图像，检测图案表面有无凹坑。

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