CN101311706A - 图形检查装置及图形检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供布线图形的检查装置以及方法，能够区别产生于图形的表面的凹坑与突起，并能够在仅检测出凹坑的同时，也进行线宽的测定。作为解决问题的手段，本发明是从TAB带的被形成有图形的一侧，通过反射照明单元(12)，对于检查区域以倾斜射入的方式来照射照明光，同时，从被形成有图形的一侧的相反侧，通过透射照明单元(13)来照射照明光，并通过摄像单元(11)对图形进行摄像。若在图形的表面存在有凹坑，则来自反射照明单元(12)的反射光射入摄像单元(11)，并将该部分拍摄为明亮。又，通过来自透射照明单元(13)的照明光，被形成有图形的部分被拍摄为灰暗，而未被形成有图形的部分被拍摄为明亮。由此，通过使用反射照明与透射照明进行摄像，能够在仅将凹坑检测出来的同时，也进行线宽的测定。

Description

图形检查装置及图形检查方法

发明领域

本发明涉及图形的检查装置以及图形检查方法，特别是涉及在检测被形成在TAB(Tape Automated Bonding柔性带自动连接)带等的基板上的布线图形的表面有无凹坑(孔)的同时，能够对图形的线宽进行测定的图形检查装置以及图形检查方法。

背景技术

在布线图形的检查中，作为对附着在基板表面或者是背面的垃圾(异物)与布线图形的缺陷进行区别并防止误检测的方法及装置，例如在专利文献1或专利文献2中被提案。

在上述公报中，记载有：将被形成有布线图形的基板的受像反射照明光而得到的反射照明图像与受像透射照明光所得到的透射照明图像进行比较，并将在双方的图像共通出现的不合格，作为布线图形的缺陷。

形成在聚酰亚胺等的基板上的铜等金属的布线图形的表面通常为平滑。但是，根据情况，会有如图11所示那样，在布线图形51的表面产生有突起(同图(b))或是被称为凹坑(同图(a))的凹陷(孔)(以下称为凹坑)的情况。另外，同图是为了进行说明，所以将相对于基板52的图形的大小极端地放大显示。

当在布线图形51的表面产生有凹坑时，有必要在检查工序中将其作为不合格而检测出来。这是因为，由于只有该部分布线会变细，所以会有产生断线的情况。特别是在图形被形成在用于进行折曲的部分的可挠性基板上的情况下，如果反复进行折曲，则凹坑的部分会有产生断线的情况。而另一方面，在有突起的情况下，即使被折曲也不会有断线的担心，因此没有必要作为不合格而检测出来。

但是，在布线图形检查装置中，产生了无法对产生在图形的表面的凹坑与突起进行区别的问题。使用图11进行说明。

当对布线图形51进行检查时，是在对基板52的进行检查的场所，从照明单元12照射照明光，并将该照明光的反射光或是透射光所致的布线图形图像，以摄像单元11或目视来受像，并将其与合格品的图形等的范本(Master data)进行比较，并判定是否为合格。

如图11所示，当使用反射照明光作为照明光检查时，对于基板52，照明单元12是被设置在被形成有布线图形51的一侧，对图形51进行摄像的摄像单元11也位于相同一侧。

另外，在同图中，作为照明单元12的光源，虽是使用LED12a，但是，也可以使用卤素灯管或是金属卤素灯管之类的灯管。

如果对布线图形51照射照明光，则被照射至图形51的表面的照明光，如果表面为平坦，则照射光被反射，并射入摄像单元11。被照射至图形51以外的部分的照明光，透过基板52，或是被基板52所吸收，并不射入摄像单元11。由此，在摄像单元11中，布线图形51的表面被拍摄为明亮，基板52的部分是被拍摄为灰暗。

另外，在此例中，虽是使用CCD线状感测器作为摄像单元11，但是，也可使用CCD区域摄像机。

如图11(a)所示，如果在表面存在有凹坑，则被照射至该凹坑部分的照明光在孔中反复进行反射并逐渐变弱，光则不会射入摄像单元11。故而，产生有凹坑的部分会变暗。

但是，如图11(b)所示，即使在表面产生有突起时，那部分也会变暗。这是因为，被照射在突起处的照明光，是在突起的外壁(斜面)被反射，光并不射入摄像单元11的缘故。

故而，在摄像单元11处，凹坑的部分与突起的部分同样被拍摄为暗，从而无法区分两者。

另外，在布线图形51的检查中，有使用透射照明光作为照明光的情况。此时，照明单元12被设置在相对于基板52被形成有布线图形51一侧的相反侧，由设置在基板52的被形成有布线图形51的一侧的摄像单元11来受像透过基板52的照明光。但是，在使用透过照射光的检查中，虽然能够检测出图形的宽幅，但是由于图形的表面有阴影，因此并无法进行检查。

如上所述，现有技术中，虽然能够检测出在图形表面产生有凹坑或是突起的部分，但是对产生在表面的突起与凹坑无法进行区别。

如上所述，虽然应将凹坑作为不合格，但是突起的情况却并非如此。假设，如果将在表面产生有灰暗部分者全部当作凹坑而作为不合格，则会发生将原本并不是不合格的突起也作为不合格的情况，而使生产性降低。

进而，在图形的检查装置中，不仅要对凹坑与突起进行区别并检测出来，而且还有必要对图形的线宽进行测定。为了在短时间内进行图形的检查，在对凹坑与突起进行区别并检测出来的同时，也有必要对图形的线宽进行测定，但是，那样的图形检查装置以及图形检查方法还尚未被确立。

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

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而进行，本发明的课题是，对于布线图形的检查装置以及方法，能够对产生在图形的表面的凹坑与突起进行区别，并能够在仅检测出凹坑的同时，也进行线宽的测定。

发明者们使用反射照明光对产生在图形上的凹坑或突起进行了观察。其结果发现，如后面所述，通过将反射照明光的对检查区域的射入角度设为30°～65°的范围，较理想为设为40°～55°的范围，能够从所摄像的图像中将凹坑与突起进行区别而检测出来，如果存在有凹坑，则该部分是在摄像单元中被拍摄为明亮。另一方面，如果使用透射照明光，则虽然无法检测出凹坑或突起的存在，但是可以检测出被形成在基板上的布线图形的宽幅。

由上述可以得知，通过将上述反射照明与透射照明相组合，能够在仅将凹坑检测出来的同时，对线宽进行测定。

即，在本发明中，对于光透过性基板，是从此基板的被形成有图形的一侧，通过第1照明单元来对检查区域以斜射的方式而照射照明光，同时，从此基板的被形成有图形的一侧的相反侧，通过第2照明单元来照射照明光，再通过被设置在与上述第1照明单元所致的照明光的照射方向相同的方向的摄像单元，来对通过第1照明单元与上述第2照明单元所照明的图形进行摄像。

如果在基板上的布线图形的表面存在有凹坑，则反射光射入摄像单元，并将该部分拍摄为明亮。另一方面，来自第2照明单元的照明光，由于是从基板的被形成有图形一侧的相反侧而射入检查区域，故而被形成有图形的部分在摄像单元中被拍摄为较暗，而未被形成有图形的部分被拍摄为明亮。

故而，如果如上所述通过第1、第2照明单元来照明，则当在图形表面产生有凹坑时，该部分是在暗的图形中作为明亮的部分而被摄像，而被形成在基板上的图形的宽幅、即线宽，看起来狭窄。即，当在图形上存在有凹坑时，可以通过线宽为狭窄而检测出来。

在本发明中，可得到以下的效果。

(1)对于基板的检查区域，由于是进行来自斜方向的反射照明与透射照明，并通过摄像单元来对通过反射照明与透射照明所照明的图形进行摄像，因此，在能够与突起进行区别而检测出凹坑的同时，也能够检测出图形的线宽。

(2)通过同时进行反射照明与透射照明，能够在一次的摄像图像中，同时进行通过反射照明检测凹坑、以及通过透射照明检测图形的线宽。故而，成为能够在短时间内进行凹坑的有无与图形的线宽的检查。

附图说明

图1是本发明的实施例的布线图形检查装置的方框图。

图2是对照明光的射入角度与射入至摄像单元中的光的关系进行说明的图。

图3是表示进行反射照明的照明单元的构成例的示意图。

图4是表示相对于反射照明光的射入角度的凹坑以及突起的部分的图像(1)的图。

图5是表示相对于反射照明光的射入角度的凹坑以及突起的部分的图像(2)的示意图。

图6是表示相对于反射照明光的射入角度的凹坑以及突起的部分的图像(3)的示意图。

图7是对射入至凹坑或是突起的光与射入至摄像单元中的光的关系进行说明的图。

图8是从具有凹坑的图形的摄像图像中所得到的亮度分布的图表。

图9是对通过亮度分布图表而判定图形的不合格的方法进行说明的图。

图10是对光射入至布线图形的边缘的情况进行说明的图。

图11是对光射入至具有凹坑与突起的布线图形的情况进行说明的图。

符号说明

1：检查部

2：扫描单元

3：记号部

4：控制部

5：TAB带

51：布线图形

52：基板

6：检查图形

11：摄像单元

12：第1照明单元(反射照明单元)

13：第2照明单元(透射照明单元)

20：带搬送机构

21：送出卷盘

22：卷取卷盘

具体实施方式

图1是本发明的实施例的布线图形检查装置的方框图。另外，以下的实施例虽是针对基板为TAB带或COF之类的薄膜状工件的情况进行说明，但是，本发明也可适用在其他的基板的图形检查中。

本实施例的图形检查装置，如同图所示，具备：由将TAB带5进行搬送的送出卷盘21或卷取卷盘22等构成的带搬送机构20、对由送出卷盘21所送出的TAB带5照射透射照明光、反射照明光并对检查图形6进行摄像的检查部1、使检查部1在TAB带5的检查图形6上进行扫描的扫描单元2、在不合格的图形上附加记号的记号部3。

在记号部3对被判定为不合格的图形进行用打孔机穿孔、或是标记能够以目视来立即确认出该部分是不合格品的涂色等的记号。

又，图形检查装置具备有控制部4。控制部4根据所检测出的凹坑的大小或明亮度、以及图形的线宽，在判定图形是否合格的同时，对检查部1、记号部3、以及带搬送机构20的动作进行控制。

检查部1具备：对于TAB带5，从被形成有图形一侧对检查区域从斜方向照射照明光的第1照明单元(反射照明单元)12、对检查区域从TAB带的被形成有图形一侧的相反侧照射照明光的第2照明单元(透射照明单元)13、和相对于TAB带5与反射照明单元12在相同一侧，并被设置在检查区域的正上方的摄像单元11。

反射照明单元12与透射照明单元13的光源，在本实施例中是使用LED(发光二极管)，从反射照明单元12的LED所射出的照明光的对检查区域的射入角，例如是被设定为50°，从透射照明单元13的LED所射出的照明光的对检查区域的射入角，例如是被设定为0°(垂直入射)。

另外，照明单元的光源也可以使用卤素灯管来代替LED。当将卤素灯管作为光源使用时，将来自灯管的光通过导光光纤进行传导，并将从光纤所射出的光对检查区域的射入角度分别设为50°或是0°。

通过与来自斜方向的反射照明同时地进行透射照明，布线图形的轮廓也变为明确并且能够对其的宽幅进行测定。

摄像单元11是对上述照明光的波长具有受光感度的例如CCD感测器或是区域感测器。在摄像单元11的光射入侧，设置有扩大对TAB带5的进行检查的区域并投影的镜头(未图示)。镜头是被收容在镜筒中多个镜头的组合。

控制部4对反射照明单元12与透射照明单元13的照明光的点灯和关灯、以及摄像单元11的摄像进行控制。

又，控制部4通过所检测出的凹坑的大小或明亮度，以及图形的线宽，来判定图形是否合格。例如，如果所检测出的凹坑相对于图形的线宽是非常小的话，则有认定其没有断线的可能性，而不判定为不合格的情况。凹坑的大小从所检测出的凹坑的明亮度或大小而得到。

故而，在控制部4中，事先将用以判断是否将其作为不合格的图形线宽等的基准参数进行输入。控制部4将图形线宽的数据、或是所检测出的凹坑的明亮度或大小等，与此基准参数进行比较，并判定是否为不合格。

通过图1，说明对检查图形6进行摄像的动作。

在TAB带5中，是多个且连续地制作有相同的布线图形，控制部4驱动带搬送机构20，并将TAB带5搬送至检查部1。

作为TAB带5的检查对象的检查图形6，如果被前述带搬送机构20搬送至检查部1的特定位置，则在该位置，TAB带5停止。

控制部4将反射照明单元12与透射照明单元13的LED点灯，并对于进行检查的布线图形，从两照明单元12、13同时照射照明光。摄像单元11，受像同时被反射照明单元12与透射照明单元13照明的图形像，并在控制部4中将该图像作记录。

来自反射照明单元12的照明光，是对于检查区域而以射入角度50°进行照射。如上所述，仅有在图形的表面存在有凹坑时，反射光射入摄像单元11，并且将该部分拍摄为明亮。

又，来自透射照明单元13的照明光，是从TAB带5的被形成有图形一侧的相反侧，对于检查区域以射入角度0°来照射。未被形成有图形的部分的透过光是射入摄像单元11，并且将该部分拍摄为明亮。被形成有图形的部分，在摄像单元11中被拍摄为灰暗。故而，如果在图形的表面产生有凹坑，则该部分，在灰暗的图形中作为明亮的部分而被拍摄出来。

控制部4将图形的线宽的数据(当有凹坑时，由于该部分看起来为明亮，故线宽看起来为较细)，与基准参数进行比较，并判定其是否为不合格。

当所检测出的凹坑为大并被判定为不合格时，在控制部4中，有不合格的图形的位置被记录，当该图形被带搬送机构20搬送至记号部3时，进行穿孔或是涂色等的记号附加。

如果对检查图形6的检查结束，则TAB带5被带搬送机构20搬送，直到为下一个检查对象的检查图形被搬送至检查部1的特定位置。

接下来，说明进行反射照明时的照明光的射入角度与通过摄像单元所摄像的图像间的关系。

如图2(a)所示，针对在图形的正上方配置摄像单元11，并考虑将进行反射照明的照明光的射入角度θ，从0°开始逐渐地增大倾斜度的情况。

如上所述，当照明光的射入角度为0°时，在摄像单元11中，表面的平坦部分是被拍摄为明亮，而产生有凹坑或是突起的部分是被拍摄为灰暗。

另一方面，如果倾斜照明光，则如图2(a)中所示，在表面的平坦部分所反射的光不射入至摄像单元11中。故而，图形表面的平坦部分，在摄像单元11中被拍摄为灰暗。

另一方面，产生有突起或凹坑的部分，如图2(b)中所示，其斜面所反射的光射入至摄像单元中，而在摄像单元中被拍摄为明亮。

发明者们进行了如上所述改变进行反射照明时的照明光的射入角度的实验。其结果发现，如果进一步将照明光的射入角度设为更大，则凹坑的部分虽为明亮，但是突起的部分是会变暗这一情况。

另外，这里所说的照明光的射入角度是指如图2(a)所示，相对于检查区域的法线，照明单元被配置的方向的角度θ。

又，在本实施例中，摄像单元是具有预先设定了的长度的CCD线状感测器，将此CCD线状感测器，在相对于线感测器所延伸的方向而正交的方向上，与照明单元一同移动，对特定的区域进行摄像。

图3是表示进行反射照明的照明单元12的具体的构成例的图。

图3(a)是使用LED12a作为照明单元的光源。LED12a，是将多个的在线上并排者倾斜设置，并对于检查区域而将照明光以射入角度θ来射入的构成的例子。

图3(b)是使用卤素灯管作为照明单元的光源。在使用卤素灯管的情况下，是将来自通过反射镜12e而集光的灯管12d的光，通过导光光纤12f而传导，并将从光纤12f的射出端所射出的光照射至检查区域。

导光光纤12f的射出端是被集束于线上，并以使照明光在对应于CCD线状感测器的长度的检查区域中的任一位置均以射入角度θ来射入的方式而被倾斜设置。

在图4、图5、图6中，表示相对于反射照明光的射入角度的凹坑以及突起的部分的图像。左侧的图是凹坑的部分、右侧的图是突起的部分的图像。另外，本图像是将黑白反转。即，被拍摄为白色的部分是为光未被射入至摄像单元的部分，被拍摄为黑色的部分是为光射入的部分。

图4(a)是照明光对于基板的射入角度为0°时的情况，以下，图4中(b)为20°、(c)为25°、(d)为30°、(e)为35°、图5中(f)为40°、(g)为45°、(h)为50°、(i)为55°、(j)为60°，图6中(k)为65°、(1)为70°、(m)为75°。

另外，在图4、图5、图6中，作为照明单元，是使用在图3(a)中所示者，并通过改变反射照明单元12与检查区域间的法线方向的距离，而改变照明光的相对于基板的射入角度。

当图4(a)的射入角度为0°时，凹坑的部分与突起的部分看起来均同样为白色(即，在摄像单元中未被射入光)，而无法对两者进行区别。

当图4(b)的射入角度为20°时，由于照明光变倾斜，因此图形的平坦部分的反射光不会射入至摄像单元中，而该部分看起来为白。另一方面，凹坑的部分或突起的部分，由于在其斜面所反射的光射入至摄像单元中，因此看起来为黑。但是，在本图中，两者看起来均同样为黑色，而无法进行区别。

以下，凹坑的部分，即使照明光的射入角度变大，看起来也几乎没有改变，但是，突起的部分，如果射入角度成为30°，则如图4(d)所示，黑色是变淡，若为此状态，则成为能够将凹坑与突起进行区别并检测出来。之后，随着照明光的射入角度的变大，来自突起的反射光变少。

如果射入角度成为35°，则如图4(e)所示，突起的颜色是变为更淡，而成为与周围的平坦部分几乎相同的白色，成为能够容易地仅将凹坑检测出来。

之后，直到成为图5(h)照明光的射入角度为50°为止，凹坑的外观均几乎不会改变，而能够容易地仅将凹坑检测出来。

如果射入角度成为55°(图5(i))，则凹坑的像虽然变得稍小，但是仍然可充分地仅将凹坑检测出来。

当射入角度成为60°(图5(j))，则颜色开始变淡，如果成为65°(图6(k))，则是变得相当淡，如果是此种程度，则仍可通过图像处理的设定而使检测成为可能。

但是，如果射入角度成为70°(图6(1))以上，则凹坑变得几乎看不出来，而使检测成为困难。

故而，通过将反射照明光的对检查区域的射入角度设在30°以上到65°以下的范围，最适当是为40°以上到55°以下的范围，则不会检测出突起，在所摄像的图像中，只要检测出明亮的部分，则根据其的大小或是明亮度，则判断是凹坑。

如图7(a)所示，突起的斜面为较平缓，如果射入至斜面的照明光的射入角度为比30°小，则在斜面所反射的光会射入至摄像单元中。但是，如果射入角度为30°以上，则可以想见反射光并不会射入至摄像单元中。相对于此，凹坑，是如图7(b)所示，其斜面的凹凸为较急遽，所射入的照明光是产生乱反射，故可以想见，即使照明光的射入角度倾斜至65°左右，散乱的光的成分也会射入至摄像单元中。但是，如果射入角成为70°以上，则射入至凹坑中的照明光的成分变少，而可以想见反射光变少。

在图8中，表示从对产生有凹坑的图形进行摄像后的图像中所得到的亮度分布的图表。

图8(a)是仅进行来自斜方向的反射照明的情况，图8(b)是同时进行反射照明与透射照明的本实施例的情况。图8(a)、(b)同样，横轴是检查区域的宽幅方向的距离，纵轴是所摄像的图像的亮度的相对值。

在图8(a)中，由于仅有反射照明，凹坑的部分是为明亮发光，因此图中央附近的亮度高的部分是凹坑。亮度的相对值为10左右的较小的山峰部分是布线图形，亮度低的谷间部分是相当于基板的部分。

在同图中，表示布线图形的山峰部分被分成2个的原因，是因为，如图10所示，虽然射入至布线图形的边缘的光是进行乱反射并射入至摄像单元而被拍摄为明亮，但是射入至图形上部的平坦部分的光，没有射入至摄像单元中的缘故。

如图8(a)所示，当仅有从斜方向的反射照明时，凹坑的亮度为高，可以容易地被检测出来。但是，在布线图形与基板的部分之间几乎没有亮度差，图形的线宽的测定困难。

图8(b)表示：同时进行反射照明与透射照明，透过基板的透过光射入摄像单元中，而布线图形是作为阴影而被映出的情况。故而，这种情况，在亮度分布的图表中，亮度较低的谷的部分是布线图形，亮度高的山峰部分相当于基板的部分。

如同图中所示，布线图形的部分与基板的部分中亮度差变大，线宽的测定变得容易，而且误差也变少。

又，凹坑的部分，是通过反射照明光而使亮度变高，因此凹坑的检测也成为可能。故而，通过同时进行反射照明与透射照明，凹坑的部分在作为阴影而被映出的布线图形中，是作为明亮部分而被摄像。因此，能够在1次的摄像中，进行凹坑的检测与图形的线宽的测定。

如果具体举例，则从图8(b)中所示的亮度分布图表，前述控制部4如下述所示而自动地判定出图形的不合格。

如图9所示，将在上述亮度分布图表中的亮度，与预先所设定的判定等级的等级A进行比较。

由于亮度低的谷部是为布线图形，因此，例如在将比判定等级A而亮度为低的部分的宽幅与预先所设定的基准参数进行比较时，如果此宽幅是比基准参数小，则可以判定布线图形的宽幅并未满足基准。

另一方面，如果在图形表面上不存在有凹坑，则如同图的虚线所示，布线图形的部分的亮度变低，但是如果在图形表面产生有凹坑，则该部分是在暗的图形部分中作为明亮的部分而被摄像，并如同图的实线所示，亮度为高。

故而，如果在图形的表面上存在有凹坑，则比判定等级A的亮度小的部分的宽幅如同图所示变小。

即，在将比判定等级A亮度为更小的部分的宽幅与预先所设定的基准参数进行比较时，如果此宽幅比基准参数小，则可以判定其的实际上的线宽为狭窄，或是在布线图形上存在有凹坑。

另外，如果凹坑为小，则线宽的变化小，而不会有因为线宽过为狭窄而被判断为异常的情况。

如以上那样，通过同时进行反射照明与透射照明，并使基板的透过光以及反射光射入至摄像单元中而进行摄像，能够从通过摄像单元所摄取的图像的亮度分布图形中，而判断线宽以及有无具有会成为问题的大小的凹坑，且能够在1次的摄像图像中，进行凹坑的检测以及图形的线宽的测定。故而，成为能够在短时间内进行凹坑的有无与图形的宽幅的检查。

Claims (2)

1.一种图形检查装置，根据对形成于光透过性基板上的图形照射照明光并摄像而得到的图像，判定上述图形是否合格，其特征在于，具备：

第1照明单元，对于上述光透过性基板，从上述基板的被形成有图形一侧，以相对于检查区域倾斜入射的方式来照射；

第2照射单元，从上述基板的被形成有图形一侧的相反侧照射照明光；

摄像单元，被设置于相对于上述基板在与上述第1的照明单元所照射的照明光的方向相同的方向；和

控制单元，控制上述第1照明单元与上述第2照明单元的照明，

上述控制单元对上述基板进行上述第1照射单元的照明与上述第2照明单元的照明，

上述摄像单元对上述第1照明单元与上述第2照明单元所照明的图形进行摄像。

2.一种图形检查方法，根据对形成于光透过性基板上的图形照射照明光并摄像而得到的图像，判定上述图形是否合格，其特征在于：

对于上述光透过性基板，进行从上述基板的被形成有图形的一侧，以相对于检查区域倾斜入射的方式来照射的第1照明单元的照明；和

进行从上述基板的被形成有图形的一侧的相反侧来照射照明光的第2照明单元的照明；

通过被设置于相对于上述基板在与被照射有上述第1的照明单元的照明光的方向相同的方向的摄像单元，来对上述基板的图形进行摄像。

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