CN101762611A - 配线图案检查装置 - Google Patents

Abstract

在图案的检查装置中，可同时地进行图案的上部形状检测、下部形状的检测。相对于TAB卷带(5)，设置从形成有配线图案的一侧倾斜地照射照明光的第1照明单元(1a)、从与形成有配线图案的一侧相反的一侧倾斜地照射照明光的第2照明单元(1b)及从与形成有配线图案的一侧相反的一侧以相对于检查区域正交地入射的方式照射照明光的第3照明单元(1c)，从3个方向同时地照明，以摄像单元(11)进行拍摄配线图案的图像。通过如此地进行照明，以1次测定，可同时地检测出配线图案的上部形状与下部形状，而可检测出在上部的一部分产生缺口等的缺陷。

Description

配线图案检查装置

技术领域

本发明涉及可同时地测定形成于TAB(Tape Automated Bonding)卷带等的透光性基板的配线图案的上部线宽与下部线宽的图案检查装置。

背景技术

一般地，当通过蚀刻在基板形成配线图案(以下也称为图案)时，则其剖面有成为下部宽度比上部宽度还要宽的梯形状的趋势。所以，当蚀刻不足时，则即使上部线宽为合格品的范围内，在下部也发生称为「残根」的配线变粗，产生与相邻的配线引起短路的可能性。所以，在配线图案的检查中，测定图案的下部宽度很重要。

作为测定图案的下部宽度的检查方法，公知有将照明光透射形成有图案的基板来进行的技术(利用透射照明的检查)(例如参照专利文献1或专利文献2)。

在专利文献1中公开了利用透射照明来测定配线图案的下部线宽，检测出是否产生短路等的技术。在专利文献2的图5中，也公开了利用透射照明，可测定出配线图案的下部线宽的技术。

专利文献1：日本特开2003-303862号公报

专利文献2：日本特开2000-113191号公报

若使用透射照明，则图案的下部线宽度可测定。但是，无法测定上部的线宽度。但是，最近不但图案的下部线宽度，而且也希望测定上部的线宽度。其理由表示于以下。

图9表示形成于基板上的配线图案的剖面形状。如上述地，利用蚀刻所形成的图案剖面，为下部的宽度比上部还要宽的梯形状。即，如图9(a)所示，配线图案为下部宽度b对于上部宽度a成为a＜b，而设高度为h，则剖面积S成为S＝(a+b)×h/2。

但是，最近，利用配线图案的微细化，下部线宽虽在合格品范围内，但上部线宽极狭窄，如图9(b)所示，配线的剖面形状有成为三角形状的情形。

如图9(b)所示，若剖面形状成为三角形，则设配线图案的下部宽度为b，高度为h，那么剖面积S′成为S′＝b×h/2，即使下部宽度相同，与剖面为梯形状的情形相比较，剖面积也变小。

即与图9(a)相比较，图9(b)的剖面积是面积仅小a×h/2。

配线图案的剖面积是根据流通在其图案的电流值所设计。因此，在图案的检查装置中，剖面积比容许范围还要小的图案，必须作为不合格品。

但是，仅测定配线图案的下部宽度，无法知道图案的剖面积的大小。为了求出剖面积，必须测定图案的上部与下部的配线宽度。

然而，为了检测出配线图案的上部线宽度，公知有利用反射照明光的技术。

因此，对于检查的图案，如果照射反射照明光来测定图案的上部线宽，之后，照射透射照明光来测定图案的下部线宽，则由其双方的测定结果就可求出剖面积。

但是，在该方法中，对于一个检查图案，成为进行利用反射照明光的测定与利用透射照明光的测定的两次测定，使得检查时间变长。所以，希望可同时地进行测定图案的上部线宽与测定下部线宽的检查装置。

发明内容

本发明是鉴于上述事项而完成的，本发明的目的是在图案的检查装置中可同时地进行图案的上部形状检测及下部形状检测。

在本发明中，如下地解决上述课题。

在根据对形成于透光性的基板上的配线图案照射照明光所拍摄的图像，进行判定上述图案的是否合格的配线图案检查装置中，相对于形成在透光性的基板上的图案，设置从3个不同的方向进行照明的照明单元，从3个方向同时地照明。

第1照明单元以从基板的形成有图案的一侧，相对于检查区域倾斜地入射照明光的方式进行照射。第2照明单元以从基板的与形成有图案的一侧相反的一侧，相对于检查区域倾斜地入射照明光的方式进行照射。第3照明单元以从基板的与形成有图案的一侧相反的一侧，相对于检查区域大致正交地入射照明光的方式进行照射。

通过如此地进行照明，可同时地检测出图案的上部形状与下部形状，例如，可检测出配线图案的下部形状是正常，但在上部的一部分产生缺口等的缺陷。

另外，根据需要，根据所检测的图案的上部形状(线宽)与下部形状(线宽)，也可计算出图案的剖面面积。比较所计算的图案的剖面面积是否在容许范围内，若为容许范围外，则认为该图案为不合格。

发明的效果

在本发明中，对于检查图案，以1次测定，可同时检测出图案的上部形状与下部形状。因此，检查时间不会变久，可检测出配线图案的缺陷等。

附图说明

图1是本发明的实施例的配线图案检查装置的方块图。

图2是放大图1的检查部的立体图。

图3是沿着TAB卷带的长度方向剖切图1的检查部的剖面图。

图4是表示圆环状地形成的第1照明单元1a与第2照明单元1b的具体构成的图。

图5是模式化表示进行检查的样品的图案的图。

图6是模式化表示变更照明单元的组合而拍摄图5的样品时所得到的图像的图。

图7是说明通过同时地进行第1照明、第2照明、第3照明，而可同时地检测出图案的下部线宽与上部线宽的理由的图。

图8是表示用于求出第1照明单元1a与第2照明单元1b的照明光的最适当角度的实验结果的图。

图9是表示形成于基板上的配线图案的剖面形状的图。

图中，1：检查部；1a：第1照明单元；1b：第2照明单元；1c：第3照明单元；2：扫描单元；3：标志部；4：控制部；5：TAB卷带；6：检查图案；10a：LED；10b：棱镜片；10c：扩散板；11：摄像单元；12：支撑构件；20：卷带搬运机构；21：送出卷轴；22：卷取卷轴；30：照明单元。

具体实施方式

图1是本发明的实施例的配线图案检查装置的方块图。另外，以下的实施例是针对于基板为所谓TAB卷带或COF(Chip On Film)的薄膜状工件的情形加以说明，但本发明是也可适用于具有透光性的其他的基板的图案检查。

如该图所示，本实施例的图案检查装置具备：由搬运TAB卷带5的送出卷轴21或卷取卷轴22等所构成卷带搬运机构20，对从送出卷轴21所送出的TAB卷带5照射照明光并进行拍摄检查图案6的检查部1，将检查部1在TAB卷带的检查图案6上进行扫描的扫描单元2，以及在不合格图案上标示标志的标志部3。

通过标志部3，对于被判定为不合格的图案，实施用冲孔机穿孔，或为了以目视就可立即确认该部分为不合格品，实施涂色等的标志。

另外，图案检查装置具备控制部4。控制部4控制检查部1、标志部3、及卷带搬运机构20的动作，而根据所检测出的图案的上部与下部形状进行检测图案的缺陷。另外，根据上部与下部的线宽进行计算剖面积，也可判定图案的是否合格。

检查部1具备：对于TAB卷带5，从形成有图案的一侧倾斜地照射照明光的第1照明单元1a；从与形成有图案的一侧的相反一侧倾斜地照射照明光的第2照明单元1b；以从与形成有图案的一侧的相反一侧相对于检查区域(大致)正交地入射的方式照射照明光的第3照明单元1c；以及，与第1照明单元1a相同侧，设于检查区域的正上方方向的摄像单元11。

第1、第2、第3照明单元1a、1b、1c的光源，在本实施例中使用LED，但也可以使用卤素灯。将卤素灯作为光源使用时，则通过光导光纤引导来自灯的光，设定从光纤所射出的光对于检查区域的入射角，以使其分别成为所期望的角度。

摄像单元11是对上述照明光的波长具有受光灵敏度的例如CCD线传感器或面传感器。

另外，在摄像单元的光入射侧，设有放大进行TAB卷带5的检查的区域并进行投影的透镜(未图示)。另外，该透镜是组合多个透镜而被收纳于镜筒而成的。

控制部4控制第1、第2、第3照明单元1a、1b、1c的照明光的点灯与熄灯、摄像单元11的摄像、利用扫描单元2的检查部1的移动、TAB卷带5的搬运。

另外，控制部4根据所检测的图案的上部与下部形状来判定图案的是否合格。另外，根据上部与下部的线宽来计算图案的剖面积，而根据该剖面积也可以判定图案的是否合格。

因此，在控制部必须事先输入图案的上部线宽、下部线宽的容许范围，配线图案的剖面积的容许范围等。

在图2及图3中表示检查部1的放大图。图2是检查部的立体图，图3是沿着TAB卷带5的长度方向的剖面图。

如图2所示，第1照明单元1a与第2照明单元1b，是在检查区域整个区域，从全方向入射相同的入射角度的光，另外为使能从各方向所入射的光强度相同地照明，而圆环状地配置多个LED的结构，例如如图3所示，是在LED10a的光射出侧设置棱镜片10b的结构。另外，在其光射出侧，安装有扩散板10c。

第3照明单元1c是沿着直线状的检查区域配置LED10a，而在其光射出侧安装扩散板10c。

图4表示上述圆环状地形成的第1照明单元1a与第2照明单元1b的具体的结构的例子。该图4(a)表示切割为扇形的棱镜片，该图4(b)表示使用图4(a)所示的棱镜片构成照明单元时的从图4(a)的A方向所观看时的光的射出方向，而图4(c)表示使用图4(a)所示的棱镜片构成照明单元时的从图4(a)的B方向所观看时的光的射出方向。

棱镜片10b是在透明的片的单面侧多个平行地配列剖面呈三角形的棱镜，如图4(a)所示，将该棱镜片，以棱镜的长轴方向朝着扇形的圆弧的切线方向的方式切出为扇形。另外，将该棱镜片圆环状地排列，并配置于安装在支撑构件12上的LED10a的光射出侧。在其上面又安装扩散板10c，构成第1照明单元1a、第2照明单元1b。

从LED10a所射出的主光线平行的光，入射于棱镜片10b，在从图4(a)的A方向所观看时，在棱镜折射而如图4(b)所示地仍然保持平行状态，以一定角度入射于摄像区域R。另外，在从图4(a)的B方向观看时，如图4(c)所示，在棱镜不会折射而朝下方向照射。

返回图1，摄像单元11通过第1、第2、第3照明单元1a、1b、1c同时地拍摄被照明的检查区域。另外，被使用于摄像单元11的CCD是线传感器，而摄像区域是沿着CCD线传感器的细长区域。摄像单元11与第1、第2、第3照明单元1a、1b、1c一体而朝TAB卷带5的宽度方向移动，进行拍摄检查区域整体。

以下，表示为了同时地进行图案的上部线宽与下部线宽的测定，调查进行怎样的照明好呢的实验结果。

图5是表示进行检查的样品的图案，图5(a)是从上面观看图案的图，图5(b)是图5(a)的A-A剖面图。另外，图5是模式化表示以激光显微镜观察实际的图案的结果。

如图5(a)、(b)所示，样品图案下部宽度约为20μm，上部宽度为14μm，斜面的宽度为3μm，图案的高度为7～8μm左右，如该图所示，与合格品比较，配线的上部缺83％(下部也有缺口，但上部的缺口较大)。因此，在以图案检查装置检查此图案时，可检测出下部的线宽的同时，可检测出在上部有“83％的缺口”，较理想。

另外，该缺口的比率，在拍摄的图案的图像中，根据缺口的部分的像素一个一个的亮度计算、求出。

在实验中，使用(a)对于TAB卷带，从形成有图案的一侧倾斜地照射照明光的第1照明单元1a、(b)从与形成有图案一侧的相反侧倾斜地照射照明光的第2照明单元1b、(c)从与形成有图案一侧的相反侧对于检查区域(大致)正交地入射而照射照明光的第3照明单元1c，将上述(a)(b)(c)的3种类的照明，分别在单独地照明时及组合进行照明时，利用摄像元件11进行拍摄样品图案的图像而加以比较。

(1)未使用第3照明单元1c(正交透射)的情形

针对于仅第1照明单元1a(倾斜地反射)的照明、仅第2照明单元1b(倾斜地透射)的照明、第1照明单元1a与第2照明单元1b的同时照明(倾斜地反射+倾斜地透射)的各个照明，以摄像单元拍摄上述样品的图案的图像。

可知任何情形，图像较黑暗、对比度不好，不仅图案的下部线宽，上部线宽也很难确认，很难高精度地测定图案线宽。

(2)仅以第3照明单元1c(正交透射)进行照明样品图案的情形

图6(a)是模式化表示仅以第3照明单元1c(正交透射)进行照明样品图案时的图像的图。如此地，当使用第3照明单元1c，则没有配线图案的基板的部分透射照明光，可得到对比度良好的图像。另外，可检测出图案的下部线宽并可加以测定。

但是，仅以第3照明单元1c，无法测定图案的上部线宽。在图6(a)中检测出的图案的上部缺口的比率为47％。

如上述地，实际的缺口比率为83％，所检测出的缺口大小与实际相比较，小一半左右。这种情况不能正确地检测出图案的上部线宽。

(3)在第3照明单元1c(正交透射)上加上第1照明单元1a(倾斜地反射)或第2照明单元1b(倾斜地透射)进行照明的情形

图6(b)是在第3照明单元1c(正交透射)上加上第1照明单元1a(倾斜地反射)进行照明的情形，图6(c)是在第3照明单元1c(正交透射)上加上第2照明单元1b(倾斜地透射)的情形。

如图6(b)、(c)所示，如果在利用第3照明单元1c(正交透射)的照明上，加上利用第2照明单元1b或第3照明单元1c的照明，则认为可以检测出下部线宽与上部线宽。

但是，图6(b)的情形是图案的上部缺口的大小被检测出为64％，而图6(c)的情形是图案的上部缺口的大小被检测出为55％。任何情形，都比图6(a)的仅第3照明单元1c(正交透射)的情形，缺口大小接近于正的数值(83％)，不能说充分。

(4)在第3照明单元1c(正交透射)上加上第1照明单元1a(倾斜地反射)及第2照明单元1b(倾斜地透射)进行照明的情形

图6(d)是第3照明单元1c(正交透射)，第1照明单元1a(倾斜地反射)，第2照明单元1b(倾斜地透射)的全部同时地进行照明的情形。被检测出的缺口大小是73％，以最接近于实际的缺口比率的数值检测出。另外，下部及上部线宽，与上述(3)的情形相比较，也可更清楚地检测出。

另外，如后述地，仅第3照明单元1c(正交透射)的照明的情形，则图案的侧面与上面均被显示为黑色(黑暗)，但在此加上来自第1照明单元1a(倾斜地反射)的照明光，或是来自第2照明单元1b(倾斜地透射)的照明光，则图案的侧面变得稍明亮。由此，可区别图案的上部与图案的侧面，成为可检测出上部的线宽。

图6(e)是放大图6(d)的缺口部分模式化表示的图像，在此，表示配线图案的下部宽20μm，上部宽16μm，侧面宽2μm的情形，如该图所示，图案的侧面部分比图案上部稍明亮，而由此可求出图案下部的宽度。

上述图6(a)至图6(e)是模式化表示图像的图，但将以摄像单元1所摄像的图像，用控制部4进行图像处理，根据每个像素的亮度，来计算缺口大小，就可计测缺口的大小。

如以上所述，利用同时地进行第1、第2、第3照明，以1次测定，就可较清楚地检测出图案的上部形状与下部形状，由此，可检测出图案的缺陷。

另外，通过同时地检测出图案的下部线宽与上部线宽，也可求出剖面积。

在图6(d)的情形，根据拍摄的图像的每个像素的亮度计算线宽，则下部线宽是约20μm，发生缺口的部分的上部线宽是大约4μm。

因此，发生缺口的部分的剖面积，为(20μm+4μm)×图案高度×1/2。另外，图案高度是无法从图6的图像求出，因而代入设计值。

在装置的控制部4，事先输入根据流入图案的电流值所容许的剖面积的下限值。控制部4将在上述计算所得到的图案的缺口部分的剖面积与此剖面积的下限值比较，若比下限值小，则认为其图案不合格。

通过同时地进行第1、第2、第3照明，可同时地检测出图案的下部线宽与上部线宽的理由，考虑如下。

针对此情形，用图7加以说明。

利用来自第3照明单元1c(正交透射)的照明光(3)，检测出图案的下部线宽。

还有，入射来自第1照明单元1a(倾斜地反射)的照明光(1)、及入射来自第2照明单元1b(倾斜地透射)的照明光(2)。另外，来自第1照明单元1a的照明光(1)、及来自第2照明单元1b的照明光(2)，在图7中，表示成从图中左右入射，但实际上，相对图案从360°全方向入射光。

实际的图案的侧面并不是平滑的面，而产生多个细小的凹凸。因此，来自第1照明单元1a的照明光(1)、及来自第2照明单元1b的照明光(2)，在此图案的侧面发生漫反射，使得其一部分入射于摄像单元11。由此，图案的侧面比图案的上面稍明亮地被摄像。

即，在仅第3照明单元1c(正交透射)的照明的情形，则图案的侧面与上面都显示为黑色(黑暗)，但在此加上来自第1照明单元1a(倾斜地反射)的照明光(i)与来自第2照明单元1b(倾斜地透射)的照明光(ii)，则图案的侧面成为稍明亮，而可区别图案的上部与图案的侧面。因此，图案上部的形状变得明确，可检测出其线宽。

通过以上，可同时地检出图案的下部形状与上部形状。

图8是表示用于求出第1照明单元1a与第2照明单元1b的照明光的最适当角度的实验结果的图。

将照明TAB卷带5的照明单元30，从与形成有图案的一侧的相反侧，移动至形成有图案的一侧，根据拍摄的图像测定样品图案的侧面的明亮的变化。

如图8(a)所示，照明单元30以照明光从与形成有图案的一侧的相反侧正交入射的位置(即第3照明单元的位置)为0°，并朝向形成有图案的一侧移动至160°的位置进行测定。

另外，在本实验中，由于很难改变从圆环状照明单元所射出的照明光的入射角度，因而将LED放在检查区域的长度方向两侧，如图8所示，通过移动该LED，使照明光对于TAB卷带的入射角度变化。在此，作为照明单元30使用将晶片排成1列的LED，流动70mA的电流。

图8(b)表示其结果。横轴是照明单元的角度(°)，纵轴是图案的侧面亮度(任意的单位)。如该图所示，以约30°～60°的范围进行照明的情形和以120°以上进行照明的情形，使得图案的侧面变明亮。图案的侧面越明亮，会使与图案上部的分界越明确，因而适用作为照明单元的位置。

因此，第1照明单元1a设定为照明光对于检查区域的入射角度为120°～160°的范围。另外，第2照明单元1b设定为照明光对于检查区域的入射角度为30°～60°的范围。

Claims (1)

1.一种配线图案检查装置，根据对形成于透光性的基板上的配线图案照射照明光所拍摄的图像，来判定上述图案是否合格，其特征为：

具备：第1照明单元，以从上述基板的形成有配线图案的一侧，相对于检查区域倾斜地入射照明光的方式进行照射；

第2照明单元，相对于上述透光性基板，以从上述基板的与形成有配线图案的一侧相反的一侧，相对于检查区域倾斜地入射照明光的方式进行照射；

第3照明单元，以从上述基板的与形成有配线图案的一侧相反的一侧，相对于检查区域正交地入射照明光的方式进行照射；

摄像单元，相对于上述基板，设置于上述基板的形成有配线图案的一侧；及

控制单元，控制上述第1照明单元、第2照明单元及第3照明单元的照明，

上述控制单元同时地进行相对于上述基板，利用上述第1照明单元、第2照明单元、第3照明单元的照明，

上述摄像单元拍摄通过上述第1照明单元、第2照明单元、第3照明单元同时被照明的配线图案。

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