JP2004028597A

JP2004028597A - パターン検査装置

Info

Publication number: JP2004028597A
Application number: JP2002180901A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nagamori; 永森　進一
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: KR20030097701A; JP4082104B2; KR100605451B1

Abstract

【課題】透過光による検査を自動検査するパターン検査装置を実現すると共に、１つの装置で反射光による検査と透過光による検査を自動検査するパターン検査装置を提供する。
【解決手段】フィルム状の帯状ワーク１に形成されたパターンを撮像し、該パターンの外観を検査するパターン検査装置において、前記帯状ワーク１の一方の面側から照射する第１の照明手段６と、前記帯状ワークの他方の面側から照射する第２の照明手段７と、前記帯状ワーク１の一方または他方の面側に配置され、前記帯状ワークを撮像する撮像手段８と、前記帯状ワークの幅方向にテンションを与えるワーク保持手段２２とを備えたことを特徴とする。
【選択図】　　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターン検査装置に係わり、特に、テープキャリア方式によるＴＡＢ（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープの上下から照明光を照射して、ＴＡＢテープ上に形成された集積回路等の回路パターンを自動検査するパターン検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスは、高集積化と高密度実装の要求に対応してリードの多ピン化と微小化が進んでいる。この多ピン化と微小化に有利なことから、半導体チップをフィルム状のＴＡＢテープに設けた多数のリード線と接続する方法が採られている。
【０００３】
図１０は、フィルム状のＴＡＢテープの一部を示す図である。
同図において、ＴＡＢテープ１０１は、厚さ２０〜１５０μｍ程度、幅３５〜１６５ｍｍ程度の有機化合物のフィルム上に銅箔等の金属箔を貼り付けたものであり、その内部には、半導体チップの外径よりも大きな開口部１０２が設けられ、開口部１０２周辺には、半導体チップを外部回路等と電気的に接続するための回路パターンが形成されている。回路パターンの一端は、半導体チップと接続するために開口部１０２の側辺から内側に向けて、宙に浮いた状態でリードが露出するフライングリード１０３が形成され、回路パターンの他端は、外部回路等と接続するために、開口部１０２の側辺から外側に向けて露出するアウターリード１０４が形成されている。
開口部１０２の周辺部のフライングリード１０３の部分からアウターリード１０４までの間の回路パターンは、フォトソルダレジスト１０５等の保護膜が塗布されている。
【０００４】
このようなＴＡＢテープ１０１の製造工程においては、上記のフライングリード１０３の部分、アウターリード１０４の部分、フォトソルダレジスト１０５の部分のそれぞれの回路パターンが正しく形成されているか否かを検査する必要があり、パターン検査装置が用いられている。
【０００５】
パターン検査装置は、検査するＴＡＢテープ１０１に照明光を照射し、回路パターンの状態を撮像装置または目視にて検出し、基準パターンと比較して回路パターンの良否を判定するものである。
例えば、フォトソルダレジスト１０５等の保護膜が所定の箇所に正しく形成されているか、かすれ等はないか。また不要な箇所にとびはないか、配線のメッキのしみや汚れはないか等が、落射光による照明光を反射させて検査している。この場合、ＴＡＢテープ１０１を平面度のよいステージに保持し、ＴＡＢテープ１０１の上方から照明光を照射し、その反射光による回路パターン像をＴＡＢテープ１０１上に設けた撮像装置により撮像して画像処理している。画像処理された回路パターン像は基準となる回路パターンと比較されて良否が判定されている。
【０００６】
一方、回路パターンの配線の欠け、断線、ショート、太り等については、透過光による照明光によって検査している。特に、フォトソルダレジスト１０５等の保護膜が塗布された部分の回路パターンは、ＴＡＢテープ１０１の上方から照明光を照射し、その反射光による回路パターン像を撮像装置により撮像して画像処理しても、コントラストがとれず検出することができない。そのため、通常、フォトソルダレジスト１０５等の保護膜が塗布された部分の回路パターンを検出する場合は、ＴＡＢテープ１０１の下方から照明光を照射し、ＴＡＢテープ１０１を透過した透過光による回路パターン像をＴＡＢテープ１０１の上方に設けた撮像装置により撮像して画像処理している。
【０００７】
従って、１つのＴＡＢテープの検査を行うためには、ＴＡＢテープを上方から照明する照明装置を備えた検査装置と、ＴＡＢテープを下方から照明する照明装置を備えた検査装置の２種類の検査装置を必要としている。
【０００８】
上下両方向からワークを照射して検査する検査装置としては、例えば、特開平１１−３１２２４１号、特開２００１−２１３３３号が知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記公知技術に示されるような検査装置を用いれば、２種類の検査装置を必要としない。
しかし、ＴＡＢテープの検査装置については、以下に示すような問題があり、上記のような検査装置は実現されていない。
【００１０】
ＴＡＢテープからの反射光または透過光を撮像装置で撮像する場合、ＴＡＢテープを検査する位置が、撮像装置の焦点深度範囲内になければボケてしまい検査することができない。そのため、先に述べたように、反射光により検査する場合は、ＴＡＢテープを平面度の良いステージに真空吸着等により保持して検査している。
しかし、透過により検査しようとする場合は、ＴＡＢテープをステージに保持した状態では下方からの照明ができない。そこで、ステージを用いず、テープを搬送する機構によりテンションをかけて平面を保つという方法が考えられる。
【００１１】
通常、検査装置や露光装置においてＴＡＢテープを搬送する場合、ＴＡＢテープはローラに挟持されローラが回転することにより搬送される。これらの装置においては、搬送下流側に搬送用ローラが、上流側にブレーキローラが設けられ、蛇行やスリップが生じないように搬送されている。この搬送用ローラとブレーキローラとの作用により、ＴＡＢテープに搬送方向に沿ったテンションを与えている。
【００１２】
しかし、このようにしてＴＡＢテープの搬送方向にテンションをかけただけでは、ＴＡＢテープの幅方向（搬送方向に対する直角方向）のそりは補正されない。
【００１３】
ＴＡＢテープは、樹脂であるフィルム状のテープの基板表面に、膨張係数の異なる金属膜等が形成され、熱処理されている。そのため、テープの幅方向にそりを生じていることが多い。
また、搬送方向のみのテンションでは、装置の振動等によるテープの上下振動を防ぐこともできない。このテープ幅方向のそりや振動が撮像装置の焦点深度より大きくなると、撮像された画像はピントがぼけた状態となり、画像処理ができず、回路パターンの良否の判定ができない。
【００１４】
このため、透過光により、ＴＡＢテープ上の回路パターンを検査する場合は、撮像装置を用いて画像処理を行うことによる自動検査装置での実現は困難であり、透過光を目視により観察し、テープのそりや振動に応じてピントを手動で調節しながら検査を行う方法が採られている。
即ち、反射光による検査は自動検査装置による検査は可能であるが、透過光による検査は自動検査装置による検査はできず、また反射光と透過光による両者の検査を合体した検査装置は実現されていない。
【００１５】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、透過光による検査を自動検査するパターン検査装置を実現すると共に、１つの装置で反射光による検査と透過光による検査を自動検査するパターン検査装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、フィルム状の帯状ワークに形成されたパターンを撮像し、該パターンの外観を検査するパターン検査装置において、前記帯状ワークの一方の面側から照射する照明手段と、前記帯状ワークの他方の面側に配置され、前記帯状ワークを撮像する撮像手段と、前記帯状ワークの幅方向にテンションを与えるワーク保持手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
第２の手段は、第１の手段において、前記撮像手段は、撮像の際に前記照明手段と共に前記帯状ワークの幅方向に移動可能に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
第３の手段は、フィルム状の帯状ワークに形成されたパターンを撮像し、該パターンの外観を検査するパターン検査装置において、前記帯状ワークの一方の面側から照射する第１の照明手段と、前記帯状ワークの他方の面側から照射する第２の照明手段と、前記帯状ワークの一方または他方の面側に配置され、前記帯状ワークを撮像する撮像手段と、前記帯状ワークの幅方向にテンションを与えるワーク保持手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
第４の手段は、第３の手段において、前記撮像手段は、撮像の際に前記第１の照明手段および第２の照明手段と共に前記帯状ワークの幅方向に移動可能に設けられていることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１ないし図９を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係る検査装置の構成を示す斜視図である。
同図において、１はＴＡＢテープ、２は撮像位置の搬送下流側に設けられた搬送用ローラ、３は、撮像位置の搬送上流側に設けられ、搬送用ローラ２と共にＴＡＢテープ１に搬送方向にテンションを与え、蛇行やスリップが生じないようにして搬送するブレーキローラ、４はテープローラ、５は撮像位置にある被検査パターン、６はＴＡＢテープ１の上方に配置された落射照明装置、７はＴＡＢテープ１の下方に配置された透過照明装置、８は落射照明装置６によって照射されＴＡＢテープ１からの反射光および透過照明装置７によって照射されＴＡＢテープ１からの透過光を受光することにより、ＴＡＢテープ１上の被検査パターン５を撮像する撮像装置、９は落射照明装置６を覆うカバーの上部に設けられ、検査時、ＴＡＢテープ１からの反射光または透過光を撮像装置８に通過させるための観察窓、１０はベースプレート、１１は、落射照明装置６，透過照明装置７，および撮像装置８を支持するフレームと一体に構成し、ベースプレート１０に対してＴＡＢテープ１の幅方向に移動可能に設けられたスライドプレート、１２はモータ、１３はモータ１２の駆動によって回動されスライドプレート１１をＴＡＢテープ１の幅方向に移動させるためのボールネジ、１４はスライドプレート１１と一体に構成され、落射照明装置６，透過照明装置７，および撮像装置８を支持するフレームである。
【００２１】
図２は、図１に示した検査装置における落射照明装置６，透過照明装置７，および撮像装置８の部分を拡大して示した断面図である。
同図において、６１，６２，６３はそれぞれ落射照明装置６のカバー内に設けられるＬＥＤ，フィルタ，レンズ、８１は撮像装置８に設けられ、その長手方向がＴＡＢテープ１の搬送方向に沿うように設けられるＣＣＤラインセンサである。
同図に示すように、落射照明装置６は、ＴＡＢテープ１の上方から照明光を照射し、ＴＡＢテープ１に照射された光をその表面で反射させ、観察窓９を通って撮像装置８のＣＣＤラインセンサ８１に入力させるものである。
【００２２】
一方、透過照明装置７にも落射照明装置６と同様のＬＥＤ，フィルタ，レンズが設けられており、透過照明装置７はＴＡＢテープ１の下方から照明光を照射し、ＴＡＢテープ１に照射された光をＴＡＢテープ１を透過させ、観察窓９を通って撮像装置８のＣＣＤラインセンサ８１に入力させるものである。
【００２３】
図３は、図１に示した検査装置における、ワーク保持手段となるＴＡＢテープ１の幅方向の引張り機構を示す斜視図である。
同図において、１５はＴＡＢテープ１の両側に設けられ、ＴＡＢテープ１を挟持動作するグリップ用アクチュエータ、１６，１７は両者間でＴＡＢテープ１を挟持するグリップ用上部材およびグリップ用下部材、１８はＴＡＢテープ１の幅方向にテンションをかけるためにスライドプレート１９を駆動するスライド用アクチュエータ、１９はグリップ用上部材１６およびグリップ用下部材１７を支持し、スライド用アクチュエータ１８によって駆動されるスライドプレート、２０はスライドプレートストッパである。
【００２４】
図４は、図３に示したグリップ用アクチュエータ１５の部分を拡大して示した斜視図である。
同図において、１５１はモータ、１５２はモータ１５１の回動により図示矢印方向ａに移動可能な傾斜部材、１５３はグリップ用上部材１６に取り付けられると共に傾斜部材１５２上を回動して、グリップ用上部材１６を図示矢印方向ｂに上下動させる回動部材である。
【００２５】
ＴＡＢテープ１が搬送されている状態では、グリップ用上部材１６は上昇しており、グリップ用上部材１６はグリップ用下部材１７とピンと共に、テープ搬送中の蛇行を防ぐテープガイドとして働く。ＴＡＢテープ１の検査位置が撮像位置まで移動すると、ＴＡＢテープ１の搬送を停止し、図４に示すように、グリップ用アクチュエータ１５のモータ１５１が駆動され、グリップ用上部材１６が下降する。グリップ用上部材１６が下降されると、グリップ用下部材１７との間でＴＡＢテープ１を上下から挟持保持する。その状態で、図３に示すように、スライド用アクチュエータ１８を駆動することにより、スライドプレート１９と一体に構成されたグリップ用上部材１６とグリップ用下部材１７はＴＡＢテープ１を挟持した状態でＴＡＢテープの幅方向に移動する。これによってＴＡＢテープ１をＴＡＢテープ１の幅方向にテンションをかけることができ、ＴＡＢテープ１を平面度良く保持することができる。
【００２６】
次に、本実施形態に係るパターン検査装置の検査動作の手順を図５ないし図７を用いて説明する。
図５は、パターン検査装置内に設けられる制御装置によって制御される検査装置各部との制御関係を示す図であり、制御装置２１は、撮像装置８、落射照明装置６、テープ引張り機構２２、透過照明装置７、テープ搬送機構２３、不良品パンチ機構２４等に対して、検査動作の所定のタイミングで制御信号を送信し、制御する。制御装置２１には、予めパターン検査の基準となるマスターデータ２５が入力されており、マスターデータ２５には、落射照明に用いられるものと透過照明に用いられるものとの２種類がある。
【００２７】
まず、制御部２１によってテープ搬送機構２３が駆動され、ＴＡＢテープ１が搬送され、被検査パターン５が撮像位置に停止する。次に、テープ引張り機構２２のグリップ用上部材１６、グリップ用下部材１７によってＴＡＢテープ１の周辺部が挟持された状態でテープの幅方向にテンションがかけられる。
【００２８】
次に、図６（ａ）に示すように、落射照明装置６によってＴＡＢテープ１上の検査パターンに対して照明光が照射される。検査パターンからの反射光は撮像装置８のＣＣＤラインセンサ８１にて受光される。
次に、図６（ｂ）に示すように、落射照明装置６による照明をしている状態で、フレーム１４がＴＡＢテープ１の幅方向に移動する。その結果、落射照明装置６と撮像装置８は共にＴＡＢテープ１の幅方向に移動し、ＴＡＢテープ１の一方のエッジＡから他方のエッジＢに向かって走査し、撮像装置８には、ＴＡＢテープ１のエッジＡからエッジＢ間の被検査パターンが撮像される。撮像された被検査パターンの情報は、テープの幅方向の位置に対応して制御部２１に記憶される。
【００２９】
撮像装置１８による撮像がＴＡＢテープ１のエッジＢにまで達すると、落射照明装置６による照明を停止し、図７（ａ）に示すように、透過照明装置７によってＴＡＢテープ１上の検査パターンに対して照明光が照射され、検査パターンを透過した透過光は撮像装置８のＣＣＤラインセンサ８１にて受光される。
次に、図７（ｂ）に示すように、透過照明装置７による照明をしている状態で、フレーム１４がＴＡＢテープ１の幅方向に移動する。その結果、透過照明装置７と撮像装置８は共にＴＡＢテープ１の幅方向に移動し、ＴＡＢテープ１の他方のエッジＢから一方のエッジＡに向かって走査し、撮像装置８には、ＴＡＢテープ１のエッジＢからエッジＡ間の被検査パターンが撮像される。撮像された被検査パターンの情報は、先と同様に、テープの幅方向に位置に対応して制御部２１に記憶される。
撮像装置８による撮像がＴＡＢテープ１のエッジＡにまで達すると、透過照明装置７による照明を停止し、再びテープ搬送機構２３が駆動され、ＴＡＢテープ１が搬送され、新たな被検査パターン５が所定の撮像位置に停止するように制御される。
【００３０】
上記のごとく、フレーム１４、即ち、撮像装置８の往復移動により得られた、ＴＡＢテープ１上の被検査パターンの反射光による情報（落射照明イメージ）と透過光による情報（透過照明イメージ）の２つの情報は、制御装置２１内で、記憶されているそれぞれのマスターデータ２５と比較され良否が判定される。
【００３１】
次に、本実施形態に係るパターン検査装置における良否判定の手順を図８および図９を用いて説明する。
図８に示すように、上述の画像取得処理により、落射照明イメージと透過照明イメージとが取得される。初めに、落射照明イメージと落射照明用のマスタデータ１とが画像比較され、次いで、透過照明イメージと透過照明用のマスタデータ２とが画像比較される。次に、双方の画像比較の結果に基づいて良品、不良品の判定が行われる。
【００３２】
双方の画像比較において、双方ともに欠陥（不良）がない場合は、良品と判定されて、ＴＡＢテープ１は搬送され、次の検査位置が検査され、次の画像が取得される。
双方の画像比較の結果、いずれか一方の画像比較において不良がある場合は、不良とされた位置における落射照明イメージと透過照明イメージとが比較される。例えば、図９（ａ）、（ｂ）はそれぞれＴＡＢテープの保護テープ上にゴミ（異物）が付着した状態および配線パターンに太りがある状態を示し、図９（ｃ）、（ｄ）に示すように、透過照明イメージにおいて、パターンの太りが見られる場合、これだけでは、図９（ｃ）、（ｄ）に示すように、パターンの太りによるものか、裏面にゴミがあるものによるものか判定できない。これを図９（ｅ）、（ｆ）に示すように、落射照明イメージによれば、裏面にゴミがある場合はパターンの太りは見られず、実際にパターンの太りがある場合のみパターンの太りが見られる。
【００３３】
従って、透過照明イメージにおいて、パターンの太りが見られる位置に、落射照明イメージにおいてパターンの太りが見られなければ、それはパターンの太りではなく、裏面に貼られた保護膜上にあるゴミとして扱い、その大きさや位置が許容範囲であるかを判別して良否を決定する。また、落射照明イメージにおいても、パターンの太りが見られれば、それはパターンの太りとして扱い、その大きさや位置が許容範囲かどうかを判別して良否を判定する。
【００３４】
不良でないと判定されれば、ＴＡＢテープは搬送され、次の検査位置が検査され、不良と判定されれば、不良品パンチのための処理が行われて、ＴＡＢテープは搬送され、次の検査位置が検査される。
【００３５】
以上述べたように、本実施形態の発明によれば、テープ引っ張り機構を設けたことにより、ＴＡＢテープを吸着保持するステージを設けることなく、テープのそりや振動を、撮像位置の焦点深度の範囲内に収めることができるようになる。その結果、透過光による検査であっても、撮像装置を用いた自動検査を実現することができるようになる。
さらに、１台の装置で、反射光による検査と透過光による検査とを自動で行うことができるので、それぞれの検査結果を画像処理して比較することにより、効率の良い検査や不良部分の検査を精度よく行うことができるようになる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、フィルム状の帯状ワークに形成されたパターンを撮像し、該パターンの外観を検査するパターン検査装置において、前記帯状ワークの一方の面側から照射する照明手段と、前記帯状ワークの他方の面側に配置され、前記帯状ワークを撮像する撮像手段と、前記帯状ワークの幅方向にテンションを与えるワーク保持手段とを備えたので、透過光による検査を自動検査するパターン検査装置を実現することが可能となる。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、前記撮像手段は、撮像の際に前記照明手段と共に前記帯状ワークの幅方向に移動可能に設けられているので、撮像位置が移動しても、被検査パターンに対して照明手段から常に一定の照明光が得られる。
【００３８】
請求項３に記載の発明によれば、フィルム状の帯状ワークに形成されたパターンを撮像し、該パターンの外観を検査するパターン検査装置において、前記帯状ワークの一方の面側から照射する第１の照明手段と、前記帯状ワークの他方の面側から照射する第２の照明手段と、前記帯状ワークの一方または他方の面側に配置され、前記帯状ワークを撮像する撮像手段と、前記帯状ワークの幅方向にテンションを与えるワーク保持手段とを備えたので、１つの装置で反射光による検査と透過光による検査を自動検査するパターン検査装置を実現することが可能となる。
【００３９】
請求項４に記載の発明によれば、前記撮像手段は、撮像の際に前記第１の照明手段および第２の照明手段と共に前記帯状ワークの幅方向に移動可能に設けられているので、撮像位置が移動しても、被検査パターンに対して、第１の照明手段または第２の照明手段から常に一定の照明光が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の発明に係る検査装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した検査装置における落射照明装置６，透過照明装置７，および撮像装置８の部分を拡大して示した断面図である。
【図３】図１に示した検査装置におけるＴＡＢテープ１の幅方向の引張り機構を示す斜視図である。
【図４】図３に示したグリップ用アクチュエータ１５の部分を拡大して示した斜視図である。
【図５】パターン検査装置内に設けられる制御装置によって制御される検査装置各部との制御関係を示す図である。
【図６】落射照明装置６によって照明されている状態で、撮像装置８がＴＡＢテープ１の幅方向に移動しながら、被検査パターンを撮像する状態を示す図である。
【図７】透過照明装置７によって照明されている状態で、撮像装置８がＴＡＢテープ１の幅方向に移動しながら、被検査パターンを撮像する状態を示す図である。
【図８】本実施形態に係るパターン検査装置における良否判定の手順を示す図である。
【図９】良否判定を説明するための図である。
【図１０】フィルム状のＴＡＢテープの一部を示す図である。
【符号の説明】
１　ＴＡＢテープ
２　搬送用ローラ
３　ブレーキローラ
４　テープローラ
５　被検査パターン
６　落射照明装置
６１　ＬＥＤ
６２　フィルタ
６３　レンズ
７　透過照明装置
８　撮像装置
８１　ＣＣＤラインセンサ
９　観察窓
１０　ベースプレート
１１　スライドプレート
１２　モータ
１３　ボールネジ
１４　フレーム
１５　グリップ用アクチュエータ
１５１　モータ
１５２　傾斜部材
１５３　回動部材
１６　グリップ用上部材
１７　グリップ用下部材
１８　スライド用アクチュエータ
１９　スライドプレート
２０　スライドプレートストッパ
２１　制御装置
２２　テープ引張り機構
２３　テープ搬送機構
２４　不良品パンチ機構
２５　マスターデータ

Claims

フィルム状の帯状ワークに形成されたパターンを撮像し、該パターンの外観を検査するパターン検査装置において、
前記帯状ワークの一方の面側から照射する照明手段と、前記帯状ワークの他方の面側に配置され、前記帯状ワークを撮像する撮像手段と、前記帯状ワークの幅方向にテンションを与えるワーク保持手段とを備えたことを特徴とするパターン検査装置。
前記撮像手段は、撮像の際に前記照明手段と共に前記帯状ワークの幅方向に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のパターン検査装置。
フィルム状の帯状ワークに形成されたパターンを撮像し、該パターンの外観を検査するパターン検査装置において、
前記帯状ワークの一方の面側から照射する第１の照明手段と、前記帯状ワークの他方の面側から照射する第２の照明手段と、前記帯状ワークの一方または他方の面側に配置され、前記帯状ワークを撮像する撮像手段と、前記帯状ワークの幅方向にテンションを与えるワーク保持手段とを備えたことを特徴とするパターン検査装置。
前記撮像手段は、撮像の際に前記第１の照明手段および第２の照明手段と共に前記帯状ワークの幅方向に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のパターン検査装置。