JP2010151479A - Wiring pattern inspecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、TAB(Tape Automated Bonding)テープ等の光透過性の基板に形成された配線パターンの、上部の線幅と下部の線幅とを同時に測定できるパターン検査装置に関する。 The present invention relates to a pattern inspection apparatus capable of simultaneously measuring an upper line width and a lower line width of a wiring pattern formed on a light-transmitting substrate such as a TAB (Tape Automated Bonding) tape.
一般に、エッチングによって基板に配線パターン(以下パターンともいう)を形成すると、その断面は、上部の幅よりも下部の幅が広い台形状になる傾向がある。そのため、エッチングが不足すると、上部の線幅が良品の範囲内であったとしても、下部では「根残り」と呼ばれる配線の太りが生じ、隣の配線と短絡(ショート)を起こす可能性が生じる。そのため、配線パターンの検査においては、パターンの下部の幅を測定することが重要である。
パターンの下部の幅を測定する検査方法として、照明光をパターンが形成されている基板を透過させて行うこと(透過照明による検査)が知られている(例えば特許文献1や特許文献2を参照)。
特許文献1には、透過照明により配線パターンの下部の線幅を測定し、短絡等が生じていないかどうかを検出することが示されている。特許文献2の図5にも、透過照明により、配線パターンの下部の線幅が、測定可能であることが示されている。
As an inspection method for measuring the width of the lower part of the pattern, it is known that the illumination light is transmitted through the substrate on which the pattern is formed (inspection by transmitted illumination) (see, for example,
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 discloses that the line width at the lower part of the wiring pattern is measured by transmitted illumination to detect whether a short circuit or the like has occurred. FIG. 5 of
透過照明を用いると、パターンの下部の線幅は測定できる。しかし、上部の線幅の測定はできない。しかし、最近は、パターンの下部の線幅だけでなく、上部の線幅も測定することが望まれるようになって来た。その理由を以下に示す。
図9に基板上に形成された配線パターンの断面形状を示す。上記したように、エッチングにより形成されるパターンの断面は、上部よりも下部の幅が広い台形状なる。すなわち、図9(a)に示すように、配線パターンは、上部の幅aに対し下部の幅bは、a<bとなり、高さをhとすると、断面積Sは、S=(a+b)×h/2となる。
しかし、最近は、配線パターンの微細化により、下部の線幅は良品の範囲内だが、上部の線幅が非常に狭く、図9(b)に示すように、配線の断面形状が三角形状になってしまうことがある。
断面形状が三角形になると、図9(b)に示すように、配線パターンの下部の幅をb、高さをhとすると、断面積S’は、S’=b×h/2となり、下部の幅が同じでも、断面が台形状である場合に比べて、断面積が小さくなる。
すなわち、図9(a)に比べ、図9(b)の断面積はa×h/2だけ面積が小さくなる。
With transmitted illumination, the line width at the bottom of the pattern can be measured. However, the upper line width cannot be measured. However, recently, it has become desirable to measure not only the line width at the bottom of the pattern, but also the line width at the top. The reason is as follows.
FIG. 9 shows a cross-sectional shape of the wiring pattern formed on the substrate. As described above, the cross section of the pattern formed by etching has a trapezoidal shape with a lower width wider than an upper portion. That is, as shown in FIG. 9A, in the wiring pattern, the lower width b is a <b with respect to the upper width a, and if the height is h, the cross-sectional area S is S = (a + b) Xh / 2.
However, recently, due to miniaturization of the wiring pattern, the lower line width is within the range of non-defective products, but the upper line width is very narrow, and the cross-sectional shape of the wiring is triangular as shown in FIG. 9B. It may become.
When the cross-sectional shape is triangular, as shown in FIG. 9B, when the width of the lower part of the wiring pattern is b and the height is h, the cross-sectional area S ′ is S ′ = b × h / 2. Even if the widths are the same, the cross-sectional area is smaller than when the cross-section is trapezoidal.
That is, compared with FIG. 9A, the cross-sectional area of FIG. 9B has a smaller area by a × h / 2.
配線パターンの断面積は、そのパターンに流れる電流値から設計されている。したがって、パターンの検査装置においては、断面積が許容範囲よりも小さいパターンは、不良としなければならない。
しかし、配線パターンの下部の幅だけを測定するのでは、パターンの断面積の大きさがわからない。断面積を求めるためには、パターンの上部と下部の配線の幅を測定しなければならない。
ところで、配線パターンの上部の線幅を検出するのには、反射照明光を利用することが知られている。
したがって、検査するパターンに対して、反射照明光を照射してパターンの上部の線幅を測定し、次に、透過照明光を照射してパターンの下部の線幅を測定すれば、その両方の測定結果から断面積を求めることができる。
しかし、その方法では、一つの検査パターンに対して、反射照明光による測定と透過照明光による測定の2回の測定を行うことになり、検査時間が長くなる。そこで、パターンの上部の線幅の測定と、下部の線幅の測定を同時に行うことができる検査装置が望まれている。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、パターンの検査装置において、パターンの上部の形状の検出と、下部の形状の検出を、同時に行なえるようにすることである。
The cross-sectional area of the wiring pattern is designed from the value of current flowing through the pattern. Therefore, in a pattern inspection apparatus, a pattern having a cross-sectional area smaller than an allowable range must be regarded as defective.
However, if only the width of the lower part of the wiring pattern is measured, the size of the cross-sectional area of the pattern cannot be determined. In order to obtain the cross-sectional area, the widths of the upper and lower wirings of the pattern must be measured.
By the way, it is known to use reflected illumination light to detect the line width of the upper part of the wiring pattern.
Therefore, if the pattern to be inspected is irradiated with reflected illumination light to measure the line width at the top of the pattern, and then irradiated with transmitted illumination light to measure the line width at the bottom of the pattern, both of them are measured. The cross-sectional area can be obtained from the measurement result.
However, in this method, two measurements, that is, measurement with reflected illumination light and measurement with transmitted illumination light are performed on one inspection pattern, and the inspection time becomes longer. Therefore, an inspection apparatus capable of simultaneously measuring the line width of the upper part of the pattern and measuring the line width of the lower part is desired.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to enable detection of the upper shape of a pattern and detection of the lower shape at the same time in a pattern inspection apparatus. is there.
上記課題を本発明においては、次のように解決する。
光透過性の基板上に形成された配線パターンに照明光を照射して撮像した画像に基づき上記パターンの良否を判定する配線パターン検査装置において、光透過性の基板上に形成されたパターンに対して、3つの異なる方向から照明を行う照明手段を設け、3方向から同時に照明する。
第1の照明手段は、照明光を基板のパターンが形成されている側から、検査領域に対して斜めに入射するように照射する。第2の照明手段は、照明光を基板のパターンが形成されている側とは反対側から、検査領域に対して斜めに入射するように照射する。第3の照明手段は、照明光を基板のパターンが形成されている側とは反対側から、検査領域に対してほぼ直交して入射するように照射する。
このように照明することにより、パターンの上部の形状と下部の形状を同時に検出することができ、例えば、配線パターンの下部の形状は正常だが、上部の一部に欠けが生じているなどの欠陥を検出することができる。
また、必要に応じて、検出したパターンの上部の形状(線幅)と下部の形状(線幅)に基づき、パターンの断面積を計算することもできる。計算したパターンの断面積が、許容範囲内であるかどうかを比較し、許容範囲外であれば、そのパターンを不良とする。
In the present invention, the above problem is solved as follows.
In a wiring pattern inspection apparatus for determining the quality of the above pattern based on an image obtained by irradiating illumination light to a wiring pattern formed on a light-transmitting substrate, the pattern formed on the light-transmitting substrate is Thus, illumination means for illuminating from three different directions is provided to illuminate simultaneously from three directions.
The first illuminating unit irradiates the illumination light so as to be incident obliquely on the inspection region from the side on which the substrate pattern is formed. The second illuminating means irradiates the illumination light so as to be incident obliquely on the inspection region from the side opposite to the side on which the substrate pattern is formed. The third illuminating unit irradiates the illumination light from the side opposite to the side on which the substrate pattern is formed so as to be incident substantially orthogonal to the inspection region.
By illuminating in this way, it is possible to detect the shape of the upper part and the lower part of the pattern at the same time. For example, the defect is that the shape of the lower part of the wiring pattern is normal but a part of the upper part is missing. Can be detected.
If necessary, the cross-sectional area of the pattern can be calculated based on the upper shape (line width) and lower shape (line width) of the detected pattern. It is compared whether or not the calculated cross-sectional area is within the allowable range, and if it is out of the allowable range, the pattern is determined to be defective.
本発明においては、検査パターンに対して、1回の測定で、パターンの上部の形状と下部の形状を同時に検出することができる。したがって、検査時間を長くすることなく、配線パターンの欠陥等を検出することが可能となる。 In the present invention, the shape of the upper part and the shape of the lower part of the pattern can be detected simultaneously with a single measurement for the inspection pattern. Therefore, it is possible to detect a wiring pattern defect or the like without lengthening the inspection time.
図1は、本発明の実施例の配線パターン検査装置のブロック図である。なお、以下の実施例は、基板がTABテープやCOF(Chip On Film)といったフィルム状ワークである場合について説明するが、本発明は、光透過性であればその他の基板のパターン検査にも適用することができる。
本実施例のパターン検査装置は、同図に示すように、TABテープ5を搬送する送り出しリール21や巻き取りリール22等からなるテープ搬送機構20、送り出しリール21から送り出されたTABテープ5に照明光を照射し検査パターン6を撮像する検査部1、検査部1をTABテープの検査パターン6上で走査する走査手段2、不良のパターンにマークをつけるマーカ部3を備える。
マーカ部3では、不良と判定されたパターンに対しパンチでの穿孔や、その部分が不良品であることが目視ですぐに確認できるように色塗りなどのマークを施す。
FIG. 1 is a block diagram of a wiring pattern inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. In the following examples, the case where the substrate is a film-like workpiece such as TAB tape or COF (Chip On Film) will be described. However, the present invention is applicable to pattern inspection of other substrates as long as it is light transmissive. can do.
As shown in the figure, the pattern inspection apparatus according to the present embodiment illuminates the tape transport mechanism 20 including the delivery reel 21 and the take-up reel 22 that transport the TAB tape 5, and the TAB tape 5 delivered from the delivery reel 21. An
In the
また、パターン検査装置は制御部4を備える。制御部4は、検査部1、マーカ部3、及びテープ搬送機構20の動作を制御し、検出されたパターンの上部と下部の形状に基づいてパターンの欠陥を検出する。また、上部と下部の線幅に基づいて断面積を計算し、パターンの良否を判定することもできる。
検査部1は、TABテープ5に対して、パターンが形成されている側から斜めに照明光を照射する第1の照明手段1a、パターンが形成されている側とは反対側から斜めに照明光を照射する第2の照明手段1b、パターンが形成されている側とは反対側から検査領域に対して(ほぼ)直交して入射するように照明光を照射する第3の照明手段1c、第1の照明手段1aと同じ側であって、検査領域の真上方向に設けられ撮像手段11を備える。 第1、第2、第3の照明手段1a,1b,1cの光源は、本実施例ではLEDを使用しているが、ハロゲンランプを用いても良い。ハロゲンランプを光源として用いる場合は、ランプからの光を導光ファイバにより導き、ファイバから出射する光の検査領域への入射角が、それぞれ所望の角度になるように設定する。
Further, the pattern inspection apparatus includes a control unit 4. The control unit 4 controls operations of the
The
撮像手段11は、上記照明光の波長に受光感度を有する、例えばCCDラインセンサまたはエリアセンサである。
また、撮像手段の光入射側には、TABテープ5の検査を行なう領域を拡大して投影する投影するレンズ(不図示)が設けられる。なお、このレンズは、複数のレンズが組み合わされて鏡筒に収納されたものである。
制御部4は、第1、第2、第3の照明手段1a,1b,1cの照明光の点灯と消灯、および撮像手段11の撮像、走査手段2による検査部1の移動、TABテープ5の搬送を制御する。
また、制御部4は、検出されたパターンの上部と下部の形状に基づいてパターンの良否を判定する。また、上部と下部の線幅に基づいてパターンの断面積を計算し、この断面積から、パターンの良否を判定するようにしてもよい。
そのため制御部に、あらかじめ、パターンの上部の線幅、下部の線幅の許容範囲、配線パターンの断面積の許容範囲等を入力しておく。
The imaging means 11 is, for example, a CCD line sensor or an area sensor having light receiving sensitivity at the wavelength of the illumination light.
Further, a projection lens (not shown) is provided on the light incident side of the image pickup means for enlarging and projecting an area to be inspected of the TAB tape 5. This lens is a combination of a plurality of lenses housed in a lens barrel.
The control unit 4 turns on and off the illumination light of the first, second, and
Moreover, the control part 4 determines the quality of a pattern based on the shape of the upper part and lower part of the detected pattern. Further, the cross-sectional area of the pattern may be calculated based on the upper and lower line widths, and the quality of the pattern may be determined from this cross-sectional area.
For this reason, the upper line width of the pattern, the allowable range of the lower line width, the allowable range of the cross-sectional area of the wiring pattern, and the like are input in advance to the control unit.
図2と図3に、検査部1の拡大図を示す。図2は検査部の斜視図、図3はTABテープ5の長手方向に沿った断面図である。
第1の照明手段1aと第2の照明手段1bは、図2に示すように、検査領域に全域にわたって、全方向から同じ入射角度の光が入射し、また各方向から入射する光の強度が同じになるように照明できるように、複数のLEDを円環状に配置した構成であり、例えば図3に示すように、LED10aの光出射側にプリズムシート10bを設けた構成である。また、その光出射側には、拡散板10cが取り付けられている。
第3の照明手段1cは、直線状の検査領域に沿ってLED10aを配置し、その光出射側に拡散板10cを取り付けたものである。
2 and 3 are enlarged views of the
As shown in FIG. 2, the first illuminating means 1a and the second illuminating means 1b have the same incident angle from all directions incident on the inspection region, and the intensity of the light incident from each direction is as follows. A plurality of LEDs are arranged in an annular shape so that they can be illuminated in the same manner. For example, as shown in FIG. 3, a prism sheet 10b is provided on the light emitting side of the LEDs 10a. A
The 3rd illumination means 1c arrange | positions LED10a along a linear test | inspection area | region, and attached the
図4に上記円環状に形成した第1の照明手段1aと第2の照明手段1bの具体的な構成例を示す。同図(a)は扇型に切り取ったプリズムシートを示し、同図(b)は同図(a)に示すプリズムシートを用いて照明手段を構成したときの、同図(a)のA方向から見たときの光の出射方向を示し、同図(c)は同図(a)に示すプリズムシートを用いて照明手段を構成したときの同図(a)のB方向から見たときの光の出射方向を示す。
プリズムシート10bは、透明なシートの片側に断面が三角形のプリズムを多数平行になるように配列したものであり、このプリズムシートを図4(a)に示すように、プリズムの長軸方向が扇型の円弧の接線方向を向くように扇状に切り出す。そして、このプリズムシートを円環状に並べ、支持部材12上に取り付けられたLED10aの光出射側に配置する。その上にさらに拡散板10cを取り付けて、第1の照明手段1a、第2の照明手段1bを構成する。
LED10aから出射する主光線が平行な光は、プリズムシート10bに入射し、同図(a)のA方向から見たとき、プリズムで屈折して同図(b)に示すように平行状態を保ったまま、撮像領域Rに一定の角度で入射する。また、同図(a)のB方向から見たときは、同図(c)に示すように、プリズムで屈折せず下方向に照射される。
FIG. 4 shows a specific configuration example of the first illuminating means 1a and the second illuminating means 1b formed in the annular shape. The figure (a) shows the prism sheet cut out in the fan shape, and the figure (b) shows the A direction of the figure (a) when the illumination means is constituted by using the prism sheet shown in the figure (a). (C) shows the light emission direction when viewed from the direction B. When the illumination means is configured by using the prism sheet shown in FIG. The light emission direction is shown.
The prism sheet 10b is formed by arranging a large number of triangular prisms on one side of a transparent sheet so that the prisms are parallel to each other. As shown in FIG. Cut out in a fan shape so that it faces the tangential direction of the arc of the mold. Then, the prism sheets are arranged in an annular shape and arranged on the light emitting side of the LED 10a attached on the support member 12. A diffusing
The light in which the principal rays emitted from the LED 10a are incident on the prism sheet 10b and refracted by the prism when viewed from the direction A in FIG. 10 (a) to maintain the parallel state as shown in FIG. The light enters the imaging region R at a constant angle. Further, when viewed from the B direction in FIG. 5A, the light is irradiated downward without being refracted by the prism, as shown in FIG.
図1に戻り、撮像手段11は、第1、第2、第3の照明手段1a,1b,1cによって同時に照明された検査領域を撮像する。なお、撮像手段11に使用されるCCDはラインセンサであり、撮像領域はCCDラインセンサに沿った細長い領域である。撮像手段11は、第1、第2、第3の照明手段1a,1b,1cと一体でTABテープ5の幅方向に移動して、検査領域全体を撮像する。
Returning to FIG. 1, the imaging unit 11 images the examination area illuminated simultaneously by the first, second, and
次に、パターンの上部の線幅と下部の線幅の測定を、同時に行えるようにするために、どのような照明を行えば良いのかを調べた実験結果を示す。
図5は、検査を行うサンプルのパターンを示したものであり、同図(a)はパターンを上面から見た図、同図(b)は、同図(a)におけるA−A断面図である。なお、同図は実際のパターンをレーザ顕微鏡で観察した結果を模式的に示したものである。
同図(a)(b)に示すように、サンプルパターンは、下部の幅が約20μm、上部の幅が14μm、斜面の幅が3μm、パターンの高さは7−8μm程度であり、同図に示すように、良品に比べて配線の上部が83%欠けている(下部も欠けているが上部の欠けのほうが大きい)。したがって、パターン検査装置でこのパターンを検査したとき、下部の線幅とともに、上部には「83%の欠け」があることを検出できることが理想である。
なお、この欠けのパーセントは、撮像したパターンの画像において、欠けている部分の画素の一個一個の輝度から計算し求める。
Next, an experimental result of examining what kind of illumination should be performed in order to be able to simultaneously measure the line width of the upper part and the lower part of the pattern is shown.
FIG. 5 shows a pattern of a sample to be inspected. FIG. 5A is a view of the pattern as viewed from above, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. is there. The figure schematically shows the result of observing an actual pattern with a laser microscope.
As shown in FIGS. 4A and 4B, the sample pattern has a lower width of about 20 μm, an upper width of 14 μm, a slope width of 3 μm, and a pattern height of about 7-8 μm. As shown in FIG. 4, the upper part of the wiring is 83% less than the non-defective product (the lower part is also missing, but the upper part is larger). Therefore, when this pattern is inspected by the pattern inspection apparatus, it is ideal that it is possible to detect that there is “83% chipping” in the upper part as well as the line width in the lower part.
Note that the percent missing is calculated from the brightness of each pixel of the missing portion in the captured pattern image.
実験では、(a)TABテープに対して、パターンが形成されている側から斜めに照明光を照射する第1の照明手段1a、(b)パターンが形成されている側とは反対側から斜めに照明光を照射する第2の照明手段1b、(c)パターンが形成されている側とは反対側から検査領域に対して(ほぼ)直交して入射するように照明光を照射する第3の照明手段1cを用い、上記(a)(b)(c)の3種類の照明を、それぞれ単独で照明した場合と、組み合わせて照明した場合で、撮像素子11によりサンプルパターンの画像を撮り比較した。
(1)第3の照明手段1c(透過直交)を用いない場合。
第1の照明手段1a(反射斜め)のみの照明、第2の照明手段1b(透過斜め)のみの照明、第1の照明手段1aと第2の照明手段1bの同時照明(反射斜め+透過斜め)のそれぞれについて、撮像手段で上記サンプルのパターンの画像を撮像した。
いずれの場合も、画像が暗く、コントラストが悪く、パターンの下部の線幅だけでなく、上部の線幅も確認しにくく、精度良くパターンの線幅を測定することが難しいことがわかった。
In the experiment, (a) the first illuminating means 1a that irradiates illumination light obliquely from the side on which the pattern is formed with respect to the TAB tape, and (b) obliquely from the side opposite to the side on which the pattern is formed. A second illuminating means 1b for irradiating the illumination light with (c) a third irradiating illumination light so as to be incident (substantially) perpendicularly to the inspection region from the side opposite to the pattern-formed side; Using the illuminating means 1c, the image sensor 11 takes a sample pattern image and compares the three types of illuminations (a), (b), and (c) individually and in combination. did.
(1) When not using the 3rd illumination means 1c (transmission orthogonal).
Illumination of only the first illumination means 1a (reflection oblique), illumination of only the second illumination means 1b (transmission oblique), simultaneous illumination of the first illumination means 1a and the second illumination means 1b (reflection oblique + transmission oblique) ), The image of the pattern of the sample was taken by the imaging means.
In either case, it was found that the image was dark and the contrast was poor, it was difficult to check not only the line width at the bottom of the pattern but also the line width at the top, and it was difficult to accurately measure the line width of the pattern.
(2)第3の照明手段1c(透過直交)のみでサンプルパターンを照明した場合。
図6(a)は、第3の照明手段1c(透過直交)のみでサンプルパターンを照明した場合の画像を模式的に示した図である。このように、第3の照明手段1cを用いると、配線パターンのない基板の部分が照明光を透過し、コントラストの良い画像が得られる。そしてパターンの下部の線幅を検出し測定することができる。
ただし、第3の照明手段1cのみでは、パターンの上部の線幅の測定できない。図6(a)において検出されるパターンの上部の欠けの割合は47%である。
上記したように実際の欠けの割合は83%であり、検出される欠けの大きさは実際のもの比べて半分程度小さい。このことは、パターンの上部の線幅が正しく検出されていないということである。
(2) When the sample pattern is illuminated only by the third illumination means 1c (transmission orthogonal).
FIG. 6A is a diagram schematically showing an image when the sample pattern is illuminated only by the third illumination means 1c (transmission orthogonal). As described above, when the
However, the line width at the top of the pattern cannot be measured only with the third illumination means 1c. In FIG. 6A, the ratio of chipping at the top of the pattern detected is 47%.
As described above, the actual chip ratio is 83%, and the detected chip size is about half smaller than the actual chip. This means that the line width at the top of the pattern is not correctly detected.
(3)第3の照明手段1c(透過直交)に第1の照明手段1a(反射斜め)または第2の照明手段1b(透過斜め)を加えて照明した場合。
図6(b)は第3の照明手段1c(透過直交)に第1の照明手段1a(反射斜め)を加えて照明した場合であり、図6(c)は第3の照明手段1c(透過直交)に第2の照明手段1b(透過斜め)を加えた場合である。
図6(b)(c)に示されるように、第3の照明手段1c(透過直交)による照明に、第2の照明手段1bや第3の照明手段1cによる照明を加えれば、下部の線幅と上部の線幅を検出できるものと考えられる。
しかし、図6(b)の場合はパターンの上部の欠けの大きさが64%、図6(c)の場合はパターンの上部の欠けの大きさが55%と検出される。いずれの場合も、図6(a)の第3の照明手段1c(透過直交)のみの場合よりも、欠けの大きさが正しい値(83%)に近づいているが、充分なものとはいえない。
(3) When the first illumination means 1a (reflection oblique) or the second illumination means 1b (transmission oblique) is added to the third illumination means 1c (transmission orthogonal) for illumination.
FIG. 6B shows the case where the first illumination means 1a (reflection oblique) is added to the third illumination means 1c (transmission orthogonal), and FIG. 6C shows the third illumination means 1c (transmission). This is a case where the second illumination means 1b (transparent oblique) is added to (perpendicular).
As shown in FIGS. 6B and 6C, if the illumination by the second illumination means 1b or the third illumination means 1c is added to the illumination by the third illumination means 1c (transmission orthogonal), the lower line The width and upper line width can be detected.
However, in the case of FIG. 6B, the size of the chip at the top of the pattern is detected as 64%, and in the case of FIG. 6C, the size of the chip at the top of the pattern is detected as 55%. In either case, the size of the chip is closer to the correct value (83%) than in the case of only the third illumination means 1c (transmission orthogonal) in FIG. 6A, but it is sufficient. Absent.
(4)第3の照明手段1c(透過直交)に第1の照明手段1a(反射斜め)及び第2の照明手段1b(透過斜め)を加えて照明した場合。
図6(d)は、第3の照明手段1c(透過直交)、第1の照明手段1a(反射斜め)、第2の照明手段1b(透過斜め)のすべてを同時に照明した場合である。検出される欠けの大きさは73%であり、実際の欠けの割合に最も近い値で検出できている。また、下部及び上部の線幅も、上記(3)の場合と比べより明瞭に検出することができた。
なお、後述するように、第3の照明手段1c(透過直交)のみの照明の場合は、パターンの側面と上面がともに黒く(暗く)表示されるが、これに第1の照明手段1a(反射斜め)からの照明光、あるいは第2の照明手段1b(透過斜め)からの照明光を加えると、パターンの側面がやや明るくなる。これにより、パターンの上部とパターンの側面を区別でき、上部の線幅を検出することが可能となる。
図6(e)は、(d)の欠けている部分の画像を拡大して模式的に示したものであり、ここでは、配線パターンの下部の幅20μm、上部の幅16μm、側面の幅2μmの場合を示し、同図に示すように、パターンの側面部分はパターン上部よりやや明るくなり、これからパターン下部の幅を求めることができる。
上記図6(a)〜(e)は、画像を模式的に示したものであるが、撮像手段1で撮像した画像を、制御部4で画像処理し、1画素ずつの輝度に基づいて、欠けの大きさを計算することで、欠けの大きさを計測することができる。
(4) When the first illumination means 1a (reflection oblique) and the second illumination means 1b (transmission oblique) are added to the third illumination means 1c (transmission orthogonal) and illuminated.
FIG. 6D shows a case where the
As will be described later, in the case of illumination with only the third illumination means 1c (transmission orthogonal), both the side surface and the upper surface of the pattern are displayed black (dark), but the first illumination means 1a (reflection) When illumination light from (oblique) or illumination light from the second illumination means 1b (transmission oblique) is added, the side surface of the pattern becomes slightly brighter. Thereby, the upper part of the pattern and the side surface of the pattern can be distinguished, and the line width of the upper part can be detected.
FIG. 6E schematically shows an enlarged image of the missing part of FIG. 6D. Here, the lower width of the wiring pattern is 20 μm, the upper width is 16 μm, and the side width is 2 μm. As shown in the figure, the side surface portion of the pattern is slightly brighter than the upper portion of the pattern, and the width of the lower portion of the pattern can be obtained from this.
FIGS. 6A to 6E schematically show images. The image captured by the
以上のように、第1、第2、第3の照明を同時に行うことにより、1回の測定で、パターンの上部の形状と下部の形状を比較的明瞭に検出することができ、これにより、パターンの欠陥を検出することが可能となる。
また、パターンの下部の線幅と上部の線幅を同時に検出することで、断面積を求めることもできる。
図6(d)の場合、撮像した画像の1画素ずつの輝度に基づいて線幅を計算すると、下部の線幅は約20μm、欠けが生じている部分の上部の線幅は約4μmであった。
したがって、欠けが発生している部分の断面積は、(20μm+4μm)×パターン高さ×1/2となる。なお、パターンの高さは図6の画像からは求めることはできないので、設計値を代入する。
装置の制御部4には、予め、パターンに流れる電流値から許される断面積の下限値を入力しておく。制御部4は、上記計算で得られたパターンの欠けた部分の断面積を、この断面積の下限値と比較し、下限値より小さければ、そのパターンを不良とする。
As described above, by simultaneously performing the first, second, and third illuminations, the shape of the upper part and the lower part of the pattern can be detected relatively clearly in one measurement. Pattern defects can be detected.
In addition, the cross-sectional area can be obtained by simultaneously detecting the lower line width and the upper line width of the pattern.
In the case of FIG. 6D, when the line width is calculated based on the luminance of each pixel of the captured image, the lower line width is about 20 μm, and the upper line width of the part where the chip is generated is about 4 μm. It was.
Therefore, the cross-sectional area of the portion where the chip is generated is (20 μm + 4 μm) × pattern height × 1/2. Since the height of the pattern cannot be obtained from the image of FIG. 6, a design value is substituted.
The lower limit value of the cross-sectional area allowed from the current value flowing in the pattern is input in advance to the control unit 4 of the apparatus. The control unit 4 compares the cross-sectional area of the missing part of the pattern obtained by the above calculation with the lower limit value of the cross-sectional area, and determines that the pattern is defective if it is smaller than the lower limit value.
第1、第2、第3の照明を同時に行うことにより、パターンの下部の線幅と上部の線幅を同時に検出することができる理由は、次のように考えられる。
このことについて、図7を用いて説明する。
第3の照明手段1c(透過直交)からの照明光(3)により、パターンの下部の線幅が検出される。
これに加えて、第1の照明手段1a(反射斜め)からの照明光(1)と、第2の照明手段1b(透過斜め)からの照明光(2)が入射する。なお、第1の照明手段1aからの照明光(1)と、第2の照明手段1bからの照明光(2)は、図7においては、図中左右から入射するように示しているが、実際は、パターンに対し360°全方向から光が入射している。
The reason why the lower line width and the upper line width of the pattern can be detected simultaneously by performing the first, second, and third illuminations simultaneously is considered as follows.
This will be described with reference to FIG.
The line width at the bottom of the pattern is detected by the illumination light (3) from the third illumination means 1c (transmission orthogonal).
In addition, the illumination light (1) from the first illumination means 1a (reflective oblique) and the illumination light (2) from the second illumination means 1b (transparent oblique) are incident. In addition, although the illumination light (1) from the 1st illumination means 1a and the illumination light (2) from the 2nd illumination means 1b are shown in FIG. 7 so that it may inject from right and left in a figure, Actually, light is incident on the pattern from all directions of 360 °.
実際のパターンの側面は平滑な面ではなく、多数の細かい凹凸が生じている。したがって、第1の照明手段1aからの照明光(1)と、第2の照明手段1bからの照明光(2)は、このパターンの側面で乱反射し、その一部が撮像手段11に入射する。これにより、パターンの側面はパターンの上部よりやや明るく撮像される。
即ち、第3の照明手段1c(透過直交)のみの照明の場合は、パターンの側面と上面がともに黒く(暗く)表示されるが、これに第1の照明手段1a(反射斜め)からの照明光(i)と第2の照明手段1b(透過斜め)からの照明光(ii)を加えると、パターンの側面がやや明るくなり、パターンの上部とパターンの側面を区別できるようになる。したがって、パターン上部の形状が明確になり、その線幅を検出することができる。
以上により、パターンの下部の形状と上部の形状を同時に検出することができる。
The actual side surface of the pattern is not a smooth surface, but has a large number of fine irregularities. Therefore, the illumination light (1) from the first illumination means 1a and the illumination light (2) from the second illumination means 1b are irregularly reflected on the side surface of this pattern, and a part of them is incident on the imaging means 11. . Thereby, the side of the pattern is imaged slightly brighter than the upper part of the pattern.
That is, in the case of illumination only with the third illumination means 1c (transmission orthogonal), both the side surface and the upper surface of the pattern are displayed black (dark), but the illumination from the first illumination means 1a (reflection oblique) When light (i) and illumination light (ii) from the second illumination means 1b (transmission oblique) are added, the side surface of the pattern becomes slightly brighter, and the upper part of the pattern and the side surface of the pattern can be distinguished. Therefore, the shape of the upper part of the pattern becomes clear and the line width can be detected.
As described above, the lower shape and the upper shape of the pattern can be detected simultaneously.
図8は、第1の照明手段1aと第2の照明手段1bの照明光の最適な角度を求めるための実験結果を示す図である。
TABテープ5を照明する照明手段30を、パターンが形成されている側とは反対側から、パターンが形成されている側まで移動させて、サンプルパターンの側面の明るさの変化を、撮像した画像により測定した。
図8(a)に示すように、照明手段30は、照明光が、バターンが形成されている側とは反対側から直交して入射する位置(即ち第3の照明手段の位置)を0°とし、パターンが形成されている側に向かって160°の位置まで移動させて測定した。
なお、本実験では、円環状の照明手段から出射する照明光の入射角度を変えることは難しいので、LEDを検査領域の長手方向両側に置き、図8に示すように、そのLEDを移動させることにより、照明光のTABテープへの入射角度を変化させた。ここで、照明手段30としては1列にチップを並べたLEDを用い、70mAの電流を流した。
図8(b)にその結果を示す。横軸は照明手段の角度(°)であり、縦軸はパターンの側面の明るさ(任意の単位)である。同図に示すように、約30°〜60°の範囲で照明した場合と、120°以上で照明した場合に、パターンの側面が明るくなる。パターンの側面が明るいほど、パターン上部との境界が明確になるので、照明手段の位置として適している。
したがって、第1の照明手段1aは、照明光の検査領域への入射角度が120°〜160°の範囲になるように設定する。また、第2の照明手段1bは、照明光の検査領域への入射角度が30°〜60°の範囲になるように設定する。
FIG. 8 is a diagram showing an experimental result for obtaining an optimum angle of the illumination light of the first illumination unit 1a and the
The
As shown in FIG. 8A, the illuminating means 30 has a position where the illumination light is incident perpendicularly from the side opposite to the side where the pattern is formed (that is, the position of the third illuminating means) at 0 °. And measured by moving to a position of 160 ° toward the side where the pattern is formed.
In this experiment, it is difficult to change the incident angle of the illumination light emitted from the annular illumination means. Therefore, the LEDs are placed on both sides in the longitudinal direction of the inspection region, and the LEDs are moved as shown in FIG. Thus, the incident angle of the illumination light on the TAB tape was changed. Here, as the illumination means 30, LEDs in which chips are arranged in one row were used, and a current of 70 mA was passed.
FIG. 8B shows the result. The horizontal axis represents the angle (°) of the illumination means, and the vertical axis represents the brightness (arbitrary unit) of the side surface of the pattern. As shown in the figure, the side surface of the pattern becomes bright when illuminated in a range of about 30 ° to 60 ° and illuminated at 120 ° or more. The brighter the side of the pattern, the clearer the boundary with the upper part of the pattern, so it is suitable as the position of the illumination means.
Therefore, the 1st illumination means 1a is set so that the incident angle to the test | inspection area | region of illumination light may become the range of 120 degrees-160 degrees. Moreover, the 2nd illumination means 1b is set so that the incident angle to the test | inspection area | region of illumination light may be in the range of 30 degrees-60 degrees.
1 検査部
1a 第1の照明手段
1b 第2の照明手段
1c 第3の照明手段
2 走査手段
3 マーカ部
4 制御部
5 TABテープ
6 検査パターン
10a LED
10b プリズムシート
10c 拡散板
11 撮像手段
12 支持部材
20 テープ搬送機構
21 送り出しリール
22 巻き取りリール
30 照明手段
DESCRIPTION OF
Claims (1)
上記基板の配線パターンが形成されている側から、照明光を検査領域に対して斜めに入射するように照射する第1の照明手段と、
上記光透過性基板に対し、上記基板の配線パターンが形成されている側とは反対側から、照明光を検査領域に対して斜めに入射するように照射する第2の照明手段と、
上記基板の配線パターンが形成されている側とは反対側から、照明光を検査領域に対して直交して入射するように照射する第3の照明手段と、
上記基板に対して、上記基板の配線パターンが形成されている側に設けられた撮像手段と、
上記第1の照明手段と第2の照明手段と第3の照明手段の照明を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記基板に対して、上記第1、第2、第3の照明手段による照明を同時に行い、
上記撮像手段は、上記第1、第2、第3の照明手段により同時に照明されている配線パターンを撮像する
ことを特徴とする配線パターン検査装置。 In a wiring pattern inspection apparatus for determining the quality of the above pattern based on an image captured by irradiating illumination light to a wiring pattern formed on a light-transmitting substrate,
A first illuminating means for irradiating the illumination light so as to be incident obliquely on the inspection region from the side of the substrate on which the wiring pattern is formed;
A second illuminating means for irradiating illumination light so as to be obliquely incident on the inspection region from the side opposite to the side on which the wiring pattern of the substrate is formed on the light transmissive substrate;
A third illuminating means for irradiating the illumination light so as to be incident perpendicularly to the inspection region from the side opposite to the side on which the wiring pattern of the substrate is formed;
Imaging means provided on the side of the board on which the wiring pattern is formed;
Control means for controlling illumination of the first illumination means, the second illumination means, and the third illumination means,
The control means simultaneously illuminates the substrate with the first, second, and third illumination means,
The wiring pattern inspection apparatus characterized in that the imaging means images a wiring pattern illuminated simultaneously by the first, second and third illumination means.
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