JP2012242283A - パターン検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導電パターンの配設態様に関わらず、簡易に断線を特定でき得るパターン検査装置を提供する。
【解決手段】パターン検査装置は、導電パターン１１０の一端から電圧信号を印加する印加機構１２と、印加された電圧信号を検知するセンサ１４と、を備えている。センサ１４は、Ｙ方向に並んだ二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂと断線検知電極３２とを備えている。制御部１８は、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂで検知された電圧信号の差分に基づいて、センサ１４の導電パターン１１０に対するＹ方向位置を制御する。また、断線検知電極３２で検知される電圧に基づいて、センサ１４が断線箇所に到達したか否かを判断する。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板上に形成される導電パターンにおける不良の発生位置、例えば、断線位置や短絡位置を検出するパターン検査装置に関する。

従来からフラットパネルディスプレイなどの分野において、基板上に複数の導電パターンを配設した回路基板が多用されている。かかる回路基板においては、導電パターンに断線や短絡が生じていると本来の機能を発揮できない。そこで、回路基板の製造に際しては、各導電パターンに対して断線や短絡に関する検査を行われている。この検査を容易かつ高精度にするために、従来から、多数の検査技術が提案されている。

例えば、特許文献１，２には、導電パターンに断線や短絡が生じていると判断された場合において、当該導電パターンのうち、どこで断線・短絡が生じているかという断線・短絡位置を検出する技術が開示されている。

具体的には、特許文献１には、検査対象の導電パターンに所定の検査信号（交流電圧）を印加した状態で、複数の電極が設けられたセンサを、断線や短絡が生じている導電パターンに沿って移動させ、その際に、電極に誘起される交流電圧値の変化に基づいて断線位置を特定する技術が開示されている。

また、特許文献２には、検査対象の導電パターンの一端から検査信号を供給するとともに、検出電極を断線パターンに沿って移動させながら検査信号を読み取り、読み取り信号の変動に基づいて断線・短絡位置を特定する技術が開示されている。

特開２００８−１０２０３１号公報 特開２００６−２８４５９７号公報

しかしながら、こうした先行技術文献１，２記載の技術は、全ての導電パターンが、所定の間隔をあけて平行に配設されているような場合には有効ではあるものの、導電パターンの配設角度が、適宜異なっているような場合には応用し難いという問題があった。

例えば、フラットパネルディスプレイに用いられる基板には、実際に可視像を表示する画素領域が設けられている。この画素領域において、複数の導電パターンは、所定の間隔をあけて平行に配設されている。また、画素領域の外側において複数の導電パターンは、駆動ＩＣに接続される。ここで、通常、駆動ＩＣの端子ピッチは、画素領域における導電パターンの配設ピッチよりも大幅に小さい。したがって、複数の導電パターンを駆動ＩＣに接続するためには、画素領域の外側において、導電パターンの配設ピッチを急激に狭める必要がある。その結果、画素領域の外側において、多くの導電パターンは、配設ピッチが徐々に小さくなるように、傾斜して配設されることになる。別の見方をすれば、画素領域の外側において、導電パターンごとに異なる配設角度で配設される。

このように配設ピッチが徐々に変化する領域における断線・短絡位置の特定を、先行技術文献１，２記載の技術を用いて行うためには、電極を、この配設ピッチが徐々に変化する導電パターンに沿って移動（トレース）させる必要がある。しかし、既述したとおり、接続の配設角度は導電パターンごとに異なっており、容易にトレース出来ないという問題がある。もちろん、各導電パターンの配設角度を記憶し、その記憶された配設角度方向に電極を移動させる方法もある。しかし、その場合、制御が非常に複雑になるという問題があった。

そこで、本発明では、導電パターンの配設態様に関わらず、簡易に断線または短絡位置を特定でき得るパターン検査装置を提供することを目的とする。

本発明のパターン検査装置は、基板上において第一方向に間隔をあけて配設された複数の導電パターンのうち、断線が生じた導電パターンである断線パターンにおける断線位置を検出するパターン検査装置であって、前記断線パターンの一端から交流電圧を印加する印加手段と、前記基板に間隙を介して対向しつつ移動するセンサであって、少なくとも、２以上の電極を備えたセンサと、前記電極で検知された信号に基づいて、前記センサの移動方向と断線箇所の判断を行なう制御部と、を備え、前記２以上の電極は、少なくとも、前記第一方向に配設された二つのトラッキング電極を備えており、前記制御部は、前記二つのトラッキング電極で検知された信号の比較結果に基づいて前記断線パターンに対する前記センサの前記第一方向の位置の適否を判断し、当該判断結果に基づいて前記センサの移動方向を決定する、ことを特徴とする。

好適な態様では、前記制御部は、前記センサを、前記一端から離れるべく、前記第一方向と直交する第二方向に規定距離、移動させる移動処理と、前記移動処理の後、前記二つのトラッキング電極で検知された信号の比較結果に基づいて、前記二つのトラッキング電極の中間に断線パターンが位置するべく、前記センサの第一方向の位置を調整するトラッキング処理と、前記トラッキング処理の後、前記センサが断線箇所に到達したか否かを判断する判断処理と、を前記判断処理において前記センサが断線箇所に到達したと判断されるまで繰り返す。

他の好適な態様では、さらに、前記二つのトラッキング電極で検知された信号の差分値を出力する差分器と、前記差分器からの出力信号を、印加信号で同期検波する同期検波器と、を備え、前記制御部は、前記同期検波器からの出力信号に基づいて前記断線パターンに対する前記センサの前記第一方向の位置の適否を判断する。この場合、前記２以上の電極は、さらに、前記二つのトラッキング電極の間に設けられた一つの断線検知電極を含み、前記制御部は、前記断線検知電極で検知された信号に基づいて、前記センサが断線箇所に到達したか否かを判断する、ことが望ましい。また、さらに、前記二つのトラッキング電極で検知された信号の差分を出力する差分器と、前記差分器からの出力信号を整流する整流素子と、を備え、前記制御部は、前記センサを第一方向に移動させた際の前記整流素子からの出力信号の変化に基づいて、前記センサが断線箇所に到達したか否かを判断する、ことも望ましい。

他の本発明のパターン検査装置は、基板上において第一方向に間隔をあけて配設された複数の導電パターンのうち、短絡した導電パターンである短絡パターンにおいて短絡位置を検出するパターン検査装置であって、隣接する二つの短絡パターンそれぞれの一端から交流電圧を印加し、前記二つの短絡パターンおよび短絡部で構成される閉回路に電流を流す印加手段と、前記基板に間隙を介して対向しつつ移動し、周囲に形成される磁界を電圧信号として検知する検知用コイルと、前記検知用コイルで検知された電圧信号に基づいて、前記検知用コイルの移動方向と短絡箇所の判断を行なう制御部と、を備え、前記制御部は、前記電圧信号のレベルに基づいて、前記短絡パターンに対する前記検知用コイルの前記第一方向の位置の適否を判断し、当該判断結果に基づいて前記検知用コイルの移動方向を決定する、ことを特徴とする。

本発明によれば、断線パターンに対するセンサの第一方向の位置、または、短絡パターンに対する検知用コイルの第一方向の位置の適否を判断しているため、導電パターンの配設態様に関わらず、センサや検知用コイルを導電パターンに沿って移動させることができ、結果として、簡易に断線または短絡位置を特定できる。

本発明が検査対象とする基板の一例を示す図である。 第一実施形態のパターン検査装置の概略構成図である。 センサ位置と出力信号との関係を示す図である。 センサ位置とトラッキング信号との関係を示す図である。 断線位置特定の流れを示すフローチャートである。 第二実施形態のパターン検査装置の概略構成図である。 センサ位置と断線検知信号との関係を示す図である。 第二実施形態における断線位置特定の流れを示すフローチャートである。 第三実施形態のパターン検査装置の概略構成図である。 センサ位置とトラッキング信号および断線検知信号との関係を示す図である。 第四実施形態のパターン検査装置の概略構成図である。 検知用コイルとトラッキング信号および短絡検知信号との関係を示す図である。 第四実施形態における断線位置特定の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態のパターン検査装置１０は、フラットパネルディスプレイなどに用いられるガラス基板に形成された導電パターン１１０の良否検査に用いられる検査装置で、特に、断線位置の特定に有用な構成となっている。このパターン検査装置１０について詳説する前に、本実施形態で検査対象としている基板の構成について簡単に説明する。

図１は、フラットパネルディスプレイに用いられる基板の概略構成図である。この基板は、複数の導電パターン１１０ａがＹ方向に配設された第一層、複数の導電パターン１１０ｂがＸ方向に配された第二層、および、第一層と第二層の間に介在する絶縁層がＺ方向に積層されて構成される。

第一層に形成された導電パターン１１０ａおよび第二層に形成された導電パターン１１０ｂ（以下、両者を区別しない場合は添字アルファベットを省略して「導電パターン１１０」という）は、画素領域Ｅ１において、互いに交差するように配設されている。この両層の導電パターン１１０ａ，１１０ｂの交差点によって１画素が形成され、これらの画素の集まりによって可視像が表示される画素領域Ｅ１が構成される。この画素領域Ｅ１内において、導電パターン１１０は、所定の第一間隔をあけて平行に並んでいる。

各導電パターン１１０は、画素領域Ｅ１の外側において、駆動ＩＣ（図示せず）に接続される。この駆動ＩＣの接続端子は、画素領域Ｅ１における導電パターン１１０の配設ピッチよりも大幅に小さいピッチで並んでいる。そのため、複数の導電パターン１１０は、駆動ＩＣとの接続のため、画素領域Ｅ１の外側において、その配設ピッチが大幅に絞られることになる。その結果、画素領域Ｅ１の外側には、複数の導電パターン１１０が第一間隔より小さい第二間隔をあけて平行に並んだ接続領域Ｅ２と、導電パターン１１０間の間隔が第一間隔から第二間隔に徐々に変化していく中間領域Ｅ３と、が形成される。この中間領域Ｅ３において、殆どの導電パターン１１０はＸ軸またはＹ軸に対して傾斜して配設されており、互いに隣接する導電パターン１１０の配設角度は異なることになる。

各導電パターン１１０の他端（駆動ＩＣに接続されない側の端部）には、導電パッド１１２が設けられている。この導電パッド１１２は、導電パターン１１０よりも幅広に形成されており、各種検査用信号の供給や検出に利用される。

次に、この基板に形成された導電パターン１１０を検査するパターン検査装置１０の構成について図２を参照して説明する。図２は、本実施形態のパターン検査装置１０の概略構成を示す図である。なお、図２では、第二層の導電パターン１１０ｂの図示を省略している。以下では、この図２に基づいて、第一層の導電パターン１１０の断線位置特定の原理についてのみ説明するが、この特定原理は、第二層の導電パターン１１０ｂでも同様である。

既述した通り、このパターン検査装置１０は、断線が生じている導電パターン１１０のうち、断線がどこで発生しているかを特定する断線位置の特定に特に有用な構成となっている。なお、以下では、断線位置特定についてのみ詳説するが、パターン検査装置１０に、断線位置の特定機能の他に、断線や短絡の有無の判断機能、短絡位置の特定機能などを搭載してもよい。

パターン検査装置１０は、断線している導電パターン１１０に交流電圧を印加する印加機構１２、当該印加された交流電圧を検知するセンサ１４、センサ１４での検知信号に対して所定の処理を施して出力する信号処理回路、センサ１４を駆動するセンサ駆動機構１６、およびこれらを制御する制御部１８などを備えている。

印加機構１２は、断線している導電パターン１１０の一端（本実施形態では導電パッド１１２）から検査用の交流電圧を印加する機構である。この印加機構１２は、例えば、導電パッド１１２に接触する接触子２０と、接触子２０を介して導電パターン１１０に交流電圧を供給する交流電源２２などから構成される。なお、本実施形態では、接触子２０を用いた接触式で電圧印加しているが、導電パターン１１０と静電結合する電極を用いて非接触式で電圧印加するようにしてもよい。

センサ１４は、印加された交流電圧を検知するもので、制御部１８は、この検知結果に基づいて、センサ１４の移動方向や断線位置を特定する。センサ１４は、Ｙ方向（すなわち導電パターン１１０の配設方向）に並んだ三つの電極３０ａ，３０ｂ，３２を有している。断線位置検査の際、このセンサ１４は、センサ駆動機構１６により、移動させられる。その移動方向は、後に詳説するように、各電極３０ａ，３０ｂ，３２からの検出信号に基づいて決定される。

三つの電極のうち、両側の二つの電極３０ａ，３０ｂは、センサ１４をトラッキングするための信号を検知するトラッキング電極として機能する。なお、二つを区別しない場合は添え字アルファベットを省略して「トラッキング電極３０」という。また、便宜上、図２において上側に図示したトラッキング電極３０ａを第一トラッキング電極、下側に図示したトラッキング電極３０ｂを第二トラッキング電極という。また、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂの間に配された電極３２は、導電パッド１１２からセンサ１４の現在位置までの間に断線が生じているか否かを判断するための信号を検知する断線検知電極として機能する。

二つのトラッキング電極３０で検知された信号は、差動増幅器３４および同期検波器３６を介してトラッキング信号Ｓａとして制御部１８に入力される。差動増幅器３４は、二つのトラッキング電極３０で検知された信号の差分を増幅して出力する。同期検波器３６は、この差動増幅器３４からの出力信号を、導電パターン１１０に印加された信号で同期検波する。制御部１８は、この同期検波器３６から出力されるトラッキング信号Ｓａに基づいて、センサ１４を導電パターン１１０の真上に位置させるトラッキング処理を行う。

二つのトラッキング電極３０および一つの断線検知電極３２で検知された信号は、二つの差動増幅器３８，４０と、一つの加算器４２、および、一つの同期検波器４４を介して、断線検知信号Ｓｂとして制御部１８に入力される。二つの差動増幅器３８，４０は、断線検知電極３２での検出信号と、トラッキング電極３０での検出信号と、の差分を増幅して出力する。本実施形態では、断線検知電極３２での検出信号を、各差動増幅器の−入力に接続している。加算器４２は、この二つの差動増幅器３８，４０からの出力信号を加算する。同期検波器４４は、この加算器４２からの出力信号を、導電パターン１１０に印加された信号で同期検波する。制御部１８は、この同期検波器４４から出力される断線検知信号Ｓｂに基づいて、導電パッド１１２からセンサ１４の現在位置までの間で断線が生じているか否か（換言すれば、センサ１４が断線箇所に到達しているか否か）を判断する。

次に、このパターン検査装置１０で、断線位置を特定する場合の原理について説明する。はじめに、トラッキング信号Ｓａについて、図３、図４を参照して説明する。図３は、センサ１４の位置と差動増幅器３４から出力される信号Ｓｋとの関係を示す図である。また、図４は、センサ１４の位置とトラッキング信号Ｓａとの関係を示す図である。

本実施形態において、三つの電極３０ａ，３０ｂ，３２が設けられたセンサ１４は、基板と間隙を介して対向配置されており、各電極３０ａ，３０ｂ，３２は、対向する導電パターン１１０と静電結合できるようになっている。したがって、一つの電極の真下に電圧印加された導電パターン１１０が位置していれば、当該一つの電極には印加電圧に対応した電圧が誘起されるし、一つの電極の真下に電圧印加された導電パターン１１０が位置していなければ、当該一つの電極には殆ど電圧が誘起されないことになる。

図３における状況１のように、第一トラッキング電極３０ａの真下に導電パターン１１０が位置する場合、第一トラッキング電極３０ａには印加電圧に対応した交流電圧が誘起され、導電パターン１１０から離れた位置にある第二トラッキング電極３０ｂには殆ど電圧が誘起されないことになる。そのため、この状況１において、第一トラッキング電極３０ａの検知信号から第二トラッキング電極３０ｂの検知信号を減算した信号である信号Ｓｋは、図３の一段目に示すように、印加信号と同期した交流信号となる。

逆に、図３における状況３のように、第二トラッキング電極３０ｂの真下に導電パターン１１０が位置する場合、第二トラッキング電極３０ｂには印加電圧に対応した交流電圧が誘起され、導電パターン１１０から離れた位置にある第一トラッキング電極３０ａには殆ど電圧が誘起されないことになる。そのため、この状況３において、信号Ｓｋは、図３の三段目に示すように、印加信号と逆位相の交流信号となる。

さらに、図３における状況２のように、断線検知電極３２の真下に導電パターン１１０が位置する場合、第一、第二トラッキング電極３０ａ，３０ｂには、ほぼ同じレベルの交流電圧が誘起されることになる。換言すれば、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂの検知信号に差分が殆どないことになる。そのため、この状況２においては、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂの差分を示す信号Ｓｋは、図３の二段目に示すように、ほぼ０となる。

トラッキング信号Ｓａは、この信号Ｓｋに、印加信号（交流電圧）に同期したパルス信号（図３の四段目参照）を乗算し、信号Ｓｋを印加信号で同期検波した信号である。そのため、このトラッキング信号Ｓａは、図４に示すように、導電パターン１１０の真上に、断線検知電極３２が位置している場合にはほぼ０となり、第一トラッキング電極３０ａが位置している場合にはプラスの値となり、第二トラッキング電極３０ｂが位置している場合にはマイナスの値となる。つまり、トラッキング信号Ｓａの値によって、導電パターン１１０に対するセンサ１４のＹ方向の位置を判断することができる。

本実施形態では、この原理を利用して、導電パターン１１０に対するセンサ１４のＹ方向の位置を判断し、断線検知電極３２が導電パターン１１０の真上に位置するべくセンサ１４のＹ方向位置を調整するトラッキング処理を行なっている。具体的には、トラッキング信号Ｓａの値がプラスの場合は、Ｙ方向プラス側（第一トラッキング電極３０ａ側）にセンサ１４を微小移動させ、トラッキング信号Ｓａの値がマイナスの場合は、Ｙ方向マイナス側（第二トラッキング電極３０ｂ側）にセンサ１４を微小移動させる処理を、トラッキング信号Ｓａの値がほぼ０になるまで繰り返す。かかるトラッキング処理を行なうことで、途中で屈曲するような形状の導電パターン１１０であっても、導電パターン１１０に対するセンサ１４のＹ方向位置を常に適切に保つことができる。

なお、各電極での検知信号には、通常、高周波のノイズが含まれており、こうしたノイズが測定精度の低下を招く。しかし、本実施形態では、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂの検知信号の差分をとる際に、両検知電極に含まれるノイズが相殺される。その結果、良好なＳ／Ｎ比を得ることができる。

次に、断線検知信号Ｓｂについて説明する。本実施形態では、導電パターン１１０の真上に断線検知電極３２を位置させた状態で、当該断線検知電極３２で検知される信号に基づいて、断線の有無を判断している。すなわち、信号印加箇所からセンサ１４の現在位置までの間に断線が発生していない場合、断線検知電極３２は、電圧が印加された導電パターン１１０と対向することになる。その結果、断線検知電極３２には、印加電圧に対応した電圧が誘起されることになる。一方、導電パターン１１０のうち断線位置を越えた箇所には、交流電圧は誘起されない。したがって、センサ１４が、断線位置を越えた場合には、断線検知電極３２と対向する導電パターン１１０には交流電圧が誘起されておらず、当該断線検知電極３２にも電圧は誘起されないことになる。したがって、断線検知電極３２での検知信号をみることによって、センサ１４が断線位置を越えたか否かを判断することができる。

ただし、上記したように、各電極での検知信号には、通常、高周波のノイズが含まれており、こうしたノイズが測定精度の低下を招く。そこで、本実施形態では、断線検知電極３２とトラッキング電極３０ａ，３０ｂとの差分をとり、これら電極の検知信号に含まれるノイズを相殺している。

本実施形態では、断線検知電極３２の出力信号を、差動増幅器３８，４０の−入力に入力しているため、センサ１４が断線位置を超えていない場合、各差動増幅器３８，４０からは、印加信号とは逆相、かつ、ノイズ除去された信号が出力されることになる。この印加信号と逆相かつノイズ除去された信号を、加算器４２で加算し、同期検波器４４で同期検波することにより、マイナスの信号が出力される。つまり、本実施形態において、センサ１４が断線位置を超えていない場合、断線検知信号Ｓｂは、マイナスの値をとる。

一方、センサ１４が断線位置を超えている場合には、いずれの電極３０ａ，３０ｂ，３２にも殆ど電圧が誘起されないことになる。その結果、各差動増幅器３８，４０からの出力信号はほぼ０となり、同期検波器４４から出力される断線検知信号Ｓｂもほぼ０となる。

つまり、本実施形態によれば、断線検知信号Ｓｂがマイナスの場合には、センサ１４が断線位置を超えていないと判断でき、断線検知信号Ｓｂがほぼ０の場合には、センサ１４が断線位置を超えていると判断することができる。

本実施形態では、これら原理を利用して、断線位置の特定を行なっている。具体的な断線位置特定の流れについて図５を参照して説明する。図５は、断線位置特定の流れを示すフローチャートである。

断線位置を特定する場合には、まず、断線が発生している導電パターン１１０の一端（信号を印加箇所の近傍）の真上にセンサ１４を移動させる（Ｓ１０）。次に、センサ１４を、Ｘ方向マイナス側（導電パッド１１２から離れる側）に、規定距離ｄだけ、移動させる（Ｓ１２）。この規定距離ｄは、断線位置の特定に際して要求される分解能に応じて決定される。例えば、断線位置が、１０ｍｍ程度の分解能で特定できればよいのであれば、規定距離ｄは、この分解能よりもやや低い値、例えば、５ｍｍなどに設定すればよい。

センサ１４をＸ方向マイナス側に移動させれば、続いて、断線検知電極３２を導電パターン１１０の真上に位置させるトラッキング処理（Ｓ１４〜Ｓ１８）を実行する。すなわち、画素領域のように、導電パターン１１０がＸ方向に平行に延びている場合には、センサ１４をＸ方向に移動させても、断線検知電極３２を導電パターン１１０の真上に位置したままである。しかし、中間領域のように導電パターン１１０がＸ方向と非平行となっている場合、センサ１４をＸ方向に移動させると、断線検知電極３２の導電パターン１１０に対するＹ方向位置がずれてしまう。そこで、本実施形態では、センサ１４をＸ方向マイナス側に移動させるたびに、断線検知電極３２を導電パターン１１０の真上に位置させるトラッキング処理を実行し、断線検知電極３２を常に導電パターン１１０の真上に位置させている。

トラッキング処理では、まず、トラッキング信号Ｓａの値を確認する（Ｓ１４）。トラッキング信号Ｓａがプラスの値を示す場合、導電パターン１１０の真上に断線検知電極３２が位置しておらず、第一トラッキング電極３０ａ側にずれていることになる。この場合、センサ１４をＹ方向プラス側（図２における上方向）に微小移動させる（Ｓ１６）。また、トラッキング信号Ｓａがマイナスの値を示す場合、センサ１４が第二トラッキング電極３０ｂ側にずれていることになる。この場合、センサ１４をＹ方向マイナス側（図２における下方向）に微小移動させる（Ｓ１８）。そして、再度、トラッキング信号Ｓａを求め、最終的にトラッキング信号Ｓａがほぼ０となるまで、これら動作を繰り返す。

トラッキング信号Ｓａがほぼ０となれば、続いて、センサ１４が断線位置に到達したかを判断する判断処理を実行する。判断処理では、断線検知信号Ｓｂの値を確認する（Ｓ２０）。断線検知信号Ｓｂが０未満の場合、センサ１４は断線位置を超えていないと判断し、ステップＳ１２に戻る。一方、断線検知信号Ｓｂが、ほぼ０の場合、制御部１８は、センサ１４が断線位置に到達した判断し、当該センサ１４の位置を断線位置として特定する（Ｓ２２）。

以上の説明から明らかなとおり、本実施形態では、センサ１４が断線位置に到達したか否かを判断する前に、センサ１４を導電パターン１１０の真上に位置させるトラッキング動作を行っている。その結果、図１に示すような途中で屈曲する導電パターン１１０を対象とする場合であっても、センサ１４の位置を常に適切に保つことができる。そして、これにより、導電パターン１１０の配設態様に関わらず、簡易に断線位置を特定できる。

また、本実施形態では、二つの電極で検知された信号を差動器に入力しているため、両検知信号に含まれたノイズを相殺除去することができる。そして、その結果、良好なＳ／Ｎ比を得ることができる。

次に、第二実施形態について図６を参照して説明する。図６は、第二実施形態のパターン検査装置１０の概略構成を示す図である。このパターン検査装置１０は、第一実施形態のパターン検査装置１０と同様に、断線位置を特定するための装置である。ただし、第一実施形態と異なり、本実施形態では、センサ１４に、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂのみを設けており、当該二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂの間に断線検知電極３２は設けていない。

そして、本実施形態では、第一実施形態と同様に、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂから差動増幅器３４、差動増幅器３４から同期検波器３６を経て出力される信号をトラッキング信号Ｓａとしてトラッキング処理に利用している。また、第一実施形態と異なり、本実施形態では、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂから差動増幅器３４、差動増幅器３４からダイオードを経て出力される信号を、断線検知信号Ｓｂとして断線の有無判断処理に利用している。

次に、このパターン検査装置１０で、断線位置特定の原理について説明する。本実施形態で得られるトラッキング信号Ｓａは、図３，４を用いて説明したトラッキング信号Ｓａと同様の特性を有する。すなわち、導電パターン１１０の真上にセンサ１４中央（二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂの中間）が位置していれば、トラッキング信号Ｓａは、ほぼ０となる。一方、センサ１４が第一トラッキング電極３０ａ側にずれているとトラッキング信号Ｓａはプラスの値を、センサ１４が第二トラッキング電極３０ｂ側にずれているとトラッキング信号Ｓａはマイナスの値となる。制御部１８は、このトラッキング信号Ｓａに基づいて、導電パターン１１０の真上にセンサ１４中央が位置するべくセンサ１４のＹ方向位置を調整する。

次に、本実施形態における断線検知信号Ｓｂについて説明する。本実施形態における断線検知信号Ｓｂは、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂの差分信号を整流させた信号である。ここで、センサ１４が断線位置を超えた場合には、当然、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂには、電圧が殆ど誘起されないことになるため、得られる断線検知信号Ｓｂもほぼ０となる。

次に、センサ１４が断線位置を超えていない場合を図７を参照して説明する。センサ１４が断線位置を超えず、かつ、導電パターン１１０の真上にセンサ１４の中央が位置している場合、差動増幅器３４からの出力信号は、ほぼ０となるので、ダイオード４６から出力される断線検知信号Ｓｂもほぼ０となる。一方、センサ１４が断線位置を超えない状態で、センサ１４が第一トラッキング電極３０ａ側、または、第二トラッキング電極３０ｂ側にずれている場合、差動増幅器３４からは、一定のレベルの交流信号が出力されることになる。この交流信号を順方向に配置したダイオード４６に入力し、整流することにより、プラスの断線検知信号Ｓｂが得られることになる。つまり、センサ１４が断線位置を超えていない場合、センサ１４をＹ方向に動かすと、断線検知信号Ｓｂの値が変動することになる。

本実施形態では、この特性を利用し、センサ１４をＹ方向に移動させた際の断線検知信号Ｓｂの変動に基づいて、センサ１４が断線位置に到達したか否かを判断している。

図８は、このパターン検査装置１０での断線位置特定の流れを示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、ステップＳ１０〜ステップＳ１８は、図５と同じである。すなわち、断線位置特定の際には、まず、対象となる導電パターン１１０の一端の真上にセンサ１４を位置させる（Ｓ１０）。続いて、センサ１４をＸ方向マイナス側に規定距離ｄだけ移動させる（Ｓ１２）。続いて、トラッキング信号Ｓａに基づいて、センサ１４の中央真下に導電パターン１１０が位置するべく、センサ１４のＹ方向位置を調整するトラッキング動作を実行する（Ｓ１４〜Ｓ１８）。

トラッキング信号Ｓａがほぼ０となり、センサ１４の中央真下に導電パターン１１０が位置すると判断できた場合には、続いて、センサ１４が断線位置に到達したか否かを判断する判断処理を実行する（Ｓ２０〜Ｓ２６）。判断処理においては、まず、センサ１４をＹ方向プラス側に規定距離ｅだけ移動させる（Ｓ２０）。この規定距離ｅの値は、特に限定されないが、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂのＹ方向間隔の１／２であることが望ましい。かかる値とすることで、ステップＳ２０において、導電パターン１１０の真上にトラッキング電極３０ｂを位置させることができる。

センサ１４をＹ方向プラス側に移動させれば、続いて、そのときの断線検知信号Ｓｂを確認する（Ｓ２２）。断線検知信号Ｓｂが、０でなく、一定の大きさ以上のプラスの信号の場合、制御部１８は、センサ１４が断線位置に到達していないと判断する。この場合、制御部１８は、センサ１４を規定距離ｅだけ、Ｙ方向マイナス側に移動させて（Ｓ２４）、センサ１４中央真下に導電パターン１１０を位置させてから、ステップＳ１２に戻る。

一方、断線検知信号Ｓｂが、ほぼ０の場合、制御部１８は、センサ１４が断線位置に到達したと判断する。この場合、制御部１８は、現在のセンサ１４位置を断線位置として特定し、処理を終了する（Ｓ２６）。

以上の説明から明らかなとおり、本実施形態でも、センサ１４を導電パターン１１０の真上に位置させるトラッキング動作を行っているため、途中で屈曲する導電パターン１１０が対象であっても、センサ１４を導電パターン１１０に沿って移動させることができる。そして、これにより、導電パターン１１０の配設態様に関わらず、簡易に断線を特定できる。

また、本実施形態のように、電極を二つだけとしても、断線の有無を的確に判断できる。さらに、本実施形態でも、第一実施形態と同様に、二つの電極で検知された信号を差動器に入力しているため、両検知信号に含まれたノイズを相殺除去することができ、良好なＳ／Ｎ比を得ることができる。

次に、第三実施形態について図９を参照して説明する。図９は、第三実施形態のパターン検査装置１０の概略構成を示す図である。このパターン検査装置１０は、第一、第二実施形態のパターン検査装置１０と同様に、断線位置を特定するための装置である。ただし、第一実施形態と異なり、本実施形態では、センサ１４に、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂのみを設けており、当該二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂの間に断線検知電極３２は設けていない。また、本実施形態では、第一、第二実施形態と異なり、差動増幅器を通さない構成となっている。

すなわち、本実施形態では、第一トラッキング電極３０ａからの出力信号を増幅器４８で増幅し、その増幅信号を順方向に配置された第一ダイオード５２で整流している。また、第二トラッキング電極３０ｂからの出力信号を増幅器５０で増幅し、その増幅信号を逆方向に配置された第二ダイオード５４で整流している。そして、第一、第二ダイオード５２，５４からの出力信号を加算器５８で加算した信号をトラッキング信号Ｓａとしている。また、第一ダイオード５２の出力信号から第二ダイオード５４からの出力信号を引いた差分信号を断線検知信号Ｓｂとしている。

図１０は、本実施形態におけるセンサ１４の位置とトラッキング信号Ｓａおよび断線検知信号Ｓｂの関係を示す図である。はじめにトラッキング信号Ｓａについて説明する。センサ１４が断線位置を超えておらず、導電パターン１１０の真上にセンサ１４の中央が位置している場合を考える。この場合、各ダイオード５２，５４から出力される信号は、いずれも０である。したがって、この二つのダイオード５２，５４からの出力信号を加算したトラッキング信号Ｓａも、ほぼ０となる。

一方、導電パターン１１０の真上に第一トラッキング電極３０ａが位置している場合、第一トラッキング電極３０ａには印加電圧に対応した交流電圧が誘起され、第二トラッキング電極３０ｂには殆ど電圧が印加されない状態となる。この場合、第一ダイオード５２からは、所定レベルのプラスの信号が、第二ダイオード５４からはほぼ０の信号が出力される。そして、これら二つの信号を加算したトラッキング信号Ｓａは、プラスの値となる。逆に、導電パターン１１０の真上に第二トラッキング電極３０ｂが位置している場合、第一ダイオード５２からは、ほぼ０の信号が、第二ダイオード５４からは所定レベルのマイナスの信号がされる。そして、これら二つの信号を加算したトラッキング信号Ｓａは、マイナスの値となる。

したがって、センサ１４が断線位置を超えていない場合、トラッキング信号Ｓａは、論理的には図１０の右側において太線で図示するように、導電パターン１１０の真上にセンサ１４の中央が位置していればほぼ０となり、センサ１４がＹ方向にずれている場合には、そのズレ量に応じた大きさ、かつ、ズレ方向に応じたプラスまたはマイナスの信号となる。ただし、本実施形態では、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂの検知信号の差分を取っていないため、トラッキング信号Ｓａには、各電極の検知信号に含まれるノイズが、そのまま残ることになる。したがって、実際に得られるトラッキング信号Ｓａは、図１０の右側において細線で図示するようなノイズを含んだ信号となる。

次に、断線検知信号Ｓｂについて説明する。センサ１４が断線位置を超えた場合、センサ１４のＹ方向位置に関わらず、各電極が、電圧印加された導電パターン１１０と対向することができない。そのため、この場合、センサ１４のＹ方向位置に関わらず、得られる断線検知信号Ｓｂは、ほぼ０となる。

また、センサ１４が断線位置を超えておらず、導電パターン１１０の真上にセンサ１４の中央が位置している場合にも、各電極は、導電パターン１１０から離れているため、各電極に誘起される電圧は低くなる。したがって、この場合も、各電極で検知される信号はほぼ０となり、得られる断線検知信号Ｓｂもほぼ０となる。

一方、センサ１４が断線位置を超えておらず、導電パターン１１０の真上に第一トラッキング電極３０ａが位置する場合を考える。この場合、第一トラッキング電極３０ａには一定のレベルの交流電圧が誘起され、第二トラッキング電極３０ｂには電圧は殆ど誘起されない。その結果、第一ダイオード５２からはプラスの信号が、第二ダイオード５４からはほぼ０の信号が出力される。そして、これらの差分信号である断線検知信号Ｓｂは、プラスの信号となる。

また、センサ１４が断線位置を超えておらず、導電パターン１１０の真上に第二トラッキング電極３０ｂが位置する場合を考える。この場合、第二トラッキング電極３０ｂには一定のレベルの交流電圧が誘起され、第一トラッキング電極３０ａには電圧は殆ど誘起されない。その結果、第二ダイオード５４からはマイナスの信号が、第一ダイオード５２からはほぼ０の信号が出力される。そして、この第二ダイオード５４からの出力は、差分器５６のマイナス入力に接続されているため、差分器５６からは断線検知信号Ｓｂとしてプラスの信号が出力される。

したがって、センサ１４が断線位置を超えていない場合には、断線検知信号Ｓｂは、論理的には、図１０の中央において太線で図示するように、導電パターン１１０の真上にセンサ１４中央が位置していれば、ほぼ０の、センサ１４が導電パターン１１０に対してＹ方向にずれている場合にはプラスの信号となる。ただし、既述したとおり、本実施形態では、二つのトラッキング電極３０ａ，３０ｂの検知信号の差分を取っていないため、実際の断線検知信号Ｓｂには、図１０の中央において細線で図示するようにノイズが残る。

制御部１８は、このトラッキング信号Ｓａに基づいてセンサ１４のＹ方向位置を調整するトラッキング処理を行い、断線検知信号Ｓｂに基づいてセンサ１４が断線位置に到達したか否かを判断する判断処理を行なう。そして、これらトラッキング処理、判断処理、および、センサ１４をＸ方向に移動させる移動処理を繰り返すことで、断線位置の特定を行う。断線位置特定の具体的なフローは、図８と同じであるため、ここでの詳説は省略する。

いずれにしても、本実施形態でも、センサ１４を導電パターン１１０の真上に位置させるトラッキング動作を行っているため、途中で屈曲する導電パターン１１０が対象であっても、センサ１４を導電パターン１１０に沿って移動させることができる。そして、これにより、導電パターン１１０の配設態様に関わらず、簡易に断線を特定できる。

次に、第四実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は、第四実施形態のパターン検査装置１０の概略構成を示す図である。このパターン検査装置１０は、第一〜三実施形態のパターン検査装置１０と異なり、短絡位置を特定するための装置である。

このパターン検査装置１０は、互いに短絡している二つの導電パターン１１０に交流電圧を印加する印加機構１２と、基板に間隙を介して対向しつつ移動する検知用コイル６０と、を備えている。印加機構１２は、例えば、導電パターン１１０の一端（本実施形態では導電パッド１１２）に接触する二つの接触子２０ａ，２０ｂと、接触子２０ａ，２０ｂを介して導電パターン１１０に交流電圧を供給する交流電源２２などから構成される。二つの接触子２０ａ，２０ｂを介して交流電圧が印加されることにより、互いに短絡した二つの導電パターン１１０および短絡部分（ショートブリッジ）で構成される閉回路（図１１において太線で示す回路）が形成され、当該閉回路内に電流が流れることになる。そして、電流が流れることにより、二つの導電パターン１１０の周囲には電流の向きおよび大きさに応じた磁界が形成されることになる。

検知用コイル６０は、導電パターン１１０の周囲に形成された磁界を、電圧値として検知するコイル６０である。すなわち、検知用コイル６０を導電パターン１１０の周囲に形成された磁界内に位置させると、検知用コイル６０には、当該磁界に対応した電流が流れる。そして、検知用コイル６０には、この電流に対応した大きさの電圧が誘起されることになる。

検知用コイル６０の一端は差動増幅器６２のプラス入力に、検知用コイル６０の他端は差動増幅器６２のマイナス入力にそれぞれ接続されている。この差動増幅器６２からの出力信号を、同期検波器６４は印加信号で同期検波する。この同期検波器６４からの出力信号が、トラッキング信号Ｓａとして制御部１８に入力される。

また、差動増幅器６２からの出力信号は、順方向に配置されたダイオード６６で整流される。この整流後の信号は、短絡の有無を判断する際に利用される短絡検知信号Ｓｂとして制御部１８に入力される。制御部１８は、トラッキング信号Ｓａに基づいて、検知用コイル６０のＹ方向位置を制御し、短絡検知信号Ｓｂに基づいて、検知用コイル６０が短絡箇所を越えたか否かを判断する。

図１２は、この検知用コイル６０の位置と得られる信号との関係を示す図であり、図の右側はトラッキング信号Ｓａを、中央は短絡検知信号Ｓｂをそれぞれ示している。

はじめにトラッキング信号Ｓａについて説明する。図１１に示すように互いに短絡している二つの導電パターン１１０の周囲に生じる磁界の向きは、互いに逆方向となる。そのため、二つの導電パターン１１０の中間においては磁界の打ち消しが生じる。したがって、検知用コイル６０が、二つの導電パターン１１０の中間に位置している場合、検知用コイル６０に誘起される電圧はほぼ０となる。一方、検知用コイル６０が、いずれか一方の導電パターン１１０側にずれている場合、当該検知用コイル６０の周囲で磁界の打ち消しは生じず、検知用コイル６０には一定レベルの交流電圧が誘起される。その結果、トラッキング信号Ｓａは、検知用コイル６０が一方の導電パターン１１０側（図１１における上側の導電パターン１１０側）にずれている場合にはプラスの信号となり、検知用コイル６０が他方の導電パターン１１０側（図１１における下側の導電パターン１１０側）にずれている場合にはマイナスの信号となる。制御部１８は、この原理に基づき、トラッキング信号Ｓａの値がほぼ０になるべく、検知用コイル６０のＹ方向の位置を制御する。

次に、短絡検知信号Ｓｂについて説明する。既述したとおり、検知用コイル６０が、二つの導電パターン１１０の中間に位置している場合には、検知用コイル６０に誘起される電圧はほぼ０となる。一方、検知用コイル６０が、いずれか一方の導電パターン１１０側にずれている場合、検知用コイル６０には一定レベルの交流電圧が誘起される。この交流電圧は、順方向に配置されたダイオードを通過する過程でプラスの信号に変換される。そのため、結果として、短絡検知信号Ｓｂは、検知用コイル６０がずれている場合には当該ズレ量に応じた大きさのプラスの信号となる。なお、当然ながら、検知用コイル６０が短絡箇所を越えると、当該検知用コイル６０には殆ど電圧が誘起されないため、短絡検知信号Ｓｂもほぼ０となる。制御部１８は、この原理に基づいて、検知用コイル６０をＹ方向に動かし、その際に得られる短絡検知信号に変動がある場合には短絡箇所を超えておらず、短絡検知信号が殆ど変動しない場合は、短絡箇所を超えたと判断する。

図１３は、本実施形態における短絡位置特定の流れを示すフローチャートである。短絡位置を特定する場合には、まず、互いに短絡した二つの導電パターン１１０の間であって端部付近（導電パッド１１２近傍）に、検知用コイル６０を位置させる（Ｓ１０）。その状態で、検知用コイル６０を、Ｘ方向マイナス側（導電パッド１１２から離れる側）に規定距離ｄだけ移動させる（Ｓ１２）。

検知用コイル６０をＸ方向マイナス側に移動させれば、続いて、検知用コイル６０を二つの導電パターン１１０の間に位置させるトラッキング処理を実行する（Ｓ１４〜Ｓ１８）。具体的には、トラッキング信号Ｓａの値を確認する（Ｓ１４）。確認の結果、トラッキング信号Ｓａがほぼ０であれば、検知用コイル６０が適切な位置にあると判断する。一方、トラッキング信号Ｓａがプラスの値であれば、Ｙ方向マイナス側に、マイナスの値であればＹ方向プラス側に、それぞれ、検知用コイル６０を微小距離移動させる（Ｓ１６、Ｓ１８）。そして、再度、トラッキング信号Ｓａの値を確認する作業を、トラッキング信号Ｓａがほぼ０となるまで繰り返す。

トラッキング信号Ｓａがほぼ０となり、検知用コイル６０が二つの導電パターン１１０の間に位置していると判断できれば、続いて、検知用コイル６０が短絡箇所に到達したか否かを判断する判断処理を実行する。具体的には、検知用コイル６０をＹ方向プラス側に移動する（Ｓ２０）。この移動量は、導電パターン１１０の配設ピッチの１／２とし、ステップＳ２２において検知用コイル６０が一方の導電パターン１１０の真上に位置するようにすることが望ましい。そして、その状態で、短絡検知信号Ｓｂの値を確認する（Ｓ２２）。確認の結果、短絡検知信号Ｓｂが、ほぼ０でない場合には、検知用コイル６０は短絡箇所に到達していないと判断する。この場合は、検知用コイル６０をＹ方向マイナス側に移動して（Ｓ２４）、元の位置に戻した後、ステップＳ１２に戻る。一方、短絡検知信号Ｓｂがほぼ０の場合には、検知用コイル６０が短絡箇所に到達したと判断し、この時点の検知用コイル６０の位置を短絡箇所として特定する（Ｓ２６）。

以上の説明から明らかなとおり、短絡位置特定においても、検知用コイル６０の位置を二つの導電パターン１１０の間に位置させるトラッキング動作を行っているため、途中で屈曲する導電パターン１１０が対象であっても、検知用コイル６０を導電パターン１１０に沿って移動させることができる。そして、これにより、導電パターン１１０の配設態様に関わらず、簡易に短絡位置を特定できる。

１０ パターン検査装置、１２ 印加機構、１４ センサ、１６ センサ駆動機構、１８ 制御部、２０ 接触子、２２ 交流電源、３０ａ，３０ｂ トラッキング電極、３２ 断線検知電極、３４，３８，４０，６２ 差動増幅器、３６，４４，６４ 同期検波器、４２，５８ 加算器、４６，５２，５４，６６ ダイオード、４８，５０ 増幅器、５６ 差分器、６０ 検知用コイル、１１０ 導電パターン、１１２ 導電パッド。

Claims (6)

1. 基板上において第一方向に間隔をあけて配設された複数の導電パターンのうち、断線が生じた導電パターンである断線パターンにおける断線位置を検出するパターン検査装置であって、
   前記断線パターンの一端から交流電圧を印加する印加手段と、
   前記基板に間隙を介して対向しつつ移動するセンサであって、少なくとも、２以上の電極を備えたセンサと、
   前記電極で検知された信号に基づいて、前記センサの移動方向と断線箇所の判断を行なう制御部と、
   を備え、
   前記２以上の電極は、少なくとも、前記第一方向に配設された二つのトラッキング電極を備えており、
   前記制御部は、前記二つのトラッキング電極で検知された信号の比較結果に基づいて前記断線パターンに対する前記センサの前記第一方向の位置の適否を判断し、当該判断結果に基づいて前記センサの移動方向を決定する、
   ことを特徴とするパターン検査装置。
2. 請求項１に記載のパターン検査装置であって、
   前記制御部は、
   前記センサを、前記一端から離れるべく、前記第一方向と直交する第二方向に規定距離、移動させる移動処理と、
   前記移動処理の後、前記二つのトラッキング電極で検知された信号の比較結果に基づいて、前記二つのトラッキング電極の中間に断線パターンが位置するべく、前記センサの第一方向の位置を調整するトラッキング処理と、
   前記トラッキング処理の後、前記センサが断線箇所に到達したか否かを判断する判断処理と、
   を前記判断処理において前記センサが断線箇所に到達したと判断されるまで繰り返す、ことを特徴とするパターン検査装置。
3. 請求項１または２に記載のパターン検査装置であって、さらに、
   前記二つのトラッキング電極で検知された信号の差分値を出力する差分器と、
   前記差分器からの出力信号を、印加信号で同期検波する同期検波器と、
   を備え、
   前記制御部は、前記同期検波器からの出力信号に基づいて前記断線パターンに対する前記センサの前記第一方向の位置の適否を判断する、
   ことを特徴とするパターン検査装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のパターン検査装置であって、
   前記２以上の電極は、さらに、前記二つのトラッキング電極の間に設けられた一つの断線検知電極を含み、
   前記制御部は、前記断線検知電極で検知された信号に基づいて、前記センサが断線箇所に到達したか否かを判断する、
   ことを特徴とするパターン検査装置。
5. 請求項１から３のいずれか１項に記載のパターン検査装置であって、さらに、
   前記二つのトラッキング電極で検知された信号の差分を出力する差分器と、
   前記差分器からの出力信号を整流する整流素子と、
   を備え、
   前記制御部は、前記センサを第一方向に移動させた際の前記整流素子からの出力信号の変化に基づいて、前記センサが断線箇所に到達したか否かを判断する、
   ことを特徴とするパターン検査装置。
6. 基板上において第一方向に間隔をあけて配設された複数の導電パターンのうち、短絡した導電パターンである短絡パターンにおいて短絡位置を検出するパターン検査装置であって、
   隣接する二つの短絡パターンそれぞれの一端から交流電圧を印加し、前記二つの短絡パターンおよび短絡部で構成される閉回路に電流を流す印加手段と、
   前記基板に間隙を介して対向しつつ移動し、周囲に形成される磁界を電圧信号として検知する検知用コイルと、
   前記検知用コイルで検知された電圧信号に基づいて、前記検知用コイルの移動方向と短絡箇所の判断を行なう制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記電圧信号のレベルに基づいて、前記短絡パターンに対する前記検知用コイルの前記第一方向の位置の適否を判断し、当該判断結果に基づいて前記検知用コイルの移動方向を決定する、
   ことを特徴とするパターン検査装置。

Images