JP6280760B2

JP6280760B2 - 検査装置および検査方法

Info

Publication number: JP6280760B2
Application number: JP2014020920A
Authority: JP
Inventors: 祐司赤木; 宣雄浅井; 敏之岡山
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2034-02-06
Also published as: JP2015148494A

Description

本発明は、基板上に形成されたパターンを検査する技術に関する。

従来より、プリント基板のパターンを検査することが行われている。例えば、特許文献１では、濃淡画像における一つの被検査パターンについて複数の測定位置で特定方向のパターン寸法が測定される。また、比較基準となる良品パターンの濃淡画像における当該測定位置と対応する基準位置での特定方向のパターン寸法に係る基準データが準備される。そして、測定結果から得られた測定データと、基準データとを比較することにより、被検査パターンにおける欠陥の有無が判定される。

また、プリント基板上の配線パターン（実パターン）における各線状パターン要素の線幅を、ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）データにおける当該線状パターン要素の設計線幅を基準として検査することも行われる。例えば、実パターンにおける２つの線状パターン要素の設計線幅がそれぞれ６０μｍおよび１２０μｍであり、当該２つの線状パターン要素に２０μｍの欠けが存在する場合を想定する。この場合に、実際の線幅が設計線幅よりも３０％以上細いまたは太い線状パターン要素は欠陥を含むと判定する処理では、実パターンにおける設計線幅６０μｍの線状パターン要素は欠陥を含むと判定され、設計線幅１２０μｍの線状パターン要素は欠陥を含まないと判定される。

特開２００４−６１１１８号公報

ところで、サブトラクト法のようにエッチングにてプリント基板上にパターンを形成する場合に、エッチングが進むことにより、線状パターン要素の上部が下部よりも細くなることがある。このような線状パターン要素では、下部の幅がほぼ設計線幅となっていれば、その機能に問題はない。しかしながら、プリント基板を撮像した画像中の線状パターン要素の線幅が、当該線状パターン要素の設計線幅と大きく異なるため、設計線幅を利用した検査において虚報が多発してしまう。一方、上記の線状パターン要素において、例えば、一部においてのみ上部が細くなっていない部分が存在する場合、このような部分については、外観的な観点から欠陥として検出することが好ましい。しかしながら、設計線幅を利用した検査では、このような欠陥のみを検出することが困難である。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、検査における虚報を低減するとともに、欠陥を精度よく検出することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、基板上に形成されたパターンを検査する検査装置であって、設計データが示す設計パターンにおいて、一定の線幅を有する各線状パターン要素の前記線幅である基準線幅、および、前記各線状パターン要素の位置を示す基準線幅情報を記憶する記憶部と、前記設計データに基づいて実パターンが形成された基板を撮像することにより、前記実パターンを示す撮像画像を取得する撮像部と、前記撮像画像に基づいて、前記実パターンにおける前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅を測定する線幅測定部と、一の基板に対して前記撮像部により取得される撮像画像に基づいて、前記線幅測定部により前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅が測定され、前記基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の前記基準線幅を、前記複数の位置の線幅の代表値に基づいて修正することにより、修正基準線幅情報を生成する基準線幅修正部と、他の一の基板に対して前記撮像部により取得される撮像画像に基づいて、前記線幅測定部により前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅が測定され、前記複数の位置の線幅のそれぞれを、前記修正基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の基準線幅と比較することにより、前記他の一の基板の前記実パターンにおける欠陥を検出する欠陥検出部とを備え、前記基準線幅情報が、前記設計パターンが配置される領域を２次元に分割することにより得られる行列であり、前記各線状パターン要素の領域に含まれる複数の行列要素に対して、同一の識別符号が付与されたパターン要素マップと、前記各線状パターン要素の前記識別符号と、前記各線状パターン要素の前記基準線幅とを関連付けた線幅テーブルとを含む。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の検査装置であって、前記基準線幅情報の前記パターン要素マップにおいて、前記設計データが同じ線幅を示す複数の線状パターン要素に対して同一の識別符号が付与されており、前記基準線幅修正部が、前記複数の線状パターン要素のうち、前記代表値が前記基準線幅から所定値以上離れる線状パターン要素に対して前記識別符号とは異なる新たな識別符号を前記パターン要素マップにおいて付与するとともに、前記線幅テーブルにおいて前記新たな識別符号に対して前記代表値に基づく新たな基準線幅を関連付ける。

請求項３に記載の発明は、基板上に形成されたパターンを検査する検査装置であって、設計データが示す設計パターンにおいて、一定の線幅を有する各線状パターン要素の前記線幅である基準線幅、および、前記各線状パターン要素の位置を示す基準線幅情報を記憶する記憶部と、前記設計データに基づいて実パターンが形成された基板を撮像することにより、前記実パターンを示す撮像画像を取得する撮像部と、前記撮像画像に基づいて、前記実パターンにおける前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅を測定する線幅測定部と、一の基板に対して前記撮像部により取得される撮像画像に基づいて、前記線幅測定部により前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅が測定され、前記基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の前記基準線幅を、前記複数の位置の線幅の代表値に基づいて修正することにより、修正基準線幅情報を生成する基準線幅修正部と、他の一の基板に対して前記撮像部により取得される撮像画像に基づいて、前記線幅測定部により前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅が測定され、前記複数の位置の線幅のそれぞれを、前記修正基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の基準線幅と比較することにより、前記他の一の基板の前記実パターンにおける欠陥を検出する欠陥検出部とを備え、前記一の基板および前記他の一の基板のそれぞれが多層基板であり、前記撮像部が前記多層基板の外層基板上に形成された前記実パターンの撮像画像を取得する。

請求項４に記載の発明は、基板上に形成されたパターンを検査する検査方法であって、ａ）設計データが示す設計パターンにおいて、一定の線幅を有する各線状パターン要素の前記線幅である基準線幅、および、前記各線状パターン要素の位置を示す基準線幅情報を準備する工程と、ｂ）前記設計データに基づいて実パターンが形成された一の基板に対して取得される前記実パターンを示す撮像画像に基づいて、前記実パターンにおける前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅を測定する工程と、ｃ）前記基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の前記基準線幅を、前記複数の位置の線幅の代表値に基づいて修正することにより、修正基準線幅情報を生成する工程と、ｄ）前記設計データに基づいて実パターンが形成された他の一の基板に対して取得される撮像画像に基づいて、前記実パターンにおける前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅を測定する工程と、ｅ）前記複数の位置の線幅のそれぞれを、前記修正基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の基準線幅と比較することにより、前記他の一の基板の前記実パターンにおける欠陥を検出する工程とを備え、前記基準線幅情報が、前記設計パターンが配置される領域を２次元に分割することにより得られる行列であり、前記各線状パターン要素の領域に含まれる複数の行列要素に対して、同一の識別符号が付与されたパターン要素マップと、前記各線状パターン要素の前記識別符号と、前記各線状パターン要素の前記基準線幅とを関連付けた線幅テーブルとを含む。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の検査方法であって、前記基準線幅情報の前記パターン要素マップにおいて、前記設計データが同じ線幅を示す複数の線状パターン要素に対して同一の識別符号が付与されており、前記ｃ）工程において、前記複数の線状パターン要素のうち、前記代表値が前記基準線幅から所定値以上離れる線状パターン要素に対して前記識別符号とは異なる新たな識別符号が前記パターン要素マップにおいて付与されるとともに、前記線幅テーブルにおいて前記新たな識別符号に対して前記代表値に基づく新たな基準線幅が関連付けられる。

請求項６に記載の発明は、基板上に形成されたパターンを検査する検査方法であって、ａ）設計データが示す設計パターンにおいて、一定の線幅を有する各線状パターン要素の前記線幅である基準線幅、および、前記各線状パターン要素の位置を示す基準線幅情報を準備する工程と、ｂ）前記設計データに基づいて実パターンが形成された一の基板に対して取得される前記実パターンを示す撮像画像に基づいて、前記実パターンにおける前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅を測定する工程と、ｃ）前記基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の前記基準線幅を、前記複数の位置の線幅の代表値に基づいて修正することにより、修正基準線幅情報を生成する工程と、ｄ）前記設計データに基づいて実パターンが形成された他の一の基板に対して取得される撮像画像に基づいて、前記実パターンにおける前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅を測定する工程と、ｅ）前記複数の位置の線幅のそれぞれを、前記修正基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の基準線幅と比較することにより、前記他の一の基板の前記実パターンにおける欠陥を検出する工程とを備え、前記一の基板および前記他の一の基板のそれぞれが多層基板であり、前記ｂ）およびｄ）工程のそれぞれにおいて、前記撮像画像が前記多層基板の外層基板上に形成された前記実パターンを示す。

本発明によれば、検査における虚報を低減するとともに、修正済みの基準線幅に基づいて実パターンにおける欠陥を精度よく検出することができる。

検査装置の構成を示す図である。コンピュータの構成を示す図である。検査装置における機能構成を示すブロック図である。プリント基板を検査する処理の流れを示す図である。基準線幅情報の生成を説明するための図である。パターン要素マップを示す図である。線幅テーブルを示す図である。プリント基板上の実パターンを示す二値画像である。プリント基板の断面を示す図である。撮像画像を示す図である。撮像画像およびパターン要素マップを示す図である。修正パターン要素マップを示す図である。修正線幅テーブルを示す図である。撮像画像を示す図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る検査装置１の構成を示す図である。検査装置１は、例えば、電子部品が実装される前のプリント基板９（プリント配線基板とも呼ばれる。）の外観を検査する装置である。本実施の形態における検査対象のプリント基板９は、電子回路パターンが形成された複数の基板を重ね合わせた多層基板である。

検査装置１は、プリント基板９を撮像する装置本体２、および、検査装置１の全体動作を制御するとともに、後述の演算部等を実現するコンピュータ５を備える。装置本体２は、プリント基板９を撮像して多階調の撮像画像（のデータ）を取得する撮像デバイス２１、プリント基板９を保持するステージ２２、および、撮像デバイス２１に対してステージ２２を相対的に移動するステージ駆動部２３を有する。撮像デバイス２１は、照明光を出射する照明部２１１、プリント基板９に照明光を導くとともにプリント基板９からの光が入射する光学系２１２、および、光学系２１２により結像されたプリント基板９の像を電気信号に変換する撮像部２１３を有する。ステージ駆動部２３はボールねじ、ガイドレール、モータ等により構成される。コンピュータ５がステージ駆動部２３および撮像デバイス２１を制御することにより、プリント基板９上の所定の領域が撮像される。

図２は、コンピュータ５の構成を示す図である。コンピュータ５は各種演算処理を行うＣＰＵ５１、基本プログラムを記憶するＲＯＭ５２および各種情報を記憶するＲＡＭ５３を含む一般的なコンピュータシステムの構成となっている。コンピュータ５は、情報記憶を行う固定ディスク５４、画像等の各種情報の表示を行うディスプレイ５５、操作者からの入力を受け付けるキーボード５６ａおよびマウス５６ｂ、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体８から情報の読み取りを行う読取装置５７、並びに、検査装置１の他の構成との間で信号を送受信する通信部５８をさらに含む。

コンピュータ５では、事前に読取装置５７を介して記録媒体８からプログラム８０が読み出されて固定ディスク５４に記憶されている。ＣＰＵ５１は、プログラム８０に従ってＲＡＭ５３や固定ディスク５４を利用しつつ演算処理を実行する。

図３は、検査装置１における機能構成を示すブロック図であり、図３では、コンピュータ５のＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、固定ディスク５４等により実現される機能構成を、符号５を付す破線の矩形にて囲んでいる。コンピュータ５は、演算部４１および記憶部４９を有する。演算部４１は、線幅情報生成部４１０、線幅測定部４１１、基準線幅修正部４１２および欠陥検出部４１３を有する。記憶部４９は、ＣＡＭデータ（またはＣＡＤデータ）等の設計データに基づいて生成される基準線幅情報４８を記憶する。基準線幅情報４８はパターン要素マップ４８１および線幅テーブル４８２を含む。これらの構成が実現する機能の詳細については後述する。なお、これらの機能は専用の電気回路により構築されてもよく、部分的に専用の電気回路が利用されてもよい。

図４は、検査装置１がプリント基板９を検査する処理の流れを示す図である。ここでは、１つのロット（以下、「対象ロット」という。）として製造される複数のプリント基板９が検査対象であるものとする。対象ロットに含まれる複数のプリント基板９は同一の製品（半製品）であり、同じ条件にて製造される。検査装置１では、まず、プリント基板９の外層基板上のパターン（以下、実際のプリント基板９上のパターンを「実パターン」という。）を形成する際に利用された設計データから基準線幅情報４８が生成されて準備される（ステップＳ１１）。

図５は基準線幅情報４８の生成を説明するための図である。設計データは、図５中の左側の設計パターン７を示すものであり、対象ロットに含まれる複数のプリント基板９上の実パターンは、例えば設計パターン７を示すフォトマスクを用いたフォトリソグラフィ等を利用して形成される。すなわち、プリント基板９では、設計データに基づいて実パターンが形成されている。演算部４１の線幅情報生成部４１０では、設計データが示す設計パターン７において、一定の線幅（以下、設計データが示す線幅を「基準線幅」という。）を有する線状パターン要素７１１が抽出され、それぞれが同一の基準線幅を有する線状パターン要素７１１の集合のみを示す複数のパターン画像が生成される。

例えば、設計パターン７が、基準線幅５０μｍの線状パターン要素７１１、基準線幅７５μｍの線状パターン要素７１１、および、基準線幅１００μｍの線状パターン要素７１１を含む場合には、図５の右側の上段に示すように、基準線幅５０μｍの線状パターン要素７１１の集合のみを示すパターン画像７１が取得される。また、図５の右側の中段に示すように、基準線幅７５μｍの線状パターン要素７１１の集合のみを示すパターン画像７２が取得され、図５の右側の下段に示すように、基準線幅１００μｍの線状パターン要素７１１の集合のみを示すパターン画像７３が取得される。各パターン画像７１〜７３は、設計パターン７が配置される領域を２次元に分割することにより得られる行列であり、複数の行列要素７０（画素）の２次元配列である。パターン画像７１〜７３における行方向および列方向の解像度、すなわち、１つの行列要素７０に対応するプリント基板９上の領域の大きさは予め定められている。

続いて、各パターン画像７１〜７３において線状パターン要素７１１の集合に含まれる全ての行列要素７０に対して、同一の識別符号を付与し、これらのパターン画像７１〜７３を合成することにより、図６に示すパターン要素マップ４８１が取得される。図６のパターン要素マップ４８１では、基準線幅５０μｍの線状パターン要素７１１の集合に対応する行列要素７０、すなわち、パターン画像７１において線状パターン要素７１１を示す行列要素７０に識別符号「１」を付している。また、基準線幅７５μｍの線状パターン要素７１１の集合に対応する行列要素７０に識別符号「２」を付し、基準線幅１００μｍの線状パターン要素７１１の集合に対応する行列要素７０に識別符号「３」を付している。さらに、いずれの線状パターン要素７１１にも含まれない行列要素７０に、背景を示す識別符号「０」を付している。図６では、各線状パターン要素７１１に含まれる行列要素７０を太線にて囲むとともに、当該行列要素７０に平行斜線を付している。実際の設計パターンでは、ドリル孔等の領域も含んでおり、パターン要素マップ４８１では、ドリル孔等の領域に含まれる行列要素７０には、予め定められた識別符号が付与される。

線幅情報生成部４１０では、さらに、線状パターン要素７１１の各識別符号と、当該線状パターン要素７１１の基準線幅とを関連付けた線幅テーブル４８２が図７に示すように生成される。図７の線幅テーブル４８２では、識別符号「１」、識別符号「２」および識別符号「３」は、それぞれ基準線幅５０μｍ、基準線幅７５μｍ、および、基準線幅１００μｍに関連付けられる。

線幅テーブル４８２は、各識別符号が示す線状パターン要素７１１の集合に対して行う検査項目、線幅の下限率、および、線幅の上限率も示している。検査項目、線幅の下限率、および、線幅の上限率の内容については後述する。なお、線幅テーブル４８２では、ドリル孔等の領域を示す識別符号に対して、当該領域のパラメータの値（例えば、ドリル孔の直径）が関連付けられてよい。以上の処理にて生成されるパターン要素マップ４８１および線幅テーブル４８２は、設計パターン７において各線状パターン要素７１１の基準線幅、および、当該線状パターン要素７１１の位置を示す基準線幅情報４８として記憶部４９に記憶される。

基準線幅情報４８が準備されると、対象ロットに含まれる複数のプリント基板９のうち最初のプリント基板９がステージ２２（図１参照）上に載置され、ステージ駆動部２３により、プリント基板９上の所定の領域が撮像部２１３による撮像領域に配置される。そして、撮像部２１３により実パターンを示す撮像画像が取得され、演算部４１に出力される（ステップＳ１２）。既述のように、プリント基板９は多層基板であり、撮像部２１３により、多層基板の外層基板上に形成された実パターンの撮像画像が取得される。撮像画像では、複数の画素が行方向および列方向に配列される。

ここで、撮像部２１３により取得される実パターンの撮像画像について述べる。図８は、プリント基板９上の実パターンの一部を示す二値画像であり、撮像部２１３により取得された実パターンの多階調の撮像画像を所定の閾値にて二値化した画像を示す。図９は、図８中の矢印Ａ−Ａの位置におけるプリント基板９の断面を示す図である。プリント基板９の表面には、例えばサブトラクト法により多数の線状パターン要素９１が銅等の金属にて形成されている。以下の説明では、実パターンを示す画像中の線状パターン要素についても、プリント基板９上の線状パターン要素と同じ符号９１を付す。

多層基板であるプリント基板９におけるパターンの形成では、エッチング工程の前のめっき工程において、ドリル孔の側面等も当該金属にて覆うために、比較的厚い金属膜（例えば、厚さ数十μｍの膜）が形成される。図８中の複数の線状パターン要素９１，９１ａの設計データにおける基準線幅は同じであるが、プリント基板９上の一部の領域にて他の領域よりもエッチングが進むことにより、図９に示すように、一部の線状パターン要素９１ａにおいて上部が下部よりも細くなる。例えば、当該線状パターン要素９１ａの下部の幅Ｗ１は１００μｍであり、上部の幅Ｗ２は６０μｍである。実際には、線状パターン要素の密度が低い領域や、プリント基板９の外縁近傍の領域では、他の領域に比べて線状パターン要素の上部が細くなりやすい。撮像部２１３では、線状パターン要素９１，９１ａの表面に焦点を合わせて画像が取得される。したがって、下部の幅がほぼ基準線幅となっており、その機能に問題がない線状パターン要素９１ａの撮像画像における線幅が基準線幅と大きく相違する。

以下の説明では、理解を容易にするため、図１０に示す撮像画像６１を参照する。図１０の撮像画像６１は、図５の左側の設計パターン７に対応する実パターンが形成されたプリント基板９を撮像することにより取得される。撮像画像６１における行方向および列方向の解像度は、図６のパターン要素マップ４８１の行方向および列方向の解像度と同じであり、撮像画像６１の画素の個数はパターン要素マップ４８１の行列要素７０の個数と一致する。図１０の撮像画像６１は簡略化したものであり、実際の撮像画像は多数の画素を含む。

線幅測定部４１１では、図１１に示すように、撮像画像６１において一の画素６０ａが注目画素として特定される。続いて、パターン要素マップ４８１において注目画素６０ａと同じ位置の行列要素７０ａの識別符号が特定される。行列要素７０ａと同じ識別符号が付与された行列要素７０を対象行列要素として、行列要素７０ａを含む対象行列要素の配列から所定の手法により行列要素７０ａを含む線状パターン要素７１１の線幅方向が特定され、注目画素６０ａにおける線幅方向として決定される。図１１では、線幅方向を符号Ａ１を付す矢印にて示している。線幅方向が決定されると、撮像画像６１において線状パターン要素９１を示す画素６０をパターン画素として、注目画素６０ａを含んで線幅方向に連続するパターン画素の個数が求められる。本実施の形態では、パターン画素は、所定のパターン閾値以上の値を有する画素である。線幅方向に連続するパターン画素の個数は、注目画素６０ａの位置における線状パターン要素９１の線幅として、注目画素６０ａの位置（座標）、および、注目画素６０ａに対応する行列要素７０ａの識別符号と共に記憶される。なお、注目画素６０ａがパターン画素ではない場合には、当該注目画素６０ａにおける線状パターン要素９１の線幅は利用不可となる。

線幅測定部４１１では、撮像画像６１の全ての画素のそれぞれを注目画素として上記処理を繰り返すことにより、撮像画像６１の全ての画素の位置における線状パターン要素９１の線幅（利用不可の線幅を含む。）が求められる。以上の処理により、撮像画像６１に基づいて、実パターンにおける各線状パターン要素９１の複数の位置の線幅が測定される（ステップＳ１３）。なお、線幅測定部４１１では、多階調の撮像画像６１をパターン閾値にて二値化した画像において線幅が求められてよい。また、パターン要素マップ４８１において、基準線幅が同じであり、かつ、長手方向が同じである線状パターン要素７１１の集合に同一の識別符号が付与される場合には、線幅テーブル４８２において各識別符号の線状パターン要素７１１の線幅方向が含められ、線幅テーブル４８２を参照することにより線幅方向が特定されてよい。

基準線幅修正部４１２では、パターン要素マップ４８１にて用いられる複数の識別符号のうち一の識別符号が注目識別符号として特定される。続いて、パターン要素マップ４８１において、注目識別符号が付与された複数の行列要素７０のうち、互いに隣接するとともに同一方向に伸びる行列要素７０の集合が、同一の線状パターン要素７１１に含まれる行列要素７０として決定される。そして、各線状パターン要素７１１に含まれる複数の行列要素７０の位置に対して求められた複数の線幅（ただし、利用不可の線幅を除く。）の平均値が、線幅の代表値として求められる。上記処理により、注目識別符号の各線状パターン要素７１１に含まれるパターン要素マップ４８１の複数の行列要素７０が特定されるとともに、当該線状パターン要素７１１に対して実パターンにおける線幅の代表値が取得される。なお、線幅の代表値は、中央値等の他の統計値であってよく、各線状パターン要素７１１に対して求められた複数の線幅の分布における中央近傍を示す値であればよい。

続いて、注目識別符号を用いて線幅テーブル４８２を参照することにより、注目識別符号の基準線幅が確認される。また、注目識別符号の線状パターン要素７１１のうち、線幅の代表値が注目識別符号の基準線幅から所定値以上離れる各線状パターン要素７１１が、特定線状パターン要素７１１として特定される。そして、パターン要素マップ４８１において特定線状パターン要素７１１に含まれる複数の行列要素７０に対して注目識別符号とは異なる新たな識別符号が付与される。また、線幅テーブル４８２において当該新たな識別符号に対して、特定線状パターン要素７１１の線幅の代表値が基準線幅として関連付けられる。なお、注目識別符号の基準線幅に対して、特定線状パターン要素７１１の線幅の代表値が予め設定された値以上離れる場合には、ディスプレイ５５にその旨が表示されて操作者に報告されることが好ましい。特定線状パターン要素７１１の特定に利用される上記所定値は、基準線幅に対する割合（例えば、３０％等）にて規定されてよい。

基準線幅修正部４１２では、パターン要素マップ４８１における全ての識別符号のそれぞれを注目識別符号として上記処理が繰り返される。このようにして、パターン要素マップ４８１および線幅テーブル４８２が修正（更新）される。すなわち、基準線幅情報４８が示す各線状パターン要素７１１の基準線幅が、当該線状パターン要素７１１の実パターンにおける線幅の代表値に基づいて修正される。その結果、新たな基準線幅情報（以下、「修正基準線幅情報」という。）が生成される（ステップＳ１４）。以下の説明では、修正基準線幅情報に含まれるパターン要素マップおよび線幅テーブルをそれぞれ「修正パターン要素マップ」および「修正線幅テーブル」と呼ぶ。なお、新たな識別符号に対して関連付けられる新たな基準線幅は必ずしも代表値自体である必要はなく、例えば、一定間隔の値のうち代表値に最も近い値等、代表値に基づく値であればよい。

図１２は、修正基準線幅情報に含まれる修正パターン要素マップ４８１ａを示す図であり、図１３は、修正基準線幅情報に含まれる修正線幅テーブル４８２ａの一部を示す図である。図１２の修正パターン要素マップ４８１ａおよび図１３の修正線幅テーブル４８２ａは、図１０の撮像画像６１に基づいて修正されたものである。撮像画像６１が示す実パターンでは、一部の線状パターン要素９１ａ，９１ｂの線幅が基準線幅よりも細くなっている（図１０では、基準線幅の線状パターン要素９１ａ，９１ｂを二点鎖線にて示している。）。修正パターン要素マップ４８１ａでは、実パターンの線状パターン要素９１ａに対応する行列要素７０に新たな識別符号「４」が付与され、線状パターン要素９１ｂに対応する行列要素７０に新たな識別符号「５」が付与される。また、修正線幅テーブル４８２ａでは、識別符号「４」に対して新たな基準線幅３０μｍが関連付けられ、識別符号「５」に対して新たな基準線幅５０μｍが関連付けられる。

また、図１０の撮像画像６１が示す実パターンは、突起や欠け等の欠陥Ｋを含んでおり、図１２の修正パターン要素マップ４８１ａでは、欠陥Ｋに対応する行列要素７０を太い破線にて囲んでいる。既述のように、修正基準線幅情報では、線状パターン要素７１１の実パターンにおける線幅の代表値が求められるため、当該欠陥Ｋの存在のみによっては、当該欠陥Ｋを含む線状パターン要素７１１の識別符号が変更されることはない。言い換えると、欠陥Ｋに対応する行列要素７０の識別符号は、周囲の識別符号に合わせられている。

修正基準線幅情報が生成されると、検査対象のプリント基板９の撮像画像が取得される（ステップＳ１５）。ここでは、最初のプリント基板９も検査対象であるため、ステップＳ１５の処理は省略され、ステップＳ１２の処理にて取得された撮像画像が利用される。続いて、線幅測定部４１１では、上記ステップＳ１３と同様に、撮像画像６１において一の画素６０ａが注目画素として特定され（図１１参照）、注目画素６０ａの位置における線状パターン要素９１の線幅が求められる。注目画素６０ａの位置における線幅は、欠陥検出部４１３に出力される。

欠陥検出部４１３では、修正パターン要素マップ４８１ａにおいて注目画素６０ａと同じ位置の行列要素７０ａの識別符号が対象識別符号として特定され、対象識別符号を用いて修正線幅テーブル４８２ａを参照することにより、検査項目が確認される（図７参照）。検査項目が「線幅細り」である場合には、対象識別符号の基準線幅に対して下限率を掛けて得た値を基準線幅から引くことにより線幅の下限値が求められる。そして、注目画素６０ａの位置における線状パターン要素９１の線幅が当該下限値よりも小さい場合には、実パターンの線状パターン要素９１の線幅が注目画素６０ａの位置にて過度に細っていると判定され、「線幅細り」の欠陥のリストに注目画素６０ａの位置が含められる。また、検査項目が「線幅太り」である場合には、対象識別符号の基準線幅に対して上限率を掛けて得た値を基準線幅に足すことにより線幅の上限値が求められる。そして、注目画素６０ａの位置における線状パターン要素９１の線幅が当該上限値よりも大きい場合には、実パターンの線状パターン要素９１の線幅が注目画素６０ａの位置にて過度に太っていると判定され、「線幅太り」の欠陥のリストに注目画素６０ａの位置が含められる。なお、注目画素６０ａにおける線幅が利用不可である場合や、修正線幅テーブル４８２ａにおいて対象識別符号に対していずれの検査項目も付与されていない場合には、上記処理は省略される。

実際には、撮像画像６１の全ての画素のそれぞれを注目画素として、線幅測定部４１１および欠陥検出部４１３により上記処理が繰り返される。以上のようにして、撮像画像６１に基づいて、実パターンにおける各線状パターン要素の複数の位置の線幅が測定され（ステップＳ１６）、複数の位置の線幅のそれぞれを、修正基準線幅情報が示す当該線状パターン要素の基準線幅と比較することにより、プリント基板９の実パターンにおける欠陥が検出される（ステップＳ１７）。

最初のプリント基板９に対する検査が完了すると、対象ロットに含まれる２番目のプリント基板９が撮像され、図１４に示す撮像画像６２が取得される（ステップＳ１８，Ｓ１５）。そして、撮像画像６２に基づく各位置における線幅の測定、および、当該線幅と基準線幅との比較による欠陥の検出が行われる（ステップＳ１６，Ｓ１７）。既述のように、対象ロットに含まれる複数のプリント基板９は同じ条件にて製造されるため、２番目のプリント基板９においても、図１４に示すように、一部の線状パターン要素９１ａ，９１ｂの線幅が、設計データにおける基準線幅（修正前の基準線幅）よりも細くなっている。検査装置１では、これらの線状パターン要素９１ａ，９１ｂに対して、修正線幅テーブル４８２ａが示す基準線幅に基づいて欠陥Ｋが検出される。上記ステップＳ１５〜Ｓ１７の処理が、対象ロットに含まれる全てのプリント基板９に対して行われると、検査装置１における処理が完了する（ステップＳ１８）。なお、対象ロットに対して生成された修正基準線幅情報が他のロットのプリント基板９の検査に用いられてもよい。

ここで、基準線幅情報４８を修正することなく、実パターンの欠陥の検出に利用する比較例の処理について述べる。比較例の処理では、上部が下部よりも細くなる一部の線状パターン要素９１ａ，９１ｂに対しても、設計データにおける基準線幅が利用される。したがって、下部の幅がほぼ基準線幅となっており、その機能に問題がない線状パターン要素９１ａ，９１ｂの大部分が欠陥として検出され、虚報が多発してしまう。一方、上記線状パターン要素９１ａ，９１ｂにおいて、例えば、一部においてのみ上部が細くなっていない部分が存在する場合、このような部分については、外観的な観点から欠陥として検出することが好ましい。しかしながら、比較例の処理では、設計データにおける基準線幅が利用されるため、このような欠陥を検出することが困難である。

これに対し、検査装置１では、一のプリント基板９に対して取得される撮像画像に基づいて、当該プリント基板９の実パターンにおける各線状パターン要素の複数の位置の線幅が測定される。そして、基準線幅情報４８が示す当該線状パターン要素の基準線幅を当該複数の位置の線幅の代表値に基づいて修正することにより、修正基準線幅情報が生成される。また、他の一のプリント基板９に対して取得される撮像画像に基づいて、当該プリント基板９の実パターンにおける各線状パターン要素の複数の位置の線幅が測定される。そして、当該複数の位置の線幅のそれぞれを、修正基準線幅情報が示す当該線状パターン要素の基準線幅と比較することにより、当該プリント基板９の実パターンにおける欠陥が検出される。これにより、実パターンにおいて上部が細った線状パターン要素が形成される等の場合であっても、実パターンの表面を示す撮像画像に基づく検査において虚報を低減することができるとともに、修正済みの基準線幅に基づいて実パターンにおける欠陥を精度よく検出することが実現される。なお、検査装置１は、上部が太った線状パターン要素の検査に利用されてよい。

また、基準線幅情報４８が、パターン要素マップ４８１と線幅テーブル４８２とを含み、プリント基板９の検査の際に、修正パターン要素マップ４８１ａおよび修正線幅テーブル４８２ａが生成される。そして、修正パターン要素マップ４８１ａの各行列要素７０に対応する撮像画像中の位置において、線状パターン要素の線幅が測定されるとともに、当該行列要素７０の識別符号を用いて線幅テーブル４８２を参照することにより当該線状パターン要素の基準線幅が特定される。これにより、欠陥の検出を高精細に、かつ、効率よく行うことが可能となる。

上記検査装置１では様々な変形が可能である。

線幅測定部４１１では、撮像画像における各線状パターン要素の全ての位置（画素）にて線幅が測定される必要はなく、検査装置１にて求められる測定精度によっては、任意に定められた複数の測定点のみにて線幅が測定されてよい。この場合も、各線状パターン要素の複数の測定点の線幅を測定し、基準線幅情報４８が示す当該線状パターン要素の基準線幅を、当該複数の測定点の線幅の代表値に基づいて修正することにより、検査における虚報の低減および欠陥の高精度な検出が可能となる。

また、基準線幅情報４８は、必ずしもパターン要素マップ４８１および線幅テーブル４８２を含む必要はなく、例えば、上記のように、任意に定められた複数の測定点のみにて線幅が測定される場合には、各測定点の座標および当該測定点における基準線幅のみを示す基準線幅情報が準備されてよい。このような基準線幅情報も、実質的に各線状パターン要素の基準線幅、および、当該線状パターン要素の位置を示すものであるといえる。

上記実施の形態では、パターン要素マップ４８１において、設計データが同じ線幅を示す複数の線状パターン要素に対して同一の識別符号を付与することにより、線幅テーブル４８２の内容が簡素化されるが、設計パターンに含まれる線状パターン要素の個数が比較的少ない場合等には、線状パターン要素毎に識別符号が付与されてもよい。線状パターン要素毎に識別符号が付与される基準線幅情報４８では、全ての線状パターン要素において、基準線幅が線幅の代表値に修正されてもよい。

検査装置１における検査対象の基板は、プリント基板の内層基板であってよく、また、半導体基板、あるいは、ガラス基板等であってもよい。検査装置１では、様々な基板上に形成されたパターンを検査することが可能である。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１検査装置
７設計パターン
９プリント基板
４８基準線幅情報
４９記憶部
６１，６２撮像画像
７０，７０ａ行列要素
９１，９１ａ，９１ｂ（実パターンの）線状パターン要素
２１３撮像部
４１１線幅測定部
４１２基準線幅修正部
４１３欠陥検出部
４８１パターン要素マップ
４８１ａ修正パターン要素マップ
４８２線幅テーブル
４８２ａ修正線幅テーブル
７１１（設計パターンの）線状パターン要素
Ｋ欠陥
Ｓ１１〜Ｓ１８ステップ

Claims

基板上に形成されたパターンを検査する検査装置であって、
設計データが示す設計パターンにおいて、一定の線幅を有する各線状パターン要素の前記線幅である基準線幅、および、前記各線状パターン要素の位置を示す基準線幅情報を記憶する記憶部と、
前記設計データに基づいて実パターンが形成された基板を撮像することにより、前記実パターンを示す撮像画像を取得する撮像部と、
前記撮像画像に基づいて、前記実パターンにおける前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅を測定する線幅測定部と、
一の基板に対して前記撮像部により取得される撮像画像に基づいて、前記線幅測定部により前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅が測定され、前記基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の前記基準線幅を、前記複数の位置の線幅の代表値に基づいて修正することにより、修正基準線幅情報を生成する基準線幅修正部と、
他の一の基板に対して前記撮像部により取得される撮像画像に基づいて、前記線幅測定部により前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅が測定され、前記複数の位置の線幅のそれぞれを、前記修正基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の基準線幅と比較することにより、前記他の一の基板の前記実パターンにおける欠陥を検出する欠陥検出部と、
を備え、
前記基準線幅情報が、
前記設計パターンが配置される領域を２次元に分割することにより得られる行列であり、前記各線状パターン要素の領域に含まれる複数の行列要素に対して、同一の識別符号が付与されたパターン要素マップと、
前記各線状パターン要素の前記識別符号と、前記各線状パターン要素の前記基準線幅とを関連付けた線幅テーブルと、
を含むことを特徴とする検査装置。
請求項１に記載の検査装置であって、
前記基準線幅情報の前記パターン要素マップにおいて、前記設計データが同じ線幅を示す複数の線状パターン要素に対して同一の識別符号が付与されており、
前記基準線幅修正部が、前記複数の線状パターン要素のうち、前記代表値が前記基準線幅から所定値以上離れる線状パターン要素に対して前記識別符号とは異なる新たな識別符号を前記パターン要素マップにおいて付与するとともに、前記線幅テーブルにおいて前記新たな識別符号に対して前記代表値に基づく新たな基準線幅を関連付けることを特徴とする検査装置。
基板上に形成されたパターンを検査する検査装置であって、
設計データが示す設計パターンにおいて、一定の線幅を有する各線状パターン要素の前記線幅である基準線幅、および、前記各線状パターン要素の位置を示す基準線幅情報を記憶する記憶部と、
前記設計データに基づいて実パターンが形成された基板を撮像することにより、前記実パターンを示す撮像画像を取得する撮像部と、
前記撮像画像に基づいて、前記実パターンにおける前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅を測定する線幅測定部と、
一の基板に対して前記撮像部により取得される撮像画像に基づいて、前記線幅測定部により前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅が測定され、前記基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の前記基準線幅を、前記複数の位置の線幅の代表値に基づいて修正することにより、修正基準線幅情報を生成する基準線幅修正部と、
他の一の基板に対して前記撮像部により取得される撮像画像に基づいて、前記線幅測定部により前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅が測定され、前記複数の位置の線幅のそれぞれを、前記修正基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の基準線幅と比較することにより、前記他の一の基板の前記実パターンにおける欠陥を検出する欠陥検出部と、
を備え、
前記一の基板および前記他の一の基板のそれぞれが多層基板であり、
前記撮像部が前記多層基板の外層基板上に形成された前記実パターンの撮像画像を取得することを特徴とする検査装置。
基板上に形成されたパターンを検査する検査方法であって、
ａ）設計データが示す設計パターンにおいて、一定の線幅を有する各線状パターン要素の前記線幅である基準線幅、および、前記各線状パターン要素の位置を示す基準線幅情報を準備する工程と、
ｂ）前記設計データに基づいて実パターンが形成された一の基板に対して取得される前記実パターンを示す撮像画像に基づいて、前記実パターンにおける前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅を測定する工程と、
ｃ）前記基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の前記基準線幅を、前記複数の位置の線幅の代表値に基づいて修正することにより、修正基準線幅情報を生成する工程と、
ｄ）前記設計データに基づいて実パターンが形成された他の一の基板に対して取得される撮像画像に基づいて、前記実パターンにおける前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅を測定する工程と、
ｅ）前記複数の位置の線幅のそれぞれを、前記修正基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の基準線幅と比較することにより、前記他の一の基板の前記実パターンにおける欠陥を検出する工程と、
を備え、
前記基準線幅情報が、
前記設計パターンが配置される領域を２次元に分割することにより得られる行列であり、前記各線状パターン要素の領域に含まれる複数の行列要素に対して、同一の識別符号が付与されたパターン要素マップと、
前記各線状パターン要素の前記識別符号と、前記各線状パターン要素の前記基準線幅とを関連付けた線幅テーブルと、
を含むことを特徴とする検査方法。
請求項４に記載の検査方法であって、
前記基準線幅情報の前記パターン要素マップにおいて、前記設計データが同じ線幅を示す複数の線状パターン要素に対して同一の識別符号が付与されており、
前記ｃ）工程において、前記複数の線状パターン要素のうち、前記代表値が前記基準線幅から所定値以上離れる線状パターン要素に対して前記識別符号とは異なる新たな識別符号が前記パターン要素マップにおいて付与されるとともに、前記線幅テーブルにおいて前記新たな識別符号に対して前記代表値に基づく新たな基準線幅が関連付けられることを特徴とする検査方法。
基板上に形成されたパターンを検査する検査方法であって、
ａ）設計データが示す設計パターンにおいて、一定の線幅を有する各線状パターン要素の前記線幅である基準線幅、および、前記各線状パターン要素の位置を示す基準線幅情報を準備する工程と、
ｂ）前記設計データに基づいて実パターンが形成された一の基板に対して取得される前記実パターンを示す撮像画像に基づいて、前記実パターンにおける前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅を測定する工程と、
ｃ）前記基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の前記基準線幅を、前記複数の位置の線幅の代表値に基づいて修正することにより、修正基準線幅情報を生成する工程と、
ｄ）前記設計データに基づいて実パターンが形成された他の一の基板に対して取得される撮像画像に基づいて、前記実パターンにおける前記各線状パターン要素の複数の位置の線幅を測定する工程と、
ｅ）前記複数の位置の線幅のそれぞれを、前記修正基準線幅情報が示す前記各線状パターン要素の基準線幅と比較することにより、前記他の一の基板の前記実パターンにおける欠陥を検出する工程と、
を備え、
前記一の基板および前記他の一の基板のそれぞれが多層基板であり、
前記ｂ）およびｄ）工程のそれぞれにおいて、前記撮像画像が前記多層基板の外層基板上に形成された前記実パターンを示すことを特徴とする検査方法。