JPH01295105A - 配線パターンの検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術　　　　　　　　（第１０図〜第１２図）発
明が解決しようとする課題（第１３図）課題を解決する
ための手段 作用 実施例 第１の発明の一実施例　　（第１図〜第５図）第２の発
明の一実施例　　（第６図〜第８図）第２の発明、の他
の実施例　（第９図）発明の効果 〔概　要〕 配線パターンの検知方法に関し、 パターン厚の上限と下限の許容範囲内しこあるものを確
実に判別することができる配線ノ々ターンの検知方法を
提供することを目的とし、 光切断法を用いて配線パターンの高さを検知する配線パ
ターンの検知方法において、光源からの光ビームを走査
するための回転ミラー及び走査レンズを備え、前記配線
パターンからの反射光を結像する結像レンズと、該結像
レンズが結像する結像面に反射率が異なる三種類の領域
を′有するビームスプリッタと、該ビームスプリ・ンタ
での反射光及び透過光をそれぞれ検知する二つの光検知
器とを有し、前記ビームスプリッタの反射率のうち中間
の値の反射率を有する領域の幅が前記配線ノくターンの
上限しきい値の高さと下限しきい値の高さとの差に対応
しており、前記二つの光検知器から検出された二つの信
号の差を検出し、この信号に基づいて上限の高さ及び下
限の高さに対応するしきい値を決定するように構成し、
又は光切断法を用いて配線パターンの高さを検知す゛る
配線パターンの検知方法において、検知側の像をぼかす
ことにより、配線パターンの高さ計測領域を拡大するよ
うに構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光切断法（試料に対して光を斜めから当てて
、斜め方向から観測する方法）を用いて配線パターンの
高さを検知する配線パターンの検知方法に係り、詳しく
は、特にパターンの厚みの上限と下限の許容範囲内にあ
るものを確実に判別することができる配線パターンの検
知方法に関するものである。

基材上に形成した例えば銅箔の３次元形状の配線パター
ンに発生する欠陥には、「欠け」等の線幅が異常になる
ものと、銅箔の厚みが十分でないものとがある。厚み欠
陥については、厚みの下限と上限の規定があり、この許
容範囲内に厚みが入っていることを保証する必要がある
。しかしながら、従来の配線パターンの検知方法ではパ
ターン厚が一定の高さにあるかどうかを調べるだけであ
った。

〔従来の技術〕

第１０図は従来の配線パターンの検知方法に用いられる
装置の一例の構成を示す図、第１１図は従来例の基材上
のパターンを示す図、第１２図は従来例の原理を説明す
る図である。

これらの図において、１は基材、２は例えば銅ペースト
からなるパターン、３は例えばレーザからなる光ビーム
、４は集光レンズ、５は前記集光レンズ４が結像する画
像、６は反射率が異なる二種類の領域を有するビームス
プリッタで、光を分割する機能を有する。７ａ、７ｂは
光検知器、８は差動増幅器である。

なお、試料は配線パターン２及び基材１から構成されて
いる。

次に、その配線パターンの検知方法について説明する。

まず、第１２図に示すように、光ビーム３を試料に対し
傾けて照射しながら走査し、集光レンズ４を介して別の
角度から画像５により配線パターン２を観測する。これ
を光切断法という。この時、配線パターン２に高さｈの
物体があると、この画像５はｈ′のずれとなって現れる
。このずれｈ′を観測するためには第１０図に示すよう
に、集光レンズ４が結像する結像面にビームスプリッタ
６を配置し、画像５の分割を行う。ビームスプリッタ６
は下半分（Ａ部）が光を例えば１００％反射する部分と
、上半分（Ｂ部）が光を例えば１００％透過する部分と
の二種類からなっている。このビームスプリッタ６で分
割された光を光検知器７ａ１７ｂにより検知しそれぞれ
の差動出力を差動増幅器８で検出することにより、配線
パターン２厚がしきい値（ある一定の高さ）より高いか
低いかどうかが判別できる。なお、ビームスプリッタ６
で透過した光は光検知器７ｂで検知され、ビームスプリ
ンタ６で反射した光は光検知器７ａで検知される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の配線パターンの検知方法にあって
は、配線パターン２厚がしきい値（ある一定の高さ）よ
り高いか低いかどうかを判別するだけであるため、パタ
ーン２厚の上限と下限の許容範囲内にあるものを確実に
判別することができないという問題点があった。

そこで本発明は、パターン厚の上限と下限との許容範囲
内にあるものを確実に判別することができる配線パター
ンの検知方法を提供することを目的としている。

また、第１３図（ａ）に示すように、光ビーム３は基材
１に当たると拡がり、検知側でも大きな像（画像３３）
となり、一方、配線パターン２に当たった光は拡がらず
細い光として検知される（画像３４）。この時、光ビー
ム３の高さをビームスプリッタ６により分割して検知し
ようとすると、第１３図（ｂ）に示すような特性となり
、配線パターン２の高さがほとんど検知できないという
問題点もあった。第１３図に示す如＜Ｌ、の範囲でしか
高さ変動の計測領域を検出することができなかった。

なお第１３図（ｂ）の横軸は、対象の高さであり、同（
ａ）の様に、対象をＺ方向の（−）から（＋）方向に移
動したときの検出特性である。

そこで本発明は、高さ変動の計測領域を拡げることがで
きる配線パターンの検知方法を提供することを目的とし
ている。

〔課題を解決するための手段〕

第１の発明に係る配線パターンの検知方法は上記目的達
成のため、光切断法を用いて配線パターンの高さを検知
する配線パターンの検知方法において、光源からの光ビ
ームを走査するための回転ミラー及び走査レンズを備え
、前記配線パターンからの反射光を結像する結像レンズ
と、該結像レンズが結像する結像面に反射率が異なる三
種類の領域を有するビームスプリンタと、該ビームスプ
リッタでの反射光及び透過光をそれぞれ検知する二つの
光検知器とを有し、前記ビームスブリックの反射率のう
ち中間の値の反射率を有する領域の幅が前記配線パター
ンの上限しきい値の高さと下限しきい値の高さとの差に
対応しており、前記二つの光検知器から検出された二つ
の信号の差を検出し、この信号に基づいて上限の高さ及
び下限の高さに対応するしきい値を決定している。

第２の発明に係る配線パターンの検知方法は上記目的達
成のため、光切断法を用いて配線パターンの高さを検知
する配線パターンの検知方法において、検知側の像をぼ
かすことにより、配線パターンの高さ計測領域を拡大し
ている。

第２の発明において、検知側の像をぼかすとは検知側の
レンズの後にスリットを適宜配置することにより達成す
る場合の態様と、ビームスプリッタの位置を結像レンズ
の結像面から適宜ずらして達成する場合の態様とを含む
ものである。

〔作　用〕

第１の発明に係る配線パターンの検知方法では、結像レ
ンズが結像する結像面に反射率が異なる三種類の領域を
有するビームスプリッタが設けられ、このビームスプリ
ッタの反射率のうち中間の値の反射率を有する領域の幅
が配線パターンの上限しきい値の高さと下限しきい値の
高さとの差に対応しており、二つの光検知器から検出さ
れた二つの信号の差が検出され、この信号に基づいて上
限の高さ及び下限の高さに対応するしきい値が決定され
る。

したがって、パターン厚の上限と下限の許容範囲内にあ
るものを確実に判別することができるようになる。

第２の発明に係る配線パターンの検知方法では、配線パ
ターンの高さ計測領域が検知側の像をぼかすことにより
拡大される。

したがって、パターンの高さ計測領域を確実に拡大する
ことができるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は第１の発明に係る配線パターンの検知方法の一
実施例を説明する図、第２図は一実施例のビームスプリ
ッタの詳細を示す図、第３図（ａ）、（ｂ）は一実施例
のビームスプリッタ上の光の位置と検知器出力との関係
を示す図、第４図は一実施例のビームスプリッタ上の位
置と差動アンプ出力との関係を示す図、第５図は一実施
例の上限しきい値以上の高さをもつパターンと下限しき
い値以下の高さをもつパターンの状態を示す図である。

これらの図において、第１０図〜第１２図と同一符号は
同一または相当部分を示し、３ａは反射光（第１の発明
に係る反射光に該当する）、６ａはビームスプリッタ（
第１の発明に係るビームスプリッタに該当する）で、反
射率が異なる３種類の領域を有しており、１００％反射
する領域Ｈ１，５０％反射、透過する領域Ｈ２，１００
％透過する領域Ｈ８から構成されている。２１は例えば
レーザ光を発する光源（第１の発明に係る光源に該当す
る）、２２は回転ミラー（第１の発明に係る回転ミラー
に該当する）、２３は走査レンズ（第１の発明に係る走
査レンズに該当する）、２４は結像レンズ（第１の発明
に係る結像レンズに該当する）、２５ａ、２５ｂはコン
パレータ、２６ａは上限のしきい値以上の高さをもつパ
ターン、２６ｂは下限のしきい値以下の高さをもつパタ
ーンである。

なお、試料は基材１と配線パターン２から構成されてい
る。回転ミラー２２及び走査レンズ２３は光源２１から
の光ビーム３を走査する機能を有し、結像レンズ２４は
配線パターン２からの反射光３ａを結像する機能を有す
る。ビームスプリッタ６ａは結像レンズ２４が結像する
結像面に設置されている。

また、ビームスプリッタ６ａの反射率のうち中間の値の
反射率を有する領域の幅、ここでは５０％反射、透過す
る６１ＭＵ　Ｈｚの幅が配線パターン２の上限のしきい
値との差（パターン厚の上限と下限の許容範囲のこと）
に対応している。

次に、その配線パターンの検知方法について説明する。

第１図に示すように、光源２１から出射した光ビーム３
は、回転ミラー２２及び走査レンズ２３で走査されて試
料に照射される。試料から反射した反射光３ａは結像レ
ンズ２４で集光、検知されビームスプリッタ６ａ上に結
像される。ビームスプリッタ６ａで反射、透過した光は
、光検知器７ａ、７ｂで検知され、差動増幅器８の■、
■に入射する。

この差動増幅器８の出力は、それぞれ上限のしきい値と
下限のしきい値を有するコンパレータ２５ａ、２５ｂに
入る。その出力信号（２値化）に基づいて第５図に示す
ような上限のしきい値以上の高さをもつパターン２６ａ
と下限のしきい値以下の高さをもつパターン２６ｂを得
ることができる。

具体的には、第３図（ａ）、（ｂ）に示すように、反射
光３ａが４３→４４→４５とビームスプリッタ６ａ上を
移動すると、この時、光検知器７ａ、７ｂで得られる反
射光３ａの検知信号は４３′→４４′→４５′というよ
うに変化する。そして、光検知器７ａ、７ｂの出力を差
動増幅器８で検知して、第４図に示すようにビームスプ
リッタ６ａの反射率が変化する二つの部分を光ビームが
変化することにより光出力が急激に変化する。この部分
にスライスレベル（上限のしきい値と下限のしきい値）
を設けることにより、配線パターン２の高ざが、上限の
高さ、下限の高ざに対してどこにあるかが判別できる。

すなわち、上記実施例では、反射率が３種類異なるビー
ムスプリッタ６ａを用いて、このビームスプリッタ６ａ
の反射率のうち中間の値の反射率を有する領域の幅（５
０％反射、透過する領域Ｈ２）が配線パターン２の上限
のしきい値の高さと下限のしきい値の高さに対応するよ
うにしたので、配線パターン２厚の上限と下限の許容範
囲にあるものを確実に判別できるようになる。

第６図は第２の発明に係る配線パターンの検知方法の一
実施例を説明する図、第７図は一実施例の原理を説明す
る図、第８図は一実施例のパターンの高さと差動増幅器
の信号出力との関係を示す図である。　　− これらの図において、第１図〜第５図と同−符号は同一
または相当部分を示し、３１はレンズ、３２はスリット
、３４ａは配線パターンの画像である。

次に、その配線パターンの検知方法について説明する。

ここでの検知方法は配線パターン２にあたった光ビーム
３の像を観測面で大きくすることにより、焦点深度を拡
大しようとするものである。

具体的には、第７図に示すように、配線パターン２にあ
たった光ビームの画像３４を点線のように広げて基材１
の画像３３と同じくらいの太さ（見かけ上の正帰化され
た太さのこと）にすると高さ変動の計測領域を拡げるこ
とができる。

すなわち、上記実施例では、第６図（ｂ）に示すように
検知側の画像３４を画像３４ａのようにぼかしたので、
配線パターン２の高さ計測領域を第８図に示すＬ２の如
く、従来のもの（第１３図）より大幅に拡大することが
できる。ここで、画像３４が画像３４ａのようにぼかす
ことができるのは、第６図（ａ）、（ｂ）に示すように
検知側のレンズ３１の後にスリットを適宜配置すること
により達成できるのである。

なお、上記実施例では、画像３４を画像３４ａのように
ぼかすのを検知側のレンズ３１の後にスリット３４を適
宜配置することより達成した場合について説明したが、
第２の発明はこれに限定されるものではなく、第９図に
示すように、ビームスプリッタ６の位置を結像レンズ２
４の結像面４０から適宜ずらして達成する場合であって
もよい。

〔効　果〕

本発明の第１の発明によれば、パターン厚の上限と下限
の許容範囲にあるものを確実に判別することができると
いう効果がある。また、第２の発明によれば、配線パタ
ーンの高さ計測領域を大幅に拡大することができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明に係る配線パターンの検知方法の一
実施例を説明する図、 第２図は一実施例のビームスプリッタの詳細を示す図、 第３図は一実施例のビームスプリッタ上の光の位置と検
知器出力との関係を示す図、 第４図は一実施例のビームスプリッタ上の光の位置と差
動アンプ出力との関係を示す図、第５図は一実施例の上
限しきい値以上のパターンと下限しきい値以下のパター
ンの状態を示す図、第６図は第２の発明に係る配線パタ
ーンの検知方法の一実施例を説明する図、 第７図は第２の発明の一実施例の原理を説明する図、 第８図は第２の発明の一実施例のパターンの高さと差動
アンプ出力との関係を示す図、第９図は第２の発明に係
る配線パターンの検知方法の他の実施例を説明する図、 第１０図は従来例の一例の構成を示す装置概略図、第１
１図は従来例の基板上のパターンを示す図、第１２図は
従来例の原理を説明する図、第１３図は従来例の課題を
説明する図である。 １・・・・・・基材、 ２・・・・・・配線パターン、 ３・・・・・・光ビーム、 ３ａ・・・・・・反射光、 ６ａ・・・・・・ビームスプリンタ、 ７ａ、７ｂ・・・・・・光検知器、 ８・・・・・・差動増幅器、 ２１・・・・・・光源、 ２２・・・・・・回転ミラー、 ２３・・・・・・走査レンズ、 ２４・・・・・・結像レンズ、 ２５ａ、２５ｂ・・・・・・コンパレータ。 舅 心 酪

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光切断法を用いて配線パターンの高さを検知する
   配線パターンの検知方法において、 光源からの光ビームを走査するための回転ミラー及び走
   査レンズを備え、 前記配線パターンからの反射光を結像する結像レンズと
   、該結像レンズが結像する結像面に反射率が異なる三種
   類の領域を有するビームスプリッタと、該ビームスプリ
   ッタでの反射光及び透過光をそれぞれ検知する二つの光
   検知器とを有し、 前記ビームスプリッタの反射率のうち中間の値の反射率
   を有する領域の幅が前記配線パターンの上限しきい値の
   高さと下限しきい値の高さとの差に対応しており、 前記二つの光検知器から検出された二つの信号の差を検
   出し、この信号に基づいて上限の高さ及び下限の高さに
   対応するしきい値を決定したことを特徴とする配線パタ
   ーンの検知方法。
2. （２）光切断法を用いて配線パターンの高さを検知する
   配線パターンの検知方法において、検知側の像をぼかす
   ことにより、配線パターンの高さ計測領域を拡大したこ
   とを特徴とする配線パターンの検知方法。