KR20050071640A - 배선패턴의 검사장치, 검사방법, 검출장치, 검출방법 - Google Patents

배선패턴의 검사장치, 검사방법, 검출장치, 검출방법 Download PDF

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KR20050071640A
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Abstract

배선패턴 검사장치는, 광원(10)과, 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광부와, 평행 도광부에 의하여 도광된 광으로부터, 도광 방향에 대하여 직교하는 횡파 광 성분을 추출하고, 이 횡파 광 성분을 특정 편파 성분으로 변환하고, 이 특정 편파 성분을 워크(51)에 조사하여, 조사된 특정 편파 성분이 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 종파 광 성분을 추출하는 광 추출부를 갖추고 있다.

Description

배선패턴의 검사장치, 검사방법, 검출장치, 검출방법{WIRING PATTERN INSPECTION DEVICE, INSPECTION METHOD, DETECTION DEVICE, AND DETECTION METHOD}
본 발명은, 예를 들어 투명성을 갖는 폴리이미드 절연층을 통하여 복수의 배선패턴이 적층되어 있는 반도체 패키지용 다층 배선기판에 있어서의 최상층의 배선패턴을 광학적으로 추출하고 고분해능으로 촬상하여, 자동적으로 그 패턴을 검사하고 검출하는 배선패턴의 검사장치, 검사방법, 검출장치 및 검출방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자 장치의 소형화 또는 경량화를 목적으로 사용하는 반도체 패키지용 다층 배선기판상에 형성된 배선패턴에 있어서는, 구리 포일이 폴리이미드 필름상에 접착제로 적층되고, 서브트랙티브 프로세스, 세미-애디티브 프로세스 등에 의하여 패터닝/처리되는데, 5 내지 15㎛의 두께 및 최고 집적도를 갖는 부분의 폭은 대략 10㎛이다.
이러한 패터닝 프로세스 단계에 있어서는, 배선패턴의 얇아짐(크랙킹), 단선, 단락, 두꺼워짐(돌출) 등의 심각한 결함이 돌연 발생할 우려가 있다. 지금까지는, 이들 결함의 존재는 개방/단락-회로 검사 또는 눈을 통한 검사에 의하여 판별되어 왔다. 그러나, 눈을 통한 검사는, 패턴의 미세화에 따라 숙련을 필요로 하고, 검사자의 컨디션 등에 의해 검사 결과가 고르지 못하거나 결함을 간과하게 될 우려가 있다. 최근에는, 카메라를 사용하여 자동적으로 결함의 유무를 검사하는 각종의 자동검사장치가 제안되고 있다(예를 들어, 일본특허공개 평10-19531호(예1) 및 일본특허 제2962565호(도 5, 도 7)). 또한, 반도체 패키지용 다층 배선기판에 있어서의 최소 10㎛ 폭의 배선패턴에 존재하는 각종 결함은 눈으로 검사하는 것이 가능하긴 하지만, 눈에 의한 검사는 검사 시간을 필요로 하고 인건비 증가에 따른 제품 단가의 상승이 우려된다. 따라서, 자동 검사가 필요하다. 예를 들어, 10㎛폭 이내의 1/3 이상의 결함을 검출하기 위해서는 1㎛의 촬상 분해능이 실현되어야만 한다. 이러한 과제를 해결하기 위해서, 촬상 분해능과 촬상 시야(대상 워크 사이즈)와의 관계로부터 대국적으로 촬상방법, 검사방법, 더 나아가, 핸들링 방법 등을 모색할 필요가 있다. 일반적으로, 카메라를 사용하여 자동적으로 결함 유무를 검사하는 자동검사장치에 있어서는, 복수의 센서 카메라(라인 CCD 디바이스, 에어리어 CCD 디바이스 등)에 의해 동일 워크상의 복수의 배선패턴이 동시, 시간차, 에어리어 분할 등으로 촬상되고, 그 화상이 인식된다. 이러한 프로세스에 의해, 배선패턴에 존재하는 얇아짐(크랙킹), 단선, 단락, 두꺼워짐(돌출) 등의 결함이 검출된다. 그 인식 프로세스로서는, CAD 데이터(패턴 설계 정보) 또는 양품 워크(배선패턴이 올바르게 형성된 워크)를 기준 마스터 화상으로서 미리 등록하고, 이러한 마스터 화상과 검사 화상(검사 대상 패턴 화상)과의 비교 프로세스 및 특징 추출 프로세스 등의 방법에 의하여, 차이가 있는 부분을 결함으로 판단하는 방법이 일반적이다. 이때, 검사 화상은 최상층에 형성된 배선패턴에 주목하여 비춰진 것이고, 대부분의 경우에 있어서는, 내층 배선패턴의 영향을 고려하지 않고 촬상되고 있다.
그 이유로서는, 내층 배선패턴이 제품에 존재하지 않는 것, 또는, 내층 배선패턴이 존재하는 제품이라도 배선패턴들과의 사이에 개재한 절연층 기재 종류, 기재 두께, 기재 색상, 투과/반사 분광 감도 등에 최상층 배선패턴의 화상화가 영향을 받지 않는 것 등이다. 내층 배선패턴이 존재하고 다소 영향을 미쳤다고 하더라도, 그 영향은 화상화 때의 임계값 조정 등으로 용이하게 제거될 수 있고, 처음부터 내층 배선패턴이 비춰지는 영향을 광학적으로 문제삼을 필요는 없다.
그렇지만, 종래의 검사장치를 이용하는 경우에, 반도체 패키지용 다층 배선기판에 있어서, 배선패턴들과의 사이에 개재한 투명성을 갖는 폴리이미드 필름 절연층 두께가 10 내지 25㎛ 정도이고 최상층 배선패턴을 고분해능으로 화상화하려고 할 때에는, 내층에 존재하는 배선패턴이 비춰지고, 최상층 배선패턴만을 주목하여서는 선명한 패턴 화상을 얻을 수 없다.
또한, 그 카메라에 의해 촬상된 화상을 이용하여 위와 같은 검사를 수행하기 위해서는 광학 조건이 중요하다. 결함이 광학적으로 가시화될 수 없다면, 프로세스 알고리즘이 정교하더라도 확실한 검사는 불가능하다.
또한, 배선패턴 및 절연층 부분으로의 형광 조명을 사용하여 절연층으로부터 발생한 형광 성분을 검출하는 것에 의해 의사적으로 배선패턴 부분을 추출하고 검사하는 것도 제안되고 있다. 그러나, 이 방법으로는, 형광 발광에 의하여 의사적으로 배선패턴 에지가 추출되는 화상을 얻을 수 있다. 따라서, 배선패턴에서의 핀홀 및 배선패턴의 상측에 존재하는 크랙 등의 결함을 검출하는 것은 가능하지 않다. 반도체 패키지용 다층 배선기판의 품질 보증을 위해 배선패턴을 주목하여 검사할 필요가 있다. 따라서, 구리 배선패턴을 직접 볼 수 있고, 마이크로 핀홀 및 움푹패임 등의 표면 결함 또는 층간 접속을 하는 필드 비아의 품질도 관찰할 수 있고, 고속 신호 전송을 실현시키는 방식으로, 패키지 검사로서 외관상의 품질 보증이 보다 확실하게 이뤄질 수 있는 것이 요구되어 오고 있다. 그리고, 배선패턴을 주목하여 검사할 수 있으면, 제조중에 형성된 배선패턴의 좋고 나쁨을 모니터링하는 것에 의하여 제조 프로세스를 체크하고, 제조 프로세스 자체를 최적으로 유지하는 것이 가능하도록 프로세스 상태의 제어를 결부시키는 것이 가능하다.
또, 상기 일본특허공개 평10-19531호 공보에 기재된 발명은 배선패턴을 어두운 화상으로서 촬상하는 것에 의하여 배선패턴을 촬상하는 발명이다. 따라서, 일본특허공개 평10-19531호 공보에 기재된 방법으로는, 배선패턴을 어두운 화상으로서 촬상할 수 있을 뿐이고, 마이크로 핀홀 및 움푹패임 등의 표면 결함 또는 층간 접속을 하는 필드 비아 품질도 관찰할 수 있을 정도의 정교한 촬상은 가능하지 않다.
또, 상기 일본특허 제2962565호 공보에 기재된 발명은, 특정한 파장(450nm 이하)의 레이저 광을 조사하고, 배선패턴으로부터의 반사율과 폴리이미드계 절연 필름(ON AL)으로부터의 반사율과의 사이에 차이가 있는 것을 이용하여 배선패턴을 밝은 화상으로서 촬상하는 것이다. 그렇지만, 450nm 이하의 파장의 광에 대하여, 통상의 CCD는 감도를 갖지 않고, 특수한 촬상계를 필요로 한다. 한편, 통상의 CCD가 감도를 갖는 파장(예를 들어, 550nm 부근)에 대해서는, 배선패턴으로부터의 반사율과 폴리이미드계 절연 필름(ONAL)으로부터의 반사율과의 사이의 차이가 거의 없다. 일본특허 제2962565호 공보에 개시되어 있는 방법에 있어서는, 최상층의 배선패턴만을 촬상하고 내층의 배선패턴은 촬상하지 않도록 하는 것은 곤란하다.
또, 배선패턴의 자동검사에 있어서는, 단시간에, 큰 면적의 배선패턴을 촬상할 수 있는 것이 필요하다. 그러나, 일본특허 제2962565호 공보에 개시되어 있는 방법에 있어서는, 레이저 광을 배선패턴에 집광하여 조사하고, 배선패턴에 조사되는 레이저 광을 스캐닝하는 것에 의하여 배선패턴을 촬상하는 이른바 포인트 스캐닝이기 때문에 많은 시간이 걸린다. 더욱, 일본특허 제2962565호 공보에 개시되어 있는 방법에 있어서는, 배선패턴상에서 다양한 방향으로 반사되는 레이저 광의 강도를 검출하고, 검출값에 근거하여 배선패턴의 배치 각도 등의 정보를 얻도록 하고 있기 때문에, 검출계를 적어도 2계통 마련해야 하고 구성이 복잡해진다. 또한, 각각의 계통으로부터의 검출값을 연산처리하는 것에 의하여 배선패턴 상태를 복원하기 때문에. 연산처리량이 방대하게 된다.
도 1은 제1의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 일례를 나타내는 구성 설명도,
도 2는 제1의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치에 있어서 검사 유닛의 일례를 나타내는 구성 설명도,
도 3은 워크에서의 조사 영역과 선형상 영역과의 관계를 나타내는 개념도,
도 4A는 최상층 배선패턴 정보가 가시화된 배선패턴 화상을 얻는 원리를 설명하기 위한 개념도,
도 4B는 최상층 배선패턴 정보가 가시화된 배선패턴 화상을 얻는 원리를 설명하기 위한 개념도,
도 4C는 최상층 배선패턴 정보가 가시화된 배선패턴 화상을 얻는 원리를 설명하기 위한 개념도,
도 4D는 최상층 배선패턴 정보가 가시화된 배선패턴 화상을 얻는 원리를 설명하기 위한 개념도,
도 5A는 도 2에 나타낸 검사 유닛에서 편광 필터의 회전각을 0°로 설정한 경우의 배선패턴의 촬상 화상,
도 5B는 도 2에 나타낸 검사 유닛에서 편광 필터의 회전각을 10°로 설정한 경우의 배선패턴의 촬상 화상,
도 5C는 도 2에 나타낸 검사 유닛에서 편광 필터의 회전각을 45°로 설정한 경우의 배선패턴의 촬상 화상,
도 5D는 도 2에 나타낸 검사 유닛에서 편광 필터의 회전각을 80°로 설정한 경우의 배선패턴의 촬상 화상,
도 5E는 도 2에 나타낸 검사 유닛에서 편광 필터의 회전각을 90°로 설정한 경우의 배선패턴의 촬상 화상,
도 6A는 최상층 배선패턴에 대해 폴리이미드 절연층을 통하여 내층 배선패턴이 3층 존재하는 반도체 패키지용 다층 배선기판에 대하여 본 발명에 의한 검사 유닛에 의해 촬상된 최상층 배선패턴의 화상,
도 6B는 최상층 배선패턴에 대해 폴리이미드 절연층을 통하여 내층 배선패턴이 3층 존재하는 반도체 패키지용 다층 배선기판에 대하여 종래 기술에 의해 촬상된 화상,
도 7A는 최상층 배선패턴에 대해 폴리이미드 절연층을 통하여 내층 배선패턴이 1층 존재하는 반도체 패키지용 다층 배선기판에 대하여 본 발명에 의한 검사 유닛에 의해 얻은 최상층 배선패턴의 화상,
도 7B는 도 7A의 화상에 대응하는 라인 프로파일,
도 8은 도 7A에 나타낸 화상을 2진화 처리하여 얻어진 화상,
도 9는 제1의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치에서 검사 유닛의 편광 필터의 회전각을 변화시킨 경우에 있어서 배선패턴 화상의 히스토그램의 일례,
도 10은 제2의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치에서 편광 빔 스플리터의 전체 구성예를 나타내는 사시도,
도 11은 제2의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치에서 다른 편광 빔 스플리터의 전체 구성예를 나타내는 사시도,
도 12는 편광 빔 스플리터를 단독으로 갖춘 경우(a)와, 편광 빔 스플리터에 태브 프리즘 및 1/2 파장 플레이트를 갖춘 경우(b)와, 편광 빔 스플리터에 전반사 미러와 1/4 파장 플레이트를 갖춘 경우(c)에서 촬상된 화상 데이터에 있어서 배선패턴 부분의 임의 선에 따른 계조차를 나타내는 프로파일 다이어그램,
도 13은 제3의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 검사 유닛의 일례를 나타내는 구성 설명도,
도 14는 제3의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 검사 유닛에 있어서 평행 도광부의 일례를 나타내는 구성 설명도,
도 15A는 제3의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 검사 유닛에 있어서 광 추출부의 일례를 나타내는 구성 설명도,
도 15B는 제3의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 검사 유닛에 있어서 광 추출부의 일례를 나타내는 구성 설명도,
도 15C는 제3의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 검사 유닛에 있어서 광 추출부의 일례를 나타내는 구성 설명도,
도 15D는 제3의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 검사 유닛에 있어서 광 추출부의 일례를 나타내는 구성 설명도,
도 16은 2단 직렬로 배치된 편광 빔 스플리터간의 위치 관계를 나타내는 사시도,
도 17은 제3의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 검사 유닛에 있어서 파장 선택부의 일례를 나타내는 구성 설명도,
도 18A는 내층 배선패턴이 1층 존재하는 반도체 패키지용 다층 배선기판에서 촬상된 최상층 배선패턴의 예를 나타내는 화상,
도 18B는 내층 배선패턴이 3층 존재하는 반도체 패키지용 다층 배선기판에서 촬상된 최상층 배선패턴의 예를 나타내는 화상,
도 19A는 내층 배선패턴이 1층 존재하는 반도체 패키지용 다층 배선기판에서 촬상된 최상층 배선패턴의 예를 나타내는 화상,
도 19B는 도 19A의 화상을 2진화 처리하여 얻은 화상,
도 20은 편광 빔 스플리터를 2단 직렬로 조합시킨 경우에서의 화상과, 편광 빔 스플리터와 횡파 편광 플레이트를 조합시켜 편광 효율을 높인 경우에서의 화상에 있어서 촬상 시야 폭 방향으로의 라인 프로파일의 일례,
도 21A는 편광 빔 스플리터의 양단부에 있어서 적용 입사각으로부터의 어긋남이 없는 경우를 나타내는 도(편광 빔 스플리터를 직렬로 2단 마련한 경우),
도 21B는 편광 빔 스플리터의 양단부에 있어서 적용 입사각으로부터의 어긋남을 설명하기 위한 도(편광 빔 스플리터를 직렬로 2단 마련한 경우),
도 22A는 편광 빔 스플리터의 양단부에 있어서 적용 입사각으로부터의 어긋남이 없는 경우를 나타내는 도(편광 빔 스플리터를 1개만 마련한 경우), 및
도 22B는 편광 빔 스플리터의 양단부에 있어서 적용 입사각으로부터의 어긋남을 설명하기 위한 도(편광 빔 스플리터를 1개만 마련한 경우).
(발명의 개시)
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 제1의 목적은, 반도체 패키지용의 다층 배선기판에 대하여 내층 배선패턴의 영향을 광학적으로 제거하는 것에 의하여, 최상층 배선패턴의 고정밀 화상을 촬상하고, 배선패턴의 검사를 자동적으로 그리고 높은 신뢰도로 하는 것이 가능한 배선패턴의 검사장치, 검사방법, 검출장치 및 검출방법을 제공하는 것이다.
또, 그 제2의 목적은, 큰 면적의 최상층 배선패턴에 대해서도 단시간에 최상층 배선패턴을 검사 및 검출할 수가 있고, 또한 구성도 간소한 배선패턴의 검사장치, 검사방법, 검출장치 및 검출방법을 제공하는 것이다.
위의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는, 이하와 같은 수단을 강구한다.
즉, 본 발명의 제1의 국면에 의하면, 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서, 광원; 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단; 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 제1의 추출 수단; 제1의 추출 수단에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 원 편광 변환 수단; 원 편광 변환 수단에 의하여 변환된 원 편광을 워크에 조사하는 조사 수단; 조사 수단에 의하여 조사된 원 편광이 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하는 제2의 추출 수단; 및 제2의 추출 수단에 의하여 추출된 제2의 직선 편광을 촬상하는 촬상 수단을 갖추고 있다.
따라서, 본 발명의 제1의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로부터의 광을 원 편광으로 변환하고, 이러한 원 편광을 워크에 조사할 수 있다. 더욱, 조사된 워크에 의해 반사되는 반사광으로부터 제2의 직선 편광을 추출하여 촬상하는 것이 가능하다. 이러한 제2의 직선 편광은 최상층 배선패턴에 관한 정보를 포함하고 있다.
본 발명의 제2의 국면에 의하면, 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서, 광원; 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단; 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하고, 추출한 제1의 직선 편광을 도광 방향 및 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 편광 빔 스플리터; 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 1/4 파장 플레이트; 1/4 파장 플레이트에 의하여 변환된 원 편광을 워크에 조사하는 조사 수단; 및 촬상 수단을 갖추고 있다.
그리고, 조사 수단에 의하여 조사된 원 편광이 워크에 의해 반전되어 회전 방향이 반대로 된 후에 1/4 파장 플레이트를 투과하고, 편광 빔 스플리터에 의하여 전계 벡터 방향이 제1의 직선 편광과 직교하는 제2의 직선 편광이 추출되고, 추출된 제2의 직선 편광이 촬상 수단에 의하여 촬상되도록 하고 있다.
따라서, 본 발명의 제2의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로부터의 광을 1/4 파장 플레이트에 의하여 원 편광으로 변환하고, 이러한 원 편광을 워크에 조사할 수 있다. 더욱, 조사된 워크에 의해 반사된 반사광으로부터, 1/4 파장 플레이트와 편광 빔 스플리터에 의해, 제2의 직선 편광을 추출하여 촬상하는 것이 가능하다. 이러한 제2의 직선 편광은 최상층 배선패턴에 관한 정보를 포함하고 있다.
본 발명의 제3의 국면에 의하면, 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서, 광원; 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단; 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 제1의 편광 빔 스플리터; 제1의 편광 빔 스플리터에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을 도광 방향 및 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 제2의 편광 빔 스플리터; 제2의 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 1/4 파장 플레이트; 1/4 파장 플레이트에 의해 변환된 원 편광을 워크에 조사하는 조사 수단; 및 촬상 수단을 갖추고 있다.
그리고, 조사 수단에 의하여 조사된 원 편광이 워크에 의해 반사되어 회전 방향이 반대로 된 후에 1/4 파장 플레이트를 투과하고, 제2의 편광 빔 스플리터에 의하여 제1의 직선 편광과 전계 벡터 방향이 직교하는 제2의 직선 편광이 추출되고, 추출된 제2의 직선 편광이 촬상 수단에 의하여 촬상되도록 하고 있다.
따라서, 본 발명의 제3의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로부터의 광을 일단 제1의 직선 편광으로 변환하고, 또한 그 제1의 직선 편광을 1/4 파장 플레이트에 의하여 원 편광으로 변환하고, 이 원 편광을 워크에 조사할 수 있다. 더욱, 조사된 워크에 의해 반사된 반사광으로부터 제2의 직선 편광을 추출하여 촬상하는 것이 가능하다. 이러한 제2의 직선 편광은 최상층 배선패턴에 관한 정보를 포함하고 있다.
본 발명의 제4의 국면에 의하면, 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서, 광원; 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단; 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 편광 플레이트; 편광 플레이트에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을 도광 방향 및 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 편광 빔 스플리터; 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 1/4 파장 플레이트; 1/4 파장 플레이트에 의하여 변환된 원 편광을 워크에 조사하는 조사 수단; 및 촬상 수단을 갖추고 있다.
그리고, 조사 수단에 의하여 조사된 원 편광이 워크에 의해 반사되어 회전 방향이 반대로 된 후에 1/4 파장 플레이트를 투과하고, 편광 빔 스플리터에 의하여 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광이 추출되고, 추출된 제2의 직선 편광이 촬상 수단에 의하여 촬상되도록 하고 있다.
따라서, 본 발명의 제4의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로부터의 광을 편광 플레이트, 편광 빔 스플리터, 및 1/4 파장 플레이트에 의하여 원 편광으로 변환하고, 이러한 원 편광을 워크에 조사할 수 있다. 더욱, 조사된 워크에 의해 반사된 반사광으로부터 제2의 직선 편광을 추출하여 촬상하는 것이 가능하다. 이러한 제2의 직선 편광은 최상층 배선패턴에 관한 정보를 포함하고 있다.
본 발명의 제5의 국면에 의하면, 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서, 광원; 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단; 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 제1의 추출 수단; 제1의 추출 수단에 의하여 추출된 제1의 직선 편광으로부터, 소정 각도의 편광 플레이트를 통하여, 소정의 편파 성분을 얻는 편파 성분 추출 수단; 편파 성분 추출 수단에 의하여 얻어진 편파 성분을 워크에 조사하는 조사 수단; 조사 수단에 의하여 조사된 편파 성분이 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하는 제2의 추출 수단; 및 제2의 추출 수단에 의하여 추출된 제2의 직선 편광을 촬상하는 촬상 수단을 갖추고 있다.
따라서, 본 발명의 제5의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로부터의 광을 편파 성분으로 변환하고, 이러한 편파 성분을 워크에 조사할 수 있다. 더욱, 조사된 워크에 의해 반사된 반사광으로부터 제2의 직선 편광을 추출하여 촬상하는 것이 가능하다. 이러한 제2의 직선 편광은 최상층 배선패턴에 관한 정보를 포함하고 있다.
본 발명의 제6의 국면에 의하면, 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서, 광원; 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단; 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하고, 추출한 제1의 직선 편광을 도광 방향 및 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 편광 빔 스플리터; 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광으로부터, 소정 각도의 편광 플레이트를 통하여, 소정의 편파 성분을 얻는 편파 성분 추출 수단; 편파 성분 추출 수단에 의하여 얻어진 편파 성분을 워크에 조사하는 조사 수단; 및 촬상 수단을 갖추고 있다.
그리고, 조사 수단에 의하여 조사된 편파 성분이 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 편광 빔 스플리터에 의하여 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하도록 하여, 추출된 제2의 직선 편광을 촬상 수단에 의하여 촬상하도록 하고 있다.
따라서, 본 발명의 제6의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로부터의 광을 편파 성분으로 변환하고, 이러한 편파 성분을 워크에 조사할 수 있다. 더욱, 조사된 워크에 의해 반사된 반사광으로부터 제2의 직선 편광을 추출하여 촬상하는 것이 가능하다. 이러한 제2의 직선 편광은 최상층 배선패턴에 관한 정보를 포함하고 있다.
본 발명의 제7의 국면에 의하면, 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서, 광원; 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단; 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 제1의 편광 빔 스플리터; 제1의 편광 빔 스플리터에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을 도광 방향 및 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 제2의 편광 빔 스플리터; 제2의 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광으로부터, 소정 각도의 편광 플레이트를 통하여, 소정의 편파 성분을 얻는 편파 성분 추출 수단; 편파 성분 추출 수단에 의하여 얻어진 편파 성분을 워크에 조사하는 조사 수단; 및 촬상 수단을 갖추고 있다.
그리고, 조사 수단에 의하여 조사된 편파 성분이 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 제2의 편광 빔 스플리터에 의하여 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하고, 추출된 제2의 직선 편광을 촬상 수단에 의하여 촬상하도록 하고 있다.
따라서, 본 발명의 제7의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로부터의 광을 일단 제1의 직선 편광으로 변환하고, 그 제1의 직선 편광을 편파 성분으로 변환하고, 이 편파 성분을 워크에 조사할 수 있다. 더욱, 조사된 워크에 의해 반사된 반사광으로부터 제2의 직선 편광을 추출하여 촬상하는 것이 가능하다. 이러한 제2의 직선 편광은 최상층 배선패턴에 관한 정보를 포함하고 있다.
본 발명의 제8의 국면에 의하면, 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서, 광원; 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단; 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 편광 플레이트; 편광 플레이트에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을 도광 방향 및 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 편광 빔 스플리터; 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광으로부터, 소정 각도의 편광 플레이트를 통하여, 소정의 편파 성분을 얻는 편파 성분 추출 수단; 편파 성분 추출 수단에 의하여 얻어진 편파 성분을 워크에 조사하는 조사 수단; 및 촬상 수단을 갖추고 있다.
그리고, 조사 수단에 의하여 조사된 편파 성분이 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터 제1의 직선 편광과 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하고, 추출된 제2의 직선 편광을 촬상 수단에 의하여 촬상하도록 하고 있다.
따라서, 본 발명의 제8의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로부터의 광을 편파 성분으로 변환하고, 이 편파 성분을 워크에 조사할 수 있다. 더욱, 조사된 워크에 의해 반사된 반사광으로부터 제2의 직선 편광을 추출하여 촬상하는 것이 가능하다. 이 제2의 직선 편광은 최상층 배선패턴에 관한 정보를 포함하고 있다.
본 발명의 제9의 국면에 의하면, 제1 내지 제8 중 어느 하나의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서, 촬상 수단은 워크에서의 소정 선형상 영역을 연속적으로 촬상하고 그 연속적으로 촬상된 선형상 영역을 서로 연결하는 것에 의하여 워크의 면형상 영역을 촬상하는 라인 센서를 갖추고 있다.
따라서, 본 발명의 제9의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 워크를 라인 스캐닝하는 것에 의하여 촬상할 수 있기 때문에, 워크를 포인트 스캐닝하는 경우에 비교하여 단시간에 촬상하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제10의 국면에 의하면, 제1 내지 제9 중 어느 하나의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서, 평행 도광 수단은, 광원으로부터의 광을 도광하는 라이트 가이드; 강도 분포를 일정하게 유지하면서 광원으로부터의 광을 확산하는 확산 플레이트; 확산 플레이트에 의하여 확산된 광을 거의 평행하게 하는 평행화 수단; 및 평행화 수단에 의하여 평행하게 된 광을 도광하는 수단을 갖추고 있다.
따라서, 본 발명의 제10의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로부터의 광의 강도 분포를 일정하게 유지하면서 확산하는 것이 가능하기 때문에, 전체적으로 불균일없이 고분해능으로의 촬상이 가능해진다.
본 발명의 제11의 국면에 의하면, 제10의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서, 광원으로부터의 광으로부터 적외선 성분을 제거하는 적외선 필터를, 광원과 라이트 가이드와의 사이, 또는 라이트 가이드와 확산 플레이트와의 사이에 마련하고 있다.
따라서, 본 발명의 제11의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 열원을 구성하는 적외선이 평행 도광 수단으로 들어가지 않도록 컷트하는 것이 가능하기 때문에, 평행 도광 수단의 온도 상승을 저지하는 것이 가능하다.
본 발명의 제12의 국면에 의하면, 제1 내지 제11 중 어느 하나의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서, 평행 도광 수단을 냉각하는 냉각 수단을 더 포함하고 있다.
따라서, 본 발명의 제12의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 평행 도광 수단을 냉각하는 것이 가능하다.
본 발명의 제13의 국면에 의하면, 제1 내지 제12 중 어느 하나의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서, 제2의 직선 편광 중, 최상층 배선패턴의 반사광에 의한 양과, 최상층 배선패턴 이외의 패턴의 반사광에 의한 양과의 차이가, 미리 정한 값보다 더 커지는 파장 영역을 선택하는 선택 수단; 및 선택 수단에 의하여 선택된 파장 영역에서의 광 성분을 도광하는 선택 파장 광 성분 도광 수단을 더 포함하고 있다.
따라서, 본 발명의 제13의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 제2의 직선 편광 중, 최상층 배선패턴의 반사광에 의한 양과, 최상층 배선패턴 이외의 패턴의 반사광에 의한 양과의 차이가, 미리 정한 값보다 더 커지는 파장 영역을 선택하고, 선택된 파장 영역에서의 광 성분으로 구성된 화상을 촬상하는 것이 가능하다. 이것에 따라, 최상층 배선패턴으로 가시화된 화상을 얻을 수 있다.
본 발명의 제14의 국면에 의하면, 제13의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서, 선택 파장 광 성분 도광 수단은 선택 수단에 의하여 선택된 파장 영역에서의 광 성분을 촬상 수단에 평행하게 도광하는 1장 또는 2장 이상의 렌즈를 포함한다.
따라서, 본 발명의 제14의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 1장 또는 2장 이상의 렌즈를 적절하게 이용해서, 선택된 파장 영역의 광 성분을 촬상 수단에 평행하게 도광시키는 것이 가능하다. 그 결과, 최상층 배선패턴으로 가시화된 섬세한 화상을 촬상하는 것이 가능하다.
본 발명의 제15의 국면에 의하면, 본 발명의 제13 또는 제14의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서, 베이스 필름을 폴리이미드 수지로 형성하고, 배선패턴을 구리로 형성하고, 선택 수단은 550nm을 포함하는 파장 영역을 선택하고, 촬상 수단은 CCD로 이루어져 있다.
따라서, 본 발명의 제15의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 베이스 필름 및 배선패턴이 전형적인 재료인 폴리이미드 수지 및 구리로 형성된 워크에 관한 최상층 배선패턴을 정밀도 좋게 검출하는 것이 가능하다.
본 발명의 제16의 국면에 의하면, 제1 내지 제4 중 어느 하나의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서, 원 편광에 대신하여 타원 편광을 워크에 조사한다.
따라서, 본 발명의 제16의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 원 편광뿐만 아니라 타원 편광을 워크에 조사할 수 있다.
본 발명의 제17의 국면에 의하면, 제1 내지 제16 중 어느 하나의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서, 광원은 백색 광원을 포함한다.
따라서, 본 발명의 제17의 국면의 배선패턴 검출장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로서, 특별한 광원을 이용하는 일 없이 백색 광원을 이용하는 것이 가능하다.
본 발명의 제18의 국면은, 제1 내지 제17 중 어느 하나의 국면의 배선패턴 검출장치의 촬상 수단으로 촬상된 화상과 소정의 양품 화상을 대조하여 최상층 배선패턴이 양품인지 아닌지를 검사하는 검사 수단을 갖춘 배선패턴 검사장치이다.
따라서, 본 발명의 제18의 국면의 배선패턴검사장치에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 최상층 배선패턴이 양품인지 아닌지를 정밀도 좋게 검사하는 것이 가능하다.
본 발명의 제19의 국면에 의하면, 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출방법으로서, 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 공정; 평행 도광 공정에 의하여 도광된 광으로부터, 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 제1의 추출 공정; 제1의 추출 공정에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 원 편광 변환 공정; 원 편광 변환 공정에 의하여 변환된 원 편광을 워크에 조사하는 조사 공정; 조사 공정에 의하여 조사된 원 편광이 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하는 제2의 추출 공정; 및 제2의 추출 공정에 의하여 추출된 제2의 직선 편광을 촬상하는 촬상 공정을 갖추고 있다.
따라서. 본 발명의 제19의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로부터의 광을 원 편광으로 변환하고, 이 원 편광을 워크에 조사할 수 있다. 더욱, 조사된 워크에 의해 반사된 반사광으로부터 제2의 직선 편광을 추출하여 촬상하는 것이 가능하다. 이 제2의 직선 편광은 최상층 배선패턴에 관한 정보를 포함하고 있다.
본 발명의 제20의 국면에 의하면, 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출방법으로서, 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 공정; 평행 도광 공정에 의하여 도광된 광으로부터, 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 편광 플레이트에 의하여 추출하는 공정; 편광 플레이트에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을, 편광 빔 스플리터를 이용하여, 도광 방향 및 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 공정; 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광을 1/4 파장 플레이트에 의하여 원 편광으로 변환하는 공정; 1/4 파장 플레이트에 의하여 변환된 원 편광을 워크에 조사하는 공정; 및 워크에 조사된 원 편광을 워크에 의해 반사시켜 회전 방향을 반대로 한 후에 1/4 파장 플레이트를 투과시키고, 편광 빔 스플리터에 의하여 제1의 직선 편광과 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하여 추출된 제2의 직선 편광을 촬상하는 공정을 갖추고 있다.
따라서, 본 발명의 제20의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로부터의 광을 편광 플레이트, 편광 빔 스플리터, 및 1/4 파장 플레이트에 의하여 원 편광으로 변환하고, 이 원 편광을 워크에 조사할 수 있다. 더욱, 조사된 워크에 의해 반사된 반사광으로부터 제2의 직선 편광을 추출하여 촬상하는 것이 가능하다. 이 제2의 직선 편광은 최상층 배선패턴에 관한 정보를 포함하고 있다.
본 발명의 제21의 국면에 의하면, 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출방법으로서, 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 공정; 평행 도광 공정에 의하여 도광된 광으로부터, 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 제1의 추출 공정; 제1의 추출 공정에 의하여 추출된 제1의 직선 편광으로부터, 소정 각도의 편광 플레이트를 통하여, 소정의 편파 성분을 얻는 편파 성분 추출 공정; 편파 성분 추출 공정에 의하여 얻어진 편파 성분을 워크에 조사하는 조사 공정; 조사 공정에 의하여 조사된 편파 성분이 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하는 제2의 추출 공정; 및 제2의 추출 공정에 의하여 추출된 제2의 직선 편광을 촬상하는 촬상 공정을 갖추고 있다.
따라서, 본 발명의 제21의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로부터의 광을 편파 성분으로 변환하고, 이 편파 성분을 워크에 조사할 수 있다. 더욱, 조사된 워크에 의해 반사된 반사광으로부터 제2의 직선 편광을 추출하여 촬상하는 것이 가능하다. 이러한 제2의 직선 편광은 최상층 배선패턴에 관한 정보를 포함하고 있다.
본 발명의 제22의 국면에 의하면, 제19 내지 제21 중 어느 하나의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서, 라인 센서를 이용하여, 워크에서의 소정의 선형상 영역을 연속적으로 촬상하고 그 연속적으로 촬상된 선형상 영역을 서로 연결하는 것에 의하여 워크의 면형상 영역을 촬상하도록 하고 있다.
따라서. 본 발명의 제22의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 워크를 라인 스캐닝하여 촬상하는 것이 가능하기 때문에, 워크를 포인트 스캐닝하는 경우에 비교하여 단시간에 촬상하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제23의 국면에 의하면, 제19 내지 제22 중 어느 하나의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서, 평행 도광 공정은, 강도 분포를 일정하게 유지하면서 광을 확산하는 확산 공정; 확산 공정에 의하여 확산된 광을 거의 평행하게 하는 평행화 공정; 및 평행화 공정에 의하여 평행하게 된 광을 도광하는 공정을 갖추고 있다.
따라서, 본 발명의 제23의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로부터의 광의 강도 분포를 일정하게 유지하면서 확산하는 것이 가능하기 때문에, 전체적으로 불균일없이 고분해능으로의 촬상이 가능해진다.
본 발명의 제24의 국면에 의하면, 본 발명의 제23의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서, 평행 도광 공정은, 광으로부터 적외선 성분을 제거하는 적외선 제거 공정을 확산 공정 이전에 더 갖추고 있다.
따라서, 본 발명의 제24의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 열원을 구성하는 적외선이 평행 도광 수단으로 들어가지 않도록 컷트하는 것이 가능하기 때문에, 광을 도광하는 부재의 온도 상승을 저지하는 것이 가능하다.
본 발명의 제25의 국면에 의하면, 제19 내지 제24 중 어느 하나의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서, 제2의 직선 편광 중, 최상층 배선패턴의 반사광에 의한 양과, 최상층 배선패턴 이외의 패턴의 반사광에 의한 양과의 차이가, 미리 정한 값보다 더 커지는 파장 영역을 선택하는 선택 공정; 및 선택 공정에 의하여 선택된 파장 영역에서의 광 성분을 도광하는 선택 파장 광 성분 도광 공정을 더 포함하고 있다.
따라서, 본 발명의 제25의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 제2의 직선 편광 중, 최상층 배선패턴의 반사광에 의한 양과, 최상층 배선패턴 이외의 패턴의 반사광에 의한 양과의 차이가, 미리 정한 값보다 더 커지는 파장 영역을 선택하고, 선택된 파장 영역에서의 광 성분으로 구성된 화상을 촬상하는 것이 가능하다. 이것에 따라, 최상층 배선패턴으로 가시화된 화상을 얻을 수 있다.
본 발명의 제26의 국면에 의하면, 본 발명의 제25의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서, 베이스 필름을 폴리이미드 수지로 형성하고, 배선패턴을 구리로 형성하고, 선택 공정은 550nm을 포함하는 파장 영역을 선택하고, 촬상 공정은 CCD에 의하여 촬상하도록 하고 있다.
따라서, 본 발명의 제26의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 베이스 필름 및 배선패턴이 전형적인 재료인 폴리이미드 수지 및 구리로 형성된 워크에 관한 최상층 배선패턴을 정밀도 좋게 검출하는 것이 가능하다.
본 발명의 제27의 국면에 의하면, 제19 또는 제20의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서, 원 편광에 대신하여, 타원 편광을 워크에 조사하게 하고 있다.
따라서, 본 발명의 제27의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 원 편광뿐만 아니라 타원 편광을 워크에 조사할 수 있다.
본 발명의 제28의 국면에 의하면, 제19 내지 제27 중 어느 하나의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서, 광원은 백색 광원을 포함하고 있다.
따라서. 본 발명의 제28의 국면의 배선패턴 검출방법에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 광원으로서, 특별한 광원을 이용하는 일 없이 백색 광원을 이용하는 것이 가능하다.
본 발명의 제29의 국면에 의하면, 제19 내지 제28 중 어느 하나의 국면의 배선패턴 검출방법에 의하여 촬상된 화상과 소정의 양품 화상을 대조하여, 최상층 배선패턴이 양품인지 아닌지를 검사하도록 한 배선패턴 검사방법이다.
따라서, 본 발명의 제29의 국면의 배선패턴 검사방법에 있어서는, 이상과 같은 수단을 강구한 것에 의하여, 최상층 배선패턴이 양품인지 아닌지를 정밀도 좋게 검사하는 것이 가능하다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하에, 본 발명의 실시의 형태에 관하여 도면을 참조하면서 설명한다.
(제1의 실시의 형태)
본 발명의 제1의 실시의 형태를 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한다.
도 1은 본 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 일례를 나타내는 구성 설명도이다.
즉, 본 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치(200)는, 베이스 필름에 배선패턴이 형성된 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크(51)의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검사하는 배선패턴 검사장치로서, 검사 유닛(100), 워크 와인드-아웃 유닛(110), 관리 코드 리더 유닛(120), 마킹 유닛(130), 리뷰/베러파이 유닛(140), 워크 와인드-업 유닛(150), 및 호스트 컴퓨터(160)로 구성되어 있다.
워크 와인드-아웃 유닛(110)에 있어서는, 워크(51)가 감겨지는 워크 릴(111)이 하단에 세팅되고, 워크(51)는 하단 워크 경로에 따라 롤러(113)에 의하여 내보내지고, 느슨해진 양은 필요/적절한 위치에 설치된 상/하한 센서(122)에 의하여 조절하도록 하고 있다. 워크 릴(111)에 워크(51)와 함께 감겨져 있는 보호용 스페이서 테이프(52)는 스페이서 테이프 릴(112)에 의하여 감겨지도록 하고 있다. 워크(51)의 상태 정보는, 호스트 컴퓨터(160)에 송신되도록 하고 있다.
다음에, 워크(51)는, 가이드 롤러(114, 115)를 통하여 테이프 반송용 구동 롤러(121a, 121b)에 의하여 고정밀도로 안정화된다. 이러한 상태에서, 워크는 관리 코드 리더 유닛(120)으로 반송되고, 워크(51)의 관리 코드(예를 들어, 워크 정보를 관리/코드화한 마크 등)가 CCD 카메라(123)에 의하여 판독되고, 그 판독된 관리 코드가 호스트 컴퓨터(160)에 송신되도록 하고 있다.
더욱, 워크(51)는, 가이드 롤러(116, 117)를 통하여 테이프 반송용 구동 롤러(121a, 121b)에 의하여 고정밀도로 안정화된다. 이러한 상태에서, 검사 유닛(100)으로 반송되도록 하고 있다.
검사 유닛(100)은 워크(51)의 최상층의 배선패턴을 광학적으로 획득한다. 그리고, 획득된 배선패턴의 특징을 추출하여 얻은 배선패턴 데이터와 정상적인 설계 배선패턴 데이터를 비교하고, 배선패턴의 좋고 나쁨을 판정한다. 그리고, 판정 결과를 호스트 컴퓨터(160)에 송신한다. 이와 같은 검사 유닛(100)의 상세한 것에 대하여는 후술한다.
검사 유닛(100)에 의하여 배선패턴의 좋고 나쁨이 판정된 워크(51)는 가이드 롤러(118, 119)를 통하여 테이프 반송용 구동 롤러(121a, 121b)에 의하여 고정밀도로 안정화되고, 이러한 상태에서 마킹 유닛(130)으로 반송되도록 하고 있다. 마킹 유닛(130)은 불량 워크(51)를 식별하도록 불량품 워크(51)를 펀칭 또는 마킹 등을 한다. 그리고 이러한 마킹 결과를 호스트 컴퓨터(160)에 송신한다. 또한, 마킹 방법으로서는, 펀칭에 더하여, 프린트 마킹, 테이핑 등의 방법이 있다.
다음에, 리뷰/베러파이 유닛(140)에 있어서는, 배선패턴의 관찰뿐만 아니라 베러파이하는 것에 의하여 배선패턴의 과잉 품질 레벨을 확인하도록 하고 있다. 이러한 확인 결과는 호스트 컴퓨터(160)에 송신되도록 하고 있다.
더욱, 리뷰 기능에 배선패턴이나 결함 부품 등의 임의 부품의 길이 측정 기능을 갖게 하는 것에 의하여, 검사기에 더하여 길이 측정 유닛도 실현할 수 있다. 이것에 의해, 1개의 릴의 패턴 폭의 규칙적인 정보를 파악할 수 있고, 공정내로의 즉각적인 피드백에도 기여하도록 하고 있다.
다음에, 워크(51)는 가이드 롤러(141, 142)를 통하여 워크 와인드-업 유닛(150)에 반송되도록 하고 있다. 그리고, 워크(51)는 스페이서 테이프 릴(152)로부터 공급된 보호용 스페이서 테이프(52)와 함께 워크 릴(151)내에 감겨지도록 하고 있다. 워크 와인드-업 유닛(150)에 있어서 워크(51)의 상태 정보는 호스트 컴퓨터(160)에 송신되도록 하고 있다.
이와 같은 구성의 배선패턴 검사장치(2O0)는 유닛 구성을 기본으로 하고 있다. 예를 들어, 처리 속도 향상을 위한 검사 유닛(1O0)의 증설 등 유닛 단위의 증설/제거가 용이하게 수행될 수 있고, 클린 환경에서의 사용도 고려한 구조 또는 구성으로 하고 있다. 또, 워크 반송이나 다른 구성도 전술한 형태에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 횡반송이 아니라 종반송으로 하여 구성을 구체화시키거나, 워크 와인드-아웃 유닛(11O) 및 워크 와인드-업 유닛(150)을 함께 동일한 측에 마련하는 등의 다른 배치도 가능하다.
이하, 검사 유닛(100)의 상세한 것에 대하여 설명한다.
검사 유닛(100)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 광원(10); 라이트 가이드(11); 집광 렌즈(12); 열선 컷트 필터(13); 방열 기구(14); 편광 빔 스플리터(21); 편광 빔 스플리터(22); 센서 카메라(30); CCD 디바이스(31); 밴드 패스 필터(32); 결상 렌즈(33); 편광 필터(34; 편광 플레이트); 연산 제어 유닛(40); 및 워크 고정/구동 기구(50)를 갖추고 있다. 또한, 집광 렌즈(12) 및 결상 렌즈(33)는, 단일의 렌즈뿐만 아니라, 복수의 렌즈로 이루어진 렌즈 군이어도 좋다.
광원(10)으로서는 예를 들어 백색 광원이나 메탈 할라이드 램프 등 가시 범위 전역에 걸쳐 발광하는 고휘도 조명이 매우 적합하다. 후술하는 바와 같이 CCD 디바이스(31)에 의하여 고분해능으로 촬상이 이루어지기 위해서는 충분한 광량이 필요하다. 따라서, 광원(10)으로서는, 예를 들어, 소비 전력량이 250W인 메탈 할라이드 램프로부터 350W인 메탈 할라이드 램프로 변경한다. 라이트 가이드(11)로서는 복수의 광원(10)으로부터의 광을 통합하여 일단으로부터 출력할 수 있는 스폿 형태의 것 또는 라드 렌즈가 매우 적합하다. 또한, 사용한 광원(10)의 수가 증가하면, 라이트 가이드(11)의 번들 직경 또는 외형을 크게 할 필요가 있기 때문에, 집광 렌즈(12)도 궁리를 필요로 한다. 또, 광원(10)으로부터의 광에 포함된 적외선 광에 의한 열 대책을 강구할 필요도 있다.
이러한 광원(10)으로부터 광이 방사되면, 이 광은, 라이트 가이드(11), 집광 렌즈(12), 및 열선 컷트 필터(13)를 거쳐 편광 빔 스플리터(21)에 입사한다. 열선 컷트 필터(13)는 장파장측의 광(예를 들어 700nm 이상의 파장)을 차단하고, 그것 이외의 광을 편광 빔 스플리터(21)에 입사시킨다.
광원(10)으로부터 방사된 광은 여러 방향의 광 성분을 갖는 소위 랜덤 광이다. 이 경우에 있어서, "도광 방향"은 도 2의 오른쪽으로부터 왼쪽으로의 수평 방향으로 정의한다. 편광 빔 스플리터(21)는 이러한 랜덤 광으로부터 직선 편광(도면 중 표리 방향이 전계 벡터 방향이다)을 추출한다. 따라서, 적용 파장 영역, 소광 비율, 편광 비율, 워크 시야 전역을 조사 또는 결상할 수 있는 외형 사이즈 등을 충분하게 고려하여 적절한 편광 빔 스플리터(21)를 선택할 필요가 있다. 이처럼 하여 편광 빔 스플리터(21)는 직선 편광을 얻지만, 이것에 따라 반드시 100%의 직선 편광이 추출된 것은 아니고, 전계 벡터가 도면 중 표리 방향 이외인 광 성분도 약간 포함되어 있다.
또한, 편광 빔 스플리터(21) 및 열선 컷트 필터(13)는 광원(10)의 광에 의하여 고온으로 되고, 파손 또는 광학 부재 그 자체의 변질 우려가 있기 때문에 방열 기구(14)를 갖추고 있다. 방열 기구(14)는, 외부로부터 에어를 내뿜는 것에 의하여, 편광 빔 스플리터(21) 및 열선 컷트 필터(13)를 냉각한다. 예를 들어, 광원(10)으로서 250W의 메탈 할라이드 램프를 1개 사용한 경우, 열선 컷트 필터(13)는 대략 75℃의 고온으로 되지만, 방열 기구(14)에 의해 에어를 내뿜는 것에 의하여 대략 50℃까지 저감시킬 수 있다는 실험값을 얻고 있다.
편광 빔 스플리터(21)는 추출된 직선 편광을 편광 빔 스플리터(22)로 도광시킨다. 이 때, 편광 빔 스플리터(21)에서는 편광 빔 스플리터(22)로 도광되지 않는 광 성분이 렌즈 튜브 측벽으로 도망쳐 버리기 때문에, 그 측벽 부분에는 열 대책을 행할 필요가 있다. 또, 편광 빔 스플리터(21)와 편광 빔 스플리터(22)와의 사이의 갭은 광 전파 로스를 최소화하기 위해 가능한 한 작도록 설정한다.
편광 빔 스플리터(21)로부터 도광된 광에는 전계 벡터가 표리 방향 이외인 광도 약간 포함되어 있고, 따라서, 편광 빔 스플리터(22)에 의해 제거된다. 광은 하부로 더 도광된다. 그리고, 결상 렌즈(33) 및 편광 필터(34)는 이러한 직선 편광을 40 내지 50°의 회전각을 갖는 각도 성분의 광으로 변환하고, 워크 고정/구동 기구(5O)에 의하여 고정된 워크(51)에 조사한다. 입사한 직선 편광을 회전각에 따라 벡터 분해하여 얻어진 광 성분이 워크(51)에 조사된다. 또한, 도 2에서는, 결상 렌즈(33)를 편광 빔 스플리터(22)와 편광 필터(34)와의 사이에 배치하고 있지만, 편광 필터(34)를 편광 빔 스플리터(22)와 결상 렌즈(33)와의 사이에 배치하도록 하여도 좋다. 또, 편광 필터(34)가 어떤 각도 성분만을 포함하는 광을 용이하게 선택할 수 있도록 회전 기구를 적절하게 갖추도록 하여도 좋다.
워크(51)에 조사된 광 성분은 워크(51)에 의해 반사되고, 이 반사광을 편광 필터(34)의 회전각에 따라 벡터 분해하여 얻어진 광 성분이 편광 필터(34) 및 결상 렌즈(33)를 거쳐 편광 빔 스플리터(22)에 입사한다. 이 때, 편광 빔 스플리터(22)에 있어서는, 전계 벡터 방향이 도광 방향으로 있는 직선 편광이 추출되고, 이 직선 편광은 밴드 패스 필터(32)에 입사한다.
밴드 패스 필터(32)는 최상층 배선패턴의 반사광량과 폴리이미드 절연층 부분의 반사광에 의한 편광 빔 스플리터(22)로부터의 양과의 차이가 가장 커지는 파장 영역을 추출하고, 추출된 파장 영역의 광만을 센서 카메라(30)의 CCD 디바이스(31)로 입사시킨다.
본 실시의 형태에서는 센서 카메라(30)에 라인 센서 기술을 적용하고 있다. 도 3은 라인 센서 기술을 설명하기 위한 개념도이다. 즉, 센서 카메라(30)에서는, 밴드 패스 필터(32)에 의하여 CCD 디바이스(31)에 입사한 광 중, CCD 디바이스(31)의 사양으로서 미리 정해진 선형상 영역에 대응하는 광만을 CCD 디바이스(31)에 의해 촬상한다. 도 3에 있어서, 원형상 조사 영역(71)은 워크(51)에 있어서 광 성분이 조사된 영역을 나타내고 있다. 또, 상술한 선형상 영역(72)의 각각은, 각각의 조사 영역(71)의 중심을 통과하도록 위치하고 있다. CCD 디바이스(31)는, 워크(51)에 대해 워크 고정/구동 기구(50)에 의하여 워크(51)의 평탄성이 결상 렌즈(33)의 초점 심도내에 확보되고, 워크(51)의 일부인 조사 영역(71)이 광 성분에 의하여 조사되면, 센서 카메라(30)의 광학 헤드 또는 워크 고정/구동 기구(50)가 필요한 받아들이는 방향으로 조절된 상태에서, 화상을 촬상한다. 이것에 따라, 센서 카메라(30)는 이 조사 영역(71)에 대응하는 선형상 영역(72)에 있어서 광을 촬상한다.
이처럼 어떤 선형상 영역(72)에 있어서의 광을 촬상하면, 워크 고정/구동 기구(50)를 구동하고, 예를 들어 도 3의 화살표에 나타낸 바와 같이 워크(51)를 미소량 이동시키는 것에 의하여, 조사 영역(71)을 이동시킨다. 그리고, 이 조사 영역(71)에 대응하는 선형상 영역(72)에 있어서의 광을 마찬가지로 촬상한다. 워크(51)의 미소량 이동과 촬상을, 선형상 영역(72)이 워크(51)의 전체 면을 커버할 때까지, 연속적으로 행한다. 그리고, 각각의 촬상된 선형상 영역(72)을 서로 중첩하는 것에 의하여 워크(51)의 전체 면에 걸쳐 촬상 정보를 얻으면, 최상층 배선패턴 정보가 획득되는 배선패턴 화상을 얻는다.
센서 카메라(30) 및 결상 렌즈(33)는, 대상을 이루는 워크(51)의 배선패턴이 최소 10㎛이고 미세하기 때문에, 촬상된 화상이 고분해능으로 되도록 광학 설계한 것을 사용한다. 분해능은 패턴 에지 정보가 충분히 클리어하게 얻어지는 1㎛ 내지 2㎛ 정도가 바람직하지만, 이러한 분해능 설정은 대상인 패턴 폭의 1/9 내지 1/10 정도가 목표로 된다. 또, 사용한 센서 카메라(30)의 CCD 디바이스(31)의 디바이스 수와 분해능에 의하여 촬상 시야도 변화하기 때문에 충분한 검토가 필요하다. 예를 들어, 8000 픽셀의 CCD 디바이스(31)로 1㎛의 분해능을 실현시키는 경우, 촬상 시야는 8mm로 된다.
또, CCD 디바이스(31)의 사이즈를 7㎛로 한다면, 자연히 7배의 광학 배율이 필요하다. 또, 이 때 얻어지는 해상력은 물체측에서 721p(라인 페어)/mm로 된다. 또, 1㎛의 분해능을 실현시키기 위해서는 7㎛의 분해능에 대하여 면적비에 따라 약 50배의 광량이 없다면 동일한 밝기로 촬상하는 것이 가능하지 않다. 다양한 조건의 논리합이 광학계에서 필요하다.
또, 밴드 패스 필터(32)는, 예를 들어 다이크로익 그린 필터와 같이, 최상층 배선패턴의 반사광량과 폴리이미드 절연층 부분의 반사광량과의 차이가 가장 커지는 파장 영역 및 높은 투과율을 갖는 것을 사용한다. 구체적으로는, 그린 성분인 550nm의 파장에 주목하면, 폴리이미드층의 반사 분광 감도는 0.1%인 반면 구리의 반사 분광 감도는 3%이고, 3O배의 광이 반사되는 것을 실험값으로부터 얻을 수 있다.
즉, 워크(51)으로부터 반사된 광 성분의 강도는 구리 및 폴리이미드에 의존하고, 또한 구리의 반사 강도가 더 강하기 때문에, 최상층 구리 패턴부가 밝게 촬상될 수 있다. 또, 워크(51)에 조사하는 때, 편광 비율을 높이고 배선패턴 및 폴리이미드 절연층에 조사하는 것에 의하여, 보다 선명하게 최상층 배선패턴의 화상을 촬상하도록 하고 있다.
이처럼 하여 최상층 배선패턴 정보가 획득되는 배선패턴 화상의 배선패턴 데이터는, 도시하지 않은 퍼스널 컴퓨터, 키보드, 마우스, 디스플레이 등으로 구성된 연산 제어 유닛(40)에 출력되고, 디스플레이로부터 디스플레이된다. 연산 제어 유닛(4O)에서는, 출력된 배선패턴 데이터와 정상적인 설계 배선패턴 데이터를 이용하여 각종 연산, 인식, 및 비교 처리를 수행하여, 배선패턴의 좋고 나쁨을 판정한다. 또, 연산 제어 유닛(40)은 워크 고정/구동 기구(50) 등을 제어하는 사용자 인터페이스의 역할도 맡는다.
다음으로, 이상과 같이 구성한 본 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 검사 유닛의 동작에 관하여 설명한다.
즉, 검사 유닛(100)에서는, 광원(10)으로부터 광이 방사되면, 이 광은, 라이트 가이드(11) 및 집광 렌즈(12)를 거쳐 열선 컷트 필터(13)로 도광된다. 그리고, 열선 컷트 필터(13)에 의하여 장파장측의 광(예를 들어 700nm 이상의 파장)이 차단되고, 그것 이외의 광이 편광 빔 스플리터(21)로 도광된다.
광원(10)으로부터 방사된 광은 랜덤 광이고, 편광 빔 스플리터(21)에서는, 이 랜덤 광으로부터 직선 편광(도면 중 표리 방향이 전계 벡터의 방향이다)이 추출되고, 편광 빔 스플리터(22)로 도광된다. 또한, 편광 빔 스플리터(21)에 의하여 반드시 100%의 직선 편광(도면 중 표리 방향이 전계 벡터의 방향이다)이 추출되는 것은 아니고, 도면 중 표리 방향 이외의 전계 벡터의 광 성분도 약간 포함되어 있다.
또한, 편광 빔 스플리터(21) 및 열선 컷트 필터(13)는, 광원(10)의 광에 의하여 고온으로 되지만, 방열 기구(14)가 에어를 내뿜는 것에 의하여 냉각된다.
편광 빔 스플리터(22)에서는, 편광 빔 스플리터(21)로부터 도광된 광에는 표리 방향 이외의 전계 벡터를 포함하는 광도 약간 포함되어 있기 때문에, 그것을 제거한다. 그리고, 광은 결상 렌즈(33) 및 편광 필터(34)측으로 도광된다. 그리고, 편광 빔 스플리터(22)에 의하여 추출된 직선 편광은 소정 각도의 편광 필터(34)를 통하여 얻어지는 소정의 편향 성분이 워크 고정/구동 기구(50)에 의하여 고정된 워크(51)에 조사된다.
워크(51)에 조사된 광 성분은 워크(51)에 의해 반사되고, 이 반사광은 편광 필터(34)를 통과하고, 직선 편광의 전계 벡터 방향에 직교하는 직선 편광(도면 중 좌/우 방향이 전계 방향이다)으로 변환된다.
그 후, 결상 렌즈(33)에 의하여 평행 광으로 되고, 편광 빔 스플리터(22)에 의하여 도면 중 좌/우 방향이 전계 벡터 방향인 직선 편광이 추출된 후에 밴드 패스 필터(32)로 도광된다.
밴드 패스 필터(32)에서는, 최상층 배선패턴의 반사광에 의한 양과 폴리이미드 절연층 부분의 반사광에 의한 양과의 차이가 가장 커지는 파장 영역이 추출되고, 이 파장 영역의 광만이 센서 카메라(30)내의 CCD 디바이스(31)로 입사된다. 구체적으로는, 그린 성분인 550nm의 파장의 경우, 폴리이미드 층의 반사 분광 감도는 0.1%인 반면 구리의 반사 분광 감도는 3%이고, 30배 반사하는 것이 실험값으로부터 얻어진다. 이처럼 하여 추출된 광이 CCD 디바이스(31)에 의하여 촬상된 것에 의하여, 최상층 배선패턴 정보가 가시화된 배선패턴의 화상을 얻을 수 있다. 즉, 워크(51)에 의해 반사된 광 성분의 강도는 구리 및 폴리이미드에 의존하고, 구리의 반사 강도가 더 강하기 때문에, 최상층 구리 패턴부가 밝게 촬상된다. 또, 워크(51)에 조사하는 때, 편광 비율을 높이고 배선패턴 및 폴리이미드 절연층에 조사하는 것에 의하여, 보다 선명한 최상층 배선패턴의 화상이 촬상된다.
이 원리에 관하여, 도 4A 및 도 4B를 참조하여 설명한다. 즉, 광원(10)으로부터의 광(L)을 평행하게 도광하는 라이트 가이드(11)에 의하여 도광된 광으로부터, 다단으로 조합된 편광 플레이트 또는 편광 빔 스플리터를 통하여, 도 2의 표리 방향이 전계 벡터의 방향인 직선 편광(Y1)을 추출, 도광시킨다. 도 4A 및 도 4B에서는, 편광 빔 스플리터(21)에 의하여 이 직선 편광(Y1)을 추출, 도광하는 예를 나타내고 있다.
그리고, 이 직선 편광(Y1)에 대하여 임의 각도로 광축을 맞춘 편광 플레이트(65)에 광을 도광시킨다. 이 때의 직선 편광(Y1)에 대한 편광 플레이트 최적 각도(도 2의 표리 방향과 편광 플레이트(65)의 투과축에 의해 형성된 최적 각도)는 45°이다. 따라서, 이하, 45°조건하에서의 효과를 설명한다.
그런데, 45°로 광축이 맞춰진 편광 플레이트(65)를 투과한 광은, 입사한 직선 편광(Y1)을 배만큼 벡터 분해하여 얻어진 성분을 구성한다. 이 직선 편광(Y2)은 폴리이미드 필름 절연 재료 등의 베이스(67)에 배선패턴(69)이 배치된 워크(51)에 조사된다.
도 4A에 나타낸 바와 같이, 이 직선 편광(Y2)을 구리 등의 배선패턴(69)에 조사하면, 구리 도금 수단 등에 의하여 형성된 구리 등의 배선패턴(69)의 표면에 의해, 입사한 직선 편광(Y2)은 그대로 반사되는 것이 된다. 그리고, 반사된 직선 편광(Y3)이 다시 편광 플레이트(65)를 통과한다. 이 때, 편광 빔 스플리터(21)를 통과하는 광(Y4)에 대해서는, 워크(51)에 의해 반사된 직선 편광(Y3)을 로 더 벡터 분해하여 얻어진 성분이 편광 빔 스플리터(21) 위로 통과하는 것이 되고, 그 광 성분(Y5)은 최상층의 배선패턴(69)의 정보를 갖는 성분으로서 CCD 디바이스(31)에 의해 그대로 수광된다.
마찬가지로, 도 4B에 나타낸 바와 같이, 이 직선 편광(Y2)을 폴리이미드 필름 절연 재료 등의 투명 베이스 필름(67)에 조사한다. 이 투명 베이스 필름(67)은 그 재료 특성이 이방성을 갖고 있는 것으로 밝혀져 있다. 즉, 이와 같은 투명 베이스 필름(67)에 입사한 직선 편광(Y2)은 필름 표면에 의하여 각도 변화가 더해진 편광 또는 랜덤 광으로서 반사되는 것이라고 생각된다. 반사된 광(Y3')은 편광 플레이트 각도 45°로부터 벗어나기 때문에, 45°일 때의 CCD 디바이스(31)에 의해 수광된 상대 광량 0.5에 비교하여 거의 수광되지 않는 정도의 광량이 된다. 즉, 구리 등의 배선패턴(69)에 조사하는 경우와 폴리이미드 절연부 등의 투명 베이스 필름(67)에 조사하는 경우의 사이에서는, CCD 디바이스(31)에 의해 수광된 광량차가 생기고, 폴리이미드 필름 절연 재료 등의 투명 베이스 필름(67)에 해당하는 정보 성분은 CCD 디바이스(31)로 거의 도광되지 않는 것으로 생각된다.
따라서, 이처럼 반도체 패키지를 형성한 재료 특성에 따라 정보를 능숙하게 추출하고 CCD 디바이스(31)로 수광하는 것에 의하여, 내층 배선패턴이 반영됨 없이 최상층 배선패턴 정보를 고 콘트라스트의 화상으로서 촬상하는 것이 가능하다.
또, 도 6A는, 최상층 배선패턴에 대해 폴리이미드 절연층을 통하여 내층 배선패턴이 3층 존재하는 반도체 패키지용 다층 배선기판에 대해서, 검사 유닛(100)에 의하여 최상층 배선패턴 정보를 획득한 후에 센서 카메라(30)에 의하여 촬상된 최상층 배선패턴의 일례를 나타내는 화상이다. 한편, 도 6B는, 동일한 최상층 배선패턴에 대하여, 카메라에 의해 통상적으로 촬상된 화상이다.
도 6A와 도 6B로부터, 검사 유닛(100)에 의하여 최상층의 배선패턴 정보를 광학적으로 획득하는 것에 의하여, 내층 배선패턴이 3층 있는 경우에 있어서도, 최상층 배선패턴을 명료하게 추출할 수 있는 것을 확인할 수 있다. 배선패턴의 존재에 관계되지 않고, 추가된 내층 수에 의존하는 일 없이, 최상층 배선패턴만을 추출하는 것이 가능해진다.
다른 한편, 카메라에 의한 통상적인 촬상에 있어서는, 도 6B에 나타낸 바와 같이, 모든 층의 배선패턴이 반영된다. 더욱, 최상층 배선패턴과 내층 배선패턴과는 동일한 정도의 밝기이기 때문에, 예를 들어 2진화 처리를 가했다고 하더라도 분리는 불가능하다. 특히, 최상층 배선패턴과 내층 배선패턴이 교차하고 있는 부분에 있어서는, 그 영향이 현저하고, 어느 것이 위쪽에 존재하고 있는지의 식별도 용이하지 않다.
또, 도 7A는, 최상층 배선패턴에 대해 폴리이미드 절연층을 통하여 내층 배선패턴이 1층 존재하는 반도체 패키지용 다층 배선기판에 대해서, 검사 유닛(100)에 의하여 최상층 배선패턴 정보를 획득한 후에, CCD 디바이스(31)에 의하여 촬상된 최상층 배선패턴의 다른 예를 나타내는 화상이다. 도 7B는, 도 7A의 화상에 나타낸 배선패턴 부분에 대응하는 라인 프로파일이다. 도 8은, 도 7A에 나타낸 화상에 대하여 2진화 처리를 가하여 얻어진 화상이다.
도 8로부터 명확한 바와 같이, 최상층 배선패턴 부분은 밝고, 내층 패턴 및 폴리이미드 절연층 부분은 어둡게 촬상된다. 이처럼, 검사 유닛(100)에 의하여 촬상된 화상은, 2진화 처리라고 불리는 간단한 화상 처리에 의해, 내층 배선패턴에 영향받는 일 없이 더욱 최상층 배선패턴과 내층 배선패턴으로 분류하는 것이 가능하다. 그리고, CAD 데이터(패턴 설계 정보)나 양품 워크(올바르게 배선패턴이 형성된 워크)를 기준 마스터 화상으로서 미리 설정하고, 2진화된 화상과의 비교, 특징 추출법 등에 의하여, 차이가 있는 부분을 결함으로서 판정하는 것이 가능하다.
또, 패턴 검사에 최적인 화상이란 패턴 에지가 선명하고 표면 요철의 영향이 없는 상태를 나타낸다. 패턴 에지가 선명하기 위해서는 배선패턴 부분과 폴리이미드 절연층 부분과의 콘트라스트 차이가 명확하게 분절되어야 한다. 따라서, 배선패턴 표면 요철의 영향을 제거하기 위해서는 워크에 조사하는 광량이 많고 밝아야 한다.
도 9는, 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향에 대하여 편광 필터(34)의 투과축을 소정 각도만큼 변화시킨 경우에 있어서 배선패턴 화상의 히스토그램의 일례를 나타내고, 횡축은 계조값, 종축은 픽셀 수를 나타내고 있다. 히스토그램이 고계조측으로 가장 시프트하여 있는 조건은 회전각이 40° 내지 50°의 경우이고, 이 회전각에서는, 히스토그램의 피크의 면적도 다른 회전각의 경우에 비교하여 감소하고 있는 것을 확인할 수 있다.
다른 회전각의 경우에는, 이 피크의 계조 범위에 폴리이미드 절연층 부분 또는 배선패턴 부분이 포함되어 버리지만, 최적 각도로 접근함에 따라 배선패턴 부분이 최대 계조를 갖기 때문에, 피크의 면적으로부터 배선패턴 부분이 분리되고, 피크의 면적이 감소한다. 또, 각각의 회전각에 있어서 촬상된 화상으로부터도, 마찬가지로, 배선패턴 부분이 선명하고 배선패턴 부분과 폴리이미드 절연층 부분과의 콘트라스트 차이가 큰 최적인 조건은 회전각이 4O° 내지 5O°의 범위인 것을 확인할 수 있다.
그 이외의 회전각에 있어서는, 배선패턴 부분의 계조값이 낮아지고, 이에 수반하여, 배선패턴 부분과 폴리이미드 절연층 부분과의 콘트라스트 차이가 감소한다. 이에 따라, 배선패턴 부분의 계조값이 떨어지고, 배선패턴 표면의 요철의 영향도 현저하게 나타난다. 이 때문에, 화상은 패턴 검사 화상으로서는 적합하지 않게 되어 버린다. 각각의 각도 성분의 화상을 도 5A 내지 도 5E에 나타낸다.
상기한 바와 같이, 본 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치에 있어서는, 위와 같은 작용에 의하여, 반도체 패키지용 다층 배선기판에 있어서 내층 배선패턴의 영향을 광학적으로 제거하는 것이 가능하다. 그 결과, 최상층 배선패턴의 섬세한 화상을 촬상하는 것이 가능하다.
더욱, 이 화상을 기준 데이터 또는 기준 화상과 비교하는 것에 의하여, 배선패턴의 검사를 고신뢰도로 자동적으로 수행하는 것이 가능해진다.
또, 센서 카메라(30)에 라인 센서 기술을 적용하는 것에 의하여, 예를 들어 일본특허 제2962565호에서와 같이 포인트 스캐닝에 의하여 화상을 얻는 경우보다도 단시간에 화상을 촬상하는 것이 가능하기 때문에, 큰 면적을 갖는 최상층 배선패턴에 대해서도 유리하다.
더욱, 센서 카메라(30)에 의하여 촬상한 화상에 근거하여 배선패턴을 검사할 수 있기 때문에, 일본특허 제2962565호에서와 같이 검출계를 2중으로 갖출 필요는 없어지고, 구성을 간소화하는 것이 가능하다. 더욱, 검출값의 데이터 처리도 감소하기 때문에, 연산 제어 유닛(40)의 부하를 저감하는 것도 가능해진다.
(제2의 실시의 형태)
본 발명의 제2의 실시의 형태를 도 2 및 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한다.
본 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치는, 제1의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 검사 유닛(100)에 있어서 편광 빔 스플리터(21)의 개량에 관련된 것이다. 따라서, 여기에서는 편광 빔 스플리터(21)만을 설명한다.
즉, 도 2의 제1의 실시의 형태에 있어서, 편광 빔 스플리터(21)는, 광원(10)으로부터 방사된 랜덤 광으로부터 직선 편광(도면 중 표리 방향이 전계 벡터 방향이다)을 추출한다. 그렇지만, 이 추출시에 있어서, 편광 빔 스플리터(21)로부터, 도 2의 수직방향이 전계 벡터 방향인 광 성분이 측면으로 도망쳐 버리기 때문에, 그 측면은 고온으로 된다.
따라서, 이 광 성분을 회수하고, 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분으로 변환하고, 편광 빔 스플리터(22)로 도광하는 것이 가능하면, 광량 증가를 도모할 수 있고, 배선패턴 부분과 폴리이미드 절연층 부분과의 콘트라스트 차이를 넓히는 것이 가능하다.
도 10은, 이와 같은 것을 실현하기 위한 편광 빔 스플리터(21)의 전체 구성의 일례를 나타내는 사시도이다.
즉, 도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시의 형태에 있어서 편광 빔 스플리터(21)은, 편광 필름(21a)을 갖추고 있고, 더욱 좌우 양측면에 태브 프리즘(23(#R)) 및 태브 프리즘(23(#L))을 배치하고 있다. 또, 위쪽에 1/2 파장 플레이트(24)를 배치하고 있다.
즉, 편광 빔 스플리터(21)는 광원(10)으로부터 랜덤 광이 도입되면, 편광 빔 스플리터(21)에 의하여, 이 랜덤 광으로부터 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분(Y)을 추출하고, 편광 빔 스플리터(22)로 도광시킨다. 한편, 이러한 추출시에는, 도 2 수직방향이 전계 벡터 방향인 광 성분(T)이 측면으로부터 도망쳐 나와, 태브 프리즘(23(#R))으로 도입되도록 하고 있다. 태브 프리즘(23(#R))은, 이 도망쳐 나온 도 2의 수직방향이 전계 벡터 방향인 광 성분(T)을 받아들이고, 1/2 파장 플레이트(24)로 도광시킨다. 1/2 파장 플레이트(24)는 태브 프리즘(23(#R))으로부터 도광된 도 2의 수직방향이 전계 벡터 방향인 광 성분(T)을 1/2 파장만큼 변환한다. 즉, 그 성분을 전계 벡터 방향이 도면 중 좌/우 방향인 광 성분(Z)으로 변환하고, 태브 프리즘(23(#L))으로 도광시킨다. 태브 프리즘(23(#L))은 1/2 파장 플레이트(24)로부터 도광된 전계 벡터 방향이 도면 중 좌/우 방향인 광 성분(Z)을 그 측면으로부터 편광 빔 스플리터(21)의 본체로 도광시킨다. 편광 필름(21a)은, 이렇게 도광된 전계 벡터 방향이 도면 중 좌/우 방향인 광 성분(Z)을 반사하는 것에 의하여, 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분(Y)으로 변환하고, 편광 빔 스플리터(22)로 도광시킨다.
도 11은, 동일한 작용을 가져오는 편광 빔 스플리터(21)의 전체 구성의 예를 나타내는 사시도이다.
도 11에 나타내는 구성에서는, 편광 빔 스플리터(21)는, 편광 필름(21a)을 갖추고 있고, 더욱, 편광 필름(21a)의 비반사면측의 측면에 전반사 미러(26(#L))를, 편광 필름(21a)의 반사면측의 측면에 1/4 파장 플레이트(25) 및 전반사 미러(26(#R))를 각각 배치하고 있다.
즉, 편광 빔 스플리터(21)는, 광원(10)으로부터 랜덤 광이 도입되면, 이 랜덤 광으로부터 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분(Y)를 추출하고, 편광 빔 스플리터(22)로 도광시킨다. 한편, 이 추출시에는, 도 2의 수직방향이 전계 벡터 방향인 광 성분(T)이, 측면으로부터 도망쳐 나와 1/4 파장 플레이트(25)를 통하여 전반사 미러(26(#R))로 도광되도록 하고 있다.
전반사 미러(26(#R))는, 이렇게 도광된 도 2의 수직방향이 전계 벡터 방향인 광 성분(T)을 반사시키는 것에 의하여, 1/4 파장 플레이트(25)를 통해 편광 빔 스플리터(21)로 다시 도입시킨다. 이에 따라, 편광 빔 스플리터(21)로부터 도망쳐 나온 도 2의 수직방향이 전계 벡터 방향인 광 성분(T)은, 1/4 파장 플레이트(25)를 2회 통과하기 때문에, 전계 벡터 방향이 도면 중 좌/우 방향인 광 성분(Z)로 되어 편광 빔 스플리터(21)로 입사한다.
더욱, 이 전계 벡터 방향이 도면 중 좌/우 방향인 광 성분(Z)은, 편광 필름(21a)을 통과하여, 일단 편광 빔 스플리터(21)로부터 빠져나가, 전반사 미러(26(#L))에 도달한다. 그리고, 그 성분은, 전반사 미러(26(#L))에 의하여 반사된 후에, 편광 빔 스플리터(21)에 다시 입사하여, 편광 필름(21a)에 의해 반사된다. 결과적으로, 그 성분은, 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분(Y)으로 변환되고, 편광 빔 스플리터(22)로 도광되도록 하고 있다.
도 12는, 편광 빔 스플리터(21)를 단독으로 갖춘 경우(a), 도 10에 나타낸 바와 같이 편광 빔 스플리터(21)에 태브 프리즘(23) 및 1/2 파장 플레이트(24)를 갖춘 경우(b), 및 도 11에 나타낸 바와 같이 편광 빔 스플리터(21)에 전반사 미러(26)와 1/4 파장 플레이트(25)를 갖춘 경우(c)에 있어서, 동일한 조건으로 촬상된 화상 데이터에서의 배선패턴 부분의 임의 선에 따른 계조차를 나타내는 프로파일 다이어그램이다.
(a)와 (b) 사이에는 거의 차이가 보여지지 않지만, (a)와 (c)에서는, 최대 20% 정도의 콘트라스트 확대 효과(배선패턴 부분과 절연층 부분과의 밝기가 넓어진다)를 확인할 수 있다.
본 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치에서는, 상기한 바와 같이, 편광 빔 스플리터(21)에 의하여 추출된 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분(Y)뿐만 아니라, 도 2의 수직방향이 전계 벡터인 광 성분(T)으로부터 변환된 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분(Y)도 편광 빔 스플리터(22)로 도광된다. 이에 따라, 광원(10)으로부터의 광을 효율 좋게 이용할 수 있게 되기 때문에, 광량 증가를 도모하는 것이 가능해진다. 그 결과, 배선패턴 부분과 폴리이미드 절연층 부분과의 콘트라스트 차이를 넓히는 것이 가능하기 때문에, 최상층 배선패턴을 보다 선명하게 촬상하는 것이 가능해진다.
(제3의 실시의 형태)
본 발명의 제3의 실시의 형태를 도 13 내지 도 22B를 참조하여 설명한다.
본 실시의 형태는, 제1의 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 검사 유닛(100)의 개량에 관련된 것이다. 따라서, 여기에서는 검사 유닛만을 설명한다.
도 13은, 본 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 검사 유닛의 일례를 나타내는 구성 설명도이다.
즉, 본 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치에 있어서 검사 유닛은, 평행 도광부(56), 광 추출부(58), 파장 선택부(60), 워크 고정/구동 기구(50), 및 연산 제어 유닛(40)을 갖추고 있다.
더욱, 평행 도광부(56)는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 광원(10), 라이트 가이드(11), 열선 컷트 필터(13), 집광 렌즈(17), 확산 플레이트(18), 집광 렌즈(19), 및 팬(20)을 갖추고 있다.
광원(10)은, 제1의 실시의 형태와 같이 메탈 할라이드 램프 등 가시 범위 전체에 걸쳐 발광하는 고휘도 조명이어도 좋고, 레이저 등 단일 파장의 광을 발광하는 조명이어도 좋다.
광원(10)으로부터 방사된 광은 라이트 가이드(11) 및 열선 컷트 필터(13)를 거쳐 집광 렌즈(17)로 입사한다. 그리고 이 광은, 집광 렌즈(17), 확산 플레이트(18), 및 집광 렌즈(19)에 의하여 균일한 평행 광으로 변환된 후에, 광 추출부(58)로 도광되도록 하고 있다. 또한, 집광 렌즈(17) 및 집광 렌즈(19)는, 단일의 렌즈에 국한되는 것은 아니고, 복수의 렌즈로 이루어진 렌즈 군이어도 좋다.
광 추출부(58)로 도광된 광은 반드시 균일한 평행 광이어야 한다. 왜냐하면, 광 추출부(58)에서 사용되고 있는 편광 광학 부재의 특성은, 특히 광의 입사각에 민감하게 의존하고, 적용 입사각 이외의 광이 입사한 경우에는, 소망의 파장 특성에 큰 영향을 미치기 때문이다.
예를 들어, 광 추출부(58)에 편광 빔 스플리터(68; 후에 상술함)가 적용되고 있는 경우에는, 이 입사각 45°사양의 편광 빔 스플리터(68)에 대하여, 40°입사를 시도해 본다면, 사용 파장 영역에 있어서 2%의 광감소, 50°입사를 시도해 본다면, 38%의 광감소의 실험값을 얻는데, 이에 의하여 촬상 시야에 있어서 큰 밝기의 경사 커브(셰이딩)가 발생해 버린다.
이러한 큰 경사 커브가 존재하는 화상에 대하여 다양한 화상 처리 및 인식 처리를 가하는 것은 연산 제어 유닛(40)에 의하여 이루어지는 처리 시간의 증가를 가져온다. 또, 이 경사 커브가 존재하는 것에 의하여 예를 들어 화상의 중앙부와 단부에 동일한 종류의 결함이 존재하는 경우, 그 결함을 보는 방향 또는 그 대응 부분의 콘트라스트에 있어서 차이가 생겨 버릴 우려도 있다. 따라서, 광 추출부(58)로 도광된 광은 반드시 균일한 평행 광이도록 집광 렌즈(17), 집광 렌즈(19), 및 후술하는 확산 플레이트(18)의 구성에는 충분히 유의할 필요가 있다.
확산 플레이트(18)는 특히 내열 온도를 충분히 고려하여 선택할 필요가 있고, 이 확산 플레이트(18)는 라이트 가이드(11)으로부터의 출사 광량 분포를 균일하게 하는 책임을 다한다. 홀로그래픽 디퓨저는 확산 플레이트으로서 가장 효과적인 광학 부재이지만, 내열성에 어려움이 있기 때문에, 보다 높은 내열성을 필요로 하는 경우에는 오팔이 적합하다.
또, 일반적으로, 라이트 가이드(11)의 단부로부터의 출사 광량 분포는, 중앙부가 어두운 경향이 있고, 이 중앙부가 어두운 경향을 감소시키기 위해 광원(10)내의 램프(도시하지 않음)의 각도를 5° 내지 6° 기울이는 것에 의하여 효과가 있는 것도 실험으로부터 얻을 수 있다.
팬(20)은, 제1의 실시의 형태에 있어서 방열 기구(14)의 대신에 마련한 것이고, 라이트 가이드(11)에 에어를 송풍하는 것에 의하여 공냉하여 열 대책이 필요 없으면, 없어도 좋다.
광 추출부(58)는, 도 15A 내지 도 15D 중 어느 하나에 나타낸 입단면 구성을 갖고 있고, 평행 도광부(56)로부터 도광된 랜덤한 입사광으로부터 직선 편광(도면 중 표리 방향을 전계 벡터 방향으로 함)을 추출하고, 더욱, 원 편광으로 변환한 후에, 워크(51)에 조사한다. 즉, 도 15A 내지 도 15D에 있어서, 광 추출부(58)의 우측으로부터 입사광이 도광되고, 원 편광은 광 추출부(58)의 하측에 있는 워크(51)에 조사되도록 하고 있다.
도 15A에 나타낸 구성의 광 추출부(58)는, 투과축이 도면 중 표리 방향인 편광 플레이트(61); 하프 미러(62); 1/4 파장 플레이트(64); 및 투과축이 도면 중 좌/우 방향인 편광 플레이트(66)로 이루어져 있다. 이 경우, 도면 중 우측으로부터 도광된 입사광으로부터 투과축이 도면 중 표리 방향인 편광 플레이트(61)가 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분을 추출한다. 이 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분은, 하프 미러(62)에 의하여 도면 중 하부측으로 반사된 후에, 1/4 파장 플레이트(64)에 의하여 원 편광으로 변환되어 워크(51)에 조사되도록 하고 있다. 이러한 원 편광은, 워크(51)에 의해 반사되어, 회전 방향이 반대로 된 원 편광으로 된다. 이러한 반사광은, 1/4 파장 플레이트(64)에 의하여 전계 벡터 방향이 도면 중 좌/우 방향인 광 성분으로 변환되고, 더욱, 하프 미러(62)를 통과한 후에 편광 플레이트(66)에 의하여 직선 편광 성분의 비율이 더 증가되고, 그후에 파장 선택부(60)로 도광되도록 하고 있다.
도 15B에 나타낸 광 추출부(58)는 편광 빔 스플리터(68)와 1/4 파장 플레이트(64)로 이루어져 있다. 이 경우, 도면 중 우측으로부터 도광된 입사광으로부터 편광 빔 스플리터(68)가 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분을 추출하고, 더욱, 이 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분이 1/4 파장 플레이트(64)로 입사된다. 이 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분은 1/4 파장 플레이트(64)에 의하여 원 편광으로 변환되어 워크(51)에 조사되도록 하고 있다. 이 원 편광은, 워크(51)에 의해 반사되어, 회전 방향이 반대로 된 원 편광으로 된다. 이러한 반사광은, 1/4 파장 플레이트(64)에 의하여 전계 벡터 방향이 도면 중 좌/우 방향인 광 성분으로 변환되고, 더욱, 편광 빔 스플리터(68)를 통과한 후에 파장 선택부(60)로 도광되도록 하고 있다.
도 15C에 나타낸 광 추출부(58)는 편광 빔 스플리터(70), 편광 빔 스플리터(68), 1/4 파장 플레이트(64)로 이루어져 있다. 편광 빔 스플리터(70)와 편광 빔 스플리터(68)와의 위치 관계는 도 16의 사시도에 나타낸 바와 같다. 이 경우, 도면 중 우측으로부터 도광된 입사광으로부터 편광 빔 스플리터(70)가 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분을 추출하고 편광 빔 스플리터(68)로 도광한다. 편광 빔 스플리터(68)는 이 직선 편광을 반사하여 1/4 파장 플레이트(64)로 입사시킨다. 이 직선 편광은 1/4 파장 플레이트(64)에 의하여 원 편광으로 변환되어 워크(51)에 조사되도록 하고 있다. 이 원 편광은, 워크(51)에 의해 반사되어, 회전 방향이 반대로 된 원 편광으로 된다. 이 반사광은, 1/4 파장 플레이트(64)에 의하여 전계 벡터 방향이 도면 중 좌/우 방향인 광 성분으로 변환되고, 더욱, 편광 빔 스플리터(68)를 통과한 후에 파장 선택부(60)에 도광되도록 하고 있다.
도 15D에 나타낸 광 추출부(58)는 편광 플레이트(61), 편광 빔 스플리터(68), 및 1/4 파장 플레이트(64)로 이루어져 있다. 이 경우, 도면 중 우측으로부터 도광된 입사광으로부터 편광 플레이트(61)가 전계 벡터 방향이 도면 중 표리 방향인 광 성분을 추출하여 편광 빔 스플리터(68)로 도광시킨다. 편광 빔 스플리터(68)는 이 직선 편광을 반사하여 1/4 파장 플레이트(64)로 입사시킨다. 이 과정에서, 입사광에 포함되어 있던 불순물 성분도 제거된다. 이에 따라, 보다 순도가 높은 직선 편광이 1/4 파장 플레이트(64)로 도광되도록 하고 있다.
이 직선 편광은 1/4 파장 플레이트(64)에 의하여 원 편광으로 변환되어 워크(51)에 조사되도록 하고 있다. 이 원 편광은, 워크(51)에 의해 반사되어, 회전 방향이 반대로 된 원 편광으로 된다. 이 반사광은, 1/4 파장 플레이트(64)에 의하여 전계 벡터 방향이 도면 중 좌/우 방향인 광 성분으로 변환되고, 더욱, 편광 빔 스플리터(68)를 통과한 후에 파장 선택부(60)로 도광되도록 하고 있다.
이들 편광 플레이트(61), 하프 미러(62), 1/4 파장 플레이트(64), 편광 플레이트(66), 편광 빔 스플리터(68), 및 편광 빔 스플리터(70)는, 적용 파장 영역, 소광 비율, 편광 비율, 워크 시야 전체에 조사 또는 결상할 수 있는 외형 사이즈 등을 충분히 고려하여 선택할 필요가 있다. 또, 구성에 따라, 워크(51)에 조사되지 않는 성분의 광은 렌즈 튜브내 측벽으로 도망쳐 버리기 때문에, 그 측벽 부분에는 내열 시트 또는 공냉 기구를 마련한다.
파장 선택부(60)는, 도 17에 나타낸 바와 같이, 센서 카메라(30), CCD 디바이스(31), 밴드 패스 필터(32), 텔레센트릭 상측 결상 렌즈(36), 텔레센트릭 물체측 결상 렌즈(38)를 갖추고 있다.
즉, 광 추출부(58)로부터의 원 편광은 텔렉센트릭 물체측 결상 렌즈(38)를 통하여 워크(51)에 조사된다. 그리고, 원 편광이 워크(51)에 의해 반사되어 얻어진 반사광은, 텔렉센트릭 물체측 결상 렌즈(38)를 통하여 광 추출부(58)에 의해 전계 벡터 방향이 도면 중 좌/우 방향인 광 성분으로 변환된 후에, 텔렉센트릭 상측 결상 렌즈(36)를 통하여 평행 광으로 되고, 광 추출부(58)를 통과하고, 그후에 밴드 패스 필터(32)에 입사한다.
또한, 본 발명에 있어서, 워크에 조사되는 광은 완전한 원 편광에 한하지 않고, 타원 편광이라도, 워크의 최상층의 배선패턴이 주로 관찰되는 것인 한, 상관하지 않는다.
다음에, 이상과 같이 구성한 본 실시의 형태에 관련된 배선패턴 검사장치의 검사 유닛의 동작에 관하여 설명한다.
즉, 검사 유닛에서는, 광원(10)으로부터 가시광 또는 레이저광이 방사되면, 이 광은 라이트 가이드(11) 및 열선 컷트 필터(13)를 거쳐 집광 렌즈(17)로 도광되고, 더욱, 집광 렌즈(17), 확산 플레이트(18), 및 집광 렌즈(19)에 의하여 균일한 평행 광으로 변환된 후에, 광 추출부(58)로 도광된다.
라이트 가이드(11)는, 광원(10)으로부터의 광에 의하여 가열되지만, 팬(20)에 의하여 공기가 송풍되는 것에 의하여, 그 기능이 저하되는 정도의 온도까지 이르지 않도록 냉각된다.
광 추출부(58)로 도광된 광은, 광 추출부(58)에서 직선 편광(도면 중 표리 방향이 전계 벡터 방향이다)이 추출되고, 더욱, 원 편광으로 변환되어 워크(51)에 조사된다.
이 원 편광은, 텔렉센트릭 물체측 결상 렌즈(38)를 통하여 워크(51)에 조사되고, 워크(51)에 의해 반사된다. 이 반사광은, 텔렉센트릭 물체측 결상 렌즈(38)를 통과한 후에, 광 추출부(58)에 의하여 전계 벡터 방향이 도면 중 좌/우 방향인 광 성분으로 변환되고, 텔렉센트릭 상측 결상 렌즈(36)를 통하여 평행광으로 변환되고, 편광 빔 스플리터(22)를 통과한 후에, 밴드 패스 필터(32)로 도광된다.
밴드 패스 필터(32)에서는, 최상층 배선패턴의 반사광에 의한 양과 폴리이미드 절연층 부분의 반사광에 의한 양과의 차이가 가장 커지는 파장 영역이 추출되고, 이 파장 영역의 광만이 센서 카메라(30)내의 CCD 디바이스(31)로 도입된다. 구체적으로는, 그린 성분인 550nm의 파장의 경우, 폴리이미드 층의 반사 분광 감도는 0.l%인 반면, 구리의 반사 분광 감도는 3%이고, 30배 반사하는 것이 실험값으로부터 얻어진다.
따라서, 입사한 광이 센서 카메라(30)에 의하여 촬상되면, 최상층 배선패턴 정보가 획득되는 배선패턴의 화상을 얻는다. 즉, 워크(51)에 의해 반사된 원 편광의 강도는 구리 및 폴리이미드에 의존하고, 구리의 반사 강도가 더 강하기 때문에, 최상층 구리 패턴부가 밝게 촬상된다. 또한, 원 편광을 워크(51)에 조사할 때, 편광 비율을 높혀 배선패턴 및 폴리이미드 절연층에 조사하는 것에 의하여, 보다 선명하게 최상층 배선패턴의 화상이 촬상된다.
이 원리에 관하여, 도 4C 및 도 4D를 참조하여 설명한다. 즉, 광원(10)으로부터의 광(L)을 평행하게 도광하는 라이트 가이드(11)에 의하여 도광된 광으로부터, 다단으로 조합된 편광 플레이트 또는 편광 빔 스플리터를 통하여, 도 2의 표리 방향이 전계 벡터의 방향인 직선 편광(y1)을 추출, 도광시킨다. 도 4C 및 도 4D에는, 1/4 파장 플레이트(64)에 의하여 이 직선 편광(y1)을 추출, 도광하는 예를 나타내고 있다.
이 직선 편광(y1)은, 1/4 파장 플레이트(64)를 통과하는 것에 의하여, 그 광학 특성 때문에, 원 편광(y2)으로 변환되고, 이 원 편광(y2)을 폴리이미드 필름 절연 재료 등의 베이스(67)를 포함하는 배선패턴(69)에 조사한다.
도 4C에 나타낸 바와 같이, 이 원 편광(y2)을 구리 등의 배선패턴(69)에 조사하면, 구리 도금 수단 등에 의하여 형성된 구리 등의 배선패턴(69)의 표면에서는 입사한 원 편광(y2)은 회전 방향이 역전된 원 편광(y3)으로서 그대로 반사된다. 그리고, 반사된 원 편광(y3)이 1/4 파장 플레이트(64)를 다시 통과할 때, 입사한 직선 편광(y1)에 대하여 직교하는 직선 편광(y4)으로 그 광학 특성으로부터 변환된다. 변환된 직선 편광(y4)은 편광 빔 스플리터(21)의 광학 특성으로부터 위로 통과하고, 최상층 배선패턴 정보를 갖는 성분(y5)으로서 CCD 디바이스(31)에 의해 수광된다.
마찬가지로, 도 4D에 나타낸 바와 같이, 이 원 편광(y2)을 폴리이미드 필름 절연 재료 등의 투명 베이스 필름(67)에 조사한다. 이 투명 베이스 필름(67)은 그 재료 특성상 이방성을 갖고 있는 것으로 밝혀져 있다. 즉, 투명 베이스 필름(67)에 도입된 원 편광(y2)은 필름의 표면에서 위상차가 발생된 타원 편광(y3')으로서 반사된다. 그리고, 타원 편광(y3')은 1/4 파장 플레이트(64)를 다시 통과하면, 타원 편광의 타원율에 따른 방위각의 직선 편광(y4')으로 변환된다. 이 직선 편광(y4')은, 편광 빔 스플리터(21)의 광학 특성상, 위로는 거의 통과하지 않는다(실제는, 1/4 파장 플레이트(64)에 의하여 직선 편광(y4')으로 변환된 성분으로부터 편광 빔 스플리터(21) 위로 통과하는 벡터 분해 성분(y5')만 투과한다). 즉, 폴리이미드 필름 절연 재료 등의 투명 베이스 필름(67)에 해당하는 정보 성분은 CCD 디바이스(31)로 거의 도광되지 않는다.
따라서, 이처럼 반도체 패키지를 형성하는 재료 특성에 따라 정보를 능숙하게 추출하여, CCD 디바이스(31)에 의해 수광하면, 내층 배선패턴이 반영되지 않고, 최상층 배선패턴 정보를 고 콘트라스트의 화상으로서 촬상하는 것이 가능해진다.
도 18A는, 최상층 배선패턴에 대해 폴리이미드 절연층을 통하여 내층 배선패턴이 1층 존재하는 반도체 패키지용 다층 배선기판에 대하서, 검사 유닛(100)에 의하여 최상층 배선패턴 정보를 획득한 후에, 센서 카메라(30)에 의하여 촬상한 최상층 배선패턴의 예를 나타내는 화상이다. 한편, 도 18B는, 그 패턴이 3층 존재하는 반도체 패키지용 다층 배선기판에 대하여, 마찬가지로 촬상한 최상층 배선패턴의 예를 나타내는 화상이다.
도 18A 및 도 18B로부터 명확한 바와 같이, 내층 배선패턴이 1층 존재하는 경우에 있어서도, 또, 3층 존재하는 경우에 있어서도, 최상층 배선패턴만을 밝게 추출할 수 있는 것을 확인할 수 있다. 즉, 내층 수에 의존하는 일 없이 최상층 배선패턴만을 추출하는 것이 가능하다.
또, 도 19A는, 최상층 배선패턴에 대해 폴리이미드 절연층을 통하여 내층 배선패턴이 1층 존재하는 반도체 패키지용 다층 배선기판을 검사 유닛에 의하여 촬상하여 얻은 최상층 배선패턴의 예를 나타내는 화상이다. 한편, 도 l9B는, 도 19A에 나타낸 화상에 대하여 2진화 처리를 가하여 얻은 화상이다.
도 19B로부터 알 수 있는 바와 같이, 검사 유닛에 의하여 촬상된 화상에 대해 2진화라 불리는 간단한 처리를 더 가하는 것에 의하여, 최상층 배선패턴 부분은 보다 밝게 내층 패턴 및 폴리이미드 절연 필름 부분은 보다 어둡게 촬상되고, 최상층 배선패턴이 그 이외의 부분과 분별되는 화상을 얻을 수 있다. 또, 2진화에는, 화상 데이터 양을 줄일 수 있고, 더욱 고속의 화상 처리가 가능해지는 다른 메리트도 있다.
그리고, CAD 데이터(패턴 설계 정보) 또는 양품 워크(올바르게 배선패턴이 형성된 워크)를 기준 마스터 화상으로서 미리 설정하고, 2진화된 화상과의 비교, 특징 추출법 등에 의하여, 차이가 있는 부분을 결함으로서 판정하는 것이 가능하다.
또, 패턴 검사에 최적인 화상이란 패턴 에지가 선명하고 표면 요철의 영향이 없는 상태를 나타낸다. 패턴 에지가 선명하기 위해서는 배선패턴 부분과 폴리이미드 절연층 부분과의 콘트라스트 차이가 명확하게 분절되어야 한다. 따라서, 배선패턴 표면 요철의 영향을 제거하기 위해서는 워크에 조사하는 광량이 많고 밝아야 한다.
도 20은, 광 추출부(58)에 있어서, 도 15C 및 도 16에 나타낸 바와 같이 편광 빔 스플리터(70)와 편광 빔 스플리터(68)를 직렬로 조합시킨 경우(도면 중에 있어서 곡선(d)), 및 도 15D에 나타낸 바와 같이 편광 빔 스플리터(68)와 횡파 편광 플레이트(61)를 조합시켜 편광 비율을 높인 경우(도면 중에 있어서 곡선(e))에 있어서 촬상 시야 폭 방향의 라인 프로파일의 일례를 나타낸다.
도면 중 곡선(d)로부터 알 수 있는 바와 같이, 입사각 45° 사양의 편광 빔 스플리터에 대하여 단부의 입사각이 45°로부터 벗어난다. 즉, 도 15C에 나타낸 바와 같이 편광 빔 스플리터(7O)와 편광 빔 스플리터(68)를 직렬로 조합시킨 경우에는, 도 21A에 나타낸 바와 같이, 집광 렌즈(12)에 의하여 완전하게 평행한 입사광이 형성되지 않는 경우에는, 예를 들어 도 21B에 나타낸 바와 같이, 편광 빔 스플리터(68)의 양단부에 있어서 입사각이 45°로부터 벗어난다(도 21B는, 일례로서, 편광 빔 스플리터(68)의 상단부에는 49°의 각도로 입사광이 입사하고, 하단부에는 41°의 각도로 입사광이 입사하고 있는 경우를 나타낸다). 이러한 입사각 의존성에 의하여, 촬상 시야 폭 방향의 양측이 극단적으로 어두워지고, 이 상태에서 단일 임계값에 의한 2진화는 곤란하다고 말하지 않을 수 없다. 이 양단부에 있어서의 적용 입사각으로부터의 어긋남은 집광 렌즈(12)와 편광 빔 스플리터(68)와의 거리가 커지는 만큼 커지기 때문에, 집광 렌즈(12)와 편광 빔 스플리터(68)와의 사이에 편광 빔 스플리터(70)를 개재시키면, 양단부에 있어서 적용 입사각으로부터의 어긋남에 의한 입사각 의존성은 보다 높아지는 경향이 있다.
한편, 도 15D에 나타낸 바와 같이 편광 빔 스플리터(70) 대신에, 편광 빔 스플리터(70)보다도 더 얇은 편광 플레이트(61)를 마련한 경우는, 도 22A 및 도 22B에 나타낸 바와 같이, 집광 렌즈(12)와 편광 빔 스플리터(68)와의 거리를 작게 하는 것이 가능하기 때문에, 집광 렌즈(12)에 의하여 완전하게 평행한 입사광이 형성되지 않는 경우라 하더라도, 양단부에 있어서 적용 입사각으로부터의 어긋남은, 편광 빔 스플리터(70)를 이용한 경우에 비해 그다지 커지지 않는다. 따라서, 도면 중의 곡선(e)로부터 알 수 있는 바와 같이, 편광 플레이트(61)를 사용하는 것에 의해, 양단부에 있어서 적용 입사각으로부터의 어긋남에 의한 계조값 저하의 영향을 개선하는 것이 가능하다. 도 22A는 집광 렌즈(12)에 의하여 완전하게 평행한 입사광이 형성되는 경우를 나타내고 있다. 또, 도 22B는, 집광 렌즈(12)에 의하여 완전하게 평행한 입사광이 형성된 것은 아니지만, 편광 빔 스플리터(68)의 양단부에 있어서 적용 입사각으로부터의 어긋남은 작은 경우의 일례를 나타내고 있다.
또한, 도 15A 내지 도 15D에 있어서, 1/4 파장 플레이트 대신에, 편광 필터(34; 편광 플레이트)를 이용하여도, 최상층의 배선패턴만을 선명하게 촬상하는 것이 가능하다.
이상, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 관하여, 첨부 도면을 참조하면서 설명했지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 특허청구의 범위의 발명된 기술적 사상의 범주내에서, 당업자라면, 각종의 변경예 및 수정예를 생각할 수 있는 것이고, 그들 변경예 및 수정예도 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.
본 발명에 의하면, 반도체 패키지용 다층 배선기판에 대하여, 내층 배선패턴의 영향을 광학적으로 제거하는 것에 의해, 최상층 배선패턴의 고정밀 화상을 촬상하는 것이 가능하다.
이상에 의하여, 배선패턴의 검사를 고신뢰도로 자동적으로 하는 것이 가능한 배선패턴의 검사장치, 검사방법, 검출장치 및 검출방법을 실현할 수 있다.
또. 촬상 수단에 라인 센서 기술을 적용하는 것에 의하여, 큰 면적의 최상층 배선패턴에 대해서도 단시간에 화상을 촬상하는 것이 가능하고, 또한 구성의 간소화를 도모하는 것도 가능해진다.

Claims (29)

  1. 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서,
    광원;
    상기 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단;
    상기 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 상기 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 제1의 추출 수단;
    상기 제1의 추출 수단에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 원 편광 변환 수단;
    상기 원 편광 변환 수단에 의하여 변환된 원 편광을 상기 워크에 조사하는 조사 수단;
    상기 조사 수단에 의하여 조사된 원 편광이 상기 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 상기 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하는 제2의 추출 수단; 및
    상기 제2의 추출 수단에 의하여 추출된 제2의 직선 편광을 촬상하는 촬상 수단;을 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  2. 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서,
    광원;
    상기 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단;
    상기 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 상기 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하고, 상기 추출한 제1의 직선 편광을, 상기 도광 방향 및 상기 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 편광 빔 스플리터;
    상기 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 1/4 파장 플레이트;
    상기 1/4 파장 플레이트에 의하여 변환된 원 편광을 상기 워크에 조사하는 조사 수단; 및
    촬상 수단;을 갖추고,
    상기 조사 수단에 의하여 조사된 원 편광이 상기 워크에 의해 반전되어 회전 방향이 반대로 된 후에 상기 1/4 파장 플레이트를 투과하고, 상기 편광 빔 스플리터에 의하여 상기 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광이 추출되고, 상기 추출된 제2의 직선 편광이 상기 촬상 수단에 의하여 촬상되는 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  3. 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서,
    광원;
    상기 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단;
    상기 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 상기 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 제1의 편광 빔 스플리터;
    상기 제1의 편광 빔 스플리터에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을, 상기 도광 방향 및 상기 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 제2의 편광 빔 스플리터;
    상기 제2의 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 1/4 파장 플레이트;
    상기 1/4 파장 플레이트에 의하여 변환된 원 편광을 상기 워크에 조사하는 조사 수단; 및
    촬상 수단;을 갖추고,
    상기 조사 수단에 의하여 조사된 원 편광이 상기 워크에 의해 반사되어 회전 방향이 반대로 된 후에 상기 1/4 파장 플레이트를 투과하고, 상기 제2의 편광 빔 스플리터에 의하여 상기 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광이 추출되고, 상기 추출된 제2의 직선 편광이 상기 촬상 수단에 의하여 촬상되는 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  4. 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서,
    광원;
    상기 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단;
    상기 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 상기 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 편광 플레이트;
    상기 편광 플레이트에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을, 상기 도광 방향 및 상기 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 편광 빔 스플리터;
    상기 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 1/4 파장 플레이트;
    상기 1/4 파장 플레이트에 의하여 변환된 원 편광을 상기 워크에 조사하는 조사 수단; 및
    촬상 수단;을 갖추고,
    상기 조사 수단에 의하여 조사된 원 편광이 상기 워크에 의해 반사되어 회전 방향이 반대로 된 후에 상기 1/4 파장 플레이트를 투과하고, 상기 편광 빔 스플리터에 의하여 상기 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광이 추출되고, 상기 추출된 제2의 직선 편광이 상기 촬상 수단에 의하여 촬상되는 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  5. 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서,
    광원;
    상기 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단;
    상기 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 상기 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 제1의 추출 수단;
    상기 제1의 추출 수단에 의하여 추출된 제1의 직선 편광으로부터, 소정 각도의 편광 플레이트를 통하여, 소정의 편광 성분을 얻는 편광 성분 추출 수단;
    상기 편광 성분 추출 수단에 의하여 얻어진 편광 성분을 상기 워크에 조사하는 조사 수단;
    상기 조사 수단에 의하여 조사된 편광 성분이 상기 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 상기 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하는 제2의 추출 수단; 및
    상기 제2의 추출 수단에 의하여 추출된 제2의 직선 편광을 촬상하는 촬상 수단;을 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  6. 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서,
    광원;
    상기 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단;
    상기 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 상기 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하고, 상기 추출한 제1의 직선 편광을, 상기 도광 방향 및 상기 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 편광 빔 스플리터;
    상기 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광으로부터, 소정 각도의 편광 플레이트를 통하여, 소정의 편광 성분을 얻는 편광 성분 추출 수단;
    상기 편광 성분 추출 수단에 의하여 얻어진 편광 성분을 상기 워크에 조사하는 조사 수단; 및
    촬상 수단;을 갖추고,
    상기 조사 수단에 의하여 조사된 편광 성분이 상기 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 상기 편광 빔 스플리터에 의하여 상기 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하고, 상기 추출된 제2의 직선 편광을 상기 촬상 수단에 의하여 촬상하는 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  7. 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서,
    광원;
    상기 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단;
    상기 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 상기 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 제1의 편광 빔 스플리터;
    상기 제1의 편광 빔 스플리터에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을, 상기 도광 방향 및 상기 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 제2의 편광 빔 스플리터;
    상기 제2의 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광으로부터, 소정 각도의 편광 플레이트를 통하여, 소정의 편광 성분을 얻는 편광 성분 추출 수단;
    상기 편광 성분 추출 수단에 의하여 얻어진 편광 성분을 상기 워크에 조사하는 조사 수단; 및
    촬상 수단;을 갖추고,
    상기 조사 수단에 의하여 조사된 편광 성분이 상기 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 상기 제2의 편광 빔 스플리터에 의하여 상기 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하고, 상기 추출된 제2의 직선 편광을 상기 촬상 수단에 의하여 촬상하는 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  8. 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출장치로서,
    광원;
    상기 광원으로부터의 광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 수단;
    상기 평행 도광 수단에 의하여 도광된 광으로부터, 상기 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 편광 플레이트;
    상기 편광 플레이트에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을, 상기 도광 방향 및 상기 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 편광 빔 스플리터;
    상기 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광으로부터, 소정 각도의 편광 플레이트를 통하여, 소정의 편광 성분을 얻는 편광 성분 추출 수단;
    상기 편광 성분 추출 수단에 의하여 얻어진 편광 성분을 상기 워크에 조사하는 조사 수단; 및
    촬상 수단;을 갖추고,
    상기 조사 수단에 의하여 조사된 편광 성분이 상기 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 상기 제1의 직선 편광과 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하고, 상기 추출된 제2의 직선 편광을 상기 촬상 수단에 의하여 촬상하는 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 워크에서의 소정 선형상 영역을 연속적으로 촬상하고 상기 연속적으로 촬상된 선형상 영역을 서로 연결하는 것에 의하여 상기 워크의 면형상 영역을 촬상하는 라인 센서를 상기 촬상 수단에 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평행 도광 수단은,
    상기 광원으로부터의 광을 도광하는 라이트 가이드;
    강도 분포를 일정하게 유지하면서 상기 광원으로부터의 광을 확산하는 확산 플레이트;
    상기 확산 플레이트에 의하여 확산된 광을 거의 평행하게 하는 평행화 수단; 및
    상기 평행화 수단에 의하여 평행하게 된 광을 도광하는 수단;을 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광원으로부터의 광으로부터 적외선 성분을 제거하는 적외선 필터를, 상기 광원과 상기 라이트 가이드와의 사이, 또는 상기 라이트 가이드와 상기 확산 플레이트와의 사이에 마련한 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평행 도광 수단을 냉각하는 냉각 수단을 더 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2의 직선 편광 중, 상기 최상층 배선패턴의 반사광에 의한 양과 상기 최상층 배선패턴 이외의 패턴의 반사광에 의한 양과의 차이가 미리 정한 값보다도 더 커지는 파장 영역을 선택하는 선택 수단; 및
    상기 선택 수단에 의하여 선택된 파장 영역에 있어서의 광 성분을 도광하는 선택 파장 광 성분 도광 수단;을 더 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 선택 파장 광 성분 도광 수단은 상기 선택 수단에 의하여 선택된 파장 영역에 있어서의 광 성분을 상기 촬상 수단에 평행하게 도광하는 1장 또는 2장 이상의 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 베이스 필름을 폴리이미드 수지로 형성하고, 상기 배선패턴을 구리로 형성하고, 상기 선택 수단은 550nm을 포함하는 파장 영역을 선택하고, 상기 촬상 수단은 CCD를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  16. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원 편광에 대신하여, 타원 편광을 상기 워크에 조사하는 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 백색 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 배선패턴 검출장치의 촬상 수단으로 촬상된 화상과 소정의 양품 화상을 대조하여 상기 최상층 배선패턴이 양품인지 아닌지를 검사하는 검사 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검사장치.
  19. 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출방법으로서,
    광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 공정;
    상기 평행 도광 공정에 의하여 도광된 광으로부터, 상기 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 제1의 추출 공정;
    상기 제1의 추출 공정에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 원 편광 변환 공정;
    상기 원 편광 변환 공정에 의하여 변환된 원 편광을 상기 워크에 조사하는 조사 공정;
    상기 조사 공정에 의하여 조사된 원 편광이 상기 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 상기 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하는 제2의 추출 공정; 및
    상기 제2의 추출 공정에 의하여 추출된 제2의 직선 편광을 촬상하는 촬상 공정;을 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출방법.
  20. 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출방법으로서,
    광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 공정;
    상기 평행 도광 공정에 의하여 도광된 광으로부터, 상기 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 편광 플레이트에 의하여 추출하는 공정;
    상기 편광 플레이트에 의하여 추출된 제1의 직선 편광을, 편광 빔 스플리터를 이용하여, 상기 도광 방향 및 상기 제1의 직선 편광의 전계 벡터의 방향과 직교하는 방향으로 도광하는 공정;
    상기 편광 빔 스플리터에 의하여 도광된 제1의 직선 편광을 1/4 파장 플레이트에 의하여 원 편광으로 변환하는 공정;
    상기 1/4 파장 플레이트에 의하여 변환된 원 편광을 상기 워크에 조사하는 공정; 및
    상기 워크에 조사된 원 편광을 상기 워크에 의해 반사시켜 회전 방향을 반대로 한 후에 상기 1/4 파장 플레이트를 통하여 투과시키고 상기 편광 빔 스플리터에 의하여 상기 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하여 상기 추출된 제2의 직선 편광을 촬상하는 공정;을 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출방법.
  21. 광 투과성의 베이스 필름의 적어도 표리에 배선패턴을 갖는 반도체 패키지용 다층 배선기판으로 이루어진 워크의 최상층 배선패턴을 광학적으로 검출하는 배선패턴 검출방법으로서,
    광을 거의 평행하게 도광하는 평행 도광 공정;
    상기 평행 도광 공정에 의하여 도광된 광으로부터, 상기 광의 도광 방향에 대하여 전계 벡터의 방향이 직교하는 제1의 직선 편광을 추출하는 제1의 추출 공정;
    상기 제1의 추출 공정에 의하여 추출된 제1의 직선 편광으로부터, 소정 각도의 편광 플레이트를 통하여, 소정의 편광 성분을 얻는 편광 성분 추출 공정;
    상기 편광 성분 추출 공정에 의하여 얻어진 편광 성분을 상기 워크에 조사하는 조사 공정;
    상기 조사 공정에 의하여 조사된 편광 성분이 상기 워크에 의해 반사되어 얻어진 반사광으로부터, 상기 제1의 직선 편광과 전계 벡터의 방향이 직교하는 제2의 직선 편광을 추출하는 제2의 추출 공정; 및
    상기 제2의 추출 공정에 의하여 추출된 제2의 직선 편광을 촬상하는 촬상 공정;을 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출방법.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 라인 센서를 이용하여, 상기 워크에서의 소정 선형상 영역을 연속적으로 촬상하고 상기 연속적으로 촬상된 선형상 영역을 서로 연결하는 것에 의하여 상기 워크의 면형상 영역을 촬상하는 공정을 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출방법.
  23. 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평행 도광 공정은,
    강도 분포를 일정하게 유지하면서 상기 광을 확산하는 확산 공정;
    상기 확산 공정에 의하여 확산된 광을 거의 평행하게 하는 평행화 공정; 및
    상기 평행화 공정에 의하여 평행하게 된 광을 도광하는 공정;을 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 평행 도광 공정은, 상기 광으로부터 적외선 성분을 제거하는 적외선 제거 공정을, 상기 확산 공정 이전에 더 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출방법.
  25. 제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2의 직선 편광 중, 상기 최상층 배선패턴의 반사광에 의한 양과 상기 최상층 배선패턴 이외의 패턴의 반사광에 의한 양과의 차이가 미리 정한 값보다도 더 커지는 파장 영역을 선택하는 선택 공정; 및
    상기 선택 공정에 의하여 선택된 파장 영역에 있어서의 광 성분을 도광하는 선택 파장 광 성분 도광 공정;을 더 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 베이스 필름을 폴리이미드 수지로 형성하고, 상기 배선패턴을 구리로 형성하고, 상기 선택 공정에서는 550nm를 포함하는 파장 영역을 선택하고, 상기 촬상 공정에서는 CCD에 의하여 촬상하는 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출방법.
  27. 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 원 편광에 대신하여, 타원 편광을 상기 워크에 조사하는 공정을 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출방법.
  28. 제19항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 백색 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 배선패턴 검출방법.
  29. 제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 배선패턴 검출방법에 의하여 촬상된 화상과 소정의 양품 화상을 대조하여 상기 최상층 배선패턴이 양품인지 아닌지를 검사하는 공정을 갖춘 것을 특징으로 하는 배선패턴 검사방법.
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