KR20140103027A

KR20140103027A - 패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법

Info

Publication number: KR20140103027A
Application number: KR1020130161434A
Authority: KR
Inventors: 나리아키 후지와라
Original assignee: 다이니폰 스크린 세이조우 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2014-08-25
Also published as: CN103995003B; CN103995003A; JP2014157086A; KR101588937B1; TW201439523A; TWI504885B

Abstract

패턴 검사 장치에서는, 투명 기재(9)에 있어서 패턴이 형성된 한쪽의 주면(91)에 광을 조사하는 제1 광원부(331), 다른쪽의 주면(92)에 광을 조사하는 제2 광원부(332), 및, 제1 광원부(331)로부터의 광의 패턴으로부터의 반사광과, 제2 광원부(332)로부터의 광의 투명 기재(9)로부터의 투과광을 수광 가능한 하나의 수광부(341)가 설치된다. 그리고, 투명 기재(9)를 연속적으로 이동하면서, 제1 광원부(331)와 제2 광원부(332)를 교호로 점등시킴으로써, 하나의 수광부(341)를 이용하여, 패턴으로부터의 반사광에 의거하는 반사 화상과, 투명 기재(9)로부터의 투과광에 의거하는 투과 화상을 취득하는 것이 실현된다. 이에 의해, 패턴 검사 장치에 있어서의 부품점수를 삭감할 수 있다.

Description

패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법{PATTERN INSPECTION APPARATUS AND PATTERN INSPECTION METHOD}

본 발명은, 투명 기재상의 패턴을 검사하는 패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법에 관한 것이다.

스마트폰 등에 이용되는 터치 패널의 제조에서는, PET(폴리에틸렌 텔레프탈레이트) 필름 등의 투명 필름상에 금속 배선 패턴이 형성된다. 인출선인 금속 배선 패턴은 터치 패널의 외측 가장자리부에 형성되고, 터치 패널의 화면인 중앙부에 형성되는 투명 전극 패턴에 접속된다. 근년에는, 터치 패널의 화면을 크게 하기 위해, 외측 가장자리부에 있어서의 금속 배선 패턴의 패턴 요소를 가늘게 하는 것이 행해진다. 이 경우, 종래와 같은 조건에서 같은 크기의 전류를 금속 배선 패턴에 흐르게 하기 때문에, 금속 배선 패턴의 두께를 종래의 것보다 크게 하여(애스펙트비를 높게 하여), 패턴 요소의 단면적이 유지된다.

또한, 일본국 특허 공개 소62-119444호 공보(문헌 1), 일본국 특허 공개2006-72147호 공보(문헌 2) 및 일본국 특허 공개 2006-105816호 공보(문헌 3)에서는, 투명한 기재의 한쪽의 주면에 조사되는 광의 반사광에 의거하는 반사 화상과, 기재의 다른쪽의 주면에 조사되는 광의 투과광에 의거하는 투과 화상을 취득함으로써, 기재상의 패턴을 검사하는 수법이 개시되어 있다.

그런데, 금속 배선 패턴은, 예를 들어, 금속 박막을 부분적으로 에칭함으로써 형성된다. 이때, 에칭 조건에 의해서는 패턴 요소의 상면이 거칠어진 상태가 되거나, 패턴 요소가 샤프하게 에칭되지 않은 것이 있다. 따라서, 패턴 요소의 상면과, 패턴 요소의 끝부분(하부)의 양방을 검사하는 요구가 높아지고 있다. 전자 인쇄 기술에 의해 금속 배선 패턴을 형성하는 경우에는, 패턴 요소의 끝부분이 퍼지기 쉽기 때문에, 금속 배선 패턴에 있어서의 끝부분의 검사의 필요성이 더 높아진다.

이 경우에, 문헌 1 내지 3의 수법을 응용하여, 패턴 요소의 상면을 나타내는 반사 화상과, 패턴 요소의 끝부분을 나타내는 투과 화상을 취득하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 문헌 1 내지 3의 장치에서는, 반사 화상 및 투과 화상을 각각 취득하는 2개의 촬상부가 필요하다. 이에 의해, 패턴 검사 장치의 부품점수가 많아져, 장치의 제조 코스트가 증대한다.

본 발명은, 투명 기재상의 패턴을 검사하는 패턴 검사 장치를 위한 것이고, 반사 화상 및 투과 화상을 취득하는 것이 가능한 패턴 검사 장치에 있어서의 부품점수를 삭감하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 따른 패턴 검사 장치는, 판형상 또는 필름형상의 투명 기재에 있어서 패턴이 형성된 한쪽의 주면에 광을 조사하는 제1 광원부와, 상기 투명 기재의 다른쪽의 주면에 광을 조사하는 제2 광원부와, 상기 제1 광원부로부터의 광의 상기 패턴으로부터의 반사광과, 상기 제2 광원부로부터의 광의 상기 투명 기재로부터의 투과광을 수광 가능한 하나의 수광부와, 상기 제1 광원부, 상기 제2 광원부 및 상기 수광부에 대해 상기 투명 기재를 상대적으로 상기 한쪽의 주면을 따르는 이동 방향으로 이동하는 이동 기구와, 상기 이동 기구에 의해 상기 투명 기재를 연속적 또는 단속적으로 상대 이동하면서, 상기 제1 광원부와 상기 제2 광원부를 교호로 점등시킴으로써, 상기 수광부를 이용하여 상기 반사광에 의거하는 반사 화상과, 상기 투과광에 의거하는 투과 화상을 취득하는 제어부와, 상기 반사 화상과 상기 투과 화상에 의거하여 상기 패턴의 검사 결과를 취득하는 검사부를 구비한다. 본 발명에 의하면, 하나의 수광부에서 반사 화상 및 투과 화상을 취득할 수 있어, 패턴 검사 장치에 있어서의 부품점수를 삭감할 수 있다.

본 발명의 한가지 바람직한 형태에서는, 상기 수광부가, 상기 투명 기재상에 있어서 상기 이동 방향에 교차하는 선형상 영역의 화상을 취득하는 라인 센서이고, 상기 라인 센서에 의해 상기 반사 화상의 라인 화상과 상기 투과 화상의 라인 화상이 교호로 취득된다. 이에 의해, 반사 화상 및 투과 화상을 효율적으로 취득할 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 형태에서는, 패턴 검사 장치가, 상기 제2 광원부로부터의 광 중, 상기 한쪽의 주면에 접하는 상기 패턴의 하면으로부터의 반사광을 수광하여 또 하나의 반사 화상을 취득하는 또 하나의 수광부를 더 구비한다. 이에 의해, 패턴 요소의 끝부분에 있어서의 두꺼워짐이나 가늘어짐을 용이하게 검사할 수 있다.

상기 패턴은 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은, 패턴 검사 장치를 이용하여 투명 기재상의 패턴을 검사하는 패턴 검사 방법을 위한 것이다.

상기 서술의 목적 및 다른 목적, 특징, 양태 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 이하에 행하는 이 발명의 상세한 설명에 의해 분명해진다.

도 1은, 패턴 검사 장치의 구성을 도시하는 도이다.
도 2는, 화상 취득 유닛의 내부 구성을 도시하는 도이다.
도 3은, 투명 기재상의 패턴을 검사하는 동작의 흐름을 도시하는 도이다.
도 4는, 투명 기재상의 패턴을 도시하는 단면도이다.
도 5는, 상면 반사 화상 및 투과 화상에 있어서의 휘도값의 변화를 도시하는 도이다.
도 6은, 패턴 요소를 도시하는 평면도이다.
도 7은, 투과 화상을 도시하는 도이다.
도 8은, 상면 반사 화상을 도시하는 도이다.
도 9는, 투명 기재상의 패턴을 도시하는 단면도이다.
도 10은, 다른 실시 형태에 따른 패턴 검사 장치에 있어서의 화상 취득 유닛의 구성을 도시하는 도이다.
도 11은, 상면 반사 화상 및 하면 반사 화상에 있어서의 휘도값의 변화를 도시하는 도이다.

도 1은, 본 발명의 한가지 실시 형태에 따른 패턴 검사 장치(1)의 구성을 도시하는 도이다. 패턴 검사 장치(1)는, 수지제의 투명 기재(9)(예를 들어, PET필름)상에 금속으로 형성된 패턴을 검사하는 장치이다. 패턴 검사 장치(1)는, 연속 필름인 투명 기재(9)가 연속하는 부위를 도 1 중의 Y방향(이하, 「이동 방향」이라고 한다)에 연속적으로 이동하는 이동 기구(2), 이동 도상의 투명 기재(9)의 화상을 취득하는 화상 취득 유닛(3), 및, 패턴 검사 장치(1)의 전체 제어를 담당하는 제어부(11)를 구비한다. 제어부(11)는, 취득된 화상에 의거하여 패턴의 검사를 행하는 검사부(12)를 가진다. 또한, 검사부(12)는, 제어부(11)로부터 분리하여 설치되어도 된다.

이동 기구(2)는, 도 1 중의 X방향(이동 방향에 수직인 방향)에 긴 2개의 롤러(21)를 가지고, 2개의 롤러(21)는, 화상 취득 유닛(3)을 사이에 두고 이동 방향으로 늘어서 있다. 2개의 롤러(21)의 (-Y)측에는, 검사 전의 투명 기재(9)의 롤을 유지함과 더불어 상기 롤로부터 투명 기재(9)의 각 부위를 송출하는 공급부(22)가 설치된다. 2개의 롤러(21)의 (+Y)측에는, 투명 기재(9)의 검사가 행해진 부위를 롤형상으로 권취하여 유지하는 권취부(23)가 설치된다. 이하의 설명에서는, 단순히 투명 기재(9)라고 하는 경우는 이동 방향으로의 이동 도상의 투명 기재(9)의 부위(즉, 2개의 롤러(21) 사이의 투명 기재(9)의 부위)를 의미하는 것으로 한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 2개의 롤러(21) 사이에 배치된 화상 취득 유닛(3)에서는, 투명 기재(9)는 도 1 중의 Z방향에 수직으로(즉, X방향 및 Y방향으로) 퍼진다.

도 2는, 화상 취득 유닛(3)의 내부 구성을 도시하는 도이다. 화상 취득 유닛(3)은, 투명 기재(9)의 (+Z)측에 배치되는 제1 광원부(331), 제1 광학계(31) 및 수광부(341) 및, 투명 기재(9)의 (-Z)측에 배치되는 제2 광원부(332) 및 제2 광학계(32)를 구비한다. 상세하게는, 제1 광원부(331)는 복수의 발광 다이오드(LED)가 일렬로 배열된 LED 어레이이며, 각 LED는, 예를 들어 청색의 파장대의 광을 출사한다. 제1 광원부(331)로부터의 광은, 제1 광학계(31)의 콜리메이터 렌즈(311)에서 콜리메이트되고, 하프 미러(312)에서 반사하여 대물 렌즈(313)에 입사한다. 대물 렌즈(313)를 통과한 광은, 투명 기재(9)의 한쪽의((+Z)측의) 주면인 제1 주면(91)상에 조사된다. 제1 광원부(331)로부터의 광이 조사되는 투명 기재(9)상의 영역은, 이동 방향에 교차하는(바람직하게는, 이동 방향에 직교하는) 선형상 영역이다. 투명 기재(9)의 제1 주면(91)상에는 구리 등의 금속으로 패턴이 형성되어 있고, 대물 렌즈(313)로부터의 광 중 패턴에 조사되는 광은, 상기 패턴에서 반사하고, 다른 영역에 조사되는 광은 투명 기재(9)를 투과한다(후술의 도 4 참조).

패턴의 상면에서 반사한 광(주로, 패턴의 (+Z)방향을 향하는 면에서 반사한 광)은, 대물 렌즈(313)에 입사하고, 대물 렌즈(313)를 통과한 광이 하프 미러(312) 및 결상 렌즈(314)를 개재하여 수광부(341)로 인도된다. 수광부(341)는, 복수의 수광 소자가 일렬로 배열된 라인 센서이고, 투명 기재(9)상의 선형상 영역에 있어서의 청색의 광의 상이, 복수의 수광 소자의 수광면, 즉, 선형상의 수광 영역에 형성된다. 이에 의해, 제1 광원부(331)가 점등 상태 또한 제2 광원부(332)가 소등 상태인 경우에, 패턴의 상면(즉, 패턴의 (+Z)방향을 향하는 면)으로부터의 반사광에 의거하는 라인 화상(화소가 1열로 늘어선 화상)이 수광부(341)에서 취득된다. 라인 화상은 제어부(11)에 순차 출력된다.

제2 광원부(332)도, 제1 광원부(331)와 같은 LED 어레이이며, 각 LED는 적색의 파장대의 광을 출사한다. 제2 광원부(332)로부터의 광은, 제2 광학계(32)의 렌즈(320)를 개재하여, 투명 기재(9)의 다른쪽의((-Z)측의) 주면인 제2 주면(92)상에 조사된다. 제2 광원부(332)로부터의 광이 조사되는 투명 기재(9)상의 영역은, 이동 방향에 교차하는(바람직하게는, 이동 방향에 직교하는) 선형상 영역이며, 제1 광원부(331)로부터의 광이 조사되는 선형상 영역과 Z방향에 있어서 거의 겹친다. 제2 광학계(32)로부터의 광 중, 제1 주면(91)에 접하는(부착하는) 패턴의 하면 이외의 영역에 조사되는 광은 투명 기재(9)를 투과한다(후술의 도 4 참조).

투명 기재(9)를 투과한 적색의 광은, 투명 기재(9)에서 반사한 청색의 광과 마찬가지로, 대물 렌즈(313), 하프 미러(312) 및 결상 렌즈(314)를 개재하여 수광부(341)로 인도된다. 이에 의해, 제2 광원부(332)가 점등 상태 또한 제1 광원부(331)가 소등 상태인 경우에, 적색의 투과광에 의거하는 라인 화상이 수광부(341)에서 취득된다. 라인 화상은 제어부(11)에 순차 출력된다.

이상과 같이, 수광부(341)에서는, 제1 광원부(331)로부터의 광의 패턴으로부터의 반사광과, 제2 광원부(332)로부터의 광의 투명 기재(9)로부터의 투과광이 수광 가능하다. 또한, 패턴에 있어서의 상면 및 하면은, 중력 방향에 있어서의 상하 방향을 나타내는 것이 아니라, 패턴 검사 장치(1)에 있어서의 화상 취득 유닛(3)의 배치에 의해서는, 패턴의 상면이 연직 방향의 하방이나, 수평 방향을 향하고 있어도 된다.

도 3은, 패턴 검사 장치(1)가 투명 기재(9)상의 패턴을 검사하는 동작의 흐름을 도시하는 도이다. 패턴의 검사에서는, 우선, 이동 기구(2)에 의해 투명 기재(9)의 이동 방향으로의 연속적인 이동이 개시된다(단계 Sll). 이어서, 제어부(11)의 제어에 의해 제1 광원부(331) 및 제2 광원부(332)가 교호로 반복하여 점등한다. 즉, 제1 광원부(331)의 점등 및 제2 광원부(332)의 소등과, 제1 광원부(331)의 소등 및 제2 광원부(332)의 점등이 고속으로 반복된다. 이에 의해, 투명 기재(9)의 연속 이동에 병행하여, 수광부(341)에서는, 제1 광원부(331)로부터의 광의 패턴으로부터의 반사광에 의거하는 라인 화상과, 제2 광원부(332)로부터의 광의 투명 기재(9)로부터의 투과광에 의거하는 라인 화상이 교호로 취득된다. 즉, 패턴의 상면으로부터의 반사광에 의거하는 2차원 화상(이하, 「상면 반사 화상」이라고 한다)과, 투명 기재(9)로부터의 투과광에 의거하는 2차원 화상(이하, 「투과 화상」이라고 한다)이 취득된다(단계 S12).

기술한 바와 같이, 패턴 검사 장치(1)에서는, 투명 기재(9)를 연속적으로 이동하면서, 상면 반사 화상의 라인 화상과, 투과 화상의 라인 화상이 교호로 취득된다. 따라서, 하나의 라인 화상에 상당하는 투명 기재(9)상의 영역을, 라인 화상 영역이라고 부르면, 상면 반사 화상 및 투과 화상의 각각은, 1개 걸러 라인 화상 영역을 도시하는 화상(이른바, 솎아낸 화상)이 된다.

예를 들어, 라인 센서인 수광부(341)가 16000개의 수광 소자를 가지고, 상기 라인 센서에 있어서의 클럭 주파수가 640메가헤르츠(MHz)인 경우에는, 수광부(341)에 있어서의 하나의 라인 화상의 취득에는, 25마이크로초(μs)를 필요로 하기 때문에, 제1 광원부(331)와 제2 광원부(332)를 25μs 간격으로 교호로 점등하는 것이 행해진다. 이 경우에, 예를 들어, 주사 방향에 있어서의 라인 화상 영역의 폭을 2마이크로미터(μm)로서 라인 화상을 취득할 때에는, 투명 기재(9)의 이동 방향으로의 이동 속도는 매초 80밀리미터(80mm/s)로 설정된다. 또한, 투명 기재(9)의 이동 속도를 40mm/s로 하는 경우에는, 라인 화상 영역의 폭을 lμm로 하여, 마찬가지로 솎아낸 상면 반사 화상 및 투과 화상이 취득된다.

도 4는, 투명 기재(9)상의 패턴(81)의 일례를 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태에 있어서의 패턴(81)은, 금속으로 형성되는 배선 패턴이다. 터치 패널에 이용되는 투명 기재(9)에서는, 패턴(81)은 상기 터치 패널의 외측 가장자리부에 상당하는 영역에 형성되고, 중앙부에 상당하는 영역에 ITO 등으로 형성되는 투명 전극 패턴과 접속된다. 즉, 패턴(81)은, 투명 전극 패턴과 접속되는 불투명 패턴이다. 패턴(81)은 복수의 패턴 요소(811)를 가진다. 각 패턴 요소(811)의 폭은, 예를 들어 10~30μm이다. 도 4 및 후술의 도 5의 상단에서는, 이상적인 패턴 요소(811)의 외형을 이점 쇄선으로 나타내고 있다(후술의 도 9 및 도 11의 상단에 있어서 동일). 도 4의 패턴 요소(811)에서는 끝부분이 두꺼워져 있다(밑이 퍼져 있다).

도 5는, 상면 반사 화상 및 투과 화상에 있어서의 휘도값의 변화를 도시하는 도이다. 도 5의 상단은 도 4의 일부의 패턴 요소(811)를 나타내고, 중단은 상기 패턴 요소(811)를 나타내는 상면 반사 화상에 있어서 X방향(에 대응하는 방향)으로 늘어선 화소의 휘도값의 변화를 나타내며, 하단은 상기 패턴 요소(811)를 나타내는 투과 화상에 있어서 X방향으로 늘어선 화소의 휘도값의 변화를 나타낸다.

검사부(12)에서는, 상면 반사 화상과 투과 화상에 의거하여 패턴의 검사 결과가 취득된다(단계 S13). 상세하게는, 하나의 검사 처리로서 상면 반사 화상과 투과 화상이 비교된다. 패턴 요소(811)의 끝부분이 두꺼워져 있는 도 5의 상단의 예에서는, 중단에 나타내는 상면 반사 화상에 있어서 패턴 요소(811)의 상면(즉, 투명 기재(9)와는 반대측을 향하는 면)에 대응하는 범위에 포함되는 화소의 휘도값이 높아진다. 한편, 하단에 나타내는 투과 화상에서는 패턴 요소(811)의 하면(즉, 투명 기재(9)와 접하는 면)에 대응하는 범위에 포함되는 화소의 휘도값이 낮아진다. 따라서, 검사부(12)에서는, 상면 반사 화상이 나타내는 패턴 요소(811)의 상면의 에지 위치와 투과 화상이 나타내는 패턴 요소(811)의 하면의 에지 위치의 차를 취득함으로써, 패턴 요소(811)의 끝부분에 있어서의 두꺼워짐량(W2)이 구해진다.

두꺼워짐량(W2)은 역치와 비교되어, 상기 역치 이상인 경우에, 패턴 요소(811)의 끝부분에 있어서 허용 범위를 초과하여 두꺼워지고 있는 것이, 패턴의 검사 결과로서 표시부(도시 생략)에 표시된다. 실제로는, 상면 반사 화상도 표시부에 표시되고, 조작자가 상면 반사 화상을 참조함으로써, 패턴 요소(811)의 상면의 상태(상면의 거친 상태 등)가 확인된다.

검사부(12)에 있어서의 다른 검사 처리에서는, 투과 화상에 의거하여 패턴 요소(811)의 상면에 있어서의 오목부의 유무가 검출된다. 여기서, 패턴 요소(811)의 상면에 있어서의 오목부는, 디쉬 다운으로도 불리고, 오목부가 발생한 부분에 있어서 패턴 요소(811)의 두께가 작아진다. 수백 나노미터(nm)의 두께의 패턴 요소(811)에서는, 오목부가 발생한 부분에 있어서의 패턴 요소(811)의 두께가, 예를 들어 70nm 이하가 되고, 제2 광원부(332)로부터의 적색의 광에서는, 수백nm의 두께의 금속막의 투과율이 거의 0인데 비해, 70nm 이하의 두께의 금속막의 투과율은 비교적 높아진다.

예를 들어, 도 6에 도시하는 패턴 요소(811)에 있어서 세선으로 둘러싸는 영역(812)(이하, 「디쉬 다운 영역(812)」이라고 한다)에 오목부가 발생되어 있는 경우, 도 7에 도시하는 바와 같이, 투과 화상에 있어서 패턴 요소(811)를 나타내는 영역의 대부분에서는 휘도값이 낮아(어두워)지지만, 디쉬 다운 영역(812)을 나타내는 영역에서는 휘도값이 주위보다 높아(밝아)진다. 도 7에서는, 평행 사선의 간격을 바꿈으로써 휘도값의 차이를 나타내고 있고, 평행 사선의 간격이 좁을수록 휘도값이 낮은 것을 나타낸다.

또, 제1 광원부(331)로부터의 청색의 광에서는, 수백nm의 두께의 금속막(예를 들어, Cu, Ag 등) 및 70nm 이하의 두께의 금속막의 투과율은 더불어 거의 0이지만, 디쉬 다운에 의해 반사광의 방향이 변화하기 때문에, 디쉬 다운 영역이 약간 어두워진다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 상면 반사 화상에 있어서, 패턴 요소(811)의 상면을 도시하는 영역의 거의 전체의 휘도값이 높아(밝아)지지만, 디쉬 다운 영역은 약간 어두워진다. 따라서, 검사부(12)에서는, 투과 화상과 상면 반사 화상을 소정의 수법으로 합성함으로써, 디쉬 다운 영역(812)을 도시하는 화상을 취득하는 것, 즉, 디쉬 다운 영역(812)을 검출하는 것이 용이해진다. 소정의 면적 이상의 디쉬 다운 영역(812)이 검출돤 경우에는, 패턴 요소(811)의 상면에 오목부가 발생되어 있는 것이, 패턴의 검사 결과로서 표시부에 표시된다. 또한, 디쉬 다운 영역(812)의 화상이 표시부에 표시되어도 된다.

이상과 같이 하여, 상면 반사 화상 및 투과 화상에 의거하여 패턴의 검사 결과가 취득된다. 단계 S12, S13의 처리는, 투명 기재(9)가 일정한 거리만큼 이동할 때마다 반복 실행된다. 투명 기재(9)의 전체에 대한 검사가 완료하면, 제1 광원부(331) 및 제2 광원부(332)의 점멸이 정지됨과 더불어, 투명 기재(9)의 이동이 정지되고, 검사가 종료한다(단계 S14). 또한, 검사부(12)에서는, 두꺼워짐량(W2), 혹은, 디쉬 다운 영역(812)의 면적 등이, 패턴의 검사 결과로서 취급되어도 된다. 환언하면, 패턴 검사 장치(1)는, 패턴의 두꺼워짐량이나, 디쉬 다운 영역(812)의 면적 등을 측정하는 측정 장치로서 파악되어도 된다.

이상으로 설명한 바와 같이, 패턴 검사 장치(1)에서는, 제1 주면(91)(만)에 패턴(81)이 형성된 투명 기재(9)에 있어서 제1 주면(91)에 광을 조사하는 제1 광원부(331), 제2 주면(92)에 광을 조사하는 제2 광원부(332), 및, 제1 광원부(331)로부터의 광의 패턴(81)으로부터의 반사광과, 제2 광원부(332)로부터의 광의 투명 기재(9)로부터의 투과광을 수광 가능한 하나의 수광부(341)가 설치된다. 그리고, 투명 기재(9)를 연속적으로 이동하면서, 제1 광원부(331)와 제2 광원부(332)를 교호로 점등시킴으로써, 하나의 수광부(341)를 이용하여 반사광에 의거하는 반사 화상과, 투과광에 의거하는 투과 화상을 취득하는 것이 실현된다. 이에 의해, 패턴 검사 장치(1)에 있어서의 부품점수를 삭감할 수 있어, 패턴 검사 장치(1)의 제조 코스트도 삭감할 수 있다.

또, 패턴 검사 장치(1)에서는, 제2 광원부(332)가 적색의 파장대의 광을 출사함으로써, 투과 화상에 의거하여 패턴 요소(811)의 상면에 있어서의 오목부를 검출하는 것이 실현된다. 또한, 수광부(341)가 투명 기재(9)상에 있어서 이동 방향에 교차하는 선형상 영역의 화상을 취득하는 라인 센서이고, 상기 라인 센서에 의해 상면 반사 화상의 라인 화상과 투과 화상의 라인 화상이 교호로 취득된다. 이에 의해, 상면 반사 화상 및 투과 화상을 효율적으로 취득할 수 있다.

그런데, 도 9에 도시하는 바와 같이 패턴 요소(811)의 끝부분이 가늘어져 있는(밑이 좁아져 있는) 경우에는, 수광부(341)에서 취득되는 투과 화상은, 패턴 요소(811)의 상부의 영향에 의해, 패턴 요소(811)의 끝부분을 나타내고 있는 것은 아니라, 끝부분의 가늘어짐량을 취득할 수 없다. 이하, 패턴 요소(811)의 끝부분의 가늘어짐량을 취득 가능한 패턴 검사 장치(1)에 대해 설명한다.

도 10은, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 패턴 검사 장치(1)에 있어서의 화상 취득 유닛(3a)의 구성을 도시하는 도이다. 도 10의 화상 취득 유닛(3a)에서는, 도 2의 화상 취득 유닛(3)에 대해, 제2 광학계(32)의 구성이 상이하고, 또한 투명 기재(9)의 (-Z)측에, 또 하나의 수광부(342)가 추가된다. 다른 구성은, 도 2의 화상 취득 유닛(3)과 마찬가지로, 같은 구성에 같은 부호를 붙인다.

도 10의 화상 취득 유닛(3a)에서는, 제2 광원부(332)로부터의 광은, 제2 광학계(32)의 콜리메이터 렌즈(321)에서 콜리메이터되고, 하프 미러(322)를 개재하여 대물 렌즈(323)에 입사한다. 대물 렌즈(323)를 통과한 광은, 투명 기재(9)의 제2 주면(92)상에 조사된다. 상기 광이 조사되는 투명 기재(9)상의 영역은, 이동 방향에 교차하는 선형상 영역이다. 대물 렌즈(323)로부터의 광 중, 제1 주면(91)에 접하는 패턴(81)의 하면에 조사되는 광은, 상기 하면에서 반사하고, 다른 영역에 조사되는 광은 투명 기재(9)를 투과한다. 패턴(81)의 하면에서 반사한 광은, 대물 렌즈(323)에 입사한다. 대물 렌즈(323)를 통과한 광은, 하프 미러(322)에서 반사하고, 결상 렌즈(324)를 개재하여 수광부(342)로 인도된다. 수광부(342)는, 수광부(341)와 같은 라인 센서이고, 투명 기재(9)상의 선형상 영역으로부터의 적색의 광이, 선형상의 수광 영역에서 받아들여진다.

또, 제1 광원부(331)에 의해 제1 주면(91)상에 조사된 광 중, 투명 기재(9)로부터의 투과광이, 대물 렌즈(323), 하프 미러(322) 및 결상 렌즈(324)를 개재하여 수광부(342)로 인도된다. 이와 같이, 수광부(342)에서는, 제2 광원부(332)로부터의 광의 패턴(81)으로부터의 반사광과, 제1 광원부(331)로부터의 광의 투명 기재(9)로부터의 투과광이 수광 가능하다. 따라서, 제2 광원부(332)가 점등 상태 또한 제1 광원부(331)가 소등 상태인 경우에, 패턴(81)의 하면으로부터의 반사광에 의거하는 라인 화상이 취득되고, 제1 광원부(331)가 점등 상태 또한 제2 광원부(332)가 소등 상태인 경우에, 투명 기재(9)로부터의 투과광에 의거하는 라인 화상이 취득된다.

화상 취득 유닛(3a)을 가지는 패턴 검사 장치(1)에서는, 이동 기구(2)에 의해 투명 기재(9)를 이동 방향으로 연속적으로 이동하면서, 제어부(11)(도 1 참조)에 의해, 제1 광원부(331)와 제2 광원부(332)가 교호로 점등한다. 이에 의해, 수광부(341)에서는, 패턴(81)의 상면으로부터의 반사광에 의거하는 상면 반사 화상의 라인 화상과, 투명 기재(9)로부터의 투과광에 의거하는 제1 투과 화상의 라인 화상이 교호로 취득된다. 또, 수광부(342)에서는, 패턴(81)의 하면으로부터의 반사광에 의거하는 하면 반사 화상의 라인 화상과, 투명 기재(9)로부터의 투과광에 의거하는 제2 투과 화상의 라인 화상이 교호로 취득된다. 또한, 수광부(342)에서는, 반드시 제2 투과 화상이 취득될 필요는 없다.

도 11은, 상면 반사 화상 및 하면 반사 화상에 있어서의 휘도값의 변화를 도시하는 도이다. 도 11의 상단은 도 9의 일부의 패턴 요소(811)를 나타내고, 중단은 상기 패턴 요소(811)를 나타내는 상면 반사 화상에 있어서 X방향(에 대응하는 방향)으로 늘어선 화소의 휘도값의 변화를 나타내며, 하단은 상기 패턴 요소(811)를 도시하는 하면 반사 화상에 있어서 X방향으로 늘어선 화소의 휘도값의 변화를 나타낸다.

검사부(12)에서는, 상기 서술의 검사 처리에 더해, 상면 반사 화상과 하면 반사 화상에 의거하는 검사 처리가 행해진다. 상세하게는, 패턴 요소(811)의 끝부분이 가늘어져 있는 도 11의 상단의 예에서는, 중단에 나타내는 상면 반사 화상에 있어서 패턴 요소(811)의 상면에 대응하는 범위에 포함되는 화소의 휘도값이 높아지는데 비해, 하단에 나타내는 하면 반사 화상에서는 패턴 요소(811)의 하면에 대응하는 범위에 포함되는 화소의 휘도값이 높아진다. 따라서, 검사부(12)에서는, 상면 반사 화상이 나타내는 패턴 요소(811)의 상면의 에지 위치와, 하면 반사 화상이 나타내는 패턴 요소(811)의 하면의 에지 위치의 차를 취득함으로써, 패턴 요소(811)의 끝부분에 있어서의 가늘어짐량(Wl)이 구해진다. 본 실시 형태에서는, 상면 반사 화상과 하면 반사 화상의 차분 화상을 구함으로써, 가늘어짐량(Wl)이 취득된다. 가늘어짐량(Wl)은 역치와 비교되어, 상기 역치 이상인 경우에, 패턴 요소(811)에 있어서 허용 범위를 초과하여 가늘어져 있는 것이, 패턴의 검사 결과로서 표시부에 표시된다. 또한, 상면 반사 화상과 하면 반사 화상에 의거하여 패턴 요소(811)의 끝부분에 있어서의 두꺼워짐량(W2)이 구해져도 된다.

이상으로 설명한 바와 같이, 화상 취득 유닛(3a)을 가지는 패턴 검사 장치(1)에서는, 제2 광원부(332)로부터 제2 주면(92)에 조사되는 광 중, 패턴(81)의 하면에서 반사하는 반사광을 수광하여 하면 반사 화상을 취득하는 또 하나의 수광부(342)가 설치된다. 그리고, 검사부(12)에 있어서, 패턴(81)의 상면으로부터의 반사광에 의거하는 상면 반사 화상과, 패턴(81)의 하면으로부터의 반사광에 의거하는 하면 반사 화상을 이용하여 패턴(81)의 검사 결과가 출력된다. 이에 의해, 패턴 요소(811)의 끝부분에 있어서의 가늘어짐(및 두꺼워짐)을 용이하게 검사할 수 있다. 또, 화상 취득 유닛(3)과 마찬가지로, 하나의 수광부(341)를 이용하여 상면 반사 화상과 투과 화상이 취득되기 때문에, 패턴 검사 장치(1)에 있어서의 부품점수를 삭감할 수 있다.

상기 패턴 검사 장치(1)는 여러 가지 변형이 가능하다. 상기 실시 형태에서는, 제2 광원부(332)가 적색의 파장대의 광을 출사하는데, 적색에서 적외까지의 파장 범위에 포함되는 임의의 파장대(예를 들어, 근적외 파장대)의 광을 출사해도 된다. 이에 의해, 패턴 요소(811)의 상면에 있어서의 오목부를 용이하게 검출하는 것이 가능해진다. 또, 도 10의 패턴 검사 장치(1)에 있어서 제1 광원부(331)가 상기 파장 범위에 포함되는 임의의 파장대의 광을 출사함으로써, 수광부(342)에서 취득되는 제2 투과 화상으로부터 디쉬 다운 영역이 검출되어도 된다. 패턴 검사 장치(1)에 있어서의 검사 대상의 패턴의 종류에 의해서는, 제1 광원부(331) 및 제2 광원부(332)가 다른 파장대의 광을 출사해도 된다. 제1 광원부(331) 및 제2 광원부(332)는, LED 이외의 발광 소자나 램프를 광원으로서 가지고 있어도 된다.

수광부(341,342)는, 수광 소자가 2차원에 배열된 에리어 센서여도 된다. 또, 패턴 검사 장치(1)에 있어서, 투명 기재(9)를 단속적으로 상대 이동하면서 투명 기재(9)의 각 정지 위치에서 제1 광원부(331) 및 제2 광원부(332)를 교호로 점등함으로써, 상면 반사 화상 및 투과 화상이 고정밀도로 취득되어도 된다.

제1 광원부(331) 및 제2 광원부(332)의 배치, 및, 수광부(341, 342)의 배치는, 제1 광학계(31) 및 제2 광학계(32)의 구성에 맞추어 적당히 변경되어도 된다.

검사부(12)에서는, 예를 들어 하면 반사 화상을 소정의 기준 화상과 비교함으로써, 패턴 요소(811)의 끝부분에 있어서의 가늘어짐량이나 두꺼워짐량이 취득되어도 된다.

패턴 검사 장치(1)에서는, 화상 취득 유닛(3, 3a)을 투명 기재(9)에 대해 이동 방향으로 이동하는 이동 기구가 설치되어도 된다. 즉, 제1 광원부(331), 제2 광원부(332) 및 수광부(341)에 대해 투명 기재(9)를 상대적으로 제1 주면(91)을 따르는 이동 방향으로 이동하는 이동 기구가 설치됨으로써, 투명 기재(9)상의 광범위하게 이르는 상면 반사 화상 및 투과 화상이 취득 가능해진다. 또, 투명 기재(9)가 투명한 스테이지상에 올려 놓여지고, 상기 스테이지를 화상 취득 유닛에 대해 상대적으로 이동 방향으로 이동함으로써, 상면 반사 화상 및 투과 화상이 취득되어도 된다.

패턴 검사 장치(1)에 있어서의 검사의 대상물은, 필름형상의 투명 기재(9)에 형성된 패턴 이외에, 유리 등의 판형상의 투명 기재에 형성된 패턴이어도 된다. 투명 기재는, 터치 패널 이외에 이용되어도 된다. 또, 투명 기재상의 패턴은, 불투명하다면, 예를 들어 포토레지스트로 형성된 패턴 등이어도 된다.

상기 실시 형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적당히 조합해도 된다.

발명을 상세하게 묘사하여 설명했으나, 기술된 설명은 예시로서 한정적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한, 다수의 변형이나 양태가 가능하다고 할 수 있다.

1 패턴 검사 장치
2 이동 기구
9 투명 기재
11 제어부
12 검사부
81 패턴
91 제1 주면
92 제2 주면
331 제1 광원부
332 제2 광원부
341, 342 수광부

Claims

투명 기재상의 패턴을 검사하는 패턴 검사 장치로서,
판형상 또는 필름형상의 투명 기재에 있어서 패턴이 형성된 한쪽의 주면에 광을 조사하는 제1 광원부와,
상기 투명 기재의 다른쪽의 주면에 광을 조사하는 제2 광원부와,
상기 제1 광원부로부터의 광의 상기 패턴으로부터의 반사광과, 상기 제2 광원부로부터의 광의 상기 투명 기재로부터의 투과광을 수광 가능한 하나의 수광부와,
상기 제1 광원부, 상기 제2 광원부 및 상기 수광부에 대해 상기 투명 기재를 상대적으로 상기 한쪽의 주면을 따르는 이동 방향으로 이동하는 이동 기구와,
상기 이동 기구에 의해 상기 투명 기재를 연속적 또는 단속적으로 상대 이동하면서, 상기 제1 광원부와 상기 제2 광원부를 교호로 점등시킴으로써, 상기 수광부를 이용하여 상기 반사광에 의거하는 반사 화상과, 상기 투과광에 의거하는 투과 화상을 취득하는 제어부와,
상기 반사 화상과 상기 투과 화상에 의거하여 상기 패턴의 검사 결과를 취득하는 검사부를 구비하는, 패턴 검사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 수광부가, 상기 투명 기재상에 있어서 상기 이동 방향에 교차하는 선형상 영역의 화상을 취득하는 라인 센서이고,
상기 라인 센서에 의해 상기 반사 화상의 라인 화상과 상기 투과 화상의 라인 화상이 교호로 취득되는, 패턴 검사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 광원부로부터의 광 중, 상기 한쪽의 주면에 접하는 상기 패턴의 하면으로부터의 반사광을 수광하여 또 하나의 반사 화상을 취득하는 또 하나의 수광부를 더 구비하는, 패턴 검사 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 광원부로부터의 광 중, 상기 한쪽의 주면에 접하는 상기 패턴의 하면으로부터의 반사광을 수광하여 또 하나의 반사 화상을 취득하는 또 하나의 수광부를 더 구비하는, 패턴 검사 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴이 금속으로 형성되는, 패턴 검사 장치.
패턴 검사 장치를 이용하여 투명 기재상의 패턴을 검사하는 패턴 검사 방법으로서,
상기 패턴 검사 장치가,
판형상 또는 필름형상의 투명 기재에 있어서 패턴이 형성된 한쪽의 주면에 광을 조사하는 제1 광원부와,
상기 투명 기재의 다른쪽의 주면에 광을 조사하는 제2 광원부와,
상기 제1 광원부로부터의 광의 상기 패턴으로부터의 반사광과, 상기 제2 광원부로부터의 광의 상기 투명 기재로부터의 투과광을 수광 가능한 하나의 수광부와,
상기 제1 광원부, 상기 제2 광원부 및 상기 수광부에 대해 상기 투명 기재를 상대적으로 상기 한쪽의 주면을 따르는 이동 방향으로 이동하는 이동 기구를 구비하고,
상기 패턴 검사 방법이,
a) 상기 이동 기구에 의해 상기 투명 기재를 연속적 또는 단속적으로 상대 이동하는 공정과,
b) 상기 a) 공정에 병행하여, 상기 제1 광원부와 상기 제2 광원부를 교호로 점등시킴으로써, 상기 수광부를 이용하여 상기 반사광에 의거하는 반사 화상과, 상기 투과광에 의거하는 투과 화상을 취득하는 공정과,
c) 상기 반사 화상과 상기 투과 화상에 의거하여 상기 패턴의 검사 결과를 취득하는 공정을 구비하는, 패턴 검사 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 수광부가, 상기 투명 기재상에 있어서 상기 이동 방향에 교차하는 선형상 영역의 화상을 취득하는 라인 센서이고,
상기 라인 센서에 의해 상기 반사 화상의 라인 화상과 상기 투과 화상의 라인 화상이 교호로 취득되는, 패턴 검사 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제2 광원부로부터의 광 중, 상기 한쪽의 주면에 접하는 상기 패턴의 하면으로부터의 반사광을 또 하나의 수광부에서 수광하여 또 하나의 반사 화상을 취득하는 공정을 더 구비하는, 패턴 검사 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 제2 광원부로부터의 광 중, 상기 한쪽의 주면에 접하는 상기 패턴의 하면으로부터의 반사광을 또 하나의 수광부에서 수광하여 또 하나의 반사 화상을 취득하는 공정을 더 구비하는, 패턴 검사 방법.
청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴이 금속으로 형성되는, 패턴 검사 방법.