WO2016125521A1

WO2016125521A1 - パターン修正装置およびパターン修正方法

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Publication number: WO2016125521A1
Application number: PCT/JP2016/050245
Authority: WO
Inventors: 博明大庭
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2016-01-06
Publication date: 2016-08-11
Also published as: JP6557014B2; JP2016143859A

Abstract

　パターン修正方法は、対物レンズを基板に対して垂直方向に相対移動させながら、対物レンズからの干渉光を撮像装置で撮影し、撮影した画像を構成する複数の画素の各々について焦点位置を求め、求めた焦点位置に基づいて基板の表面の三次元形状を測定するステップ（Ｓ１０）と、測定された基板の表面の三次元形状のデータを２値化処理して２値画像を生成することにより、断線部の三次元形状を検出するステップ（Ｓ２０）と、検出された断線部の三次元形状に基づいて、液状材料を断線部に塗布するための三次元上の塗布位置を算出するステップ（Ｓ５０）と、算出された三次元上の塗布位置に塗布針の先端を接触させることにより液状材料を塗布するステップ（Ｓ６０）と、塗布された液状材料を乾燥するステップ（Ｓ７０）とを備える。

Description

パターン修正装置およびパターン修正方法

　この発明は、パターン修正装置およびパターン修正方法に関し、特に、基板上に形成された配線パターンの断線部を修正する技術に関する。

　先端径が数十μｍの塗布針や、スポット径が数μｍ～数十μｍのレーザ光を用いたパターン加工技術は、マイクロメートルオーダーの精密位置決め技術と組み合わせることにより、微細なパターンでも所定の位置に正確に加工することができるため、従来より、フラットパネルディスプレイの修正作業や、太陽電池のスクライブ作業などの利用されてきた（たとえば、特許文献１～３参照）。特に、塗布針を用いる加工技術は、ディスペンサが不得意とする粘度の高いペーストにも塗布できることから、最近では、フラットパネルディスプレイと比較して厚い１０μｍ以上の膜の形成にも利用されている。たとえば、ＭＥＭＳやセンサなどの半導体デバイスの電子回路パターンやプリント基板配線の形成に用いられる。また、将来的にも有望な製造技術であるプリンテッドエレクトロニクス技術で作製されるパターンも厚膜に分類され、今後の用途拡大が期待される加工技術である。

特開２００７－２３３２９９号公報特開２００９－１２２２５９号公報特開２０１２－６０７７号公報

　上述した微細加工においては、加工品位の向上とともに、作業を効率化、および作業内容を統一化するために、画像処理を利用することによる加工作業の自動化が進められている。たとえば、特開２００９－１２２２５９号公報（特許文献２）には、液晶ディスプレイのカラーフィルタ基板の欠陥部の修正方法として、塗布針の先端部に付着した修正用インクを欠陥部に塗布して修正する方法が開示されている。特許文献１では、塗布されたインクの状態を観察光学系を用いて観察し、観察光学系によって観察される画像を基に加工部の品位を検査する手法が採用されている。

　カラーフィルタ基板の欠陥修正方法として、特開２００７－２３３２９９号公報（特許文献１）には、カラーフィルタ基板を撮影した画像において、欠陥検出対象の画素の明るさと、欠陥検出対象の画素以外の画素の明るさとを比較し、比較結果に基づいて欠陥検出対象の画素の欠陥を検出する方法が開示されている。特許文献１では、上記方法によって検出された欠陥部にインクを塗布することにより、当該欠陥部をインクで埋めている。

　一般的に、カラーフィルタ基板上に形成されるパターンの膜厚は１μｍ以下程度である。そのため、インクの粘度にもよるが、欠陥部にインクを積層して塗布する必要性に乏しく、通常、欠陥部へのインクの塗布は１回で足りる。

　しかしながら、たとえばプリント基板配線のように、１０μｍ以上の厚膜を形成する場合には、配線パターンに発生した欠陥部である断線部も、平面形状から立体形状を有するようになる。そのため、断線部をインクで埋めるためには、欠陥部にインクを積層して塗布することが必要となってくる。この結果、厚膜になるに従って微細加工の作業内容が複雑化してしまうため、加工作業の自動化を推進させることが困難となっていた。

　この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、厚膜の配線パターンの断線部の修正を正確かつ簡易に行なうことが可能なパターン修正装置およびパターン修正方法を提供することである。

　この発明によるパターン修正方法は、基板上の配線パターンにおける断線部を修正するパターン修正装置におけるパターン修正方法である。パターン修正装置は、照明装置と、対物レンズと、観察光学系と、撮像装置と、塗布機構とを含む。照明装置は白色光を出力する。対物レンズは、照明装置から出射された白色光を二光束に分離して、一方を基板の表面に照射するとともに他方を参照面に照射し、これら両面からの反射光を干渉させた干渉光を得るように構成されている。観察光学系は干渉光を観察する。撮像装置は観察光学系を介して干渉光を撮影する。塗布機構は、塗布針の先端に付着した液状材料を断線部に塗布する。パターン修正方法は、基板の表面の三次元形状を測定するステップと、断線部の三次元形状を検出するステップと、三次元上の塗布位置を算出するステップと、液状材料を塗布するステップと、塗布された液状材料を乾燥するステップとを備える。基板の表面の三次元形状を測定するステップでは、対物レンズを基板に対して垂直方向に相対移動させながら撮像装置で画像を撮影する。撮影した画像を構成する複数の画素の各々について焦点位置を求め、求めた焦点位置に基づいて基板の表面の三次元形状を測定する。断線部の三次元形状を検出するステップでは、測定された基板の表面の三次元形状のデータを２値化処理して２値画像を生成する。三次元上の塗布位置を算出するステップでは、検出された断線部の三次元形状に基づいて、液状材料を断線部に塗布するための三次元上の塗布位置を算出する。液状材料を塗布するステップでは、算出された三次元上の塗布位置に塗布針の先端を接触させることにより液状材料を塗布する。

　好ましくは、パターン修正方法は、基板の表面の三次元形状を測定するステップと、断線部の三次元形状を検出するステップと、三次元上の塗布位置を算出するステップと、液状材料を塗布するステップとをこの順で繰り返し実行することにより、断線部を修正する。

　好ましくは、基板の三次元形状を測定するステップでは、第１段階の処理と、第２段階の処理とを実行する。第１段階の処理では、撮像装置の撮影周期内において、撮影した画像を構成する複数の画素の各々について、撮影した画像の輝度が最大になる前記位置決め装置の位置を焦点の候補位置とする。第２段階の処理では、撮像装置が全ての画像を撮像した後、画像を構成する複数の画素の各々について、第１段階の処理によって求められた焦点の候補位置の前後で撮影された画像の複数の輝度を基に求めたコントラスト値に基づいて焦点位置を求める。当該焦点位置に基づいて基板の表面の垂直方向の高さを検出する。

　好ましくは、三次元上の塗布位置を算出するステップは、検出された断線部の三次元形状を、乾燥するステップによる液状材料の収縮量を用いて補正する。補正された断線部の三次元形状に基づいて三次元方向における塗布ピッチを算出する。算出された塗布ピッチを用いて、三次元上の塗布位置を算出する。

　好ましくは、液状材料を塗布するステップでは、三次元上の塗布位置を中心とする液状材料の塗布範囲を占める断線部の体積に基づいて、当該塗布位置に液状材料を塗布するか否かを判定する。

　この発明によるパターン修正装置は、基板上の配線パターンにおける断線部を修正するパターン修正装置である。パターン修正装置は、照明装置と、対物レンズと、観察光学系と、撮像装置と、位置決め装置と、塗布機構と、制御装置とを備える。照明装置は白色光を出力する。対物レンズは、照明装置から出射された白色光を二光束に分離して、一方を基板の表面に照射するとともに他方を参照面に照射し、これら両面からの反射光を干渉させて干渉光を得るように構成される。観察光学系は干渉光を観察する。撮像装置は、観察光学系を介して干渉光を撮影する。位置決め装置は、対物レンズと基板とを相対移動させる。塗布機構は、塗布針の先端に付着した液状材料を断線部に塗布する。制御装置は、撮像装置、位置決め装置および塗布機構を制御する。制御装置は、撮像装置および位置決め装置を制御し、対物レンズを基板に対して垂直方向に相対移動させながら撮像装置で画像を撮影する。制御装置は、撮影した画像を構成する複数の画素の各々について焦点位置を求め、求めた焦点位置に基づいて基板の表面の三次元形状を測定する。制御装置は続いて、測定された基板の表面の三次元形状のデータを２値化処理して２値画像を生成することにより、断線部の三次元形状を検出する。制御装置はさらに、検出された断線部の三次元形状に基づいて、液状材料を断線部に塗布するための三次元上の塗布位置を算出すると、塗布機構を制御し、算出された三次元上の塗布位置に塗布針の先端を接触させることにより液状材料を塗布する。最後に、制御装置は、塗布された液状材料を乾燥する。

　好ましくは、制御装置は、基板の表面の三次元形状の測定、断線部の三次元形状の検出、三次元上の塗布位置の算出および液状材料の塗布を、この順で繰り返し実行することにより、断線部を修正する。

　好ましくは、制御装置は、検出された断線部の三次元形状を、乾燥による液状材料の収縮量を用いて補正する。制御装置は、補正された断線部の三次元形状に基づいて三次元方向における塗布ピッチを算出するとともに、算出された塗布ピッチを用いて、三次元上の塗布位置を算出する。

　この発明によれば、厚膜の配線パターンの断線部の修正を正確かつ簡易に行なうことが可能なパターン修正装置およびパターン修正方法を提供することができる。

この発明の実施の形態１による高さ測定装置の代表例である欠陥修正装置の全体構成を示す斜視図である。観察光学系およびインク塗布機構の要部を示す斜視図である。図２のＡ方向から要部を見た図であって、インク塗布動作を示す図である。パターン修正工程を示すフローチャートである。基板の表面に形成された配線パターンを概略的に示す部分平面図である。対物レンズにミラウ型干渉対物レンズを用いたときの観察光学系の光学素子の配置図である。図６に示したミラウ型干渉対物レンズを用いた画素の高さ検出方法を示す図である。基板形状測定工程を実行するための制御構成を示すブロック図である。図２で示したインク塗布機構によって塗布したインク塗布部の検査条件を示す図である。断線部の一例を拡大して示す模式図である。矩形領域内に位置する各画素の高低差をプロットした図である。インク塗布工程における塗布ピッチを示す図である。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

　［実施の形態１］
　［パターン修正装置の構成］
　図１は、この発明の実施の形態によるパターン修正装置１の全体構成を示す斜視図である。

　図１を参照して、パターン修正装置１は、観察光学系２、ＣＣＤカメラ３（撮像装置）、カット用レーザ装置４、インク塗布機構５、およびインク硬化用光源６から構成される修正ヘッド部と、この修正ヘッド部を修正対象の基板７に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺステージ８と、Ｚステージ８を搭載してＸ軸方向に移動させるＸステージ９と、基板７を搭載してＹ軸方向に移動させるＹステージ１０と、装置全体の動作を制御する制御用コンピュータ１１（制御装置）と、ＣＣＤカメラ３によって撮影された画像などを表示するモニタ１２と、制御用コンピュータ１１に作業者からの指令を入力するための操作パネル１３とを備える。

　観察光学系２は、照明用の光源を含み、基板７の表面状態や、インク塗布機構５によって塗布された修正用インク（液状材料）の状態を観察する。観察光学系２によって観察される画像は、ＣＣＤカメラ３により電気信号に変換され、モニタ１２に表示される。カット用レーザ装置４は、観察光学系２を介して基板７上の不要部にレーザ光を照射して除去する。

　インク塗布機構５は、基板７上に形成された配線パターンに発生した断線部に修正用インクを塗布して修正する。インク硬化用光源６は、たとえばＣＯ_２レーザを含み、インク塗布機構５によって塗布されたインクにレーザ光を照射して硬化させる。

　なお、この装置構成は一例であり、たとえば、観察光学系２などを搭載したＺステージ８をＸステージに搭載し、さらにＸステージをＹステージに搭載し、Ｚステージ８をＸＹ方向に移動可能とするガントリー方式と呼ばれる構成でもよく、観察光学系２などを搭載したＺステージ８を、修正対象の基板７に対してＸＹ方向に相対的に移動可能な構成であればどのような構成でもよい。

　次に、複数の塗布針を用いたインク塗布機構の例について説明する。図２は、観察光学系２およびインク塗布機構５の要部を示す斜視図である。図２を参照して、このパターン修正装置１は、可動板１５と、倍率の異なる複数（たとえば５個）の対物レンズ１６と、異なる色のインクを塗布するための複数（たとえば５個）の塗布ユニット１７とを備える。

　可動板１５は、観察光学系２の観察鏡筒２ａの下端と基板７との間で、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に設けられている。また、可動板１５には、たとえば５個の貫通孔１５ａが形成されている。

　対物レンズ１６は、Ｙ軸方向に所定の間隔で、それぞれ貫通孔１５ａに対応するように可動板１５の下面に固定されている。５個の塗布ユニット１７は、それぞれ５個の対物レンズ１６に隣接して配置されている。可動板１５を移動させることにより、所望の塗布ユニット１７を修正対象の断線部の上方に配置することが可能となっている。

　図３（ａ）～（ｃ）は、図２のＡ方向から要部を見た図であって、インク塗布動作を示す図である。塗布ユニット１７は、塗布針１８とインクタンク１９とを含む。まず図３（ａ）に示すように、所望の塗布ユニット１７の塗布針１８を修正対象の断線部の上方に位置決めする。このとき、塗布針１８の先端部は、インクタンク１９内のインクに浸漬されている。

　次いで図３（ｂ）に示すように、塗布針１８を下降させてインクタンク１９の底の孔から塗布針１８の先端部を突出させる。このとき、塗布針１８の先端部にはインクが付着している。次に図３（ｃ）に示すように、塗布針１８およびインクタンク１９を下降させて塗布針１８の先端部を断線部に接触させ、断線部にインクを塗布する。この後、図３（ａ）の状態に戻る。

　複数の塗布針を用いたインク塗布機構は、この他にも様々な技術が知られているため詳細な説明を省略する。たとえば特許文献２などに示されている。パターン修正装置１は、たとえば図２に示すような機構をインク塗布機構５として用いることにより、複数のインクのうちの所望の色のインクを用いて断線部を修正することができ、また、複数の塗布針のうち所望の塗布径の塗布針を用いて断線部を修正することができる。

　［パターン修正工程］
　次に、図１に示したパターン修正装置１を用いて実行される、パターン修正工程の概要を説明する。

　図４は、パターン修正工程を示すフローチャートである。図４を参照して、パターン修正工程は、基板形状測定工程（ステップＳ１０）と、断線部形状検出工程（ステップＳ２０）と、塗布位置算出工程（ステップＳ５０）と、インク塗布工程（ステップＳ６０）と、乾燥工程（ステップＳ７０）とを備える。

　基板形状測定工程（ステップＳ１０）では、基板７の表面の三次元形状が測定される。基板形状測定工程では、基板７の表面に形成された配線パターンの三次元形状を測定することができる。

　断線部形状検出工程（ステップＳ２０）では、基板形状測定工程（ステップＳ１０）で測定された基板７の表面の三次元形状を示すデータに基づいて、配線パターンに発生している断線部の三次元形状が検出される。

　ステップＳ３０では、断線部形状検出工程（ステップＳ２０）での検出結果に基づいて、断線部を修正する必要があるか否かが判定される。具体的には、断線部形状検出工程（ステップＳ２０）において配線パターンに断線部が検出されなかった場合には、断線部の修正が不要であると判定される（ステップＳ３０のＮＯ判定）。なお、後述するインク塗布工程（ステップＳ６０）を実施した後にステップＳ３０に戻り、断線部の修正が不要であると判定された場合には、断線部へのインクの充填が終了したと判断され、インクを乾燥するための乾燥工程（ステップＳ７０）に移行する。

　一方、断線部形状検出工程（ステップＳ２０）において配線パターンに断線部が検出された場合には、断線部の修正が必要と判定される（ステップＳ３０のＹＥＳ判定）。この場合にはさらに、断線部の修正が可能であるか否かが判定される（ステップＳ４０）。具体的には、インク塗布工程（ステップＳ６０）を予め定められた回数繰り返し実施した後、ステップＳ３０において断線部へのインクの充填が終了していないと判断された場合（ステップＳ３０のＹＥＳ判定時）には、断線部の修正が不可能であると判定される。

　一方、断線部の修正が可能であると判定された場合（ステップＳ４０のＹＥＳ判定時）には、塗布位置算出工程（ステップＳ５０）が実施される。塗布位置算出工程（ステップＳ５０）では、断線部形状検出工程（ステップＳ２０）で検出された断線部の三次元形状を示すデータに基づいて、インクを塗布する位置が算出される。

　インク塗布工程（ステップＳ６０）では、塗布位置算出工程（ステップＳ５０）で算出されたインク塗布位置に従ってインク塗布機構５を制御することにより、基板７の表面にインクが塗布される。インク塗布工程（ステップＳ６０）が実施された後、再び基板形状測定工程（ステップＳ１０）に戻ることにより、断線部が修正された後の基板７の表面の三次元形状が測定される。さらに、断線部形状検出工程（ステップＳ２０）に進み、基板７の表面の三次元形状に基づいて、断線部の三次元形状が検出される。断線部の三次元形状の検出結果から、上記のインク塗布工程（ステップＳ６０）によって断線部へのインクの充填が終了しており、断線部の修正が不要と判断された場合（ステップＳ３０のＮＯ判定時）には、乾燥工程（ステップＳ７０）が実施される。一方、配線パターンの修正が必要と判断された場合（ステップＳ３０のＹＥＳ判定時）には、再度、塗布位置算出工程（ステップＳ５０）およびインク塗布工程（ステップＳ６０）が実施されることになる。

　以下、図４に示したパターン修正工程に含まれる各工程の詳細を説明する。
　［基板形状測定工程］
　基板形状測定工程（図４のステップＳ１０）では、制御用コンピュータ１１はパターン修正装置１を制御し、基板７の表面の三次元形状を測定する。図５は、基板７の表面に形成された配線パターンを概略的に示す部分平面図である。図５には、基板７の表面に正常に形成された配線部分（以下、「正常配線部」とも称す）と、部分的に断線部（図中の領域ＲＧＮ）が生じている配線部分とが模式的に示されている。

　基板形状測定工程では、基板７の表面をＸＹ座標系として、ＸＹ座標系に複数の測定ポイントをマトリクス状に設定する。そして、設定された複数の測定ポイントの各々について、Ｚ軸方向の高さを検出することにより、基板７の表面の三次元形状を測定する。以下、各測定ポイントのＺ軸方向の高さを検出する方法について説明する。

　この高さ検出方法では、対物レンズ１６に二光束干渉対物レンズを使用する。二光束干渉対物レンズでは焦点位置での干渉光強度が最大になることを利用し、Ｚステージ８を基板７に対して相対的に移動させながら干渉光の画像を撮像し、画素ごとに干渉光強度が最大になるＺステージ位置を求め、その位置を当該画素の高さとする。この高さ測定方法は、数μｍ以下の微小な高さの検出に適している。

　二光束干渉対物レンズは、光源から出射された白色光を二光束に分離して一方を対象物の表面に照射するとともに、他方を参照面に照射することにより、対象物の表面からの反射光と、参照面からの反射光とを干渉させるものである。本実施の形態では、ミラウ型干渉対物レンズを用いるが、マイケルソン型やリニーク型の干渉対物レンズを用いてもよい。

　また、光源としては白色光源を用いることが好ましい。白色光源を用いた場合、レーザなどの単一波長の光源を用いる場合とは異なり、二光束干渉対物レンズの焦点位置でのみ干渉光強度が最大になる。このため、高さを測定するのに適している。

　図６は、対物レンズ１６にミラウ型干渉対物レンズ３０を用いたときの観察光学系２の光学素子の配置図である。ミラウ型干渉対物レンズ３０は、レンズ３１、参照鏡３２、およびビームスプリッタ３３を含む。

　対物レンズ１６をミラウ型干渉対物レンズ３０に切換えると同時に、落射光源３４の出射部にフィルタ切換装置３５によってフィルタ３６を挿入する。落射光源３４を出射した光がフィルタ３６を通過すると、中心波長λ（ｎｍ）の白色光が得られる。

　落射光源３４として、たとえば白色ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）を用いてもよい。白色ＬＥＤの発光スペクトルは、波長４５０ｎｍおよび５６０ｎｍの２つのピークを有しているが、フィルタ３６は、長波長側の５６０ｎｍを中心とする光を選択的に透過させるローパスフィルタにより構成されることが好ましい。これは、４５０ｎｍを中心とする光よりも、５６０ｎｍを中心とする光の方が波長帯域が広いため、可干渉距離を短くできるからである。可干渉距離は、干渉縞を観測できる高さ方向の距離を示す。可干渉距離の短い方が、後述する第２段階で説明するコントラスト値の近似計算や重心計算で用いるデータ数を少なくすることができるため、処理の高速化が可能になる。

　フィルタ３６を通過した光は、ハーフミラー３７でレンズ３１の方向に反射される。レンズ３１に入射した光は、ビームスプリッタ３３で基板７の方向に通過する光と参照鏡３２の方向に反射する光とに分けられる。基板７の表面で反射した光と参照鏡３２の表面で反射した光とは再びビームスプリッタ３３で合流し、レンズ３１で集光される。この後、レンズ３１から出た光は、ハーフミラー３７を通過した後、結像レンズ３８を経てＣＣＤカメラ３の撮像面３ａに入射する。

　通常は、Ｚステージ８によりミラウ型干渉対物レンズ３０を光軸方向に移動させて、基板７の表面反射光と参照鏡３２の表面反射光との間に光路長差を生じさせる。そして、Ｚステージ８によりミラウ型干渉対物レンズ３０を移動させながら、上記光路長差により発生する干渉光をＣＣＤカメラ３で撮像する。この干渉光の強度、すなわち明るさは基板７からの反射光と参照鏡３２からの反射光との光路長が等しいとき最大となる。また、このとき基板７の表面に焦点が合っている。

　Ｚステージ８は、基板７とミラウ型干渉対物レンズ３０とをＺ軸方向に相対移動させる位置決め装置に相当する。なお、Ｚステージ８の他に、基板７自身をテーブルで上下させたり、ミラウ型干渉対物レンズ３０と観察光学系２との連結部にピエゾテーブルを取り付けることによってミラウ型干渉対物レンズ３０の位置を上下させてもよい。

　次に、探索手順について説明する。Ｚステージ８を探索開始位置に移動させる。現在位置をＺｐ、探索範囲をΔとおくと、たとえばＺステージ８を初期位置（Ｚｐ－Δ／２）に移動させる。ここで、Ｚステージ８のマイナス方向を基板７に近付く方向とし、プラス方向を基板７から遠ざかる方向とする。探索は、初期位置（Ｚｐ－Δ／２）からプラス方向、すなわちＺステージ８が基板７から遠ざかる方向に行なうこととする。したがって、初期位置（Ｚｐ－Δ／２）からプラス方向にΔの範囲を探索する。なお、探索方向は必ずしも基板７から遠ざかる方向である必要はなく、基板７に近付く方向であってもよい。

　画像のサンプリングは、Ｚステージ８が移動を始め、定速状態になってから開始する。制御用コンピュータ１１は一定周期でサンプリングを行なう。好ましくはＣＣＤカメラ３の垂直同期信号の周期でサンプリングを行なうことにより、より正確に画像をサンプリングすることができる。

　Ｚステージ８は予め定められた速度ｖ（μｍ／秒）で移動する。Ｚステージ８の移動速度ｖ（μｍ／秒）は次のように定める。白色光の中心波長をλ（μｍ）とし、ＣＣＤカメラ３の垂直同期信号の周波数をＦ（Ｈｚ）とすると、移動速度ｖ（μｍ／秒）は、画像のサンプリング周期１／Ｆ（秒）の間にＺステージ８がλ／８（μｍ）だけ移動するように定められる。すなわち、Ｚステージ８の移動速度ｖは、ｖ＝（λ／８）×Ｆ（μｍ／秒）となる。この移動速度ｖは白色光の位相増分でπ／２に相当し、ナイキスト原理を満たしている。位相をπ／２ずつ変化させることにより、干渉光強度のピーク点を容易に検出することができる。

　位相をπ／２ずつ変化させながら画像をサンプリングしたとき、画像ｆ_ｉを中心とする前後±２枚の合計５枚の画像ｆ_ｉ－２，ｆ_ｉ－１，ｆ_ｉ，ｆ_ｉ＋１，ｆ_ｉ＋２を用いてコントラスト値Ｍ_ｉを次式（１）を用いて算出する。

　ここで、ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）は画像ｆ_ｉの位置（ｘ，ｙ）における画素の輝度を示す。画像ｆ_ｉにおける各画素（ｘ，ｙ）は測定ポイントを構成する。なお、ｉは取得した順に画像に付された番号（以下「サンプル番号」ともいう）であって、ｉ＝１，２，・・・，Ｎ（Ｎは自然数）の値をとる。

　図７（ａ）はサンプル番号ｉと輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）との関係を示す図である。図７（ｂ）はサンプル番号ｉとコントラスト値Ｍ_ｉとの関係を示す図である。図７（ｃ）はＺステージ８の位置と移動速度との関係を示す図である。

　図７（ａ）～（ｃ）において、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）およびコントラスト値Ｍ_ｉはともに画像ｐの近傍でピークを示している。このピーク点に対応するＺステージ８の位置が画素（ｘ，ｙ）の焦点位置である。

　上記式（１）で表わされるコントラスト値Ｍ_ｉは、図７（ａ）に示す輝度ｆ_ｉの包絡線を示している。したがって、コントラスト値Ｍ_ｉを演算すればピーク点を求めることができる。しかしながら、ここでは演算を高速に行なうため、平方根を求める演算および除算を行なわない。たとえば実際の計算では、次式（２）を用いて、コントラスト値Ｍ_ｉを簡素化させたコントラスト値Ｍ_ｉ♯を演算する。このコントラスト値Ｍ_ｉ♯はコントラスト値Ｍ_ｉを２乗した値に比例するため、コントラスト値Ｍ_ｉに代えてコントラスト値Ｍ_ｉ♯を用いても、包絡線のピーク点および画素の焦点位置がずれることはない。

　基板形状測定工程は２段階の処理により構成される。第１段階の処理では、画像ｆ_ｉの各画素（ｘ，ｙ）について、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）が最大となるＺステージ８の位置を求める。これは、図７（ａ）および（ｂ）から分かるように、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）とコントラスト値Ｍ_ｉとが、画素ｐの近傍において共にピークを示すことを利用している。すなわち、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）がピークとなる画像ｐを求めることによって、コントラスト値Ｍ_ｉのピーク点の見当を付けることができる。これにより、第２段階の処理範囲を狭めることができるため、処理の高速化が可能になる。このように、第１段階の処理においては、撮影した画像を構成する複数の画素の各々について焦点の候補位置を求めるものである。

　次に、第２段階の処理では、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）が最大となる画像ｐを中心とする前後±ｎ枚（ｎは自然数）の合計（２ｎ＋１）枚の画像を選択して、上記式（２）によりコントラスト値Ｍ_ｉ♯を演算する。そして、演算したコントラスト値Ｍ_ｉ♯が最大となるＺステージ８の位置を求め、このＺステージ８の位置を画素（ｘ，ｙ）の最終的な焦点位置とする。すなわち、第２段階の処理は、第１段階の処理で求めた焦点の候補位置を基に、コントラスト値Ｍｉ♯を用いて正確な焦点位置を求めるものである。

　図８は、基板形状測定工程を実行するための制御構成を示すブロック図である。図８を参照して、基板形状測定工程（ステップＳ１０）に係る制御構成は、ＣＣＤカメラ３と、取込装置４０と、処理装置４２とから構成される。なお、取込装置４０および処理装置４２は、制御用コンピュータ１１の内部に設けられる。

　取込装置４０は、一定周期（好ましくはＣＣＤカメラ３の垂直同期信号の周期）で画像のサンプリングを行なう。具体的には、取込装置４０は、ＣＣＤカメラ３の垂直同期信号をトリガとして、画像のサンプリングを開始する。そして、画像のサンプリングが完了すると、サンプリングした画像を直ちに処理装置４２に転送する。このとき、取込装置４０は、処理装置４２の記憶部４４に対して画像を直接的に転送する。この画像転送には、たとえばＤＭＡ（Direct　Memory　Access）転送が用いられる。取込装置４０による画像のサンプリングおよび転送は、ＣＣＤカメラ３の垂直同期信号の周波数をＦ（Ｈｚ）とすると、画像のサンプリング周期１／Ｆ（秒）で繰り返し実行される。

　処理装置４２は、記憶部４４と、中央処理部４６とを含む。記憶部４４には、画像のサンプリング周期１／Ｆ（秒）で取込装置４０から画像ｆ_ｉが転送される。記憶部４４は転送された画像ｆ_ｉを順番に記憶する。中央処理部４６は、記憶部４４に画像が転送された直後に、第１段階の処理である輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）の最大値を求める処理を開始する。そして、中央処理部４６は、この輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）の最大値を求める処理を、次回の画像が転送されるタイミングの直前までに完了する。すなわち、第１段階の処理は、画像のサンプリング周期１／Ｆ（秒）の間に実行される。

　（第１段階の処理）
　以下、第１段階の処理である輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）の最大値を求める処理の手順について詳細に説明する。

　図８において、記憶部４４には、ＣＣＤカメラ３の解像度と同じ解像度となるように記憶セルが２次元に配列された記憶領域が３つ用意されている。これら３つの記憶領域のうち、第１の記憶領域には、画像ｆ_ｉの位置（ｘ，ｙ）における輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）の最大値が格納される。すなわち、２次元配列された記憶セルの各々には、対応する画素（ｘ，ｙ）の輝度の最大値が格納される。以下の説明では、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）の最大値を“Ｍａｘ（ｘ，ｙ）”と表記する。

　第２の記憶領域には、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）が最大となる画像ｆ_ｉを撮影したときのＺステージ８の位置が格納される。すなわち、２次元配列された記憶セルの各々には、対応する画素（ｘ，ｙ）の輝度が最大となるときのＺステージ８の位置が格納される。以下の説明では、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）が最大となるときのＺステージ８の位置を“Ｐｚ（ｘ，ｙ）”と表記する。

　第３の記憶領域には、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）が最大となる画像ｆ_ｉを撮影したときのサンプル番号ｉが格納される。すなわち、２次元配列された記憶セルの各々には、対応する画素（ｘ，ｙ）の輝度が最大となる画像ｆ_ｉのサンプル番号ｉが格納される。以下の説明では、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）が最大となる画像ｆ_ｉのサンプル番号ｉを“Ｉ（ｘ，ｙ）”と表記する。

　なお、記憶部４４に格納されるＭａｘ（ｘ，ｙ），Ｐｚ（ｘ，ｙ），Ｉ（ｘ，ｙ）の３つの値は、探索を開始する前の初期状態において「０」に設定されている。探索が開始されると、取込装置４０から記憶部４４に対して、画像がサンプリング周期１／Ｆ（秒）で順次転送される。中央処理部４６は、画像ｆ_ｉの転送が完了すると、画素ごとに、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）とＭａｘ（ｘ，ｙ）とを比較し、比較結果に基づいてＭａｘ（ｘ，ｙ），Ｐｚ（ｘ，ｙ），Ｉ（ｘ，ｙ）の値を更新する。具体的には、中央処理部４６は、画像ｆ_ｉの位置（ｘ，ｙ）における輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）と、当該画素（ｘ，ｙ）の輝度の最大値Ｍａｘ（ｘ，ｙ）とを比較する。ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）≦Ｍａｘ（ｘ，ｙ）の関係が成り立つとき、中央処理部４６は、Ｍａｘ（ｘ，ｙ）の値を維持する。このとき中央処理部４６は、Ｐｚ（ｘ，ｙ）およびＩ（ｘ，ｙ）の値についても維持する。

　これに対して、ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）＞Ｍａｘ（ｘ，ｙ）の関係が成り立つときには、中央処理部４６は、Ｍａｘ（ｘ，ｙ）の値を輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）に書き換える。さらに中央処理部４６は、Ｐｚ（ｘ，ｙ）の値を画素値ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）に対応するＺステージ８の位置に書き換えるとともに、Ｉ（ｘ，ｙ）の値を輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）のサンプル番号ｉに書き換える。

　中央処理部４６は、上述した輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）とＭａｘ（ｘ，ｙ）との比較動作、および比較結果に応じた記憶部４４の書換動作を、取込装置４０から記憶部４４に画像が転送されたタイミングから取込装置４０が次回の画像のサンプリングを開始するタイミングまでの期間を使って実行する。たとえばＣＣＤカメラ３の解像度を６４０×４８０とし、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）を１バイトと想定した場合、取込装置４０から記憶部４４に転送される画像データのサイズは３０７，２００バイトとなる。一方、ＣＣＤカメラ３の垂直同期信号の周波数を１２０Ｈｚとすると、画像のサンプリング周期は１／１２０秒となる。したがって、取込装置４０は、１／１２０秒（約８．３ｍ秒）ごとに３０７，２００バイトの画像データを取込んで処理装置４２の記憶部４４へ転送する。取込装置４０から記憶部４４へのデータ転送は、ＤＭＡ転送を用いることによって約２ｍ秒の時間で行なうことができる。したがって、処理装置４２は、サンプリング周期である約８．３ｍ秒のうち、データ転送に要する約２ｍ秒を除いた約６．３ｍ秒の時間を利用して、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）の最大値を求める処理を実行する。

　このようにして画像のサンプリング周期ごとに、データ転送後の空き時間を用いて第１段階の処理を実行する。これにより、探索範囲内のすべての画像のサンプリングが完了したときには、記憶部４４には、各画素について、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）の最大値（＝Ｍａｘ（ｘ，ｙ））、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）が最大となるときのＺステージ８の位置（＝Ｐｚ（ｘ，ｙ）、および輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）が最大となる画像ｆ_ｉのサンプル番号（＝Ｉ（ｘ，ｙ））が格納されている。

　次に、第２段階の処理であるコントラスト値Ｍ_ｉ♯が最大となるＺステージ８の位置を求める処理の手順について詳細に説明する。第２段階の処理は、探索範囲内のすべての画像のサンプリングが完了した後、中央処理部４６によって実行される。

　中央処理部４６は、記憶部４４から、各画素について、輝度ｆ_ｉ（ｘ，ｙ）が最大となるサンプル番号ｉ（＝Ｉ（ｘ，ｙ））を読み出す。そして、中央処理部４６は、Ｉ（ｘ，ｙ）が示すサンプル番号ｉの画像ｆ_ｉを中心とする前後±ｎ枚の合計（２ｎ＋１）枚の画像を用いて、コントラスト値Ｍ_ｉ♯（ｘ，ｙ）のピーク点を求める。

　具体的には、（２ｎ＋１）枚の画像の各々のサンプル番号をｊとすると、サンプル番号ｊは、Ｉ（ｘ，ｙ）－ｎ，Ｉ（ｘ，ｙ）－ｎ＋１，・・・，Ｉ（ｘ，ｙ）－１，Ｉ（ｘ，ｙ），Ｉ（ｘ，ｙ）＋１，・・・，Ｉ（ｘ，ｙ）＋ｎ－１，Ｉ（ｘ，ｙ）＋ｎの順で表わされる。中央処理部４６は、画像ｆ_ｊの輝度ｆ_ｊ（ｘ，ｙ）を上記式（３）に代入することにより、合計（２ｎ＋１）個のコントラスト値Ｍ_ｊ♯（ｘ，ｙ）を算出する。

　ここで、コントラスト値Ｍｊ♯（ｘ，ｙ）に対応するＺステージ８の位置をＺ_ｊとすると、Ｚ_ｊは次式（３）で表わすことができる。

　図７（ｂ）で説明したように、コントラスト値Ｍ_ｊ♯はピーク点を中心とする左右対称の山型傾向を示すため、２次関数あるいはガウス関数を用いてコントラスト値Ｍ_ｊ♯を示す曲線を近似することができる。そこで、中央処理部４６は、コントラスト値Ｍ_ｊ♯とＺステージ８の位置Ｚ_ｊとの関係を２次関数あるいはガウス関数で近似し、求めた関数からコントラスト値Ｍ_ｊ♯がピークとなるＺステージ８の位置Ｚ_ｊを求める。そして、このＺステージ８の位置Ｚ_ｊを画素（ｘ，ｙ）の高さとする。

　以上に説明したように、基板形状測定工程においては、第１段階の処理として、撮影される画像を構成する複数の画素の各々について、輝度が最大になるＺステージ位置を焦点の候補位置とする。その後、第２段階の処理として、焦点の候補位置の近傍で撮影した画像の輝度からコントラスト値を求め、画素ごとに、コントラスト値が最大になるＺステージ位置を焦点位置として求める。そして、求めた焦点位置から、測定ポイントのＺ軸方向の高さを検出する。

　このような構成とすることにより、第１段階の処理において、各画素についてコントラスト値を演算する処理を省略できるため、制御用コンピュータ１１における演算負荷を低減することができる。また、各画素のコントラスト値を記憶しておく必要がないため、大容量のメモリが不要となる。この結果、制御用コンピュータを安価に構成することができる。

　また、第１段階の処理を、撮像装置の撮影周期（ＣＣＤカメラ３における画像のサンプリング周期）内の画像を転送した後の空き時間を利用して行なうことができるため、探索範囲内のすべての画像の撮影が完了した後の数値演算処理を軽減することができる。この結果、基板形状測定工程の作業時間を短縮することが可能となる。

　なお、上述した第２段階の処理においては、コントラスト値Ｍ_ｉ♯を２次関数あるいはガウス関数により近似する構成について説明したが、（２ｎ＋１）個のコントラスト値Ｍｉ♯の重心位置を求め、求めた重心位置をピーク位置としてよい。この重心位置は、図７（ｂ）に示すような左右対称データの中心位置を示す。重心位置をＺ_ｇとおくと、Ｚ_ｇは次式（４）を用いて算出できる。

　［断線部形状検出工程］
　断線部形状検出工程（図４のステップＳ２０）では、制御用コンピュータ１１は、基板７の表面の三次元形状を測定したデータに基づいて、配線パターンに発生した断線部の三次元形状を検出する。

　具体的には、制御用コンピュータ１１内部の処理装置４２（図８参照）は、基板形状測定工程（図４のステップＳ１０）で得られた、基板７の表面の三次元形状の測定データを用いて、配線パターンから断線部が抽出された画像（以下、「断線部抽出画像」とも称す）Ｄ（ｘ，ｙ）を生成する。

　断線部抽出画像Ｄ（ｘ，ｙ）は、正常配線部が「１」であり、かつ、断線部を含む正常配線部以外の部分が「０」である、２値化された画像である。処理装置４２は、測定ポイントのＺ軸方向の高さをＺ（ｘ，ｙ）とおく。なお、（ｘ，ｙ）は、上記の基板形状測定工程（ステップＳ２０）において、ＣＣＤカメラ３で撮影ざれた画像上の画素の位置を表している。

　処理装置４２は、正常配線部のＺ軸方向の高さをＨｐとしたときに、測定ポイントのＺ軸方向の高さＺ（ｘ，ｙ）と正常配線部のＺ軸方向の高さＨｐとを比較する。測定ポイントの高さＺ（ｘ，ｙ）と正常配線部の高さＨｐとの関係が次式（５）を満足するとき、対応する画素位置の値を「１」とする。一方、測定ポイントの高さＺ（ｘ，ｙ）と正常配線部の高さＨｐとの関係が次式（５）を満たさないときには、対応する画素位置の値を「０」とする。なお、次式（５）中のαは、正常配線部の高さＨｐに対する許容誤差を示している。

　２値画像である断線部抽出画像Ｄ（ｘ，ｙ）において、値が「０」の画素は、正常配線部以外の部分に相当する。したがって、値「０」の画素の中から、断線部を抽出することができる。具体的には、処理装置４２は、配線パターンの連続性を利用し、正常配線部は検査エリア内では連続であるという特徴をもとに、値「０」の画素の中から断線部を抽出する。以下、配線パターンがＹ軸方向に連続している場合における断線部の抽出方法について説明する。

　図９は、断線部の抽出方法を説明するための図である。処理装置４２は、最初に、図９（ａ）に示すように、断線部抽出画像から検査エリア内における複数の画素からなる画像を取り込む。次に、処理装置４２は、図９（ｂ）に示すように、取り込んだ断線部抽出画像から値が「１」の画素の塊を検出し、当該塊の輪郭線を抽出する。そして、処理装置４２は、各輪郭線におけるＹ軸方向の最大値および最小値を算出し、輪郭線ごとにＹ軸方向の最小値の座標を検出する。１つの輪郭線におけるＹ軸方向最小値（図中の黒丸に相当）が検査エリアの上端か左右端に接している場合、処理装置４２は、当該輪郭線が正常配線部の輪郭線に相当すると判断する。一方、１つの輪郭線におけるＹ軸方向最小値が検査エリアの上端か左右端に接していない場合には、処理装置４２は、当該輪郭線が正常配線部の輪郭線に相当しないと判断する。この場合、Ｙ軸方向最小値を「欠陥候補点」として、その座標を記憶する。

　なお、配線パターンがＸ軸方向に連続している場合には、処理装置４２は、１つの輪郭線におけるＸ軸方向最小値が測定エリアの左端か上下端に接しているときに当該輪郭線が正常配線部の輪郭線に相当すると判断し、Ｘ軸方向最小値が測定エリアの左端か上下端に接していないときには、当該輪郭線が正常配線部の輪郭線に相当しないと判断する。この場合、Ｘ軸方向最小値を欠陥候補点として、その座標を記憶する。

　同様にして、処理装置４２は、輪郭線ごとにＹ軸方向最大値の座標を検出する。１つの輪郭線におけるＹ軸方向最大値（図中の白丸に相当）が検査エリアの下端か左右端に接している場合、処理装置４２は、当該輪郭線が正常配線部の輪郭線に相当すると判断する。一方、１つの輪郭線におけるＹ軸方向最大値が測定エリアの下端か左右端に接していない場合には、処理装置４２は、当該輪郭線が正常配線部の輪郭線に相当しないと判断する。この場合、Ｙ軸方向最大値を欠陥候補点として、その座標を記憶する。

　なお、配線パターンがＸ軸方向に連続している場合には、処理装置４２は、１つの輪郭線におけるＸ軸方向最大値が測定エリアの右端か上下端に接しているときに当該輪郭線が正常配線部の輪郭線に相当すると判断し、Ｘ軸方向最大値が測定エリアの右端か上下端に接していないときには、当該輪郭線が正常配線部の輪郭線に相当しないと判断する。この場合、Ｘ軸方向最大値を欠陥候補点として、その座標を記憶する。

　最後に、処理装置４２は、記憶された欠陥候補点に基づいて、断線部を抽出する。このとき、制御用コンピュータ１１は、欠陥候補点を頂点とした、値が「０」の画素の塊を、断線部として抽出する。

　このようにして、断線部形状検出工程では、基板７の表面の三次元形状を、測定ポイントごとのＺ軸方向の高さに基づいて２値画像に変換する。変換された２値画像から断線部を抽出することにより、断線部の三次元形状を検出することができる。

　［塗布位置算出工程］
　塗布位置算出工程（図４のステップＳ５０）では、制御用コンピュータ１１内部の処理装置４２は、断線部形状検出工程（図４のステップＳ２０）で検出された断線部の三次元形状に基づいて、修正インクの三次元上の塗布位置を決定する。図１０は、断線部の一例を拡大して示す模式図である。図１０に点線で示されるように、処理装置４２は、断線部に外接する矩形領域を設定する。この矩形領域は、左上端座標（ｘ１，ｙ１）および右下端座標（ｘ２，ｙ２）を頂点とする。処理装置４２は、矩形領域内に位置する画素（ｘ，ｙ）について、正常配線部のＺ軸方向の高さＨｐと、画素のＺ軸方向の高さＺ（ｘ，ｙ）との高低差Δ（ｘ，ｙ）を算出する。

　図１１は、矩形領域内に位置する各画素の高低差Δ（ｘ，ｙ）をプロットした図である。図１１において、高低差Δ（ｘ，ｙ）＝０となる画素（ｘ，ｙ）は正常配線部に相当する。一方、高低差Δ（ｘ，ｙ）＞０となる画素（ｘ，ｙ）は断線部に相当する。

　処理装置４２は、得られた高低差Δ（ｘ，ｙ）に基づいて、Ｚ軸方向におけるインクの塗布回数Ｎｚを算出する。具体的には、高低差Δ（ｘ，ｙ）の最大値をΔｍａｘとし、１回の塗布動作によって塗布されるインクのＺ軸方向の塗布高さをｔとし、高さ補正量をΔｔとすると、Ｚ軸方向の塗布回数Ｎｚは次式（６）で表される。

　ここで、ｃｅｉｌｉｎｇ（）は、「指定された数以上のうち、最小の整数を返す」関数である。なお、高さ補正量Δｔとは、乾燥工程（図４のステップＳ７０）で塗布されたインクが乾燥によって収縮する可能性を見込んで、インクの収縮による塗布高さの減少分を、予め最大値Δｍａｘに上乗せしておくものである。高さ補正量Δｔは、塗布直後のインク塗布部のＺ軸方向の高さと、乾燥後のインク塗布部のＺ軸方向の高さとの差を予め実験等で求めることにより、設定することができる。

　処理装置４２はさらに、Ｘ軸方向における塗布回数ＮｘおよびＹ軸方向における塗布回数Ｎｙを算出する。具体的には、インクの塗布ピッチ、すなわちインク塗布の間隔をｐとした場合、Ｘ軸方向における塗布回数Ｎｘは、断線部の左上端座標（ｘ１，ｙ１）および右下端座標（ｘ２，ｙ２）を用いて、次式（７）により算出される。

　同様にして、Ｙ軸方向における塗布回数Ｎｙは、断線部の左上端座標（ｘ１，ｙ１）および右下端座標（ｘ２，ｙ２）を用いて、次式（８）により算出される。

　次に、処理装置４２は、算出された塗布回数Ｎｘ，Ｎｙ，Ｎｚに基づいて、インク塗布動作におけるインクの塗布位置を求める。インクの塗布位置は、インク塗布範囲の中心座標（ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ）として三次元的に表される。最初に、Ｘ軸方向における塗布ピッチｐｘ、Ｙ軸方向における塗布ピッチｐｙ、およびＺ軸方向における塗布ピッチｐｚが、次式（９）を用いて算出される。図１２は、塗布ピッチｐｘ，ｐｙ，ｐｚを示す図である。

　ただし、Ｎｘ＝１のときｐｘ＝０とし、Ｎｙ＝１のときｐｙ＝０とし、Ｎｚ＝１のときｐｚ＝０とする。次に、塗布ピッチｐｘ，ｐｙ，ｐｚを用いて、インクの塗布位置（ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ）が、次式（１０）を用いて算出される。

　式（１０）中のｎｘ，ｎｙ，ｎｚはそれぞれ、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向における塗布回数を特定するためのインデックス番号である。すなわち、ｎｘは０以上Ｎｘ－１以下の整数であり、ｎｙは０以上Ｎｙ－１以下の整数であり、ｎｚは０以上Ｎｚ－１以下の整数である。

　また、式（１０）中のＢｚは、正常配線部の主表面に焦点を合わせたときのＺステージ８の位置を示している。なお、Ｂｚは上記の基板形状測定工程（図４のステップＳ２０）において、予め取得しておくことができる。

　［インク塗布工程］
　インク塗布工程（図４のステップＳ６０）では、制御用コンピュータ１１は、Ｘステージ９およびＹステージ１０を制御することにより、所望の塗布ユニット１７の塗布針１８を、インク塗布位置（ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ）に移動させる。このとき、図３（ａ）に示されるように、塗布針１８の先端部は、インクタンク１９内のインクに浸漬されている。

　次に、図３（ｂ）に示すように、塗布針１８を下降させてインクタンク１９の底の孔から塗布針１８の先端部を突出させる。さらに、図３（ｃ）に示すように、Ｚステージ８によって可動板１５を下降させて、塗布針１８の先端部を断線部に接触させることにより、断線部におけるインク塗布位置（ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ）にインクを塗布する。この後、図３（ａ）の状態に戻る。

　塗布位置算出工程（図４のステップＳ５０）により算出された塗布位置は、合計でＮｘ×Ｎｙ×Ｎｚ個存在する。各塗布位置に対してインク塗布動作を行なう際、制御用コンピュータ１１は、塗布位置（ｒｘ＋ｐｘ／２，ｒｙ＋ｐｙ／２，ｒｚ＋ｐｚ／２）を中心とする直方体状の塗布範囲と、配線パターンの断線部との重なり判定を行なう。ここで、直方体状の塗布範囲は、塗布位置（ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ）を中心とし、塗布ピッチｐｘ，ｐｙ，ｐｚにより規定される。すなわち、塗布範囲は、Ｘ軸方向の上下限値をｒｘ＋ｐｘ／２±ｐｘとし、Ｙ軸方向の上下限値をｒｙ＋ｐｙ／２±ｐｙとし、Ｚ軸方向の上下限値をｒｚ＋ｐｚ／２±ｐｚとする。

　重なり判定において、制御用コンピュータ１１は、まず、上記塗布範囲を占める断線部の体積を算出する。そして、算出した断線部の体積が所定の閾値以上となる場合に、制御用コンピュータ１１は、その塗布範囲に対してインクを塗布する。一方、塗布範囲を占める断線部の体積が閾値を下回る場合には、制御用コンピュータ１１は、その塗布範囲にはインクの塗布を行なわない。

　具体的には、制御用コンピュータ１１は、ＸＹ座標系での塗布位置（ｒｘ＋ｐｘ／２，ｒｙ＋ｐｙ／２）を中心としてＸ軸方向に±ｐｘ、およびＹ軸方向に±ｐｙの範囲内に位置する画素（ｘ，ｙ）について、断線部の体積ｄ（ｘ，ｙ）を算出する。画素（ｘ，ｙ）における欠陥箇所の体積ｄ（ｘ，ｙ）は、正常配線部の高さＨｐと画素（ｘ，ｙ）の高さとの高低差Δ（ｘ，ｙ）、Ｚ軸方向における塗布ピッチｐｚ、およびＺ軸方向の塗布回数Ｎｚを用いて、次式（１１）により算出することができる。

　制御用コンピュータ１１は、塗布位置（ｒｘ＋ｐｘ／２，ｒｙ＋ｐｙ／２）を中心としてＸ軸方向に±ｐｘ、およびＹ軸方向に±ｐｙの範囲内に位置する複数の画素の中から、欠陥箇所の体積ｄ（ｘ，ｙ）＞０となる画素（ｘ，ｙ）を抽出し、その抽出した画素（ｘ，ｙ）の欠陥箇所の体積ｄ（ｘ，ｙ）の合計値ｄｓを算出する。算出された合計値ｄｓは、塗布位置（ｒｘ＋ｐｘ／２，ｒｙ＋ｐｙ／２，ｒｚ＋ｐｚ／２）を中心とする直方体状の塗布範囲を占める断線部の体積に相当する。制御用コンピュータ１１は、合計値ｄｓと所定の閾値ｄＴとを比較し、合計値ｄｓが閾値ｄＴ以上となる場合に、塗布位置（ｒｘ＋ｐｘ／２，ｒｙ＋ｐｙ／２，ｒｚ＋ｐｚ／２）を中心とする塗布範囲に対してインクを塗布する。一方、合計値ｄｓが閾値ｄＴより小さくなる場合には、当該塗布範囲に対してインクの塗布を行なわない。

　制御用コンピュータ１１は、合計Ｎｘ×Ｎｙ×Ｎｚ個の塗布位置の各々について、上述した塗布範囲と欠陥箇所との重なり判定を行なう。そして、制御用コンピュータ１１は、その判定結果に基づいてインクを塗布する。これにより、断線部における欠陥箇所にインクが充填される。

　図４に示されるように、インク塗布工程（ステップＳ６０）が実施された後には、基板形状測定工程（ステップＳ１０）および断線部形状検出工程（ステップＳ２０）が再び実施される。これにより、断線部においてインク塗布量が不足している箇所が新たに検出される。続けて塗布位置算出工程（ステップＳ５０）およびインク塗布工程（ステップＳ６０）が実施されることにより、インク塗布量が不足している箇所に対して、インクが充填されることになる。

　制御用コンピュータ１１は、上述した基板形状測定工程（ステップＳ１０）、断線部形状検出工程（ステップＳ２０）、塗布位置算出工程（ステップＳ５０）およびインク塗布工程（ステップＳ６０）を、断線部へのインクの充填が終了しており、配線パターンの修正が不要と判断されるまで（ステップＳ３０のＮＯ判定時）、繰り返し実施する。これにより、断線部を正常配線部と同等の高さにまで修正することができる。なお、上記一連の工程を所定回数繰り返し実施しても、配線パターンの修正が不要と判断されない場合（ステップＳ３０のＹＥＳ判定時）には、配線パターンの修正が不可能であると判断することも可能である。

　［乾燥工程］
　乾燥工程（図４のステップＳ７０）では、制御用コンピュータ１１は、Ｘステージ９およびＹステージ１０を制御することにより、インク硬化用光源６の直下に、基板７の表面上に形成されたインク塗布部を移動させる。インク硬化用光源６は、たとえばＣＯ_２レーザを含み、レーザ光をインク塗布部に照射することによりインクを乾燥させて硬化させる。

　なお、インクの乾燥方法としては、上記の方法のほかに、インク塗布部に赤外光を照射する、インク塗布部に高温の風を吹き付けるなどの方法がある。使用する修正用インクの種類に応じて、適当な乾燥方法を選択することができる。

　このように、本発明の実施の形態によるパターン修正装置によれば、基板と対物レンズとを上下方向に相対移動させながら画像を撮影し、撮影した画像を構成する複数の画素の各々について焦点位置を求めることにより、求めた焦点位置に基づいて、基板表面の三次元形状を検出することができる。これにより、検出された基板表面の三次元形状に基づいて、配線パターンに発生している断線部の三次元形状を検出することが可能となる。そして、断線部の三次元形状が検出可能となることにより、当該断線部を修正するための修正用インクの塗布位置を三次元的に決定することができる。これによれば、たとえば１０μｍ以上の厚膜の配線パターンに対しても、その断線部に正確にインクを積層して塗布することが可能となる。

　さらに、上記のように、三次元的に決定された塗布位置に従ってインクの塗布動作を実行可能となることにより、厚膜の配線パターンに対しても加工作業を自動化することができる。この結果、作業効率を向上させるとともに、加工作業の省人化を実現することができる。

　今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示されおよび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１　欠陥修正装置、２　観察光学系、２ａ　観察鏡筒、３　ＣＣＤカメラ、４　カット用レーザ装置、５　インク塗布機構、６　インク硬化用光源、７　液晶カラーフィルタ基板、８　Ｚステージ、９　Ｘステージ、１０　Ｙステージ、１１　制御用コンピュータ、１２　モニタ、１３　操作パネル、１５　可動板、１６　対物レンズ、１７　塗布ユニット、１８　塗布針、１９　インクタンク、３０　ミラウ型干渉対物レンズ、３１　レンズ、３２　参照鏡、３３　ビームスプリッタ、３４　落射光源、３５　フィルタ切換装置、３６　フィルタ、３７　ハーフミラー、３８　結像レンズ、４０　取込装置、４２　処理装置、４４　記憶部、４６　中央処理部。

Claims

　基板上の配線パターンにおける断線部を修正するパターン修正装置におけるパターン修正方法であって、
　前記パターン修正装置は、白色光を出力する照明装置と、前記照明装置から出射された白色光を二光束に分離して、一方を前記基板の表面に照射するとともに他方を参照面に照射し、これら両面からの反射光を干渉させ干渉光を得るための対物レンズと、前記干渉光を観察する観察光学系と、前記観察光学系を介して前記干渉光を撮影する撮像装置と、前記対物レンズと前記基板とを相対移動させる位置決め装置と、塗布針の先端に付着した液状材料を前記断線部に塗布するための塗布機構とを含み、
　前記対物レンズを前記基板に対して垂直方向に相対移動させながら前記撮像装置で画像を撮影し、撮影した画像を構成する複数の画素の各々について焦点位置を求め、求めた焦点位置に基づいて前記基板の表面の三次元形状を測定するステップと、
　測定された前記基板の表面の三次元形状のデータを２値化処理して２値画像を生成することにより、前記断線部の三次元形状を検出するステップと、
　検出された前記断線部の三次元形状に基づいて、前記液状材料を前記断線部に塗布するための三次元上の塗布位置を算出するステップと、
　算出された前記三次元上の塗布位置に前記塗布針の先端を接触させることにより前記液状材料を塗布するステップと、
　塗布された前記液状材料を乾燥するステップとを備える、パターン修正方法。
　前記パターン修正方法は、前記基板の表面の三次元形状を測定するステップと、前記断線部の三次元形状を検出するステップと、前記三次元上の塗布位置を算出するステップと、前記液状材料を塗布するステップとをこの順で繰り返し実行することにより、前記断線部を修正する、請求項１に記載のパターン修正方法。
　前記基板の三次元形状を測定するステップでは、前記撮像装置の撮影周期内において、前記撮影した画像を構成する複数の画素の各々について、前記撮影した画像の輝度が最大になる前記位置決め装置の位置を焦点の候補位置とする第１段階の処理と、
　前記撮像装置が全ての画像を撮像した後、画像を構成する複数の画素の各々について、前記第１段階の処理によって求められた前記焦点の候補位置の前後で撮影された画像の複数の輝度を基に求めたコントラスト値に基づいて焦点位置を求め、当該焦点位置に基づいて前記基板の表面の垂直方向の高さを検出する第２段階の処理とを実行する、請求項１または２に記載のパターン修正方法。
　前記三次元上の塗布位置を算出するステップは、
　検出された前記断線部の三次元形状を、前記乾燥するステップによる前記液状材料の収縮量を用いて補正し、補正された前記断線部の三次元形状に基づいて三次元方向における塗布ピッチを算出するステップと、
　算出された前記塗布ピッチを用いて、前記三次元上の塗布位置を算出するステップとを含む、請求項１または２に記載のパターン修正方法。
　前記液状材料を塗布するステップでは、前記三次元上の塗布位置を中心とする前記液状材料の塗布範囲を占める前記断線部の体積に基づいて、当該塗布位置に前記液状材料を塗布するか否かを判定する、請求項１または２に記載のパターン修正方法。
　基板上の配線パターンにおける断線部を修正するパターン修正装置であって、
　白色光を出力する照明装置と、
　前記照明装置から出射された白色光を二光束に分離して、一方を前記基板の表面に照射するとともに他方を参照面に照射し、これら両面からの反射光を干渉させ干渉光を得るための対物レンズと、
　前記干渉光を観察する観察光学系と、
　前記観察光学系を介して前記干渉光を撮影する撮像装置と、
　前記対物レンズと前記基板とを相対移動させる位置決め装置と、
　塗布針の先端に付着した液状材料を前記断線部に塗布するための塗布機構と、
　前記撮像装置、前記位置決め装置および前記塗布機構を制御する制御装置とを備え、
　前記制御装置は、
　前記撮像装置および前記位置決め装置を制御し、前記対物レンズを前記基板に対して垂直方向に相対移動させながら前記撮像装置で画像を撮影し、撮影した画像を構成する複数の画素の各々について焦点位置を求め、求めた焦点位置に基づいて前記基板の表面の三次元形状を測定し、
　測定された前記基板の表面の三次元形状のデータを２値化処理して２値画像を生成することにより、前記断線部の三次元形状を検出し、
　検出された前記断線部の三次元形状に基づいて、前記液状材料を前記断線部に塗布するための三次元上の塗布位置を算出し、
　前記塗布機構を制御し、算出された前記三次元上の塗布位置に前記塗布針の先端を接触させることにより前記液状材料を塗布し、
　塗布された前記液状材料を乾燥する、パターン修正装置。
　前記制御装置は、前記基板の表面の三次元形状の測定、前記断線部の三次元形状の検出、前記三次元上の塗布位置の算出および前記液状材料の塗布を、この順で繰り返し実行することにより、前記断線部を修正する、請求項６に記載のパターン修正装置。
　前記制御装置は、検出された前記断線部の三次元形状を、乾燥による前記液状材料の収縮量を用いて補正し、補正された前記断線部の三次元形状に基づいて三次元方向における塗布ピッチを算出するとともに、算出された前記塗布ピッチを用いて、前記三次元上の塗布位置を算出する、請求項６または７に記載のパターン修正装置。