CN1763511A - 图案检查装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是，使布线部分与树脂薄膜部分的对比度增加，而可以通过反射照明容易地检测出布线图案。形成有布线图案的TAB带(5)，从送出卷线机(11)被卷出而送到***(1)。在***(1)中，用反射照明单元(1a)照明，用摄像单元(1b)来拍摄TAB带(5)上的检查图案。被拍摄的检查图案的图像被送到控制部(4)，与基准图案比较来判断图案是否合格。反射照明单元(1a)的光源，例如为仅发射波长大于等于500nm的光的例如红外LED。因为仅用透过TAB带(5)的波长大于等于500nm的光照射，故可以得到对比度优良的图像。另外，使载物台(1c)的红外线反射率小于等于10％，或不设置载物台(1c)，能够得到对比度更优良的图像。

Description

图案检查装置
技术领域
本发明涉及图案检查装置，尤其涉及对利用带载方式的TAB(Tape Automated Bonding自动带载焊接)带照射照明光，将形成在TAB带上的集成电路(IC)等图案，通过摄像单元拍摄并自动进行外观检查的图案检查装置。
背景技术
半导体装置与高集成化和高密度安装的要求对应，推进导线的多管脚化和微小化。从有利于该多管脚化和微小化，采用将半导体芯片与设置在薄膜状的TAB带上的多个引线连接的方法。
图7表示制作TAB带的顺序与结构(截面图)。
TAB带如图7(a)所示地由厚度20～150μm程度(多数为25～75μm)、宽度35～165mm程度的聚酰亚胺系树脂薄膜形成；在此树脂薄膜上，除了形成有孔103的两侧周边部之外，涂敷厚度为10～15μm程度的粘接剂。在其上如图7(b)所示地粘贴了铜箔等金属箔105。
如图7(c)所示，通过曝光及蚀刻加工此金属箔(铜箔)105，用于形成布线图案106。
图8表示如上述那样形成了布线图案的TAB带。
如该图所示，在由聚酰亚胺系树脂等树脂薄膜102等形成、两侧具有孔103的带状带(TAB带)上，连续地制作多个相同的电路。
以该图的虚线包围的部分表示一个布线图案(称为1片)，在各片上被形成布线图案111。此外，内部的长方形是安装半导体芯片的开口部(器件孔)110。
在这种TAB带制造工序中，需要检查是否正确形成了布线图案，通过布线图案检查装置来进行检查。
布线图案检查装置，用照明光照射检查的TAB带，用摄像装置或目测来检测布线图案的状态(外观)，与主图案(基准图案)比较而判断形成的布线图案是否合格。
近年来，也逐渐使用自动检查装置，其预先将主图案(基准图案)存储在检查装置的控制部的存储单元，比较已存储的主图案、和由摄像装置拍摄的实际布线图案，自动判断是否合格。
在图案检查装置的照明光的照明方法中，有使用反射光的方法、和使用透射光的方法。
使用反射光的方法是从设置在TAB带的、形成有布线图案侧的照明单元来照射照明光，通过设置在与照明单元相同侧的摄像单元来拍摄并观察来自图案的反射光的方法。例如在专利文献1、专利文献2等记载了使用反射光的方法。
另一方面，使用透明照明的方法有：通过相对于带、设置在与照明单元相反侧的摄像单元，拍摄并观察透过了TAB带的光的方法。
[专利文献1]日本特开2002-250700号公报
[专利文献2]日本特开平10-185832号公报
如上所述，在图案检查装置的照明光的照明方法中，虽然有使用反射光的方法，但对于使用反射光的图案检查装置的情况，布线图案(以下有时称为图案)作为布线部分与其以外的部分的对比度之差，输入到摄像单元(目测时为眼睛)。
图9表示使用反射光拍摄的布线图案的一例。如该图所示，因布线部分为金属，故较好地反射照明光，而明亮地映照摄像元件。另一方面，布线以外的衬底即聚酰亚胺系树脂薄膜部分变暗。
但是，在使用了反射光的图案检查装置中，有时被拍摄布线部分与其以外的树脂薄膜部分的明暗差(对比度)小(以下有时称为对比度不好)的图像。
即使是这种对比度不好的图像，只要是以往的所谓粗糙(布线粗、布线间的空间宽)的图案，可以通过调整画面的亮度或色调等来检查。
但是，最近图案越来越致密(布线细、布线间的空间窄)，而仅调整图像无法应对，难以检查。
发明内容
本发明是为了解决上述事情而做出的，其目的在于，提供一种通过反射照明来检测图案的图案检查装置，以使布线部分与树脂薄膜部分的对比度增大，容易检测出布线图案。
讨论了上述问题点后，查出反射图像对比度不好有“来自树脂薄膜(带)的反射”和“来自载物台的反射”的两个原因。以下详细说明此点。
(1)来自带的反射
图10表示使用于TAB带的代表性的聚酰亚胺系树脂薄膜(厚度75μm)的透过率。纵轴为透过率(％)，横轴为波长(nm)。
如该图所示，波长小于等于500nm的光，几乎不透过聚酰亚胺系树脂薄膜(下面有时也称为TAB带或带)。不透过的光虽然有被吸收的成分，但也有被反射的成分。透过的光波长约大于等于500nm，在700nm的透过率约40％，850nm的透过率约60％，而大致饱和。
以往作为图案检查装置用的照明单元的光源，使用一般的卤素灯。从将钨作为灯丝的一般卤素灯，可发射波长以1000nm附近为峰值的连续光。
如上所述，在反射照明中，得到对比度大(下面有时也称为对比度优良)的图案的图像的条件是布线部分反射照明光，作为明亮部分输入到摄像元件；而其以外的部分则不反射照明光，作为阴暗部分输入到摄像元件。
然而，在以往的卤素灯的白色光照明中，包含波长小于等于500nm的成分。因此，如图11所示，在用上述白色光从照明单元1a对TAB带5照射光，而用摄像单元1b拍摄时，波长小于等于500nm的成分的光在布线以外的树脂薄膜的部分也被反射，而入射到摄像元件1b。因此，形成如上所述的对比度不好的图像。
作为其对策，在本发明中，使检查装置的照明单元和摄像单元具有如下的结构。
(i)作为照明单元使用只发射较好地透过聚酰亚胺系树脂的波长大于等于500nm的光、而不发射波长小于等于500nm的光的光源。摄像单元使用至少对波长大于等于500nm的光具有感光度的元件。
此时，作为照明单元的光源，可使用发射红外光的LED(红外LED)。
作为这种红外LED，市售有例如发射波长700nm的光、发射波长850nm的光的LED等。峰值波长700nm的LED的情况下，例如半高宽为20nm；而波长850nm的LED的情况下，例如半高宽为40nm。
此外，作为摄像元件有CCD(Charge Coupled Device电荷耦合元件)摄像机或CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor互补金属氧化物半导体)。图12是一般市售的CCD摄像机的分光感光度曲线(一览表)。即使使用波长700nm的LED，或使用波长850nm的LED，CCD摄像机都具有感光灵敏度。
从而，使用此种光源时，可使用上述CCD、CMOS作为摄像单元。
通过采用上述结构，从照明单元不射出被带反射的、小于等于500nm的光，而仅用透过带的、波长大于等于500nm的光照射，因此可期待得到对比度优良的图像。另外，在本发明中，也包括从上述波长700nm或850nm的LED发射的光，将波长大于等于500nm的光称为红外光。
(ii)作为照明单元的光源，使用包含大于等于500nm的光的卤素灯；而摄像元件与上述相同，使用至少对波长大于等于500nm的光具有感光度的元件(CCD摄像机或CMOS)。
并且，在照明单元和带之间、或在带与摄像单元之间，组装遮断小于等于500nm的光的滤光片而使用。
作为上述遮断小于等于500nm光的滤光片，例如有红外透过滤光片。作为红外透过滤光片，例如市售有遮断波长小于等于720nm的光，而透过大于等于此的波长的红外透过滤光片，使用这种滤光片即可。
在照明单元和带之间设置如上述的红外透过滤光片，由此对带不照射小于等于500nm的光。从而，由带反射的光的成分减少，可期待得到对比度优良的图像。
此外，在带和摄像单元之间设置红外透过滤光片，由此被带所反射的、小于等于500nm的光就不入射到摄像元件。从而，可期待得到对比度优良的图像。
(iii)作为照明单元的光源使用包含波长大于等于500nm的光的卤素灯；而摄像单元使用对波长小于等于500nm不具有感光度，只对红外光区域有感光度的摄像元件，例如使用红外光用CCD摄像机。
此时，由于对被带所反射的小于等于500nm光不具有感光度，故与上述的、在摄像单元的光射入侧设置了红外透过滤光片的情况同样地，可期待得到对比度优良的图像。
(2)来自载物台的反射
仅使照明单元和摄像单元如上述地构成，不能得到对比度十分优良的图像。进一步检讨此原因之後，得知以下的情况。
以往，对TAB带照射照明光拍摄图案时，在带的、与设置照明单元侧的相反侧，设置表面为平面的载物台、吸附保持带，以使该带不因振动等而从摄像元件的拍摄位置或焦点位置偏离。但是拍摄时，透过了TAB带的波长大于等于500nm的照明光，在载物台的表面反射，再次透过带而被摄像元件受光，其结果使图像的对比度恶化。
作为此对策如下地构成检查装置。
(i)在拍摄图案时，使吸附保持带的载物台的红外线反射率小于等于10％。为了使红外线反射率小于等于10％，可举出“将载物台表面进行黑色氧化铝膜处理”、“用反射少的颜色进行涂敷”、“进行雾面加工除去光泽”等。
如此构成，由此可减少再次透过带而被摄像元件受光的光量，而可期待得到对比度优良的图像。
(ii)作为图案拍摄时保持带的单元，设置保持带检查范围以外的周边部、赋予张力而固定的单元来取代吸附保持带的载物台。由此，与使用载物台的情况相同地，可以在拍摄时使带不因振动等而从摄像元件的拍摄位置或焦点位置偏移。
另一方面，由于没有反射透过了带的照明光的部件，故透过带的光不被摄像元件受光，可期待得到对比度优良的图像。
发明效果
在本发明中，可以得到以下的效果。
(1)在用反射照明检测图案的图案检查装置中，作为照明单元使用包含至少波长大于等于500nm的光的光源；而作为摄像单元，使用对大于等于500nm的波长有感光度的元件：故可以减少来自树脂薄膜的反射光成分，并且可以遮断被树脂薄膜反射的小于等于500nm的波长的光。
因此，能够得到布线部分与树脂薄膜部分的对比度优良的图像，而能够容易地检测出布线图案。
(2)在上述(1)中，使相对于带、设置在与照明单元的相反侧的载物台表面的红外线反射率小于等于10％，或不设置保持带的载物台，而设置夹持树脂薄膜的周边的机构，在拍摄时通过该夹持机构对上述树脂薄膜赋予张力，则可降低或去除在载物台表面上的反射光的影响，而得到对比度更优良的图像。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施例的布线图案检查装置的概略结构的图；
图2是表示用本发明的实施例的装置拍摄的布线图案图像的图；
图3是表示已改变载物台表面的材质、颜色等的情况下的表面反射率的图；
图4是表示本发明的第2实施例的布线图案检查装置的概略结构的图；
图5是本发明第2实施例的***的俯视图；
图6是表示带夹持机构的详细结构例的图；
图7是表示制作TAB带的顺序和TAB带的结构的图；
图8是表示形成有布线图案的TAB带的图；
图9是表示使用反射光拍摄的布线图案的一例的图；
图10是表示使用于TAB带的、代表性的聚酰亚胺系树脂薄膜(厚度75μm)的透过率的图；
图11是表示来自照明单元的光在树脂薄膜的部分被反射的型态的图；
图12是表示一般市售CCD摄像机的分光感光度曲线的图。
具体实施方式
图1是表示本发明的第1实施例的布线图案检查装置的概略结构的框图。另外，在以下实施例中虽说明TAB带的布线图案检查，但本发明同样可以应用于除TAB带之外、用反射照明光来检查形成在聚酰亚胺系树脂薄膜上的图案的情况。
本实施例的图案检查装置具备带搬运机构10；形成有布线图案的TAB带5从带搬运机构10的送出卷线机11被卷出，被卷绕卷线机12卷绕。
在卷绕卷线机12的附近，设有对不合格图案附加标记的标记部3。在标记部3中，用打孔机对被判断为不合格的图案穿孔，或者，实施可用目测立刻确认该部分为不合格品的涂色等标记。
从送出卷线机11送出的TAB带5，被送到***1。在***1的搬运下游侧设有搬运滚轮(未图示)，此外，在***1的搬运上游侧设有制动滚轮(未图示)，沿TAB带5的搬运方向施加张力，防止***1中的TAB带5的松弛。
***1包括反射照明单元1a和摄像单元1b，该摄像单元1b通过由TAB带5反射的照明光来拍摄形成在TAB带5上的电路等图案5a。
另外，相对于TAB带5、反射照明单元1a的相反侧，具有在拍摄中吸附保持TAB带5的载物台1c。此载物台1c也可以拆下。
反射照明单元1a的光源，是例如上述的射出波长为850nm的光的红外LED。此红外LED如上所述，射出的光的峰值波长为850nm、半高宽为40nm。该LED一般使用于例如电视机的遥控器等。
作为摄像单元1b，在本实施例中使用了CCD摄像机。CCD的感光灵敏度如上述的图12所示，实用范围在波长400～1000nm程度。并且，图12的横轴表示波长(nm)，纵轴表示响应特性；此图中，虽表示了10μm像素和7μm像素，但是实用范围均在波长400～1000nm程度。另外，作为摄像单元1b，除CCD以外也可以使用CMOS。
扫描单元2是在TAB带5的检查图案5a上，使摄像单元1b和反射照明单元1a沿该图的纸面左右方向扫描，得到TAB带5的检查区域(形成有图案的区域)的整体的图像。
另外，扫描单元2的扫描方向，也可以是该图纸面的前後方向；这时，上述反射照明单元1a是以摄像单元1b的光轴为轴，配置为旋转90°的状态。
此外，设置有控制部4，该控制部4比较被拍摄的图像图案和作为基准的主图案，判断制品是否合格，并且，控制***1、扫描单元2、标记部3、及带搬运机构10的动作。控制部4被预先输入了成为图案检查的基准的基准图案(主图案)。另外，基准图案可以是拍摄被判断为合格品的实际图案的图像，也可以是利用CAD数据的图案。
在检查TAB带上的图案时，通过反射照明单元1a照射TAB带5，而来自TAB带5的反射光入射到摄像单元1b。由摄像单元1b拍摄的检查图案的图像被送到上述控制部4，与上述基准图案比较，来判断图案是否合格。
使用图1的装置，在将保持TAB带的载物台更换为各种反射率不同的载物台的情况下，此外，在不设置载物台的情况下，拍摄了形成在TAB带上的布线图案。
图2表示其结果。此外，图3表示各载物台的表面反射率。反射率的测定使用了日本优志旺(USIO)电机制造的反射率测定器(URE)。
另外，用于本实施例的TAB带的树脂薄膜的、在波长850nm的透过率如上述图10所示地约为60％。
图2(a)是载物台表面为铝板(在波长850nm的反射率约为60％)的情况，(b)是铜板(在波长850nm的反射率约为65％)的情况。两者所拍摄的图像，布线图案和树脂薄膜部分的对比度都小，难以检测布线图案。
图2(c)是将载物台表面着色为蓝色的情况，(d)是着色为橘色的情况(在波长850nm的反射率均为约10％)。
已着色的情况的拍摄图像与上述(a)、(b)相比，布线图案和树脂薄膜部分的对比度增大，如此可以进行布线图案的检测和图像处理。
图2(e)，是将载物台表面着色为灰色的情况(在波长850nm的反射率为约5％)，(f)是将表面进行黑氧化铝膜处理的情况(有光泽黑色)，(g)为将黑氧化铝膜的表面用砂纸进行了雾面加工的情况(无光泽黑色)。
(f)、(g)各自的在波长850nm的反射率为约2～3％。拍摄图像的对比度，比(c)、(d)更大。
从而，在与被照射TAB带的照明光侧的相反侧，设置照明光波长的反射率小于等于10％的部件，由此可拍摄对比度大的图像。
图4是表示本发明的第2实施例的布线图案检查装置的概略结构图。
与上述图1相同，TAB带5从带搬运机构10的送出卷线机11被卷出，而被卷绕到卷绕卷线机12。
卷绕卷线机12附近，设置有对不合格图案附加标记的标记部3。
从送出卷线机11送出的TAB带5被送到***1。***1包括：例如由上述的出射波长850nm的光的红外LED构成的反射照明明单元1a，和拍摄图案5a的、例如由CCD摄像机构成的摄像单元1b。
扫描单元2在TAB带5的检查图案5a上，使摄像单元1b和反射照明单元1a沿该图的纸面左右方向扫描。
TAB带上的图案检查时，通过反射照明单元1a照明TAB带5，而来自TAB带5的反射光射入到摄像单元1b。由摄像单元1b拍摄的检查图案的图像被送到上述控制部4，与上述基准图案比较，而判断图案是否合格。
在本实施例中，去掉上述图1所示的吸附保持带的载物台，而设置了夹持带的检查范围以外的周边部并固定的带夹持机构21。
图5是***1的俯视图。如该图所示，带夹持机构21设置在检查区域的周边部分的四角，包括夹持TAB带5的手柄部22、和手柄驱动部23。
手柄部22，夹持TAB带5的非检查区域的周边部分，通过手柄驱动部23在宽度方向(该图上下方向)拉伸而赋予张力；在拍摄时，固定为使带不移动。
图6是表示带夹持机构21的详细结构例的图。该图示出从搬运方向来看的带夹持机构21的结构。
手柄部22通过夹持部Gr1和Gr2来夹持TAB带5的周边部，并通过手柄驱动部23，手柄部22在图面左右方向移动。
手柄驱动部23具备通过传送电机23a旋转的圆头螺钉23b，通过传送电机23a圆头螺钉23b旋转，则与圆头螺钉23b卡合的手柄部22沿该图的左右方向即TAB带5的宽度方向移动。
手柄部22成为由上构件22a的夹持部Gr1和下构件22b的夹持部Gr2，从上下挟持TAB带5的周边部的结构。下构件22b安装有立柱22c，而固定在手柄固定台22d上。
上构件22a通过轴22e被安装在下构件22b上，以轴22e为中心旋转。另外，在上构件22a和下构件22b的夹持部Gr1、Gr2的相反侧，通过弹簧22f，上构件22a和下构件22b在夹持部Gr1、Gr2的分开的方向被施力。
在下构件22b安装有汽缸22g；汽缸22g的驱动轴贯穿下构件22b而突出，其前端夹持上构件22a的轴22e，与夹持部Gr1的相反侧抵接。因此，若驱动汽缸22g，上构件22a以轴22e为中心转动，而夹持部Gr1、Gr2关闭。
图2(h)表示去掉吸附保持带的载物台，而用带夹持机构21夹持带的检查区域以外的周边部并进行固定的实验结果。
透过TAB带5的照明光不被反射，从而不入射到摄像元件。因此，可以得到对比度优良的图像。
在上述第1、第2实施例中，虽然使用了发射850nm光的LED作为反射照明单元1a的光源，但只要是能发射透过TAB带5的波长大于等于500nm的光的LED，就可以使用其他LED。例如同样可使用发射上述波长700nm的光的LED，即使使用发射700nm光的LED，也可以得到与第1、第2实施例相同的效果。
此外，即使不是如上述LED那样发射红外光区域的单色光的光源，而是卤素灯或氙灯那样发射连续光的光源，只要包含波长大于等于500nm的光，同样地可以使用。
该情况下，只要在反射单元1a和TAB带5之间，或在TAB带5和摄像单元1b之间，设置遮断小于等于500nm波长的滤光片，例如设置红外透过滤光片即可。
若在反射照明单元1a和TAB带5之间设置红外透过滤光片，则不被照射在TAB带上反射的小于等于500nm的反射光。此外，若在TAB带5和摄像单元1b之间设置红外透过滤光片，则从TAB带5被反射的小于等于500nm的光不入射到摄像元件1b。因此，与上述第1、第2实施例同样地，可以得到对比度优良的图像。
并且，取代上述在带和摄像单元1b之间设置红外透过滤光片，也可以使用对波长小于等于500nm没有感光度、只对红外光区域有感光度的摄像元件，例如使用红外用CCD摄像机作为摄像单元1b。

Claims (5)

1.一种图案检查装置，用照明光照射形成在聚酰亚胺系的树脂薄膜上的图案，并拍摄来自该图案的反射光，来检查上述图案的外观，其特征在于，具备：
照明单元，具有发射红外光的LED；和
摄像单元，相对于上述树脂薄膜、设置在与上述照明单元同一面侧，具有对红外光区域有感光度的CCD或CMOS。
2.一种图案检查装置，用照明光照射形成在聚酰亚胺系的树脂薄膜上的图案，并拍摄来自该图案的反射光，来检查上述图案的外观，其特征在于，具备：
照明单元，具有发射包含红外光的光的灯；
摄像单元，相对于上述树脂薄膜、设置在与上述照明单元同一面侧，具有对红外光区域有感光度的CCD或CMOS；和
滤光片，被***在从上述照明单元至上述摄像单元的照明光的光路途中，遮断波长小于等于500nm的光。
3.一种图案检查装置，用照明光照射形成在聚酰亚胺系的树脂薄膜上的图案，并拍摄来自该图案的反射光，来检查上述图案的外观，其特征在于，具备：
照明单元，具有发射包含红外光的光的灯；和
摄像元件，相对于上述树脂薄膜、设置在与上述照明单元同一面侧，对小于等于500nm的波长不具有感光度，而对红外光区域有感光度。
4.如权利要求1、2或3中任一项所述的图案检查装置，其特征在于，在拍摄时，设置吸附保持上述树脂薄膜的载物台，而该载物台的表面红外线反射率小于等于10％。
5.如权利要求1、2或3中任一项所述的图案检查装置，其特征在于，取代吸附保持树脂薄膜的载物台，设置夹持树脂薄膜周边的机构，在拍摄时通过该夹持机构对上述树脂薄膜赋予张力。
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