JP2009002796A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物品の表面に発生した３次元形状の欠陥を精度よく検査することができる検査装置。
【解決手段】第１のスキャンステージ５２では、斜め方向からＣＳＰテープに光を照射することにより反射された光による画像を撮像する。
第２のスキャンステージ６６では、上方向からＣＳＰテープに光を照射することにより反射された光による画像を撮像する。
コンピュータ８２は、第１のスキャンステージ５２で得られる画像において濃度レベルが著しく低い領域を抽出するとともに、第２のスキャンステージ６６で得られる画像において濃度レベルが著しく高い領域を抽出して、抽出した各領域がほぼ同じ位置の場合に当該領域はピットであると判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、検査装置に関し、特に、物品の表面に発生した３次元形状の欠陥を検査する検査装置に関する。

従来より、半導体装置の外形寸法をほぼ半導体素子の外形寸法にまで小型化したチップサイズパッケージ（以後、ＣＳＰという。）の製造においては、１チップに対応して形成されるパターンが複数繰り返してパタンニングされたテープ（以後、ＣＳＰテープという。）を用いて一度に大量のパッケージを製造する方法が提案されている。

このＣＳＰテープは、ポリイミド基材等の基材の表面に蒸着などにより銅箔などの導電膜を形成した後、通常のエッチング技術を用いてＣＳＰ用の配線、電極、ビームリード及びスルーホールなどのパターンを複数繰り返してパタンニングした長尺状のテープである。

このようなＣＳＰテープに形成された金属パターンの良否の検査については、例えば特許文献１に記載されるように、ＣＳＰテープの下方から光ビームビームを照射し、透過光をカメラで撮像することにより検査する技術が提案されている。

また、ＣＳＰテープ部分に付着した塵埃やレジストパターン部分の欠陥等の検出については、例えば特許文献２に記載されるように、ＣＳＰテープの上方から光ビームを照射し、反射光をカメラで撮像することにより検出する技術が提案されている。
特開２００４−２１２１５９公報 特開２００６−１０５８１６公報

しかしながら、上記ＣＳＰテープ等のテープ状の基板に形成された金属のパターンに発生したピット等の３次元形状の欠陥を検査する技術は確立されておらず、上記従来技術では、精度よく３次元形状の欠陥を検査することができない場合があった。

本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、物品の表面に発生した３次元形状の欠陥を精度よく検査することができる検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、互いに異なる方向から検査対象に光を照射する複数の照射手段と、前記複数の照射手段により照射されることにより前記検査対象で反射された各々の光による各々の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された各々の画像から３次元形状の欠陥を検出する検出手段と、を備えている。

照射手段は、第１の斜め方向から検査対象に光を照射する第１の照射手段及び第２の斜め方向から検査対象に光を照射する第２の照射手段の少なくとも一方からなる斜め方向照射手段と、斜め方向照射手段と異なるタイミングで上方向から検査対象に光を照射する第３の照射手段とを含むとよい。

斜め方向照射手段と、第３の照射手段とが異なるタイミングで照射を行うことにより、斜め方向照射手段により照射されることにより検査対象で反射された光による画像と、第３の照射手段により照射されることにより検査対象で反射された光による画像とを分離することができる。

この場合、検出手段は、斜め方向照射手段により光が照射されたときに撮像手段により撮像された画像において濃度レベルが第１の所定範囲外であり、かつ上方向照射手段により光が照射されたときに撮像手段により撮像された画像において濃度レベルが第２の所定範囲外の領域を抽出し、抽出した各々の領域に基づいて３次元形状の欠陥を検出する。

ここで、第１の所定範囲とは、斜め方向照射手段により光が照射されたときに撮像された画像における、３次元形状の欠陥が発生していない領域の濃度レベルの範囲である。また、第２の所定範囲とは、第３の照射手段により光が照射されたときに撮像された画像における、３次元形状の欠陥が発生していない領域の濃度レベルの範囲である。

検査対象で反射された光の光路は、検査対象の３次元形状によって異なる。このため、検査対象に３次元形状の欠陥が発生している場合、撮像された画像において、３次元形状の欠陥の領域は他の領域と濃度レベルが異なる。これにより、撮像された画像において、濃度レベルが３次元形状の欠陥が発生していない領域の濃度レベルの範囲外の領域を抽出することで、３次元形状の欠陥を検出することができる。

また、検査対象に３次元形状の欠陥が発生している場合、検査対象に光が照射される方向によって、撮像された画像における濃度レベルは異なる。従って、複数の互いに異なる方向から照射されることにより検査対象で反射された各々の光による各々の画像から、濃度レベルが所定範囲外の領域を抽出することで３次元形状の欠陥の検出の精度をよくすることができる。

例えば、斜め方向照射手段により光が照射されたときに撮像手段により撮像された画像において濃度レベルが第１の所定範囲外の領域を抽出するとともに、上方向照射手段により光が照射されたときに撮像手段により撮像された画像において濃度レベルが第２の所定範囲外の領域を抽出して、抽出した各領域がほぼ同じ位置の場合に当該領域は３次元形状の欠陥の領域であると判定してもよい。

また、第３の照射手段と同じタイミングで下方向から検査対象に光を照射する第４の照射手段を更に備えるとよい。

また、複数の照射手段は、各々異なる色の光を照射するものとしてもよい。この場合、各々の画像を色によって分離することができる。

検出手段は、撮像手段により撮像された各々の画像から濃度レベルが所定範囲外の領域を抽出し、抽出した各々の領域の位置関係及び形状の少なくとも一方に基づいて３次元形状の欠陥を検出する。

ここで、所定範囲とは、照射手段により光が照射されたときに撮像された画像において、３次元形状の欠陥が発生していない領域の濃度レベルの範囲である。

例えば、検査対象の一方側から光を照射する照射手段により光が照射されたときに撮像された画像において濃度レベルが所定範囲外の領域を抽出するとともに、検査対象の他方側から光を照射する照射手段により光が照射されたときに撮像された画像において濃度レベルが所定範囲外の領域を抽出して、抽出した各々の領域間の距離を求めることにより３次元形状の欠陥が発生しているか否かを判定してもよい。また、抽出した領域の形状の特徴に基づいて３次元形状の欠陥が発生しているか否かを判定してもよい。

以上説明したように、本発明によれば、物品の表面に発生した３次元形状の欠陥を精度よく検査することができる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、第１の実施の形態に係る検査装置１０は、テープ供給ユニット１２、及び巻き取りユニット１４等を備えており、テープ供給ユニット１２により供給されて搬送されるＣＳＰテープ１６の検査を行い、巻き取りユニット１４に巻き取らせるものである。
（テープ供給ユニット）
テープ供給ユニット１２は、多数のパッケージパターンが繰り返し形成されたＣＳＰテープ１６とスペーサテープ１８とを共に巻き取ってロール状に形成したＣＳＰロール２０を保持する巻き出し側リール軸２２、ＣＳＰテープ１６と共に引き出されたスペーサテープ１８を巻き取って保持する巻き出し側スペーサ軸２４を備えている。

ＣＳＰロール２０の送出し側には、ＣＳＰテープ１６の搬送方向を変更するガイド２６が配置されている。

なお、本実施の形態のＣＳＰテープ１６は、光を透過する合成樹脂製のベーステープの表面に銅箔等の金属パターンがエッチングにより形成され、さらにその上に絶縁性のレジストパターンが形成されているものである。
（巻き取りユニット）
巻き取りユニット１４は、ロール状に形成したスペーサテープ１８を保持する巻き巻き取り側スペーサ軸２８と、スペーサテープ１８と検査済みのＣＳＰテープ１６とを共に巻き取る巻き取り側リール軸３０を備えている。

なお、巻き取り側リール軸３０のテープ巻取り側には、ＣＳＰテープ１６の搬送方向を変更するガイド３２が配置されている。

テープ供給ユニット１２と巻き取りユニット１４との間には、ＣＳＰテープ１６の搬送経路を形成するショートダンサー３４、第１の送りローラ３６、第２の送りローラ３８、ロングダンサー４０、ガイド４２，４４，４６，４８、ショートダンサー５０が順に配置されている。

また、第１の送りローラ３６と第２の送りローラ３８とは間隔をあけて水平に配置されており、第１の送りローラ３６と第２の送りローラ３８との間には、第１のスキャンステージ５２と第２のスキャンステージ６６とが設けられている。
（第１のスキャンステージ）
図２に示すように、第１のスキャンステージ５２には、テーブル５４が配置されている。テーブル５４からはＣＳＰテープ１６へ向けて空気が噴出され、ＣＳＰテープ１６とテーブル５４との間に薄い空気層を形成するようになっている。

また、各々の押えローラ５６は、それぞれ自由回転する従動ローラであり、ＣＳＰテープ１６の上面に当接してＣＳＰテープ１６の上方への移動を制限する。

なお、ガイド２６、ショートダンサー３４、ロングダンサー４０、ガイド４２，４４，４６，４８、及びショートダンサー５０からも、ＣＳＰテープ１６へ向けて空気が噴出され、ＣＳＰテープ１６と各部材との間に薄い空気層を形成するようになっている。

図２に示すように、テーブル５４のＣＳＰテープ１６搬送方向中央部の真上には、レンズ５８と撮像手段であるＣＣＤラインセンサ６０とからなる画像読取部が配置されている。ＣＣＤラインセンサ６０は、ＣＳＰテープ１６の幅方向（図２の紙面表裏方向）に画素が配列されている。

また、ＣＳＰテープ１６の搬送方向の上流側にはＣＣＤラインセンサ６０の下方を一点鎖線で示す光路Ｌ１で照射する第１の照射手段である第１の照射装置（ライン光源）６２が配置され、ＣＳＰテープ１６の搬送方向の下流側にはＣＣＤラインセンサ６０の下方を一点鎖線で示す光路Ｌ２で照射する第２の照射手段である第２の照射装置（ライン光源）６４が配置されている。

第１の照射装置６２及び第２の照射装置６４は、ＣＳＰテープ１６の幅方向に沿って配置された複数のＬＥＤ（図示は省略）と、ＬＥＤから照射された光ビームをＣＳＰテープ１６に向けてライン状に照射する導光板（図示は省略）とにより構成されている。ここで、第１の照射装置６２のＬＥＤ、及び第２の照射装置６４の ＬＥＤは同じ色の光ビームを照射する。

また、各々の光ビームは、テープ搬送方向横側から見たときに１点に向けて照射されるようになっている。これにより、ＣＳＰテープ１６の表面（上面）には各々の光ビームが重なってテープ幅方向にライン状に照射される。

ＣＳＰテープ１６は、各々の送りローラ５６に掛け渡され、各々の送りローラ５６が回転することで一方向に一定の速度で送られ、テーブル５４上を通過する際に上記画像読取部によりＣＳＰテープ１６の表面が撮像される。

次に、第１のスキャンステージ５２で撮像される画像について説明する。

図３を参照して、第１の照射装置６２及び第２の照射装置６４により照射され、ＣＳＰテープ１６により反射される反射光について説明する。図３（Ａ），（Ｃ）に示されるＣＳＰテープ１６には、３次元形状の欠陥であるピットが発生している。なお、図３（Ａ），（Ｃ）に示されるように、本実施の形態ではＶ字形状のピットを例に挙げて説明するが、検査装置１０により検査されるピットの形状はＶ字形状に限らない。

図３（Ａ）は、第１の照射装置６２によりＣＳＰテープ１６の搬送方向の上流側から照射され、ＣＳＰテープ１６に反射された光ビームの光路を示している。

矢印Ａ１は、第１の照射装置６２により照射された光ビームが、ピットが発生していない領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ａ１で示されるように、ピットが発生していない領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ６０の光軸に対して斜め方向に進むため、ＣＣＤラインセンサ６０に入射する光量は少ない。

矢印Ａ２は、第１の照射装置６２により照射された光ビームが、ピットの上流側のスロープ領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ａ２で示されるように、ピットの上流側のスロープ領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ６０の光軸に対してほぼ垂直の方向に進むため、ＣＣＤラインセンサ６０に入射する光量は少ない。

矢印Ａ３は、第１の照射装置６２により照射された光ビームが、ピットの下流側のスロープ領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ａ３で示されるように、ピットの下流側のスロープ領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ６０の光軸に沿って進むため、ＣＣＤラインセンサ６０に入射する光量は多い。

図３（Ｂ）は、第１の照射装置６２により照射され、ＣＳＰテープ１６により反射されて、ＣＣＤラインセンサ６０に入射する光ビームの光量の変化の概要を示している。横軸がＣＳＰテープ１６の搬送方向の位置を示し、縦軸が光量を示す。上流側のスロープ領域で反射された場合の光量は少なく、下流側のスロープ領域で反射された場合の光量は多くなる。

次に、第２の照射装置６４によりＣＳＰテープ１６の搬送方向の下流側からＣＳＰテープ１６を照射した場合について説明する。

図３（Ｃ）は、第２の照射装置６４により照射され、ＣＳＰテープ１６に反射された光ビームの光路を示している。

矢印Ａ４は、第２の照射装置６４により照射された光ビームが、ピットが発生していない領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ａ４で示されるように、ピットが発生していない領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ６０の光軸に対して斜め方向に進むため、ＣＣＤラインセンサ６０に入射する光量は少ない。

矢印Ａ５は、第２の照射装置６４により照射された光ビームが、ピットの上流側のスロープ領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ａ５で示されるように、ピットの上流側のスロープ領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ６０の光軸に沿って進むため、ＣＣＤラインセンサ６０に入射する光量は多い。

矢印Ａ６は、第２の照射装置６４により照射された光ビームが、ピットの下流側のスロープ領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ａ６で示されるように、ピットの下流側のスロープ領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ６０の光軸に対してほぼ垂直の方向に進むため、ＣＣＤラインセンサ６０に入射する光量は少ない。

図３（Ｄ）は、第２の照射装置６４により照射され、ＣＳＰテープ１６により反射されて、ＣＣＤラインセンサ６０に入射する光ビームの光量の変化の概要を示している。横軸がＣＳＰテープ１６の搬送方向の位置を示し、縦軸が光量を示す。上流側のスロープ領域で反射された場合の光量は多く、下流側のスロープ領域で反射された場合の光量は少なくなる。

ＣＣＤラインセンサ６０は、入射された光量に応じた画像信号を検出手段であるコンピュータ８２（図１参照。）に送る。

コンピュータ８２はＣＣＤラインセンサ６０から送られた画像信号を取り込み、画像処理を行ってＣＳＰテープ１６を検査する。上述したように、第１の照射装置６２により照射され、ピットの領域のうち下流側のスロープ領域で反射されてＣＣＤラインセンサ６０に入射する光ビームの光量は多い。また、第２の照射装置６４により照射され、ピットの領域のうち上流側のスロープ領域で反射されてＣＣＤラインセンサ６０に入射する光ビームの光量は多い。このため、第１の照射装置６２及び第２の照射装置６４の両方から光ビームを照射した場合、ピットが発生していない領域よりも、ピットが発生している領域の方がＣＣＤラインセンサ６０に入射する光ビームの光量は多くなる。従って、コンピュータ８２は、第１スキャンステージ５２で得られる画像において濃度レベルが所定のレベルよりも低い領域を抽出し、抽出した領域に基づいてピットを検出する。

また、コンピュータ８２は、撮像されたＣＳＰテープ１６の画像等をモニター８４に表示することができる。

なお、第１の照射装置及び第２の照射装置はＣＣＤラインセンサに対してＣＳＰテープの搬送方向の上流側と下流側の対向する位置に設置する構成としたが、第１の照射装置及び第２の照射装置はＣＣＤラインセンサを中心として対向する位置に設置されていればよく、例えば、ＣＳＰテープの幅方向の対向する位置に設置してもよい。
（第２のスキャンステージ）
図４に示すように、第２のスキャンステージ６６には、テーブル６８が配置されている。テーブル６８からはＣＳＰテープ１６へ向けて空気が噴出され、ＣＳＰテープ１６とテーブル６８との間に薄い空気層を形成するようになっている。

また、各々の押えローラ７０は、それぞれ自由回転する従動ローラであり、ＣＳＰテープ１６の上面に当接してＣＳＰテープ１６の上方への移動を制限する。

図４に示すように、テーブル６８のＣＳＰテープ１６搬送方向中央部の真上には、レンズ７２とＣＣＤラインセンサ７４とからなる画像読取部が配置されている。ＣＣＤラインセンサ７４は、ＣＳＰテープ１６の幅方向（図４の紙面表裏方向）に画素が配列されている。

また、テーブル６８の上方には、第３の照射手段である第３の照射装置（ライン光源）７６とハーフミラー７８から成り、ＣＳＰテープ１６に直角に光ビームを照射する落射照射部が配置されている。さらに、テーブル６８内には、ＣＳＰテープ１６の裏面から光ビームを照射する透過光照射装置（ライン光源）８０が配置されている。落射照射部及び透過光照射装置８０は、一点鎖線で示されるＣＣＤラインセンサ７４の光軸Ｌ３に沿って光ビームを照射する。

第３の照射装置７６及び透過光照射装置８０は、ＣＳＰテープ１６の幅方向に沿って配置された複数のＬＥＤと、ＬＥＤから照射された光ビームをＣＳＰテープ１６に向けてライン状に照射する導光板とにより構成されている。ここで、第３の照射装置７６のＬＥＤ、及び透過光照射装置８０のＬＥＤは同じ色の光ビームを照射する。

また、第３の照射装置７６及び透過光照射装置８０は、テープ搬送方向横側から見たときに１点に向けて光ビームを照射するようになっている。これにより、ＣＳＰテープ１６の表面（上面）には光ビームがＣＳＰテープ１６の幅方向にライン状に照射され、その裏面（下面）には、表面（上面）の光ビームの照射位置の反対位置に光ビームがＣＳＰテープ１６の幅方向にライン状に照射される。

ＣＳＰテープ１６は、各々の送りローラ７０に掛け渡され、各々の送りローラ７０が回転することで一方向に一定の速度で送られ、テーブル６８上を通過する際に上記画像読取部でＣＳＰテープ１６の表面が撮像される。

なお、第３の照射装置７６により照射された光ビームは、ＣＳＰテープ１６の金属パターン部分で反射され、金属パターン部分以外の部分（以下、ベース部分という。）で透過される。また、透過光照射装置８０により照射された光ビームは、ＣＳＰテープ１６の金属パターン部分は透過せず、ベース部分は透過する。本実施形態では、例えば画像の濃度レベルを０（高濃度）〜２５０（低濃度）としたときに、金属パターン部分が２００付近の濃度レベルとなり、ベース部分が１００付近の濃度レベルとなるように、第３の照射装置７６及び透過光照射装置８０による照射を調整する。これにより、第２のスキャンステージ６６で得られる画像において、金属パターン部分とベース部分とを区別することができるようになる。また、上述したように第３の照射装置７６及び透過光照射装置８０による照射を調製した場合、ピットの領域は５０付近の濃度レベルとなる。

なお、落射照射部は、第３の照射装置とハーフミラーから成る構成としたが、ＣＣＤラインセンサの光軸にほぼ沿うように光ビームを照射できるのであればこれに限らない。

次に、第２のスキャンステージ６６により得られる画像について説明する。

図５を参照して、第３の照射装置７６により照射され、ＣＳＰテープ１６の金属パターン部分に反射される反射光について説明する。図５（Ａ）に示されるＣＳＰテープ１６の金属パターン部分にはピットが発生している。なお、図５（Ａ）に示されるように、本実施の形態ではＶ字形状のピットを例に挙げて説明するが、検査装置１０により検査されるピットの形状はＶ字形状に限らない。

図５（Ａ）は、第３の照射装置７６によりＣＳＰテープ１６の上方から照射され、ＣＳＰテープ１６の金属パターン部分に反射された光ビームの光路を示している。

矢印Ａ７は、第３の照射装置７６により照射された光ビームが、ピットが発生していない領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ａ７で示されるように、ピットが発生していない領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ７４の光軸に沿って進むため、ＣＣＤラインセンサ７４に入射する光量は多い。

矢印Ａ８及び矢印Ａ９は、第３の照射装置７６により照射された光ビームが、ピットのスロープ領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ａ８及び矢印Ａ９で示されるように、ピットのスロープ領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ６０の光軸に対して斜め方向に進むため、ＣＣＤラインセンサ７４に入射する光量は少ない。

図５（Ｂ）は、第３の照射装置７６により照射され、ＣＳＰテープ１６の金属パターン部分により反射されて、ＣＣＤラインセンサ７４に入射する光ビームの光量の変化の概要を示している。横軸が反射したＣＳＰテープ１６の位置を示し、縦軸が光量を示す。ピット以外の領域で反射された場合の光量は多く、ピットの領域で反射された場合の光量は少なくなることがわかる。

ＣＣＤラインセンサ７４は、入射した光量に応じた画像信号をコンピュータ８２に送る。

コンピュータ８２はＣＣＤラインセンサ７４から送られた画像信号を取り込み、画像処理を行ってＣＳＰテープ１６を検査する。上述したように、テーブル６８の上方から光ビーム照射した場合、ピットの領域において反射されたときに、ＣＣＤラインセンサ６０に入射する光量は少なくなる。従って、コンピュータ８２は、第２スキャンステージ６６で得られる画像において、濃度レベルが所定のレベルよりも高い領域を抽出し、抽出した領域に基づいてピットを検出する。

次に、図６を参照して、第１のスキャンステージ５２及び第２のスキャンステージ６６により得られる画像の特徴について説明する。

図６（Ａ），（Ｂ）は、ピットを含んだ領域の画像の一例を示している。図６（Ａ）は、第１のスキャンステージ５２で得られる画像の一例である。明るい帯状の領域ＴＢはベース部分を示し、暗い帯状の領域ＴＭは金属パターン部分を示し、領域ＴＭ上の周りより濃度レベルが著しく低い領域ＴＰはピットを示している。図６（Ｂ）は、第２のスキャンステージ６６で得られる画像の一例である。暗い帯状の領域ＴＢはパターン部分を示し、明るい帯状の領域ＴＭは金属パターン部分を示し、領域ＴＭ上の周りより著しく濃度レベルが高い領域ＴＰはピットを示している。

このように、ピットが発生している場合、第１のスキャンステージ５２で得られる画像において周りより濃度レベル低い領域と、第２のスキャンステージ６６で得られる画像において周りより濃度レベル高い領域とはほぼ同じである。

一方、図６（Ｃ），（Ｄ）は、塵等が付着した領域の画像の一例を示している。

図６（Ｃ）は、第１のスキャンステージ５２で得られる画像の一例である。明るい帯状の領域ＴＢはベース部分を示し、暗い帯状の領域ＴＭは金属パターン部分を示す。領域ＴＭには、濃度レベルが著しく異なる領域はない。このように、第１スキャンステージ５２で得られる画像においては、塵等が付着した領域に対応する画像の濃度レベルが著しく低くなる場合はまれである。

図６（Ｄ）は、第２のスキャンステージ６６で得られる画像の一例である。暗い帯状の領域ＴＢがベース部分を示し、明るい帯状の領域ＴＭが金属パターン部分を示し、領域ＴＭ上の周りより濃度レベルが著しく高い領域ＴＤが塵等を示している。このように、金属パターン部分に塵等が付着したとき、第２スキャンステージ６６で得られる画像においては、塵等が付着した部分の濃度レベルが高くなる場合がある。

以上の説明から、第１のスキャンステージ５２により得られる画像では濃度レベルが低く、かつ第２のスキャンステージ６６により得られる画像では濃度レベルが高い領域をピットとして検出すればよいことがわかる。

従って、コンピュータ８２は、第１のスキャンステージ５２で得られる画像において濃度レベルが著しく低い領域を抽出するとともに、第２のスキャンステージ６６で得られる画像において濃度レベルが著しく高い領域を抽出して、抽出した各領域がほぼ同じ位置の場合に当該領域はピットであると判定すればよい。これにより、金属パターン部分に発生した３次元形状の欠陥を確実に検出することができる。
（マーキングユニット）
図１に示すように、ガイド４４とガイド４６の間には、欠陥有りと検出されたパッケージパターンの予め定めた位置にマーキングを施すマーキングユニット８６が配置されている。

このように、ＣＳＰテープの斜め方向から照射した光ビームの反射光により得られる画像とＣＳＰテープの上方から照射した光ビームの反射光により得られる画像とを組み合わせて用いることで、ＣＳＰテープに形成された金属のパターンに発生した３次元形状の欠陥を精度よく検査することができる。
＜第２の実施の形態＞
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る検査装置について説明する。

第１の実施の形態では、２つのスキャンステージで得られる各々の画像に基づいて金属パターン部分に発生した３次元形状の欠陥を検査する場合について説明したが、第２の実施の形態では、１つのスキャンステージで得られる画像に基づいて金属パターン部分に発生した３次元形状の欠陥を検査する場合について説明する。以下では、第１の実施の形態に対する差異を説明する。

図７に示すように、第２の実施の形態に係る検査装置１００は、第１の送りローラ３６と第２の送りローラ３８との間に、スキャンステージ１０２が設けられている。
（スキャンステージ）
図８に示すように、スキャンステージ１０２には、テーブル１０４が配置されている。テーブル１０４からはＣＳＰテープ１６へ向けて空気が噴出され、ＣＳＰテープ１６とテーブル１０４との間に薄い空気層を形成するようになっている。

また、各々の押えローラ１０６は、それぞれ自由回転する従動ローラであり、ＣＳＰテープ１６の上面に当接してＣＳＰテープ１６の上方への移動を制限する。

図８に示すように、テーブル１０４のＣＳＰテープ１６搬送方向中央部の真上には、レンズ１０８とカラーのＣＣＤラインセンサ１１０からなる画像読取部が配置されている。また、ＣＳＰテープ１６の搬送方向の上流側にはＣＣＤラインセンサ６０の下方をＲ色の光ビームで照射するＲ色光照射装置（ライン光源）１１２が配置され、ＣＳＰテープ１６の搬送方向の下流側にはＣＣＤラインセンサ６０の下方をＢ色の光ビームで照射するＢ色光照射装置（ライン光源）１１４が配置されている。Ｒ色光照射装置１１２及びＢ色光照射装置１１４の各々は、一点鎖線で示す光路ＬＲ，ＬＢに沿って各色の光ビームを照射する。

Ｒ色光照射装置１１２及びＢ色光照射装置１１４は、ＣＳＰテープ１６の幅方向（図８の紙面表裏方向）に沿って配置された複数のＬＥＤと、ＬＥＤから照射された光ビームをＣＳＰテープ１６に向けてライン状に照射する導光板とにより構成されている。ここで、Ｒ色光照射装置１１２のＬＥＤは赤色（Ｒ）の光ビームを照射し、Ｂ色光照射装置１１４のＬＥＤは青色（Ｂ）の光ビームを照射する。

また、Ｒ色光照射装置１１２及びＢ色光照射装置１１４は、テープ搬送方向横側から見たときに１点に向けて照射するようになっている。これにより、ＣＳＰテープ１６の表面（上面）には赤色の光ビーム、及び青色の光ビームが重なってテープ幅方向にライン状に照射される。

なお、ＣＣＤラインセンサ１１０は、ＣＳＰテープ１６の幅方向に画素（ＲＧＢ）が配列されている。

ＣＳＰテープ１６は、各々の送りローラ１０６に掛け渡され、各々の送りローラ１０６が回転することで一方向に一定の速度で送られ、テーブル１０４上を通過する際に上記画像読取部でテープの表面が撮像される。

次に、スキャンステージ１０２で得られる画像について説明する。

図９は、Ｒ色光照射装置１１２及びＢ色光照射装置１１４の各々により照射され、ＣＳＰテープ１６に反射される光ビームの光路、並びに撮像される画像を示している。

まず、図９（Ａ）を参照して、ピットが発生しているＣＳＰテープ１６を照射した場合について説明する。なお、図９（Ａ）に示されるように、本実施の形態ではＶ字形状のピットを例に挙げて説明するが、検査装置１００により検査されるピットの形状はＶ字形状に限らない。

矢印Ｒ１は、Ｒ色光照射装置１１２により照射されたＲ色の光ビームが、ピットが発生していない領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ｒ１で示されるように、ピットが発生していない領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ１１０の光軸に対して斜め方向に進むため、ＣＣＤラインセンサ１１０に入射する光量は少ない。

矢印Ｒ２は、Ｒ色光照射装置１１２により照射されたＲ色の光ビームが、ピットの下流側のスロープ領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ｒ３で示されるように、ピットの下流側のスロープ領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ１１０の光軸に沿って進むため、ＣＣＤラインセンサ１１０に入射する光量は多い。

矢印Ｒ３は、Ｒ色光照射装置１１２により照射されたＲ色の光ビームが、ピットの上流側のスロープ領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ｒ２で示されるように、ピットの上流側のスロープ領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ１１０の光軸に対してほぼ垂直の方向に進むため、ＣＣＤラインセンサ１１０に入射する光量は非常に少ない。このため、Ｒ色画像の上流側のスロープ領域と対応する領域は陰になる。

矢印Ｂ１は、Ｂ色光照射装置１１４により照射されたＢ色の光ビームが、ピットが発生していない領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ｂ１で示されるように、ピットが発生していない領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ１１０の光軸に対して斜め方向に進むため、ＣＣＤラインセンサ１１０に入射する光量は少ない。

矢印Ｂ２は、Ｂ色光照射装置１１４により照射されたＢ色の光ビームが、ピットの上流側のスロープ領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ｂ３で示されるように、ピットの上流側のスロープ領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ１１０の光軸に沿って進むため、ＣＣＤラインセンサ１１０に入射する光量は多い。

矢印Ｂ３は、Ｂ色光照射装置１１４により照射されたＢ色の光ビームが、ピットの下流側のスロープ領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ｂ２で示されるように、ピットの下流側のスロープ領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ１１０の光軸に対してほぼ垂直の方向に進むため、ＣＣＤラインセンサ１１０に入射する光量は非常に少ない。このため、Ｂ色画像の下流側のスロープ領域と対応する領域は陰になる。

従って、ピットが発生しているＣＳＰテープ１６のＲ色画像とＢ色画像を重ね合わせると、上流側のスロープ領域はＲ色画像の陰の領域となりＢ色が現れ、下流側のスロープ領域はＢ色画像の陰の領域となりＲ色が現れる。

次に、図９（Ｂ）を参照して、出っ張りが発生しているＣＳＰテープ１６を照射した場合について説明する。なお、図９（Ｂ）に示されるように、本実施の形態では逆Ｖ字形状の出っ張りを例に挙げて説明するが、検査装置１００により検査される出っ張りの形状は逆Ｖ字形状に限らない。

矢印Ｒ４は、Ｒ色光照射装置１１２により照射されたＲ色の光ビームが、ピットが発生していない領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ｒ４で示されるように、ピットが発生していない領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ１１０の光軸に対して斜め方向に進むため、ＣＣＤラインセンサ１１０に入射する光量は少ない。

矢印Ｒ５は、Ｒ色光照射装置１１２により照射されたＲ色の光ビームが、ピットの上流側のスロープ領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ｒ５で示されるように、ピットの上流側のスロープ領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ１１０の光軸に沿って進むため、ＣＣＤラインセンサ１１０に入射する光量は多い。

矢印Ｒ６は、Ｒ色光照射装置１１２により照射されたＲ色の光ビームが、ピットの下流側のスロープ領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ｒ６で示されるように、ピットの下流側のスロープ領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ１１０の光軸に対してほぼ垂直の方向に進むため、ＣＣＤラインセンサ１１０に入射する光量は非常に少ない。このため、Ｒ色画像の下流側のスロープ領域と対応する領域は陰になる。

矢印Ｂ４は、Ｂ色光照射装置１１４により照射されたＢ色の光ビームが、ピットが発生していない領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ｂ４で示されるように、ピットが発生していない領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ１１０の光軸に対して斜め方向に進むため、ＣＣＤラインセンサ１１０に入射する光量は少ない。

矢印Ｂ５は、Ｂ色光照射装置１１４により照射されたＢ色の光ビームが、ピットの下流側のスロープ領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ｂ５で示されるように、ピットの下流側のスロープ領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ１１０の光軸に対してほぼ垂直の方向に進むため、ＣＣＤラインセンサ１１０に入射する光量は多い。

矢印Ｂ６は、Ｂ色光照射装置１１４により照射されたＢ色の光ビームが、ピットの上流側のスロープ領域で反射された場合の光路を示している。矢印Ｂ６で示されるように、ピットの上流側のスロープ領域で反射された反射光は、ＣＣＤラインセンサ１１０の光軸に沿って進むため、ＣＣＤラインセンサ１１０に入射する光量は非常に少ない。このため、Ｂ色画像の上流側のスロープ領域と対応する領域は陰になる。

従って、出っ張りが発生しているＣＳＰテープ１６のＲ色画像とＢ色画像を重ね合わせると、上流側のスロープ領域はＢ色画像の陰の領域となりＲ色が現れ、下流側のスロープ領域はＲ色画像の陰の領域となりＢ色が現れる。

さらに、図９（Ａ）（Ｂ）の図示内容から、ＣＳＰテープ１６の搬送方向の上流側に向かって下るスロープ領域ではＢ色が表れ、ＣＳＰテープ１６の搬送方向の上流側に向かって上るスロープ領域ではＲ色が表れることもわかる。すなわち、各色が現れている領域の位置関係から、金属パターン部分に発生した３次元形状の欠陥がピットなのか、出っ張りなのかを判定することができる。

ＣＣＤラインセンサ１１０は、入射した光量に応じた画像信号をコンピュータ８２（図７参照。）に送る。

次に、図１０を参照して、スキャンステージ１０２により得られる画像の特徴について説明する。

図１０（Ａ）は、ピットが発生しているＣＳＰテープ１６を照射した場合に得られる画像の一例である。暗い帯状の領域ＴＢはベース部分を示し、明るい帯状の領域ＴＭは金属パターン部分を示している。領域ＴＭ上の濃度レベルが周りと著しく異なる領域のうち、上側の領域（カラー画像においては赤色の領域）ＴＰＲはピットの下流側のスロープ領域を示し、下側の領域（カラー画像においては青色の領域）ＴＰＢはピットの上流側のスロープ領域を示す。

図１０（Ｂ）は、出っ張りが発生しているＣＳＰテープ１６を照射した場合に得られる画像の一例である。暗い帯状の領域ＴＢはベース部分を示し、明るい帯状ＴＭの領域は金属パターン部分を示している。領域ＴＭ上の濃度レベルが周りと著しく異なる領域のうち、上側の領域（カラー画像においては青色の領域）ＴＰＢは出っ張りの下流側のスロープ領域を示し、下側の領域（カラー画像においては赤色の領域）ＴＰＲは出っ張りの上流側のスロープ領域を示す。

一方、図１０（Ｃ）は、金属パターン部分に塵等が付着している領域の画像の一例を示している。暗い帯状の領域ＴＢはベース部分を示し、明るい帯状の領域ＴＭは金属パターン部分を示し、領域ＴＭ上の周りより著しく濃度レベルが高い領域ＴＤは塵等を示している。

３次元形状の欠陥がない場合は、各色の光ビームの入射角はほぼ同じになり、ＣＣＤラインセンサ１１０に入射する各色の光ビームの光量はほぼ同じになることから、各色の画像の濃度レベルの変化はほぼ同じとなる。このため、塵等が付着した場合に、一方の色の画像のみが検出される場合はまれである。

上述したように、異なる色の光ビームを異なる方向から照射した場合、３次元形状の欠陥が発生している領域の画像においては、３次元形状の欠陥のスロープに応じて一方の色が現れる。従って、コンピュータ８２は、画像において各色が現れる領域（以下、着色領域という。）を抽出し、抽出した各々の着色領域の位置関係及び形状の少なくとも一方に基づいて３次元形状の欠陥を検出する。位置関係に基く検出は、例えば、各着色領域間の中心位置の距離を求めることで行うとよい。３次元形状の欠陥とみなせる距離範囲を予め定めておき、スキャンステージ１０２で得られる画像から抽出した着色領域間の距離が当該距離範囲内か否かによりピットであるか否かを判定する。一方、形状に基づく検出は、例えば着色領域が、図１０に示されるような雪だるま形状か否かの判定によって行うとよい。さらに、コンピュータ８２は、各々の着色領域の位置関係に基づいて、３次元形状の欠陥がピットなのか、出っ張りなのかを判定する。

以上説明したように、ＣＳＰテープを異なる方向から異なる色の光ビームで照射することにより、１つのスキャンステージにより、短時間の検査で金属パターン部分に発生した３次元形状の欠陥を確実に検出することができる。また、ＣＳＰテープを異なる方向から異なる色の光ビームで照射することにより、金属パターン部分に発生した３次元形状の欠陥の形状の判別をさらに行うことができる。

なお、図１１に示されるように、テーブル１０４の上方に、Ｇ色光照射装置（ライン光源）１２０とハーフミラー１２２から成り、ＣＳＰテープ１６に直角に光ビームを照射するＧ色の落射照射部をさらに配置すると共に、テーブル１０４内に、ＣＳＰテープ１６の裏面から光ビームを照射するＧ色透過光照射装置（ライン光源）１２４をさらに配置してもよい。Ｇ色光照射装置１２０及びＧ色透過光照射装置１２４は緑色（Ｇ）の光ビームを照射するＬＥＤを含んで構成され、一点鎖線で示されるＣＣＤラインセンサ１１０の光軸ＬＧに沿ってＧ色の光ビームを照射する。ＣＣＤラインセンサ１１０へのＧ色の入射光の光量は、金属パターン部分上に欠陥があった場合に多くなる。このＧ色の反射光により得られる画像とを組み合わせて用いてＣＳＰテープの欠陥の検出を行うことで、金属のパターンに発生した３次元形状の欠陥をより精度よく検査することができる。

また、Ｒ色光照射装置及びＢ色光照射装置はＣＣＤラインセンサに対してＣＳＰテープの搬送方向の上流側と下流側の対向する位置に設置する構成としたが、Ｒ色光照射装置及びＢ色光照射装置はＣＣＤラインセンサを中心として対向する位置に設置されていればよい。例えば、Ｒ色光照射装置及びＢ色光照射装置の設置位置を入れ替えた場合、各色が現れる領域の位置関係が入れ替わる。また、Ｒ色光照射装置及びＢ色光照射装置をＣＳＰテープの幅方向の対向する位置に設置した場合、各色が現れる領域はＣＳＰテープの幅方向に並ぶ。

また、上述した形態では、ＣＣＤラインセンサの下方に、ＣＳＰテープの上流側及び下流側の両方の斜め方向から光ビームを照射する場合を説明したが、ＣＳＰテープの上流側及び下流側の何れかの斜め方向から照射した光ビームにより得られる画像と、ＣＣＤラインセンサの光軸に沿って照射した光ビームにより得られる画像とに基づいて欠陥の検査を行ってもよい。

また、上述した形態では、ＣＳＰテープの金属パターン部分に発生した３次元形状の欠陥を検査する場合について説明したが、これに限らず、他の物品の表面に発生した３次元形状の欠陥を検査する場合にも本発明を適用することができる。

本発明の第１の実施の形態の検査装置の概略構成図である。 第１のスキャンステージの概略構成図である。 第１のスキャンステージにおける反射光について説明する図である。 第２のスキャンステージの概略構成図である。 第２のスキャンステージにおける反射光について説明する図である。 第１のスキャンステージ及び第２のスキャンステージにおいて得られる画像の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の検査装置の概略構成図である。 第２の実施の形態のスキャンステージの概略構成図である。 第２の実施の形態のスキャンステージにおける反射光について説明する図である。 第２の実施の形態のスキャンステージにおいて得られる画像の一例を示す図である。 第２の実施の形態のスキャンステージの変形例を示す図である。

符号の説明

１０ 検査装置
１６ ＣＳＰテープ
５２ 第１のスキャンステージ
５４ テーブル
６０ ＣＣＤラインセンサ
６２ 第１の照射装置
６４ 第２の照射装置
６６ 第２のスキャンステージ
７４ ＣＣＤラインセンサ
７６ 第３の照射装置
８２ コンピュータ
１００ 検査装置
１０２ スキャンステージ
１１０ ＣＣＤラインセンサ
１１２ Ｒ色光照射装置
１１４ Ｂ色光照射装置

Claims (6)

1. 互いに異なる方向から検査対象に光を照射する複数の照射手段と、
   前記複数の照射手段により照射されることにより前記検査対象で反射された各々の光による各々の画像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された各々の画像から３次元形状の欠陥を検出する検出手段と、
   を備えた検査装置。
2. 前記照射手段は、第１の斜め方向から前記検査対象に光を照射する第１の照射手段及び第２の斜め方向から前記検査対象に光を照射する第２の照射手段の少なくとも一方からなる斜め方向照射手段、並びに上方向から前記検査対象に光を照射する第３の照射手段を含み、
   前記第３の照射手段は、前記斜め方向照射手段と異なるタイミングで照射を行う請求項１に記載の検査装置。
3. 前記第３の照射手段と同じタイミングで下方向から前記検査対象に光を照射する第４の照射手段を更に備えた請求項２に記載の検査装置。
4. 前記検出手段は、前記斜め方向照射手段により光が照射されたときに前記撮像手段により撮像された画像において濃度レベルが第１の所定範囲外であり、かつ前記上方向照射手段により光が照射されたときに前記撮像手段により撮像された画像において濃度レベルが第２の所定範囲外の領域を抽出し、抽出した各々の領域に基づいて３次元形状の欠陥を検出する請求項２又は請求項３に記載の検査装置。
5. 前記複数の照射手段は、各々異なる色の光を照射する請求項１に記載の検査装置。
6. 前記検出手段は、前記撮像手段により撮像された各々の画像から濃度レベルが所定範囲外の領域を抽出し、抽出した各々の領域の位置関係及び形状の少なくとも一方に基づいて３次元形状の欠陥を検出する請求項５に記載の検査装置。

Images