JP2012189567A - パターン欠陥検出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ドライフィルムが積層された基板の蛍光イメージと散乱光イメージ、そして反射光イメージをさらに検出して、露光工程で発生する様々な欠陥を容易に検出できるようにしたパターン欠陥検出装置を提供する。
【解決手段】光を生成して出射する光源１１と、光源１１から出射される光を基板２０にスキャンするスキャンミラー１４と、基板２０で蛍光された蛍光イメージを検出する蛍光イメージ検出部１７と、基板２０で散乱された散乱光イメージを検出する散乱光イメージ検出部１９と、を含むものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、パターン欠陥検出装置に関する。
印刷回路基板の製造方法は、銅メッキによってメッキの厚さを一定の高さまで形成し、ドライフィルムを積層した後、露光と現像工程を通じてドライフィルムの一部を除去し、オープンされた部分の銅メッキ層をエッチングした後、ドライフィルムを剥離して回路を形成する方法が主に用いられる。
このような従来のドライフィルムをエッチングレジストとして用いる印刷回路基板の製造方法は、パターンの形成時に様々な欠陥が発生する可能性を内包しており、その欠陥の発生原因としては、露光工程時のマスクフィルムの損傷及び汚染、ドライフィルムのスクラッチ、ドライフィルム上の異物、ドライフィルムと基板との密着力低下による浮き上がり、ドライフィルムと基板との間の異物による浮き上がり、などが挙げられる。
前記露光工程で発生する欠陥は、現像及びエッチング工程による基板の回路パターンの損傷に繋がる。
従って、上述のような様々な欠陥を露光工程で検出して除去することにより、基板の回路パターンの損傷を防止することができる。
これに係り、従来には、印刷回路基板のパターン欠陥を検出する検出装置として自動光学検出装置を用いることができるが、前記自動光学検出装置は、反射度の差が互いに大きいイメージに適するため、露光層と非露光層、そして多くの欠陥発生の原因物質（異物、汚染など）の反射度の差が大きくない露光工程では用いることが困難であるという問題点があった。
さらに、露光層と非露光層の間で発生する乱反射効果は、良質のイメージを得ることをさらに難しくし、欠陥検出を難しくしている。
本発明は、上述のような問題点を解決するために導き出されたものであり、ドライフィルムが積層された基板の蛍光イメージと散乱光イメージ、そして反射光イメージをさらに検出して、露光工程で発生する様々な欠陥を容易に検出できるようにしたパターン欠陥検出装置を提供することを目的とする。
上述のような本発明によると、光を生成して出射する光源と、前記光源から出射される光を基板にスキャンするスキャンミラーと、前記基板で蛍光された蛍光イメージを検出する蛍光イメージ検出部と、前記基板で散乱された散乱光イメージを検出する散乱光イメージ検出部と、を含む。
また、本発明の前記光源は、５００〜６００ｎｍの波長の光を生成して出射することを特徴とする。
また、本発明の前記光源は、５９４ｎｍの波長の光を生成して出射することを特徴とする。
また、本発明は、前記基板から反射された反射光イメージを検出する反射光イメージ検出部をさらに含む。
また、本発明は、前記蛍光イメージ検出部で検出した蛍光イメージをデジタル蛍光イメージに変換して保存し、前記散乱光イメージ検出部で検出した散乱光イメージをデジタル散乱光イメージに変換して保存し、使用者の要求に応じて保存された蛍光イメージと散乱光イメージを表示する検出イメージ処理部をさらに含む。
また、本発明の前記検出イメージ処理部は、前記デジタル蛍光イメージと散乱光イメージを二値化して保存することを特徴とする。
また、本発明の前記検出イメージ処理部は、前記蛍光イメージ検出部で検出した蛍光イメージをデジタル蛍光イメージに変換する第１アナログデジタル変換器と、前記第１アナログデジタル変換器で変換された蛍光イメージを保存する第１メモリーと、前記散乱光イメージ検出部で検出した散乱光イメージをデジタル散乱光イメージに変換する第２アナログデジタル変換器と、前記第２アナログデジタル変換器で変換された散乱光イメージを保存する第２メモリーと、前記蛍光イメージと前記散乱光イメージとを表示する標示器と、使用者の要求に応じて前記第１メモリーに保存された蛍光イメージと前記第２メモリーに保存された散乱光イメージとを前記標示器に出力する制御器と、を含む。
また、本発明の前記光源から出射される光を前記スキャンミラーに向かうように通過させ、前記基板で生成された蛍光が前記スキャンミラーを介して入射されると、前記蛍光イメージ検出部に反射させるダイクロイックミラーをさらに含む。
また、本発明は、前記蛍光イメージ検出部の前に位置し、前記基板で形成された蛍光を通過させる蛍光フィルターをさらに含む。
本発明の特徴及び利点は、添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に従って本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
上述のような本発明によると、反射度の変化が大きくない露光回路パターンフィルムに対して良質のイメージ測定が可能になる。
また、本発明によると、反射度の変化が大きくない露光回路パターンフィルムイメージを高速で測定することが可能になる。
また、本発明によると、露光回路パターンでドライフィルムの下層にある銅メッキ層の欠陥状態を測定することが可能になる。
また、本発明によると、三つの光検出器を同時に用いて、蛍光イメージ、散乱光イメージ及び反射光イメージを同時に測定することが可能になる。
また、本発明によると、反射度の差が大きくなく、散乱光が大きくて反射イメージの測定が難しい物質に対するイメージ測定が可能になる。
本発明の第１実施例によるパターン欠陥検出装置の構成図である。 ドライフィルムの露光前後の吸光度の変化を示すグラフである。 蛍光イメージ検出部で検出した蛍光イメージを示す写真である。 散乱光イメージ検出部で検出した散乱光イメージを示す写真である。 本発明の第２実施例によるパターン欠陥検出装置の構成図である。 図１及び図３の検出イメージ処理部の詳細ブロック構成図である。
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するにあたり、係わる公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施例によるパターン欠陥検出装置の構成図である。
図１を参照すると、本発明の第１実施例によるパターン欠陥検出装置は、光源１１と、自動焦点調節部１２と、ダイクロイックミラー１３と、スキャンミラー１４と、第１集光レンズ１５と、蛍光フィルター１６と、蛍光イメージ検出部１７と、第２集光レンズ１８と、散乱光イメージ検出部１９と、検出イメージ処理部３０と、を備えている。
前記光源１１は、レーザー光源であり、例えば、Ｈｅ−Ｎｅなどの半導体レーザー光が用いられ、波長が５００〜７００ｎｍであるものが好ましく、もっとも好ましくは、５９４ｎｍであるものが良い。
一般的に露光工程で用いられる光源は、略３５０ｎｍ〜４００ｎｍ波長帯のＵＶ光源であり、ＵＶ光源に露出されたドライフィルムは、図２に図示されたように６００ｎｍ領域で吸光度が大きく増加する。これは、ＵＶ光源によって色変化が起こるようにフィルムに化学物質がドーピングされているためである。
従って、本発明では、光源１１に露光前後の吸光度変化が大きい領域帯である６００ｎｍ近傍のレーザーを用いる。
次に、前記自動焦点調節部１２は、少なくとも二つ以上のレンズからなっており、光源１１に向かって備えられたレンズが移動したり光源１１から備えられたレンズが遠くなるように移動し、スキャンミラー１４によって基板２０にスキャンされるスキャン光の焦点を調節して、良質の映像が蛍光イメージ検出部１７や散乱光イメージ検出部１９に検出されるようにする。
このような自動焦点調節部１２は、自動焦点調節制御装置（不図示）によって駆動されて焦点調節がなされる。
そして、前記ダイクロイックミラー１３は、前記光源１１から出射されて入射される入射光を基板２０側に通過させ、前記基板２０から入射される蛍光を含んだ反射光を蛍光イメージ検出部１７に反射させる。
このように、前記ダイクロイックミラー１３は、前記光源１１から入射される入射光と前記基板２０から入射される蛍光を含んだ反射光に対して相違するように機能し、蛍光を含んだ反射光が前記光源１１でなく蛍光イメージ検出部１７に向かうように変化させる。
一方、スキャンミラー１４は、前記光源１１から出射されて入射される入射光を前記基板２０にスキャンする。
この際、前記スキャンミラー１４は、前記光源１１から出射されて入射される入射光をジグザグのラスタ方式でスキャンする。
このようなスキャンミラー１４は、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、共振ミラー、ＡＯＤ（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｏｐｔｉｃ ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）、ＥＯＤ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｏｐｔｉｃ ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）などを用いることができる。
そして、前記第１集光レンズ１５は、スキャンミラー１４と基板２０との間に位置し、前記光源１１から出射される光を対象基板２０に集光する。このような第１集光レンズ１５は通常的に両面が凸状である凸レンズが用いられる。
次に、蛍光フィルター１６は、前記基板２０から入射される蛍光を含んだ反射光から反射光を遮断し、蛍光を通過させるためのものであり、蛍光イメージ検出部１７の前側に位置する。
従って、前記蛍光フィルター１６を除去すると、前記ダイクロイックミラー１３を介して前記蛍光イメージ検出部１７に反射光イメージが結像され、前記蛍光イメージ検出部１７は反射光イメージを検出することができる。
一方、第２集光レンズ１８は、前記光源１１から出射されて前記基板２０で散乱された散乱光が散乱光イメージ検出部１９に集光されるようにする。
前記散乱光イメージ検出部１９は、前記第２集光レンズ１８を介して入射される散乱光から散乱光イメージを検出して出力する。
このような散乱光イメージ検出部１９は、前記基板２０に対して斜めに位置しており、これにより、前記基板２０のドライフィルムのパターンによって形成される段差によって発生する散乱光を容易に認識することができる。
上述のようなパターン欠陥検出装置に利用される基板２０は、プリント基板やセラミックス基板などである。
このようなプリント基板やセラミックス基板は、絶縁層に銅メッキによって銅メッキ層を一定の高さまで形成し、ドライフィルムを積層した後、露光と現像工程を通じてドライフィルムの一部を除去して、オープンされた部分の銅メッキ層をエッチングした状態の基板である。
従って、前記蛍光イメージ検出部１７は、図３Ａに図示されたように、前記基板２０のドライフィルムで前記入射光によって生成された蛍光の蛍光イメージを検出して出力し、前記散乱光イメージ検出部１９は、図３Ｂに図示されたように、前記基板２０のドライフィルムに形成されたパターンの段差によって入射光が散乱された散乱光から散乱光イメージを検出して出力する。
このように検出された前記図３Ａの蛍光イメージでは、ドライフィルムの欠陥を検出することができ、前記図３Ｂの散乱光イメージでは、ドライフィルムの内側の異物を検出することができる。
一方、検出イメージ処理部３０は、前記蛍光イメージ検出部１７と散乱光イメージ検出部１９で検出したアナログ蛍光イメージとアナログ散乱光イメージをデジタル蛍光イメージとデジタル散乱光イメージに変換し、二値化した後、保存する。
そして、前記検出イメージ処理部３０は、必要に応じて、使用者が保存された蛍光イメージや散乱光イメージを見ることを希望する場合は、保存された蛍光イメージや散乱光イメージを表示する。
上述の蛍光検出を用いるパターンの検出は、ドライフィルム上にエッチング残留物などの異物がある時に優れる効果を示す。
しかし、回路パターンの上層の欠陥を検出する時には、反射光による検出を併用することによって、より高い性能のパターン検出が可能である。
図４は、本発明の好ましい第２実施例によるパターン欠陥検出装置の構成図である。
図４を参照すると、本発明の好ましい第２実施例によるパターン欠陥検出装置は、光源１１と、自動焦点調節部１２と、ダイクロイックミラー１３と、スキャンミラー１４と、第１集光レンズ１５と、蛍光フィルター１６と、蛍光イメージ検出部１７と、第２集光レンズ１８と、散乱光イメージ検出部１９と、半透過性反射膜２１と、反射光イメージ検出部２２と、検出イメージ処理部３０と、を備えている。
ここで、光源１１乃至散乱光イメージ検出部１９は、第１実施例と同様であるため、その詳細な説明は省略し、半透過性反射膜２１、反射光イメージ検出部２２及び検出イメージ処理部３０に対して詳細に説明する。
前記半透過性反射膜２１は、前記光源から前記基板２０に入射されて反射される蛍光を含んだ反射光の一部は通過させ、一部は反射させる。
一方、前記反射光イメージ検出部２２は、前記半透過性反射膜２１から反射された反射光から、反射光イメージを検出して出力する。
勿論、前記蛍光フィルター１６を除去して蛍光イメージ検出部１７が反射光イメージを検出するようにすることもできるが、半透過性反射膜２１と反射光イメージ検出部２２とを備えると、蛍光イメージとともに反射光イメージもさらに検出することができるため、便利である。
このように本発明の好ましい第２実施例によるパターン欠陥検出装置が、反射光イメージ検出部２２をさらに備えると、前記検出イメージ処理部３０は、前記反射光イメージ検出部２２で検出したアナログ反射光イメージをデジタル反射光イメージに変換し、二値化した後、保存する。
そして、前記検出イメージ処理部３０は、使用者の要求がある場合、保存された反射光イメージを表示する。
図５は、図１及び図３の検出イメージ処理部の詳細ブロック構成図である。
図５を参照すると、図１及び図３の検出イメージ処理部は、第１乃至第３アナログデジタル変換器３１〜３３と、第１乃至第３二値化器３４〜３６と、第１乃至第３メモリー３７〜３９と、制御器４０と、標示器４１と、を含んでいる。
前記第１アナログデジタル変換器３１は、前記蛍光イメージ検出部１７で検出されたアナログ蛍光イメージをデジタル蛍光イメージに変換して出力する。
そして、前記第２アナログデジタル変換器３２は、前記散乱光イメージ検出部１９で検出されたアナログ散乱光イメージをデジタル散乱光イメージに変換して出力する。
また、前記第３アナログデジタル変換器３３は、前記反射光イメージ検出部２２で検出されたアナログ反射光イメージを、デジタル反射光イメージに変換して出力する。
次に、前記第１二値化器３４は、前記第１アナログデジタル変換器３１で変換された蛍光イメージを二値化して出力する。
そして、前記第２二値化器３５は、前記第２アナログデジタル変換器３２で変換された散乱光イメージを二値化して出力する。
次に、前記第３二値化器３６は、前記第３アナログデジタル変換器３３で変化された反射光イメージを二値化して出力する。
上述したように、蛍光イメージ、散乱光イメージまたは反射光イメージに対して二値化を行うと、黒白を明確に確認することができ、データの量を最小化することができ、データ処理が容易になる。
一方、前記第１メモリー３７は、前記第１二値化器３４で二値化された蛍光イメージを保存する。
そして、前記第２メモリー３８は、前記第２二値化器３５で二値化された散乱光イメージを保存する。
次に、前記第３メモリー３９は、前記第３二値化器３６で二値化された反射光イメージを保存する。勿論、前記第１乃至第３メモリー３７〜３９を上述のように別個のメモリーにせず、一つのメモリーに形成してもよい。
前記制御器４０は、前記検出イメージ処理部の内部構成要素を制御し、使用者の要求に応じて、前記第１乃至第３メモリー３７〜３９に保存されているイメージを読み出して標示器４１に出力する。
そして、前記標示器４１は、前記制御器４０から出力される二値化されて保存された蛍光イメージ、散乱光イメージまたは反射光イメージを表示する。
このように、検出イメージ処理部３０で、二値化器３４〜３６を利用してデータを二値化するようにしたが、前記二値化器３４〜３６を備えず、カラー映像でデータが処理されるようにしてもよい。
以上、本発明の好ましい実施例に対して図示及び説明したが、本発明は、上述の特定実施例に限定されず、特許請求の範囲にて請求する本発明の旨を外れずに、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により多様な変形実施が可能であることは明らかであり、このような変形実施は、本発明の技術的思想から個別的に理解されてはならないであろう。
本発明は、露光工程で発生する様々な欠陥を容易に検出できるようにしたパターン欠陥検出装置に適用可能である。
１１ 光源
１２ 自動焦点調節部
１３ ダイクロイックミラー
１４ スキャンミラー
１５ 第１集光レンズ
１６ 蛍光フィルター
１７ 蛍光イメージ検出部
１８ 第２集光レンズ
１９ 散乱光イメージ検出部
２０ 基板
２１ 半透過性反射膜
２２ 反射光イメージ検出部
３０ 検出イメージ処理部
３１〜３３ アナログデジタル変換器
３４〜３６ 二値化器
３７〜３９ メモリー
４０ 制御器
４１ 標示器

Claims (9)

  1. 光を生成して出射する光源と、
    前記光源から出射される光を基板にスキャンするスキャンミラーと、
    前記基板で蛍光された蛍光イメージを検出する蛍光イメージ検出部と、
    前記基板で散乱された散乱光イメージを検出する散乱光イメージ検出部と、
    を含むパターン欠陥検出装置。
  2. 前記光源は、５００〜６００ｎｍの波長の光を生成して出射することを特徴とする請求項１に記載のパターン欠陥検出装置。
  3. 前記光源は、５９４ｎｍの波長の光を生成して出射することを特徴とする請求項１に記載のパターン欠陥検出装置。
  4. 前記基板から反射された反射光イメージを検出する反射光イメージ検出部をさらに含む請求項１に記載のパターン欠陥検出装置。
  5. 前記蛍光イメージ検出部で検出した蛍光イメージをデジタル蛍光イメージに変換して保存し、前記散乱光イメージ検出部で検出した散乱光イメージをデジタル散乱光イメージに変換して保存し、使用者の要求に応じて保存された蛍光イメージと散乱光イメージを表示する検出イメージ処理部をさらに含む請求項１に記載のパターン欠陥検出装置。
  6. 前記検出イメージ処理部は、前記デジタル蛍光イメージと散乱光イメージを二値化して保存することを特徴とする請求項５に記載のパターン欠陥検出装置。
  7. 前記検出イメージ処理部は、
    前記蛍光イメージ検出部で検出した蛍光イメージをデジタル蛍光イメージに変換する第１アナログデジタル変換器と、
    前記第１アナログデジタル変換器で変換された蛍光イメージを保存する第１メモリーと、
    前記散乱光イメージ検出部で検出した散乱光イメージをデジタル散乱光イメージに変換する第２アナログデジタル変換器と、
    前記第２アナログデジタル変換器で変換された散乱光イメージを保存する第２メモリーと、
    前記蛍光イメージと前記散乱光イメージとを表示する標示器と、
    使用者の要求に応じて前記第１メモリーに保存された蛍光イメージと前記第２メモリーに保存された散乱光イメージとを前記標示器に出力する制御器と、
    を含む請求項５に記載のパターン欠陥検出装置。
  8. 前記光源から出射される光を前記スキャンミラーに向かうように通過させ、前記基板で生成された蛍光が前記スキャンミラーを介して入射されると、前記蛍光イメージ検出部に反射させるダイクロイックミラーをさらに含む請求項１に記載のパターン欠陥検出装置。
  9. 前記蛍光イメージ検出部の前に位置し、前記基板で形成された蛍光を通過させる蛍光フィルターをさらに含む請求項１に記載のパターン欠陥検出装置。
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