(57)【要約】【課題】パターン要素の裾における太りや細りを容易に検査する。【解決手段】パターン検査装置は、フィルム状の透明基材９においてパターンが形成された第１主面９１に第１光源部３３１からの光を照射し、パターンの上面からの当該光の反射光を第１受光部３４１にて受光して上面反射画像を取得する第１画像取得部３０１と、透明基材９の第２主面９２に第２光源部３３２からの光を照射し、第１主面９１に接するパターンの下面からの当該光の反射光を第２受光部３４２にて受光して下面反射画像を取得する第２画像取得部３０２と、上面反射画像と下面反射画像とに基づいてパターンの検査結果を取得する検査部とを備える。パターンの上面からの反射光に基づく上面反射画像と、パターンの下面からの反射光に基づく下面反射画像とを比較することにより、パターン要素の裾における太りや細りを容易に検査することが可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材上のパターンを検査するパターン検査装置であって、
板状またはフィルム状の透明基材においてパターンが形成された一方の主面に第１光源部からの光を照射し、前記パターンの上面からの前記光の反射光を第１受光部にて受光して上面反射画像を取得する第１画像取得部と、
前記透明基材の他方の主面に第２光源部からの光を照射し、前記一方の主面に接する前記パターンの下面からの前記光の反射光を第２受光部にて受光して下面反射画像を取得する第２画像取得部と、
前記上面反射画像と前記下面反射画像とに基づいて前記パターンの検査結果を取得する検査部と、
を備えることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン検査装置であって、
前記第１光源部が、第１波長帯の光を出射し、
前記第２光源部が、前記第１波長帯と相違する第２波長帯の光を出射し、
前記第１画像取得部が、前記第２波長帯の光が前記第１受光部に入射することを防止する光学素子を有し、
前記第２画像取得部が、前記第１波長帯の光が前記第２受光部に入射することを防止する光学素子を有し、
前記上面反射画像と前記下面反射画像とが同時に取得されることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパターン検査装置であって、
前記第１光源部または前記第２光源部から出射され、前記透明基材を透過した光を受光して透過画像を取得する第３画像取得部をさらに備えることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン検査装置であって、
前記パターンが金属にて形成されることを特徴とするパターン検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明基材上のパターンを検査するパターン検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォン等に利用されるタッチパネルの製造では、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等の透明フィルム上に金属配線パターンが形成される。引き出し線である金属配線パターンはタッチパネルの外縁部に形成され、タッチパネルの画面である中央部に形成される透明電極パターンに接続される。近年では、タッチパネルの画面を大きくするために、外縁部における金属配線パターンのパターン要素を細くすることが行われる。この場合、従来と同じ条件にて同じ大きさの電流を金属配線パターンに流すために、金属配線パターンの厚さを従来のものより大きくして（アスペクト比を高くして）、パターン要素の断面積が維持される。
【０００３】
なお、特許文献１ないし３では、透明な基材の一方の主面に照射される光の反射光に基づく反射画像と、基材の他方の主面に照射される光の透過光に基づく透過画像とを取得することにより、基材上のパターンを検査する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１１９４４４号公報
【特許文献２】特開２００６−７２１４７号公報
【特許文献３】特開２００６−１０５８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、金属配線パターンは、例えば、金属薄膜を部分的にエッチングすることにより形成される。このとき、エッチング条件によってはパターン要素の上面が荒れた状態になったり、パターン要素がシャープにエッチングされないことがある。したがって、パターン要素の上面と、パターン要素の裾（下部）の双方を検査する要求が高まっている。プリンテッドエレクトロニクス技術により金属配線パターンを形成する場合には、パターン要素の裾が広がり易いため、金属配線パターンにおける裾の検査の必要性がさらに高くなる。
【０００６】
この場合に、上記のように微細なパターン要素の画像を取得するには、高解像度の（ＮＡ（開口数）が高い）光学系が必要となる。一方、高解像度の光学系では、焦点深度が浅くなり、パターン要素の上面と裾との間の距離よりも小さくなる。したがって、パターン要素の上面と裾とを検査するには、フォーカス位置を変更した２回の画像取得が必要となる。また、特許文献１ないし３の手法を応用して、パターン要素の上面を示す反射画像と、パターン要素の裾を示す透過画像とを取得することも考えられる。しかしながら、いずれの場合であっても、オーバーエッチング等によりパターン要素の裾が細っているときには、パターン要素の裾の状態を取得することができない。したがって、パターン要素の裾における太りや細りを容易に検査することが可能な新規な手法が求められる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、パターン要素の裾における太りや細りを容易に検査することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、透明基材上のパターンを検査するパターン検査装置であって、板状またはフィルム状の透明基材においてパターンが形成された一方の主面に第１光源部からの光を照射し、前記パターンの上面からの前記光の反射光を第１受光部にて受光して上面反射画像を取得する第１画像取得部と、前記透明基材の他方の主面に第２光源部からの光を照射し、前記一方の主面に接する前記パターンの下面からの前記光の反射光を第２受光部にて受光して下面反射画像を取得する第２画像取得部と、前記上面反射画像と前記下面反射画像とに基づいて前記パターンの検査結果を取得する検査部とを備える。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパターン検査装置であって、前記第１光源部が、第１波長帯の光を出射し、前記第２光源部が、前記第１波長帯と相違する第２波長帯の光を出射し、前記第１画像取得部が、前記第２波長帯の光が前記第１受光部に入射することを防止する光学素子を有し、前記第２画像取得部が、前記第１波長帯の光が前記第２受光部に入射することを防止する光学素子を有し、前記上面反射画像と前記下面反射画像とが同時に取得される。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のパターン検査装置であって、前記第１光源部または前記第２光源部から出射され、前記透明基材を透過した光を受光して透過画像を取得する第３画像取得部をさらに備える。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン検査装置であって、前記パターンが金属にて形成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、パターン要素の裾における太りや細りを容易に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】パターン検査装置の構成を示す図である。
【図２】画像取得ユニットの内部構成を示す図である。
【図３】透明基材上のパターンを検査する動作の流れを示す図である。
【図４】透明基材上のパターンを示す断面図である。
【図５】透明基材上のパターンを示す断面図である。
【図６】上面反射画像および下面反射画像における輝度値の変化を示す図である。
【図７】上面反射画像および下面反射画像における輝度値の変化を示す図である。
【図８】パターン要素を示す平面図である。
【図９】透過画像を示す図である。
【図１０】上面反射画像を示す図である。
【図１１】他の実施の形態に係るパターン検査装置における画像取得ユニットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の一の実施の形態に係るパターン検査装置１の構成を示す図である。パターン検査装置１は、樹脂製の透明基材９（例えば、ＰＥＴフィルム）上に金属にて形成されたパターンを検査する装置である。パターン検査装置１は、連続フィルムである透明基材９の連続する部位を図１中のＹ方向（以下、「移動方向」という。）に連続的に移動する移動機構２、移動途上の透明基材９の画像を取得する画像取得ユニット３、および、パターン検査装置１の全体制御を担う制御部１１を備える。制御部１１は、取得された画像に基づいてパターンの検査を行う検査部１２を有する。なお、検査部１２は、制御部１１から分離して設けられてもよい。
【００１５】
移動機構２は、図１中のＸ方向（移動方向に垂直な方向）に長い２つのローラ２１を有し、２つのローラ２１は、画像取得ユニット３を挟んで移動方向に並べられる。２つのローラ２１の（−Ｙ）側には、検査前の透明基材９のロールを保持するとともに当該ロールから透明基材９の各部位を送り出す供給部２２が設けられる。２つのローラ２１の（＋Ｙ）側には、透明基材９の検査が行われた部位をロール状に巻き取って保持する巻取部２３が設けられる。以下の説明では、単に透明基材９という場合は移動方向への移動途上の透明基材９の部位（すなわち、２つのローラ２１間の透明基材９の部位）を意味するものとする。図１に示すように、２つのローラ２１間に配置された画像取得ユニット３では、透明基材９は図１中のＺ方向に垂直に（すなわち、Ｘ方向およびＹ方向に）広がる。
【００１６】
図２は、画像取得ユニット３の内部構成を示す図である。画像取得ユニット３は、透明基材９の（＋Ｚ）側に配置される第１光源部３３１、第１光学系３１、第１受光部３４１および第３受光部３４３、並びに、透明基材９の（−Ｚ）側に配置される第２光源部３３２、第２光学系３２および第２受光部３４２を備える。詳細には、第１光源部３３１は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が一列に配列されたＬＥＤアレイであり、各ＬＥＤは青色の波長帯の光を出射する。第１光源部３３１からの光は、第１光学系３１のコリメータレンズ３１１にてコリメートされ、ハーフミラー３１２にて反射して対物レンズ３１３に入射する。対物レンズ３１３を通過した光は、透明基材９の一方の（（＋Ｚ）側の）主面である第１主面９１上に照射される。第１光源部３３１からの光が照射される透明基材９上の領域は、移動方向に交差する（好ましくは、移動方向に直交する）線状領域である。透明基材９の第１主面９１上には銅等の金属にてパターンが形成されており、対物レンズ３１３からの光のうちパターンに照射される光は、当該パターンにて反射し、他の領域に照射される光は透明基材９を透過する（後述の図４および図５参照）。
【００１７】
パターンの表面にて反射した光（主として、パターンの（＋Ｚ）方向を向く面にて反射した光）は、対物レンズ３１３に入射し、対物レンズ３１３を通過した光がハーフミラー３１２および結像レンズ３１４を介してダイクロイックミラー３１５に導かれる。ダイクロイックミラー３１５は青色の波長帯の光を反射するミラーであり、透明基材９からの青色の光は、ダイクロイックミラー３１５にて反射して第１受光部３４１に導かれる。第１受光部３４１は、複数の受光素子が一列に配列されたラインセンサであり、透明基材９上の線状領域からの青色の光が、複数の受光素子の受光面、すなわち、線状の受光領域にて受けられる。正確には、第１受光部３４１は、パターンの上面（すなわち、パターンの（＋Ｚ）方向を向く面）と光学的に共役な位置に配置されており、これにより、パターンの上面からの反射光に基づくライン画像（画素が１列に並ぶ画像）が第１受光部３４１にて取得される。ライン画像は制御部１１に順次出力される。
【００１８】
第２光源部３３２も、第１光源部３３１と同様のＬＥＤアレイであり、各ＬＥＤは赤色の波長帯の光を出射する。第２光源部３３２からの光は、第２光学系３２のコリメータレンズ３２１にてコリメートされ、ハーフミラー３２２を介して対物レンズ３２３に入射する。対物レンズ３２３を通過した光は、透明基材９の他方の（（−Ｚ）側の）主面である第２主面９２上に照射される。第２光源部３３２からの光が照射される透明基材９上の領域は、移動方向に交差する（好ましくは、移動方向に直交する）線状領域であり、第１光源部３３１からの光が照射される線状領域とＺ方向においてほぼ重なる。対物レンズ３２３からの光のうち、第１主面９１に接する（付着する）パターンの下面に照射される光は、当該下面にて反射し、他の領域に照射される光は透明基材９を透過する（後述の図４および図５参照）。
【００１９】
パターンの下面にて反射した光は、対物レンズ３２３に入射する。対物レンズ３２３を通過した光は、ハーフミラー３２２にて反射し、結像レンズ３２４およびバンドパスフィルタ３２５を介して第２受光部３４２に導かれる。バンドパスフィルタ３２５は、赤色の波長帯の光を透過し、他の波長帯の光を遮蔽するため、第２受光部３４２には、第１光源部３３１から出射されて透明基材９を透過した光は入射しない。第２受光部３４２は、第１受光部３４１と同様のラインセンサであり、透明基材９上の線状領域からの赤色の光が、複数の受光素子の受光面、すなわち、線状の受光領域にて受けられる。正確には、第２受光部３４２は、パターンの下面と光学的に共役な位置に配置されており、これにより、パターンの下面からの反射光に基づくライン画像が第２受光部３４２にて取得される。ライン画像は制御部１１に順次出力される。
【００２０】
一方、第２光源部３３２から出射されて透明基材９を透過した赤色の光は、透明基材９にて反射した青色の光と同様に、対物レンズ３１３、ハーフミラー３１２および結像レンズ３１４を介してダイクロイックミラー３１５に導かれる。透明基材９からの赤色の光は、ダイクロイックミラー３１５を透過して第３受光部３４３に導かれる。既述のように、透明基材９からの青色の光は、ダイクロイックミラー３１５にて反射するため、第３受光部３４３には入射しない。第３受光部３４３は、第１および第２受光部３４１，３４２と同様のラインセンサであり、透明基材９上の線状領域を透過した赤色の光が線状の受光領域にて受けられる。正確には、第３受光部３４３は、パターンの上面と光学的に共役な位置に配置され、赤色の透過光に基づくライン画像が第３受光部３４３にて取得される。ライン画像は制御部１１に順次出力される。なお、パターンにおける上面および下面は、重力方向における上下方向を示すものではなく、パターン検査装置１における画像取得ユニット３の配置によっては、パターンの上面が鉛直方向の下方や、水平方向を向いていてもよい。
【００２１】
図３は、パターン検査装置１が透明基材９上のパターンを検査する動作の流れを示す図である。パターンの検査では、まず、移動機構２により透明基材９の移動方向への連続的な移動が開始される（ステップＳ１１）。また、第１光源部３３１および第２光源部３３２が点灯（連続点灯）され、透明基材９上のパターンの上面に青色の光が照射され、パターンの下面に赤色の光が照射される。そして、透明基材９の連続移動に並行して、第１受光部３４１、第２受光部３４２および第３受光部３４３のそれぞれにおいて、ライン画像が順次取得される。これにより、第１受光部３４１では、パターンの上面からの反射光に基づく２次元画像（以下、「上面反射画像」という。）が取得され（ステップＳ１２）、第２受光部３４２では、パターンの下面からの反射光に基づく２次元画像（以下、「下面反射画像」という。）が取得され（ステップＳ１３）、第３受光部３４３では、透過光に基づく２次元画像（以下、「透過画像」という。）が取得される（ステップＳ１４）。
【００２２】
ここで、パターン検査装置１において上面反射画像を取得するための構成を第１画像取得部３０１と呼ぶと、第１画像取得部３０１は、第１光源部３３１、第１光学系３１および第１受光部３４１を主たる構成要素として含む。すなわち、第１画像取得部３０１では、パターンが形成された第１主面９１に第１光源部３３１からの光を第１光学系３１を介して照射し、パターンの上面からの当該光の反射光を第１光学系３１を介して第１受光部３４１にて受光して上面反射画像が取得される。
【００２３】
また、下面反射画像を取得するための構成を第２画像取得部３０２と呼ぶと、第２画像取得部３０２は、第２光源部３３２、第２光学系３２および第２受光部３４２を主たる構成要素として含む。すなわち、第２画像取得部３０２では、第２光源部３３２からの光を第２光学系３２を介して透明基材９の第２主面９２に照射し、第１主面９１に接するパターンの下面からの当該光の反射光を第２光学系３２を介して第２受光部３４２にて受光して下面反射画像が取得される。
【００２４】
さらに、透過画像を取得するための構成を第３画像取得部３０３と呼ぶと、第３画像取得部３０３は、第２光源部３３２、第２光学系３２の一部、第１光学系３１の一部、および第３受光部３４３を主たる構成要素として含む。すなわち、第３画像取得部３０３では、第２光源部３３２から出射された光を第２光学系３２を介して透明基材９に導き、透明基材９を透過した光を第１光学系３１を介して第３受光部３４３にて受光して透過画像が取得される。
【００２５】
第１画像取得部３０１と第３画像取得部３０３との間では、第１光学系３１の一部が共有され、第２画像取得部３０２と第３画像取得部３０３との間では、第２光源部３３２および第２光学系３２の一部が共有される。実際には、第１画像取得部３０１、第２画像取得部３０２および第３画像取得部３０３において、上面反射画像、下面反射画像および透過画像は、同時に（並行して）取得される。なお、透明基材９を画像取得ユニット３に対して移動する移動機構２が、第１画像取得部３０１、第２画像取得部３０２および第３画像取得部３０３のそれぞれにおける構成要素として捉えられてもよい。
【００２６】
図４および図５は、透明基材９上のパターン８１の一例を示す断面図である。本実施の形態におけるパターン８１は、金属にて形成される配線パターンである。タッチパネルに用いられる透明基材９では、パターン８１は当該タッチパネルの外縁部に相当する領域に形成され、中央部に相当する領域にＩＴＯ等にて形成される透明電極パターンと接続される。すなわち、パターン８１は、透明電極パターンと接続される不透明パターンである。パターン８１は複数のパターン要素８１１を有する。各パターン要素８１１の幅は、例えば１０〜３０マイクロメートル（μｍ）である。図４および図５、並びに、後述の図６および図７の上段では、理想的なパターン要素８１１の外形を二点鎖線にて示している。図４のパターン要素８１１では裾が細っており（根元が狭まっており）、図５のパターン要素８１１では裾が太っている（広がっている）。
【００２７】
図６および図７は、上面反射画像および下面反射画像における輝度値の変化を示す図である。図６および図７の上段はそれぞれ図４および図５の一部のパターン要素８１１を示し、中段は当該パターン要素８１１を示す上面反射画像においてＸ方向（に対応する方向）に並ぶ画素の輝度値の変化を示し、下段は当該パターン要素８１１を示す下面反射画像においてＸ方向に並ぶ画素の輝度値の変化を示す。
【００２８】
検査部１２では、上面反射画像、下面反射画像および透過画像に基づいてパターンの検査結果が取得される（ステップＳ１５）。詳細には、一の検査処理として上面反射画像と下面反射画像とが比較される。パターン要素８１１の裾が細っている図６の上段の例では、中段に示す上面反射画像においてパターン要素８１１の上面（すなわち、透明基材９とは反対側を向く面）に対応する範囲に含まれる画素の輝度値が高くなるのに対し、下段に示す下面反射画像ではパターン要素８１１の下面（すなわち、透明基材９と接する面）に対応する範囲に含まれる画素の輝度値が高くなる。したがって、検査部１２では、上面反射画像が示すパターン要素８１１の上面のエッジ位置と下面反射画像が示すパターン要素８１１の下面のエッジ位置との差を取得することにより、パターン要素８１１の裾における細り量Ｗ１が求められる。本実施の形態では、上面反射画像と下面反射画像との差分画像を求めることにより、細り量Ｗ１が取得される（図７の例において同様）。
【００２９】
パターン要素８１１の裾が太っている図７の上段の例では、図６の例と同様に、中段に示す上面反射画像においてパターン要素８１１の上面に対応する範囲に含まれる画素の輝度値が高くなるのに対し、下段に示す下面反射画像ではパターン要素８１１の下面に対応する範囲に含まれる画素の輝度値が高くなる。したがって、検査部１２では、上面反射画像が示すパターン要素８１１の上面のエッジ位置と下面反射画像が示すパターン要素８１１の下面のエッジ位置との差を取得することにより、パターン要素８１１の裾における太り量Ｗ２が求められる。
【００３０】
細り量Ｗ１または太り量Ｗ２は所定の閾値と比較され、当該閾値以上である場合に、パターン要素８１１の裾において許容範囲を超える細りまたは太りが生じている旨が、パターンの検査結果として表示部（図示省略）に表示される。実際には、上面反射画像も表示部に表示され、操作者が上面反射画像を参照することにより、パターン要素８１１の上面の状態（上面の荒れ具合等）が確認される。なお、上記閾値は、細り量と太り量とで個別に設定されてよい。
【００３１】
検査部１２における他の検査処理では、透過画像に基づいてパターン要素８１１の上面における凹みの有無が検出される。ここで、パターン要素８１１の上面における凹みは、ディッシュダウンとも呼ばれ、凹みが生じた部分においてパターン要素８１１の厚さが小さくなる。数百ナノメートル（ｎｍ）の厚さのパターン要素８１１では、凹みが生じた部分におけるパターン要素８１１の厚さが、例えば７０ｎｍ以下となり、第２光源部３３２からの赤色の光では、数百ｎｍの厚さの金属膜の透過率がほぼ０であるのに対し、７０ｎｍ以下の厚さの金属膜の透過率は比較的高くなる。
【００３２】
例えば、図８に示すパターン要素８１１において細線にて囲む領域８１２（以下、「ディッシュダウン領域８１２」という。）に凹みが生じている場合、図９に示すように、透過画像においてパターン要素８１１を示す領域の大部分では輝度値が低く（暗く）なるが、ディッシュダウン領域８１２を示す領域では輝度値が周囲よりも高く（明るく）なる。図９では、平行斜線の間隔を変えることにより輝度値の違いを示しており、平行斜線の間隔が狭いほど輝度値が低いことを示す。
【００３３】
また、第１光源部３３１からの青色の光では、数百ｎｍの厚さの金属膜（例えば、Ｃｕ，Ａｇ等）および７０ｎｍ以下の厚さの金属膜の透過率は共にほぼ０であるが、ディッシュダウンにより反射光の方向が変化するため、ディッシュダウン領域が若干暗くなる。図１０に示すように、上面反射画像において、パターン要素８１１の上面を示す領域のほぼ全体の輝度値が高く（明るく）なるが、ディッシュダウン領域は若干暗くなる。したがって、検査部１２では、透過画像と上面反射画像とを所定の手法にて合成することにより、ディッシュダウン領域８１２を示す画像を取得する、すなわち、ディッシュダウン領域８１２を検出することが容易となる。所定の面積以上のディッシュダウン領域８１２が検出された場合には、パターン要素８１１の上面に凹みが生じている旨が、パターンの検査結果として表示部に表示される。なお、ディッシュダウン領域８１２の画像が表示部に表示されてもよい。
【００３４】
以上のようにして、上面反射画像、下面反射画像および透過画像に基づいてパターンの検査結果が取得される。ステップＳ１２〜Ｓ１５の処理は、透明基材９が一定の距離だけ移動する毎に繰り返し実行される。透明基材９の全体に対する検査が完了すると、第１光源部３３１および第２光源部３３２が消灯されるとともに、透明基材９の移動が停止され、検査が終了する（ステップＳ１６）。なお、検査部１２では、細り量Ｗ１や太り量Ｗ２、あるいは、ディッシュダウン領域８１２の面積等が、パターンの検査結果として扱われてもよい。換言すると、パターン検査装置１は、パターンの太り量または細り量や、ディッシュダウン領域８１２の面積等を測定する測定装置として捉えられてもよい。
【００３５】
以上に説明したように、パターン検査装置１では、一方の主面（のみ）にパターン８１が形成された透明基材９に対して、第１画像取得部３０１によりパターン８１の上面からの反射光に基づく上面反射画像が取得され、第２画像取得部３０２によりパターン８１の下面からの反射光に基づく下面反射画像が取得される。そして、検査部１２において、上面反射画像と下面反射画像とに基づいてパターン８１の検査結果が取得される。これにより、パターン要素８１１の裾における太りや細りを容易に検査することができる。
【００３６】
また、第１画像取得部３０１が、第２光源部３３２からの光が第１受光部３４１に入射することを防止するダイクロイックミラー３１５を有し、第２画像取得部３０２が、第１光源部３３１からの光が第２受光部３４２に入射することを防止するバンドパスフィルタ３２５を有する。これにより、上面反射画像と下面反射画像とを同時に取得することが容易に可能となり、透明基材９上のパターン８１の検査を高速に行うことが実現される。
【００３７】
さらに、パターン検査装置１では、第２光源部３３２から出射され、透明基材９を透過した光を受光して透過画像を取得する第３画像取得部３０３がさらに設けられる。これにより、パターン要素８１１の上面における凹みを検出することが容易となる。
【００３８】
図１１は、本発明の他の実施の形態に係るパターン検査装置１における画像取得ユニット３ａの構成を示す図である。図１１の画像取得ユニット３ａでは、図２の画像取得ユニット３におけるダイクロイックミラー３１５、第３受光部３４３およびバンドパスフィルタ３２５が省略され、第１受光部３４１が第３受光部３４３の位置に配置される。他の構成は、図２の画像取得ユニット３と同様であり、同じ構成に同符号を付す。
【００３９】
画像取得ユニット３ａでは、第１光源部３３１により第１主面９１上に照射された光のうち、パターン８１からの反射光が対物レンズ３１３、ハーフミラー３１２および結像レンズ３１４を介して第１受光部３４１に導かれる。また、第１光源部３３１からの光の透明基材９からの透過光が、対物レンズ３２３、ハーフミラー３２２および結像レンズ３２４を介して第２受光部３４２に導かれる。一方、第２光源部３３２により第２主面９２上に照射された光のうち、パターン８１の下面からの反射光が対物レンズ３２３、ハーフミラー３２２および結像レンズ３２４を介して第２受光部３４２に導かれる。また、第２光源部３３２からの光の透明基材９からの透過光が対物レンズ３１３、ハーフミラー３１２および結像レンズ３１４を介して第１受光部３４１に導かれる。このように、第１受光部３４１では、第１光源部３３１からの光のパターン８１からの反射光と、第２光源部３３２からの光の透明基材９からの透過光とが受光可能である。また、第２受光部３４２では、第２光源部３３２からの光のパターン８１からの反射光と、第１光源部３３１からの光の透明基材９からの透過光とが受光可能である。
【００４０】
画像取得ユニット３ａを有するパターン検査装置１では、移動機構２により透明基材９を移動方向に連続的に移動しつつ、制御部１１（図１参照）の制御により、第１光源部３３１と第２光源部３３２とが交互に繰り返し点灯する（すなわち、第１光源部３３１の点灯および第２光源部３３２の消灯と、第１光源部３３１の消灯および第２光源部３３２の点灯とが繰り返される。）。これにより、第１受光部３４１では、パターン８１の上面からの反射光に基づく上面反射画像のライン画像と、透明基材９からの透過光に基づく第１透過画像のライン画像とが交互に取得される。また、第２受光部３４２では、パターン８１の下面からの反射光に基づく下面反射画像のライン画像と、透明基材９からの透過光に基づく第２透過画像のライン画像とが交互に取得される。そして、検査部１２では、上記処理例と同様に、上面反射画像、下面反射画像、第１透過画像および第２透過画像に基づいてパターンの検査結果が出力される。
【００４１】
なお、画像取得ユニット３ａでは、上面反射画像を取得する第１画像取得部３０１と、第１透過画像を取得する第３画像取得部３０３との間において、第１光学系３１の一部に加えて、第１受光部３４１が共有される。第２受光部３４２では、必ずしも第２透過画像が取得される必要はない。
【００４２】
以上に説明したように、画像取得ユニット３ａを有するパターン検査装置１では、移動機構２により透明基材９を連続的に移動しつつ、第１光源部３３１と第２光源部３３２とを交互に点灯させることにより、１つの第１受光部３４１を用いて反射光に基づく上面反射画像と、透過光に基づく透過画像とを取得することが実現される。これにより、パターン検査装置１における部品点数を削減することができる。なお、図１１のパターン検査装置１では、第１光源部３３１が赤色の波長帯の光を出射してもよい。
【００４３】
上記パターン検査装置１は様々な変形が可能である。上記実施の形態では、第２光源部３３２が赤色の波長帯の光を出射するが、赤色から赤外までの波長範囲に含まれる任意の波長帯（例えば、近赤外波長帯）の光を出射してもよい。これにより、パターン要素８１１の上面における凹みを容易に検出することが可能となる。また、図２の第３受光部３４３が透明基材９の（−Ｚ）側に配置され、第１光源部３３１が上記波長範囲に含まれる任意の波長帯の光を出射してもよい。この場合、第１光源部３３１から出射され、透明基材９を透過した光が第３受光部３４３にて受光され、透過画像が取得される。パターン検査装置１における検査対象のパターンの種類によっては、第１光源部３３１および第２光源部３３２が他の波長帯の光を出射してもよい。第１光源部３３１および第２光源部３３２は、ＬＥＤ以外の発光素子やランプを光源として有していてもよい。
【００４４】
また、画像取得ユニット３の設計によっては、第２光源部３３２からの光が第１受光部３４１に入射することを防止するバンドパスフィルタが第１光学系３１に設けられ、第１光源部３３１からの光が第２受光部３４２に入射することを防止するダイクロイックミラーが第２光学系３２に設けられてもよい。また、特定の波長帯の光のみを透過するまたは遮蔽する他の種類の光学素子が用いられてもよい。パターン検査装置１において上面反射画像と下面反射画像とを同時に取得するには、第１光源部３３１が、第１波長帯の光を出射し、第２光源部３３２が、第１波長帯と相違する第２波長帯の光を出射し、第１画像取得部３０１が、第２波長帯の光が第１受光部３４１に入射することを防止する光学素子を有し、第２画像取得部３０２が、第１波長帯の光が第２受光部３４２に入射することを防止する光学素子を有することが重要となる。
【００４５】
第１受光部３４１、第２受光部３４２および第３受光部３４３は、受光素子が２次元に配列されたエリアセンサであってもよい。この場合に、移動機構が透明基材９を断続的に移動方向に移動する（ステップ移動する）ことにより、上面反射画像、下面反射画像および透過画像が取得されてもよい。また、図１１のパターン検査装置１において、透明基材９を断続的に移動しつつ透明基材９の各停止位置にて第１光源部３３１および第２光源部３３２を交互に点灯することにより、上面反射画像、下面反射画像、第１透過画像および第２透過画像が高精度に取得されてもよい。
【００４６】
第１光源部３３１および第２光源部３３２の配置、並びに、第１受光部３４１、第２受光部３４２および第３受光部３４３の配置は、第１光学系３１および第２光学系３２の構成に合わせて適宜変更されてよい。
【００４７】
パターン検査装置１では、画像取得ユニット３，３ａを透明基材９に対して移動方向に移動する移動機構が設けられてもよい。また、透明基材９が透明なステージ上に載置され、当該ステージを画像取得ユニットに対して相対的に移動方向に移動することにより、上面反射画像、下面反射画像および透過画像が取得されてもよい。
【００４８】
パターン検査装置１における検査の対象物は、フィルム状の透明基材９に形成されたパターン以外に、ガラス等の板状の透明基材に形成されたパターンであってもよい。透明基材は、タッチパネル以外に用いられてもよい。また、透明基材上のパターンは、不透明であるならば、例えばフォトレジストにて形成されたパターン等であってもよい。
【００４９】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【符号の説明】
【００５０】
１    パターン検査装置
９    透明基材
１２    検査部
８１    パターン
９１    第１主面
９２    第２主面
３０１    第１画像取得部
３０２    第２画像取得部
３０３    第３画像取得部
３１５    ダイクロイックミラー
３２５    バンドパスフィルタ
３３１    第１光源部
３３２    第２光源部
３４１    第１受光部
３４２    第２受光部
３４３    第３受光部
８１１    パターン要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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