(57)【要約】配線パターン検査装置は、光源（１０）と、光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光部と、平行導光部によって導光された光から、導光方向に対して直交する横波光成分を抽出し、この横波光成分を特定偏波成分に変換し、この特定偏波成分をワーク（５１）に照射し、照射された特定偏波成分がワークで反射してなる反射光から、縦波光成分を抽出する光抽出部を備えている。
2004040281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、
光源と、
前記光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、
前記平行導光手段によって導光された光から、前記光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する第１の抽出手段と、
前記第１の抽出手段によって抽出された第１の直線偏光を円偏光に変換する円偏光変換手段と、
前記円偏光変換手段によって変換された円偏光を前記ワークに照射する照射手段と、
前記照射手段によって照射された円偏光が前記ワークで反射してなる反射光から、前記第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光を抽出する第２の抽出手段と、
前記第２の抽出手段によって抽出された第２の直線偏光を撮像する撮像手段と
を備えた配線パターン検出装置。
【請求項２】
光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、
光源と、
前記光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、
前記平行導光手段によって導光された光から、前記光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出し、前記抽出した第１の直線偏光を、前記導光方向および前記第１の直線偏光の電界ベクトルの方向と直交する方向に導く偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光を円偏光に変換するλ／４波長板と、
前記λ／４波長板によって変換された円偏光を前記ワークに照射する照射手段と、
撮像手段とを備え、
前記照射手段によって照射された円偏光が前記ワークで反転し回転方向が逆とされた後に前記λ／４波長板を透過し、前記偏光ビームスプリッターによって前記第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光が抽出され、前記抽出された第２の直線偏光が前記撮像手段によって撮像されるようにした配線パターン検出装置。
【請求項３】
光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、
光源と、
前記光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、
前記平行導光手段によって導光された光から、前記光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する第１の偏光ビームスプリッターと、
前記第１の偏光ビームスプリッターによって抽出された第１の直線偏光を、前記導光方向および前記第１の直線偏光の電界ベクトルの方向と直交する方向に導く第２の偏光ビームスプリッターと、
前記第２の偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光を円偏光に変換するλ／４波長板と、
前記λ／４波長板によって変換された円偏光を前記ワークに照射する照射手段と、
撮像手段とを備え、
前記照射手段によって照射された円偏光が前記ワークで反射し回転方向が逆とされた後に前記λ／４波長板を透過し、前記第２の偏光ビームスプリッターによって前記第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光が抽出され、前記抽出された第２の直線偏光が前記撮像手段によって撮影されるようにした配線パターン検出装置。
【請求項４】
光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、
光源と、
前記光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、
前記平行導光手段によって導光された光から、前記光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する偏光板と、
前記偏光板によって抽出された第１の直線偏光を、前記導光方向および前記第１の直線偏光の電界ベクトルの方向と直交する方向に導く偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光を円偏光に変換するλ／４波長板と、
前記λ／４波長板によって変換された円偏光を前記ワークに照射する照射手段と、
撮像手段とを備え、
前記照射手段によって照射された円偏光が前記ワークで反射し回転方向が逆とされた後に前記λ／４波長板を透過し、前記偏光ビームスプリッターによって前記第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光が抽出され、前記抽出された第２の直線偏光が前記撮像手段によって撮像されるようにした配線パターン検出装置。
【請求項５】
光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、
光源と、
前記光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、
前記平行導光手段によって導光された光から、前記光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する第１の抽出手段と、
前記第１の抽出手段によって抽出された第１の直線偏光を所定の角度の偏光板を介して、所定の偏光成分を得る偏光成分抽出手段と、
前記偏光成分抽出手段によって得られた偏光成分を前記ワークに照射する照射手段と、
前記照射手段によって照射された偏光成分が前記ワークで反射してなる反射光から、前記第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光を抽出する第２の抽出手段と、
前記第２の抽出手段によって抽出された第２の直線偏光を撮像する撮像手段と
を備えた配線パターン検出装置。
【請求項６】
光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、
光源と、
前記光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、
前記平行導光手段によって導光された光から、前記光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出し、前記抽出した第１の直線偏光を、前記導光方向および前記第１の直線偏光の電界ベクトルの方向と直交する方向に導く偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光を所定の角度の偏光板を介して、所定の偏光成分を得る偏光成分抽出手段と、
前記偏光成分抽出手段によって得られた偏光成分を前記ワークに照射する照射手段と、
撮像手段とを備え、
前記照射手段によって照射された偏光成分が前記ワークで反射してなる反射光から、前記偏光ビームスプリッターによって前記第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光を抽出するようにし、前記抽出された第２の直線偏光を前記撮像手段によって撮像するようにした配線パターン検出装置。
【請求項７】
光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、
光源と、
前記光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、
前記平行導光手段によって導光された光から、前記光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する第１の偏光ビームスプリッターと、
前記第１の偏光ビームスプリッターによって抽出された第１の直線偏光を、前記導光方向および前記第１の直線偏光の電界ベクトルの方向と直交する方向に導く第２の偏光ビームスプリッターと、
前記第２の偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光を所定の角度の偏光板を介して、所定の偏光成分を得る偏光成分抽出手段と、
前記偏光成分抽出手段によって得られた偏光成分を前記ワークに照射する照射手段と、
撮像手段とを備え、
前記照射手段によって照射された偏光成分が前記ワークで反射してなる反射光から、前記第２の偏光ビームスプリッターによって前記第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光を抽出し、前記抽出された第２の直線偏光を前記撮像手段によって撮像するようにした配線パターン検出装置。
【請求項８】
光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、
光源と、
前記光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、
前記平行導光手段によって導光された光から、前記光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する偏光板と、
前記偏光板によって抽出された第１の直線偏光を、前記導光方向および前記第１の直線偏光の電界ベクトルの方向と直交する方向に導く偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光を所定の角度の偏光板を介して、所定の偏光成分を得る偏光成分抽出手段と、
前記偏光成分抽出手段によって得られた偏光成分を前記ワークに照射する照射手段と、
撮像手段とを備え、
前記照射手段によって照射された偏光成分が前記ワークで反射してなる反射光から、前記第１の直線偏光と直交する第２の直線偏光を抽出し、前記抽出された第２の直線偏光を、前記撮像手段によって撮像するようにした配線パターン検出装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の配線パターン検出装置において、
前記ワークにおける所定の線状領域の撮像を連続的に行い、前記連続的に撮像された線状領域をつなぎ合わせることによって前記ワークの面状領域を撮像するようにしたラインセンサを前記撮像手段に備えた配線パターン検出装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の配線パターン検出装置において、
前記平行導光手段は、
前記光源からの光を導光するライトガイドと、
強度分布を一定に保ちながら前記光源からの光を拡散する拡散板と、
前記拡散板によって拡散された光をほぼ平行にする平行化手段と、
前記平行化手段によって平行にされた光を導光する手段と
を備えた配線パターン検出装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の配線パターン検出装置において、
前記光源からの光から赤外線成分を除去する赤外線フィルターを、前記光源と前記ライトガイドとの間、あるいは前記ライトガイドと前記拡散板との間に介挿して備えた配線パターン検出装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうち何れか１項に記載の配線パターン検出装置において、
前記平行導光手段を冷却する冷却手段を付加した配線パターン検出装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のうち何れか１項に記載の配線パターン検出装置において、
前記第２の直線偏光のうち、前記最上層配線パターンの反射光による量と、前記最上層配線パターン以外の反射光による量との差が、予め定めた値よりも大きくなる波長域を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された波長域における光成分を導く選択波長光成分導光手段と
を付加した配線パターン検出装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の配線パターン検出装置において、
前記選択波長光成分導光手段を、前記選択手段によって選択された波長域における光成分を前記撮像手段に平行に導く１枚または２枚以上のレンズとした配線パターン検出装置。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載の配線パターン検出装置において、
前記ベースフィルムをポリイミド樹脂、前記配線パターンを銅によってそれぞれ形成し、前記選択手段は５５０ｎｍを含む波長域を選択し、前記撮像手段をＣＣＤとした配線パターン検出装置。
【請求項１６】
請求項１乃至４のうちの何れか１項に記載の配線パターン検出装置において、
前記円偏光に代えて、楕円偏光を前記ワークに照射するようにした配線パターン検出装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のうちの何れか１項に記載の配線パターン検出装置において、
前記光源を白色光源とした配線パターン検出装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のうち何れか１項に記載の配線パターン検出装置の撮像手段で撮像された画像と、所定の良品画像とを照合し、前記最上層配線パターンが良品であるか否かを検査する検査手段を備えた配線パターン検査装置。
【請求項１９】
光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出方法であって、
光をほぼ平行に導光する平行導光工程と、
前記平行導光工程によって導光された光から、前記光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する第１の抽出工程と、
前記第１の抽出工程によって抽出された第１の直線偏光を円偏光に変換する円偏波光変換工程と、
前記円偏波光変換工程によって変換された円偏光を前記ワークに照射する照射工程と、
前記照射工程によって照射された円偏光が前記ワークで反射してなる反射光から、前記第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光を抽出する第２の抽出工程と、
前記第２の抽出工程によって抽出された第２の直線偏光を撮像する撮像工程と
を備えた配線パターン検出方法。
【請求項２０】
光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出方法であって、
光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、
前記平行導光手段によって導光された光から、前記光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を偏光板によって抽出する工程と、
前記偏光板によって抽出された第１の直線偏光を、偏向ビームスプリッターを用いて、前記導光方向および前記第１の直線偏光の電界ベクトルの方向が直交する方向に導く工程と、
前記偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光をλ／４波長板によって円偏光に変換する工程、
前記λ／４波長板によって変換された円偏光を前記ワークに照射する工程と、
前記ワークに照射された円偏光が前記ワークで反射し回転方向が逆とされた後に前記λ／４波長板を透過し、前記偏光ビームスプリッターによって前記第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光が抽出され、前記抽出された第２の直線偏光を撮像する工程と
を備えた配線パターン検出方法。
【請求項２１】
光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出方法であって、
光をほぼ平行に導光する平行導光工程と、
前記平行導光工程によって導光された光から、前記光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する第１の抽出工程と、
前記第１の抽出工程によって抽出された第１の直線偏光を所定の角度の偏光板を介して、所定の偏光成分を得る偏光成分抽出工程と、
前記偏光成分抽出工程によって得られた偏光成分を前記ワークに照射する照射工程と、
前記照射工程によって照射された偏光成分が前記ワークで反射してなる反射光から、前記第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光を抽出する第２の抽出工程と、
前記第２の抽出工程によって抽出された第２の直線偏光を撮像する撮像工程と
を備えた配線パターン検出方法。
【請求項２２】
請求項１９乃至２１のうち何れか１項に記載の配線パターン検出方法において、
ラインセンサを用いて、前記ワークにおける所定の線状領域の撮像を連続的に行い、前記連続的に撮像された線状領域をつなぎ合わせることによって前記ワークの面状領域を撮像するようにした配線パターン検出方法。
【請求項２３】
請求項１９乃至２２のうち何れか１項に記載の配線パターン検出方法において、
前記平行導光工程は、
強度分布を一定に保ちながら前記光を拡散する拡散工程と、
前記拡散工程によって拡散された光をほぼ平行にする平行化工程と、
前記平行化工程によって平行にされた光を導光する工程と
を備えた配線パターン検出方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の配線パターン検出方法において、
前記平行導光工程は、前記光から赤外線成分を除去する赤外線除去工程を、前記拡散工程の前に更に備えた配線パターン検出方法。
【請求項２５】
請求項１９乃至２４のうち何れか１項に記載の配線パターン検出方法において、
前記第２の直線偏光のうち、前記最上層配線パターンの反射光による量と、前記最上層配線パターン以外の反射光による量との差が、予め定めた値よりも大きくなる波長域を選択する選択工程と、
前記選択工程によって選択された波長域における光成分を導く選択波長光成分導光工程と
を付加した配線パターン検出方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の配線パターン検出方法において、
前記ベースフィルムをポリイミド樹脂、前記配線パターンを銅によってそれぞれ形成し、前記選択工程は５５０ｎｍを含む波長域を選択し、前記撮像工程ではＣＣＤによって撮像するようにした配線パターン検出方法。
【請求項２７】
請求項１９または請求項２０に記載の配線パターン検出方法において、
前記円偏光に代えて、楕円偏光を前記ワークに照射するようにした配線パターン検出方法。
【請求項２８】
請求項１９乃至２７のうち何れか１項に記載の配線パターン検出方法において、
前記光源を白色光源とした配線パターン検出方法。
【請求項２９】
請求項１９乃至２８のうち何れか１項に記載の配線パターン検出方法によって撮像された画像と、所定の良品画像とを照合し、前記最上層配線パターンが良品であるか否かを検査するようにした配線パターン検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、複数の配線パターンが例えば透明性を有するポリイミド絶縁層を介して積層された半導体パッケージ用多層配線基板において、最上層の配線パターンを光学的にパターン抽出し、高分解能による撮像を行い、自動的にそのパターンの検査および検出を行う配線パターンの検査装置、検査方法、検出装置および検出方法に関する。
【背景技術】  一般に電気機器の小型・軽量化を目的として使用される半導体パッケージ用多層配線基板上に形成された配線パターンは、ポリイミドフィルムに銅箔を接着剤でラミネートし、これをサブトラクティブ法やセミアディティブ法等によりパターンニング処理して、厚さが５〜１５μｍ、最も集積度を有する部分で幅が１０μｍ程度である。
このパターニング処理工程において、突発的に配線パターンの細り（欠け）、断線、ショート、太り（突起）等の重欠陥が発生する恐れがある。このため、従来これら欠陥の有無はオープン／ショート導通検査や目視検査によって判別されてきた。しかし、目視検査は、パターンの微細化に伴い、熟練を要する上に、検査員の体調等により検査結果にばらつきや不良見逃しが生じる恐れがある。そこで、最近ではカメラを使用して自動的に欠陥有無を検査する自動検査装置が各種提案されている（例えば、特開平１０−１９５３１号公報（実施例１）および特許第２９６２５６５号公報（第５図、第７図））。また、上記半導体パッケージ用多層配線基板において最小１０μｍ幅の配線パターンに存在する各種欠陥を目視にて検査することは可能であるが、目視検査は検査時間がかかり人件費増に伴う製品単価アップが懸念されるため自動検査が必要であり、例えば１０μｍ幅内の１／３以上の欠陥を検出するためには撮像分解能１μｍを実現しなければならない。そこで、撮像分解能と撮像視野（対象ワークサイズ）との関係から大局的に撮像方法、検査方法さらにはハンドリング方法等を模索する必要がある。
一般にカメラを使用して自動的に欠陥有無を検査する自動検査装置は、複数台のセンサーカメラ（ラインＣＣＤ素子やエリアＣＣＤ素子等）で同一ワーク上の複数の配線パターンを同時、時間差、エリア分割等で撮像し、その画像を認識処理することによって配線パターンに存在する細り（欠け）、断線、ショート、太り（突起）等の欠陥検出を行っている。その認識処理は、ＣＡＤデータ（パターン設計情報）や良品ワーク（正しく配線パターンが形成されたワーク）を基準マスター画像として事前登録し、このマスター画像と検査画像（検査対象パターン画像）との比較処理、特徴抽出処理等の方法により差異のあった部分を欠陥として判断する方法が一般的である。このときの検査画像は最上層に形成された配線パターンに注目して映し出されたものであり、内層配線パターンの影響を考慮せずに撮像を行っているのがほとんどである。
この理由としては、内層配線パターンが存在しない製品であること、内層配線パターンが存在する製品であっても配線パターンと配線パターンとの間に介在する絶縁層基材種類、基材厚、基材色、透過・反射分光感度等によって最上層配線パターンの画像化に影響を及ぼさないこと、内層配線パターンが存在し多少影響を及ぼしたとしても画像化時の閾値調整等で簡単に影響をなくすことができ、最初から内層配線パターンの写り込み影響を光学的に問題視する必要がない等が挙げられる。
しかしながら、従来の検査装置を用いた場合、上記半導体パッケージ用多層配線基板では、配線パターンと配線パターンとの間に介在する透明性を有するポリイミドフィルム絶縁層厚が１０〜２５μｍ程度と薄く、最上層配線パターンの画像化を高分解能にて試みようとした際内層に存在する配線パターンが写り込み、最上層配線パターンのみに着目した鮮明なパターン画像を得ることができない。
また、このようなカメラによって撮像された画像を用いて上記のような検査を行うためには光学条件が重要であり、光学的に欠陥が顕在化できなければ処理アルゴリズムをいくら高度化しても確実な検査は不可能である。
また、配線パターンおよび絶縁層部分に蛍光照明を当てて絶縁層から発生する蛍光成分を検出することにより擬似的に配線パターン部分を抽出し検査することも提案されているが、この方法では蛍光発光により擬似的に配線パターンエッジが抽出された画像が得られるため、配線パターン上のピンホールや配線パターントップ側に存在する欠けといった欠陥を検出することはできない。また、半導体パッケージ用多層配線基板の品質保証のために配線パターンに着目し検査する必要がある。そこで、銅配線パターンを直接見ることができ、微小ピンホールや凹みなどの表面欠陥や層間接続を行うフィルドビア品位も観察でき、高速信号伝送を実現させるためのパッケージ検査として外観上の品質保証がより確実に行えることが望まれる。そして、配線パターンに着目した検査を行うことができれば、製造途中において形成された配線パターンの良し悪しをモニタリングすることにより製造プロセスをチェックし、製造プロセス自体を最適に保つことができるようにプロセス状態の制御までを結びつけることが可能となる。
また、前記特開平１０−１９５３１号公報に記載の発明は、配線パターンを暗い画像として撮像することにより配線パターンを撮像する発明である。したがって、特開平１０−１９５３１号公報に記載の方法では、配線パターンを暗い画像として撮像できるだけであって、微小ピンホールや凹みなどの表面欠陥や層間接続を行うフィルドビア品位も観察できるような高度の撮像はできない。
また、前記特許第２９６２５６５号公報に記載の発明は、特定の波長のレーザ光（４５０ｎｍ以下）を照射し、配線パターンからの反射率と、ポリイミド系絶縁膜（ＯＮ  ＡＬ）からの反射率との差があることを利用し、配線パターンを明るい画像として撮像しようとするものである。しかしながら、４５０ｎｍ以下の波長の光に対して、通常のＣＣＤは感度を有さず、特殊な撮像系が必要となる。一方、通常のＣＣＤが感度を有する波長（例えば、５５０ｎｍ付近）では、配線パターンからの反射率と、ポリイミド系絶縁膜（ＯＮ  ＡＬ）からの反射率との差があまりなく、特許第２９６２５６５号公報で開示されている方法では、最上層の配線パターンのみを撮像し、内層の配線パターンを撮像しないようにするということは困難である。
また、配線パターンの自動検査においては、短時間で、大面積の配線パターンを撮像できることが必要であるが、特許第２９６２５６５号公報に開示されている方法では、レーザ光を配線パターンに集光して照射し、配線パターン上の照射されるレーザ光を走査することによって配線パターンを撮像する所謂ポイントスキャンであるため、時間がかかる。更に、特許第２９６２５６５号公報に開示されている方法では、配線パターン上で様々な方向に反射したレーザ光の強度を検出し、検出値に基づいて配線パターンの配置角度等の情報を得るようにしているために、検出系を少なくとも２系統設ける必要があり、構成が複雑となる。更にまた、各系統からの検出値を演算処理することによって配線パターン状態を復元するために、演算処理量が膨大になる。
【発明の開示】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、半導体パッケージ用の多層配線基板に対して内層配線パターンの影響を光学的に除去することによって、最上層配線パターンの高精細な画像を撮像し、同配線パターンの検査を自動的にかつ高い信頼性の下で行うことが可能な配線パターンの検査装置、検査方法、検出装置および検出方法を提供することにある。
また、その第２の目的は、大面積の最上層配線パターンに対しても短時間で最上層配線パターンの検査および検出を行うことができ、かつ構成も簡素な配線パターンの検査装置、検査方法、検出装置および検出方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
すなわち、本発明の第１の局面では、光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、光源と、光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、平行導光手段によって導光された光から、光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する第１の抽出手段と、第１の抽出手段によって抽出された第１の直線偏光を円偏光に変換する円偏光変換手段と、円偏光変換手段によって変換された円偏光をワークに照射する照射手段と、照射手段によって照射された円偏光がワークで反射してなる反射光から、第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光を抽出する第２の抽出手段と、第２の抽出手段によって抽出された第２の直線偏波光を撮像する撮像手段とを備えている。
従って、本発明の第１の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、光源からの光を円偏光に変換し、この円偏光をワークに照射することができる。更に、ワークに照射されて反射した反射光から第２の直線偏光を抽出し、撮像することができる。この第２の直線偏光には、最上層配線パターンに関する情報が含まれている。
本発明の第２の局面は、光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、光源と、光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、平行導光手段によって導光された光から、光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出し、抽出した第１の直線偏光を、導光方向および第１の直線偏光の電界ベクトルの方向と直交する方向に導く偏光ビームスプリッターと、偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光を円偏光に変換するλ／４波長板と、λ／４波長板によって変換された円偏光をワークに照射する照射手段と、撮像手段とを備えている。
そして、照射手段によって照射された円偏光がワークで反転し回転方向が逆とされた後にλ／４波長板を透過し、偏光ビームスプリッターによって第１の直線偏光と直交する第２の直線偏光が抽出され、抽出された第２の直線偏光が撮像手段によって撮像されるようにしている。
従って、本発明の第２の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、光源からの光をλ／４波長板によって円偏光に変換し、この円偏光をワークに照射することができる。更に、ワークに照射されて反射した反射光から、λ／４波長板と偏光ビームスプリッターによって、第２の直線偏光を抽出し、撮像することができる。この第２の直線偏光には、最上層配線パターンに関する情報が含まれている。
本発明の第３の局面は、光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、光源と、光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、平行導光手段によって導光された光から、光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する第１の偏光ビームスプリッターと、第１の偏光ビームスプリッターによって抽出された第１の直線偏光を、導光方向および第１の直線偏光電界ベクトルの方向と直交する方向に導く第２の偏光ビームスプリッターと、第２の偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光を円偏光に変換するλ／４波長板と、λ／４波長板によって変換された円偏光をワークに照射する照射手段と、撮像手段とを備えている。
そして、照射手段によって照射された円偏光がワークで反射し回転方向が逆とされた後にλ／４波長板を透過し、第２の偏光ビームスプリッターによって第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光が抽出され、抽出された第２の直線偏光が撮像手段によって撮影されるようにしている。
従って、本発明の第３の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、光源からの光を一旦第１の直線偏光に変換し、さらにその第１の直線偏光をλ／４波長板によって円偏光に変換し、この円偏光をワークに照射することができる。更に、ワークに照射されて反射した反射光から第２の直線偏光を抽出し、撮像することができる。この第２の直線偏光には、最上層配線パターンに関する情報が含まれている。
本発明の第４の局面は、光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、光源と、光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、平行導光手段によって導光された光から、光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する偏光板と、偏光板によって抽出された第１の直線偏光を、導光方向および第１の直線偏光の電界ベクトルの方向と直交する方向に導く偏光ビームスプリッターと、偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光を円偏光に変換するλ／４波長板と、λ／４波長板によって変換された円偏光をワークに照射する照射手段と、撮像手段とを備えている。
そして、照射手段によって照射された円偏光がワークで反射し回転方向が逆とされた後にλ／４波長板を透過し、偏光ビームスプリッターによって第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光が抽出され、抽出された第２の直線偏光が撮像手段によって撮像されるようにしている。
従って、本発明の第４の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、光源からの光を偏光板と、偏光ビームスプリッターと、λ／４波長板とによって円偏光に変換し、この円偏光をワークに照射することができる。更に、ワークに照射されて反射した反射光から第２の直線偏光を抽出し、撮像することができる。この第２の直線偏光には、最上層配線パターンに関する情報が含まれている。
本発明の第５の局面は、光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、光源と、光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、平行導光手段によって導光された光から、光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する第１の抽出手段と、第１の抽出手段によって抽出された第１の直線偏光を所定の角度の偏光板を介して、所定の偏波成分を得る偏波成分抽出手段と、偏波成分抽出手段によって得られた偏波成分をワークに照射する照射手段と、照射手段によって照射された偏波成分がワークで反射してなる反射光から、第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光を抽出する第２の抽出手段と、第２の抽出手段によって抽出された第２の直線偏光を撮像する撮像手段とを備えている。
従って、本発明の第５の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、光源からの光を偏波成分に変換し、この偏波成分をワークに照射することができる。更に、ワークに照射されて反射した反射光から第２の直線偏光を抽出し、撮像することができる。この第２の直線偏光には、最上層配線パターンに関する情報が含まれている。
本発明の第６の局面は、光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、光源と、光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、平行導光手段によって導光された光から、光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出し、抽出した第１の直線偏光を、導光方向および第１の直線偏光の電界ベクトルの方向と直交する方向に導く偏光ビームスプリッターと、偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光を所定の角度の偏光板を介して、所定の偏波成分を得る偏波成分抽出手段と、偏波成分抽出手段によって得られた偏波成分をワークに照射する照射手段と、撮像手段とを備えている。
そして、照射手段によって照射された偏波成分がワークで反射してなる反射光から、偏光ビームスプリッターによって第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光を抽出するようにし、抽出された第２の直線偏光を撮像手段によって撮像するようにしている。
従って、本発明の第６の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、光源からの光を偏波成分に変換し、この偏波成分をワークに照射することができる。更に、ワークに照射されて反射した反射光から第２の直線偏光を抽出し、撮像することができる。この第２の直線偏光には、最上層配線パターンに関する情報が含まれている。
本発明の第７の局面は、光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、光源と、光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、平行導光手段によって導光された光から、光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する第１の偏光ビームスプリッターと、第１の偏光ビームスプリッターによって抽出された第１の直線偏光を、導光方向および第１の直線偏光の電界ベクトルの方向と直交する方向に導く第２の偏光ビームスプリッターと、第２の偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光を所定の角度の偏光板を介して、所定の偏波成分を得る偏波成分抽出手段と、偏波成分抽出手段によって得られた偏波成分をワークに照射する照射手段と、撮像手段とを備えている。
そして、照射手段によって照射された偏波成分がワークで反射してなる反射光から、第２の偏光ビームスプリッターによって第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光を抽出し、抽出された第２の直線偏光を撮像手段によって撮像するようにしている。
従って、本発明の第７の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、光源からの光を一旦第１の直線偏光に変換し、さらにその第１の直線偏光を偏波成分に変換し、この偏波成分をワークに照射することができる。更に、ワークに照射されて反射した反射光から第２の直線偏光を抽出し、撮像することができる。この第２の直線偏光には、最上層配線パターンに関する情報が含まれている。
本発明の第８の局面は、光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出装置であって、光源と、光源からの光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、平行導光手段によって導光された光から、光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する偏光板と、偏光板によって抽出された第１の直線偏光を、導光方向および第１の直線偏光の電界ベクトルの方向と直交する方向に導く偏光ビームスプリッターと、偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光を所定の角度の偏光板を介して、所定の偏波成分を得る偏波成分抽出手段と、偏波成分抽出手段によって得られた偏波成分をワークに照射する照射手段と、撮像手段とを備えている。
そして、照射手段によって照射された偏波成分がワークで反射してなる反射光から、第１の直線偏光と直交する第２の直線偏光を抽出し、抽出された第２の直線偏光を、撮像手段によって撮像するようにしている。
従って、本発明の第８の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、光源からの光を偏波成分に変換し、この偏波成分をワークに照射することができる。更に、ワークに照射されて反射した反射光から第２の直線偏光を抽出し、撮像することができる。この第２の直線偏光には、最上層配線パターンに関する情報が含まれている。
本発明の第９の局面は、第１乃至８のうち何れかの局面の配線パターン検出装置において、ワークにおける所定の線状領域の撮像を連続的に行い、連続的に撮像された線状領域をつなぎ合わせることによってワークの面状領域を撮像するようにしたラインセンサを撮像手段に備えている。
従って、本発明の第９の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、ワークをラインスキャンすることによって撮像することができるので、ワークをポイントスキャンするような場合に比べて短時間で撮像することが可能となる。
本発明の第１０の局面は、第１乃至９のうち何れかの局面の配線パターン検出装置において、平行導光手段は、光源からの光を導光するライトガイドと、強度分布を一定に保ちながら光源からの光を拡散する拡散板と、拡散板によって拡散された光をほぼ平行にする平行化手段と、平行化手段によって平行にされた光を導光する手段とを備えている。
従って、本発明の第１０の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、光源からの光の強度分布を一定に保ちながら拡散することができるので、全体に亘ってムラのない高分解能での撮像が可能となる。
本発明の第１１の局面は、第１０の局面の配線パターン検出装置において、光源からの光から赤外線成分を除去する赤外線フィルターを、光源とライトガイドとの間、あるいはライトガイドと拡散板との間に介挿して備えている。
従って、本発明の第１１の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、熱源となる赤外線が平行導光手段に入らないようにカットすることができるので、平行導光手段の温度上昇を阻止することができる。
本発明の第１２の局面は、第１乃至１１のうち何れかの局面の配線パターン検出装置において、平行導光手段を冷却する冷却手段を付加している。
従って、本発明の第１２の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、平行導光手段を冷却することができる。
本発明の第１３の局面は、第１乃至１２のうち何れかの局面の配線パターン検出装置において、第２の直線偏光のうち、最上層配線パターンの反射光による量と、最上層配線パターン以外の反射光による量との差が、予め定めた値よりも大きくなる波長域を選択する選択手段と、選択手段によって選択された波長域における光成分を導く選択波長光成分導光手段とを付加している。
従って、本発明の第１３の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、第２の直線偏光のうち、最上層配線パターンの反射光による量と、最上層配線パターン以外の反射光による量との差が、予め定めた値よりも大きくなる波長域を選択し、選択された波長域における光成分からなる画像を撮像することができる。これによって、最上層配線パターンに顕在化した画像を得ることができる。
本発明の第１４の局面は、第１３の局面の配線パターン検出装置において、選択波長光成分導光手段を、選択手段によって選択された波長域における光成分を撮像手段に平行に導く１枚または２枚以上のレンズとしている。
従って、本発明の第１４の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、１枚または２枚以上のレンズを適宜用いることによって、選択された波長域の光成分を撮像手段に平行に入射させることができる。その結果、最上層配線パターンに顕在化した精細な画像を撮像することができる。
本発明の第１５の局面は、本発明の第１３または第１４の局面の配線パターン検出装置において、ベースフィルムをポリイミド樹脂、配線パターンを銅によってそれぞれ形成し、選択手段は５５０ｎｍを含む波長域を選択し、撮像手段をＣＣＤとしている。
従って、本発明の第１５の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、ベースフィルムおよび配線パターンの典型的な材料であるポリイミド樹脂および銅によって形成されたワークに関する最上層配線パターンを精度良く検出することができる。
本発明の第１６の局面は、第１乃至４のうちの何れかの局面の配線パターン検出装置において、円偏光に代えて、楕円偏光をワークに照射する。
従って、本発明の第１６の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、円偏光のみならず、楕円偏光をワークに照射することができる。
本発明の第１７の局面は、第１乃至１６のうちの何れかの局面の配線パターン検出装置において、光源を白色光源とする。
従って、本発明の第１７の局面の配線パターン検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、光源として、特別な光源を用いることなく、白色光源を用いることができる。
本発明の第１８の局面は、第１乃至１７のうち何れかの局面の配線パターン検出装置の撮像手段で撮像された画像と、所定の良品画像とを照合し、最上層配線パターンが良品であるか否かを検査する検査手段を備えた配線パターン検査装置である。
従って、本発明の第１８の局面の配線パターン検査装置においては、以上のような手段を講じることにより、最上層配線パターンが良品であるか否かを精度良く検査することができる。
本発明の第１９の局面は、光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出方法であって、光をほぼ平行に導光する平行導光工程と、平行導光工程によって導光された光から、光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する第１の抽出工程と、第１の抽出工程によって抽出された第１の直線偏光を円偏光に変換する円偏波光変換工程と、円偏波光変換工程によって変換された円偏光をワークに照射する照射工程と、照射工程によって照射された円偏光がワークで反射してなる反射光から、第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光を抽出する第２の抽出工程と、第２の抽出工程によって抽出された第２の直線偏光を撮像する撮像工程とを備えている。
従って、本発明の第１９の局面の配線パターン検出方法においては、以上のような手段を講じることにより、光源からの光を円偏光に変換し、この円偏光をワークに照射することができる。更に、ワークに照射されて反射した反射光から第２の直線偏光を抽出し、撮像することができる。この第２の直線偏光には、最上層配線パターンに関する情報が含まれている。
本発明の第２０の局面は、光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出方法であって、光をほぼ平行に導光する平行導光手段と、平行導光手段によって導光された光から、光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を偏光板によって抽出する工程と、偏光板によって抽出された第１の直線偏光を、偏向ビームスプリッターを用いて、導光方向および第１の直線偏光の電界ベクトルの方向が直交する方向に導く工程と、偏光ビームスプリッターによって導かれた第１の直線偏光をλ／４波長板によって円偏光に変換する工程、λ／４波長板によって変換された円偏光をワークに照射する工程と、ワークに照射された円偏光がワークで反射し回転方向が逆とされた後にλ／４波長板を透過し、偏光ビームスプリッターによって第１の直線偏光と直交する第２の直線偏光が抽出され、抽出された第２の直線偏光を撮像する工程とを備えている。
従って、本発明の第２０の局面の配線パターン検出方法においては、以上のような手段を講じることにより、光源からの光を偏光板と、偏光ビームスプリッターと、λ／４波長板とによって円偏光に変換し、この円偏光をワークに照射することができる。更に、ワークに照射されて反射した反射光から第２の直線偏光を抽出し、撮像することができる。この第２の直線偏光には、最上層配線パターンに関する情報が含まれている。
本発明の第２１の局面は、光透過性のベースフィルムの少なくとも表裏に配線パターンを有する半導体パッケージ用多層配線基板からなるワークの最上層配線パターンを光学的に検出する配線パターン検出方法であって、光をほぼ平行に導光する平行導光工程と、平行導光工程によって導光された光から、光の導光方向に対して電界ベクトルの方向が直交する第１の直線偏光を抽出する第１の抽出工程と、第１の抽出工程によって抽出された第１の直線偏光を所定の角度の偏光板を介して、所定の偏波成分を得る偏波成分抽出工程と、偏波成分抽出工程によって得られた偏波成分をワークに照射する照射工程と、照射工程によって照射された偏波成分がワークで反射してなる反射光から、第１の直線偏光と電界ベクトルの方向が直交する第２の直線偏光を抽出する第２の抽出工程と、第２の抽出工程によって抽出された第２の直線偏光を撮像する撮像工程とを備えている。
従って、本発明の第２１の局面の配線パターン検出方法においては、以上のような手段を講じることにより、光源からの光を偏波成分に変換し、この偏波成分をワークに照射することができる。更に、ワークに照射されて反射した反射光から第２の直線偏光を抽出し、撮像することができる。この第２の直線偏光には、最上層配線パターンに関する情報が含まれている。
本発明の第２２の局面は、第１９乃至２１のうち何れかの局面の配線パターン検出方法において、ラインセンサを用いて、ワークにおける所定の線状領域の撮像を連続的に行い、連続的に撮像された線状領域をつなぎ合わせることによってワークの面状領域を撮像するようにしている。
従って、本発明の第２２の局面の配線パターン検出方法においては、以上のような手段を講じることにより、ワークをラインスキャンすることによって撮像することができるので、ワークをポイントスキャンするような場合に比べて短時間で撮像することが可能となる。
本発明の第２３の局面は、第１９乃至２２のうち何れかの局面の配線パターン検出方法において、平行導光工程は、強度分布を一定に保ちながら光を拡散する拡散工程と、拡散工程によって拡散された光をほぼ平行にする平行化工程と、平行化工程によって平行にされた光を導光する工程とを備えている。
従って、本発明の第２３の局面の配線パターン検出方法においては、以上のような手段を講じることにより、光源からの光の強度分布を一定に保ちながら拡散することができるので、全体に亘ってムラのない高分解能での撮像が可能となる。
本発明の第２４の局面は、本発明の第２３の局面の配線パターン検出方法において、平行導光工程は、光から赤外線成分を除去する赤外線除去工程を、拡散工程の前に更に備えている。
従って、本発明の第２４の局面の配線パターン検出方法においては、以上のような手段を講じることにより、熱源となる赤外線が平行導光手段に入らないようにカットすることができるので、光を導光する部材の温度上昇を阻止することができる。
本発明の第２５の局面は、第１９乃至２４のうち何れかの局面の配線パターン検出方法において、第２の直線偏光のうち、最上層配線パターンの反射光による量と、最上層配線パターン以外の反射光による量との差が、予め定めた値よりも大きくなる波長域を選択する選択工程と、選択工程によって選択された波長域における光成分を導く選択波長光成分導光工程とを付加している。
従って、本発明の第２５の局面の配線パターン検出方法においては、以上のような手段を講じることにより、第２の直線偏光のうち、最上層配線パターンの反射光による量と、最上層配線パターン以外の反射光による量との差が、予め定めた値よりも大きくなる波長域を選択し、選択された波長域における光成分からなる画像を撮像することができる。これによって、最上層配線パターンに顕在化した画像を得ることができる。
本発明の第２６の局面は、本発明の第２５の局面の配線パターン検出方法において、ベースフィルムをポリイミド樹脂、配線パターンを銅によってそれぞれ形成し、選択工程は５５０ｎｍを含む波長域を選択し、撮像工程ではＣＣＤによって撮像するようにしている。
従って、本発明の第２６の局面の配線パターン検出方法においては、以上のような手段を講じることにより、ベースフィルムおよび配線パターンの典型的な材料であるポリイミド樹脂および銅によって形成されたワークに関する最上層配線パターンを精度良く検出することができる。
本発明の第２７の局面は、第１９または第２０の局面の配線パターン検出方法において、円偏光に代えて、楕円偏光をワークに照射するようにしている。
従って、本発明の第２７の局面の配線パターン検出方法においては、以上のような手段を講じることにより、円偏光のみならず、楕円偏光をワークに照射することができる。
本発明の第２８の局面は、第１９乃至２７のうち何れかの局面の配線パターン検出方法において、光源を白色光源としている。
従って、本発明の第２８の局面の配線パターン検出方法においては、以上のような手段を講じることにより、光源として、特別な光源を用いることなく、白色光源を用いることができる。
本発明の第２９の局面は、第１９乃至２８のうち何れかの局面の配線パターン検出方法によって撮像された画像と、所定の良品画像とを照合し、最上層配線パターンが良品であるか否かを検査するようにした配線パターン検査方法である。
従って、本発明の第２９の局面の配線パターン検査方法においては、以上のような手段を講じることにより、最上層配線パターンが良品であるか否かを精度良く検査することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、第１の実施の形態に係る配線パターン検査装置の一例を示す構成説明図。
図２は、第１の実施の形態に係る配線パターン検査装置における検査ユニットの一例を示す構成説明図。
図３は、ワークにおける照射領域と線状領域との関係を示す概念図。
図４Ａは、最上層配線パターン情報が顕在化された配線パターン画像が得られる原理を説明するための概念図。
図４Ｂは、最上層配線パターン情報が顕在化された配線パターン画像が得られる原理を説明するための概念図。
図４Ｃは、最上層配線パターン情報が顕在化された配線パターン画像が得られる原理を説明するための概念図。
図４Ｄは、最上層配線パターン情報が顕在化された配線パターン画像が得られる原理を説明するための概念図。
図５Ａは、図２に示す検査ユニットにおいて、偏光フィルターの回転角を０°とした場合の配線パターンの撮像画像。
図５Ｂは、図２に示す検査ユニットにおいて、偏光フィルターの回転角を１０°とした場合の配線パターンの撮像画像。
図５Ｃは、図２に示す検査ユニットにおいて、偏光フィルターの回転角を４５°とした場合の配線パターンの撮像画像。
図５Ｄは、図２に示す検査ユニットにおいて、偏光フィルターの回転角を８０°とした場合の配線パターンの撮像画像。
図５Ｅは、図２に示す検査ユニットにおいて、偏光フィルターの回転角を９０°とした場合の配線パターンの撮像画像。
図６Ａは、最上層配線パターンに対してポリイミド絶縁層を介して内層配線パターンが３層存在する半導体パッケージ用多層配線基板に対し、本発明による検査ユニットによって撮像された最上層配線パターンの画像。
図６Ｂは、最上層配線パターンに対してポリイミド絶縁層を介して内層配線パターンが３層存在する半導体パッケージ用多層配線基板に対し、従来技術によって撮像された同画像。
図７Ａは、最上層配線パターンに対してポリイミド絶縁層を介して内層配線パターンが１層存在する半導体パッケージ用多層配線基板に対し、本発明による検査ユニットによって得た最上層配線パターン情報の画像。
図７Ｂは、図７Ａの画像に対応するラインプロファイル。
図８は、図７Ａに示す画像を２値化処理して得られた画像。
図９は、第１の実施の形態に係る配線パターン検査装置における検査ユニットの偏光フィルターの回転角を変化させた場合における配線パターン画像のヒストグラムの一例。
図１０は、第２の実施の形態に係る配線パターン検査装置における偏光ビームスプリッターの全体構成例を示す斜視図。
図１１は、第２の実施の形態に係る配線パターン検査装置における別の偏光ビームスプリッターの全体構成例を示す斜視図。
図１２は、偏光ビームスプリッターを単独で備えた場合（ａ）と、偏光ビームスプリッターにタブプリズムおよびλ／２波長板を備えた場合（ｂ）と、偏光ビームスプリッターに全反射ミラーとλ／４波長板とを備えた場合（ｃ）とにおいて撮像された画像データにおける配線パターン部分の任意線に沿った階調差を示すプロファイル図。
図１３は、第３の実施の形態に係る配線パターン検査装置の検査ユニットの一例を示す構成説明図。
図１４は、第３の実施の形態に係る配線パターン検査装置の検査ユニットにおける平行導光部の一例を示す構成説明図。
図１５Ａは、第３の実施の形態に係る配線パターン検査装置の検査ユニットにおける光抽出部の一例を示す構成説明図。
図１５Ｂは、第３の実施の形態に係る配線パターン検査装置の検査ユニットにおける光抽出部の一例を示す構成説明図。
図１５Ｃは、第３の実施の形態に係る配線パターン検査装置の検査ユニットにおける光抽出部の一例を示す構成説明図。
図１５Ｄは、第３の実施の形態に係る配線パターン検査装置の検査ユニットにおける光抽出部の一例を示す構成説明図。
図１６は、２段直列に配置された偏光ビームスプリッター同士の位置関係を示す斜視図。
図１７は、第３の実施の形態に係る配線パターン検査装置の検査ユニットにおける波長選択部の一例を示す構成説明図。
図１８Ａは、内層配線パターンが１層存在する半導体パッケージ用多層配線基板において撮像された最上層配線パターンの例を示す画像。
図１８Ｂは、内層配線パターンが３層存在する半導体パッケージ用多層配線基板において撮像された最上層配線パターンの例を示す画像。
図１９Ａは、内層配線パターンが１層存在する半導体パッケージ用多層配線基板において撮像された最上層配線パターンの例を示す画像。
図１９Ｂは、図１９Ａの画像を２値化処理して得た画像。
図２０は、偏光ビームスプリッターを２段直列に組み合わせた場合における画像と、偏光ビームスプリッターと横波偏光板とを組み合わせ偏光効率を上げた場合における画像とにおける撮像視野幅方向のラインプロファイルの一例。
図２１Ａは、偏光ビームスプリッターの両端部において、適用入射角からのズレが無い場合を示す図（偏光ビームスプリッターを直列に２段設けた場合）。
図２１Ｂは、偏光ビームスプリッターの両端部における適用入射角からのズレを説明するための図（偏光ビームスプリッターを直列に２段設けた場合）。
図２２Ａは、偏光ビームスプリッターの両端部において、適用入射角からのズレが無い場合を示す図（偏光ビームスプリッターを１つのみ設けた場合）。
図２２Ｂは、偏光ビームスプリッターの両端部における適用入射角からのズレを説明するための図（偏光ビームスプリッターを１つのみ設けた場合）。
【発明を実施するための最良の形態】  以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図９を用いて説明する。
図１は、本実施の形態に係る配線パターン検査装置の一例を示す構成説明図である。
すなわち、本実施の形態に係る配線パターン検査装置２００は、ベースフィルムに配線パターンが形成された半導体パッケージ用多層配線基板からなるワーク５１の最上層配線パターンを光学的に検査する配線パターン検査装置であって、検査ユニット１００と、ワーク巻き出しユニット１１０と、管理コードリーダユニット１２０と、マーキングユニット１３０と、レビュー・ベリファイユニット１４０と、ワーク巻き取りユニット１５０と、ホストコンピュータ１６０とから構成している。
ワーク巻き出しユニット１１０では、ワーク５１が巻き取られたワークリール１１１が下段にセットされ、ワーク５１は下段ワーク経路に沿ってローラー１１３によって送り出され、垂るみ量は必要適切な位置に設置された上下限センサ１２２によって調節するようにしている。ワークリール１１１にワーク５１と一緒に巻かれている保護用スペーサテープ５２は、スペーサテープリール１１２によって巻き取られるようにしている。ワーク５１の状態情報は、ホストコンピュータ１６０に送信されるようにしている。
次に、ワーク５１は、ガイドローラ１１４，１１５を介してテープ搬送用駆動ローラー１２１ａ，１２１ｂによって高精度かつ安定化が図られた状態で、管理コードリーダユニット１２０へと搬送され、ワーク５１の管理コード（例えばワーク情報を管理コード化したマーク等）がＣＣＤカメラ１２３によって読み込まれ、読み込まれた管理コードがホストコンピュータ１６０に送信されるようにしている。
更にワーク５１は、ガイドローラ１１６，１１７を介してテープ搬送用駆動ローラー１２１ａ，１２１ｂによって高精度かつ安定化が図られた状態で、検査ユニット１００へと搬送されるようにしている。検査ユニット１００は、ワーク５１の最上層の配線パターンを光学的に顕在化する。そして、顕在化された配線パターンの特徴を抽出処理して得られる配線パターンデータと、正常な設計配線パターンデータとの比較処理を行い、配線パターンの良否を判定する。そして判定結果を、ホストコンピュータ１６０に送信する。このような検査ユニット１００の詳細については後述する。
検査ユニット１００によって配線パターンの良否が判定されたワーク５１は、ガイドローラ１１８，１１９を介してテープ搬送用駆動ローラー１２１ａ，１２１ｂによって高精度かつ安定化が図られた状態で、マーキングユニット１３０へと搬送されるようにしている。マーキングユニット１３０では、不良品であるワーク５１に対しては、パンチ抜きする等することによって、不良品のワーク５１であることが分かるようなマーキングを行う。そしてこのマーキング結果を、ホストコンピュータ１６０に送信する。なお、マーキング方法としては、パンチ抜きの他に、印字マーキングやテーピング等の方法がある。
次に、レビュー・ベリファイユニット１４０において、配線パターンの観察だけでなく、ベリファイすることによって配線パターンの過剰品質レベルを確認するようにしている。この確認結果は、ホストコンピュータ１６０に送信されるようにしている。
更に、レビュー機能に配線パターンや欠陥部品など任意部品の測長機能を持たせることにより、検査機に加えて測長機も実現することができる。これにより、１リールのパターン幅の規則的な情報を把握することができ、工程内への早急なるフィードバックにも資するようにしている。
次に、ワーク５１はガイドローラ１４１，１４２を介してワーク巻き取りユニット１５０に搬送されるようにしている。そして、スペーサテープリール１５２から供給される保護用スペーサテープ５２と一緒にワークリール１５１内に巻き取られるようにしている。ワーク巻き取りユニット１５０におけるワーク５１の状態情報は、ホストコンピュータ１６０に送信されるようにしている。
このような構成をしてなる配線パターン検査装置２００は、ユニット構成を基本としており、例えば処理速度向上のための検査ユニット１００の増設等、ユニット単位の増設・取り外しが容易にでき、クリーン環境での使用も考慮した構造、構成としている。また、ワーク搬送やその構成も前述した形態に捉われることはなく、例えば横搬送ではなく縦搬送にして同構成を具体化させたり、ワーク巻き出しユニット１１０およびワーク巻き取りユニット１５０をともに同一の側に設ける等の配置も可能としている。
以下、検査ユニット１００の詳細について説明する。
検査ユニット１００は、図２に示すように、光源１０と、ライトガイド１１と、集光レンズ１２と、熱線カットフィルター１３と、放熱機構１４と、偏光ビームスプリッター２１と、偏光ビームスプリッター２２と、センサーカメラ３０と、ＣＣＤ素子３１と、バンドパスフィルター３２と、結像レンズ３３と、偏光フィルター３４（偏光板）と、演算制御部４０と、ワーク固定駆動機構５０とを備えている。なお、集光レンズ１２および結像レンズ３３は、単一のレンズのみならず、複数のレンズからなるレンズ群であってもよい。
光源１０は、例えば白色光源や、メタルハライドランプ等の可視域全域に亘って発光する高輝度照明が好適である。後述するようにＣＣＤ素子３１によって高分解能による撮像がなされるためには、十分な光量が必要である。したがって、光源１０としては、例えば消費電力量が２５０Ｗのメタルハライドランプから３５０Ｗのメタルハライドランプに変えるなどしたり、ライトガイド１１としては複数の光源１０からの光を統合して一端から出力できるようなスポット型のものやロッドレンズが好適である。ただし、使用する光源１０の台数が増えることによって、ライトガイド１１のバンドル径や、外形を大きくする必要があるために集光レンズ１２も工夫を要する。また、光源１０からの光に含まれる赤外線光による熱対策を講じる必要も生じる。
このような光源１０から光が発せられると、この光は、ライトガイド１１、集光レンズ１２、熱線カットフィルター１３を経て偏光ビームスプリッター２１に入射する。熱線カットフィルター１３は、長波長側の光（例えば７００ｎｍ以上の波長）を遮断し、それ以外の光を偏光ビームスプリッター２１に入射させる。
光源１０から発せられた光は、多方面の光成分を有する所謂ランダム光である。なお、この場合、「導光方向」は、図２の右から左への水平方向と定義する。偏光ビームスプリッター２１は、このようなランダム光から直線偏光（図中表裏方向が電界ベクトル方向である）を抽出する。したがって、適用波長域、消光比、偏光比、ワーク視野全域に照射、結像できる外形サイズ等を十分考慮した上で適切な偏光ビームスプリッター２１を選択する必要がある。このようにして偏光ビームスプリッター２１は直線偏光を得るが、これによって必ずしも１００％の直線偏光が抽出される訳ではなく、その他図中表裏方向以外が電界ベクトルである光成分も若干含まれている。
なお、偏光ビームスプリッター２１および熱線カットフィルター１３は、光源１０の光によって高温となり、破損や光学部材そのものが変質する恐れがあるために放熱機構１４を備えている。放熱機構１４は、外部からエアーを噴きつけることによって、偏光ビームスプリッター２１および熱線カットフィルター１３を冷却する。例えば、光源１０として２５０Ｗのメタルハライドランプ１台を使用した場合、熱線カットフィルター１３は約７５℃という高温となるが、放熱機構１４によってエアーを噴き付けることによって約５０℃まで低減させることができるという実験値を得ている。
偏光ビームスプリッター２１は、抽出した直線偏光を偏光ビームスプリッター２２に導光させる。このとき、偏光ビームスプリッター２１では偏光ビームスプリッター２２に導光しない光成分が鏡筒内側壁に逃げてしまうため、その側壁部分の熱対策を施す必要がある。また、偏光ビームスプリッター２１と偏光ビームスプリッター２２との間隙は、光の伝搬ロスを極力無くすためにできる限り近づけて配置する。
偏光ビームスプリッター２２は、偏光ビームスプリッター２１から導光された光には、表裏方向以外が電界ベクトルである光も若干含まれているので、それを排除する。更に下方に導光する。そして、結像レンズ３３および偏光フィルター３４は、この直線偏光を、回転角度を４０〜５０°とした角度成分の光に変換し、ワーク固定駆動機構５０によって固定されたワーク５１へ向けて照射する。このとき入射される直線偏光を回転角に応じてベクトル分解された光成分がワーク５１に向けて照射される。なお、図２では、結像レンズ３３を偏光ビームスプリッター２２と偏光フィルター３４との間に配置しているが、偏光フィルター３４を偏光ビームスプリッター２２と結像レンズ３３との間に配置するようにしても良い。また、偏光フィルター３４がある角度成分のみの光を容易に選択できるように、回転機構を適宜備えるようにしてもよい。
ワーク５１に照射された光成分は、ワーク５１で反射し、この反射光が偏光フィルター３４の回転角に応じてベクトル分解された光成分が、偏光フィルター３４および結像レンズ３３を経て偏光ビームスプリッター２２に入射する。このとき、偏光ビームスプリッター２２において導光方向に電界ベクトル方向がある直線偏光が抽出され、この直線偏光は、バンドパスフィルター３２に入射する。
バンドパスフィルター３２は、最上層配線パターンの反射光量と、ポリイミド絶縁層部分の反射光による偏光ビームスプリッター２２からの量との差異が最も大きくなる波長域を抽出し、抽出した波長域の光のみをセンサーカメラ３０内のＣＣＤ素子３１へと入射させる。
本実施の形態では、センサーカメラ３０に、ラインセンサ技術を適用している。図３は、ラインセンサ技術を説明するための概念図である。すなわち、センサーカメラ３０では、バンドパスフィルター３２によってＣＣＤ素子３１に入射した光のうち、ＣＣＤ素子３１の仕様として予め定められた線状領域に対応する光のみをＣＣＤ素子３１に撮像する。図３において、該円形状である照射領域７１は、ワーク５１において光成分が照射された領域を示している。また、上述した線状領域７２は、各照射領域７１の中心を通るようにそれぞれ位置している。ＣＣＤ素子３１は、ワーク５１がワーク固定駆動機構５０によってワーク５１の平坦性が結像レンズ３３の焦点深度内に確保され、ワーク５１の一部である照射領域７１が光成分によって照射されると、センサーカメラ３０の光学ヘッドまたはワーク固定駆動機構５０が必要な取り込み方向に調節された状態で画像撮像を行う。これによって、センサーカメラ３０が、この照射領域７１に対応する線状領域７２における光を撮像する。
このようにしてある線状領域７２における光を撮像すると、ワーク固定駆動機構５０を駆動し、例えば図３中の矢印に示すようにワーク５１を微小量移動させることによって、照射領域７１を移動させる。そして、この照射領域７１に対応する線状領域７２における光を同様に撮像する。このようなワーク５１の微少量移動と撮像とを、線状領域７２がワーク５１の全面をカバーするまで連続的に行う。そして、撮像された各線状領域７２を重ね合わせることによってワーク５１の全面にわたった撮像情報を得ることによって、最上層配線パターン情報が顕在化された配線パターン画像を得る。
センサーカメラ３０および結像レンズ３３は、対象とするワーク５１の配線パターンが最小で１０μｍと微細であるため、撮像された画像が高分解能となるように光学設計したものを使用する。分解能は、パターンエッジ情報が十分クリアに得られる１μｍ〜２μｍ程度が望ましいが、この分解能設定は対象となるパターン幅の１／９〜１／１０程度が目安となる。また、使用するセンサーカメラ３０のＣＣＤ素子３１の素子数と分解能によって撮像視野も変化するので十分検討が必要である。例えば８０００画素のＣＣＤ素子３１で分解能１μｍを実現させる場合、撮像視野は８ｍｍとなる。
また、ＣＣＤ素子３１のサイズを７μｍとするとおのずと光学倍率７倍が必要になってくる。また、この時に求められる解像力は物側で７２ｌｐ（ラインペア）／ｍｍとなる。また、１μｍの分解能を実現させるためには７μｍ分解能に対して面積比で約５０倍の光量がなければ同じ明るさで撮像することができない。これら様々な条件の論理和が光学系に求められる。
また、バンドパスフィルター３２は、例えばダイクロイックグリーンフィルタのように、最上層配線パターンの反射光量と、ポリイミド絶縁層部分の反射光量との差異が最も大きくなる波長域および透過率の高いものを使用する。具体的には、グリーン成分である５５０ｎｍの波長に着目し、ポリイミド層の反射分光感度０．１％に対して、銅の反射分光感度は３％であり、３０倍反射することが実験値から得られている。
つまり、ワーク５１から反射される光成分の強弱が銅およびポリイミドに依存し、かつ銅の方が反射強度が強いので、最上層銅パターン部が明るく撮像されるようになる。また、ワーク５１に照射する際、偏光比を高めて配線パターンおよびポリイミド絶縁層に照射することにより、より鮮明に最上層配線パターンの画像を撮像するようにしている。
このようにして最上層配線パターン情報が顕在化された配線パターン画像の配線パターンデータは、図示しないパーソナルコンピュータ、キーボード、マウス、ディスプレイ等から構成される演算制御部４０に出力され、ディスプレイから表示されるようにしている。演算制御部４０では、出力された配線パターンデータと、正常な設計配線パターンデータとを用いた各種演算、認識処理および比較処理を行い、配線パターンの良否を判定する。また、演算制御部４０は、ワーク固定駆動機構５０等の制御を行うユーザーインターフェースの役割も受け持つ。
次に、以上のように構成した本実施の形態に係る配線パターン検査装置の検査ユニットの動作について説明する。
すなわち、検査ユニット１００では、光源１０から光が発せられると、この光は、ライトガイド１１、集光レンズ１２を経て熱線カットフィルター１３へと導かれる。そして、熱線カットフィルター１３によって長波長側の光（例えば７００ｎｍ以上の波長）が遮断され、それ以外の光が偏光ビームスプリッター２１へと導かれる。
光源１０から発せられた光は、ランダム光であるが、偏光ビームスプリッター２１では、このランダム光から直線偏光（図中表裏方向が電界ベクトルの方向である）が抽出され、偏光ビームスプリッター２２へと導かれる。なお、偏光ビームスプリッター２１によって必ずしも１００％の直線偏光（図中表裏方向が電界ベクトルの方向である）が抽出される訳ではなく、図中表裏方向以外の電界ベクトルの光成分も若干含まれている。
なお、偏光ビームスプリッター２１および熱線カットフィルター１３は、光源１０の光によって高温となるが、放熱機構１４がエアーを噴きつけることによって冷却される。
偏光ビームスプリッター２２では、偏光ビームスプリッター２１から導光された光には表裏方向以外が電界ベクトルである光も若干含まれているので、それを排除する。そして、結像レンズ３３および偏光フィルター３４側へと導かれる。そして、偏光ビームスプリッター２２によって抽出された直線偏光は、所定の角度の偏光フィルター３４を介して得られる所定の偏向成分をワーク固定駆動機構５０によって固定されたワーク５１へ向けて照射される。
ワーク５１に照射された光成分は、ワーク５１で反射し、この反射光は偏光フィルター３４を透過し、直線偏光の電界ベクトル方向に直交する直線偏光（図中左右方向が電界方向である）へと変換される。
その後、結像レンズ３３によって平行光とされ、偏光ビームスプリッター２２によって図中左右方向の電界ベクトル方向である直線偏光が抽出された後にバンドパスフィルター３２へと導かれる。
バンドパスフィルター３２では、最上層配線パターンの反射光による量と、ポリイミド絶縁層部分の反射光による量との差異が最も大きくなる波長域が抽出され、この波長域の光のみがセンサーカメラ３０内のＣＣＤ素子３１へと入射される。具体的には、グリーン成分である５５０ｎｍの波長の場合、ポリイミド層の反射分光感度０．１％に対して、銅の反射分光感度は３％であり、３０倍反射することが実験値から得られている。このようにして抽出された光がＣＣＤ素子３１によって撮像されることによって、最上層配線パターン情報が顕在化された配線パターンの画像が得られる。つまり、ワーク５１から反射される光成分の強弱が銅およびポリイミドに依存し、かつ銅の方が反射強度が強いので、最上層銅パターン部が明るく撮像される。また、ワーク５１に照射する際、偏光比を高めて配線パターンおよびポリイミド絶縁層に照射することにより、より鮮明な最上層配線パターンの画像が撮像される。
この原理について、図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する。すなわち、光源１０からの光Ｌを平行導光するライトガイド１１によって導光された光から多段に組み合わせた偏光板又は偏光ビームスプリッターを介して図２中表裏方向に電界ベクトルの方向がある直線偏光Ｙ１を抽出、導光させる。図４Ａおよび図４Ｂでは、偏光ビームスプリッター２１によってこの直線偏光Ｙ１を抽出、導光する例を示している。
そして、この直線偏光Ｙ１に対して任意角度で光軸合わせを行った偏光板６５に導光させる。この時の直線偏光Ｙ１に対する偏光板最適角（図２の表裏方向と、偏光板６５の透過軸とのなす角度の最適角）は４５°である。従って、以下この４５°条件下での効果を述べる。
さて、４５°で光軸合わせを行った偏光板６５を透過する光は、入射する直線偏光Ｙ１を１／√２倍のベクトル分解した成分となる。この１／√２直線偏光Ｙ２がポリイミドフィルム絶縁材などをベース６７とした配線パターン６９が配置されたワーク５１に照射されることとなる。
図４Ａに示すように、この１／√２直線偏光Ｙ２を銅などの配線パターン６９に照射すると、銅メッキ手段等によって形成された銅などの配線パターン６９の表面では入射した１／√２直線偏光Ｙ２はそのまま反射されることとなる。そして、反射された１／√２直線偏光Ｙ３が再度偏光板６５を通る。この時、偏光ビームスプリッター２１を通過する光Ｙ４は、ワーク５１から反射された１／√２直線偏光Ｙ３を更に１／√２にベクトル分解した成分が偏光ビームスプリッター２１上方に透過することとなり、その光成分Ｙ５が最上層の配線パターン６９の情報を有した成分としてそのままＣＣＤ素子３１に受光されることとなる。
同様に、図４Ｂに示すように、この１／√２直線偏光Ｙ２をポリイミドフィルム絶縁材などの透明ベースフィルム６７に照射する。この透明ベースフィルム６７は、その材料特性上異方性を有していることが分かっている。すなわち、このような透明ベースフィルム６７に入射した１／√２直線偏光Ｙ２はその表面によって角度変化の加わった偏光光またはランダム光として反射されるものと考えられる。反射された光Ｙ３’は偏光板角度４５°から外れるため、４５°時のＣＣＤ素子３１に受光される相対光量０．５に比べほとんど受光されない程度の光量になる。すなわち、銅などの配線パターン６９に照射した場合と、ポリイミド絶縁部などの透明ベースフィルム６７に照射した場合では、ＣＣＤ素子３１に受光される光量差が生じ、ポリイミドフィルム絶縁材などの透明ベースフィルム６７に該当する情報成分は、ほとんどＣＣＤ素子３１に導光されないものと考えられる。
従って、このように半導体パッケージを形成する材料特性に応じた情報をうまく抽出し、ＣＣＤ素子３１で受光することによって、内層配線パターンの写り込みがなく、最上層配線パターン情報を高コントラストな画像として撮像することが可能となる。
また、図６Ａは、最上層配線パターンに対してポリイミド絶縁層を介して内層配線パターンが３層存在する半導体パッケージ用多層配線基板に対し、検査ユニット１００によって最上層配線パターン情報の顕在化を行った後にセンサーカメラ３０によって撮像された最上層配線パターンの一例を示す画像である。一方、図６Ｂは、同一の最上層配線パターンに対して、通常カメラで撮像された画像である。
図６Ａと図６Ｂより、検査ユニット１００によって最上層の配線パターン情報を光学的により顕在化することによって、内層配線パターンが３層ある場合においても、最上層配線パターンを明瞭に抽出できることを確認することができる。配線パターンが存在するにも関わらず、追加内層数に依存することなく最上層配線パターンのみを抽出することが可能となる。
これに対し、通常カメラで撮像した場合には、図６Ｂに示すように、全ての層の配線パターンが映し出されてしまう。更に、最上層配線パターンと内層配線パターンとは同程度の明るさであるために、例えば２値化処理を施したとしても分離不可能である。特に、最上層配線パターンと内層配線パターンとが交差している箇所では、その影響が顕著であり、どちらが上側に存在しているかの判別もつき難い。
また、図７Ａは、最上層配線パターンに対してポリイミド絶縁層を介して内層配線パターンが１層存在する半導体パッケージ用多層配線基板に対し、検査ユニット１００によって最上層配線パターン情報の顕在化を行った後にＣＣＤ素子３１によって撮像された最上層配線パターンの別の例を示す画像である。図７Ｂは、図７Ａの画像中に示す配線パターン部分に対応するラインプロファイルである。図８は、図７Ａに示す画像に対して２値化処理を施して得られた画像である。
図８から明らかなように、最上層配線パターン部分は明るく、内層パターンおよびポリイミド絶縁層部分は暗く撮像されることがわかる。このように、検査ユニット１００によって撮像された画像は、２値化処理という簡単な画像処理によって、内層配線パターンに影響されることなく更に最上層配線パターンと、内層配線パターンとに分類することができる。そして、ＣＡＤデータ（パターン設計情報）や良品ワーク（正しく配線パターンが形成されたワーク）を基準マスター画像として事前設定し、２値化処理された画像との比較処理や特徴抽出法等により差異のあった部分を欠陥として判定することができる。
また、パターン検査に最適な画像とは、パターンエッジが鮮明でかつ表面凹凸の影響のない状態である。パターンエッジが鮮明であるためには配線パターン部分とポリイミド絶縁層部分とのコントラスト差が明確に切り分けられなければならない。このため、配線パターン表面凹凸の影響をなくすためにはワークに照射する光量が多く明るくなければならない。
図９は、第１の直線偏光の電界ベクトルの方向に対して偏光フィルター３４の透過軸を所定角だけ変化させた場合における配線パターン画像のヒストグラムの一例であり、横軸は階調値、縦軸は画素数を表している。ヒストグラムが高階調側に最もシフトしている条件は回転角が４０°から５０°の場合であり、この回転角では、同時にヒストグラムの山の面積も他の回転角の場合に比べて減少していることが確認できる。
他の回転角の場合には、この山の階調範囲にポリイミド絶縁層部分や、配線パターン部分が含まれてしまうが、最適角度になるに従って配線パターン部分が最大階調を有するために、山の面積から配線パターン部分が分離され、山の面積が減少する。また、各回転角度において撮像された画像からも、同様に配線パターン部分が鮮明で配線パターン部分とポリイミド絶縁層部分とのコントラスト差が大きい最適な条件は、回転角が４０°から５０°の範囲であると確認することができる。
それ以外の回転角では、配線パターン部分の階調値が低くなり、これに伴って配線パターン部分とポリイミド絶縁層部分とのコントラスト差が減少する。これによって、配線パターン部分の階調値が低くなり、配線パターン表面の凹凸の影響も顕著に現れてくる。このため、パターン検査画像としては適さなくなってしまう。各角度成分時の画像を図５Ａから図５Ｅに示す。
上述したように、本実施の形態に係る配線パターン検査装置においては、上記のような作用により、半導体パッケージ用多層配線基板において、内層配線パターンの影響を光学的に除去することができる。その結果、最上層配線パターンの精細な画像を撮像することができる。
更に、この画像を基準データや基準画像と比較することによって、配線パターンの検査を自動的に、かつ高い信頼性の下で行うことが可能となる。
また、センサーカメラ３０にラインセンサ技術を適用することによって、例えば特許第２９６２５６５号公報で適用されているようなポイントスキャンによって画像を得る場合よりも、短時間で画像を撮像することができるために、大面積の最上層配線パターンに対しても有利である。
更に、センサーカメラ３０によって撮像した画像に基づいて配線パターンの検査を行うことができることから、特許第２９６２５６５号公報のように検出系を２重で備える必要はなくなり、構成を簡素化することができる。更にまた、検出値のデータ処理も減るので、演算制御部４０の負荷を低減することも可能となる。
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図２および図１０から図１２を用いて説明する。
本実施の形態に係る配線パターン検査装置は、第１の実施の形態に係る配線パターン検査装置の検査ユニット１００における偏光ビームスプリッター２１の改良に係るものである。したがって、ここでは偏光ビームスプリッター２１のみについて述べる。
すなわち、図２の第１の実施の形態において、偏光ビームスプリッター２１は、光源１０から発せられたランダム光から直線偏光（図中表裏方向が電界ベクトル方向である）を抽出する。しかしながら、この抽出時において、偏光ビームスプリッター２１から図２中上下方向が電界ベクトル方向である光成分が側面に逃げてしまうため、その側面は高温になる。
したがって、この光成分を回収し、電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分に変換して偏光ビームスプリッター２２へと導くことができれば、さらに光量アップが図れ、配線パターン部分とポリイミド絶縁層部分とのコントラスト差を広げることが可能である。
図１０は、このようなことを実現するための偏光ビームスプリッター２１の全体構成の一例を示す斜視図である。
すなわち、図１０に示すように、本実施の形態において偏光ビームスプリッター２１は、偏光膜２１ａを備えており、更に左右両側面にタブプリズム２３（＃Ｒ）およびタブプリズム２３（＃Ｌ）をそれぞれ配置している。また、上側にλ／２波長板２４を配置している。
すなわち、偏光ビームスプリッター２１は、光源１０からランダム光が導入されると、偏光ビームスプリッター２１によって、このランダム光から電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分Ｙを抽出し、偏光ビームスプリッター２２へと導く。一方、この抽出時には、図２中上下方向が電界ベクトル方向である光成分Ｔが、側面側から逃げ出て、タブプリズム２３（＃Ｒ）に導入されるようにしている。タブプリズム２３（＃Ｒ）は、この逃げ出た図２中上下方向が電界ベクトル方向である光成分Ｔを取り込み、λ／２波長板２４へと導く。λ／２波長板２４は、タブプリズム２３（＃Ｒ）から導かれた図２中上下方向が電界ベクトル方向である光成分Ｔをλ／２波長変換し、すなわち電界ベクトル方向が図中左右方向である光成分Ｚに変換し、タブプリズム２３（＃Ｌ）へと導く。タブプリズム２３（＃Ｌ）は、λ／２波長板２４から導かれた電界ベクトル方向が図中左右方向である光成分Ｚをその側面から偏光ビームスプリッター２１の本体へと導く。偏光膜２１ａは、このようにして導かれた電界ベクトル方向が図中左右方向である光成分Ｚを反射することによって、電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分Ｙに変換して偏光ビームスプリッター２２へと導出する。
図１１は、同様な作用をもたらす偏光ビームスプリッター２１の全体構成の例を示す斜視図である。
図１１に示す構成では、偏光ビームスプリッター２１は、偏光膜２１ａを備えており、更に偏光膜２１ａの非反射面側の側面に全反射ミラー２６（＃Ｌ）を、偏光膜２１ａの反射面側の側面にλ／４波長板２５および全反射ミラー２６（＃Ｒ）をそれぞれ配置している。
すなわち、偏光ビームスプリッター２１は、光源１０からランダム光が導入されると、このランダム光から電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分Ｙを抽出し、偏光ビームスプリッター２２へと導く。一方、この抽出時には、図２中上下方向が電界ベクトル方向である光成分Ｔが、側面側から逃げ出てλ／４波長板２５を介して全反射ミラー２６（＃Ｒ）に導かれるようにしている。
全反射ミラー２６（＃Ｒ）は、このようにして導かれた図２中上下方向が電界ベクトル方向である光成分Ｔを反射させることによって、再びλ／４波長板２５を介して偏光ビームスプリッター２１に導入させる。これによって、偏光ビームスプリッター２１から逃げ出た図２中上下方向が電界ベクトル方向である光成分Ｔは、λ／４波長板２５を２回通過するために、電界ベクトル方向が図中左右方向である光成分Ｚとなって偏光ビームスプリッター２１に入射する。
更にこの電界ベクトル方向が図中左右方向である光成分Ｚは、偏光膜２１ａを透過し、一旦偏光ビームスプリッター２１を抜けて全反射ミラー２６（＃Ｌ）に到達する。そして、全反射ミラー２６（＃Ｌ）によって反射された後に、再び偏光ビームスプリッター２１に入射し、偏光膜２１ａに反射されることによって電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分Ｙに変換され、偏光ビームスプリッター２２へと導かれるようにしている。
図１２は、偏光ビームスプリッター２１を単独で備えた場合（ａ）と、図１０に示すように偏光ビームスプリッター２１にタブプリズム２３およびλ／２波長板２４を備えた場合（ｂ）と、図１１に示すように偏光ビームスプリッター２１に全反射ミラー２６とλ／４波長板２５とを備えた場合（ｃ）とにおいてそれぞれ同一条件で撮像された画像データにおける配線パターン部分の任意線に沿った階調差を示すプロファイル図である。
（ａ）と（ｂ）ではほとんど差異は見られないが、（ａ）と（ｃ）では最大２０％程度のコントラスト拡大効果（配線パターン部分と絶縁層部分との明るさが広がる）を確認することができる。
本実施の形態に係る配線パターン検査装置では、上述したようにして、偏光ビームスプリッター２１によって抽出された電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分Ｙのみならず、図２中上下方向が電界ベクトルである光成分Ｔから変換された電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分Ｙもまた偏光ビームスプリッター２２に導出される。これによって、光源１０からの光を効率良く利用できるようになるので、光量アップを図ることが可能となる。その結果、配線パターン部分とポリイミド絶縁層部分とのコントラスト差を広げることができるので、最上層配線パターンをより鮮明に撮像することが可能となる。
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を図１３から図２２を用いて説明する。
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る配線パターン検査装置の検査ユニット１００の改良に係るものである。したがって、ここでは検査ユニットのみについて述べる。
図１３は、本実施の形態に係る配線パターン検査装置の検査ユニットの一例を示す構成説明図である。
すなわち、本実施の形態に係る配線パターン検査装置における検査ユニットは、平行導光部５６と、光抽出部５８と、波長選択部６０と、ワーク固定駆動機構５０と、演算制御部４０とを備えている。
更に、平行導光部５６は、図１４に示すように、光源１０と、ライトガイド１１と、熱線カットフィルター１３と、集光レンズ１７と、拡散板１８と、集光レンズ１９と、ファン２０とを備えている。
光源１０は、第１の実施の形態と同様にメタルハライドランプのような可視域全体に亘って発光する高輝度照明であっても、あるいはレーザのように単一波長の光を発光するものであってもよい。
光源１０から発せられた光は、ライトガイド１１、熱線カットフィルター１３を経て集光レンズ１７へと入射する。そしてこの光は、集光レンズ１７、拡散板１８、および集光レンズ１９によって均一な平行光とされた後に、光抽出部５８へと導光されるようにしている。なお、集光レンズ１７および集光レンズ１９は、単一のレンズのみならず、複数のレンズからなるレンズ群であってもよい。
光抽出部５８に導光される光は、必ず均一な平行光でなければならない。何故なら光抽出部５８で使用されている偏光光学部材の特性は、特に光の入射角に敏感に依存し、適用入射角以外の光が入射した場合には、求める波長特性に大きな影響を及ぼすためである。
例えば、光抽出部５８に偏光ビームスプリッター６８（後で詳述する）が適用されている場合、この入射角４５°仕様の偏光ビームスプリッター６８に対して４０°入射を試みると使用波長域において２％減光、５０°入射を試みると３８％減光するという実験値を得ており、これにより撮像視野に大きな明るさの勾配カーブ（シェーディング）が発生してしまう。
このような大きな勾配カーブが存在する画像に対して様々な画像処理、認識処理を施すことは、演算制御部４０によってなされる処理時間の増加をもたらす。また、この勾配カーブが存在することによって例えば画像の中央部と端部とに同種の欠陥が存在した場合、その欠陥の見え方やその部分のコントラスト差に違いが生じてしまう恐れもある。従って、光抽出部５８に導光する光は必ず均一な平行光となるように集光レンズ１７、集光レンズ１９、および後述する拡散板１８の構成には十分留意する必要がある。
拡散板１８は、特に耐熱温度を十分考慮して選択する必要があり、この拡散板１８によってライトガイド１１からの出射光量分布を均一にする役目を果たす。ホログラフィックディフューザーは、拡散板として最も効果のある光学部材であるが、耐熱性に難があるために、より高い耐熱性を備える必要がある場合には、オパールが適する。
また、一般的にライトガイド１１の端からの出射光量分布は、中央部が暗い傾向になっている。この中央部が暗い傾向を軽減するために光源１０内のランプ（図示せず）の角度を５〜６°傾けることによって効果があることも実験から得られている。
ファン２０は、第１の実施の形態における放熱機構１４の代わりに設けたものであって、ライトガイド１１にエアーを送風することによって空冷し、熱対策が必要なければなくても良い。
光抽出部５８は、図１５Ａから図１５Ｄのうちの何れかに示す立断面構成をしており、平行導光部５６から導光されたランダムな入射光から直線偏光（図中表裏方向を電界ベクトル方向とする）を抽出し、更に円偏光に変換した後にワーク５１に向けて照射する。すなわち、図１５Ａから図１５Ｄにおいて、光抽出部５８の右側から入射光が導光され、円偏光は、光抽出部５８の下側にあるワーク５１に向けて照射されるようにしている。
図１５Ａに示す構成の光抽出部５８は、透過軸が図中表裏方向である偏光板６１と、ハーフミラー（ｈａｌｆ  ｍｉｒｒｏｒ）６２と、λ／４波長板６４と、透過軸が図中左右方向である偏光板６６とから構成している。この場合、図中右側から導光された入射光から透過軸が図中表裏方向である偏光板６１が電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分を抽出する。この電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分は、ハーフミラー６２によって図中下部側へと反射された後にλ／４波長板６４によって円偏光に変換され、ワーク５１に向けて照射されるようにしている。この円偏光は、ワーク５１で反射し、回転方向を逆とされた円偏光となる。この反射光は、λ／４波長板６４によって電界ベクトル方向が図中左右方向である光成分に変換され、更にハーフミラー６２を透過した後に偏光板６６によって更にその直線偏光成分の割合が高められた後に波長選択部６０に導光されるようにしている。
図１５Ｂに示す光抽出部５８は、偏光ビームスプリッター６８とλ／４波長板６４とから構成している。この場合、図中右側から導光された入射光から偏光ビームスプリッター６８が電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分を抽出し、更にこの電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分がλ／４波長板６４へと入射される。この電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分はλ／４波長板６４によって円偏光に変換され、ワーク５１に向けて照射されるようにしている。この円偏光は、ワーク５１で反射し、回転方向を逆とされた円偏光となる。この反射光は、λ／４波長板６４によって電界ベクトル方向が図中左右方向である光成分に変換され、更に偏光ビームスプリッター６８を透過した後に波長選択部６０に導光されるようにしている。
図１５Ｃに示す光抽出部５８は、偏光ビームスプリッター７０と、偏光ビームスプリッター６８と、λ／４波長板６４とから構成している。偏光ビームスプリッター７０と偏光ビームスプリッター６８との位置関係は、図１６の斜視図に示す通りである。この場合、図中右側から導光された入射光から偏光ビームスプリッター７０が電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分を抽出して偏光ビームスプリッター６８へと導光し、偏光ビームスプリッター６８がこの直線偏光を反射してλ／４波長板６４へと入射させる。この直線偏光はλ／４波長板６４によって円偏光に変換され、ワーク５１に向けて照射されるようにしている。この円偏光は、ワーク５１で反射し、回転方向を逆とされた円偏光となる。この反射光は、λ／４波長板６４によって電界ベクトル方向が図中左右方向である光成分に変換され、更に偏光ビームスプリッター６８を透過した後に波長選択部６０に導光されるようにしている。
図１５Ｄに示す光抽出部５８は、偏光板６１と、偏光ビームスプリッター６８と、λ／４波長板６４とから構成している。この場合、図中右側から導光された入射光から偏光板６１が電界ベクトル方向が図中表裏方向である光成分を抽出して偏光ビームスプリッター６８へと導光し、偏光ビームスプリッター６８がこの直線偏光を反射してλ／４波長板６４へと入射させる。また、この過程で、入射光に含まれていた不純物成分も除去される。これによって、より純度の高い直線偏光がλ／波長板６４へと入射されるようにしている。
この直線偏光はλ／４波長板６４によって円偏光に変換され、ワーク５１に向けて照射されるようにしている。この円偏光は、ワーク５１で反射し、回転方向を逆とされた円偏光となる。この反射光は、λ／４波長板６４によって電界ベクトル方向が図中左右方向である光成分に変換され、更に偏光ビームスプリッター６８を透過した後に波長選択部６０に導光されるようにしている。
これら偏光板６１、ハーフミラー６２、λ／４波長板６４、偏光板６６、偏光ビームスプリッター６８、偏光ビームスプリッター７０は、適用波長域、消光比、偏光比、ワーク視野全域に照射、結像できる外形サイズ等を十分考慮し選択する必要がある。また、構成によっては、ワーク５１に照射されない成分の光は鏡筒内側壁に逃げてしまうため、その側壁部分では耐熱シートや空冷機構を設ける。
波長選択部６０は、図１７に示すように、センサーカメラ３０と、ＣＣＤ素子３１と、バンドパスフィルター３２と、テレセントリック像側結像レンズ３６と、テレセントリック物側結像レンズ３８とを備えている。
すなわち、光抽出部５８からの円偏光は、テレセントリック物側結像レンズ３８を介してワーク５１を照射する。そして、円偏光がワーク５１で反射してなる反射光は、テレセントリック物側結像レンズ３８を介した後に光抽出部５８によって電界ベクトル方向が図中左右方向である光成分に変換された後に、テレセントリック像側結像レンズ３６を介して平行光となり、光抽出部５８を経た後にバンドパスフィルター３２に入射する。
なお、本発明において、ワークに照射される光は完全な円偏波光に限らず、楕円偏波光であっても、ワークの最上層の配線パターンが主に観察されるのであれば、構わない。
次に、以上のように構成した本実施の形態に係る配線パターン検査装置の検査ユニットの動作について説明する。
すなわち、検査ユニットでは、光源１０から可視光あるいはレーザ光が発せられると、この光は、ライトガイド１１、熱線カットフィルター１３を経て集光レンズ１７へと導かれる。更に、集光レンズ１７、拡散板１８、および集光レンズ１９によって均一な平行光とされた後に、光抽出部５８へと導光される。
ライトガイド１１は、光源１０からの光によって加熱されるが、ファン２０によって空気が送風されることによって、その機能が低下するほどの温度までに至らないように冷却される。
光抽出部５８に導光された光は、光抽出部５８において直線偏光（図中表裏方向が電界ベクトル方向である）が抽出され、更に円偏光に変換された後にワーク５１に向けて照射される。
この円偏光は、テレセントリック物側結像レンズ３８を介してワーク５１へ照射され、ワーク５１で反射する。この反射光は、テレセントリック物側結像レンズ３８を介した後に光抽出部５８によって電界ベクトル方向が図中左右方向である光成分に変換され、テレセントリック像側結像レンズ３６を介して平行光とされ、偏光ビームスプリッター２２を経た後にバンドパスフィルター３２へと導光される。
バンドパスフィルター３２では、最上層配線パターンの反射光による量と、ポリイミド絶縁層部分の反射光による量との差異が最も大きくなる波長域が抽出され、この波長域の光のみがセンサーカメラ３０内のＣＣＤ素子３１へと入射される。具体的には、グリーン成分である５５０ｎｍの波長の場合、ポリイミド層の反射分光感度０．１％に対して、銅の反射分光感度は３％であり、３０倍反射することが実験値から得られている。
よって、入射した光がセンサーカメラ３０によって撮像されることによって、最上層配線パターン情報が顕在化された配線パターンの画像が得られる。つまり、ワーク５１から反射される円偏光の強弱が銅およびポリイミドに依存し、かつ銅の方が反射強度が強いので、最上層銅パターン部が明るく撮像される。なお、円偏光をワーク５１に照射する際、偏光比を高めて配線パターンおよびポリイミド絶縁層に照射することにより、より鮮明に最上層配線パターン画像が撮像される。
この原理について、図４Ｃおよび図４Ｄを用いて説明する。すなわち、光源１０からの光Ｌを平行導光するライトガイド１１によって導光された光から多段に組み合わせた偏光板又は偏光ビームスプリッターを介して図２中表裏方向に電界ベクトルの方向がある直線偏光ｙ１を抽出、導光させる。図４Ｃおよび図４Ｄでは、λ／４波長板６４によってこの直線偏光ｙ１を抽出、導光する例を示している。
この直線偏光ｙ１は、λ／４波長板６４を通ることによってその光学特性から円偏光ｙ２に変換され、この円偏光ｙ２をポリイミドフィルム絶縁材などベース６７とした配線パターン６９に照射する。
図４Ｃに示すように、この円偏光ｙ２を銅などの配線パターン６９に照射すると、銅メッキ手段等によって形成された銅などの配線パターン６９の表面では入射した円偏光ｙ２はそのまま回転方向が逆転した円偏光ｙ３として反射されることとなる。そして、反射された円偏光ｙ３が再度λ／４波長板６４を通ることによって入射した直線偏光ｙ１に対して直交する直線偏光ｙ４にその光学特性から変換される。変換された直線偏光ｙ４は偏光ビームスプリッター２１の光学特性から上方に透過し、最上層配線パターン情報を有した成分ｙ５としてＣＣＤ素子３１に受光されることとなる。
同様に、図４Ｄに示すように、この円偏光ｙ２をポリイミドフィルム絶縁材などの透明ベースフィルム６７に照射させる。この透明ベースフィルム６７は、その材料特性上異方性を有していることが分かっている。すなわち、このような透明ベースフィルム６７に入射した円偏光ｙ２はその表面では位相差の生じた楕円偏光ｙ３’として反射されることとなる。そして、楕円偏光ｙ３’が再度λ／４波長板６４を通ると楕円偏光の楕円率に応じた方位角の直線偏光ｙ４’に変換されることとなる。この直線偏光ｙ４’は、偏光ビームスプリッター２１の光学特性上、上方にほとんど透過されない（実際は、λ／４波長板６４によって直線偏光ｙ４’に変換された成分から偏光ビームスプリッター２１上方へ透過するベクトル分解成分ｙ５’のみ透過する）。すなわち、ポリイミドフィルム絶縁材などの透明ベースフィルム６７に該当する情報成分は、ほとんどＣＣＤ素子３１に導光されないこととなる。
従って、このように半導体パッケージを形成する材料特性に応じた情報をうまく抽出し、ＣＣＤ素子３１で受光することによって、内層配線パターンの写り込みがなく、最上層配線パターン情報を高コントラストな画像として撮像することが可能となる。
図１８Ａは、最上層配線パターンに対してポリイミド絶縁層を介して内層配線パターンが１層存在する半導体パッケージ用多層配線基板に対し、検査ユニット１００によって最上層配線パターン情報の顕在化を行った後にセンサーカメラ３０によって撮像した最上層配線パターンの例を示す画像である。一方、図１８Ｂは、同３層存在する半導体パッケージ用多層配線基板に対し、同様にして撮像した最上層配線パターンの例を示す画像である。
図１８Ａおよび図１８Ｂから明らかなように、内層配線パターンが１層存在する場合であっても、また３層存在する場合においても、最上層配線パターンのみを明るく抽出できることが確認できる。つまり、内層数に依存することなく最上層配線パターンのみを抽出することが可能である。
また、図１９Ａは、最上層配線パターンに対してポリイミド絶縁層を介して内層配線パターンが１層存在する半導体パッケージ用多層配線基板を検査ユニットによって撮像した最上層配線パターンの例を示す画像である。それに対し、図１９Ｂは、図１９Ａに示す画像に対して２値化処理を施した画像である。
図１９Ｂを見て分かるように、検査ユニットによって撮像された画像に対して、更に２値化という簡単な処理を施すことによって、最上層配線パターン部分はより明るく、内層パターンおよびポリイミド絶縁膜部分はより暗く映像化され、最上層配線パターンとそれ以外がより明確化された画像を得ることができる。また、２値化には、画像データ量を低減することができ、更に高速な画像処理が可能となるという別のメリットもある。
そして、ＣＡＤデータ（パターン設計情報）や良品ワーク（正しく配線パターンが形成されたワーク）を基準マスター画像として事前設定し、２値化処理された画像との比較処理や特徴抽出法等により差異のあった部分を欠陥として判定することができる。
また、パターン検査に最適な画像とは、パターンエッジが鮮明でかつ表面凹凸の影響のない状態である。パターンエッジが鮮明であるためには配線パターン部分とポリイミド絶縁層部分とのコントラスト差が明確に切り分けられなければならず、配線パターン表面凹凸の影響をなくすためにはワークに照射する光量が多く明るくなければならない。
図２０は、光抽出部５８において、図１５Ｃおよび図１６に示すように偏光ビームスプリッター７０と偏光ビームスプリッター６８とを直列に組み合わせた場合（図中における曲線（ｄ））と、図１５Ｄに示すように偏光ビームスプリッター６８と横波偏光板６１とを組み合わせ偏光効率を上げた場合とにおいて撮像した場合（図中における曲線（ｅ））とにおける撮像視野幅方向のラインプロファイルの一例を示したものである。
図中における曲線（ｄ）を見て分かるように、入射角４５°仕様の偏光ビームスプリッターに対して端部の入射角が４５°から外れてしまう。つまり、図１５Ｃに示すように偏光ビームスプリッター７０と、偏光ビームスプリッター６８とを直列に組み合わせた場合には、図２１Ａに示すように、集光レンズ１２によって完全に平行な入射光が形成されない場合には、例えば図２１Ｂに示すように、偏光ビームスプリッター６８の両端部において入射角が４５°から外れてしまう（図２１Ｂは、一例として、偏光ビームスプリッター６８の上端部では４９°の角度で入射光が入射し、下端部では４１°の角度で入射光が入射している場合を示している。）。このような入射角依存性によって、撮像視野幅方向の両側が極端に暗くなってしまい、この状態での単一閾値による２値化処理は困難と言わざるを得ない。このような両端部における適用入射角からのズレは、集光レンズ１２と偏光ビームスプリッター６８との距離が大きくなるほど大きくなるので、集光レンズ１２と偏光ビームスプリッター６８との間に偏光ビームスプリッター７０を介在させている構成の場合には、両端部における適用入射角からのズレによる入射角依存性はより高くなる傾向である。
一方、図１５Ｄに示すように偏光ビームスプリッター７０の代わりに、偏光ビームスプリッター７０よりも薄い偏光板６１を設けた場合は、図２２Ａおよび図２２Ｂに示すように、集光レンズ１２と偏光ビームスプリッター６８との距離を小さくすることができるので、仮に集光レンズ１２によって完全に平行な入射光が形成されない場合であっても、両端部における適用入射角からのズレは、偏光ビームスプリッター７０を用いた場合よりもさほど大きくならない。したがって、図中における曲線（ｅ）を見て分かるように、偏光板６１を使用することよって、両端部における適用入射角からのズレによる階調値低下の影響を改善することが可能である。図２２Ａは、集光レンズ１２によって完全に平行な入射光が形成された場合を示している。また、図２２Ｂは、集光レンズ１２によって完全に平行な入射光は形成されなかったものの、偏光ビームスプリッター６８の両端部における適用入射角からのズレは小さい場合の一例を示している。
なお、図１５Ａ〜図１５Ｄにおいて、λ／４波長板の代わりに、偏光フィルター３４（偏光板）を用いても、最上層の配線パターンのみを鮮明に撮像することが可能である。
以上、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】  本発明によれば、半導体パッケージ用の多層配線基板に対して内層配線パターンの影響を光学的に除去することによって、最上層配線パターンの高精細な画像を撮像することができる。
以上により、同配線パターンの検査を自動的に、かつ高い信頼性の下で行うことが可能な配線パターンの検査装置、検査方法、検出装置および検出方法を実現することが可能となる。
また、撮像手段にラインセンサ技術を適用することによって、大面積の最上層配線パターンに対しても短時間で画像を撮像することができ、かつ構成の簡素化を図ることも可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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