JPH05248835A - パターンの検査方法及びその検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】パターンの検査方法及びその検査装置に関し、
特にプリント配線板のパターン検査などに用いるパター
ン検査方法とその検査装置の改善を目的とする。 【構成】光Ｌが照射されると励起光ＥＬを発生し、かつ
前記光Ｌを透過する透明基板17Ａの上層に、前記光Ｌを
反射する配線層17Ｂが設けられた被検査対象17の配線パ
ターンを検査する方法であって、前記被検査対象17に光
Ｌを照射し、前記配線層17Ｂから反射される反射光ＲＬ
の位置を検出し、前記光Ｌの照射によって前記透明基板
17Ａから励起される励起光ＥＬの位置を検出し、前記反
射光ＲＬの位置と励起光ＥＬの位置とに基づいて前記配
線層17Ｂの高さを検出することを含み構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パターンの検査方法及
びその検査装置に関し、更に詳しく言えば、プリント配
線板のパターン検査などに用いるパターン検査方法とそ
の検査装置の改善に関する。

【０００２】近年、電子機器の高密度化に伴い、内部の
プリント基板も高密度配線を目的とした多層薄膜パター
ンの開発が盛んになっている。この製造工程において
は、配線パターンの欠け、断線や短絡などを検査するパ
ターン検査が必須である。この検査は、配線パターンの
微細化に伴い、もはや作業者の目視では困難となってい
る。

【０００３】そこで、被検査対象に対して非接触で、か
つ高速自動検査を行えるパターンの検査装置の開発が強
く求められている。

【０００４】

【従来の技術】以下で、従来例に係るパターン検査装置
について図を参照しながら説明する。図９は、従来例に
係るパターン検査装置の構成図である。

【０００５】なお、図９においては、従来例に係るパタ
ーン検査装置において、不図示の光源によって反射され
た反射光を検出して配線パターンの位置、高さなどを検
出する光検出部の構成を示している。

【０００６】従来例に係るパターン検査装置は、図９に
示すように、銅などから成る下層配線層37Ａ，透明な材
質から成る層間絶縁膜（例えばポリイミド）である透明
膜37Ｂ，銅などから成る上層配線パターン37Ｃが順次形
成された被検査対象37の配線パターンを検査する装置で
ある。

【０００７】当該装置の光検出部は、図９に示すよう
に、レンズ30，ＰＳＤ（Position Sensitive Detector
，位置検出受光素子）31，高さ演算回路32及び明るさ
演算回路33から成る。

【０００８】まず不図示の光源から被検査対象37に入射
されるレーザ光が上層配線パターン37Ｃ及びその下層の
透明膜37Ｂに斜め上方から照射されると、それぞれの層
によって反射される。

【０００９】次にレンズ30によってそれぞれの層から反
射されたレーザ光（以下反射光ＬＲという）が集光さ
れ、集光された反射光ＬＲが被検査対象37を斜め上方か
ら見込む位置に設置されたＰＳＤ31に結像され、上層配
線パターン37Ｃの像を示す検出信号Ａ，Ｂとして検出さ
れる。

【００１０】ところで、一般的には、銅などの金属で構
成される配線パターンでの反射光は明るく、樹脂などの
基板部での反射光は暗い。そこで、反射光の明るさを示
す情報（以下明るさ情報という）を検出することで上層
配線パターン37Ｃと透明膜37Ｂとの弁別がなされる。こ
の明るさ情報の検出は明るさ演算回路33によってなさ
れ、上層配線パターン37Ｃと透明膜37Ｂとの弁別は不図
示の画像処理手段によってなされる。

【００１１】また、ＰＳＤ31に結像された反射光の像の
位置関係に基づいて高さ演算回路32によって上層配線パ
ターン37Ｃの高さを示す情報（以下高さ情報という）が
検出される。

【００１２】こうして検出された高さ情報及び明るさ情
報は、不図示の画像処理部に出力され、これらの情報に
基づいて配線パターンの欠け，断線や短絡などの欠陥検
査が行われる。

【００１３】以上のようにして配線パターンの二次元及
び三次元（厚み）の検査をしていた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来例に係る
パターン検査装置によれば、図９に示すように、被検査
対象37のそれぞれの層から反射されたレーザ光線である
反射光のみに依存して被検査対象37の高さ情報を検出し
ていた。

【００１５】このため、以下に示すような問題が生じ
る。ここで従来例に係るパターン検査装置の問題点につ
いて図８を参照しながら説明する。図８（ａ），
（ｂ），（ｃ）は従来例の問題点を説明する図である。

【００１６】図８（ａ）は、被検査対象と、レーザ光線
の照射状態を示す図である。又、同図（ｂ）は、従来例
による上層配線パターンの高さの計測結果の一例を示す
グラフであり、横軸は被検査対象の表面上の位置を示
し、縦軸は計測された高さを示す。また、同図（ｃ）は
ＰＳＤ上に結像される各反射光の像の位置状態を示す。

【００１７】図８（ａ）に示すように、下層配線層37
Ａ，透明膜37Ｂ，上層配線パターン37Ｃが順次形成され
た被検査対象37において、不図示の光源が発光したレー
ザ光線Ｌ１，Ｌ２が斜め上方から入射される。このと
き、上層配線パターン37Ｃに照射されたレーザ光線Ｌ１
は該上層配線パターン37Ｃによって、反射レーザ光線ｒ
１として完全に反射される。

【００１８】また、透明膜37Ｂに照射されたレーザ光線
Ｌ２は、透明膜37Ｂの表面によって反射レーザ光線ｒ２
として反射されるが、透明膜37Ｂの下層に下層配線層37
Ａが有る場合、レーザ光線Ｌ２の一部は、透明膜37Ｂを
透過して下層配線層37Ａによって反射され、再び透明膜
37Ｂを通って反射レーザ光線ｒ３として反射される。

【００１９】ところで、ＰＳＤ31には本来、上層配線パ
ターン37Ｃの高さ情報のもとになる反射レーザ光線ｒ１
の像と、透明膜37Ｂの高さ情報のもとになる反射レーザ
光線ｒ２の像が結像され、両方の像の位置関係に基づい
て上層配線パターン37Ｃの高さ情報が検出される。（図
８（ｃ）参照）しかし、従来例によると、透明膜37Ｂの
高さ情報のもとになる反射レーザ光線ｒ２の他に、下層
配線層37Ａから反射された反射レーザ光線ｒ３があたか
も透明膜37Ｂの表面から反射されるように見える（図８
（ａ）参照）ので、反射レーザ光線ｒ２，ｒ３の２つの
像Ｉ２，Ｉ３がＰＳＤ31に結像されることになる。（図
８（ｃ）参照）。

【００２０】このような場合、ＰＳＤ31は結像された反
射レーザ光線ｒ２，ｒ３の像Ｉ２，Ｉ３の位置の平均位
置を算出し、該平均位置をもって透明膜37Ｂ表面からの
反射レーザ光線の像として扱う（図８（ｃ）のＩ′２参
照）。

【００２１】よって、この平均位置の像であるＩ′２に
基づいて検出される透明膜37Ｂ表面の高さも、下層配線
層表面の高さと実際の透明膜表面の高さとの平均値とし
て検出され、下層配線層表面と透明膜表面との中間の値
として検出される。

【００２２】これにより、透明膜表面の高さは、実際の
高さ（図８（ｂ）のＧ１参照）よりも低い値として検出
され、同図（ｂ）のＧ２に示すような値となる。よっ
て、上層配線パターンの厚さとしては、真の厚さｔより
も大きい値であるｔ′が検出される（図８（ｂ）参
照）。

【００２３】このようにして、従来の装置においては、
高さ検出において高精度な計測値が得られないといった
問題が生じる。本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み
創作されたものであり、透明な膜の上下に金属パターン
が形成された基板において、反射光のみに依存して被検
査対象の高さ情報を検出することなく、正確な高さ情報
を得ることが可能になるパターンの検査方法及びその検
査装置の提供を目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明に係るパ
ターンの検査方法及びその検査装置の原理図である。本
発明に係るパターンの検査方法は、図１（ａ）に示すよ
うに、光Ｌが照射されると励起光ＥＬを発生し、かつ前
記光Ｌを透過する透明基板17Ａの上層に、前記光Ｌを反
射する配線層17Ｂが設けられた被検査対象17の配線パタ
ーンを検査する方法であって、前記被検査対象17に光Ｌ
を照射し、前記配線層17Ｂから反射される反射光ＲＬの
位置を検出し、前記光Ｌの照射によって前記透明基板17
Ａから励起される励起光ＥＬの位置を検出し、前記反射
光ＲＬの位置と励起光ＥＬの位置とに基づいて前記配線
層17Ｂの高さを検出することを特徴とする。

【００２５】また、本発明に係る第１のパターンの検査
装置は、図１（ｂ）に示すように、本発明に係るパター
ンの検査方法を実施する検査装置であって、少なくと
も、被検査対象17に光Ｌを照射する光源10と、前記被検
査対象17によって反射される反射光ＲＬの位置を検出す
る第１の光点位置検出手段11を備えたパターン検査装置
において、前記反射光ＲＬ及び励起光ＥＬを分割する光
分割手段12と、被検査対象17から発生される前記反射光
ＲＬ及び励起光ＥＬの中から前記励起光ＥＬのみを抽出
する励起光成分抽出手段13と、前記励起光ＥＬの位置を
検出する第２の光点位置検出手段14とを設けたことを特
徴とする。

【００２６】さらに、本発明に係る第２のパターンの検
査装置は、図１（ｃ）に示すように、本発明に係るパタ
ーンの検査方法を実施する検査装置であって、少なくと
も、被検査対象17に光Ｌを照射する光源10と、前記光Ｌ
の反射光ＲＬの位置を検出する光点位置検出手段15を備
えたパターン検査装置において、前記被検査対象17と、
光点位置検出手段15との間に光波長減衰フィルタ16が設
けられ、前記光波長減衰フィルタ16は、前記光源10の波
長の反射光ＲＬを減衰し、励起光ＥＬを透過させるもの
であることを特徴とし、上記目的を達成する。

【００２７】

【作 用】本発明に係るパターンの検査方法によれば、
図１（ａ）に示すように、ステップＰ２で反射光ＲＬの
位置を検出し、ステップＰ３で励起光ＥＬの位置を検出
し、ステップＰ４で反射光ＲＬの位置と励起光ＥＬの位
置とに基づいて配線層17Ｂの高さを検出している。

【００２８】このため、反射光ＲＬにのみ依存して高さ
を検出していた従来例に比して、透明基板Ｔ１から発生
される励起光ＥＬの発生位置を検出することができる。
これにより、励起光ＥＬの発生位置と反射光ＲＬの位置
とを比較対照することにより、高精度な高さ情報を得る
ことが可能になる。

【００２９】また、本発明に係る第１のパターンの検査
装置によれば、図１（ｂ）に示すように、少なくとも、
光源10と、第１の光点位置検出手段11を備えたパターン
検査装置において、光分割手段12と、励起光成分抽出手
段13と、第２の光点位置検出手段14を設けている。

【００３０】例えば、光源10によって被検査対象17に光
Ｌが照射され、第１の光点位置検出手段11によって反射
光ＲＬの位置が検出され、光分割手段12によって反射光
ＲＬ及び励起光ＥＬが分割され、励起光成分抽出手段13
によって被検査対象17から発生される反射光ＲＬ及び励
起光ＥＬの中から励起光ＥＬのみが抽出され、第２の光
点位置検出手段14によって励起光ＥＬの位置が検出され
る。

【００３１】このため、被検査対象17から励起される励
起光ＥＬの位置を検出することが可能になる。これによ
り、被検査対象17から反射される反射光ＲＬの位置と励
起光ＥＬの位置とに基づいて精度の高い高さ測定が可能
になる。

【００３２】さらに、本発明に係る第２のパターンの検
査装置によれば、図１（ｃ）に示すように、少なくと
も、光源10と、光点位置検出手段15を備えたパターン検
査装置において、光波長減衰フィルタ16を光点位置検出
手段15に設けている。

【００３３】例えば、光源10によって被検査対象17に光
Ｌが照射され、光波長減衰フィルタ16によって光源10の
波長の反射光ＲＬが減衰され、励起光ＥＬが透過され
る。このため、反射光ＲＬのみを減衰することにより、
反射光ＲＬと、微弱な励起光ＥＬの光量とを同一レベル
で扱うことができるので、一個の光点位置検出手段15に
よって光Ｌの反射光ＲＬの位置と励起光ＥＬの位置との
両方を検出することが可能になる。

【００３４】これにより、被検査対象から反射される反
射光の位置と励起光の位置とに基づいて精度の高い高さ
測定が可能になる。

【００３５】

【実施例】次に図を参照しながら本発明の実施例につい
て説明をする。図２〜図７は、本発明の実施例に係るパ
ターンの検査方法及びその検査装置を説明する図であ
る。以下で、本発明の実施例に係るパターンの検査方法
を実施する検査装置及びその検査方法について図２〜図
７を参照しながら説明する。

【００３６】（１）第１の実施例 以下で、各実施例に係るパターンの検査装置について図
２を参照しながら説明する。図２は、本発明の各実施例
に係るパターンの検査装置の構成図である。

【００３７】本発明の各実施例に係るパターンの検査装
置は、光照射部Ｍ１，被検査対象支持部Ｍ２，パターン
検出部Ｍ３及び画像処理部Ｍ４から成る。光照射部Ｍ１
は、光Ｌの一例であるレーザ光線を被検査対象27に照射
するものであり、被検査対象支持部Ｍ２は、被検査対象
27を支持して、レーザ光線の走査に応じて移動させたり
するものである。また、パターン検出部Ｍ３は、該被検
査対象27によって反射された反射光に基づいて被検査対
象27のパターンの状態を示すパターン情報を検出するも
のである。

【００３８】画像処理部Ｍ４は、パターン検出部Ｍ３に
よって検出されたパターン情報に基づいてパターン信号
画像を求め、それを基準とするパターン信号画像と比較
することにより、配線パターンの欠け，断線，短絡など
の欠陥検査を行うものである。本発明の各実施例におい
ては、特に上記したパターン検出部Ｍ３について特徴が
あるので、該パターン検出部Ｍ３について説明する。

【００３９】以下で本発明の第１の実施例に係るパター
ン検出部について図３を参照しながら説明する。図３
は、本発明の第１の実施例に係るパターン検出部の構成
図である。

【００４０】本実施例に係るパターン検出部は、図３に
示すように、下層配線層27Ａ，透明膜27Ｂ，上層配線パ
ターン27Ｃが順次形成された被検査対象27の上層配線パ
ターン27Ｃのパターンの厚さを検出する装置であって、
その構成は、レンズ30、１：ｎ分割ミラー22、ＮＤ（Ne
utral Decrement ）フィルタ21Ａ，第１のＰＳＤ21Ｂ，
高さ演算回路21Ｃ，照明光波長カットフィルタ23，第２
のＰＳＤ24Ａ，基材高さ演算回路24Ｂ，明るさ演算回路
24Ｃ及び選択回路25から成る。

【００４１】レンズ30は、不図示の光照射部から照射さ
れたレーザ光線Ｌａの被検査対象27による反射光や、透
明膜27Ｂから発光される蛍光を集光して１：ｎ分割ミラ
ー22に照射するものである。

【００４２】１：ｎ分割ミラー22は、光分割手段12の一
実施例であり、自身に照射される反射光や蛍光などの光
の一部を透過し、一部を反射させることによって光量を
１：ｎの比でそれぞれ異なる方向に分割するものであ
る。なお、蛍光は励起光ＥＬの一例であり、レーザが透
明膜27Ｂに照射されることにより発光する。蛍光を用い
た位置検出などについては後に詳述する。

【００４３】ＮＤフィルタ21Ａ，第１のＰＳＤ21Ｂ，高
さ演算回路21Ｃは第１の光点位置検出手段11の一実施例
を構成するものである。ここで、ＮＤフィルタ21Ａは、
自身に照射される光の光量を減衰して透過するものであ
る。

【００４４】第１のＰＳＤ21Ｂは、上層配線パターン27
Ｃから反射され、ＮＤフィルタ21Ａによって減衰された
反射光の位置を検出して上層配線パターン27Ｃの高さ情
報の基になる検出信号Ａ，Ｂを高さ演算回路21Ｃに出力
するものである。

【００４５】高さ演算回路21Ｃは、第１のＰＳＤ21Ｂか
ら出力された上層配線パターン27Ｃの高さ情報の基にな
る検出信号Ａ，Ｂに基づいて上層配線パターン27Ｃの高
さ情報を算出し、後述の選択回路25へ出力するものであ
る。

【００４６】照明光波長カットフィルタ23は、励起光成
分抽出手段13の一実施例であり、反射光の波長をカット
して蛍光成分のみを透過するフィルタである。第２のＰ
ＳＤ24Ａ，基材高さ演算回路24Ｂ及び明るさ演算回路24
Ｃは、第２の光点位置検出手段14の一実施例を構成する
ものである。第２のＰＳＤ24Ａは、透明膜27Ｂの表面近
くから発光される蛍光の発光位置及びその明るさを検出
するものであって、透明膜27Ｂの高さ情報の基になる情
報及び蛍光の明るさ情報の基になる検出信号Ａ，Ｂを基
材高さ演算回路24Ｂに出力するものである。

【００４７】基材高さ演算回路24Ｂは、第２のＰＳＤ24
Ａから出力された透明膜27Ｂ表面の高さ情報に基づいて
透明膜27Ｂの高さ情報を算出し、後述の選択回路25へ出
力するものである。

【００４８】明るさ演算回路24Ｃは第２のＰＳＤ24Ａか
ら出力された透明膜27Ｂから発光される蛍光の明るさ情
報の基になる検出信号Ａ，Ｂに基づいて明るさ情報Ａ＋
Ｂを算出する。

【００４９】この明るさ情報Ａ＋Ｂをあるスライスレベ
ルで二値化し、この二値化された信号（明るさ信号）を
選択回路25及び不図示の画像処理部へと出力する。当該
明るさ演算回路24Ｃは蛍光のみの明るさを検出するの
で、金属からなる配線パターンの形成された領域では第
２のＰＳＤ24Ａが蛍光を検出できない。

【００５０】よって、当該明るさ信号は、被検査対象に
おいて、レーザの照射領域が上層配線パターン27Ｃの形
成された領域上では０になり、透明膜27Ｂの形成された
領域上では１になる。かくして上層配線パターン27Ｃと
透明膜27Ｂの弁別をしている。

【００５１】選択回路25は、上層配線パターン27Ｃ，透
明膜27Ｂのいずれかの高さ情報を不図示の画像処理部に
選択出力するものである。すなわち、明るさ演算回路24
Ｃから出力される二値化信号が０のときは高さ演算回路
21Ｃから出力される上層配線パターン27Ｃの高さ情報が
不図示の画像処理部へ出力され、二値化信号が１のとき
は基材高さ演算回路24Ｂから出力される透明膜27Ｂの高
さ情報が画像処理部へと出力される。

【００５２】以上のようにして、本発明の第１の実施例
に係るパターンの検査装置によれば、図３に示すよう
に、１：ｎ分割ミラー22と、照明光波長カットフィルタ
23と、第２のＰＳＤ24Ａ，基材高さ演算回路24Ｂ，明る
さ演算回路24Ｃとを設けている。

【００５３】例えば、光照射部によって被検査対象27に
レーザ光線Ｌａが照射され、１：ｎ分割ミラー22によっ
て反射光及び蛍光が二方向に分割され、照明光波長カッ
トフィルタ23によって被検査対象27から発生される反射
光及び蛍光の中から蛍光のみが抽出され、第２のＰＳＤ
24Ａ，基材高さ演算回路24Ｂ，明るさ演算回路24Ｃによ
って蛍光の発光位置が検出される。

【００５４】このため、被検査対象27から励起される蛍
光の位置を検出することが可能になる。これにより、被
検査対象27から反射される反射光の位置と蛍光の位置と
に基づいて精度の高い高さ測定が可能になる。

【００５５】以下で、本発明の各実施例に係る、蛍光に
よる位置検出を用いたパターンの検査方法について図４
を参照しながら説明する。図４は、本発明の各実施例に
係るパターンの検査方法の説明図である。

【００５６】図４（ａ）は、下層配線層27Ａ，透明膜27
Ｂ，上層配線パターン27Ｃが順次形成された被検査対象
27にレーザ光線Ｌ１，Ｌ２が入射したときの状態を示し
ている。

【００５７】まず、不図示の光照射部からレーザ光線Ｌ
１，Ｌ２が、被検査対象27に向けて照射される。こうし
て照射されたレーザ光線Ｌ１，Ｌ２のうち、レーザ光線
Ｌ１は上層配線パターン27Ｃによって完全に反射され、
反射レーザ光線ｒ１として反射される。この反射レーザ
光線ｒ１によって、上層配線パターン27Ｃの高さが検出
される。

【００５８】ところで、レーザ光線が透明膜27Ｂに照射
されると、その内部に浸透されていくが、この透明膜27
Ｂが例えばポリイミドなどの有機物質であるときには、
透明膜27Ｂ内部にレーザ光線によって励起された蛍光が
発生する。

【００５９】図４（ｂ）は、この蛍光の発光量と、透明
膜27Ｂの表面からの深さとの相互関係を示すグラフであ
って、横軸に蛍光発光量を、縦軸に表面からの深さをそ
れぞれとっている。図４（ｂ）に示すように、発生され
た蛍光の発光量は、表面近くで大きくなり、その内部の
深さ方向に進むほど小さくなる。

【００６０】すなわち、透明膜27Ｂの表面近くにおいて
蛍光の発光量が最大になるので、該発光量が最大になる
位置を検出することによって、透明膜27Ｂの表面の高さ
を検出することが出来る。

【００６１】こうして求めた透明膜27Ｂ表面の高さと、
反射レーザ光線ｒ１に基づいて得られる上層配線パター
ン27Ｃの高さとを比較することによって、該上層配線パ
ターン27Ｃの厚さｔが検出できる。すなわち、上層配線
パターン27Ｃの高さから透明膜27Ｂの高さを引けば、上
層配線パターン27Ｃの厚さが求められる。

【００６２】以下で、本発明の第１の実施例に係るパタ
ーン検査装置を用いた検査方法について当該装置の動作
を補足しながら説明する。図５は、本発明の第１の実施
例に係るパターンの検査方法を説明するフローチャート
である。

【００６３】まず、図５のステップＰ１で、下層配線層
27Ａ，透明膜27Ｂ，上層配線パターン27Ｃが順次形成さ
れた被検査対象27（図３参照）に、レーザ光線Ｌａを照
射する。このとき、該レーザ光線Ｌａは不図示の光照射
部から照射される。

【００６４】次に、ステップＰ２で被検査対象27からの
反射光及び蛍光を集光する。このとき、該集光はレンズ
30によってなされる。なお、ここで反射光とは被検査対
象27によってレーザ光線Ｌａが反射された光であり、ま
た、蛍光とは、レーザ光線Ｌａの照射によって被検査対
象27の透明膜27Ｂから励起されて発光する光である。

【００６５】次いで、ステップＰ３で反射光及び蛍光を
２方向に分割する。このとき、該分割は１：ｎ分割ミラ
ー22によってなされる。すなわち、１：ｎ分割ミラー22
自身に照射される反射光や蛍光などの光の一部が透過さ
れ、残部が反射され、その光量が１：ｎの比でそれぞれ
異なる方向に分割される。その光のうち、一方は第１の
ＰＳＤ21Ｂに向けて進行し、他方は第２のＰＳＤ24Ａに
向けて進行する。

【００６６】さらに、ステップＰ４で第１のＰＳＤ21Ｃ
に進行する光の光量を減衰させる。このとき、この光の
減衰はＮＤフィルタ21Ａによってなされ、自身に照射さ
れる光の光量が減衰されかつ第１のＰＳＤ21Ｂに向けて
透過される。

【００６７】次いで、ステップＰ５で上層配線パターン
27Ｃにおける反射光の反射する位置を検出する。このと
き、第１のＰＳＤ21Ｂによって、減衰された反射光の位
置が検出され、かつ上層配線パターン27Ｃの高さ情報の
基になる検出信号Ａ，Ｂが高さ演算回路21Ｃに出力され
る。

【００６８】すなわち、第１のＰＳＤ21Ｂから出力され
た検出信号Ａ，Ｂに基づいて上層配線パターン27Ｃの高
さ情報｛（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）｝が高さ演算回路21Ｃ
によって算出され、選択回路25へ出力される。

【００６９】一方、ステップＰ６で、第２のＰＳＤ24Ａ
に向けて進行する光の反射光成分の波長をカットする。
このとき、当該カットは、照明光波長カットフィルタ23
によってなされ、その蛍光成分のみが当該カットフィル
タ23を透過される。

【００７０】次に、ステップＰ７で、照明光波長カット
フィルタ23を透過された蛍光の発光位置、明るさを検出
する。このとき、該発光位置、明るさの検出は、第２の
ＰＳＤ24Ａによってなされる。

【００７１】すなわち、蛍光成分の像が第２のＰＳＤ24
Ａに結像され、透明膜27Ｂの高さ情報の基になる検出信
号Ａ′，Ｂ′が基材高さ演算回路24Ｂに出力され、第２
のＰＳＤ24Ａによって出力された検出信号Ａ′，Ｂ′に
基づいて透明膜27Ｂの高さ情報｛（Ａ′−Ｂ′）／
（Ａ′＋Ｂ′）｝が基材高さ演算回路24Ｂ によって算
出され、選択回路25へ出力される。

【００７２】また、同時にＡ′，Ｂ′に基づいて明るさ
情報であるＡ′＋Ｂ′が基材高さ演算回路24Ｂ によっ
て算出され、適当なスライスレベルによって二値化され
た、明るさ信号として選択回路25に出力される。

【００７３】さらに、ステップＰ７で検出された蛍光の
明るさ信号に基づいて、ステップＰ８で上層配線パター
ン27Ｃの高さ情報｛（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）｝と、透明
膜27Ｂの高さ情報｛（Ａ′−Ｂ′）／（Ａ′＋Ｂ′）｝
とのいずれかを選択して、画像処理部へと出力する。

【００７４】このとき、該選択出力処理は、選択回路25
によってなされる。すなわち、明るさ演算回路24Ｃから
選択回路25に明るさ信号が出力され、該明るさ信号に基
づいて、上層配線パターン27Ｃの高さ情報｛（Ａ−Ｂ）
／（Ａ＋Ｂ）｝と透明膜27Ｂの高さ情報｛（Ａ′−
Ｂ′）／（Ａ′＋Ｂ′）｝との高さ情報のいずれかが選
択回路25によって選択出力される。

【００７５】例えば、明るさ演算回路24Ｃは、蛍光の明
るさのみを検出するので、レーザ光線が金属からなる上
層配線パターン27Ｃ上に照射されるときには蛍光が発光
されず、従って蛍光の明るさが検出されない。よってこ
のときの明るさ信号を０とする。また、透明膜27Ｂ上で
は蛍光が発光するので、蛍光の明るさが検出される。よ
って明るさ信号を１とする。

【００７６】このようにして、ＰＳＤによって検出され
た光が上層配線パターン27Ｃの反射光と、透明膜27Ｂの
蛍光とのいずれの光であるかを、明るさ信号を用いて弁
別することができる。

【００７７】すると、上述した明るさ信号が０のとき
に、上層配線パターン27Ｃの高さ情報｛（Ａ−Ｂ）／
（Ａ＋Ｂ）｝が選択回路25によって選択出力され、該明
るさ信号が１のときに透明膜27Ｂの高さ情報｛（Ａ′−
Ｂ′）／（Ａ′＋Ｂ′）｝が選択回路25によって選択出
力される。

【００７８】こうして出力された２種類の高さ情報
｛（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）｝，｛（Ａ′−Ｂ′）／
（Ａ′＋Ｂ′）｝に基づいて、ステップＰ９で上層配線
パターン27Ｃの厚さを求める。

【００７９】このとき、上層配線パターン27Ｃの厚さ
は、不図示の画像処理部において求められる。こうして
求められた上層配線パターン27Ｃの厚さに基づいて、配
線パターンの欠け，断線，短絡などの欠陥を検査するパ
ターン検査が行われる。

【００８０】以上のようにして、本発明の第１の実施例
に係るパターンの検査方法によれば、図５のステップＰ
５で上層配線パターン27Ｃにおける反射光の反射位置を
検出し、ステップＰ７で蛍光の発光位置を検出し、ステ
ップＰ９で反射光の反射位置と蛍光の発光位置とに基づ
いて上層配線パターンの厚さを検出している。

【００８１】このため、反射光にのみ依存して上層配線
パターンの厚さを検出していた従来例に比して、透明膜
27Ｂから発生される蛍光の発生位置を検出して、反射光
の位置と比較対照することにより、上層配線パターンの
厚さを高精度に得ることが可能になる。

【００８２】（２）第２の実施例 以下で本発明の第２の実施例に係るパターンの検査装置
のパターン検出部について図６を参照しながら説明す
る。図６（ａ）は、本発明の第２の実施例に係るパター
ン検出部の構成図であり、図６（ｂ）は、当該パターン
検出部の動作説明図である。

【００８３】本実施例に係るパターン検出部は、図６
（ａ）に示すように、下層配線層27Ａ，透明膜27Ｂ，上
層配線パターン27Ｃが順次形成された被検査対象27の上
層配線パターン27Ｃの厚さなどの高さ情報を検出する装
置であって、その構成は、レンズ30、照明光波長減衰フ
ィルタ26、ＰＳＤ25Ａ，高さ演算回路25Ｂ及び明るさ演
算回路25Ｃから成る。

【００８４】レンズ30は、不図示の光照射部から照射さ
れたレーザ光線の被検査対象27による反射光や、透明膜
27Ｂから発光される蛍光を集光して照明光波長減衰フィ
ルタ26に照射するものである。

【００８５】照明光波長減衰フィルタ26は、光波長減衰
フィルタ16の一実施例であり、反射光の光量のみを減衰
して、蛍光はそのまま減衰することなく透過するフィル
タである。

【００８６】ＰＳＤ25Ａ，高さ演算回路25Ｂ及び明るさ
演算回路25Ｃは光点位置検出手段15の一実施例を構成す
るものである。ＰＳＤ25Ａは、被検査対象27から反射さ
れる反射光及び発光される蛍光の位置，明るさを検出す
るものであって、透明膜27Ｂの高さ情報の基になる情報
及び蛍光の明るさ情報の基になる検出信号Ａ，Ｂを基材
高さ演算回路25Ｂに出力するものである。

【００８７】高さ演算回路25Ｂは、ＰＳＤ25Ａから出力
された上層配線パターン27Ｃの高さ情報の基になる検出
信号Ａ，Ｂに基づいて上層配線パターン27Ｃと透明膜27
Ｂの高さ情報を算出し、不図示の画像処理部へ出力する
ものである。

【００８８】明るさ演算回路25ＣはＰＳＤ25Ａから出力
された蛍光の明るさ情報の基になる検出信号Ａ，Ｂに基
づいて明るさ情報Ａ＋Ｂをあるスライスレベルで二値化
し、二値化された明るさ信号として不図示の画像処理部
へと出力するものである。

【００８９】以上のようにして、本発明の第２の実施例
に係るパターン検査装置によれば、図６（ａ）に示すよ
うに、照明光波長減衰フィルタ26をＰＳＤ25Ａと被検査
対象27との間に設けている。

【００９０】例えば、不図示の光照射部から被検査対象
27にレーザ光線が照射され、照明光波長減衰フィルタ26
によって反射光のみが減衰され、蛍光が透過される。こ
のため、反射光のみを減衰することにより、反射光と微
弱な蛍光との光量を同一レベルで扱うことができるの
で、一個のＰＳＤ25Ａによって前記レーザ光線の反射光
の位置と蛍光の位置との両方を同時に検出することが可
能になる。

【００９１】これにより、被検査対象27から反射される
反射光の位置と蛍光の位置とに基づいて精度の高い高さ
測定が可能になる。本発明の第２の実施例に係るパター
ン検査装置を用いたパターン検査方法について当該装置
の動作を補足しながら以下で説明する。図７は、本発明
の第２の実施例に係るパターンの検査方法を説明するフ
ローチャートである。

【００９２】まず、図７のステップＰ１で、下層配線層
27Ａ，透明膜27Ｂ，上層配線パターン27Ｃが順次形成さ
れた被検査対象27（図６参照）に、レーザ光線Ｌａを照
射する。このとき、該レーザ光線Ｌａは不図示の光照射
部から照射される。

【００９３】次に、ステップＰ２で被検査対象27からの
反射光及び蛍光を集光する。このとき、該集光はレンズ
30によってなされる。なお、ここで反射光とは被検査対
象27によってレーザ光線Ｌａが反射された光であり、ま
た、蛍光とは、レーザ光線Ｌａの照射によって被検査対
象27の透明膜27Ｂから励起されて発光する光である。

【００９４】次いで、ステップＰ３で、反射光及び蛍光
の中で反射光成分の光量のみを減衰させる。このとき、
この減衰は照明光波長減衰フィルタ26によってなされ
る。次に、ステップＰ４で、被検査対象27における反射
光の反射位置と、蛍光の発光位置とを検出する。このと
き、当該検出は、ＰＳＤ25Ａによってなされる。

【００９５】ここで、ステップＰ３，Ｐ４におけるＰＳ
Ｄ25Ａによる光の位置検出について図６（ｂ）を参照し
ながら詳述する。図６（ｂ）は、横軸に被検査対象27の
表面における位置、縦軸にＰＳＤ25Ａに結像される光の
明るさを示すグラフである。

【００９６】グラフのｇ１は被検査対象27によって反射
される光であって、照明光波長減衰フィルタ26によって
減衰される以前の光の明るさを示す。また、ｇ２は、照
明光波長減衰フィルタ26によって減衰された後の光の明
るさを示す。さらに、ｇ３は、透明膜27Ｂから発光され
る蛍光の明るさを示す。

【００９７】照明光波長減衰フィルタ26によって減衰さ
れる以前の反射光は、ｇ１に示すように、透明膜27Ｂか
ら発光される蛍光（ｇ３参照）の明るさに比して相当明
るい（蛍光の明るさの十倍程度）。よってＰＳＤ25Ａに
結像される光の像は、反射光が強すぎるので、殆どが反
射光の像であって、蛍光の像は殆ど検出されなくなって
しまう。

【００９８】そこで、照明光波長減衰フィルタ26によっ
て、反射光の光量だけを減衰して、その光量を蛍光の光
量よりも少なくすれば、１個のＰＳＤ25Ａによって、蛍
光の像と反射光の像との両方が検出できる。

【００９９】このようにして、蛍光の像（これは透明膜
27Ｂの高さを表す）と反射光の像（これは上層配線パタ
ーンの高さを表す）との検出が一個のＰＳＤ25Ａによっ
てなされる。

【０１００】ここで、図７のフローチャートに戻って、
本実施例に係るパターンの検出方法について説明を続け
る。ステップＰ５で、上層配線パターン27Ｃ及び透明膜
27Ｂの高さ情報，明るさ情報を画像処理部に出力する。
このとき、当該出力処理は、高さ演算回路25Ｂ，明るさ
演算回路25Ｃによってなされる。

【０１０１】次に、ステップＰ６で、こうして出力され
た上層配線パターン27Ｃ及び透明膜27Ｂの高さ情報，明
るさ情報に基づいて上層配線パターン27Ｃの厚さを求め
る。このとき、上層配線パターン27Ｃの厚さは、不図示
の画像処理部において求められる。こうして求められた
上層配線パターン27Ｃの厚さに基づいて、配線パターン
の欠け，断線，短絡などの欠陥を検査するパターン検査
が行われる。

【０１０２】以上のようにして、本発明の第２の実施例
に係るパターンの検査方法によれば、反射光の位置を検
出し、蛍光の発光位置を検出し、反射光の位置と蛍光の
発光位置とに基づいて上層配線パターンの厚さを検出し
ている。

【０１０３】このため、反射光にのみ依存して上層配線
パターン27Ｃの厚さを検出していた従来例に比して、透
明膜27Ｂから発生される蛍光の発生位置を検出して、反
射光の位置と比較対照することにより、上層配線パター
ン27Ｃの厚さを高精度に得ることが可能になる。

【０１０４】

【発明の効果】本発明に係るパターンの検査方法によれ
ば、反射光の位置を検出し、励起光の位置を検出し、反
射光の位置と励起光の位置とに基づいて配線層の高さを
検出している。

【０１０５】このため、透明基板から発生される励起光
の発生位置の検出が可能になることから、励起光の発生
位置と反射光の反射位置とを比較対照することにより、
高精度な高さ情報を得ることが可能になる。

【０１０６】また、本発明に係る第１のパターンの検査
装置によれば、光分割手段と、励起光成分抽出手段と、
第２の光点位置検出手段を設けている。このため、被検
査対象から励起される励起光の位置を検出することが可
能になる。これにより、被検査対象から反射される反射
光の位置と励起光の位置とに基づいて精度の高い高さ測
定が可能になる。

【０１０７】さらに、本発明に係る第２のパターンの検
査装置によれば、光波長減衰フィルタを光点位置検出手
段に設けている。

【０１０８】このため、反射光のみを減衰することによ
り、反射光と微弱な励起光との光量を同一レベルで扱う
ことができるので、一個の光点位置検出手段によって前
記光の反射光の位置と励起光の位置との両方を検出する
ことが可能になる。

【０１０９】これにより、被検査対象から反射される反
射光の位置と励起光の位置とに基づいて精度の高い高さ
測定が可能になる。よって、安定性の高いパターン検査
に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパターンの検査方法及びその検査
装置の原理図である。

【図２】本発明の各実施例に係るパターン検査装置の構
成図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係るパターン検出部の
構成図である。

【図４】本発明の各実施例に係るパターン検査方法の説
明図である。

【図５】本発明の第１の実施例に係るパターンの検査方
法を説明するフローチャートである。

【図６】本発明の第２の実施例に係るパターン検出部の
説明図である。

【図７】本発明の第２の実施例に係るパターンの検査方
法を説明するフローチャートである。

【図８】従来例の問題点を説明する図である。

【図９】従来例に係るパターン検査装置の構成図であ
る。

【符号の説明】

10…光源、 11…第１の光点位置検出手段、 12…光分割手段、 13…励起光成分抽出手段、 14…第２の光点位置検出手段、 15…光点位置検出手段、 16…光波長減衰フィルタ、 17…被検査対象、 17Ａ…透明基板、 17Ｂ…配線層、 ＥＬ…励起光、 ＲＬ…反射光、 Ｌ…光。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光（Ｌ）が照射されると励起光（ＥＬ）
   を発生し、かつ前記光（Ｌ）を透過する透明基板（17
   Ａ）の上層に、前記光（Ｌ）を反射する配線層（17Ｂ）
   が設けられた被検査対象（17）の配線パターンを検査す
   る方法であって、 前記被検査対象（17）に光（Ｌ）を照射し、 前記配線層（17Ｂ）から反射される反射光（ＲＬ）の位
   置を検出し、 前記光（Ｌ）の照射によって前記透明基板（17Ａ）から
   励起される励起光（ＥＬ）の位置を検出し、 前記反射光（ＲＬ）の位置と励起光（ＥＬ）の位置とに
   基づいて前記配線層（17Ｂ）の高さを検出することを特
   徴とするパターンの検査方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のパターンの検査方法を実
   施する検査装置であって、 少なくとも、被検査対象（17）に光（Ｌ）を照射する光
   源（10）と、前記被検査対象（17）によって反射される
   反射光（ＲＬ）の位置を検出する第１の光点位置検出手
   段（11）を備えたパターン検査装置において、 前記反射光（ＲＬ）及び励起光（ＥＬ）を分割する光分
   割手段（12）と、 被検査対象（17）から発生される前記反射光（ＲＬ）及
   び励起光（ＥＬ）の中から前記励起光（ＥＬ）のみを抽
   出する励起光成分抽出手段（13）と、 前記励起光（ＥＬ）の位置を検出する第２の光点位置検
   出手段（14）とを設けたことを特徴とするパターンの検
   査装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のパターンの検査方法を実
   施する検査装置であって、 少なくとも、被検査対象（17）に光（Ｌ）を照射する光
   源（10）と、前記光（Ｌ）の反射光（ＲＬ）の位置を検
   出する光点位置検出手段（15）を備えたパターン検査装
   置において、 前記被検査対象（17）と、光点位置検出手段（15）との
   間に光波長減衰フィルタ（16）が設けられ、前記光波長
   減衰フィルタ（16）は、前記光源（10）の波長の反射光
   （ＲＬ）を減衰し、励起光（ＥＬ）を透過させるもので
   あることを特徴とするパターンの検査装置。