特許 5973846 撥液性樹脂の改質パターン検査方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5973846

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】撥液性樹脂の改質パターン検査方法および装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20160809BHJP

   G01N 21/64 20060101ALI20160809BHJP

   G01N 21/956 20060101ALI20160809BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/88 K

   G01N21/64 Z

   G01N21/956 B

   G01N21/956 A

【請求項の数】10

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-189585(P2012-189585)

(22)【出願日】2012年8月30日

(65)【公開番号】特開2014-48088(P2014-48088A)

(43)【公開日】2014年3月17日

【審査請求日】2015年7月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(72)【発明者】

【氏名】森 誠樹

(72)【発明者】

【氏名】水谷 義人

【審査官】 奥田 雄介

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１８２５３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２９１６８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−１４００１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４５１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２２３７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０３３２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３３０９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８８

Ｇ０１Ｎ ２１／６４

Ｇ０１Ｎ ２１／９５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象物となる撥液性樹脂の表面に設定した被検査領域に向けて可視光線を照射する可視光線照射ステップと、
前記被検査領域から蛍光発光された光を検出する蛍光発光検出ステップとを有し、
前記検査対象物となる撥液性樹脂は、その表面に所定パターンの紫外線を照射することで、前記紫外線のエネルギー吸収により当該撥液性樹脂の表面を撥液性から親液性に変化する改質処理が施されており、
前記撥液性樹脂の表面の撥液性を維持している部分の蛍光波長の発光強度と、改質処理が施されて親液性に変化した部分の蛍光波長の発光強度との違いに基づいて、親液性パターンが形成されているかどうかの検査を行うパターン検査ステップを有する、
撥液性樹脂の改質パターン検査方法。

【請求項2】

前記撥液性樹脂が、紫外線照射により、親水性官能基又は親水性結合が生じる材料であって、ベンゼン環又は共役二重結合分子が増減する材料であることを特徴とする、請求項１に記載の撥液性樹脂の改質パターン検査方法。

【請求項3】

前記撥液性樹脂が、前記紫外線照射により、カルボキシル基、カルボニル基、ヒドロキシル基、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、アミド基のいずれかの親水性官能基、
又は、エステル結合、エーテル結合、ペプチド結合、ジスルフィド結合、ホスホジエステル結合のいずれかの親水性結合が生じる材料であることを特徴とする、請求項２に記載の撥液性樹脂の改質パターン検査方法。

【請求項4】

前記可視光線照射ステップで照射される可視光線が３９０〜５６０ｎｍのいずれかの波長を含み、
前記蛍光発光検出ステップで検出される蛍光成分の光線が、前記可視光線照射ステップで照射される可視光線の波長よりも長い波長であって、５００〜７８５ｎｍのいずれかの波長を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の撥液性樹脂の改質パターン検査方法。

【請求項5】

前記可視光線照射ステップで照射される可視光線が４５０〜５４０ｎｍのいずれかの波長を含み、
前記蛍光発光検出ステップで検出される蛍光成分の光線が５５０〜７５０ｎｍのいずれかの波長を含むことを特徴とする、請求項４に記載の撥液性樹脂の改質パターン検査方法。

【請求項6】

検査対象物となる撥液性樹脂の表面に設定した被検査領域に向けて可視光線を照射する可視光線照射部と、
前記被検査領域から蛍光発光された光を検出する蛍光発光検出部とを備え、
前記検査対象物となる撥液性樹脂は、その表面に所定パターンの紫外線を照射することで、前記紫外線のエネルギー吸収により当該撥液性樹脂の表面を撥液性から親液性に変化する改質処理が施されており、
前記撥液性樹脂の表面の撥液性を維持している部分の蛍光波長の発光強度と、改質処理が施されて親液性に変化した部分の蛍光波長の発光強度との違いに基づいて、親液性パターンが形成されているかどうかの検査を行うパターン検査部を備えた、
撥液性樹脂の改質パターン検査装置。

【請求項7】

前記撥液性樹脂が、紫外線照射により、親水性官能基又は親水性結合が生じる材料であって、ベンゼン環又は共役二重結合分子が増減する材料である
ことを特徴とする、請求項６に記載の撥液性樹脂の改質パターン検査装置。

【請求項8】

前記撥液性樹脂が、前記紫外線照射により、カルボキシル基、カルボニル基、ヒドロキシル基、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、アミド基のいずれかの親水性官能基、
又は、エステル結合、エーテル結合、ペプチド結合、ジスルフィド結合、ホスホジエステル結合のいずれかの親水性結合が生じる材料であることを特徴とする、請求項７に記載の撥液性樹脂の改質パターン検査装置。

【請求項9】

前記可視光線照射部から照射される可視光線が３９０〜５６０ｎｍのいずれかの波長を含み、
前記蛍光発光検出部で検出される蛍光成分の光線が、前記可視光線照射部から照射される可視光線の波長よりも長い波長であって、５００〜７８５ｎｍのいずれかの波長を含むことを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の撥液性樹脂の改質パターン検査装置。

【請求項10】

前記可視光線照射部から照射される可視光線が４５０〜５４０ｎｍのいずれかの波長を含み、
前記蛍光発光検出部で検出される蛍光成分の光線が５５０〜７８５ｎｍのいずれかの波長を含むことを特徴とする、請求項９に記載の撥液性樹脂の改質パターン検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

撥液性樹脂の表面に紫外線照射するなどして所定のパターンで親液性に改質処理した後、当該改質処理した部分の親液性について検査する方法及びその装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器のフレキシブル基板は、表面にレジストを塗布し、ＵＶ露光し、エッチング処理し、メッキ処理を施すといった工程を経て製造されている。一方で、少量多品種生産や微細加工のニーズから、金属粒子や金属イオンなどを含む溶液を用いて電子回路、センサー、素子などを形成する技術（いわゆるプリンテッド・エレクトロニクス）が注目されている。

【0003】

図１０は、プリンテッド・エレクトロニクスによる配線パターン形成の様子を示す概念図であり、図１０（１）〜（４）には、配線パターン形成に必要な各工程の様子が示されている。

【0004】

図１０（１）は、撥液性樹脂Ｊの表面に親液処理を行う様子を示している。紫外線ＵＶが、所定のパターンで光を通すフォトマスクＭを隔てて、撥液性樹脂Ｊの表面に向けて照射されている。

【0005】

図１０（２）は、撥液性樹脂Ｊの表面が、所定のパターンで親液性に変化（改質）された状態を示している。撥液性樹脂Ｊの表面のうち、フォトマスクＭを通過した紫外線ＵＶが照射された部分は、紫外線のエネルギー吸収により、親液性に変化した部分Ｓとなる。
一方、撥液性樹脂Ｊの表面のうち、紫外線ＵＶがフォトマスクＭで遮られ、紫外線のエネルギーを吸収しなかった部分は、撥液性を維持する部分Ｈとなる。

【0006】

図１０（３）は、所定のパターンで親液性に変化（改質）された樹脂材料の表面に、スリットノズルＳＮを用いて、金属粒子や金属イオンなどを含む溶液ＬＭを塗布する様子を示している。

【0007】

図１０（４）は、撥液性樹脂Ｊの表面に、金属粒子や金属イオンなどを含む溶液ＬＭが所定パターンで形成された後の状態を示している。撥液性樹脂Ｊの表面に塗布された金属粒子や金属イオンなどを含む溶液ＬＭは、撥液性を維持する部分Ｈから、親液性に変化した部分Ｓに移動し、所定のパターンを形成する状態となり、その後の乾燥・焼成工程を経て固化する。

【0008】

上述の配線パターン形成過程において、金属粒子や金属イオンなどを含む溶液ＬＭを塗布する前に、所定の親液性に変化した改質パターンが正しく得られたかどうか検査を行いたいという要望が高い。

【0009】

樹脂の反射率や透過率が変化する特性を応用して、照射した光の反射量や透過量の違いから、濡れ性を判別する技術がある（例えば、特許文献１）。

【0010】

樹脂の反射率や透過率が変化する特性を応用し、検査液を用いて、照射した光の反射量や透過量の違いから、濡れ性を判別する技術がある（例えば、特許文献２）。

【0011】

プラズマ処理やコロナ処理により表面改質処理をした材料に対して、紫外線を照射し、蛍光強度を検出することで濡れ性を推定する技術がある（例えば、特許文献３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２００３−１２１２９９号公報

【特許文献2】特開２００３−１２１３８４号公報

【特許文献3】特開２０１１−１４５１９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

しかし、プリンテッド・エレクトロニクスに用いられる撥液性樹脂は、特許文献１，２に示すような光触媒含有層に相当するものが無く、材料の屈折率又は反射率の差異を利用する技術を用いて改質パターンの検査を試みても、改質パターンに対応したコントラストのある画像を取得できず、正しく検査を行うことができない。

【0014】

また、特許文献３に示す技術を用いて改質パターンの検査を試みると、再びその表面全体に紫外線が照射されてしまう。これでは、撥液性を残しておきたい部分の撥液特性を損なうこととなり、破壊検査を行っているようなものであり、実用的ではない。さらに、撥液性樹脂が、感光性の材料であれば材料本来の物性を変化させてしまい、紫外線硬化樹脂であれば紫外線に反応して硬化してしまうため、全数検査に用いることができない。

【0015】

そこで本発明は、紫外線照射により所定のパターンで親液性に変化するように改質処理された撥液性樹脂について、撥液性／親液性を損なうことなく非破壊にて改質パターンの検査を行う方法及び装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
検査対象物となる撥液性樹脂の表面に設定した被検査領域に向けて可視光線を照射する可視光線照射ステップと、
前記被検査領域から蛍光発光された光を検出する蛍光発光検出ステップとを有し、
前記検査対象物となる撥液性樹脂は、その表面に所定パターンの紫外線を照射することで、前記紫外線のエネルギー吸収により当該撥液性樹脂の表面を撥液性から親液性に変化する改質処理が施されており、
前記撥液性樹脂の表面の撥液性を維持している部分の蛍光波長の発光強度と、改質処理が施されて親液性に変化した部分の蛍光波長の発光強度との違いに基づいて、親液性パターンが形成されているかどうかの検査を行うパターン検査ステップを有する、
撥液性樹脂の改質パターン検査方法である。

【0017】

請求項２に記載の発明は、
前記撥液性樹脂が、紫外線照射により、親水性官能基又は親水性結合が生じる材料であって、ベンゼン環又は共役二重結合分子が増減する材料であることを特徴とする、請求項１に記載の撥液性樹脂の改質パターン検査方法である。

【0018】

請求項３に記載の発明は、
前記撥液性樹脂が、前記紫外線照射により、カルボキシル基、カルボニル基、ヒドロキシル基、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、アミド基のいずれかの親水性官能基、
又は、エステル結合、エーテル結合、ペプチド結合、ジスルフィド結合、ホスホジエステル結合のいずれかの親水性結合が生じる材料であることを特徴とする、請求項２に記載の撥液性樹脂の改質パターン検査方法である。

【0019】

請求項４に記載の発明は、
前記可視光線照射ステップで照射される可視光線が３９０〜５６０ｎｍのいずれかの波長を含み、
前記蛍光発光検出ステップで検出される蛍光成分の光線が、前記可視光線照射ステップで照射される可視光線の波長よりも長い波長であって、５００〜７８５ｎｍのいずれかの波長を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の撥液性樹脂の改質パターン検査方法である。

【0020】

請求項５に記載の発明は、
前記可視光線照射ステップで照射される可視光線が４５０〜５４０ｎｍのいずれかの波長を含み、
前記蛍光発光検出ステップで検出される蛍光成分の光線が５５０〜７５０ｎｍのいずれかの波長を含むことを特徴とする、請求項４に記載の撥液性樹脂の改質パターン検査方法である。

【0021】

請求項６に記載の発明は、
検査対象物となる撥液性樹脂の表面に設定した被検査領域に向けて可視光線を照射する可視光線照射部と、
前記被検査領域から蛍光発光された光を検出する蛍光発光検出部とを備え、
前記検査対象物となる撥液性樹脂は、その表面に所定パターンの紫外線を照射することで、前記紫外線のエネルギー吸収により当該撥液性樹脂の表面を撥液性から親液性に変化する改質処理が施されており、
前記撥液性樹脂の表面の撥液性を維持している部分の蛍光波長の発光強度と、改質処理が施されて親液性に変化した部分の蛍光波長の発光強度との違いに基づいて、親液性パターンが形成されているかどうかの検査を行うパターン検査部を備えた、
撥液性樹脂の改質パターン検査装置である。

【0022】

請求項７に記載の発明は、
前記撥液性樹脂が、紫外線照射により、親水性官能基又は親水性結合が生じる材料であって、ベンゼン環又は共役二重結合分子が増減する材料である
ことを特徴とする、請求項６に記載の撥液性樹脂の改質パターン検査装置である。

【0023】

請求項８に記載の発明は、
前記撥液性樹脂が、前記紫外線照射により、カルボキシル基、カルボニル基、ヒドロキシル基、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、アミド基のいずれかの親水性官能基、
又は、エステル結合、エーテル結合、ペプチド結合、ジスルフィド結合、ホスホジエステル結合のいずれかの親水性結合が生じる材料であることを特徴とする、請求項７に記載の撥液性樹脂の改質パターン検査装置である。

【0024】

請求項９に記載の発明は、
前記可視光線照射部から照射される可視光線が３９０〜５６０ｎｍのいずれかの波長を含み、
前記蛍光発光検出部で検出される蛍光成分の光線が、前記可視光線照射部から照射される可視光線の波長よりも長い波長であって、５００〜７８５ｎｍのいずれかの波長を含むことを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の撥液性樹脂の改質パターン検査装置である。

【0025】

請求項１０に記載の発明は、
前記可視光線照射部から照射される可視光線が４５０〜５４０ｎｍのいずれかの波長を含み、
前記蛍光発光検出部で検出される蛍光成分の光線が５５０〜７８５ｎｍのいずれかの波長を含むことを特徴とする、請求項９に記載の撥液性樹脂の改質パターン検査装置である。

【発明の効果】

【0026】

紫外線照射により所定のパターンで親液性に変化するように改質処理された撥液性樹脂について、撥液性／親液性を損なうことなく非破壊にて改質パターンの検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の検査方法に用いる検査装置の概略構成図である。

【図2】本発明の検査方法を用いた検査のフロー図である。

【図3】検査対象物の紫外線を照射して親液化した部分の蛍光特性を示す図である。

【図4】検査対象物の紫外線を照射せず撥液性を維持した部分の蛍光特性を示す図である。

【図5】検査対象物に可視光線を照射した場合の親液部／撥液部の蛍光特性を示す図である。

【図6】本発明の検査方法を用いて検査対象物を観察した画像である。

【図7】ＰＥＴフィルム上のフッ素樹脂コーティング剤に紫外線照射した場合の表面官能基の増減を示すグラフである。

【図8】本発明の検査方法を用いて別の検査対象物を観察した画像である。

【図9】ガラス基板上のフォトレジストに紫外線照射した場合の表面官能基の増減を示すグラフである。

【図10】プリンテッド・エレクトロニクスによる配線パターン形成の様子を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明を適用させて検査する検査対象物Ｗには、基材の上に撥液性樹脂Ｊが成膜されており、その表面に所定のパターンで紫外線が照射され、親液性に変化する改質処理が施されている。

【0029】

撥液性樹脂Ｊは、紫外線が照射されなかった部分が撥液性を維持している部分Ｈとなり、紫外線が照射された部分が親液性に変化した部分Ｓとなる。

【0030】

本発明者らは、撥液性樹脂Ｊのうち、紫外線を照射して当該紫外線のエネルギーを吸収することにより、下記に列挙した、親水性官能基や親水性結合が生じる材料であって、さらにはベンゼン環又は共役二重結合分子が増減する材料について、下述する未知の属性を発見した。そして、この属性により、従来技術では実施が不可能であった非破壊による検査という新たな用途への使用に適することを見いだした。

【0031】

つまり、本発明に係る未知の属性とは、
１）下記に列挙した、親水性官能基や親水性結合が生じる材料、或いは、ベンゼン環又は共役二重結合分子が増減する材料に対して、可視光線（紫色：３９０ｎｍの波長〜緑色：５６０ｎｍの波長）を照射すれば、撥液性から親液性に変化した部分Ｓから放出される蛍光波長の発光強度（以下、蛍光強度という）が、撥液性を維持している部分Ｈからの蛍光強度と比較して増加若しくは減少すること
２）上記列挙した組成を生じる材料に対して、可視光線（紫色〜緑色）を照射しても、撥液性を維持している部分Ｈが親液性に変化しないこと
３）そのため、撥液性樹脂Ｊの表面の撥液性を維持している部分Ｈと、改質処理が施されて親液性に変化した部分Ｓとの蛍光強度の違いに基づいて、所定の親液性パターンが形成されているかどうか検査を行うこと
である。

【0032】

検査対象物Ｗとなる撥液性樹脂Ｊは、紫外線を照射して当該紫外線のエネルギーを吸収することにより、親水性官能基や親水性結合が生じる材料である。より具体的には、撥液性樹脂Ｊは、紫外線を照射して当該紫外線のエネルギーを吸収することにより、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、カルボニル基（＞Ｃ＝Ｏ）、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、アミノ基（−ＮＨ_２）、チオール基（−ＳＨ）、アルデヒド基（−ＣＨＯ）、アミド基（ＣＯＮＨ_２）のいずれかの親水性官能基、
又は、エステル結合（−ＣＯＯ−）、エーテル結合（−Ｏ−）、ペプチド結合（−ＣＯＮＨ−）、ジスルフィド結合（−Ｓ−Ｓ−）、ホスホジエステル結合（−Ｏ−Ｐ（＝）ＯＨ−Ｏ−）のいずれかの親水性結合が生じる材料である。

【0033】

さらに撥液性樹脂Ｊは、紫外線を照射して当該紫外線のエネルギーを吸収することにより、ベンゼン環又は共役二重結合分子が増減する材料である。

【0034】

以下、本発明に係る具体的な改質パターンの検査方法と、それに用いる装置の構成について、図を用いながら説明を行う。以下、各図において直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向とする。特にＹ方向は矢印の方向を奥側とし、その逆方向を手前側と表現し、Ｚ方向は矢印の方向を上とし、その逆方向を下と表現する。

【0035】

図１は、本発明の検査方法に用いる検査装置の概略構成図である。
本発明の検査方法に用いる検査装置１は、可視光線照射部２と、蛍光発光検出部３と、パターン検査部４と、観察台５を備えている。

【0036】

可視光線照射部２は、検査対象物Ｗとなる撥液性樹脂Ｊの表面に設定した被検査領域Ｆに向けて可視光線２２を照射するものである。この可視光線２２は、蛍光発光のための励起光となるものである。

【0037】

具体的には、可視光線照射部２は、レーザ光源２１を用いて構成することができる。レーザ光源２１は、波長４０５ｎｍの光（紫色）、波長４８８ｎｍの光（青色）、波長５１４ｎｍの光（青緑色）、波長５４０ｎｍの光（緑色）、波長５６０ｎｍの光（緑色）を照射するものが例示できる。また、可視光線照射部２は、レーザ光源２１に限定されず、ＬＥＤやハロゲン照明、ＵＶランプ等を使用しても良い。

【0038】

蛍光発光検出部３は、撮像カメラ３１と、対物レンズ３２と、蛍光フィルタ３３と、ダイクロイックミラー３５を備えている。

【0039】

撮像カメラ３１は、検査対象物Ｗ上に設定された被検査領域Ｆから放出される蛍光波長成分の光を検出するものである。具体的には、撮像カメラ３１は、一般に入手可能な２次元配列の受光素子を備えるエリアカメラが例示される。エリアカメラは、ＣＣＤ方式やＣＭＯＳ形式のイメージセンサを受光素子として備え、受光感度のある光を検出すると、受光位置と受光強度に対応した電気信号に変換して外部へ出力するものである。エリアカメラに用いられる受光素子は、例えば有効画素数２０４８（横）×２０４８（縦）のマトリクス状に配列されたものを例示することができ、可視光線及び近赤外光線に対して受光感度を有している。

【0040】

対物レンズ３２は、被検査領域Ｆ上の像を撮像カメラ３１の受光素子に結像させるものである。

【0041】

蛍光フィルタ３３は、可視光線照射部２から励起光として照射された可視光線２２を減衰させ、撮像カメラ３１で観察する蛍光成分の波長を透過させるものである。
具体的には、蛍光フィルタ３３は、励起光として照射された可視光線２２を反射又は吸収するように、透明材料の表面にコーティングを施したもの又は透明材料中に光吸収物質を分散させたもので、一般にバンドパスフィルタ、シャープカットフィルタなどと呼ばれるものが例示される。

【0042】

蛍光フィルタ３３は、予め減衰・透過特性の異なる複数の蛍光フィルタを準備しておき、可視光線照射部２から励起光として照射される可視光線２２の波長や、撮像カメラ３１で観察する蛍光成分の波長に応じて選択使用する。つまり、励起光として照射された可視光線２２（つまり、ノイズ成分）を減衰させ、蛍光成分のみを効率よく透過させることで、親液パターンを観察した際に、画像のコントラストを高くすることができる。

【0043】

ダイクロイックミラー３５は、可視光線照射部２から照射された光を反射させて検査対象物Ｗに照射し、検査対象物Ｗから放出される蛍光波長成分の光を通過させて撮像カメラ３１で観察できるようにするものである。

【0044】

パターン検査部４は、撥液性樹脂の表面の撥液性を維持している部分Ｈと、改質処理が施されて親液性に変化した部分Ｓとの蛍光強度の違いに基づいて、親液性パターンが形成されているかどうかの検査を行うものである。

【0045】

パターン検査部４には、予め、検査対象物Ｗに形成された親液性パターンに対応する検査パターンが登録されている。そして、被検査領域Ｆから受光したパターンと、当該登録しておいた検査パターンとを対比させ、所定の親液性パターンが形成されているかどうかの検査を行う。

【0046】

観察台５は、ワークステージ５１と、ＸＹステージ部（不図示）を備えている。
ワークステージ５１は、検査対象物Ｗを水平な状態で保持するものである。ワークステージ５１の表面には、細孔や溝が設けられており、この細孔や溝は、切換バルブを介して真空源や圧空源と接続されている。

【0047】

ＸＹステージ部は、１軸方向にスライダーを移動させる電動アクチュエータが、上下２軸直交するように組み合わされたものであり、上軸のスライダーにはワークステージ５１が取り付けられている。そのため、ＸＹステージ部は、ワークステージ５１と対物レンズ３２との距離を一定に保ちつつ、ワークステージ５１をＸ方向又はＹ方向の任意の位置へ移動させ、所定の位置で静止させるものである。また、ＸＹステージ部は、ワークステージ５１をＸ方向又はＹ方向に所定の速度で等速移動させることもできる。

【0048】

本発明の検査方法に用いる装置の具体例として、上述では撮像カメラ３１にエリアカメラを用いる形態を例示した。撮像カメラ３１にエリアカメラを用いる形態では、検査対象物Ｗに設定された被検査領域を複数のエリアに分割し、それぞれ分割したエリア毎に移動とパターン検査とを繰り返す（いわゆるステップ＆リピート方式）。

【0049】

一方、撮像カメラ３１には、ＴＤＩカメラ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ｃａｍｅｒａ）を用いても良い。ＴＤＩカメラとは、一方向に所定の長さを有するラインセンサ（例えば、２０４８画素とか、４０９６画素など）が複数列（例えば９６列とか、２５６列など）配列されており、一定時間毎に信号を出力（例えば５０Ｈｚとか、１００Ｈｚでライン読み出し）を行うものが例示できる。図１を用いて説明すれば、Ｘ方向に所定の長さを有するラインセンサが、Ｙ方向に複数配列されている。そして、ワークステージ５１をＹ方向に所定の速度で等速移動させながら、ライン読み出しを行う（いわゆる等速スキャン方式）。そうすることで、一般的なラインセンサに比べて受光感度が増すため、検査時間を遅くすることなく、微弱な蛍光成分の光を受光して検査を行うことができる。

【0050】

本発明の検査方法に用いる検査装置１は上記構成をしており、上述のステップに従って本発明の検査方法を実施するので、検査対象物Ｗに設定された被検査領域Ｆに向けて可視光線を照射し、当該被検査領域Ｆから放出される蛍光波長成分の光を撮像し、撮像した画像に基づいて、検査対象物Ｗの表面に親液性パターンが形成されているかどうかを検査することができる。また、ＸＹステージ部を動かすことにより、撮像カメラ３１で一度に観察できる面積よりも広い面積の検査対象物Ｗの全面に対して、検査を行うことができる。

【0051】

図２は、本発明の検査方法を用いた検査のフロー図である。
予め、検査対象物Ｗには、撥液性樹脂Ｊの層が形成され、さらに撥液性樹脂Ｊの表面には所定のパターンの紫外線が照射することで、当該紫外線のエネルギー吸収により親液性に変化する改質処理が施されている。そのため、検査対象物Ｗには、撥液性を維持している部分Ｈと、親液性に変化した部分Ｓを備え、いわゆる改質パターンが形成されている。

【0052】

先ず、検査対象物Ｗを観察台５に置き（ｓ１）、観察位置へ移動させる（ｓ２）。
続いて、検査対象物Ｗとなる撥液性樹脂Ｊの表面に設定した被検査領域Ｆに向けて可視光線２２を照射する（可視光線照射ステップ：ｓ３）。

【0053】

そうすると、被検査領域Ｆの親液性に変化した部分Ｓから蛍光成分の波長が放出されるので（ｓ４）、励起光成分を蛍光フィルタ３３でフィルタリングし（ｓ５）、撮像カメラ３１を用いてこの被検査領域Ｆから蛍光発光された光を検出する（蛍光発光検出ステップ：ｓ６）。

【0054】

このとき、撥液性樹脂Ｊの表面の撥液性を維持している部分Ｈと、改質処理が施されて親液性に変化した部分Ｓとでは、蛍光強度が異なるので、撮像カメラ３１では、改質パターンに対応するパターンが観察される。そのため、改質パターンに対応する検査パターンを予め登録しておき、登録された検査パターンと、実際に観察されたパターンとを比較・照合し、所定の親液性パターンが形成されているかどうかの検査を行う（パターン検査ステップ：ｓ７）。

【0055】

検査対象物Ｗに対する検査が終了したかどうかを判定し（ｓ８）、検査が終了していないと判定されれば、検査対象物Ｗを次の観察場所へ移動させ、上記ステップｓ２〜ｓ８を繰り返す。一方、検査が終了したと判定されれば、検査対象物Ｗを取り出す（ｓ９）。

【0056】

［他の実施形態１］
上述した観察台５を用いて検査する形態は、検査対象物Ｗが円形のウエハーや角形基板であって比較的小さい場合、ハンドリングが容易であること、検査対象物Ｗと検査装置との距離や観察視野を一定にできるので検査品質にばらつきがないこと、等の理由から好ましい形態と言える。

【0057】

一方、検査対象物Ｗが、長尺のシート状の材料である場合、観察台５を用いる形態に限定されず、当該シート状の材料を連続搬送させながら、或いは、所定ピッチで間欠搬送させながら、当該シート搬送と直交する方向に観察カメラを移動させて、長尺シートの各部に対して検査を行う形態としても良い。また、可視光線照明部や蛍光発光検出部を適宜複数台設置し、同時に検査できる範囲を増やす構成としても良い。そうすれば、検査時間を短縮できる。

【0058】

［他の実施形態２］
さらに、本発明の検査方法及び装置において、
可視光線照射ステップｓ３（又は可視光線照射部２）で励起光として照射される可視光線が３９０〜５６０ｎｍのいずれかの波長を含み、蛍光発光検出ステップｓ６（又は蛍光発光検出部３）で検出される蛍光成分の光線が、可視光線照射ステップｓ３（又は可視光線照射部２）から照射される可視光線の波長よりも長い波長であって、５００〜７８５ｎｍのいずれかの波長を含む形態が好ましい。

【0059】

具体的には、励起光として照射される可視光線として、上記波長の光が照射されるレーザ光源を用いたり、ＬＥＤやハロゲン照明、ＵＶランプ等と上記波長を通過させるバンドパスフィルタを組み合わせて使用する。

【0060】

詳細は後述するが、検査対象物に励起光を照射すると、親液化された部分も、撥液性を維持する部分も、広い波長領域で蛍光発光すると言える。そのため、本発明に用いる励起光は、可視光線であれば波長の長短を問わず、蛍光検査に適用することが可能である。しかし、この励起光は、短波長側（紫色〜緑色）の光を用いる方が、長波長側（黄色〜赤色）の光を用いるよりも、強い蛍光強度を得やすい。そうすることで、観察画像のコントラストが高くなり、改質パターンの検査を良好に行うことができる。

【0061】

［他の実施形態３］
さらに、本発明の検査方法及び検査装置において、
可視光線照射ステップｓ３（可視光線照射部２）で励起光として照射される可視光線が４５０〜５４０ｎｍのいずれかの波長を含み、
蛍光発光検出ステップｓ６（蛍光発光検出部３）で検出される蛍光成分の光線が５５０〜７５０ｎｍのいずれかの波長を含むことがより好ましい。

【0062】

具体的には、励起光として照射される可視光線として、上記波長の光が照射されるレーザ光源を用いたり、ＬＥＤやハロゲン照明、ＵＶランプ等と上記波長を通過させるバンドパスフィルタを組み合わせて使用する。

【0063】

そうすれば、使用する光の波長帯域が狭くなり、光学系の色収差の影響が少なくできるので、高精細の（つまり線幅の細い）改質パターンを検査する場合でも、精度良く検査することが可能となる。

【0064】

［実施例１］
検査対象物として、透明なＰＥＴフィルム上にフッ素樹脂コーティング剤（ＡＧＣコーテック社製オブリガードＳＳ００５７）をコーティングし、硬化させた後、所定のパターンで紫外線を照射したものを用いた。なお、このコーティング剤は、メチルエケルケトン、キシレン、エチルベンゼンを主剤として含有するものである。また、親液化のために照射した紫外線の波長は２５４ｎｍとし、照射エネルギーは５Ｊ／ｃｍ２に設定した。

【0065】

この検査対象物に対して、蛍光特性を調べるために、検査対象物の親液化した部分と撥液性を維持した部分とに向けて励起光を照射し、励起光が照射された部分から蛍光発光する光のスペクトルを測定した。このとき、励起光の波長を３８０ｎｍ〜６００ｎｍまで１０ｎｍずつ変化させ、そのときの励起光を照射することにより生じる蛍光波長毎の蛍光強度を調べた。

【0066】

図３は、検査対象物の紫外線を照射して親液化した部分の蛍光特性を示す図である。
図４は、検査対象物の紫外線を照射せず撥液性を維持した部分の蛍光特性を示す図である。図３，４とも、縦軸に励起光の波長（Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）、横軸を蛍光波長（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）として、蛍光強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）の違いを濃淡で示されている。蛍光強度は、図中の白色で示すところが最も低く、色が濃くになるにつれて増加し、黒色で示すところが最も強いことを示している。

【0067】

また、両図とも、図中Ａで示す部分は、励起光より低い波長の蛍光発光は認められないこと、図中Ｂで示す部分は、励起光の波長が観察されたことを示し、図中Ｃで示す部分が、実際の励起光と蛍光強度を示すものである。

【0068】

図３，４の図中Ｃで示す部分を比較すると、図３の方が全体的に濃淡が濃くなっており、この検査対象物では、励起光に可視光線を照射することで、親液化した部分の蛍光強度が増加していることが分かる。

【0069】

表１は、上述の図３，４で示した蛍光強度の差異を示す表であり、親液部の蛍光強度から、撥液部の蛍光強度を差し引いた値を示している。言い換えれば、図３，４で示した濃淡の差を数値で表したものである。表１を見れば、励起光に可視光線を照射することで、親液化した部分の蛍光強度が増加していることが明らかである。

【0070】

【表1】

【0071】

図５は、検査対象物に可視光線を照射した場合の親液部／撥液部の蛍光特性を示す図であり、横軸を蛍光発光波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）、縦軸を蛍光強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）とし、紫外線を照射して親液化された部分と、紫外線を照射せず撥液性を維持した部分それぞれについてプロットしたものである。この時、励起光として波長４８８ｎｍの光（青色）を検査対象物に向けて照射し、波長５５０ｎｍをピーク波長とし、波長５１０〜７５０ｎｍの蛍光成分を撮像カメラ３１で検出した。

【0072】

この図より、検査対象物に可視光線を照射した場合の親液部／撥液部は、波長５５０ｎｍをピークとして、５１０〜７５０ｎｍで蛍光強度が異なることが読み取れる。このため、蛍光強度の違いから当該親液部／撥液部のパターン検査を行うことができる。

【0073】

図６は、本発明の検査方法を用いて検査対象物を観察した画像である。
上記検査対象物には、パット部と、２本の平行な配線パターンを形成した。このパット部は、大きさが２ｍｍ四方で、２本の平行な配線パターンはそれぞれ、Ｌ／Ｓ（ライン／スペース）が５μｍ／１００μｍ（図中左側）と、２０μ／５０μｍ（図中右側）で形成されており、この部分が親液性に改質したパターンとなっている。

【0074】

なお、図６（ａ）は、本発明の検査方法を用いて検査対象物を観察した画像を示し、図６（ｂ）は、参考用として一般的な白色照明を用いた検査方法により検査対象物を観察した画像を示している。ここで言う一般的な白色照明を用いた検査方法とは、例えば、白色ＬＥＤを光源とし、白色光を検査対象物に向けて照射し、検査対象物表面で反射、拡散した光をカメラで観察し、観察画像に基づいて検査をする方法である（以下同じ）。

【0075】

ここに示す本発明の検査方法では、励起光として波長４８８ｎｍの光（青色）を検査対象物に向けて照射し、波長５５０ｎｍをピーク波長とし、波長５１０〜７５０ｎｍの蛍光成分を撮像カメラ３１で検出した。本発明に係る改質パターン検査方法及び装置では、この観察画像に基づいて、親液性パターンが形成されているかどうかの検査を行うことができる。また、この画像をさらに２値化処理するなどして、コントラストを上げた画像に基づいて改質パターンの検査を行うこともできる。

【0076】

また、検査対象物である上記材料（フッ素樹脂コーティング剤をＰＥＴフィルム上にコーティングしたもの）について、その表面に紫外線を照射した部分と紫外線を照射していない部分について、ＦＴ−ＩＲ分析を行い、それらの分析結果の差分から紫外線照射による表面官能基の増減を調べた。

【0077】

図７は、ＰＥＴフィルム上のフッ素樹脂コーティング剤に紫外線照射した場合の表面官能基の増減を示すグラフであり、横軸に波数（Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒｓ）、縦軸に吸光度（Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）を示している。縦軸の目盛りが０であれば増減がなく、目盛りがプラスの値であれば紫外線照射により当該組成が増加し、逆にマイナスであれば減少していることが読み取れる。図７に示す結果より、上記検査対象物は、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、カルボニル基（＞Ｃ＝Ｏ）、エーテル結合（−Ｏ−）等の親水性官能基が増加していることが分かる。また、炭素の二重結合（Ｃ＝Ｃ）も増加していることから、共役二重結合分子も増加していると考えられる。

【0078】

上記の事項から、親液性に改質された部分は、親水性官能基や親水性結合が生じ、共役二重結合分子が増加したことで、撥液性を維持している部分と比べて蛍光強度が増えたと言える。

【0079】

［実施例２］
別の検査対象物として、透明なガラス基板上に、フォトレジスト（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製ＡＺ Ｅｘｐ．ＲＦＰ−２５０ＳＡ（５ｃｐ））をコーティングし、硬化させた後、所定のパターンで紫外線を照射したものを用いた。このフォトレジストは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸ｎ−ブチル、ノボラック樹脂誘導体、ナフトキノンジアジド誘導体を含有するものである。また、親液化のために照射した紫外線の波長は２５４ｎｍとし、照射エネルギーは５Ｊ／ｃｍ２に設定した。

【0080】

図８は、本発明の検査方法を用いて別の検査対象物を観察した画像である。
当該別の検査対象物には、パット部と、２本の平行な配線パターンを形成した。このパット部は、大きさが２ｍｍ四方で、２本の平行な配線パターンはそれぞれ、Ｌ／Ｓ（ライン／スペース）が５μｍ／１００μｍ（図中左側）と、２０μ／５０μｍ（図中右側）で形成されており、この部分が親液性に改質したパターンとなっている。

【0081】

なお、図８（ａ）は、本発明の検査方法を用いて当該別の検査対象物を観察した画像を示し、図８（ｂ）は、参考用として一般的な白色照明を用いた検査方法により当該別の検査対象物を観察した画像を示している。この時、励起光として波長４８８ｎｍの光（青色）を当該別の検査対象物に向けて照射し、波長５５０ｎｍをピーク波長とし、波長５１０〜７５０ｎｍの蛍光成分を撮像カメラ３１で検出した。本発明に係る改質パターン検査方法及び装置では、この観察画像に基づいて、親液性パターンが形成されているかどうかの検査を行うことができる。

【0082】

また、検査対象物である上記材料（フォトレジストを透明なガラス基板上にコーティングしたもの）について、その表面に紫外線を照射した部分と紫外線を照射していない部分について、ＦＴ−ＩＲ分析を行い、それらの分析結果の差分から紫外線照射による表面官能基の増減を調べた。

【0083】

図９は、ガラス基板上のフォトレジストに紫外線照射した場合の表面官能基の増減を示すグラフであり、横軸に波数（Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒｓ）、縦軸に吸光度（Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）を示している。縦軸の目盛りが０であれば増減がなく、目盛りがプラスの値であれば紫外線照射により当該組成が増加し、逆にマイナスであれば減少していることが読み取れる。図９に示す結果より、上記検査対象物は、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、カルボニル基（＞Ｃ＝Ｏ）、エーテル結合（−Ｏ−）等の親水性官能基や親水性結合が増加している。また、炭素の二重結合（Ｃ＝Ｃ）も増加していることから、共役二重結合分子も増加していると考えられる。一方で、ベンゼン環が減少していることが分かる。

【0084】

上記の事項から、親液性に改質された部分は、親水性官能基や親水性結合が生じた。また、親液部は、撥液性を維持している部分と比べて共役二重結合分子が増加しているが、一方でベンゼン環が減少したことの影響が大きく、撥液性を維持している部分と比べて蛍光強度が大きく減少したと言える。

【0085】

上述では、２つの材料について実施例１，２に例示した。しかし、その他の材料であっても、親水性官能基として、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、カルボニル基（＞Ｃ＝Ｏ）、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、アミノ基（−ＮＨ_２）、チオール基（−ＳＨ）、アルデヒド基（−ＣＨＯ）、アミド基（ＣＯＮＨ_２）のいずれかを生じる材料、又は、親水性結合として、エステル結合（−ＣＯＯ−）、エーテル結合（−Ｏ−）、ペプチド結合（−ＣＯＮＨ−）、ジスルフィド結合（−Ｓ−Ｓ−）、ホスホジエステル結合（−Ｏ−Ｐ（＝）ＯＨ−Ｏ−）のいずれかを生じる材料であれば、本発明を適用させて撥液性樹脂の改質パターンを検査することができる。

【符号の説明】

【0086】

１ 検査装置
２ 可視光線照射部
３ 蛍光発光検出部
４ パターン検査部
５ 観察台
２１ レーザ光源
２２ 可視光線
３１ 撮像カメラ
３２ 対物レンズ
３３ 蛍光フィルタ
３５ ダイクロイックミラー
５１ ワークステージ
Ｆ 被検査領域
Ｋ 蛍光発光された光
Ｗ 検査対象物
Ｇ 基材
Ｊ 撥液性樹脂
Ｈ 撥液性を維持している部分
Ｓ 親液性に変化した部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図10】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】