特許 7583689 性状推定装置

(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】

(24)【登録日】2024-11-06

(45)【発行日】2024-11-14

(54)【発明の名称】性状推定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/06 20060101AFI20241107BHJP

   G01N 21/27 20060101ALI20241107BHJP

   G01N 21/45 20060101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

G01B11/06 H

G01N21/27 A

G01N21/45 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021138082

(22)【出願日】2021-08-26

(65)【公開番号】P2023032141

(43)【公開日】2023-03-09

【審査請求日】2023-08-01

(73)【特許権者】

【識別番号】722013405

【氏名又は名称】四国化成工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100135703

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 英隆

(72)【発明者】

【氏名】中西 正人

(72)【発明者】

【氏名】川合 徹

(72)【発明者】

【氏名】門田 裕美

(72)【発明者】

【氏名】宮武 欣哉

(72)【発明者】

【氏名】湯本 純弘

(72)【発明者】

【氏名】掛水 英亮

【審査官】櫻井 仁

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２７６３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－００４４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３３７０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０６３２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１８１０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２６４０７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

Ｇ０１Ｎ ２１／００－２１／０２

Ｇ０１Ｎ ２１／１７－２１／６１

Ｈ０５Ｋ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機被膜の光学特性に関するパラメータと前記有機被膜の性状を示す指標との間の対応関係を示す関係データを予め格納した記憶装置と、
測定対象である有機被膜の前記光学特性を測定した測定データを受け取る入力インタフェースと、
前記入力インタフェースが受け取った前記測定データ、及び前記記憶装置に格納された前記関係データを利用して、前記測定対象の有機被膜の性状を示す指標を推定する演算回路と
を備え、
前記測定対象の有機被膜は所定の基板に形成されており、
前記入力インタフェースは、前記測定データとして、前記基板に照射された光の反射光を撮影した画像を取得し、
前記演算回路は、前記入力インタフェースが取得した前記画像から所定の画像特徴量を抽出し、前記画像特徴量、及び前記関係データを利用して、前記測定対象の有機被膜の性状を示す指標を推定し、
前記関係データは、前記性状として、前記有機被膜の膜厚および／または膜形成量の情報を含み、かつ、前記性状を示す前記指標は、前記有機被膜の膜厚値および／または単位面積当たりの膜形成量であり、
前記関係データは、前記パラメータとして、前記有機被膜に照射された光の反射光を撮影した画像の明るさの分布または色成分に関する情報を含み、
前記指標は、反射分光膜厚計、分光エリプソメータ、接触式膜厚計、Ｘ線式膜厚計、レーザ式膜厚計、ＦＴ－ＩＲ式膜厚計、断面ＳＥＭ画像による測長、及び溶解法のうち少なくともいずれか１つの方法で予め測定された測定値を含み、
前記演算回路は、前記画像特徴量、及び前記関係データを利用して、前記測定対象の有機被膜の膜厚値および／または膜形成量を前記指標として推定する、性状推定装置。

【請求項2】

前記画像特徴量は、前記画像の明るさの分布または色成分に関する情報を含み、
前記演算回路は、前記入力インタフェースが取得した前記画像から、前記画像の明るさの分布または色成分に関する数値を画像特徴量として抽出する、
請求項１に記載の性状推定装置。

【請求項3】

前記光はレーザ光または白色光である、請求項１に記載の性状推定装置。

【請求項4】

有機被膜の光学特性に関するパラメータと前記有機被膜の性状を示す指標との間の対応関係を示す関係データを予め格納した記憶装置と、
測定対象である有機被膜の前記光学特性を測定した測定データを受け取る入力インタフェースと、
前記入力インタフェースが受け取った前記測定データ、及び前記記憶装置に格納された前記関係データを利用して、前記測定対象の有機被膜の性状を示す指標を推定する演算回路と
を備え、
前記記憶装置は、
前記パラメータとして、前記有機被膜を溶解させた溶液の吸光度、及び
前記指標として、前記有機被膜の膜厚値および／または膜形成量
を、前記対応関係を示す前記関係データとして予め格納しており、
前記入力インタフェースは、前記測定データとして、前記測定対象の有機被膜を溶解させた溶液の吸光度を示す吸光度データを受け取り、
前記演算回路は、前記有機被膜の膜厚値および／または膜形成量を前記指標として推定する、性状推定装置。

【請求項5】

前記記憶装置は、
前記有機被膜の光学特性に関する複数のパラメータと前記有機被膜の性状を示す複数の指標値とを対応付けたテーブル、または、
前記有機被膜の光学特性に関するパラメータから、前記有機被膜の性状を示す指標値を算出する関係式
として、前記対応関係を示す関係データを予め格納する、請求項１から４のいずれか１項に記載の性状推定装置。

【請求項6】

前記演算回路は、推定した前記指標を表示装置に表示するための映像データを生成する、請求項１から４のいずれか１項に記載の性状推定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、性状推定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、プリント配線板の製造工程では金属回路（例えば、銅回路）の表面に表面処理が行われている。表面処理とは、金属回路がプリントされた基板を表面処理薬剤により浸漬等の処理をすることにより、金属回路の表面に選択的に有機被膜を形成する処理である。これにより、例えば、金属回路に用いられている金属（例えば、銅）の酸化を防止することができる。

【0003】

有機被膜の膜厚が予め定められた厚さ範囲（以下「適正膜厚」）より薄い場合には銅の酸化を招きやすく、適正膜厚よりも厚い場合には出荷後の加工工程、例えばプリント配線板への半田付け、の作業に支障を来しやすい。例えば特許文献１では、適正膜厚の有機被膜が形成されるような薬剤の有効成分濃度の管理値を設定し、フーリエ変換赤外分光計（ＦＴ－ＩＲ）により薬剤の有効成分濃度値を測定しながらその濃度値が当該管理値になるよう制御する技術を開示する。

【0004】

管理値との関係で薬剤の有効成分濃度値を制御したとしても、実際に形成された有機被膜の膜厚が適正膜厚であると言えるか否かは不明であり、別途測定する必要があった。そこで、膜厚を測定する技術の研究も進められてきた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１０－２２１０７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来、表面処理により有機被膜が形成されたプリント配線板を厚さ方向に切断し、断面を電子顕微鏡等で観察することで有機被膜の膜厚を測定する破壊的な方法が知られていた。また、プリント配線板に形成された有機被膜を溶解液（有機溶剤や酸を含む）に溶解させた溶液の紫外線（ＵＶ）等の吸光度を測定することで、溶解した有機被膜の有効成分量を求め、有機被膜が形成されていた領域の面積との関係から膜厚を推定する技術の開発も行われてきた。いずれの場合も、有機被膜が形成された対象物を破壊する、または有機被膜を溶解させているため、非破壊の測定方法とは言えない。さらに、測定のためにプリント配線板や有機被膜に加工や処理を加える必要があり、測定に時間や手間を要する。加えて前者は、測定装置を導入するには非常にコストがかかる。また後者は有機被膜が形成されていた領域内において有機被膜の膜厚が均一であると仮定しており、面積が既知である平板の銅板に有機被膜を形成して行われるため、金属回路がプリントされた実際のプリント配線板を対象とした測定方法ではない。

【0007】

また、膜厚以外の他の性状、例えば、有機被膜が形成された基板の反りなど、についても、種々の評価項目が存在し得る。

【0008】

有機被膜が形成される対象物自体の性状や、形成された有機被膜等の性状を、簡易かつ低コストで測定する技術が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の例示的な実施形態にかかる性状推定装置は、記憶装置と、入力インタフェースと、演算回路とを有している。記憶装置は、有機被膜の光学特性に関するパラメータと有機被膜の性状を示す指標との間の対応関係を示す関係データを予め格納している。性状推定装置は、入力インタフェースを介して、測定対象である有機被膜の光学特性を測定した測定データを受け取る。演算回路は、入力インタフェースが受け取った測定データ、及び記憶装置に格納された関係データを利用して、測定対象の有機被膜の性状を示す指標を推定する。

【発明の効果】

【0010】

本発明の例示的な実施形態によれば、有機被膜が形成される対象物自体の性状や、有機被膜等の性状を、簡易かつ低コストで測定する技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】サブトラクティブ法による多層基板を有するプリント配線板の一連の製造工程の概要を示す図

【図2】表面処理工程の詳細な手順を示す図

【図3】例示的な実施形態による性状推定システムの構成図

【図4】測定チャンバ内の構成図

【図5A】基板上の有機被膜の膜厚に応じたスクリーン上の像の形状を示す図

【図5B】基板上の有機被膜の膜厚に応じたスクリーン上の像の形状を示す図

【図6A】有機被膜の膜厚が相対的に薄い場合の入射するレーザ光線Ｌと像Ｓａとを示す図

【図6B】有機被膜の膜厚が相対的に厚い場合の入射するレーザ光線Ｌと像Ｓｂとを示す図

【図7】例示的な性状推定システムの構成、及び例示的な性状推定装置のハードウェア構成図

【図8A】図５Ａの画像のうち、所定の閾値よりも明度が高い領域Ｒａを示す図

【図8B】図５Ｂの画像のうち、所定の閾値よりも明度が高い領域Ｒｂを示す図

【図9】性状推定装置の演算回路の処理手順を示すフローチャート

【図10】モニタにおける表示例を示す図

【図11】ｐＨの変化と、変化に応じた性状推定装置の報知動作の関係を示す図

【図12】白色光源で基板を照射し、カメラで基板の中央部の反射光の色調を取得する、測定チャンバ内の構成例を示す図

【図13】明度が２０以上のピクセルの割合（ｘ）と有機被膜の膜厚値（ｙ）との間に線形関係が成り立つと仮定したときの線形式の例を示す図

【図14】図１３に示す線分と、基板Ｃ及びＤの各プロット結果との関係を示す図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、適宜図面を参照しながら、本開示にかかる実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図しない。

【0013】

なお、以下に説明する実施形態の構成及び動作は例示である。本開示は、以下に説明される実施形態の構成及び動作に限定されない。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。

【0014】

図１は、サブトラクティブ法による多層基板を有するプリント配線板の一連の製造工程の概要を例示している。プリント配線板は、材料切断工程、回路形成工程、積層プレス工程、回路形成工程、レジスト工程、表面処理工程を経て、出荷に至る。

【0015】

材料切断工程では、加工するサイズに合わせて基板が切断される。回路形成工程では、内層の基板にドライフィルムが貼り付けられ、その基板に回路パターンが印刷されたマスクを重ね合わせた後、紫外線が照射されて露光される。その後、不要なドライフィルムを溶解して除去することで、現像が行われる。積層プレス工程では、回路パターンが形成された内層の基板に、基板を構成する材料が重ね合わされ、積層プレス機などによって熱と圧力がかけられて１枚の多層基板が形成される。

【0016】

次に外層の基板を形成する。
回路形成工程では、外層の基板にドライフィルムが貼り付けられ、その基板に回路パターンが印刷されたマスクを重ね合わせた後、紫外線が照射されて露光される。その後、不要なドライフィルムを溶解して除去することで、現像が行われる。

【0017】

レジスト工程では、プリント基板の表面を覆って回路パターンを保護するためのインクであるソルダーレジストが塗布される。塗膜を形成する方法によって、アルカリ現像型ソルダーレジスト法、ＵＶ硬化型ソルダーレジスト法、熱硬化型ソルダーレジスト法に分類される。例えばアルカリ現像型ソルダーレジスト法を用いる場合、スクリーン印刷、スプレー、カーテン法等の周知の方法によりソルダーレジストが全面塗布されたプリント配線板に、回路パターンが作られたネガフィルムを通して露光が行われる。これにより、露光された位置のソルダーレジストが硬化する。その後、未硬化部分が希アルカリ現像液で現像される。これにより、微細な回路パターンをソルダーレジストで保護しつつ、半田付けがされる部分を適切に形成することが可能になる。

【0018】

そして、表面処理工程（Ｓ１０）では、プリント配線板が表面処理剤に浸漬される。その結果、プリント配線板の銅回路上には化成皮膜（有機被膜）が選択的に形成される。形成された有機被膜により、プリント配線板の銅回路部分が酸化から保護され、良好な半田付け性を確保できる。その後、プリント配線板の出荷が進められる。

【0019】

次に、表面処理工程（Ｓ１０）をより詳細に説明する。
図２は、表面処理工程（Ｓ１０）の詳細な手順を示している。表面処理工程（Ｓ１０）では、まずプリント配線板にソフトエッチング処理を行い、銅回路表面に形成されている酸化銅を除去し、清浄化させる。これにより銅回路部分の半田付け性が良好になる。その後、水洗処理、酸洗浄及び再度の水洗処理が行われる。

【0020】

次に、表面処理薬剤への浸漬が行われる（ステップＳ１２）。表面処理薬剤は例えば水溶性プレフラックスであり、その構成成分は、主としてイミダゾール化合物、有機酸、添加剤及び水である。例えば液温を４０℃、浸漬時間を３０～９０秒にすると、プリント配線板の銅回路上には膜厚０．１～０．３マイクロメートルの化成皮膜（有機被膜）が選択的に形成される。

【0021】

その後、水洗、水切り及び乾燥が行われ、その後、光学測定による有機被膜の性状を示す指標の推定が行われる（Ｓ１４）。推定後にプリント配線板が取り出され、表面処理工程（Ｓ１０）が終了する。

【0022】

なお、表面処理薬剤によっては、図１における回路形成工程と積層プレス工程の間に表面処理工程（Ｓ１０）を行う場合もあり得る。そのような表面処理薬剤は例えば銅回路の表面と絶縁樹脂層との密着力を高めるための表面処理剤であり、その構成成分は、主としてシランカップリング剤、酸、アルカリ、添加剤及び水である。例えば、液温を３０℃、浸漬時間を３０～９０秒にすると、回路形成工程で形成された銅回路上には膜厚０．０１～０．２マイクロメートルの有機被膜が選択的に形成され得る。回路形成工程で形成された銅回路の表面は、粗化がされていない状態、または回路形成工程後にソフトエッチング処理（図２のソフトエッチング工程に相当）により微粗化処理がされた状態である。表面処理薬剤により平滑な表面が維持されたまま銅回路の表面と絶縁樹脂層の密着性を高くすることができ、高周波領域での高い伝送特性を実現することが可能であり、かつ細線パターンにより好適である。光学測定による有機被膜の性状を示す指標の推定（Ｓ１４）はこのような表面処理薬剤により形成された有機被膜の性状の推定にも利用可能である。

【0023】

次に、図２のステップＳ１４による、光学測定による有機被膜の性状を示す指標の推定処理を具体的に説明する。以下では、プリント配線板を「基板」と記述する。

【0024】

図３は、本実施形態による性状推定システム２００の構成を示している。性状推定システム２００は、主として、性状推定装置１００と、モニタ１１０と、入力装置１２０と、カメラ１３０とを有している。性状推定システム２００は、基板１０を搬送する搬送台２０と、測定チャンバ３０が設置された環境に導入されている。

【0025】

図３では、複数の基板１０が、図示されるＸＹＺ座標系における－Ｘ方向から＋Ｘ方向に向かって搬送台２０上を次々搬送されてくる。測定チャンバ３０よりも－Ｘ方向において、図２における水切り、乾燥工程が完了しているとする。すなわち測定チャンバ３０に入る時点で基板１０上には有機被膜が形成されている。

【0026】

測定チャンバ３０では、外部からの光が入らないよう、暗室状態が維持されている。基板１０が測定チャンバ３０に入ると、性状推定システム２００は、測定チャンバ３０内で光学的な手法によって各基板１０に形成された有機被膜の性状を示す指標を推定する。

【0027】

ここでいう有機被膜の「性状」は、有機被膜の性質および／または状態を意味する。例えば有機被膜の膜厚、膜形成量、密度である。これらの有機被膜の性状は、それが形成されるプリント配線板（基板）の性質も大きく影響する。そこで本明細書では、有機被膜が形成されている基板の表面の粗さ、表面の形状、異方性、基板の反り量、及び平面性についても、有機被膜の性状として捉える。

【0028】

有機被膜の性状を示す「指標」とは、例えば、性状が有機被膜の膜厚である場合には膜厚値、性状が有機被膜の膜形成量である場合には単位面積当たりの膜形成量、性状が密度を示す場合には密度の値、である。さらに本明細書では、有機被膜の性状を示す「指標」として、例えば、具体的な膜厚値ではなく、膜厚値が許容範囲に入っているか否か、換言すると、膜厚値が良好であるか良好でないかを含む。膜形成量、密度の値についても、それぞれ許容範囲に入っているか否かを示す「指標」が定められ得る。

【0029】

図４は、測定チャンバ３０内の構成を示している。図４に示すＸＹＺ座標系は、図３のＸＹＺ座標系に対応している。基板１０は紙面の奥から手前の方向に流れている。

【0030】

測定チャンバ３０内には、レーザ光線Ｌを放射するレーザ光源１４０が設置されている。放射されるレーザ光線Ｌの波長は例えば４００～７００ｎｍであり、６３０～６９０ｎｍ（赤色）、５１５～５３５ｎｍ（緑色）、４５０～４９０ｎｍ（青色）である。レーザ光源１４０の出力は、例えば５ｍＷ未満であり、１ｍＷ未満である。レーザ光線Ｌの照射径（ビーム径）は、距離３ｍの時に例えば１～２０ｍｍであり、２～１０ｍｍである。レーザ光源１４０は、ＸＹ平面上に載置された基板１０に対して一定の角度を維持するよう配置されている。より具体的には、レーザ光源１４０は、レーザ光線Ｌの基板１０への入射角θが７０～８９度になるよう設置されている。なお、レーザ光源１４０が固定されている場合、搬送されてくる基板１０のＹ軸方向の位置によってはレーザ光線Ｌが基板１０に入射しないことがあり得る。そのような場合を想定して、レーザ光源１４０をＹＺ平面上で、または、Ｙ軸上またはＺ軸上を平行移動させることが可能なアクチュエータを設けてもよい。

【0031】

本実施形態では、レーザ光線Ｌを基板１０に入射させてその反射光を、ＸＺ平面と平行に設置されたスクリーンＡに投影し、投影された像Ｓをカメラ１３０で撮影する。カメラ１３０の視野Ｆは、反射光を十分撮影できる面積を有している。カメラ１３０は取得した像Ｓの画像データを性状推定装置１００に送信する。後述のように、像Ｓには、基板１０に形成された有機被膜の性状が反映されている。性状推定装置１００は、投影された像Ｓの画像データから、その基板１０に形成された有機被膜の性状を示す指標を推定することができる。

【0032】

なお、カメラ１３０は基板１０ごとに少なくとも１枚の反射光の像Ｓを含む画像を撮影すればよい。しかしながら、カメラ１３０に複数枚の画像、または動画を撮影させることにより、性状推定装置１００は、複数枚のフレーム画像を利用して１種類の性状を示す指標をより精度よく測定してもよい。または性状推定装置１００は、複数枚のフレーム画像を利用して複数種類の異なる性状を示す指標をまとめて取得してもよい。

【0033】

図５Ａ及び図５ＢはスクリーンＡに投影された反射光の画像の一例であり、それぞれ、基板１０上の有機被膜の膜厚の違いに応じた、反射光の像Ｓａ及びＳｂの形状の違いを示している。Ｘ軸及びＺ軸は、図３及び図４に示すＸＹＺ座標系のＸ軸及びＺ軸に対応する。図５Ａに示す像Ｓａと図５Ｂに示す像Ｓｂとの間では、まず、像の形状、具体的にはＺ方向に沿った像Ｓの長さが相違することが理解される。

【0034】

本発明者らは、上記相違が現れる理由を推測した。
図６Ａは、有機被膜１０ａの膜厚が相対的に薄い場合の入射するレーザ光線Ｌと像Ｓａとを示している。また図６Ｂは、有機被膜１０ａの膜厚が相対的に厚い場合の入射するレーザ光線Ｌと像Ｓｂとを示している。

【0035】

レーザ光線Ｌが有機被膜１０ａに入射すると、レーザ光線Ｌは有機被膜１０ａ内を通って銅回路の表面１０ｂに反射された後、有機被膜１０ａ内を通って有機被膜１０ａの表面から外部に出射する。有機被膜１０ａの厚みや密度のバラツキ、銅回路の表面１０ｂの表面形状によって、レーザ光線Ｌの各光子が通過する有機被膜１０ａの経路長は異なるため、有機被膜１０ａへの入射時のレーザ光線Ｌのコヒーレント性は、有機被膜１０ａの表面から外部に出射するまでの間に徐々に失われる。

【0036】

有機被膜１０ａの膜厚が相対的に薄い場合と厚い場合とを比較すると、前者の場合は反射によるレーザ光線Ｌの位相のずれ量は相対的に少なくなり、後者の場合はずれ量は相対的に大きくなると考えられる。つまり有機被膜１０ａの膜厚が相対的に薄い場合には反射光のコヒーレント性、つまり指向性、がある程度保たれており、＋Ｚ方向まで像Ｓａ（図５Ａ）は比較的はっきりとしている。一方、有機被膜１０ａの膜厚が相対的に厚い場合には、有機被膜１０ａの経路長が長くなるため、レーザ光線Ｌが感じる有機被膜１０ａのバラツキ、例えば厚みや密度のバラツキ、が増加する。その結果、反射光の指向性がより損なわれ、＋Ｚ方向の像Ｓｂ（図５Ｂ）は像Ｓａよりも暗く見えると考えられる。本発明者らによる以上の推測または知見から、Ｚ方向に沿った像Ｓの長さを求めると、有機被膜１０ａの膜厚を推定することが可能になる。なお、像Ｓの長さは、所定値以上の輝度値または明度値を有する連続した領域の長さとして求めることができる。

【0037】

有機被膜１０ａの膜厚値の影響が反映されていれば、どのような有機被膜の光学特性を利用してもよい。例えば、Ｚ方向に沿った像Ｓの長さに代えて、他の光学特性を利用することができる。具体的には、像Ｓの面積、および／または、＋Ｚ方向の最大位置である。面積及び位置の決定は、例えば、Ｚ方向に沿った像Ｓの長さを求めた場合と同様、所定の閾値よりも大きい明るさ（例えば、輝度値や明度値）を有する画素に基づいて行うことができる。これらは包括的に、有機被膜の光学特性に関するパラメータとして、像Ｓの形状を利用していると言える。

【0038】

有機被膜１０ａの膜厚に応じて、カメラ１３０によって撮影される像Ｓの形状が異なることを利用すると、膜厚を推定することが可能になる。以下、性状推定装置１００の構成を説明し、その後、性状推定装置１００が膜厚を推定する処理の原理を説明する。

【0039】

図７は、例示的な性状推定システム２００の構成、及び例示的な性状推定装置１００のハードウェア構成図である。

【0040】

性状推定システム２００は、性状推定装置１００と、モニタ１１０と、入力装置１２０と、カメラ１３０とを有する。性状推定装置１００は、モニタ１１０及び入力装置１２０のそれぞれと接続されている。ただし、モニタ１１０及び入力装置１２０は、性状推定装置１００と常に接続されている必要はなく、必要に応じて都度接続されていてもよい。なお、測定チャンバ３０内のレーザ光源１４０は図７に示されていないが、性状推定システム２００の一部を構成していてもよい。レーザ光源１４０は、レーザ光線Ｌを放射し続けるよう構成されていてもよいし、基板１０の画像データの測定時のみレーザ光線Ｌを放射するよう構成されていてもよい。

【0041】

性状推定装置１００は、例えば汎用のＰＣを用いて実現される。性状推定装置１００は、カメラ１３０から像Ｓを撮影した画像データを受け取り、後述の処理を行うことで画像特徴量を抽出する。像Ｓを撮影した画像データや性状推定装置１００の処理の結果は、例えばモニタ１１０に伝送されてモニタ１１０に表示される。性状推定装置１００の構成は後述する。

【0042】

モニタ１１０は、液晶表示パネルまたは有機ＥＬパネル等の表示パネルを有する表示装置である。モニタ１１０は、例えば、性状推定装置１００の処理の結果を視覚的に出力する。

【0043】

入力装置１２０は、ユーザからの入力を受け取り、演算回路１０１に与えるデバイスである。入力装置１２０の一例は、タッチパネル、マウスおよび／またはキーボードである。または、入力装置１２０は、既に存在するデータを記憶し、要求に応じて出力する記憶装置であってもよい。

【0044】

カメラ１３０は、静止画および／または動画を撮影可能な撮像装置である。カメラ１３０は、少なくとも、レーザ光源１４０の反射光の波長に感度を有する。カメラ１３０は、撮影した画像データを、有線または無線で送信することが可能である。

【0045】

性状推定装置１００は、演算回路１０１と、メモリ１０２と、記憶装置１０３と、画像処理回路１０４と、通信バス１０５と、インタフェース装置１０６ａ～１０６ｄとを有している。構成要素同士は通信バス１０５で相互に通信可能に接続されている。

【0046】

演算回路１０１は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）またはデジタル信号処理プロセッサなどの集積回路（ＩＣ）チップであり得る。演算回路１０１は、像Ｓの画像データに後述の処理を行うことで、有機被膜の性状を示す指標を推定することができる。

【0047】

メモリ１０２は、複数の記憶素子を有する、ＲＡＭなどの半導体揮発性メモリおよび／またはフラッシュＲＯＭなどの半導体不揮発性メモリの総称である。メモリ１０２の少なくとも一部は、取り外し可能な記録媒体であってもよい。

【0048】

メモリ１０２は、演算回路１０１の動作を制御するコンピュータプログラム１０２ｍを格納してもよい。

【0049】

記憶装置１０３は、例えばメモリ１０２よりも大きな記憶容量を有するストレージデバイスである。記憶装置１０３は、例えばカメラ１３０から送信された像Ｓに関する画像データを格納することができる。

【0050】

画像処理回路１０４は、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）とも呼ばれる集積回路（ＩＣ）チップであり得る。画像処理回路１０４は、モニタ１１０に表示させるための映像データを生成する。

【0051】

インタフェース装置１０６ａは、カメラ１３０から画像データを受け取る。インタフェース装置１０６ｂはモニタ１１０に映像データを出力する。インタフェース装置１０６ｃは、入力装置１２０からのデータを受け付ける。インタフェース装置１０６ｄは遠隔地の通信機器（図示せず）と性状推定装置１００とが通信を行う際に利用される。例えば遠隔地の通信機器は、インタフェース装置１０６ｄを介して性状推定装置１００にアクセスし、性状推定装置１００にデータを送信するとともに、性状推定装置１００からデータを受信することができる。外部からデータを受け取る場合は入力インタフェースと呼び、外部にデータを出力する場合は出力インタフェースと呼んでもよい。

【0052】

インタフェース装置１０６ａ及び１０６ｃの一例は、ＵＳＢ端子、イーサネット端子である。インタフェース装置１０６ｂの一例は、ＨＤＭＩ端子である。インタフェース装置１０６ｄの一例は、無線通信を行うための無線インタフェース、または有線通信を行うためのイーサネット端子である。これらの例に代えて、他の端子をインタフェース装置１０６ａ～１０６ｄとして利用してもよい。なお、インタフェース装置１０６ａ～１０６ｄの１つまたは複数は、無線通信を行うための無線インタフェースであってもよい。そのような無線インタフェースとして、例えば２．４ＧＨｚ／５．２ＧＨｚ／５．３ＧＨｚ／５．６ＧＨｚ等の周波数を利用して無線通信を行う、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した規格、および／または、いわゆる５Ｇ、４Ｇ等として規定される移動通信システムが採用され得る。

【0053】

性状推定装置１００のメモリ１０２（図７）は、有機被膜の光学特性に関するパラメータと有機被膜の性状を示す指標との間の対応関係を示す関係データを予め格納している。例えば、形成された有機被膜の膜厚値が既知で、かつその値がそれぞれ異なる基板を複数枚用意する。基板を測定チャンバ３０に入れてレーザ光源１４０からレーザ光線Ｌを放射し、スクリーンＡに投影された反射光の像Ｓの画像を撮影する。そして、反射光の像Ｓの画像のうち、所定の閾値よりも明るさ（明度値）が大きい領域の面積の割合を求める。このとき、有機被膜の膜厚値がそれぞれ異なる基板における種々の面積の割合と、そのときの各膜厚値とを対応付ける。これにより、有機被膜の光学特性に関するパラメータと有機被膜の性状を示す指標との間の対応関係を示す関係データを、例えばテーブル形式で用意することができる。また、そのテーブル形式の関係データを用いて、有機被膜の光学特性に関するパラメータと有機被膜の性状を示す指標との間の関係式の関係データを用意することもできる。関係式の関係データは、有機被膜の光学特性に関するパラメータと有機被膜の性状を示す指標との関係性を表す関数であってもよいし、機械学習やディープラーニング（深層学習）により有機被膜の光学特性に関するパラメータと有機被膜の性状を示す指標との間の関係性を予測するものであってもよい。

【0054】

既知である有機被膜の膜厚値には、例えば、反射分光膜厚計、分光エリプソメータ、接触式膜厚計、Ｘ線式膜厚計、レーザ式膜厚計、ＦＴ－ＩＲ式膜厚計、断面ＳＥＭ画像による測長、または溶解法により測定した膜厚値を用いることができる。溶解法では、有機被膜を溶解可能な溶解液（有機溶剤や酸を含む）に、有機被膜が形成された基板を浸漬させる。これにより、基板上に形成された有機被膜が溶解液に溶解した溶液を得る。その後、溶液の吸光度を紫外線（ＵＶ）吸光度計測器で測定することで、溶液に含まれる有機被膜の有効成分の量を算出することができ、算出した有効成分の量と基板の面積との関係から有機被膜の膜厚値を算出することができる。

【0055】

図８Ａは、図５Ａに示した像Ｓａの画像のうち、所定の閾値よりも明るさ（明度値）の大きい領域Ｒａを示している。また図８Ｂは、図５Ｂに示した像Ｓｂの画像のうち、所定の閾値よりも明るさ（明度値）の大きい領域Ｒｂを示している。性状推定装置１００の演算回路１０１は、各画像を画像処理することにより領域ＲａおよびＲｂを取得する。所定の閾値は、例えば、メモリ１０２および／または記憶装置１０３（図７）に予め決定した値を格納しておくこと、または画像処理により各画像に応じた閾値を設定することができる。

【0056】

性状推定装置１００の演算回路１０１は、画像特徴量として画像全体に占める領域Ｒａ（図８Ａ）の面積の割合を求める。そして、求めた画像特徴量（領域Ｒａの面積の割合）と、メモリ１０２上の上記対応関係を示す関係データとを利用して、測定したい有機被膜の性状を示す指標を推定値として読み出す。これにより、有機被膜１０ａの光学特性を反映した像Ｓａのパラメータ（領域Ｒａの面積の割合）から、有機被膜１０ａの性状を示す指標、すなわち膜厚を示す膜厚値を求めることができる。同様に、性状推定装置１００の演算回路１０１は、画像特徴量として画像全体に占める領域Ｒｂ（図８Ｂ）の面積の割合を求め、上記対応関係を示す関係データを利用して膜厚値を求める。画像特徴量としては、上記の「所定の閾値よりも明度が高い領域の面積」以外に、「所定の閾値よりも明度が高い領域の長さ」や「反射光の形状」といった、画像の「明るさの分布」に関する数値を用いてよい。

【0057】

なお、個々の基板１０では、有機被膜１０ａの厚みや密度、および銅配線１０ｂの表面形状が完全に一致しないため、反射光の画像特徴量から求めた有機被膜１０ａの膜厚値は、現実の膜厚値と厳密には一致しない可能性がある。しかしながら本発明者らは、膜厚値が０．１～０．４マイクロメートル程度の有機被膜１０ａについて、比較的精度よく推定できることを確認した。測定対象の有機被膜の膜厚値の範囲は、例えば、０．０１～１．０マイクロメートルであり、０．０３～０．５マイクロメートルであり、０．０４～０．４マイクロメートルである。

【0058】

図９は、性状推定装置１００の演算回路１０１の処理手順を示すフローチャートである。演算回路１０１はコンピュータプログラム１０２ｍを実行することにより、図９に示す手順で処理を実行する。

【0059】

ステップＳ２２において、演算回路１０１は、有機被膜の光学特性に関するパラメータと有機被膜の性状を示す指標との間の対応関係を示す関係データを記憶装置１０３から読み出す。読み出された関係データは、メモリ１０２および／または演算回路１０１内のバッファ、キャッシュメモリ（図示せず）等に格納され得る。ステップＳ２４において、演算回路１０１は、入力インタフェースを介して、有機被膜の光学特性を測定した測定データ（画像）を取得する。ステップＳ２６において、演算回路１０１は、取得した測定データ（画像）から所定の画像特徴量を抽出する。ステップＳ２８において演算回路１０１は、抽出した画像特徴量と、読み出した関係データとを利用して、測定対象の有機被膜の性状を示す指標を推定する。

【0060】

上述の例では、「有機被膜の光学特性に関するパラメータ」は、形成された有機被膜の膜厚が既知である複数枚の基板を用いて測定した反射光の画像における画像全体に占める所定の閾値よりも明るさ（明度値）の大きい領域の面積の割合である。「有機被膜の性状を示す指標」は、形成された有機被膜の膜厚が既知である複数枚の基板の有機被膜の膜厚値である。「対応関係を示す関係データ」は、形成された有機被膜の膜厚が既知である複数枚の基板を用いて測定した所定の閾値よりも明るさ（明度値）の大きい領域の面積の割合と有機被膜の膜厚値との対応関係を示すデータである。「測定データ」は、カメラ１３０から取得した、測定対象の基板に照射された光の反射光を撮影した画像であり、スクリーンＡに投影された像Ｓの画像データである。推定の対象となる「有機被膜の性状を示す指標」は、測定対象の基板の有機被膜の膜厚値である。「画像特徴量」は像Ｓの画像データを処理して抽出した画像全体に占める所定の閾値よりも明るさ（明度値）の大きい領域の面積の割合である。

【0061】

以上の処理によって取得された膜厚値の情報を、性状推定装置１００は外部に出力することができる。図１０は、モニタ１１０における表示例を示している。モニタ１１０には、所定の表面処理薬剤溶液のｐＨ値、有効成分濃度及び有機被膜の膜厚値の時間遷移が表示されている。これらの３種類の項目は、溶液の安定性、すなわち有機被膜の造膜性、を知る手がかりとして管理の対象とされる。なお、性状推定装置１００は、検査装置（図示せず）の測定結果として出力されたｐＨ及び有効成分濃度のデータを受け取ることができる。受け取ったデータは測定日時や表面処理薬剤溶液の銘柄やロット番号、基板の銘柄やロット番号などの情報とともにメモリ１０２および／または記憶装置１０３に格納しておくことができる。検査装置は表面処理薬剤溶液の液槽と配管で接続されており、ポンプでくみ上げられた表面処理薬剤溶液のｐＨ値及び有効成分濃度を定期的に自動で測定し、測定値を性状推定装置１００に出力する。ｐＨの検査装置は例えばｐＨメーター、有効成分濃度の検査装置は例えば紫外可視分光光度計が例示される。ｐＨ値や有効成分濃度の測定に際して、溶液の希釈や装置の洗浄などの処理も自動で行うようにしてもよい。ｐＨ値及び有効成分濃度以外の情報として、表面処理薬剤溶液の温度、液量、添加剤濃度、補充した液量や、基板１枚あたりの処理時間、基板の総処理量、総使用期間、室温、湿度、天気等を測定した情報、または表面処理薬剤溶液や基板の銘柄やロット番号、作業者名等の情報を、モニタ１１０に表示させたり、メモリ１０２および／または記憶装置１０３に格納してもよい。

【0062】

ｐＨ値、有効成分濃度及び膜厚値にはそれぞれ管理範囲が予め設定されており、その範囲内に入っていれば、安定した膜厚の有機被膜を形成することができる。一例として、本実施形態では、ｐＨ、有効成分濃度及び膜厚値の各管理範囲は、それぞれ「３．５～４．５」、「８０．０～１２０．０％」及び「０．１０～０．３０マイクロメートル」である。なお、有効成分濃度は、目標濃度を１００％としたときの現在値の割合を意味する。管理範囲の値（上限値および下限値）はモニタ１１０に値として表示または時間遷移を表すグラフ中に表示されてもよい。管理範囲の値は、表面処理薬剤溶液の銘柄に応じた値を適宜設定することもできるし、メモリ１０２および／または記憶装置１０３に予め表面処理薬剤溶液の銘柄に応じた値を格納しておいたものを読み込んで設定することもできる。

【0063】

図１０のモニタ１１０の表示画像の右方には、各液管理項目の現在値が表示されている。具体的には、ｐＨ値は「４．０」、有効成分濃度は「９０．０％」、膜厚値は「０．２０マイクロメートル」であることが表示されている。各液管理項目は現在値で表示してもよいし、管理範囲内外を示すステータス（例えば、現在値が管理範囲内であれば「ＯＫ」、管理範囲外であれば「ＮＧ」）で表示されてもよい。

【0064】

いずれかの液管理項目の値が各管理範囲からずれると、性状推定装置１００は注意喚起及び警報を発出することができる。

【0065】

図１１は、ｐＨの変化と、変化に応じた性状推定装置１００の報知動作の関係を示している。横軸は時間、縦軸はｐＨを表している。ｐＨの管理範囲は、Ｔｈ０からＴｈ２の間であるとする。また注意喚起を発するための基準としてＴｈ１が設けられている。例えば、Ｔｈ０＝３．５、Ｔｈ１＝４．４、Ｔｈ２＝４．５である。

【0066】

いま、時刻Ｔ１において、ｐＨの値がＴｈ１＝４．４とＴｈ２＝４．５の間の値になったとする。このとき性状推定装置１００の演算回路１０１は、ユーザに注意喚起を発する。注意喚起の方法は、例えばモニタ１１０上にメッセージを表示する、スピーカ（図示せず）から音を出力する、ランプ（図示せず）を黄色で点滅させる、等である。

【0067】

その後もｐＨは上昇を続け、次の測定時刻Ｔ２において、基準Ｔｈ２を超えたとする。すると演算回路１０１は、ユーザに警報を発出する。警報発出の方法は、例えばモニタ１１０の画像を反転・非反転を繰り返し行う、スピーカ（図示せず）から警報音を出力する、ランプ（図示せず）を赤色で高速に点滅させる、等である。警報はｐＨが管理範囲に収まったことが検出された時刻Ｔ３まで継続される。

【0068】

注意喚起および／または警報発出を受けたユーザは、例えば表面処理薬剤溶液や調整用溶液を追加して溶液のｐＨを下げることができる。または、表面処理薬剤溶液や調整用溶液が予めセットされた薬液自動投入装置が設置されている場合には、性状推定装置１００がｐＨの低下に必要な量の液量を算出し、その液量だけ表面処理薬剤溶液や調整用溶液を液槽に投入するよう薬液自動投入装置に指示してもよい。薬液自動投入装置は、例えば残りの溶液の重量に基づいて投入された溶液量を認識しながら、指示された溶液量を液槽に投入することができる。性状推定装置１００は、有効成分濃度や膜厚値についても同様に注意喚起および／または警報発出を行うことができる。

【0069】

インタフェース装置１０６ｄが遠隔地の通信機器に入出力するデータは、例えば、有機被膜の光学特性に関するパラメータと有機被膜の物性性状を示す指標との間の対応関係を示す関係データ、測定データ（画像）、測定対象の有機被膜の性状を示す指標の推定値、記憶装置に格納されたデータ、性状推定装置１００の状態を示すデータ、表面処理薬剤溶液のｐＨ値や有効成分濃度等のデータ、注意喚起および／または警報発出のデータ、である。これにより、遠隔地からも性状推定装置１００や表面処理薬液の状態を把握することができ、現地にいなくてもトラブル時の原因調査が可能となる。また、遠隔地の通信機器からインタフェース装置１０６ｄを介して、性状推定装置１００を遠隔操作したり、文字や音声や映像等で現地への指示をすることもでき、現地にいなくてもトラブルの解消が可能となる。

【0070】

（変形例１）
これまでの説明では、有機被膜１０ａの膜厚を推定する例を説明したが、同様の考え方は膜厚以外の有機被膜１０ａの性状にも適用可能である。例示すると、以下の通りである。
（１）有機被膜の膜形成量
（２）有機被膜の密度
（３）有機被膜の欠陥の有無
（４）基板の表面粗さや表面形状の違い、異方性
（５）基板の反り量、平面性

【0071】

上記（１）は膜厚とほぼ同義であるが、膜厚を単位面積当たりの膜形成量に換算して、膜形成量を、性状を示す指標として算出できる。

【0072】

上記（２）は単位体積当たりの膜形成量を、性状を示す指標として算出できる。

【0073】

上記（３）は、有機被膜の欠陥が像Ｓ中に反映されるような場合には、像Ｓの画像データから性状を示す指標を算出できる。例えば、有機被膜１０ａに発生したキズ、クラック、ホールなどが、像Ｓの明るさ（輝度または明度）を部分的に低下させているような場合には、明るさの低下が発生している位置、大きさ、長さ、範囲等を像Ｓの画像データから求める。それらに対応する有機被膜１０ａ上の位置、大きさ、長さ、範囲等を、有機被膜１０ａの性状を示す指標として算出できる。

【0074】

上記（４）については、例えば本発明者らの試行によれば、基板１０の表面、より具体的には銅配線１０ｂの表面、がフラットである場合、像Ｓには干渉縞のような縞模様は観測されなかった。しかしながら、基板１０の表面に、異方性を持つ微細な凹凸が存在する場合には、像Ｓには干渉縞のような縞模様が観測された。そのような縞模様のできる角度は、基板１０へのレーザ光線Ｌの入射角に応じて異なることも確認された。よって、基板１０の表面の性状が異なると像Ｓにはその性状が反映されると言え、基板の表面粗さや凹凸の異方性等を、性状を示す指標として算出できる。

【0075】

上記（５）については、有機被膜１０ａ下方の銅配線１０ｂが設けられた基板１０の反りまたは非平面性は、像Ｓ中に反映され得る。基板１０が反っているか平面であるかもまた、性状を示す指標として算出できる。

【0076】

（変形例２）
図４に示す例では、レーザ光源１４０を用いた。しかしながら、レーザ光源１４０ではなく白色光源を用いる例も考えられる。

【0077】

図１２は、白色光源１５０で基板１０を照射し、カメラ１３０で基板１０の画像を取得する、測定チャンバ３０内の構成例である。白色光源１５０は、例えば複数のＬＥＤがリング状に配置されて構成されている。リングの中空部分をカメラ１３０の光軸が通過するよう、カメラ１３０及び白色光源１５０が配置されている。カメラ１３０では基板１０のカラー画像が取得される。取得されたカラー画像は演算回路１０１により処理され、画像特徴量として基板１０の中央部の反射光の色成分が抽出される。抽出される色成分は、例えば、色相－彩度に関する空間情報、いわゆるＨＳＬ色空間情報、ＨＳＶ色空間情報、および／または、ＲＧＢ値である。

【0078】

本発明者らは、基板１０の中央部では、反射光の色成分、具体的にはＨＳＬ色空間情報におけるＨ（Ｈｕｅ）とＳ（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）との座標、は膜厚に応じて連続的に変化することを見出した。そこで、有機被膜の膜厚の異なる複数枚の基板１０を用意して、各基板１０に白色光源１５０の白色光を放射して基板１０中央部の反射光の画像を所得し、画像処理により色成分を抽出した後、その基板１０上の有機被膜の膜厚を電子顕微鏡による断面観察で測定した。そして、色成分を表すデータと膜厚との対応関係を示す関係データを用意した。

【0079】

測定対象の基板１０に白色光源１５０から白色光を放射し、カメラ１３０を用いて基板１０中央部の反射光の画像を撮影する。性状推定装置１００の演算回路１０１は、その画像データを測定データとして取得し、画像処理により色成分、具体的にはＨＳＬ色空間情報におけるＨ（Ｈｕｅ）とＳ（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）との座標、を画像特徴量として抽出することにより、当該画像特徴量と、対応関係を示す関係データとを利用して、その基板１０上の有機被膜の膜厚値を推定することができる。

【0080】

画像特徴量には測定データを画像処理して抽出した色成分における各種数値を採用することができる。例えば、ＨＳＬ色空間情報を用いる場合、色相（Ｈｕｅ）、彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）、輝度（明度）（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）の各数値を採用してもよいし、色相、彩度、および輝度の各数値から導かれるＨＳＬ双円錐型色空間における座標や位置の情報を採用してもよいし、色相、彩度、輝度の各数値を用いた関数から導かれる数値を採用してもよい。

【0081】

なお、電子顕微鏡による膜厚測定は、時間、コスト等がかかる。よって、対応関係を有するデータでは、膜厚を網羅することが困難な場合も考えられる。そのような場合には、例えば異なる複数の画像特徴量と、異なる複数の膜厚値との間をそれぞれ線形または曲線により補間することで、画像特徴量と膜厚値の間の関係データを用意してもよい。

【0082】

（変形例３）
次に、像Ｓの利用とは異なる方法で、有機薄膜１０ａの光学的特性に関するパラメータを取得する方法を説明する。

【0083】

これまでと同様、記憶装置１０３は予め、有機薄膜の光学特性に関するパラメータと、有機薄膜の性状を示す指標との間の対応関係を示すデータを格納している。ただし、ここでの「パラメータ」は、有機薄膜を溶解させた溶液の吸光度であり、「指標」は有機薄膜の膜厚値および／または膜形成量である。

【0084】

複数の基板１０が搬送台２０上を流れており、それらは実質的に同じ条件で有機被膜が形成されたとする。つまり一様に同程度の膜厚および膜形成量を有する有機薄膜１０ａが形成されているとする。

【0085】

そのうちの１枚を抜き出して溶解液に浸し、有機薄膜を溶解させた溶液のＵＶ吸光度を測定する。性状推定装置１００の演算回路１０１は、測定された吸光度のデータを、例えばインタフェース装置１０６ｃ等において受け取り、記憶装置１０３に予め格納された対応関係を示すデータを参照する。すると、吸光度から有機薄膜１０ａの膜厚値および／または膜形成量を即座に得ることができる。

【0086】

ＵＶ吸光度の測定も自動化することが可能である。複数の基板１０のうちの１枚を搬送台２０上からピックアップするロボットを設け、当該ロボットはピックアップした基板１０を溶解液の液槽に投入する。その後、例えば検査装置が溶液にＵＶ光を放射し、放射した光の反射光または透過光を測定してＵＶ吸光度を測定する。性状推定装置１００は当該検査装置から測定結果を受信すればよい。

【0087】

上述の例のように、ＵＶ吸光度と膜厚および／または膜形成量との直接の対応関係を示すデータを用いることは必須ではない。上述の「対応関係」は、複数の対応関係を含んでいてもよい。例えば、有機薄膜を溶解させた溶液の吸光度と溶液中の有効成分濃度との間の第１の対応関係、及び、有効成分濃度と有機薄膜の膜厚との間の第２の対応関係である。演算回路１０１は、測定されたＵＶ吸光度のデータを、例えばインタフェース装置１０６ｃ等において受け取り、その測定データ、及び第１の対応関係を利用して、有効成分濃度を取得する。演算回路１０１はさらに、取得した有効成分濃度、及び第２の対応関係を利用して、有機薄膜の膜厚値および／または膜形成量を取得する。得られた有機薄膜の膜厚値および／または膜形成量は、上述した有機薄膜の性状を示す指標である。

【0088】

以上、本発明の例示的な実施形態を説明した。
これまでは、主として１枚の画像を利用する態様を説明した。１枚の画像であっても動画であっても、１フレーム画像ごとに処理を行えば良い点において、処理の内容は基本的には同じである。本実施形態によれば、搬送台２０の搬送速度よりも十分速いシャッター速度で静止画を撮影し、または、当該搬送速度よりも十分速いフレームレートで動画を撮影することでリアルタイムの測定または推定が可能になる。すなわち、基板１０を搬送台２０で搬送しながら、有機被膜が形成される対象物自体の性状や、形成された有機被膜等の性状を測定または推定できる。例えば、毎分３ｍの搬送速度で搬送台２０を駆動し、１０ｃｍ×１０ｃｍの基板１０を搬送する場合、毎秒２５枚の動画を撮影すると、リアルタイムの測定を容易に実現できる。

【0089】

以下、実施例として、基板１０の作製条件、本発明者ら及び本出願人が構築した、性状推定装置１００を含む性状推定システム２００の各種装置の構成例、及び性状推定システム２００の動作検証結果等を説明する。
（実施例）
（１）基板１０の作製条件
・基板１０：片面銅張積層板。サイズは４ｃｍ×４ｃｍである。
・ソフトエッチング処理
ソフトエッチング液：ＧＢ－１０００Ｆ（四国化成工業株式会社製 硫酸過酸化水素系エッチング液）
ソフトエッチング条件：基板を３０℃のソフトエッチング液に３０秒浸漬した。
・表面処理条件
水溶性プレフラックス液：タフエースＦ２（ＬＸ）（四国化成工業株式会社製）
処理条件：基板１０を４０℃の水溶性プレフラックス液に、３０秒～３分浸漬して有機被膜の膜厚の異なる４枚の基板（基板Ａ～Ｄ）を作製した。
（２）測定装置（図４の構成）
・カメラ１３０：マシンビジョン（画素数：２０４８×１５３６ピクセル）
・レーザ光源１４０：赤色レーザポインタ（汎用品）、θ＝８０°
・性状推定装置１００：汎用ＰＣ（ＯＳ：Ｗｉｎｄｏｗｓ１０）
・カメラとＰＣとの接続インタフェース装置１０６ａ：ＵＳＢ３．０
・スクリーンＡ（図４）：Ａ３サイズの白色紙
（３）画像処理
撮影により、マシンビジョンは８ビットのビットマップ画像（２０４８×１５３６ピクセル）を生成する。マシンビジョンはビットマップ画像をＰＣに送信する。
ＰＣは当該ビットマップ画像を受け取って内部の記憶装置に保存する。ユーザ操作により、ＰＣのＣＰＵは画像編集処理ソフト「ＧＩＭＰ」（ｖｅｒｉｏｎ ２．１０）を実行し、当該ビットマップ画像を読み込んで以下の画像処理を行った。
（ａ）反射光の像が画像の中央に収まる状態で、画像を２０４８×７６８ピクセルのサイズにトリミングする処理
（ｂ）トリミング後の画像の二値化処理
ユーザが入力装置を用いてＰＣを操作し、「色」メニューの「しきい値」の項目から「明度」のヒストグラムにおける明度の下限値（閾値）を「２０」に設定することにより画像の二値化処理を行った。ＰＣのＣＰＵは、明度のヒストグラムにおけるその時のパーセンタイルの値から、画像全体のピクセルのうち明度が２０以上のピクセルの割合を読み取る。直感的には、図８Ａ及び図８Ｂの、画像全体のピクセルに対する白色のピクセルの割合が読み取られる。
（４）対応関係を示す関係データの生成
有機被膜の膜厚値が異なる２枚の基板Ａ及び基板Ｂの各々について、上記画像処理により明度が２０以上のピクセルの割合（有機被膜の光学特性に関するパラメータ）が得られる。
次いで、有機被膜を溶解可能な溶解液（有機溶剤及び酸）を収容した容器を２つ用意する。基板Ａ及びＢを、各容器内の溶解液に浸漬させ、基板上に形成されたそれぞれの有機被膜を溶解液に溶解させた溶液を得た。各溶液の吸光度を紫外線（ＵＶ）吸光度計測器で測定し、予め測定していた特定の波長の吸光度と有効成分濃度との間の検量線を用いて、各溶液に含まれる有機被膜の有効成分（イミダゾール化合物）の量を算出した。算出した有効成分量と基板の面積との関係から有機被膜の膜厚値（有機被膜の性状を示す指標）を算出した。
基板Ａおよび基板Ｂについて、明度が２０以上のピクセルの割合（単位％）と有機被膜の膜厚値（単位μｍ）との間の対応関係を示すテーブルを作成した。表１は当該テーブルの一例を示している。

【表1】

表１のテーブルを用いて、明度が２０以上のピクセルの割合（ｘ）と有機被膜の膜厚値（ｙ）との間に線形関係が成り立つと仮定し、関係式を導出した。関係式は、ｙ＝－０．０６２９ｘ＋０．９０６９となった。図１３は、導出された関係式に対応する線分Ｌを示している。
（５）基板上の有機被膜の膜厚推定（対象となる基板は、基板Ａ及びＢ以外の基板）
有機被膜が形成された、基板Ａ及びＢ以外の基板を対象として、その基板上の有機被膜の膜厚を推定する。本実施例では基板ＣおよびＤを用いた。基板ＣおよびＤの各々に、上記（３）の（ａ）及び（ｂ）の処理と同じ処理を行い、明度が２０以上のピクセルの割合（画像特徴量）を得た。そして、当該画像特徴量および上記関係式を用いて、基板Ｃおよび基板Ｄの各有機被膜の膜厚の推定値を算出した。
その後、上記と同じ紫外線（ＵＶ）吸光度計測器を用いた方法により、基板Ｃおよび基板Ｄの各有機被膜の膜厚の実測値を算出した。そして、膜厚の推定値と実測値との比較を行った。
表２は、基板Ｃ及び基板Ｄのそれぞれについて、明度が２０以上のピクセルの割合、有機被膜の膜厚の推定値、同実測値、及び、推定値と実測値との差の絶対値を示している。

【表2】

図１４は、図１３に示す線分Ｌと、基板Ｃ及びＤの各プロット結果との関係を示している。表２および図１４から、本手法によれば、有機被膜の膜厚値が０．１３７～０．３１１μｍの範囲において±０．０４μｍ以内の精度で有機被膜の膜厚を推定できることが確認された。

【産業上の利用可能性】

【0090】

本開示は、プリント配線板等に形成した有機被膜の性状を示す指標を推定するために有用である。

【符号の説明】

【0091】

１００ 性状推定装置
１０１ 演算回路
１０２ メモリ
１０３ 記憶装置
１０４ 画像処理回路
１０５ 通信バス
１０６ インタフェース装置
１１０ モニタ
１２０ 入力装置
１３０ カメラ
２００ 物性推定システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】