JP2543585B2 - パタ―ン検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光拡散性を有する基板上に形成された非光拡散性パタ
ーン（あるいはその逆のパターン）の検査装置に関し、 該パターンの二次元的な欠陥のみならず三次元的な欠
陥をも検出可能とし、また配線部に光反射率が小さい領
域が存在した場合にも確実に配線部のパターンを抽出可
能とすることを目的とし、レーザー光を発生する手段
と、該レーザー光を走査する手段と、該走査レーザー光
を検査対象上に集光する手段と、該検査対象上の集光点
を再帰的に結像する手段と、該再結像面に配置した空間
フィルターにより、空間フィルタリングを行う手段と、
該空間フィルターを通過した光を検知する第１の光検知
手段と、該検査対象上の集光点を、レーザー光の照射方
向に対して斜方向へ結像する手段と、該結像面上におい
て、該検査対象上の集光点の像を二分割する手段と、該
二分割した光をそれぞれ検知する、第２の光検知手段、
及び、第３の光検知手段と、該第１の光検知手段の信号
を二値化、或いは、多値化し、二次元パターンを得る手
段と、該二次元パターンから欠陥を検出する手段と、該
第２の光検知手段、及び、第３の光検知手段の信号を演
算し、高さ信号を得る手段と、該高さ信号を二値化、或
いは、多値化し、三次元パターンを得る手段と、該三次
元パターンから欠陥を検出する手段と、該検出欠陥の情
報を出力する手段とを具備し、上記の高さ信号を二値化
或いは、多値化する手段によって該高さ信号を抽出する
場合に、該二次元パターンを利用し、該二次元パターン
中の基材に相当する領域の信号のみを該高さ信号から抽
出することにより基材高さ信号を得ると共に、該検査対
象上の集光点の像を二分割する手段を、該検査対象上の
集光点の像の結像面から所定の距離だけ離れた位置に配
置するように構成される。

〔産業上の利用分野〕

本件は、光拡散性を有する基板上に形成された、非光
拡散性パターン（あるいは非光拡散性を有する基板上に
形成された光拡散性パターン）の検査に関するものであ
る。主に、プリント配線板パターンの検査に適用する。

〔従来の技術〕

従来のプリント配線板パターン検査装置の一例を、第
14図に示す。

動作を簡単に説明する。レーザー光源３からのレーザ
ー光をビームエクスパンダ４により拡大し、ミラー５、
ビームスプリッタ６を通過した後、回転多面鏡（ポリゴ
ン）７を用いて走査する。走査レーザー光は、走査レン
ズ８によりスポット状に集光され、検査対象例えばプリ
ント配線板パターン２上を図に示す方向に走査される。
なお９はミラー、１は該検査対象２を載置した載置ステ
ージである。検査対象２からの反射光は、入射光と同一
の経路を経て帰還される。そして、回転多面鏡７とビー
ムエクスパンダ４の間に挿入されたビームスプリッタ６
により、上記入射光と同一経路で帰還された（再帰）反
射光成分が分離される。分離された再帰反射光は、再結
像レンズ13により再結像され、再結像面上に配置された
空間フィルター（ピンホール）14′を通して、光電子増
倍管（フォトマル）Ｃにて検知される。

パターン検知信号（光電子増倍管Ｃの出力）は、二値
化回路15により適当なスライスレベルで二値化される。
なお16は該スライスレベル設定用の可変抵抗である。該
二値化された二値化パターンは、パターン検査論理回路
22に入力され、欠陥の検出が行われる。パターン検査論
理としては例えば本出願人により出願された特願昭61-1
07407号および特願昭61-142940号に記載の『ラジアルマ
ッチング検査論理』などを用いる。検出された欠陥に関
する情報（欠陥位置など）は、欠陥出力装置24により出
力される。システムコントローラ23は、検査装置全体の
制御を行う。25は載置ステージコントローラである。

ここで上記ラジアルマッチング検査論理の概要につい
て説明する。これはプリント配線板等の配線パターンの
二値化データなどからその欠陥検査を行うパターン検査
の一手法に関するもので、該配線パターンの特長を記述
するのにその配線方向と配線幅とが用いられる。ここで
先ずその配線方向については該配線パターンの各中心点
（配線幅の各中点位置）から放射状に（例えば４方向）
について各方向の配線長を測長し、その一番長い測長値
からその位置における配線方向を判別する。また各位置
における配線幅については該判別された配線方向と垂直
な方向の長さを測定することによりえられるもので、該
配線幅の基準値を例えば100ミクロンとし、その許容し
うる最小線幅および最大線幅をそれぞれ例えば80ミクロ
ンおよび120ミクロンとした場合、該配線幅を例えば次
の４種類に分類する。すなわち該最小線幅より小のと
き（これを例えばＳとする）、該最小線幅と最大線幅
との間にあるとき（これを例えばＣとする）、該最大
線幅より大であって測長センサによる測長限界値以下の
とき（これを例えばＬとする）、および該測長センサ
による測長限界値を超えているとき（これを例えばOVと
する）の４種類に分類する。

次に上記各位置において各配線方向（例えばその位置
における左右方向を０°方向として、０°方向、45°方
向、90°方向、135°方向の４方向）における配線パタ
ーンの長さを測定し、該各配線方向とその各配線方向に
おける配線長さとの組合せによって例えば12ビットのラ
ジアルコードが作成される。例えば上記０°方向の配線
長さがＣであり、45°方向の配線長さがＬであり、90°
方向の配線長さがOVであり、135°方向の長さがＬであ
るとすると、この場合のラジアルコードは｛C,L,OV,L｝
であり（実際にはこれを例えば12ビットのコードで表
す）、上下に伸びる配線パターンが例えばこのようなラ
ジアルコードで表され、良品配線パターンに対応するラ
ジアルコードの１つとなる。また例えば左右に伸びる良
品配線パターンの所定位置（例えば所定方向に折曲する
部分の近傍）において、例えば上記０°方向の配線長さ
がOV、45°方向の配線長さがＬ、90°方向の配線長さが
Ｃ、135°方向の配線長さがOVであるとすると、この場
合のラジアルコードは｛OV,L,C,OV｝で表され、これも
良品配線パターンに対応するラジアルコードの１つであ
る。

一方、上記折曲した部分の近傍において上記配線パタ
ーンに欠陥（例えば断線）があるとすると、該折曲部分
近傍でのラジアルコードは例えば上記０°方向の配線長
さがOVからＬに変わり、この場合のラジアルコードは
｛L,L,C,OV｝となり、かかるラジアルコードは欠陥パタ
ーンに対応するラジアルコードとなる。

上述したように配線パターンの各位置における配線方
向とその各配線方向における配線長さとの組合せによっ
てえられるラジアルコードの種類としては、例えば12ビ
ットのコードで表した場合、２¹²＝4096通りのラジアル
コードがえられるが、そのうち良品パターンの検査によ
って該良品パターンの各位置でえられるラジアルコード
が順次抽出され、これらのコードは良品辞書内に格納さ
れる。そして該良品パターンに対応するラジアルコード
以外のラジアルコードは、欠陥パターンに対応するコー
ドとして欠陥辞書内に格納され、このようにして上記40
96通りのラジアルコードが良品パターンに対応するコー
ドと欠陥パターンに対応するコードとに区別された参照
辞書の自動作成がなされる。

次いでこのようにして作成された参照辞書を用いて、
ある被検査配線パターンについて上記と同様にしてその
各中心位置において、上記したような配線方向とその各
配線方向における配線長さとの組合せによって、該各位
置におけるラジアルコードを順次作成し、このようにし
てえられたラジアルコードを順次該参照辞書の内容と比
較して、得られたラジアルコードがすべて良品パターン
に対応するコードであるか否かがチェックされ、それら
のコードがすべて該辞書内に記憶された良品パターンに
対応するコードであれば、該被検査パターンが良品配線
パターンであると判定され、一方ある配線パターン位置
において該辞書内に記憶された欠陥パターンに対応する
コードがえられた場合には、該被検査配線パターンに欠
陥があるものと判定される。

次に上記空間フィルター（ピンホール）14′の機能に
ついて説明する。再結像面上における再帰反射光の強度
分布を、第15図に示す。第15図においては、回転多面鏡
の代わりに振動ミラー７′を用いているが、原理的な機
能は全く同一である。スポット状の走査レーザー光が、
プリント配線板2Dの基材部2Aにある場合には、空間フィ
ルター14′が配置された再結像面上の光強度分布は、ブ
ロードな山型2A′になる。これは、基材部2A（一般的に
は、ポリイミドやエポキシ樹脂）の光拡散性が大きいた
めである。一方、スポット状の走査レーザー光が配線部
上面2Cにある場合には、再結像面上の光強度分布は、ナ
ローな山型2C′になる。これは、配線部上面において
は、光拡散性が極めて小さく、直接反射光成分が主とな
るためである。配線部側面2Bにおいては、一般的に、2A
と2Cの中間的な光強度分布になる。

以上に述べたような特性が、再結像面上における再帰
反射光の強度分布にはある。そこで、再結像面上に第16
図に示すような、中心に微小孔141′（直径ｄ）を有す
る空間フィルター（ピンホール）14′を配置すれば、 基材部の場合には、拡散光成分が主であるために、再
帰反射光の大部分が遮られ（第17図（ａ））、 配線部の場合には、直接反射光成分が主であるため
に、再帰反射光の大部分が通過する（第17図（ｂ））た
めに、空間フィルターを用いない場合と比較して、より
高いS/N（第18図に示すように、Ｓが配線部2Eの検知信
号強度に、Ｎが基材部2Aの検知信号強度に、それぞれ対
応する）のパターン検知が可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本プリント配線板パターン検査装置の場合、以下に示
すような問題点があった。

第19図（ａ）に示すような二次元的な欠陥は検出可能
であるが、第19図（ｂ）に示すような三次元的な欠陥は
検出不可能であった。

また、第20図に示すように、配線部に、酸化等の影響
により光反射率が小さな領域が存在した場合、パターン
欠けとして誤検知されてしまう。

本発明は、上記問題点に鑑み、二次元的な欠陥のみ
ならず三次元的な欠陥をも検出可能とし、また、配線
部に光反射率が小さな領域が存在した場合においても、
確実に配線部のパターンを抽出することのできるプリン
ト配線板パターン検査装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決しようとするための手段〕

従来のパターン検知光学系のみでは、三次元パターン
を検知することは不可能である。そこで、三次元パター
ンを検知することのできる光学系を付加する。さらに詳
しくいえば、本発明のパターン検査装置は、光拡散性を
有する基板上に形成された非光拡散性パターンあるいは
非光拡散性を有する基板上に形成された光拡散性パター
ンを対象とするパターン検査装置であって、レーザー光
を発生する手段と、このレーザー光を走査する手段と、
この走査レーザー光を検査対象上に集光する手段と、こ
の検査対象上の集光点を再帰的に結像する手段と、上記
検査対象上の集光点の再結像面に配置した空間フィルタ
ーにより、空間フィルタリングを行う手段と、この空間
フィルターを通過した光を検知する第１の光検知手段
と、上記検査対象上の集光点を、レーザー光の照射方向
に対して斜方向へ結像する手段と、上記検査対象上の集
光点の結像面上において、上記検査対象上の集光点の像
を二分割する手段と、この二分割した光をそれぞれ検知
する、第２の光検知手段、及び、第３の光検知手段と、
上記第１の光検知手段の信号を二値化、或いは、多値化
し、二次元パターンを得る手段と、この二次元パターン
から欠陥を検出する手段と、上記第２の光検知手段、及
び、第３の光検知手段の信号を演算し、高さ信号を得る
手段と、この高さ信号を二値化、或いは、多値化し、三
次元パターンを得る手段と、この三次元パターンから欠
陥を検出する手段と、このような検出欠陥の情報を出力
する手段とを備えている。

さらに、本発明のパターン検査装置は、上記の高さ信
号を二値化、或いは、多値化する手段によって上記高さ
信号を抽出する場合に、上記二次元パターンを利用し、
この二次元パターン中の基材に相当する領域の信号のみ
を上記高さ信号から抽出することにより基材高さ信号を
得るように構成し、また一方で、上記検査対象上の集光
点の像を二分割する手段を、上記検査対象上の集光点の
像の結像面から所定の距離だけ離れた位置に配置するよ
うに構成する。

三次元パターン（配線高さ）検知の原理を、第６図に
示す。レーザー光を回転多面鏡７により走査する。そし
て、走査レンズ８によりスポット状に集光し、ミラー９
を介して対象２に対して、垂直方向から入射する。対象
２上には、光走査線（光走査点の移動軌跡）が形成され
る。光走査線を光走査線結像用レンズ10により、レーザ
ー入射方向に対して斜方向（角度θ）へ結像する。11は
ミラーである。結像面上には、対象２の表面形状に応じ
た光切断画像が形成される。光切断画像（すなわち、移
動する光走査点）を、画像スプリッタ12により、画像分
割線上において二分割する。そして、各々の画像の光エ
ネルギーの積分値を、第２の光検知手段、及び、第３の
光検知手段（例えば、第６図の光センサーA,B）により
検知する。なお、第１の光検知手段に関しては、後述す
ることとする。

高さ検知信号は、高さ演算回路17において、 高さ検知信号＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ） ただしA:光センサーＡの出力（≧０） B:光センサーＢの出力（≧０） を演算することにより得られる。上式により、高さ検知
信号の値の範囲は、−１〜＋１（任意の単位）となる。
なお第６図右下部に示される画像スプリッタ12の拡大図
において、121は光反射領域、122は光透過領域を示す。

本配線高さ検知法における、対象の上下方向変位と、
高さ検知信号の関係を、第７図（ａ）に示す。グラフの
横軸は対象の上下方向変位Ｚ（距離の単位）であり、縦
軸は高さ検知信号Ｈ（任意の単位）である。またグラフ
の関係線上の点，，に対応する、光走査点と画像
スプリッタ12の位置関係を、それぞれ第７図（ｂ），
，に示す。点は、Ａ＝0,B≠０の場合であり、高
さ検知信号は最小値（−１）にクランプされる。点
は、Ａ＝Ｂ≠０の場合であり、０となる。点は、Ａ≠
0,B＝０の場合であり、高さ検知信号は最大値（＋１）
にクランプされる。光走査点が、対象の上下方向変動に
伴い、Ｚ方向に点→→と変化すると、高さ検知信
号は（−１）→０→（＋１）と変化する。

本高さ検知法により、高さ計測可能な範囲は、点を
中心とする、上下方向変位Ｚと高さ検知信号Ｈが、ほぼ
比例する領域である。比例係数、すなわち高さ検知感度
は、 高さ検知感度＝ΔH/ΔＺ で与えられ、画像スプリッタ12上の光走査点の状態（光
強度分布）に依存する。光走査点の大きさが小さくなれ
ば高さ計測範囲は狭くなり、大きくなれば高さ計測範囲
は広くなる。本高さ検知法の場合、画像スプリッタ12
は、基本的には、光走査点の結像面上に配置する。従っ
て画像スプリッタ上における光走査点の大きさは最小と
なり、高さ計測範囲は最も狭い状態になる。すなわち光
走査点が小さくなるほど第７図（ａ）に示される高さ検
知信号の立上がりが急峻になる。そこで、高さ計測範囲
の拡大を行う。

デフォーカスを用いた高さ計測範囲の拡大の原理を、
第８図に示す。画像スプリッタ12を、結像面から光軸方
向に距離ｄ（例えば数ミリ程度）だけ離れた位置に配置
する。すると、画像スプリッタ上の光走査点が拡大さ
れ、それに伴い、高さ計測範囲が拡大される。ただし、
本高さ計測範囲拡大法の場合、デフォーカス距離の増加
に伴い、高さ計測範囲は次第に拡大されるが、高さ検知
感度は次第に低下してしまう。従って、デフォーカス距
離は、高さ計測範囲と高さ検知感度とを、同時に満足す
る値に設定する必要がある。

次に従来の二次元パターン検知においては、基本的に
は、配線部の表面の光反射率に基づいてパターン検知を
行っていた。そのため、酸化等の外的要因の影響を受け
易かった。すなわちこのような場合第17図（ｂ）に示さ
れる光強度のプロファイルは同じでもそのピーク値が下
がり、基材部と誤認するおそれがある。そこで、比較的
安定な、配線部と基材部の光拡散性の相違に基づいて、
二次元パターン検知を行う。

そのために従来の微小孔を用いた空間フィルター14′
の代わりに、第９図に示すように、微小遮光体141（直
径ｄ）を用いた空間フィルター14を、再結像面上に配置
する。すると、 基材部の場合には、拡散光成分が主であるために、再
帰反射光の大部分が透過し（第10図（ａ））、 配線部の場合には、直接反射光成分が主であるため
に、再帰反射光の大部分が遮られる（第10図（ｂ）） ために、空間フィルター14を用いない場合と比較して、
より高いS/N（第11図に示すように、Ｓが基材部2Aの検
知信号強度に、Ｎが配線部2Eの検知信号強度に、それぞ
れ対応する）の二次元パターン検知が可能となる。

本二次元パターン検知法の場合、配線部と基材部の光
拡散性の相違にのみ基づいてパターン検知を行うため
に、酸化等の外的要因の影響を受け難い。

〔作用〕

以上に述べた三次元パターン（配線高さ）検知手段と
微小遮光体を用いた空間フィルターを適用することによ
り、二次元的な欠陥のみならず三次元的な欠陥をも検
出可能とし、また、配線部に光反射率が小さな領域が
存在した場合においても、確実に配線部のパターンを抽
出することのできるプリント配線板などのパターン検査
装置を提供することが可能となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１実施例としてのパターン検査装
置を示すもので上記第14図と共通する部分には共通の符
号が付されている。すなわちレーザー光源３からのレー
ザー光をビームエクスパンダ４により拡大し、回転多面
鏡（ポリゴン）７を用いて走査する。走査レーザー光
は、走査レンズ８によりスポット状に集光され、検査対
象２上を図に示す方向に走査される。検査対象からの反
射光は、入射光と同一の経路を経て帰還される。そし
て、回転多面鏡７とビームエクスパンダ４の間に挿入さ
れたビームスプリッタ６により、（再帰）反射光成分が
分離される。分離された再帰反射光は、再結像レンズ13
により再結像され、再結像面上に配置された空間フィル
ター（微小遮光体）14を通して、第１の光検知手段、例
えば、光電子増倍管Ｃにて検知される。

光走査線はまた、光走査線結像用レンズ10によりレー
ザー入射方向に対して斜方向（角度θ）から結像され
る。そして、結像面からデフォーカス距離ｄだけ離れた
位置に配置された画像スプリッタ12により、光切断画像
（すなわち、移動する光走査点）は二分割され、各々の
画像の光エネルギーの積分値は、第２の光検知手段、及
び、第３の光検知手段として機能する光電子増倍管A,B
にて検知される。なお、本発明の実施例の部分では、説
明の都合上、前述の２つの光センサー（第６図参照）と
同等の２つの光電子増倍管を、それぞれ、参照番号A,B
として定義することとする。

二次元パターン検知信号（光電子増倍管Ｃの出力）
は、二次元パターン二値化回路15により適当なスライス
レベルで二値化される。なおこの場合二値化する代わり
にそれ以上に多値化してもよい。二値化された二次元パ
ターン信号は、二次元パターン検査論理回路22に入力さ
れ、欠陥の検出が行われる。二次元パターン検査論理と
しては、上述した『ラジアルマッチング検査論理』など
を用いる。

光電子増倍管Ａの出力、及び、光電子増倍管Ｂの出力
は、高さ演算回路17に入力され、高さ（＝（Ａ−Ｂ）／
（Ａ＋Ｂ））が演算される。三次元パターン検知信号
（高さ演算回路17の出力）は、三次元パターン二値化回
路18により適当なスライスレベルで二値化される。なお
この場合も二値化の代わりに多値化してもよい。スライ
スレベルは、上記三次元パターン検知信号の中から抽出
された基材部の高さ信号（基材部高さ抽出回路19から抽
出される）に、所定の高さに相当する信号αを加え合わ
せることによりスライスレベル作成回路20において作成
される。また、基材部の高さ信号の抽出には、二値化さ
れた二次元パターン信号をゲート信号として利用する。
二値化された三次元パターン信号は三次元パターン検査
論理回路21に入力され、欠陥の検出が行われる。三次元
パターン検査論理としては、二次元パターン検査論理と
同様な検査論理、例えば上記『ラジアルマッチング検査
論理』などを用いることができる。なおスライスレベル
の作成にあたり、上記した一定の信号αを加える代わり
に、基材高さ信号Ｈ_Sと該一定信号αとの関数にて決定
される値の信号を加えるようにすることもできる。

二次元パターン検査論理、及び三次元パターン検査論
理により検出された欠陥に関する情報（欠陥位置など）
は、欠陥出力装置24により出力される。システムコント
ローラ23は、検査装置全体の制御を行う。

上記第１図に示される信号処理回路各部の信号波形の
例を、第２図に示す。

また、微小遮光体を用いた空間フィルターの構造を第
12図に示す。（ａ）は、最も基本的な構造であり、中心
に遮光領域141があり、その周囲が全て透過領域142の場
合である。具体的には、光透過性の基板（ガラス等）上
に遮光性の膜を形成したものである。（ｂ）は、中心に
遮光領域141があり、その周囲に透過領域142があり、さ
らにその周囲が不要帰還光除去のための遮光領域141の
場合である。（ｃ）は、（ｂ）の構造（遮光領域）を遮
光性の箔（金属箔等）で実現したものである。

画像スプリッタの構造を、第13図に示す。光透過性の
基板（ガラス等）122の半面に、光反射性の膜121を形成
したものである。

上述のように、高さ検知信号は、通常、光電子増倍管
Ａの出力、及び、光電子増倍管Ｂの出力を用いて 高さ検知信号＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ） と演算され、その演算結果は、−１〜＋１となる。この
演算をアナログ的に実行する場合には、特に問題とはな
らないが、光電子増倍管A,Bの出力をそれぞれA/D変換
し、演算をディジタル的に実行する場合には、演算結果
の極性が一定（一側出力のみ、または、＋側出力のみ）
である方が都合が良い場合が多い。このような場合に
は、 高さ検知信号＝｛（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）｝ Ｘ｛（Ｖ_max−Ｖ_min）/2｝ ＋｛（Ｖ_max−Ｖ_min）/2｝＋Ｖ_min ただし、Ｖ_max：演算結果の最大値 Ｖ_min：演算結果の最小値 と演算することにより、Ｖ_min〜Ｖ_maxの範囲の演算結果
が得られる。

第３図は本発明の第２実施例としてのパターン検査装
置を示すもので、検査対象２の上下方向変位が大きい場
合（すなわち、検査対象２に大きなそり等が存在する場
合）、或いは、載置ステージ１の上下方向変位が大きい
場合には、その変位が高さ計測範囲を越えてしまう場合
がある。

そこで、画像スプリッタ12に光軸と垂直方向に移動可
能な機構を付加することにより、これらの大きな変位に
対して追従させる。画像スプリッタ移動機構の構成を、
第４図（ａ）に示す。対象が、点の位置にある場合に
は、駆動モータ28により画像スプリッタを下方に移動さ
せ、光走査点が画像スプリッタ12のほぼ分割線上に結像
されるように調整する。また、対象が、点の位置にあ
る場合には、該駆動モータ28により画像スプリッタを上
方に移動させ、光走査点が画像スプリッタ12のほぼ分割
線上に結像されるように調整する。なお第３図中、26は
基材部高さ→ステージ移動量変換回路、27は画像スプリ
ッタ調整ステージコントローラである。

画像スプリッタ12の移動方向、及び、移動量の推定に
は、三次元パターン信号から抽出された基材部の高さ検
知信号を用いる。例えば、第４図（ｂ）において、基材
部の高さ検知信号が点の値であるならば、画像スプリ
ッタを下方に移動させ、また、点の値であるならば、
画像スプリッタを上方に移動させ、基材部の高さ検知信
号が、常にある一定値（例えば、点の値＝０）になる
ように調整する。

これにより、検査対象２、或いは、載置ステージ１に
大きな上下方向変位がある場合においても、高精度な配
線の高さ検査が可能となる。

第５図は本発明の第３実施例としてのパターン検査装
置を示すもので、回転多面鏡７の面振れ（回転多面鏡７
の回転軸に対して、各ミラー面は平行であることが理想
であるが、実際には、ミラーの製作精度、及びモーター
の回転軸の変動などの影響により，ある角度を持つ。す
ると、各ミラー面によって、光走査線の位置の変動（平
面上で走査方向と垂直方向に変動してしまう）が、検査
精度に対して無視できない場合がある。

そこで、超音波偏向器34を用いて面振れの補正を行
う。具体的には、レーザー光路中に超音波偏向器34を挿
入し、その偏向角を各ミラー面毎に制御することによ
り、補正を行う。すなわち回転多面鏡に付されたマーカ
を基準として光センサー30により回転多面鏡の（走査中
の）面位置を検出し、各面位置に応じた偏向量を算出す
る。第５図中、31は面位置判定回路、32は面位置→偏向
量変換回路、33は超音波偏向器ドライバーである。面位
置と偏向量の関係は、予め、測定等によって求めてお
く。

これにより、回転多面鏡の面振れが大きい場合におい
ても、高精度な配線の高さ検査が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、二次元的な欠陥のみならず三次元
的な（高さ方向の）欠陥をも検出可能とし、また、配
線部に酸化等の影響により光反射率が小さな領域が存在
した場合においても、確実に配線部のパターンを抽出す
ることができるプリント配線板パターン検査装置を提供
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例としてのパターン検査装
置の全体構成を示す図、 第２図は、第１図の装置おける各部の信号波形を例示す
る図、 第３図は、本発明の他の実施例としてのパターン検査装
置の全体構成を示す図、 第４図（ａ），（ｂ）は、第３図の装置における画像ス
プリッタ移動系について説明する図、 第５図は、本発明の更に他の実施例としてのパターン検
査装置の全体構成を示す図、 第６図は、配線高さ検知の原理を説明する図、 第７図（ａ），（ｂ）は、配線高さ検知の原理を更に追
加的に説明する図、 第８図は、デフォーカスにより高さ計測範囲が拡大され
る状態を説明する図、 第９図は、微小遮光体を有する空間フィルターを用いた
再結像系の構成を示す図、 第10図は、微小遮光体を有する空間フィルターの効果を
説明する図、 第11図は、微小遮光体を有する空間フィルターを用いた
場合のパターン検知信号を示す図、 第12図は（ａ），（ｂ），（ｃ）は、微小遮光体を有す
る空間フィルターの構成を例示する図、 第13図は、画像スプリッタの構成を例示する図、 第14図は、従来のプリント配線板パターン検査装置の構
成を例示する図、 第15図は、第14図の装置における再結像面上の再帰反射
光の強度分布を示す図、 第16図は、ピンホールを有する空間フィルターを用いた
再結像系の構成を示す図、 第17図は（ａ），（ｂ）は、ピンホールを有する空間フ
ィルターの効果を説明する図、 第18図は、ピンホールを有する空間フィルターを用いた
場合のパターン検知信号を示す図、 第19図は（ａ），（ｂ）は、従来のプリント配線板パタ
ーン検査装置の問題点を説明する図、 第20図は、従来のプリント配線板パターン検査装置の他
の問題点を説明する図である。 （符号の説明） ２……検査対象（プリント配線板）、2A……基材部、2B
……導体側面、2C……導体上面、３……レーザー光源、
６……ビームスプリッタ、７……回転多面鏡、８……走
査レンズ、10……光走査線結像用レンズ、12……画像ス
プリッタ、13……再結像用レンズ、14……微小遮光体を
有する空間フィルター、14′……微小孔（ピンホール）
を有する空間フィルター、A,B,C……光電子増倍管、15
……二次元パターン二値化回路、17……高さ演算回路、
18……三次元パターン二値化回路、19……基材部高さ抽
出回路、21……三次元パターン検査論理回路、22……二
次元パターン検査論理回路、27……画像スプリッタ調整
ステージコントローラ、28……駆動モータ、30……光セ
ンサー、34……超音波偏向器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−299706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−205212（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−59332（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−166003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−2113（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−53511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−132811（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−25207（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−176555（ＪＰ，Ｕ) 特公 平４−35684（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−26684（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光拡散性を有する基板上に形成された非光
   拡散性パターンあるいは非光拡散性を有する基板上に形
   成された光拡散性パターンを対象とするパターン検査装
   置において、 レーザー光を発生する手段と、 該レーザー光を走査する手段と、 該走査レーザー光を検査対象上に集光する手段と、 該検査対象上の集光点を再帰的に結像する手段と、 該検査対象上の集光点の再結像面に配置した空間フィル
   ターにより、空間フィルタリングを行う手段と、 該空間フィルターを通過した光を検知する第１の光検知
   手段と、 該検査対象上の集光点を、レーザー光の照射方向に対し
   て斜方向へ結像する手段と、 該検査対象上の集光点の結像面上において、該検査対象
   上の集光点の像を二分割する手段と、 該二分割した光をそれぞれ検知する、第２の光検知手
   段、及び、第３の光検知手段と、 該第１の光検知手段の信号を二値化、或いは、多値化
   し、二次元パターンを得る手段と、 該二次元パターンから欠陥を検出する手段と、 該第２の光検知手段、及び、第３の光検知手段の信号を
   演算し、高さ信号を得る手段と、 該高さ信号を二値化、或いは、多値化し、三次元パター
   ンを得る手段と、 該三次元パターンから欠陥を検出する手段と、 該検出欠陥の情報を出力する手段とを具備しており、 前記の高さ信号を二値化、或いは、多値化する手段によ
   って該高さ信号を抽出する場合に、該二次元パターンを
   利用し、該二次元パターン中の基材に相当する領域の信
   号のみを該高さ信号から抽出することにより基材高さ信
   号を得るように構成し、 該検査対象上の集光点の像を二分割する手段を、該検査
   対象上の集光点の像の結像面から所定の距離だけ離れた
   位置に配置することを特徴とするパターン検査装置。
2. 【請求項２】該空間フィルターとして、微小遮光体の周
   囲に光透過領域を有する物体を用いるようにした、請求
   項１に記載のパターン検査装置。
3. 【請求項３】該空間フィルターとして、微小遮光体の周
   囲に光透過領域を有し、さらにその周囲に光遮光領域を
   有する物体を用いるようにした、請求項１に記載のパタ
   ーン検査装置。
4. 【請求項４】該高さ信号の二値化スライスレベルの生成
   手段において、該高さ信号中の基材高さ信号を抽出し、
   該基材高さ信号H_sに、基材高さ信号H_sと一定値αの関数
   ｆ（H_s，α）にて決定される値の信号を加えた信号を二
   値化スライスレベルとして用いるようにした、請求項１
   に記載のパターン検査装置。
5. 【請求項５】該検査対象上の集光点の像を二分割する手
   段において、該像の分割位置を、該高さ信号から抽出し
   た基材高さ信号に応じて、移動する機能を付加するよう
   にした、請求項１に記載のパターン検査装置。