JP3150203B2 - パターン検出方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パターンの形状や材質
が異なる場合や、対象とするパターン欠陥の大きさが異
なる場合であっても、パターンの形状や材質に応じてパ
ターンを確実に検出し得るパターン検出方法とその装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これまで、プリント配線基板を製造する
上で必要とされるグリーンシートには、その表面に金属
微粒子パターンが形成されるが、このパターンを検出す
る方法、あるいは装置としては、特開平１−２６３５４
０号公報に開示されたものが知られている。この公報に
よる場合、照明光はその波長が３５０〜７５０ｎｍの範
囲に制限された状態で直線偏光光として得られている
が、この照明光によってパターンおよび基材は斜方向か
ら照明される一方、パターンおよび基材からの反射光の
うち、その照射光の偏光方向と直交する方向の偏光成分
のみを検出することによって、金属微粒子パターンは高
コントラストで検出され得るものとなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報による場合には、グリーンシート上に形成されている
配線パターンと入出力パターンは高精度に、しかも経済
的に検出され得なく、パターン種別に応じた数の専用の
パターン検出装置が必要とされ、これがためにパターン
検出には多くの時間が要されているのが実情である。こ
こで、セラミック等から形成される多層配線基板につい
て簡単ながら説明すれば以下のようである。

【０００４】即ち、多層配線基板を製造するには、先ず
グリーンシートと称される生のシート基板にはスルーホ
ールが形成された上、形成されたスルーホールに電気伝
導性が良好な物質（一般にはタングステンやモリブデ
ン、銅、銀等の金属微粒子）が充填される一方、グリー
ンシート表面には上記電気伝導性が良好な物質がスクリ
ーン印刷されることによって、回路パターンが形成され
るものとなっている。多層セラミック基板とは、以上の
ようにしてなるグリーンシートが多数枚積層された状態
で焼結されることで、製造されているものである。図１
３に積層焼結後での多層配線板の断面状態が示されてい
るが、図示のように、基板内部１１１にはスルーホール
充填部１１２および回路パターン部１１３により回路が
形成されており、また、基板表裏面にはＩ／Ｏ（入出
力）ピン接続用のパターン１１４やＬＳＩ接続用パター
ン１１５が形成されたものとなっている。その後、パタ
ーン１１４にはＩ／Ｏピン１１６がろう１１７で取付け
される一方では、パターン１１５にはＬＳＩ１１８がは
んだ１１９で実装接続されるが、このようなＬＳＩ実装
多層配線基板は大形計算機等の高速演算回路や超ＬＳＩ
モジュールとなるべく、Ｉ／Ｏピン１１６を介しプリン
ト基板等（図示せず）に接続されるものとなっている。

【０００５】ところで、以上のようにしてなる多層配線
基板に対しては、焼結後に配線パターンの形状不良の検
査を行い得ないものとなっている。このため、多層配線
基板の信頼性向上と製造上での歩留まり向上を確保する
には、グリーンシートの段階で配線パターンを検査する
必要があるが、上記多層配線基板の場合、基板内部に形
成される信号伝達用配線パターンと、基板表裏面に形成
される入出力パターンとでは事情は大いに異なったもの
となっている。信号伝達用配線パターンは図１４に示す
ように、また、入出力パターンは図１５に示すようにグ
リーンシート１上に形成されているが、これら図からも
判るように、信号伝達用配線パターン３７と入出力パタ
ーン４０とではその形状と大きさは全く異なっており、
これに伴い検出すべき欠陥（図１４における断線欠陥３
８および短絡欠陥３９、図１５における凸状欠陥４１）
の大きさや形状も大いに異なっているというものであ
る。したがって、それら各種欠陥が確実に検出されなけ
ればならない、という事情からすれば、信号伝達用配線
パターン３７は入出力パターン４０に比しパターンは精
度大にして検出される必要があるものとなっている。

【０００６】以上のように、信号伝達用配線パターンと
入出力パターンとではパターン検出精度上での事情は大
いに異なっているが、信号伝達用配線パターン、入出力
パターンそれぞれが形成されるグリーンシートの数も大
いに異なったものとなっている。図１３に示す多層配線
板を製造する上で必要とされるグリーンシートの数は、
ＬＳＩ等の複雑な回路が高密度に実装されるべく、基板
内部には信号伝達用配線パターンが形成されているグリ
ーンシートが多く要されている一方では、入出力パター
ンが形成されるグリーンシートは僅かに２個要されてい
るからである。実用化されている多層配線基板に具体例
を採れば、信号伝達用配線パターンは３０〜５０層にも
亘って形成されているが、入出力パターンは基板表裏面
を形成している最上下層の２層のみに形成されたものと
なっている。したがって、このような事情からすれば、
信号伝達用配線パターンは入出力パターンに比し高速
に、しかも精度大にして検出された上、パターン検査に
よって欠陥の有無が検出された後は次行程に進める必要
があるというものである。ところで、配線パターンと入
出力パターンをこれまでのパターン検出装置で検出する
には、検出感度、結像倍率をともに可変にして検出しな
ければならなく、また、検出速度を可変するには、照明
系の光量をパターン検出対象からの反射光量に応じて可
変に設定する必要があるというものである。具体的に結
像倍率を可変とするには、検出レンズをズームレンズに
して結像倍率を変更する必要がある一方では、照明系に
光学フィルタを挿入して明るさを可変にすることで、結
像倍率に応じた明るさに設定する必要があるというもの
である。しかしながら、結像倍率の合せ精度の許容誤差
は目標値の数パーセント以内に収るべく高精度に合せる
必要があるが、ズームレンズでは高精度に結像倍率を合
せることが困難であり、また、結像倍率可変に伴い検出
像の解像度が低下する問題も生じるものとなっている。
更に、照明系の光量を検出対象からの反射光量に応じて
最適に調整するためには、その光量は連続的に可変設定
し得ることが必要であるが、光学フィルタ等を挿入して
調整しても明るさを連続的に可変設定し得ないものとな
っている。このため、パターン検査一般に用いられてい
るパターン検出装置では、検査対象物や検出感度が一般
に特定されており、したがって、多層配線基板にその例
を採れば、グリーンシート上に形成されている２種類の
パターン、即ち、信号伝達用配線パターンと入出力パタ
ーンを高精度に、しかも経済的に検出し得ず、パターン
種別に応じた専用のパターン検出装置が要されているの
が現状である。

【０００７】以上のような不具合に加え、これまでのパ
ターン検出装置では、照明光として直線偏光光が用いら
れているが、劣化を防止して高輝度な偏光照明が維持さ
れるべく、直線偏光するための偏光板自体は冷却される
ことで、光源に含まれている赤外線による影響は除去さ
れるようになっている。しかしながら、流体による冷却
では偏光板全体が均一に冷却されにくく、偏光板の一部
での偏光特性が劣化され、パターンのコントラストが低
下されるものとなっている。これに加え、冷却用流体の
濾過や流体を吹き付けることにより発生する塵埃の処理
等も必要になり、これらを含めた冷却系が大形になりパ
ターン検出装置が複雑、高価にならざるを得ないものと
なっている。

【０００８】本発明の第１の目的は、グリーンシート上
に形成される配線パターンと入出力パターンのように、
パターンの形状とその大きさが大きく異なるパターン各
々を、検出感度や検出速度を可変にして、確実に検出し
得るパターン検出方法とその装置を供するにある。本発
明の第２の目的は、基材やパターンの表面反射状態や材
質が異なる複数の種別の検出対象各々を、検出感度や検
出速度を可変にして、確実に検出し得るパターン検出方
法とその装置を供するにある。本発明の第３の目的は、
以上のような目的に加え、偏光板の偏光特性を劣化させ
ることなく高輝度な偏光照明が確保された状態で、パタ
ーンを検出し得るパターン検出方法とその装置を供する
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、基本
的には、第１の基板種別に属する基板上からパターンが
検出されるに際しては、該基板上の被検出パターン領域
を、該第１の基板種別に応じた斜上方より直線偏光光を
以て照明した状態で、該直線偏光光の偏光方向と同一の
方向の偏光成分が遮光され、且つ該直線偏光照明光の偏
光方向と直交する方向の偏光成分の光学画像は該基板上
方より光学倍率可変として光電変換された上、該第１の
基板種別に応じた分解能を以て画像として検出される一
方、第２の基板種別に属する基板上からパターンが検出
されるに際しては、該基板上の被検出パターン領域を、
該第２の基板種別に応じた斜上方より直線偏光光を以て
照明した状態で、該直線偏光光の偏光方向と同一の方向
の偏光成分が遮光され、且つ該直線偏光照明光の偏光方
向と直交する方向の偏光成分の光学画像は該基板上方よ
り光学倍率可変として光電変換された上、該第２の基板
種別に応じた分解能を以て画像として検出されることで
達成される。また、パターン検出装置としては、第１の
基板種別に属する基板上の被検出パターン領域を該第１
の基板種別に応じた斜上方より直線偏光光を以て照明す
る第１の照明系と、第２の基板種別に属する基板上の被
検出パターン領域を該第２の基板種別に応じた斜上方よ
り直線偏光光を以て照明する第２の照明系と、第１，第
２の照明系各々からの直線偏光光の偏光方向と同一の方
向の偏光成分が遮光され、且つ該直線偏光照明光の偏光
方向と直交する方向の偏光成分の光学画像を基板上方で
結像せしめる光学画像結像系と、該光学画像結像系から
の光学画像を光学倍率可変として光電変換した上、上記
第１の基板種別に応じた分解能を以て画像として検出す
る第１の画像検出系と、上記光学画像結像系からの光学
画像を光学倍率可変として光電変換した上、上記第２の
基板種別に応じた分解能を以て画像として検出する第２
の画像検出系と、上記第１の基板種別に属する基板上か
らパターンが検出されるに際しては、上記光学画像結像
系からの光学画像は第１の画像検出系によって検出され
るべく、上記第２の基板種別に属する基板上からパター
ンが検出されるに際しては、上記光学画像結像系からの
光学画像は第２の画像検出系によって検出されるべく、
該光学画像の光路を切替する光路切替系と、を少なくと
も含むべく構成することで達成される。

【００１０】上記第２の目的は、基本的には、基板上の
被検出パターン領域を、斜上方より直線偏光光を以て照
明した状態では、該直線偏光光の偏光方向と同一の方向
の偏光成分が遮光され、且つ該直線偏光照明光の偏光方
向と直交する方向の偏光成分の光学画像は基板上方より
光学倍率可変として光電検出される一方、基板上の被検
出パターン領域を、上記斜上方とは異なる斜上方より特
定波長の照明光を以て照明した状態では、上記特定波長
より大きい波長の光学画像は基板上方より光学倍率可変
として光電検出されることで達成される。また、パター
ン検出装置としては、基本的に、基板上の被検出パター
ン領域を斜上方より直線偏光光を以て照明する直線偏光
光照明系と、基板上の被検出パターン領域を上記斜上方
とは異なる斜上方より特定波長の照明光を以て照明する
特定波長光照明系と、上記直線偏光光の偏光方向と同一
の方向の偏光成分が遮光され、且つ該直線偏光照明光の
偏光方向と直交する方向の偏光成分の光学画像、または
上記特定波長より大きい波長の光学画像を該光学画像が
結像せしめられた状態で基板上方より検出する光学画像
結像系と、該光学画像結像系からの、偏光に係る光学画
像を光学倍率可変として光電検出する第１の画像検出系
と、上記光学画像結像系からの、特定波長に係る光学画
像を光学倍率可変として光電検出する第２の画像検出系
と、基板上の被検出パターン領域を上記直線偏光光を以
て照明している状態では、該光学画像結像系からの光学
画像は第１の画像検出系によって検出されるべく、上記
特定波長の照明光を以て照明している状態では、第２の
画像検出系によって検出されるべく該光学画像の光路を
切替する光路切替系と、を少なくとも含むべく構成する
ことで達成される。

【００１１】上記第３の目的は、基本的には、基板上の
被検出パターン領域を、斜上方より直線偏光光を以て照
明するに際しては、光源からの光は偏光子による直線偏
光に先立って、直線偏光光の偏光方向と直交する偏光成
分が十分減衰された状態で直線偏光されることで達成さ
れる。また、パターン検出装置としては、基本的に、基
板上の被検出パターン領域を、光源からの光を入射角が
ブリュースター角に設定された複数枚の透明光学部材、
偏光子を介し直線偏光光として得た上、斜上方より該直
線偏光光を以て照明する照明系を少なくとも含むべく構
成することで達成される。

【００１２】

【作用】要は、パターン種別対応に設けられた偏光照明
・偏光画像検出系によって、それらパターン各々が時間
帯を異にして検出されるようにしたものである。パター
ン種別対応に偏光照明・偏光画像検出系が設けられる場
合は、パターン種別対応に照明光量や結像倍率を独立に
高精度に最適化し得ることから、パターンの形状とその
大きさが大きく異なる場合であっても、検出対象として
の、それらパターン各々を高精度に検出し得るものであ
る。また、偏光照明・偏光画像検出系以外に、特定波長
光照明系とその特定波長以上の波長の光学画像を検出す
る画像検出系が設けられる場合は、パターンや基材を反
射率特性に応じて検出し得、照明系の光量や波長、検出
系の結像倍率や検出波長をそれぞれ独立に厳密に設定し
得ることから、パターンや基材の形状や表面状態が異な
っていても、高精度にパターンは検出され得るものであ
る。更に、偏光照明系として、光源からの照明光が偏光
子に入射される光路途中に、入射角がブリュースター角
に設定された複数枚の透明光学部材（ガラス板）が挿入
される場合は、照明光に含まれている不要な偏光成分は
偏光子に入射されるまでに相当減衰されることから、そ
の不要な偏光成分によって偏光子自体は熱せられなく、
したがって、偏光特性が劣化されることは防止され得る
ものである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明図１から図１２により説明す
る。先ず２系統の偏光照明・偏光画像検出系を含む、本
発明によるパターン検出装置について説明すれば、図１
はその一例での構成を示したものである。図示のよう
に、検出対象としてのグリーンシート１はＸＹ方向に移
動可、水平面内で回転可とされるべく、Ｘステージ１０
０、Ｙステージ１０１およびθステージ１０２上に載置
されたものとなっている。グリーンシート１の周囲斜上
方にはまた、同一構成の１系統偏光照明系Ａ，Ｂおよび
他系統偏光照明系Ｃ，Ｄが設けられている一方では、グ
リーンシート１の真上上方には光学画像結像系、画像検
出系Ｇ，Ｈが、更に、グリーンシート１の位置・姿勢状
態を事前に検出するための偏光照明系Ｅ，Ｆおよび偏光
画像検出系Ｉ，Ｊが設けられたものとなっている。

【００１４】さて、先ず照明系Ａについて説明すれば、
光源２からの光はコンデンサレンズ３，４，５で平行光
束にされた上、更に熱線（赤外線）吸収フィルタ６、紫
外線カットフィルタ７、ミラー８、偏光板９、シリンド
リカルレンズ１０を介し斜め上方よりグリーンシート１
上にスリット状に照射されるものとなっている。また、
照明系Ａと相対向する斜方向からは、照明系Ａと同一構
成の照明系Ｂによってグリーンシート１上の同一箇所が
スリット状に照明されるものとなっている。これら照明
系Ａ，Ｂ各々にはコンデンサレンズ４，５間にシャッタ
１１ａ，１１ｂが設けられているが、後述するように、
これらシャッタ１１ａ，１１ｂは連動して同時に開閉さ
れるようになっている。一方、照明系Ｃでは、光源２か
らの光はコレクタレンズ１２、熱線吸収フィルタ１３を
介し光ファイバ１４の一端に導かれた上、光ファイバー
１４の他端からの光はオブジェクトレンズ１５、偏光板
１６を介しグリーンシート１上に斜上方より円形状に照
射されるものとなっている。照明系Ｃからは、照明系
Ａ，Ｂ各々とは異なる斜め上方からグリーシート１が照
明されているものである。また、照明系Ｃと相対向する
斜上方からは、照明系Ｃと同一構成の照明系Ｄによっ
て、グリーンシート１上の同一箇所が円形状に照明され
るようになっている。これら照明系Ｃ，Ｄ各々には熱線
吸収フィルタ１３、ファイバー１４間にシャッタ１７
ａ，１７ｂが設けられているが、これらシャッタ１７
ａ，１７ｂはシャッタ１１ａ，１１ｂと同様、連動して
同時に開閉されるものとなっている。この場合、照明系
Ａ，Ｂの何れか一方は省略可とされるが、グリーンシー
ト１を光輝度で照明した状態で高速にパターンを検出す
る上からも、また、グリーンシート１表面より突出して
いるパターンにより陰影の発生を抑える上からしても、
照明系Ａ，Ｂ各々から同時にグリーンシート１を照明す
ることが望ましいものとなっている。このような事情は
照明系Ｃ，Ｄでも同様となっている。

【００１５】パターン検出のための照明系Ａ，Ｂ、Ｃ，
Ｄは以上のようであるが、グリーンシート１の真上上方
には偏光板１８、検出レンズ１９およびミラー２０より
なる光学画像結像系、ミラー２３よりなる光路切替系、
リニアセンサ２１からなる画像検出系Ｇ、リレーレンズ
２４および撮像素子２５からなる画像検出系Ｈが所定に
配置されたものとなっている。図示のように、ミラー２
０とリニアセンサ２１との間の光路途中にはミラーステ
ージ２２に保持されているミラー２３が配されており、
ミラー２３自体はミラーステージ２２を介し光軸ｈに平
行な方向に移動可とされたものとなっている。したがっ
て、ミラー２３が矢印ｐ方向に移動されミラー２０とリ
ニアセンサ２１との間の光路途中に位置されていない場
合には、光学画像結像系からの光学画像はリニアセンサ
２１で検出され得るものである。また、ミラー２３が矢
印ｑ方向に移動されその光路途中に位置されている場合
は、光学画像結像系からの光学画像はミラー２３で反射
された上、リレーレンズ２４を介し撮像素子２５で検出
され得るものである。具体的には、シャッタ１１ａ，１
１ｂのみが開かれ、グリーンシート１が照明系Ａ，Ｂよ
り同時に照明されている状態では、光学画像結像系から
の光学画像はリニアセンサ２１で検出される一方、シャ
ッタ１７ａ，１７ｂのみが開かれ、グリーンシート１が
照明系Ｃ，Ｄより同時に照明されている状態では、光学
画像結像系からの光学画像は撮像素子２５で検出されて
いるものである。

【００１６】以上のように、グリーンシート１上の被検
出パターン領域の画像は検出され得るが、画像検出に先
立っては、グリーンシート１は所定にθステージ１０２
上に位置決め固定される必要があるものとなっている。
図示のように、照明系Ｅでは、グリーンシート１上の位
置決めマークを検出すべく、光源２からの光はコレクタ
レンズ２６、熱線吸収フィルタ２７を介し光ファイバ２
８に導かれるが、光ファイバ２８からの光はオブジェク
トレンズ２９、偏光板３０を介し斜上方よりグリーンシ
ート１上を照明するようになっている。照明系Ｅによっ
て、照明系Ａ，Ｂ、Ｃ，Ｄとは異なる箇所が照明されて
いるものである。この照明範囲真上上方には偏光板３
１、検出レンズ３２および撮像素子３３（３３_i ）より
なる画像検出系Ｉが配されているが、これら照明系Ｅ、
画像検出系Ｉによって、パターン検出開始前、あるいは
パターン検査開始前のグリーンシート１の位置・姿勢状
態を特定するための基準点が１点検出され得るものであ
る。その位置・姿勢状態を精度大にして検出するために
は１点では不十分であることから、少なくとも他の１点
での位置決めマークが同時に検出されるものとなってい
る。これら照明系Ｅ、検出系Ｉ近傍には同一構成の照明
系Ｆ、画像検出系（撮像素子３３_j を含む）Ｊが配置さ
れているが、これら照明系Ｆ、画像検出系Ｊでも他の位
置決めマークが同時に検出されているものである。位置
決めマークの検出処理については後述するところである
が、その処理結果として、仮固定状態にあるグリーンシ
ート１の基準位置・姿勢状態からのずれ量が知れるもの
であり、このずれ量にもとづきグリーンシート１は初期
状態としての基準位置・姿勢状態とされた状態で、θス
テージ１０２上に固定され得るものである。

【００１７】図２はまた、そのパターン検出装置におけ
る一例での電気的ブロック構成を示したものである。図
示のように、全体はマイクロコンピュター１０８によっ
て制御されており、θステージ１０２での回転位置はθ
ステージコントローラ１０３を介し制御され、また、Ｘ
ステージ１００、Ｙステージ１０１各々での移動位置は
ＸＹステージコントローラ１０４を介し制御されたもの
となっている。同様に、シャッタ１１ａ，１１ｂの開閉
はシャッタ駆動制御部１０５を介して、シャッタ１７
ａ，１７ｂの開閉はシャッタ駆動制御部１０６を介し
て、ミラーステージ２２の移動位置はミラーステージコ
ントローラ１０７を介しそれぞれ制御されるものとなっ
ている。更に、画像検出系Ｉ，Ｊ各々における撮像素子
３３_i 、３３_j で検出された画像は画像認識装置１０９
で画像認識処理されるが、その処理結果（位置決めマー
クの中心位置）にもとづきマイクロコンピュター１０８
ではグリーンシート１の位置・姿勢状態、したがって、
基準位置・姿勢状態からのずれ量が算出された上、θス
テージ１０２、Ｘステージ１００、Ｙステージ１０１各
々が制御されることで、グリーンシート１は初期状態と
しての基準位置・姿勢状態に設定され得るものである。

【００１８】ここで、上記構成のパターン検出装置によ
ってパターンを検出する方法を説明すれば以下のようで
ある。即ち、グリーンシート１各々では隣接上下層間と
の電気的導通を確保すべく、隣接上下層間ではパターン
の位置合せが必要となっている。このため、一般にグリ
ーンシート１上には、図３、図４に示すように、信号伝
達用配線パターン印刷領域３４、入出力パターン印刷領
域３６の外側（本例では４隅）には位置決めマーク（本
例では十字マーク）３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが
パターン印刷と同時に印刷された上、それら位置決めマ
ーク３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを基準にして、パ
ターンの検出・検査や積層が行われるようになってい
る。図３には信号伝達用配線パターンが形成されている
グリーンシート１が示されているが、その信号伝達用配
線パターンが照明系Ａ，Ｂ、光学画像結像系および画像
検出系Ｇによって検出される場合には、先ず照明系Ｅ，
Ｆおよび画像検出系Ｉ、Ｊによって位置決めマーク３５
ａ，３５ｂが検出され、その後、Ｙステージ１０１が所
定量移動された状態で位置決めマーク３５ｃ，３５ｄが
検出されるものとなっている。画像検出系Ｉ、Ｊ各々か
らの検出画像からは、画像認識装置１０９でそれら４点
の位置決めマークの中心位置が算出されているものであ
る。因みに、その算出方法の一例を図５を用い説明す
る。但し、説明の簡単化上、画像検出系Ｉ，Ｊ各々で検
出された、位置決めマーク３５ａ，３５ｂ各々について
の検出画像について説明する。図５（Ａ）に示すよう
に、画像検出系Ｉで検出された画像に対しては、Ｘ，Ｙ
方向への投影分布が抽出された上、Ｘ，Ｙ方向への投影
分布のピークｌ_xp，ｌ_ypより一定割合低い位置ｌ_xi、ｌ
_yiでの原点からの距離Ｌ_yi1，Ｌ_yi2、Ｌ_xi1，Ｌ_xi2を求
めるようにすれば、下記の数式１，２により位置決めマ
ーク３５ａの中心位置Ｌ_xi，Ｌ_yiが求められるものとな
っている。

【００１９】

【数１】

【００２０】

【数２】

【００２１】同様にして，画像検出系Ｉで検出された画
像に対しては、下記の数式３，４により位置決めマーク
３５ｂの中心位置Ｌ_xj，Ｌ_yjが求められるものとなって
いる。

【００２２】

【数３】

【００２３】

【数４】

【００２４】以上のようにして求めた中心位置からは、
例えば特開平２−４２５１３号公報に開示されている方
法を用い、基準に対するグリーンシート１の傾きや変形
が検出された上、θステージ１０２、Ｘステージ１００
およびＹステージ１０１が駆動されることによって、Ｘ
Ｙステージの走り方向との傾きのずれが補正されている
ものである。

【００２５】引き続き図３に戻り説明を続行すれば、位
置決めマーク３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの検出に
もとづきθステージ１０２、Ｘステージ１００およびＹ
ステージ１０１が駆動された後は、照明系Ａ，Ｂ、光学
画像結像系および画像検出系Ｇによって信号伝達用配線
パターンが検出開始されるが、その際、リニアセンサ２
１とＸステージ１００、Ｙステージ１０１各々との傾き
を予め一致させた状態で、リニアセンサ２１の基準位置
に信号伝達用配線パターンの検出開始箇所（この検出開
始箇所と位置決めマーク３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５
ｄ各々との相対位置関係は既知）が位置されるべく、Ｘ
ステージ１００およびＹステージ１０１が所定に移動さ
れるものとなっている。これで、リニアセンサ２１はそ
の検出開始箇所に位置合せされた状態で、これを初期位
置として、信号伝達用配線パターンを検出し得るもので
ある。即ち、図３に示すように、Ｘステージ１００によ
りグリーンシート１をＸ方向には連続送りする一方で
は、Ｙステージ１０１によりＹ方向にはステップ送りし
つつ、信号伝達用配線パターン印刷領域３４内での画像
が順次検出されるものである。検出開始箇所と同様にし
て、検出終了箇所も予め知れていることから、その検出
終了箇所での画像が検出された時点で、信号伝達用配線
パターン印刷領域３４内での画像検出処理、したがっ
て、パターン検出処理は終了されるものである。

【００２６】ところで、この種の配線パターンでは、既
述の図１４に示すように、配線パターンは１００μｍ程
度の線幅とされるが、線幅が５〜１０μｍ程度の断線欠
陥３８や短絡欠陥３９があっても電気的な接続不良とな
ることから、線幅が５〜１０μｍ程度のそれら欠陥も検
出されなければならないものとなっている。このため、
画像検出系Ｇでの検出分解能は１０μｍ以下程度にする
必要がある。本例では、グリーンシート１上のパターン
を、検出画素寸法を８μｍ×８μｍとして、結像倍率
０．８７５倍で、４０９６個の素子が３２．７６８ｍｍ
（＝８μｍ×４０９６）の長さに亘ってリニアに配列さ
れているリニアセンサ２１に結像せしめる場合が想定さ
れたものとなっている。図６には、その際での画像検出
範囲１２０と照明範囲１２１との関係が示されている
が、画像検出視野の大きさは８μｍ×３２．７６８ｍｍ
となっている。このため、矩形状のパターン検出範囲の
大きさが１辺１５０ｍｍとした場合には、５回の折り返
し走査でそのパターン検出範囲内での画像を検出し得る
ものである。また、本例では、画像検出系Ｇで画像が検
出される際に使用される照明系Ａ，Ｂ各々では、シリン
ドリカルレンズ１０により光束がスリット状に圧縮され
たものとなっている。したがって、偏光照明光の形状は
リニアセンサ２１の形状にほぼ一致されていることか
ら、リニアセンサ２１への入射光量が多く、その分、リ
ニアセンサ２１での蓄積時間が短縮化され得ることか
ら、高速にパターン検出を行い得るものとなっている。

【００２７】以上、照明系Ａ，Ｂ、光学画像結像系およ
び画像検出系Ｇによるパターン検出について説明した
が、次に、照明系Ｃ，Ｄ、光学画像結像系および画像検
出系Ｈによるパターン検出について説明すれば、図４に
示す入出力パターン印刷領域３６内での入出力パターン
は、照明系Ｃ，Ｄ、光学画像結像系および画像検出系Ｈ
によって検出されるものとなっている。図３の場合と同
様に、グリーンシート１上の４隅に存在している位置決
めマーク３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ各々の中心位
置がが検出された上、θステージ１０２、Ｘステージ１
００およびＹステージ１０１が駆動されることによっ
て、ＸＹステージの走り方向との傾きのずれが補正され
ているものである。その後、撮像素子２５の基準位置に
入出力パターンの検出開始箇所（この検出開始箇所と位
置決めマーク３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ各々との
相対位置関係は既知）が位置されるべく、Ｘステージ１
００およびＹステージ１０１が所定に移動されるものと
なっている。これで、撮像素子２５はその検出開始箇所
に位置合せされた状態で、これを初期位置として、入出
力パターンを検出し得るものである。具体的には、図４
に示すように、グリーンシート１はＸ，Ｙ方向にステッ
プ送りされつつ、入出力パターン印刷領域３６内での入
出力パターンについての画像が順次検出されているもの
である。既述の図１５に示すように、一般に入出力パタ
ーン４０はＩ／ＯピンやＬＳＩでの接続部の大きさより
やや大きめの、直径が０．５〜１．０ｍｍ、パターン間
間隔が０．３〜１．０ｍｍ程度の大きさとされているこ
とから、２０〜５０μｍ程度に導体パターン間間隔を狭
くする凸状欠陥４１を検出する必要があるものとなって
いる。本例では、グリーンシート１上のパターンを、検
出画素寸法を２０μｍ×２０μｍとし、撮像素子２５と
して、１１μｍ×１１μｍの素子が縦横５１２×５１２
個配列されているテレビカメラを用い検出する場合が想
定されたものとなっている。図１に示す例では、検出レ
ンズ１９で結像されている０．８７５倍の第１光学画像
はリレーレンズにより０．６２９倍され、結果的に総合
倍率０．５５倍で撮像素子２５に結像されるようになっ
ている。図７に示すように、その際での画像検出範囲１
２２は１０．２４ｍｍ×０．２４ｍｍで、照明系Ｃ，Ｄ
による照明範囲１２３は直径２０ｍｍ程度となるべく照
明されるものとなっている。

【００２８】以上の説明からも判るように、本例では、
リニアセンサで検出する場合とＴＶカメラで検出する場
合に、それぞれ独立した画像検出系と照明系で画像を検
出し得ることから、最適な明るさの照明下で、高精度な
結像倍率（検出レンズ１９、リレーレンズ２４各々は交
換可とされ、しかも各々での結像倍率は狭い範囲内で可
変に設定可とされる）を以てパターンが検出され得、し
かも、また、本例では、そのような画像検出を実現する
上で、照明系内でのシャッタと、画像検出系への光路途
中のミラーを切替するだけで、それぞれのパターン検出
分解能に応じた高精度な結像倍率で以てパターンが検出
され得るものとなっている。

【００２９】ところで、本発明では、金属微粒子とグリ
ーンシートが高コントラストで検出されるべく、画像検
出系Ｇ，Ｈ側に配される偏光板１８での偏光方向は、照
明系Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ側に配される偏光板９（９ａ，９
ｂ）、１６（９ａ，９ｂ）各々での偏光方向と直交すべ
く設定される必要があるが、ここで、遅ればせながら、
それら偏光板９ａ，９ｂ、１６ａ，１６ｂ、１８各々で
の偏光方向について図８により説明する。図示のよう
に、それら偏光板９ａ，９ｂ、１６ａ，１６ｂ各々での
偏光方向９´ａ，９´ｂ、１６´ａ，１６´ｂがグリー
ンシート１上でのものとして併せて示されているが、本
例では、照明系Ａ，Ｂ各々での偏光板９ａ、９ｂの偏光
方向はＸ軸と平行に設定され、画像検出系Ｇ、Ｈ側の偏
光板１８での偏光方向は偏光板９ａ、９ｂ各々での偏光
方向と直交すべく設定されるようになっている。更に、
照明系Ｃ，Ｄ各々での偏光板１６ａ，１６ｂの偏光方向
は画像検出系Ｇ，Ｈ側の偏光板１８での偏光方向と直交
すべく設定されたものとなっている。これにより画像検
出系Ｇ，Ｈ各々ではパターン部分は暗状態、グリーンシ
ート１部は明状態、といった具合に高コントラストの偏
光画像が得られるものである。また、本例では、位置決
めのための画像検出においても、偏光照明および偏光検
出が行われることで、高コントラストの画像が得られて
いるが、その場合にも照明系Ｅ，Ｆと画像検出系Ｉ，Ｊ
での偏光方向の設定状態は上記説明と同様に行い得るも
のとなっている。

【００３０】次に、偏光板により偏光照明が行われる場
合に、その偏光板での偏光特性の劣化を低減させ得る照
明系Ａ，Ｂについて説明すれば、図９はその一例での構
成を示したものである。図示のように、照明系Ａについ
て示されているが、照明系Ｂでも事情は同様である。こ
れによる場合、光源２からの光はコンデンサレンズ３，
４，５により平行光束にされた後は、熱線吸収フィルタ
６を介し紫外線カットフィルタ７より波長が３５０〜７
００ｎｍの光として得られるようになっている。その光
はミラー８で反射された上、偏光板９により直線偏光さ
れるわけであるが、そのミラー８、偏光板９間の光路中
には、厚さが１ｍｍ程度、屈折率が１．５程度のガラス
板１１０が７〜１０枚（本例では７枚挿入）、入射角が
５６．３°のブリュスター角に設定された状態で挿入さ
れたものとなっている。さて、図１０には空気中から屈
折率１．５のガラスなどへ光が入射する場合でのＰ偏
光、Ｓ偏光成分各々に対する反射率の変化をフレネルの
式（物理光学：吉原邦夫著Ｐ１７７ (６５)式、第８図
を参照のこと）から計算して示したものである。図１０
において、Ｐ偏光成分の反射率が０となる入射角はブリ
ュスター角と称されているが、このブリュスター角でガ
ラス板１枚に光が入射した場合でのＳ偏光成分の反射率
は約０．１５であることが判る。図１１にはまた、屈折
率１．５のガラス板にブリュスター角で入射した場合で
のＳ偏光成分の透過率が示されているが、したがって、
ガラス板１１０を７〜１０枚透過した場合には、Ｓ偏光
成分の透過率は０．２〜０．３となる。換言すれば、そ
れらガラス板１１０を透過した光を偏光板９に入射させ
ると、偏光板９にはＰ偏光成分は何等減衰されることな
く１００％入射されるが、Ｓ偏光成分は減衰され全体の
僅か２０％〜３０％が入射されることになる。その際、
偏光板９の偏光方向をＰ偏光成分に一致させておけば、
偏光板９に入射して吸収されるＳ偏光成分は、照明光路
にガラス板１１が挿入されない場合に比し１／３〜１／
４となるものである。一般に、偏光板９に入射して吸収
されるＳ偏光成分は熱エネルギーとなって偏光板９自体
は発熱し、その偏光性能が劣化される虞があるが、ガラ
ス板１１０が上記の如くに平行光束に挿入されている場
合には、光路長の変化や色収差による集光性の低下が低
減され、また、偏光板９も平行光束に挿入されると単位
面積当りの光吸収量が少なくなり、偏光板９の劣化が低
減された状態で、Ｓ偏光成分の吸収は全体の１／３〜１
／４に抑えられることから、偏光板９自体の劣化が大幅
に防止された状態で、長期間に亘って安定な偏光照明行
い得るものであり、また、照明光路にガラス板１１０が
挿入されるだけでよいため、小形でコンパクトなパター
ン検出装置を構成し得るものである。なお、照明系Ｃ，
Ｄ、Ｅ，Ｆ各々では、光源からの光は光ファイバで光エ
ネルギが減衰されていることから、偏光板への熱ダメー
ジは殆ど発生しなく、ガラス板を挿入することは不要と
なっている。

【００３１】最後に、偏光照明・偏光検出に併せて蛍光
検出が可能とされた、本発明によるパターン検出装置に
ついて説明すれば、図１２はその一例での構成を示した
ものである。図示のように、本例では、既述の図９に示
す照明系Ａはそのままとして、照明系Ｂは特定波長光
（励起光）照明系Ｋに置換され、更に特定波長光の光学
画像を検出する画像検出系Ｌが画像検出系Ｈに代って配
置されたものとなっている。尤も、照明系Ａ，Ｂはその
ままとして、照明系Ｃ，Ｄを特定波長光照明系Ｋを以て
置換することも可能となっている。このように照明する
場合は、グリーンシート１はより明るく照明され得、し
たがって、より高速にパターン検出を行い得るばかり
か、グリーンシート１表面より突出しているパターンに
おいても、パターンの突出による陰影を生じることなく
高精度にパターンが検出され得るものである。

【００３２】より詳細に説明すれば、特定波長光照明系
Ｋでは、光源２０２からの光はコンデンサレンズ２０
３，２０４，２０５で平行光束にされた上、更に熱線吸
収フィルタ２０６、紫外線カットフィルタ２０７、ミラ
ー２０８、励起フィルタ（特定の波長のみを透過する光
学フィルタ）２０９、シリンドリカルレンズ２１０を介
し、照明系Ａに相対向する斜上方からグリーンシート１
上の、照明系Ａと同一箇所をスリット状に照明するよう
になっている。特定波長光照明系Ｋにはまた、コンデン
サレンズ２０３、２０４間にシャッタ２１７が設けられ
たものとなっている。一方、グリーンシート１真上上方
にはフィルタステージ２１１に保持された偏光板１８と
吸収フィルタ（励起光波長より長い波長帯域の光（蛍
光）を通過する光学フィルタ）２１２が配置されてお
り、これら偏光板１８、吸収フィルタ２１２のうち、何
れか一方が選択的に光軸ｍ中に挿入可とされたものとな
っている。偏光板１８、吸収フィルタ２１２の何れか一
方を介し検出レンズ１９で結像された光学画像は、リニ
アセンサ２１からなる画像検出系Ｇ´で検出可とされて
いる一方では、リニアセンサ２１からなる画像検出系Ｌ
でも検出可とされているものである。光学画像が画像検
出系Ｇ´、画像検出系Ｌの何れで検出されるかは、検出
レンズ１９、リニアセンサ２１間の光路途中に配されて
いるミラー２２３の移動位置によるものとなっている。
ミラー２２３が光軸ｎに平行な方向に移動可とされたミ
ラーステージ２２２によって光軸ｍ中に配された場合に
は、ミラー２２３により光路が折り曲げられ、光学画像
はミラー２２３、リレーレンズ２２４を介し画像検出系
Ｌで検出される一方、その光軸ｍ中に配されていない場
合は、光学画像は画像検出系Ｇ′で検出されているもの
である。結局なところ、画像検出系Ｇ´では照明系Ａに
よりグリーンシート１が偏光照明されている場合での偏
光画像が検出されている一方、画像検出系Ｌでは特定波
長光照明系Ｋによりグリーンシート１が照明されている
場合での蛍光画像が検出されているものである。照明系
Ａによる照明下での画像検出では、シャッタ１１，２１
７はそれぞれ開状態、閉状態におかれ、また、フィルタ
ステージ２１１は矢印ｓ方向に移動されることで、光軸
ｍ中には偏光板１８が挿入され、更にミラー２２３は矢
印ｕ方向に移動され、また、特定波長光照明系Ｋによる
照明下での画像検出では、シャッタ１１，２１７はそれ
ぞれ閉状態、開状態におかれ、また、フィルタステージ
２１１は矢印ｒ方向に移動されることで、光軸ｍ中には
吸収フィルタ２１２が挿入され、更にミラー２２３は矢
印ｔ方向に移動されているものである。なお、シャッタ
１１，２１７、フィルタステージ２１１およびミラース
テージ２２２は、図２に示す場合と同様に制御されるも
のとなっている。

【００３３】以上からも判るように、照明系Ａと画像検
出系Ｇ´では偏光照明・偏光検出が、また、照明系Ｋと
画像検出系Ｌでは蛍光検出がそれぞれ可能とされている
ことから、検出対象物の光学的な反射特性が異なる場合
においても、パターンと基材部を確実に顕在化した状態
で検出し得るものとなっている。具体的には、グリーン
シート上に印刷された回路パターンや、セラミック基板
上に鍍金されたパターンの検出を照明系Ａと検出系Ｇ´
によって、また、プリント基板等のポリイミドに形成さ
れた銅（Ｃｕ）パターンや、薄膜で形成されたポリイミ
ド上のアルミパターンや銅（Ｃｕ）パターンのような、
有機物が混入している基材やパターンが照明系Ｋと検出
系Ｌによって検出され得るものとなっている。しかも、
本例では、画像検出系での倍率可変範囲が広く、倍率の
合せ精度も高いため１μｍ以下の欠陥から数十μｍ程度
の欠陥まで検出可となっている。

【００３４】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１〜４に
よる場合は、グリーンシート上に形成される配線パター
ンと入出力パターンのように、パターンの形状とその大
きさが大きく異なるパターン各々を、検出感度や検出速
度を可変にして、確実に検出し得るパターン検出方法と
その装置が、また、請求項５〜８による場合には、基材
やパターンの表面反射状態や材質が異なる複数の種別の
検出対象各々を、検出感度や検出速度を可変にして、確
実に検出し得るパターン検出方法とその装置が、更に請
求項９〜１６によれば、以上のような効果に加え、偏光
板の偏光特性を劣化させることなく高輝度な偏光照明が
確保された状態で、パターンを検出し得るパターン検出
方法とその装置がそれぞれ得られるものとなっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、２系統の偏光照明・偏光画像検出系を
含む、本発明によるパターン検出装置の一例での構成を
示す図

【図２】図２は、そのパターン検出装置における一例で
の電気的ブロック構成を示す図

【図３】図３は、信号伝達用配線パターンが形成されて
いるグリーンシートに対するパターン検出方法を説明す
るための図

【図４】図４は、入出力パターンが形成されているグリ
ーンシートに対するパターン検出方法を説明するための
図

【図５】図５（Ａ），（Ｂ）は、グリーンシート上の位
置決めマークの検出画像からその中心位置を算出する方
法を説明するための図

【図６】図６は、リニアセンサにおける画像検出範囲と
照明範囲との関係を示す図

【図７】図７は、撮像素子における画像検出範囲と照明
範囲との関係を示す図

【図８】図８は、画像検出系側に配される偏光板での偏
光方向と、照明系側に配される偏光板での偏光方向との
関係を説明するための図

【図９】図９は、偏光板での偏光特性の劣化を低減化さ
れ得る偏光照明系の一例での構成を示す図

【図１０】図１０は、空気中から屈折率１．５のガラス
などへ光が入射する場合でのＰ偏光、Ｓ偏光成分各々に
対する反射率の変化を示す図

【図１１】図１１は、屈折率１．５のガラス板にブリュ
スター角で入射した場合でのＳ偏光成分の透過率を示す
図

【図１２】図１２は、偏光照明・偏光検出に併せて蛍光
検出が可能とされた、本発明によるパターン検出装置の
一例での構成を示す図

【図１３】図１３は、積層焼結後での多層配線板の断面
状態を示す図

【図１４】図１４は、多層配線基板の内部に形成される
信号伝達用配線パターンの例を示す図

【図１５】図１５は、多層配線基板の表裏面に形成され
る入出力パターンの例を示す図

【符号の説明】

１…グリーンシート、２…光源、３，４，５…コンデン
サレンズ、６…熱線吸収フィルタ、７…紫外線カットフ
ィルタ、９…偏光板、１０…シリンドリカルレンズ、１
１…シャッタ、１２…コレクタレンズ、１３…熱線吸収
フィルタ、１４…光ファイバー、１５…オブジェクトレ
ンズ、１６…偏光板、１７…シャッタ、１８…偏光板、
１９…検出レンズ、２１…リニアセンサ、２２…ミラー
ステージ、２３…ミラー、２４…リレーレンズ、２５…
撮像素子、３７…配線パターン、４０…入出力パター
ン、１００…Ｘステージ、１０１…Ｙステージ、１０２
…θステージ、１１０…ガラス板、２０９…励起フィル
タ、２１１…フィルタステージ、２１２…吸収フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−70738（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−74951（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−36707（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−120312（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 G01B 11/00 - 11/30

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に形成されているパターンの形状
   や大きさに応じて基板種別が予め定められた上、該基板
   種別に応じて基板上に存在する各種欠陥が高精度に検出
   されるべく、基板種別に応じた分解能を以て、該基板上
   に形成されているパターンを画像として検出するパター
   ン検出方法であって、第１の基板種別に属する基板上か
   らパターンが検出されるに際しては、該基板上の被検出
   パターン領域を、該第１の基板種別に応じた斜上方より
   直線偏光光を以て照明した状態で、該直線偏光光の偏光
   方向と同一の方向の偏光成分が遮光され、且つ該直線偏
   光照明光の偏光方向と直交する方向の偏光成分の光学画
   像は該基板上方より光学倍率可変として光電変換された
   上、該第１の基板種別に応じた分解能を以て画像として
   検出される一方、第２の基板種別に属する基板上からパ
   ターンが検出されるに際しては、該基板上の被検出パタ
   ーン領域を、該第２の基板種別に応じた斜上方より直線
   偏光光を以て照明した状態で、該直線偏光光の偏光方向
   と同一の方向の偏光成分が遮光され、且つ該直線偏光照
   明光の偏光方向と直交する方向の偏光成分の光学画像は
   該基板上方より光学倍率可変として光電変換された上、
   該第２の基板種別に応じた分解能を以て画像として検出
   されるようにしたパターン検出方法。
2. 【請求項２】 基板上に形成されているパターンの形状
   や大きさに応じて基板種別が予め定められた上、該基板
   種別に応じて基板上に存在する各種欠陥が高精度に検出
   されるべく、基板種別に応じた分解能を以て、該基板上
   に形成されているパターンを画像として検出するパター
   ン検出装置であって、第１の基板種別に属する基板上の
   被検出パターン領域を該第１の基板種別に応じた斜上方
   より直線偏光光を以て照明する第１の照明系と、第２の
   基板種別に属する基板上の被検出パターン領域を該第２
   の基板種別に応じた斜上方より直線偏光光を以て照明す
   る第２の照明系と、第１，第２の照明系各々からの直線
   偏光光の偏光方向と同一の方向の偏光成分が遮光され、
   且つ該直線偏光照明光の偏光方向と直交する方向の偏光
   成分の光学画像を基板上方で結像せしめる光学画像結像
   系と、該光学画像結像系からの光学画像を光学倍率可変
   として光電変換した上、上記第１の基板種別に応じた分
   解能を以て画像として検出する第１の画像検出系と、上
   記光学画像結像系からの光学画像を光学倍率可変として
   光電変換した上、上記第２の基板種別に応じた分解能を
   以て画像として検出する第２の画像検出系と、上記第１
   の基板種別に属する基板上からパターンが検出されるに
   際しては、上記光学画像結像系からの光学画像は第１の
   画像検出系によって検出されるべく、上記第２の基板種
   別に属する基板上からパターンが検出されるに際して
   は、上記光学画像結像系からの光学画像は第２の画像検
   出系によって検出されるべく、該光学画像の光路を切替
   する光路切替系と、を少なくとも含むパターン検出装
   置。
3. 【請求項３】 基板上に形成されているパターンの形状
   や大きさに応じて基板種別が予め定められた上、該基板
   種別に応じて基板上に存在する各種欠陥が高精度に検出
   されるべく、基板種別に応じた分解能を以て、該基板上
   に形成されているパターンを良好な画像として検出する
   パターン検出方法であって、第１の基板種別に属する基
   板上からパターンが検出されるに際しては、該基板上の
   被検出パターン領域を、該第１の基板種別に応じた、相
   対向する斜上方の２方向より直線偏光光を以て同時に照
   明した状態で、該直線偏光光の偏光方向と同一の方向の
   偏光成分が遮光され、且つ該直線偏光照明光の偏光方向
   と直交する方向の偏光成分の光学画像は該基板上方より
   光学倍率可変として光電変換された上、該第１の基板種
   別に応じた分解能を以て画像として検出される一方、第
   ２の基板種別に属する基板上からパターンが検出される
   に際しては、該基板上の被検出パターン領域を、該第２
   の基板種別に応じた、相対向する斜上方の２方向より直
   線偏光光を以て同時に照明した状態で、該直線偏光光の
   偏光方向と同一の方向の偏光成分が遮光され、且つ該直
   線偏光照明光の偏光方向と直交する方向の偏光成分の光
   学画像は該基板上方より光学倍率可変として光電変換さ
   れた上、該第２の基板種別に応じた分解能を以て画像と
   して検出されるようにしたパターン検出方法。
4. 【請求項４】 基板上に形成されているパターンの形状
   や大きさに応じて基板種別が予め定められた上、該基板
   種別に応じて基板上に存在する各種欠陥が高精度に検出
   されるべく、基板種別に応じた分解能を以て、該基板上
   に形成されているパターンを良好な画像として検出する
   パターン検出装置であって、第１の基板種別に属する基
   板上の被検出パターン領域を該第１の基板種別に応じ
   た、相対向する斜上方の２方向より直線偏光光を以て同
   時に照明する第１の照明系と、第 ２の基板種別に属する
   基板上の被検出パターン領域を該第２の基板種別に応じ
   た、相対向する斜上方の２方向より直線偏光光を以て同
   時に照明する第２の照明系と、第１，第２の照明系各々
   からの直線偏光光の偏光方向と同一の方向の偏光成分が
   遮光され、且つ該直線偏光照明光の偏光方向と直交する
   方向の偏光成分の光学画像を基板上方で結像せしめる光
   学画像結像系と、該光学画像結像系からの光学画像を光
   学倍率可変として光電変換した上、上記第１の基板種別
   に応じた分解能を以て画像として検出する第１の画像検
   出系と、上記光学画像結像系からの光学画像を光学倍率
   可変として光電変換した上、上記第２の基板種別に応じ
   た分解能を以て画像として検出する第２の画像検出系
   と、上記第１の基板種別に属する基板上からパターンが
   検出されるに際しては、上記光学画像結像系からの光学
   画像は上記第１の画像検出系によって検出されるべく、
   上記第２の基板種別に属する基板上からパターンが検出
   されるに際しては、上記光学画像結像系からの光学画像
   は上記第２の画像検出系によって検出されるべく、該光
   学画像の光路を切替する光路切替系と、を少なくとも含
   むパターン検出装置。
5. 【請求項５】 基板の種別に応じ該基板上に形成されて
   いるパターンを検出するパターン検出方法であって、基
   板上の被検出パターン領域を、斜上方より直線偏光光を
   以て照明した状態では、該直線偏光光の偏光方向と同一
   の方向の偏光成分が遮光され、且つ該直線偏光照明光の
   偏光方向と直交する方向の偏光成分の光学画像は基板上
   方より光学倍率可変として光電検出される一方、基板上
   の被検出パターン領域を、上記斜上方とは異なる斜上方
   より特定波長の照明光を以て照明した状態では、上記特
   定波長より大きい波長の光学画像は基板上方より光学倍
   率可変として光電検出されるようにしたパターン検出方
   法。
6. 【請求項６】 基板の種別に応じ該基板上に形成されて
   いるパターンを検出するパターン検出装置であって、基
   板上の被検出パターン領域を斜上方より直線偏光光を以
   て照明する直線偏光光照明系と、基板上の被検出パター
   ン領域を上記斜上方とは異なる斜上方より特定波長の照
   明光を以て照明する特定波長光照明系と、上記直線偏光
   光の偏光方向と同一の方向の偏光成分が遮光され、且つ
   該直線偏光照明光の偏光方向と直交する方向の偏光成分
   の光学画像、または上記特定波長より大きい波長の光学
   画像を該光学画像が結像せしめられた状態で基板上方よ
   り検出する光学画像結像系と、該光学画像結像系から
   の、偏光に係る光学画像を光学倍率可変として光電検出
   する第１の画像検出系と、上記光学画像結像系からの、
   特定波長に係る光学画像を光学倍率可変として光電検出
   する第２の画像検出系と、基板上の被検出パターン領域
   を上記直線偏光光を以て照明している状態では、該光学
   画像結像系からの光学画像は第１の画像検出系によって
   検出されるべく、上記特定波長の照明光を以て照明して
   いる状態では、第２の画像検出系によって検出されるべ
   く該光学画像の光路を切替する光路切替系と、を少なく
   とも含むパターン検出装置。
7. 【請求項７】 基板の種別に応じ該基板上に形成されて
   いるパターンを検出するパターン検出方法であって、基
   板上の被検出パターン領域を、相対向する斜上方の２方
   向より直線偏光光を以て照明した状態では、該直線偏光
   光の偏光方向と同一の方向の偏光成分が遮光され、且つ
   該直線偏光照明光の偏光方向と直交する方向の偏光成分
   の光学画像は基板上方より光学倍率可変として光電検出
   される一方、基板上の被検出パターン領域を、上記斜上
   方とは異なる、相対向する斜上方の２方向より特定波長
   の照明光を以て照明した状態では、上記特定波長より大
   きい波長の光学画像は基板上方より光学倍率可変として
   光電検出されるようにしたパターン検出方法。
8. 【請求項８】 基板の種別に応じ該基板上に形成されて
   いるパターンを検出するパターン検出装置であって、基
   板上の被検出パターン領域を相対向する斜上方の２方向
   より直線偏光光を以て照明する直線偏光光照明系と、基
   板上の被検出パターン領域を上記斜上方とは異なる、相
   対向する斜上方の２方向より特定波長の照明光を以て照
   明する特定波長光照明系と、上記直線偏光光の偏光方向
   と同一の方向の偏光成分が遮光され、且つ該直線偏光照
   明光の偏光方向と直交する方向の偏光成分の光学画像、
   または上記特定波長より大きい波長の光学画像を該光学
   画像が結像せしめられた状態で基板上方より検出する光
   学画像結像系と、該光学画像結像系からの、偏光に係る
   光学画像を光学倍率可変として光電検出する第１の画像
   検出系と、上記光学画像結像系からの、特定波長に係る
   光学画像を光学倍率可変として光電検出する第２の画像
   検出系と、基板上の被検出パターン領域を上記直線偏光
   光を以て照明している状態では、該光学画像結像系から
   の光学画像は第１の画像検出系によって検出されるべ
   く、上記特定波長の照明光を以て照明している状態で
   は、第２の画像検出系によって検出されるべく該光学画
   像の光路を切替する光路切替系と、を少なくとも含むパ
   ターン検出装置。
9. 【請求項９】 基板の種別に応じ該基板上に形成されて
   いるパターンを検出するパターン検出装置であって、基
   板上の被検出パターン領域を、光源からの光を入射角が
   ブリュースター角に設定された複数枚の透明光学部材、
   偏光子を介し第１の直線偏光光として得た上、斜上方よ
   り該第１の直線偏光光を以て照明する第１の照明系と、
   基板上の被検出パターン領域を上記斜上方とは異なる斜
   上方より第２の直線偏光光を以て照明する第２の照明系
   と、該第１，第２の直線偏光光の偏光方向と同一の方向
   の偏光成分が遮光され、且つ該直線偏光照明光の偏光方
   向と直交する方向の偏光成分の光学画像を、該光学画像
   が結像せしめられた状態で基板上方より検出する光学画
   像結像系と、該光学画像結像系からの光学画像を光学倍
   率可変として光電検出する第１の画像検出系と、上記光
   学画像結像系からの光学画像を光学倍率可変として光電
   検出する第２の画像検出系と、基板上の被検出パターン
   領域を上記第１の直線偏光光を以て照明している状態で
   は、該光学画像結像系からの光学画像は第１の画像検出
   系によって検出されるべく、上記第２の直線偏光光を以
   て照明している状態では、第２の画像検出系によって検
   出されるべく該光学画像の光路を切替する光路切替系
   と、を少なくとも含むパターン検出装置。
10. 【請求項１０】 基板の種別に応じ該基板上に形成され
    ているパターンを検出するパターン検出装置であって、
    基板上の被検出パターン領域を、光源からの光を入射角
    がブリュースター角に設定された複数枚の透明光学部
    材、偏光子を介し第１の直線偏光光として得た上、相対
    向する斜上方の２方向より該第１の直線偏光光を以て照
    明する第１の照明系と、基板上の被検出パターン領域を
    上記斜上方とは異なる、相対向する斜上方の２方向より
    第２の直線偏光光を以て照明する第２の照明系と、該第
    １，第２の直線偏光光の偏光方向と同一の方向の偏光成
    分が遮光され、且つ該直線偏光照明光の偏光方向と直交
    する方向の偏光成分の光学画像を、該光学画像が結像せ
    しめられた状態で基板上方より検出する光学画像結像系
    と、該光学画像結像系からの光学画像を光学倍率可変と
    して光電検出する第１の画像検出系と、上記光学画像結
    像系からの光学画像を光学倍率可変として光電検出する
    第２の画像検出系と、基板上の被検出パターン領域を上
    記第１の直線偏光光を以て照明している状態では、該光
    学画像結像系からの光学画像は第１の画像検出系によっ
    て検出されるべく、上記第２の直線偏光光を以て照明し
    ている状態では、第２の画像検出系によって検出される
    べく該光学画像の光路を切替する光路切替系と、を少な
    くとも含むパターン検出装置。
11. 【請求項１１】 基板の種別に応じ該基板上に形成され
    ているパターンを検出するパターン検出方法であって、
    基板上の被検出パターン領域を、斜上方より直線偏光光
    を以て照明するに際しては、光源からの光は偏光子によ
    る直線偏光に先立って該直線偏光光の偏光方向と直交す
    る偏光成分が十分減衰された状態で直線偏光され、該直
    線偏光光を以て照明した状態では、該直線偏光光の偏光
    方向と同一の方向の偏光成分が遮光され、且つ該直線偏
    光照明光の偏光方向と直交する方向の偏光成分の光学画
    像は基板上方より光学倍率可変として光電検出される一
    方、基板上の被検出パターン領域を、上記斜上方とは異
    なる斜上方より特定波長の照明光を以て照明した状態で
    は、上記特定波長より大きい波長の光学画像は基板上方
    より光学倍率可変として光電検出されるようにしたパタ
    ーン検出方法。
12. 【請求項１２】 基板の種別に応じ該基板上に形成され
    ているパターンを検出するパターン検出装置であって、
    基板上の被検出パターン領域を、光源からの光を入射角
    がブリュースター角に設定された複数枚の透明光学部
    材、偏光子を介し直線偏光光として得た上、斜上方より
    該直線偏光光を以て照明する直線偏光光照明系と、基板
    上の被検出パターン領域を上記斜上方とは異なる斜上方
    より特定波長の照明光を以て照明する特定波長光照明系
    と、上記直線偏光光の偏光方向と同一の方向の偏光成分
    が遮光され、且つ該直線偏光照明光の偏光方向と直交す
    る方向の偏光成分の光学画像、または上記特定波長より
    大きい波長の光学画像を該光学画像が結像せしめられた
    状態で基板上方より検出する光学画像結像系と、該光学
    画像結像系からの、偏光に係る光学画像を光学倍率可変
    として光電検出する第１の画像検出系と、上記光学画像
    結像系からの、特定波長に係る光学画像を光学倍率可変
    として光電検出する第２の画像検出系と、基板上の被検
    出パターン領域を上記直線偏光光を以て照明している状
    態では、該光学画像結像系からの光学画像は第１の画像
    検出系によって検出されるべく、上記特定波長の照明光
    を以て照明している状態では、第２の画像検出系によっ
    て検出されるべく該光学画像の光路を切替する光路切替
    系と、を少なくとも含むパターン検出装置。
13. 【請求項１３】 基板の種別に応じ該基板上に形成され
    ているパターンを検出するパターン検出方法であって、
    基板上の被検出パターン領域を、相対向する斜上方の２
    方向より直線偏光光を以て照明するに際しては、光源か
    らの光は偏光子による直線偏光に先立って該直線偏光光
    の偏光方向と直交する偏光成分が十分減衰された状態で
    直線偏光され、該直線偏光光を以て照明した状態では、
    該直線偏光光の偏光方向と同一の方向の偏光成分が遮光
    され、且つ該直線偏光照明光の偏光方向と直交する方向
    の偏光成分の光学画像は基板上方より光学倍率可変とし
    て光電検出される一方、基板上の被検出パターン領域
    を、上記斜上方とは異なる、相対向する斜上方の２方向
    より特定波長の照明光を以て照明した状態では、上記特
    定波長より大きい波長の光学画像は基板上方より光学倍
    率可変として光電検出されるようにしたパターン検出方
    法。
14. 【請求項１４】 基板の種別に応じ該基板上に形成され
    ているパターンを検出するパターン検出装置であって、
    基板上の被検出パターン領域を、光源からの光を入射角
    がブリュースター角に設定された複数枚の透明光学部
    材、偏光子を介し直線偏光光として得た上、相対向する
    斜上方の２方向より該直線偏光光を以て照明する直線偏
    光光照明系と、基板上の被検出パターン領域を上記斜上
    方とは異なる、相対向する斜上方の２方向より特定波長
    の照明光を以て照明する特定波長光照明系と、上記直線
    偏光光の偏光方向と同一の方向の偏光成分が遮光され、
    且つ該直線偏光照明光の偏光方向と直交する方向の偏光
    成分の光学画像、または上記特定波長より大きい波長の
    光学画像を該光学画像が結像せしめられた状態で基板上
    方より検出する光学画像結像系と、該光学画像結像系か
    らの、偏光に係る光学画像を光学倍率可変として光電検
    出する第１の画像検出系と、上記光学画像結像系から
    の、特定波長に係る光学画像を光学倍率可変として光電
    検出する第２の画像検出系と、基板上の被検出パターン
    領域を上記直線偏光光を以て照明している状態では、該
    光学画像結像系からの光学画像は第１の画像検出系によ
    って検出されるべく、上記特定波長の照明光を以て照明
    している状態では、第２の画像検出系によって検出され
    るべく該光学画像の光路を切替する光路切替系と、を少
    なくとも含むパターン検出装置。