JPH05166904A - パターン検査装置 - Google Patents

パターン検査装置

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JPH05166904A
JPH05166904A JP33103891A JP33103891A JPH05166904A JP H05166904 A JPH05166904 A JP H05166904A JP 33103891 A JP33103891 A JP 33103891A JP 33103891 A JP33103891 A JP 33103891A JP H05166904 A JPH05166904 A JP H05166904A
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JP
Japan
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height
measured
circuit
undulation
light
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP33103891A
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English (en)
Inventor
Shinji Hashinami
伸治 橋波
Moritoshi Ando
護俊 安藤
Tetsuo Hizuka
哲男 肥塚
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はパターン検査装置に関し、高さ、明
るさ、及びうねりの情報を計測するパターン検査装置を
提供することを目的としている。 【構成】 レーザ光を走査、集光し、予め所定のパター
ンが形成された測定対象物の表面上を照射する光照射手
段と、該光照射手段によって該測定対象物に照射された
該レーザ光の反射光を検出する光検出手段と、該光検出
手段によって検出された反射光に基づいて該測定対象物
の高さ、及び明るさを計測する計測手段と、該計測手段
によって計測された該測定対象物の高さ情報に基づいて
該測定対象物の表面位置におけるうねり量を演算するう
ねり演算手段とを備えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パターン検査装置に係
り、詳しくは、例えば、プリント配線板のパターン検査
の分野に用いて好適な、配線パターンの良否を検査する
パターン検査装置に関する。近年、電子機器の高密度化
に伴い、例えば、プリント配線板の配線パターン等も数
十μm〜数μmの幅と厚みとなってきており、高密度化
されてきていることから、これらの外観検査は、検査の
信頼度、検査速度の面から従来の目視による検査では不
可能となってきており、このようなプリント配線板にお
ける配線パターンの検査のため、パターン検査装置が数
多く開発されている。
【0002】これは、例えば、プリント配線板の製造工
程における配線パターンの欠けや断線、短絡等の不具合
を検出することにより製品の信頼度、及び品質を高める
ものであり、このようなパターン検査装置では、測定対
象物に対して非接触で、かつ高速に自動検査することが
要求される。
【0003】
【従来の技術】従来のこの種のパターン検査装置として
は、例えば、図7,8に示すようなものがある。このパ
ターン検査装置は、大別して、光照射手段1、光検出手
段2、測定対象物保持手段3から構成されている。
【0004】光照射手段1は、光源4、光走査手段5、
光走査レンズ6から、光検出手段2は、結像レンズ7、
三次元光センサ8、信号処理回路9、制御CPU(Cent
ralProcessing Unit )10から、測定対象物保持手段
3は、Zステージ11、XYステージ12、Zステージ
コントローラ13、XYステージコントローラ14から
構成されている。なお、15は測定対象物である。
【0005】図8は図7の要部構成を示す斜視図であ
る。図8に示すように、光照射手段1をなす光源4は、
レーザ銃16、ビームエクスパンダ17、ミラー18,
19からなり、光走査手段5はポリゴンスキャナミラー
20から、また、光走査レンズ6はスキャンレンズ2
1、反射ミラー22から構成されている。
【0006】光検出手段2をなす信号処理回路9は、2
個の増幅器23,24、高さ演算回路25、明るさ演算
回路26、画像メモリ27,28から構成されている。
以上の構成において、レーザ銃16から照射されたコリ
メートレーザ光がビームエクスパンダ17によって所定
の径に拡大され、ミラー18,19を介してポリゴンス
キャナミラー20、スキャンレンズ(例えば、fθレン
ズ)21、反射ミラー22により測定対象物15上で結
像・走査される。
【0007】測定対象物15に照射されたレーザ光の像
は、測定対象物15の斜め上方位置に設置された、光点
位置検出装置(以下、PSDという)8により検出され
る。ここで、測定対象物15の高さ、及び明るさに応じ
てPSD8からの出力は変化し、例えば、明るさについ
ては、一般的に、銅等の金属で構成される配線パターン
は正反射性を有するため明るく、樹脂等で構成される基
板は拡散反射性を有するため暗い。
【0008】そこで、PSD8から得られる明るさ出力
を適当な閾値で二値化することにより、パターン信号の
二次元画像が得られ、この得られた二次元画像に対して
所定の画像処理が施されることにより配線パターンの欠
けや断線、短絡等の欠陥検査が行われる。また、高さに
ついては、測定対象物15の斜め上方位置に設置された
PSD8により、三角測量法の原理によって測定対象物
15の高さに応じて、PSD8上でのレーザビームの結
像位置が変化することによって高さ情報が得られ、高さ
情報により配線パターンの厚みについての情報が得られ
る。
【0009】したがって、信号処理回路9ではPSD8
からの2信号A,Bに基づいて高さ信号H=α((A−
B)/(A+B))と、明るさ信号I=β(A+B)と
が算出される。これによって、プリント配線板のパター
ンの欠け、突起、断線、くぼみ等が数μmの精度で計測
される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のパターン検査装置にあっては、測定対象物が
平であることを前提として考えていたため、以下に述べ
るような問題点があった。すなわち、例えば、図9
(a)に示すように、プリント配線板にうねりがあり、
この基板うねりとパターン配線とを走査した場合、PS
D8での高さ、及び明るさ計測結果は、図9(b)に示
すようなものとなり、この高さ、及び明るさの計測結果
の両方を用いることで、うねりによる高さ変化(明るさ
は暗い)であるか、また、配線パターンによる高さ変化
(明るさは明るい)であるかが判定可能であるが、基材
のうねり情報については何等計測することができないと
いう問題点があった。
【0011】また、図10(a)に示すように、配線パ
ターン下にくぼみがあり、配線パターンがうねっている
場合、高さ、及び明るさ計測による得られた信号を所定
のスライスレベルで二値化した場合、本来、配線パター
ンは所定の幅(W1 )、及び厚みを有しているので、正
常であると判断されるべきであるが、共にW1 より細い
幅、W2 、及びW3 と計測され、欠陥として判断されて
しまう。
【0012】[目的]そこで本発明は、高さ、明るさ、
及びうねりの情報を計測するパターン検査装置を提供す
ることを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明によるパターン検
査装置は上記目的達成のため、レーザ光を走査、集光
し、予め所定のパターンが形成された測定対象物の表面
上を照射する光照射手段と、該光照射手段によって該測
定対象物に照射された該レーザ光の反射光を検出する光
検出手段と、該光検出手段によって検出された反射光に
基づいて該測定対象物の高さ、及び明るさを計測する計
測手段と、該計測手段によって計測された該測定対象物
の高さ情報に基づいて該測定対象物の表面位置における
うねり量を演算するうねり演算手段とを備えるように構
成している。
【0014】なお、この場合、うねり演算手段は、計測
手段によって得られた高さ情報を画像データとして扱
い、該画像データに対して複数方向に一次微分を施すこ
とによりうねり量を演算することが有効である。
【0015】
【作用】本発明では、計測手段により光検出手段で検出
された反射光に基づいて測定対象物の高さ、及び明るさ
が計測され、うねり演算手段により計測手段によって計
測された測定対象物の高さ情報に基づいて測定対象物の
表面位置におけるうねり量が演算される。
【0016】すなわち、パターン検査時に、測定情報と
して高さ、明るさ、及びうねりの3つの情報が得られ
る。
【0017】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1,2は本発明に係るパターン検査装置の一実施例を示
す図であり、図1は本実施例の要部構成を示す斜視図、
及びブロック図、図2は図1のうねり演算回路の構成を
示すブロック図である。
【0018】まず、構成を説明する。なお、図1におい
て、図8に示した従来例に付された番号と同一番号は同
一部分を示す。図1中、30はうねり演算手段であるう
なり演算回路、31,32は画像メモリ、33はうねり
・エッジ判定回路である。
【0019】うねり演算回路30は、図2に示すよう
に、遅延回路34〜37、微分回路38,39から構成
されており、高さ演算回路25の計算によりデジタル値
となった値から遅延回路34〜37、及び微分回路3
8.39を用いて、X方向、及びY方向の一次微分を計
算し、それぞれ画像メモリ31,32に格納するもので
ある。
【0020】ここで、高さの一次微分値とうねりとの関
係を図3に示す。高さ微分値とうねり量とは比例関係で
あるため、微分値H’にA,B(A<B)という2つの
スライスレベルを設けると、−A<H’<Aという領域
(以下、第1領域という)と、−B<H’<−A、か
つ、A<H’<Bという領域(以下、第2領域という)
と、H’<−B、かつ、B<H’という領域(以下、第
3領域という)との3つの領域に分割される。
【0021】ここで、第1領域は平坦部であることを、
第2領域はうねり領域であることを示し、一次微分値が
うねり量に相当する。第3領域は垂直に近いパターンエ
ッジに相当する領域であり、一次微分値がスライスレベ
ルBを越えた場合、エッジにより生じたものであると判
断する。次に作用を説明する。
【0022】図4に示すように、うねり等のある測定対
象物15が測定される場合、従来例と同様に、まず、測
定対象物15にコリメートレーザ光が照射され、測定対
象物15により反射した反射光が信号処理回路9内の高
さ演算回路25、及び明るさ演算回路26により高さ
H、及び明るさIが求められ、画像メモリ27,28に
格納される。
【0023】そして、高さ演算回路25の出力はうねり
演算回路30に入力され、前述したように、画像メモリ
31,32にうねり情報が格納され、うねり・エッジ判
定回路33によってうねり、もしくはエッジの判定が行
われる。これを図4〜6に基づいて詳しく説明する。図
4は、欠陥基板の例を示す斜視図、図5,6は本実施例
の動作例を説明するための図であり、各種の場合におけ
る高さ演算出力とうねり量演算出力との結果を示す。
【0024】なお、図5,6中の〜は、図4中の
〜部分を走査した結果である。のように平坦な基材
上に配線パターンが形成された場合、X方向の一次微分
の結果はパターンエッジで、大きな値を取り、その他の
箇所では0となる。のようにY方向のうねりにより、
基材位置が高くなって場合でも、X方向の一次微分の結
果はと合致する。
【0025】のようなパターン・うねりの混在の場合
は、うねり量の計測、及びパターンエッジの検出が可能
である。のように、パターン・くぼみが混在していて
もと同様に、うねり量の計測、及びパターンエッジの
検出が可能である。のようにY方向に高さの変化が生
じないパターン上では、Y方向の一次微分の結果は0と
なる。これは基材部分でも同様である。
【0026】のように基材部にうねりが生じている場
合は、うねり量が計測できる。のようなパターン断線
部では、Y方向の一次微分の結果はエッジ領域の値を示
す。のように、Y方向にうねりが生じ、かつ、断線が
ある場合でもうねり、及び断線の分別が可能である。
【0027】このように本実施例では、プリント配線板
の配線パターンの厚み、及びうねり情報が高精度に計測
でき、従来よりも検査の信頼性を高めることができる。
【0028】
【発明の効果】本発明では、計測手段によって光検出手
段で検出した反射光に基づいて測定対象物の高さ、及び
明るさを計測でき、うねり演算手段によって計測手段に
より計測した測定対象物の高さ情報に基づいて測定対象
物の表面位置におけるうねり量を演算できる。
【0029】したがって、パターン検査時に、測定情報
として高さ、明るさ、及びうねりの3つの情報を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の要部構成を示す斜視図、及びブロッ
ク図である。
【図2】図1のうねり演算回路の構成を示すブロック図
である。
【図3】うねり演算回路の動作例を説明するための図で
ある。
【図4】欠陥基板の例を示す斜視図である。
【図5】本実施例の動作例を説明するための図である。
【図6】本実施例の動作例を説明するための図である。
【図7】従来例の全体構成を示すブロック図である。
【図8】従来例の要部構成を示す斜視図である。
【図9】従来例の問題点を説明するための図である。
【図10】従来例の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
1 光照射手段 2 光検出手段 3 測定対象物保持手段 4 光源 5 光走査手段 6 光走査レンズ 7 結像レンズ 8 PSD 9 信号処理回路 10 制御CPU 11 Zステージ 12 XYステージ 13 Zステージコントローラ 14 XYステージコントローラ 15 測定対象物 16 レーザ銃 17 ビームエクスパンダ 18,19 ミラー 20 ポリゴンスキャナミラー 21 スキャンレンズ 22 反射ミラー 23,24 増幅器 25 高さ演算回路 26 明るさ演算回路 27,28 画像メモリ 30 うねり演算回路(うねり演算手段) 31,32 画像メモリ 33 うねり・エッジ判定回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ光を走査、集光し、予め所定のパタ
    ーンが形成された測定対象物の表面上を照射する光照射
    手段と、 該光照射手段によって該測定対象物に照射された該レー
    ザ光の反射光を検出する光検出手段と、 該光検出手段によって検出された反射光に基づいて該測
    定対象物の高さ、及び明るさを計測する計測手段と、 該計測手段によって計測された該測定対象物の高さ情報
    に基づいて該測定対象物の表面位置におけるうねり量を
    演算するうねり演算手段と、 を備えることを特徴とするパターン検査装置。
  2. 【請求項2】前記うねり演算手段は、前記計測手段によ
    って得られた高さ情報を画像データとして扱い、該画像
    データに対して複数方向に一次微分を施すことによりう
    ねり量を演算することを特徴とする請求項1記載のパタ
    ーン検査装置。
JP33103891A 1991-12-16 1991-12-16 パターン検査装置 Withdrawn JPH05166904A (ja)

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JP33103891A JPH05166904A (ja) 1991-12-16 1991-12-16 パターン検査装置

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JP33103891A JPH05166904A (ja) 1991-12-16 1991-12-16 パターン検査装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997032183A1 (fr) * 1996-02-27 1997-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Procede de controle d'aspect de pieces electroniques

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997032183A1 (fr) * 1996-02-27 1997-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Procede de controle d'aspect de pieces electroniques
US6240202B1 (en) 1996-02-27 2001-05-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Appearance inspection method for electronic parts

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Effective date: 19990311