JPH05203580A - 検査システム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面レベル欠陥を検査及び処理するための検
査装置システムを提供する。 【構成】 検査すべき物体がまず位置決めされる。レー
ザ光は少なくとも一方向に偏光されて、次に回転ポリゴ
ンミラーから反射され、対象領域にわたって移動する。
複数のファイババンドルを用いて倍増型光電管に戻った
反射光が受信且つ導かれる。倍増型光電管はその光を電
気信号に変換し、対応付けられるエレクトロニクスはそ
の信号をディジタル化し、製造されるピクセルを追跡す
る。ピクセルエッジ境界を追跡し、さらに特定のしきい
値を越えているか又は適切なものとして応じられるかを
決定することによって、対象領域を種々の欠陥について
検査することができる。これら欠陥を基準ベースと比較
することによって、欠陥とそれゆえに検査されるアイテ
ムを分類する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は概して、物品検査方法及
び装置に係り、詳細には複数の光ファイバ、光源及び回
転鏡を用いて対象の高密度充てん領域の高速検査のため
の光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】関連出願 本件は、本発明と同一譲受人に譲渡された印刷装置と題
する係属中の同時出願のアメリカ特許出願ならびに、同
じく本発明と同一譲受人に譲渡された物品検査方法及び
装置と題する同時出願された係属中のアメリカ特許出願
に関連がある。

【０００３】半導体装置の製造は、高密度パッケージン
グにますます移行しつつある。従ってこれは、より多く
のデバイスが構成要素又はアセンブリと対応付けられ、
そのためにパッケージ／デバイスの総数が減少するとは
いえ、各パッケージ／デバイスの価値が増大することを
意味する。

【０００４】さらに、このように密度が高くなるため
に、高品質の製品を製造することはますます困難であ
る。これに起因する要因の一つとして、種々のステップ
及びプロセスにおいて発生することもある小数の欠陥
が、完全な最終製品又は構成要素を欠陥品にすることが
ある。従って、実際にはかかる密度の増加のために、ス
テップごとの欠陥の数が少なくなっても、今日のより密
度の高い製品にわたり全体として累積的に引き継がれる
結果、不良製品となることもある。

【０００５】従って、各ステップ／プロセスを正確に実
行するのみならず、かかる欠陥について各ステップ／プ
ロセス又はその一続きを検査することは、さらに一層重
要なことである。

【０００６】このことは、全体のプロセスに掛かる負担
をますます多くする結果となる。これらのデバイスなど
がさらに高密度になると、検査の複雑性は増大する。

【０００７】この問題は、多層セラミックス（ＭＬＣ）
の製造及び検査において特に明らかである。ＭＬＣは本
質的には多数の層状回路基板のように実行する。「グリ
ーンシート」と称される技術では、各層は複数のアパー
チャ又は「ビア」を有する。製造中に、これらビアは導
電ペーストで充てんされる必要がある。その後、これら
の充てんされたビアは、さらにビアを含む隣接グリーン
シート上にオーバーレイされる。この方法で、極高密度
ＭＬＣ「ブリック」を形成するように導電回路経路を貫
通保持する「サンドイッチ」構造が形成される。

【０００８】実例として、ガラスセラミックス製品の一
般的レイヤは、１６０mm×１６０mm（６インチ、即ち１
５２．４mm、四方よりわずかに大きい）のアクティブ領
域上に５０、０００乃至２００、０００個（理論的には
それ以上）のビアを有する。かかる密度のために、また
各ビアを検査する必要性に駆り立てられて、視覚検査は
極度に困難である。かかる検査は理想的には、完全又は
部分的に充てんされたビア、過充てんされたビア、ビア
の位置合わせ精度などを考慮又はチェックしなければな
らない。

【０００９】不運なことに、かかるパラメータをチェッ
クすることはこれまで困難であったのみならず、それを
実行するための時間は禁止されるほどに長いものであっ
た。市場で用意に入手できるデバイスの中には、かかる
検査を単に適度の信頼性を備えて実行するのにわずかな
時間ですむものがある。所与の日に２〜３枚以上のグリ
ーンシートを検査することが必要になった場合、単純に
検査に必要とされる時間で、日々の生産量の全体を検査
することは不可能である。

【００１０】従って、その選択は未検査製品の使用、又
は検査が終了するまで製造のホールドアップ（停止）に
対してなされる。しかしながら、今日のような経済の製
造環境においては、どちらの選択も競争上有効な解決方
法ではない。

【００１１】多くの方法が開示され、また、試みられて
きた。かかる方法には、「陰影画像分析によるグリーン
シートのビアホール充てんのための自動２ １／２Ｄ形
状検査システム（Automatic 2 1/2D Shape Inspection
System for Via-Hole Fillings of Green Sheets By Sh
adow Image Analysis ）」（IEEE, 1989, Ch2750-8/89,
pps 515-520）と題するニノミヤ他著による文献が含ま
れる。ここでは、ビア検査のための陰影画像式理論を用
いたシステムが示される。しかしながら、この方法はフ
ロントエンド（前端）オプティックスが正確且つ高速の
検査に対して単に不適当であるという点で大規模且つ高
密度グリーンシートについては実用的ではない。サンプ
ルの１６０×１６０mmのグリーンシートの場合、前記ニ
ノミヤ方法では検査に対して２．５分以上を必要とし、
概算的にはシート当たり０．６誤警報を生じさせ、超ハ
イパワー光源を必要とし、さらに非常に低いピクセル率
で作動することが判断されている。

【００１２】第２の解決方法は、アメリカ特許第４、７
３７、６５０号において示される。この文献は走査装置
について述べているが、これが生成する大量のピクセル
データを処理する手段を示すものではない。

【００１３】アメリカ特許第４、４２１、４１０号で
は、検出可能な欠陥のサイズ／数が制限されている。

【００１４】アメリカ特許第４、１６２、１２６号は、
特定の種類のみの表面欠陥を検査するためのものであっ
て、その方法では、高密度グリーンシートに対しては非
常に遅くなりすぎる。

【００１５】英国特許第１、４４１、３８６号（名称
「走査装置」、１９７６年６月３０日公告）では、可動
／揺動ミラーのための光学方式が示されているが、それ
だけでは不完全であり、それ自体は緩慢なものである。

【００１６】ブリティッシュ・スチール・コーポレイシ
ョンのＲ．Ｎ．ウェスト著の「自動表面検査用の３個の
レーザ走査器具」（１０２乃至１１０頁）には同様に、
収集された大量のデータを処理するための方法が示され
ていない。

【００１７】アメリカ特許第３、７５０、１８９号で
は、本質的には今日あるファクシミリマシンで使用する
ための光学システムが示されており、このために必要と
される精度が欠けている。

【００１８】アメリカ特許第４、６８１、４４１号で
は、必要とされる解像度が得られる高速光学走査に要求
される速度が欠けるという点で不十分とされるファイバ
光収集方法が示される。

【００１９】アメリカ特許第４、７３８、５３３号で
は、光学検査のコースシステムが示される。

【００２０】アメリカ特許第３、８０６、２５２号及び
同第３、６３６、３６３号では、高速でもなく、また小
孔径を測定するには十分に正確ではないメカニズムにつ
いてだけ述べられている。

【００２１】「表面欠陥の検出」と題する英国特許出願
第２、１１７、８９７号（１９８３年４月３日出願）で
は、表面の「１」次元の外観のみが提供され、このため
にグリーンシートには全く不適切である。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ビア、アパーチャ、表面及び周辺領域を検査するこ
とのできるデバイスを製造することである。

【００２３】本発明の別の目的は、種々のデバイスを検
査するのに容易に再構成できるデバイスを製造すること
である。

【００２４】本発明のさらに別の目的は、再加工可能及
び再加工不可能などの種々の欠陥を検査することができ
るデバイスを製造することである。

【００２５】また、本発明の別の目的は、自動化される
デバイスを製造することである。

【００２６】また、本発明の別の目的は、超高速方法で
大量のデータを処理することのできるデバイスを製造す
ることである。

【００２７】また、本発明の別の目的は、光学走査を用
いると共に、ローパワー要件を備えたデバイスを製造す
ることである。

【００２８】また、本発明の別の目的は、比較的少数の
可動構成要素を有し、これによって、磨耗及び引っかき
傷の数を減少できるデバイスを製造することである。

【００２９】また、本発明の別の目的は、グリーンシー
トの非接触検査を実行するデバイスを製造することであ
る。

【００３０】また、本発明の別の目的は、非常に高精度
の、対象の高密度充てん領域を検査及び調査するデバイ
スを製造することである。

【００３１】また、本発明の別の目的は、対象の領域に
隣接する汚れを検出及び考慮又は無視することのできる
デバイスを製造することである。

【００３２】また、本発明の別の目的は、ビアスクリー
ニング検査システムを製造することである。

【００３３】

【課題を解決するための手段】本発明によるビアスクリ
ーニング検査システムは、対象の複数の領域を有する基
板を第１の方向に変換するための手段と、少なくとも１
個の光学エネルギー源と、基板を横切って光源を走査す
るための手段と、走査ビームが基板表面を横切って走査
すると、基板表面に対して所定の角度を維持するように
基板と走査手段との間に位置決めされるテレセントリッ
クｆ−シータ・レンズと、基板からの走査ビームの反射
光を受光するように作動する基板に対して複数の角度で
配置される一連の光ファイバと、その反射光を電気信号
に変換するための光ファイバに接続される倍増型光電管
手段と、その電気信号を分析するための処理手段と、を
含み、上記処理手段は、対象の領域の受容性を決定する
ために一連の走査ラインから受信される信号を基準値と
比較する。かかるデバイスは本発明によって教示され
る。

【００３４】

【実施例】システム概観 本発明は概して３つのサブシステム／構成要素、即ち、
搬送メカニズム、光学検査方式及び電子工学サブシステ
ム、から成り、後者の二つは詳細には後述される。

【００３５】図１には、本発明の好ましい利用のための
ビア検査ツール３０の斜視図が示される。ビア検査ツー
ル３０は、入力ステーション３１から構成される。入力
ステーション３１には、グリーンシート（図示せぬ）の
収納用ＭＬＣマガジンセクション３４がある。ＭＬＣマ
ガジンセクション３４に隣接して、グリーンシートを清
浄にするためのクリーニングステーション３２がある。

【００３６】エアトラック３６は、本発明の検査領域３
７を介してグリーンシートを移動するために利用され
る。シーケンスプリンタ３８は検査後のグリーンシート
をマークするために利用されるものであり、その操作は
先述された同時出願の係属中の出願において詳述され
る。

【００３７】検査領域３７は概してファイババンドル
（束）４２が貫通するように取付けられる光学タワー４
０から成る。ファイババンドル４２の残りの端部はレシ
ーバ・ボックス４４に取付けられる。エレクトロニクス
コンソール４８はレシーバ・ボックス４４とビア検査ツ
ール３０に操作的に接続される。

【００３８】検査済みグリーンシートは検査領域３７を
介して出力ステーション４６に送られ、そこではそれら
の異なる特性、即ち、通過された検査、スクラップ、再
加工可能など、に従ってこれらグリーンシートは再積層
される。

【００３９】従って、ビア検査ツール３０を用いてグリ
ーンシートを受け取り、また搬送／方向付けをしたり、
ビアをチェックしたり、検査結果に応じて一つの連続操
作におけるすべてのグリーンシートを分類したりするこ
とができる。

【００４０】ビア検査ツール３０の操作を完全に理解す
るために、後述される詳細な操作とともに次の概観が示
される。実際の操作中に、多数の工程が実施される。グ
リーンシートは最初に入力ステーション３１にロードさ
れる。次に、それは精密搬送テーブル上で位置合わせさ
れる。グリーンシートはさらに検査領域３７に移動され
て、そこではレーザ走査が（下記に詳述されるように）
実行される。基準信号はグリーンシートの「クリーンシ
ート」領域のこのレーザ走査から得られる。「クリーン
シート」領域は、グリーンシートのビア無し前縁部を意
味している。この基準信号は、また別の検査、即ち、
黒、白、グレイの反射レーザ光の３つの光レベル、につ
いてしきい値レベルを設定する。

【００４１】グリーンシートが走査レンズの下を移動す
ると、全体のビア・アレイ領域の完全なラスター走査方
式が実行され、且つ位置合わせされる。後方反射レーザ
光は、５チャネルのファイバ光センサーアセンブリによ
って離散的角度でサンプル化されるビデオ信号を提供す
る。この５チャネルのファイバ光センサーアセンブリは
５個の個別の倍増型光電管を含む。各ビアの形状抽出
は、好ましくは８７メガヘルツで作動する高速電子プロ
セッサアセンブリ内で実行される。最大形状の大きさ
は、ビアごとのｘ、ｙ及びｚ座標範囲において決定され
る。その結果、各グリーンシートの完全な配置はプロセ
ッサエレクトロニクスによって実行される。

【００４２】グリーンシートは次に、印刷によってマー
クされ、先述されたように、さらに配置のために出力ス
テーション４６に移動される。

【００４３】光学サブシステム 好ましい実施例において、光学的構成は４つの検査条件
に基づいて決定された。しかしながら、本発明の精神及
び範囲から逸脱することなく他の規準を用いてもよいこ
とが留意されるものである。これら４つの条件は以下の
通りである。 １．部分充てん検出（Ｚ軸）：グリーンシートの表面か
ら所定距離よりも深いビア内に導電ペーストの不在を検
出する能力。スロープ式又は不適切な充てんの場合は最
も浅い地点に対し計測される。 ２．ビア内の導電ペーストがＸ又はＹ方向の所定の設定
限度を越えるかどうかを決定するためのオーバーサイズ
（過大寸法）検出。 ３．ビアパターンに２つ又はそれ以上の数の隣接スペー
シング侵害がないことを保証するために、ペーストが各
ビア周辺の所定の設定境界を越える／侵害するかを決定
し、それによってショートの可能性を除くためのスペー
シング検出。 ４．予めセットされたウィンドウ内の汚れを決定するた
めの汚れ検出。

【００４４】図２及び図３には、本発明の好ましい実施
例のグリーンシートとビアの光学レーザ走査の方式が図
解形式で示されている。より詳細には、検査すべきシー
ト表面５０が示される。各シート表面は２方向に方向付
けられる。搬送方向５２は、グリーンシートがビア検査
ツール３０を移動する方向である。走査ライン方向５４
は搬送方向５２に対し垂直であり、またレーザがシート
表面５０を走査する方向である。

【００４５】本発明の好ましい実施例では、５箇所の光
学チャネル又はレーザ経路は、グリーンシート表面５０
を検査するために用いられる。光は、グリーンシート表
面５０に対し実質的に垂直な照明方向７６においてグリ
ーンシート表面５０で照射され、回転鏡又はスピナー２
１０（図１１で示され且つ以下で詳述される）を使用し
て走査ラインに沿って移動される。これによって、走査
方向５４を越えて移動するように照射方向７６は本質的
に移動されることになる。さらに、グリーンシートが搬
送方向５２に移動すると、グリーンシート表面の全体は
「走査される」ことになり、このため各領域、即ち、各
ビア７２及び各隣接領域がレーザ照明されることにな
る。従って、光は照射中の特定の領域から反射されて戻
る。

【００４６】本発明の好ましい実施例における総数５個
の光学チャネルは、反射光を受光するように位置決めさ
れる。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、所
望であればチャネルの数を増減してもよいことは理解さ
れるべきである。本発明の好ましい実施例において、チ
ャネルの方向付けは以下の通りであり、図２で表された
ようなものである。 １．チャネル１−（アイテム５６）−シャロー（浅い）
・リーディング（前端）は、シート表面５０の平面から
４２．４度である。 ２．チャネル２−（アイテム５８）−シャロー・トレー
リング（後端）は、シート表面５０の平面から４２．４
度であるが、走査ラインの反対側から計測される。 ３．チャネル３−（アイテム６０）−ディープ（深い）
・リーディングは、シート表面５０の平面から５９．７
度であり、これはチャネル１と同一方向である。 ４．チャネル４−（アイテム６２）−ディープ・トレー
リングもまた、シート表面５０の平面から５９．７度で
あるが、但し、チャネル２と同じ方法でチャネル１の走
査ラインの反対側から計測される。 ５．チャネル５−（アイテム６４）−シート表面に対し
て垂直である（シート表面５０から「Ｚ」方向にあ
る）。

【００４７】検査すべき対象の異なる領域におけるチャ
ネル数とチャネルの方向付けが異なることがあっても、
上述のように方向付けられた上記５個のチャネルは、本
発明のビア７２に対する十分な解像度を提供することが
確認されている。

【００４８】本発明の好ましい実施例において、チャネ
ル１乃至４（５８−６２を含む）の各々は、光収集用に
２列で、各列が１００本のストランド（繊維系）列に配
列された２００本の１ミリメートル径の光ファイバのバ
ンドルから成る。第５のチャネル６４は、先述したよう
に再帰反射信号用の単一ファイバを使用する。これらの
ファイバは、レシーバ・ボックス４４で終結するファイ
ババンドル４２を含む。これらの信号のしきい値は、グ
リーンシート６６の表面が１００％レベルのベースを形
成するように設定され、一方、ペーストレベルは第５の
チャネル６４では７０％に設定され、さらに５８−６２
を含めた残りの４個のチャネルのオブスキュレーション
（食）レベルに対して３０％に設定される。

【００４９】本発明の好ましい実施例において、本発明
の光学システムではレーザ・スキャナを用いて１８ミク
ロンのＨｅＮｅスポットでグリーンシート６６に対して
垂直に照射する。反射光は、処理用の５個の別個のチャ
ネル上でピックアップされる。チャネル１と２は、一部
充てんされたビア７２のオブスキュレーション領域を決
定する。チャネル３と４はビア７２のオブスキュレーシ
ョン領域を測定する。チャネル５は再帰反射用であり、
またスペーシング、オーバーサイズ、汚れを決定するた
めに、導電ペースト７０とグリーンシート６８とのコン
トラストを求め、ビア７２が中心部に凹部７４を有する
（一般にピットとして分類される）場合は、誤表示又は
非充てんビアとしての分類によって誤ったエラーを最小
限にするように部分的充てんの欠陥として分類される。

【００５０】図４には、最大限に充てんされたビア８０
から最小量の充てんのビア８８までの範囲の一連の種々
のビア充てん量が表示される。照射方向７６及び反射光
７８の種々の角度が示されている。ここでは、ライトの
反射角度が走査方向に沿った位置にどのように依存する
かが理解される。さらに、反射光の量がビア充てんの量
によってどのように依存するかも明らかである。一例に
よると、最大限に充てんされたビア８０において示され
るように照射方向７６が同じ位置にあるが、部分的にの
み充てんされたビア８２−８８が観察されているなら
ば、反射光７８の量及び角度はゼロから最大強度までダ
イナミックに変化し、そしてチャネル１乃至５（アイテ
ム５６−６４を含む）によって受光されることになる。

【００５１】従って、図４に示されるように「シャロ
ー」及び「ディープ」コレクタ角度を参照して、以下の
ことがわかる。 １．完全に充てんされたビア８０の場合、シャロー及び
ディープコレクタ角度９０、９１それぞれのチャネル１
乃至４は同一量の導電ペースト反射光１００を受光す
る。 ２．部分的に充てんされたビア８２の場合、シャロー及
びディープコレクタ角度９２、９３それぞれのチャネル
１乃至４は、本質的には同量のシャドー１０２を受け取
るとはいえ、各々は完全に充てんされたビア８０よりも
少ない照度の部分的又は減少されたビア充てん反射光１
００を受光する。 ３．より少なく部分的に充てんされたビア８４の場合、
シャロー及びディープコレクタ角度９４、９５それぞれ
のチャネル１乃至４は異なる量のシャドー１０２を受け
取り、各々はビア８０、８２よりも少ない照度の部分的
又は減少されたビア充てん反射光１００を受光する。 ４．さらに少なく部分的に充てんされたビア８６の場
合、シャロー及びディープコレクタ角度９６、９７それ
ぞれのチャネル１乃至４は、ゼロ及びビア８０、８２、
８４よりも少ない照度の部分的のビア充てん反射光１０
０を受光する。 ５．最小に充てんされたビア８８の場合、シャロー及び
ディープコレクタ角度９８、９９それぞれのチャネル１
乃至４は、ゼロ及びビア８０、８２、８４、８６よりも
少ない照度の部分的なビア充てん反射光１００を受光す
る。

【００５２】従って、上記方法では、隣接ビアと同様
に、基準ビア又は一組のビアに対して容易に対比がなさ
れる。これにより実際に、再設計等を必要とせずに動的
ベースにおいて変化できるビアの「適合量」を決定する
ことができる。

【００５３】図５には、走査方向のスポット位置対搬送
方向のグリーンシート位置を示すグラフィック形式によ
る部分的に充てんされたビアのピクセルマップ表示が示
される。このピクセルマップは、以下に詳述されるよう
にレシーバ・ボックス４４とエレクトロニクスコンソー
ル４８との相互作用によって作られる。部分充てんの決
定は、３０％のしきい値を越える所与の形状に対するピ
クセルの数をそれに向き合うチャネル（即ち、チャネル
１と２、及びチャネル３と４）のそれと比較することに
よって実行することができる。本発明の好ましい実施例
において、２つの領域値の内の最低値を用いて、検出す
べき深さに対応する所定の値が超過されるかどうかを決
定する。本発明の好ましい実施例におけるこの所定値
は、ファームウェア又は普通のフラギングが本発明の精
神及び範囲から逸脱することなしに利用され得るものと
はいえ、ソフトウェアで設定される。

【００５４】図６には、第５のチャネル６４を用いて部
分的に充てんされたビア１０８とピット状のビア１１０
とを区別する方法が示される。ピット状のビアを部分的
に充てんされたビアのようにフラグされることを防止す
るために、好ましくはアルゴリズムが用いられる。チャ
ネル１及び２（符号５６、５８）は、下限と上限を有す
るように設定される。オブスキュレーション領域がその
下限を越えない限り、定義付けによって良好なビアと考
えられる。オブスキュレーションのレベルが下限よりも
大きく、但し上限よりも小さい場合、修復できないディ
ープ部分充てんが考えられる。オブスキュレーションが
上限を越える場合、第５のチャネル６４のしきい値が使
用される。オブスキュレーションがこの第５のチャネル
しきい値を越えない場合、修復可能な部分充てんされた
ビアと考えられ、第５のチャネルしきい値を越えると、
受容可能な寸法のピットであると考えられて、良好なビ
アとして進められる。

【００５５】この検出方法は、ディープチャネル３、４
（アイテム６０、６２）が使用されなくとも、ある環境
では受容されると考えられることもある。しかしなが
ら、本発明の好ましい実施例では、ディープチャネルを
用いてより大きな適応性を提供することができ、より正
確に、ビア充てんの「質」を判定することができる。従
って、ディープチャネルを上記で詳述されたシャローチ
ャネル１、２（アイテム５６、５８）とほとんど同じ方
法で使用且つ比較される。さらに、異なるチャネルの異
なる集合間、即ち、ディープ対シャロー、で比較を行な
ってもよい。

【００５６】図７には、オーバーサイズ検出の処理方法
についての図解的な図が示される。このオーバーサイズ
検出は、第５のチャネル６４を使用して達成される。走
査方向５４をＸ軸として、また搬送方向５２をＹ軸とし
て使用してＸ−Ｙグラフフォーマットにおいてビア７２
に対する導電ペースト７０のプロットが示される。ビア
７２の周囲に隣接して、境界領域１１２が示される。実
際、本発明では、Ｘ軸及びＹ軸方向での上限を決定する
ために各形状の立ち上がり及び立ち下がりの変わり目が
考慮又は求められる。「ボックス」又は境界領域１１２
はさらにアルゴリズム的に構成され、実際にＸ値又はＹ
値が何れかの軸上で所定の限度を越えると、ビア７２は
オーバーサイズであるとしてフラグされる。このような
方法によると、本発明のハードウェア／光学システムを
変化させることなく、ビアサイズとそのためのオーバー
サイズ条件を変更させることもできる。

【００５７】従って、スペーシング検出／侵害に対して
さらに第５のチャネル６４をどのように使用できるかに
ついての方法が容易に明らかにされる。図８では、スペ
ーシングがどのように考慮されるかを示す図７と同様の
図式プロットが示される。さらに境界領域１１２が考慮
されている。しかしながら、オーバーサイズ検出以外の
処理が実行される。本発明の好ましい実施例では、Ｘ軸
及びＹ軸の形状の後縁部からゾーンが効果的に構成され
る。このゾーンは汚れ又は破片１１４を含むすべての特
徴に対して実行される。何かがスペーシングウィンドウ
に書き込まれるような場合、スペーシング侵害が言明さ
れて、これは所望の例えば、スクラップのようなものと
して処理することができる。さらに本発明の好ましい実
施例では、より一層緊密な幾何学的構造の検査を可能に
するためにスペーシングウィンドウ１１５のコーナーを
アルゴリズム的に「円形にする」ことができる。

【００５８】汚れ又は破片１１４はＸ軸及びＹ軸上の限
界を考慮することによって処理される。それらが所定の
限界よりも下であると、破片１１４は製品にとって有害
となるには小さすぎるものとして無視される。従って、
この限界を越えると、製品はフラグ、即ち、スクラッ
プ、再加工など、にされる。

【００５９】本発明の光学スキャナは、回転多面鏡シス
テムを利用したマルチ・チャネルシステムである。この
方法の好ましい概観は図１１と図１２を参照して理解す
ることができ、図１１はレーザの光学経路の図式表示で
あり、図１２はレンズアセンブリのより詳細な図式表示
である。

【００６０】本発明の好ましい実施例において、光学／
スキャナ配置１５４は、好ましくはほぼ９ｍＷのパワー
出力を有するＨｅＮｅレーザ１９８から形成されるレー
ザベンチ１９９を含む。レーザ１９８から放射するレー
ザ光はまず、状態モニタ１９２を形成するレーザパワー
検出器１９４に向けるレーザパワービームスプリッタ１
９６に突き当たり、これによってレーザの連続的作動を
可能にする。レーザ光はまた、ビーム形成ベンチ２０１
に入り、まず第１のビームステアリングミラー２００に
突き当たる。レーザ光はさらに第１のシリンダー状レン
ズ２０２と次に第２のシリンダー状レンズ２０４を通過
する。第２のシリンダー状レンズ２０４を出た光は第２
のビームステアリングミラー２０８に突き当たる前にダ
ブレット２０６を通過し、これによってビーム形成ベン
チ２０１を出る。次に光はビームステアリングベンチ１
７７に入り、ホール・イン・プレートビームスプリッタ
１７８を通過する。ビームスプリッタ１７８を出るレー
ザ光は、さらに第３のビームステアリングミラー１７６
に突き当たる。

【００６１】ホール・イン・プレートビームスプリッタ
１７８から第３のビームステアリングミラー１７６に突
き当たる光は、スピナーウィンドウ１７４を通過し、ス
ピナー２１０の八面の一面に突き当たる。スピナー２１
０の一面に突き当たる光は、スピナーウィンドウ１７２
を通過し、走査レンズアセンブリ１５７を通過して、グ
リーンシート６６上に方向付けられる。再帰反射を用い
てグリーンシート６６の表面に突き当たる光の中には後
方反射されることによって、スピナーウィンドウ１７２
を通過し、スピナー２１０の一面から反射してスピナー
ウィンドウ１７４を通過し、第３のビームステアリング
ミラー１７６の表面から９０度で反射する。この戻り光
は、その低照度のためにスプリッタ１７８の表面に突き
当たるだけで、ホール・イン・プレートビームスプリッ
タ１７８から９０度で反射される。第５のチャネルベン
チ１７９に入ると、光は凸面のシリンダー状レンズ１８
０、凹面のシリンダー状レンズ１８２、及び偏光子１８
４を通過する。光はさらに、第５のチャネルミラー１８
８に突き当たる前にレンズ１８６を通過し、第５のチャ
ネルファイバ１９０に入る。

【００６２】走査レンズアセンブリ１５７には、先述さ
れたように多数のファイババンドルが含まれている。図
２に示されるように、シャローリーディングに使用され
るチャネル１（アイテム１６６）用と、ディープリーデ
ィングに使用されるチャネル３（アイテム１６８）用の
かかる２個のファイババンドルが示される。走査レンズ
アセンブリ１５７は、グリーンシート６６の表面を走査
することを可能とするように上側及び下側シリンダー状
レンズ１６２、１６４にそれぞれ隣接している。走査ミ
ラー１５８の開始は、走査ファイバの起動と関連して使
用されるレーザシステムに対する初期設定又は開始／停
止地点を提供するためのものである。止め具（ストッ
プ）１６０は、位置合わせ精度のために設けられる。

【００６３】図１２（Ａ）及び（Ｂ）には、走査レンズ
アセンブリ１５７をより詳細に表わした図が示される。
グリーンシート６６に対するチャネルファイバ５６、５
８、６０、６２の方向付け及び走査レンズアセンブリ１
５７内のレンズが示される。

【００６４】先述したように、本発明の光学スキャナサ
ブシステムは、マルチ・チャネルレーザに基づく回転ポ
リゴンミラーシステムである。このシステムは本発明の
好ましい実施例においては、フラットフィールドテレセ
ントリック・アナモルフィックｆ−シータレンズシステ
ムを用いて、移動するセラミックグリーンシート上に突
き出た１７ミクロンサイズの飛点から隣接ラスタを生成
する。

【００６５】レーザ源は好ましくは「ｓ」に偏光され
て、１％パワーレベルセンサーフォトダイオードである
レーザパワー検出器１９４を通過するように方向付けさ
れる。光はまた、図示の９０度回転するようにビームを
方向付ける最大反射率の多層誘電体（ＭＬＤ）折り畳み
ミラーである第１のビームステアリングミラー２００に
入射する。次に光は、実際には互いに直交して方向付け
られる２個の入力シリンダー状レンズ２０２、２０４
と、出力球面状ダブレット２０６と、から成るアナモル
フィックテレスコープであるアナモルフィックビームシ
ェーパ−エキスパンダの入力アパーチャ内に方向付けら
れる。接線面において、第１のシリンダー状レンズ２０
２は光学パワーを有する一方、第２のシリンダー状レン
ズ２０４にはそれがない。この平面上で、システムは
「集束テレスコープ」としての働きをし、中間画像を多
面スピナー２１０の一面でスプリット幅にまで収束す
る。

【００６６】本発明の好ましい実施例では、本発明の精
神及び範囲から逸脱しなければ、スピナーの面がこれよ
り多かったり、又は少なかったりしてもよいことは理解
される。さらに、レーザを１個以上利用してもよく、一
方、照射光７６の方向付け又は方向（図３）を検査中の
表面に対し直角とは異なる角度に置いてもよい。

【００６７】サジタル平面では、第１のシリンダー状レ
ンズ２０２には光学パワーがないので、そのためにシス
テムは本質的には光学パワーを有する第２のシリンダー
状レンズ２０４から構成されて、ポリゴンスピナー２１
０の小平面に入射する幅が約１０．８mmの平行バンドル
となる出力球面状ダブレット２０６に対し作用を及ぼ
す。従って、シェーパ−エキスパンダ２０１、１７７は
それぞれ、高さが約１３０ミクロンで、スピナーウィン
ドウ１７２、ＭＬＤ被覆ウィンドウを通過した後にポリ
ゴンスピナー２１０の小平面に入射する幅が１０．８mm
であるスリットを生成している。従って、レーザ光は、
反射光が先述したようにファィババンドルの断面領域を
通過するように正確な断面領域内にある。

【００６８】従って、回転ポリゴンミラースピナー２１
０では、サジタル面では幅が１０．８mm、接線面では高
さが０．１３０mmの入力レーザ照射スリットが見られ
る。この光は完全な（＋、−３０度）面回転にわたって
送られ、スピナーハウジングの出力ウィンドウを通過
し、アナモルフィックテレセントリックｆ−シータ走査
レンズ１５７に入る。

【００６９】図１２においてより詳細に示されるよう
に、テレセントリックアナモルフィックｆ−シータ走査
レンズ１５７の配置は多数の要素から構成される。ポリ
ゴンファセット（小平面）から測定されるレンズの最初
の４つの要素は、走査光バンドルが球面レンズの入射ひ
とみを横切る時に通常明らかなノーマル・ピンクッショ
ン変形影響が修正されたことを意味するｆ−シータ条件
を満たしている。画像スペース内のフィールドの接線
（シータ）カーブに続く物体スペース内の光線位置とい
うよりはむしろ、すべての物体座標は焦点長ｘシータ機
能に続く直線方法で画像スペースに入射することにな
る。従って、「自然」変形のためのこの補償は、レンズ
エレメント湾曲部及びレンズの入射ひとみをポリゴンス
ピナー２１０の一小面部に、又はレンズの外側に置くと
ともにスペーシング調整によって達成される。この外部
の入射ひとみ距離は臨界的であることが理解されてお
り、実際にはポリゴンファセットの最適位置を決定す
る。

【００７０】先述したように、エレメント＃４の背面か
ら約９９mmのところにある空域のあるダブレットは正エ
レメントと結合される負エレメントから構成される。こ
のダブレットはフィールド平たん化器具（フラットナ
ー）としての働きをし、サジタル面のレンズシステムの
テレセントリック性に対しなお一層の修正を行なう。さ
らに、隣接するシリンダーレンズダブレットは、サジタ
ル面のレンズに対して光学パワーを寄与しない。しかし
ながら、フィールド平たん化器具により導かれる付加さ
れたテレセントリック性によって、非点収差を導入する
ことなくシリンダー状アセンブリを走査ライン錐体（コ
ーン）の通過が可能となる。さらに、サジタル面に存在
する焦点パワーは、全体として４個の球面状要素に加え
て２個のフィールド平たん化器具により、グリーンシー
ト６６の表面にｆ／１５収束錐体を生成する１０．８mm
幅のサジタルビームとともに作動する。

【００７１】しかしながら、接線面ではオプティックス
は異なることによって、グリーンシート６６の表面に最
も近接するシリンダー状レンズダブレットは光学パワー
を有する。ポリゴンファセットでの接線高度は現在、ｆ
／１００錐体内に反射する０．１３０mmのオーダにあ
る。従って、シリンダー状ダブレットに結合される６個
の球面レンズ要素は６．８ｘ変形システムとして作動す
るマイクロスコープ型アセンブリを構成し、これによっ
て本発明のビア／グリーンシートのサイズ処理に対し満
足できることが理解されている。これによって、ファセ
ットでのｆ／１００錐体をグリーンシート６６の表面で
ｆ／１５接線錐体に変形する。

【００７２】従って、本発明のアナモルフィックテレセ
ントリックＦ−シータ走査レンズは、グリーンシート面
に１７ミクロンのサジタル及び接線のｆ／１５スポット
サイズをともに生成する。このスポットサイズは、本発
明のビア密度／サイズに対し最適であることがわかって
いる。しかしながら、本発明の精神及び範囲から逸脱す
ることなく、異なったスポットサイズが構成されること
は理解されるべきである。

【００７３】さらに、アナモルフィック入力ならびにア
ナモルフィック出力オプティックスは回転ポリゴンミラ
ー２１０のピッチ角度を減少する利点もまた提供し、こ
うして「バンド」効果からより均一のピッチラスタを提
供することになる。さらに、スピナー２１０が高い数の
ビアを有するグリーンシートを走査するために必要な適
切な解像度と速度を提供するように、２８、５００ｒｐ
ｍの速度で回転するのが好ましいことは既に確認されて
いる。

【００７４】従って、概論としては本発明の光学部分
は、ブライト（明）フィールド及びダーク（暗）フィー
ルドの両フィールドにおける走査済みグリーンシートか
ら反射光を収集する。ファイバ光コレクタのファンは、
シリンダー状レンズダブレット回りに左右対称に配置さ
れる。２個のトレーリングファイバ、即ち、ディープト
レーリングとシャロートレーリング、は２個のリーディ
ングファイバ、即ちディープリーディングとシャローリ
ーディング、と同様、ダークフィールド検出の２つのレ
ベルを各々表示する。２００本の１mmの光ファイバから
成るシャローファイババンドルは、１００本ごとのサブ
バンドルにグループ化される。これらのシャローファイ
ババンドルは、グリーンシート表面との面一から少なく
とも４０ミクロン下方までの導電ペーストを調べる。デ
ィープファイバは８０ミクロンの深さよりも深い充てん
を測定する。トレーリングとリーディングの両方による
二組のダークフィールドファイバの使用がスロープ状ビ
ア充てんの検出を保証することが確認されている。

【００７５】第５のチャネルはブライトフィールドチャ
ネルであって、再帰反射方式で作動する。グリーンシー
トの表面又は導電ペーストからの光は中央ビームスプリ
ッタのホールへ戻る。ビームスプリッタは一組の交差シ
リンダー状レンズを介してレンズの入射ひとみ内にブラ
イトフィールド光を折り重ねる。このチャネルはレーザ
フィードバックを抑圧し、スパークルを除去するために
偏光子を含む。レンズはその集められた光を単一の１mm
光ファイバサイズにまで集束する。ファイバアセンブリ
のすべては後述されるように、光学タワー４０の外部に
ある倍増型光電管サブシステムで終結する。

【００７６】エレクトロニクスサブシステム エレクトロニクスコンソール４８（図１）に効果的に含
まれる本発明の電子処理システムは、下記の５個の主要
部に分割できる。 ａ．レシーバ・ボックス：倍増型光電管（ＰＭＴ）と、
ＰＭＴ、走査の開始（ＳＯＳ）、超高利得（ＥＨＴ）制
御とレーザ制御とモニタ用前置増幅器と、から構成され
る。 ｂ．アナログラック：アナログコントローラ及びアナロ
グプロセッサ。 ｃ．高速バッファラック：高速バッファコントローラ、
高速バッファカード。 ｄ．特徴抽出ラック：マスターカード、スレーブカー
ド、Ｘ−Ｙカード。 ｅ．パラメータ組み合わせラック：マイクロプロセッサ
・カード、インタフェース・カード、領域、サイズ、ス
ペーシング侵害入力ＦＩＦＯ、スペーシング侵害論理−
結合ビットメモリ。

【００７７】ａ．レシーバ・ボックス 本発明のレシーバ・ボックスはその中心に、倍増型光電
管（ＰＭＴ）及び前置増幅器を有する。これらのデバイ
スは種々のチャネル（チャネル１乃至５）によって受信
される光学エネルギーを電気信号に変換する。ＰＭＴの
出力が本質的には電流源であるので、それはアナログプ
ロセッサへの入力として導入される前に、電圧関連信号
に変換される（図１０において以下で詳述される）。Ｐ
ＭＴと前置増幅器の特性は忠実且つ正確な信号変換に対
して臨界的であることが確認されている。従って、以下
のＰＭＴ及び前置増幅器特性は本発明の好ましい実施例
での使用に対して適切であることが確認されている：Ｐ
ＭＴ−ｐｍｔはルーメン当たり１Ａの利得で２００ＭＨ
ｚ以上の周波数で作動すべきである。前置増幅器−好ま
しくは、作動バンド幅はその出力側の３％ノイズに対応
する３０ｄＢより大きい信号対ノイズ比を有する約４０
ＭＨｚである。

【００７８】ｂ．アナログラックアナログプロセッサ アナログ処理エレクトロニクス及び特性は、図９と図１
０のブロックダイアグラムで示される。一般には、種々
の信号のしきい値は２つのレベルであり、約３０％と約
８５％である。図９には、しきい値を有する一般的な信
号が示される。一個の欠陥があるビデオ信号１１６で
は、信号が３０％しきい値より下に降下していることが
示される。この信号は規準信号１１８に印加されたり、
又は照合される。従って、ディジタル出力信号１２０は
実際のサンプルに対する規準の差の関数として一個の欠
陥１１６の位置を示す。

【００７９】本発明の好ましい実施例では、５個のビデ
オ信号（チャネル１乃至５）の各々を処理するために５
個のアナログプロセッサがある。先述したように、ビデ
オはビデオ信号の記憶基準バージョンと、しきい値が交
差されるごとに生成されるディジタル出力１２０と、比
較される。本発明の好ましい実施例では、各プロセッサ
は２個のしきい値、即ち、チャネル１乃至４に使用され
るブラックレベルしきい値と、第５のチャネルのための
グレイレベルしきい値と、を有する。

【００８０】図１０には、ブロックダイアグラム１２２
によってアナログ信号処理の好ましい概観が示される。
ビデオ信号はビデオ入力ライン１２４で導入される。こ
のビデオは、ビデオを好ましくは１００ＫＨｚ付近にバ
ンド制限するために切替えフィルタ１２６を通過され
る。フィルタ１２６は、信号が平均レベルに急速に到達
することができるようにより少ない時間定数に前縁及び
後縁で切替えられる。これによって、アナログ回路構成
の全体の「スループット（処理能力）」と、それゆえの
全体の検査システムの動作の向上が促進されることにな
る。ビデオ入力信号１２４はさらにコンパレータ１４
６、１４８の一入力に導かれる。フィルタ１２６の出力
は、アナログ−ディジタル変換器１３０への導入のため
のゲート化サンプルホールド回路１２８に導入される。
Ａ−Ｄ変換器１３０の出力は、ランダムアクセスメモリ
装置１３４とディジタル−アナログ変換器１３８とに相
互接続するバスに導かれる。制御論理１３２は、切替え
フィルタ１２６、サンプルホールドスイッチ１２８及び
Ａ−Ｄ変換器１３０をゲート／制御するために使用され
る。制御論理１３２は、さらにその出力側で、ランダム
アクセスメモリ（ＲＡＭ）１３４への読み出しと書き込
みを制御するために使用される読出し／書込み制御信号
を有する。制御論理１３２からのリセット信号はアドレ
スカウンタ１３６を制御するために使用され、一方、制
御論理１３２からのラッチ信号はＤ−Ａ変換器１３８を
ゲートするために使用される。ＲＡＭ１３４はＡ−Ｄ変
換器１３０からのデータを受信し、それをＤ−Ａ変換器
１３８に導入するために相互接続される。ＲＡＭ１３４
のアドレス位置はアドレスカウンタ１３６によって制御
される。

【００８１】Ｄ−Ａ変換器１３８の出力は、増幅器１４
２、１４４の入力に導かれる出力を有するローパスフィ
ルタ１４０に導かれる。これらの増幅器１４２、１４４
はそれぞれ− .３０及び− .８５のしきい値レベルに対
するものである。増幅器１４２、１４４の出力はコンパ
レータ１４６、１４８の残りの入力にそれぞれ導かれ
る。従って、アナログ回路構成１２２は、８５％のしき
い値ディジタル出力１５０と３０％のしきい値ディジタ
ル出力１５２を生成する。

【００８２】従って、本発明の好ましい実施例では、ビ
デオ信号は４マイクロ秒ごとにディジタル化されて、４
マイクロ秒アクセス時間を有する２メガバイト容量のＲ
ＡＭ内に格納される。グリーンシートが検査中である間
は、この基準信号はＤ−Ａ変換器と可変利得ステージを
介してプレイバックされることによって、ペデスタル内
の欠陥を取り除き、さらにグレイとブラックのビデオ信
号レベルに対応するディジタル信号を生成するために入
力ビデオで合計される調整可能なしきい値を得ることが
できる。

【００８３】アナログコントローラ アナログコントローラカードには以下の３つの機能があ
る。その一つは、搬送システムに対しインタフェースを
提供することであり、即ち、「シートホールド」信号を
生成すると同様に「シート・イン」及び「インスペクト
（検査）」信号を終了させることである。二つ目は、
「走査の開始」信号を終了させて、「ＥＨＴホールド」
信号を生成することによってレシーバのエレクトロニク
スにインタフェースすることである。最後は、アナログ
プロセッサカード及び必要ならば種々のシステム信号に
よって要求されるすべての共通制御信号を生成すること
であり、これらはすべて「ハウスキーピング」事項と称
することもできる。

【００８４】ｃ．高速バッファラック高速バッファカード 高速バッファカードは、チャネル信号のエッジの座標を
格納し、そのようなものとしてはこれらの信号を非常に
高いバーストレートで格納することができる。本発明の
好ましい実施例では、この情報は１１．５３ナノ秒周期
（８６．７ＭＨｚ）及び１０２４特徴によるものであ
る。しかしながら、この情報の読み出しは、非常に遅い
速度で生じる可能性もある。

【００８５】読み出しと書込みの両方を同時に発生する
ことができるように、２個のメモリが使用されており、
この１つは書込み用で、もう一方は読み出し用である。
本発明の好ましい実施例では、高速バッファカードは正
エッジに応答するのみである。特徴の立ち上がりエッジ
及び立ち下がりエッジをともに処理するために、高速バ
ッファは対になって配置され、その対の間で反転される
正及び逆差動の「ラッチ立ち上がりエッジ」信号を備え
ている。

【００８６】さらに、本発明の好ましい実施例では、本
発明の精神及び範囲から逸脱することなくＴＴＬ又は他
の種類の論理を利用することもできることが理解される
べきであるとは言え、エレクトロニクスはエミッタ結合
論理（ＥＣＬ）において実行される。

【００８７】高速バッファコントローラ 高速バッファコントローラは上記の高速バッファカード
によって要求されるすべての共通制御信号を生成する。
これらの信号は、「走査の開始」信号を起動するために
同期される８６．７ＭＨｚマスタークロックから生成さ
れるのが好ましい。従ってこのクロック周波数によっ
て、スピナー２１０が上述の２８、５００ｒｐｍで回転
している場合、方形ピクセルが付与される。アナログコ
ントローラからのすべての信号入力はこのカードで受信
され、マスタークロックに同期され、さらにマスターチ
ャネルデータを生成するために組み合わされる。

【００８８】ｄ．特徴抽出ラック 本発明の好ましい実施例では、検査済みのグリーンシー
ト表面６６からのデータがライン・バイ・ラインベース
で（ラインごとに）累積される。しかしながら、このデ
ータの結果はビアごとに要求される。従って、ラインご
との各ビアからのデータは、隣接ラインの同一ビアから
のデータとリンクされなければならない。従来の画像処
理システムがフレーム・バイ・フレームのベースで（フ
レームごとに）この種のデータを取り扱うとは言え、こ
れらシステムは収集されるべきすべてのデータを待って
いる。明らかに、このアプローチがかなりの量のグリー
ンシートを検査する場合に許容されず、その理由は、シ
ステムからの画像が少なくとも１６、０００ピクセル四
方であるからである。従って、データはわずかに異なる
方法によって調べられるので、このため、このデータを
制御可能に処理する影響を有する。各ビアごとに必要と
されるデータは以下の通りである。 ａ．ビアのＸ及びＹバウンド（境界） ｂ．ビアの領域 ｃ．シャドー領域のＸ及びＹバウンド ｄ．シャドーの領域

【００８９】このため、単に上記を考慮することによ
り、そのシステムは、本発明の好ましい実施例では、一
対の座標当たり約４００ナノ秒で８００対の座標まで要
求するにすぎない単一の走査時間でより下位の一対の座
標を取り扱う必要があるにすぎない。

【００９０】マスターカード 本発明のマスターカードは、高速バッファマスターカー
ドから取り出されるエッジデータを処理する。このカー
ドはそのエッジをファースト・イン・ファースト・アウ
ト（ｆｉｆｏ）メモリデバイス（高速入出力メモリデバ
イス）に格納し、最終エッジの座標をすべてのスレーブ
カードに出力する。５個のスレーブすべての処理が終了
すると、マスターカードはマスター高速バッファからの
次なる一対のエッジを要求し、これを関連走査ラインに
対するマスター高速バッファ内にエッジがもはや存在し
なくなるまで繰り返す。マスターカードは次に、新しい
走査ラインを起動し、最終走査のｆｉｆｏに格納される
第１の集合のエッジを要求する。それらはオーバーラッ
プすると、同じ機能の一部として、組み合わされる。格
納された一対のエッジの前でエッジがともに生じる場
合、それらエッジは新機能の開始又は対象の領域として
格納される。

【００９１】従って、マスターカードは現ライン上の特
徴に対する制限範囲を更新し、さらに、これらの制限範
囲内のデータを獲得し、これを処理するためにスレーブ
プロセッサを識別する。すべてのスレーブプロセッサの
処理が終了すると、次にマスタプロセッサはさらに多く
のデータを獲得し、その特徴が完了されたかどうかを決
定し、もしそうならば、さらに次のパラメータ組み合わ
せラックへの座標の出力を制御する。

【００９２】スレーブカード スレーブカードは、ブラック又はホワイトのスレーブの
何れか一方であるように構成される以外は全く同じもの
である。チャネル１乃至４はブラックエリアを処理する
ために使用され、チャネル５はホワイトエリアを処理す
るために使用される。このスレーブカードは、マスタチ
ャネルの制御の下でホールサイズ情報を格納するために
必要とされるレジスタを含む。１３ビット幅と深さが１
０２４のｆｉｆｏが先のラインのデータに対するホール
記憶を形成する。１６ビットのアルゴリズム的論理装置
（ＡＬＵ）は、ＢＬＩＰ長を生成するために（しきい
値）ＢＬＩＰ高位座標とＢＬＩＰ下位座標との差を計算
する。これを用いてホール領域を生成することができ
る。マスタカードの制御によって、機能が終了すると、
パラメータ組み合わせに対し各領域を出力する。

【００９３】Ｘ−Ｙカード Ｘ−Ｙカードはホワイトスレーブプロセッサからのデー
タを処理する。同カードは各機能ごとにＸｍｉｎ、Ｘｍ
ａｘ、Ｙｍｉｎ及びＹｍａｘ座標を生成する。このカー
ドは先の走査ラインからのホール座標を保管しておくた
めに使用される幅６１ビット、深さ１Ｋのｆｉｆｏを有
する。このようにして、ホールの合成画像が生成され
る。新機能が起動される場合、４つの座標が格納され、
機能が継続されると、４つの座標は更新且つ格納され
る。

【００９４】ｅ．パラメータ組み合わせラック パラメータ組み合わせラックは、サイズとエリア処理に
対するエレクトロニクスと、さらにインタフェースカー
ドとプロセッサを含む。プロセッサはしきい値を領域と
サイズ処理カードに送り、ディスプレイ／記憶の目的に
対して欠陥の種類及び座標を受信する。本発明の好まし
い実施例では、１個のカードは４つのブラックと１つの
ホワイト領域を処理し、一方、５個のカードはサイズを
処理するためにそれぞれ使用される。

【００９５】領域 既述したように、領域カードは特徴抽出器によって生成
される４つのブラックと１つのホワイト領域を処理し
て、それらをコンピュータセットしきい値と比較するこ
とによって、サイズカード上でさらに処理される５個の
欠陥信号を提供することができる。

【００９６】領域カードの機能は、ディープチャネルブ
ラック領域処理、シャローチャネルブラック領域処理な
どに分割される。シャローチャネルブラック領域処理
は、信号が「水平の」対の光ファイババンドルによって
生成されることを除き、ディープブラック処理と同じよ
うに処理される。１個の領域カードは、その数をコンピ
ュータセットしきい値と比較するホワイト領域を処理す
るために使用され、そして所定のしきい値レベルを越え
た場合は、「サブストレート−イン−ホール」と称され
る欠陥を出力する。

【００９７】サイズ サイズカードは、特徴抽出器からの各特徴のＸ及びＹ座
標を処理して、その結果を所定のセットしきい値と比較
し、次にオーバーサイズ欠陥信号を付与する。このカー
ドはさらにその結果を、座標がスペーシング侵害処理用
に送られるか、又は単に大きすぎるかどうかを定義する
固定しきい値と比較する。アンダフィル（充てん不
足）、空、サブストレート・イン・ホール欠陥などの欠
陥のすべてはｆｉｆｏに格納される。このサイズカード
はまた、スペーシング侵害をチェックするためにＸｍａ
ｘ、Ｙｍａｘ、Ｘｄｉｆｆ及びＹｄｉｆｆ値をスペーシ
ング侵害入力ｆｉｆｏに送信する。

【００９８】スペーシング侵害入力Ｆｉｆｏ ビア制限は、サイズカードからの入力ｆｉｆｏ及びコン
ピュータスペーシング侵害しきい値に到達する。このｆ
ｉｆｏは、幅４２ビット及び深さ３２Ｋビットであり、
スペーシング侵害処理がいかなるデータをも失うことな
くそれ自体の速度で作動することを可能にする。２組の
加算器を用いてＸ及びＹ座標上にスペーシング規準を付
加することもできる。

【００９９】スペーシング侵害論理 この論理カードは種々の回路の操作を論理カード上で順
番付けするシステムコントローラを含む。これらの回路
の幾つかはビットメモリを制御し、これらにはアドレス
カウンタ、読み出し書き込み信号生成器、クリアアドレ
スカウンタ、クリア書込み信号生成器、全体のビットメ
モリがクリアリングを要求するかどうかを決定するため
の回路、さらにビットメモリバンクのどれを使用すべき
かを選択するための回路がある。この論理カードはさら
にビットメモリカードを制御し、ビアデータをビットメ
モリに書き込む。

【０１００】スペーシング侵害ビットメモリ このメモリは、１個又は複数のメモリカードに含むこと
のできるメモリのバンクである。本発明の好ましい実施
例では、２個の同一カード、即ち、ビットメモリ１及び
ビットメモリ２がある。各ビットメモリバンクでは、３
２Ｋ × ３２ビット幅メモリが用いられる。特徴は、
論理及び結合カードからのＸ／Ｙアドレスの制御におけ
る時間でビット書込みされる。このカードはスペーシン
グ侵害をチェックし、結合ｆｉｆｏでそれを格納すると
同様に何れかをフラグする。

【０１０１】インタフェース これは処理エレクトロニクスとデータ／制御バスとの間
の汎用インタフェースである。このカードは、好ましく
は１６ビットデータごとに各々８個の読み出し及び書込
みデータストローブを提供する。単一レベルの割り込み
もまた実行される。状態レジスタは第１の読み出しアド
レスに含まれ、制御レジスタは第１の書込みアドレスに
含まれる。さらに、故障処理及びラッチ処理もまた、カ
ード上に含まれ、第２の読み出しアドレスに配置され
る。

【０１０２】従って、本発明によって対象の領域に対す
る欠陥の検査及び分類のための装置、技術、方法などが
提供される。本発明の精神及び範囲から逸脱することな
く、本発明を用いてアイテムの数を検査できることは記
憶すべきことである。かかるアイテムには、一例として
但し限定されるものではなく、基板、半導体、電子アイ
テム用ではない表面仕上げ、ファインライン詳細等を含
むこともできる。

【０１０３】従って、本発明の変形例は、発明の精神及
び範囲から逸脱することなしに実行され得ることは理解
されるべきである。例えば、実際の配置、論理の種類及
びそれに対する情報の流れを変更することもできる。ま
た、検査すべきアイテムの移動方法の修正も可能であ
る。さらに、レーザ光及びファイババンドルの数及び方
向付けを変更することもできる。

【０１０４】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、複数の光ファイバー、光源及び回転ミラーを用いて
高密度充てん領域の高速検査を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置を使用できる検査装置の斜視図で
ある。

【図２】光学走査ラインに対する検査すべきデバイスの
方向付けを示す図である。

【図３】ビアの検査の詳細図である。

【図４】部分的なビア充てんの検出可能な方法について
の図である。

【図５】部分的なビア充てんのピクセルマップ表示であ
る。

【図６】部分的なビア充てんとピット式ビア充てんとの
相違を示した図である。

【図７】過充てんビアの充てんを示す図である。

【図８】隣接するビア間のスペーシング侵害の検査方法
を示す図である。

【図９】欠陥を検出するための実際の、及び基準の電気
信号を示す図である。

【図１０】本発明のアナログ処理エレクトロニクスのブ
ロック図である。

【図１１】本発明のスキャナの光学的配置を示す図であ
る。

【図１２】ＡならびにＢは、本発明の走査レンズアセン
ブリのレンズ方式を詳細に示す図である。

【符号の説明】

３０ ビア検査ツール ３１ 入力ステーション ３７ 検査領域 ４２ ファイババンドル ４４ レシーバ・ボックス ４６ 出力ステーション ６６ グリーンシート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス ヨン−シク キム アメリカ合衆国12603、ニューヨーク州パ キプシ、グレンウッド ロード 17 (72)発明者 スティーヴン ジョン キシュ アメリカ合衆国12538、ニューヨーク州ハ イドパーク、キャリー ロード （番地な し) (72)発明者 ジュリアス ヤコブ ランブライト アメリカ合衆国12533、ニューヨーク州ホ ープウェル ジャンクション、タイガー ロード 12 (72)発明者 カート リチャード マラー アメリカ合衆国12533、ニューヨーク州ホ ープウェル ジャンクション、クリームリ ー ロード ８ (72)発明者 ローレンス ダニエル ソープ アメリカ合衆国10598、ニューヨーク州ヨ ークタウン ハイツ、ハイブルック スト リート 1841

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査すべきアイテムを第１の方向に移動
   するための手段と、 少なくとも１個の光学エネルギー源と、 検査すべきアイテムを横切ってその光源を走査するため
   の手段と、 検査すべきアイテムを横切って走査すると、走査された
   ビームが検査すべきアイテムの対象領域に対して所定角
   度を維持するように、検査すべきアイテムと走査手段と
   の間に位置付けされるテレセントリックレンズと、 検査すべきアイテムに対して複数の角度で配置されると
   ともに、検査すべきアイテムからの走査されたビームの
   反射光を受光するように作動する複数の光ファイバと、 反射光を電気信号に変換するために光ファイバに接続さ
   れる倍増型光電手段と、 電気信号を分析するための処理手段であって、一連の走
   査ラインから受信される信号と基準値とを比較する処理
   手段と、 を含む検査システム装置。