JPH05322786A - 検査対象物の表面情報検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はレーザ光が照射する部分から発生す
る蛍光を利用して被検査対象物の表面情報を検知する装
置に関し、表面情報の正確な検知を実現することを目的
とする。 【構成】 レーザ光１１_C を被検査対象物であるバイヤ
ホールが形成されているセラミック基板２の表面で再帰
反射させて再結像させる再帰反射・結像手段３１を設け
ると共に再結像位置３６に、検査対象物から発生する蛍
光の結像位置の移動方向に平行なスリット３８を有する
スリット部材３７を設け、スリット部材３７の後側に検
知手段２０を設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は検査対象物の表面情報を
ここから発生する蛍光を利用して検知する装置に関す
る。

【０００２】例えば、バイヤホールを形成した段階のセ
ラミック基板のバイヤホールの形成状態の検査は、セラ
ミック基板の表面から発する蛍光を利用してバイヤホー
ルの形成状態などのセラミック基板の表面の状態を検知
し、この検知した情報に基づいて行っている。

【０００３】検査を正確に行うためには、セラミック基
板の表面の状態を正確に検知することが重要である。検
知を正しく行うためには、検知装置は、その時の検査の
対象場所である局部から発生した蛍光に限定して検知し
うる構成であることが望ましい。また、検査するセラミ
ック基板の検査領域が広いことが望ましい。

【０００４】

【従来の技術】図５は従来の１例のセラミック基板のバ
イヤホール検知装置１を示す。

【０００５】２は被検査対象物である製造途中の段階の
セラミック基板であり、矢印Ａ方向に移動するステージ
３上に載置固定されている。

【０００６】セラミック基板２は、図６に示すように、
上面に金属配線４（図８（Ａ）参照）が形成されたセラ
ミック基板本体５の上面にポリイミド膜６が形成され、
このポリイミド膜６にバイヤホール７が多数形成された
状態にある。

【０００７】図５中、レーザ光源１０より発したレーザ
光１１は、ビームエクスパンダ１２、反射ミラー１３を
介して、回転多面鏡１４に到り、水平面内で偏向され、
スキャンレンズ１５、反射ミラー１６を経て集光され、
セラミック基板２上にスポット１７を形成する。このス
ポット１７（レーザ光１１ａ）が矢印１８方向に走査さ
れる。

【０００８】スポット１７の大きさは、図８（Ａ）に示
すようにバイヤホール７よりも相当に小さい。

【０００９】レーザ光１１がポリイミド膜６を照射する
と、蛍光１９を発生する。

【００１０】２０は光センサであり、図８（Ａ）に併せ
て示すように、セラミック基板２に対向して斜めの向き
でセラミック基板２に対向して配してある。

【００１１】この光センサ２０の前面側に、フィルタ２
１が設けてある。

【００１２】フィルタ２１は、図７に線２２で示す特性
を有している。

【００１３】同図中、線２３は上記のレーザ光１１のス
ペクトルを示し、線２４は上記の蛍光１９のスペクトル
を示す。

【００１４】上記のフィルタ２１は、レーザ光１１は通
さず、蛍光１９は通す。

【００１５】光センサ２０は、セラミック基板２から発
する蛍光１９を検知し、セラミック基板２の表面の状態
（バイヤホール）に関する情報である蛍光検知信号を出
力する。これが検査装置本体（図示せず）に送られ、こ
こで、バイヤホールの良否が判断される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】図８（Ａ）に示すよう
に、レーザ光１１（スポット１７）が矢印１８方向に走
査し、バイヤホール７の底面７ａの金属配線４を照射し
た時点を考えてみる。レーザ光１１は符号１１ｂで示す
ように乱反射し、これがバイヤホール７の周壁面７ｂに
当たり、蛍光１９ａが発生することがある。

【００１７】周壁面７ｂから発生する蛍光１９ａはノイ
ズであり、不用なものであるけれども、発生することは
避けられない。

【００１８】この蛍光１９ａの一部がフィルタ２１を通
って光センサ２０に入射してしまう。

【００１９】このため、蛍光検知信号は、本来は、図８
（Ｂ）中、符号２５で示すようにバイヤホール７の場所
では、ＧＮＤレベルとなるべきところが、符号２６で示
すようになり、ＧＮＤレベルよりａだけ上がったものと
なってしまう。

【００２０】この蛍光検知信号２６は、図９に示すよう
に、バイヤホール７内にポリイミドの残渣２７がある場
合に出力されるべき信号である。

【００２１】このように、正しくない蛍光検知信号が出
力される場合があった。

【００２２】そこで、本発明は、スポットの場所から発
生する蛍光は光センサに入射するようにする一方、スポ
ットの周りの部分から発生する蛍光は実質上光センサに
入射しないようにして、スポットの周辺の部分から発生
する蛍光による悪影響を無くしうるようにした被検査対
象物の表面情報検知装置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光を検
査対象物に集光させてスポットとして照射させ、スポッ
トを走査させて、このとき検査対象物から発生する蛍光
を、検知手段が検査対象物の表面情報として検知する構
成の検査対象物の表面情報検知装置であって、レーザ光
を検査対象物の表面で再帰反射させて再結像させる再帰
反射結像手段３１を設けると共に、再結像反射手段３１
により再結像される位置３６に、検査対象物から発生す
る蛍光の結像位置の移動方向に平行なスリット３８を有
するスリット部材３７を設け、スリット部材３７の後側
に検知手段２０を設けた構成としたものである。

【００２４】

【作用】本発明の再帰反射結像手段は、検査対象物上の
スポットの部分から発した光を再結像位置に結像させ
る。

【００２５】スリット部材は、検査対象物上の比較的広
い走査領域にわたって、スポットの部分から発した光を
通す一方、このスポットの周辺の部分から発する光は実
質上通さず、スポットの周辺の部分から発する光の悪影
響を防ぐことを可能とできる。

【００２６】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例になる検査対象
物の表面情報検査装置を示す。

【００２７】図２（Ａ）は、図１中の要部を示す。

【００２８】各図中、図５に示す構成部分と実質上同一
部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００２９】回転多面鏡１４が回転することにより、レ
ーザ光１１ｃ（スポット１７）がセラミック基板２上を
矢印１８方向に走査する。レーザ光１１ｃはセラミック
基板２に対して垂直である。

【００３０】３１は再帰反射・結像手段であり、レーザ
光１１ｃを再帰反射させてミラー１３に向う戻りの光３
２とするスキャンレンズ１５及び回転多面鏡１４と、回
転多面鏡１４と反射鏡１３との間に配してあり、戻りの
光３２を分岐させるビームスプリッタ３３と、ビームス
プリッタ３３によって分岐された光３４を再結像させる
再結像用レンズ３５とよりなる。

【００３１】光３４は、再結像位置３６に集光され、こ
こにスポット１７の像が再結像され、その後拡がって光
センサ（光電子増倍管）２０に入射する。

【００３２】図３に示すように、スリット３８の幅ｄ₁
は、スポット１７（バイヤホール７より十分に小さい）
の像３９の径ｄ₂ より多少大きい程度であり、バイヤホ
ール７の像４０（乱反射したレーザ光１１ｂが周壁面７
ｂで反射した光等によって形成される）より十分に小さ
い。

【００３３】レーザ光１１ｃ（スポット１７）が１８の
方向に走査するとき、スポット１７から反射したレーザ
光の再結像位置は動かない。しかし、ポリイミド６より
発した蛍光の波長はレーザ光の波長より長くなって、大
幅に異なるため、スキャンレンズ１５の蛍光に対する屈
折率がレーザ光に対する屈折率とは変わってくる。これ
が原因で、スポット１７から発した蛍光の結像位置は一
点に止まらず、走査に伴い走査方向１８と平行な矢印５
１の方向に移動する。そこで、走査に伴い移動するスポ
ット１７から発した蛍光を確実に通過させるため、スリ
ット３８は長さ方向が走査方向１８と平行としてあり、
スリット１８の長さｄ₃ はスポット１７から発した蛍光
の像の移動距離とほぼ等しくしてある。

【００３４】また、スリット部材３７はバイヤホール７
の像４０より十分に大きい。

【００３５】従って、このスリット部材３７は、レーザ
光１１ｃが矢印１８の方向に比較的広い領域を走査した
とき、スポット１７から発した光を通過させる一方、ス
ポット１７の周辺部分から発した光は実質上遮蔽して極
一部しか通過させないように機能する。なお、この極一
部の光によっては、バイヤホールの状態の検知は悪影響
を受けない。

【００３６】また、フィルタ２１は、ビームスプリッタ
３３とレンズ３５との間に設けてある。

【００３７】次に、上記装置の動作について説明する。

【００３８】図２（Ａ）の左側部分に示すように、レー
ザ光１１ｃがバイヤホール以外の部位を照射していると
きには、反射レーザ光４１とポリイミド膜６より発生し
た蛍光４２が再帰反射結像手段３１に入り込み、蛍光４
２だけがフィルタ２１を通過し、レンズ３５、ピンホー
ル部材３７を通って光センサ２０に入射する。

【００３９】光センサ２０は、図２（Ｂ）中、符号４３
で示す高いレベルの蛍光検知信号を出力する。

【００４０】次に、図２（Ａ）の中央部分に示すよう
に、レーザ光１１ｃがバイヤホール７を照射した時点に
ついて説明する。

【００４１】図８（Ａ）に示すと同様に、レーザ光が乱
反射し、乱反射したレーザ光１１ｂによってバイヤホー
ル７の周壁面７ｂの部分から蛍光１９ａが発生する。

【００４２】反射したレーザ光４１に加えて上記の蛍光
１９ａが再帰反射結像手段３１内に入り込む。

【００４３】フィルタ２１によってレーザ光４１は遮光
され、フィルタ２１より先には蛍光１９ａだけが進む。

【００４４】しかし、この蛍光１９ａは、スポット１７
より発したものではなく、スポット１７の周辺部分から
発したものであるため、スポット１７から発した光が結
像する位置の周囲にバイヤホール７の像４０として結像
し、スリット部材３７によりほとんどが遮光されるた
め、蛍光１９ａは極一部しかスリット３８を通過しな
い。

【００４５】従って、上記の蛍光１９ａは極一部しか光
センサ２０には到らず、蛍光検知信号は図２（Ｂ）中、
符号４４で示すようになり、ＧＮＤレベルよりわずかに
上のレベルとなるが、バイヤホールの状態の検知に悪影
響は生じない。

【００４６】次に、図４（Ａ）及び図９に示すように、
ポリイミド残渣４５を有するバイヤホール７を照射した
場合について説明する。

【００４７】スポット１７はポリイミド残渣４５上に形
成され、レーザ光４１及び前記の蛍光１９ａに加えて、
スポット１７より発した蛍光４６が、上記再帰反射結像
手段３１内に入り込む。この蛍光４６は、反射レーザ光
４１の方向と一致する。

【００４８】フィルタ２１以後は、蛍光１９ａと４６と
が進む。

【００４９】蛍光４６は、スポット１７から発したもの
であるため、スリット部材３７のスリット３８の内側に
結像され、蛍光４６はスリット部材３７を通過して光セ
ンサ２０に入射する。

【００５０】一方、蛍光１９ａはスポット１７の周辺か
ら発したものであるため、スポット１７から発した光が
結像する位置の周囲にバイヤホール７の像４０として結
像し、ほとんどがスリット部材３７で遮光されるため、
極一部しかスリット３８を通過しない。

【００５１】これにより、蛍光検知信号は、図４（Ｂ）
中、符号４７で示す如くになり、あるレベルＶａを有す
る。蛍光１９ａの影響が無い場合の信号レベル（図４
（Ｂ）の４８）よりわずかに上のレベルとなるが、バイ
ヤホールの状態の検知に悪影響は生じない。

【００５２】また、この信号は図２（Ｂ）のポリイミド
残渣の無い正常なときの信号と明確に区別ができる。

【００５３】従って、バイヤホール７が正常な状態かポ
リイミド残渣があり正常でない状態かを、蛍光検知信号
から正しく検知することができる。

【００５４】このため、蛍光検知信号により、セラミッ
ク基板２を正しく検査することができる。

【００５５】なお、スリット部材３７の代わりにスポッ
ト１７の像より多少大きいピンホールを有するピンホー
ル部材を用いることも考えられる。しかし、レーザ光１
１_Cの走査に伴いスポット１７から発した蛍光の結像位
置が移動するので、走査領域が広くなると、スポット１
７から発した蛍光がピンホールから外れる。このため、
ピンホール部材を用いるときは、レーザ光１１_C の走査
領域を広くとることができない。これに対して、スリッ
ト部材３７の場合は、スポット１７から発した蛍光の結
像位置が移動する距離にほぼ等しい長さを持っているた
め、走査領域のの制約が無い。

【００５６】なお、図１中、フィルタ２１の配設個所は
同図に示す位置に限るものではなく、レンズ３５とスリ
ット部材３７との間でもよく、また、スリット部材３７
と光センサ２０との間でもよい。

【００５７】また、ビームスプリッタ３３として、図３
中、波長λ₁ 以上の光を反射させるような波長選択性を
有するものを使用すれば、上記のフィルタ２１は不用で
ある。

【００５８】また、回転多面鏡１４に代えて、ガルバノ
ミラーのような光走査機構を用いることもできる。

【００５９】また、検査対象物は、セラミック基板に限
るものではなく、表面が、蛍光を発する材料の所定のパ
ターンで形成されたものであればよい。

【００６０】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、検
査対象物上のスポットの周辺の部分から発する蛍光によ
る影響を受けないようにすることができるため、上記ス
ポットの場所の情報を正しく取り出すことができ、検査
対象物の表面の情報を正確に検知することができる。ま
た、再結像位置にピンホール部材を設けた構成に比べて
広い領域を検知することができるので、能率良く検査を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例になる検査対象物の表面情報
検査装置を示す図である。

【図２】ポリイミド残渣無しのバイヤホールからの蛍光
の発生及び蛍光検知信号を示す図である。

【図３】図１中のスリット部材を示す図である。

【図４】ポリイミド残渣有りのバイヤホールからの蛍光
の発生及び蛍光検知信号を示す図である。

【図５】従来の１例のセラミック基板のバイヤホール検
知装置を示す図である。

【図６】セラミック基板を示す図である。

【図７】図５中のフィルタの特性及びレーザ光及び蛍光
のスペクトルを示す図である。

【図８】バイヤホール壁面からの蛍光の発生及び蛍光検
知信号を示す図である。

【図９】ポリイミド残渣を有するバイヤホールを示す図
である。

【符号の説明】

２ セラミック基板 ３ ステージ ４ 金属配線 ５ セラミック基板本体 ６ ポリイミド膜 ７ バイヤホール ７ａ 底面 ７ｂ 周壁面 １０ レーザ光源 １１，１１ｃ レーザ光 １１ｂ 乱反射したレーザ光 １２ ビームエクスパンダ １３ 反射ミラー １４ 回転多面鏡 １５ スキャンレンズ １６ 反射ミラー １７ スポット １８ スポットの走査方向を示す矢印 １９ 蛍光 １９ａ 周壁面から発する蛍光 ２０ 光センサ ２１ フィルタ ３１ 再帰反射・結像手段 ３２ 戻りの光 ３３ ビームスプリッタ ３４ 分岐された光 ３５ 再結像用レンズ ３６ 再結像位置 ３７ スリット部材 ３８ スリット ３９ スポットの像 ４０ バイヤホールの像 ４１ 反射レーザ光 ４２ 蛍光 ４３，４４ 蛍光検知信号 ４５ ポリイミド残渣 ４６ スポット１７の個所から発生した蛍光 ５１ 蛍光の再結像位置の移動方向を示す矢印

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を検査対象物に集光させてスポ
   ットとして照射させ、該スポットを走査させて、このと
   き該検査対象物から発生する蛍光を、検知手段が上記検
   査対象物の表面情報として検知する構成の検査対象物の
   表面情報検知装置であって、 上記レーザ光を上記検査対象物の表面で再帰反射させて
   再結像させる再帰反射結像手段（３１）を設けると共
   に、 該再結像反射手段（３１）により再結像される位置（３
   ６）に、上記検査対象物から発生する蛍光の結像位置の
   移動方向に平行なスリット（３８）を有するスリット部
   材（３７）を設け、 該スリット部材（３７）の後側に上記検知手段（２０）
   を設けた構成としたことを特徴とする検査対象物の表面
   情報検知装置。