JPH0566118A - Wiring pattern inspecting device - Google Patents

Wiring pattern inspecting device

Info

Publication number
JPH0566118A
JPH0566118A JP3227396A JP22739691A JPH0566118A JP H0566118 A JPH0566118 A JP H0566118A JP 3227396 A JP3227396 A JP 3227396A JP 22739691 A JP22739691 A JP 22739691A JP H0566118 A JPH0566118 A JP H0566118A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
height
wiring pattern
psd
light
inspected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3227396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Hashinami
伸治 橋波
Moritoshi Ando
護俊 安藤
Tetsuo Hizuka
哲男 肥塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP3227396A priority Critical patent/JPH0566118A/en
Publication of JPH0566118A publication Critical patent/JPH0566118A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To highly precisely measure thickness and waviness information by providing a second converging means with the principal point being conformed to the posterior focus position of a first converging means, and providing at least two optical position detecting means in the posterior focus position and in the front and rear of it. CONSTITUTION:In a wiring pattern inspecting device, the collimated laser beam from a laser generating device 5 is expanded by a laser expander 6, entered to a polygonal scanner 8, throttled by a scanning lens 9, and emitted to a substrate 13 to be inspected at a determined angle. The reflected light is imaged on a semiconductor position detecting element(PSD) 34 by a first converging lens 31 and a second converging lens 32. The light is divided there into two and converged on a second PSD 35. It is important here to place the PSD 34 on an imaging surface (the rear focus position of the lens 32) and the PSD 35 in a place other than this point. The outputs of the PSD 34, 35 are passed through amplifiers 35a, 35b, 40a, 40b, the imaging position is calculated in first and second height arithmetic circuits 36, 41 to determine the height, and information such as waviness and brightness is successively determined.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光学的手段により配線
パターンの検査を行う配線パターン検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring pattern inspection device for inspecting a wiring pattern by optical means.

【0002】近年、電子部品の高密度化、小型化が進む
につれ、物体の3次元形状を、非接触で計測することが
強く望まれている。プリント基板においても高密度化が
進められており、数十μm〜数μmの幅と厚みとなって
きている。このような微細な配線パターンの外観検査
は、検査の信頼度、速度などの点で、目視検査では対応
しきれなくなってきている。従って、微細な配線パター
ンを高い信頼性で迅速に検査し得ることが望まれてい
る。
In recent years, as the density and size of electronic parts have increased, it has been strongly desired to measure the three-dimensional shape of an object in a non-contact manner. The density of printed circuit boards is also being increased, and the width and thickness of tens of μm to several μm are being achieved. The visual inspection of such a fine wiring pattern cannot be handled by the visual inspection because of the reliability and speed of the inspection. Therefore, it is desired to be able to inspect a fine wiring pattern quickly with high reliability.

【0003】[0003]

【従来の技術】図8に、従来の配線パターン検査装置の
構成図を示す。図8において、配線パターン検査装置1
は、大別してレーザ走査型光学系2と、光検知系3と、
処理回路系4とにより構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a block diagram of a conventional wiring pattern inspection apparatus. In FIG. 8, a wiring pattern inspection device 1
Are roughly classified into a laser scanning optical system 2, a light detection system 3, and
And a processing circuit system 4.

【0004】レーザ走査型光学系2はレーザ発生装置
5、ビームエクスパンター6、一対の反射ミラー7a,
7b、ポリゴンスキャナー8、スキャンレンズ9及び反
射ミラー10等により構成されている。また、光検知系
3は、結像レンズ11、半導体光位置検出素子(PS
D)12により構成されている。なお、13は配線パタ
ーン検査装置1により検査が行われる被検査基板であ
り、被検査基板13の上部には、例えば配線パターン1
4が形成されている。
The laser scanning optical system 2 includes a laser generator 5, a beam expander 6, a pair of reflecting mirrors 7a,
7b, a polygon scanner 8, a scan lens 9, a reflection mirror 10 and the like. Further, the light detection system 3 includes an imaging lens 11, a semiconductor light position detection element (PS
D) 12. Reference numeral 13 denotes a substrate to be inspected which is inspected by the wiring pattern inspecting apparatus 1. Above the substrate to be inspected 13, for example, the wiring pattern 1
4 are formed.

【0005】処理回路系4は、PSD12からの信号
A,Bがアンプ15,16を介してそれぞれ高さ演算回
路17と明るさ演算回路18とに送られる。高さ演算回
路17で算出された高さデータは画像メモリ19にメモ
リされ、明るさ演算回路18で算出された明るさデータ
は画像メモリ20にメモリされる。
In the processing circuit system 4, signals A and B from the PSD 12 are sent to a height calculation circuit 17 and a brightness calculation circuit 18 via amplifiers 15 and 16, respectively. The height data calculated by the height calculation circuit 17 is stored in the image memory 19, and the brightness data calculated by the brightness calculation circuit 18 is stored in the image memory 20.

【0006】このような、配線パターン検査装置1は、
レーザ発生装置5から発射されるコリメートレーザ光は
ビームエクスパンター6で拡大され反射ミラー7a,7
bを介してポリゴンスキャナー8に入射される。これに
よりコリメートレーザ光は所定範囲をスキャンする走査
光となる。この走査光は、例えばfθレンズ等のスキャ
ンレンズ9で絞られ反射ミラー10を介して被検査基板
13に照射される。
The wiring pattern inspection apparatus 1 as described above is
The collimated laser light emitted from the laser generator 5 is expanded by the beam expander 6 and is reflected by the reflecting mirrors 7a, 7a.
It is incident on the polygon scanner 8 via b. As a result, the collimated laser light becomes scanning light for scanning a predetermined range. This scanning light is focused by a scan lens 9 such as an fθ lens, and is applied to the substrate 13 to be inspected via a reflection mirror 10.

【0007】被検査基板13で反射された反射光は結像
レンズ11で集光され、PSD12に結像される。PS
D12により位置が検出され、その出力信号により処理
回路系4で被検査基板13の高さ及び濃淡を検出するも
のであり、このPSD12を用いることにより、検査速
度の高速化(データ処理レート:数十M画素/秒)を実
現することができる。上記構成の配線パターン検査装置
1では、被検査基板13及び配線パターン14に発生し
た欠け、突起、断線、凹み等を数十μmの精度で計測す
ることができる。
The reflected light reflected by the substrate 13 to be inspected is condensed by the imaging lens 11 and imaged on the PSD 12. PS
The position is detected by D12, and the processing circuit system 4 detects the height and shading of the substrate 13 to be inspected by the output signal. The PSD 12 is used to increase the inspection speed (data processing rate: several). 10 M pixels / second) can be realized. With the wiring pattern inspection apparatus 1 having the above-described configuration, it is possible to measure a chip, a protrusion, a disconnection, a dent, or the like that has occurred in the inspected substrate 13 and the wiring pattern 14 with an accuracy of several tens of μm.

【0008】ところで、被検査基板13には光沢性があ
り、うねりを生じたものがある。例えば被検査基板13
をプリント板とした場合に、薄膜で配線パターンが形成
された基板を多層に積層するものがあり、該パターンの
積層部分でうねりが生じてくるものである。
By the way, some of the substrates 13 to be inspected have glossiness and waviness. For example, the substrate 13 to be inspected
When a printed board is used as a printed board, there is a board in which wiring patterns are formed of thin films are laminated in multiple layers, and undulation occurs at a laminated portion of the pattern.

【0009】ここで、図9に、うねりを生じた被検査基
板の反射を説明するための図を示す。図9において、被
検査基板13のうねりのない部分に照射されたレーザ光
の反射と(図9(A))、うねりの部分に照射された場
合の反射とは(図9(B))、受光位置が異なってく
る。従って、配線パターンの厚みを計測する場合、図9
(C)に示すように、うねりによる高さ変化と、該配線
パターンの厚みの変化による高さ変化を見分ける必要が
ある。
Here, FIG. 9 shows a view for explaining the reflection of the substrate to be inspected having the undulation. In FIG. 9, the reflection of the laser light applied to the waviness-free portion of the substrate 13 to be inspected (FIG. 9A) and the reflection when it is applied to the waviness portion (FIG. 9B), The light receiving position is different. Therefore, when measuring the thickness of the wiring pattern, as shown in FIG.
As shown in (C), it is necessary to distinguish height changes due to undulations from height changes due to changes in the thickness of the wiring pattern.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】図10及び図11に、
従来の被検査基板の検査を説明するための図を示す。図
10は高さ変化の場合、図11はうねり状態の場合を示
している。
Problems to be Solved by the Invention FIGS.
The figure for demonstrating the conventional inspection of the to-be-tested substrate is shown. FIG. 10 shows the case of the height change, and FIG. 11 shows the case of the swelling state.

【0011】図10において、被検査基板13の測定面
にXの高さ変化を生じた場合、結像レンズ11で集光後
の光点位置は、PSD12による結像面でxの位置変化
が生じる。また、図11において、測定面に高さ変化が
なくうねりを生じた場合には、PSD12の結像面での
光の位置変化を生じない。従って、うねりに依存せずに
高さ変化による厚み変化を計測することができる。
In FIG. 10, when the height of X changes on the measurement surface of the substrate 13 to be inspected, the position of the light spot after condensing by the imaging lens 11 changes by the position of x on the imaging surface by the PSD 12. Occurs. Further, in FIG. 11, when the height does not change on the measurement surface and undulation occurs, the position of light on the image forming surface of the PSD 12 does not change. Therefore, the thickness change due to the height change can be measured without depending on the undulation.

【0012】しかし、上述の場合は、高さ変化を計測す
ることは可能であるが、うねりを生じているか否かを判
別することができないという問題がある。
However, in the above case, although it is possible to measure the height change, there is a problem that it is not possible to determine whether or not the undulation occurs.

【0013】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、配線パターンの厚みの情報のみならず、うねり
情報をも高精度に計測する配線パターンを系さ装置を提
供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus for assembling a wiring pattern, which measures not only information on the thickness of the wiring pattern but also undulation information with high accuracy. ..

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題は、配線パター
ンが形成された被検査基板上にレーザ光照射手段により
レーザ光を照射し、該被検査基板からの反射光を、第1
の集光手段を介して検出し、該配線パターンの検査を行
う配線パターン検査装置において、前記第1の集光手段
の後焦点位置に主点を一致させて設けられた第2の集光
手段と、該第2の集光手段の後焦点位置及び該後焦点位
置の前後の3つの位置のうち、少なくとも何れか2つの
位置に設けられた第1及び第2の光位置検出手段と、該
第1及び第2の光位置検出手段からの出力信号により、
前記被検査基板の計測対象部分の高さ、明るさ及びうね
りを算出する処理手段と、を有する構成とすることによ
り解決される。
SUMMARY OF THE INVENTION The above problem is that the substrate to be inspected on which a wiring pattern is formed is irradiated with a laser beam by a laser beam irradiating means, and the reflected light from the substrate to be inspected is
In the wiring pattern inspecting device for inspecting the wiring pattern by detecting through the light collecting means of the second light collecting means, the second light collecting means is provided with its principal point aligned with the back focus position of the first light collecting means. A first and second light position detecting means provided at least at any two positions of the back focus position of the second light converging means and three positions before and after the back focus position; By the output signals from the first and second optical position detecting means,
A processing means for calculating the height, brightness, and undulation of the measurement target portion of the inspected substrate can be solved.

【0015】[0015]

【作用】上述のように、第1の集光手段の後焦点位置に
主点を一致させて第2の集光手段を設け、第2の集光手
段の後焦点位置とその前後の位置との少なくとも2つの
位置に第1及び第2の光位置検出手段を設けている。
As described above, the second focusing means is provided so that the principal points coincide with the back focal point of the first focusing means, and the back focusing position of the second focusing means and the positions before and after it. The first and second optical position detecting means are provided at at least two positions.

【0016】例えば、一つの光位置検出手段を第2の集
光手段の後焦点位置に設けた場合には、図10に示すよ
うに被検査基板の配線パターンによる高さ変化は、該光
位置検出手段の位置変化で計測することができる。ま
た、該被検査基板のうねりは、該光位置検出手段からの
信号と、他の光位置検出手段からの信号で演算すること
ができるものである。
For example, when one light position detecting means is provided at the back focal position of the second light collecting means, the height change due to the wiring pattern of the substrate to be inspected as shown in FIG. It can be measured by a change in the position of the detecting means. The waviness of the substrate to be inspected can be calculated by the signal from the optical position detecting means and the signal from another optical position detecting means.

【0017】これにより、被検査基板の配線パターンの
厚さ情報のみならず、うねり情報をも高精度に計測する
ことが可能となる。
As a result, not only the thickness information of the wiring pattern of the substrate to be inspected but also the undulation information can be measured with high accuracy.

【0018】[0018]

【実施例】図1に、本発明の一実施例の構成図を示す。
なお、図8と同一の構成部分には同一の符号を付す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the present invention.
The same components as those in FIG. 8 are designated by the same reference numerals.

【0019】図1において、配線パターン検査装置1
は、レーザ走査型光学系2、光検知系3及び処理手段3
0により構成される。
In FIG. 1, a wiring pattern inspection apparatus 1
Is a laser scanning optical system 2, a light detection system 3, and a processing means 3.
It is composed of 0.

【0020】レーザ走査型光学系2は、レーザ発生装置
5、ビームエクスパンダー6、一対の反射ミラー7a,
7b、ポリゴンスキャナ8、スキャンレンズ9、及び反
射ミラー10等により構成される。
The laser scanning optical system 2 includes a laser generator 5, a beam expander 6, a pair of reflecting mirrors 7a,
7b, a polygon scanner 8, a scan lens 9, a reflection mirror 10 and the like.

【0021】光検知系3は、第1の集光手段である第1
の集光レンズ31、第2の集光手段である第2の集光レ
ンズ32、ハーフミラー(又はビームスピリッタ)3
3、及び第1及び第2の光位置検出手段である第1及び
第2の半導体位置検出素子(PSD)34,35により
構成される。第2の集光レンズ32は、第1の集光レン
ズ31の後焦点位置に主点を一致させて配置される。な
お、第1及び第2の集光レンズ31,32は多数の組合
わせレンズを使用してもよい。
The light detection system 3 is a first light condensing means, which is a first
Condensing lens 31, second condensing lens 32 which is the second condensing means, half mirror (or beam splitter) 3
3, and first and second semiconductor position detecting elements (PSD) 34 and 35 which are first and second optical position detecting means. The 2nd condensing lens 32 is arrange | positioned so that a principal point may correspond to the back focus position of the 1st condensing lens 31. It should be noted that the first and second condenser lenses 31 and 32 may use a large number of combined lenses.

【0022】第1及び第2のPSD34,35は、図示
しないが反射光の光軸方向に移動するステージが設けて
あり、例えば第2のPSD35は第2の集光レンズ32
の後焦点位置にハーフミラー33で偏向されて設けら
れ、第1のPSD34は例えば第2の集光レンズ32の
後焦点の後方の位置にハーフミラー33を介在させて設
けられる。
Although not shown, the first and second PSDs 34 and 35 are provided with a stage that moves in the optical axis direction of the reflected light. For example, the second PSD 35 has a second condenser lens 32.
The first PSD 34 is provided at a rear focus position after being deflected by the half mirror 33. For example, the first PSD 34 is provided at a position behind the rear focus of the second condenser lens 32 with the half mirror 33 interposed.

【0023】なお、13は配線パターン14が形成され
た被検査基板であり、図示しないがXYテーブル上でX
Y方向に移動される。
Reference numeral 13 is a substrate to be inspected on which a wiring pattern 14 is formed.
Moved in Y direction.

【0024】処理手段30は、第2のPSD35のA1
点及びB1 点からの出力信号がアンプ35a,35bを
介して第1の高さ演算回路36及び明るさ演算回路37
に入力される。そして、明るさ演算回路37からの明る
さデータは第1の画像メモリ38にメモリされ、第1の
高さ演算回路36からの高さデータはうねり量演算回路
39に入力される。
The processing means 30 includes A 1 of the second PSD 35.
The output signals from the point B 1 and the point B 1 are transmitted through the amplifiers 35a and 35b to the first height calculation circuit 36 and the brightness calculation circuit 37.
Entered in. Then, the brightness data from the brightness calculation circuit 37 is stored in the first image memory 38, and the height data from the first height calculation circuit 36 is input to the swell amount calculation circuit 39.

【0025】一方、第1のPSD34のA2 点及びB2
点からの出力信号がアンプ40a,40bを介して第2
の高さ演算回路41に入力される。第2の高さ演算回路
41からの高さデータはうねり量演算回路39により入
力される。該うねり量演算回路39は、第1及び第2の
高さ演算回路36,41からの高さデータに基づいてう
ねり量を算出し、高さデータと共に第2の画像メモリ4
2にメモリする。
On the other hand, points A 2 and B 2 of the first PSD 34
The output signal from the point is output to the second via the amplifiers 40a and 40b.
Is input to the height calculation circuit 41. The height data from the second height calculation circuit 41 is input by the waviness amount calculation circuit 39. The waviness amount calculation circuit 39 calculates the waviness amount based on the height data from the first and second height calculation circuits 36 and 41, and together with the height data, the second image memory 4
Memory to 2.

【0026】このような配線パターン検査装置1は、レ
ーザ発生装置5からのコリメートレーザ光を、ビームエ
クスパンダー6で拡大し、ポリゴンスキャナ8に入射さ
せて、光を走査するものである。この走査光を、スキャ
ンレンズ(例えばfθレンズ)9で絞り、被検査基板1
3に対して所定の角度で照射する。該被検査基板13か
らの反射光は、第1の集光レンズ31、第2の集光レン
ズ32で第1のPSD34の結像面に結像される。この
時、光は、ハーフミラー33で2つに分けられ、もう1
つの光は、第2のPSD35上に集光する。それぞれ第
1及び第2のPSD34,35は、反射光の光軸方向に
移動するステージにより、自由に位置を選ぶことが可能
である。
The wiring pattern inspection apparatus 1 as described above is for expanding the collimated laser light from the laser generator 5 by the beam expander 6 and making it enter the polygon scanner 8 to scan the light. This scanning light is narrowed down by a scanning lens (for example, fθ lens) 9 to be inspected substrate 1
Irradiate 3 with a predetermined angle. The reflected light from the inspected substrate 13 is imaged on the image plane of the first PSD 34 by the first condenser lens 31 and the second condenser lens 32. At this time, the light is split into two by the half mirror 33 and the other one
The two lights are collected on the second PSD 35. The respective positions of the first and second PSDs 34 and 35 can be freely selected by the stage moving in the optical axis direction of the reflected light.

【0027】そこで、第1のPSD34は、光の結像位
置に調整し、第2のPSD35は、結像位置からずらす
こととする。従って、本実施例では第1のPSD34
は、結像面(第2の集光レンズ32の後焦点位置)に設
置し、第2のPSD35は該結像面以外の位置に設置す
ることが重要である。それぞれ第1及び第2のPSD3
4,35の出力は、アンプ35a,35b,40a,4
0bをとおり、第1及び第2の高さ演算回路36,41
でそれぞれの、結像位置を計算する。
Therefore, the first PSD 34 is adjusted to the image forming position of light, and the second PSD 35 is displaced from the image forming position. Therefore, in this embodiment, the first PSD 34
Is installed on the image forming surface (the rear focal position of the second condenser lens 32), and it is important that the second PSD 35 is installed on a position other than the image forming surface. First and second PSD3 respectively
The outputs of the amplifiers 4, 35 are amplifiers 35a, 35b, 40a, 4
0b, the first and second height arithmetic circuits 36, 41
Then, the respective image forming positions are calculated.

【0028】第1の高さ演算回路36の計測値H1 (=
a(A1−B1 )/(A1 +B1 )、aはアンプ35
a,35b,40a,40bの増幅率)と、第2の高さ
演算回路41の計測値H2 (=a(A2 −B2 )/(A
2 +B2 ))とがうねり量演算回路39に入力される。
そして、光点位置及びうねり量が算出され(後述する)
この値が第2の画像メモリ42に格納される。
Measurement value H 1 (= 1 of the first height calculation circuit 36
a (A 1 −B 1 ) / (A 1 + B 1 ), a is an amplifier 35
a, 35b, 40a, 40b) and the measured value H 2 (= a (A 2 −B 2 ) / (A
2 + B 2 )) is input to the waviness amount calculation circuit 39.
Then, the light spot position and the amount of waviness are calculated (described later).
This value is stored in the second image memory 42.

【0029】また、被検査基板13の計測対象(配線パ
ターン14)の明るさIは、明るさ演算回路37で算出
され(I=a(A1 +B1 ))、第1の画像メモリ38
に格納される。なお、明るさ情報の収集は、図1では第
2のPSD35からの信号により算出される場合を示し
ているが、第1のPSD34からの信号から算出しても
よい。
The brightness I of the measurement target (wiring pattern 14) on the substrate 13 to be inspected is calculated by the brightness calculation circuit 37 (I = a (A 1 + B 1 )), and the first image memory 38 is obtained.
Stored in. It should be noted that although the collection of the brightness information is shown in FIG. 1 as being calculated from the signal from the second PSD 35, it may be calculated from the signal from the first PSD 34.

【0030】これにより、被検査基板13の配線パター
ン14の明るさ、厚み及びうねり情報を高精度に計測す
ることができる。
This makes it possible to measure the brightness, thickness and undulation information of the wiring pattern 14 of the substrate 13 to be inspected with high accuracy.

【0031】次に、図2〜図5により、上記のうねり量
の算出を詳述する。
Next, the calculation of the amount of waviness will be described in detail with reference to FIGS.

【0032】図2は、図1における高さ変化、うねりに
よる像を説明するための図であり、図2(A)は高さ変
化の場合、図2(B)はうねりの場合である。
2A and 2B are views for explaining an image due to height change and undulation in FIG. 1, FIG. 2A shows a case of height change, and FIG. 2B shows a case of undulation.

【0033】図2(A)において、まず、高さ変化が生
じた場合、この構成では、計測面と第1の集光レンズ3
1との焦点面が一致することから、反射光がx軸上をx
1 だけ移動した場合を考えると、図2(A)のように、
光軸に平行な光は、全て後焦点に集光する。従って、x
1 に相当する位置変化が、光軸とのなす角θ1 に相当す
る。したがって、x1 とθ1 との関係は、 θ1 =A・x1 …(1) となり、比例する。ただし、Aは第1の集光レンズ31
により決まる定数である。
In FIG. 2 (A), first, when a height change occurs, in this configuration, the measurement surface and the first condenser lens 3 are arranged.
Since the focal planes of 1 and 1 are the same, the reflected light is x on the x axis.
Considering the case of moving only one , as shown in FIG.
All light parallel to the optical axis is focused on the back focus. Therefore, x
The position change corresponding to 1 corresponds to the angle θ 1 formed with the optical axis. Therefore, the relationship between x 1 and θ 1 is θ 1 = A · x 1 (1) and is proportional. However, A is the first condenser lens 31.
Is a constant determined by.

【0034】この光は、次の第2の集光レンズ32によ
り該第2の集光レンズ32の後焦点位置f2 に集光され
る。ここで、第2の集光レンズ32の主点の位置を原点
にZ軸をとり、焦点位置をZ2 (第1のPSD34の位
置)とし、その前後の位置にZ1 ,Z3 (第2のPSD
35の位置でZ1 ,Z3 の何れか)をとる。また、x軸
と平行で反対方向にX軸をとる。この場合、x軸上での
1 の光の動きはZ1 ,Z2 ,Z3 上では、X1
2 ,X3 となって現れ、Z2 上で光は最も集光され
る。従って、XとZの関係は、 Xn =Zn ・tanθ1 (n=1,2,3) …(2) となる。これにより、(1)式,(2)式より、あるZ
の位置でのXの位置が計測できれば、計測面での光の位
置変化(高さ変化)x1 を求めることができる。次に、
うねりが生じた場合を検討する。図2(B)において、
計測面が、α/2傾いた場合、αの光軸変化が生じる。
この傾きは、第1及び第2の集光レンズ31,32を通
過すると、βの角度となる。βとαとの関係は、 β=B・f1 ・α/f2 …(3) となる。ここで、Bは定数である。うねりの場合、Z2
上では変化が生じないことがわかる。しかし、Z2 の位
置から、前後すると角度βと成って現れる。そこで、う
ねりを計測するため、Z2 以外のZ位置の位置情報を用
い、うねり量を計測する必要がある。
This light is condensed by the next second condenser lens 32 at the back focal position f 2 of the second condenser lens 32. Here, the Z-axis is taken with the origin of the position of the principal point of the second condenser lens 32, the focal position is Z 2 (position of the first PSD 34), and Z 1 and Z 3 (first 2 PSD
Take either Z 1 or Z 3 at the position of 35. The X axis is parallel to the x axis and is opposite to the x axis. In this case, the light movement of x 1 on the x-axis on the Z 1, Z 2, Z 3 is, X 1,
It appears as X 2 and X 3, and the light is most condensed on Z 2 . Therefore, the relationship between X and Z is X n = Z n tan θ 1 (n = 1,2,3) (2). As a result, according to the equations (1) and (2), a certain Z
If the X position at the position can be measured, the position change (height change) x 1 of the light on the measurement surface can be obtained. next,
Consider when swells occur. In FIG. 2 (B),
When the measurement surface is inclined by α / 2, the optical axis of α changes.
This inclination has an angle of β when passing through the first and second condenser lenses 31 and 32. The relationship between β and α is β = B · f 1 · α / f 2 (3). Here, B is a constant. In case of swell, Z 2
It can be seen that no change occurs above. However, it appears at an angle β when moving back and forth from the position of Z 2 . Therefore, in order to measure the waviness, it is necessary to measure the waviness amount by using the position information of the Z position other than Z 2 .

【0035】ここで、図3に、図2におけるレーザビー
ムの動きを説明するための図を示す。図3(A)は高さ
変化の場合、図3(B)はうねりの場合である。
Here, FIG. 3 shows a diagram for explaining the movement of the laser beam in FIG. FIG. 3A shows the case of height change, and FIG. 3B shows the case of undulation.

【0036】図3(A)において、高さ変化の場合、計
測面で光軸中心からx1 位置変化した場合、Z=Z1
2 ,Z3 での結像位置は、それぞれX1 ,X2 ,X3
となり、図3(A)のように、直線上で一致する。この
直線の傾きは(1)式により決まる値であり、例えばX
2 が計測できれば、傾きは(2)式より求めることが可
能である。すなわち、高さ変化のみによるPSD上での
ビームの動きは、複数のPSDのうち少なくても1つの
PSDでの位置を計測できれば良いこととなる。しか
し、実際にはうねりの影響が混在している可能性があ
り、任意のPSDのうち1つをもちいることはうねりを
計測することができない。すなわち、うねりの影響を受
けないZ=Z2 での光の結像位置を計測することによ
り、第2のPSD35での光の結像位置(うねりなし)
を計算することができる。この計算値と実際に得られた
計測値(Z2 以外での計測)が、一致すれば高さ変化の
みによるものである。
In FIG. 3A, when the height changes, when the x 1 position changes from the optical axis center on the measurement surface, Z = Z 1 ,
The imaging positions at Z 2 and Z 3 are X 1 , X 2 and X 3 respectively.
And match on a straight line as shown in FIG. The slope of this straight line is a value determined by the equation (1), for example, X
If 2 can be measured, the slope can be obtained from the equation (2). That is, the movement of the beam on the PSD due to only the height change is sufficient if the position of at least one PSD among the plurality of PSDs can be measured. However, the influence of swell may actually be mixed, and using one of arbitrary PSDs cannot measure the swell. That is, by measuring the light imaging position at Z = Z 2 which is not affected by the undulation, the light imaging position at the second PSD 35 (no undulation)
Can be calculated. If this calculated value and the measured value actually obtained (measurement other than Z 2 ) match, it is due to only the height change.

【0037】また、図3(B)において、うねりが生じ
た場合を検討する。そこで、前述したZ=Z2 での光の
結像位置がX2 である場合を考える。ここでは計測対象
にうねりが生じると、Z=Z1 ,Z3 でのビーム結像位
置は(2)式で計算される計算値とは異なる位置に結像
する。図中では、X10,X30となる。従って、計算値X
と計測値X00との差がうねりに相当する。
Further, in FIG. 3B, a case where undulation occurs will be examined. Therefore, consider the case where the image forming position of light at Z = Z 2 is X 2 . When undulation occurs on the measurement object, the beam image formation position at Z = Z 1 and Z 3 forms an image at a position different from the calculated value calculated by the equation (2). In the figure, they are X 10 and X 30 . Therefore, the calculated value X
The difference between the measured value and the measured value X 00 corresponds to the swell.

【0038】 Δ1 =X1 =X10 …(4) Δ2 =X2 −X2 =0 …(5) Δ3 =X3 −X30 …(6) これらの値は、うねりがある場合は、Δ2 =0、Δ1
Δ3 は0とはならない。従って、計測面での光の位置変
化とうねりの計測を行うためにはZ=Z2 での計算値
と、さらに、その他の位置(Z=Z1 ,Z3 )での計測
値が一つ計測できれば良いこととなる。ただし、うねり
かがなければ、Δ1 =Δ2 =Δ3 =0である。
Δ 1 = X 1 = X 10 (4) Δ 2 = X 2 −X 2 = 0 (5) Δ 3 = X 3 −X 30 (6) These values have undulations. Is Δ 2 = 0, Δ 1 ,
Δ 3 does not become 0. Therefore, in order to measure the change in the position of the light on the measurement surface and the measurement of the waviness, one calculated value at Z = Z 2 and one measured value at other positions (Z = Z 1 , Z 3 ). It would be good if it could be measured. However, if there is no swell, Δ 1 = Δ 2 = Δ 3 = 0.

【0039】ここで、図4に高さ変化とうねりの関係を
示したグラフを示す。図4において、横軸に第2の集光
レンズ32を主点からの距離を示し、縦軸にPSD計測
面X軸方向の計測位置を示す。図4のように、うねりが
無い場合、原点0を通り、傾きθ1 の直線(実線)とな
る。従って、Zの位置のみ正確に分かっていれば、Z 2
での計測値より、任意のZでの結像位置が計算できる。
それは第1のPSD34は焦点面に設置するため、うね
りの影響を受けないからである。
Here, the relationship between the height change and the swell is shown in FIG.
The graph shown is shown. In FIG. 4, the second axis is the horizontal axis
The lens 32 shows the distance from the principal point, and the vertical axis shows PSD measurement.
The measurement position in the plane X-axis direction is shown. As shown in Figure 4, the swell
If there is not, it passes through origin 0 and tilts θ1And the straight line (solid line)
It Therefore, if only the position of Z is accurately known, Z 2
The image formation position at an arbitrary Z can be calculated from the measured value at.
It's a ridge because the first PSD 34 sits in the focal plane.
This is because it is not affected by

【0040】そこで、うねりが生じると、図中破線で示
した直線となる。この直線は、点(Z2 ,X2 )を回転
中心としてうねり量βに応じて傾く。
When undulation occurs, the straight line shown by the broken line in the figure is obtained. This straight line inclines according to the amount of undulation β with the point (Z 2 , X 2 ) as the center of rotation.

【0041】次に、図5にうねり量演算回路のうねり量
算出のブロック図を示す。図5におけるうねり量演算回
路39では、第2の高さ演算回路41からの計算値H2
より、第2のPSD35でのうねりがない場合の結像位
置H1 を上述の(2)式より算出する。そして、第2の
PSD35の信号A1 ,B1 による第1の高さ演算回路
36の計算値H10と該結像位置H1 との差をうねり量Δ
1 (=H1 −H10)として算出するものである(図4参
照)。
Next, FIG. 5 shows a block diagram for calculating the amount of waviness of the waviness amount calculation circuit. In the waviness amount calculation circuit 39 in FIG. 5, the calculated value H 2 from the second height calculation circuit 41 is calculated.
Accordingly, the image forming position H 1 in the case where there is no waviness in the second PSD 35 is calculated from the above equation (2). Then, the difference between the calculated value H 10 of the first height calculation circuit 36 and the image forming position H 1 due to the signals A 1 and B 1 of the second PSD 35 is the waviness amount Δ.
It is calculated as 1 (= H 1 −H 10 ) (see FIG. 4).

【0042】これにより、うねりの有無を第1及び第2
のPSD34,35により判別することができる。
As a result, the presence or absence of undulation is determined by the first and second
It can be determined by the PSDs 34 and 35.

【0043】次に、図6に、図5と異なるうねり量算出
のブロックを示し、図7に、図6の判定方法を説明する
ための図を示す。この場合、第1及び第2のPSD3
4,35は第2の集光レンズ32の後焦点位置f2 の前
後に配置し、該後焦点位置f2 には配置しないものとす
る。
Next, FIG. 6 shows a swell amount calculation block different from that of FIG. 5, and FIG. 7 shows a diagram for explaining the determination method of FIG. In this case, the first and second PSD3
4, 35 are arranged before and after the rear focus position f 2 of the second condenser lens 32, and are not arranged at the rear focus position f 2 .

【0044】図6において、第1及び第2のPSD3
4,35からの出力信号により、第1及び第2の高さ演
算回路36,41で高さ演算を行い、1回のスキャンに
おけるそれぞれの計測値H1 ,H3 を一度メモリに格納
する。そして、2回目のスキャンにおいて同様の高さ演
算を行い、それぞれの計測値H10,H30を得て、各計測
値の比較を行うことにより、比較値Δ1 (=H1
10)、Δ3 (H3 −H30)を算出する。この比較値Δ
1 ,Δ3 により、うねり量を判定するものである。
In FIG. 6, the first and second PSD3
The first and second height calculation circuits 36 and 41 calculate the heights according to the output signals from the sensors 4 and 35, and the measured values H 1 and H 3 in one scan are once stored in the memory. Then, in the second scan, the same height calculation is performed to obtain the respective measured values H 10 and H 30 , and the respective measured values are compared to obtain a comparison value Δ 1 (= H 1
H 10 ) and Δ 3 (H 3 −H 30 ) are calculated. This comparison value Δ
The amount of waviness is determined from 1 and Δ 3 .

【0045】例えば、図7に示すように、1回目と2回
目におけるΔ1 ,Δ3 の符号が異なる場合はうねりによ
るものであり、その変化量からうねり量が算出される。
また、3回目と4回目におけるΔ1 ,Δ3 の符号が一致
する場合は、高さ変化によるものであり、高さの変化量
が算出されるものである。
For example, as shown in FIG. 7, when the signs of Δ 1 and Δ 3 at the first time and the second time are different, it is caused by undulation, and the amount of undulation is calculated from the variation.
When the signs of Δ 1 and Δ 3 at the third time and the fourth time are the same, it is due to the height change, and the change amount of the height is calculated.

【0046】そして、これを繰り返えすことによって、
配線パターンの厚み及びうねり情報が高精度に計測する
ことができるものである。
Then, by repeating this,
The thickness and swell information of the wiring pattern can be measured with high accuracy.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第1の集
光手段の後焦点位置に主点を一致させて第2の集光手段
を設け、第2の集光手段の後焦点位置とその前後の位置
との少なくとも2つの位置に第1及び第2の光位置検出
手段を設けることにより、配線パターンの明るさ、厚み
情報のみならず、うねり情報をも高精度に検査すること
ができる。
As described above, according to the present invention, the second focusing means is provided so that the principal points coincide with the rear focus position of the first focusing means, and the rear focus of the second focusing means is provided. By providing the first and second optical position detection means at at least two positions, the position and the positions before and after the position, it is possible to highly accurately inspect not only the brightness and thickness information of the wiring pattern but also the undulation information. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】図1における高さ、うねりによる結像を説明す
るための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining image formation due to height and undulation in FIG.

【図3】図2におけるレーザビームの動きを説明するた
めの図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the movement of the laser beam in FIG.

【図4】高さ変化とうねりの関係を示したグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between height change and undulation.

【図5】うねり量演算回路のうねり量算出のブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram of calculating a waviness amount of a waviness amount calculation circuit.

【図6】図5と異なるうねり量算出のブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram of undulation amount calculation different from FIG.

【図7】図6の判定方法を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the determination method of FIG.

【図8】従来の配線パターン検査装置の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional wiring pattern inspection device.

【図9】うねりを生じた被検査基板の反射を説明するた
めの図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining reflection of a substrate to be inspected in which undulation occurs.

【図10】従来の被検査基板の検査を説明するための図
である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional inspection of a substrate to be inspected.

【図11】従来の被検査基板の検査を説明するための図
である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a conventional inspection of a substrate to be inspected.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 配線パターン検査装置 2 レーザ走査型光学系 3 光検知系 13 被検査基板 14 配線パターン 30 処理手段 31 第1の集光レンズ 32 第2の集光レンズ 33 ハーフミラー 34 第1のPSD 35 第2のPSD 36 第1の高さ演算回路 37 明るさ演算回路 39 うねり量演算回路 41 第2の高さ演算回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wiring pattern inspection device 2 Laser scanning optical system 3 Photodetection system 13 Inspected substrate 14 Wiring pattern 30 Processing means 31 First condensing lens 32 Second condensing lens 33 Half mirror 34 First PSD 35 Second PSD 36 First height calculation circuit 37 Brightness calculation circuit 39 Waviness amount calculation circuit 41 Second height calculation circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配線パターン(14)が形成された被検
査基板(13)上にレーザ光照射手段(2)によりレー
ザ光を照射し、該被検査基板(13)からの反射光を、
第1の集光手段(31)を介して検出し、該配線パター
ン(14)の検査を行う配線パターン検査装置におい
て、 前記第1の集光手段(31)の後焦点位置に主点を一致
させて設けられた第2の集光手段(32)と、 該第2の集光手段(32)の後焦点位置及び該後焦点位
置の前後の3つの位置のうち、少なくとも何れか2つの
位置に設けられた第1及び第2の光位置検出手段(3
4,35)と、 該第1及び第2の光位置検出手段(34,35)からの
出力信号により、前記被検査基板(13)の計測対象部
分の高さ、明るさ及びうねりを算出する処理手段(3
0)と、 を含むことを特徴とする配線パターン検査装置。
1. A substrate to be inspected (13) on which a wiring pattern (14) is formed is irradiated with laser light by a laser beam irradiating means (2), and reflected light from the substrate to be inspected (13) is emitted.
A wiring pattern inspecting device for inspecting the wiring pattern (14) by detecting through the first light collecting means (31), wherein a principal point coincides with a back focal position of the first light collecting means (31). Second condensing means (32) provided so as to provide at least any two positions of the back focal position of the second condensing means (32) and three positions before and after the rear focal position. First and second optical position detecting means (3
4, 35) and the output signals from the first and second light position detecting means (34, 35), the height, brightness and undulation of the measurement target portion of the inspected substrate (13) are calculated. Processing means (3
0), and a wiring pattern inspecting device comprising:
【請求項2】 前記処理手段(30)は、前記第1の光
位置検出手段(34)からの出力信号により前記計測対
象部分の高さを算出する第1の高さ演算回路(36)及
び明るさを算出する明るさ演算回路(37)を有すると
共に、 前記第2の光位置検出手段(35)からの出力信号によ
り該計測対象部分の高さを算出する第2の高さ演算回路
(41)を有し、 該第1及び第2の高さ演算回路(36,41)からの出
力信号により該計測対象部分のうねりを算出するうねり
量演算回路(39)を有することを特徴とする請求項1
記載の配線パターン検査装置。
2. The processing means (30) calculates a height of the measurement target portion based on an output signal from the first optical position detection means (34), and a first height calculation circuit (36) and A second height calculation circuit (B) having a brightness calculation circuit (37) for calculating the brightness and calculating the height of the measurement target portion based on the output signal from the second light position detection means (35) ( 41), and a waviness amount calculation circuit (39) for calculating the waviness of the measurement target portion based on output signals from the first and second height calculation circuits (36, 41). Claim 1
The wiring pattern inspection device described.
【請求項3】 前記うねり量演算回路(39)は、前記
第1及び第2の高さ演算回路(36,41)における1
回の測定時の高さデータをメモリし、次回の測定時の高
さデータとの比較によりうねりの有無を判別することを
特徴とする請求項2記載の配線パターン検査装置。
3. The waviness amount calculation circuit (39) is one of the first and second height calculation circuits (36, 41).
3. The wiring pattern inspection apparatus according to claim 2, wherein height data at the time of measurement is memorized, and presence or absence of undulation is determined by comparison with height data at the time of next measurement.
JP3227396A 1991-09-06 1991-09-06 Wiring pattern inspecting device Withdrawn JPH0566118A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3227396A JPH0566118A (en) 1991-09-06 1991-09-06 Wiring pattern inspecting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3227396A JPH0566118A (en) 1991-09-06 1991-09-06 Wiring pattern inspecting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0566118A true JPH0566118A (en) 1993-03-19

Family

ID=16860171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3227396A Withdrawn JPH0566118A (en) 1991-09-06 1991-09-06 Wiring pattern inspecting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0566118A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002122779A (en) * 2000-10-15 2002-04-26 Akira Ishii Constant magnification variable focus image formation method and device thereof
KR100780073B1 (en) * 2007-02-13 2007-11-30 김균하 Hanger for ceiling closing

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002122779A (en) * 2000-10-15 2002-04-26 Akira Ishii Constant magnification variable focus image formation method and device thereof
JP4671082B2 (en) * 2000-10-15 2011-04-13 明 石井 Constant magnification variable focus imaging method and apparatus
KR100780073B1 (en) * 2007-02-13 2007-11-30 김균하 Hanger for ceiling closing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4650335A (en) Comparison type dimension measuring method and apparatus using a laser beam in a microscope system
US4355904A (en) Optical inspection device for measuring depthwise variations from a focal plane
JPH0650720A (en) Height measuring method and device
US7271919B2 (en) Confocal displacement sensor
JPH045508A (en) Method and device for detecting shape of body
US5011960A (en) Wiring pattern detection method and apparatus
JPH04319615A (en) Optical height measuring apparatus
JP3144661B2 (en) Three-dimensional electrode appearance inspection device
JPS61111402A (en) Position detector
JPH09329422A (en) Height measuring method and device
JPH0566118A (en) Wiring pattern inspecting device
USRE35350E (en) Method and apparatus for measuring surface distances from a reference plane
CA2034017C (en) Scanning device for optically scanning a surface along a line
JPS6161178B2 (en)
JP5240980B2 (en) Three-dimensional measuring device and inspection device
JP2531449B2 (en) Laser displacement meter
JP2531450B2 (en) Laser displacement meter
EP1061330A1 (en) Flaw detector
JP2000227319A (en) Defect detector
US5631738A (en) Laser ranging system having reduced sensitivity to surface defects
JP2861927B2 (en) Method and apparatus for detecting inclination or height of optical multilayer object
JP3003671B2 (en) Method and apparatus for detecting height of sample surface
JPH06147845A (en) Edge detector and depth measuring equipment for tapered hole
US20040007659A1 (en) Focus error detection apparatus and method
JPH04290909A (en) Wiring pattern inspecting device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981203