JPH0791942A - 外観検査装置及び電子回路用外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学系の移動等に一切の影響を及ぼすことは
なく、被検査物体に光を照射することのできる外観検査
装置を得ること。 【構成】 顕微鏡１２の各々の対物レンズ１８の外周に
リング状のライトガイド２８を取り付ける。ライトガイ
ド２８には複数本の光ファイバ４２の一端部を被検査物
体側の端部に環状に設ける。光ファイバ４２の他端部は
丸パイプ４４の先端と面一とし、対物レンズ１８を被検
査物体に対応させた際に、丸パイプ４４の先端が全て同
一位置となるように対物レンズ１８へ取り付ける。光源
に繋がれた光ファイバ束４８の先端側を丸パイプ４４の
先端と離して対向させる。光ファイバ４２の他端に入射
した光は、環状に配置された光ファイバ４２の一端から
被検査物体へ照射される。ライトガイド２８と光源とが
機械的には分離されているので、レボルバ２０の移動が
阻害されない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、磁気ヘッド等
の部品の外観を検査するに好適な外観検査装置及び基板
上、チップ上或いはウエハー上に形成された電子回路
（集積回路等）、即ちＩＣ、ＬＳＩ等の外観を検査する
に好適な電子回路用外観検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、磁気ヘッド等の部品、電子回路等
の被検査物体の外観検査用として顕微鏡やテレビカメラ
等が用いられている。被検査物体の外観検査をするには
被検査物体を照明する必要があるため、例えば、顕微鏡
には、被検査物体用の照明器具が不可欠である。

【０００３】この種の照明器具として、光ファイバを用
いた照明器具がある。この照明器具は、リング状の光照
射部を備えており、この光照射部には光ファイバの一方
の端部がリング状に並べられており、光ファイバの他方
の端部が光源に接続されている。そして、顕微鏡の対物
レンズが照明器具の中央の孔に挿入されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光ファイバ
を用いた従来の照明器具では、光照射部から光源までの
光ファイバが連続した一体物であり、なおかつ照明器具
が顕微鏡の対物レンズに半固定的に取り付けられてい
る。

【０００５】したがって、光学系を移動しようとする場
合に光照射部の移動範囲が限定され、顕微鏡のレボルバ
のような回転移動するものには対応できないという不具
合がある。

【０００６】本発明は上記事実を考慮し、光学系の移動
等に一切の影響を及ぼすことなく被検査物体に光を照射
して、被検査物体の外観を検査できる外観検査装置及び
光学系の移動等に一切の影響を及ぼすことなく電子回路
に光を照射して、電子回路の外観を検査できる電子回路
用外観検査装置を提供することが目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の外観検
査装置は、被検査物体の外観を検査するために用いら
れ、前記被検査物体と対向する検査位置から前記検査位
置とは異なる位置へ移動可能とされる光学系と、前記光
学系の前記被検査物体側に設けられ、光入射部及び前記
光入射部から入射した光を前記被検査物体へ照射する光
照射部を有する光伝達手段を備え、前記光学系を前記検
査位置に配置した状態では光入射部が所定位置に配置さ
れる照明手段と、前記照明手段とは機械的に分離され、
前記所定位置に配置された前記光入射部へ向けて光を照
射する光源と、を備えたことを特徴としている。

【０００８】請求項２に記載の外観検査装置は、請求項
１に記載の外観検査装置において、前記光学系は顕微鏡
の対物レンズであり、前記照明手段は、前記被検査物体
の斜め方向から暗視野照明することを特徴としている。

【０００９】請求項３に記載の外観検査装置は、請求項
１に記載の外観検査装置において、前記光学系は顕微鏡
の対物レンズであり、前記照明手段は、前記被検査物体
の実質的に正面方向から明視野照明することを特徴とし
ている。

【００１０】請求項４に記載の外観検査装置は、請求項
１に記載の外観検査装置において、前記光学系は顕微鏡
の対物レンズであり、前記照明手段は、前記被検査物体
の斜め方向から暗視野照明する第１の光伝達手段と、前
記被検査物体の実質的に正面方向から明視野照明する第
２の光伝達手段と、を有することを特徴としている。

【００１１】また、請求項５の外観検査装置は、電子回
路の外観検査用であることを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の外観検査装置によれば、被検
査物体に対向した検査位置に光学系を配置すると、その
光学系の被検査物体側に取り付けられた照明手段の光入
射部が所定位置に配置され、その光入射部へ向けて光源
の光が照射される。光入射部に照射された光は、光照射
部から被検査物体へ照射される。

【００１３】被検査物体に光が照射されると、被検査物
体に反射した光が被検査物体に対向した光学系に入射
し、被検査物体の外観が検査できる。

【００１４】なお、光学系は複数個設けてあってもよ
く、各々の光学系は、例えば倍率が異なるようにしてあ
っても良い。光学系には各々照明手段が設けられている
ので、何れの光学系を用いても同様にして被検査物体に
光を照射することができる。なお、照明手段と光源とは
機械的に分離されているので、光学系の移動等には一切
の影響がなく、光学系は自由に移動することが可能であ
る。

【００１５】ここで、光学系の具体例としては、顕微
鏡、テレビカメラ、スチールカメラ等を上げることがで
きる。また、被検査物体の具体例としては、基板上、チ
ップ上或いはウエハー上に形成された電子回路（集積回
路等）、即ちＩＣ、ＬＳＩ等や、磁気ヘッド等を上げる
ことができるが、これら以外のものであってもよい。

【００１６】請求項２に記載の外観検査装置によれば、
被検査物体は、前記照明手段によって斜め方向から暗視
野照明され、暗視野照明された被検査物体が顕微鏡によ
って外観が検査される。

【００１７】請求項３に記載の外観検査装置によれば、
被検査物体は、被検査物体の実質的に正面方向から明視
野照明され、明視野照明された被検査物体が顕微鏡によ
って外観が検査される。

【００１８】請求項４に記載の外観検査装置によれば、
照明手段は、前記被検査物体の斜め方向から暗視野照明
する第１の光伝達手段と、前記被検査物体の実質的に正
面方向から明視野照明する第２の光伝達手段と、を有し
ているので、一つの照明手段によって暗視野照明と明視
野照明とを切り替えて使用することができる。

【００１９】暗視野照明と明視野照明とを切り替えるに
は、例えば、光源を第１の光伝達手段用と第２の光伝達
手段用とに２組設け、所望の光源を点灯させれば良い。

【００２０】また、請求項５に記載の外観検査装置によ
れば、電子回路に対向した検査位置に光学系を配置する
と、その光学系の電子回路側に取り付けられた照明手段
の光入射部が所定位置に配置され、その光入射部へ向け
て光源の光が照射される。光入射部に照射された光は、
光照射部から電子回路へ照射される。

【００２１】電子回路に光が照射されると、電子回路に
反射した光が電子回路に対向した光学系に入射し、電子
回路の外観が検査できる。

【００２２】なお、光学系は複数個設けてあってもよ
く、各々の光学系は、例えば倍率が異なるようにしてあ
っても良い。光学系には各々照明手段が設けられている
ので、何れの光学系を用いても同様にして電子回路に光
を照射することができる。なお、照明手段と光源とは機
械的に分離されているので、光学系の移動等には一切の
影響がなく、光学系は自由に移動することが可能であ
る。

【００２３】ここで、光学系の具体例としては、顕微
鏡、テレビカメラ、スチールカメラ等を上げることがで
きる。

【００２４】

【実施例】

〔第１実施例〕本発明の第１実施例を図１乃至図４にし
たがって説明する。

【００２５】図３には、外観検査装置１０の要部が示さ
れている。外観検査装置１０は、顕微鏡１２を備えてい
る。顕微鏡１２は通常の一般的な構造であり、一対の接
眼レンズ１４、鏡筒１６、各々倍率の異なる複数個（本
実施例では５個）の対物レンズ１８、対物レンズ１８を
切り替えるためのレボルバ２０、被検査物体２２を載置
するための載物台２４を備えている。また、この顕微鏡
１２には、ＶＴＲ、モニター、画像処理用コンピュータ
ー等に接続されたテレビカメラ２６が接続されている。

【００２６】図３及び図４に示すように、円筒状とされ
た各々の対物レンズ１８の外周にはリング状のライトガ
イド２８が取り付けられている（なお、図３では、ライ
トガイド２８が一つしか取り付けられていないが、実際
には全ての対物レンズ１８にライトガイド２８を取り付
けることも可能であり、その場合も実際には多い。）。

【００２７】図１及び図２に示すように、ライトガイド
２８は、例えば、アルミ合金等で形成された厚肉リング
状の本体３０を備えている。本体３０の孔３２の内径ｄ
１は、対物レンズ１８の外径Ｄ１よりも大径とされてお
り、この孔３２に対物レンズ１８が挿入されている。本
実施例では、孔３２の内径ｄ１が３２mmである。

【００２８】図２に示すように、この本体３０には３個
の固定ネジ３４が等間隔（１２０°間隔）で設けられて
おり、これらの固定ネジ３４によってライトガイド２８
が対物レンズ１８に固定されている。

【００２９】図１に示すように、本体３０には、載物台
側（図１の下側）に環状の凹部３６が形成されており、
この凹部３６には、黄銅製の照射リング３８が嵌合して
固定されている。なお、照射リング３８の載物台側の端
部は、外周側が斜めに面取りされており、端面カバー４
０で角部が保護されている。

【００３０】照射リング３８には複数本の光ファイバ４
２が埋設されている。図１及び図２に示すように、照射
リング３８の載物台側の端部には複数個の細孔が所定ピ
ッチで環状に配置されている。これらの細孔には各々光
ファイバ４２が１本づつ挿入されて接着剤等で固定され
ており、各々の一端部が照射リング３８の端部と面一と
なっている。

【００３１】図１に示すように、本実施例では、光ファ
イバ４２の一端部の光軸４２Ａは、照射リングの軸芯と
平行、即ち、対物レンズ１８の光軸１８Ａと平行となっ
ている。

【００３２】一方、これら光ファイバ４２の他端部は、
一つに束ねられて本体３０の外周面に取り付けられた丸
パイプ４４に挿入され、接着剤等で固定されている。な
お、これら光ファイバ４２の他端部は丸パイプ４４の先
端と面一となっている。

【００３３】図４に示すように、各ライトガイド２８
は、丸パイプ４４がレボルバ２０の半径方向外側を向
き、且つ、レボルバ２０を回転させて対物レンズ１８を
被検査物体２２に対応させた際に、丸パイプ４４の先端
が全て同一位置となるように対物レンズ１８へ取り付け
られている。

【００３４】一方、被検査物体２２に対向させた対物レ
ンズ１８（図４では図面右側の対物レンズ１８）の側方
には、光源４６に接続された光ファイバ束４８の先端部
が配設されている。この光ファイバ束４８は、全体がス
テンレス等のフレキシブルチューブ５０に入れられて保
護されており、先端部の断面形状が円形となっている。

【００３５】光ファイバ束４８の先端側は、顕微鏡１２
の非可動部分（本体、鏡筒等）に固定金具５２を介して
取り付けられている。なお、固定金具５２は、光ファイ
バ束４８の位置を調整できるようにねじ等で長さを調整
できるようにしてもよい。

【００３６】ここで、光ファイバ束４８の先端部と、被
検査物体２２に対向させた対物レンズ１８に取り付けら
れたライトガイド２８の丸パイプ４４の先端とは互いの
中心が合わせられている。

【００３７】また、光ファイバ束４８の先端の直径Ｄ２
は、丸パイプ４４の先端側の光ファイバ４２の束の直径
Ｄ３よりも大径とすることが好ましく、光ファイバ束４
８の先端部と、丸パイプ４４の先端との間隔Ｔは、出来
る限り小さいこと（５mm以下）が好ましい。

【００３８】これは、光ファイバ束４８の先端の直径Ｄ
２を大径とするのは、焦点調節のために対物レンズ１８
を微小移動させても丸パイプ４４の先端側の光ファイバ
４２へ光ファイバ束４８から照射された光が確実に照射
されるようにするためである。また、間隔Ｔを大きくす
ると、丸パイプ４４の先端側の光ファイバ４２へ入射す
る光の量が少なくなるため好ましくない。なお、光ファ
イバ束４８の先端へレンズを取り付けで、光の発散を抑
えるようにしてもよい。

【００３９】なお、本実施例では、耐衝撃性、コスト等
の点から光ファイバ４２をプラスチック製としたが、石
英製、ガラス製等であっても良いのは勿論である。

【００４０】ここで、本実施例の顕微鏡１２は、拡大率
が１．５倍〜６０倍であり、対物レンズ１８の外径Ｄ１
が２５〜３２mmである。また、対物レンズ１８の先端か
ら被検査物体２２までの距離は、０．３mm〜２０mmであ
る。

【００４１】一方、ライトガイド２８の光ファイバ４２
の直径は、本実施例では０．２５mmである。

【００４２】図２に示すように、照射リング３８に環状
に配列した光ファイバ４２の配置径Ｄ４は、上記顕微鏡
の場合では、２０mm〜４０mmとすることが好ましい。本
実施例では、配置径Ｄ４を３２mmとした。

【００４３】また、光ファイバ４２と光ファイバ４２と
の間隔は、明るさの点では零（密着状態）とすることが
好ましいが、１０mm程度の隙間を設けてもよい。なお、
配列ピッチＰは照射ムラを無くすために全て同じにする
ことが好ましい。本実施例では、配列ピッチＰを２mmと
した。

【００４４】また、本実施例では、光源４６に５０ワッ
トのハロゲンランプを用い、ハロゲンランプの光を反射
鏡及びレンズで集光して光ファイバ束４８の端部へ照射
している。

【００４５】さらに、本実施例では、光ファイバ束４８
の先端の直径Ｄ２を１０mmとし、丸パイプ４４の先端側
の光ファイバ４２の束の直径Ｄ３を８mmとした。また、
光ファイバ束４８の先端部と丸パイプ４４の先端との間
隔Ｔは、５mmとした。

【００４６】次に本実施例の作用を説明する。本実施例
の外観観察装置１０で、被検査物体２２（例えば、基板
上、チップ上或いはウエハー上に形成された電子回路
（集積回路等）、即ちＩＣ、ＬＳＩ等や、磁気ヘッド
等）の外観を検査する場合には、載物台２４の所定位置
に被検査物体２２を載置する。次に、レボルバ２０を回
転させて所望の対物レンズ１８を被検査物体２２に対向
させ、光源４６を点灯させる。

【００４７】光源４６の光は、光ファイバ束４８の一端
から被検査物体２２に対向した対物レンズ１８に取り付
けられたライトガイド２８の丸パイプ４４に向けて照射
される。丸パイプ４４に挿入された光ファイバ４２に入
射した光は、照射リング３８の端部に環状に配置された
光ファイバ４２の一端から被検査物体２２側へ照射され
る。

【００４８】本実施例では、各対物レンズ１８にライト
ガイド２８が取り付けられており、しかもこのライトガ
イド２８とと光源４６とが光学的には結合されてはいる
が、機械的には分離されているので、顕微鏡１２の操作
を阻害することなく、被検査物体２２に確実に照明用の
光を照射させることが出来る。

【００４９】また、光ファイバ束４８が固定されている
ので光ファイバ束４８の寿命を低下させることも無い。

【００５０】本実施例では、被検査物体２２へ光を照射
する光ファイバ４２の一端部の光軸４２Ａが対物レンズ
１８の光軸に対して平行であるため、被検査物体２２に
対しては明視野照明となる。なお、明視野照明とするに
は、光ファイバ４２の一端部の光軸４２Ａの方向と対物
レンズ１８の光軸１８Ａと直交する方向とのなす角度θ
を８５°〜９０°に設定することが好ましい。

【００５１】また、本実施例では、光ファイバ４２を１
本づつ並べて環状に配置したが、同軸的に２重以上に配
置してもよい。

【００５２】〔第２実施例〕本発明の第２実施例を図５
にしたがって説明する。なお、第１実施例と同一構成に
関しては同一符号を付しその説明は省略する。

【００５３】図５に示すように、本実施例では、光ファ
イバ４２の一端がライトガイド２８の内周面に開口する
孔に挿入されている。本実施例では、光ファイバ４２の
一端の光軸４２Ａの方向が対物レンズ１８の光軸１８Ａ
に直角な方向に対して所定角度傾斜させて、暗視野照明
となるようにした例である。

【００５４】なお、暗視野照明とするには、光ファイバ
４２の光軸４２Ａが対物レンズ１８の光軸１８Ａと直交
する方向となす角度θを５°〜６０°とすることが好ま
しい。

【００５５】〔第３実施例〕本発明の第３実施例を図６
及び図７にしたがって説明する。

【００５６】図７に示すように、本実施例のライトガイ
ド２８には、本体３０に２個の丸パイプ４４が設けられ
ており、一方の丸パイプ４４には暗視野照明用の光ファ
イバ４２の他端が、他方の丸パイプ４４には明視野用の
光ファイバ４２の他端がそれぞれ挿入されている。

【００５７】また、本実施例では光ファイバ束４８が２
本の設けられており、各々の端部はそれぞれ、一方の丸
パイプ４４及び他方の丸パイプ４４に対向している。

【００５８】図６及び図７に示すように、明視野用の各
々の光ファイバ４２の一端は、照射リング３８の端部に
第１実施例と同様に環状に配置され、暗視野用の各々の
光ファイバ４２の一端は、照射リング３８の内周面側に
第２実施例と同様に環状に配置されている。

【００５９】なお、本実施例では、２本の光ファイバ束
４８は、それぞれ異なる光源（図示せず）に接続されて
いる。

【００６０】このため、本実施例では光源を切り替える
ことによって明視野照明と暗視野照明とを簡単に切り替
えて使い分けることができる。

【００６１】なお、前記実施例では、顕微鏡にライトガ
イドを取り付けた例を示したが、本発明はこれに限ら
ず、ライトガイドはルーペ、テレビカメラ等の他の種類
の光学系に取り付けてもよいのは勿論である。なお、テ
レビ用レンズとＣＣＤとを組み合わせたテレビカメラに
ライトガイドを取り付ける場合は、光ファイバ４２の配
置径Ｄ４は、１０mm〜８０mm程度である。

【００６２】また、前述した寸法等はライトガイドを取
り付ける光学系の種類によって適宜変更されるものであ
る。

【００６３】また、実施例では、光伝達手段として光フ
ァイバを用いたが、本発明はこれに限らず、光伝達手段
は透明の樹脂やガラスで成型したプリズムであっても良
く、複数個のミラーを組み合わせたものであっても良
い。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
外観検査装置は上記の構成としたので、光学系の移動等
に一切の影響を及ぼすことはなく、被検査物体に光を照
射して、外観を検査できるという優れた効果を有する。

【００６５】請求項２に記載の外観検査装置は上記の構
成としたので、暗視野照明した被検査物体を拡大して外
観検査できるという優れた効果を有する。

【００６６】請求項３に記載の外観検査装置は上記の構
成としたので、明視野照明した被検査物体を拡大して外
観検査できるという優れた効果を有する。

【００６７】請求項４に記載の外観検査装置は上記の構
成としたので、一つの照明手段によって所望によって暗
視野照明と明視野照明とを切り替えて使用できるという
優れた効果を有する。

【００６８】また、請求項５に記載の電子回路用外観検
査装置は上記の構成としたので、光学系の移動等に一切
の影響を及ぼすことはなく、電子回路に光を照射して外
観を検査できるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る外観検査装置のライ
トガイド周辺の断面図である。

【図２】図１に示すライトガイドを対物レンズ正面がら
見た底面図である。

【図３】本発明の第１実施例に係る外観検査装置の要部
全体図である。

【図４】対物レンズに取り付けられたライトガイドを示
す、レボルバ周辺の斜視図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る外観検査装置のライ
トガイド周辺の断面図である。

【図６】本発明の第３実施例に係る外観検査装置のライ
トガイド周辺の断面図である。

【図７】本発明の第３実施例に係る外観検査装置のライ
トガイドを対物レンズ正面から見た底面図である。

【符号の説明】

１０ 被検査物体 １２ 顕微鏡 ２８ ライトガイド（照明手段） ４２ 光ファイバ（光伝達手段） ４６ 光源

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査物体の外観を検査するために用い
   られ、前記被検査物体と対向する検査位置から前記検査
   位置とは異なる位置へ移動可能とされる光学系と、 前記光学系の前記被検査物体側に設けられ、光入射部及
   び前記光入射部から入射した光を前記被検査物体へ照射
   する光照射部を有する光伝達手段を備え、前記光学系を
   前記検査位置に配置した状態では光入射部が所定位置に
   配置される照明手段と、 前記照明手段とは機械的に分離され、前記所定位置に配
   置された前記光入射部へ向けて光を照射する光源と、 を備えたことを特徴とする外観検査装置。
2. 【請求項２】 前記光学系は顕微鏡の対物レンズであ
   り、 前記照明手段は、前記被検査物体の斜め方向から暗視野
   照明することを特徴とする請求項１に記載の外観検査装
   置。
3. 【請求項３】 前記光学系は顕微鏡の対物レンズであ
   り、 前記照明手段は、前記被検査物体の実質的に正面方向か
   ら明視野照明することを特徴とする請求項１に記載の外
   観検査装置。
4. 【請求項４】 前記光学系は顕微鏡の対物レンズであ
   り、 前記照明手段は、前記被検査物体の斜め方向から暗視野
   照明する第１の光伝達手段と、前記被検査物体の実質的
   に正面方向から明視野照明する第２の光伝達手段と、を
   有することを特徴とする請求項１に記載の外観検査装
   置。
5. 【請求項５】 電子回路の外観を検査するために用いら
   れ、前記電子回路と対向する検査位置から前記検査位置
   とは異なる位置へ移動可能とされる光学系と、 前記光学系の前記電子回路側に設けられ、光入射部及び
   前記光入射部から入射した光を前記電子回路へ照射する
   光照射部を有する光伝達手段を備え、前記光学系を前記
   検査位置に配置した状態では光入射部が所定位置に配置
   される照明手段と、 前記照明手段とは機械的に分離され、前記所定位置に配
   置された前記光入射部へ向けて光を照射する光源と、 を備えたことを特徴とする電子回路用外観検査装置。