JPH08122265A

JPH08122265A - パターン検査装置

Info

Publication number: JPH08122265A
Application number: JP26485894A
Authority: JP
Inventors: Yoko Suzuki; 洋子鈴木; Hideaki Doi; 秀明土井; Yasuhiko Hara; 靖彦原; Koichi Tsukazaki; 晃一柄崎; Tadashi Iida; 正飯田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】基板の基材や、基材に含まれる蛍光を発生する
材料に応じて、照射する励起光および検出する蛍光の波
長分布や光量を変化させることにより、多品種にわたる
プリント基板を検査できる蛍光検出方式のパターン検査
装置を提供すること。【構成】パータンの形成された基板に励起光を照射し、
基材から発生する蛍光を検出することによりパターンの
欠陥を検査するパターン検査装置において、基材の材質
に応じて、照射する励起光及び検出する蛍光の波長分布
を可変としたパターン検査装置。【効果】蛍光検出方式のパターン検査装置において、基
材の材質が異なる多品種の基板を検査することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板等の、回
路パターンが形成された基板の蛍光検出方式のパターン
検査に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板の蛍光検出方式のパターン
検査装置は、基板に励起光を照射した場合、基材（絶縁
層）は蛍光を発生させるが、パターン（金属導体）は蛍
光を発生させないことを利用して、基材を明としパター
ンを暗とする蛍光検出パターンの画像を得て、欠陥を検
出する。その検出原理は、特開平５−２７３１３８号公
報に示されるように、照明光を励起フィルタで透過し
て、蛍光の波長の光を含まない励起光を得、これを基板
に照射し、基板から発生した光を蛍光フィルタで透過し
て、蛍光のみを取り出すものである。通常の反射光を検
出するパターン検査装置では、パターンの表面の形状
（凹凸）や、変色、表面処理等により、検査性能は影響
を受ける。蛍光検出方式のパターン検査装置は、上記の
反射光検出方式のような問題影響されず、高精度かつ高
信頼性の検査を行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、多品種のプリント基板を検査できる蛍光検
出方式のパターン検査装置を開発することにある。

【０００４】蛍光検出方式の検査装置では、基材から発
生する蛍光を検出するため、基材により、影響を受け
る。例えば、一般に基材として使用されている材料に
は、エポキシやポリイミド等がある。Ｈｇランプを光源
として使用した場合、エポキシは波長４３０ｎｍにピー
クを持つ蛍光を発生させるが、波長６００ｎｍの蛍光の
発生量はほぼ０である。逆にポリイミドは波長６００ｎ
ｍにピークを持つ蛍光を発生させるが、波長４３０ｎｍ
の蛍光の発生量はほぼ０である。従って、エポキシを基
材にしたプリント基板を検査するために照射する励起光
と検出する蛍光の波長帯域を調整された検査装置では、
ポリイミドを基材にしたプリント基板を高精度で検査す
ることは出来ない。

【０００５】現在基材として使用される材料は莫大な数
の種類があるが、基材の材質により適切な励起光や発生
する蛍光の波長分布や光量は異なる。また、特開平５−
１１０２４８号公報、特開平５−２０６５９５号公報、
特開平５−９３０９号公報に示されるように、蛍光を発
生させる目的で、また遮蔽する目的で添加物が基材に混
入されている場合もあり、これによっても、励起光や蛍
光の波長分布や光量は異なる。

【０００６】また、近年、アジア諸国より輸入された安
価な基材を使用した基板が多く製造されている。これら
の基材の材質や、蛍光特性のデータを入手することは困
難である場合が多い。

【０００７】基材の材質や蛍光特性が不明なプリント基
板は、従来の蛍光検出方式のパターン検査装置で検査が
可能かどうか、不明である。また、検査が可能であるか
どうか調べるために試みに検査を行った場合、励起光に
より基材が変質したり、損傷を受ける可能性がある。ま
た、発生する蛍光の光量が過大となり、検出光学系が損
傷を受ける可能性がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、蛍光検
出方式の検査装置に励起光および蛍光の波長帯域を変え
ることが出来る機構を設けることにより、多品種の基板
の検査を可能としたものである。

【０００９】本発明の第２は、励起光および蛍光の波長
地域を検出に適する値に自動的に設定される機構を設け
ることにより、品種に応じた基板の検査の切り替えを簡
便に行うことを可能としたものである。

【００１０】本発明の第３は、励起光および蛍光フィル
タを、検査する基板に応じて取り替えられる機構を設け
ることにより、多品種の基板の検査を可能としたもので
ある。

【００１１】本発明の第４は、励起および蛍光フィルタ
をレボルバ式またはスライド式にして、フィルタの切り
替えを簡便にしたものである。

【００１２】本発明の第５は、励起および蛍光フィルタ
の代わりに、分光器を用いて励起光及び蛍光を得て、分
光器より取り出される波長を変化させることにより、フ
ィルタの切り替え等の作業を不要としたものである。

【００１３】本発明の第６は、励起および蛍光フィルタ
を、光路に対して傾けることが出来る機構を設けること
により、励起光および蛍光の波長帯域を可変にし、フィ
ルタの取り替えまたは切り替えの必要をなくし、または
頻度を少なくし、また、使用するフィルタの個数を少な
くすることを可能としたものである。

【００１４】本発明の第７は、励起および蛍光フィルタ
の蒸着膜の厚さを連続的または段階的に変化させて形成
したフィルタを用いて、基板の種類に応じて使用するフ
ィルタ上の位置を変えることにより、励起光および蛍光
の波長帯域を可変にし、フィルタの取り替えまたは切り
替えの必要をなくし、または頻度を少なくし、また、使
用するフィルタの個数を少なくすることを可能としたも
のである。

【００１５】本発明の第８は、励起および蛍光フィルタ
として、石英セル等の容器の中に液体を注入したものを
用い、液体の濃度または溶質または溶媒を変更すること
により、励起光および蛍光の波長帯域を可変とすること
により、フィルタの取り替えまたは切り替えの必要をな
くし、または頻度を少なくし、また、使用するフィルタ
の個数を少なくすることを可能としたものである。

【００１６】本発明の第９は、検出器にカラーカメラを
使用し、カメラの出力のＲＧＢ信号を処理して蛍光の波
長帯域の検出信号を得ることにより、蛍光の波長帯域を
可変とすることにより、フィルタの取り替えまたは切り
替えの必要をなくし、または頻度を少なくし、また、使
用するフィルタの個数を少なくすることを可能としたも
のである。

【００１７】本発明の第１０は、基材に励起光を照射す
ることにより発生する退色現象により、発生する蛍光の
波長や光量は変化するが、この変化に応じて、励起光お
よび検出する蛍光の光量または波長帯域を変化させるこ
とにより、同一基板の複数回の検査を精度を落さずに可
能とし、また、基材の変質や損傷を防ぐことを可能とし
ている。

【００１８】本発明の第１１は、基材または基板に蛍光
検出方式のパターン検査装置で検査が可能であること、
または、検査における励起光、蛍光の最適な波長帯域の
データまたは退色する速度や程度のデータを添付するこ
とにより、検査が可能であるかどうかをすぐに判断で
き、また検査条件の設定を簡便にでき、また、発生する
蛍光の光量過多による検出器の損傷を防ぐことを可能と
している。

【００１９】本発明の第１２は、第１１で述べたものと
は逆に、基材が十分な光量の蛍光を発生しない、または
基材が退色により変質や損傷を受けてしまう場合、蛍光
検出方式の検査装置で検査が不可能であることの表示ま
たはデータの添付を設けることにより、蛍光方式の検査
ができないことがすぐに判断できるようにしたものであ
る。

【００２０】

【作用】前記構成によれば、基材の種類によらず、多品
種のプリント基板を検査できる蛍光検出方式のパターン
検査装置を実現できる。

【００２１】

【実施例】本発明の実施例を図１、２、３を参照して説
明する。

【００２２】Ｈｇランプ１からでた照明光は、ミラー２
で反射されて、照明用ファイバ３を経由して励起フィル
タ４に照射される。励起フィルタ４の分光透過率は図２
の２−１のような波長分布となる。励起光５は照明用レ
ンズ６を介しハーフミラー７で反射されて、基板８に照
射される。励起光５が基板８中の基材９に照射される
と、基材９は蛍光１０を発生させる。今基材９はポリイ
ミドだとすると、蛍光１０は図２の２−２の波長分布と
なる。蛍光１０はハーフミラー７を透過し、検出レンズ
１１を介して蛍光フィルタ１２に照射される。蛍光フィ
ルタ１２の分光透過率は図２の２−３のような波長分布
となる。蛍光フィルタ１２の透過光は、検出器１３に照
射され検出光１４として検出される。従って基材９は明
るく検出される。励起光５が基板８中のパターン１５に
照射されると、パターン１５は蛍光を発生させず、励起
光５の一部は反射される。反射された光はハーフミラー
７および検出レンズ１１を介し、蛍光フィルタ１２に照
射される。ここで、蛍光フィルタ１２の分光透過率は図
２の２−３であり、反射光は励起光５と同じ波長分布を
持つので、反射光は蛍光フィルタ１２を透過しない。従
って、パターン１５は暗く検出される。

【００２３】以上は基材９がポリイミドであった場合の
検査方法である。今、基板８中の基材９がエポキシで形
成されていたとする。その時、励起フィルタＡ１６とし
てエポキシ用励起フィルタを、蛍光フィルタＡ１７とし
てエポキシ用蛍光フィルタを用いる。その際、励起フィ
ルタ４および励起フィルタＡ１６はフィルタカセット１
８に装着されるので、取り替えが可能である。また、蛍
光フィルタ１２および蛍光フィルタＡ１７はフィルタレ
ボルバ１９に装着されているので、切り替えが可能であ
る。ここで、フィルタレボルバ１９にコントローラ２０
を設けておき、検査装置の操作機構２１から操作するこ
とができるようになっていてもよい。エポキシから発生
する蛍光は図３の３−１の波長分布を持つ。励起フィル
タＡ１６の分光透過率は図３の３−２のような波長分布
である。蛍光フィルタＡ１７の分光透過率は図の３の３
−３のような波長分布である。この状態で、エポキシ基
材の基板の検査も可能となる。ここで、ハーフミラー７
ではなく、ダイクロイックミラーを使用し、フィルタの
切り替えと同時に切り替えてもよい。また、これらのフ
ィルタ等の切り替えは、パターン検査装置の制御系が、
検査する基板の名前に付属したデータを参照することに
より、自動的に行ってもよい。

【００２４】次に第２の実施例を図４を参照して説明す
る。図４では、図１におけるフィルタカセット１８がな
く、代わりに励起用分光器４−１およびコントローラ４
−２を備えている。分光器４−１はプリズム型ではな
く、凹型の反射型や干渉型でもよい。同様に、図１にお
けるフィルタレボルバ１９がなく、代わりに蛍光用分光
器４−３およびコントローラ４−４を備えている。

【００２５】ポリイミドは、励起光約５２０ｎｍ、蛍光
約６００ｎｍにて最大光量となるので、この値に分光器
４−１、４−３をそれぞれ設定する。ここで、励起光、
蛍光の波長をそれぞれ走査し、検出に最適な波長を求め
て自動的に分光器４−１、４−３の波長を設定する機能
を備えていてもよい。

【００２６】次に第３の実施例を図５を参照して説明す
る。図５では、図１におけるフィルタカセット１８がな
く、代わりに励起フィルタ５−１およびフィルタ傾け機
構５−２とそのコントローラ５−３を備えている。同様
にフィルタレボルバ１９はなく、代わりに蛍光フィルタ
５−４およびフィルタ傾け機構５−５とそのコントロー
ラ５−６を備えている。励起フィルタ５−１および蛍光
フィルタ５−４には蒸着膜が形成されており、膜による
干渉により、透過光の波長分布が変化する。そこで、各
フィルタ傾け機構５−２、５−５によりフィルタを傾け
ると、光路に対する蒸着膜の厚さを変化させる事になる
ため、透過光の波長分布を変えることができる。各フィ
ルタの傾け機構５−２、５−５とそのコントローラ５−
３、５−６は検査装置の操作パネルから操作することが
できる。

【００２７】次に第４の実施例を図６を参照して説明す
る。図６では図１におけるフィルタカセット１８がな
く、代わりに励起フィルタ６−１とその移動機構６−２
を備えている。励起フィルタ６−１上の蒸着膜６−４
は、位置により連続的に厚さが変化している。尚、蒸着
膜６−４は通常数ｎｍから数十ｎｍであり、図は強調し
て表現している。移動機構６−２により、励起光フィル
タ６−１を移動させると、光路に対する蒸着膜の厚さを
変化させることになるため、第３の実施例に述べたよう
に励起光５の波長分布を変化させることができる。フィ
ルタの形状および蒸着膜の厚さ分布は蛍光フィルタ６−
５のように円板状でもよい。蒸着膜６−４は位置により
段階的に厚さが変化していてもよい。

【００２８】次に第５の実施例を図７を参照して説明す
る。図７では図１におけるフィルタカセット１８の代わ
りに、石英で作られたフィルタ用セル７−１及び液体７
−２を用いる。液体７−２は例えば色素の溶液であり、
特定の波長の光を吸収するものである。この液体の濃度
を変化させることにより、透過する光の波長分布を変え
ることができる。蛍光フィルタにも同様のフィルタ７−
３を用いてもよい。

【００２９】次に第６の実施例を図１を参照して説明す
る。本実施例では、図１における検出器１３の代わり
に、カラーカメラを備えている。カラーカメラの出力の
ＲＧＢの信号データを処理することにより、特定の波長
分布の光のみを抽出し、検出光として用い、検出画像を
得る。これにより、蛍光フィルタは不要となる。また、
基材９の種類に応じて、信号データの処理を変えること
により、抽出する光の波長分布を変化させることができ
る。

【００３０】次に第７の実施例を図１を参照して説明す
る。基材９に励起光５を照射することにより、次第に基
材９は退色する。つまり、基材９が変質して、発生する
蛍光１０の光量は小さくなり、その波長分布は推移す
る。この退色による検出光１４の変動に応じて励起光
５、蛍光１０の波長分布を、第１から第７の実施例にお
いて示したフィルタの取り替え等の方法で調整し、ま
た、検出光１４の光量変動に応じて、励起光５、蛍光１
０の光量を調節する。これにより、同一基板の複数回の
検査を精度を落さずに可能とし、また、基材の変質や損
傷を防ぐことを可能とする。

【００３１】次に第８の実施例を図１を参照して説明す
る。基材９あるいは基板８に蛍光検出方式のパターン検
査装置で検査が可能であるということを示した表示また
は書類が添付されていれば、基板８を製造または検査す
るときに、蛍光検出方式の検査装置で検査が可能である
ことがすぐに判る。また、励起光５または蛍光１０の波
長分布、光量のデータを示す書類や、退色現象の程度や
速度や変質による基材９としての性能の低下に関するデ
ータを示す書類が添付されていれば、検査を行う際、検
査装置の設定、調整が簡便になる。また、貴重な基材
９、基板８を破壊してしまう危険を避けることができ
る。また、光量過多により検出器１３を破壊してしまう
危険を避けることができる。

【００３２】逆に、蛍光検出方式の検査装置で検査がで
きない基材９または基板８である場合、その旨の表示ま
たはデータの添付があれば、ほかの方式の検査装置を選
択する等の対策を即決することができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、プリント基板等の基板
のパターンを基材から発生する蛍光を検出してパターン
の欠陥を検出する、蛍光検出方式のパターン検査装置に
おいて、材質の異なる多品種の基板の検査が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蛍光検出方式のパターン検査装置
の第１の実施例を示す図である。

【図２】蛍光検出方式のパターン検査装置で、基材がポ
リイミドで構成された基板を検査する際の励起フィル
タ、蛍光フィルタの分光透過率および発生する蛍光の波
長分布図である。

【図３】蛍光検出方式のパターン検査装置で、基材がエ
ポキシで構成された基板を検査する際の励起フィルタ、
蛍光フィルタの分光透過率および発生する蛍光の波長分
布図である。

【図４】蛍光検出方式のパターン検査装置で、励起フィ
ルタ、蛍光フィルタの代わりに、分光器を使用した図で
ある。

【図５】蛍光検出方式のパターン検査装置で、励起フィ
ルタ、蛍光フィルタを傾ける機構を使用した図である。

【図６】蛍光検出方式のパターン検査装置で、励起フィ
ルタ、蛍光フィルタの蒸着膜の厚さが、位置により連続
的に厚さが変化しているものを使用した図である。

【図７】蛍光検出方式のパターン検査装置で、励起フィ
ルタ、蛍光フィルタとして、石英で作られたフィルタ用
セル及び液体を用いた図である。

【符号の説明】

１…Ｈｇランプ、２…ミラー、３…照明用ファイバ、４…励起フィルタ、５…励起光、６…照明用レンズ、７…ハーフミラー、８…基板、９…基材、１０…蛍光、１１…検出用レンズ、１２…蛍光フィルタ、１３…検出器、１４…検出光、１５…パターン、１６…励起フィルタＡ、１７…蛍光フィルタＡ、１８…フィルタカセット、１９…フィルタレボルバ、２０…フィルタレボルバのコントローラ、２１…検査装置の操作機構、２−１…励起フィルタの分光透過率、２−２…ポリイミドから発生する蛍光の波長分布、２−３…蛍光フィルタ１２の分光透過率、３−１…エポキシから発生する蛍光の波長分布、３−２…励起フィルタＡ１６の分光透過率、３−３…蛍光フィルタＡ１７の分光透過率、４−１…励起用分光器、４−２…励起用分光器４−１のコントローラ、４−３…蛍光用分光器、４−４…蛍光用分光器４−３のコントローラ、５−１…励起フィルタ、５−２…フィルタ傾け機構、５−３…フィルタ傾け機構５−２のコントローラ、５−４…蛍光フィルタ、５−５…フィルタ傾け機構、５−６…フィルタ傾け機構５−５のコントローラ、６−１…励起フィルタ、６−２…励起フィルタの移動機構、６−３…励起フィルタの拡大図、６−４…励起フィルタの蒸着膜、６−５…蛍光フィルタ、６−６…蛍光フィルタの拡大図、７−１…フィルタ用セル、７−２…液体、７−３…蛍光用フィルタセル及び液体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柄崎晃一神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピューター事業部内 (72)発明者飯田正神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピューター事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パターンの形成された基板に励起光を照射
し、基材から発生する蛍光を検出することによりパター
ンの欠陥を検査するパターン検査装置において、基材の
材質に応じて、照射する励起光及び検出する蛍光の波長
分布を可変としたことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項２】請求項１に記載のパターン検査装置におい
て、基材の材質に応じて照射する励起光及び検出する蛍
光の波長分布を検出に適する値に自動的に設定すること
を特徴とするパターン検査装置。
【請求項３】請求項１に記載のパターン検査装置におい
て、照射する励起光及び検出する蛍光をフィルタを使用
することにより得て、各フィルタを取り替えることによ
り上記の励起光及び蛍光の波長分布を可変としたことを
特徴とするパターン検査装置。
【請求項４】請求項３に記載のパターン検査装置におい
て、照射する励起および検出する蛍光を得る各フィルタ
は、レボルバまたはスライド式になっており、切り替え
が可能であることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項５】請求項１に記載のパターン検査装置におい
て、励起、蛍光の波長帯域を、分光器とそのコントロー
ラにより可変としたことを特徴とするパターン検査装
置。
【請求項６】請求項３に記載のパターン検査装置におい
て、励起フィルタまたは蛍光フィルタまたはその両方
を、光路に対して傾けることにより、励起、蛍光の波長
帯域を可変としたことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項７】請求項３に記載のパターン検査装置におけ
る、励起フィルタまたは蛍光フィルタまたはその両方に
おいて、フィルタの蒸着膜の厚さがフィルタの位置に対
して連続的、または段階的に変化しており、フィルタと
して使用するフィルタ上の位置を変えることにより、励
起、蛍光の波長帯域を可変としたことを特徴とするパタ
ーン検査装置。
【請求項８】請求項３に記載のパターン検査装置におけ
る、励起フィルタまたは蛍光フィルタまたはその両方に
おいて、容器の中に液体を注入したものをフィルタとし
て用い、液体の濃度または溶質または溶媒を変更するこ
とにより、励起、蛍光の波長帯域を可変としたことを特
徴とするパターン検査装置。
【請求項９】請求項１に記載のパターン検査装置におい
て、検出器にカラーカメラを使用し、カメラの出力のＲ
ＧＢ信号を処理することにより、蛍光の波長帯域の検出
信号を得ることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１０】請求項１に記載のパターン検査装置にお
いて、基材に励起光を照射することにより発生する退色
現象に応じて、励起光及び蛍光の波長帯域または光量を
変化させる機構を備えたことを特徴とするパターン検査
装置。
【請求項１１】蛍光検出方式のパターン検査装置で検査
が可能であること、または励起、蛍光の最適な波長帯域
のデータ、または退色する速度や程度の表示またはデー
タを添付した基材または基板。
【請求項１２】蛍光検出方式のパターン検査装置で検査
が不可能であることの表示またはデータを添付した基材
または基板。