JPS63211469A - パタ−ン読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プリント基板、半導体露光用マスク、液晶
テレビのシャドーマスク等の微細パターンが形成された
被検査部材のパターンを読取るパターン読取装置の改良
に関する。

〔従来の技術〕

従来のパターン読取装置としては、例えば１２台と、パ
ターンを読取る読取ヘッドと、モータ駆動回路の出力よ
って読取ヘッドを＄１３２置台装対して平行な平面内で
Ｘ−Ｙ方向に駆動するサーボ機構とを備えて、載置台上
に載置した被検査部材のパターンを、読取ヘッドをＸ−
Ｙ方向に移動させて読取るようにしたもの（例えば特公
昭５９−４７５２号公報参照）や、読取ヘッドをＹ方向
に往復動させ、且つ被検査部材を載置する載置台をＸ方
向に往復動させて被検査部材のパターンを読取るようし
たもの（例えば特開昭６０−２０２０８号公報、特開昭
６０−２０２８８号公報等参照）が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来のパターン読取装置にあっては
、被検査部材のパターンを読取る読取ヘッドを一方向又
は二方向に移動させて、被検査部材のパターンを読取る
ようにしているので、読取ヘッドを位置決めする際に、
読取ヘッドの移動速度が早くなると、その移動速度に応
じて制御不能なリンギングによる不惑帯が生じ、高速位
置決めが困難となり、パターンの分解能が低下し、不感
帯を生じないように読取ヘッドを高速移動させるために
は、複雑な速度制御装置を必要とし、製造コストが嵩む
という問題点があった。

また、読取ヘッドを移動させるので、この読取ヘッドを
支持する支持杆に読取ヘッド移動機構を設ける必要があ
り、高速移動時の読取ヘッドの振動防止のため支持杆の
機械的強度、剛性を高める必要があり、大型化すると共
に大重量化して高速移動の妨げとなる問題点もあった。

そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目してな
されたものであって、パターン検出手段を固定し、被検
査部材を載置する載置台を回転テーブルと移動テーブル
とで構成することにより、被検査部材の移動量を少なく
して全体の構成を小型化することが可能なパターン読取
装置を提供することを目的としている。

また、この発明は、回転テーブルを回転させてパターン
検出手段で被検査部材のパターンを検出する際に、パタ
ーン像を像回転プリズムを使用してこれを回転テーブル
の回転に同期して回転させることにより、常にパターン
像を一定方向に静止した像として検出し、被検査部材の
取付けや位置を探し易い即ち作業性良好なパターン読取
装置を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この出願は、移動テーブル
上に被検査部材を載置して、該被検査部材のパターンを
走査して読み取るようにしたパターン読取装置において
、基台上に往復動可能に配設された移動テーブルと、該
移動テーブルを往復動させる往復駆動機構と、前記移動
テーブル上に回転自在に配設され且つ上面に前記被検査
部材を位置決め載置する回転テーブルと、該回転テーブ
ルを回転駆動する回転駆動機構と、前記基台に固定配置
されて前記被検査部材に対向するパターン検出手段と、
前記往復駆動機構及び回転駆動機構を制御する駆動制御
手段と、前記回転テーブルの回転方向及び回転角検出値
と前記移動テーブルの移動方向及び移動量検出値とに基
づき極座標データを作成する座標データ作成手段と、前
記パターン検知手段で検出したパターン情報を前記座標
データ作成手段からの座標データと共に記憶する記憶手
段とを備えたことを特徴とするパターン読取装置を特定
発明としている。

また、この出願は、移動テーブル上に被検査部材を載置
して、該被検査部材のパターンを走査して読み取るよう
にしたパターン読取装置において、基台上に往復動可能
に配設された移動テーブルと、該移動テーブルを往復動
させる往復駆動機構と、前記移動テーブル上に回転自在
に配設され且つ上面に前記被検査部材を位置決め載置す
る回転テーブルと、該回転テーブルを回転駆動する回転
駆動機構と、前記基台に固定配置されて前記被検査部材
に対向してパターンを光学的に検出するパターン検出手
段と、前記往復駆動機構及び回転駆動機構を制御する駆
動制御手段と、前記回転テーブルの回転方向及び回転角
検出値と前記移動テーブルの移動方向及び移動量検出値
とに基づき極座標データを作成する座標データ作成手段
と、前記パターン検知手段で検出したパターン情報を前
記座標データ作成手段からの座標データと共に記憶する
記憶手段とを備え、前記パターン検出手段は、光学的に
検出したパターン像を回転させる像回転プリズムと、該
像回転プリズムの出力側に設けられた画像処理を行う撮
像手段と、前記回転テーブルの回転に同期してその１／
２の回転速度で前記像回転プリズムを回転駆動する像回
転プリズム駆動手段とを備えていることを特徴とするパ
ターン読取装置を併合発明としている。

〔作用〕

この出願の特定発明においては、被検査部材を往復動可
能な移動テーブル上に回転可能に載置した回転テーブル
上に載置し、回転テーブルを回転させながら、移動テー
ブルを往復動させることにより、基台に固定配設した被
検査部材に対向してパターンを光学的に読み取るパター
ン検出手段で被検査部材のパターンを読取る。この読取
パターン情報は、回転テーブルの回転方向及び回転角検
出値と移動テーブルの移動方向及び移動量検出値とに基
づき算出される極座標データと共に、記憶装置に格納さ
れる。したがって、極座標データによってパターン情報
を特定することができ、このパターン情報を予め設定し
た極座標データを伴う他のパターン情報と比較すること
により、パターンの良否の判定、特定パターンの抽出等
を行うことができる。

また、この出願の併合発明においては、被検査部材のパ
ターンを検出するパターン検出手段にパターン像を回転
させる像回転プリズムを設け、この像回転プリズムを回
転テーブルの回転に同期してその１／２の回転速度で回
転させることにより、この像回転プリズムの出力で回転
テーブルの回転にかかわらず常に一定方向のパターン像
を得ることができ、このパターン像を撮像手段で画像処
理することにより、常に同一方向のパターン情報を形成
することができると共に、パターン像を目視する場合に
も、パターン像が回転しないので、目の疲労を大幅に軽
減し作業性を向上することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの出願の特定発明の一実施例を示す平面図、
第２図はその正面図、第３図は側面図である。

図中、ｌは固定部に固設された架台であって、この架台
ｌ上に平板状の基台２が固定配設されている。

基台２上には、リニアガイド装置３によって左右方向に
往復動可能に移動テーブル４が配設され、この移動テー
ブル４上に回転可能に旋回テーブル５が配設されている
。

リニアガイド装置３は、第２図及び第３図に示すように
、基台２上に前後方向に所定間隔を保って左右方向に平
行に延長する２本の案内レール３ａ、３ｂと、これら案
内レール３ａ、３ｂに摺動自在に装着された２組つづ計
４つのスライダ３Ｃとを有し、スライダ３Ｃ上に移動テ
ーブル４が固定されている。

移動テーブル４は、スライダ３Ｃ上に固定された基板４
ａと、その上面に一体に形成された円板状凸部４ｂとを
有し、この円板状凸部４ａの外周面に旋回用ベアリング
４Ｃを介して旋回テーブル５が回動自在に装着されてい
る。そして、移動テーブル４は、その基板４ａの右端縁
に、案内レール３ａ及び３ｂ間にこれらと平行に配設さ
れたポールねじ４ｄに螺合するボールナラ）４ｅが一体
に固定され、ポールねじ４ｄの右端に基台２の右側面に
固定配置された減速機４ｆを内蔵する直流モータでなる
移動用モータ４ｇに連結され、この移動用モータ４ｇが
後述する制御装置１３によって回転駆動されることによ
り、移動テーブル４が左右方向に往復動される。ここで
、リニアガイド装置３、ポールねじ４ｄ、ポールナラ）
４ｅ及び移動用モータ４ｇで往復駆動機構が構成されて
いる。

旋回テーブル５は、移動テーブル４に旋回用ベアリング
４Ｃの外輪に固定された偏平筒体５ａと、この偏平筒体
５ａ上に固定配置され上面６とプリント基板、半導体露
光用マスク、液晶テレビのシャドーマスク等の被検査部
材りを載置する載置面を有する正方形板状の載置板５ｂ
をを備え、偏平筒体５ａの外周面に旋回用ギヤ５Ｃが形
成され、この旋回用ギヤ５Ｃに第３図に示すように移動
テーブル４に固定配置された減速機５ｄを内蔵する直流
モータでなる旋回用モータ５ｅの回転軸に取付けられた
ギヤ５ｆが噛合され、旋回用モータ５ｅを後述する制御
装置によって回転駆動することにより、旋回テーブル５
が時計方向及び反時計方向に回転駆動される。ここで、
被検査部材りは、その上面に所定の配線パターン、回路
パターン等が形成されており、且つ測定原点位置を表す
原点マークＭが形成され、載置板５ｂ上に位置決めビン
５ｇによって位置決めして載置される。

一方、基台２上には、その右端縁に支持枠６が固設され
、この支持枠６に撮像手段としての光学ユニット７が取
付けられている。

この光学ユニット７は、第４図に拡大図示したように、
光学レンズ系８、落射照明用の光源９、撮像系１０及び
原点位置検知用顕微鏡１）を備えており、光学レンズ系
８の光軸が旋回テーブル５の旋回中心の描く軌跡上で且
つ旋回テーブル５が左端位置にある状態でその旋回中心
から対角線の長さの１／２の距離即ち旋回テーブル５の
載置板５ｂの一辺の長さをＬとしたときに、区Ｌ／２の
距離だけ離れた位置となるように、支持枠６上に固定配
置されている。

光学レンズ系８は、光軸が旋回テーブル５の移動平面と
直交し且つ焦点調整可能なレンズ筒８ａと、このレンズ
筒りａ内に配設された２つの対物レンズ８ｂ、Ｂｅと、
レンズ筒８ａ上に連接された鏡筒８ｄ内に角度調整可能
に配設されたハーフミラ−３ｅ、３ｆ及び全反射ミラー
８ｇとを備えている。

光源９は、鏡筒８ｄのハーフミラ−８ｅに対向する側面
に連接された筒部９ａに螺合された筒体９ｂと、この筒
体９ｂ内に固定配置された反射板９ｃ及びランプ９ｄと
を有する。

撮像系１０は、同様に鏡筒８ｄのハーフミラ−８ｆに対
向する側面に連接された筒部１０ａに螺合された筒体１
０ｂと、この筒体１０ｂ内に固定配置された結像レンズ
１０ｃとその右端に固定配置されたＭＯＳ型、ＣＣＤ型
等の２次元イメージセンサ１０ｄとから構成され、イメ
ージセンサ１０ｄから被検査部材のパターンに対応した
画像情報が出力される。

原点位置検知顕微鏡１）は、鏡筒８ｄの全反射ミラー８
ｇに対向する側面に連接された筒部１）ａに螺合された
筒体１）ｂと、この筒体１）ｂ内に固定配置された接眼
レンズｌｌｃとから構成されている。

そして、第５図に示すように、移動テーブル４の移動用
モータ４ｇ、旋回テーブル５の旋回用モータ５ｅの位置
制御及び光学ユニット７における撮像系１０のイメージ
センサ１０ｄからの画像情報の処理が制御装置１３によ
って行われる。

制御装置１３は、中央処理装置１４と、この中央処理装
置１４にバス１５を介して接続された記憶装置１６とを
備えており、バス１５に、ディスプレイコントローラ１
７、プリンタコントローラ１８、モータコントローラ２
０．２１及びインタフェース２２が接続され、ディスプ
レイコントロ−ラ１７にキーボード２４を備えたＣＲＴ
ディスプレイ２５が、プリンタコントローラ１８にプリ
ンタ２６が、モータコントローラ２０及び２１にモータ
ドライバ２７及び２８を介して移動用モータ４ｇ及び旋
回用モータ５ｅが、インタフェース２２に光学ユニット
７のイメージセンサ１０ｄが接続されている。

モータコントローラ２０及び２１は、中央処理装置１４
からの回転方向及び回転角を表す位置指令値がバス１５
を介して入力され、これらが内蔵するアップダウンカウ
ンタにセットされ、且つこのアップダウンカウンタのカ
ウント内容が移動用モータ４ｇ及び旋回用モータ５ｅに
それぞれ配設されたエンジーダ２９及び３０からの検出
信号に基づき回転方向を判別して正転であるときにダウ
ンカウントされ、逆転であるときアップカウントされる
と共に、カウント値が零となるまで、正転パルス又は逆
転パルスをモータドライバ２７及び２８に出力して移動
用モータ４ｇ及び旋回モータ５ｅをステップ状に回転駆
動する。また、モータドライバ２７及び２８には、移動
用モータ４ｇ及び旋回用モータ５ｅに配設されたタコジ
ェネレータ３１及び３２の出力が速度制御フィードバッ
ク信号として供給されている。

そして、中央処理装置１４は、記憶装置１６に予め記憶
された処理プログラムに従って所定の演算処理を実行す
る。

すなわち、初期状態で移動テーブル４及び旋回テーブル
５を制御原点即ち移動テーブル４が左端位置で旋回テー
ブル５のＸ軸がその中心の移動軌跡と一致する旋回位置
となるように位置決めする。

その後、旋回テーブル５の載置面に被検査部材りを位置
決めして載置し、移動テーブル４及び／又は旋回テーブ
ル５を移動用モータ４ｇ及び／又は旋回用モータ５ｅを
手動駆動して、その測定原点マークＭを光学ユニット７
の光軸位置に合わせたときの極座標を読込み、これを記
憶装置１６の所定記憶頭載に記憶する。この状態から移
動用モータ４ｇ及び／又は旋回用モータ５ｅを回転駆動
して光学ユニット７で読取可能な範囲移動する毎に、光
学ユニット７のイメージセンサ１０ｄの映像信号を映像
信号の極座標と共に読込み、これが予め記憶装置１６に
記憶した同一極座標点での基準映像信号と一致するか否
かを判定し、両者が一致しないときに、パターンに欠陥
があるものと判断してその映像信号を極座標と共に記憶
装置１６の欠陥パターン記憶領域に記憶する。

以上の処理を繰り返して、被検査部材りの全ての領域に
対して検査を終了したときに、出力指令に基づいて記憶
装置１６の欠陥パターン記憶領域に格納されている欠陥
パターン情報をＣＲＴディスプレイ２５又はプリンタ２
６に出力して、欠陥パターン及びその極座標を表示又は
印字する。

さらに、所望の極座標を入力することにより、該当する
極座標位置のパターンを光学ユニット７の光軸上に移動
させ、イメージセンサ１０ｄの出力をＣＲＴディスプレ
イ２５に出力することにより、その表示画面で表示する
ことができる。

次に、上記第１の実施例の動作を、被検査部材としてプ
リント基板を適用した場合の制御装置１３における中央
処理装置の処理手順を示す第６図のフローチャートを伴
って説明する。

先ず、基準となる正常な回路パターンを形成したマスク
プリント基板を旋回テーブル５の載置面上に位置決めし
て載置し、この状態で例えばキーボード２４のスタート
キーを押下することにより、中央処理装置１４で第６図
の処理を開始する。

すなわち、ステップ■で、初期化を行う。この初期化は
、まず移動テーブル４及び旋回テーブル５がそれぞれ制
御原点となる移動原点及び旋回原点位置に復帰している
か否かを判定する。この移動原点に復帰しているか否か
判定は、移動テーブル４の左端に配設された接触子４ｈ
が基台２上に配設された移動原点検出スイッチ４１−に
当接する左端位置にあるか否かで判定し、旋回原点に復
帰しているか否かの判定は、旋回テーブル５に配設され
た接触子５ｈが移動テーブル４の基板４ａに設けた旋回
原点検出スイッチ５１に当接しているか否かで判定する
。そして、移動テーブル４及び旋回テーブル５が移動原
点及び旋回原点にあるときには、記憶装置１６内に形成
した現在移動位置カウンタ及び現在旋回位置カウンタを
それぞれ零にリセットし、移動テーブル４及び旋回テー
ブル５の少な（とも一方が原点にないときには、それが
原点位置となるように、移動用モータ４ｇ又は旋回用モ
ータ５ｅを原点位置側に回転駆動する回転指令値をモー
タコントローラ２０又は２１に出力し、原点位置に達し
たらモータの回転を停止させる。

次いで、キーボード２４から入力される旋回テーブル５
に載置されたマスクプリント基板の大きさ及び載置位置
に応じたサイズ情報に基づき、パターン読取範囲を設定
する。

以上の初期化が終了すると、ステップ■に移行して、測
定原点がセントされたか否かを判定し、測定原点がセッ
トされていないときには、これがセットされるまで待機
し、セットされたときにはステップ■に移行する。ここ
で、測定原点のセットは、旋回テーブル５及び移動テー
ブル４を手動操作スイッチ（図示せず）によって中央処
理装置１４に回転指令を入力することにより、旋回用モ
ータ５ｅ及び移動用モータ４ｇを適宜回転駆動させて、
被検査部材りに予め設けられた測定原点マークＭと光学
ユニット７の光−軸とを一致させる。

このとき、旋回テーブル５及び移動テーブル４の移動に
伴って現在移動位置カウンタ及び現在旋回位置カウンタ
のカウント値がカウントアツプされ、原点マークＭと光
学ユニット７の光軸が一致した時点でそのことを表す指
令を例えばキーボード２４から入力することにより、ス
テップ■に移行して、そのときの測定原点位置の極座標
データを現在移動位置カウンタ及び現在旋回位置カウン
タのカウント値に基づき算出し、これらを記憶装置１６
の所定記憶領域に記憶する。ここで、極座標データを算
出するには、制御原点からの移動テーブル４の移動量が
動径ｒとなり、旋回テーブル５の回転角が偏角θとなる
ので、現在移動位置カウンタのカウント値、エンコーダ
２９の１回転当たりのパルス数及びボールねじ４ｆのピ
ッチｐに基づき移動テーブル４の移動量即ち動径ｒを算
出することができ、現在旋回位置カウンタのカウント値
、エンコーダ３０の１回転当たりのパルス数及び旋回用
ギヤ５Ｃとギヤ５ｆとの歯数比に基づき旋回テーブル５
の回転角即ち偏角θを算出することができる。

次いで、ステップ■に移行して、移動用モータ４ｇ及び
旋回用モータ５ｅの駆動指令をモータコントローラ２０
及び２１に出力して、旋回テーブル５及び移動テーブル
４を光学ユニット７のイメージセンサ１０ｄで読取可能
な最大面積に応じてマスクプリント基板の全領域を光学
ユニットで読取可能なように駆動制御する。

次いで、ステップ■に移行して、光学ユニット７のイメ
ージセンサ１０ｄの読取面積に対応する隣接する読取位
置に達したか否かを判定し、隣接する読取位置に達して
いないときには、達するまで待機し、隣接する読取位置
に達したときには、ステップ■に移行する。ここで、読
取位置に達したか否かの判定は、現在の極座標位置がマ
スクプリント基板上であるか否かを加味して判定するも
のであり、ステップ■で入力されたサイズ情報を参照し
て判定を行い、読込範囲内であり、且つ隣接する読取位
置に達したときに、ステップ■に移行する。

このステップ■では、その時点での光学ユニット７のイ
メージセンサ１０ｄから出力される画像情報を読込み、
これをその極座標と共に記憶装置１６に形成した基準画
像情報記憶領域に記憶してからステップ■に移行し、マ
スクプリント基板の全領域のパターン読込を完了したか
否かを判定する。この判定は、動径ｒが零となる旋回テ
ーブル４の中心位置のパターン読込を終了したか否かで
判断し、その判定結果が未完了であるときには、ステッ
プ■に戻り、完了であるときにはそのまま処理を終了す
る。

以上の処理によって、パターン検査の基準となるマスク
プリント基板上に形成された回路パターンの画像情報を
記憶装置１６の基準画像情報記憶領域に記憶することが
できる。

次いで、検査対象となるプリント基板の回路パターンの
欠陥検査を行うには、検査対象となるプリント基板を旋
回テーブル５の載置面に位置決めして載置し、例えばキ
ーボード２４から検査開始指令を中央処理装置１４に入
力する。

このように中央処理装置１４に検査開始指令が入力され
ると、この中央処理装置１４で第７図に示す検査処理が
実行される。

この検査処理は、第５図の基準画像情報読取処理におい
て、ステップ■の処理が極座標値と共に読み込まれた画
像情報のの処理を行うステップ■に置換され、このステ
ップ■の後に、ステップ［相］に移行して、ステップ■
で読込んだ画像情報が前記基準画像情報読取処理で記憶
した該当する極座標の画像情報と一致するか否かを判定
し、両者が一致するときには、正常パターンであると判
断して直接前記ステップ■に移行し、両者が不一致であ
るときには、欠陥パターンであると判断して、ステップ
０に移行してステップ■で読込んだ画像情報をその極座
標と共に、記憶装置１６に形成した欠陥画像情報記憶領
域に記憶してから前記ステップ■に移行し、このステッ
プ■で読込完了であるときに、ステップ０に移行して、
記憶装置１６の欠陥画像情報記憶領域を検索し、これに
欠陥画像情報が記憶されているか否かを判定し、その判
定結果が欠陥画像情報が格納されていないときには、ス
テップ０に移行して、ＣＲＴディスプレイ２５に例えば
「正常」のメツセージを表示させ、欠陥画像情報が格納
されているときには、ステップ［相］に移行して、欠陥
画像情報記憶領域に格納されている全ての欠陥画像情報
及びその極座標をＣＲＴディスプレイ２５及びプリンタ
２６に出力して、表示及び印字を行ってから処理を終了
することを除いては第６図と同様の処理を行い、したが
って第６図に対応するステップには同一番号を付し、そ
の詳細説明はこれを省略する。

以上の検査処理によって、被検査部材としてのプリント
基板に形成された回路パターンが正常であるか否かを検
査することができ、回路パターンに欠陥があるときには
、その欠陥パターンの座標及び画像情報を得ることがで
きる。

したがって、この出力された欠陥画像情報からその極座
標をキーボード２４から入力することにより、欠陥パタ
ーン部を光学ユニット７の位置に自動的に位置決めする
ことができ、顕微鏡１）を使用して欠陥パターン部の確
認を行うことができる。

また、欠陥画像情報の内、極座標をｘｙ座標に変換して
例えばパターン修正装置に転送し、このパターン修正装
置に欠陥プリント基板を装着することにより、欠陥パタ
ーンの修正を自動的に行うことができる。

次に、この発明の第２実施例を第８図〜第１０図につい
て説明する。

この第２実施例は、光学ユニット内に旋回テーブルの旋
回に同期して回転する像回転プリズムを設置し、この像
回転プリズムを通過した光線を撮像手段及び顕微鏡に供
給することにより、旋回テーブルの旋回にかかわらずＸ
Ｙ座標系と同一の画像情報を得るようにしたものである
。

すなわち、光学ユニット７が、第９図に示すように、対
物レンズ８ｂ、８ｃを透過した光線を全反射ミラー４１
で反射させて回転可能に配設された像回転プリズム４２
に入射し、この像回転プリズム４２から出射される光線
をハーフミラ−４３を介してその半部を結像レンズ４４
を介して２次元イメージセンサ４５に入射させると共に
、他の半部を原点位置検知用顕微鏡４６に入射させるよ
うに構成されている。

ここで、像回転プリズム４２は、ドーププリズム、ペチ
ャンプリズム、ダハプリズム等のプリズムが光軸を回転
中心としてθ／２回転すると像がθだけ回転するプリズ
ムであり、像回転プリズム４２に入射される入射像が静
止した正立像であるものとすると、像回転プリズム４２
が第９図に示す回転角α＝０６の状態即ち側面からみて
台形の短片が上側となる状態で出射像が入射像に対して
１８０”回転した倒立状態となり、この状態からプリズ
ム４２を例えば時計方向に回転させると、時計方向にプ
リズムの回転角αの２倍だけ回転する出射像が得られる
。

そして、この像回転プリズム４２が、円筒体４７によっ
て支持され、この円筒体４７が、鏡筒８ｄの側壁に全反
射ミラー４１に対向して一体に形成された筒部４８に螺
着された筒体４９内に、ベアリング５０によって回転自
在に配設され、この円筒体４７の外周面に形成されたプ
ーリ５１と筒体４９に固着された支持台５２に固着され
た駆動モータ５３の回転軸に取付けたブーＩＪ　５４と
の間にベルト５５を張設し、駆動モータ５２を旋回テー
ブル５と同一回転方向で且つその回転速度の１／２の回
転速度で回転駆動することにより、旋回テーブル５０回
転による被検査部材の回転にかかわらずＸＹ座標系にお
ける静止パターン像と同一のパターン像を得ることがで
きる。

そして、像回転プリズム４２の駆動モータ５３が、第１
Ｏ図に示すように、匍Ｉ御装置１３のバス１５に接続さ
れたモータコントローラ６０及びモータドライバ６１に
よって駆動制御される。駆動モータ５２には、その回転
軸に回転角を検出するエンコーダ６２及び回転速度を検
出するタコジェネレータ６３が取付けられ、このエンコ
ーダ５７の出力がモータコントローラ６０及びバス１５
に入力され、タコジェネレータ６３の出力が速度フィー
ドバック信号としてモータドライバ６１に入力される。

中央処理装置１４は、旋回テーブル５の偏角θに基づき
その１／２のプリズム回転角αを算出し、この回転角α
に対応するパルス数を算出して、これをモータコントロ
ーラ６０にロードすることにより、像回転プリズム４２
を旋回テーブル５の１／２の回転角で回転させる。

次に、上記第２実施例の動作を説明する。旋回テーブル
５の載置面上に被検査部材としてのプリント基板が載置
されているものとする。この状態で検査処理を開始させ
ると、初期化によって移動テーブル４及び旋回テーブル
５が制御原点位置に調整され、この状態でプリント基板
上に形成された測定原点が光学ユニット７の光軸と一致
するように移動用モータ４ｇ及び旋回用モータ５ｅを駆
動させる。ここで、旋回用モータ５ｅを回転駆動して旋
回テーブル５ｅを例えば反時計方向に旋回させると、そ
の偏角θが変化するので、その偏角θの１／２の回転角
αだけ像回転プリズム４２が反時計方向に回転される。

したがって、例えば旋回テーブル５を反時計方向に９０
°回転させると、プリント基板に形成された回路パター
ンは回転テーブル５が制御原点にあるときの回路パター
ンに対して反時計方向に９０”回転することになるが、
このとき、像回転プリズム４２も反時計方向に４５°回
転することになるので、この像回転プリズム４２の出射
像は反時計方向に９０＠回転することになり、結局像回
転プリズム４２の出射像は旋回テーブル５が制御原点に
ある状態のＸＹ座標系でみた正立像の倒立像と等しくな
り、これが結像レンズ４４を介してイメージセンサ４５
上に投影されるので、このイメージセンサ４５でプリン
ト基板をＸＹ方向に走査したときと同様の正立画像情報
を得ることができる。

そして、このイメージセンサ４５からの正立画像情報を
光学ユニット７が所定の極座標位置に達する毎に、予め
記憶された基準画像情報と比較し、両者が不一致である
ときにその正立画像情報を極座標データと共に記憶装置
１６の欠陥パターン情報記憶領域に記憶し、この欠陥パ
ターン情報を必要に応じて読出して、ＣＲＴディスプレ
イ２５、プリンタ２６に出力することにより、表示又は
印字を行うことができる。

また、記憶装置１６に記憶された欠陥パターン情報をそ
の極座標をＸＹ座標に変換してからパターン修正装置に
入力することにより、自動的に欠陥パターンの修正を行
うことができる。

以上の第２実施例によると、光学ユニット７におけるイ
メージセンサ４５から出力される画像情報がＸＹ座標系
で走査した場合の画像情報と同一態様で得ることができ
るので、プリント基板上にパターンを形成するパターン
形成装置のパターン情報を極座標に変換することにより
、これを基準画像情報とすることができ、マスクプリン
ト基板を走査して基準画像情報を格納する手間を省くこ
とができると共に、描像手段からの画像情報をそのまま
パターン自動修正装置に入力することにより、欠陥パタ
ーンの自動修正を行うことが可能となる。

なお、上記第１及び第２の実施例においては、パターン
検出手段としての光学ユニット７の光軸を旋回テーブル
５の中心の移動軌跡上となるように配置した場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、光学ユ
ニット７の光軸を旋回テーブル５の中心の移動軌跡とは
離れた位置としても、その離間した分だけ極座標データ
を補正することにより、上記と同様の作用効果を得るこ
とができる。

また、上記第１及び第２の実施例においては、パターン
を検出するパターン検出手段として２次元イメージセン
サ１０ｃ、４５を適用した場合について説明したが、こ
れに限られるものではなく、ＴＴＶカメラ、ビジコンカ
メラ等の他の撮像手段を適用することができることは言
うまでもない。

さらに、上記第１及び第２の実施例においては、移動テ
ーブル４が直線的に往復動する場合について説明したが
、これに限定されるものではな（、比較的大きな半径を
有する円弧に沿って往復動させるようにしてもよい。

また、移動テーブル４及び旋回テーブル５を駆動する駆
動モータ４ｇ及び５ｅとしては、直流サーボモータに限
定されるものではなく、ステンビングモータを適用して
オープンループ制御するようにしてもよく、さらには移
動テーブル４及び旋回テーブル５の駆動に伴う極座標の
検出は、移動テーブル４及び旋回テーブル５に位置検出
器を取付け、これらによって直接極座標を検出するよう
にしてもよい。

さらに、旋回テーブル５の旋回用モータ５ｅを、偏平筒
体５ａ側に取付け、その回転軸に取付けたギヤ５ｆを移
動テーブル４上に形成した外歯又は内歯に噛合させるよ
うにしてもよい。

またさらに、光学ユニット７の光源９は、上側に限定さ
れるものではなく、光ファイバを使用して被検査部材り
を照明するようにしてもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この出願の特定発明によれば、移
動テーブル上に旋回テーブルが配置され、旋回テーブル
に載置された被検査部材に形成されたパターンを固定部
に固定配置されたパターン検出手段によって高速で検出
するようにしたので、パターン検出手段が可動する場合
のようにリンギングを発生することが全くなく、したが
って高速度でパターン読取りを行うことができると共に
、焦点ボケ、狂いがなく像分解能を高めて高精度の読取
を行うことができ、高集積度の半導体マスクの検査装置
としても応用可能であり、しかもパターン検出手段を固
定して、移動テーブルのみを往復動させる場合に比較し
て移動テーブルの移動量を少なくすることができ、全体
の構成を小型化することができると共に、被検査部材の
測定原点のセット等の作業性を向上させることができる
等の効果が得られる。

また、この出願の併合発明によれば、上記特定発明の効
果に加えて、パターン検出手段に像回転プリズムを設け
、この像回転プリズムを旋回テーブルの回転速度の１７
２の回転速度で回転駆動するようにしたので、パターン
検出手段で検出されるパターン像が旋回テーブルの回転
によっＸＹ座標系におけるパターン像が回転しているに
もかかわらずＸＹ座標系におけるパターン像と同一の態
様で得ることができ、被検査部材の測定原点の位置決め
や任意の極座標を設定したときのパターンの視認を容易
に行うことができると共に、検出したパターン画像を基
準パターン画像と比較する場合の基準パターン画像とし
てＸＹ座標系のパターン画像を適用することができるか
らその基準パターン画像の設定を容易に行うことができ
る等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す平面図、第２図
は第１図の正面図、第３図は第１図の側面図、第４図は
第１の実施例における光学ユニットの拡大断面図、第５
図は第１の実施例における制御装置を示すブロック図、
第６図及び第７図はそれぞれ第１の実施例における演算
処理装置の処理手順の一例を示すフローチャート、第８
図はこの発明の第２の実施例を示す正面図、第９図は第
２の実施例の光学ユニットを示す拡大断面図、第１０図
は第２の実施例の制御装置を示すブロック図である。 図中、１は架台、２は基台、３はリニアガイド装置、４
は移動テーブル、４ｄはボールねじ、４ｅはポールナツ
ト、４ｇは移動用モータ、５は旋回テーブル、５ｂは載
置板、５Ｃは旋回ギヤ、５ｅは旋回用モータ、５ｆはギ
ヤ、６は支持枠、７は光学ユニット、８は光学レンズ系
、９は光源、１０は撮像系、１０ｄはイメージセンサ、
１）は原点位置検知用顕微鏡、１３は制御装置、１４は
中央処理装置、１６は記憶装置、２０．２１はモータコ
ントローラ、２７．２８はモータドライバ、２９．３０
はエンコーダ、４２は像回転プリズム、４４は結像レン
ズ、４５は２次元イメージセンサ、４６は原点位置検知
用顕微鏡、５３はプリズム用駆動モータ、６０はモータ
コントローラ、６１はモータドライバ、６２はエンコー
ダである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動テーブル上に被検査部材を載置して、該被検
   査部材のパターンを走査して読み取るようにしたパター
   ン読取装置において、基台上に往復動可能に配設された
   移動テーブルと、該移動テーブルを往復動させる往復駆
   動機構と、前記移動テーブル上に回転自在に配設され且
   つ上面に前記被検査部材を位置決め載置する回転テーブ
   ルと、該回転テーブルを回転駆動する回転駆動機構と、
   前記基台に固定配置されて前記被検査部材に対向するパ
   ターン検出手段と、前記往復駆動機構及び回転駆動機構
   を制御する駆動制御手段と、前記回転テーブルの回転方
   向及び回転角検出値と前記移動テーブルの移動方向及び
   移動量検出値とに基づき極座標データを作成する座標デ
   ータ作成手段と、前記パターン検出手段で検出したパタ
   ーン情報を前記座標データ作成手段からの座標データと
   共に記憶する記憶手段とを備えたことを特徴とするパタ
   ーン読取装置。
2. （２）前記パターン検出手段は、回転テーブルの中心の
   移動軌跡の延長線上に配設されている特許請求の範囲第
   １項記載のパターン読取装置。
3. （３）移動テーブル上に被検査部材を載置して、該被検
   査部材のパターンを走査して読み取るようにしたパター
   ン読取装置において、基台上に往復動可能に配設された
   移動テーブルと、該移動テーブルを往復動させる往復駆
   動機構と、前記移動テーブル上に回転自在に配設され且
   つ上面に前記被検査部材を位置決め載置する回転テーブ
   ルと、該回転テーブルを回転駆動する回転駆動機構と、
   前記基台に固定配置されて前記被検査部材に対向してパ
   ターンを光学的に検出するパターン検出手段と、前記往
   復駆動機構及び回転駆動機構を制御する駆動制御手段と
   、前記回転テーブルの回転方向及び回転角検出値と前記
   移動テーブルの移動方向及び移動量検出値とに基づき極
   座標データを作成する座標データ作成手段と、前記パタ
   ーン検知手段で検出したパターン情報を前記座標データ
   作成手段からの座標データと共に記憶する記憶手段とを
   備え、前記パターン検出手段は、光学的に検出したパタ
   ーン像を回転させる像回転プリズムと、該像回転プリズ
   ムの出力側に設けられた画像処理を行う撮像手段と、前
   記回転テーブルの回転に同期してその１／２の回転速度
   で前記像回転プリズムを回転駆動する像回転プリズム駆
   動手段とを備えていることを特徴とするパターン読取装
   置。