(57)【要約】【課題】  均一でむらのないスリット光を生成できるスリット光照射装置を提供する。【解決手段】  本発明になるスリット照射装置は、パターン検査方法およびパターン検査装置に用いられるスリット光照射装置であって、光を照射する発光部と、この発光部から照射された光を均一に拡散する光拡散部と、この光拡散部で得られた均一な拡散光を受けて平行光を生成する第一の平行光生成部と、この第一の平行光生成部からの平行光を受けて予め決められた幅のスリット光を生成するスリット光生成部と、このスリット光生成部からの予め決められた幅のスリット光を受けてそのままの幅の平行光を生成する第二の平行光生成部と、を具備することを特徴とするものである。【選択図】        図２
2006317391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン検査方法およびパターン検査装置に用いられるスリット光照射装置で
あって、
光を照射する発光部と、
この発光部から照射された光を均一に拡散する光拡散部と、
この光拡散部で得られた均一な拡散光を受けて平行光を生成する第一の平行光
生成部と、
この第一の平行光生成部からの平行光を受けて予め決められた幅のスリット光
を生成するスリット光生成部と、
このスリット光生成部からの予め決められた幅のスリット光を受けてそのまま
の幅の平行光を生成する第二の平行光生成部と、
を具備することを特徴とするスリット光照射装置。
【請求項２】
前記光拡散部はφ６０ｍｍ×７０ｍｍ×１０ｍｍ〜１５ｍｍであり、前記第一
、第二の平行光生成部および前記スリット光生成部は７５ｍｍ〜８５ｍｍ×１０
ｍｍ〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のスリット光照射装置。
【請求項３】
前記スリット光生成部には４．０μｍ〜６．０μｍ×２０ｍｍ〜３５ｍｍのス
リットが形成されていることを特徴とする請求項１記載のスリット光照射装置。
【請求項４】
前記光拡散部は積分円盤球であり、前記第一、第二の平行光生成部はシリンド
リカルレンズであり、前記スリット光生成部はガラスマスクであることを特徴と
する請求項１記載のスリット光照射装置。
【請求項５】
照射されるスリット光は４．０μｍ〜６．０μｍ×２０ｍｍ〜３５ｍｍである
ことを特徴とする請求項１記載のスリット光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光切断法を利用したグリーンシートあるいはフィルムキャリア等に印刷
又はエッチングにより形成されたパターンを検査するパターン検査方法およびパ
ターン検査装置に用いられるスリット光照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣ、ＬＳＩの多ピン化要求に適した実装技術として、ＰＧＡ（Pin 
Grid Array）が知られている。ＰＧＡは、チップを付けるパッケージのベースと
してセラミック基板を用い、リード線の取り出し位置まで配線を行っている。
このセラミック基板を作るために、アルミナ粉末を液状のバインダで練り合わせ
てシート状にしたグリーンシートと呼ばれるものが使用され、このグリーンシー
ト上に高融点の金属を含むペーストがスクリーン印刷される。そして、このよう
なシートを焼成することにより、グリーンシートを焼結させると共にペーストを
金属化させる、いわゆる同時焼成が行われる。
【０００３】
また、その他の実装技術として、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）が知られ
ている。
ＴＡＢ法は、ポリイミド製のテープキャリア（ＴＡＢテープ）上に形成された
銅箔パターンをＩＣチップの電極に接合して外部リードとする。銅箔パターンは
、テープキャリアに銅箔を接着剤で貼り付け、これをエッチングすることによっ
て形成される。
【０００４】
このようなグリーンシートあるいはテープキャリアでは、パターン形成後に顕
微鏡を用いて人間により目視でパターンの検査が行われる。しかしながら、微細
なパターンを目視で検査するには、熟練を要すると共に、目を酷使するという問
題点があった。そこで、目視検査に代わるものとして、テープキャリア等に形成
されたパターンをＴＶカメラで撮像して自動的に検査するパターン検査方法が提
案されている。このパターン検査方法の一種に光切断法がある。この光切断法は
、ライン状の光で検査対象のパターンを照射し、その照射された部分をラインセ
ンサなどの撮像手段で撮像し、所定の画像処理を行って、検査対象のパターンの
良否を判別するものである。
【０００５】
このライン状の光を生成する光照射装置としては、光源で発光された光を透明
光ファイバ束を介して所望の部分まで導き、所望の部分でこの透明光ファイバを
一列に並べてライン状にするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）
。
【０００６】
図８は従来の光照射装置を用いたパターン検査装置を示す図である。図８を参
照しながら、この従来のパターン検査装置の構成と動作について説明する。
このパターン検査装置９は光照射装置９０とカメラ部９５とを有する。光照射
装置９０は、光源９４と、プリント配線板９６上のパターン９６１に対してライ
ン状に光照射する透明円柱９２１と、両者間を光学的に連結する透明光ファイバ
束９３よりなる。
【０００７】
透明光ファイバ束９３は、光源９４側においては略円形状に束ねられており、
一方光照射側においては上記透明円柱９２１の軸方向に沿って整列されている。
なお、透明光ファイバ束９３の光照射端と透明円柱９２１との間には、平面鏡９
２及び乳白色板９２２が設けられている。また、被検査体としてのプリント配線
板９６は、検査中は移動テーブル９７上に固定されている。
【０００８】
上記パターン検査装置９においては、光源９４から発した光を透明光ファイバ
束９３等を介して透明円柱９２１に導き、プリント配線板９６上に光照射する。
このとき、プリント配線板９６上の９６１から反射される検出光をカメラ部９５
においてキャッチする。カメラ部９５でキャッチされた検出光は、２値画像に変
換され、図示しないパターン解析装置により、マスターパターンとの間で比較検
査に付される。これによって、上記パターンにおける欠陥の有無が検出される。
また、上記光照射装置９０とカメラ部９５とは、フレームにより、一体化され、
被検査体であるプリント配線板９６に対して相対的に走査される。
【０００９】
しかしながら、上記従来の光照射装置９０には、照射される光の光量が不均一
であるという問題点があり、結果としてパターン検査の正確性や信頼性に影響を
与えるという問題点があった。光量が不均一となる理由は、次の通りであると考
えられる。すなわち、光源９４からの光は透明光ファイバ束９３によって導いて
おり、この透明光ファイバ束９３の光源９４に対する面は円形状に束ねられてい
る。このため、透明光ファイバ束９３に入る光量が、円形の透明光ファイバ束９
３における中心部分と外周部分で異なるからである。したがって、透明光ファイ
バ束９３は光照射側においては上記透明円柱９２１の軸方向に沿って整列されて
いるので、スリット状の光照射の光量は不均一となるからである。
【００１０】
このような光量が不均一となる問題点を解決する光照射装置が提案されている
（例えば、特許文献２参照）。この光照射装置の特徴とするところは、棒状ラン
プと、板状ライトガイドと、コールドフィルターとコールドミラーとを具備して
いることである。
【００１１】
図９に、この光照射装置を示す。
図９に示すように、この光照射装置は、光源となる棒状ランプ８１、棒状ラン
プ８１からの光をライン状に導き、かつライン状にパターンに向けて光照射する
ための光ガイド部分である板状ライトガイド８２、棒状ランプ８１からの光中の
赤外線を反射し、可視光は透過させるコールドフィルター８３、棒状ランプ８１
からの光中の赤外線は透過させ、一方可視光はコールドフィルター８３の方向へ
反射させるコールドミラー８４を主要部として構成される。なお、これら主要部
はランプハウス８５に収納される。
【００１２】
そして、ランプハウス８５に収納するために次のような構成部品が必要である
。棒状ランプ８１に電源を供給するソケット８１５、ランプハウス８５内に空気
を取り入れる空気取入れ口８５２、板状ライトガイド８２をランプハウス８５に
固定する固定板８５５、空気取入れ口８５２から取り入れた空気を放出する空気
放出口８６１、空気を吸引する空気吸引用ブロアー８６５、そして空気吸引用ブ
ロアー８６５に接続されるパイプ８６４である。
【００１３】
このような構成の光照射装置によれば、光源として棒状のランプ８１を用いて
おり、かつその光を板状ライトガイド８２を用いて検査対象であるパターンに照
射する。そのため、照射光は均一なライン状に照射され、カメラ部（図示せず。
）のライン状の撮像視野内において、プリント配線板（図示せず。）のパターン
に対して均一な光照射を行うことができる。
【００１４】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術
文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至ら
なかった。
【特許文献１】実公平５−３１５６２号公報
【特許文献２】特開平７−３３３１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、このような光照射装置によって均一なライン状の光を検査対象
に照射できるとしても、次のような欠点があった。
【００１６】
（１）検査対象となるパターンがますます微細化されたことにより、検査可能
最小線幅が１０μｍ程度、検査可能最小線間幅が１０μｍ程度に対応できること、
そして、最小検出欠陥サイズが４．５μｍ程度（分解能が１．５μｍ時の断線や
短絡の検出）に対応できるためには、ライン状のスリット光の幅が５μｍ程度の
ものが求められているが、このような幅のスリット光を生成することが困難であ
る。
（２）板状のライトガイドを使用しているので、パターン検査装置に組み込ん
だときに一定の体積を占めるので、装置構成上に制約がある。
（３）ランプハウスは高温になるので強制的な冷却が必要となるので、機械的
、電気的に空気を吸引し、放出させる必要があるので、装置の小型化に大きな制
約がある。
（４）板状ライトガイドには高度な加工が必要であるため、所定の数の均質な
板状ライトガイドを製造するには多くの時間と費用が必要である。
（５）光源が棒状ランプであるため、長尺状の検査領域を照射することは可能
であるが、棒状ランプからの光をコールドミラーで反射させているだけなので、
検査領域を照射する光の輝度むらを完全になくすことは困難である。
【００１７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、検査ワークの欠陥を高
精度で誤りなく検出するための所定の幅と長さを均一に照射するスリット光を生
成することができるパターン検査方法およびパターン検査装置に用いられるスリ
ット光照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明になるスリット光照射装置は、パターン検査方法およびパターン検査装
置に用いられるスリット光照射装置であって、光を照射する発光部と、この発光
部から照射された光を均一に拡散する光拡散部と、この光拡散部で得られた均一
な拡散光を受けて平行光を生成する第一の平行光生成部と、この第一の平行光生
成部からの平行光を受けて予め決められた幅のスリット光を生成するスリット光
生成部と、このスリット光生成部からの予め決められた幅のスリット光を受けて
平行光を生成する第二の平行光生成部と、を具備することを特徴とするものであ
る。
【００１９】
そして、このスリット光照射装置にあっては、光拡散部はφ６０ｍｍ×７０ｍ
ｍ×１０ｍｍ〜１５ｍｍであり、第一、第二平行光生成部およびスリット光生成
部は７５ｍｍ〜８５ｍｍ×１０ｍｍ〜１５ｍｍであることを特徴とするものであ
る。
【００２０】
また、このスリット光生成部には４．０μｍ〜６．０μｍ×２０ｍｍ〜３５ｍ
ｍのスリットが形成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
また、このスリット光照射装置にあっては、光拡散部は積分円盤球であり、第
一、第二の平行光生成部はシリンドリカルレンズであり、スリット光生成部はガ
ラスマスクであることを特徴とするものである。
【００２２】
また、このスリット光照射装置から照射されるスリット光は４．０μｍ〜６．
０μｍ×２０ｍｍ〜３５ｍｍであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明になるスリット光照射装置を光切断法によるパターン検査方法およびパ
ターン検査装置に用いることにより、検査ワークの基材面に第１の撮像領域を設
定して、このスリット光照射装置から第１の撮像領域に第１のスリット光を照射
して、第１の撮像領域を第１のラインセンサカメラで撮像することにより、例え
ば底部短絡のような基材に近い部分の欠陥を検出することができる。また、検査
ワークの導体の上面に第２の撮像領域を設定して、もう一つのこのスリット光照
射装置から第２の撮像領域に第２のスリット光を照射して、第２の撮像領域を第
２のラインセンサカメラで撮像することにより、例えば上部欠損のような導体上
部の欠陥を検出することができる。その結果、本発明によれば、測定パターン幅
１０μｍ、パターン間隔１０μｍの被測定パターンを最小検出欠陥サイズ５μｍ
単位で正確に高精度で被測定パターンの欠陥を検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を実施するための最良の形態について、本発明になるスリット光照射装
置を利用するパターン検査装置の概要とともに図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明になるスリット光照射装置を利用するパターン検査装置のブロッ
ク図、図２は本発明になるスリット光照射装置の概略断面図、図３は本発明にな
るスリット光照射装置に用いられる予め決められた幅のスリット光を生成するス
リット光生成部の平面概要図、図４は本発明になるスリット光照射装置から照射
されるスリット光の模式図である。
【００２５】
本発明になるスリット光照射装置は、パターン検査方法およびその装置に用い
られるものであるから、最初にこのようなパターン検査装置の構成を示し、主要
部の機能を説明する。その後に本発明になるスリット光照射装置の構成を説明し
、実際に使用した場合の被測定パターンの撮像について説明する。
【００２６】
図１において、１はグリーンシート等の検査ワーク、２は検査ワーク１を載せ
るＸ−Ｙテーブル、３ａ，３ｂは検査ワーク１を撮像するラインセンサカメラ、
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは検査ワーク１を照らす本発明になるスリット光照射装
置、５は基準となるマスタパターンとラインセンサカメラ３で撮像した被測定パ
ターンとを比較して被測定パターンを検査する画像処理装置、６は装置全体を制
御するホストコンピュータ、７は検査結果を表示するための表示装置である。
【００２７】
画像処理装置５は、マスタパターンと被測定パターンとの位置合わせを行う位
置合わせ手段と、被測定パターンの濃淡画像を２値化する２値化処理手段と、被
測定パターンに所定の処理を施して第１、第２の被測定パターンとマスタパター
ンに所定の処理を施して基準となるマスタパターンとを作成し、この第１の被測
定パターンと基準となるマスタパターンとを比較する第１の検査手段と、この第
２の被測定パターンとマスタパターンとを比較する第２の検査手段とを構成して
いる。位置合わせ手段および第１、第２の検査手段の少なくとも一部は、コンピ
ュータによって構成される。
【００２８】
ホストコンピュータ６および画像処理装置５内のコンピュータは、例えばＣＰ
Ｕ、記憶装置及びインタフェースを備えたハードウェア資源とこれらのハードウ
ェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶
装置に格納されたプログラムに従って所定の処理を実行する。
【００２９】
次に本発明になるスリット光照射装置について説明する。
図２は、本発明になるスリット光照射装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの概略構成
を示す断面図である。スリット光照射装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、同一の構
成を採用している（以下、スリット光照射装置４ともいう。）。
【００３０】
図示しないが、スリット光照射装置４には外部に光を照射する発光部となる発
光源が存在する。この発光源は従来の発光源と同様な構成を備えており、基本的
にはハロゲンランプ等の光源とこの光源に電源を供給する照明用電源と集光用レ
ンズとを備える。また、この発光源とスリット光照射装置４とは、ガラスファイ
バーで接続されている。そして、光源で発光された光は集光レンズで集光され、
このガラスファイバーを介してスリット光照射装置４に照射される。
【００３１】
図２において、４０は図示しない発光源からの光をスリット光照射装置４に照
射する複数本のガラスファイバーを束ねた光ガイド、４１は光ガイド４０から照
射された光を均一に拡散する光拡散部となる積分円盤球、４２は積分円盤球４１
からの均一な拡散光を受けて平行光を生成する第一の平行光生成部となる積分円
盤球４１と一部連接されている第一のシリンドリカルレンズ、４４は第一のシリ
ンドリカルレンズ４２からの平行光を受けてスリット光を生成するスリット光生
成部となる中央部にスリット４３が設けられたガラスマスク、４５はガラスマス
ク４４からのスリット光を受けて平行光を生成する第二の平行光生成部となる第
二のシリンドリカルレンズ、４６は以上説明した構成要素を格納するランプハウ
スである。
【００３２】
ここで、積分円盤球４１の外形はφ６０ｍｍ×７０ｍｍ×１０ｍｍ〜１５ｍｍ
であり、第一シリンドリカルレンズ４２、ガラスマスク４４、および第二シリン
ドリカルレンズ４５の外形は７５ｍｍ〜８５ｍｍ×１０ｍｍ〜１５ｍｍである。
そして、ガラスマスク４４には図３に示すように、その中央部に４．０μｍ〜
６．０μｍ×２０ｍｍ〜３５ｍｍのスリット４３が形成されている。
【００３３】
このように構成されたスリット光照射装置４の動作について説明する。
図示しない光源から発せられた光は、光ガイド４０で束ねられた複数本の光フ
ァイバによって積分円盤球４１に入射される。この入射された光は積分円盤球４
１内で拡散されることにより均一な光量の光となり、第１のシリンドリカルレン
ズ４１に入射される。
【００３４】
積分円盤球４１からの光を受けて、第１のシリンドリカルレンズ４２は平行光
を生成する。そしてこの平行光を受けてスリット光生成部４４でスリット４３の
形状に合わせた約５μｍ（幅）×約３５ｍｍ（長さ）の幅の狭いスリット光を生
成する。そして、この幅の狭いビーム状の平行光を受けて、第２シリンドリカル
レンズ４５はそのままの形状でスリット光を生成する。
このようにして、約５μｍと幅が狭く、かつ約３５ｍｍと長さのある均一でむ
らのないスリット光を生成することができる（図４参照）。
【００３５】
次に図１を用いて、本発明になるスリット光照射装置を用いた被測定パターン
の撮像について説明する。
まず、検査ワーク１を第１のスリット光照射装置４ａ，４ｂで照らし、第１の
ラインセンサカメラ３ａによって撮像すると共に、検査ワーク１を第２のスリッ
ト光照射装置４ｃ，４ｄで照らし、第２のラインセンサカメラ３ｂによって撮像
する。
【００３６】
このとき、第１のスリット光照射装置４ａ，４ｂは、それぞれ検査ワーク１の
線状の第１の撮像領域に対してこの第１の撮像領域と平行な線状の第１のスリッ
ト光を互いに異なる照射方向から斜方照射する。第１の撮像領域は、検査ワーク
１の基材１１の面に設定されている。すなわち、スリット光照射装置４ａからの
スリット光とスリット光照射装置４ｂからのスリット光は、検査ワーク１の基材
面で重なる。そして、第１のラインセンサカメラ３ａの焦点は、この第１の撮像
領域に合うように設定されている。
【００３７】
一方、第２のスリット光照射装置４ｃ，４ｄは、それぞれ検査ワーク１の線状
の第２の撮像領域に対してこの第２の撮像領域と平行な線状の第２のスリット光
を互いに異なる照射方向から斜方照射する。第２の照射領域は、検査ワーク１の
導体１２の上面に設定されている。すなわち、スリット光照射装置４ｃからのス
リット光とスリット光照射装置４ｄからのスリット光は、検査ワーク１の導体１
２の上面で重なる。そして、第２のラインセンサカメラ３ｂの焦点は、この第２
の撮像領域に合うように設定されている。
【００３８】
ラインセンサカメラ３ａ，３ｂは、スリット光の照射方向とは異なる方向から
第１、第２の撮像領域を撮像する。図５に示すように、スリット光照射装置４ａ
から照射されるスリット光をＩＢａ、スリット光照射装置４ｂから照射されるス
リット光をＩＢｂ、ラインセンサカメラ３ａに向かう反射光をＯＢａとすると、
スリット光ＩＢｂが反射光ＯＢａを挟んでスリット光ＩＢａと異なる側から照射
されるようにスリット光照射装置４ａ，４ｂが配置される。
【００３９】
同様に、スリット光照射装置４ｃから照射されるスリット光をＩＢｃ、スリッ
ト光照射装置４ｄから照射されるスリット光をＩＢｄ、ラインセンサカメラ３ｂ
に向かう反射光をＯＢｂとすると、スリット光ＩＢｄが反射光ＯＢｂを挟んでス
リット光ＩＢｃと異なる側から照射されるようにスリット光照射装置４ｃ，４ｄ
が配置される。２つのスリット光照射装置４ａ，４ｂを使って、対向する２方向
から斜方照射するのは、検査ワーク１上の導体によって陰ができないようにする
ためである。スリット光照射装置４ｃ，４ｄを用いる理由も同じである。
【００４０】
図６（Ａ）は第１のスリット光照射装置４ａ，４ｂから検査ワーク１上に照射
されたスリット光と第１のラインセンサカメラ３ａの第１の撮像領域を示す平面
図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の検査ワーク１の断面図である。スリット光ＩＢａ，
ＩＢｂが検査ワーク１に対して斜め上方から照射されることと、図６（Ｂ）に示
すように検査ワーク１の導体１２が台形状の断面形状をしていることから、検査
ワーク１に当たったときのスリット光ＩＢａ，ＩＢｂは図６（Ａ）のような形状
となる。このとき、第１のラインセンサカメラ３ａから出力される画像信号は図
７のようになる。
【００４１】
図７において、Ｓ１１は画像信号のうち基材１１に相当する部分、Ｓ１２は導
体１２に相当する部分である。図６（Ａ）に示すラインセンサカメラ３ａの撮像
領域のうち導体１２の部分にはスリット光ＩＢａ，ＩＢｂが当たっていないので
、画像信号の導体１２に相当する部分Ｓ１２は暗くなり、基材１１に相当する部
分Ｓ１１は明るくなる。
【００４２】
このようにして、所望の検査ワーク１の撮像が可能となる。そして、本発明に
なるスリット光照射装置を用いるので、幅約５μｍで長さ約３５ｍｍに渡って輝
度が均一でむらのないスリット光が照射されるので、明るいところは一定の輝度
の明るさで、暗いところは一定の暗さで撮像が可能となるから、撮像された被測
定パターンを２値化処理するときに安定した確実な処理が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、グリーンシートあるいはフィルムキャリア等に印刷又はエッチング
により形成されたパターンの検査の照明装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるパターン検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明になるスリット光照射装置の概略断面図である。
【図３】本発明になるスリット光照射装置に用いられる予め決められた幅のスリット光を生成するスリット光生成部であるガラスマスクの平面概要図である。
【図４】本発明になるスリット光照射装置から照射されるスリット光の模式図である。
【図５】検査ワークに入射するスリット光と反射光の関係を説明するための図である。
【図６】第１の照明装置から検査ワーク上に照射されたスリット光と第１のラインセンサカメラの第１の撮像領域を示す平面図及び検査ワークの断面図である。
【図７】図６の検査ワークを撮像したときに第１のラインセンサカメラから出力される画像信号の波形図である。
【図８】従来の光照射装置を用いたパターン検査装置を示す図である。
【図９】もう一つ従来の光照射装置を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  検査ワーク
２  Ｘ−Ｙテーブル
３ａ、３ｂ  ラインセンサカメラ
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  スリット光照射装置
５  画像処理装置
６  ホストコンピュータ
７  表示装置
４０  光ガイド
４１  積分円盤球
４２、４５  シリンドリカルレンズ
４３  スリット
４４  ガラスマスク
４６  ランプハウス
【図１】
2006317391.tif 000003
【図２】
2006317391.tif 000004
【図３】
2006317391.tif 000005
【図４】
2006317391.tif 000006
【図５】
2006317391.tif 000007
【図６】
2006317391.tif 000008
【図７】
2006317391.tif 000009
【図８】
2006317391.tif 000010
【図９】
2006317391.tif 000011