JPH01250847A - 自動高速光学検査装置 - Google Patents
自動高速光学検査装置Info
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- JPH01250847A JPH01250847A JP1039187A JP3918789A JPH01250847A JP H01250847 A JPH01250847 A JP H01250847A JP 1039187 A JP1039187 A JP 1039187A JP 3918789 A JP3918789 A JP 3918789A JP H01250847 A JPH01250847 A JP H01250847A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ｉ匹鬼遣」
本願はＬａｒｒｙ Ｍ、 Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ、 Ａｌ
ｅｘａｎｄｅｒ ＢｒｕｎｄｙおよびＣｕｒｔ Ｉｌ、
Ｃｂａｄｗｉｃｋの名前で出願され、本願と同じ譲り
受は人に譲渡された、ｒ ５Ｌａｂｌｅ ＩｎｓＬｒｕ
ｍｅｎｔ、 Ｂｃｎｃｔ＋ ＷｉＬｔ＋ １１ｃ
ｐｌｉｃａＬｅｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ５ｕｒｆ
ａｃＣ」という名称の別の特許出願に関係する。
ｅｘａｎｄｅｒ ＢｒｕｎｄｙおよびＣｕｒｔ Ｉｌ、
Ｃｂａｄｗｉｃｋの名前で出願され、本願と同じ譲り
受は人に譲渡された、ｒ ５Ｌａｂｌｅ ＩｎｓＬｒｕ
ｍｅｎｔ、 Ｂｃｎｃｔ＋ ＷｉＬｔ＋ １１ｃ
ｐｌｉｃａＬｅｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ５ｕｒｆ
ａｃＣ」という名称の別の特許出願に関係する。
本発明はプリント配線板等のような表面の自動検査に関
し、−層詳しくは、検出器としてＴＤＩセンサを用いて
いる表面の自動高速検査に関する。
し、−層詳しくは、検出器としてＴＤＩセンサを用いて
いる表面の自動高速検査に関する。
プリント配線板（ｐｗｂ）は、非導電性基板（ＦＲ−４
エポキシ・ガラス繊維複合材のような材料で作っである
）上に存在する成るパターンの導電体（１，４ミル厚銅
のような材料で作っである）を包含する。プリント配線
板の製作時、導゛屯性材料の頂面を意図的に粗面加工し
て、導電体へのフォトレジストの接合を助けることが多
い。粗面加工方法には、機械的研摩法、化学的エッチン
り法、電気メツキによる模様付き表面層の付与（たとえ
ば、いわゆる「二重処理鋼」で行なわれる）かある。そ
れぞれの粗面加工法はそれぞれ独特の表面Ｎ１織を生じ
させる。
エポキシ・ガラス繊維複合材のような材料で作っである
）上に存在する成るパターンの導電体（１，４ミル厚銅
のような材料で作っである）を包含する。プリント配線
板の製作時、導゛屯性材料の頂面を意図的に粗面加工し
て、導電体へのフォトレジストの接合を助けることが多
い。粗面加工方法には、機械的研摩法、化学的エッチン
り法、電気メツキによる模様付き表面層の付与（たとえ
ば、いわゆる「二重処理鋼」で行なわれる）かある。そ
れぞれの粗面加工法はそれぞれ独特の表面Ｎ１織を生じ
させる。
したがって、プリント配線板の光学検査用の機械の設計
では、■種々の表面組織を効果的に処理できるようにす
ることが必要であり、また、■できるたけ用途上の融通
性を与えるために、導電体か滑らかな表面を有するプリ
ント配線板を正しく検査できるようにすることも望まし
い。
では、■種々の表面組織を効果的に処理できるようにす
ることが必要であり、また、■できるたけ用途上の融通
性を与えるために、導電体か滑らかな表面を有するプリ
ント配線板を正しく検査できるようにすることも望まし
い。
検査のために不透明な光学面を照明する最も普及し・た
簡？Ｉｉな方法ては、被検査面を観察するのに用いるの
と同じレンズを通して照明を行ない、また、そのレンズ
て表面から反射あるいは散乱してきた光を集めている。
簡？Ｉｉな方法ては、被検査面を観察するのに用いるの
と同じレンズを通して照明を行ない、また、そのレンズ
て表面から反射あるいは散乱してきた光を集めている。
この方法は明視野垂直照明として広く知られており、簡
単には、明視野照明と呼ばれている。
単には、明視野照明と呼ばれている。
第２図は、プリント配線板を検査するのに明視野照明を
用いるときに特有の問題を示している。
用いるときに特有の問題を示している。
銅製導電体８（断面で示す）は絶縁基板９上にある。導
電体８の頂面ば粗い状態て示してある（ここては、説明
のために粗さ程度はかなり誇張してある）。照明はレン
ズ１１を通して行なわれ、このレンズは表面から反射あ
るいは散乱してきた光を観察するのにも用いられる。
電体８の頂面ば粗い状態て示してある（ここては、説明
のために粗さ程度はかなり誇張してある）。照明はレン
ズ１１を通して行なわれ、このレンズは表面から反射あ
るいは散乱してきた光を観察するのにも用いられる。
今ここで、導電体表面上の成る特定の点１３を検査する
ときのこのシステムの動作を考える。点１３は、説明の
便宜上、水平面からかなり傾斜した小さな領域内にある
ものとして選んだ。照明光線ｌ、２はレンズ１１の周縁
から点１３に到達する。点１３に達する他のすべての光
線は光線１．２間の角度で到達する。点１３のところの
表面の傾斜は、光ｆｊＩが反射して光線３となり、光線
２か反射して光線４となり、これらの光線３．４が共に
レンズ１１の開口部の外側に位置するように決めである
。他のすべての照明光線は光線３．４の間のどこかに反
射することになる。すなわち、照明光がレンズ１１に向
つて反射することがないということである。レンズ１１
の上方に殺竹してあって戻ってくる光線を観察するよう
になっている任意の光学的センサは点１３を黒点として
見る。これは点１３を出た光がいずれもレンズを通らな
いからである。
ときのこのシステムの動作を考える。点１３は、説明の
便宜上、水平面からかなり傾斜した小さな領域内にある
ものとして選んだ。照明光線ｌ、２はレンズ１１の周縁
から点１３に到達する。点１３に達する他のすべての光
線は光線１．２間の角度で到達する。点１３のところの
表面の傾斜は、光ｆｊＩが反射して光線３となり、光線
２か反射して光線４となり、これらの光線３．４が共に
レンズ１１の開口部の外側に位置するように決めである
。他のすべての照明光線は光線３．４の間のどこかに反
射することになる。すなわち、照明光がレンズ１１に向
つて反射することがないということである。レンズ１１
の上方に殺竹してあって戻ってくる光線を観察するよう
になっている任意の光学的センサは点１３を黒点として
見る。これは点１３を出た光がいずれもレンズを通らな
いからである。
ここて説明している一般的な観点は、粗面を明視野垂直
照明て観察したときにその表面の急傾斜部分か暗く見え
かちであり、表面の全体的な様相か変化の大きいまたら
となるということにある。
照明て観察したときにその表面の急傾斜部分か暗く見え
かちであり、表面の全体的な様相か変化の大きいまたら
となるということにある。
光゛′を検査機械にとっては、銅領域と絶縁材償球を区
別てきることが必要である。これは、しばしば、導電性
領域か少なくとも選定した波長では絶縁領域よりも反射
性が高いという事実の利点を採用することによって行な
われる。電子ロジックか用いられており、これは暗憤域
を絶縁性と識別し、明領域を導電性と識別する。照明光
学系が導電性領域をまだらに見せる場合には、導電性領
域の成る部分が絶縁性と誤って識別されることになる。
別てきることが必要である。これは、しばしば、導電性
領域か少なくとも選定した波長では絶縁領域よりも反射
性が高いという事実の利点を採用することによって行な
われる。電子ロジックか用いられており、これは暗憤域
を絶縁性と識別し、明領域を導電性と識別する。照明光
学系が導電性領域をまだらに見せる場合には、導電性領
域の成る部分が絶縁性と誤って識別されることになる。
この問題についての公知の解決策は、比較的大きい領域
にわたって観察した反射率値を平均し、粗面・模様付き
銅の場合でも、平均反射率が基板材料の平均反射率より
も高いことが多いという事実の利点を採用することであ
る。しかしながら、この方法は平均化する領域よりも小
さいサイズの実際に銅の欠けている欠陥を検出するには
実用的でないという欠点を有する。
にわたって観察した反射率値を平均し、粗面・模様付き
銅の場合でも、平均反射率が基板材料の平均反射率より
も高いことが多いという事実の利点を採用することであ
る。しかしながら、この方法は平均化する領域よりも小
さいサイズの実際に銅の欠けている欠陥を検出するには
実用的でないという欠点を有する。
従来方法ての照明器の開口数（ＮＡ）、すなわち、 Ｎ
Ａ＝ｓ ｉ ｎ （ｆ７）を定義した場合（ココで、θ
は表面に直角な光線と極端な照明光線との角度である）
、照明のＮＡは少なくとも約０゜７ＮＡてなければなら
なず、０．８ＮＡより大きいと好ましい。さらに、照明
はあらゆる入射角にわたって一定の強さくワット／ステ
ラジアン／ｃｍ２）てなければならない（すなわち、準
ランベルト）。
Ａ＝ｓ ｉ ｎ （ｆ７）を定義した場合（ココで、θ
は表面に直角な光線と極端な照明光線との角度である）
、照明のＮＡは少なくとも約０゜７ＮＡてなければなら
なず、０．８ＮＡより大きいと好ましい。さらに、照明
はあらゆる入射角にわたって一定の強さくワット／ステ
ラジアン／ｃｍ２）てなければならない（すなわち、準
ランベルト）。
本発明の功績は、粗面・模様付き表面の見掛上のまだら
模様を光学的に減らすことによって、大面琶の平均化を
避けることを可能にし、その結果、導電性を欠いた材料
のより小さな領域を検出するのを可能としたことにある
。
模様を光学的に減らすことによって、大面琶の平均化を
避けることを可能にし、その結果、導電性を欠いた材料
のより小さな領域を検出するのを可能としたことにある
。
場合によっては０．９を超えることもある開口数まて広
範囲の角度でも合焦点照明を行なうことは新規ではない
。たとえば、高ＮＡ対物レンズを用いる高倍率顕微鏡で
用いられる明視野垂直照明てこのような照明か行なわれ
る。このような！ｌｉ１微鏡の最良のものでは、０．９
５のオーダーの照明ＮＡを得ている。しかしながら、こ
のようなｇＡ微鏡での照明の強度は入射角と無関係では
ない。大きな角度では強い湾曲のレンズ要素の透過率が
低下するのて、このような対物レンズで行なう照明は直
角から離れた角度になるにつれてかなり弱くな−る。
範囲の角度でも合焦点照明を行なうことは新規ではない
。たとえば、高ＮＡ対物レンズを用いる高倍率顕微鏡で
用いられる明視野垂直照明てこのような照明か行なわれ
る。このような！ｌｉ１微鏡の最良のものでは、０．９
５のオーダーの照明ＮＡを得ている。しかしながら、こ
のようなｇＡ微鏡での照明の強度は入射角と無関係では
ない。大きな角度では強い湾曲のレンズ要素の透過率が
低下するのて、このような対物レンズで行なう照明は直
角から離れた角度になるにつれてかなり弱くな−る。
したがって、本発明は準ランベルト合焦点照明を行なう
という事実によって区別される。
という事実によって区別される。
発明の概要
本発明の好ましい実施例によれば、基板検査装置および
方法と照明装置とが得られる。この検査装置および方法
は基板の表面の所望の特徴を記憶する記憶装置と、検査
しようとしている基板の表面の成る領域をほぼ均一に照
明するための合焦点照明器とを包含する。さらに、照明
器によって照明される基板領域を結像するセンサと、記
憶装置およびセンサに応答して基板の結像領域を基板の
記憶された所望特徴と比較する比較器とが設けられてい
る。
方法と照明装置とが得られる。この検査装置および方法
は基板の表面の所望の特徴を記憶する記憶装置と、検査
しようとしている基板の表面の成る領域をほぼ均一に照
明するための合焦点照明器とを包含する。さらに、照明
器によって照明される基板領域を結像するセンサと、記
憶装置およびセンサに応答して基板の結像領域を基板の
記憶された所望特徴と比較する比較器とが設けられてい
る。
照明装置は幅の狭い線形領域に沿ってほぼ均一な合焦点
照明を行なうようになっている。この照明装置は楕円円
筒形の第１、第２、第３の反射器を包含し、各反射器の
長軸が他の反射器の長軸とほぼ平行になっている。第４
、第５の反射器も設けであり、それぞれか平らであり、
互いに平行にかつ前記第１、第２．第３の反射器の各々
の両端に装着しであり、また、第１、第２、第３の線形
光源かそれぞれ前記第１ 、第２、第３の反射器の対応
するものに対して平行に装着しであり、各線形光源か対
応する反射器の第１焦点のところにありかつ照明された
線形領域が第１．第２．第３の各反射器の第２焦点のと
ころにあるように装着してある。
照明を行なうようになっている。この照明装置は楕円円
筒形の第１、第２、第３の反射器を包含し、各反射器の
長軸が他の反射器の長軸とほぼ平行になっている。第４
、第５の反射器も設けであり、それぞれか平らであり、
互いに平行にかつ前記第１、第２．第３の反射器の各々
の両端に装着しであり、また、第１、第２、第３の線形
光源かそれぞれ前記第１ 、第２、第３の反射器の対応
するものに対して平行に装着しであり、各線形光源か対
応する反射器の第１焦点のところにありかつ照明された
線形領域が第１．第２．第３の各反射器の第２焦点のと
ころにあるように装着してある。
衷−」Ｌ−週
システムｌ！観
第１図には１本発明の検査装置１０の全体的なブロック
図が示してある。この検査装置ｌＯにおけるテスト法は
、基本的には、検査しようとしている表面と成る選定し
た良好な基板の表面とを比較することである。本発明に
おいては、テストしている基板の表面パターンを既知の
良好な基板上の観察パターンとの直接の比較というより
もむしろ、既知の良好な基板上のパターンの基本的な特
性を記憶装置に記憶しておき、検査しようとしている基
板の観察した特性を予め記憶しておいた特性と比較する
のである。ここに開示した検査装置の意図した用途はウ
ェファ−、マスク、プリント配線板、光学工具等の検査
である。
図が示してある。この検査装置ｌＯにおけるテスト法は
、基本的には、検査しようとしている表面と成る選定し
た良好な基板の表面とを比較することである。本発明に
おいては、テストしている基板の表面パターンを既知の
良好な基板上の観察パターンとの直接の比較というより
もむしろ、既知の良好な基板上のパターンの基本的な特
性を記憶装置に記憶しておき、検査しようとしている基
板の観察した特性を予め記憶しておいた特性と比較する
のである。ここに開示した検査装置の意図した用途はウ
ェファ−、マスク、プリント配線板、光学工具等の検査
である。
本発明の実施例における検査装置１０はＣＰＵ２６を有
するコンピュータ制御システムであり、このＣＰＵはデ
ータバス４０を経てシステムの他の種々の構成要素と連
絡している。データバス４０に接続した検査装置中の他
の構成要素としては、ＲＯＭ３０．ＲＡＭ３２、モニタ
３４、ＸＹサーボ制御器３６、位置センサ３８および画
像処理装置２５がある。検査装置に使用者か働きかける
ことができるようにキーボード２８か設けであり、基板
１４の検査を開始し、手動で制御できるようになってい
る。さらに、基板１４の現在観察されつつある領域を使
用者に視・覚を通じてフィードバックくさせるためにモ
ニタ３４が設けである。ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３０はＣＰ
Ｕ制御システムにおける通常の機能を行なうために設け
である。ｘＹサーボ制御器３６はＸＹステージ１２に機
械的に連結してあって基板１４をＣＰＵ２６の制御の下
に所望１位置まで移動させる。位置センサ３８はステー
ジ１２のＸ位置とＹ位置を決定するための線形スケール
である。基板１４のすぐ上には光学照明器２０が装着し
であり、これは基板１４の表面を光線１６で照明するも
のであり、また、この照明器を通じて基板の表面を光線
１８．１８′を介してセンサ２４で観察されるようにな
っている。センサ２４は、基板１４の表面の観察像を画
像処理装置２５に送られる電気信号に変換する。画像処
理装置２５は、セフサ２４力ゝらの信号を処理して検出
された像を増１咄すると共に、データを■構築してそれ
を圧縮し・ ＲＡＭ３２て受は取ったデータを格納する
に必要な記憶量を最小限に抑える。
するコンピュータ制御システムであり、このＣＰＵはデ
ータバス４０を経てシステムの他の種々の構成要素と連
絡している。データバス４０に接続した検査装置中の他
の構成要素としては、ＲＯＭ３０．ＲＡＭ３２、モニタ
３４、ＸＹサーボ制御器３６、位置センサ３８および画
像処理装置２５がある。検査装置に使用者か働きかける
ことができるようにキーボード２８か設けであり、基板
１４の検査を開始し、手動で制御できるようになってい
る。さらに、基板１４の現在観察されつつある領域を使
用者に視・覚を通じてフィードバックくさせるためにモ
ニタ３４が設けである。ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３０はＣＰ
Ｕ制御システムにおける通常の機能を行なうために設け
である。ｘＹサーボ制御器３６はＸＹステージ１２に機
械的に連結してあって基板１４をＣＰＵ２６の制御の下
に所望１位置まで移動させる。位置センサ３８はステー
ジ１２のＸ位置とＹ位置を決定するための線形スケール
である。基板１４のすぐ上には光学照明器２０が装着し
であり、これは基板１４の表面を光線１６で照明するも
のであり、また、この照明器を通じて基板の表面を光線
１８．１８′を介してセンサ２４で観察されるようにな
っている。センサ２４は、基板１４の表面の観察像を画
像処理装置２５に送られる電気信号に変換する。画像処
理装置２５は、セフサ２４力ゝらの信号を処理して検出
された像を増１咄すると共に、データを■構築してそれ
を圧縮し・ ＲＡＭ３２て受は取ったデータを格納する
に必要な記憶量を最小限に抑える。
作動にあたって、使用者は、まず、検査しようとしてい
る基板１４の表面」二のパターンのデザイン特性をＲＡ
Ｍ３２に記憶させる。これらの特性は位置、特性、連結
性の情報を含んでいる。これは２つの方法、たとえば、
パターンを発生させるのに用いられるデータベースから
、あるいは、ＸＹステージ１２上に「黄金板」基板１４
を置き、照明器２０の下を移動させたときに影像捕捉シ
ステムてその特性を自動的に入力することによって行な
われ得る。「黄金板」というのは、成る装置を、良々ｆ
であると知られている別の装置と比較することによって
テストする場合あるいは欠陥か発見され、データを補正
する場合のテスト分野て用いられる技術用語である。
る基板１４の表面」二のパターンのデザイン特性をＲＡ
Ｍ３２に記憶させる。これらの特性は位置、特性、連結
性の情報を含んでいる。これは２つの方法、たとえば、
パターンを発生させるのに用いられるデータベースから
、あるいは、ＸＹステージ１２上に「黄金板」基板１４
を置き、照明器２０の下を移動させたときに影像捕捉シ
ステムてその特性を自動的に入力することによって行な
われ得る。「黄金板」というのは、成る装置を、良々ｆ
であると知られている別の装置と比較することによって
テストする場合あるいは欠陥か発見され、データを補正
する場合のテスト分野て用いられる技術用語である。
選んだ影像センサ、たとえば、ＴＤＩセンサとのＭ１合
わせて以下に述べる種々の照明技術を使用する°ことに
よって、プリント配線板のような基板の表面は、毎秒２
５インチ（６３，５センチメートル）の速度で基板を照
［Ｊｊ器の下の直線路に沿って移動させながら検査する
ことかてきる。
わせて以下に述べる種々の照明技術を使用する°ことに
よって、プリント配線板のような基板の表面は、毎秒２
５インチ（６３，５センチメートル）の速度で基板を照
［Ｊｊ器の下の直線路に沿って移動させながら検査する
ことかてきる。
光学照明器
本発明の基本的な実施例の１つは、検査しようとしてい
る加工片上方にてきるかぎり均一な照明野を与え、また
ら模様の影響を最大限に抑えることのてきる照明装置で
ある。
る加工片上方にてきるかぎり均一な照明野を与え、また
ら模様の影響を最大限に抑えることのてきる照明装置で
ある。
本発明の光学照明器２０は第２図の照明光線５を考察す
ることによ）て理解して貰えよう。この光線はレンズ１
１の開口の外側から、成る角度で照明システム（図示せ
ず）によって与えられる。光線５は点１３のところて傾
斜面によって反射されて光ｙｊ６となり、この光線はレ
ンズ１１に入射する。この光線は、センサ上に結像した
とき、点１３まわりの表面領域を明領域とするように作
用する。ｔ５２図についての説明で例示する理由付けは
、粗面のまたら模様が、大きな角度て照明光線をかえる
ことによってかなり減少するかあるいは除去ずらされ、
表面の成る特定の切載の局部的な傾斜かあるところでは
とこても、観察用レンズに反射させようとしている適切
な角度で利用てきる照明光線か常に存在するということ
を証明することにある。
ることによ）て理解して貰えよう。この光線はレンズ１
１の開口の外側から、成る角度で照明システム（図示せ
ず）によって与えられる。光線５は点１３のところて傾
斜面によって反射されて光ｙｊ６となり、この光線はレ
ンズ１１に入射する。この光線は、センサ上に結像した
とき、点１３まわりの表面領域を明領域とするように作
用する。ｔ５２図についての説明で例示する理由付けは
、粗面のまたら模様が、大きな角度て照明光線をかえる
ことによってかなり減少するかあるいは除去ずらされ、
表面の成る特定の切載の局部的な傾斜かあるところでは
とこても、観察用レンズに反射させようとしている適切
な角度で利用てきる照明光線か常に存在するということ
を証明することにある。
表面の成る部分か傾斜している可能性のある各角度につ
いて、成る特定のグループの照明光線がその表面から観
察用レンズに反射させられることになる。種々の角度で
傾斜した表面かセンサにとって均等に明るいと判断てき
るようにするために、種ノ？のクループの光線がすべて
同し強度であることか重要である。処理しようとしてい
る表面」二に位置し、光を見ている仮想観察者を想定す
れば、光が均等な強度であらゆる方向から到達すること
、すなわち、観察者か均一な輝度の天井の下に位置して
いることは明らかである。
いて、成る特定のグループの照明光線がその表面から観
察用レンズに反射させられることになる。種々の角度で
傾斜した表面かセンサにとって均等に明るいと判断てき
るようにするために、種ノ？のクループの光線がすべて
同し強度であることか重要である。処理しようとしてい
る表面」二に位置し、光を見ている仮想観察者を想定す
れば、光が均等な強度であらゆる方向から到達すること
、すなわち、観察者か均一な輝度の天井の下に位置して
いることは明らかである。
ランベルト拡散面、たとえば、乳白色ガラス片か観察者
のすぐ上に位置しており、また、空間的に均一な照明光
がこの表面を貫いて送られてくる場合、上記の照明条件
か関係してくる。ランベルト面は等しい光学的なパワー
密度を等しい立体角て照射するものであり、任意の方向
から表面を見ている観察者は同し明るさを見ることにな
る。加工片上に位置する仮想観察者は乳白色ガラス天井
を見上げており、その見ている方向がどの方向てあろう
と、この観察者は彼か見ている点のところて乳白色ガラ
スの頂面に当る光の強度に比例する強度の光を見ること
になる。したかって、乳白色ガラスの頂面に入射する光
の空間的な均一性は観察領域て見られる光の角度の均一
性となろう。
のすぐ上に位置しており、また、空間的に均一な照明光
がこの表面を貫いて送られてくる場合、上記の照明条件
か関係してくる。ランベルト面は等しい光学的なパワー
密度を等しい立体角て照射するものであり、任意の方向
から表面を見ている観察者は同し明るさを見ることにな
る。加工片上に位置する仮想観察者は乳白色ガラス天井
を見上げており、その見ている方向がどの方向てあろう
と、この観察者は彼か見ている点のところて乳白色ガラ
スの頂面に当る光の強度に比例する強度の光を見ること
になる。したかって、乳白色ガラスの頂面に入射する光
の空間的な均一性は観察領域て見られる光の角度の均一
性となろう。
このような照明器は、乳白色ガラスか対象物の観察を妨
げるという理由のためだけで使用できない。本発明の照
明器は理想的なランベルト照明器を有用な程度まで近づ
ける実用的な照明器である。これは準ランベルト照明器
と呼ぶことができる。
げるという理由のためだけで使用できない。本発明の照
明器は理想的なランベルト照明器を有用な程度まで近づ
ける実用的な照明器である。これは準ランベルト照明器
と呼ぶことができる。
またら模様をまったく抑制できないいくつかの粗面形態
かある。これは第３図を考察することによって理解でき
る。導電体８の表面上の点２０５は天井！１１！明に接
近し難いほど水平面からかなり傾斜している。光線２０
１．２０２は点２０５からレンズ１１の境界面まで延び
ている。
かある。これは第３図を考察することによって理解でき
る。導電体８の表面上の点２０５は天井！１１！明に接
近し難いほど水平面からかなり傾斜している。光線２０
１．２０２は点２０５からレンズ１１の境界面まで延び
ている。
光線２０３．２０４は反射して光線２０１゜２０２とな
るように与えた照明光線である。これらの光線は導電体
８の内部から来るものであるか（これは不可能である）
、あるいは、導電体表面上の他の点からの反射した後に
点２０５に到達したものであるはずである。表面材料の
反射率が不完全であるから、点２０５のように間接照明
点は天井によって直接照明される点よりも暗く見えるこ
とになる。
るように与えた照明光線である。これらの光線は導電体
８の内部から来るものであるか（これは不可能である）
、あるいは、導電体表面上の他の点からの反射した後に
点２０５に到達したものであるはずである。表面材料の
反射率が不完全であるから、点２０５のように間接照明
点は天井によって直接照明される点よりも暗く見えるこ
とになる。
またら模様を完全に抑制することが理論的にできないと
いうことにもかられらす、本発明者等は、加工片上方の
天井照明を均一にすればするほど、より効果的にまだら
模様を抑制てきることを経験的に観察した。まだら模様
抑制を最適に行なった場合、暗い相領域を絶縁材と誤識
別することによる失敗なしに導電体パターンにあり得る
最小の欠陥も見出せるように検査アルゴリズムを調節す
ることができる。
いうことにもかられらす、本発明者等は、加工片上方の
天井照明を均一にすればするほど、より効果的にまだら
模様を抑制てきることを経験的に観察した。まだら模様
抑制を最適に行なった場合、暗い相領域を絶縁材と誤識
別することによる失敗なしに導電体パターンにあり得る
最小の欠陥も見出せるように検査アルゴリズムを調節す
ることができる。
準ランベルト照明器を用いた実験で収集したデータに基
いて、第４図のヒストグラムは銅て覆われた対象物（プ
リント配線板から切り出した小片サンプル）の領域に対
する画素強度の分布と。
いて、第４図のヒストグラムは銅て覆われた対象物（プ
リント配線板から切り出した小片サンプル）の領域に対
する画素強度の分布と。
絶縁ＦＲ４基板が露出した領域に対する別の分布状態と
を示している。本発明者等は、照明の開口、数を変えな
がら、銅ピークの幅をその平均値の関数として観察した
。この関数は第５図にプロウドしてある。
を示している。本発明者等は、照明の開口、数を変えな
がら、銅ピークの幅をその平均値の関数として観察した
。この関数は第５図にプロウドしてある。
ここで明らかなように、開口数が実験の限界まで大きく
なるにつれてピークは狭くなる。これらのデータは、銅
粗面の見掛上のまだら模様を最小限に抑えるという観点
から、可能性のある最高の照明開口数を持ち、開口数か
少なくとも０゜７ＮＡを超え、好ましくは０．８ＮＡを
超えることが望ましいことを示している。
なるにつれてピークは狭くなる。これらのデータは、銅
粗面の見掛上のまだら模様を最小限に抑えるという観点
から、可能性のある最高の照明開口数を持ち、開口数か
少なくとも０゜７ＮＡを超え、好ましくは０．８ＮＡを
超えることが望ましいことを示している。
また、第２図、第３図が成る特定の横断面において照明
が均一であるように示してある横断面を示しているが、
対象物まわりのあらゆる方向て均一性を持つことが望ま
しいことも了解されたい。
が均一であるように示してある横断面を示しているが、
対象物まわりのあらゆる方向て均一性を持つことが望ま
しいことも了解されたい。
これを行なわなかった場合、たとえば、北方向で法線か
ら４０度傾斜した小さい表面領域は東方向に傾斜した基
本表面領域から異なった見掛上の輝度を持つことになる
。
ら４０度傾斜した小さい表面領域は東方向に傾斜した基
本表面領域から異なった見掛上の輝度を持つことになる
。
実験から得た一般法則は、天井のあらゆる部分かてきる
かぎり最大の程度まで均一に光て満たされていて粗面の
見掛上のまたら模様を最小限に抑えなければならないと
いうことである。
かぎり最大の程度まで均一に光て満たされていて粗面の
見掛上のまたら模様を最小限に抑えなければならないと
いうことである。
準ランベルト照明には、まだら模様の低減という利点に
加えて、光学検査システムで導電線の底縁を見る能力を
改仰できるという利点がある。
加えて、光学検査システムで導電線の底縁を見る能力を
改仰できるという利点がある。
第２図を参照して、ここでは、導電線の縁７か垂直面に
対して成る角度で傾斜していて、導電線の幅か頂面より
も底面て大きくなっているということに注目されたい。
対して成る角度で傾斜していて、導電線の幅か頂面より
も底面て大きくなっているということに注目されたい。
普通の一検査要件は、底のところで隣り合った導電体間
のギャップを決定することにある。なぜならば、底のと
ころで最も接近距離が小さくなり、導電体が短絡する可
能性が大きいからである。明視野照明は、普通は、７の
ような縁を暗く見せ、縁７が観察用レンズに明視野光線
を反射しないために基板材料と区別できなくなる。した
がって、導電体の頂面しか見えないので頂面のところて
導電体の幅を測定させるという傾向が明視野照明にはあ
る。プリント配線板上に見える種々の縁輪郭の多くにと
って、導電体縁を見えるようにする光線を与え、導電体
の幅および間隔を導電体輪郭の底で測定できるようにす
るという点で準ランベルト照明の使用が役立つことは理
解てきよう。照明器に対する一般的な要件は、光学的視
野における光の強さがＴＤＩセンサの長さ（Ｙ方向）に
沿ってほぼ均一であるということにある。しかしながら
、Ｘ方向では、すなわち、ステージの移動方向（ＴＤＩ
センサの長軸に対して直角）では均一である必要はない
。これはその方向でのＴＤＩセンサの積分能力による。
のギャップを決定することにある。なぜならば、底のと
ころで最も接近距離が小さくなり、導電体が短絡する可
能性が大きいからである。明視野照明は、普通は、７の
ような縁を暗く見せ、縁７が観察用レンズに明視野光線
を反射しないために基板材料と区別できなくなる。した
がって、導電体の頂面しか見えないので頂面のところて
導電体の幅を測定させるという傾向が明視野照明にはあ
る。プリント配線板上に見える種々の縁輪郭の多くにと
って、導電体縁を見えるようにする光線を与え、導電体
の幅および間隔を導電体輪郭の底で測定できるようにす
るという点で準ランベルト照明の使用が役立つことは理
解てきよう。照明器に対する一般的な要件は、光学的視
野における光の強さがＴＤＩセンサの長さ（Ｙ方向）に
沿ってほぼ均一であるということにある。しかしながら
、Ｘ方向では、すなわち、ステージの移動方向（ＴＤＩ
センサの長軸に対して直角）では均一である必要はない
。これはその方向でのＴＤＩセンサの積分能力による。
この積分能力により、センサの視野を横切って積分され
た全エネルギが視野の全長にわたって均一であるかぎり
、Ｘ方向において光が任意の強度分布を持つことができ
る。これにより、ＴＤＩセンサのための照明器は両方の
軸線に沿ってほぼ一定の光を必要とする従来の面積型セ
ンサよりも容易に製作することかできる。この積分能力
はセンサの表面に積って画素を塞ぐ塵埃粒子に対する許
容度を高めることにもなる。その影響はＴＤＩセンサに
よって簡単に積分、排除される。
た全エネルギが視野の全長にわたって均一であるかぎり
、Ｘ方向において光が任意の強度分布を持つことができ
る。これにより、ＴＤＩセンサのための照明器は両方の
軸線に沿ってほぼ一定の光を必要とする従来の面積型セ
ンサよりも容易に製作することかできる。この積分能力
はセンサの表面に積って画素を塞ぐ塵埃粒子に対する許
容度を高めることにもなる。その影響はＴＤＩセンサに
よって簡単に積分、排除される。
ａ１重合点式べへランベルト照明
たいていの拡散型照明の欠点、特に、準ランベル１〜型
照明のたいていの結像実行の際の欠点は光の無駄か多い
という点にある。
照明のたいていの結像実行の際の欠点は光の無駄か多い
という点にある。
高速光学検査機械の設計ては、システム性能は利用てき
る光の量によって制限されることか多い。もし大量の光
を犠牲にして準ランベルト照明を行なう場合、機械の速
度を落して最適な信号対ノイズの比を維持する必要かあ
るかも知れない。
る光の量によって制限されることか多い。もし大量の光
を犠牲にして準ランベルト照明を行なう場合、機械の速
度を落して最適な信号対ノイズの比を維持する必要かあ
るかも知れない。
未発ＩＪＴＪの木質的な特徴は、少なくとも１つの軸線
に焦点合せ要素を設置し、非観察領域を照明するという
光の無駄を最小限に抑えなからセンサによって観察しよ
うとしている限られた領域内で準ランベルト照明を行な
うということにある。
に焦点合せ要素を設置し、非観察領域を照明するという
光の無駄を最小限に抑えなからセンサによって観察しよ
うとしている限られた領域内で準ランベルト照明を行な
うということにある。
また、準ランベルト照明を制限するように照明制御用ス
リッ１−を設けることによってノイズを抑えるばかりて
なく信号を強めることによって信号・ノイズ比をさらに
軽減することかてきることも明らかてあろう。これは本
発明の第２の利点である。
リッ１−を設けることによってノイズを抑えるばかりて
なく信号を強めることによって信号・ノイズ比をさらに
軽減することかてきることも明らかてあろう。これは本
発明の第２の利点である。
さらに、後に明らかにするように、ほぼ線形の検出器ア
レイと共に作動するように設計した本発明の特別の実施
例では非常に長い視野にわたって効果的な合焦点高ＮＡ
照明を達成てきる。
レイと共に作動するように設計した本発明の特別の実施
例では非常に長い視野にわたって効果的な合焦点高ＮＡ
照明を達成てきる。
本発明の基本は合焦点準ランベルト照明の提供にあるが
、本発明の検査システムの有用性を最適化するように設
計に組み込むべき付加的な設計原理もある。本発明の光
学照明器２０の設計ては、観察用レンズは０．０６のＮ
Ａ、を持ち、照明ＮＡは約０．９である。
、本発明の検査システムの有用性を最適化するように設
計に組み込むべき付加的な設計原理もある。本発明の光
学照明器２０の設計ては、観察用レンズは０．０６のＮ
Ａ、を持ち、照明ＮＡは約０．９である。
周知のように、熱力学第２法則に則って、照明光学系は
発光源よりも大きい見掛上の輝度を得ることはできない
。実際面では、このことは、成る系で用いられる光源が
１０平方インチ（６４゜５平方センチメートル）の表面
積を持つとすれば、最も効率的な照明光学系があるとし
てそれは発せられた光のすべてを１０平方インチの面積
に送ることになるが、実際に入手できるていていの照明
器はｌＯ平方インチより大きい面積に光を広げてしまう
ことになる。したかって、成る準ランヘルド型照明器の
設計で効率を最大にしても、光源は照明しようとしてい
る面積に等しいかあるいはそれよりも小さい寸法としな
ければならないと結論できる。
発光源よりも大きい見掛上の輝度を得ることはできない
。実際面では、このことは、成る系で用いられる光源が
１０平方インチ（６４゜５平方センチメートル）の表面
積を持つとすれば、最も効率的な照明光学系があるとし
てそれは発せられた光のすべてを１０平方インチの面積
に送ることになるが、実際に入手できるていていの照明
器はｌＯ平方インチより大きい面積に光を広げてしまう
ことになる。したかって、成る準ランヘルド型照明器の
設計で効率を最大にしても、光源は照明しようとしてい
る面積に等しいかあるいはそれよりも小さい寸法としな
ければならないと結論できる。
効率的な準ランベルト型照明器の設計における第２の要
件は、少なくとも１つの軸線に焦点合せ１段を設け、光
源から自然に発散する光線が照明しようとしている対象
物に向って再収束するようにしなければならないという
ことである。
件は、少なくとも１つの軸線に焦点合せ１段を設け、光
源から自然に発散する光線が照明しようとしている対象
物に向って再収束するようにしなければならないという
ことである。
ｆ：５３の要件は、照明器に設けられたいかなる焦点合
せ要素と非焦点合せ要素の組合わせも対象物上方の天井
か１横断面からばかりでなくあらゆる角度からほぼ均一
に見えることを確保できるものでなければならないとい
うことである。この原理の成る応用例を合焦点準うンベ
ルト壓照明器の特別の白熱ランプについて以下に説明す
る。
せ要素と非焦点合せ要素の組合わせも対象物上方の天井
か１横断面からばかりでなくあらゆる角度からほぼ均一
に見えることを確保できるものでなければならないとい
うことである。この原理の成る応用例を合焦点準うンベ
ルト壓照明器の特別の白熱ランプについて以下に説明す
る。
本発明の照明器では、焦点合せ用光学要素は楕円形の円
筒であり、これらは１つの平面においてのみ収束を行な
う（第６図のミラー９０１．９０２．９０３参照）。平
らな端ミラー１１０２．１１０３（第７図）がランプ・
フィラメント９０７ａ、９０８ａ、９０９ａ）に対して
直角にかつミラー９０１．９０２．９０３の楕円形円筒
の軸線に対して直角に設けであり、これらの端ミラーは
楕円体の多重反射を行ない、ランプは非常に長いランプ
と均等となり、プリント配線板ターゲットから見たとき
に楕円形の反射器となる。したかって、端ミラー（１１
０２，１１０３）と円筒形の焦点合せ用ミラー（９０１
，９０２，９０３）の組合わせは対象物てあらゆる方向
において均一な天井が見えるという効果を奏する。
筒であり、これらは１つの平面においてのみ収束を行な
う（第６図のミラー９０１．９０２．９０３参照）。平
らな端ミラー１１０２．１１０３（第７図）がランプ・
フィラメント９０７ａ、９０８ａ、９０９ａ）に対して
直角にかつミラー９０１．９０２．９０３の楕円形円筒
の軸線に対して直角に設けであり、これらの端ミラーは
楕円体の多重反射を行ない、ランプは非常に長いランプ
と均等となり、プリント配線板ターゲットから見たとき
に楕円形の反射器となる。したかって、端ミラー（１１
０２，１１０３）と円筒形の焦点合せ用ミラー（９０１
，９０２，９０３）の組合わせは対象物てあらゆる方向
において均一な天井が見えるという効果を奏する。
表面検査のための合焦点準ランベルト型照明器の設計に
おいて、設計原理は加工片から照明光を発するフィラメ
ントに戻る光線を追跡することにある。システム製作公
差を考慮して、このような光線かすべてフィラメントの
占有する領域に均等に入射し、表面反射によって光線の
蒙る正味損失か２０％を超えず、好ましくは、１０％を
超えないようにしなければならない。
おいて、設計原理は加工片から照明光を発するフィラメ
ントに戻る光線を追跡することにある。システム製作公
差を考慮して、このような光線かすべてフィラメントの
占有する領域に均等に入射し、表面反射によって光線の
蒙る正味損失か２０％を超えず、好ましくは、１０％を
超えないようにしなければならない。
本発明の照明器においては予想もしなかつたことである
が、ほぼ線形の光源に対して効率の良い光学結合を行な
うことによって非常に大きい線形視野にわたって効率の
良い合焦点高ＮＡ照明を得ることかてきる。また、本発
明の照明器が両軸線においてほぼ均一な高ＮＡ照明を行
ない、照明光が影像センサ上に像を形成するのに用いる
のと同じレンズを通す必要なしに少なくとも１つの軸線
に合焦点することも予想しなかつたことである。
が、ほぼ線形の光源に対して効率の良い光学結合を行な
うことによって非常に大きい線形視野にわたって効率の
良い合焦点高ＮＡ照明を得ることかてきる。また、本発
明の照明器が両軸線においてほぼ均一な高ＮＡ照明を行
ない、照明光が影像センサ上に像を形成するのに用いる
のと同じレンズを通す必要なしに少なくとも１つの軸線
に合焦点することも予想しなかつたことである。
これは最適な設計を可能とし、センサ・レンズのコスト
を低減する。
を低減する。
ｂ、信号対ノイズ比を改善する取り外し自在のスリット
開口数か非常に高い照明を行なってプリント配線板を検
査する場合、驚くべき現象が生じる。これは高角度照明
を用いようとしている場合には克服しなければならない
。この現象は第８図、第９図に示してある。
査する場合、驚くべき現象が生じる。これは高角度照明
を用いようとしている場合には克服しなければならない
。この現象は第８図、第９図に示してある。
スリット組立体６０７か存在しないものとして第８図を
参照すると、合焦点型ランベルト照明システムは多くの
角度て光線を与える。照明光は光学センサて観察される
領域６０２に入射し、また、照明器の不完全さのために
、領域６０２の外側の領域にも入射する。光の無駄を防
ぐために余分な照明面積はてきるだけ小さくしなければ
ならないが、すべての光を領域６０２内に入射させるの
は不ａｆ俺である。
参照すると、合焦点型ランベルト照明システムは多くの
角度て光線を与える。照明光は光学センサて観察される
領域６０２に入射し、また、照明器の不完全さのために
、領域６０２の外側の領域にも入射する。光の無駄を防
ぐために余分な照明面積はてきるだけ小さくしなければ
ならないが、すべての光を領域６０２内に入射させるの
は不ａｆ俺である。
光線６０４，６０５．６０６はシステム内に存在する多
くの光線の例として選んである。光線６０４は導電体６
０３の一部に入射し、この導電体の影像を形成するよう
に作用する角度で反射するものとして示してある。光線
６０５はガラス繊維基板に入射し、基板材料を貫いて無
作為に拡散し、被ａＡ察領域６０２内の一点で出射する
。ここて、この光線は出射点での基板の見掛上の明るさ
にＪ″を献する。光線６０６は被観察領域６０２の外側
の一点て基板に入射し、被観察領域に拡散してから出射
する。したかって、光線６０６も被観察「１域６０２に
おいて基板の見掛上の明るさに貢献する。
くの光線の例として選んである。光線６０４は導電体６
０３の一部に入射し、この導電体の影像を形成するよう
に作用する角度で反射するものとして示してある。光線
６０５はガラス繊維基板に入射し、基板材料を貫いて無
作為に拡散し、被ａＡ察領域６０２内の一点で出射する
。ここて、この光線は出射点での基板の見掛上の明るさ
にＪ″を献する。光線６０６は被観察領域６０２の外側
の一点て基板に入射し、被観察領域に拡散してから出射
する。したかって、光線６０６も被観察「１域６０２に
おいて基板の見掛上の明るさに貢献する。
カラス繊ｍ製基板りの銅製導電体のパターンを観察する
通常モードは銅の見掛上の明るさかガラス繊維基板の見
掛上の明るさを超えるという事実。
通常モードは銅の見掛上の明るさかガラス繊維基板の見
掛上の明るさを超えるという事実。
に依存する。今、照明光の開口数を高めることについて
の、銅／ガラスａｍコントラストに対する影響を考える
。ＮＡが低いとき、銅の、ほぼ水平であると思われる成
る領域は明るく見えることになる。水平面から傾斜した
領域は暗く見えることになる。したがって、銅の反射率
のヒストクラムは、第９図の条件ｌてわかるように、広
がったものとなる。
の、銅／ガラスａｍコントラストに対する影響を考える
。ＮＡが低いとき、銅の、ほぼ水平であると思われる成
る領域は明るく見えることになる。水平面から傾斜した
領域は暗く見えることになる。したがって、銅の反射率
のヒストクラムは、第９図の条件ｌてわかるように、広
がったものとなる。
この同し低ＮＡ照明条件の下で、ガラス繊維基板に入射
する光線の大部分は光学系から逃げる角度で出射するこ
とになる。これらの光線のうちの無作為なサンプルは、
拡散後に、観察され得るような位置および角度て出射す
ることになる。基端内を移動しているときにすべての光
線が多重反射するために、光の強さは全体的に無作為と
なり、基板の全体的な明るさはむしろ均一に見えること
になる。拡散光の少なくとも半分が基板の被観察側より
もむしろ背面側に向って無作為に通過するために、そし
て、若干の光線か基板材料から出射することなく吸収さ
れるために、基板は全体的に銅よりも暗く見える。基板
の均質性および暗さは、第９図の条件ｌでは、基板材料
に対応するヒストグラム・ピークの狭さおよび小さい平
均輝度として現われる。 次に照明システムの開口数が
大きくなると状況がどう変わるかを考察する。最初から
明るかった粗領域は、ほぼ水平な領域に入射した付加的
な高角度光線か光学系の外に反射するために、明るさに
大きな変化はない、・最初から暗かった粗領域は先に説
明したように明るさを高める傾向にある。これの正味の
効果は、まだら模様を減らずことであるが、粗領域から
見たピーク輝度のレベルを大きく高めることはない。条
件２のヒストグラムについての効果は、銅ピークは狭く
なくるが、輝度軸線上で右にさらに移行することはない
。
する光線の大部分は光学系から逃げる角度で出射するこ
とになる。これらの光線のうちの無作為なサンプルは、
拡散後に、観察され得るような位置および角度て出射す
ることになる。基端内を移動しているときにすべての光
線が多重反射するために、光の強さは全体的に無作為と
なり、基板の全体的な明るさはむしろ均一に見えること
になる。拡散光の少なくとも半分が基板の被観察側より
もむしろ背面側に向って無作為に通過するために、そし
て、若干の光線か基板材料から出射することなく吸収さ
れるために、基板は全体的に銅よりも暗く見える。基板
の均質性および暗さは、第９図の条件ｌでは、基板材料
に対応するヒストグラム・ピークの狭さおよび小さい平
均輝度として現われる。 次に照明システムの開口数が
大きくなると状況がどう変わるかを考察する。最初から
明るかった粗領域は、ほぼ水平な領域に入射した付加的
な高角度光線か光学系の外に反射するために、明るさに
大きな変化はない、・最初から暗かった粗領域は先に説
明したように明るさを高める傾向にある。これの正味の
効果は、まだら模様を減らずことであるが、粗領域から
見たピーク輝度のレベルを大きく高めることはない。条
件２のヒストグラムについての効果は、銅ピークは狭く
なくるが、輝度軸線上で右にさらに移行することはない
。
拡散性基板材料への影響は異なる。基板の拡散作用のた
めに、材料に入射した光線は光学系て観察されるような
角度てのほぼ一定の出射変化を有する。午えられた照明
角度の範囲か広がるにつれて、基板に入射する光の全量
が増大し、それに比例して観察される明るさも増大する
。この状況は観察領域の外側で基板に入射する、光線６
０６のような光線によって促進される。したかって、こ
れらの光線は導電体の見掛は輝度にはなんら貢献せず、
拡散のために基板の見掛は輝度のみを増大させることに
なる。
めに、材料に入射した光線は光学系て観察されるような
角度てのほぼ一定の出射変化を有する。午えられた照明
角度の範囲か広がるにつれて、基板に入射する光の全量
が増大し、それに比例して観察される明るさも増大する
。この状況は観察領域の外側で基板に入射する、光線６
０６のような光線によって促進される。したかって、こ
れらの光線は導電体の見掛は輝度にはなんら貢献せず、
拡散のために基板の見掛は輝度のみを増大させることに
なる。
照明開口数を大きく高めるという正味の効果は、第９図
の条件１に示すように基板ピークか銅ピークに重なると
いうヒストクラムである。換Ｈすれば、基板上の最も高
い点は鋼上の最も暗い点よりも明るく見えるのである。
の条件１に示すように基板ピークか銅ピークに重なると
いうヒストクラムである。換Ｈすれば、基板上の最も高
い点は鋼上の最も暗い点よりも明るく見えるのである。
こうなると、コンピュータは銅と基板を明確に区別する
ことばてきない。本発明者等は、ヒストクラムにおける
銅ピークを狭くしてみたが、かえって別の非常に望まし
くない影響を引き出してしまった。
ことばてきない。本発明者等は、ヒストクラムにおける
銅ピークを狭くしてみたが、かえって別の非常に望まし
くない影響を引き出してしまった。
この現象を解決するには、基板上の狭い領域に照明光を
制限し、望ましくない影響のみを与−える光線６０６の
ような光線を排除する手段を加えるとよい。第８図に示
すスリット組立体６０７かこのような手段の１っである
。０．９ＮＡを用いた成る実験では、１．６ｍｍのスリ
ットを０゜８ｍｍのスリットに変えることによって、許
容不可の条件２のヒストグラムから第９図の条件３にお
けるような望ましいヒストクラムへの変化を見た。
制限し、望ましくない影響のみを与−える光線６０６の
ような光線を排除する手段を加えるとよい。第８図に示
すスリット組立体６０７かこのような手段の１っである
。０．９ＮＡを用いた成る実験では、１．６ｍｍのスリ
ットを０゜８ｍｍのスリットに変えることによって、許
容不可の条件２のヒストグラムから第９図の条件３にお
けるような望ましいヒストクラムへの変化を見た。
Ｃ，スペクトル選択フィルタ付きの白色光源プリント配
線板のための光学検査機械を設計するにあたっては、セ
ンサて検知される光の色を変えて特定の検査用途におい
てコントラストを最適化することかできると望ましい。
線板のための光学検査機械を設計するにあたっては、セ
ンサて検知される光の色を変えて特定の検査用途におい
てコントラストを最適化することかできると望ましい。
たとえば、エツチングの前に鋼上のパターン化したフォ
トレジストを検査すると望ましいことかときにはある。
トレジストを検査すると望ましいことかときにはある。
フォトレジスト・パターンに欠陥か発見されたならば、
フォトレジストを剥ぎ取って交換すれば基板を無駄にす
ることがない。フォトレジストは数種類の色て供給され
るのて、検査を上手にやるには、検査光波長を選択して
フォトレジストと銅のコントラストを最適化する必要か
ある。
フォトレジストを剥ぎ取って交換すれば基板を無駄にす
ることがない。フォトレジストは数種類の色て供給され
るのて、検査を上手にやるには、検査光波長を選択して
フォトレジストと銅のコントラストを最適化する必要か
ある。
たとえば、第１０図はＤｕｐｏｎｔ
Ｒｉｓｔｏｎ （ＴＭ）２１５Ｒ（市仄の赤色）オドレ
ジスト材）の透過スペクトルを示している。
ジスト材）の透過スペクトルを示している。
５００〜５７５ｎｍの範囲に検査波長を制限することに
よって、フォトレジストは暗く見え、銅は明るく見える
ようにすることかてきる。この場合、銅の反射率は５０
０ｎｍにおける約６３％から５７５ｎｍにおける約８０
％まで変化する。
よって、フォトレジストは暗く見え、銅は明るく見える
ようにすることかてきる。この場合、銅の反射率は５０
０ｎｍにおける約６３％から５７５ｎｍにおける約８０
％まで変化する。
光学検査機械がプリント配線板の検査において最高の適
応性を持つためには、次の構成要素か考えられる。
応性を持つためには、次の構成要素か考えられる。
（ａ）１種々の材料の検査を最適化するために種々のフ
ィルタの選択を行なえるようにした互換性のある色フィ
ルタ（第６図の９１５）。
ィルタの選択を行なえるようにした互換性のある色フィ
ルタ（第６図の９１５）。
（ｂ）、広いスペクトル範囲、たとえば、５００〜７０
０ｎｍにわたってかなりのエネルギを利用てきる光源。
０ｎｍにわたってかなりのエネルギを利用てきる光源。
（Ｃ）、光源の全有効スペクトル帯域にわたって応答性
を持つ影像センサ。
を持つ影像センサ。
（ｄ）、 機械か狭い帯域のフィルタ（たとえば、ＴＤ
Ｉセンサ）、物理的な寸法が本発明のフォトセンサで観
察される領域の寸法と同じである光源および合焦照光照
明器の使用に伴なう信号レベルの損失にもかかわらず高
速て厘転てきるように信号対ノイズ比を改善した補助補
強手段。
Ｉセンサ）、物理的な寸法が本発明のフォトセンサで観
察される領域の寸法と同じである光源および合焦照光照
明器の使用に伴なう信号レベルの損失にもかかわらず高
速て厘転てきるように信号対ノイズ比を改善した補助補
強手段。
これらの特徴は互いに協働して５００〜５７５ｎｍの放
射線のみをセンサに到達させるようにすえ付けたフィル
タを用いている場合ても１００Ｍｐｉｘｅｌ／秒ての動
作を可１８とするに充分に充分なものである。
射線のみをセンサに到達させるようにすえ付けたフィル
タを用いている場合ても１００Ｍｐｉｘｅｌ／秒ての動
作を可１８とするに充分に充分なものである。
フィルタ付きの光源を設けることは新規ではない。たと
えば、０ＰｔｒｏｔｅｃｈＶｉｓｉｏｎ１０５は互換性
のあるフィルタを備えている。しかしなから、これを本
発明の機械と比較した場合、０ｐｔｒｏｔｅｃｈは高効
率ナトリウム・アーク・ランプを用いて充分な光を与え
、機械を１０Ｍｐｉｘｅｌ／ｓて作動させ続ける必要か
ある。このランプは約５５０ｎｍより低い波長範囲では
実質的な放射線を与えることはない。本発明では、もっ
と効率の低い、５００ｎｍまでの有用・ エネルギ量し
か与えられないランプ（タングステン・ハロゲン）を用
いることかできる。これは、本発明では、光の使用効率
を高める上記種々の技術を利用しているからである。新
規性はフィルタ付きの広帯域光源と効率増強用構成要素
とを組合わせて高速検査のために上記のような光源を使
用てきるようにしたことにある。 ６４列ＴＤＩセンサ
を用いて通常のセンサの６４倍の効率を得るということ
がタングステン・ハロゲン・ランプ（第６図の９０７，
９０８，９０９）の使用を可能とするのである。
えば、０ＰｔｒｏｔｅｃｈＶｉｓｉｏｎ１０５は互換性
のあるフィルタを備えている。しかしなから、これを本
発明の機械と比較した場合、０ｐｔｒｏｔｅｃｈは高効
率ナトリウム・アーク・ランプを用いて充分な光を与え
、機械を１０Ｍｐｉｘｅｌ／ｓて作動させ続ける必要か
ある。このランプは約５５０ｎｍより低い波長範囲では
実質的な放射線を与えることはない。本発明では、もっ
と効率の低い、５００ｎｍまでの有用・ エネルギ量し
か与えられないランプ（タングステン・ハロゲン）を用
いることかできる。これは、本発明では、光の使用効率
を高める上記種々の技術を利用しているからである。新
規性はフィルタ付きの広帯域光源と効率増強用構成要素
とを組合わせて高速検査のために上記のような光源を使
用てきるようにしたことにある。 ６４列ＴＤＩセンサ
を用いて通常のセンサの６４倍の効率を得るということ
がタングステン・ハロゲン・ランプ（第６図の９０７，
９０８，９０９）の使用を可能とするのである。
ｄ、多重線形タングステン・フィラメント・ランプての
実施 第６．７．１１図は本発明の一実施例を示している。こ
の照明器の光源は３つの線形タングステン式タンゲス知
ン・ハロゲン・ランプ９０７゜９０８．９０９である。
実施 第６．７．１１図は本発明の一実施例を示している。こ
の照明器の光源は３つの線形タングステン式タンゲス知
ン・ハロゲン・ランプ９０７゜９０８．９０９である。
各ランプは一木のタングステン（それぞれ、９０７ａ、
９０８ａ、９０９ａて示しであり、管状ガラス覆いのほ
ぼ中央に設置してある）、各ランプ・タングステンは検
査領域９１２において結像される。タングステン９０８
ａは楕円ミラー９０１によって結像され、タングステン
９０９ａは楕円ミラー９０２によって結像され、タング
ステン９０７ａは楕円ミラー９０３とビームスプリッタ
９０４の組合わせて結像される。
９０８ａ、９０９ａて示しであり、管状ガラス覆いのほ
ぼ中央に設置してある）、各ランプ・タングステンは検
査領域９１２において結像される。タングステン９０８
ａは楕円ミラー９０１によって結像され、タングステン
９０９ａは楕円ミラー９０２によって結像され、タング
ステン９０７ａは楕円ミラー９０３とビームスプリッタ
９０４の組合わせて結像される。
ランプ９０９のタングステンは楕円ミラー９０２のｔ５
１焦点にあり、線形照明領域９１２は同し楕円ミラーの
第２焦点に位置する。したがって、楕円形の周知の結像
特性により、タングステン９０９から出てミラー９０２
に入射する光は領域９１２に沿って線状に合焦点する。
１焦点にあり、線形照明領域９１２は同し楕円ミラーの
第２焦点に位置する。したがって、楕円形の周知の結像
特性により、タングステン９０９から出てミラー９０２
に入射する光は領域９１２に沿って線状に合焦点する。
ミラー９０１によるタングステン９１０の結像もミラー
９０２によるタングステン９０の結像とまったく同しで
ある。同様に、タングステン９０７は上方の楕円ミラー
９０３の第１焦点に位置し、領域９１２はビームスプリ
ッタ９０４がら反射されてミラー９０３の第２焦点に位
置する。
９０２によるタングステン９０の結像とまったく同しで
ある。同様に、タングステン９０７は上方の楕円ミラー
９０３の第１焦点に位置し、領域９１２はビームスプリ
ッタ９０４がら反射されてミラー９０３の第２焦点に位
置する。
この光学的では任意のほぼ線形の光源を使用できる。そ
の−例として、毛管アーク・ガス放電ランプかある。
の−例として、毛管アーク・ガス放電ランプかある。
検査領域９１２はビームスプリッタ９０４を通してレン
ズ９０６で観察される。このレンズの機能はフォトセン
サ（図示せず）上にセンサ・レンズ系９０６を介して領
域９１２の像を形成することにある。効率を最良のもの
とするためには、センサは後述するようなＴＤＩ式のも
のとなる。上述したように、スリット組立体９１０か設
けてあって、銅とガラス＃ａ維材とのコントラストを改
善する。端ミラー１１０２．１１０３ （第７図の展開
図に示す）かランプ・タングステンか無限遠にあるかの
ように見せるべく設置してある。これらの端ミラーのた
めに、端ミラーから領域９１２まて１回以上の反射が行
なわれてスキュー光線（第７図に光線１１０１として示
す）か被観察領域９１２に入射する。
ズ９０６で観察される。このレンズの機能はフォトセン
サ（図示せず）上にセンサ・レンズ系９０６を介して領
域９１２の像を形成することにある。効率を最良のもの
とするためには、センサは後述するようなＴＤＩ式のも
のとなる。上述したように、スリット組立体９１０か設
けてあって、銅とガラス＃ａ維材とのコントラストを改
善する。端ミラー１１０２．１１０３ （第７図の展開
図に示す）かランプ・タングステンか無限遠にあるかの
ように見せるべく設置してある。これらの端ミラーのた
めに、端ミラーから領域９１２まて１回以上の反射が行
なわれてスキュー光線（第７図に光線１１０１として示
す）か被観察領域９１２に入射する。
端ミラー１１０２．１１０３か存在することにより１本
照明器は第６．１１図の横断面のみならず、直角な平面
およびあらゆる中間の平面においてもほぼ均一の照明光
を送ることができる。これは効率の良い準ランベルト照
明を行ないたい場合に必要である。被観察領域９１２上
に立ち、天井を見ている仮想観察者は表面法線から０１
の角度まであらゆる方向においてランプ・タングステン
の表面を見ることになる。第１１図はその平面でミラー
９０１．９０２の縁によって限界角θ３が定められるこ
とを示している。第７図は端ミラー１１０２．１１０３
の下縁１１０４．１１０５によって直角平面に限界角０
．か定められることを示している。
照明器は第６．１１図の横断面のみならず、直角な平面
およびあらゆる中間の平面においてもほぼ均一の照明光
を送ることができる。これは効率の良い準ランベルト照
明を行ないたい場合に必要である。被観察領域９１２上
に立ち、天井を見ている仮想観察者は表面法線から０１
の角度まであらゆる方向においてランプ・タングステン
の表面を見ることになる。第１１図はその平面でミラー
９０１．９０２の縁によって限界角θ３が定められるこ
とを示している。第７図は端ミラー１１０２．１１０３
の下縁１１０４．１１０５によって直角平面に限界角０
．か定められることを示している。
角０．と０２の関係も重要である。０１はセンサ・レン
ズ９０６か光を集める表面法線からの角度である。この
角度は、普通は、約５．７４度（０，ＩＮＡ）まての範
囲にあるが、おそらくはそれよりも幾分大きいかも知れ
ない。角０２は法線からミラー９０２．９０１の内縁ま
ての角度であり、０１よりは大きく、したがって、ミラ
ー内縁か被観察領域９１２から観察レンズ９０６まて走
行する光線を妨害することはない。表面法線からミラー
の外縁まての角度０３は照明光が天井全体に均一に接近
する程度を定める。普通の設計では、この角度は約７０
°であり、これは０゜９４の開口数に等しい。
ズ９０６か光を集める表面法線からの角度である。この
角度は、普通は、約５．７４度（０，ＩＮＡ）まての範
囲にあるが、おそらくはそれよりも幾分大きいかも知れ
ない。角０２は法線からミラー９０２．９０１の内縁ま
ての角度であり、０１よりは大きく、したがって、ミラ
ー内縁か被観察領域９１２から観察レンズ９０６まて走
行する光線を妨害することはない。表面法線からミラー
の外縁まての角度０３は照明光が天井全体に均一に接近
する程度を定める。普通の設計では、この角度は約７０
°であり、これは０゜９４の開口数に等しい。
ミラーから被観察領域までの途中でランプ囲いを通過す
るように反射させられる光線９１６（第１１図）のよう
な照明光線はこのランプ囲いによって幾分そらされるこ
とがあり、その強さはガラス／空気境界毎に部分的に反
射するために幾分減少することになる。したがって１本
発明のこの好ましい実施例の特徴は、ランプ・タングス
テンが限界照明角０３に近い方位角に位置するとし１う
ことにある。したかって、ガラス囲いの偏光作用、強度
減少作用か限界角度光線に集中する。経験によれば、こ
れらの光線はｉｌ１面の見掛上のまたら模様を減らすと
いう点ては法線入射に近い状態で対象物に入射する光線
に比べて重要度は少ない。
るように反射させられる光線９１６（第１１図）のよう
な照明光線はこのランプ囲いによって幾分そらされるこ
とがあり、その強さはガラス／空気境界毎に部分的に反
射するために幾分減少することになる。したがって１本
発明のこの好ましい実施例の特徴は、ランプ・タングス
テンが限界照明角０３に近い方位角に位置するとし１う
ことにある。したかって、ガラス囲いの偏光作用、強度
減少作用か限界角度光線に集中する。経験によれば、こ
れらの光線はｉｌ１面の見掛上のまたら模様を減らすと
いう点ては法線入射に近い状態で対象物に入射する光線
に比べて重要度は少ない。
楕円ミラーの合焦点作用により、この照明器は合焦点作
用を行なわない照明器よりもかなり効率が良い。不完全
なミラーおよびビームスプリッタの反射率によって生じ
る損失や非直線ランプ・タングステンによる照明の不完
全さを考えなければ、仮想観察者の経験する明るさはそ
の上方の天井全体か３１００Ｋを超えることもある色温
度の白熱タングステンて満たされている場合と同じであ
る。
用を行なわない照明器よりもかなり効率が良い。不完全
なミラーおよびビームスプリッタの反射率によって生じ
る損失や非直線ランプ・タングステンによる照明の不完
全さを考えなければ、仮想観察者の経験する明るさはそ
の上方の天井全体か３１００Ｋを超えることもある色温
度の白熱タングステンて満たされている場合と同じであ
る。
３つの中軸合焦点ミラーおよび１つのビームスプリッタ
をほぼ線形の光源およびこれらの光源を無限遠にあるか
のように見せる端ミラーと組合わせた配置は革新的であ
ると考えられる。
をほぼ線形の光源およびこれらの光源を無限遠にあるか
のように見せる端ミラーと組合わせた配置は革新的であ
ると考えられる。
また、単軸合焦点照明器および線形光源を天井か次のよ
うな２つの部分、すなわち、ミラーか完全′に反射を行
なう外側天井部分と、少なくとも１つの部分透過対象物
（たとえば、ビームスプリッタ９０４）を照明器を通し
て観察用レンズで観察するのに必要とする内側天井部分
とに分割するように配置することも革新的であると考え
られる。
うな２つの部分、すなわち、ミラーか完全′に反射を行
なう外側天井部分と、少なくとも１つの部分透過対象物
（たとえば、ビームスプリッタ９０４）を照明器を通し
て観察用レンズで観察するのに必要とする内側天井部分
とに分割するように配置することも革新的であると考え
られる。
顕微鏡照明器の命名法を用いて本発明の照明、器をほぼ
内側ｆｌＪ１察コーン内で光線を与える「明視野」部分
と、このコーンの外側の光線を与える「暗視野１部分と
からなるものとして説明したい誘惑を感じる。しかしな
がら、これは第７図でわかるように厳密には正しくない
。線状の被観察領域９１２の長軸に沿った方向において
は、上方のランプ・ミラー系は観察コーン９１７の内側
の角度の光線とコーン９１７外側に離れて位置する光線
の両方を与える。したがって、上方照明器９０７は若干
の明視野特性と若干の暗視野特性とを共有する。
内側ｆｌＪ１察コーン内で光線を与える「明視野」部分
と、このコーンの外側の光線を与える「暗視野１部分と
からなるものとして説明したい誘惑を感じる。しかしな
がら、これは第７図でわかるように厳密には正しくない
。線状の被観察領域９１２の長軸に沿った方向において
は、上方のランプ・ミラー系は観察コーン９１７の内側
の角度の光線とコーン９１７外側に離れて位置する光線
の両方を与える。したがって、上方照明器９０７は若干
の明視野特性と若干の暗視野特性とを共有する。
成る種の原境て有用である本発明の設計の１つの変更例
として、天井を本当の明視野部分と暗視野部分とに分け
てしまう配置かある。これを（第１２図）を行なうには
、ビームスプリッタ９０４をレンズ９０６′上方に置き
、このレンズを通して明視野照明を−ｑ−える。ミラー
９０１′、９０２′か中間て角度０．の開放円形領域９
１８と交差するように設けてあって、レンズ９０６′て
照明されないすべての領域て広角暗視野照明を行なう。
として、天井を本当の明視野部分と暗視野部分とに分け
てしまう配置かある。これを（第１２図）を行なうには
、ビームスプリッタ９０４をレンズ９０６′上方に置き
、このレンズを通して明視野照明を−ｑ−える。ミラー
９０１′、９０２′か中間て角度０．の開放円形領域９
１８と交差するように設けてあって、レンズ９０６′て
照明されないすべての領域て広角暗視野照明を行なう。
ビームスプリッタ９０４かセンサ・レンズ９０６の下方
にある第６図の光学配置の１つの利点は、レンズからセ
ンサに迷光な反射させる機会かまったくないということ
にある。高速検査装置て非常に高い照明レベルか用いら
れるために、このような迷光の抑制は重要である。
にある第６図の光学配置の１つの利点は、レンズからセ
ンサに迷光な反射させる機会かまったくないということ
にある。高速検査装置て非常に高い照明レベルか用いら
れるために、このような迷光の抑制は重要である。
照明器の反射面が波長依存性を持フと望ましい。各タン
グステン・ランプ・タングステンは主として可視波長お
よび赤外波長の広範囲の波長を発するが、成る選ばれた
スペクトル部分、昏通は、５００〜７００ｎｍ範囲のス
ペクトルのみが有用である。他の波長は反射させられて
被観察領域９１２上に合焦点した場合、プリント配線板
を加熱するという望ましくない結果を招く。
グステン・ランプ・タングステンは主として可視波長お
よび赤外波長の広範囲の波長を発するが、成る選ばれた
スペクトル部分、昏通は、５００〜７００ｎｍ範囲のス
ペクトルのみが有用である。他の波長は反射させられて
被観察領域９１２上に合焦点した場合、プリント配線板
を加熱するという望ましくない結果を招く。
波長選定の１つの方法は、ミラーをガラスで作り、ミラ
ー・コーティングを多層絶縁冷ミラーとし、当該波長を
反射し、他の波長を透過させるように設計することであ
る。ミラー基板な電鋳ニッケルのような不透明な材料で
作った場合に適している別の方法は暗色ミラー・コーテ
ィングを用いることである。暗色ミラー・コーティング
は選定した波長を反射し、他の波長を基板材料に効率良
く入射させて吸収させるように設計した多層コーティン
グてもある。
ー・コーティングを多層絶縁冷ミラーとし、当該波長を
反射し、他の波長を透過させるように設計することであ
る。ミラー基板な電鋳ニッケルのような不透明な材料で
作った場合に適している別の方法は暗色ミラー・コーテ
ィングを用いることである。暗色ミラー・コーティング
は選定した波長を反射し、他の波長を基板材料に効率良
く入射させて吸収させるように設計した多層コーティン
グてもある。
いずれにしても、非反射エネルギが冷却空気流に効率良
く運び去られるようにする必要がある（第１３図参照）
。暗色ミラーの場合、望ましくないエネルギがミラー基
板を加熱するように作用する。基板のすぐ上を流れる空
気は熱を吸収し、運び去ることになる。
く運び去られるようにする必要がある（第１３図参照）
。暗色ミラーの場合、望ましくないエネルギがミラー基
板を加熱するように作用する。基板のすぐ上を流れる空
気は熱を吸収し、運び去ることになる。
冷却空気流に伝えなければならない無駄なエネルギ量を
最小限に抑えるために、ランプの管状囲いに絶縁コーテ
ィングを設け、所望の可視波長を透過させ、望ましくな
い長い波長の放射線の少なくとも一部をタングステンに
反射させるように設計すると望ましい。このようなラン
プは、たとえば、登録商標ｒ Ｗ ａ ｔ ｔ ｍ ｉ
ｓ ｅ ｒ Ｊの下にＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃから重版されている。
最小限に抑えるために、ランプの管状囲いに絶縁コーテ
ィングを設け、所望の可視波長を透過させ、望ましくな
い長い波長の放射線の少なくとも一部をタングステンに
反射させるように設計すると望ましい。このようなラン
プは、たとえば、登録商標ｒ Ｗ ａ ｔ ｔ ｍ ｉ
ｓ ｅ ｒ Ｊの下にＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃから重版されている。
ランプ囲いを囲んで補助チューブを設け、この補助チュ
ーブに赤外線反射コーティングを設けるのも望ましい。
ーブに赤外線反射コーティングを設けるのも望ましい。
この方法では、低コスト被覆無しランプを使用できると
いう利点がある。比較的高価なランプ・コーティングか
補助チューブにあるために周期的な交換が不要となる。
いう利点がある。比較的高価なランプ・コーティングか
補助チューブにあるために周期的な交換が不要となる。
ビームスプリッタ９０４が部分的に透過性となっている
ために、無駄なエネルギのビームはビームスプリッタを
透過する。第６図の光線９２０はこのビームの最上方光
線である。設計上の重要な特徴は、センサ・レンズ９０
６が充分な高さに設置してあって、無駄なエネルギ・ビ
ームかレンズ・ハウジングに入射しないということにあ
る。ビーム９２０が入射すると、ハウジング内部をはね
まわって影像に迷光生成物を生じさせがちとなる。
ために、無駄なエネルギのビームはビームスプリッタを
透過する。第６図の光線９２０はこのビームの最上方光
線である。設計上の重要な特徴は、センサ・レンズ９０
６が充分な高さに設置してあって、無駄なエネルギ・ビ
ームかレンズ・ハウジングに入射しないということにあ
る。ビーム９２０が入射すると、ハウジング内部をはね
まわって影像に迷光生成物を生じさせがちとなる。
第６，７．１１図に示す照明器設計の重要な特徴は、ビ
ームスプリッタ９０４が光軸に対して比較的小さい角度
で傾いているということにある。
ームスプリッタ９０４が光軸に対して比較的小さい角度
で傾いているということにある。
垂直照明器を構成するもっと普通の方法はビームスプリ
ッタを４５°にするということである０本発明の照明器
では、レンズ９０６か比較的高い開口数（ＮＡｏ、１ま
で）を持ち、低い光学収差を持つ必要がある。さらに、
低収差性能はかなりの焦点深度にわたって±０．００２
インチのオーダーに維持しなければならない。４５＠に
傾斜した１ｍｍ厚のビームスプリッタを用いると、観察
用光学系にかなりの収差を与えて完全なレンズでも解像
度と焦点深度の必要な組合わせを達成できなくなること
がわかった。
ッタを４５°にするということである０本発明の照明器
では、レンズ９０６か比較的高い開口数（ＮＡｏ、１ま
で）を持ち、低い光学収差を持つ必要がある。さらに、
低収差性能はかなりの焦点深度にわたって±０．００２
インチのオーダーに維持しなければならない。４５＠に
傾斜した１ｍｍ厚のビームスプリッタを用いると、観察
用光学系にかなりの収差を与えて完全なレンズでも解像
度と焦点深度の必要な組合わせを達成できなくなること
がわかった。
傾斜したガラス板では、傾斜角を減らすにつれて収差は
小さくなる。したか９て、他の設計条件と矛盾しないが
ぎりできるだけ角度を小さくするとよいことがわかった
。これは約２０＠の傾斜の選定に通じる。
小さくなる。したか９て、他の設計条件と矛盾しないが
ぎりできるだけ角度を小さくするとよいことがわかった
。これは約２０＠の傾斜の選定に通じる。
たとえガラス板かまったく傾斜していない場合でも、成
る程度の球面収差は残るが、これはレンズ９０６を適切
に設計することによって補正できるので重要な問題では
ない。ガラス板を傾斜させることから生じる非点収差は
レンズの設計では容易に補正できない（傾斜したレンズ
要素による部分的な補正は可能であるかも知れないが、
高価となる）。したがって、このような傾斜は最小限に
抑えなければならない。
る程度の球面収差は残るが、これはレンズ９０６を適切
に設計することによって補正できるので重要な問題では
ない。ガラス板を傾斜させることから生じる非点収差は
レンズの設計では容易に補正できない（傾斜したレンズ
要素による部分的な補正は可能であるかも知れないが、
高価となる）。したがって、このような傾斜は最小限に
抑えなければならない。
後にさらに説明するように、照明器を通して冷却空気を
流し、ランプの発生した熱を運び去り、観察光路におけ
るシュリーレン現象を抑えることは望ましいことである
。窓９０５は空気流を閉じこめ、レンズ９０６で検査領
域９１２を観察させながらビームスプリッタ９０４に塵
埃が侵入するのを防ぐのに役立つ。
流し、ランプの発生した熱を運び去り、観察光路におけ
るシュリーレン現象を抑えることは望ましいことである
。窓９０５は空気流を閉じこめ、レンズ９０６で検査領
域９１２を観察させながらビームスプリッタ９０４に塵
埃が侵入するのを防ぐのに役立つ。
スリウド組立体９１０の重要な特徴は、それが取り外し
自在であり、照明器のハウジングと無関係に被検査面上
方で一体空気軸受上に浮いているということである。大
きな反りかある多層板のような成る種のプリント配線板
の検査に際して、被検査面は配線板を光学検査ヘッドの
下で操作しているときに光学焦点深度よりも長い距離に
わたつて上下に動かすことかてきる。検査機械は光学ヘ
ッドを上下に動かして配線板の動きに追従させるように
設計した焦点合せ機構を包含している。
自在であり、照明器のハウジングと無関係に被検査面上
方で一体空気軸受上に浮いているということである。大
きな反りかある多層板のような成る種のプリント配線板
の検査に際して、被検査面は配線板を光学検査ヘッドの
下で操作しているときに光学焦点深度よりも長い距離に
わたつて上下に動かすことかてきる。検査機械は光学ヘ
ッドを上下に動かして配線板の動きに追従させるように
設計した焦点合せ機構を包含している。
第１５ａ図および第１５ｂ図は本発明のスリット組立体
９１０を一体空気軸受と共に示している。スリット９２
２はスリット組立体の全長にわたって延びており、スリ
ット組立体ＷＯ照明器２０の下にすえ付けたとき、ラン
プ９０７〜９１０のタングステンに対して平行な光学視
野とほぼ同じ長さとなる。スリット組立体９１０はスリ
ット９２２に対して平行に空気流路９２４も構成してお
り、この空気流路は６０ｐｓｉ （４゜２ｋｇ／ｃｍ”
）空気供給Ｓ＜図示せず）に接続しＣいてスリ９１〜組
立体に正圧の空気流を供給する。スリット組立体９１０
の底面を貫いて延びかつ空気流路９２４の１つに接続し
て選定間隔の空気出口オリフィス９２６かある。したか
って、空気出口オリフィス９２６の寸法、間隔、数およ
び空気流路９２４に供給される空気圧力に応して、スリ
ット組立体９１０は被検査面９１１の上方に接近して浮
かぶことになる。空気圧力を一定に保ったならば、被検
査面９１１とスリット組立体９１０の間隔はほぼ一定に
留まる。
９１０を一体空気軸受と共に示している。スリット９２
２はスリット組立体の全長にわたって延びており、スリ
ット組立体ＷＯ照明器２０の下にすえ付けたとき、ラン
プ９０７〜９１０のタングステンに対して平行な光学視
野とほぼ同じ長さとなる。スリット組立体９１０はスリ
ット９２２に対して平行に空気流路９２４も構成してお
り、この空気流路は６０ｐｓｉ （４゜２ｋｇ／ｃｍ”
）空気供給Ｓ＜図示せず）に接続しＣいてスリ９１〜組
立体に正圧の空気流を供給する。スリット組立体９１０
の底面を貫いて延びかつ空気流路９２４の１つに接続し
て選定間隔の空気出口オリフィス９２６かある。したか
って、空気出口オリフィス９２６の寸法、間隔、数およ
び空気流路９２４に供給される空気圧力に応して、スリ
ット組立体９１０は被検査面９１１の上方に接近して浮
かぶことになる。空気圧力を一定に保ったならば、被検
査面９１１とスリット組立体９１０の間隔はほぼ一定に
留まる。
第１３図および第１４図は照明器２０から熱およびシュ
リーレン現象を除くための適当な空気流冷却システム２
２を示している。典型的な照明器２０は３キロワツトの
オーダーの熱を発散させることができ、この場合、排出
空気の望ましくな温度上昇をなくすべく熱を除去するの
に約３００立方フイート／分（８，４ｍ３／分）の空気
流を必要とする。空気流冷却システム２２はブロワ１３
０１、空気フィルタ１３０２、入口空気ダクト１３０３
．１４０７．１４０８のような流れ方向付け用バッフル
および排気ダクト１３０４を包含する。
リーレン現象を除くための適当な空気流冷却システム２
２を示している。典型的な照明器２０は３キロワツトの
オーダーの熱を発散させることができ、この場合、排出
空気の望ましくな温度上昇をなくすべく熱を除去するの
に約３００立方フイート／分（８，４ｍ３／分）の空気
流を必要とする。空気流冷却システム２２はブロワ１３
０１、空気フィルタ１３０２、入口空気ダクト１３０３
．１４０７．１４０８のような流れ方向付け用バッフル
および排気ダクト１３０４を包含する。
羽根１４０７．１４０８は光路を通って空気を下方に導
くように作用する。これらの羽根は対象物から（ｉＪ１
′！！Ａ用レンズ９０６まての最外方光線のすぐ外側に
それに平行に位置している。ここて、羽根が楕円形ミラ
ー９０１．９０２のやや下に突出していることに注目さ
れたい。照明された線上にいる観察者は、羽根１４０７
．１４０８の平面が視野の中央で出発する視線に沿って
位置するので、これらの羽根の縁しか見えないことにな
る。
くように作用する。これらの羽根は対象物から（ｉＪ１
′！！Ａ用レンズ９０６まての最外方光線のすぐ外側に
それに平行に位置している。ここて、羽根が楕円形ミラ
ー９０１．９０２のやや下に突出していることに注目さ
れたい。照明された線上にいる観察者は、羽根１４０７
．１４０８の平面が視野の中央で出発する視線に沿って
位置するので、これらの羽根の縁しか見えないことにな
る。
このことは羽根の存在によって暗くなる天井の部分を最
小限にする。これらの羽根によつて導かれた空気流は光
路から熱い乱流の空気を払拭して観察用光学系の経路に
沿った熱勾配を最小にし、したかって、シュリーレン現
象を抑えるように作用する。（シュリーレン現象という
のは、光が通る空気の屈折率の熱による変動による光線
の屈折のことである。） 冷却システムの設計上の１つの特徴は、空気流路か充分
に気密性を保たれて機械内部に暖かい空気がほとんど放
出されないということにある。暖気は機械の外に導かれ
、結像光学系の性能に影響を与えることはない。
小限にする。これらの羽根によつて導かれた空気流は光
路から熱い乱流の空気を払拭して観察用光学系の経路に
沿った熱勾配を最小にし、したかって、シュリーレン現
象を抑えるように作用する。（シュリーレン現象という
のは、光が通る空気の屈折率の熱による変動による光線
の屈折のことである。） 冷却システムの設計上の１つの特徴は、空気流路か充分
に気密性を保たれて機械内部に暖かい空気がほとんど放
出されないということにある。暖気は機械の外に導かれ
、結像光学系の性能に影響を与えることはない。
冷却システムの設計上の別の要件はランプ囲いを過冷却
してはならないということである。タングステン・ハロ
ゲン・ランプの寿命を長くするためには、タングステン
か全力作動温度にあるときにランプの壁温度を約２５０
°Ｃより低くしてはいけないということは知られている
。もし壁がこのレベルより低い温度になったならば、ラ
ンプ壁からタングステンに戻るように付着タングステン
を移動させる化学サイクルの抑制か生じる。その結果、
ランプ壁か黒くなり、タングステンか燃え尽きることに
なる。
してはならないということである。タングステン・ハロ
ゲン・ランプの寿命を長くするためには、タングステン
か全力作動温度にあるときにランプの壁温度を約２５０
°Ｃより低くしてはいけないということは知られている
。もし壁がこのレベルより低い温度になったならば、ラ
ンプ壁からタングステンに戻るように付着タングステン
を移動させる化学サイクルの抑制か生じる。その結果、
ランプ壁か黒くなり、タングステンか燃え尽きることに
なる。
第１３図、第１４図に示すダクト・パターンはシュリー
レン現象抑制要件に合わせながらこのランプ温度要件に
合わせて経験で開発したものである。
レン現象抑制要件に合わせながらこのランプ温度要件に
合わせて経験で開発したものである。
ランプ温度要件を満たす別の配置としては、ランプ囲い
を補助ガラスチューブ、たとえば、上述した赤外線反射
用補助チューブで取り囲むことがある。このチューブの
存在で、ランプ囲いを直接の空気流の衝突から保護し、
したがって、ランプ囲いの温度を下げることなく空気流
速度をかなり高くすることができる。
を補助ガラスチューブ、たとえば、上述した赤外線反射
用補助チューブで取り囲むことがある。このチューブの
存在で、ランプ囲いを直接の空気流の衝突から保護し、
したがって、ランプ囲いの温度を下げることなく空気流
速度をかなり高くすることができる。
照明器２０を効果的に使用するのに必要なシステム設計
特徴は３つのランプの各々によって生じる光の強さのバ
ランスを取る装置にある。粗面上のまだら模様を最適に
抑圧するには、被観察領域−Ｌ方の天井のすべての部分
をほぼ均一な明るさにしなければならない。これを達成
する１つの方法は、被観察領域に均一な拡散サンプルを
置き、−度に１つずつランプを点灯させ、ランプの振幅
を調整してそれぞれの場合に見えるピーク輝度が所定値
に達するようにすることがある。
特徴は３つのランプの各々によって生じる光の強さのバ
ランスを取る装置にある。粗面上のまだら模様を最適に
抑圧するには、被観察領域−Ｌ方の天井のすべての部分
をほぼ均一な明るさにしなければならない。これを達成
する１つの方法は、被観察領域に均一な拡散サンプルを
置き、−度に１つずつランプを点灯させ、ランプの振幅
を調整してそれぞれの場合に見えるピーク輝度が所定値
に達するようにすることがある。
ｅ、非干渉性蛍光照明器
これは本発明の第２実施例である。
北記の説明の中心は合焦点準ランベルト照明を用いて光
学的に検査しようとしている粗面材料上の表面まだら模
様を抑制することにあった。この目的を達成する別の方
法としては、短波長放射線、たとえば、４００〜５００
ｎｍの範囲にある放射線でプリント配線板を照明し、短
波長放射線で励起された蛍光体から生じたより長い波長
の放射線を観察するということがある。
学的に検査しようとしている粗面材料上の表面まだら模
様を抑制することにあった。この目的を達成する別の方
法としては、短波長放射線、たとえば、４００〜５００
ｎｍの範囲にある放射線でプリント配線板を照明し、短
波長放射線で励起された蛍光体から生じたより長い波長
の放射線を観察するということがある。
多くのタイプのプリント配線板基板材料は成る程度まで
蛍光を発するが、清浄な金属導電体面はそんなことはな
いので、そうした場合、導電体が黒く見え、基板材料か
明るく見える高コントラスト像を得ることができる。導
電体が黒いために。
蛍光を発するが、清浄な金属導電体面はそんなことはな
いので、そうした場合、導電体が黒く見え、基板材料か
明るく見える高コントラスト像を得ることができる。導
電体が黒いために。
その表面のまだら模様は見えない、成る場合には、基板
に蛍光染料を加えることによって基板の蛍光発生効率を
かなり増大させ、信号対ノイズ比を改善するのが実際的
である。
に蛍光染料を加えることによって基板の蛍光発生効率を
かなり増大させ、信号対ノイズ比を改善するのが実際的
である。
この原理を利用する光学検査装置は公知である。Ｌｉｎ
ｃｏｌｎ Ｌａ５ｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが励起
放射線をヘリウム・カドミウム・レーザーからの走査４
４２ｎｍビームによって与えられる蛍光ベースのプリン
ト配線板検査機械を販売している。この機械はＦｒａｎ
ｋ Ｉｌ、 Ｂｌｉｔｃｈｉｎｇｔｏｎ ＆ Ｄａｖｉ
ｄ Ｂ、 ｌｌａｕｇｈしに１９８５年１２月５日に発
行された米国特許第４，５５６，９０３号に記載されて
いる。
ｃｏｌｎ Ｌａ５ｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが励起
放射線をヘリウム・カドミウム・レーザーからの走査４
４２ｎｍビームによって与えられる蛍光ベースのプリン
ト配線板検査機械を販売している。この機械はＦｒａｎ
ｋ Ｉｌ、 Ｂｌｉｔｃｈｉｎｇｔｏｎ ＆ Ｄａｖｉ
ｄ Ｂ、 ｌｌａｕｇｈしに１９８５年１２月５日に発
行された米国特許第４，５５６，９０３号に記載されて
いる。
レーザーを使用して蛍光体を励起することには、励起手
段として非干渉性照明を使用できる場合には克服てきる
ようないくつかの欠点がある。
段として非干渉性照明を使用できる場合には克服てきる
ようないくつかの欠点がある。
非干渉性照明の利点は次の通りである。
（ａ）、非干渉性光源は、特に送られた光のワットあた
りのコストを基準に比較した場合、レーザー光源よりも
安価である。
りのコストを基準に比較した場合、レーザー光源よりも
安価である。
（ｂ）、非干渉性照明および固体検出器アレイに甚く結
像システムはレーザー・スキャナで普通に使用されてい
る回転多面ミラーのような可動部品とすべての光源との
組合わせが不正確であるためにレーザー・スキャナより
も位置精度を高くするようにより経済的に作ることかで
きる。
像システムはレーザー・スキャナで普通に使用されてい
る回転多面ミラーのような可動部品とすべての光源との
組合わせが不正確であるためにレーザー・スキャナより
も位置精度を高くするようにより経済的に作ることかで
きる。
（Ｃ）、非干渉性照明器てはレーザー照明器よりも波長
融通性を得るのが容易である。これは、種々の材料が種
々の励起波長に適切に応答することができるために望ま
しい。
融通性を得るのが容易である。これは、種々の材料が種
々の励起波長に適切に応答することができるために望ま
しい。
蛍光性プリント配線板検査に非干渉性照明を応用すると
きの困難さは、高速検査に利用できる光が少なすぎるよ
うに思えるということてあった。
きの困難さは、高速検査に利用できる光が少なすぎるよ
うに思えるということてあった。
レーザーベースのシステムはレーザーの比較的弱い光出
力（約１ｏｍＷ）のすべてを１つの非常に小さいスポッ
ト（直径１ミルの数分の１はどの小ささ）に集中させる
ことかでき、このスポットから発する蛍光の大部分を大
開口検出器光学系に収束させることかてきるという利点
を持つ。高圧短アーク・ランプ（容易に入手可能な最大
輝度の非干渉性光源）からの光は、原則として、アーク
の表面積よりも小さい面積に集中することかできず（実
際、実用システムてはアーク面よりもかなり大きな面積
のところに光を集中させることかできるたけである）、
また、蛍光を集める結像レンズの開口は蛍光放射線の１
％またはそれ以下をセンサ・アレイに送れるほど充分に
小さくしなければならないのが普通である。
力（約１ｏｍＷ）のすべてを１つの非常に小さいスポッ
ト（直径１ミルの数分の１はどの小ささ）に集中させる
ことかでき、このスポットから発する蛍光の大部分を大
開口検出器光学系に収束させることかてきるという利点
を持つ。高圧短アーク・ランプ（容易に入手可能な最大
輝度の非干渉性光源）からの光は、原則として、アーク
の表面積よりも小さい面積に集中することかできず（実
際、実用システムてはアーク面よりもかなり大きな面積
のところに光を集中させることかできるたけである）、
また、蛍光を集める結像レンズの開口は蛍光放射線の１
％またはそれ以下をセンサ・アレイに送れるほど充分に
小さくしなければならないのが普通である。
本出願人等は、非干渉性蛍光システムの潜在的な利点か
１クループの効率強化装置のうちの１つまたそれ以上の
装置と非干渉性蛍光源を組合わせることによって実現て
きることを見出したのである。
１クループの効率強化装置のうちの１つまたそれ以上の
装置と非干渉性蛍光源を組合わせることによって実現て
きることを見出したのである。
このような装置の第１のものは時間遅延積分型センサ（
ＴＤＩセンサ）であり、これを自動光学検査に応用した
例を以下に説明する。ＴＤＩセンサの利点を考える方法
の１つは、解像可能な画素の幅の多数倍（少なくとも６
４個分の画素幅）の面積から効率良く光を集めることを
認めることである。したかって、蛍光体励起源からの光
のすべてを１つの画素の幅の６４倍の面積に集中させる
ことかできるならば、たとえその光のすべてが？！通の
線形アレイ・センサのための１つの画素幅に集中したと
しても結果は良好である。これは小さい面積に非干渉性
光を合焦点させる困難を克服するに充分である。
ＴＤＩセンサ）であり、これを自動光学検査に応用した
例を以下に説明する。ＴＤＩセンサの利点を考える方法
の１つは、解像可能な画素の幅の多数倍（少なくとも６
４個分の画素幅）の面積から効率良く光を集めることを
認めることである。したかって、蛍光体励起源からの光
のすべてを１つの画素の幅の６４倍の面積に集中させる
ことかできるならば、たとえその光のすべてが？！通の
線形アレイ・センサのための１つの画素幅に集中したと
しても結果は良好である。これは小さい面積に非干渉性
光を合焦点させる困難を克服するに充分である。
別の効率強化手段としては、上述したような集中照明シ
ステムかある。
ステムかある。
第１６ａ図、ｆｊＳｌＢｂ図は本発明による蛍光照明器
の第１実施例を示している。この実施例はほぼ線形のＩ
ＩＪＪ察領域について使用するようになっている集中照
明システムを包含し、また、これはＴＤＩセンサを包含
していてもよい。第１６ ａ図は中間横断面であり、第
１６ｂ図は照明器の斜視図である。
の第１実施例を示している。この実施例はほぼ線形のＩ
ＩＪＪ察領域について使用するようになっている集中照
明システムを包含し、また、これはＴＤＩセンサを包含
していてもよい。第１６ ａ図は中間横断面であり、第
１６ｂ図は照明器の斜視図である。
領域１５０１は非検査対象物上で照明されることになっ
ている線である。ＴＤＩセンサを用いている場合、この
領域は２０００画素のオーダーの長さと６４画素分の幅
とを有し、ここでは、１つの画素は所望の解像度に応じ
て０．００１インチ（０，０３ミリメートル）以下とな
る。短波長光は光ファイバー束１５０２．１５０３によ
って照明器に送られる。これらの光ファイバー束の出射
端は第１６ ａ図で見て狭くなっており（たとえば、高
さか約ｏ、ｏｏｓインチ＝０．１２７ｍｍ）、第１６ａ
図の断面に対して直角の方向においてｆｌＪ２察線１５
０１と同じ幅となっている。 ミラー１５０４は楕円円
筒形の断面であり、その焦点は線１５０１のところと光
ファイバー束１５０３の出射端のところにある。ミラー
１５０４は円形円筒形の断第１’第１に近くてもよい。
ている線である。ＴＤＩセンサを用いている場合、この
領域は２０００画素のオーダーの長さと６４画素分の幅
とを有し、ここでは、１つの画素は所望の解像度に応じ
て０．００１インチ（０，０３ミリメートル）以下とな
る。短波長光は光ファイバー束１５０２．１５０３によ
って照明器に送られる。これらの光ファイバー束の出射
端は第１６ ａ図で見て狭くなっており（たとえば、高
さか約ｏ、ｏｏｓインチ＝０．１２７ｍｍ）、第１６ａ
図の断面に対して直角の方向においてｆｌＪ２察線１５
０１と同じ幅となっている。 ミラー１５０４は楕円円
筒形の断面であり、その焦点は線１５０１のところと光
ファイバー束１５０３の出射端のところにある。ミラー
１５０４は円形円筒形の断第１’第１に近くてもよい。
同様に、ミラー１５０５は光ファイバー束１５０２の出
射端と線１５０１に焦点を持つ楕円円筒形の断面となっ
ており、このミラーも最適楕円に近い円形円筒形の断面
てあってもよい。
射端と線１５０１に焦点を持つ楕円円筒形の断面となっ
ており、このミラーも最適楕円に近い円形円筒形の断面
てあってもよい。
レンズ１５０６は観察用レンズであり、これはセンサ（
図示せず）上に線１５０１の蛍光像を合焦点する。この
センサは普通の固体線形タイオート・アレイ式センサで
あってもよいし、ＴＤＩセンサであってもよい。
図示せず）上に線１５０１の蛍光像を合焦点する。この
センサは普通の固体線形タイオート・アレイ式センサで
あってもよいし、ＴＤＩセンサであってもよい。
フィルタ１５１２はレンズ１５０６に直接基板から散乱
し得る光源１５１１からの短波長光を阻止するが、基板
の蛍光材からの生じた可視光は通すフィルタである。
第１６ｂ図に示すように、光ファイバー束１５０２．１
５０３はその全長にわたって再整形されており、その入
射端１５０９．１５１０はほぼ円形となっている。これ
は短波長光源から集めた光（たとえば、高圧水銀アーク
からの３６５ｎｍ放射線）で効率良くファイバーの入射
端を照明するのに便利である。
し得る光源１５１１からの短波長光を阻止するが、基板
の蛍光材からの生じた可視光は通すフィルタである。
第１６ｂ図に示すように、光ファイバー束１５０２．１
５０３はその全長にわたって再整形されており、その入
射端１５０９．１５１０はほぼ円形となっている。これ
は短波長光源から集めた光（たとえば、高圧水銀アーク
からの３６５ｎｍ放射線）で効率良くファイバーの入射
端を照明するのに便利である。
円形の光スポットを生じさせるに効率の良い照明器を構
成することについての詳細は周知のことであるから、シ
ステムのこの部分は詳しくは図示しておらず、ブロック
１５１１としてのみ示してある。
成することについての詳細は周知のことであるから、シ
ステムのこの部分は詳しくは図示しておらず、ブロック
１５１１としてのみ示してある。
このシステムの設計では、光ファイバー束１５０２．１
５０３の出射端を出た光のかなりの部分が検出器上に結
像されることになっている領域に送られることが重要で
ある。この目的を達成しようとする場合、第１の要件は
、ミラー１５０４．１５０５の円弧長は光ファイバー束
を出た光線の発散角に良く整合し、束を出た光線のほと
んどすべてがこれらのミラーによって捕えられ、線１５
０１に向って収束するようにすることである。光ファイ
バー束を出た光線の発散角が入射光線の収束角にほぼ等
しくなるので、この要件は光源１５１１の光学的設計を
ミラー１５０４．１５０５の角度範囲に正しく合わせる
のに適っている。
５０３の出射端を出た光のかなりの部分が検出器上に結
像されることになっている領域に送られることが重要で
ある。この目的を達成しようとする場合、第１の要件は
、ミラー１５０４．１５０５の円弧長は光ファイバー束
を出た光線の発散角に良く整合し、束を出た光線のほと
んどすべてがこれらのミラーによって捕えられ、線１５
０１に向って収束するようにすることである。光ファイ
バー束を出た光線の発散角が入射光線の収束角にほぼ等
しくなるので、この要件は光源１５１１の光学的設計を
ミラー１５０４．１５０５の角度範囲に正しく合わせる
のに適っている。
第１６ａ図および第１６ｂ図の蛍光照明器の設計におけ
る第２要件は、被照明線１５０１の幅が検出器で観察さ
れる領域よりもかなり大きいということである。順次、
これは、光ファイバー束１５０２．１５０３の出射端の
高さを領域１５０１の幅よりもかなり小さくすることを
必要とする。さらに、これは光ファイバー束の出射端１
５０９．１５１０の直径に制限があることを意味する。
る第２要件は、被照明線１５０１の幅が検出器で観察さ
れる領域よりもかなり大きいということである。順次、
これは、光ファイバー束１５０２．１５０３の出射端の
高さを領域１５０１の幅よりもかなり小さくすることを
必要とする。さらに、これは光ファイバー束の出射端１
５０９．１５１０の直径に制限があることを意味する。
ここで、効率良く設計した光源は被照明領域の面植と収
束照明ビームの開口数の二乗の積である成る種の特徴を
持つことは周知である。ファイバー・アーク・ランプ照
明器からの光をすべて集めようとする場合、設計者は小
さいＮＡで大きな□ファイバー束を照明するも、大きな
ＮＡて小さなファイバー束を照明す・るも自由であるか
１面積とＮＡの両方を勝手に選ぶことはできない、領域
１５０１の幅が被照明面積の仕様を決めるので、ファイ
バー束に入射する光のＮＡは決っている。
束照明ビームの開口数の二乗の積である成る種の特徴を
持つことは周知である。ファイバー・アーク・ランプ照
明器からの光をすべて集めようとする場合、設計者は小
さいＮＡで大きな□ファイバー束を照明するも、大きな
ＮＡて小さなファイバー束を照明す・るも自由であるか
１面積とＮＡの両方を勝手に選ぶことはできない、領域
１５０１の幅が被照明面積の仕様を決めるので、ファイ
バー束に入射する光のＮＡは決っている。
光はファイバー束を出たときと同じ角度で発散すること
になるので、これかミラー円弧１５０４．１５０５の角
度範囲についての要件を意味する３とになる。これらの
円弧が充分に長ければ、光ファイバー束１５０２．１５
０３の出射高さについて制限かあっても、光源１５１１
で送り出される光のほとんどすべてが領域１５０１に送
られ得る。
になるので、これかミラー円弧１５０４．１５０５の角
度範囲についての要件を意味する３とになる。これらの
円弧が充分に長ければ、光ファイバー束１５０２．１５
０３の出射高さについて制限かあっても、光源１５１１
で送り出される光のほとんどすべてが領域１５０１に送
られ得る。
通常は、各光ファイバー束１５０２．
１５０３の端から出射する光はほぼ円錐形に発散するの
が本当である。もし束が被照明線の長さとほぼ同じ幅に
作っであるならば（照明の効率と均一性にとって望まし
い）、領域１５０１の端付近のファイバーはミラー１５
０４．１５０５によって合焦点される光線を領域１５０
１を越えた領域に運ぶ方向にかなりの出力部分を放射す
ることになる。この理由のために、本発明者等は、端ミ
ラー１５０７．１５０８をこれらの光線を領域１５０１
に向って再方向付けるように設けた。光学設計の当業者
には明らかなように、端ミラー１５０７．１５０８の効
果は束１５０２．１５０３から発するほとんどすべての
放射線を捕え、それを必要な領域１５０１に向けること
にある。
が本当である。もし束が被照明線の長さとほぼ同じ幅に
作っであるならば（照明の効率と均一性にとって望まし
い）、領域１５０１の端付近のファイバーはミラー１５
０４．１５０５によって合焦点される光線を領域１５０
１を越えた領域に運ぶ方向にかなりの出力部分を放射す
ることになる。この理由のために、本発明者等は、端ミ
ラー１５０７．１５０８をこれらの光線を領域１５０１
に向って再方向付けるように設けた。光学設計の当業者
には明らかなように、端ミラー１５０７．１５０８の効
果は束１５０２．１５０３から発するほとんどすべての
放射線を捕え、それを必要な領域１５０１に向けること
にある。
本発明の蛍光照明器の第２実施例が第１７図に概略的に
示してある。この実施例はほぼ線形の領域１６０１の効
率の良い照明を行なうようにもなっている。これは、主
として、円筒形レンズ１６０４をミラー１５０４．１５
０５の代りに用いたという点で第１６図のシステムと異
なる。光は東１５０２．１５０３のそれと同様に図示し
た横断面の乎面で短いが、被照明領域１６０１の長さに
ほぼ等しい直角方向において成る幅となっている出射形
状を有する単一のファイバー束１６０２によって短波長
光源（図示せず）からシステムに送られる。
示してある。この実施例はほぼ線形の領域１６０１の効
率の良い照明を行なうようにもなっている。これは、主
として、円筒形レンズ１６０４をミラー１５０４．１５
０５の代りに用いたという点で第１６図のシステムと異
なる。光は東１５０２．１５０３のそれと同様に図示し
た横断面の乎面で短いが、被照明領域１６０１の長さに
ほぼ等しい直角方向において成る幅となっている出射形
状を有する単一のファイバー束１６０２によって短波長
光源（図示せず）からシステムに送られる。
ビームスプリッタ１６１２は二色性であり、すなわち、
蛍光体を励起するのに用いられる短波長でほぼｌＯＯ％
反射率となり、観察しようとしている蛍光のより長い波
長でほぼ１００％の透過性となるように設計してある。
蛍光体を励起するのに用いられる短波長でほぼｌＯＯ％
反射率となり、観察しようとしている蛍光のより長い波
長でほぼ１００％の透過性となるように設計してある。
し ン ズ１６０６は成るセンサ（図示しない
が、ＴＤＩセンサでもよい）上に領域１６０１の像を形
成する。
が、ＴＤＩセンサでもよい）上に領域１６０１の像を形
成する。
望ましい整合を得るための要件はミラー１５０４．１５
０５の寸法に影響すると同し方法てレンズ１６０４の寸
法に影響する。
０５の寸法に影響すると同し方法てレンズ１６０４の寸
法に影響する。
第１６ａ図および第１６ｂ図におけると同じ理由のため
に端ミラー（図示せず）が第１７図のシステムに設けで
ある。
に端ミラー（図示せず）が第１７図のシステムに設けで
ある。
ｆ１組合わせ照明器
第６図に示す照明器は蛍光モートあるいは可視モートの
いずれても作動するように改造することかできる。これ
は第１７ｂ図に示すように行なわれる。この照明器のす
べての構成要素の位置および作用は第６図に示す可視光
照明器にほとんど同じである。違っているのは次の点だ
けである。
いずれても作動するように改造することかできる。これ
は第１７ｂ図に示すように行なわれる。この照明器のす
べての構成要素の位置および作用は第６図に示す可視光
照明器にほとんど同じである。違っているのは次の点だ
けである。
すなわち、空冷式白熱ランプ９０８．９０９が水冷式水
銀毛管アーク・ランプ１６０１．１６０２に取り替えら
れており、また、取り外し自在のフィルタ９１３，９１
４か加えられている。ざらに、ビームスプリッタ９０４
も取り外し自在となっている。
銀毛管アーク・ランプ１６０１．１６０２に取り替えら
れており、また、取り外し自在のフィルタ９１３，９１
４か加えられている。ざらに、ビームスプリッタ９０４
も取り外し自在となっている。
フィルタ９１３．９１４はランプ１６０１．１６０２か
ら可視光を遮るように挿入しであり、短波長光（５００
ｎｍ未満）のみを基板に入射させるようになっている。
ら可視光を遮るように挿入しであり、短波長光（５００
ｎｍ未満）のみを基板に入射させるようになっている。
この照明器が蛍光モードで作動しているとき、ランプ９
０７はオフとなっており、フィルタ９１３，９１４，９
１５は所定位首にある。
０７はオフとなっており、フィルタ９１３，９１４，９
１５は所定位首にある。
フィルタ９１５は可視光フィルタであり、蛍光は通すが
、フィルタ９１３，９１４を通ってきた短波長光は遮る
。
、フィルタ９１３，９１４を通ってきた短波長光は遮る
。
この照明器か準ランベルト可視光モートて作動している
ときには、フィル、り９１３．９１４は除かれるかある
いは可視光フィルタと交換され、ビームスプリッタ９０
４が挿入され、ランプ９０７はオンとされる。
ときには、フィル、り９１３．９１４は除かれるかある
いは可視光フィルタと交換され、ビームスプリッタ９０
４が挿入され、ランプ９０７はオンとされる。
この照明器によれば、単一の基板を可視モード、蛍光モ
ードて順次に検査できる。それ故、このシステムでは、
各モードで別個の組の欠陥を見料けだずことかできる。
ードて順次に検査できる。それ故、このシステムでは、
各モードで別個の組の欠陥を見料けだずことかできる。
各組の欠陥は成る割合の「偽」欠陥（システムでは観察
されるが、現実には存在しない欠陥）を含んている。
されるが、現実には存在しない欠陥）を含んている。
たとえば、可視モードでは、「偽」欠陥は鋼内の深いす
り傷や鋼上の暗色酸化物バッチから生じる可能性があり
、これらの欠陥は共に成る線における破断個所と考える
ことができる。同様に、蛍光モードでは、成る線を横切
って位置する１つの塵が蛍光を発し、機械か破断個所と
して示すのかも知れない。
り傷や鋼上の暗色酸化物バッチから生じる可能性があり
、これらの欠陥は共に成る線における破断個所と考える
ことができる。同様に、蛍光モードでは、成る線を横切
って位置する１つの塵が蛍光を発し、機械か破断個所と
して示すのかも知れない。
可視、蛍光画結像プロセスの性質が非常に異なっている
ために、各検査て生した「偽」欠陥はほとんど交わるこ
とのない組にある。したかって、これら２種類の検査の
結果か両方の検査て同時に発見されないかぎり欠陥とし
て認めないという論理的な帰結として、「偽」欠陥のよ
り大きな部分か除かれ、真実の欠陥をほぼすべて残すこ
とになる。
ために、各検査て生した「偽」欠陥はほとんど交わるこ
とのない組にある。したかって、これら２種類の検査の
結果か両方の検査て同時に発見されないかぎり欠陥とし
て認めないという論理的な帰結として、「偽」欠陥のよ
り大きな部分か除かれ、真実の欠陥をほぼすべて残すこ
とになる。
ｇ、暗色酸化物
第６図に示す照明器は明るい銅線の検査により適したち
のである。しかしながら、銅を酸化層、普通は黒色また
は茶色の層で覆われているプリント配線板に高いコント
ラストの像を生じさせることはてきない。
のである。しかしながら、銅を酸化層、普通は黒色また
は茶色の層で覆われているプリント配線板に高いコント
ラストの像を生じさせることはてきない。
この場合、銅はほとんど反射を行なわず、酸化層が中断
している偶発的に明るいスポットを除いて暗く見える。
している偶発的に明るいスポットを除いて暗く見える。
実際に、基板（代表的には。
ＦＲ−４）は酸化物て項われだ銅よりは男るく見える。
この変形例ては、基板を酸化物よりも明るく見せるとい
うこの傾向はＦＲ−４基板が線よりも明るく見える高コ
ントラスト像を生じさせるのに利用される。 再び第９
図を参照して、高ＮＡ照明をスリット無して用いて非常
に明るいＦＲ−４を得ることがてきることがわかる。高
ＮＡ照明の追加は酸化物を多少とも明るくすることはな
く、高コントラスト像が生じ、ＦＲ−４は黒色酸化物よ
りも明るい。鋼上の偶発的な明るい点（酸化物不在）か
らのスペクトル反射を避けるために、上方ランプ９０７
はオフとされ、ビームスプリッタ９０４は引き出される
。ビームスプリッタの除去は残りの２つのランプからの
光の集光効率に２の因数を加えることになる。 したが
って、鋼上の酸化物を検査するのに用いられる照明器構
成は、スリット９１０およびビームスプリッタ９０４が
取り除かれていることを除いて第６図に示すものと同じ
である。
うこの傾向はＦＲ−４基板が線よりも明るく見える高コ
ントラスト像を生じさせるのに利用される。 再び第９
図を参照して、高ＮＡ照明をスリット無して用いて非常
に明るいＦＲ−４を得ることがてきることがわかる。高
ＮＡ照明の追加は酸化物を多少とも明るくすることはな
く、高コントラスト像が生じ、ＦＲ−４は黒色酸化物よ
りも明るい。鋼上の偶発的な明るい点（酸化物不在）か
らのスペクトル反射を避けるために、上方ランプ９０７
はオフとされ、ビームスプリッタ９０４は引き出される
。ビームスプリッタの除去は残りの２つのランプからの
光の集光効率に２の因数を加えることになる。 したが
って、鋼上の酸化物を検査するのに用いられる照明器構
成は、スリット９１０およびビームスプリッタ９０４が
取り除かれていることを除いて第６図に示すものと同じ
である。
ｈ、光学系全体
第１８図において、検査しようとしている表面上の２つ
の平行な経路を検査する構成と共に、光学系の主要要素
間の空間関係が示してある。当業者には明らかなように
、この構成は所望に応じて一度に多くの平行な経路を検
査するように拡張することかできる。照明器２０につい
ての残りの説明を通じて、簡略化のために検査しようと
している表面上の検査経路はただ１つとして説明する。
の平行な経路を検査する構成と共に、光学系の主要要素
間の空間関係が示してある。当業者には明らかなように
、この構成は所望に応じて一度に多くの平行な経路を検
査するように拡張することかできる。照明器２０につい
ての残りの説明を通じて、簡略化のために検査しようと
している表面上の検査経路はただ１つとして説明する。
第１８図において、ここには、光学要素取付板８０６が
示しであり、これにはこの図に示すすべての構成要素が
装着してあるが、ただし、スリット組立体９１０と照明
器２０は除く、光学要素取付板８０６は、順次、平行四
辺形撓み支持体８０７．８０８によって固定した比較的
振動のない面（図示せず）に取り付けである。これは光
学要素を合焦点のために垂直（Ｚ）方向にしか動けない
ように拘束する。同様に、スリット組立体９１０は照明
器２０の下方で可撓性支持体８１０によって同じ固定し
た比較的振動のない面（図示せず）に取り付けである。
示しであり、これにはこの図に示すすべての構成要素が
装着してあるが、ただし、スリット組立体９１０と照明
器２０は除く、光学要素取付板８０６は、順次、平行四
辺形撓み支持体８０７．８０８によって固定した比較的
振動のない面（図示せず）に取り付けである。これは光
学要素を合焦点のために垂直（Ｚ）方向にしか動けない
ように拘束する。同様に、スリット組立体９１０は照明
器２０の下方で可撓性支持体８１０によって同じ固定し
た比較的振動のない面（図示せず）に取り付けである。
このスリット組立体は面から独立して取り付けてあって
、被検査面の上方に一体の空気軸受上に浮上し、垂直方
向へのみ移動する。
、被検査面の上方に一体の空気軸受上に浮上し、垂直方
向へのみ移動する。
スリット９１０と光学要素取付板８０６の間にＬＶＤＴ
センサが設置しであり、これらの構成要素の相対位置を
検知するようになっている。
センサが設置しであり、これらの構成要素の相対位置を
検知するようになっている。
ＬＶＤＴからの信号は光学要素取付板８０６を動かして
光学要素の合焦点を行なわせる合焦点サーボて用いられ
る。
光学要素の合焦点を行なわせる合焦点サーボて用いられ
る。
照明器２０もスリットおよび光学要素取付板を取り付け
てあ同じ固定面に取り付けである。この取り付けはヒン
ジ支持体８１０で行なわれる。照明器は垂直方向に移動
して種々の配線板の厚さに合わせて調節てきる。しかし
ながら、その焦点深度は所与のバッチ数のプリント配線
板を検査する間照明器を固定状態に留めるに充分なもの
である。
てあ同じ固定面に取り付けである。この取り付けはヒン
ジ支持体８１０で行なわれる。照明器は垂直方向に移動
して種々の配線板の厚さに合わせて調節てきる。しかし
ながら、その焦点深度は所与のバッチ数のプリント配線
板を検査する間照明器を固定状態に留めるに充分なもの
である。
ＦｔＳ１８図の底から始まって、ここには上方板に２つ
の観察窓９０５を有する二重長の照明器２０が示してあ
る。観察窓９０５の上方にそれと整合してセンサ・レン
ズ９０６．９０６′がある。各レンズ９０６，９０６′
からの結像光路はそれぞれミラー８０２．８０３まで上
方に延びており、ここで、結像光路は４５°に曲って光
学要素取付板８０６に対して平行に留まる。結像光路の
各々はそれぞれミラー８０４．８０５につながる。上方
の光路はさらに４５＠曲って構成要素取付板８０６に対
して直角になり、また、そこから外方に延びる。下方の
光路は下方に曲り、光学要素取付板に対して直角に外方
に延びる。各結像光路は次いてそれぞれの影像センサ８
００．８０１に到達する。各センサ８００．８０１によ
って、影像は電気信号に変換され、これらの信号は影像
処理器２５によって処理される。
の観察窓９０５を有する二重長の照明器２０が示してあ
る。観察窓９０５の上方にそれと整合してセンサ・レン
ズ９０６．９０６′がある。各レンズ９０６，９０６′
からの結像光路はそれぞれミラー８０２．８０３まで上
方に延びており、ここで、結像光路は４５°に曲って光
学要素取付板８０６に対して平行に留まる。結像光路の
各々はそれぞれミラー８０４．８０５につながる。上方
の光路はさらに４５＠曲って構成要素取付板８０６に対
して直角になり、また、そこから外方に延びる。下方の
光路は下方に曲り、光学要素取付板に対して直角に外方
に延びる。各結像光路は次いてそれぞれの影像センサ８
００．８０１に到達する。各センサ８００．８０１によ
って、影像は電気信号に変換され、これらの信号は影像
処理器２５によって処理される。
ＴＤＩセンサ
時間遅延積分型（ＴＤＩ）センサは移動している像を電
荷結合デバイス（ＣＣＤ）型感光アレイに合焦点するこ
とを意図している。このＣＣＤは二次元の感光領域アレ
イ、すなわち、フォトレジスト・アレイからなる。光子
かフォトレジストに入射すると、電子か解放される。こ
れらの電子はアレイの面に設置したクロック線によって
生しる潜在エネルギ・ウェルに移行する。ひとたび電荷
かフォトレジスト内に蓄積されると、クロ・ンク線に電
圧を充電することによって電荷が隣接のフォトレジスト
に移動することができる。クロック線のこのサイクルか
繰り返されて、所与のフォトレジストの電荷か電圧変換
器に移動して、そこで、電荷か電圧としてセンサから読
み出される。
荷結合デバイス（ＣＣＤ）型感光アレイに合焦点するこ
とを意図している。このＣＣＤは二次元の感光領域アレ
イ、すなわち、フォトレジスト・アレイからなる。光子
かフォトレジストに入射すると、電子か解放される。こ
れらの電子はアレイの面に設置したクロック線によって
生しる潜在エネルギ・ウェルに移行する。ひとたび電荷
かフォトレジスト内に蓄積されると、クロ・ンク線に電
圧を充電することによって電荷が隣接のフォトレジスト
に移動することができる。クロック線のこのサイクルか
繰り返されて、所与のフォトレジストの電荷か電圧変換
器に移動して、そこで、電荷か電圧としてセンサから読
み出される。
ＴＤＩは、上述したようにクロック電圧を周回させるこ
とによってフォトレジスト間で電荷ノベケットを伝達す
るとき、フォトレジストがなお感度を保ち、新しいフォ
トレジストに入った光子か電子を生じさせ、これらの電
子がその時にフォトレジストに位置していた電荷パケッ
トに加わる。
とによってフォトレジスト間で電荷ノベケットを伝達す
るとき、フォトレジストがなお感度を保ち、新しいフォ
トレジストに入った光子か電子を生じさせ、これらの電
子がその時にフォトレジストに位置していた電荷パケッ
トに加わる。
ＴＤＩにおいて、電荷パケットは影像がアレイを横切っ
て移動する速度と同し速度てアレイを横切って動かされ
、その結果、成る特定の影像かアレイを横切って移動す
るにつれて、その影像て生しした電荷か同し電荷パケッ
トに加わる。実際、アレイはＴＤＩディメンションにお
ける画素の数に等しい因数分だけ大きい露出時間を持つ
ライン・センサと同様に作用する。
て移動する速度と同し速度てアレイを横切って動かされ
、その結果、成る特定の影像かアレイを横切って移動す
るにつれて、その影像て生しした電荷か同し電荷パケッ
トに加わる。実際、アレイはＴＤＩディメンションにお
ける画素の数に等しい因数分だけ大きい露出時間を持つ
ライン・センサと同様に作用する。
検査にＴＤＩを応用することは検査プロセスが光の制限
を受ける傾向かあるのて魅力的である。
を受ける傾向かあるのて魅力的である。
ライン・センサの検査速度は必要な信号対ノイズ比と利
用てきる光量によって決まる。信号は光のパワーと時間
の積に比例するのて、光のパワーが限られる場合には、
必要な信号対ノイズ比を得る唯一の方法は積分時間を延
ばし、検査速度を低下させることである。そのバイブラ
イン構造により、ＴＤＩは検査速度を落とすことなく積
分時間を延ばすことかできる。また、普通は光制限を受
ける暗視野照明、傾向照明て検査を行なえる。
用てきる光量によって決まる。信号は光のパワーと時間
の積に比例するのて、光のパワーが限られる場合には、
必要な信号対ノイズ比を得る唯一の方法は積分時間を延
ばし、検査速度を低下させることである。そのバイブラ
イン構造により、ＴＤＩは検査速度を落とすことなく積
分時間を延ばすことかできる。また、普通は光制限を受
ける暗視野照明、傾向照明て検査を行なえる。
センサの出力速度を高い集光率に匹敵する状ｆＭに保つ
べく、多段出力タップを用いている。これは各タップ毎
に出力データ率が高価になるのを防ぐ。用途に合わせて
出願人等が選んだ成る特定のＴＤＩセンサは第１９図に
示すように１６個のセグメントからならなる。−層詳し
く言えば、選定したＴＤＩセンサはＴＤＩディメンショ
ンに６４列、第２０図に示すように時間遅延積分（ＴＤ
Ｉ ）モートて運転するＭＵＸディメンションに２０
４８行の６４ｘ２０４８ＣＣＤ影像センサである。
べく、多段出力タップを用いている。これは各タップ毎
に出力データ率が高価になるのを防ぐ。用途に合わせて
出願人等が選んだ成る特定のＴＤＩセンサは第１９図に
示すように１６個のセグメントからならなる。−層詳し
く言えば、選定したＴＤＩセンサはＴＤＩディメンショ
ンに６４列、第２０図に示すように時間遅延積分（ＴＤ
Ｉ ）モートて運転するＭＵＸディメンションに２０
４８行の６４ｘ２０４８ＣＣＤ影像センサである。
作動にあたって、行はアレイの頂、底て引く続くシフト
・レジスタに対して上下にシフトする。
・レジスタに対して上下にシフトする。
ここて、「上」、「下」なる意味はＴＤＩディメンショ
ンにおける１つの列の平行シフトを言っている。連続し
たシフト・レジスタは１２８個の素子毎に１つずつ１６
のタップを有する。各タップは８ＭＨｚ出力データ率を
有する。′ＭＳ１９図のチップ前部を見て、頂部のシフ
ト・レジスタは左にシフトし、底部のシフト・レジスタ
は右にシフトする。このようなセンサは４位相埋設チャ
ンネル型前部照明構造を使用する。本出願人等の選んた
センサの仕様は、上述したように、２７×２７マイクロ
メードルの個別画素サイズ、ｌｋｖ ／ ｅの出力感度
、６０にライ２７秒のライン速度で０．９９９５より大
きいＣＴＥ、５００に個の電子の光レベルて８Ｍ画素／
秒のデータ速度を持ったものであり、出力部てのダイナ
ミック・レインシは１５ｎｓの最小サンプル・ウインド
クを用いて８ＭＨｚクロック率で測定したときに１２５
０： １ （悠和信号対単一画素ＲＭＳノイズ）であり
、８Ｍｈｚ画素率において２５℃て暗電流か飽和状態の
１％未満であり、行応答不均−・性か各タップで１０％
、タップ対タップて１５％であった。
ンにおける１つの列の平行シフトを言っている。連続し
たシフト・レジスタは１２８個の素子毎に１つずつ１６
のタップを有する。各タップは８ＭＨｚ出力データ率を
有する。′ＭＳ１９図のチップ前部を見て、頂部のシフ
ト・レジスタは左にシフトし、底部のシフト・レジスタ
は右にシフトする。このようなセンサは４位相埋設チャ
ンネル型前部照明構造を使用する。本出願人等の選んた
センサの仕様は、上述したように、２７×２７マイクロ
メードルの個別画素サイズ、ｌｋｖ ／ ｅの出力感度
、６０にライ２７秒のライン速度で０．９９９５より大
きいＣＴＥ、５００に個の電子の光レベルて８Ｍ画素／
秒のデータ速度を持ったものであり、出力部てのダイナ
ミック・レインシは１５ｎｓの最小サンプル・ウインド
クを用いて８ＭＨｚクロック率で測定したときに１２５
０： １ （悠和信号対単一画素ＲＭＳノイズ）であり
、８Ｍｈｚ画素率において２５℃て暗電流か飽和状態の
１％未満であり、行応答不均−・性か各タップで１０％
、タップ対タップて１５％であった。
説明を続ける前に、いくつかの定義が必要である。「暗
」ライン、「明」ラインというのは２つの照射レベル、
すなわち、「明」レベルＬと「暗」レベルＤの見地から
定義したものである。
」ライン、「明」ラインというのは２つの照射レベル、
すなわち、「明」レベルＬと「暗」レベルＤの見地から
定義したものである。
大きな面禎をレベルして均一に照射したとき、各画素の
応答性はＲＬ、である。大きな面積をレベルＤて均一に
照射したときは、各画素の応答性はＲＤである。８つの
ケースの各々にフいて、−木のラインをレベルＬ、Ｄの
空間パターンとして定義し、画素の応答性をＲＬ、ＲＤ
によりて特定する。第２１ａ〜２１ｊ図は選定したＴＤ
Ｉセンサの変調仕様をグラフて示している。これら各図
において、種々の入力照明パターンに対するＴＤＩセン
サの応答性が示してある。変調仕様を要約するために、
単一の画素幅ラインを中央の列または行に結像したとき
、先に定義したように（第２１ｃ図の式）の変調は６０
％より大きくなければならない。列間または行間の境界
に結像したときには、変調は４０％より大きくなければ
ならない。同様に、第２２図は選定ＴＤＩセンサの最低
許容ＱＥ（量子効率）を示すグラフである。
応答性はＲＬ、である。大きな面積をレベルＤて均一に
照射したときは、各画素の応答性はＲＤである。８つの
ケースの各々にフいて、−木のラインをレベルＬ、Ｄの
空間パターンとして定義し、画素の応答性をＲＬ、ＲＤ
によりて特定する。第２１ａ〜２１ｊ図は選定したＴＤ
Ｉセンサの変調仕様をグラフて示している。これら各図
において、種々の入力照明パターンに対するＴＤＩセン
サの応答性が示してある。変調仕様を要約するために、
単一の画素幅ラインを中央の列または行に結像したとき
、先に定義したように（第２１ｃ図の式）の変調は６０
％より大きくなければならない。列間または行間の境界
に結像したときには、変調は４０％より大きくなければ
ならない。同様に、第２２図は選定ＴＤＩセンサの最低
許容ＱＥ（量子効率）を示すグラフである。
第２３図は第１図のセンサ・ブロック２４に相当する、
ＴＤＩセンサ２０６を含む撮影電子機器のブロック図で
ある。撮影電子機器には、二次処理型２００か含まれて
いる。これは、特に、後述するようにＴＩ）Ｉセンサの
セグメント毎にグローバル・ゲインおよびオフセットと
ダイナミック・ゲインおよびオフセット・ステージに入
力信号を与える４つのデータ・ワード（ＤｃＬｏｓ、Ｄ
ｅＬａｓ。
ＴＤＩセンサ２０６を含む撮影電子機器のブロック図で
ある。撮影電子機器には、二次処理型２００か含まれて
いる。これは、特に、後述するようにＴＩ）Ｉセンサの
セグメント毎にグローバル・ゲインおよびオフセットと
ダイナミック・ゲインおよびオフセット・ステージに入
力信号を与える４つのデータ・ワード（ＤｃＬｏｓ、Ｄ
ｅＬａｓ。
Ｄ １ｌＹＧＮ、Ｄ ＤＹＯ５）を発生するものである
。また、位相錠止ループ２０２、タイミング発生器２０
４、ＴＤＩセンサ２０６も含まれている。
。また、位相錠止ループ２０２、タイミング発生器２０
４、ＴＤＩセンサ２０６も含まれている。
ＴＤＩセンサ２０６の各セグメント毎に、個別の同形の
出力回路か設けであり、その１６個のうちの１つだけか
この図に示してある。撮影電子機器のこれら各部分は２
因数乗算器２０８と、サンプリング・スイッチ２１０，
２１２と、コンデンサ２４６．２４８と、バッファ２１
４，２１６．２２０．２４２と、加算器２１８，２２２
゜２２８と、乗算器２２４，２２６と、ＤＡＣ２３０〜
２３６と、ＲＡＭ ２３８．２４０と、フラッシュＡ／
Ｄ変換器２４４とを包含する。
出力回路か設けであり、その１６個のうちの１つだけか
この図に示してある。撮影電子機器のこれら各部分は２
因数乗算器２０８と、サンプリング・スイッチ２１０，
２１２と、コンデンサ２４６．２４８と、バッファ２１
４，２１６．２２０．２４２と、加算器２１８，２２２
゜２２８と、乗算器２２４，２２６と、ＤＡＣ２３０〜
２３６と、ＲＡＭ ２３８．２４０と、フラッシュＡ／
Ｄ変換器２４４とを包含する。
センサ２０６は上述したように１６個のセグメントを有
し、これらのセグメントの各々から異なった出力信号が
発生する。この図では、これらの出力信号のうちの１つ
だけを処理するための回路か示してある。センサ出力信
号処理回路が同じだからである。センサ出力信号はまず
２倍乗算器２０８に送られて増幅され、増幅された信号
は２つのサンプル・ホールド回路に送られる。上方のサ
ンプル・ホールド経路（要素２１０゜２１４．２４８）
は画素毎に信号をサンプリングし、画素間で生じるクロ
ック、リセットノイズを除く。下方のサンプル・ボール
ド経路（要素２１２．２１６．２４６）はセンサ・タッ
プから出力した各クループの１２８個の画素間のライン
移行時間中に生じる暗基準レベルをサンプリングする。
し、これらのセグメントの各々から異なった出力信号が
発生する。この図では、これらの出力信号のうちの１つ
だけを処理するための回路か示してある。センサ出力信
号処理回路が同じだからである。センサ出力信号はまず
２倍乗算器２０８に送られて増幅され、増幅された信号
は２つのサンプル・ホールド回路に送られる。上方のサ
ンプル・ホールド経路（要素２１０゜２１４．２４８）
は画素毎に信号をサンプリングし、画素間で生じるクロ
ック、リセットノイズを除く。下方のサンプル・ボール
ド経路（要素２１２．２１６．２４６）はセンサ・タッ
プから出力した各クループの１２８個の画素間のライン
移行時間中に生じる暗基準レベルをサンプリングする。
これら２つの信号の差が次に作動増幅器（要２２１８，
２２０）によって生じ、センサの暗出力レベルにおける
熱変化あるいは他の変化によるオフセット・エラーかほ
とんどないビデオ信号となる。この差信号は次にバッフ
ァ２２０によフて緩衝され、加算器２２２，２２８のカ
スケードに送られる。これら加算器間には乗算器２２４
．２２６も接続してある。これらの要素は、ＤＡＣ２３
０〜２３６およびＲＡＭ２３８゜２４０と一緒に、較正
回路を構成する。この回路部分の機能は不均一な照明ま
たはセンサの不均一な感度による像内の異常を除去する
ことにあり、加算器２２８の出力部に正常化した信号を
与えることにある。正常か信号内の変動は検査装置によ
って１ｌＪ１察しようとしている対象物の変動のみでな
ければならない。
２２０）によって生じ、センサの暗出力レベルにおける
熱変化あるいは他の変化によるオフセット・エラーかほ
とんどないビデオ信号となる。この差信号は次にバッフ
ァ２２０によフて緩衝され、加算器２２２，２２８のカ
スケードに送られる。これら加算器間には乗算器２２４
．２２６も接続してある。これらの要素は、ＤＡＣ２３
０〜２３６およびＲＡＭ２３８゜２４０と一緒に、較正
回路を構成する。この回路部分の機能は不均一な照明ま
たはセンサの不均一な感度による像内の異常を除去する
ことにあり、加算器２２８の出力部に正常化した信号を
与えることにある。正常か信号内の変動は検査装置によ
って１ｌＪ１察しようとしている対象物の変動のみでな
ければならない。
較正回路は存在する可ス克性のあるグローバル・ゲイン
、ダイナミック・ゲイン、オフセットを補正する。グロ
ーバル・ゲイン、オフセット信号はｄｃ倍信号あり、こ
れらの信号は増幅器に非常に大きな変化を与えて検査装
置が検査しようとしている広範囲にわたる対象物に順応
する。たとえば１種々タイプのプリント配線板は銅と基
板の間またはフォトレジストと基板の間に非常に異なる
コントラストを有する。したがつて、広範囲にわたワて
増幅器のゲインを変えて遭遇する可能性のあるいかなる
対象物も検査てきるようにする必要かある。ＤＡＣ２３
０，２３２への入力信号は、ホストＣＰＵ２６ （第１
図）が被検査対象物を観察しているときにそこから来る
信号に応答して発生して検査を遂行するに充分なコント
ラストとを得る。グローバル較正回路は１６チヤンネル
すべてのゲインとオフセットに同時に大きな変化を与え
る。これにより、ホストＣＰＵが較正回路をプログラム
して背景の輝度およびコントラストとか広範囲にわたっ
て変化する可能性のある種々の対象物に順応することか
てきる。検査の開始に先立って経験的に適当なグローバ
ル・ゲインおよびオフセットの較正値が決められ、検査
プロセスでは一定に留まる。
、ダイナミック・ゲイン、オフセットを補正する。グロ
ーバル・ゲイン、オフセット信号はｄｃ倍信号あり、こ
れらの信号は増幅器に非常に大きな変化を与えて検査装
置が検査しようとしている広範囲にわたる対象物に順応
する。たとえば１種々タイプのプリント配線板は銅と基
板の間またはフォトレジストと基板の間に非常に異なる
コントラストを有する。したがつて、広範囲にわたワて
増幅器のゲインを変えて遭遇する可能性のあるいかなる
対象物も検査てきるようにする必要かある。ＤＡＣ２３
０，２３２への入力信号は、ホストＣＰＵ２６ （第１
図）が被検査対象物を観察しているときにそこから来る
信号に応答して発生して検査を遂行するに充分なコント
ラストとを得る。グローバル較正回路は１６チヤンネル
すべてのゲインとオフセットに同時に大きな変化を与え
る。これにより、ホストＣＰＵが較正回路をプログラム
して背景の輝度およびコントラストとか広範囲にわたっ
て変化する可能性のある種々の対象物に順応することか
てきる。検査の開始に先立って経験的に適当なグローバ
ル・ゲインおよびオフセットの較正値が決められ、検査
プロセスでは一定に留まる。
ダイナミック・ゲイン・オフセット回路は画素毎の補正
を行なう。この回路の範囲はグローバル補正ブロックに
比べてかなり制限されている。この回路はゲインあるい
はオフセットて±２０％変化まで補正できるが、すべて
の画素を変えなければならないので非常な高速で作動す
る。これは照明の不均一性またはセンサ２０６の応答性
を補正する回路である。較正方法はＸＹステージ１２上
に位置する、「黒」基憎面および「白」基準面の影像に
ついて行なわれる。理想的には、基準影像は完全に均一
になっていなければならないが、不均一性のためにそう
はならない。ホスト・コンピュータはこれらの応答性が
あるものを監視しており、先に述べたｒＤＪ信号か発生
し、ＲＡＭ２３８．２４０に送られた場合には適切な補
正値を処理器２００にダウンロートし、各画素をそれら
か持つべきである公称値に補正する。
を行なう。この回路の範囲はグローバル補正ブロックに
比べてかなり制限されている。この回路はゲインあるい
はオフセットて±２０％変化まで補正できるが、すべて
の画素を変えなければならないので非常な高速で作動す
る。これは照明の不均一性またはセンサ２０６の応答性
を補正する回路である。較正方法はＸＹステージ１２上
に位置する、「黒」基憎面および「白」基準面の影像に
ついて行なわれる。理想的には、基準影像は完全に均一
になっていなければならないが、不均一性のためにそう
はならない。ホスト・コンピュータはこれらの応答性が
あるものを監視しており、先に述べたｒＤＪ信号か発生
し、ＲＡＭ２３８．２４０に送られた場合には適切な補
正値を処理器２００にダウンロートし、各画素をそれら
か持つべきである公称値に補正する。
バッファ２２０からの信すはそこからクローバル・オフ
セットを引き、グローバル・ゲイン補正値で割り、ダイ
ナミック・ゲイン補正値を掛けることによって補正され
、さらにそれにダイナミック・オフセットが加算される
。加算器２２８からの補正済みの信号は次にバッファ２
４２に送られ、次いでフラッシュＡ／Ｄ変換器２４４に
送られる。本願で利用している較正回路の変換機能は次
の通りである。
セットを引き、グローバル・ゲイン補正値で割り、ダイ
ナミック・ゲイン補正値を掛けることによって補正され
、さらにそれにダイナミック・オフセットが加算される
。加算器２２８からの補正済みの信号は次にバッファ２
４２に送られ、次いでフラッシュＡ／Ｄ変換器２４４に
送られる。本願で利用している較正回路の変換機能は次
の通りである。
Ｇ、Ｌ、 ＝ ４４．７４ − ０．１ＯＯＤｎｙ
ｏｓここて、 ａ、Ｌ、＝Ａ／Ｄ変換器からのグレイレベル（小数）Ｏ
−６３ ＤｏＹｏｓ＝タイナミツク・オフセ・ント補正値（小数
）Ｏ−２２５ ＤｏＹＧＮ＝ダイナミック・ゲイン補正値（小数）Ｄ６
ＬＯｓ＝グローバル・オフセット補正値（小数）Ｏ−２
２５ ＤｃＬ６．４＝グローバル・ゲイン補正値（小数）Ｖ
１）１＝サンプル・ホールト回路のアナログ出力（ボル
ト） ＴＤＩセンサ２０６の各セグメントはタイミング発生器
２０４を経て位相錠止ループ回路２０２によって制御さ
れる。ＴＤＩセンサの必要とする出力信りはｆｆｒＪ２
４図のタイミンク図に示し゛〔ある。基本的には、３種
類のクロック信号かある。ＴＤＩ方向に電荷をシフトす
るのは位相ｒＣＪクロフつであり、結像後にアレイから
信号をシフトする出力シフト・レジスタを駆動するのか
位相ｒＡＪ、ｒＢＪクロッつてある。位相ｒＡＪ、ｒＢ
Ｊクロックのうちの一方のみが任意所′ｊ、の時刻に活
動している。位相ｒＣＪクロックは第２４図に示すよう
に互いに関係する自由動作クロックである。電荷かアレ
イのＴＤＩ方向（アレイの感光部分）ヘシフトされると
、それは２つのシフト・レジスタ、ｒＡＪまたはｒＢＪ
のレジスタのうちの一方へ伝えられ、そこから本発明の
設計である１６個のタップの各々に伝えられる。
ｏｓここて、 ａ、Ｌ、＝Ａ／Ｄ変換器からのグレイレベル（小数）Ｏ
−６３ ＤｏＹｏｓ＝タイナミツク・オフセ・ント補正値（小数
）Ｏ−２２５ ＤｏＹＧＮ＝ダイナミック・ゲイン補正値（小数）Ｄ６
ＬＯｓ＝グローバル・オフセット補正値（小数）Ｏ−２
２５ ＤｃＬ６．４＝グローバル・ゲイン補正値（小数）Ｖ
１）１＝サンプル・ホールト回路のアナログ出力（ボル
ト） ＴＤＩセンサ２０６の各セグメントはタイミング発生器
２０４を経て位相錠止ループ回路２０２によって制御さ
れる。ＴＤＩセンサの必要とする出力信りはｆｆｒＪ２
４図のタイミンク図に示し゛〔ある。基本的には、３種
類のクロック信号かある。ＴＤＩ方向に電荷をシフトす
るのは位相ｒＣＪクロフつであり、結像後にアレイから
信号をシフトする出力シフト・レジスタを駆動するのか
位相ｒＡＪ、ｒＢＪクロッつてある。位相ｒＡＪ、ｒＢ
Ｊクロックのうちの一方のみが任意所′ｊ、の時刻に活
動している。位相ｒＣＪクロックは第２４図に示すよう
に互いに関係する自由動作クロックである。電荷かアレ
イのＴＤＩ方向（アレイの感光部分）ヘシフトされると
、それは２つのシフト・レジスタ、ｒＡＪまたはｒＢＪ
のレジスタのうちの一方へ伝えられ、そこから本発明の
設計である１６個のタップの各々に伝えられる。
位相ｒＡＪ、ｒＢＪクロックは出力電荷を電圧変換器に
伝えるクロックである。位相ｒＡＪクロックまたは位相
ｒＢＪクロックは４位相クロッつであり、各信号は先行
うロックから順次９０°位相ずれしており、したがって
、ＴＤＩセンサは４位相装置と言える。
伝えるクロックである。位相ｒＡＪクロックまたは位相
ｒＢＪクロックは４位相クロッつであり、各信号は先行
うロックから順次９０°位相ずれしており、したがって
、ＴＤＩセンサは４位相装置と言える。
アレイから電荷をシフトする位相ｒＡＪまたζよｒＢＪ
クロックに加えて、リセット・ゲート・クロックも設け
であり、これはそれぞれｒＡＪ、ｒＢＪレジスタのため
の位相ｒＲＧＡＪまたはｒＲＧＢＪ信号として示される
。これらのクロ・ンクは画素間のセンサ・チ・ンプ上の
出力増幅器を既知レベルにリセットする木質的に自由に
作動するクロックである。位相錠止ループ・プロ・ンク
２０２におけるエンコーダ信号を監視することによって
、ＸＹステージ１２がＸ方向へ移動する方向か決定され
、したがって、センサ２０６内のｒＡＪ、ｒＢＪレジス
タのうちの適切なものを選ぶことになる。ｒＡＪ、ｒＢ
Ｊレジスタはアレイの長軸の両側に配置してある。影像
は信号電荷力く横切って移動しつつある方向と同期して
アレイを横切って移動する。両走査方向に順応するため
には１両方向において電荷をシフトする必要カイあり、
したがって、出力レジスタはアレイの両側にあり、その
うちの一方のみが任意の時刻に活動している必要がある
。こうして、基板が走査されつつある方向は位相錠止ル
ープ２０２で復号されつつあるものと一致しなければな
らない。
クロックに加えて、リセット・ゲート・クロックも設け
であり、これはそれぞれｒＡＪ、ｒＢＪレジスタのため
の位相ｒＲＧＡＪまたはｒＲＧＢＪ信号として示される
。これらのクロ・ンクは画素間のセンサ・チ・ンプ上の
出力増幅器を既知レベルにリセットする木質的に自由に
作動するクロックである。位相錠止ループ・プロ・ンク
２０２におけるエンコーダ信号を監視することによって
、ＸＹステージ１２がＸ方向へ移動する方向か決定され
、したがって、センサ２０６内のｒＡＪ、ｒＢＪレジス
タのうちの適切なものを選ぶことになる。ｒＡＪ、ｒＢ
Ｊレジスタはアレイの長軸の両側に配置してある。影像
は信号電荷力く横切って移動しつつある方向と同期して
アレイを横切って移動する。両走査方向に順応するため
には１両方向において電荷をシフトする必要カイあり、
したがって、出力レジスタはアレイの両側にあり、その
うちの一方のみが任意の時刻に活動している必要がある
。こうして、基板が走査されつつある方向は位相錠止ル
ープ２０２で復号されつつあるものと一致しなければな
らない。
本願で使用しているセンサ２０６は２０４８画素分の長
さであり、アレイ上に１６個のタップがあるのて、これ
らのタップは各１２８個の画素に置かれる。位相ｒＡＪ
、ｒＢＪクロックが活動していないときには、信号電荷
はアレイのＴＤＩセクシ＝！ンから内方ヘシフトされる
。次いで、位相ｒＡＪ、ｒＢＪクロックが、必要に応じ
て、始動され、タップあたり１２８個の画素を外方へそ
のタップの出力増幅器へシフトする。次いて、クロック
は再び停止させられ、アレイのＴＤＩセクションからの
画素の次の補正値が内方へシフトされ、このパターンが
繰り返される。ｒＡＪ、ｒＢＪ位相クロックが活動して
いない時期は伝達時間として定義される。ＴＤＩセンサ
は連続的にデータを集め、これらのデータをバーストの
伝達時間の間に外方ヘシフトする。
さであり、アレイ上に１６個のタップがあるのて、これ
らのタップは各１２８個の画素に置かれる。位相ｒＡＪ
、ｒＢＪクロックが活動していないときには、信号電荷
はアレイのＴＤＩセクシ＝！ンから内方ヘシフトされる
。次いで、位相ｒＡＪ、ｒＢＪクロックが、必要に応じ
て、始動され、タップあたり１２８個の画素を外方へそ
のタップの出力増幅器へシフトする。次いて、クロック
は再び停止させられ、アレイのＴＤＩセクションからの
画素の次の補正値が内方へシフトされ、このパターンが
繰り返される。ｒＡＪ、ｒＢＪ位相クロックが活動して
いない時期は伝達時間として定義される。ＴＤＩセンサ
は連続的にデータを集め、これらのデータをバーストの
伝達時間の間に外方ヘシフトする。
第２４図のタイミング図の頂部を横切って２種類の一連
の数字がある。一方の組には括弧がなく、他方の組には
括弧がある。本発明の意図したタイミング発生器２０４
はカウンタからの出力信号を復号し、第２４図に示すタ
イミング信号を発生するＰＲＯＭを駆動する二進カウン
タによって構成されている。括弧内の数字はタイミング
図における各時間増分に対応するカウンタ出力である。
の数字がある。一方の組には括弧がなく、他方の組には
括弧がある。本発明の意図したタイミング発生器２０４
はカウンタからの出力信号を復号し、第２４図に示すタ
イミング信号を発生するＰＲＯＭを駆動する二進カウン
タによって構成されている。括弧内の数字はタイミング
図における各時間増分に対応するカウンタ出力である。
括弧のない数字はそのサイクルにおける各タイミング状
態に対する恣意的な状態割当である。
態に対する恣意的な状態割当である。
φ２．．φ１．信号はサンプル・ホールド回路を駆動し
、Ｙ ｙｎａは入力バッファに行って結像コンピュータ
の外から入ってくるデータと同期させる。
、Ｙ ｙｎａは入力バッファに行って結像コンピュータ
の外から入ってくるデータと同期させる。
位相錠止ループ２０２への入力信号は第２３図に示して
ある。これらの信号はＸＹステージ１２の速度の関数で
ある双位相求積エンコーダ信号と線形エンコーダ３８（
第１図）からの出力信号である。位相錠止ループ２０２
は種々のステージ速度および画素サイズに対してプログ
ラムすることがてきる。表■は本出願人が用いている各
画素サイズと走査（ステージ）速度の組合わせに対する
出力クロック（４ｘｃｋ）の周波数を示している。双位
相求積エンコーダ信号は２つの方形波または正弦波信号
からなり、その一方は他方から９０°の位相だけ送れて
いる。走査方向が変わると、先の走査方向に送れている
信号は第２走査方向になる。
ある。これらの信号はＸＹステージ１２の速度の関数で
ある双位相求積エンコーダ信号と線形エンコーダ３８（
第１図）からの出力信号である。位相錠止ループ２０２
は種々のステージ速度および画素サイズに対してプログ
ラムすることがてきる。表■は本出願人が用いている各
画素サイズと走査（ステージ）速度の組合わせに対する
出力クロック（４ｘｃｋ）の周波数を示している。双位
相求積エンコーダ信号は２つの方形波または正弦波信号
からなり、その一方は他方から９０°の位相だけ送れて
いる。走査方向が変わると、先の走査方向に送れている
信号は第２走査方向になる。
艷５」し１塁
第２５図は第１図の影像処理器２５のブロック図である
。第２３図の撮影電子機器の１６のセクションの各々の
Ａ／Ｄ変換器２４４の各々からの出力信号は入力バッフ
ァ３１０に並列に送られ、ここで複合像信号か生じる。
。第２３図の撮影電子機器の１６のセクションの各々の
Ａ／Ｄ変換器２４４の各々からの出力信号は入力バッフ
ァ３１０に並列に送られ、ここで複合像信号か生じる。
この複合像信号は次に特徴抽出パイプライン３１２に送
られ、このパイプラインは影像処理器コントローラ３１
４の制御の下にこの信号から特徴を抽出し、それを基準
データベース（第１図のＲＡＭ３２の一部）に記憶され
ている「黄金板」から特徴情報と同じフォーマットにす
る。データベース３１６からの特徴か欠陥検出器３１８
で特徴抽出パイプライン３１２からの特徴と比較される
（これは第１図のＣＰＵ２６によって行なわれ得る）。
られ、このパイプラインは影像処理器コントローラ３１
４の制御の下にこの信号から特徴を抽出し、それを基準
データベース（第１図のＲＡＭ３２の一部）に記憶され
ている「黄金板」から特徴情報と同じフォーマットにす
る。データベース３１６からの特徴か欠陥検出器３１８
で特徴抽出パイプライン３１２からの特徴と比較される
（これは第１図のＣＰＵ２６によって行なわれ得る）。
各検出された欠陥は使用者インターフェース処理器３２
０に報告され、検出した欠陥を使用者に知らせる。人カ
ハッファ３１０からの出力信号はモニタ３４（第１図）
に送られて使用者によってＯＪ２′！％されＣいるノフ
板の領域を表示する。
０に報告され、検出した欠陥を使用者に知らせる。人カ
ハッファ３１０からの出力信号はモニタ３４（第１図）
に送られて使用者によってＯＪ２′！％されＣいるノフ
板の領域を表示する。
第１図は本発明の自動プリント配線板検査機械のブロッ
ク図である。 第２図は検査しようとしているプリント配線板上の代表
的な銅線の光散乱現象を説明する横断面図である。 第３図は表面照明かいかなる照明手段でも不可能である
銅線の表面の一部を示す図である。 第４［］は銅線対ガラス繊維基板からの反射光の強さの
差を説明するヒストグラムである。 第５図は銅反射率ピークの幅と照明器の開口数の関係を
示すグラフである。 第６図は本発明の準ランベルト反射光照明器の概略横断
面図である。 第７図はｆ５６図の照明器の斜視図である。 第８図は照明制限用スリットかある場合とない場合の、
プリン１〜配線板か低いＮＡ、高いＮＡて照射されたと
きの入射、反射光線の影響を説明する、プリン１〜配線
板の横断面図である。 第９図はＮＡについて３つの異なった条件の下で第８図
の形態のスリットが存在する場合に照明されたガラス繊
維基板と銅導電体のコントラストとを説明する一組のヒ
ストクラムである。 第１Ｏ図はＤｕＰｏｎｔ Ｒ１５ｔｏｎ２１６Ｒフオ
トレジストの透過スペクトルのグラフである。 第１１図は選定した光線の反射を説明する、第６図と同
様の図である。 第１２図は明視野、暗視野照明の真の組合わせのための
、０′５１図の配置から変更した配置を示す図である。 第１３図は第６図の照明器の横断面図であり、ランプお
よびミラーを冷却し、シュリーレン現象を抑える空気流
制御システムを示す図である。 第１４図は照明器冷却システムとそれに関連したタクト
の斜視図である。 第１５ ａ図および第１５ｂ図は本発明のスリット組立
体および照明器の一体空気軸受の平面垂直断面図と底面
図である。 第１６ａ図および第１６ｂ図は本発明の蛍光照明器の第
１実施例の平面横断面図と斜視図である。 第１７ａ図は本発明の蛍光照明器の第２実施例の概略図
である。 ｆｊＳｌＴｂ図は反射光、蛍光画照明を行なえる照明器
の概略横断面図である。 第１８図はスリット組立体、照明器組立体、センサ・レ
ンズおよび互いに組合わせた電子機器を有するセンサの
機械的な取り付けを説明する斜視図である。 第１９図は特定の用途のために本出願人等が選んだ多セ
グメントＴＤＩセンサの概略図である。 ７５２０図はＴＤＩセンサの個々のセンサ・セグメント
の詳細図である。 第２１ａ図〜第２１ｊ図は選定した入力照明パターンに
対する所望の応答性を示すことによって選定したＴＤＩ
センサの変調仕様を説明する図である。 第２２図は選定したＴＤＩセンサの最低量子効率対波長
のグラフである。 第２３図は本発明の多セクションＴＤＩセンサの１つの
セクションのＴＤＩ電子要素のブロック図である。 第２４図は第２４図のＴＤＩ電子要素の種々のフロック
からの選定信号のタイミング図である。 第２５図は第２４図のＴＤＩ電子要素セクションの１つ
に対応する弔−の影像処理器電子要素セクションのブロ
ック図である。 図面において、５・・・照明光、８・・・導電体、ｌＯ
・・・検査装置、１４・・・基板、２０・・・光学照明
器、２５・・・影像処理器、２６・・・ＣＰＵ、３ｏ−
・・ＲＯＭ、３２・・・ＲＡＭ、３４・・・モニタ、３
６・・・ＸＹサーボ制御器、３８・・・位置センサ、４
０・・・データバス、２０２・・・位相錠止ループ、２
０４・・・タイミング発生器、２０６・・・ＴＤＩセン
サ、２０８・・・２倍乗算器、２１０．２１２・・・サ
ンプリング・スイッチ、２４６．２４８・・・コンデン
サ、２１４．２１６．２２０．２４２・・・バッファ、
２１Ｂ、２２２．２２８・・・加算器、２２４．２２６
・・・乗算器、２３０〜２３６・・・ＤＡＣ。 ２３８．２４０・・・ＲＡＭ、２４４・・・フラッシュ
Ａ／Ｄ変換器、６０２・・・被ｆｆＪ２察領域、６０３
−・伝導体、９０１．９０２．９０３・・・ミラー。 ９０４・・・ビームスプリッタ、９０７．９０８．９０
９・・・線形フィラメント式タングステン・ハロゲン・
ランプ、９１０・・・スリット組立体、９１２・・・被
検査領域、９１３．９１４．９１５−・・フィルタ、９
２２・・・スリット、１１０２．１１０３・・・端ミラ
ー、１５０３・・・光ファイバー末、１５０４・・・ミ
ラー、ｌ ５０５−・・ミラー、１５１１・・・光源 代理人 弁理士 布施 行夫 （他２名）イ↓づケ５
王Ａ？ 、７．９ 、−１０取 第６図 第１１図 第１６ｂ図 第１７０図 ９０６し〉ス 第１７ｂ図 第１９図 第２０図 第２１０図 ＡＢＣＣＩＥＦＧ Ａ３ＣＤ ＥＦＧ第
２１ｂ図 第２１ｃ図 ｇ★
ク図である。 第２図は検査しようとしているプリント配線板上の代表
的な銅線の光散乱現象を説明する横断面図である。 第３図は表面照明かいかなる照明手段でも不可能である
銅線の表面の一部を示す図である。 第４［］は銅線対ガラス繊維基板からの反射光の強さの
差を説明するヒストグラムである。 第５図は銅反射率ピークの幅と照明器の開口数の関係を
示すグラフである。 第６図は本発明の準ランベルト反射光照明器の概略横断
面図である。 第７図はｆ５６図の照明器の斜視図である。 第８図は照明制限用スリットかある場合とない場合の、
プリン１〜配線板か低いＮＡ、高いＮＡて照射されたと
きの入射、反射光線の影響を説明する、プリン１〜配線
板の横断面図である。 第９図はＮＡについて３つの異なった条件の下で第８図
の形態のスリットが存在する場合に照明されたガラス繊
維基板と銅導電体のコントラストとを説明する一組のヒ
ストクラムである。 第１Ｏ図はＤｕＰｏｎｔ Ｒ１５ｔｏｎ２１６Ｒフオ
トレジストの透過スペクトルのグラフである。 第１１図は選定した光線の反射を説明する、第６図と同
様の図である。 第１２図は明視野、暗視野照明の真の組合わせのための
、０′５１図の配置から変更した配置を示す図である。 第１３図は第６図の照明器の横断面図であり、ランプお
よびミラーを冷却し、シュリーレン現象を抑える空気流
制御システムを示す図である。 第１４図は照明器冷却システムとそれに関連したタクト
の斜視図である。 第１５ ａ図および第１５ｂ図は本発明のスリット組立
体および照明器の一体空気軸受の平面垂直断面図と底面
図である。 第１６ａ図および第１６ｂ図は本発明の蛍光照明器の第
１実施例の平面横断面図と斜視図である。 第１７ａ図は本発明の蛍光照明器の第２実施例の概略図
である。 ｆｊＳｌＴｂ図は反射光、蛍光画照明を行なえる照明器
の概略横断面図である。 第１８図はスリット組立体、照明器組立体、センサ・レ
ンズおよび互いに組合わせた電子機器を有するセンサの
機械的な取り付けを説明する斜視図である。 第１９図は特定の用途のために本出願人等が選んだ多セ
グメントＴＤＩセンサの概略図である。 ７５２０図はＴＤＩセンサの個々のセンサ・セグメント
の詳細図である。 第２１ａ図〜第２１ｊ図は選定した入力照明パターンに
対する所望の応答性を示すことによって選定したＴＤＩ
センサの変調仕様を説明する図である。 第２２図は選定したＴＤＩセンサの最低量子効率対波長
のグラフである。 第２３図は本発明の多セクションＴＤＩセンサの１つの
セクションのＴＤＩ電子要素のブロック図である。 第２４図は第２４図のＴＤＩ電子要素の種々のフロック
からの選定信号のタイミング図である。 第２５図は第２４図のＴＤＩ電子要素セクションの１つ
に対応する弔−の影像処理器電子要素セクションのブロ
ック図である。 図面において、５・・・照明光、８・・・導電体、ｌＯ
・・・検査装置、１４・・・基板、２０・・・光学照明
器、２５・・・影像処理器、２６・・・ＣＰＵ、３ｏ−
・・ＲＯＭ、３２・・・ＲＡＭ、３４・・・モニタ、３
６・・・ＸＹサーボ制御器、３８・・・位置センサ、４
０・・・データバス、２０２・・・位相錠止ループ、２
０４・・・タイミング発生器、２０６・・・ＴＤＩセン
サ、２０８・・・２倍乗算器、２１０．２１２・・・サ
ンプリング・スイッチ、２４６．２４８・・・コンデン
サ、２１４．２１６．２２０．２４２・・・バッファ、
２１Ｂ、２２２．２２８・・・加算器、２２４．２２６
・・・乗算器、２３０〜２３６・・・ＤＡＣ。 ２３８．２４０・・・ＲＡＭ、２４４・・・フラッシュ
Ａ／Ｄ変換器、６０２・・・被ｆｆＪ２察領域、６０３
−・伝導体、９０１．９０２．９０３・・・ミラー。 ９０４・・・ビームスプリッタ、９０７．９０８．９０
９・・・線形フィラメント式タングステン・ハロゲン・
ランプ、９１０・・・スリット組立体、９１２・・・被
検査領域、９１３．９１４．９１５−・・フィルタ、９
２２・・・スリット、１１０２．１１０３・・・端ミラ
ー、１５０３・・・光ファイバー末、１５０４・・・ミ
ラー、ｌ ５０５−・・ミラー、１５１１・・・光源 代理人 弁理士 布施 行夫 （他２名）イ↓づケ５
王Ａ？ 、７．９ 、−１０取 第６図 第１１図 第１６ｂ図 第１７０図 ９０６し〉ス 第１７ｂ図 第１９図 第２０図 第２１０図 ＡＢＣＣＩＥＦＧ Ａ３ＣＤ ＥＦＧ第
２１ｂ図 第２１ｃ図 ｇ★
Claims (56)
- （１）．基板の表面特性を検査する検査装置であって、 基板の表面の所望特性を記憶する記憶手段と、検査しよ
うとしている基板の表面の或る領域をほぼ均一に照明す
る合焦点準ランベルト照明手段と、 この照明手段で照明された基板の領域を結像するセンサ
手段と、 記憶手段およびセンサ手段に応答して基板の結像領域を
基板の記憶された所望特性と比較する比較手段と を包含する検査装置。 - （２）．基板の表面特性を検査する検査装置であって、 基板の表面の所望特性を記憶する記憶手段と、検査しよ
うとしている基板の表面の或る領域をほぼ均一に照明す
る照明手段と、 この照明手段で照明された基板の領域を結像するＴＤＩ
センサ手段と、 記憶手段およびセンサ手段に応答して基板の結像領域を
基板の記憶された所望特性と比較する比較手段と を包含する検査装置。 - （３）．基板の表面特性を点検する方法で あって、 ａ．基板の表面の所望特性を記憶する段階と、ｂ．点検
しようとしている基板の表面の或る領域を合焦点準ラン
ベルト照明でほぼ均一に照明する段階と、 ｃ．照明手段で照明された基板の領域を結像する段階と
、 ｄ．基板の結像領域を基板の記憶された所望特性と比較
する段階と を包含する方法。 - （４）．基板の表面特性を点検する方法で あって、 ａ．基板の表面の所望特性を記憶する段階と、ｂ．点検
しようとしている基板の表面の或る領域をほぼ均一に照
明する段階と、 ｃ．照明手段で照明された基板の領域を ＴＤＩセンサ手段で結像する段階と、 ｄ．基板の結像領域を基板の記憶された所望特性と比較
する段階と を包含する方法。 - （５）．狭い線形領域に沿ってほぼ均一に合焦点照明を
行なう照明装置であって、 楕円円筒形の第１、第２の反射器手段であって、各々が
他の反射器手段の長軸に対してほぼ平行な長軸を有し、
また、各々が互いに最も接近した縁に沿って隔たってい
て照明線形領域を前記照明装置を通して上から見ること
ができる経路を構成している第１、第２の反射器手段と
、 各々が平らであり、互いに平行に前記第１、第２の反射
器手段の各々の両端のところに装着してありかつ前記各
第１、第１の反射器手段の長軸に対してほぼ直角に位置
している第３、第４の反射器手段と、 各々が第１、第２の反射器手段の対応したものに平行に
装着してあって対応した反射器手段のほぼ全表面に光を
送る第１、第２の線形光源手段とを包含し、照明線形領
域が前記各第１，第２の反射器手段の１つの焦点に位置
していることを特徴とする照明装置。 - （６）．請求項２記載の検査装置において、前記照明手
段が、 楕円円筒形の第１、第２の反射器手段であって、各々が
他の反射器手段の長軸に対してほぼ平行な長軸を有し、
また、各々が互いに最も接近した縁に沿って隔たってい
て照明線形領域を前記照明装置を通して上から見ること
ができる経路を構成している第１、第２の反射器手段と
、 各々が平らであり、互いに平行に前記第１、第２の反射
器手段の各々の両端のところに装着してありかつ前記各
第１、第１の反射器手段の長軸に対してほぼ直角に位置
している第３、第４の反射器手段と、 各々が第１、第２の反射器手段の対応したものに平行に
装着してあって対応した反射器手段のほぼ全表面に光を
送る第１、第２の線形光源手段とを包含し、照明線形領
域が前記各第１、第２の反射器手段の１つの焦点に位置
していることを特徴とする検査装置。 - （７）．請求項６記載の検査装置において、前記第１、
第２の線形光源手段の各々が高さは低いが幅は照明線形
領域とほぼ同じとなっている出口端を備えた光ファイバ
ー束と、これら第１、第２の光ファイバー束の入口端を
照明するように配置した非干渉性光源とを包含すること
を特徴とする検査装置。 - （８）．請求項６記載の検査装置において、前記第１、
第２の線形光源手段の各々が照明線形領域とほぼ同じ長
さを有する光源を包含し、この光源が前記第１、第２の
反射器手段のうち対応するものに対して平行になってお
り、各光源手段が対応する反射器手段の第１焦点のとこ
ろにあり、照明線形領域が前記第１、第２の反射器手段
の各々の第２焦点のところにあるように各光源手段が装
着してあることを特徴とする検査装置。 - （９）．請求項８記載の検査装置において、前記照明手
段が、さらに、 楕円円筒形となっており、長軸が第１、第２の反射器手
段の長軸に対してほぼ平行であり、前記第１、第２の反
射器手段の上方で、照明線形領域を前記照明手段を通し
て上から見ることのできる経路から離れて装着してある
第５の反射器手段と、 照明線形領域を前記照明手段を通して上から見ることの
できる経路内に装着してあり、光学観察軸線に対して傾
斜しており、第５反射器手段から照明線形領域に向って
合焦点ビームを反射するように位置したビームスプリッ
タ手段と、 前記第５反射器手段に対して平行に装着してあって第５
反射器手段のほぼ全表面に光を送る第３線形光源手段と
を包含し、この第３線形光源手段が第５反射器手段の第
１焦点のところに、照明線形領域が第５反射器手段の第
２焦点のところに位置し、第５反射器手段からのビーム
がビームスプリッタ手段で反射されるようにしたことを
特徴とする検査装置。 - （１０）．請求項９記載の検査装置において、前記第１
、第２の光源手段が水冷式水銀毛管アーク・ランプであ
り、前記照明手段が、さらに、照明線形領域と第１、第
２の光源手段および第１、第２の反射器手段の組合わせ
の各々との間に取り外し自在に位置させることができ、
第１、第２の光源手段および第１、第２の反射器手段の
組合わせから被照明線形領域に送られた光を濾過する第
１、第２の光学フィルタ手段と、ビームスプリッタ手段
の照明線形領域から隔たった側に設置した可視光フィル
タであり、そこを通して照明線形領域からの光がセンサ
手段に通るときに可視光のみがセンサ手段を通るように
した第３光学フィルタ手段と、この第３光学フィルタ手
段のビームスプリッタ手段から隔たった側に装着してあ
って照明線形領域からの光をセンサ手段上に焦点合せす
るレンズ手段とを包含することを特徴とする検査装置。 - （１１）．請求項６記載の検査装置において、前記第１
、第２の光源手段の各々が照明線形領域とほぼ同じ長さ
の細長いランプと、このランプを取り囲んでいる透明ジ
ャケット手段とを包含することを特徴とする検査装置。 - （１２）．請求項１１記載の検査装置において、前記透
明ジャケット手段がランプの放射する光を濾過するよう
に光学的に被覆してあることを特徴とする検査装置。 - （１３）．請求項１１項記載の検査装置において、前記
透明ジャケット手段が前記ランプのまわりに室を形成し
ていてランプの冷却水用の導管としていることを特徴と
する検査装置。 - （１４）．請求項２記載の検査装置において、前記照明
手段が前記照明線形領域のすぐ上に配置してあって基板
の、結像領域以外の領域から反射されてきた光の量を低
減するスリット組立体手段を包含することを特徴とする
検査装置。 - （１５）．請求項１４記載の検査装置において、前記ス
リット組立体手段がそれを基板の表面上方ほぼ均一な高
さのところに浮上させる一体空気軸受手段を包含するこ
とを特徴とする検査装置。 - （１６）．請求項６記載の検査装置において、前記第１
、第２の反射器手段が波長選択コーティングを包含し、
反射しようとしている選定波長の光および他の波長の光
を基板の熱負荷を減らすように伝達するようにしたこと
を特徴とする検査装置。 - （１７）．請求項２記載の検査装置において、前記照明
手段が制御した方向へ移動する空気の源となる高体積空
気源手段と、照明手段を通して前記空気を送り、基板の
ほぼ均一に照明された領域とセンサ手段との間の光路に
おける照明手段内のシュリーレン効果を最小限に抑える
導管手段とを包含することを特徴とする検査装置。 - （１８）．請求項１記載の検査装置において、前記照明
手段が、 楕円円筒形の第１、第２の反射器手段てあって、各々が
他の反射器手段の長軸に対してほぼ平行な長軸を有し、
また、各々が互いに最も接近した縁に沿って隔たってい
て照明線形領域を前記照明装置を通して上から見ること
ができる経路を構成している第１、第２の反射器手段と
、 各々が平らであり、互いに平行に前記第１、第２の反射
器手段の各々の両端のところに装着してありかつ前記各
第１、第１の反射器手段の長軸に対してほぼ直角に位置
している第３、第４の反射器手段と、 各々が第１、第２の反射器手段の対応したものに平行に
装着してあって対応した反射器手段のほぼ全表面に光を
送る第１、第２の線形光源手段であって、照明線形領域
が前記各第１、第２の反射器手段の１つの焦点に位置す
るようにし、各々が照明線形領域とほぼ同じ長さを有す
る光源を包含し、この光源が前記第１、第２の反射器手
段のうち対応するものに対して平行になっており、各光
源手段が対応する反射器手段の第１焦点のところにあり
、照明線形領域が前記第１、第２の反射器手段の各々の
第２焦点のところにあるように各光源手段が装着してあ
る第１、第２の線形光源手段と、 楕円円筒形となっており、長軸が第１、第２の反射器手
段の長軸に対してほぼ平行であり、前記第１、第２の反
射器手段の上方で、照明線形領域を前記照明手段を通し
て上から見ることのできる経路から離れて装着してある
第５の反射器手段と、 照明線形領域を前記照明手段を通して上から見ることの
できる経路内に装着してあり、光学観察軸線に対して傾
斜しており、第５反射器手段から照明線形領域に向って
合焦点ビームを反射するように位置したビームスプリッ
タ手段と、 前記第５反射器手段に対して平行に装着してあって第５
反射器手段のほぼ全表面に光を送る第３線形光源手段と
を包含し、 この第３線形光源手段が第５反射器手段の第１焦点のと
ころに、照明線形領域が第５反射器手段の第２焦点のと
ころに位置し、第５反射器手段からのビームがビームス
プリッタ手段で反射されるようにしたことを特徴とする
検査装置。 - （１９）．請求項１８記載の検査装置において、前記第
１、第２の光源手段が水冷式水銀毛管アーク・ランプで
あり、前記照明手段が、さらに、照明線形領域と第１、
第２の光源手段および第１、第２の反射器手段の組合わ
せの各々との間に取り外し自在に位置させることができ
、第１、第２の光源手段および第１、第２の反射器手段
の組合わせから被照明線形領域に送られた光を濾過する
第１、第２の光学フィルタ手段と、ビームスプリッタ手
段の照明線形領域から隔たった側に設置した可視光フィ
ルタであり、そこを通して照明線形領域からの光がセン
サ手段に通るときに可視光のみがセンサ手段を通るよう
にした第３光学フィルタ手段と、この第３光学フィルタ
手段のビームスプリッタ手段から隔たった側に装着して
あって照明線形領域からの光をセンサ手段上に焦点合せ
するレンズ手段とを包含することを特徴とする検査装置
。 - （２０）．請求項１８記載の検査装置において、前記第
１、第２の光源手段の各々が照明線形領域とほぼ同し長
さの細長いランプと、このランプを取り囲んでいる透明
ジャケット手段とを包含することを特徴とする検査装置
。 - （２１）．請求項２０記載の検査装置において、前記透
明ジャケット手段がランプの放射する光を濾過するよう
に光学的に被覆してあることを特徴とする検査装置。 - （２２）．請求項２０項記載の検査装置において、前記
透明ジャケット手段が前記ランプのまわりに室を形成し
ていてランプの冷却水用の導管としていることを特徴と
する検査装置。 - （２３）．請求項１記載の検査装置において、前記照明
手段が前記照明線形領域のすぐ上に配置してあって基板
の、結像領域以外の領域から反射されてきた光の量を低
減するスリット組立体手段を包含することを特徴とする
検査装置。 - （２４）．請求項２３記載の検査装置において、前記ス
リット組立体手段がそれを基板の表面上方ほぼ均一な高
さのところに浮上させる一体空気軸受手段を包含するこ
とを特徴とする検査装置。 - （２５）．請求項１８記載の検査装置において、前記第
１、第２の反射器手段が波長選択コーティングを包含し
、反射しようとしている選定波長の光および他の波長の
光を基板の熱負荷を減らすように伝達するようにしたこ
とを特徴とする検査装置。 - （２６）．請求項１記載の検査装置において、前記照明
手段が制御した方向へ移動する空気の源となる高体積空
気源手段と、照明手段を通して前記空気を送り、基板の
ほぼ均一に照明された領域とセンサ手段との間の光路に
おける照明手段内のシュリーレン効果を最小限に抑える
導管手段とを包含することを特徴とする検査装置。 - （２７）．請求項５記載の検査装置において、前記第１
、第２の線形光源手段の各々が高さは低いか幅は照明線
形領域とほぼ同じとなっている出口端を備えた光ファイ
バー束と、これら第１、第２の光ファイバー束の入口端
を照明するように配置した非干渉性光源とを包含するこ
とを特徴とする検査装置。 - （２８）．請求項５記載の照明装置において、前記第１
、第２の線形光源手段の各々が照明線形領域とほぼ同じ
長さを有する光源を包含し、この光源が前記第１、第２
の反射器手段のうち対応するものに対して平行になって
おり、各光源手段が対応する反射器手段の第１焦点のと
ころにあり、照明線形領域が前記第１、第２の反射器手
段の各々の第２焦点のところにあるように各光源手段が
装着してあることを特徴とする照明装置。 - （２９）．請求項２８記載の照明装置において、さらに
、 楕円円筒形となっており、長軸が第１、第２の反射器手
段の長軸に対してほぼ平行であり、前記第１、第２の反
射器手段の上方で、照明線形領域を前記照明手段を通し
て上から見ることのできる経路から離れて装着してある
第５の反射器手段と、 照明線形領域を前記照明手段を通して上から見ることの
できる経路内に装着してあり、光学観察軸線に対して傾
斜しており、第５反射器手段から照明線形領域に向って
合焦点ビームを反射するように位置したビームスプリッ
タ手段と、 前記第５反射器手段に対して平行に装着してあって第５
反射器手段のほぼ全表面に光を送る第３線形光源手段と
を包含し、この第３線形光源手段が第５反射器手段の第
１焦点のところに、照明線形領域が第５反射器手段の第
２焦点のところに位置し、第５反射器手段からのビーム
がビームスプリッタ手段で反射されるようにしたことを
特徴とする照明装置。 - （３０）．請求項２９記載の照明装置において、前記第
１、第２の光源手段が水冷式水銀毛管アーク・ランプで
あり、さらに、照明線形領域と第１、第２の光源手段お
よび第１、第２の反射器手段の組合わせの各々との間に
取り外し自在に位置させることができ、第１、第２の光
源手段および第１、第２の反射器手段の組合わせから被
照明線形領域に送られた光を濾過する第１、第２の光学
フィルタ手段と、ビームスプリッタ手段の照明線形領域
から隔たった側に設置した可視光フィルタであり、そこ
を通して照明線形領域からの光がセンサ手段に通るとき
に可視光のみがセンサ手段を通るようにした第３光学フ
ィルタ手段と、この第３光学フィルタ手段のビームスプ
リッタ手段から隔たった側に装着してあって照明線形領
域からの光をセンサ手段上に焦点合せするレンズ手段と
を包含することを特徴とする照明装置。 - （３１）．請求項５記載の照明装置において、前記第１
、第２の光源手段の各々が照明線形領域とほぼ同じ長さ
の細長いランプと、このランプを取り囲んでいる透明ジ
ャケット手段とを包含することを特徴とする照明装置。 - （３２）．請求項３１記載の照明装置において、前記透
明ジャケット手段がランプの放射する光を濾過するよう
に光学的に被覆してあることを特徴とする照明装置。 - （３３）．請求項３１項記載の照明装置において、前記
透明ジャケット手段が前記ランプのまわりに室を形成し
ていてランプの冷却水用の導管としていることを特徴と
する照明装置。 - （３４）．請求項５記載の照明装置において、さらに、
前記照明線形領域のすぐ上に配置してあって基板の、結
像領域以外の領域から反射されてきた光の量を低減する
スリット組立体手段を包含することを特徴とする照明装
置。 - （３５）．請求項３４記載の照明装置において、前記ス
リット組立体手段がそれを基板の表面上方ほぼ均一な高
さのところに浮上させる一体空気軸受手段を包含するこ
とを特徴とする照明装置。 - （３６）．請求項５記載の照明装置において、前記第１
、第２の反射器手段が波長選択コーティングを包含し、
反射しようとしている選定波長の光および他の波長の光
を基板の熱負荷を減らすように伝達するようにしたこと
を特徴とする照明装置。 - （３７）．請求項５記載の照明装置において、前記照明
手段が制御した方向へ移動する空気の源となる高体積空
気源手段と、照明手段を通して前記空気を送り、基板の
ほぼ均一に照明された領域とセンサ手段との間の光路に
おける照明手段内のシュリーレン効果を最小限に抑える
導管手段とを包含することを特徴とする照明装置。 - （３８）．請求項１４記載の検査装置において、さらに
、前記センサ手段を装着する固定取り付け面と、前記セ
ンサ手段のすぐ下で前記固定取り付け面に前記照明手段
を取り付けるための第１取り付け手段とを包含し、この
第１取り付け手段が検査しようとしている基板の表面に
対して垂直な方向へのみ前記照明手段を移動させ得るよ
うに配置してあって照明手段と基板表面との間の距離を
比較的一定に保つようになっており、またさらに、前記
照明手段のすぐ下で前記固定取り付け面に前記スリット
組立体手段を装着するための第２取り付け手段を包含し
、この第２取り付け手段が検査しようとしている基板の
表面に対して垂直方向にのみ前記スリット組立体手段を
移動させ得るように配置してあってスリット組立体手段
と基板表面との距離を比較的一定に保つようにしたこと
を特徴とする検査装置。 - （３９）．請求項２３記載の検査装置において、さらに
、前記センサ手段を装着する固定取り付け面と、前記セ
ンサ手段のすぐ下で前記固定取り付け面に前記照明手段
を取り付けるための第１取り付け手段とを包含し、この
第１取り付け手段が検査しようとしている基板の表面に
対して垂直な方向へのみ前記照明手段を移動させ得るよ
うに配置してあって照明手段と基板表面との間の距離を
比較的一定に保つようになっており、またさらに、前記
照明手段のすぐ下で前記固定取り付け面に前記スリット
組立体手段を装着するための第２取り付け手段を包含し
、この第２取り付け手段が検査しようとしている基板の
表面に対して垂直方向にのみ前記スリット組立体手段を
移動させ得るように配置してあってスリット組立体手段
と基板表面との距離を比較的一定に保つようにしたこと
を特徴とする検査装置。 - （４０）．請求項４記載の方法において、段階ｂが ｅ．基板表面上方にそれにごく接近して配置してある幅
の狭いスリットを通して基板表面上の或る領域を照明す
る段階 を包含することを特徴とする方法。 - （４１）．請求項４記載の方法において、さらに、 ｆ．照明領域を通して空気流を送って段階ｃでのシュリ
ーレン効果を最小限に抑える段階 を包含することを特徴とする方法。 - （４２）．請求項４記載の方法において、さらに、 ｇ．検査しようとしている表面に対して垂直方向へ照明
手段を移動させてそれらの間の間隔を比較的一定に保ち
、段階ｃにおいて表面を合焦点状態に維持する段階 を包含することを特徴とする方法。 - （４３）．請求項４記載の方法であって、基板の蛍光検
査を行なうための方法において、段階ｂが ｈ．基板の表面を短波長の被干渉性光で照明する段階と
、 ｉ．段階ｈの光よりも長い波長の光で基板の表面を結像
する段階と を包含することを特徴とする方法。 - （４４）．請求項４記載の方法であって、基板の検査を
蛍光検査と準ランベルト照明の組合わせで行なう方法に
おいて、さらに、 ｉ．短波長被干渉性光である段階ｂの照明で段階ａ〜ｄ
を実施し、基板の照明光よりも長い波長の光で基板の結
像を行なう段階と、 ｊ．準ランベルト照明である段階ｂの照明で段階ａ〜ｄ
を実施する段階と を包含することを特徴とする方法。 - （４５）．請求項３記載の方法において、段階ｂが ｅ．基板表面の上方にごく接近して配置した幅の狭いス
リットを通して基板表面上の或る領域を照明する段階 を包含することを特徴とする方法。 - （４６）．請求項３記載の方法において、さらに、 ｆ．照明領域を通して空気流を送って段階ｃでのシュリ
ーレン効果を最小限に押させる段階を包含することを特
徴とする方法。 - （４７）．請求項３記載の方法において、さらに、 ｇ．検査しようとしている表面に対して垂直方向へ照明
手段を移動させてそれらの間の間隔を比較的一定に保ち
、段階ｃにおいて表面を合焦点状態に維持する段階 を包含することを特徴とする方法。 - （４８）．請求項３記載の方法であって、基板の蛍光検
査を行なうための方法において、段階ｂが ｈ．基板の表面を短波長の被干渉性光で照明する段階と
、 ｉ．段階ｈの光よりも長い波長の光で基板の表面を結像
する段階と を包含することを特徴とする方法。 - （４９）．請求項３記載の方法であって、基板の検査を
蛍光検査と準ランベルト照明の組合わせで行なう方法に
おいて、さらに、 ｉ．短波長被干渉性光である段階ｂの照明で段階ａ〜ｄ
を実施し、基板の照明光よりも長い波長の光で基板の結
像を行なう段階と、 ｊ．準ランベルト照明である段階ｂの照明で段階ａ〜ｄ
を実施する段階と を包含することを特徴とする方法。 - （５０）．請求項１記載の検査装置において、前記セン
サ手段がＴＤＩセンサ手段であることを特徴とする検査
装置。 - （５１）．請求項５０記載の検査装置において、前記Ｔ
ＤＩセンサ手段が二次元電荷結合デバイス感光アレイで
あることを特徴とする検査装置。 - （５２）．請求項５０記載の検査装置において、前記Ｔ
ＤＩセンサ手段がＴＤＩディメンションとして知られる
第１方向における少なくとも２列の感光領域と、多重デ
ィメンションとして知られる第２方向における少なくと
も１行の感光領域とを有することを特徴とする検査装置
。 - （５３）．請求項５２記載の検査装置において、前記Ｔ
ＤＩセンサ手段が多重方向において均等な間隔で設けた
少なくとも１つのタップを包含することを特徴とする検
査装置。 - （５４）．請求項２記載の検査装置において、前記ＴＤ
Ｉセンサ手段が二次元電荷結合デバイス感光アレイであ
ることを特徴とする検査装置。 - （５５）．請求項２記載の検査装置において、前記ＴＤ
Ｉセンサ手段がＴＤＩディメンションとして知られる第
１方向における少なくとも２列の感光領域と、多重ディ
メンションとして知られる第２方向における少なくとも
１行の感光領域とを有することを特徴とする検査装置。 - （５６）．請求項５５記載の検査装置において、前記Ｔ
ＤＩセンサ手段が多重方向において均等な間隔で設けた
少なくとも１つのタップを包含することを特徴とする検
査装置。
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