JPH0225710A - パターン検査方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、位置ずれ量計測方法およびその装置に係り、
とくに顕微鏡などにおいて、合焦点位置からの試料面の
上下方向の位置ずれを計測してこれを補正するのに好適
な位置ずれ量計測方法およびその装置ならびに該方法お
よび装置を用いた自動焦点機構、面粗さ測定装置および
パターン検査装置に関する。

［従来の技術］ 従来の位置ずれ置針測装置は、たとえば月刊セミコンダ
クタ　ワールド（Ｓ　ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｗｏ
ｒｌｄ）１９８４・５の「顕微鏡自動焦点機構」に記載
されているように、試料表面に光点表面に光点スポット
を結像させ、その結像した光点スポット像を差動ダイオ
ードで検出するものが紹介されている。さらに詳述する
と、第１１図に示すように、レーザダイオード７０を用
いて光点を試料７７に形成し、この光点を差動ダイオー
ド７３で検出したとき、差動ダイオード７３がその出力
を差動増幅器８４で演算する。

すなわち、第１２図（ａ）に示すように、試料７７が位
置Ｆにある場合には、出力８１を、試料７７が位置Ｆ＋
ΔＦにある場合には出力８３を、試料７７が位置Ｆ−Δ
Ｆにある場合には、出力８２をそれぞれ得るので、その
中の出力８１のピーク値を位置検出回路で検出して試料
７７の位置を検出することができるものである。

また従来たとえば特開昭５５−９６４０６号公報に記載
され、その概略構成を第１３図（ａ）に示すように、グ
レーティング５２をレンズ５３で対象物６２上に光源５
１を用いて投影すると、グレーティング像６３がレンズ
５５を介して検出器５６で撮像される。このグレーティ
ング像６３は第１３図（ｂ）に示すように、グレーティ
ング５２の光が透過する部分の像であり、グレーティン
グ５２の光が透過しない部分は対象物６２の上面である
。

ついで、検出器５６からのグレーティング像６３が位置
検出手段５７に入力すると、位置検出手段５７では、第
１３図（ｂ）に示すグレーティング像６３の走査線方向
のレベル（第１３図（Ｃ））を用いてコントラストすな
わち、グレーティング５２の明暗に対応して得られる信
号レベルの高低差を検出し、このコントラストが最大と
なるように駆動手段５８でモータ５９を駆動し、ステー
ジ６０を上下動させて、ステージ６０上の対象物６２の
上下方向の位置ずれ量を求めるものが紹介されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来技術にあっては対象物である試料に反射率の異なる
パターンを有する場合について配慮されておらず、前者
の従来技術にあっては、第１２図（ｂ）に示すようにパ
ターン７９を有する場合、差動増幅器８４の出力はパタ
ーン７９の影響を受けてピーク８０を発生するので本来
の試料７７が位［Ｆにある場合の出力８１どの分別がで
きない限り、位置ずれ量を計測したとき、誤差を発生す
る問題があった。

また後者の従来技術にあっても、位置ずれ量の計算に誤
差を発生するため、正確な位置ずれ量の計測は困難とな
る問題があった。

また、上記のように試料に反射率の異なるパターンなど
の部材を有するため、試料の位置ずれ量の計算に誤差を
発生して正確な位置ずれ量の計算が困蔑となる問題は、
たとえば自動焦点機構、表面粗さ測定装置およびプリン
ト基板などのパターン検査装置等においても発生してい
る。

本発明の目的は、反射率の異なる部材を有する試料にお
いても、該部材の影響を受けることなく正確な位置ずれ
の計測を可能とする位置ずれ量計測方法およびその装置
ならびに該方法および装置を用いた自動焦点機構、面粗
さ測定装置およびプリント基板などのパターン検査装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の位置ずれ量計測方法
においては、互いに反射率を相異する部材および該部材
の背景部からなる試料の面上に、照明手段、光学手段お
よび検出手段からなる光点位置検出手段により光点像を
形成し、該光点像からの反射光のうち、部材および背景
部からの正反射光を減衰し、散乱反射光を検出して光電
変換し、該光電変換信号から位置測定手段により試料の
上下方向の位置ずれ量を演算して測定するものである。

また、照明手段は通常の照明光を用いるため、光学手段
を有するものである。

また、光学手段は、構成を簡単にするため、偏光板にて
構成されたものである。

また、照明手段は、調整を簡略化するため、偏光を有す
る光源を用いたものである。

また１位置測定手段は、部材からの反射光の影響を低減
するため、任意の範囲における検出手段からの光電変換
信号の和を求め、求められた和信号のピーク値から試料
の位置ずれ量を演算して測定するものである。

また、位置測定手段は、部材で発生するピークが存在し
た場合でも正確な試料の位置ずれ量を測定するため、検
出手段からの光電変換信号の重心を求め、求められた重
心位置から試料の位置ずれ量を演算して測定するもので
ある。

また、検出手段は、照明手段の照明光軸に対応する試料
面上の光点像の反射光軸と一致しない位置に光軸を有す
るので、試料面上の光点像からの正反射光を減衰するこ
とができる。

また、上記目的を達成するため、本発明の位置ずれ置針
測手段は、互いに反射率を相異する部材および該部材の
背景部からなる試料の面上に、スリット照明手段、光学
手段およびスリット検出光学手段からなるスリット検出
手段によりスリット像を結像し、該スリット像からの反
射光のうち、部材および背景部からの正反射光を減衰し
、散乱反射光を検出して光電変換し、該光電変換信号か
ら位置測定手段により試料の上下方向の位置ずれ量を演
算して測定するものである。

また、スリット検出手段は、光学手段を省略しかつ調整
を簡略化するため、散乱偏光のみ通過させるように構成
したものである。

また、スリット検出手段は、試料面上のスリット像から
の正反射光を減衰するため、照明手段からの照明光軸に
対応する試料面上のスリット像の反射光軸と一致しない
位置に光軸を有するものである。

また、位置測定手段は、スリット検出手段からの光電変
換信号におけるスリット像のコントラストから試料の位
置ずれ量を演算して測定するものである。

また、上記目的を達成するため、本発明の自動焦点機構
は、上記位置ずれ量計測方法を用いたものである。

また、上記目的を達成するため、本発明の面粗さ測定装
置は、上記位置ずれ量計測方法を用いたものである。

また、上記目的を達成するため、本発明のパターン検査
装置は、上記位置ずれ量計測方法を用いたものである。

［作用］ 上記のような方法の本発明の位置ずれ量計測方法におい
ては、つぎに記載されるような作用を行う。

第１３図（ａ）に示すように、光源５１によりグレーテ
ィング５２をレンズ５３で対象物６２上に投影した場合
、対象物６２がパターン部６１の背景となる反射率の小
さい材料で形成された基材部６２と、反射率の大きい材
料にて形成されたパターン部６１とで構成され、かつ基
材部６２上にグレーティング５２の光を透過する部分の
像６３ａと光を透過しない部分の像６３ｂとが投影され
、これらの像６３ａ、　６３ｂからの反射率が著しく異
なるときには、検出手段５６で撮像される像は、第１３
図（ｄ）に示すようになり、その任意の走査線方向にお
けるレベルは第１３図（ｅ）のようにパターン部６１の
影響を大きく受ける。すなわち、パターン部６１の明レ
ベルはＸ、基材部６２の明レベルはｙとなり、さらにパ
ターン部６１のエツジでの反射に影響されてピークＷを
発生する場合もあり得る。このような例外的なレベルの
変動は、コントラストの計算結果の絶対値に大きな影響
を与え１位置ずれ量の計算に誤差を発生するため、正確
な位置ず゛れ量の計測が困難であった。

そこで１本発明の位置ずれ量計測方法においては、基材
部６２上に照明手段によって像を偏光で形成している。

この場合、パターンを有する基材部６２におけるパター
ン部６１と基材部６２との反射率の違いは、主として、
それぞれの材料の正反射光の割合の違いであるので、像
の偏光から検出手段によって正反射光を除去することに
よってパターン部６１と基材部６２とでそれぞれにおけ
る光点の反射光強度が略等しくなり、これによって位置
ずれ量の誤判定を防止することができる。

また、光学手段は偏光板にて構成されたので、簡単な構
成にすることができる。

また、照明手段は、光学手段を有するので、通常の照明
光を用いることができる。

また、照明手段は偏光を有する光源を用いたので、調整
を簡略化することができる。

また１位置測定手段は、任意の範囲における検出手段か
らの光電変換信号の和を求め、求められた和信号のピー
ク値から試料の位置ずれ量を演算して測定するので、試
料の面上の状態に影響されずに安定した測定を行うこと
ができる。

また、位置測定手段は検出手段からの光電変換信号の重
心を求め、求められた重心位置から試料の位置ずれ量を
演算して測定するので、部材で発生するピークが存在し
ても、これに影響を受けることがなく正確に試料の位置
ずれ量を測定することができる。

すなわち、第９図に示すように、光電変換するを求め、
この点Ｇを基にして位置を測定するので、光電変換信号
のピークがなだらかではっきりした単峰特性を有してい
ない場合でも、また第８図に示すように、パターン部３
７のエツジ部で発生するヒゲ状のピーク４１が存在する
場合でも、これらの影響を受けることなく、正確な位置
ずれ量を測定することができきる。

また、検出手段の照明手段の照明光軸に対応する試料面
上の光点像の反射光軸と一致しない位置に光軸を有する
ので、試料面上の光点像からの正反射光を減衰すること
ができる。

また、上記のような方法の本発明の位置ずれ量計測方法
においては、スリット照明手段、光学手段およびスリッ
ト検出光学手段からなるスリット検出手段により互いに
反射率を相異する部材および該部材は、光電変換信号に
よるリスト像のコントラストの明暗から試料の位置ずれ
量を演算して測定するものであり、これによって正確な
位置ずれ量を測定することができる。

［実施例］ 以下１本発明の一実施例である位置ずれ置針測装置を示
す第１図について説明する。

第１図（ａ）に示す実施例においては、光源９０と、検
出手段１２３とから構成される装置 １２０を備え，該光点位置検出手段１２０の検出手段１
２３に光学手段１２１が備えられており，光源９０がパ
ターン１２４と該パターン１２４の背景部１２５とから
構成された試料１２６上に光点１２２を形成したとき、
この光点１２２は、検出手段１２３により光電変換信号
９７に変換される。この光電変換信号９７は、検出手段
１２３上の座標に対応して符号１０２上に示すような波
形をした検出信号を位置測定手段９８に入力される。

この位置測定手段９８では試料１２６の上下方向（Ｚ方
向）の変化量ΔＺすなわち試料１２６が実線位置から鎖
線位置までの変化量ΔＺを演算する。

この場合、第１図（ｂ）に示すように、光学手段１２１
が備えられていないときには、試料１２６のパターン１
２４の影響により、検出手段１２３は、符号１０２上に
示すように光点１２２の検出信号１０４とパターン１２
４による影響による検出信号１０５とを有し、しかも検
出信号１０５は一般に検出信号１０４よりも反射率が高
いので、正確な測定が回道となる。

これに対して、第１図（ｃ）に示すように光学手段１２
１を備えたときには、光学手段１２１により、光点１２
２からの反射光のうち正反射光成分を減衰する。すなわ
ち第１図（Ｃ）において、パターン１２４からの反射光
は主として正反射光であるため、この正反射光は光学手
段１２１により著しく減衰される。

一方光点１２２からの反射光は、正反射光と散乱光の両
成分を含むため符号１０２上には、光点１２２に対応す
る検出信号１０４のみ主として検出され、これによって
検出信号１０４のピーク位置を正確に検出することがで
きる。なお、位置測定手段９８の構成については後述す
る。

つぎに本発明の他の一実施例である位置ずれ置針測装置
を示す第２図について説明する。

第２図（ａ）に示す実施例においては、光源９０と照明
光学系９２と、これらの間に有する偏光板９９とから構
成された照明手段９３により試料１２６上に光点１２２
を形成したとき、この光点１２２が光点位置検出光学系
９４と、ＣＣＤなとで形成された光電変換素子９５と、
偏光板１００とから構成される装置検出手段９６によっ
て光電変換信号９７に変換される。

この光電変換信号９７は，光電変換素子９５上の座標に
対応して符号１０２上に示すような波形をした検出信号
を位置測定手段９８に入力する。位置測定手段９８では
，符号１０２上の検出信号のピーク値の変化から光点位
置の変化量ΔΩを求め、この光点位置の変化量Δ悲から
試料１２６面上での光点位置の変位量ΔＸを求め，さら
に光点位置の変位量ΔＸから試料１０５の実線位置から
鎖線位置までの２方向の変位量を算出するものである。

この場合、試料１２６は、たとえば通常のプリント配線
板やグリーンシートなどのプリント基板が考えられる。

このプリント基板ｌｏｔは第２図（ｂ）（ｃ）に示すよ
うに，基材部１０５と，パターン部１０３とで構成され
、基材部１０５は高分子材料で形成され、その表面はざ
らついている。またパターン部１０３は銅で形成され、
光沢を有する。

そのため、従来のように、偏光板１００が備えられてい
ない場合を示す第２図（ｂ）においては、照明手段９３
が有限のスポット径を有するものであって、光電変換素
子９５上の符号１０２で示す検出信号には、本来の光点
１２２からの反射光による検出信号１０４の他に反射率
の高いパターン１０３からの反射光による無用の信号１
０５を検出するので、この無用の信号１０５が擬似信号
となって光点１２２からの反射光による検出信号１０４
のピーク位置を検出することができない場合が発生して
いた。

これに対し、本実施例では、偏光板９９と偏光板１００
とが付加され、さらに両偏光板９９，　１００の関係は
、偏光板１００が前記光点１２２の反射光のうち正反射
光成分を除去するように配置され、偏光板９９は、光点
１２２の反射光のうち散乱光の反射光を抽出するように
配置されている．そのため、第２図（ｃ）においてパタ
ーン１０３によって反射してくる主として正反射光成分
の反射光による検出信号１０５は著しく減衰される．一
方、光点１２２からの反射光は正反射光と散乱光成分と
を含むため，符号１０２で示す検出信号１０４は、光点
１２２に対応する反射光像のみ主として検出されるので
，光点１２２の位置を正確に検出することができる。

なお、本実施例では、照明手段９３を光源９０と。

偏光板９９と、照明光学系９２とで構成したが、光源９
０に偏光レーザなどの偏光を有する光源を用いることも
できる．この場合には、偏光板９９が不要となり、装置
の小形化や調整の簡略化をはかることができる。

つぎに、本発明のさらに他の一実施例である位置ずれ置
針測装置を示す第３図について説明する。

第３図に示す実施例において第２図に示す実施例との相
異点は、照明手段１１４にグレーテイングなどの自動焦
点用パターン１０７が付加されたこと、スリット位置検
出手段１１０に光点位置検出光学系９４の代わりにスリ
ット位置検出光学系１１１を備えたことの２点であるか
ら、その他は第２図と同一符号をもって示す。

本実施例においては、自動焦点用パターン１０７は光源
９０によりプリント基板１０１上に結像されている。こ
のプリント基板１０１上に結像されたパターンをスリッ
ト位置検出光学系１１１．光電変換素子９５および偏光
板１００で光電変換信号９７に変換する。

このときプリント基板１０１が実線で示す所定の位置に
ある場合には、光電変換信号９７は、光電変換素子９５
上の各点に対応して波形１０８のようにグレーティング
９９を撮像するが、プリント基板１０１が鎖線にて示す
ように変位量ΔＺだけ変位している場合には、光電変換
素子９５上のグレーティング像はピントがぼけて波形１
０９のようになまった波形になる。

上記の光電変換信号９７を入力した位置測定手段１０６
は、光電変換信号９７のうち、明レベルＡ、暗レベルＢ
としてコントラストをコントラスト＝ら変位量ΔＺを推
定する。

この場合、プリント基板１０１の表面が平坦状に形成さ
れるときには、コントラストと変位量ΔＺとは相関があ
るので、既に述べた方法により変位量ΔＺを正確に推定
できる。しかるにプリント基板１０１が第３図（ｂ）　
（ｃ）に示すように、反射率の異なるパターン１０３を
有するときには、偏光板１００がないと第３図（ｂ）に
示すように、パターン１０３の影響を受けて無用の信号
１１２を検出する恐れがあった。

これに対して本実施例では、第３図（ｃ）に示すように
、偏光板１００を付加し、この偏光板１００を照明手段
９３による偏光を有するスリット光のうち。

正反射光による成分を減衰するように配置することによ
り、波形１１３のようにパターン１０３の影響を受ける
ことがない、この理由は、第２図で示す実例で述べたと
同様に、無用の検出信号１１２は、パターン１０３から
の正反射光であり、これは偏光板１００により減衰する
ことができるからである。

なお、本実施例では照明手段は１１４中に光源９０と偏
光板１０７とを備えているがこれを第２図と同様に偏光
レーザなどの偏光を有する光源を用いることもでき、こ
れによって装置の構成が簡略となりかつ小形化すること
ができる。

また自動焦点用パターン１０７をたとえば偏光板上にグ
レーティングを蒸着などで一体化することも考えられ、
これによって装置の構成が簡単となり、かつ小形化する
ことができる。

さらに、光電変換素子９５が特定（散乱光）の偏光成分
のみ感度を有する素子であれば、偏光板１００を省略す
ることができる。このことは第２図に示す実施例におい
ても適用することができる。

つぎに本発明による位置ずれ置針測装置を自動焦点機構
、表面粗さ測定機構に適用した場合の一例を示す第４図
について説明する。

第４図に示す実施例において、第２図に示す実施例との
相異点は、位置測定手段９８で測定された位置ずれ量を
制御回路１８に入力し、モータ１９を駆動して試料１２
６を塔載するステージ２０を上下方向に移動させる点が
相異するので、その他は第２図と同一符号をもって示す
。

本実施例においては１位置測定手段９８は第２図に示す
実施例と同様、光点位置の変化量ΔΩから変位量ΔＺを
算出する。このときの光点位置検出手段９６の光軸と試
料１２６の上面とのなす角度をθとすると、 の関係を有するので、光点位置の変化量Δ０を計測した
のち、上式を用いて光点位置変化量Δ悲が零になるよう
に変位量ΔＺに相当する量だけ、制御回路１８の指令に
よりモータ１９を駆動してステージ２０を上下方向（Ｚ
方向）に移動させれば、試料１２６の上面を常に変位量
Δ２が零に保持することができ、これによって自動焦点
機構を構成することができる。

また制御回路１８が光点位置の変化量ΔΩに相当する量
だけモータ１９を駆動したのち、モータ１９の駆動を停
止してステージ２０の移動量ΔＺを計測すれば、試料１
２６の上面の光点位置の変化量Δ２が零であった場合の
ステージ２０の位置を基準とした試料１２６の上面の変
位を知ることができるので、この動作を試料１２６の上
面の複数の点で求めた複数の変位量から試料１２６の表
面粗さを測定することができる。

なお、本実施例における照明手段９３および光点検出手
段９６を第３図に示す実施例の照明手段１１４およびス
リット位置検出手段１１０に置きかえても、本実施例と
同様の機能を有するものであることは勿論である。

つぎに本発明の一実施例であるプリント基板のパターン
検査装置を示す第５図について説明する。

従来のプリント基板におけるパターン検査装置において
は、プリント基板のそり、うねりなどによって検査手段
が焦点ずれの影響を受ける問題があった。

すなわち、プリント基板のパターンが微細化になるのに
ともなって、検査のための拡大倍率を増加する必要があ
る場合、一般に拡大倍率の増加にともない検出光学系の
焦点深度が浅くなり、これによって焦点ずれが発生する
恐れがあった。

また多層プリント基板において、積層後のプリント基板
の表面のパターンを検出する場合、各層のプリント基板
の厚さのバラツキが加算されるので、たとえば各層の厚
さが０．１ｏａそのバラツキが±５％としたとき、３０
層のプリント基板の積層後は、０．ＩＸＱ、０５Ｘ３０
＝０．１５層ｍとなって最大±０．１５膿のうねりとな
る。

そのため、従来の装置では、焦点ずれによる誤判定を発
生する恐れがあって自動焦点機構を付加する必要があっ
た。

そこで、本発明においては、その実施の一例を第５図に
示すように、光源２１によって得られる照明光は、ハー
フミラ−２２によって被検査体であるプリント基板２３
を照明する。

ついでプリント基板２３からの反射光は、ハーフミラ−
２２を通過してレンズ２４で拡大されたのち、検出手段
２５で検出されるとともに光電変換されて光電変換信号
が欠陥判定手段２６に入力され、欠陥判定手段２６に入
力された光電変換信号は、処理されてプリント基板２３
上の欠陥を検査する。

このとき、本実施例においては、焦点位置検出用照明光
源２７と、レンズ１５と偏光板４３とによりプリント基
板２３上を点または線状に照明し、この点または線状の
像１６をレンズ２８および偏光板４４に透過して焦点位
置検出手段２９によって検出されるように構成している
。なお、上記偏光板４４は像１６の反射光のうち、正反
射光を通過しないように配置されている。

そのため、本実施例においては、既に他の実施例で説明
したのと同様に、プリント基板２３上にたとえば焦点位
置ずれ量ΔＸがあった場合、焦点位置検査手段２９上で
は、検出される光点位置の変化量ΔＱとして検出される
ので、この光点位置の変化量ΔＱが零になるように制御
手段３０を用いてモータ３１を駆動し、ステージ３２を
一ΔＸだけ移動させてプリント基板２３上の焦点位置ず
れ量を補正する。

したがって、本実施例では、検査対象であるプリント基
板２３の表面に凹凸やステージの精度の低下があるため
に焦点位置ずれが発生しても、これを補正して誤判定の
ない焦点位置検査を行うことができる。

なお、焦点位置検出用照明光と検査用の照明光とが互い
に干渉して悪影響を及ぼすような場合には、これら側照
明光を互いに干渉しないように離してプリント基板上に
照明するように配置するか、あるいは、両照明光の波長
帯域を互いに相異させ。

それぞれの光学系中にそれぞれの光の波長帯域の光のみ
を通過させる光学フィルタを備えてそれぞれの光学系が
独立となるようにすればよい。

つぎに本発明の他の一実施例であるプリント基板のパタ
ーン検査装置を示す第６図について説明する。

第６図に示す実施例においては、レンズ２４と、欠陥判
定手段２６との間にラインセンサ３３を備え、また照明
には光源２１を光ファイバ３５で導き線状に射出しシリ
ンドリカルレンズ３４でプリント基板２３上に線状に照
明するように構成している。

そのため１本実施例では、プリント基板２３上の線状照
明３６をレンズ２８および焦点位置検出手段２９で検出
する。

この場合、既に第２図に示す実施例で説明したように、
プリント基板２３上のパターンによる無用の検出信号１
０５は、主として第２図に示す照明手段９３の光軸に対
応する試料面の反射光の光軸に一致するとき、影響が大
きくなるのに対して反射光の光軸からはずれたとき影響
が小さくなるので、本実施例では、第１図に示すように
、無用の検出信号１０５を検出することなく正確な自動
焦点を行うことができる。

また焦点位置検出用の照明が不要となり、装置の小形化
、低価格化をはかることができるとともに検出用照明と
、焦点位置検出用照明とを互いに干渉しないようにする
処置が不要となる。

なお、本実施例では、プリント基板のパターン検査装置
に適用した場合について説明したが、これに限定される
ものでなく、たとえば照明手段の光軸に対応する試料面
の反射光の光軸からオフセットして検出手段の光軸すな
わち、第２図に示す照明手段９３に対する光点検出手段
９６の光軸あるいは第３図の照明手段１１４に対するス
リット位置光学系１１０の光軸をそれぞれオフセットす
れば、第６図に示す実施例と同様、偏光板９９．１００
を付加しなくても第２図（ｂ）に示す無用の反射光像１
０５や第３図（ｂ）に示す無用の検出信号１１２を検出
することなく、正確な位置ずれ置針測装置を得ることが
できる。

つぎに第２図に示す位置測定手段９８の構成についてさ
らに詳細に説明する。

検出手段９５上で得られる検出信号の波形は、原理的に
は第７図に実線にて示す形状をしている。

これに対して試料１０１にたとえばプリント基板を用い
た場合、実際にはプリント基板上の基材部と銅パターン
部との異なる反射率による影響あるいは銅パターンエツ
ジ部の影響などを受け、第８図（ａ）（ｂ）に示すよう
な波形が乱れる。すなわち焦点検出光点３９は、理想的
な波形４０に対し波形４１のように鋼パターン３７の影
響を受けてピークを発生し。

かつそのピーク位置は波形４０のピークに対して誤差δ
を発生する。

この問題を解決するためにつぎの処理を行う。

すなわち第９図に示すように検出手段上の点Ｑｎに対す
る強度を工。、検出手段の暗レベルをＩＢとして、焦点
検出光点３９の位置Ｇをつぎの式により演算を行って求
める。

ｙ’、＝　Ｉ。−ＩＢ この場合、第８図に示すように、焦点検出光点３９の検
出波形は、単峰特性であるので、本方法によれば、プリ
ント基板の基材部３８上の銅パターン３７のエツジ部で
発生するヒゲ状のピークの影響を低減することができ、
これによって検査対象物の表面の状態に影響されない安
定した焦点位置を検出することができる。

また位置測定手段９８の他の一実施例を示す第１０図に
ついて説明する。

第１０図（ａ）に示すような検出波形に対し、任意の座
標Ｑ上の領域ｋにおける焦点検出光点３９の位１Ｇを Ｇ＝＝ｍａｘ（Ｎ＋） Ｎ＋＝、Σ　ｘ、＋ｊ ｊ−に の演算により求める。ここでｋの値は焦点検出光点３９
の大きさ４２に対応した値２に＋１に設定してやるのが
良い、これによりｋの値で設定される一定領域の光量の
和は、その領域２に＋１が焦点検出光点３９をすべて含
むとき最大となる。

したがって、本実施例によれば、プリント基板の状態に
影響されない安定な焦点検出光点３９を検出することが
できる。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように方法および構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

本発明の位置ずれ量計測方法においては、互いに反射率
を相異する部材および部材の背景部からなる試料であっ
ても、該部材による影響を低減して正確な試料の位置ず
れ量を測定することができる。

また、光学手段は、偏光板にて構成されたので、簡単な
構成にすることができる。

また、照明手段は、光学手段を有するので、通常の照明
光を用いることができる。

また、照明手段は、偏光を有する光源を用いたので、光
学手段を省略することができ、これによって調整を簡略
化することができる。

また、位置測定手段は、任意の範囲における検出手段か
らの光電変換信号の和を求め、求められた和信号のピー
ク値から試料の位置ずれ量を演算して測定するので、試
料の面上の状態に影響されずに安定した測定を行うこと
ができる。

また、位置測定手段は、検出手段からの光電変換信号の
重心を求め、求められた重心位置から試料の位置ずれ量
を測定するので部材で発生するピークが存在しても、こ
れに影響を受けることなく、正確に試料の位置ずれ量を
測定することができる。

また、検出手段は照明手段の照明光軸に対応する試料面
上の光点像の反射光軸と一致しない位置に光軸を有する
ので、偏光板を付加することなく、正確な試料の位置ず
れ量を測定することができる。

また、本発明の位置ずれ量計測方法においては。

互いに反射率を相異する部材および該部材の背景部から
なる試料の面上にスリット照明手段、光学手段およびス
リット検出光学手段からなるスリット検出手段によりス
リット像を結像し、該スリット像からの反射光のうち、
部材および背景部からの正反射光を減衰し、散乱反射光
を検出して光電変換し、該光電変換信号から位置測定手
段により試料の上下方向の位置ずれ量を演算して測定す
るので、部材および背景部からの反射光による影響を受
けることなく、正確に試料の位置ずれ量を測定すること
ができる。

また、位置測定手段は検出手段からの光電変換信号によ
るスリット像のコントラストの明暗から試料の位置ずれ
量を演算して測定するので、正確な試料の位置ずれ量を
測定することができる。

また、スリット検出手段は、スリット照明手段の照明光
軸に対応する試料面上のスリット像の反射光軸と一致し
ない位置に光軸を有するので、偏光板を付加することな
く、正確な試料の位置ずれ量を測定することができる。

また、本発明の自動焦点機構は、上記の位置ずれ量計測
方法を用いたので、試料の表面上に反射率の異なる部材
が存在してもこれに影響されることなく、試料の焦点位
置を常に一定位置に保持させることができる。

また、本発明の面粗さ測定装置は、上記の位置ずれ量計
測方法を用いた試料の表面上に反射率の異なる部材が存
在しても試料の表面上の複数の位置の位置ずれ承を測定
することにより面粗さを正確に測定することができる。

また１本発明のプリント基板のパターン検査装置は、上
記の位置ずれ量計測方法を用いたので。

プリント基板のそり、うねりなどにより検出器が焦点ず
れの影響を受けることなく、プリント基板上の焦点位置
ずれ量を正確に測定して補正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である位置ずれ置針測装置
を示す説明図にして、その（ａ）は構成図、その（ｂ）
は、従来装置における検出手段による検出信号を示す説
明図、その（ｃ）は、本発明の検出手段による検出信号
を示す説明図、第２図は、本発明の他の一実施例である
位置ずれ置針測装置を示す説明図にして、その（ａ）は
構成図、その（ｂ）は、従来装置における検出手段によ
る検出信号を示す説明図、その（Ｃ）は、本発明の検出
手段による検出信号を示す説明図、第３図は、本発明の
さらに他の一実施例である位置ずれ置針測装置を示す説
明図にして、その（ａ）は構成図、その（ｂ）は、従来
装置における検出手段による検出信号を示す説明図、そ
の（ｃ）は、本発明の検出手段による検出信号を示す説
明図、第４図は、本発明の一実施例である自動焦点機構
、表面粗さ測定機構に適用した位置ずれ置針測装置を示
す説明図、第５図は、本発明の一実施例であるプリント
基板のパターン検査装置に適用した位置ずれ置針潤装置
を示す説明図、第６図は、本発明の他の一実施例である
プリント基板のパターン検査装置に適用した位置ずれ置
針測装置を示す説明図、第７図は、位置測定手段の測定
方法を示す説明図、第８図は、位置測定手段の他の測定
方法・を示す説明図、第９図は１位置洞室手段のさらに
他の測定方法を示す説明図、第１０図は、位置測定手段
のさらに他の測定方法を示す説明図、第１１図は、従来
の位置ずれ置針測装置の一例を示す説明図、第１２図は
、従来の位置ずれ置針測装置による検出信号を示す説明
図、第１３図は、従来の位置ずれ置針測装置を示す説明
図にして、その（ａ）は構成図、その（ｂ）は、グレー
ティング像を示す図、その（ｃ）は走査方向におけるグ
レーティング像のレベルを示す図、その（ｄ）・は。 パターンを有する場合のグレーティング像を示す図、そ
の（ｅ）はパターンを有する場合の走査方向におけるグ
レーティング像のレベルを示す図である。 ９０・・・光源、９２・・・レンズ、９３・・・照明手
段、９４・・・光点位置検出光学系、９５・・・光電変
換素子、９６・・・光点位置検出手段、９７・・・光電
変換信号、９８・・・位置測定手段、９９，１００・・
・偏光板、１０５・・・プリント基板、１２１・・・光
学手段、１２２・・・光点、１２３・・・検出手段、１
２６・・・試料。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．互いに反射率を相異する部材および該部材の背景部
   からなる試料の面上に、照明手段、光学手段および検出
   手段からなる光点位置検出手段により光点像を形成し、
   該光点像からの反射光のうち、部材および背景部からの
   正反射光を減衰し、散乱反射光を検出して光電変換し、
   該光電変換信号から位置測定手段により試料の上下方向
   の位置ずれ量を演算して測定する位置ずれ量計測方法。
2. ２．照明手段は、光学手段を有する請求項１記載の位置
   ずれ量計測方法。
3. ３．光学手段は、偏光板にて構成された請求項１もしく
   は２記載の位置ずれ量計測方法。
4. ４．照明手段は、偏光を有する光源を用いた請求項１記
   載の位置ずれ量計測方法。
5. ５．位置測定手段は、任意の範囲における検出手段から
   の光電変換信号の和を求め、求められた和信号のピーク
   値から試料の位置ずれ量を演算して測定する請求項１記
   載の位置ずれ量計測方法。
6. ６．位置測定手段は、検出手段からの光電変換信号の重
   心を求め、求められた重心位置から試料の位置ずれ量を
   演算して測定する請求項１記載の位置ずれ量計測方法。
7. ７．検出手段は、照明手段の照明光軸に対応する試料面
   上の光点像の反射光軸と一致しない位置に光軸を有する
   請求項１記載の位置ずれ量計測方法。
8. ８．互いに反射率を相異する部材および該部材の背景部
   からなる試料の面上に、スリット照明手段、光学手段お
   よびスリット検出光学手段からなるスリット検出手段に
   よりスリット像を結像し、該スリット像からの反射光の
   うち、部材および背景部からの正反射光を減衰し、散乱
   反射光を検出して光電変換し、該光電変換信号から位置
   測定手段により試料の上下方向の位置ずれ量を演算して
   測定する位置ずれ量計測方法。
9. ９．光学手段は、偏光板にて構成された請求項８記載の
   位置ずれ量計測方法。
10. １０．スリット照明手段は偏光を有する光源を用いた請
    求項８記載の位置ずれ量計測方法。
11. １１．位置測定手段は、光電変換信号によるスリット像
    のコントラストから試料の位置ずれ量を演算して測定す
    る請求項８記載の位置ずれ量計測方法。
12. １２．スリット検出手段は、スリット照明手段の照明光
    軸に対応する試料面上のスリット像の反射光軸と一致し
    ない位置に光軸を有する請求項８記載の位置ずれ量計測
    方法。
13. １３．スリット検出手段は散乱光のみ感度を有する変換
    素子を用いた請求項８記載の位置ずれ量計測方法。
14. １４．請求項１もしくは８記載の位置ずれ量計測方法を
    用いた自動焦点機構。
15. １５．請求項１もしくは８記載の位置ずれ量計測方法を
    用いた面粗さ測定装置。
16. １６．請求項１記載の位置ずれ量計測方法を用いたパタ
    ーン検査装置。