JPH03160348A - 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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- JPH03160348A JPH03160348A JP2297022A JP29702290A JPH03160348A JP H03160348 A JPH03160348 A JP H03160348A JP 2297022 A JP2297022 A JP 2297022A JP 29702290 A JP29702290 A JP 29702290A JP H03160348 A JPH03160348 A JP H03160348A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
相互参照
この出願は、ｔ９８８年２月ｌ９日に出願され、通し番
号１５８，２８９を与えられ、本願と同じ譲受人に譲渡
された、「自動高速光学検査装置」という名称の別の特
許出願と関連したものである。
号１５８，２８９を与えられ、本願と同じ譲受人に譲渡
された、「自動高速光学検査装置」という名称の別の特
許出願と関連したものである。
発明の背景
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、一層詳しくは、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、一層詳しくは、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
エボキシ・ガラス繊維複合材のような材料で作ってある
）上に存在する或るパターンの導電体く厚さ ）、４
ミルの銅等の材料で作ってある〉゛を有している。プリ
ント配線板の製作時、導電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、機械的研磨法、科学的エ
ッチング法、電気メッキにより粗い表面層を付加する方
法（たとえば、いわゆる「二重処理銅」で行なわれる）
がある．それぞれの粗面加工法はそれぞれ独特の表面組
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
ことが必要である．また、できるだけ用途上の融通性を
与えるために、導電体が滑らかな表面を有するプリント
配線板も正しく検査できるようにすることが望ましい． 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
単な方法では、被侠査向をｉＩ！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、そのレンズで
表面から反射あるいは散乱してきた光を集光している。
エボキシ・ガラス繊維複合材のような材料で作ってある
）上に存在する或るパターンの導電体く厚さ ）、４
ミルの銅等の材料で作ってある〉゛を有している。プリ
ント配線板の製作時、導電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、機械的研磨法、科学的エ
ッチング法、電気メッキにより粗い表面層を付加する方
法（たとえば、いわゆる「二重処理銅」で行なわれる）
がある．それぞれの粗面加工法はそれぞれ独特の表面組
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
ことが必要である．また、できるだけ用途上の融通性を
与えるために、導電体が滑らかな表面を有するプリント
配線板も正しく検査できるようにすることが望ましい． 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
単な方法では、被侠査向をｉＩ！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、そのレンズで
表面から反射あるいは散乱してきた光を集光している。
この方法は明視野垂直証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． 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．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
粗い状態で示してある（ここでは、説明のために粗さ程
度はかなり誇弓長してある）．照明はレンズ１ｌ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
てきた光を賎察するのにも用いられる。
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．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
粗い状態で示してある（ここでは、説明のために粗さ程
度はかなり誇弓長してある）．照明はレンズ１ｌ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
てきた光を賎察するのにも用いられる。
今ここで、導電体表面上の或る特定の点１３を検査する
ときのこのシステムの動作を考える。点ｌ３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！Ｊｉｌ、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、光線ｌが反射して光線３となり、光
線２が反射して光線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てあ
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１ｌに
向って反射することがないということである。レンズ１
１の上方に設置してあって戻ってくる光線をＵ察するよ
うになっている任意の光学的センサは点ｉ３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． ここで説明している一般的な観点は、゛粗面を明視野垂
直照明で践察したときにその表面の急傾斜部分が暗く見
えがちであり、表面の全体的な様相が変化の大きいまだ
らとなるということにある。
ときのこのシステムの動作を考える。点ｌ３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！Ｊｉｌ、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、光線ｌが反射して光線３となり、光
線２が反射して光線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てあ
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１ｌに
向って反射することがないということである。レンズ１
１の上方に設置してあって戻ってくる光線をＵ察するよ
うになっている任意の光学的センサは点ｉ３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． ここで説明している一般的な観点は、゛粗面を明視野垂
直照明で践察したときにその表面の急傾斜部分が暗く見
えがちであり、表面の全体的な様相が変化の大きいまだ
らとなるということにある。
光学検査機械にとっては、鋼領域と絶縁材領域を区別で
きることが必要である．これは、しばしば、導電性領域
が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．電子ロジックを用いることにより、暗領域を絶縁性
と識別し、暗領域を導電性と識別することができる。も
し、照明光学系が原因となって導電性領域にまだらが出
現すると、導電性領域の或る部分が絶縁性であると誤っ
て識別されることになる。
きることが必要である．これは、しばしば、導電性領域
が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．電子ロジックを用いることにより、暗領域を絶縁性
と識別し、暗領域を導電性と識別することができる。も
し、照明光学系が原因となって導電性領域にまだらが出
現すると、導電性領域の或る部分が絶縁性であると誤っ
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、粗い組成の銅の
場合でも、平均反射率が基仮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。
にわたって観察した反射率値を平均し、粗い組成の銅の
場合でも、平均反射率が基仮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ことはで
きないという欠点を有する。
サイズの実際に銅の欠けている欠陥を検出することはで
きないという欠点を有する。
従来方法での照明器の開口数（ＮＡ）、すなわち、ＮＡ
＝ｓｉｎ（θ）を定義した場合（ここで、θは表面に直
角な光線と一番端の照明光線との角度である） 照明の
ＮＡは少なくとも約０，７ＮＡでなければならなず、Ｏ
− 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（ワット／ステラジア
ン／ｃｒｎ”）でなければならない（すなわち、準ラン
ベルト）。
＝ｓｉｎ（θ）を定義した場合（ここで、θは表面に直
角な光線と一番端の照明光線との角度である） 照明の
ＮＡは少なくとも約０，７ＮＡでなければならなず、Ｏ
− 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（ワット／ステラジア
ン／ｃｒｎ”）でなければならない（すなわち、準ラン
ベルト）。
本発明の功績は、粗い組成の表面の見掛上゛のまだら模
様を光学的に減らすことによって、大面積の平均化を避
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． ０．９を超えることすらある開口数まで広範囲の角度か
ら合焦照明を行なうことは新しいことではない。たとえ
ば、高Ｎ’Ａ対物レンズを用いる高＠準顕微鏡で用いら
れる明視野垂直照明でこのような照明が行なわれる。こ
のような顕微鏡の最良のちのでは、０．９５のオーダー
の照明ＮＡを得ている．しかしながら、このような顕微
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で、
このような対物レンズで行なう照明は直角から外れた角
度になるにつれてかなり弱くなる。
様を光学的に減らすことによって、大面積の平均化を避
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． ０．９を超えることすらある開口数まで広範囲の角度か
ら合焦照明を行なうことは新しいことではない。たとえ
ば、高Ｎ’Ａ対物レンズを用いる高＠準顕微鏡で用いら
れる明視野垂直照明でこのような照明が行なわれる。こ
のような顕微鏡の最良のちのでは、０．９５のオーダー
の照明ＮＡを得ている．しかしながら、このような顕微
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で、
このような対物レンズで行なう照明は直角から外れた角
度になるにつれてかなり弱くなる。
免且立旦１
図示実施例によれば、本発明は基板の表面特性を検査す
る装置および方法を提供する。各構成において、少なく
ともｌつのＴＤＩセンサが用いられ、基板の当該部分を
結像し、これらの部分がほぼ均一な照明で照明される． 第１実施例では、彼検査基板の特性と記憶手段にあらか
じめ記憶してあった特性とをチェックする。次に、被検
査基板が結像されたとき、この像は記憶手段に記憶され
ている特性と比較される。
る装置および方法を提供する。各構成において、少なく
ともｌつのＴＤＩセンサが用いられ、基板の当該部分を
結像し、これらの部分がほぼ均一な照明で照明される． 第１実施例では、彼検査基板の特性と記憶手段にあらか
じめ記憶してあった特性とをチェックする。次に、被検
査基板が結像されたとき、この像は記憶手段に記憶され
ている特性と比較される。
第２実施例において、少なくとも１つの基板の表面のあ
る領域における第１、第２のパターンについて、一方の
パターンを他方のパターンと比較し、これらのパターン
が互いに一致するかどうかを知ることによって、予想パ
ターンを予め記憶することなく、検査されるようになっ
ている。これを行うには、少なくともこれら２つのパタ
ーンを証明し、第１パターンを結像すると共にその特性
を一時メモリに記憶し、次いで第２パターンを結像し、
それを一時メモリに記憶されていた特性と比較する。こ
の比較によって２つのパターンが一致するかどうかが示
される。次いで、次の結像／比較ンーケンスでは上記第
２パターンを第１パターンとし、新しい第２パターンと
比較することとして、順次比較を続ける。比較が行われ
る毎に、２つのパターン間に一致があったかどうか、そ
して、どの２つのパターンが比較されたかが記憶される
。すべてのパターンを順次比較した後、このテストプロ
セスにおいて他のパターンと大きく異なるパターンを識
別することによって悪いパターンが識別される。この検
査技術はダイ毎の検査を行うのには有用であり、また、
同じダイ内でパターン検査を繰り返すにも有用である。
る領域における第１、第２のパターンについて、一方の
パターンを他方のパターンと比較し、これらのパターン
が互いに一致するかどうかを知ることによって、予想パ
ターンを予め記憶することなく、検査されるようになっ
ている。これを行うには、少なくともこれら２つのパタ
ーンを証明し、第１パターンを結像すると共にその特性
を一時メモリに記憶し、次いで第２パターンを結像し、
それを一時メモリに記憶されていた特性と比較する。こ
の比較によって２つのパターンが一致するかどうかが示
される。次いで、次の結像／比較ンーケンスでは上記第
２パターンを第１パターンとし、新しい第２パターンと
比較することとして、順次比較を続ける。比較が行われ
る毎に、２つのパターン間に一致があったかどうか、そ
して、どの２つのパターンが比較されたかが記憶される
。すべてのパターンを順次比較した後、このテストプロ
セスにおいて他のパターンと大きく異なるパターンを識
別することによって悪いパターンが識別される。この検
査技術はダイ毎の検査を行うのには有用であり、また、
同じダイ内でパターン検査を繰り返すにも有用である。
第３実施例は第２実施例に類似している。この実施例で
は、２つのＴＤＩセンサを用いて第１、第２のパターン
を同時に結像することにより、一時メモリの必要性をな
くしている。この実施例では、２つのパターンは同時に
結像されて比較され、次いで、次の２つのパターンが、
同じ要領で、比較の結果と順次に比較され、記憶されて
いたパターン位置が、すべてのパターンの険査が完了し
たときにどのパターンが不合格であるかを決定する。
は、２つのＴＤＩセンサを用いて第１、第２のパターン
を同時に結像することにより、一時メモリの必要性をな
くしている。この実施例では、２つのパターンは同時に
結像されて比較され、次いで、次の２つのパターンが、
同じ要領で、比較の結果と順次に比較され、記憶されて
いたパターン位置が、すべてのパターンの険査が完了し
たときにどのパターンが不合格であるかを決定する。
実 施 例
第１図には本発明の検査装置１０の全体的なブロック図
が示してある。この検査装置１０におけるテスト法は、
基本的には、第１の基板の表面とこの第１基板と同じと
考えられる第２基板の表面との比較（ダイ毎）、反復パ
ターンを有する１枚の基仮におけるこの基阪上のこれら
のパターンのうちの１つと同じ基板上の池のパターンの
比較、あるいはメモリ（データベース）に洛納された予
想パターンの基本的特性との比較である。
が示してある。この検査装置１０におけるテスト法は、
基本的には、第１の基板の表面とこの第１基板と同じと
考えられる第２基板の表面との比較（ダイ毎）、反復パ
ターンを有する１枚の基仮におけるこの基阪上のこれら
のパターンのうちの１つと同じ基板上の池のパターンの
比較、あるいはメモリ（データベース）に洛納された予
想パターンの基本的特性との比較である。
最初の比較（ダイ毎の比較）は、基阪、例えば、半導体
ウエー八が互いに同じと考えられる複数のダイを包含す
るときに有用である。この状況において、２つのダイは
同時に蜆察され、一方のダイの特性が他方のダイの特性
と比較される。もしずれがある場合には、２つのダイの
間にずれが存在することがわかる。このプロセスは各ダ
イ毎に２回ずつ観察を行いながら、検査経路の最初と最
後のダイを例外として続けられる。この検査法では、悪
いダイは、通常１以上の一致しない対として現れ、これ
により選抜される。この検査モードでは、各ダイの予想
特性は、データベースに記憶されない。この方法は、例
えば２つ以上のプリント配線゜坂に別々に形或されてい
る「ダイ」にも使用され得る。実際に検査を実行してい
る際、一致した対の光学経路と、コンバレー夕に同時に
送られる出力信号を有するセンサとで検査を実行するか
、あるいは、単一の光学経路と、第２ダイか結像される
ときに第１ダイの１象特性を一時的に記憶し、コンバレ
ー夕に送るセンサとで検査を実行するか、いずれかを選
択できる。次に、一時メモリ内の第１ダイの１象特性が
第２ダイの特性に書き換えられ、プロセスは上述と同様
に続けられる。
ウエー八が互いに同じと考えられる複数のダイを包含す
るときに有用である。この状況において、２つのダイは
同時に蜆察され、一方のダイの特性が他方のダイの特性
と比較される。もしずれがある場合には、２つのダイの
間にずれが存在することがわかる。このプロセスは各ダ
イ毎に２回ずつ観察を行いながら、検査経路の最初と最
後のダイを例外として続けられる。この検査法では、悪
いダイは、通常１以上の一致しない対として現れ、これ
により選抜される。この検査モードでは、各ダイの予想
特性は、データベースに記憶されない。この方法は、例
えば２つ以上のプリント配線゜坂に別々に形或されてい
る「ダイ」にも使用され得る。実際に検査を実行してい
る際、一致した対の光学経路と、コンバレー夕に同時に
送られる出力信号を有するセンサとで検査を実行するか
、あるいは、単一の光学経路と、第２ダイか結像される
ときに第１ダイの１象特性を一時的に記憶し、コンバレ
ー夕に送るセンサとで検査を実行するか、いずれかを選
択できる。次に、一時メモリ内の第１ダイの１象特性が
第２ダイの特性に書き換えられ、プロセスは上述と同様
に続けられる。
データベースを用いた比較では、被検査基板の１象特性
は予めメモリに格納されており、このメモリデータは良
基板すなわち「黄金ボード」であるとわかっている基板
を用いて、光学結像以外の手段で生成される。このよう
なデータベースを生成する最も普通の方法は、当初に基
板を設計したＣＡＤシステムによる方法である。このよ
うなデータベースは、手動で生成し得るが、これはたい
ていの用途にとって非常に効率が悪い。データベースを
用いた比較では、作動にあたって被検査基阪を光学的に
結像し、結１象された特性をデータベースに格納されて
いた特性と比較する。ここで、特性が一致しない基板は
不合格として自動的に識別される。
は予めメモリに格納されており、このメモリデータは良
基板すなわち「黄金ボード」であるとわかっている基板
を用いて、光学結像以外の手段で生成される。このよう
なデータベースを生成する最も普通の方法は、当初に基
板を設計したＣＡＤシステムによる方法である。このよ
うなデータベースは、手動で生成し得るが、これはたい
ていの用途にとって非常に効率が悪い。データベースを
用いた比較では、作動にあたって被検査基阪を光学的に
結像し、結１象された特性をデータベースに格納されて
いた特性と比較する。ここで、特性が一致しない基板は
不合格として自動的に識別される。
本出願人は、ここに開示したシステムを、同じパターン
が多数回繰り返される基板（たとえば、半導体メモリチ
ップ）を含む、ウエーハ、マスク、プリント配線板、ホ
トツール等の検査に応用した。
が多数回繰り返される基板（たとえば、半導体メモリチ
ップ）を含む、ウエーハ、マスク、プリント配線板、ホ
トツール等の検査に応用した。
本発明の実施例における検査装置１０はＣＰＵ２６を有
するコンビュータ制御システムであり、このＣＰＵはデ
ータパス４０を経てシステムの池の種々の構成要素と連
絡している。データパス４０に接続した検査装置中の他
の構成要素としては、ＲＯＭ３０、Ｒ Ａ Ｍ ３ ２
、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．検査装置に使用者が働
きかけることができるようにキーボード２８が設けてあ
り、基［１４の険査を手動で制御できるようになってい
る．さらに、基板１４の現在観察されている項域を使用
者に視覚を通じてフィードバックさせるためにモニタ３
４が設けてある。ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３０はＣＰＵ制御
システムにおける通常の機能を行なうために設けてある
。ＸＹサーボ制御器３６は少なくとも１個以上のＸＹス
テージ１２に機械的に連結してあってそれ以上の数の基
板１４をＣＰＵ２６の制御の下に所望位置まで移動させ
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
には光学照明機２０が装着してあるが、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で蜆察されるようになっている。
するコンビュータ制御システムであり、このＣＰＵはデ
ータパス４０を経てシステムの池の種々の構成要素と連
絡している。データパス４０に接続した検査装置中の他
の構成要素としては、ＲＯＭ３０、Ｒ Ａ Ｍ ３ ２
、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．検査装置に使用者が働
きかけることができるようにキーボード２８が設けてあ
り、基［１４の険査を手動で制御できるようになってい
る．さらに、基板１４の現在観察されている項域を使用
者に視覚を通じてフィードバックさせるためにモニタ３
４が設けてある。ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３０はＣＰＵ制御
システムにおける通常の機能を行なうために設けてある
。ＸＹサーボ制御器３６は少なくとも１個以上のＸＹス
テージ１２に機械的に連結してあってそれ以上の数の基
板１４をＣＰＵ２６の制御の下に所望位置まで移動させ
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
には光学照明機２０が装着してあるが、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で蜆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に送る電気は号に変換する。画像処理装置２５は、
どの作動モードが使用されているかということに依存し
て、セ゜ンサ２４からの信号を処理して検出された像を
増幅すると共に、データを変換してそれを圧縮し、ＲＡ
Ｍ３２で受け取ったデータを格納するに必要な記憶量を
最少限に抑える。
２５に送る電気は号に変換する。画像処理装置２５は、
どの作動モードが使用されているかということに依存し
て、セ゜ンサ２４からの信号を処理して検出された像を
増幅すると共に、データを変換してそれを圧縮し、ＲＡ
Ｍ３２で受け取ったデータを格納するに必要な記憶量を
最少限に抑える。
データベース・モードでの作動にあたって、使用者は、
まず、検査しようとしている基［１４の表面上のパター
ンの設計上の特性をＲＡＭ３２に記憶させる。これらの
特性は位置、機構的な特性、接続の情報を含んでいる。
まず、検査しようとしている基［１４の表面上のパター
ンの設計上の特性をＲＡＭ３２に記憶させる。これらの
特性は位置、機構的な特性、接続の情報を含んでいる。
これはパターンを発生させるのに用いられるデータベー
スと一緒に行われ得る。
スと一緒に行われ得る。
選んだ影像センサ、たとえば、ＴＤＩセンナとの組合わ
せで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２５イ
ンチ（６３．５センチメートル）の速度で基板を照明器
の下のＬＩ＆ｉ路に沿って移動させながら検査すること
ができる。
せで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２５イ
ンチ（６３．５センチメートル）の速度で基板を照明器
の下のＬＩ＆ｉ路に沿って移動させながら検査すること
ができる。
Ｌヱ旦里１
本発明の基本的な実施例の１つは、検査しようとしてい
る加工片上方にできるかぎり均一な照明野を与え、まだ
ら模様の影響を最大限に抑えることのできる照明装置で
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
ることによって理解して貰えよう．この光線はレンズｌ
１の開口の外側から、或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のところで傾
斜面によって反射されて光線６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。第２図についての説明で例示する理論は、粗面の
まだら摸様が、大きな゛角度で照明光線を与えることに
よってかなり減少するかあるいは除去され、表面のどの
特定領域の局部的な傾斜であっても、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できる照明光線
が常に存在するということを照明することにある。
る加工片上方にできるかぎり均一な照明野を与え、まだ
ら模様の影響を最大限に抑えることのできる照明装置で
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
ることによって理解して貰えよう．この光線はレンズｌ
１の開口の外側から、或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のところで傾
斜面によって反射されて光線６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。第２図についての説明で例示する理論は、粗面の
まだら摸様が、大きな゛角度で照明光線を与えることに
よってかなり減少するかあるいは除去され、表面のどの
特定領域の局部的な傾斜であっても、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できる照明光線
が常に存在するということを照明することにある。
表面の或る部分が傾斜として生じ得る各角度について、
或る特定の照明光線群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が
センナにとって均一な明るさであると判断できるように
するためには、種々の光線群がすべて同じ強度であるこ
とが重要である。処理しようとしている表面上に位置し
、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
が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、乳白色ガラス片が観察者
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
が関係してくる．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で押射するものであり、任意の方向
から表面を見ている観察者は同じ明るさを見ることにな
る。加工片上に位置する仮悲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であろう
と、この観察者は彼が見ている点のところで乳白色ガラ
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．したがって、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で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、乳白色ガラスが対象
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
糧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。
或る特定の照明光線群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が
センナにとって均一な明るさであると判断できるように
するためには、種々の光線群がすべて同じ強度であるこ
とが重要である。処理しようとしている表面上に位置し
、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
が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、乳白色ガラス片が観察者
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
が関係してくる．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で押射するものであり、任意の方向
から表面を見ている観察者は同じ明るさを見ることにな
る。加工片上に位置する仮悲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であろう
と、この観察者は彼が見ている点のところで乳白色ガラ
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．したがって、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で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、乳白色ガラスが対象
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
糧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。
まだら模様を曇ったく抑制できないいくつかの粗面形態
がある。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は天井照明に接近し難
いほど水平面からかなり傾斜している。光！１２０１、
２０２は点２０５からレンズｌ１の境界面まで延びてい
る．光線２０３、２０４は反射して光＃ｌ２０１、２０
２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， まだら模様を完全に抑制することが理論的にできないと
いうことにもからわらず、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
模様を抑制で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、暗い鋼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で覆われた対象物（
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、鋼ビ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図にプロット
してある。
がある。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は天井照明に接近し難
いほど水平面からかなり傾斜している。光！１２０１、
２０２は点２０５からレンズｌ１の境界面まで延びてい
る．光線２０３、２０４は反射して光＃ｌ２０１、２０
２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， まだら模様を完全に抑制することが理論的にできないと
いうことにもからわらず、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
模様を抑制で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、暗い鋼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で覆われた対象物（
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、鋼ビ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図にプロット
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
なるにつれてビー゜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槙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
数が少なくとも０．７ＮＡを超え、好ましくは０．８，
ＮＡを超えることが望ましいことを示している。
なるにつれてビー゜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槙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
数が少なくとも０．７ＮＡを超え、好ましくは０．８，
ＮＡ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図が或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で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で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｛噴斜した小さい表面領域は東方向に傾斜した
基本表面領域と異なった見ｉ上ノｗ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ができる
かぎり最大の程度まで均一に光で満たされていて粗面の
見掛上のまだ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。
ら４０度｛噴斜した小さい表面領域は東方向に傾斜した
基本表面領域と異なった見ｉ上ノｗ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ができる
かぎり最大の程度まで均一に光で満たされていて粗面の
見掛上のまだ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
改善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
改善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が垂直面に
対して或る角度で傾斜していて、導電線の幅が頂面より
も底面で大きくなっているということに注目されたい。
対して或る角度で傾斜していて、導電線の幅が頂面より
も底面で大きくなっているということに注目されたい。
普通の検査要件は、底のヒ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で導
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
できよう。
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で導
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
できよう。
照明器についての一般的な要件は、光学視野における光
強度がＴＤＩセンサの長さ（Ｙ方向）に沿ってほぼ均一
であるということである。しかしながら、Ｘ方向、すな
わち、（ＴＤ−Ｉセンサの長軸に対して直角な）、ステ
ージの移動方向で均一である必要はない。これはこの方
向におけるＴＤＩセンサの積分特性による．この特性に
より、センサ視野を横切る積分した全エネルギが視野の
長さに沿って均一であるかぎり、光はＸ方向において任
意の強度分布を持つことができる．これにより、ＴＤＩ
センサについての照明器の構造は、両軸においてほぼ一
定の光を必要とする従来の面積センサよりもかなり簡単
になる．この積分特性は、センサの面にある画素閉塞ち
り粒子についてのシステム公差を与える．これらの効果
はＴＤＩセンサによって簡単に積分される．ａ．合焦点
式準ランベルト照明 たいていの拡散型照明の欠点、特に、準ランベルト型照
明のたいていの結像実行の際の欠点は光の無駄が多いと
いう点にある． 高速光学検査機械の設計では、システム性能は利用でき
る光の量によって制限されることが多い．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？イズの比を維持する必要があ
るかも知れない。
強度がＴＤＩセンサの長さ（Ｙ方向）に沿ってほぼ均一
であるということである。しかしながら、Ｘ方向、すな
わち、（ＴＤ−Ｉセンサの長軸に対して直角な）、ステ
ージの移動方向で均一である必要はない。これはこの方
向におけるＴＤＩセンサの積分特性による．この特性に
より、センサ視野を横切る積分した全エネルギが視野の
長さに沿って均一であるかぎり、光はＸ方向において任
意の強度分布を持つことができる．これにより、ＴＤＩ
センサについての照明器の構造は、両軸においてほぼ一
定の光を必要とする従来の面積センサよりもかなり簡単
になる．この積分特性は、センサの面にある画素閉塞ち
り粒子についてのシステム公差を与える．これらの効果
はＴＤＩセンサによって簡単に積分される．ａ．合焦点
式準ランベルト照明 たいていの拡散型照明の欠点、特に、準ランベルト型照
明のたいていの結像実行の際の欠点は光の無駄が多いと
いう点にある． 高速光学検査機械の設計では、システム性能は利用でき
る光の量によって制限されることが多い．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？イズの比を維持する必要があ
るかも知れない。
本発明の本質的な特徴は、少な《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番７よって観察しようと
している限られた領域内でｆ■ランベルト照明を行なう
ということにある。
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番７よって観察しようと
している限られた領域内でｆ■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
リットを設けることによってノイズを抑えるばかりでな
く信号を強めることによって信号・ノイズ比をさらに軽
減することができることも明らかであろう。これは本発
明の第２の利点である。
リットを設けることによってノイズを抑えるばかりでな
く信号を強めることによって信号・ノイズ比をさらに軽
減することができることも明らかであろう。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
＠明を達成できる。
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
＠明を達成できる。
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゛の設計では、観察用レンズは０．０６の
ＮＡ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゛の設計では、観察用レンズは０．０６の
ＮＡ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、或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、実際に入手できるたいていの照明
器は１０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．したがって、或る準ランベルト型照明器の
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、或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、実際に入手できるたいていの照明
器は１０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．したがって、或る準ランベルト型照明器の
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つの軸綿に焦点合せ手段を設け、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．第３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
方の天井が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．この原理の或る応用例を合焦点
準ランベルト型照明器の特別の白熱ランプについて以下
に説明する。
件は、少なくとも１つの軸綿に焦点合せ手段を設け、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．第３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
方の天井が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．この原理の或る応用例を合焦点
準ランベルト型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てあり、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
きに横円形の反射器となる，したがって、端ミラー（１
１０２、１１０３）と円筒形の焦点合せ用ミラー（９０
１、９０２、９０３）の組合わせは対象物であらゆる方
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てあり、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
きに横円形の反射器となる，したがって、端ミラー（１
１０２、１１０３）と円筒形の焦点合せ用ミラー（９０
１、９０２、９０３）の組合わせは対象物であらゆる方
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ペ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
ントに戻る光綿を追跡することにある。システム製作公
差を考慮して、このような光線が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繍の
蒙る正味損失が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
ントに戻る光綿を追跡することにある。システム製作公
差を考慮して、このような光線が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繍の
蒙る正味損失が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ったことである
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照明を得ることができる。また、本発
明の照明器が両座標軸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つの座
標軸に対して合焦することも予想しなかったことである
。これは最適な設計を可能とし、センナ・レンズのコス
トを低減する。
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照明を得ることができる。また、本発
明の照明器が両座標軸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つの座
標軸に対して合焦することも予想しなかったことである
。これは最適な設計を可能とし、センナ・レンズのコス
トを低減する。
ｂ．信号対ノイズ比を改善する取り外し自在のスリット
開口数が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． スリット組立体６０７が存在しないものとして第８図を
参照すると、合焦点準ランベルト照明システムは多くの
角度で光線を与える．照明光は光学センサで観察される
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で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
は不可能である． 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、被観察領域６０２内の一点で出射する。
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が存在しないものとして第８図を
参照すると、合焦点準ランベルト照明システムは多くの
角度で光線を与える．照明光は光学センサで観察される
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で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
は不可能である． 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、被観察領域６０２内の一点で出射する。
ここで、この光線は出射点での基板の見掛上の明るさに
貢献する。光線６０６は被観察領域６０２の外側の一点
で基板に入射し、被観察領域に拡散してから出射する．
したがって、光線６０６も被賎察領域６０２において基
板の見掛上の明るさに貢献する。
貢献する。光線６０６は被観察領域６０２の外側の一点
で基板に入射し、被観察領域に拡散してから出射する．
したがって、光線６０６も被賎察領域６０２において基
板の見掛上の明るさに貢献する。
ガラス繊維製基板上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が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／ガラス繊維コ
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或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グラムは、第
９図の条件ｌでわかるように、広がったものとなる。
通常モードは銅の見掛上の明るさが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／ガラス繊維コ
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或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グラムは、第
９図の条件ｌでわかるように、広がったものとなる。
この同じ低ＮＡ照明条件の下で、ガラスａ ４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で出射
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面よ
りもむしろ背面に向って無作為に通過するために、そし
て、若干の光線が基板材料から出躬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１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。
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で出射
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面よ
りもむしろ背面に向って無作為に通過するために、そし
て、若干の光線が基板材料から出躬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１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代況がどう変
わるかを考察する．最初から明るかった銅領域は、ほぼ
水平な領域に入射した付加的な高角度光線が光学系の外
に反射するために、明るさに大きな変化はない．最初か
ら暗かった鋼ａ域は先に説明したように明るさを高める
傾向にある。
わるかを考察する．最初から明るかった銅領域は、ほぼ
水平な領域に入射した付加的な高角度光線が光学系の外
に反射するために、明るさに大きな変化はない．最初か
ら暗かった鋼ａ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、まだら模様を減らすことであるが
、銅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
ビ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で観
察されるような角度でのほぼ一定の出射変化を有する。
、銅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
ビ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で観
察されるような角度でのほぼ一定の出射変化を有する。
与えられた照明角度の範囲が広がるにつれて、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．この状況は銭察領域の外測で基板に入
射する、光線６０Ｇのような光線によって促進される．
したがって、これらの光線は導電体の見掛け輝度にはな
んら貢献せず、拡散のために基板の見掛け輝度のみを増
大させることになる。
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．この状況は銭察領域の外測で基板に入
射する、光線６０Ｇのような光線によって促進される．
したがって、これらの光線は導電体の見掛け輝度にはな
んら貢献せず、拡散のために基板の見掛け輝度のみを増
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２に示すように基板ピークが銅ピークに重なると
いうヒストグラムである。換言すれば、基板上の最も明
るい点は銅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（よできない。本発明者等は、ヒストグラムにお
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がこのような手段の１つである．０．９ＮＡを用
いた或る実験では、）、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
いヒストグラムへの変化を見た。
の条件２に示すように基板ピークが銅ピークに重なると
いうヒストグラムである。換言すれば、基板上の最も明
るい点は銅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（よできない。本発明者等は、ヒストグラムにお
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がこのような手段の１つである．０．９ＮＡを用
いた或る実験では、）、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
いヒストグ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
ンサで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ができると望ましい．
たとえば、エッチングの前に銅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がときにはある。
線板のための光学検査機械を設計するにあたっては、セ
ンサで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ができると望ましい．
たとえば、エッチングの前に銅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がときにはある。
フォトレジスト・パターンに欠陥が発見されたならば、
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で供給され
るので、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が
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で供給され
るので、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が
ある。
たとえば、第１０図はＩ）ｕｐＯｎｔ
Ｒｉｓｔｏｎ （ＴＭ）２１ＳＲ （市販の赤色フォト
レジスト材）の透過スペクトルを示している．５ ’Ｏ
Ｏ〜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
うにすることができる．この場合、銅の反射率は５００
ｎｍ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練板の検査に
おいて最高の適応性を持つためには、次の構成要素が考
えられる。
レジスト材）の透過スペクトルを示している．５ ’Ｏ
Ｏ〜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
うにすることができる．この場合、銅の反射率は５００
ｎｍ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練板の検査に
おいて最高の適応性を持つためには、次の構成要素が考
えられる。
（ａ）．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９ｌ５）。
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９ｌ５）。
（ｂ）．広いスペクトル範囲、たとえば，５００〜７
０ ０ ｎｍにわたってかなりのエネルギを利用できる
光源。
０ ０ ｎｍにわたってかなりのエネルギを利用できる
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）．狭い帯域のフィルタ（たとえば、ＴＤＩセンサ
）と、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と、合焦光照明器との使
用に伴って信号レベルの損失が生じても装置が高速で運
転できるように、信号対ノイズ比を改善した補助補強手
段。
）と、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と、合焦光照明器との使
用に伴って信号レベルの損失が生じても装置が高速で運
転できるように、信号対ノイズ比を改善した補助補強手
段。
二れらの特徴を互いに組合わせれば、５００〜５７５ｎ
ｍ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でも、１００Ｍｐ ｉｘｅ
ｌ／秒での動作は十分可能である。
ｍ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でも、１００Ｍｐ ｉｘｅ
ｌ／秒での動作は十分可能である。
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、Ｏｐｔｒｏｔｅｃｈ Ｖｉｓｉｏｎ １（１５は
互換性のあるフィルタを備えている。しかしながら、こ
れを本発明の装置と比較した場合、Ｏｐｔｒｏｔｅｃｈ
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、装置を１０Ｍｐｉｘｅｌ／ｓで作動させ続ける
必要がある。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，５ｏＯｎｍ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
用いることができる．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．
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
合わせて上記のような光原を高速の検査に使用できるよ
うにしたことは新規である。
えば、Ｏｐｔｒｏｔｅｃｈ Ｖｉｓｉｏｎ １（１５は
互換性のあるフィルタを備えている。しかしながら、こ
れを本発明の装置と比較した場合、Ｏｐｔｒｏｔｅｃｈ
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、装置を１０Ｍｐｉｘｅｌ／ｓで作動させ続ける
必要がある。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，５ｏＯｎｍ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
用いることができる．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．
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
合わせて上記のような光原を高速の検査に使用できるよ
うにしたことは新規である。
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。
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・ランプでの
実施 第６、７、ｌｌ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グステ
ン・ハロゲン・ランブ９０７、９０８、９０９である。
実施 第６、７、ｌｌ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グステ
ン・ハロゲン・ランブ９０７、９０８、９０９である。
各ランプはそれぞれ一本のフィラメント（それぞれ、９
０７ａ，９０８ａ，９０９ａで示してあり、管状ガラス
覆いのほぼ中央に設置してある）を有している。各ラン
プ・フィラメントは検査偵域９１２において結像される
。
０７ａ，９０８ａ，９０９ａで示してあり、管状ガラス
覆いのほぼ中央に設置してある）を有している。各ラン
プ・フィラメントは検査偵域９１２において結像される
。
フィラメント９０８ａは楕円ミラー９０１によって結像
され、フィラメント９０９ａは楕円ミラー９０２によっ
て結像され、フィラメント９０７ａは楕円ミラー９０３
とビームスブリッタ９０４の組合わせで結｛象される。
され、フィラメント９０９ａは楕円ミラー９０２によっ
て結像され、フィラメント９０７ａは楕円ミラー９０３
とビームスブリッタ９０４の組合わせで結｛象される。
ランプ９０９のフィラメントは楕円ミラー９０２の第１
焦点にあり、線形照明領域９１２は同じ楕円ミラーの第
２焦点に位置する。したがって、楕円形の周知の結（象
特性により、フィラメント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。
焦点にあり、線形照明領域９１２は同じ楕円ミラーの第
２焦点に位置する。したがって、楕円形の周知の結（象
特性により、フィラメント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によるフィラメント９１０の結像ちミラー
９０２によるフィラメント９０２の結像とまったく同じ
である．同様に、フィラメント９０７は上方の楕円ミラ
ー９０３の第１焦点に位置し、領域９１２はビームスブ
リッタ９０４から反射されてミラー９０３の第２焦点に
位置する。
９０２によるフィラメント９０２の結像とまったく同じ
である．同様に、フィラメント９０７は上方の楕円ミラ
ー９０３の第１焦点に位置し、領域９１２はビームスブ
リッタ９０４から反射されてミラー９０３の第２焦点に
位置する。
この光学系では任意のほぼ線形の光源を使用できる．そ
の一例として、毛管アーク・ガス放電ランプがある。
の一例として、毛管アーク・ガス放電ランプがある。
検査領域９１２はビームスブリッタ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
＠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が設
けてあって、銅とガラス繊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）がランプ・フィラメントが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まで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１１０Ｌとして示す）
が筬観察領域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
＠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が設
けてあって、銅とガラス繊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）がランプ・フィラメントが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まで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１１０Ｌとして示す）
が筬観察領域９１２に入射する。
端ミラー１１０２、１１０３が存在することにより、本
照明器は第６、Ｌ１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３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、天井を見ている仮悲観察者は表面法線からθ，
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１上図はその平面でミラー
９０１，９０２の縁によって限界角θ，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θ
，が定められることを示している。
照明器は第６、Ｌ１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３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、天井を見ている仮悲観察者は表面法線からθ，
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１上図はその平面でミラー
９０１，９０２の縁によって限界角θ，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θ
，が定められることを示している。
角θ１と０２の関係も重要である。θ１はセンサ・レン
ズ９０６が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．Ｉ ＮＡ）までの
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θ２は法線からミラー９０２、９０１の内縁
までの角度であり、θ１よりは大きく、したがって、ミ
ラー内縁が被観察領域９１２から観察レンズ９０６まで
走行する光線を妨害することはない。表面法線からミラ
ーの外縁までの角度θ，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７
０”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、本
発明のこの好ましい実施例の特徴は、ランプ・フィラメ
ントが限界照明角θ，に近い方位角に位置するというこ
とにある。したがって、ガラス囲いの偏光作用、強度減
少作用が限界角度光線に集中する．経験によれば、これ
らの光線は粗面の見掛上のまだら模様を減らすという点
で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。
ズ９０６が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．Ｉ ＮＡ）までの
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θ２は法線からミラー９０２、９０１の内縁
までの角度であり、θ１よりは大きく、したがって、ミ
ラー内縁が被観察領域９１２から観察レンズ９０６まで
走行する光線を妨害することはない。表面法線からミラ
ーの外縁までの角度θ，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７
０”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、本
発明のこの好ましい実施例の特徴は、ランプ・フィラメ
ントが限界照明角θ，に近い方位角に位置するというこ
とにある。したがって、ガラス囲いの偏光作用、強度減
少作用が限界角度光線に集中する．経験によれば、これ
らの光線は粗面の見掛上のまだら模様を減らすという点
で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ツタの反射率によって生じ
る損失や非直線ランプ・フィラメントによる照明の不完
全さを考えなければ、仮想観察者の経験する明るさはそ
の上方の天井全体が３１００Ｋを超えることもある色温
度の白熱タングステンで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ツタの反射率によって生じ
る損失や非直線ランプ・フィラメントによる照明の不完
全さを考えなければ、仮想観察者の経験する明るさはそ
の上方の天井全体が３１００Ｋを超えることもある色温
度の白熱タングステンで満たされている場合と同じであ
る。
３つの単軸合焦点ミラーおよび１つのビームスプリツタ
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が次のよ
うな２つの部分、すなわち、ミラーが完全に反射を行な
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、ビームスブリッタ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
側観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」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。綿状の
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ＩＩＩ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。
うな２つの部分、すなわち、ミラーが完全に反射を行な
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、ビームスブリッタ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
側観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」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。綿状の
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ＩＩＩ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。
或る種の環境で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
てしまう配置がある。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与える。ミラー９０
１’９０２′が中間で角度θ１の開放円形領域９１８と
交差するように設けてあって、レンズ９０６′で照明さ
れないすべての領域で広角暗視野照明を行なう． ビームスブリッタ９０４がセンサ・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
ンサに迷光を反射させる機会がまったくないということ
にある。高速検査装置で非常に高い照明レベルが用いら
れるために、このような迷先の抑制は重要である。
として、天井を本当の明視野部分と暗視野部分とに分け
てしまう配置がある。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与える。ミラー９０
１’９０２′が中間で角度θ１の開放円形領域９１８と
交差するように設けてあって、レンズ９０６′で照明さ
れないすべての領域で広角暗視野照明を行なう． ビームスブリッタ９０４がセンサ・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
ンサに迷光を反射させる機会がまったくないということ
にある。高速検査装置で非常に高い照明レベルが用いら
れるために、このような迷先の抑制は重要である。
照明器の反射面が波長依存性を持つと望ましい。各タン
グステン・ランプのフィラメント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、或る選ばれた
スペクトル部分、普通は、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・ランプのフィラメント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、或る選ばれた
スペクトル部分、普通は、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．ミラー基板を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
グでもある． 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。
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．ミラー基板を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
グでもある． 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。
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ｒＷａｔｔｍｉｓｅｒＪでＧ
ｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ．から市販されている
。
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ｒＷａｔｔｍｉｓｅｒＪでＧ
ｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ．から市販されている
。
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・コーティングが
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・コーティングが
補助チューブにあるために周期的な交換が不要となる。
ビームスブリッタ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ブリツタを
透過する。第６図の光線９２０はこのビームの最上方光
綿である。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
ームがレンズ・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ブリツタを
透過する。第６図の光線９２０はこのビームの最上方光
綿である。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
ームがレンズ・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
ームスブリッタ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。
ームスブリッタ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ブリ
ツタを４５゜にするということである。本発明の照明器
では、レンズ９０６が比較的高い開口数（ＮＡ０．１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厚のビームスプリツタを用いると、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。
ツタを４５゜にするということである。本発明の照明器
では、レンズ９０６が比較的高い開口数（ＮＡ０．１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厚のビームスプリツタを用いると、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。したがって、他の設計条件と矛盾しないか
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。したがって、他の設計条件と矛盾しないか
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。
たとえガラス板がまったく傾斜していない場合でも、或
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
′ｆｉ９ １ ２を観察させながらビームスプリッタ９
０４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
′ｆｉ９ １ ２を観察させながらビームスプリッタ９
０４に塵埃が侵入するのを防ぐのに役立つ。
スリット組立体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
きな反りがある多層板のような或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ち長い距離に
わたって上下に動かすことができる。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
きな反りがある多層板のような或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ち長い距離に
わたって上下に動かすことができる。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
ット組立体を照明器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６ ０ ｐｓｉｆ４．２ ｋｇ／ｃｎ
ｓ”ｌ空気供給源（図示せず）に接続していてスリット
組立体に正圧の空気流を供給する。スリット組立体９１
０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がある。した
がって、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じて、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
ット組立体を照明器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６ ０ ｐｓｉｆ４．２ ｋｇ／ｃｎ
ｓ”ｌ空気供給源（図示せず）に接続していてスリット
組立体に正圧の空気流を供給する。スリット組立体９１
０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がある。した
がって、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じて、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キロワットの
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立方フィート／分（８．４ ｒａ３／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
１３０ｌ、空気フィルタ１３０２．入口空気ダクト１３
０３、１４０７、１ ４０８のような流れ方向付け用バ
ッフルおよび排気グクト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キロワットの
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立方フィート／分（８．４ ｒａ３／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
１３０ｌ、空気フィルタ１３０２．入口空気ダクト１３
０３、１４０７、１ ４０８のような流れ方向付け用バ
ッフルおよび排気グクト１３０４を包含する。
羽根１４０７、ｌ ４０８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観察用
レンズ９０６までの最外方光縞のすぐ外側にそれに平行
に位置している。ここで、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
明された綿上にいる観察者は、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。
導くように作用する。これらの羽根は対象物から観察用
レンズ９０６までの最外方光縞のすぐ外側にそれに平行
に位置している。ここで、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
明された綿上にいる観察者は、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。これらの羽根によっ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、したがって、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、空気流路が充分
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。これらの羽根によっ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、したがって、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、空気流路が充分
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、ンブ囲いを過冷
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
ンが全力作動温度にあるときにランプの壁温度を約２５
０℃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が生じる。その結果、
ランプ壁が黒くなり、タングステンが燃え尽きることに
なる。
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
ンが全力作動温度にあるときにランプの壁温度を約２５
０℃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が生じる。その結果、
ランプ壁が黒くなり、タングステンが燃え尽きることに
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、ランブ囲い
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． 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。祖面上のまだら模様を最適に
抑圧するには、被観察領域上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ｌつの方法は、被観察領域に均一な拡散サンプルを置
き、一度に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。
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。祖面上のまだら模様を最適に
抑圧するには、被観察領域上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ｌつの方法は、被観察領域に均一な拡散サンプルを置
き、一度に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．
上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 〜５０
Ｑｎｍのｖｉ？！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 〜５０
Ｑｎｍのｖｉ？！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或る程度まで
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、基板材料が
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。
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、基板材料が
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。
或る場合には、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。
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． Ｌｉ
ｎｃｏｌｎ Ｌａｓｅｒ 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
４４２ｎｍ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。この機賊はＦｒａ
ｎｋ Ｈ． Ｂｌｉｔｃｈｉｎｇｔｏｎ ＆ Ｄａｖｉ
ｄ ＢＨａｕｇｈｔにｌ９８５年ｌ２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。
ｎｃｏｌｎ Ｌａｓｅｒ 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
４４２ｎｍ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。この機賊はＦｒａ
ｎｋ Ｈ． Ｂｌｉｔｃｈｉｎｇｔｏｎ ＆ Ｄａｖｉ
ｄ ＢＨａｕｇｈｔにｌ９８５年ｌ２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できる
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できる
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． （ｂ）．非干渉性照明および固体検出器アレイに基く結
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がで
きる。
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． （ｂ）．非干渉性照明および固体検出器アレイに基く結
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がで
きる。
（Ｃ）．非干渉性照明器で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ｉ生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であった．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１０ｍＷ）の
すべてを１つの非常に小さいスポット（直径ｌミルの数
分の工ほどの小ささ）に集中させることができ、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
収束させることがで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捗性光Ｈ
）からの光は、原−りとして、アークの表面積よりも小
さい面積に集中することができず（実際、実用システム
ではアーク面よりもかなり大きな面積のところに光を集
中させることができるだけである）、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。
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であった．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１０ｍＷ）の
すべてを１つの非常に小さいスポット（直径ｌミルの数
分の工ほどの小ささ）に集中させることができ、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
収束させることがで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捗性光Ｈ
）からの光は、原−りとして、アークの表面積よりも小
さい面積に集中することができず（実際、実用システム
ではアーク面よりもかなり大きな面積のところに光を集
中させることができるだけである）、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ｆｌｌ
点が１グ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
現できることを見出したのである。
点が１グ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
現で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。したがって、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
ことができるならば、たとえその光のすべてが普通の線
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。したがって、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
ことができるならば、たとえその光のすべてが普通の線
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明明シ
ステムがある． 第１６ａ図、第１６ｂ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観察領
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１６ａ図は中間慣断面であり、第１６ｂ図は照
明器の斜視図である。
ステムがある． 第１６ａ図、第１６ｂ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観察領
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１６ａ図は中間慣断面であり、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声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東ｌ５０２、１ ５０３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１６ａ図で見て狭くなっており（たとえば、高
さが約０．００５インチ＝０．１２７ｍｍ）．第１６ａ
図の断面に対して直角の方向において観察線１５０１と
同じ幅となっている。
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東ｌ５０２、１ ５０３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１６ａ図で見て狭くなっており（たとえば、高
さが約０．００５インチ＝０．１２７ｍｍ）．第１６ａ
図の断面に対して直角の方向において観察線１５０１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
！Ｊｉ １ ５ ０ １のところと光ファイバー東１５
０３の出射端のところにある。ミラー１５０４は円形円
筒形の断面に近くてもよい．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であってもよい．レンズ１
５０６は観察用レンズであり、これはセンサ（図示せず
）上に線１５０１の蛍光像を合焦する● このセンサは
普通の固体線形ダイオード・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ｌ５１２はレンズ１５０６に直接基板から舷乱
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。
！Ｊｉ １ ５ ０ １のところと光ファイバー東１５
０３の出射端のところにある。ミラー１５０４は円形円
筒形の断面に近くてもよい．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であってもよい．レンズ１
５０６は観察用レンズであり、これはセンサ（図示せず
）上に線１５０１の蛍光像を合焦する● このセンサは
普通の固体線形ダイオード・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ｌ５１２はレンズ１５０６に直接基板から舷乱
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、光ファイバー東ｌ５０２、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。
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。
このシステムの設計では、光ファイバー東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東
を出た光線の発散角に良く整合し、東を出た光線のほと
んどすべてがこれらのミラーによって捕えられ、線ｌ５
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、１ ５０５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、光ファイバー東１５０２、１ ５０３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
１５０９、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積と収
束照明ビームの開口数の二乗の積である或る種の特徴を
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Ｎ
Ａで小さなファイバー束を照明するも自由であるが、面
積とＮＡの両方を勝手に選ぶことはできない．頌域１５
０１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。
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東
を出た光線の発散角に良く整合し、東を出た光線のほと
んどすべてがこれらのミラーによって捕えられ、線ｌ５
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、１ ５０５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、光ファイバー東１５０２、１ ５０３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
１５０９、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積と収
束照明ビームの開口数の二乗の積である或る種の特徴を
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Ｎ
Ａで小さなファイバー束を照明するも自由であるが、面
積とＮＡの両方を勝手に選ぶことはできない．頌域１５
０１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、これがミラー円弧ｌ５０４、ｌ５０５の角
度範囲についての要件を意味することになる．これらの
円弧が充分に長ければ、光ファイバー東１５０２、１５
０３の出射高さについて制限があっても、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、これがミラー円弧ｌ５０４、ｌ５０５の角
度範囲についての要件を意味することになる．これらの
円弧が充分に長ければ、光ファイバー東１５０２、１５
０３の出射高さについて制限があっても、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ｌ５０２、
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。もし東が被照明線の長さとほぼ同じ幅に
作ってあるならば（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綿を領域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、１’５０ｇをこれらの光線を領域１５０
１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
効果は東−１ ５０２、１５０３から発するほとんどす
べての放射線を浦え、それを必要な領域１５０１に向け
ることにある。
が本当である。もし東が被照明線の長さとほぼ同じ幅に
作ってあるならば（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綿を領域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、１’５０ｇをこれらの光線を領域１５０
１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
効果は東−１ ５０２、１５０３から発するほとんどす
べての放射線を浦え、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ｌ６０４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、ｌ５０３のそれと同様に図示し
た横断面の平面で短いが、被照明領域工６０ｌの長さに
ほぼ等しい直角方向において或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ｌ６０４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、ｌ５０３のそれと同様に図示し
た横断面の平面で短いが、被照明領域工６０ｌの長さに
ほぼ等しい直角方向において或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。
ビームスブリッタ１ ６ １ ２Ｔよ二色性であり、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
１００％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。
なわち、蛍光体を励起するのに用いられる短波長でほぼ
１００％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。
レンズｌ ６０６は或るセンサ（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。
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ｌ５０４、ｌ
５０５の寸法に影響すると同じ方法でレンズ１６０４の
寸法に影響する。
５０５の寸法に影響すると同じ方法でレンズ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て
ある。
に端ミラー（図示せず）が第１７図のシステムに設けて
ある。
ｆ 組合わせ照明器
第６図に示す照明器は蛍光モードあるいは可視モードの
いずれでも作動するように改造することができる。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。
いずれでも作動するように改造することができる。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・ランブ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が加えられている。さらに、ビームスブリッタ９０４
４。（取り外し自在となっている。
銀毛管アーク・ランブ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が加えられている。さらに、ビームスブリッタ９０４
４。（取り外し自在となっている。
フィルタ９１３、９１４はランブｌ６０１、１６０２か
ら可視光を遮るように挿入してあり、短波長光（５ ０
０ ｎｍ未満）のみを基板に入射させるようになって
いる。この即明器が蛍光モードで作動しているとき、ラ
ンブ９０７はオフとなっており、フィルタ９１３、９１
４、９１５は所定位置にある。
ら可視光を遮るように挿入してあり、短波長光（５ ０
０ ｎｍ未満）のみを基板に入射させるようになって
いる。この即明器が蛍光モードで作動しているとき、ラ
ンブ９０７はオフとなっており、フィルタ９１３、９１
４、９１５は所定位置にある。
フィルタ９１５は可視光フィルタであり、雀先は通すが
、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
。
この照明器が準ランベルト可視光モードで作動している
ときには、フィルタ９１３，９１４は除かれるかあるい
は可視光フィルタと交換され、ビームスブリッタ９０４
が挿入され、ランブ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
ードで順次に検査できる．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付けだすことができる。
ときには、フィルタ９１３，９１４は除かれるかあるい
は可視光フィルタと交換され、ビームスブリッタ９０４
が挿入され、ランブ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
ードで順次に検査できる．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付けだすことができる。
各組の欠陥は或る割合の「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）を含んでいる． たとえば、可視モードでは、「偽」欠陥は銅内の深いす
り傷や銅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或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、或る線を横切
って位置する１つの塵が蛍光を発し、機械が破断涸所と
して示すのかも知れない。
されるが、現実には存在しない欠陥）を含んでいる． たとえば、可視モードでは、「偽」欠陥は銅内の深いす
り傷や銅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或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、或る線を横切
って位置する１つの塵が蛍光を発し、機械が破断涸所と
して示すのかも知れない。
可視、蛍光両結像プロセスの性質が非常に異なっている
ために、各検査で生じた「偽」欠陥はほとんど交わるこ
とのない組にある。したがって、これら２種類の検査の
結果が両方の検査で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
り大きな部分が除かれ、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も
のである。しかしながら．Ｗ４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できない． 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．
実際に、基板（代表的には、ＦＲ４）は酸化物で覆われ
た銅よりは明るく見える。
ために、各検査で生じた「偽」欠陥はほとんど交わるこ
とのない組にある。したがって、これら２種類の検査の
結果が両方の検査で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
り大きな部分が除かれ、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も
のである。しかしながら．Ｗ４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できない． 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．
実際に、基板（代表的には、ＦＲ４）は酸化物で覆われ
た銅よりは明るく見える。
この変形例では、基板を酸化物よりも明るく見せるとい
うこの傾向は、ＦＲ４基板が配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。
うこの傾向は、ＦＲ４基板が配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で用
いて非常に明るいＦＲ４を得ることができることがわか
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、ＦＲ４は黒色酸化
物よりも明るい．銅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、上方ランブ９
０７はオフとされ、ビームスブリッタ９０４は引き出さ
れる。ビームスブリツタの除去は残りの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。
いて非常に明るいＦＲ４を得ることができることがわか
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、ＦＲ４は黒色酸化
物よりも明るい．銅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、上方ランブ９
０７はオフとされ、ビームスブリッタ９０４は引き出さ
れる。ビームスブリツタの除去は残りの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、銅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およびビームスブリッタ９
０４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。
明器構成は、スリット９１０およびビームスブリッタ９
０４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、ここには本発明の光学系の主要要素
間の空間的関係が示してあり、この構成は検査しようと
している表面上の２つの平行な経路を検査するためのも
のである。ここには２つの光学観察経路が示してあるが
、１個からＮ個まで任意数の経路を設けることができる
。当業者には明らかなように、この構成は所望に応じて
１回で多くの平行な経路を検査するように拡張すること
もできる．照明器２０についての説明の残りの部分を通
じて、簡略化のために、被検査表面上の検査経路が１つ
だけとして説明を行う。
間の空間的関係が示してあり、この構成は検査しようと
している表面上の２つの平行な経路を検査するためのも
のである。ここには２つの光学観察経路が示してあるが
、１個からＮ個まで任意数の経路を設けることができる
。当業者には明らかなように、この構成は所望に応じて
１回で多くの平行な経路を検査するように拡張すること
もできる．照明器２０についての説明の残りの部分を通
じて、簡略化のために、被検査表面上の検査経路が１つ
だけとして説明を行う。
第１８図において、ここには、光学要素取｛寸板８０６
が示してあり、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）に取り付けてある。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）に取り付けてある
。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。
が示してあり、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）に取り付けてある。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）に取り付けてある
。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。
スリット９１０と光学要素取付板８０６の間にＬＶＤＴ
センサが設置してあり、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。
センサが設置してあり、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で用いられ
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
てある同じ固定面に取り付けてある。この取り付けはヒ
ンジ支持体８１０で行なわれる。
光学要素の合焦点を行なわせる合焦点サーボで用いられ
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
てある同じ固定面に取り付けてある。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
せて調節できる．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。
せて調節できる．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。
第Ｌ８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。
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９
０６、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４５１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．各結像光路は次いでそれぞれの影像センサ８００
、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。
０６、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４５１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．各結像光路は次いでそれぞれの影像センサ８００
、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。
（以下余白、）
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ＣＯＤ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
がフォトレジストに入射すると、電子が解放される。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
生じる潜在エネルギ・ウエルに移行する。ひとたび電荷
がフォトレジスト内に蓄積されると、クロック線に電圧
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が繰
り返されて、所与のフォトレジストの電荷が電圧変換器
に移動して、そこで、電荷が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パケット
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が電子を生じさせ、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。
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ＣＯＤ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
がフォトレジストに入射すると、電子が解放される。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
生じる潜在エネルギ・ウエルに移行する。ひとたび電荷
がフォトレジスト内に蓄積されると、クロック線に電圧
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が繰
り返されて、所与のフォトレジストの電荷が電圧変換器
に移動して、そこで、電荷が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パケット
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が電子を生じさせ、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じ速度でアレイを横切って動かされ
、その結果、或る特定の影像がアレイを横切って移動す
るにつれて、その影像で生じした電荷が同じ電荷パケッ
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
を受ける傾向があるので魅力的である。
て移動する速度と同じ速度でアレイを横切って動かされ
、その結果、或る特定の影像がアレイを横切って移動す
るにつれて、その影像で生じした電荷が同じ電荷パケッ
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
を受ける傾向があるので魅力的である。
ライン・センサの検査速度は必要な信号対ノイズ比と利
用できる光量によって決まる。信号は光のパワーと時間
の積に比例するので、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廷
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ができる．また、普通は光制限を受
ける暗視野照明、傾向照明で検査を行なえる。
用できる光量によって決まる。信号は光のパワーと時間
の積に比例するので、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廷
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ができる．また、普通は光制限を受
ける暗視野照明、傾向照明で検査を行なえる。
センサの出力速度を高い集光率に匹敵する状態に保つべ
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
願人等が選んだ或る特定の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．一層詳しく
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（ＴＤＩ
）モードで運転するＭ Ｕ Ｘディメンションに２０４
８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、底で引く続くシフト
・レジスタに対して上下にシフトする。
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
願人等が選んだ或る特定の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．一層詳しく
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（ＴＤＩ
）モードで運転するＭ Ｕ Ｘディメンションに２０４
８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、底で引く続くシフト
・レジスタに対して上下にシフトする。
ここで、「上」、「下」なる意味はＴＤＩディメンショ
ンにおけるｌ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．第１９１１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．本出願人等の選んだセ
ンサの仕様は、上述したように、２７×２７マイクロメ
ートルの個別画素サイズ、ｌμｖ ／ ｅの出力感度、
６０Ｋライン／秒のライン速度で０．９９９５より大き
いＣＴＥ，５００Ｋ個の電子の光レベルで８Ｍ画素／秒
のデータ速度を持ったものであり、出力部でのダイナミ
ック・レインジは１５ｎｓの最小サンプル・ウィンドウ
を用いて８ Ｍ Ｈ ｚクロツク率で測定したときに１
２５０：１（飽和信号対単一画素ＲＭＳノイズ）であり
、８Ｍｈｚ画素率において２５℃で暗電流が飽和状態の
１％未満であり、行応答不均一性が各タップで１０％、
タップ対タップで１５％であった。
ンにおけるｌ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．第１９１１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．本出願人等の選んだセ
ンサの仕様は、上述したように、２７×２７マイクロメ
ートルの個別画素サイズ、ｌμｖ ／ ｅの出力感度、
６０Ｋライン／秒のライン速度で０．９９９５より大き
いＣＴＥ，５００Ｋ個の電子の光レベルで８Ｍ画素／秒
のデータ速度を持ったものであり、出力部でのダイナミ
ック・レインジは１５ｎｓの最小サンプル・ウィンドウ
を用いて８ Ｍ Ｈ ｚクロツク率で測定したときに１
２５０：１（飽和信号対単一画素ＲＭＳノイズ）であり
、８Ｍｈｚ画素率において２５℃で暗電流が飽和状態の
１％未満であり、行応答不均一性が各タップで１０％、
タップ対タップで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、「明ノラインというのは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、「明ノラインというのは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。
大きな面積をレベルＬで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で均一に照
射したときは，各画素の応答性はＲＤである．８つのケ
ースの各々について、一本のラインをレベル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
よって特定する．第２１ａ〜２ｌｊ図は選定したＴＤＩ
センサの変調仕様をグラフで示している．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、二次処理器２００が含まれている．これは
、特に、後述するようにＴＤＩ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（Ｄ．Ｌｏ．、Ｄ ＩＩＬ＠Ｉ、
Ｄ．，．、Ｄ＋＞Ｙ。．）を発生するものである．また
、位相錠止ルーブ２０２、タイミング発生器２０４、Ｔ
ＤＩ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が設けてあ
り、その１６個のうちの１つだけが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２１４、２１６、２２０
，２４２と、加算器２１８、２２２、２２８と、乗算器
２２４，２２６と、ＤＡＣ２３０〜２３６と、ＲＡＭ２
３８，２４０と、フラッシュＡ／Ｄ変換器２４４とを包
含する。
応答性はＲＬである。大きな面積をレベルＤで均一に照
射したときは，各画素の応答性はＲＤである．８つのケ
ースの各々について、一本のラインをレベル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
よって特定する．第２１ａ〜２ｌｊ図は選定したＴＤＩ
センサの変調仕様をグラフで示している．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、二次処理器２００が含まれている．これは
、特に、後述するようにＴＤＩ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（Ｄ．Ｌｏ．、Ｄ ＩＩＬ＠Ｉ、
Ｄ．，．、Ｄ＋＞Ｙ。．）を発生するものである．また
、位相錠止ルーブ２０２、タイミング発生器２０４、Ｔ
ＤＩ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が設けてあ
り、その１６個のうちの１つだけが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２１４、２１６、２２０
，２４２と、加算器２１８、２２２、２２８と、乗算器
２２４，２２６と、ＤＡＣ２３０〜２３６と、ＲＡＭ２
３８，２４０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が示してある．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・ホール
ド経路（要素２１２、２１６、２４６）はセンサ・タッ
プから出力した各グループの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が示してある．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・ホール
ド経路（要素２１２、２１６、２４６）はセンサ・タッ
プから出力した各グループの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（要素２１８，
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・エラーがほ
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によって緩衝され、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
よって観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・エラーがほ
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によって緩衝され、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
よって観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能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、オフセット信号は直流信号であり、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、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。したがって、広範囲にわたって増
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
象物も検査できるようにする必要がある．ＤＡＣ２３０
、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チャンネルす
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が広範囲にわたって
変化する可能性のある種々の対象物に順応することがで
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、オフセット信号は直流信号であり、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、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。したがって、広範囲にわたって増
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
象物も検査できるようにする必要がある．ＤＡＣ２３０
、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チャンネルす
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が広範囲にわたって
変化する可能性のある種々の対象物に順応することがで
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
はオフセットで±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」基準面および「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信号が発生
し、ＲＡＭ２３８、２４０に送られた場合には適切な補
正値を処理器２００にダウンロードし、各画素をそれら
が持つべきである公称値に補正する．バッファ２２０か
らの信号はそこからグローバル・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ツファ２４２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。
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
はオフセットで±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」基準面および「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信号が発生
し、ＲＡＭ２３８、２４０に送られた場合には適切な補
正値を処理器２００にダウンロードし、各画素をそれら
が持つべきである公称値に補正する．バッファ２２０か
らの信号はそこからグローバル・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ツファ２４２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 − ｏ．１ｏｏｏｏｙ。，
＋ ｆｌ９．２Ｑ ｘ １０＠（８０）、７ ｘ １０
−’＋）、５７８ｘ（１） ここで、 Ｇ．Ｌ．＝Ａ／Ｄ変換器からのグレーレベル（小数）○
−６３ Ｄ．。，＝ダイナミック・オフセット補正値（小数）Ｏ
−２２５ ＤＩ）Ｙ．Ｎ＝ダイナミック・ゲイン補正値（小数）０
−２２５ Ｄ ＯＬＯ！＝グローバル・オフセット補正値（小数）
Ｏ−２２５ Ｄ （ＩＬ。、＝グローバル・ゲイン補正値（小数）１
００−１０２３ Ｖ＋ｓ”サンプル・ホールド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号は第２４図の
タイミング図に示してある．基本的には、３種類のクロ
ック信号がある，ＴＤＩ方向に電荷をシフトするのは位
相ｒＣＪクロックであり、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が位相ｒＡ
Ｊ、「Ｂ」クロックである．位相「Ａ」、「Ｂ」クロッ
クのうちの一方のみが任意所与の時刻に活動している．
位相「Ｃ」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．電荷がアレイの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ｌ
６個のタップの各々に伝えられる。
＋ ｆｌ９．２Ｑ ｘ １０＠（８０）、７ ｘ １０
−’＋）、５７８ｘ（１） ここで、 Ｇ．Ｌ．＝Ａ／Ｄ変換器からのグレーレベル（小数）○
−６３ Ｄ．。，＝ダイナミック・オフセット補正値（小数）Ｏ
−２２５ ＤＩ）Ｙ．Ｎ＝ダイナミック・ゲイン補正値（小数）０
−２２５ Ｄ ＯＬＯ！＝グローバル・オフセット補正値（小数）
Ｏ−２２５ Ｄ （ＩＬ。、＝グローバル・ゲイン補正値（小数）１
００−１０２３ Ｖ＋ｓ”サンプル・ホールド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号は第２４図の
タイミング図に示してある．基本的には、３種類のクロ
ック信号がある，ＴＤＩ方向に電荷をシフトするのは位
相ｒＣＪクロックであり、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が位相ｒＡ
Ｊ、「Ｂ」クロックである．位相「Ａ」、「Ｂ」クロッ
クのうちの一方のみが任意所与の時刻に活動している．
位相「Ｃ」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．電荷がアレイの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ｌ
６個のタップの各々に伝えられる。
位相「Ａ」、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クロツクまたは位相
「Ｂ」クロックは４位相クロックであり、各信号は先行
クロックから順次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クロツクまたは位相
「Ｂ」クロックは４位相クロックであり、各信号は先行
クロックから順次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「Ａ」またはｒＢＪク
ロックに加えて、リセット・ゲート・クロックも設けて
あり、これはそれぞれｒＡ」、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．
これらのクロックは画素間のセンサ・チップ上の出力増
幅器を既知レベルにリセットする本質的に自由に作動す
るクロックである。位相錠止ルーブ・ブロック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が決定され、したが
って、センサ２０６内のｒＡＪ、「Ｂ」レジスタのうち
の適切なものを選ぶことになる．「Ａ」、「Ｂ」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
荷が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、両方
向において電荷をシフトする必要があり、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ブ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ｌ６個のタップがあるので、これらの
タップは各１２８個の画素に置かれる．位相「Ａ」、ｒ
ｌ３Ｊ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セクシゴンから内方ヘシフトされる．次
いで、位相「Ａ」、ｒｌ３Ｊ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。次いで、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ヘシフトされ、このパターンが
繰り返される。ｒＡＪｒＢＪ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。
ロックに加えて、リセット・ゲート・クロックも設けて
あり、これはそれぞれｒＡ」、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．
これらのクロックは画素間のセンサ・チップ上の出力増
幅器を既知レベルにリセットする本質的に自由に作動す
るクロックである。位相錠止ルーブ・ブロック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が決定され、したが
って、センサ２０６内のｒＡＪ、「Ｂ」レジスタのうち
の適切なものを選ぶことになる．「Ａ」、「Ｂ」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
荷が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、両方
向において電荷をシフトする必要があり、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ブ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ｌ６個のタップがあるので、これらの
タップは各１２８個の画素に置かれる．位相「Ａ」、ｒ
ｌ３Ｊ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セクシゴンから内方ヘシフトされる．次
いで、位相「Ａ」、ｒｌ３Ｊ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。次いで、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ヘシフトされ、このパターンが
繰り返される。ｒＡＪｒＢＪ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。
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．φ２．，φ４，信
号はサンプル・ホールド回路を駆動し、Ｙ Ｗｎｅは入
カ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。
態に対する恣意的な状態割当である．φ２．，φ４，信
号はサンプル・ホールド回路を駆動し、Ｙ Ｗｎｅは入
カ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。
位相錠止ルーブ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ｌ２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。位相錠止ルーブ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
ラムすることができる。表工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（４ ｘ ｃ ｋ）の周波数を示している
。双位相求漬エンコーダ信号は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
送られている．走査方向が変わると、先の走査方向に送
られている信号は第２走査方向になる。
ある。これらの信号はＸＹステージｌ２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。位相錠止ルーブ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
ラムすることができる。表工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（４ ｘ ｃ ｋ）の周波数を示している
。双位相求漬エンコーダ信号は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
送られている．走査方向が変わると、先の走査方向に送
られている信号は第２走査方向になる。
艷皇亙且Ａ
第２５図ｉよデータベース検査構成の第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
ｌ６のセクションの各々のＡ／Ｄ変換器２４４の各々か
らの出力信号は入カバッファ３１０に並列に送られ、こ
こで複合像信号が生じる。この複合像信号は次に特徴抽
出バイブライン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３１４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Ｒ
Ａ Ｍ ３ ２の一部）に記憶されている「黄金ボード
」からの特徴情報と同じフォーマットにする．次に、デ
ータベース３１６からの特徴が、欠陥検出器３１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によって行われ得る）。検出され
たそれぞれの欠陥は使用者インターフェース処理器３２
０に報告され、険出した欠陥を使用者に知らせる（これ
も第１図のＣＰＵ２６によって行われ得る）。入力バッ
ファ３１０からの出力信号はモニタ３４（第１図）に送
られて、使用者によって観察される基彼の領域を表示す
る。
器２５のブロック図である。第２３図の撮影電子機器の
ｌ６のセクションの各々のＡ／Ｄ変換器２４４の各々か
らの出力信号は入カバッファ３１０に並列に送られ、こ
こで複合像信号が生じる。この複合像信号は次に特徴抽
出バイブライン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３１４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Ｒ
Ａ Ｍ ３ ２の一部）に記憶されている「黄金ボード
」からの特徴情報と同じフォーマットにする．次に、デ
ータベース３１６からの特徴が、欠陥検出器３１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によって行われ得る）。検出され
たそれぞれの欠陥は使用者インターフェース処理器３２
０に報告され、険出した欠陥を使用者に知らせる（これ
も第１図のＣＰＵ２６によって行われ得る）。入力バッ
ファ３１０からの出力信号はモニタ３４（第１図）に送
られて、使用者によって観察される基彼の領域を表示す
る。
第２６図は唯１つのＴＤＩセンサを用いてダイ毎の険査
或いは反復パターン検査を実施するブロック図である．
第２６図の垂直破線の左側は第２５図ヒ同じである．こ
の垂直破綿の右には、一時メモリ３１５、スイッチ３１
７、コンバレータ３１９および使用者インターフェース
処理器３２０がある．作動にあたって、第１のダイある
いはパターンはＴＤＩセンサによって観察され、このダ
イあるいはパターンの特徴がスイッチ３１７を経て一時
メモリ３１５に記憶される．スイッチ３１７は像処理器
コントローラ３１４および使用者インターフェース処理
器３２０によって制御サｆｉ ル・第１のダイあるいは
パターンの特性が一時メモリ３１５に記憶されている場
合、これらの特徴は、第２のダイあるいはパターンの特
性がスイッチ３１７を経てコンパレータ３１９に送られ
たときに、コンパレータ３１９に送られる。
或いは反復パターン検査を実施するブロック図である．
第２６図の垂直破線の左側は第２５図ヒ同じである．こ
の垂直破綿の右には、一時メモリ３１５、スイッチ３１
７、コンバレータ３１９および使用者インターフェース
処理器３２０がある．作動にあたって、第１のダイある
いはパターンはＴＤＩセンサによって観察され、このダ
イあるいはパターンの特徴がスイッチ３１７を経て一時
メモリ３１５に記憶される．スイッチ３１７は像処理器
コントローラ３１４および使用者インターフェース処理
器３２０によって制御サｆｉ ル・第１のダイあるいは
パターンの特性が一時メモリ３１５に記憶されている場
合、これらの特徴は、第２のダイあるいはパターンの特
性がスイッチ３１７を経てコンパレータ３１９に送られ
たときに、コンパレータ３１９に送られる。
ひとたび比較が完了すると、比較／非比較信号が使用者
インターフェース処理器３２０に送られ、ここで、この
信号は比較されたダイあるいはパターンの対に関する像
処理コントローラ３１４からの指示と共に保持される。
インターフェース処理器３２０に送られ、ここで、この
信号は比較されたダイあるいはパターンの対に関する像
処理コントローラ３１４からの指示と共に保持される。
次いで、第２のダイあるいはパターンが一時メモリ３１
５に記憶され、検査が続行する。
５に記憶され、検査が続行する。
メモリ３１５を２つのダイの特性を保持するに充分に大
きいＦＩＦＯ（ファーストイン、ファーストアウト）と
することによって、スイッチ３１７を省略し、ダイをメ
モリ３１５とコンバレータ（以下余白） ３１９へ同時に送ることができる．この実施例では、メ
モリ３１５がまず初期化される．次いで、第１のダイが
検査され、その特性がメモリ３１５内に記憶されると共
に、ヌルセットの特性と比較される．これにより、コン
パレータ３１９から予想非比較信号が発生する．これが
始動相である．次に、第２のダイの特性がメモリ３１５
へ読み込まれ、一方、第１のダイの特性が書き出される
と同時に、第２のダイの特性がコンバレータ３１９へ送
られる．このプロセスは、検査しようとしているダイの
それぞれについて上述のように続行する． 第２７図は一対のＴＤＩセンサを用いるタイ毎検査を実
施するブロック図である．垂直破綿の左には、第２６図
におけると同じ要素がある．バッファ３１０および特徴
抽出パイプライン３１２は第１のＴＤＩセンサからの情
報を処理する経路を構成する．第２のバッファ３１１お
よび第２の特徴抽出パイプライン３１３が，像処理器コ
ントローラ３１４の制御の下に、パイプライン３１３と
共に第２のＴＤＩセンサからの情報を処理する経路を構
成する．パイプライン３１２，３１３からの出力信号は
コンバレータ３１９へ同時に送られこのコンバレータは
、第２６図に関連して上述したように、使用者インター
フェース処理器３２０の行うように機能する．
きいＦＩＦＯ（ファーストイン、ファーストアウト）と
することによって、スイッチ３１７を省略し、ダイをメ
モリ３１５とコンバレータ（以下余白） ３１９へ同時に送ることができる．この実施例では、メ
モリ３１５がまず初期化される．次いで、第１のダイが
検査され、その特性がメモリ３１５内に記憶されると共
に、ヌルセットの特性と比較される．これにより、コン
パレータ３１９から予想非比較信号が発生する．これが
始動相である．次に、第２のダイの特性がメモリ３１５
へ読み込まれ、一方、第１のダイの特性が書き出される
と同時に、第２のダイの特性がコンバレータ３１９へ送
られる．このプロセスは、検査しようとしているダイの
それぞれについて上述のように続行する． 第２７図は一対のＴＤＩセンサを用いるタイ毎検査を実
施するブロック図である．垂直破綿の左には、第２６図
におけると同じ要素がある．バッファ３１０および特徴
抽出パイプライン３１２は第１のＴＤＩセンサからの情
報を処理する経路を構成する．第２のバッファ３１１お
よび第２の特徴抽出パイプライン３１３が，像処理器コ
ントローラ３１４の制御の下に、パイプライン３１３と
共に第２のＴＤＩセンサからの情報を処理する経路を構
成する．パイプライン３１２，３１３からの出力信号は
コンバレータ３１９へ同時に送られこのコンバレータは
、第２６図に関連して上述したように、使用者インター
フェース処理器３２０の行うように機能する．
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図は表面照明がいかなる照明手段でも不可能である
＃＃ｉの表面の一部を示す図である．第４図はｆｉ４ｌ
Ｉ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７１ｉｉｉ１は第６ｒＩ！Ｉの照明器の斜視図である
．第８図は照明制限用スリットがある場合とない場合の
、プリント配線板が低いＮＡ、高いＮＡで照射されたと
きの入射、反射光線の影響を説明する、プリント配綿板
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グラムである。 第１０図はＤｕＰｏｎｔ Ｒｉｓｔｏｎ２１６Ｒ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
、第１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ダクトの斜視図である． 第１５ａ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． 第１７ｂ図は反射光、蛍光両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ＴＤＴセンサの概略図である。 第２０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Ｔ
ＤＩ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２３図のＴＤＩ電子要素の種々のブロック
からの選定信号のタイミング図である．第２５図は第２
３図のＴＤＩ電子要素セクションの１つに対応する単一
の影像処理器電子要素セクションのブロック図である。 第２６図はパターン毎の検査のために第２４図の単一Ｔ
ＤＩセンサと連絡する処理器電子機器部のブロック図で
ある． 第２７図はパターン毎検査のために第２４図の一対のＴ
ＤＩセンサと同時に連絡する処理器電子機器部のブロッ
ク図である。 図面において、５・・・照明光、８・・・導電体、１０
・・・検査装置、ｌ４・・・基板、２０・・・光学照明
器、２５・・・影像処理器、２６・・・ＣＰＵ，３０・
・・ＲＯＭ，３２・・・ＲＡＭ，３４・・・モニタ、３
６・・・ｘＹサーボ制御器、３８・・・位置センサ、４
０・・・データパス、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・・・パッファ、
２１８、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・・・被観察領域、６０３・・・伝導体、
９０１、９０２、９０３・・・ミラー９０４・・・ビー
ムスプリツタ、９０７、９０８、９０９・・・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 ノレ タ 、
９ ２ ２ ・・・ ス リ ッ ト
、 １１０２ 、１１０３・・一端ミラー、
１５０３・・・光ファイバー束、１５０４・・・ミラー
１５０５・・・ミラー１５１ｌ・・一光源
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図は表面照明がいかなる照明手段でも不可能である
＃＃ｉの表面の一部を示す図である．第４図はｆｉ４ｌ
Ｉ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７１ｉｉｉ１は第６ｒＩ！Ｉの照明器の斜視図である
．第８図は照明制限用スリットがある場合とない場合の
、プリント配線板が低いＮＡ、高いＮＡで照射されたと
きの入射、反射光線の影響を説明する、プリント配綿板
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グラムである。 第１０図はＤｕＰｏｎｔ Ｒｉｓｔｏｎ２１６Ｒ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
、第１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ダクトの斜視図である． 第１５ａ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． 第１７ｂ図は反射光、蛍光両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ＴＤＴセンサの概略図である。 第２０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Ｔ
ＤＩ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２３図のＴＤＩ電子要素の種々のブロック
からの選定信号のタイミング図である．第２５図は第２
３図のＴＤＩ電子要素セクションの１つに対応する単一
の影像処理器電子要素セクションのブロック図である。 第２６図はパターン毎の検査のために第２４図の単一Ｔ
ＤＩセンサと連絡する処理器電子機器部のブロック図で
ある． 第２７図はパターン毎検査のために第２４図の一対のＴ
ＤＩセンサと同時に連絡する処理器電子機器部のブロッ
ク図である。 図面において、５・・・照明光、８・・・導電体、１０
・・・検査装置、ｌ４・・・基板、２０・・・光学照明
器、２５・・・影像処理器、２６・・・ＣＰＵ，３０・
・・ＲＯＭ，３２・・・ＲＡＭ，３４・・・モニタ、３
６・・・ｘＹサーボ制御器、３８・・・位置センサ、４
０・・・データパス、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・・・パッファ、
２１８、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・・・被観察領域、６０３・・・伝導体、
９０１、９０２、９０３・・・ミラー９０４・・・ビー
ムスプリツタ、９０７、９０８、９０９・・・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 ノレ タ 、
９ ２ ２ ・・・ ス リ ッ ト
、 １１０２ 、１１０３・・一端ミラー、
１５０３・・・光ファイバー束、１５０４・・・ミラー
１５０５・・・ミラー１５１ｌ・・一光源
Claims (12)
- （１）、基板の表面特性を検査するための検査装置であ
って、 基板を製造するのに用いたＣＡＤシステムから基板の表
面の所望特性を記憶する記憶手段と、基板の表面の検査
しようとしている領域をほぼ均質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
基板の記憶されている所望特性と比較する比較手段と を包含することを特徴とする検査装置。 - （２）、基板の表面特性を検査する方法であつて、 ａ、基板を製造するのに用いたＣＡＤシステムからの基
板の特性をメモリに格納する段階と、ｂ、基板の表面の
検査しようとしている領域をほぼ均質に照明する段階と
、 ｃ、基板の照明領域をＴＤＩセンサで結像する段階と、 ｄ、基板の結像領域を基板の記憶されている所望特性と
比較する段階と を包含することを特徴とする方法。 - （３）、基板の表面特性を検査する方法であって、 ａ、基板の表面の検査しようとしている領域における少
なくとも第１のダイをほぼ均質な照明で照明する段階と
、 ｂ、このａ段階で照明された基板の照明領域にある第１
ダイをＴＤＩセンサで結像する段階と、ｃ、ｂ段階の結
像ダイを記憶する段階と、 ｄ、基板の表面の検査しようとしている領域における少
なくとも第２のダイをほぼ均質な照明で照明する段階と
、 ｅ、このｄ段階で照明した基板の照明領域の第２ダイを
ＴＤＩセンサで結像する段階と、 ｆ、ｅ段階で結像した第２ダイをｃ段階で記憶した第１
ダイの像と比較する段階と を包含することを特徴とする方法。 - （４）、請求項３記載の方法において、前記第１、第２
のダイが同一であることを意図したことを特徴とする方
法。 - （５）、請求項４記載の方法において、前記第１、第２
のダイが同じ基板上にあることを特徴とする方法。 - （６）、請求項４記載の方法において、前記第１、第２
のダイが異なった基板上にあることを特徴とする方法。 - （７）、請求項３記載の方法において、さらに、ｇ、ｆ
段階の比較の結果を第１、第２のダイの位置と一緒に記
憶する段階と、 ｈ、各対のダイについて先の対の第２ダイが第１ダイと
なり、もう１つのダイが第２ダイとなるようにしてａ段
階からｇ段階を順次に繰り返す段階と を包含することを特徴とする方法。 - （８）、基板の表面特性を検査する検査装置であって、 少なくとも１つの基板の表面の検査しようとしている領
域における第１、第２のダイをほぼ均質に照明する照明
手段と、 前記第１、第２のダイを順次に結像するＴＤＩセンサ手
段と、 第１ダイが前記ＴＤＩセンサ手段によって結像されたと
きにその像を記憶する記憶手段と、記憶手段およびＴＤ
Ｉセンサ手段に応答して結像第２ダイを記憶手段に記憶
された第１ダイの像と比較する比較手段と を包含す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、前記第１、
第２のダイが同じであることを意図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のダイが同じ基板上にあることを特徴とする検査
装置。 - （１１）、請求項９記載の検査装置において、前記第１
、第２のダイが異なった基板上にあることを特徴とする
検査装置。 - （１２）、請求項８記載の検査装置において、前記記憶
手段が、比較の結果を、第１、第２のダイの位置と一緒
に記憶することを特徴とする検査装置。
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