JPH10132528A - 表面検査装置 - Google Patents

表面検査装置

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JPH10132528A
JPH10132528A JP8287958A JP28795896A JPH10132528A JP H10132528 A JPH10132528 A JP H10132528A JP 8287958 A JP8287958 A JP 8287958A JP 28795896 A JP28795896 A JP 28795896A JP H10132528 A JPH10132528 A JP H10132528A
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JP
Japan
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light
photodetector
reflected
scanning
deflection scanning
Prior art date
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Pending
Application number
JP8287958A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Tatsuta
健 龍田
Yoshio Mochida
省郎 持田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP8287958A priority Critical patent/JPH10132528A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光検出器の性能を十分に引き出して高精度に
検査できる表面検査装置を提供する。 【解決手段】 光検出器15と偏向走査手段6、8との
間の光路上に位置した光偏向器21とこの光偏向器21
を制御する制御手段22とを有して前記光検出器15に
入射する反射光18の収束位置を補正する収束位置補正
手段21、22を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品等の表面
を検査する表面検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種の表面検査装置には、図2に
示すようなレーザスキャニング方式のものが多く用いら
れている。
【0003】図2において、レーザ素子1からのレーザ
光は、コリメータレンズ系2によって収束光3となり、
ビームウエスト(収束点)4を過ぎると発散光5となっ
て、主走査方向に反射面を回転するように軸転している
ポリゴンミラー6の反射面6aに当たって反射し、主走
査方向に走査する主走査光7となる。この主走査光7
は、主走査方向に直交する副走査方向に反射面を回転す
るように軸転しているガルバノミラー8に当たって反射
し、主副両走査方向X、Yに走査する走査光9となっ
て、走査用レンズ系10に達し、この走査用レンズ系1
0の光軸に平行な方向に集光されて垂直照射光12とな
り、被検査物である実装基板11の表面を走査する。
【0004】実装基板11からの反射散乱光13の一部
は、光検出光学系の配置により、垂直照射光12に対し
てある傾きをもって走査用レンズ系10に達し、反射収
束光14となり、ガルバノミラー8に当たって反射し反
射収束光16となり、次いでポリゴンミラー6の反射面
6bに当たって反射し反射収束光17となり、距離的に
前記のビームウエスト4に相当する位置に収束する。こ
の位置には受光面上の反射収束光17の収束位置を2次
元座標で検出する光検出器15が配設されている。
【0005】さて、まず平滑な平面を持った基準被検査
面を走査して、ポリゴンミラー6の回転角度とガルバノ
ミラー8の回転角度とに対応した各走査点における反射
収束光17の光検出器15上の収束位置を基準位置とし
ておくと、実際の実装基板11からの反射光17の光検
出器15上の収束位置と前記基準位置とのずれ量が各走
査点における高さ成分となるので、実装基板11表面の
凹凸を光電的に検査することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の表面検査装
置では、走査点からの反射散乱光13の一部が、垂直照
射光12を主走査するポリゴンミラー6の反射面6aに
対し常に一定の角度姿勢を保っている反射面6bで反射
して光検出器15に導かれるので、理論的には走査点の
高さが一定であれば被検査物表面全面に渡ってその走査
点からの反射散乱光は光検出器15上の同一点に収束す
るはずであるが、実装基板11からの反射散乱光13の
光路が走査用レンズ系10の光軸に対して傾いているこ
とや光軸から大きく離れていることによる軸外収差によ
って、走査に起因する光検出器15上における反射収束
光17の収束位置の移動長さが、実装基板表面11の高
さ変化による光検出器15上の反射収束光17の収束位
置の移動長さに比較しかなり大きくなってしまう。な
お、前記の反射散乱光13の光路の傾斜は、実装基板1
1表面の高さ成分を検出するために必要であるので、そ
の角度をあまり小さくできない。
【0007】従って、実装基板表面11の高さ変化によ
る光検出器15上の反射収束光17の収束位置の移動長
さに比べて、ずっと大きな長さを持った光検出器15が
必要となる。すなわち、必要となる光検出器15のコス
トを上げる一方、この光検出器15の性能を十分に引き
出すことができないという問題がある。又、一般に光検
出器15の長さの大きなものでは、分解能等の性能のあ
まり高いものが無いので、結局検査精度を高くできない
という問題もある。
【0008】更に、ポリゴミンラー6が多面体であるが
故に、反射面6bでの反射収束光16の反射位置がポリ
ゴミンラー6の回転に伴って移動することによって光検
出器15上の収束位置が比較的大きく移動してしまい、
このことによっても前記と同様の問題が生じる。
【0009】本発明は、上記の問題点に鑑み、光検出器
の性能を十分に引き出して高精度に検査できる表面検査
装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の表面検査装置
は、上記目的を達成するため、レーザ光発生手段と、こ
のレーザ光発生手段からのレーザ光を偏向させて被検査
物表面を走査する偏向走査手段と、被検査物表面からの
反射光を検出する光検出器と、前記偏向走査手段と被検
査物との間に位置し、前記偏向走査手段で偏向走査され
たレーザ光を集光して前記被検査物表面に垂直に照射す
ると共に、前記反射光を照射光に対しある傾いた光路で
収束し前記偏向走査手段をほぼ逆行させて前記光検出器
の検出面上に集光させる走査用レンズ系とを備えた表面
検査装置において、前記光検出器と前記偏向走査手段と
の間の光路上に位置した光偏向器とこの光偏向器を制御
する制御手段とを有して前記光検出器に入射する前記反
射光の収束位置を補正する検出位置補正手段を備えたこ
とを特徴とする。
【0011】本発明の表面検査装置によれば、光検出器
と偏向走査手段との間の光路上に位置した光偏向器の屈
折率を、レーザ光を偏向させて被検査物表面を走査する
偏向走査手段に同期させて、検出位置補正手段が制御す
ることによって、前記光検出器に入射する反射光の収束
位置を補正することができるので、被検査物からの反射
光の光路が走査用レンズ系の光軸に対して傾いているこ
とや光軸から大きく離れていることによる軸外収差等に
起因する光検出器上における反射光の収束位置の大きな
移動を、補正してほとんど無くすことができる。従っ
て、従来前記の軸外収差等を考慮するため必要であった
かなり大きな光検出器に代えて、被検査物表面の高さの
検出量や精度に応じた比較的小さな光検出器を用いるこ
とができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の表面検査装置の一実施形
態を図面に基づいて以下に説明する。
【0013】本発明の表面検査装置の一実施形態は、図
1に示すように、レーザ素子1と、このレーザ素子1か
らのレーザ光を偏向させて被検査物たる実装基板11の
表面を走査する主偏向走査用のポリゴンミラー6と副偏
向走査用のガルバノミラー8とを有する偏向走査手段
と、実装基板11からの反射収束光18を検出する光検
出器15と、前記ガルバノミラー8と実装基板11との
間に位置し、前記偏向走査手段でX、Y方向に偏向走査
された走査光9を集光して実装基板11表面に垂直に照
射すると共に、実装基板11からの反射散乱光13を垂
直照射光12に対しある傾いた光路で収束し前記偏向走
査手段をほぼ逆行させて前記光検出器15の検出面上に
集光させる走査用レンズ10系と、前記ガルバノミラー
8と前記光検出器15との間の光路上に位置した光偏向
器21とこの光偏向器21を制御する制御手段22とを
有して前記光検出器15に入射する前記反射収束光18
の収束位置を補正する収束位置補正手段とを備えてい
る。
【0014】光検出器15には、受光面上の反射収束光
18の収束位置を2次元座標で検出するものとして、応
答性等の点で優れる半導体位置検出素子(PSD:Posi
tionSensetive Detector )を用いている。
【0015】収束位置補正手段の光偏向器21は、ある
結晶方向に電圧を印加するとその電圧の大きさに対応し
て特定の光路方向(反射収束光17の方向)の屈折率が
変化する電気光学結晶素子を有する。又、制御手段22
は、ポリゴンミラー6の回転とガルバノミラー8の回転
とに同期して光偏向器21に印加する電圧を制御するも
のである。
【0016】図1において、レーザ素子1からのレーザ
光は、コリメータレンズ系2によって収束光3となり、
ビームウエスト(収束点)4を過ぎると発散光5となっ
て、主走査方向に反射面を回転するように軸転している
ポリゴンミラー6の反射面6aに当たって反射し、主走
査方向に走査する主走査光7となる。この主走査光7
は、主走査方向に直交する副走査方向に反射面を回転す
るように軸転しているガルバノミラー8に当たって反射
し、主副両走査方向X、Yに走査する走査光9となっ
て、走査用レンズ系10に達し、この走査用レンズ系1
0の光軸に平行な方向に集光されて垂直照射光12とな
り、被検査物たる実装基板11の表面を走査する。
【0017】実装基板11からの反射散乱光13の一部
は、光検出光学系の配置により、垂直照射光12に対し
てある傾きをもって走査用レンズ系10に達し、前記走
査光9とはほぼ平行でかつある距離だけ離れた反射収束
光14となりガルバノミラー8に当たって反射し反射収
束光16となり、ポリゴンミラー6の前記反射面6aの
隣の反射面6bに当たって反射し反射収束光17とな
り、光偏向器21を透過して反射収束光18となり、光
学距離的に前記のビームウエスト4に相当する位置に収
束する。この位置には受光面上の反射収束光18の収束
位置を検出する光検出器15が配設されている。
【0018】さて、収束位置補正手段を作動させずに平
滑な平面を持った基準被検査面を走査すると、ポリゴン
ミラー6の回転角度とガルバノミラー8の回転角度とに
対応した各走査点における光検出器15上の反射収束光
18の収束位置は、実際には下記の理由により、実装基
板11表面の高さ変化による移動長さよりも大きく移動
してしまう。すなわち、実装基板11からの反射散乱光
13の光路が走査用レンズ系10の光軸に対して傾いて
いることや光軸から大きく離れていることによる軸外収
差と、ポリゴンミラー6が多面体であるが故に反射収束
光16の反射面6bでの反射位置がポリゴンミラー6の
回転に伴い移動することとを原因とした光検出器15上
の反射収束光18の収束位置の移動のためである。
【0019】そこで、収束位置補正手段を作動させて、
平滑な平面を持った基準被検査面を全面走査する間、ポ
リゴンミラー6の回転とガルバノミラー8の回転とに同
期させて、光検出器15上の反射収束光18の収束位置
がほとんど移動しないように光偏向器21に印加する電
圧を制御する。
【0020】このときに得られた電圧制御信号に基づ
き、光検出器15上の収束位置を基準位置として、実際
の実装基板11表面を検査すると、この実際の実装基板
11からの反射収束光18の光検出器15上の収束位置
の移動長さの大部分が各走査点における高さ成分となる
ため、検出したい高さ変化量に応じた受光面の大きさの
光検出器15を適用して、この光検出器15の性能を十
分に引き出すことができるので、実装基板11表面の凹
凸を高精度に検査することができる。
【0021】
【発明の効果】本発明の表面検査装置によれば、光検出
器と偏向走査手段との間の光路上に位置した光偏向器の
屈折率を、レーザ光を偏向させて被検査物表面を走査す
る偏向走査手段に同期させて、検出位置補正手段が制御
することによって、前記光検出器に入射する反射光の収
束位置を補正することができるので、被検査物からの反
射光の光路が走査用レンズ系の光軸に対して傾いている
ことや光軸から大きく離れていることによる軸外収差等
に起因する光検出器上における反射光の収束位置の大き
な移動を、補正してほとんど無くすことができる。従っ
て、従来前記の軸外収差等を考慮するため必要であった
かなり大きな光検出器に代えて、被検査物表面の高さの
検出量や精度に応じた比較的小さな光検出器を用いるこ
とができるので、光検出器の性能を十分に引き出して高
精度に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表面検査装置の一実施形態を示す概略
斜視図。
【図2】従来例を示す概略斜視図。
【符号の説明】
1 レーザ素子(レーザ光発生手段) 3 レーザ素子からのレーザ光 6 ポリゴンミラー(主偏向走査手段) 8 ガルバノミラー(副偏向走査手段) 9 主副偏向走査されたレーザ光 10 走査用レンズ系 11 実装基板(被検査物) 12 垂直照射光(照射光) 13 反射散乱光(反射光) 15 光検出器 18 光検出器に入射する反射収束光(反射光) 21 光偏向器 22 光偏向器の制御手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光発生手段と、このレーザ光発生
    手段からのレーザ光を偏向させて被検査物表面を走査す
    る偏向走査手段と、被検査物表面からの反射光を検出す
    る光検出器と、前記偏向走査手段と被検査物との間に位
    置し、前記偏向走査手段で偏向走査されたレーザ光を集
    光して前記被検査物表面に垂直に照射すると共に、前記
    反射光を照射光に対しある傾いた光路で収束し前記偏向
    走査手段をほぼ逆行させて前記光検出器の検出面上に集
    光させる走査用レンズ系とを備えた表面検査装置におい
    て、 前記光検出器と前記偏向走査手段との間の光路上に位置
    した光偏向器とこの光偏向器を制御する制御手段とを有
    して前記光検出器に入射する前記反射光の収束位置を補
    正する収束位置補正手段を備えたことを特徴とする表面
    検査装置。
JP8287958A 1996-10-30 1996-10-30 表面検査装置 Pending JPH10132528A (ja)

Priority Applications (1)

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JP8287958A JPH10132528A (ja) 1996-10-30 1996-10-30 表面検査装置

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JPH10132528A true JPH10132528A (ja) 1998-05-22

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ID=17723953

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JP8287958A Pending JPH10132528A (ja) 1996-10-30 1996-10-30 表面検査装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006038820A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Kawamura Gishi Kk 石膏型形状計測器
KR101027473B1 (ko) * 2008-12-02 2011-04-06 엘아이지에이디피 주식회사 기판 검사 장치
WO2024134967A1 (ja) * 2022-12-23 2024-06-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 計測装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006038820A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Kawamura Gishi Kk 石膏型形状計測器
KR101027473B1 (ko) * 2008-12-02 2011-04-06 엘아이지에이디피 주식회사 기판 검사 장치
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