JPH10267628A - ３次元形状検出方法およびその装置並びに基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回路基板等の被検出対象物上に形成された立体
形状の配線パターン上における厚さ不足等による欠陥を
短時間で検出できるようにした３次元形状検出方法およ
びその装置並びに基板の製造方法を提供することにあ
る。 【解決手段】被検出対象物１１から発する蛍光による２
次元光学像を撮像して２次元画像信号を検出し、この検
出された２次元画像信号に基づいて被検出対象物に対し
て３次元形状検出領域を選定する３次元形状検出領域選
定工程と、前記被検出対象物からの反射光による高さに
応じた光学像を撮像して画像信号を検出し、この検出さ
れた画像信号に対して前記選定された３次元形状検出領
域について所望の２次元の画素サイズで高さ情報を抽出
することによって３次元形状を算出して判定する３次元
形状判定工程とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基材上に配線パタ
ーンを形成したプリント基板、基材上に形成されたスル
ーホールに導体パターンを埋め込んだ回路基板、および
基板上のレジストパターン等の検査および製造に関し、
特に３次元形状（立体形状）を検出する３次元形状検出
方法およびその装置並びに基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から検出した信号から３次元形状を
再現する方法は数多く知られている。特開昭６３ー１３
１１１６号公報には、対象物からの反射光をレンズで集
光し、集光位置から対象物の立体形状を検出する共焦点
と呼ばれる方法が開示されている。また、特開平６ー２
０１３４９公報には、検出位置を連続的に変化させて画
像を得、その画像群における各画素の空間分解能すなわ
ちぼけ量から焦点位置を求めることにより対象物の３次
元形状を検出する一般にＳＦＦ（Shape From Focus）と
よばれる方法が開示されている。また、米国のSociety
of Photo-Optical Instrumentation Engineers(SPIE)の
Proceedings Series Vol.2559に記載されているMasahir
o WatanabeらによるThree-Dimensional and Unconventi
onal Imaging for Industrial Inspection and Metrolo
gy（１９９５年１０月２３日発行）には、対象物にテク
スチャ（模様）を投影し、あらかじめテクスチャのぼけ
量と焦点位置との関係を求めておき、検出位置の異なる
２枚の画像の各画素のぼけ量から焦点位置を求めること
により対象物の３次元形状を検出するＳＦＤ（ShapeFro
m Defocus）という方法が開示されている。また、２次
元形状を検査する方法として、特開平５ー３２２７９５
号公報にはプリント板の基材から発生する蛍光を明とし
て検出し、金属である配線パターンからは蛍光が発生し
ないのでこれを暗として検出する蛍光検出方式のパター
ン検査方法が開示されている。これによれば、プリント
板における銅残りによるショートなど、ほとんど厚さの
ない微細な、しかし製品としては致命的な欠陥である金
属異物欠陥の存在を検出することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】共焦点方式では、焦点
位置を変化させて合焦点位置を調べることにより、対象
の立体形状を得るため、検出時間が長い。また、この方
法では点検出が必須であり、画像の撮像のように面検出
はできず、検出時間が長い。また、ＳＦＦ、ＳＦＤの方
式では、ぼけ量を求めるため、隣接する画素との明暗差
を取る必要がある。そのため、２次元（平面）の分解能
は画素の２倍になってしまう。この分解能の低さを補う
ためには、検査時間を長くする必要がある。このよう
に、３次元検出には非常に時間がかかるという課題を有
していた。一方、蛍光検出等の２次元画像検出方式で
は、回路基板等の被検出対象物上に形成された立体形状
の配線パターンにおいて厚さが不足した欠陥が存在した
としても、その部分からは蛍光等が発生しないので、こ
れを検出することはできないという課題を有していた。

【０００４】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
回路基板等の被検出対象物上に形成された立体形状のパ
ターン上における厚さ不足等による欠陥を短時間で検出
できるようにした３次元形状検出方法およびその装置を
提供することにある。

【０００５】また本発明の他の目的は、回路基板等の被
検出対象物上に形成された立体形状のパターン上におけ
る厚さ不足等による欠陥と、ほとんど厚さの無い微細な
金属異物欠陥との両方を短時間で検出できるようにした
３次元形状検出方法およびその装置を提供することにあ
る。また本発明の他の目的は、回路基板等の基板上に形
成されたパターン上における厚さ不足による欠陥を短時
間で検出できるようにして高品質で、且つ製造コストの
低減をはかった基板の製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、２次元形状検出（２次元検査）を行うと
同時に、高精度な３次元形状検出（３次元検査）の必要
な領域を切り出し（選定し）、切り出した領域に対して
所望の２次元の分解能（２次元の画素サイズ）および高
さ分解能で３次元検査を行うことにより、短い検査時間
でありながら、高精度な３次元形状検出による３次元検
査を実現するものである。また本発明は、被検出対象物
の２次元光学像を撮像して２次元画像信号を検出し、こ
の検出された２次元画像信号に基づいて被検出対象物に
対して３次元形状検出領域を選定する３次元形状検出領
域選定工程と、前記被検出対象物の高さに応じた光学像
を撮像して画像信号を検出し、この検出された画像信号
に対して前記選定された３次元形状検出領域について所
望の２次元の画素サイズで高さ情報を抽出することによ
って３次元形状を算出して判定する３次元形状判定工程
とを有することを特徴とする３次元形状検出方法であ
る。

【０００７】また本発明は、被検出対象物の２次元光学
像を撮像して２次元画像信号を検出し、この検出された
２次元画像信号に基づいて被検出対象物に対して高精度
な３次元形状検出領域と低精度な３次元形状検出領域と
に分けて選定する３次元形状検出領域選定工程と、前記
被検出対象物の高さに応じた光学像を撮像して画像信号
を検出し、この検出された画像信号に対して前記選定さ
れた高精度な３次元形状検出領域について所望の２次元
の画素サイズで高精度な高さ情報を抽出し、更に前記検
出された画像信号に対して前記選定された低精度な３次
元形状検出領域について所望の２次元の画素サイズで低
精度な高さ情報を抽出することによって３次元形状を算
出して判定する３次元形状判定工程とを有することを特
徴とする３次元形状検出方法である。また本発明は、被
検出対象物から発する蛍光による２次元光学像を撮像し
て２次元画像信号を検出し、この検出された２次元画像
信号に基づいて被検出対象物に対して高精度な３次元形
状検出領域と低精度な３次元形状検出領域とに分けて選
定する３次元形状検出領域選定工程と、前記被検出対象
物の高さに応じた光学像を撮像して画像信号を検出し、
この検出された画像信号に対して前記選定された高精度
な３次元形状検出領域について所望の２次元の画素サイ
ズで高精度な高さ情報を抽出し、更に前記検出された画
像信号に対して前記選定された低精度な３次元形状検出
領域について所望の２次元の画素サイズで低精度な高さ
情報を抽出することによって３次元形状を算出して判定
する３次元形状判定工程とを有することを特徴とする３
次元形状検出方法である。

【０００８】また本発明は、被検出対象物から発する蛍
光による２次元光学像を撮像して２次元画像信号を検出
し、この検出された２次元画像信号に基づいて被検出対
象物に対して３次元形状検出領域を選定する３次元形状
検出領域選定工程と、前記被検出対象物からの反射光に
よる高さに応じた光学像を撮像して画像信号を検出し、
この検出された画像信号に対して前記選定された３次元
形状検出領域について所望の２次元の画素サイズで高さ
情報を抽出することによって３次元形状を算出して判定
する３次元形状判定工程とを有することを特徴とする３
次元形状検出方法である。また本発明は、被検査対象物
の２次元光学像を撮像して２次元画像信号を検出し、こ
の検出された２次元画像信号に基づいて被検査対象物上
に形成されたパターンに対して３次元形状検出領域を選
定する３次元形状検出領域選定工程と、前記被検査対象
物上からの反射光による高さに応じた光学像を撮像して
画像信号を検出し、この検出された画像信号に対して前
記選定された３次元形状検出領域について所望の２次元
の画素サイズで高さ情報を抽出することによって前記パ
ターンについての３次元形状を算出して欠陥の存否を判
定する３次元形状判定工程とを有することを特徴とする
パターンの欠陥検出方法である。また本発明は、被検査
対象物の基材から発する蛍光による２次元光学像を撮像
して２次元画像信号を検出し、この検出された２次元画
像信号に基づいて被検査対象物上に形成されたパターン
に対して３次元形状検出領域を選定する３次元形状検出
領域選定工程と、前記被検査対象物上からの反射光によ
る高さに応じた光学像を撮像して画像信号を検出し、こ
の検出された画像信号に対して前記選定された３次元形
状検出領域について所望の２次元の画素サイズで高さ情
報を抽出することによって前記パターンについての３次
元形状を算出して欠陥の存否を判定する３次元形状判定
工程とを有することを特徴とするパターンの欠陥検出方
法である。

【０００９】また本発明は、被検査対象物の２次元光学
像を撮像して２次元画像信号を検出する２次元画像信号
検出工程と、該２次元画像信号検出工程で検出された２
次元画像信号に基いて被検査対象物上の２次元欠陥を検
出する２次元欠陥検出工程と、前記２次元画像信号検出
工程で検出された２次元画像信号に基づいて被検査対象
物上に形成されたパターンに対して３次元形状検出領域
を選定する３次元形状検出領域選定工程と、前記被検査
対象物上からの反射光による高さに応じた光学像を撮像
して画像信号を検出し、この検出された画像信号に対し
て前記選定された３次元形状検出領域について所望の２
次元の画素サイズで高さ情報を抽出することによって前
記パターンについての３次元形状を算出して欠陥の存否
を判定する３次元形状判定工程とを有することを特徴と
するパターンの欠陥検出方法である。

【００１０】また本発明は、被検査対象物の基材から発
する蛍光による２次元光学像を撮像して２次元画像信号
を検出する２次元画像信号検出工程と、該２次元画像信
号検出工程で検出された２次元画像信号に基づいて被検
査対象物上の２次元欠陥を検出する２次元欠陥検出工程
と、前記２次元画像信号検出工程で検出された２次元画
像信号に基づいて被検査対象物上に形成されたパターン
に対して３次元形状検出領域を選定する３次元形状検出
領域選定工程と、前記被検査対象物上からの反射光によ
る高さに応じた光学像を撮像して画像信号を検出し、こ
の検出された画像信号に対して前記選定された３次元形
状検出領域について所望の２次元の画素サイズで高さ情
報を抽出することによって前記パターンについての３次
元形状を算出して欠陥の存否を判定する３次元形状判定
工程とを有することを特徴とするパターンの欠陥検出方
法である。また本発明は、前記３次元形状検出方法また
はパターンの欠陥検出方法において、３次元形状判定工
程における所望の２次元の画素サイズを、３次元形状検
出領域選定工程または２次元画像信号検出工程における
２次元画像信号の画素サイズの整数倍あるいは整数分の
１に設定し、位置合わせを容易にすることができること
を特徴とする。また本発明は、被検査対象物の２次元光
学像を撮像して２次元画像信号を検出し、該検出された
２次元画像信号に基づいて被検査対象物上に形成された
パターンの領域を認識するパターン領域認識工程と、前
記被検査対象物上からの反射光による高さに応じた光学
像を撮像して画像信号を検出し、この検出された画像信
号に対して所望の２次元の画素サイズで高さ情報を抽出
して３次元形状を算出する３次元形状算出工程と、前記
パターン領域認識工程で認識されたパターンの領域にお
ける前記３次元形状算出工程で算出された３次元形状に
基づいて前記パターンにおける欠陥の存否を判定する欠
陥判定工程とを有することを特徴とするパターンの欠陥
検出方法である。

【００１１】また本発明は、被検査対象物の基材から発
する蛍光による２次元光学像を撮像して２次元画像信号
を検出し、該検出された２次元画像信号に基づいて被検
査対象物上に形成されたパターンの領域を認識するパタ
ーン領域認識工程と、前記被検査対象物上からの反射光
による高さに応じた光学像を撮像して画像信号を検出
し、この検出された画像信号に対して所望の２次元の画
素サイズで高さ情報を抽出して３次元形状を算出する３
次元形状算出工程と、前記パターン領域認識工程で認識
されたパターンの領域における前記３次元形状算出工程
で算出された３次元形状に基づいて前記パターンにおけ
る欠陥の存否を判定する欠陥判定工程とを有することを
特徴とするパターンの欠陥検出方法である。また本発明
は、基板の２次元光学像を撮像して２次元画像信号を検
出し、この検出された２次元画像信号に基づいて基板上
に形成されたパターンに対して３次元形状検出領域を選
定する３次元形状検出領域選定工程と、前記基板上から
の反射光による高さに応じた光学像を撮像して画像信号
を検出し、この検出された画像信号に対して前記選定さ
れた３次元形状検出領域について所望の２次元の画素サ
イズで高さ情報を抽出することによって前記パターンに
ついての３次元形状を算出して欠陥の存否を判定する３
次元形状判定工程とを有し、該３次元形状判定工程で得
られる欠陥の存否に基づいて基板を製造することを特徴
とする基板の製造方法である。

【００１２】また本発明は、基板の基材から発する蛍光
による２次元光学像を撮像して２次元画像信号を検出
し、この検出された２次元画像信号に基づいて基板上に
形成されたパターンに対して３次元形状検出領域を選定
する３次元形状検出領域選定工程と、前記基板上からの
反射光による高さに応じた光学像を撮像して画像信号を
検出し、この検出された画像信号に対して前記選定され
た３次元形状検出領域について所望の２次元の画素サイ
ズで高さ情報を抽出することによって前記パターンにつ
いての３次元形状を算出して欠陥の存否を判定する３次
元形状判定工程とを有し、該３次元形状判定工程で得ら
れる欠陥の存否に基づいて基板を製造することを特徴と
する基板の製造方法である。また本発明は、基板の２次
元光学像を撮像して２次元画像信号を検出し、該検出さ
れた２次元画像信号に基づいて基板上に形成されたパタ
ーンの領域を認識するパターン領域認識工程と、前記基
板上からの反射光による高さに応じた光学像を撮像して
画像信号を検出し、この検出された画像信号に対して所
望の２次元の画素サイズで高さ情報を抽出して３次元形
状を算出する３次元形状算出工程と、前記パターン領域
認識工程で認識されたパターンの領域における前記３次
元形状算出工程で算出された３次元形状に基づいて前記
パターンにおける欠陥の存否を判定する欠陥判定工程と
を有し、該欠陥判定工程で得られる欠陥の存否に基づい
て基板を製造することを特徴とする基板の製造方法であ
る。

【００１３】また本発明は、基板の基材から発する蛍光
による２次元光学像を撮像して２次元画像信号を検出
し、該検出された２次元画像信号に基づいて基板上に形
成されたパターンの領域を認識するパターン領域認識工
程と、前記基板上からの反射光による高さに応じた光学
像を撮像して画像信号を検出し、この検出された画像信
号に対して所望の２次元の画素サイズで高さ情報を抽出
して３次元形状を算出する３次元形状算出工程と、前記
パターン領域認識工程で認識されたパターンの領域にお
ける前記３次元形状算出工程で算出された３次元形状に
基づいて前記パターンにおける欠陥の存否を判定する欠
陥判定工程とを有し、該欠陥判定工程で得られる欠陥の
存否に基づいて基板を製造することを特徴とする基板の
製造方法である。また本発明は、被検出対象物の２次元
光学像を撮像して２次元画像信号を検出する２次元画像
検出光学系と、前記被検出対象物の高さに応じた光学像
を撮像して画像信号を検出する高さに応じた光学像検出
光学系と、前記２次元画像検出光学系で検出された２次
元画像信号に基づいて被検出対象物に対して３次元形状
検出領域を選定し、前記高さに応じた光学像検出光学系
から検出された画像信号に対して前記選定された３次元
形状検出領域について所望の２次元の画素サイズで高さ
情報を抽出することによって３次元形状を算出する３次
元形状算出手段とを備えたことを特徴とする３次元形状
検出装置である。

【００１４】また本発明は、被検出対象物から発する蛍
光による２次元光学像を撮像して２次元画像信号を検出
する２次元蛍光画像検出光学系と、前記被検出対象物の
高さに応じた光学像を撮像して画像信号を検出する高さ
に応じた光学像検出光学系と、前記２次元蛍光画像検出
光学系で検出された２次元画像信号に基づいて被検出対
象物に対して３次元形状検出領域を選定し、前記高さに
応じた光学像検出光学系から検出された画像信号に対し
て前記選定された３次元形状検出領域について所望の２
次元の画素サイズで高さ情報を抽出することによって３
次元形状を算出する３次元形状算出手段とを備えたこと
を特徴とする３次元形状検出装置である。また本発明
は、前記３次元形状検出装置における３次元形状算出手
段は、高さに応じた光学像検出光学系から得られる画像
信号の強度または位置または波長または強度と位置と波
長の組み合わせにより演算を行うことを特徴とする。

【００１５】また本発明は、被検出対象物の２次元光学
像を撮像して２次元画像信号を検出する２次元画像検出
光学系と、前記被検出対象物の高さに応じた光学像を撮
像して画像信号を検出する高さに応じた光学像検出光学
系と、前記２次元画像検出光学系で検出された２次元画
像信号に基づいて被検出対象物上に形成されたパターン
の領域を認識し、前記高さに応じた光学像検出光学系か
ら検出された画像信号に対して所望の２次元の画素サイ
ズで高さ情報を抽出して３次元形状を算出し、前記パタ
ーン領域認識工程で認識されたパターンの領域における
前記算出された３次元形状に基づいて前記パターンにお
ける欠陥の存否を判定する画像処理手段とを備えたこと
を特徴とするパターンの欠陥検出装置である。また本発
明は、被検出対象物の基材から発する蛍光による２次元
光学像を撮像して２次元画像信号を検出する２次元画像
検出光学系と、前記被検出対象物の高さに応じた光学像
を撮像して画像信号を検出する高さに応じた光学像検出
光学系と、前記２次元画像検出光学系で検出された２次
元画像信号に基づいて被検出対象物上に形成されたパタ
ーンの領域を認識し、前記高さに応じた光学像検出光学
系から検出された画像信号に対して所望の２次元の画素
サイズで高さ情報を抽出して３次元形状を算出し、前記
パターン領域認識工程で認識されたパターンの領域にお
ける前記算出された３次元形状に基づいて前記パターン
における欠陥の存否を判定する画像処理手段とを備えた
ことを特徴とするパターンの欠陥検出装置である。

【００１６】以上説明したように、前記構成によれば、
被検出対象の３次元形状を高速に高精度で検査すること
ができる。また前記構成によれば、プリント板等の回路
基板の配線パターンの厚さ不足と、ほとんど厚さの無い
微細な金属異物欠陥との両方を高速度で、且つ高精度で
実現することができる。また前記構成によれば、高品質
で、且つ製造コストの低減をはかったプリント板等の回
路基板を製造することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態について
図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る形状検出
装置の光学系の一実施の形態の構成を示す。即ち、１は
励起光を発生する光源であるハロゲンランプ、２はハロ
ゲンランプ１で発生した励起光を導くファイバ、２１ａ
は励起光の光源像を形成するための可変調整可能な絞
り、５ａは励起光を反射するミラー、２０は励起波長２
００〜４００ｎｍのみを透過させる励起フィルタ、６は
投影マスク２１から得られる励起光による光源像を被検
査パターン９上に集光して結像させる対物レンズ、１２
は励起波長である２００〜４００ｎｍの光を透過させ、
蛍光波長である４００〜６００ｎｍの光を反射するダイ
クロイックミラー、１３はプリント基板１１から反射
し、ダイクロイックミラー１２を透過した励起波長２０
０〜４００ｎｍとおなじ波長の反射光２２を焦点２３に
集光させるレンズ、２５は検出レンズ１３の中心部にお
ける反射光を除くための円形の遮光マスク、２８ａはダ
イクロイックミラー１２を透過してしまうた微弱な蛍光
光を遮光するフィルタ、１５ａは被検出対象物のプリン
ト基板１１からの反射光像を受光して反射画像信号を出
力するセンサ、１７は基材１０から発生し、ダイクロイ
ックミラー１２で反射した蛍光を集光するレンズ、１８
は蛍光波長４００〜６００ｎｍのみを透過させる蛍光フ
ィルタ、１９は螢光像を受光して蛍光画像信号を出力す
るＣＣＤセンサである。２９は制御装置で、計算機３１
からの指令に基づいて、変位量検出手段（変位計）３０
からのステージ２６の変位に応じて駆動系２７を駆動制
御することによってステージ２６を移動（走査）した
り、変位量検出手段（変位計）３３からのセンサ１５ａ
の変位に応じてピエゾ等の微動機構で構成された移動機
構３２を駆動制御することによってセンサ１５ａが検出
する検出光量が最大になる位置に位置付ける制御を行う
ものである。３１は計算機で、ＣＰＵ３５と、プログラ
ムを記憶するメモリ３６と、画像信号や各種データを記
憶するメモリ３７と、キーボードやマウスや記録媒体等
で構成された入力手段３８と、ディスプレイ等の表示手
段３９と、プリンタ、記録媒体等の出力手段４０と、イ
ンターフェース４１〜４８と、これらを接続するバスラ
イン４９とから構成される。また計算機３１は、検査結
果を出力する出力手段を接続しても良い。

【００１８】即ち、ハロゲンランプ１から出た光は、フ
ァイバ２に導かれ、出力面３から照射される。照射され
た照明光４は、ミラー５で反射され、励起波長２００〜
４００ｎｍのみを透過させる励起フィルタ２０、及びレ
ンズ６を介して、ダイクロイックミラー１２ａに照射さ
れる。ダイクロイックミラー１２の表面には誘電体多層
膜（図示せず）が形成されており、ダイクロイックミラ
ー１２によって蛍光波長である４００ｎｍ以上の光を反
射させて励起波長である２００〜４００ｎｍの光のみを
透過させる。ダイクロイックミラー１２を透過した励起
光７は、ステージ２６上に載置された被検出対象物であ
るプリント基板１１の表面に照射される。プリント基板
１１は、有機物質を含む基材１０の表面に配線パターン
９が形成されている。８は配線パターン９上の欠陥を示
す。励起光７によって励起されて有機物を含む基材１０
の部分から発生した微弱な蛍光（波長４００〜６００ｎ
ｍ）はダイクロイックミラー１２で反射され、レンズ１
７、および蛍光波長４００〜６００ｎｍのみを透過させ
る蛍光フィルタ１８を介してＣＣＤセンサ１９により検
出される。このようにダイクロイックミラー１２と蛍光
フィルタ１８とで２重にしたのは、基材１０の部分から
励起されて発生する蛍光は微弱であり、プリント基板１
１の内特に配線パターン９で反射する励起光の強度は大
きいのでダイクロイックミラー１２でのほんの僅か反射
した励起光を蛍光フィルタ１８で完全に遮光して微弱な
蛍光光のみをＣＣＤセンサ１９で受光できるようにする
ためである。以上により基材１０の部分からは蛍光光が
発生し、配線パターン８の部分からは蛍光光が得られな
いことにより、上記検出光学系に対して相対的に被検出
対象物のプリント基板１１を載置したステージ２６を、
制御装置２９からの制御に基いて駆動される駆動系２７
で２次元に移動（走査）させることによってＣＣＤセン
サ１９からは、基材１０の部分を明るくし、配線パター
ン９の部分を暗くした２次元の蛍光画像信号５０を出力
することができる。３０はステージ２６の変位量を検出
する変位量検出手段であり、計算機３１や制御装置２９
に入力される。

【００１９】一方、プリント基板１１からの反射光２２
は、照射された励起波長２００〜４００ｎｍとおなじ波
長であるので、ダイクロイックミラー１２を透過し、レ
ンズ１３を介して焦点２３に集光され、センサ１５ａに
より検出される。なお、反射光２２には、散乱光も含む
ものとする。レンズ１３の中心にはミラー５が配置され
ているため、反射光２２の内の検出レンズ１３の中心部
分を除いた外側の部分における光１４がセンサ１５ａに
よって受光される。なお、円形の遮光マスク２５を設置
して検出レンズ１３の中心部分からの反射光を取り除い
てもよい。そして、センサ１５を、制御装置２９からの
制御に基づいて駆動される移動機構３２によって上下方
向２４に沿って移動させ、センサ１５ａから検出光量と
して検出される検出信号３４が計算機３１に入力され
る。計算機３１におけるＣＰＵ３５は入力される検出信
号３４の検出光量が最大になる変位量検出手段（変位
計）３３から検出される焦点２３の位置を見つけ、それ
により被検出対象物の高さをもとめ、メモリ３７に記憶
させる。即ち、計算機３１において、ＣＰＵ３５は共焦
点検出方式により、３次元形状を得てメモリ３７に記憶
して出力することができる。計算機３１において、ＣＰ
Ｕ３５はＣＣＤセンサ１９から入力された蛍光検出方式
による２次元の蛍光画像信号５０に基づいて配線パター
ン９についての２次元形状の情報を得て、メモリ３７に
記憶させる。更にＣＰＵ３５は、算出された配線パター
ン９についての２次元形状の情報に基づいて、センサ１
５ａから検出される検出信号３４の検出光量が最大にな
る変位量検出手段（変位計）３３から検出される焦点２
３の位置を見つけ、それにより配線パターン９について
の必要な２次元および高さからなる３次元の形状検出を
行う。通常、被検出対象物のプリント基板１１において
は、基材部分１０は３次元検出を行う必要はないので、
配線パターン９のみ３次元検出を行えばよい。また、配
線パターン９の２次元形状は蛍光検出方式によって既に
得られているので、３次元形状検出における２次元形状
検出の精度を低くすることができる。これにより、短い
検査時間で、高精度な配線パターン等の検査を実現する
ことができる。

【００２０】即ち、計算機３１は、プリント基板１１等
の被検出対象物に対して図２に示すような処理を行って
３次元の欠陥検出を行い、その結果を表示手段３９に表
示したり、出力手段４０を用いて出力する。また３次元
の欠陥検出結果を、プリント基板１１等の被検出対象物
について製造の管理を行う管理システムに、ネットワー
クを介して送信して出力することも可能である。ステッ
プ１０１は、ＣＣＤセンサ１９から入力された蛍光検出
方式による２次元の蛍光画像信号５０に基いてＣＰＵ３
５が処理する２次元形状検出（画素サイズが３〜８μｍ
程度）である。ステップ１０２は、センサ１５から検出
される検出信号３４の検出光量が最大になる変位量検出
手段（変位計）３３から検出される焦点２３の位置情報
に基いてＣＰＵ３５が処理する３次元形状検出（画素サ
イズが１０〜２０μｍ程度）である。ステップ１０３
は、２次元形状検出に基いて配線パターン（高精度で３
次元形状判定領域に相当する。）であるか否かをＣＰＵ
３５が判定処理するステップである。ステップ１０４
は、ステップ１０３において配線パターン（高精度で３
次元形状判定領域に相当する。）９ではないと判定され
たとき、基材１０上に存在する大きな凹み等の欠陥を検
出するために、ＣＰＵ３５が３次元形状検出に基いて低
精度（低分解能）で３次元形状判定（画素サイズ２５〜
３５μｍ）を行うステップである。なお、このステップ
１０４は、通常、被検出対象物のプリント基板１１にお
いて、基材部分１０には大きな凹み等の欠陥が発生する
可能性が極めて少ないので、なくてもよい。ステップ１
０５は、ステップ１０３において配線パターン９と判定
されたとき、ＣＰＵ３５が３次元形状検出に基いて２次
元および高さについて高精度（高分解能）で３次元形状
判定（画素サイズ１０〜２０μｍ）を行うステップであ
る。ステップ１０６は、ステップ１０４において処理さ
れた低精度で３次元形状判定結果とステップ１０５にお
いて処理された高精度で３次元形状判定結果とに基いて
得られる３次元欠陥検出結果である。ステップ１０４を
なくすれば、ステップ１０６は、ステップ１０５におい
て処理された高精度で３次元形状判定結果に基いて得ら
れる３次元欠陥検出結果となる。これにより計算機３１
は、短い検査時間で、３次元の高精度な配線パターン等
の検査を実現することができる。

【００２１】以上説明した実施の形態では、被検出対象
物の高さ情報を共焦点検出方式により求める場合につい
て説明したが、検出光強度分布によって求めることもで
きる。即ち、図３および図４においては、図１に示すセ
ンサ１５ａの代わりにＣＣＤセンサ１５ｂで構成する。
計算機３１は、ＣＣＤセンサ１５ｂで検出されて入力さ
れる検出光強度分布から、予め登録された正常な配線パ
ターンから得られる基準検出光強度分布に対する検出光
強度分布と被検出対象物の高さとの関係データに基いて
被検出対象物の高さを算出する。図３は正常な厚さであ
る配線パターン９を検出したときを示す。即ち、図３に
おいて、１４ａは正常な厚さである配線パターン９から
反射してレンズ１３を介して得られる検出光を示し、２
３ａは正常な配線パターン９から反射してレンズ１３を
介して結像される焦点の位置を示し、６１ａは正常な配
線パターン９を検出したときのＣＣＤセンサ１５ｂが受
光する光像を示し、６２ａは正常な配線パターン９を検
出したときのＣＣＤセンサ１５ｂで受光して検出する検
出光を示す。６４ａは、正常な厚さの配線パターン９を
ＣＣＤセンサ１５ｂで検出したときの走査線６３ａにお
ける光強度分布の信号レベルを示す。

【００２２】図４は欠陥である配線パターン８を検出し
たときを示す。即ち、図４において、１４ｂは欠陥であ
る配線パターン８から反射してレンズ１３を介して得ら
れる検出光を示し、２３ｂは欠陥である配線パターン８
から反射してレンズ１３を介して結像される焦点の位置
を示し、６１ｂは欠陥である配線パターン８を検出した
ときのＣＣＤセンサ１５ｂが受光する光像を示し、６２
ｂは欠陥である配線パターン８を検出したときのＣＣＤ
センサ１５ｂで受光して検出する検出光を示す。６４ｂ
は、欠陥である配線パターン８をＣＣＤセンサ１５ｂで
検出したときの走査線６３ｂにおける光強度分布の信号
レベルを示す。以上説明したように、図３に示す如く正
常な厚さである配線パターン９を検出したときを基準に
して、欠け等の欠陥が配線パターン９上に存在する場合
には図４に示すように焦点２３ｂの位置は下方に移動す
ることになる。従って欠け等の欠陥が配線パターン９上
に存在する光強度分布６４ｂは、基準の光強度分布６４
ａに比べて、面積が広く、光強度は弱くなる。従って、
予め基準の光強度分布６４ａに対する数点の高さにおけ
る光強度分布分の相関関係のデータをメモリ３６に登録
しておくことによって、計算機３１のＣＰＵ３５はＣＣ
Ｄセンサ１５ｂで検出される光強度分布から高さの情報
を算出してメモリ３７に記憶することができる。ところ
で、被検出対象物に照射する励起光の照度や投影するス
ポット径や反射率等によってＣＣＤセンサ１５ｂで検出
される光強度分布に変化が生じる。そこで、正常な配線
パターン９に対してＣＣＤセンサ１５ｂで検出される光
強度分布に基づいて、上記メモリ３６に登録された基準
の光強度分布６４ａをキャリブレーションすることによ
って、被検出対象物に照射する励起光の照度や投影する
スポット径や反射率等の影響を取り除くことができる。
このようにして計算機３１のＣＰＵ３５は、ＣＣＤセン
サ３５で検出される検出光強度分布により被検出対象物
の３次元形状を検出することができる。本実施の形態に
よれば、ＣＣＤセンサ３５を図１に示すように上下方向
２４に沿って移動させる必要が無く、計算機３１によっ
て高速に３次元形状を検出することができる。

【００２３】また被検出対象物の３次元形状検出は、共
焦点方式ではなく、ＳＦＤ（ShapeFrom Defocus）方式
により実現しても良い。その際、被検出対象物の上に、
模様の付いた影であるテクスチャを投影する必要があ
る。本実施の形態においては、図５に示す如く、図１に
示す絞り２１ａの代わりに投影マスク２１ｂで構成す
る。図６に示す１２１は、高さが既知の標準試料を示
す。図７に示す１２２は、図６に示す標準試料１２１に
対して投影マスク２１ｂによって市松模様のテクスチャ
１２３が投影された結果を示す。図８に示す１３３はテ
クスチャマスク２１ｂの表面であり、１３１はガラスマ
スク２１ｂ上に誘電体多層膜が形成されており、励起波
長の一部である２００〜３００ｎｍを透過させ、励起波
長の一部および蛍光波長である３００〜６００ｎｍを反
射させる。１３２はガラスマスク２１ｂ上に１３１とは
異なる誘電体多層膜が形成されており、３００〜４００
ｎｍを透過させ、２００〜３００ｎｍおよび４００〜６
００ｎｍを反射させる。プリント基板１１等の被検出対
象物には１３１を透過した２００〜３００ｎｍの励起光
が照射され、また１３２を透過した３００〜４００ｎｍ
の励起光が照射される。従って、１３１が投影された部
分からも１３２が投影された部分からも蛍光が発生する
のでこれをダイクロイックミラー１２で反射させて蛍光
フィルタ１８を通してＣＣＤセンサ１９で検出すること
により、蛍光画像を検出することができる。一方、１３
１が投影された部分からは２００〜３００ｎｍの反射光
が発生し、１３２が投影された部分からは３００〜４０
０ｎｍの反射光が発生する。反射光はレンズ１３を介
し、フィルタ２８ｂに照射される。フィルタ２８ｂ上に
は誘電体多層膜が形成されており、２００〜３００ｎｍ
の光を透過させ、３００〜４００ｎｍの光を反射する。
従って、ＣＣＤセンサ１５ｂ、１５ｂ’には、１３１が
投影された部分は明るく、１３２が投影された部分は暗
く、ハーフミラー７２によって分岐されて検出される。
なお、ＣＣＤセンサ１５ｂは標準試料１２１のＡ面の投
影像が結像される位置に設置され、ＣＣＤセンサ１５
ｂ’は標準試料１２１のＣ面の投影像が結像される位置
に設置されるものとする。このようにＣＣＤセンサを２
つ設置したのは、ぼけの状態が合焦点高さから対称に生
じるからである。

【００２４】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、蛍光検出像に対してはテクスチャの影響は無く、反
射光検出像に対してはテクスチャ投影像が得られる。そ
こで、ＣＣＤセンサ１５ｂ、１５ｂ’が標準試料４−１
上に投影されたテクスチャ投影像を撮像し、ＣＣＤセン
サ１５ｂからは図９（ａ）に示す画像信号７１ａが検出
され、ＣＣＤセンサ１５ｂ’からは図９（ｄ）に示す画
像信号７１ｂが検出される。そして、これらの画像信号
７１ａ、７１ｂが計算機３１に入力される。計算機３１
のＣＰＵ３５は、画像信号７１ａに対してラプラシアン
（Ｌａｐｌａｃｉａｎ）等の微分処理を施すことによっ
て図９（ｂ）に示す焦点状態を示す微分値を得、画像信
号７１ｂに対してラプラシアン（Ｌａｐｌａｃｉａｎ）
等の微分処理を施すことによって図９（ｅ）に示す焦点
状態を示す微分値を得る。そして、標準試料１２１の既
知の高さｈの情報を入力手段３８を用いて入力すること
によって、図９（ｃ）に示すような高さｈと画像信号７
１ａから得られる微分値との関係と、図９（ｆ）に示す
ような高さｈと画像信号７１ｂから得られる微分値との
関係とが得られ、メモリ３６に高さ算出データとして登
録される。従って、実際、プリント基板１１等の被検出
対象物にテクスチャを投影し、この投影されたテクスチ
ャ投影像をＣＣＤセンサ１５ｂ、１５ｂ’が撮像するこ
とによって図９（ａ）、（ｄ）に示すような画像信号７
１ａ、７１ｂが得られ、計算機３１に入力される。計算
機３１のＣＰＵ３５は、入力された画像信号７１ａ、７
１ｂの各々に対してラプラシアン（Ｌａｐｌａｃｉａ
ｎ）等の微分処理を施すことによって焦点状態を示す微
分値を得、これら微分値からメモリ３６に登録された高
さ算出データに基づいて被検出対象物の高さを算出する
ことができ、例えば配線パターン９の３次元の形状を得
ることができ、その結果配線パターン９上に存在する欠
け欠陥８を検出することができる。

【００２５】次に被検出対象物の３次元形状検出をＳＦ
Ｄ（Shape From Defocus）による他の実施の形態につい
て説明する。図１０はＳＦＤによる検出光学系の構成を
示した図である。光源２０１（１〜３）から照射された
光は、投影マスク２１ｃおよびレンズ２０３（６）を介
して３次元の形状をしたプリント基板１１等の被検出対
象物２０４に照射される。被検出対象物２０４（１１）
からの反射光はレンズ２０５（１３）を介して検出器で
あるラインセンサ２０６（１５ｂ、１５ｂ’）で検出さ
れる。ラインセンサ２０６（１５ｂ、１５ｂ’）は図１
に示す実施の形態と同様に高さ方向２０７に沿って移動
してもよいし、図５に示す実施の形態と同様にハーフミ
ラー７２で光路を分岐させてラインセンサ２０６（１５
ｂ、１５ｂ’）を２個、高さを変えて配置してもよい。
照明光軸２１０は検出光軸２０９に対して、斜めに配置
してある。この配置は、図５に示す実施の形態と同様に
図１１に示すように照射光軸２１０を検出光軸２０９と
を直交させて配置し、交点にハーフミラー２１１を配置
する方法よりも、検出光量が４倍になるという利点があ
る。しかし、図１０において、検査対象２０４（１１）
が高さ方向２０７に沿って移動し、２０８で示す位置に
移動した場合、被検出対象物上のＡ１はＡ２に移動する
が、投影されるテクスチャはＢ２に移動する。テクスチ
ャが市松模様の場合、Ａ１とＡ２は違う模様すなわちＡ
１は図８に示す１３１が投影されていたのに、Ａ２は図
８に示す１３２が投影されてしまうといったことが起き
うる。この場合、ＳＦＤ検出ができない。しかし、図１
０に示す２１ｃのようにテクスチャを縞模様にし、照明
光軸２１０と検出光軸２０９の作る平面に対して縦縞方
向を平行にすれば、Ａ１とＡ２は常に同じ模様上に存在
する。このようにして、検出光量を多くすることによ
り、検出時間を短くすることができる。なお、以上説明
した実施の形態では、被検出対象物としてプリント基板
１１で基材１０をエポキシと仮定し、その励起波長を２
００〜４００ｎｍとし、蛍光波長を４００〜６００ｎｍ
としたが、被検出対象物の材質に応じて上記波長を変更
してもよいことは明らかである。

【００２６】また、本発明に係る実施の形態は、図１お
よび図５に示すように、照明光学系１、２、３、５、
６、２０を共用し、蛍光検出用光学系１２、１７、１
８、１９および反射光に基づく高さ検出用光学系１３、
２８、１５を同一光軸上に設置した場合について説明し
たが、蛍光検出用光学系１２、１７、１８、１９および
反射光に基づく高さ検出用光学系１３、２８、１５を別
々に異なった光軸上に設置し、これら別々に設置された
蛍光検出用光学系１２、１７、１８、１９および反射光
に基づく高さ検出用光学系１３、２８、１５に対応する
ように照明光学系を設置しても良い。この場合、計算機
３１において、蛍光検出用光学系１２、１７、１８、１
９の光軸と反射光に基づく高さ検出用光学系１３、２
８、１５の光軸間距離は既知の値であるので、高精度に
検出する例えばレーザ測長器で構成される変位量検出手
段３０によって検出されるステージ２６の変位量に基づ
いて、センサ１９から検出される蛍光による２次元検出
画像信号とセンサ１５から検出される３次元検出画像信
号とを２次元検出の画素サイズ３〜８μｍより小さい精
度で位置合わせを行えば、２次元検出で得られる例えば
配線パターンの２次元情報を３次元検出で用いることが
できる。即ち、変位量検出手段３０によって検出される
ステージ２６の変位量が上記既知の光軸間距離になった
とき、センサ１９から検出される蛍光による２次元検出
画像信号とセンサ１５から検出される３次元検出画像信
号とが２次元において一致することになる。従って、上
記既知の光軸間距離を計算機３１に対して入力手段３８
を用いて入力することによって、ＣＰＵ３５においてセ
ンサ１９から検出される蛍光による２次元検出画像信号
とセンサ１５から検出される３次元検出画像信号とを２
次元検出の画素サイズ３〜８μｍより小さい精度で位置
合わせを行うことができる。これにより、図２に示す処
理をＣＰＵ３５において実行することができる。

【００２７】次に別の構成による実施の形態を示す。こ
の実施の形態においては、図１２に示す３次元形状検出
装置における光学系と図１４に示す２次元形状検出装置
における光学系とは、既知の間隔でもって、並設されて
いるものとする。そして、第１、第２、第３のセンサ９
−２、９−３、９−４の各々から得られる画像信号は、
対象物１１、対象物１１を載置するＸＹステージのＸＹ
位置座標に対応して得られる。また、ＣＣＤセンサ１１
−４から得られる画像信号も、対象物１１、対象物１１
を載置するＸＹステージのＸＹ位置座標に対応して得ら
れる。従って、図１２に示すごとく、画像処理装置１１
−９から得られる２次元の２値化信号１１−１６を画像
処理装置９−４０における遅延記憶回路９−４２に記憶
して前記既知の間隔遅らせてシフトさせることによっ
て、図１６に１６−７で示す２次元形状検出装置から得
られるパターンを認識した２次元の２値化信号１１−１
６と、１６−４で示す３次元形状検出装置から得られる
３次元形状を示す信号９−１１とを位置合わせすること
が可能となり、比較判定回路９−４４においてこれらの
両信号の論理をとって２次元の２値化信号で認識された
パターンの領域における３次元形状で示される欠陥信号
（パターンにおける欠陥）を判定することが可能とな
る。なお、図１２に示す３次元形状検出装置における第
１のセンサ９−２からは、図１４に示す２次元形状検出
装置におけるＣＣＤセンサ１１−４から得られる画像信
号と同様な２次元の画像信号を得ることが可能である。
この場合には、図１６に１６−７で示すパターンを認識
した２次元の２値化信号１１−１６と、１６−４で示す
３次元形状検出装置から得られる３次元形状を示す信号
９−１１とを同じＸＹ位置座標で検出することが可能と
なり、比較判定回路９−４４においてこれらの両信号の
論理をとる、即ち２次元の２値化信号で認識されたパタ
ーンの領域における３次元形状で示される欠陥信号を判
定することが可能となる。

【００２８】図１２にＳＦＦ(Shape From Focus)による
３次元形状検出装置の構成を示す。１１は対象物である
プリント基板であり、１０はプリント基板の基材であ
り、上部に銅の配線パターン８、９が形成されている。
プリント基板１１はＸＹステージ上に配置されており、
Ｘ方向９−２４、Ｙ方向９−２５に走査される。上下方
向をＺ方向９−２６とする。パターン（配線パターン）
８には表面が剥離して、厚さが正常な部分の半分になっ
て、厚さ不足になっている欠陥９−２３が存在する。ま
た、銅が極薄くエッチングされ、残っている銅のこり欠
陥９−２２が存在する。９−３２は照明用光源、９−３
３は照明用光源９−３２から出射した照明光を集光する
集光レンズ、９−３４は集光レンズ９−３３で集光され
た照明光を反射して対象物９−３０に対して照明するハ
ーフミラーである。９−１はレンズであり、プリント基
板のパターン８、９の像を第１のセンサ９−２に結像す
るように配置されている。レンズ９−１と第１のセンサ
９−２の間にはハーフミラー９−５が挿入されており、
像は第２のセンサ９−３、第３のセンサ９−４上にも結
像される。その際、レンズ９−１と第１のセンサ９−２
との光路長９−２７はレンズ９−１と第２のセンサ９−
３との光路長９−２８よりも短くなるように配置されて
おり、レンズ９−１と第３のセンサ９−４との光路長９
−２９は光路長９−２８よりも長くなるように配置され
ており、第１のセンサ９−２はプリント基板１１の基材
１０の表面を合焦点とする位置、すなわちプリント基板
の配線パターン８、９の底の位置を合焦点とする位置に
配置されており、第２のセンサ９−３は正常な配線パタ
ーン９の高さの中間地点を合焦点とする位置に配置され
ており、第３のセンサ９−４は正常な配線パターン９の
上面を合焦点とする位置に配置されている。従って、セ
ンサが基材表面を検出している場合には、第１のセンサ
９−２の検出像が最も焦点が合っており、第２のセンサ
９−３の検出像は焦点が外れてぼけている。第３のセン
サ９−４の検出像はさらに焦点が外れてぼけている。ま
た、センサが配線パターンの表面を検出している場合に
は第３のセンサ９−４の検出像は最も焦点が合ってお
り、第２のセンサ９−３の検出像は焦点が外れてぼけて
いる。第１のセンサ９−２の検出像はさらに焦点が外れ
てぼけている。また、センサがパターン厚さ不足欠陥９
−２３を検出している場合には第２のセンサ９−３の検
出像は最も焦点が合っており、第１のセンサ９−２およ
び第３のセンサ９−４の検出像は焦点が外れてぼけてい
る。このようにして、各センサの検出像のぼけ具合、す
なわち焦点測度を調べれば、配線パターンの高さ検出が
できる。第１、第２、第３の各センサの出力をそれぞれ
出力９−８、出力９−９、出力９−１０とする。各出力
は画像処理装置９−１１に入力され、２次微分演算器９
−１２、９−１３、９−１４により２次微分を出力され
る。ここで、検出像においては、焦点の合ったものは像
のコントラストが鮮明であるので、２次微分の値は大き
くなる。焦点を外れてぼけたものは、像のコントラスト
が鮮明でないので、２次微分の値は小さくなる。従っ
て、２次微分の値は焦点測度を表している。各２次微分
演算器９−１５、９−１６、９−１７の出力は高さ演算
器９−１８に入力され、最も焦点測度の高い入力のセン
サを特定し、対象物の高さを測定する。このとき、各セ
ンサの焦点測度の分布はガウス分布を示すので、合焦位
置を分布の補間から推定して求めてもよい。この一連の
処理はセンサの出力である全ての画素に対して行う。こ
のようにして、センサの検出像に対して、高さ画像出力
９−１９が得られる。図１３には検出された高さ画像を
示す。このように、高さ画像については、高さ情報が主
体であるため、２次元情報の精度を低下しても高さ情報
が失われることなく検出できることから、図１３に示す
如く画素サイズを、２次元検出装置で検出する図１５に
示す画素サイズよりも整数倍に粗くすることによって、
画像処理装置９−１１において高さ画像出力９−１９を
得る画像処理時間の短縮を図ることができる。なお、パ
ターン９上の欠陥判定精度として高精度が要求される場
合には、３次元検出装置で検出する３次元形状を示す２
次元の画素サイズを、２次元検出装置で検出する画素サ
イズよりも整数分の１に細かくすることによって実現す
ることができる。１０−１は、２次元検出装置で検出す
る図１５に示す画素サイズよりも２倍に粗くした場合に
おける高さ画像出力９−１９としての高さ画像における
１画素を示す。１０−２は、高さ画像出力９−１９とし
ての基材９−２０の高さ検出結果であり、高さは０と検
出されている。１０−６は、高さ画像出力９−１９とし
てのパターン９−２１の表面の高さ検出結果であり、高
さは７と検出されている。１０−５は、高さ画像出力９
−１９としての厚さ不足欠陥２３の高さ検出結果であ
り、高さは３と検出されている。このように、画像処理
装置９−１１からは、高さ画像出力９−１９として図１
３に示す如く、３次元形状情報が得られることになる。

【００２９】図１４に２次元検出装置の構成を示す。ラ
ンプ１１−５からの光をＮＤ（ニュートラルデンシテ
ィ）フィルタ１１−６、ハーフミラー１１−２、レンズ
１１−１を介して対象物であるプリント基板１１に照射
する。プリント基板１１上には銅の配線パターン８、９
が形成されている。一般にプリント基板１１において
は、配線パターン８、９からの反射、散乱光は、有機材
料である基材１０からの反射、散乱光よりも強い。プリ
ント基板１１からの反射、散乱光をレンズ１１−１、ハ
ーフミラー１１−２、ＮＤフィルタ１１−３を介してＣ
ＣＤセンサ１１−４で撮像する。なお、図１および図５
に示すように、ＣＣＤセンサ１１−４によってプリント
基板１１の基材１０から発生する微弱な螢光像を撮像し
てもよい。この場合、励起光を照明し、配線パターン
８、９からの反射、散乱光を完全に遮光する必要があ
る。そして、撮像された画像データ１５は画像処理装置
１１−９に入力され、前処理装置１１−１０にて、レー
ザ測長器等で測定されるステージの変位に基いてサンプ
リングされる画像の位置ずれを補正するステージ変動補
正１１−１１、シェーディング補正１１−１２、照明光
量の経時変化を補正する光量分布補正１１−１３により
処理され、２値化回路１１−１４により図１５に示す如
く各画素ごとに２値化信号に変換される。このようにし
て、配線パターン部分８、９の像は明、基材９−２０の
像は暗として、図１５に示す如くプリント基板１１の２
次元形状を示す２値化信号１１−１６が検出される。な
お、必ずしも２値化信号に変換する必要はなく、多値、
即ち階調値信号であっても良い。

【００３０】ところで、シェーディング補正１１−１２
および光量分布補正１１−１３ともに、検査する前に、
予め、標準の明かるを有する標準試料をＸＹステージ上
に載せ、該標準試料から得られる明るさをＣＣＤセンサ
１１−４で受光して画像信号を検出し、この画像信号が
所望の明るさになるように、シェーディング補正係数、
および光量分布補正係数を求めておく。これによって、
実際の検査の際、シェーディング補正１１−１２におい
て上記求められたシェーディング補正係数を掛け、光量
分布補正１１−１３において上記求められた光量分布補
正係数を掛けることによって補正することが可能とな
る。

【００３１】図１５には２次元検出装置で検出された２
次元形状検出結果を示す。１２−１は、３次元検出装置
で検出する図１３に示す画素サイズよりも２分の１に細
かくした場合における２値化信号出力１１−１６として
の１画素を示す。１２−２の値は基材１０の検出結果で
あり、値は０すなわち基材部分として検出されている。
１２−６はパターン８、９の表面の検出結果であり、値
は１すなわち配線パターン部分として検出されている。
１２−５はパターン厚さ不足欠陥９−２３の検出結果で
あり、値は１すなわち配線パターン部分として検出され
ている。１２−７は銅のこり欠陥９−２２の検出結果で
あり、値は１すなわち配線パターン部分として検出され
ている。そこで、図１２に示す如く、欠陥判定回路９−
４１において、２値化信号出力１１−１６を、配線パタ
ーン部分を示す基準信号９−４５と比較することによっ
て銅のこり欠陥９−２２を検出することが可能となる。
基準信号９−４５としては、欠陥の存在しないプリント
基板を図１４に示す２次元検出装置におけるＸＹステー
ジ上に載置し、ＣＣＤセンサ１１−４で撮像し、画像処
理装置１１−９から得られる配線パターン部分を示す２
値化信号出力１１−１６を記憶させ、この記憶された２
値化信号出力１１−１６を用いても良い。また基準信号
９−４５としては、プリント基板の設計情報に基づいて
配線パターン部分を示す２値化信号を作成しても良い。

【００３２】ここで、３次元検出結果である図１３と、
２次元検出結果である図１５とを比較すると、パターン
厚さ不足欠陥９−２３は３次元検出装置における画像処
理装置の比較判定回路９−４４内において検出されてお
り、銅のこり欠陥９−２２は２次元検出装置における画
像処理装置９−４０の欠陥判定回路９−４１で検出され
ている。ここで、比較判定回路９−４４内において、３
次元検出結果９−１１である図１３を例えばしきい値６
で２値化（値６以上は正常な厚さとする）し、値６未満
の画素を値１として白で示し、値６以上の画素を値０と
してハッチングで示すと、図１６に示す３次元形状検出
結果の２値化画像１６−４となる。また、２次元検出結
果である図１５に示す２次元形状検出結果の画像におい
て、値０の画素を白で示し、値１の画素をハッチングで
示すと、図１６に示す２次元形状検出結果１６−３とな
る。ここで、３次元形状検出結果（高さ画像出力）１６
−４における画素サイズ１６−２は、２次元形状検出結
果（２値化信号出力）１６−３における画素サイズ１６
−１の２倍であるので、１６−３における４画素１６−
５を１画素１６−６に丸めて、１６−４の画素の値と比
較する。画像処理装置９−４０における丸め処理回路９
−４３において、２×２画素１６−５を１画素１６−６
に丸める処理をすることによって配線パターン部分を示
す２次元の２値化信号１６−７が得られる。この際、丸
める４画素の内、全ての画素が値１であれば丸めた結果
を値１とし、１画素でも値０の画素があれば丸めた結果
も値０とする。丸めた結果を１６−７に示す。そこで、
比較判定回路９−４４において、配線パターン部分を示
す２次元の２値化信号１６−７と３次元形状検出結果を
示す２次元の２値化信号１６−４とにおいて各画素ごと
に比較して例えば論理をとれば、１６−８に示すよう
に、パターン厚さ不足欠陥９−２３が検出できる。ま
た、パターン厚さ不足欠陥９−２３の位置と銅のこり欠
陥９−２２の位置をまとめて、画像処理装置９−４０に
接続されたディスプレイ等の表示手段に表示、あるいは
画像処理装置９−４０に接続されたディスプレイ等の表
示手段も含めて出力手段（記録媒体やネットワークも含
む）に欠陥座標として出力することができる。

【００３３】以上説明した本発明に係る実施の形態によ
れば、プリント基板等の回路基板の配線パターンを検査
し、検出した欠陥を修正すれば、信頼性の高いプリント
基板を、短時間で、安価に製造することができる。ま
た、以上説明した実施の形態では、被検出対象物として
プリント基板を挙げたが、被検出対象物として３次元形
状検出を必要とする物体であればよく、蛍光を発する電
気回路パターン、微細加工部品などに適用することもで
きる。即ち、図１７には、被検出対象物として、グリー
ンシート等の基板１７１に穿設されたスルーホール１７
２への銅などの導電ペースト１７３の充填状態の検査を
示す。１７４はスルーホールに対して正常に導電ペース
トが充填された状態を示し、１７５はスルーホールに対
して導電ペーストが不足して充填された状態を示し、１
７６はスルーホールに対して導電ペーストが充填抜けの
状態を示し、１７７はスルーホールに対して導電ペース
トが過剰に充填された状態を示す。また、図１８（ａ）
（ｂ）には、被検出対象物として、プリント基板におけ
るフォトビアホールのレジスト残渣の検査を示す。図１
８（ａ）はその斜視図、図１８（ｂ）はその断面図であ
る。１８１は基材、１８２は基材１８１上に形成された
配線パターンを形成する銅等の導体層、１８３は導体層
１８２上に形成され、エッチングパターンを形成した感
光性レジスト層である。１８４は、レジスト残渣を示
す。

【００３４】被検出対象物としては、この他薄膜磁気ヘ
ッドにおけるレールの形状検査等がある。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、被検出対象物上の特定
個所に存在する立体形状パターンの３次元形状を高速に
高精度で検査することができる効果を奏する。また本発
明によれば、プリント基板等の基板上のパターンの厚さ
不足による欠陥を高速に、且つ高精度に検出して検査す
ることができる効果を奏する。

【００３６】また本発明によれば、プリント基板等の基
板上のパターンの厚さ不足による欠陥と、ほとんど厚さ
の無い微細な異物欠陥との両方を高速に、且つ高精度に
検出して検査することができる効果を奏する。また本発
明によれば、高品質で、且つ低コストのプリント基板等
の基板を製造することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る３次元形状検出装置の第１の実施
の形態を示す構成図である。

【図２】本発明に係る２次元形状検出および３次元形状
検出の処理フローを示す図である。

【図３】本発明に係る３次元形状検出を共焦点検出に基
づく検出光の光強度分布から行う実施の形態を説明する
ための図で、正常な配線パターンから得られる検出光の
光強度分布を示す図である。

【図４】本発明に係る３次元形状検出を共焦点検出に基
づく検出光の光強度分布から行う実施の形態を説明する
ための図で、欠け欠陥が存在する配線パターンから得ら
れる検出光の光強度分布を示す図である。

【図５】本発明に係る３次元形状検出装置の第２の実施
の形態を示す構成図である。

【図６】標準試料の一例を示す斜視図である。

【図７】標準試料にテクスチャが投影された状態を示す
斜視図である。

【図８】投影マスクに形成されたテクスチャを示す図で
ある。

【図９】本発明に係る３次元形状検出をＳＦＤ検出に基
づいて行う場合を説明するための図である。

【図１０】本発明に係る３次元形状検出をＳＦＤ検出に
基づいて行う場合において、縞模様のテクスチャを使用
した実施の形態を示す図である。

【図１１】本発明に係る３次元形状検出をＳＦＤ検出に
基づいて行う場合において、照明光軸と検出光軸を直交
させた場合の実施の形態を示す図である。

【図１２】本発明に係るＳＦＦ検出による３次元形状検
出装置の一実施の形態を示す構成図である。

【図１３】図１２に示す３次元形状検出装置によって検
出される高さ画像（３次元形状検出画像）を示す図であ
る。

【図１４】本発明に係る反射光検出による２次元形状検
出装置の一実施の形態を示す構成図である。

【図１５】図１４に示す２次元形状検出装置によって検
出される２次元形状検出画像を示す図である。

【図１６】２次元検出結果における画素サイズを３次元
検出結果に合わせ込む処理について説明するための図で
ある。

【図１７】被検査対象物としてのグリーンシート等の基
板に穿設されたスルーホールへの導電ペースト充填状態
の検査を示す図である。

【図１８】被検査対象物としてのプリント基板における
フォトビアホールのレジスト残渣の検査を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…ハロゲンランプ、 ２…ファイバ、 ５…ミラー、
６…レンズ、 ８…配線パターン上の欠陥、 ９…配
線パターン、 １０…基材、 １１…プリント基板、
１２…ダイクロイックミラー、 １３…レンズ、 １５
ａ…センサ、１５ｂ、１５ｂ’…ＣＣＤセンサ、 １７
…レンズ、 １８…蛍光フィルタ、１９…ＣＣＤセン
サ、 ２０…励起フィルタ、 ２１ａ…絞り、 ２１
ｂ、２１ｃ…投影マスク、２３…焦点、 ２６…ステー
ジ、 ２７…駆動系、 ２８ａ、２８ｂ…フィルタ、
２９…制御装置、 ３０、３３…変位量検出手段、 ３
１…計算機、 ３２…上下駆動機構、 ３５…ＣＰＵ、
３６…メモリ、 ３７…メモリ、 ９−１…レンズ、
９−２…第１のセンサ、 ９−３…第２のセンサ、９
−４…第３のセンサ、 ９−８…第１のセンサの出力、
９−９…第２のセンサの出力、 ９−１０…第３のセ
ンサの出力、 ９−１１…画像処理装置、９−１２…２
次微分演算器、 ９−１３…２次微分演算器、 ９−１
４…２次微分演算器、 ９−１８…高さ演算器、 ９−
１９…高さ画像出力、 ９−２２…銅のこり欠陥、 ９
−２３…パターン厚さ不足欠陥、 ９−４０…画像処理
装置、 ９−４１…欠陥判定回路、 ９−４２…遅延記
憶回路、 ９−４３…丸め処理回路、 ９−４４…比較
判定回路、 １１ー１…レンズ、 １１−２…ハーフミ
ラー、 １１−３…ＮＤフィルタ、 １１−４…ＣＣＤ
センサ、 １１−９…画像処理装置、 １１−１０…前
処理装置、 １１−１４…２値化回路、 １１−１５…
画像データ、 １１−１６…２次元形状出力、 １６−
３…２次元形状検出結果、 １６−４…３次元検出結果
の２値化画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野本 峰生 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検出対象物の２次元光学像を撮像して２
   次元画像信号を検出し、この検出された２次元画像信号
   に基づいて被検出対象物に対して３次元形状検出領域を
   選定する３次元形状検出領域選定工程と、前記被検出対
   象物の高さに応じた光学像を撮像して画像信号を検出
   し、この検出された画像信号に対して前記選定された３
   次元形状検出領域について所望の２次元の画素サイズで
   高さ情報を抽出することによって３次元形状を算出して
   判定する３次元形状判定工程とを有することを特徴とす
   る３次元形状検出方法。
2. 【請求項２】被検出対象物から発する蛍光による２次元
   光学像を撮像して２次元画像信号を検出し、この検出さ
   れた２次元画像信号に基づいて被検出対象物に対して３
   次元形状検出領域を選定する３次元形状検出領域選定工
   程と、前記被検出対象物からの反射光による高さに応じ
   た光学像を撮像して画像信号を検出し、この検出された
   画像信号に対して前記選定された３次元形状検出領域に
   ついて所望の２次元の画素サイズで高さ情報を抽出する
   ことによって３次元形状を算出して判定する３次元形状
   判定工程とを有することを特徴とする３次元形状検出方
   法。
3. 【請求項３】被検出対象物の２次元光学像を撮像して２
   次元画像信号を検出し、この検出された２次元画像信号
   に基づいて被検出対象物に対して高精度な３次元形状検
   出領域と低精度な３次元形状検出領域とに分けて選定す
   る３次元形状検出領域選定工程と、前記被検出対象物の
   高さに応じた光学像を撮像して画像信号を検出し、この
   検出された画像信号に対して前記選定された高精度な３
   次元形状検出領域について所望の２次元の画素サイズで
   高精度な高さ情報を抽出し、更に前記検出された画像信
   号に対して前記選定された低精度な３次元形状検出領域
   について所望の２次元の画素サイズで低精度な高さ情報
   を抽出することによって３次元形状を算出して判定する
   ３次元形状判定工程とを有することを特徴とする３次元
   形状検出方法。
4. 【請求項４】被検出対象物から発する蛍光による２次元
   光学像を撮像して２次元画像信号を検出し、この検出さ
   れた２次元画像信号に基づいて被検出対象物に対して高
   精度な３次元形状検出領域と低精度な３次元形状検出領
   域とに分けて選定する３次元形状検出領域選定工程と、
   前記被検出対象物の高さに応じた光学像を撮像して画像
   信号を検出し、この検出された画像信号に対して前記選
   定された高精度な３次元形状検出領域について所望の２
   次元の画素サイズで高精度な高さ情報を抽出し、更に前
   記検出された画像信号に対して前記選定された低精度な
   ３次元形状検出領域について所望の２次元の画素サイズ
   で低精度な高さ情報を抽出することによって３次元形状
   を算出して判定する３次元形状判定工程とを有すること
   を特徴とする３次元形状検出方法。
5. 【請求項５】被検査対象物の２次元光学像を撮像して２
   次元画像信号を検出し、この検出された２次元画像信号
   に基づいて被検査対象物上に形成されたパターンに対し
   て３次元形状検出領域を選定する３次元形状検出領域選
   定工程と、前記被検査対象物上からの反射光による高さ
   に応じた光学像を撮像して画像信号を検出し、この検出
   された画像信号に対して前記選定された３次元形状検出
   領域について所望の２次元の画素サイズで高さ情報を抽
   出することによって前記パターンについての３次元形状
   を算出して欠陥の存否を判定する３次元形状判定工程と
   を有することを特徴とするパターンの欠陥検出方法。
6. 【請求項６】被検査対象物の基材から発する蛍光による
   ２次元光学像を撮像して２次元画像信号を検出し、この
   検出された２次元画像信号に基づいて被検査対象物上に
   形成されたパターンに対して３次元形状検出領域を選定
   する３次元形状検出領域選定工程と、前記被検査対象物
   上からの反射光による高さに応じた光学像を撮像して画
   像信号を検出し、この検出された画像信号に対して前記
   選定された３次元形状検出領域について所望の２次元の
   画素サイズで高さ情報を抽出することによって前記パタ
   ーンについての３次元形状を算出して欠陥の存否を判定
   する３次元形状判定工程とを有することを特徴とするパ
   ターンの欠陥検出方法。
7. 【請求項７】請求項５または６記載のパターンの欠陥検
   出方法において、３次元形状判定工程における所望の２
   次元の画素サイズを、３次元形状検出領域選定工程にお
   ける２次元画像信号の画素サイズの整数倍あるいは整数
   分の１に設定することを特徴とするパターンの欠陥検出
   方法。
8. 【請求項８】被検査対象物の２次元光学像を撮像して２
   次元画像信号を検出する２次元画像信号検出工程と、該
   ２次元画像信号検出工程で検出された２次元画像信号に
   基いて被検査対象物上の２次元欠陥を検出する２次元欠
   陥検出工程と、前記２次元画像信号検出工程で検出され
   た２次元画像信号に基づいて被検査対象物上に形成され
   たパターンに対して３次元形状検出領域を選定する３次
   元形状検出領域選定工程と、前記被検査対象物上からの
   反射光による高さに応じた光学像を撮像して画像信号を
   検出し、この検出された画像信号に対して前記選定され
   た３次元形状検出領域について所望の２次元の画素サイ
   ズで高さ情報を抽出することによって前記パターンにつ
   いての３次元形状を算出して欠陥の存否を判定する３次
   元形状判定工程とを有することを特徴とするパターンの
   欠陥検出方法。
9. 【請求項９】被検査対象物の基材から発する蛍光による
   ２次元光学像を撮像して２次元画像信号を検出する２次
   元画像信号検出工程と、該２次元画像信号検出工程で検
   出された２次元画像信号に基づいて被検査対象物上の２
   次元欠陥を検出する２次元欠陥検出工程と、前記２次元
   画像信号検出工程で検出された２次元画像信号に基づい
   て被検査対象物上に形成されたパターンに対して３次元
   形状検出領域を選定する３次元形状検出領域選定工程
   と、前記被検査対象物上からの反射光による高さに応じ
   た光学像を撮像して画像信号を検出し、この検出された
   画像信号に対して前記選定された３次元形状検出領域に
   ついて所望の２次元の画素サイズで高さ情報を抽出する
   ことによって前記パターンについての３次元形状を算出
   して欠陥の存否を判定する３次元形状判定工程とを有す
   ることを特徴とするパターンの欠陥検出方法。
10. 【請求項１０】請求項８または９記載のパターンの欠陥
    検出方法において、３次元形状判定工程における所望の
    ２次元の画素サイズを、２次元画像信号検出工程におけ
    る２次元画像信号の画素サイズの整数倍あるいは整数分
    の１に設定することを特徴とするパターンの欠陥検出方
    法。
11. 【請求項１１】被検査対象物の２次元光学像を撮像して
    ２次元画像信号を検出し、該検出された２次元画像信号
    に基づいて被検査対象物上に形成されたパターンの領域
    を認識するパターン領域認識工程と、前記被検査対象物
    上からの反射光による高さに応じた光学像を撮像して画
    像信号を検出し、この検出された画像信号に対して所望
    の２次元の画素サイズで高さ情報を抽出して３次元形状
    を算出する３次元形状算出工程と、前記パターン領域認
    識工程で認識されたパターンの領域における前記３次元
    形状算出工程で算出された３次元形状に基づいて前記パ
    ターンにおける欠陥の存否を判定する欠陥判定工程とを
    有することを特徴とするパターンの欠陥検出方法。
12. 【請求項１２】被検査対象物の基材から発する蛍光によ
    る２次元光学像を撮像して２次元画像信号を検出し、該
    検出された２次元画像信号に基づいて被検査対象物上に
    形成されたパターンの領域を認識するパターン領域認識
    工程と、前記被検査対象物上からの反射光による高さに
    応じた光学像を撮像して画像信号を検出し、この検出さ
    れた画像信号に対して所望の２次元の画素サイズで高さ
    情報を抽出して３次元形状を算出する３次元形状算出工
    程と、前記パターン領域認識工程で認識されたパターン
    の領域における前記３次元形状算出工程で算出された３
    次元形状に基づいて前記パターンにおける欠陥の存否を
    判定する欠陥判定工程とを有することを特徴とするパタ
    ーンの欠陥検出方法。
13. 【請求項１３】基板の２次元光学像を撮像して２次元画
    像信号を検出し、この検出された２次元画像信号に基づ
    いて基板上に形成されたパターンに対して３次元形状検
    出領域を選定する３次元形状検出領域選定工程と、前記
    基板上からの反射光による高さに応じた光学像を撮像し
    て画像信号を検出し、この検出された画像信号に対して
    前記選定された３次元形状検出領域について所望の２次
    元の画素サイズで高さ情報を抽出することによって前記
    パターンについての３次元形状を算出して欠陥の存否を
    判定する３次元形状判定工程とを有し、該３次元形状判
    定工程で得られる欠陥の存否に基づいて基板を製造する
    ことを特徴とする基板の製造方法。
14. 【請求項１４】基板の基材から発する蛍光による２次元
    光学像を撮像して２次元画像信号を検出し、この検出さ
    れた２次元画像信号に基づいて基板上に形成されたパタ
    ーンに対して３次元形状検出領域を選定する３次元形状
    検出領域選定工程と、前記基板上からの反射光による高
    さに応じた光学像を撮像して画像信号を検出し、この検
    出された画像信号に対して前記選定された３次元形状検
    出領域について所望の２次元の画素サイズで高さ情報を
    抽出することによって前記パターンについての３次元形
    状を算出して欠陥の存否を判定する３次元形状判定工程
    とを有し、該３次元形状判定工程で得られる欠陥の存否
    に基づいて基板を製造することを特徴とする基板の製造
    方法。
15. 【請求項１５】基板の２次元光学像を撮像して２次元画
    像信号を検出し、該検出された２次元画像信号に基づい
    て基板上に形成されたパターンの領域を認識するパター
    ン領域認識工程と、前記基板上からの反射光による高さ
    に応じた光学像を撮像して画像信号を検出し、この検出
    された画像信号に対して所望の２次元の画素サイズで高
    さ情報を抽出して３次元形状を算出する３次元形状算出
    工程と、前記パターン領域認識工程で認識されたパター
    ンの領域における前記３次元形状算出工程で算出された
    ３次元形状に基づいて前記パターンにおける欠陥の存否
    を判定する欠陥判定工程とを有し、該欠陥判定工程で得
    られる欠陥の存否に基づいて基板を製造することを特徴
    とする基板の製造方法。
16. 【請求項１６】基板の基材から発する蛍光による２次元
    光学像を撮像して２次元画像信号を検出し、該検出され
    た２次元画像信号に基づいて基板上に形成されたパター
    ンの領域を認識するパターン領域認識工程と、前記基板
    上からの反射光による高さに応じた光学像を撮像して画
    像信号を検出し、この検出された画像信号に対して所望
    の２次元の画素サイズで高さ情報を抽出して３次元形状
    を算出する３次元形状算出工程と、前記パターン領域認
    識工程で認識されたパターンの領域における前記３次元
    形状算出工程で算出された３次元形状に基づいて前記パ
    ターンにおける欠陥の存否を判定する欠陥判定工程とを
    有し、該欠陥判定工程で得られる欠陥の存否に基づいて
    基板を製造することを特徴とする基板の製造方法。
17. 【請求項１７】被検出対象物の２次元光学像を撮像して
    ２次元画像信号を検出する２次元画像検出光学系と、前
    記被検出対象物の高さに応じた光学像を撮像して画像信
    号を検出する高さに応じた光学像検出光学系と、前記２
    次元画像検出光学系で検出された２次元画像信号に基づ
    いて被検出対象物に対して３次元形状検出領域を選定
    し、前記高さに応じた光学像検出光学系から検出された
    画像信号に対して前記選定された３次元形状検出領域に
    ついて所望の２次元の画素サイズで高さ情報を抽出する
    ことによって３次元形状を算出する３次元形状算出手段
    とを備えたことを特徴とする３次元形状検出装置。
18. 【請求項１８】被検出対象物から発する蛍光による２次
    元光学像を撮像して２次元画像信号を検出する２次元蛍
    光画像検出光学系と、前記被検出対象物の高さに応じた
    光学像を撮像して画像信号を検出する高さに応じた光学
    像検出光学系と、前記２次元蛍光画像検出光学系で検出
    された２次元画像信号に基づいて被検出対象物に対して
    ３次元形状検出領域を選定し、前記高さに応じた光学像
    検出光学系から検出された画像信号に対して前記選定さ
    れた３次元形状検出領域について所望の２次元の画素サ
    イズで高さ情報を抽出することによって３次元形状を算
    出する３次元形状算出手段とを備えたことを特徴とする
    ３次元形状検出装置。
19. 【請求項１９】被検出対象物の２次元光学像を撮像して
    ２次元画像信号を検出する２次元画像検出光学系と、前
    記被検出対象物の高さに応じた光学像を撮像して画像信
    号を検出する高さに応じた光学像検出光学系と、前記２
    次元画像検出光学系で検出された２次元画像信号に基づ
    いて被検出対象物上に形成されたパターンの領域を認識
    し、前記高さに応じた光学像検出光学系から検出された
    画像信号に対して所望の２次元の画素サイズで高さ情報
    を抽出して３次元形状を算出し、前記パターン領域認識
    工程で認識されたパターンの領域における前記算出され
    た３次元形状に基づいて前記パターンにおける欠陥の存
    否を判定する画像処理手段とを備えたことを特徴とする
    パターンの欠陥検出装置。
20. 【請求項２０】被検出対象物の基材から発する蛍光によ
    る２次元光学像を撮像して２次元画像信号を検出する２
    次元画像検出光学系と、前記被検出対象物の高さに応じ
    た光学像を撮像して画像信号を検出する高さに応じた光
    学像検出光学系と、前記２次元画像検出光学系で検出さ
    れた２次元画像信号に基づいて被検出対象物上に形成さ
    れたパターンの領域を認識し、前記高さに応じた光学像
    検出光学系から検出された画像信号に対して所望の２次
    元の画素サイズで高さ情報を抽出して３次元形状を算出
    し、前記パターン領域認識工程で認識されたパターンの
    領域における前記算出された３次元形状に基づいて前記
    パターンにおける欠陥の存否を判定する画像処理手段と
    を備えたことを特徴とするパターンの欠陥検出装置。