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JP2802845B2 - Face plate foreign matter inspection device - Google Patents
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JP2802845B2 - Face plate foreign matter inspection device - Google Patents

Face plate foreign matter inspection device

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JP2802845B2
JP2802845B2 JP27891891A JP27891891A JP2802845B2 JP 2802845 B2 JP2802845 B2 JP 2802845B2 JP 27891891 A JP27891891 A JP 27891891A JP 27891891 A JP27891891 A JP 27891891A JP 2802845 B2 JP2802845 B2 JP 2802845B2
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face plate
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height position
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、面板に付着した異物
の検査装置に関し、詳しくは被検査の面板として配線パ
ターンが未形成のプリント基板の基材と、これに対する
マスク板の双方を対象とし、異物検出光学系に対する面
板の位置合わせとノイズ除去方法などに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for inspecting foreign substances adhering to a face plate, and more particularly to a printed board base material on which a wiring pattern is not formed as a face plate to be inspected and a mask plate for the same. The present invention relates to a method of aligning a face plate with a foreign object detection optical system and a method of removing noise.

【0002】[0002]

【従来の技術】大型電子計算機に使用される多層プリン
ト基板は、銅箔張りの樹脂ベースを素材とし、銅箔に対
してマスク板より配線パターンを投影複写して各層のプ
リント基板が製作され、これらを多数積層して多層化さ
れている。図5はプリント基板の製造過程を説明するも
ので、(a) に示す1は配線パターンが未形成の基材と
し、その断面は樹脂ベース1a の表面に銅箔1b が蒸着
され、投影複写のためにレジスト剤1c が塗布される。
さらにこれを保護するためにマイラーの薄膜1d が展張
されている。(b) はマスク板2を示し、ガラス板2aの
表面にエマルジョン塩化銀の感光層(以下単にエマルジ
ョン層という)2b が塗布され、これに対して別途に投
影露光を行い、感光した部分が黒色化されて配線パター
ン2c が形成されている。この場合、感光によりエマル
ジョン層2b の厚さは変化せず焼き付け前と同様に平坦
である。(c) において、マスク板2に基材1を密着して
マスク板側より照射光を照射すると、配線パターン2c
に対応したレジスト剤1c の部分が感光し、これを現像
およびエッチング処理して配線パターンが銅箔1b に転
写される。なお、マイラー薄膜1d とレジスト剤1c は
いずれも透明であり、銅箔1b の表面はいわゆる梨地の
粗面で光を乱反射する性質がある。
2. Description of the Related Art A multilayer printed circuit board used for a large-sized computer is made of a resin base of copper foil, and a wiring pattern is projected and copied from a mask plate to the copper foil to produce printed circuit boards of each layer. Many of these are laminated to form a multilayer. 5A and 5B illustrate a manufacturing process of a printed circuit board. In FIG. 5A, reference numeral 1 denotes a substrate on which a wiring pattern is not formed, and a cross section of the substrate is formed by depositing a copper foil 1b on the surface of a resin base 1a. For this purpose, a resist material 1c is applied.
To further protect this, a Mylar thin film 1d is spread. (b) shows a mask plate 2, in which a photosensitive layer 2b of emulsion silver chloride (hereinafter simply referred to as an emulsion layer) 2b is applied to the surface of a glass plate 2a, and projection exposure is separately performed on the photosensitive layer. Thus, a wiring pattern 2c is formed. In this case, the thickness of the emulsion layer 2b does not change due to the light exposure, and the emulsion layer 2b is flat as before the printing. In (c), when the substrate 1 is brought into close contact with the mask plate 2 and irradiation light is irradiated from the mask plate side, the wiring pattern 2c
The portion of the resist material 1c corresponding to the above is exposed to light and developed and etched to transfer the wiring pattern to the copper foil 1b. The mylar thin film 1d and the resist agent 1c are both transparent, and the surface of the copper foil 1b has the property of irregularly reflecting light on a so-called satin rough surface.

【0003】さて、基材1またはマスク板2に異物が付
着していると、銅箔に転写された配線パターンが不良と
なり、また、図5(d) に示すように基材1が湾曲して両
者の間にギャップを生じ、露光された配線パターンにボ
ケを生じてやはり不良となる。さらに、異物がマスク板
2に付着した場合、または基材に付着した異物がマスク
板に転移した場合はこれより転写されるすべての配線パ
ターンが不良となるので最悪である。この場合、異物の
高さが高いほど焦点ボケと異物の転移が起こり易いの
で、高さを観点とする異物検出光学系が必要である。こ
れに対して高さを観点とする異物検出光学系が、この発
明の発明者により考案され、「平第2-262849号、異物検
出光学系」および「平第2-262850号、異物検出光学系の
ノイズ除去方法」がそれぞれ特許出願されている。
If foreign matter adheres to the base material 1 or the mask plate 2, the wiring pattern transferred to the copper foil becomes defective, and the base material 1 is bent as shown in FIG. As a result, a gap is generated between the two, and the exposed wiring pattern is blurred, which is also defective. Further, when foreign matter adheres to the mask plate 2 or foreign matter adhered to the base material is transferred to the mask plate, all the wiring patterns transferred therefrom become defective, which is the worst. In this case, the higher the height of the foreign matter, the more easily the defocusing and the transfer of the foreign matter occur. Therefore, a foreign matter detection optical system in view of the height is required. On the other hand, a foreign matter detection optical system in terms of height has been devised by the inventor of the present invention, "No. 2-62849, Foreign matter detection optical system" and "No. A system noise elimination method has been applied for a patent.

【0004】図6により上記の特許出願にかかる異物検
出光学系4の概要を説明する。(a)において、基材1ま
たはマスク板2(以下面板1または2とする)を図示し
ないXY移動機構の載置台に載置し、その高さを基準高
さ位置に設定する。これに対して異物検出光学系4の投
光器41によりレーザビームLT を低角度θ0 で照射し、
X方向に移動して走査する。R0 は面板の基準高さ位置
に対応した基準照射位置を示す。面板1または2に異物
pが付着していると、(b) に示すように異物pが散乱光
P を発生し、集光レンズ42により集光されて異物検出
器43に受光される。異物散乱光SP の強度Vはレーザビ
ームLT の照射角度θに対する異物pのX方向の位置に
より変化し、(b) の曲線が示すように、(イ) の位置で立
ち上がって(ロ) (基準照射位置R0 )で立ち下がり、そ
の散乱範囲はXL である。散乱光SP の強度Vと散乱範
囲XL は異物pの高さが高いほど大きい。異物検出器43
の受光素子431 により散乱光SP の光量を蓄積すると、
蓄積量はV×XL に比例し、これを示す検出信号により
異物pとその高さが検出される。なお、(b) における基
準照射位置R0 は、受光系の光軸Cが面板と交わった点
(または線)であり、レーザビーム照射Cの反対側にお
いてもレーザビームの正反射光LRにより上記と同様に
散乱光SP が発生し、両者により受光光量の蓄積量が倍
加される。次に、図7により上記の特許出願にかかるノ
イズ除去方法の概要を説明する。(a) において、レーザ
ビームLT は異物pの有無に無関係に基準照射位置R0
に対してつねに照射される。面板1または2の表面は平
滑ではあるがいくらかは乱反射するので、照射位置R0
における表面散乱光Ss が光軸Cを中心として異物検出
器43に受光され、これが蓄積されてかなり大きいノイズ
となる。これに対して、(b) に示すように光軸上に遮光
板44を設けて表面散乱光Ss が除去される。
The outline of the foreign matter detecting optical system 4 according to the above patent application will be described with reference to FIG. In (a), a substrate 1 or a mask plate 2 (hereinafter referred to as a face plate 1 or 2) is mounted on a mounting table of an XY moving mechanism (not shown), and its height is set to a reference height position. The laser beam L T irradiated at low angles theta 0 by projector 41 of the foreign material detecting optical system 4 with respect to this,
Scan by moving in the X direction. R 0 indicates a reference irradiation position corresponding to the reference height position of the face plate. When foreign material p is adhered to the face plate 1 or 2, foreign material p as shown in (b) to generate scattered light S P, it is received is condensed by the condenser lens 42 to the foreign object detector 43. Intensity of foreign matters scattered light S P V varies with position in the X direction of the foreign matter p with respect to the irradiation angle θ of the laser beam L T, as shown by the curve of (b), rises at the position of (a) (ii) falls at (reference irradiation position R 0), the scattering range is X L. Intensity V and scattering range X L of the scattered light S P is greater the higher the height of the foreign object p. Foreign object detector 43
When storing light intensity of the scattered light S P by the light receiving element 431,
Accumulation is proportional to V × X L, the foreign matter p and its height is detected by the detection signal indicating this. Note that the reference irradiation position R 0 in (b) is a point (or line) where the optical axis C of the light receiving system intersects the face plate, and even on the opposite side of the laser beam irradiation C, the laser beam regular reflection light L R In the same manner as described above, the scattered light SP is generated, and the accumulated amount of the received light amount is doubled by both. Next, an outline of the noise removal method according to the above patent application will be described with reference to FIG. (a), the laser beam L T is independently reference irradiation position of the presence of foreign matter p R 0
Irradiation is always performed. Since the surface of the face plate 1 or 2 is smooth but somewhat irregularly reflected, the irradiation position R 0
Surface scattered light S s is received in the foreign object detector 43 around the optical axis C, a fairly large noise which is accumulated in the. In contrast, surface scattered light S s are removed by providing a light shielding plate 44 on the optical axis as shown in (b).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の特許出願にかか
る異物検出光学系4においても、なおいくつか問題点が
ある。これを図8により説明する。第1の問題点は、図
8(a) において、面板1または2が基準の高さ位置にあ
るときレーザビームLT が基準照射位置R0 に正しく照
射される。しかし、なんらかの理由により面板の高さ位
置が変化し、例えば点線の位置に下降したときは、低角
度照射のために照射位置は右側のR1 に移動し、異物検
出器43上での受光位置は異物散乱光SP と表面散乱光S
s とがともに点線のように左側に移動する。この移動に
より異物散乱光SP は一部が遮光板44によりカットされ
て蓄積光量が減少し、一方、表面散乱光Ss は遮光板44
の遮光範囲を外れてそのノイズ除去効果が失われ、両者
により異物検出性能が低下する。これに対して、面板の
高さ位置を検出して基準位置に戻す手段が必要である。
次に第2の問題点は、図8(b) において、検査装置の製
造段階でレーザビームLT が基準照射位置R0 を正しく
照射するように設定されていても、出荷時などの運送や
稼働による経時変化により、レーザビームLT の照射角
度θ0 が点線の方向に変化して角度θ1 となることがあ
る。このために上記と同様に照射位置がR1 に移動して
(a) の場合と同様の問題となる。これに対して、出荷さ
れたユーザーの現場において随時に使用でき、変化した
角度θ1 のまま照射位置をR0 とする簡易な較正方法が
必要とされている。次に第3の問題点は、被検査面板を
プリント基板の基材1とする場合のもので、図8(c) に
おいて、基材1の基準照射位置R0 に照射されたレーザ
ビームLTは透明なマイラー薄膜1d とレジスト剤1c
をともに透過し、銅箔1bの粗面により表面散乱光Ssc
が発生する。この場合、マイラー薄膜とレジスト剤の厚
さδtにより、レーザビームの照射位置はR3 の位置に
移動するので、その表面散乱光Sscは遮光板44の遮光範
囲を外れ、異物検出器43に入力してノイズとなる。これ
に対して有効な遮光板を設けることが必要である。 こ
の発明は、以上の各問題点を解決して信頼性の高い面板
異物検査装置を提供することを目的とするものである。
The foreign matter detecting optical system 4 according to the above patent application still has some problems. This will be described with reference to FIG. The first problem is that in FIG. 8 (a), the laser beam L T is correctly irradiated to the reference irradiation position R 0 when the face plate 1 or 2 is in the height position of the reference. However, the height position of the surface plate is changed for some reason, for example, when lowered to the dotted line position, the irradiation position due to the low angle illumination is moved to the right of the R 1, the light receiving position on the foreign object detector 43 Is the foreign matter scattered light SP and the surface scattered light S
Both s move to the left as shown by the dotted line. Due to this movement, the foreign matter scattered light SP is partially cut by the light shielding plate 44 to reduce the amount of accumulated light, while the surface scattered light S s is reduced by the light shielding plate 44.
Out of the light-shielding range, the noise removal effect is lost, and the both deteriorate the foreign-matter detection performance. On the other hand, a means for detecting the height position of the face plate and returning it to the reference position is required.
Next, the second problem is that in FIG. 8 (b), the even in the manufacturing stage of the inspection apparatus is configured so that the laser beam L T correctly irradiate the reference irradiation position R 0, Ya transportation such as factory due to aging caused by operational, the irradiation angle theta 0 of the laser beam L T may become the angle theta 1 is changed in the direction of the dotted line. The irradiation position in the same manner as described above for moves to R 1
The same problem as (a) occurs. On the other hand, there is a need for a simple calibration method that can be used as needed at the site of the shipped user and sets the irradiation position to R 0 with the changed angle θ 1 . Next, the third problem is that the surface plate to be inspected is used as the substrate 1 of the printed circuit board. In FIG. 8C, the laser beam L T applied to the reference irradiation position R 0 of the substrate 1 is shown in FIG. Is a transparent Mylar thin film 1d and resist 1c
And the surface scattered light S sc due to the rough surface of the copper foil 1b.
Occurs. In this case, the irradiation position of the laser beam moves to the position of R 3 due to the thickness δt of the Mylar thin film and the resist agent, so that the surface scattered light S sc is out of the light shielding range of the light shielding plate 44 and is transmitted to the foreign matter detector 43. Inputting becomes noise. On the other hand, it is necessary to provide an effective light shielding plate. An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a highly reliable face plate foreign matter inspection apparatus.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は上記の各問題
点を解決した面板異物検査装置である。上記の第1の問
題点に対しては、上記の異物検出光学系に対して、上記
面板による上記レーザビームの正反射光を受光し、該受
光位置の変化により、上記基準高さ位置に対する上記面
板の高さ位置の変化量を検出する高さ位置検出部を付加
する。高さ位置検出部の検出信号により異物検出光学系
と高さ検出部とをともに上昇/下降して、面板を基準高
さ位置に位置合わせする上下移動制御部を設けたもので
ある。第2の問題点に対しては、載置台に対して、基準
高さ位置に対応する粗面の基準面を有する較正板を固定
し、異物検出光学系に対して較正光学系を付加する。較
正光学系は、異物検出光学系の受光光軸上に設けられ、
較正板の基準面に照射されたレーザビームの散乱光を分
割するハーフミラー、および分割された散乱光を受光す
る照射位置検出器とにより構成され、レーザビームの照
射角度の変化等により移動した照射位置を照射位置検出
器により検出し、その検出信号による上下移動制御部の
制御により、較正光学系を異物検出光学系および高さ位
置検出部とともに上昇/下降して移動した照射位置を基
準照射位置に戻し、この状態に対して高さ位置検出器の
高さ基準点を較正する。第3の問題点に対しては、被検
査の面板として、プリント基板の基材を対象とし、基材
に対して低角度で照射されたレーザビームの、銅箔の表
面による表面散乱光を遮光する遮光板を異物検出光学系
の異物検出器の直前または異物検出器と共役な位置に設
ける。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a face plate foreign matter inspection apparatus which solves the above-mentioned problems. With respect to the first problem, the specular reflection light of the laser beam by the face plate is received by the face plate with respect to the foreign object detection optical system, and the light receiving position is changed, whereby the reference height position with respect to the reference height position is changed. A height position detection unit for detecting the amount of change in the height position of the face plate is added. A vertical movement control unit is provided which raises / lowers both the foreign object detection optical system and the height detection unit according to the detection signal of the height position detection unit, and positions the face plate at the reference height position. With respect to the second problem, a calibration plate having a rough reference surface corresponding to the reference height position is fixed to the mounting table, and a calibration optical system is added to the foreign object detection optical system. The calibration optical system is provided on the light receiving optical axis of the foreign object detection optical system,
Irradiation that is composed of a half mirror that divides the scattered light of the laser beam applied to the reference surface of the calibration plate, and an irradiation position detector that receives the divided scattered light, and is moved by a change in the irradiation angle of the laser beam. The position is detected by an irradiation position detector, and the vertical position of the calibration optical system is moved up and down together with the foreign object detection optical system and the height position detection unit by the control of the vertical movement control unit based on the detection signal. And the height reference point of the height position detector is calibrated for this state. As for the third problem, the substrate of the printed circuit board is used as the face plate to be inspected, and the laser beam irradiated at a low angle to the substrate shields the surface scattered light by the copper foil surface. The light shielding plate is provided immediately before or at a position conjugate with the foreign matter detector of the foreign matter detection optical system.

【0007】[0007]

【作用】以上の各構成による面板異物検査装置の作用を
問題別に説明する。第1の問題点については、レーザビ
ームの面板による正反射光が高さ位置検出部に受光さ
れ、その受光位置の変化により、基準高さ位置に対する
面板の高さ位置の変化量が検出される。この検出信号に
より上下移動機構を制御して異物検出光学系と高さ位置
検出部とをともに上昇/下降することにより面板が基準
高さ位置に位置合わせされ、レーザビームが基準照射位
置に対して正しく照射される。なお、通常では面板の高
さ変化量の検出には別途に照明光源とこれに対する検出
器が使用されるが、この発明においては検査用のレーザ
ビームを共用するので構成が簡略化できる利点がある。
第2の問題点については、較正板の基準面に照射された
レーザビームは散乱し、この散乱光はハーフミラーによ
り分割されて照射位置検出器に受光される。照射角度の
変化等により移動した照射位置の移動量が照射位置検出
器により検出され、その検出信号による上下移動制御部
の制御により、異物検出光学系と高さ位置検出器および
較正光学系とをともに上昇/下降することにより、照射
位置が基準照射位置に戻され、この状態に対して高さ位
置検出器の高さ基準点を較正する。較正された高さ基準
点を基準とし、被検査の面板が基準高さ位置に位置合わ
せされてレーザビームが基準照射位置に対して正しく照
射される。なお、この較正は変化した照射角度θ1 のま
ま行われるので、作業が容易であり、ユーザーの現場に
おいて随時に行うことができるものである。第3の問題
点については、プリント基板の基材に対して低角度で照
射されたレーザビームは、透明なマイラー薄膜およびレ
ジスト剤を透過して銅箔の表面の粗面により乱反射され
る。この場合、マイラー薄膜とレジスト剤の厚さのため
に、銅箔の表面における照射位置は基準照射位置より移
動するので、移動した照射位置に対応した遮光範囲を有
する遮光板によりノイズが除去される。
The operation of the face plate foreign matter inspection apparatus having the above-described configuration will be described for each problem. Regarding the first problem, the specularly reflected light of the laser beam from the face plate is received by the height position detector, and the change in the light receiving position detects the amount of change in the height position of the face plate with respect to the reference height position. . The vertical movement mechanism is controlled by the detection signal to raise / lower both the foreign object detection optical system and the height position detection unit, whereby the face plate is aligned with the reference height position, and the laser beam is moved with respect to the reference irradiation position. Irradiated correctly. Normally, an illumination light source and a detector for the illumination light source are separately used for detecting the height change amount of the face plate. However, in the present invention, since the inspection laser beam is shared, there is an advantage that the configuration can be simplified. .
Regarding the second problem, the laser beam applied to the reference surface of the calibration plate is scattered, and the scattered light is split by the half mirror and received by the irradiation position detector. The amount of movement of the irradiation position moved by the change of the irradiation angle is detected by the irradiation position detector, and the foreign matter detection optical system and the height position detector and the calibration optical system are controlled by the vertical movement control unit based on the detection signal. By raising / lowering both, the irradiation position is returned to the reference irradiation position, and the height reference point of the height position detector is calibrated for this state. With the calibrated height reference point as a reference, the face plate to be inspected is aligned with the reference height position, and the laser beam is correctly irradiated on the reference irradiation position. Since the calibration is performed while the irradiation angle theta 1 which change is easy to work, but can be performed at any time at the user site. As for the third problem, the laser beam irradiated at a low angle to the substrate of the printed circuit board is transmitted through the transparent Mylar thin film and the resist agent and is irregularly reflected by the rough surface of the copper foil. In this case, because of the thickness of the Mylar thin film and the thickness of the resist agent, the irradiation position on the surface of the copper foil moves from the reference irradiation position, so that noise is removed by the light shielding plate having a light shielding range corresponding to the moved irradiation position. .

【0008】[0008]

【実施例】図1は請求項1および請求項2に対する一実
施例を、図2および図3は図1に対する動作説明図を、
図4は請求項3に対する一実施例をそれぞれ示す。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment according to the first and second aspects of the present invention, and FIGS.
FIG. 4 shows an embodiment of the present invention.

【0009】図1(a) において、異物検査装置は前記し
た図6(a)のものと原理的にほぼ同一の異物検出光学系
4と、載置台5および載置台をXまたはY方向に移動す
るXY移動機構(図示省略)とを具備し、位置制御回路
61とZ移動機構62よりなる上下移動制御部6が設けられ
る。なお、図5(a) と同一要素は同一符号とする。ま
ず、前記の第1の問題点に対する構成として、異物検出
光学系4に対して、レーザビームLT の正反射光LR
受光する結像レンズ71と高さ位置検出器72よりなる高さ
位置検出部7を付加する。また、第2の問題点に対し
て、スリガラスなどの表面が粗面の較正板8を載置台5
に固定し、その表面を面板の基準高さ位置に対応する基
準面とする。異物検出光学系4の光路中に、基準面に照
射されたレーザビームLT の散乱光を受光する、ハーフ
ミラー91と照射位置検出器92よりなる較正光学系9を付
加する。高さ位置検出器72と照射位置検出器92はライン
センサを使用し、それぞれを位置制御回路61に接続す
る。以下においては、異物検出光学系4と高さ位置検出
部7および較正光学系9を一括して光学系10とし、光
学系10は位置制御回路61に制御されたZ移動機構62に
より上昇/下降する。ところで、ここでの異物検出光学
系4の集光経路は、X,Y方向で異なっている。図1
(b) に示すX方向では、面板1,2の表面を集光レンズ
42で遮光板44に集光後、円筒レンズ45で再度、異物検出
器43上に集光する。図1(c) に示すY方向では、面板
1,2の表面で発生する散乱光を集光レンズ42と円筒レ
ンズ46で異物検出器43上に集光する構成となっている。
In FIG. 1 (a), a foreign matter detecting device moves the mounting table 5 and the mounting table 5 in the X or Y direction, and a foreign substance detecting optical system 4 which is substantially the same as the one shown in FIG. 6 (a) in principle. And an XY moving mechanism (not shown).
An up / down movement control unit 6 including a 61 and a Z movement mechanism 62 is provided. Note that the same elements as those in FIG. First, a configuration for the first problem of the height with respect to the foreign matter detection optical system 4, consisting of a laser beam focusing lens 71 and the height position detector 72 that receives the specularly reflected light L R of L T A position detector 7 is added. In order to solve the second problem, a calibration plate 8 such as a ground glass having a rough surface is mounted on the mounting table 5.
, And its surface is used as a reference surface corresponding to the reference height position of the face plate. The optical path of the foreign object detecting optical system 4, receiving scattered light of the laser beam L T irradiated to the reference plane, adding a calibration optical system 9 in which the half mirror 91 made of the irradiation position detector 92. The height position detector 72 and the irradiation position detector 92 use a line sensor and are connected to the position control circuit 61, respectively. In the following, the foreign matter detecting optical system 4, the height position detecting unit 7, and the calibration optical system 9 are collectively referred to as an optical system 10, and the optical system 10 is moved up / down by a Z moving mechanism 62 controlled by a position control circuit 61. I do. By the way, the light condensing path of the foreign substance detection optical system 4 here is different in the X and Y directions. FIG.
(b) In the X direction shown in FIG.
After being condensed on the light shielding plate 44 at 42, the light is condensed again on the foreign substance detector 43 by the cylindrical lens 45. In the Y direction shown in FIG. 1C, scattered light generated on the surfaces of the face plates 1 and 2 is condensed on the foreign substance detector 43 by the condenser lens 42 and the cylindrical lens 46.

【0010】図2(a),(b) により高さ位置検出部7の動
作を説明すると、面板1または2がなんらかの理由によ
り、(a) の点線または一点鎖線のように、基準高さ位置
よりδz1 上昇し、またはδz2下降すると、レーザビ
ームLT の照射位置が基準照射位置R0 よりR1 または
2 に移動し、それぞれの正反射光LR1, LR2は結像レ
ンズ71により高さ位置検出器72の受光素子r1 またはr
2 に結像され、高さ基準点r0 との間にズレを生ずる。
高さ位置検出器72よりこのズレ量、すなわち高さ変化量
を示す検出信号が位置制御回路61に送出され、その制御
信号によりZ移動機構62が動作して光学系10を上昇ま
たは下降させて、正反射光LR1またはLR2を高さ基準点
0 に結像させる。これにより、面板は基準高さ位置に
位置合わせされ、レーザビームLT は基準照射位置R0
に正しく照射される。この場合、検出光学系4の焦点深
度はある程度深いので焦点ボケが生ずることはない。ま
た、反射点(R0 など)と結像点(r0 など)は結像レ
ンズ71に対して結像関係にあるので、表面うねり等の原
因で反射点の表面が(b) の点線で示すように水平に対し
て角度δθ傾斜していても、結像点はなんら移動せず上
記のズレ量が正確に検出されることがこの方式の一特徴
である。
The operation of the height position detector 7 will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). For some reason, the face plate 1 or 2 is moved to the reference height position as shown by a dotted line or a dashed line in FIG. more .delta.z 1 rises, or when .delta.z 2 descends, the laser beam L T irradiation position of moves to R 1 or R 2 from the reference irradiation position R 0, each of the specularly reflected light L R1, L R2 is an imaging lens 71 The light receiving element r 1 or r of the height position detector 72
An image is formed on the image 2 and a deviation occurs from the height reference point r 0 .
A detection signal indicating this shift amount, that is, a height change amount, is sent from the height position detector 72 to the position control circuit 61, and the Z movement mechanism 62 operates to raise or lower the optical system 10 according to the control signal. , The regular reflection light L R1 or L R2 is imaged at the height reference point r 0 . Thus, the faceplate is aligned with the reference height position, the laser beam L T is a reference irradiation position R 0
Irradiated correctly. In this case, since the depth of focus of the detection optical system 4 is somewhat deep, no defocusing occurs. Further, since the reflection point (such as R 0 ) and the imaging point (such as r 0 ) have an image forming relationship with respect to the imaging lens 71, the surface of the reflection point is indicated by a dotted line in FIG. As shown in the figure, one feature of this method is that the image formation point does not move at all and the above-mentioned shift amount is accurately detected even if the image is inclined at an angle δθ with respect to the horizontal.

【0011】次に、図3(a),(b) により較正板8と較正
光学系9の動作を説明する。(a) において、検査装置は
製造段階でレーザビームLT が基準照射位置R0 を正し
く照射するように設定される。これに対して、出荷時な
どの運送や稼働による経時変化により照射角度θ0 が角
度θ1 (図ではθ0 >θ1 とする)に変化すると、照射
位置がR1 に移動する。これに対して較正光学系9によ
り較正を行う。XY移動機構により較正板8を光学系1
0の検出光学系4の光軸の真下の位置に移動し、その基
準面にレーザビームLT を照射する。照射位置R1 にお
ける表面散乱光Ss は、図示点線の経路で集光レンズ42
とハーフミラー91を経て照射位置検出器92の受光素子q
1 に結像される。基準照射位置R0 に対する結像点q0
を予め測定しておき、q0 に対するq1 のズレ量、すな
わち照射位置の移動量を検出し、検出信号を上下移動制
御部6に入力して前記と同様に光学系10をδz3 だけ
下降して結像点をq0 に一致させると、(b) に示すよう
にレーザビームLT が基準照射位置R0 を正しく照射す
る。一方、正反射光LR の反射角度もθ1 となるため、
高さ位置検出器72の結像点は高さ基準点r0 からr0
に移動する。このr0 ′を新たな高さ基準点に較正す
る。面板1または2の検査においては、較正された高さ
基準点r0 ′を基準として面板の高さ位置を位置合わせ
することにより、基準照射位置R0 に対してレーザビー
ムLT が正しく照射される。以上においては、照射角度
は変化したθ1 のままであるので較正作業は容易であ
り、ユーザーの現場において随時に行うことができる。
Next, the operation of the calibration plate 8 and the calibration optical system 9 will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). (a), the inspection apparatus is set at the manufacturing stage so that the laser beam L T correctly irradiates the reference irradiation position R 0. On the other hand, when the irradiation angle θ 0 changes to an angle θ 10 > θ 1 in the figure) due to a temporal change due to transportation or operation at the time of shipping or the like, the irradiation position moves to R 1 . In response, calibration is performed by the calibration optical system 9. The calibration plate 8 is moved to the optical system 1 by the XY moving mechanism.
0 moves to the position beneath the optical axis of the detection optical system 4 is irradiated with the laser beam L T to the reference plane. The surface scattered light S s at the irradiation position R 1 is reflected by the focusing lens
And the light receiving element q of the irradiation position detector 92 through the half mirror 91
Imaged on 1 . Imaging point q 0 with respect to the reference irradiation position R 0
Is measured in advance, the shift amount of q 1 with respect to q 0 , that is, the shift amount of the irradiation position is detected, and a detection signal is input to the vertical movement control unit 6 to lower the optical system 10 by δz 3 in the same manner as described above. When the imaging point to match the q 0 and the laser beam L T correctly irradiates the reference irradiation position R 0 as shown in (b). On the other hand, the reflection angle of the regular reflection light L R is also θ 1 ,
The imaging points of the height position detector 72 are height reference points r 0 to r 0 ′.
Go to This r 0 'is calibrated to a new height reference point. In the inspection of the face plate 1 or 2 by aligning the height position of the surface plate as a calibrated height reference point relative to the r 0 'has, the laser beam L T is correctly irradiated with respect to the reference irradiation position R 0 You. In the above, the irradiation angle is calibrated work because remains altered theta 1 is easy, can be done at any time at the user site.

【0012】次に図4の実施例において、(a)に示す
ように、マスク板2では、照射位置R0 における表面散
乱光Ss が光軸Cを中心として発生するので、光軸上に
遮光板440 を設けて表面散乱光Ssを除去する。一方、
(b) に示すように、プリント基板では基材1に対してレ
ーザビームLT が照射されると、前記したように銅箔1
b の表面による表面散乱光Sscが照射位置R3 で散乱さ
れ、これが点線のように集光レンズ42により集光され
る。この場合、照射位置R3 は光軸Cに対して右側にあ
り、集光レンズ42を透過した散乱光Sscの結像点は左側
に移るので、図示の形状の遮光板441を挿入して光軸C
の左側を遮光し、ノイズを除去するものである。ただ
し、この遮光板441 により異物散乱光SP も半分がカッ
トされることはやむをえない。
Next, in the embodiment of FIG. 4, as shown in FIG. 4A, the surface scattered light S s at the irradiation position R 0 is generated around the optical axis C in the mask plate 2, the light shielding plate 440 provided to remove the surface scattered light S s. on the other hand,
As (b), when the printed board is a laser beam L T is irradiated to the base material 1, the copper foil as the one
b surface scattered light S sc by the surface of the is scattered in the irradiation position R 3, which is condensed by the condenser lens 42 as shown by a dotted line. In this case, the irradiation position R 3 is on the right side with respect to the optical axis C, and the imaging point of the scattered light S sc transmitted through the condenser lens 42 moves to the left side. Optical axis C
Is shielded from the left side to remove noise. However, the half foreign substances scattered light S P also is cut by the light shielding plate 441 is unavoidable.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明による面
板異物検査装置においては、被検査面板の高さの変化に
よるレーザビームの照射位置の移動の問題点に対して、
異物検出光学系の検査用レーザビームを共用する方式
の、簡易で効率的な高さ位置検出部を付加し、また、出
荷時などにおける検査装置の運送や経時変化により生ず
る、照射角度の方向変化による照射位置の移動の問題点
に対しては、ユーザの現場において随時に使用できる簡
易な較正光学系を付加してそれぞれ解決され、さらにプ
リント基板の基材の銅箔による表面散乱光に対しても効
果的な遮光板が設けられて解決され、これらによりレー
ザビームが面板の基準照射位置に正しく照射され、ノイ
ズが有効に除去されるもので、プリント基板の基材とマ
スク板の両者に適用して異物が高い信頼性で検査される
効果には優れたものがある。
As described above, in the face plate foreign matter inspection apparatus according to the present invention, the problem of the movement of the irradiation position of the laser beam due to the change in the height of the face plate to be inspected is solved.
A simple and efficient height position detection unit that uses the inspection laser beam shared by the foreign object detection optical system is added. The problem of the movement of the irradiation position due to is solved by adding a simple calibration optical system that can be used at any time at the user's site, and furthermore, the surface scattering light by the copper foil of the base material of the printed circuit board is The solution is to provide an effective light-shielding plate, so that the laser beam is correctly irradiated to the reference irradiation position of the face plate and the noise is effectively removed, and it is applied to both the base material of the printed circuit board and the mask plate. There is an excellent effect that foreign substances are inspected with high reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 請求項1および請求項2に対する一実施例の
構成図を示す。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment according to claims 1 and 2;

【図2】 図1の高さ位置検出器の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory view of the height position detector of FIG. 1;

【図3】 図1の較正光学系の動作説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation of the calibration optical system of FIG. 1;

【図4】 請求項3に対する一実施例の構成図を示す。FIG. 4 is a configuration diagram of an embodiment according to claim 3;

【図5】 プリント基板の説明図で、(a),(b) はプリン
ト基板の基材およびマスク板の外観および断面図、(c)
は基材に対するマスク板の投影露光の説明図、(d) は付
着異物による配線パターンの不良の発生についての説明
図である。
FIGS. 5A and 5B are explanatory views of a printed circuit board, wherein FIGS. 5A and 5B are external views and cross-sectional views of a substrate and a mask plate of the printed circuit board, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory view of projection exposure of a mask plate to a base material, and FIG. 4 (d) is an explanatory view of occurrence of a defect in a wiring pattern due to adhered foreign matter.

【図6】 特許出願にかかる異物検出光学系の説明図で
ある。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a foreign object detection optical system according to a patent application.

【図7】 特許出願にかかるノイズ除去方法の説明図で
ある。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a noise removing method according to a patent application.

【図8】 この発明が対象とする問題点を説明するもの
で、(a) は面板の高さ位置の変化によるレーザビームの
照射位置の移動の説明図、(b) はレーザビームの照射角
度の変化による照射位置の移動の説明図、(c) は基材の
銅箔による散乱光の説明図である。
8A and 8B are diagrams for explaining a problem to be addressed by the present invention, in which FIG. 8A is a diagram for explaining the movement of the irradiation position of the laser beam due to a change in the height position of the face plate, and FIG. FIG. 4 (c) is an explanatory view of the movement of the irradiation position due to the change of the scattered light, and FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…プリント基板の基材(面板)、1a …樹脂フィル
ム、1b …銅箔、1c …レジスト剤、1d …マイラー薄
膜、2…マスク板(面板)、2a …ガラス板、2b …エ
マルジョン層 2c …配線パターン 3…異物、4…異
物検出光学系 41…投光器、42…集光レンズ、43…異物
検出器、44,440,441…遮光板、45…円筒レンズ,46…円
筒レンズ、5…載置台、6…上下移動制御部、61…位置
制御回路、62…Z移動機構、7…高さ位置検出部、71…
結像レンズ、72…高さ位置検出器 8…較正板、9…較正光学系、91…ハーフミラー、92…
照射位置検出器、10…光学系。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printed circuit board base material (face plate), 1a ... resin film, 1b ... copper foil, 1c ... resist agent, 1d ... mylar thin film, 2 ... mask plate (face plate), 2a ... glass plate, 2b ... emulsion layer 2c ... Wiring pattern 3 ... Foreign matter 4 ... Foreign matter detection optical system 41 ... Projector, 42 ... Condenser lens, 43 ... Foreign matter detector, 44,440,441 ... Light shielding plate, 45 ... Cylindrical lens, 46 ... Cylindrical lens, 5 ... Mounting table, 6 ... Vertical movement control unit, 61: position control circuit, 62: Z movement mechanism, 7: height position detection unit, 71:
Imaging lens, 72 Height detector 8 Calibration plate 9 Calibration optics 91 Half mirror 92
Irradiation position detector, 10 ... optical system.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 光義 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日立電子エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−45297(JP,A) 特開 平2−167452(JP,A) 特開 平2−38951(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 21/88 G01B 11/24 H05K 3/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuyoshi Koizumi 2-6-2 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. (56) References JP-A-5-45297 (JP, A) JP JP-A-2-167452 (JP, A) JP-A-2-38951 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01N 21/88 G01B 11/24 H05K 3/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 載置台に被検査の面板を基準高さ位置と
して載置し、該面板の基準照射位置に対して低角度でレ
ーザビームを照射し、該面板に対して垂直方向に設けら
れた異物検出器により、該面板に付着した異物による異
物散乱光を受光し、前記異物を検出する異物検出光学系
を有する異物検査装置において、該異物検出光学系に対
して、前記面板による前記レーザビームの正反射光を受
光し、該受光位置の変化により、前記基準高さ位置に対
する前記面板の高さ位置の変化量を検出する高さ位置検
出部を付加し、該高さ位置検出部の検出信号により前記
異物検出光学系と該高さ検出部の両方と該面板を相対的
に上昇/下降して、前記面板を前記基準高さ位置に位置
合わせする上下移動制御部を設けたことを特徴とする、
面板異物検査装置。
A surface plate to be inspected is mounted on a mounting table as a reference height position, and a laser beam is irradiated at a low angle with respect to a reference irradiation position of the surface plate, and is provided in a direction perpendicular to the surface plate. A foreign matter detector that receives foreign matter scattered light from foreign matter attached to the face plate by a foreign matter detector and has a foreign matter detection optical system for detecting the foreign matter. Receiving a specularly reflected light of the beam, and adding a height position detecting unit for detecting a change amount of the height position of the face plate with respect to the reference height position by changing the light receiving position; A vertical movement control unit that relatively raises / lowers both the foreign object detection optical system and the height detection unit and the face plate according to a detection signal, and positions the face plate at the reference height position. Features,
Face plate foreign matter inspection device.
【請求項2】 前記載置台に対して、前記面板の基準高
さ位置に対応した粗面の基準面を有する較正板を固定
し、前記異物検出光学系に対して、前記異物検出光学系
の受光光軸上に設けられ、該基準面に照射された前記レ
ーザビームの散乱光を分割するハーフミラー、および該
分割された散乱光を受光する照射位置検出器とよりな
り、前記レーザビームの照射角度の変化により移動した
照射位置を該照射位置検出器により検出し、該照射位置
検出器の検出信号による前記上下移動制御部の制御によ
り、前記異物検出光学系と前記高さ位置検出部の両方と
該面板を相対的に上昇/下降して、該移動した照射位置
を前記基準照射位置に戻し、該戻された状態に対して前
記高さ位置検出器の高さ基準点を較正する較正光学系を
付加したことを特徴とする、請求項1記載の面板異物検
査装置。
2. A calibration plate having a rough reference surface corresponding to a reference height position of the face plate is fixed to the mounting table, and the foreign matter detection optical system is A half mirror that is provided on a light receiving optical axis and divides the scattered light of the laser beam applied to the reference plane, and an irradiation position detector that receives the divided scattered light; The irradiation position moved by the change of the angle is detected by the irradiation position detector, and the control of the vertical movement control unit based on the detection signal of the irradiation position detector allows both the foreign object detection optical system and the height position detection unit to be detected. And a calibration optic for relatively raising / lowering the face plate, returning the moved irradiation position to the reference irradiation position, and calibrating a height reference point of the height position detector with respect to the returned state. Characterized by the addition of a system The face plate foreign matter inspection device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記被検査の面板として、銅箔張り樹脂
ベースに、それぞれ透明なレジスト剤およびマイラー薄
膜が順次に積層されたプリント基板の基材を対象とし、
該基材に対して前記低角度で照射された前記レーザビー
ムの、前記銅箔の表面による表面散乱光を遮断する遮光
板を、前記検出光学系の異物検出器の直前に設けたこと
を特徴とする、請求項1または2記載の面板異物検査装
置。
3. A printed circuit board base material in which a transparent resist agent and a mylar thin film are sequentially laminated on a copper foil-covered resin base as the face plate to be inspected,
A light-shielding plate for blocking the surface scattered light of the surface of the copper foil of the laser beam irradiated at the low angle with respect to the base material is provided immediately before the foreign matter detector of the detection optical system. The face plate foreign matter inspection device according to claim 1 or 2, wherein:
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