JP2002340815A - パターン検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明光を比較的高輝度に維持しつつ、輝度ム
ラを抑制するパターン検査装置を提供する。 【解決手段】 パターン検査装置の照明光学系２０Ａ
は、オプティカルファイバーアレイ２１の出射面Ｆから
出射されるインコヒーレント光を、シリンドリカルレン
ズ２２などの非軸対象結像要素を用いて、プリント基板
７の表面に形成される細長形状の照明領域Ｒに対して導
く。照明光学系２０Ａは、照明領域Ｒの長手方向（Ｘ方
向）における照明方式がケーラー照明となるように構成
されており、照明領域Ｒの短手方向（Ｙ方向）における
照明方式がクリティカル照明となるように構成されてい
る。このような照明光によって照明されたプリント基板
７の表面の状態を、Ｘ方向に細長いＣＣＤリニアセンサ
１２を用いて撮像する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板など
の被検査物の表面に設けられたパターン（たとえば回路
パターン）を撮像し、その欠陥の有無を検出するパター
ン検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント基板などの被検査物の表
面に設けられた回路パターンの検査においては、たとえ
ば、特開平８−１２２２６５号公報に記載されるような
パターン検査装置が用いられている。

【０００３】このパターン検査装置においては、ＣＣＤ
リニアイメージセンサーを撮像素子として用い、かつ、
次のような照明光を用いている。すなわち、超高圧水銀
ランプから放射される高輝度の放射光を集光してオプテ
ィカルファイバーに入射させ、入射光をこのオプティカ
ルファイバーを通して検出ヘッドまで導くことによって
得た光を照明光として用いている。そして、このパター
ン検査装置においては、出射側の複数のオプティカルフ
ァイバー素線を扁平な形状に束ねて配列させることによ
ってオプティカルファイバーの出射面をＣＣＤリニアイ
メージセンサーの検出視野と同様に細長形状としてお
き、検査対象となるプリント基板の表面に集束させるこ
とによって、細長形状（線状）かつ高輝度の照明光を得
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
パターン検査装置の照明に関しては、次のような問題が
ある。

【０００５】すなわち、まず、この照明光は、複数のオ
プティカルファイバーからの光の集合として構成されて
いるが、例えば、超高圧水銀ランプから取り出された光
束の輝度分布は、中心の輝度がその周囲の輝度に比べて
高い釣鐘状の輝度分布となっているので、これらの複数
のオプティカルファイバーのそれぞれから出射される光
の輝度は、均一とはならないため、照明光の出射面（し
たがって被検査物表面の照明領域）において、輝度ムラ
が生じてしまう。なお、この輝度ムラは次述する輝度ム
ラに比べて「巨視的な」輝度ムラであるといえる。ま
た、オプティカルファイバーの素線は、光を伝搬させる
コア部分とその外側のクラッド層とを有している。した
がって、個々のオプティカルファイバーから出射される
光のそれぞれにおいても、輝度ムラが生じてしまう。な
お、この輝度ムラは、上記の輝度ムラに比べて「微視的
な」輝度ムラであるといえる。

【０００６】そして、上記のパターン検査装置において
は、高輝度の照明光を得るため、オプティカルファイバ
ーの出射面と被検査物表面とが結像関係を有しており、
また、レンズ等で構成される照明光学系は、細長形状の
照明領域に照明光を絞り込める程度の解像性能を有して
いる。したがって、上記の巨視的な輝度ムラはもちろ
ん、微視的な輝度ムラもが、被検査物表面においても発
生することになってしまう。そして、このような輝度ム
ラを有する照明光を用いて撮像した画像を用いたパター
ン検査においては、輝度ムラに起因する問題が存在す
る。

【０００７】具体的には、本来暗く見えるべき微小な欠
陥部分が、輝度ムラに起因して照明高輝度が比較的高い
部分に存在するため、明るい部分として撮像されてしま
い、その微小欠陥が見過ごされたりすることがある。あ
るいは、逆に、本来明るく見えるべき微小な欠陥部分
が、輝度ムラに起因して照明高輝度が比較的低い部分に
存在するため、暗い部分として撮像されてしまい、その
微小欠陥が見過ごされたりすることもある。このよう
に、輝度ムラに起因して、パターン欠陥の検出性能が不
安定になるという問題が存在する。

【０００８】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、照明
光を比較的高輝度に維持しつつ、輝度ムラを抑制するパ
ターン検査装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、被検査物の表面に形成されたパ
ターンを検査するパターン検査装置であって、光源から
出射されるインコヒーレント光を、非軸対象結像要素を
用いて、被検査物の表面に形成される細長形状の照明領
域に対して導く照明光学系と、前記照明光学系によって
照明された被検査物の表面を撮像する撮像手段と、前記
撮像手段によって撮像された画像に基づいてパターン検
査を行う検査手段と、を備え、前記照明光学系は、前記
照明領域の長手方向における照明方式がケーラー照明と
なるように構成されている。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の発明に係る
パターン検査装置において、前記照明領域の長手方向と
交差する方向に沿って、前記被検査物と前記撮像手段と
を相対的に走査する走査手段、をさらに備える。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明に係るパターン検査装置において、前記照明光
学系は、前記照明領域の短手方向における照明方式がク
リティカル照明となるように構成されている。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３のいずれかの発明に係るパターン検査装置において、
前記照明光学系は、前記被検査物側にテレセントリック
となるように構成されている。

【００１３】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
４のいずれかの発明に係るパターン検査装置において、
前記照明光学系は、複数の光の出射点の集合として構成
される細長形状の出射面を有する。

【００１４】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
４のいずれかの発明に係るパターン検査装置において、
前記照明光学系は、前記光源からの光を空間に対して出
射する出射面を有し、前記出射面は、前記照明光学系に
おける物空間側焦点位置のうち、最も被検査物に近い焦
点位置に設けられている。

【００１５】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６のいずれかの発明に係るパターン検査装置において、
前記照明光学系は、蛍光を励起させることが可能な励起
光を前記被検査物の表面に照射し、前記撮像手段は、前
記被検査物の表面において励起された蛍光に基づく画像
を撮像する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１７】＜Ａ．第１実施形態＞ ＜Ａ１．構成＞図１は、第１実施形態に係るパターン検
査装置１Ａの概略を示す外観斜視図である。このパター
ン検査装置１Ａは、プリント基板７などの被検査物の表
面に形成された微細なパターン（回路パターン等）にお
ける欠陥の有無を検査する光学検査装置である。

【００１８】図１に示すように、このパターン検査装置
１Ａは、走査テーブル２と撮影ユニット３と画像処理ユ
ニット４とランプハウス５とオプティカルファイバー６
とを備えている。

【００１９】走査テーブル２は、図示しないモータ、ギ
アなどを有する駆動部によってＹ方向に移動可能であ
る。また、この走査テーブル２の上面には、被検査物で
あるプリント基板７が載置されて固定される。したがっ
て、プリント基板７は、走査テーブル２によってＹ方向
（走査方向）に移動可能である。

【００２０】また、このパターン検査装置１Ａには、複
数（具体的には８つ）の撮影ユニット３がＸ方向に配列
されて設けられている。複数の撮影ユニット３は、一体
にＸ方向に移動可能である。このＸ方向は、走査テーブ
ル２の走査方向であるＹ方向に直交する方向である。

【００２１】後述するように、各撮影ユニット３は各瞬
間においてＸ方向を長手方向とする細長領域を撮像する
ので、上記の走査テーブル２をこの撮影ユニット３に対
してＹ方向に走査することによって、プリント基板７の
表面について平面的な画像を撮像することができる。具
体的には、各撮影ユニット３は、Ｘ方向において所定長
を有し、かつ、Ｙ方向に走査距離を有する撮影領域に関
する画像を得ることができる。さらに、このような撮影
ユニット３はＸ方向に複数個配列されているので、１回
のＹ方向の走査によって撮影ユニット３の数に応じて、
より広い面積の画像を撮像することができる。また、複
数の撮影ユニット３を一体に、Ｘ方向において若干移動
することによって、各撮影ユニット３を移動前の複数の
撮影ユニット３の相互間のＸ方向における隙間の位置に
移動させることができる。したがって、そのＸ方向にお
けるその位置に固定した上で上記と同様の走査テーブル
２のＹ方向への移動動作を行うことによって、プリント
基板７の全面にわたってそのパターンの検査を行うこと
ができる。

【００２２】画像処理ユニット４は、撮影ユニット３に
よって撮影された画像に関する画像処理を行うユニット
である。この画像処理ユニット４は、撮影画像と基準画
像（マスター画像）とを比較することによって、回路パ
ターンにおける欠陥の有無や欠陥の位置を検査する機能
を有している。すなわち、この画像処理ユニット４は、
撮像された画像に基づいてパターン検査を行う機能を有
している。また、パターン検査装置１Ａは、装置全体の
制御を行うコンピュータ（図示せず）をさらに備えてい
る。このコンピュータの入出力部（キーボード、マウ
ス、ディスプレイなど）は、パターン検査装置１Ａのマ
ン・マシンインターフェイスとしても機能する。

【００２３】ランプハウス５は、インコヒーレント光を
出射する光源を有している。この光源としては、たとえ
ば、超高圧水銀ランプなどを用いることができる。この
超高圧水銀ランプからの放射光はインコヒーレント光で
ある。このようなインコヒーレント光を使用することに
よって、レーザー光などのコヒーレント光を用いた照明
において生じるスペックルパターンのような干渉性のノ
イズを回避することができる。

【００２４】このランプハウス５から出射されたインコ
ヒーレント光は、オプティカルファイバー６を通って撮
影ユニット３へと導かれる。このようにして導かれてき
たインコヒーレント光は、撮影ユニット３による撮影時
の照明光として用いられる。

【００２５】図２は、この撮影ユニット３の構成等を示
す斜視図である。図２に示すように、この撮影ユニット
３は、照明光学系２０Ａの一部と結像光学系１０とを有
している。

【００２６】撮影ユニット３は、照明光学系２０Ａの一
部を構成する光学要素として、オプティカルファイバー
アレイ２１とシリンドリカルレンズ２２，２３，２４と
開口絞り２５とレンズ２６とハーフミラー３１とを有し
ている。照明光学系２０Ａは、これらの光学要素に加え
て、ランプハウス５内の光源や、オプティカルファイバ
ー６などによって構成されている。この照明光学系２０
Ａは、ランプハウス５内の光源から出射された光を、被
検査物（ここではプリント基板７）の表面に形成される
細長形状（線状）の照明領域Ｒに対して導く機能を有し
ている。

【００２７】オプティカルファイバーアレイ２１は、複
数のオプティカルファイバー６を互い略平行に束ねたも
のであり、複数のオプティカルファイバー６からの照明
光を出射する細長形状の出射面Ｆを有している。出射面
Ｆは、光源からの光を空間に対して出射する面である。
ここでは、出射面Ｆは、複数の光の出射点の集合として
構成されており、その形状は概略長方形の細長形状を有
している。

【００２８】図３は、オプティカルファイバー６の軸方
向に沿った断面図であり、図４は、オプティカルファイ
バーアレイ２１の出射面Ｆを示す図である。

【００２９】図３に示されるように、オプティカルファ
イバー６は、主に光が伝搬するコア部６ａと、コア部６
ａの周囲に存在するクラッド層６ｂとを有している。

【００３０】また、図４に示すように、このオプティカ
ルファイバーアレイ２１の出射面Ｆにおいては、Ｘ方向
を長手方向としＺ方向を短手方向とする細長形状の領域
に、複数のオプティカルファイバー６の射出部開口が配
列されている。これらの複数のオプティカルファイバー
６は、接着部６ｃによって互いに接着されて束ねられて
いる。

【００３１】また、オプティカルファイバーアレイ２１
の出射面Ｆの前方においては、ロッドレンズ（登録商
標）２１ａ（図２）がその長手方向を射出面Ｆの長手方
向に沿わせるようにして設けられており、各オプティカ
ルファイバー６から出射された光は、ロッドレンズ２１
ａを通ってさらに先方に向けて進行する。

【００３２】図２に示すように、オプティカルファイバ
ーアレイ２１の出射面から出射される光は、ロッドレン
ズ２１ａ、シリンドリカルレンズ２２，２３，２４、開
口絞り２５、およびレンズ２６を通過し、さらに、ハー
フミラー３１で反射されて下方（−Ｚ方向）へと進行
し、被検査物の表面において細長形状の照明領域Ｒを照
明する。ロッドレンズ２１ａおよびシリンドリカルレン
ズ２２，２３，２４は、非軸対象結像要素の一例であ
る。後述するように、この照明光学系２０Ａは、これら
の非軸対象結像要素を用いて、照明領域Ｒの長手方向
（Ｘ方向）における照明方式がケーラー照明となるよう
に構成されており、これによって、照明光を比較的高輝
度に維持しつつ、輝度ムラを抑制することが可能にな
る。

【００３３】一方、結像光学系１０は、撮影レンズ１１
とＣＣＤリニアセンサ１２とハーフミラー３１とを有し
ている。なお、この実施形態においては、結像光学系１
０は、フィルタ１５（図中において二点鎖線で示されて
いる）を有していないものとする。

【００３４】撮影レンズ１１は、１枚あるいは複数のレ
ンズによって構成される。ＣＣＤリニアセンサ１２は、
直線状に複数のＣＣＤセルが配置された構造を有してお
り、この直線状の複数のＣＣＤセルの配列は、細長形状
の照明領域Ｒの長手方向（Ｘ方向）に平行となるように
配置されている。また、ハーフミラー３１は、結像光学
系１０と照明光学系２０Ａとで共用されている。

【００３５】上記の照明光学系２０Ａによって照明光が
プリント基板７の表面に照射されると、その照明光はプ
リント基板７の表面で反射され反射光として上方（＋Ｚ
方向）へと進行する。その反射光は、ハーフミラー３１
を今度は透過してさらに上方へと進行し、撮影レンズ１
１を通って、ＣＣＤリニアセンサ１２へと進む。

【００３６】このＣＣＤリニアセンサ１２によって照明
領域Ｒからの反射光が受光されると、その受光された光
が光電変換により電気信号に変換され、Ａ／Ｄ（アナロ
グ／デジタル）変換などが行われることによって、各Ｃ
ＣＤセルに対応する画素の画素値が決定される。

【００３７】ここで、プリント基板７の表面とＣＣＤリ
ニアセンサ１２とは撮影レンズ１１に関して共役な関係
を有している。言い換えれば、プリント基板７の表面と
ＣＣＤリニアセンサ１２とは撮影レンズ１１について結
像関係を有している。したがってＣＣＤリニアセンサ１
２はプリント基板７の表面の状況を鮮明に撮像すること
ができる。このように、ＣＣＤリニアセンサ１２は、照
明光学系によって照明された被検査物の表面を撮像する
撮像手段として機能する。

【００３８】また、上述したように、走査テーブル２の
Ｙ方向への移動に伴って、撮影ユニット３と走査テーブ
ル２上のプリント基板７とがＹ方向において相対的に移
動することになる。このようなプリント基板７と撮影ユ
ニット３との相対的移動に併せて、撮影動作を行うこと
によって、撮影ユニット３によってプリント基板７の表
面を走査することができる。

【００３９】＜Ａ２．照明原理＞図５は照明光学系２０
Ａを上方（Ｚ方向）から見た上面図であり、図６は照明
光学系２０Ａを側方（Ｘ方向）から見た側面図である。
図５および図６を参照しながら、被検査物表面に対する
照明光学系２０Ａを用いた照明について説明する。な
お、図５および図６においては、照明領域Ｒとは別に、
仮想的な照明領域Ｒ０の位置が示されている。この照明
領域Ｒ０は、ハーフミラー３１が存在しない場合の照明
領域であって、光学的には照射領域Ｒと同一である。以
下の説明において便宜上、適宜に用いるものとする。

【００４０】この実施形態においては、非軸対象結像要
素であるロッドレンズ２１ａ、シリンドリカルレンズ２
２，２３，２４を用いることによって、照明領域Ｒの長
手方向および短手方向における各照明方式を互いに異な
る方式とする場合を例示する。具体的には、照明領域Ｒ
の長手方向における照明方式をケーラー照明とし、か
つ、照明領域Ｒの短手方向における照明方式をクリティ
カル照明（臨界照明）とするように、照明光学系２０Ａ
を構成する場合を例示する。

【００４１】＜照明領域Ｒの長手方向における照明＞ま
ず、図５の上面図を参照しながら、照明領域Ｒの長手方
向における照明方式がケーラー照明となることについて
説明する。

【００４２】ＸＹ平面内においては、３つのレンズ、す
なわちシリンドリカルレンズ２２とシリンドリカルレン
ズ２４とレンズ２６とが、光を屈折させる光学的作用を
有している。

【００４３】シリンドリカルレンズ２２の前側焦点位置
には、オプティカルファイバーアレイ２１の出射面Ｆが
存在し、シリンドリカルレンズ２２の後側焦点位置には
シリンドリカルレンズ２４の前側焦点位置が存在する
（図７参照）。ここでは、このシリンドリカルレンズ２
２の後側焦点近傍位置にはシリンドリカルレンズ２３が
存在している。また、シリンドリカルレンズ２４の後側
焦点位置には開口絞り２５が存在する。したがって、オ
プティカルファイバーアレイ２１の出射面Ｆと開口絞り
２５とは共役な関係（すなわち結像関係）を有してい
る。

【００４４】また、レンズ２６の前側焦点位置には、開
口絞り２５が存在し、レンズ２６の後側焦点位置にはプ
リント基板７の表面が存在する。したがって、開口絞り
２５は、プリント基板７の表面からレンズ２６を通して
見ると、無限遠に位置しているように見える。

【００４５】さらに、ＸＹ平面内の光路についてより詳
細に説明する。ここでは、オプティカルファイバーアレ
イ２１のＸ方向における中央位置Ｐ２から出射される光
について説明する。図７は、図５と同様の図であるが、
位置Ｐ２から出射される光に関する光路が斜線で示され
ている点で図５と相違している。

【００４６】オプティカルファイバーアレイ２１の出射
面Ｆから出射された光は、ＸＹ平面内において光を屈折
させる光学的作用を有していないロッドレンズ２１ａを
そのまま通過して、シリンドリカルレンズ２２へと向か
う。シリンドリカルレンズ２２は、光をＸＹ平面内にお
いて屈折させる光学的作用を有しているので、光はシリ
ンドリカルレンズ２２によって屈折されてコリメートさ
れ、平行光として進行する。そして、この平行光はシリ
ンドリカルレンズ２３の位置に到達する。

【００４７】シリンドリカルレンズ２３は、光をＸＹ平
面内において屈折させる光学的作用を有しておらず、光
はシリンドリカルレンズ２３によって屈折されることな
くそのまま進行してシリンドリカルレンズ２４へと到達
する。

【００４８】シリンドリカルレンズ２４は、光をＸＹ平
面内において屈折させる光学的作用を有しており、光は
このシリンドリカルレンズ２４によって屈折されて開口
絞り２５において結像する。

【００４９】したがって、オプティカルファイバーアレ
イ２１の出射面から出射される光源の像が、開口絞り２
５の位置に投影されていることが判る。

【００５０】その後、開口絞り２５において結像した光
は、さらに進行してレンズ２６へと向かう。

【００５１】レンズ２６は、光をＸＹ平面内において屈
折させる光学的作用を有しており、光はレンズ２６によ
って屈折されてコリメートされ、平行光としてさらに進
行してプリント基板７の表面上に到達する。

【００５２】図８は、この光路、すなわち開口絞り２５
の中央付近に結像した光がプリント基板７の表面上に到
達するまでの光路を示す拡大図である。なお、図８にお
いては、原理を模式的に示すため、開口絞り２５および
レンズ２６の形状等については図示を省略し、それらの
位置のみが示されている。また、図７および図８などに
おいては、照明領域Ｒは図示の容易化のため照明領域Ｒ
０の位置にあるものとして示している。

【００５３】上述したように、オプティカルファイバー
アレイ２１の出射面Ｆから出射される光の像が、開口絞
り２５の位置に投影されており、かつ、開口絞り２５
は、レンズ２６の後側焦点位置に存在している。すなわ
ち、オプティカルファイバーアレイ２１の出射面Ｆから
出射される光の像が、レンズ２６の後側焦点位置に投影
されている。したがって、照明光学系２０Ａの照明方式
は、ＸＹ平面内においてケーラー照明となっているこ
と、すなわち、照明領域Ｒの長手方向における照明方式
はケーラー照明となっていることが判る。

【００５４】この照明原理について、さらに図９および
図１０などを参照しながら説明する。図９は、図５およ
び図７と同様の図であるが、位置Ｐ１から出射される光
に関する光路が斜線で示されている点で図５および図７
と相違している。

【００５５】図９に示すように、オプティカルファイバ
ーアレイ２１の出射面のＸ方向において位置Ｐ２よりも
プラス側（＋Ｘ側）の位置Ｐ１から出射された光は、上
記の照明光学系２０Ａによって、開口絞り２５において
位置Ｑ１に結像する。また、図示しないが、同様に、オ
プティカルファイバーアレイ２１の出射面のＸ方向にお
いて位置Ｐ２よりもマイナス側（−Ｘ側）の位置Ｐ３か
ら出射された光は、上記の照明光学系２０Ａによって、
開口絞り２５において位置Ｑ３に結像する。このよう
に、オプティカルファイバーアレイ２１から出射された
光は、開口絞り２５の位置において結像する。

【００５６】図１０は、このように開口絞り２５におい
て結像された光のその後の光路を示す拡大図である。図
１０は、上述の図８と同様の図である。ただし、図８に
おいては、点Ｑ２からの出射光の光路のみが示されてい
るのに対して、この図１０においては点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ
３からの出射光の光路があわせて示されている。

【００５７】図８に示すように、点Ｑ２からの出射光線
Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３は、レンズ２６で屈折されるこ
とによってコリメートされて、照明領域Ｒに照射され
る。すなわち、点Ｑ２からの出射光は、プリント基板７
表面の照明領域ＲのＸ方向に拡がった状態で照明領域Ｒ
に到達する。

【００５８】同様に、図１０に示すように、点Ｑ１から
の出射光線Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３は、レンズ２６によ
って屈折されることによってコリメートされて、照明領
域Ｒの全体に照射される。すなわち、点Ｑ１からの出射
光は、プリント基板７表面の照明領域ＲのＸ方向に拡が
った状態で照明領域Ｒに到達する。

【００５９】さらに同様に、点Ｑ３からの出射光線Ｌ３
１，Ｌ３２，Ｌ３３は、レンズ２６によって屈折される
ことによってコリメートされて、照明領域Ｒの全体に照
射される。すなわち、点Ｑ３からの出射光は、プリント
基板７表面の照明領域ＲのＸ方向に拡がった状態で照明
領域Ｒに到達する。

【００６０】また、このケーラー照明によれば、照明領
域Ｒ上のＸ方向位置が互いに異なる３つの点ａ，ｂ，ｃ
のいずれにおいても、同程度の光が到達する。以下で
は、このことについて説明する。

【００６１】まず、点ａに対しては、点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ
３を含む全ての点から所定方向に出射する光線（一点鎖
線で示す）が到達する。たとえば、点Ｑ１からの光線Ｌ
１１、点Ｑ２からの光線Ｌ２１、点Ｑ３からの光線Ｌ３
１が、いずれも点ａに到達する。この状態は、図１１に
おける斜線部として示されている。なお、図１１は、図
９などと同様の図であるが、各点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３から
所定の角度で出射された光線が点ａに到達している状態
を斜線部で示している点で、図９などと相違している。

【００６２】同様に、点ｂに対しても、点Ｑ１，Ｑ２，
Ｑ３を含む全ての点から所定方向（この場合は、−Ｙ方
向）に出射する光線（破線で示す）が到達する。たとえ
ば、点Ｑ１からの光線Ｌ１２、点Ｑ２からの光線Ｌ２
２、点Ｑ３からの光線Ｌ３２が、いずれも点ｂに到達す
る。

【００６３】さらに、点ｃに対しても、点Ｑ１，Ｑ２，
Ｑ３を含む全ての点から所定方向に出射する光線（二点
鎖線で示す）が到達する。たとえば、点Ｑ１からの光線
Ｌ１３、点Ｑ２からの光線Ｌ２３、点Ｑ３からの光線Ｌ
３３が、いずれも点ｃに到達する。

【００６４】以上のように、照明領域Ｒ内の全ての点の
それぞれにおいて、複数の点光源からの光が全て到達す
る。このため、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３における出射光の輝
度が互いに異なっている場合であっても、各点ａ，ｂ，
ｃにおける輝度が同程度になる。たとえば、点Ｐ１にお
ける出射光の輝度Ａ１と、点Ｐ２における出射光の輝度
Ａ２と、点Ｐ３における出射光の輝度Ａ３とが互いに異
なる場合であっても、点ａ，ｂ，ｃには、それぞれ、い
ずれの点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３からの光もが到達するので、
点ａ，ｂ，ｃのそれぞれにおける輝度の比は、各点から
の輝度の合計値の比、（（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）：（Ａ１
＋Ａ２＋Ａ３）：（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３））、すなわち
（１：１：１）となる。このように、輝度ムラを解消す
ることができる。

【００６５】以上のように、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３からの
出射光（点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３からの光とも表現できる）
は、いずれも、プリント基板７表面の照明領域ＲのＸ方
向に拡がった状態で照明領域Ｒに到達するので、輝度ム
ラを抑制して均一な照明を実現することができる。

【００６６】また、たとえば、照明光学系２０Ａの各レ
ンズの焦点距離等を適宜に設定変更することにより、照
明領域Ｒの点ａにおける入射光線Ｌ１１の入射角度θを
適宜に設定することが可能である。すなわち、開口数Ｎ
Ａを適宜に設定することが可能である。例えば、プリン
ト基板の表面に微細な凹凸が多数存在する場合であって
も、開口数ＮＡを適当な大きさに設定することで、その
微細な凹凸の画像の濃淡を低減して撮影することが可能
である。

【００６７】＜照明領域Ｒの短手方向における照明＞つ
ぎに、図６の側面図を参照しながら、照明領域Ｒの短手
方向における照明方式がクリティカル照明（臨界照明）
となることについて説明する。

【００６８】オプティカルファイバーアレイ２１の出射
面Ｆから出射された光は、ロッドレンズ２１ａおよびシ
リンドリカルレンズ２２を通過してシリンドリカルレン
ズ２３へと向かう。

【００６９】ロッドレンズ２１ａは、光をＹＺ平面内に
おいて屈折させる光学的作用を有しており、オプティカ
ルファイバーアレイ２１の出射面Ｆから大きな角度で出
射された光を効率良く取り込んで、その光を屈折して比
較的小さな出射角度に修正する。このようなロッドレン
ズ２１ａをオプティカルファイバーアレイ２１の出射面
Ｆに近接させて配置することによって、オプティカルフ
ァイバーアレイ２１から大きな角度で出射された光を効
率良く取り込んで、光量損失を抑制することが可能であ
る。出射面Ｆから出射される光は、ロッドレンズ２１ａ
によって屈折されて、より小さな出射角度に修正された
後、シリンドリカルレンズ２２へと向かう。

【００７０】また、シリンドリカルレンズ２２は、光を
ＹＺ平面内において屈折させる光学的作用（ないしは光
学的なパワー）を有しておらず、光はシリンドリカルレ
ンズ２２によって屈折されることなくそのまま進行し
て、シリンドリカルレンズ２３に到達する。

【００７１】シリンドリカルレンズ２３は、光をＹＺ平
面内において屈折させる光学的作用を有しており、光は
シリンドリカルレンズ２３によって屈折されコリメート
されて、平行光として進行する。

【００７２】シリンドリカルレンズ２４は、光をＹＺ平
面内において屈折させる光学的作用を有しておらず、光
はシリンドリカルレンズ２２によって屈折されることな
くそのまま進行する。この光は、さらに進行して開口絞
り２５を通過した後、レンズ２６へと到達する。

【００７３】レンズ２６は、光をＹＺ平面内において屈
折させる光学的作用を有しており、光はこのレンズ２６
によって屈折され、その屈折光がハーフミラー３１で反
射されてその進行方向を下方へと変更して進行し、プリ
ント基板７の照明領域Ｒにおいて結像する。

【００７４】このように、ＹＺ平面内においてはオプテ
ィカルファイバーアレイ２１の出射面Ｆの位置と照明対
象面（プリント基板７の表面）の位置とが結像関係にあ
るので、照明光学系２０Ａの照明方式は、ＹＺ平面内に
おいてクリティカル照明（臨界照明）となっている。す
なわち、照明領域Ｒの短手方向における照明方式はクリ
ティカル照明となっていることが判る。

【００７５】このように、照明光学系２０Ａの照明方式
は、ＹＺ平面内においてクリティカル照明となっている
ので、照明光を照明領域Ｒに効率的に集光することがで
きる。

【００７６】以上のように、この実施形態のパターン検
査装置１Ａによれば、照明領域Ｒの長手方向における照
明方式はケーラー照明となっているので、均一性が良い
輝度分布を有する照明光を得ることができる。したがっ
て、パターン検査の照明における輝度ムラを抑制するこ
とができる。さらに、照明領域Ｒの短手方向における照
明方式はクリティカル照明となっているので、効率的な
集光を行うことによって高輝度の照明光を得ることがで
きる。このように、照明光を無駄なく有効に利用するこ
とによって、使用するランプの数やランプの定格出力を
低減させることが可能である。これに伴って、パターン
検査装置１Ａ全体の消費電力を低減することも可能であ
る。

【００７７】また、図８に示すように、開口絞り２５か
らさらに進行した光はレンズ２６で屈折され、レンズ２
６の像空間において主光線は軸に平行に進行する。この
場合、開口絞り２５は、プリント基板７の表面からレン
ズ２６を通して見ると無限遠に位置しているように見え
る。すなわち、この照明光学系２０Ａは、被検査物（プ
リント基板７）側にテレセントリックとなるように構成
されたテレセントリック系である。この結果、撮影対象
のプリント基板に有意な凹凸が存在しても、撮影される
画像の大きさが変わらない。したがって、プリント基板
７の表面の凹凸に係わらず同じ大きさの撮影画像が得ら
れるので、パターン比較検査をより正確に行うことがで
きる。

【００７８】さらに、上記実施形態においては、インコ
ヒーレント光を出射する光源を用いて照明を行っている
ので、レーザー光などのコヒーレント光を用いた照明に
おいて生じるスペックルパターンのような干渉性のノイ
ズは全く生ずることがない。また、上述したように、照
明光学系２０Ａにおいては、照明光学系２０Ａの各レン
ズの焦点距離等を適宜に設定変更することにより、照明
領域Ｒの点ａにおける入射光線Ｌ１１の入射角度θを適
宜に設定することが可能である。すなわち、開口数ＮＡ
を適宜に設定することが可能である。このように、開口
数ＮＡを適宜に設定することによって、プリント基板７
表面の凹凸が存在する場合であっても、その凹凸による
散乱等の影響を抑制してＳ／Ｎ比を高めて、プリント基
板７の表面に存在するパターン欠陥や傷等をより適切に
検出することなどができる。

【００７９】また、図１２は、オプティカルファイバー
アレイ２１の出射面Ｆ付近の状態を示す側面図である。
ロッドレンズ２１ａがオプティカルファイバーアレイ２
１の出射面Ｆに近接されて配置されている。この状態に
おいては、オプティカルファイバーアレイ２１からの出
射面Ｆからの出射光は、点Ｅの位置に虚像を結ぶ。そし
て、この点Ｅは、シリンドリカルレンズ２３の前側焦点
位置に存在する。

【００８０】このようなロッドレンズ２１ａを用いるこ
とによって、オプティカルファイバーアレイ２１から出
射された光を効率良く取り込んで、光量損失を抑制する
ことが可能である。

【００８１】一方、ロッドレンズ２１ａは、図１２のよ
うな位置に配置する場合に限定されない。たとえば、出
射面Ｆからさらに離間させることによって、図１３に示
すような位置に配置するようにしても良い。図１３にお
いては、ロッドレンズ２１ａの前側焦点位置が出射面Ｆ
の位置に存在し、ロッドレンズ２１ａの後側焦点位置が
シリンドリカルレンズ２３の前側焦点位置に存在する。
したがって、照明光学系２０Ａの照明方式は、ＹＺ平面
内においてもケーラー照明になる。すなわち、照明領域
Ｒの短手方向における照明方式もケーラー照明となる。

【００８２】ただし、この場合、照明光学系２０ＡのＹ
Ｚ平面内における照明方式は、ケーラー照明となってい
るので、クリティカル照明の場合に比べて集光効率は低
減する。特に集光効率を向上させたい場合には、上記実
施形態のように、照明光学系２０ＡのＹＺ平面内におけ
る照明方式を、クリティカル照明とすることが好まし
い。

【００８３】＜Ｂ．第２実施形態＞つぎに、本発明の第
２実施形態に係るパターン検査装置１Ｂについて説明す
る。この第２実施形態に係るパターン検査装置１Ｂは、
第１実施形態に係るパターン検査装置１Ａと類似の構成
を有しているが、照明光学系の構成において第１実施形
態と相違する。以下では、相違点を中心に説明する。な
お、第１実施形態と同一の構成を有する部分については
同一参照符号を付して示している。

【００８４】図１４は、照明光学系２０Ｂの一部の概略
構成を示す概略斜視図である。

【００８５】照明光学系２０Ｂは、オプティカルファイ
バーアレイ２１と開口絞り４１とシリンドリカルレンズ
４２とレンズ４３とハーフミラー３１とを有している。
これらは、ランプハウス５内の光源から出射された光
を、被検査物（ここではプリント基板７）の表面に形成
される細長形状の照明領域Ｒに対して導く機能を有して
いる。なお、収差を抑制するため、シリンドリカルレン
ズ４２は非円筒面として形成されることが好ましく、レ
ンズ４３は非球面として形成されることが好ましい。

【００８６】図１５は照明光学系２０Ｂを上方（Ｚ方
向）から見た上面図であり、図１６は照明光学系２０Ｂ
を側方（Ｘ方向）から見た側面図である。図１５および
図１６を参照しながら、被検査物表面に対する照明光学
系２０Ｂを用いた照明について説明する。

【００８７】この第２実施形態においては、非軸対象結
像要素であるシリンドリカルレンズ４２を用いることに
よって、照明領域Ｒの長手方向および短手方向における
各照明方式を互いに異なる方式とする場合を例示する。
具体的には、照明領域Ｒの長手方向における照明方式が
ケーラー照明となるように構成され、照明領域Ｒの短手
方向における照明方式がクリティカル照明となるように
構成される。

【００８８】この第２実施形態の照明光学系２０Ｂは、
照明領域の長手方向における照明方式をケーラー照明と
するにあたって、当該照明光学系における物空間側焦点
位置のうち、最も被検査物に近い焦点位置に、オプティ
カルファイバーアレイ２１の出射面Ｆを設けている点
で、第１実施形態と大きく相違する。

【００８９】まず、図１５の上面図を参照しながら、照
明領域Ｒの長手方向における照明方式がケーラー照明と
なることについて説明する。

【００９０】ＸＹ平面内においては、光を屈折させる光
学的作用（光学的パワー）をレンズ４３のみが有してい
る。

【００９１】レンズ４３の前側焦点位置には、オプティ
カルファイバーアレイ２１の出射面Ｆが存在し、レンズ
４３の後側焦点位置にはプリント基板７の表面が存在す
る。したがって、照明光学系２０Ａの照明方式は、ＸＹ
平面内においてケーラー照明となっていること、すなわ
ち、照明領域Ｒの長手方向における照明方式はケーラー
照明となっていることが判る。

【００９２】つぎに、図１６の側面図を参照しながら、
照明領域Ｒの短手方向における照明方式がクリティカル
照明となることについて説明する。

【００９３】ＹＺ平面内においては、光を屈折させる光
学的作用（光学的パワー）を、シリンドリカルレンズ４
２およびレンズ４３が有している。

【００９４】シリンドリカルレンズ４２の前側焦点位置
には、オプティカルファイバーアレイ２１の出射面Ｆが
存在し、レンズ４３の後側焦点位置にはプリント基板７
の表面が存在する。

【００９５】オプティカルファイバーアレイ２１の出射
面Ｆから出射された光は、開口絞り４１で絞られた後、
シリンドリカルレンズ４２で屈折されてコリメートされ
る。その後、その平行光は、今度はレンズ４３によって
屈折されてプリント基板７の表面において結像される。

【００９６】したがって、照明光学系２０Ｂの照明方式
は、ＹＺ平面内においてクリティカル照明となっている
こと、すなわち、照明領域Ｒの短手方向における照明方
式はクリティカル照明となっていることが判る。

【００９７】この第２実施形態に係る照明光学系２０Ｂ
を用いたパターン検査装置１Ｂによっても、第１実施形
態と同様の効果を得ることができる。また、この第２実
施形態の照明光学系２０Ｂにおいては、照明領域の長手
方向における照明方式をケーラー照明とするにあたっ
て、その照明光学系２０Ｂにおける前側焦点位置（言い
換えれば、物空間側焦点位置）のうち最も被検査物に近
い焦点位置、すなわち、レンズ４３の物空間側焦点位置
に、オプティカルファイバーアレイ２１の出射面Ｆを設
けているので、レンズの枚数を削減して簡易な構成とす
ることが可能である。ここで、「物空間側焦点位置」と
は、結像要素（例えばレンズ４３）ないしは結像要素群
についての像空間側焦点位置とは反対側の焦点位置（言
い換えれば、被検査物とは反対側の焦点位置）を意味す
るものとする。

【００９８】これに対して、第１実施形態の照明光学系
２０Ａ（図７参照）においては、その照明光学系２０Ａ
におけるレンズ２６についての前側焦点位置Ｑ２と、シ
リンドリカルレンズ２４についての前側焦点位置（図示
せず）と、シリンドリカルレンズ２２についての前側焦
点位置Ｐ２とのうち、被検査物に最も近い焦点位置Ｑ２
ではない位置（ここでは、シリンドリカルレンズ２２に
ついての前側焦点位置Ｐ２、すなわち最も被検査物から
離れた焦点位置Ｐ２）に出射面Ｆが存在しているので、
この第２実施形態の照明光学系２０Ｂよりも多くの枚数
のレンズが必要になっている。

【００９９】＜Ｃ．第３実施形態＞つぎに、本発明の第
３実施形態に係るパターン検査装置１Ｃについて説明す
る。この第３実施形態に係るパターン検査装置１Ｃは、
第２実施形態に係るパターン検査装置１Ｂのさらなる変
形例である。照明光学系の構成において第２実施形態と
さらに相違する。以下では、相違点を中心に説明する。
なお、第１実施形態と同一の構成を有する部分について
は同一参照符号を付して示している。

【０１００】図１７は、照明光学系２０Ｃの一部の概略
構成を示す概略斜視図である。

【０１０１】照明光学系２０Ｃは、オプティカルファイ
バーアレイ２１とレンズ５１と開口絞り５２とシリンド
リカルレンズ５３，５４とレンズ５５とハーフミラー３
１とを有している。この照明光学系２０Ｃは、ランプハ
ウス５内の光源から出射された光を、被検査物（ここで
はプリント基板７）の表面に形成される細長形状の照明
領域Ｒに対して導く機能を有している。

【０１０２】この第３実施形態の照明光学系２０Ｃにお
いては、照明領域の長手方向における照明方式をケーラ
ー照明とするにあたって、その照明光学系における物空
間側焦点位置のうち最も被検査物に近い焦点位置（具体
的には、照明光学系のレンズ５１、シリンドリカルレン
ズ５３、レンズ５５からなる結像要素群についての物空
間側焦点位置）に、オプティカルファイバーアレイ２１
の出射面Ｆを設けている点で、第２実施形態と共通して
いる。

【０１０３】ただし、この第３実施形態においては、非
円筒面ではなく円筒面を有するシリンドリカルレンズ５
３，５４と、非球面ではなく球面を有するレンズ５１，
５５とを適宜に組みあわせて用いていることにより、収
差を抑制する場合について例示する。すなわち、複数の
レンズを適宜に組みあわせて用いることによれば、非球
面レンズや非円筒面シリンドリカルレンズを用いること
なく、収差を抑制することが可能である。

【０１０４】図１８は照明光学系２０Ｃを上方（Ｚ方
向）から見た上面図であり、図１９は照明光学系２０Ｃ
を側方（Ｘ方向）から見た側面図である。図１８および
図１９を参照しながら、被検査物表面に対する照明光学
系２０Ｃを用いた照明について説明する。

【０１０５】この第３実施形態においては、非軸対象結
像要素であるシリンドリカルレンズ５３，５４を用いる
ことによって、照明領域Ｒの長手方向および短手方向に
おける各照明方式を互いに異なる方式とする場合を例示
する。具体的には、照明領域Ｒの長手方向における照明
方式がケーラー照明となるように構成され、照明領域Ｒ
の短手方向における照明方式がクリティカル照明となる
ように構成される。

【０１０６】図１８および図１９を参照すると判るよう
に、シリンドリカルレンズ５４は第２実施形態のレンズ
４２と同様の機能を有しており、レンズ５５は第２実施
形態のレンズ４３と同様の機能を有している。そして、
この第３実施形態においては、収差補正を図るために、
レンズ５１とシリンドリカルレンズ５３をさらに有して
いる。

【０１０７】ここで、ＸＹ平面内においては、レンズ５
５の後ろ側焦点位置にプリント基板７の表面が位置して
おり、かつ、光学要素群５１，５３，５５を１つの光学
要素としてみた場合における当該光学要素群についての
前側焦点位置（言い換えれば、当該光学要素群について
の被検査物とは反対側の焦点位置）にオプティカルファ
イバーアレイ２１の出射面Ｆを配置しているので、照明
領域Ｒの長手方向における照明方式はケーラー照明であ
ることが判る。

【０１０８】また、ＹＺ平面内においては、レンズ５１
などを含む照明光学系２０Ｃの光学的作用によって、オ
プティカルファイバーアレイ２１の出射面Ｆとプリント
基板７の表面とが結像関係を有するように構成されてい
るので、照明領域Ｒの短手方向における照明方式はクリ
ティカル照明であることが判る。

【０１０９】この第３実施形態に係る照明光学系２０Ｃ
を用いたパターン検査装置１Ｃによっても、第２実施形
態と同様の効果を得ることができる。また、この第３実
施形態の照明光学系２０Ｃにおいては、複数のレンズを
用いることによって収差を補正しているので、非球面お
よび非円筒面のレンズを用いることなく収差を抑制する
ことができる。

【０１１０】＜Ｄ．その他＞上記実施形態においては、
非軸対象結像要素として、シリンドリカルレンズやロッ
ドレンズを用いたが、本発明はこれに限定されず、互い
に直交する２つの方向に曲率が異なるトーリックレン
ズ、１方向に結像性を有するフレネルレンズ、屈折率分
散レンズ、および円筒面ミラーなどを用いて上述のよう
な照明光学系２０を構成するようにしても良い。

【０１１１】また、上記実施形態においては、照明領域
Ｒからの通常の反射光についての撮影画像を用いてパタ
ーン検査を行う場合を例示したが、本発明は、これに限
定されず、蛍光についての撮影画像を用いてパターン検
査を行うパターン検査装置にも適用することができる。
これは、特定の波長をプリント基板等に照射した場合
に、基材（絶縁層）は照射光の波長と異なる蛍光を発生
させるが、パターン（金属導体）は蛍光を発生させない
ことを利用して、発生した蛍光を検出することにより、
パターン検査を行うものである。

【０１１２】具体的には、ランプハウス５内において、
蛍光を励起する能力が高い波長の光（ｇ線、ｈ線、ｉ線
など）を選択的に透過するフィルタ（図示せず）を設
け、プリント基板７に照射する。そして、このような励
起光の照射に応じてプリント基板７の表面において蛍光
を励起させる。また、その励起された蛍光を選択的に透
過させるフィルタ１５（図２において二点鎖線で示す）
をプリント基板７とＣＣＤリニアセンサ１２との間に設
けておく。このフィルタ１５は、プリント基板７に照射
された照射光についての反射光を透過させない一方で、
当該照射光の照射に応じてプリント基板７の表面におい
て励起された蛍光を透過させるような波長選択性を有す
るフィルタである。なお、ハーフミラー３１にフィルタ
１５と同様の波長選択性を持たせるようにしても良い。

【０１１３】そして、プリント基板７からの光のうちフ
ィルタ１５によって選択的に透過された蛍光をＣＣＤリ
ニアセンサ１２で受光して、蛍光に基づく画像を作成す
る。このようにして得た蛍光検出による画像を用いてパ
ターン検査を行うことも可能である。

【０１１４】特に、蛍光検出を行う装置においては、照
明光（励起光）に対する蛍光の明るさが著しく低いこと
に起因して、桁違いに大きな輝度の照明が必要とされる
が、本発明を適用することによって照明光を効率的に用
いることによるメリットがさらに大きくなる。すなわ
ち、上記の消費電力低減等のメリットがより大きくな
る。

【０１１５】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、照明光学系は、照明領域の長手方向における照
明方式がケーラー照明となるように構成されているの
で、照明領域の長手方向において照明光輝度を均一化し
輝度ムラを抑制することができる。

【０１１６】請求項２に記載の発明によれば、照明領域
の長手方向と交差する方向に沿って、被検査物と撮像手
段とを相対的に走査する走査手段、をさらに備えるの
で、細長形状を有する照明領域を集中的に照明しつつ、
２次元的な広がりを有する画像を撮像することができ
る。

【０１１７】請求項３に記載の発明によれば、照明光学
系は、照明領域の短手方向における照明方式がクリティ
カル照明となるように構成されているので、照明領域の
短手方向において照明効率をより向上させることができ
る。

【０１１８】請求項４に記載の発明によれば、照明光学
系は、被検査物側にテレセントリックとなるように構成
されているので、照明光学系と被検査物との距離が変わ
っても画像の大きさが変化しないようにすることができ
る。

【０１１９】請求項５に記載の発明によれば、照明光学
系が、複数の光の出射点の集合として構成される細長形
状の出射面を有する場合においても、複数の点光源の相
互間における輝度ムラを抑制することができる。

【０１２０】請求項６に記載の発明によれば、出射面
は、照明光学系における物空間側焦点位置のうち、最も
被検査物に近い焦点位置に設けられているので、レンズ
枚数を抑制して簡易な構成とすることができる。

【０１２１】請求項７に記載の発明によれば、照明光学
系は、蛍光を励起させることが可能な励起光を被検査物
の表面に照射し、撮像手段は、被検査物の表面において
励起された蛍光に基づく画像を撮像するので、蛍光を用
いたパターン検査を行うことができる。より高輝度の照
明光を必要とする蛍光検出において、輝度ムラを抑制し
つつ高い輝度の照明光を効率的に得ることができる。し
たがって、消費電力を一層低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係るパターン検査装置１Ａの概
略を示す外観斜視図である。

【図２】撮影ユニット３の構成等を示す斜視図である。

【図３】オプティカルファイバー６の軸方向に沿った断
面図である。

【図４】オプティカルファイバーアレイ２１の出射面Ｆ
を示す図である。

【図５】照明光学系２０Ａを上方（Ｚ方向）から見た上
面図である。

【図６】照明光学系２０Ａを側方（Ｘ方向）から見た側
面図である。

【図７】照明光学系２０Ａを上方（Ｚ方向）から見た上
面図である。

【図８】開口絞り２５からプリント基板７までにおける
光路を示す図である。

【図９】照明光学系２０Ａを上方（Ｚ方向）から見た上
面図である。

【図１０】開口絞り２５からプリント基板７までにおけ
る光路を示す図である。

【図１１】照明光学系２０Ａを上方（Ｚ方向）から見た
上面図である。

【図１２】オプティカルファイバーアレイ２１の出射面
Ｆ付近の状態を示す側面図である。

【図１３】変形例に係るオプティカルファイバーアレイ
２１の出射面Ｆ付近の状態を示す側面図である。

【図１４】第２実施形態に係る照明光学系２０Ｂの概略
構成を示す概略斜視図である。

【図１５】照明光学系２０Ｂを上方（Ｚ方向）から見た
上面図である。

【図１６】照明光学系２０Ｂを側方（Ｘ方向）から見た
側面図である。

【図１７】第３実施形態に係る照明光学系２０Ｃの概略
構成を示す概略斜視図である。

【図１８】照明光学系２０Ｃを上方（Ｚ方向）から見た
上面図である。

【図１９】照明光学系２０Ｃを側方（Ｘ方向）から見た
側面図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ パターン検査装置 ２ 走査テーブル ３ 撮影ユニット ４ 画像処理ユニット ５ ランプハウス ６ オプティカルファイバー ７ プリント基板 １０ 結像光学系 １２ ＣＣＤリニアセンサ ２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 照明光学系 ２１ オプティカルファイバーアレイ ２１ａ ロッドレンズ ２２，２３，２４，４２，５３，５４ シリンドリカル
レンズ ２５，４１，５２ 開口絞り ２６，４３，５１，５５ レンズ ３１ ハーフミラー Ｆ 出射面 Ｒ 照明領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉田 厚 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA56 BB02 CC01 DD04 FF04 GG03 GG14 HH05 JJ05 JJ25 LL03 LL08 LL22 LL30 LL59 2G051 AA65 AB07 AB20 AC21 BA01 BB09 BB17 CA03 CA07

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査物の表面に形成されたパターンを
   検査するパターン検査装置であって、 光源から出射されるインコヒーレント光を、非軸対象結
   像要素を用いて、被検査物の表面に形成される細長形状
   の照明領域に対して導く照明光学系と、 前記照明光学系によって照明された被検査物の表面を撮
   像する撮像手段と、 前記撮像手段によって撮像された画像に基づいてパター
   ン検査を行う検査手段と、を備え、 前記照明光学系は、前記照明領域の長手方向における照
   明方式がケーラー照明となるように構成されていること
   を特徴とするパターン検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のパターン検査装置にお
   いて、 前記照明領域の長手方向と交差する方向に沿って、前記
   被検査物と前記撮像手段とを相対的に走査する走査手
   段、をさらに備えることを特徴とするパターン検査装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のパター
   ン検査装置において、 前記照明光学系は、前記照明領域の短手方向における照
   明方式がクリティカル照明となるように構成されている
   ことを特徴とするパターン検査装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載のパターン検査装置において、 前記照明光学系は、前記被検査物側にテレセントリック
   となるように構成されていることを特徴とするパターン
   検査装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
   載のパターン検査装置において、 前記照明光学系は、複数の光の出射点の集合として構成
   される細長形状の出射面を有することを特徴とするパタ
   ーン検査装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
   載のパターン検査装置において、 前記照明光学系は、前記光源からの光を空間に対して出
   射する出射面を有し、 前記出射面は、前記照明光学系における物空間側焦点位
   置のうち、最も被検査物に近い焦点位置に設けられてい
   ることを特徴とするパターン検査装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれかに記
   載のパターン検査装置において、 前記照明光学系は、蛍光を励起させることが可能な励起
   光を前記被検査物の表面に照射し、 前記撮像手段は、前記被検査物の表面において励起され
   た蛍光に基づく画像を撮像することを特徴とするパター
   ン検査装置。