JP6101481B2 - 積層構造を有するワークの内部検査装置 - Google Patents
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Description
格子状の各格子に吸着ラインが形成され、前記ワークを吸着保持する当該ワークより大形の保持テーブルと、
前記保持テーブルに載置されたワークに向けて光を照射する照明ユニットと、
前記保持テーブルを挟んで照明ユニットと対向配備した、前記ワークの外形よりも撮像視野が小さい一つの撮像光学ユニットと、
前記照明ユニットと撮像光学ユニットの組と保持テーブルを相対的に水平移動させる水平駆動機構と、
前記保持テーブルと撮像光学ユニットを相対的に昇降させる昇降機構と、
前記ワークを搬送する搬送機構と、
前記駆動機構、昇降機構および搬送機構の動作を次の(1)から(7)の過程を含むように制御して、前記ワークの検査対象である層の分割された第1画像と第2画像を取得させる制御部と、
(1)前記搬送機構を制御して、前記ワークを前記保持テーブル上の第1撮像位置に載置して、前記ワークを保持テーブル上に吸着保持し、
(2)前記水平駆動機構を制御して、前記撮像光学ユニットを第1撮像の走査初期位置に位置合わせし、
(3)前記昇降機構を制御して、前記撮像光学ユニットを前記ワークの検査対象である層に応じた高さに相対的に移動させ、
(4)前記水平駆動機構を制御して、前記撮像光学ユニットを前記保持テーブルの格子に沿って相対的に水平移動させて走査することにより、格子状に分断投影された保持テーブル上のワークの第1画像を取得し、
(5)前記第1画像を取得する際に保持テーブルと接触して画像データが取得されていない部位が格子間の照射窓に位置するように、前記搬送機構によりワークを移動させて保持テーブルで再保持し、
(6)前記水平駆動機構を制御して、前記撮像光学ユニットを第2撮像の走査初期位置に位置合わせし、
(7)前記第1画像取得時と同様に前記撮像光学ユニットを走査することにより、第1画像取得時に保持テーブルに接触していた部位を撮像光学ユニットに投影したワークの第2画像を取得し、
さらに、以上のようにして取得した前記第1画像と前記第2画像とを合成し、当該合成画像と予め決めた基準画像を比較し、各層の異常を判別する演算処理部と、
を備えたことを特徴とする。
当該同軸落射方式の照明ユニットから照射し、ワーク裏面から反射した反射光によってワークの裏面を撮像する裏面撮像光学ユニットを備え、
前記演算処理部は、裏面撮像光学ユニットによって撮像された裏面画像と予め決めた基準画像を比較し、ワーク裏面の異常も判別するようにしてもよい。
前記制御部は、前記ワークの検査対象である各層の分割された第1画像と第2画像とを次のように制御して取得させる、
前記(3)の過程で、前記撮像光学ユニットを前記ワークの検査対象である各層に応じた高さに相対的に移動させ、その高さごとに前記第1撮像を繰り返すことにより、前記ワークの検査対象である各層の第1画像を順に取得させ、
次に、前記(5)の過程により、前記ワークを移動させて保持テーブルで再保持させ、
次に、前記第1撮像の場合と同様に、前記撮像光学ユニットを前記ワークの検査対象である各層に応じた高さに相対的に移動させ、その高さごとに前記第2撮像を繰り返すことにより、前記ワークの検査対象である各層の第2画像を順に取得させるようにしてもよい。
同じロットから所定枚数のウエハWを選択し、当該ウエハWを平坦に矯正した状態で複数個分の高さを求め、当該高さから基準高さを決めて制御部5の記憶部22に予め記憶しておく。検査する層を選択するとともに、レボルバ8を回転させて取得したい倍率の画像に応じた対物レンズを選択する。
初期設定が完了すると、搬送ロボット4によってカセットからウエハWを搬出し、図3に示すように、保持テーブル10の第1撮像位置に載置する。このとき、制御部5は、電磁バルブ15A、15Bを開き、第1撮像位置の領域内の吸着ラインのみを作動させる。保持テーブル10による吸着によってウエハWが平坦に矯正されると、搬送ロボット4は、ウエハWの吸着を解除して後方の待機位置に戻る。
撮像光学ユニット1によってウエハWに形成されたオリエンテーションフラットまたはVノッチなどを検出し、当該検出結果に基づいてウエハWの位置合わせを行う。また、ウエハWの外形よりも撮像視野が小さいので、当該撮像視野で走査する初期位置に位置合わせする。すなわち、第1可動台12および第2可動台13を移動させて位置合わせするとともに、第3可動台14をモータ17の回転軸周りに回転させてウエハWの位置合わせも行う。
ウエハWのアライメント処理と撮像開始の初期位置への移動が完了すると、昇降機構9によって検査カメラ6を設定された所定高さに移動させる。その後に第2可動台13をX軸方向に走査して撮像を行う。次に、第1可動台12を第Y方向に走査して撮像を行う。各撮像位置で取得した複数枚分の画像データは、記憶部22に逐次に記憶される。
第1撮像の間、ロータリエンコーダなどのセンサによって検出される第1可動台12および第2可動台13の位置を逐次にモニタすることにより、走査終了位置に達した否かを判別し、終了位置に達するまでステップS4の処理を繰り返す。走査終了位置に達すると、次のステップに移動する。
搬送ロボット4を前進させてウエハWと保持ステージ10の間に進入させてウエハWを裏面から吸着保持する。ウエハWの吸着保持が確認されると、電磁バルブ15A−15Cを閉じて保持テーブル10によるウエハWの吸着を解除する。次に、ウエハWを僅かに上昇させ、図4に示すように、ウエハWを第2撮像位置に移動させて載置する。当該載置と同時に電磁バルブ15B、15Cを開いてウエハWを保持テーブル10によって吸着保持する。保持テーブル10による吸着保持が確認されると、搬送ロボット4によるウエハWの吸着を解除する。搬送ロボット4は、待機位置に後退する。
保持テーブル10にウエハWが載置されると、ステップS3と同様にアライメント処理が実行される。すなわち、撮像光学ユニット1によってウエハWに形成されたオリエンテーションフラットまたはVノッチなどを検出し、当該検出結果に基づいてウエハWの位置合わせを行う。また、ウエハWの外形よりも撮像視野が小さいので、当該撮像視野で走査する初期位置に位置合わせする。
第1撮像時の高さに検査カメラ6を設定したまま、第1撮像と同じ条件で撮像を開始する。すなわち、第2可動台13をX軸方向に走査して撮像を行う。次に、第1可動台12を第Y方向に走査して撮像を行う。各撮像位置で取得した複数枚分の画像データは、記憶部22に逐次に記憶される。
第2撮像の間、ロータリエンコーダなでのセンサによって検出される第1可動台12および第2可動台13の位置を逐次にモニタすることにより、走査終了位置に達した否かを判別し、終了位置に達するまでステップS4の処理を繰り返す。走査終了位置に達すると、次のステップに移動する。
制御部5の演算処理部23は、図6に示すように、第1撮像および第2撮像により取得した画像データを記憶部22から読み出して画像を合成し、所定層の画像のみを再構成する。
演算処理部23は、再構成された検査画像と記憶部22に予め記憶されている基準画像のパターンマッチング処理を行い異物や汚れなどの判別を行う。
搬送ロボット4が、ウエハWを裏面から吸着保持して検査終了後のウエハWを保持テーブル10から搬出し、図示しないカセットにウエハWを搬送する。
所定枚数のウエハWの検査が完了したか否かをカウンタによってカウントする。所定枚数に達していなければ、ステップS2からの処理を繰り返す。所定枚数に達していれば、その時点で検査処理を終了する。
2 … 検査ステージ
3 … 照明ユニット
4 … 搬送ロボット
5 … 制御部
6 … 検査用カメラ
10 … 保持テーブル
22 … 記憶部
23 … 演算処理部
Claims (5)
- 透過性を有する積層構造のワークの内部を検査する内部検査装置であって、
格子状の各格子に吸着ラインが形成され、前記ワークを吸着保持する当該ワークより大形の保持テーブルと、
前記保持テーブルに載置されたワークに向けて光を照射する照明ユニットと、
前記保持テーブルを挟んで照明ユニットと対向配備した、前記ワークの外形よりも撮像視野が小さい一つの撮像光学ユニットと、
前記照明ユニットと撮像光学ユニットの組と保持テーブルを相対的に水平移動させる水平駆動機構と、
前記保持テーブルと撮像光学ユニットを相対的に昇降させる昇降機構と、
前記ワークを搬送する搬送機構と、
前記駆動機構、昇降機構および搬送機構の動作を次の(1)から(7)の過程を含むように制御して、前記ワークの検査対象である層の分割された第1画像と第2画像を取得させる制御部と、
(1)前記搬送機構を制御して、前記ワークを前記保持テーブル上の第1撮像位置に載置して、前記ワークを保持テーブル上に吸着保持し、
(2)前記水平駆動機構を制御して、前記撮像光学ユニットを第1撮像の走査初期位置に位置合わせし、
(3)前記昇降機構を制御して、前記撮像光学ユニットを前記ワークの検査対象である層に応じた高さに相対的に移動させ、
(4)前記水平駆動機構を制御して、前記撮像光学ユニットを前記保持テーブルの格子に沿って相対的に水平移動させて走査することにより、格子状に分断投影された保持テーブル上のワークの第1画像を取得し、
(5)前記第1画像を取得する際に保持テーブルと接触して画像データが取得されていない部位が格子間の照射窓に位置するように、前記搬送機構によりワークを移動させて保持テーブルで再保持し、
(6)前記水平駆動機構を制御して、前記撮像光学ユニットを第2撮像の走査初期位置に位置合わせし、
(7)前記第1画像取得時と同様に前記撮像光学ユニットを走査することにより、第1画像取得時に保持テーブルに接触していた部位を撮像光学ユニットに投影したワークの第2画像を取得し、
さらに、以上のようにして取得した前記第1画像と前記第2画像とを合成し、当該合成画像と予め決めた基準画像を比較し、各層の異常を判別する演算処理部と、
を備えたことを特徴とする内部検査装置。 - 請求項1に記載の内部検査装置において、
前記保持テーブルは、第1画像取得時と第2画像取得時のワークとの接触部位の変化に応じて各格子の吸着ラインを切り替えるよう構成されている
ことを特徴とする内部検査装置。 - 請求項1または請求項2のいずれかに記載の内部検査装置において、
前記撮像光学ユニットと保持テーブルを撮像光学ユニットの中心軸または撮像光学ユニットの中心軸に対してオフセットされた保持テーブルの中心軸周りに相対的に回転させる回転駆動機構を備えた
ことを特徴とする内部検査装置。 - 請求項1ないし請求項3の少なくともいずれに記載の内部検査装置において、
前記照明ユニットは、同軸落射方式の照明ユニットで構成されており、
当該同軸落射方式の照明ユニットから照射し、ワーク裏面から反射した反射光によってワークの裏面を撮像する裏面撮像光学ユニットを備え、
前記演算処理部は、裏面撮像光学ユニットによって撮像された裏面画像と予め決めた基準画像を比較し、ワーク裏面の異常も判別する
ことを特徴とする内部検査装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の内部検査装置において、
前記ワークの検査対象である層が複数層である場合に、
前記制御部は、前記ワークの検査対象である各層の分割された第1画像と第2画像とを次のように制御して取得させる、
前記(3)の過程で、前記撮像光学ユニットを前記ワークの検査対象である各層に応じた高さに相対的に移動させ、その高さごとに前記第1撮像を繰り返すことにより、前記ワークの検査対象である各層の第1画像を順に取得させ、
次に、前記(5)の過程により、前記ワークを移動させて保持テーブルで再保持させ、
次に、前記第1撮像の場合と同様に、前記撮像光学ユニットを前記ワークの検査対象である各層に応じた高さに相対的に移動させ、その高さごとに前記第2撮像を繰り返すことにより、前記ワークの検査対象である各層の第2画像を順に取得させる
ことを特徴とする内部検査装置。
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