TWI586959B - Automatic appearance inspection device - Google Patents

Description

自動外觀檢查裝置

本發明是關於自動檢查形成於玻璃或半導體晶圓等的檢查對象物上的電路圖案等的缺陷的技術。

例如半導體元件(semiconductor device)在一片晶圓上排列形成有複數個份的電路圖案，並切出成個片而被製造。各個電路圖案為配線或成膜形成幾層成層狀，是否有配線的短路或斷線、異物的混入等的缺陷是在進行了各層的電路圖案形成後全數被進行檢查。(例如專利文獻1)

[專利文獻1]日本國特開2008-224303號公報

半導體元件等為了增加每單位時間的製造數量，檢查裝置也被要求高的產量(throughput)。因此，為了縮短每 一片基板所花費的檢查時間，移動平台的高速化或配置複數個攝影部的形態被想出。但是，即使是使移動平台高速化，在攝影機(camera)的影像取得後，到可取得下一個影像為止的時間仍成為瓶頸，對於高速化仍有界限。

圖10是在習知的技術中的時序圖(time chart)中，透過攝影指示以攝影機拍攝，以時間序列顯示轉送資料的樣子之圖。對攝影機進行攝影指示後，成為攝影機可拍攝的狀態(在圖中記載為攝影ON)，在此期間使閃光燈發光(在圖中記載為ON)，若攝影機的攝影結束(在圖中成為攝影OFF的話)，由攝影機將影像資料轉送到外部機器或緩衝記憶體等。攝影機常被使用一般普及的通用性高的攝影機，但這種攝影機為無儲存拍攝的影像的功能，或在影像資料的轉送中僅記憶一片下一個影像的程度。因此，配合可連續轉送影像資料的間隔Td，以同程度的間隔T1逐次進行了攝影。因此連續攝影時，間隔T1成為時間縮短的瓶頸。

另一方面，為了縮短檢查時間，配置複數個攝影部的形態(例如以兩台攝影機同時取得兩個電路圖案)也被想出，但是當檢查對象物小，彼此的攝影部的間隔無法被縮短時，無法同時拍攝複數個電路，無法依照期待進行時間縮短。

再者，當為了對應多品種而具備複數個攝影倍率不同的物鏡時，因透鏡個數增加，故成為成本上升的因素，為了使檢查品質一致，需補正複數個攝影部的機台差異(machine difference)，也有更成為成本上升的因素的課 題。

因此本發明其目的為提供一種自動外觀檢查裝置，攝影機的處理能力可不受到限制而縮短檢查時間。

為了解決以上的課題，記載於申請專利範圍第1項之發明為一種自動外觀檢查裝置，為檢測形成於檢查對象物的圖案的缺陷的檢查對象物檢查裝置，其特徵包含：承載前述檢查對象物之台部；使前述台部掃描移動於規定的方向之掃描平台部；朝前述檢查對象物照射照明光之照明部；以被由前述照明部照射並藉由前述檢查對象物反射的光或透過前述檢查對象物的光當作觀察光進行導光之鏡筒部；安裝於前述鏡筒部並拍攝前述觀察光之攝影部；一邊使前述掃描平台部移動，一邊使前述照明部發光，進行前述觀察光的攝影之控制部；以及根據預先登記的檢查條件，進行前述被拍攝的前述檢查對象物的影像的好壞判斷之檢查部，在前述掃描平台部包含有計測前述台部的現在位置之位置計測手段，在前述鏡筒部包含有使前述觀察光一部分透過，並且改變角度使其一部分反射之光分支手段，在前述鏡筒部安裝有複數個前述攝影部，以便能各自拍攝藉由前述光分支手段分支的光，前述控制部包含： 每一前述攝影前述複數個攝影部之中在攝影結束後影像資料轉送中，逐次切換到影像資料轉送結束的可攝影的攝影部而進行攝影的功能。

因使用上述發明的裝置，故觀察光被分支且可藉由複數個攝影部同時進行攝影，即使藉由與閃光發光連動而處於具有複數個的攝影部之中的一個在處理中無法進行下一個攝影的狀態，也能以另一攝影部攝影。

記載於申請專利範圍第2項之發明為一種自動外觀檢查裝置，為檢測形成於檢查對象物的圖案的缺陷的檢查對象物檢查裝置，其特徵包含：承載前述檢查對象物之台部；使前述台部掃描移動於規定的方向之掃描平台部；朝前述檢查對象物照射照明光之照明部；以被由前述照明部照射並藉由前述檢查對象物反射的光或透過前述檢查對象物的光當作觀察光進行導光之鏡筒部；安裝於前述鏡筒部並拍攝前述觀察光之攝影部；一邊使前述掃描平台部移動，一邊使前述照明部發光，進行前述觀察光的攝影之控制部；以及根據預先登記的檢查條件，進行前述被拍攝的前述檢查對象物的影像的好壞判斷之檢查部，在前述掃描平台部包含有計測前述台部的現在位置之位置計測手段，在前述鏡筒部包含有改變前述觀察光的角度或方向並 使其反射之光反射手段，在前述鏡筒部安裝有複數個前述攝影部，以便能各自拍攝藉由前述光反射手段反射的光，前述控制部包含：每一前述攝影與前述攝影連動並變更前述光反射手段的反射方向，並且前述複數個攝影部之中在攝影結束後影像資料轉送中，逐次切換到影像資料轉送結束的可攝影的攝影部而進行攝影的功能。

因使用上述發明的裝置，故觀察光切換方向且可藉由具有複數個的攝影部之中任一個攝影，即使藉由與閃光發光連動而處於具有複數個的攝影部之中的一個在處理中無法進行下一個攝影的狀態，也能切換攝影方向，以另一攝影部攝影。

記載於申請專利範圍第3項之發明為記載於申請專利範圍第2項之自動外觀檢查裝置，其中在前述鏡筒部更安裝有使前述光反射手段的位置或角度變更之致動器部(actuator part)，前述控制部與前述攝影連動並驅動致動器部，進行前述攝影。

若使用上述發明的裝置，可藉由致動器部控制光反射手段的位置或角度，可防止光反射手段的位置或角度的偏移。

記載於申請專利範圍第4項之發明為記載於申請專利範圍第3項之自動外觀檢查裝置，其中即使前述致動器部 在前述攝影中，光反射手段的該位置或該角度也處於移動狀態。

若使用上述發明的裝置，在攝影的前後，光反射手段的位置或角度也持續變化，可消除起因於使其靜止或再度移動所生的慣性力，可減少成為連續攝影的瓶頸的時間。

記載於申請專利範圍第5項之發明為記載於申請專利範圍第4項之自動外觀檢查裝置，其中前述攝影中的致動器部的移動速度比非攝影時的該移動速度慢。

若使用上述發明的裝置，在攝影的前後，光反射手段的位置或角度也持續變化，也可一邊減輕起因於使其靜止或再度移動所生的慣性力，一邊減輕攝影時的影像模糊。

記載於申請專利範圍第6項之發明為記載於申請專利範圍第3項至第5項中任一項之自動外觀檢查裝置，其中在前述致動器部或前述光反射手段安裝有檢測現在位置的位置檢測器或檢測現在角度的角度檢測器，根據該位置檢測器或該角度檢測器的資訊進行前述攝影。

若使用上述發明的裝置，可管理藉由鏡筒內的前述光反射手段反射的觀察光的角度，可防止檢查對象物的被檢查區域偏離攝影部的視野。

記載於申請專利範圍第7項之發明為記載於申請專利範圍第1項至第6項中任一項之自動外觀檢查裝置，其中照射前述照明光的照明部為照射閃光燈的閃光燈部，前述攝影是藉由閃光燈的發光而進行。

若使用上述發明的裝置，因可比較容易地照射發光能量高的閃光，故即使是使用於攝影的攝影機使用通用性高的廉價的攝影機的情形，也能適用本發明。

攝影機的處理能力可不受到限制而縮短檢查時間。

針對用以實施本發明的形態，一邊使用圖一邊進行說明。在以下的說明中本發明的檢查對象物是根據在半導體晶圓10形成有複數個電路圖案的例子進行說明。

圖1是顯示體現本發明的形態的一例之斜視圖。以下在各圖中設正交座標系的3軸為X、Y、Z，設XY平面為水平面，設Z方向為鉛直方向。特別是Y方向是以箭頭的方向為裏側，表現其反方向為跟前側，Z方向是以箭頭的方向為上，表現其反方向為下。而且，以Z軸為旋轉中心的旋轉方向是以θ方向表現。

自動外觀檢查裝置1包含如下構件而構成：安裝於裝置基座11之上的運送部2；朝檢查對象物照射光之閃光燈部3；安裝於裝置基座11之鏡筒部4；拍攝藉由鏡筒部4導光的觀察光之攝影部5；控制部9。各構成零件透過未圖示的裝置框架(apparatus frame)或固定托架(fixed bracket)等而被安裝，以便配置於圖示於圖1的位置。

運送部2包含如下構件而構成：安裝於裝置基座11之 上的X軸平台21；安裝於X軸平台21上之Y軸平台22；安裝於Y軸平台22上之旋轉平台23；安裝於旋轉平台23上之台部25。

X軸平台21可使安裝於其上的Y軸平台22移動於X方向，Y軸平台22可使安裝於其上的旋轉平台23移動於Y方向，旋轉平台23可使安裝於其上的台部25旋轉於θ方向。此外，X軸平台21、Y軸平台22、旋轉平台23構成本發明的掃瞄平台部。

台部25在表面形成有溝或孔，前述溝或孔經由開關控制用閥連接於真空源。承載於台部25的半導體晶圓10透過負壓吸附保持，以便在台部25的移動中不會位置偏移。

X軸平台21包含X軸位置檢測器而構成，可取得安裝於X軸平台21上的Y軸平台22的X方向的現在位置資訊。同樣地，Y軸平台22包含Y軸位置檢測器而構成，可取得安裝於Y軸平台22上的旋轉平台23的Y方向的現在位置資訊。進而旋轉平台23包含旋轉角度檢測器而構成，可取得安裝於旋轉平台23上的台部25的θ方向的現在角度資訊。

運送部2因成如上述的構成，故可使承載於台部25上的半導體晶圓10移動於XY方向，或使其旋轉於θ方向，進而使其掃描移動於規定的方向。而且，可取得台部的XY方向的現在位置資訊與旋轉角度資訊。

閃光燈部3包含同軸落射照明(coaxial episcopic illumination)31與照明發光裝置31s而構成，可在極短 時間使高光量的光發光(所謂的閃光發光)。同軸落射照明31被安裝於詳細於後述的鏡筒部4，可透過鏡筒部4內的半鏡(half mirror)等在與觀察光同軸的光程(optical path)朝半導體晶圓10約略垂直地照射光。

而且，閃光燈部3也可以藉由環型照明33與照明發光裝置33s、面發光型照明35與照明發光裝置35s等構成，可與同軸落射照明31及照明發光裝置31s代替或併用而使用。環型照明33被安裝於鏡筒部4的外側，可斜斜地朝半導體晶圓10照射照明光。

面發光型照明35被埋入安裝於台部25，由半導體晶圓10的底面朝上方照射照明光。

鏡筒部4成能以被由閃光燈部3朝半導體晶圓10照射且藉由半導體晶圓10反射或透過半導體晶圓10的光當作觀察光而導光的構造。

在鏡筒部4於觀察光被導光的路徑的途中包含有光分支手段45，可使觀察光一部分透過，並且改變角度使其一部分反射。而且，鏡筒部4適宜包含攝影用鏡42而構成，成可改變觀察光的方向而導光的構造。

光分支手段45可舉例說明半鏡或分光器(beam splitter)等的光學元件。

攝影部5是在鏡筒部4安裝有複數台攝影機51a、51b，可藉由各個攝影機51a、51b拍攝被導光、分支的觀察光而構成。而且，在鏡筒部4安裝有物鏡55a、55b，能以規定的觀察倍率拍攝前述觀察光。

攝影機51a、51b可舉例說明CCD(Charge Coupled Device：電荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補金氧半導體)、使用其他的攝影元件的攝影機，若是以拍攝的影像當作影像信號，可輸出到控制部9的話即可。而且，攝影機51a、51b為可進行高感度攝影者較佳。據此，即使觀察光40v藉由光分支手段45分支成兩個觀察光45v1、45v2，各自的光量與分支前的觀察光40v比較變成一半，也能充分地攝影。或者攝影機51a、51b的感度維持不變，增加閃光燈的發光能量並確保觀察光的亮度也可以。

圖2是顯示體現本發明的形態的一例之系統構成圖。如圖2所示，上述的運送部2、閃光燈部3、攝影部5的各機器與控制部9的各機器連接。

在控制部9連接包含有：控制用電腦90、資訊輸入手段91、資訊輸出手段92、警告手段93、資訊記錄手段94、機器控制單元95。

控制用電腦90可舉例說明微電腦、個人電腦、工作站(work station)等的搭載有數值運算單元者。資訊輸入手段91可舉例說明鍵盤或滑鼠或開關等。資訊輸出手段92可舉例說明影像顯示顯示器或燈等。

發出警告手段93可舉例說明蜂鳴器(buzzer)或揚聲器(speaker)、燈等可提醒作業者的裝置。資訊記錄手段94可舉例說明記憶卡(memory card)或資料碟(data disk)等的半導體記錄媒體或磁記錄媒體或光磁記錄媒體等。機 器控制單元95可舉例說明可程式控制器(programmable controller)或被稱為運動控制器(motion controller)的機器等。

由攝影機51a、51b輸出的影像信號經由影像處理單元96被輸入到控制用電腦90。影像處理單元96一般被稱為GPU(Graphic Processing Unit：圖形處理單元)，可舉例說明設置於控制用電腦90的外部的形態者、連接於控制用電腦90的框體內的形態者、利用控制用電腦90的影像處理部者等。

被輸入到影像處理單元96的觀察影像如在後述詳細說明的，可藉由控制用電腦90進行好壞判斷(亦即檢查)。

機器控制單元95與X軸平台21、Y軸平台22、旋轉平台23連接。而且，機器控制單元95與閃光燈部3的照明發光裝置31s、33s、35s連接。照明發光裝置31s、33s、35s中的照明的光量調節的方式可舉例說明調節施加的電壓或電流，或調節電壓或電流的施加時間的方式，根據來自機器控制單元95的發光指令信號，閃光燈以預先設定的條件發光。

機器控制單元95與其他的控制機器(未圖示)連接，可藉由對該等控制機器給予控制用信號，使各機器動作或使其靜止。

[動作流程]

圖3是顯示體現本發明的形態的一例之流程圖。在圖3中為了檢查半導體晶圓10全面，以各攝影機進行攝影的 一連串的流程是以每一步驟顯示。首先將半導體晶圓10承載於自動外觀檢查裝置1的台部25(s101)，讀出預先登記的檢查條件等(s102)。其次，朝形成於半導體晶圓10上的基準標記10m的讀取位置移動(s103)，進行對準(alignment)(s104)。

接著，使台部25朝第一列的計測開始位置移動(s107)，以規定的速度移動掃描平台部2，開始台部25的移動(s108)。一邊移動台部25，一邊根據由掃描平台部的前述X軸位置檢測器及Y軸位置檢測器取得的台部的現在位置資訊，判斷是否為應以攝影機1拍攝的位置(s110)，若為攝影機1的攝影位置，則使閃光燈發光並以攝影機1進行攝影(s112)，繼續台部25的移動。而且，判斷前述台部的現在位置資訊是否為應以攝影機2拍攝的位置(s114)，若為攝影機2的攝影位置，則使閃光燈發光並以攝影機2進行攝影(s115)，繼續台部25的移動。另一方面，前述台部的現在位置資訊若不是以任一台攝影機拍攝的位置，則仍舊繼續台部25的移動。

然後根據前述台部的現在位置資訊判斷第一列的攝影是否結束了(s116)，若判斷為第一列的攝影結束了，則使台部的移動停止(s117)。另一方面，若判斷為第一列的攝影未結束，則重複上述步驟s110~s116。

其次，判斷是否以上述一列的攝影結束所有的攝影(s118)，若判斷為所有的攝影結束，則由台部25取出檢查對象。另一方面，若判斷為以前述步驟s118未結束所有的 攝影，則使台部25朝下一列的計測開始位置移動，重複上述一連串的攝影步驟(s107~118)。

[時序圖]

圖4是顯示體現本發明的形態的一例之時序圖，為時間序列地顯示使用圖1~圖3說明的自動外觀檢查裝置1的各部動作之圖。圖中的橫軸是表示時間t，附加虛線當作輔助線，以使各時刻中的各部動作的前後狀態明確。前述同一條虛線上是意味著同一時刻。

根據前述台部的現在位置資訊，攝影指示為每一間隔T2被發出。首先，使用於攝影的攝影機切換到攝影機51a(亦即攝影機1)側，攝影指示一被發出，就藉由攝影機1進行攝影。在攝影機1的攝影中閃光燈發光，攝影機1的攝影結束後，影像資料被轉送。

在攝影機1的資料轉送中，接著使用於攝影的攝影機被切換到攝影機51b(亦即攝影機2)側。然後，攝影指示一被發出，就藉由攝影機2進行攝影。在攝影機2的攝影中閃光燈發光，攝影機2的攝影結束後，影像資料被轉送。在攝影機2的資料轉送中，接著使用於攝影的攝影機被切換到攝影機1側。藉由重複該一連串的動作，可每一間隔T2進行連續攝影，與習知的攝影間隔T1比較，能以一半的時間進行連續攝影。進而若增加攝影機的台數，則可縮短連續攝影的間隔。此時攝影機51a、51b使用與以往相同的攝影機，攝影機的處理能力可不受到限制而縮短檢查時間。

再者，即使是為了對應品種而具備複數個攝影倍率不同的物鏡55a、55b的情形，也無須對應攝影機台數份而增加各個物鏡的個數。因此增加物鏡造成的成本上升因素消失。再者，與以複數台攝影機和複數個物鏡構成檢查裝置的形態比較，起因於物鏡的個別差異(individual difference)被拍攝的電路圖案相互的失真(distortion)或像差(aberration)消失，容易使檢查品質一致。而且，也無須另外進行用以使檢查品質一致的影像補正，可消除各種成本上升因素。

[另一形式1]

在上述的說明中舉例說明了藉由光分支手段45使觀察光分支，使用複數台攝影機拍攝檢查對象物的形態。但是，以配置光反射手段47，改變光反射手段47的位置或角度，切換觀察光被導光的角度，以取代光分支手段45之形態也可以。圖5是顯示體現本發明的形態的另一例之斜視圖，顯示具備另一形態的鏡筒部4a的自動外觀檢查裝置1a，以取代使用圖1說明的自動外觀檢查裝置1的鏡筒部4。以下針對鏡筒部4a就與鏡筒部4的相異點進行說明，針對其他的共通點則省略記載。

在鏡筒部4於觀察光被導光的路徑的途中具備有光反射手段47，可改變觀察光的方向(亦即角度)並使其反射。光反射手段47可使其位置或角度變更而配置，可切換成以符號47圖示的位置，與以虛線表示的待避位置47a而配置。例如如圖5所示，若光反射手段47與觀察光的光軸交 叉而配置成傾斜45°的話，則被導光於Z方向的觀察光改變90°方向，被導光於X方向，觀察光藉由攝影機51b拍攝。另一方面，若配置於光反射手段與觀察光的光軸不交叉的待避位置47a的話，則被導光於Z方向的觀察光原封不動地被導光於Z方向，觀察光藉由攝影機51a拍攝。

光反射手段47可舉例說明鏡子(mirror)或稜鏡(prism)等的光學元件，若為改變入射的光的方向並反射者即可。光反射手段47透過鏡筒部4a與鉸鏈(hinge)安裝，以便一端成為轉動中心，與安裝於鏡筒部4a的致動器部60的可動構件可轉動地連結。於是，可透過致動器部60的ON/OFF動作切換於以符號47表示的位置與以符號47a表示的位置。

或者，光反射手段47在使安裝角度固定的狀態下安裝於致動器部60的可動構件，可透過致動器部60的ON/OFF動作，在X方向切換位置而安裝也可以。致動器部60與機器控制單元95連接，可根據來自機器控制單元95的指令信號進行ON/OFF動作而構成。

[另一形式2]

致動器部60不被限定於直動式，也可以為旋轉式，若為可藉由改變光反射手段47的位置、角度或方向而改變被導光的觀察光40v的方向的話即可。而且，也可適宜增加攝影機的台數而配置。

圖6A是顯示體現本發明的形態的再另一例之斜視圖，顯示使用旋轉式的致動器部60a與兩台攝影機51a、 51b的形態。圖6B是顯示體現本發明的形態的再另一例之俯視圖，為平面視圖6A中的箭視A-A部之剖面圖。

觀察光通過鏡筒部4b的開口部40h，被導光到光反射手段48。光反射手段48與安裝於鏡筒部4b的旋轉式的致動器部60a連結，使其旋轉於箭頭60v的方向。顯示現在的狀態為被導光於Z方向的觀察光40v改變角度成以箭頭48v表示的方向且被導光於X方向箭頭側，藉由反射鏡43a反射而被導光於Z方向上，藉由攝影機51a攝影的樣子。而且，在旋轉式致動器部60a安裝有未圖示的角度檢測器67(所謂的旋轉式編碼器(rotary encoder))，可取得旋轉式致動器部60a的角度資訊。因成如圖6A、圖6B所示的形態，故光反射手段48更進一步旋轉，若被反射的觀察光48v朝反射鏡43b的方向，則觀察光40v被導光到與X方向箭頭相反側，藉由反射鏡43b反射而被導光於Z方向上，可藉由攝影機51b觀察。而且，光反射手段48更進一步旋轉，若再度被反射的觀察光48v朝反射鏡43a的方向，則可藉由攝影機51a觀察，可藉由重複上述一連串的動作，適用本發明而重複觀察。

圖7是體現本發明的形態的再另一例之時序圖，為時間序列地顯示使用圖6A、圖6B說明的自動外觀檢查裝置的各部動作之圖。圖中的橫軸是表示時間t，為了使各時刻中的各部動作的前後狀態明確起見，附加虛線當作輔助線。前述同一虛線上是意味著同一時刻。

根據前述台部的現在位置資訊，攝影指示每一間隔T2 被發出。首先，使用於攝影的攝影機切換到攝影機51a(亦即攝影機1)側，攝影指示一被發出，就藉由攝影機1進行攝影。在攝影機1的攝影中閃光燈發光，攝影機1的攝影結束後，攝影資料被轉送。

在攝影機1的資料轉送中，接著使用於攝影的攝影機被切換到攝影機51b(亦即攝影機2)側。然後，攝影指示一被發出，就藉由攝影機2進行攝影。在攝影機2的攝影中閃光燈發光，攝影機2的攝影結束後，影像資料被轉送。在攝影機2的資料轉送中，被切換到接著使用於攝影的攝影機1側。藉由重複該一連串的動作，可每一間隔T2進行連續攝影，與習知的攝影間隔T1比較，能以1/2的時間進行連續攝影。進而若增加攝影機的台數，則可縮短連續攝影的間隔。

再者，在致動器部60、60a的可動構件或安裝於其前頭的光反射手段47安裝編碼器部65，以便能檢測出致動器部60、60a或光反射手段47的現在位置、現在角度或方向較佳。

編碼器部65可舉例說明在延伸於一方向的棒狀、帶狀(ribbon)的構件刻有多數個光學的或電磁的細孔(所謂的開縫(slit))之線性標度(linear scale)，或在圓板或圓筒狀的構件刻有同樣的開縫之旋轉式編碼器等。

若為使用了如上述的光反射手段48的形態，則可防止因使用光分支手段45並增加攝影機的台數的形態而產生的觀察光的光量降低。因此，無須提高攝影機的感度，或 使用發光能量更高的閃光燈，可使用和以往相同的感度的攝影機，與相同的發光能量的閃光燈而縮短檢查時間。

[另一形式3]

圖8是體現本發明的形態的再另一例之時序圖，與使用圖7說明的時序圖一樣，為時間序列地顯示自動外觀檢查裝置的各部動作之圖。在該形態中與使用圖7說明的自動外觀檢查裝置不同，在鏡筒部本體40之中用以改變觀察光的方向的光反射手段48在閃光燈的發光時不成為完全停止狀態，位置一點一點地改變。亦即光反射手段48藉由致動器部60a持續移動，在未使其完全停止的狀態下，透過各自的觀察攝影機進行攝影。若針對具體的鏡子的位置、角度一邊圖示，一邊說明，則顯示於圖8的虛線A的軌跡是顯示光反射手段48以一定的轉速旋轉的狀態。亦即不會朝攝影機1、2側靜止，而是持續移動。此時，照明光因使用發光時間極短的閃光燈，故能當作無觀察影像的模糊來處理。據此，為了嚴密地切換觀察光的方向，無須使致動器部60a完全停止，為了等候停止或使其再度移動所施加的慣性的影響減少，給予致動器部60a的負擔也被減輕。因此，能以更高速進行連續攝影。

此情形，閃光燈發光時的致動器部60a的移動速度哪種程度會被容許呢是藉由閃光燈發光時的致動器部60a的移動距離或角度，亦即藉由可當作在實際的觀察影像無模糊而處理的程度而決定。也就是說閃光燈發光時間極短的情形，或切換的攝影機台數少且可拉長攝影的間隔的情 形，致動器部60a既以與閃光發光時也以與閃光非發光時相同的移動速度使其驅動的話也可以。

另一方面，需要所切換的攝影機台數多而縮短攝影的間隔的情形，或若因與閃光燈發光時間的關係，既以與閃光發光時也以與閃光非發光時相同的移動速度使致動器部60a驅動而在觀察影像產生模糊的情形，與閃光非發光時比較，若減緩閃光發光時的致動器部60a的移動速度而進行的話即可。若針對具體的鏡子的位置、角度一邊圖示，一邊說明的話，圖8的實線B所示的軌跡是表示一邊使轉速變化，一邊使光反射手段48旋轉的狀態。也就是說光反射手段48雖然透過攝影機1、2進行攝影的瞬間朝向攝影機1、2側，但通過其前後且未完全靜止，與閃光非發光時(亦即非觀察時)比較，減速且持續旋轉。然後在攝影的前後的減速區間以外進行加速後以等速旋轉，再度於攝影前減速之一連串的動作被重複。

(實施例一)

以下顯示使用圖1~圖7說明的體現本發明的形態的再另一例中的實施例。

攝影部5的攝影機51a、51b是使用以具有像素間距(pixel pitch)5微米的格子狀像素的黑白CMOS當作攝影元件之最大框速率(maximum frame rate)140fps的電子快門(electronic shutter)式攝影機。在攝影機51a、51b，在檢查對象物10的移動方向排列有約1600像素，在與移動方向正交的方向也排列有約1600像素的區域感測器 (area sensor)被使用。而且，物鏡的倍率被設定，以便在檢查對象物10的移動方向得到4.0mm的長度的觀察區域。然後，檢查對象物10每次移動3.0mm，就使照明發光，以攝影機51a、51b交互進行攝影。此時使檢查對象物10移動的掃瞄平台部被設定為720mm/sec。於是，照明部3被以240Hz重複發光。這種形態的情形若是習知的技術，則無法以框速率140fps的攝影機進行附帶影像轉送的連續攝影，惟藉由適用本發明，因能以實質120fps進行攝影與影像轉送，故可對應。

此外，照明部3使用如下的形態更佳：使用利用鹵素或氙燈(xenon lamp)的閃光燈。若為閃光燈，則可在非常少的時間內比較容易地照射發光能量高的(例如對攝影必要充分的能量半值寬3μsec的)閃光。於是，即使是使用快門速度慢不適合高感度攝影的通用性高的廉價的攝影機的情形，也能充分得到被照射的光的能量。因此，可連續拍攝以高速移動的檢查對象物，可適用本發明而進行自動外觀檢查。

而且，因以半鏡將觀察光2分支並以兩台攝影機觀察，故令閃光燈的光量為通常的兩倍而照射。據此，以各自的攝影機觀察的光量變成與通常一樣。

若著眼於此時的影像模糊，在閃光燈發光的時間：3μsec的時候，檢查對象物10移動的距離為2.16μm，該量相當於攝影的模糊。該影像模糊對觀察視野全體的長度：4.0mm為約1/1850，若換算成攝影元件的像素，則成為 約0.86像素份。該影像模糊量也取決於多麼緻密地觀察觀察對象，惟例如若設當作觀察對象的最小的線寬為22μm(亦即10像素份)以上，則可當作大致不被視為問題的程度，在適用本發明上不成為問題。另一方面，即使當作觀察對象的最小的線寬未滿22μm，也可藉由使影像處理或檢查演算法適當化而適用本發明。

在以上的說明中是針對在規定的攝影時間內閃光燈成為發光狀態的例子進行了說明。但是，本發明不被限定於這種形態，以照射照明光僅規定的時間內，在此期間瞬間地進行攝影的形態也可以，可藉由如下述的實施例使其體現。

圖9是體現本發明的形態的變形例中的時序圖，為使用圖7而顯示的形態的變形例。亦即在該變形例中，攝影指示成為ON狀態後，照明僅規定時間成為ON狀態，在此期間攝影被瞬間地進行。若顯示具體例的話，將攝影機的電子快門設定於1/100,000sec(亦即攝影時間為10μsec)~1/500,000sec(亦即攝影時間為2μsec)，攝影指示成為ON狀態後，使前述快門時間的攝影所需的光量的照明發光1/100秒(亦即10msec)~1/1000秒(亦即1msec)左右，在此期間以攝影機進行攝影。於是，可適用本發明進行自動外觀檢查。

若著眼於此時的影像模糊，在閃光燈發光的時間：2μsec的時候，檢查對象物10移動的距離為1.44μm，該量相當於攝影的模糊。該影像模糊對觀察視野全體的長 度：4.0mm為約1/2780，若換算成攝影元件的像素，則成為約0.57像素份。而且，在閃光燈發光的時間：10μsec的時候，檢查對象物10移動的距離為7.2μm，該量相當於攝影的模糊。該影像模糊對觀察視野全體的長度：4.0mm為約1/560，若換算成攝影元件的像素，則成為約1.44像素份。該影像模糊量也取決於多麼緻密地觀察觀察對象，惟例如若設當作觀察對象的最小的線寬為15~72μm(亦即10像素份)以上，則可當作大致不被視為問題的程度，在適用本發明上不成為問題。另一方面，即使當作觀察對象的最小的線寬未滿15~72μm，也可藉由使影像處理或檢查演算法適當化而適用本發明。

(實施例二)

以下顯示使用圖6A、圖6B、圖7說明的體現本發明的形態的再另一例中的實施例。

當使用兩台攝影機51a、51b時，使旋轉式致動器部60a驅動，使光反射手段48以每秒120轉(亦即7200rpm)旋轉。然後錯開半週期且重複進行攝影。據此，變成與如下相同：各個攝影機51a、51b分別一邊被以120fps攝影，實際的攝影一邊被以240fps重複。

(實施例三)

以下顯示使用圖8說明的體現本發明的形態的再另一例中的實施例。

當攝影機為兩台攝影機且以120fps進行攝影時，一邊以3倍速的每秒360轉(亦即21600rpm)使旋轉式致動器旋 轉，一邊以減速狀態的每秒30轉(亦即1800rpm)使其旋轉僅攝影角度的前後10度份，每一該前後10度當作加減速區域。據此，攝影中的鏡子轉速減少到1/4，影像模糊的量也被減少。進而若一邊提高未攝影的時候的轉速，一邊降低攝影中的鏡子轉速而構成的話，則影像模糊的量更被減少。

(攝影機台數的增加例)

在上述的說明中雖然舉例說明了使用兩台攝影機的形態，但本發明也能適用於使用兩台以上的台數的攝影機的形態。例如除了使用圖6A、圖6B所示的形態外，也在光反射手段48旋轉了90度的Y方向箭頭側及其相反側各自配置攝影用鏡子及攝影機。據此，在光反射手段48的轉速(720rpm)與攝影速率(120fps)原封不動下使用合計4台的攝影機，可進行實質480fps的攝影。此外，此時閃光燈是以480fps使其發光。

而且，當在攝影的前後使旋轉角度減速時，可藉由令在上述規定為每10度的角度為每5度而適用本發明。

另一方面，若為半鏡分支，則可藉由更進一步使一次被分支的光分支，將觀察光分支導光到4台攝影機。然後若以通常的4倍的光量使閃光燈發光，以480fps進行閃光發光的話，則可適用本發明。

1、1a‧‧‧自動外觀檢查裝置

2‧‧‧掃描平台部

3‧‧‧照明部

4、4a、4b‧‧‧鏡筒部

5‧‧‧攝影部

9‧‧‧控制部

10‧‧‧檢查對象物(晶圓)

10m‧‧‧基準標記

10p‧‧‧電路圖案

10v‧‧‧箭頭

11‧‧‧裝置框架

21‧‧‧X軸平台

22‧‧‧Y軸平台

23‧‧‧旋轉平台

25‧‧‧台部

31‧‧‧同軸落射照明(正反射光)

31s、33s、35s‧‧‧照明發光裝置

33‧‧‧環型照明(斜光反射光)

35‧‧‧面發光型照明(透射光)

40‧‧‧鏡筒部本體

40h‧‧‧開口部

40v‧‧‧觀察光

41‧‧‧照明用半鏡

42‧‧‧攝影用鏡

43a、43b‧‧‧反射鏡

45‧‧‧光分支手段(半鏡等)

45v1、45v2‧‧‧箭頭(分支後的方向)

47‧‧‧光反射手段(鏡子等)

47a‧‧‧光反射手段(待避位置)

48‧‧‧光反射手段

48v‧‧‧箭頭(反射的方向)

51a、51b‧‧‧攝影機

55a、55b‧‧‧物鏡

57a、57b‧‧‧攝影視野

60‧‧‧致動器部

60a‧‧‧致動器部(旋轉式)

60v‧‧‧箭頭(旋轉方向)

65‧‧‧編碼器部

67‧‧‧角度檢測器

90‧‧‧控制用電腦

91‧‧‧資訊輸入手段

92‧‧‧資訊輸出手段

93‧‧‧警告手段

94‧‧‧資訊記錄手段

95‧‧‧機器控制單元

96‧‧‧影像處理單元

T1、T2、Td‧‧‧間隔

圖1是顯示體現本發明的形態的一例之斜視圖。

圖2是顯示體現本發明的形態的一例之系統構成圖。

圖3是顯示體現本發明的形態的一例之流程圖。

圖4是顯示體現本發明的形態的一例之時序圖。

圖5是顯示體現本發明的形態的另一例之斜視圖。

圖6A是顯示體現本發明的形態的再另一例之斜視圖。

圖6B是顯示體現本發明的形態的再另一例之剖面圖。

圖7是體現本發明的形態的再另一例之時序圖。

圖8是體現本發明的形態的再另一例之時序圖。

圖9是體現本發明的形態的變形例中的時序圖。

圖10是習知技術中的時序圖。

1‧‧‧自動外觀檢查裝置

2‧‧‧掃描平台部

3‧‧‧照明部

4‧‧‧鏡筒部

5‧‧‧攝影部

10‧‧‧檢查對象物(晶圓)

11‧‧‧裝置框架

21‧‧‧X軸平台

22‧‧‧Y軸平台

23‧‧‧旋轉平台

25‧‧‧台部

31‧‧‧同軸落射照明(正反射光)

33‧‧‧環型照明(斜光反射光)

35‧‧‧面發光型照明(透射光)

40‧‧‧鏡筒部本體

40v‧‧‧觀察光

41‧‧‧照明用半鏡

42‧‧‧攝影用鏡

45‧‧‧光分支手段(半鏡等)

45v1、45v2‧‧‧箭頭(分支後的方向)

51a、51b‧‧‧攝影機

55a、55b‧‧‧物鏡

57a、57b‧‧‧攝影視野

Claims (7)

1. 一種自動外觀檢查裝置，為檢測形成於檢查對象物的圖案的缺陷的檢查對象物檢查裝置，其特徵包含：承載該檢查對象物之台部；使該台部掃描移動於規定的方向之掃描平台部；朝該檢查對象物照射照明光之照明部；以被由該照明部照射並藉由該檢查對象物反射的光或透過該檢查對象物的光當作觀察光進行導光之鏡筒部；安裝於該鏡筒部並拍攝該觀察光之攝影部；一邊使該掃描平台部移動，一邊使該照明部發光，進行該觀察光的攝影之控制部；以及根據預先登記的檢查條件，進行該被拍攝的該檢查對象物的影像的好壞判斷之檢查部，在該掃描平台部包含有計測該台部的現在位置之位置計測手段，在該鏡筒部包含有使該觀察光一部分透過，並且改變角度使其一部分反射之光分支手段，在該鏡筒部安裝有複數個該攝影部，以便能各自拍攝藉由該光分支手段分支的光，該控制部包含：每一該攝影該複數個攝影部之中在攝影結束後影像資料轉送中，逐次切換到影像資料轉送結束的可攝影的攝影部而進行攝影的功能。
2. 一種自動外觀檢查裝置，為檢測形成於檢查對象物 的圖案的缺陷的檢查對象物檢查裝置，其特徵包含：承載該檢查對象物之台部；使該台部掃描移動於規定的方向之掃描平台部；朝該檢查對象物照射照明光之照明部；以被由該照明部照射並藉由該檢查對象物反射的光或透過該檢查對象物的光當作觀察光進行導光之鏡筒部；安裝於該鏡筒部並拍攝該觀察光之攝影部；一邊使該掃描平台部移動，一邊使該照明部發光，進行該觀察光的攝影之控制部；以及根據預先登記的檢查條件，進行該被拍攝的該檢查對象物的影像的好壞判斷之檢查部，在該掃描平台部包含有計測該台部的現在位置之位置計測手段，在該鏡筒部包含有改變該觀察光的角度或方向並使其反射之光反射手段，在該鏡筒部安裝有複數個該攝影部，以便能各自拍攝藉由該光反射手段反射的光，該控制部包含：每一該攝影與該攝影連動並變更該光反射手段的反射方向，並且該複數個攝影部之中在攝影結束後影像資料轉送中，逐次切換到影像資料轉送結束的可攝影的攝影部而進行攝影的功能。
3. 如申請專利範圍第2項之自動外觀檢查裝置，其中在該鏡筒部更安裝有使該光反射手段的位置或角度變更之 致動器部，該控制部與該攝影連動並驅動致動器部，進行該攝影。
4. 如申請專利範圍第3項之自動外觀檢查裝置，其中即使該致動器部在該攝影中，光反射手段的該位置或該角度也處於移動狀態。
5. 如申請專利範圍第4項之自動外觀檢查裝置，其中該攝影中的致動器部的移動速度比非攝影時的該移動速度慢。
6. 如申請專利範圍第3項至第5項中任一項之自動外觀檢查裝置，其中在該致動器部或該光反射手段安裝有檢測現在位置的位置檢測器或檢測現在角度的角度檢測器，根據該位置檢測器或該角度檢測器的資訊進行該攝影。
7. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之自動外觀檢查裝置，其中照射該照明光的照明部為照射閃光燈的閃光燈部，該攝影是藉由閃光燈的發光而進行。