專利名稱:外觀檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及對(duì)半導(dǎo)體晶片等基板的外觀進(jìn)行檢查的外觀檢查裝置。
背景技術(shù):
在使用了半導(dǎo)體晶片等基板的制造工序中,進(jìn)行如下檢查觀察作為檢查對(duì)象物的基板的端面部,檢查有無損傷等缺陷。該端面部包括基板的側(cè)面部、其附近的表面和背面部分、以及倒角部、除去了不要的抗蝕劑的表面部分,也被稱為斜面部。作為用于該檢測(斜面檢查)的裝置,例如存在如下裝置具有搭載晶片的工作臺(tái)和用于拍攝晶片的多個(gè)光學(xué)系統(tǒng),可觀察半導(dǎo)體晶片的端面部(參照專利文獻(xiàn)1日本特開2001-221749號(hào)公報(bào))。
因工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心位置和基板的中心位置的偏移而在承載于工作臺(tái)上的基板上產(chǎn)生了偏心時(shí),在現(xiàn)有技術(shù)中,利用校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)將基板的中心位置定位于使工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心。進(jìn)行更嚴(yán)緊的晶片外周觀察時(shí),通過與XY工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的連動(dòng)動(dòng)作,吸收偏心,取得圖像。但是,在基板上存在基板垂直方向的翹曲時(shí),不能用XY工作臺(tái)吸收該翹曲。因此,從多個(gè)方向觀察晶片時(shí),為了校正對(duì)焦位置,必須追加自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu),存在成本上升的問題。并且,從基板的側(cè)面方向拍攝端面部,將其圖像顯示到監(jiān)視器上時(shí),由于基板的翹曲,端面部的位置伴隨工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)移動(dòng),存在很難觀察的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而進(jìn)行的,其目的在于,提供一種外觀檢查裝置,其不使用自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu),也能夠始終在預(yù)先設(shè)定的位置獲得基板端面部的圖像。
本發(fā)明的外觀檢查裝置,其特征在于,所述外觀檢查裝置具有保持單元,其可旋轉(zhuǎn)地保持基板;第一和第二觀察光學(xué)系統(tǒng),其用于觀察所述基板;第一攝像單元,其通過所述第一觀察光學(xué)系統(tǒng),從第一方向拍攝所述基板,生成第一圖像信號(hào);第二攝像單元,其通過所述第二觀察光學(xué)系統(tǒng),從不同于所述第一攝像單元的第二方向拍攝所述基板,生成第二圖像信號(hào);位置偏移檢測單元,其檢測所述基板的位置從所述第一攝像單元所拍攝的圖像上的預(yù)先設(shè)定的位置偏移的偏移量;以及相對(duì)位置控制單元,其根據(jù)所述位置偏移檢測單元所檢測的所述位置的偏移量,控制所述第二觀察光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于所述基板的相對(duì)位置。
圖1是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的外觀檢查裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2A和2B是用于說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的外觀檢查裝置所進(jìn)行的焦點(diǎn)控制(focus control)方法的參考圖。
圖3A和3B是用于說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的外觀檢查裝置所進(jìn)行的焦點(diǎn)控制方法的參考圖。
圖4是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的外觀檢查裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5是示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的外觀檢查裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖6是用于說明本發(fā)明的第3實(shí)施方式的外觀檢查裝置所進(jìn)行的焦點(diǎn)控制方法的參考圖。
圖7是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式的外觀檢查裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式
下面,參照附圖,說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的外觀檢查裝置的結(jié)構(gòu)。作為半導(dǎo)體等的基板的晶片1載置于工作臺(tái)2上。工作臺(tái)2吸附保持晶片1。工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)2。利用作為基板保持單元的工作臺(tái)2和工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3,可旋轉(zhuǎn)地保持晶片1。
為了從2個(gè)方向觀察包括晶片1的端面的周邊部,設(shè)置2個(gè)觀察光學(xué)系統(tǒng)(第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7)。此處,2個(gè)觀察光學(xué)系統(tǒng)配置成光軸正交,但只要具有不平行的角度地配置即可,可以為任意角度。第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7均具有將從晶片1入射的光會(huì)聚的透鏡等光學(xué)部件。第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4設(shè)置成從與晶片1的主面大致垂直的方向觀察晶片1的端面,且第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7設(shè)置成從與晶片1的主面大致平行的方向觀察晶片1的端面。雖未圖示,還可以設(shè)置照明裝置。作為照明裝置,可以利用光纖引導(dǎo)來自光源的光,或設(shè)置多個(gè)LED來使用。并且,觀察光學(xué)系統(tǒng)可以是類似于顯微鏡的物鏡那樣的單焦距透鏡,也可以是變焦透鏡。
通過了第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4的光入射到第一攝像部5的攝像面,通過了第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7的光入射到第二攝像部8的攝像面。第一攝像部5和第二攝像部8具有CCD等攝像元件,拍攝晶片1,生成圖像信號(hào)。第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5可以通過第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)6(相對(duì)位置控制單元)沿箭頭A的方向(第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4的光軸方向)一體移動(dòng)。并且,第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8可以通過第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)9(相對(duì)位置控制單元)沿箭頭B的方向(第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7的光軸方向)一體移動(dòng)。可以利用第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)6和第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)9調(diào)節(jié)2個(gè)光學(xué)系統(tǒng)和晶片1的距離。
第一攝像部5通過視頻信號(hào)線14與控制裝置10連接,第二攝像部8通過視頻信號(hào)線15與控制裝置10連接。第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)6通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制信號(hào)線16與控制裝置10連接,第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)9通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制信號(hào)線17與控制裝置10連接。工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制信號(hào)線18與控制裝置10連接。
控制裝置10具有控制外觀檢查裝置的各部和進(jìn)行運(yùn)算的功能。在控制裝置10中,圖像處理部101經(jīng)由視頻信號(hào)線14取得第一攝像部5所生成的圖像信號(hào),并且,經(jīng)由視頻信號(hào)線15取得第二攝像部8所生成的圖像信號(hào),進(jìn)行后述的用于取得亮度信息的圖像處理。
偏移量計(jì)算部102(位置偏移檢測單元)根據(jù)圖像處理部101所取得的亮度信息,計(jì)算晶片1端部的位置從拍攝到的圖像上的預(yù)先設(shè)定的位置偏移的偏移量。本實(shí)施方式中,將預(yù)先設(shè)定的位置設(shè)為在第二攝像部8取得對(duì)焦的位置,計(jì)算第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7的位置從該位置偏移的偏移量。第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7位于第二攝像部8取得對(duì)焦的位置時(shí),利用第二攝像部8拍攝已對(duì)焦的晶片1的像,但因晶片1的偏心或翹曲,第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7相對(duì)于晶片1的對(duì)焦點(diǎn)的相對(duì)位置從該位置偏移,所以為了校正該位置,計(jì)算出上述的位置偏移量。并且,偏移量計(jì)算部102同樣具有如下功能根據(jù)第二攝像部8所生成的圖像信號(hào),計(jì)算出第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4從第一攝像部5取得對(duì)焦時(shí)的位置偏移的偏移量。
存儲(chǔ)部103存儲(chǔ)偏移量計(jì)算部102計(jì)算位置偏移量時(shí)使用的信息等。移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104(相對(duì)位置控制單元)經(jīng)由移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制信號(hào)線16向第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)6輸出控制信號(hào),從而一體控制第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5的位置,并且,經(jīng)由移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制信號(hào)線17向第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)9輸出控制信號(hào),從而一體控制第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8的位置。此外,移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104經(jīng)由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制信號(hào)線18向工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3輸出控制信號(hào),從而控制工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。另外,本實(shí)施方式中,移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104、第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)6和第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)9形成相對(duì)位置控制單元。
接著,說明本實(shí)施方式的焦點(diǎn)控制方法。圖2A示出根據(jù)第一攝像部5所生成的圖像信號(hào)得到的圖像。在映射了晶片1的平滑的主面的部分,圖像較亮,在沒有映射晶片1的部分,圖像較暗。圖像處理部101根據(jù)第一攝像部5所生成的圖像信號(hào),取出一行像素的亮度信息。該亮度信息是沿著圖2A所示的直線201的像素的亮度信息,其分布表示為圖3A所示的亮度分布。
圖像處理部101檢測描繪該亮度分布的曲線301的、亮度變化大的點(diǎn)即特征點(diǎn)302。例如,通過對(duì)圖3A的亮度分布的曲線進(jìn)行微分處理,能夠?qū)⒆兓孔畲蟮狞c(diǎn)設(shè)為特征點(diǎn)302。特征點(diǎn)302是相當(dāng)于晶片1的端部202的點(diǎn)。圖像處理部101所檢測出的特征點(diǎn)302的位置信息被輸出到偏移量計(jì)算部102。偏移量計(jì)算部102追蹤特征點(diǎn)302的位置變化。即,偏移量計(jì)算部102計(jì)算出特征點(diǎn)302的位置從第二攝像部8取得對(duì)焦時(shí)的位置(將該位置設(shè)為基準(zhǔn)位置)偏移了幾個(gè)像素。
為進(jìn)行上述計(jì)算,需要先求出第二攝像部8取得對(duì)焦時(shí)的亮度分布上的特征點(diǎn)302的基準(zhǔn)位置。例如,在預(yù)先將第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8配置成使第二攝像部8取得對(duì)焦的狀態(tài)下,圖像處理部101檢測從第一攝像部5所生成的圖像信號(hào)求出的亮度分布上的特征點(diǎn)302的位置。該狀態(tài)下的特征點(diǎn)302的位置與第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7的位置相關(guān)聯(lián)起來,作為基準(zhǔn)位置的位置信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部103。接著,利用第一攝像部5生成了新的圖像信號(hào)時(shí),偏移量計(jì)算部102從存儲(chǔ)部103讀出基準(zhǔn)位置的位置信息,計(jì)算新得到的特征點(diǎn)302的位置從基準(zhǔn)位置偏移了幾個(gè)像素,將其作為位置偏移量的信息輸出至移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104。
移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104根據(jù)該位置偏移量的信息和每1個(gè)像素的距離計(jì)算上述兩個(gè)位置之間的實(shí)際距離,轉(zhuǎn)換為第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)9引起的第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8的移動(dòng)量。根據(jù)該移動(dòng)量,第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)9移動(dòng)第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8。通過該移動(dòng),在第二攝像部8獲得已對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的像。伴隨晶片1的旋轉(zhuǎn),重復(fù)上述處理,從而能夠?qū)⒂^察時(shí)的晶片1與第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8的距離保持恒定。
采用與上述相同的方式,根據(jù)第二攝像部8所拍攝的圖像,控制第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5的位置。圖2B示出根據(jù)第二攝像部8所生成的圖像信號(hào)得到的圖像。在映射了晶片1的端面的部分,圖像較亮,在沒有映射晶片1的部分,圖像較暗。圖像處理部101根據(jù)第二攝像部8所生成的圖像信號(hào),取出一行像素的亮度信息。該亮度信息是沿著圖2B所示的預(yù)定的直線203的像素的亮度信息,其分布表示為圖3B所示的亮度分布。
圖像處理部101確定描繪該亮度分布的曲線303的特征點(diǎn)304。特征點(diǎn)304相當(dāng)于亮度變化大的2個(gè)點(diǎn)的中點(diǎn),且是相當(dāng)于晶片1的端面的中心位置的點(diǎn)。例如,通過對(duì)圖3B所示的亮度分布的曲線進(jìn)行微分處理,提取2個(gè)變化大的點(diǎn),將2個(gè)點(diǎn)的中點(diǎn)的位置設(shè)為該特征點(diǎn)304。圖像處理部101所檢測出的特征點(diǎn)304的位置信息被輸出到偏移量計(jì)算部102。偏移量計(jì)算部102計(jì)算出特征點(diǎn)304的位置從基準(zhǔn)位置偏移了幾個(gè)像素。
為進(jìn)行上述計(jì)算,采用與上述相同的方式,例如,在預(yù)先將第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5配置成使第一攝像部5取得對(duì)焦的狀態(tài)下,圖像處理部101確定從第二攝像部8所生成的圖像信號(hào)求出的亮度分布上的特征點(diǎn)304的位置。該狀態(tài)下的特征點(diǎn)304的位置與第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4的位置相關(guān)聯(lián)起來,作為基準(zhǔn)位置的位置信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部103。接著,利用第二攝像部8生成了新的圖像信號(hào)時(shí),偏移量計(jì)算部102從存儲(chǔ)部103讀出基準(zhǔn)位置的位置信息,計(jì)算新得到的特征點(diǎn)304的位置從基準(zhǔn)位置偏移了幾個(gè)像素,將其作為位置偏移量的信息輸出到移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104。
移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104根據(jù)該位置偏移量的信息和每1個(gè)像素的距離計(jì)算上述兩個(gè)位置之間的實(shí)際距離,轉(zhuǎn)換為第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)6引起的第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5的移動(dòng)量。根據(jù)該移動(dòng)量,第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)6移動(dòng)第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5。通過該移動(dòng),在第一攝像部5獲得已對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的像。伴隨晶片1的旋轉(zhuǎn),重復(fù)上述處理,從而能夠?qū)⒂^察時(shí)的晶片1與第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5的距離保持恒定。
將這樣拍攝的晶片1的端面部顯示到監(jiān)視器11(顯示部)上,檢查者進(jìn)行基于目視的檢查。并且,還可以在圖像處理部101中設(shè)置檢測亮度數(shù)據(jù)的異常值來判斷有無缺陷的缺陷檢測部,將檢查結(jié)果輸出到監(jiān)視器11。
如上所述,本實(shí)施方式中的外觀檢查裝置從2個(gè)方向以上觀察并拍攝包括晶片1的端面的部位,所以具有至少2個(gè)觀察光學(xué)系統(tǒng)和2個(gè)攝像部,根據(jù)第二攝像部8(或第一攝像部5)所生成的圖像信號(hào),檢測第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4(或第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7)的位置從第一攝像部5(或第二攝像部8)取得對(duì)焦時(shí)的位置偏移的偏移量,根據(jù)該位置的偏移量,控制第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4(或第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7)相對(duì)于基板的相對(duì)位置。這些第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4的位置的控制和第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7的位置的控制,可以同時(shí)并行進(jìn)行處理,也可以快速切換地交錯(cuò)進(jìn)行處理。
更詳細(xì)地說,在拍攝晶片1的端面(或者主面)得到的圖像上,確定沿著橫向切割晶片1的端面(或主面)的線的亮度分布的特征點(diǎn),將特征點(diǎn)的位置從第二攝像部8(或第一攝像部5)取得對(duì)焦的基準(zhǔn)位置的偏移作為上述偏移量而進(jìn)行計(jì)算。因此,不使用校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)或自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu),也能夠?qū)崿F(xiàn)可快速獲得基板端面部的、預(yù)先設(shè)定的位置上的圖像、尤其是對(duì)焦?fàn)顟B(tài)下的圖像的低成本的外觀檢查裝置。本實(shí)施方式中,使第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4的位置的控制和第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7的位置的控制相互獨(dú)立,所以通過同時(shí)并行進(jìn)行處理,能夠快速進(jìn)行基板攝像時(shí)的旋轉(zhuǎn)。
接著,以不同于第一實(shí)施方式的部分為中心,說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。圖4示出本實(shí)施方式的外觀檢查裝置的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中,第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5、以及第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8利用光學(xué)系統(tǒng)·攝像部連接部20(連接單元)連接、固定。它們一體移動(dòng),所以第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8相對(duì)于第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5的相對(duì)位置始終固定。但是,也可以在某一方上設(shè)置微小的角度或位置。
光學(xué)系統(tǒng)·攝像部連接部20與光學(xué)系統(tǒng)·攝像部移動(dòng)機(jī)構(gòu)19連接。此處,移動(dòng)機(jī)構(gòu)使用公知技術(shù)。例如,可以使用滾珠絲杠(ball screw)或線性電動(dòng)機(jī)等。2個(gè)觀察光學(xué)系統(tǒng)和攝像部以及光學(xué)系統(tǒng)·攝像部連接部20利用光學(xué)系統(tǒng)·攝像部移動(dòng)機(jī)構(gòu)19可以沿箭頭C和D的方向一體移動(dòng)。光學(xué)系統(tǒng)·攝像部移動(dòng)機(jī)構(gòu)19通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制信號(hào)線21與控制裝置10連接??刂蒲b置10的移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104經(jīng)由移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制信號(hào)線21向光學(xué)系統(tǒng)·攝像部移動(dòng)機(jī)構(gòu)19輸出控制信號(hào),從而一體控制2個(gè)觀察光學(xué)系統(tǒng)和攝像部以及光學(xué)系統(tǒng)·攝像部連接部20的位置。
對(duì)于第一攝像部5和第二攝像部8,用于得到已對(duì)焦的像的焦點(diǎn)控制方法與第一實(shí)施方式相同。本實(shí)施方式中,2個(gè)觀察光學(xué)系統(tǒng)和攝像部一體移動(dòng),所以當(dāng)?shù)诙^察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8沿著第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7的光軸移動(dòng)時(shí),第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5也沿著相同方向以相同的移動(dòng)量移動(dòng)。同樣地當(dāng)?shù)谝挥^察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5沿著第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4的光軸移動(dòng)時(shí),第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8也沿著相同方向以相同的移動(dòng)量移動(dòng)。
因此,即使晶片1旋轉(zhuǎn),觀察時(shí)的晶片1和各觀察光學(xué)系統(tǒng)的距離保持恒定,并且,能夠在不發(fā)生晶片1因偏心或翹曲等在攝像圖像上移動(dòng)的情況下觀察晶片1。例如,因偏心或翹曲等,晶片1的端部向箭頭D方向進(jìn)行了移動(dòng)時(shí),為了伴隨該移動(dòng)進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié),第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8向相同方向移動(dòng)。在這種狀態(tài)下,導(dǎo)致第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4相對(duì)于晶片1主面的觀察位置偏移,所以在第一攝像部5所拍攝的圖像內(nèi),晶片1向上下或左右等活動(dòng)。
但是,本實(shí)施方式中,第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5也沿著與第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8相同的方向以相同的移動(dòng)量移動(dòng),所以能夠確保第一攝像部5所拍攝的圖像內(nèi)的晶片1的位置始終保持恒定。這對(duì)于第二攝像部8所拍攝的圖像也相同。晶片1在攝像圖像內(nèi)的位置保持為恒定,所以特別是在以高倍率進(jìn)行觀察時(shí),本實(shí)施方式很有效。并且,快速地以時(shí)分切換來自第一攝像部5的信號(hào)和來自第二攝像部8的信號(hào),將某一方用于偏移檢測,或者,并行處理來自兩個(gè)攝像部的信號(hào),將雙方同時(shí)用于偏移檢測,從而使第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5、以及第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8全體移動(dòng),可以在始終恒定的焦點(diǎn)和觀察位置進(jìn)行拍攝。另外,取得晶片1的全周量的圖像,存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部103的情況下,能夠容易地進(jìn)行這些圖像的接合。
接著,以不同于第二實(shí)施方式的部分為中心,說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。圖5示出本實(shí)施方式的外觀檢查裝置的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中,在第二實(shí)施方式的外觀檢查裝置上設(shè)置了第三觀察光學(xué)系統(tǒng)22、第三攝像部23以及角度調(diào)整機(jī)構(gòu)24。第三觀察光學(xué)系統(tǒng)22和第三攝像部23設(shè)置成與第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4和第一攝像部5對(duì)置。第三攝像部23通過視頻信號(hào)線25與控制裝置10連接,第三攝像部23所生成的圖像信號(hào)輸入到控制裝置10的圖像處理部101。由此,可以從下側(cè)拍攝晶片1。
圖像處理部101采用與第一實(shí)施方式相同的方式,根據(jù)各攝像部所生成的圖像信號(hào),檢測亮度分布上的特征點(diǎn)的位置等信息。偏移量計(jì)算部102根據(jù)從第一攝像部5和第三攝像部23各自所生成的圖像信號(hào)求出的信息(亮度分布上的特征點(diǎn)的位置信息等),計(jì)算出晶片1的傾斜從成為基準(zhǔn)的傾斜的偏移(角度偏移)。偏移量計(jì)算部102將計(jì)算出的晶片1的角度偏移量的信息輸出到移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104。
光學(xué)系統(tǒng)·攝像部連接部20上設(shè)置有角度調(diào)整機(jī)構(gòu)24。利用角度調(diào)整機(jī)構(gòu)24使光學(xué)系統(tǒng)·攝像部連接部20的臂20a以3個(gè)觀察光學(xué)系統(tǒng)的光軸的交點(diǎn)為中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn),控制晶片1相對(duì)于各個(gè)觀察光學(xué)系統(tǒng)和攝像部、特別是第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8的相對(duì)傾斜度。為了進(jìn)行該控制,首先,各個(gè)觀察光學(xué)系統(tǒng)和攝像部相對(duì)于晶片1的傾斜度被設(shè)定為成為基準(zhǔn)的傾斜度(基準(zhǔn)角度)的狀態(tài)下,利用第二攝像部8進(jìn)行拍攝。圖像處理部101根據(jù)第二攝像部8所生成的圖像信號(hào),檢測傾斜度控制所需的信息(從圖像信號(hào)求出的亮度分布等)。檢測到的信息作為與成為基準(zhǔn)的傾斜度相關(guān)的信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部103。例如,亮度分布與第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7的位置相關(guān)聯(lián)起來地存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部103。
接著,偏移量計(jì)算部102從存儲(chǔ)部103讀出成為基準(zhǔn)的傾斜度的信息。偏移量計(jì)算部102求出圖6所示的利用通過第二攝像部8所拍攝的圖像的亮度分布的頂點(diǎn)的中心線左右分割的區(qū)域的面積。進(jìn)一步,偏移量計(jì)算部102計(jì)算與2個(gè)區(qū)域的面積之比對(duì)應(yīng)角度的偏移,通知給移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104。移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104使第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7向亮度分布內(nèi)的左右2個(gè)區(qū)域中面積小的區(qū)域的方向移動(dòng),以3個(gè)觀察光學(xué)系統(tǒng)的光軸的交點(diǎn)為中心,旋轉(zhuǎn)臂20a,使得2個(gè)區(qū)域的面積相同。快速檢測第二攝像部8所取得的圖像的角度偏移,并且,使臂20a旋轉(zhuǎn),在亮度分布內(nèi)的左右2個(gè)區(qū)域的面積相等的時(shí)刻,停止旋轉(zhuǎn)。由此,校正晶片1相對(duì)于基準(zhǔn)的傾斜度。
角度調(diào)整機(jī)構(gòu)24通過角度控制信號(hào)線26與控制裝置10的移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104連接。移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104使臂20a旋轉(zhuǎn),以便對(duì)偏移量計(jì)算部102計(jì)算出的晶片1的相對(duì)于所述基準(zhǔn)的相對(duì)傾斜度的偏移進(jìn)行校正,為此,移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104向角度控制信號(hào)線26輸出控制信號(hào),指示角度調(diào)整機(jī)構(gòu)24旋轉(zhuǎn)臂20a。通過接受到指示的角度調(diào)整機(jī)構(gòu)24,將臂20a的傾斜變更希望的角度。
根據(jù)如上所述的本實(shí)施方式,晶片1與第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8之間的角度保持恒定,所以只要照明裝置構(gòu)成為與第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7一體形成、并同時(shí)移動(dòng),則能夠?qū)⒂^察時(shí)第二攝像部8所拍攝的圖像的明亮度保持為恒定。另外,只要控制晶片1與第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8之間的角度即可,所以可以在工作臺(tái)2側(cè)設(shè)置旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
接著,說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式。圖7示出本實(shí)施方式的外觀檢查裝置的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中,對(duì)第一實(shí)施方式的外觀檢查裝置設(shè)置了工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)27(相對(duì)位置控制單元)。工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)27設(shè)置于工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的下面,用于使晶片1、工作臺(tái)2、以及工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3全體向沿著2個(gè)觀察光學(xué)系統(tǒng)的光軸的方向(箭頭E和F的方向)移動(dòng)。工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)27經(jīng)由工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制信號(hào)線28與控制裝置10的移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104連接。
采用與第一實(shí)施方式相同的方式,根據(jù)第一攝像部5所生成的圖像信號(hào)檢測出的位置偏移量的信息從偏移量計(jì)算部102輸出至移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104。移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部104根據(jù)偏移量的信息和每1個(gè)像素的距離,將第二攝像部8所拍攝的圖像上的晶片1從基準(zhǔn)位置偏移的偏移量換算成距離,指示工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)27移動(dòng)該距離量。工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)27根據(jù)該指示,使晶片1、工作臺(tái)2、以及工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3全體向沿著第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7的光軸的方向移動(dòng)上述距離量。
通過該移動(dòng),在第二攝像部8中得到已對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的像。伴隨晶片1的旋轉(zhuǎn),重復(fù)上述處理,從而能夠?qū)⒂^察時(shí)的晶片1與第二觀察光學(xué)系統(tǒng)7和第二攝像部8之間的距離保持恒定。使晶片1、工作臺(tái)2、以及工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3全體向沿著第一觀察光學(xué)系統(tǒng)4的光軸的方向移動(dòng),在第一攝像部5中取得對(duì)焦的情況也相同。根據(jù)本實(shí)施方式,為了搬送、移動(dòng)晶片1,已存在工作臺(tái)2的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下,僅追加最小限的構(gòu)成,就能夠在觀察時(shí)利用各攝像部始終得到已對(duì)焦的像,所以能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的外觀檢查裝置。
以上,參照附圖,詳細(xì)敘述了本發(fā)明的實(shí)施方式,但具體結(jié)構(gòu)不限于這些實(shí)施方式,還包括在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)變更等。例如,照明的種類和位置沒有限定,更優(yōu)選將半透鏡等設(shè)置于光路的途中,從而使用同軸落射照明。并且,第一攝像部5和第二攝像部8可以是將像素排列成二維的攝像部,也可以是將像素排列成一維的所謂線傳感器。為線傳感器時(shí),只要線傳感器的長度方向是與晶片1的圖像移動(dòng)的方向正交的方向即可。通過使晶片1旋轉(zhuǎn),能夠構(gòu)建二維圖像。并且,作為所拍攝的圖像上的、預(yù)先設(shè)定的位置,例示出攝像部取得對(duì)焦時(shí)的位置,但也可以是畫面上的任意位置,例如晶片1的端部來到顯示畫面中央的位置。
根據(jù)本發(fā)明,能夠獲得如下效果不使用自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu),也能夠在預(yù)先設(shè)定的位置獲得基板的端面部的圖像。
權(quán)利要求
1.一種外觀檢查裝置,其特征在于,所述外觀檢查裝置具有保持單元,其可旋轉(zhuǎn)地保持基板;第一和第二觀察光學(xué)系統(tǒng),其用于觀察所述基板;第一攝像單元,其通過所述第一觀察光學(xué)系統(tǒng),從第一方向拍攝所述基板,生成第一圖像信號(hào);第二攝像單元,其通過所述第二觀察光學(xué)系統(tǒng),從不同于所述第一攝像單元的第二方向拍攝所述基板,生成第二圖像信號(hào);位置偏移檢測單元,其檢測所述基板的位置從所述第一攝像單元所拍攝的圖像上的預(yù)先設(shè)定的位置偏移的偏移量;以及相對(duì)位置控制單元,其根據(jù)所述位置偏移檢測單元所檢測的所述位置的偏移量,控制所述第二觀察光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于所述基板的相對(duì)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外觀檢查裝置,其特征在于,所述拍攝的圖像上的預(yù)先設(shè)定的位置是所述第二攝像單元取得對(duì)焦的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外觀檢查裝置,其特征在于,所述外觀檢查裝置還具有將所述第一觀察光學(xué)系統(tǒng)和所述第二觀察光學(xué)系統(tǒng)連接的連接單元,所述第二觀察光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于所述第一觀察光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)位置被固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外觀檢查裝置,其特征在于,所述相對(duì)位置控制單元移動(dòng)所述第二觀察光學(xué)系統(tǒng),從而控制所述第二觀察光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于所述基板的相對(duì)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外觀檢查裝置,其特征在于,所述相對(duì)位置控制單元移動(dòng)所述基板,從而控制所述第二觀察光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于所述基板的相對(duì)位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外觀檢查裝置,其特征在于,所述外觀檢查裝置還具有角度偏移檢測單元,其根據(jù)所述第一或第二攝像單元所生成的所述圖像信號(hào),檢測所述基板相對(duì)于基準(zhǔn)的相對(duì)傾斜度的偏移量;以及傾斜控制單元,其根據(jù)所述角度偏移檢測單元所檢測的所述傾斜度的偏移量,控制所述基板的相對(duì)傾斜度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外觀檢查裝置,其特征在于,所述第一觀察光學(xué)系統(tǒng)從與基板主面的大致垂直方向觀察所述基板的端面,所述第二觀察光學(xué)系統(tǒng)從與基板主面大致平行的方向觀察所述基板的端面。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外觀檢查裝置,其特征在于,分別以時(shí)分方式交替來自所述第一攝像單元的信號(hào)和來自所述第二攝像單元的信號(hào)、或者對(duì)二者同時(shí)并行處理,以檢測偏移量,從而始終在恒定位置進(jìn)行拍攝。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的外觀檢查裝置,其特征在于,所述角度偏移檢測部根據(jù)所拍攝的亮度分布的信息,檢測所述基板相對(duì)于基準(zhǔn)的相對(duì)傾斜度的偏移量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種外觀檢查裝置,其能夠在基板的、預(yù)先設(shè)定的位置獲得圖像、特別是對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的圖像,而不使用專用的校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)或自動(dòng)對(duì)焦裝置。工作臺(tái)(2)吸附保持晶片(1)。工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(2)。第一攝像部(5)通過第一觀察光學(xué)系統(tǒng)(4)拍攝晶片(1)、生成圖像信號(hào),第二攝像部(8)通過第二觀察光學(xué)系統(tǒng)(7)拍攝晶片(1)、生成圖像信號(hào)。利用圖像處理部(101)和偏移量計(jì)算部(102)檢測第二觀察光學(xué)系統(tǒng)(7)的位置從第二攝像部(8)取得對(duì)焦時(shí)的位置偏移的偏移量。利用移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部(104)和第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)(9),根據(jù)該位置的偏移量,控制第二觀察光學(xué)系統(tǒng)(7)相對(duì)于晶片(1)的相對(duì)位置。
文檔編號(hào)G01B11/30GK101021489SQ200710005548
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者時(shí)田浩行 申請(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社