JP2008164565A - Imaging unit, and visual inspection apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばウェハ基板やフラットパネルディスプレイ(FPD)基板等の被検体の検査に用いられる撮像ユニット及びこれを用いた外観検査装置に関する。 The present invention relates to an imaging unit used for inspecting a subject such as a wafer substrate or a flat panel display (FPD) substrate, and an appearance inspection apparatus using the imaging unit.
従来、FPD基板に比べて小さなウェハ基板等(被検体)の外観検査では、被検体表面に平行光束の照明光を所定の角度で照射し、その反射光の光学的変化に応じた表面の画像を取り込み、これを画像処理することによって、表面に塗布されたレジストの膜むら、ピンホールなどの欠陥や、塵埃付着の有無などを確認している。 Conventionally, in the appearance inspection of a wafer substrate or the like (subject) that is smaller than the FPD substrate, the surface of the subject is irradiated with illumination light of a parallel light beam at a predetermined angle, and an image of the surface corresponding to the optical change of the reflected light The image is processed and image processing is performed to check for irregularities in the resist film applied to the surface, defects such as pinholes, and the presence or absence of dust adhesion.
近年、例えばFPDの一種である液晶ディスプレイの製造工程では、生産性を向上させるために複数のディスプレイを一括して製造できるマザーガラス基板が用いられている。このマザーガラス基板は、最近では一辺の長さが2000mm、3000mmを超えるものが出現している。このマザーガラス基板は、液晶テレビや、カメラ用液晶モニタなどサイズの異なる多種の液晶ディスプレイを効率よく生産できる基板サイズが採用されている。外観検査装置では、各種サイズのマザーガラス基板に対応することが求められている。 In recent years, for example, in a manufacturing process of a liquid crystal display which is a kind of FPD, a mother glass substrate capable of manufacturing a plurality of displays at once is used in order to improve productivity. Recently, a mother glass substrate having a length of one side exceeding 2000 mm and 3000 mm has appeared. This mother glass substrate has a substrate size that can efficiently produce various types of liquid crystal displays such as liquid crystal televisions and camera liquid crystal monitors. Appearance inspection apparatuses are required to support mother glass substrates of various sizes.
大きな被検体の外観検査に対応した外観検査装置としては、例えば図19に示すような装置1が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この外観検査装置1には、被検体2を載置するステージ部3を備えたベース4と、ベース4の上面4aに直立された門型の支柱5と、この支柱5の先端5aにベース4と平行して延出された支持アーム6とが設けられている。
As an appearance inspection apparatus corresponding to the appearance inspection of a large subject, for example, an
ステージ部3は、ベース4の上面4aに沿って1軸方向(例えば矢印a方向)に移動可能とされ、ステージ部3に載置される被検体2がこれに従動する。
The
支柱5には、その高さ方向の略中央に投光部7が取り付けられており、この投光部7は、例えばハロゲンランプなどの図示せぬ光源と、この光源から発せられる光束を導く図示せぬファイバ束とを主な構成要素とし、ファイバ束は、被検体2の移動方向(矢印a方向)に対し直交方向に、被検体2の幅より若干長い範囲で並べられ、被検体2表面に線状に光を照明することができる。
A light projecting unit 7 is attached to the support column 5 at substantially the center in the height direction. The light projecting unit 7 guides a light source (not shown) such as a halogen lamp and a light beam emitted from the light source. A fiber bundle not shown is a main component, and the fiber bundle is arranged in a direction perpendicular to the moving direction of the subject 2 (arrow a direction) within a range slightly longer than the width of the
支持アーム6には、その先端側に設けられたミラー8aと、後端側に設けられたラインセンサカメラ(撮像素子)8bと、このラインセンサカメラ8bのミラー8a側に取り付けられた結像レンズ8cと、ミラー8aと結像レンズ8cの間に配された干渉フィルタ8dとにより構成されている。ここで、ラインセンサカメラ8bと結像レンズ8cとを合わせて、撮像部8とされる。
The
この構成において、投光部7により被検体2表面に入射角θ1で照射された線状の光束(照明光)は、被検体2表面にて反射角θ2で反射され、この反射光はミラー8aによって偏向され、干渉フィルタ8dおよび結像レンズ8cを介してラインセンサカメラ8bに入射される。これにより、被検体2表面の線状の画像がラインセンサカメラ8bに取り込まれるとともに、ステージ部3により被検体2を1軸方向に一定速度で移動させることで、順次被検体2表面の画像を取り込むことができ、取り込まれた画像を処理することによって被検体2全表面の欠陥の有無を検査することができる。
In this configuration, the linear light beam (illumination light) irradiated to the surface of the
この外観検査装置1では、被検体2と外観検査装置1とを1軸方向に相対移動させることで、被検体2全表面の画像取得が可能なため、大きな被検体2に対応することができる。また、被検体2で反射した光束(反射光)がミラー8aによって被検体2と平行する方向に折り曲げられるため、高さが低く抑えられ外観検査装置1の小型化を図ることができる。
In this
大きな被検体の外観検査に対応した装置には、図20から図21に示すようなものも提案されている(例えば、特許文献2参照)。図20は外観検査装置10を示したものであり、図21は図20のA−A線矢視図である。
図20から図21に示すように、この外観検査装置10は投光部11と撮像部12とにより構成されており、適宜手段によって支持された投光部11から被検体2表面に照明光が照射されるとともに反射される反射光を、適宜手段によって支持された撮像部12によって受光し結像して被検体2表面の画像取得を行うものである。また、外観検査装置10と被検体2とを1軸方向(矢印a方向)に相対移動させることにより被検体2の全表面の画像取得を行うものである。
As an apparatus corresponding to the appearance inspection of a large subject, the apparatuses shown in FIGS. 20 to 21 have been proposed (see, for example, Patent Document 2). FIG. 20 shows the
As shown in FIGS. 20 to 21, the
投光部11は、端面11bが線状に2列並べられたファイバ束11aと、この端面11bに平行に離間したシリンドリカルレンズ11cとにより構成されている。
The
撮像部12は、ロッドレンズアレイ(レンズ)12aとリニアイメージセンサ(撮像素子)12bとからなり、ロッドレンズアレイ12aは、被検体2表面に線状に照射される照明光の反射光を受光するとともにこれを集光し、被検体2表面の照射領域(撮像範囲)の等倍像をリニアイメージセンサ12bに結像させるものである。
The
この構成において、投光部11から照射された線状の照明光は、被検体2表面に入射角θ1で照射され、被検体2表面で反射した反射光は反射角θ2で撮像部12に入射される。これにより、反射光がリニアイメージセンサ12bに取り込まれるとともに画像化され、被検体2と外観検査装置10とが被検体2の1軸方向に一定速度で相対移動されることによって、順次被検体2表面の画像取得が行われ、被検体2の全表面の検査を行うことができる。
In this configuration, the linear illumination light emitted from the
この外観検査装置10では、被検体2と、投光部11と撮像部12との相対移動により被検体2の全表面の画像取得が可能なため、大きな被検体2に対応することができる。また、投光部11にシリンドリカルレンズ11cを使用し、撮像部12にロッドレンズアレイ12aを使用しているため、投光部11と撮像部12とを被検体2表面に近づけることができ、装置10の小型化を図ることができる。
しかしながら、上記の外観検査装置では、マザーガラス基板(被検体)のサイズに応じた投光部および撮像部に換えて、光学系を再設計する必要があり設計の自由度に問題があった。このように、被検体の大きさに合わせて、その都度光学設計をやり直していたのでは、生産性に多大な負担が強いられるばかりか、被検体の大きさに合わせた各種部材を保有する必要性から経済的にも大きな負担が強いられるという問題があった。 However, in the above-described appearance inspection apparatus, it is necessary to redesign the optical system instead of the light projecting unit and the imaging unit corresponding to the size of the mother glass substrate (subject), and there is a problem in the degree of freedom in design. In this way, if the optical design was redone each time according to the size of the subject, it would not only impose a heavy burden on productivity, but also need to have various members according to the size of the subject. There was a problem that a large burden was imposed on the economy from the nature.
また、投光部や撮像部に不具合が生じた場合などにおいても、1つの投光部と1つの撮像部とにより構成されていると、これらの取り外し、取り付ける作業に複数の作業員が必要になるばかりか、FPD製造ラインでは、マザーガラス基板を搬送するバスラインが1500mmと高いために、2000mm、3000mmと長尺の投光部を交換することが困難な状況になっている。 In addition, even when a problem occurs in the light projecting unit or the image capturing unit, if it is configured by one light projecting unit and one image capturing unit, a plurality of workers are required for the operation of removing and attaching them. In addition, in the FPD production line, since the bus line for conveying the mother glass substrate is as high as 1500 mm, it is difficult to replace the long light projecting portion of 2000 mm and 3000 mm.
さらに、大きなマザーガラス基板を1組の投光部及び撮像部で検査する場合には、被検体の幅方向に照射された細長いスリット状の照明領域、例えば2000mmの長さの照射領域を一括して撮像するには、特許文献1のように非常に長い撮像距離が必要となり、外観検査装置が大型化するという問題があった。また、同じ分解能の撮像素子を用いた場合には、被検体からの撮像離間が長くなることに伴い、撮像部で撮像された画像の画質が低下するために検出精度が低下するという問題が生ずる。
Further, when a large mother glass substrate is inspected by a pair of light projecting unit and image capturing unit, a long and narrow slit-like illumination region irradiated in the width direction of the subject, for example, an irradiation region having a length of 2000 mm, is collected. In order to take an image, a very long imaging distance is required as in
また、大きな被検体に対する検出精度を高めるために、結像レンズを広角にして被検体と撮像部の離間を短くすると、撮像中心に対して周辺の画像が歪んでしまい、欠陥検出に悪影響を及ぼすおそれがある。 In addition, if the imaging lens is widened and the distance between the subject and the imaging unit is shortened in order to increase the detection accuracy for a large subject, the peripheral image is distorted with respect to the center of the imaging, which adversely affects defect detection. There is a fear.
製造ラインの歩留まりを向上させるためには、被検体の表面にレジストを塗布した後、できる限り早い段階で外観検査を行い、異常が認められる場合には、その結果を製造装置にフィードバックすることが求められている。このため、外観検査装置は、できうる限り製造ラインに直結させることが求められている。しかし、従来の場合には、外観検査装置を製造装置に組み込むことができず、製造ラインの最後の製造工程である現像装置の下流側に外観検査装置を配置するしかなかった。このため、最初の製造工程であるレジスト塗布装置で欠陥が発生した場合、各製造装置内や各製造装置間の搬送ライン中に多数のマザーガラス基板が流れているため、レジスト塗布装置から搬出された不良基板が検査装置に到達するまでに長い時間が掛かり、早期に対応することができなくなっている。この外観検査装置に不良基板が到達したときには、レジスト塗布装置と検査装置との間に大量の不良基板が流されるために、製造の歩留まりが低下するという問題が生ずる。
また、このマザーガラス基板の全面の画像を取り込むマクロ検査装置と、このマクロ検査装置で検出された欠陥を詳細に観察する顕微鏡を搭載したミクロ検査装置を統合して複合検査装置に構成した場合、特許文献1に示すようにマクロ検査装置の占有スペースが大きく、複合検査装置全体が大型化するという問題も生ずる。
In order to improve the yield of the production line, after applying a resist to the surface of the specimen, visual inspection is performed at the earliest possible stage, and if any abnormality is found, the result can be fed back to the production equipment. It has been demanded. For this reason, the appearance inspection apparatus is required to be directly connected to the production line as much as possible. However, in the conventional case, the appearance inspection apparatus cannot be incorporated into the manufacturing apparatus, and the appearance inspection apparatus has to be arranged on the downstream side of the developing device, which is the final manufacturing process of the manufacturing line. For this reason, when a defect occurs in the resist coating apparatus, which is the first manufacturing process, a large number of mother glass substrates are flowing in each manufacturing apparatus and in the transfer line between the manufacturing apparatuses. It takes a long time for the defective substrate to reach the inspection apparatus, making it impossible to respond quickly. When a defective substrate arrives at the appearance inspection apparatus, a large amount of defective substrates are caused to flow between the resist coating apparatus and the inspection apparatus, resulting in a problem that the manufacturing yield is lowered.
In addition, when a macro inspection device that captures an image of the entire surface of the mother glass substrate and a micro inspection device equipped with a microscope that observes in detail the defects detected by the macro inspection device are integrated into a composite inspection device, As shown in
本発明は、上記事情を鑑み、大きな被検体に対しても装置を大型化することなく対応でき、撮像部や投光部に不具合が生じた場合においても容易に交換可能な撮像ユニット及びこれを用いた外観検査装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention can cope with a large subject without increasing the size of the apparatus, and an imaging unit that can be easily replaced even when a malfunction occurs in an imaging unit or a light projecting unit. An object of the present invention is to provide a visual inspection apparatus used.
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
本願発明の撮像ユニットは、投光部から被検体の表面に照明光が線状に照射され、該照明光の前記被検体からの反射光を受光し、これを集光する少なくとも1つのレンズと、該レンズにより集光された光を結像する線状に配された複数の撮像素子とからなる撮像部を分離可能な筐体に納めた撮像ユニットとされ、該撮像ユニットを前記被検体の幅寸法に合わせて複数連結して一つの連結撮像ユニットに構成することを特徴とする。 The imaging unit of the present invention includes at least one lens that illuminates illumination light linearly on the surface of the subject from the light projecting unit, receives reflected light from the subject of the illumination light, and collects the reflected light. An imaging unit including a separable housing having an imaging unit composed of a plurality of imaging elements arranged in a line to form an image of the light collected by the lens, and the imaging unit is connected to the subject. A plurality of units are connected in accordance with the width dimension to constitute one connected imaging unit.
本願発明の外観検査装置は、被検体の表面に線状の照明光を照射する投光部と、該照明光の前記被検体からの反射光を受光し、これを集光するレンズと、該レンズにより集光された光を受光するとともに、これを結像する撮像部と、該撮像部にて結像された画像を処理する画像処理手段と、前記投光部と前記撮像部に対して前記被検体を1軸方向に相対移動するように保持するステージ部とを備える外観検査装置において、投光部から被検体の表面に照明光が線状に照射され、該照明光の前記被検体からの反射光を受光し、これを集光する少なくとも1つのレンズと、該レンズにより集光された光を結像する線状に配された複数の撮像素子とからなる撮像部を分離可能な筐体に納めた撮像ユニットとされ、この撮像ユニットを前記被検体の幅寸法に合わせて複数連結して一つの連結撮像ユニットを備えたことを特徴とする。 An appearance inspection apparatus according to the present invention includes a light projecting unit that irradiates a surface of a subject with linear illumination light, a lens that receives reflected light from the subject and collects the illumination light, An image pickup unit that receives and collects light collected by the lens, an image processing unit that processes an image formed by the image pickup unit, and the light projecting unit and the image pickup unit. In an appearance inspection apparatus including a stage unit that holds the subject so as to move relative to each other in one axis direction, illumination light is linearly irradiated from the light projecting unit to the surface of the subject, and the subject of the illumination light An image pickup unit comprising at least one lens that receives reflected light from the light and collects the light and a plurality of image pickup elements arranged in a line that forms an image of the light collected by the lens can be separated. The imaging unit is housed in a housing, and this imaging unit is connected to the width of the subject. Characterized by comprising a single coupling the imaging unit and a plurality linked in the law.
上記の発明によれば、被検体の検査範囲以上となるように連結された複数の撮像ユニットを備えることによって、撮像ユニットの連結、取り外しの簡易な操作で検査範囲を大小変化させることができる。また、被検体と撮像ユニットとを相対移動させることにより被検体表面の一面画像が確実に取得できる。これにより、各種サイズの被検体に光学系を変更することなく柔軟に対応することができるとともに、外観検査装置を小型化することができ、省スペースで検査を行うことができる。 According to the above invention, by providing a plurality of imaging units connected so as to be equal to or larger than the examination range of the subject, the examination range can be changed in size by a simple operation of connecting and removing the imaging unit. In addition, by moving the subject and the imaging unit relative to each other, a one-surface image of the subject surface can be reliably acquired. Accordingly, it is possible to flexibly cope with various sizes of subjects without changing the optical system, and it is possible to reduce the size of the appearance inspection apparatus and perform inspection in a small space.
以下、図1から図10を参照し、本発明の第1実施形態に係る撮像ユニット及び外観検査装置について説明する。 Hereinafter, an imaging unit and an appearance inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の第1実施形態は、例えば半導体ウェハ基板やフラットパネルディスプレイ用のガラス基板等の被検体表面をマクロ的に検査する外観検査装置に関するものである。 The first embodiment of the present invention relates to an appearance inspection apparatus that macroscopically inspects a surface of an object such as a semiconductor wafer substrate or a glass substrate for a flat panel display.
図1から図2に示す外観検査装置20は、例えば液晶ディスプレイを複数製造するためのマザーガラス基板である被検体2を載置するステージ部3と、ステージ部3を1軸方向(X方向)に移動可能に支持するベース4と、ベース4の中央にステージ部3の移動方向(X方向)に直交する方向(Y方向)に取り付けられた連結撮像ユニット21とから構成されている。
The
ベース4は、矩形盤状に形成され、その上面4aにステージ部3をX方向に移動させるための2条の軌道4b、4cが設けられており、この2条の軌道4b、4cはステージ部3が連結撮像ユニット21の下方を通過するようベース4のX方向の一端部4dから他端部4eまで平行して設けられている。また、このベース4は、ベース4のX方向の幅寸法Hが、ステージ部3のX方向の幅寸法Lの2倍の長さに、連結撮像ユニット21のX方向の幅寸法Tを加えた寸法以上となるように形成されている。
The base 4 is formed in a rectangular disk shape, and two
ステージ部3は、矩形板状に形成され、その下面3aのX方向両端側に連結ブロック3bが設けられており、この連結ブロック3bを介して、ベース2の軌道4b、4c上を移動可能とされている。また、上面3cには、被検体2が載置されている。
The
連結撮像ユニット21は、図3及び図4に示すように、そのY方向の全長Cが被検体2の幅寸法B(Y方向の長さ寸法)よりも長くなるように、複数の撮像ユニット22を連結して構成されている。また、連結撮像ユニット21のY方向の両端側面21a、21bには、L字形状の固定金具(固定手段)23が取り付けられている。この固定金具23は、例えば撮像ユニット22に形成された詳細は後述する嵌合ピン30hと嵌合孔30jに係合するピンと孔をそれぞれ固定金具23に設けるなど適宜手段によって取り付けられるものであり、検査時に被検体2表面と連結撮像ユニット21の下面が接触しないように、被検体2表面から離れた上方で連結撮像ユニット21を保持するように構成されている。また、この固定金具23は、それぞれの撮像ユニット22を連結することによって一直線上に配される後述の撮像素子32cの被検体2に対する相対角度を一定に保持する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the coupled
撮像ユニット22は、図7に示すように、略凹型の筐体30と、この筐体30の一方の内壁に沿って取り付けられた被検体2表面に線状の照明光を照射する投光部31と、この投光部31と対峙する筐体30の他方の内壁に取り付けられ被検体2表面を反射した反射光を受光し結像する撮像部32とからなる。筐体30の下方には開口部30aが形成されており、この開口部30aを被検体2表面に対向させることにより投光部31からの照射光を被検体2表面に照射させ、被検体2で反射した反射光を撮像部32により受光できるようになっている。撮像部32は、例えば150mm〜500mmの撮像範囲を撮像可能で、撮像距離が短いものが好ましい。この撮像部32により、投光部31の長さA1と撮像ユニット22の長さA2が決まる。投光部31にLED素子を線状に配置して構成する場合、LED素子を筐体30の端部まで配置することが可能になり、投光部32の照明範囲(撮像範囲)の長さA1と筐体30の長さA2とを略同じ長さにすることができる。また、投光部31の各LED素子から出射される光線をシリンドリカルレンズ36により平行なライン照明光に成形させるとともに、各LED素子のライン照明光が若干広げられ隣接するLED素子のライン照明光が互いに重なり合うようにする。本実施の形態では、40mmの撮像範囲を撮像できるものとし、撮像ユニット22のY方向の長さA2を400mmに設定したもので説明する。
この撮像ユニット22は、被検体2のY方向の長さ寸法が例えば2000mmの場合には5個連結し、1500mmの場合には4個連結し、1000mmの場合には3個連結することにより、各サイズの適合した連結撮像ユニット21に構成することができる。
この連結撮像ユニット21は、被検体2に対してX方向に相対移動させ、各撮像ユニット22の撮像部32で結像した画像を画像処理手段33でつなぎ合わせることにより、被検体2の幅寸法Bより小さなパターン領域全体を撮像できるものである。
As shown in FIG. 7, the
For example, when the length dimension in the Y direction of the subject 2 is 2000 mm, five
The coupled
筐体30は、例えばアルミニウムなどの軽量で耐腐食性に優れた金属で形成され、上壁部30bの外周側には側壁部30c、30dと平行してY方向に延びた2条の係合溝34が設けられている。また、両側壁部30c、30dの外周側には、その高さ方向(Z方向)の略中央に上壁部30bと平行してY方向に延びたそれぞれ1条の係合溝35が設けられている。これらの係合溝34、35は、断面がT字形状に形成され、図10に示すように、例えば複数の撮像ユニット22を連結させる際に、各撮像ユニット22を一体化させる嵌合部材の挿入溝として使用されるものであり、図5、図6に示すように筐体30の先端部30eから後端部30fまで連続して設けられている。
The
さらに、筐体30には、先端部30e側の側面30gに、この側面30gに対して垂直に突出する3本の嵌合ピン30hが平行に設けられ、後端部30f側の側面30iには、先端部30e側の側面30gに突設された嵌合ピン30hとの対向位置に、嵌合ピン30hと係合する嵌合孔30jが設けられている。ここで、嵌合ピン30hは、例えば円柱状もしくは三角柱状を呈するものであり、嵌合孔30jは嵌合ピン30hが嵌合可能な形状とされている。
Further, the
また、筐体30の内周側には、詳細は後述する投光部31が保持される平板状の投光部保持部材31aの両端を取り付ける嵌合溝31cを形成した取付け部31bと、詳細は後述する撮像部32が保持されるY矢視で略円弧状の撮像部保持部材32aを取り付ける嵌合溝31cを形成した取付け部32bとが設けられている。取付け部31bは、側壁部30c側と上壁部30bとにそれぞれ設けられており、それぞれの嵌合溝31c、31cのライン状の開口部が一致するように斜設されている。撮像部保持部材32aの両端を取り付ける取付け部32bは、上壁部30bと側壁部30dにそれぞれ嵌合溝が形成されている。
Further, on the inner peripheral side of the
投光部31は、例えばLED素子をY方向に線状に配列したものや、光源からの光束を導くファイバ束の端面をY方向に線状に配列したものがある。本実施の形態では、LED素子をY方向に線状に配列したライン照明光源を使用した例で説明する。図7に示すように、投光部31の出射側には、各LED素子から出射される光線を平行光束に成形するシリンドリカルレンズ36が取り付けられている。この投光部31は、投光部保持部材31aに保持され、この投光部保持部材31aの両端が嵌合溝31c、31cに嵌合されて固定される。このとき、投光部保持部材31aは、投光部31から照射された線状の照明光が所定の入斜角θ1で被検体2表面に照射されるよう固定される。また、投光部31から被検体2の表面に照射される照射範囲のX方向の幅は、撮像部32で要求される撮像領域のX方向の長さよりもやや広く照射される。
The
撮像部32は、図8及び図9に示すように、照射領域で反射した反射光を集光する、例えばマイクロレンズやシリンドリカルレンズなどの撮像レンズ32dと、この撮像レンズ32dにより集光された反射光を撮像する撮像素子32cとにより構成されたものである。ここで、撮像素子32cは、Y方向に線状に配列されている。この撮像部32は、図7に示すように、撮像部保持部材32aに保持され、撮像部保持部材32aの両端が取付け部32b、32bの嵌合溝に嵌合されて固定される。このとき、被検体2表面を反射角θ2で反射した反射光が確実に受光可能とされる位置に固定されるとともに、撮像部32で撮像するY方向の撮像範囲Bが、照明範囲の長さA1と略同じ長さになる撮像距離に設定されている。
本実施の形態では、被検体2表面で反射した撮像範囲Bの正反射光(干渉光)を捉えるように照明光の入射角θ1と反射角θ2が等しい角度となる位置に撮像部32が固定されている。被検体2からの回折光を撮像する場合には、n次回折光の反射角度となる位置に撮像部32を固定してもよく、干渉光と回折光のそれぞれの反射角度となる位置に撮像部32を固定してもよい。また、撮像部32として撮像素子32cを二次元に曲面状に配置し、Y方向のラインに配置された撮像素子32cにより干渉光と回折光を同時に撮像できるようにすることも可能である。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
In the present embodiment, the
上記の撮像ユニット22は、図10に示すように、筐体30の先端部30e側の側面30gに突設された嵌合ピン30hを、他の撮像ユニット22の後端部30f側の側面30iに設けられた嵌合孔30jに嵌合することによって連結することができ、これにより、複数の撮像ユニット22を連結し連結撮像ユニット21とすることができる。ここで、隣り合う撮像ユニット22は、それぞれの撮像ユニット22が撮像した画像に重複部分が無く、且つ各撮像ユニット22で撮像した画像がつなぎ合わされて1ラインの画像が取得できるよう連結される。また、筐体30の上壁部30bおよび両側壁部30c、30dに設けられた係合溝34、35に嵌合部材を挿入することによって、複数の撮像ユニット22が確実に一体化される。この一体化された連結撮像ユニット21のY方向の長さ寸法は、被検体2のY方向の長さ寸法に応じて長さ400mmの撮像ユニット22を複数、例えば2000mmの場合には5個連結することにより容易に調整することができる。
As shown in FIG. 10, the
また、各撮像ユニット22は、機械的に連結される際に電気的に接続され、一つの連結撮像ユニット21として構成される。この連結撮像ユニット21は、図1に示すように、画像処理手段33及び表示手段33aに電気的に接続される。
In addition, each
ついで、図1から図2を参照し、上記の構成からなる外観検査装置20を用い被検体2の検査を行う方法について説明する。
Next, a method for inspecting the subject 2 using the
ステージ部3の上面3cに被検体2を載置し、このステージ部3を軌道4b、4cに沿って図示せぬ搬送機構によって1軸方向(X方向)に一定速度で移動させる。被検体2の先端部2aが、連結撮像ユニット21の各撮像ユニット22の投光部31から照射された照明光の照明領域(撮像領域)に到達すると、被検体2表面の照明領域が撮像部32により撮像される。被検体2が連結撮像ユニット21に対して一定速度で移動しているため、連結撮像ユニット21の各撮像部で被検体2の表面を所定ピッチのタイミングで撮像することになり、被検体2の後端部2bが照明光の撮像範囲Bを通過した時点で、被検体2の全面の画像が取り込まれる。これらライン状の画像データを画像処理手段33で張り合わせることにより、被検体2全面のマクロ画像が取得される。
The
この複数の撮像部32によって取得された画像データは、画像処理手段33に送られ被検体2上の膜むらやパターン欠陥、傷などの欠陥が検出されるとともに、表示手段33aに表示され検査者により目視検査される。
The image data acquired by the plurality of
したがって、上記の外観検査装置20によれば、被検体2のY方向の幅寸法Bに応じて撮像ユニット22の連結数を変更することで、被検体2のサイズの大小に対して最適な長さに連結撮像ユニット21を容易に構成することができ、光学系を設計変更することなく柔軟に対応することができる。また、撮像部32や投光部31に不具合が生じた場合においても、不具合が生じた撮像ユニット22のみ取り外して交換することができ、メンテナンスを容易に行なうことが可能になる。また、撮像ユニット22を作業員が持ちやすい150mmから500mmの長さに設定することにより、一人で撮像ユニット22の取付け、取り外しが可能になり、作業性が向上する。
Therefore, according to the
さらに、上記の外観検査装置20によれば、撮像部32の撮像範囲を被検体2の検査範囲の1/nにすることによって、1つの撮像部32が担う撮像範囲を小さくすることができるため、被検体2と撮像部32との間の撮像距離が短くなり、連結撮像ユニット21の小型化を図ることができるとともに、外観検査装置20を小型化することができる。これにより、外観検査装置20の占有スペースの省スペース化を図ることが可能になり、製造ラインの各製造装置間の搬送路や、各製造装置の被検体搬入出口や、製造装置内に配置することが可能になる。よって、各製造装置から搬出された被検体2を検査することができるため、製造装置で発生した欠陥要因の判明が早くなり、製造工程の修正を迅速に行うことが可能になる。そして、大量の欠陥品を出すことが防止され、経済的にも大きな利点を有するものとなる。また、複数の撮像部32によって被検体2の一面画像を取得できるため、撮像部32の数に略比例した解像度を有する画像が得られ、欠陥検出精度を格段に向上させることができる。ここで、被検体2全表面の画像が、従来の解像度で満足される場合には、撮像素子32cの性能を低下させることができ、外観検査装置20の低コスト化を図ることができる。
Further, according to the
また、上記の外観検査装置20によれば、連結撮像ユニット21を固定金具(固定手段)23で固定し、連結撮像ユニット21の下方に被検体2を通過させることによって被検体2の一面画像が取得できるため、製造ラインに組み込み、既存の搬送手段を利用して検査を行うことも可能となる。この場合には、既存の搬送手段において搬送以外の用途に使用されていない部分に外観検査装置20を設けることができ、省スペース化に大きく寄与することとなる。
Further, according to the
ついで、図11から図12を参照し、本発明の第2実施形態に係る撮像ユニット及び外観検査装置について説明する。 Next, an imaging unit and an appearance inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の第2実施形態は、第1実施形態で示した図3から図10と同様の連結撮像ユニット21を用いて、被検体2の検査を行うものである。本実施形態の説明において、第1実施形態に係る外観検査装置20と共通する構成に対して同一符号を付し、詳細についての説明を省略する。
In the second embodiment of the present invention, the examination of the subject 2 is performed using the connected
図11から図12に示す外観検査装置40は、ベース4の中央に搭載されたステージ部3の上面3cに被検体2が載置され、この場合にはステージ部3が静置されており、被検体2は、例えば搬送ロボットを使用してステージ部3に載置されるものである。両端側面21a、21bに固定金具(固定手段)23が設けられた連結撮像ユニット21は、第1実施形態と同様にステージ部3に載置された被検体2の幅寸法(検査範囲)よりも長くなるように撮像ユニット22が連結されており、被検体2の1軸方向(X方向)に移動可能とされ、被検体2表面に線状の照明光を照射可能とされている。また、第1実施形態と同様に、固定金具23は、検査時に被検体2表面と連結撮像ユニット21が接触しないように、被検体2表面の上方で連結撮像ユニット21を保持可能なものとされている。また、ベース4は、ベース4のX方向の幅寸法Hが、ステージ部3のX方向の幅寸法Lに、連結撮像ユニット21のX方向の幅寸法Tの2倍の長さを加えた幅寸法以上となるように形成されている。
11 to 12, the
この連結撮像ユニット21は、ベース4に、ステージ部3を間にして平行に設けられた2条の軌道4b、4c上を移動可能とされている。このとき、連結撮像ユニット21は、固定金具23に固定ブロック23aが取り付けられ、これを介して軌道4b、4c上に設置されており、例えば、図示せぬ駆動手段に固定ブロック23aが接続されることによって、連結撮像ユニット21の軌道4b、4c上での移動を可能とするとともに、一定速度で移動される。
The coupled
したがって、上記の外観検査装置40によれば、被検体2ではなく、連結撮像ユニット21を移動することにより、被検体2表面の一面画像が取得できるため、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。
Therefore, according to the
なお、本発明は上記の第1実施形態および第2実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態において、撮像ユニット22の筐体30に納められる投光部31および撮像部32を、それぞれ投光部保持部材31a、撮像部保持部材32aに保持させるものとしたが、投光部31および撮像部32を直接筐体30にビスで固定してもよいものである。また、投光部保持部材31a、撮像部保持部材32aは嵌合溝に嵌合されて固定されるものとしたが、特に固定手段が限定されるものではない。さらに、筐体30の上壁部30bと側壁部30c、30dに形成されたT字形状の係合溝34、35は、複数の撮像ユニット22を連結し一体化する際に、嵌合部材が挿入されるものとしたが、ガントリーの水平アーム部に蟻溝を設け、この蟻溝に嵌合する蟻部を筐体30の上壁部30bに形成し、各撮像ユニット22をそれぞれ着脱可能に設けるようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited to said 1st Embodiment and 2nd Embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably. For example, in the above embodiment, the
また、上記の第1実施形態および第2実施形態では、撮像ユニット22が1つの筐体30に被検体2からの反射光を集光する1つのレンズ32dと、この集光された反射光を結像する複数の撮像素子32cとからなる1つの撮像部32と、1つの投光部31とを納めるものとしたが、この撮像ユニット22は、図13から図14に示すように、1つの投光部31と、複数のレンズ32dとこれに対応した複数の撮像素子32cとから構成された複数の撮像部32を備えるものであってもよい。この場合には、撮像ユニット22内で隣り合うレンズ32dがそれぞれ担う撮像範囲が重複しない、且つ撮像された画像をそのままつなぎ合わせて一面画像が得られるように配されている。
In the first and second embodiments described above, the
さらに、上記の第1実施形態および第2実施形態では、撮像ユニット22が1つの筐体30に反射光を集光する1つのレンズ32dと、この集光された反射光を結像する複数の撮像素子32cとからなる1つの撮像部32と、1つの投光部31とを納めるものとしたが、この撮像ユニット22は、図15から図16に示すように、被検体2からの反射光を集光する1つのレンズ32dと、この集光された反射光を結像する複数の撮像素子32cとからなる1つの撮像部32のみを筐体30に納めて構成されてもよい。この場合には、別途撮像ユニット22外に設けられた投光部31から被検体2表面に線状の照明光が照射され、撮像ユニット22は、被検体2表面を反射した反射光を受光可能で、所定の撮像範囲を撮像できる位置に設けられる。
Further, in the first embodiment and the second embodiment described above, the
また、投光部31を納めていない撮像ユニット22の1つの筐体30には、図17から図18に示すように、複数のレンズ32dと、各レンズ32dに対応する複数の撮像素子32cとを備えた複数の撮像部32が納められてもよい。この場合には、撮像ユニット22内で隣り合うレンズ32dがそれぞれ担う撮像範囲Bが重複しない、且つ撮像された画像をそのままつなぎ合わせて一面画像が得られるように配されている。
Further, as shown in FIGS. 17 to 18, a
2 被検体
3 ステージ部
4 ベース
20 外観検査装置
21 連結撮像ユニット
22 撮像ユニット
23 固定金具(固定手段)
30 筐体
31 投光部
32 撮像部
32c 撮像素子
32d レンズ
33 画像処理手段
40 外観検査装置
2
30
Claims (5)
前記筐体に、少なくとも1つの前記投光部が線状に納められていることを特徴とする撮像ユニット。 The imaging unit according to claim 1,
The imaging unit, wherein at least one of the light projecting units is housed in a linear shape in the housing.
前記筐体は、他の前記筐体と、それぞれの前記撮像素子が一直線上に配されるように連結されることを特徴とする撮像ユニット。 The imaging unit according to claim 1 or 2,
The said housing | casing is connected with the said other housing | casing so that each said image pick-up element may be distribute | arranged on a straight line.
前記撮像素子を結ぶ直線と交差する前記筐体の側面に、前記被検体に対する前記撮像素子の相対角度を一定に保持する固定手段が設けられていることを特徴とする撮像ユニット。 The imaging unit according to any one of claims 1 to 3,
An imaging unit, wherein a fixing means is provided on a side surface of the casing that intersects a straight line connecting the imaging elements so as to keep a relative angle of the imaging element with respect to the subject constant.
投光部から被検体の表面に照明光が線状に照射され、該照明光の前記被検体からの反射光を受光し、これを集光する少なくとも1つのレンズと、該レンズにより集光された光を結像する線状に配された複数の撮像素子とからなる撮像部を分離可能な筐体に納めた撮像ユニットとされ、この撮像ユニットを前記被検体の幅寸法に合わせて複数連結して一つの連結撮像ユニットを備えたことを特徴とする外観検査装置。 A light projecting unit that irradiates the surface of the subject with linear illumination light, a lens that receives the reflected light from the subject and collects the illumination light, and light collected by the lens. An imaging unit that receives light and forms an image thereof, an image processing unit that processes an image formed by the imaging unit, and the subject in one axial direction with respect to the light projecting unit and the imaging unit In the visual inspection apparatus comprising a stage unit that holds the relative movement,
Illumination light is linearly irradiated from the light projecting unit to the surface of the subject, the reflected light of the illumination light from the subject is received, and is collected by the lens and at least one lens that collects the reflected light. The imaging unit is composed of a plurality of imaging elements arranged in a line to form the imaged light, and the imaging unit is housed in a separable casing, and a plurality of the imaging units are connected in accordance with the width dimension of the subject. An external appearance inspection apparatus comprising a single connected imaging unit.
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|---|---|---|---|---|
| WO2012169423A1 (en) * | 2011-06-07 | 2012-12-13 | シャープ株式会社 | Pattern inspection device and pattern inspection method |
| CN114371169A (en) * | 2020-10-14 | 2022-04-19 | 苏州艺力鼎丰智能技术有限公司 | Wafer test analysis device |
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2007
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