JP2018004378A - 自動撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面にうねりや凹凸がある多層基板であっても、ビアホール底面にピントが合った状態で撮像を行う装置を提供する。【解決手段】多層基板Ｗに形成されたビアホールの底面部を撮像する装置において、多層基板の載置台１１と、ビアホール底面部の撮像部２と、スキャン移動機構３Ｙとを備え、撮像部２は、多数個の撮像素子がライン状に配列されたものであり、フォーカス高さ調整機構４と傾き調整機構５と、変位センサ部６とを備え、スキャン移動機構３Ｙの相対移動を行いながら、変位センサ部６から取得した多層基板Ｗの表面高さ情報に基づいて、撮像素子と多層基板Ｗの表面との作動距離が所定範囲に収まるように、傾き調整機構５およびフォーカス高さ調整機構４を制御する制御部７を備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、多層基板に形成されたビアホールの底面部を撮像する装置に関するものである。

ＤＲＡＭ等のメモリー素子やロジック素子構成する半導体デバイスの製造において、複数の半導体チップを積層させて１組の半導体パッケージ（いわゆる、ＣＳＰ：チップサイズパッケージ）を構成する技術がある。この技術では、複数の半導体チップの隙間は、樹脂などの埋め込み材が充填され、積層されたチップ同士を電気的に接続するには、シリコンである半導体基板に設けた貫通孔（いわゆる、ビアホール）に導電材料を埋め込んだシリコン貫通電極（いわゆる、ＴＳＶ）が用いられているそして、このビアホールの形成は、レーザアブレーション加工やエッチング処理により行われている（例えば、特許文献１）。

また、基板表面に生じた成膜の凹凸を無くしたり、膜厚を薄くするために、化学機械研磨（いわゆる、ＣＭＰ）による平滑化処理が行われる（例えば、特許文献２）。

そして、微小なビアホールが正しく導通するかどうかを、電気信号測定用パッドを用いて検査する技術が提案されている（例えば、特許文献３）。

特開２０１２−１７８５２０号公報 特開２００３−２８２７０９号公報 特開２００７−２６３６５０号公報

特許文献３に開示されている様な技術は、ＴＳＶ形成後の検査であり、検査で不良となったものは破棄処分するしかない。

また、ＣＳＰ製造に用いられる多層基板には平滑処理されないものもあり、表面にうねりや凹凸がある状態で、さらにその上に基板が積層されるにつれて、表面のうねりや凹凸の程度が徐々に大きくなることがある。この様に表面のうねりや凹凸が大きな多層基板において、ビアホール形成後、ビアホール底面部に異物やレジスト残渣が残っているかどうかを検査するための撮像を行う場合、ビアホール深さのバラツキが撮像カメラの被写界深度内に収まっていたとしても、ウエハーの底面基準で平行調節していたのでは、基板表面のうねりの影響でフォーカス位置が定まらず、鮮明な画像取得や取得画像に基づく確かな検査を行うことが困難であった。

そのため、表面にうねりや凹凸がある多層基板に形成されたビアホールの底面部のレジスト残りの有無については、人による目視検査が行われており、作業者による検査品質の違いが生じたり処理時間がかかるため、自動化が望まれていた。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、表面にうねりや凹凸がある多層基板であっても、当該多層基板に形成したビアホールの底面部にピントが合った状態で撮像を行うことができる自動撮像装置を提供することを目的としている。

以上の課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
多層基板に形成されたビアホールの底面部を撮像する装置において、
多層基板を載置する基板載置台と、
ビアホールの底面部を撮像する撮像部と、
基板載置台と撮像部とを当該基板載置台の上面と略平行な方向に相対移動させる移動機構とを備え、
撮像部は、基板載置台の上面と略平行な方向であって、相対移動の方向と交差する方向に多数個の撮像素子がライン状に配列されたものであり、
撮像部と多層基板との距離を調整するフォーカス高さ調整機構と、
撮像部のライン状に配列された撮像素子と基板載置台の上面との傾斜角度を調整する傾き調整機構と、
多層基板の表面に沿う方向かつ相対移動方向に交差する方向に所定長さ又は所定間隔の測定範囲を有し、撮像部に対して相対移動の方向に所定の距離を隔てた位置で、所定幅又は所定間隔にて当該多層基板の表面高さ情報を取得する変位センサ部とを備え、
移動機構の相対移動を行いながら、変位センサ部から取得した多層基板の表面高さ情報に基づいて、ライン状に配列された撮像素子と多層基板の表面との作動距離が所定範囲に収まるように、傾き調整機構およびフォーカス高さ調整機構を制御する制御部を備えたことを特徴としている。

表面にうねりや凹凸がある多層基板であっても、当該多層基板に形成したビアホールの底面部にピントが合った状態で撮像を行うことができる。

本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。 本発明を具現化する形態の一例の要部を示す斜視図である。 本発明を具現化する形態の一例におけるフロー図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。

図１は、本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。図１には、本発明に係る自動撮像装置１の概略図が示されている。

自動撮像装置１は、多層基板Ｗに形成されたビアホールＶＨの底面部を撮像するものであり、基板載置台１１、撮像部２、移動機構３、フォーカス高さ調整機構４、傾き調整機構５、変位センサ部６、制御部７等を備えている。

ここで例示する多層基板Ｗは、ウエハー上に成膜や回路基板などが積層されたものである。以下の説明では、多層基板Ｗに積層形成された基板や成膜の上面を単に「多層基板Ｗの表面」と呼ぶ。また、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向とする。特に、Ｚ方向は矢印の方向を上、その逆方向を下と表現する。また、Ｙ方向を多層基板Ｗを撮像するために相対移動させる方向（つまり、スキャン方向）とし、前後方向と表現し、Ｘ方向を左右方向と表現することがある。また、Ｙ方向を回転軸として回転する方向をθ方向と表現する。

基板載置台１１は、多層基板Ｗを載置するものである。具体的には、基板載置台１１は、その上面が水平な状態で、詳細を後述するスキャン移動機構３Ｙを介して、自動撮像装置１のフレーム１０ｆに取り付けられている。また、基板載置台１１の上面には、溝や細孔が設けられており、これら溝や細孔は、切換バルブ（図示せず）を介して負圧発生源と接続されている。そして、制御部７からの制御信号に基づいて切換バルブを操作し、これら溝や細孔を負圧状態にすることで多層基板Ｗを吸着保持したり、負圧状態から大気圧に解放することで多層基板Ｗの吸着を解除したりすることができる。

撮像部２は、ビアホールＶＨの底面部を撮像するものである。
具体的には、撮像部２は、ラインセンサを撮像素子として備えた撮像カメラ２１で構成されている。撮像カメラ２１のラインセンサは、基板載置台１１の上面と略平行な方向であって、相対移動の方向と交差する方向に多数個の撮像素子がライン状に配列されている。
さらに、撮像部２には、不図示のレンズや照明ユニット等が備えられており、ライン状の撮像対象ＬＶに向けて照明光が照射され、当該撮像対象ＬＶの像をラインセンサに結像させるように構成されている。ここで言う基板載置台１１の上面と略平行な方向とは、概ね水平面に沿う方向を意味している。

移動機構３は、基板載置台１１と撮像部２とを基板載置台１１の上面と略平行な方向に相対移動させるものである。具体的には、移動機構３は、シフト移動機構３Ｘと、スキャン移動機構３Ｙとを備えている。

シフト移動機構３Ｘは、撮像部２と基板載置台１１とのＸ方向の相対位置を変更する（つまり、シフトさせる）ものである。具体的には、シフト移動機構３Ｘは、Ｘ方向に延びるレールを備えた本体部３０と、当該レール上をＸ方向に移動するスライダー３１を備えている。本体部３０は、装置フレーム１０ｆに取り付けられた門型フレーム１０ｇに取り付けられている。スライダー３１は、不図示のリニアモータ機構やボールネジと回転モータなどにより駆動され、制御部９からの制御指令に基づいて、Ｘ方向に所定の速度で移動したり、所定の位置で静止したりできるように構成されている。さらに、スライダー３１には、フォーカス高さ調整機構４等を介して、撮像部２の撮像カメラ２１が取り付けられている。

スキャン移動機構３Ｙは、撮像部２と基板載置台１１とのＹ方向の相対位置を変更するものである。具体的には、シフト移動機構３Ｙは、Ｙ向に延びるレールを備えた本体部３５と、当該レール上をＹ方向に移動するスライダー３６（不図示）を備えている。本体部３５は、装置フレーム１０ｆに取り付けられている。そして、スライダー３６は、基板載置台１１が取り付けられており、不図示のリニアモータ機構やボールネジと回転モータなどにより駆動され、制御部９からの制御指令に基づいて、Ｙ方向に所定の速度で移動したり、所定の位置で静止したりできるように構成されている。さらに、スライダー３６には、基板載置台１１が取り付けられている。

移動機構３は、この様な構成をしているため、制御部９からの制御指令に基づいて、多層基板ＷをＹ方向（例えば、矢印ｖの方向）に所定の速度で移動（いわゆる、スキャン移動）させ、Ｘ方向の撮像位置をシフトさせ、前回とは逆の方向にスキャン移動させ、Ｘ方向の撮像位置をシフトさせるという一連の動作を繰り返すことができる。そして、このスキャン動作中に撮像部２において撮像が行われ、多層基板Ｗの全面に亘って画像が取得される。

フォーカス高さ調整機構４は、撮像部２と多層基板Ｗとの距離を調整するものである。
具体的には、フォーカス高さ調整機構４は、Ｚ方向に延びるレールを備えた本体部４０と、当該レール上をＺ方向に移動するスライダー４１を備えている。スライダー４１は、不図示のリニアモータ機構やボールネジと回転モータなどにより駆動され、制御部９からの制御指令に基づいて、Ｚ方向に所定の速度で移動したり、所定の位置で静止したりできるように構成されている。さらに、スライダー４１には、傾き調整機構５を介して、撮像部２の撮像カメラ２１が取り付けられている。

フォーカス高さ調整機構４は、この様な構成をしているため、撮像部２と多層基板Ｗとの距離（つまり、フォーカス高さ）を調整し、詳細を後述するような合焦状態を維持することができる。

傾き調整機構５は、撮像部２のライン状に配列された撮像素子と基板載置台１１の上面との傾斜角度ｄθ（換言すれば、平行度合い）を調整するものである。この傾斜角度ｄθは、撮像カメラ２１の光軸がＺ方向と一致している（つまり、基板載置台１１の上面に正対している）状態を基準として、θ方向にずれた角度を言う。

図２は、本発明を具現化する形態の一例の要部を示す概略図である。図２には、本発明を構成する傾き調整機構５の概略図が示されている。

具体的には、傾き調整機構５は、回転ステージ機構で構成されている。より具体的には、この回転ステージ機構は、本体部５０、傾斜板５１、回転支持部材５２、微動機構５３等を備えて構成されている。回転支持部材５２は、Ｙ方向に所定の長さを有する円筒状の部材で構成されており、本体部に取り付けられている。そして、傾斜板５１は、回転支持部材５２を中心としてθ方向に回転できるように構成されている。微動機構５３は、回転角度に応じて直線状の微小な送り出しができるマイクロメータと回転モータ等を備えて構成されおり、本体部５０と傾斜板５１に取り付けられている。本体部５０は、スライダー４１に取り付けられており、傾斜板５１には撮像部２が取り付けられている。また、微動機構５３の回転モータは、後述の制御部７と接続されており、傾斜板５１をθ方向に所定の傾斜角度ｄθで傾斜させたり、その角度を維持したりすることができる。

傾き調整機構５は、この様な構成をしているため、傾斜板５１の傾斜角度ｄθを制御することで、基板載置台１１の上面に載置されている多層基板Ｗの表面と撮像カメラ２１のラインセンサとの平行度合いを調整することができる。そのため、多層基板Ｗの表面にうねりや凹凸があっても、Ｘ方向に所定の長さを有する撮像カメラ２１のラインセンサの左端から右端に亘ってフォーカス高さが同じになるように調整することができる。

変位センサ部６は、多層基板Ｗの表面に沿う方向かつ相対移動方向に交差する方向（略Ｙ方向）に所定長さ又は所定間隔の測定範囲を有し、撮像部２に対して相対移動の方向に所定の距離を隔てた位置で、所定幅又は所定間隔にて当該多層基板Ｗの表面高さ情報を取得するものである。具体的には、変位センサ部６は、帯状変位センサ６０で構成されている。

帯状変位センサ６０は、多層基板Ｗの表面に沿う方向かつ相対移動方向に交差する方向（略Ｙ方向）に所定長さの測定範囲を有し、撮像部２に対して相対移動の方向に所定の距離を隔てた位置で、所定幅にて当該多層基板Ｗの表面高さ情報を取得するものである。具体的には、帯状変位センサ６０は、取付金具６１を介して、スライダー４１に取り付けられている。より具体的には、帯状変位センサ６０は、いわゆる２次元レーザ変位計（プロファイル測定器とも呼ばれる）にて構成されており、多層基板Ｗの表面に向けて帯状ビームＬＢを照射し、反射したビームの入射位置の違いから、当該多層基板の表面との距離を略Ｙ方向に亘って測定することができる。ここで言う略Ｙ方向とは、水平面上のＹ方向ないし、θ方向の傾きを含むＹ方向を意味している。なお、帯状変位センサ６０は、制御部７と接続されており、測定結果に対応する信号やデータをへ出力する構成をしている。

制御部７は、移動機構３の相対移動を行いながら、変位センサ部６から取得した多層基板Ｗの表面高さ情報に基づいて、ライン状に配列された撮像素子と多層基板Ｗの表面との作動距離が所定範囲に収まるように、傾き調整機構５およびフォーカス高さ調整機構４等を制御するものである。

制御部７は、シフト移動機構３Ｘ、スキャン移動機構３Ｙ、フォーカス高さ調整機構４のスライダー３１，３６，４１、帯状変位センサ６０等の自動撮像装置１を構成する各機器と接続されており、各機器を統括して制御し、帯状変位センサ６０から出力された多層基板Ｗの表面のうねりや凹凸に応じて傾き調整機構５およびフォーカス高さ調整機構４等を制御しながら撮像部２で自動的に撮像（つまり、画像の取得）を行うことができるように構成されている。具体的には、制御部７は、コンピュータＣＰやプログラマブルロジックコントローラ（シーケンサとも言う）などのハードウェアと、その実行プログラム（ソフトウェア）を備え、操作パネルやスイッチ類を介したオペレータによる操作、各種設定データおよび実行プログラムに基づいて、各機器の制御が行われる。

図３は、本発明を具現化する形態の一例における運転のフロー図である。図３には、自動撮像装置１で自動撮像を行う際の概略的な流れが例示されている。

まず、基板Ｗを基板載置台１１に載置する（ステップｓ１）。その後、シフト移動機構３Ｘのスライダー３１、スキャン移動機構３Ｙのスライダー３６、フォーカス高さ調整機構４のスライダー、傾き調整機構５の傾斜板５１を、撮像開始位置へ移動させる（ステップｓ２）。つまり、撮像部２が、撮像開始位置へ移動される。

そして、スキャン移動機構３Ｙのスライダー３６を駆動させて、基板載置台１１を矢印ｖで示す方向に所定の速度でスキャン移動させながら、撮像部２での撮像を行う（ステップｓ３）。

そして、帯状変位センサ６０から出力される多層基板Ｗの表面の高さ情報（帯状ビームの測定範囲に亘るプロファイル情報）を取得し、多層基板の表面と撮像カメラ２１のラインセンサとの平行度合いが所定の範囲内にあるかどうかを判定する（ステップｓ４）。

そして、平行度合いが所定の範囲内に無ければ、傾き調整機構５の傾斜板５１の傾斜角度ｄθを変更し（ステップｓ５）、傾斜角度ｄθが所定の範囲内に収まるような制御を行う。ここで言う、傾斜角度ｄθ（つまり、平行度合い）の所定の範囲とは、撮像カメラ２１のラインセンサの左端から右端に亘って、フォーカス高さが同じになるような状態を言う。さらに、このようにラインセンサの左端から右端に亘って、フォーカス高さが同じになるような状態とは、ラインセンサの左端と右端の画素のフォーカス高さが同じになる状態のみならず、ラインセンサの全画素のフォーカス高さの最大値と最小値との差が最小となる状態などを意味する。

なお、帯状変位センサ６０の帯状ビームＬＢの照射位置に対して、撮像カメラ２１の撮像対象ＬＶの位置がずれている（つまり、帯状ビームＬＢで先読みする構成）の場合、傾斜角度ｄθの調整は、スキャン速度に応じて遅れて制御されるような構成としておく。一方、帯状変位センサ６０の帯状ビームＬＢと、撮像カメラ２１の撮像対象ＬＶとが同じ位置であれば、傾斜角度ｄθの調整は、リアルタイムで制御されるような構成としておく。

そして、傾斜角度ｄθ（平行度合い）が所定の範囲内にあれば、作動距離が所定の範囲内にあるかどうかを判定する（ステップｓ６）。そして、作動距離が所定の範囲内に無ければ、フォーカス高さ調整機構４のスライダー４１の位置を変更し（ステップｓ７）、作動距離が所定の範囲内に収まるような制御を行い、合焦状態を維持する。なお、作動距離に対する所定の範囲とは、いわゆる撮像部２のレンズの合焦範囲であり、撮像部２のレンズの作動距離、被写界深度、ビアホールＶＨの深さ等を基準に予め設定しておく。

そして、作動距離が所定の範囲内にあれば、一列の撮像が終了したかどうかを判定する（ステップｓ８）。ここで、一列の撮像が終了していなければ、上述のステップｓ４〜ｓ８を繰り返す。つまり、多層基板Ｗのスキャン移動と、傾斜角度ｄθ及びフォーカス高さのフィードバック制御を行いながら、画像取得を続ける。

一方、一列の撮像が終了すれば、スキャン移動機構３Ｙのスキャン移動を停止する（ステップｓ９）。

次に、全列の撮像が終了したかどうかを判定し（ステップｓ１０）、全列の撮像が終了していなければ、シフト移動機構を次の撮像対象列へ移動させ（ステップｓ１１）、上述のステップｓ３〜ｓ１０を繰り返す。

一方、全列の撮像が終了していれば、基板受渡位置へ移動させ、多層基板Ｗを基板載置台１１から取り出す（ステップｓ１２）。

この様な構成をしているため、本発明にかかる自動撮像装置１は、表面にうねりや凹凸がある多層基板Ｗであっても、多層基板Ｗに形成したビアホールＶＨの底面部にピントが合った状態で撮像を行うことができる。

［別の形態］
なお上述では、多層基板Ｗに形成したビアホールＶＨの底面部を自動的に撮像を行う形態について説明した。しかし、本発明に係る自動撮像装置１は、ビアホールＶＨの底面部の撮像のみに限らず、取得した画像に基づく検査に用いることができる。

具体的には、上述の自動撮像装置１に加え、検査処理部を備えた構成とする。
検査処理部は、撮像部２で撮像した画像を取得し、当該取得した画像に対して所定の手順に従って画像処理を行い、ビアホールＶＨの底面部に付着している異物やレジスト残渣を検出したり、個数や面積等を測ったりするものである。より具体的には、検査処理部は、画像処理装置（ハードウェア）と、その実行プログラム（ソフトウェア）を備えて構成されている。

［別の形態］
なお上述では、傾き調整機構５として回転ステージ機構を例示し、本体部の回転支持部材を中心として傾斜板５１がθ方向に回転できる構成を示した。しかし、撮像カメラ２１の回転中心が多層基板Ｗの表面から離れていると、傾斜角度ｄθを変えると、実際に撮像する位置がＸ方向にずれることがある。しかし、このように実際の撮像位置がＸ方向にずれたとしても、ずれ量が大きくなく撮像視野内に収まっており、異物などの検出対象物の発見や検出が可能な程度であれば、この様な構成であっても良い。

一方、異物などのＸ方向の位置情報をシビアに把握したい場合や、取得画像の歪みを矯正したい場合は、以下の様な構成であることが好ましい。

（１） 上述の自動撮像装置１の構成に加え、撮像部２で撮像が行われたときの移動機構３（具体的には、スキャン移動機構３Ｙのスライダー３６）の相対移動中の位置情報と傾き調整機構５（具体的には、傾斜板５１）の傾斜角度ｄθとに基づいて、撮像部２で撮像された画像の歪みを補正する画像歪み補正処理部を備えた構成である。

画像歪み補正処理部は、画像処理装置（ハードウェア）と、その実行プログラム（ソフトウェア）を備えて構成されており、取得した画像の歪みを補正することができる。
（２） 上述の自動撮像装置１の構成に加え、傾き調整機構５の傾斜支点が、撮像部２の焦点位置ないしその近傍に設定されている構成である。
なお、焦点位置の近傍とは、傾斜角度ｄθを変更した際に、Ｘ方向の位置ずれが僅かであるか、撮像や検査の精度に問題が生じない程度の位置であることを意味する。

（３）上述の（１）（２）を組み合わせた構成。
多層基板Ｗの表面のうねりが大きく、画像処理による画像の歪みを補正しきれない場合や傾き調整機構の角度調節だけでは補正しきれない場合、画像処理による歪み補正と調整機構の角度調節とを併用することが好ましい。

なお上述では、傾き調整機構５として、回転ステージ機構の傾斜板５１を回転モータで制御する構成を例示した。この様な構成であれば、微動機構が１つで角度調整を行えるため（いわゆる、１軸タイプ）、平行度合いの調節を簡素に行える。なお、傾き調整機構５は、この様な回転ステージ機構に限らず、傾斜ステージ、ゴニオステージなどが備えられた構成でも良い。この場合、傾斜ステージ、ゴニオステージなども、マイクロメータ等の微動機構を備え、当該微動機構を回転モータで制御するように構成する。

また、傾き調整機構５として、この様な１軸タイプの角度調整機構に限らず、ＵＶＷステージやＸ／ＸＹステージなどと呼ばれる多軸タイプの角度調整機構を備えた構成でも良い。

［別の形態］
なお上述では、撮像部２に照明ユニットが備えられ、撮像対象ＬＶに向けて照明光が照射され、当該撮像対象ＬＶの像をラインセンサに結像させる構成を示した。

具体的には、この照明ユニットから発せられる照明光は、可視光領域の単波長ないしブロードな波長の光を例示でき、照明ユニットとしてレーザダイオードやＬＥＤ、蛍光灯、メタルハライド照明などを光源として備えたもので構成する。また、撮像カメラ２１のラインセンサは、可視光領域に受光感度を有するもので構成する。

しかし、撮像部２の照明ユニットとラインセンサとは、この様な構成に限らず、蛍光撮像を行う（つまり、照明光の波長と、ラインセンサの感度特性とが異なる）構成であっても良い。ビアホールＶＨの底面部に付着する異物やレジスト残渣が有機化合物の場合、可視光領域の撮像では十分なＳ／Ｎ比が確保できずクリアな画像が取得できなくても、蛍光撮像とすることで十分なＳ／Ｎ比が確保できクリアな画像が取得可能となり得るので、好ましい。

また上述では、撮像部２の撮像カメラ２１として、ラインセンサを備えた形態を例示した。このラインセンサは、Ｙ方向に１列備えられた構成でも良いが、Ｙ方向に多段列備えられた構成（いわゆる、ＴＤＩセンサ）であっても良い。そうすれば、Ｓ／Ｎ比が高いながらも受光される信号が弱いことが多い蛍光撮像や、蛍光撮像された画像に基づく検査（いわゆる、蛍光検査）を良好に行うことができる。

さらに、ＴＤＩセンサを用いる形態では、多層基板Ｗの表面のうねりが大きく、傾き調整機構５で傾斜角度を調整すると、多段列で撮像している途中で撮像対象となる異物やレジスト残渣の撮像位置がＸ方向にずれてしまう場合がある。このような場合、傾き調整機構５の傾斜支点が、撮像部の焦点位置ないしその近傍に設定されていことがより好ましく、ＴＤＩセンサを用いて撮像した際にＳ／Ｎ比が十分確保でき、クリアな画像が取得できる。

［別の形態］
撮像部２の焦点位置が、前記多層基板の表面からオフセットされた位置に設定されている（つまり、ビアホールＶＨの底面部に合焦する）形態を例示した。そうすることで、ビアホールＶＨの深さに対して撮像部２のレンズの被写界深度が浅い状態（例えば、高倍率の対物レンズを使用した場合など）であっても、ビアホールＶＨの底面部に付着した異物やレジスト残渣の像をピントぼけさせずに撮像することができるので、好ましい。

しかし、ビアホールＶＨの深さに対して撮像部２のレンズの被写界深度が十分確保できる状態（例えば、低倍率の対物レンズを使用した場合など）であれば、多層基板Ｗの表面にジャストフォーカスさせても良く、ビアホールＶＨの底面部もピントぼけさせずに撮像することができる。

［別の形態］
なお上述では、本発明に係る自動撮像装置１が多層基板Ｗの全面に亘って自動的に撮像を行う形態について説明した。ここでは、折返しスキャン移動して撮像を行う際に、隣り合う列の一部がオーバーラップして撮像が行われるが、一度のスキャン動作が終われば撮像は終了する例（いわゆる、１レイヤー撮像）を示して説明した。

しかし、本発明に係る自動撮像装置１は、１レイヤー撮像に限らず、下記の構成としても良い。

具体的には、上述の自動撮像装置１に加え、多層基板Ｗに設定された撮像対象部位に対して、焦点位置の異なる画像を複数取得し（つまり、複数レイヤー撮像を行い）、当該複数取得した画像（つまり、複数レイヤーの画像）を重ね合わせる画像重ね合わせ処理部を備えた構成とする。

画像重ね合わせ処理部は、あるオフセット量で多層基板Ｗの全面に亘って取得した画像と、異なるオフセット量で多層基板Ｗの全面に亘って取得した画像（つまり、複数レイヤーの画像）を合成するものである。これらオフセット量は、予め規定されたオフセット情報（つまり、作動距離をジャストフォーカスからどれだけずらすか）に基づいて定められ、ジャストフォーカスのレイヤー画像を含んでも良い。

なお、この複数レイヤーの画像合成は、通常の撮像において適用可能であるが、蛍光撮像に適用することがより好ましい。蛍光撮像であれば、ジャストフォーカス状態で撮像された異物やレジスト残渣で撮像された場合に輝点として撮像される信号レベルが強く、ピントぼけしているレイヤーの画像や、異物やレジスト残渣がない部位からの信号レベルが非常に低い。そのため、フォーカス位置をずらした複数レイヤーの画像合成することで、高倍率のレンズなど被写界深度の浅いレンズを使用した場合でも、被写界深度を深くした様な画像を取得できるので好ましい。また、当該画像に基づく検査にも有効であるため、好ましい。

［変形例］
なお上述では、上述の帯状変位センサ６０の取り付け形態として、フォーカス高さ調整機構４のスライダー４１に取付金具６１を介して取り付けられた例を示した。

しかし、この様な構成に限らず、以下に例示する様な構成であっても良い。
１）帯状変位センサ６０がＺ方向に移動しない構成
例えば、帯状変位センサ６０が、シフト移動機構３Ｘのスライダー３１に取付金具を介して取り付けられている。
２）帯状変位センサ６０がθ方向にも傾斜する構成
例えば、帯状変位センサ６０が、シフト移動機構３Ｘのスライダー３１に取付金具を介して取り付けられている。

なお、帯状変位センサ６０が、フォーカス高さ調整機構４によりＺ方向に移動する（つまり、上下に動く）構成であれば、測定した多層基板Ｗの表面との距離（つまり、表面高さ情報）に対して、フォーカス高さ調整機構４の基準位置に対する現在位置を加減した距離に基づいて、撮像カメラ２１で撮像する際のフォーカス高さを制御するように構成する。

また、帯状変位センサ６０が、傾き調整機構５によりθ方向に傾斜する構成であれば、測定時の傾斜角度ｄθを考慮して、撮像カメラ２１で撮像する際の多層基板Ｗの表面との平行度合いを制御するように構成する。

［変形例］
なお上述では、変位センサ部６の具体例して、帯状変位センサ６０を備えた構成を例示した。帯状変位センサ６０を用いることにより、多層基板Ｗの表面のうねりや凹凸を測定範囲（つまり、略Ｙ方向）に亘って精緻に計測することができる。そのため、傾斜角度を精度良く設定することができるので好ましい。

しかし、多層基板Ｗの表面のうねりや凹凸がさほど複雑でなければ、変位センサ部６は、帯状ビームを照射する帯状変位センサ６０を備えた構成に限らず、以下の様な構成であっても良い。

（１）シングルビーム方式の変位センサを３つ以上により構成
具体的には、１本のスポット状のビームを多層基板Ｗの表面に向けて照射し、当該ビーム照射位置との距離を測定する変位センサ（つまり、シングルビーム方式の変位センサ）を３つまたはそれ以上備えた構成である。この構成では、３つまたはそれ以上の変位センサにて、多層基板Ｗの表面高さ情報の測定範囲内の３点（例えば、中央および左右端もしくはその近傍など）またはそれ以上の測定点を所定間隔で測定する配置に設定しておく。さらに、この構成において、各変位センサは、互いに共通のスライダーや取付金具等に取り付けておき、多層基板Ｗに対して一体的に相対移動する構成としておく。そうすることで、多層基板Ｗの表面のうねりが上に湾曲しているか、下に湾曲しているかや、どの程度湾曲しているかを把握しつつ、表面高さ情報を取得することができる。そのため、当該湾曲に対応させて撮像カメラ２１の傾斜角度やフォーカス高さの調整を行うことができる。

さらにこの様な構成であれば、焦点位置の異なる画像を複数取得する形態において、焦点位置の設定の基礎にすることができるので好ましい。

（２）シングルビーム方式の変位センサを２つにて構成
具体的には、上述（１）と同様の変位センサ（つまり、シングルビーム方式の変位センサ）を２つ備えた構成である。この構成では、２つの変位センサにて、多層基板Ｗの表面高さ情報の測定範囲内の２点（例えば、左端と右端、もしくはそれよりも中央よりなど）の測定点を所定間隔で測定する配置に設定しておく。この構成において、各変位センサは、上述（１）と同様、互いに共通のスライダーや取付金具等に取り付けておき、多層基板Ｗに対して一体的に相対移動する構成としておく。そうすることで、多層基板Ｗの表面高さ情報を取得することができる。そのため、多層基板Ｗの表面の傾き度合いに対応させて撮像カメラ２１の傾斜角度やフォーカス高さの調整を迅速に行うことができる。

これらスポット状のビームを照射する変位センサを複数用いる構成は、変位センサ部６の一類型であり、多層基板Ｗの表面に沿う方向かつ相対移動方向に交差する方向（略Ｙ方向）に所定間隔の測定範囲を有し、撮像部２に対して相対移動の方向に所定の距離を隔てた位置で、所定間隔にて当該多層基板Ｗの表面高さ情報を取得するものである。

１ 自動撮像装置
２ 撮像部
３ 移動機構
３Ｘ シフト移動機構
３Ｙ スキャン移動機構
４ フォーカス高さ調整機構
５ 傾き調整機構
６ 変位センサ部
７ 制御部
１０ｆ 装置フレーム
１０ｇ 門型フレーム
１１ 基板載置台
３０ 本体部（Ｘ）
３１ スライダー（Ｘ）
３５ 本体部（Ｙ）
３６ スライダー（Ｙ）
４０ 本体部（Ｚ）
４１ スライダー（Ｚ）
５１ 傾斜板
６０ 帯状変位センサ
６１ 取付金具
Ｗ 多層基板
ＶＨ ビアホール
ＬＶ 撮像対象（ライン状）
ＬＢ 帯状ビーム（
ｄθ 傾斜角度

Claims (6)

1. 多層基板に形成されたビアホールの底面部を撮像する装置において、
   前記多層基板を載置する基板載置台と、
   前記ビアホールの底面部を撮像する撮像部と、
   前記基板載置台と前記撮像部とを当該基板載置台の上面と略平行な方向に相対移動させる移動機構とを備え、
   前記撮像部は、前記基板載置台の上面と略平行な方向であって、前記相対移動の方向と交差する方向に多数個の撮像素子がライン状に配列されたものであり、
   前記撮像部と前記多層基板との距離を調整するフォーカス高さ調整機構と、
   前記撮像部のライン状に配列された前記撮像素子と前記基板載置台の上面との傾斜角度を調整する傾き調整機構と、
   前記多層基板の表面に沿う方向かつ前記相対移動方向に交差する方向に所定長さ又は所定間隔の測定範囲を有し、前記撮像部に対して前記相対移動の方向に所定の距離を隔てた位置で、所定幅又は所定間隔にて当該多層基板の表面高さ情報を取得する変位センサ部とを備え、
   前記移動機構の相対移動を行いながら、前記変位センサ部から取得した前記多層基板の表面高さ情報に基づいて、前記ライン状に配列された前記撮像素子と前記多層基板の表面との作動距離が所定範囲に収まるように、前記傾き調整機構および前記フォーカス高さ調整機構を制御する制御部を備えたことを特徴とする、自動撮像装置。
   
2. 前記撮像部で撮像が行われたときの前記移動機構の相対移動中の位置情報と前記傾き調整機構の前記傾斜角度とに基づいて、当該撮像部で撮像された画像の歪みを補正する画像歪み補正処理部を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の自動撮像装置。
   
3. 前記傾き調整機構の傾斜支点が、前記撮像部の焦点位置ないしその近傍に設定されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の自動撮像装置。
   
4. 前記撮像部の焦点位置が、前記多層基板の表面からオフセットされた位置に設定されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の自動撮像装置。
   
5. 前記変位センサ部は、前記測定範囲として前記所定長さの帯状である帯状変位センサ、または、前記測定範囲として前記所定間隔で３点以上の測定点が設定されている複数の変位センサを備えたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の自動撮像装置。
   
6. 前記多層基板に設定された撮像対象部位に対して、焦点位置の異なる画像を複数取得し、当該複数取得した画像を重ね合わせる画像重ね合わせ処理部を備えたことを特徴とする、請求項５のいずれかに記載の自動撮像装置。

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