JP2019168280A - Void inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層体の界面に潜むボイドを検査するボイド検査装置に関するものである。 The present invention relates to a void inspection apparatus that inspects voids hidden in an interface of a laminate.
シリコンウエーハなどを貼り合わせた積層体は、貼り合わせの際に界面にボイド(空隙)が混入してしまうと不良品となる。そのため、貼り合わせ工程の後で、超音波探傷法と呼ばれる手法により、積層体の界面にボイドが無いかどうか、検査が行われている(例えば、特許文献1)。 A laminated body bonded with a silicon wafer or the like becomes a defective product when a void (gap) is mixed in the interface during the bonding. Therefore, after the bonding process, an inspection is performed to determine whether there is a void at the interface of the laminate by a technique called ultrasonic flaw detection (for example, Patent Document 1).
一方、ステンシルマスク用マスクブランクスの裏面側の欠陥を検出するために、共焦点光学系とオートフォーカス機構を用い、マスクブランクスを移動させながらこの裏面に焦点が合うように倣い制御させる技術が提案されている(例えば、特許文献2)。 On the other hand, in order to detect defects on the back side of mask blanks for stencil masks, a technology has been proposed that uses a confocal optical system and an autofocus mechanism to control the copying so that the back side is in focus while moving the mask blanks. (For example, Patent Document 2).
特許文献1に開示されている技術は、検査に時間がかかるだけでなく、水や油、試薬等の液体に積層体を浸して検査した後、積層体表面に付着した水滴等を乾燥・除去させる必要がある。水分や液剤の付着によるコンタミネーションの発生や、乾燥時間がロス要因になるなど、空気中での検査が望まれていた。 The technique disclosed in Patent Document 1 not only takes time to inspect, but also dries and removes water droplets and the like adhering to the surface of the laminate after inspecting the laminate by immersing it in a liquid such as water, oil, or a reagent. It is necessary to let Inspection in the air has been desired because of the occurrence of contamination due to adhesion of moisture and liquids and the loss of drying time.
特許文献2に開示されている技術は、空気中で積層体界面の検査が可能の様に思われるが、共焦点光学系の被写界深度が非常に浅いため、積層体の厚みにバラツキがあると、積層体の表面と共焦点光学系との距離を一定に保つ様な倣い制御だけでは、共焦点光学系のピントを積層体の界面に倣わせることが困難である。また、積層体の厚みにバラツキは無い又は少ない場合でも、積層体に反りやうねりがあり、倣い制御の追従性が悪い場合には、所望の位置にピントを合わせることが困難となる。つまり、共焦点光学系を倣い制御させても、ボイドを見逃してしまうおそれがあった。
しかし、ピントずれを低減させるべく被写界深度を深くしようとすると、ピンホールを大きくする必要があるが、そうすると微小なボイドの検出ができず、測定精度が低下することにつながるという課題があった。また、倣い制御の追従性を補うために、積層体と共焦点光学系との移動の速度を遅くすると、広範囲に亘って検査しなければならない場合に検査に要する時間が長くなってしまうという課題があった。
Although the technique disclosed in Patent Document 2 seems to be able to inspect the laminate interface in the air, the depth of field of the confocal optical system is very shallow, so the thickness of the laminate varies. In such a case, it is difficult to make the focus of the confocal optical system follow the interface of the multilayer body only by scanning control that keeps the distance between the surface of the multilayer body and the confocal optical system constant. Even when there is little or no variation in the thickness of the laminated body, it is difficult to focus at a desired position when the laminated body has warping or undulation and the followability of the scanning control is poor. That is, even if the confocal optical system is copied and controlled, the void may be missed.
However, if the depth of field is increased in order to reduce the focus shift, it is necessary to increase the pinhole. However, if this is done, there is a problem that a minute void cannot be detected, leading to a decrease in measurement accuracy. It was. In addition, if the movement speed of the laminate and the confocal optical system is slowed to compensate for the followability of the scanning control, the time required for the inspection becomes long when the inspection has to be performed over a wide range. was there.
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、積層体の界面に潜むボイドを高速かつ高精度で検査する手段を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a means for inspecting voids hidden at the interface of a laminate at high speed and with high accuracy.
以上の課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
積層体の界面に潜むボイドを検査するボイド検査装置において、
積層体を保持する保持部と、
積層体に向けて赤外波長の照明光を照射する赤外照明部と、
積層体の内部を観察する共焦点顕微鏡部と、
積層体と共焦点顕微鏡部との距離を測定する測長器と、
赤外照明部、共焦点顕微鏡部および測長器を、保持部に対して一体的に相対移動させる相対移動部と、
相対移動部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記スライダー機構を相対移動させつつ、前記測長器で測定した前記距離に基づいて、前記積層体と前記共焦点顕微鏡部との作動距離が一定になるように、前記昇降機構を相対移動させ、
前記共焦点顕微鏡部には、
前記積層体の界面を含む所定範囲で焦点距離を揺動させる焦点距離揺動機構を備えた
ことを特徴としている。
In order to solve the above problems, an aspect of the present invention is as follows.
In the void inspection device that inspects voids hidden in the interface of the laminate,
A holding unit for holding the laminate;
An infrared illumination unit that irradiates illumination light with an infrared wavelength toward the laminate;
A confocal microscope section for observing the inside of the laminate,
A length measuring device for measuring the distance between the laminate and the confocal microscope,
A relative movement unit that integrally moves the infrared illumination unit, the confocal microscope unit, and the length measuring device relative to the holding unit;
A control unit for controlling the relative movement unit,
The controller is
While relatively moving the slider mechanism, based on the distance measured by the length measuring device, the elevation mechanism is relatively moved so that the working distance between the laminate and the confocal microscope unit is constant,
In the confocal microscope section,
A focal length swing mechanism is provided that swings the focal length within a predetermined range including the interface of the laminate.
上記のボイド検査装置によれば、積層体の界面に潜むボイドを、高速かつ高精度で検査することができる。 According to the void inspection apparatus, it is possible to inspect voids hidden at the interface of the laminate at high speed and with high accuracy.
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。なお、以下の説明では、直交座標系の3軸をX、Y、Zとし、水平方向をX方向、Y方向と表現し、XY平面に垂直な方向(つまり、重力方向)をZ方向と表現する。また、Z方向は、重力に逆らう方向を上、重力がはたらく方向を下と表現する。また、Z方向を中心軸として回転する方向をθ方向とする。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the three axes of the orthogonal coordinate system are represented as X, Y, and Z, the horizontal direction is represented as the X direction and the Y direction, and the direction perpendicular to the XY plane (that is, the gravitational direction) is represented as the Z direction. To do. The Z direction is expressed as the direction against gravity and the direction in which gravity works as down. A direction rotating around the Z direction as a central axis is defined as a θ direction.
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、本発明に係るボイド検査装置1の概略図が示されている。ここでは、積層体Wの具体例として、2枚のシリコンウエーハが貼り合わされたものを示し、詳細な説明を行う。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an example of a form embodying the present invention. FIG. 1 shows a schematic view of a void inspection apparatus 1 according to the present invention. Here, as a specific example of the laminated body W, one in which two silicon wafers are bonded together is shown, and detailed description will be given.
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、積層体Wの断面図が示されており、本発明を適用して積層体Wの界面に潜むボイドB1,B2を検出する様子が概略的に示されている。 FIG. 2 is a schematic diagram showing a main part of an example of a form embodying the present invention. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the stacked body W, and schematically shows how the voids B1 and B2 hidden in the interface of the stacked body W are detected by applying the present invention.
ボイド検査装置1は、積層体Wの界面Kに潜むボイドを検査するものである。
具体的には、ボイド検査装置1は、保持部2、赤外照明部3、共焦点顕微鏡部4、測長器5、相対移動部6、制御部CN等を備えている。
The void inspection apparatus 1 inspects voids hidden in the interface K of the laminate W.
Specifically, the void inspection apparatus 1 includes a holding unit 2, an infrared illumination unit 3, a confocal microscope unit 4, a length measuring device 5, a relative moving unit 6, a control unit CN, and the like.
保持部2は、積層体Wを保持するものである。
具体的には、保持部2は、積層体Wの外縁部分(外周エッジとも言う)を狭持し、所定の姿勢で保持する構成をしている。
より具体的には、保持部2は、積層体Wの外縁を取り囲むように複数(図1では、4箇所を例示)配置された把持部材21を備え、これら把持部材21は、積層体Wの外縁と接触する部位が略Σ形状や円弧状に凹んだ形状をしている。さらに、保持部2は、これら把持部材21を積層体Wの外縁よりも外側/内側に向けて移動させる開閉機構(不図示のアクチュエータ、ソレノイド等)を備えている。そして、開閉機構は、保持台20に取り付けられている。
The holding unit 2 holds the stacked body W.
Specifically, the holding unit 2 has a configuration in which an outer edge portion (also referred to as an outer peripheral edge) of the stacked body W is held and held in a predetermined posture.
More specifically, the holding unit 2 includes a plurality of gripping members 21 (four examples are illustrated in FIG. 1) arranged so as to surround the outer edge of the multilayer body W. The part in contact with the outer edge has a substantially Σ shape or a shape recessed in an arc shape. Further, the holding unit 2 includes an opening / closing mechanism (an actuator, a solenoid, etc., not shown) that moves the gripping member 21 toward the outside / inside of the outer edge of the stacked body W. The opening / closing mechanism is attached to the holding table 20.
照明部3は、積層体Wに向けて照明光L1を照射するものである。
具体的には、照明部3は、積層体Wの検査領域Fを含む所定の領域に向けて、観察光L2を生じさせるために必要な光量の照明光L1を照射するものである。より具体的には、照明部3は、図示する様な反射照明のほか、同軸落斜照明や透過照明などが例示でき、照明光L1としては、波長1000〜1100nmを含む赤外光が例示できる。
The illumination unit 3 irradiates the laminated body W with illumination light L1.
Specifically, the illumination unit 3 irradiates a predetermined area including the inspection area F of the stacked body W with the illumination light L1 having a light amount necessary for generating the observation light L2. More specifically, the illumination unit 3 can exemplify coaxial falling illumination or transmitted illumination in addition to the reflected illumination as illustrated, and the illumination light L1 can be exemplified by infrared light including a wavelength of 1000 to 1100 nm. .
共焦点顕微鏡部4は、積層体Wの内部を観察するものである。
具体的には、共焦点顕微鏡部4は、撮像カメラ40、鏡筒41、対物レンズ42、ピンホール43、焦点距離揺動機構45を備えている。
The confocal microscope unit 4 is for observing the inside of the laminate W.
Specifically, the confocal microscope unit 4 includes an imaging camera 40, a lens barrel 41, an objective lens 42, a pinhole 43, and a focal length swing mechanism 45.
撮像カメラ40は、撮像素子40Pを備え、積層体Wの内部に設定された撮像領域F(1)〜F(6)の像を撮像するものである。具体的には、撮像カメラ40は、撮像素子40Pを備え、撮像素子40Pで受光した光を電気信号に変換し、映像信号(アナログ信号)や画像データ(デジタル信号)として外部に出力するものである。 The imaging camera 40 includes an imaging element 40P and captures images of the imaging regions F (1) to F (6) set inside the stacked body W. Specifically, the imaging camera 40 includes an imaging element 40P, converts light received by the imaging element 40P into an electrical signal, and outputs the signal as an image signal (analog signal) or image data (digital signal). is there.
鏡筒41は、ピンホールアレイ43や対物レンズ42、リレーレンズ、結像レンズ等の光学部材を備え、これら光学部材ならびに撮像カメラ40を所定の姿勢で固定しておくものである。 The lens barrel 41 includes optical members such as a pinhole array 43, an objective lens 42, a relay lens, and an imaging lens, and these optical members and the imaging camera 40 are fixed in a predetermined posture.
対物レンズ42は、積層体Wの内部に設定された撮像領域F(1)〜F(6)の像を撮像カメラ40に結像させるものであり、保持部2で保持される積層体Wと対向するように配置されている。 The objective lens 42 forms an image of the imaging regions F (1) to F (6) set inside the stacked body W on the imaging camera 40, and the stacked body W held by the holding unit 2 It arrange | positions so that it may oppose.
ピンホールアレイ43は、撮像素子40Pで結像する光において、撮像視野の所定範囲の被写界深度内で結像する光を通過させ、それ以外の光を遮光するものである。具体的には、ピンホールアレイ43は、XY方向に多数の開口部が設けられている。 The pinhole array 43 allows light that forms an image within the predetermined depth of field of the imaging field to pass through the light that is imaged by the image sensor 40P, and blocks the other light. Specifically, the pinhole array 43 is provided with a large number of openings in the XY directions.
焦点距離揺動機構45は、撮像カメラ40で撮像する際の焦点距離fを揺動させるものである。具体的には、焦点距離揺動機構45は、積層体Wに対する共焦点顕微鏡部4の作動距離WDを一定に保ちながら、所定の範囲で対物レンズ42の焦点距離fを揺動させる機構を備えている。より具体的には、焦点距離揺動機構45は、光路長変更素子46a〜46f、ターレット47、回転機構48を備えている。 The focal distance swing mechanism 45 swings the focal distance f when the imaging camera 40 captures an image. Specifically, the focal length swing mechanism 45 includes a mechanism for swinging the focal length f of the objective lens 42 within a predetermined range while keeping the working distance WD of the confocal microscope unit 4 with respect to the stacked body W constant. ing. More specifically, the focal length swing mechanism 45 includes optical path length changing elements 46a to 46f, a turret 47, and a rotation mechanism 48.
光路長変更素子46a〜46fは、積層体Wの内部に設定された撮像領域F(1)〜F(6)の焦点距離fをそれぞれ前後(図では上下)にシフトさせる(ずらすとも言う)ものである。具体的には、光路長変更素子46a〜46fは、照明光L1を透過させ、雰囲気と屈折率の異なる材料で構成され、それぞれ厚みの異なる平行平板で構成されている。より具体的には、光路長変更素子46a〜46fは、ガラスや石英、樹脂、シリコン化合物などで構成されており、対物レンズ42と積層体Wとの間に配置されている。なお、光路長変更素子46aが最も厚みが薄く、46b、46c、46d、46eの順に厚みが薄くなり、光路長変更素子46fが最も厚みが厚い。つまり、対物レンズ42と光路長変更素子46aを対向配置させることで、対物レンズ42の焦点距離fが最も近くなり(短くなるとも言う)、対物レンズ42と光路長変更素子46fを対向配置させることで、対物レンズ42の焦点距離fが最も遠くなる(長くなるとも言う)。そのため、光路長変更素子46a〜46fのいずれを使用するか切り替えることにより、対物レンズ42で結像する位置(高さとも言う)を前後(図では上下)にシフトさせることができる。 The optical path length changing elements 46a to 46f shift the focal lengths f of the imaging regions F (1) to F (6) set inside the stacked body W forward and backward (up and down in the drawing), respectively (also referred to as shifting). It is. Specifically, the optical path length changing elements 46a to 46f transmit the illumination light L1, are made of a material having a different refractive index from the atmosphere, and are made of parallel plates having different thicknesses. More specifically, the optical path length changing elements 46 a to 46 f are made of glass, quartz, resin, silicon compound, or the like, and are disposed between the objective lens 42 and the stacked body W. The optical path length changing element 46a is the thinnest, the thicknesses are decreasing in the order of 46b, 46c, 46d, and 46e, and the optical path length changing element 46f is the thickest. In other words, by placing the objective lens 42 and the optical path length changing element 46a facing each other, the focal length f of the objective lens 42 becomes the shortest (also referred to as shortening), and the objective lens 42 and the optical path length changing element 46f are placed facing each other. Thus, the focal length f of the objective lens 42 is the longest (also referred to as longer). Therefore, by switching which of the optical path length changing elements 46a to 46f is used, the position (also referred to as height) formed by the objective lens 42 can be shifted back and forth (up and down in the drawing).
ターレット47は、複数ある光路長変更素子46a〜46fを固定しつつ回転させるものである。具体的には、ターレット47は、回転モータ48の回転軸を基準に等角度(図では60度ずつ)で振り分け配置された開口部を有し、開口部それぞれに光路長変更素子46a〜46fが配意されており、ターレット47を回転させることで、観察に用いる光路長変更素子46a〜46fが切り替えできる構成をしている。 The turret 47 rotates a plurality of optical path length changing elements 46a to 46f while fixing them. Specifically, the turret 47 has openings arranged at equal angles (60 degrees in the drawing) with respect to the rotation axis of the rotary motor 48, and the optical path length changing elements 46a to 46f are provided in the openings, respectively. The optical path length changing elements 46a to 46f used for observation can be switched by rotating the turret 47.
回転機構48は、ターレット47を回転させるものである。具体的には、回転機構48は、ターレット47を一方向に高速で回転させる構成をしている。 The rotation mechanism 48 rotates the turret 47. Specifically, the rotation mechanism 48 is configured to rotate the turret 47 in one direction at high speed.
なお、図2には、積層体Wの表面位置から平均厚み分オフセットさせた位置に、撮像領域F(1)〜F(6)の焦点距離fの平均位置ないし中央位置(以下、基準焦点位置RMと呼ぶ)が設定されている。そして、焦点距離揺動機構45は、ターレット47を回転させることで、この基準焦点位置RMよりも近方(図では上)にある近方位置RNと、基準焦点位置RMよりも遠方(図では下)にある遠方位置RFとの間を段階的に(図1,2では6段階で)、対物レンズ42の焦点距離fを切り替える構成をしている。 In FIG. 2, the average position or the center position (hereinafter referred to as the reference focal position) of the focal length f of the imaging regions F (1) to F (6) is offset from the surface position of the stacked body W by the average thickness. RM) is set. Then, the focal length swing mechanism 45 rotates the turret 47 to thereby move the near position RN nearer (upper in the figure) than the reference focal position RM and farther than the reference focal position RM (in the figure). The focal length f of the objective lens 42 is switched in a stepwise manner (below 6) in FIGS.
なお、焦点距離揺動機構45において、ステージ機構のXY方向の移動速度、撮像領域F(1)〜F(6)のXY方向の視野サイズ、光路長変更素子46a〜46fの段階数などに基づいて撮像レート(インターバルとも言う)が決定され、この撮像レートと光路長変更素子46a〜46fのサイズに基づいてターレット47の回転速度を設定する。 In the focal length swing mechanism 45, based on the moving speed in the XY direction of the stage mechanism, the field size in the XY direction of the imaging regions F (1) to F (6), the number of stages of the optical path length changing elements 46a to 46f, and the like. Thus, the imaging rate (also referred to as an interval) is determined, and the rotation speed of the turret 47 is set based on the imaging rate and the sizes of the optical path length changing elements 46a to 46f.
共焦点顕微鏡部4は、この様な構成をしているため、対物レンズ42の焦点からずれた位置にある領域からの観察光はピンホールアレイ43で遮光されるので撮像されず、積層体Wの内部に設定された焦点距離fの異なる撮像領域F(1)〜F(6)を切り替えながらこれら領域に焦点を合わせて撮像することができる。 Since the confocal microscope unit 4 has such a configuration, the observation light from the region at a position deviated from the focal point of the objective lens 42 is shielded by the pinhole array 43 and is not imaged. The imaging regions F (1) to F (6) having different focal lengths f set inside can be switched while taking an image while focusing on these regions.
測長器5は、積層体Wと共焦点顕微鏡部4との距離を測定するものである。
具体的には、積層体Wの表面に所定の傾斜角度(入射角度とも言う)で計測ビームLBを照射し、積層体Wの表面で反射した計測ビームLBの入射位置のずれを計測することで、距離を測定する。より具体的には、測長器5は、レーザ変位計と呼ばれるものが例示でき、測定対象物との距離に対応した電気信号(アナログ信号)や変位データ(デジタル信号)等が出力される。
The length measuring device 5 measures the distance between the laminated body W and the confocal microscope unit 4.
Specifically, the surface of the laminate W is irradiated with the measurement beam LB at a predetermined inclination angle (also referred to as an incident angle), and the deviation of the incident position of the measurement beam LB reflected by the surface of the laminate W is measured. , Measure the distance. More specifically, the length measuring device 5 can be exemplified by a so-called laser displacement meter, and an electrical signal (analog signal), displacement data (digital signal), or the like corresponding to the distance to the measurement object is output.
相対移動部6は、照明部3、共焦点顕微鏡部4および測長器5を、保持部2に対して一体的に相対移動させるものである。具体的には、相対移動部6は、昇降機構、スライダー機構、回転機構63を備えている。 The relative movement unit 6 integrally moves the illumination unit 3, the confocal microscope unit 4, and the length measuring device 5 relative to the holding unit 2. Specifically, the relative moving unit 6 includes an elevating mechanism, a slider mechanism, and a rotating mechanism 63.
昇降機構は、照明部3、共焦点顕微鏡部4および測長器5を一体的に、積層体Wの厚み方向(つまり、Z方向)に相対移動させるものである。具体的には、昇降機構は、Z軸ステージ60を備えている。 The lifting mechanism integrally moves the illumination unit 3, the confocal microscope unit 4, and the length measuring device 5 in the thickness direction (that is, the Z direction) of the stacked body W. Specifically, the lifting mechanism includes a Z-axis stage 60.
Z軸ステージ60は、Z方向に延びる1対のレールと、そのレール上を移動するスライダー部と、スライダー部を移動および静止させるスライダー駆動部とで構成されている。スライダー駆動部は、制御部CNからの信号制御により回転し静止するサーボモータやパルスモータとボールネジ機構を組み合わせたもので構成することができる。また、Z軸スライダー60には、必要に応じて、スライダー部の現在位置や移動量を検出するためのエンコーダが備えられている。なお、このエンコーダは、リニアスケールと呼ばれる直線状の部材に細かな凹凸が所定ピッチで刻まれたものや、ボールネジを回転させるモータの回転角度を検出するロータリエンコーダ等が例示できる。
具体的には、Z軸ステージ60は、支柱11fを介して装置フレーム10fに取り付けられている。さらに、Z軸ステージ60のスライダー部には、連結金具(不図示)等を介して、照明部3、共焦点顕微鏡部4および測長器5がそれぞれ取り付けられている。
The Z-axis stage 60 includes a pair of rails extending in the Z direction, a slider part that moves on the rails, and a slider drive part that moves and stops the slider part. The slider drive unit can be configured by a combination of a servo motor or pulse motor that rotates and stops by signal control from the control unit CN and a ball screw mechanism. In addition, the Z-axis slider 60 is provided with an encoder for detecting the current position and movement amount of the slider portion as necessary. Examples of this encoder include a linear member called a linear scale in which fine irregularities are carved at a predetermined pitch, and a rotary encoder that detects a rotation angle of a motor that rotates a ball screw.
Specifically, the Z-axis stage 60 is attached to the apparatus frame 10f via a support column 11f. Furthermore, the illumination unit 3, the confocal microscope unit 4, and the length measuring device 5 are respectively attached to the slider portion of the Z-axis stage 60 via a coupling fitting (not shown).
スライダー機構は、積層体Wの厚み方向(つまり、Z方向)と直交する方向(つまり、X方向および/またはY方向)に相対移動させるものである。具体的には、スライダー機構は、X軸スライダー61、Y軸スライダー62を備えている。 The slider mechanism is relatively moved in a direction (that is, X direction and / or Y direction) orthogonal to the thickness direction (that is, Z direction) of the stacked body W. Specifically, the slider mechanism includes an X-axis slider 61 and a Y-axis slider 62.
X軸スライダー61は、装置フレーム10f上に取り付けられており、Y軸スライダー62をX方向に任意の速度で移動させ、任意の位置で静止させるものである。具体的には、X軸スライダーは、X方向に延びる1対のレールと、そのレール上を移動するスライダー部と、スライダー部を移動および静止させるスライダー駆動部とで構成されている。スライダー駆動部は、制御部CNからの信号制御により回転し静止するサーボモータやパルスモータとボールネジ機構を組み合わせたものや、リニアモータ機構などで構成することができる。また、X軸スライダー61には、スライダー部の現在位置や移動量を検出するためのエンコーダが備えられている。なお、このエンコーダは、リニアスケールと呼ばれる直線状の部材に細かな凹凸が所定ピッチで刻まれたものや、ボールネジを回転させるモータの回転角度を検出するロータリエンコーダ等が例示できる。 The X-axis slider 61 is mounted on the device frame 10f, and moves the Y-axis slider 62 in the X direction at an arbitrary speed and stops it at an arbitrary position. Specifically, the X-axis slider includes a pair of rails extending in the X direction, a slider portion that moves on the rails, and a slider drive unit that moves and stops the slider portion. The slider drive unit can be configured by a combination of a servo motor or a pulse motor that rotates and stops by signal control from the control unit CN and a ball screw mechanism, a linear motor mechanism, or the like. In addition, the X-axis slider 61 is provided with an encoder for detecting the current position and movement amount of the slider portion. Examples of this encoder include a linear member called a linear scale in which fine irregularities are carved at a predetermined pitch, and a rotary encoder that detects a rotation angle of a motor that rotates a ball screw.
Y軸スライダー62は、制御部CNから出力される制御信号に基づいて、回転機構63をY方向に任意の速度で移動させ、任意の位置で静止させるものである。具体的には、Y軸スライダーは、Y方向に延びる1対のレールと、そのレール上を移動するスライダー部と、スライダー部を移動および静止させるスライダー駆動部とで構成されている。スライダー駆動部は、制御部CNからの信号制御により回転し静止するサーボモータやパルスモータとボールネジ機構を組み合わせたものや、リニアモータ機構などで構成することができる。また、Y軸スライダー62には、スライダー部の現在位置や移動量を検出するためのエンコーダが備えられている。なお、このエンコーダは、リニアスケールと呼ばれる直線状の部材に細かな凹凸が所定ピッチで刻まれたものや、ボールネジを回転させるモータの回転角度を検出するロータリエンコーダ等が例示できる。 The Y-axis slider 62 moves the rotating mechanism 63 at an arbitrary speed in the Y direction based on a control signal output from the control unit CN, and stops at an arbitrary position. Specifically, the Y-axis slider includes a pair of rails extending in the Y direction, a slider portion that moves on the rails, and a slider drive unit that moves and stops the slider portion. The slider drive unit can be configured by a combination of a servo motor or a pulse motor that rotates and stops by signal control from the control unit CN and a ball screw mechanism, a linear motor mechanism, or the like. Further, the Y-axis slider 62 is provided with an encoder for detecting the current position and movement amount of the slider portion. Examples of this encoder include a linear member called a linear scale in which fine irregularities are carved at a predetermined pitch, and a rotary encoder that detects a rotation angle of a motor that rotates a ball screw.
回転機構63は、保持台20をθ方向に任意の速度で回転させ、任意の角度で静止させるものである。具体的には、回転機構63は、ダイレクトドライブモータなどの、外部機器からの信号制御により任意の角度に回転/静止させるものが例示できる。回転機構63の回転する側の部材の上には、基板保持部2の保持台20が取り付けられている。 The rotating mechanism 63 rotates the holding base 20 at an arbitrary speed in the θ direction and stops at an arbitrary angle. Specifically, the rotation mechanism 63 can be exemplified by a mechanism that rotates / stops at an arbitrary angle by signal control from an external device, such as a direct drive motor. On the rotating side member of the rotation mechanism 63, the holding table 20 of the substrate holding unit 2 is attached.
相対移動部6は、この様な構成をしているため、検査対象となる積層体Wを保持したまま、撮像部3、共焦点顕微鏡部4および測長器5に対して一体的に、ZXYθ方向にそれぞれ独立させて又は複合的に、所定の速度や角度で相対移動させたり、任意の位置・角度で静止させたりすることができる。 Since the relative movement unit 6 has such a configuration, the ZXYθ is integrally formed with the imaging unit 3, the confocal microscope unit 4, and the length measuring device 5 while holding the stacked body W to be inspected. Independently or in combination with each other, they can be moved relative to each other at a predetermined speed or angle, or can be stopped at any position / angle.
制御部CNは、相対移動部6ならびに各部の機器を制御するものある。
具体的には、制御部CNは、下述の様な役割を担っている。
・保持部2の開閉機構を制御し、積層体Wの把持/解除を切り替える
・照明部3のON/OFF制御や光量調節
・共焦点顕微鏡部4の撮像カメラ40に対して撮像トリガを出力し、撮像カメラ40から出力される画像を取得する
・焦点距離揺動機構45の回転機構48を制御し、ターレット47の角度を変更する(つまり、光路長変更素子46a〜46fの切り替え)
・相対移動部6のZ軸ステージ60、X軸スライダー61、Y軸スライダー62、回転機構63をそれぞれ制御し、保持部2を所定の速度や角度で相対移動させたり、任意の位置・角度で静止させたりする
・検査品種の登録
・測長器5から出力される積層体Wの表面との距離に対応した信号等を入力し、積層体Wと共焦点顕微鏡部4との距離(つまり、作動距離WD)が一定になるように、相対移動部6の昇降機構(具体的には、Z軸ステージ60)を制御(いわゆる、倣い制御)する。
The control unit CN controls the relative movement unit 6 and the devices of each unit.
Specifically, the control unit CN has a role as described below.
-Controlling the opening / closing mechanism of the holding unit 2 to switch the grip / release of the laminated body W-ON / OFF control of the illumination unit 3 and light quantity adjustment-Output an imaging trigger to the imaging camera 40 of the confocal microscope unit 4 The image output from the imaging camera 40 is acquired. The rotation mechanism 48 of the focal length swing mechanism 45 is controlled to change the angle of the turret 47 (that is, switching of the optical path length changing elements 46a to 46f).
Control the Z-axis stage 60, the X-axis slider 61, the Y-axis slider 62, and the rotation mechanism 63 of the relative movement unit 6 to move the holding unit 2 relatively at a predetermined speed or angle, or at any position / angle The signal corresponding to the distance from the surface of the laminated body W output from the length measuring device 5 is input, and the distance between the laminated body W and the confocal microscope unit 4 (that is, the confocal microscope unit 4) The lifting mechanism (specifically, the Z-axis stage 60) of the relative movement unit 6 is controlled (so-called copying control) so that the working distance WD) is constant.
制御部CNは、接続された外部機器から信号やデータが入力されると、予め登録されたプログラムに従って処理を行い、処理結果を外部機器へ出力するものである。具体的には、制御部CNは、コンピュータやプログラマブルロジックコントローラ等(つまり、ハードウェア)と、その実行プログラム等(つまり、ソフトウェア)で構成されている。 When a signal or data is input from a connected external device, the control unit CN performs processing according to a pre-registered program and outputs a processing result to the external device. Specifically, the control unit CN includes a computer, a programmable logic controller or the like (that is, hardware), and an execution program or the like (that is, software).
この様な構成をしているため、ボイド検査装置1は、積層体Wを保持部2で保持し、積層体WをX方向および/またはY方向に相対移動させながら、測長器5で積層体Wと共焦点顕微鏡部4との距離を測定して、共焦点顕微鏡部4が積層体Wの表面に倣うように(つまり、作動距離WDが一定になるように)制御することができる。このとき、積層体Wの表面位置から平均厚み分オフセットさせた位置に、撮像領域F(1)〜F(6)の基準焦点位置RMが配置されるように倣い制御されるが、積層体Wの厚みのバラツキにより積層体Wの表面と界面Kの距離がずれても、焦点距離揺動機構45で対物レンズ42の焦点を揺動させて、積層体Wの界面Kの近方ないし遠方を共焦点顕微鏡部4で観察することができる。 Because of such a configuration, the void inspection apparatus 1 holds the stacked body W with the holding unit 2 and stacks the stacked body W with the length measuring device 5 while relatively moving the stacked body W in the X direction and / or the Y direction. The distance between the body W and the confocal microscope unit 4 can be measured and controlled so that the confocal microscope unit 4 follows the surface of the stacked body W (that is, the working distance WD becomes constant). At this time, the copying is controlled so that the reference focal position RM of the imaging regions F (1) to F (6) is arranged at a position offset by the average thickness from the surface position of the stacked body W. Even if the distance between the surface of the laminated body W and the interface K is deviated due to the variation in thickness, the focal length of the objective lens 42 is oscillated by the focal length oscillating mechanism 45 so that the distance K near or far from the interface K of the laminated body W is changed. It can be observed with the confocal microscope unit 4.
そして、本発明に係る共焦点顕微鏡部4で積層体Wの内部を観察すれば、積層体Wの内部やボイドが無い界面Kでは、照明光L1の大部分が通過(透過とも言う)し、あまり反射光や散乱光が生じないため、観察光L2は暗光となる。つまり、撮像カメラ40では、黒ないしグレーの映像しか撮像されない。一方、界面KにボイドB1,B2があれば、積層体Wを構成する材料とボイドB1,B2の界面で照明光L1が反射し、観察光L2の一部ないし全部が明光として撮像される。
そのため、共焦点顕微鏡部4で観察した観察光L2の一部ないし全部に明光が含まれるかどうか判定することで、積層体Wの界面Kに潜むボイドを高速かつ高精度で検査することができる。
And if the inside of the laminated body W is observed with the confocal microscope section 4 according to the present invention, the majority of the illumination light L1 passes (also referred to as transmission) at the interface K where there is no void inside the laminated body W, Since much reflected light or scattered light does not occur, the observation light L2 becomes dark light. That is, the imaging camera 40 can only capture black or gray images. On the other hand, if there are voids B1 and B2 at the interface K, the illumination light L1 is reflected at the interface between the material constituting the laminate W and the voids B1 and B2, and part or all of the observation light L2 is imaged as bright light.
Therefore, by determining whether part or all of the observation light L2 observed with the confocal microscope unit 4 includes bright light, it is possible to inspect the voids hidden in the interface K of the stacked body W with high speed and high accuracy. .
[別の形態]
なお上述では、積層体Wを保持部2で保持し、積層体WをX方向および/またはY方向に相対移動させながら、積層体Wと共焦点顕微鏡部4との距離を測長器5で測定して、倣い制御する構成を例示した。しかし、本発明を具現化する上で、ボイド検査装置1はこの様な構成に限定されず、さらに下述のマッピング情報登録部を備え、制御部CNが下述の機能を加えた構成としても良い。
[Another form]
In the above description, the distance between the stacked body W and the confocal microscope unit 4 is measured by the length measuring device 5 while the stacked body W is held by the holding unit 2 and the stacked body W is relatively moved in the X direction and / or the Y direction. The configuration for measuring and copying is illustrated. However, in implementing the present invention, the void inspection apparatus 1 is not limited to such a configuration, and may further include a mapping information registration unit described below, and the control unit CN may include the following functions. good.
マッピング情報登録部は、保持部2に積層体Wを保持した状態で、積層体WのXY位置に対する、積層体Wと共焦点顕微鏡部4の距離が紐付けられたマッピング情報を登録するものである。具体的には、マッピング情報登録部は、制御部CNのハードウェアおよびソフトウェアの一部の機能ブロックで構成されている。 The mapping information registration unit registers mapping information in which the distance between the stacked body W and the confocal microscope unit 4 is associated with the XY position of the stacked body W while the stacked body W is held in the holding unit 2. is there. Specifically, the mapping information registration unit is configured by a part of functional blocks of hardware and software of the control unit CN.
そして、マッピング情報は、保持部2に積層体Wを保持した状態で、積層体Wをスライダー機構により相対移動させながら、積層体Wと共焦点顕微鏡部4との距離を測長器5で測定して取得し、マッピング情報登録部に登録されている。 The mapping information is obtained by measuring the distance between the stacked body W and the confocal microscope unit 4 with the length measuring device 5 while relatively moving the stacked body W by the slider mechanism while the stacked body W is held in the holding unit 2. And registered in the mapping information registration unit.
制御部CNは、スライダー機構(具体的には、X軸スライダー61および/またはY軸スライダー61)の現在位置情報とマッピング情報とに基づいて、昇降機構(具体的には、Z軸ステージ60)を制御する機能を備えている。 Based on the current position information and mapping information of the slider mechanism (specifically, the X-axis slider 61 and / or the Y-axis slider 61), the control unit CN lifts and lowers the mechanism (specifically, the Z-axis stage 60). It has a function to control.
この様な構成をしていれば、X方向やY方向への相対移動を高速で行いながらボイドの検査を行いたい場合に、昇降機構(具体的には、Z軸ステージ60)の追従遅れ等に起因したフォーカス外れ(つまり、界面Kが、焦点距離揺動機構45の揺動範囲から逸脱すること)を防ぐことができるので好ましい。 With such a configuration, when it is desired to inspect the void while performing the relative movement in the X direction and the Y direction at high speed, the follow-up delay of the lifting mechanism (specifically, the Z-axis stage 60), etc. This is preferable because defocusing (that is, the interface K deviates from the rocking range of the focal length rocking mechanism 45) due to the above can be prevented.
[別の形態]
積層体Wの反りや変形による影響で、撮像対象となる界面Kが水平状態でなく傾斜していると、共焦点顕微鏡部4の撮像領域F(1)〜F(6)の被写界深度に界面Kが収まらない場合がある。そして、この様な場合には、界面Kに潜む微小なボイドが正しく検出できないおそれがある。
[Another form]
If the interface K to be imaged is not horizontal but tilted due to the warp or deformation of the stacked body W, the depth of field of the imaging regions F (1) to F (6) of the confocal microscope unit 4 In some cases, the interface K does not fit. In such a case, there is a possibility that minute voids hidden in the interface K cannot be detected correctly.
そこで、積層体Wの反りや変形がある場合、本発明に係るボイド検査装置1は、上述の保持部2に代えて、次の様な構成の保持部2Bを備え、制御部CNは次の様な構成とすることが好ましい。 Therefore, when there is warpage or deformation of the laminated body W, the void inspection apparatus 1 according to the present invention includes a holding unit 2B having the following configuration instead of the above-described holding unit 2, and the control unit CN has the following configuration. Such a configuration is preferable.
保持部2Bは、積層体Wを保持した姿勢を傾斜させる保持姿勢傾斜機構を備えている。さらに、制御部CNは、上述の構成に加え、スライダー機構の現在位置情報とマッピング情報とに基づいて、保持姿勢傾斜機構を制御し、積層体Wの界面Kを水平状態に保ちながら検査する構成をしている。 The holding unit 2B includes a holding posture tilt mechanism that tilts the posture in which the stacked body W is held. Further, in addition to the above-described configuration, the control unit CN controls the holding posture tilting mechanism based on the current position information and mapping information of the slider mechanism, and inspects while maintaining the interface K of the stacked body W in a horizontal state. I am doing.
図3は、本発明を具現化する別の形態の一例における保持部を示す概略図である。図3には、上述した保持部2とは異なる構成の保持部2Bが示されている。 FIG. 3 is a schematic view showing a holding unit in an example of another embodiment embodying the present invention. FIG. 3 shows a holding unit 2B having a configuration different from that of the holding unit 2 described above.
保持部2Bは、積層体Wを保持するものである。具体的には、保持部2Bは、積層体Wの外周部分を下面側から支え、所定の姿勢で保持する構成をしている。より具体的には、保持部2は、積層体Wの外縁を取り囲むように複数(図3では、3箇所を例示)配置されたスライダー23および昇降シリンダ25(すなわち、本発明に係る保持姿勢傾斜機構)を備えている。 The holding unit 2B holds the stacked body W. Specifically, the holding portion 2B is configured to support the outer peripheral portion of the stacked body W from the lower surface side and hold it in a predetermined posture. More specifically, the holding unit 2 includes a plurality of sliders 23 and lifting cylinders 25 (that is, the holding posture inclination according to the present invention) arranged so as to surround the outer edge of the stacked body W (in FIG. 3, three locations are illustrated). Mechanism).
スライダー23は、積層体Wの中心側/外側に向けて移動する機構(アクチュエータ、ソレノイド等)を備え、自在継手24を介して昇降シリンダ25に取り付けられている。なお、スライダー23の可動部には、積層体Wの外周下面を保持するための吸引部が備えられている。 The slider 23 includes a mechanism (actuator, solenoid, etc.) that moves toward the center side / outside of the stacked body W, and is attached to the lifting cylinder 25 via a universal joint 24. Note that the movable portion of the slider 23 is provided with a suction portion for holding the outer peripheral lower surface of the stacked body W.
昇降シリンダ25は、スライダー23の上下位置(高さとも言う)を調整するものであり、保持台20に取り付けられている。そして、昇降シリンダ25は、制御部CNからの制御信号に基づいて、スライダー23が取り付けられている可動部の高さがそれぞれ独立して制御される。 The elevating cylinder 25 adjusts the vertical position (also referred to as height) of the slider 23 and is attached to the holding table 20. And as for the raising / lowering cylinder 25, the height of the movable part to which the slider 23 is attached is independently controlled based on the control signal from the control part CN.
なお、積層体Wをどの程度傾斜させれば、撮像対象となる界面Kを水平状態(つまり、界面Kが被写界深度に収まる状態)となるかは、予め登録されたマッピング情報に基づいて、制御部CN等で算出しておく。そして、制御部CNは、積層体Wをスライダー機構(X軸スライダー61,Y軸スライダー62)でX方向やY方向に移動させながら、X方向およびY方向の現在位置情報を取得し、この現在位置情報と予め登録されたマッピング情報に基づいて、保持姿勢傾斜機構(昇降シリンダ25等)を制御し、積層体Wの傾斜角度を調整する。このとき、制御部CNは、作動距離WDが一定になるように昇降機構(Z軸ステージ60)も制御する。 Note that how much the stack W is inclined to determine whether the interface K to be imaged is in a horizontal state (that is, the state where the interface K is within the depth of field) is based on mapping information registered in advance. And calculated by the control unit CN or the like. Then, the control unit CN acquires the current position information in the X direction and the Y direction while moving the stacked body W in the X direction and the Y direction by the slider mechanism (the X axis slider 61 and the Y axis slider 62). Based on the position information and pre-registered mapping information, the holding posture tilt mechanism (elevating cylinder 25 and the like) is controlled to adjust the tilt angle of the stacked body W. At this time, the control unit CN also controls the elevating mechanism (Z-axis stage 60) so that the working distance WD becomes constant.
図4は、本発明を具現化する別の形態の一例における全体構成を示す概略図である。
図4(a)(b)には、中央部が上方に湾曲した積層体Wを検査する様子が図示されている。図4(a)には、積層体Wの中央部を撮像する様子が示されている。
図4(b)には、積層体Wの周辺部を撮像する様子が示されている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an overall configuration in another example embodying the present invention.
4A and 4B show a state in which the laminated body W whose center part is curved upward is inspected. FIG. 4A shows a state where the central portion of the stacked body W is imaged.
FIG. 4B shows a state where the peripheral part of the stacked body W is imaged.
保持部2Bを備えたボイド検査装置1は、この様な構成をしているため、焦点顕微鏡部4の撮像領域F(1)〜F(6)の被写界深度に撮像対象となる界面Kが収まらない程、積層体Wに反りや変形が生じていたとしても、界面Kが被写界深度に収まるよう(つまり、水平状態となるよう)に、保持部2Bで保持している積層体Wの傾斜角度を変更しつつ、作動距離WDを一定に保つことができ、焦点距離を揺動させて、界面Kに潜む微小なボイドも正しく検出することができる。 Since the void inspection apparatus 1 including the holding unit 2B has such a configuration, the interface K to be imaged in the depth of field of the imaging regions F (1) to F (6) of the focus microscope unit 4 is used. Even if the laminated body W is warped or deformed to a degree that does not fit, the laminated body is held by the holding unit 2B so that the interface K is within the depth of field (that is, in a horizontal state). The working distance WD can be kept constant while changing the inclination angle of W, and the fine voids hidden in the interface K can be correctly detected by swinging the focal length.
[変形例]
なお上述では、積層体Wが、シリコンウエーハを貼り合わせたもので、照明部3から照射される照明光L1の波長が、1000〜1100nmを含む赤外光である形態を例示した。シリコンウエーハは、波長900nmより短波長の可視光は透過せず、波長900nm以上から徐々に透過率が上がる。そして、概ね波長1000nm以上の赤外光であれば、シリコンウエーハの内部を観察するのに十分な光量が得られる。一方、波長が1100nmよりも長くなると、撮像カメラ40の撮像素子40PがCCDやCMOSの場合、感度特性が低下する。また、撮像カメラ40の撮像素子40PがInGaAs等の化合物を用いたものであれば、当該波長での感度は高いが、動作速度(撮像レート)が遅くなってしまう。そのため、積層体Wが、シリコンウエーハを貼り合わせたものであれば、照明部3から照射される照明光L1の波長が、1000〜1100nmを含む赤外光であることが好ましい。
[Modification]
In addition, in the above, the laminated body W bonded silicon wafer, and illustrated the form whose wavelength of the illumination light L1 irradiated from the illumination part 3 is infrared light including 1000-1100 nm. A silicon wafer does not transmit visible light having a wavelength shorter than 900 nm, and the transmittance gradually increases from a wavelength of 900 nm or more. If the infrared light has a wavelength of approximately 1000 nm or more, a sufficient amount of light for observing the inside of the silicon wafer can be obtained. On the other hand, when the wavelength is longer than 1100 nm, the sensitivity characteristic is deteriorated when the imaging element 40P of the imaging camera 40 is a CCD or a CMOS. Moreover, if the imaging device 40P of the imaging camera 40 uses a compound such as InGaAs, the sensitivity at the wavelength is high, but the operation speed (imaging rate) becomes slow. Therefore, if the laminated body W is a laminate of silicon wafers, the wavelength of the illumination light L1 emitted from the illumination unit 3 is preferably infrared light including 1000 to 1100 nm.
しかし、本発明を具現化する上で、照明部3から積層体Wに向けて照射される照明光をは、これ以外の波長の光でも良く、検査対象となる積層体Wの波長特性(光の透過率など)や撮像素子の受光感度特性に応じて設定すれば良い。 However, in realizing the present invention, the illumination light emitted from the illumination unit 3 toward the multilayer body W may be light having a wavelength other than this, and the wavelength characteristics (light) of the multilayer body W to be inspected may be used. And the like, and the light receiving sensitivity characteristics of the image sensor.
[その他、変形例]
なお上述では、焦点距離揺動機構45は、ターレット47を60度ずつ回転させることで光路長変更素子46a〜46fが切り替えられ、対物レンズ42の焦点距離fを1段階ずつ(ラスタースキャンする様に)変化させ、ターレットが1回転すれば元の状態に戻り、同様の動作を繰り返す例を図示して説明した。しかし、光路長変更素子46a〜46fは、ターレット47が60度ずつ回転することで1段階ずつ焦点距離fが変わるように配置しておく必要はなく、それ以外の順番(例えば、46a、46c、46e、46b、46d、47fの順や、46a、46d、46b、46e、46c、47fの順)で配置しても良い。
[Other variations]
In the above description, the focal length swing mechanism 45 switches the optical path length changing elements 46a to 46f by rotating the turret 47 by 60 degrees, and the focal length f of the objective lens 42 is changed step by step (as in raster scanning). When the turret is rotated once, the state returns to the original state and the same operation is repeated and illustrated. However, the optical path length changing elements 46a to 46f do not need to be arranged so that the focal length f is changed step by step by rotating the turret 47 by 60 degrees, but other orders (for example, 46a, 46c, 46e, 46b, 46d, and 47f, and 46a, 46d, 46b, 46e, 46c, and 47f).
また上述では、光路長変更素子46a〜46fは、それぞれ厚みの異なる平行平板を例示したが、それぞれ曲率の異なる凸レンズや凹レンズで構成しても良い。 In the above description, the optical path length changing elements 46a to 46f are illustrated as parallel plates having different thicknesses, but may be configured by convex lenses or concave lenses having different curvatures.
また上述では、光路長変更素子46a〜46fは、形状が円形のものを図示したが、扇型や矩形等であっても良い。 In the above description, the optical path length changing elements 46a to 46f are circular in shape, but may be fan-shaped or rectangular.
なお上述では、光路長変更素子46a〜46fとして、それぞれ厚みの異なる平行平板が6枚配置された構成を例示した。しかし、本発明を具現化する上で、光路長変更素子46a〜46fは、この様な構成に限定されず、それぞれ曲率の異なるレンズで構成しても良い。また、光路長変更素子の枚数は、6枚に限定されず、少なくとも2枚以上であれば良い。 In the above description, a configuration in which six parallel flat plates having different thicknesses are arranged as the optical path length changing elements 46a to 46f is illustrated. However, in realizing the present invention, the optical path length changing elements 46a to 46f are not limited to such a configuration, and may be configured by lenses having different curvatures. Further, the number of optical path length changing elements is not limited to six, and may be at least two.
なお上述では、相対移動部6に回転機構63を備えた構成を例示した。しかし、本発明を具現化する上で、回転機構63は、必須の構成では無く、これが省かれた構成であっても良い。 In the above description, the configuration in which the relative movement unit 6 includes the rotation mechanism 63 is illustrated. However, in realizing the present invention, the rotation mechanism 63 is not an essential configuration, and may be a configuration in which this is omitted.
なお上述では、相対移動部6として、照明部3を含めた共焦点顕微鏡部4等を一体的に昇降させる構成を例示した。しかし、照明光L1の照射範囲が撮像領域F(1)〜F(6)を隈無くカバーできれば、照明部3は、共焦点顕微鏡部4等と一体的に昇降させない構成であっても良い。
In the above description, the configuration in which the confocal microscope unit 4 including the illumination unit 3 and the like are integrally moved up and down as the relative moving unit 6 is illustrated. However, the illumination unit 3 may be configured not to be moved up and down integrally with the confocal microscope unit 4 or the like as long as the irradiation range of the illumination light L1 can cover the imaging regions F (1) to F (6).
1 ボイド検査装置
2 保持部
3 照明部
4 共焦点顕微鏡
5 測長器
6 相対移動部
CN 制御部
20 保持台
21 把持部材
23 スライダー
24 自在継手
25 昇降シリンダ
40 撮像カメラ(40P:撮像素子)
41 鏡筒
42 対物レンズ
43 ピンホールアレイ
45 焦点距離揺動機構
46a〜46f 光路長変更素子
47 ターレット
48 回転機構
60 Z軸ステージ
61 X軸スライダー
62 Y軸スライダー
63 回転機構
W 積層体(ウエーハなど)
K 界面
B1,B2 ボイド
F 検査領域
F(1)〜F(6) 撮像領域
WD 作動距離
f 焦点距離
L1 照明光
L2 観察光
LB 計測ビーム
RM 基準焦点位置
RN 近方位置(焦点距離の揺動上端位置)
RF 遠方位置(焦点距離の揺動下端位置)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Void inspection apparatus 2 Holding | maintenance part 3 Illumination part 4 Confocal microscope 5 Length measuring device 6 Relative movement part CN Control part 20 Holding stand 21 Holding member 23 Slider 24 Universal joint 25 Lifting cylinder 40 Imaging camera (40P: Imaging element)
41 Lens barrel 42 Objective lens 43 Pinhole array 45 Focal length swing mechanism 46a to 46f Optical path length changing element 47 Turret 48 Rotating mechanism 60 Z-axis stage 61 X-axis slider 62 Y-axis slider 63 Rotating mechanism W Laminate (wafer, etc.)
K interface B1, B2 void F inspection area F (1) to F (6) imaging area WD working distance f focal distance L1 illumination light L2 observation light LB measurement beam RM reference focal position RN near position (top of rocking of focal distance) position)
RF far position (focal length lower end position)
Claims (4)
前記積層体を保持する保持部と、
前記積層体に向けて照明光を照射する照明部と、
前記積層体の内部を観察する共焦点顕微鏡部と、
前記積層体と前記共焦点顕微鏡部との距離を測定する測長器と、
前記共焦点顕微鏡部および前記測長器を、前記保持部に対して一体的に相対移動させる相対移動部と、
前記相対移動部を制御する制御部とを備え、
前記相対移動部は、
前記積層体の厚み方向に相対移動させる昇降機構と、当該厚み方向と直交する方向に相対移動させるスライダー機構とを備え、
前記制御部は、
前記スライダー機構を相対移動させつつ、前記測長器で測定した前記距離に基づいて、前記積層体と前記共焦点顕微鏡部との作動距離が一定になるように、前記昇降機構を相対移動させ、
前記共焦点顕微鏡部には、
前記積層体の界面を含む所定範囲で焦点距離を揺動させる焦点距離揺動機構を備えた
ことを特徴とする、ボイド検査装置。 In the void inspection device that inspects voids hidden in the interface of the laminate,
A holding unit for holding the laminate;
An illumination unit that emits illumination light toward the laminate;
A confocal microscope unit for observing the inside of the laminate,
A length measuring device for measuring a distance between the laminate and the confocal microscope unit;
A relative movement unit that integrally moves the confocal microscope unit and the length measuring device relative to the holding unit;
A control unit for controlling the relative movement unit,
The relative movement unit is
An elevating mechanism that relatively moves in the thickness direction of the laminate, and a slider mechanism that relatively moves in a direction perpendicular to the thickness direction,
The controller is
While relatively moving the slider mechanism, based on the distance measured by the length measuring device, the elevation mechanism is relatively moved so that the working distance between the laminate and the confocal microscope unit is constant,
In the confocal microscope section,
A void inspection device comprising a focal length swing mechanism that swings a focal length within a predetermined range including an interface of the laminate.
前記制御部は、前記スライダー機構の現在位置情報と前記マッピング情報とに基づいて、前記昇降機構を制御する
ことを特徴とする、請求項1に記載のボイド検査装置。 Mapping obtained by measuring the distance between the laminate and the confocal microscope unit with the length measuring device while relatively moving the laminate by the slider mechanism while holding the laminate in the holding unit. A mapping information registration unit for registering information;
The void inspection apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the lifting mechanism based on current position information of the slider mechanism and the mapping information.
前記制御部は、前記スライダー機構の現在位置情報と前記マッピング情報とに基づいて、前記保持姿勢傾斜機構を制御する
ことを特徴とする、請求項2に記載のボイド検査装置。 The holding unit includes a holding posture tilting mechanism that tilts a posture holding the stacked body,
The void inspection apparatus according to claim 2, wherein the control unit controls the holding posture tilt mechanism based on current position information of the slider mechanism and the mapping information.
前記照明部から照射される照明光の波長が、1000〜1100nmを含む
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のボイド検査装置。 The laminate is a silicon wafer bonded together,
The void inspection apparatus according to claim 1, wherein a wavelength of illumination light emitted from the illumination unit includes 1000 to 1100 nm.
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