JP2015194468A - 検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】２軸ＭＥＭＳミラーを効率的に検査することができる検査システムを提供する。【解決手段】被検査対象となる２軸ＭＥＭＳミラーを着脱自在に設置可能にされた検査ステージと、前記検査ステージに設置された被検査対象に対してレーザ光を照射する照射部と、前記被検査対象が反射させた前記レーザ光を受光して信号を出力するセンサと、前記検査ステージに設置された被検査対象と前記センサとの距離を変更するともに、前記検査ステージに設置された被検査対象の方向を前記２軸の向きに応じて変更するように、前記検査ステージを移動させる駆動部と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、検査システムに関する。

ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラー製品（素子）は、複数の異なる特性をそれぞれ検査して良否判定を行う必要がある。従来、２軸ＭＥＭＳミラー製品を検査するためには、複数の異なる特性をそれぞれ検査するために、複数の検査装置が用いられていた。

例えば、特許文献１には、ＭＥＭＳミラー素子の共振周波数及び最大光学振り角の測定方法が開示されている。

しかしながら、２軸ＭＥＭＳミラー製品における複数の異なる特性をそれぞれ異なる計測器によって検査しなければならなかった。よって、被検査対象の移動（ユーザーによる搬送）、接続、及び検査の設定などを計測器毎に行う必要があり、全ての検査を行うための時間を短縮することができないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、２軸ＭＥＭＳミラーを効率的に検査することができる検査システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被検査対象となる２軸ＭＥＭＳミラーを着脱自在に設置可能にされた検査ステージと、前記検査ステージに設置された被検査対象に対してレーザ光を照射する照射部と、前記被検査対象が反射させた前記レーザ光を受光して信号を出力するセンサと、前記検査ステージに設置された被検査対象と前記センサとの距離を変更するともに、前記検査ステージに設置された被検査対象の方向を前記２軸の向きに応じて変更するように、前記検査ステージを移動させる駆動部と、を有する。

本発明によれば、２軸ＭＥＭＳミラーを効率的に検査することができるという効果を奏する。

図１は、従来の２軸ＭＥＭＳミラー製品の検査環境を示す図である。 図２は、実施形態にかかる検査システムの構成の概要を示す図である。 図３は、第２ステージに設置されるＭＥＭＳと、センサとの位置関係を示す図である。 図４は、検査システムの動作例を示すフローチャートである。 図５は、第２実施形態にかかる検査システムの構成の概要を示す図である。 図６は、ＰＭの移動位置を示す図である。 図７−１は、第２ステージに設置されたＭＥＭＳを検査システムが検査する動作例を示すフローチャートである。 図７−２は、第２ステージに設置されたＭＥＭＳを検査システムが検査する動作例を示すフローチャートである。

（背景）
まず、本発明がなされるに至った背景について説明する。図１は、従来の２軸ＭＥＭＳミラー製品の検査環境を示す図である。図１（ａ）に示すように、２軸ＭＥＭＳミラー製品（以下、単にＭＥＭＳと記す）は、例えばＬＣＲメータ１を用いて、ＰＺＴ特性が計測されていた。

次に、ＭＥＭＳは、図１（ｂ）に示したＸ軸専用装置へユーザーによって移動され、接続及び設定がなされた後に、Ｘ軸の反射光の振れ角等が測定されていた。さらに、ＭＥＭＳは、図１（ｃ）に示したＹ軸専用装置へユーザーによって移動され、接続及び設定がなされた後に、Ｙ軸の反射光の振れ角等が測定されていた。

このように、従来は、ＭＥＭＳの複数の特性を検査（計測）するために、専用計測器などを測定項目に応じて接続し、設定する必要があり、測定のスループットをあげることが困難であった。なお、ＰＺＴ特性が計測される前に、パワーメータを用いてＭＥＭＳの反射率を測定する場合もある。

（第１実施形態）
次に、第１実施形態にかかる検査システム１０について説明する。図２は、第１実施形態にかかる検査システム１０の構成の概要を示す図である。図２に示すように、検査システム１０は、入力部１２、ＣＰＵボード１４、制御プログラム１６、レーザダイオード（ＬＤ）制御部２０、レーザ照射部２２、ＬＣＲメータ２４、波形発生部２６、第１ステージ３０、第１モータ制御部３２、第２ステージ（検査ステージ）３４及び第２モータ制御部３６を有する。また、検査システム１０は、センサとして第１フォトディテクタ（ＰＤ）４０、第２フォトディテクタ（ＰＤ）４２、ウォブルセンサ４４及びＰＳＤ（Position Sensitive Detector）４６を有し、これらのセンサを制御するセンサ制御部４８が設けられている。また、検査システム１０は、電源のオンオフを切替える電源ボタン、及び動作の開始指示を受入れるスタートボタンなども設けられる。

入力部１２は、キーボード及びモニタ、又はタッチパネルなどを備え、ユーザーの操作入力を受入れる。また、入力部１２は、ＰＣ（Personal Computer）などであってもよい。ＣＰＵボード１４は、ＣＰＵ、メモリ及びペリフェラル等を有し、検査システム１０を構成する各部を制御する。制御プログラム１６は、ＣＰＵボード１４が有するＣＰＵによって実行され、検査システム１０を構成する各部を制御する処理を行う。

ＬＤ制御部２０は、ＣＰＵボード１４の制御に応じてレーザ照射部２２を制御する。レーザ照射部２２は、第２ステージ３４に設置されたＭＥＭＳに対し、ＬＤ制御部２０の制御に応じてレーザ光を照射する。ＬＣＲメータ２４は、第２ステージ３４に設置されたＭＥＭＳのＰＺＴ特性として、ピン間のリーク値、容量、インダクタンス等を計測する。波形発生部２６は、予め定められた任意の波形（所定のデューティ比、駆動周波数及び電圧の駆動信号）を発生させ、第２ステージ３４に設置されたＭＥＭＳに対して出力する。

第１ステージ３０は、第１モータ制御部３２によって駆動されることにより、ＰＳＤ４６を第２ステージ３４の上方に向けて水平方向に移動させる。第１モータ制御部３２は、第２ステージ３４に設置されたＭＥＭＳが反射させたレーザ光に向けて、ＰＳＤ４６を水平方向へ移動させるＰＳＤ（光位置センサ）駆動部である。

第２ステージ３４は、被検査対象であるＭＥＭＳを着脱自在に設置可能にされており、第２モータ制御部３６によって駆動されることにより、設置されたＭＥＭＳの方向（レーザ光に対する設置角度）及び高さ（上下方向の位置）を変更するように移動する。第２モータ制御部３６は、第２ステージ３４の方向及び高さを変更するように、第２ステージ３４を移動させる駆動部である。

第１ＰＤ４０及び第２ＰＤ４２は、予め定められた間隔で離されて第２ステージ３４の上方に配置された受光素子であり、第２ステージ３４に設置されたＭＥＭＳが反射させたレーザ光をそれぞれ異なる位置で検出する。つまり、第１ＰＤ４０及び第２ＰＤ４２は、被検査対象が反射させたレーザ光を受光して信号を出力するセンサである。

ウォブルセンサ４４は、第２ステージ３４の上方に配置されている。ウォブルセンサ４４は、例えばパルス幅の時間変化が可能な三角スリットタイプのものであり、第２ステージ３４が上方に移動すると出力信号（ウォブル信号）のパルス幅が長くなり、第２ステージ３４が下方に移動すると出力信号のパルス幅時間が短くなるようにされている。つまり、ウォブルセンサ４４も、被検査対象が反射させたレーザ光を受光して信号を出力するセンサである。

ＰＳＤ４６は、第１ステージ３０に設置されることによって第２ステージ３４の上方へ移動し、第２ステージ３４に設置されたＭＥＭＳが反射させるレーザ光のスポットの光量の「重心」の位置を求めることができる光位置センサである。つまり、ＰＳＤ４６も、被検査対象が反射させたレーザ光を受光して信号を出力するセンサである。

センサ制御部４８は、複数チャンネルの時間測定装置であり、第１ＰＤ４０、第２ＰＤ４２及びウォブルセンサ４４が出力する信号の時間を測定するＴＩＡ（Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ａｎａｌｙｚｅｒ）ボードとしての機能も備える。

次に、第２ステージ３４に設置されるＭＥＭＳと、第１ＰＤ４０、第２ＰＤ４２、ウォブルセンサ４４及びＰＳＤ４６との位置関係について詳述する。図３は、第２ステージ３４に設置されるＭＥＭＳと、第１ＰＤ４０、第２ＰＤ４２、ウォブルセンサ４４及びＰＳＤ４６との位置関係を示す図である。

ＭＥＭＳは、検査時に第２ステージ３４に設置される。上述したように、第２ステージ３４は、第２モータ制御部３６によって駆動されることにより、上下方向に移動する。ウォブルセンサ４４は、第２ステージ３４の略真上に配置されている。また、第１ＰＤ４０及び第２ＰＤ４２は、例えばウォブルセンサ４４を挟んで、予め定められた間隔で離されて第２ステージ３４の上方に配置されている。

つまり、第２モータ制御部３６は、第２ステージ３４を上下方向に移動させることにより、ＭＥＭＳと、第１ＰＤ４０、第２ＰＤ４２及びウォブルセンサ４４との距離を変換（変更）させる距離変換手段となっている。また、第２モータ制御部３６は、レーザ照射部２２が照射するレーザ光に対して第２ステージ３４の方向（角度）を、ＭＥＭＳの２軸の向きに応じて９０°変換（変更）させる方向変換手段となっている。

したがって、検査システム１０は、２軸ＭＥＭＳミラー製品である被検査対象（ＭＥＭＳ）に対して距離変換及び角度変換を行うことにより、Ｘ軸のレーザ光の反射範囲、Ｙ軸のレーザ光の反射範囲、及びウォブル信号などを、ＭＥＭＳを移動（ユーザーによる着脱、搬送）させることなく検出することができる。

また、検査システム１０は、第２ステージ３４に設置されたＭＥＭＳの真上（レーザ光の反射光範囲）に、第１モータ制御部３２によって駆動される第１ステージ３０がＰＳＤ４６を移動させることができるようにされている。即ち、第１モータ制御部３２は、ＰＳＤ４６の水平方向の位置を変更する位置変更手段となっている。したがって、検査システム１０は、ＭＥＭＳを移動（ユーザーによる着脱、搬送）させることなく、ＭＥＭＳのリニアリティを測定可能である。

次に、検査システム１０の動作例について説明する。図４は、第２ステージ３４に設置されたＭＥＭＳを検査システム１０が検査する動作例を示すフローチャートである。図４に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、入力部１２は、ユーザーによる測定条件の入力を受入れる。例えば、入力部１２は、ＭＥＭＳに対する良否判定基準（テストスペック）を受入れる。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、検査システム１０は、ユーザーによる初期設定、各パーツの電源オンなどの操作を受入れる。

ステップ１０４（Ｓ１０４）において、検査システム１０は、ユーザーによるスタートボタンの押下を受入れる。

ステップ１０６（Ｓ１０６）において、検査システム１０は、ＬＣＲメータ２４を用いてＭＥＭＳのＰＺＴ特性（ピン間のリーク電流値、容量、インダクタンスなど）を測定し、良否判定を行う。検査システム１０は、良否判定の結果がよくない場合（良否判定で否となった場合）にはＳ１２８の処理に進み、良否判定の結果がよい場合には次のステップ（Ｓ１０８）に進む。以下同様に、検査システム１０は、良否判定の結果がよくない場合にはＳ１２８の処理に進み、良否判定の結果がよい場合には次のステップに進むものとする。

ステップ１０８（Ｓ１０８）において、検査システム１０は、第１ＰＤ４０及び第２ＰＤ４２を用いて、例えばＸ軸方向のレーザ光の振れ角を測定し、良否判定を行う。

ステップ１１０（Ｓ１１０）において、検査システム１０は、第１ＰＤ４０及び第２ＰＤ４２を用いて、例えばＸ軸方向のジッタを測定し、良否判定を行う。

ステップ１１２（Ｓ１１２）において、検査システム１０は、ウォブルセンサ４４を用いてＸ軸方向のウォブル信号を検出するウォブル測定を行い、良否判定を行う。

ステップ１１４（Ｓ１１４）において、検査システム１０は、第２モータ制御部３６の駆動によって第２ステージ３４を後退（下方へ移動）させる。同時に（併行して）、検査システム１０は、第２モータ制御部３６の駆動によって第２ステージ３４を９０°回転させる。ここで、第２モータ制御部３６は、第２ステージ３４を下方へ移動させることと、９０°回転させることとを同時に行うことに限定されない。

ステップ１１６（Ｓ１１６）において、検査システム１０は、第１ＰＤ４０及び第２ＰＤ４２を用いて、例えばＹ軸方向のレーザ光の振れ角を測定し、良否判定を行う。

ステップ１１８（Ｓ１１８）において、検査システム１０は、第１ＰＤ４０及び第２ＰＤ４２を用いて、例えばＹ軸方向のジッタを測定し、良否判定を行う。

ステップ１２０（Ｓ１２０）において、検査システム１０は、ウォブルセンサ４４を用いてＹ軸方向のウォブル信号を検出するウォブル測定を行い、良否判定を行う。

ステップ１２２（Ｓ１２２）において、検査システム１０は、第１モータ制御部３２の駆動によってＰＳＤ４６が設置された第１ステージ３０を、ＭＥＭＳが設置された第２ステージ３４側へ移動させる。つまり、検査システム１０は、ＰＳＤ４６を用いてＭＥＭＳのリニアリティを測定可能な位置（セット側）へ第１ステージ３０を移動させる（ＰＳＤセット）。

ステップ１２４（Ｓ１２４）において、検査システム１０は、ＰＳＤ４６を用いてＭＥＭＳのリニアリティを測定し、良否判定を行う。

ステップ１２６（Ｓ１２６）において、検査システム１０は、表示部（又は入力部１２など）によって、ＭＥＭＳが良品であった旨を表示させる（良品表示）。

ステップ１２８（Ｓ１２８）において、検査システム１０は、表示部（又は入力部１２など）によって、ＭＥＭＳが良品でなかった旨を表示させる（不良品表示）。

ステップ１３０（Ｓ１３０）において、検査システム１０は、第１モータ制御部３２及び第２モータ制御部３６により、第１ステージ３０及び第２ステージ３４を初期位置へ移動させる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態にかかる検査システム１０ａについて説明する。図５は、第２実施形態にかかる検査システム１０ａの構成の概要を示す図である。図５に示すように、検査システム１０ａは、入力部１２、ＣＰＵボード１４、制御プログラム１６、レーザダイオード（ＬＤ）制御部２０、レーザ照射部２２、ＬＣＲメータ２４、波形発生部２６、第１ステージ３０、第１モータ制御部３２、第２ステージ（検査ステージ）３４、第２モータ制御部３６、第３ステージ３７及び第３モータ制御部３８を有する。

また、検査システム１０ａは、センサとして第１フォトディテクタ（ＰＤ）４０、第２フォトディテクタ（ＰＤ）４２、ウォブルセンサ４４、ＰＳＤ４６及びＰＭ（パワーメータ：センサ）４９を有し、これらのセンサを制御するセンサ制御部４８が設けられている。また、検査システム１０ａは、電源のオンオフを切替える電源ボタン、及び動作の開始指示を受入れるスタートボタンなども設けられる。なお、図５に示した検査システム１０ａの構成部分のうち、検査システム１０（図２）に示した構成部分と実質的に同じものには、同一の符号が付してある。

第３ステージ３７は、第３モータ制御部３８によって駆動されることにより、ＰＭ４９を移動させる。第３モータ制御部３８は、レーザ照射部２２に対向する位置、及び第２ステージ３４に設置されたＭＥＭＳが反射させたレーザ光を受光する位置へ、順次にＰＭ４９を精度よく移動させる。

ＰＭ４９は、例えばサイズが３０ｍｍ×１８ｍｍとなっており、ＭＥＭＳのミラー特性を測定する。具体的には、ＰＭ４９は、レーザ照射部２２が照射するレーザ光のパワー測定を行う。次に、ＰＭ４９は、ＭＥＭＳが反射させたレーザ光のパワー測定を行う。そして、ＰＭ４９は、例えば測定した２つのレーザ光のパワーを用いてＭＥＭＳの反射率を測定する。

図６は、ＰＭ４９の移動位置を示す図である。図６（ａ）は横軸視点におけるＰＭ４９の位置を示し、図６（ｂ）は縦軸視点におけるＰＭ４９の位置を示している。まず、ＰＭ４９は、測定待機状態において、図６に示したＡの位置に配置される。次に、ＰＭ４９は、レーザ照射部２２に対して対向するように、図６に示したＢの位置へ移動され、レーザ照射部２２が照射するレーザ光のパワー測定を行う。そして、ＰＭ４９は、ＭＥＭＳとＰＳＤ４６との間に移動され、ＭＥＭＳが反射させたレーザ光を受光して、ＭＥＭＳの反射率を測定する。

図７−１及び図７−２は、第２ステージ３４に設置されたＭＥＭＳを検査システム１０ａが検査する動作例を示すフローチャートである。なお、図７−１及び図７−２に示した検査システム１０ａの動作例の処理のうち、図４に示した検査システム１０の動作例の処理と実質的に同じものには、同一の符号が付してある。ステップ２００（Ｓ２００）において、検査システム１０ａは、第３ステージ３７に設置されたＰＭ４９をＢ（図６）の位置に移動させる。

ステップ２０２（Ｓ２０２）において、ＰＭ４９は、レーザ照射部２２が照射するレーザ光のパワーを測定し、良否判定を行う。検査システム１０ａは、良否判定の結果がよくない場合（良否判定で否となった場合）にはＳ１２８の処理に進み、良否判定の結果がよい場合には次のステップ（Ｓ２０４）に進む。以下同様に、検査システム１０ａは、良否判定の結果がよくない場合にはＳ１２８の処理に進み、良否判定の結果がよい場合には次のステップに進むものとする。

ステップ２０４（Ｓ２０４）において、検査システム１０ａは、第３ステージ３７に設置されたＰＭ４９をＣ（図６）の位置に移動させる。

ステップ２０６（Ｓ２０６）において、ＰＭ４９は、ＭＥＭＳが反射させたレーザ光のパワーを測定し、レーザ照射部２２が照射したレーザ光のパワーと対比させて、ＭＥＭＳの反射率を測定し、良否判定を行う。

ステップ２０８（Ｓ２０８）において、検査システム１０ａは、第３ステージ３７に設置されたＰＭ４９をＡ（図６）の位置に戻す。

このように、検査システム１０及び検査システム１０ａは、制御プログラム１６を含み、第２ステージ３４に設置された被検査対象とセンサとの距離を変更するともに、第２ステージ３４に設置された被検査対象の方向をＭＥＭＳの２軸の向きに応じて変更するように、第２ステージ３４を移動させるので、被検査対象であるＭＥＭＳに対する複数の検査項目をそれぞれ検査（測定）可能となっている。

１０ 検査システム
１２ 入力部
１４ ＣＰＵボード
１６ 制御プログラム
２０ ＬＤ制御部
２２ レーザ照射部
２４ ＬＣＲメータ
２６ 波形発生部
３０ 第１ステージ
３２ 第１モータ制御部
３４ 第２ステージ
３６ 第２モータ制御部
３７ 第３ステージ
３８ 第３モータ制御部
４０ 第１ＰＤ
４２ 第２ＰＤ
４４ ウォブルセンサ
４６ ＰＳＤ
４８ センサ制御部
４９ ＰＭ

特開２００９−１０９３０５号公報

Claims (5)

1. 被検査対象となる２軸ＭＥＭＳミラーを着脱自在に設置可能にされた検査ステージと、
   前記検査ステージに設置された被検査対象に対してレーザ光を照射する照射部と、
   前記被検査対象が反射させたレーザ光を受光して信号を出力するセンサと、
   前記検査ステージに設置された被検査対象と前記センサとの距離を変更するともに、前記検査ステージに設置された被検査対象の方向を前記２軸の向きに応じて変更するように、前記検査ステージを移動させる駆動部と、
   を有することを特徴とする検査システム。
2. 前記センサは、
   予め定められた間隔で離されて設置された２つの受光素子、及びウォブルセンサの少なくともいずれかであること
   を特徴とする請求項１に記載の検査システム。
3. レーザ光のスポットの光量の重心の位置を検出可能にされた光位置センサと、
   前記検査ステージに設置された被検査対象が反射させたレーザ光に向けて、前記光位置センサを移動させる光位置センサ駆動部と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の検査システム。
4. 前記検査ステージに設置された被検査対象のＰＺＴ特性を計測するＬＣＲメータと、
   予め定められた任意の波形の信号を発生させ、前記検査ステージに設置された被検査対象に対して出力する波形発生部と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検査システム。
5. 前記センサは、
   前記照射部が照射したレーザ光のパワーと、被検査対象が反射させたレーザ光のパワーとを測定するパワーメータをさらに含むこと
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の検査システム。

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