JP2020201130A - 亀裂検出装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る亀裂検出装置を示す図である。なお、図1では、被加工物Wが載置されるステージSTをXY平面と平行な平面とし、Z方向を被加工物Wの厚さ方向とする3次元直交座標系を用いる。
次に、被加工物Wの撮像を行うための撮像光学系について説明する。なお、本実施形態では、撮像光学系、測定照明光学系及び検出光学系は光軸(主光軸)を共有している。以下の説明では、主光軸をAXと記載する。
次に、亀裂検出のための検出光L1の照射を行うための測定照明光学系について説明する。図1に示すように、本実施形態に係る亀裂検出装置1の測定照明光学系は、レーザー光源30、照明レンズ32、ハーフミラー22、結像レンズ24及び測定対物レンズ14を含んでいる。ここで、ハーフミラー22及び結像レンズ24は、測定照明光学系の構成要素であり、かつ、撮像光学系の構成要素でもある。測定照明光学系は、照明レンズ32と結像レンズ24とからなる4F光学系を含んでいる。
次に、亀裂検出を行うための検出光学系について説明する。図1に示すように、本実施形態に係る亀裂検出装置1の検出光学系は、ハーフミラー26、リレーレンズ34、36及び検出器38を含んでいる。検出光学系は、リレーレンズ34と36とからなる4F光学系を含んでいる。
制御部10(亀裂検出部)は、被加工物Wに検出光L1を照射(偏射照明)しながら、測定対物レンズ14とステージSTとをZ方向に相対的に移動させる。そして、制御部10は、反射光(L2、L3)の検出信号の出力に基づいて被加工物Wの亀裂検出を行う。なお、亀裂検出方法としては、特開2017−133997号公報(特許文献1)に開示された方法を用いることができる。以下、簡単に説明する。
式(1)において、S=0の条件を満たすとき、すなわち、検出器38によって検出される反射光L2及びL3の光量が一致するとき、測定対物レンズ14の集光点と亀裂下端位置(又は亀裂上端位置)とが一致した状態を示す。
また、別の例として、反射光L2のみを用いて亀裂の検出を行うことも可能である。本例では、検出光L1の集光点に亀裂が存在しない場合の反射光L2の光量と、検出光L1の集光点に亀裂が存在する場合の反射光L2の光量とに基づいて亀裂の検出を行う。
式(2)において、S2=0.5の条件を満たすとき、すなわち、検出器38によって検出される反射光L2の光量が、検出光L1の集光点に亀裂が存在しない場合の反射光L2の光量の約2分の1のとき、測定対物レンズ14の集光点と亀裂下端位置(又は亀裂上端位置)とが一致する。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る亀裂検出方法を示すフローチャートである。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。以下の説明において、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図4に示すように、アライメント光学系は、光源16、照明レンズ18、ハーフミラー20及び22、ミラー(全反射ミラー)50、結像レンズ52並びに撮像素子28を含んでいる。ここで、光源16、照明レンズ18、ハーフミラー20及び22並びに撮像素子28は、アライメント光学系の構成要素であり、かつ、撮像光学系の構成要素でもある。
図5は、本発明の第2の実施形態に係る亀裂検出方法を示すフローチャートである。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。以下の説明において、第1及び第2の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。以下の説明において、第1から第3の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
Claims (4)
- 被加工物に対面する位置に配置された集光レンズと、
前記集光レンズを介して前記被加工物に検出光を偏射照明する測定照明用光源と、
前記偏射照明が行われた場合に前記被加工物で反射した前記検出光の反射光を、前記集光レンズを介して検出し、前記検出光の前記反射光に対応する検出信号を出力する光検出部と、
前記検出信号に基づき、前記被加工物の内部に形成された亀裂の亀裂を検出する亀裂検出部と、
前記亀裂の検出を行う前に、前記集光レンズを介して、前記被加工物に形成されたレーザー加工領域を含むアライメント用画像を撮像する撮像光学系と、
前記アライメント用画像から前記レーザー加工領域を検出し、前記レーザー加工領域と前記集光レンズのアライメントを行う制御部と、
を備える亀裂検出装置。 - 前記撮像光学系は、
照明光を出射する光源と、
前記集光レンズを介して前記照明光を前記被加工物に照射した場合に前記被加工物で反射した前記照明光の反射光を受光し、前記アライメント用画像を撮像する撮像素子と、
を備える請求項1記載の亀裂検出装置。 - 前記集光レンズよりも低倍率のアライメント用レンズをさらに備え、
前記撮像素子は、前記アライメント用レンズを介して前記照明光を前記被加工物に照射した場合に前記被加工物で反射した前記照明光の反射光を受光して、前記アライメント用画像よりも広視野の予備アライメント用画像を撮像し、
前記制御部は、前記予備アライメント用画像から前記レーザー加工領域を検出し、前記レーザー加工領域と前記集光レンズの予備的なアライメントを行う請求項2記載の亀裂検出装置。 - 被加工物に形成されたレーザー加工領域を含むアライメント用画像を撮像するステップと、
前記アライメント用画像からレーザー加工領域を検出し、前記レーザー加工領域と集光レンズのアライメントを行うステップと、
前記集光レンズを介して前記被加工物に検出光を偏射照明するステップと、
前記偏射照明が行われた場合に前記被加工物で反射した前記検出光の反射光を、前記集光レンズを介して検出し、前記検出光の前記反射光に対応する検出信号を出力するステップと、
前記検出信号に基づき、前記被加工物の内部に形成された亀裂を検出するステップと、
を備える亀裂検出方法。
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