JP2022054895A - Inspection device and processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査装置および加工装置に関する。 The present invention relates to an inspection device and a processing device.
超音波映像装置(SAT:Scanning Acoustic Tomograph)において、水中に設置した半導体や集積回路等の被検査物の表面に沿って、超音波送受信センサ(プローブ)を走査しつつ超音波による測定を行い、被検査物の欠陥(剥離やボイド)の有無を調べることが知られている(特許文献1参照)。 In an ultrasonic imaging device (SAT: Scanning Acoustic Tomograph), ultrasonic measurement is performed while scanning an ultrasonic transmission / reception sensor (probe) along the surface of an object to be inspected such as a semiconductor or an integrated circuit installed in water. It is known to check for defects (peeling and voids) in the inspected object (see Patent Document 1).
従来の超音波映像装置のようにXY方向にプローブを走査する構成を用いる場合、超音波の送受信が等間隔で行われるため、測定位置のバラツキがなく位置精度がよいという利点がある反面、1ライン毎に軸の加減速距離が必要となるため、時間がかかる上に装置が大型化するという課題がある。 When using a configuration that scans the probe in the XY direction as in a conventional ultrasonic imaging device, ultrasonic waves are transmitted and received at equal intervals, so there is an advantage that there is no variation in the measurement position and the position accuracy is good. Since the acceleration / deceleration distance of the shaft is required for each line, there is a problem that it takes time and the size of the device becomes large.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、超音波による測定時間を短縮するとともに装置を小型化することができる検査装置および加工装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an inspection device and a processing device capable of shortening the measurement time by ultrasonic waves and reducing the size of the device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の検査装置は、円板状の被検査物を検査する検査装置であって、該被検査物を保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持テーブルを回転させる回転機構と、該保持テーブルに保持された被検査物に対して超音波を送受信する超音波ユニットと、該被検査物と該超音波ユニットとの間に液層を形成する液層形成ユニットと、該超音波ユニットと保持テーブルに保持された該被検査物とを該被検査物の表面と平行な方向に直線的に相対移動させる移動機構と、各構成要素を制御する制御ユニットと、を有し、該制御ユニットは、被検査物を保持した状態の該保持テーブルを回転させながら該被検査物の中心を含む直線状の領域に沿って該保持テーブルと該超音波ユニットとを直線的に相対移動させる移動制御部と、該被検査物の検査情報を取得する検査情報取得部と、該超音波ユニットで受信した反射波の強度に基づいて該検査情報を画像化する画像化部と、を有し、該超音波ユニットから発振される超音波の該被検査物上でのビーム同士の重なりが該被検査物の全面に亘って同等となるように制御することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the inspection device of the present invention is an inspection device for inspecting a disk-shaped inspected object, and is a holding table having a holding surface for holding the inspected object. And a rotation mechanism that rotates the holding table, an ultrasonic unit that transmits and receives ultrasonic waves to the object to be inspected held in the holding table, and a liquid layer between the object to be inspected and the ultrasonic unit. A moving mechanism that linearly moves the ultrasonic unit and the object to be inspected held on the holding table in a direction parallel to the surface of the object to be inspected, and each component. The control unit comprises a control unit that controls the holding table while rotating the holding table in a state of holding the object to be inspected along a linear region including the center of the object to be inspected. The inspection information is based on the movement control unit that linearly and relatively moves the ultrasonic unit, the inspection information acquisition unit that acquires the inspection information of the inspected object, and the intensity of the reflected wave received by the ultrasonic unit. It has an imaging unit that images It is characterized by controlling.
本発明の検査装置において、該制御ユニットは、該移動制御部が該保持テーブルの回転速度と、該保持テーブルと該超音波ユニットとの相対移動速度と、を等速に固定した状態で該検査情報取得部が検査情報を取得し、該被検査物上における超音波のビーム同士の重なりが内周部と外周部とで同等となるように、該画像化部が内周部の該検査情報を間引いて画像化してもよい。 In the inspection device of the present invention, the control unit is inspected in a state where the movement control unit fixes the rotation speed of the holding table and the relative movement speed between the holding table and the ultrasonic unit at a constant speed. The imaging unit acquires the inspection information in the inner peripheral portion so that the information acquisition unit acquires the inspection information and the overlap of the ultrasonic beams on the inspected object is the same in the inner peripheral portion and the outer peripheral portion. May be thinned out to form an image.
本発明の検査装置において、該制御ユニットは、該移動制御部が該保持テーブルの回転速度と、該保持テーブルと該超音波ユニットとの相対移動速度と、を等速に固定した状態で該検査情報取得部が検査情報を取得し、該被検査物上における超音波のビーム同士の重なりが内周部と外周部とで同等となるように、該超音波ユニットの発振周波数を該被検査物の内周部と外周部とで変化させてもよい。 In the inspection device of the present invention, the control unit is inspected in a state where the movement control unit fixes the rotation speed of the holding table and the relative movement speed between the holding table and the ultrasonic unit at a constant speed. The oscillation frequency of the ultrasonic unit is set to the inspected object so that the information acquisition unit acquires the inspection information and the overlap of the ultrasonic beams on the inspected object is the same in the inner peripheral portion and the outer peripheral portion. It may be changed between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the.
本発明の検査装置において、該超音波ユニットは、該被検査物の内周部に対して超音波を送受信する内周部検査用超音波ユニットと、該被検査物の外周部に対して超音波を送受信する外周部検査用超音波ユニットと、を含み、該内周部検査用超音波ユニットと該外周部検査用超音波ユニットとは、該被検査物の半径をrとした場合、r/2の間隔をもって半径方向に並んで配設されてもよい。 In the inspection device of the present invention, the ultrasonic unit is an ultrasonic unit for inner peripheral inspection that transmits and receives ultrasonic waves to the inner peripheral portion of the inspected object, and an ultrasonic unit for the outer peripheral portion of the inspected object. The ultrasonic unit for inspecting the inner peripheral portion and the ultrasonic unit for inspecting the outer peripheral portion include an ultrasonic unit for inspecting the outer peripheral portion that transmits and receives sound waves. They may be arranged side by side in the radial direction with an interval of / 2.
本発明の検査装置において、該内周部検査用超音波ユニットの発振周波数は、該外周部検査用超音波ユニットの発振周波数より低く設定されてもよい。 In the inspection device of the present invention, the oscillation frequency of the inner peripheral portion inspection ultrasonic unit may be set lower than the oscillation frequency of the outer peripheral portion inspection ultrasonic unit.
また、本発明の加工装置は、被加工物を加工する加工装置であって、該被加工物を検査する該検査装置と、該検査装置による検査後に、加工テーブルに保持された被加工物に対して加工を施す加工ユニットと、を有することを特徴とする。 Further, the processing apparatus of the present invention is a processing apparatus for processing a workpiece, and the inspection apparatus for inspecting the workpiece and the workpiece held on the machining table after the inspection by the inspection apparatus. It is characterized by having a processing unit for processing.
本願発明は、超音波による測定時間を短縮するとともに装置を小型化することができる。 According to the present invention, the measurement time by ultrasonic waves can be shortened and the device can be miniaturized.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。 An embodiment (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiments. In addition, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the configurations described below can be combined as appropriate. Further, various omissions, substitutions or changes of the configuration can be made without departing from the gist of the present invention.
〔実施形態〕
本発明の実施形態に係る検査装置1について、図面に基づいて説明する。まず、実施形態に係る検査装置1の全体構成について説明する。図1は、実施形態に係る検査装置1の構成例を示す斜視図である。図2は、図1に示された検査装置1による検査動作における要部の一状態を一部断面で示す側面図である。以下の説明において、X軸方向は、水平面における一方向である。Y軸方向は、水平面において、X軸方向に直交する方向である。Z軸方向は、X軸方向およびY軸方向に直交する方向である。
[Embodiment]
The
検査装置1は、円板状の被検査物100を検査する装置である。被検査物100は、例えば、貫通電極によって2つのチップ同士の貼り合わせによる両チップの電極の接続を可能にしているTSV(Through-Silicon Via)ウェーハである。TSVウェーハの基台となる支持ウェーハは、例えば、シリコン(Si)、サファイア(Al2O3)、ガリウムヒ素(GaAs)または炭化ケイ素(SiC)等を基板とする円板状の半導体ウェーハ、光デバイスウェーハ等のウェーハである。被検査物100の直径は、実施形態において、4inchである。
The
検査装置1は、例えば、TSVウェーハの界面における剥離やボイド等の貼り合わせの不具合を確認する。検査装置1は、保持テーブル10と、回転機構20と、超音波ユニット30と、液層形成ユニット40と、移動機構50と、制御ユニット80と、を有する。
The
保持テーブル10は、被検査物100を保持面11で保持する。保持面11は、例えば、ポーラスセラミック等から形成された円盤形状である。保持面11は、実施形態において、水平方向と平行な平面である。保持面11は、例えば、真空吸引経路を介して真空吸引源と接続し、保持面11上に載置された被検査物100を吸引保持する。保持テーブル10の周りには、液層形成ユニット40から被検査物100に供給された液体を受け止めるための皿状の液受け部12が設けられる。
The holding table 10 holds the object to be inspected 100 on the
回転機構20は、保持テーブル10の下面側に接続される。回転機構20は、保持テーブル10をZ軸方向と平行な軸心回りに回転させる。回転機構20の軸心は、検査装置1の装置本体2に固定される。回転機構20による保持テーブル10の回転速度は、後述の制御ユニット80の移動制御部81によって制御可能である。
The
超音波ユニット30は、保持テーブル10に保持された被検査物100に対して超音波31を送受信する。超音波ユニット30は、先端面が保持テーブル10の保持面11と対向する。超音波ユニット30は、例えば、所定周波数の超音波31を先端面から発振させる圧電振動子を備える。超音波ユニット30は、超音波31の反射波を受信する。超音波ユニット30は、後述の移動機構50のZ軸移動機構70およびY軸移動機構60を介して、Z軸方向およびY軸方向に移動自在であるように、装置本体2に立設した支持フレーム3に支持される。超音波ユニット30は、実施形態において、Z軸移動機構70の移動基台71に固定される。
The
液層形成ユニット40は、被検査物100と超音波ユニット30との間に液層を形成する。液層形成ユニット40は、不図示の液体供給源から液体が供給される供給管41を備える。供給管41の先端の開口は、超音波ユニット30に隣接して設けられる。液層形成ユニット40は、供給管41の先端の開口から、被検査物100と超音波ユニット30との間に液体を供給することによって、被検査物100と超音波ユニット30との間に液層を形成する。液体は、例えば、純水である。液層形成ユニット40は、後述の移動機構50のZ軸移動機構70およびY軸移動機構60を介して、Z軸方向およびY軸方向に移動自在であるように、装置本体2に立設した支持フレーム3に支持される。液層形成ユニット40は、実施形態において、Z軸移動機構70の移動基台71に固定される。
The liquid
移動機構50は、Y軸移動機構60と、Z軸移動機構70と、を含む。Y軸移動機構60は、超音波ユニット30と保持テーブル10に保持された被検査物100とを、被検査物100の表面と平行な方向に直線的に相対移動させる。Y軸移動機構60は、実施形態において、超音波ユニット30および液層形成ユニット40をY軸方向に移動させる。Y軸移動機構60は、例えば、Y軸方向に平行な軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじと、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のモータと、移動基台61をY軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールと、を備える。Y軸移動機構60のガイドレールは、実施形態において、検査装置1の支持フレーム3の一対の柱部の上端同士を連結する水平梁上に設置されている。
The moving
Z軸移動機構70は、実施形態において、超音波ユニット30および液層形成ユニット40をZ軸方向に移動させる。Z軸移動機構70は、例えば、Z軸方向に平行な軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじと、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のモータと、移動基台71をY軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールと、を備える。Z軸移動機構70のガイドレールは、実施形態において、Y軸移動機構60の移動基台61上に設置されている。
In the embodiment, the Z-
制御ユニット80は、検査装置1の上述した各構成要素を制御する。制御ユニット80は、例えば、演算手段としての演算処理装置と、記憶手段としての記憶装置と、通信手段としての入出力インターフェース装置と、を含むコンピュータである。演算処理装置は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のマイクロプロセッサを含む。記憶装置は、ROM(Read Only Memory)またはRAM(Random Access Memory)等のメモリを有する。演算処理装置は、記憶装置に格納された所定のプログラムに基づいて各種の演算を行う。演算処理装置は、演算結果に従って、入出力インターフェース装置を介して各種制御信号を上述した各構成要素に出力し、検査装置1の制御を行う。制御ユニット80は、移動制御部81と、検査情報取得部82と、画像化部83と、を有する。
The
移動制御部81は、回転機構20と、移動機構50のY軸移動機構60およびZ軸移動機構70と、を制御する。移動制御部81は、例えば、被検査物100を保持した状態の保持テーブル10を回転させるように回転機構20を制御する。移動制御部81は、例えば、被検査物100の中心を含む直線状の領域に沿って保持テーブル10と超音波ユニット30とを直線的に相対移動させるように移動機構50のY軸移動機構60を制御する。なお、移動制御部81は、実施形態において、被検査物100の中心を含む直線状の領域に沿って超音波ユニット30を直線的に移動させるように移動機構50のY軸移動機構60を制御する。
The
検査情報取得部82は、超音波ユニット30による被検査物100の検査情報を取得する。より詳しくは、検査情報取得部82は、超音波ユニット30が所定周波数で発振して受信した超音波31の反射波の強度を取得する。画像化部83は、超音波ユニット30で受信した超音波31の反射波の強度に基づいて、検査情報を画像化する(例えば、図3および図4参照)。
The inspection information acquisition unit 82 acquires the inspection information of the object to be inspected 100 by the
実施形態の検査装置1は、制御ユニット80によって、保持テーブル10を回転させながら、超音波ユニット30を被検査物100の表面と平行な方向に直線的に移動させる。より詳しくは、超音波ユニット30の先端を、被検査物100の中心部に位置付けてから、保持テーブル10を回転させつつ超音波ユニット30を内周から外周に向かって移動させながら、超音波ユニット30によって被検査物100を走査する。超音波ユニット30は、加速および減速を繰り返すことなく、被検査物100の全面を螺旋状に走査する。
In the
実施形態では、例えば、保持テーブル10の回転数を10rpmとし、超音波ユニット30の被検査物100の半径方向の移動速度を0.083mm/sとする。なお、超音波ユニット30を被検査物100の外縁部に位置付けてから、外周から内周に向かって移動させてもよい。
In the embodiment, for example, the rotation speed of the holding table 10 is 10 rpm, and the radial movement speed of the
図3は、被検査物100において超音波31を照射した測定位置の一例を示す図である。図3は、保持テーブル10の回転速度、超音波ユニット30の移動速度、および超音波31の発振周波数が検査中において一定である場合の測定位置である。図3に示すように、超音波ユニット30から発振される超音波31の被検査物100上でのビームスポット32は、被検査物100の外周部に比べて内周部でのビームスポット32同士の重なりが密である。外周部とは、被検査物100の表面において、内周部より径方向外側であって、外縁部を含む所定領域を示す。内周部とは、被検査物100の表面において、外周部より径方向内側であって、中心部を含む所定領域を示す。なお、超音波31の被検査物100の表面におけるビームスポット32のサイズは、直径20μm以上200μm以下程度である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a measurement position where the
図4は、図3に示された測定位置について検査情報を間引いた図である。制御ユニット80は、図4に示すように、超音波ユニット30から発振される超音波31の被検査物100上でのビームスポット32同士の重なりが、被検査物100の全面に亘って同等となる画像を出力するように制御することが可能である。同等とは、ビームスポット32の重なり率が所定の範囲内であるものを含む。ビームスポット32の重なり率とは、例えば、ビームスポット32の直径に対する重なり幅の割合である。所定の範囲は、例えば、ビームスポット32の重なり率が20%以上70%以下(ビームスポット32の半径の1/2以上3/2以下程度が重なっている状態)に設定され、制御ユニット80の記憶装置に予め記憶される。
FIG. 4 is a diagram in which inspection information is thinned out for the measurement positions shown in FIG. As shown in FIG. 4, in the
制御ユニット80は、例えば、画像化部83が被検査物100の内周部の検査情報を間引くことによって、被検査物100上における超音波31のビームスポット32同士の重なりが内周部と外周部とで同等となるように画像化する。なお、この場合、検査情報取得部82が検査情報を取得する際は、移動制御部81が保持テーブル10の回転速度と、保持テーブル10と超音波ユニット30との相対移動速度と、を等速に固定した状態を維持する。すなわち、実施形態では、移動制御部81が保持テーブル10の回転速度および超音波ユニット30の移動速度を等速に固定した状態を維持する。また、超音波31の発振周波数は、一定である。制御ユニット80は、検査情報取得部82が図3に示す画像のビームスポット32の位置に対応する検査情報を取得した後、画像化部83が内周部の検査情報を間引いた図4に示す画像のビームスポット32の位置に対応する超音波31の強度分布画像を生成する。
In the
検査情報を間引いて画像化する手順の一例について説明する。まず、制御ユニット80は、測定時の超音波ユニット30の被検査物100に対する相対的な移動速度と、超音波ユニット30が照射する超音波31の被検査物100上におけるビームスポット32の直径と、を予め記憶しておく。
An example of a procedure for thinning out inspection information and forming an image will be described. First, the
制御ユニット80は、超音波ユニット30、液層形成ユニット40、および移動機構50を駆動させて、被検査物100の超音波測定を実施する。より詳しくは、超音波ユニット30が超音波31を照射した時の反射した超音波31の強度を、ビームスポット32毎に記憶する。
The
次に、制御ユニット80が予め記憶している超音波ユニット30の相対的な移動速度に基づいて、超音波31の強度を取得した各々のビームスポット32が照射された位置を特定する。これにより、図3に示すような、被検査物100上の座標に対応する超音波31の測定位置を示すデータが生成される。なお、この際、各々のビームスポット32と、超音波ユニット30が超音波31を照射した時の反射した超音波31の強度とを紐付けておく。
Next, based on the relative moving speed of the
次に、超音波31の測定位置を示すデータのうち、最も外周に位置するビームスポット32を基準として、基準のビームスポット32と一部でも重なりかつ基準のビームスポット32よりも走査方向(螺旋方向)の内周側のビームスポット32を抽出する。抽出したビームスポット32のうち、基準のビームスポット32との重なり率が70%を超えているビームスポット32と、基準のビームスポット32との重なり率が20%未満のビームスポット32を削除する。その後、残ったビームスポット32のうち、基準のビームスポット32から最も離れたビームスポット32のみを残し、他の抽出したビームスポット32を削除する。なお、被検査物100上の外周部において、ビームスポット32同士の重なり率が小さい、すなわち、重なり率が所定値(例えば、20%以上)のビームスポット32が存在しない場合、制御ユニット80は、上記の処理を実行しない。この場合、制御ユニット80は、重なり率が所定値(例えば、20%以上)のビームスポット32が存在する領域でのみ、上記の処理を実行する。
Next, among the data indicating the measurement position of the
次に、残したビームスポット32を基準として、同様の処理を被検査物100の中心に最も近いビームスポット32まで繰り返し実行する。これにより、図4に示すような、被検査物100上の座標に対応する超音波31の測定位置を示すとともに、ビームスポット32同士の重なりが被検査物100の前面に亘って同等となるように間引いたデータが生成される。さらに、間引かれて残ったビームスポット32に紐付けられた超音波31の強度に基づいて、図4に示す画像のビームスポット32の位置に対応する超音波31の強度分布画像が生成される。
Next, with the remaining
なお、制御ユニット80は、例えば、超音波ユニット30の発振周波数を被検査物100の内周部と外周部とで変化させることによって、被検査物100上における超音波31のビームスポット32同士の重なりが内周部と外周部とで同等となるように画像化してもよい。より詳しくは、制御ユニット80は、超音波ユニット30が発振する超音波31の発振周波数を、内周部から外周部に向かうにつれて高くなるように変化させる。なお、この場合、検査情報取得部82が検査情報を取得する際は、移動制御部81が保持テーブル10の回転速度と、保持テーブル10と超音波ユニット30との相対移動速度と、を等速に固定した状態を維持する。すなわち、実施形態では、移動制御部81が保持テーブル10の回転速度および超音波ユニット30の移動速度を等速に固定した状態を維持する。制御ユニット80は、検査情報取得部82が図4に示す画像のビームスポット32の位置に対応する検査情報を取得した後、画像化部83が全ての検査情報を含む画像を生成する。
The
また、制御ユニット80は、例えば、移動制御部81によって、保持テーブル10の回転速度および超音波ユニット30の移動速度を変速させることによって、被検査物100上における超音波31のビームスポット32同士の重なりが内周部と外周部とで同等となるように検査情報を取得し画像化してもよい。
Further, in the
図5は、比較例の検査情報の一例を画像化した図である。比較例の検査情報は、従来のXY方向にプローブを走査する検査装置によって取得された情報である。図5に示すように、直線状のビームライン33によって被検査物100を走査する際は、ビームライン33の両端に対応する加減速領域34において、超音波31を発振する超音波ユニット30を減速および加速する必要がある。このため、従来の検査装置による直線状の走査による検査は、1つの被検査物100につき所要時間が20min程度である。これに対し、実施形態の検査装置1による螺旋状の走査による検査は、超音波ユニット30を減速および加速させる必要がないので、1つの被検査物100につき所要時間が10min程度に短縮される。
FIG. 5 is an image of an example of inspection information of a comparative example. The inspection information of the comparative example is the information acquired by the conventional inspection apparatus that scans the probe in the XY direction. As shown in FIG. 5, when scanning the
次に、変形例に係る検査装置1-2について、図面に基づいて説明する。図6は、変形例に係る検査装置1-2による検査動作における要部の一状態を一部断面で示す側面図である。なお、図6は、実施形態と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。変形例の検査装置1-2は、実施形態の検査装置1と比較して、超音波ユニット30の代わりに、内周部検査用超音波ユニット30-1および外周部検査用超音波ユニット30-2を備える点で異なる。
Next, the inspection device 1-2 according to the modified example will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a side view showing a state of a main part in the inspection operation by the inspection device 1-2 according to the modified example in a partial cross section. In FIG. 6, the same parts as those in the embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Compared with the
内周部検査用超音波ユニット30-1は、保持テーブル10に保持された被検査物100の内周部に対して超音波31を送受信する。内周部検査用超音波ユニット30-1は、先端面が保持テーブル10の保持面11と対向する。内周部検査用超音波ユニット30-1は、例えば、所定周波数の超音波31を先端面から発振させる圧電振動子を備える。内周部検査用超音波ユニット30-1は、超音波31の反射波を受信する。
The ultrasonic unit 30-1 for inspecting the inner peripheral portion transmits and receives
外周部検査用超音波ユニット30-2は、保持テーブル10に保持された被検査物100の外周部に対して超音波31を送受信する。外周部検査用超音波ユニット30-2は、先端面が保持テーブル10の保持面11と対向する。外周部検査用超音波ユニット30-2は、例えば、所定周波数の超音波31を先端面から発振させる圧電振動子を備える。外周部検査用超音波ユニット30-2は、超音波31の反射波を受信する。
The ultrasonic unit 30-2 for inspecting the outer peripheral portion transmits and receives
内周部検査用超音波ユニット30-1と外周部検査用超音波ユニット30-2とは、所定の間隔35をもって被検査物100の半径方向に並んで配設される。より詳しくは、内周部検査用超音波ユニット30-1と外周部検査用超音波ユニット30-2とは、被検査物100の半径101をrとした場合、r/2の間隔35をもって並んで配設される。内周部検査用超音波ユニット30-1の発振周波数は、外周部検査用超音波ユニット30-2の発振周波数より低く設定されてもよい。
The ultrasonic unit for inspection of the inner peripheral portion 30-1 and the ultrasonic unit for inspection of the outer peripheral portion 30-2 are arranged side by side in the radial direction of the object to be inspected with a
変形例に示すように、2つの超音波ユニット(内周部検査用超音波ユニット30-1および外周部検査用超音波ユニット30-2)を備えることによって、測定時間を略半分に短縮することができる。なお、2つの超音波ユニットによって取得した各々の検査情報を画像化する際には、各々の画像の継ぎ目を画像処理によって合成すればよい。また、この際、被検査物100の全面に亘って一様な画像を得るために、各々の画像の感度を調整してもよい。 As shown in the modified example, the measurement time can be shortened by about half by providing two ultrasonic units (inner peripheral inspection ultrasonic unit 30-1 and outer peripheral inspection ultrasonic unit 30-2). Can be done. When imaging each inspection information acquired by the two ultrasonic units, the seams of the respective images may be combined by image processing. Further, at this time, the sensitivity of each image may be adjusted in order to obtain a uniform image over the entire surface of the object to be inspected 100.
次に、検査装置1を適用した適用形態の加工装置200について、図面に基づいて説明する。図7は、適用形態に係る加工装置200の構成例を示す斜視図である。
Next, the
加工装置200は、被加工物(被検査物100)を加工する加工装置であって、適用形態では、研削装置により薄化された被加工物の表面を高精度に平坦化するために研磨する研磨装置である。検査装置1を適用する加工装置200は、研磨装置に限定されず、被加工物を切削する切削装置、または被加工物を研削する研削装置等でもよい。
The
適用形態において、加工装置200は、加工テーブル210と、加工ユニット220と、洗浄ユニット230と、移動ユニット240と、カセット204、205と、位置合わせユニット250と、搬入ユニット260と、搬出入ユニット270と、検査装置1-3と、制御ユニット280と、を備える。
In the application mode, the
加工テーブル210は、被検査物100(図1等参照)を保持面211で保持する。保持面211は、例えば、ポーラスセラミック等から形成された円盤形状である。保持面211は、適用形態において、水平方向と平行な平面である。保持面211は、例えば、真空吸引経路を介して真空吸引源と接続し、保持面211上に載置された被検査物100を吸引保持する。
The processing table 210 holds the object to be inspected 100 (see FIG. 1 and the like) on the holding
加工テーブル210は、Z軸方向と平行な軸心回りに回転自在であるように、支持基台212に支持されている。加工テーブル210は、後述の移動ユニット240の不図示のY軸移動ユニットによって、搬入ユニット260および搬出入ユニット270寄りの搬入搬出位置213と、加工ユニット220の下方の加工位置214とに亘って、Y軸方向に移動自在に設けられている。
The processing table 210 is supported by a
加工ユニット220は、後述の検査装置1による検査後に加工テーブル210に保持された被加工物に対して加工を施す。加工ユニット220は、適用形態において、被加工物の表面を研磨する研磨ユニットである。加工ユニット220は、スピンドルハウジング221と、スピンドル222と、研磨工具223と、を含む。スピンドルハウジング221は、後述の移動ユニット240のZ軸移動ユニット241を介して、Z軸方向に移動自在であるように、装置本体201から立設した柱202に支持される。
The
スピンドル222は、スピンドルハウジング221内において、軸心回りに回転自在に設けられる。スピンドル222は、軸心がZ軸方向と平行に配置される。スピンドル222は、スピンドルモータ224により軸心回りに回転される。スピンドル222は、下端に研磨工具223を装着する円盤状の工具装着部材225が取り付けられている。
The spindle 222 is rotatably provided around the axis in the
研磨工具223は、スピンドル222の下端に装着される。研磨工具223は、円環状の支持基台226と、円環状の研磨パッド227と、を備える。支持基台226は、例えば、アルミニウム合金によって形成されている。研磨パッド227は、支持基台226の下面に装着され、加工テーブル210に保持された被加工物の表面を研磨するものである。研磨パッド227は、例えば、ポリウレタンやフェルトに砥粒を分散させ固定したフェルト砥石等の砥粒から形成されている。研磨工具223は、工具装着部材225の下面に支持基台226を重ね、不図示のボルトにより支持基台226が工具装着部材225に装着されることによって、工具装着部材225に装着される。
The
加工ユニット220で加工する際は、まず、研磨工具223の研磨パッド227を、加工位置214にある加工テーブル210の保持面211に対向して配置させる。次に、加工位置214に位置する加工テーブル210を軸心回りに回転させ、研磨工具223をスピンドル222により回転させながら、Z軸移動ユニット241によりZ軸方向に沿って研磨パッド227を被加工物に押圧させる。加工ユニット220は、研磨工具223の研磨パッド227を、被加工物の表面にZ軸方向に沿って押圧させることによって、被加工物の表面を研磨パッド227で研磨する。
When machining with the
洗浄ユニット230は、研磨加工後の被加工物を洗浄するユニットである。洗浄ユニット230は、研磨加工後の被加工物を洗浄することによって、研削および研磨された加工面に付着している研磨屑等のコンタミネーションを除去する。
The
移動ユニット240は、不図示のY軸移動ユニットと、Z軸移動ユニット241と、を含む。Y軸移動ユニットは、装置本体201に設けられ、加工テーブル210を、搬入搬出位置213と、加工位置214とに亘って、Y軸方向に沿って移動させる。Z軸移動ユニット241は、装置本体201から立設した柱202に設けられ、加工ユニット220のスピンドルハウジング221を、Z軸方向に沿って移動させる。
The moving
カセット204、205は、複数のスロットを有し、各々のスロットに被加工物を収容するための収容器である。例えば、一方のカセット204には、研磨加工前の被加工物が収容され、他方のカセット205には、研磨加工後の被加工物が収容される。
The
位置合わせユニット250は、カセット204から取り出された被加工物が仮置きされて、その中心位置合わせを行うためのテーブルである。
The
搬入ユニット260は、吸着パッドを有する。搬入ユニット260は、位置合わせユニット250で位置合わせされた研磨加工前の被加工物を吸着保持して搬入搬出位置213に位置する加工テーブル210上に搬入する。搬入ユニット260は、搬入搬出位置213に位置する加工テーブル210上に保持された研磨加工後の被加工物を吸着保持して洗浄ユニット230に搬出する。
The carry-in
搬出入ユニット270は、例えば、U字型ハンド271を備えるロボットピックであり、U字型ハンド271によって被加工物を吸着保持して搬送する。具体的には、搬出入ユニット270は、研磨加工前の被加工物をカセット204から位置合わせユニット250へ搬出するとともに、研磨加工後の被加工物を洗浄ユニット230からカセット205へ搬入する。
The carry-in / out
検査装置1-3は、実施形態の検査装置1と同様に、保持テーブルと、超音波ユニット30-3と、不図示の液層形成ユニットと、不図示の移動機構と、を含む。検査装置1-3において検査された被検査物100は、加工ユニット220によって被加工物として加工が施される。適用形態において、被検査物100を保持する保持テーブルは、加工ユニット220によって加工される際の加工テーブル210と共通であるが、これに限定されず、加工テーブル210とは別途設けられる検査用の保持テーブルであってもよい。
The inspection device 1-3 includes a holding table, an ultrasonic unit 30-3, a liquid layer forming unit (not shown), and a moving mechanism (not shown), similarly to the
超音波ユニット30-3は、適用形態において、搬入搬出位置213に位置する加工テーブル210を跨ぐように装置本体201から立設して設けられる支持フレーム203に支持される。検査装置1-3において、超音波ユニット30-3は、移動ユニット240の不図示のY軸移動ユニットによって、加工テーブル210とY軸方向に直線的に相対移動する。検査装置1-3の液層形成ユニットは、超音波ユニット30-3に隣接して設けられる。
In the application mode, the ultrasonic unit 30-3 is supported by a
制御ユニット280は、加工装置200の上述した各構成要素を制御する。制御ユニット280は、例えば、演算手段としての演算処理装置と、記憶手段としての記憶装置と、通信手段としての入出力インターフェース装置と、を含むコンピュータである。演算処理装置は、例えば、CPU等のマイクロプロセッサを含む。記憶装置は、ROMまたはRAM等のメモリを有する。演算処理装置は、記憶装置に格納された所定のプログラムに基づいて各種の演算を行う。演算処理装置は、演算結果に従って、入出力インターフェース装置を介して各種制御信号を上述した各構成要素に出力し、加工装置200の制御を行う。制御ユニット280は、移動制御部81と、検査情報取得部82と、画像化部83と、を含む。移動制御部81、検査情報取得部82および画像化部83は、実施形態と同様の機能を有するため、説明を省略する。
The
以上説明したように、実施形態、変形例および適用形態に係る検査装置1、1-2、1-3は、被検査物100を保持した保持テーブル10(加工テーブル210)を回転させながら、超音波ユニット30、30-1、30-2、30-3を保持面11、211と平行な一方向に移動させる。これにより、直線状に走査する従来の検査装置のように1ライン毎に加減速させる必要がなく、また、被検査物100内のみを走査できるため、超音波31による測定時間を短縮するとともに装置を小型化することができる。また、被検査物100の内周部と外周部とにおける測定ピッチのばらつきを内周部の検査情報を間引くことにより低減させ、斑の無い画像を得るとともに、画像処理や通信の負荷を低減させることでスループットを向上することができるという効果を奏する。
As described above, the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、実施形態の液層形成ユニット40は、超音波ユニット30に隣接した供給管41から液体を供給するが、保持テーブル10に保持された被検査物100を液体に浸す液槽であってもよい。また、検査装置1は、例えば、ボイドが所定値以上ある場合等の不具合を検知してアラームを報知する報知部を備えていてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. That is, it can be variously modified and carried out within a range that does not deviate from the gist of the present invention. For example, the liquid
1、1-2、1-3 検査装置
10 保持テーブル
11 保持面
20 回転機構
30、30-3 超音波ユニット
30-1 内周部検査用超音波ユニット
30-2 外周部検査用超音波ユニット
31 超音波
40 液層形成ユニット
50 移動機構
60 Y軸移動機構
70 Z軸移動機構
80 制御ユニット
81 移動制御部
82 検査情報取得部
83 画像化部
100 被検査物
101 半径
200 加工装置
210 加工テーブル
220 加工ユニット
1, 1-2, 1-3
Claims (6)
該被検査物を保持する保持面を有する保持テーブルと、
該保持テーブルを回転させる回転機構と、
該保持テーブルに保持された被検査物に対して超音波を送受信する超音波ユニットと、
該被検査物と該超音波ユニットとの間に液層を形成する液層形成ユニットと、
該超音波ユニットと保持テーブルに保持された該被検査物とを該被検査物の表面と平行な方向に直線的に相対移動させる移動機構と、
各構成要素を制御する制御ユニットと、
を有し、
該制御ユニットは、
被検査物を保持した状態の該保持テーブルを回転させながら該被検査物の中心を含む直線状の領域に沿って該保持テーブルと該超音波ユニットとを直線的に相対移動させる移動制御部と、
該被検査物の検査情報を取得する検査情報取得部と、
該超音波ユニットで受信した反射波の強度に基づいて該検査情報を画像化する画像化部と、を有し、
該超音波ユニットから発振される超音波の該被検査物上でのビーム同士の重なりが該被検査物の全面に亘って同等となるように制御することを特徴とする、検査装置。 It is an inspection device that inspects a disk-shaped object to be inspected.
A holding table having a holding surface for holding the inspected object,
A rotation mechanism for rotating the holding table and
An ultrasonic unit that transmits and receives ultrasonic waves to the object to be inspected held on the holding table, and
A liquid layer forming unit that forms a liquid layer between the object to be inspected and the ultrasonic unit,
A moving mechanism that linearly and relatively moves the ultrasonic unit and the object to be inspected held on the holding table in a direction parallel to the surface of the inspected object.
A control unit that controls each component and
Have,
The control unit is
A movement control unit that linearly moves the holding table and the ultrasonic unit along a linear region including the center of the inspected object while rotating the holding table in a state of holding the inspected object. ,
The inspection information acquisition unit that acquires the inspection information of the inspected object,
It has an imaging unit that images the inspection information based on the intensity of the reflected wave received by the ultrasonic unit.
An inspection device, characterized in that the overlap of beams of ultrasonic waves oscillated from the ultrasonic unit on the inspected object is controlled to be equal over the entire surface of the inspected object.
該移動制御部が該保持テーブルの回転速度と、該保持テーブルと該超音波ユニットとの相対移動速度と、を等速に固定した状態で該検査情報取得部が検査情報を取得し、
該被検査物上における超音波のビーム同士の重なりが内周部と外周部とで同等となるように、該画像化部が内周部の該検査情報を間引いて画像化することを特徴とする、
請求項1に記載の検査装置。 The control unit is
The inspection information acquisition unit acquires inspection information in a state where the movement control unit fixes the rotation speed of the holding table and the relative movement speed between the holding table and the ultrasonic unit at a constant speed.
The feature is that the imaging unit thins out the inspection information on the inner peripheral portion and images it so that the overlap of the ultrasonic beams on the inspected object is the same in the inner peripheral portion and the outer peripheral portion. do,
The inspection device according to claim 1.
該移動制御部が該保持テーブルの回転速度と、該保持テーブルと該超音波ユニットとの相対移動速度と、を等速に固定した状態で該検査情報取得部が検査情報を取得し、
該被検査物上における超音波のビーム同士の重なりが内周部と外周部とで同等となるように、該超音波ユニットの発振周波数を該被検査物の内周部と外周部とで変化させることを特徴とする、
請求項1に記載の検査装置。 The control unit is
The inspection information acquisition unit acquires inspection information in a state where the movement control unit fixes the rotation speed of the holding table and the relative movement speed between the holding table and the ultrasonic unit at a constant speed.
The oscillation frequency of the ultrasonic unit is changed between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the inspected object so that the overlap of the ultrasonic beams on the inspected object is the same in the inner peripheral portion and the outer peripheral portion. Characterized by letting
The inspection device according to claim 1.
該被検査物の内周部に対して超音波を送受信する内周部検査用超音波ユニットと、
該被検査物の外周部に対して超音波を送受信する外周部検査用超音波ユニットと、
を含み、
該内周部検査用超音波ユニットと該外周部検査用超音波ユニットとは、該被検査物の半径をrとした場合、r/2の間隔をもって半径方向に並んで配設されることを特徴とする、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の検査装置。 The ultrasonic unit is
An ultrasonic unit for inspecting the inner circumference, which transmits and receives ultrasonic waves to the inner circumference of the object to be inspected,
An ultrasonic unit for inspection of the outer peripheral portion, which transmits and receives ultrasonic waves to the outer peripheral portion of the object to be inspected,
Including
When the radius of the object to be inspected is r, the ultrasonic unit for inspection of the inner peripheral portion and the ultrasonic unit for inspection of the outer peripheral portion are arranged side by side in the radial direction with an interval of r / 2. Characteristic,
The inspection device according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の検査装置。 The oscillation frequency of the ultrasonic unit for inspection of the inner peripheral portion is set lower than the oscillation frequency of the ultrasonic unit for inspection of the outer peripheral portion.
The inspection device according to claim 4.
該被加工物を検査する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の検査装置と、
該検査装置による検査後に、加工テーブルに保持された被加工物に対して加工を施す加工ユニットと、
を有することを特徴とする、加工装置。 It is a processing device that processes the workpiece,
The inspection device according to any one of claims 1 to 5 for inspecting the workpiece, and the inspection apparatus.
A processing unit that processes the workpiece held on the processing table after inspection by the inspection device, and
A processing device characterized by having.
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