JP6476805B2 - Inspection system - Google Patents
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Description
本発明は、検査システムに関する。 The present invention relates to an inspection system.
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。 A micro electro mechanical system (MEMS) mirror product (element) needs to perform a pass / fail judgment by inspecting a plurality of different characteristics. Conventionally, in order to inspect a biaxial MEMS mirror product, a plurality of inspection apparatuses have been used to inspect a plurality of different characteristics.
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。
For example,
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。 However, several different characteristics in the 2-axis MEMS mirror product had to be inspected by different instruments. Therefore, it is necessary to perform the movement (conveyance by the user), connection, inspection setting, and the like for each measuring instrument, and there is a problem in that the time for performing all inspections cannot be shortened.
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。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the inspection system which can test | inspect a biaxial MEMS mirror efficiently.
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MEMSミラー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、を有し、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。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides an inspection stage in which a biaxial MEMS mirror to be inspected can be detachably installed, and an object to be inspected installed on the inspection stage. An irradiation unit that irradiates a laser beam to the sensor, a sensor that receives the laser beam reflected by the inspection target and outputs a signal, and a distance between the inspection target installed on the inspection stage and the sensor together changed, the direction of the object to be inspected placed on the inspection stage to change depending on the direction of the two-axis MEMS mirrors, have a, a driving portion for moving the inspection stage, wherein the sensor , At least one of two light receiving elements and a wobble sensor which are installed apart from each other at a predetermined interval .
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。 According to the present invention, there is an effect that the biaxial MEMS mirror can be efficiently inspected.
(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。
(background)
First, the background that led to the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing an inspection environment of a conventional two-axis MEMS mirror product. As shown in FIG. 1A, the PZT characteristic of a biaxial MEMS mirror product (hereinafter simply referred to as MEMS) is measured using an
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。 Next, the MEMS was moved by the user to the X-axis dedicated device shown in FIG. 1B and connected and set, and then the deflection angle of reflected light on the X-axis was measured. Further, the MEMS is moved by the user to the Y-axis dedicated device shown in FIG. 1C and connected and set, and then the deflection angle of the reflected light of the Y-axis is measured.
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。 As described above, conventionally, in order to inspect (measure) a plurality of characteristics of the MEMS, it is necessary to connect and set a dedicated measuring instrument or the like according to the measurement item, and it has been difficult to increase the measurement throughput. It was. In some cases, the reflectance of the MEMS is measured using a power meter before the PZT characteristic is measured.
(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。
(First embodiment)
Next, the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Next, the positional relationship between the MEMS installed on the
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。
The MEMS is installed on the
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。
That is, the second
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。
Therefore, the
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。
Further, in the
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。
Next, an operation example of the
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。
In step 102 (S102), the
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。
In step 104 (S104), the
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。
In step 106 (S106), the
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。
In step 108 (S108), the
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。
In step 110 (S110), the
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。
In step 112 (S112), the
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。
In step 114 (S114), the
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。
In step 116 (S116), the
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。
In step 118 (S118), the
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。
In step 120 (S120), the
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)。
In step 122 (S122), the
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。
In step 124 (S124), the
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)。
In step 126 (S126), the
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)。
In step 128 (S128), the
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。
In step 130 (S130), the
(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。
(Second Embodiment)
Next, the
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。
In addition, the
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。
The
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。
The
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。
FIG. 6 is a diagram illustrating the movement position of the
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。
FIG. 7A and FIG. 7B are flowcharts illustrating an operation example in which the
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。
In step 202 (S202), the
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。
In step 204 (S204), the
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。
In step 206 (S206), the
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。
In step 208 (S208), the
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。
As described above, the
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
DESCRIPTION OF
42 2nd PD
44
48
Claims (4)
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MEMSミラー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、
を有し、
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、
ことを特徴とする検査システム。 An inspection stage capable of detachably installing a biaxial MEMS mirror to be inspected;
An irradiating unit for irradiating a laser beam to an object to be inspected installed on the inspection stage;
A sensor that receives a laser beam reflected by the inspection target and outputs a signal;
While changing the distance between the inspection target installed on the inspection stage and the sensor, the direction of the inspection target installed on the inspection stage is changed according to the direction of the two-axis MEMS mirror , A drive unit for moving the inspection stage;
I have a,
The sensor is
It is at least one of two light receiving elements installed at a predetermined interval and a wobble sensor,
Inspection system characterized by that.
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に記載の検査システム。 An optical position sensor capable of detecting the position of the center of gravity of the amount of laser light spot;
An optical position sensor driving unit that moves the optical position sensor toward the laser beam reflected by the inspection target installed on the inspection stage;
The inspection system according to claim 1 , further comprising:
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又は2に記載の検査システム。 An LCR meter for measuring a PZT characteristic of an inspection target installed on the inspection stage;
A waveform generating unit that generates a signal having an arbitrary predetermined waveform and outputs the signal to an inspection target installed on the inspection stage;
Inspection system according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises a.
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3のいずれか1項に記載の検査システム。 The sensor is
And the power of the laser beam the irradiation unit irradiates, according to any one of claims 1 to 3, further comprising a power meter for measuring the power of the laser beam to be inspected was reflected Inspection system.
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