JPH10187939A

JPH10187939A - 光学的検出装置及び光学的検出処理における照明方法

Info

Publication number: JPH10187939A
Application number: JP8346030A
Authority: JP
Inventors: Makoto Shinomiya; 誠篠宮
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1996-12-25
Publication date: 1998-07-21
Also published as: US5877507A

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、被検出物に光を照射し、その反射光
を撮像手段により取り込み画像データを生成し、その画
像データを処理することにより被検出物の認識処理を行
なう光学的検出装置及び光学的検出処理における照明方
法に関する。【解決手段】ＩＤ１６査物に対し光を照射する照明装置
１１と、このＩＤ１６に照射された光の反射光をＣＣＤ
カメラ１２により受け取り画像データを生成する画像処
理手段１３と、この撮像手段１３とＩＤ１６との間に配
設されたハーフミラー１４と、画像処理手段１３により
生成された画像データに基づきＩＤ１６の認識処理を行
なう認識手段とを設ける。そして、前記ハーフミラー１
４に対し照明装置１１が照射する光の照射角度を連続的
に変更可能な構成とすると共に、照明装置１１からハー
フミラー１４に照射され、ハーフミラー１４で反射され
た光が常にＩＤ１６に照射されるよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学的検出装置及び
光学的検出処理における照明方法に係り、更に詳しく
は、画像処理による形状検出、すなわち被検出物に光を
照射して、その反射光をＣＣＤ等の撮像手段により取り
込み画像データを生成し、その画像データを処理するこ
とにより被検出物の認識，検出処理を行なう光学的検出
装置及び光学的検出処理における照明方法に関する。

【０００２】近年、あらゆるものの製造過程が自動化さ
れつつある。そのためには、製造物の自動検出が欠かせ
なくなってきている。なかでも半導体素子の製造工程に
おいては、半導体ウエハーの表面に設けられた識別子
（ＩＤ）を正確に認識することにより、ウエハーとその
ウエハーに関する情報を結び付け管理することができ、
歩留りを上げ、不良解析、特性解析を容易にし生産効率
を向上させることが可能となる。このため、ＩＤ認識技
術はますます重要となってきている。

【０００３】

【従来の技術】画像処理を用いて被検査物の検査（認識
処理）を行なう場合、図１０及び図１１に示すように、
被検出物に照明装置１から光を照射して、その反射光を
撮像手段となるＣＣＤカメラ２で撮像して画像データを
生成し、この画像データを画像処理装置３で画像処理
し、そして求められた結果により被検査物に対する検査
を行なうことが一般に行なわれている。尚、図１０及び
図１１では、ウエハー４に形成された識別子５（以下、
ＩＤという）を被検査物とした例を示している。

【０００４】一方、光学的検出処理に用いられる照明方
法としては、図１０に示す撮像軸と同じ方向に光を照射
する同軸落射照明と、図１１に示す異なる方向の光を照
射する斜光照明とに大別される。尚、図１０に示す同軸
落射照明では、照明装置１とＣＣＤカメラ２を同一位置
に配置することができないため、ハーフミラー６を利用
して照明装置１が照射する光の光軸とＣＣＤカメラ２の
撮像軸とが同じ方向となるよう構成されている。

【０００５】ところで、光学的検出処理における照明方
法は、被検査物の形状等により最適な照射方法を選定す
ることが行なわれている。これは、同軸落射照明或いは
斜光照明の何れか一方を用いた方が、他方に比べてコン
トラストが高く、また光学的検出処理の容易な画像が得
られる場合があるからである。また場合によっては、同
軸落射照明及び斜光照明の双方を同時に用いて画像処理
することが行なわれている。

【０００６】図１０及び図１１に示した半導体ウエハー
４に形成されたＩＤ５を被検査物とする場合も、ＩＤ５
の認識は上記した同軸落射照明、斜光照明を用いて行わ
れている。尚、通常ウエハーＩＤ５は、ウエハー管理の
必要上から回路を半導体ウエハー４に形成する前に形成
されている。また、具体的な形成方法とては、半導体ウ
エハー４のベアウエハーにレーザーを照射して表面を削
ることによりＩＤ５は形成される。従って、ＩＤ５は溝
形状となり、よって光学的に認識可能な構成となってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した光
学的検出処理において種々の形状を有した被検査物に対
し検出処理を行なおうとした場合、被検査物の形状は一
様でないため、種々の方向から被検出物に光を照射する
必要が生じる。この場合には、上記のように同軸落射照
明と斜光照明とを組み合わせて種々の方向からの照射を
行い、その複数の照明の中から最も光学的検出処理の容
易な画像が得られる照明法を選択する必要がある。

【０００８】しかし、互いに異なる構成を有する同軸落
射照明と斜光照明とを組み合わせて照射を行なう構成で
は、照明装置の構成が大変複雑になってしまい、光学的
検出装置が大型化及び高コスト化してしまう。また、従
来の斜光照明では、照明の照射角度を連続的に変化させ
ることはできず、所定の間隔（例えば、５°間隔）でし
か設定することができなかった。このため、複数の斜光
照明を用いても、照射する光の角度は限られたものでし
かなく、良好な光学的検出処理を行なうことができない
おそれがある。

【０００９】また、図１０及び図１１を用いて説明した
ウエハー４に形成されたＩＤ５を検出処理する場合に
も、ＩＤ５の形成方法や半導体自体の製造工程によりＩ
Ｄ５の構成が異なるため、同軸落射照明と斜光照明を組
み合わせ種々の方向から光を照射させて検出処理を行な
う必要がある。しかるに、斜光照明による光の照射角度
が間欠的であると、最適な照射角度が抜けてしまうおそ
れがあり、よって全てのＩＤ５に対し最適な状態で光の
照射処理を行なうこととが困難となる。

【００１０】上記の問題点を解決する手段としては、ウ
エハー４に形成される溝状のＩＤ５の深さを深くし、こ
れにより反射光に対し大きなコントラストを付与する方
法が考えられる。ところが、ウエハープロセスにおいて
は、非常に微細な加工を行うために、レーザーによるＩ
Ｄ５の彫り込みが深くなるほど、彫り込み部に残ったウ
エハーの残骸がその後の処理に悪影響を及ぼしてしま
う。

【００１１】即ち、ＩＤ５とは別の部分に形成される回
路部分に残骸が異物として残り不良を発生してしまう。
このため、ＩＤ５を削り込む深さはできるだけ浅くしな
くてはならない。ところが、一般的な同軸照明、斜光照
明ではどちらの光を照射しても、削った深さが浅くなる
程、画像のコントラストは得られにくくなりＩＤ５の検
出が困難になるという問題がある。

【００１２】本発明は上記の点に鑑みてなさたれもので
あり、様々な形状の被検出物、特にウエハーに形成され
るＩＤに対して光学的検出処理を行なう際、コントラス
トの高い良好な処理画像を得られる光学的検出装置及び
光学的検出処理における照明方法を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すめた
めに本発明では、次の手段を講じたことを特徴とするも
のである。請求項１記載の発明では、被検査物に対し光
を照射する照明装置と、前記被検査物に照射された光の
反射光を撮像手段により受け取り画像データを生成する
画像処理手段と、前記撮像手段と前記被検出物との間、
または前記照明装置と前記被検出物との間に配設された
ハーフミラーと、前記画像処理手段により生成された画
像データに基づき被検査物の認識処理を行なう認識手段
とを具備し、前記ハーフミラーに対し、前記照明装置が
照射する光の照射角度を連続的に変更可能な構成とする
と共に、前記照明装置から前記ハーフミラーに照射さ
れ、前記ハーフミラーで反射または透過された光が常に
前記被検査物に照射されるよう構成したことを特徴とす
るものである。

【００１４】また、請求項２記載の発明では、前記請求
項１記載の光学的検出装置において、前記被検出物は、
半導体ウエハーに形成された溝部であることを特徴とす
るものである。

【００１５】また、請求項３記載の発明では、前記請求
項１または２記載の光学的検出装置において、前記照明
装置が照射角度を連続的に変更する変更中心点と前記ハ
ーフミラーとの離間距離をＬ₀とすると共に、前記ハー
フミラーと前記被検査物との離間距離をＬ₁とした場
合、Ｌ₀＝Ｌ₁となるよう前記照明装置，前記ハーフミ
ラー，及び前記被検査物の配設位置を設定したことを特
徴とするものである。

【００１６】また、請求項４記載の発明では、前記請求
項１乃至３のいずれか１項に記載の光学的検出装置にお
いて、前記照明装置を光ファイバーを介して光源に接続
すると共に、この照明装置に前記光ファイバーを介して
供給される光を平行光とする光学系を内設したことを特
徴とするものである。

【００１７】また、請求項５記載の発明では、前記請求
項２記載の光学的検出装置において、前記照明装置の光
照射範囲を前記溝部の長さに対応させたことを特徴とす
るものである。

【００１８】また、請求項６記載の発明では、前記請求
項１乃至５のいずれか１項に記載の光学的検出装置にお
いて、前記照明装置を移動させることにより照射する光
の照射角度を連続的に変更する照明移動機構を設け、か
つ、この照明移動機構を、少なくとも前記撮像手段と前
記ハーフミラーを固定保持する基台部と、前記基台部に
回転可能に軸承されると共に前記照明装置が配設された
アーム部と、前記アームを回転駆動する駆動機構とを具
備する構成としたことを特徴とするものである。

【００１９】また、請求項７記載の発明では、前記請求
項１乃至６のいずれか１項に記載の光学的検出装置にお
いて、前記認識手段に、前記照射角度の変更毎に、当該
時における前記照明装置が照射する光の照射角度と、当
該照射角度における前記被検査物の認識処理結果とを関
連付けて記憶する認識結果記憶手段と、前記認識結果記
憶手段に記憶された認識処理結果の内、最良の認識処理
結果を選定する選定手段とを設けたことを特徴とするも
のである。

【００２０】また、請求項８記載の発明では、前記請求
項１乃至７のいずれか１項に記載の光学的検出装置にお
いて、前記認識手段に上位コンピュータシステムを接続
すると共に、この上位コンピュータシステムから供給さ
れる前記被検査物の情報に基づき前記照明装置が照射す
る光の照射角度を制御する照射角度制御手段を設けたこ
とを特徴とするものである。

【００２１】また、請求項９記載の発明では、被検出物
に光を照射し、その反射光を撮像手段により受け取り画
像データを形成し、画像処理により前記被検出物の認識
処理を行う光学的検出処理における照明方法であって、
前記被検出物に照射する光の照射角度を連続的に変更し
つつ、前記被検出物の認識処理を行うことを特徴とする
ものである。

【００２２】また、請求項１０記載の発明では、前記請
求項９記載の光学的検出処理における照明方法におい
て、前記被検出物は、半導体ウエハーに形成された溝部
であることを特徴とするものである。

【００２３】更に、請求項１１記載の発明では、前記請
求項９または１０記載の光学的検出処理における照明方
法において、被検査物に対し光を照射する照明装置と、
前記被検査物に照射された光の反射光を撮像手段により
受け取り画像データを生成する画像処理手段と、前記撮
像手段と前記被検出物との間、または前記照明装置と前
記被検出物との間に配設されたハーフミラーと、前記画
像処理手段により生成された画像データに基づき被検査
物の認識処理を行なう認識手段とを用い、前記照明装置
が照射角度を連続的に変更する変更中心点と前記ハーフ
ミラーとの離間距離をＬ₀とすると共に、前記ハーフミ
ラーと前記被検査物との離間距離をＬ₁とした場合、Ｌ
₀＝Ｌ₁となるよう前記照明装置，前記ハーフミラー，
及び前記被検査物の配設位置を設定した後、前記被検出
物に照射する光の照射角度を連続的に変更しつつ、前記
被検出物の認識処理を行うことを特徴とするものであ
る。

【００２４】上記した各手段は、次のように作用する。
請求項１記載の発明によれば、照明装置は被検査物に対
し光を照射し、被検査物に照射された光の反射光は撮像
手段に入射されて画像データが生成される。また、ハー
フミラーは撮像手段と被検出物との間に配設され、照明
装置から照射された光の光軸と撮像軸とを一致させる。
更に、認識手段は、画像処理手段により生成された画像
データに基づき被検査物の認識処理を行なう。

【００２５】上記構成において、照明装置が照射する光
の照射角度はハーフミラーに対し連続的に変更可能な構
成であるため、被検査物に対する光の照射角度も連続的
に変更することとなる。このように、被検出物に対して
単一の照明装置で光の連続した角度変更が行えるので、
様々な形状の被検出物に対してコントラストの高い画像
を得ることが可能となり、よって精度の高い光学的検出
処理を行なうことができる。また、単一の照明装置でコ
ントラストの高い画像を得ることが可能となるため、照
明装置の構成を簡単化することがてきる。

【００２６】更に、照明装置から照射されハーフミラー
で反射または透過された光は、常に被検査物に照射され
るよう構成されているため、照明装置が照射する光の照
射角度を連続的に変更しても、照明光が被検査物から外
れるようなことはない。また、請求項２及び請求項１０
記載の発明によれば、光の照射角度を連続的に変更する
ことによりコントラストの高い画像を得ることができる
ため、被検出物を半導体ウエハーに形成された溝部の溝
深さを浅くしても確実にこれを検出するとができる。よ
って、溝部形成時に発生する残骸量を少なくすることが
でき、溝部形成後に半導体ウエハーに形成される各種回
路の歩留りを向上させることができる。

【００２７】また、請求項３及び請求項１１記載の発明
によれば、照明装置が照射角度を変更する変更中心点か
らハーフミラーまでの離間距離Ｌ ₀と、ハーフミラーか
ら被検査物までの離間距離Ｌ₁とが等しく（Ｌ₀＝
Ｌ₁）なるよう照明装置，ハーフミラー，及び被検査物
の配設位置を設定したことにより、照明装置が照射した
光は常に被検査物に照射される構成となる。

【００２８】このように、単に上記した各離間距離
Ｌ₀，Ｌ₁が一致するよう照明装置，ハーフミラー，及
び被検査物の位置決めを行なうのみで照射位置が一義的
に決められるため、照射位置の位置決め処理を容易に行
なうことができる。また、請求項４記載の発明によれ
ば、照明装置を光ファイバーを介して光源に接続する構
成とすることにより、照明装置が移動しても光ファイバ
ーはフレキシブルな構成であるため、照明装置の移動に
容易に追随させることができる。

【００２９】また、照明装置に光ファイバーを介して供
給される光を平行光とする光学系を内設したことによ
り、照射される光に指向性を持たせることができ無駄な
放射光の発生を抑制できる。よって、被検査物に照射さ
れた光の照度を高めることができ、これによってもコン
トラストの高い画像を得ることができる。

【００３０】また、請求項５記載の発明によれば、照明
装置の光照射範囲を溝部の長さに対応させたことによ
り、溝部全体に均一に光を照射することができる。溝部
内は形成時に凹凸が発生し、均一かつ滑らかな状態とは
なっていない。このため、溝部の一部に光を照射する構
成では、確実に反射光が発生しないおそれがある。

【００３１】しかるに、照明装置の光照射範囲を溝部の
長さに対応させ全体に均一に光を照射する構成とするこ
とにより、確実に反射光を発生させることができ、よっ
て光学的検出処理の精度向上を図ることができる。ま
た、請求項６記載の発明によれば、照明装置を移動させ
ることにより照射する光の照射角度を変更する照明移動
機構を設けることにより、この照明移動機構を用いて自
動的に光の照射角度を変更することが可能となる。

【００３２】また、照明移動機構を基台部，アーム部，
及び駆動機構を有する構成とし、基台部に少なくとも撮
像手段とハーフミラーを固定保持し、アーム部に照明装
置を配設する共に基台部に回転可能に軸承させ、かつ駆
動機構によりアームを回転駆動させる構成としたことに
より、撮像手段とハーフミラーは所定固定位置を維持
し、これに対し照明装置が設けられたアーム部は駆動機
構により回転駆動させることにより、照明装置が照射す
る光の照射角度をハーフミラーに対して連続的に変更す
ることができる。

【００３３】また、駆動機構により光の照射角度を変更
するため、照射角度を自動調整することが可能となり、
光学的検出処理の処理時間が短縮し処理効率の向上を図
ることができる。また、請求項７記載の発明によれば、
認識手段に設けられた認識結果記憶手段は、照射角度の
変更毎に当該時における照明装置が照射する光の照射角
度と、当該照射角度における被検査物の認識処理結果と
を関連付けて記憶する。また、選定手段は認識結果記憶
手段に記憶された認識処理結果の内、最良の認識処理結
果を選定する。このため、被検査物に対する最良の光の
照射角度を自動的に求めることができ、被検査物の認識
率を向上させることができる。

【００３４】また、請求項８記載の発明によれば、認識
手段に上位コンピュータシステムを接続すると共に、こ
の上位コンピュータシステムから供給される前記被検査
物の情報に基づき前記照明装置が照射する光の照射角度
を制御する照射角度制御手段を設けたことにより、上位
コンピューターシステムから品種や工程等の情報を受け
取り、その情報により照明光照射角度を制御することが
可能となり、被検査物毎に角度を変更して処理条件の良
い画像を検出する必要が無くなり、光学的検出処理の効
率化を図ることができる。

【００３５】更に、請求項９記載の発明によれば、被検
出物に照射する光の照射角度を変更しつつ、被検出物の
認識処理を行うことにより、様々な形状の被検出物に対
してコントラストの高い画像を得ることが可能となり、
よって精度の高い光学的検出処理を行なうことができ
る。

【００３６】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面と共に説明する。図１は本発明の原理図を示してい
る。本発明においても、被検査物１０に対する撮像処理
は基本的には従来と同様である。即ち、被検出物１０に
照明装置１１から光を照射し、その反射光を撮像手段と
なるＣＣＤカメラ１２で撮像して画像データを生成し、
この画像データを画像処理装置１３で画像処理すること
により被検査物１０に対する光学的検出処理（認識処
理）が行なわれる。

【００３７】また、各構成要素の配置としては、被検出
物１０の上部にＣＣＤカメラ１２が固定されており、こ
の被検出物１０とＣＣＤカメラ１２との間にはハーフミ
ラー１４が配設されている。このハーフミラー１４は、
ＣＣＤカメラ１２の撮像軸（図中、矢印Ａで示す一点鎖
線）に対し４５°の角度で配設されている。

【００３８】更に、照明装置１１はハーフミラー１４に
対し光を照射しうる位置に配設されている。従って、照
明装置１１から照射された光はハーフミラー１４で反射
され被検出者１０に照射される。また、被検出者１０で
反射された反射光は、ハーフミラー１４を通過してＣＣ
Ｄカメラ１２で受け取られ画像データが生成される。即
ち、本発明における各構成要素の配置は、図１０に示し
た同軸落射照明と似た配置となっている。

【００３９】しかるに、従来における同軸落射照明では
照明装置１が固定されていた（図１０参照）のに対し、
本発明では照明装置１１がハーフミラー１４に対して連
続的に光の照射角度を変更可能な構成とされている。具
体的には、照明装置１１は照射角度を連続的に変更する
変更中心点Ｃ（回転中心Ｃ）を中心として図中矢印Ｃ
１，Ｃ２方向に連続的に回転可能な構成とされている。
いま、照明装置１１が照射する光の光軸を矢印Ｂで示す
一点鎖線とすると、この光軸Ｂの回転中心Ｃから照明装
置１１までの距離を半径として照明装置１１は回転す
る。

【００４０】また、本発明においては、照明装置１１か
らハーフミラー１４に照射され、このハーフミラー１４
で反射された光が常に被検査物１０の同一位置（図中、
矢印Ｄで示す位置）に照射されるよう構成されている。
具体的には、照明装置１１が照射角度を連続的に変更す
る回転中心Ｃとハーフミラー１４との離間距離をＬ₀と
し、またハーフミラー１４と被検査物１１との離間距離
をＬ₁とした場合、Ｌ₀＝Ｌ₁となるよう被検査物１
０，照明装置１１，及びハーフミラー１４の配設位置が
設定されている。

【００４１】更に詳述すれば、図１に示されるように照
明装置１１からハーフミラー１４へ水平方向から光を照
射しうるよう照明装置１１を位置決めし、この時に照明
装置１１から照射されハーフミラー１４で反射された反
射光の光軸が撮像中心軸Ａと一致するよう調整する。そ
して、この時における光軸Ｂがハーフミラー１４と交錯
する位置（図中、矢印Ｅで示す位置。以下、交点Ｅとい
う）と被検出物１０上の位置Ｄまでの距離をＬ₁とし、
また交点Ｅから回転中心Ｃまで距離をＬ₀とした場合、
Ｌ₀＝Ｌ₁となるよう被検査物１０，照明装置１１，及
びハーフミラー１４の配設位置が設定されている。

【００４２】上記の構成によれば、照明装置１１を回転
中心Ｃを中心として矢印Ｃ１，Ｃ２方向に回転させるこ
とにより、照明装置１１が照射する光の照射角度はハー
フミラー１４に対し連続的に変更可能な構成となる。こ
のため、被検査物１０に対する光の照射角度を連続的に
変更することが可能となる。

【００４３】このように本発明では、被検出物１０に対
して単一の照明装置１１で光の連続した角度変更が行え
るため、様々な形状の被検出物１０に対してコントラス
トの高い画像を得ることが可能となり、よって精度の高
い光学的検出処理を行なうことができる。また、単一の
照明装置１１でコントラストの高い画像を得ることが可
能となるため、照明装置１１の構成、更には光学的検査
装置全体の構成の簡単化を図ることができる。

【００４４】更に、上記したように被検査物１０，照明
装置１１，及びハーフミラー１４の配設位置が各離間距
離Ｌ₀，Ｌ₁が一致するよう配置することにより、照明
装置１１から照射されハーフミラー１４で反射される光
は、照明装置１１の回転位置に拘わらず常に被検査物１
０の所定位置Ｄに照射される。このため、照明装置１１
が回転し位置Ｄに対する光の照射角度が連続的に変更し
ても、照明光が被検査物１０の位置Ｄから外れるような
ことはなく、確実に光学的検出処理（認識処理）を実施
することができる。

【００４５】次に、上記した基本原理に基づく本発明の
第１実施例について説明する。図２乃至図４は本発明の
第１実施例である光学的検出装置を説明するための図で
ある。尚、図２乃至図４において、図１に示した構成に
対応する構成については同一符号を付して説明する。ま
た、本実施例では、半導体ウエハー１５（以下、単にウ
エハーという）に形成された識別子１６（以下、ＩＤと
いう）を被検査物１０とした例を示している。このＩＤ
１６は、ウエハー１５に形成された溝部により構成され
ている。

【００４６】本実施例に係る光学的検出装置は、ウエハ
ー１５の上部にＩＤ１６が撮像中心となるようにＣＣＤ
カメラ１２を配置し、またＣＣＤカメラ１２とウエハー
１５との間にハーフミラー１４が配設されている。この
ハーフミラー１４は、ＣＣＤカメラ１２の撮像中心軸Ａ
と交錯するよう、かつ撮像中心軸Ａに対し４５度の角度
となるよう配設されている。

【００４７】また、本実施例においても図１に示した基
本原理構成と同様に、被検査物１０，照明装置１１，及
びハーフミラー１４の配設位置は、回転中心Ｃとハーフ
ミラー１４との離間距離Ｌ₀と、ハーフミラー１４と被
検査物１１との離間距離Ｌ₁とが等しくなるよう（Ｌ₀
＝Ｌ₁）構成されている。これにより、照明装置１１が
回転しハーフミラー１４に対する照明装置１１の照射角
度が変更されても、照明装置１１から照射された光は常
にＩＤ１６に照射される構成となる（但し、ＩＤ１６に
対する照射角度は照明装置１１の回転に伴い変化す
る）。

【００４８】次に、本実施例で用いてる照明装置１１に
つい図２に加え図３を用いて説明する。尚、図３は照明
装置１１を拡大して示す斜視図である。本実施例で用い
てる照明装置１１は、大略すると光源１７，光ファイバ
ー１８，集光レンズユニット１９，及び光ファイバーラ
イトガイド２０等により構成されている。光源１７は、
照度の高いハロゲン電球を使用している。光源１７の照
度は生成される画像コントラストに大きく影響し、照度
の高い程コントラストの大きい画像を得ることができ
る。また、コントラストが大きい程、精度の高い認識処
理を行なうことができる。このため、本実施例では照度
の高いハロゲン電球を光源１７として用いてる。

【００４９】また、本実施例では光源１７が発生する光
を光ファイバー１８を用いて集光レンズユニット１９及
び光ファイバーライトガイド２０に供給する構成として
いる。このように、ＩＤ１６に向け実際に光が照射され
る集光レンズユニット１９と光源１７とを光ファイバー
１８で接続することにより、集光レンズユニット１９と
光源１７とを離間配設することができる。この構成とす
ることにより、指向性の高い真っ直ぐな成分の光を生成
することができる。

【００５０】しかるに、集光レンズユニット１９と光源
１７とを離間配設すると、光の減衰が発生する。このた
め本実施例では、この光の減衰を考慮し、照度の低減を
防止する面、及び更にＩＤ１６に向け照射する光の指向
性を向上させる面から、光照射口に集光レンズユニット
１９を取り付け、光ファイバー１８から供給された光を
集光した上でＩＤ１６に照射する構成としている。これ
により、非常に浅い彫り込みのＩＤ１６でも良好な画像
コントラストが得ることができる。

【００５１】更に、本実施例では照明装置１１が回転移
動する構成とされているため、集光レンズユニット１９
及び光ファイバーライトガイド２０も移動する構成とさ
れており、かつ光源１７は固定された構成とされてい
る。しかるに、集光レンズユニット１９と光源１７を接
続する光ファイバー１８はフレキシブルな構造であるた
め、集光レンズユニット１９及び光ファイバーライトガ
イド２０が移動しても、光ファイバー１８は容易にこれ
に追随して変位することができ、確実に光源１７から集
光レンズユニット１９に光を供給することができる。
尚、光ファイバーライトガイド２０は、光ファイバー１
８と集光レンズユニット１９とを接続する光学的コネク
タとしての機能を奏している。

【００５２】また、本実施例で用いているウエハーＩＤ
１６は、複数の文字コードが横並びで作成されたものを
想定しており、従ってＩＤ１６は所定の長さを有してい
る。このため、本実施例では実際に光がＩＤ１６に向け
照射される部位である集光レンズユニット１９の光照射
範囲を、溝部により構成されたＩＤ１６の長さに対応さ
せた構成としている。詳しくは、集光レンズユニット１
９の光照射範囲をＩＤ１６の長さと略一致させた構成と
している。また、これに対応すべく光ファイバーライト
ガイド２０の幅も広く設定している。

【００５３】この構成とすることにより、ＩＤ１６全体
（即ち、溝部全体）に均一に光を照射することが可能と
なる。ＩＤ１６を構成する溝部内は形成時に凹凸が発生
し、均一かつ滑らかな状態とはなっていない。このた
め、ＩＤ１６（溝部）の一部に光を照射する構成では、
確実に反射光が発生しないおそれがある。

【００５４】しかるに、上記したように本実施例では、
集光レンズユニット１９の光照射範囲をＩＤ１６の長さ
に対応させ幅広とした構成としているため、ＩＤ１６の
全体に対して均一に光を照射することができ、よって確
実に反射光を発生させることができ、光学的検出処理の
精度向上を図ることができる。また、一般的な照明では
認識が困難である溝深さが非常に浅いＩＤ１６でも、コ
ントラストの高い画像が得ることができ認識が可能とな
る。

【００５５】尚、本実施例では、照明装置１１を夫々一
つの光ファイバー１８，集光レンズユニット１９，光フ
ァイバーライトガイド２０により構成したが、光ファイ
バー１８，集光レンズユニット１９，光ファイバーライ
トガイド２０を複数個設けた構成としてもよい。複数の
光ファイバー１８，集光レンズユニット１９，光ファイ
バーライトガイド２０を設けることにより、ＩＤ１６に
照射される光の照度を高めることができ、よって得られ
る画像のコントラストを一層高めることができる。

【００５６】続いて、図４を用いて上記構成とされた第
１実施例である光学的検出装置の動作について説明す
る。尚、本発明では照明装置１１に特徴があるため、以
下の説明では照明装置１１の動作についてのみ説明す
る。図４は、集光レンズユニット１９を矢印Ｃ１方向、
及び矢印Ｃ２方向に回転させた状態を合わせて示した図
である。

【００５７】集光レンズユニット１９を図２に示した状
態（以下、基準状態という）から回転中心Ｃを中心に矢
印Ｃ１方向に所定角度θ１回転させた場合は、集光レン
ズユニット１９で照射された光は光軸Ｂ１を通りハーフ
ミラー１４に至り、ハーフミラー１４で反射されて光軸
Ａ１を通りＩＤ１６に照射される。

【００５８】また、集光レンズユニット１９を基準状態
から回転中心Ｃを中心に矢印Ｃ２方向に所定角度θ２回
転させた場合は、集光レンズユニット１９で照射された
光は光軸Ｂ２を通りハーフミラー１４に至り、ハーフミ
ラー１４で反射されて光軸Ａ２を通りＩＤ１６に照射さ
れる。

【００５９】ここで、特にハーフミラー１４で反射され
た光がＩＤ１６に照射される態様に注目する。図２に示
した基準状態では、光は集光レンズユニット１９から水
平にハーフミラー１４に入射され、またハーフミラー１
４は鉛直方向に対して４５°の角度で配設されているた
め、ハーフミラー１４で反射された光はウエハー１５の
表面に対し直角方向からＩＤ１６に照射される（即ち、
撮像中心軸Ａに沿った状態でＩＤ１６に照射される）。

【００６０】これに対し、集光レンズユニット１９を基
準状態から回転中心Ｃを中心に矢印Ｃ１方向に所定角度
θ１回転させると、ハーフミラー１４で反射された光は
撮像中心軸Ａに対し角度θ１傾いた方向からＩＤ１６に
照射されることとなる。また、集光レンズユニット１９
を基準状態から回転中心Ｃを中心に矢印Ｃ２方向に所定
角度θ２回転させると、ハーフミラー１４で反射された
光は撮像中心軸Ａに対し角度θ２傾いた方向からＩＤ１
６に照射されることとなる。

【００６１】即ち、本実施例に係る光学的検出装置で
は、集光レンズユニット１９を基準状態から矢印Ｃ１方
向，或いは矢印Ｃ２方向に回転させることにより、常に
ＩＤ１６に光を照射しつつ、かつその照射角度を連続的
に変更することができる。よって、本実施例においても
ＩＤ１６（被検出物）に対して単一の照明装置１１でＩ
Ｄ１６に対する光の照射角度を連続して変更することが
できるため、最適な照射角度からＩＤ１６に光を照射す
ることができ、コントラストの高い画像を得ることが可
能となる。

【００６２】続いて、本発明の第２実施例である光学的
検出装置について説明する。図５乃至図８は第２実施例
である光学的検出装置を説明するための図である。尚、
図５及び図６において、図１乃至図４に示した構成と同
一構成については、同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００６３】図５に示す本実施例に係る光学的検出装置
は、図２に示した第１実施例に係る光学的検出装置を更
に具体化したものであり、また制御系も合わせて示した
ものである。また、図６は図５に示される光学的検出装
置を左側面視した状態を示している。

【００６４】図５及び図６において、基台２１は図中右
方向に延出した３個の延出部２１ａ〜２１ｃを有してい
る。最上部に位置する延出部２１ａにはＣＣＤカメラ１
２が固定され、また中央部に位置する延出部２１ｂには
ハーフミラー１４が撮像中心軸Ａに対して４５°傾けた
状態で固定されている。

【００６５】このＣＣＤカメラ１２及びハーフミラー１
４の下方位置には、ウエハー１５を載置する載置台２３
が設けられている。この載置台２３上にはウエハー１５
が載置されるが、この際ウエハー１５は形成されている
ＩＤ１６がＣＣＤカメラ１２の撮像中心軸Ａと一致する
よう位置決めされて載置される。

【００６６】一方、基台２１の最下部に位置する延出部
２１ｃには、アーム２２が配設されている。このアーム
２２は長く延出した矩形棒状の部材であり、その図中右
端部には照明装置１１を構成する集光レンズユニット２
０及び光ファイバーライトガイド１９が固定されてい
る。

【００６７】また、アーム２２は回転軸２４に軸承され
た状態で延出部２１ｃに取り付けられており、よってア
ーム２２は回転軸２４を中心として回転可能な構成とな
っている。従って、アーム２２の右端部に配設された照
明装置１１（光ファイバーライトガイド１９，集光レン
ズユニット２０）も回転軸２４を中心として回転可能な
構成となっている。

【００６８】ここで、ハーフミラー１４，ウエハー１
５，及び回転軸２４の位置調整について説明する。先
ず、照明装置１１（集光レンズユニット２０）からハー
フミラー１４へ水平方向から光を照射しうるようアーム
２２を位置決めし、かつ、この時に照明装置１１から照
射されハーフミラー１４で反射された反射光の光軸が撮
像中心軸Ａと一致するよう調整する。

【００６９】続いて、この時における照明装置１１から
照射された光の光軸Ｂがハーフミラー１４と交錯する交
点Ｅとウエハー１５に形成されたＩＤ１６までの距離を
Ｌ₁とした場合、交点Ｅから照明装置１１の回転中心Ｃ
となる回転軸２４まで距離をＬ₀が、Ｌ₀＝Ｌ₁となる
よう回転軸２４の位置を設定する。

【００７０】この構成とすることにより、アーム２２を
回転軸２４を中心として回転させた場合、照明装置１１
も回転軸２４（回転中心Ｃ）を中心として回転する構成
となり、よって、図４を用いて説明したようにＩＤ１６
に対する光の照射角度を連続的に変更することが可能と
なる。

【００７１】続いて、照明装置１１を移動させることに
より、ＩＤ１６に照射される光の照射角度を変更する照
明移動機構について説明する。照明移動機構はリニアパ
ルスモーター２６によりアーム２２を回転駆動し、これ
により照明装置１１を連続的に移動付勢する構成とされ
ている。

【００７２】リニアパルスモーター２６は、リンク部２
５とリニアパルスモーター駆動部２７とを有している。
リンク部２５は、その一端部をリニアパルスモーター駆
動部２７に回転接続され、また他端部をアーム２２に回
転接続された構成とされている。このリンク部２５がア
ーム２２に接続する位置は、アーム２２が回転軸２４に
軸承される位置より図５における左側位置に設定されて
いる。

【００７３】リニアパルスモーター駆動部２７は、基台
２１に上下方向に渡り形成されたレール部３７に噛合し
た構成とされており、後述する画像処理装置１３から信
号供給されることにより図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向に直線
移動する構成とされている。いま、リニアパルスモータ
ー駆動部２７が矢印Ｘ１方向（図中、上方向）に移動し
た場合を想定すると、リニアパルスモーター駆動部２７
がＸ１方向に移動することにより、リニアパルスモータ
ー駆動部２７に接続されているリンク部２５もＸ１方向
に移動し、これによりアーム２５は図中矢印Ｃ２方向に
回転する。従って、アーム２５の図中右端部に固定され
ている照明装置１１（集光レンズユニット２０）も図中
矢印Ｃ２方向に回転する。

【００７４】また、リニアパルスモーター駆動部２７が
矢印Ｘ２方向（図中、下方向）に移動した場合を想定す
ると、リニアパルスモーター駆動部２７がＸ２方向に移
動することによりリンク部２５はＸ２方向に移動し、こ
れによりアーム２５は図中矢印Ｃ２方向に回転し、従っ
て照明装置１１（集光レンズユニット２０）も図中矢印
Ｃ２方向に回転する。

【００７５】本実施例で用いているリニアパルスモータ
ー２６は、駆動時におけるリニアパルスモーター駆動部
２７の最少移動距離が十分短くなるよう設定されてい
る。よって、アーム２５を略連続的に回転させることが
でき、かつ所望する角度においてアーム２５を停止させ
ることができる。

【００７６】ところで、リニアパルスモーター駆動部２
７がレール部３７に案内されて矢印Ｘ１，Ｘ２方向に移
動することにより、回転軸２４とリンク部２５との離間
距離（図５に矢印Ｌ_Rで示す）は変化する。よって、回
転軸２４とリンク部２５との離間距離Ｌ_Rが固定された
構成ではリニアパルスモーター駆動部２７が移動できな
くなる。

【００７７】このため、本実施例では図６に示されるよ
うに、アーム２２の基台２１側にガイドレール２８及び
ガイドレール駆動部２９が配設されている。この構成と
することにより、ガイドレール２８はガイドレール駆動
部２９によりアーム２２に沿って伸縮動作を行い、よっ
てリニアパルスモーター駆動部２７の移動に伴い回転軸
２４とリンク部２５との離間距離Ｌ_Rが変化しても、ガ
イドレール２８がアーム２２に対して変位することによ
りこの変化分を吸収することができる。これにより、ア
ーム２５の円滑な回転動作を確保することができる。

【００７８】続いて、光学的検出装置に設けられる画像
処理装置１３について説明する。画像処理装置１３は、
リニアパルスモーター制御ユニット３０，画像入力ユニ
ット３１，画像メモリー３２，画像処理ユニット３３，
メモリー３４，及び中央制御ユニット３５（ＭＰＵユニ
ット）等により構成されている。

【００７９】リニアパルスモーター制御ユニット３０
は、リニアパルスモーター２６と接続されており、後述
するＭＰＵユニット３５の指示に基づきリニアパルスモ
ーター２６の駆動を制御する。また、画像入力ユニット
３１はＣＣＤカメラ１２と接続されており、ＣＣＤカメ
ラ１２から供給される撮像信号に基づき画像データを生
成する。

【００８０】画像メモリー３２は、画像入力ユニット３
１から画像データが供給され、この画像データを記憶す
る機能を奏する。また、メモリー３４は光学的検査処理
を行なう際に必要となる各種プログラム、及び後述する
ウエハーＩＤ認識処理において求められる認識処理結果
等を格納するものである。

【００８１】更に、ＭＰＵユニット３５は、画像メモリ
ー３２に格納された画像データ等に基づき後述するウエ
ハーＩＤ認識処理を行なうものである。尚、上記した構
成の内、画像メモリー３２及びＭＰＵユニット３５は協
働して前記した認識手段を構成し、また特に画像メモリ
ー３２は前記した認識結果記憶手段を構成する。

【００８２】ところで、光学的検出装置は半導体製造ラ
インに組み込まれて使用されるものであるため、光学的
検出装置におけるＩＤ１６の認識処理が遅れると半導体
製造ライン全体としての処理速度が遅れ、半導体製造処
理の効率が低下してしまう。よって、ＩＤ１６の認識処
理を行なう光学的検出装置においても処理効率を向上さ
せる必要がある。

【００８３】一方、上記したように本実施例に係る光学
的検出装置は、照明装置１１からＩＤに向け照射する光
の照射角度を変更する構成である。この照射角度の変更
は予め定められた角度変更範囲（以下、変更限界の一方
を初期値，他方を限界値という）にわたり可能である
が、検査を行なう全てのウエハー１５（即ち、製造され
る全てのウエハー１５）に対し、この既定角度範囲の全
域に渡り照射角度の変更して認識処理を行なうのでは、
光学的検出処理に要する時間が長くなり半導体製造処理
の効率が低下してしまう。

【００８４】そこで、本実施例に係る光学的検出装置で
は一種の学習機能を付与し、認識処理において最良の認
識結果を得られた時、即ちコントラストの高い認識結果
を得られた時の照射角度を認識結果と関連付けて記憶し
ておく構成とした。この構成とすることにより、この記
憶結果を次回の認識処理に反映させることが可能とな
り、よってＩＤ認識に最良の条件となる照明光照射角度
の自動調整が可能なり光学的検出処理の効率化を図るこ
とができる。以下、本実施例で実施するウエハーＩＤ認
識処理（光学的検出処理）について説明する。

【００８５】図８は、本実施例で実施するウエハーＩＤ
認識処理を示すフローチャートである。このウエハーＩ
Ｄ認識処理のプログラムは画像処理装置１３内のメモリ
ー３４に格納されている。同図に示すウエハーＩＤ認識
処理が起動すると、先ずステップ１０（図ではステップ
をＳと略称する）において、初期値及び限界値を設定す
ることにより角度変更範囲を設定すると共に、何度間隔
で認識処理を行うかの角度間隔を設定する（この角度変
更範囲と角度間隔を合わせて角度初期値という）。ここ
で設定された角度初期値は、メモリー３４に記憶され
る。

【００８６】続くステップ１２では、ＭＰＵユニット３
５は、照射角度が初期値になるようにリニアパルスモー
ター制御ユニット３０に角度信号を送る。リニアパルス
モーター制御ユニット３０は、供給された角度制御信号
に基づきリニアパルスモータ２６を駆動する。これによ
り、アーム２２を回転駆動し、これに伴い照明装置１１
の集光レンズユニット２０は照射角度が初期値となる所
定位置まで回転する。

【００８７】ところで、上記したようにリニアパルスモ
ーター２６はアーム２２に接続されたリンク部２５を矢
印Ｘ１，Ｘ２方向（図５参照）に移動させるものである
ため、リニアパルスモーター２６には角度ではなく移動
距離を指示する必要がある。そこで、指定される照射角
度θからリニアパルスモーター２６がリンク部２５を移
動させる移動距離Δｈを演算する必要がある。ここで、
この移動距離Δｈの演算方法について図７を用いて説明
する。

【００８８】いま、アーム２２（即ち、照明装置１１）
の回転軸２４からリンク部２５までの距離をＬ_R0，指示
された照射角度をθ，リニアパルスモーター２６がリン
ク部２５を移動させる移動量をΔｈとした時、、照射角
度θは、 θ＝Ｔａｎ^-1（Δｈ／Ｌ_R0） …（１）で求めることができる。よって、この式を移動量をΔｈ
で整理すると、 Δｈ＝Ｔａｎθ×Ｌ_R0 …（２）として求められる。即ち、照射角度θの値に制御するに
は、ＭＰＵユニット３５からリニアパルスモーター制御
ユニット３０にΔｈの値だけ移動するよう信号を与えれ
ばよい。

【００８９】図８に戻り説明を続ける。ステップ１２で
照射角度が初期値になるようにリニアパルスモーター制
御ユニット３０に角度信号が送信されると、続くステッ
プ１４では、ＭＰＵユニット３５は画像入力ユニット３
１に信号を送り、ＣＣＤカメラ１２で撮像された画像デ
ータ（以下、ＩＤ画像という）の入力を行う。尚、この
入力されたＩＤ画像は画像メモリー３２に格納される。

【００９０】続くステップ１６では、ＭＰＵユニット３
５から画像処理ニット３３に信号を送り、ウエハー１５
に形成されているＩＤ１６の認識処理を行う。この認識
処理が終了すると、画像処理ユニット３３からＭＰＵユ
ニット３５へ認識結果が送られる。

【００９１】ところで、この認識処理の際、ＩＤ１６の
認識ができる場合とできない場合がある。よって、ステ
ップ１８ではＩＤ１６が認識できたか否かを判断し、Ｉ
Ｄ１６が認識できない場合には、ステップ２２において
ＭＰＵユニット３５は、照射角度が次の照射角度に変更
されるよう、リニアパルスモーター制御ユニット３０に
角度信号を送る。

【００９２】この際、ステップ２４において、ＭＰＵユ
ニット３５が設定する次の照射角度が、予め定められた
角度変更範囲を越えないようにするため、ステップ２４
ではステップ２で設定された次の照射角度が限界値を越
えていないか否かを判断する。そして、次の照射角度が
限界値を越えていないと判断された場合には、処理はス
テップ１２に戻る。

【００９３】一方、ステップ１８でＩＤ１６が認識でき
たと判断されると、処理はステップ２０に進む。ところ
で、ＩＤ１６の認識ができた場合であっても、その認識
状態が明瞭な場合と不明瞭な場合がある。当然のことな
がら、認識状態が明瞭な場合の方がＩＤ認識の信頼性は
向上する。

【００９４】このため、ステップ１６でＭＰＵユニット
３５へ送信される認識結果には、ＩＤ認識の可否と、そ
の認識がどのくらいの信頼度なのかを表す数値として確
認確定値が含まれている。この確認確定値が大きいほ
ど、その認識は正確であることを示す。ステップ２０で
は、この認識結果を照射角度θと共にメモリー３４に記
録する。

【００９５】ステップ２０の処理が終了すると、処理は
前記したステップ２２，２４に進み、次の照射角度が限
界値を越えていないと判断された場合には、処理はステ
ップ１２に戻る。即ち、ステップ１２〜ステップ２４の
処理は繰り返し実施され、角度変更範囲の全範囲におい
て実施される。

【００９６】続いて、ステップ２４において次の照射角
度が限界値を越えたと判断された場合の処理について説
明する。ステップ２４で肯定判断が行なわれると、処理
はステップ２６に進む。ステップ２６では、繰り返し実
施されたステップ１２乃至ステップ２４の処理におい
て、ＩＤ認識が１回でもされたか否かを判断する。

【００９７】そして、ステップ２６でＩＤ認識が１回も
行なわれなかったと判断されると、処理はステップ３０
に進みエラー処理を行なう。即ち、ＩＤ認識が１回も行
なわれない状態は、ウエハー１５の位置情報等が得られ
ない状態であり、従ってこの認識処理以降の処理（半導
体製造処理）を行なうことができない状態である。よっ
て、この場合にはステップ３０で当該ウエハー１５がエ
ラー状態であることを知らせ、当該ウエハー１５を半導
体製造ラインから取り除く等のエラー処理を行なう。

【００９８】一方、ステップ２６でＩＤ認識が行なわれ
たと判断されると、処理はステップ２８に進む。このス
テップ２８では、メモリー３４に記録された認識結果デ
ータの中で最も認識確定値が大きいものを、そのＩＤ１
６の認識結果とする。また、この時の照射角度を、その
ＩＤ１６を認識するための最良の画像が得られる光照射
角度としてメモリー３４に記憶させる。これにより、次
に同じ作成方法、製造工程を得たＩＤ１６を認識する際
に、直ちに最良の照射角度で光の照射を行なうことが可
能となり、照射角度の自動調整処理が不要となり認識処
理の効率化を図ることができる。

【００９９】図９は、ウエハー１５に関する情報を持つ
上位コンピューターシステム３６と画像処理装置１３と
の接続された場合の構成図である。同図に示す構成で
は、ＭＰＵユニット３５は上位コンピューターシステム
３６と接続され、相互に通信が可能になっている。ＭＰ
Ｕユニット３５は、上位コンピューターシステム３６か
らこれから認識処理を行おうとするＩＤ１６及びこのＩ
Ｄ１６が設けられたウエハー１５の情報（以下、この情
報をウエハーＩＤ情報という）と認識指令信号を受け取
る。

【０１００】ウエハーＩＤ情報には、ＩＤ１６の作成や
今までウエハー１５が経てきた工程の情報などが含まれ
ている。よって、図９に示す実施例の構成では、ウエハ
ーＩＤ情報をもとにして、ＭＰＵユニット３５はメモリ
ー３４に記録していた光照射角度の条件を検索して、最
良の画像が得られるような射角度を見つけ出し、直ちに
角度を調整し確認を始める。

【０１０１】この結果、いちいち照射角度を変えて認識
結果が最良となる照射角度を検出する必要がなくなり、
認識処理の効率化を図ることができる。また、照射角度
の条件は、上位コンピューターシステム３６内に存在す
るメモリーに記録され、照射角度の変更指令信号を上位
コンピューターシステム３６から直接ＭＰＵユニット３
６に取り出すことも可能となる。このため、画像処理装
置１３側におるメモリー３４の負担を軽減するとができ
る。

【０１０２】尚、上記した各実施例においては、ＣＣＤ
カメラ１２をハーフミラー１４の上部に位置させると共
に、照明装置１１をハーフミラー１４の横方向に移動可
能に設けた構成とした。しかるに、照明装置１１，ＣＣ
Ｄカメラ１２，及びハーフミラー１４の配置は、これに
限定されるものではなく、例えば照明装置１１とＣＣＤ
カメラ１２とを入替え、照明装置１１をハーフミラー１
４の上部に移動可能に配設すると共に、ＣＣＤカメラ１
２をハーフミラー１４の横方向に配置する構成としても
よい。この構成では、照明装置１１から照射される光は
ハーフミラー１４を透過してＩＤ１６に照射される構成
となる。

【０１０３】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、次に述
べる種々の効果を実現することができる。請求項１記載
の発明によれば、被検出物に対して単一の照明装置で光
の連続した角度変更が行えるので、様々な形状の被検出
物に対してコントラストの高い画像を得ることが可能と
なり、よって精度の高い光学的検出処理を行なうことが
できる。また、単一の照明装置でコントラストの高い画
像を得ることが可能となるため、照明装置の構成を簡単
化することがてきる。

【０１０４】また、請求項２及び請求項１０記載の発明
によれば、被検出物を半導体ウエハーに形成された溝部
の溝深さを浅くしても確実にこれを検出するとができ、
よって溝部形成時に発生する残骸量を少なくすることが
でき、溝部形成後に半導体ウエハーに形成される各種回
路の歩留りを向上させることができる。

【０１０５】また、請求項３及び請求項１１記載の発明
によれば、単に照明装置が照射角度を変更する変更中心
点からハーフミラーまでの離間距離Ｌ₀と、ハーフミラ
ーから被検査物までの離間距離Ｌ₁とが一致するよう照
明装置，ハーフミラー，及び被検査物の位置決めを行な
うのみで照射位置が一義的に決められるため、照射位置
の位置決め処理を容易に行なうことができる。

【０１０６】また、請求項４記載の発明によれば、照明
装置を光ファイバーを介して光源に接続する構成とする
ことにより、照明装置が移動しても光ファイバーはフレ
キシブルな構成であるため、照明装置の移動に容易に追
随させることができる。また、照射される光に指向性を
持たせることができ無駄な放射光の発生を抑制できるた
め、被検査物に照射された光の照度を高めることがで
き、これによってもコントラストの高い画像を得ること
ができる。

【０１０７】また、請求項５記載の発明によれば、照明
装置の光照射範囲を溝部の長さに対応させ全体に均一に
光を照射する構成とすることにより、確実に反射光を発
生させることができ、よって光学的検出処理の精度向上
を図ることができる。また、請求項６記載の発明によれ
ば、照明装置を移動させ照射する光の照射角度を変更す
る照明移動機構を設けることにより、この照明移動機構
を用いて自動的に光の照射角度を変更することが可能と
なると共に、照明装置が照射する光の照射角度をハーフ
ミラーに対して連続的に変更することができる。ま
た、駆動機構により光の照射角度を変更するため、照射
角度を自動調整することが可能となり、光学的検出処理
の処理時間が短縮し処理効率の向上を図ることができ
る。

【０１０８】また、請求項７記載の発明によれば、被検
査物に対する最良の光の照射角度を自動的に求めること
ができ、被検査物の認識率を向上させることができる。
また、請求項８記載の発明によれば、上位コンピュータ
ーシステムから品種や工程等の情報を受け取り、その情
報により照明光照射角度を制御することが可能となり、
被検査物毎に角度を変更して処理条件の良い画像を検出
する必要が無くなり、光学的検出処理の効率化を図るこ
とができる。

【０１０９】更に、請求項９記載の発明によれば、様々
な形状の被検出物に対してコントラストの高い画像を得
ることが可能となり、よって精度の高い光学的検出処理
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る光学的検出装置の構
成図である。

【図３】集光レンズユニットを説明するための図であ
る。

【図４】本発明の第１実施例に係る光学的検出装置の動
作を説明するための図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る光学的検出装置の正
面図である。

【図６】本発明の第２実施例に係る光学的検出装置の左
側面図である。

【図７】照明光の照射角度を求める方法を説明するため
の図である。

【図８】ＩＤ認識に最良の条件となる照明光照射角度を
求める処理を説明するためのフローチャートである。

【図９】上位コンピューターシステムと接続された構成
例を示す図である。

【図１０】従来の一例である同軸落射照明を用いた光学
的検出装置を示す図である。

【図１１】従来の一例である斜光照明を用いた光学的検
出装置を示す図である。

【符号の説明】

１０被検査物１１照明装置１２ＣＣＤカメラ１３画像処理装置１４ハーフミラー１５ウエハー１６ＩＤ１７光源１８光ファイバー１９集光レンズユニット２０光ファイバーライトガイド２１基台２２アーム２４回転軸２５リンク部２６リニアパルスモータ２８ガイドレール３１画像入力ユニット３２画像メモリー３３画像処理ユニット３４メモリー３５ＭＰＵユニット３６上位コンピュータシステム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査物に対し光を照射する照明装置
と、前記被検査物に照射された光の反射光を撮像手段により
受け取り画像データを生成する画像処理手段と、前記撮像手段と前記被検出物との間、または前記照明装
置と前記被検出物との間に配設されたハーフミラーと、前記画像処理手段により生成された画像データに基づき
被検査物の認識処理を行なう認識手段とを具備し、前記ハーフミラーに対し、前記照明装置が照射する光の
照射角度を連続的に変更可能な構成とすると共に、前記照明装置から前記ハーフミラーに照射され、前記ハ
ーフミラーで反射または透過された光が常に前記被検査
物に照射されるよう構成したことを特徴とする光学的検
出装置。
【請求項２】請求項１記載の光学的検出装置におい
て、前記被検出物は、半導体ウエハーに形成された溝部であ
ることを特徴とする光学的検出装置。
【請求項３】請求項１または２記載の光学的検出装置
において、前記照明装置が照射角度を連続的に変更する変更中心点
と前記ハーフミラーとの離間距離をＬ₀とすると共に、
前記ハーフミラーと前記被検査物との離間距離をＬ₁と
した場合、Ｌ₀＝Ｌ₁となるよう前記照明装置，前記ハ
ーフミラー，及び前記被検査物の配設位置を設定したこ
とを特徴とする光学的検出装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
光学的検出装置において、前記照明装置を光ファイバーを介して光源に接続すると
共に、該照明装置に前記光ファイバーを介して供給され
る光を平行光とする光学系を内設したことを特徴とする
光学的検出装置。
【請求項５】請求項２記載の光学的検出装置におい
て、前記照明装置の光照射範囲を前記溝部の長さに対応させ
たことを特徴とする光学的検出装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
光学的検出装置において、前記照明装置を移動させることにより照射する光の照射
角度を連続的に変更する照明移動機構を設け、かつ、該照明移動機構を、少なくとも前記撮像手段と前記ハーフミラーを固定保持
する基台部と、前記基台部に回転可能に軸承されると共に前記照明装置
が配設されたアーム部と、前記アームを回転駆動する駆動機構とを具備する構成と
したことを特徴とする光学的検出装置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
光学的検出装置において、前記認識手段に、前記照射角度の変更毎に、当該時における前記照明装置
が照射する光の照射角度と、当該照射角度における前記
被検査物の認識処理結果とを関連付けて記憶する認識結
果記憶手段と、前記認識結果記憶手段に記憶された認識処理結果の内、
最良の認識処理結果を選定する選定手段とを設けたこと
を特徴とする光学的検出装置。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれか１項に記載の
光学的検出装置において、前記認識手段に上位コンピュータシステムを接続すると
共に、該上位コンピュータシステムから供給される前記被検査
物の情報に基づき前記照明装置が照射する光の照射角度
を制御する照射角度制御手段を設けたことを特徴とする
光学的検出装置。
【請求項９】被検出物に光を照射し、その反射光を撮
像手段により受け取り画像データを形成し、画像処理に
より前記被検出物の認識処理を行う光学的検出処理にお
ける照明方法であって、前記被検出物に照射する光の照射角度を連続的に変更し
つつ、前記被検出物の認識処理を行うことを特徴とする
光学的検出処理における照明方法。
【請求項１０】請求項９記載の光学的検出処理におけ
る照明方法において、前記被検出物は、半導体ウエハーに形成された溝部であ
ることを特徴とする光学的検出処理における照明方法。
【請求項１１】請求項９または１０記載の光学的検出
処理における照明方法において、被検査物に対し光を照射する照明装置と、前記被検査物に照射された光の反射光を撮像手段により
受け取り画像データを生成する画像処理手段と、前記撮像手段と前記被検出物との間、または前記照明装
置と前記被検出物との間に配設されたハーフミラーと、前記画像処理手段により生成された画像データに基づき
被検査物の認識処理を行なう認識手段とを用い、前記照明装置が照射角度を連続的に変更する変更中心点
と前記ハーフミラーとの離間距離をＬ₀とすると共に、
前記ハーフミラーと前記被検査物との離間距離をＬ₁と
した場合、Ｌ₀＝Ｌ₁となるよう前記照明装置，前記ハ
ーフミラー，及び前記被検査物の配設位置を設定した
後、前記被検出物に照射する光の照射角度を連続的に変更し
つつ、前記被検出物の認識処理を行うことを特徴とする
光学的検出処理における照明方法。