特開 2023-70322 異物検査システム、照明装置及び異物検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023070322

(43)【公開日】2023-05-19

(54)【発明の名称】異物検査システム、照明装置及び異物検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/956 20060101AFI20230512BHJP

   G01N 21/84 20060101ALI20230512BHJP

【ＦＩ】

G01N21/956 A

G01N21/84 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021182411

(22)【出願日】2021-11-09

(71)【出願人】

【識別番号】000108627

【氏名又は名称】タカノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100181618

【弁理士】

【氏名又は名称】宮脇 良平

(74)【代理人】

【識別番号】100148149

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100165489

【弁理士】

【氏名又は名称】榊原 靖

(74)【代理人】

【識別番号】100214514

【弁理士】

【氏名又は名称】鳴村 英幸

(72)【発明者】

【氏名】古川 晶一

(72)【発明者】

【氏名】志水 早苗

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 彰

(72)【発明者】

【氏名】青木 正広

(72)【発明者】

【氏名】矢島 正男

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AA61

2G051AB01

2G051AB06

2G051BA06

2G051BA20

2G051BB01

2G051BB07

2G051BB09

2G051BC01

2G051CA03

2G051CB01

2G051DA06

2G051EC01

(57)【要約】

【課題】検査対象の内部における異物の有無を、状況に応じて柔軟に検査する。
【解決手段】異物検査システム１において、照明装置１０は、可視光及び赤外光を検査対象３に照射する。撮像装置３０は、照明装置１０により照射された可視光により検査対象３が撮像された可視画像と、照明装置１０により照射された赤外光により検査対象３が撮像された赤外画像と、を取得する。画像処理装置５０は、撮像装置３０により取得された可視画像及び赤外画像に基づいて、検査対象３の内部における異物の有無を検査する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

可視光及び赤外光を検査対象に照射する照明装置と、
前記照明装置により照射された前記可視光により前記検査対象が撮像された可視画像と、前記照明装置により照射された前記赤外光により前記検査対象が撮像された赤外画像と、を取得する撮像装置と、
前記撮像装置により取得された前記可視画像及び前記赤外画像に基づいて、前記検査対象の内部における異物の有無を検査する画像処理装置と、を備える、
異物検査システム。

【請求項2】

前記撮像装置は、前記可視光と前記赤外光との両方に感度を有する１台の画像センサを備え、前記１台の画像センサにより、前記可視画像と前記赤外画像とを取得する、
請求項１に記載の異物検査システム。

【請求項3】

前記撮像装置は、
前記照明装置により前記赤外光が照射された場合、前記画像センサ上の第１撮像エリアで受光された前記赤外光に基づいて、前記赤外画像を取得し、
前記照明装置により前記可視光が照射された場合、前記画像センサ上の第２撮像エリアで受光された前記可視光に基づいて、前記可視画像を取得する、
請求項２に記載の異物検査システム。

【請求項4】

前記画像センサの位置は、前記撮像装置の光軸の方向にシフト可能であり、
前記撮像装置は、
前記光軸の方向における前記画像センサの位置が第１の位置である場合に、前記赤外画像を取得し、
前記光軸の方向における前記画像センサの位置が、前記第１の位置とは異なる第２の位置である場合に、前記可視画像を取得する、
請求項２又は３に記載の異物検査システム。

【請求項5】

前記照明装置は、前記可視光及び前記赤外光を、予め定められた方向に搬送される前記検査対象の表面に対して斜め方向から照射し、
前記撮像装置は、前記照明装置から照射された前記可視光及び前記赤外光の反射光を受光し、受光した前記反射光に基づいて前記可視画像及び前記赤外画像を取得する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の異物検査システム。

【請求項6】

前記検査対象は、第１の層と第２の層とを含み、
前記画像処理装置は、前記異物として、前記第１の層と前記第２の層との間におけるボイドの有無を検査する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の異物検査システム。

【請求項7】

前記照明装置は、前記検査対象に対して、前記第１の層の側から前記赤外光を照射し、前記第２の層の側から前記可視光を照射する、
請求項６に記載の異物検査システム。

【請求項8】

前記第１の層は、可視光を透過しない性質を有し、
前記照明装置は、前記第２の層に対して研磨処理が行われる前において、前記検査対象に対して前記第１の層の側から前記赤外光を照射し、前記第２の層に対して前記研磨処理が行われた後において、前記検査対象に対して前記第２の層の側から前記可視光を照射する、
請求項７に記載の異物検査システム。

【請求項9】

前記第１の層は、シリコンの層であり、
前記第２の層は、タンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウムの層である、
請求項６から８のいずれか１項に記載の異物検査システム。

【請求項10】

前記画像処理装置は、
前記赤外画像と前記可視画像とのそれぞれから、前記異物の候補となる候補領域を切り出す切り出し部と、
前記切り出し部により切り出された前記候補領域を分類し、前記候補領域の分類結果に基づいて前記検査対象の内部における前記異物の有無を判定する分類部と、を含む、
請求項１から９のいずれか１項に記載の異物検査システム。

【請求項11】

前記照明装置は、
前記赤外光を発する赤外光源と、
前記可視光を発する可視光源と、
前記赤外光及び前記可視光を伝送するロッド状の伝送部材と、
前記赤外光源のオンとオフ、及び、前記可視光源のオンとオフを切り替える切り替え部と、を備え、
前記赤外光源から発せられた前記赤外光は、前記伝送部材の一端から前記伝送部材に入射して前記伝送部材の側面から出射し、
前記可視光源から発せられた前記可視光は、前記伝送部材の他端から前記伝送部材に入射して前記伝送部材の前記側面から出射する、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の異物検査システム。

【請求項12】

前記照明装置は、
前記伝送部材の前記一端に、前記赤外光を透過し、且つ、前記可視光を反射する赤外光透過フィルタと、
前記伝送部材の前記他端に、前記可視光を透過し、且つ、前記赤外光を反射する可視光透過フィルタと、を更に備え、
前記赤外光源から発せられた前記赤外光は、前記赤外光透過フィルタを通って前記伝送部材の前記一端から前記伝送部材に入射し、
前記可視光源から発せられた前記可視光は、前記可視光透過フィルタを通って前記伝送部材の前記他端から前記伝送部材に入射する、
請求項１１に記載の異物検査システム。

【請求項13】

赤外光を発する赤外光源と、
可視光を発する可視光源と、
前記赤外光及び前記可視光を伝送するロッド状の伝送部材と、
前記赤外光源のオンとオフ、及び、前記可視光源のオンとオフを切り替える切り替え部と、を備え、
前記赤外光源から発せられた前記赤外光は、前記伝送部材の一端から前記伝送部材に入射して前記伝送部材の側面から出射し、
前記可視光源から発せられた前記可視光は、前記伝送部材の他端から前記伝送部材に入射して前記伝送部材の前記側面から出射する、
照明装置。

【請求項14】

前記伝送部材の前記一端に、前記赤外光を透過し、且つ、前記可視光を反射する赤外光透過フィルタと、
前記伝送部材の前記他端に、前記可視光を透過し、且つ、前記赤外光を反射する可視光透過フィルタと、を更に備え、
前記赤外光源から発せられた前記赤外光は、前記赤外光透過フィルタを通って前記伝送部材の前記一端から前記伝送部材に入射し、
前記可視光源から発せられた前記可視光は、前記可視光透過フィルタを通って前記伝送部材の前記他端から前記伝送部材に入射する、
請求項１３に記載の照明装置。

【請求項15】

検査対象に赤外光を照射することにより、前記検査対象が前記赤外光で撮像された赤外画像を取得する第１の取得ステップと、
前記第１の取得ステップで取得された前記赤外画像に基づいて、前記検査対象の内部における所定の条件を満たす第１の異物の有無を判定する第１の判定ステップと、
前記第１の判定ステップで前記検査対象の内部に所定の条件を満たす前記第１の異物が無いと判定された場合、前記検査対象を研磨する研磨ステップと、
前記研磨ステップで研磨された前記検査対象に可視光を照射することにより、前記検査対象が前記可視光で撮像された可視画像を取得する第２の取得ステップと、
前記第２の取得ステップで取得された前記可視画像に基づいて、前記検査対象の内部における第２の異物の有無を判定する第２の判定ステップと、を含む、
異物検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異物検査システム、照明装置及び異物検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

検査対象の内部における異物の有無を検査する技術が知られている。例えば、特許文献１は、積層体に向けて赤外波長の照明光を照射することで積層体の内部を観察し、積層体の界面に潜むボイドを検査するボイド検査装置を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１６８２８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような赤外光を用いることにより、可視光では検査が難しい場合でも、検査対象の内部における異物の有無を検査することができる。その一方で、赤外光を用いた検査では、一般的に、可視光を用いた検査ほどの高い精度で異物の有無を検査することが難しい。また、検査対象の材料によっては、可視光を用いた方が適切である場合もある。このような事情のもと、検査対象の内部における異物の有無を、状況に応じて柔軟に検査することが求められている。

【0005】

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、検査対象の内部における異物の有無を、状況に応じて柔軟に検査することが可能な異物検査システム等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る異物検査システムは、
可視光及び赤外光を検査対象に照射する照明装置と、
前記照明装置により照射された前記可視光により前記検査対象が撮像された可視画像と、前記照明装置により照射された前記赤外光により前記検査対象が撮像された赤外画像と、を取得する撮像装置と、
前記撮像装置により取得された前記可視画像及び前記赤外画像に基づいて、前記検査対象の内部における異物の有無を検査する画像処理装置と、を備える。

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る照明装置は、
赤外光を発する赤外光源と、
可視光を発する可視光源と、
前記赤外光及び前記可視光を伝送するロッド状の伝送部材と、
前記赤外光源のオンとオフ、及び、前記可視光源のオンとオフを切り替える切り替え部と、を備え、
前記赤外光源から発せられた前記赤外光は、前記伝送部材の一端から前記伝送部材に入射して前記伝送部材の側面から出射し、
前記可視光源から発せられた前記可視光は、前記伝送部材の他端から前記伝送部材に入射して前記伝送部材の前記側面から出射する。

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る異物検査方法は、
検査対象に赤外光を照射することにより、前記検査対象が前記赤外光で撮像された赤外画像を取得する第１の取得ステップと、
前記第１の取得ステップで取得された前記赤外画像に基づいて、前記検査対象の内部における所定の条件を満たす第１の異物の有無を判定する第１の判定ステップと、
前記第１の判定ステップで前記検査対象の内部に所定の条件を満たす前記第１の異物が無いと判定された場合、前記検査対象を研磨する研磨ステップと、
前記研磨ステップで研磨された前記検査対象に可視光を照射することにより、前記検査対象が前記可視光で撮像された可視画像を取得する第２の取得ステップと、
前記第２の取得ステップで取得された前記可視画像に基づいて、前記検査対象の内部における第２の異物の有無を判定する第２の判定ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、検査対象の内部における異物の有無を、状況に応じて柔軟に検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係る異物検査システムの全体構成を示す模式図である。

【図2】実施形態における検査対象の例を示す図である。

【図3】（ａ）は、実施形態に係る異物検査システムの照明装置の構成を示す図である。（ｂ）は、（ａ）に示した照明装置が赤外光を照射する場合を示す図である。（ｃ）は、（ａ）に示した照明装置が可視光を照射する場合を示す図である。

【図4】実施形態において検査対象に赤外光が照射される様子を示す図である。

【図5】実施形態において検査対象に可視光が照射される様子を示す図である。

【図6】実施形態に係る異物検査システムの撮像装置により撮像された検査対象の赤外画像の例を示す図である。

【図7】実施形態に係る異物検査システムの撮像装置により撮像された検査対象の可視画像の例を示す図である。

【図8】実施形態に係る異物検査システムの撮像装置におけるフォーカス位置のずれの例を示す図である。

【図9】実施形態に係る異物検査システムの画像処理装置の構成を示すブロック図である。

【図10】実施形態に係る異物検査システムにより実行される異物検査処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付す。

【0012】

（実施形態１）
図１に、本発明の実施形態に係る異物検査システム１の全体構成を示す。異物検査システム１は、検査対象３における異物の有無を検査する装置である。

【0013】

＜検査対象３＞
検査対象３は、異物検査システム１による異物検査の対象となる物体である。図２に示すように、検査対象３は、第１の層３ａと第２の層３ｂとを有する積層体である。第１の層３ａは、第１の材料により形成されており、第２の層３ｂは、第１の材料とは異なる第２の材料により形成されている。このように、検査対象３は、異なる２つの材料が貼り合わされた板状の物体である。

【0014】

より詳細には、検査対象３は、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタである。ここで、ＳＡＷフィルタは、携帯電話、スマートフォン等の通信機器に主に使用される素子であって、特定の周波数帯域の電気信号を取り出す素子である。

【0015】

ＳＡＷフィルタにおいて、第１の層３ａは、シリコン（Ｓｉ）の層、すなわちシリコンを材料として形成される層である。一方で、第２の層３ｂは、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３、以下では「ＬＴ」と呼ぶ。）の層、すなわちＬＴを材料として形成される層である。ＳＡＷフィルタは、シリコンのウェハとＬＴのウェハとを常温接合で貼り合わせることにより生成される。

【0016】

異物検査システム１は、検査対象３の内部における異物Ｘ１の有無を検査する。言い換えると、異物検査システム１は、検査対象３に異物Ｘ１が含まれているか否かを検査する。異物検査システム１は、異物Ｘ１として、検査対象３における第１の層３ａと第２の層３ｂとの間におけるボイドの有無を検査する。ここで、ボイドは、検査対象３の内部に生じる空洞である。ボイドは、２つのウェハを貼り合わせた際に、２つのウェハ間の未接合部として発生する傾向がある。ボイドが発生すると、ＳＡＷフィルタの性能に影響を及ぼす。異物検査システム１は、ＳＡＷフィルタの内部にボイドが発生しているか否かを検査することにより、ＳＡＷフィルタとして使用できる領域の特定を行う。

【0017】

なお、図２に示すように、検査対象３は、ボイド以外の異物Ｘ２，Ｘ３を含んでいる。具体的に、異物Ｘ２は、表面異物であって、検査対象３の表面に付着した埃、ゴミ等の付着物である。このような異物Ｘ２は、出荷前の洗浄で除去可能である。また、異物Ｘ２は、撮像により黒色の欠陥として画像化されるため、画像処理で判別可能である。また、異物Ｘ３は、静電チャックからウェハに転写された異物が常温接合の際にウェハに作る窪み等である。このような異物Ｘ３は、後述するＣＭＰ処理により除去されるが、常温接合装置の環境把握として必要となる。一方で、ボイドである異物Ｘ１は、最終製品の欠陥として残る。異物Ｘ３と異物Ｘ１とは、撮像により異なる特徴を有する欠陥として画像化されるため、画像処理で分類可能である。

【0018】

図１に戻って、異物検査システム１は、照明装置１０と、撮像装置３０と、画像処理装置５０と、を備える。

【0019】

＜照明装置１０＞
照明装置１０は、検査対象３に可視光及び赤外光を照射するユニットである。具体的には、照明装置１０は、可視光として、例えば波長が４５０～７００ｎｍの電磁波を照射する。また、照明装置１０は、赤外光として、例えば波長が１１００～１２００ｎｍの電磁波（近赤外光及び短波赤外光）を照射する。以下では、可視光と赤外光とを区別せずに称する場合は、「光」と総称する。

【0020】

図１に示すように、照明装置１０は、検査対象３の上方に配置されており、検査対象３に対してその上方から光（可視光及び赤外光）を照射する。より詳細には、検査対象３は、図示を省略する搬送部により予め定められた搬送経路を、予め定められた方向に搬送される。図１の例では、検査対象３は、＋Ｙ方向に搬送される。

【0021】

照明装置１０は、予め定められた方向に搬送される検査対象３の表面に対して斜め方向から光（可視光及び赤外光）を照射する。具体的には、照明装置１０は、検査対象３が搬送される検査対象３の表面の垂直方向であるＺ方向に対して３０°程度（例えば１０～４５°）傾いた方向から、検査対象３に向けて光を照射する。言い換えると、異物検査システム１は、同軸落射照明を採用せず、正反射の照明条件で、照明装置１０から検査対象３に光を照射する。

【0022】

このように正反射の照明条件を採用する理由は、同軸落射照明の場合、光学系の中にビームスプリッタを設置することが必要となり、以下の（１）～（４）のような短所があるためである。照明装置１０は、正反射の照射条件を採用することで、このような同軸落射照明の短所を回避することができる。
（１）ビームスプリッタによる輝度ムラの発生リスクが生じる。
（２）入射光と反射光とがそれぞれビームスプリッタを通過するため、少なくとも１／４の光量減衰が生じ、高速性を損なう。
（３）ビームスプリッタに常時光が当たることで、発熱による光学機器（ワークディスタンス）への影響が出る。
（４）レンズの選択が難しい。

【0023】

より詳細には、照明装置１０は、図３（ａ）に示すように、赤外光源１１と、可視光源１２と、伝送部材１３と、赤外光透過フィルタ１４と、可視光透過フィルタ１５と、切り替え部１６と、を備える。

【0024】

赤外光源１１は、伝送部材１３の一端の側（図３（ａ）では＋Ｘ側）に設けられており、波長１１００～１２００ｎｍの赤外光を発する。可視光源１２は、伝送部材１３の他端の側（図３（ａ）では－Ｘ側）に設けられており、波長４５０～７００ｎｍの可視光を発する。赤外光源１１及び可視光源１２は、具体的には、それぞれ対応する波長の光を発するＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。

【0025】

伝送部材１３は、例えば石英ロッドである。伝送部材１３は、その内部において、赤外光源１１から発せられた赤外光、及び、可視光源１２から発せられた可視光を伝送（導光）し、赤外光及び可視光をその側面から出射する。伝送部材１３は、ロッド状の形状をしており、その長手方向は、±Ｘ方向、すなわち検査対象３が搬送される搬送方向と直交する方向に相当する。伝送部材１３は、図示を省略する支持部材により支持される。支持部材は、例えば、アルミケージングである。支持部材には、カバーガラス又はシリンドリカルレンズが装着されている。

【0026】

伝送部材１３に入射した赤外光及び可視光は、その内部を長手方向に伝送する。伝送部材１３は、赤外光及び可視光が出射する面（照射面）の対面に、伝送部材１３の内部を伝送される赤外光及び可視光を反射する反射材１３ａを備える。反射材１３ａは、赤外光及び可視光を反射する性質を有する適宜の物質（例えば、白色の塗料等）である。反射材１３ａは、伝送部材１３における照射面の対面に塗布されており、伝送部材１３の内部を伝送される赤外光及び可視光を反射する。このような反射材１３ａの作用により、伝送部材１３の内部を伝送する光は、レンズ作用により指向性が高い平行光線に近い照射光として、伝送部材１３の側面から長手方向とは垂直な方向に出射する。このように、照明装置１０は、ロッド状の伝送部材１３から赤外光及び可視光を照射することにより、赤外光及び可視光を、±Ｘ方向における局所的な輝度ムラ及び波長ムラを抑えて、検査対象３上におけるライン状の領域に照射することができる。

【0027】

赤外光透過フィルタ１４は、伝送部材１３の一端に設けられており、赤外光源１１から発せられた赤外光を透過し、且つ、可視光源１２から発せられた可視光を反射する。可視光透過フィルタ１５は、伝送部材１３の他端に設けられており、可視光源１２から発せられた可視光を透過し、且つ、赤外光源１１から発せられた赤外光を反射する。赤外光透過フィルタ１４及び可視光透過フィルタ１５は、例えば、波長選択性を有する蒸着フィルタである。

【0028】

切り替え部１６は、赤外光源１１のオンとオフ、及び、可視光源１２のオンとオフを切り替える。切り替え部１６は、例えば、ユーザにより制御されるスイッチである。切り替え部１６は、赤外光源１１及び可視光源１２と信号線で接続されており、ユーザの制御に従って、赤外光源１１が赤外光を発し、且つ、可視光源１２が可視光を発しない第１状態と、赤外光源１１が赤外光を発せず、且つ、可視光源１２が可視光を発する第２状態と、を切り替える。

【0029】

第１に、検査対象３に赤外光を照射する場合、照明装置１０は、図３（ｂ）に示すように、赤外光源１１をオンし、且つ、可視光源１２をオフする。この場合、赤外光源１１から発せられた赤外光は、赤外光透過フィルタ１４を通って、伝送部材１３の一端から伝送部材１３に入射する。そして、伝送部材１３に入射した赤外光は、図３（ｂ）において矢印で示すように、伝送部材１３の内部を通り、伝送部材１３の側面から放射される。その際、赤外光が伝送部材１３の他端に到達すると、可視光透過フィルタ１５で全反射される。

【0030】

第２に、検査対象３に可視光を照射する場合、照明装置１０は、図３（ｃ）に示すように、可視光源１２をオンし、且つ、赤外光源１１をオフする。この場合、可視光源１２から発せられた可視光は、可視光透過フィルタ１５を通って、伝送部材１３の他端から伝送部材１３に入射する。そして、伝送部材１３に入射した可視光は、図３（ｃ）において矢印で示すように、伝送部材１３の内部を通り、伝送部材１３の側面から放射される。その際、可視光が伝送部材１３の一端に到達すると、赤外光透過フィルタ１４で全反射される。

【0031】

このように赤外光透過フィルタ１４及び可視光透過フィルタ１５を設けることで、照明装置１０は、赤外光及び可視光が伝送部材１３の端部から抜けることを抑えることができる。そのため、赤外光及び可視光を伝送部材１３の側面から効率良く放射することができる。

【0032】

なお、図３（ａ）～（ｃ）では、赤外光源１１及び可視光源１２が伝送部材１３の両端に配置されているが、赤外光源１１及び可視光源１２は、これ以外の場所に配置されても良い。赤外光源１１及び可視光源１２が伝送部材１３の両端以外の場所に配置される場合、例えば光ファイバー、外部光学系等を用いて、赤外光源１１から発せられた赤外光を伝送部材１３の一端に導き、可視光源１２から発せられた可視光を伝送部材１３の他端に導いても良い。また、赤外光源１１から発せられた赤外光及び可視光源１２から発せられた可視光を伝送部材１３に効率良く導く光学系を用いても良い。

【0033】

異物検査システム１は、このような照明装置１０を用いて、検査対象３に赤外光及び可視光を照射して、異物Ｘ１の有無を検査する。照明装置１０は、伝送部材１３の両端から赤外光と可視光とを入射する構成であるため、１台の照明装置１０で、赤外光の照射と可視光の照射とを容易に切り替えることができる。また、照明装置１０は、輝度ムラ及び波長ムラを抑えつつ、赤外光及び可視光を同じ位置から照射することができる。

【0034】

上述したように、検査対象３の第１の層３ａは、シリコン（Ｓｉ）の層である。シリコンは、９００ｎｍより短い波長の可視光を透過しないという性質を有する。そのため、第１の層３ａの側から可視光を照射しても、検査対象３の内部を検査することは難しい。一方で、シリコンにおける透過率は、９００ｎｍ以上の波長から徐々に上がる。そして、概ね１０００ｎｍ以上の波長の赤外光であれば、シリコンの層の内部を観察するのに十分な光量が得られる。

【0035】

そのため、図４に示すように、照明装置１０は、検査対象３に対して、第１の層３ａの側から赤外光を照射する。この場合、検査対象３は、第１の層３ａを照明装置１０及び撮像装置３０の方向である上方に向けた状態で、搬送部により搬送される。

【0036】

より詳細には、照明装置１０は、第２の層３ｂに対してＣＭＰ（Chemical-Mechanical Polishing；化学的機械的研磨）が行われる前において、切り替え部１６により赤外光源１１をオンし、且つ、可視光源１２をオフすることにより、検査対象３に対して第１の層３ａの側から赤外光を照射する。ここで、ＣＭＰは、半導体ウェハの表面を研磨により平坦化する処理を意味する。ＣＭＰは、専用のＣＭＰ装置により、研磨材を含む薬品を用いて化学的に、且つ、砥石で機械的にウェハの表面を磨くことで行われる。ＣＭＰは、研磨処理の一例である。

【0037】

ＬＴの層である第２の層３ｂは、ＣＭＰにより研磨される前の状態では、薄膜化されておらず、鏡面処理が行われていない。そのため、ＣＭＰにより研磨される前における第２の層３ｂの側からの検査では、表面における光の散乱の影響で、異物検査の精度はφ１００μｍ程度が限界であり、精度の高い検査は難しい。なお、可視光を用いない手法として超音波を用いた検査手法も存在するが、例えば４インチのウェハの全面を測定する条件で半日程度の時間を要するため、インライン化は難しい。

【0038】

一方で、第２の層３ｂにＣＭＰを行った後であれば、可視光で検査を行うことにより、超音波を用いた場合と同等レベルであるφ５μｍ程度の精度での検査と、高速な検査と、の両立が可能である。しかしながら、検査対象３の内部にボイド等の異物を残した状態でＣＭＰを行うと、多数のパーティクルがＣＭＰ装置内で発生し、基板割れ等のような装置メンテナンスが必要となる状況につながる。その場合、例えば真空を再現するための装置メンテナンス（復旧）の作業に２～３時間を要する。

【0039】

このような事情のもと、ＣＭＰにより第２の層３ｂが研磨される前の状態では、照明装置１０は、図４に示すように、ＬＴの層である第２の層３ｂの側からは可視光も赤外光も照射せず、シリコンの層である第１の層３ａの側から赤外光を照射する。これにより、異物検査システム１は、歩留まりの向上を目的とする異物検査を行う。赤外光を用いることにより、φ１０～２０μｍ程度の精度で、検査対象３の内部における異物の有無を検査することができる。

【0040】

一方で、第２の層３ｂがＣＭＰにより研磨されると、第２の層３ｂは薄膜化され、表面における光の散乱は抑えられる。これにより、可視光により検査対象３の内部の検査が可能となる。可視光を用いた検査は、赤外光よりも高い精度を達成できるため、出荷検査において、最終的な製品としてのＳＡＷフィルタの性能を保証するために必要となる。

【0041】

そのため、照明装置１０は、図５に示すように、第２の層３ｂに対してＣＭＰが行われた後において、切り替え部１６により可視光源１２をオンし、且つ、赤外光源１１をオフすることにより、検査対象３に対して第２の層３ｂの側から可視光を照射する。この場合、検査対象３は、第２の層３ｂを照明装置１０及び撮像装置３０の方向である上方に向けた状態で、搬送部により搬送される。なお、異物Ｘ２は洗浄により除去され、異物Ｘ３はＣＭＰ処理により除去されるため、図５では図示していない。

【0042】

このように、異物検査システム１は、ＣＭＰの前では、ＣＭＰの際に装置の不具合が起きないようにという生産性の向上のために赤外光を用いて異物の有無を検査し、ＣＭＰの後では、最終的な製品としてのＳＡＷフィルタの性能を保証するために可視光を用いて異物の有無を検査する。

【0043】

ここで、ＬＴの層である第２の層３ｂの厚みは、ＣＭＰ処理により数μｍオーダーになる。そのため、膜厚ムラによる干渉と疑似欠陥検出が生じるおそれがある。膜厚ムラを抑制するためには、広いバンド幅の可視光を照射する必要がある。例えば第２の層３ｂの厚みが３μｍ（３０００ｎｍ）である場合、第２の層３ｂによる光路差は、３０００ｎｍ×屈折率２×光路往復分２＝１２０００ｎｍと計算される。この場合、波数は、光路差の逆数をとることで、８３３ｃｍ^－１と計算される。

【0044】

照明装置１０により照射される可視光の波長領域は４５０ｎｍ～７００ｎｍであるため、その波数は１４２８６～２２２２２ｃｍ^－１であり、バンド幅は約８０００ｃｍ^－１である。すなわち、照明装置１０により照射される可視光は、ＣＭＰ後の第２の層３ｂの厚みの光路差ΔＬに対して、８～１０倍のバンド幅を持つ。そのため、膜厚ムラを抑制することができる。一方で、ボイドによる光路差は、約５００ｎｍである。すなわち、その波数は約２００００ｃｍ^－１であり、照明装置１０により照射される可視光のバンド幅である約８０００ｃｍ^－１よりも大きい。そのため、膜厚ムラを抑制しつつ、ボイドが存在する場合にはそのボイドを安定して画像化することができる。

【0045】

＜撮像装置３０＞
図１に戻って、撮像装置３０は、検査対象３を撮像することにより、検査対象３の撮像画像を取得するユニットである。撮像装置３０は、搬送部により搬送される検査対象３の上方に配置されており、照明装置１０により照射された光が検査対象３で反射された反射光を受光する。これにより、撮像装置３０は、照明装置１０により検査対象３に光が照射される領域であるライン状の領域を撮像する。

【0046】

撮像装置３０は、可視光及び赤外光を集光する１個のレンズ３１と、可視光と赤外光との両方に感度を有する１台の画像センサ３２と、を備える。また、撮像装置３０は、図示を省略するが、画像センサ３２により得られた画像を表すアナログ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換器を備える。

【0047】

画像センサ３２は、可視領域と赤外領域とをカバーする波長領域（例えば４００～１７００ｎｍ）に感度を有する撮像素子を備える。画像センサ３２は、レンズ３１による集光位置に配置されている。画像センサ３２は、照明装置１０により照射され、検査対象３により反射された可視光及び赤外光を受光し、可視画像及び赤外画像を生成する。

【0048】

より詳細には、画像センサ３２は、アレイ状に配置されたフォトダイオードと、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いた読み出し回路と、を備える。フォトダイオードは、具体的には、化合物半導体であるＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ素）である。画像センサ３２に入射された可視光及び赤外光は、フォトダイオードにより光電変換され、読み出し回路により信号として読み出される。画像センサ３２により読み出された信号は、画像処理装置５０に出力される。

【0049】

このように広い波長領域に感度を有する画像センサ３２を用いることで、検査対象３が可視光に透明な材料を有する場合の他に、検査対象３がシリコンのような可視光に透明でない材料を有する場合にも対応可能となっている。

【0050】

より詳細には、照明装置１０が検査対象３に対して赤外光を照射した場合、撮像装置３０は、赤外光により検査対象３を撮像することで、検査対象３の赤外画像を取得する。一方で、照明装置１０が検査対象３に対して可視光を照射した場合、撮像装置３０は、可視光により検査対象３を撮像することで、検査対象３の可視画像を取得する。

【0051】

図６に、一例として、撮像装置３０により撮像された赤外画像Ｐ１を示す。赤外画像Ｐ１は、図４に示したように、照明装置１０が検査対象３に対して第１の層３ａの側から赤外光を照射した場合に、撮像装置３０により撮像される撮像画像である。

【0052】

図６に示すように、赤外画像Ｐ１は、ＣＭＰ前の検査対象３が赤外光により撮像された画像である。赤外画像Ｐ１には、ＣＭＰ前の検査対象３に含まれる異物Ｘ１～Ｘ３が撮像されている。ここで、赤外画像Ｐ１は、透過式の光学系ではなく反射式の光学系で撮像されたものであるため、ボイドである異物Ｘ１と窪みである異物Ｘ３は、白色の領域として撮像される。一方で、検査対象３の表面に付着した表面異物である異物Ｘ２は、異物Ｘ１～Ｘ３以外の周辺領域に近い色である黒色の領域として撮像される。このように、検査対象３に異物Ｘ１～Ｘ３が存在する場合、それらは判別可能な領域として赤外画像Ｐ１に撮像される。

【0053】

図７に、一例として、撮像装置３０により撮像された可視画像Ｐ２を示す。可視画像Ｐ２は、図５に示したように、照明装置１０が検査対象３に対して第２の層３ｂの側から可視光を照射した場合に、撮像装置３０により撮像される撮像画像である。

【0054】

図７に示すように、可視画像Ｐ２は、ＣＭＰ後の検査対象３が可視光により撮像された画像である。可視画像Ｐ２には、ＣＭＰ後の検査対象３に含まれるボイドである異物Ｘ１が、白色の領域として撮像される。このように、検査対象３に異物Ｘ１が存在する場合、それらは判別可能な領域として可視画像Ｐ２に撮像される。

【0055】

なお、赤外画像Ｐ１の取得時と可視画像Ｐ２の取得時とで、レンズの色収差、検査対象３の設置の仕方の違い等に起因して、画像センサ３２上におけるフォーカス位置がずれる。このようなフォーカス位置のずれに対応して、１台の画像センサ３２でフォーカスが合った赤外画像Ｐ１と可視画像Ｐ２とを取得するため、画像センサ３２として、ラインセンサではなく、１回の撮像で２次元状の画像を取得可能なエリアセンサが用いられる。そして、撮像装置３０は、エリアセンサである画像センサ３２上の全エリアを用いず、フォーカスが合った一部のエリアのみで受光された赤外光及び可視光に基づいて、それぞれ赤外画像Ｐ１及び可視画像Ｐ２を取得する。

【0056】

具体的には、図８に示すように、照明装置１０により赤外光が照射された場合、赤外光は、予め定められた方向に搬送される検査対象３で反射され、反射光が撮像装置３０により受光される。ここで、赤外光の光路及び赤外光が照射される検査対象３は、図８において破線で示している。このとき、検査対象３上の位置Ｒ１で反射した赤外光は、レンズ３１を通って、画像センサ３２上における位置Ｆ１にフォーカスされる。ここで、位置Ｆ１は、位置Ｒ１とレンズ３１の主点とを通る直線上の位置である。この場合、撮像装置３０は、位置Ｆ１を中心とするエリアである第１撮像エリアで受光された赤外光に基づいて、赤外画像Ｐ１を取得する。赤外画像Ｐ１には、検査対象３上の位置Ｒ１を中心とする第１検査エリアが撮像される。撮像装置３０は、搬送部により搬送される検査対象３の搬送速度に応じたタイミングで繰り返し赤外画像Ｐ１を取得する。これにより、検査対象３の全体のエリアを赤外光で撮像する。

【0057】

これに対して、照明装置１０により可視光が照射された場合、可視光は、予め定められた方向に搬送される検査対象３で反射され、反射光が撮像装置３０により受光される。ここで、可視光の光路及び可視光が照射される検査対象３は、図８において実線で示している。このとき、検査対象３上の位置Ｒ２で反射した可視光は、レンズ３１を通って、画像センサ３２上における、位置Ｆ１からずれた位置Ｆ２にフォーカスされる。ここで、位置Ｆ２は、位置Ｒ２とレンズ３１の主点とを通る直線上の位置である。この場合、撮像装置３０は、位置Ｆ２を中心とするエリアである第２撮像エリアで受光された可視光に基づいて、可視画像Ｐ２を取得する。可視画像Ｐ２には、検査対象３上の位置Ｒ２を中心とする第２検査エリアが撮像される。撮像装置３０は、搬送部により搬送される検査対象３の搬送速度に応じたタイミングで繰り返し可視画像Ｐ２を取得する。これにより、検査対象３の全体のエリアを可視光で撮像する。

【0058】

ここで、第１撮像エリアと第２撮像エリアとは、画像センサ３２上の互いに異なるエリアであるが、その一部が重複しても良い。個々の検査条件の下で予めキャリブレーションによりフォーカスが合うエリアが特定され、特定されたエリアが第１撮像エリア及び第２撮像エリアとして設定される。なお、撮像装置３０は、第１撮像エリアから赤外画像Ｐ１を生成する処理、及び、第２撮像エリアから可視画像Ｐ２を生成する処理に、ＲＯＩ（Region Of Interest）の機能を利用しても良い。

【0059】

このように、エリアセンサを用いることにより、１台の画像センサ３２を用いて赤外光と可視光とを受光するシステムにおいて、レンズの色収差等に起因するフォーカス位置のずれを調整することができる。その結果として、１台の画像センサ３２を用いて、高い解像度で赤外画像Ｐ１と可視画像Ｐ２との両方を取得することができる。また、装置の経時変化に起因するフォーカス位置のずれが生じても、柔軟に対応が可能である。

【0060】

なお、このような手法に限らず、図８において一点鎖線で示す撮像装置３０の光軸の方向に変化させることで、色収差等に起因するフォーカス位置のずれを調整しても良い。この場合、第１撮像エリアと第２撮像エリアとは同じエリアに固定しても良い。

【0061】

具体的に説明すると、撮像装置３０は、図示を省略するが、画像センサ３２の位置を撮像装置３０の光軸の方向にシフトさせることが可能なシフト機構を備えており、画像センサ３２の位置は、シフト機構により撮像装置３０の光軸の方向に調整可能であっても良い。この場合、撮像装置３０は、光軸の方向における画像センサ３２の位置が第１の位置である場合に、赤外画像Ｐ１を取得し、光軸の方向における画像センサ３２の位置が、第１の位置とは異なる第２の位置である場合に、可視画像Ｐ２を取得する。言い換えると、赤外画像Ｐ１の取得時と可視画像Ｐ２の取得時とで、画像センサ３２の位置を光軸の方向に変化させる。

【0062】

このように画像センサ３２の位置を光軸の方向に変化させることにより、レンズの色収差等に起因するフォーカス位置のずれを調整することができる。これにより、画像センサ３２上の同じ撮像エリアで赤外画像Ｐ１と可視画像Ｐ２との両方を取得可能であるため、第１撮像エリアと第２撮像エリアとを同じエリアに固定しつつ、フォーカスが合った赤外画像Ｐ１及び可視画像Ｐ２を取得することが可能である。更に、画像センサ３２の位置が光軸の方向にシフト可能である場合、画像センサ３２上の同じ撮像エリアで赤外画像Ｐ１と可視画像Ｐ２とを取得可能であるため、画像センサ３２はエリアセンサであることに限らず、ラインセンサであっても良い。

【0063】

＜画像処理装置５０＞
図１に戻って、画像処理装置５０は、撮像装置３０により取得された可視画像Ｐ２及び赤外画像Ｐ１に基づいて、検査対象３の内部における異物の有無を検査するユニットである。画像処理装置５０は、具体的には、パーソナルコンピュータ、クラウドサーバ等の情報処理装置である。

【0064】

図９に示すように、画像処理装置５０は、制御部５１と、記憶部５２と、入力受付部５３と、表示部５４と、通信部５５と、を備える。

【0065】

制御部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。ＣＰＵは、マイクロプロセッサ等を備えており、様々な処理や演算を実行する中央演算処理部である。制御部５１において、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出して、ＲＡＭをワークメモリとして用いながら、画像処理装置５０全体の動作を制御する。なお、制御部５１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の画像処理用のプロセッサを備えていても良い。

【0066】

記憶部５２は、フラッシュメモリ、ハードディスク等の不揮発性メモリである。記憶部５２は、制御部５１によって実行されるプログラム及びデータ、及び、制御部５１によって生成されるデータを記憶する。

【0067】

入力受付部５３は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置を備えており、ユーザからの操作入力を受け付ける。

【0068】

表示部５４は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の表示装置を備えており、制御部５１による制御のもとで様々な画像を表示する。例えば、表示部５４は、異物検査システム１による検査結果を表す画像を表示する。

【0069】

通信部５５は、撮像装置３０を含む画像処理装置５０の外部の機器と通信するための通信インタフェースを備える。例えば、通信部５５は、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の周知の通信規格に則って、外部の機器と通信する。

【0070】

制御部５１は、機能的に、切り出し部１１０と、分類部１２０と、出力部１３０と、を備える。制御部５１において、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに読み出して、そのプログラムを実行して制御することにより、これら各部として機能する。

【0071】

切り出し部１１０は、赤外画像Ｐ１と可視画像Ｐ２とのそれぞれから、検出対象であるボイドの候補となる候補領域を切り出す。具体的に説明すると、切り出し部１１０は、撮像装置３０により赤外画像Ｐ１が取得された場合、周知の画像処理の手法を用いて、赤外画像Ｐ１を解析する。そして、切り出し部１１０は、赤外画像Ｐ１内の特定の条件を満たす領域を、ボイドが写っている可能性がある候補領域として特定し、赤外画像Ｐ１から切り出す。

【0072】

より詳細には、切り出し部１１０は、赤外画像Ｐ１に含まれる各画素の画素値（輝度値）に対して正規化を行い、１～２％程度の閾値で２値化を行う。２値化の結果として、切り出し部１１０は、赤外画像Ｐ１内において、他の領域に比べて相対的に輝度が高い領域を、ボイドが写っている可能性がある候補領域として特定する。

【0073】

例えば、図６に示したように赤外画像Ｐ１に異物Ｘ１～Ｘ３が撮像された場合、切り出し部１１０は、２値化により、黒色に近い異物Ｘ２の領域を、異物Ｘ１～Ｘ３以外の周辺領域と同じ領域として扱う。そして、切り出し部１１０は、赤外画像Ｐ１から異物Ｘ２の領域と周辺領域とを除外することにより、異物Ｘ１，Ｘ３の領域を、ボイドの候補領域として周辺領域から切り出す。

【0074】

更に、切り出し部１１０は、撮像装置３０により可視画像Ｐ２が取得された場合、赤外画像Ｐ１と同様の処理により、候補領域を切り出す。例えば、図７に示したように可視画像Ｐ２に異物Ｘ１が撮像された場合、切り出し部１１０は、２値化により、異物Ｘ１の異物Ｘ１の領域と周辺領域とを可視画像Ｐ２から除外することにより、異物Ｘ１の領域を、ボイドの候補領域として周辺領域から切り出す。

【0075】

分類部１２０は、切り出し部１１０により切り出された候補領域を分類する。そして、分類部１２０は、候補領域の分類結果に基づいて、検査対象３の内部における異物（ボイド）の有無を判定する。具体的に説明すると、分類部１２０は、候補領域の特徴を示す特徴量を計算する。例えば、分類部１２０は、特徴量として、候補領域のサイズ、真円度等を計算する。そして、分類部１２０は、特徴量に基づいて、候補領域を、検出対象であるボイドに該当する領域と、ボイド以外の異物に該当する領域と、に分類する。

【0076】

例えば、赤外画像Ｐ１から候補領域として切り出された異物Ｘ１，Ｘ３の領域のうち、異物Ｘ１の領域は円に近い形状であるが、異物Ｘ３の領域は円とは異なる形状である。そのため、分類部１２０は、異物Ｘ１はボイドに該当し、異物Ｘ３はボイドに該当しないと判定する。また、分類部１２０は、可視画像Ｐ２から候補領域として切り出された異物Ｘ１の領域は、円に近い形状であるため、異物Ｘ１はボイドに該当すると判定する。

【0077】

このような分類の結果として、分類部１２０は、切り出し部１１０により切り出された候補対象の中にボイドに該当する領域が有る場合、検査対象３の内部にボイドが有ると判定する。なお、分類部１２０は、上述したような特徴量に基づく分類に、ディープラーニング（深層学習）、ランダムフォレスト等の機械学習の手法を組み合わせても良い。

【0078】

このように、画像処理装置５０は、切り出し部１１０により切り出された候補領域を分類部１２０により分類することにより、過剰検出を抑制し、複数の候補領域の中から検出対象の異物であるボイドのみを高精度に検出することができる。

【0079】

なお、可視光による撮像精度は赤外光による撮像精度に比べて一般的には高いため、可視画像Ｐ２は、赤外画像Ｐ１に比べて小さいサイズの異物（ボイド）を検出することができる。例えば、赤外画像Ｐ１では検出されない小さいサイズの異物であっても、可視画像Ｐ２では検出される場合がある。また、赤外画像Ｐ１で検出された異物は、可視画像Ｐ２が取得される前に、ＣＭＰ、洗浄等の処理により除去される場合がある。そのため、赤外画像Ｐ１により検出される異物と可視画像Ｐ２により検出される異物は、同一である場合もあるし、異なる場合もある。赤外画像Ｐ１により検出される異物と可視画像Ｐ２により検出される異物とを区別する場合には、赤外画像Ｐ１により検出される異物を第１の異物と称し、可視画像Ｐ２により検出される異物を第２の異物と称しても良い。

【0080】

出力部１３０は、分類部１２０による判定結果、すなわち異物検査システム１による検査結果を出力する。例えば、出力部１３０は、検査対象３の内部にボイドが有るか否かを表す画像を表示部５４に表示し、ユーザに通知する。なお、出力部１３０は、判定結果を、表示部５４に表示することに代えて又は加えて、音声で出力しても良いし、通信部５５を介して外部の機器に出力しても良い。

【0081】

次に、図１０に示すフローチャートを参照して、異物検査システム１により実行される異物検査処理の流れについて説明する。

【0082】

異物検査処理を開始すると、搬送部は、検査対象３を、シリコンの層である第１の層３ａを照明装置１０及び撮像装置３０の方に向けた状態で搬送する。そして、照明装置１０は、赤外光源１１をオンし、図４に示したように、検査対象３に対して、第１の層３ａの側から赤外光を照射する（ステップＳ１）。

【0083】

赤外光を照射すると、撮像装置３０は、照射された赤外光で検査対象３を撮像する。これにより、例えば図６に示したように、撮像装置３０は、検査対象３の赤外画像Ｐ１を取得する（ステップＳ２）。ステップＳ１，Ｓ２は、第１の取得ステップの一例である。

【0084】

赤外画像Ｐ１を取得すると、画像処理装置５０は、取得した赤外画像Ｐ１に基づいて、検査対象３の内部に、所定の条件を満たす異物（第１の異物）が有るか否かを判定する（ステップＳ３）。具体的に説明すると、画像処理装置５０は、赤外画像Ｐ１からボイドの候補となる候補領域を切り出す。そして、画像処理装置５０は、切り出した候補領域をその特徴量に基づいて分類し、分類結果に基づいてその候補領域がボイドに該当するか否かを判定する。そして、画像処理装置５０は、候補領域がボイドに該当する場合、そのボイドが所定の条件を満たすか否かを判定する。ここで、所定の条件は、検査対象３の研磨を正常に行うことができるか否かを判定するために予め設定された条件である。所定の条件は、例えば、検査対象３に存在する異物（ボイド）のサイズが、ＣＭＰによる研磨を正常に行うことができない程度の大きさである場合に満たされる。ステップＳ３は、第１の判定ステップの一例である。

【0085】

判定の結果、検査対象３の内部に所定の条件を満たす異物が有ると判定された場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、画像処理装置５０は、ステップＳ４～Ｓ７の処理をスキップし、ステップＳ８において、判定結果として異物が有ることを示す出力情報を出力する。この場合、ＣＭＰを行うと、ＣＭＰ装置のメンテナンスが必要な状況になる可能性が高いと判断される。そのため、ユーザは、そのままの状態ではＣＭＰを行わず、検査対象３から所定の条件を満たす異物を除去する等の対処を行う。

【0086】

一方で、判定の結果、検査対象３に所定の条件を満たす異物が無いと判定された場合（ステップＳ３；ＮＯ）、専用のＣＭＰ装置がＣＭＰを行うことにより、検査対象３の第２の層３ｂの表面を研磨する（ステップＳ４）。ステップＳ５は、研磨ステップの一例である。

【0087】

ＣＭＰの後、搬送部は、検査対象３を、ＬＴの層である第２の層３ｂを照明装置１０及び撮像装置３０の方に向けた状態で搬送する。そして、照明装置１０は、図５に示したように、可視光源１２をオンし、検査対象３に対して、ＣＭＰ処理により研磨された後の第２の層３ｂの側から可視光を照射する（ステップＳ５）。

【0088】

可視光を照射すると、撮像装置３０は、照射された可視光で検査対象３を撮像する。これにより、例えば図７に示したように、撮像装置３０は、検査対象３の可視画像Ｐ２を取得する（ステップＳ６）。ステップＳ５，Ｓ６は、第２の取得ステップの一例である。

【0089】

可視画像を取得すると、画像処理装置５０は、取得した可視画像に基づいて、検査対象３の内部に異物（第２の異物）が有るか否かを判定する（ステップＳ７）。具体的に説明すると、画像処理装置５０は、可視画像Ｐ２からボイドの候補となる候補領域を切り出す。そして、画像処理装置５０は、切り出した候補領域をその特徴量に基づいて分類し、分類結果に基づいてその候補領域がボイドに該当するか否かを判定する。ステップＳ７は、第２の判定ステップの一例である。

【0090】

異物の有無を判定すると、画像処理装置５０は、判定結果を出力する（ステップＳ８）。例えば、画像処理装置５０は、異物が有ると判定した場合、その旨を表す画像を表示部５４に表示し、異物が無いと判定した場合、その旨を表す画像を表示部５４に表示する。以上により、図１０に示した異物検査処理は終了する。

【0091】

以上説明したように、本実施形態に係る異物検査システム１は、可視光及び赤外光を検査対象３に照射し、可視光により検査対象３が撮像された可視画像Ｐ２、及び、赤外光により検査対象３が撮像された赤外画像Ｐ１に基づいて、検査対象３の内部における異物の有無を検査する。このように、本実施形態に係る異物検査システム１は、赤外光を用いることにより、可視光では検査が難しい場合でも、検査対象の内部における異物の有無を検査することができる。その一方で、本実施形態に係る異物検査システム１は、可視光を用いることにより、高い精度で異物検査を行うことも可能である。その結果、本実施形態に係る異物検査システム１は、検査対象３の内部における異物の有無を、状況に応じて柔軟に検査することができる。

【0092】

特に、本実施形態に係る異物検査システム１は、可視光と赤外光との両方に感度を有する１台の画像センサ３２により、可視画像Ｐ２と赤外画像Ｐ１とを取得する。１台の画像センサ３２により可視画像Ｐ２と赤外画像Ｐ１との両方を取得することができるため、２個の撮像系を設ける必要がなく、装置のサイズ及びコストを抑制することができ、装置の小型化及び軽量化につながる。

【0093】

また、可視画像Ｐ２と赤外画像Ｐ１とを１台の画像センサ３２により取得するため、可視画像Ｐ２と赤外画像Ｐ１との間における位置照合の正確性が向上する。これにより、例えば、可視画像Ｐ２と赤外画像Ｐ１とで同じボイドが撮像された場合、可視画像Ｐ２におけるそのボイドの位置と、赤外画像Ｐ１におけるそのボイドの位置とを、精度良く対応付けてユーザに出力することができる。その結果、ユーザは、例えば、可視画像Ｐ２で撮像されたボイドと赤外画像Ｐ１で撮像されたボイドとを比較して解析する等の目的に有用である。

【0094】

また、本実施形態に係る異物検査システム１は、第２の層３ｂに対してＣＭＰが実行される前において、検査対象３に対して第１の層３ａの側から赤外光を照射し、第２の層３ｂに対してＣＭＰが実行された後において、検査対象３に対して第２の層３ｂの側から可視光を照射する。ＣＭＰ前において、可視光を用いた検査が難しい場合には、基板割れ等の装置メンテナンスに直結するようなボイドの有無を、赤外光を用いて検査することができる。逆に、ＣＭＰ後において、出荷検査のような製品の品質担保を目的とした工程では、可視光を用いてボイドの有無を検査することができる。このように、ＣＭＰの前後で異なる波長の光を用いて異物検査を実行可能であるため、ＳＡＷフィルタの製造の各工程で必要となる検査を柔軟に実行することができる。

【0095】

また、本実施形態に係る照明装置１０は、赤外光源１１と可視光源１２とロッド状の伝送部材１３とを備え、赤外光源１１から発せられた赤外光は伝送部材１３の一端から入射してその側面から出射し、可視光源１２から発せられた可視光は伝送部材１３の他端から入射してその側面から出射する。ロッド状の伝送部材１３を用いることにより、輝度ムラ及び波長ムラを抑制して、検査対象３に可視光及び赤外光を照射することができる。特に、φ１０μｍサイズのボイドの有無を検査する場合、撮像装置３０により撮像された撮像画像におけるボイドが有る領域とボイドが無い領域とのコントラストは数％となる。そのため、ボイドを精度良く検出するためには、照明装置１０から照射される可視光及び赤外光の輝度ムラ及び波長ムラを十分に抑制することが重要となる。

【0096】

また、本実施形態に係る照明装置１０は、ＣＭＰ前の検査では赤外光源１１のみをオンし、ＣＭＰ後の検査では可視光源１２のみをオンすることで、１つの伝送部材１３から赤外光と可視光とを容易に切り替えて照射することができる。その結果、本実施形態に係る照明装置１０は、装置の小型化及び軽量化を実現しつつ、検査対象３の内部における異物の有無を、状況に応じて柔軟に検査することか可能な異物検査システム１を実現することができる。

【0097】

（変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、各実施形態を組み合わせたり、各実施形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

【0098】

例えば、上記実施形態では、検査対象３は、シリコンのウェハとタンタル酸リチウム（ＬＴ）のウェハとの積層体であるＳＡＷフィルタであった。しかしながら、タンタル酸リチウムのウェハは、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）のウェハであっても良い。また、検査対象３は、ＳＡＷフィルタであることに限らず、どのような材料の物体であっても良い。

【0099】

また第１の層３ａ及び第２の層３ｂは、上記以外の材料のウェハであっても良い。例えば、第１の層３ａは、シリコン以外に、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、サファイア、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ₄）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、ガラス等であっても良い。また、第２の層３ｂは、タンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウム以外に、シリコン、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＰＺＴ等であっても良い。第１の層３ａ又は第２の層３ｂがこのような材料のウェハであっても、上述した異物検査システム１を用いることにより、いずれかの層がシリコンのように可視光を透過しない性質を有する材料のウェハである場合には、その層の側から赤外光を照射して異物の有無を検査することができる。一方で、いずれかの層がＬＴ又はＮＴのように可視光を透過する性質を有する材料のウェハである場合には、その層の側から可視光を照射して異物の有無を検査することができる。

【0100】

上記実施形態では、異物検査システム１は、可視光と赤外光との両方を用いて異物検査を行った。しかしながら、異物検査システム１は、検査対象３の材料によっては、可視光のみを用いて異物検査を行っても良いし、赤外光のみを用いて異物検査を行っても良い。

【0101】

照明装置１０により照射される可視光及び赤外光の波長は、検査対象３に含まれる各層の厚さと検査対象となる異物の大きさとを考慮して、適宜最適なものを選択することができる。種類が異なる複数の検査対象３を検査する場合には、照明装置１０により照射される可視光又は赤外光の波長を切り替えることが可能であっても良い。

【0102】

また、異物検査システム１により検査される異物は、検査対象３の内部に存在する異物であれば、上述したようなボイドに限らない。例えば、異物検査システム１により検査される異物は、検査対象３の内部に混入した混入物であっても良い。画像処理装置５０の分類部１２０における分類の条件を、赤外画像Ｐ１及び可視画像Ｐ２からボイド以外の異物を検出することができるように適宜変更することにより、上記実施形態で説明した手法をボイド以外の異物の検査に適用することも可能である。

【0103】

上記実施形態では、照明装置１０は、検査対象３に対して可視光と赤外光とを選択的に照射した。しかしながら、照明装置１０は、可視光と赤外光との両方の波長域を含む光を照射することにより、検査対象３に対して可視光と赤外光とを同時に照射しても良い。この場合、撮像装置３０は、可視光と赤外光との両方により撮像された１つの撮像画像を取得する。画像処理装置５０は、取得された１つの撮像画像から赤外光の波長成分を抽出することにより赤外画像Ｐ１を取得し、取得された１つの撮像画像から可視光の波長成分を抽出することにより可視画像Ｐ２を取得する。そして、画像処理装置５０は、赤外画像Ｐ１と可視画像Ｐ２とに対して、上記実施形態と同様の処理を実行する。

【0104】

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

【符号の説明】

【0105】

１ 異物検査システム、３ 検査対象、３ａ，３ｂ 層、１０ 照明装置、１１ 赤外光源、１２ 可視光源、１３ 伝送部材、１３ａ 反射材、１４ 赤外光透過フィルタ、１５ 可視光透過フィルタ、１６ 切り替え部、３０ 撮像装置、３１ レンズ、３２ 画像センサ、５０ 画像処理装置、５１ 制御部、５２ 記憶部、５３ 入力受付部、５４ 表示部、５５ 通信部、１１０ 切り出し部、１２０ 分類部、１３０ 出力部、Ｆ１，Ｆ２，Ｒ１，Ｒ２ 位置、Ｐ１ 赤外画像、Ｐ２ 可視画像、Ｘ１～Ｘ３ 異物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】