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(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】P2025012408
(43)【公開日】2025-01-24
(54)【発明の名称】外観検査装置
(51)【国際特許分類】
G01N 21/85 20060101AFI20250117BHJP
G06T 7/00 20170101ALI20250117BHJP
G06T 7/70 20170101ALI20250117BHJP
【ＦＩ】
G01N21/85 Z
G06T7/00 610Z
G06T7/70 B
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023115217
(22)【出願日】2023-07-13
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-02-02
(71)【出願人】
【識別番号】518232168
【氏名又は名称】ダイトロン株式会社
(72)【発明者】
【氏名】北田 啓順
(72)【発明者】
【氏名】立澤 拓也
(72)【発明者】
【氏名】山口 達也
【テーマコード（参考）】
2G051
5L096
【Ｆターム（参考）】
2G051AA51
2G051AA61
2G051AB01
2G051AB02
2G051CA04
2G051DA08
2G051EA11
2G051EA14
5L096AA06
5L096BA03
5L096CA06
5L096DA01
5L096DA02
5L096FA17
5L096FA67
5L096HA11
5L096KA04
(57)【要約】
【課題】精細な撮像画像に基づいてワークの異常を正確に評価することが可能な外観検査装置の提供。
【解決手段】制御部５０は、側面撮像装置３２のピント位置を既定ピッチずつ変化させながら、検査台４０に載置されたチップ４の側面５を撮像させて複数の評価用画像Ｉを生成させる。制御部５０は、評価用画像Ｉに異なる評価領域ＥＩ１，ＥＩ２，ＥＩ３を設定し、複数の評価用画像Ｉから各評価領域ＥＩ１，ＥＩ２，ＥＩ３の合焦度が最も高い合焦画像ＩＦ１，ＩＦ２，ＩＦ３をそれぞれ選定する。制御部５０は、各合焦画像ＩＦ１，ＩＦ２，ＩＦ３を撮像した際のピント位置の差に基づいて、側面撮像装置３２に対するチップ４の向きの補正値を算出し、検査台回転機構４１にチップ４の向きを補正させる。
【選択図】図８
【解決手段】制御部５０は、側面撮像装置３２のピント位置を既定ピッチずつ変化させながら、検査台４０に載置されたチップ４の側面５を撮像させて複数の評価用画像Ｉを生成させる。制御部５０は、評価用画像Ｉに異なる評価領域ＥＩ１，ＥＩ２，ＥＩ３を設定し、複数の評価用画像Ｉから各評価領域ＥＩ１，ＥＩ２，ＥＩ３の合焦度が最も高い合焦画像ＩＦ１，ＩＦ２，ＩＦ３をそれぞれ選定する。制御部５０は、各合焦画像ＩＦ１，ＩＦ２，ＩＦ３を撮像した際のピント位置の差に基づいて、側面撮像装置３２に対するチップ４の向きの補正値を算出し、検査台回転機構４１にチップ４の向きを補正させる。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークの底面を支持する支持面を有した支持部と、
前記ワークの側面を撮像して評価用画像を生成する側面撮像部と、
前記支持部を駆動させ、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きを変化させる向き調整部と、
前記側面撮像部及び前記向き調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
複数の異なるピント位置において前記側面撮像部に前記ワークの側面を撮像させて、複数の前記評価用画像を生成させる多焦点撮像処理と、
複数の前記評価用画像における対応する位置にそれぞれ設定された２つの異なる領域である第１評価領域及び第２評価領域の合焦度をそれぞれ算出し、複数の前記評価用画像のうち、前記第１評価領域の合焦度が最も高い第１合焦画像、及び前記第２評価領域の合焦度が最も高い第２合焦画像をそれぞれ選定する合焦画像選定処理と、
前記第１合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第１ピント位置と前記第２合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第２ピント位置との差に基づいて、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きの補正値を算出し、当該補正値に基づいて、前記向き調整部に前記ワークの向きを補正させる補正処理と、を実行する外観検査装置。
前記ワークの側面を撮像して評価用画像を生成する側面撮像部と、
前記支持部を駆動させ、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きを変化させる向き調整部と、
前記側面撮像部及び前記向き調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
複数の異なるピント位置において前記側面撮像部に前記ワークの側面を撮像させて、複数の前記評価用画像を生成させる多焦点撮像処理と、
複数の前記評価用画像における対応する位置にそれぞれ設定された２つの異なる領域である第１評価領域及び第２評価領域の合焦度をそれぞれ算出し、複数の前記評価用画像のうち、前記第１評価領域の合焦度が最も高い第１合焦画像、及び前記第２評価領域の合焦度が最も高い第２合焦画像をそれぞれ選定する合焦画像選定処理と、
前記第１合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第１ピント位置と前記第２合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第２ピント位置との差に基づいて、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きの補正値を算出し、当該補正値に基づいて、前記向き調整部に前記ワークの向きを補正させる補正処理と、を実行する外観検査装置。
【請求項2】
前記第１評価領域と前記第２評価領域とは、前記支持面に沿った方向に離間している請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項3】
前記向き調整部は、前記支持部を前記指示面と直交する軸線周りに回転させることが可能な請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項4】
前記多焦点撮像処理において、前記制御部は、前記側面撮像部のピント位置を所定ピッチずつ変化させて前記ワークの側面の撮像を行わせる請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項5】
前記合焦画像選定処理において、前記制御部は、前記評価用画像における前記ワークの側面の位置又は範囲に基づいて、前記第１評価領域又は前記第２評価領域を設定する請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項6】
前記合焦画像選定処理において、前記制御部は、前記評価用画像における前記ワークの側面の外縁を含む領域を前記第１評価領域又は前記第２評価領域に設定する請求項５に記載の外観検査装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記合焦画像選定処理において同一の前記評価用画像が前記第１合焦画像及び前記第２合焦画像に選定されたこと、又は前記第１ピント位置と前記第２ピント位置との差が閾値よりも小さいことを必要条件として、前記補正処理を実行することなく、前記第１ピント位置又は前記第２ピント位置に基づいて前記ワークの評価に使用する前記評価用画像を選定する請求項１から６のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項8】
前記制御部は、前記補正処理を実行した後に再度の前記多焦点撮像処理及び前記合焦画像選定処理を実行し、再度の前記合焦画像選定処理で選定された前記第１合焦画像に係る前記第１ピント位置と、再度の前記合焦画像選定処理で選定された前記第２合焦画像に係る前記第２ピント位置との差が閾値よりも大きいことを必要条件として、当該第１合焦画像における前記第１評価領域の周辺領域である第１合焦領域と、当該第２合焦画像における前記第２評価領域の周辺領域である第２合焦領域とを共に前記ワークの評価に使用することを決定する請求項１から６のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記ワークの評価に使用することを決定した、前記第１合焦画像における前記第１合焦領域と、前記第２合焦画像における前記第２合焦領域とに基づいて、前記ワークの側面を表現した結合画像を生成する請求項８に記載の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ワークの外観検査のための装置に関する。
【背景技術】
【0002】
レーザーダイオード等の光学素子の外観検査工程においては、発光面を精細に撮像した画像に基づいて異常の評価を行うことが重要となる。光学素子においては、発光面の状態が光の照射特性に影響するためである。
【0003】
レーザーダイオードの共振器の構成法として、主に、共振器を半導体基板面と平行に構成し、へき開面から光を取り出す端面発光型、又は共振器を半導体基板面と垂直に構成した面発光型が用いられている。このうち、端面発光型のレーザーダイオードは、載置状態における側面が発光面となるため、外観検査においては、発光面である側面を精細に撮像することが求められる。
【0004】
半導体デバイスの外観検査工程は、分割後のチップの搬送中に実行されることが多い。分割後のチップは、コレット等を用いてダイシングシートからピックアップされ、検査台に載置される。その状態で、検査台周辺に設けられたカメラがチップを順次撮像する。カメラが生成した画像データに画像処理技術が適用されて、チップの異常が評価される。
【0005】
例えば、特許文献１には、テーブルに載置されたチップ素体の側面を撮像する外観検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０２１－１９２０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
検査台に載置されたチップの側面を撮像する場合、カメラのレンズに対するチップの向きが重要となる。チップの側面全体にピントが合った精細な撮像画像を得るためには、カメラの光軸とチップの側面とが直交していることが望ましい。しかしながら、検査台にチップが載置される位置と向きは毎回異なるため、チップの側面がカメラのレンズに対して左右の一方に傾いた状態となりやすい。この傾きを補正するため、通常は、チップ上方に別途設けられたカメラによってチップを撮像し、得られた画像にエッジ認識等を適用して側面の傾きを検出する処理が実行される。しかしながら、チップの側面の損傷や半田の状態によっては、上方からの撮像により側面のエッジを精度よく認識できず、チップの傾きを十分に補正できないことがある。この傾きの大きさによっては、チップの側面のうち左右の一部の領域にしかピントを合わせることができず、精細な撮像画像を得ることが困難となる。
【0008】
例えば、テレセントリックレンズ等の被写界深度の広いレンズにおいては、チップの側面に多少の傾きがあっても上述した問題は発生し難いが、他の撮像条件との関係で被写界深度の浅いレンズを使用する場合、チップのわずかな傾きにおいても上述した問題が発生することがある。特許文献１に記載された発明は、チップ素体ごとに正確な向きの調整を行うものではないため、採用するレンズによっては上述した問題が発生すると考えられる。
【0009】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、精細な撮像画像に基づいてワークの異常を正確に評価することが可能な外観検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明に係る外観検査装置は、ワークの底面を支持する支持面を有した支持部と、前記ワークの側面を撮像して評価用画像を生成する側面撮像部と、前記支持部を駆動させ、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きを変化させる向き調整部と、前記側面撮像部及び前記向き調整部を制御する制御部と、を備えている。前記制御部は、複数の異なるピント位置において前記側面撮像部に前記ワークの側面を撮像させて、複数の前記評価用画像を生成させる多焦点撮像処理と、複数の前記評価用画像における対応する位置にそれぞれ設定された２つの異なる領域である第１評価領域及び第２評価領域の合焦度をそれぞれ算出し、複数の前記評価用画像のうち、前記第１評価領域の合焦度が最も高い第１合焦画像、及び前記第２評価領域の合焦度が最も高い第２合焦画像をそれぞれ選定する合焦画像選定処理と、前記第１合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第１ピント位置と前記第２合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第２ピント位置との差に基づいて、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きの補正値を算出し、当該補正値に基づいて、前記向き調整部に前記ワークの向きを補正させる補正処理と、を実行する。
【0011】
上述した構成においては、複数の異なるピント位置において撮像された複数の評価用画像のうち、第１評価領域の合焦度が最も高い第１合焦画像を撮像した際の側面撮像部のピント位置である第１ピント位置と、第２評価領域の合焦度が最も高い第２合焦画像を撮像した際の側面撮像部のピント位置である第２ピント位置との差に基づいてワークの向きの補正値が算出されるため、側面撮像部に対するワークの向きを正確に補正することが可能となる。これにより、ワークの傾きが少ない状態で撮像された精細な撮像画像に基づいてワークの異常を正確に評価することが可能となる。
【0012】
なお、上記において、「底面」や「側面」等の表現は便宜的な物に過ぎず、「底面」が必ずしも水平方向に沿っており、「側面」が必ずしも鉛直方向に沿っていることを意味しない。支持部が設置される向きによって、ワークの「底面」又は「側面」の向きは変化することがある。また、上記において、「合焦度」とは、撮像時にピントが合った程度を示す値であり、その評価方法を限定するものではない。
【発明の効果】
【0013】
本発明によると、精細な撮像画像に基づいてワークの異常を正確に評価することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。また、以下の説明では、外観検査装置１０が設置された状態において、鉛直方向に沿って上下方向１が定義され、水平方向に沿って前後方向２及び左右方向３がそれぞれ定義されている。また、上下方向１と前後方向２と左右方向３とは、互いに直交している。
【0016】
［外観検査装置１０の概要と全体構成］
図１，２に示される外観検査装置１０は、検査台２０（特許請求の範囲における「支持部」に相当。）に載置されたチップ４（特許請求の範囲における「ワーク」に相当。）を撮像し、生成された画像に基づいて、チップ４の異常を評価するものである。チップ４は光学素子であり、一般的には端面発光型のレーザーダイオードチップである。
図１，２に示される外観検査装置１０は、検査台２０（特許請求の範囲における「支持部」に相当。）に載置されたチップ４（特許請求の範囲における「ワーク」に相当。）を撮像し、生成された画像に基づいて、チップ４の異常を評価するものである。チップ４は光学素子であり、一般的には端面発光型のレーザーダイオードチップである。
【0017】
外観検査装置１０は、チップ４が載置される検査台２０（図１）、チップ４を撮像する撮像部３０、撮像の際にチップ４と撮像部３０との位置関係を調整する駆動部４０（図２）、及び外観検査装置１０の各部を制御する制御部５０（図２）等を備えている。ただし、ここで挙げたものは本発明の課題の解決に必要な構成のみであり、外観検査装置１０は、他にも種々の構成要素を有していてもよい。例えば、外観検査装置１０は、載置されたチップ４をピックアップして搬送するコレット機構を備えていてもよい。あるいは、外観検査装置１０は、ダイシング工程によりウェーハをチップ４に分割するダイシング装置と一体化されたものであってもよい。ただし、以下の説明では、ここで例示したような本発明の課題の解決に無関係の構成要素については省略する。外観検査装置１０を構成する各構成要素について、以下でより詳細に説明する。
【0018】
［検査台２０］
検査台２０は、チップ４の撮像の際にチップ４が載置される台であり、チップ４を下方から支持するものである。検査台２０は、チップ４が載置される上面（特許請求の範囲における「支持面」に相当。）が平坦面であり、上方から見て円形の略円柱形状である。図には示されないが、検査台２０は、後述される駆動部４０（図２）の検査台回転機構４１（図２、特許請求の範囲における「向き調整部」に相当。）によって下方から支持されている。これにより、検査台２０は、中心軸線ＣＡ（図１（Ａ）、特許請求の範囲における「軸線」に相当。）を回転中心として、回転方向Ｄ１（図１（Ｂ））における時計回り又は反時計回りに選択的に回転可能とされている。
検査台２０は、チップ４の撮像の際にチップ４が載置される台であり、チップ４を下方から支持するものである。検査台２０は、チップ４が載置される上面（特許請求の範囲における「支持面」に相当。）が平坦面であり、上方から見て円形の略円柱形状である。図には示されないが、検査台２０は、後述される駆動部４０（図２）の検査台回転機構４１（図２、特許請求の範囲における「向き調整部」に相当。）によって下方から支持されている。これにより、検査台２０は、中心軸線ＣＡ（図１（Ａ）、特許請求の範囲における「軸線」に相当。）を回転中心として、回転方向Ｄ１（図１（Ｂ））における時計回り又は反時計回りに選択的に回転可能とされている。
【0019】
［撮像部３０］
撮像部３０は、チップ４を撮像し、外観検査に用いる画像データを生成するものである。撮像部３０は、上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２（特許請求の範囲における「側面撮像部」に相当。）を備える。上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２は、撮像素子としてのＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）イメージセンサーを内蔵した産業用カメラである。
撮像部３０は、チップ４を撮像し、外観検査に用いる画像データを生成するものである。撮像部３０は、上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２（特許請求の範囲における「側面撮像部」に相当。）を備える。上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２は、撮像素子としてのＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）イメージセンサーを内蔵した産業用カメラである。
【0020】
上面撮像装置３１は、検査台２０の上方に設けられている。上面撮像装置３１のレンズは下方に向けられており、撮像時にはレンズがチップ４の上面と対向することで、上方からチップ４の上面を撮像する。
【0021】
側面撮像装置３２は、チップ４の発光面を成す側面５を撮像するものである。側面撮像装置３２は、検査台２０に対して前後方向２の前方側に位置し、チップ４の側面５を横方向から撮像可能な位置に配置されている。側面撮像装置３２のレンズは、チップ側（前後方向２の後方側）を向けられており、より正確には、側面撮像装置３２の光軸ＯＡ（図１）が、検査台２０の上面に沿うようにレンズの向きが決定されている。
【0022】
上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２は、それぞれ後述される駆動部４０（図２）のカメラ駆動機構４３（図２）によって支持されている。これにより、上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２は、上下方向１、前後方向２、及び左右方向３に沿って移動可能とされている。また、上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２は、それぞれ後述される制御部５０（図２）と電気的に接続されており、制御部５０によってその撮像動作が制御されている。
【0023】
［駆動部４０］
駆動部４０（図２）は、検査台２０を下方から支持する検査台回転機構４１と、上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２を支持するカメラ駆動機構４３とからなる。検査台回転機構４１は、制御部５０の制御を受けて正方向又は逆方向に選択的に回転可能なモータ４２を備えている。モータ４２の回転駆動力は、ギア、プーリ、又はベルト等からなる不図示の駆動伝達機構を介して検査台２０に伝達される。これにより、検査台２０は、回転方向Ｄ１に沿って回転する。例えば、モータ４２の正方向の回転駆動力を受けて、検査台２０は時計回りに回転し、モータ４２の逆方向の回転駆動力を受けて、検査台２０は反時計回りに回転する。
駆動部４０（図２）は、検査台２０を下方から支持する検査台回転機構４１と、上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２を支持するカメラ駆動機構４３とからなる。検査台回転機構４１は、制御部５０の制御を受けて正方向又は逆方向に選択的に回転可能なモータ４２を備えている。モータ４２の回転駆動力は、ギア、プーリ、又はベルト等からなる不図示の駆動伝達機構を介して検査台２０に伝達される。これにより、検査台２０は、回転方向Ｄ１に沿って回転する。例えば、モータ４２の正方向の回転駆動力を受けて、検査台２０は時計回りに回転し、モータ４２の逆方向の回転駆動力を受けて、検査台２０は反時計回りに回転する。
【0024】
カメラ駆動機構４３は、上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２を一体的に支持している。カメラ駆動機構４３は、制御部５０の制御を受けて動作する複数のアクチュエータ４４，４５，４６を備えている。上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２は、アクチュエータ４４，４５，４６の駆動力を受けて、上下方向１、前後方向２、及び左右方向３に沿って選択的に移動可能とされている。例えば、アクチュエータ４４の駆動力を受けて、上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２は上下方向１に沿って移動し、アクチュエータ４５の駆動力を受けて、上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２は前後方向２に沿って移動し、アクチュエータ４６の駆動力を受けて、上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２は左右方向３に沿って移動する。このとき、各方向への移動が同時に行われてもよい。なお、本実施形態は、上面撮像装置３１と側面撮像装置３２とが一体的に支持され、一体に移動するものであるが、上面撮像装置３１を移動させるための機構と側面撮像装置３２を移動させるための機構とが個別に設けられて、上面撮像装置３１と側面撮像装置３２とが異なる動きをするように構成されてもよい。
【0025】
また、図には示されないが、駆動部４０は、検査台２０の回転量を検出するロータリエンコーダや、上面撮像装置３１又は側面撮像装置３２の移動量を検出するリニアエンコーダ等を備えていてもよい。制御部５０がこれらのエンコーダの信号を参照することで、駆動部４０の回転量や上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２の移動量をより高精度に制御することが可能となる。
【0026】
［制御部５０］
制御部５０（図２）は、外観検査装置１０の全体動作を制御するコンピュータである。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、メインメモリ５２、補助記憶装置としてのＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）５３、及びこれらの間でデータ伝送を行うための内部バス５４等を最低限の構成として含んでいる。制御部５０は、他にも入出力インターフェイスやネットワークインターフェイス等を備えているが、ここでは省略する。ＥＥＰＲＯＭ５３には、外観検査装置１０の動作を制御するための各種のプログラムが記憶されている。これらのプログラムが内部バス５４を通じてメインメモリ５２にロードされ、ＣＰＵ５１によって実行される。その結果生成された制御信号が、外部バス５５を通じて外観検査装置１０の各部にそれぞれ送信されて、外観検査装置１０の全体動作が制御されている。
制御部５０（図２）は、外観検査装置１０の全体動作を制御するコンピュータである。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、メインメモリ５２、補助記憶装置としてのＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）５３、及びこれらの間でデータ伝送を行うための内部バス５４等を最低限の構成として含んでいる。制御部５０は、他にも入出力インターフェイスやネットワークインターフェイス等を備えているが、ここでは省略する。ＥＥＰＲＯＭ５３には、外観検査装置１０の動作を制御するための各種のプログラムが記憶されている。これらのプログラムが内部バス５４を通じてメインメモリ５２にロードされ、ＣＰＵ５１によって実行される。その結果生成された制御信号が、外部バス５５を通じて外観検査装置１０の各部にそれぞれ送信されて、外観検査装置１０の全体動作が制御されている。
【0027】
ＥＥＰＲＯＭ５３には、駆動部４０及び撮像部３０の動作を制御するドライバプログラムが記憶されている。また、ＥＥＰＲＯＭ５３には、撮像部３０が生成した画像データを処理するための画像処理プログラム、及びこれらの画像データに基づいてチップ４の異常を評価する評価プログラムが記憶されている。また、ＥＥＰＲＯＭ５３には、後述する多焦点撮像処理、合焦画像選定処理、補正処理、及び結合画像生成処理を実行するプログラム、及びこれらの各種プログラムをサブルーチンとしてロードして、チップ４の外観検査に係る全体シーケンスを実行するためのプログラムが記憶されている。
【0028】
［チップ４の外観検査の詳細］
以下、チップ４の外観検査の詳細を説明する。なお、以下で説明される外観検査装置１０の各部の動作は、制御部５０がＥＥＰＲＯＭ５３に記憶された各種のプログラムを実行することで制御されている。
以下、チップ４の外観検査の詳細を説明する。なお、以下で説明される外観検査装置１０の各部の動作は、制御部５０がＥＥＰＲＯＭ５３に記憶された各種のプログラムを実行することで制御されている。
【0029】
外観検査工程において、まずは検査台２０にチップ４が載置される。チップ４の製造の過程で外観検査が行われる場合、例えばダイシング工程等の前工程を終えたチップ４は、コレット機構等の搬送のための機構によって搬送され、その搬送の過程で検査台２０に載置される。このとき、チップ４は、検査台２０の上面のうち、中心軸線ＣＡに近い位置に置かれることが望ましい。
【0030】
制御部５０が実行する外観検査の処理の流れを示すフローチャートが図３に示されている。制御部５０は、チップ４の撮像のために、上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２とチップ４との位置関係を調整する（ステップＳ１０）。まず、制御部５０は、上面撮像装置３１が生成する画像を参照し、上面撮像装置３１がチップ４の上面全体を撮像可能な位置に来るように、上面撮像装置３１を前後方向２及び左右方向３に移動させる。その状態で、制御部５０は、エッジ認識などの画像処理アルゴリズムにより、上面撮像装置３１が生成する画像から検査対象となるチップ４の側面５を検出する。制御部５０は、検査台２０を回転させ、チップ４の側面が側面撮像装置３２側を向くようにチップ４の向きを調整する。続けて、制御部５０は、側面撮像装置３２が生成する画像を参照し、側面撮像装置３２の光軸ＯＡが側面５を通る位置まで側面撮像装置３２を上下方向１に移動させる。これらの一連の動作は一度だけ実行されてもよいが、その全部又は一部の動作が繰り返し実行されて、上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２とチップ４との位置関係がより高精度に調整されてもよい。
【0031】
上面撮像装置３１及び側面撮像装置３２とチップ４との位置関係の調整の後、上面撮像装置３１によるチップ４の上面の撮像が行われる（ステップＳ２０）。制御部５０は、チップ４の上面にピントが合うように上面撮像装置３１にピント調整を行わせ、チップ４の上面を撮像させる。上面撮像装置３１が生成した撮像画像は、外部バス５５を通じて制御部５０に送信され、ＥＥＰＲＯＭ５３に記憶される。
【0032】
続けて、制御部５０は、チップ４の側面５を撮像する多焦点撮像処理を実行する（ステップＳ３０）。多焦点撮像処理は、側面撮像装置３２のピント位置を規定のピッチずつ変化させながら、チップ４の側面５を複数回撮像する処理である。このピント位置とは、カメラのピントが合うための撮像対象面の位置であり、レンズの光軸に沿ったレンズとの距離によって規定される。
【0033】
多焦点撮像処理によって、側面撮像装置３２がチップ４の側面５の撮像を行う際のピント位置の一例が図８に示されている。ここでは、合計１０のピント位置Ｐ１～Ｐ１０が採用されている。ピント位置Ｐ１～Ｐ１０は、それぞれが側面撮像装置３２の光軸ＯＡと直交する平面を構成している。隣接するピント位置は所定のピッチずつ間隔が設けられており、いずれかのピント位置Ｐ１～Ｐ１０の間にチップ４の側面５が位置するようにピント位置Ｐ１～Ｐ１０が設定されている。
【0034】
例えば、図８に実線で示されるチップ４の側面５は、ピント位置Ｐ１～Ｐ１０がそれぞれ成す平面に対して傾斜している。そして、チップ４の側面５の左端部はピント位置Ｐ５に最も近い位置にあり、右端部はピント位置Ｐ８に最も近い位置にある。これは、ピント位置Ｐ５において側面５を撮像した場合に側面５の左端部側に最もピントが合った撮像画像が得られ、ピント位置Ｐ８において側面５を撮像した場合に側面５の右端部側に最もピントが合った撮像画像が得られることを意味している。
【0035】
一方、図８に破線で示されるチップ４の側面５は、ピント位置Ｐ１～Ｐ１０がそれぞれ成す平面と平行であり、ピント位置Ｐ６に最も近い位置にある。これは、ピント位置Ｐ６において側面５を撮像した場合に側面５の全域に最もピントが合った撮像画像が得られることを意味している。
【0036】
多焦点撮像処理を示すフローチャートが図４に示されている。制御部５０は、側面撮像装置３２の内部パラメタを変更し、ピント位置Ｐ１において撮像が行われるように設定を行う（ステップＳ３１）。その状態で、制御部５０は、側面撮像装置３２にチップ４の側面５の撮像を行わせる（ステップＳ３２）。側面撮像装置３２が生成した評価用画像Ｉ（図９）は、外部バス５５を通じて制御部５０に送信され、ＥＥＰＲＯＭ５３に記憶される。
【0037】
制御部５０は、全てのピント位置Ｐ１～Ｐ１０における撮像が終了していない間は（ステップＳ３３：ＮＯ）、側面撮像装置３２のピント位置を１ピッチ分ずつ変化させ（ステップＳ３４）、変更後の各ピント位置において、同様に側面撮像装置３２にチップ４の側面５の撮像を行わせる（ステップＳ３２）。制御部５０は、全てのピント位置Ｐ１～Ｐ１０における撮像が終了した場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、多焦点撮像処理を終了する。
【0038】
続けて、制御部５０は、評価用画像Ｉの中から第１合焦画像、第２合焦画像、及び第３合焦画像を選定する合焦画像選定処理を実行する（ステップＳ４０）。多焦点撮像処理を示すフローチャートが図５に示されている。ＥＥＰＲＯＭ５３には、多焦点撮像処理において、ピント位置Ｐ１～Ｐ１０ごとの撮像によって側面撮像装置３２が生成した複数の評価用画像Ｉが記憶されている。制御部５０は、そのうちの一つの評価用画像Ｉに対してエッジ認識などの画像処理アルゴリズムを適用することで、チップ４の側面５の上下左右の４つの端縁をそれぞれ検出する。そして、検出した左右の端縁を含むその周囲に第１評価領域ＥＩ１（図９）及び第２評価領域ＥＩ２（図９）を設定する。ここでは、左側の端縁の周囲に設定された領域を第１評価領域ＥＩ１とし、右側の端縁の周囲に設定された領域を第２評価領域ＥＩ２とする。また、制御部５０は、検出した上下のいずれかの端縁の周囲であって、左右の中央付近に第３評価領域ＥＩ３（図９）を設定する（ステップＳ４１）。なお、本実施形態においては、チップ４の側面５の上側の端縁の周囲に第３評価領域ＥＩ３を設定したものとして説明を行う。
【0039】
制御部５０は、当該評価用画像Ｉの第１評価領域ＥＩ１、第２評価領域ＥＩ２、及び第３評価領域ＥＩ３の合焦度をそれぞれ算出する。この合焦度は任意の方法で算出することができる。例えば、各評価領域ＥＩ１，ＥＩ２，ＥＩ３のコントラスト値を合焦度としてもよいし、空間周波数における高域成分の大きさを合焦度としてもよい。また、制御部５０は、他の全ての評価用画像Ｉに対しても、当該評価用画像Ｉに設定した各評価領域ＥＩ１，ＥＩ２，ＥＩ３と同じサイズ及び座標位置の第１評価領域ＥＩ１、第２評価領域ＥＩ２、及び第３評価領域ＥＩ３を設定し、そのそれぞれについて合焦度を算出する（ステップＳ４２）。
【0040】
制御部５０は、全ての評価用画像Ｉの間で第１評価領域ＥＩ１の合焦度を比較し、第１評価領域ＥＩ１の合焦度が最も高い評価用画像Ｉを第１合焦画像ＩＦ１（図１０（Ａ））に選定する。同様に、制御部５０は、全ての評価用画像Ｉの間で第２評価領域ＥＩ２の合焦度を比較し、第２評価領域ＥＩ２の合焦度が最も高い評価用画像Ｉを第２合焦画像ＩＦ２（図１０（Ｂ））に選定する。同様に、制御部５０は、全ての評価用画像Ｉの間で第３評価領域ＥＩ３の合焦度を比較し、第３評価領域ＥＩ３の合焦度が最も高い評価用画像Ｉを第３合焦画像ＩＦ３（図１０（Ｃ））に選定する（ステップＳ４３）。
【0041】
続けて、制御部５０は、ピント位置Ｐ１～Ｐ１０のうち、どのピント位置で撮像された評価用画像Ｉが第１合焦画像ＩＦ１、第２合焦画像、第３合焦画像ＩＦ３に選定されたかの情報に基づいて、側面撮像装置３２に対するチップ４の傾きの度合いを判断する（ステップＳ５０）。左右方向２におけるチップ４の側面５全体にピントが合った理想的な撮像画像を得るためには、図８に破線で示されるように、チップ４の側面５が、側面撮像装置３２の光軸ＯＡと直交していることが望ましい。この状態では、同一の評価用画像Ｉが第１合焦画像ＩＦ１、第２合焦画像ＩＦ２、及び第３合焦画像ＩＦ３に選定されることになる。例えば、図８に破線で示される状態においては、側面５がピント位置Ｐ６に最も近いため、ピント位置Ｐ６において撮像された評価用画像Ｉが第１合焦画像ＩＦ１、第２合焦画像ＩＦ２、及び第３合焦画像ＩＦ３に選定される。
【0042】
一方、図８に実線で示されるように、上述した理想的な状態からチップ４の側面５が傾いている場合、異なる評価用画像Ｉが第１合焦画像ＩＦ１、第２合焦画像ＩＦ２、及び第３合焦画像ＩＦ３に選定されることになる。例えば、図８に実線で示される状態においては、ピント位置Ｐ５において撮像された評価用画像Ｉが第１合焦画像ＩＦ１に選定され、ピント位置Ｐ８において撮像された評価用画像Ｉが第２合焦画像ＩＦ２に選定される。なぜなら、第１評価領域ＥＩ１が設定された側面５の左端がピント位置Ｐ５に最も近く、第２評価領域ＥＩ２が設定された側面５の右端がピント位置Ｐ８に最も近いためである。また、第３評価領域ＥＩ３が設定された側面５の中央がピント位置Ｐ６とピント位置Ｐ７の間に位置しているため、ピント位置Ｐ６又はピント位置Ｐ７において撮像された評価用画像Ｉが第３合焦画像ＩＦ３に選定される。
【0043】
つまり、チップ４の側面５が側面撮像装置３２の光軸ＯＡと直交する理想的な状態から、チップ４の左右の傾きが大きくなるほど、各合焦画像ＩＦ１，ＩＦ２，ＩＦ３が撮像された際のピント位置の差が大きくなる。以降、第１合焦画像ＩＦ１が撮像された際のピント位置を第１ピント位置と称し、第２合焦画像ＩＦ２が撮像された際のピント位置を第２ピント位置と称し、第３合焦画像ＩＦ３が撮像された際のピント位置を第３ピント位置と称する。
【0044】
制御部５０は、このピント位置の差（何ピッチ分か）に基づいて、チップ４の傾きが許容範囲内であるか否かを判断する。この許容範囲については、ユーザが事前に適当な値を設定し、ＥＥＰＲＯＭ５３に記憶することができる。例えば、第１～第３ピント位置が一致する場合、つまり同一の評価用画像Ｉが、第１合焦画像ＩＦ１、第２合焦画像ＩＦ２、及び第３合焦画像ＩＦ３に選定された場合のみを許容するような設定がされていてもよい。あるいは隣接するピント位置間のピッチが小さく設定されている状況では、第１～第３ピント位置の間で、所定のピッチ数までの差を許容するような設定がされていてもよい。ここで、第１ピント位置と第２ピント位置との差の許容値が、特許請求の範囲における「閾値」に相当するものである。
【0045】
制御部５０は、チップ４の傾きが許容範囲内でない場合であって（ステップＳ５０：ＮＯ）、チップ４の向きの補正をまだ規定された上限回数実行していない場合（ステップＳ６０：ＮＯ）、チップ４の向きを補正する補正処理を実行する（ステップＳ７０）。
【0046】
補正処理を示すフローチャートが図６に示されている。制御部５０は、第１～第３ピント位置の差に加えて、チップ４(検査台２０)の向きの補正に必要な各種情報を取得する（ステップＳ７１）。この情報の一例としては、例えば、チップ４の左右方向３の寸法や、検査台２０の中心軸線ＣＡとチップ４との位置関係等がある。これらの情報は、処理の過程で既に撮像されたチップ４の撮像画像から取得することができる。あるいは、使用するチップ４が事前に判明している場合、チップ４固有の情報については、ユーザによってＥＥＰＲＯＭ５３に事前に記憶されていてもよい。制御部５０は、これらの複数の情報に基づいて、チップ４(検査台２０)の向きの補正値を算出する（ステップＳ７２）。ここで算出される補正値とは、検査台２０を、回転方向Ｄ１における時計回り又は反時計回りのどちらにどれだけ回転させるかに関する情報である。ただし、補正値の算出のためにこれら複数の情報が使用されることは必須ではなく、第１～第３ピント位置の差だけが用いられて、チップ４(検査台２０)の向きの補正値が算出されてもよい。制御部５０は、算出された補正値に基づいて、検査台回転機構４１を制御し、検査台２０を必要な向きに必要な角度だけ回転させた後（ステップＳ７３）、補正処理を終了する。
【0047】
補正処理の実行の後、制御部５０は、再度の多焦点撮像処理及び合焦画像選定処理を実行する（ステップＳ３０，Ｓ４０）。つまり、制御部５０は、上述した方法と同様にして、側面撮像装置３２に複数の評価用画像Ｉを再度撮像させ、その中から第１合焦画像ＩＦ１、第２合焦画像ＩＦ２、及び第３合焦画像ＩＦ３を再度選定する。続けて、制御部５０は、第１～第３ピント位置の差から側面撮像装置３２に対するチップ４の傾きの度合いを判断する（ステップＳ５０）。チップ４の傾きが許容範囲内でない場合であって（ステップＳ５０：ＮＯ）、チップ４の向きの補正をまだ上限回数実行していない場合（ステップＳ６０：ＮＯ）、制御部５０は、チップ４の向きを補正する補正処理を再度実行し（ステップＳ７０）、以降、制御部５０は、ステップＳ３０からステップＳ７０の処理を繰り返し実行する。
【0048】
一方、ステップＳ５０の処理において、チップ４の傾きが許容範囲内であると判断された場合（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、制御部５０は、第１～第３ピント位置に基づいて、チップ４の側面の評価に用いる評価用画像Ｉを選定する。
【0049】
例えば、図８に破線で示されるチップ４のように、第１合焦画像ＩＦ１、第２合焦画像ＩＦ２、及び第３合焦画像ＩＦ３が同じ画像となる場合、制御部５０は、当該合焦画像をチップ４の側面の評価に用いることを決定する。一方、図８に実線で示されるチップ４のように、第１合焦画像ＩＦ１と第２合焦画像ＩＦ２と第３合焦画像ＩＦ３とが異なる画像となる場合、制御部５０は、３つの合焦画像ＩＦ１，ＩＦ２，ＩＦ３のいずれかをチップ４の側面の評価に用いることを決定する。特に、側面５の中央付近の合焦度が高い画像である第３合焦画像ＩＦ３をチップ４の側面の評価に用いることが望ましい。例えば、図８に実線で示されるチップ４においては、ピント位置Ｐ６又はピント位置Ｐ７で撮像された評価用画像Ｉ（第３合焦画像ＩＦ３）をチップ４の側面の評価に用いることが望ましい。
【0050】
制御部５０は、選定された評価用画像Ｉに基づいて、チップ４の側面の異常の評価を行う。同時に、制御部５０は、ステップＳ２０で生成されたチップ４の上面の撮像画像に基づいて、チップ４の上面の異常の評価を行う（ステップＳ９０）。この異常の一例としては、チップ４に付着した異物やチップ４の欠け等がある。制御部５０は、例えばルールベースや深層学習を用いた評価アルゴリズムにより、チップ４の異常を評価し、その評価結果をＥＥＰＲＯＭ５３に記憶させる。この評価結果としては、チップ４が製品として許容可能なものであるか否かの判断のみでもよいし、より詳細な評価項目が作成されてもよい。
【0051】
また、制御部５０は、チップ４の異常の評価結果を外部に出力してもよい。例えば、制御部５０は、外観検査装置１０に設けられた表示画面に評価結果を表示させてもよいし、通信ネットワークを介して外観検査装置１０と接続されたコンピュータに評価結果を送信し、当該コンピュータの表示画面に評価結果を表示させてもよい。あるいは、製品として許容可能なチップ４と許容できないチップ４とが自動で分別される構成が採用されてもよい。制御部５０は以上の処理を完了後、外観検査の処理を終了する。
【0052】
いずれかのステップＳ５０の判定において、チップ４の傾きが許容範囲内であると判断された場合（ステップＳ５０：ＹＥＳ）の処理は上述した通りである。一方、複数回のステップＳ５０の判定において、一度もチップ４の傾きが許容範囲内であると判断されることなく、チップ４の向きの補正が上限回数に達した場合（ステップＳ６０：ＹＥＳ）の処理を以下に説明する。このような状況は、例えば、チップ４の側面５に欠けがある場合等、側面５が平坦でない場合に起こりうる。
【0053】
チップ４の向きの補正が既に規定された上限回数に達している場合（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、制御部５０は、チップ４の向きの補正をそれ以上行わずに、結合画像生成処理を実行する（ステップＳ８０）。結合画像生成処理は、複数の評価用画像Ｉの中でそれぞれ合焦度が高い領域のみを使用して、異常の評価（ステップＳ９０）に用いる結合画像ＩＣ（図１２）を生成する処理である。
【0054】
結合画像生成処理を示すフローチャートが図７に示されている。制御部５０は、第１合焦画像ＩＦ１における第１評価領域ＥＩ１の周辺に第１合焦領域ＥＦ１（図１０（Ａ））を設定し、第２合焦画像ＩＦ２における第２評価領域ＥＩ２の周辺に第２合焦領域ＥＦ２（図１０（Ｂ））を設定し、第３合焦画像ＩＦ３における第３評価領域ＥＩ３の周辺に第３合焦領域ＥＦ３（図１０（Ｃ））を設定する（ステップＳ８１）。第１合焦領域ＥＦ１は、第１評価領域ＥＩ１をその一部に含む領域であって、チップ４の側面５のうち、左右方向３における左側の約３分の１程度をカバーする領域である。第２合焦領域ＥＦ２は、第２評価領域ＥＩ２をその一部に含む領域であって、チップ４の側面５のうち、左右方向３における右側の約３分の１程度をカバーする領域である。第３合焦領域ＥＦ３は、第３評価領域ＥＩ３をその一部に含む領域であって、チップ４の側面５のうち、左右方向３における中央の約３分の１程度をカバーする領域である。なお、第１合焦領域ＥＦ１と第２合焦領域ＥＦ２と第３合焦領域ＥＦ３とは、上下のサイズ及び上下の座標位置が一致するように設定される。また、第１合焦領域ＥＦ１の右端の領域と第３合焦領域ＥＦ３の左端の領域とは一部重複し、第２合焦領域ＥＦ２の左端の領域と第３合焦領域ＥＦ３の右端の領域とは一部重複している。
【0055】
第１合焦領域ＥＦ１、第２合焦領域ＥＦ２、及び第３合焦領域ＥＦ３の設定のため、制御部５０は、各合焦画像ＩＦ１，ＩＦ２，ＩＦ３におけるチップ４の側面５の位置及び範囲を所定の画像処理アルゴリズムによって取得する。あるいは、チップ４のサイズが事前に判明している場合、制御部５０は、第１～第３評価領域ＥＩ１，ＥＩ２，ＥＩ３をそれぞれ縦方向及び横方向に規定の画素分拡張した領域を第１～第３合焦領域ＥＦ１，ＥＦ２，ＥＦ３に設定してもよい。制御部５０は、第１合焦画像ＩＦ１の第１合焦領域ＥＦ１を切り取って生成した画像を第１領域画像ＩＥ１（図１１（Ａ））としてメインメモリ５２に記憶させ、第２合焦画像ＩＦ２の第２合焦領域ＥＦ２を切り取って生成した画像を第２領域画像ＩＥ２（図１１（Ｂ））としてメインメモリ５２に記憶させ、第３合焦画像ＩＦ３の第３合焦領域ＥＦ３を切り取って生成した画像を第３領域画像ＩＥ３（図１１（Ｃ））としてメインメモリ５２に記憶させる（ステップＳ８２）。
【0056】
制御部５０は、第１領域画像ＩＥ１、第２領域画像ＩＥ２、及び第３領域画像ＩＥ３を横方向に連結し、結合画像ＩＣ（図１２）を生成する（ステップＳ８３）。このときの３つの領域画像ＩＥ１，ＩＥ２，ＩＥ３の相対位置は、各評価用画像Ｉに設定した第１合焦領域ＥＦ１、第２合焦領域ＥＦ２、及び第３合焦領域ＥＦ３の相対位置と対応している。つまり、第１領域画像ＩＥ１が左端、第２領域画像ＩＥ２が右端、第３領域画像ＩＥ３が中央に位置するようにする。このように３つの領域画像ＩＥ１，ＩＥ２，ＩＥ３の相対位置を決定すると、第１領域画像ＩＥ１の右端の領域と第３領域画像ＩＥ３の左端の領域とが一部重複し、第２領域画像ＩＥ２の左端の領域と第３領域画像ＩＥ３の右端の領域とが一部重複する。この重複領域ＥＯの画素の輝度値としては、重複する２つの領域画像ＩＥ１，ＩＥ２，ＩＥ３のうち、一方の画素の輝度値が使用されてもよい。あるいは、重複する２つの領域画像ＩＥ１，ＩＥ２，ＩＥ３の対応する画素の輝度値の平均値が使用されてもよい。制御部５０は、生成された結合画像ＩＣをＥＥＰＲＯＭ５３に記憶させる。
【0057】
制御部５０は、生成された結合画像ＩＣに基づいて、チップ４の側面の異常の評価を行う。同時に、制御部５０は、ステップＳ２０で生成されたチップ４の上面の撮像画像に基づいて、チップ４の上面の異常の評価を行う（ステップＳ９０）。これ以降の処理は上述した通りであるので省略する。
【0058】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態に係る外観検査装置１０においては、第１～第３ピント位置の差に基づいてチップ４（検査台２０）の向きの補正値が算出されるため（ステップＳ７０）、側面撮像装置３２に対するチップ４（検査台２０）の向きを正確に補正することが可能となる。これにより、チップ４の傾きが少ない状態で撮像された精細な評価用画像Ｉに基づいてチップ４の異常を正確に評価することが可能となる。
本実施形態に係る外観検査装置１０においては、第１～第３ピント位置の差に基づいてチップ４（検査台２０）の向きの補正値が算出されるため（ステップＳ７０）、側面撮像装置３２に対するチップ４（検査台２０）の向きを正確に補正することが可能となる。これにより、チップ４の傾きが少ない状態で撮像された精細な評価用画像Ｉに基づいてチップ４の異常を正確に評価することが可能となる。
【0059】
また、チップ４の傾きが許容範囲内でない場合は（ステップＳ５０：ＮＯ）、チップ４（検査台２０）の向きの補正が繰り返し実行されるため、一度の向きの補正ではチップ４の傾きが許容範囲内にならなかったとしても、その状態で撮像された評価用画像Ｉがチップ４の異常の評価に使用されてしまうことを防止することができる。
【0060】
また、チップ４の向きの補正が規定された上限回数に達した場合（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、制御部５０は、チップ４の向きの補正をそれ以上行わずに、結合画像生成処理を実行するため、（ステップＳ８０）、チップ４（検査台２０）の向きの補正が際限なく実行されることを防止することができる。また、その場合においても、複数の評価用画像Ｉにおいてそれぞれ合焦度が高い合焦領域ＥＦ１，ＥＦ２，ＥＦ３から生成された結合画像ＩＣに基づいて、チップ４の異常を正確に評価することが可能となる。
【0061】
また、各評価領域ＥＩ１，ＥＩ２，ＥＩ３は、チップ４の側面５の端縁を含むように設定されているため、仮にチップ４の側面５が、特徴のない均一な色合いの面であったとしても、合焦度の算出を正確に行うことが可能となる。
【0062】
［本実施形態の変形例］
上述した実施形態において、隣接するピント位置Ｐ１～Ｐ１０は、所定のピッチずつ間隔が設けられたものであったが、このピッチはピント位置ごとに異なっていてもよい。例えば、チップ４の側面５が位置する可能性が高いピント位置の周辺ほど、ピッチが細かく設定されてもよい。
上述した実施形態において、隣接するピント位置Ｐ１～Ｐ１０は、所定のピッチずつ間隔が設けられたものであったが、このピッチはピント位置ごとに異なっていてもよい。例えば、チップ４の側面５が位置する可能性が高いピント位置の周辺ほど、ピッチが細かく設定されてもよい。
【0063】
また、上述した実施形態において、各評価領域ＥＩ１，ＥＩ２，ＥＩ３は、チップ４の側面５の端縁を含むように設定されたものであったが、チップ４の側面５に、合焦度の算出を正確に行うことが可能な特徴部分があれば、その特徴部分が各評価領域ＥＩ１，ＥＩ２，ＥＩ３に設定されてもよい。
【0064】
また、上述した実施形態は、チップ４の傾きが許容範囲内でない場合は、チップ４の向きの補正が規定された上限回数に達するまでチップ４（検査台２０）の向きの補正を繰り返し実行するものであったが、この補正は一度だけ実行されるものであってもよい。つまり、制御部５０は、一度だけチップ４（検査台２０）の向きの補正を実行し、それでもチップ４の傾きが許容範囲内でない場合、結合画像生成処理を実行してもよい。
【0065】
また、上述した実施形態は、結合画像生成処理において、各合焦画像ＩＦ１，ＩＦ２，ＩＦ３の合焦領域ＥＦ１，ＥＦ２，ＥＦ３から結合画像ＩＣを生成するものであったが、制御部５０は、結合画像生成処理を実行することなく、各合焦画像ＩＦ１，ＩＦ２，ＩＦ３の合焦領域ＥＦ１，ＥＦ２，ＥＦ３を参照することで、チップ４の側面５の異常を評価してもよい。
【0066】
また、上述した実施形態は、側面撮像装置３２のピント位置をピント位置Ｐ１からピント位置Ｐ１０に向けて順次変更し、各ピント位置においてチップ４の側面５の撮像を行うものであったが、各ピント位置における撮像順序はこれとは異なっていてもよく、例えば逆の順序であってもよい。
【0067】
また、上述した実施形態では、チップ４の一つの側面５のみが評価される例が示されたが、他の側面５に対しても、同様の処理が繰り返し実行されてもよい。
【0068】
また、上述した実施形態は、評価用画像Ｉに対して横方向に３つの評価領域ＥＩ１，ＥＩ２，ＥＩ３及び合焦領域ＥＦ１，ＥＦ２，ＥＦ３を設定するものであったが、評価領域ＥＩ１，ＥＩ２，ＥＩ３及び合焦領域ＥＦ１，ＥＦ２，ＥＦ３は、これより少なくてもよいし、多くてもよい。例えば、チップ４の側面５の横幅（左右方向３の寸法）や側面撮像装置３２の被写界深度との関係で、チップ４の傾きの許容量が大きい状況では、評価領域及び合焦領域は、左右に２つのみが設定されてもよい。逆に、チップ４の傾きの許容量が小さい状況では、評価領域及び合焦領域は、４つ以上が設定されてもよい。
【0069】
例えば、評価用画像Ｉに２つの評価領域及び合焦領域のみが設定される場合、図１３に示されるように、合焦画像選定処理（ステップＳ４０）においては、第１評価領域ＥＩ１と第２評価領域ＥＩ２とが上述した実施形態と同様に設定されるが、第３評価領域は設定されない。そして、それぞれの評価領域ＥＩ１，ＥＩ２の合焦度が最も高い第１合焦画像ＩＦ１（図１３（Ａ））及び第２合焦画像ＩＦ２（図１３（Ｂ））が選定される。チップ４の傾きの判定（ステップＳ５０）は、第１ピント位置と第２ピント位置との差に基づいて行われる。結合画像生成処理（ステップＳ８０）では、第１合焦領域ＥＦ１（図１３（Ａ））と第２合焦領域ＥＦ２（図１３（Ｂ））とが、上述した実施形態のものよりも内側に広く設定され、評価用画像Ｉの中央あたりで一部重複している（ステップＳ８１）。結合画像は、第１合焦画像ＩＦ１の第１合焦領域ＥＦ１と第２合焦領域ＩＦ２の第２合焦領域ＥＦ２とを左右に連結して生成される（ステップＳ８２）。
【符号の説明】
【0070】
４ ・・・チップ（ワーク）
５ ・・・側面
１０ ・・・外観検査装置
２０ ・・・検査台（支持部）
ＣＡ ・・・中心軸線（軸線）
３２ ・・・側面撮像装置（側面撮像部）
４１ ・・・検査台回転機構（向き調整部）
５０ ・・・制御部
Ｉ ・・・評価用画像
ＥＩ１・・・第１評価領域
ＥＩ２・・・第２評価領域
ＩＦ１・・・第１合焦画像
ＩＦ２・・・第２合焦画像
ＥＦ１・・・第１合焦領域
ＥＦ２・・・第２合焦領域
ＩＣ ・・・結合画像
Ｐ１～Ｐ１０・・・ピント位置
５ ・・・側面
１０ ・・・外観検査装置
２０ ・・・検査台（支持部）
ＣＡ ・・・中心軸線（軸線）
３２ ・・・側面撮像装置（側面撮像部）
４１ ・・・検査台回転機構（向き調整部）
５０ ・・・制御部
Ｉ ・・・評価用画像
ＥＩ１・・・第１評価領域
ＥＩ２・・・第２評価領域
ＩＦ１・・・第１合焦画像
ＩＦ２・・・第２合焦画像
ＥＦ１・・・第１合焦領域
ＥＦ２・・・第２合焦領域
ＩＣ ・・・結合画像
Ｐ１～Ｐ１０・・・ピント位置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【手続補正書】
【提出日】2023-12-14
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークの底面を支持する支持面を有した支持部と、
前記ワークの側面を撮像して評価用画像を生成する側面撮像部と、
前記支持部を駆動させ、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きを変化させる向き調整部と、
前記側面撮像部及び前記向き調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
複数の異なるピント位置において前記側面撮像部に前記ワークの側面を撮像させて、複数の前記評価用画像を生成させる多焦点撮像処理と、
複数の前記評価用画像における対応する位置にそれぞれ設定された３つの異なる領域である第１評価領域、第２評価領域、及び第３評価領域の合焦度をそれぞれ算出し、複数の前記評価用画像のうち、前記第１評価領域の合焦度が最も高い第１合焦画像、前記第２評価領域の合焦度が最も高い第２合焦画像、及び前記第３評価領域の合焦度が最も高い第３合焦画像をそれぞれ選定する合焦画像選定処理と、
前記第１合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第１ピント位置と前記第２合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第２ピント位置との差に基づいて、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きの補正値を算出し、当該補正値に基づいて、前記向き調整部に前記ワークの向きを補正させる補正処理と、を実行し、
前記第１評価領域と前記第２評価領域と前記第３評価領域とは、前記支持面に沿った方向に離間し、前記第１評価領域と前記第２評価領域との間に前記第３評価領域が設定されており、
前記制御部は、前記合焦画像選定処理において同一の前記評価用画像が前記第１合焦画像、前記第２合焦画像、及び前記第３合焦画像に選定されたこと、又は前記第１ピント位置と、前記第２ピント位置と、前記第３合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第３ピント位置との差が閾値よりも小さいことを必要条件として、前記補正処理を実行することなく、前記第１ピント位置、前記第２ピント位置、又は前記第３ピント位置に基づいて前記ワークの評価に使用する前記評価用画像を選定する外観検査装置。
前記ワークの側面を撮像して評価用画像を生成する側面撮像部と、
前記支持部を駆動させ、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きを変化させる向き調整部と、
前記側面撮像部及び前記向き調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
複数の異なるピント位置において前記側面撮像部に前記ワークの側面を撮像させて、複数の前記評価用画像を生成させる多焦点撮像処理と、
複数の前記評価用画像における対応する位置にそれぞれ設定された３つの異なる領域である第１評価領域、第２評価領域、及び第３評価領域の合焦度をそれぞれ算出し、複数の前記評価用画像のうち、前記第１評価領域の合焦度が最も高い第１合焦画像、前記第２評価領域の合焦度が最も高い第２合焦画像、及び前記第３評価領域の合焦度が最も高い第３合焦画像をそれぞれ選定する合焦画像選定処理と、
前記第１合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第１ピント位置と前記第２合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第２ピント位置との差に基づいて、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きの補正値を算出し、当該補正値に基づいて、前記向き調整部に前記ワークの向きを補正させる補正処理と、を実行し、
前記第１評価領域と前記第２評価領域と前記第３評価領域とは、前記支持面に沿った方向に離間し、前記第１評価領域と前記第２評価領域との間に前記第３評価領域が設定されており、
前記制御部は、前記合焦画像選定処理において同一の前記評価用画像が前記第１合焦画像、前記第２合焦画像、及び前記第３合焦画像に選定されたこと、又は前記第１ピント位置と、前記第２ピント位置と、前記第３合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第３ピント位置との差が閾値よりも小さいことを必要条件として、前記補正処理を実行することなく、前記第１ピント位置、前記第２ピント位置、又は前記第３ピント位置に基づいて前記ワークの評価に使用する前記評価用画像を選定する外観検査装置。
【請求項2】
ワークの底面を支持する支持面を有した支持部と、
前記ワークの側面を撮像して評価用画像を生成する側面撮像部と、
前記支持部を駆動させ、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きを変化させる向き調整部と、
前記側面撮像部及び前記向き調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
複数の異なるピント位置において前記側面撮像部に前記ワークの側面を撮像させて、複数の前記評価用画像を生成させる多焦点撮像処理と、
複数の前記評価用画像における対応する位置にそれぞれ設定された２つの異なる領域である第１評価領域及び第２評価領域の合焦度をそれぞれ算出し、複数の前記評価用画像のうち、前記第１評価領域の合焦度が最も高い第１合焦画像、及び前記第２評価領域の合焦度が最も高い第２合焦画像をそれぞれ選定する合焦画像選定処理と、
前記第１合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第１ピント位置と前記第２合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第２ピント位置との差に基づいて、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きの補正値を算出し、当該補正値に基づいて、前記向き調整部に前記ワークの向きを補正させる補正処理と、を実行し、
前記制御部は、前記補正処理を実行した後に再度の前記多焦点撮像処理及び前記合焦画像選定処理を実行し、再度の前記合焦画像選定処理で選定された前記第１合焦画像に係る前記第１ピント位置と、再度の前記合焦画像選定処理で選定された前記第２合焦画像に係る前記第２ピント位置との差が閾値よりも大きいことを必要条件として、当該第１合焦画像における前記第１評価領域の周辺領域である第１合焦領域と、当該第２合焦画像における前記第２評価領域の周辺領域である第２合焦領域とを共に前記ワークの評価に使用することを決定する外観検査装置。
前記ワークの側面を撮像して評価用画像を生成する側面撮像部と、
前記支持部を駆動させ、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きを変化させる向き調整部と、
前記側面撮像部及び前記向き調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
複数の異なるピント位置において前記側面撮像部に前記ワークの側面を撮像させて、複数の前記評価用画像を生成させる多焦点撮像処理と、
複数の前記評価用画像における対応する位置にそれぞれ設定された２つの異なる領域である第１評価領域及び第２評価領域の合焦度をそれぞれ算出し、複数の前記評価用画像のうち、前記第１評価領域の合焦度が最も高い第１合焦画像、及び前記第２評価領域の合焦度が最も高い第２合焦画像をそれぞれ選定する合焦画像選定処理と、
前記第１合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第１ピント位置と前記第２合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第２ピント位置との差に基づいて、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きの補正値を算出し、当該補正値に基づいて、前記向き調整部に前記ワークの向きを補正させる補正処理と、を実行し、
前記制御部は、前記補正処理を実行した後に再度の前記多焦点撮像処理及び前記合焦画像選定処理を実行し、再度の前記合焦画像選定処理で選定された前記第１合焦画像に係る前記第１ピント位置と、再度の前記合焦画像選定処理で選定された前記第２合焦画像に係る前記第２ピント位置との差が閾値よりも大きいことを必要条件として、当該第１合焦画像における前記第１評価領域の周辺領域である第１合焦領域と、当該第２合焦画像における前記第２評価領域の周辺領域である第２合焦領域とを共に前記ワークの評価に使用することを決定する外観検査装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記ワークの評価に使用することを決定した、前記第１合焦画像における前記第１合焦領域と、前記第２合焦画像における前記第２合焦領域とに基づいて、前記ワークの側面を表現した結合画像を生成する請求項２に記載の外観検査装置。
【請求項4】
前記向き調整部は、前記支持部を前記支持面と直交する軸線周りに回転させることが可能な請求項１～３のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項5】
前記多焦点撮像処理において、前記制御部は、前記側面撮像部のピント位置を所定ピッチずつ変化させて前記ワークの側面の撮像を行わせる請求項１～３のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項6】
前記合焦画像選定処理において、前記制御部は、前記評価用画像における前記ワークの側面の位置又は範囲に基づいて、前記第１評価領域又は前記第２評価領域を設定する請求項１～３のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項7】
前記合焦画像選定処理において、前記制御部は、前記評価用画像における前記ワークの側面の外縁を含む領域を前記第１評価領域又は前記第２評価領域に設定する請求項６に記載の外観検査装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
本発明に係る外観検査装置は、ワークの底面を支持する支持面を有した支持部と、前記ワークの側面を撮像して評価用画像を生成する側面撮像部と、前記支持部を駆動させ、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きを変化させる向き調整部と、前記側面撮像部及び前記向き調整部を制御する制御部と、を備えている。前記制御部は、複数の異なるピント位置において前記側面撮像部に前記ワークの側面を撮像させて、複数の前記評価用画像を生成させる多焦点撮像処理と、複数の前記評価用画像における対応する位置にそれぞれ設定された３つの異なる領域である第１評価領域、第２評価領域、及び第３評価領域の合焦度をそれぞれ算出し、複数の前記評価用画像のうち、前記第１評価領域の合焦度が最も高い第１合焦画像、前記第２評価領域の合焦度が最も高い第２合焦画像、及び前記第３評価領域の合焦度が最も高い第３合焦画像をそれぞれ選定する合焦画像選定処理と、前記第１合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第１ピント位置と前記第２合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第２ピント位置との差に基づいて、前記側面撮像部に対する前記ワークの向きの補正値を算出し、当該補正値に基づいて、前記向き調整部に前記ワークの向きを補正させる補正処理と、を実行する。また、前記第１評価領域と前記第２評価領域と前記第３評価領域とは、前記支持面に沿った方向に離間し、前記第１評価領域と前記第２評価領域との間に前記第３評価領域が設定されており、前記制御部は、前記合焦画像選定処理において同一の前記評価用画像が前記第１合焦画像、前記第２合焦画像、及び前記第３合焦画像に選定されたこと、又は前記第１ピント位置と、前記第２ピント位置と、前記第３合焦画像を撮像した際の前記側面撮像部のピント位置である第３ピント位置との差が閾値よりも小さいことを必要条件として、前記補正処理を実行することなく、前記第１ピント位置、前記第２ピント位置、又は前記第３ピント位置に基づいて前記ワークの評価に使用する前記評価用画像を選定する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0038】
続けて、制御部５０は、評価用画像Ｉの中から第１合焦画像、第２合焦画像、及び第３合焦画像を選定する合焦画像選定処理を実行する（ステップＳ４０）。合焦画像選定処理を示すフローチャートが図５に示されている。ＥＥＰＲＯＭ５３には、多焦点撮像処理において、ピント位置Ｐ１～Ｐ１０ごとの撮像によって側面撮像装置３２が生成した複数の評価用画像Ｉが記憶されている。制御部５０は、そのうちの一つの評価用画像Ｉに対してエッジ認識などの画像処理アルゴリズムを適用することで、チップ４の側面５の上下左右の４つの端縁をそれぞれ検出する。そして、検出した左右の端縁を含むその周囲に第１評価領域ＥＩ１（図９）及び第２評価領域ＥＩ２（図９）を設定する。ここでは、左側の端縁の周囲に設定された領域を第１評価領域ＥＩ１とし、右側の端縁の周囲に設定された領域を第２評価領域ＥＩ２とする。また、制御部５０は、検出した上下のいずれかの端縁の周囲であって、左右の中央付近に第３評価領域ＥＩ３（図９）を設定する（ステップＳ４１）。なお、本実施形態においては、チップ４の側面５の上側の端縁の周囲に第３評価領域ＥＩ３を設定したものとして説明を行う。