CN100590427C - 图像检查装置以及采用该图像检查装置的图像检查方法 - Google Patents

Abstract

以往，在半导体晶片的缺陷(裂纹或异物等)的检查中，当用照相机拍摄透过半导体晶片的红外光、并用该摄像图像进行检查时，由于从被检查物的外侧泄漏出来的光的原因，照相机产生光晕，结果不能检查被检查体的周边部分。本发明用红外光源(3)照射被检查体(1)，用红外线照相机(6)拍摄透过了被检查体(1)的光，并进行被检查体的检查。通过采用距被检查体的周围有微小量的间隙(10)的掩模机构(8)，便可以检查被检查物的周边部分。另外，通过采用多组支撑被检查体(1)的机构可以分别退避的构成的部件，并使其交替退避，就可以检查全部。

Description

图像检查装置以及采用该图像检查装置的图像检查方法

技术领域

本发明涉及拍摄像半导体晶片那样的板状、且透过红外光的被检查体的图像，并从该图像检查缺陷的图像检查方法以及图像检查装置的改良。

背景技术

有检查半导体晶片和液晶面板等板状的透明或半透明体的缺陷(裂纹或异物的附着)的装置。在本发明的说明中，虽然为了说明的方便，对半导体晶片的情况进行说明，但本发明的应用对象不限于半导体晶片(也有叫做单元的情况)。例如在专利文献1中公开了将红外线照射在作为被检查体的半导体晶体上，从而检查出半导体晶片的裂纹的检查装置。在专利文献1的图1中，图示了透过红外光的被检查体1、保持被检查体1的微动台2、向被检查体1照射红外光12的红外光源10、以紧贴红外光源10的方式设置的漫射器11、从漫射器11射出的红外线12。透过了被检查体1的红外线32，被安装了红外线透镜14的红外线照相机15检测出来，并在输入红外线照相机的影像信号的监控器16上作为图像被显示出来。

其次，对专利文献1所公开的装置的动作进行说明。从红外光源10射出的红外线被漫射器11均匀化，并从被检查体1的背面照射它。在此，被检查体1由微动台2从两侧(从下方)保持。照射的红外线透过被检查体1的表面，并由红外线透镜14将该透过的红外线收入红外线照相机15，监控器16以能够用目视确认的影像展示。在此，如果被检查体1设为例如实施图案加工等之前的半导体晶片，由于裂纹和其他部分的红外线的透过状态不同，因此便可以很容易地检查出裂纹。

在专利文献1所公开的装置中，对于被检查体1，用从其背面向表面透过的透过光进行检查。但是，由于单元的周边部分被微动台2遮蔽了透过光，因此存在该部分不能使透过光透过，而不能进行检查的问题。可是，半导体晶片的缺陷具有容易发生在其周边部分的性质，另外，为了提高半导体晶片的合格率，希望对检查半导体晶片的周边部分也进行检查。

专利文献1：特开平8-220008号公报

以往的图像检查方法以及图像检查装置如以上那样，是被检查体的周边部分被夹持被检查体的装置遮蔽的构成，因此存在如下的问题，即，当用透过光检查时，由于透过光不能透过被遮蔽的部分，故出现不能进行检查的部分。但是，不限于半导体晶片，为了到其周边为止全都利用，希望对被检查体的周边也进行检查。

发明内容

本发明是为了解决所述问题而研制成的，其目的在于得到可以检查到被检查体的端部为止的所有的部分的图像检查方法以及图像检查装置。

本发明的图像检查方法是包括如下步骤的检查方法，即：

由第一支撑机构支撑透过红外光的板状的被检查体的步骤；

从所述被检查体的一面照射红外光的步骤；

在所述被检查体的周围设置遮蔽所述红外光的掩模机构的步骤；

由设置在所述被检查体的另一面的红外线照相机，拍摄透过了所述被检查体的没有被所述第一支撑机构覆盖的部分的红外光的步骤；

在由第二支撑机构支撑所述被检查体之后，使所述第一支撑机构退避到不会遮蔽所述被检查体的位置上的步骤；

由设置在所述被检查体的另一面的红外线照相机，拍摄透过了所述被检查体的没有被所述第二支撑机构覆盖的部分的红外光的步骤。

另外，本发明的图像检查装置是具备如下部分的装置，即：

从透过红外光的板状的被检查体的一面照射红外光的红外光源，设置在所述被检查体的另一面，将透过了所述被检查体的红外光图像化的红外线照相机；

在与所述被检查体的板面大致相同的面内，以与所述被检查体的板的端面之间具有规定的间隙的方式配置、遮蔽所述红外光的掩模机构；

具有支撑所述被检查物的支撑机构，和使该支撑机构退避到不会覆盖所述被检查体的板面的位置上的退避机构的被检查体保持机构。

发明的效果

根据本发明的图像检查方法以及图像检查装置，由于支撑被检查体晶片的多个保持台中的几个相互交替地退避，因此不会妨碍半导体晶片的周边部分的检查。另外，通过设置距半导体晶片的周围有规定的间隙的掩模机构，不会使照相机发生光晕，周边部分也可以进行稳定的检查。通过将红外光漫射体用作光漫射板，除了容易防止光的光晕之外，也可以进行红外光源的保护。

附图说明

图1是展示本发明的实施方式1的图像检查装置的构成的剖面图。

图2是说明图1的装置的动作的说明图。

图3是说明图1的装置的构成的细微部分的图。

图4是图3的侧视图。

图5是展示实施方式2的图像检查装置的构成的剖面图。

图6是用于说明实施方式3的图像检查装置的图。

图7是展示实施方式3的图像检查装置的细微部分的图。

图8是展示实施方式4的图像检查装置的构成的剖面图。

图9是展示实施方式5的图像检查装置的构成的剖面图。

图10是展示实施方式6的图像检查装置的构成的剖面图。

图11是展示实施方式7的图像检查装置的细微部分的结构的图。

标号说明

1半导体晶片                2保持台

3红外光源                  4红外光漫射体

5红外光透镜                6红外线照相机

7监控器                    8掩模

9相对于红外光透明的玻璃板  10间隙

16从红外光漫射体射出的红外光

17透过了半导体晶片的红外光

18通过了间隙的红外光       80无反射掩模

80a尖锐端面                80b倾斜部

81光圈机构式掩模           97掩模的旋转轴

98反射光                   99说明辅助线

具体实施方式

实施方式1

图1是展示本发明的实施方式1的构成图。在图中，相对于透过红外光的半导体晶片1(被检查体)，在其下侧设有保持半导体晶片1的保持台2(称为被检查体保持机构)。在此，对半导体晶片1是四边形的情况进行说明。在半导体晶片1的下方配置红外光源3，在红外光源3的上部设置使红外光漫射的红外光漫射体4的板。在此，所谓的红外光漫射体4，说的是具有使红外光均匀地漫射的功能的、例如半透明或毛玻璃状的玻璃板那样的部件。为了进行说明，从红外光漫射体4射出的红外光标以标号16。透过了半导体晶片1的红外光设为标号17。在半导体晶片1的上方，配置安装了红外光透镜5的、对红外光感光的照相机6(以下，记做红外线照相机或红外光照相机)。红外线照相机6摄影的影像信号被显示在监控器7上，检查员目视后检查出缺陷。或者由图未示的图像处理机构自动检查出缺陷。在与半导体晶片1的高度大致相同高度上，设有遮挡从半导体晶片1的外侧泄漏的红外光的掩模8(称为掩模机构)。

图2是说明保持台(被检查体保持机构)2的基本结构和动作的图。保持台2，如图2a、图2b、图2c所示，由4个支撑机构2a～2d构成，具有利用图未示的滑动机构(称为退避机构)沿着与半导体晶片1的面大致平行的方向可以退避到不覆盖各个半导体晶片1的板面的位置上的结构。即，图2a是展示没有退避的状态的图，图2b是展示支撑台2b和2d退避的状态的图，图2c是展示支撑台2a和2c退避的状态的图。

其次，对动作进行说明。从红外光源3射出的红外光被红外光漫射体4均匀化，被均匀化的红外光16从半导体晶片1的背面(面向图，从下方)照射它。在此，半导体晶片1在由图未示的定位机构相对于红外线照相机6的位置相对地定位后，如图2b所示，由支撑台2a、2c(称为第一支撑机构)保持对角部分。支撑台2b、2d退避到不与半导体晶片1重叠的位置。照射的红外光16向表面透过。该透过的红外光17由红外光透镜5收入红外线照相机6，监控器7以能够用目视确认的图像展示，人看着图像进行裂纹的检查。当然，也可以不用监控器7，而用图未示的图像检查软件等自动地进行检查。其次，如图2a所示那样让支撑台2b、2d返回到原来的位置，然后在如图2c所示那样由支撑台2b、2d(称为第二支撑机构)保持半导体晶片1的相反一侧的对角部分之后，使支撑台2a、2c退避到不与半导体晶片1重叠的位置。然后，以同样的步骤，将透过的红外光17收入红外线照相机6，并通过展示在监控器7中，进行之前没能检查的支撑台2a、2c和半导体晶片1重叠的部分的图像检查。

在此，如图3的俯视图和图4的侧视图所示，稍微设有间隙10地设置掩模8，以使得光透过半导体晶片1的周边部分。如果间隙10较大，当用红外线照相机6拍摄半导体晶片1的周边部分时，通过间隙10的光18过大，从而产生光晕，便不能区别裂纹和正常的部分。如果间隙10的宽度仅仅是例如0.2～1.0mm，更好的是0.5mm左右，则通过间隙10的光18不会产生光晕，即便在半导体晶片1的周边部分，也可以得到良好的图像。当然，间隙的宽度尺寸越小，光的泄漏越少，但支撑机构2接触半导体晶片1的机会便增加，很有可能因多余的接触而弄脏半导体晶片1，因此作为泄漏和接触的协调点，选择所述尺寸。其结果，即便在半导体晶片1的周边部分，也能够检查出裂纹和正常部分的红外光的透过状态的差，从而可以进行裂纹的检查。

另外，掩模8在图1中设为与半导体晶片1大致相同的高度来进行图示、说明，但也可以设置在半导体晶片1和红外光透镜5之间、半导体晶片1的大致旁边、半导体晶片1和红外光源3之间等任意的位置上。但是，如图5所示，当将掩模8设置在半导体晶片1和红外光透镜5之间时，虽然可以避免与半导体晶片1的定位机构和保持台的干扰，并可以用更简单的机构提供便宜的检查装置，但最好按照从照相机透镜5观察被检查体1的表观的大小(图示说明线99)缩小掩模8的大小。即，以使图示说明线99和掩模8的间隙10成为所述值的范围的方式设定大小。即，以在从红外线照相机观望被检查体的视场角的外侧具有0.2～1.0mm的间隙的方式设置遮蔽红外光的掩模机构。另外，由于存在掩模8越接近照相机透镜5、由掩模8形成的遮蔽部分的轮廓就拍摄得越模糊的问题，和掩模8离被检查体1越远、越容易产生光晕的问题，因此使掩模8离开被检查体1的程度，最好是照相机透镜5的焦点深度的范围，例如是0.2～1.0mm左右。

再者，由于设置在半导体晶片1和红外光源3之间的红外光漫射体4，使红外光漫射，从而很容易防止光晕，因此可以进行更稳定的裂纹的检查。另外，还防止灰尘或半导体晶片1的碎片直接掉落到红外光源3上，从而保护红外光源3。

所述说明之中，对进行检查的步骤，依次整理后再次进行说明。

首先，由第一支撑机构支撑透过红外光的板状的被检查体。

从所述被检查体的一面照射红外光。

在所述被检查体的周围设置遮蔽所述红外光的掩模机构(也可以预先设置)。

由设置在所述被检查体的另一面的红外线照相机，拍摄透过了所述被检查体的没有被所述第一支撑机构覆盖的部分的红外光。

在由第二支撑机构支撑所述被检查体之后，使所述第一支撑机构退避到不遮蔽所述被检查体的位置。

由所述红外线照相机，拍摄透过了所述被检查体的没有被所述第二支撑机构覆盖的部分的红外光。该摄像范围当然是一面由第一支撑机构支撑一面摄像时没有被摄像的范围。

实施方式2

在实施方式1的图1中，掩模8作为有一定厚度的板状的部件而图示。但是，如图6所示，由于掩模8的板的端面位于从照相机6可以看见的位置，因此从半透明物体4发出的光在此反射(将反射光作为98来图示)后可能射入照相机。为了消除该问题，如图7所示，作成具有如下结构的无反射掩模80，即，将端面设为削尖成薄而锐利的形状的锐端部80a，并且具有倾斜部80b，以使得不会有多余的光向半导体晶片1和红外线照相机6的方向反射。由于锐端部80a极薄，因此不会拍摄到照相机上。另外，由倾斜部80b防止多余的反射光到达照相机侧，可以得到更好的图像，从而可以进行更稳定的裂纹的检查。优选锐端部80a的端部的厚度例如在0.2mm以下、并且倾斜部80b相对于半导体晶片的面具有10°～80°的角度，以使得在倾斜部反射的光不会进入到半导体晶片1的一侧。

实施方式3

在实施方式1和实施方式2中，展示了水平地设置红外光漫射体4的例子，也可以如图8所示那样以规定的角度、例如相对于水平具有5°至60°的角度设置红外光漫射体4。通过以规定的角度设置，灰尘或半导体晶片的碎片等不会堆积在红外光漫射体4之上，从而可以防止堆积在半透明物体4的上面的灰尘·碎片等拍摄到用红外线照相机6摄像的图像上的情况，由此可以消除裂纹的错误确认、进行更稳定的裂纹的检查。

实施方式4

在实施方式1的图1中，说明保持机构2通过图未示的滑动机构(退避机构)沿着半导体晶片1的面平行地移动，但该退避机构只要是可以退避到不与半导体晶片1重叠(不覆盖)的位置上的结构就不限于此，例如，也可以如图9所示那样，由以支点97为中心旋转的旋转机构使支撑台2a～2d退避到不与半导体晶片1重叠的位置上。

实施方式5

图10是展示本发明的实施方式5的构成图。与图1的标号相同标号的部件是同一或等同部分，因此在此省略说明，对于与实施方式1不同的用透过红外光的玻璃板9保持半导体晶片1这一点详细地进行说明。

在实施方式1中，为了检查半导体晶片1的周边部分，必须将支撑台2a～2d切换成支撑的台和退避的台，但如图10所示，通过设为用固定的透明的(意思是相对于红外光透明)玻璃板9代替图1的保持台支撑晶片1的结构，便可以一次检查半导体晶片1的所有的周边部分。因而，缩短了检查所需要的时间，另外也不需要使保持台可动的机构，因此可以提供更有效且便宜的检查装置。玻璃板9是本发明所说的透过型保持机构。

当掩模8与实施方式1同样地设置在与半导体晶片1大致相同高度时，以稍微设有间隙10的方式预先设置，以使得光透过半导体晶片1的周边部分。如果间隙10的宽度较大，当用红外线照相机6拍摄半导体晶片1的周边部分时，通过间隙10的光18过大，从而产生光晕，不能区别裂纹和正常的部分，如果间隙是0.2～1mm左右，最好是0.5mm左右，则通过间隙10的光18不会产生光晕，在半导体晶片1的周边部分，可以得到良好的图像。结果，即便在半导体晶片1的周边部分，也可以检查出裂纹和正常部分的红外光的透过状态的差，从而可以进行裂纹的检查。

另外，掩模8与实施方式1同样地可以设置在半导体晶片1和红外线照相机6之间、半导体晶片1的大致旁边、半导体晶片1和红外光源3之间的任意的位置上。但是，当将掩模8设置在半导体晶片1和红外线照相机6之间时，可以避免与半导体晶片的定位机构以及玻璃板的干扰，并可以用更简单的机构提供便宜的检查装置。

另外，掩模8也可以与实施方式2同样地设为无反射掩模80，以使得不会有多余的光向半导体晶片1和红外线照相机6的方向反射。通过具有倾斜部，可以得到更好的图像，从而可以进行更稳定的裂纹的检查。

另外，虽然展示了水平地设置红外光漫射体4的例子，但也可以如实施方式4那样，以规定的角度设置红外光漫射体4。通过以规定的角度设置，灰尘或半导体晶片的碎片等不会堆积在红外光漫射体4之上，可以防止灰尘·碎片等拍摄到用红外线照相机摄像的图像上的情况，由此可以消除裂纹的错误确认、进行更稳定的裂纹的检查。

再者，虽然透过型保持机构9接触半导体晶片1，但由于透过型保持机构本身与半导体晶片1同时被检查，因此如果有弄脏，立即被检查出来。因而，透过型保持机构以非常洁净的状态被使用，不用担心弄脏半导体晶片。

实施方式6

在实施方式5的图10中，展示了单独地设置保持半导体晶片1的玻璃板9，和将红外光均匀化的红外光漫射体4的例子，但不限于此，也可以由红外光漫射体4保持半导体晶片1。即，红外光漫射体4也可以兼作支撑半导体晶片1的玻璃板9。通过设为该构成，可以用更简单的机构提供便宜的检查装置。

实施方式7

在以上的实施方式中，半导体晶片1作为四边形来图示说明。但是，半导体晶片中也有圆形的。即便在半导体晶片的形状是圆形的情况下，各实施方式的原理也可以直接应用，因此例如通过采用图11所示的光圈机构式掩模81那样的、与照相机的机械式光圈机构类似的结构的掩模，可以得到宽度0.2～1mm的间隙。即，构成为使可以分别围绕配置在圆周上的多个旋转轴旋转的多个红外线遮蔽翼相互重叠地旋转，然后通过改变旋转角度，可以使中心的孔的直径变化。这种机械式光圈机构的形状是众所周知的，因此省略详细的说明。当然该光圈机构式掩模在以上说明的所有的实施方式中都可以使用。

在以上各实施方式的说明中，被检查体作为半导体晶片1进行了说明，但只要是透过红外光的被检查体就可以，不限于半导体晶片。例如即便是液晶面板、太阳电池的前面板等，当然也可以进行检查。

产业上的可利用性

根据本发明的图像检查装置，不限于半导体晶片的检查，也可以用于液晶显示器用的面板、太阳电池面板的检查。

Claims (5)

1.一种图像检查方法，其特征在于，包括：

由第1支撑机构大致水平地支撑作为具有透过红外光线的性质的板状的被检查体的板状半导体晶片的步骤；

从所述被检查体的一面照射红外光线的步骤；

在与所述被检查体的板面大致相同的面内，在所述被检查体的外侧的周围设置遮蔽所述红外光线的掩模机构的步骤；

由设置在所述被检查体的另一面的红外线照相机，拍摄透过了所述被检查体的没有被所述第1支撑机构覆盖的部分的红外光线而得到图像，同时检查该图像的步骤；

当在与所述第1支撑机构的位置不同的位置上由第2支撑机构支撑所述被检查体之后，使所述第1支撑机构退避到不会遮蔽所述被检查体的位置上的步骤；以及

由所述红外线照相机，拍摄透过了所述被检查体的没有被所述第2支撑机构覆盖的部分的红外光线而得到图像，同时检查该图像的步骤。

2.一种图像检查装置，其特征在于，具备：

红外光源，从由具有透过红外光线的性质的板状半导体晶片构成的被检查体的一面照射红外光线；

第一支撑机构，大致水平地支撑所述被检查体，

红外线照相机，被设置在所述被检查体的另一面，拍摄透过了所述被检查体的所述红外光线而将其图像化；

掩模机构，在与所述被检查体的板面大致相同的面内，在所述被检查体的外侧，以与所述板状的被检查体的端面之间具有规定间隙的方式配置，以遮蔽所述红外光线；

第二支撑机构，在与所述第一支撑机构的位置不同的位置上支撑所述被检查体；以及

退避机构，在利用所述第二支撑机构支撑所述被检查体之后，使所述第一支撑机构退避到不遮蔽所述被检查体的位置。

3.如权利要求2所述的图像检查装置，其特征在于，支撑所述被检查体的所述第一支撑机构和所述第二支撑机构中至少一个由透过所述红外光线的玻璃板构成。

4.如权利要求2所述的图像检查装置，其特征在于，所述掩模机构和所述被检查体的端面之间的所述规定间隙为0.2～1mm。

5.如权利要求2所述的图像检查装置，其特征在于，所述掩模机构具有：设置在与所述被检查体的端面相对的位置上的锐端部、和使从所述红外光源发出的红外光线向没有所述被检查体的一侧反射的倾斜部。

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