CN102349142B - 半导体薄片外观检查装置的检查条件数据生成方法以及检查系统 - Google Patents

Abstract

一种薄片检查条件生成方法，生成检查形成在薄片(10)上的半导体芯片外观的多台检查装置的检查条件数据，该方法包括以下步骤：计算出相对于设计值的每台薄片检查装置(A～C)装置的机差，然后将机差校正数据进行登录；在所选择的任意一台薄片检查装置(A)中，使用薄片(10)生成检查条件数据；从检查条件数据和所选择的任意一台薄片检查装置(A)的机差校正数据，生成通用检查条件数据；从通用检查条件数据和每台薄片检查装置(B～C)装置机差校正数据，生成每台薄片检查装置(B～C)装置的检查条件数据。

Description

半导体薄片外观检查装置的检查条件数据生成方法以及检查系统

技术领域

本发明涉及半导体薄片进行外观检查装置的检查条件数据生成方法以及检查系统。 

背景技术

在被称之为半导体薄片的基板上，层压形成几层的电路图案，由此制造半导体芯片。在该半导体芯片的制造过程中，形成电路图案和检查交替进行规定次数，然后从薄片以规定尺寸切下半导体芯片，由此完成半导体芯片的制造。在该电路图案形成过程中，利用半导体薄片外观检查装置检查薄片上是否存在瑕疵或异物、电路图案损坏等缺陷。 

在所述半导体薄片外观检查中，根据登录有例如作为被检查的半导体芯片的品种或定位基准的标记的位置信息、作为检查对象的芯片的地点及排列、所使用的透镜的倍数、检查时的焦点位置或照明的亮度等检查条件信息组的检查条件数据进行检查。每次增加作为检查对象的薄片的品种时，该检查条件数据使用检查装置被探讨、决定和登录。然后，在实际检查过程中，根据该检查条件数据，对摄像电路图案所得到的图像和预先登录的基准图像进行核对，由此判断该半导体芯片是优良品还是不良品。 

由于一台检查装置在规定时间内能够检查的薄片数量有限，因此检查多个薄片时利用多台检查装置。 

根据专利文献1，公开有：在半导体的检查方法以及装置中，使用标准样品求出所需的检查参数值，由此推定缺陷部的阻抗值的技术。 

专利文献 

专利文献1：特开2004-319721号 

发明内容

现有的检查装置是根据标准装置而设计，各部尺寸预先被确定为设计值，并根据该设计值制造。但是，零部件加工或组装作业通常在被称之为公差或指定公差的精度范围内进行。因此，制造的检查装置各部尺寸与设计值相比，包括由所述公差引起的尺寸偏差。并且，对多台检查装置之间进行比较时，所述尺寸偏差在相互的装置之间也有差异，每台装置的设计值和所述尺寸的偏差被称为机差。 

这些机差在装置外观方面没有成为问题，利用某一装置对同一品种薄片进行检查时也没有成为问题。但是，利用多台装置进行检查时，使检查条件数据实现共用化以判定是优良品还是不良品时，所述机差大小就成为无法忽视的尺寸。因此，利用多台装置进行检查时，所述机差就会成为妨碍将检查条件数据实现共用化后使用的因素。 

由于所述理由，现有的利用多台检查装置对同一品种薄片进行检查时，在各台检查装置中分别制作检查条件数据并登录，然后进行检查。 

关于现有的检查条件数据生成步骤，结合图进行说明。 

图9为表示现有的检查条件数据生成步骤的流程图。 

首先，薄片外观检查装置1是根据装置规格而设计，各部尺寸预先被确定为设计值(S201)。 

然后，制造装置A(S202)，使用检查装置A制作相对于品种#N(N＝1，2，3...)的装置A的检查条件数据#Na(N＝1，2，3...)(S203)。 

根据该检查条件数据#Na，使用装置A对品种#N进行检查(S204)。并且在之后，制造另一台装置B(S205)，使用检查装置B制作相对于品种#N(N＝1，2，3...)的装置B的检查条件数据#Nb(N＝1，2，3...)(S206)。 

根据该检查条件数据#Nb，使用装置B对品种#N进行检查(S207)。而且，对于装置C也采取同样的步骤制造装置，并在每台装置上制作检查条件数据，并进行检查(S208～S210)。 

如前面所述，即使多台装置是根据相同的设计值制造，但由于存在由所述公差引起的机差，因此各装置也被不同的装置来使用，即使对同一品种薄片进行检查，每台装置中也分别制作检查条件数据。 

因此，如果作为检查对象的薄片品种数或检查装置数量增加，则对每台检查装置必须登录用于检查相同薄片的检查条件数据。因此，检查条件数据的登录作业需要花费很多时间和劳力。另外，由于检查装置发生系统故障等原因而检查条件数据被丢失时，对登录的全部品种必须重新登录检查条件数据。因此，检查条件数据的重新登录作业需要花费很多时间和劳力。

因此，本发明的目的在于提供一种生成对薄片上形成的半导体芯片外观进行检查的检查装置的检查条件数据的薄片检查条件生成方法中，在短时间内能够生成将机差考虑进去的每台装置的检查条件数据的方法以及检查系统。 

本发明中涉及的一种薄片检查条件生成方法，生成检查形成在薄片上的半导体芯片外观的多台检查装置的检查条件数据，该方法包括以下步骤： 

◎计算出相对于设计值的每台薄片检查装置的机差，然后登录机差校正数据的步骤； 

◎在所选择的任意一台薄片检查装置中，使用薄片生成检查条件数据的步骤； 

◎从检查条件数据和所选择的任意一台薄片检查装置的机差校正数据，生成通用检查条件数据的步骤； 

◎从通用检查条件数据和每台薄片检查装置的所述机差校正数据，生成每台薄片检查装置的检查条件数据的步骤。 

机差校正数据可以包括以下误差数据中的至少一个误差数据。 

●设置在薄片检查装置上的、放置薄片的台子的检查平台的原点位置与检查薄片的检查摄像机中心位置或放置在所述检查平台上的薄片的中心位置之间的误差数据； 

●检查薄片的检查摄像机的聚焦位置的误差数据； 

●为检查摄像机的摄像而使用的透镜的观察倍数的误差数据； 

●为检查摄像机的摄像而使用的照明用光源的、相对于所需亮度的设定值的误差数据。 

本发明中的涉及其它方面的薄片检查系统，生成检查形成在薄片上的半导体芯片外观的多台检查装置的检查条件数据，该系统包括以下装置：机差校正数据登录装置，计算出相对于设计值的每台薄片检查装置的机差，然后登录机差校正数据；第一检查条件数据生成装置，在所选择的任意一台薄片检查装置中，使用薄片生成检查条件数据；通用检查条件数据生成装置，从检查条件数 据和所述所选择的任意一台薄片检查装置的所述机差校正数据，生成通用检查条件数据；第二检查条件数据生成装置，从所述通用检查条件数据和每台薄片检查装置的所述机差校正数据，生成每台薄片检查装置的检查条件数据。 

所述机差校正数据可以包括以下误差数据中的至少一个误差数据： 

●设置在薄片检查装置上的、放置薄片的台子的检查平台的原点位置与检查薄片的检查摄像机中心位置或放置在所述检查平台上的薄片的中心位置之间的误差数据； 

●检查薄片的检查摄像机的聚焦位置的误差数据； 

●为检查摄像机的摄像而使用的透镜的观察倍数的误差数据； 

●为检查摄像机的摄像而使用的照明用光源的、相对于所需亮度的设定值的误差数据。 

根据本发明中涉及的薄片检查条件生成方法以及检查系统，从相对于设计值的各薄片检查装置的机差，求出每台薄片检查装置的机差校正数据并将其登录，利用多台薄片检查装置的任意一台装置制作检查条件数据。因此，能够生成其它装置中可以使用的通用检查条件数据，并从该通用检查条件数据和各薄片检查装置的机差校正数据，生成每台薄片检查装置的检查条件数据。其结果是，节省了重新制作检查条件数据的工夫。 

由此，即使利用多台装置对多个薄片进行检查的情况下，也能够在短时间内生成多个品种的通用检查条件数据，可以节省制作每台装置中制作数据的时间和劳力。 

附图说明

图1为本发明的一实施方式的薄片外观检查装置的立体图； 

图2为薄片外观检查装置的构成图； 

图3A为在薄片上形成图案的半导体芯片的一个例的示意图； 

图3B为在薄片上形成图案的半导体芯片的一个例的示意图； 

图3C为在薄片上形成图案的半导体芯片的一个例的示意图； 

图3D为在薄片上形成图案的半导体芯片的一个例的示意图； 

图4为表示检查条件数据生成步骤的流程图； 

图5A为表示薄片外观检查装置中的、X轴平台和Y轴平台和各部之间位 置关系的俯视图； 

图5B为表示薄片外观检查装置中的、X轴平台和Y轴平台和各部之间位置关系的俯视图； 

图6A为表示薄片外观检查装置中的、光学摄像单元3和各部之间的位置关系的侧视图； 

图6B为表示薄片外观检查装置中的、光学摄像单元3和各部之间的位置关系的侧视图； 

图7A为表示薄片外观检查装置中的、光学系统尺寸和各部尺寸之间关系的俯视图 

图7B为表示薄片外观检查装置中的、光学系统尺寸和各部尺寸之间关系的俯视图 

图7C为表示薄片外观检查装置中的、光学系统尺寸和各部尺寸之间关系的俯视图 

图8A为表示薄片外观检查装置中的、照明用光源的设定值和亮度之间关系的坐标图； 

图8B为表示薄片外观检查装置中的、照明用光源的设定值和亮度之间关系的坐标图； 

图9为表示现有检查条件数据生成步骤的流程图。 

附图标记说明 

1：薄片外观检查装置 

2：检查平台部 

3：光学摄像单元 

4：控制部 

5：薄片运送部 

10：薄片 

11：定向平面 

12：对准标记 

12a：每个芯片的对准标记 

13：半导体芯片电路图案 

14：半导体芯片电路部 

15：半导体芯片电极部 

16：半导体芯片组 

17：已知尺寸的尺寸基准标记 

17a：未知尺寸标记 

21：装置基座 

22：X轴平台 

23：Y轴平台 

24：θ轴平台 

25：台子 

31：物镜 

32：旋转器机构 

33：光学系统 

34：检查摄像机 

35：光学摄像单元驱动部 

36：照明用光源 

37：支柱部 

41：控制用计算机 

42：数据管理用计算机 

43：图像处理用计算机 

44a：信息显示装置 

44b：信息显示装置 

44c：显示切换装置 

45：信息输入装置 

45a：输入切换装置 

46a：信息记录媒体 

46b：信息记录媒体 

46c：信息记录媒体 

47：与外部装置的数据接入装置 

51：机器人 

52：手部 

61：薄片盒 

62：薄片盒放置台 

100：设计上的薄片中心位置 

101：实际的薄片中心位置 

100z：设计上的薄片表面位置 

101z：实际的薄片表面位置 

170：设计视野内摄像的检查摄像机的尺寸基准标记 

171：实际视野内摄像的检查摄像机的尺寸基准标记 

220：X轴平台的原点位置 

221：沿X方向将X轴平台从原点位置移动X0的位置 

222：沿X方向将X轴平台从原点位置移动X1的位置 

230：Y轴平台的原点位置 

231：沿Y方向将Y轴平台从原点位置移动Y0的位置 

232：沿Y方向将Y轴平台从原点位置移动Y1的位置 

250：设计上的台子中心位置 

310：设计上的透镜聚焦位置 

311：实际的透镜聚焦位置 

330：检查摄像机的设计视野 

331：检查摄像机的实际视野 

330a：检查摄像机的设计视野 

331a：检查摄像机的实际视野 

330b：检查摄像机的设计视野 

331b：检查摄像机的实际视野 

340：设计视野的检查摄像机的中心位置 

341：实际视野的检查摄像机的中心位置 

350：光学摄像单元驱动部的原点位置 

具体实施方式

(1)薄片外观装置 

关于本发明的实施方式，结合图进行说明。 

图1为作为本发明的一实施方式的薄片外观检查装置的立体图。 

图2为薄片外检查装置的构成图，表示主要机器的构成。 

在各图中，直角坐标系的三个轴表示为X、Y、Z，XY平面表示为水平面，Z方向表示为垂直方向。另外，以Z方向为中心的旋转方向表示为θ方向。 

在薄片外观检查装置1中包括：检查平台部2，放置作为检查对象的薄片10，并将其沿XY方向移动；光学摄像单元3，摄像至少薄片10上的一部分范围，并为了将检查平台2和光学摄像单元3综合控制，包括有控制部4，该控制部4包括与检查平台2和光学摄像单元3连接的机器。另外，在薄片外观检查装置1中包括运送部5，为了将作为检查对象的薄片10放置在检查平台部上，将薄片运送至规定的位置，并且在对薄片10进行检查后，将其搬出。另外，在薄片外观检查装置1中同时设置有收纳检查前或检查后薄片的薄片盒61以及薄片盒放置台62。 

(2)薄片 

图3为薄片10上形成图案的半导体芯片的一个例的示意图。 

图3A为表示薄片整体的图，图3B为将薄片的一部分放大之后的图。如图3A所示，在薄片10的一端中，有被称之为定向平面11的平坦部，作为使薄片10的朝向一致的基准使用。除此之外，作为使薄片10的朝向一致的基准，除了使用所述的定向平面11之外，有时还使用被称之为槽口的薄片圆周的一部分上设置的凹部。 

在薄片10上图案化形成有对准标记12和半导体芯片的电路布线或绝缘膜等电路图案13。如图3B所示，在半导体芯片的电路布线或绝缘膜等电路图案13中，包括每个芯片的对准标记12a、电路部14和电极部15。电路部14和电极部15在电路图案13中相互连接。 

图3C是表示其它品种的薄片整体的图，图3D是将所述其它品种薄片的一部分放大之后的图。在图3C所示的薄片10上图案化形成有对准标记12和由多个半导体芯片的电路布线或绝缘膜等构成的电路图案组16。如图3D所示，在半导体芯片的电路布线或绝缘膜等的电路图案13中，包括每个芯片的对准标记12a、电路部14和电极部15，电路部14和电极部15在电路图案13中相互连接。 

在薄片外观检查装置1中，检查所述薄片上的电路图案13的电路部14或电极部15的外观形状。 

对准标记12是表示薄片上的各芯片或电路图案等的位置坐标的基准。薄片10上的对准标记12的位置或相对于对准标记12的电路图案13的相对位置是每个品种预先被设定、确定的值。 

接着，结合图1和图2详细说明构成检查装置的各主要部分。 

(3)检查平台部 

检查平台部2由配置在装置基座21上的X轴平台22、配置在X轴平台22上的Y轴平台23、配置在Y轴平台23上的θ轴平台24和配置在θ轴平台24上的台子25构成。X轴平台22在使配置在其上面的Y轴平台23能够沿X方向移动的状态下配置在装置基座21上。另外，所述Y轴平台23在使配置在其上面的θ轴平台24和台子25能够沿Y方向移动的状态下配置在X轴平台22上。因此，台子25在装置基座21上能够沿XYθ方向移动。 

薄片10虽然放置在台子25上，但是在检查中通过真空吸附等方法而不发生位置偏差，另一方面，检查结束后解除真空吸附时，能够从台子25上简单地卸下。 

X轴平台22、Y轴平台23和θ轴平台24与控制部4的控制用计算机41连接，能够将放置薄片10的台子25移动至规定位置或让其停止。 

(4)光学摄像单元 

如图2所示，在光学摄像单元3中包括：物镜31，与薄片10保持一定间隔并且朝向基板10；光学系统33，与物镜31邻接设置，使通过物镜31观察的薄片10上的图像在检查摄像机34上成像；检查摄像机34，邻接光学系统33设置，将摄像的图像转换成电信号。 

物镜31按照能够切换观察薄片10时的倍数的方式准备有多个透镜，物镜31安装在被称之为旋转器机构32的旋转切换机构上，并安装在光学摄像单元3上。 

光学摄像单元驱动部35设置在支柱部37上，该支柱部37设置在装置基座21上，该基座21上设置有检查平台部2，该检查平台部2上放置有薄片10。光学摄像单元驱动部35上光学摄像单元3按照沿Z方向可移动的方式安装。另外，光学摄像单元3中包括测量薄片10和物镜31之间距离的测距传感器(未 图示)。 

光学摄像单元3的光学系统33与照明连接，所述照明与照明用光源36连接。通过变换照明用光源36的亮度设定，能够调节观察薄片10时的亮度。 

由于薄片外观检查装置1具有如此的结构，因此能够用检查摄像机34摄像薄片10的至少一部分。光学系统33至少包括一个以上的凸透镜或凹透镜，其结构可以将从照明用光源36发射的光通过物镜31照射到薄片10上，从薄片10反射的光通过物镜31照射到检查摄像机34。 

(5)控制部 

如图2所示，控制部4包括：控制用计算机41，与检查平台部2的X轴平台22、Y轴平台23、θ轴平台24、光学摄像单元驱动部35、照明用光源36连接；数据管理用计算机42，保存检查条件数据或检查结果数据；图像处理用计算机43，与检查摄像机34、控制用计算机41和数据管理用计算机42连接。 

所述控制用计算机41与信息记录媒体46a连接，用于记录与所连接的机器控制相关的、被称之为参数的各种数据。另外，所述数据管理用计算机42与信息记录媒体46b连接，用于记录被称之为检查条件数据的每个检查对象的检查条件或检查结果等数据。另外，所述图像处理用计算机43与信息记录媒体46c连接，用于记录用来判定检查合格或不合格的基准图像等的数据。作为所述信息记录媒体46a、46b、46c，可以举出磁盘或光磁盘或光盘等将磁或者光的变化作为数据记录的记录媒体或者半导体存储器等。 

在所述信息记录媒体46c中登录有用来判定检查的合格或不合格的基准的图像，在图像处理用计算机43上将所述基准图像和作为检查对象的图像相比较，并根据预先设定的判定基准，判定检查的合格或不合格。 

在所述控制用计算机41和所述数据管理用计算机42中，通过显示切换装置44c连接有用来显示装置的运转状况或异常明细信息、检查条件数据的值等的信息显示装置44a。另外，所述图像处理用计算机43中连接有用来显示检查时摄像图像或检查结果、缺陷位置等的信息显示装置44b。作为信息显示装置44a、44b，可以举出使用显像管或液晶显示器或等离子显示器、有机EL或发光二极管等的发光元件的显示器等。 

在所述控制用计算机41、所述数据管理用计算机42和所述图像处理用计算机43中，通过输入切换装置45a连接有用来输入或编辑检查条件数据的设定 值的信息输入装置45。控制部4包括所述信息显示装置44a、44b、所述显示切换装置44c、所述信息输入装置45、所述输入切换装置45a和信息记录媒体46a、46b、46c。 

控制部4的数据管理用计算机42包括与外部装置的数据接入装置47。所述信息记录媒体46a、46b、46c记录的所述通用检查条件数据或所述检查条件数据、所述基准图像等的各种数据可以通过所述与外部装置的数据接入装置47与其它装置的数据进行交换，或者是考虑以防万一出现的故障可以将数据保存在装置之外。作为所述与外部装置的数据接入装置，可以举出利用可以卸下的磁盘或半导体存储器等数据记录媒体的装置或利用电信号或光信号或电波的数据通信装置等。 

(6)运送部/薄片盒/预对准部 

薄片运送部5邻接检查平台部2而配置，包括：机器人51，包括用于运送薄片10的可移动机构；手部52，保持薄片10。 

如图1所示，手部52与机器人51的可移动机构连接，以保持薄片10的状态或者没有保持薄片10的状态下可以沿着XYZ方向自由移动。另外，机器人51还包括沿X方向移动的机构或沿θ方向旋转手部的机构。 

另外，薄片运送部5还邻接用于放置收纳薄片10的薄片盒61的薄片盒放置台62和预对准部7而配置。预对准部7具有将薄片10的中心位置与规定位置对齐、或者将定向平面11或槽口的方向与规定方向对齐的预对准功能。 

(7)检查流程 

接着，依次说明薄片外观检查装置1的代表性的检查流程。 

(7-1)检查条件数据制作 

在检查薄片10之前先制作检查条件数据。 

检查条件数据包括用于管理检查条件数据的管理编码(品种#N，N＝1，2，3...)、薄片10上的对准标记12位置、所述对准标记12图像、薄片10上的坐标、用于第一个检查的芯片基准图像、摄像倍数、照明的亮度设定值、检查开始位置、检查路线。进一步，对于相同的薄片10，变换观察倍数后再进行检查时，包括用于第n个(n＝2，3，4...)检查的芯片基准图像、摄像倍数、照明的亮度设定值、检查开始位置、检查路线。 

在此，说明所选择的薄片检查装置中利用薄片制作检查条件数据的动作。 

首先，选择包括作为优良品使用的半导体芯片的薄片10。所述薄片10在预对准部7中对齐定向平面的方向，并放置在薄片外观检查装置1的台子25上。然后，所述薄片10上图案化形成的对准标记12在用检查摄像机34能够摄像的位置上，使X轴平台22和Y轴平台23移动。然后，用检查摄像机34观察所述薄片10上的对准标记12，并从与预先登录的基准位置的偏差，计算出XYθ方向的位置偏差值，并按照与所述基准位置匹配的方式设定位置。 

接着，从所述薄片10上图案化形成的半导体芯片中，选择作为优良品使用的半导体芯片，该半导体芯片在用检查摄像机34能够摄像的位置上，使X轴平台22和Y轴平台23移动。 

根据半导体芯片的大小和缺陷的大小程度，适当选择和确定透镜倍数。根据摄像图像的亮度和半导体薄片10上的芯片图案的反射率或对照适当调整和确定照明亮度。 

确定摄像图像的透镜倍数或照明亮度设定值后，在此条件下用检查摄像机34摄像作为优良品使用的半导体芯片的图像。 

(7-2)检查条件数据选择 

接着，在薄片外观检查装置1中，选择相对于要检查的薄片10的检查条件数据。所述检查条件数据从预先登录的数据中选择使用。如果所述检查条件数据没有预先登录，就登录新数据。 

(7-3)薄片运送/预对准/薄片放置 

接着，利用薄片运送部5的机器人51从所述薄片盒61中抽出一张要检查的薄片10。此时，从薄片盒61抽出的薄片10以所述定向平面或槽口方向不确定的状态被收纳在薄片盒61内。 

所要检查的薄片10必须先对齐方向后再进行检查，因此先运送到预对准部7。在该预对准部7中，使薄片10的大致中央作为旋转中心沿θ方向旋转，同时检测所述定向平面或槽口，由此使薄片10的中心位置对齐，使所述定向平面或槽口朝向规定方向而保持。 

接着，利用薄片运送部5的机器人51将预对准后的薄片10从预对准部7运送至检查平台部2的台子25上。这样，能够对齐薄片10的所述定向平面或槽口方向，并放置在台子25上。 

(7-4)标记对准 

将要检查的薄片10放置在台子25上，并移动至对准标记读取位置上。此时，根据预先登录的检查条件数据，通过旋转器机构32切换物镜31，调节照明用光源36的光亮度，通过光学摄像单元驱动部35调节薄片10和物镜31的距离。然后，用光学摄像单元3的检查摄像机34摄像对准标记12。 

虽然利用机器人51将薄片10放置在台子25上，但是在一系列的交接动作中，实际放置位置有时会发生稍微的偏差。作为该放置位置发生偏差的主要原因有预对准部7的定位精度或运送机器人51的运送位置精度或将薄片10放置在台子25上时发生斜滑等因素。 

为了校正所述薄片的放置位置偏差，将薄片10放置在台子25上后，读取薄片10上的对准标记12位置，计算出检查摄像机34视野内的基准点和所述对准标记12基准位置之间的偏差值。从该计算值、摄像对准标记12时使用的物镜31的倍数、光学系统33的摄像倍数、和检查摄像机34的摄像部的尺寸，运算并计算出相对于标准位置的偏差值。 

放置薄片10时的θ方向的角度偏差在θ轴平台24上被校正。因此，即使薄片10包括角度偏差而被放置在台子25上，用检查摄像机34摄像的图像中也不会包含θ方向的角度偏差。 

(7-5)芯片图像获得/检查 

接着，将要检查的薄片10移动至检查开始位置上。此时，根据预先登录的检查条件数据，切换物镜31，调节照明用光源36的光亮度。 

作为检查中的薄片10的动作，有被称为分步重复方法的、在检查位置上使薄片10静止、用检查摄像机34摄像、结束摄像后移动至下一个检查位置，再一次使薄片10静止、用检查摄像机34摄像、再次移动至下一个位置而重复进行这一系列动作的方法。另一方面，也有将薄片10连续移动，与此同时使照明如闪光灯那样在极短的时间断断续续地发光，在虚拟的静止状态进行摄像的情况。 

薄片10的移动位置与所使用的物镜31的倍数、照明亮度、物镜31和薄片10之间的距离同样地登录在检查条件数据中。 

通过前面所述的机构以及装置移动薄片10，用检查摄像机34对在薄片10上图案化形成的半导体芯片上的任意地方进行摄像，并通过图像处理用计算机43判定所摄像的图像是否合格。 

(7-6)薄片搬出 

检查结束的薄片10按照放置在台子25上的状态移动至薄片交接位置。然后，通过机器人51搬出，并收纳在薄片盒61中。 

以上是薄片外观检查装置1的代表性的检查流程。 

(8)检查条件数据生成步骤 

接着，结合图说明制作通用检查条件数据的步骤以及从通用检查条件数据生成各检查装置的检查条件数据的步骤。图4为表示检查条件数据生成步骤的流程图。 

在制造装置之前，先确定设计值(S101)，根据该设计值制造装置A(S102)。制造多台装置时，根据相同的设计值制造装置B和装置C(S103，S104)。 

接着，计算出相对于设计值的作为装置A的尺寸偏差的机差数据(S105)。 

该机差中可以包括以下偏差。 

(A)相对于为了使放置薄片的台子沿XY方向移动至规定位置的X轴平台以及Y轴平台的原点位置的、检查摄像机视野的中心位置和薄片中心位置的相对位置的偏差； 

(B)摄像薄片的检查摄像机所设置的摄像单元中的、检查摄像机焦点位置调整机构的原点位置和检查摄像机聚焦位置的相对位置的偏差； 

(C)为摄像薄片的检查摄像机的摄像而使用的物镜或光学系统的观察倍数的偏差； 

(D)为摄像薄片的检查摄像机的摄像而使用的照明用光源的、相对于薄片摄像时所需的亮度的设定值的偏差。 

基于所述机差的所述偏差作为误差数据通过后述的步骤计算出，并其作为机差校正数据登录在与装置A的控制用计算机41连接的信息记录媒体46a上(S106)。 

接着，关于装置B和装置C采取同样的步骤制造装置，并计算出与设计值的机差，并登录机差校正数据(S107～S110)。 

接着，在检查薄片之前使用检查装置A制作相对于品种#N(N＝1，2，3...)的装置A的检查条件数据#Na(N＝1，2，3...)(S111)。 

从在S111制作的装置A的检查条件数据#Na和装置A固有的机差校正数据，生成相对于品种#N(N＝1，2，3...)的通用检查条件数据#N(N＝1，2，3...) (S112)。 

然后，从通用检查条件数据#N和装置A固有的机差校正数据，生成相对于品种#N的装置A用检查条件数据#Na(N＝1，2，3...)(S113)。 

根据所述检查条件数据#Na，使用装置A对品种#N进行检查(S114)。 

然后，从通用检查条件数据#N和装置B固有的机差校正数据，生成相对于品种#N的装置B用检查条件数据#Nb(N＝1，2，3...)(S115)。 

然后，根据所述检查条件数据#Nb，使用装置B对品种#N进行检查(S116)。 

进一步，使用装置C时同样地从通用检查条件数据#N和装置C固有的机差校正数据，生成相对于品种#N的装置C用检查条件数据#Nc(S117)。 

然后，根据所述检查条件数据#Nc，使用装置C对品种#N进行检查(S 118)。 

通过上述步骤，从装置A制作的检查条件数据和装置A的机差数据，生成在装置B和装置C中也可以使用的通用检查条件数据，从通用检查条件数据和装置B的机差数据生成装置B的检查条件数据，从通用检查条件数据和装置C的机差数据生成装置C的检查条件数据。 

在所述的S101～S108中，举出使用三台装置的例子。在进一步增加装置数量时，对于所需台数的装置以同样步骤进行作业，由此能够具体实现检查条件数据的共有化。 

另外，即使多台装置中的任意一台装置损坏的情况下，只要计算出装置固有的机差校正数据并将其登录，就从其它装置中的通用检查条件数据能够生成检查条件数据。 

(9)机差的种类 

结合附图详细说明各种机差。 

(A)与薄片中心位置相关的机差 

作为机差的主要因素之一，可以表示为了将放置有薄片10的台子25沿XY方向移动的、X轴平台22的原点位置220和Y轴平台23的原点位置230，和放置有薄片10的台子上的薄片10中心位置间的相对位置偏差。 

放置在薄片外观检查装置1的台子25上的薄片10的设计上的中心位置100设计上已被确定，与检查摄像机34的设计上的视野的中心位置340一致。但是，实际放置在台子25上的薄片10位置由于预对准部7的定位精度或运送机器人51的运送位置精度或将薄片10放置在台子25上时发生斜滑等原因发生偏差， 因此每次放置薄片10时都发生变化，无法确定。 

因此，在薄片外观检查装置1中，用检查摄像机34检查薄片10上的对准标记12的位置，用控制部4的控制用计算机41计算出偏差值，通过调节θ轴平台24的角度来进行校正以消除检查时的薄片10的角度偏差。 

所述的、薄片10的θ方向的角度偏差被校正的状态下的检查摄像机34的实际中心位置341和薄片10的实际中心位置101的相对位置的偏差有必要作为机差计算出，并作为机差校正数据。 

图5为表示薄片外观检查装置1的X轴平台22和Y轴平台23的各部分的位置关系的俯视图。图5A表示设计上的各部分位置关系。 

X轴平台22的原点位置220和Y轴平台23的原点位置230是表示该位置为XY平面上的“零点”的位置。作为设计值将X轴平台22从所述原点位置220沿X方向移动X0的位置221且将Y轴平台23从所述原点位置230沿Y方向移动Y0的位置231的台子25的设计上的台子中心位置250、放置在台子25上的薄片10的设计上的中心位置100和检查摄像机34的设计视野的中心位置340设定为一致。 

图5B为表示实际制造的装置上放置薄片的状态的各部分位置关系的俯视图。此时表示的是，θ方向的角度偏差已被校正，只剩下XY方向的位置偏差。 

在实际制造的装置中，X轴平台22的原点位置220和Y轴平台23的原点位置230与检查摄像机34的实际制造的装置上放置的状态的视野331的中心位置341之间的距离是由于存在由公差引起的偏差，因此与设计视野的中心位置340的距离不一致。 

假设从X轴平台22的原点位置220和Y轴平台23的原点位置230将X轴平台22沿X方向移动X1的位置222且将Y轴平台23沿Y方向移动Y1的位置232的台子25的实际的台子中心位置与检查摄像机34的实际视野的中心位置341一致。如果是这样，检查摄像机34的设计上的视野中心位置340与实际视野的中心位置341之间的相对位置会沿X方向偏差X1，沿Y方向偏差Y1。 

实际放置在台子25上的薄片10的位置是由于预对准部7的定位精度、或运送机器人51的运送位置精度、进一步，将薄片10放置在台子25上时发生斜滑等原因发生偏差，因此每次放置薄片10会发生变化，无法确定。 

因此，实际的台子中心位置和放置的实际的薄片10中心位置101不一致。 因此，为了求出相对于薄片10的近似圆，用检查摄像机34摄像薄片10的圆周，利用图像处理用计算机43从所得到的薄片10外形位置信息计算出实际的薄片10中心位置101。 

假设此时的台子25的实际的薄片10中心位置101和检查摄像机34的实际视野331的视野中心位置341的偏差在X方向上为X2，Y方向上为Y2。 

将所述偏差值X1、Y1、X2、Y2作为与摄像机中心位置和薄片中心位置相关的机差校正数据进行登录。 

(B)光学摄像单元的原点和聚焦位置的机差 

作为机差主要因素之一，可以表示光学摄像单元3的光学摄像单元驱动部35的原点复归时的原点位置和物镜31的聚焦位置之间的距离偏差。所述距离偏差是指所述原点位置所表示的Z方向的“零点”和物镜31在薄片10上聚焦的聚焦位置的距离偏差。 

如果聚焦位置有偏差而图像不清晰，则不能得到正确的检查结果。因此，对上所述Z方向的“零点”和到聚焦位置的距离是观察薄片10上面而对其进行检查时很重要。但是，如果所述原点位置和检查摄像机34的聚焦位置之间有机差，则在有的装置中是聚焦位置的坐标值，但在其它装置中发出以相同坐标值移动的指令，但也无法聚焦。 

因此，针对Z方向的原点位置和检查摄像机34的聚焦位置之间的距离，有必要计算出设计值和实际值之差，并将其作为与光学摄像单元上下位置相关的机差校正数据来进行登录。 

图6为表示薄片外观检查装置1的光学摄像单元3和各部分的位置关系的侧视图。图6A为表示设计上的各部分的位置关系。 

所述光学摄像单元驱动部35的原点位置350是表示该位置为沿Z方向的“零点”的位置。 

作为设计值，使光学摄像单元驱动部35从所述原点位置沿Z方向向下移动Z0时物镜31聚焦，并将此时的光学摄像单元驱动部35的位置作为设计上的透镜聚焦位置310。所述设计上的透镜聚焦位置310和薄片的设计上的表面位置100z的距离表示为D0。 

图6B为表示实际制造的装置的各部分位置关系的侧视图。 

在实际制造的装置中，设计上的透镜聚焦位置310和薄片的实际表面位置 101z之间的距离表示为D1。在实际制造的装置中，由于所述D0和D1由于由公差引起的偏差，因此不一致。因此，从所述光学摄像单元驱动部的原点位置350沿Z方向向下移动Z0距离的、在所述设计上的透镜聚焦位置310上不聚焦。 

假设薄片的实际表面位置101z相对于薄片的设计上的表面位置100z沿Z方向向上具有偏差Z1。此时，实际的透镜聚焦位置311是从设计上的透镜聚焦位置310沿Z方向向上移动Z1距离的位置。总之，D0和D1之差Z1为光学摄像单元上下位置的机差。 

使用多个物镜31时，该Z1在每个物镜31中实际的透镜聚焦位置311不同。因此，针对所有的物镜31的聚焦位置，计算出设计上的值和实际值之差，并作为与光学摄像单元的原点和聚焦位置相关的机差校正数据进行登录。 

(D)物镜或光学系统的观察倍数的机差 

作为机差主要因素之一，可以表示摄像时使用的物镜31或光学系统33或检查摄像机34的实际倍数以及纵横比。物镜31或光学系统33中使用的透镜中，由于具有加工时或组装时的尺寸误差，设计上的倍数以及纵横比和实际倍数以及纵横比之间发生偏差。即，将用某个装置的检查摄像机34摄像的薄片10上的已知尺寸的基准标记以图像识别时的像数和将其它装置中的所述基准标记以图像识别时的像数有时不一致。因此，有必要计算出观察规定尺寸时的设计上的像数和实际像数之差，并将其作为与观察倍数相关的机差校正数据进行登录。 

图7为表示薄片外观检查装置的光学系统尺寸和各部尺寸之间关系的俯视图。图7A为表示在设计上的薄片外观检查装置1中利用摄像光学单元3摄像已知尺寸的所述尺寸基准标记17的状态的俯视图。 

物镜31和光学系统33大部分情况下分别利用多个透镜来构成，在本发明中分别作为一个透镜来图示并对其进行说明。 

首先，选择在薄片10上形成有图案的、已知尺寸的所述尺寸基准标记17。所述尺寸基准标记17是通过物镜31和光学系统33作为检查摄像机34的设计上的视野330a内摄像的尺寸基准标记170来被摄像。此时，薄片上的设计上的视野330b是图示的范围。 

假设所述尺寸基准标记17的尺寸已知，X方向的尺寸表示为Mx0、Y方向的尺寸表示为My0。此时，所述视野330a内摄像的尺寸基准标记170的X方向的像数表示为Qx0、Y方向的像数表示为Qy0。 

另外，X方向的像数解像度定义为αx0、Y方向的像数解像度定义为αy0，并可以用数学式(1)、(2)表示。 

[数1] 

$\mathrm{\αx}0=\frac{\mathrm{Mx}0}{\mathrm{Qx}0}$

[数2] 

$\mathrm{\αy}0=\frac{\mathrm{My}0}{\mathrm{Qy}0}$

所述像数解像度是指相对于检查摄像机34摄像元件的1像数的被摄像物的设计上的尺寸。 

图7B为表示在实际薄片外观检查装置1中，利用光学摄像单元3摄像所述尺寸基准标记17的状态的俯视图。 

薄片10上的所述尺寸基准标记17是通过物镜31和光学系统33作为检查摄像机34的实际视野331a内摄像的尺寸基准标记171摄像。所述尺寸基准标记17的尺寸已知，X方向尺寸表示为Mx0、Y方向的尺寸表示为My0。此时，所述检查摄像机34的实际视野331a内摄像的尺寸基准标记171的X方向的像数表示为Qx1、Y方向的像数表示为Qy1。另外，薄片上的实际视野331b是图示的范围。 

假设尺寸未知的标记17a的X方向的尺寸表示为Mx2、Y方向的尺寸表示为My2，在所述检查摄像机34的实际视野331a内摄像、且尺寸未知的标记17a的实际X方向的像数表示为Qx2、Y方向的像数Qy2，则其关系式可以由数学式(3)～(6)表示。 

[数3] 

Mx2∶Qx2＝Mx0∶Qx1 

[数4] 

My2∶Qy2＝My0∶Qy1 

[数5] 

$\mathrm{Mx}2=\frac{\mathrm{Mx}0}{\mathrm{Qx}1}\·\mathrm{Qx}2$

[数6] 

$\mathrm{My}2=\frac{\mathrm{My}0}{\mathrm{Qy}1}\·\mathrm{Qy}2$

另外，假设X方向的像数解像度定义为αx1、Y方向的像数解像度定义为αy1，并可以由数学式(7)、(8)表示。 

[数7] 

$\mathrm{\αx}1=\frac{\mathrm{Mx}0}{\mathrm{Qx}1}$

[数8] 

$\mathrm{\αy}1=\frac{\mathrm{My}0}{\mathrm{Qy}1}$

所述像数解像度是指相对于检查摄像机34摄像元件的1像数的被摄像物的实际尺寸。该像数解像度是根据物镜31或光学系统33的组合而不同。因此，所述物镜31和所述光学系统33全部的组合中，计算出观察规定尺寸时的设计上的像数和实际像数之差，并作为与观察倍数相关的机差校正数据进行登录。 

(D)照明用光源的亮度设定值和亮度的机差 

作为机差主要因素之一，可以表示用于摄像的光源中的光量调整用设定值 和实际亮度的偏差。 

在薄片外观检查装置1中，通过控制用计算机41的控制信号设定照明用光源36的亮度。在控制用计算机41中，由于所述控制信号是数值，也就是数据信号，因此不发生机差。 

但是，对于照明用光源36或者照明用光源36内的照明调光部，用控制用计算机41的模拟信号控制其亮度。另外，即使控制亮度的模拟信号值相同，但是由于每个照明的偏差、或从照明到物镜的光的透射率、或从物镜通过光学系统到检查摄像机的光的透射率，每台装置也存在机差。因此，即使是在多个薄片外观检查装置1中用控制用计算机41设定的亮度设定值相同，但是实际亮度有时产生机差。 

因此，预先使用作为基准的薄片，渐渐变换照明的亮度设定值的同时测量实际亮度，由此并计算出为了得到规定亮度的设计上的设定值和实际设定值之差，并将其作为与亮度和设定值相关的机差校正数据进行登录。 

图8A为表示照明用光源的亮度设定值和设计上的亮度关系的坐标图。纵轴为亮度B，横轴为照明用光源的亮度设定值A。 

如果作为暗点的亮度设定值DA0中的设计上的亮度表示为DP0、作为明点的亮度设定值BA0中的设计上的亮度表示为BP0，照明用光源的亮度设定值和设计上的亮度成为如BC0中图示的数学式(9)、(10)所示的关系式。 

[数9] 

$B=\frac{\mathrm{Bp}0-\mathrm{Dp}0}{\mathrm{Ba}0-\mathrm{Da}0}\·A$

即， 

[10] 

$A=\frac{\mathrm{Ba}0-\mathrm{Da}0}{\mathrm{Bp}0-\mathrm{Dp}0}\·B$

利用所述数学式(10)能够计算出相对于所希望的亮度B的设计上的照明用光源的亮度设定值A。 

图8B为表示照明用光源的亮度设定值和实际亮度关系的坐标图。纵轴为 亮度B、横轴为照明用光源的亮度设定值A。 

成为作为暗点的亮度DP0的实际照明用光源的亮度设定值表示为DA1，成为作为明点的亮度BP0的实际照明用光源的亮度设定值表示为BA1。因此，照明用光源的亮度设定值和实际亮度成为如用BC1图示的数学式(11)、(12)表示的关系式。 

[11] 

$B=\frac{\mathrm{Bp}0-\mathrm{Dp}0}{\mathrm{Ba}1-\mathrm{Da}1}\·A$

即， 

[12] 

$A=\frac{\mathrm{Ba}1-\mathrm{Da}1}{\mathrm{Bp}0-\mathrm{Dp}0}\·B$

利用所述数学式(12)能够计算出相对于所需亮度B的实际照明用光源的亮度设定值A。 

在所述数学式(10)、(12)中，作为所需亮度的设计上的设定值和实际设定值的偏差在实际制造的每台装置上不同，将其作为机差。另外，根据所使用的物镜31或光学系统33、检查摄像机34的组合不同而不同。 

因此，使用的物镜31或光学系统33、检查摄像机34的全部组合中，计算出相对于所需亮度的设计上的亮度设定值和实际亮度设定值之差，并将其作为与照明亮度相关的机差校正数据进行登录。 

(10)效果 

根据所述步骤计算出每台装置的机差，并将其作为装置固有的机差校正数据进行登录，由此从某个装置中制作的检查条件数据生成其它装置中能够使用的通用检查条件数据。并且，在其它装置中，从所述机差校正数据和所述通用检查条件数据，生成该装置用的检查条件数据。 

因此，不需要如现有的装置中进行的、在所有装置中制作每个品种的检查条件数据的作业，而且也不需要在发生系统故障等时进行的对登录检查条件数据进行重新登录的作业。 

其结果是，能够在短时间内生成通用的多个品种的检查条件数据，可以节省分别制作数据的时间的劳力。 

(11)其它实施方式 

以上，关于本发明的一个实施方式进行了说明，但是本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离发明主要内容的范围内可以进行多种变更。 

Claims (4)

1.一种薄片检查条件生成方法，生成检查形成在薄片上的半导体芯片外观的多台检查装置的检查条件数据，该方法包括以下步骤：

机差校正数据登录步骤，计算出相对于设计值的每台薄片检查装置的机差，然后登录机差校正数据；

第一检查条件数据生成步骤，在所选择的任意一台薄片检查装置中，使用薄片生成检查条件数据；

通用检查条件数据生成步骤，从所述检查条件数据和所述所选择的任意一台薄片检查装置的所述机差校正数据，生成通用检查条件数据；

第二检查条件数据生成步骤，从所述通用检查条件数据和每台薄片检查装置的所述机差校正数据，生成每台薄片检查装置的检查条件数据。

2.根据权利要求1所述的薄片检查条件生成方法，其特征在于：所述机差校正数据至少包括以下误差数据中的任意一个误差数据：

设置在薄片检查装置上的、放置薄片的台子的检查平台的原点位置与检查薄片的检查摄像机中心位置或放置在所述检查平台上的薄片的中心位置之间的误差数据；

检查薄片的检查摄像机的聚焦位置的误差数据；

为所述检查摄像机的摄像而使用的透镜的观察倍数的误差数据；

为所述检查摄像机的摄像而使用的照明用光源的、相对于所需亮度的设定值的误差数据。

3.一种薄片检查系统，生成检查形成在薄片上的半导体芯片外观的多台检查装置的检查条件数据，该系统包括以下装置：

机差校正数据登录装置，计算出相对于设计值的每台薄片检查装置的机差，然后登录机差校正数据；

第一检查条件数据生成装置，在所选择的任意一台薄片检查装置中，使用薄片生成检查条件数据；

通用检查条件数据生成装置，从所述检查条件数据和所述所选择的任意一台薄片检查装置的所述机差校正数据，生成通用检查条件数据；

第二检查条件数据生成装置，从所述通用检查条件数据和每台薄片检查装置的所述机差校正数据，生成每台薄片检查装置的检查条件数据。

4.根据权利要求3所述的薄片检查系统，其特征在于：所述机差校正数据至少包括以下误差数据中的任意一个误差数据：

设置在薄片检查装置上的、放置薄片的台子的检查平台的原点位置与检查薄片的检查摄像机中心位置或放置在所述检查平台上的薄片的中心位置之间的误差数据；

检查薄片的检查摄像机的聚焦位置的误差数据；

为所述检查摄像机的摄像而使用的透镜的观察倍数的误差数据；

为所述检查摄像机的摄像而使用的照明用光源的、相对于所需亮度的设定值的误差数据。

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