DE4032327C2 - - Google Patents

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Abos Automation Bildverarbeitung Optische Systeme 8057 Eching De GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Überwa­ chung der Herstellung von Halbleiterbauteilen nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1 sowie eine entsprechende Vorrich­ tung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 6.
Ein wesentliches Problem der Halbleiterindustrie liegt darin, daß die Zuverlässigkeit hergestellter Bauteile vom Hersteller garantiert werden muß. Die Zuverlässigkeit der Bauteile hängt - einen korrekt gefertigten Chip vorausgesetzt - in erster Li­ nie von der Qualität des Einbaus des Chips im Gehäuse ab. Hier­ unter sind sowohl der Zustand zu verstehen, in welchem der Chip eingebaut wird, als auch die Lage des Chips im Gehäuse sowie Art und Qualität der elektrischen Verbindungen zwischen dem Chip und den Gehäuse-Anschlußkontakten. Aus diesem Grund er­ folgt eine Überprüfung der Chip-Oberflächen auf mechanische Be­ schädigungen oder Verschmutzungen, der Lage des Chips im Ge­ häuse, der Klebestellen zwischen Chip und Gehäuse sowie der Bonddrahtverbindungen zwischen dem Chip und den Gehäuse-An­ schlußkontakten. Diese Inspektion wird bisher im wesentlichen ausschließlich von menschlichem Personal mit Hilfe von Mikro­ skopen durchgeführt. Dieser Vorgang ist zum einen für das Per­ sonal sehr anstrengend und für den Unternehmer kostenintensiv, zum anderen sind bei den heute üblichen hohen Fertigungsge­ schwindigkeiten lediglich stichprobenhafte Überprüfungen der Bauteile möglich.
Aus der EP 01 59 354 B1 sind Verfahren und Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art bekannt. Die dort gezeigte Anordnung ist außerordentlich kompliziert. Die zu untersuchenden Objekte wer­ den nämlich mittels eines Laser-Spiegelsystems punktweise abge­ tastet, wobei die gewonnenen Daten Aufschluß über die Raumform der Objektoberfläche zulassen. Bei dieser Anordnung wird zur Abtastung einer Oberfläche eine beträchtliche Zeit benötigt. Darüber hinaus wird eine so große Fülle von Daten geliefert, die verarbeitet werden müssen, daß selbst bei Verwendung eines sehr schnellen Rechners nur Stichproben aus einer Produktion überprüft werden können.
Aus der DE-OS 24 31 931 ist es bekannt, zur Bestimmung von Raumformdaten von Halbleiterbauteilen gespeicherte Sätze von Bildsignalen mit weiteren Sätzen von Bildsignalen zu verglei­ chen. Wie die Bildsignale im einzelnen gewonnen werden, ist der Druckschrift nicht im Detail entnehmbar.
Aus der DE 38 06 209 A1 ist ein Strukturdefekt-Erfassungssystem bekannt, das beispielsweise für eine integrierte Halbleiter­ schaltung anwendbar ist. Bei diesem System liefert eine Kamera Bildausgangssignale, die in einer Bildsignal-Verarbeitungsein­ richtung erfaßt und auf einem Monitor dargestellt werden. Auch dieser Druckschrift sind keine Einzelheiten darüber zu entneh­ men, wie die Bildsignale im einzelnen gewonnen werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vor­ richtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß auf einfache Weise die wesentlichen Daten zur Erkennung von Fehlern bei der Herstellung von Halbleiterbauteilen herleitbar und überprüfbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 an­ gegebenen Merkmale verfahrensmäßig gelöst. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 6 angegeben.
Betrachtet man sich das Problem der Begutachtung von Bonddraht- Verbindungen bzw. -Verläufen, so genügt oftmals die Kenntnis über den Verlauf in der X-Y-Ebene, obwohl die Drähte bekannt­ lich im wesentlichen bogenförmig über dieser Ebene verlaufen. Beleuchtet man nun in der bisher bekannten Weise mittels ko­ axial zur Kamera-Achse verlaufenden Lichtes, so erscheint die Chip-Oberfläche aufgrund ihrer diffus reflektierenden Eigen­ schaften hell, während der Bonddraht aufgrund seiner Krümmung und seiner sehr glatten Oberfläche praktisch kein Licht in die Kamera zurückwirft - er erscheint schwarz. Nur ein einziger oder einige wenige Oberflächenbereiche des Bonddrahtes verlau­ fen in einer Ebene, die so zum einfallenden Licht und zur Kame­ ra-Achse gelegen ist, daß eine Reflexion des Beleuchtungslich­ tes in die Kamera erfolgt. Diese Reflexion allerdings ist dann wieder so intensiv, daß dieser Punkt relativ zur Umgebung sehr hell ist. Ist er zu hell, so kann sich ein Blooming-Effekt ergeben. Nun verläuft aber der Bonddraht nicht ausschließlich über der Chip-Oberfläche, sondern verläuft vom Chip zum An­ schlußkontakt über andere Flächenabschnitte des Gehäuses, die bei Betrachtung mittels des zuvor genannten Aufbaus ebenfalls dunkel erscheinen. In diesen Bereichen ist somit der Verlauf des Bonddrahtes überhaupt nicht zu erkennen.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung liegt darin, daß für je­ den Einzelpunkt (nicht im mathematischen Sinn) eine optimale Beleuchtungsrichtung und/oder Beleuchtungsintensität derart möglich ist, daß dieser Punkt kontrastreich über dem Untergrund erkennbar ist. Dies bedeutet, daß entweder der Punkt hell (stark reflektierend) und der Untergrund ringsum dunkel oder aber - umgekehrt - der Untergrund in diesem Bereich gut ausge­ leuchtet, der Punkt auf dem Bonddraht aber dunkel erscheint. Diese Nutz-Beleuchtungsrichtungen werden durch Variation der möglichen Beleuchtungsrichtungen unter gleichzeitiger Auswer­ tung der Bildsignale gewonnen. Hierbei kann man beispielsweise von einem bekannten Punkt (z. B. einem Kontaktpunkt auf dem Chip) ausgehend, die Beleuchtung so variieren, daß immer dann eine gerade gewählte Beleuchtungsrichtung als Nutz-Beleuch­ tungsrichtung erkannt wird, wenn sich bei Ansteuerung der ent­ sprechenden Lichtquelle bzw. Beleuchtung aus eben dieser Rich­ tung ein kontrastreicher Punkt ergibt, der sich an den zuvor gefundenen Punkt (bzw. Ausgangspunkt) unmittelbar anschließt. Selbstverständlich kann man die Mustererkennung hierbei auf einen eng begrenzten Bereich im Anschluß an den gerade zuvor gefundenen Linienpunkt beschränken, wobei weiterhin auch nur die Beleuchtungsrichtungen als Nutz-Beleuchtungsrichtungen in Betracht zu ziehen sind, welche sich nicht allzusehr von der zuvor aufgefundenen Nutz-Beleuchtungsrichtung unterscheiden, da man von einer gewissen Stetigkeit des Linienverlaufes (Bond­ drahtverlaufes) ausgehen und unstetige bzw. abrupte Übergänge ausschließen kann. Weiterhin kann insgesamt auch ein Feld zwi­ schen einem bekannten Anfangs- und einem bekannten Endpunkt der zu untersuchenden Kontur (Bonddraht) definiert werden, inner­ halb dessen das Mustererkennungsverfahren Bildsignale auswertet und außerhalb dessen alle Informationen als "uninteressant" verworfen werden.
Sobald aus einem Musterbauteil oder einer gewissen Anzahl von Musterbauteilen die zur Mustererkennung (im Mittel) notwendigen Nutz-Beleuchtungsrichtungen festgelegt sind, kann die weitere Überprüfung von Serien-Bauteilen anhand der so festgelegten "Beleuchtungseinstellung" erfolgen.
Für jeden einzelnen Punkt kann weiterhin die Beleuchtungsstärke so eingestellt werden, daß einerseits ein hinreichender Kon­ trast zum Untergrund gewährleistet, andererseits ein Blooming- Effekt vermieden wird, bei welchem eine Überstrahlung und damit eine Art von optischer Vergrößerung bzw. Unschärfe des reflek­ tierenden Punktes auftritt. Bei Verwendung einer üblichen Ka­ mera, welche die während eines vorgegebenen längeren Zeitinter­ valls (ca. 50 ms) in die Kamera fallende Lichtmenge integriert, kann die Beleuchtungsstärke über eine Pulsdauer, Pulsfrequenz oder Pulsanzahlsteuerung der Lichtquellen für die einzelnen Be­ leuchtungsrichtungen erfolgen.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird aus allen bei der entsprechenden Vorrichtung vorgesehenen Beleuchtungsrichtungen gleichzeitig beleuchtet, wobei aber je­ der Beleuchtungsrichtung eine bestimmte Lichtfarbe oder -farb­ kombination zugeordnet ist. In diesem Fall wird dann eine Nutz- Beleuchtungsrichtung anhand einer Farbe definiert, so daß (bei Verwendung einer Farb-Kamera) andere Farben bei der Musterer­ kennung "ausgeblendet" werden. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens ergibt sich gleichzeitig der Vorteil, daß diffus reflektierende Flächen, z. B. die Chip-Oberfläche, weiß erschei­ nen, da dort eine Mischung aller Farben stattfindet. Ein ent­ sprechendes Signal ist bekanntlich bei einer Farbkamera ableit­ bar, so daß sich eine Vereinfachung des Mustererkennungsverfah­ rens ergibt.
Als Beleuchtungsquellen eignen sich einzeln ansteuerbare Licht­ quellen, wie z. B. Leuchtdioden, die dann jeweils über einen Computer angesteuert werden. Wird den verschiedenen Beleuch­ tungsrichtungen jeweils eine andere Farbe bzw. Farbkombination zugeordnet, so kann dies über geeignete Farbfilter geschehen, die von einer (einzigen) Lichtquelle beleuchtet werden, welche mindestens die vom Farbfilter durchgelassenen wesentlichen Spektralanteile aussendet. Ein solches Farbfilter kann z. B. aus einem Dia-Positivfilm hergestellt werden, mit dem ein genormtes Farbspektrum (von blau bis rot) abfotografiert wurde.
Um eine höhere Effektivität der Beleuchtung zu erzielen (ein Farbfilter bewirkt auch bei der durchgelassenen Wellenlänge eine Dämpfung), wird bei einer bevorzugten Ausführungsform von einer weißen Lichtquelle ausgesandtes Licht in seine Spektral­ anteile (z. B. durch ein Prisma) zerlegt, wobei hinter dem Prisma eine entsprechende Anzahl von Lichtleitern mit ihren Eingangs-Enden so angeordnet ist, daß jedem Lichtleiter eine definierte Farbe zugeordnet wird. Die anderen Enden der Licht­ leiter stellen dann "Lichtquellen" dar, die bei einer entspre­ chenden Anordnung ein zu untersuchendes Bauteil aus einer ent­ sprechenden Beleuchtungsrichtung mit einer bestimmten Farbe be­ leuchten.
Besondere Ausführungsarten der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen. In der nachfolgenden Beschreibung werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Abbildungen nä­ her erläutert. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung in schemati­ sierter Darstellung;
Fig. 2A-C schematisierte Bildausschnitte zur Bonddraht- Lokalisierung;
Fig. 3 eine perspektivische Teil-Darstellung eines Chips mit Bonddraht;
Fig. 4 eine schematisierte Skizze zur Erläuterung des Effektes verschiedener Beleuchtungsrichtungen;
Fig. 5A, B weitere Abbildungen zur Erläuterung von Bond­ draht-Verläufen;
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in schematisierter Darstellung ähnlich der nach Fig. 1; und
Fig. 7 eine perspektivische Teilansicht entlang der Li­ nie VIII-VIII aus Fig. 6;
Fig. 8 eine Ausführungsform einer Lichtleiter-Beleuch­ tung mit Licht verschiedener Farben.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Über­ wachung der Herstellung von Halbleiterbauteilen schematisiert aufgezeigt. Diese umfaßt eine Halterung 22, an welcher eine An­ zahl von Einzel-Lichtquellen 16a bis 16n befestigt ist. Die Einzel-Lichtquellen 16a-16n sind in bestimmten Winkelabstän­ den zueinander angeordnet und auf ein gemeinsames Zentrum ge­ richtet. Unter der Halterung 22 mit den Lichtquellen 16a-16n ist ein (nicht gezeigter) Halter vorgesehen, auf dem ein zu un­ tersuchendes Halbleiterbauteil positioniert werden kann. Das Halbleiterbauteil ist in der Zeichnung durch die schematisierte Darstellung eines Chips 10 angedeutet, dessen Anschlußpunkte über Bonddrähte 12 und Anschlußkontakte 13 eines (nicht gezeig­ ten) Gehäuses verbunden sind.
Über dem Halbleiterbauteil ist eine (CCD-) Kamera 14 so gehal­ ten, daß die optische Achse O ihres Objektivs 25 im wesentli­ chen senkrecht auf der Oberfläche 11 des Chips 10 steht.
Hinter dem Objektiv 25 der Kamera 14 ist ein Strahlteiler 24 so angebracht, daß eine neben der Kamera 14 angeordnete Licht­ quelle 23 das Halbleiterbauteil koaxial zur optischen Achse O beleuchten kann.
Alle Beleuchtungsquellen 16a-16n und 23 stehen in einer ge­ steuerten Verbindung mit einer Verarbeitungseinrichtung 17, welcher außerdem die Bild-Ausgangssignale der Kamera 14 zuge­ führt werden. Mit dieser Anordnung ist es möglich, das zu un­ tersuchende Bauteil aus verschiedenen Richtungen entsprechend den von der Verarbeitungseinrichtung 17 angesteuerten Licht­ quellen zu beleuchten und die in der Kamera 14 erzeugten Bild­ signale zur Weiterverarbeitung aufzunehmen.
Zur Erläuterung der eingangs vorgenommenen Beschreibung des er­ findungsgemäßen Verfahrens sollen die beiliegenden Fig. 3 und 4 dienen. Fig. 3 zeigt in schematisierter Darstellung ein Halb­ leiterbauteil, bei welchem ein Chip 10 auf einem Substrat 15 montiert (aufgeklebt) ist. Anschlußkontakte auf der Oberfläche 11 des Chips 10 sind über Bonddrähte 12 mit Anschlußkontakten 13 verbunden, die mit nach außen (aus dem Gehäuse heraus) ra­ genden Kontaktstiften (nicht gezeigt) verbunden sind. Jeder Bonddraht 12 wird, resultierend aus den an sich bekannten Bond­ verfahren, bogenförmig zwischen der entsprechenden Anschluß­ stelle auf dem Chip 10 und dem Kontakt 3 geführt, so daß der Bonddraht 12 im wesentlichen in einer Ebene A verläuft, die praktisch senkrecht auf der Oberfläche 11 des Chips 10 steht. Die Oberfläche 11 verläuft in einer X-Y-Ebene, die Bonddrähte erstrecken sich somit in einer Richtung Z nach oben über die Oberfläche 11 des Chips 10 hinaus.
Beleuchtet man nun einen solchen Bonddraht 12 aus einem be­ stimmten, in Fig. 4 mit etwa 10° zur Oberfläche 11 des Chips 10 angenommenen Winkel, so wird, wie in Fig. 4 gezeigt, aufgrund der Krümmung des Bonddrahts 12 nur ein geringer, einem kleinen Oberflächenabschnitt 28a des Bonddrahtes 12 entsprechender An­ teil des eingestrahlten Lichtes in das Objektiv der Kamera 14 reflektiert. Die übrigen Lichtanteile werden in andere Richtun­ gen abgestrahlt. Um also einen bestimmten Punkt oder Bereich 28a des Bonddrahtes 12 stark aufleuchten zu lassen, wird ein erstes Lichtbündel ln aus einer ersten Nutz-Beleuchtungsrich­ tung benötigt. Ein daran anschließender Punkt bzw. Bereich 28b des Bonddrahtes 12 muß aus einer anderen Beleuchtungsrichtung mittels eines Lichtbündels lm beleuchtet werden, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Zwar führt die Beleuchtung aus fast allen (möglichen) Beleuchtungsrichtungen gleichzeitig auch dazu, daß Licht von der Chip-Oberfläche in das Objektiv der Kamera 14 ge­ langt, jedoch ist die Leuchtdichte des von den Bereichen 28 auf den Bonddraht 12 ausgesandten Lichtes sehr viel höher, da der Bonddraht 12 aufgrund seiner Oberflächenbeschaffenheit mit nur geringen Verlusten reflektiert, die Chip-Oberfläche aber sehr stark streut.
Dieser Sachverhalt ist nochmals in den Fig. 5A und 5B erläu­ tert, aus welchen hervorgeht, daß je nach Verlauf des Bond­ drahtes der in die Kamera 14 reflektierende Bereich 28 des Bonddrahtes 12 verschieden lang sein kann.
Die Wirkung der Beleuchtung eines Bonddrahtes aus zwei Richtun­ gen ist nochmals in den Fig. 2A-C gezeigt. Es ergeben sich dann für jedes der Bilder ein Helligkeitsmuster 26 für den Un­ tergrund, ein Helligkeitsbild 28 für den Bereich, in welchem der jeweilige Bonddraht 12 reflektiert, und ein Helligkeitsmu­ ster 27, welches einem Schatten entspricht, den der jeweilige Bonddraht auf den Untergrund wirft. Bei gleichzeitiger Beleuch­ tung bzw. Differenzmessung ergibt sich das Bild nach Fig. 2C, bei welchem der (dunkle) Schattenbereich 27, der bei den beiden Bildern nach Fig. 2A und 2B an derselben Stelle (in der X-Y- Ebene) liegt, kontrastreich gegenüber dem helleren Hintergrund hervortritt. Dies entspricht also einer Umkehrung des Bildes gegenüber den zuvor gezeigten Beispielen.
Im folgenden wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform an­ hand der Fig. 6 und 7 näher beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform ist anstelle einer Vielzahl von Lichtquellen 16a-16n eine aus mehreren weißen Lichtquellen 31 bestehende Beleuchtungseinheit vorgesehen, deren Licht durch ein in einer Halterung 22 angebrachtes Farbfilter 32 auf den zu untersuchenden Chip 10 gesendet wird. Das Farbfilter 32 ist so ausgestaltet, daß jeder Beleuchtungsrichtung eine definierte Farbe zugeordnet ist. Beispielsweise kann das Farbfilter 32 in den Fig. 6 und 7 von unten nach oben das Farbspektrum von blau nach rot durchlaufen. Es kommt hierbei darauf an, daß jeder Richtung, aus welcher der Chip 10 beleuchtet wird, eine be­ stimmte Farbe zugeordnet werden kann.
Die Kamera 14 ist als Farbkamera ausgebildet, so daß aus ihrem Ausgangssignal über einen Farbsignalumsetzer 30 ein Signal (analog oder digital) gewonnen werden kann, aus welchem dieje­ nigen Farbwerte herausgeholt, welche Nutz-Beleuchtungsrichtun­ gen, und diejenigen Farbwerte unterdrückt werden, welche ungün­ stigen Beleuchtungsrichtungen entsprechen.
Die Anordnung nach Fig. 6 kann auch als Schnitt durch eine hohlkugelförmige Beleuchtungseinrichtung (mit Kamera) verstan­ den werden, wobei dann das Farbfilter vorzugsweise achsensymme­ trisch zur optischen Achse O der Kamera 14 ausgebildet ist.
Bei der in Fig. 8 gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird das Licht einer (einzigen) weißen Lichtquelle 31 durch ein Prisma 18 geschickt und in seine Spektralanteile zerlegt. Das Spektrum fällt auf die Eingangsenden von Lichtleitern L1-Ln, so daß jedem Lichtleiter eine Farbe (Wellenlänge) zugeordnet ist und der Lichtleiter nur Licht dieser Wellenlänge an seinem anderen Ende aussendet.
Die anderen Enden der Lichtleiter L1-Ln sind in der Halterung 22 entsprechend der Vielzahl von Lichtquellen 16a-16n aus Fig. 1 angeordnet, so daß jeder Lichtquelle 16a-16n, also je­ dem Lichtleiter-Ende ein Lichtstrahl l1-ln entspricht, der auf den Chip 10 gerichtet ist. Die Kamera 14 ist auch hier wie­ der eine Farbkamera, so daß die als günstig erkannten Beleuch­ tungsrichtungen (Nutz-Beleuchtungsrichtungen) als Farbwerte des Kamera-Ausgangssignals definiert werden können.

Claims (10)

1. Verfahren zur automatischen Überwachung der Herstellung von Halbleiterbauteilen, bei dem die Halbleiterbauteile mittels einer Beleuchtungseinrichtung beleuchtet und über eine Kamera beobachtet werden, deren Bild-Aus­ gangssignale einer Bildsignal-Verarbeitungseinrichtung zum Erkennen von Herstellungsfehlern zuführbar sind, wobei das zu untersuchende Halbleiterbauteil unter mindestens einem ersten reproduzierbaren Beleuchtungswinkel-Bereich be­ leuchtet wird und anhand von Bild- bzw. Helligkeits- und/ oder Farbkontrasten linienförmige Bereiche wie Konturen, Kanten, Drähte oder dgl. in einem Mustererken­ nungsverfahren hinsichtlich ihrer Positionsdaten so be­ stimmt werden, daß die Positionsdaten mit vorgegebenen Normdaten vergleichbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung der Halbleiterbauteile bei feststehen­ der Kamera aus einer bestimmten Anzahl von Richtungen er­ folgt, wobei aus den Bildsignalen mehrere Nutz-Beleuch­ tungsrichtungen bestimmt werden, welche jeweils eine Er­ kennung mindestens eines Abschnitts der linienförmigen Be­ reiche ermöglichen, und daß zur Aufnahme von Bildsignalen, aus denen die Positionsdaten bestimmbar sind, die Halblei­ terbauteile aus den Nutz-Beleuchtungsrichtungen beleuchtet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutz-Beleuchtungsrichtungen anhand einer begrenz­ ten Anzahl von Muster-Halbleiterbauteilen festgelegt und für die Überprüfung weiterer Serien-Bauteile verwendet werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsintensität (Lichtmenge pro Raumwinkel und Zeiteinheit) für die verschiedenen Beleuchtungsrich­ tungen jeweils derart gewählt wird, daß optimale Kontra­ ste zwischen den zu den Abschnitten und den zur Umgebung gehörigen Bildsignalen entstehen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung aus den verschiedenen Beleuchtungs­ richtungen mit Hilfe von Licht verschiedener Wellenlängen bzw. Farben oder Farbkombinationen erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein begrenztes Feld, insbesondere ein Anfangs- und/ oder ein Endbereich festgelegt wird, innerhalb dessen der linienförmige Bereich liegen muß, und daß das nachfol­ gende Mustererkennungsverfahren auf eine Auswertung von Bildsignalen innerhalb dieses Bereichs begrenzt durchge­ führt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Beleuchtungseinrichtungen (16) zur Beleuchtung der Halbleiterbauteile (10), einer Kamera (14) zur Bildaufnahme und einer Bildsi­ gnal-Verarbeitungseinrichtung (17) zur Erkennung von Her­ stellungsfehlern des Halbleiterbauteils (10), dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtungen (16) derart ausgebildet und zu einem zu untersuchenden Halbleiterbauteil angeord­ net sind, daß dieses aus definierten Nutz-Beleuchtungs­ richtungen beleuchtbar ist, welche anhand eines Musterer­ kennungsverfahrens mit Hilfe der Bildsignal-Verarbeitungs­ einrichtung (17) festlegbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtungen (16) eine Vielzahl von Einzel-Beleuchtungsquellen (16a-16n) umfassen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzel-Beleuchtungsquellen (16a-16n) Leuchtdi­ oden umfassen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzel-Beleuchtungsquellen (16a-16n) erste Enden von Lichtleitern umfassen, in deren zweite Enden Licht verschiedener Farben einführbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtungen (16) eine Lichtaussende­ fläche (29) umfassen, die derart ausgebildet ist, daß ver­ schiedenen Stellen der Lichtaussendefläche verschiedene Lichtspektren (Farben) zugeordnet sind, und daß die Kamera (14) zur Erzeugung von Bildsignalen ausgebildet ist, die Farbsignale umfassen.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9401711U1 (de) * 1994-02-02 1995-06-01 Kratzer Automatisierung GmbH, 85716 Unterschleißheim Abbildungsvorrichtung
DE4413831A1 (de) * 1994-04-20 1995-10-26 Siemens Ag Verfahren zur Kontrolle von Halbleiterscheiben und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens
DE4413832A1 (de) * 1994-04-20 1995-10-26 Siemens Ag Vorrichtung zur Kontrolle von Halbleiterscheiben
DE19511854A1 (de) * 1994-08-11 1996-02-15 Graessle Walter Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen von kleinen Gegenständen
DE19639892C1 (de) * 1996-09-27 1998-02-12 Siemens Ag Verfahren zur Qualitätssicherung in einer Fertigung
DE19652124A1 (de) * 1996-12-14 1998-06-25 Micronas Intermetall Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Überprüfen von Positionsdaten j-förmiger elektrischer Kontaktanschlüsse

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365084A (en) * 1991-02-20 1994-11-15 Pressco Technology, Inc. Video inspection system employing multiple spectrum LED illumination
US5661249A (en) * 1994-08-11 1997-08-26 Walter Grassle Gmbh Apparatus and method for inspecting small articles
US5540909A (en) 1994-09-28 1996-07-30 Alliance Pharmaceutical Corp. Harmonic ultrasound imaging with microbubbles
DE19511197C2 (de) * 1995-03-27 1999-05-12 Basler Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum optischen Prüfen einer Oberfläche, insbesondere einer Compact-Disc
DE19511195C2 (de) * 1995-03-27 1999-01-28 Basler Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum optischen Prüfen einer Oberfläche
DE59608537D1 (de) * 1995-10-25 2002-02-07 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Kontrolle von Scheiben
US6055054A (en) * 1997-05-05 2000-04-25 Beaty; Elwin M. Three dimensional inspection system
US5909285A (en) * 1997-05-05 1999-06-01 Beaty; Elwin M. Three dimensional inspection system
DE19754871C2 (de) * 1997-12-10 2003-12-18 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen der Qualität von Drahtverbindungen elektrischer Bauteile
US6915006B2 (en) 1998-01-16 2005-07-05 Elwin M. Beaty Method and apparatus for three dimensional inspection of electronic components
US6915007B2 (en) 1998-01-16 2005-07-05 Elwin M. Beaty Method and apparatus for three dimensional inspection of electronic components
US6072898A (en) 1998-01-16 2000-06-06 Beaty; Elwin M. Method and apparatus for three dimensional inspection of electronic components
DE19930043A1 (de) * 1999-06-30 2001-01-04 Wolf Systeme Ag Beleuchtungsvorrichtung für die elektronische Bildverarbeitung
KR100452317B1 (ko) * 2001-07-11 2004-10-12 삼성전자주식회사 포토리소그래피 공정시스템 및 그 방법
EP1400802A1 (de) * 2002-09-23 2004-03-24 Ford Global Technologies, Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung und Evaluierung von Oberflächenunebenheiten
AU2005315602A1 (en) * 2004-12-14 2006-06-22 Akzo Nobel Coatings International B.V. Method and device for analysing visual properties of a surface
US20120025079A1 (en) * 2010-07-27 2012-02-02 Raulerson David A Infrared led source for thermal imaging

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3834819A (en) * 1973-07-05 1974-09-10 Western Electric Co Thickness measuring
DE3116634A1 (de) * 1981-04-27 1982-11-11 Karl Süss KG, Präzisionsgeräte für Wissenschaft und Industrie - GmbH & Co, 8046 Garching Vorrichtung zum automatischen justieren von ebenen gegenstaenden mit zwei bezugspunkten, insbesondere bei der herstellung von halbleiterbauelementen
DE3337251A1 (de) * 1983-10-13 1985-04-25 Gerd Dipl.-Phys. Dr. 8520 Erlangen Häusler Optisches abtastverfahren zur dreidimensionalen vermessung von objekten
US4604648A (en) * 1984-10-12 1986-08-05 Kley Victor B Electronic viewing system for integrated circuit packages
DD256021A1 (de) * 1986-11-11 1988-04-20 Elektronische Bauelemente Veb Verfahren und vorrichtung zum automatischen pruefen der bonddrahthoehe
JPH0682102B2 (ja) * 1987-02-27 1994-10-19 三菱電機株式会社 パターン欠陥検査装置及びパターン欠陥検査方法
US4882498A (en) * 1987-10-09 1989-11-21 Pressco, Inc. Pulsed-array video inspection lighting system
US4876455A (en) * 1988-02-25 1989-10-24 Westinghouse Electric Corp. Fiber optic solder joint inspection system
US4893223A (en) * 1989-01-10 1990-01-09 Northern Telecom Limited Illumination devices for inspection systems

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9401711U1 (de) * 1994-02-02 1995-06-01 Kratzer Automatisierung GmbH, 85716 Unterschleißheim Abbildungsvorrichtung
DE4413831A1 (de) * 1994-04-20 1995-10-26 Siemens Ag Verfahren zur Kontrolle von Halbleiterscheiben und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens
DE4413832A1 (de) * 1994-04-20 1995-10-26 Siemens Ag Vorrichtung zur Kontrolle von Halbleiterscheiben
DE4413832C2 (de) * 1994-04-20 2000-05-31 Siemens Ag Vorrichtungen zur Kontrolle von Halbleiterscheiben
DE4413831C2 (de) * 1994-04-20 2000-05-31 Siemens Ag Verfahren zur Kontrolle von Halbleiterscheiben
DE19511854A1 (de) * 1994-08-11 1996-02-15 Graessle Walter Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen von kleinen Gegenständen
DE19639892C1 (de) * 1996-09-27 1998-02-12 Siemens Ag Verfahren zur Qualitätssicherung in einer Fertigung
DE19652124A1 (de) * 1996-12-14 1998-06-25 Micronas Intermetall Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Überprüfen von Positionsdaten j-förmiger elektrischer Kontaktanschlüsse
DE19652124C2 (de) * 1996-12-14 2002-10-17 Micronas Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Überprüfen von Positionsdaten j-förmiger elektrischer Kontaktanschlüsse

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