JP2000049203A - 外観検査方法および装置ならびに半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外観検査においてパターン配列情報を自動で
取得して検査の効率向上を図る。 【解決手段】 繰り返しパターンが形成された半導体ウ
ェハ３０を支持するステージ２と、半導体ウェハ３０を
撮像するＣＣＤカメラ４と、登録された原点位置の前記
繰り返しパターンの基準画像データを画像処理によって
取り込んで記憶し、ステージ２を前記繰り返しパターン
の繰り返し方向に沿って移動させるとともに、移動箇所
における前記繰り返しパターンの移動点画像データを画
像処理して前記基準画像データと前記移動点画像データ
とのマッチングおよび前記２つの画像データからの差画
像データ取得を行い、ステージ２の前記移動と前記マッ
チングおよびステージ２の前記移動と前記差画像データ
取得を繰り返して行って前記繰り返しパターンのパター
ン配列情報を取得する制御部６とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造技術に
関し、特に、半導体ウェハの外観検査に適用して有効な
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。

【０００３】半導体ウェハの製造プロセスにおいては、
例えば、シリコン単結晶などからなる半導体ウェハに多
数の半導体素子を形成するため、リソグラフィ技術によ
って半導体ウェハに転写したパターンを所定数だけ重ね
合わせて多層状に構成することが行われる。

【０００４】この場合、個々のパターンが所定の形状に
形成されることは、半導体素子の性能を実現する上で極
めて重要であり、一般的にこの個々のパターンを各層毎
に光学的に検査している。

【０００５】このような外観検査装置で行われる検査方
法としては、次のようなものが考えられる。

【０００６】すなわち、半導体ウェハに格子状に規則的
に配列形成された半導体チップのピッチの整数倍の距離
をおいて一対のＣＣＤ（Charge Coupled Device)カメラ
を配置させ、異なる半導体チップの同一箇所からの反射
光が各々のＣＣＤカメラに同時に検出されるようにす
る。

【０００７】さらに、各々のＣＣＤカメラに検出された
画像信号は、例えば、差動増幅器によって差が取られ、
不一致箇所が抽出される。これをチップ比較という。

【０００８】また、半導体ウェハに形成された半導体チ
ップがメモリ製品であれば、半導体チップ内の格子状に
メモリセル（記憶の単位素子）の形成された領域（セル
エリア）においては、一対のＣＣＤカメラの距離をメモ
リセルのピッチの整数倍とする。これをセル比較とい
う。

【０００９】なお、外観検査装置では、検査前に、予め
半導体ウェハに形成されたパターン配列情報を取得しな
ければならない。このパターン配列情報には、主に以下
の５つの情報が含まれている。

【００１０】（１）．チップピッチ情報：チップ比較で
必要な一対のＣＣＤカメラの距離を認識するための情
報。

【００１１】（２）．チップサイズ情報：検査すべきチ
ップエリアを認識するための情報。

【００１２】（３）．チップ配列情報：半導体ウェハに
形成された半導体チップの位置を認識するための情報。

【００１３】（４）．セルピッチ情報：セル比較で必要
な一対のＣＣＤカメラの距離を認識するための情報。

【００１４】（５）．セルエリア情報：半導体チップ内
のセルエリアの位置を認識するための情報。

【００１５】したがって、外観検査の際には、検査開始
時、これらのパターン配列情報を取得し、このパターン
配列情報を用いて検査を行っている。

【００１６】ここで、半導体ウェハの表面を検査するウ
ェハ表面検査装置については、例えば、株式会社工業調
査会、１９８２年１１月１８日発行、「超ＬＳＩ製造・
試験装置ガイドブック＜１９８３年版＞、（電子材料１
１月号別冊）」、２４３〜２４８頁に記載されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術の外観検査装置を用いた検査において、パターン配列
情報を準備する際、設計データから入手することは可能
ではあるが、半導体製造の現場で前記設計データを入手
することは非常に困難であることが問題とされる。

【００１８】さらに、半導体製造の現場では、パターン
配列情報がわかっていない半導体ウェハを外観検査しな
ければならない場合があり、その際、外観検査の前に顕
微鏡などで煩雑なパターン配列情報を目視によって計測
しなければならない。

【００１９】したがって、外観検査において作業者の手
間がかかり、外観検査の効率が低下することが問題とさ
れる。

【００２０】本発明の目的は、パターン配列情報を自動
で取得して検査の効率向上を図る外観検査方法および装
置ならびに半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。

【００２１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００２３】すなわち、本発明の外観検査方法は、繰り
返しパターンが形成された被処理物を準備する工程と、
前記被処理物を移動可能なステージに配置する工程と、
前記繰り返しパターンの原点位置を制御部に登録する工
程と、前記原点位置における前記繰り返しパターンの基
準画像データを画像処理によって取り込んで記憶させる
工程と、前記ステージを前記繰り返しパターンの繰り返
し方向に沿って移動させ、移動箇所における前記繰り返
しパターンの移動点画像データを画像処理によって取り
込む工程と、前記基準画像データと前記移動点画像デー
タとのマッチング、前記２つの画像データからの差画像
データ取得またはその両者を行う工程と、前記制御部に
より、前記ステージの前記移動と前記マッチング、前記
ステージの前記移動と前記差画像データ取得、またはそ
の両者を繰り返して行って前記繰り返しパターンのパタ
ーン配列情報を得る工程と、前記パターン配列情報に基
づいて前記被処理物を外観検査する工程とを有するもの
である。

【００２４】これにより、被処理物の外観検査を行う際
に、煩雑なパターン配列情報の計測を自動的に行うこと
ができる。

【００２５】つまり、パターン配列情報を自動で取得す
ることが可能になるため、外観検査における検査の効率
の向上を図ることができる。

【００２６】また、本発明の外観検査装置は、被処理物
を支持する移動可能なステージと、前記被処理物に形成
された繰り返しパターンの像を取り込む計測用撮像手段
と、前記計測用撮像手段が取り込んだ前記像を画像デー
タに変換する撮像情報変換手段と、登録された原点位置
の前記繰り返しパターンの基準画像データを画像処理に
よって取り込んで記憶し、前記ステージを前記繰り返し
パターンの繰り返し方向に沿って移動させ、移動箇所に
おける前記繰り返しパターンの移動点画像データを画像
処理によって取り込んで前記基準画像データと前記移動
点画像データとのマッチングまたは差画像データ取得も
しくはその両者を行い、前記ステージの前記移動と前記
マッチング、前記ステージの前記移動と前記差画像デー
タ取得またはその両者を繰り返して行って前記繰り返し
パターンのパターン配列情報を得る制御部と、前記被処
理物の検査像を取り込む検査用撮像手段とを有し、前記
パターン配列情報に基づいて前記被処理物の外観検査を
行うものである。

【００２７】さらに、本発明の半導体装置の製造方法
は、被処理物である半導体ウェハに繰り返しパターンを
形成する工程と、前記半導体ウェハを移動可能なステー
ジに配置した後、前記繰り返しパターンの原点位置にお
ける基準画像データを画像処理によって取り込んで記憶
させ、その後、前記ステージを前記繰り返しパターンの
繰り返し方向に沿って移動させ、移動箇所における前記
繰り返しパターンの移動点画像データを画像処理によっ
て取り込む工程と、前記基準画像データと前記移動点画
像データとのマッチング、前記２つの画像データからの
差画像データ取得またはその両者を行い、制御部によっ
て、前記ステージの前記移動と前記マッチング、前記ス
テージの前記移動と前記差画像データ取得、またはその
両者を繰り返して行って前記繰り返しパターンのパター
ン配列情報を得る工程と、前記パターン配列情報に基づ
いて前記半導体ウェハを外観検査する工程と、前記外観
検査後、前記半導体ウェハを個々の半導体チップに分離
する工程と、前記半導体チップとチップ支持部材とを接
合する工程と、前記半導体チップの表面電極と外部端子
に電気的に接続されるリード部とを電気的に接続する工
程とを有するものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２９】図１は本発明の外観検査装置の構造の実施
の形態の一例を示す概略構成図、図２は図１に示す外観
検査装置の要部構造の一例を示す要部構成図、図３は本
発明の外観検査方法によって検査される繰り返しパター
ンが形成された半導体ウェハの一例を示す平面図、図４
は図３に示す繰り返しパターンの一部を拡大して示す拡
大平面図、図５は図４に示す繰り返しパターンにおける
チップパターンの基準画像データの顕微鏡視野を示す拡
大平面図、図６は図５に示す顕微鏡視野を拡大して示す
拡大平面図、図７は図６に示す顕微鏡視野の移動方法の
一例を示す拡大平面図、図８は図６に示す顕微鏡視野の
移動方法の一例を示す拡大平面図、図９は図８に示す顕
微鏡視野を拡大して示す拡大平面図、図１０は図６に示
す顕微鏡視野の移動方法の一例を示す拡大平面図、図１
１は図６に示すチップパターンの基準画像データを１８
０°反転させて得られる基準画像データの一例を示す画
像データ図、図１２は図１１に示す顕微鏡視野の移動方
法の一例を示す拡大平面図、図１３は図１２に示す顕微
鏡視野を拡大して示す拡大平面図、図１４は図５に示す
顕微鏡視野を図３に示す半導体ウェハの全てのチップ領
域に配置した状態の一例を示す平面図、図１５は図１４
に示す繰り返しパターンにおけるメモリセルパターンの
基準画像データの顕微鏡視野を示す拡大平面図、図１６
は図１５に示す顕微鏡視野の移動方法の一例を示す拡大
平面図、図１７は図１６に示す顕微鏡視野の移動におけ
るＸ方向の画素と差画像データとの関係の一例を示す差
画像データ図、図１８は図１５に示す顕微鏡視野の移動
方法の一例を示す拡大平面図、図１９は図１８に示す顕
微鏡視野におけるセルエリア情報取得のための画像デー
タの移動方法の一例を示す拡大平面図、図２０は図１９
に示す顕微鏡視野の移動方法の一例を示す拡大平面図、
図２１は図１９に示す顕微鏡視野の移動方法の一例を示
す拡大平面図、図２２は図２１に示す顕微鏡視野の移動
におけるＸ方向の移動量と差画像データとの関係の一例
を示す差画像データ図、図２３は図１９に示す顕微鏡視
野の移動方法の一例を示す拡大平面図、図２４は本発明
の半導体装置の製造方法によって組み立てられた半導体
装置の構造の一例を示す拡大断面図、図２５は本発明の
半導体装置の製造方法における外観検査方法を含めた製
造プロセスの一例を示す工程フロー図である。

【００３０】図１に示す本実施の形態の外観検査装置
は、半導体ウェハに転写した繰り返しパターンを重ね合
わせて多層状に構成する際に、個々の繰り返しパターン
を各層毎に光学的に検査するものである。

【００３１】したがって、図１に示す外観検査装置によ
る検査は、半導体製造プロセスのオンラインの検査であ
る。

【００３２】図１に示す外観検査装置の構成は、Ｘ方向
およびＹ方向に移動可能で、かつ半導体ウェハ３０（被
処理物）を支持するステージ２と、半導体ウェハ３０に
形成された繰り返しパターンの像を取り込む計測用撮像
手段である計測用顕微鏡３と、計測用顕微鏡３が取り込
んだ前記像を画像データに変換するＣＣＤカメラ４（撮
像情報変換手段）と、外観検査時に半導体ウェハ３０の
検査像を取り込む検査用撮像手段である検査用顕微鏡５
と、検査用顕微鏡５が撮像した検査像を出力するモニタ
１０と、ステージ２の移動を制御し、かつ前記繰り返し
パターンのパターン配列情報（本実施の形態では、チッ
プピッチ情報、チップサイズ情報、チップ配列情報、セ
ルピッチ情報およびセルエリア情報）を取得（計測）す
る制御部６と、検査時に複数の半導体ウェハ３０を収容
して所定箇所に載置される搬入用ウェハカセット７と、
検査後に複数の半導体ウェハ３０を収容して搬出用に所
定箇所に載置される搬出用ウェハカセット８と、ステー
ジ２と搬入用ウェハカセット７または搬出用ウェハカセ
ット８との間で半導体ウェハ３０の受け渡しを行う回転
支持アーム９とによって構成され、前記パターン配列情
報に基づいて半導体ウェハ３０の外観検査を行うもので
ある。

【００３３】また、本実施の形態の外観検査装置の制御
部６は、登録された原点位置の前記繰り返しパターンの
基準画像データを画像処理によって取り込んで記憶し、
ステージ２を前記繰り返しパターンの繰り返し方向１１
（図６参照）に沿って移動させるとともに、移動箇所に
おける前記繰り返しパターンの移動点画像データを画像
処理によって取り込んで前記基準画像データと前記移動
点画像データとのマッチング、前記２つの画像データか
らの差画像データ取得またはその両者を行い、ステージ
２の前記移動と前記マッチング、ステージ２の前記移動
と前記差画像データ取得、またはその両者を繰り返して
行って前記繰り返しパターンのパターン配列情報を取得
するものである。

【００３４】ここで、ステージ２は、図２に示すよう
に、制御部６によって指示された任意のＸ，Ｙ座標に移
動できるように設置されている。

【００３５】また、計測用顕微鏡３は、その先端に対物
レンズ３ａが取り付けられ、この対物レンズ３ａを通し
て半導体ウェハ３０上の前記繰り返しパターンを捉え
る。

【００３６】さらに、ＣＣＤカメラ４は、反射ミラー１
２を介して２次元的に像を捉えるものであり、このＣＣ
Ｄカメラ４の視野の画像データは、制御部６から任意の
タイミングで読み込むことができる。

【００３７】なお、制御部６によってステージ２をＸ方
向またはＹ方向に移動させることにより、複数の視野の
像を画像データとして読み込むことができる。

【００３８】また、本実施の形態で説明する前記繰り返
しパターンは、複数の半導体チップ１が繰り返して形成
された図３に示すチップパターン２０と、半導体チップ
１内に繰り返して形成された図４に示すメモリセルパタ
ーン２１とからなり、これによってパターン配列情報を
取得する際には、前記繰り返しパターンの前記原点位置
として、チップパターン２０のチップ原点２０ａの座標
（Ｘ１，Ｙ１）およびメモリセルパターン２１のセルエ
リア原点２１ａの座標（Ｘ２，Ｙ２）を制御部６に登録
し、その後、制御部６によって、前記パターン配列情報
として、チップピッチ情報、チップサイズ情報、チップ
配列情報、セルピッチ情報およびセルエリア情報を取得
し、半導体ウェハ３０の外観検査時に、チップ比較また
はセル比較もしくはその両者を行って半導体ウェハ３０
を検査する。

【００３９】次に、本実施の形態の外観検査方法につい
て説明する。

【００４０】なお、前記外観検査方法は、半導体ウェハ
３０に前記繰り返しパターンを重ね合わせて多層状に形
成する製造プロセスにおいて、個々の前記繰り返しパタ
ーンを各層毎に光学的に検査するものである。

【００４１】まず、図３および図４に示すように、繰り
返しパターンが形成された半導体ウェハ３０（被処理
物）を準備して、前記外観検査装置によって半導体ウェ
ハ３０のパターン配列情報を取得（計測）する。

【００４２】なお、本実施の形態では、半導体ウェハ３
０に形成された前記繰り返しパターンが、複数の半導体
チップ１が格子状に繰り返して形成されたチップパター
ン２０と、半導体チップ１内において格子状に繰り返し
て形成された複数のメモリセルパターン２１の場合であ
る。

【００４３】また、半導体ウェハ３０に示す点線部分
は、露光によるショット１３を示すものである。

【００４４】続いて、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能な
ステージ２に半導体ウェハ３０を配置する。

【００４５】ここでは、図３および図４に示すように、
チップパターン２０およびメモリセルパターン２１が、
その繰り返し方向１１（図６参照）がステージ２のＸ方
向およびＹ方向にそれぞれ平行になるようにステージ２
上に載置する。

【００４６】その後、前記繰り返しパターンの原点位置
を制御部６に登録する。

【００４７】ここでは、前記繰り返しパターンであるチ
ップパターン２０の原点位置、すなわち図４に示すチッ
プ原点２０ａの座標（Ｘ１，Ｙ１）を求めて制御部６に
登録する。

【００４８】さらに、前記繰り返しパターンであるメモ
リセルパターン２１の原点位置すなわち図４に示すセル
エリア原点２１ａの座標（Ｘ２，Ｙ２）を求めて制御部
６に登録する。

【００４９】なお、チップ原点２０ａの座標（Ｘ１，Ｙ
１）とセルエリア原点２１ａの座標（Ｘ２，Ｙ２）は、
それぞれ距離（μｍ）で表されるものであり、チップ原
点２０ａおよびセルエリア原点２１ａを設定する際に
は、作業者が目視によって半導体ウェハ３０のほぼ中央
部に形成された半導体チップ１を選択し、かつこの半導
体チップ１のチップ原点２０ａを目視によって確認する
とともに、一方、この半導体チップ１の端部に形成され
たメモリセル２２のセルエリア原点２１ａを目視確認す
る。

【００５０】続いて、パターン配列情報のうち、チップ
ピッチ情報の取得方法について説明する。

【００５１】まず、ステージ２をチップ原点２０ａの座
標（Ｘ１，Ｙ１）に移動させる。

【００５２】続いて、チップ原点２０ａにおけるチップ
パターン２０の基準画像データであるチップ原点画像デ
ータ２０ｂ（図６参照）を画像処理によって取り込んで
記憶させる。

【００５３】ここでは、まず、図５および図６に示すよ
うに、計測用顕微鏡３（図２参照）による顕微鏡視野１
Ａ１の視野中心１Ａ１ｃからチップ原点画像データ２０
ｂを切り出して読み込み、制御部６に記憶させる。な
お、図６に示す顕微鏡視野１Ａ１は、図５に示す顕微鏡
視野１Ａ１を拡大して示した図である。

【００５４】その後、ステージ２をチップパターン２０
の繰り返し方向１１（ここではステージ２のＸ方向）に
沿って移動させ、移動箇所における前記繰り返しパター
ンの移動点チップ画像データ２０ｃ（移動点画像デー
タ）を画像処理によって取り込む。

【００５５】すなわち、図６に示すように、チップ原点
画像データ２０ｂを切り出したポイントと平行な方向
（ステージ２のＸ方向）のあらゆるポイントにおいて、
チップ原点画像データ２０ｂと同じエリアサイズの移動
点チップ画像データ２０ｃ（移動点画像データ）を画像
処理によって切り出す。

【００５６】さらに、切り出した移動点チップ画像デー
タ２０ｃにおいて、チップ原点画像データ２０ｂと同じ
形状のパターンが無いかその有無を調べる。

【００５７】すなわち、チップ原点画像データ２０ｂ
（基準画像データ）と移動点チップ画像データ２０ｃ
（移動点画像データ）とのパターンマッチング（以降、
単にマッチングという）を行う。

【００５８】なお、マッチングの方法としては、例え
ば、チップ原点画像データ２０ｂと、切り出した移動点
チップ画像データ２０ｃとの差画像値（差画像データを
切り出しサイズ内で累積した値）を算出する方法が考え
られ、この際、前記差画像値が著しく小さければ、その
ポイントにチップ原点画像データ２０ｂと同じ形状のパ
ターンがあると判断できる。

【００５９】ここで、図６に示すように、ＣＣＤカメラ
４（図２参照）の画素１４のＸ方向のサイズであるＣＣ
Ｄ画素サイズＸ１４ａをＬ１（μｍ）、そのＹ方向のサ
イズであるＣＣＤ画素サイズＹ１４ｂをＭ１（μｍ）と
し、さらに、ＣＣＤカメラ４のＸ方向の画素数をＰ１
（画素）、そのＹ方向の画素数をＱ１（画素）とし、さ
らに、チップ原点画像データ２０ｂのＸ方向の切り出し
画像数をＰ２（画素）、そのＹ方向の切り出し画像数を
Ｑ２（画素）とする。

【００６０】また、顕微鏡視野１Ａ１のＸ方向のサイズ
である視野サイズＸ１Ａ１ａをＬ２（μｍ）、そのＹ方
向のサイズである視野サイズＹ１Ａ１ｂをＭ２（μｍ）
とし、チップ原点画像データ２０ｂのＸ方向の切り出し
サイズである切り出しサイズＸ２０ｄをＬ３（μｍ）、
そのＹ方向の切り出しサイズである切り出しサイズＹ２
０ｅをＭ３（μｍ）とすると、顕微鏡視野１Ａ１の視野
サイズＸ１Ａ１ａは、Ｌ２（μｍ）＝Ｐ１（画素）×Ｌ
１（μｍ）で表され、その視野サイズＹ１Ａ１ｂは、Ｍ
２（μｍ）＝Ｑ１（画素）×Ｍ１（μｍ）で表される。

【００６１】さらに、チップ原点画像データ２０ｂの切
り出しサイズＸ２０ｄは、Ｌ３（μｍ）＝Ｐ２（画素）
×Ｌ１（μｍ）で表され、その切り出しサイズＹ２０ｅ
は、Ｍ３（μｍ）＝Ｑ２（画素）×Ｍ１（μｍ）で表さ
れる。

【００６２】なお、顕微鏡視野１Ａ１のステージ２上の
座標、すなわち、ステージ２上における顕微鏡視野１Ａ
１の中心である視野中心１Ａ１ｃの座標を（Ｘ３，Ｙ
３）とする。これにより、顕微鏡視野１Ａ１のステージ
座標と表現した場合、その座標は、顕微鏡視野１Ａ１の
視野中心１Ａ１ｃを表すものとする。

【００６３】したがって、顕微鏡視野１Ａ１の視野中心
１Ａ１ｃの座標（Ｘ３，Ｙ３）は、チップ原点２０ａの
座標（Ｘ１，Ｙ１）と、Ｘ３（μｍ）＝Ｘ１（μｍ）、
Ｙ３（μｍ）＝Ｙ１（μｍ）の関係にある。

【００６４】その後、同じ形状のパターンが無い場合に
は、図７に示すように、顕微鏡視野１Ａ１から顕微鏡視
野１Ｂ１にステージ２を移動させる（視野中心１Ａ１ｃ
から視野中心１Ｂ１ｃに移動させる）。この際のステー
ジ座標を（Ｘ４，Ｙ４）とすると、移動距離Ｌ４は、基
本的には顕微鏡視野１Ａ１のサイズ分であるが、顕微鏡
視野１Ａ１の端部での切り出しサイズ分の重複分を考慮
して、移動距離Ｌ４は、Ｌ４＝Ｌ２−Ｌ３で表せられ、
かつ、前記ステージ座標Ｘ４は、Ｘ４＝Ｘ３＋Ｌ４で表
せられる。

【００６５】これをＸ方向に繰り返していく。

【００６６】つまり、制御部６によって、ステージ２の
Ｘ方向への移動とパターンのマッチングとを繰り返して
いけば、何れかの顕微鏡視野１Ａ１においてチップ原点
画像データ２０ｂと同じ形状のパターンを探すことがで
き、これを繰り返してマッチングしたパターンを表した
ものが図８に示す顕微鏡視野１Ｆ１である。

【００６７】この際のステージ２の座標を（Ｘ５，Ｙ
５）とする。

【００６８】ここで、図９は、図８に示す顕微鏡視野１
Ｆ１を拡大して示した図である。

【００６９】なお、図９に示すように、同じ形状の一致
パターン１５のパターン中心１５ａが顕微鏡視野１Ｆ１
の視野中心１Ｆ１ｃから距離Ｐ３（画素）ずれていたと
すると、このパターンのＸ座標Ｘ６は、Ｘ６（μｍ）＝
Ｘ５（μｍ）＋（Ｐ３（画素）×Ｌ１（μｍ））によっ
て表される。

【００７０】したがって、図４に示すチップパターン２
０のＸ方向のピッチであるチップピッチＸ１６は、これ
をＬ５（μｍ）とすると、Ｌ５＝Ｘ６−Ｘ３で表すこと
ができる。

【００７１】同様に、図１０に示すように、ステージ２
（図２参照）をＹ方向に繰り返して移動させれば、図４
に示すチップピッチＹ１７（これをＭ５（μｍ）とす
る）を求めることができる。

【００７２】その結果、パターン配列情報のうちチップ
ピッチ情報（チップピッチＸ１６とチップピッチＹ１
７）を取得できる。

【００７３】次に、パターン配列情報のうちチップサイ
ズ情報の取得方法について説明する。

【００７４】まず、図１１に示すように、チップ原点画
像データ２０ｂを１８０°反転させて形成した基準画像
データである１８０°反転画像データ２７を取得し、こ
れを制御部６に記憶させる。

【００７５】その後、図１２に示すように、それぞれの
半導体チップ１のチップ原点２０ａの左下にステージ２
を順次移動させ、１８０°反転画像データ２７と同じ形
状のパターンが無いかその有無を探す。

【００７６】この時、図１２の顕微鏡視野１Ａ１〜顕微
鏡視野１Ｆ２のように、チップ原点２０ａから近い順に
ステージ２を移動させる。この方法が、最も速くマッチ
ングのポイントを探すことができる。

【００７７】なお、顕微鏡視野１Ａ１の座標（Ｘ３，Ｙ
３）は、チップ原点２０ａの座標（Ｘ１，Ｙ１）と同じ
であり、顕微鏡視野１Ｂ２、顕微鏡視野１Ｃ２、顕微鏡
視野１Ｄ２、顕微鏡視野１Ｅ２および顕微鏡視野１Ｆ２
は、それぞれ顕微鏡視野１Ａ１からＸ方向に移動距離Ｌ
４（μｍ）（図７参照）、また、Ｙ方向に移動距離Ｍ４
（μｍ）分離れており、移動距離Ｌ４（μｍ）＝Ｌ２
（μｍ）−Ｌ３（μｍ）であるとともに、移動距離Ｍ４
（μｍ）＝Ｍ２（μｍ）−Ｍ３（μｍ）である。

【００７８】図１２においては、顕微鏡視野１Ｄ２にマ
ッチングポイントがあり、この時のステージ２の座標を
（Ｘ７，Ｙ７）とする。

【００７９】また、図１３は、図１２に示す顕微鏡視野
１Ｄ２を拡大して示す図であり、前記マッチングポイン
ト（一致ポイント５９のこと）が顕微鏡視野１Ｄ２の中
心である視野中心１Ｄ２ｃからＸ方向に距離Ｐ４（画
素）、かつＹ方向に距離Ｑ４（画素）ずれていたとする
と、前記マッチングポイント（一致ポイント５９）の座
標（Ｘ８，Ｙ８）は、Ｘ８（μｍ）＝Ｘ７（μｍ）＋
（Ｐ４（画素）×Ｌ１（μｍ））、Ｙ８（μｍ）＝Ｙ７
（μｍ）＋（Ｑ４（画素）×Ｍ１（μｍ））によって表
される。

【００８０】したがって、半導体チップ１のＸ方向のサ
イズである図４に示すチップサイズＸ１８およびＹ方向
のサイズであるチップサイズＹ１９は、チップピッチＸ
１６（Ｌ５（μｍ））およびチップピッチＹ１７（Ｍ５
（μｍ））をそれぞれ用いて以下のように表すことがで
きる。

【００８１】すなわち、チップサイズＸ１８（Ｌ６）
は、Ｌ６（μｍ）＝Ｌ５（μｍ）−（Ｘ９（μｍ）−Ｘ
８（μｍ））、一方、チップサイズＹ１９（Ｍ６）は、
Ｍ６（μｍ）＝Ｍ５（μｍ）−（Ｙ９（μｍ）−Ｙ８
（μｍ））で表される。

【００８２】その結果、パターン配列情報のうちチップ
サイズ情報を取得できる。

【００８３】次に、パターン配列情報のうちチップ配列
情報の取得方法について説明する。

【００８４】図１４は、図３に示した半導体チップ１の
配列において、チップ原点２０ａの顕微鏡視野１Ａ１か
らチップピッチの整数倍離れた視野を半導体ウェハ３０
からはみ出さない範囲で全て示した図である。

【００８５】なお、前記視野が半導体ウェハ３０内であ
るか否かを判断するには、以下に示す不等式、（φ／
２）＞（Ｘ² ×Ｙ² ）^1/2 を用いて行う。

【００８６】ここで、φは半導体ウェハ３０の直径、
（Ｘ，Ｙ）は前記視野の座標であり、かつ半導体ウェハ
３０の中心の座標を（０，０）とした場合であり、前記
不等式を満たす場合に、前記視野は半導体ウェハ３０内
に存在する。

【００８７】したがって、図１４に示すそれぞれの視野
を顕微鏡視野１Ａ１、顕微鏡視野１Ｂ３、顕微鏡視野１
Ｃ３、顕微鏡視野１Ｄ３、顕微鏡視野１Ｅ３、顕微鏡視
野１Ｆ３、顕微鏡視野１Ｇ３、顕微鏡視野１Ｈ３、顕微
鏡視野１Ｉ３、顕微鏡視野１Ｊ３、顕微鏡視野１Ｋ３、
顕微鏡視野１Ｌ３、顕微鏡視野１Ｍ３、顕微鏡視野１Ｎ
３、顕微鏡視野１Ｏ３、顕微鏡視野１Ｐ３、顕微鏡視野
１Ｑ３、顕微鏡視野１Ｒ３、顕微鏡視野１Ｓ３、顕微鏡
視野１Ｔ３および顕微鏡視野１Ｕ３とし、それぞれの前
記視野に対して、図６で切り出したチップ原点画像デー
タ２０ｂとのマッチングを行う。

【００８８】その結果、マッチングするポイントがあれ
ば、そのポイントの右上の領域に半導体チップ１が存在
すると判断する。

【００８９】この方法により、図１４に示す顕微鏡視野
１Ａ１〜顕微鏡視野１Ｕ３のうち、以下の視野の右上の
領域に半導体チップ１が存在することを判断でき、これ
によってチップ配列情報を取得できる。

【００９０】なお、図１４に示す半導体ウェハ３０で
は、以下に示す１２個の視野で半導体チップ１の存在を
認識できる。

【００９１】前記１２個の視野は、顕微鏡視野１Ｂ３、
顕微鏡視野１Ｃ３、顕微鏡視野１Ｅ３、顕微鏡視野１Ｆ
３、顕微鏡視野１Ｇ３、顕微鏡視野１Ｈ３、顕微鏡視野
１Ｊ３、顕微鏡視野１Ｋ３、顕微鏡視野１Ａ１、顕微鏡
視野１Ｌ３、顕微鏡視野１Ｏ３および顕微鏡視野１Ｐ３
である。

【００９２】次に、パターン配列情報のうちセルピッチ
情報の取得方法について説明する。

【００９３】まず、ステージ２をセルエリア原点２１ａ
の座標（Ｘ２，Ｙ２）に移動させ、図１５に示すよう
に、この時の視野を顕微鏡視野１Ａ４とする。

【００９４】図１６は、図１５に示す顕微鏡視野１Ａ４
を拡大して示した図である。

【００９５】図１６に示すように、顕微鏡視野１Ａ４の
中心から右上の位置に、任意の大きさのエリアサイズ
で、セル基準画像データ２４（基準画像データ）を切り
出し、これを基準画像とする。例えば、セル基準画像デ
ータ２４から距離Ｐ５（画素）あるいは距離Ｐ６（画
素）離れた位置から、それぞれ同じ大きさエリアサイズ
の移動点画像データである移動点セル画像データ２５お
よび移動点セル画像データ２６を切り出す。

【００９６】その後、セル基準画像データ２４と移動点
セル画像データ２５との差画像データ、およびセル基準
画像データ２４と移動点セル画像データ２６との差画像
データを求め（取得）し、これによる差画像値（差画像
データをエリアサイズ内で累積した値）とＸ方向の画素
数との関係を求め、その結果を図に表したものが図１７
である。

【００９７】図１７において、図１６に示すセル基準画
像データ２４と移動点セル画像データ２６との距離が、
ほぼセルピッチ分離れているため、前記Ｘ方向の画素数
がＰ６（画素）の時の差画像値は、Ｐ５（画素）の差画
像値と比べて小さい。

【００９８】なお、前記Ｘ方向の画素数の値を細かく計
測していくことにより、図１７に示すようなセルピッチ
による周期の曲線を描くことができる。この周期性に着
目し、予め所定のしきい値Ｔ１より小さくなるＸ方向の
ポイントをＰ７（画素）とするとともに、メモリセル２
２のＸ方向のピッチであるセルピッチＸ２８をＬ７（μ
ｍ）とすると、セルピッチＸ２８は、Ｌ７（μｍ）＝Ｐ
７（画素）×Ｌ１（μｍ）の式によって求めることがで
きる。

【００９９】また、前記しきい値Ｔ１は、図１７に示す
曲線の差画像値（縦軸）の最小値をＵ１とすると、Ｔ１
＝Ｕ１×Ｋ１（Ｋ１は１以上の定数）の式によって求め
ることができる。

【０１００】図１８に示すように、Ｙ方向に対しても同
様の方法により、セルピッチＹ２９（Ｍ７（μｍ））を
求めることができる。

【０１０１】これにより、パターン配列情報のうちセル
ピッチ情報を取得できる。

【０１０２】次に、パターン配列情報のうちセルエリア
情報の取得方法について説明する。

【０１０３】まず、ステージ２をセルエリア原点２１ａ
の座標（Ｘ２，Ｙ２）に移動させる。

【０１０４】この時の視野を顕微鏡視野１Ａ４とする。

【０１０５】図１９は、顕微鏡視野１Ａ４を拡大して示
した図である。

【０１０６】図１９に示すように、顕微鏡視野１Ａ４の
中心（ここでは、セルエリア原点２１ａと同様）を基準
に、Ｘ方向がセルピッチサイズの大きさのエリアサイズ
で画像データを切り出し、これを移動点セル画像データ
３１，３２，３３，３４，３５，３６とする。

【０１０７】ここで、移動点セル画像データ３４の左端
下の座標は、（Ｘ１０，Ｙ１０）であり、これを基準画
像データとする。なお、１つの視野から切り出せる移動
点セル画像データｎの数（Ｎ１）は、次の式によって表
すことができる。

【０１０８】Ｖ１＝（（Ｌ２／２）／Ｌ７）の整数部と
し、Ｎ１＝２×Ｖ１。ただし、図１９に示す顕微鏡視野
１Ａ４では、Ｎ１＝６である。

【０１０９】さらに、移動点セル画像データｎのＸ座標
をＸＸｎとすると、このＸＸｎは、次の式によって表す
ことができる。

【０１１０】ＸＸｎ（μｍ）＝Ｘ１０（μｍ）＋（ｎ−
（Ｎ１／２））×Ｌ７（μｍ） また、ステージ２をＸ方向に移動させることにより、図
２０に示すように、顕微鏡視野１Ａ４を顕微鏡視野１Ｂ
４に移動し、この際のステージ２の座標を（Ｘ１１，Ｙ
１１）とする。

【０１１１】この時の移動距離Ｌ８（μｍ）は、図２０
に示すように、移動点セル画像データｎの連続性を考慮
して、視野中心１Ａ４ｃと視野中心１Ｂ４ｃとの距離で
あり、図１９に示すＸＸ６−ＸＸ０の距離に等しい。し
たがって、Ｌ８（μｍ）は、以下の式によって表すこと
ができる。

【０１１２】Ｌ８（μｍ）＝Ｎ１×Ｌ７（μｍ） さらに、図２０に示す顕微鏡視野１Ｂ４においても視野
中心１Ｂ４ｃを中心にして移動点セル画像データｎを切
り出す。この顕微鏡視野１Ｂ４では、移動点セル画像デ
ータ３７〜移動点セル画像データ４２を切り出すことが
できる。

【０１１３】その後、ステージ２の移動を繰り返すこと
により、図２１に示すチップサイズＸ１８の右端まで移
動点セル画像データｎを切り出す。なお、図２１に示す
半導体チップ１では、切り出し画素数の最大値（Ｎ２）
は、Ｎ２＝２８であり、前記最大値（Ｎ２）は、Ｖ１の
最大値であるＶ２を、Ｖ２＝（Ｌ６（μｍ）−（Ｘ２
（μｍ）−Ｘ１（μｍ）））／Ｌ７（μｍ）の整数部と
すると、一般的に以下の式で表すことができる。

【０１１４】Ｎ２＝Ｖ２＋１ 続いて、基準画像データである移動点セル画像データ３
４と、移動点セル画像データ３１〜移動点セル画像デー
タ５７とのそれぞれの画像データの差画像値を求める。
この差画像値（差画像データをエリアサイズ内で累積し
た値）を曲線として表したものが図２２である。

【０１１５】すなわち、図２２は、ＸＸ０〜ＸＸ２７の
位置での差画像値を曲線に表したものであり、所定のし
きい値（Ｔ２）より小さいＸ座標の開始点から終了点＋
１までの領域がセルエリアである。したがって、図２２
に示す曲線においては、ＸＸ３〜ＸＸ１１、ＸＸ１４〜
ＸＸ２２の範囲がＸ方向のセルエリアであり、これら
は、それぞれ以下の式によって表すことができる。

【０１１６】ＸＸ３＝Ｘ１０（μｍ）＋（３−（Ｎ１／
２））×Ｌ７（μｍ） ＸＸ１１＝Ｘ１０（μｍ）＋（１１−（Ｎ１／２））×
Ｌ７（μｍ） ＸＸ１４＝Ｘ１０（μｍ）＋（１４−（Ｎ１／２））×
Ｌ７（μｍ） ＸＸ２２＝Ｘ１０（μｍ）＋（２２−（Ｎ１／２））×
Ｌ７（μｍ） ここで、しきい値（Ｔ２）は、図２２に示す曲線の差画
像値のうち、Ｘ方向のＸＸ３の位置の差画像値以外の最
小値をＵ２とした場合、以下の式によって求めることが
できる（ＸＸ３の位置は、移動点セル画像データ３４が
基準画像データであるため、差画像値が零（０）にな
る）。

【０１１７】 Ｔ２＝Ｕ２×Ｋ２（ただし、Ｋ２は１以上の係数） なお、図２２に示す曲線についても、差画像値すなわち
画像データのＸ方向の位置に対しての周期性を見出す
（認識する）ことができる。

【０１１８】これにより、Ｘ方向のセルエリアを求める
ことができ、さらに、図２３に示すように、同じ方法に
よってＹ方向のセルエリアを求めることができる。

【０１１９】その結果、制御部６によって、繰り返しパ
ターンであるチップパターン２０とメモリセルパターン
２１のパターン配列情報すなわちチップピッチ情報、チ
ップサイズ情報、チップ配列情報、セルピッチ情報およ
びセルエリア情報を取得できる。

【０１２０】前記パターン配列情報の取得後、このパタ
ーン配列情報に基づいて半導体ウェハ３０を外観検査す
る。

【０１２１】なお、本実施の形態の外観検査装置による
外観検査方法は、パターン比較方式によるものである。

【０１２２】まず、検査用顕微鏡５（検査用撮像手段）
を用いて半導体ウェハ３０を撮像し、さらに、この半導
体ウェハ３０に形成されたチップパターン２０やメモリ
セルパターン２１などの繰り返しパターンをスキャン
し、隣接する半導体チップ１（ダイ・ツー・ダイと呼ぶ
チップ比較）またはメモリセル２２（セル・ツー・セル
と呼ぶセル比較）同士の検査パターン画像を連続比較す
る。

【０１２３】その際、半導体チップ１のピッチや配列、
または、メモリセル２２のピッチや配列などの前記取得
したパターン配列情報を用いて前記連続比較を行う。

【０１２４】続いて、比較した画像間のグレイレベル差
を算出し、一定以上の差がある場合にこれを欠陥として
検出する。

【０１２５】これにより、パターン比較方式による半導
体ウェハ３０の外観検査を行うことができる。

【０１２６】次に、本実施の形態の半導体装置の製造方
法について説明する。

【０１２７】なお、前記半導体装置の製造方法は、本実
施の形態のオンライン検査の外観検査方法により検査さ
れた半導体ウェハ３０を用い、この半導体ウェハ３０か
ら半導体集積回路が形成された半導体チップ１を取得し
て半導体装置を組み立てるものであり、ここではその完
成品すなわち半導体装置が、図２４に示すＱＦＰ（Quad
Flat Package)６０の場合について説明する。

【０１２８】まず、図２４に示すＱＦＰ６０の構成につ
いて説明すると、半導体集積回路が形成されかつアルミ
ニウムからなるパッド１ａ（表面電極）が設けられた半
導体チップ１と、この半導体チップ１を支持するチップ
支持部材であるタブ６１（ダイパッドともいう）と、半
導体チップ１のパッド１ａに応じて設けられ、かつこの
パッド１ａとワイヤボンディングによって電気的に接続
されたインナリード６２（リード部）と、半導体チップ
１のパッド１ａとこれに対応するインナリード６２とを
電気的に接続する金線であるワイヤ６４と、インナリー
ド６２と一体に形成されかつ外部に突出したＱＦＰ６０
の外部端子であるアウタリード６３と、半導体チップ１
およびワイヤ６４を樹脂封止して形成した封止部６５と
からなる。

【０１２９】なお、半導体チップ１は、例えば、銀ペー
ストなどの接合材６６によってタブ６１に固着されてい
る。

【０１３０】また、タブ６１、インナリード６２および
アウタリード６３は、例えば、鉄−ニッケル合金などに
よって形成された薄板状のものである。

【０１３１】さらに、封止部６５を形成する封止用樹脂
は、例えば、エポキシ系の熱硬化性樹脂である。

【０１３２】なお、封止部６５は、モールドによって形
成されたものであるが、モールド以外のポッティングな
どによって形成されてもよい。

【０１３３】次に、ＱＦＰ６０（半導体装置）の製造方
法を図２５に示す製造プロセスのフロー図を用いて説明
する。

【０１３４】まず、ベース基板である半導体ウェハ３０
上にＳｉＯ₂ 膜と、その上層にレジスト膜とを形成する
薄膜形成を行う（ステップＳ１）。

【０１３５】続いて、所定のマスクパターンが形成され
た露光マスクを用いて半導体ウェハ３０のレジスト膜に
前記マスクパターンを露光する（ステップＳ２）。

【０１３６】その後、露光された露光パターンに基づい
て現像およびエッチングを行って（ステップＳ３）、さ
らに、レジスト膜を除去する（ステップＳ４）。

【０１３７】その後、本実施の形態の外観検査装置を用
いた外観検査を行う（ステップＳ５）。

【０１３８】まず、本実施の形態の外観検査方法におけ
るパターン配列情報の取得方法に基づいて、半導体ウェ
ハ３０に形成された繰り返しパターン（チップパターン
２０やメモリセルパターン２１）のパターン配列情報、
すなわち、チップピッチ情報、チップサイズ情報、チッ
プ配列情報、セルピッチおよびセルエリア情報を取得す
る。

【０１３９】なお、ここでは、前記パターン配列情報の
取得方法については、前記した本実施の形態の外観検査
方法におけるパターン配列情報の取得方法と同じである
ため、その重複説明は省略する。

【０１４０】前記パターン配列情報の取得後、チップパ
ターン２０に関しては前記チップ比較を行い、かつ、メ
モリセルパターン２１に関してはセル比較を行って半導
体ウェハ３０に形成された繰り返しパターンを検査す
る。

【０１４１】その後、半導体ウェハ３０に多層配線を行
う場合、その層数に応じた回数、所定の薄膜形成（ステ
ップＳ１）から外観検査（ステップＳ５）までを繰り返
して行う。

【０１４２】配線および外観検査終了後、半導体製造プ
ロセスにおける後工程を行う。

【０１４３】まず、半導体ウェハ３０をダイシングして
個々の半導体チップ１に分離する（ステップＳ６）。

【０１４４】続いて、半導体チップ１をタブ６１（チッ
プ支持部材）に搭載するダイボンディングを行う（ステ
ップＳ７）。

【０１４５】ここでは、銀ペーストなどの接合材６６を
用いてタブ６１に半導体チップ１を搭載する。

【０１４６】その後、ワイヤ６４を用いたワイヤボンデ
ィングによって半導体チップ１のパッド１ａ（表面電
極）と、これに対応するインナリード６２とを電気的に
接続する（ステップＳ８）。

【０１４７】続いて、樹脂封止により半導体チップ１や
ワイヤ６４の封止を行って（ステップＳ９）封止部６５
を形成し、その後、アウタリード６３の切断・成形を行
う（ステップＳ１０）。

【０１４８】ここでは、アウタリード６３を図２４に示
すように、ガルウィング状に曲げ形成する。

【０１４９】これにより、図２４に示すＱＦＰ６０の組
み立てを終了し、ＱＦＰ６０を完成させる（ステップＳ
１１）。

【０１５０】本実施の形態の外観検査方法および装置な
らびに半導体装置の製造方法によれば、以下のような作
用効果が得られる。

【０１５１】すなわち、図１に示す本実施の形態の外観
検査装置を用いることにより、半導体ウェハ３０（被処
理物）の外観検査を行う際に、煩雑なパターン配列情報
の計測を自動的に行うことができる。

【０１５２】したがって、前記パターン配列情報を自動
で取得することが可能になるため、半導体ウェハ３０の
外観検査における検査の効率の向上を図ることができ
る。

【０１５３】これにより、半導体製造工程で、前記パタ
ーン配列情報が未知の半導体ウェハ３０が搬送された場
合であっても、この半導体ウェハ３０の検査開始時に、
自動で前記パターン配列情報を計測でき、その結果、容
易にこのパターン配列情報を取得できる。

【０１５４】したがって、図１に示す外観検査装置にお
いて、半導体ウェハ３０の搬入から検査開始までの作業
者による手間が省けるとともに、前記パターン配列情報
を取得する際に、作業者は、チップ原点２０ａの位置ま
たはセルエリア原点２１ａの位置をそれぞれ一箇所ずつ
探すだけとなり、作業者の手間を大幅に減らすことがで
きる。

【０１５５】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。

【０１５６】例えば、前記実施の形態において説明した
外観検査装置のＣＣＤ画素サイズは、大きいほど移動距
離Ｌ４が大きいため、その処理時間を短くできる。

【０１５７】したがって、セルピッチのような細かいパ
ターンの認識が必要な場合のみ前記ＣＣＤ画素サイズを
小さくし、他のパターン配列情報（チップピッチ、チッ
プサイズ、チップ配列およびセルエリア）の計測におい
ては、前記ＣＣＤ画素サイズを大きくすることが望まし
い。

【０１５８】さらに、図２に示す２次元のＣＣＤカメラ
４は、パターン形状を画像データに変換するためのもの
であるため、このＣＣＤカメラ４は、ＳＥＭ（Scanning
Electron Microscope）画像であってもよいし、また、
１次元のＣＣＤカメラ４を用いてスキャンすることによ
り、２次元画像を取得するようにしてもよい。

【０１５９】また、前記実施の形態の外観検査装置は、
パターン配列情報を取得する際、チップ比較だけをを行
うために、チップピッチ、チップサイズおよびチップ配
列だけを計測できる機能を有したものであってもよい。

【０１６０】さらに、前記実施の形態では、被処理物と
して、繰り返しパターンが形成された半導体ウェハ３０
を取り上げて説明したが、前記被処理物は、繰り返しパ
ターンが形成されているものであれば、プリント配線基
板、フラットパネルディスプレイもしくはレチクルなど
であってもよい。

【０１６１】したがって、前記実施の形態の外観検査装
置についても、半導体ウェハ３０用の外観検査装置に限
定されるものではなく、プリント配線基板、フラットパ
ネルディスプレイもしくはレチクルなどの外観検査装置
であってもよく、また、ＳＥＭ外観検査装置などであっ
てもよい。

【０１６２】また、前記実施の形態の半導体装置の製造
方法では、半導体装置の一例としてＱＦＰ６０を取り上
げて説明したが、前記半導体装置は、前記実施の形態に
よる外観検査装置によって検査されて取得した半導体チ
ップ１を備えたものであれば、ＱＦＰ以外の他の何れの
半導体装置であってもよい。

【０１６３】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【０１６４】（１）．被処理物の外観検査を行う際に、
煩雑なパターン配列情報の計測を自動的に行うことがで
きる。これにより、外観検査における検査の効率の向上
を図ることができる。なお、被処理物が半導体ウェハで
あることにより、パターン配列情報が未知の半導体ウェ
ハの外観検査を行う場合であっても、その検査開始時
に、自動でパターン配列情報を計測でき、その結果、容
易にこのパターン配列情報を取得できる。

【０１６５】（２）．前記（１）により、外観検査装置
において、半導体ウェハの搬入から検査開始までの作業
者による手間が省けるとともに、パターン配列情報を取
得する際に、作業者は、チップ原点位置またはセルエリ
ア原点位置をそれぞれ一箇所ずつ探すだけとなり、作業
者の手間を大幅に減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外観検査装置の構造の実施の形態の一
例を示す概略構成図である。

【図２】図１に示す外観検査装置の要部構造の一例を示
す要部構成図である。

【図３】本発明の外観検査方法によって検査される繰り
返しパターンが形成された半導体ウェハの一例を示す平
面図である。

【図４】図３に示す繰り返しパターンの一部を拡大して
示す拡大平面図である。

【図５】図４に示す繰り返しパターンにおけるチップパ
ターンの基準画像データの顕微鏡視野を示す拡大平面図
である。

【図６】図５に示す顕微鏡視野を拡大して示す拡大平面
図である。

【図７】図６に示す顕微鏡視野の移動方法の一例を示す
拡大平面図である。

【図８】図６に示す顕微鏡視野の移動方法の一例を示す
拡大平面図である。

【図９】図８に示す顕微鏡視野を拡大して示す拡大平面
図である。

【図１０】図６に示す顕微鏡視野の移動方法の一例を示
す拡大平面図である。

【図１１】図６に示すチップパターンの基準画像データ
を１８０°反転させて得られる基準画像データの一例を
示す画像データ図である。

【図１２】図１１に示す顕微鏡視野の移動方法の一例を
示す拡大平面図である。

【図１３】図１２に示す顕微鏡視野を拡大して示す拡大
平面図である。

【図１４】図５に示す顕微鏡視野を図３に示す半導体ウ
ェハの全てのチップ領域に配置した状態の一例を示す平
面図である。

【図１５】図１４に示す繰り返しパターンにおけるメモ
リセルパターンの基準画像データの顕微鏡視野を示す拡
大平面図である。

【図１６】図１５に示す顕微鏡視野の移動方法の一例を
示す拡大平面図である。

【図１７】図１６に示す顕微鏡視野の移動におけるＸ方
向の画素と差画像データとの関係の一例を示す差画像デ
ータ図である。

【図１８】図１５に示す顕微鏡視野の移動方法の一例を
示す拡大平面図である。

【図１９】図１８に示す顕微鏡視野におけるセルエリア
情報取得のための画像データの移動方法の一例を示す拡
大平面図である。

【図２０】図１９に示す顕微鏡視野の移動方法の一例を
示す拡大平面図である。

【図２１】図１９に示す顕微鏡視野の移動方法の一例を
示す拡大平面図である。

【図２２】図２１に示す顕微鏡視野の移動におけるＸ方
向の移動量と差画像データとの関係の一例を示す差画像
データ図である。

【図２３】図１９に示す顕微鏡視野の移動方法の一例を
示す拡大平面図である。

【図２４】本発明の半導体装置の製造方法によって組み
立てられた半導体装置の構造の一例を示す拡大断面図で
ある。

【図２５】本発明の半導体装置の製造方法における外観
検査方法を含めた製造プロセスの一例を示す工程フロー
図である。

【符号の説明】

１ 半導体チップ １ａ パッド（表面電極） ２ ステージ ３ 計測用顕微鏡（計測用撮像手段） ３ａ 対物レンズ ４ ＣＣＤカメラ（撮像情報変換手段） ５ 検査用顕微鏡（検査用撮像手段） ６ 制御部 ７ 搬入用ウェハカセット ８ 搬出用ウェハカセット ９ 回転支持アーム １０ モニタ １１ 繰り返し方向 １２ 反射ミラー １３ ショット １４ 画素 １４ａ ＣＣＤ画素サイズＸ １４ｂ ＣＣＤ画素サイズＹ １５ 一致パターン １５ａ パターン中心 １６ チップピッチＸ １７ チップピッチＹ １８ チップサイズＸ １９ チップサイズＹ ２０ チップパターン（繰り返しパターン） ２０ａ チップ原点 ２０ｂ チップ原点画像データ（基準画像データ） ２０ｃ 移動点チップ画像データ（移動点画像データ） ２０ｄ 切り出しサイズＸ ２０ｅ 切り出しサイズＹ ２１ メモリセルパターン（繰り返しパターン） ２１ａ セルエリア原点 ２２ メモリセル ２３ セルエリア ２４ セル基準画像データ（基準画像データ） ２５，２６ 移動点セル画像データ（移動点画像デー
タ） ２７ １８０°反転画像データ（基準画像データ） ２８ セルピッチＸ ２９ セルピッチＹ ３０ 半導体ウェハ（被処理物） ３１〜３３，３５〜５７ 移動点セル画像データ ３４ 移動点セル画像データ（基準画像データ） ５９ 一致ポイント ６０ ＱＦＰ（半導体装置） ６１ タブ（チップ支持部材） ６２ インナリード（リード部） ６３ アウタリード（外部端子） ６４ ワイヤ ６５ 封止部 ６６ 接合材 １Ａ１，１Ｂ１，１Ｃ１，１Ｄ１，１Ｅ１，１Ｆ１，１
Ｂ２，１Ｃ２，１Ｄ２，１Ｅ２，１Ｆ２，１Ｂ３，１Ｃ
３，１Ｄ３，１Ｅ３，１Ｆ３，１Ｇ３，１Ｈ３，１Ｉ
３，１Ｊ３，１Ｋ３，１Ｌ３，１Ｍ３，１Ｎ３，１Ｏ
３，１Ｐ３，１Ｑ３，１Ｒ３，１Ｓ３，１Ｔ３，１Ｕ
３，１Ａ４，１Ｂ４ 顕微鏡視野 １Ａ１ａ 視野サイズＸ １Ａ１ｂ 視野サイズＹ １Ａ１ｃ，１Ｂ１ｃ，１Ｆ１ｃ，１Ｄ２ｃ，１Ａ４ｃ，
１Ｂ４ｃ 視野中心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 健次 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Ｆターム(参考） 2G051 AA51 AA56 AA65 AA73 AB20 CA03 CA04 CA11 DA07 EA08 EA14 EB01 EB02 ED07 FA10 4M106 AA01 AA02 BA04 BA10 CA39 DB04 DB18 DB21 DJ20 DJ21 5B057 AA03 BA19 DA03 DA07 DB02 DC33

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繰り返しパターンが形成された被処理物
   を準備する工程と、 前記被処理物を移動可能なステージに配置する工程と、 前記繰り返しパターンの原点位置を制御部に登録する工
   程と、 前記原点位置における前記繰り返しパターンの基準画像
   データを画像処理によって取り込んで記憶させる工程
   と、 前記ステージを前記繰り返しパターンの繰り返し方向に
   沿って移動させ、移動箇所における前記繰り返しパター
   ンの移動点画像データを画像処理によって取り込む工程
   と、 前記基準画像データと前記移動点画像データとのマッチ
   ング、前記２つの画像データからの差画像データ取得ま
   たはその両者を行う工程と、 前記制御部により、前記ステージの前記移動と前記マッ
   チング、前記ステージの前記移動と前記差画像データ取
   得、またはその両者を繰り返して行って前記繰り返しパ
   ターンのパターン配列情報を得る工程と、 前記パターン配列情報に基づいて前記被処理物を外観検
   査する工程とを有することを特徴とする外観検査方法。
2. 【請求項２】 繰り返しパターンが形成された被処理物
   である半導体ウェハを準備する工程と、 前記半導体ウェハを移動可能なステージに配置する工程
   と、 前記繰り返しパターンの原点位置を制御部に登録する工
   程と、 前記原点位置における前記繰り返しパターンの基準画像
   データを画像処理によって取り込んで記憶させる工程
   と、 前記ステージを前記繰り返しパターンの繰り返し方向に
   沿って移動させ、移動箇所における前記繰り返しパター
   ンの移動点画像データを画像処理によって取り込む工程
   と、 前記基準画像データと前記移動点画像データとのマッチ
   ング、前記２つの画像データからの差画像データ取得、
   またはその両者を行う工程と、 前記制御部により、前記ステージの前記移動と前記マッ
   チング、前記ステージの前記移動と前記差画像データ取
   得、またはその両者を繰り返して行って前記繰り返しパ
   ターンのパターン配列情報を得る工程と、 前記パターン配列情報に基づいて前記半導体ウェハを外
   観検査する工程とを有することを特徴とする外観検査方
   法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の外観検査方法であって、
   前記繰り返しパターンは、複数の半導体チップが繰り返
   して形成されたチップパターンであり、前記繰り返しパ
   ターンの前記原点位置として前記チップパターンの前記
   原点位置を前記制御部に登録し、その後、前記ステージ
   の前記移動と前記マッチングとを繰り返して行って前記
   パターン配列情報であるチップピッチ情報、チップサイ
   ズ情報およびチップ配列情報を取得することを特徴とす
   る外観検査方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の外観検査方法であって、
   前記繰り返しパターンは、複数の半導体チップが繰り返
   して形成されたチップパターンと、前記半導体チップに
   繰り返して形成されたメモリセルパターンとであり、前
   記繰り返しパターンの前記原点位置として前記チップパ
   ターンの前記原点位置を前記制御部に登録した後、前記
   ステージの前記移動と前記マッチングとを繰り返して行
   って前記パターン配列情報であるチップピッチ情報、チ
   ップサイズ情報およびチップ配列情報を取得し、一方、
   前記繰り返しパターンの前記原点位置として前記メモリ
   セルパターンの前記原点位置を前記制御部に登録した
   後、前記ステージの前記移動と画像データの周期性認識
   とを行って前記パターン配列情報であるセルピッチ情報
   およびセルエリア情報を取得し、前記半導体ウェハの前
   記外観検査時に、チップ比較またはセル比較もしくはそ
   の両者を行って前記半導体ウェハを検査することを特徴
   とする外観検査方法。
5. 【請求項５】 被処理物を支持する移動可能なステージ
   と、 前記被処理物に形成された繰り返しパターンの像を取り
   込む計測用撮像手段と、 前記計測用撮像手段が取り込んだ前記像を画像データに
   変換する撮像情報変換手段と、 登録された原点位置の前記繰り返しパターンの基準画像
   データを画像処理によって取り込んで記憶し、前記ステ
   ージを前記繰り返しパターンの繰り返し方向に沿って移
   動させ、移動箇所における前記繰り返しパターンの移動
   点画像データを画像処理によって取り込んで前記基準画
   像データと前記移動点画像データとのマッチングまたは
   差画像データ取得もしくはその両者を行い、前記ステー
   ジの前記移動と前記マッチング、前記ステージの前記移
   動と前記差画像データ取得またはその両者を繰り返して
   行って前記繰り返しパターンのパターン配列情報を得る
   制御部と、 前記被処理物の検査像を取り込む検査用撮像手段とを有
   し、 前記パターン配列情報に基づいて前記被処理物の外観検
   査を行うことを特徴とする外観検査装置。
6. 【請求項６】 被処理物である半導体ウェハを支持する
   移動可能なステージと、 前記半導体ウェハに形成された繰り返しパターンの像を
   取り込む計測用撮像手段と、 前記計測用撮像手段が取り込んだ前記像を画像データに
   変換する撮像情報変換手段と、 登録された原点位置の前記繰り返しパターンの基準画像
   データを画像処理によって取り込んで記憶し、前記ステ
   ージを前記繰り返しパターンの繰り返し方向に沿って移
   動させ、移動箇所における前記繰り返しパターンの移動
   点画像データを画像処理によって取り込んで前記基準画
   像データと前記移動点画像データとのマッチングまたは
   差画像データ取得もしくはその両者を行い、前記ステー
   ジの前記移動と前記マッチング、前記ステージの前記移
   動と前記差画像データ取得、またはその両者を繰り返し
   て行って前記繰り返しパターンのパターン配列情報を得
   る制御部と、 前記半導体ウェハの検査像を取り込む検査用撮像手段と
   を有し、 前記パターン配列情報に基づいて前記半導体ウェハの外
   観検査を行うことを特徴とする外観検査装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の外観検査装置であって、
   前記繰り返しパターンは、複数の半導体チップが繰り返
   して形成されたチップパターンと、前記半導体チップに
   繰り返して形成されたメモリセルパターンとであり、前
   記繰り返しパターンの前記原点位置として、前記チップ
   パターンおよび前記メモリセルパターンの前記原点位置
   を前記制御部に登録し、その後、前記制御部によって、
   前記パターン配列情報として、チップピッチ情報、チッ
   プサイズ情報、チップ配列情報、セルピッチ情報および
   セルエリア情報を取得し、前記半導体ウェハの前記外観
   検査時に、チップ比較またはセル比較もしくはその両者
   を行って前記半導体ウェハを検査することを特徴とする
   外観検査装置。
8. 【請求項８】 被処理物である半導体ウェハに繰り返し
   パターンを形成する工程と、 前記半導体ウェハを移動可能なステージに配置した後、
   前記繰り返しパターンの原点位置における基準画像デー
   タを画像処理によって取り込んで記憶させ、その後、前
   記ステージを前記繰り返しパターンの繰り返し方向に沿
   って移動させ、移動箇所における前記繰り返しパターン
   の移動点画像データを画像処理によって取り込む工程
   と、 前記基準画像データと前記移動点画像データとのマッチ
   ング、前記２つの画像データからの差画像データ取得ま
   たはその両者を行い、制御部によって、前記ステージの
   前記移動と前記マッチング、前記ステージの前記移動と
   前記差画像データ取得、またはその両者を繰り返して行
   って前記繰り返しパターンのパターン配列情報を得る工
   程と、 前記パターン配列情報に基づいて前記半導体ウェハを外
   観検査する工程と、 前記外観検査後、前記半導体ウェハを個々の半導体チッ
   プに分離する工程と、 前記半導体チップとチップ支持部材とを接合する工程
   と、 前記半導体チップの表面電極と外部端子に電気的に接続
   されるリード部とを電気的に接続する工程とを有するこ
   とを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８記載の半導体装置の製造方法で
   あって、前記繰り返しパターンは、複数の半導体チップ
   が繰り返して形成されたチップパターンと、前記半導体
   チップに繰り返して形成されたメモリセルパターンとで
   あり、前記繰り返しパターンの前記原点位置として前記
   チップパターンの前記原点位置を前記制御部に登録した
   後、前記ステージの前記移動と前記マッチングとを繰り
   返して行って前記パターン配列情報であるチップピッチ
   情報、チップサイズ情報およびチップ配列情報を取得
   し、一方、前記繰り返しパターンの前記原点位置として
   前記メモリセルパターンの前記原点位置を前記制御部に
   登録した後、前記ステージの前記移動と画像データの周
   期性認識とを行って前記パターン配列情報であるセルピ
   ッチ情報およびセルエリア情報を取得し、前記半導体ウ
   ェハの前記外観検査時に、チップ比較またはセル比較も
   しくはその両者を行って前記半導体ウェハを検査するこ
   とを特徴とする半導体装置の製造方法。