JP2003065970A - 異物検査方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度な異物検出が可能で、かつ小規模で安
価にできること。 【解決手段】 斜方照明により撮像した原画像ａに基づ
き、金異物９とバンプエッジ部とがＨレベル画素となる
しきい値で２値化された検査画像ｂを生成し、またバン
プエッジ部のＨレベル画素が必ず連続するように第２の
しきい値で２値化されたエッジ画像ｃを生成する。次
に、穴埋め処理して所定回数収縮処理した後、所定回数
膨張処理し、その膨張画像ｆから収縮画像ｅを差し引い
て金バンプ１０のエッジ部のみがＨレベル画素となる不
要物除去画像ｇを生成し、画像ｂから画像ｇを取り除く
ことで異物画像ｈを抽出し、検出データｉとして出力す
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、被検物に付着して
いる異物の検査方法およびその装置に係り、特に半導体
ウェハの被検物としてのバンプ領域に存在する異物を検
出するのに好適な異物検査に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は従来技術の異物検査装置の一例
を示す構成図である。この従来技術では、半導体ウェハ
１を載置して第１チップおよび第２チップの所定の検査
領域に移動させるＸＹステージ２と、半導体ウェハ１上
の検査領域に向けて所定の角度で照明光３を照射する斜
方照明手段としてのリングファイバ照明４および照明光
源５と、半導体ウェハ１の表面像を拡大する顕微鏡６
と、顕微鏡６により拡大された半導体ウェハ１の第１チ
ップおよび第２チップの同一パターン箇所の表面像を撮
像し、第１チップ原画像ｌおよび第２チップ原画像ｍと
して出力するＣＣＤカメラ７と、ＣＣＤカメラ７から出
力された第１チップ原画像ｌおよび第２チップ原画像ｍ
を受けて、所定の画像処理を行うことにより半導体ウェ
ハ１のバンプ領域にある異物を検出して検出データｐを
出力する画像処理装置８とを備えて構成されている。

【０００３】画像処理装置８は、ステップ１２で第１チ
ップ原画像ｌおよび第２チップ原画像ｍの位置ずれ量を
算出し、ステップ１３で第１チップ原画像ｌに対する第
２チップ原画像ｍの位置ずれ量を補正して第２チップ補
正画像ｎを生成し、ステップ１４で第１チップ原画像ｌ
と第２チップ補正画像ｎとを比較して差がある部分のみ
を抽出した比較結果画像ｏを生成し、ステップ１５で比
較結果画像ｏを２値化した上で所定の大きさ以上のＨレ
ベル画素領域を抽出して検査データｐとして出力するよ
うにしている。

【０００４】比較検査方式は、一般に、異なるチップ間
の同一パターン箇所の画像どうしを比較し、差がある部
分を異物などの欠陥として検出する方式である。このよ
うな比較検査方式では、２つのチップを撮像するときの
ＸＹステージの移動量のずれや、２つのチップ間の配置
ずれ、配線幅や形状のずれなどが存在するため、単純に
異なるチップ間の同一パターン箇所の画像を比較するこ
とはできない。

【０００５】そこで、従来技術においては、ステップ１
２で第１チップ原画像ｌおよび第２チップ原画像ｍの位
置ずれ量を算出した後、ステップ１３で第１チップ原画
像ｌに対する第２チップ原画像ｍの位置ずれ量を補正す
る。そして、第１チップ原画像ｌとの位置ずれを補正し
た第２チップ補正画像ｎとを比較して異物を検出してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記に示す
従来の異物検査装置は、比較検査方式を半導体ウェハ１
のバンプの検査に適用しているので、以下に述べる問題
点が生じる。

【０００７】即ち、第１の問題点は、半導体ウェハ１の
バンプは通常メッキ工程で形成されるために形状のばら
つきが大きくて、チップｌ，ｍ間の比較の際の位置補正
がしきれず、そのため、異物以外の部分をもチップｌ，
ｍ間で差のある部分として検出されてしまう結果、異物
を正確に検出することができない。

【０００８】特に、半導体ウェハ１のバンプ領域に存在
する金異物としては、金バンプを形成するプロセス中に
発生することがある。このように金バンプ上に金異物が
存在すると、後工程であるボンディング工程においてボ
ンディング不良を生じるばかりでなく、金バンプ以外の
部分にある場合にはショートを引き起こす要因となって
いる。

【０００９】第２の問題点は、比較検査方式において虚
報を少なくするためには、撮像時の高精度な位置合わせ
と、比較画像間の高精度な位置補正を必要とするので、
高精度な移動手段と大がかりな画像処理手段が必要とな
ってしまう結果、装置が極めて大がかりで高価になる。

【００１０】本発明は、高精度な異物検出が可能で、か
つ、小規模で安価に構成できる異物検査方法を提供する
ことを課題とし、また上記方法を的確に実施し得る異物
検査装置を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に係る本発明は、被検物の表面に存在する
異物を検出する異物検査方法において、前記被検物の表
面を原画像として撮像した後、その原画像に基づいて検
査画像を生成する画像生成ステップと、その原画像に基
づいて被検物のエッジ画像を生成するエッジ画像生成ス
テップと、エッジ画像に基づき、被検物のエッジ部のみ
が所定レベルとなる不要物除去画像を生成する不要物除
去画像生成ステップと、画像生成ステップによる検査画
像から不要物除去画像生成ステップによる不要物除去画
像を取り除き、異物画像を抽出する抽出ステップとを有
することを特徴とする。請求項２に係る本発明は、請求
項１記載の異物検査方法において、前記画像生成ステッ
プは、前記原画像に基づき、被検物のエッジ部と異物の
みがＨレベル画素となる２値化された検査画像を生成す
ることを特徴とする。請求項３に係る本発明は、請求項
１または２記載の異物検査方法において、前記エッジ画
像生成ステップは、前記原画像に基づき被検物のエッジ
部が連続したＨレベル画素となる２値化されたエッジ画
像を生成することを特徴とする。請求項４に係る本発明
は、請求項１〜３の一項に記載の異物検査方法におい
て、前記不要物除去画像生成ステップは、エッジ画像を
穴埋め処理し、被検物全体がＨレベル画素となった穴埋
め画像を生成するステップと、前記穴埋め画像を収縮処
理して収縮画像を生成するステップと、前記収縮画像を
膨張処理して膨張画像を生成するステップと、前記膨張
画像から前記収縮画像を取り除き、不要物除去画像を生
成するステップとを有することを特徴とする。請求項５
に係る本発明は、請求項１〜３の一項に記載の異物検査
方法において、前記不要物除去画像生成ステップは、エ
ッジ画像のレベルを互いに反転して反転画像を生成する
ステップと、前記反転画像から被検物の領域内のＨレベ
ル画素を抽出する除去画像を生成するステップと、前記
エッジ画像と前記除去画像とを加算して被検物全体がＨ
レベル画素となった加算画像を生成するステップと、前
記加算画像を収縮処理して収縮画像を生成するステップ
と、前記収縮画像を膨張処理して膨張画像を生成するス
テップと、前記膨張画像から前記収縮画像を取り除いて
不要物除去画像を生成するステップとを有することを特
徴とする。請求項６に係る本発明は、異物検査装置が、
被検物を照射する斜方照明手段と、被検物の表面を拡大
する拡大手段と、その拡大手段により拡大された被検物
の表面を原画像として撮像する撮像手段と、撮像手段か
らの原画像に基づいて画像処理し、被検物に存在してい
る異物を検出する画像処理装置とを備え、前記画像処理
装置は、被検物の原画像に基づいて検査画像を生成する
画像生成手段と、その原画像に基づいて被検物のエッジ
画像を生成するエッジ画像生成手段と、そのエッジ画像
に基づき、被検物のエッジ部のみが所定レベルとなる不
要物除去画像を生成する不要物除去画像生成手段と、画
像生成手段による検査画像から不要物除去画像生成手段
による不要物除去画像を取り除き、異物画像を抽出する
抽出手段とを有することを特徴とする。請求項７に係る
本発明は、請求項６記載の異物検査装置において、前記
画像生成手段は、前記原画像に基づき、被検物のエッジ
部と異物のみがＨレベル画素となる２値化された検査画
像を生成することを特徴とする。請求項８に係る本発明
は、請求項６または７記載の異物検査装置において、前
記エッジ画像生成手段は、前記原画像に基づき被検物の
エッジ部が連続したＨレベル画素となる２値化されたエ
ッジ画像を生成することを特徴とする。請求項９に係る
本発明は、請求項６〜８の一項に記載の異物検査装置に
おいて、前記不要物除去画像生成手段は、被検物のエッ
ジ画像を穴埋め処理し、被検物全体がＨレベル画素とな
った穴埋め画像を生成する手段と、前記穴埋め画像を収
縮処理して収縮画像を生成する手段と、前記収縮画像を
膨張処理して膨張画像を生成する手段と、前記膨張画像
から前記収縮画像を取り除いて不要物除去画像を生成す
る手段とを有することを特徴とする。請求項１０に係る
本発明は、請求項６〜８の一項に記載の異物検査装置に
おいて、前記不要物除去画像生成手段は、エッジ画像の
レベルを互いに反転して反転画像を生成する手段と、前
記反転画像から被検物の領域内のＨレベル画素のみを抽
出して除去画像を生成する手段と、前記エッジ画像と前
記除去画像とを加算して被検物全体がＨレベル画素とな
った加算画像を生成する手段と、前記加算画像を収縮処
理して収縮画像を生成する手段と、前記収縮画像を膨張
処理して膨張画像を生成する手段と、前記膨張画像から
前記収縮画像を取り除いて不要物除去画像を生成する手
段とを有することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１〜図１３を参照して詳細に説明する。図１は本発
明方法を実施するための異物検査装置の一実施形態を示
す構成図、図２は異物検査装置が適用する半導体ウェハ
の被検物としてバンプに存在する異物を示す模式図であ
り、図１４と同一部分もしくは相当する部分には同一符
号を付している。

【００１３】図１に示す異物検査装置について述べる前
に、この異物検査装置が適用する半導体ウェハ１の被検
物としての端子をなすバンプについて説明すると、この
バンプは、金メッキ工程にて形成される金バンプ１０で
あって、この金メッキ工程にて図２に示すように金バン
プ１０の領域に金異物９が形成されてしまうことがあ
る。したがって、この金異物９は、金バンプ１０のプロ
セス中に発生するものであって、半球状の形状をなして
おり、これが後工程であるボンディング工程においてボ
ンディング不良を生じたり、また金バンプ１０以外の部
分にあるとショートを引き起こす要因となっている。

【００１４】そこで、この異物検査装置は、被検物とし
ての金バンプ１０を有する半導体ウェハ１を載置して所
定の検査領域に移動させる移動手段としてのＸＹステー
ジ２と、半導体ウェハ１上の被検物としての金バンプ１
０に向けて所定の角度で照明光３を照射する斜方照明手
段（符示せず）と、半導体ウェハ１の表面像を拡大する
拡大手段としての顕微鏡６と、顕微鏡６により拡大され
た半導体ウェハ１の表面像を撮像して原画像ａとして出
力する撮像手段と、撮像手段７からの原画像ａに基づい
て画像処理することにより、金異物９を検出する画像処
理装置８とを備えて構成されている。

【００１５】ＸＹステージ２は詳細に図示していない
が、半導体ウェハ１を載置するテーブルと、そのテーブ
ルを該テーブル面上においてＸ方向およびそれと直行す
るＹ方向に移動させる駆動源とからなっている。

【００１６】斜方照明手段は、金バンプ１０に向け斜め
上方の所定の角度から照明光３を照射するリングファイ
バ照明４と、そのリングファイバ照明４の電源である照
明光源５とからなっている。撮像手段は、固体撮像子を
有するＣＣＤカメラ７で構成されているが、金バンプ１
０の表面を撮像し得るカメラであれば、それ以外のもの
でもよい。このＣＣＤカメラ７から出力される原画像ａ
は、例えば図３に示すようになっている。

【００１７】そして、画像処理装置８は、金バンプ１０
上に金異物９が存在している場合、入力された原画像ａ
に基づいて金バンプ１０上に存在している金異物９の画
像のみを抽出するようになっている。

【００１８】さらに詳しく述べると、画像処理装置８
は、図１のステップ１に示すように、原画像ａが入力さ
れると、まず原画像ａに基づき、検査に必要な画像（検
査画像）ｂと、ステップ２に示すように、金バンプ１０
のエッジ部の画像（エッジ画像）ｃとを生成するように
なっている。

【００１９】画像（検査画像）ｂは、金バンプ１０のエ
ッジ（以下、バンプエッジと略称す）部と金異物９とが
Ｈレベル画素となる第１のしきい値で２値化された画像
である。画像（エッジ画像）ｃは、バンプエッジ部のＨ
レベル画素が必ず連続するようになる第２のしきい値で
２値化された画像である。これら画像ｂ，ｃをなす２値
画像は何れも、明るい方をＨレベルとすると共に、暗い
方をＬレベルとしている。第１のしきい値は、第２のし
きい値より大きい値となっている。

【００２０】また、画像処理装置８は、図１のステップ
３に示すように、画像ｃに対して穴埋め処理を行ってバ
ンプ全体がＨレベル画素となった画像（穴埋め画像）ｄ
を生成し、ステップ４で画像ｄを所定回数収縮処理して
画像（収縮画像）ｅを生成し、ステップ５で画像ｅを所
定回数膨張処理して画像（膨張画像）ｆを生成し、ステ
ップ６で画像ｆから画像ｅを取り除いてバンプエッジ部
のみがＨレベル画素となる画像（不要物除去画像）ｇを
生成し、ステップ７で画像ｂから画像ｇを差し引いて異
物のみが抽出された画像（異物画像）ｈを生成するよう
になっている。そして、ステップ８において、画像ｈか
ら所定の大きさ以上のＨレベル画素領域を抽出すること
により、検出データｉとして出力するようになってい
る。

【００２１】即ち、画像処理装置８は、ステップ１を実
行して検査画像ｂを生成する画像生成手段と、ステップ
２を実行してエッジ画像ｃを生成するエッジ画像生成手
段と、ステップ３を実行して穴埋め画像ｄを生成する穴
埋め画像生成手段と、ステップ４を実行して収縮画像ｅ
を生成する手段と、ステップ５を実行して膨張画像ｆを
生成する手段と、ステップ６を実行して不要部除去画像
ｇを生成する手段と、ステップ７を実行して異物画像ｈ
のみを抽出し、その検出データｉを出力する手段とを有
している。

【００２２】次に、上記異物検査装置の動作に関連し
て、異物検査方法の一実施形態について述べる。検査に
際しては、まず、ＸＹステージ２により、半導体ウェハ
１上の検査領域を顕微鏡６の観察領域に移動させる。次
に、リングファイバ照明４および照明光源５により、検
査領域内の金バンプ１０に向けて所定の角度で照明光３
を照射し、その照射された部位をＣＣＤカメラ７で撮像
する。その場合、ＣＣＤカメラ７は顕微鏡６による拡大
像を撮像することにより、拡大された金バンプ１０の表
面を、図３に示す原画像ａとして画像処理装置８に出力
する。

【００２３】ここで、照明光３を所定の角度で照射する
斜方照明方式を用いているのは、以下の理由による。半
導体ウェハ１の金バンプ１０を、通常の顕微鏡観察の際
に用いられている同軸落射照明方式を使用して撮像した
場合、金異物９は背景である金バンプ１０と同一色でコ
ントラストが小さいために、画像処理によって金異物９
を検出するのは困難となる。

【００２４】これに対し、斜方照明方式は、平坦な面か
らの反射光が顕微鏡の対物レンズに入射しない角度で照
明光３を斜めから照射する方式であり、突起状の異物の
強調撮像に一般的に用いられている。これは、金バンプ
１０表面がほぼ平面なのに対して金異物９は半球状であ
るため、斜方照明方式を使用すると、金バンプ１０表面
は反射光が対物レンズに入射しないために暗く、金異物
９では側面で反射された光が対物レンズに入射して明る
く撮像される。つまり、金異物９と背景のコントラスト
を大きくすることができるからである。なお、照明光３
の照射角度は、強調撮像したい対象物によって選択する
ことになるが、金バンプ１０上の金異物９の場合には、
水平〜３０ｄｅｇ程度が適している。

【００２５】一方、画像処理装置８は、ＣＣＤカメラ７
から出力された原画像ａを受けると、以下の処理手順に
て金異物９の抽出処理を行う。なお、図４〜図１０に
は、図３に示す原画像ａに基づき、各処理ステップにお
いて生成される画像ｂ〜画像ｈをそれぞれ示している。

【００２６】画像処理装置８は、処理時間を高速にし、
かつ装置自体が安価に構成できるようにするため、ま
ず、ステップ１で、原画像ａに基づき、金異物９とバン
プエッジ部とがＨレベル画素となる第１のしきい値で２
値化することにより、その２値化した画像（検査画像）
ｂを生成する（図４参照）。このような２値画像からの
抽出処理は、チップ間比較処理を用いた自動外観検査装
置によく用いられている多値データを処理するグレース
ケール処理に比べ、高速処理が可能であり、しかも画像
処理も安価なもので構成できる。

【００２７】ステップ１で生成された画像（検査画像）
ｂは、照明に上述した斜方照明方式を用いていることに
より、金異物９と金バンプ１０のエッジ部分のみがＨレ
ベル画素として現れた画像である。

【００２８】ところで、画像処理において一般に用いら
れる不要部分の除去方法としては、連続しているＨレベ
ル画素の大きさで除去する方法がある。ところが、上記
画像ｂにおける金バンプ１０のエッジ部のＨレベル画素
の連続の状態は、エッジ部の形状などの違いによって様
々であり、Ｈレベル画素は連続しない方が多いため、金
異物９の大きさとのしきい値を決定することが困難とな
るおそれがある。

【００２９】また、金バンプ１０のエッジ部は細いライ
ンとして現れるが、このように細いラインとして現れる
不要部分の除去には収縮処理と膨張処理とを用いること
とする。収縮処理はＨレベル画素領域の周囲を１画素分
小さくする処理であり、膨張処理はＨレベル画素の領域
を周囲に１画素分拡げる処理である。金異物９の幅が金
バンプエッジ部の幅よりも大きければ、この収縮処理を
金バンプエッジ部のＨレベル画素が除去できる回数だけ
行った後、同一回数の膨張処理を行えば、金異物９のみ
が抽出されることとなる。しかしながら、実際の金異物
９の中には金バンプ１０エッジ部の幅と同程度の幅のも
のもあるため、この方法では、小さい金異物９も収縮処
理で除去され、金異物９を検出できなくなるおそれがあ
る。

【００３０】そこで、本発明においては、ステップ２以
降の処理手順によって、原画像ａから金バンプ１０エッ
ジ部のみがＨレベル画素となった画像ｂを生成し、その
画像ｂから金異物９以外の画像を差し引くことで金異物
９を抽出している。

【００３１】即ち、画像処理装置８は、ステップ２では
原画像ａにもとづき、金バンプ１０のエッジ部のＨレベ
ル画素が必ず連続して現れる（金バンプ１０がＨレベル
画素で囲まれる）ように設定した第２のしきい値で２値
化し、その２値化した画像（エッジ画像）ｃを生成する
（図５参照）。

【００３２】ステップ３では、その画像ｃに対して穴埋
め処理を行うことにより、金バンプ１０全体がＨレベル
画素となった画像（穴埋め画像）ｄを生成する（図６参
照）。この穴埋め処理は、画像処理手法として一般に用
いられている処理であり、周囲をＨレベル画素で囲まれ
たＬレベル画素の領域を探索してＨレベル画素に変える
処理である。これにより金バンプ１０全体がＨレベル画
素となる。

【００３３】ステップ４では、金バンプ１０全体がＨレ
ベル画素となった画像（穴埋め画像）ｄを所定回数収縮
処理して画像（収縮画像）ｅを生成し（図７参照）、ス
テップ５では、その収縮画像ｅを所定回数膨張処理して
画像（膨張画像）ｆを生成する（図８参照）。

【００３４】そして、ステップ６において、画像ｆから
画像ｅを引き算して取り除くことにより、画像（不要物
除去画像）ｇを生成する（図９参照）。この不要物除去
画像ｇは、金バンプ１０全体がＨレベル画素となった穴
埋め画像ｄを所定回数収縮処理した収縮画像ｅと、収縮
画像ｅを所定回数膨張処理した膨張画像ｆとの差の画像
であるため、金バンプ１０のエッジ部分にのみＨレベル
画素が現れた画像である。

【００３５】このとき、穴埋め処理を行った穴埋め画像
ｄから、収縮画像ｅを直接差し引かないのは、穴埋め画
像ｄでは２値化のしきい値が低く、バンプエッジ部以外
の部分、例えば配線パターンやスクライブライン（擦っ
た跡）などの部分も一部Ｈレベル画素として現れ、これ
らが検出される可能性があるので、これらを除去するた
めである。

【００３６】また、ステップ４での収縮処理の回数と、
ステップ５での膨張処理の回数は、ステップ６で生成さ
れる画像ｇにおいて金バンプ１０のエッジ部分にのみ現
れるＨレベル画素の幅が、検査画像ｂに存在する金バン
プ１０エッジ部のＨレベル画素の幅以上になるように決
定されており、被検物である金バンプ１０の形状，大き
さ等により適宜選定するのが好ましい。

【００３７】その後、ステップ７において、検査画像ｂ
から不要物除去画像ｇを引き算して取り除くことにより
画像（異物画像）ｈを生成する（図１０参照）。つま
り、検査画像ｂには金異物９と金バンプ１０のエッジ部
とがＨレベル画素として存在し、不要物除去画像ｇには
金バンプ１０のエッジ部のみがＨレベル画素として存在
している。従って、その差をとった画像ｈは、画像ｂか
ら金バンプ１０エッジ部のＨレベル画素が除去されて金
異物９のみが抽出された異物画像ｈとなる。

【００３８】このように、画像処理装置８が種々のステ
ップ１〜７を順次経ることにより、単一の原画像ａから
金異物９のみが抽出された画像（異物画像）ｈが生成さ
れるので、最後に、ステップ８で、ノイズレベルの微小
なＨレベル画素を除去するために画像ｈ中の所定の大き
さ以上のＨレベル画素領域のみを抽出し、検出データｉ
として出力する。

【００３９】この検出データｉは、図示しない記録装置
などに記録して半導体ウェハ１の良否判定に用いること
ができる。また、画像モニタに表示することで、検査員
による外観の検査データとして用いることもできる。

【００４０】したがって、本発明方法の一実施形態によ
れば、画像処理装置８が原画像ａに基づいて２値化され
た画像ｂ〜ｈを種々生成することにより、金バンプ１０
上に存在している金異物９のみを画像として抽出するの
で、つまり、比較方式を用いず、単一の画像データに基
づいて金異物９を検出するように構成したので、画像処
理が高速で、かつ安価な装置で構成することができる。

【００４１】しかも、画像処理装置８においては、ステ
ップ３〜７を実行することによって異物画像ｈを得るの
で、バンプエッジ部以外の部分、例えば配線パターンや
スクライブラインなどのようなバンプエッジ部以外の部
分が検出されるおそれがなくなり、金異物９だけを確実
にかつ高精度に検出することができる。

【００４２】そして、上記異物検査装置は、金バンプ１
０を有する半導体ウェハ１を載置して所定の検査領域に
移動させるＸＹステージ２と、金バンプ１０に向けて所
定の角度で照明光３を照射する、リングファイバ照明４
および照明光源５と、半導体ウェハ１の表面像を拡大す
る顕微鏡６と、この顕微鏡６により拡大された金バンプ
１０の表面像を撮像して原画像ａとして出力するＣＣＤ
カメラ７と、ＣＣＤカメラ７からの原画像ａに基づいて
画像処理することにより、金異物９を検出する画像処理
装置８とを備えたので、上記方法を的確に実施すること
ができる。

【００４３】図１１は本発明の他の方法を実施するため
の異物検査装置の第２の実施形態を示す構成図である。
なお、図１２と図１３には、画像処理装置８が図３に示
した原画像ａに基づき、後述するステップ９とステップ
１０とで生成する反転画像ｊ，除去画像ｋをそれぞれ示
している。

【００４４】そして、この異物検査装置において、図１
に示す異物検査装置と異なるのは、画像処理装置８が、
ステップ３の代わりにステップ９〜１１を有することに
ある。即ち、ステップ９において、ステップ２の処理に
よってエッジ画像ｃが得られると、そのエッジ画像ｃの
ＨレベルとＬレベルとを反転させて画像（反転画像）ｊ
を生成する（図１２参照）。

【００４５】このステップ９で生成された反転画像ｊ
は、金バンプ１０の内部領域に現れる連続したＨレベル
画素の大きさは、当然のことながら、金バンプ１０の大
きさよりも必ず小さくなる。一方、金バンプ１０以外の
部分はほとんどの領域がＨレベル画素となり、その連続
した大きさは、金バンプ１０の内部領域に現れる連続し
たＨレベル画素の大きさよりも大きくなる。

【００４６】そこで次に、ステップ１０で、画像ｊのう
ち所定以上の連続画素数を有するＨレベル画素領域、つ
まり、連続したＨレベル画素の大きさが所定以上のもの
を除去して画像（除去画像）ｋを生成する（図１３参
照）。この除去に際しては、反転画像ｊにおいて連続し
たＨレベル画素の大きさが、金バンプ１０の大きさを越
える範囲に設定しておくと、除去画像ｋには、エッジ画
像ｃのＨレベルＬとレベルとを互いに反転した反転画像
ｊのＨレベル画素のうち、金バンプ１０の内部領域に存
在するＨレベル画素のみが残ることになる。

【００４７】その後、ステップ１１で、エッジ画像ｃと
除去画像ｋを加算することにより画像（加算画像）ｄ１
を生成する。この加算画像ｄ１は、金バンプ１０のエッ
ジ部分がＨレベル画素となっているエッジ画像ｃと、そ
のＨレベルＬ，レベルが反転されて、かつ金バンプ１０
の内部領域のＨレベル画素のみを抽出した除去画像ｋと
の加算であるから、これにより金バンプ１０全体がＨレ
ベル画素となった画像である。

【００４８】したがって、この実施形態において、ステ
ップ９〜ステップ１１に示すように、図１のステップ３
に示す穴埋め処理以外の処理を実行することにより、エ
ッジ画像ｃから金バンプ１０全体がＨレベル画素となっ
た全体画像ｄ１を生成する。

【００４９】その後、図１に示す実施形態の場合と同様
に、ステップ４〜８を実行することとなる。即ち、ステ
ップ４で、加算画像ｄ１を所定回数収縮処理して収縮画
像ｅを生成し、ステップ５で画像ｅを所定回数膨張処理
して膨張画像ｆを生成し、ステップ６で膨張画像ｆから
収縮画像ｅを差し引くことにより、金バンプ１０のエッ
ジ部分のみがＨレベル画素となる不要物除去画像ｇを生
成し、ステップ７で検査画像ｂから不要物除去画像ｇを
取り除くことにより、金異物９のみが抽出された異物画
像ｈを生成し、その後、ステップ８で異物画像ｈから所
定以上のＨレベル画素領域を抽出して検出データｉとし
て出力するようになっている。

【００５０】したがって、この実施形態によれば、原画
像ａに基づいて金バンプ１０上に存在している金異物９
を抽出することができるので、基本的には前述した実施
形態と同様の効果を得ることができる。

【００５１】なお、図示実施形態においては、半導体ウ
ェハ１に設けられている金バンプ１０上の金異物９の検
出について述べた例を示したが、本発明においては、金
バンプ１０以外に存在する金異物９の検出も当然可能で
ある。また、バンプや異物の材質に関わることなく、端
子であるバンプ領域に存在する突起状の異物を検出する
のに適用することもできるのは勿論である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
比較方式を用いず単一の画像データに基づいて異物を検
出するように構成したので、被検物の端子形状のばらつ
きが大きくても、端子に存在している異物を確実に検出
することができ、また小規模の構成でかつ安価にでき、
異物検査の信頼性を高めることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するための異物検査装置の一
実施形態を示す構成図である。

【図２】異物検査装置が適用する半導体ウェハの被検物
としての金バンプに存在する金異物を示す上面図
（ａ），側面図（ｂ）である。

【図３】原画像を示す説明図である。

【図４】検査画像を示す説明図である。

【図５】エッジ画像を示す説明図である。

【図６】穴埋め画像を示す説明図である。

【図７】収縮画像を示す説明図である。

【図８】膨張画像を示す説明図である。

【図９】不要物除去画像を示す説明図である。

【図１０】異物画像を示す説明図である。

【図１１】本発明の他の方法を実施するための異物検査
装置の他の実施形態を示す構成図である。

【図１２】反転画像を示す説明図である。

【図１３】除去画像を示す説明図である。

【図１４】従来技術の異物検査装置の一例を示す構成図
である。

【符号の説明】

１ 半導体ウェハ ２ ＸＹステージ（移動手段） ３ 照明光 ４ リングファイバ照明 ５ 照明光源 ６ 顕微鏡（拡大手段） ７ ＣＣＤカメラ（撮像手段） ８ 画像処理装置 ９ 金異物 １０ 金バンプ ａ 原画像 ｂ 画像（検査画像） ｃ 画像（エッジ画像） ｄ 画像（穴埋め画像） ｄ１ 画像（加算画像） ｅ 画像（収縮画像） ｆ 画像（膨張画像） ｇ 画像（不要物除去画像） ｈ 画像（異物画像） ｉ 検出データ ｊ 画像（反転画像） ｋ 画像（除去画像）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０４Ｔ Ｆターム(参考） 2G051 AA51 AB01 BB01 CA04 DA07 EA08 EA11 EB01 ED30 4M106 AA01 AA11 CA41 DB04 DJ11 DJ14 DJ20 5B057 AA03 BA02 CA08 CA16 CB06 CB16 CD05 CE02 CE08 CE12 DA03 DB09 DC16 DC32 DC36 5L096 AA06 BA03 CA02 DA03 EA04 EA05 EA43 FA09 GA08 GA51 JA11 KA13

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検物の表面に存在する異物を検出する
   異物検査方法において、 前記被検物の表面を原画像として撮像した後、その原画
   像に基づいて検査画像を生成する画像生成ステップと、
   その原画像に基づいて被検物のエッジ画像を生成するエ
   ッジ画像生成ステップと、エッジ画像に基づき、被検物
   のエッジ部のみが所定レベルとなる不要物除去画像を生
   成する不要物除去画像生成ステップと、画像生成ステッ
   プによる検査画像から不要物除去画像生成ステップによ
   る不要物除去画像を取り除き、異物画像を抽出する抽出
   ステップとを有することを特徴とする異物検査方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の異物検査方法において、 前記画像生成ステップは、前記原画像に基づき、被検物
   のエッジ部と異物のみがＨレベル画素となる２値化され
   た検査画像を生成することを特徴とする異物検査方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の異物検査方法に
   おいて、 前記エッジ画像生成ステップは、前記原画像に基づき被
   検物のエッジ部が連続したＨレベル画素となる２値化さ
   れたエッジ画像を生成することを特徴とする異物検査方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の一項に記載の異物検査方
   法において、 前記不要物除去画像生成ステップは、エッジ画像を穴埋
   め処理し、被検物全体がＨレベル画素となった穴埋め画
   像を生成するステップと、前記穴埋め画像を収縮処理し
   て収縮画像を生成するステップと、前記収縮画像を膨張
   処理して膨張画像を生成するステップと、前記膨張画像
   から前記収縮画像を取り除き、不要物除去画像を生成す
   るステップとを有することを特徴とする異物検査方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜３の一項に記載の異物検査方
   法において、 前記不要物除去画像生成ステップは、エッジ画像のレベ
   ルを互いに反転して反転画像を生成するステップと、前
   記反転画像から被検物の領域内のＨレベル画素を抽出す
   る除去画像を生成するステップと、前記エッジ画像と前
   記除去画像とを加算して被検物全体がＨレベル画素とな
   った加算画像を生成するステップと、前記加算画像を収
   縮処理して収縮画像を生成するステップと、前記収縮画
   像を膨張処理して膨張画像を生成するステップと、前記
   膨張画像から前記収縮画像を取り除いて不要物除去画像
   を生成するステップとを有することを特徴とする異物検
   査方法。
6. 【請求項６】 被検物を照射する斜方照明手段と、被検
   物の表面を拡大する拡大手段と、その拡大手段により拡
   大された被検物の表面を原画像として撮像する撮像手段
   と、撮像手段からの原画像に基づいて画像処理し、被検
   物に存在している異物を検出する画像処理装置とを備
   え、 前記画像処理装置は、被検物の原画像に基づいて検査画
   像を生成する画像生成手段と、その原画像に基づいて被
   検物のエッジ画像を生成するエッジ画像生成手段と、そ
   のエッジ画像に基づき、被検物のエッジ部のみが所定レ
   ベルとなる不要物除去画像を生成する不要物除去画像生
   成手段と、画像生成手段による検査画像から不要物除去
   画像生成手段による不要物除去画像を取り除き、異物画
   像を抽出する抽出手段とを有することを特徴とする異物
   検査装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の異物検査装置において、 前記画像生成手段は、前記原画像に基づき、被検物のエ
   ッジ部と異物のみがＨレベル画素となる２値化された検
   査画像を生成することを特徴とする異物検査装置。
8. 【請求項８】 請求項６または７記載の異物検査装置に
   おいて、 前記エッジ画像生成手段は、前記原画像に基づき被検物
   のエッジ部が連続したＨレベル画素となる２値化された
   エッジ画像を生成することを特徴とする異物検査装置。
9. 【請求項９】 請求項６〜８の一項に記載の異物検査装
   置において、 前記不要物除去画像生成手段は、被検物のエッジ画像を
   穴埋め処理し、被検物全体がＨレベル画素となった穴埋
   め画像を生成する手段と、前記穴埋め画像を収縮処理し
   て収縮画像を生成する手段と、前記収縮画像を膨張処理
   して膨張画像を生成する手段と、前記膨張画像から前記
   収縮画像を取り除いて不要物除去画像を生成する手段と
   を有することを特徴とする異物検査装置。
10. 【請求項１０】 請求項６〜８の一項に記載の異物検査
    装置において、 前記不要物除去画像生成手段は、エッジ画像のレベルを
    互いに反転して反転画像を生成する手段と、前記反転画
    像から被検物の領域内のＨレベル画素のみを抽出して除
    去画像を生成する手段と、前記エッジ画像と前記除去画
    像とを加算して被検物全体がＨレベル画素となった加算
    画像を生成する手段と、前記加算画像を収縮処理して収
    縮画像を生成する手段と、前記収縮画像を膨張処理して
    膨張画像を生成する手段と、前記膨張画像から前記収縮
    画像を取り除いて不要物除去画像を生成する手段とを有
    することを特徴とする異物検査装置。