JP2005010068A - 被検査品の外観検査装置及び外観検査方法 - Google Patents
被検査品の外観検査装置及び外観検査方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】トレイに配備された複数の被検査品の個々の補正計測データを一括してトレイ毎に後工程の撮像手段に送り、後工程の撮像手段がその情報に基づいて角度および／または位置補正し、トレイの複数の被検査品を個々に外観検査を行う。
【解決手段】トレイに載置された複数の被検査品の個々の角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を測定する撮像手段Ａと、角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置制御機能を有し外観検査を行う撮像手段Ｂとを所定の間隔を開けて設け、撮像手段Ａのステージを被検査品ごと個々に焦点を当てて移動し、被検査品一つづつの補正計測データを撮像データＡからの情報とし、当該情報を基に撮像手段Ｂのステージを被検査品ごと個々に移動し角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置制御せしめトレイの複数の被検査品に対し個々に外観検査を行う。
【選択図】 図１
【解決手段】トレイに載置された複数の被検査品の個々の角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を測定する撮像手段Ａと、角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置制御機能を有し外観検査を行う撮像手段Ｂとを所定の間隔を開けて設け、撮像手段Ａのステージを被検査品ごと個々に焦点を当てて移動し、被検査品一つづつの補正計測データを撮像データＡからの情報とし、当該情報を基に撮像手段Ｂのステージを被検査品ごと個々に移動し角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置制御せしめトレイの複数の被検査品に対し個々に外観検査を行う。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレイに載置された複数の被検査品、例えば、半導体チップ、又はパターン付き基板およびウェーハ面上に形成された複数の半導体チップの外観検査を被検査品ごと個々に行う外観検査装置及び外観検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被検査品を載置して一方向に順送りされる搬送装置に沿って、被検査品の補正計測データを測定する撮像手段Ａと、少なくとも角度制御機能を有し外観検査を行う撮像手段Ｂとを所定の間隔を開けて設け、撮像手段Ａからの補正計測データを基に撮像手段Ｂを制御せしめる被検査品の外観検査装置と方法が、出願されている（例えば、特許文献１参照。）。当該出願の装置は被検査品が単一の場合であり、トレイに載置された複数の被検査品に関して、撮像手段Ａにて被検査品ごと個々に補正計測データを得て撮像手段Ｂを被検査品ごと個々に制御することはできなかった。
【０００３】
【特許文献１】
特願２００２−２０２７６１号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術に記載の様に、単一の被検査品について撮像手段Ａを用いて補正計測データを測定し、補正計測データをもとに所定の間隔を設けた別の位置の撮像手段Ｂに被検査品を移載した後その撮像手段Ｂを制御し、被検査品の外観検査を行うことは、本願発明者などによりすでになされ出願されている。
【０００５】
ここでは、さらに効率を上げる為に本願発明者は鋭意努力し、本願発明に到達した。すなわち、撮像手段を２台配置し、補正計測データを単一の被検査品の情報として都度後工程の撮像手段に送り、後工程の撮像手段がその情報に基づいて補正した後、被検査品の外観検査を行うという発明に加えて、被検査品が単一で被検査品の補正計測データも単一の情報ではなく、トレイに載置配備された複数の被検査品の個々について角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置に関する情報である補正計測データを一括してトレイ毎に後工程の撮像手段に送り、その個々の補正計測データに基づいて後工程の撮像手段を個々に制御せしめトレイに載置された複数の被検査品の外観検査を行おうとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、複数の被検査品が載置されたトレイを一方向に順送りする搬送装置に沿って、複数の被検査品の個々について角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置に関する情報（以下補正計測データ）を測定する撮像手段Ａと、角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置の制御機能を有し外観検査を行う少なくとも一つの撮像手段Ｂとを所定の間隔を開けて設け、撮像手段Ａのステージを被検査品ごと個々に焦点を当てて移動し、被検査品一つづつの前記補正計測データを撮像手段Ａからの情報とし、当該情報を基に撮像手段Ｂのステージを被検査品ごと個々に移動し角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を制御せしめることを特徴とするものである。
【０００７】
この様に、撮像手段を少なくとも２台配置し、先ず、撮像手段Ａでトレイに載置された複数の被検査品全てにわたり個々についての補正計測データを測定し、その個々の被検査品の補正計測データの内の最初の被検査品の補正計測データに基づき事前に少なくとも一つの撮像手段Ｂの検査開始位置を調整した後少なくとも一つの撮像手段Ｂで被検査品の外観検査を開始する。すべての被検査品について個々の被検査品の補正計測データに基づき撮像手段Ｂを逐次位置制御し外観検査を行うことにより、検査精度を落とすことなく、複数の被検査品の補正計測データ測定と外観検査を別々の撮像手段で同時に行うことが出来、被検査品の１個当たりの検査のタクトタイムを大幅に短縮し得る。
【０００８】
請求項２に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、複数の被検査品が載置されたトレイを一方向に順送りする搬送装置に沿って、トレイを前記搬送装置に載置せしめるトレイ移載機構と、前記トレイに載置された複数の被検査品の個々についての前記補正計測データを測定する撮像手段Ａと、前記補正計測データに基づき前記トレイに載置された複数の被検査品の個々の角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を制御する機構を有する少なくとも１つの撮像手段Ｂと、被検査品を載置したトレイを前記搬送装置より取得せしめるトレイ取込機構とをそれぞれ所定の間隔を開けて設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
この様に、複数の被検査品を載置したトレイ用のトレイ移載機構及びトレイ取込機構を設ければ、トレイに載置された複数の被検査品の外観検査をトレイ単位で連続的且つ効率的に行うことができる。
【００１０】
請求項３に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、トレイを１方向に順送りする搬送装置に沿って撮像手段Ｂの下流側に所定の間隔を開けて少なくとも１つの撮像手段Ｂでの検査結果を基に不良の被検査品を良品に交換せしめる不良被検査品置き換え機構および／または不良被検査品の観察機構および／または不良被検査品へのマーキング機構を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
この様に、不良の被検査品を良品に交換せしめる不良被検査品置き換え機構および／または不良被検査品の観察機構および／または不良被検査品へのマーキング機構を設ければ、効率よく不良被検査品を識別することができる。
請求項４に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、撮像手段Ａの補正計測データ測定機能と撮像手段Ｂの外観検査機能を一つの撮像手段に統合せしめた事を特徴とするものである。
【００１２】
この様に、撮像手段を一つに統合すれば、装置の小型化、コストダウンが容易になる。
【００１３】
請求項５に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、前記トレイに載置された複数の被検査品が半導体チップ、又はパターン付き基板であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、前記トレイがゲルパック（登録商標）トレイであることを特徴とするものである。ゲルパック（登録商標）トレイを用いれば、トレイ面上の粘着シートに複数の被検査品がしっかり固定されているので、撮像手段Ａで得られた補正計測データをもとに撮像手段Ｂの角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を更に精度良く制御する事が可能になり、個々の被検査品の外観検査性能を更に向上することができる。
【００１５】
請求項７に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、複数の被検査品がウェーハ面上に形成された半導体チップ又はウェーハ形状を残しダイシングされ粘着シート面に固定された半導体チップであることを特徴とするものである。
【００１６】
かかる状態の被検査品は角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置のばらつきがトレイに載置された被検査品のそれよりも格段に少ないので、撮像手段Ａで得られた補正計測データをもとに撮像装置Ｂを制御せしめ外観検査を行う場合の角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置の制御量を低減する事ができ、個々の被検査品の検査時間を短縮することができる。
【００１７】
請求項８に記載の外観検査方法は、複数の被検査品が載置されたトレイを一方向に順送りする搬送装置に沿って、複数の被検査品の個々について角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置に関する情報（以下補正計測データ）を測定する撮像手段Ａと、角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置の制御機能を有し外観検査を行う少なくとも一つの撮像手段Ｂとを所定の間隔を開けて設け、撮像手段Ａのステージを被検査品ごと個々に焦点を当てて移動し、被検査品一つづつの前記補正計測データを撮像手段Ａからの情報とし、当該情報を基に撮像手段Ｂのステージを被検査品ごと個々に移動し角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を制御せしめることを特徴としている。
【００１８】
この様に、撮像手段を少なくとも２台配置し、先ず、撮像手段Ａでトレイに載置された複数の被検査品全てにわたり個々についての補正計測データを測定し、その個々の被検査品の補正計測データの内の最初の被検査品の補正計測データに基づき事前に少なくとも一つの撮像手段Ｂの検査開始位置を調整した後少なくとも一つの撮像手段Ｂで被検査品の外観検査を開始する。この検査方法を用いることにより、すべての被検査品について個々の被検査品の補正計測データに基づき撮像手段Ｂを逐次位置制御し外観検査を行うことにより、検査精度を落とすことなく、複数の被検査品の補正計測データ測定と外観検査を別々の撮像手段で同時に行うことが出来、被検査品の１個当たりの検査のタクトタイムを大幅に短縮し得る。
【００１９】
請求項９に記載の外観検査方法は、複数の被検査品が載置されたトレイを一方向に順送りする搬送装置に沿って、トレイを前記搬送装置に載置せしめるトレイ移載機構と、前記トレイに載置された複数の被検査品の個々についての前記補正計測データを測定する撮像手段Ａと、前記補正計測データに基づき前記トレイに載置された複数の被検査品の個々の角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を制御する機構を有する少なくとも１つの撮像手段Ｂと、被検査品を載置したトレイを前記搬送装置より取得せしめるトレイ取込機構とをそれぞれ所定の間隔を開けて設けて検査することを特徴としている。
【００２０】
この様に、複数の被検査品を載置したトレイ用のトレイ移載機構及びトレイ取込機構を設けた装置を用いて検査すれば、トレイに載置された複数の被検査品の外観検査をトレイ単位で連続的且つ効率的に行うことができる。
【００２１】
請求項１０に記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の外観検査装置を用いて生産された製品である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図１及び図２を用いてトレイ２に載置された半導体チップを被検査品２２とした本発明の実施の形態について説明する。ここでは、被検査品２２として半導体チップを例として説明するが、その他、パターン付き基板およびウェーハ面上に形成された複数の半導体チップなど限定されるものではない。
【００２３】
【実施例】
トレイ移載機構１は、図４に示すようにｍ×ｎ個の被検査品２２を概ね等間隔で載置したトレイ２を所定の位置に供給する。トレイ移載機構１は、トレイ搬送機構３の上流側に配置されている。トレイ搬送機構３はトレイ２を吸着した状態で一方向へ定ピッチｐで移動可能であり、その搬送路下流側には、各々所定の間隔を開けて補正ステーション４と検査ステーション７が配置されている。
【００２４】
補正ステーション４は、トレイ２の半導体チップからなる被検査品２２載置領域を上回る稼働範囲を有した補正データ用ＸＹステージ５に撮像手段Ａである補正データ用顕微鏡付きカメラ６がトレイ搬送面に対し垂直となるよう固定されている。補正ステーション４は補正データ用ＸＹステージ５を半導体チップからなる被検査品２２の載置ピッチに基づき一つずつトレイ搬送面に対し平行に移動させ、補正データ用顕微鏡付きカメラ６でトレイ２に載置された全ての半導体チップからなる被検査品２２の角度および／または位置（以後、補正計測データという。）を測定する。補正データ用顕微鏡付きカメラ６に高さ計測機能を付加することで、補正計測データに半導体チップからなる被検査品２２の高さ情報であるＺ方向位置の補正計測データを付加することも可能である。
【００２５】
また、検査ステーション７は、角度制御機能（以後θ機能９という。）とトレイ２上の半導体チップからなる被検査品２２載置領域を上回る稼働範囲を有した外観検査用ＸＹステージ８を有し、撮像手段Ｂである外観検査用顕微鏡付きカメラ１０がトレイ搬送機構３に対し垂直となるよう固定されている。外観検査用顕微鏡付きカメラ１０に高さ制御する機能を付加しＺ方向位置を補正することも可能である。
【００２６】
なお、θ機能９とはトレイ搬送機構３の搬送面に対し垂直軸線の周りに回転自在で制御可能な機能を意味する。検査ステーション７は、トレイ２に載置された全ての半導体チップからなる被検査品２２の一つ一つについて、最適な画像処理外観検査が行える様に補正ステーション４で測定した補正計測データに基づき外観検査用ＸＹステージ８とθ機能９を精密に制御し、外観検査用顕微鏡付きカメラ１０で半導体チップからなる被検査品２２画像を撮像する。
【００２７】
半導体チップからなる被検査品２２の検査対象領域が、外観検査用顕微鏡付きカメラ１０の撮像領域を上回る場合は、θ機能９の制御後に外観検査用ＸＹステージ８を移動させ外観検査用顕微鏡付きカメラ１０で複数回の撮像をする事で、半導体チップからなる被検査品２２の全領域を画像処理外観検査する事が可能である。
【００２８】
１１はトレイ取込機構である。トレイ取込機構１１は、検査が終了したトレイ２をトレイ搬送機構３から排出する為、トレイ搬送機構３に沿って検査ステーション７の下流側に所定の間隔を開けて配置されている。
【００２９】
また、検査ステーション７とトレイ取込機構１１の間に画像処理外観検査により不良と判定された半導体チップからなる被検査品２２を良品チップに交換せしめる置き換え機構および／または不良チップの観察機構および／または不良チップへのマーキング機構を前後に所定のピッチ間隔を開け配置してもよい。
【００３０】
不良と判定された被検査品２２である半導体チップからなる被検査品２２のトレイ２内の位置座標をデータとして保存する事で、これらの不良品識別機構は、省略することも可能である。
【００３１】
次にかかる被検査品２２の外観検査装置を用いて、トレイ２に載置された半導体チップからなる被検査品２２の外観検査を行う方法について説明する。
【００３２】
検査対象である半導体チップからなる被検査品２２を概ね等間隔にｍ×ｎ個載置したトレイ２をトレイ移載機構１により、トレイ搬送機構３の上流側トレイ移載位置２ａに移載する。トレイ搬送装置３に移載されたトレイ２はトレイ搬送機構３上で吸着により固定され、定ピッチｐ単位で移動される。
【００３３】
トレイ搬送機構３が定ピッチｐのｉ倍（ｉは整数）移動した箇所の上方に設置された補正ステーション４には、撮像手段Ａの補正データ用顕微鏡付きカメラ６が設けられており、トレイ２が撮像手段Ａの直下の補正計測位置２ｂに搬送される。
【００３４】
トレイ搬送機構３が所定の補正計測位置２ｂで停止すると、撮像手段Ａはあらかじめ登録されたトレイ２内のチップ載置情報に基づき、補正データ用ＸＹステージ５を順次移動させ、補正データ用顕微鏡付きカメラ６で取り込んだ画像を基に画像計測行う事でトレイ２に載置されたｍ×ｎ個全てのチップの補正計測データを計測する。
【００３５】
補正計測データは、事前に登録された半導体チップからなる被検査品２２内に存在するパターンと補正データ用顕微鏡付きカメラ６で撮像された半導体チップからなる被検査品２２の同一パターンを画像処理で比較し計測する事で得られる。
【００３６】
補正計測データ採取用として事前に登録する半導体チップからなる被検査品２２内に存在するパターンは２個以上で、且つ補正データ用顕微鏡付きカメラ６の撮像倍率は後に記述する検査ステーション７の外観検査用顕微鏡付きカメラ１０の撮像倍率よりも大きい方が測定精度上望ましい。
【００３７】
また、凹凸のある半導体チップからなる被検査品２２に対しては、補正データ用顕微鏡付きカメラ６にＺ方向位置情報を計測する機能を付加してもよい。
【００３８】
補正計測位置２ｂから定ピッチｐのＪ倍（Ｊは整数）分移動した検査ステーション７の直下の外観検査位置２ｃには、Ｊ枚前に補正ステーション４で半導体チップからなる被検査品２２に関する補正計測データの測定を終了したトレイ２が停止している。
【００３９】
検査ステーション７は、Ｊ枚前の補正計測データに基づいて外観検査用ＸＹステージ８とθ機能９を順次制御し、トレイ２に載置されたｍ×ｎ個の半導体チップからなる被検査品２２全てに対し、外観検査用顕微鏡付きカメラ１０で撮像した画像を基に外観検査を行う。外観検査もまた事前に登録した半導体チップからなる被検査品２２の良品画像と外観検査用顕微鏡付きカメラ１０で撮像した半導体チップからなる被検査品２２画像と比較する事で行うが、カメラの撮像画素レベルでの厳密な画像比較を行う為には、外観検査用ＸＹステージ８の制御に加え、θ機能９の制御は不可欠である。
【００４０】
また、補正計測データにＺ方向位置情報が含まれる場合は、検査ステーション７にＺ方向位置の制御機能を付加する事で良好な画像を取り込む事ができるだけでなく、補正ステーション４の補正データ用顕微鏡付きカメラ６で計測したチップ高さ面を基準に相対的に高さを変更した検査面の外観検査をする事が可能である。
【００４１】
外観検査位置２ｃから定ピッチｐのＫ倍（Ｋは整数）分移動したトレイ取込位置２ｄには、Ｋ枚前に外観検査を終了したトレイ２が停止している。トレイ取込機構１１によりトレイ取込位置２ｄにあるトレイ２を取り込む。
【００４２】
Ｋを２以上とし、外観検査位置２ｃとトレイ取込位置２ｄの間に外観検査により不良と判定された半導体チップからなる被検査品２２を良品チップに交換せしめる置き換え機構および／または不良チップの観察機構および／または不良チップへのマーキング機構などの不良品識別機構を前後に所定のピッチ分間隔を開け配置してもよい。不良と判定された半導体チップからなる被検査品２２のトレイ２内の位置座標を保存し、後工程の装置に電子データとして受け渡す事で、これらの不良品識別機構は、省略することも可能である。
【００４３】
この様にトレイ搬送機構３を順送りし、トレイ移載位置２ａ、補正計測位置２ｂ、外観検査位置２ｃ、トレイ取込位置２ｄを分ける事でトレイ移載機能、補正計測機能、外観検査機能、トレイ取込機能を同時に稼働させる事ができ、連続的且つ効率的な外観検査を実現することが出来る。
【００４４】
これまで、被検査品がトレイ２に載置された半導体チップからなる被検査品２２の場合について説明してきたが、パターン付き基板の場合にも同様に実施できる事は申すまでもない。
【００４５】
図３は、トレイ搬送機構３を円盤状とし連続のトレイ搬送を実現した装置の平面図である。検査フローは、先に述べた図１と同じであるので説明は省略する。
【００４６】
【発明の効果】
従来は、被検査品を１個ずつ搬送装置へ移載し、載置吸着し、角度・位置の測定、外観検査、取込をシリーズに実行した為、被検査品１個の外観検査時間に占める被検査品の搬送時間の割合が高く、処理能力の向上が難しいという問題点があった。
【００４７】
本発明の被検査品の外観検査装置及び外観検査方法によれば、複数の被検査品を載置したトレイ単位で移載、載置、被検査品の角度・位置の測定、外観検査、取込を行う為、被検査品１個あたりの搬送時間は、トレイが定ピッチｐを移動するのに要する時間をトレイに載置された被検査品の個数（ｍ×ｎ個）で割り返した時間に短縮する事ができる為、被検査品１個あたりの外観検査時間を飛躍的に短縮する事ができる。
【００４８】
また、従来は、被検査品を１個ずつ移載、取込する事から外観検査後の検査良品の収納に際し、検査良品に対しダメージを与える可能性が皆無ではないという不安点が残されていた。
【００４９】
本発明の被検査品の外観検査装置及び外観検査方法によれば、検査良品への接触を無くせる事から、検査良品にダメージを与えうるという懸念点を完全に払拭する事ができる。更に、被検査品を半導体チップに限定すれば、ウェーハ形状のチップ配置を登録する事で、ダイシング前のウェーハ上チップの外観検査だけでなく、ダイシング後の半導体チップの外観検査も行う事が可能である。
【００５０】
すなわち同一の装置でトレイに載置された半導体チップとウェーハ形状の半導体チップ両方の外観検査が可能な極めて画期的な外観検査装置を実現する事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の被検査品の外観検査装置の概要を示す平面図である。
【図２】本発明の被検査品の外観検査装置の概要を示す側面図である。
【図３】本発明の被検査品の外観検査装置の他の実施様態を示す平面図である。
【図４】被検査品を載置したトレイの概要を示す平面図である。
【符号の説明】
１ トレイ移載機構
２ トレイ
２ａ トレイ移載位置
２ｂ 補正計測位置
２ｃ 外観検査位置
２ｄ トレイ取込位置
３ トレイ搬送機構
４ 補正ステーション
５ 補正データ用ＸＹステージ
６ 補正データ用顕微鏡付きカメラ
７ 検査ステーション
８ 外観検査用ＸＹステージ
９ θ機能
１０ 外観検査用顕微鏡付きカメラ
１１ トレイ取込機構
２２ 被検査品
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレイに載置された複数の被検査品、例えば、半導体チップ、又はパターン付き基板およびウェーハ面上に形成された複数の半導体チップの外観検査を被検査品ごと個々に行う外観検査装置及び外観検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被検査品を載置して一方向に順送りされる搬送装置に沿って、被検査品の補正計測データを測定する撮像手段Ａと、少なくとも角度制御機能を有し外観検査を行う撮像手段Ｂとを所定の間隔を開けて設け、撮像手段Ａからの補正計測データを基に撮像手段Ｂを制御せしめる被検査品の外観検査装置と方法が、出願されている（例えば、特許文献１参照。）。当該出願の装置は被検査品が単一の場合であり、トレイに載置された複数の被検査品に関して、撮像手段Ａにて被検査品ごと個々に補正計測データを得て撮像手段Ｂを被検査品ごと個々に制御することはできなかった。
【０００３】
【特許文献１】
特願２００２−２０２７６１号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術に記載の様に、単一の被検査品について撮像手段Ａを用いて補正計測データを測定し、補正計測データをもとに所定の間隔を設けた別の位置の撮像手段Ｂに被検査品を移載した後その撮像手段Ｂを制御し、被検査品の外観検査を行うことは、本願発明者などによりすでになされ出願されている。
【０００５】
ここでは、さらに効率を上げる為に本願発明者は鋭意努力し、本願発明に到達した。すなわち、撮像手段を２台配置し、補正計測データを単一の被検査品の情報として都度後工程の撮像手段に送り、後工程の撮像手段がその情報に基づいて補正した後、被検査品の外観検査を行うという発明に加えて、被検査品が単一で被検査品の補正計測データも単一の情報ではなく、トレイに載置配備された複数の被検査品の個々について角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置に関する情報である補正計測データを一括してトレイ毎に後工程の撮像手段に送り、その個々の補正計測データに基づいて後工程の撮像手段を個々に制御せしめトレイに載置された複数の被検査品の外観検査を行おうとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、複数の被検査品が載置されたトレイを一方向に順送りする搬送装置に沿って、複数の被検査品の個々について角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置に関する情報（以下補正計測データ）を測定する撮像手段Ａと、角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置の制御機能を有し外観検査を行う少なくとも一つの撮像手段Ｂとを所定の間隔を開けて設け、撮像手段Ａのステージを被検査品ごと個々に焦点を当てて移動し、被検査品一つづつの前記補正計測データを撮像手段Ａからの情報とし、当該情報を基に撮像手段Ｂのステージを被検査品ごと個々に移動し角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を制御せしめることを特徴とするものである。
【０００７】
この様に、撮像手段を少なくとも２台配置し、先ず、撮像手段Ａでトレイに載置された複数の被検査品全てにわたり個々についての補正計測データを測定し、その個々の被検査品の補正計測データの内の最初の被検査品の補正計測データに基づき事前に少なくとも一つの撮像手段Ｂの検査開始位置を調整した後少なくとも一つの撮像手段Ｂで被検査品の外観検査を開始する。すべての被検査品について個々の被検査品の補正計測データに基づき撮像手段Ｂを逐次位置制御し外観検査を行うことにより、検査精度を落とすことなく、複数の被検査品の補正計測データ測定と外観検査を別々の撮像手段で同時に行うことが出来、被検査品の１個当たりの検査のタクトタイムを大幅に短縮し得る。
【０００８】
請求項２に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、複数の被検査品が載置されたトレイを一方向に順送りする搬送装置に沿って、トレイを前記搬送装置に載置せしめるトレイ移載機構と、前記トレイに載置された複数の被検査品の個々についての前記補正計測データを測定する撮像手段Ａと、前記補正計測データに基づき前記トレイに載置された複数の被検査品の個々の角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を制御する機構を有する少なくとも１つの撮像手段Ｂと、被検査品を載置したトレイを前記搬送装置より取得せしめるトレイ取込機構とをそれぞれ所定の間隔を開けて設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
この様に、複数の被検査品を載置したトレイ用のトレイ移載機構及びトレイ取込機構を設ければ、トレイに載置された複数の被検査品の外観検査をトレイ単位で連続的且つ効率的に行うことができる。
【００１０】
請求項３に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、トレイを１方向に順送りする搬送装置に沿って撮像手段Ｂの下流側に所定の間隔を開けて少なくとも１つの撮像手段Ｂでの検査結果を基に不良の被検査品を良品に交換せしめる不良被検査品置き換え機構および／または不良被検査品の観察機構および／または不良被検査品へのマーキング機構を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
この様に、不良の被検査品を良品に交換せしめる不良被検査品置き換え機構および／または不良被検査品の観察機構および／または不良被検査品へのマーキング機構を設ければ、効率よく不良被検査品を識別することができる。
請求項４に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、撮像手段Ａの補正計測データ測定機能と撮像手段Ｂの外観検査機能を一つの撮像手段に統合せしめた事を特徴とするものである。
【００１２】
この様に、撮像手段を一つに統合すれば、装置の小型化、コストダウンが容易になる。
【００１３】
請求項５に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、前記トレイに載置された複数の被検査品が半導体チップ、又はパターン付き基板であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、前記トレイがゲルパック（登録商標）トレイであることを特徴とするものである。ゲルパック（登録商標）トレイを用いれば、トレイ面上の粘着シートに複数の被検査品がしっかり固定されているので、撮像手段Ａで得られた補正計測データをもとに撮像手段Ｂの角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を更に精度良く制御する事が可能になり、個々の被検査品の外観検査性能を更に向上することができる。
【００１５】
請求項７に記載の本発明の被検査品の外観検査装置は、複数の被検査品がウェーハ面上に形成された半導体チップ又はウェーハ形状を残しダイシングされ粘着シート面に固定された半導体チップであることを特徴とするものである。
【００１６】
かかる状態の被検査品は角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置のばらつきがトレイに載置された被検査品のそれよりも格段に少ないので、撮像手段Ａで得られた補正計測データをもとに撮像装置Ｂを制御せしめ外観検査を行う場合の角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置の制御量を低減する事ができ、個々の被検査品の検査時間を短縮することができる。
【００１７】
請求項８に記載の外観検査方法は、複数の被検査品が載置されたトレイを一方向に順送りする搬送装置に沿って、複数の被検査品の個々について角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置に関する情報（以下補正計測データ）を測定する撮像手段Ａと、角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置の制御機能を有し外観検査を行う少なくとも一つの撮像手段Ｂとを所定の間隔を開けて設け、撮像手段Ａのステージを被検査品ごと個々に焦点を当てて移動し、被検査品一つづつの前記補正計測データを撮像手段Ａからの情報とし、当該情報を基に撮像手段Ｂのステージを被検査品ごと個々に移動し角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を制御せしめることを特徴としている。
【００１８】
この様に、撮像手段を少なくとも２台配置し、先ず、撮像手段Ａでトレイに載置された複数の被検査品全てにわたり個々についての補正計測データを測定し、その個々の被検査品の補正計測データの内の最初の被検査品の補正計測データに基づき事前に少なくとも一つの撮像手段Ｂの検査開始位置を調整した後少なくとも一つの撮像手段Ｂで被検査品の外観検査を開始する。この検査方法を用いることにより、すべての被検査品について個々の被検査品の補正計測データに基づき撮像手段Ｂを逐次位置制御し外観検査を行うことにより、検査精度を落とすことなく、複数の被検査品の補正計測データ測定と外観検査を別々の撮像手段で同時に行うことが出来、被検査品の１個当たりの検査のタクトタイムを大幅に短縮し得る。
【００１９】
請求項９に記載の外観検査方法は、複数の被検査品が載置されたトレイを一方向に順送りする搬送装置に沿って、トレイを前記搬送装置に載置せしめるトレイ移載機構と、前記トレイに載置された複数の被検査品の個々についての前記補正計測データを測定する撮像手段Ａと、前記補正計測データに基づき前記トレイに載置された複数の被検査品の個々の角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を制御する機構を有する少なくとも１つの撮像手段Ｂと、被検査品を載置したトレイを前記搬送装置より取得せしめるトレイ取込機構とをそれぞれ所定の間隔を開けて設けて検査することを特徴としている。
【００２０】
この様に、複数の被検査品を載置したトレイ用のトレイ移載機構及びトレイ取込機構を設けた装置を用いて検査すれば、トレイに載置された複数の被検査品の外観検査をトレイ単位で連続的且つ効率的に行うことができる。
【００２１】
請求項１０に記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の外観検査装置を用いて生産された製品である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図１及び図２を用いてトレイ２に載置された半導体チップを被検査品２２とした本発明の実施の形態について説明する。ここでは、被検査品２２として半導体チップを例として説明するが、その他、パターン付き基板およびウェーハ面上に形成された複数の半導体チップなど限定されるものではない。
【００２３】
【実施例】
トレイ移載機構１は、図４に示すようにｍ×ｎ個の被検査品２２を概ね等間隔で載置したトレイ２を所定の位置に供給する。トレイ移載機構１は、トレイ搬送機構３の上流側に配置されている。トレイ搬送機構３はトレイ２を吸着した状態で一方向へ定ピッチｐで移動可能であり、その搬送路下流側には、各々所定の間隔を開けて補正ステーション４と検査ステーション７が配置されている。
【００２４】
補正ステーション４は、トレイ２の半導体チップからなる被検査品２２載置領域を上回る稼働範囲を有した補正データ用ＸＹステージ５に撮像手段Ａである補正データ用顕微鏡付きカメラ６がトレイ搬送面に対し垂直となるよう固定されている。補正ステーション４は補正データ用ＸＹステージ５を半導体チップからなる被検査品２２の載置ピッチに基づき一つずつトレイ搬送面に対し平行に移動させ、補正データ用顕微鏡付きカメラ６でトレイ２に載置された全ての半導体チップからなる被検査品２２の角度および／または位置（以後、補正計測データという。）を測定する。補正データ用顕微鏡付きカメラ６に高さ計測機能を付加することで、補正計測データに半導体チップからなる被検査品２２の高さ情報であるＺ方向位置の補正計測データを付加することも可能である。
【００２５】
また、検査ステーション７は、角度制御機能（以後θ機能９という。）とトレイ２上の半導体チップからなる被検査品２２載置領域を上回る稼働範囲を有した外観検査用ＸＹステージ８を有し、撮像手段Ｂである外観検査用顕微鏡付きカメラ１０がトレイ搬送機構３に対し垂直となるよう固定されている。外観検査用顕微鏡付きカメラ１０に高さ制御する機能を付加しＺ方向位置を補正することも可能である。
【００２６】
なお、θ機能９とはトレイ搬送機構３の搬送面に対し垂直軸線の周りに回転自在で制御可能な機能を意味する。検査ステーション７は、トレイ２に載置された全ての半導体チップからなる被検査品２２の一つ一つについて、最適な画像処理外観検査が行える様に補正ステーション４で測定した補正計測データに基づき外観検査用ＸＹステージ８とθ機能９を精密に制御し、外観検査用顕微鏡付きカメラ１０で半導体チップからなる被検査品２２画像を撮像する。
【００２７】
半導体チップからなる被検査品２２の検査対象領域が、外観検査用顕微鏡付きカメラ１０の撮像領域を上回る場合は、θ機能９の制御後に外観検査用ＸＹステージ８を移動させ外観検査用顕微鏡付きカメラ１０で複数回の撮像をする事で、半導体チップからなる被検査品２２の全領域を画像処理外観検査する事が可能である。
【００２８】
１１はトレイ取込機構である。トレイ取込機構１１は、検査が終了したトレイ２をトレイ搬送機構３から排出する為、トレイ搬送機構３に沿って検査ステーション７の下流側に所定の間隔を開けて配置されている。
【００２９】
また、検査ステーション７とトレイ取込機構１１の間に画像処理外観検査により不良と判定された半導体チップからなる被検査品２２を良品チップに交換せしめる置き換え機構および／または不良チップの観察機構および／または不良チップへのマーキング機構を前後に所定のピッチ間隔を開け配置してもよい。
【００３０】
不良と判定された被検査品２２である半導体チップからなる被検査品２２のトレイ２内の位置座標をデータとして保存する事で、これらの不良品識別機構は、省略することも可能である。
【００３１】
次にかかる被検査品２２の外観検査装置を用いて、トレイ２に載置された半導体チップからなる被検査品２２の外観検査を行う方法について説明する。
【００３２】
検査対象である半導体チップからなる被検査品２２を概ね等間隔にｍ×ｎ個載置したトレイ２をトレイ移載機構１により、トレイ搬送機構３の上流側トレイ移載位置２ａに移載する。トレイ搬送装置３に移載されたトレイ２はトレイ搬送機構３上で吸着により固定され、定ピッチｐ単位で移動される。
【００３３】
トレイ搬送機構３が定ピッチｐのｉ倍（ｉは整数）移動した箇所の上方に設置された補正ステーション４には、撮像手段Ａの補正データ用顕微鏡付きカメラ６が設けられており、トレイ２が撮像手段Ａの直下の補正計測位置２ｂに搬送される。
【００３４】
トレイ搬送機構３が所定の補正計測位置２ｂで停止すると、撮像手段Ａはあらかじめ登録されたトレイ２内のチップ載置情報に基づき、補正データ用ＸＹステージ５を順次移動させ、補正データ用顕微鏡付きカメラ６で取り込んだ画像を基に画像計測行う事でトレイ２に載置されたｍ×ｎ個全てのチップの補正計測データを計測する。
【００３５】
補正計測データは、事前に登録された半導体チップからなる被検査品２２内に存在するパターンと補正データ用顕微鏡付きカメラ６で撮像された半導体チップからなる被検査品２２の同一パターンを画像処理で比較し計測する事で得られる。
【００３６】
補正計測データ採取用として事前に登録する半導体チップからなる被検査品２２内に存在するパターンは２個以上で、且つ補正データ用顕微鏡付きカメラ６の撮像倍率は後に記述する検査ステーション７の外観検査用顕微鏡付きカメラ１０の撮像倍率よりも大きい方が測定精度上望ましい。
【００３７】
また、凹凸のある半導体チップからなる被検査品２２に対しては、補正データ用顕微鏡付きカメラ６にＺ方向位置情報を計測する機能を付加してもよい。
【００３８】
補正計測位置２ｂから定ピッチｐのＪ倍（Ｊは整数）分移動した検査ステーション７の直下の外観検査位置２ｃには、Ｊ枚前に補正ステーション４で半導体チップからなる被検査品２２に関する補正計測データの測定を終了したトレイ２が停止している。
【００３９】
検査ステーション７は、Ｊ枚前の補正計測データに基づいて外観検査用ＸＹステージ８とθ機能９を順次制御し、トレイ２に載置されたｍ×ｎ個の半導体チップからなる被検査品２２全てに対し、外観検査用顕微鏡付きカメラ１０で撮像した画像を基に外観検査を行う。外観検査もまた事前に登録した半導体チップからなる被検査品２２の良品画像と外観検査用顕微鏡付きカメラ１０で撮像した半導体チップからなる被検査品２２画像と比較する事で行うが、カメラの撮像画素レベルでの厳密な画像比較を行う為には、外観検査用ＸＹステージ８の制御に加え、θ機能９の制御は不可欠である。
【００４０】
また、補正計測データにＺ方向位置情報が含まれる場合は、検査ステーション７にＺ方向位置の制御機能を付加する事で良好な画像を取り込む事ができるだけでなく、補正ステーション４の補正データ用顕微鏡付きカメラ６で計測したチップ高さ面を基準に相対的に高さを変更した検査面の外観検査をする事が可能である。
【００４１】
外観検査位置２ｃから定ピッチｐのＫ倍（Ｋは整数）分移動したトレイ取込位置２ｄには、Ｋ枚前に外観検査を終了したトレイ２が停止している。トレイ取込機構１１によりトレイ取込位置２ｄにあるトレイ２を取り込む。
【００４２】
Ｋを２以上とし、外観検査位置２ｃとトレイ取込位置２ｄの間に外観検査により不良と判定された半導体チップからなる被検査品２２を良品チップに交換せしめる置き換え機構および／または不良チップの観察機構および／または不良チップへのマーキング機構などの不良品識別機構を前後に所定のピッチ分間隔を開け配置してもよい。不良と判定された半導体チップからなる被検査品２２のトレイ２内の位置座標を保存し、後工程の装置に電子データとして受け渡す事で、これらの不良品識別機構は、省略することも可能である。
【００４３】
この様にトレイ搬送機構３を順送りし、トレイ移載位置２ａ、補正計測位置２ｂ、外観検査位置２ｃ、トレイ取込位置２ｄを分ける事でトレイ移載機能、補正計測機能、外観検査機能、トレイ取込機能を同時に稼働させる事ができ、連続的且つ効率的な外観検査を実現することが出来る。
【００４４】
これまで、被検査品がトレイ２に載置された半導体チップからなる被検査品２２の場合について説明してきたが、パターン付き基板の場合にも同様に実施できる事は申すまでもない。
【００４５】
図３は、トレイ搬送機構３を円盤状とし連続のトレイ搬送を実現した装置の平面図である。検査フローは、先に述べた図１と同じであるので説明は省略する。
【００４６】
【発明の効果】
従来は、被検査品を１個ずつ搬送装置へ移載し、載置吸着し、角度・位置の測定、外観検査、取込をシリーズに実行した為、被検査品１個の外観検査時間に占める被検査品の搬送時間の割合が高く、処理能力の向上が難しいという問題点があった。
【００４７】
本発明の被検査品の外観検査装置及び外観検査方法によれば、複数の被検査品を載置したトレイ単位で移載、載置、被検査品の角度・位置の測定、外観検査、取込を行う為、被検査品１個あたりの搬送時間は、トレイが定ピッチｐを移動するのに要する時間をトレイに載置された被検査品の個数（ｍ×ｎ個）で割り返した時間に短縮する事ができる為、被検査品１個あたりの外観検査時間を飛躍的に短縮する事ができる。
【００４８】
また、従来は、被検査品を１個ずつ移載、取込する事から外観検査後の検査良品の収納に際し、検査良品に対しダメージを与える可能性が皆無ではないという不安点が残されていた。
【００４９】
本発明の被検査品の外観検査装置及び外観検査方法によれば、検査良品への接触を無くせる事から、検査良品にダメージを与えうるという懸念点を完全に払拭する事ができる。更に、被検査品を半導体チップに限定すれば、ウェーハ形状のチップ配置を登録する事で、ダイシング前のウェーハ上チップの外観検査だけでなく、ダイシング後の半導体チップの外観検査も行う事が可能である。
【００５０】
すなわち同一の装置でトレイに載置された半導体チップとウェーハ形状の半導体チップ両方の外観検査が可能な極めて画期的な外観検査装置を実現する事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の被検査品の外観検査装置の概要を示す平面図である。
【図２】本発明の被検査品の外観検査装置の概要を示す側面図である。
【図３】本発明の被検査品の外観検査装置の他の実施様態を示す平面図である。
【図４】被検査品を載置したトレイの概要を示す平面図である。
【符号の説明】
１ トレイ移載機構
２ トレイ
２ａ トレイ移載位置
２ｂ 補正計測位置
２ｃ 外観検査位置
２ｄ トレイ取込位置
３ トレイ搬送機構
４ 補正ステーション
５ 補正データ用ＸＹステージ
６ 補正データ用顕微鏡付きカメラ
７ 検査ステーション
８ 外観検査用ＸＹステージ
９ θ機能
１０ 外観検査用顕微鏡付きカメラ
１１ トレイ取込機構
２２ 被検査品
Claims (10)
- 複数の被検査品が載置されたトレイを一方向に順送りする搬送装置に沿って、複数の被検査品の個々について角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置に関する情報（以下補正計測データ）を測定する撮像手段Ａと、角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置の制御機能を有し外観検査を行う少なくとも一つの撮像手段Ｂとを所定の間隔を開けて設け、撮像手段Ａのステージを被検査品ごと個々に焦点を当てて移動し、被検査品一つづつの前記補正計測データを撮像手段Ａからの情報とし、当該情報を基に撮像手段Ｂのステージを被検査品ごと個々に移動し角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を制御せしめることを特徴とする被検査品の外観検査装置。
- 複数の被検査品が載置されたトレイを一方向に順送りする搬送装置に沿って、トレイを前記搬送装置に載置せしめるトレイ移載機構と、前記トレイに載置された複数の被検査品の個々についての前記補正計測データを測定する撮像手段Ａと、前記補正計測データに基づき前記トレイに載置された複数の被検査品の個々の角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を制御する機構を有する少なくとも１つの撮像手段Ｂと、被検査品を載置したトレイを前記搬送装置より取得せしめるトレイ取込機構とをそれぞれ所定の間隔を開けて設けたことを特徴とする被検査品の外観検査装置。
- 請求項１または請求項２に記載の被検査品の外観検査装置においてトレイを１方向に順送りする搬送装置に沿って撮像手段Ｂの下流側に所定の間隔を開けて少なくとも１つの撮像手段Ｂでの検査結果を基に不良の被検査品を良品に交換せしめる不良被検査品置き換え機構および／または不良被検査品の観察機構および／または不良被検査品へのマーキング機構を設けたことを特徴とする被検査品の外観検査装置。
- 請求項１から請求項３のいずれか一つの請求項に記載の被検査品の外観検査装置において撮像手段Ａの補正計測データ測定機能と撮像手段Ｂの外観検査機能を一つの撮像手段に統合せしめた事を特徴とする被検査品の外観検査装置。
- 前記トレイに載置された複数の被検査品が半導体チップ、又はパターン付き基板であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つの請求項に記載の被検査品の外観検査装置。
- 前記トレイがゲルパック（登録商標）トレイであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の被検査品の外観検査装置。
- 複数の被検査品がウェーハ面上に形成された半導体チップ又はウェーハ形状を残しダイシングされ粘着シート面に固定された半導体チップであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の被検査品の外観検査装置。
- 複数の被検査品が載置されたトレイを一方向に順送りする搬送装置に沿って、複数の被検査品の個々について角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置に関する情報（以下補正計測データ）を測定する撮像手段Ａと、角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置の制御機能を有し外観検査を行う少なくとも一つの撮像手段Ｂとを所定の間隔を開けて設け、撮像手段Ａのステージを被検査品ごと個々に焦点を当てて移動し、被検査品一つづつの前記補正計測データを撮像手段Ａからの情報とし、当該情報を基に撮像手段Ｂのステージを被検査品ごと個々に移動し角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を制御せしめることを特徴とする被検査品の外観検査方法。
- 複数の被検査品が載置されたトレイを一方向に順送りする搬送装置に沿って、トレイを前記搬送装置に載置せしめるトレイ移載機構と、前記トレイに載置された複数の被検査品の個々についての前記補正計測データを測定する撮像手段Ａと、前記補正計測データに基づき前記トレイに載置された複数の被検査品の個々の角度および／またはＸＹ方向位置および／またはＺ方向位置を制御する機構を有する少なくとも１つの撮像手段Ｂと、被検査品を載置したトレイを前記搬送装置より取得せしめるトレイ取込機構とをそれぞれ所定の間隔を開けて設けて検査することを特徴とする被検査品の外観検査方法。
- 請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の外観検査装置を用いて生産された製品。
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