JP2009276108A - Image sensor surface inspection method - Google Patents

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Nobuhiko Miyamae
暢彦 宮前
Noriyuki Suzuki
規之 鈴木
Koji Yoshii
宏治 吉井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform uniform inspection on a CCD sensor surface which could not be implemented with conventional constitutions. <P>SOLUTION: Silicon fragments, formed by dicing and an organic substance, are used as objects for foreign matters adhering onto the image sensor (CCD sensor) surface, and inspection for detecting them is performed. As an inspection method, a method is used, where a master sample is prepared for each type of inspection objects, and inspection is performed, by determining the difference in the luminance distribution of the master sample. An inspection device 13 used therefor is constituted of a light source part 14, an auxiliary light source part 15, a stage part 16, an optical system 17, and an image processing system 18. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、イメージセンサの表面を検査するものに関するものである。   The present invention relates to an inspection of a surface of an image sensor.

従来のCCDセンサ(イメージセンサ)の生産工程を、図7(a)〜(c)を用いて説明する。   A production process of a conventional CCD sensor (image sensor) will be described with reference to FIGS.

図7(a)は、CCDセンサの生産の第1工程を示す模式図であり、図7(b)は、CCDセンサの生産の第2工程を示す模式図であり、図7(c)は、CCDセンサを示す概略図である。   FIG. 7A is a schematic diagram showing a first process of production of a CCD sensor, FIG. 7B is a schematic diagram showing a second process of production of a CCD sensor, and FIG. 1 is a schematic view showing a CCD sensor.

図7(a)〜(c)CCDセンサの生産工程について簡単に説明する。   FIGS. 7A to 7C briefly describe the production process of the CCD sensor.

まず、CCDセンサ1は、ダイシングシート2上に貼り付けられた半導体ウエハ3をダイシングにより個々に分割したものである。そして、分割されたCCDセンサ1は、個別に分離され、トレー4に収納される(図7(a))。   First, the CCD sensor 1 is obtained by individually dividing a semiconductor wafer 3 attached on a dicing sheet 2 by dicing. The divided CCD sensors 1 are individually separated and stored in the tray 4 (FIG. 7A).

続いて、CCDセンサ1は、トレー4から取り出され、バンプボンダ5によって電気接続用のバンプが設けられた後、再度トレー4に収納される(図7(b))。   Subsequently, the CCD sensor 1 is taken out from the tray 4, and bumps for electrical connection are provided by the bump bonder 5, and then stored in the tray 4 again (FIG. 7B).

続いて、トレー4に収納されたバンプ付きのCCDセンサ1は、基板6にガラス製の組み付け物7を介して接続されて、CCDカメラ8として完成する(図7(c))。   Subsequently, the bumped CCD sensor 1 housed in the tray 4 is connected to the substrate 6 via a glass assembly 7 to complete the CCD camera 8 (FIG. 7C).

前述のCCDセンサの生産ラインの工程においては、半導体ウエハ3、半導体ウエハ3のダイシング後のCCDセンサ1、トレー4へ配置後のCCDセンサ1、バンプ形成後にトレー4に再配置されたCCDセンサ1、それぞれに対して表面検査を行う必要がある。これは、前述の各工程において、ダイシング時に生じるシリコン破片や外部から進入する有機物等の異物が半導体ウエハ3やCCDセンサ1に付着し、CCDカメラ8としての性能が劣化する可能性があるためである。   In the CCD sensor production line process described above, the semiconductor wafer 3, the CCD sensor 1 after the semiconductor wafer 3 is diced, the CCD sensor 1 after being placed on the tray 4, and the CCD sensor 1 being rearranged on the tray 4 after bump formation. , It is necessary to perform surface inspection for each. This is because, in each of the above-described processes, foreign matter such as silicon debris generated during dicing or organic matter entering from the outside may adhere to the semiconductor wafer 3 or the CCD sensor 1 and the performance as the CCD camera 8 may deteriorate. is there.

特に、CCDセンサの場合は、画素サイズが10μmから2μmとなるなどの、近年の微細化の流れにおいては、1μmオーダーの微細な異物が付着しても画像読取りの障害の原因となり、CCDカメラを不良品としてしまうため、作業ごとに検査する必要がある。   In particular, in the case of a CCD sensor, the recent trend toward miniaturization, such as the pixel size being changed from 10 μm to 2 μm, may cause trouble in image reading even if a minute foreign matter of the order of 1 μm adheres. Since it is a defective product, it is necessary to inspect every operation.

このCCDセンサ表面の異物検査装置として、撮像用のカメラを備え、画像認識によって自動で外観検査を行うものがある(例えば、特許文献1参照。)。   As this foreign matter inspection device on the surface of the CCD sensor, there is one that includes an imaging camera and automatically inspects the appearance by image recognition (see, for example, Patent Document 1).

図8は、特許文献1に記載の従来の表面検査装置の概略図である。   FIG. 8 is a schematic diagram of a conventional surface inspection apparatus described in Patent Document 1. In FIG.

図8において、検査装置9は撮像用カメラ10を備えており、XYステージ11によって位置調整されたCCDセンサ12を撮像用カメラ10で撮像し、撮像した画像を画像認識することで、自動でCCDセンサ12の外観検査(表面異物検査)を行うものである。
特開2007−003326号公報
In FIG. 8, the inspection apparatus 9 includes an imaging camera 10, and the CCD sensor 12 whose position is adjusted by the XY stage 11 is imaged by the imaging camera 10, and the captured image is recognized, whereby the CCD automatically The appearance inspection (surface foreign matter inspection) of the sensor 12 is performed.
JP 2007-003326 A

しかしながら、イメージセンサ(CCDセンサ)は、その表面の反射状態が全体で不均一になることがある。この場合、RGBの各成分がほぼ均等な割合で混合されている白色光に対してRGB各成分で異なる反射率となり、イメージセンサ表面の位置によって反射光のコントラストおよび色相が大きく変化する。そのため、前述の従来の構成では、このようなイメージセンサ表面において正確な検査ができないという課題を有している。   However, the image sensor (CCD sensor) may have a non-uniform reflection state on the entire surface. In this case, with respect to white light in which RGB components are mixed at an approximately equal ratio, the RGB components have different reflectances, and the contrast and hue of the reflected light vary greatly depending on the position of the image sensor surface. For this reason, the conventional configuration described above has a problem that accurate inspection cannot be performed on the surface of such an image sensor.

本発明は、前述の従来の課題を解決するためのものであり、イメージセンサ表面の反射条件に拠らず、正確な検査を可能とすることを目的とする。   The present invention is for solving the above-described conventional problems, and an object thereof is to enable an accurate inspection regardless of the reflection condition of the image sensor surface.

上記目的を達成するために、本発明のイメージセンサ表面検査方法は、イメージセンサの表面を撮像手段で撮像した撮像画像を複数の領域に分割する第1工程と、前記複数の領域それぞれにおいて波長毎の輝度を測定する第2工程と、前記輝度が前記撮像手段のダイナミックレンジ外となる波長の光を検出する第3工程と、前記検出された波長の光の輝度を補正する第4工程と、補正後の撮像画像に基づいて前記イメージセンサの表面の検査を行う第5工程と、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an image sensor surface inspection method according to the present invention includes a first step of dividing a captured image obtained by capturing the surface of an image sensor with an imaging unit into a plurality of regions, and each wavelength in each of the plurality of regions. A second step of measuring the luminance of the first, a third step of detecting light having a wavelength at which the luminance is outside the dynamic range of the imaging means, a fourth step of correcting the luminance of the light of the detected wavelength, And a fifth step of inspecting the surface of the image sensor based on the corrected captured image.

以上のように、本発明によれば、イメージセンサ表面の反射条件に拠らない正確な検査を行うことができる。   As described above, according to the present invention, an accurate inspection that does not depend on the reflection condition of the image sensor surface can be performed.

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同一構成には同一符号を付し、説明を省略する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1の検査装置の概略構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an inspection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

本実施の形態は、イメージセンサ(CCDセンサ)表面上に付着した異物としてダイシングによって生じたシリコン破片と有機物を対象とし、それらを検出する検査を行うものである。   In the present embodiment, silicon fragments and organic substances generated by dicing as foreign matters attached on the surface of an image sensor (CCD sensor) are targeted, and an inspection for detecting them is performed.

また、検査方法としては、検査対象の品種ごとにマスターサンプルを用意し、そのマスターサンプルの輝度分布との差を求めることで検査を行う方法を用いる。   In addition, as an inspection method, a method is used in which a master sample is prepared for each type of inspection target and an inspection is performed by obtaining a difference from the luminance distribution of the master sample.

図1において、検査装置13は、光源部14、補助光源部15、ステージ部16、光学系17、画像処理系18、から構成されている。本実施の形態においては、光源部14からの光を、光学系17を介してステージ部16上の被測定物に照射し、被測定物で反射し、再び光学系17を介した光を、画像処理系18(撮像手段)にて撮像する。この時、必要に応じて、補助光源15からの光を補助光として被測定物に照射する。   In FIG. 1, the inspection apparatus 13 includes a light source unit 14, an auxiliary light source unit 15, a stage unit 16, an optical system 17, and an image processing system 18. In the present embodiment, the light from the light source unit 14 is irradiated onto the object to be measured on the stage unit 16 via the optical system 17, reflected by the object to be measured, and again the light that has passed through the optical system 17. Imaging is performed by the image processing system 18 (imaging means). At this time, the measurement object is irradiated with light from the auxiliary light source 15 as auxiliary light as necessary.

続いて、これら構成物について詳しく説明する。   Subsequently, these components will be described in detail.

光源部14は、白色ランプ励起光源19と、この白色ランプ励起光源19からの光の調整手段として、モノクロ(白黒)のグラデーションフィルタ20、R(赤色)のグラデーションフィルタ21、G(緑色)のグラデーションフィルタ22、B(青色)のグラデーションフィルタ23と、それぞれのグラデーションフィルタ20〜23を独立に移動させるフィルタ移動機構24〜27より構成されている。   The light source unit 14 includes a white lamp excitation light source 19, and a monochrome (monochrome) gradation filter 20, an R (red) gradation filter 21, and a G (green) gradation as means for adjusting light from the white lamp excitation light source 19. The filter 22 is composed of a B (blue) gradation filter 23 and filter moving mechanisms 24 to 27 for independently moving the gradation filters 20 to 23.

補助光源部15は、R(赤色)のダイオード光源28、G(緑色)のダイオード光源29、B(青色)のダイオード光源30、より構成されている。   The auxiliary light source unit 15 includes an R (red) diode light source 28, a G (green) diode light source 29, and a B (blue) diode light source 30.

ステージ部16は、ステージ31とスキャン用モータ32より構成され、そのステージ31上には、中に被検査物であるCCDセンサ33(イメージセンサ)を収納したトレー34が載置される。このステージ31は、図1のAで示すラインスキャン副走査方向(紙面横方向)に移動するものである。   The stage unit 16 includes a stage 31 and a scanning motor 32. On the stage 31, a tray 34 in which a CCD sensor 33 (image sensor) that is an object to be inspected is placed. The stage 31 moves in the line scan sub-scanning direction (horizontal direction on the paper surface) indicated by A in FIG.

光学系17は、光源部14からの光をステージ部16に導くためのハーフミラー35と、補助光源部15からの光をステージ部16に導くためのハーフミラー36とから構成されている。   The optical system 17 includes a half mirror 35 for guiding light from the light source unit 14 to the stage unit 16 and a half mirror 36 for guiding light from the auxiliary light source unit 15 to the stage unit 16.

画像処理系18は、顕微鏡(図示せず)と、ラインスキャンカメラ37と、ラインスキャンカメラ37によって撮像された画像が転送・処理される画像処理部38とから構成されている。このラインスキャンカメラ37は、図1のBで示すラインスキャン主走査方向(紙面垂直方向)に対してライン状にスキャンするものである。このラインスキャンカメラ37には、光源部14および補助光源部15からの光が合成された照明光に対して、ラインスキャンカメラ37の撮像CCD素子(図6にて後述)の露光時間を制御するための露光時間調整部(図示せず)と、ゲインを制御するためのゲイン調整部(図示せず)を備えている。   The image processing system 18 includes a microscope (not shown), a line scan camera 37, and an image processing unit 38 to which an image captured by the line scan camera 37 is transferred and processed. The line scan camera 37 scans in a line shape with respect to the main line scanning direction (direction perpendicular to the paper surface) indicated by B in FIG. The line scan camera 37 controls the exposure time of the imaging CCD element (described later in FIG. 6) of the line scan camera 37 with respect to the illumination light combined with the light from the light source unit 14 and the auxiliary light source unit 15. An exposure time adjustment unit (not shown) for controlling the gain and a gain adjustment unit (not shown) for controlling the gain.

また、検査装置13は、内部にダイオード光源28〜30を制御するための電気制御部を有するコントローラ39(制御装置)を備えており、そのコントローラ39は、フィルタ移動機構24〜27、ダイオード光源28〜30、スキャン用モータ32、ラインスキャンカメラ37にそれぞれ接続されており、これらを同期させて動作させることが可能なものである。   The inspection device 13 includes a controller 39 (control device) having an electric control unit for controlling the diode light sources 28 to 30 therein. The controller 39 includes the filter moving mechanisms 24 to 27 and the diode light source 28. ˜30, the scanning motor 32, and the line scan camera 37 are connected to each other and can be operated in synchronization with each other.

ここで、グラデーションフィルタ20を用いて、モノクロおよび各色のグラデーションフィルタ20〜23の濃淡の程度について説明する。   Here, the gradation level of the gradation filters 20 to 23 for monochrome and each color will be described using the gradation filter 20.

図2は、グラデーションフィルタ20の濃淡を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing the density of the gradation filter 20.

図2において、グラデーションフィルタ20は、それぞれの領域内では透過率が均一な透過領域20a〜20fを有している。この透過領域20a〜20fは、透過領域20aから透過領域20fに向けて段階的に光透過率が大きくなる構造となっている。また、本実施の形態では、それぞれの透過領域20a〜20fの幅は、少なくとも白色ランプ励起光源19の光束の幅より大きくする。これは、各透過領域20a〜20fを介した白色ランプ励起光源19からの光をできる限り均一にするためである。   In FIG. 2, the gradation filter 20 has transmission regions 20a to 20f having uniform transmittance in each region. The transmissive regions 20a to 20f have a structure in which the light transmittance gradually increases from the transmissive region 20a to the transmissive region 20f. In the present embodiment, the width of each of the transmission regions 20a to 20f is at least larger than the width of the light beam of the white lamp excitation light source 19. This is for making the light from the white lamp excitation light source 19 through the transmission regions 20a to 20f as uniform as possible.

なお、図2では、グラデーションフィルタ20〜23を代表してグラデーションフィルタ20について説明したが、モノクロかRGBの各色をベースにするか、という違いを除けば、グラデーションフィルタ20〜23は同様の構造となっている。   In FIG. 2, the gradation filter 20 has been described on behalf of the gradation filters 20 to 23, but the gradation filters 20 to 23 have the same structure except for the difference between monochrome and RGB colors. It has become.

続いて、本実施の形態での光調整パラメータ決定方法と、CCDセンサの表面検査方法について、フローチャートを用いて説明する。   Next, the light adjustment parameter determination method and the CCD sensor surface inspection method in this embodiment will be described with reference to flowcharts.

図3は、実施の形態1の検査の光調整パラメータ決定のフローチャートを示す図であり、図4は、実施の形態1の表面検査のフローチャートを示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a flowchart for determining light adjustment parameters for inspection according to the first embodiment, and FIG. 4 is a diagram illustrating a flowchart for surface inspection according to the first embodiment.

図3において、まず、検査対象であるCCDセンサ33の寸法やアライメントマーク位置から、必要なラインスキャン撮像の回数(スキャンラインの数)を算出する。そして、それぞれのラインスキャン撮像の開始位置を決定し、光調整用のパラメータとしてスキャンライン毎の単位でコントローラ39に記憶させていく(ステップS1)。   In FIG. 3, first, the required number of line scan imaging (number of scan lines) is calculated from the dimensions of the CCD sensor 33 to be inspected and the alignment mark position. Then, the start position of each line scan imaging is determined, and is stored in the controller 39 as a light adjustment parameter for each scan line (step S1).

次に、ステップS1で決定したスキャンライン毎に、輝度分布を把握する(ステップS2)。   Next, the luminance distribution is grasped for each scan line determined in step S1 (step S2).

次に、ステップS2の輝度分布の状態に基づいて、他と比べて輝度が異なるために輝度調整が必要な輝度調整位置を、それぞれのスキャンライン毎で決定する(ステップS3)。   Next, based on the state of the luminance distribution in step S2, a luminance adjustment position that requires luminance adjustment because the luminance is different from the others is determined for each scan line (step S3).

次に、ラインスキャンカメラ37による撮像視野を、ステップS3で決定した輝度調整位置へ移動させる(ステップS4)。   Next, the field of view taken by the line scan camera 37 is moved to the brightness adjustment position determined in step S3 (step S4).

次に、ステップS4での撮像視野において、グラデーションフィルタ20〜23をフィルタ移動機構24〜27で移動させて透過率を変化させ、輝度の調整を行う。この輝度の調整は、例えば、ステップS2でR(赤色)成分が他の2成分と比べて大きかった場合は、グラデーションフィルタ21をその領域毎のステップで移動させてR成分を徐々に減少させることで、RGB3色の輝度値が最も近くなるように調整するものである(ステップS5)。   Next, in the imaging field of view in step S4, the gradation filters 20 to 23 are moved by the filter moving mechanisms 24 to 27 to change the transmittance and adjust the luminance. For example, when the R (red) component is larger than the other two components in step S2, the brightness adjustment is performed by gradually decreasing the R component by moving the gradation filter 21 in steps for each region. Thus, adjustment is made so that the luminance values of the three RGB colors are closest to each other (step S5).

次に、ステップS5での調整後の輝度が検査装置13で検査可能な輝度範囲内となっているかを調べる(ステップS6)。   Next, it is checked whether or not the luminance after the adjustment in step S5 is within the luminance range that can be inspected by the inspection device 13 (step S6).

次に、ステップS6で検査可能な輝度範囲内となった場合は、その輝度調整位置と調整パラメータ(フィルタ移動機構24〜27の移動量)を、検査装置13の記憶部(図示せず)に記憶させる(ステップS7)。   Next, when it becomes in the brightness | luminance range which can be test | inspected by step S6, the brightness | luminance adjustment position and adjustment parameter (movement amount of the filter moving mechanisms 24-27) are stored in the memory | storage part (not shown) of the inspection apparatus 13. FIG. Store (step S7).

また、ステップS6で検査可能な輝度範囲内でなかった場合は、検査可能輝度より小さければダイオード光源28〜30を用いて輝度を向上させ、検査可能輝度より大きければグラデーションフィルタ20を用いて輝度を減少させる(ステップS8)。   If the luminance is not within the inspectable luminance range in step S6, the luminance is improved using the diode light sources 28 to 30 if the luminance is smaller than the inspectable luminance, and the luminance is increased using the gradation filter 20 if the luminance is larger than the inspectable luminance. Decrease (step S8).

次に、ステップS8での輝度調整位置と調整パラメータ(フィルタ移動機構24〜27の移動量および電気制御部の設定値)を、検査装置13の記憶部に記憶させる(ステップS9)。   Next, the brightness adjustment position and the adjustment parameters (the movement amounts of the filter moving mechanisms 24 to 27 and the set values of the electric control unit) in step S8 are stored in the storage unit of the inspection apparatus 13 (step S9).

前述のステップS4〜S9の作業を、CCDセンサ33表面の輝度調整位置全てに対して実施する(ステップS10)。   The operations in steps S4 to S9 described above are performed for all the brightness adjustment positions on the surface of the CCD sensor 33 (step S10).

ここで、輝度調整の基準を決定するために、様々な要因下における、本実施の形態でのCCDセンサ33の反射率について検討する。   Here, in order to determine the reference for brightness adjustment, the reflectance of the CCD sensor 33 in the present embodiment under various factors will be examined.

まず、CCDセンサ33表面、検査前工程で発生するシリコン破片、有機物に対し、それぞれ白色光を照射した場合の光反射率を、それぞれRc、Rs、Roとした。そして、それらの反射率が、本実施の形態においては下記式(1)の関係が成立することを見出した。   First, Rc, Rs, and Ro were the light reflectivities when white light was irradiated to the surface of the CCD sensor 33, silicon fragments generated in the pre-inspection process, and organic matter, respectively. And it discovered that those reflectances established the relationship of following formula (1) in this Embodiment.

上記式(1)の関係を用いて、本実施の形態では、被検査物であるCCDセンサ33表面にシリコン破片が存在する場合は白異物として検出し、有機物が存在する場合は黒異物として検出する。そこで、ラインスキャンカメラ37での撮像結果に対して、CCDセンサ33表面を撮像している(異物が存在していない)とみなす輝度の上下限閾値を事前に定めておく。更に、CCDセンサ33の画素サイズなどから、CCDセンサ33表面に異物が存在しているとみなす面積の下限閾値を事前に定めておく。   Using the relationship of the above formula (1), in the present embodiment, when silicon debris is present on the surface of the CCD sensor 33 as the object to be inspected, it is detected as white foreign matter, and when organic matter is present, it is detected as black foreign matter. To do. Therefore, the upper and lower limit threshold values for the luminance that the surface of the CCD sensor 33 is considered to be imaged (no foreign matter is present) are determined in advance for the imaging result of the line scan camera 37. Furthermore, a lower limit threshold value of an area that is regarded as having a foreign object on the surface of the CCD sensor 33 is determined in advance based on the pixel size of the CCD sensor 33 and the like.

続いて、具体的な輝度調整の基準について説明する。輝度調整の基準として、白異物と黒異物の両方を検出するためには、異物のない状態でのCCDセンサ33表面の輝度をラインスキャンカメラ37のダイナミックレンジの中央値(8ビット255階調であれば、128付近)に調整することが望ましい。この場合は、上限閾値をラインスキャンカメラ37のダイナミックレンジの中央値の3/2の値とし、下限閾値をラインスキャンカメラ37のダイナミックレンジの中央値の1/2の値とする。   Next, specific luminance adjustment criteria will be described. As a reference for brightness adjustment, in order to detect both white foreign matter and black foreign matter, the brightness of the surface of the CCD sensor 33 in the absence of foreign matter is set to the median value of the dynamic range of the line scan camera 37 (8-bit 255 gradation). If there is, it is desirable to adjust to around 128). In this case, the upper threshold is set to 3/2 of the median of the dynamic range of the line scan camera 37, and the lower threshold is set to ½ of the median of the dynamic range of the line scan camera 37.

なお、ここでは説明を簡単にするため、輝度の閾値は輝度に対する絶対値で記載をしているが、異物の無い状態でのCCDセンサ33表面の輝度を求めて、その相対値を閾値としても良い。また、面積は、画像を2値化ラベリングして、一塊のラベル面積を一つの異物とみなす手法が最も単純であるが、一定距離以下のラベルを結合して一塊のラベルとして処理を行っても良いし、一定面積以下のラベルはノイズとして消去するなどの処理を行っても良い。   Here, for simplicity of explanation, the luminance threshold is described as an absolute value with respect to the luminance. However, the luminance of the surface of the CCD sensor 33 in a state where there is no foreign object is obtained, and the relative value may be used as the threshold. good. In addition, the simplest technique is to binarize and label the image, and to consider a single label area as a single foreign object, but it is possible to combine labels of a certain distance or less to process a single label. A label having a certain area or less may be erased as noise.

図4において、まず、ラインスキャン撮像の終了を確認する(ステップS11)。   In FIG. 4, first, the end of line scan imaging is confirmed (step S11).

次に、撮像した撮像画像に2値化ラベリングなどの画像処理を行う(ステップS12)。   Next, image processing such as binarization labeling is performed on the captured image (step S12).

次に、撮像領域内において、輝度の上限閾値以上の領域の有無を確認する(ステップS13)。   Next, the presence / absence of an area that is equal to or greater than the upper limit threshold of luminance is confirmed in the imaging area (step S13).

次に、ステップS13で輝度の上限閾値以上の領域が存在した場合は、その領域の面積が面積の下限閾値以上か否かを確認する(ステップS14)。   Next, if there is a region equal to or greater than the upper limit threshold of luminance in step S13, it is confirmed whether the area of the region is equal to or greater than the lower limit threshold of area (step S14).

次に、ステップS14で面積の下限閾値以上だった場合は、その領域を白異物だと判定する(ステップS15)。   Next, when the area is equal to or larger than the lower limit threshold of the area in step S14, the area is determined to be a white foreign object (step S15).

また、ステップS13で輝度の上限閾値以上の領域が存在しなかった場合と、ステップS14で面積の下限閾値より小さかった場合に、輝度の下限閾値以下の領域の有無を確認する(ステップS16)。   Further, when there is no region equal to or higher than the upper limit threshold of luminance in step S13 and when it is smaller than the lower limit threshold of area in step S14, the presence / absence of an area equal to or lower than the lower limit threshold of luminance is confirmed (step S16).

次に、ステップS16で輝度の下限閾値以下の領域が存在した場合は、その領域の面積が面積の下限閾値以上か否かを確認する(ステップS17)。   Next, if there is a region below the lower limit threshold of luminance in step S16, it is checked whether the area of the region is equal to or greater than the lower limit threshold of area (step S17).

次に、ステップS17で面積の下限閾値以上だった場合は、その領域を黒異物だと判定する(ステップS18)。   Next, when the area is equal to or larger than the lower limit threshold of the area in step S17, the area is determined to be a black foreign object (step S18).

次に、ステップS16で輝度の下限閾値以下の領域が存在しなかった場合と、ステップS17で面積の下限閾値より小さかった場合は、白異物も黒異物も存在しない異物なしだと判定する(ステップS19)。   Next, when there is no region below the lower limit threshold of luminance in step S16 and when the area is smaller than the lower limit threshold of area in step S17, it is determined that there is no foreign matter in which neither white foreign matter nor black foreign matter exists (step S19).

そして、ステップS11〜S19を行った後に、次のラインスキャン画像へ移動し、同様の処理を行う(ステップS20)。   And after performing step S11-S19, it moves to the following line scan image, and performs the same process (step S20).

なお、本実施の形態では、白異物の判定を行った(ステップS13〜S15)後に、黒異物の判定を行った(ステップS16〜S18)が、これらの判定の順番を逆に行っても同様の効果を奏することができる。   In the present embodiment, the determination of the white foreign matter (steps S13 to S15) and the determination of the black foreign matter (steps S16 to S18) are the same, but the order of these determinations is reversed. The effect of can be produced.

前述のフローチャートの手順により、CCDセンサ33表面を撮像した撮像結果について、説明する。   An imaging result obtained by imaging the surface of the CCD sensor 33 according to the above-described flowchart will be described.

図5は、実施の形態1の検査での撮像結果の模式図である。詳しくは、本実施の形態において、白色ランプ励起光源19が光量一定の照明条件下で、ラインスキャンカメラ37によりCCDセンサ33表面を撮像した撮像結果を模式的に示す図である。ここで、異物40、41は、どちらも白異物である。   FIG. 5 is a schematic diagram of an imaging result in the inspection according to the first embodiment. Specifically, in the present embodiment, the imaging result obtained by imaging the surface of the CCD sensor 33 by the line scan camera 37 under illumination conditions where the white lamp excitation light source 19 has a constant light amount is shown. Here, the foreign substances 40 and 41 are both white foreign substances.

本実施の形態での撮像結果を、図5に示す領域毎に、RGBのそれぞれの輝度分布について領域内の平均輝度を求めたものを下記表1にまとめる。表中の数字は、8ビットの場合の階調を示す(例えば、領域33cでRは、255階調)。   The imaging results in this embodiment are shown in Table 1 below for the average luminance in the region for each luminance distribution of RGB for each region shown in FIG. The numbers in the table indicate gradations in the case of 8 bits (for example, R is 255 gradations in the region 33c).

図5および表1より、CCDセンサ33表面の領域33b、33d、33e、33f、33hについては、白異物の検出が可能な画像が得られることが分かる。それに対し、領域33a、33c、33g、33iについては、図5や表1で示しているように輝度が飽和しており、異物40(白異物)の検出が困難であることが分かる。   From FIG. 5 and Table 1, it can be seen that in the regions 33b, 33d, 33e, 33f, and 33h on the surface of the CCD sensor 33, an image capable of detecting white foreign matter is obtained. On the other hand, in the regions 33a, 33c, 33g, and 33i, the luminance is saturated as shown in FIG. 5 and Table 1, and it can be seen that it is difficult to detect the foreign matter 40 (white foreign matter).

発明者らは、これら領域33a、33c、33g、33iについて、輝度分布の分析による考察を行ったところ、これらの領域ではRGBのうちのR成分のみが、ラインスキャンカメラ37のダイナミックレンジを越えていることを見出した。   The inventors have considered the areas 33a, 33c, 33g, and 33i by analyzing the luminance distribution. In these areas, only the R component of RGB exceeds the dynamic range of the line scan camera 37. I found out.

この知見に基づいて、本実施の形態では、これら領域33a、33c、33g、33iを撮像するタイミングで、白色ランプ励起光源19からの白色光の内のR成分のみを一部遮断し、ラインスキャンカメラ37のダイナミックレンジ内に抑えることができた。   Based on this knowledge, in the present embodiment, only the R component of the white light from the white lamp excitation light source 19 is partially blocked at the timing of imaging these regions 33a, 33c, 33g, and 33i, and line scanning is performed. The dynamic range of the camera 37 could be suppressed.

続いて、これを具体化するための方法について説明する。   Next, a method for realizing this will be described.

実際のCCDセンサ33の検査においては、検査タクトタイムを考慮すると、ラインスキャンの1ライン当たりの主走査は0.1秒程度が要求される。しかしながら、一般的な白色ランプ励起光源19では、この時間では、その色調を電気的制御手段のみによって変更することは非常に困難である。そのため、本実施の形態では、図1に示すように、ラインスキャン撮像の主走査中に、グラデーションフィルタ20〜23を用いて、照明光の色調、光量をダイナミックに変更させている。   In the actual inspection of the CCD sensor 33, in consideration of the inspection tact time, the main scan per line of the line scan requires about 0.1 seconds. However, in the general white lamp excitation light source 19, it is very difficult to change the color tone only by the electric control means at this time. For this reason, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the color tone and the amount of light of the illumination light are dynamically changed using the gradation filters 20 to 23 during the main scan of the line scan imaging.

ここで、本実施の形態での主走査方向と副操作方向について、補足説明を行う。   Here, supplementary explanation will be given for the main scanning direction and the sub-operation direction in the present embodiment.

図6は、ステージ31とラインスキャンカメラ37の要部拡大図である。これは、本実施の形態のステージ31とラインスキャンカメラ37の要部を拡大した図であり、図1と同じ方向からこれら要部を見た図である。   FIG. 6 is an enlarged view of a main part of the stage 31 and the line scan camera 37. This is an enlarged view of the main parts of the stage 31 and the line scan camera 37 of the present embodiment, and is a view of these main parts viewed from the same direction as FIG.

図6において、ステージ31は図1のAに示す方向(副走査方向)に移動し、ラインスキャンカメラ37内の撮像用CCD素子42はAと逆の方向にCCD転送される。   In FIG. 6, the stage 31 moves in the direction (sub-scanning direction) indicated by A in FIG. 1, and the imaging CCD element 42 in the line scan camera 37 is CCD-transferred in the opposite direction to A.

実際の生産ラインにおける検査時には、前述の方法によって設定されたラインスキャンの開始位置毎の光調整パラメータを、ラインスキャンの主走査中のCCDセンサ33表面の位置に同期させて変更していくことにより、CCDセンサ33表面の位置によるコントラストおよび色相の変化を効果的に抑制する。   At the time of inspection in an actual production line, the light adjustment parameter for each start position of the line scan set by the above method is changed in synchronization with the position of the surface of the CCD sensor 33 during the main scan of the line scan. In addition, the contrast and hue changes due to the position of the surface of the CCD sensor 33 are effectively suppressed.

また、グラデーションフィルタ20〜23による照明の不均一を和らげるために、ステージ31と撮像用CCD素子42の電荷転送のタイミングを同期させ、撮像画像を積算する手法であるTime Delay Integration処理を施したラインスキャン撮像を行うことが望ましい。   Further, in order to alleviate uneven illumination by the gradation filters 20 to 23, a line subjected to Time Delay Integration processing, which is a technique for synchronizing the charge transfer timings of the stage 31 and the imaging CCD element 42 and integrating the captured images. It is desirable to perform scan imaging.

なお、本実施の形態では、補助光源部15としてダイオード光源28〜30を用いたが、このようなダイオード光源を用いた場合に白色ランプ励起光源19と合成された照明光は、ダイオード光源の波長でピークを有するスペクトル光となる。そのため、グラデーションフィルタ20〜23のみで輝度調整が可能な場合は、できる限り補助光源部15を用いないことが望ましい。   In the present embodiment, the diode light sources 28 to 30 are used as the auxiliary light source unit 15. However, when such a diode light source is used, the illumination light combined with the white lamp excitation light source 19 is the wavelength of the diode light source. The spectrum light has a peak. Therefore, it is desirable not to use the auxiliary light source unit 15 as much as possible when the luminance adjustment is possible only with the gradation filters 20 to 23.

なお、本実施の形態では、白色ランプ励起光源19の具体事例として、ハロゲンランプを用いたが、それ以外のものを用いることも考えられる。しかしながら、メタルハライドランプや水銀ランプを用いた場合は、輝度は高くなるがランニングコストなどの面で不利であり、白色LEDを用いた場合は、ランニングコストでは有利であるが輝度面で有利とはいい難い。実際は、こういった原則をベースにしながら、波長成分や背景パターンの状況などで決めて行けばよい。なお、ここでは光学系の事例で顕微鏡を用いているが、顕微鏡以外の光学システムでも構成は可能であり、その場合など状況が異なってくることもある。   In the present embodiment, a halogen lamp is used as a specific example of the white lamp excitation light source 19, but it is also conceivable to use other lamps. However, when a metal halide lamp or mercury lamp is used, the luminance is high, but it is disadvantageous in terms of running cost, etc. When using a white LED, it is advantageous in running cost but advantageous in terms of luminance. hard. Actually, it is only necessary to make decisions based on the wavelength components and the background pattern, based on these principles. Here, a microscope is used as an example of an optical system, but an optical system other than a microscope can be configured, and the situation may be different in that case.

なお、本実施の形態では、被検査物であるCCDセンサ33のカラーフィルタがCMYの補色系であったため、RGBの原色系とモノクロのグラデーションフィルタを用いたが、CCDセンサ33のカラーフィルタがRGBの原色系の場合は、CMYの補色系とモノクロのグラデーションフィルタを用いる。すなわち、CCDセンサ33のカラーフィルタの補足を用いる。   In this embodiment, since the color filter of the CCD sensor 33 that is the object to be inspected is a CMY complementary color system, the RGB primary color system and the monochrome gradation filter are used. However, the color filter of the CCD sensor 33 is RGB. In the case of the primary color system, a CMY complementary color system and a monochrome gradation filter are used. That is, the supplement of the color filter of the CCD sensor 33 is used.

なお、白色ランプ励起光源19により輝度が低下する場合(例えば、輝度値が128の半分の64であった場合)は、S/N(Signal/Noise)が2倍になるため、この白色ランプ励起光源19を用いずに、ダイオード光源28〜30のみを用いることで、より高精度な検査を行うことができる。   When the luminance is lowered by the white lamp excitation light source 19 (for example, when the luminance value is 64 which is half of 128), the S / N (Signal / Noise) is doubled. By using only the diode light sources 28 to 30 without using the light source 19, more accurate inspection can be performed.

本発明によれば、被検査物の表面位置に依らず一様な異物検査ができるため、例えば、CCDセンサ表面に付着した異物を検査する検査装置に有用である。   According to the present invention, uniform foreign matter inspection can be performed regardless of the surface position of the object to be inspected, which is useful for, for example, an inspection apparatus for inspecting foreign matter attached to the surface of a CCD sensor.

実施の形態1の検査装置の概略構成図Schematic configuration diagram of the inspection apparatus of the first embodiment グラデーションフィルタ20の濃淡を示す図The figure which shows the shading of the gradation filter 20 実施の形態1の検査の光調整パラメータ決定のフローチャートFlowchart for determining light adjustment parameters for inspection according to Embodiment 1 実施の形態1の表面検査のフローチャートFlow chart of surface inspection according to Embodiment 1 実施の形態1の検査での撮像結果の模式図Schematic diagram of imaging results in inspection of embodiment 1 ステージ31とラインスキャンカメラ37の要部拡大図Enlarged view of main parts of stage 31 and line scan camera 37 (a)CCDカメラの生産の第1工程を示す模式図、(b)CCDカメラの生産の第2工程を示す模式図、(c)CCDカメラを示す概略図(A) Schematic diagram showing first step of production of CCD camera, (b) Schematic diagram showing second step of production of CCD camera, (c) Schematic diagram showing CCD camera 特許文献1に記載の従来の表面検査装置の概略図Schematic of the conventional surface inspection apparatus described in Patent Document 1

符号の説明Explanation of symbols

13 検査装置
14 光源部
15 補助光源部
16 ステージ部
17 光学系
18 画像処理系
19 白色ランプ励起光源
20〜23 グラデーションフィルタ
24〜27 フィルタ移動機構
28〜30 ダイオード光源
31 ステージ
32 スキャン用モータ
33 CCDセンサ
34 トレー
35、36 ハーフミラー
37 ラインスキャンカメラ
38 画像処理部
39 コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Inspection apparatus 14 Light source part 15 Auxiliary light source part 16 Stage part 17 Optical system 18 Image processing system 19 White lamp excitation light source 20-23 Gradation filter 24-27 Filter moving mechanism 28-30 Diode light source 31 Stage 32 Scanning motor 33 CCD sensor 34 Tray 35, 36 Half mirror 37 Line scan camera 38 Image processing unit 39 Controller

Claims (5)

イメージセンサの表面を撮像手段で撮像した撮像画像を複数の領域に分割する第1工程と、
前記複数の領域それぞれにおいて波長毎の輝度を測定する第2工程と、
前記輝度が前記撮像手段のダイナミックレンジ外となる波長の光を検出する第3工程と、
前記検出された波長の光の輝度を補正する第4工程と、
補正後の撮像画像に基づいて前記イメージセンサの表面の検査を行う第5工程と、を有すること
を特徴とするイメージセンサ表面検査方法。
A first step of dividing a captured image obtained by imaging the surface of the image sensor with an imaging unit into a plurality of regions;
A second step of measuring the luminance for each wavelength in each of the plurality of regions;
A third step of detecting light having a wavelength at which the luminance is outside the dynamic range of the imaging means;
A fourth step of correcting the brightness of the detected wavelength light;
And a fifth step of inspecting the surface of the image sensor based on the corrected captured image.
前記波長が前記イメージセンサの補色の波長であること
を特徴とする請求項1記載のイメージセンサ表面検査方法。
The image sensor surface inspection method according to claim 1, wherein the wavelength is a wavelength of a complementary color of the image sensor.
前記第4工程は、前記検出された波長のグラデーションフィルタを用いて、前記検出された波長の光の輝度を補正する工程であること
を特徴とする請求項1または2記載のイメージセンサ表面検査方法。
3. The image sensor surface inspection method according to claim 1, wherein the fourth step is a step of correcting luminance of the detected wavelength light using a gradation filter of the detected wavelength. .
前記第4工程は、前記検出された波長のダイオード光源を用いて、前記検出された波長の光の輝度を補正する工程であること
を特徴とする請求項1から3いずれか記載のイメージセンサ表面検査方法。
4. The image sensor surface according to claim 1, wherein the fourth step is a step of correcting the luminance of the light having the detected wavelength using the diode light source having the detected wavelength. 5. Inspection method.
前記第4工程は、前記輝度が前記撮像手段のダイナミックレンジより大きい場合に前記グラデーションフィルタを用いる工程であること
を特徴とする請求項3記載のイメージセンサ表面検査方法。
4. The image sensor surface inspection method according to claim 3, wherein the fourth step is a step of using the gradation filter when the luminance is larger than a dynamic range of the imaging unit.
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