JP2014062828A - パターンマッチング方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像を利用したパターンマッチングの精度を向上させる。
【解決手段】一実施の形態におけるパターンマッチング方法は、（ａ）隣り合って配置された複数の被処理物のうち、第１被処理物と、前記第１被処理物の隣りに位置する第２被処理物とを一括して撮像し、前記第１被処理物の第１画像と、前記第２被処理物の第２画像とを取得する工程と、（ｂ）前記第１被処理物の前記第１画像から第１基準画像を生成し、前記第１基準画像のパターンと前記第２画像のパターンの一致度を判定する工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記第２被処理物と、前記第２被処理物の隣りに位置する第３被処理物とを一括して撮像し、前記第２被処理物の第３画像と、前記第３被処理物の第４画像とを取得する工程と、（ｄ）前記第２被処理物の前記第３画像から第２基準画像を生成し、前記第２基準画像のパターンと前記第４画像のパターンとの一致度を判定する工程とを含む。
【選択図】図１８

Description

本発明は、パターンマッチング方法に関し、特に、半導体装置の外観検査等に適用して有効な技術に関する。

半導体装置の製造工程では、半導体ウエハから分割された多数の半導体チップや、これらの半導体チップを樹脂封止したパッケージをカメラで撮像し、その画像データに基づく画像認識によって不良の有無等を判定する作業が行われている。

例えば特許文献１は、半導体装置の製造工程の一部であるチップマウント工程において、整列配置した多数の半導体チップをカメラで撮像し、その画像認識により得られたデータに基づいて半導体チップの良否をセンシングしながら、良品の半導体チップをカメラ視野の中央に配置して順次ピックアップする技術を開示している。

特開平８−３３０３９１号公報

半導体装置の製造工程は、大別して前工程（ウエハ工程）と後工程（組立て工程）とに分けられている。

前工程は、単結晶シリコン等からなる半導体ウエハの主面（集積回路形成面）にフォトリソグラフィー技術、ＣＶＤ技術、スパッタリング技術およびエッチング技術等を組み合わせて集積回路を形成する工程である。

一方、後工程は、前工程が完了した半導体ウエハから分割された半導体チップを基材（リードフレーム、配線基板等）に搭載し、半導体チップと基材とをワイヤ等で電気的に接続した後、半導体チップを樹脂等で封止することによって、半導体装置を組み立てる工程である。

また、半導体チップの封止工程が終了すると、パッケージ（封止体）の表面に製品の型名、製造コード等の製品情報（マーク）が刻印される。続いて電気特性試験による集積回路の動作確認と外観検査とによって半導体装置の良、不良が判定された後、良品と判定された半導体装置は、所定の梱包が施されて顧客先に出荷される。

上記した外観検査工程では、半導体装置の外観をカメラで撮像し、その画像データに基づく画像認識によって外観不良の有無を判定する。より詳しくは、予め良品と判定された半導体装置の画像を基準画像として登録しておき、この基準画像と検査対象となる半導体装置の画像とを比較する。そして、二つの画像パターンの相関値（一致度）が所定値以上であれば、検査対象である半導体装置を良品と判定し、相関値（一致度）が所定値未満であれば不良品と判定する。

しかしながら、上記のようなパターンマッチング方法を利用した外観検査は、基準画像の作成に用いた半導体装置と検査対象となる半導体装置とにおける製造条件（製造ロット）の違い、二つの半導体装置の外観をカメラで撮像する際の撮像条件（照明やフォーカス）の違い等がパターンマッチングの際にノイズとして現れるため、良品を不良品と誤判定し易いという問題がある。

また、このような誤判定を引き起こし難くするためには、例えば製造条件や撮像条件を変えて作成した複数種類の画像を基準画像として用意しておくことが有効である。しかし、この方法を採用すると、検査対象となる半導体装置の画像と最初に比較した基準画像との間に不一致が生じた場合、別の基準画像との比較が必要となるので、検査時間が長くなるという問題が生じる。

その他の課題と新規な特徴は、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。

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

本願の一実施の形態におけるパターンマッチング方法は、以下の工程を含む。
（ａ）隣り合って配置された複数の被処理物のうち、第１被処理物と、前記第１被処理物の隣りに位置する第２被処理物とを一括して撮像し、前記第１被処理物の第１画像と、前記第２被処理物の第２画像とを取得する工程、
（ｂ）前記第１被処理物の前記第１画像から第１基準画像を生成し、前記第１基準画像のパターンと前記第２画像のパターンの一致度を判定する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記第２被処理物と、前記第２被処理物の隣りに位置する第３被処理物とを一括して撮像し、前記第２被処理物の第３画像と、前記第３被処理物の第４画像とを取得する工程、
（ｄ）前記第２被処理物の前記第３画像から第２基準画像を生成し、前記第２基準画像のパターンと前記第４画像のパターンとの一致度を判定する工程。

前記一実施の形態のパターンマッチング方法によれば、所定の被処理物の画像から生成した基準画像と、検査対象となる他の被処理物の画像とを比較する際、これら二つの被処理物の撮像条件の違い等に起因するノイズが発生しないので、パターンマッチングの精度を向上させることができる。

半導体装置の製造に用いる半導体ウエハの平面図である。 半導体装置の製造に用いるリードフレームの平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 半導体装置の製造方法を示すリードフレームの平面図である。 半導体装置の製造方法を示すリードフレームの断面図である。 図４に続く半導体装置の製造方法を示すリードフレームの平面図である。 図５に続く半導体装置の製造方法を示すリードフレームの断面図である。 図６に続く半導体装置の製造方法を示すリードフレームの平面図である。 図７に続く半導体装置の製造方法を示すリードフレームの断面図である。 図８に続く半導体装置の製造方法を示すリードフレームの平面図である。 リードフレーム切断後の半導体装置を示す斜視図である。 半導体装置をテープに固定する工程を示す斜視図である。 半導体装置が固定されたテープを巻き取ったリールの正面図である。 半導体装置の外観検査に用いる外観検査装置の概略構成図である。 半導体装置の外観検査方法を示す説明図である。 図１５に続く半導体装置の外観検査方法を示す説明図である。 図１６に続く半導体装置の外観検査方法を示す説明図である。 図１７に続く半導体装置の外観検査方法を示す説明図である。 図１８の一部拡大図である。 図１８に続く半導体装置の外観検査方法を示す説明図である。 図２０に続く半導体装置の外観検査方法を示す説明図である。 図２１に続く半導体装置の外観検査方法を示す説明図である。 図２２に続く半導体装置の外観検査方法を示す説明図である。 図２３に続く半導体装置の外観検査方法を示す説明図である。 図２４に続く半導体装置の外観検査方法を示す説明図である。 図２５に続く半導体装置の外観検査方法を示す説明図である。 図２３に続く半導体装置の外観検査方法の別例を示す説明図である。 図２７に続く半導体装置の外観検査方法を示す説明図である。

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。さらに、実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、平面図であってもハッチングを付す場合や、断面図であってもハッチングを省略する場合がある。

（実施の形態）
本実施の形態では、小型、薄型半導体装置（半導体パッケージ）の一例であるＱＦＮ(Quad Flat Non-Leaded Package)の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図１は、前工程（ウエハ工程）およびそれに続くダイシング工程が完了した半導体ウエハ１０の平面図である。前工程は、フォトリソグラフィー技術、ＣＶＤ技術、スパッタリング技術、エッチング技術などを組み合わせて、半導体ウエハ１０の複数のチップ領域（ダイシング後に半導体チップ１１となる領域）のそれぞれに集積回路およびボンディングパッド１２を形成する複数の工程と、その後、集積回路を構成する素子の良否や素子間を接続する配線の導通・非導通をチップ領域毎に判別する電気特性検査工程とを含んでいる。

また、ダイシング工程は、電気特性検査が終了した半導体ウエハ１０の裏面を研削してその厚さを１００μｍ以下まで薄くする工程と、研削後の半導体ウエハ１０の裏面にダイシングテープ１３を貼り付けた後、半導体ウエハ１０を切断（ダイシング）して複数の半導体チップ１１に分割・個片化する工程とを含んでいる。半導体ウエハ１０の裏面に貼り付けるダイシングテープ１３は、例えば基材フィルムの表面に紫外線硬化型樹脂組成物からなる粘着剤層を形成した絶縁テープであり、半導体ウエハ１０から分割・個片化された多数の半導体チップ１１を一括して後工程に搬送するために利用される。

図２は、本実施の形態の半導体装置（ＱＦＮ）の製造に用いるリードフレームの平面図、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。

リードフレーム２０は、例えば銅（Ｃｕ）または銅（Ｃｕ）合金からなる厚さ３０μｍ程度の薄板で構成された矩形の外枠２１と、外枠２１の内側に配置された複数の外部端子２２およびダイパッド部２３を備えている。ダイパッド部２３は、図１に示す半導体チップ１１が搭載される領域であり、その四隅に設けられた吊りリード２４によって外枠２１に支持されている。なお、実際のリードフレーム２０は、外枠２１の内側に多数のダイパッド部２３が設けられているが、ここでは図面を見易くするために、３個のダイパッド部２３が設けられたものを使って説明する。

上記半導体チップ１１およびリードフレーム２０を使って半導体装置（ＱＦＮ）を製造するには、まず、ダイシングテープ１３に保持された半導体チップ１１（図１参照）を一枚ずつピックアップしてダイシングテープ１３から剥がした後、図４および図５に示すように、接着剤２５を介してリードフレーム２０のダイパッド部２３上に搭載する。

次に、図６および図７に示すように、例えば熱と超音波振動とを併用したボールボンディング法を用いて、半導体チップ１１のボンディングパッド１２とリードフレーム２０の外部端子２２とを金（Ａｕ）ワイヤ２６によって電気的に接続する。

次に、図８および図９に示すように、リードフレーム２０をモールド金型（図示せず）に装着し、半導体チップ１１および金（Ａｕ）ワイヤ２６を樹脂封止体２７で封止する。樹脂封止体２７は、例えばシリコンフィラーを充填した熱硬化性エポキシ樹脂からなる。

次に、図１０に示すように、例えばレーザーマーカー（図示せず）を使って、樹脂封止体２７の表面に製品の型名、製造コード等の製品情報を示すマーク２８を刻印する。

次に、樹脂封止体２７の外部に露出しているリードフレーム２０を切断・除去することにより、図１１に示すような半導体装置（ＱＦＮ）３０を得る。半導体装置３０の外形寸法は、例えば縦×横×厚さが３ｍｍ×３ｍｍ×０．８ｍｍである。

次に、ここまでの工程で得られた複数の半導体装置３０のそれぞれに対して電気特性試験を行い、半導体チップ１１に形成された集積回路の動作確認を行う。電気特性試験は、樹脂封止体２７の外部に露出している外部端子２２にプローブ（図示せず）を接触させて行う。続いて、この電気特性試験で良品と判定された複数の半導体装置３０を外観検査工程に搬送する。

一般に、外形寸法が比較的大きい半導体装置の場合、電気特性試験で良品と判定された多数の半導体装置を外観検査工程に搬送する方法として、トレーを利用した搬送方法が採用される。外観検査工程では、トレーから取り出した半導体装置に対して外観不良の有無を判定し、外観不良が無いと判定された半導体装置を再びトレーに収容する。その後、半導体装置はトレーに収容されたまま梱包され、顧客先に出荷される。

一方、本実施の形態の半導体装置３０のように、外形寸法が小さい場合には、多数の半導体装置３０を１個ずつピックアップしてトレーに収容したり、トレーから取り出したりする作業が煩雑になることから、テープを利用した搬送方法が有効である。

すなわち、図１２に示すように、電気特性試験が終了した多数の半導体装置３０を長尺のテープ４０の表面に所定の間隔で固定する。半導体装置３０をテープ４０の表面に固定する方法としては、例えばテープ４０の表面に載置した半導体装置３０を透明なフィルムでシールする方法や、両面粘着テープを使用してテープ４０の表面に半導体装置３０を貼り付ける方法等が採用される。

次に、図１３に示すように、多数の半導体装置３０が所定の間隔で固定された上記テープ４０をリール４１に巻き取り、外観検査工程に搬送する。外観検査工程では、例えば樹脂封止体２７の表面のマーク２８に刻印不良が無いか、樹脂封止体２７の周縁部に欠けが無いか、半導体装置３０がテープ４０の表面に正しい向きで固定されているか、といった項目について検査する。

図１４は、半導体装置３０の外観検査に用いる外観検査装置の概略構成図である。外観検査装置５０は、図１３に示すリール４１が取り付けられる本体５１、本体５１の上方に設置された照明５２、半導体装置３０を撮像するカメラ５３、およびカメラ５３が撮像した半導体装置３０の画像を表示するモニタ（画像表示部）５４を備えている。リール４１、カメラ５３およびモニタ５４は、外観検査装置５０に接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）５５によって制御される。また、図示は省略するが、外観検査装置５０は、外観検査工程で不良と判定された半導体装置３０をテープ４０の表面から取り除く抜き取り部と、半導体装置３０を抜き取った箇所にパンチング穴を開けるパンチング部とを備えている。

ＰＣ５５は、カメラ５３が撮像した半導体装置３０の撮像信号を画像処理する画像処理部、画像処理部で処理された半導体装置３０の画像から基準画像を生成する基準画像生成部、この基準画像を登録する記憶部、および検査対象となる半導体装置３０の画像と基準画像の相関値（一致度）を判定する判定部等を備えている。また、ＰＣ５５にはプリンタ（図示せず）が接続されており、必要に応じてモニタ５４に表示された半導体装置３０の画像や基準画像を印刷できるようになっている。

半導体装置３０の外観検査を行うには、まず、図１５に示すように、外観検査装置５０の本体５１にリール４１、およびリール４１から送り出されたテープ４０を巻き取るための空のリール４２をセットする。次に、カメラ５３の位置、ズームおよびフォーカス等を調整した後、テープ４０に固定された多数の半導体装置３０のうち、テープ４０の一端に最も近い位置に固定された半導体装置３０ａと、この半導体装置３０ａの隣りに位置する半導体装置３０ｂとをカメラ５３で一括撮像する。

次に、ＰＣ５５の画像処理部は、図１６に示すように、カメラ５３で撮像した二つの半導体装置３０ａ、３０ｂのそれぞれの撮像信号を画像処理することにより、半導体装置３０ａ、３０ｂの画像を取得し、これらの画像をモニタ５４のウィンドウＷＤに表示する。また、ＰＣ５５の基準画像生成部は、図１７に示すように、半導体装置３０ａの画像から基準画像３０’ａを生成し、この基準画像３０’ａを記憶部に登録する。

半導体装置３０ａの画像から生成された上記基準画像３０’ａは、半導体装置３０ａの隣りに位置する半導体装置３０ｂの外観不良の有無を判定する際の基準となる画像である。従って、半導体装置３０ａは、外観不良の無いものであることが前提となる。そこで、多数の半導体装置３０をテープ４０の表面に固定する際には、事前の外観検査で良品と判定されたものをテープ４０の一端に最も近い位置に固定する。

次に、ＰＣ５５の判定部は、図１８および図１９（図１８の一部拡大図）に示すように、検査対象となる半導体装置３０ｂの画像と、半導体装置３０ａの基準画像３０’ａとをモニタ５４のウィンドウＷＤ内で重ね合わせ、二つの画像のパターンの相関値（一致度）を判定する。すなわち、モニタ５４に表示された半導体装置３０ａの基準画像３０’ａと、検査対象となる半導体装置３０ｂの画像とを比較し、二つの画像のパターンの相関値（一致度）が所定値以上であれば、半導体装置３０ｂを良品と判定し、相関値（一致度）が所定値未満であれば不良品と判定する。

上述した半導体装置３０ａの基準画像３０’ａと半導体装置３０ｂの画像とのパターンマッチングを行った結果、半導体装置３０ｂが良品と判定された場合、ＰＣ５５は、図２０に示すように、半導体装置３０ｂと、この半導体装置３０ｂの隣りに位置する半導体装置３０ｃとがカメラ５３の視野内に収まるように、テープ４０をリール４１から所定量だけ送り出す。

次に、カメラ５３が２個の半導体装置３０ｂ、３０ｃを撮像すると、ＰＣ５５の画像処理部は、図２１に示すように、半導体装置３０ｂ、３０ｃの撮像信号を画像処理して得た画像をモニタ５４のウィンドウＷＤに表示する。また、ＰＣ５５の基準画像生成部は、図２２に示すように、半導体装置３０ｂの画像から基準画像３０’ｂを生成し、この基準画像３０’ｂを記憶部に登録する。

次に、ＰＣ５５の判定部は、図２３に示すように、検査対象となる半導体装置３０ｃの画像と、半導体装置３０ｂの基準画像３０’ｂとをモニタ５４のウィンドウＷＤ内で重ね合わせ、二つの画像のパターンの相関値（一致度）を判定する。そして、二つの画像のパターンの相関値（一致度）が所定値以上であれば、半導体装置３０ｃを良品と判定し、相関値（一致度）が所定値未満であれば不良品と判定する。

一方、図１８に示す工程において、検査対象となる半導体装置３０ｂの画像と半導体装置３０ａの基準画像３０’ａとのパターンマッチングを行った結果、半導体装置３０ｂが不良品（例えばマーク２８の刻印不良）と判定された場合、ＰＣ５５の判定部は、不良信号を発信する。

そして、判定部からの不良信号を受信したＰＣ５５は、抜き取り部を制御し、図２４に示すように、不良品と判定された半導体装置３０ｂをテープ４０の表面から取り除く。続いてＰＣ５５は、パンチング部を制御し、図２５に示すように、半導体装置３０ｂを抜き取った箇所にパンチング穴４３を開ける。

また、ＰＣ５５は、テープ４０にパンチング穴４３を開ける上記の処理と同時に、または上記の処理と前後して、図２０、図２１を用いて説明した前述の処理と同様の処理を行う。すなわち、ＰＣ５５は、次の検査対象となる半導体装置３０ｃがカメラ５３の視野内に収まるように、テープ４０をリール４１から所定量だけ送り出す。次に、カメラ５３が半導体装置３０ｃを撮像すると、ＰＣ５５の画像処理部は、半導体装置３０ｃの撮像信号を画像処理して得た画像をモニタ５４のウィンドウＷＤに表示する。

次に、ＰＣ５５の判定部は、図２６に示すように、検査対象となる半導体装置３０ｃの画像と、最初に使用した半導体装置３０ａの基準画像３０’ａとをモニタ５４のウィンドウＷＤ内で重ね合わせ、二つの画像のパターンの相関値（一致度）を判定する。すなわち、モニタ５４に表示された基準画像３０’ａと、検査対象となる半導体装置３０ｃの画像とを比較し、二つの画像のパターンの相関値（一致度）が所定値以上であれば、半導体装置３０ｃを良品と判定し、相関値（一致度）が所定値未満であれば不良品と判定する。

ここで、半導体装置３０ｃもまた不良品と判定された場合には、上述したパンチング穴４３を開ける処理（図２４、図２５）と、次の検査対象となる半導体装置３０ｄの外観検査処理（図２６）とを繰り返す。

すなわち、ＰＣ５５は、不良品と判定された半導体装置３０ｃをテープ４０の表面から取り除いた後、半導体装置３０ｃを抜き取った箇所にパンチング穴４３を開ける。そして、この処理と同時に、またはこの処理と前後して、次の検査対象となる半導体装置３０ｄの画像と、最初に使用した半導体装置３０ａの基準画像３０’ａとをモニタ５４のウィンドウＷＤ内で重ね合わせ、二つの画像のパターンの相関値（一致度）を判定する。

一方、図２６に示す工程において、半導体装置３０ｃが良品と判定された場合には、前述した手順に従い、半導体装置３０ｃの画像から基準画像３０’ｃを生成する。そして、この基準画像３０’ｃと次の検査対象となる半導体装置３０ｄの画像とをモニタ５４のウィンドウＷＤ内で重ね合わせ、二つの画像のパターンの相関値（一致度）を判定する。

このように、検査対象となる半導体装置３０が良品と判定された場合には、この半導体装置３０の画像から基準画像３０’を生成し、この基準画像３０’と次の検査対象となる半導体装置３０の画像とをモニタ５４のウィンドウＷＤ内で重ね合わせ、二つの画像のパターンの相関値（一致度）を判定する。他方、検査対象となる半導体装置３０が不良品と判定された場合には、最後に良品と判定された半導体装置３０の画像から生成した基準画像３０’と次の検査対象となる半導体装置３０の画像とをモニタ５４のウィンドウＷＤ内で重ね合わせ、二つの画像のパターンの相関値（一致度）を判定する。

以下、上述した手順を繰り返すことにより、テープ４０の表面に固定された全ての半導体装置３０の良否を順次判定する。このようにして、全ての半導体装置３０の外観検査が終了すると、多数の半導体装置３０が固定されたテープ４０をリール４２に巻き取った後、このリール４２を梱包して顧客先に出荷する。

このように、本実施の形態の外観検査方法では、テープ４０の表面に所定の間隔で固定された多数の半導体装置３０（半導体装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、…）のうち、テープ４０の一端からｎ（ｎ＝自然数）番目の位置に固定された半導体装置３０（ｎ）と、半導体装置３０（ｎ）の隣りに位置する半導体装置３０（ｎ＋１）とを一括撮像し、その撮像信号を画像処理することにより、二つの半導体装置３０（ｎ、ｎ＋１）の画像を取得すると共に、半導体装置３０（ｎ）の画像から基準画像３０’（ｎ）を生成する。次に、上記基準画像３０’（ｎ）と半導体装置３０（ｎ＋１）の画像とのパターンマッチングを行い、半導体装置３０（ｎ＋１）の外観不良の有無を判定する。

そして、半導体装置３０（ｎ＋１）が良品と判定された場合は、続いて、半導体装置３０（ｎ＋１）と、半導体装置３０（ｎ＋１）の隣りに位置する半導体装置３０（ｎ＋２）とを一括撮像し、その撮像信号を画像処理することにより、二つの半導体装置３０（ｎ＋１、ｎ＋２）の画像を取得すると共に、半導体装置３０（ｎ＋１）の画像から基準画像３０’（ｎ＋１）を生成する。次に、上記基準画像３０’（ｎ＋１）と半導体装置３０（ｎ＋２）の画像とのパターンマッチングを行い、半導体装置３０（ｎ＋２）の外観不良の有無を判定する。

すなわち、本実施の形態の外観検査方法では、検査対象となる半導体装置３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、…）の外観不良の有無を判定する基準として、当該検査対象となる半導体装置３０よりも先に検査を行った他の半導体装置３０のうち、最後に良品と判定された半導体装置３０の画像から生成した基準画像を使用する。

従って、本実施の形態の外観検査方法によれば、第１の半導体装置３０の画像から生成した基準画像と、検査対象となる第２の半導体装置３０の画像とを比較する際、第１の半導体装置３０と第２の半導体装置３０の製造条件（製造ロット）の違いや、これら二つの半導体装置３０の外観をカメラ５３で撮像する際の撮像条件（照明やフォーカス）の違い等に起因するノイズが発生しない。

これにより、予め良品と判定された一つの半導体装置の画像から生成した同一の基準画像を使用して多数の半導体装置の良否を判定する外観検査方法に比べて、良品を不良品と誤判定する確率を低減すことができ、外観検査の精度を向上させることができる。また、予め半導体装置の製造条件やカメラの撮像条件を変えて作成した複数種類の基準画像を使用する他の外観検査方法に比べて、外観検査を短時間で行うことができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記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いうまでもない。

前記実施の形態では、外観検査工程で不良品が発生した場合、不良品と判定された半導体装置３０をテープ４０の表面から取り除いた後、不良の半導体装置３０を取り除いた箇所にパンチング穴４３を開けたが、不良の半導体装置３０を取り除いた箇所に別の半導体装置３０を補充してもよい。

例えば、図１８に示す工程において、検査対象となる半導体装置３０ｂの画像と半導体装置３０ａの基準画像３０’ａとのパターンマッチングを行った結果、半導体装置３０ｂが不良品と判定された場合には、図２７に示すように、半導体装置３０ｂをテープ４０の表面から取り除き、半導体装置３０ｂを取り除いた箇所に別の半導体装置３０ｓを補充する。例えば半導体装置３０（半導体装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…）が透明なフィルム（図示せず）でテープ４０の表面にシールされている場合には、半導体装置３０ｂの表面を覆っているシールをカッター等で切断して半導体装置３０ｂを取り除き、そこに別の半導体装置３０ｓを補充して再シールする。

次に、補充した半導体装置３０ｓをカメラ５３で撮像してその画像をモニタ５４のウィンドウＷＤに表示した後、半導体装置３０ａの画像から生成した基準画像３０’ａと、補充した半導体装置３０ｓの画像とを比較し、二つの画像のパターンの相関値（一致度）が所定値以上であれば、半導体装置３０ｓを良品と判定し、相関値（一致度）が所定値未満であれば不良品と判定する。

なお、不良の半導体装置３０ｂを取り除いた箇所に補充する別の半導体装置３０ｓは、事前の外観検査で良品と判定されたものであることが望ましい。このようにした場合は、補充した半導体装置３０ｓがテープ４０の表面に正しい向きで固定されたか否かだけを検査すればよいので、検査時間を短縮することができる。

上記のパターンマッチングを行った結果、補充した半導体装置３０ｓが良品と判定された場合には、前述した手順に従い、半導体装置３０ｓ、３０ｃの撮像信号を画像処理して得た二つの画像をモニタ５４のウィンドウＷＤに表示すると共に、半導体装置３０ｓの画像から基準画像３０’ｓを生成する。そして、半導体装置３０ｃの画像と基準画像３０ｓ’とをモニタ５４のウィンドウＷＤ内で重ね合わせ、二つの画像のパターンの相関値（一致度）を判定することによって、半導体装置３０ｃの良否を判定する。

一方、図２８に示すように、作業者のミス等によって、補充した半導体装置３０ｓがテープ４０の表面に正しい向きで固定されていないと判定された場合、作業者は、半導体装置３０ｓをテープ４０の表面から一旦取り外した後、正しい向きでテープ４０に再固定する。

次に、前述した手順に従い、半導体装置３０ｓ、３０ｃの撮像信号を画像処理して得た画像をモニタ５４のウィンドウＷＤに表示すると共に、半導体装置３０ｓの画像から基準画像３０”ｓを生成する。そして、半導体装置３０ｃの画像と基準画像３０”ｓとをモニタ５４のウィンドウＷＤ内で重ね合わせ、二つの画像のパターンの相関値（一致度）を判定することによって、半導体装置３０ｃの良否を判定する。

そして、上記のパターンマッチングを行った結果、半導体装置３０ｃが良品と判定された場合には、図２０〜図２３に示した手順と同様の手順に従い、次の検査対象となる半導体装置３０ｄの画像と、半導体装置３０ｃの画像から生成した基準画像３０’ｃとをモニタ５４のウィンドウＷＤ内で重ね合わせ、それらのパターンの相関値（一致度）を判定する。そして、二つの画像のパターンの相関値（一致度）が所定値以上であれば、半導体装置３０ｄを良品と判定し、相関値（一致度）が所定値未満であれば不良品と判定する。

また、前記実施の形態では、ＱＦＮの外観検査に適用した例を説明したが、他の半導体装置（半導体パッケージ）、例えばＱＦＰ(Quad Flat Package)やＳＯＮ(Small Outline No Lead Package)等の外観検査に適用できることは勿論である。また、多数の半導体装置を搬送する方法は、テープを利用する方法に限定されず、例えばトレー等を利用する方法であってもよい。

また、前記実施の形態では、半導体装置の外観検査を行う毎に、当該半導体装置の隣りに位置する他の半導体装置の画像から新たに基準画像を生成した。しかし、新たな基準画像は、必ずしも半導体装置の外観検査を行う毎に生成しなくてもよく、複数個の半導体装置の外観検査を行った後に生成してもよい。例えば隣り合って配置された複数の半導体装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、…の外観検査を行う際、半導体装置３０ａの画像から生成した基準画像３０’ａを使って半導体装置３０ｂ、３０ｃの外観検査を連続して行い、その後、半導体装置３０ｃの画像から生成した基準画像３０’ｃを使って半導体装置３０ｄ、３０ｅ、…の外観検査を連続して行なってもよい。

また、前記実施の形態の外観検査工程で使用したパターンマッチング方法は、半導体装置の製造工程のみならず、他の分野においても使用することができる。すなわち、一般に隣り合って配置された複数の被処理物の画像を使ってそれらの一致度を判定するパターンマッチング方法に利用することができる。

具体的には、まず、隣り合って配置された複数の被処理物のうち、第１被処理物と、前記第１被処理物の隣りに位置する第２被処理物とを一括して撮像した後、前記第１被処理物の撮像信号を画像処理して第１画像を取得し、前記第２被処理物の撮像信号を画像処理して第２画像を取得する。

次に、前記第１被処理物の前記第１画像から第１基準画像を生成した後、前記第１基準画像のパターンと前記第２画像のパターンの一致度を判定する。

続いて、前記第２被処理物と、前記第２被処理物の隣りに位置する第３被処理物とを一括して撮像し、前記第２被処理物の撮像信号を画像処理して第３画像を取得し、前記第３被処理物の撮像信号を画像処理して第４画像を取得する。

次に、前記第２被処理物の前記第３画像から第２基準画像を生成した後、前記第２基準画像のパターンと前記第４画像のパターンとの一致度を判定する。

このようなパターンマッチング方法によれば、所定の被処理物の画像から生成した基準画像と、検査対象となる他の被処理物の画像とを比較する際、これら二つの被処理物の撮像条件の違い等に起因するノイズが発生しないので、パターンマッチングの精度を向上させることができる。

１０ 半導体ウエハ
１１ 半導体チップ
１２ ボンディングパッド
１３ ダイシングテープ
２０ リードフレーム
２１ 外枠
２２ 外部端子
２３ ダイパッド部
２４ 吊りリード
２５ 接着剤
２６ 金（Ａｕ）ワイヤ
２７ 樹脂封止体
２８ マーク
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｓ 半導体装置（ＱＦＮ）
３０’ａ、３０’ｂ 基準画像
４０ テープ
４１、４２ リール
４３ パンチング穴
５０ 外観検査装置
５１ 本体
５２ 照明
５３ カメラ
５４ モニタ（画像表示部）
５５ ＰＣ（パーソナルコンピュータ）

Claims (8)

1. 以下の工程を含むパターンマッチング方法：
   （ａ）隣り合って配置された複数の被処理物のうち、第１被処理物と、前記第１被処理物の隣りに位置する第２被処理物とを一括して撮像した後、前記第１被処理物の撮像信号を画像処理して第１画像を取得し、前記第２被処理物の撮像信号を画像処理して第２画像を取得する工程、
   （ｂ）前記第１被処理物の前記第１画像から第１基準画像を生成する工程、
   （ｃ）前記第１基準画像のパターンと前記第２画像のパターンの一致度を判定する工程、
   （ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記第２被処理物と、前記第２被処理物の隣りに位置する第３被処理物とを一括して撮像し、前記第２被処理物の撮像信号を画像処理して第３画像を取得し、前記第３被処理物の撮像信号を画像処理して第４画像を取得する工程、
   （ｅ）前記第２被処理物の前記第３画像から第２基準画像を生成する工程、
   （ｆ）前記第２基準画像のパターンと前記第４画像のパターンとの一致度を判定する工程。
2. 前記第１基準画像のパターンと前記第２画像のパターンとの一致度の判定は、画像表示部において前記第１基準画像と前記第２画像とを重ね合わせることにより行い、前記第２基準画像のパターンと前記第４画像のパターンとの一致度の判定は、前記画像表示部において前記第２基準画像と前記第４画像とを重ね合わせることにより行う請求項１に記載のパターンマッチング方法。
3. 以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
   （ａ）隣り合って配置された複数の半導体装置のうち、第１半導体装置と、前記第１半導体装置の隣りに位置する第２半導体装置とを一括して撮像した後、前記第１半導体装置の撮像信号を画像処理して第１画像を取得し、前記第２半導体装置の撮像信号を画像処理して第２画像を取得する工程、
   （ｂ）前記第１半導体装置の前記第１画像から第１基準画像を生成する工程、
   （ｃ）前記第１基準画像のパターンと前記第２画像のパターンとの一致度を判定することにより、前記第２半導体装置の外観不良の有無を判定する工程、
   （ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記第２半導体装置と、前記第２半導体装置の隣りに位置する第３半導体装置とを一括して撮像し、前記第２半導体装置の撮像信号を画像処理して第３画像を取得し、前記第３半導体装置の撮像信号を画像処理して第４画像を取得する工程、
   （ｅ）前記第２半導体装置の前記第３画像から第２基準画像を生成する工程、
   （ｆ）前記第２基準画像のパターンと前記第４画像のパターンとの一致度を判定することにより、前記第３半導体装置の外観不良の有無を判定する工程。
4. 前記（ｃ）工程において、前記第２半導体装置に外観不良が有ると判定された場合は、さらに以下の工程を含む請求項３に記載の半導体装置の製造方法：
   （ｇ）前記第２半導体装置を前記第１半導体装置の隣りから取り除いた後、前記第１半導体装置の隣りに第４半導体装置を配置する工程、
   （ｈ）前記第１半導体装置と、前記第１半導体装置の隣りに位置する前記第４半導体装置とを一括して撮像した後、前記第１半導体装置の撮像信号を画像処理して第５画像を取得し、前記第４半導体装置の撮像信号を画像処理して第６画像を取得する工程、
   （ｉ）前記第１半導体装置の前記第５画像から第３基準画像を生成する工程、
   （ｊ）前記第３基準画像のパターンと前記第６画像のパターンとの一致度を判定することにより、前記第４半導体装置の外観不良の有無を判定する工程。
5. 前記第１基準画像は、前記第１半導体装置の表面に刻印されたマークを含み、前記第２基準画像は、前記第２半導体装置の表面に刻印されたマークを含む請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記複数の半導体装置は、テープの表面に所定の間隔で固定されている請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記第１半導体装置は、事前の外観検査で良品と判定されたものであり、前記複数の半導体装置のうち、前記テープの一端に最も近い位置に固定されている請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記第４半導体装置は、事前の外観検査で良品と判定されたものである請求項４に記載の半導体装置の製造方法。

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