JP2014109530A - Defect inspection device and defect inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ICパッケージ、半導体ウエハ等の欠陥を検査する欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関する。 The present invention relates to a defect inspection apparatus and a defect inspection method for inspecting defects such as an IC package and a semiconductor wafer.
例えばICパッケージや半導体ウエハ等の外観検査においては、これらの欠陥を発見するために2次元画像処理を応用して行われる方式が公知である。この方式の一例として、検査対象を撮像した後にこの画像の各画素から輝度値を算出し、輝度値の差、具体的には基準となる輝度値との差、周囲の輝度値との差等によって欠陥部分を検出する方法が知られている(例えば、特開2007−155610号公報参照)。 For example, in the appearance inspection of an IC package, a semiconductor wafer, etc., a method is known which is performed by applying two-dimensional image processing in order to find these defects. As an example of this method, after imaging an inspection object, a luminance value is calculated from each pixel of this image, and a difference in luminance value, specifically, a difference from a reference luminance value, a difference from surrounding luminance values, etc. There is known a method for detecting a defective portion by the above method (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-155610).
上述した欠陥検査装置方式によると、欠陥形状が2次元である汚れ、しみ等については安定した検出が可能となる。また、欠陥形状が3次元となる欠け、凹み、膨らみ、反り等であっても、照明方法を工夫することによって、欠陥の検出が可能となる。 According to the above-described defect inspection apparatus method, it is possible to stably detect dirt, stains, and the like having a two-dimensional defect shape. Further, even if the defect shape is a three-dimensional chip, dent, bulge, warp or the like, the defect can be detected by devising the illumination method.
しかしながら、例えばICパッケージの基板をなす半導体ウエハ自体のなだらかな隆起欠陥の検出は、照明方法の工夫によるだけでは難しい。このような2次元画像処理で検出困難な欠陥を検出するためには、3次元計測が有効であるが、処理時間、メンテナンス性等の問題から、生産ラインにおける導入の困難性が問題となっている。 However, for example, it is difficult to detect a gently raised defect in a semiconductor wafer itself that forms the substrate of an IC package only by devising a lighting method. In order to detect such a defect that is difficult to detect by two-dimensional image processing, three-dimensional measurement is effective. However, due to problems such as processing time and maintainability, it is difficult to introduce in a production line. Yes.
特に製品を限られた短い時間で大量に製造しなければならないICパッケージ等の製造工程において、いわゆるインライン検査によって個々の検査対象物の全数検査を実施しようと、この検査工程における全数検査に必要とする時間が嵩んでしまい、結果的に製造時間のタイムロスを招き、製品の製造効率を低下させるだけでなく製造コストを高めてしまう要因となる。 In particular, in the manufacturing process of IC packages, etc., in which products must be manufactured in large quantities in a limited short time, it is necessary for 100% inspection in this inspection process to carry out 100% inspection of individual inspection objects by so-called in-line inspection. As a result, the manufacturing time increases, resulting in a time loss in manufacturing time, which not only decreases the manufacturing efficiency of the product but also increases the manufacturing cost.
一方、このような3次元計測を用いた検査を実施するにあたって、製品の生産効率を低下させないようにするため、インラインによる全数検査を実施せずにインライン中の一定の個数ごとに特定の検査対象物を検査する非全数検査を実施すると、欠陥製品発見を完全に行うことが困難であり、問題である。 On the other hand, when performing inspection using such 3D measurement, in order not to reduce the production efficiency of the product, a specific inspection target for every certain number in the inline without performing an inline exhaustive inspection. When non-total inspection is performed to inspect an object, it is difficult to completely detect defective products, which is a problem.
また、3次元検査装置は、一般に2次元検査装置に比べて構造が複雑であるので、検査対象物のインラインによる全数検査のために、3次元検査装置のみをライン上に設置してインラインによる製品の全数検査を行なおうとすると、製造ラインにおける3次元検査装置の設置スペースの制約を受け、製造ラインの複雑化や冗長化を招く。 In addition, since the structure of a 3D inspection device is generally more complicated than that of a 2D inspection device, in order to inspect all objects to be inspected inline, only the 3D inspection device is installed on the line and the product is inlined. If all the inspections are to be performed, the installation space of the three-dimensional inspection apparatus in the production line is limited, and the production line becomes complicated and redundant.
本発明の目的は、例えばICパッケージ等の検査対象物の欠陥の有無を確認するにあたって、インラインでかつ短期間で全数検査を可能とする欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a defect inspection apparatus and a defect inspection method that enable in-line inspection in a short period when confirming the presence or absence of defects in an inspection object such as an IC package.
上述の課題を解決するために、本発明の請求項1に係る欠陥検査装置は、
検査対象物の欠陥の有無を検査する欠陥検査装置において、
前記検査対象物の2次元情報作成用の画像と3次元情報作成用の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段で取得された2次元情報作成用の画像から作成された2次元情報を用いて位置合わせすると共に、前記位置合わせされた2次元情報作成用の画像の内の全体領域の中から、3次元情報を用いた欠陥検査を行う部分的領域を一部特定する3次元検査領域特定手段と、
前記画像取得手段で取得された3次元情報作成用の画像から、前記検査領域特定手段によって特定された部分的領域のみ3次元情報を作成する3次元情報作成手段と、
前記特定された部分的領域のみにおいて、前記によって作成された3次元情報と、前記検査対象物の検査合格品となる基準3次元情報とを比較して検査対象物の欠陥の有無を検査する特定領域検査手段を有することを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, a defect inspection apparatus according to claim 1 of the present invention includes:
In the defect inspection device that inspects the inspection object for defects,
Image acquisition means for acquiring an image for creating two-dimensional information and an image for creating three-dimensional information of the inspection object;
Alignment is performed using the two-dimensional information created from the image for creating two-dimensional information acquired by the image acquisition means, and the entire region in the aligned image for creating two-dimensional information is selected. 3D inspection area specifying means for specifying a partial area for performing defect inspection using 3D information;
3D information creating means for creating 3D information only from the partial area specified by the examination area specifying means from the image for creating 3D information acquired by the image acquiring means;
A specification for inspecting whether or not there is a defect in the inspection object by comparing the three-dimensional information created by the above and the reference three-dimensional information that is an inspection-accepted product of the inspection object only in the specified partial region It has an area inspection means.
また、本発明の請求項3に係る欠陥検査方法は、
検査対象物の欠陥の有無を検査する欠陥検査方法において、
前記検査対象物の2次元情報作成用の画像と3次元情報作成用の画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得された2次元情報作成用の画像から作成された2次元情報を用いて位置合わせすると共に、前記位置合わせされた2次元の画像の内の全体領域の中から、3次元情報を用いた欠陥検査を行う部分的領域を一部特定する3次元検査領域特定ステップと、
前記画像取得ステップで取得された3次元情報作成用の画像から、前記検査領域特定手段によって特定された部分的領域のみ3次元情報を作成する3次元情報作成ステップと、
前記特定された部分的領域のみにおいて、前記によって作成された3次元情報と、前記検査対象物の検査合格品となる基準3次元情報とを比較して検査対象物の欠陥の有無を検査する特定領域検査ステップを有することを特徴としている。
A defect inspection method according to claim 3 of the present invention is
In the defect inspection method for inspecting the inspection object for defects,
An image acquisition step of acquiring an image for creating 2D information and an image for creating 3D information of the inspection object;
Alignment is performed using the two-dimensional information created from the image for creating two-dimensional information acquired in the image acquisition step, and three-dimensionally is selected from the entire region in the aligned two-dimensional image. A three-dimensional inspection region specifying step for specifying a partial region for performing defect inspection using information;
3D information creation step of creating 3D information only from the partial area specified by the examination area specifying means from the image for 3D information creation acquired in the image acquisition step;
A specification for inspecting whether or not there is a defect in the inspection object by comparing the three-dimensional information created by the above and the reference three-dimensional information that is an inspection-accepted product of the inspection object only in the specified partial region It has a region inspection step.
請求項1に係る欠陥検査装置及び請求項3に係る欠陥検査方法によると、取得した画像のデータの全部を処理することなく欠陥検査の有無の判断に必要な部分にのみ的を絞って3次元情報を作成し、基準3次元情報と比較検査する。これによって、取得した画像のデータの全てに基づいて3次元情報を作成しこれを基準3次元情報と比較するということを行わずに済む。その結果、画像処理の検査のための個々の検査対象物の検査時間の高速化を図ることができる。特に多数の製品の欠陥の有無を全数検査するときに個々の検査対象物の高速化が図れるので、検査工程において余分な時間を必要とすることなく、製品の生産効率の低下を防止することができる。 According to the defect inspection apparatus according to claim 1 and the defect inspection method according to claim 3, three-dimensionally focusing only on a portion necessary for determining whether or not defect inspection is performed without processing all of the acquired image data. Information is created and compared with the reference 3D information. This eliminates the need to create three-dimensional information based on all of the acquired image data and compare it with the reference three-dimensional information. As a result, it is possible to speed up the inspection time of individual inspection objects for image processing inspection. In particular, it is possible to increase the speed of individual inspection objects when 100% inspection is performed for the presence or absence of defects in a large number of products, so that it is possible to prevent a decrease in product production efficiency without requiring extra time in the inspection process. it can.
また、本発明の請求項2に係る欠陥検査装置は、
前記3次元情報作成手段の3次元情報は、前記検査領域特定手段によって特定された部分的領域における高さであることを特徴としている。
A defect inspection apparatus according to
The three-dimensional information of the three-dimensional information creating means is a height in a partial area specified by the inspection area specifying means.
3次元情報によって、例えば個々の検査対象物を構成する部品の形状やこれらの部品を搭載する基板の高さといった情報として客観的に把握することができる。3次元情報のうちこのような高さ情報に基づき検査対象物の撮像した全領域に亘って検査すると、処理に時間がかかるが、請求項2に係る欠陥検査方法及び請求項4に係る欠陥検査方法によると、このような高さ情報を3次元情報として特定の部分的領域においてのみ処理することによって、請求項1及び請求項3の作用をより効果的に発揮することができる。
The three-dimensional information can be objectively grasped as information such as the shape of a part constituting each inspection object and the height of a board on which these parts are mounted. If inspection is performed over the entire region imaged of the inspection object based on such height information in the three-dimensional information, the processing takes time, but the defect inspection method according to
本発明によると、例えばICパッケージ等の検査対象物の欠陥の有無を確認するにあたって、インラインでかつ短期間で全数検査を可能とする欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a defect inspection apparatus and a defect inspection method that enable in-line inspection in a short period of time, for example, when confirming the presence or absence of defects in an inspection object such as an IC package.
以下、本発明の一実施形態に係る欠陥検査装置及びこれを用いた欠陥検査方法を図面に基づき詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示すブロック図である。 Hereinafter, a defect inspection apparatus and a defect inspection method using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
本実施形態に係る欠陥検査装置1は、搬送装置50によって検査ステージまで搬送された検査対象物Pの欠陥検査を行う装置であり、CCDカメラからなる撮像装置10と、いわゆるプロジェクタとして構成されている投射装置20と検査対象物Pに光を照射する照明装置30と、内部に装置制御部110及び検査制御部120並びに必要な情報を逐次記憶するメモリ130を有した制御ユニット100等から構成されている。
The defect inspection apparatus 1 according to the present embodiment is an apparatus that performs defect inspection of an inspection object P that has been transported to the inspection stage by the transport device 50, and is configured as an imaging device 10 that includes a CCD camera and a so-called projector. The projector 20 and the illumination device 30 that irradiates the inspection object P with light, and the control unit 100 having the
なお、本実施形態において欠陥を検査する検査対象物Pの一例としては、例えば基板となる半導体ウエハ上にICが表面実装されたいわゆるICパッケージが挙げられる。以下、ICパッケージを逐次「検査対象物P」として記載していく。また、搬送装置50は、同一形状の検査対象物P(P1,P2・・・)を多数連続的に製造するICパッケージ製造ラインに設けられており、図1においては表面実装を終えて欠陥検査を行う検査ステージにおいて検査のために一時的に静止した状態を示している。 An example of the inspection object P for inspecting defects in the present embodiment is a so-called IC package in which an IC is surface-mounted on a semiconductor wafer serving as a substrate. Hereinafter, the IC package is sequentially described as “inspection object P”. Further, the transfer device 50 is provided in an IC package manufacturing line that continuously manufactures a large number of inspection objects P (P1, P2,...) Having the same shape. In FIG. This shows a state where the inspection stage is temporarily stopped for inspection.
撮像装置10は、上述したように1台のCCDカメラからなり、1つの検査対象物Pごとに1枚の2次元情報作成用画像(図2におけるX参照)と6枚の3次元情報作成用画像(図2におけるY1〜Y6参照)を所定の撮像時間中に連続的に短い間隔で撮像していく。なお、検査精度向上のため、本実施形態においては、6枚の3次元情報作成用の画像を撮像しているが、採用する三次元計測の手法に応じて、任意に撮像枚数を選択することができる。例えば、本実施形態において採用されている位相シフト法では、最低3枚の画像を撮像すれば、3次元情報の作成が可能となる。 As described above, the imaging apparatus 10 includes one CCD camera, and for each inspection object P, one image for creating two-dimensional information (see X in FIG. 2) and six images for creating three-dimensional information. Images (see Y1 to Y6 in FIG. 2) are continuously captured at short intervals during a predetermined imaging time. In this embodiment, six images for creating three-dimensional information are picked up in order to improve inspection accuracy. However, the number of picked-up images can be arbitrarily selected according to the three-dimensional measurement method employed. Can do. For example, in the phase shift method employed in this embodiment, three-dimensional information can be created if at least three images are captured.
投射装置20は、上述したようにプロジェクタからなり、本実施形態において採用されている位相シフト法によって、3次元情報を作成するための画像取得に用いるためのものである。 The projection device 20 is composed of a projector as described above, and is used for image acquisition for creating three-dimensional information by the phase shift method employed in the present embodiment.
照明装置30は、撮像装置10によって検査対象物Pの2次元情報作成用画像を取得するときに用いられるとともに、撮像装置10と投射装置20によって上述の3次元情報作成用画像を取得する時にも用いられる。 The illumination device 30 is used when the imaging device 10 acquires a two-dimensional information creation image of the inspection target P, and also when the imaging device 10 and the projection device 20 acquire the above-described three-dimensional information creation image. Used.
制御ユニット100の装置制御部110は、上述した欠陥検査装置1の一部を構成する撮像装置10、投射装置20、照明装置30の他に検査対象物Pを搬送する搬送装置50の制御についても行う。この装置制御部110は、後述するフローチャートに基づく欠陥検査方法を実施するにあたって、上述した各装置を適宜動作させたり、停止したりする役割を果たす。
The
制御ユニット100の検査制御部120は、画像取得部121と、検査領域特定部122と、3次元情報作成部123と、欠陥検査部124とからなり、制御ユニット100内のメモリ130に必要な情報を逐次蓄積するとともにメモリ130から逐次取り出して検査対象物Pの正確な欠陥検査を行う役目を果たす。
The
検査制御部120の画像取得部121は、上述したCCDカメラからなる撮像装置10及び照明装置30を用いて1枚の2次元情報作成用画像をデータとして取得すると共に、CCDカメラからなる撮像装置10、プロジェクタからなる投射装置20、照明装置30を用いて本実施形態の場合、位相シフト法による3次元情報作成用画像をデータとして取得する役目を果たす。
The
なお、照明装置30の照明の仕方は、2次元情報作成用画像を撮像する場合と3次元情報作成用画像を撮像する場合において異なるように装置制御部110を介して制御する。
Note that the lighting method of the lighting device 30 is controlled via the
また、検査領域特定部122は、画像取得部121で取り込まれた2次元情報作成用画像データから、位置合わせの基準となる2次元情報との比較を行うために必要な2次元情報を作成した上で、位置合わせ処理を行い、3次元情報作成用画像に基づき得られる3次元情報を検査対象物の検査合格品となる基準となる3次元情報と比較するための特定の検査領域を決定する役目を果たしている。
In addition, the inspection area specifying unit 122 generates two-dimensional information necessary for comparison with the two-dimensional information serving as a reference for alignment from the image data for two-dimensional information creation captured by the
また、3次元情報作成部123は、画像取得部121においてデータとして取り込まれた3次元情報作成用画像から、検査領域特定部122において絞り込んだ特定の検査領域のみの3次元情報を作成する役目を果たしている。
Further, the three-dimensional
また、欠陥検査部124は、3次元情報作成部123で作成した検査領域特定部のみに対応する3次元情報を基準となる3次元情報と比較してこの欠陥の有無を検査する役目を果たしている。
Further, the
なお、メモリ130には上述した2次元情報作成用画像及び3次元情報作成用画像の各画素のデータ、上述の3次元情報作成部において作成された特定の検査領域のみの3次元情報等を適宜あらかじめ蓄積しておいたり、その都度記憶したり、記憶内容を消去したりするようになっている。 It should be noted that the memory 130 appropriately stores the data of each pixel of the above-described two-dimensional information creation image and the three-dimensional information creation image, three-dimensional information of only a specific examination region created by the above-described three-dimensional information creation unit, and the like. They are stored in advance, stored each time, and the stored contents are erased.
続いて、上述した本実施形態に係る欠陥検査装置を用いた欠陥検査方法の具体的手順についてフローチャートに基づいて説明する。図2は、本実施形態に係る欠陥検査装置を用いた欠陥検査方法のフローチャートである。以下、このフローチャートのステップごとに順を追って説明していく。最初に製品として製造された検査対象物Pを搬送装置50を介して検査ステージに搬送し、このステージにおいて撮像のために所定の短い時間静止させる(ステップS1)。 Next, a specific procedure of the defect inspection method using the defect inspection apparatus according to this embodiment described above will be described based on a flowchart. FIG. 2 is a flowchart of a defect inspection method using the defect inspection apparatus according to the present embodiment. Hereinafter, the steps will be described step by step in this flowchart. The inspection object P manufactured as a product first is transported to the inspection stage via the transport device 50, and is kept stationary for a predetermined short time for imaging at this stage (step S1).
そして、照明装置30により検査対象物Pを撮像可能な状態にし、CCDカメラからなる撮像装置10によって検査対象物Pの上面から、2次元情報作成用画像を撮像する(ステップS2)。 Then, the inspection object P is brought into an imageable state by the illumination device 30, and an image for creating two-dimensional information is imaged from the upper surface of the inspection object P by the imaging device 10 composed of a CCD camera (step S2).
次いで、ステップS2で撮像した2次元情報作成用画像(図2のX参照)をデータとして取り込む(ステップS3)。このステップS3は、検査制御部120の画像取得部121で実行される。この際、後述するステップS4以下に進む前に、図中点線で示すように、2次元情報作成用画像データそのものを利用した欠陥検査を行ってもよい。上述した検査対象物に部品欠損や異なった向きの部品の実装状態などの目に見える程度の大きな欠陥があることが判明した場合、この段階で該検査対象物をNG(不合格)として、後述するステップS4からS11までの3次元情報を利用した欠陥検査を行うことなく、ステップS12に進んでもよい。
Next, the two-dimensional information creation image (see X in FIG. 2) captured in step S2 is taken in as data (step S3). This step S3 is executed by the
次いで、ステップS3において取り込まれた2次元情報作成用画像データから、位置合わせの基準となる2次元情報との比較を行うために必要な2次元情報を作成した上で、位置合わせ処理を行う。(ステップS4)。 Next, alignment processing is performed after generating two-dimensional information necessary for comparison with two-dimensional information serving as a reference for alignment from the image data for generating two-dimensional information captured in step S3. (Step S4).
次いで、ステップS4において位置決めされた2次元情報作成用画像の全体領域から、後述する3次元情報に基づく検査を行う領域を決定する(ステップS5)。この検査領域は、検査対象物の全体領域のうち、2次元情報を用いた検査では欠陥の有無の判別が困難とされる欠陥が検出される可能性のある領域であり、検査対象物によって、任意に設定することが可能である。例えば、このような欠陥として、ICパッケージ等においては、半導体ウエハからなる基板部分におけるなだらかな隆起欠陥等が考えられ、このような場合には、部品等が実装されていない基板部分のみを検査領域として設定することが考えられる。また、前述のステップS3で取り込まれた2次元情報作成用画像のデータ、前述のステップS4で作成された2次元情報をフィードバックして、任意に設定された検査領域を調整してもよい。なお、ステップS4とステップS5は、検査制御部120の検査領域特定部122で実行される。
Next, a region to be inspected based on three-dimensional information described later is determined from the entire region of the two-dimensional information creation image positioned in step S4 (step S5). This inspection area is an area in which a defect in which it is difficult to determine the presence or absence of a defect in the inspection using the two-dimensional information among the entire area of the inspection object may be detected. It is possible to set arbitrarily. For example, as such a defect, in an IC package or the like, a gently raised defect or the like in a substrate portion made of a semiconductor wafer can be considered. In such a case, only the substrate portion on which no component or the like is mounted is inspected. Can be set as Alternatively, the inspection area arbitrarily set may be adjusted by feeding back the data of the two-dimensional information creation image captured in step S3 and the two-dimensional information generated in step S4. Steps S4 and S5 are executed by the inspection region specifying unit 122 of the
次いで、ステップS2において用いられたものと同様のCCDカメラからなる撮像装置10とプロジェクタからなる投射装置20によって特別に撮像された本実施形態の場合6枚の3次元情報作成用画像(図2におけるY1〜Y6参照)を撮像する(ステップS6)。なお、ステップS2及びステップS6における撮像装置10及び検査対象物Pの位置関係に変動はないため、両ステップで撮像された2次元情報作成用画像と3次元情報作成用画像の領域は全く同じものとなる。 Next, in this embodiment, six images for creating three-dimensional information (in FIG. 2), which are specially imaged by the imaging device 10 composed of the same CCD camera and the projection device 20 composed of a projector similar to those used in step S2. (See Y1 to Y6) (step S6). In addition, since there is no change in the positional relationship between the imaging device 10 and the inspection object P in step S2 and step S6, the regions of the 2D information creation image and the 3D information creation image captured in both steps are exactly the same. It becomes.
以上のステップS1乃至ステップS6については瞬時に行われるので、これらのステップが終了した後、間隔を空けることなく搬送装置を用いて検査対象物を搬出する(ステップS7)。 Since the above steps S1 to S6 are performed instantaneously, after these steps are completed, the inspection object is carried out using the transfer device without leaving an interval (step S7).
なお、以上のステップ及び以下のステップにおいて必要に応じて動作させる撮像装置10、投射装置20、照明装置30、搬送装置50の動作タイミングは、制御ユニット100の装置制御部110によって制御されている。
The operation timings of the imaging device 10, the projection device 20, the illumination device 30, and the transport device 50 that are operated as necessary in the above steps and the following steps are controlled by the
次いで、ステップS6において撮像された6枚の3次元情報作成用画像の全画素データのうち、ステップS5において決定された特定の検査領域内にある各画素データのみを抽出する(ステップS8)。 Next, only the pixel data in the specific examination area determined in step S5 is extracted from all the pixel data of the six images for creating three-dimensional information captured in step S6 (step S8).
次いで、ステップS8において抽出された画素データに対応する特定の検査領域における3次元情報のみを作成する(ステップS9)。なお、このステップS8とステップS9とは、検査制御部120の3次元情報作成部123において実行される。
Next, only three-dimensional information in a specific inspection region corresponding to the pixel data extracted in step S8 is created (step S9). Note that steps S8 and S9 are executed by the three-dimensional
次いで、ステップS9において得られた特定の検査領域における3次元情報を基準となる3次元情報と比較して検査対象物の欠陥検出処理を行う(ステップS10)。この際、検査対象物の3次元情報と基準となる3次元情報の隔たりを各画素に対応する情報ごとに算出し、その差が所定の閾値を超えたか否かを判断する。 Next, the defect detection process of the inspection object is performed by comparing the three-dimensional information in the specific inspection region obtained in step S9 with the reference three-dimensional information (step S10). At this time, the distance between the three-dimensional information of the inspection object and the reference three-dimensional information is calculated for each piece of information corresponding to each pixel, and it is determined whether or not the difference exceeds a predetermined threshold.
次いで、ステップS10において特定の検査領域内における3次元情報の基準となる3次元情報との隔たりの閾値を超えた範囲が一定以上の場合であるか否かで、3次元情報に基づく製品のOK/NG(合格/不合格)判定をする(ステップS11)。ステップS10乃至ステップS12は、検査制御部120の欠陥検査部124で実行される。次いで、ステップS11における判定結果に基づき検査対象物を合格品か不合格品か判別し、これを合格品又は不合格品に振り分ける(ステップS12)。
Next, in step S10, whether or not the range exceeding the threshold for separation from the three-dimensional information serving as a reference for the three-dimensional information in the specific inspection region is equal to or greater than a certain value is OK for the product based on the three-dimensional information. / NG (pass / fail) is determined (step S11). Steps S <b> 10 to S <b> 12 are executed by the
なお、本実施形態においては3次元計測の手法としては位相シフト法を用いていたが、必ずしもこれに限定されず光切断法やステレオ計測法を用いてもよい。しかしながら位相シフトを用いたほうが光切断法を用いる場合に比べて撮像枚数が少なくて済むので、情報処理量を少なくすることができ、検査所要時間の短縮化を図ることが可能となるという点で好ましい。また、位相シフトを用いることでステレオ計測法のような複雑な構成をとる必要がない点で好ましい。 In the present embodiment, the phase shift method is used as a three-dimensional measurement method, but the method is not necessarily limited to this, and an optical cutting method or a stereo measurement method may be used. However, since the number of images to be captured is smaller when the phase shift is used than when the optical cutting method is used, the amount of information processing can be reduced, and the time required for inspection can be shortened. preferable. Further, the use of phase shift is preferable in that it does not require a complicated configuration as in the stereo measurement method.
また、上述したステップS10及びステップS11において、例えば表面実装部品を実装したいわゆるICパッケージにおける基板となる半導体ウエハの反りが許容範囲内であるか否かという観点で検査対象物の欠陥検査を行う場合、3次元計測によって取得した情報をマッピングし、最少二乗法を用いて、検査対象物そのものの特定の検査領域における傾きを補正するのがよい。 In addition, in step S10 and step S11 described above, for example, a defect inspection of an inspection object is performed from the viewpoint of whether or not the warpage of a semiconductor wafer serving as a substrate in a so-called IC package on which a surface mount component is mounted is within an allowable range. It is preferable to map the information acquired by the three-dimensional measurement and correct the inclination of the inspection object itself in a specific inspection region using the least square method.
以上説明したように、本発明に係る欠陥検査装置及び欠陥検査方法によると安定かつ精度の良い欠陥検査を、高速に実施可能となる。すなわち、欠陥検査装置を生産ラインの欠陥検査工程に導入し易く、検査対象物のインラインによる全数検査が可能となる。一方、生産ラインにおける連続検査においては、検査対象物の面と3次元測定におけるz軸とが常に垂直であるとは限らないので、本発明によると検査精度を高めることができる。 As described above, according to the defect inspection apparatus and the defect inspection method according to the present invention, a stable and accurate defect inspection can be performed at high speed. That is, it is easy to introduce the defect inspection apparatus into the defect inspection process of the production line, and it is possible to inspect all the inspected objects in-line. On the other hand, in the continuous inspection on the production line, the surface of the inspection object and the z-axis in the three-dimensional measurement are not always perpendicular to each other. Therefore, according to the present invention, the inspection accuracy can be increased.
なお、上述した実施形態はあくまで本発明の一例を示したものに過ぎず、これらの各構成要素やその個数については本発明の範囲を逸脱しない限り任意に選択できる。従って、例えば撮像装置は1台に限られることなく2台以上であってもよく、その種類についてもCCDカメラに限られるものではなく、CMOSカメラやラインセンサカメラを用いてもよい。また、照明装置は、その台数についても1台でもよく、3台以上であってもよい。また、3次元情報を取得する際に位相シフト法を用いない場合は、投射装置を省略可能である。また、本発明に係る欠陥検査方法は、図2に示すフローチャートの順番(ルーチンの手順)に限定されず、本発明の範囲においてそのフローチャートを適宜変更可能であることは言うまでもない。例えば、3次元計測の手法として、光切断法を採用した場合、又は撮像装置にラインセンサカメラを採用した場合等には、画像撮像時に検査対象物を静止させず、搬送しながら撮像を行ってもよい。 It should be noted that the above-described embodiment is merely an example of the present invention, and these components and the number thereof can be arbitrarily selected without departing from the scope of the present invention. Therefore, for example, the number of imaging devices is not limited to one, and may be two or more. The type of the imaging device is not limited to a CCD camera, and a CMOS camera or a line sensor camera may be used. In addition, the number of lighting devices may be one or three or more. Moreover, when not using a phase shift method when acquiring three-dimensional information, a projection apparatus can be abbreviate | omitted. Further, the defect inspection method according to the present invention is not limited to the order of the flowchart shown in FIG. 2 (routine procedure), and it goes without saying that the flowchart can be appropriately changed within the scope of the present invention. For example, when a light cutting method is used as a three-dimensional measurement method, or when a line sensor camera is used as an imaging device, the inspection object is not stopped at the time of image capturing, and imaging is performed while being conveyed. Also good.
1 欠陥検査装置
10 撮像装置
20 投射装置
30 照明装置
50 搬送装置(検査ステージ含む)
100 制御ユニット
110 装置制御部
120 検査制御部
130 メモリ
121 画像取得部
122 検査領域特定部
123 3次元情報作成部
124 欠陥検査部
P 検査対象物
X 2次元情報作成用画像
Y 3次元情報作成用画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Defect inspection apparatus 10 Imaging apparatus 20 Projection apparatus 30 Illumination apparatus 50 Conveyance apparatus (including inspection stage)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100
Claims (4)
前記検査対象物の2次元情報作成用の画像と3次元情報作成用の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段で取得された2次元情報作成用の画像から作成された2次元情報を用いて位置合わせすると共に、前記位置合わせされた2次元情報作成用の画像の内の全体領域の中から、3次元情報を用いた欠陥検査を行う部分的領域を一部特定する3次元検査領域特定手段と、
前記画像取得手段で取得された3次元情報作成用の画像から、前記検査領域特定手段によって特定された部分的領域のみ3次元情報を作成する3次元情報作成手段と、
前記特定された部分的領域のみにおいて、前記によって作成された3次元情報と、前記検査対象物の検査合格品となる基準3次元情報とを比較して検査対象物の欠陥の有無を検査する特定領域検査手段を有することを特徴とする欠陥検査装置。 In the defect inspection device that inspects the inspection object for defects,
Image acquisition means for acquiring an image for creating two-dimensional information and an image for creating three-dimensional information of the inspection object;
Alignment is performed using the two-dimensional information created from the image for creating two-dimensional information acquired by the image acquisition means, and the entire region in the aligned image for creating two-dimensional information is selected. 3D inspection area specifying means for specifying a partial area for performing defect inspection using 3D information;
3D information creating means for creating 3D information only from the partial area specified by the examination area specifying means from the image for creating 3D information acquired by the image acquiring means;
A specification for inspecting whether or not there is a defect in the inspection object by comparing the three-dimensional information created by the above and the reference three-dimensional information that is an inspection-accepted product of the inspection object only in the specified partial region A defect inspection apparatus having an area inspection means.
前記検査対象物の2次元情報作成用の画像と3次元情報作成用の画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得された2次元情報作成用の画像から作成された2次元情報を用いて位置合わせすると共に、前記位置合わせされた2次元情報作成用の画像の内の全体領域の中から、3次元情報を用いた欠陥検査を行う部分的領域を一部特定する3次元検査領域特定ステップと、
前記画像取得ステップで取得された3次元情報作成用の画像から、前記検査領域特定手段によって特定された部分的領域のみ3次元情報を作成する3次元情報作成ステップと、
前記特定された部分的領域のみにおいて、前記によって作成された3次元情報と、前記検査対象物の検査合格品となる基準3次元情報とを比較して検査対象物の欠陥の有無を検査する特定領域検査ステップを有することを特徴とする欠陥検査方法。 In the defect inspection method for inspecting the inspection object for defects,
An image acquisition step of acquiring an image for creating 2D information and an image for creating 3D information of the inspection object;
Alignment is performed using the two-dimensional information created from the image for creating two-dimensional information acquired in the image acquisition step, and the entire region in the aligned image for creating two-dimensional information is selected. A three-dimensional inspection area specifying step for partially specifying a partial area for defect inspection using three-dimensional information;
3D information creation step of creating 3D information only from the partial area specified by the examination area specifying means from the image for 3D information creation acquired in the image acquisition step;
A specification for inspecting whether or not there is a defect in the inspection object by comparing the three-dimensional information created by the above and the reference three-dimensional information that is an inspection-accepted product of the inspection object only in the specified partial region A defect inspection method comprising an area inspection step.
The defect inspection method according to claim 3, wherein the three-dimensional information created by the three-dimensional information creating unit is a height in a partial region specified by the inspection region specifying unit.
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