JP2019117063A - 外観検査装置 - Google Patents

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【課題】全てのRC−IGBTの下面の外観を検査可能な技術を提供する。【解決手段】外観検査装置は、RC−IGBTの下面を外観検査する。RC−IGBTは、下面に露出するとともに複数のカソード領域に接する下面電極を有する。外観検査装置は、RC−IGBTの下面を撮影するカメラと、カメラによって撮影された撮影画像を処理する処理装置と、を備える。処理装置は、カソード跡を有する第1マスタ画像とカソード跡を有さない第2マスタ画像とを記憶する記憶部と、撮影画像に対して輪郭線抽出を実行し、撮影画像におけるカソード跡の有無を判定する判定部と、撮影画像にカソード跡が存在する場合は、撮影画像と第1マスタ画像との間の差分を演算し、撮影画像にカソード跡が存在しない場合は、撮影画像と第2マスタ画像との間の差分を演算する演算部とを有する。【選択図】図3

Description

本明細書に開示する技術は、外観検査装置に関する。詳細には、RC−IGBT(逆導通絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、Reverse−conducting Insulated Gate Bipolor Transistor)の下面を外観検査する外観検査装置に関する。
半導体素子の欠陥を検出するために、半導体素子の外観を検査する外観検査装置が開発されている。外観検査装置は、半導体素子の外観を撮影するカメラと、カメラによって撮影された撮影画像を処理する処理装置を備えている。例えば、特許文献1の外観検査装置では、処理処置は、半導体素子の良品を撮影したマスタ画像を記憶しており、撮像画像とマスタ画像と間の濃淡マッチングによって、半導体素子の欠陥を検出する。
特開平7−153804号公報
特許文献1の外観検査装置では、半導体素子の良品を撮影した撮影画像を、マスタ画像として使用している。しかしながら、RC−IGBTでは、その下面を撮影した画像において、カソード跡の現れ方に個体差があり、カソード跡が強く現れた撮影画像では、欠陥がない場合であっても、輝度の差が大きくなる。このため、RC−IGBTの下面の外観検査において、カソード跡が存在するものをマスタ画像として使用すると、カソード跡が存在しない(又は薄い)RC−IGBTの欠陥を正確に検出できない。その一方で、カソード跡が存在しないものをマスタ画像として使用すれば、カソード跡が存在する(又は濃い)RC−IGBTの欠陥を正確に検出できなくなる。したがって、RC−IGBTの下面の外観を検査する場合、1つのマスタ画像を用いて全てのRC−IGBTの下面の欠陥を検出できないという問題があった。本明細書は、全てのRC−IGBTの下面の外観を検査可能な技術を開示する。
本明細書に開示する外観検査装置は、RC−IGBTの下面を外観検査する。RC−IGBTは、下面に露出するとともに複数のカソード領域に接する下面電極を有する。外観検査装置は、RC−IGBTの下面を撮影するカメラと、カメラによって撮影された撮影画像を処理する処理装置と、を備える。処理装置は、カソード跡を有する第1マスタ画像とカソード跡を有さない第2マスタ画像とを記憶する記憶部と、撮影画像に対して輪郭線抽出を実行し、撮影画像におけるカソード跡の有無を判定する判定部と、撮影画像にカソード跡が存在する場合は、撮影画像と第1マスタ画像との間の差分を演算し、撮影画像にカソード跡が存在しない場合は、撮影画像と第2マスタ画像との間の差分を演算する演算部とを有する。
上記の外観検査装置では、カソード跡を有する第1マスタ画像と、カソード跡を有さない第2マスタ画像とが用意されている。そして、RC−IGBTの下面の撮影画像に対して、カソード跡の有無を判定し、その判定結果に基づいて、二つのマスタ画像のいずれかを選択的に使用する。このため、カソード跡が存在するRC−IGBTの下面については、第1マスタ画像を用いることによって、欠陥を正しく検出することができる。カソード跡が存在しないRC−IGBTの下面については、第2マスタ画像を用いることによって、欠陥を正しく検出することができる。したがって、カソード跡の有無にかかわらず、全てのRC−IGBTの下面の外観検査を正しく実施することができる。
実施例に係る外観検査装置の概略構成を示す図。 第1マスタ画像及び第2マスタ画像を模式的に示す図であり、(a)は第1マスタ画像を示し、(b)は第2マスタ画像を示す。 プロセッサがRC−IGBTの下面の画像を処理する手順の一例を示すフローチャート。
本実施例に係る外観検査装置10について説明する。外観検査装置10は、RC−IGBT2の下面の欠陥を検出するために、RC−IGBT2の下面の外観を検査する装置である。なお、本実施例では、RC−IGBT2において、IGBT2の複数のカソード領域に接する電極を下面電極といい、下面電極が露出する側の表面をRC−IGBT2の下面という。また、その反対側の面をRC−IGBT2の上面という。RC−IGBT2を下面側から見ると、複数のカソード領域が見える状態のもの(図2(a)参照)と、複数のカソード領域が見ない状態のもの(図2(b)参照)がある。以下では、RC−IGBT2の下面に見られる複数のカソード領域を「カソード跡4」と称する。
図1に示すように、外観検査装置10は、RC−IGBT2を載置するステージ12と、RC−IGBT2の外観を撮影するカメラ14と、カメラ14によって撮影した撮影画像を処理するプロセッサ16を備えている。
ステージ12上には、RC−IGBT2の上面が当接するように、RC−IGBT2が載置される。したがって、ステージ12上にRC−IGBT2が載置されると、RC−IGBT2の下面が上方となる。カメラ14は、ステージ12の上方に配置される。カメラ14は、下方に向かって配置されており、ステージ12上に載置されたRC−IGBT2の下面を撮影する。
プロセッサ16は、カメラ14と接続している。カメラ14で撮影されたRC−IGBT2の下面の画像(以下、「撮影画像」ともいう)は、カメラ14からプロセッサ16に出力される。プロセッサ16は、入力された撮影画像を処理する。
また、プロセッサ16には、第1マスタ画像20と第2マスタ画像22が記憶されている。図2(a)に示すように、第1マスタ画像20は、カソード跡4が存在するRC−IGBT2について、欠陥のない状態のものを撮影した画像である。また、図2(b)に示すように、第2マスタ画像22は、カソード跡4が存在しないRC−IGBT2について、欠陥のない状態のものを撮影した画像である。
次に、外観検査装置10がRC−IGBT2の下面を外観検査する手順について説明する。まず、検査対象のRC−IGBT2が、その下面が上方となるようにステージ12上に載置される。RC−IGBT2がステージ12上に載置されると、カメラ14はRC−IGBT2の下面を撮影する。カメラ14で撮影された画像は、プロセッサ16で処理される。以下では、プロセッサ16が撮影画像を処理する手順について説明する。
図3は、プロセッサ16がRC−IGBT2の下面の画像を処理する手順の一例を示すフローチャートである。図3に示すように、まず、プロセッサ16は、検査対象のRC−IGBT2の下面の撮影画像を取得する(S12)。詳細には、プロセッサ16は、RC−IGBT2の下面の画像をカメラ14から出力されることによって取得する。
次に、プロセッサ16は、撮影画像に対して輪郭線抽出を実行し、カソード跡4の有無を判定する(S14)。輪郭線は、撮影画像内の輝度に基づいて抽出される。RC−IGBT2の下面にカソード跡4が存在すると、撮影画像において、カソード跡4に相当する部分は輝度が高くなる。このため、RC−IGBT2の下面にカソード跡4が存在する場合には、カソード跡4の輪郭線が抽出される。一方、RC−IGBT2の下面にカソード跡4が存在しない場合には、そのような輪郭線が抽出されない。
ステップS14は、以下の手順で実行される。まず、プロセッサ16は、撮影画像に対して輪郭線抽出を実行する。次いで、プロセッサ16は、撮影画像の輪郭線と、第1マスタ画像20(図2(a)参照)の輪郭線との間でマッチングを実行する。第1マスタ画像20にはカソード跡4が存在する。このため、プロセッサ16は、両者のマッチングスコアが高い場合には、撮影画像にカソード跡4が存在すると判定し、両者のマッチングスコアが低い場合には、撮影画像にカソード跡4が存在しないと判定する。本実施例では、マッチングスコアの閾値を80%とする。プロセッサ16は、両者のマッチングスコアが80%以上の場合、撮影画像にカソード跡4が存在すると判定し、両者のマッチングスコアが80%未満の場合、撮影画像にカソード跡4が存在しないと判定する。したがって、両者のマッチングスコアが80%未満の場合には、カソード跡4が薄い状態で存在していても、カソード跡4は存在しないと判定される。なお、マッチングスコアの閾値は特に限定されない。撮影画像にカソード跡4が存在すると判定した場合(ステップS14でYESの場合)、ステップS16に進み、以降のステップでは第1マスタ画像20を用いて外観検査を実行する。一方、撮影画像にカソード跡4が存在しないと判定した場合(ステップS14でNOの場合)、ステップS24に進み、以降のステップでは第2マスタ画像22を用いて外観検査を実行する。
撮影画像にカソード跡4が存在すると判定した場合(ステップS14でYESの場合)、プロセッサ16は、抽出した輪郭線が、第1マスタ画像20の輪郭線と一致するようにアライメントする(S16)。すなわち、プロセッサ16は、撮影画像のカソード跡4が、第1マスタ画像20のカソード跡4と一致するようにアライメントする。
次に、プロセッサ16は、第1マスタ画像20の輝度に基づき、撮影画像の輝度を補正する(S18)。検査対象のRC−IGBT2毎に、その撮影画像の輝度は異なる。このため、プロセッサ16は、撮影画像の輝度が第1マスタ画像20の輝度と一致するように、撮影画像の輝度を補正する。
次に、プロセッサ16は、撮影画像の輝度と第1マスタ画像20の輝度との間の差分を演算する(S20)。そして、ステップS20で演算した差分に基づいて、検査対象のRC−IGBT2の欠陥を検出する(S22)。詳細には、プロセッサ16は、ステップS20で演算した差分のうち予め設定した閾値以上のものを、異物や欠損等の欠陥として検出する。すなわち、撮影画像において演算された差分のうち閾値以上のものが存在する場合、検査対象のRC−IGBT2の下面に欠陥があるという検査結果となる。なお、撮影画像において演算された差分のうち閾値以上のものが存在しない場合、検査対象のRC−IGBT2の下面には欠陥がないという検査結果となる。
一方、撮影画像にカソード跡4が存在しないと判定した場合(ステップS14でNOの場合)、プロセッサ16は、撮影画像のRC−IGBT2の外形と、第2マスタ画像22のRC−IGBT2の外形が一致するようにアライメントする(S24)。ステップS14でNOの場合には、カソード跡4が存在しないため、カソード跡4に基づいてアライメントできない。このため、プロセッサ16は、RC−IGBT2の外形に基づいて、撮影画像と第2マスタ画像22をアライメントする。
次に、プロセッサ16は、第2マスタ画像22の輝度に基づき、撮影画像の輝度を補正する(S26)。なお、ステップS26の処理は、ステップS18の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
次に、プロセッサ16は、撮影画像の輝度と第2マスタ画像22の輝度との間の差分を演算する(S28)。そして、ステップS28で演算した差分に基づいて、検査対象のRC−IGBT2の欠陥を検出する(S30)。なお、ステップS28及びステップS30の処理は、ステップS20及びステップS22の処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
本実施例では、プロセッサ16が、カソード跡4が存在する第1マスタ画像20とカソード跡4が存在しない第2マスタ画像22を記憶している。そして、プロセッサ16は、撮影画像のカソード跡4が濃い場合には第1マスタ画像20を用いて外観検査を実行し、撮影画像のカソード跡4が薄い(又は全く見られない)場合には第2マスタ画像22を用いて外観検査を実行する。このため、RC−IGBT2の下面に見られるカソード跡4の濃淡にかかわらず、全てのRC−IGBT2の下面の外見検査を実行できる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
2:RC−IGBT
4:カソード跡
10:外観検査装置
12:ステージ
14:カメラ
16:プロセッサ
20:第1マスタ画像
22:第2マスタ画像

Claims (1)

  1. RC−IGBTの下面を外観検査する外観検査装置であって、前記RC−IGBTは、前記下面に露出するとともに複数のカソード領域に接する下面電極を有し、
    前記外観検査装置は、
    前記RC−IGBTの前記下面を撮影するカメラと、
    前記カメラによって撮影された撮影画像を処理する処理装置と、を備え、
    前記処理装置は、
    カソード跡を有する第1マスタ画像と、カソード跡を有さない第2マスタ画像とを記憶する記憶部と、
    前記撮影画像に対して輪郭線抽出を実行し、前記撮影画像におけるカソード跡の有無を判定する判定部と、
    前記撮影画像にカソード跡が存在する場合は、前記撮影画像と前記第1マスタ画像との間の差分を演算し、前記撮影画像にカソード跡が存在しない場合は、前記撮影画像と第2マスタ画像との間の差分を演算する演算部とを有する、
    外観検査装置。
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