JP2020030057A - 電子部品の検査装置および電子部品の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステージに起因して連続的に生じる電子部品の裏面の欠陥を検出し、電子部品の歩留まりの低下を抑制することができる技術を提供することを目的とする。【解決手段】検査装置１００は、ステージ２から搬送された電子部品１の裏面の画像９を撮像する裏面撮像用カメラ４と、裏面撮像用カメラ４により撮像された複数の電子部品１の裏面の画像９から各電子部品１の裏面の欠陥１０を抽出する画像処理部６と、画像処理部６により抽出された各電子部品１の裏面の欠陥１０の起点１１に仮想領域１２を設けて、異なる電子部品１について複数の仮想領域１２が交わった領域１３の起点１４を仮想領域１２内に含む電子部品１の個数に基づいて、ステージ２の表面の良否を判定する制御部７とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品の検査装置および電子部品の検査方法に関するものである。

従来の検査装置として、検査対象となる試料上の検査対象パターンの画像と参照画像とを比較して欠陥を検出する装置がある（例えば、特許文献１参照）。この装置では、良品との差異を検出して良否判定を行うため、製造工程における試料の全ての欠陥を検出している。

特開２００８−２８６５８６号公報

ステージの表面に異常がある場合、ステージの表面に載置された試料にも欠陥が生じる場合がある。特許文献１に記載の検査装置では、検査対象パターンの画像と参照画像とを比較して欠陥を検出するため、上記のステージに起因する欠陥だけでなく、それ以外の欠陥も検出することになる。

特許文献１に記載の検査装置では、試料である電子部品の製造プロセスで生じる様々な裏面の欠陥とステージに起因する欠陥とを判別できない。そのため、ステージに起因して連続的に生じる電子部品の裏面の欠陥を検出することができず、電子部品の歩留まりを低下させるという問題があった。

そこで、本発明は、ステージに起因して連続的に生じる電子部品の裏面の欠陥を検出し、電子部品の歩留まりの低下を抑制することができる技術を提供することを目的とする。

本発明に係る電子部品の検査装置は、ステージに載置されて処理された電子部品の検査装置であって、前記ステージから搬送された前記電子部品の裏面の画像を撮像する裏面撮像用カメラと、前記裏面撮像用カメラにより撮像された複数の前記電子部品の裏面の画像から各前記電子部品の裏面の欠陥を抽出する画像処理部と、前記画像処理部により抽出された各前記電子部品の裏面の欠陥の起点に仮想領域を設けて、異なる前記電子部品について複数の前記仮想領域が交わった領域の起点を前記仮想領域内に含む前記電子部品の個数に基づいて、前記ステージの表面の良否を判定する制御部とを備えるものである。

本発明によれば、制御部は、画像処理部により抽出された各電子部品の裏面の欠陥の起点に仮想領域を設けて、異なる電子部品について複数の仮想領域が交わった領域の起点を仮想領域内に含む電子部品の個数に基づいて、ステージの表面の良否を判定する。

したがって、ステージの表面の良否を判定することで、ステージに起因して連続的に生じる電子部品の裏面の欠陥を検出することができるため、電子部品の歩留まりの低下を抑制することができる。

実施の形態１に係る電子部品の検査装置の全体構成図である。 ステージの表面の欠陥を説明するための説明図である。 実施の形態１において各電子部品の欠陥の起点を説明するための説明図である。 実施の形態１において各電子部品の欠陥の起点に設けられた仮想領域を説明するための図である。 実施の形態１において複数の仮想領域が交わった領域の起点を説明するための説明図である。 実施の形態１に係る電子部品の検査方法を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る電子部品の検査装置の全体構成図である。 実施の形態３に係る電子部品の検査装置の一部の構成図である。 実施の形態３に係る電子部品の検査装置が備える自動交換装置の構成図である。 実施の形態４において各電子部品の欠陥の起点を説明するための説明図である。 実施の形態４において複数の仮想領域が交わった領域の起点を説明するための説明図である。 実施の形態５に係る電子部品の検査装置の全体構成図である。

＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態１に係る電子部品の検査装置１００の全体構成図である。

図１に示すように、検査装置１００は、ステージ２に載置されて処理された電子部品１の裏面の外観を検査する装置である。検査装置１００は、裏面撮像用カメラ４、照明５、画像処理部６、制御部７、およびディスプレイ８を備えている。

照明５は、吸着部３により吸着されてステージ２から搬送された電子部品１の裏面側に配置され、電子部品１の裏面を照らす。裏面撮像用カメラ４は、ステージ２から搬送された電子部品１の裏面の画像を撮像する。

画像処理部６は、例えばＰＣ（Personal Computer）であり、裏面撮像用カメラ４により撮像された複数の電子部品１の裏面の画像から各電子部品１の裏面の欠陥を抽出する。制御部７は、例えばＰＣであり、画像処理部６により抽出された各電子部品１の裏面の欠陥の起点に仮想領域を設けて、異なる電子部品１について複数の仮想領域が交わった領域の起点を仮想領域内に含む電子部品１の個数に基づいて、ステージ２の表面の良否を判定する。

なお、電子部品１は半導体素子を含む。ステージ２は、電子部品１について画像検査、搬送、位置決め、および電気特性の測定を行うための台など電子部品１の裏面に接触するものを含む。

次に、画像処理部６および制御部７で行われる処理について説明する。図２は、ステージ２の表面の欠陥１５を説明するための説明図である。図３は、各電子部品１の欠陥１０ａ〜１０ｄの起点１１ａ〜１１ｄを説明するための説明図である。図４は、各電子部品１の欠陥１０ａ〜１０ｄの起点１１ａ〜１１ｄに設けられた仮想領域１２ａ〜１２ｄを説明するための図である。図５は、複数の仮想領域１２ａ〜１２ｃが交わった領域１３の起点１４を説明するための説明図である。

図２と図３に示すように、電子部品１の裏面におけるステージ２の表面の欠陥１５に対応する位置に欠陥１０ａ〜１０ｄが発生する。図３は、複数（例えば４つ）の電子部品１の裏面を撮像した画像９ａ〜９ｄにおいて、４つの電子部品１の裏面に発生した欠陥１０ａ〜１０ｄを示している。以下、４つの電子部品１を検査する場合について説明する。

図３に示すように、画像処理部６は、電子部品１の裏面の画像９ａ〜９ｄから電子部品１の裏面の欠陥１０ａ〜１０ｄを抽出する。次に、制御部７は、４つの電子部品１の裏面の欠陥１０ａ〜１０ｄの起点１１ａ〜１１ｄを求める。起点１１ａ〜１１ｄは、例えば、欠陥１０ａ〜１０ｄの形状の重心、外接する四角形の対角線の交点、または外接する四角形の対角線の中点として求めることができる。これらは、起点の求め方の一例であってこれらに限るものではない。

図４と図５に示すように、制御部７は、複数の電子部品１の裏面の欠陥１０ａ〜１０ｄの起点１１ａ〜１１ｄに仮想領域１２ａ〜１２ｄを設けてこれらを重ね合わせる。仮想領域１２ａ〜１２ｄは、例えば、形状を円または多角形として、大きさは撮像した欠陥１０ａ〜１０ｄの検出精度、位置精度、不良とする欠陥の大きさ、または電子部品１をステージ２に載置する位置の精度のばらつきの範囲である。これらは、仮想領域１２ａ〜１２ｄの一例であってこれらに限るものではない。

なお、画像９ａ〜９ｄ、欠陥１０ａ〜１０ｄ、起点１１ａ〜１１ｄ、および仮想領域１２ａ〜１２ｄについて特に区別しない場合は、画像９、欠陥１０、起点１１、および仮想領域１２ということとする。

図２と図５に示すように、複数の仮想領域１２ａ〜１２ｃが交わった領域１３の起点１４とステージ２の表面の欠陥１５が一致する。ここで、仮想領域１２ｄは、他の仮想領域１２ａ〜１２ｃとは交わっていないため図５には示されていない。次に、制御部７は、異なる電子部品１について仮想領域１２ａ〜１２ｃが交わった領域１３の起点１４を仮想領域１２ａ〜１２ｃ内に含む電子部品１の個数を集計する。

そして、制御部７は、集計した個数に基づいてステージ２の表面の良否を判定する。より具体的には、制御部７は、異なる電子部品１について複数の仮想領域１２ａ〜１２ｃが交わった領域１３の起点１４を仮想領域１２ａ〜１２ｃ内に含む電子部品１の個数と閾値とを比較して、ステージ２の表面の良否を判定する。なお、閾値は、制御部７に予め設定されている。

または、制御部７は、画像処理部６により裏面の画像９が抽出された全ての電子部品１の個数に対する、異なる電子部品１について複数の仮想領域１２ａ〜１２ｃが交わった領域１３の起点１４を仮想領域１２ａ〜１２ｃ内に含む電子部品１の個数の割合と閾値とを比較して、ステージ２の表面の良否を判定する。なお、閾値は、制御部７に予め設定されている。

次に、制御部７は、良否判定の結果をディスプレイ８に表示させる。作業者はディスプレイ８の表示内容を見て、電子部品１の搬送を停止させてステージ２を別のステージ２に交換する。または、ステージ２の表面を研磨する。これにより、電子部品１の歩留まりの低下を抑制することができる。

次に、図６を用いて電子部品１の検査方法を説明する。図６は、電子部品１の検査方法を示すフローチャートである。

最初に、作業者は電子部品１をステージ２に載置する（ステップＳ１）。裏面撮像用カメラ４は、電子部品１の裏面の画像９を撮像する（ステップＳ２）。

次に、画像処理部６は電子部品１の裏面の画像９を解析する（ステップＳ３）。制御部７は、電子部品１の裏面の欠陥１０を抽出し（ステップＳ４）、欠陥１０の起点１１を求める（ステップＳ５）。制御部７は、欠陥１０の起点１１に仮想領域１２を描いて（ステップＳ６）、仮想領域１２が交わった領域１３の起点１４の座標を求める（ステップＳ７）。制御部７は、異なる電子部品１について仮想領域１２が交わった領域１３の起点１４を仮想領域１２内に含む電子部品１の数を集計する（ステップＳ８）。

次に、制御部７は、異なる電子部品１について複数の仮想領域１２が交わった領域１３の起点１４を仮想領域１２内に含む電子部品１の個数に基づいて、ステージ２の表面の良否を判定する。具体的には、制御部７は、異なる電子部品１について複数の仮想領域１２が交わった領域１３の起点１４を仮想領域１２内に含む電子部品１の個数と閾値とを比較して、ステージ２の表面の良否を判定する（ステップＳ９）。または、制御部７は、画像処理部６により裏面の画像９が抽出された全ての電子部品１の個数に対する、異なる電子部品１について複数の仮想領域１２が交わった領域の起点１４を仮想領域１２内に含む電子部品１の個数の割合と閾値とを比較して、ステージ２の表面の良否を判定する。

異なる電子部品１について複数の仮想領域１２が交わった領域１３の起点１４を仮想領域１２内に含む電子部品１の個数が閾値未満の場合（ステップＳ９においてＮｏ）、すなわち、ステージ２の表面に欠陥がない場合、次に検査する電子部品１があるとき（ステップＳ１０においてＹｅｓ）、処理はステップＳ１に戻り、次の電子部品１をステージ２に載置して投入する電子部品１がなくなるまで上記の処理を繰り返す。次に検査する電子部品１がないとき（ステップＳ１０においてＮｏ）、処理は終了する。

他方、異なる電子部品１について複数の仮想領域１２が交わった領域の起点１４を仮想領域１２内に含む電子部品１の個数が閾値以上の場合（ステップＳ９においてＹｅｓ）、すなわち、ステージ２の表面に欠陥がある場合、作業者は当該ステージ２を別のステージ２に交換し（ステップＳ１１）、処理はステップＳ１０に移行する。

以上のように、実施の形態１に係る検査装置１００では、制御部７は、画像処理部６により抽出された各電子部品１の裏面の欠陥１０の起点１１に仮想領域１２を設けて、異なる電子部品１について複数の仮想領域１２が交わった領域１３の起点１４を仮想領域１２内に含む電子部品１の個数に基づいて、ステージ２の表面の良否を判定する。

したがって、ステージ２の表面の良否を判定することで、ステージ２に起因して連続的に生じる電子部品１の裏面の欠陥１０を検出することができるため、電子部品１の歩留まりの低下を抑制することができる。

ステージ２の表面の良否を判定する際に、制御部７は、異なる電子部品１について複数の仮想領域１２が交わった領域１３の起点１４を仮想領域１２内に含む電子部品１の個数と閾値とを比較する。または、制御部７は、画像処理部６により裏面の画像９が抽出された全ての電子部品１の個数に対する、異なる電子部品１について複数の仮想領域１２が交わった領域１３の起点１４を仮想領域１２内に含む電子部品１の個数の割合と閾値とを比較する。

したがって、ステージ２の表面の良否を判定する方法として様々な方法を採用することができる。

＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る電子部品の検査装置１００Ａについて説明する。図７は、実施の形態２に係る電子部品の検査装置１００Ａの全体構成図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

図７に示すように、実施の形態２では、検査装置１００Ａは、裏面撮像用カメラ４、照明５、および画像処理部６を複数備えている。さらに、ステージ２および吸着部３は複数である。

各裏面撮像用カメラ４、各画像処理部６、および吸着部３は各ステージ２に対応して設けられている。図７に示す例では、裏面撮像用カメラ４、画像処理部６、ステージ２、および吸着部３は２つずつ設けられているが、これに限定されることなく３つ以上ずつ設けられていても良い。

以上のように、実施の形態２に係る検査装置１００Ａでは、裏面撮像用カメラ４および画像処理部６を複数備え、ステージ２は複数であり、各裏面撮像用カメラ４および各画像処理部６は各ステージ２に対応して設けられる。

したがって、ステージ２の表面の欠陥１０を１つずつ検出するのではなく、複数のステージ２の表面の欠陥１０を一度に検出することで、検出にかかる時間を短縮することができる。加えて、複数のステージ２の表面の欠陥１０を並行して検出する場合に、検出した欠陥１０に関する情報とその欠陥１０を発生させたステージ２の番号の情報に基づいて、複数のステージ２の中から、表面に異常のあるステージ２を検出することができるため、異常のあるステージ２を複数のステージ２の中から探す手間を省くことができる。以上より、ステージ２のメンテナンスおよび交換に必要な時間を短縮することができる。また、検査装置１００Ａの停止時間を短縮できるため、電子部品１の生産性が向上する。

＜実施の形態３＞
次に、実施の形態３に係る電子部品の検査装置１００Ｂについて説明する。図８は、実施の形態３に係る電子部品の検査装置１００Ｂの全体構成図である。図９は、検査装置１００Ｂが備える自動交換装置５０の構成図である。なお、実施の形態３において、実施の形態１，２で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

図８と図９に示すように、実施の形態３では、検査装置１００Ｂは自動交換装置５０をさらに備えている。

自動交換装置５０は、制御部７によりステージ２の表面が不良と判定された場合に、当該ステージ２を別の交換用ステージ２Ａに交換する交換部である。自動交換装置５０は、吸着部２１、交換ステージ収納ラック２２、プッシャ２３、および受け渡し台２４を備えている。

制御部７がステージ２の表面に欠陥１０があると判定すると、ステージ２を交換する信号が制御部７から自動交換装置５０に伝達される。吸着部２１が表面に欠陥１０のあるステージ２を吸着し所定の収納位置に搬送する。交換用ステージ収納ラック２２の仕切り内に交換用ステージ２Ａが収納されている。交換用ステージ収納ラック２２がＺ方向に下降し、センサ（図示省略）により交換用ステージ２Ａが配置される位置を検出すると、交換用ステージ収納ラック２２が停止する。プッシャ２３が交換用ステージ２ＡをＸ方向に押し出して受け渡し台２４に移動する。カメラ（図示省略）が交換用ステージ２Ａを認識し、吸着部２１が交換用ステージ２Ａを吸着し交換用ステージ２Ａが配置される位置に搬送する。これにより、表面に欠陥１０のあるステージ２が交換用ステージ２Ａに交換される。

以上のように、実施の形態３に係る検査装置１００Ｂは、制御部７によりステージ２の表面が不良と判定された場合に、当該ステージ２を別の交換用ステージ２Ａに交換する自動交換装置５０をさらに備える。

したがって、検査装置１００Ｂを停止させることなく、自動で別の交換用ステージ２Ａに交換することができるため、電子部品１の歩留まりの向上と電子部品１の生産性の向上とを両立させることができる。

＜実施の形態４＞
次に、実施の形態４に係る電子部品の検査装置について説明する。図１０は、実施の形態４において各電子部品１の欠陥１０ａ〜１０ｃの起点１１ａ〜１１ｃを説明するための説明図である。図１１は、実施の形態４において複数の仮想領域１２ａ〜１２ｃが交わった領域１３の起点１４を説明するための説明図である。なお、実施の形態４において、実施の形態１〜３で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

図１０と図１１に示すように、実施の形態４では、制御部７は、画像処理部６により抽出された各電子部品１の裏面の欠陥１０ａ，１０ｂ，１０ｃの大きさに応じて各仮想領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃに比率を乗算する。

このことについて具体的に説明する。５００万画素のカメラで撮像する場合、分解能が約７μｍ／ピクセルとなる。欠陥１０ａの大きさが７０μｍ角の場合、その面積は１００ピクセルとなる。同様に欠陥１０ｂの大きさが１４０μｍ角の場合、その面積は４００ピクセルとなる。欠陥１０ｂの面積は欠陥１０ａの面積の４倍であり、欠陥１０ｂの大きさの比率が４である。欠陥１０ａの仮想領域１２ａのピクセル数が直径２００ピクセルの円の場合、欠陥１０ｂの仮想領域１２ｂは比率４が乗算されて８００ピクセルの円となる。

以上のように、実施の形態４に係る検査装置では、制御部７は、画像処理部６により抽出された各電子部品１の裏面の欠陥１０ａ，１０ｂ，１０ｃの大きさに応じて各仮想領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃに比率を乗算する。したがって、電子部品１の裏面の欠陥１０が大きいほど仮想領域１２における交わる領域１３が大きくなるため、電子部品１に損傷を与える影響が大きいステージ２の表面の欠陥１５を検出する精度を向上させることができる。

＜実施の形態５＞
次に、実施の形態５に係る電子部品の検査装置１００Ｃについて説明する。図１２は、実施の形態５に係る電子部品の検査装置１００Ｃの全体構成図である。なお、実施の形態５において、実施の形態１〜４で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

図１２に示すように、実施の形態５では、検査装置１００Ｃはステージ２の表面の画像９を撮像するステージ撮像用カメラ１９をさらに備えている。制御部７は、ステージ２の表面に欠陥があると判定した場合、ステージ２の表面における複数の仮想領域１２が交わった領域１３の起点１４に対応する位置にステージ撮像用カメラ１９を移動させて、ステージ２の表面における起点１４に対応する位置の画像を撮像する。ステージ撮像用カメラ１９によりステージ２の表面の欠陥１５が検出された場合、作業者は別のステージ２に交換する。

以上のように、実施の形態５に係る検査装置１００Ｃは、ステージ２の表面の画像を撮像するステージ撮像用カメラ１９をさらに備える。したがって、短時間で精度良くステージ２の表面を検査することができるため、電子部品１の歩留まりをさらに向上させることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 電子部品、２ ステージ、２Ａ 交換用ステージ、４ 裏面撮像用カメラ、６ 画像処理部、７ 制御部、１９ ステージ撮像用カメラ、５０ 自動交換装置、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 検査装置。

Claims (8)

1. ステージに載置されて処理された電子部品の検査装置であって、
   前記ステージから搬送された前記電子部品の裏面の画像を撮像する裏面撮像用カメラと、
   前記裏面撮像用カメラにより撮像された複数の前記電子部品の裏面の画像から各前記電子部品の裏面の欠陥を抽出する画像処理部と、
   前記画像処理部により抽出された各前記電子部品の裏面の欠陥の起点に仮想領域を設けて、異なる前記電子部品について複数の前記仮想領域が交わった領域の起点を前記仮想領域内に含む前記電子部品の個数に基づいて、前記ステージの表面の良否を判定する制御部と、
   を備える、電子部品の検査装置。
2. 前記制御部は、異なる前記電子部品について複数の前記仮想領域が交わった領域の起点を前記仮想領域内に含む前記電子部品の個数と閾値とを比較して、前記ステージの表面の良否を判定する、請求項１記載の電子部品の検査装置。
3. 前記制御部は、前記画像処理部により裏面の画像が抽出された全ての前記電子部品の個数に対する、異なる前記電子部品について複数の前記仮想領域が交わった領域の起点を前記仮想領域内に含む前記電子部品の個数の割合と閾値とを比較して、前記ステージの表面の良否を判定する、請求項１記載の電子部品の検査装置。
4. 前記裏面撮像用カメラおよび前記画像処理部を複数備え、
   前記ステージは複数であり、
   各前記裏面撮像用カメラおよび各前記画像処理部は各前記ステージに対応して設けられる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子部品の検査装置。
5. 前記制御部により前記ステージの表面が不良と判定された場合に、当該ステージを別のステージに交換する交換部をさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子部品の検査装置。
6. 前記制御部は、前記画像処理部により抽出された各前記電子部品の裏面の欠陥の大きさに応じて各前記仮想領域に比率を乗算する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子部品の検査装置。
7. 前記ステージの表面の画像を撮像するステージ撮像用カメラをさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子部品の検査装置。
8. ステージに載置されて処理された電子部品の検査方法であって、
   （ａ）前記ステージから搬送された前記電子部品の裏面の画像を撮像する工程と、
   （ｂ）撮像された複数の前記電子部品の裏面の画像から各前記電子部品の裏面の欠陥を抽出する工程と、
   （ｃ）抽出された各前記電子部品の裏面の欠陥の起点に仮想領域を設けて、異なる前記電子部品について複数の前記仮想領域が交わった領域の起点を前記仮想領域内に含む前記電子部品の個数に基づいて、前記ステージの表面の良否を判定する工程と、
   を備える、電子部品の検査方法。

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