JP4457194B2 - 欠陥検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、欠陥検査装置に係り、より詳しくは、プレスカットによりパターンが形成された被検査対象を撮影し、撮影して得られた画像からパターンに欠陥があるか否かを検査する欠陥検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体装置等のリードフレームは、所望のパターンとなるように金属性の薄板をプレスカットして、作成している。このようなプレスカットを何回も繰り返すと、プレスカットによって生じたゴミがプレスカット用のプレス面に付着する場合がある。ゴミが付着したプレス面で薄板をプレスカットすると、該ゴミによる打痕跡が生じ、所望のパターンに形成することができない場合がある。
【０００３】
そこで、所望のパターンが形成されたか否か、即ち、欠陥があるか否かを検査する欠陥検査装置が提案されている。この欠陥検査装置は、プレスカットによりパターンが形成された被検査対象を撮影し、撮影して得られた画像からパターン部分を抽出し、抽出したパターンに欠陥があるか否かを検査する。即ち、撮影して得られた画像からパターンの位置、大きさ、形状等の特定データを算出し、算出した特定データと予め定められた目標データとを比較して、欠陥があるか否かを検査している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように薄板をプレスカットするので、カットされた端部は傾斜すると共に端部内の中央部は平坦となる。一方、平坦部分（フラット部）の画像データは比較的一定の大きさとなる。しかし、傾斜部分（非フラット部）の画像データは非フラット部の光源に対する角度により大きかったり小さかったりする。よって、パターン部分を抽出する際、しきい値の値によっては、傾斜部分が欠けたりする。即ち、傾斜部分をはっきり特定することができない。
【０００５】
よって、パターンの位置、大きさ、形状等の特定データを精度よく算出することができない。従って、欠陥があるか否かを精度よく検査することができない。
【０００６】
本発明は、上記事実に鑑みて成されたもので、プレスカットによりパターンが形成された被検査対象の欠陥を精度よく検査することの可能な欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため請求項１記載の発明は、プレスカットによりパターンが形成された被検査対象を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により前記被検査対象が撮影されて得られた画像に基づいて、前記パターンの領域を複数の部分に分割し、分割した複数の部分各々を複数のブロックに分割する分割手段と、前記分割手段により分割された前記複数のブロック各々を、フラット部と非フラット部とに分類する分類手段と、前記分類された非フラット部における傾斜度及び傾斜の方向が同じ又は近似しているブロックで構成されるエリアを生成する生成手段と、プレスカットによりパターンが形成されかつゴミが付着した状態におけるプレスカットによる打痕跡のない目標となる対象が前記撮影手段により撮影されて得られた画像に基づいて、前記分割手段が該パターンの領域を複数の部分に分割し、分割した複数の部分各々を複数のブロックに分割し、前記分類手段が該複数のブロック各々を、フラット部と非フラット部とに分類し、前記生成手段が該分類された非フラット部における傾斜度及び傾斜の方向が同じ又は近似しているブロックで構成されるエリアを生成して得られた該エリアのデータを予め記憶する記憶手段と、前記生成手段により前記被検査対象に対応して生成されたエリアのデータが前記記憶手段に記憶されているか否かを判断することにより、前記非フラット部の欠陥として前記打痕跡が被検査対象に生じているか否かを判断する判断手段と、を備えている。
【００１５】
即ち、本発明の撮影手段は被検査対象を撮影する。この検査対象にはプレスカットによりパターンが形成されている。
【００１６】
分類手段は、撮影手段により被検査対象が撮影されて得られた画像に基づいて、前記パターンの領域をフラット部と非フラット部とに分類する。
【００１７】
分割手段は、撮影手段により被検査対象が撮影されて得られた画像に基づいて、パターンの領域を複数の部分に分割し、分割した複数の部分各々を複数のブロックに分割する。分類手段は、分割手段により分割された複数のブロック各々を、フラット部と非フラット部とに分類する。
【００１８】
生成手段は、分類された非フラット部における傾斜度及び傾斜の方向が同じ又は近似しているブロックで構成されるエリアを生成する。
【００１９】
記憶手段は、ゴミが付着した状態におけるプレスカットによる打痕跡のない目標となる対象における上記エリアのデータを予め記憶する。即ち、プレスカットによりパターンが形成されかつゴミが付着した状態におけるプレスカットによる打痕跡のない目標となる対象が前記撮影手段により撮影されて得られた画像に基づいて、前記分割手段が該パターンの領域を複数の部分に分割し、分割した複数の部分各々を複数のブロックに分割し、前記分類手段が該複数のブロック各々を、フラット部と非フラット部とに分類し、前記生成手段が該分類された非フラット部における傾斜度及び傾斜の方向が同じ又は近似しているブロックで構成されるエリアを生成し、記憶手段は、このようにして得られた該エリアのデータを予め記憶する。
【００２０】
判断手段は、生成手段により被検査対象に対応して生成されたエリアのデータが記憶手段に記憶されているか否かを判断することにより、非フラット部の欠陥として打痕跡が被検査対象に生じているか否かを判断する。
【００２１】
このように、パターンの領域をフラット部と非フラット部とに分類し、分類された非フラット部の傾斜状態と該傾斜状態の予め定められた目標形成状態とを比較するので、非フラット部のみを抽出して欠陥を検査することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態に係る欠陥検査装置は、被検査対象２００を照明する光源１０、照明された被検査対象２００を撮影するカメラ（例えば、２次元ＣＣＤセンサ等）１２と、カメラ１２により撮影された被検査対象２００の画像信号から欠陥を検査する検査装置１４と、を備えている。
【００２４】
ここで、本実施の形態では、検査装置１４の制御に従って駆動するモータ１１によりベルト１３が移動して、ベルト１３に配置された被検査対象２００を搬送するようにしている。
【００２５】
検査装置１４には、ディスプレイ２８、キーボード３０、及びマウス３２が接続されいてる。
【００２６】
図２には、検査装置１４の、画像処理のための制御系のブロック図が示されている。図２に示すように検査装置１４は、カメラ１２により撮影された被検査対象２００のアナログ画像信号を増幅するＡＭＰ１６、ＡＭＰ１６により増幅されたアナログ画像信号を、デジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換器１８、及びＡ／Ｄ変換器１８により変換されたデジタル画像データに基づいて、シェーディング処理するシェーディング処理回路２０を備えている。シェーディング処理回路２０には、ルックアップテーブル２２、ベクター化処理回路２４、及びデータ処理回路２８が接続されている。
【００２７】
図３（Ａ）には、複数の検査対象２００がベルト１３に配置された状態をカメラ１２により撮影されて得られた１フレームの画像が示されている。即ち、１フレームの画像には、同じパターン部分の複数のピースＰＳが含まれている。各ピースＰＳには、図３（Ｂ）に示すように、配線用の部分であるパターンＰＮの部分が存在する。このパターンＰＮには、ステージＳ、ダンプＤ、リードＬ、及び周辺部Ｒ等が含まれる。パターンＰＮ部分以外は何も無い部分であり、ベルト１３が写っている。
【００２８】
ところで、パターンＰＮは、金属製の薄板をプレスカットされて形成される。よって、例えば、図３（Ｂ）に示すリードＬのＩ断面は、図３（Ｃ）に示すように、フラット部Ｆと非フラット部ＮＦとを有する。図１及び図３（Ｃ）に示すように、被検査対象２００には斜め方向から光が照射されているため、光源１０に向かう面の非フラット部ＮＦ１の画像データ、フラット部Ｆの画像データ、及び光源１０に向かわない面の非フラット部ＮＦ２の画像データの順に明るさが大きい。
【００２９】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００３０】
図４を参照して、最初に、マスターデータの作成処理を説明する。
【００３１】
前述したように、検査装置１４の制御に従ってモータ１１が駆動してベルト１３が移動し、ベルト１３に配置された欠陥（打痕）のない目標パターンを、カメラ１２の読み取り領域に位置決めされると、図４に示したマスターデータ作成処理ルーチンがスタートし、ステップ４２で、１フレーム分の画像データを取込み、ステップ４４で、各ピースを抽出する。
【００３２】
ステップ４６で、各ピースにおいて順に、配線部分以外の画像データを消去する。ステップ４８で、配線部内の各部、即ち、ステージＳ、ダンプＤ、リードＬ、及び周辺部Ｒを抽出する。ステップ５０で、各部を複数のブロックに分割する。即ち、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、例えば、ステージＳを複数のブロックＢに分割する。
【００３３】
ステップ５２で、各部の各ブロック毎に、フラット部と非フラット部とに分類する。なお、その他、グレーゾーンを抽出して、フラット部又は非フラット部に加えるようにしてもよい。
【００３４】
ステップ５４で、各部の各ブロック毎に、非フラット部についてはフラット部特定データとして傾きを、フラット部についてはフラット部特定データとして形状及び大きさをそれぞれ算出する。形状はどのような形かを算出し、大きさは画素数を算出する。傾きは、次のように算出する。
【００３５】
即ち、各部の各ブロック毎に注目画素と注目画素の回りの８画素とを特定する。即ち、図５（Ａ）に示すように、注目画素として画素Ｅ、回りの８画素として、画素Ａ〜Ｉ（画素Ｅは含まない）を特定する。
【００３６】
そして、画素Ａ〜Ｉの画像データから、注目画素Ｅの各方向の傾斜度を算出する。即ち、Ｙ方向については、図５（Ｂ）に示すように、画素Ａ、Ｂ、Ｃの画像データの和（Ｉ_A ＋Ｉ_B ＋Ｉ_C ）から画素Ｇ、Ｈ、Ｉの画像データの和（Ｉ_G ＋Ｉ_H ＋Ｉ_I ）を減算した値を、Ｙ方向の傾斜度Ｓ_y を算出する。なお、傾斜度Ｓ_y が正の場合には、Ｙの負の方向に下がるように傾斜していることが示される。なお、その他、Ｘ方向、２つの斜め方向（（画素Ｃ、Ｇ方向）、（画素Ａ、Ｉ方向））も、それぞれ図５（Ｂ）〜図５（Ｅ）に示すように、Ｙ方向と同様に算出する。そして、各方向の傾斜度の絶対値が最大値を選択して、選択された方向を注目画素の傾きの方向とする。
【００３７】
ステップ５６で、各部の各ブロックの傾きに基づいて、各部の各ブロック（図６（Ｃ）参照）を、図６（Ｄ）に示すように、同じ傾きのエリアＡに集める。
【００３８】
そして、ステップ５８で、各エリアの傾き（傾斜度及び方向）をマスターデータ（目標傾斜状態）とし、各部の形状、大きさ、位置、明るさをマスターデータ（目標形成状態）として、図示しないマスターデータテーブルにそれぞれ記憶する。
【００３９】
次に、被検査対象の検査処理を説明する。
【００４０】
前述したように、検査装置１４の制御に従ってモータ１１が駆動してベルト１３が移動し、ベルト１３に配置された被検査対象２００を、カメラ１２の読み取り領域に位置決めされると、図７に示した検査処理ルーチンがスタートし、ステップ６２で、被検査対象２００のピースＰＳをフラット部及び非フラット部に分類する。なお、本ステップ６２は、マスターデータ作成処理（図４参照）のステップ４２〜５６）と同様であるので、詳細な説明は省略する。即ち、ステージ部を切り出したり、配線部分以外の画像データを消去したり、対角エッジにスリットをいれたり、ＤＲＬラベルを行ったり、エッジのところをフィルタで落としたり（又はマスクしたり）する。
【００４１】
次のステップ６４で、フラット部を検査し、ステップ６６で、非フラット部を検査し、ステップ６８で、検査結果をディスプレイ２８に表示する。
【００４２】
次に、図８を参照してフラット部の検査処理を詳細に説明する。なお、フラット部は、しきい値を用いた３レベルデータから欠陥検査をマスク付きで行う。
【００４３】
即ち、図８のステップ７０で、各部の大きさ、位置、形状（形成状態）に異常があるか否かを、各部のマスターデータ（目標形成状態）と比較して検査する。
【００４４】
ステップ７２で、ステージ内に明るさの異常があるか否かを判断する。即ち、図１０に示すように、、ステージＳ内に、明るさが特に低い領域ＳＤ１があるかを検査する。
【００４５】
ステップ７４で、ステージの周囲が所定値以上欠けていないか検査する。即ち、図１０に示すように、ステージＳの周囲に、明るさが特に低い面積が所定値以上の領域ＳＤ２があるかを検査する。
【００４６】
ステップ７６で、ディンプルのエリアがマスターデータのエリアと同じでないか検査する。即ち、ディンプルの場合は、エリアのマスターデータとの比較を行い、エリア不良や打痕不良を検査する。
【００４７】
次に、図９を参照して非フラット部の検査処理を詳細に説明する。
【００４８】
図９のステップ８０で、各部分を識別する変数Ｂを初期化し、ステップ８２で、変数Ｂを１インクリメントし、ステップ８４で、部分Ｂのエリアを識別する変数Ａを初期化し、ステップ８６で、変数Ａを１インクリメントする。
【００４９】
ステップ８８で、被告検査対象２００のピースの部分ＢのエリアＡに対応するマスターデータ（目標傾斜状態）をマスターデータテーブルより取込む。ステップ９０で、対応するマスターデータをマスターデータテーブルより取込むことができたか否かを判断する。取り込むことができない場合、即ち、エリアの個数が本来のエリアの個数より多い場合は、エリアＡがマスターデータにないことになる。これは、打痕により部分が切断して新たなエリアが創出したことになる。そこで、ステップ９４で、エリアの創出を記憶して、ステップ９６に進む。一方、取り込むことができた場合は、ステップ９２で、エリアＡの傾斜度及び傾きの方向（傾斜状態）と該対応するマスターデータとを比較して、検査して検査結果を記憶する。
【００５０】
ステップ９６で、変数Ａが、部分Ｂのエリアの総数Ａ₀ に等しいか否かを判断し、変数Ａが総数Ａ₀ に等しくない場合は、ステップ８６に戻って、以上の処理（ステップ８６〜９６）を実行し、変数Ａが総数Ａ₀ に等しい場合は、ステップ９８で、部分Ｂのマスターデータ全てが上記検査に使われたか否かを判断する。部分Ｂのマスターデータ全てが上記検査に使われなかった場合、即ち、エリアの個数が本来のエリアの個数より少ない場合は、本来なければならないエリアが打痕により消滅したので、ステップ１００で、エリアの消滅を記憶して、ステップ１０２に進む。
【００５１】
部分Ｂのマスターデータ全てが上記検査に使われた場合には、ステップ１０２で、変数Ｂが部分の総数Ｂ₀ に等しいか否かを判断し、変数Ｂが総数Ｂ₀ に等しくない場合は、ステップ８２に戻って、以上の処理（ステップ８２〜１０２）を実行し、変数Ｂが総数Ｂ₀ に等しい場合は本ルーチンを終了する。
【００５２】
以上説明したように本実施の形態では、パターンの領域をフラット部と非フラット部とに分類し、分類されたフラット部及び非フラット部各々について別々に欠陥を検出するので、被検査対象を欠陥を精度よく検査することができる。
【００５３】
以上説明した実施の形態では、傾斜度及び傾きの方向を算出する際、上記注目画素の回りの８画素の内の３つの画素の画像データの加算値を用いてるが、本発明はこれに限定されず、対応する方向の画素の画像データのみを用いるようにしてもよい。例えば、Ｙ方向については、画素Ｂの画像データＩ_B 及び画Ｈの画像データＩ_H の減算値を用いるようにしてもよい。
【００５４】
また、前述した実施の形態では、同じ傾きのエリアに集めて検査するようにしているが、本発明はこれに限定されず、画素毎に検査するようにしてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明は、パターンの領域をフラット部と非フラット部とに分類し、分類されたフラット部の形成状態と該形成状態の予め定められた目標形成状態とを比較するので、フラット部のみを抽出して欠陥を検査することができる、という効果を有する。
【００５６】
また、請求項２記載の発明は、パターンの領域をフラット部と非フラット部とに分類し、分類された非フラット部の傾斜状態と該傾斜状態の予め定められた目標傾斜状態とを比較するので、非フラット部のみを抽出して欠陥を検査することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る欠陥検査装置を示した図である。
【図２】検査装置のブロック図である。
【図３】撮影により得られた画像の内容及びパターンの形状を示した図である。
【図４】マスターデータ作成処理ルーチンを示したフローチャートである。
【図５】傾斜度及び傾きの方向の算出方法を示した図である。
【図６】ステージを複数のブロックに分割し、分割したブロックをエリアにまとめる処理を説明する図である。
【図７】検査処理ルーチンを示したフローチャートである。
【図８】検査処理ルーチンのステップ６４のフラット部の検査処理ルーチンを示したフローチャートである。
【図９】検査処理ルーチンのステップ６６の非フラット部の検査処理ルーチンを示したフローチャートである。
【図１０】ステージの検査内容を示した図である。
【符号の説明】
１０ 光源
１２ カメラ
１４ 検査装置

Claims (1)

1. プレスカットによりパターンが形成された被検査対象を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段により前記被検査対象が撮影されて得られた画像に基づいて、前記パターンの領域を複数の部分に分割し、分割した複数の部分各々を複数のブロックに分割する分割手段と、
   前記分割手段により分割された前記複数のブロック各々を、フラット部と非フラット部とに分類する分類手段と、
   前記分類された非フラット部における傾斜度及び傾斜の方向が同じ又は近似しているブロックで構成されるエリアを生成する生成手段と、
   プレスカットによりパターンが形成されかつゴミが付着した状態におけるプレスカットによる打痕跡のない目標となる対象が前記撮影手段により撮影されて得られた画像に基づいて、前記分割手段が該パターンの領域を複数の部分に分割し、分割した複数の部分各々を複数のブロックに分割し、前記分類手段が該複数のブロック各々を、フラット部と非フラット部とに分類し、前記生成手段が該分類された非フラット部における傾斜度及び傾斜の方向が同じ又は近似しているブロックで構成されるエリアを生成して得られた該エリアのデータを予め記憶する記憶手段と、
   前記生成手段により前記被検査対象に対応して生成されたエリアのデータが前記記憶手段に記憶されているか否かを判断することにより、前記非フラット部の欠陥として前記打痕跡が被検査対象に生じているか否かを判断する判断手段と、
   を備えた欠陥検査装置。

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