JPH07260697A - ワーク検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、高精度の位置決めおよび角度補
正を行う必要がなく、半導体ペレット等のワークの検査
を高速に行えるワーク検査装置および検査方法を提供す
ることを目的とする。 【構成】 ワーク検査方法において、受光軸の周囲の複
数点から光をワークに照射し、その反射光を受光するこ
とによって第１ワーク画像を生成し、受光軸に平行に光
をワークに照射し、その反射光を受光することによって
第２ワーク画像を生成し、第１ワーク画像および第２ワ
ーク画像に基づいて、ワークの欠陥部を抽出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体ペレット等の
ワークの欠陥部を検査するためのワーク検査装置および
検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ペレット等のワーク（検査対象
物）を検査する方法には、ワークから検出したパターン
を、基準パターンのデータと比較し、ワークの良否を判
定する比較法がある。この手法では、ワークの検査テー
ブルへの位置決め精度が検査精度に大きく影響するた
め、高精度の位置決めまたはソフトによる位置ずれ補正
を行う必要がある。

【０００３】そこで、メモリチップ、半導体ペレット等
を切り出す前のウエハのように同じパターンが繰返し現
れる検査対象においては、隣接するパターンどうし間で
比較を行って欠陥部を抽出するいった手法が開発されて
いる。この手法では、比較される２つのパターンは、規
則的に並んでいるため、位置決めが比較的容易となる。

【０００４】このような手法は、第２回 産業における
画像センシング技術シンポジウム、第２９５〜３００
頁、「濃淡画像比較によるＬＳＩウエハパターンの精密
外観検査アルゴリズム」に記載されている。この文献に
記載されている検査方法では、エッジ検出による位置合
わせが行なわれた後、局所摂動パターンマッチング法
（ＬＰＰＭ法）によって微妙な位置ずれが補正されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】隣接するパターンどう
し間で比較を行う手法は、半導体ペレットがウェハから
切り出される前の状態でしか、半導体ペレットの欠陥を
検査することができない。しかしながら、ウエハから半
導体ペレットが切り出された後において、半導体ペレッ
トには、電気特性検査、パッケージへのマウント等様々
な工程が製品として完成するまでに施され、この工程中
に新たな欠陥が発生することが考えられる。したがっ
て、半導体ペレットの検査はこれら全ての工程が終了
し、製品が完成する直前に実施されることが望ましい。

【０００６】この時点では、隣接パターンどうしの比較
は不可能なので、半導体ペレットのパターンと基準パタ
ーンとを比較して欠陥の検査を行なわざるを得ない。こ
の場合、上述したように正確な位置決めが必要となる。
特に、隣接パターンどうしを比較する場合と比べると、
位置ずれに加え角度ずれについても補正する必要がでて
くる。角度ずれが非常に小さい場合には、前述のＬＰＰ
Ｍ法によって誤差として吸収可能であるが、角度ずれは
少なくとも±５度程度はあると考えなければならない。

【０００７】このため、半導体ペレットのパターンと基
準パターンとを行う前に、角度補正処理を行う必要があ
るが、角度補正処理は、現在のところかなりの処理時間
を要し、検査速度が遅くなるという問題がある。また、
角度補正処理を行った結果、新たな位置ずれが生じてく
ることも考えられる。

【０００８】この発明は、高精度の位置決めおよび角度
補正を行う必要がなく、半導体ペレット等のワークの検
査を高速に行えるワーク検査装置および検査方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明によるワーク検
査方法は、受光軸の周囲の複数点から光をワークに照射
し、その反射光を受光することによって第１ワーク画像
を生成し、受光軸に平行に光をワークに照射し、その反
射光を受光することによって第２ワーク画像を生成し、
第１ワーク画像および第２ワーク画像に基づいて、ワー
クの欠陥部を抽出することを特徴とする。

【００１０】この発明によるワーク検査装置は、受光軸
の周囲の複数点から光をワークに照射する第１照明装
置、受光軸に平行に光をワークに照射する第２照明装
置、第１照明装置によって光をワークに照射し、その反
射光を受光することによって第１ワーク画像を生成する
第１ワーク画像生成手段、第２照明装置によって光をワ
ークに照射し、その反射光を受光することによって第２
ワーク画像を生成する第２ワーク画像生成手段、ならび
に第１ワーク画像および第２ワーク画像に基づいて、ワ
ークの欠陥部を抽出する欠陥部抽出手段を備えているこ
とを特徴とする。

【００１１】第１照明装置としては、たとえば、受光軸
を中心として光出力部がリング状に存在するいわゆるリ
ング照明装置が用いられる。また、第２の照明装置とし
ては、たとえば、いわゆる同軸落射照明装置が用いられ
る。欠陥部抽出手段としては、たとえば、第１ワーク画
像および第２ワーク画像をそれぞれ２値化する手段、お
よび第１ワーク画像の２値化結果および第２ワーク画像
の２値化結果を比較することにより、ワークの欠陥部を
抽出する手段を備えているものが用いられる。

【００１２】

【作用】この発明によるワーク検査方法では、受光軸の
周囲の複数点から光がワークに照射され、その反射光が
受光されることによって第１ワーク画像が生成される。
また、受光軸に平行に光がワークに照射され、その反射
光が受光されるによって第２ワーク画像が生成される。
そして、第１ワーク画像および第２ワーク画像に基づい
て、ワークの欠陥部が抽出される。

【００１３】この発明によるワーク検査装置は、受光軸
の周囲の複数点から光をワークに照射する第１照明装置
と、受光軸に平行に光をワークに照射する第２照明装置
とを備えている。第１照明装置によってワークに光が照
射され、その反射光が受光されることによって第１ワー
ク画像が生成される。また、第２照明装置によってワー
クに光が照射され、その反射光が受光されることによっ
て、第２ワーク画像が生成される。そして、第１ワーク
画像および第２ワーク画像に基づいて、ワークの欠陥部
が抽出される。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明を半導体ペ
レットの検査に適用した場合の実施例について説明す
る。

【００１５】図１は、半導体ペレットの検査装置を示し
ている。

【００１６】まず、搬送装置１１０によって搬送されて
きたワーク１２０は、ＣＣＤエリアセンサ１６０の真下
で停止せしめられる。この時点では、受光軸の周囲の複
数点から光をワークに照射するためのいわゆるリング照
明装置１３０のための光源１３１および受光軸に平行に
光をワークに照射するためのいわゆる同軸落射照明装置
１４０のための光源１４１は、ともにオフとなっており
ワーク１２０にはなんら照明が当てられていない。ここ
で、受光軸とは、ＣＣＤエリアセンサ１６０にワーク１
２０からの反射光を集光するためのレンズ１５０の光軸
をいう。

【００１７】次に、リング照明装置１３０のための光源
１３１がオンとなり、ワーク１２０上にリング照明装置
１３０によって光が照射される。リング照明装置１３０
としては、たとえば各光出射端が環状に配された複数の
光ファイバからなるものが用いられる。この場合には、
光源１３１としては、これらの光ファイバに光を導入さ
せるためのものが用いられる。

【００１８】リング照明装置１３０の照明によるワーク
１２０からの反射光は、適切な倍率のレンズ１５０を介
し、ＣＣＤエリアセンサ１６０に入射される。ＣＣＤエ
リアセンサ１６０では入射光が光／電気変換され電気信
号に変換される。この電気信号は、画像処理装置１７０
に供給される。

【００１９】画像処理装置１７０では、ＣＣＤエリアセ
ンサ１６０からの画像信号がＡ／Ｄ変換部１７１でデジ
タル信号に変換された後、リング照明画像格納部１７２
に格納される。

【００２０】図２は、ワーク１２０の撮像画像の例を示
している。この例では、ワーク１２０は、台座となるバ
ンプ部２０４と、バンプ部２０４に固定された半導体ペ
レット２００とからなる。半導体ペレット２００は、Ｓ
ｉＯ₂ からなるペレット本体２０１とその上部に付着し
たアルミ電極部２０２から構成されている。符号２０３
は、アルミ電極部２０２上の欠陥部を示している。

【００２１】リング照明装置１３０によってワーク１２
０に光が照射された場合には、バンプ部２０４の表面に
は凹凸が形成されているため、表面に入射したほとんど
の光は乱反射してその反射光のほとんどがレンズ１５０
に入射するので最も明るく映し出される。ペレット本体
２０１は、光反射率が低いため、最も暗く映し出され
る。アルミ電極部２０２上の欠陥部２０３は表面に多少
の凹凸があるため、表面に入射した光の一部が乱反射し
てレンズ１５０に入射するので、乱反射光の少ないアル
ミ電極部２０２よりも明るく映し出される。

【００２２】したがって、リング照明によってワーク１
２０が照射された場合には、各部の明るさ（濃度値）
は、ペレット本体２０１、アルミ電極部２０２、欠陥部
２０３、バンプ部２０４の順に大きく（明るく）なる。
リング照明によって得られたワーク１２０の画像をリン
グ照明画像ということにする。

【００２３】リング照明によるワーク１２０の画像がリ
ング照明画像格納部１７２に格納されると、リング照明
装置１３０のための光源１３１がオフにされ、同軸落射
照明装置１４０のための光源１４１がオンにされ、同軸
落射照明装置１４０によって光がワーク１２０に照射さ
れる。同軸落射照明装置１４０の照明によるワーク１２
０からの反射光が、ＣＣＤエリアセンサ１６０によって
電気信号に変換され、この電気信号が画像処理装置１７
０に供給される。

【００２４】画像処理装置１７０では、供給された画像
信号がＡ／Ｄ変換部１７１によってＡ／Ｄ変換された
後、今度は、同軸落射照明画像格納部１７３に格納され
る。

【００２５】同軸落射照明装置１４０によってワーク１
２０に光が照射された場合には、図２を参照して、バン
プ部２０４の表面には凹凸が形成されているため、表面
に入射した光のほとんどが乱反射してレンズ１５０に入
射されないので、最も暗く映し出される。また、アルミ
電極部２０２上の欠陥部２０３は表面に多少の凹凸があ
るため、表面に入射した光の一部は乱反射してレンズ１
５０に入射されないので、バンプ部２０４の次に暗く映
し出される。アルミ電極部２０２は、光反射率が高いた
め最も明るく写し出され、ペレット本体２０１はその反
射率が低いためアルミ電極部２０２の次に明るく写し出
される。

【００２６】したがって、同軸落射照明によってワーク
１２０が照射された場合には、各部の明るさ（濃度値）
は、バンプ部２０４、欠陥部２０３、ペレット本体２０
１、アルミ電極部２０２の順に大きく（明るく）なる。
同軸落射照明によって得られたワーク１２０の画像を同
軸落射照明画像ということにする。

【００２７】リング照明画像格納部１７２および同軸落
射照明画像格納部１７３に格納された画像は、２値化処
理部１７４で２値化された後、比較処理部１７５に送ら
れる。２値化処理部１７４で行われる２値化処理は、リ
ング照明画像および同軸落射照明画像の各画像に対し
て、アルミ電極部２０２およびアルミ電極部２０２より
明るい部分を１（白）、アルミ電極部２０２より暗い部
分を０（黒）とするものである。したがって、リング照
明画像の２値化画像、図３（ａ）のようになり、同軸落
射照明画像の２値化画像は、図３（ｂ）のようになる。

【００２８】次に、比較処理部１７５では、次式１で示
される画像間演算が行われ、欠陥部が抽出される。図３
（ｃ）は、この画像間演算が行われた結果で、欠陥部分
２０３とともにともに、バンプ部２０４が明るい部分と
して抽出される。

【００２９】

【数１】（リング照明画像の２値化画像）−（同軸落射
照明画像の２値化画像）

【００３０】次に、ラベリング処理部１７６では、比較
処理部１７５の処理結果に対して、ラベリング処理が行
われる。図４はラベリング処理結果を示すもので、前述
の比較結果で抽出された各欠陥部分２０３に対してＬ
１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４…等のようにラベル付けが行われ
る。また、図５に示すように各ラベル付けされた欠陥部
分について、面積Ｓ_n および外接長方形の基準位置Ｒ_n
が算出される。

【００３１】一方、位置検出部１７７では、同軸落射照
明格納部１７３に格納されている同軸落射照明画像を用
い、半導体ペレット２００の基準位置Ｐ（図２参照）が
検出される。この検出は、たとえば、テンプレートマッ
チングアルゴリズムによって行われる。

【００３２】最後に、判断処理部１７８において、ラベ
リング処理部１７６で得られたラベリング結果と、位置
検出部１７７で得られた半導体ペレット２００の基準位
置Ｐとから、欠陥部の判定を行う。この判定は、例え
ば、「ラベル付けされた部分が半導体ペレット２００の
内部領域に入っているか」、「各ラベル付けされた部分
は、欠陥とみなしてもよい大きさのものか」といったも
のである。

【００３３】すなわち、ラベル付けされた欠陥部２０３
の面積Ｓ_n が所定値より小さいものは、欠陥部ではない
と判定される。また、ラベル付けされた欠陥部２０３の
外接長方形の基準位置Ｒ_n と、半導体ペレット２００の
基準位置Ｐとから、半導体ペレット２００上での欠陥部
２０３の位置が分かるので、電気テストプローブの跡の
ように、傷ではあるが欠陥ではないようなもの、半導体
ペレット２００の外部にあるものは、欠陥部ではないと
判定される。このようにして、真の欠陥部のみが抽出さ
れる。

【００３４】上記実施例では、同じワークに対して２種
の照明を当て、２種の画像を生成し、これらの２種の画
像を重ね合わせて比較することにより、欠陥部を抽出し
ているので、ワーク画像と基準パターンとを比較する従
来技術のように、高精度のワークの位置決めおよび角度
補正処理が不要となり、欠陥部抽出のための処理時間の
短縮化が図れる。

【００３５】

【発明の効果】この発明によれば、位置決めおよび角度
補正を行う必要がないため、半導体ペレット等のワーク
の検査を高速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体ペレットの検査装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】ワーク画像を示す模式図である。

【図３】リング照明画像および同軸落射照明画像の２値
化結果ならびにその比較結果を示す模式図である。

【図４】ラベリング処理結果を示す模式図である。

【図５】ラベリング処理の結果、得られる特徴量を示す
模式図である。

【符号の説明】

１１０ 搬送装置 １２０ ワーク １３０ リング照明装置 １３１ リング照明装置のための光源 １４０ 同軸落射照明装置 １４１ 同軸落射照明装置のための光源 １５０ レンズ １６０ ＣＣＤエリアセンサ １７０ 画像処理装置 １７１ Ａ／Ｄ変換部 １７２ リング照明画像格納部 １７３ 同軸落射照明画像格納部 １７４ ２値化処理部 １７５ 比較処理部 １７６ ラベリング処理部 １７７ 位置検出部 １７８ 判定処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野尻 豊 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光軸の周囲の複数点から光をワークに
   照射し、その反射光を受光することによって第１ワーク
   画像を生成し、 受光軸に平行に光をワークに照射し、その反射光を受光
   することによって第２ワーク画像を生成し、 第１ワーク画像および第２ワーク画像に基づいて、ワー
   クの欠陥部を抽出するワーク検査方法。
2. 【請求項２】 受光軸の周囲の複数点から光をワークに
   照射する第１照明装置、 受光軸に平行に光をワークに照射する第２照明装置、 第１照明装置によって光をワークに照射し、その反射光
   を受光することによって第１ワーク画像を生成する第１
   ワーク画像生成手段、 第２照明装置によって光をワークに照射し、その反射光
   を受光することによって第２ワーク画像を生成する第２
   ワーク画像生成手段、ならびに第１ワーク画像および第
   ２ワーク画像に基づいて、ワークの欠陥部を抽出する欠
   陥部抽出手段、 を備えているワーク検査装置。
3. 【請求項３】 欠陥部抽出手段は、第１ワーク画像およ
   び第２ワーク画像をそれぞれ２値化する手段、および第
   １ワーク画像の２値化結果および第２ワーク画像の２値
   化結果を比較することにより、ワークの欠陥部を抽出す
   る手段を備えている請求項２記載のワーク検査装置。