JPS61130860A - 半導体ウエハ欠陥検査装置 - Google Patents
半導体ウエハ欠陥検査装置Info
- Publication number
- JPS61130860A JPS61130860A JP59251802A JP25180284A JPS61130860A JP S61130860 A JPS61130860 A JP S61130860A JP 59251802 A JP59251802 A JP 59251802A JP 25180284 A JP25180284 A JP 25180284A JP S61130860 A JPS61130860 A JP S61130860A
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- JP
- Japan
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- pattern
- image
- chip
- video
- semiconductor wafer
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- Pending
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9501—Semiconductor wafers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は半導体ウェハの製造工程において、諸口路パタ
ーンを形成するホ) I7ソグラフイエ程ぢよび完成ウ
ニ・・の外観検査に用いられる半導体ウェハ欠陥検査装
置に関する。
ーンを形成するホ) I7ソグラフイエ程ぢよび完成ウ
ニ・・の外観検査に用いられる半導体ウェハ欠陥検査装
置に関する。
最近のエレク)aニクス製品の進歩には著しいものがあ
り、特に主要製品である半導体素子の生産ラインは、近
年、自動化、省力化、高精度化が急速に進み、高密度化
、高信頼度化及びコストダ・フンに大きく寄与している
。しかし、検査工程、とりわけ、外観検査に2いては、
未だ、顕微鏡による目視法に頼っているのが実情である
。
り、特に主要製品である半導体素子の生産ラインは、近
年、自動化、省力化、高精度化が急速に進み、高密度化
、高信頼度化及びコストダ・フンに大きく寄与している
。しかし、検査工程、とりわけ、外観検査に2いては、
未だ、顕微鏡による目視法に頼っているのが実情である
。
半導体素子の高集積化にともない、形成パターンの寸法
、ピッチ等は櫨々小さくなってきており、工程の多様化
と相まってウニ・・上の欠陥検出における精度保持の必
要性は番々高まっている。既に、露光剤のマスク、レチ
クルの検査方法では、パターンをテにビジョン信号に変
換して、隣接したチップ間のパターンをマイクロコンピ
ュータにより比較判定する方法、CAD+こよる設計・
fターンと被検査パターンとを比較する等の手段を用い
た自動検査装置が実用化され、その分解能も0.5〜1
゜0μmの性能を達成している。
、ピッチ等は櫨々小さくなってきており、工程の多様化
と相まってウニ・・上の欠陥検出における精度保持の必
要性は番々高まっている。既に、露光剤のマスク、レチ
クルの検査方法では、パターンをテにビジョン信号に変
換して、隣接したチップ間のパターンをマイクロコンピ
ュータにより比較判定する方法、CAD+こよる設計・
fターンと被検査パターンとを比較する等の手段を用い
た自動検査装置が実用化され、その分解能も0.5〜1
゜0μmの性能を達成している。
一方、薬品であるチップのパターンの断線、欠は或は異
物等の欠陥を自動nlこ検査する試みも各所でなされて
いるが、複雑な断面構造や膜組成からの反射条件等によ
る多くの制約があり、初期工程の簡単なパターン検査に
限られているのが実情である。
物等の欠陥を自動nlこ検査する試みも各所でなされて
いるが、複雑な断面構造や膜組成からの反射条件等によ
る多くの制約があり、初期工程の簡単なパターン検査に
限られているのが実情である。
本発明の目的は、半導体ウェハ上の複雑なパターンの欠
陥を高い精度で検出でき、かつ、欠陥部の位置と内容を
自動的に記録・再生することができる半導体ウェハ欠陥
検査装置を提供することにある。
陥を高い精度で検出でき、かつ、欠陥部の位置と内容を
自動的に記録・再生することができる半導体ウェハ欠陥
検査装置を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために、ビデオカメラが近
接したチップ上をチップサイズの整数倍のピッチで同一
方向にビデオ走査するように、X−Yステージを駆動可
能とし、またパターン画像を再生する機構シま、記憶し
た二つのチップの同一アドレス上のパターン画像を分割
し交互(こ表示することが可能であり、この分割パター
ン画像により異常パターンのチップ位置を目視判定し記
録するととも(こ、その異常パターン部分を画像再生可
能としたことを特徴とする。
接したチップ上をチップサイズの整数倍のピッチで同一
方向にビデオ走査するように、X−Yステージを駆動可
能とし、またパターン画像を再生する機構シま、記憶し
た二つのチップの同一アドレス上のパターン画像を分割
し交互(こ表示することが可能であり、この分割パター
ン画像により異常パターンのチップ位置を目視判定し記
録するととも(こ、その異常パターン部分を画像再生可
能としたことを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第1
図は本発明の装置を上方より見た外観図であり、a−ダ
部1、ア/a−ダ部2にはそれぞれ複数のウニ・・3が
収納of能となっている。顕微鏡4には自動焦点機構が
内蔵されており、ビデオカメラ5がウェハ3のパターン
をどしく捕えられす るようにウェハホルダが上下に移動され、ピント合せが
できるようになっている。6はビデオカメラ5が撮像し
た映像を表示するための画像モニタ、また7はジョイス
ティックおよびθa−テイタを含み、ウェハ3のダイジ
ノグラインがX−Yステージ8の駆動方向と平行になる
ようにウエノ・ホルダを回転調整するウエノ・操作部で
ある。X−Yステージ8の左方には、このX−Yステー
ジ8を所定のプログラムζこより駆動さぜ、ウエノ・3
上の検査されるべきチップの全面をビデオ走査させるた
めの位置決めメモリキーボード9が設けられている。装
置右側のケース中lこは、画像処理部20及びセンター
コン)O−ル部40が収納されている。
図は本発明の装置を上方より見た外観図であり、a−ダ
部1、ア/a−ダ部2にはそれぞれ複数のウニ・・3が
収納of能となっている。顕微鏡4には自動焦点機構が
内蔵されており、ビデオカメラ5がウェハ3のパターン
をどしく捕えられす るようにウェハホルダが上下に移動され、ピント合せが
できるようになっている。6はビデオカメラ5が撮像し
た映像を表示するための画像モニタ、また7はジョイス
ティックおよびθa−テイタを含み、ウェハ3のダイジ
ノグラインがX−Yステージ8の駆動方向と平行になる
ようにウエノ・ホルダを回転調整するウエノ・操作部で
ある。X−Yステージ8の左方には、このX−Yステー
ジ8を所定のプログラムζこより駆動さぜ、ウエノ・3
上の検査されるべきチップの全面をビデオ走査させるた
めの位置決めメモリキーボード9が設けられている。装
置右側のケース中lこは、画像処理部20及びセンター
コン)O−ル部40が収納されている。
31は後述する判定処理部を操作するための判定処理キ
ーボードである。
ーボードである。
次lこ、第2図1こより、本発明の装置のシステム構成
を説明する。この装置ンステムは、ウニ・・ステージ部
10、画像処理部20、判定処理部30、センターコン
トa−ル部40及びプリンタ50から構成されている。
を説明する。この装置ンステムは、ウニ・・ステージ部
10、画像処理部20、判定処理部30、センターコン
トa−ル部40及びプリンタ50から構成されている。
ウェハステージ部10は、ステップモータ11とりニヤ
エンコーダ12により高速駆動及び高精度位置決めがな
されるX−Yステージ8上にウェハ3を載置固定可能に
形成し、このウニ八3上のチップのパターン像をオート
フォーカス機構を有する光学系13を介してビデオカメ
ラ5で撮像し、その映像信号を画像処理部20に出力す
る構成となっている。l#1象処理部20は画像拡大処
理回路22、画像選択処理回路23及び画像拡大処理回
路24が順次接続されたビデオメモリエニット21と、
これに接続されたアドレスメモリ検出回路25から構成
されており、その出力は判定処理部30に接続されてい
る。判定処理部30は画像モニタ6、判定信号出力回路
32、再生指定回路33等より構成されており、その出
力はセンターコントa−ル部40に接続されている。セ
ンターコントロール部40は更にウニノーステージ部1
0、画像処理部20及びプリンタ50ζこ接続されてい
る。
エンコーダ12により高速駆動及び高精度位置決めがな
されるX−Yステージ8上にウェハ3を載置固定可能に
形成し、このウニ八3上のチップのパターン像をオート
フォーカス機構を有する光学系13を介してビデオカメ
ラ5で撮像し、その映像信号を画像処理部20に出力す
る構成となっている。l#1象処理部20は画像拡大処
理回路22、画像選択処理回路23及び画像拡大処理回
路24が順次接続されたビデオメモリエニット21と、
これに接続されたアドレスメモリ検出回路25から構成
されており、その出力は判定処理部30に接続されてい
る。判定処理部30は画像モニタ6、判定信号出力回路
32、再生指定回路33等より構成されており、その出
力はセンターコントa−ル部40に接続されている。セ
ンターコントロール部40は更にウニノーステージ部1
0、画像処理部20及びプリンタ50ζこ接続されてい
る。
上記装置において、a−ダ部1内に積層して収納された
被検査ウェハ3をプリアラインメント及びハンドラーを
介してX−Yステージ8上のウェハホルダにセットする
と、ビデオカメラ5がウェハ3のパターン像を正しく撮
像できるようlこ、顕Ifi4に内蔵された自動焦点機
構が働き、ウェハホルダが上下に作動してピント合せが
行われ、画像モニタ6上に鮮明な映像が表われる。なお
、検査開始に先立ち、ウェハ3のダイシングラインがX
−Yステージ8の駆動方向と平行になるように、ウェハ
操作部7に設けられたジョイスティックおよびθa−テ
イタを操作してウニI・ホルダを回転調整しておく。
被検査ウェハ3をプリアラインメント及びハンドラーを
介してX−Yステージ8上のウェハホルダにセットする
と、ビデオカメラ5がウェハ3のパターン像を正しく撮
像できるようlこ、顕Ifi4に内蔵された自動焦点機
構が働き、ウェハホルダが上下に作動してピント合せが
行われ、画像モニタ6上に鮮明な映像が表われる。なお
、検査開始に先立ち、ウェハ3のダイシングラインがX
−Yステージ8の駆動方向と平行になるように、ウェハ
操作部7に設けられたジョイスティックおよびθa−テ
イタを操作してウニI・ホルダを回転調整しておく。
チップのパターン像を録画する着こ当っては、所定の検
査されるべきチップの全面がビデオ走査されるように、
ビデオカメラ5のレンズ倍率に応じた所定の走査ピッチ
でX−Yステージ8を駆動するプログラムに従ってX−
Yステージ8を駆動するべく、位置決め牛−ボード9か
ら指令を与える。
査されるべきチップの全面がビデオ走査されるように、
ビデオカメラ5のレンズ倍率に応じた所定の走査ピッチ
でX−Yステージ8を駆動するプログラムに従ってX−
Yステージ8を駆動するべく、位置決め牛−ボード9か
ら指令を与える。
全チップのパターン画像を画像処理部20#こビデオメ
モリしたウェハ3は、アンローダ部2に収納される。同
様の操作を繰返すことにより、a−ダ部1に収納された
すべてのウェハ3のパターン画像が画像処理部20#こ
ビデオメモリされる。
モリしたウェハ3は、アンローダ部2に収納される。同
様の操作を繰返すことにより、a−ダ部1に収納された
すべてのウェハ3のパターン画像が画像処理部20#こ
ビデオメモリされる。
第3図はウェハ3上の検査されるべきチップ14にそっ
て斜線を施し、また矢印を付したライン151こより、
ビデオカメラ5のセンターに対しX−Yステージ8が前
記設定プログラムにより駆動される軌跡即ちビデオ走査
方向を示した図である。チップ14のX、Yサイズを、
夫々、P!、P、とし、検査を開始するチップをB1同
じ列中の中間にあるチップをa′、また、チップa、a
’よりチップサイズPj!のn倍だけはなれた位R1こ
あるチップをbl b’とする。 また顕微鏡4の対物
レンズは比較的低倍率であり、2回のビデオ走査により
1チツプ内の全パターンを網羅できるものとする。
て斜線を施し、また矢印を付したライン151こより、
ビデオカメラ5のセンターに対しX−Yステージ8が前
記設定プログラムにより駆動される軌跡即ちビデオ走査
方向を示した図である。チップ14のX、Yサイズを、
夫々、P!、P、とし、検査を開始するチップをB1同
じ列中の中間にあるチップをa′、また、チップa、a
’よりチップサイズPj!のn倍だけはなれた位R1こ
あるチップをbl b’とする。 また顕微鏡4の対物
レンズは比較的低倍率であり、2回のビデオ走査により
1チツプ内の全パターンを網羅できるものとする。
検査開始に先立ち、先ず、X−Yステージ8のみかけの
原点01検査開始点S0のX、Y座標(PI、P、)お
よび走査折り返し点の座標(p2、P、n)、(Ps、
P−)−・・・・・・(P、、P−)を位置決めメモリ
キーボード9から入力し、X−Yステージ8の駆動条件
を設定し、次いで検査開始点S0よりビデオ走査を開始
させる。 )
以上のようにしてウエノ・の所定の全検査領域を繰返し
ビデオ走査することζこすると、チップa1a′からチ
ップサイズP8のn倍だけはなれた位置tこあるチップ
b、b’の同一パターン上をビデオ走査する場合の走査
方向はa、a’の場合と同一になる。検査開始と同時l
こ、X−Yステージ8の位置検出センナであるリニヤエ
ンコーダ12Iこよりチップ位置信号を読み取り、斜線
を施した領域のp4ターン画像を画像処理部20にメモ
リさせる。各パターン画像には、チップ単位で指定した
アドレス番号を同時ζこメモリさせておき、後述する画
像再生時lこ、画像モニタ6の隅(こウェハ歯、アドレ
ス番号を表示できるよう(こなっている。以上の操作を
繰返すことにより、セットした全ウェハの検肴画像を画
イ象処理部20に記憶させる。
原点01検査開始点S0のX、Y座標(PI、P、)お
よび走査折り返し点の座標(p2、P、n)、(Ps、
P−)−・・・・・・(P、、P−)を位置決めメモリ
キーボード9から入力し、X−Yステージ8の駆動条件
を設定し、次いで検査開始点S0よりビデオ走査を開始
させる。 )
以上のようにしてウエノ・の所定の全検査領域を繰返し
ビデオ走査することζこすると、チップa1a′からチ
ップサイズP8のn倍だけはなれた位置tこあるチップ
b、b’の同一パターン上をビデオ走査する場合の走査
方向はa、a’の場合と同一になる。検査開始と同時l
こ、X−Yステージ8の位置検出センナであるリニヤエ
ンコーダ12Iこよりチップ位置信号を読み取り、斜線
を施した領域のp4ターン画像を画像処理部20にメモ
リさせる。各パターン画像には、チップ単位で指定した
アドレス番号を同時ζこメモリさせておき、後述する画
像再生時lこ、画像モニタ6の隅(こウェハ歯、アドレ
ス番号を表示できるよう(こなっている。以上の操作を
繰返すことにより、セットした全ウェハの検肴画像を画
イ象処理部20に記憶させる。
以上の操作を完了したら、画像再生を行なう。
画像再生において・ま、前記相対応するチップa1bま
たはa′、b′の同一位置ヒでメモリしたパターン画像
を複数に分割し、この分割したチップa1bの各パター
ン画像を第4図に示すように交互に画像モニタ6上に連
続表示する。検査員は左右に対比して表示された各画像
を比較観察しながら欠陥の有無を判定し、チップa、b
の各分割パターンA、 、B、上のいずれかに異常個所
(第4図の場合、AI 、 A4は正常/ぐター/、B
1、B2は欠陥]fターン)を見出した時、画像を停止
させ、ウェハのaット番号、不良チップのアドレス番号
を読み取り、判定処理キーボード31から人力すること
により、記憶させると共曇こ、プリンタ50に打出させ
る。この際、不良内容に対応するコート−も合わせて印
字させる。ウエノヘ3の搬送、位置決め等の駆動系の指
令詔よびビデオ画像のメモリ、再生、分割処理等はマイ
クロコンピュータが組込まれたセンターコン)o−ル部
40により一括制御される。
たはa′、b′の同一位置ヒでメモリしたパターン画像
を複数に分割し、この分割したチップa1bの各パター
ン画像を第4図に示すように交互に画像モニタ6上に連
続表示する。検査員は左右に対比して表示された各画像
を比較観察しながら欠陥の有無を判定し、チップa、b
の各分割パターンA、 、B、上のいずれかに異常個所
(第4図の場合、AI 、 A4は正常/ぐター/、B
1、B2は欠陥]fターン)を見出した時、画像を停止
させ、ウェハのaット番号、不良チップのアドレス番号
を読み取り、判定処理キーボード31から人力すること
により、記憶させると共曇こ、プリンタ50に打出させ
る。この際、不良内容に対応するコート−も合わせて印
字させる。ウエノヘ3の搬送、位置決め等の駆動系の指
令詔よびビデオ画像のメモリ、再生、分割処理等はマイ
クロコンピュータが組込まれたセンターコン)o−ル部
40により一括制御される。
欠陥部の細部観察を必要とする場合には、画像の拡大処
理をした後に画像モニタ6に表示させることができる。
理をした後に画像モニタ6に表示させることができる。
また、a−ダ部lからウェハ3をセットし顕微鏡4で欠
陥部周辺を確認検査することも可能である。
陥部周辺を確認検査することも可能である。
尚、上記実施例においてはビデオ走査方向および分割再
生画像の方向を縦方向としたが、被検査体のパターンに
よっては、第5図に示すようlこ、走査方向を水平方向
とすることもできる。図でC8、C2は正常パターン、
DIは欠陥パターンである。
生画像の方向を縦方向としたが、被検査体のパターンに
よっては、第5図に示すようlこ、走査方向を水平方向
とすることもできる。図でC8、C2は正常パターン、
DIは欠陥パターンである。
また、ウェハ位置決めtこおけるX−Y平行出し、検査
開始点の設定機能に関し、上記実施例では半自動位置決
め方式を採用したが、これらを全自動化することも可能
である。
開始点の設定機能に関し、上記実施例では半自動位置決
め方式を採用したが、これらを全自動化することも可能
である。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、検査
位置が自動的(こ設定でき、また、パターン画像を分割
表示し比較観察番こより欠陥検出ができるので、複雑な
パターンにおいて高精度の欠陥抽出が容易である。吏曇
こパターン画像を記憶させ、次いで再生する方式なので
、予備操作により集録したパターンデータを適時再生し
検査判定できる事から時間的制約を取除くことが、でき
る。また更に、不良欠陥位置と内容が自動的に記録され
ること番こより、欠陥発生個所の分布状況と内容の分析
が可能となり諸対策が立て易くなるなど、ウェハパター
ンの外観検査工程の省力化、高精度化、コストダウンに
大きくを与することができる。
位置が自動的(こ設定でき、また、パターン画像を分割
表示し比較観察番こより欠陥検出ができるので、複雑な
パターンにおいて高精度の欠陥抽出が容易である。吏曇
こパターン画像を記憶させ、次いで再生する方式なので
、予備操作により集録したパターンデータを適時再生し
検査判定できる事から時間的制約を取除くことが、でき
る。また更に、不良欠陥位置と内容が自動的に記録され
ること番こより、欠陥発生個所の分布状況と内容の分析
が可能となり諸対策が立て易くなるなど、ウェハパター
ンの外観検査工程の省力化、高精度化、コストダウンに
大きくを与することができる。
第1図は本発明になる半導体ウェハ欠陥検査装置の一実
施例を上方より見た外観図、第2図はそのシステム構成
を示すブロック図、第3図は同じくウェハのチップパタ
ーンをビデオ走査する態様の一例を示す説明図、第4図
、W、5図は本発明の装置により録画されたパターン画
像を画像モニタ上に分割再生した実例を示すパターン図
#;痴;である。 3・・ウェハ、 5・・・ビデオカメラ、6
・・画像モニタ、 8・・・X−Yステージ、10
・・・ウェハステージ部、 20・・・画像処理部、
30・・判定処理部、40・・・センターコントa−ル
部、50・−・プリンタ。 箋 第1図 第2図 第3図 第4図
施例を上方より見た外観図、第2図はそのシステム構成
を示すブロック図、第3図は同じくウェハのチップパタ
ーンをビデオ走査する態様の一例を示す説明図、第4図
、W、5図は本発明の装置により録画されたパターン画
像を画像モニタ上に分割再生した実例を示すパターン図
#;痴;である。 3・・ウェハ、 5・・・ビデオカメラ、6
・・画像モニタ、 8・・・X−Yステージ、10
・・・ウェハステージ部、 20・・・画像処理部、
30・・判定処理部、40・・・センターコントa−ル
部、50・−・プリンタ。 箋 第1図 第2図 第3図 第4図
Claims (1)
- 半導体ウエハを載置固定しX、Y方向に移動可能なX
−Yステージと、半導体ウエハのパターン画像をビデオ
カメラを用いて撮像する機構と、このパターン画像を記
憶し、再生する機構とからなる半導体ウェハ欠陥検査装
置において、前記X−Yステージは、前記ビデオカメラ
が近接したチップ上をチップサイズの整数倍のピッチで
同一方向にビデオ走査するように形成され、また前記パ
ターン画像を再生する機構は、記憶した二つのチップの
同一アドレス上のパターン画像を分割し交互に表示可能
であり、かつこの分割表示されたパターン画像により異
常パターンのチップ位置を目視判定し記録すると共に、
そのパターン部分を画像再生可能に形成されたことを特
徴とする半導体ウェハ欠陥検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59251802A JPS61130860A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 半導体ウエハ欠陥検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59251802A JPS61130860A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 半導体ウエハ欠陥検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61130860A true JPS61130860A (ja) | 1986-06-18 |
Family
ID=17228139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59251802A Pending JPS61130860A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 半導体ウエハ欠陥検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61130860A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63179241A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-23 | Toyota Motor Corp | はんだ付品質検査装置 |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP59251802A patent/JPS61130860A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63179241A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-23 | Toyota Motor Corp | はんだ付品質検査装置 |
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