JPS6157839A - 外観検査方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野］ 本発明は、例えば半導体ペレッ］〜の欠陥を検査する外
観検査方法に関する。

〔発明の技術的前頭とその問題点） 一般に集積回路の製造ラインでは、つ１ハにンス・クパ
ターンを形成したのＩ５ダイシングして甲）９体ペレッ
］へ毎に分割し、しかるのＩ５ボン１“ｆング等の後工
程に供するようにしているが、この間の工程は集積回路
の品質を決める上で最も重要であり、傷や汚れ等の外観
検査が不可欠である。このため従来では、例えばウェハ
にマスクパターンを形成した状態で、顕微鏡による目視
観察を行なったり、ウェハのパターン形成面を撮像して
隣接する各ペレットのパターンを相互に比較することに
より欠陥の有無を検査している。しかるに半導体ペレッ
トは、ウェハをダイシングして分割する際に端部に割れ
や欠けを生じ易く、また各半導体ペレットをトレーに収
容する際にペレットの表面に汚れや潰れ、傷等が生じる
ことがあるため、前記ウェハの状態で欠陥無しと判定さ
れたとしても半導体ペレットが良品であるとは必ずしも
言えない。

そこで最近では、半導体ペレットの状態で欠陥検査を行
なうことが実施されている。しかしながら、この半導体
ペレッ］〜の状態で検査を行なおうどするど、ペレッ１
〜は各々分割された状態になっているため、ウェハの検
査で用いた隣接するパターンの囮鍮両像を相互に比較す
ることにより検査づる手法は適用することができない。

このため従来では、検査者が顕微鏡による目視観察を行
なうことに」：り検査している。しかるにこの様な目視
観察による検査は、検査能率および検査精度が低いため
、生産性の向上を図ることができなかった。

一方、半導体ペレットを個々に撮像してその二値化画像
から欠陥を自動検出することも考えられているが、従来
ウェハの検査で用いられていた撮像手段は被検査面に対
し垂直上方から照明を行ない、その反射像を垂直上方で
撮像し、配線パターンを１本１本検査するものであった
。このため、半導体ペレットの端部等に発生する割れや
欠（）等の欠陥については精度良く検出することができ
るが、半導体ペレットに多い汚れや潰れ等の表面欠陥に
ついては高速度で安価に検出することができなかった。

〔発明の目的〕

本発明は、如何なる種類の欠陥であっても高精、　　　
　　度にかつ構成簡易にして検出することができ、しか
もこの検査を能率良く高速度に行ない得る外観検査方法
を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、１個の被検査物
に対し垂直落射照明と斜め上方からの照明とをそれぞれ
行ない、これらの照明毎に上記被検査物を撮像してこれ
により得られる搬像画像情報から各々種類の異なる欠陥
の検査を行なうようにし、かつこれらの欠陥検査中で欠
陥が検出されると、その時点でその被検査物に対する以
後の検査を中止して次の被検査物に対する検査に移行す
るようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明方法を実施するための外観検査装置の
全体の構成を示すもので、１は基台、２はＸＹテーブル
を示している。このＸＹテーブル２は、ステップモータ
２１．２２により動作するもので、テーブル上には被検
査物としての半導体ペレット３がス１〜ツカ（図示せず
）からコレットにより取出されて載置される。一方、こ
の半導体ペレット３の垂直上方には、支持軸５１で支持
された状態で撮像装置５が配設されている。この撮像装
置５は、上記支持軸５１に固定アーム５２を昇降自在に
取着し、この固定アーム５２に上記半導体ペレット３の
被検査面を拡大する顕微鏡５３おＪ：びこの顕微鏡５３
で拡大された画像を撮像する工業用テレビジョン（ＴＴ
Ｖ）カメラ５４を固定したものである。

ところで、この撮像装置５には２つの相異なる照明装置
６．７が設けである。このうち第１の照明装置６は、第
２図（ａ）に示す如く光源６１の出力光を半透＆ｆ）　
６２で反ｑ・１さｌることにＪ、す、前記ＸＹテーブル
２に載置されている？１′聯体ぺ１ノツト３に対し垂直
落射照明を行なう〜ｂのである。−力筒２の照明装置７
は、光源７１と前記顕微鏡５３の先端部に固定された投
光部７２とからなり、光［７１の出力光を投光部７２よ
り第２図（ｂ）に示す如く半導体ベレンｉ〜３に対し斜
め上方から照射し、これにより半導体ペレット３の被検
査面を斜め照明するものである。

さて、前記ＴＴＶカメラ５４で得られた撮像画像は、先
ず二値化回路８１で所定の二値化レベルにしたがって二
値化されたのち画像メモリ８２に一口記憶され、しかる
のち制御回路８３に導入されるようになっている。この
制御回路８３は、主制御部としてのマイクロプロセッサ
を有するもので、第３図に示す如く撮像制御手段３１、
視野制御手段３２、位置制御手段３３、端部欠陥検出手
段３４、表面欠陥検査手段３５および照明切換手段３６
からなる各制御機能を備えている。撮像制御手段３１は
、ｒＴＶカメラ５４を駆動するとともに、二値化回路８
１に二値化レベルを設定しかつ画像メモリ８２の書き込
みおよび読み出し各動作を制御するものである。視野制
御手段３２は、モータ駆Ｖ；回路８４を介して前記ＸＹ
テーブル２を駆動することにより、半導体ペレット３に
対するＩＴＶカメラ５４のＩｌｌｌ視像を可変制御する
。

位置検出手段３３は、垂直落射照明により得られた画像
から半導体ペレット３の位置を検出するものである。ま
た端部欠陥検出手段３４は、前記垂直落射照明のときに
得られた二値化パターン像の信号レベルを判定すること
により割れや欠は等の端部欠陥を検出する。また表面欠
陥検出手段３５は、前記斜め照明を行なった状態で得ら
れる二値化パターン像の信号レベルを判定することによ
り、半導体ペレッ１〜３の汚れや潰れ、表面傷等の表面
欠陥を検出する。最後に照明切換手段３６は、前記第１
の照明装置６の光源６１お」：び第２の照明装置７の光
源７１を各別に駆動することにＪ、す、半導体ペレッｉ
−３の被検査面に対し垂直落口・１照明と斜め照明とを
各々別ノＺに行４ｆうｂのである１゜次に、以上の」、
うな構成に基づいて本弁明ＩＪ法の一実施例をム；１明
り゛る。第４図（ａ　）　、　　（ｂ　）　１．１、そ
の検査手順を示すノＩＩ−ｆ＋・−１−である、。

ＸＹテーブル表面２ａ１の所定のｌｆ７　＠にＩ’　Ｉ
Ｆ　Ｉ＋ペレッ１〜３をセッ］−シ、この状態で検査開
始スｒッチ（図示せず）を操作すると、制御回路ｆｌ　
３１．１先ずステップ４ａで第１の照明装置６の光源６
１に対し駆動信号を発し、これにより半導体べｌノッ！
・　　　　ト３に対して垂直落射照明を行なう。イして
この状態でステップ４ｂによりＴＴＶカメラ５４に駆動
信号を出力して搬像動作を開始させ、これにより得られ
た搬像画像信号を二値化回路８１で二値化させたのち画
像メモリ８２に記憶させる。このとき制御回路８３は、
半導体ペレット３の位置検出用としてそのポンディグパ
ットを検出するために、二値化回路８１に対し比較的高
い二値化レベルを設定する。この二値化レベルは、ポン
ディングパッド部分の画像信号レベル（約０．８Ｖ）と
ボンディングパット部分を除いた部分の画像信号１ノベ
ル（約０．４Ｖ）との中間値に設定される。

第５図（ａ）はその結果得られた二値化パターン１φの
一例を示Ｊ−もので、ボンディングパット部分；ｌ［）
のみが’＋１”レベルとなって検出される。そうしＣ位
置検出用の二値化パターン像が得られるど制御；１１回
路８３は、続いてステップ４Ｇで上記二値化パターン像
からボンディングパット３ｂをパターンＮ？　Ｉにより
検出してその位置から半導体ぺ１ノツ１へ３の位置を検
出する。そしてステップ４ｄでモータ駆動回路８ｆ１を
介してＸＹテーブル２を駆動して半導体ぺ１ノツ１〜３
の位置を調整し、これにより１最像視野の初期位置を設
定する。

さて、そうして搬像位置の位置決めを終了すると制御回
路８３は、先ずステップ４ｅでＩＴＶカメラ５４を駆動
して半導体ペレット３の被検査面を搬像させ、これによ
り得られた撮像画像信号を二値化回路８１で二値化させ
たのち画像メモリ８２に記憶させる。ところで、このと
き制御回路８イングパツトの検出レベルよりも低い二値
化１ノベル、例えばポンディングパッド部分を除いた部
分の画像信号レベル（＋１．４Ｖ）とス１〜ツカ４の画
像信号レベル（０，２Ｖ）どの中間値に設定りる。

従って、この二値化により画像メモリ８２にＣ１，ＩＫ
Ｉえば第５図（ｂ）、（ｃ）に示ずり］１くボンーノ２
Ｃングパッド部分を除いた部分３ａがパ１ド°レベルＣ
ＸＹテーブル表面２ａがＬＬ　Ｉ　ＩＩ　１．ベルと／
【る−ｉ　１ｎ’ｉ化パターン像が記憶される。尚、第
５図（［））は割れや欠は等の端部欠陥が無い場合の二
ｔｕｆｆ化パターン像を、また（Ｃ）は同欠陥が存在す
る場合の二値化パターン像の一例を示している。そして
制御回路８３は、ステップ４ｆで上記二値化パターン像
におけるポンディングパッド部分を除いた部分３ａの端
部の信号レベルを判定して端部欠陥の検出を行ない、続
いてステップ４Ｑで端部欠陥の有無を判定する。そして
、欠陥無しと判定した場合は、ステップ４１で前記ＸＹ
テーブル２を駆動して半導体ペレット３に対するＩＴＶ
カメラ５４のｔｉｌｌ視野を移動させ、しかるのちステ
ップ４ｅに戻って上記欠陥の検出動作を繰返す。そして
半導体ペレッ１〜３の端部全周に対し上記端部欠陥の検
査を繰返し行ない、ステップ４ｈで１ペレツトについて
の端部欠陥の検査を終了したと判定すると、第４図（ｂ
）のステップ４ｊに移行する。一方これらの各端部欠陥
の検査中に、上記ステップ／ｌｆｌ？Ｔ［部欠陥ありど
判定すると、制御回路８３はその１１．１点でその半導
体ペレットに対する検査を終了して第１図（【））のス
テップ４Ｓに移行し、ここで上記半導体ペレッ］・の排
除指令を出力して次の半）９体ペレッＩ−に対する検査
に移行する。

さて、−に記端部欠陥の検査を終了してステップ４ｊに
移行すると制御回路８３は、次にそれまで駆動状態とし
ていた第１の照明装置６の動作を停止させ、それに代わ
って第２の照明装置７の光源７１に駆動信号を出力して
第２の照明装置７による斜め照明を開始させる。つまり
半導体ペレット３に対する照明の形態を切換える。そし
てこの状態で、先ずステップ４ｋにより前記垂直落射照
明の時にステップ４Ｇで検出した半導体ペレット３の位
置に応じて１ｌｉｉ像視野の初期位置を設定し、しかる
のちステップ４ρでＩＴＶカメラ５４を駆動して半導体
ペレッＩ〜３の被検査面を撮像ざｕｌこれにより１すら
れた倣像画像信舅を二値化回路Ｂ　１で所定の二値化１
ノベルに従って二値化ざｌ！Ｉごのら画像メモリ８２に
記憶ざゼる。このどき、ｌ−、Ｍｌ：二値化レベルは、
ポンディングパッド部分を除いた部分３ａの画齢信″Ｆ
］レベルど表面欠陥の画像１１１月レベルどの中間値に
設定されるため、表面欠陥が、　　　　　存在しなけれ
ば第６図（ａ）のにうに全域が“１“ルベルとなり、−
万人面欠陥がある場合に（。１例えば第６図（ｂ）に示
す如く欠陥部分３Ｇが゛１１″レベルとなって現われる
。これは、斜め照明を行なうことにより、正常なポンデ
ィグパッド部分を除いた部分３ａでは照明光が全反射し
てＩＴＶカメラ５４に導入されないのに対し、表面欠陥
部分３Ｇでは斜め上方からの照明光が乱反射してＩＴＶ
カメラ５４に導かれるためである。

そして制御回路８３は、こうして得られた二値化パター
ン像からステップ４ｍで半導体ペレット３表面の汚れや
潰れ等の表面欠陥を゛Ｈパレベルの画素数を計数するこ
とにより検出し、しかるのちステップ４ｎで例えば上記
計数結果が所定値以下であるか否かを判定することによ
り表面欠陥の有無の判定を行なう。そして欠陥無しと判
定した場合は、前記端部欠陥の検出時と同様にステップ
４ｐでＭ像視野の位置をＸＹテーブル２により移ｖ１さ
１！る１口に表面欠陥の検査動作を繰返し、１ぺ１ノッ
トの全域についての検査を終了したとステップ４０Ｃ判
定した時点で、ステップ４ｒに移行して欠陥が無いこと
を示す信号、つまり良品信号を出力１ノ、しかるのし次
の半導体ペレッ１〜３があればこの半導体ペレット３に
対する検査に移行する。

一方、上記各表面欠陥の検査動作中に、上記ステップ４
ｎで欠陥ありと判定した場合は、その時点でステップ／
４ｓに移行してここで排除指令を出力し、次の半導体ペ
レット３に対する検査に移行する。

このように本実施例であれば、各半導体ペレット３毎に
欠陥を自動検査できることはもとより、垂直落射照明と
斜め照明とをそれぞれ行なってこれらの照明毎に割れや
欠は等の端部欠陥と汚れや潰れ等の表面欠陥とを各別に
検出するようにしたことによって、複９１１　’に画＠
処理を行なうことなく筒中かつ高速にしかｂ精度良く全
ての欠陥を検出することができる。従って構成簡易にし
て生産性を向上させることができる。また、垂直画Ｏ１
照明による端部欠陥の検査おにび斜め照明に」、る表面
欠陥の検査を行なっている間に欠陥が検出されると、そ
の時点でその被検査物にス・１する欠陥の検査動作を中
止して次の被検白物にλ１する検市＋、１４８１−ｊす
るようにしたことににって、無駄／に検爵動作を省くこ
とができ、これにより検査時間を短縮し得て検査能率の
向上を図ることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、前記実施例では半導体ペレットの欠陥を検査する
場合について説明したが、端部欠陥および表面欠陥がそ
れぞれ生じる製造物であれば、どのようなものであって
も同様に適用することができる。その他、各照明装置の
構成や制御手順、制御内容、欠陥の検出手段、撮像手段
の構成、視野の制御手段の構成等についても、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、１個の被検査物に
対し垂直落射照明と斜め上方からの照明とをそれぞれ行
ない、これらの照明毎に上記被検査物を撮像してこれに
より得られる撮像画像情報から各々種類の異なる欠陥の
検査を行なうようにし、かつこれらの欠陥検査中で欠陥
が検出されると、ぞの０４点でその被検査物に対する以
後の検査を中Ｉ１１ノーＣ次の被検査物に対する検査に
移行するようにしたことによって、如何なる種類の欠陥
であっても高精度にかつ構成簡易にして検出することが
でき、しかもこの検査を能率良く高速度に行ない得る外
観検査方法を提供することができる、。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例にｃ１ブける′Ａ観検査７Ｊ払肴
説明するためのもので、第１図は同方法を実施りるため
の外観検査方法の全体の構成を示り図、第２図（ａ）、
（ｂ）はでれｆ′れ申、直落０１照明お、１び斜め照明
を行なう照明装置の構成を模式的に小した図、第３図は
制御回路の機能を示°４ブ［１ツ′Ｉ図、第４図（ａ）
、（ｂ）は検査手順を示づフ［１−チャート、第５図（
ａ）〜（Ｃ）および第６図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ作
用説明に用いるための二値化パターン像を示す模式図で
ある。 １・・・基台、２・・・ＸＹテーブル、３・・・半導体
べ１ノツト、３ａ・・・ポンディングパッド部分を除い
た部、７　　　　分、３ｂ・・・ボンディングバット部
分、３Ｇ・・・表面欠陥部分、５・・・撮像装置、５３
・・・顕微鏡、５４・・・ＩＴＶカメラ、６・・・第１
の照明装置、７・・・第２の照明装置、８１・・・二値
化回路、８２・・・画像メモリ、８３・・・制御回路、
８／Ｉ・・・モータ駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １個の被検査物に対し垂直落射照明と斜め上方からの照
   明とをそれぞれ行ない、これらの各照明毎に上記被検査
   物を撮像してその撮像画像情報から各々種類の異なる欠
   陥を検査し、かつこれらの検査中に欠陥が検出された時
   点でその被検査物に対する以後の検査を中止し、次の被
   検査物に対する検査に移行することを特徴とする欠陥検
   査方法。