JPWO2012132273A1 - Appearance inspection method and apparatus - Google Patents
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Abstract
被検査対象物の形成物の外観検査装置のステージ上でのステージ座標と形成物アドレスを関係づけて保持するため、外観検査装置の低倍率レンズを用いて、プレスキャン工程として、得られた撮像画像を用いてステージ座標に関連付けて形成物アドレスを付与し、実検査工程時には、形成物アドレスを用いて、被検査対象物の探索時間を削減し、検査準備工程と実検査の総和の検査タクトタイムの短縮を図る。Imaging obtained as a pre-scan process using a low-power lens of an appearance inspection apparatus in order to hold the relationship between the stage coordinates on the stage of the appearance inspection apparatus and the formed object address of the formation of the object to be inspected Using the image, the formation address is assigned in association with the stage coordinates. During the actual inspection process, the formation address is used to reduce the search time for the object to be inspected, and the inspection tact is the sum of the inspection preparation process and the actual inspection. Reduce time.
Description
本発明は、被検査対象物上に微細なパターンが形成された形成物の外観検査方法およびその装置に関する。特に、ウエハー(例えば、半導体ウエハーやLEDのウエハー)をダイシング加工した後に、エキスパンド工程で多数のチップに分断したとき、被検査対象物である半導体チップ上の形成物の配置や回転角度に統一性が無い場合であっても高速で行える外観検査方法およびその装置に関する。 The present invention relates to an appearance inspection method and apparatus for a formed object in which a fine pattern is formed on an object to be inspected. In particular, when a wafer (for example, a semiconductor wafer or LED wafer) is diced and then divided into a large number of chips in an expanding process, the arrangement and rotation angle of the formation on the semiconductor chip, which is the object to be inspected, is uniform. The present invention relates to a visual inspection method and apparatus that can be performed at a high speed even when there is no screen.
最近、被検査対象物上の形成物の外観検査方法および/または装置においては、所定のパターンが形成された被検査対象物上の形成物に各微細なパターンが凝縮されて被検査対象物上に配置されているものが多い。また、当該被検査対象物の外観検査においては、ダイシング加工後のエキスパンド工程において当該所定の形状物の土台となるウエハーシートを延伸し、個々の形状物を分離した後に、外観検査をおこなうというニーズが増えてきた。 Recently, in the appearance inspection method and / or apparatus for the formed object on the inspection object, each minute pattern is condensed on the formation on the inspection object on which the predetermined pattern is formed. There are many that are arranged in. In addition, in the appearance inspection of the object to be inspected, there is a need to perform an appearance inspection after stretching the wafer sheet that becomes the base of the predetermined shape object in the expanding process after dicing and separating the individual shape objects. Has increased.
さらに、最近では、該形状物の個々のサイズが益々微小になり、一つの被検査対象物上に2万個ないし多い物は10万個の形状物が配置されている。したがって、検査時間も増大し、外観検査のタクトタイムが上昇してきている。 Furthermore, recently, the individual sizes of the shaped objects have become increasingly smaller, and 20,000 to 100,000 objects are arranged on one object to be inspected. Therefore, the inspection time is also increased, and the tact time of the appearance inspection is increasing.
ところで、本願に関係する公知技術について、特許文献1には、被検査対象物の内面傾斜角を求め該角度に対応して回転補正を行う外観検査処理に関する発明が記載されている。
By the way, with respect to known techniques related to the present application,
また、特許文献2には、参照画像および被検査画像の着目画素のうち近傍画素値の空間的変化量の小さい方が許容画素として選択されると共に他方がターゲット画素として選択され、許容画素について許容範囲が設定される。そして、その許容範囲内の任意の値は許容画素の値と見なされて、ターゲット画素と許容画素とが比較されることにより、それらの画素の差分値が算出される。その差分値に基づき被検査画像と参照画像との差異を示す差分マップが作成されることに関する発明が記載されている。
Further, in
さらに、特許文献3には、次の発明が記載されている。被検査対象物の集合体として多数個形成された被検査対象物の欠陥を検出する外観検査を行う。その際、検査レシピ条件に沿って、照明の種類や角度その他撮像の倍率が変わる回数だけ何回も検査する必要がある。その各々の被検査対象物の角度が基準となる水平な角度とずれている量を補正データとして格納する。次回からの繰り返しの検査においては、当該格納された情報を呼び出し、補正した後に外観検査を行う。したがって、その都度の位置や回転角度の測定作業を回避することにより、外観検査時間を短縮している。 Furthermore, Patent Document 3 describes the following invention. An appearance inspection is performed to detect defects in a large number of inspection objects formed as a collection of inspection objects. At that time, it is necessary to inspect as many times as the number of illuminations, the angle, and other imaging magnifications change in accordance with the inspection recipe conditions. The amount by which the angle of each object to be inspected deviates from the reference horizontal angle is stored as correction data. In repeated inspections from the next time, the stored information is called and corrected for appearance inspection. Therefore, the appearance inspection time is shortened by avoiding the measurement work of the position and rotation angle in each case.
前記背景技術に記載のように、被検査対象物上の多数の形状物をダイシング加工後にエキスパンド工程を経て個々に分離して後、全形状物の外観検査をおこなうに際し、形状物の数が多いだけに、形状物を見落として検査されずに検査工程が完了してしまうなどの問題が生じ、該問題の回避策が望まれている。 As described in the background art, a large number of shape objects on the object to be inspected are separated after being subjected to an expanding process after dicing, and then the appearance inspection of all the shape objects is performed with only a large number of shape objects. There is a problem that the inspection process is completed without being overlooked by overlooking the shape object, and a workaround for the problem is desired.
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本願発明に係る発明は、ステージ上に載置された形状物を有するダイシング加工後にエキスパンド工程を経たシートに保持されている被検査対象物を撮像工程にて撮像した撮像画像を用いての前記被検査対象物の外観検査方法であって、
前記被検査対象物を撮像した撮像画像を形状物ごとに事前に設定した閾値に基づいて2値化処理を行い、当該結果に基づいて抽出された個々の形状物の位置を前記ステージの予め決めたステージ座標と対応させて設定するステージ座標設定工程と、
前記形状物間の前記エキスパンド工程における前記シートの伸び率を考慮して、所定の形状物の隣にあるべき他の形状物の範囲に対し、当該所定の形状物のステージ座標を用いて他の形状物探索する探索過程と、
前記探索過程において見つかった他の形状物に対して、所定の形状物を基準にして他の形状物に形状物アドレスを付すとともに、当該形状物アドレスとステージ座標を形状物ごとに関連付ける工程とを備え、
前記形状物のステージ座標と形状物アドレスの関連付ける工程終了後に、前記形状物アドレスに基づいて実検査を行うことを特徴とする。In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the invention according to the present invention uses a captured image obtained by capturing an object to be inspected held in a sheet that has undergone an expanding process after dicing processing having a shaped object placed on a stage in an imaging process. A method for inspecting the appearance of the inspection object,
A binarization process is performed on a captured image obtained by imaging the object to be inspected based on a threshold value set in advance for each shape object, and positions of individual shape objects extracted based on the result are determined in advance on the stage. A stage coordinate setting process for setting corresponding to the stage coordinates,
In consideration of the elongation percentage of the sheet in the expanding step between the shaped objects, other range using the stage coordinates of the predetermined shaped object for the other shaped object range that should be next to the predetermined shaped object Search process to search for shape objects,
A step of assigning a shape object address to another shape object with respect to another shape object found in the search process, and associating the shape object address with stage coordinates for each shape object; Prepared,
After the step of associating the stage coordinates of the shaped object with the shaped object address, an actual inspection is performed based on the shaped object address.
上記方法において、前記被検査対象物は半導体ウエハーであり、形状物は半導体チップであり、
前記形状物のステージ座標は、前記撮像画像の2値化処理を行い、当該2値画像で抽出した半導体チップの重心座標を求め、
前記重心座標から予め決まっている半導体チップのコーナまでの相対距離分ずれた座標に設定することが好ましい。In the above method, the object to be inspected is a semiconductor wafer, and the shape object is a semiconductor chip.
The stage coordinates of the shaped object are obtained by performing binarization processing of the captured image, obtaining the barycentric coordinates of the semiconductor chip extracted from the binary image,
It is preferable to set the coordinates shifted by a relative distance from the center of gravity coordinates to a predetermined corner of the semiconductor chip.
また、上記方法において、形状物アドレスは、前記ステージ座標を用いて、設定した基準形状物から四方向の形状物を順次探索し、前記被検査対象物全域の前記ステージ座標と前記形状物アドレスを設定し関連付ける処理を繰り返して得る。 Further, in the above method, the shape object address is obtained by sequentially searching for shape objects in four directions from the set reference shape object using the stage coordinates, and the stage coordinates and the shape object address of the entire area to be inspected. Repeat the process of setting and associating.
また、上記方法において、、前記ステージ座標設定工程の前に、予め設定された半導体ウエハー上で離間された基準となる2個の半導体チップを探索して個々に撮像し、当該半導体チップの位置座標から半導体ウエハーの傾きを求め、当該結果に応じて当該半導体ウエハーの位置合わせするメインアライメント工程を備えることが好ましい。。 Further, in the above method, before the stage coordinate setting step, two semiconductor chips serving as a reference separated on a preset semiconductor wafer are searched and individually imaged, and the position coordinates of the semiconductor chip are detected. It is preferable to provide a main alignment step of obtaining the inclination of the semiconductor wafer from the above and aligning the semiconductor wafer according to the result. .
さらに、上記方法において、メインアライメント工程の前に、メインアライメント時よりも低倍率で撮像した半導体ウエハーの複数枚の撮像画像を2値化処理した後に、当該2値画像に基づいて当連続配列された複数個の半導体チップの整列状態から当該半導体ウエハーの傾きを求め、当該結果に基づいて半導体ウエハーを位置合わせするサブアライメント工程を備えることが好ましい。 Furthermore, in the above method, before the main alignment step, after binarizing the plurality of captured images of the semiconductor wafer imaged at a lower magnification than in the main alignment, the continuous alignment is performed based on the binary image. It is preferable to provide a sub-alignment step of obtaining the inclination of the semiconductor wafer from the alignment state of the plurality of semiconductor chips and aligning the semiconductor wafer based on the result.
また、本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成を採る。
ステージ上に載置された形状物を有するダイシング加工後にエキスパンド工程を経たシートに保持されている被検査対象物を撮像手段にて撮像した撮像画像を用いての前記被検査対象物の検査を行う外観検査装置であって、
前記被検査対象物を撮像した撮像画像を形状物ごとに事前に設定した閾値に基づいて2値化処理を行い、当該結果に基づいて抽出された個々の形状物の位置を前記ステージの予め決めたステージ座標と対応させて設定するステージ座標設定手段と、
前記形状物間の前記エキスパンド工程における前記シートの伸び率を考慮して、所定の形状物の隣にあるべき他の形状物の範囲に対し、当該所定の形状物のステージ座標を用いて他の形状物探索し、前記探索過程において見つかった他の形状物に対して、所定の形状物を基準にして他の形状物に形状物アドレスを付すとともに、当該形状物アドレスとステージ座標を形状物ごとに関連付ける手段とを備え、
前記形状物のステージ座標と形状物アドレスの関連付けの終了後に、前記形状物アドレスに基づいて実検査を行うことを特徴とする。Moreover, in order to achieve such an object, the present invention adopts the following configuration.
Inspecting the object to be inspected using a picked-up image obtained by picking up the object to be inspected held on a sheet that has undergone an expanding process after dicing processing having a shape object placed on the stage using an image pickup means An appearance inspection device,
A binarization process is performed on a captured image obtained by imaging the object to be inspected based on a threshold value set in advance for each shape object, and positions of individual shape objects extracted based on the result are determined in advance on the stage. Stage coordinate setting means for setting corresponding to the stage coordinates,
In consideration of the elongation percentage of the sheet in the expanding step between the shaped objects, other range using the stage coordinates of the predetermined shaped object for the other shaped object range that should be next to the predetermined shaped object A shape object is searched, and other shape objects found in the search process are given a shape object address to another shape object based on a predetermined shape object, and the shape object address and stage coordinates are assigned to each shape object. And means for associating with
An actual inspection is performed based on the shape object address after the association between the stage coordinates of the shape object and the shape object address.
当該構成によれば、上記第1の方法発明を好適に実施することができる。 According to the said structure, the said 1st method invention can be implemented suitably.
本発明では、ダイシング加工後、特に、エキスパンド工程を経た被検査対象物(例えばウエハー)上の多数の形状物(例えば半導体チップ)の実検査をする前段階として、低倍率レンズでの撮像画像を用いて、被検査対象物の概略位置を事前に計測することにより、多数の形状物である全半導体チップの位置および存在を事前に把握する。本発明により、エキスパンド工程時のウエハーシートの延伸にともなう位置ズレなどによる高倍率レンズを用いての撮像での形状物の実検査時見落としを回避することができ、被検査対象物上の全ての形状物の見落としの無い実検査を可能にする。また、被検査対象物上の形状物が不在な位置についての判別も可能にする。 In the present invention, after the dicing process, in particular, as a stage before actual inspection of a large number of objects (for example, semiconductor chips) on an object to be inspected (for example, a wafer) that has undergone an expanding process, a captured image with a low-power lens is obtained. The position and presence of all the semiconductor chips that are a large number of shapes are grasped in advance by measuring the approximate position of the object to be inspected in advance. According to the present invention, it is possible to avoid oversight at the time of an actual inspection of a shape object in imaging using a high magnification lens due to a positional deviation associated with the stretching of a wafer sheet during an expanding process, and Enables actual inspection without oversight of shapes. In addition, it is possible to determine the position where the shape object on the inspection object is absent.
また、本発明により、ダイシング加工後、特に、エキスパンド工程を経たウエハー上の半導体チップを検査する場合、ウエハーそのものが拡張されていることに起因するウエハー内の離れた位置の検査対象である半導体チップの見落としを未然に防ぐことができる。 In addition, according to the present invention, after inspecting a semiconductor chip on a wafer that has undergone an expanding process after dicing, the semiconductor chip that is an inspection object at a distant position in the wafer due to the expansion of the wafer itself Can be overlooked.
後工程の実検査工程では、被検査対象物の形状物のサーチ範囲を全域に広げることにより検査タクトが遅くなるが、本発明に記載のプレスキャン工程で事前に各半導体チップの位置を大局的に把握することで、被検査対象物の形状物のサーチ範囲を狭める事ができ、検査タクトの短縮が図れる。また、形状物の見落とし防止にも効果的である。プレスキャン工程では低倍率のレンズを用いることにより撮像時それぞれ広範囲を撮像することができるので、プレスキャン工程の実行によるタクトタイムの増加は、前記検査対象物の形状物のサーチ範囲を狭める事により抑制される。 In the post-inspection actual inspection process, the inspection tact is slowed by expanding the search range of the object to be inspected to the entire area, but the position of each semiconductor chip is preliminarily determined in advance in the prescan process described in the present invention. This makes it possible to narrow the search range of the object to be inspected and shorten the inspection tact. It is also effective in preventing overlooked shapes. In the prescan process, a wide range of images can be captured by using a low-magnification lens. Therefore, an increase in tact time due to the execution of the prescan process can be achieved by narrowing the search range of the object to be inspected. It is suppressed.
当該タクトタイム短縮の要因は、ウエハーの検査時、本発明のプレスキャン工程を実施した場合、ウエハー上のすべての半導体チップに対しステージ座標と対応するチップアドレスが事前に設定されるので、検査時登録されている該当する半導体チップのチップアドレスから半導体チップの実位置に対応するステージ座標が求まり位置決めする際のステージ移動距離が短くなり、すべての半導体チップのサーチを短時間で行うことができ、トータル的に検査時間を短縮できるという効果が得られる。 The cause of the tact time reduction is that, when the pre-scan process of the present invention is performed during wafer inspection, the chip addresses corresponding to the stage coordinates are set in advance for all semiconductor chips on the wafer. The stage coordinate corresponding to the actual position of the semiconductor chip is obtained from the chip address of the corresponding semiconductor chip registered, the stage moving distance when positioning is shortened, and all semiconductor chips can be searched in a short time, The effect that the inspection time can be shortened in total is obtained.
1 被検査対象物
10 基準線
11 形状物(半導体チップ)
12 ウエハー
13 ウエハーシート
15 基準チップ
16 パッド(電極)
151 NO.1チップ
152 NO.2チップ
122 形状物アドレス(チップアドレス)
2 コンピュータ
21 パターン抽出部
22 補正量算出部
23 位置補正・回転補正部
24 外観検査データ処理部
5 外観検査装置
51 フレーム
52 ステージ
521 ステージ座標
52X X方向相対距離
52Y Y方向相対距離
53 対物レンズ
54 撮像装置
55 撮像視野
56 撮像画像
57 広範囲撮像視野
58 ベース
6 補正角度1 Object to be inspected 10
12 Wafer 13
151 NO. 1 chip 152 NO. 2-chip 122 shape object address (chip address)
2
以下本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[外観検査装置について]
図1は本発明の実施の形態を説明する装置の全体概要図である。外観検査装置5は、ベース58上にステージ52が備えられている。被検査対象物1(以下具体例としてウエハー12と記載する。)に該当するウエハー12に形成された形状物(以下、具体例として半導体チップ11と記載する。)をステージ52上に載置し、対物レンズ53を用いて画像を取り込み、フレーム51の上部に設置した撮像装置54を用いて撮像する。撮像した撮像画像データは、ケーブルで結合された演算処理機能を有するコンピュータ2に送られ、ウエハー12上の個々の半導体チップ11の情報として記憶される。なお、当該コンピュータ2は、抽出部21、補正量算出部22、位置補正・回転補正部23および外観検査データ処理部24からなり、前述の撮像画像データについてもコンピュータ2の外観検査データ処理部24を通じて記憶部としてのDBデータファイル25に送られ格納される。ここで、コンピュータ2は、本発明のステージ座標設定手段およびステージ座標と形状物アドレスを関連付ける手段として機能する。[Appearance inspection equipment]
FIG. 1 is an overall schematic diagram of an apparatus for explaining an embodiment of the present invention. The
〔ウエハー12〕
次に、ウエハー12について説明する。具体性を持たせるために、例を用いて示す。例えば、図3(a)に示すウエハー12について、ダイシング加工を経たウエハーシートを介して保持されたウエハー12をエキスパンド工程によりウエハーシートを引き延ばし、取り扱い易くした状態の半導体チップ11の模式図を図3(b)に示した。[Wafer 12]
Next, the
〔外観検査準備工程の開始〕
次に、外観検査装置5とウエハー12に関して、図4のフローチャートを用いて、一連の外観検査準備工程について説明する。[Start of appearance inspection preparation process]
Next, with respect to the
〔準備工程1〕
まず、図3(a)に示すダイシング加工後のウエハー12にエキスパンド工程を施した後、外観検査装置5のステージ52上に載置する。[Preparation process 1]
First, the
〔準備工程2〕
最初にステージ52上のウエハー12の位置決めとして、後述するように、アライメントを行う。すなわち、図3(a)に示すような形態のウエハー12が、外観検査装置5のステージ52上に載置される場合、図5に示されるように、外観検査装置5の画像の撮像視野55は通常の顕微鏡と同じように、円形の撮像視野55の画像が得られる。[Preparation process 2]
First, as described later, alignment is performed as positioning of the
しかし、図2に示すように、電子データとして、撮像装置54を用いて撮像された場合の撮像画像56は矩形である。該撮像画像56を順次撮像するに当たって、外観検査装置5のステージ52上の撮像画像56を取得しながらステージ52の移動を進めて撮像を繰り返す。例えば、図3(a)の上部第1段目左端半導体チップ11からの撮像が開始され、続いて右横方向へ撮像を進め繰り返される。なお、当該撮像画像56の倍率は、後述するプレスキャン撮像時の撮像画像倍率よりも狭い範囲に相当する撮像画像倍率を用い、後述する実検査工程で再度用いられる撮像画像56の倍率に概ね匹敵する。
However, as illustrated in FIG. 2, the captured
次に、1行目の撮像が完了すると一段下がって逆に左横方向へ順次検査する半導体チップ11の画像の撮像が行われる。上記のように、ステージ52の移動を進めて、半導体チップ11の撮像画像56を取得して行くにあたり、配列されている半導体チップ11の並びが左端から右端へステージ52が移動する間、ウエハー12上の半導体チップ11の撮像装置54で得られる画像が撮像装置54の撮像視野55内に収まるように、ウエハー12を概略正しい位置に位置決めする必要がある。
Next, when imaging of the first row is completed, an image of the
〔準備工程3〕
前記ウエハー12を概略正しい位置に位置決めする方法として、グローバルアライメント手法を用いる。なお、当該グローバルアライメントは、本発明のメインアライメント工程に相当する。[Preparation process 3]
A global alignment method is used as a method of positioning the
すなわち、外観検査準備工程の前に作成されたレシピによってグローバルアライメントに利用する基準となる2個の半導体チップ11が決められている。
That is, two
両半導体チップ11は、図2に示すように、ステージ52上のウエハー12上に並ぶ半導体チップ11の同列の中央と最右端の同列上の撮像画像56、あるいは、図示していないが縦方向に中央と最下段の撮像画像56など同じ行又は列にあるできるだけ離れた位置の半導体チップ11に設定されている。
As shown in FIG. 2, the two
レシピに基づいて基準となる半導体チップ11のあるべき領域ごとに分け、撮像装置54を高倍率に設定して撮像する。抽出部21は、当該撮像画像と基準画像のパターンマッチングによって基準とのなる半導体チップ11(NO.1チップ151、NO.2チップ152)を抽出する。取得画像中にNO.1チップ151、NO.2チップ152が見つからない場合、近隣領域の画像を取得し、トライ・アンド・エラーを繰り返して両半導体チップ11を抽出する。
Based on the recipe, the
当該NO.1チップ151、NO.2チップ152を利用して、行方向に撮像を進める間、撮像装置54で得られる撮像画像56が行方向にステージ52を移動して撮像する場合に撮像視野55の枠内に収まるように外観検査装置5のステージ52上のウエハー12の載置位置を、ステージ52を回転して調整するために当該グローバルアライメントを行う。具体的に当該グローバルアライメント手法は、図2に示すように、前記選択している2つのNO.1チップ151、NO.2チップ152の半導体チップ11の共通しているパターン内の特定のポイントを登録しておき、画像処理にてサーチをおこない基準線10を見出して、前記2つの半導体チップ11の位置関係に基づいて補正量算出部22が補正角度6を算出し、当該補正角度に基づいて位置補正・回転補正部23によってステージ52が操作されてウエハー12の角度補正をおこなう。
The NO. 1 chip 151, NO. Appearance so that the captured
〔準備工程4〕(プレスキャン工程の開始)
次に、対物レンズ53をグローバルアライメント時よりも低倍率のレンズに調整し、ウエハー12のエキスパンド工程後の広範囲撮像視野57内の広範囲ごとの画像の撮像を開始し、撮像画像56をコンピュータ2の外観検査データ処理24を通じてDBデータファイル25に送られ格納する。当該ウエハー12は、既にエキスパンド工程を経た後の状態なので、ウエハー12上の半導体チップ11全てを撮像するために、エキスパンド工程でのウエハーシートの伸びを考慮してエキスパンド工程前のウエハー12より広範囲に半導体チップ11が存在する可能性の拡張範囲を加味した広範囲撮像視野57を撮像する。[Preparation process 4] (Start of pre-scan process)
Next, the
実際には、低倍率の対物レンズ53を用いての広範囲撮像視野57は広いと云えども、ウエハー12全体の広範囲撮像視野57を一画像では撮像仕切れないので、ウエハー12全体をカバーするように、ステージ52を移動し、複数の撮像画像56を撮像装置54により繰り返し撮像し、コンピュータ2の外観検査データ処理24を通じてDBデータファイル25に送られ格納される。
Actually, the wide imaging field 57 using the low-
例えば、事前に設定されたエキスパンド工程の一方向のウエハーシートの伸び率を最小0.8ないし最大1.4と設定した場合、ウエハー12全体の最大の領域をカバーするためには、ウエハー12の寸法が3インチの場合、半導体チップ11の見落としを防ぐためにも、最大の1.4倍に広がった範囲に半導体チップ11が存在する可能性があるので、当該広範囲撮像視野57の領域としてプレスキャン工程としての撮像を行う必要がある。また、前記伸び率については、ダイシング加工後エキスパンド工程を経た場合の加工前のウエハー12の寸法に比べダイシング加工時半導体チップ11の寸法が小さくなることにより、エキスパンド工程のウエハーシートの伸び率が微小な場合、半導体チップ間距離が当初のウエハー12寸法より小さくなる場合があり得るので、エキスパンド工程後といえども、ウエハーシートの伸び率は、1.0より小さくなる場合があり得る。
For example, when the expansion rate of the wafer sheet in one direction of the expansion process set in advance is set to a minimum of 0.8 to a maximum of 1.4, in order to cover the maximum area of the
〔準備工程5〕(2値化処理)
ウエハー12の全画像の撮像が完了した後、抽出部21が各撮像画像56を2値化処理するために事前に設定済みの輝度値(0〜255段階)に分化し、同じく事前に設定済みの閾値を用いて、画像の輝度値を閾値以上と以下の輝度値を持つ領域に2分し各領域の必要箇所を抽出する。[Preparation process 5] (binarization process)
After all the images on the
上記設定した閾値で2値化処理した場合、ウエハー12上の半導体チップ11は、大部分グレー色である。当該グレー色部分は黒エリアとなり、半導体チップ11のステージ座標521の認識を必要とするエリアは基本的には白地の部分である。2値化で得られた白地の部分だけを認識して抽出すれば、後述する実検査で必要な箇所のステージ座標521を把握することができる。
When binarization processing is performed with the set threshold value, the
具体的には、ウエハー12の画像を2値化処理すると、輝度値0の部分は「黒」になり、「黒」と「白」の間の「グレー」部分は、該当部分の個々の輝度の段階を経た輝度値が設定され、最後に輝度値255の部分は「白」くなる。一般に、半導体チップ11の実検査に用いる部分は、パッド(電極)16部分であり通常色は白色に近い。図6に記載されているように、2値化工程にて白い部分であるパッド(電極)16部分が抽出される。
Specifically, when the image of the
尚、当該選択基準の輝度値は、実際に用いられるウエハー12に左右されるため、操作者が設定する。前記2値化操作は撮像済みの撮像画像56すべてに対して行う。前記ウエハー12のエキスパンド工程を経て分割して撮像された撮像画像56の個々の画像を用いて、前記抽出された箇所の大きさをピクセル単位(=コンピュータが扱うデジタル画像〔画素〕を構成する単位)で測定した画素数を「面積」と換算して求める。具体的には、上記2値化工程にて抽出された個々の白い部分であるパッド(電極)16部分の面積を求める。前記面積に対し、予め最大最小の面積の範囲を設定しておき、その範囲内の面積のものを実検査対象とする。設定した面積範囲の画像を抽出する理由は、当該範囲を越えるデータは、半導体チップ11のパッド(電極)16には該当しないゴミや、その他実検査に不要な画像と経験的に云えるからである。
The brightness value of the selection criterion depends on the
〔準備工程6〕
以下の工程は、外観検査データ処理部24によって行われる。図6に記載のように、前記工程で抽出した実検査対象物である半導体チップのパッド(電極)16がペアとして存在する場合は当該各ペアを検出し、ペア毎に前記面積単位で2箇所のパッド(電極)16を合わせてペア毎の重心を計測し、ペアとしての重心座標とする。[Preparation process 6]
The following steps are performed by the appearance inspection data processing unit 24. As shown in FIG. 6, when the pads (electrodes) 16 of the semiconductor chip, which is the actual inspection object extracted in the step, exist as a pair, each pair is detected, and two locations in the area unit for each pair. The center of gravity of each pair is measured by combining the pads (electrodes) 16 and set as the center of gravity coordinates as a pair.
各半導体チップ11のステージ座標521は、前記計測された重心座標に基づいて、予め設定された、X方向相対距離52X、Y方向相対距離52Yだけ相対距離分をシフトした位置に設定される。本実施例における相対距離は、半導体チップ11の外形から予め決まるコーナの座標と求めた重心との距離である。
The stage coordinate 521 of each
したがって、前記計測された重心座標に対して、事前に設定されたX方向相対距離52XとY方向相対距離52YだけX方向およびY方向の相対距離分をシフトした座標を各半導体チップ11のステージ座標521と設定し、同様に繰り返して、測定するウエハー12上のすべての半導体チップ11毎のステージ座標521を設定する。
Accordingly, the coordinates obtained by shifting the relative distances in the X direction and the Y direction by the X direction
〔準備工程7〕
すべての半導体チップ11のステージ座標521の中で、前記グローバルアライメント工程で得られたウエハー12を回転補正するために選ばれ、且つ、ステージ座標521およびチップアドレス122を事前設定しているNO.1チップ151を基準チップ15とし、当該基準チップ15のステージ座標521(X,Y)のアドレスを基準チップアドレス122と定め割り当てる。[Preparation process 7]
Among the stage coordinates 521 of all the semiconductor chips 11, NO. Is selected for rotationally correcting the
〔準備工程8〕
本願の主旨であるウエハー12上のすべての半導体チップ11をもれなく見出すための
手順について説明する。図7(a)に示すように、ウエハー12の中央に最も近いNO.1チップ151を基準チップ15とし、該基準チップ15のチップアドレス122を(m,n)と設定する。次に、図7(b)に示すように、前記基準チップ15の周囲の半導体チップ11をウエハーシートのエキスパンドの伸び率を考慮して、あるべき範囲にある周辺の半導体チップ11のステージ座標を探索する。前記基準チップ15のステージ座標が(X,Y)且つチップアドレス122が(m,n)の場合、当該基準チップ15の周囲四方向の半導体チップのステージ座標521に対応するチップアドレス122は、基準チップ15の上隣りを(m,〔n−1〕)、左隣りを(〔m−1〕、n)、右隣りを(〔m+1〕、n)および下隣りを(m、〔n+1〕)に設定される。これにより、周囲四方向の各半導体チップ11のステージ座標521とチップアドレス122を関連付けることができる。[Preparation process 8]
A procedure for finding all the semiconductor chips 11 on the
さらに、図7(c)に示すように、図7(b)で設定した周囲四方向のチップアドレス122とステージ座標521を関連付けた半導体チップ11を基軸に、更に三方向の半導体チップ11を検索して、新たな半導体チップ11のステージ座標521とチップアドレス122を求めて関連付ける。当該作業を繰り返し、ウエハー12全体にある半導体チップ11のチップアドレス122とステージ座標521を求めて関連付ける。同様にして、他のチップアドレス122とステージ座標521が関連付けされた半導体チップ11に対し、ウエハー12全域の探索が完了するまで行う。これにより、すべてのウエハー12上の半導体チップ11に対し、ステージ座標521とチップアドレス122の関連付けが確定でき、それらの情報はすべて、コンピュータ2の外観検査データ処理部24を通じてDBファイル25に格納される。
Further, as shown in FIG. 7C, the
〔外観検査準備工程終了〕
以上記載のように、ウエハー12上のすべての半導体チップ11に対し、ステージ座標521とそれに応じたチップアドレス122とが関連付けされ、実検査工程に移る。ここで、実検査工程では、対象となる半導体チップ11にはすべてチップアドレス122が確定されている。対象となる半導体チップ11がどこにあるかは、前記プレスキャン工程で、ステージ座標521とチップアドレス122との関連付けがなされているので、外観検査装置5のステージ52を実検査対象の半導体チップ11に該当するアドレス順に移動し、当該アドレスに対応するステージ座標521に位置合わせすることにより、実検査を高速かつ検査もれなしに効率良く行うことが可能となる。以上が図4に基づく本発明のプレスキャン工程の説明である。[End of visual inspection preparation process]
As described above, the stage coordinates 521 and the corresponding chip address 122 are associated with all the semiconductor chips 11 on the
実際に被検査対象物1の外観検査準備工程としてプレスキャンをおこなった場合の時間的短縮の実績について示す。
Actual results of time reduction when pre-scanning is actually performed as an appearance inspection preparation process of the
ダイシング加工後のエキスパンド工程を経た外径4インチのウエハー12を従来方法および当該発明に基づくプレスキャン工程を施した場合についてのタクトタイムの差異を記載する。ここで従来方法は、上記グローバルアライメントを実行した後に実検査を実行した場合である。
従来方法にて、検査を実施した場合:7分34秒であった。
本発明によるプレスキャンを施した場合:1分49秒であった(プレスキャン時間:9秒、実検査時間:1分40秒)。The difference in tact time when a
When inspection was performed by the conventional method: 7 minutes 34 seconds.
When the pre-scan according to the present invention was performed, it was 1 minute 49 seconds (pre-scan time: 9 seconds, actual inspection time: 1 minute 40 seconds).
これにより、本発明によるプレスキャン工程を用いてのウエハー12の検査時間の場合、5分45秒の短縮効果が得られている。当該タクトタイム時間短縮の要因は、ウエハー12の検査時、当該発明のプレスキャン工程を実施した場合、ウエハー12上のすべての半導体チップ11に対しチップアドレス122が既に設定されているので、実検査時登録されている該当する半導体チップ11のチップアドレス122をサーチする際のサーチ範囲が狭くなり、短時間ですべての該当半導体チップ11の位置に到達でき、総合的に検査時間が短縮されたという効果が得られる。
Thereby, in the case of the inspection time of the
本実施例は、上記実施例1の装置を利用し、図4のフローチャートに記載のグローバルアライメント工程に含まれる〔準備工程2〕および〔準備工程3〕をプリスキャン工程の途中で行うものである。したがって、同一の処理工程については、その説明を簡略化し異なる部分について詳述する。以下、図8に示すフローチャートに沿って説明する。 In the present embodiment, using the apparatus of the first embodiment, [Preparation Step 2] and [Preparation Step 3] included in the global alignment step described in the flowchart of FIG. 4 are performed in the middle of the pre-scanning step. . Therefore, the description of the same processing steps will be simplified and different parts will be described in detail. In the following, description will be given along the flowchart shown in FIG.
〔準備工程〕
まず、図3(a)に示すダイシング加工後のウエハー12にエキスパンド工程を施した後、外観検査装置5のステージ52上に載置する。[Preparation process]
First, the
〔プレスキャン開始〕
次に、対物レンズ53を低倍率のレンズに調整し、ウエハー12のエキスパンド工程後の広範囲撮像視野57内の広範囲ごとの画像を、ステージ52を移動させながら撮像を開始し、撮像画像56をコンピュータ2の外観検査データ処理部24を通じてDBデータファイル25に送られ格納する。当該ウエハー12は、既にエキスパンド工程を経た後の状態なので、ウエハー12上の半導体チップ11全てを撮像するために、エキスパンド工程でのウエハーシートの伸びを考慮してエキスパンド工程前のウエハー12より広範囲に半導体チップ11が存在する可能性の拡張範囲を加味した広範囲撮像視野57を撮像する。[Start prescan]
Next, the
〔2値化処理〕
ウエハー12の全画像の撮像が完了した後、抽出部21が事前に設定済みの閾値を用いて、画像の輝度値を閾値以上と以下の輝度値を持つ領域に2分し半導体チップ11およびパッド16を抽出する。[Binarization processing]
After the imaging of all the images on the
〔重心座標の算出〕
図6に示すように、抽出した半導体チップのパッド16がペアとして存在する場合は当該各ペアを半導体チップ11ごとに繰り返し検出し、ペア毎に前記面積単位で2箇所のパッド16を合わせてペア毎の重心座標を求める。[Calculation of barycentric coordinates]
As shown in FIG. 6, when the extracted
〔基準チップの推定〕
各半導体チップ11の重心が求まると、取得した複数枚の画像中に含まれる重心座標の個数に基づいて半導体チップ11が最も多く含まれる画像を選択する。ここで、補正量算出部22が、例えば図3に示す縦方向または横方向いずれか一軸に沿った半導体チップ11の重心座標を隣接する半導体チップ11ごとに比較し、そのズレ量からウエハー12の傾きを算出する。[Estimation of reference chip]
When the center of gravity of each
外観検査データ処理部24が、2値化処理して求めた全撮像画像に含まれる半導体チップ11の外形とウエハーの傾きを利用し、予めレシピによって設定されている基準チップ15であるNO.1チップ151およびNO.2チップ152の位置を推定する。
The appearance inspection data processing unit 24 uses the outer shape of the
NO.1チップ151およびNO.2チップ152の推定が完了すると、算出された傾き分だけステージ52を回転させ、補正後のNO.1チップ151およびNO.2チップ152の重心座標を算出する。なお、以上の工程が、本発明のサブアライメント工程に相当する。
NO. 1 chip 151 and NO. When the estimation of the two chips 152 is completed, the
〔グローバルアライメント〕
プレスキャン時よりも対物レンズ53の倍率を上げる。推定されたNO.1チップ151およびNO.2チップ152の重心座標のそれぞれが撮像視野に収まるようにステージ52を移動させる。各位置でウエハー12を撮像する。その後、図2に示すように、補正量算出部22が取得した2画像に基準線10を設定し、NO.1チップ151およびNO.2チップ152の位置関係から補正角度6を算出する。当該補正角度に基づいて、位置補正・回転補正部23がステージ52を回転させてウエハー12の角度補正をおこなう。[Global alignment]
The magnification of the
〔重心座標の補正〕
グローバルアライメントにより回転補正されたウエハー12上の全ての半導体チップ11に対し、回転量に応じて重心座標を補正する。[Correction of barycentric coordinates]
The center-of-gravity coordinates are corrected according to the amount of rotation for all the semiconductor chips 11 on the
〔ステージ座標の算出〕
以下の処理は、外観検査データ処理部24が行う。各半導体チップ11のステージ座標521は、補正後の重心座標に基づいて、予め設定された、X方向相対距離52X、Y方向相対距離52Yだけ相対距離分をシフトした位置に設定される。上記実施例1と同様に相対距離は、半導体チップ11の外形から予め決まるコーナの座標と求めた重心との距離である。[Calculation of stage coordinates]
The following processing is performed by the appearance inspection data processing unit 24. The stage coordinates 521 of each
〔基準チップ(No.1チップ)のアドレス設定〕
グローバルアライメントにより回転補正された後のNO.1チップ151のステージ座標を抽出し、アドレスを設定する。すなわち、NO.1チップ151を基準チップ15とし、当該基準チップ15のステージ座標521(X,Y)のアドレスを基準チップアドレス122と定め割当る。[Address setting for reference chip (No. 1 chip)]
NO. After rotation correction by global alignment The stage coordinates of one chip 151 are extracted and an address is set. That is, NO. One chip 151 is set as the
〔半導体チップへのアドレス割当〕
上記実施例1と同様に以下のようにして各半導体チップ11にアドレスが割り当てられる。図7(a)に示すように、ウエハー12の中央に最も近いNO.1チップ151を基準チップ15とし、該基準チップ15のチップアドレス122を(m,n)と設定する。次に、図7(b)に示すように、前記基準チップ15の周囲の半導体チップ11をウエハーシートのエキスパンドの伸び率を考慮して、あるべき範囲にある周辺の半導体チップ11のステージ座標を探索する。前記基準チップ15のステージ座標が(X,Y)且つチップアドレス122が(m,n)の場合、当該基準チップ15の周囲四方向の半導体チップのステージ座標521に対応するチップアドレス122は、基準チップ15の上隣りを(m,〔n−1〕)、左隣りを(〔m−1〕、n)、右隣りを(〔m+1〕、n)および下隣りを(m、〔n+1〕)に設定される。これにより、周囲四方向の各半導体チップ11のステージ座標521とチップアドレス122を関連付けることができる。[Address assignment to semiconductor chip]
As in the first embodiment, an address is assigned to each
さらに、図7(c)に示すように、図7(b)で設定した周囲四方向のチップアドレス122とステージ座標521を関連付けた半導体チップ11を基軸に、更に三方向の半導体チップ11を検索して、新たな半導体チップ11のステージ座標521とチップアドレス122を求めて関連付ける。当該作業を繰り返す。
Further, as shown in FIG. 7C, the
〔未設定アドレスの判別〕
一定方向に半導体チップ11を探索し、チップアドレス122の割当が完了すると、アドレスの割当てられていないステージ座標の有無を判別する。アドレス割当のないステージ座標が存在しない場合、外観検査基準工程が終了する。アドレス割当のないステージ座標が存在する場合、アドレスの推定割当を行う。[Determination of unset address]
When the
〔アドレス推定割当〕
基軸となる半導体チップ11に隣接する他の半導体チップ11が、所定距離を超えて存在している場合に探索エラーとなり、他の半導体チップ11にチップアドレスが割当られない。そこで、例えば、次のようにして他の半導体チップ11のチップアドレスを推定して割当る。チップアドレス未設定の他の半導体チップ11に対して最も近い位置にあるアチップドレス登録済みの半導体チップ11(以下、「基準半導体チップ11」という)を抽出する。距離が同じ場合にはいずれか1個を選択する。両半導体チップ11のステージ座標間の距離および基準半導体チップ11から他の半導体チップ11の存在する方向を求める。基準半導体チップ11から当該方向および距離の所定範囲内でステージ座標と関連付けされていない近似するチップアドレスを当該他のチップアドレスとして推定して割当る。[Address estimation allocation]
When another
全ての未設定の半導体チップ1に対してチップアドレスを推定して割当る。ウエハー12全体にある半導体チップ11のチップアドレスとステージ座標を求めて関連付ける。当該関連付けが確定すると、それらの情報はすべて、コンピュータ2の外観検査データ処理部24を通じてDBファイル25に格納される。
Chip addresses are estimated and assigned to all
〔外観検査準備工程終了〕
以上のように、ウエハー12上のすべての半導体チップ11に対し、ステージ座標521とそれに応じたチップアドレス122とが関連付けされ、実検査工程に移る。[End of visual inspection preparation process]
As described above, the stage coordinates 521 and the corresponding chip address 122 are associated with all the semiconductor chips 11 on the
当該実施例によれは、プレスキャンによって広範囲撮像視野57でウエハー12上の全ての半導体チップ11を撮像し、サブアライメント工程において、当該撮像画像の半導体チップ11の整列状態からウエハー12の傾きが求められる。当該傾きを補正することにより、半導体チップ11の外形を適正な位置に戻すことができる。したがって、レシピで設定された基準チップ15の位置情報に基づく1回の撮像で確実に基準チップ15の含まれる撮像画像を取得することができる。したがって、実施例1のように、グローバルアライメントを先に実施する際に生じる基準チップ15を求めるためのトライ・アンド・エラーによる繰り返し処理が解消され、タクトタイムを短縮することができる。
According to this embodiment, all the semiconductor chips 11 on the
なお、本発明は以下のような形態で実施することも可能である。 The present invention can also be implemented in the following forms.
上記両実施例では、半導体チップ11の重心を2個の電極のパッド16を利用して求めていたが、半導体チップ11の外形やその角部の座標などを利用しても算出することができる。
In both the above embodiments, the center of gravity of the
また、上記実施例では、半導体ウエハー12を例にとって説明したが、当該実施形態に限定されず、例えばLEDのウエハーにも適用することができる。
Moreover, in the said Example, although demonstrated taking the
各種被検査対象物の形状物に現れる撮像画像を検査して該形状物の欠陥を検出する外観検査装置を用いて検査をおこなう場合に、最近の傾向として、各種被検査対象物すなわち主ウエハーをダイシング加工を経てエキスパンド工程をおこなった後にウエハー内の形状物すなわち主に半導体チップの検査をおこないたいとの要望が高くなって来ている。 When inspecting a picked-up image appearing on a shape object of various objects to be inspected and performing an inspection using an appearance inspection apparatus that detects defects in the shape object, as a recent trend, various objects to be inspected, that is, main wafers are After the dicing process and the expanding process, there is an increasing demand for inspection of the shape in the wafer, that is, mainly the semiconductor chip.
また、近年ウエハーの外径の拡大、ウエハー内の各半導体チップの数の増大、さらには微細化や緻密化により、ウエハー一枚ごとの検査時間が増大しており、該ウエハーの検査のタクトタイムの短縮が望まれている。また、ウエハーをすでにダイシング加工を経てエキスパンド工程をおこなった後に検査をおこなうことを要望される場合も増している。従い、前記状況の中、ウエハーの検査のタクトタイム短縮は急務であり、本発明で提唱するプレスキャン機能を利用することによるウエハーの検査のタクトタイム短縮の一手法としての利用価値は高い。 In recent years, the inspection time for each wafer has increased due to the increase in the outer diameter of the wafer, the increase in the number of semiconductor chips in the wafer, and further miniaturization and densification. It is desired to shorten this. In addition, there is an increasing number of cases where it is desired to inspect a wafer after it has already undergone dicing and an expanding process. Accordingly, shortening the tact time for wafer inspection in the above situation is urgent, and the utility value as a method for reducing the tact time for wafer inspection by using the pre-scan function proposed in the present invention is high.
Claims (6)
前記被検査対象物を撮像した撮像画像を形状物ごとに事前に設定した閾値に基づいて2値化処理を行い、当該結果に基づいて抽出された個々の形状物の位置を前記ステージの予め決めたステージ座標と対応させて設定するステージ座標設定工程と、
前記形状物間の前記エキスパンド工程における前記シートの伸び率を考慮して、所定の形状物の隣にあるべき他の形状物の範囲に対し、当該所定の形状物のステージ座標を用いて他の形状物探索する探索過程と、
前記探索過程において見つかった他の形状物に対して、所定の形状物を基準にして他の形状物に形状物アドレスを付すとともに、当該形状物アドレスとステージ座標を形状物ごとに関連付ける工程とを備え、
前記形状物のステージ座標と形状物アドレスの関連付ける工程終了後に、前記形状物アドレスに基づいて実検査を行うことを特徴とする外観検査方法。Method for inspecting appearance of object to be inspected using picked-up image obtained by picking up image of object to be inspected held in sheet after expanded process after dicing process having shape object placed on stage Because
A binarization process is performed on a captured image obtained by imaging the object to be inspected based on a threshold value set in advance for each shape object, and positions of individual shape objects extracted based on the result are determined in advance on the stage. A stage coordinate setting process for setting corresponding to the stage coordinates,
In consideration of the elongation percentage of the sheet in the expanding step between the shaped objects, other range using the stage coordinates of the predetermined shaped object for the other shaped object range that should be next to the predetermined shaped object Search process to search for shape objects,
A step of assigning a shape object address to another shape object with respect to another shape object found in the search process, and associating the shape object address with stage coordinates for each shape object; Prepared,
An appearance inspection method comprising: performing an actual inspection based on the shape object address after the step of associating the stage coordinates of the shape object with the shape object address.
前記形状物のステージ座標は、前記撮像画像の2値化処理を行い、当該2値画像で抽出した半導体チップの重心座標を求め、
前記重心座標から予め決まっている半導体チップのコーナまでの相対距離分ずれた座標に設定することを特徴とする請求項1に記載の外観検査方法。The inspection object is a semiconductor wafer, and the shape object is a semiconductor chip,
The stage coordinates of the shaped object are obtained by performing binarization processing of the captured image, obtaining the barycentric coordinates of the semiconductor chip extracted from the binary image,
The appearance inspection method according to claim 1, wherein the coordinates are set to be shifted by a relative distance from the center-of-gravity coordinates to a predetermined corner of the semiconductor chip.
前記被検査対象物を撮像した撮像画像を形状物ごとに事前に設定した閾値に基づいて2値化処理を行い、当該結果に基づいて抽出された個々の形状物の位置を前記ステージの予め決めたステージ座標と対応させて設定するステージ座標設定手段と、
前記形状物間の前記エキスパンド工程における前記シートの伸び率を考慮して、所定の形状物の隣にあるべき他の形状物の範囲に対し、当該所定の形状物のステージ座標を用いて他の形状物探索し、前記探索過程において見つかった他の形状物に対して、所定の形状物を基準にして他の形状物に形状物アドレスを付すとともに、当該形状物アドレスとステージ座標を形状物ごとに関連付ける手段とを備え、
前記形状物のステージ座標と形状物アドレスの関連付けの終了後に、前記形状物アドレスに基づいて実検査を行うことを特徴とする外観検査装置。Inspecting the object to be inspected using a picked-up image obtained by picking up the object to be inspected held on a sheet that has undergone an expanding process after dicing processing having a shape object placed on the stage using an image pickup means An appearance inspection device,
A binarization process is performed on a captured image obtained by imaging the object to be inspected based on a threshold value set in advance for each shape object, and positions of individual shape objects extracted based on the result are determined in advance on the stage. Stage coordinate setting means for setting corresponding to the stage coordinates,
In consideration of the elongation percentage of the sheet in the expanding step between the shaped objects, other range using the stage coordinates of the predetermined shaped object for the other shaped object range that should be next to the predetermined shaped object A shape object is searched, and other shape objects found in the search process are given a shape object address to another shape object based on a predetermined shape object, and the shape object address and stage coordinates are assigned to each shape object. And means for associating with
An appearance inspection apparatus that performs an actual inspection based on the shape object address after the association between the stage coordinates of the shape object and the shape object address.
Applications Claiming Priority (3)
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