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JPS6157837A - 外観検査装置 - Google Patents

外観検査装置

Info

Publication number
JPS6157837A
JPS6157837A JP18102584A JP18102584A JPS6157837A JP S6157837 A JPS6157837 A JP S6157837A JP 18102584 A JP18102584 A JP 18102584A JP 18102584 A JP18102584 A JP 18102584A JP S6157837 A JPS6157837 A JP S6157837A
Authority
JP
Japan
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illumination
defect
pellet
image
defects
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP18102584A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0554622B2 (ja
Inventor
Yukihiro Goto
幸博 後藤
Nobushi Suzuki
鈴木 悦四
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP18102584A priority Critical patent/JPS6157837A/ja
Publication of JPS6157837A publication Critical patent/JPS6157837A/ja
Publication of JPH0554622B2 publication Critical patent/JPH0554622B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501Semiconductor wafers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (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。

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トの欠陥を検査する外観
検査装置に関する。
〔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、ウェハにマスクパタ
ーンを形成したのちダイシングして半導体ペレット毎に
分割し、しかるのちボンディ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名べ
1ノツトのパターンを相互に比較することに」;り欠陥
の有無を検査している。しかるに半導体ぺ1ノットは、
つエバをダイシングして分割する際に端部に割れや欠(
Jを生じ易く、また各半導体ぺlノットを1・1ノーに
収容する際にペレットの表面に汚れや個れ、傷等が牛し
ることかあるため、前記ウェハの状態で欠陥無しと判定
されたどしてl)半導体ペレッ1〜が良品であるとは必
ずしも占え/にい。
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
ペレットの状態で検査を行なおうとすると、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撮像画像を相互に比較する
ことにより検査す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
うことにより検査している。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
を垂直上方で搬惨し、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1〜の端部等に
発生する割れや欠は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1〜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
できイTかった。
〔発明の目的〕
本発明は、検査者に頼ることなく高能率に精度良く欠陥
の検出を行なうことができ、しかも如何なる種類の欠陥
であっても高精痩にかつ構成簡易にして検出することが
できる外観検査装置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、垂直落射照明を
行なう第1の照明手段と、斜め上方から照明を行なう第
2の照明手段とを設け、これらの照明手段により被検査
物に対しそれぞれ照明を行なって、上記垂直落射照明時
に得られる撮像画像から被検査物の割れや欠は等の端部
欠陥を検出するJ:うにし、かつ斜め上方からの照明を
行なったどきに得られる撮像画像から被検査物の汚れや
潰れ等の表面欠陥を検出するようにしたものである。
〔発明の実施例〕
第1図は、本発明の一実施例における外観検査装置の構
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21.2
2により動作するもので、テーブル上2aには被検査物
としての半導体ペレット3がストッカ(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およびこの顕微鏡53で拡大さ
れた画像を撮像する工業用テレビジョン(ITV)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の出力光を半透鏡62で
反射させることにより、前記XYテーブル2に載置され
ている半導体ペレット3に対し垂直落射照明を行なうも
のである。−□方第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
、光源71の出力光を投光部72より第2図(b)に示
す如く半導体ペレット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。尚、この斜め照明の角度は、半導体ペレット
3の表面に対し20度乃至30度(150度乃至160
度)が最適である。
さて、前記ITV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に一旦記憶され、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−〇− 御手段31は、ITVカメラ54を駆動するとともに、
二値化回路81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。視野制部手段32は、モータ駆動回路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の撮像視野を可変制
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ぎに
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(J等の端部欠陥を検出づる。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1
9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3J、す、半導体ペレッ1へ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1段36は、
nft記第1の照明装置6の光源61お、1、び第2の
照明装置7の光源71を各別に駆#、I+ nることに
、」、I)、半導体ペレッ1〜3の被検査面に3=11
. !ri自mO・1照明と斜め照明とを各々別々に行
なうものである。
次に、以上のように構成された装置の動作を制御回路8
3の制御手順に従って説明する。第4図(a)、(b)
は、その制御手順を示すフローチャー1〜である。
×Yテーブル2上の所定の位置に半導体ペレッi〜3を
セラ1〜し、この状態で検査開始スイッチ(図示せず)
を操作すると、制御回路83は先ずステップ4aで第1
の照明装置6の光[61に対し駆動信号を発し、これに
より半導体ペレット3に対して垂直落射照明を行なう。
そしてこの状態でステップ4bによりITVカメラ54
に駆動信号を出力して撮像動作を開始させ、これにより
1q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。このどき制御回路
83は、半導体ペレット3の位置検出用としてそのポン
ディグバットを検出するために、下値化回路81に対し
比較的高い二値化レベルをム(2定゛りる。この=1直
化レベルは、ボンディングバット部分の画像IM t’
Uレベル(約0.8V)とポンディングパッドを除いた
部分の画像信号レベル(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
ン像の一例を示すもので、ボンディングパット部分3b
のみが゛H″レベルとなって検出される。そうして位置
検出用の二値化パターン像が得られると制御回路83は
、続いてステップ4Cで上記二値化パターン像からボン
ディングパット3bをパターン認識により検出してその
位置から半導体ペレット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84を介してXYテーブル
2を駆動して半導体ペレット3の位置を調整し、これに
より撮像視野の初期位置を設定する。
さて、そうして撮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の被検査面を撮像させ、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83は、二値化回路81に対し、ボンディン
グパラド部分を除いた部分を検出するために前記ボンデ
ィングパラ1〜の検出レベルよりも低い二値化レベル、
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(0,71V)とストッカ4の画像信号レベル(
0,2V)との中間値に設定する。
従って、この二値化により画像メモリ82には例えば第
5図(b)、(C)に示す如くポンディングパッド部分
を除いた部分3aがll HIIレベルでXYテーブル
表面2aが゛L°ルベルどなる二値化パターン像が記憶
される。尚、第5図(b)は割れや欠【ノ等の端部欠陥
が無い場合の二値化パターン像を、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
。尚、この判定手段は、例えば■TVカメラ54の出力
を走査線毎にデジタル化した信号から欠陥相当の信号の
有無を検出することにより行なう。そして、欠陥無しと
判定した場合は、ステップ4i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
搬像視野を移動させ、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4Qで端部欠陥ありど判定すると、制御回路8
3はその時点でその半導体ペレットに対する検査を終了
して第4図(b)のステップ4Sに移行し、ここで上記
半導体ペレッ1への排除指令を出力して次の半導体ペレ
ッ1〜に対する検査に移行する。
さて、上記端部欠陥の検査を終了してステップ4 、+
に移行すると制御回路83(J、次にそれまで吟・  
   駆v)状態どしていた第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J、る斜め照
明を開始させる。つまり半導体ペレツ1〜3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
4 k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の位置に応じて撮像視野の初期
位置を設定し、しかるのちステップ4aでITVカメラ
54を駆動して半導体ペレット3の被検査面を撮像させ
、これにより得られた撮像画像信号を二値化回路81で
所定の二値化レベルに従って二値化させたのち画像メモ
リ82に記憶させる。このとき、上記二値化レベルは、
ポンディングパッド部分を除いた部分3aの画像信号レ
ベルど表面欠陥の画像信号レベルと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)のよう
に全域が゛L″レベルとなり、一方表面欠陥がある場合
には例えば第6図(b)に示す如く欠陥部分3Gが゛H
″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、正常なポンディン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3Cでは斜め上方から
の照明光が乱反射してTTV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’ l−4”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で撮像視野の位置をXYテーブ
ル2により移動させる毎に表面欠陥の検査動作を繰返し
、1ペレツトの全域についての検査を終了したとステッ
プ40で判定した時点で、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し、しか
るのち次の半導体ベレッ]・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、−に記ステップ4n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、次の半導体ぺ1ノツ1〜3に対する
検査に移行する。
このに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、しかも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、複雑な画像処理を行なうことな
く簡単かつ高速にしかも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。
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、」:記実施例では先ず垂直落射照明を行なって端
部欠陥の検出を行ない、次に斜め照明に切換えて表面欠
陥の検出を行なうようにしたが、この順序は逆に設定し
てもよい。但しこの場合は、斜め照明を行なう前に一旦
垂直落射照明を行なって半導体ペレット3の位置を検出
する必要がある。また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、搬像手段の構成、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、垂直落射照明を行
なう第1の照明手段と、斜め上方から照明を行なう第2
の照明手段とを設け、これらの照明手段により被検査物
に対しそれぞれ照明を行なって、上記垂直落射照明時に
得られる撮像画像から被検査物の割れや欠は等の端部欠
陥を検出するようにし、かつ斜め上方からの照明を行な
ったときに得られる搬像画像から被検査物の汚れや潰れ
等の表面欠陥を検出するようにしたことによって、検査
者に頼ることなく高能率に精度良く欠陥の検出を行なう
ことができ、しかも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る外観検査
装置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おける外観検査装置を説明する
ためのもので、第1図は同装置の全体の構成を示す図、
第2図(a)、(b)はそれぞれ垂直落射照明および斜
め照明を行なう照明装置の構成を模式的に示した図、第
3図は制御回路の機能を示Jブロック図、第4図(a)
、(b)は制御回路の制御手順を示すフローチャート、
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
ペレッ!〜、3a・・・ボンA7デイングパツド部分を
除いた部分、3b・・・ボンディングパラ1〜部分、3
G・・・表面欠陥部分、5・・・照像装置、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、84・
・・モータ駆動回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検査物に対し垂直落射照明を行なう第1の照明
    手段と、被検査物に対し斜め上方から照明を行なう第2
    の照明手段と、これらの照明手段により各別に照明され
    た被検査物の被検査面をその垂直上方で撮像する撮像手
    段と、前記第1の照明手段による照明時に前記撮像手段
    により得られる画像情報から被検査物の端部欠陥を検出
    する手段と、前記第2の照明手段による照明時に前記撮
    像手段により得られる画像情報から被検査物の表面欠陥
    を検出する手段とを具備したことを特徴とする外観検査
    装置。
  2. (2)第1の照明手段による照明と第2の照明手段によ
    る照明は、外観検査時に切換えるものである特許請求の
    範囲第(1)項記載の外観検査装置。
  3. (3)被検査物は半導体ペレットである特許請求の範囲
    第(1)項記載の外観検査装置。
JP18102584A 1984-08-30 1984-08-30 外観検査装置 Granted JPS6157837A (ja)

Priority Applications (1)

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JP18102584A JPS6157837A (ja) 1984-08-30 1984-08-30 外観検査装置

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JPH0554622B2 JPH0554622B2 (ja) 1993-08-13

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