JP2001184508A - 外観検査方法及びその装置並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents

外観検査方法及びその装置並びに半導体装置の製造方法

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JP2001184508A
JP2001184508A JP36676299A JP36676299A JP2001184508A JP 2001184508 A JP2001184508 A JP 2001184508A JP 36676299 A JP36676299 A JP 36676299A JP 36676299 A JP36676299 A JP 36676299A JP 2001184508 A JP2001184508 A JP 2001184508A
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Tetsushi Imi
哲志 伊美
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】明るさの変化や検査領域の位置補正によって生
じる明るい部分の画素数の急激な変化を無くして安定し
て外観検査を行うこと。 【解決手段】画像データ上に位置補正された検査領域P
内の明度の総和を、検査領域Pのエッジを含む1画素サ
イズ以下のサブ画素(微小エッジ領域W)における明度
の合計と、このサブ画素の領域を除く検査領域P内の明
度の合計とを総和して求め、この明度の総和Saに基づ
いて被検査物の欠陥3の有無を検査する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検査物として例
えばICチップのバンプやパッド部分又はICパッケー
ジのモールド部分の傷、ダストなどの欠陥を検査する外
観検査方法及びその装置並びに半導体装置の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】ICチップのバンプやパッド部分又はI
Cパッケージのモールド部分などの被検査物の傷、ダス
トなどの欠陥を検査する技術として画像処理を用いるも
のがある。この技術は、被検査物をITV(工業用テレ
ビジョン)カメラにより撮像し、その得られた画像デー
タに対して画像処理を施すことによってICチップのバ
ンプやパッド部分又はICパッケージのモールド部分の
傷、ダストを検出するものである。
【0003】例えば、図9は被検査物をITVカメラの
撮像により得られた画像データの模式図である。この画
像データでは、位置決め用パターン1と被検査対象パタ
ーン2とが撮像され、被検査対象パターン2には傷など
の欠陥3がある。なお、被検査対象パターン2は、IC
チップのバンプやパッド部分又はICパッケージのモー
ルド部分である。
【0004】この画像データを用いての外観検査は、先
ず、図10に示すように位置決め用パターン1に対して
位置決め領域4を設定し、被検査対象パターン2に対し
て検査領域5を設定する。このうち検査領域5は、位置
決め領域4を用いて検査時に画素単位で位置補正する。
【0005】次に、検査領域5内の各画素の明度を設定
したしきい値で2値化し、明るい部分の画素数を計数す
る。これは欠陥3が画像データ上で明るい値となるから
である。この結果、欠陥3が無ければ画素数が少ない
が、欠陥3がある場合には画素数が多くなるので、画素
数の大小から欠陥3の有無を判定している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法では、画像データの明るさが少し変化しただけでも、
明るい部分の画素数が急激に増加する場合がある。この
ため、安定して欠陥3の有無を判定することが困難とな
っている。
【0007】又、検査時における検査領域5の位置補正
は画素単位で行っているので、検査領域5が検査対象パ
ターン2のエッジ近くにある場合などでは、検査時の位
置が少し変わっただけで1画素分の明るい部分の画素数
が加わり、急激に明るい部分の画素数が増加する場合が
ある。このため、安定して欠陥3の有無を判定すること
が困難となっている。
【0008】そこで本発明は、明るさの変化や検査領域
の位置補正によって生じる明るい部分の画素数の急激な
変化を無くして安定して外観検査ができる外観検査方法
及びその装置並びに半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、被検査物を撮像して得られた画像データに対して検
査領域を設定し、この検査領域内の明度の総和に基づい
て被検査物の外観検査を行う外観検査方法において、検
査領域内の明度の総和を、検査領域のエッジを含む所定
の画素サイズ以下の微小エッジ領域における明度の合計
と微小エッジ領域を除く検査領域内の明度の合計とを総
和して求める外観検査方法である。
【0010】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
外観検査方法において、検査領域内の明度の総和は、検
査領域のエッジを含む1画素サイズ以下の微小エッジ領
域における明度の合計と微小エッジ領域を除く検査領域
内の明度の合計とを加算して求めるものである。
【0011】請求項3に記載の発明は、請求項1記載の
外観検査方法において、画像データに対して検査領域を
設定する工程と、検査領域を画像データの検査対象パタ
ーンとのずれに基づいて位置補正する工程とを有するも
のである。
【0012】請求項4に記載の発明は、請求項1記載の
外観検査方法において、検査領域内の明度の総和に基づ
いて被検査物の欠陥の有無を検査するものである。
【0013】請求項5に記載の発明は、被検査物を撮像
して得られた画像データに対して検査領域を設定し、こ
の検査領域内の明度の総和に基づいて被検査物の外観検
査を行う外観検査装置において、検査領域内の明度の総
和を、検査領域のエッジを含む所定の画素サイズ以下の
微小エッジ領域における明度の合計と微小エッジ領域を
除く検査領域内の明度の合計とを総和する明度総和手段
を備えた外観検査装置である。
【0014】請求項6に記載の発明は、請求項5記載の
外観検査装置において、画像データに対して検査領域を
設定する検査領域設定手段と、この検査領域設定手段に
より設定された検査領域を画像データの検査対象パター
ンとのずれに基づいて位置補正する位置補正手段とを有
するものである。
【0015】請求項7に記載の発明は、請求項5記載の
外観検査装置において、検査領域内の明度の総和に基づ
いて被検査物の欠陥の有無を検査する欠陥検査手段を備
えたものである。
【0016】請求項8に記載の発明は、半導体装置を撮
像して得られた画像データに対して検査領域を設定し、
この検査領域内の明度の総和に基づいて半導体装置の外
観検査を行って半導体装置を製造する半導体装置の製造
方法において、検査領域内の明度の総和を、検査領域の
エッジを含む所定画素サイズ以下の微小エッジ領域にお
ける明度の合計と微小エッジ領域を除く検査領域内の明
度の合計とを総和して求め、この明度の総和に基づいて
半導体装置の外観検査を行なって半導体装置を製造する
半導体装置の製造方法である。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、図9と同一部分に
は同一符号を付してある。
【0018】図1は外観検査装置の構成図である。例え
ば、半導体装置の一種としてICチップやICパッケー
ジがあるが、これらICチップのバンプやパッド部分又
はICパッケージのモールド部分などの被検査物10の
上方には、ITVカメラ11が配置されている。このI
TVカメラ11は、被検査物10を撮像してその画像信
号を出力するものとなっている。
【0019】画像処理・演算装置12は、ITVカメラ
11から出力された画像信号を入力し、デジタル変換し
て画像データとして画像メモリ13に記憶する機能を有
している。又、画像処理・演算装置12は、画像メモリ
13に記憶された画像データから被検査物10の欠陥の
有無を判定するもので、検査領域設定手段14、位置補
正手段15、明度総和手段16及び欠陥検査手段17の
各機能を有している。
【0020】検査領域設定手段14は、画像メモリ13
に記憶されている画像データ上に、図2に示すように位
置決め用パターン1に対して検査領域Pを設定する機能
を有している。
【0021】位置補正手段15は、検査領域設定手段1
4により設定された検査領域Pを画像データの検査対象
パターン2とのずれに基づいて位置補正する機能を有し
ている。
【0022】明度総和手段16は、図3に示すように位
置補正手段15により位置補正された検査領域P内の明
度の総和を、検査領域Pのエッジを含む1画素サイズ以
下の微小エッジ領域(斜線部分)Wにおける明度の合計
と、この微小エッジ領域Wを除く検査領域P内の明度の
合計とを総和して求める機能を有している。なお、図3
において画像データ上の欠陥3は点線で示している。
【0023】欠陥検査手段17は、明度総和手段16に
より求められた検査領域P内の明度の総和に基づいて被
検査物の欠陥3の有無を検査する機能を有している。
【0024】次に、上記の如く構成された装置の作用に
ついて説明する。
【0025】ITVカメラ11は、例えばICチップの
バンプやパッド部分又はICパッケージのモールド部分
などの被検査物10を撮像してその画像信号を出力す
る。この画像信号は、画像処理・演算装置12に送られ
る。
【0026】この画像処理・演算装置12は、ITVカ
メラ11から出力された画像信号を入力し、デジタル変
換して画像データとして画像メモリ13に記憶する。
【0027】この画像処理・演算装置12において検査
領域設定手段14は、画像メモリ13に記憶されている
画像データ上に、図2に示すように位置決め用パターン
1に対して検査領域Pを設定する。
【0028】次に、この位置補正手段15は、検査領域
設定手段14により設定された検査領域Pを画像データ
の検査対象パターン2とのずれに基づいて位置補正す
る。
【0029】次に、明度総和手段16は、図3に示すよ
うに位置補正手段15により位置補正された検査領域P
内の明度の総和を、検査領域Pのエッジを含む1画素サ
イズ以下の微小エッジ領域(斜線部分)Wにおける明度
の合計と、この微小エッジ領域Wを除く検査領域P内の
明度の合計とを総和して求める。
【0030】これら位置補正手段15及び明度総和手段
16の作用を具体的に説明する。
【0031】図4に示すような画像データG(x,y)
に設定された検査領域P{(Px,Py)−(Qx,Q
y)}内の欠陥の有無を検査する場合について説明す
る。
【0032】先ず、上記の如く検査領域Pの位置補正を
行う。図4においてPが元の検査領域であり、P’が位
置補正された検査領域である。この位置補正の結果、図
4に示すようにx方向にAx、y方向にAyの位置ずれ
が検出された。ここで、位置ずれAxの整数部をAx
i、小数部をAxsとし、位置ずれAyの整数部をAy
i、小数部をAysとする。
【0033】次に、明度総和手段16は、位置補正され
た検査領域P’内の明度の総和を算出する。先ず、1画
素サイズ以下(サブ画素と称する)の微小エッジ領域W
での位置ずれを考慮しない場合の検査領域P’内の明度
の総和Saは、次の通り求められる。
【0034】
【数1】
【0035】次に、サブ画素サイズ以下の位置ずれを考
慮する場合の検査領域P’内の明度の総和Saは、検査
領域P’のエッジを含むサブ画素における明度の合計
と、このサブ画素を除く検査領域P’内の明度の合計と
の総和して求める。
【0036】具体的には、次の通り1次補間法を用いて
求められる。図5に示すように検査領域P’を1画素サ
イズ大きくした画像データGの実検査領域{(Px+A
xi,Py+Ayi)−(Qx+Axi+1,Qy+A
yi+1)}のx軸及びy軸への投影処理を行う。これ
ら投影処理のx軸及びy軸の各結果をそれぞれU
(x)、V(y)とすると、検査領域P’内の明度の総
和Sbは、例えば次の通りとなる。
【0037】 Sb=Sc+Sxs+Sxe+Sys+Sye …(2)
【数2】
【0038】 Sxs=Axs*U(Px+Axi) +(1−Axs)*U(Px+Axi+1) …(4) Sxe=Axs*U(Qx+Axi) +(1−Axs)*U(Qx+Axi+1) …(5) Sys=Axs*V(Px+Ayi) +(1−Ays)*V(Px+Ayi+1) …(6) Sye=Axs*V(Qx+Ayi) +(1−Ays)*U(Qx+Ayi+1) …(7) すなわち、図6に示すようにScは検査領域P’内のサ
ブ画素の領域を除く領域の明度の合計、Sxs,Sx
e,Sys,Syeは、それぞれ検査領域P’の4辺の
各エッジを含むサブ画素の領域での明度の合計である。
【0039】次に、欠陥検査手段17は、明度総和手段
16により求められた検査領域P’内の明度の総和Sa
に基づいて被検査物の欠陥3の有無を検査する。検査領
域P’内の明度の総和Saが予め決められた範囲外であ
れば不良とする。
【0040】実際のICチップのバンプに対する検査で
は、図7に示すようにバンプのパターン20の各4辺の
エッジに対して検査領域Pを設定する。このバンプ検査
では、バンプのパターン20に例えば針跡21がその中
央に付くことがある。この針跡21は、欠陥ではないの
で、検査領域Pは、中央部を除いて設定することで傷や
ダストの検査を行うものとなる。すなわち、検査領域P
内の明度の総和Saは、検査領域Pのエッジを含むサブ
画素における明度の合計と、このサブ画素及び中央部を
除く検査領域P内の明度の合計との総和して求める。そ
して、この明度の総和Saに基づいて被検査物の欠陥3
の有無を検査し、検査領域P内の明度の総和Saが予め
決められた範囲外であれば傷やダストなどが存在すると
して不良とする。
【0041】ICパッケージのモールド部分22に対す
る検査では、ICパッケージには品種名、ロットなどの
文字(図示省略)がマーキングされているので、図8に
示すようにモールド部分22の4辺に検査領域Pを設定
する。検査領域P内の明度の総和Saは、検査領域Pの
エッジを含むサブ画素における明度の合計と、このサブ
画素を除く検査領域P内の明度の合計との総和して求め
る。そして、この明度の総和Saに基づいて被検査物の
欠陥3の有無を検査し、検査領域P内の明度の総和Sa
が予め決められた範囲外であればモールドの欠けなどが
存在するとして不良とする。
【0042】このように上記一実施の形態においては、
位置補正された検査領域P内の明度の総和を、検査領域
Pのエッジを含む1画素サイズ以下のサブ画素における
明度の合計と、このサブ画素の領域を除く検査領域P内
の明度の合計とを総和して求め、この明度の総和Saに
基づいて被検査物の欠陥3の有無を検査するので、被検
査物の明るさの変化に対して急激に明度の総和Saが変
化することが無く、安定して欠陥3の有無を判定するこ
とができる。又、検査領域Pの位置決めの変化に対して
も急激に明度の総和Saが変化することが無く、安定し
て欠陥3の有無を判定することができる。
【0043】なお、本発明は、上記一実施の形態に限定
されるものでなく次の通りに変形してもよい。
【0044】例えば、上記一実施の形態では、ICチッ
プのバンプやパッド部分又はICパッケージのモールド
部分の傷、ダストなどの欠陥の検査に適用した場合につ
いて説明したが、他の各種被検査物の外観検査に適用で
きることは言うまでもない。
【0045】又、サブ画素での明度を求める方法は、上
記一実施の形態のように1次補間法を用いたものに限ら
ず、他の補間法を用いてもよい。
【0046】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、明
るさの変化や検査領域の位置補正によって生じる明るい
部分の画素数の急激な変化を無くして安定して外観検査
ができる外観検査方法及びその装置並びに半導体装置の
製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる外観検査装置の一実施の形態を
示す構成図。
【図2】本発明に係わる外観検査装置の一実施の形態に
おける画像データに対する検査領域の設定を示す模式
図。
【図3】本発明に係わる外観検査装置の一実施の形態に
おける検査領域Pの位置補正を示す模式図。
【図4】本発明に係わる外観検査装置の一実施の形態に
おける検査領域の位置補正を説明するための図。
【図5】本発明に係わる外観検査装置の一実施の形態に
おける検査領域内のサブ画素の領域を除く領域の明度の
合計を求めるための投影処理を示す図。
【図6】本発明に係わる外観検査装置の一実施の形態に
おける検査領域内のサブ画素の領域を除く領域の明度の
合計を説明するための模式図。
【図7】本発明に係わる外観検査装置の一実施の形態を
用いての実際のICチップのバンプに対する検査を説明
するための図。
【図8】本発明に係わる外観検査装置の一実施の形態を
用いてのICパッケージのモールド部分に対する検査を
説明するための図。
【図9】従来の外観検査方法を説明するための被検査物
の画像データの模式図。
【図10】同方法による欠陥などの外観検査方法を説明
するための図。
【符号の説明】
10:被検査物 11:ITVカメラ 12:画像処理・演算装置 13:画像メモリ 14:検査領域設定手段 15:位置補正手段 16:明度総和手段 17:欠陥検査手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G06F 15/70 330N Fターム(参考) 2F065 AA49 BB27 CC25 DD11 EE00 FF01 FF04 JJ03 JJ19 JJ26 QQ03 QQ24 QQ27 QQ31 QQ36 2G051 AA61 AB02 AB14 CA04 CB01 DA05 EA09 EA14 ED07 ED22 4M106 AA02 AA04 AA11 CA38 DB04 DB20 DB21 DJ11 DJ21 5B057 AA03 BA02 CA08 CA12 CA16 CC01 CD02 DA03 DB02 DB09 DC19 DC22 5L096 AA06 BA03 DA02 EA14 EA33 EA35 FA37 GA28 GA41

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査物を撮像して得られた画像データ
    に対して検査領域を設定し、この検査領域内の明度の総
    和に基づいて前記被検査物の外観検査を行う外観検査方
    法において、 前記検査領域内の明度の総和を、前記検査領域のエッジ
    を含む所定の画素サイズ以下の微小エッジ領域における
    明度の合計と前記微小エッジ領域を除く前記検査領域内
    の明度の合計とを総和して求めることを特徴とする外観
    検査方法。
  2. 【請求項2】 前記検査領域内の明度の総和は、前記検
    査領域のエッジを含む1画素サイズ以下の微小エッジ領
    域における明度の合計と前記微小エッジ領域を除く前記
    検査領域内の明度の合計とを加算して求めることを特徴
    とする請求項1記載の外観検査方法。
  3. 【請求項3】 前記画像データに対して前記検査領域を
    設定する工程と、 前記検査領域を前記画像データの検査対象パターンとの
    ずれに基づいて位置補正する工程と、 を有することを特徴とする請求項1記載の外観検査方
    法。
  4. 【請求項4】 前記検査領域内の明度の総和に基づいて
    前記被検査物の欠陥の有無を検査することを特徴とする
    請求項1記載の外観検査方法。
  5. 【請求項5】 被検査物を撮像して得られた画像データ
    に対して検査領域を設定し、この検査領域内の明度の総
    和に基づいて前記被検査物の外観検査を行う外観検査装
    置において、 前記検査領域内の明度の総和を、前記検査領域のエッジ
    を含む所定の画素サイズ以下の微小エッジ領域における
    明度の合計と前記微小エッジ領域を除く前記検査領域内
    の明度の合計とを総和する明度総和手段、を具備したこ
    とを特徴とする外観検査装置。
  6. 【請求項6】 前記画像データに対して前記検査領域を
    設定する検査領域設定手段と、 この検査領域設定手段により設定された前記検査領域を
    前記画像データの検査対象パターンとのずれに基づいて
    位置補正する位置補正手段と、を有することを特徴とす
    る請求項5記載の外観検査装置。
  7. 【請求項7】 前記検査領域内の明度の総和に基づいて
    前記被検査物の欠陥の有無を検査する欠陥検査手段を備
    えたことを特徴とする請求項5記載の外観検査装置。
  8. 【請求項8】 半導体装置を撮像して得られた画像デー
    タに対して検査領域を設定し、この検査領域内の明度の
    総和に基づいて前記半導体装置の外観検査を行って半導
    体装置を製造する半導体装置の製造方法において、 前記検査領域内の明度の総和を、前記検査領域のエッジ
    を含む所定画素サイズ以下の微小エッジ領域における明
    度の合計と前記微小エッジ領域を除く前記検査領域内の
    明度の合計とを総和して求め、この明度の総和に基づい
    て前記半導体装置の外観検査を行なって半導体装置を製
    造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP36676299A 1999-12-24 1999-12-24 外観検査方法及びその装置並びに半導体装置の製造方法 Pending JP2001184508A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108101A1 (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Olympus Corporation 情報端末

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WO2007108101A1 (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Olympus Corporation 情報端末

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