JP2022061127A - 外観検査装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象部位に、外縁の位置ズレや寸法誤差が許容されている変動領域が含まれていても、疑似欠陥を検出することなく、所望の検査結果を得ることができる外観検査装置および方法を提供する。【解決手段】検査対象部位の外観を検査する外観検査装置であって、検査画像Ｐｘを取得する検査画像取得部２と、検査の基準となる基準画像を登録する検査基準画像登録部３と、検査画像と基準画像とを比較して検査を行う検査部５と、を備え、検査対象部位には、外縁の位置ズレや寸法誤差が許容されている変動領域が含まれ、変動領域の外縁位置を検出するエッジ検出部４を備え、基準画像として、変動領域に対する検査の基準となる変動領域基準画像Ｐｆ１が登録されており、検査部は、検査画像における変動領域と、エッジ検出部で検出された外縁の位置に基づいて変動領域基準画像における当該変動領域と位置が対応する領域とを比較して、当該変動領域を検査する。【選択図】図２

Description

本発明は、検査対象部位を撮像した検査画像と基準画像とを比較して当該検査対象部位を検査する外観検査装置および方法に関する。例えば、ウエーハに形成された半導体デバイス等の外観を撮像して、当該半導体デバイス等の良否判定を行うウエーハ外観検査装置および方法に関する。

半導体デバイスは、１枚の半導体ウエーハ上に多数の半導体デバイス回路（つまり、デバイスチップの繰り返し外観パターン）が層状に重なり合って形成された後、個々のチップ部品に個片化され、当該チップ部品がパッケージングされて、電子部品として単体で出荷されたり電気製品に組み込まれたりする。

そして、個々のチップ部品が個片化される前に、ウエーハ上に形成されたデバイスチップの繰り返し外観パターンを撮像した検査画像と基準画像とを比較して、各チップ部品の良否等に関する検査が行われる（例えば、特許文献１）。

また、検査対象画像と参照画像を位置合わせしてから欠陥検出することで、位置合わせミスによる誤検出を低減する技術が知られている（例えば、特許文献２）。

一方、検査画像と基準画像とを減算処理（つまり、比較）して、画像境界部のパターンマッチングのずれにより発生したノイズにマスクをかけて消去する技術が知られている（例えば、特許文献３）。

特開２００７－１５５６１０号公報 特開２００３－４４２７号公報 特開２０００－３３５０６２号公報

検査対象である半導体デバイスには、性質の異なる複数の領域が隣接して含まれている。例えば、チップ部品を検査対象とする場合、配線回路パターンや外部接続用端子（いわゆる、電極パッド、ランド部）が、ウエーハの表面に形成されている。

この配線回路パターンは、デバイスチップの性能に深く関わるため、断線やショート、線幅の違い、異物の混入等について厳格な検査が求められる。

一方、外部接続用端子は、外部デバイスやリード線等との接合や導通ができれば良いため、外縁の位置ズレや寸法誤差については、配線回路パターンほど厳格さは求められていない。

そのため、検査対象部位を撮像した検査画像に、外縁の位置ズレや寸法誤差が許容されている領域（変動領域）が含まれている場合、その周辺の領域（周辺領域）との境界（つまり、外縁）の位置が検査画像毎に変動する。そうすると、基準画像と比較したときに、検査画像において外縁の位置が変動するところを欠陥（いわゆる、疑似欠陥）として検出してしまい、デバイスチップの歩留まり率を下げる要因となっていた。

また、特許文献２，３のような従来技術は、基準画像の大きさや範囲、パターン等が一定であることが前提であり、検査対象部位の寸法が変動する場合に対応できなかった。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
検査対象部位に、外縁の位置ズレや寸法誤差が許容されている変動領域が含まれていても、疑似欠陥を検出することなく、所望の検査結果を得ることができる外観検査装置および方法を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
検査対象部位の外観を撮像して検査する外観検査装置であって、
検査対象部位の外観画像を検査画像として取得する検査画像取得部と
検査対象部位に対する検査の基準となる基準画像を登録する検査基準画像登録部と、
検査画像と基準画像とを比較して、検査対象部位に対する検査を行う検査部とを備え、
検査対象部位には、外縁の位置ズレや寸法誤差が許容されている変動領域が含まれており、
検査画像を処理して変動領域の外縁の位置を検出するエッジ検出部を備え、
基準画像として、変動領域の外縁が標準範囲より広い範囲に設定された、当該変動領域に対する検査の基準となる変動領域基準画像が登録されており、
検査部は、
検査画像における変動領域と、エッジ検出部で検出された外縁の位置に基づいて変動領域基準画像における当該変動領域と位置が対応する領域とを比較して、当該変動領域を検査するものである。

また、本発明に係る別の一態様は、
検査対象部位の外観を撮像した検査画像と基準画像とを比較して当該検査対象部位を検査する外観検査方法であって、
基準画像を予め登録する基準画像登録ステップと、
検査画像を取得する検査画像取得ステップと、
検査画像及び基準画像を比較して検査対象部位を検査する検査ステップとを有し、
検査対象部位には、外縁の位置ズレや寸法誤差が許容されている変動領域が含まれており、
基準画像として、変動領域が標準範囲より広い範囲に設定された、当該変動領域に対する検査の基準となる変動領域基準画像を登録するステップと、
検査画像を処理して変動領域の外縁の位置を検出するエッジ検出ステップを有し、
検査ステップでは、検査画像における変動領域と、エッジ検出ステップで検出された外縁の位置に基づいて変動領域基準画像における当該変動領域と位置が対応する領域とを比較して、当該変動領域を検査するものである。

検査対象部位に、外縁の位置ズレや寸法誤差が許容されている変動領域が含まれていても、疑似欠陥を検出することなく、所望の検査結果を得ることができる。

本発明を具現化する形態の一例における検査画像の一例を示す画像図である。 本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。 本発明を具現化する形態の一例における外観画像を撮像する様子を示す概念図である。 本発明を具現化する形態の一例における基準画像の一例を示す画像図である。 本発明を具現化する形態の一例におけるフロー図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。なお、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向と表現し、ＸＹ平面に垂直な方向（つまり、重力方向）をＺ方向と表現する。また、Ｚ方向は、重力に逆らう方向を上、重力がはたらく方向を下と表現する。また、Ｚ方向を中心軸として回転する方向をθ方向とする。

図１は、本発明を具現化する形態の一例における検査画像の一例を示す画像図である。
図１には検査対象部位Ｒｘを撮像した検査画像Ｐｘの一例が示されている。
なお、検査対象部位Ｒｘには、外縁Ｂの位置ズレや寸法誤差が許容されている変動領域Ｒｘ１と、当該変動領域Ｒｘ１に隣接する周辺領域Ｒｘ２が含まれている。

なお以下の説明では、ウエーハＷに形成されたデバイスチップＣにおいて、メッキ工程で形成された外部接続用端子が検査対象部位Ｒｘにおける変動領域Ｒｘ１として設定されており、配線回路パターン等が検査対象部位Ｒｘにおける周辺領域Ｒｘ２として設定されている例を示す。

図２は、本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。図２には、本発明に係るウエーハ外観検査装置１を構成する各部が概略的に示されている。

ウエーハ外観検査装置１は、ウエーハＷの表面に設定された検査対象部位Ｒｘの外観を撮像して検査するものである。例えば、ウエーハＷ上にＸＹ方向に所定ピッチで形成されたデバイスチップＣ（半導体デバイスの一類型）の繰り返し外観パターンを逐次撮像しながら検査画像Ｐｘを取得し、予め登録された基準画像Ｐｆと比較することで、ウエーハＷ全面に対して連続的に検査する構成をしている。具体的には、ウエーハ外観検査装置１は、検査画像取得部２、検査基準画像登録部３、エッジ検出部４、検査部５等を備えている。

より具体的には、ウエーハ外観検査装置１は、ウエーハ保持部Ｈ、撮像部Ｓ、相対移動部Ｍ、コンピュータＣＰ、コントローラＣＮ等を備えている。

検査画像取得部２は、検査対象部位Ｒｘの外観画像を検査画像Ｐｘとして取得するものである。具体的には、検査画像取得部２は、撮像部ＳとコンピュータＣＰの入力部で構成されている。

図３は、本発明を具現化する形態の一例における外観画像を撮像する様子を示す概念図である。図３には、撮像部Ｓの撮像カメラＳ５が、ウエーハＷに対して矢印Ｖｓで示す方向に相対移動しながら、ウエーハＷ上にＸＹ方向に所定ピッチで形成されているデバイスチップＣの外観を逐次撮像する様子が示されている。

具体的には、相対移動部Ｍの相対移動（例えば、矢印Ｖｓ方向へ移動）中に、予め規定された間隔または位置で照明部Ｓ１をストロボ発光させて、静止画と同様の外観画像を撮像カメラＳ５にて撮像する。そして、撮像カメラＳ５から出力された外観画像を検査画像Ｐｘとして、コンピュータＣＰの入力部に入力（つまり、検査画像Ｐｘを取得）する。

検査基準画像登録部３は、検査対象部位Ｒｘに対する検査の基準となる基準画像Ｐｆを登録するものである。具体的には、検査基準画像登録部３は、基準画像Ｐｆとして、変動領域基準画像Ｐｆ１や周辺領域基準画像Ｐｆ２が登録されている。

より具体的には、検査基準画像登録部３は、コンピュータＣＰの記憶部や補助記憶部で構成されている。

図４は、本発明を具現化する形態の一例における基準画像の一例を示す画像図である。
図４（ａ）には、基準画像Ｐｆの一つである変動領域基準画像Ｐｆ１の一例が示されている。
図４（ｂ）には、基準画像Ｐｆの一つである周辺領域基準画像Ｐｆ２の一例が示されている。

変動領域基準画像Ｐｆ１は、変動領域Ｒｘ１に対する検査の基準となるもので、変動領域Ｒｘ１の外縁Ｂ１が標準範囲Ｒｓより広い範囲に設定されている。ここで言う、変動領域Ｒｘ１の外縁Ｂ１が標準範囲Ｒｓより広い範囲とは、単に面積が広いのではなく、外縁Ｂ１の全周が標準範囲Ｒｓよりも外側に位置している状態を言う。
一方、周辺領域基準画像Ｐｆ２は、周辺領域Ｒｘ２に対する検査の基準となるもので、変動領域Ｒｘ１の外縁Ｂ２が標準範囲Ｒｓより狭い範囲に設定されている。ここで言う、変動領域Ｒｘ１の外縁Ｂ２が標準範囲Ｒｓより狭い範囲とは、単に面積が狭いのではなく、外縁Ｂの全周が標準範囲Ｒｓよりも内側に位置している状態を言う。

なお、変動領域基準画像Ｐｆ１や周辺領域基準画像Ｐｆ２は、変動領域Ｒｘ１外縁Ｂの変動が許容される限度見本を予め準備して選定し、検査基準画像登録部３に登録しておく。

エッジ検出部４は、検査画像Ｐｘを処理して変動領域Ｒｘ１の外縁Ｂ（つまり、周辺領域Ｒｘ２との境界）の位置を検出するものである。
具体的には、エッジ検出部４は、検査画像Ｐｘに含まれる各画素に対して差分処理や微分処理等を行い、変動領域Ｒｘ１の外縁Ｂと判定された画素の位置情報を出力する。
より具体的には、エッジ検出部４は、コンピュータＣＰの処理部や画像処理部と実行プログラムで構成されている。

検査部５は、検査画像Ｐｘと基準画像Ｐｆとを比較して、検査対象部位Ｒｘに対する検査を行うものであり、検査画像Ｐｘにおける変動領域Ｒｘ１と、エッジ検出部４で検出された境界位置に基づいて変動領域基準画像Ｐｆ１における変動領域Ｒｘ１と位置が対応する領域とを比較して、変動領域Ｒｘ１を検査するものである。

さらに検査部５は、検査画像Ｐｘにおける周辺領域Ｒｘ２と、エッジ検出部４で検出された境界位置に基づいて周辺領域基準画像Ｐｆ２における周辺領域Ｒｘ２と位置が対応する領域とを比較して、周辺領域Ｒｘ２を検査するものである。
具体的には、検査部５は、検査画像Ｐｘにおける変動領域Ｒｘ１の各画素について、当該変動領域Ｒｘ１と位置が対応する基準画像Ｐｆ１内の画素の輝度値等とを比較し、輝度差が所定範囲内（つまり、合格基準内）かどうかを判定する。
より具体的には、検査部５は、コンピュータＣＰの処理部や画像処理部と実行プログラムで構成されている。

ウエーハ保持部Ｈは、ウエーハＷを保持するものである。
具体的には、ウエーハ保持部Ｈは、ウエーハＷを下面側から水平状態を保ちつつ支えるものである。より具体的には、ウエーハ保持部Ｈは、上面が水平な載置台Ｈ１を備えている。
載置台Ｈ１は、ウエーハＷと接触する部分に溝部や孔部が設けられており、これら溝部や孔部は、切替バルブなどを介して真空ポンプなどの負圧発生手段と接続されている。そして、ウエーハ保持部Ｈは、これら溝部や孔部を負圧状態若しくは大気解放状態に切り替えることで、ウエーハＷを保持したり保持解除したりすることができる。

撮像部Ｓは、検査対象部位の外観を撮像し、画像データを出力するものである。具体的には、撮像部Ｓは、鏡筒Ｓ０、照明部Ｓ１、ハーフミラーＳ２、複数の対物レンズＳ３ａ，Ｓ３ｂ、レボルバー機構Ｓ４、撮像カメラＳ５等を備えている。

鏡筒Ｓ０は、照明部Ｓ１、ハーフミラーＳ２、対物レンズＳ３ａ，Ｓ３ｂ、レボルバー機構Ｓ４、撮像カメラＳ５等を所定の姿勢で固定し、照明光Ｌ１や観察光Ｌ２を導光するものである。鏡筒Ｓ０は、連結金具など（不図示）を介して装置フレーム１ｆに取り付けられている。

照明部Ｓ１は、撮像に必要な照明光Ｌ１を放出するものである。具体的には、照明部Ｓ１は、レーザダイオードやメタルハライドランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ照明などが例示できる。より具体的には、照明部Ｓ１は、外部からの信号制御に基づいて、発光／消灯を切り替えたり、所定の場所やタイミングでストロボ発光させたりする。

ハーフミラーＳ２は、照明部Ｓ１から放出された照明光Ｌ１を反射させてウエーハＷ側に照射し、ウエーハＷ側から入射した光（反射光、散乱光とも言う。つまり、観察光）Ｌ２を撮像カメラＳ５側に通過させるものである。

対物レンズＳ３ａ，Ｓ３ｂは、ワークＷ上の撮像エリアの像を、それぞれ異なる所定の観察倍率で撮像カメラＳ５の撮像素子に結像させるものである。

レボルバー機構Ｓ４は、対物レンズＳ３ａ，Ｓ３ｂのいずれを使用するか切り替えるものである。具体的には、レボルバー機構Ｓ４は、手動または外部からの信号制御に基づいて、所定の角度ずつ回転および静止するものである。

撮像カメラＳ５は、ワークＷ上の撮像エリアＦを撮像し、検査画像Ｐｘや基準画像Ｐｆを取得するものである。取得したこれら画像は、映像信号や映像データとして外部（本実施例では、コンピュータＣＰ）に出力される。

相対移動部Ｍは、ウエーハ保持部Ｈと撮像部Ｓとを相対移動させるものである。
具体的には、相対移動部Ｍは、Ｘ軸スライダーＭ１と、Ｙ軸スライダーＭ２と、回転機構Ｍ３とを備えて構成されている。

Ｘ軸スライダーＭ１は、装置フレーム１ｆ上に取り付けられており、Ｙ軸スライダーＭ２をＸ方向に任意の速度で移動させ、任意の位置で静止させるものである。具体的には、Ｘ軸スライダーは、Ｘ方向に延びる１対のレールと、そのレール上を移動するスライダー部と、スライダー部を移動および静止させるスライダー駆動部とで構成されている。

Ｙ軸スライダーＭ２は、制御部ＣＮから出力される制御信号に基づいて、回転機構Ｍ３をＹ方向に任意の速度で移動させ、任意の位置で静止させるものである。具体的には、Ｙ軸スライダーは、Ｙ方向に延びる１対のレールと、そのレール上を移動するスライダー部と、スライダー部を移動および静止させるスライダー駆動部とで構成されている。

Ｘ軸スライダーＭ１とＹ軸スライダーＭ２のスライダー駆動部は、制御部ＣＮからの信号制御により回転し静止するサーボモータやパルスモータとボールネジ機構を組み合わせたものや、リニアモータ機構などで構成することができる。

回転機構Ｍ３は、載置台Ｈ１をθ方向に任意の速度で回転させ、任意の角度で静止させるものである。具体的には、回転機構Ｍ３は、ダイレクトドライブモータなどの、外部機器からの信号制御により任意の角度に回転／静止させるものが例示できる。回転機構Ｍ３の回転する側の部材の上には、ウエーハ保持部Ｈの載置台Ｈ１が取り付けられている。

相対移動部Ｍは、この様な構成をしているため、検査対象となるウエーハＷを保持したまま、ウエーハＷを撮像部Ｓに対してＸＹθ方向にそれぞれ独立させて又は複合的に、所定の速度や角度で相対移動させたり、任意の位置・角度で静止させたりすることができる。

コンピュータＣＰは、外部から信号やデータを入力し、所定の演算処理や画像処理を行い、外部に信号やデータを出力するもので、例えば、以下の機能を実行するものである。
・検査画像登録モードおよび検査モード（つまり、運転モード）の登録、切替等
・検査画像登録モードでの撮像倍率の登録、切替等
・検査画像登録モードでの基準画像Ｐｆの取得、登録等
・検査モードでの検査レシピ（撮像位置や撮像順序、撮像間隔（ピッチ、インターバル）、移動速度等）の登録、使用する検査レシピの切替等
・検査画像Ｐｘや基準画像Ｐｆに対する画像処理
・検査モードでの検査画像Ｐｘにおける変動領域Ｒｘの外縁Ｂの位置検出（エッジ検出）や外縁Ｂの位置情報の取得等
・検査モードでの検査画像Ｐｘと基準画像Ｐｆの比較（つまり、検査）
より具体的には、コンピュータＣＰは、入力部と出力部、記憶部（レジスタやメモリーと呼ばれる）、制御部と演算部（ＣＰＵやＭＰＵと呼ばれる）、画像処理装置（ＧＰＵと呼ばれる）、補助記憶装置（ＨＤＤやＳＳＤなど）等（つまり、ハードウェア）と、その実行プログラム等（つまり、ソフトウェア）で構成されている。

コントローラＣＮは、外部機器（撮像部Ｓや相対移動部Ｍの各機器、コンピュータＣＰ等）と信号やデータを入出力し、所定の制御処理を行うもので、例えば、以下の機能を実行するものである。
・ウエーハ保持部Ｈに対して、ウエーハＷの保持／解除の信号を出力
・レボルバー機構Ｓ４を制御して、使用する対物レンズ（撮像倍率）を切り替える
・照明部Ｓ１に対して、ストロボ発光の信号を出力
・撮像カメラＳ５に対して、撮像トリガを出力
・撮像カメラＳ５から出力された画像（検査画像や基準画像）を入力
・相対移動部Ｍの駆動制御：Ｘ軸スライダーＭ１、Ｙ軸スライダーＭ２、回転機構Ｍ３の現在位置をモニタリングしつつ、駆動用信号を出力し、制御する機能
つまり、コントローラＣＮは、相対移動部Ｍを駆動制御すると共に、ウエーハＷ上に設定された撮像エリアＦの場所を変更しながら撮像部Ｓに対して撮像トリガを出力することができる。さらに、検査品種に応じて、撮像倍率や視野サイズを切り替え、撮像する間隔を変えながら撮像トリガを出力することができ、所望の画像を取得することができる。

なお、撮像トリガの出力は、下記の様な方式が例示できる。
・Ｘ方向にスキャン移動させながら、所定距離移動する毎に照明光Ｌ１を極短時間発光（いわゆる、ストロボ発光）させる方式。
・所定位置に移動および静止させて照明光Ｌ１を照射して撮像する（いわゆる、ステップ＆リピート）方式。

より具体的には、コントローラＣＮは、コンピュータＣＰの一部や専用のプログラマブルロジックコントローラ等（つまり、ハードウェア）と、その実行プログラム等（つまり、ソフトウェア）で構成されている。

＜運転モードと動作フロー＞
ウエーハ外観検査装置１は、検査画像登録モードと検査モードを有しており、切り替えて運転することができる。

図５は、本発明を具現化する形態の一例におけるフロー図である。
図５（ａ）には、ウエーハ外観検査装置１を用いてウエーハＷに配置されているデバイスチップＣの検査基準となる画像（つまり、基準画像）を撮像・登録する一連のフローが、動作ステップ毎に示されている。これを検査画像登録フローと呼び、下述の様な動作フローで運転するモードが検査画像登録モードである。

先ず、基準画像Ｐｆを登録するためのウエーハＷをウエーハ外観検査装置１の載置台Ｈ１に載置する（ステップｓ１）。このウエーハＷには、良否判定の基準となるデバイスチップＣが含まれている。

続いて、このウエーハＷに形成されたアライメントマークを読み取る等して、ウエーハＷのアライメントを行う（ステップｓ２）。

続いて、相対移動部Ｍを制御し、基準画像Ｐｆとして設定するデバイスチップＣを撮像部Ｓで撮像できる位置（つまり、撮像位置）にウエーハＷを移動させる（ステップｓ３）。

続いて、撮像部Ｓで基準画像Ｐｆを撮像し、検査基準画像登録部３に基準画像Ｐｆを登録する（ステップｓ４）。具体的には、変動領域Ｒｘ１を検査するための基準画像Ｐｆを変動領域基準画像Ｐｆ１として登録する。

さらに基準画像を撮像・登録するかどうかを判断し（ステップｓ５）、撮像・登録を行う場合は上述のステップｓ３～ｓ５を繰り返す。
具体的には、周辺領域Ｒｘ２を検査するための基準画像Ｐｆを周辺領域基準画像Ｐｆ２として登録する。一方、さらに基準画像を撮像・登録する必要が無ければ、ウエーハＷを払出す（ステップｓ６）。

そして、他のウエーハでも基準画像を撮像・登録するかどうかを判断し（ステップｓ７）、撮像・登録を行う場合は上述のステップｓ１～ｓ７を繰り返す。一方、基準画像を撮像・登録する必要が無ければ、一連のフローを終了する。

図５（ｂ）には、ウエーハ外観検査装置１を用いてウエーハＷに配置されているデバイスチップＣの外観画像Ｐｘを撮像し、当該画像に基づいて検査する一連のフローが、動作ステップ毎に示されている。これを検査フローと呼び、下述の様な動作フローで運転するモードが検査モードである。

先ず、新規登録にて検査レシピを設定したり、予め登録された検査レシピから選択したりして、ウエーハＷを載置台Ｈ１に載置する（ステップｓ１１）。

続いて、このウエーハＷに形成されたアライメントマークを読み取る等して、ウエーハＷのアライメントを行う（ステップｓ１２）。

続いて、相対移動部Ｍを制御し、ウエーハＷを移動させながら撮像部ＳでデバイスチップＣを撮像し、検査画像Ｐｘを取得する（ステップｓ１３）。

続いて、取得した検査画像Ｐｘにおける変動領域Ｒｘ１の外縁Ｂの位置をエッジ検出部４にて検出する（ステップｓ１４）。

続いて、検査画像Ｐｘにおける変動領域Ｒｘ１と、予め登録された変動領域基準画像Ｐｆ１における変動領域Ｒｘ１と位置が対応する領域とをと比較し、検査を行う（ステップｓ１５）。具体的には、検査部５にて、検査画像Ｐｘにおける変動領域Ｒｘ１と、検査画像Ｐｘにおけるエッジ検出部４で検出された変動領域Ｒｘ１の外縁Ｂの位置に基づいて変動領域基準画像Ｐｆ１における変動領域Ｒｘ１と位置が対応する領域と、を比較して変動領域Ｒｘ１を検査する。

さらに、検査画像Ｐｘにおける周辺領域Ｒｘ２と、予め登録された周辺領域基準画像Ｐｆ２における周辺領域Ｒｘ２と位置が対応する領域とをと比較し、検査を行う。
具体的には、検査部５にて、検査画像Ｐｘにおける周辺領域Ｒｘ２と、検査画像Ｐｘにおけるエッジ検出部４で検出された変動領域Ｒｘ１の外縁Ｂの位置に基づいて周辺領域基準画像Ｐｆ２における周辺領域Ｒｘ２と位置が対応する領域と、を比較して周辺領域Ｒｘ２を検査する。

続いて、別の検査画像Ｐｘを取得して検査等を継続するかどうかを判断し（ステップｓ１６）、検査等を継続する場合は上述のステップｓ１３～ｓ１６を繰り返す。
一方、さらに検査等を継続する必要が無ければ、ウエーハＷを払出す（ステップｓ１７）。

そして、他のウエーハでも検査画像を取得・検査するかどうかを判断し（ステップｓ１８）、さらに検査等を行う場合は上述のステップｓ１１～ｓ１８を繰り返す。一方、さらに検査等する必要が無ければ、一連のフローを終了する。

本発明に係るウエーハ外観検査装置１は、この様な構成をしているため、
検査対象部位Ｒｘに、外縁の位置ズレや寸法誤差が許容されている変動領域Ｒｘ１が含まれていても、疑似欠陥を検出することなく、所望の検査結果を得ることができる。
［他の形態・変形例］
なお上述では、検査部５にて、検査画像Ｐｘにおける変動領域Ｒｘ１のほか、周辺領域Ｒｘ２を、エッジ検出部４で検出された外縁Ｂの位置に基づいて周辺領域基準画像Ｐｆ２における周辺領域Ｒｘ２と位置が対応する領域とを比較して検査する構成を例示した。
しかし、本発明を具現化する上で、周辺領域Ｒｘ２の検査は必須ではなく、変動領域Ｒｘ１のみ検査を行う構成であっても良い。

なお上述では、検査対象部位Ｒｘが、ウエーハＷに形成された半導体デバイス等であり、検査対象部位Ｒｘにおける変動領域Ｒｘ１として、ウエーハＷにメッキ工程で形成された外部接続用端子が設定されている例を示した。
メッキ工程では、メッキが析出される量が一定ではないため、その析出量によって、配線回路パターンの線幅や位置精度が変動してしまう。そして、メッキ工程で形成される外部接続用端子は、デバイス内部の配線回路パターンほど線幅や位置精度の規定が厳格でなく、位置ズレや寸法精度が許容されている。
そのため、この様な部位を検査対象に設定すれば、疑似欠陥を検出することなく、所望の検査結果を得ることができる。
しかし、本発明は、メッキ工程で形成された外部接続用端子のみならず、他の検査対象部位の検査に適用することが出来る。

なお上述では、検査対象部位ＲｘがウエーハＷの表面に設定されている構成を例示して説明したが、積層された基板の中間層（例えば、貼合せ面など）に設定されていても良い。この場合、撮像部Ｓは、照明光Ｌ１として他の積層膜やウエーハを透過する波長を適宜選択して検査対象部位に照射し、観察光Ｌ２を撮像カメラＳ５で取得する構成にすれば良い。

なお上述では、ウエーハ外観検査装置１を示し、検査対象となるデバイスチップＣがＸＹ方向に配置されたウエーハＷの撮像位置を変更しながら検査画像Ｐｘを撮像（つまり、取得）する形態を例示した。
しかし、本発明を具現化する上で、相対移動部Ｍや撮像部Ｓ等は必須の構成では無く、検査画像Ｐｘが記憶されたホストコンピュータや外部機器等から送信された検査画像ＰｘをコンピュータＣＰの入力部で受信（つまり、検査画像取得部２で取得）し、上述と同様にエッジ検出部４で検査画像Ｐｘに含まれる変動領域Ｒｘ１の外縁の位置を検出し、検査部５で上述と同様の検査（いわゆる、オフライン検査）を行う構成としても良い。

１ ウエーハ外観検査装置
２ 検査画像取得部
３ 検査基準画像登録部
４ エッジ検出部
５ 検査部
Ｈ ウエーハ保持部
Ｓ 撮像部
Ｍ 相対移動部
ＣＰ コンピュータ
ＣＮ コントローラ
ＲＰ レシピ登録部
１ｆ 装置フレーム
Ｈ１ 載置台
Ｓ０ 鏡筒
Ｓ１ 照明部
Ｓ２ ハーフミラー
Ｓ３ａ，Ｓ３ｂ 対物レンズ
Ｓ４ レボルバー機構
Ｓ５ 撮像カメラ
Ｍ１ Ｘ軸スライダー
Ｍ２ Ｙ軸スライダー
Ｍ３ 回転機構
Ｗ ウエーハ
Ｃ デバイスチップ（チップ部品）
Ｆ 撮像領域（視野）
Ｒｘ 検査対象部位
Ｒｘ１ 変動領領域（検査対象部位）
Ｒｘ２ 周辺領領域（検査対象部位）
Ｒｓ 標準範囲
Ｂ 外縁（境界）
Ｐｘ 検査画像
Ｐｆ１ 変動領域基準画像
Ｐｆ２ 周辺領域基準画像
Ｌ１ 照明光
Ｌ２ ウエーハ側から入射した光（反射光、散乱光）

Claims (5)

1. 検査対象部位の外観を撮像して検査する外観検査装置であって、
   前記検査対象部位の外観画像を検査画像として取得する検査画像取得部と
   前記検査対象部位に対する検査の基準となる基準画像を登録する検査基準画像登録部と、
   前記検査画像と前記基準画像とを比較して、前記検査対象部位に対する検査を行う検査部とを備え、
   前記検査対象部位には、外縁の位置ズレや寸法誤差が許容されている変動領域が含まれており、
   前記検査画像を処理して前記変動領域の前記外縁の位置を検出するエッジ検出部を備え、
   前記基準画像として、前記変動領域の前記外縁が標準範囲より広い範囲に設定された、当該変動領域に対する検査の基準となる変動領域基準画像が登録されており、
   前記検査部は、
   前記検査画像における前記変動領域と、前記エッジ検出部で検出された前記外縁の位置に基づいて前記変動領域基準画像における当該変動領域と位置が対応する領域とを比較して、当該変動領域を検査する
   ことを特徴とする外観検査装置。
2. 前記基準画像として、前記変動領域が前記標準範囲より狭い範囲に設定された、前記変動領域の前記外縁より外側の周辺領域に対する検査の基準となる周辺領域基準画像が登録されており、
   前記検査部は、
   前記検査画像における前記周辺領域と、前記エッジ検出部で検出された前記変動領域の前記外縁の位置に基づいて前記周辺領域基準画像における当該周辺の領域と位置が対応する領域とを比較して、当該周辺領域を検査する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記検査対象部位は、ウエーハに形成された半導体デバイス等であり、
   前記検査対象部位における前記変動領域として、
   前記ウエーハにメッキ工程で形成された外部接続用端子が設定されている
   ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の外観検査装置。
4. 検査対象部位の外観を撮像した検査画像と基準画像とを比較して当該検査対象部位を検査する外観検査方法であって、
   前記基準画像を予め登録する基準画像登録ステップと、
   前記検査画像を取得する検査画像取得ステップと、
   前記検査画像及び前記基準画像を比較して前記検査対象部位を検査する検査ステップとを有し、
   前記検査対象部位には、外縁の位置ズレや寸法誤差が許容されている変動領域が含まれており、
   前記基準画像として、前記変動領域が標準範囲より広い範囲に設定された、当該変動領域に対する検査の基準となる変動領域基準画像を登録するステップと、
   前記検査画像を処理して前記変動領域の前記外縁の位置を検出するエッジ検出ステップを有し、
   前記検査ステップでは、前記検査画像における前記変動領域と、前記エッジ検出ステップで検出された前記外縁の位置に基づいて前記変動領域基準画像における当該変動領域と位置が対応する領域とを比較して、当該変動領域を検査する
   ことを特徴とする外観検査方法。
5. 前記基準画像として、前記変動領域が前記標準範囲より狭い範囲に設定された、前記周辺領域に対する検査の基準となる周辺領域基準画像を登録するステップを有し、
   前記検査ステップでは、前記検査画像における前記周辺領域と、前記エッジ検出ステップで検出された前記境界位置に基づいて前記他領域基準画像における当該周辺領域と位置が対応する領域とを比較して、当該周辺領域を検査する
   ことを特徴とする、請求項４に記載の外観検査方法。

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