JPH06252227A - 半導体ペレットの外観検査方法 - Google Patents

半導体ペレットの外観検査方法

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JPH06252227A
JPH06252227A JP5032361A JP3236193A JPH06252227A JP H06252227 A JPH06252227 A JP H06252227A JP 5032361 A JP5032361 A JP 5032361A JP 3236193 A JP3236193 A JP 3236193A JP H06252227 A JPH06252227 A JP H06252227A
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JP
Japan
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image
semiconductor pellet
color
pattern
component
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JP5032361A
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English (en)
Inventor
Kenichi Miki
研一 三木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は半導体素子の外観検査特に、ペレッ
トの周囲に設置するガラス埋込部の良否を判定する方法
に好適する。 【構成】 照明装置により、検査対象の半導体ペレット
のカラー画像パターンの酸化物領域の赤成分の濃度を他
の成分のそれより大きくした画像に対して、赤成分に他
の画像成分の差を加えて画像を求める方式を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ペレットの外観検
査方法に係わり、特に高耐圧半導体ペレットの酸化膜や
埋込みガラスなどの欠陥検出に好適する。
【0002】
【従来の技術】半導体ペレットの外観検査に当たって
は、目視による方法が採られているものの、これに必要
な被測定半導体ペレットの位置決めに各種の方法が知ら
れており、更に半導体ペレットの外観検査の自動化を狙
ってパターン検出方法の開発も盛んである。初期のパタ
ーン検出装置は、パターン像をテレビカメラで撮像後2
値化信号に変換し、この信号を2次元局部メモリに記憶
させる。そして論理演算によりパターンのマッチング有
無を判定するか、あるいは前記2値化信号を予め基準パ
ターン用レジスタに記憶する基準パターン信号との間で
一致度を検出するか、更にまた前記2値化信号をマイコ
ンなどで論理演算するものが見受けられる。
【0003】しかし、パターン撮像出力を2値化信号に
変換するには、パターン撮像出力の直流分のドリフト、
雑音成分の変化、シェーディング輝度の変化に対して2
値化信号用しきい値を最適値に設定するのが困難であっ
た。また、パターン撮像出力信号の振幅は、試料パター
ン像の光反射面の凹凸状態(表面状態)に関係するの
で、安定な2値化を行うのに試料全体を安定して照明す
る装置が要るが、なかなか求められない。また2値化信
号出力(“1”または“0”)は基準化が不可能であ
り、この出力に対する処理用の雑音余裕が小さい。
【0004】これを改善するために、アナログまたはデ
ジタル入力データと、予め容易する基準パターンを表す
基準データ間で相関係数を求めることにより、パターン
像撮像出力の変動またはアナログ波形に対しても同一、
類似のパターンを安定にかつ効率で検出できるパターン
検出装置が特開昭57ー137978号公報により知ら
れている。
【0005】図1には、従来の被検査半導体ペレットの
位置検出に利用する装置の概要を示しており、XYステ
ージ1に配置する被検査半導体ペレット2は、拡散リン
グ照明3により照らし、これを白黒カメラ4で撮像す
る。この白黒カメラ4には、カメラ制御ユニット5と画
像処理装置6を電気的に接続してパターン撮像出力を2
値化信号に変換する。
【0006】このような被検査対象半導体ペレットとし
てガラスを利用する高耐圧用半導体ペレットの上面図を
図2に示した。即ち、半導体ペレット2には、複数の酸
化膜11を列状に設け、その最外側の半導体ペレット2
の周端にガラス埋込部12を設けて素子の耐圧を上げて
おり、また列状の酸化膜パターン13はAl電極部14
により囲む。そしてペレットコーナ部間のガラス埋込部
12には割れや欠けなどの不良部分が発生する。なお、
図3に記載するaならびにbは後で説明する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明方法による外観
検査対象の1つである高耐圧用半導体ペレットでは、耐
圧を持たせるために周辺にガラスを埋込む構造が採られ
ており、このガラス部には良品でも微妙な凹凸がある外
に、照明との角度により均一な反射光が得られないし、
またペレットの寸法が大きいために均一な照明ができな
い。
【0008】従って白黒の濃淡画像を利用して半導体ペ
レットの外観検査を行うと、半導体ペレットパターンに
描かれる酸化膜の暗い部分に、濃度の低い部分が集中す
るためにガラス部分の不良が検出できなかった。
【0009】本発明はこのような事情により成されたも
ので、特に半導体ペレット周囲の埋込ガラス部分の良否
判定を可能にする外観検査方法を提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】照明装置により得られる
検査対象の半導体ペレットのカラーパターン中の酸化膜
領域のR成分濃度を他の成分より大きくしたカラー画像
に対し、R成分に他のカラー画像の差を加えて求めた画
像により半導体ペレットの外観の良否を決定する点に本
発明に係わる半導体ペレットの外観検査方法の特徴があ
る。また、前記照明装置に拡散照明と同軸落射照明を併
用することにより、検査対象の半導体ペレットの酸化膜
領域のカラー信号の3原色(R、G、B)成分の明るさ
の比率が異なることを利用する点、予め用意する基準デ
ータと入力データの制御係数を求める出力回路から、基
準データとパターンが最も一致する入力データを判定回
路により判定することにより、前記検査対象の半導体ペ
レットの位置を検出後、カラー信号R、G、B成分によ
り良否の判定を行う点、これに加えて最低1つの位置補
正用レチクルと、最低1つの検査対象レチクルを備える
点にも特徴がある。
【0011】
【作用】本発明に係わる半導体ペレットの外観検査方法
では、照明装置により検査対象の半導体ペレットのカラ
ー画像パターンの酸化膜領域の赤成分の濃度を、他の成
分のそれより大きくした画像に対して、赤成分に他の画
像成分の差を加えて画像を求める方式を採用する。
【0012】
【実施例】本発明に係わる実施例を図面を参照して説明
するが、被検査対象半導体ペレットの構造は、従来の技
術欄即ち図2に示す通りなので必要な場合にはこれを利
用する。このような半導体ペレットの外観検査に際して
は、図3に示す被検査対象半導体ペレット外観検査装置
を利用する。即ちXYステージ20に配置する被検査用
の半導体ペレット2は、拡散リング照明21ならびに同
軸落射照明22により照射し、これをカラーカメラ23
により撮像する。このカラーカメラ23には、カラーカ
メラ制御ユニット24と画像処理装置25を電気的に接
続してパターン撮像出力を図4に示す処理方法手順の各
工程に従って進める。
【0013】即ち第1工程に先立って、同軸落射照明2
2と拡散リング照明23を併用して上方から照射して被
検査半導体ペレット2を、カラーカメラ23により撮像
する。 撮像信号はカラーカメラ制御ユニット24と画
像処理装置25を介してR,G、Bの電気信号に変換後
A/D変換経て、R、G、B濃淡画像として画像メモリ
に記憶する(第1工程)。第3工程としては、認識範囲
R成分画像、認識範囲G成分画像ならびに認識範囲B成
分画像に対してカラー成分画像の演算処理を行って第4
工程のP画像を得る。
【0014】この操作に当たっては、図6の位置補正用
の相関アルゴリズムに示すように、位置補正レチクル2
6、検査領域レチクル27、認識範囲28を利用して第
2工程の位置補正を行うが、更に酸化膜マスク用レチク
ルよを利用してカラー画像をを形成する。このR、G、
B濃度は、8ビット階調の0(低い)から255(高
い)の範囲に分布する。この0(低い)に近い程不良パ
ターンである。
【0015】その際、ペレットパターンにおける酸化膜
パターン13のR成分濃度が、G及びB成分の濃度より
大きくなるように同軸落射照明22を調整する。また、
酸化膜パターン13のR成分濃度が他のG、B成分濃度
より大きくなるように拡散リング照明を調整する。ま
た、ペレットパターン領域における酸化膜パターン13
の濃度が、ガラス埋込部12より少し暗くなる範囲で拡
散リング照明23を調整する。また図6に示す相関アル
ゴリズムは、予め決めらかつ登録された検査領域レチク
ル27と実際の位置補正レチクル26間の距離を測定す
ることにより、その補正量を決定する。
【0016】次にこの補正量を利用する特開昭57−1
37978号公報に開示するパターン検出装置により半
導体ペレットの位置と回転を検出することによりXYス
テージ20の位置を補正する。
【0017】この位置補正は、この公報に詳述するよう
に、アナログまたはデジタルの入力データと、予め容易
する基準パターンを現す基準データ間で相関関係を計算
する。 これによりパターン像撮像出力の変動、または
アナログ波形に対しても同一か類似のパターンを安定に
かつ高率で検出できる。
【0018】このような操作に当たっては、アナログ信
号あるいはデジタル信号から成るパターン入力データP
(x)と、(1)式に基ずく相関係数f(x)の計算に
よりパターンの類似を求める。相関係数計算回路の詳細
は、前記公報にゆずるが、このパターン検出装置は、入
力データを正規化するためにパターン像の輝度に対応す
る信号振幅、明るさに対応する直流成分の変化にも十分
な余裕を備えるパターン検出処理が可能である。
【0019】また2値化を行う必要がなく、相関係数に
雑音が影響する場合は、雑音面積/検出面積であって原
理的に雑音に対して余裕があるので、パターン検出率の
向上と安定化ができる。しかも、アナログ信号波形につ
いてもパターン検出が可能なので、雑音認識:印字文字
認識にも適用可能である。また入力データの縮小や、計
算方法の工夫を行うことにより計算回数を減らし、パタ
ーン所理時間の短縮が可能となる。
【0020】その詳細は、特開昭57−137978号
公報第443頁左下9欄の下から2行目から444頁右
12欄の上から6行目にかけの第1実施例ならびにこれ
に続く第2実施例に記載されている。
【0021】次に第3工程をより詳しく説明すると、位
置補正後のカラー画像に対しては、以下の演算を行って
酸化膜パターン13とガラス不良部30(図13及び図
14参照)の濃度値が低くなるように濃淡画像を形成す
る。
【0022】ここで数式1と数式2を示す。
【0023】
【数1】
【数2】 ただし、P(i,j) ≧255ならば、P(i,j) =255と
する。式中のi,j は画像の位置を示す座標である。
【0024】このP(i,j) 画像に対して、酸化膜パター
ン領域13を設定しておき、その画像領域をマスクす
る。このマスク後の画像P′(i,j) について、濃度が低
い部分が不良領域であるので、濃度ヒストグラムを作成
し、しきい値より小さい部分の面積を設定値と比較して
良否判定を行う(図5参照)。
【0025】図7乃至図9は図2に示すようにa線と交
わる位置の酸化物11、酸化物パターン13ならびにガ
ラス埋込部12に対するRGB濃度値を明らかにしてお
り、図10は酸化物パターン13の濃度値を示したもの
である。更に図11乃至図13には、図2に記載した線
bと酸化物11、酸化物パターン13及びガラス埋込部
12に対するRGB濃度値を示しており、図14にガラ
ス不良部30ならびにペレットコーナ部31の状態を明
らかにした。
【0026】図7乃至図9の内、図7は同軸落射照明の
調整具合を説明するもので、酸化物パターン13のR濃
度値が他の成分のそれより大きくなるように調整してあ
る。次の図11乃至図13は、数式2の効果を説明する
ものである。即ちガラス不良部分の濃度分布は、RGB
成分とも低い濃度値を示しておりまた、各成分の濃度値
が小さいので数式2のP値が低くなり不良箇所と断定で
きる。また従来処理で欠陥と誤認し易いペレットコーナ
部31ではRGBの各成分に濃度差があることが分か
る。
【0027】従って数式2のPの成分が大きくなり、ペ
レットコーナ部31とガラス不良部30との区別が可能
になる。
【0028】
【発明の効果】このように本発明方法では、従来良品と
区別がつかなかったガラス部分の欠陥を、同軸落射照明
を拡散照明と併用して濃度の低い画素が酸化物パターン
13に集中することを防止するので発見できる(マスク
使用)。
【0029】また、ガラス部分の欠陥に対しては、1式
を用いることによって半導体チップのコーナ部分におけ
る照明の暗い部分との判別ができ、大きいペレットを照
明することにより生ずる照明ムラや照明にドリフトがあ
る状態でも安定した良否判定が図5のように行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の被検査半導体ペレットの位置検出に利用
する装置の概要を示す図である。
【図2】ガラス埋込部を設置する高耐圧半導体ペレット
の上面図である。
【図3】本発明の半導体ペレットの外観検査方法に利用
する装置の概要を示す図である。
【図4】本発明方法における処理手順の各工程を示す図
である。
【図5】本発明方法における良否判定を説明する図であ
る。
【図6】本発明方法に必要な相関アルゴリズムを明らか
にする図である。
【図7】図2のa線におけるR成分濃度値を示す図であ
る。
【図8】図2のa線におけるG成分濃度値を示す図であ
る。
【図9】図2のa線におけるRGB成分濃度値を示す図
である。
【図10】図2のb線における酸化物パターンのR成分
濃度値を示す図である。
【図11】図2のb線におけるR成分濃度値を示す図で
ある。
【図12】図2のb線におけるB成分濃度値を示す図で
ある。
【図13】図2のb線におけるRGB成分濃度値を示す
図である。
【図14】図2のb線におけるガラス不良部と半導体ペ
レットの濃度値を示す図である。
【図15】被検査半導体ペレットの不良品を示す上面図
である。
【図16】被検査半導体ペレットの良品を示す上面図で
ある。
【符号の説明】
1、20:XYステージ、 2:半導体ペレット、 3、21:拡散リング照明、 4:白黒カメラ、 5、24:カメラ制御ユニット、 6、25:画像処理装置、 11:酸化膜、 12:ガラス埋込部、 13、酸化物パターン、 14:電極部、 23:カラーカメラ、 26:位置補正レチクル、 27:検査領域レチクル、、 28:記載範囲、 29:酸化物マスク用レチクル、 30:ガラス不良部、 31:ペレットコーナ部。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 照明装置により得られる検査対象の半導
    体ペレットのカラーパターン中の酸化膜領域のR成分濃
    度を他の成分より大きくしたカラー画像に対し、R成分
    に他のカラー画像の差を加えて求めた画像により半導体
    ペレットの外観の良否を決定することを特徴とする半導
    体ペレットの外観検査方法
  2. 【請求項2】 前記照明装置に拡散照明と同軸落射照明
    を併用することにより、検査対象の半導体ペレットの酸
    化膜領域のカラー信号の3原色(R、G、B)成分の明
    るさの比率が異なることを利用する前記請求項1記載の
    半導体ペレットの外観検査方法
  3. 【請求項3】 予め用意する基準データと入力データの
    制御係数を求める出力回路から、基準データとパターン
    が最も一致する入力データを判定回路により判定するこ
    とにより、前記検査対象の半導体ペレットの位置を検出
    後、カラー信号R、G、Bにより良否の判定を行うこと
    を特徴とする前記請求項1及び請求項2記載の半導体ペ
    レットの外観検査方法
  4. 【請求項4】 最低1つの位置補正用レチクルと、最低
    1つの検査対象レチクルを備えることを特徴とする前記
    請求項1、請求項2及び請求項3記載の半導体ペレット
    の外観検査方法
JP5032361A 1993-02-23 1993-02-23 半導体ペレットの外観検査方法 Pending JPH06252227A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004061337A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Hitachi Chem Co Ltd V溝外観検査装置及び検査方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004061337A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Hitachi Chem Co Ltd V溝外観検査装置及び検査方法
JP4605423B2 (ja) * 2002-07-30 2011-01-05 日立化成工業株式会社 V溝外観検査装置及び検査方法

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