JPH08101138A - 外観検査装置およびその検査方法 - Google Patents

外観検査装置およびその検査方法

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JPH08101138A
JPH08101138A JP6235738A JP23573894A JPH08101138A JP H08101138 A JPH08101138 A JP H08101138A JP 6235738 A JP6235738 A JP 6235738A JP 23573894 A JP23573894 A JP 23573894A JP H08101138 A JPH08101138 A JP H08101138A
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JP
Japan
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appearance
image data
image
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP6235738A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Ozaki
孝幸 尾崎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、検査対象物の外観の良否を検査する
外観検査装置およびその検査方法において、外観の欠陥
の大きさを高い精度で検出できるようにすることを最も
主要な特徴とする。 【構成】たとえば、検査対象物より読み取った画像デー
タPaを第1の基準化部12で規準化し、規準化データ
P´を生成する。また、良否判定の基準となる基準デー
タRaを第2の読取部13および第2の基準化部14に
よって基準化し、規準化データR´を得る。そして、そ
れぞれの基準化データP´,R´をもとに、算出部15
によって濃度データEを算出する。この後、検出部16
において、上記濃度データEより欠陥画像の大きさを算
出し、あらかじめ設定された閾値と比較することによ
り、外観の良否を判定する構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえば検査対象物
の外観の良否を検査する外観検査装置およびその検査方
法に関するもので、特に半導体製品の外観不良の検出な
どに用いられるものである。
【0002】
【従来の技術】近年、樹脂モールド型パッケージを有す
る半導体装置の、パッケージ外観の欠陥部分を安定に検
出し得る半導体装置の外観検査方法および外観検査装置
が提案されている(たとえば、特願平5−130579
号)。これは、半導体装置の、モールド樹脂パッケージ
に対応するデジタル画像信号の濃度を二値化するための
閾値を適正値に自動的に設定できるようにすることで、
樹脂パッケージの表面状態や大きさに関係なく、欠陥検
出の安定化を可能としたものである。
【0003】さて、従来の外観検査装置では、一般に、
良否判定の基準となる基準画像と検査対象画像との差を
もとに、検査対象物の外観の良否を検査するようになっ
ている。
【0004】しかしながら、従来の検査方法では、検査
対象物の外観の不良部分を定量的に抽出することができ
ない。このため、不良部分の大きさを高い精度で抽出す
るのが困難であり、また白黒画像による処理を対象とす
るものであって、カラー画像による処理には不向きであ
るなどの問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、検査対象物の外観の不良部分の大きさを高
い精度で抽出するのが困難であり、またカラー画像によ
る処理には応用できないなどの問題があった。
【0006】そこで、この発明は、検査対象物の外観の
良否を検査する場合に、不良部分の大きさを高い精度で
検出することができ、カラー画像による処理にも容易に
応用が可能な外観検査装置およびその検査方法を提供す
ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の外観検査装置にあっては、検査対象物
より画像データを読み取る読取手段と、この読取手段で
読み取った前記画像データを基準化する基準化手段と、
この基準化手段で基準化された前記画像データとあらか
じめ用意されている基準データとから、前記検査対象物
の外観不良を検出する検出手段とから構成されている。
【0008】また、この発明の外観検査装置の検査方法
にあっては、検査対象物より画像データを読み取る工程
と、この読み取った画像データを標準偏差により基準化
する工程と、この基準化された画像データとあらかじめ
用意されている基準データとから各画素の濃度の差にも
とづく濃度データを得、その濃度データをもとに前記検
査対象物の外観不良を検出する工程とからなっている。
【0009】また、この発明の外観検査装置にあって
は、検査対象物よりカラー画像データを読み取る読取手
段と、この読取手段で読み取った前記カラー画像データ
を各色信号ごとに基準化する基準化手段と、この基準化
手段で基準化された前記各色信号ごとの画像データとあ
らかじめ用意されている各色信号ごとの基準データとか
ら色差データを求め、その色差データをもとに前記検査
対象物の外観不良を検出する検出手段とから構成されて
いる。
【0010】さらに、この発明の外観検査装置の検査方
法にあっては、検査対象物よりカラー画像データを読み
取る工程と、この読み取ったカラー画像データを各色信
号ごとに基準化する工程と、この基準化された各色信号
ごとの画像データとあらかじめ用意されている各色信号
ごとの基準データとから色差データを求め、その色差デ
ータをもとに前記検査対象物の外観不良を検出する工程
とからなっている。
【0011】
【作用】この発明は、上記した手段により、検査対象物
の外観の不良部分を定量的に抽出できるようになるた
め、外乱などの影響を受けにくく、しかも応用範囲の広
い検査システムの構築が可能となるものである。
【0012】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図1は、本発明にかかる外観検査装置
の概略構成を示すものである。すなわち、この外観検査
装置は、たとえば検査対象物より画像データPaを読み
取る第1の読取部11と、この第1の読取部11で読み
取った画像データPaを基準化する第1の基準化部12
と、良否判定の基準となる基準データRaを読み取る第
2の読取部13と、この第2の読取部13で読み取った
基準データRaを基準化する第2の基準化部14と、上
記第1,第2の基準化部12,14で基準化された各基
準化データP´,R´にもとづいて濃度データEを算出
する算出部15と、この算出部15で算出された濃度デ
ータEをもとに検査対象物の外観不良を検出する検出部
16とから構成されている。
【0013】第1の読取部11は、検査対象物を照明す
る光源、その照明の反射光により検査対象物の外観像を
撮影するCCDカメラ、その撮影により得られたアナロ
グの画像信号をデジタルの画像データPaに変換するA
/D変換器、その画像データPaを記憶する画像メモリ
(いずれも図示していない)などからなる。
【0014】第1の基準化部12は、上記第1の読取部
11の画像メモリに記憶された画像データPaの濃度の
平均値Pbを求め、この平均値Pbを画像データPaよ
り減じた後、さらに標準偏差σp で除ずることによって
画像データPaの基準化を行う、コンピュータシステム
を含む演算器またはアナログ回路からなる。
【0015】画像データPaを基準化して得られる基準
化データP´は、下記式(1)にしたがって求められ
る。また、この基準化データP´を求めるための上記標
準偏差σp は下記式(2)により、平均値Pbは下記式
(3)により、それぞれ求められる。
【0016】
【数1】
【0017】
【数2】
【0018】
【数3】
【0019】第2の読取部13は、良否判定の基準とな
る対象物を照明する光源、その照明の反射光により上記
対象物の外観像を撮影するCCDカメラ、その撮影によ
り得られたアナログの画像信号をデジタルの画像データ
(基準データ)Raに変換するA/D変換器、その基準
データRaを記憶する画像メモリ(いずれも図示してい
ない)などからなる。
【0020】なお、第2の読取部13としては、あらか
じめ用意された、良否判定の基準となる対象物に対応す
る基準データRaを画像メモリより読み出す構成として
も良いし、第1の読取部11を兼用して構成することも
できる。
【0021】第2の基準化部14は、上記第2の読取部
13の画像メモリに記憶された基準データRaの濃度の
平均値Rbを求め、この平均値Rbを基準データRaよ
り減じた後、さらに標準偏差σr で除ずることによって
基準データRaの基準化を行う、コンピュータシステム
を含む演算器またはアナログ回路からなる。
【0022】基準データRaを基準化して得られる基準
化データR´は、下記式(4)にしたがって求められ
る。また、この基準化データR´を求めるための上記標
準偏差σr は下記式(5)により、平均値Rbは下記式
(6)により、それぞれ求められる。
【0023】
【数4】
【0024】
【数5】
【0025】
【数6】
【0026】なお、この第2の基準化部14は、良否判
定の基準となる対象物に対応する基準データRaより求
められる基準化データR´を、あらかじめ第2の読取部
13を構成する画像メモリに記憶させておくことで、省
略することができる。
【0027】算出部15は、上記基準化データP´と上
記基準化データR´とから、各画素の濃度の差にもとづ
く濃度データEを算出するもので、コンピュータシステ
ムを含む演算器またはアナログ回路からなる。ここでの
濃度データEの算出は、下記式(7)にしたがって行わ
れる。
【0028】
【数7】
【0029】すなわち、濃度データEの算出とは、基準
化された二つのデータP´,R´の、各画素ごとの濃度
の差またはその絶対値を求めるものであり、これにより
傷などの、検査対象物の外観の欠陥部分を定量的に抽出
することが可能となる。したがって、得られる濃度デー
タE上には、画像の平均的な明るさなどに左右されな
い、欠陥部分についての情報(欠陥画像)が現れる。
【0030】ただし、濃度データEの算出を絶対値によ
り行わない場合には、負の欠陥(本来、明るいところに
暗い部分があるとする)処理と正の欠陥(本来、暗いと
ころに明るい欠陥があるとする)処理が行われる。
【0031】なお、図1には、基準化データR´上にあ
るにもかかわらず、基準化データP´上にはない欠陥、
つまり本来あるべき像の欠落部分を欠陥画像とする濃度
データEが得られた場合を例に示している。また、図2
には、基準化データP´上にあって、基準化データR´
上にない欠陥、つまり本来あってはならない傷などを欠
陥画像とする濃度データEが得られた場合を例に示して
いる。
【0032】検出部16は、上記濃度データE上の明度
の高い画素(または、明度の低い画素)を計数して欠陥
画像の大きさを算出し、この算出値とあらかじめ設定さ
れたある閾値との大小関係により外観の良否を判定す
る、コンピュータシステムを含む演算器またはアナログ
回路からなる。
【0033】なお、欠陥画像を算出する方法としては、
上記濃度データEをあるスレッショールドレベルで二値
化し、その二値化画像より欠陥部分の面積を求める方法
や、濃度データEの濃淡(明度の差)に応じて欠陥部分
を比率で表現する欠陥率Dを求める方法、もしくは特願
平5−130579号に開示された方法なども採用でき
る。因みに、上記欠陥率Dは、下記式(8)にしたがっ
て求めることができる。
【0034】
【数8】
【0035】また、特願平5−130579号に開示さ
れた算出の方法は、濃度データEの各画素の濃度に関す
る累積濃度分布ヒストグラムを求め、このヒストグラム
および不良と判定すべき欠陥部分の面積を現わす画素数
にもとづいて濃度を二値化するための閾値を自動的に決
定し、その閾値以下の各画素点の深さを画像データEの
濃度より求めて二次元の各方向ごとに累積することによ
って、欠陥部分の体積を割り出そうとするものである。
【0036】次に、上記した構成の外観検査装置の検査
方法について説明する。まず、第1の読取部11によっ
て、検査対象物の外観の画像データPaがモノクロ画像
として読み取られる。この第1の読取部11で読み取ら
れた画像データPaは、第1の基準化部12において、
前述した各式(1)〜式(3)にしたがって基準化され
る。
【0037】一方、第2の読取部13および第2の基準
化部14によって、良否判定の基準となる基準データR
aの基準化が、前述した各式(4)〜(6)にしたがっ
て行われる。
【0038】そして、上記第1,第2の基準化部12,
14でそれぞれ規準化された各基準化データP´,R´
は、算出部15に送られ、前述した式(7)にしたがっ
た濃度データEの算出に供される。
【0039】この算出部15で算出された濃度データE
は、検出部16に送られる。そして、たとえば上記濃度
データE上の明度の低い画素の数により欠陥画像の大き
さが算出されて、あらかじめ設定された閾値と比較され
ることにより、外観不良の検出、つまり外観の良否の判
定がなされる。
【0040】このような構成の外観検査装置の検査方法
によれば、画像の平均的な明るさなどに左右されること
なく、検査対象物の外観の欠陥部分を定量的に抽出でき
るようになる。
【0041】すなわち、それぞれに規準化した検査対象
画像と基準画像との差によって、欠陥画像のみを抽出す
るようにしている。これにより、検査対象物の外観の良
否を検査する際に、検査対象物の反射率の変動、照明光
の照度変化、カメラのドリフトといった外乱の影響を吸
収することが可能となる。したがって、半導体ペレット
の傷など、外観不良となる欠陥部分の大きさをより正確
に検出できるようになるため、検査の精度を向上できる
ものである。
【0042】特に、この外観検査装置の検査方法を、た
とえば半導体製品の組み立てを行うダイボンダ工程やワ
イヤボンダ工程に採用することで、生産性の大幅な向上
が期待できる。
【0043】なお、上記実施例においては、白黒二値の
モノクロ画像により処理を行う装置に適用した場合につ
いて説明したが、これに限らず、たとえばカラー画像を
用いて検査対象物の外観の良否を検査する装置にも同様
に適用できる。
【0044】図3は、この発明の外観検査方法を、カラ
ー画像を用いて半導体ウェーハの外観の良否を検査する
外観検査装置に適用した場合を例に示すものである。す
なわち、この外観検査装置は、たとえば検査対象物であ
る半導体ウェーハHWを照明する光源11a、その反射
光により半導体ウェーハHWの外観像を撮影するレンズ
11bを有するCCDカメラ11c、そのアナログ画像
信号を転送するCCU(Communication
Control Unit)11d、そのアナログ画像
信号を各色信号ごとにデジタル画像信号に変換して画像
データPR a,PG a,PB aを生成するA/D変換器
11e,11f,11g、それぞれの画像データPR
a,PG a,PB aを記憶する画像メモリ11h,11
i,11j、それぞれの画像データPR a,PG a,P
B aを基準化して基準化データPR ´,PG ´,PB ´
を生成する第1の基準化部12a,12b,12c、良
否判定の基準となる基準化データRR ´,RG ´,RB
´をあらかじめ記憶する画像メモリ13a,13b,1
3c、基準化データPR ´,PG ´,PB ´と基準化デ
ータRR ´,RG ´,RB ´とから各色差データER ,
EG ,EB を生成する生成回路15a,15b,15
c、それぞれに生成された色差データER ,EG ,EB
を格納する画像メモリ15d,15e,15f、その各
色差データER ,EG ,EB から濃度データEcを求め
る合成回路15g、その濃度データEcをもとに外観不
良を検出する検出部16によって構成される。なお、上
記検出部16において、半導体ウェーハHWの外観の良
否の判定に用いられる濃度データEcは、下記式(9)
に示す如く現わすことができる。
【0045】
【数9】
【0046】また、この実施例装置の場合も同様に、各
部は、コンピュータシステムを含む演算器よってソフト
的に構成することも、またはアナログ回路によってハー
ド的に構成することもできる。
【0047】このような構成の外観検査装置によれば、
半導体ウェーハの外観の良否を検査する際に、基準化し
たデータを用いて色差に関する情報を得るようにしてい
る。このため、コントラストの影響が大きくて、検査に
は使用できないといった問題を解決できる。したがっ
て、色相による外観不良の検出を安定に行うことが可能
となるなど、広い範囲での応用が可能な検査システムを
容易に構築できるようになるものである。その他、この
発明の要旨を変えない範囲において、種々変形実施可能
なことは勿論である。
【0048】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、検査対象物の外観の良否を検査する場合に、不良部
分の大きさを高い精度で検出することができ、カラー画
像による処理にも容易に応用が可能な外観検査装置およ
びその検査方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかる外観検査装置を概
略的に示す構成図。
【図2】同じく、外観検査装置の要部を示す構成図。
【図3】この発明の他の実施例にかかる外観検査装置の
概略構成図。
【符号の説明】
11…第1の読取部、12…第1の基準化部、13…第
2の読取部、14…第2の基準化部、15…算出部、1
6…検出部、Pa…画像データ、Ra…基準データ、P
´,R´…基準化データ、E…濃度データ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/66 J 7735−4M

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検査対象物より画像データを読み取る読
    取手段と、 この読取手段で読み取った前記画像データを基準化する
    基準化手段と、 この基準化手段で基準化された前記画像データとあらか
    じめ用意されている基準データとから、前記検査対象物
    の外観不良を検出する検出手段とを具備したことを特徴
    とする外観検査装置。
  2. 【請求項2】 前記基準化手段は、標準偏差により前記
    画像データの濃度の基準化を行うものであることを特徴
    とする請求項1に記載の外観検査装置。
  3. 【請求項3】 前記検出手段は、基準化された画像デー
    タと基準データとから各画素の濃度の差にもとづく濃度
    データを得、その濃度データをもとに前記検査対象物の
    外観の欠陥画像を抽出するものであることを特徴とする
    請求項1に記載の外観検査装置。
  4. 【請求項4】 検査対象物より画像データを読み取る工
    程と、 この読み取った画像データを標準偏差により基準化する
    工程と、 この基準化された画像データとあらかじめ用意されてい
    る基準データとから各画素の濃度の差にもとづく濃度デ
    ータを得、その濃度データをもとに前記検査対象物の外
    観不良を検出する工程とからなることを特徴とする外観
    検査装置の検査方法。
  5. 【請求項5】 検査対象物よりカラー画像データを読み
    取る読取手段と、 この読取手段で読み取った前記カラー画像データを各色
    信号ごとに基準化する基準化手段と、 この基準化手段で基準化された前記各色信号ごとの画像
    データとあらかじめ用意されている各色信号ごとの基準
    データとから色差データを求め、その色差データをもと
    に前記検査対象物の外観不良を検出する検出手段とを具
    備したことを特徴とする外観検査装置。
  6. 【請求項6】 検査対象物よりカラー画像データを読み
    取る工程と、 この読み取ったカラー画像データを各色信号ごとに基準
    化する工程と、 この基準化された各色信号ごとの画像データとあらかじ
    め用意されている各色信号ごとの基準データとから色差
    データを求め、その色差データをもとに前記検査対象物
    の外観不良を検出する工程とからなることを特徴とする
    外観検査装置の検査方法。
JP6235738A 1994-09-29 1994-09-29 外観検査装置およびその検査方法 Pending JPH08101138A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102300965B1 (ko) * 2020-07-27 2021-09-10 주식회사 현대케피코 다기통 엔진의 실화 진단 방법 및 장치

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