JPH1123483A - 半導体検査装置及び半導体検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検査物の検査したい特定の領域を、精度良
く且つ安定した状態で識別することができる半導体検査
装置及び半導体検査方法を得る。 【解決手段】 半導体チップ１に照明光を照射する落射
照明３、半導体チップ１をを撮像する撮像手段６、落射
照明３または撮像手段６のいずれか一方に設けられ、半
導体チップ１を構成する異なる物質によるそれぞれの反
射光量の差が大きくなる光波長領域を透過するフィルタ
手段１６、撮像手段６で得られた撮像画像から半導体チ
ップ１の特定の物質からなる領域を識別する画像処理手
段９を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像処理技術を
用いて半導体の外観検査を行う半導体検査装置及び半導
体検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、例えば、特開平５−１２１５
１２号公報に開示された従来の半導体検査装置を示す構
成図である。図において、１は被検査物である半導体チ
ップ、２は半導体チップ１を斜方から照明するリング照
明などを用いた斜方照明、３は半導体チップ１を垂直方
向から照明するための落射照明、４は落射照明３の光を
集光するレンズ、５は落射照明３からの照明光を半導体
チップ１に照射するハーフミラー、６は半導体チップ１
を撮像するための撮像手段、７は斜方照明２、落射照明
３、撮像手段６で構成された光学ヘッド、８は光学ヘッ
ド７を半導体チップ１に対して位置決めするＸＹＺステ
ージ、９は撮像手段６より取り込まれた撮像画像を解析
する画像処理手段、１０は半導体チップ１にボンディン
グされた金線のワイヤである。

【０００３】また図１５は、上記図１４における半導体
チップ１を示す概略図である。図において、１１はボン
ディング時に形成されたボール、１２は電極面でアルミ
などでできたパッド、１３はステッチ、１４はリードで
ある。

【０００４】また図１６は、パッド１２にワイヤ１０を
ボンディングする様子を示す図である。図において、１
１ａはチャンファー部、１１ｂはつば部、１５はキャピ
ラリである。キャピラリ１５内には金線であるワイヤ１
０が挿入されており、このキャピラリ１５をパッド１２
に押しつけることによってボンディングされ、ボール１
１が形成される。ボール１１は、さらに、キャピラリ先
端内面で形成されたチャンファー部１１ａ、キャピラリ
先端平面部で形成されたつば部１１ｂとに分けられる。

【０００５】また図１７は、上記ボール１１の断面図で
あり、照明光の反射の様子を示した図である。図におい
て、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは照明光である。また図１８は、こ
のボール１１を撮像したときの撮像画像を示す図であ
る。

【０００６】次に動作について説明する。まず最初に、
被検査物である半導体チップ１上のボール１１の撮像を
して検査を行う場合について説明する。ＸＹＺステージ
８を使用して撮像手段６をボール１１が存在する位置に
移動させ、斜方照明２及び落射照明３を用いてボール１
１を照明し、焦点を合わせた上でボール１１のを撮像す
る。

【０００７】このとき、ボール１１に照射した照明光
は、上記図１７のように反射する。まず、チャンファー
部１１ａに照射された照明光Ａは、チャンファー部１１
ａの表面が傾斜を持った鏡面であるため入射方向に反射
されない。また、キャピラリ先端平面部によって形成さ
れたつば部１１ｂに照射された照明光Ｂ、Ｃは、つば部
１１ｂ表面がフラットであるため入射方向に反射され
る。パッド１２の表面に照射された照明光Ｅは、照明光
Ｂ及びＣと同様に入射方向に反射される。

【０００８】このため、ボール１１及びパッド１２の撮
像画像は、上記図１８に示すように、反射光が返ってく
るパッド１２の表面及びつば部１１ｂにおいて明るくな
り、反射光が返ってこないチャンファー部１１ａにおい
て暗くなる。この画像に対して、画像処理手段９を用い
てボール１１の外形寸法、及び中心座標を算出するとい
った外観検査を行う。

【０００９】次に、上記図１５におけるステッチ１３の
撮像をして検査を行う場合について説明する。図１９
は、リード１４にワイヤ１０をボンディングする様子を
示す図である。図において、１３ａはステッチ傾斜部、
１３ｂはステッチ平坦部である。キャピラリ１５内には
金線であるワイヤ１０が挿入されており、このキャピラ
リ１５をリード１４に押しつけることによってボンディ
ングされ、ステッチ１３が形成される。ステッチ１３
は、さらに、キャピラリ先端傾斜部で形成されたステッ
チ傾斜部１３ａとキャピラリ先端平面部で形成されたス
テッチ平坦部１３ｂとに分けられる。

【００１０】また図２０は、このステッチ１３の断面図
であり、照明光の反射の様子を示した図である。図にお
いて、ａ、ｂ、ｃ、ｄは照明光である。また、図２１
は、ステッチ１３を撮像したときの撮像画像を示す図で
ある。

【００１１】撮像はボール１１の場合と同様のステップ
で行われる。このとき、ステッチ１３に照射した照明光
は、上記図１９のように反射する。ワイヤ１０に照射さ
れた照明光ａは、ワイヤ１０が光軸に対して傾斜してい
るため、入射方向に反射されない。また、ステッチ１３
に照射された照明光ｂ及びｃのうち、キャピラリ１５の
先端傾斜部で形成されたステッチ傾斜部１３ａに照射さ
れた照明光ｂは、傾斜部であるため入射方向に反射され
ない。しかし、キャピラリ１５の先端平面部で形成され
たステッチ平坦部１３ｂに照射された照明光ｃは、平坦
部であるため入射方向に反射される。リード１４に照射
された照明光ｄも同様に入射方向に反射される。

【００１２】このため、ステッチ１３及びリード１４の
撮像画像は、上記図２０に示すように、反射光の返って
こないワイヤ１０及びステッチ傾斜部１３ａにおいて暗
くなり、反射光が返ってくるステッチ平坦部１３ｂ及び
リード１４において明るくなる。この画像に対して画像
処理手段９を用いて、ステッチ１３の幅、長さ、中心座
標を算出するなどの外観検査を行う。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】例えば、上記従来例に
示すようなワイヤボンディング状態を検査する装置にお
いては、パッド１２に対するボール１１のずれ量を計測
するため、ボール１１全体をパッド１２から分離、識別
する必要がある。しかし、上記従来例では、上記図１８
に示す撮像画像のように、つば部１１ｂとパッド１２と
が共に反射光で明るくなり区別がつきにくく、ボール１
１全体を正確に識別、検査するのは困難であった。ま
た、上記図２０におけるステッチ１３の撮像画像におい
ても、ステッチ平坦部１３ｂとリード１４とが共に反射
光で明るくなって区別がつきにくく、ステッチ１３全体
を正確に識別、検査することが困難であった。

【００１４】以上のように、従来の半導体検査装置及び
検査方法では、抽出したい特定領域を識別することが困
難であり、処理の精度や安定性が悪いという問題点があ
った。

【００１５】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、被検査物の抽出したい特定の領
域を、精度良く且つ安定した状態で識別することができ
る半導体検査装置及び半導体検査方法を得ることを目的
とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体検
査装置は、複数の異なる物質からなる被検査物、この被
検査物に照明光を照射する照明手段、被検査物を撮像す
る撮像手段、照明手段または撮像手段のいずれか一方に
設けられ、被検査物の異なる物質によるそれぞれの反射
光量の差が撮像手段の受光面上で大きくなる光波長領域
を透過するフィルタ手段、撮像手段で得られた撮像画像
から被検査物の特定の物質からなる領域を識別する画像
処理手段を備えたものである。

【００１７】また、フィルタ手段は、光変調素子を用い
て透過できる光波長領域を変えられるものである。

【００１８】また、複数の異なる物質からなる被検査
物、この被検査物に照明光を照射する照明手段、被検査
物を撮像する第一の撮像手段及び第二の撮像手段、第一
の撮像手段に設けられ被検査物の異なる物質によるそれ
ぞれの反射光量の差が第一の撮像手段の受光面上で大き
くなる光波長領域を透過する第一のフィルタ手段、第一
の撮像手段で撮像した撮像画像と、第二の撮像手段で撮
像した撮像画像との差分から被検査物の特定の領域を識
別する画像処理手段を備えたものである。

【００１９】また、第二の撮像手段は、被検査物の異な
る物質によるそれぞれの反射光量のの差が第二の撮像手
段の受光面上で小さくなる光波長領域を透過する第二の
フィルタ手段を備えたものである。

【００２０】また、複数の異なる物質からなる被検査
物、この被検査物に照明光を照射する照明手段、被検査
物を撮像する撮像手段、照明手段または撮像手段のいず
れか一方に設けられ、被検査物の異なる物質によるそれ
ぞれの反射光量の差が撮像手段の受光面上で大きくなる
光波長領域を透過する第一のフィルタ手段、被検査物の
異なる物質によるそれぞれの反射光量の差が撮像手段の
受光面上で小さくなる光波長領域を透過する第二のフィ
ルタ手段、第一のフィルタ手段または第二のフィルタ手
段のいずれかを選択するフィルタ切り替え手段、このフ
ィルタ切り替え手段で選択された第一のフィルタ手段を
介して撮像した撮像画像とフィルタ切り替え手段で選択
された第二のフィルタ手段を介して撮像した撮像画像と
の差分から被検査物の特定の領域を識別する画像処理手
段を備えたものである。

【００２１】また、照明手段は、フィルタ手段の透過光
波長領域に分光分布が集中している光源である。

【００２２】また、複数の異なる物質からなる被検査
物、この被検査物に照明光を照射する第一の照明手段及
び第二の照明手段、被検査物を撮像する撮像手段、第一
の照明手段に設けられ被検査物の異なる物質によるそれ
ぞれの反射光量の差が撮像手段の受光面上で大きくなる
光波長領域を透過する第一のフィルタ手段、第一の照明
手段による照明光で撮像した撮像画像と、第二の照明手
段による照明光で撮像した撮像画像との差分から被検査
物の特定の領域を識別する画像処理手段を備えたもので
ある。

【００２３】また、第二の照明手段は、被検査物の異な
る物質によるそれぞれの反射光量の差が小さくなる光波
長領域を透過する第二のフィルタ手段を備えたものであ
る。

【００２４】また、第一及び第二の照明手段は、フィル
タ手段の透過光波長領域に分光分布が集中している光源
である。

【００２５】また、この発明に係る半導体検査方法は、
複数の異なる物質からなる被検査物に、この被検査物の
異なる物質によるそれぞれの反射光量の差が大きくなる
光波長領域の照明光を被検査物に照射する工程、被検査
物を撮像する工程、得られた撮像画像から被検査物の特
定の物質からなる領域を識別する工程を含むものであ
る。

【００２６】また、複数の異なる物質からなる被検査物
に照明光を照射する第一の照射工程、この第一の照射工
程による照明光で被検査物を撮像する第一の撮像工程、
被検査物の異なる物質によるそれぞれの反射光量の差が
大きくなる光波長領域の照明光を被検査物に照射する第
二の照射工程、この第二の照射工程による照明光で被検
査物を撮像する第二の撮像工程、第一及び第二の撮像工
程で得られた撮像画像の差分をとることにより被検査物
の特定の領域を識別する工程を含むものである。

【００２７】また、複数の異なる物質からなる被検査物
に、この被検査物の異なる物質によるそれぞれの反射光
量の差が大きくなる光波長領域の照明光を被検査物に照
射する第一の照射工程、この第一の照射工程による照明
光で被検査物を撮像する第一の撮像工程、被検査物の異
なる物質によるそれぞれの反射光量の差が小さくなる光
波長領域の照明光を照射する第二の照射工程、この第二
の照射工程による照明光で被検査物を撮像する第二の撮
像工程、第一及び第二の撮像工程で得られた撮像画像の
差分をとることにより被検査物の特定の領域を識別する
工程を含むものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
半導体検査装置を示す構成図である。図において、１は
被検査物である半導体チップ、３は照明手段であり半導
体チップ１を垂直方向から照明するための落射照明、４
はレンズ、５はハーフミラー、６は半導体チップ１を撮
像するためのＣＣＤカメラなどの撮像手段、９は撮像手
段６より取り込まれた撮像画像を解析する画像処理手
段、１０は半導体チップ１にボンディングされた金線の
ワイヤ、１６は落射照明３に設けられ照明光の光波長領
域を限定するフィルタ手段、１７は半導体チップ１の全
領域に落射照明３からの照明光エリア及び撮像エリアを
切り替えるための光軸偏向切り替え手段である。

【００２９】また図２は、被検査物である半導体チップ
１を構成する、金、銀、アルミにおける光波長と反射率
との関係を示す図である。また図３は、フィルタ手段１
６に用いる青色フィルタの透過特性を示す図である。ま
た図４は、本実施の形態１による半導体検査装置でボー
ル１１を撮像した撮像画像、図５は、同じく本実施の形
態１による半導体検査装置でステッチ１３を撮像した撮
像画像を示す図である。

【００３０】次に動作について説明する。落射照明３か
ら出射した照明光は、フィルタ手段１６を介しハーフミ
ラー５によって光軸偏向切り替え手段１７に入射する。
光軸偏向切り替え手段１７は高速に視野の切り替えを行
うことが可能である。半導体チップ１によって反射した
反射光は、光軸偏向切り替え手段１７、ハーフミラー
５、レンズ４を介して撮像手段６に入射し、撮像手段６
は半導体チップ１の撮像を行う。なお、落射照明３及び
光軸偏向切り替え手段１７は、図示されない制御手段に
よって、適宜制御が行われている。

【００３１】次に、フィルタ手段１６を付加する意味に
ついて、上記従来例におけるボール１１の撮像及び検査
を例に説明する。ここで、ボール１１は金、パッド１２
はアルミを用いたとする。

【００３２】上記図２に示すように、アルミの反射率と
金の反射率を見ると３５０〜５００ｎｍの光波長領域に
おいて大きな差が発生していることが分かる。即ち、３
５０〜５００ｎｍの光波長領域の照明光を照射すれば、
アルミ表面による反射光量は大きく発生するが、金表面
による反射光量は少なくなる。そこで、上記図３に示す
ような、４００ｎｍ〜４８０ｎｍの光波長領域を透過す
る青色フィルタをフィルタ手段１６として用いる。アル
ミで形成されたパッド１２による照明光Ｄ（上記図１
７）の反射光は従来通り発生するが、金で形成されたボ
ール１１による照明光Ａ、Ｂ及びＣ（上記図１７）の反
射光量は低減される。

【００３３】従って、上記従来例における図１８に示す
ような、つば部１１ｂとパッド１２との区別がつかない
画像を、図４に示すような、つば部１１ｂを含めたボー
ル１１全体をパッド１２から分離した画像に改善するこ
とできる。これにより、画像処理手段９は、ボール１１
を容易に識別することができ、精度が高く、安定した処
理が可能となる。

【００３４】次に、上記従来例におけるステッチ１３の
撮像及び検査を例に説明する。ここで、ステッチ１３は
金、リード１４は銀を用いたとする。上記図２に示すよ
うに、金表面の反射率と銀表面の反射率は、３５０〜５
００ｎｍの光波長領域において大きな差が発生している
ことが分かる。従って、ボール１１の撮像の場合と同様
に、上記図３に示すような青色フィルタをフィルタ手段
１６として用いることにより、銀で形成されたリード１
４による照明光ｄ（上記図１９）の反射光は従来通り発
生するが、金で形成されたステッチ１３による照明光
ａ、ｂ及びｃ（上記図１９）の反射光量は低減される。

【００３５】従って、上記従来例における図２０に示す
ようなステッチ平坦部１３ｂとリード１４との区別がつ
かない画像を、図５に示すような、ステッチ平坦部１３
ｂを含めたステッチ１３全体をリード１４から分離した
画像に改善することできる。これにより、画像処理手段
９は、ステッチ１３を容易に識別することができ、精度
が高く、安定した処理が可能となる。

【００３６】以上のように、本実施の形態１によれば、
複数の異なる物質からなる被検査物において、それぞれ
の物質の光波長領域による反射率の違いを利用して、そ
れぞれの物質による反射光量の差が、撮像手段の受光面
上で大きくなる光波長領域の照射光を照射するので、被
検査物の検査したい領域、即ち特定の物質からなる領域
を容易に識別することができ、精度が高く、安定した検
査が可能となる。

【００３７】また、フィルタ手段１６を用いることによ
り、照射光はほぼ単色光となるので、光学系の色収差に
よる画像のぼけを小さくできる効果もある。

【００３８】なお、上記実施の形態１では、フィルタ手
段１６を落射照明３に設置して、照射光の光波長領域を
限定する場合について説明したが、フィルタ手段１６を
撮像手段６に設け、照射光の反射光の光波長領域を限定
する構成としても、同様の効果を得ることができること
は言うまでもない。

【００３９】実施の形態２．図６は、この発明の実施の
形態２による半導体検査装置を示す構成図である。図に
おいて、３ａは第一の照明手段、３ｂは第二の照明手段
であり、上記実施の形態１と異なって照明手段が複数設
けられている。また、５１は全反射ミラーである。また
図７は、この発明の実施の形態２による半導体検査装置
でボール１１を撮像した撮像画像である。

【００４０】次に動作について説明する。ボール１１の
撮像及び検査を例に説明する。まず、フィルタ手段１６
（上記実施の形態１と同様青色フィルタ）を備えた第一
の照明手段３ａによる照射光でボール１１の撮像を行
う。上記実施の形態１と同様に、上記図４に示すような
撮像画像が得られ、撮像画像は画像処理手段９内に保存
される。

【００４１】次に、フィルタ手段を備えていない第二の
照明手段３ｂによる照射光でボール１１の撮像を行う。
第二の照明手段３ｂによる照射光は、光波長領域が限定
されていないため、上記従来例における図１８に示すよ
うなチャンファー部１１ａのみの撮像画像を得ることが
できる。従って、先ほど画像処理手段９に一時保存した
青色フィルタ１６による撮像画像（図４）と、光波長領
域を限定しない照射光で撮像した撮像画像（図１８）と
の差分をとることにより、図７に示すような、つば部１
１ｂのみの画像を抽出することができる。

【００４２】ボール１１におけるつば部１１ｂのみの撮
像画像を抽出することができれば、ボンディング時のキ
ャピラリ１５のずれ量、ボール１１全体のパッド１２か
らのはみ出し量、及びボール１１形成時のキャピラリ１
５とのずれ量を計測することができるため、これらのず
れ量をボンディング装置にフィードバックし、修正を行
うことで不良を低減することが可能となる。

【００４３】以上のように、本実施の形態２によれば、
上記実施の形態１のように特定の物質からなる領域を抽
出し、且つ上記従来例のように、被検査物の形状の違い
による照射光の反射方向の違いを利用して特定の領域を
抽出し、さらにこれらの差分をとるので、検査したい特
定の領域を識別することができる。

【００４４】なお、上記実施の形態２では、照明手段を
複数設け、フィルタ手段を照明手段に設けた構成につい
て説明したが、、撮像手段を複数設け、フィルタ手段を
撮像手段に設ける構成にしても良い。図８は、この発明
の実施の形態２による別の半導体検査装置を示す構成図
である。図において、６ａはフィルタ手段１６を備えた
第一の撮像手段、６ｂは第二の撮像手段である。

【００４５】この場合、フィルタ手段１６を備えた第一
の撮像手段６ａで撮像した撮像画像と、フィルタ手段１
６を備えていない第二の撮像手段６ｂで撮像した撮像画
像との差分をとれば、上記実施の形態２と同様の効果を
得ることができる。

【００４６】実施の形態３．上記実施の形態２におい
て、光波長領域を限定しない照射光で撮像して図１８に
示すような撮像画像を得たが、光波長領域を限定しない
照射光即ち通常光は、金とアルミの反射率に差がでる光
波長領域の成分も含んでいるため、上記図１８におい
て、金でできたつば部１１ｂとアルミでできたパッド１
２とにむらができ、チャンファー部１１ａとのコントラ
ストが悪化して、つば部１１ｂを明瞭に抽出できなくな
ることも考えられる。そこで、本実施の形態では、第二
のフィルタ手段として、それぞれの反射光量の差が撮像
手段の受光面上で小さくなるようなフィルタを用いて、
識別したい領域をさらに明瞭に抽出するものである。

【００４７】図９は、この発明の実施の形態３による半
導体検査装置を示す構成図である。図において、１６ａ
は第一の照明手段３ａに設けられた第一のフィルタ手段
であり、ここでは上記実施の形態１で用いた青色フィル
タ、１６ｂは第二の照明手段３ｂに設けられた第二のフ
ィルタ手段であり、ここでは青色フィルタ１６ａとは透
過する光波長領域が異なる赤色フィルタである。また図
１０は、第二のフィルタ手段１６ｂに用いる赤色フィル
タの透過特性を示す図である。

【００４８】次に動作について説明する。ボール１１の
撮像及び検査を例に説明する。まず、上記実施の形態１
と同様の手順で、第一のフィルタ手段１６ａを備えた第
一の照明手段３ａによる照射光で撮像を行う。第一のフ
ィルタ手段１６ａには青色フィルタが用いられているた
め、上記図４に示すような撮像画像が得られ、撮像画像
は画像処理手段９内に保存される。

【００４９】次に、第二のフィルタ手段１６ｂを備えた
第二の照明手段３ｂによる照射光で撮像を行う。ここで
第二のフィルタ手段１６ｂとして赤色フィルタを用い
る。赤色フィルタ１６ｂは、図１０に示すように、約６
００ｎｍ以上の光波長領域を透過する。上記図２におい
て、金とアルミにおける６００ｎｍ以上の光波長域の反
射率を見ると、金及びアルミともに反射率に差はなく、
金表面による反射光量もアルミ表面による反射光量もほ
ぼ同量であると言える。このため、赤色フィルタ１６ｂ
によって光波長領域を限定した照射光による撮像を行え
ば、アルミで形成されたパッド１２による照明光Ｄ（上
記図１７）の反射光と、金で形成されたボール１１によ
る照明光Ｂ及びＣ（上記図１７）の反射光の量はほぼ同
量となり、上記図１８に示す撮像画像におけるチャンフ
ァー部１１ａを明瞭に浮き上がらせた撮像画像を得るこ
とができる。

【００５０】従って、上記実施の形態２のように、画像
処理手段９に一時保存した青色フィルタ１６ａによる撮
像画像と、今撮像した赤色フィルタ１６ｂによる撮像画
像との差分をとることにより、つば部１１ｂのみの画像
を、上記実施の形態２よりも良好に抽出することができ
る。

【００５１】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、被検査物を構成する物質のそれぞれの反射光量の差
が撮像手段の受光面で小さくなる光波長領域を透過する
第二のフィルタ手段を設けることにより、検査したい特
定の領域をさらに明瞭に抽出することができる。

【００５２】なお、上記実施の形態３では、照明手段を
複数設け、それぞれの照明手段にフィルタ手段を設けた
構成について説明したが、撮像手段を複数設け、それぞ
れの撮像手段にフィルタ手段を設ける構成にしても良
い。図１１は、この発明の実施の形態３による別の半導
体検査装置を示す構成図である。図において、６ａはフ
ィルタ手段１６ａを備えた第一の撮像手段、６ｂはフィ
ルタ手段１６ｂを備えた第二の撮像手段である。

【００５３】この場合、フィルタ手段１６ａを備えた第
一の撮像手段６ａで撮像した撮像画像と、フィルタ手段
１６ｂを備えた第二の撮像手段６ｂで撮像した撮像画像
との差分をとれば、上記実施の形態３と同様の効果を得
ることができる。

【００５４】実施の形態４．上記実施の形態３では、照
明手段または撮像手段を複数設け、さらにそれぞれの照
明手段または撮像手段にフィルタ手段を設けた構成を説
明したが、本実施の形態では、フィルタ切り替え手段を
用いて、照明手段または撮像手段を上記実施の形態１と
同様に単数にするものである。

【００５５】図１２は、この発明の実施の形態４による
半導体検査装置を示す構成図である。図において、１８
は第一のフィルタ手段１６ａ及び第二のフィルタ手段１
６ｂを切り替えるフィルタ切り替え手段である。

【００５６】フィルタ切り替え手段１８で第一のフィル
タ手段１６ａを選択して、第一のフィルタ手段１６ａを
介した照明光による撮像画像と、フィルタ切り替え手段
１８で第二のフィルタ手段１６ｂを選択して、第二のフ
ィルタ手段１６ｂを介した照明光による撮像画像との差
分をとれば、上記実施の形態３と同様の画像を得ること
ができる。従って、照明手段を複数設けなくても、上記
実施の形態３と同様の効果を得ることができる。

【００５７】なお、上記実施の形態４では、第一のフィ
ルタ手段１６ａ及び第二のフィルタ手段１６ｂ、さらに
これらを切り替えるフィルタ切り替え手段１８を、落射
照明３側に設置した場合について説明したが、これらの
構成を撮像手段６側に設置しても、上記実施の形態４と
同様の効果が得られるのは言うまでもない。

【００５８】実施の形態５．上記実施の形態３及び４で
は、透過する光波長領域がそれぞれ異なる第一のフィル
タ手段１６ａ及び第二のフィルタ手段１６ｂを用いて撮
像する場合について説明したが、本実施の形態のよう
に、光変調素子を用いて電気的に透過できる光波長領域
を切り替えれば、一つのフィルタ手段で、複数のフィル
タ手段を用いた上記実施の形態３及び４と同様な効果を
得ることができ、装置構成を簡略化できる効果も得られ
る。

【００５９】また、電気的に光波長領域の切り替えを行
うため、上記実施の形態４に記載の、フィルタ切り替え
手段１８を用いる手法と比べて、切り替えの応答性を向
上させる効果も得られる。

【００６０】なお、光変調素子としては、超音波を媒体
に印加し、この媒体に光線が入射したとき、媒体中の超
音波によって光線の一部が回析するといういわゆる音響
光学効果を利用して透過できる光波長領域が変えられる
音響光学フィルタなどを用いることが望ましい。

【００６１】実施の形態６．上記実施の形態１から４に
おいて、落射照明３に用いる光源については述べなかっ
たが、一般的な検査装置の場合、光源にはハロゲンラン
プが用いられる。ハロゲンランプの分光分布は、図１３
（ａ）に示すように、短波長領域では光強度が弱く、長
波長領域になるに従って光強度が強くなるという分光分
布である。一方、上記実施の形態１から３において用い
る青色フィルタは、透過光波長領域が４００〜４８０ｎ
ｍと比較的短波長領域である。従って、青色フィルタを
使用する場合に光源としてハロゲンランプを使用する
と、照射光の光強度が強くなる波長領域と、フィルタが
透過できる光波長領域とが異なるため、被検査物への照
明効率が低下するという問題点がある。

【００６２】そこで、本実施の形態では、青色フィルタ
に対する光源としてメタルハライドランプを用いる。メ
タルハライドランプの分光分布は、図１３（ｂ）に示す
ように、４００〜６００ｎｍの間で光強度が強くなる。
一方、青色フィルタの透過光波長領域は４００〜４８０
ｎｍである。従って、照射光の光強度が強くなる波長領
域と、フィルタが透過できる光波長領域とがほぼ一致し
ているため、フィルタ手段を透過する光量を増大させる
ことができ、被検査物に効率良く照明を照射することが
できる。

【００６３】なお、赤色フィルタの透過光波長領域は約
６００ｎｍ以上であるため、ハロゲンランプで照射すれ
ば良いことが分かる。また、上記実施の形態６では、青
色フィルタに対する光源としてメタルハライドランプを
用いた例について説明したが、使用するフィルタの透過
光波長領域とほぼ一致する光波長領域を持つ光源であれ
ばこれに限るものではない。

【００６４】実施の形態７．上記実施の形態１から６に
おいて、半導体におけるワイヤボンディングの状態検査
に、本発明による検査装置及び検査方法を適用した場合
について説明してきたが、本発明の検査装置及び検査方
法は、ワイヤボンディングの状態検査に限られるもので
はない。

【００６５】例えば、半導体チップは、一般にシリコン
（Ｓｉ）やガリウムヒ素（ＧａＡｓ）などの半導体基板
の上に、金蒸着などで電極が形成されている。このよう
な半導体チップの外観検査を行う場合、従来の照明で
は、照射光がＳｉやＧａＡｓを透過してしまい、金蒸着
による電極は検出できても、半導体チップ全体の外観は
検出できない。そこで、上記各実施の形態のように、青
色フィルタを介した照射光を照射すれば、照射光はＳｉ
やＧａＡｓで反射し、半導体チップ全体の外観を識別す
ることができる。

【００６６】また、薄膜の金電極の下に、金電極とは形
状が異なるアルミ電極が存在する半導体チップの該アル
ミ電極を検査したい場合、従来の照明で撮像すると、照
明光は金電極表面で反射してしまい、下のアルミ電極を
識別することはできない。しかし、上記各実施の形態の
ように、青色フィルタを介した照明光を照射すれば、金
電極表面では反射せずそのまま透過してアルミ電極で反
射するため、アルミ電極の形状を識別することができ
る。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、複数の異なる物質からなる被検査物、この被検査
物に照明光を照射する照明手段、被検査物を撮像する撮
像手段、照明手段または撮像手段のいずれか一方に設け
られ、被検査物の異なる物質によるそれぞれの反射光量
の差が撮像手段の受光面上で大きくなる光波長領域を透
過するフィルタ手段、撮像手段で得られた撮像画像から
被検査物の特定の物質からなる領域を識別する画像処理
手段を備えたので、被検査物の特定の物質からなる領域
を容易に識別することができ、精度が高く、安定した検
査ができる効果が得られる。

【００６８】また、請求項２記載の発明によれば、フィ
ルタ手段は、光変調素子を用いて透過できる光波長領域
を変えられるので、装置構成を簡略化できる効果が得ら
れる。

【００６９】また、請求項３記載の発明によれば、複数
の異なる物質からなる被検査物、この被検査物に照明光
を照射する照明手段、被検査物を撮像する第一の撮像手
段及び第二の撮像手段、第一の撮像手段に設けられ被検
査物の異なる物質によるそれおぞれの反射光量の差が第
一の撮像手段の受光面上で大きくなる光波長領域を透過
する第一のフィルタ手段、第一の撮像手段で撮像した撮
像画像と、第二の撮像手段で撮像した撮像画像との差分
から被検査物の特定の領域を識別する画像処理手段を備
えたので、被検査物の特定の領域を容易に識別すること
ができ、精度が高く、安定した検査ができる効果が得ら
れる。

【００７０】また、請求項４記載の発明によれば、第二
の撮像手段は、被検査物の異なる物質によるそれぞれの
反射光量の差が第二の撮像手段の受光面上で小さくなる
光波長領域を透過する第二のフィルタ手段を備えたの
で、被検査物の特定の領域を容易に識別することがで
き、精度が高く、安定した検査ができる効果が得られ
る。

【００７１】また、請求項５記載の発明によれば、複数
の異なる物質からなる被検査物、この被検査物に照明光
を照射する照明手段、被検査物を撮像する撮像手段、照
明手段または撮像手段のいずれか一方に設けられ、被検
査物の異なる物質によるそれぞれの反射光量の差が撮像
手段の受光面上で大きくなる光波長領域を透過する第一
のフィルタ手段、被検査物の異なる物質によるそれぞれ
の反射光量の差が撮像手段の受光面上で小さくなる光波
長領域を透過する第二のフィルタ手段、第一のフィルタ
手段または第二のフィルタ手段のいずれかを選択するフ
ィルタ切り替え手段、このフィルタ切り替え手段で選択
された第一のフィルタ手段を介して撮像した撮像画像と
フィルタ切り替え手段で選択された第二のフィルタ手段
を介して撮像した撮像画像との差分から被検査物の特定
の領域を識別する画像処理手段を備えたので、被検査物
の特定の領域を容易に識別することができ、精度が高
く、安定した検査ができる効果が得られる。

【００７２】また、請求項６記載の発明によれば、照明
手段は、フィルタ手段の透過光波長領域に分光分布が集
中している光源であるので、被検査物に効率良く照明を
照射することができる効果が得られる。

【００７３】また、請求項７記載の発明によれば、複数
の異なる物質からなる被検査物、この被検査物に照明光
を照射する第一の照明手段及び第二の照明手段、被検査
物を撮像する撮像手段、第一の照明手段に設けられ被検
査物の異なる物質によるそれぞれの反射光量の差が撮像
手段の受光面上で大きくなる光波長領域を透過する第一
のフィルタ手段、第一の照明手段による照明光で撮像し
た撮像画像と、第二の照明手段による照明光で撮像した
撮像画像との差分から被検査物の特定の領域を識別する
画像処理手段を備えたので、被検査物の特定の領域を容
易に識別することができ、精度が高く、安定した検査が
できる効果が得られる。

【００７４】また、請求項８記載の発明によれば、第二
の照明手段は、被検査物の異なる物質によるそれぞれの
反射光量の差が撮像手段の受光面上で小さくなる光波長
領域を透過する第二のフィルタ手段を備えたので、被検
査物の特定の領域を容易に識別することができ、精度が
高く、安定した検査ができる効果が得られる。

【００７５】また、請求項９記載の発明によれば、第一
及び第二の照明手段は、フィルタ手段の透過光波長領域
に分光分布が集中している光源であるので、被検査物に
効率良く照明を照射することができる効果が得られる。

【００７６】また、請求項１０記載の発明によれば、こ
の発明に係る半導体検査方法は、複数の異なる物質から
なる被検査物に、この被検査物の異なる物質によるそれ
ぞれの反射光量の差が大きくなる光波長領域の照明光を
被検査物に照射する工程、被検査物を撮像する工程、得
られた撮像画像から被検査物の特定の物質からなる領域
を識別する工程を含むので、被検査物の特定の物質から
なる領域を容易に識別することができ、精度が高く、安
定した検査ができる効果が得られる。

【００７７】また、請求項１１記載の発明によれば、複
数の異なる物質からなる被検査物に照明光を照射する第
一の照射工程、この第一の照射工程による照明光で被検
査物を撮像する第一の撮像工程、被検査物の異なる物質
によるそれぞれの反射光量のの差が大きくなる光波長領
域の照明光を被検査物に照射する第二の照射工程、この
第二の照射工程による照明光で被検査物を撮像する第二
の撮像工程、第一及び第二の撮像工程で得られた撮像画
像の差分をとることにより被検査物の特定の領域を識別
する工程を含むので、被検査物の特定の領域を容易に識
別することができ、精度が高く、安定した検査ができる
効果が得られる。

【００７８】また、請求項１２記載の発明によれば、複
数の異なる物質からなる被検査物に、この被検査物の異
なる物質によるそれぞれの反射光量の差が大きくなる光
波長領域の照明光を被検査物に照射する第一の照射工
程、この第一の照射工程による照明光で被検査物を撮像
する第一の撮像工程、被検査物の異なる物質によるそれ
ぞれの反射光量の差が小さくなる光波長領域の照明光を
照射する第二の照射工程、この第二の照射工程による照
明光で被検査物を撮像する第二の撮像工程、第一及び第
二の撮像工程で得られた撮像画像の差分をとることによ
り被検査物の特定の領域を識別する工程を含むので、被
検査物の特定の領域を容易に識別することができ、精度
が高く、安定した検査ができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による半導体検査装
置を示す構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による半導体検査装
置を説明するための図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による半導体検査装
置で使用するフィルタ手段の特性を示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態１による半導体検査装
置で撮像した撮像画像を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態１による半導体検査装
置で撮像した撮像画像を示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態２による半導体検査装
置を示す構成図である。

【図７】 この発明の実施の形態２による半導体検査装
置で撮像した撮像画像を示す図である。

【図８】 この発明の実施の形態２による別の半導体検
査装置を示す構成図である。

【図９】 この発明の実施の形態３による半導体検査装
置を示す構成図である。

【図１０】 この発明の実施の形態３による半導体検査
装置で使用するフィルタ手段の特性を示す図である。

【図１１】 この発明の実施の形態３による別の半導体
検査装置を示す構成図である。

【図１２】 この発明の実施の形態４による半導体検査
装置を示す構成図である。

【図１３】 この発明の実施の形態５による半導体検査
装置に用いる光源の特性図である。

【図１４】 従来の半導体検査装置を示す構成図であ
る。

【図１５】 従来の半導体検査装置を説明するための図
である。

【図１６】 従来の半導体検査装置を説明するための図
である。

【図１７】 従来の半導体検査装置で撮像した撮像画像
である。

【図１８】 従来の半導体検査装置を説明するための図
である。

【図１９】 従来の半導体検査装置を説明するための図
である。

【図２０】 従来の半導体検査装置で撮像した撮像画像
である。

【図２１】 従来の半導体検査装置を説明するための図
である。

【符号の説明】

１ 半導体チップ、２ 斜方照明、３ 落射照明、４
レンズ、５ ハーフミラー、６ 撮像手段、７ 光学ヘ
ッド、８ ＸＹＺステージ、９ 画像処理手段、１０
ワイヤ、１１ ボール、１２ パッド、１３ ステッ
チ、１４ リード、１５ キャピラリ、１６ フィルタ
手段、１７ 光軸偏向切り替え手段、１８フィルタ切り
替え手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 火原 辰則 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 宇野 真彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の異なる物質からなる被検査物、こ
   の被検査物に照明光を照射する照明手段、上記被検査物
   を撮像する撮像手段、上記照明手段または上記撮像手段
   のいずれか一方に設けられ、上記被検査物の異なる物質
   によるそれぞれの反射光量の差が上記撮像手段の受光面
   上で大きくなる光波長領域を透過するフィルタ手段、上
   記撮像手段で得られた撮像画像から上記被検査物の特定
   の物質からなる領域を識別する画像処理手段を備えたこ
   とを特徴とする半導体検査装置。
2. 【請求項２】 フィルタ手段は、光変調素子を用いて透
   過できる光波長領域を変えられることを特徴とする請求
   項１記載の半導体検査装置。
3. 【請求項３】 複数の異なる物質からなる被検査物、こ
   の被検査物に照明光を照射する照明手段、上記被検査物
   を撮像する第一の撮像手段及び第二の撮像手段、上記第
   一の撮像手段に設けられ上記被検査物の異なる物質によ
   るそれぞれの反射光量の差が上記第一の撮像手段の受光
   面上で大きくなる光波長領域を透過する第一のフィルタ
   手段、上記第一の撮像手段で撮像した撮像画像と、上記
   第二の撮像手段で撮像した撮像画像との差分から上記被
   検査物の特定の領域を識別する画像処理手段を備えたこ
   とを特徴とする半導体検査装置。
4. 【請求項４】 第二の撮像手段は、被検査物の異なる物
   質によるそれぞれの反射光量の差が上記第二の撮像手段
   の受光面上で小さくなる光波長領域を透過する第二のフ
   ィルタ手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の半
   導体検査装置。
5. 【請求項５】 複数の異なる物質からなる被検査物、こ
   の被検査物に照明光を照射する照明手段、上記被検査物
   を撮像する撮像手段、上記照明手段または上記撮像手段
   のいずれか一方に設けられ、上記被検査物の異なる物質
   によるそれぞれの反射光量の差が上記撮像手段の受光面
   上で大きくなる光波長領域を透過する第一のフィルタ手
   段、上記被検査物の異なる物質によるそれぞれの反射光
   量の差が上記撮像手段の受光面上で小さくなる光波長領
   域を透過する第二のフィルタ手段、上記第一のフィルタ
   手段または上記第二のフィルタ手段のいずれかを選択す
   るフィルタ切り替え手段、このフィルタ切り替え手段で
   選択された上記第一のフィルタ手段を介して撮像した撮
   像画像と上記フィルタ切り替え手段で選択された上記第
   二のフィルタ手段を介して撮像した撮像画像との差分か
   ら上記被検査物の特定の領域を識別する画像処理手段を
   備えたことを特徴とする半導体検査装置。
6. 【請求項６】 照明手段は、フィルタ手段の透過光波長
   領域に分光分布が集中している光源であることを特徴と
   する請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体検査
   装置。
7. 【請求項７】 複数の異なる物質からなる被検査物、こ
   の被検査物に照明光を照射する第一の照明手段及び第二
   の照明手段、上記被検査物を撮像する撮像手段、上記第
   一の照明手段に設けられ上記被検査物の異なる物質によ
   るそれぞれの反射光量の差が上記撮像手段の受光面上で
   大きくなる光波長領域を透過する第一のフィルタ手段、
   上記第一の照明手段による照明光で撮像した撮像画像
   と、上記第二の照明手段による照明光で撮像した撮像画
   像との差分から上記被検査物の特定の領域を識別する画
   像処理手段を備えたことを特徴とする半導体検査装置。
8. 【請求項８】 第二の照明手段は、被検査物の異なる物
   質によるそれぞれの反射光量の差が撮像手段の受光面上
   で小さくなる光波長領域を透過する第二のフィルタ手段
   を備えたことを特徴とする請求項７記載の半導体検査装
   置。
9. 【請求項９】 第一及び第二の照明手段は、フィルタ手
   段の透過光波長領域に分光分布が集中している光源であ
   ることを特徴とする請求項７または８に記載の半導体検
   査装置。
10. 【請求項１０】 複数の異なる物質からなる被検査物
    に、この被検査物の異なる物質によるそれぞれの反射光
    量の差が大きくなる光波長領域の照明光を上記被検査物
    に照射する工程、上記被検査物を撮像する工程、得られ
    た撮像画像から上記被検査物の特定の物質からなる領域
    を識別する工程を含むことを特徴とする半導体検査方
    法。
11. 【請求項１１】 複数の異なる物質からなる被検査物に
    照明光を照射する第一の照射工程、この第一の照射工程
    による照明光で上記被検査物を撮像する第一の撮像工
    程、上記被検査物の異なる物質によるそれぞれの反射光
    量の差が大きくなる光波長領域の照明光を上記被検査物
    に照射する第二の照射工程、この第二の照射工程による
    照明光で上記被検査物を撮像する第二の撮像工程、上記
    第一及び第二の撮像工程で得られた撮像画像の差分をと
    ることにより上記被検査物の特定の領域を識別する工程
    を含むことを特徴とする半導体検査方法。
12. 【請求項１２】 複数の異なる物質からなる被検査物
    に、この被検査物の異なる物質によるそれぞれの反射光
    量の差が大きくなる光波長領域の照明光を上記被検査物
    に照射する第一の照射工程、この第一の照射工程による
    照明光で上記被検査物を撮像する第一の撮像工程、上記
    被検査物の異なる物質によるそれぞれの反射光量の差が
    小さくなる光波長領域の照明光を照射する第二の照射工
    程、この第二の照射工程による照明光で上記被検査物を
    撮像する第二の撮像工程、上記第一及び第二の撮像工程
    で得られた撮像画像の差分をとることにより上記被検査
    物の特定の領域を識別する工程を含むことを特徴とする
    半導体検査方法。