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专利名称：缺陷检查方法
技术领域：
本发明是关于一种缺陷检查方法，其摄像例如形成有图案的半导体晶片等晶片零件的被检查体，并比较所取得的被检查图像数据与参照图像数据，进行缺陷检查。
背景技术：
伴随信息机的小型化，于基板上直接安装半导体晶片等晶片零件型的封装不断普及。该等封装中，附着于图案的灰尘等为引起致命的连接不良或特性不良的原因。因此，安装晶片零件时，有必要检查是否存在于图案附着有灰尘等缺陷。
然而，于半导体晶片等晶片零件形成有微细的电路图案。该图案的密度在晶片上各区域中各不相同。
作为检查此种图案的缺陷的检查方法，众所周知有以下方法预先摄像合格品的图案，存储所取得的图像(以下，称为参照图像数据)，并且摄像检查的图案并取得其图像(以下，称为被检查图像数据)，从而求得该被检查图像数据与参照图像数据的差分。
自差分的图像数据抽出差分值较大的部分，求得该抽出的部分连续的区域的尺寸。继而，比较抽出的部分的尺寸与预先设定的缺陷尺寸判定用的临限值，进行抽出部分的缺陷判定。
于该图案检查方法中，缺陷尺寸判定用的临限值由图案的各区域指定。并且，缺陷判定通过各区域所指定的各临限值而进行的情形为一般情形(例如，参照专利文献1日本专利特开2001-84379号公报)。
形成于晶片零件的图案的密度于各区域中不同，故而在各区域中其形状较为复杂，或区域的形成数量较多。因此，必须于该等每一区域中分别进行指定缺陷尺寸判定用的临限值的操作，但该操作会花费较长的时间，临限值的指定操作效率会降低。

发明内容
本发明是鉴于上述情形开发而成的，其目的在于提供一种缺陷检查方法，该方法可相应于图案的密度自动地设定具有相应于缺陷部分的尺寸的缺陷检测灵敏度的尺寸判定区域，进行缺陷检查。
为解决上述课题，达成目的，本发明的缺陷检查方法由以下方式构成。
(1)一种缺陷检查方法，其为摄像描绘有图案的被检查体，基于所取得的被检查图像数据与参照图像数据进行上述被检查体的缺陷检查，其特征在于包含第1步骤，其基于上述参照图像数据，于复数个方向计测上述图案的宽度，并将上述参照图像数据变换为相应于上述图案于上述各方向的宽度的亮度，制作对应于上述各方向的复数个扫描图像数据；第2步骤，其比较上述复数个扫描图像数据，并自该等扫描图像数据选出最小的亮度的最小亮度，制作宽度图像数据；第3步骤，其基于上述被检查图像数据与上述参照图像数据抽出缺陷部分，并将于上述图案的宽度成为最小亮度的方向测定上述缺陷部分的尺寸变换为亮度，制作缺陷尺寸图像数据；以及第4步骤，其基于上述缺陷尺寸图像数据与上述宽度图像数据，进行对于上述缺陷部分的缺陷判定。
(2)如(1)所揭示的缺陷检查方法，其中于上述第1步骤中，至少于纵方向、横方向以及斜方向计测上述图案的宽度，制作纵扫描图像数据、横扫描图像数据以及斜扫描图像数据。
(3)如(2)所揭示的缺陷检查方法，其中于上述第1步骤中，将上述斜扫描图像数据中亮度连续变化的部分的亮度设为0。
(4)如(2)所揭示的缺陷检查方法，其中于上述第1步骤中，将复数个图案交叉的交叉部分的亮度设为0，于上述第2步骤中，仅基于上述纵扫描图像数据与上述横扫描图像数据对于上述交叉部分制作上述宽度图像数据。
(5)如上述(2)所揭示的缺陷检查方法，其中于上述第1步骤中，基于上述纵扫描图像数据以及横扫描图像数据的至少一个求得上述图案的理想的最小亮度，当实际的最小亮度与上述理想的最小亮度的差超过特定值时，将对应部分的亮度设为0。
(6)一种缺陷检查方法，其是摄像描绘有图案的被检查体，基于所取得的被检查图像数据与参照图像数据进行上述被检查体的缺陷检查，其特征在于包含第1步骤，其将上述参照图像数据变换为亮度，制作方向图像数据，上述亮度相应于于复数个方向所测定的上述图案的宽度中成为最小宽度的方向；第2步骤，其将上述参照图像数据变换为相应于上述图案的上述最小宽度的亮度，制作具有相应于该亮度的各缺陷检测灵敏度的各尺寸判定区域的灵敏度图像数据；第3步骤，其基于上述被检查图像数据与上述参照图像数据抽出缺陷部分，将于成为上述图案的最小宽度的方向所测定的上述缺陷部分的尺寸变换为亮度，制作缺陷尺寸图像数据；以及第4步骤，其比较上述缺陷尺寸图像数据与上述灵敏度图像数据，进行对于上述缺陷部分的缺陷判定。
根据本发明，可相应于图案的密度自动地设定具有相应于缺陷部分的尺寸的缺陷检测灵敏度的尺寸判定区域，进行缺陷检查。


图1为适用本发明的第1实施形态的缺陷检查方法的缺陷检查装置的构成图。
图2为该实施形态的经二值化的参照图像数据的模式图。
图3为表示该实施形态的0度扫描图像数据的图。
图4为表示该实施形态的45度扫描图像数据的图。
图5为表示该实施形态的90度扫描图像数据的图。
图6为表示该实施形态的135度扫描图像数据的图。
图7为表示该实施形态的方向图像数据的图。
图8为表示该实施形态的宽度图像数据的图。
图9为表示该实施形态的灵敏度图像数据的图。
图10为本发明的第2实施形态的经二值化的参照图像数据的模式图。
图11为表示该实施形态的进行层次补正前的45度扫描图像数据的图。
图12为表示该实施形态的进行层次补正后的45度扫描图像数据的图。
图13为表示该实施形态的斜方向的图案的概要图。
具体实施例方式
以下，就本发明的第1实施形态参照图式加以说明。
图1为适用本发明的第1实施形态的缺陷检查方法的缺陷检查装置的构成图。
于台板3上载置有晶片零件1。于该晶片零件1形成有电路图案2。准备用以取得参照图像数据的合格品与进行图案缺陷检查的未检查的未检查品作为晶片零件1。
于晶片零件1的上方设置有CCD照相机4。该CCD照相机4摄像晶片零件1的电路图案2，并输出其图像信号。另外，将自CCD照相机4输出的图像信号考虑为通过复数个像素所构成的矩阵时，定义为沿行的方向为横方向、沿列的方向为纵方向、倾斜于行以及列的方向为斜方向。
图像处理部5输入自CCD照相机4输出的图像信号，将合格品的晶片零件1的图像数据作为参照图像数据存储于参照图像存储器6，且依次输入未检查的晶片零件1的图像数据，将该等图像数据作为被检查图像数据存储于被检查图像存储器7。另外，如果欲检查的晶片零件1的参照图像数据预先存储于参照图像存储器6，那么无需取得合格品的晶片零件1的参照图像数据。
差分演算部8读出存储于参照图像存储器6的参照图像数据与存储于被检查图像存储器7的被检查图像数据，求得该等参照图像数据与被检查图像数据的差分，即浓淡电平的差，取得该差分图像数据。
灵敏度制作部9读出存储于参照图像存储器6的参照图像数据，并将该参照图像数据变换为相应于图案的宽度的亮度，制作具有相应于该亮度的各缺陷检测灵敏度的各尺寸判定区域的灵敏度图像数据。
具体为，灵敏度制作部9最初以特定的临限值将参照图像数据2值化，对于该经2值化的参照数据，于复数个方向直线状地扫描，计测白色电平或黑色电平中表示电路图案2的连续的像素数，将连续的像素数变为最小的方向变换为程序代码(亮度)，制作方向图像数据。
例如，图2为该实施形态的经2值化的参照图像数据的模式图，金属制成的电路图案2成为黑色电平。
灵敏度制作部9例如于0度方向扫描参照图像数据上，计测黑色电平连续的像素数，并求得对于该方向的图案宽度，变换为相应于该图案宽度的亮度，制作图3所示的0度扫描图像数据。
另外，该灵敏度制作部9，与0度方向同样地于45度方向、90度方向以及135度方向扫描参照图像数据上，制作如图4～图6所示的45度扫描图像数据、90度扫描图像数据以及135度扫描图像数据。
另外，图2中箭头0、箭头45、箭头90以及箭头135所示的方向分别表示0度方向、45度方向、90度方向以及135度方向。此外，0度方向与[权利要求2]的「纵方向」一致，90度方向与[权利要求2]的「横方向」一致。但是，45度方向与135度方向仅为[权利要求2]的斜方向的一例。该斜方向包含所有倾斜于上述纵方向与横方向的方向。即，扫描的方向并非限定于45度方向或135度方向，如果倾斜于0度方向与90度方向，那么任一方向均可。
继而，该灵敏度制作部9基于0度扫描图像数据、45度扫描图像数据、90度扫描图像数据以及135度扫描图像数据，自0度方向、45度方向、90度方向以及135度方向求得黑色电平连续的像素数最小的方向，该方向为0度方向时设为程序代码1，为45度方向时设为程序代码2，为90度方向时设为程序代码3，为135度方向时设为程序代码4，设定该程序代码于对象像素。另外，于白色电平的像素设定程序代码0。进而，可生成如图7所示的方向图像数据。
观察图7中的像素A时，于0度方向连续的黑色电平为4个，于45度方向连续的黑色电平为12个，于90度方向连续的黑色电平为4个，于135度方向连续的黑色电平为2个，因此可确认于像素A设定有表示135度方向的程序代码4。同样，可确认像素B设定有表示0度方向的程序代码1。
继而，灵敏度制作部9基于方向图像数据，将于设定于各像素的程序代码所示的方向(以下，称为图案宽度方向)连续的黑色电平的像素数看作电路图案2的最小的图案宽度(以下，称为最小图案宽度)，并将该最小图案宽度变换为亮度生成宽度图像数据。
即，灵敏度制作部9将于上述图案宽度方向连续的黑色电平的像素数变换为亮度并设定于对应像素。另外，于方向图像数据上设定为程序代码0的像素设定亮度0。进而，可生成如图8所示的宽度图像数据。
观察图8时，可确认于像素A将于以程序代码4所表示的135度方向连续的黑色电平的像素数设定为3。同样，可确认于像素B将于以程序代码1所表示的0度方向连续的黑色电平的像素数设定为4。
继而，灵敏度制作部9将图8所示的宽度图像数据的各亮度调整为相应于检测缺陷部分所需的尺寸的亮度，制作灵敏度图像数据。
例如，欲以最小图案宽度的1/2以上的尺寸检测缺陷部分时，将缺陷检测灵敏度设定为各亮度的1/2。另外，亮度为奇数的情形时，舍弃小数点以下。进而，可生成如图9所示的灵敏度图像数据。
观察图9时，可确认于宽度图像数据中亮度为3的像素A中设定有自其1/2舍弃小数点的1。同样，可确认于宽度图像数据中亮度为4的像素B中设定有作为其1/2的2。
另外，关于缺陷检测灵敏度欲以最小图案宽度的1/2以上的尺寸检测缺陷部分的情形加以说明，但并非限定于此，也可相应于缺陷部分的检测所需的尺寸调节亮度。
缺陷尺寸制作部10接受通过差分演算部8所取得的差分图像数据，并基于该差分图像数据抽出缺陷部分，将缺陷部分的图案宽度方向的尺寸变换为亮度，制作缺陷尺寸图像数据。
该情形下，缺陷尺寸制作部10仅抽出存在于将被检查图像数据以预先设定的临限值二值化时的黑色电平上的缺陷部分，基于通过灵敏度制作部9所取得的方向图像数据，将于图案宽度方向测定的缺陷部分的尺寸作为亮度设定于对应像素。
判定部11分别接受通过缺陷尺寸制作部10所制作的缺陷尺寸图像数据与通过灵敏度制作部9所制作的灵敏度图像数据，比较该等缺陷尺寸图像数据与灵敏度图像数据，抽出缺陷尺寸图像数据亮于灵敏度图像数据的部分，进而进行对于缺陷部分的缺陷判定。
如此，于上述第1实施形态中，于0度方向、45度方向、90度方向以及135度方向扫描参照图像数据上，并计测于各扫描方向连续的黑色电平的像素数，进而求得对于该像素数为最少的方向的图案宽度，即最小图案宽度。并且，将参照图像数据变换为相应于上述最小图案宽度的亮度，制作具有相应于该亮度的各缺陷检测灵敏度的各尺寸判定区域的灵敏度图像数据。
此外，另一方面，基于被检查图像数据与参照图像数据的差分抽出缺陷部分，将该缺陷部分于图案宽度方向的尺寸变换为亮度，制作缺陷尺寸图像数据。
并且，比较该等缺陷尺寸图像数据与灵敏度图像数据，进行对于缺陷部分的缺陷判定。
因此，对于形成于未检查品的晶片零件1上的各图案，自动地制作相应于各自的最小图案宽度的灵敏度图像数据，故而即使电路图案2于每一区域密度相异，或于各区域其区域的形状较为复杂，或具有形成于斜方向的图案，区域的形成较多，也可确实地判定电路图案2上的缺陷部分。因此，可飞跃性地缩短电路图案2的缺陷检查所需的时间，从而可飞跃性地提高其操作效率。
另外，本发明并非限定于上述实施形态内容，在实施阶段中不脱离其要旨的范围内可作各种变形。
再者，上述实施形态中包含各种阶段的发明，可通过所揭示的复数个构成要件的适宜组合抽出各种发明。例如，即使自实施形态所示的全部构成要件删除几个构成要件，也可解决发明所欲解决的问题栏中阐述的问题，于可获得发明的效果栏中所阐述的效果的情形时，可抽出该构成要件经删除的构成作为发明。
例如，于上述实施形态中，分别将参照图像数据以及被检查图像数据二值化，但并非限定于此，也可变换为三值、四值等多值的图像数据。
此外，基于参照图像数据与被检查图像数据的差分抽出缺陷部分，但并非限定于此，也可使用差分的绝对值或最小min-最大max法。
继而，就本发明的第2实施形态参照图式加以说明。
于本实施形态中灵敏度制作部9除上述实施形态的功能以外，也具有补正45度扫描图像数据与135度扫描图像数据时产生的不需要的层次的功能。
该层次是指在45度方向或135度方向即斜方向扫描参照图像数据时，在电路图案2的顶点部亮度阶梯性地变化。在产生层次的区域中，方向图像数据上无法正确表示图案宽度方向，此为导致降低缺陷检测可靠性的原因。
例如，图10是本发明第2实施形态的经二值化的参照图像数据的模式图，金属制成的电路图案2成为黑色电平。
灵敏度制作部9于例如45度方向扫描该参照图像数据上，计测黑色电平连续的像素数，求得对于该方向的图案宽度，并将其变换为相应于该图案宽度的亮度时，可制作如图11所示的45度扫描图像数据。观察该45度扫描图像数据时，可确认电路图案2的顶点部C的亮度阶梯性地变化。
作为补正该层次的方法，于本实施形态中使用自各扫描图像数据去除层次部分的方法。于该方法中，关于所关注像素及其周围8个像素评估相邻的像素的亮度的平均变化Dave。该评估使用下述[数1]表示的评估函数。
Dave={Σj=0,1,k=-1,0,1D(I(x+j,y+k),I(x+j-1,y+k))+Σj=-1,0,1,k=0,1D(I(x+j,y+k),I(x+j,y+k-1))}/12]]>D(a-b)＝|a-b-1|另外，仅计算a≠0且b≠0时的值。
可确认平均变化Dave的值在相邻的像素的亮度变化均为+1时，即具有图11所示的顶点部C般的层次时成为0。因此，关于平均变化Dave成为某一临限值以下的像素，修正其亮度为0时，如图12所示可去除层次。
如此，自例如45度扫描图像数据或135度扫描图像数据去除产生于电路图案2的顶点部的层次部分，故而可获得正确的方向图像数据，从而可提高缺陷检测的可靠性。
另外，作为补正层次的方法，取代使用评估函数[数1]的方法，也可使用于自电路图案2的纵方向的宽度与横方向的宽度求得的理想的斜方向的宽度与实际的斜方向的宽度较接近的情形时，判断该图案为斜方向的图案的方法。
例如，如图13所示，将于0度方向扫描通过斜方向图案内P点(x、y)的图案时的图案宽度设为W，将于90度方向扫描时的图案宽度设为H时，对于自该等宽度求得理想的斜方向的宽度Iw、Ih分别如下述[数2]所示。
Iw=W2,]]>Ih=H2]]>此处，实际的斜宽度R对于Iw或Ih具有公差δ以上的差时，判断并非为斜线，并将斜线宽度图像的P(x、y)设为0。
可通过对所有的线图案内的点进行该判断，降低于顶点部出现的层次部分，从而可获得正确的方向图像，提高缺陷检测的可靠性。
此外，比较上述4个扫描图像数据制作上述方向图像数据时，也可使用自比较对照去除顶点部的方法。该方法当然也可降低层次。
权利要求
1.一种缺陷检查方法，其为摄像描绘有图案的被检查体，基于所取得的被检查图像数据与参照图像数据进行上述被检查体的缺陷检查，其特征在于包含第1步骤，其基于上述参照图像数据，于复数个方向计测上述图案的宽度，并将上述参照图像数据变换为相应于上述图案于上述各方向的宽度的亮度，制作对应于上述各方向的复数个扫描图像数据；第2步骤，其比较上述复数个扫描图像数据，并自该等扫描图像数据选出最小的亮度的最小亮度，制作宽度图像数据；第3步骤，其基于上述被检查图像数据与上述参照图像数据抽出缺陷部分，并将于上述图案的宽度成为最小亮度的方向测定上述缺陷部分的尺寸变换为亮度，制作缺陷尺寸图像数据；以及第4步骤，其基于上述缺陷尺寸图像数据与上述宽度图像数据，进行对于上述缺陷部分的缺陷判定。
2.根据权利要求1所述的缺陷检查方法，其中于上述第1步骤中，至少于纵方向、横方向以及斜方向计测上述图案的宽度，制作纵扫描图像数据、横扫描图像数据以及斜扫描图像数据。
3.根据权利要求2所述的缺陷检查方法，其中于上述第1步骤中，将上述斜扫描图像数据中亮度连续变化的部分的亮度设为0。
4.根据权利要求2所述的缺陷检查方法，其中于上述第1步骤中，将复数个图案交叉的交叉部分的亮度设为0，于上述第2步骤中，仅基于上述纵扫描图像数据与上述横扫描图像数据对于上述交叉部分制作上述宽度图像数据。
5.根据权利要求2所述的缺陷检查方法，其中于上述第1步骤中，基于上述纵扫描图像数据以及横扫描图像数据的至少一个求得上述图案的理想的最小亮度，当实际的最小亮度与上述理想的最小亮度的差超过特定值时，将对应部分的亮度设为0。
6.一种缺陷检查方法，其为摄像描绘有图案的被检查体，基于所取得的被检查图像数据与参照图像数据进行上述被检查体的缺陷检查，其特征在于包含第1步骤，其将上述参照图像数据变换为亮度，制作方向图像数据，上述亮度相应于于复数个方向所测定的上述图案的宽度中成为最小宽度的方向；第2步骤，其将上述参照图像数据变换为相应于上述图案的上述最小宽度的亮度，制作具有相应于该亮度的各缺陷检测灵敏度的各尺寸判定区域的灵敏度图像数据；第3步骤，其基于上述被检查图像数据与上述参照图像数据抽出缺陷部分，将于成为上述图案的最小宽度的方向所测定的上述缺陷部分的尺寸变换为亮度，制作缺陷尺寸图像数据；以及第4步骤，其比较上述缺陷尺寸图像数据与上述灵敏度图像数据，进行对于上述缺陷部分的缺陷判定。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种缺陷检查方法，其可相应于图案的密度自动地设定具有相应于缺陷部分的尺寸的缺陷检测灵敏度的尺寸判定区域，进行缺陷检查。该缺陷检查方法包含其基于参照图像数据，于复数个方向计测图案的宽度，并将上述参照图像数据变换为相应于上述图案于上述各方向的宽度的亮度，制作对应于上述各方向的复数个扫描图像数据；其比较上述复数个扫描图像数据，并自该等扫描图像数据选出最小的亮度的最小亮度，制作宽度图像数据；其基于被检查图像数据与上述参照图像数据抽出缺陷部分，并将于上述图案的宽度成为最小亮度的方向测定的尺寸变换为亮度，制作缺陷尺寸图像数据；以及，其基于上述缺陷尺寸图像数据与上述宽度图像数据，进行对于上述缺陷部分的缺陷判定。
文档编号G01N21/956GK1619790SQ20041008396
公开日2005年5月25日 申请日期2004年10月14日 优先权日2003年10月17日
发明者伊美哲志 申请人:株式会社东芝