(57)【要約】【課題】  検査者の負担を低減した上で、ウェハ外観を精度良く検査することを可能とする。【解決手段】  検査ステージ１は、位置決めマークが所定の位置に形成されているとともに複数のチップが形成されたウェハが装着されるリングフレームを移動させる。顕微鏡６は、リングフレームまたはウェハの一部分の拡大像を得る。カメラ７は、顕微鏡６により得られた拡大像を撮像し、対応する電気的な画像信号を生成する。ステージコントローラ４は、リングフレームまたはウェハの異なる部分をカメラ７に順次撮像させるように検査ステージ１によりリングフレームを移動させる。画像処理装置８は、カメラ７が出力する画像信号が示す画像に基き、複数のチップのそれぞれの位置を位置決めマークに対する相対的な位置として検出する。【選択図】      図１
2005024565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決めマークが所定の位置に形成されているとともに複数のチップが形成されたウェハが装着されるリングフレームを移動させる検査ステージと、
前記リングフレームまたは前記ウェハの一部分の拡大像を得る顕微鏡と、
この顕微鏡により得られた拡大像を撮像し、対応する電気的な画像信号を生成する撮像手段と、
前記リングフレームまたは前記ウェハの異なる部分を前記撮像手段に順次撮像させるように前記検査ステージにより前記リングフレームを移動させる手段と、
前記画像信号が示す画像に基き、前記複数のチップのそれぞれの位置を前記位置決めマークに対する相対的な位置として検出する位置検査手段とを具備したことを特徴とするウェハ外観検査装置。
【請求項２】
前記位置検査手段は、前記リングフレームに形成された複数の前記位置決めマークを基準として定まる座標系における座標として前記チップの位置を検出することを特徴とする請求項１に記載のウェハ外観検査装置。
【請求項３】
前記検査ステージは、前記リングフレームに形成された切欠部を係合させる位置決めピンを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウェハ外観検査装置。
【請求項４】
位置決めマークがそれぞれ所定の位置に形成されているとともに複数のチップが形成されたウェハが装着されるリングフレームを移動させる検査ステージと、
前記リングフレームまたは前記ウェハの一部分の拡大像を得る顕微鏡と、
この顕微鏡により得られた拡大像を撮像し、対応する電気的な画像信号を生成する撮像手段とを具備したウェハ外観検査装置を用いて前記ウェハの外観を検査するためのウェハ外観検査方法において、
前記リングフレームまたは前記ウェハの異なる部分を前記撮像手段に順次撮像させるように前記検査ステージにより前記リングフレームを移動させ、
前記画像信号が示す画像に基き、前記複数のチップのそれぞれの位置を前記位置決めマークに対する相対的な位置として検出することを特徴とするウェハ外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイシング後におけるチップの状態を検査するためにウェハの外観を検査するウェハ外観検査装置およびウェハ外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路を形成したウェハから個々のチップに分割するためにダイシング工程が行われる。ダイシング工程において、ウェハはダイシングテープと呼ばれる粘着テープでリングフレームに取りつけられ、ダイシングマシンに固定されてダイヤモンドブレードで掘削・分割される。この工程において使用される洗浄水や冷却水中の異物、ダイヤモンドブレードが摩耗して発生する屑、あるいはウェハやダイシングテープが掘削されて発生する屑が洗浄水で洗浄しきれず、乾燥後にウェハの表面に残留し、汚れとなるおそれがある。また、種々の要因によりチップの端部に欠け（クラック）が生じたりすることがある。
【０００３】
このような欠けおよび汚れは、チップとしての欠陥につながる恐れがある。そこで、欠けおよび汚れの発生状況を検査し、これらがチップとしての欠陥につながる程に発生している場合には何らかの対策を講じる必要がある。
【０００４】
またウェハのダイシングは、ウェハをダイシングテープに貼り付けた状態で行うものとなっているが、ダイシングにより切断された各チップの相対的な位置や傾きがテープの性質により経時変化することがある。
【０００５】
このような各チップの相対的な位置や傾きの変化は、後のプロセスに悪影響を及ぼす恐れがある。そこでダイシング後の各チップの相対的な位置や傾きの経時変化についても検査し、これが大きい場合には何らかの対策を講じる必要がある。
【０００６】
さて、以上のような欠けおよび汚れの発生状況や、ダイシング後の各チップの相対的な位置や傾きの経時変化の検査は、従来は顕微鏡を用いて目視により行われている。このため、検査者が行うべき作業が非常に複雑で検査者の負担が大きいという不具合があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように従来は、ウェハ外観の検査は目視によって行っているために、検査者の負担が大きいという不具合があった。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、検査者の負担を低減した上で、ウェハ外観を精度良く検査することができるウェハ外観検査装置およびウェハ外観検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の目的を達成するために第１の発明は、位置決めマークが所定の位置に形成されているとともに複数のチップが形成されたウェハが装着されるリングフレームを移動させる検査ステージと、前記リングフレームまたは前記ウェハの一部分の拡大像を得る顕微鏡と、この顕微鏡により得られた拡大像を撮像し、対応する電気的な画像信号を生成する撮像手段と、前記リングフレームまたは前記ウェハの異なる部分を前記撮像手段に順次撮像させるように前記検査ステージにより前記リングフレームを移動させる手段と、前記画像信号が示す画像に基き、前記複数のチップのそれぞれの位置を前記位置決めマークに対する相対的な位置として検出する位置検査手段とを備えてウェハ外観検査装置を構成した。
【００１０】
第２の発明は、位置決めマークがそれぞれ所定の位置に形成されているとともに複数のチップが形成されたウェハが装着されるリングフレームを移動させる検査ステージと、前記リングフレームまたは前記ウェハの一部分の拡大像を得る顕微鏡と、この顕微鏡により得られた拡大像を撮像し、対応する電気的な画像信号を生成する撮像手段とを具備したウェハ外観検査装置を用いて前記ウェハの外観を検査するためのウェハ外観検査方法において、前記リングフレームまたは前記ウェハの異なる部分を前記撮像手段に順次撮像させるように前記検査ステージにより前記リングフレームを移動させ、前記画像信号が示す画像に基き、前記複数のチップのそれぞれの位置を前記位置決めマークに対する相対的な位置として検出するようにした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、リングフレームに装着されたウェハに形成された複数のチップのそれぞれの位置が、リングフレームに形成された位置決めマークに対する相対的な位置として自動的に検出されるので、検査者の負担を低減した上で、ウェハ外観を精度良く検査することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態につき説明する。
【００１３】
図１は本実施形態に係るウェハ外観検査装置の構成を示す機能ブロック図である。
【００１４】
この図に示すように本実施形態のウェハ外観検査装置は、検査ステージ１、架台２、マグネスケール３、ステージコントローラ４、操作パネル５、光学顕微鏡６、カメラ７、画像処理装置８、画像モニタ９，１０、データ処理装置１１、プリンタ１２、インカー１３、インカーコントローラ１４およびパトライト１５を有する。
【００１５】
検査ステージ１は架台２の上部に載置されている。この検査ステージ１はステージコントローラ４によって駆動され、載置されたウェハ（図示せず）をＸ−Ｙ−Ｚ−θ方向に自在に移動させる。
【００１６】
マグネスケール３は架台２に固定されており、検査ステージ１の位置を０．１μｍ分解能で検出する。
【００１７】
ステージコントローラ４は、画像処理装置８からの指示または操作パネル５での指示操作に基づいて検査ステージ１を駆動する。操作パネル５は、検査ステージ１をオペレータがマニュアル操作するためのものである。
【００１８】
光学顕微鏡６は、落射照明を使用するとともに、３．３倍のリレーレンズおよび５種類の対物レンズ（１．５倍，２．５倍，５倍，１０倍，２０倍）を有したものであり、図示しない本体により架台２に固定されている。この光学顕微鏡６の接眼側にはカメラ７が装着されており、検査ステージ１上に載置されるウェハの拡大像をカメラ７に導く。
【００１９】
カメラ７は、ＣＣＤカメラからなり、光学顕微鏡６によって導かれた像を撮影し、その像に対応する電気信号（画像信号）を画像処理装置８へと与える。
【００２０】
画像処理装置８は、カメラ７から与えられる画像信号を処理することによって、欠けおよび汚れの検出や、チップの位置の判定などを行う。
【００２１】
画像モニタ９，１０は、ＣＲＴよりなり、画像モニタ９はカメラ７から与えられる画像信号に対応する画像（原画像）を、また画像モニタ１０は、画像処理装置８にて処理して得られた画像信号に対応する画像（処理画像）をそれぞれ表示する。
【００２２】
データ処理装置１１は、パーソナルコンピュータ、キーボードおよびディスプレイ等からなり、画像処理装置８にて得られる検査データの集計処理などを行う。
【００２３】
プリンタ１２は、カラープリンタであり、データ処理装置で処理されたのちのデータを表形式やグラフ形式でプリント出力する。
【００２４】
インカー１３は、インカーコントローラ１４の制御の下に、検査ステージ１上に載置されているウェハに形成されたチップのうちの不良チップにインクを吹き付けることによって不良チップにマーキングを行う。インカーコントローラ１４は、画像処理装置８から不良チップの情報を受けて、不良チップにマーキングを行うべくインカー１３を制御する。
【００２５】
パトライト１５は、画像処理装置８の制御の下に運転状態を報知するものである。具体的には、赤、黄、緑の３色のランプを有し、異常発生時に赤のランプを、停止・ストップ時に黄のランプを、また正常運転中に緑のランプをそれぞれ点灯する。
【００２６】
さてウェハは、リングフレームに取り付けられた状態でダイシングが行われるものとなっており、検査を行う場合にはダイシング終了後にリングフレームに取り付けられた状態のままで検査ステージ１上に載置される。
【００２７】
図２はウェハがリングフレームに取り付けられている様子を示す図である。この図において、２１がウェハ、また２２がリングフレームをそれぞれ示す。
【００２８】
なお、ウェハ２１は、リングフレーム２２に直接的に取り付けられるのではなく、リングフレーム２２で囲まれた内側の領域を覆うようにリングフレーム２２に張り渡された、透光性で、かつ粘着性を有するテープ２３に貼り付けられる。
【００２９】
リングフレーム２２には、リングフレーム２２の本体とは光の反射率が異なるように形成された２つのフレームマーク２４ａ，２４ｂがそれぞれ所定の位置に設けられている。またリングフレーム２２の外周縁には、２つの切欠部２２ａ，２２ｂがそれぞれ所定の位置に形成されている。
【００３０】
一方、検査ステージ１の上面（ウェハ載置面）には図３に示すように、２本の位置決めピン３１ａ，３１ｂがそれぞれ所定の位置に突設されている。この位置決めピン３１ａ，３１ｂは、リングフレーム２２の切欠部２２ａ，２２ｂに対応する位置に設けられており、切欠部２２ａを位置決めピン３１ａに、また切欠部２２ｂを位置決めピン３１ｂにそれぞれ突き当てるようにしてリングフレーム２２を検査ステージ１上に載置することにより、検査ステージ１に対して粗く位置決めした状態でウェハ２１が載置されるものとなっている。
【００３１】
検査ステージ１はエアバキューム機能を有し、載置されたウェハ２１およびリングフレーム２２を振動などにより位置ずれしないように保持する。また検査ステージ１のウェハ載置面は、黒色となっている。
【００３２】
次に以上のように構成されたウェハ外観検査装置の動作を説明する。
【００３３】
まず検査を実施するのに先立って、画像処理装置８およびデータ処理装置１１は画像処理に必要な閾値や基準値などのパラメータ、ウェハのテスト条件、ウェハ検査に必要な各種パラメータの設定を受け付ける。そして必要な各種のデータが整ったのち、検査を開始する。
【００３４】
さて、本実施形態のウェハ外観検査装置は、汚れ検査モード、欠け検査モードおよびチップ位置検査モードの３つの検査モードを有する。さらに汚れ検査モードおよび欠け検査モードは、それぞれ１チップ／１視野モードおよび分割モードの２つのモードを有する。
【００３５】
(1) 汚れモード選択時
(1-1) １チップ／１視野モード
１チップ／１視野モードとは、ウェハ２１に形成された多数のチップのうちの１つの全体を１画面で撮像して得た画像に基づいて１チップに関する検査を行うモードである。
【００３６】
このときオペレータは、ウェハ２１の表面（回路形成面）を上方に向けた状態（光学顕微鏡６に対向させた状態）で検査ステージ１にセットするとともに、検査ステージ１をマニュアル操作してウェハ全体のθ補正を行っておく。またオペレータは、検査ステージ１および光学顕微鏡６をマニュアル操作し、図４にＳで示すスタートチップの全体がカメラ７によって撮像される状態としておく。なお図４において、“×”で示すのがチップの形成位置である。
【００３７】
この状態で検査開始が指示されると、画像処理装置８はまず、カメラ７から出力される画像信号を取り込んでディジタル化し、これにより得られる画像データを内蔵メモリに格納する。そして、カメラ７によって撮像されている画像におけるチップの範囲を以下のようにして特定する。
【００３８】
すなわち、メモリに格納された画像データに基づき、図５に示すようにＸ方向（水平方向）およびＹ方向（垂直方向）のそれぞれの射影データ（水平射影データおよび垂直射影データ）を求め、この射影データを適切な閾値で二値化することによってチップのエッジ位置を大まかに特定する。
【００３９】
続いて、各エッジに対して図５に示すように検索位置をｎ（任意の整数であり、例えば１０）箇所ずつ設定し、各検索位置についてエッジ位置を中心とした所定の範囲についてメモリ検索を行い、各検索位置についての実際のエッジ位置を検出し、その座標を求める。そして、各エッジについて求められたｎ個の座標を用い、最小２乗法によりｎ個の座標点のそれぞれの近くを通る直線式を求める。すなわち、
【数１】
2005024565.tif 000003
なる演算を行い、
ｙ＝Ａｘ＋Ｂ
なる直線式を求める。
【００４０】
かくして求められる４つの直線式が、４つのエッジのそれぞれに対応し、この４つのエッジに囲まれた範囲がチップの範囲であるとして特定される。また各エッジの交点も各エッジの直線式に基づいて求める。
【００４１】
なお、エッジの直線式を以上のように求めるに当り、大きな欠けが検索位置に存在すると、その検索位置について求められる座標は本来のチップのエッジから大きく離れているので、この座標を直線式の算出に用いると直線式が正しく導き出せない。そこで、このような座標は、以下のようにして無効点に設定し、直線式の算出に用いない。
【００４２】
すなわち、図６に示すようなＰ１〜Ｐ１０の１０点の座標が求められるとするとき、隣接する点とのｘ方向に関する差分ｄを次のように求める。
【００４３】
ｄ１＝｜Ｐ１(x) −Ｐ２(x) ｜
ｄ２＝｜Ｐ２(x) −Ｐ３(x) ｜
ｄ３＝｜Ｐ３(x) −Ｐ４(x) ｜
ｄ４＝｜Ｐ４(x) −Ｐ５(x) ｜
ｄ５＝｜Ｐ５(x) −Ｐ６(x) ｜
ｄ６＝｜Ｐ６(x) −Ｐ７(x) ｜
ｄ７＝｜Ｐ７(x) −Ｐ８(x) ｜
ｄ８＝｜Ｐ８(x) −Ｐ９(x) ｜
ｄ９＝｜Ｐ９(x) −Ｐ１０(x) ｜
次に、ｄ１〜ｄ９のうちの最大値をmax 、最小値をmin とし、
the ＝ min＋ max／２＋１
なる式により閾値the を求める。
【００４４】
そして、｜Ｐ１(x) −Ｐ２(x) ｜および｜Ｐ１(x) −Ｐ３(x) ｜がともに閾値the よりも大きい場合にはＰ１を無効点に設定する。他の点についても同様に、｜Ｐｋ(x) −Ｐk+1 (x) ｜および｜Ｐｋ(x) −Ｐk+2 (x) ｜がともに閾値the よりも大きい場合にはＰｋを無効点に設定する。ただし、Ｐ９の点は｜Ｐ９(x) −Ｐ８(x) ｜および｜Ｐ９(x) −Ｐ１０(x) ｜がともに閾値the よりも大きい場合に、またＰ１０の点は｜Ｐ１０(x) −Ｐ８(x) ｜および｜Ｐ１０(x) −Ｐ９(x)｜がともに閾値the よりも大きい場合にそれぞれ無効点に設定する。
【００４５】
以上の処理は、他の３つのエッジに対しても同様に行われる。ただしＸ方向に沿ったエッジに対しては、Ｐｋ(x) の代わりにＰｋ(y) の値を用いる。
【００４６】
さて画像処理装置８は、以上のようにして求めたチップ範囲に対し、図７に示すように若干小さなラベリング検査範囲（チップ範囲よりも内側）を設定したのち、このラベリング検査範囲内においてラベリング処理を実行する。
【００４７】
ここでのラベリング処理では、ラベリング検査範囲内に存在する黒画素の塊をそれぞれ検出し、その数のカウント、塊の外接長方形の縦横長さの決定、塊の位置の検出、あるいは面積の測定などを行う。具体的には、チップ表面は、二値化画像上では白く現れるが、汚れは黒く現れるので、汚れは二値化画像中の黒画素の塊として汚れを検出する。ウェハやダイヤモンドブレードから発生する粉体の汚れは、乾燥後には略円形状になることが多い。このため、それぞれの黒画素の塊について、外接長方形の縦横長さ（縦横比）や面積などの特徴量からその黒画素の塊がどのような原因による汚れなのか推測できる。また外接長方形の中心を黒画素の塊のそれぞれの位置とする。
【００４８】
かくして図７の例では、６１〜６５で示す５つの黒画素の塊が検出されて、それぞれについての外接長方形の縦横長さ、位置および面積等が検出されるとともに、外接長方形の縦横比などから６１，６５は粉体に由来する汚れに、また６２，６３，６４はダイシングテープに由来する汚れにそれぞれ分類される。
【００４９】
なお、外接長方形の縦横のそれぞれの長さや、面積などは画素数として検出する。そして、図８に示す光学顕微鏡６にて設定された倍率に対する実視野および分解能の関係に基づいて長さや面積に換算する。また面積は、最終的には図９に示すように設定された２０段階の面積レベルＳ１〜Ｓ２０のいずれかとして決定される。
【００５０】
以上の処理により１チップに関する検査が終了すると、画像処理装置８はステージコントローラ４を制御して検査ステージ１をｘ方向（図４において右方向）に所定ピッチ移動させ、次のチップがカメラ７により撮像されるようにする。なお、検査ステージ１を所定ピッチ移動させたのちにチップ範囲の特定を前述したのと同様にして行って１チップが画面から外れていることが検出されれば、画像処理装置８は検査ステージ１を微調整して１チップを画面内に収める。
【００５１】
そして画像処理装置８は、前述した手順により新たに撮像されたチップに関しての検査を行う。以降、検査ステージ１を移動させることによって撮像するチップを順次代えつつ、各チップの検査を行う。
【００５２】
さて、検査ステージ１を順にＸ方向に移動させて行くと、やがてカメラ７での撮像位置からウェハ２１がはみだしてしまう。ここで検査ステージ１の上面はウェハとは光の反射率が異なる色（例えば黒色）としてあり、かつダイシングテープ２３は透光性であるので、カメラ７での撮像位置からウェハ２１がはみだすと、チップが検出できなくなる。そこで図４に示すようにチップ５つ分に亙りチップが検出できなければ、Ｘ方向に連続する１ラインのチップに対する検査が終了したと判断し、次のラインのチップの検査を行うべく検査ステージ１をＹ方向に所定ピッチ移動させたのち、Ｘ方向（ただし前ラインのときとは逆向き）に所定ピッチずつ移動させる。
【００５３】
以上のようにして得られた各チップの検査情報は、画像処理装置８からデータ処理装置１１へと与えられ、チップ毎に管理される。
【００５４】
(1-2) 分割モード
分割モードとは、ウェハ２１に形成された複数のチップのうちの１つを複数の分割検査領域に分割して各分割検査領域毎に検査を行い、各分割検査領域の検査で得られた検査情報を集計して１チップに関する検査情報を得るモードである。この分割モードは、１チップ／１視野モードに比べて光学顕微鏡６の倍率を高めることができるので、１チップ／１視野モードでは分解能が不足する場合に用いると有効なモードである。
【００５５】
具体的には、この分割モードにおいても前述の１チップ／１視野モードと同様にして汚れの検出を行うともに、それぞれについて外接長方形の縦横長さ、位置および面積等を検出するが、この処理を複数の分割検査領域毎に行うのである。分割検査領域の数は、光学顕微鏡６における倍率、チップサイズおよびオーバラップ量に基づいて効率良く検査が行える数に画像処理装置８が設定する。なお、オーバラップ量とは、隣り合う分割検査領域どうしの一部を重複させる場合における重複部の幅を示すものであり、オペレータが任意に設定可能である。ただし、オーバラップ量を“０”に、すなわち分割検査領域どうしを重複させないように設定することも可能である。
【００５６】
さて、分割検査領域の数を例えば２５（５×５）に設定する場合、各分割検査領域はチップ領域に対して図１０に示すように設定される。なお図１０では、オーバラップ量“０”で設定した分割検査領域を示している。
【００５７】
そして画像処理装置８は、各分割検査領域が図１０に破線矢印で示す順序でカメラ７により順次撮像されるように検査ステージ１を制御しつつ、各分割検査領域毎に１チップ／１視野モードの場合と同様なラベリング処理を行う。かくして図１０の例では、汚れ９１〜９９がそれぞれ検出される。なお、汚れ９１，９６は本来は１つの汚れであるが、２つに分割されて検出されることになる。また、汚れ９２，９３，９４，９５は本来は１つの汚れであるが、４つに分割されて検出されることになる。
【００５８】
以上のようにして得られた各分割検査領域の検査情報は、それぞれ該当チップの検査情報として画像処理装置８からデータ処理装置１１へと与えられる。データ処理装置１１では、１チップに対応する２５個の分割検査領域のそれぞれの検査情報の全てを１チップの検査情報としてチップ毎に管理する。
【００５９】
(2) 欠け検査モード選択時
(2-1) １チップ／１視野モード
このときオペレータは、ウェハ２１の裏面（グラインド面）を上方に向けた状態（光学顕微鏡６に対向させた状態）で検査ステージ１にセットするとともに、検査ステージ１をマニュアル操作してウェハ全体のθ補正を行っておく。またオペレータは、検査ステージ１および光学顕微鏡６をマニュアル操作し、図４にＳで示すスタートチップの全体がカメラ７によって撮像される状態としておく。なお図４において、“×”で示すのがチップの形成位置である。
【００６０】
この状態で検査開始が指示されると、画像処理装置８はまず、汚れ検査モードのときと同様にして、チップ範囲を特定するとともに図１１に示すようにラベリング検査範囲を設定する。そして、ラベリング検査範囲の外縁部にかかる黒画素の塊に関するラベリング処理を実行する。ここでのラベリング処理では、ラベリング検査範囲の左上の角を基準点としてラベリング検査範囲の外縁部に沿って時計回りにサーチしながら、ラベリング検査範囲の外縁部に接し、かつラベリング検査範囲の内側に入り込んでいる黒画素の塊の検出を行う。そして、ラベリング検査範囲の外縁部を一辺として有した外接長方形におけるラベリング検査範囲外縁部に直交する辺の長さの測定、あるいはラベリング検査範囲外縁部とチップエッジとの交点のうちで基準点を基準として奇数番目に検出されるものの位置の測定などを行う。具体的には、チップ裏面は二値化画像上では白く現れるが、欠けは黒く現れ、また欠けはチップのエッジが本来のエッジ位置よりも内側に入り込んだ部分であるので、ラベリング検査範囲の外縁部に接し、かつラベリング検査範囲の内側に入り込んでいる黒画素の塊として欠けを検出する。また、このような黒画素の塊の外接長方形においてラベリング検査範囲外縁部に対向する辺は欠けの先端を通ることになるので、外接長方形においてラベリング検査範囲外縁部に直交する辺の長さとして、ラベリング検査範囲外縁部を基準とした欠けの深度を検出できる。また、ラベリング検査範囲の外縁部に沿って時計回りにサーチした際に黒画素の塊が最初に検出される位置、すなわちラベリング検査範囲外縁部とチップエッジとの交点のうちで基準点を基準として奇数番目に検出されるものが１つの欠けの起点であるので、これを欠けの位置を示す情報として検出する。
【００６１】
かくして図１１の例では、１０１〜１１１で示す１１個の黒画素の塊が欠けとして検出されて、各欠けについての深度および位置（起点）が検出される。
【００６２】
ところで、図１２に示すようにチップのコーナー部に欠けが生じている場合、深度としてはＬａとＬｂとの２つが取り得ることになる。そこでこのような場合に画像処理装置８は、小さい方（図１２の例ではＬａ）を深度として採用する。
【００６３】
なお、外接長方形の縦横のそれぞれの長さや、面積などは画素数として検出する。そして、図８に示す光学顕微鏡６にて設定された倍率に対する実視野および分解能の関係に基づいて長さに換算する。また外接長方形におけるラベリング検査範囲外縁部に直交する辺の長さは、最終的には図１３に示すように設定された２０段階の深度レベルＬ１〜Ｌ２０のいずれかとして決定される。
【００６４】
以降、汚れ検査モードのときと同様にして検査対象のチップを順次変更しながら各チップの検査を行う。
【００６５】
そして、得られた各チップの検査情報は、画像処理装置８からデータ処理装置１１へと与えられ、チップ毎に管理される。
【００６６】
(2-2) 分割モード
このとき、画像処理装置８は汚れ検索モード時における分割モードと同様にして１チップ領域を複数の分割検査領域に分割する。そして前述の１チップ／１視野モードと同様にして欠けの検出を行うともに、それぞれについてラベリング検査範囲の外縁部を一辺として有した外接長方形におけるラベリング検査範囲外縁部に直交する辺の長さ（欠けの深度）の測定、ラベリング検査範囲外縁部とチップエッジとの交点のうちで基準点を基準として奇数番目に検出されるものの位置（欠陥の位置）等を検出するが、この処理を分割検査領域のうちのチップ範囲の外縁部に位置するもの毎に行うのである。
【００６７】
さて、分割検査領域の数を例えば２５（５×５）に設定する場合、各分割検査領域はチップ領域に対して図１４に示すように設定される。なお図１４では、オーバラップ量“０”で設定した分割検査領域を示している。
【００６８】
この場合、ラベリング検査の実施対象となる分割検査領域は、外縁部に位置する１６個である。画像処理装置８は、これらの分割検査領域が図１４に破線矢印で示す順序でカメラ７により順次撮像されるように検査ステージ１を制御しつつ、各分割検査領域毎に１チップ／１視野モードの場合と同様なラベリング処理を行う。かくして図１４の例では、１３１〜１４２の１２個の黒画素の塊が欠けとして検出されて、各欠けについての深度および位置が検出される。なお、欠け１３４と欠け１３５、欠け１３６と欠け１３７、欠け１３１と欠け１４２とはそれぞれ本来は１つの欠けであるが、それぞれ２つに分割されて検出されることになる。
【００６９】
以上のようにして得られた各分割検査領域の検査情報は、それぞれ該当チップの検査情報として画像処理装置８からデータ処理装置１１へと与えられる。データ処理装置１１では、１チップに対応する１６個の分割検査領域のそれぞれの検査情報の全てを１チップの検査情報としてチップ毎に管理する。
【００７０】
(3) 位置検査モード
このとき画像処理装置８は、リングフレーム２２に設けられた２つのフレームマーク２４ａ，２４ｂの位置を求め、図１５に示すようにこの２つのフレームマーク２４ａ，２４ｂをともに通過する直線をＸ方向、２つのフレームマーク２４ａ，２４ｂをともに通過する直線に直交し、かつフレームマーク２４ａを通過する直線をＹ方向としたリングフレーム座標系を設定する。
【００７１】
次に画像処理装置８は、ウェハ２１に形成されている各チップにつき、前述した手順でチップ範囲の４つのコーナーの座標を求め、これを図１６に示すようにリングフレーム座標系に展開する。そして、リングフレーム座標系における各チップの４つのコーナーの座標を求め、これをチップ位置とする。また、チップ範囲における対向する２辺のそれぞれの中点を通る直線を図１６に示すように求めるとともに、この直線のリングフレーム座標系に対する傾きθを求め、これをチップの傾きとする。
【００７２】
以上のようにして得られた検査情報は画像処理装置８からデータ処理装置１１へと与えられ、データ処理装置１１においてチップ毎に管理される。
【００７３】
さて、データ処理装置１１では、以上のような検査処理により画像処理装置８で得られて画像処理装置８から与えられた検査情報は、内蔵したハードディスクなどに蓄積しておく。そしてデータ処理装置１１は、１ウェハに対する検査の終了後にデータ処理を行い、規格化データを作成する。
【００７４】
規格化データは、ウェハ２１を適当なブロックで分割した各ブロックに属するチップの検査情報をそれぞれに集計したデータである。
【００７５】
ブロックは、図１７（ａ）に示されるように縦５列×横５列の格子状ブロックでも良いし、図１７（ｂ）に示されるようにウェハ２１の中心を軸にした円周方向に８個、半径方向に３個の合計２４個の扇状のブロックでも良く、集計上特徴の出し易い分割形態にすれば良い。すなわちち、計算上の都合によりブロックを任意に設定して良いという意味で仮想ブロックと称している。例えば、ウェハの切断方向に注目する場合は直交座標系を模して格子状ブロックとしても良いし、ウェハの形状に着目する場合はウェハが円形であれば極座標系を模して扇状ブロックとしても良い。
【００７６】
またウェハがチップ毎に切断されている場合は、仮想ブロックの境界上のチップを隣接するどのブロックに帰属させるかという問題があるが、これも、ルールを設けて処理すれば良い。例えばチップの中心点が含まれるブロックに当該チップを含ませるというルールが設定できる。またブロックにチップに対する優先順位を与えて、優先度の高いブロックに接触するチップは当該ブロックに帰属するというルールも設定できる。チップのサイズは任意であることが多く、従って同一サイズのウェハであっても１枚のウェハ上に存在するチップの数は異なるが、上記の様な帰属ルールを設けて処理すれば、１つのブロックに含まれるチップ数やその位置に影響されて、ブロックの位置や分割形態を変更する必要がない。ただ、ブロック内に含まれるチップ数が変わるだけである。
【００７７】
また、ウェハサイズが変更された場合でも同種のブロック形状を使用した場合はウェハサイズの大きさの比率で、ブロックを相似に拡大縮小すれば良い。
【００７８】
また、各仮想ブロックには番号やアドレスを付番しておいた方が計算上便利である。
【００７９】
さて、上述の如くブロック内にはチップが存在する場合としない場合があるが、切断されていないウェハにおいてはブロック内にはブロックと同サイズのチップが１コ仮想的に存在しているものとみなすことができるので以下ブロック内には少なくとも１コまたはそれ以上のチップが存在しているものとして規格化データについて説明する。
【００８０】
規格化データは、模式的には例えば図１８に示す様な状態で表される。
【００８１】
図１８における項目としては、例えば欠け検査に対しては、１つのブロック内に帰属する各チップの深度の最大値の集合を｛ｌｍ｝としたときに、集合｛ｌｍ｝と最大値をｌｍmax 、平均値をｌｍav、最小値をｌｍmin 、分散をＬｍσとし、処理したウェハの番号（ウェハＮｏ．）、日付、ウェハ上の検査チップ総数（検査チップ数 G.totol）、複数枚のウェハ（例えば１０枚）に対して処理したことを示すウェハ枚数、全体としての検査チップ数、共通条件としてテープ品名や粘着剤などの条件を示すテープ構成、そのテープと検査対象となったウェハを処理した装置名や装置の条件としてのマウンタ条件やダイシング条件あるいはダイシング後のテープのエキスパンド条件等が表示されている。
【００８２】
各ウェハについての検査された結果が各々のブロック毎に上記の様にｌｍmax 、ｌｍav、ｌｍmin 、ｌｍσについて計算され、各ブロック番号（図１８では、２５分括なのでBlock1、Block2〜Block25 ）に対応した各欄に表示される。
【００８３】
全ウェハの集計は、上記各ｌｍmax 、ｌｍav、ｌｍmin 、ｌｍσの集合である｛ｌｍmax ｝、（ｌｍav｝、｛ｌｍmin ｝、｛ｌｍσ｝に対して各平均値をそれぞれの値としてlot total の項のBlock subtotalの各No Block subtotal 1 〜Block subtotal 25 の欄に表示され、さらに同項のG.total の項には、Block subtotal 1〜Block subtotal 25 の各｛ｌｍmax ｝、｛ｌｍav｝…｛ｌｍσ｝との値の平均値が表示される。
【００８４】
なお、上記では全てについて平均値を用いたが、｛ｌｍmax ｝については最大値のみを採用しても良い。また集計の毎にｌｍmax 、ｌｍav、ｌｍmin 、ｌｍσは、常に集計対象である｛ｌｍmax ｝に対してのみ最大値をｌｍmax 、平均値をｌｍav、最小値をｌｍmin 、分散をｌｍσとする様にしても良い。あるいは、各種統計学の手法を導入しても良い。
【００８５】
これらのｌｍmax やｌｎmax 等，各チップからlot lotal まで共通に計算できる値および計算方法を規格化データと称する。
【００８６】
位置検査に対しては、ブロック内の各チップにおいて隣接するチップ間のギャップを計算し、欠け検査の時と同様にウェハ毎およびLot total 毎に以下の様な規格化データを得るための処理を行なう。
【００８７】
あるブロック内の当該チップの左右いずれかのチップ間のＸ方向ギャップの計測値の集合を｛Ｇｘ｝また上下いずれかのＹ方向ギャップの計測値の集合を｛Ｇｙ）としたときそれぞれにおいて、
｛Ｇｘ｝および｛Ｇｙ｝の最大値をＧｘmax およびＧｙmax 
｛Ｇｘ｝および｛Ｇｙ｝の最小値をＧｘmin およびＧｙmin 
｛Ｇｘ｝および｛Ｇｙ｝の平均値をＧｘavおよびＧｙav
｛Ｇｘ｝および｛Ｇｙ｝の分散をＧｘσおよびＧｙσ
として、前記欠け検査時と同様に処理したものである。
【００８８】
汚れ検査に対しては、あるブロック内のチップ上の汚れの面積の合計値の集合を｛Ｓ｝とし、
｛Ｓ｝の最大値をＳmax 
｛Ｓ｝の最小値をＳmin 
｛Ｓ｝の平均値をＳav
｛Ｓ｝の分散をＳσ
として前記欠け検査と同様に処理したものである。
【００８９】
このようにウェハ２１上の検査情報を規格化データに集計することにより、サイズの異なるウェハでもブロックのサイズがこれに合わせて変化し、相似する座標における欠点の発生する傾向をつかむことができる。
【００９０】
また、格子状のブロックによる規格化データによる欠陥の情報は、規格化されていないデータよりもダイシングマシン等の条件との相関関係をとりやすい。さらに、扇状のブロックによる規格化データによる欠陥の情報は、規格化されていないデータや他の規格化データよりも略円形のウェハやダイシングテープ等より発生するさまざまな要因との相関がとりやすい。
【００９１】
また、規格化データは１枚のウェハを単に分割するのではなく、ウェハ上の全てのチップについて図１７（ｃ）に示すように格子状にブロック化し、全てのチップの同座標のブロックの情報を１個のブロックに集計して規格化しても良い。この方法によれば、１枚のウェハを、あたかも１個のチップと仮定して評価ができる。この規格化データの欠陥の情報はウェハの位置に関連せず、チップの特定位置に発生する欠陥との相関をとりやすい。
【００９２】
図１８において、Block Detailとあるのは、各チップの仮想ブロックについて表示したものである。規格化データおよびブロック化の方法は前述と全く同様である。
【００９３】
なお、図１８中の斜線部は、不要と思われる部分について施してある。例えば、位置検査においてチップの仮想ブロック化は意味のないことである。
【００９４】
ところで、ウェハ２１の周縁部に位置するチップは、図１９（ａ）に示すように長方形をなしていない場合がある。また図１９（ｂ）に示すように、ウェハ２１の周縁部に位置するチップに隣接するチップも長方形をなしていない場合がある。そしてこれらのチップは、欠陥ではなく正常なチップであるため、無効チップとなる。そこでデータ処理装置１１は、ウェハ２１の周縁部に位置するチップにおけるＹ方向に沿った辺の長さが本来の１／２以下である場合には、当該チップを含めて撮像順に見て手前３チップおよびその次のラインの最初の３チップ（図２０に×を記したチップ）のそれぞれを規格化除外チップとし、これらの規格化除外チップに関する検査情報を規格化データの作成に用いない。
【００９５】
なおデータ処理装置１１は、オペレータからの指示に応じて、規格化データの内容を表形式やグラフ形式に編集し、これをディスプレイ表示させたり、プリンタ１２にプリント出力させたりする。
【００９６】
かくして本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
【００９７】
(1)   ウェハ２１に形成されたチップのそれぞれについて、汚れおよび欠けが自動的に検出される。また汚れの位置、面積および個数、あるいは欠けの位置および深度が自動的に求められる。従って、検査員は自動的に求められた各種の情報に基づいてウェハ２１の状態を容易に、かつ正確に知ることができ、顕微鏡を用いた目視による複雑な作業によって検査を行う必要がない。
【００９８】
また、ウェハ２１に形成されたチップのそれぞれについて、フレームマーク２４ａ，２４ｂにより定まるリングフレーム座標系における位置、すなわちリングフレーム２１に対する各チップの相対的な位置が自動的に検出される。従って、ある程度の時間を隔てて行った複数回の検査により得られた各チップの位置の変化を検証すれば、ダイシングテープ２３の伸びの発生具合を容易、かつ正確に認識でき、顕微鏡を用いた目視による複雑な作業によって検査を行う必要がない。
【００９９】
(2)   チップのコーナー部に欠けが生じており、この欠けに対してＸ方向およびＹ方向の２通りの深度が得られると、値の小さい方を深度の測定値として採用するので、チップのコーナー部に欠けの深度を妥当に測定することができる。
【０１００】
(3)   ラベリング検査範囲を実際のチップ範囲よりも若干小さく設定することによって、チップ範囲の外縁部の所定幅の範囲では汚れおよび欠けの検出を行わないので、製造精度上の問題により生じるチップエッジの乱れを汚れおよび欠けとして誤検出してしまうことがない。
【０１０１】
(4)   マグネスケール３を用いて精度良く検出された検査ステージ１の位置に基づいて座標を決定するので、検査ステージ１の移動量の誤差により測定誤差が生じることを防止して精度を向上させることができる。
【０１０２】
(5)   検査ステージ１の上面を黒色としてあり、ミラー面となっているチップ部分よりも光の反射率が異なっているので、チップ部分とそれ以外の部分とで画像信号のレベルを大きく異ならせることができ、画像処理装置８においてチップ部分とそれ以外の部分とを確実に識別できる。このことから、画像におけるチップ範囲およびチップのエッジを正確に特定でき、汚れおよび欠けあるいはチップ位置を正確に検出できる。
【０１０３】
(6)   検査ステージ１を所定数のチップ分に亙り移動させてもチップが検出できなかった場合には、ウェハ２１の周縁部までの検査が終了したと判定するので、１ライン上に存在するチップ数が不定であっても、周縁部の位置の指定を受けることなしにウェハ２１の周縁部を確実に判定できる。
【０１０４】
(7)   分割検査モードにおいては、隣接する分割検査領域どうしの一部分をオーバーラップさせることができるので、分割検査領域の境界部分に存在する汚れおよび欠けをも確実に検査することができる。
【０１０５】
(8)   分割検査領域の数は、光学顕微鏡６における倍率、チップサイズおよびオーバラップ量に基づいて効率良く検査が行える数に画像処理装置８が設定するので、オペレータが設定する必要がなく、また必要以上の分割検査領域が設定されて処理効率が低下してしまうことを防止できる。
【０１０６】
(9)   ウェハ２１の全体をその直径に拘らずに一律２５個のブロックに分割し、各ブロックに含まれるチップに関する検査情報を集計して規格化データを作成するので、この規格化データを評価することにより、汚れ、欠けおよびチップ位置を異なるサイズのウェハ間において同一レベルで比較、対応することができる。
【０１０７】
(10)  ウェハ２１に形成されたチップを一律２５個のブロックに分割し、ウェハ２１のチップに関する検査情報を各ブロック毎に集計して規格化データを作成するので、この規格化データを評価することにより、ウェハ全体またはウェハ２１の全体を２５個に分割したブロックをあたかも１個のチップのように汚れや欠けを評価できる。
【０１０８】
(11)  ウェハ２１の周縁部に位置するチップにおけるＹ方向に沿った辺の長さが本来の１／２以下である場合には、当該チップを含めて撮像順に見て手前３チップおよびその次のラインの最初の３チップのそれぞれを規格化除外チップとして規格化データの作成に用いないので、正規のチップに関する妥当なデータを得ることができる。
【０１０９】
なお本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、次のような変形実施が可能である。
【０１１０】
(1)   カメラ７による各チップの撮像順序は上記実施形態に挙げたものには限定されず、任意であって良い。
【０１１１】
(2)   汚れ、欠けおよびチップ位置の全てを検査する機能を有する必要はなく、これらの一部のみの検査を行う機能を有したものとすることもできる。
【０１１２】
(3)   ブロックの分割数は２５には限らず、任意であって良い。
【０１１３】
(4)   二値化画像上汚れを黒画素の塊としているが、チップ表面が二値化画像上で黒く現れる場合は、汚れは白く現れるので、二値化画像中の白画素の塊として汚れを検出することも変形実施が可能である。
【０１１４】
(5)   このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の一実施例に係るウェハ外観検査装置の構成を示す機能ブロック図。
【図２】ウェハがリングフレームに取り付けられている様子を示す図。
【図３】検査ステージ１の上面（ウェハ載置面）での位置決めピンの設置状況を示す図。
【図４】ウェハ状でのチップ形成状況および各チップの撮像順序を模式的に示す図。
【図５】チップ範囲の判定処理を説明する。
【図６】チップ範囲の判定処理における無効点の設定処理を説明する図。
【図７】汚れモード選択時で、かつ１チップ／１視野モードであるときにおける処理画像に一例を示す図。
【図８】光学顕微鏡６にて設定された倍率に対する実視野および分解能の関係を示す図。
【図９】面積レベルＳ１〜Ｓ２０のそれぞれの代表値を示す図。
【図１０】汚れモード選択時で、かつ分割モードであるときにおける処理画像に一例を示す図。
【図１１】欠け検査モード選択時で、かつ１チップ／１視野モードであるときにおける処理画像に一例を示す図。
【図１２】チップのコーナー部に欠けが生じている場合の深度の決定処理を説明する図。
【図１３】深度レベルＬ１〜Ｌ２０のそれぞれの代表値を示す図。
【図１４】欠け検査モード選択時で、かつ分割モードであるときにおける処理画像に一例を示す図。
【図１５】リングフレーム座標系の設定処理を説明する図。
【図１６】チップ位置およびチップの傾きの検出処理を説明する図。
【図１７】規格化データを作成するためのブロックおよびサブブロックを示す図。
【図１８】規格化データの形態を模式的に示す図。
【図１９】無効チップを説明する図。
【図２０】規格化除外チップの設定処理を説明する図。
【符号の説明】
【０１１６】
１…検査ステージ、２…架台、３…マグネスケール、４…ステージコントローラ、５…操作パネル、６…顕微鏡、７…カメラ、８…画像処理装置、１１…データ処理装置、２１…ウェハ、２２…リングフレーム、２３…ダイシングテープ、２４ａ，２４ｂ…フレームマーク、２２ａ，２２ｂ…切欠部、３１ａ，３１ｂ…位置決めピン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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