專利名稱：表面粗糙度檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢查諸如半導(dǎo)體晶片的外周端面的被檢查物體的表面的 粗糙度的表面粗糙度檢查系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在過(guò)去，已經(jīng)提出了用于檢測(cè)被檢查物體的表面的粗糙度的檢查系 統(tǒng)(例如，參見(jiàn)專利文獻(xiàn)1)。在這種類型的檢查系統(tǒng)中，向被檢査物體 的表面發(fā)射激光束，并且測(cè)量該物體表面處散射和反射的激光束的量。 而且，基于測(cè)量出的量生成表示物體表面的表面粗糙度的信息。根據(jù)這 種檢查系統(tǒng)，可以客觀地檢查半導(dǎo)體晶片等的表面粗糙度。專利文獻(xiàn)l:日本專利公報(bào)(A) No. 6-244261。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，常規(guī)檢査系統(tǒng)檢查諸如半導(dǎo)體晶片的表面的平坦表面。當(dāng)檢 查諸如半導(dǎo)體晶片的外周端面的彎曲表面時(shí)，難于進(jìn)行合適的檢查。例 如，當(dāng)檢查半導(dǎo)體晶片的外周端面時(shí)，必需將激光點(diǎn)的尺寸至少設(shè)置成 半導(dǎo)體晶片的厚度(大約700 pm到2mm)，但如果那樣設(shè)置激光點(diǎn)的尺 寸，則由于外周端面的曲度的影響，而不可能合適地接收在該外周端面 處散射的激光束。因此，如果不調(diào)節(jié)受光部件的靈敏度或者以其它方式 合適地改變測(cè)量條件，則不能獲取合適的數(shù)據(jù)。提出本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術(shù)中的這種問(wèn)題，并且本發(fā)明提供一種甚 至能夠合適地檢查被檢查物體的彎曲表面的表面粗糙度檢查系統(tǒng)。用于解決所述問(wèn)題的手段根據(jù)本發(fā)明的表面粗糙度檢查系統(tǒng)具有成像單元，該成像單元具有線傳感器，所述成像單元沿與所述線傳感器的延伸方向正交的方向掃 描被檢査物體的表面，并且從所述線傳感器輸出針對(duì)每一個(gè)像素的密度 信號(hào)；和處理單元，該處理單元處理來(lái)自所述成像單元的所述線傳感器
的密度信號(hào)，所述處理單元具有用于基于來(lái)自所述線傳感器的所述密度 信號(hào)來(lái)獲取像素密度值的裝置，和密度狀態(tài)生成裝置，該密度狀態(tài)生成 裝置用于基于針對(duì)所述被檢査物體的所述表面獲取的全部像素密度值生 成表示在所述物體表面的掃描方向上的密度狀態(tài)的密度狀態(tài)信息。
由于這種構(gòu)造，因?yàn)榫€傳感器的寬度極其小，所以即使所述被檢查 物體的表面是彎曲的，通過(guò)合適地設(shè)置所述物體表面的彎曲方向和所述 線傳感器的取向，可以在極大地消除了所述物體表面的曲度的影響的狀 態(tài)下沿與所述線傳感器延伸的方向正交的方向掃描所述物體表面。而且， 當(dāng)該線傳感器(成像單元)掃描所述物體表面時(shí)，基于從所述線傳感器 輸出的所述密度信號(hào)針對(duì)每一個(gè)像素獲取所述像素密度值，并且基于針 對(duì)所述物體表面獲取的全部像素密度值生成表達(dá)在所述物體表面的掃描 方向上的密度狀態(tài)的密度狀態(tài)信息。從所述線傳感器輸出的所述密度信 號(hào)的電平因所述物體表面的局部表面的方向或起伏形狀等而改變，因而， 基于來(lái)自這種線傳感器的所述密度信號(hào)所獲取的所述密度狀態(tài)信息可以 表達(dá)在掃描方向上的被檢查物體的表面的粗糙度的狀態(tài)。
而且，根據(jù)本發(fā)明的表面粗糙度檢査系統(tǒng)可以被設(shè)置成，使得所述 處理單元具有顯示控制裝置，該顯示控制裝置用于基于所述密度狀態(tài)信 息使一顯示單元顯示所述物體表面的沿掃描方向的密度的分布圖。
由于這種構(gòu)造，所述顯示單元顯示所述物體表面的沿掃描方向的密 度的分布圖，因而，操作員可以查看該分布圖并且判斷所述物體表面的 沿掃描方向的粗糙度。
而且，根據(jù)本發(fā)明的表面粗糙度檢查系統(tǒng)可以被設(shè)置成，使得所述 處理單元具有判斷裝置，該判斷裝置用于基于所述密度狀態(tài)信息判斷所 述物體表面的粗糙度。
由于這種構(gòu)造，基于能夠示出所述被檢查物體的所述表面的粗糙度 在所述線傳感器的掃描方向上的狀態(tài)的所述密度狀態(tài)信息來(lái)判斷所述物體表面的粗糙度，因而，可以基于該判斷結(jié)果來(lái)判斷所述物體表面的粗 糙度。
而且，根據(jù)本發(fā)明的表面粗糙度檢查系統(tǒng)可以被設(shè)置成，使得所述 密度狀態(tài)生成裝置具有處理裝置，該處理裝置沿所述物體表面的掃描方 向偏移針對(duì)由對(duì)被檢査物體的所述表面獲取的全部像素密度值所表達(dá)的 圖像信息設(shè)置的一個(gè)或更多個(gè)掃描線窗口，并且基于每一個(gè)掃描位置的 所述窗口中的全部像素密度值計(jì)算表示該窗口的區(qū)域密度值，并且使得 所述密度狀態(tài)生成裝置基于每一個(gè)掃描位置的所述區(qū)域密度值生成所述 密度狀態(tài)信息。
由于這種構(gòu)造，基于針對(duì)所述窗口中的全部像素密度值計(jì)算出的所 述區(qū)域密度值來(lái)獲取密度狀態(tài)信息，因而通過(guò)合適地設(shè)置所述窗口的寬 度(線數(shù))，可以基于來(lái)自更大視角的所述密度狀態(tài)信息來(lái)判斷所述物體 表面的粗糙度。
而且，根據(jù)本發(fā)明的表面粗糙度檢査系統(tǒng)可以被設(shè)置成，使得所述 處理裝置計(jì)算所述窗口中的全部像素密度值的和，作為區(qū)域密度值。
由于這種構(gòu)造，因?yàn)橥ㄟ^(guò)合計(jì)所述窗口中的全部像素密度值來(lái)獲取 表示所述窗口的所述區(qū)域密度值，所以可以容易地獲取該區(qū)域密度值。
而且，根據(jù)本發(fā)明的表面粗糙度檢査系統(tǒng)可以被設(shè)置成，具有沿所 述掃描方向設(shè)置所述窗口的寬度的窗口設(shè)置裝置。
由于這種構(gòu)造，可以設(shè)置不同的窗口寬度，因而，可以在不同條件 下判斷物體表面的粗糙度。
而且，根據(jù)本發(fā)明的表面粗糙度檢查系統(tǒng)可以被設(shè)置成，所述被檢 査物體是半導(dǎo)體晶片，所述線傳感器被設(shè)置成沿與所述半導(dǎo)體晶片的表 面大致垂直的方向延伸，并且使得所述半導(dǎo)體晶片繞與所述表面垂直的 軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以掃描所述半導(dǎo)體晶片的外周端面。
由于這種構(gòu)造，當(dāng)所述線傳感器沿外周方向?qū)λ霭雽?dǎo)體晶片的外 周端面進(jìn)行掃描時(shí)，基于從所述線傳感器輸出的所述密度信號(hào)針對(duì)每一 個(gè)像素獲取所述像素密度值，并且基于針對(duì)所述半導(dǎo)體晶片的外周端面 獲取的全部像素密度值生成表示該外周端面的沿掃描方向的密度狀態(tài)的密度狀態(tài)信息。而且，該密度狀態(tài)信息可以表達(dá)所述半導(dǎo)體晶片的外周 端面的沿掃描方向(外周方向)的粗糙度的狀態(tài)。 本發(fā)明的效果按照根據(jù)本發(fā)明的表面粗糙度檢查系統(tǒng)，可以在極大地消除了所述 物體表面的曲度的影響的狀態(tài)下沿與所述線傳感器延伸的方向正交的方 向掃描所述物體表面?；趶脑摼€傳感器輸出的所述密度信號(hào)生成能夠 表達(dá)所述物體表面的沿掃描方向的粗糙度的狀態(tài)的密度狀態(tài)信息，由此， 即使所述被檢查物體的表面是彎曲表面，也可以合適地檢査所述表面粗 糙度。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的表面粗糙度檢査系統(tǒng)的構(gòu)造的圖。圖2給出了示出圖1所示表面粗糙度檢查系統(tǒng)中的CCD攝像機(jī)中的 線傳感器與被檢査的半導(dǎo)體晶片之間的位置關(guān)系的平面圖(a)和示出線 傳感器與半導(dǎo)體晶片的外周端面之間的位置關(guān)系的側(cè)視圖(b)。圖3是示出圖1所示表面粗糙度檢查系統(tǒng)中的處理單元處的處理例 程的流程圖。圖4是示出寬度不同的窗口 Wl到Wn的圖。圖5是示出針對(duì)圖像信息EI設(shè)置的窗口 W的圖。圖6是示出分布圖信息的曲線圖。圖7是示出通過(guò)設(shè)置不同寬度的窗口所獲取的多個(gè)分布圖的圖。 圖8是示出表示在JIS中規(guī)定的粗糙度的各種參數(shù)的圖。 圖9是說(shuō)明用于判斷針對(duì)裸晶片的表面粗糙度的技術(shù)的圖。 圖10是說(shuō)明用于判斷針對(duì)其上形成有膜的產(chǎn)品晶片的表面粗糙度 的技術(shù)的圖。圖11是示出最低頻率下的分布圖信息的模型的圖。圖12是示出高頻下的分布圖信息的模型的圖。圖13是示出用于確定在根據(jù)分布圖信息判斷表面粗糙度時(shí)使用的判斷標(biāo)準(zhǔn)的處理的流程圖。10 晶片旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)器11 轉(zhuǎn)臺(tái)20 CCD攝像機(jī)21 透鏡系統(tǒng)22 線傳感器30 光源單元31 電源50 處理單元51 操作單元52 監(jiān)視單元 100半導(dǎo)體晶片 101外周端面具體實(shí)施方式
下面，基于附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明的表面粗糙度檢查系統(tǒng)的實(shí)施方式如圖1所示構(gòu)造。這 種表面粗糙度檢査系統(tǒng)檢査半導(dǎo)體晶片的外周端面的表面粗糙度。在圖1中，這種表面粗糙度檢查系統(tǒng)具有晶片旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)器10。該晶 片旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)器10轉(zhuǎn)動(dòng)其上設(shè)置有被檢查的半導(dǎo)體晶片100的轉(zhuǎn)臺(tái)11 。而 且，將CCD攝像機(jī)20 (成像單元)設(shè)置成相對(duì)于設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)11上的半 導(dǎo)體晶片100的外周端面呈預(yù)定位置關(guān)系，并且設(shè)置根據(jù)從電源31提供 的電力而發(fā)射漫射光的光源單元30，以通過(guò)該漫射光照射半導(dǎo)體晶片100 的落入CCD攝像機(jī)20的捕獲范圍內(nèi)的外周端面。而且，這種表面粗糙度檢查系統(tǒng)具有處理單元50。該處理單元50 基于操作單元51的操作控制晶片旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)器10，以使轉(zhuǎn)臺(tái)11按預(yù)定速 度轉(zhuǎn)動(dòng)并且處理從CCD攝像機(jī)20輸出的針對(duì)每一個(gè)像素的密度信號(hào)。 處理單元50可以基于來(lái)自CCD攝像機(jī)20的每一個(gè)像素的密度信號(hào)而使 監(jiān)視單元52 (顯示單元)顯示半導(dǎo)體晶片100的外周端面的圖像和各種<蘭自IR /B、 o如圖2 (a)和(b)所示，CCD攝像機(jī)20設(shè)置有透鏡系統(tǒng)21 (物 鏡)和線傳感器22 (單色CCD線傳感器)。如圖2 (b)所示，CCD攝像 機(jī)20被設(shè)置成，面對(duì)半導(dǎo)體晶片IOO的外周端面IOI，使得線傳感器22 沿與半導(dǎo)體晶片100的表面大致垂直的方向延伸。而且，如圖2 (a)所 示，沿以下取向設(shè)置CCD攝像機(jī)20， g卩，該取向使得可以通過(guò)線傳感器 22有效地接收從半導(dǎo)體晶片100的外周端面的被來(lái)自光源單元30的光照 射的光照射部分P反射來(lái)的光。因?yàn)榘瓷鲜龇绞皆O(shè)置線傳感器22與被檢查的半導(dǎo)體晶片100的外周 端面101之間的位置關(guān)系(參見(jiàn)圖2 (a)、 (b))，所以沿與半導(dǎo)體晶片 100的表面(垂直表面)大致垂直(即，與外周端面101的外周方向正交) 的方向設(shè)置線傳感器22的極細(xì)(例如，3pm)掃描線。因此，線傳感器 22可以在消除了半導(dǎo)體晶片100的外周端面101的曲度的影響的狀態(tài)下 沿外周方向掃描外周端面IOI。處理單元50執(zhí)行根據(jù)圖3所示例程的處理。在圖3中，處理單元50控制晶片旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)器10，并且在通過(guò)操作 單元51執(zhí)行預(yù)定開(kāi)始操作時(shí)使轉(zhuǎn)臺(tái)11轉(zhuǎn)動(dòng)。隨同該轉(zhuǎn)臺(tái)ll的轉(zhuǎn)動(dòng)，半 導(dǎo)體晶片100按預(yù)定速度轉(zhuǎn)動(dòng)并且通過(guò)CCD攝像機(jī)20開(kāi)始掃描半導(dǎo)體 晶片100的外周端面101 (Sl)。在掃描外周端面101的處理中，處理單 元50接收從CCD攝像機(jī)20的線傳感器22連續(xù)輸出的針對(duì)每一個(gè)像素 的密度信號(hào)作為輸入，將該密度信號(hào)轉(zhuǎn)換成像素密度值，并且將該像素 密度值存儲(chǔ)在預(yù)定存儲(chǔ)器中(S2)。而且，處理單元50判斷半導(dǎo)體晶片 IOO是否轉(zhuǎn)動(dòng)了一次，并且結(jié)束針對(duì)端面的整個(gè)圓周的掃描(S3),接著 重復(fù)執(zhí)行處理(S2)。當(dāng)處理單元50判斷已經(jīng)結(jié)束了對(duì)半導(dǎo)體晶片100的端面的整個(gè)圓周 的掃描時(shí)(S3處的是)，它獲取通過(guò)操作單元51的操作指定的窗口的尺 寸(S4)。如圖4所示，可以設(shè)置由線傳感器22形成在半導(dǎo)體晶片100 的外周端面101上的一個(gè)或更多個(gè)掃描線窗口。 §卩，可以指定一個(gè)掃描 線窗口 Wl、兩個(gè)掃描線窗口 W2、三個(gè)掃描線窗口 W3、……、n個(gè)掃描線窗口 Wll等。應(yīng)注意到，在結(jié)束對(duì)半導(dǎo)體晶片100的端面的整個(gè)圓周 的掃描時(shí)的時(shí)刻，將在該端面的整個(gè)圓周上獲取的全部像素密度值加載到存儲(chǔ)器中，作為示出半導(dǎo)體晶片100的外周端面的總圓周(0°位置到 360°位置)的圖像信息。如圖5所示，處理單元50針對(duì)由存儲(chǔ)器中加載的全部像素密度值所 組成的圖像信息ZEI從掃描位置(0°)起按順序設(shè)置窗口 W的指定尺寸， (累積地)相加該窗口 W中包括的全部像素密度值，并且計(jì)算該和，作 為表示該窗口 W的區(qū)域密度值(S5)。而且，處理單元50判斷是否已經(jīng) 結(jié)束對(duì)與端面的整個(gè)圓周相對(duì)應(yīng)的圖像信息EI的處理(S6)，并且在偏 移窗口 W的同時(shí)重復(fù)執(zhí)行處理(S5)。如果處理單元50判斷已經(jīng)結(jié)束了對(duì)與端面的整個(gè)圓周相對(duì)應(yīng)的圖 像信息EI的處理(S6處的是)，則例如它鏈接掃描位置(e)和針對(duì)在每 一個(gè)掃描位置設(shè)置的窗口 W而獲取的區(qū)域密度值，并且生成與該密度有 關(guān)的分布圖信息，作為表示在被檢查的半導(dǎo)體晶片100的外周端面101 的掃描方向上的密度的狀態(tài)的密度狀態(tài)信息。例如，如圖6所示，如果 圖像信息EI包括其中密度級(jí)與背景的密度級(jí)相比大大不同的部分Dl、 D2、 D3、 D4以及D5，則獲取其中與這些部分相對(duì)應(yīng)的掃描位置e,、 e2、e3、 e4、 05處的區(qū)域密度值突出(stick out)的分布圖信息Pf。根據(jù)窗口w的設(shè)置寬度確定這個(gè)分布圖信息中的位置分辨率。處理單元50在按上述方式生成與密度有關(guān)的分布圖信息(密度狀態(tài) 信息)時(shí)，使用該分布圖信息來(lái)執(zhí)行用于判斷被檢查的半導(dǎo)體晶片100 的外周端面101的粗糙度的處理(S8)。半導(dǎo)體晶片100的外周端面101 的局部表面傾斜、起伏形狀等造成了從線傳感器22輸出的密度信號(hào)的電 平的變化，由此，基于來(lái)自線傳感器22的密度信號(hào)所獲取的分布圖信息 (密度狀態(tài)信息)表示沿掃描方向的半導(dǎo)體晶片100的外周端面101的 粗糙度的狀態(tài)。因此，在粗糙度判斷處理(S8)中，判斷分布圖信息中每一個(gè)掃描 位置處的區(qū)域密度值是否超出預(yù)定閾值Lth。而且，判斷外周端面101的 與具有超出該閾值Lth的區(qū)域密度值的掃描位置相對(duì)應(yīng)的部分的表面是否特別粗糙，并且判斷在該部分處是否存在劃痕或其它缺陷。例如，根據(jù)圖6所示分布圖信息，判斷外周端面101的與具有超出閾值Lth的區(qū)域密度值的掃描位置e,和e3相對(duì)應(yīng)的部分的表面特別粗糙，并且判斷在 這些位置處存在劃痕或其它缺陷。而且，處理單元50連同粗糙度判斷處理(S8)可以基于分布圖信息 使監(jiān)視單元52顯示粗糙度的分布圖(顯示控制)。在這種情況下，例如， 將圖6所示分布圖Pf顯示在監(jiān)視單元52上，由此，操作員可以基于監(jiān) 視單元52上顯示的分布圖Pf來(lái)判斷被檢査的半導(dǎo)體晶片100的外周端 面101的粗糙度的狀態(tài)。而且，粗糙度判斷處理(S8)不限于上述處理。例如，如圖7所示， 通過(guò)比較針對(duì)不同寬度的多個(gè)窗口 Wi、Wj以及Wk所獲取的分布圖信息 pfi、 pg以及Pfk，可以判斷半導(dǎo)體晶片100的外周端面101的粗糙度。 針對(duì)較寬寬度的窗口所獲取的分布圖信息可以表達(dá)圖像信息EI的相對(duì)較 低頻率分量的狀態(tài)。而針對(duì)較窄寬度窗口所獲取的分布圖信息可以表達(dá) 圖像信息EI的相對(duì)較高頻率分量的狀態(tài)。這樣，通過(guò)比較圖像信息EI 的不同頻率分量的狀態(tài)，可以判斷半導(dǎo)體晶片100的外周端面101的粗 糙度。例如，當(dāng)與圖像信息EI的不同頻率分量相對(duì)應(yīng)的多個(gè)分布圖信息 Pfi、 Pfj以及Pfk按相同方式波動(dòng)時(shí)，對(duì)于外周端面101可以判斷該表面 相對(duì)穩(wěn)定。另一方面，當(dāng)與圖像信息EI的不同頻率分量相對(duì)應(yīng)的多個(gè)分 布圖信息Pfi、 Pfj以及Pfk處的峰值的掃描位置偏移較大時(shí)，可以判斷外 周端面101的與掃描位置的鄰域相對(duì)應(yīng)的部分較粗糙。而且，在粗糙度判斷處理(S8)中，可以根據(jù)如圖8 (a)、 (b)以 及(c)所示的獲取的分布圖信息計(jì)算與表示在JIS中規(guī)定的粗糙度的參 數(shù)相對(duì)應(yīng)的參數(shù)，并且根據(jù)該參數(shù)判斷半導(dǎo)體晶片100的外周端面101 的粗糙度。應(yīng)注意到，圖8 (a)、 (b)以及(c)所示的分布圖用于直徑 大約為30 cm的半導(dǎo)體晶片100的外周端面101。從掃描位置(0°)到掃 描位置(360°)的總外周長(zhǎng)度L為大約1000mm。在圖8 (a)所示的示例中，可以根據(jù)等式(1)計(jì)算與JISB0601-1994 中規(guī)定的算術(shù)平均粗糙度Ra相對(duì)應(yīng)的參數(shù)。在圖8 (b)所示的示例中，可以根據(jù)等式(2)計(jì)算與JIS B0601-1994中規(guī)定的最大高度Ry相對(duì)應(yīng) 的參數(shù)。而且，在圖8 (c)所示的示例中，可以根據(jù)等式(3)計(jì)算與JIS B0601-1994中規(guī)定的起伏形狀的平均跨距Sm相對(duì)應(yīng)的參數(shù)。根據(jù)上述表面粗糙度檢查系統(tǒng)，可以在消除了被檢查的半導(dǎo)體晶片 100的外周端面101的曲度的影響的狀態(tài)下沿與線傳感器22延伸的方向 正交的方向掃描外周端面101，并且基于從該線傳感器22輸出的密度信 號(hào)生成能夠表示外周端面101的沿掃描方向(外周方向)的粗糙度的狀 態(tài)的分布圖信息(參見(jiàn)圖6到圖8)，使得即使半導(dǎo)體晶片100的外周端 面101彎曲，也可以合適地檢查表面粗糙度。在上述實(shí)施例中，利用每一個(gè)窗口的區(qū)域密度值生成分布圖信息， 但本發(fā)明不限于此。例如，還可以基于針對(duì)多個(gè)窗口的區(qū)域密度值的移 動(dòng)平均值(例如，在每次將窗口偏移一個(gè)像素的同時(shí)通過(guò)對(duì)區(qū)域密度值 進(jìn)行平均所獲取的值)來(lái)生成分布圖信息。對(duì)上述粗糙度判斷處理(圖3中的S8)進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。而且， 可以利用這個(gè)判斷處理中的結(jié)果，來(lái)確認(rèn)用于對(duì)晶片端面進(jìn)行鏡面拋光 的處理的終點(diǎn)(拋光的終點(diǎn))。當(dāng)被檢查的半導(dǎo)體晶片100是裸晶片時(shí)，大量光在表面處被反射， 從而密度級(jí)變低。因此，在這種情況下，例如，如圖9 (a)所示，表示 與按預(yù)定窗口寬度W準(zhǔn)備的每一個(gè)掃描位置(e)相對(duì)應(yīng)的區(qū)域密度值 的分布圖信息變?yōu)楸尘暗南鄬?duì)較低的密度級(jí)。在以背景的相對(duì)較低密度 級(jí)的分布圖信息為基礎(chǔ)的粗糙度判斷處理中，設(shè)置相對(duì)較低等級(jí)的判斷 線Th (閾值)。因此，例如，如圖9 (b)所示，根據(jù)局部包括超出判斷線Th的密 度級(jí)的分布圖信息，可以判斷表面粗糙度不均勻并且拋光狀態(tài)不夠好的 物體。而且，根據(jù)其中超出判斷線Th的密度級(jí)在整個(gè)掃描位置(O度到 360度)上均勻地呈現(xiàn)的部分的分布圖信息，拋光程度仍然不夠，但可以 判斷表面的粗糙度均勻。而且，如圖9 (c)所示，根據(jù)不存在密度級(jí)超 出判斷線Th的位置的分布圖信息，可以判斷表面粗糙度均勻并且已經(jīng)達(dá) 到拋光的終點(diǎn)。12接下來(lái)，當(dāng)被檢查的半導(dǎo)體晶片100例如是其上形成有膜的產(chǎn)品晶 片時(shí)，表面處反射的光受膜影響并且密度級(jí)變得高于裸晶片的情況。因此，在這種情況下，例如，如圖IO (a)所示，分布圖信息整個(gè)變?yōu)楦呙?度級(jí)。為此，按上述方式，不可以將針對(duì)用于檢查裸晶片的處理而使用 的判斷線Th照原樣用于檢查產(chǎn)品晶片的情況。用于裸晶片的分布圖信息(參見(jiàn)圖9 (a))與用于形成有膜的產(chǎn)品晶 片的分布圖信息(參見(jiàn)圖10 之間的差別是因基于背景的密度級(jí)的 差別的偏移值A(chǔ)o而造成的。因此，通過(guò)尋找這種偏移量Ao，可以按與 裸晶片的表面粗糙度一樣的判斷基準(zhǔn)(判斷線Th)來(lái)判斷產(chǎn)品晶片的表 面粗糙度。背景的密度級(jí)可以被視為遍及整個(gè)掃描位置(e)大致恒定。因此，按不同方式改變窗口寬度W而獲取的分布圖信息具有取決于窗口寬度W 的頻率特征，但無(wú)論分布圖信息的頻率特征如何，與背景的密度級(jí)相對(duì) 應(yīng)的部分都大致變?yōu)橄嗤芏燃?jí)。據(jù)此，例如，可以生成針對(duì)半導(dǎo)體晶 片100的多個(gè)分布圖信息，并且將在不同分布圖信息中變得大致相同的 密度級(jí)中的最低密度級(jí)設(shè)置為偏移值A(chǔ)o。例如，可以使用由此確定的偏移值A(chǔ)o和在裸晶片的情況下使用的判 斷標(biāo)準(zhǔn)Th，來(lái)根據(jù)下式確定新的判斷值Thl。Thl=Th + Ao …(1)在這種情況下，例如，如圖10 (b)所示，即使整體密度級(jí)較高， 也可以根據(jù)不存在超過(guò)判斷線Thl (除了虛線部分以外)的密度級(jí)的位置 的分布圖信息來(lái)判斷表面粗糙度均勻，并且可以判斷已經(jīng)達(dá)到拋光的終 點(diǎn)。另一方面，如圖10 (c)所示，可以根據(jù)局部包括超過(guò)判斷線Thl的 密度級(jí)的分布圖信息來(lái)判斷表面粗糙度不均勻并且拋光的狀態(tài)不夠好。在形成有膜的半導(dǎo)體晶片100中，過(guò)度拋光有時(shí)導(dǎo)致膜被磨掉。在 這種情況下，在膜被剝落的部分處反射更大量的光，從而密度級(jí)變得更 低。據(jù)此，例如，可以將如上所述求出的偏移值A(chǔ)o設(shè)置為下限判斷標(biāo)準(zhǔn) Tho。在這種情況下，如圖10 (b)的虛線所示，并且進(jìn)一步如圖10 (c) 所示，根據(jù)包括密度級(jí)落入下限判斷線Tho之下的部分的分布圖信息，可以判斷拋光已經(jīng)被執(zhí)行得超過(guò)了拋光的終點(diǎn)。而且，具體來(lái)說(shuō)，根據(jù) 圖10 (b)的分布圖信息的虛線部分，可以判斷表面粗糙度相對(duì)均勻，但 已經(jīng)執(zhí)行了過(guò)度拋光。根據(jù)圖10 (C)的分布圖信息，可以判斷因裝置中 的某種異常性而造成局部執(zhí)行了過(guò)度拋光。這樣，這種表面粗糙度檢查系統(tǒng)基于光學(xué)檢測(cè)到的密度信息(區(qū)域 密度值)來(lái)檢測(cè)物體的表面粗糙度。因此，被檢查的半導(dǎo)體晶片100的 傾斜或偏移對(duì)晶片旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)器10的影響，并且進(jìn)一步對(duì)表面粗糙度沒(méi)有影響的半導(dǎo)體晶片10的表面的翹曲等，也可能呈現(xiàn)在密度信息中，由此，有時(shí)不能僅根據(jù)單一頻率特征的分布圖信息來(lái)準(zhǔn)確地判斷表面粗糙度。由于半導(dǎo)體晶片100的傾斜或偏移等，密度信息中呈現(xiàn)的波動(dòng)變得周期相對(duì)較長(zhǎng)。為此，半導(dǎo)體晶片的傾斜或偏移等的影響在分布圖信息中以相對(duì)較長(zhǎng)的周期呈現(xiàn)。而且，與傾斜等的情況相比，因半導(dǎo)體晶片100 的表面的翹曲而呈現(xiàn)在密度信息中的波動(dòng)周期較短，但與上述表面粗糙 度的情況相比，則周期較長(zhǎng)。為此，半導(dǎo)體晶片100的表面的翹曲的影 響在分布圖信息中按中等長(zhǎng)度的周期呈現(xiàn)。如果一次按1個(gè)像素?cái)U(kuò)大窗口寬度W并且根據(jù)從半導(dǎo)體晶片100的端面的整個(gè)圓周獲取的像素密度數(shù)據(jù)生成分布圖信息，則理論上如示出裸晶片的情況的圖11 (a)和示出產(chǎn)品晶片的情況的圖11 (b)所示，可 以根據(jù)給出其中掃描位置0度到360度變?yōu)橐粋€(gè)波長(zhǎng)的最長(zhǎng)波長(zhǎng)(低頻) 特征的分布圖信息，獲取給出與一個(gè)像素間距相對(duì)應(yīng)的最短波長(zhǎng)(高頻) 特征的分布圖信息，如示出裸晶片的情況的圖12 (a)和示出產(chǎn)品晶片的 情況的圖12 (b)所示。這樣，根據(jù)不同頻率特征的分布圖信息，在消除了其中呈現(xiàn)半導(dǎo)體 晶片的傾斜或偏移等的影響的相對(duì)較低頻率(較大周期)的分布圖信息 和其中呈現(xiàn)半導(dǎo)體晶片100的表面的翹曲的影響的中頻(中等周期)的 分布圖信息之后，從剩余分布圖信息中選擇一個(gè)或更多個(gè)分布圖信息。 而且，通過(guò)將上述判斷標(biāo)準(zhǔn)(參見(jiàn)圖9和圖10)應(yīng)用于選定的分布圖信 息來(lái)整體上判斷表面粗糙度和拋光的狀態(tài)。這樣，如上所述，用于判斷表面粗糙度的判斷線例如可以根據(jù)圖13所示的例程來(lái)確定。在這種情況下，在預(yù)先發(fā)現(xiàn)為良好的半導(dǎo)體晶片100 (基準(zhǔn)晶片)上執(zhí)行處理。在圖11中，設(shè)置要顯示的分布圖信息的頻率(Sll)。通過(guò)如上所述改變用于獲取區(qū)域密度值的窗口寬度w，可以改變分布圖信息的頻率特征。如果按較窄窗口寬度獲取區(qū)域密度值，則可以獲取高頻分布圖信息(例如，參見(jiàn)圖12)，而如果按較寬窗口寬度獲取區(qū)域密度值，則可以獲 取低頻分布圖信息(例如，參見(jiàn)圖11)。因此，作為要顯示的分布圖信息 的頻率，設(shè)置相對(duì)較高的頻率(S)、中頻(M)，以及相對(duì)較低的頻率(L)。此后，如上所述，將在多個(gè)分布圖信息中變得大致相同并且變?yōu)樽?低等級(jí)的密度級(jí)設(shè)置為偏移值A(chǔ)o (S12)。而且，在監(jiān)視單元52上顯示 如上所述設(shè)置的三個(gè)頻率特征的分布圖信息(例如，參見(jiàn)圖7) (S13)。 操作員通?？梢愿鶕?jù)顯示在監(jiān)視單元52上的三個(gè)分布圖信息中的最低頻 率(L)獲知半導(dǎo)體晶片100的設(shè)置狀態(tài)(傾斜、偏移等)，通?？梢愿?據(jù)中頻(M)的分布圖信息獲知半導(dǎo)體晶片100的外周端面的翹曲狀態(tài)， 而且，通常可以根據(jù)最高頻率(S)的分布圖信息獲知半導(dǎo)體晶片100的 外周端部的表面粗糙度的狀態(tài)。此后，基于偏移值A(chǔ)o設(shè)置下限判斷標(biāo)準(zhǔn)Tho (S14)。而且，根據(jù)利 用相對(duì)較高頻率分布圖信息的波動(dòng)的等級(jí)的等式(1)和偏移值A(chǔ)o來(lái)確 定判斷標(biāo)準(zhǔn)Thl。根據(jù)要判斷的表面粗糙度的等級(jí)來(lái)確定多組判斷標(biāo)準(zhǔn) Th0、 Thl。將由此確定的下限判斷標(biāo)準(zhǔn)Tho、 Thl和標(biāo)識(shí)基準(zhǔn)晶片的ID、 操作員ID以及時(shí)間標(biāo)記一起登記(S15)。例如，在膜形成步驟、拋光步 驟等處，針對(duì)半導(dǎo)體晶片利用登記的判斷標(biāo)準(zhǔn)Tho、 Thl來(lái)執(zhí)行上述判斷 處理。工業(yè)應(yīng)用如上所述，根據(jù)本發(fā)明的表面粗糙度檢查系統(tǒng)具有即使被檢查物體 的表面是彎曲表面也可以合適地檢査該被檢査物體的表面的效果，并且 可用作檢測(cè)諸如半導(dǎo)體晶片等的外周端面的被檢查物體的表面的粗糙度 的表面粗糙度檢查系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1、一種表面粗糙度檢查系統(tǒng)，該表面粗糙度檢查系統(tǒng)具有成像單元，該成像單元具有線傳感器，所述成像單元沿與所述線傳感器的延伸方向正交的方向掃描被檢查物體的表面，并且從所述線傳感器輸出針對(duì)每一個(gè)像素的密度信號(hào)；和處理單元，該處理單元處理來(lái)自所述成像單元的所述線傳感器的密度信號(hào)，所述處理單元具有像素密度值獲取裝置，該像素密度值獲取裝置用于基于來(lái)自所述線傳感器的所述密度信號(hào)來(lái)獲取像素密度值；和密度狀態(tài)生成裝置，該密度狀態(tài)生成裝置用于基于針對(duì)所述被檢查物體的所述表面獲取的全部像素密度值生成表示所述物體表面的在掃描方向上的密度狀態(tài)的密度狀態(tài)信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面粗糙度檢查系統(tǒng)，其特征在于，所述 處理單元具有顯示控制裝置，該顯示控制裝置用于基于所述密度狀態(tài)信息使一顯示單元顯示所述物體表面的在掃描方向上的密度的分布圖。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面粗糙度檢査系統(tǒng)，其特征在于，所述 處理單元具有判斷裝置，該判斷裝置用于基于所述密度狀態(tài)信息判斷所 述物體表面的粗糙度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面粗糙度檢查系統(tǒng)，其特征在于， 所述密度狀態(tài)生成裝置具有處理裝置，該處理裝置沿所述物體表面的掃描方向偏移針對(duì)由對(duì)被檢查物體的表面獲取的全部像素密度值所表 達(dá)的圖像信息設(shè)置的一個(gè)或更多個(gè)掃描線窗口，并且基于每一個(gè)掃描位 置處的所述窗口中的全部像素密度值計(jì)算表示該窗口的區(qū)域密度值，并 且所述密度狀態(tài)生成裝置基于每一個(gè)掃描位置處的所述區(qū)域密度值生 成所述密度狀態(tài)信息。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面粗糙度檢查系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置計(jì)算所述窗口中的所有像素密度值的和，作為區(qū)域密度值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面粗糙度檢査系統(tǒng)，其特征在于，該表面粗糙度檢查系統(tǒng)具有沿所述掃描方向設(shè)置所述窗口的寬度的窗口設(shè)置 裝置。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面粗糙度檢查系統(tǒng)，其特征在于，所述 被檢査物體是半導(dǎo)體晶片，所述線傳感器被設(shè)置成沿與所述半導(dǎo)體晶片 的表面大致垂直的
全文摘要
提供一種即使被檢查物體的表面彎曲也使得能夠合適檢查該表面的表面粗糙度檢查裝置。該表面粗糙度檢查裝置具有成像單元(20)，其具有線傳感器(22)，以沿與線傳感器(22)的長(zhǎng)度方向正交的方向掃描被檢查物體的表面(101)，由此使線傳感器(22)能夠輸出針對(duì)每一個(gè)像素的密度信號(hào)；和處理單元(50)，其用于處理所述密度信號(hào)。處理單元(50)具有用于根據(jù)所述密度信號(hào)來(lái)獲取像素密度值的裝置(S2)，和密度狀態(tài)生成裝置(S7)，該密度狀態(tài)生成裝置用于根據(jù)所述被檢查物體的表面(101)上的所有像素的密度值生成表示線傳感器(22)掃描物體表面的方向上的密度狀態(tài)的密度狀態(tài)信息Pf。
文檔編號(hào)G01N21/956GK101326622SQ20068004604
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
發(fā)明者林義典, 森秀樹(shù) 申請(qǐng)人:芝浦機(jī)械電子裝置股份有限公司