トプコンは半導体チップの最終試験を行うイントレイチップ外観検査装置「Vi-3100」(図1)を発売すると発表した。これまで、チップ外観検査は主にウェーハ顕微鏡を使って目視検査で行われてきた。Vi-3100はトレイに入っている半導体チップを取り出すことなく、非接触かつ全自動で外観検査を行うことができる。従来の目視による検査結果との整合性はほぼ100％を達成しており、検出能力が高い。また装置の全自動化により、生産ラインで操作するオペレータの数を削減することが可能になり、装置の稼働率の向上や検査コストの低減、検査品質の安定性向上を実現することができるようになった。同社は2005年中に30台の販売を計画している。

　Vi-3100はロード側にエレベータを2つ備え、1つのエレベータにトレイを30個置くことができる。トレイは4インチトレイまで対応可能。搬送ロボットが半導体チップの詰まったトレイを検査ステージに搬送し、振動によりトレイのポケットの中にあるチップが動かないように除震台が設置されている。チップの外観検査を始める前にトレイの歪みをレーザー変位計で複数点計測して、この結果をカラムにフィードバックして、トレイとカラムの距離をある一定となるように動かしてフォーカスを行う。

　次にトレイのポケットの中にあるチップの回転および位置ずれの補正を同社独自に開発した画像処理ソフトウエアで行なった後、チップの外観検査を行う。予め準備した欠陥のない参照画像と145万画素のCCDカメラで取得した検査画像を比較して、欠陥検出を行う。他のViシリーズと同様にパターンの欠けや異物、浮遊ゴミ、傷、パッドの針跡ズレおよび針跡異常など多様な欠陥を検出することが可能になっている。欠陥検出能力を上げるために「最適化Min-Max法」という特殊なアルゴリズムを採用している。明度差を大きくすることができるため、精度よく欠陥検出を行うことが可能になっている。検査時間は1視野あたり0.035秒と非常に短いため、全チップ領域を全てのチップに対して検査可能だ。

　検査の結果、不良と判定されたチップは、検査トレイからチップ搬送ロボットで別のトレイに分別される。不良チップは接触して搬送を行うが、場合によって救済できるチップもあるため強く接触することは避けるため、チップ搬送ロボットがある一定のところまで検査トレイに上から降りてきて近づき、最後はチップをチップ搬送ロボットにバキューム吸着させて不良チップの分別を行っている。
(土屋　一雄)