JP2000227319A - 欠陥検出装置 - Google Patents
欠陥検出装置Info
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Abstract
を予め登録することなしに、欠陥の検出を高精度に行な
うことができる欠陥検出装置を提供する。 【解決手段】複数(ここでは第1、第2)の画像測定手
段を用いて測定を行うことにより検査対象の欠陥位置を
検出する欠陥検出装置において、第1(第2)の画像測
定手段は、少なくとも一方向に対して所定の規則で配列
された複数の検査対象について、各検査対象の検査をす
る第1(第2)の欠陥判定手段55(58)と、検査が
なされた各検査対象の状態と、各検査対象の位置を表わ
すID情報とを対応付けて記憶する第1(第2)のテー
ブル作成部56(59)とを具備し、第1、第2の画像
測定手段のそれぞれの検査結果を、各検査対象の位置を
表わすID情報に基づいて対応させ、総合的に欠陥を判
定する総合判定手段60を有する。
Description
るものである。
査対象としてのはんだバンプ(以下、単にバンプと呼
ぶ)の欠陥を検出する欠陥検出装置が知られている。
平8−203972号公報に開示されているように、実
測により得られた検査情報と、あらかじめ記録されてい
る設計情報とを比較したり、バンプの数を測定値と設定
値との間で比較することにより欠陥の検出を行なってい
る。
報を測定するセンサーと3次元情報を測定するセンサー
を別ステーションに設け、2次元形状情報と3次元形状
情報を基に欠陥検査を行うものもある。
た従来の欠陥検出装置においては、実測により得られた
検査情報と、あらかじめ記録されている設計情報とを比
較する場合に、設計データ上のバンプ位置やバンプ全体
の個数を予め登録する必要があり、したがって、カメラ
の分解能、角度、レンズの歪みなどの情報を正確に知る
必要があった。
次元情報を測定するセンサーを別ステーションに設けて
検査を行なう場合は、それぞれのセンサーでの位置情報
を正しく対応させるために、お互いのセンサー画素位置
の補正と校正を行い、画素情報を一致させる必要があっ
た。
たものであり、その目的とするところは、設計データ上
の検査対象位置や検査対象全体の個数を予め登録するこ
となしに、欠陥の検出を高精度に行なうことができる欠
陥検出装置を提供することにある。
めに、第1の発明に係る欠陥検出装置は、複数の画像測
定手段を用いて測定を行うことにより検査対象の欠陥位
置を検出する欠陥検出装置において、前記複数の画像測
定手段はそれぞれ、少なくとも一方向に対して所定の規
則で配列された複数の検査対象について、各検査対象の
検査をする検査手段と、検査がなされた各検査対象の状
態と、各検査対象の位置を表わすID情報とを対応付け
て記憶する記憶手段とを具備し、前記複数の画像測定手
段のそれぞれの検査結果を、各検査対象の位置を表わす
ID情報に基づいて対応させ、総合的に欠陥を判定する
判定手段を有する。
第1の発明に係る欠陥検出装置において、前記複数の画
像測定手段はそれぞれに、検査、判定手段を持ち、各検
査対象の状態に応じて各検査対象をクラス分けするクラ
ス分け手段を持ち、各検査対象の位置を表すID情報と
を対応付けて記憶する。
第1の発明に係る欠陥検出装置において、前記複数の画
像測定手段は各々測定のための光学系を有し、各光学系
は、前記検査対象に関連して設けられた共通の対物レン
ズを有する。
第3の発明に係る欠陥検出装置において、前記共通の対
物レンズを透過した反射光を、各光源の波長帯域に基づ
いて分離する分離手段を有し、分離された反射光は前記
複数の画像測定手段のそれぞれの検出部に導かれる。
所定の規則で縦及び横方向に配置された複数の検査対象
の欠陥位置を検出する欠陥検出装置であって、所定の方
法により複数の検査対象を検索する検索手段と、検索さ
れた複数の検査対象から選択された、所定距離離れた2
つの検査対象を結ぶ基準線と、検査対象間の距離に関す
る設計値とに基づいて仮想的な格子線を作成して、この
格子線の各交点上に検査対象が存在するか否かにより欠
陥位置を検出する検出手段とを具備する。
所定の規則で縦及び横方向に配置された複数の検査対象
の欠陥位置を検出する欠陥検出装置であって、所定の方
法により複数の検査対象を検索する検索手段と、検索さ
れた複数の検査対象から選択された、所定距離離れた2
つの検査対象を結ぶ基準線と、この基準線長を前記基準
線間に存在するバンプの個数−1で割ることにより求め
た各検査対象間の距離とに基づいて仮想的な格子線を作
成して、この格子線の各交点上に検査対象が存在するか
否かにより欠陥位置を検出する検出手段とを具備する。
所定の規則で縦及び横方向に配置された複数の検査対象
の欠陥位置を検出する欠陥検出装置であって、所定の方
法により複数の検査対象を検索する検索手段と、検索さ
れた複数の検査対象から選択された、所定距離離れた2
つの検査対象を結ぶ基準線と、検査対象間の距離に関す
る設計値とに基づいて仮想的な格子線を作成し、各検査
対象の位置座標を、この検査対象位置から最も近くに位
置する格子線の交点が有する行列番号で置き換え、当該
行列番号位置に検査対象が存在するか否かに基づいて欠
陥位置を検出する検出手段とを具備する。
第5,6,7の発明のいずれか1つに記載の欠陥検出装
置において、前記複数の検査対象が千鳥配列をなして設
けられており、この千鳥配列が奇数列/行であるかある
いは偶数列/行であるかに応じて、それぞれ別々に前記
仮想格子線を作成して検査対象の欠陥位置を検出する。
第5,6,7の発明のいずれか1つに記載の欠陥検出装
置において、前記複数の検査対象が千鳥配列をなして設
けられており、前記検出手段が検出する前記格子線の交
点として、奇数行に関しては奇数列(又は偶数列)、偶
数行に関しては偶数列(又は奇数列)との交点を用い
る。
施形態を詳細に説明する。
形態を説明する。図1は、本発明が対象とする基板の被
検査面10を真上からカメラにより撮像した場合の模式
図である。被検査面10上には検査対象バンプ11が行
列をなして規則正しく設けられている。
ンプ欠陥検出装置の構成を示すブロック図である。図1
に示すような複数のバンプ11が設けられている被検査
面10を、カメラなどの入力手段1により被検査面10
を撮像して得た画像は粒子解析手段2に転送される。粒
子解析手段2では各バンプ11の重心位置の座標、もし
くは各バンプ11に対する外接矩形の中心位置の座標
(以下では、これら両座標を総称して位置座標と呼ぶ)
が求められる。それに加えてバンプ11の面積、外接矩
形の各辺の長さ、直径の平均値などのバンプ11の特徴
量を求めてもよい。
位置)を示す図である。位置座標間の距離はピッチサイ
ズあるいは格子定数と呼ばれ、本実施形態では、縦方法
のピッチサイズと横方向のピッチサイズに関するデータ
が図示せぬ記憶手段に登録されている。
データは欠陥検出手段3に転送される。欠陥検出手段3
では、粒子解析手段2で求めたデータとバンプ並びのピ
ッチサイズとを基に欠陥判定が行われる。すなわち、欠
陥検出手段3内の行列数解析手段3Aでは各バンプ11
の位置座標に基づいて被検査面10上に設けられたバン
プ11の行数M及び列数Nと、各バンプ11が何行、何
列目に位置するかを表す行列番号とが求められる。
各バンプの行列番号は欠損位置算出手段3Bに転送さ
れ、欠損位置算出手段3Bはこれらの情報に基づいてバ
ンプ11の欠損位置を求める。結果出力部4は検出され
た欠損位置に関する情報を出力する。
いて詳細に説明する。まず欠陥検出手段3内の行列数解
析手段3Aについて説明する。バンプ11の行数Mと行
番号、及び列数Nと列番号を求めるには、まず基準とな
るバンプを1つ、位置座標が粒子解析手段2によって求
められたバンプの中から任意に選びだし、このバンプ
と、図示せぬ記憶部にあらかじめ登録された横及び縦方
向のピッチサイズとを基に解析する。
説明する。図4に示すように、基準となるバンプAの位
置座標PA から半径R、扇形の一辺と水平方向とのなす
角度がθである扇形の検索領域(図4に示す斜線部分)
に入る隣のバンプを検索する。この場合角度θとしては
例えば5〜10度が用いられる。この検索によりバンプ
B(位置座標PB )が検索される。ここで半径Rの大き
さは少なくともあらかじめ登録された横方向のピッチサ
イズよりも大きいものとする。
たに検索領域を設定し、隣のバンプを検索する。この作
業を検索領域中に隣のバンプが検索できなくなるまで繰
り返し行い、最後に検索されたバンプをCとする。
が、同様の方法で左方向にも検索を行い、最後に検索さ
れたバンプをDとする。
ローチャートである。ここでは、粒子解析手段2によっ
て位置座標が求められたバンプを、B1 、B2 、…、B
i 、…、Bn としたとき、2つのバンプBi とBj 間の
距離を|Bi Bj |とし、これらを結ぶ直線をBi Bj
で表わす。また、ベクトルBi Bj とX軸とのなす角度
を Bi Bj と表わすことにする。
る場合について述べる。任意のバンプBi を選択し(ス
テップS1)、この選択したバンプBi をAとして記憶
する(A=Bi )(ステップS2)。次に、カウンタk
に0を代入(ステップS3)した後、|Bi Bj |≦R
(R:検索領域の半径)、i≠j、−θ≦ Bi Bj≦
θの3式を満たすBj をj=1〜nの中から探索する
(ステップS4)。この探索によりBj が見つかったか
どうかを判断し(ステップS5)、YESの場合にはk
をインクリメント(ステップS6)した後、探索したB
j を新たなBi として(ステップS7)、ステップS4
に移行する。ステップS5の判断がNOの場合にはk≧
M(M:規定の探索回数)かどうかを判断し(ステップ
S8)、NOの場合にはAとは異なるバンプBi を新た
に選択して(ステップS9)、ステップS3に戻る。ま
た、ステップS8の判断がYESの場合には最後に求ま
ったBj をバンプCとする(ステップS10)。
を行なう場合は、Bi にAを代入して(ステップS1
1)、|Bi Bj |≦R、i≠j、180−θ≦ Bi
Bj ≦180+θの3式を満たすBj をj=1〜nの中
から探索する(ステップS12)。次にこの探索により
Bj が見つかったかどうかを判断し(ステップS1
3)、YESの場合にはBi に探索したBj を代入して
(ステップS14)、ステップS12に移行する。
には最後に求まったBj をバンプDとして(ステップS
15)、本フローを終了する。
ら図6に示すようにそれぞれの位置座標PC ,PD を通
る直線CDを求める。図6には基準となるバンプA、左
右それぞれの方向で最後に検索されたバンプC,D、及
び直線CDが示されている。直線CDが求まったら、各
バンプの位置座標Pから直線CDまでの距離dを次式か
ら求める。
CDの各係数である。
るかを求め、求めた整数値をそのバンプの行番号とす
る。たとえば図6において、バンプEの位置座標から直
線CDまでの距離はほぼ縦方向のピッチサイズに等しい
ので、バンプEの行番号は1となる。ここで直線CDよ
りも上にあるバンプに対しては、求めた行番号に−1を
かけて負値にする。例えばバンプFの場合、直線CDま
での距離は縦方向のピッチサイズの約2倍に等しく、か
つ直線CDよりも上側にあるので、求める行番号は−2
となる。負の値を持つ行番号は全バンプの行番号を求め
た後に、行番号の最小値を求め、その最小値の絶対値を
各バンプの行番号に加えることで0以上の値にすること
ができる。
号の最大値MAX及び最小値MINを求めれば、次式に
より簡単に計算できる。
を示すフローチャートである。まずカウンタiに1を代
入して(ステップS20)、バンプBi から直線CDま
での距離dを求める(ステップS21)。次に、求めた
距離dを縦方向のピッチサイズPY、で割り算して四捨
五入した値をバンプBi の行番号とする。ここで、バン
プBi が直線CDより上に存在するかどうかを判断し
て、上に存在する場合には行番号を負の値にする(ステ
ップS22)。次に、iがnよりも大きいかどうかを判
断し(ステップS23)、NOの場合にはiをインクリ
メント(ステップS24)した後、ステップS21に移
行する。
合には、求めた各バンプの行番号の中の最小値と最大値
を求める(ステップS25)。次に、行数=最大値−最
小値+1により行数を求める(ステップS26)。次に
iに1を代入(ステップS27)した後、求めたバンプ
Bi の行番号に|最小値|を加える(ステップS2
8)。ここで、|・|は絶対値を表わしている。この操
作によりバンプBi の行番号を正の値にすることができ
る。
S29)、NOの場合にはiをインクリメント(ステッ
プS30)した後、ステップS28に戻り、YESの場
合には本フローを終了する。
ンプの行番号を求めることができる。バンプの列数Nと
各バンプの列番号についても同様に求めることができる
ので、ここでの説明は省略する。
段3Bについて説明する。欠損位置算出方法としては次
の2つの方法がある。第1の方法を図8を用いて説明
し、第2の方法を図9を用いて説明する。ここで図8,
図9の×印の位置は実測されたバンプの位置座標を示
す。また、図8の括弧内のペアで表わされた2つの数値
はそれぞれ行番号、列番号を表す。例えば、(1,2)
は行番号が1、列番号が2であることを意味する。ま
た、図9の□印は推定した設計データ上のバンプ位置を
示す。
らバンプの状態(良/不良)を判定するものである。例
えば、図8のように3行5列でバンプが並んでいた場合
を考える。欠損位置を求めるにはまず1行1列目の行列
番号(1,1)がつけられたバンプを検索して、あれば
良とし、無ければ不良とする。次に1行2列目の行列番
号(1,2)がつけられたバンプを検索し、あれば良と
し、無ければ不良とする。同様にして次々に検索を行
う。
2)がつけられたバンプを検索した場合は該当するバン
プが存在しないので、2行2列目のバンプは不良として
判定することができる。この欠損バンプの位置座標は、
欠損バンプの行列番号を基に横及び縦のピッチサイズを
整数倍した値を1行1列目のバンプの位置座標(1,
1)に加えることで算出することができる。
上のバンプ位置を登録または推定せずにバンプの欠損位
置を高速に求めることが可能となる。
の方法は、設計データ上のバンプ位置を推定し、推定し
た設計データ上の各バンプ位置の近傍で測定されたバン
プを検索してバンプの有無によりバンプの状態(良/不
良)を判定するものである。設計データ上のバンプ位置
を推定するには、まず左上隅のバンプ位置を推定する。
左上隅のバンプは図9に示すように、1行目のバンプの
うちあらかじめ登録された距離D以上離れた2点を通る
直線100と、1列目のバンプのうちあらかじめ登録さ
れた距離D′以上離れた2点を通る直線101との交点
を求めることによって推定できる。
100に沿って右方向に横方向のピッチサイズ分だけ離
れた位置を1行2列目のバンプ位置として推定する。こ
れを列数N分だけ繰り返し行い、1行目の設計データ上
のバンプ位置を推定する。2行目は左上隅のバンプ位置
から直線101に沿って縦方向のピッチサイズ分だけ離
れた位置を2行1列目とし、1行目と同様にして2行目
のバンプ位置を推定する。以上のことを繰り返し、M行
N列のバンプ位置すべてを推定する。
する手順を示すフローチャートである。まず、1番上の
行に存在するバンプを2つ検索して、これらを結ぶ直線
100を求める(ステップS30)。同様にして、1番
左の列に存在するバンプを2つ検索し、これらを結ぶ直
線101を求める(ステップS31)。次に、求めた直
線100と直線101の交点Aを求める(ステップS3
2)。
S33)した後、交点Aから直線100と平行な方向に
j×PX、直線101と平行な方向にi×PYだけ離れ
た位置を求める設計データ上のバンプ位置をAijとする
(ステップS34)。ここで、PXは縦方向のピッチサ
イズ、PYは横方向のピッチサイズである。また、A ij
におけるiは行を表わし、jは列を表わす。
5)した後、j≧NXかどうかを判断し(ステップS3
6)、NOの場合にはステップS34に戻る。ここで、
NXは行列数解析手段3Aにより求められた列数であ
る。次に、iをインクリメント(ステップS37)した
後、i≧NYかどうかを判断し(ステップS38)、N
Oの場合にはjに0を代入して(ステップS39)、ス
テップS34に戻る。ここで、NYは行列数解析手段3
Aにより求められた行数である。また、ステップS38
の判断がYESの場合には本フローを終了する。
は、1行目(または1列目)のバンプを全て列挙し、そ
れらバンプの位置座標から最小二乗直線を求めて、それ
を直線100(または直線101)としてもよい。
基準にして、縦及び横方向のピッチサイズを基に設計デ
ータ上のバンプ位置を推定できるので、左上隅のバンプ
が欠損になっていた場合や設計データ上もともと無い場
合でも、正しく設計データ上のバンプ位置を推定するこ
とができる。また、設計上、あらかじめ格子規則上にバ
ンプ(突起物)が存在しない場合は、欠陥検出手段に対
して、あらかじめ欠落している位置の行列番号を登録し
ておく。上述の第1、第2実施形態にしたがって、計測
した画像から格子配列を推定し、あらかじめ欠落してい
る行列番号に関しては例外的に、検査判定は行わないよ
うにする。
判定は推定した設計データ上の各バンプの位置座標の近
傍で実測されたバンプを検索し、無かった場合には不良
とすることで判定できる。欠損位置の座標は推定した設
計データ上のバンプの位置座標となる。
チャートである。まず、カウンタi、jに0を代入する
(ステップS40,S41)。次に、設計データ上のバ
ンプAijから半径r(rの大きさは縦及び横方向のピッ
チサイズよりも小さい)内に存在するバンプBk を(B
1 、B2 、…、Bn )の中から検索する(ステップS4
2)。次に、バンプBk が見つかったかどうかを判断し
(ステップS43)、NOの場合にはバンプAijを欠損
位置であると判定(ステップS46)した後にステップ
S44に進む。また、ステップS43の判断がYESの
場合には直ちにステップS43に進む。
断し(ステップS44)、YESの場合にはjをインク
リメント(ステップS45)した後、ステップS42に
戻る。また、ステップS44の判断がNOの場合にはi
<NYかどうかを判断し(ステップS47)、YESの
場合にはiをインクリメント(ステップS48)した
後、ステップS41に戻る。また、ステップS47の判
断がNOの場合には本フローを終了する。
プは、その状態と各バンプの位置を表わす行列番号とが
対応付けられて図示せぬ記憶手段に記憶される。
上のバンプ位置を推定し、その位置の周りで対応する実
測されたバンプを検索するので、たとえ各バンプの行列
番号を計算する時に間違えた場合でも、左上隅のバンプ
位置と、直線100と101を間違えなければ正しく欠
損位置を求めることが可能となる。
測されたバンプの位置座標と、あらかじめ登録された縦
または横方向のピッチサイズのみから、バンプの欠損位
置を求めることができるので、設計データ上のバンプ位
置やバンプ全体の個数をあらかじめ登録することなしに
欠陥検出を非常に高精度で行なうことができる。
品を検査した結果と本装置による結果とを照合する場
合、普通何らかの方法で両方の座標をあわせるようにマ
ッチングを行なう必要があるが、行列番号を使用すれば
マッチングの必要がなく正確な照合が可能となる。
明する。上記した説明では図1に示すように、バンプが
格子状に配列されている場合を想定したが、図12に示
すように、バンプが千鳥配列で設けられている場合があ
る。このような千鳥配列をもつバンプの欠損位置を判定
するには以下の2つの方法がある。
及び奇数列にあるバンプを直線で結んでできる格子枠
(図13の実線)と、偶数行及び偶数列にあるバンプを
直線で結んでできる格子枠(図13の点線)とをそれぞ
れ求め、各格子枠の交点から格子位置を推定する方法で
ある。
及び各列のバンプを直線で結んで格子枠を作成し、奇数
行にある格子位置を推定するときには奇数列にある交点
のみを求め、偶数行にある格子位置を推定するには偶数
列にある交点のみを求めるようにすればよい。また、バ
ンプが図15に示すような形態(左上隅にバンプを有し
ていない)で配置されている場合でも、奇数行は偶数列
を、偶数行には奇数列を対応させて格子枠を求めること
によって同様に格子位置を推定することができる。
形態を説明する。第1実施形態では縦または横方向の正
確なピッチサイズがあらかじめ登録されていることを前
提にしたが、縦および横方向の正確なピッチサイズは、
予め与えなくても行列数解析手段3Aにより求めること
ができる。すなわち、行列数解析手段3Aにおいて、第
1実施形態と同様の方法で直線CDを求める。このと
き、図4における扇形の半径Rはピッチサイズとは別に
任意に与えられる。次にバンプC,D間の距離を、バン
プC,D間に存在するバンプの個数−1で割り算するこ
とでバンプ間の距離(平均距離)を求める。この平均距
離が求める横方向のピッチサイズとなる。同様にして縦
方向のピッチサイズも求めることも可能である。
後は、第1実施形態と同様の方法で行数と行番号、およ
び列数と列番号を求めることができる。
ごとに正確なバンプのピッチサイズを登録しておく煩わ
しさはなく、単一の設定(図4における扇形の半径Rの
設定)の許容範囲内で多種類の検査対象に対応できる。
また、撮像系の固体差によるピッチサイズのずれもない
ので、同じ設定の許容範囲内で、多種類の撮像系に対応
できる。
形態を説明する。第3実施形態では、本実施形態のバン
プ欠陥検出装置を、二次元測定手段(二次元形状測定手
段)と三次元測定手段(三次元形状測定手段)とを組み
合わせた測定システムに適用し、これら測定手段による
測定結果を総合判定して不良バンプ位置を検出するもの
である。
述べる。図16は本測定システムの機能ブロック図であ
る。光学系として、リング照明用光源50、リング照明
51、対物レンズ52、レーザ光源53、さらに波長分
離手段としてのダイクロイックミラー61などを備えて
いる。これらの光学系については後で詳細に述べる。
プ)に対して全周囲方向から、試料面に対して平行に近
い角度から投影された拡散光の反射像を得る手段であ
る。この反射像は第1の検出部54で検出される。第1
の欠陥判定手段55は、反射像に含まれる形状の特徴か
ら欠陥位置を判定する。第1のテーブル作成部56は、
前記第1及び第2の実施形態で示した格子の推定により
不良バンプ位置についてのテーブルを作成する。
れた基板、または電子部品等の試料に対して、例えばレ
ーザを走査する方式で三角測量の原理により試料の高さ
と反射光の強度分布に関するデータを得る手段である。
このデータは第2の検出部57で検出される。第2の欠
陥判定手段58は、この高さと反射光強度データにより
欠陥を判定する。第2のテーブル作成部59は、前記第
1及び第2の実施形態で示した格子の推定により不良バ
ンプ位置についてのテーブルを作成する。総合判定手段
60は、第1のテーブル作成部56で作成された不良バ
ンプ位置と、第2のテーブル作成部59で作成された不
良バンプ位置との照合により欠陥を総合的に判定する。
に示す図である。図17において、検査対象としてのバ
ンプ71が基板70上に設けられている。この状態で、
リング照明72によりバンプ71が照明される。同時
に、レーザダイオード81からの測定光はコリメータ7
9によって平行光とされ、偏光ビームスプリッタ(PB
S)78と1/4波長板84を透過した後、ガルバノミ
ラー80により反射され、ダイクロイックミラー77を
透過した後、対物レンズ73によってこの対物レンズ7
3の瞳径と焦点距離で決まるNAの収束光として、バン
プ71が設けられた基板70表面の任意の位置に照射さ
れる。
ズ73を透過した後、ダイクロイックミラー77により
波長分離され、一方の波長の光は反射ミラー74により
反射された後、結像レンズ75によりラインイメージセ
ンサ76(図16の第1の検出部54に対応)上に集光
される。
長分離された他方の波長の光はガルバノミラー80で反
射された後、1/4波長板84を透過し、PBS78に
より反射されて、絞り82により制限された後、レンズ
83によって焦点面に集光される。このレンズ83を通
過した光は、無限系に設計されたリレーレンズ85を通
過し、所定の角度をもたせて配置された一対のミラー8
8、89によりそれぞれ反射される。ミラー88により
反射された光はミラー87によりさらに反射されて結像
レンズ90により光位置検出素子(PSD)91(図1
6の第2の検出部57に対応)上に集光される。同様に
して、ミラー89により反射された光はミラー86によ
りさらに反射されて結像レンズ92によりもう一つの光
位置検出素子(PSD)93上に集光される。
ら、ダイクロイックミラー77、反射ミラー74、結像
レンズ75を介してラインイメージセンサ76に至る光
路は二次元測定手段の光学系を構成する。また、対物レ
ンズ73から、ダイクロイックミラー77、ガルバノミ
ラー80、1/4波長板84、PBS78、絞り82を
介してPSD91,93に至る光路は、三次元測定手段
の光学系を構成する。
バンプ欠陥検出装置の構成を示すブロック図である。図
18のブロック図は図2のブロック図にクラス分け手段
3Cを追加したものである。
力手段1から入力すると、対象物の高さ分布および明る
さ分布が二次元画像データとして粒子解析手段2に転送
される。粒子解析手段2では、各バンプの位置座標とし
て、各バンプの重心位置の座標、もしくは外接矩形の中
心位置が求められる。それに加えて面積、濃淡情報(ま
たは高さの分布情報)、外接矩形の各辺の長さ、直径の
平均値などバンプの特徴量を求めてもよい。粒子解析手
段2で求めた位置座標データは欠陥検出手段3に転送さ
れる。
基に欠陥判定が行われる。上記した第1及び第2実施形
態に示した方法で実測により、バンプの並びの格子を推
定してバンプが並んでいるサンプルの何行、何列目にバ
ンプの欠陥があるかについての情報を取得する。
手段3Aでは、各バンプの位置座標から被検査面上に設
けられたバンプの行数M及び列数Nが求められ、さらに
各バンプが何行、何列目に位置するかを表す行列番号が
求められる。求められた行列数及び各バンプの行列番号
は欠損位置算出手段3Bに転送されてバンプの欠損位置
が求められる。
段3Bにおいて良と判定されたバンプの面積、外接矩形
の各辺の長さ、直径の平均値など各バンプの特徴量のう
ちいずれか1つまたは複数の値と、あらかじめ登録され
た各特徴量の良品バンプの限界値とを比較し、各バンプ
の特徴量が良品の限界値より小さいか、または大きかっ
た場合には不良と判定し、限界値との差の程度によって
不良バンプのクラス分けを行なう。
したクラス分け手段3Cについて詳細に説明する。ここ
では、不良バンプをクラス0からクラスnに分類するこ
とを考える。例えば、クラス番号が大きくなるほど良品
に近い不良とすることにする。まず、欠損位置算出手段
3Bにおいて欠損と判定されたバンプを最も不良とされ
るクラス0に分類する。次に粒子解析手段2において算
出しておいた各バンプの特徴量(面積、外接矩形の各辺
の長さ、直径の平均値など)が、あらかじめ登録してお
いた各特徴量の良品バンプの限界値より小さいか、また
は大きかったものを不良と判定する。
ラス分けをする。例えば、面積を使ってバンプの良・不
良を判定する場合、図19のように限界値からの差が0
より大きくかつT1以下のバンプはクラス3の不良と判
定し、T1より大きくT2以下のバンプをクラス2の不
良と判定し、T2よりも大きいバンプをクラス1の不良
と判定することにより、欠陥のクラス分けが可能とな
る。図19においてT1,T2はあらかじめ登録してお
いたしきい値である。
ラス分けして出力するので、ほかの検査装置で同じ検査
対象品を検査した結果と照合する場合に、欠陥のクラス
情報を基により正確な欠陥判定が可能となる。
として、たとえばバンプの高さの平均値、あるいは最小
自乗法による平面の計算を行い、各バンプの高さがそこ
からどの程度乖離しているかによって前述と同様にクラ
ス分けの計算を行う。
装置での各々の欠陥のクラス分けの情報を統合して、よ
り多種のクラス分けを行う方法を示す。すなわち、A−
1:バンプの高さがきわめて他と異なる、A−2:バン
プの高さが中程度に他と異なる、A−3:バンプの高さ
がわずかに他と異なる、A−4:バンプ頂点付近の反射
像形状に異常がある、A−5:高さ、反射像の面積がと
もに正常な範囲にある、などのクラス分けをし、これら
のクラスに振り分けられたバンプが推定した格子の何
行、何列目にあるかを記録する。記録媒体としては、メ
モリ、ハードディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク
などの媒体がある。
段1から入力すると、二次元形状に関する画像データが
粒子解析手段22に転送される。粒子解析手段22はこ
の画像データから明るさに基づいて2値化したバンプの
画像の面積、半径などから形状の欠陥を判断する。そし
て、前述の三次元測定と同様に欠陥の程度により、B−
1:バンプが完全に欠損している、B−2:全バンプの
平均の面積より少ない面積である、B−3:バンプの像
の面積は正常な範囲にある、などにクラス分けをする。
たように、実測のバンプの並びから格子を推定し、クラ
ス分けしたバンプが格子のどの位置にあるかを記録す
る。この様にして、三次元、および二次元形状を測定し
て欠陥を判定した結果は、推定した格子の位置を基準と
して保存されているのでそれぞれの撮像系の分解能、角
度、アスペクト比、収差、像の湾曲などに影響されるこ
となく、同一のバンプの形状の欠陥についての情報をお
互いに比較することができる。
A−4,A−5,B−1,B−2,B−3で分類された
バンプはたとえば図20に示すように15のクラスに分
類される。さらにあらかじめ設定した基準で総合判定
し、欠陥のバンプと正常なバンプに最終的に分類する。
プの良否判定手順を要約したフローチャートである。ま
ず三次元測定手段について説明する。最初に三次元形状
入力手段から検査対象の画像データを入力する(ステッ
プS51)。次に、検査対象の高さ分布および明るさ分
布に基づいて粒子解析の手法により、各バンプのクラス
分けをする(ステップS52)。次に、測定したバンプ
の画像から格子を推定する(ステップS53)。次に、
クラス分けしたバンプの位置を格子の位置として記録す
る(ステップS54)。
初に二次元形状入力手段から二次元形状データとしての
画像データを入力する(ステップS55)。次に、二次
元画像データから形状粒子解析の手法により、各バンプ
のクラス分けをする(ステップS56)。次に、測定し
たバンプの画像から格子を推定する(ステップS5
7)。次に、クラス分けしたバンプの位置を格子の位置
として記録する(ステップS58)。
々の格子位置のバンプが、三次元及び二次元測定手段の
粒子解析によりどのようにクラス分けされたかを比較す
ることにより最終的に良否判定を行ない(ステップS5
9)、良否判定結果を出力する(ステップS60)。
形態を説明する。第4実施形態では、前述の図4、図5
と同様な手段により、少なくとも1方向について規則的
に配設している複数の検査対象(バンプ)に対して、各
検査対象ごとにその位置を表わすID情報を算出するこ
とを特徴とする。図22はそのような検査対象としての
バンプ100の配列を模式的に示している。この配列の
バンプ100は横方向においては所定の横ピッチ103
で直線をなして配置されているが、縦方向については所
定の縦ピッチ102で不規則に配置されている。なお、
本実施形態の構成は第3実施形態と同様である(図16
参照)。
ためのフローチャートである。以下に図23を参照して
本実施形態の作用を説明する。図22に示すような配列
でバンプが形成された基板または電子部品等の試料に対
して、レーザを走査する方式で三角測量の原理により試
料の高さと反射光の強度分布を得る手段(三次元計測手
段)と、検査対象に対して全周囲方向から、試料面に対
して平行に近い角度から投影された拡散光の反射像を得
る手段(二次元計測手段)を用いて画像データを得て入
力する(ステップS101、S105)。
置の座標、もしくは外接矩形の中心位置が最低でも求め
られ(以下両方を総称して位置座標と呼ぶ)、それに加
えて面積、濃淡情報(または高さの分布情報)、外接矩
形の各辺の長さ、直径の平均値などのバンプの特徴量が
求められる。これらのデータを用いて粒子解析の手法に
より、各バンプのクラス分けを行う(ステップS10
2、S106)。粒子解析手段で求めたデータは欠陥検
出手段に転送され、このデータに基づいて欠陥判定が行
われる。
に示した手段により算出する(ステップS103、S1
07)。図22に示した検査対象では、水平方向の基準
線101を求め、各バンプ100の基準線101からの
縦方向距離を第1実施形態で用いた距離を求める以下の
計算式により計算する。
り、各バンプ100が何行目に帰属するのかを計算す
る。次に、各行に帰属したバンプ100の縦方向位置の
順列を計算する。各バンプ100が何行目の何番目に位
置するのかを計算してこれを位置を表わすID情報とす
る(図24)。前述の粒子解析手段によって求めた各バ
ンプの特徴量をID情報と関連付けて管理する(ステッ
プS104、S108)。
手段による測定結果の照合による良否判定の方法は第3
実施形態と同様である(ステップS109、S11
0)。
欠損している位置を有している等により付加的な情報を
必要とする場合は、配列の計算手段において、ティーチ
ング(標準試料を計測する等の方法で欠損のある位置を
予め登録する作業)等の手法を用いて欠損位置(欠落
部)の登録を画像データ入力の前に行っておけばよい
(ステップS100)。
像データを用いて、各測定対象の位置座標から推定され
る理想的な格子および格子の間隔を生成するようにした
ので、設計データ上の検査対象位置や検査対象全体の個
数を予め登録することなしに、欠陥の検出を高精度に行
なうことができる。また、カメラの分解能、角度、レン
ズの歪みなどが異なっていても、その測定系における、
理想的な格子を直ちにつくることができる。
異なるセンサーで測定している場合においても、それぞ
れの画素分解能、傾き、像面の歪みなどが異なっていて
も、それらを補正、校正することなく、直接、測定対象
の位置により推定される格子の位置情報をもとに、それ
ぞれの画像解析の結果を比較・対応させて、統合的に検
査対象の欠陥などの情報を提供することができる。
メラにより撮像した場合の模式図である。
出装置の構成を示すブロック図である。
検索領域に入る隣のバンプを検索する手順を説明するた
めの図である。
トである。
位置座標Pから直線CDまでの距離dを求める手順を説
明するための図である。
順を示すフローチャートである。
の図である。
の図である。
示すフローチャートである。
ある。
配列された例を示す図である。
の方法を説明するための図である。
の方法を説明するための図である。
わせた測定システムの機能ブロック図である。
示す図である。
検出装置の構成を示すブロック図である。
いて説明するための図である。
れたようすを示す図である。
要約したフローチャートである。
てのはんだバンプの配列を模式的に示す図である。
チャートである。
である。
Claims (9)
- 【請求項1】 複数の画像測定手段を用いて測定を行う
ことにより検査対象の欠陥位置を検出する欠陥検出装置
において、 前記複数の画像測定手段はそれぞれ、少なくとも一方向
に対して所定の規則で配列された複数の検査対象につい
て、各検査対象の検査をする検査手段と、 検査がなされた各検査対象の状態と、各検査対象の位置
を表わすID情報とを対応付けて記憶する記憶手段と、
を具備し、 前記複数の画像測定手段のそれぞれの検査結果を、各検
査対象の位置を表わすID情報に基づいて対応させ、総
合的に欠陥を判定する判定手段を有することを特徴とす
る欠陥検出装置。 - 【請求項2】 前記複数の画像測定手段はそれぞれに、
検査、判定手段を持ち、各検査対象の状態に応じて、各
検査対象をクラス分けするクラス分け手段を持ち、各検
査対象の位置を表すID情報とを対応付けて記憶するこ
とを特徴とする請求項1記載の欠陥検出装置。 - 【請求項3】 前記複数の画像測定手段は各々測定のた
めの光学系を有し、各光学系は、前記検査対象に関連し
て設けられた共通の対物レンズを有することを特徴とす
る請求項1記載の欠陥検出装置。 - 【請求項4】 前記共通の対物レンズを透過した反射光
を、各光源の波長帯域に基づいて分離する分離手段を有
し、分離された反射光は前記複数の画像測定手段のそれ
ぞれの検出部に導かれることを特徴とする請求項3記載
の欠陥検出装置。 - 【請求項5】 所定の規則で縦及び横方向に配置された
複数の検査対象の欠陥位置を検出する欠陥検出装置であ
って、 所定の方法により複数の検査対象を検索する検索手段
と、 検索された複数の検査対象から選択された、所定距離離
れた2つの検査対象を結ぶ基準線と、検査対象間の距離
に関する設計値とに基づいて仮想的な格子線を作成し
て、この格子線の各交点上に検査対象が存在するか否か
により欠陥位置を検出する検出手段と、 を具備することを特徴とする欠陥検出装置。 - 【請求項6】 所定の規則で縦及び横方向に配置された
複数の検査対象の欠陥位置を検出する欠陥検出装置であ
って、 所定の方法により複数の検査対象を検索する検索手段
と、 検索された複数の検査対象から選択された、所定距離離
れた2つの検査対象を結ぶ基準線と、この基準線長を前
記基準線間に存在するバンプの個数−1で割ることによ
り求めた各検査対象間の距離とに基づいて仮想的な格子
線を作成して、この格子線の各交点上に検査対象が存在
するか否かにより欠陥位置を検出する検出手段と、 を具備することを特徴とする欠陥検出装置。 - 【請求項7】 所定の規則で縦及び横方向に配置された
複数の検査対象の欠陥位置を検出する欠陥検出装置であ
って、 所定の方法により複数の検査対象を検索する検索手段
と、 検索された複数の検査対象から選択された、所定距離離
れた2つの検査対象を結ぶ基準線と、検査対象間の距離
に関する設計値とに基づいて仮想的な格子線を作成し、
各検査対象の位置座標を、この検査対象位置から最も近
くに位置する格子線の交点が有する行列番号で置き換
え、当該行列番号位置に検査対象が存在するか否かに基
づいて欠陥位置を検出する検出手段と、 を具備することを特徴とする欠陥検出装置。 - 【請求項8】 前記複数の検査対象が千鳥配列をなして
設けられており、この千鳥配列が奇数列/行であるかあ
るいは偶数列/行であるかにより、それぞれ別々に前記
仮想格子線を作成して検査対象の欠陥位置を検出するこ
とを特徴とする請求項5,6,7のいずれか1つに記載
の欠陥検出装置。 - 【請求項9】 前記複数の検査対象が千鳥配列をなして
設けられており、前記検出手段が検出する前記格子線の
交点として、奇数行に関しては奇数列(又は偶数列)、
偶数行に関しては偶数列(又は奇数列)との交点を用い
ることを特徴とする請求項5,6,7のうちいずれか1
つに記載の欠陥検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11339759A JP2000227319A (ja) | 1998-11-30 | 1999-11-30 | 欠陥検出装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33933598 | 1998-11-30 | ||
JP10-339335 | 1998-11-30 | ||
JP11339759A JP2000227319A (ja) | 1998-11-30 | 1999-11-30 | 欠陥検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000227319A true JP2000227319A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=26576393
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11339759A Pending JP2000227319A (ja) | 1998-11-30 | 1999-11-30 | 欠陥検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000227319A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003097926A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-03 | Nec Corp | Ic外観検査方法 |
US6584420B1 (en) | 1999-11-29 | 2003-06-24 | Olympus Optical Co., Ltd. | Defect examination apparatus |
JP2012098240A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Hitachi High-Technologies Corp | 同心円状パターンの検査装置および検査方法 |
JP2013245023A (ja) * | 2012-05-24 | 2013-12-09 | G D Spa | 包装機械における製品の検査方法 |
US10417756B2 (en) | 2015-01-23 | 2019-09-17 | Hitachi High-Technologies Corporation | Pattern measurement apparatus and defect inspection apparatus |
-
1999
- 1999-11-30 JP JP11339759A patent/JP2000227319A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6584420B1 (en) | 1999-11-29 | 2003-06-24 | Olympus Optical Co., Ltd. | Defect examination apparatus |
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US10417756B2 (en) | 2015-01-23 | 2019-09-17 | Hitachi High-Technologies Corporation | Pattern measurement apparatus and defect inspection apparatus |
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