JP2001298036A - Methods and devices for measuring height and position of bump, and manufacturing and packaging methods of semiconductor device - Google Patents

Methods and devices for measuring height and position of bump, and manufacturing and packaging methods of semiconductor device

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JP2001298036A
JP2001298036A JP2001001134A JP2001001134A JP2001298036A JP 2001298036 A JP2001298036 A JP 2001298036A JP 2001001134 A JP2001001134 A JP 2001001134A JP 2001001134 A JP2001001134 A JP 2001001134A JP 2001298036 A JP2001298036 A JP 2001298036A
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bump
shadow
height
measuring
imaging
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JP2001001134A
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Japanese (ja)
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Mitsuji Inoue
三津二 井上
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bump height measurement method that can quickly and accurately measure the height of a bump. SOLUTION: In this bump height measurement method for measuring the height of a projection-shaped bump B that is formed on the surface of a substrate W, light is applied to the bump at a specific elevation angle to project the shadow of the bump onto the substrate, the shadow length of the bump is obtained according to shadow region information and image information where the image of the shadow region is picked up, and the height of the bump is obtained according to the shadow length and elevation angle.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はワーク表面上に形成
された突起状のバンプ高さ、特に回路基板やLSIチッ
プなどに形成された微小なバンプの高さを高速かつ高精
度に測定するバンプ高さ測定方法、バンプ位置測定方法
およびバンプ高さ測定装置、バンプ位置測定装置ならび
に半導体装置の製造方法、半導体装置の実装方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bump for measuring the height of projecting bumps formed on the surface of a work, particularly the height of minute bumps formed on a circuit board or an LSI chip at high speed and with high accuracy. The present invention relates to a height measuring method, a bump position measuring method, a bump height measuring device, a bump position measuring device, a semiconductor device manufacturing method, and a semiconductor device mounting method.

【0002】[0002]

【従来の技術】物体表面上の突起物の高さを測定する方
法に関しては,光切断法や共焦点法が一般的に知られて
いる。光切断法は突起物の表面に帯状の照明光を斜めか
ら照射し,上方から観察した時に物体表面と突起物の表
面とで生じる帯状光のずれ量から突起物の高さを求める
方法である。共焦点法は光を被測定対象物の表面でスポ
ット状に結像させ,その反射光をピンホールを介して受
光した光量が合焦点位置で最大になることを利用し,物
体の基準面と突起物の二箇所について検出光学系または
ワークを上下に移動して合焦点位置を探索した時の上下
移動量から高さを求める方法である。これらの高さ測定
方法で数百ミクロン程の高さの突起物を高精度に測定す
るにはつぎのような工夫を要する。光切断法の場合は,
帯状光の幅を細くしたり,帯状光を低角度から照射した
り,帯状光のずれを検出する分解能を上げるなどする。
また,共焦点法の場合は,スポット光を小さく絞った
り,上下移動分解能を上げるなどをする。
2. Description of the Related Art As a method for measuring the height of a projection on an object surface, a light section method and a confocal method are generally known. The light-section method irradiates a strip-shaped illumination light obliquely to the surface of a projection, and obtains the height of the projection from the amount of shift of the strip-shaped light generated between the object surface and the surface of the projection when observed from above. . The confocal method focuses light on the surface of an object to be measured in the form of a spot, and uses the fact that the amount of light received through a pinhole at the focal point is maximized. In this method, the height is obtained from the amount of vertical movement when the detection optical system or the workpiece is moved up and down with respect to two projections to search for a focal point. In order to measure a projection having a height of about several hundreds of microns with high accuracy using these height measuring methods, the following measures are required. In the case of the light section method,
The width of the band light is reduced, the band light is irradiated from a low angle, and the resolution for detecting the displacement of the band light is increased.
In the case of the confocal method, the spot light is narrowed down or the resolution of the vertical movement is increased.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記の
ような高さ測定方法で広範囲に散らばった数万点の突起
物を短時間に測定しようとするとつぎのような問題があ
った。すなわち,照明光の高精度な位置決めを一点ずつ
行わなくてはならず,測定効率が非常に低いという問題
があった。そこで本発明は,ワーク表面上に形成された
突起状のバンプの高さを高速かつ高精度に測定すること
ができるバンプ高さ測定方法およびバンプ高さ測定装
置、ならびに半導体装置の製造方法、半導体装置の実装
方法を提供することを目的としている。
However, when trying to measure tens of thousands of projections scattered over a wide area in a short time by the above-described height measuring method, the following problems arise. In other words, there has been a problem that highly accurate positioning of the illumination light must be performed one point at a time, and the measurement efficiency is extremely low. Therefore, the present invention provides a bump height measuring method and a bump height measuring apparatus capable of measuring the height of a projecting bump formed on a work surface at high speed and with high accuracy, a method of manufacturing a semiconductor device, and a method of manufacturing a semiconductor device. It is an object of the present invention to provide a method of mounting a device.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載されたバンプ高さ測定方法の発明
は、ワーク表面に形成された突起状のバンプの高さを測
定するバンプ高さ測定方法において、前記ワーク表面に
形成されたバンプを含む領域に対して所定の仰角で、少
なくとも一方向から照明し、前記バンプの影を前記ワー
ク上に投影する照明工程と、この照明工程で照明されて
いる前記ワーク上の前記領域を撮像して前記バンプの影
を有する画像情報を出力する撮像工程と、この撮像工程
で出力された前記画像情報から前記バンプの影領域を抽
出して影領域情報を出力する影抽出工程と、この影抽出
工程で出力された前記影領域情報と前記撮像工程で出力
された画像情報とから前記バンプの影長さを求める影長
さ演算工程と、この影長さ演算工程から得られた影長さ
と前記仰角から前記バンプの高さを求める高さ演算工程
とを備えたことを特徴としている。また、請求項2に記
載された発明は、請求項1記載のバンプ高さ測定方法に
おいて、上記照明工程は、複数方向から照明する際は個
々に行うものであり、上記撮像工程も上記照明毎に画像
情報を出力するものであることを特徴としている。ま
た、請求項3に記載された発明は、請求項1記載のバン
プ高さ測定方法において、上記照明工程において二方向
から照明する際は、上記ワーク表面に形成された突起状
のバンプに対して相対する方向から個々に照明し、上記
撮像工程も上記照明毎に画像情報を出力するものである
ことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a bump height measuring method for measuring a height of a projecting bump formed on a work surface. In the height measuring method, an illumination step of illuminating a region including a bump formed on the surface of the work at a predetermined elevation angle from at least one direction, and projecting a shadow of the bump on the work, An imaging step of imaging the area on the work that is illuminated with and outputting image information having a shadow of the bump, and extracting a shadow area of the bump from the image information output in the imaging step A shadow extraction step of outputting shadow area information, and a shadow length calculation step of calculating the shadow length of the bump from the shadow area information output in the shadow extraction step and the image information output in the imaging step; this It is characterized in that a height calculation process from the resulting Kagecho and the elevation determining the height of the bump from the length calculation step. According to a second aspect of the present invention, in the bump height measuring method according to the first aspect, the illuminating step is performed individually when illuminating from a plurality of directions. It is characterized by outputting image information. According to a third aspect of the present invention, in the bump height measuring method according to the first aspect, when illuminating from two directions in the illuminating step, the bump-shaped bumps formed on the surface of the workpiece are not removed. It is characterized in that the light is individually illuminated from opposite directions, and the image capturing step also outputs image information for each of the illuminations.

【0005】また、請求項4に記載された発明は、請求
項1記載のバンプ高さ測定方法において、上記照明工程
において一方向から照明する際は、上記影長さ演算工程
で上記影抽出工程から出力された影領域情報内の仮の影
先端位置を基準として、上記撮像工程から出力された画
像情報から本来の影先端位置とバンプ中心位置を探索
し、その二点間距離を影長さとすることを特徴としてい
る。また、請求項5に記載された発明は、請求項1記載
のバンプ高さ測定方法において、上記照明工程において
二方向から照明する際は、上記影長さ演算工程で各照明
毎の上記影抽出工程から出力された影領域情報内の仮の
影先端位置を基準として、上記撮像工程から出力された
各照明毎の画像情報から本来の影先端位置を探索し、そ
の二点間距離を影長さとすることを特徴としている。ま
た、請求項6に記載された発明は、請求項1記載のバン
プ高さ測定方法において、上記影長さ演算工程におい
て、上記撮像工程から出力された画像情報内の影部分と
影がないワーク部分の画素の明るさからしきい値を決め
て影先端位置を探索することを特徴としている。また、
ワーク表面に形成された突起状のバンプの高さを測定す
るバンプ高さ測定装置において、前記ワークを保持して
相対的に位置決めする保持部と、この保持部に保持され
た前記ワークの前記バンプを含む領域に対して所定の仰
角で、少なくとも一方向から照明し、前記バンプの影を
前記ワーク上に投影する照明部と、この照明部で照明さ
れている前記ワーク上の前記領域を撮像して前記バンプ
の影を有する画像情報を出力する撮像部と、この撮像部
で出力された前記画像情報から前記バンプの影領域を抽
出して影領域情報を出力する影抽出部と、この影抽出部
で出力された前記影領域情報と前記撮像工程で出力され
た画像情報とから前記バンプの影長さを求める影長さ演
算部と、この影長さ演算部から得られた影長さと前記仰
角から前記バンプの高さを求める高さ演算部とを備えた
ことを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the bump height measuring method according to the first aspect, when illuminating from one direction in the illumination step, the shadow extraction step is performed in the shadow length calculation step. With reference to the provisional shadow tip position in the shadow area information output from, the original shadow tip position and bump center position are searched from the image information output from the imaging step, and the distance between the two points is defined as the shadow length. It is characterized by doing. According to a fifth aspect of the present invention, in the bump height measuring method according to the first aspect, when illuminating from two directions in the illumination step, the shadow extraction for each illumination is performed in the shadow length calculation step. With reference to the provisional shadow tip position in the shadow area information output from the process, the original shadow tip position is searched from the image information for each illumination output from the imaging step, and the distance between the two points is determined as the shadow length. It is characterized by that. According to a sixth aspect of the present invention, in the bump height measuring method according to the first aspect, in the shadow length calculating step, there is no shadow portion and no shadow in the image information output from the imaging step. The method is characterized in that a threshold value is determined based on the brightness of a pixel in a portion and a shadow tip position is searched. Also,
In a bump height measuring device for measuring the height of a projecting bump formed on a surface of a work, a holding unit for holding and relatively positioning the work, and the bump of the work held by the holding unit An illumination unit that illuminates the region including at least a predetermined angle of elevation from at least one direction and projects the shadow of the bump onto the work, and captures an image of the region on the work that is illuminated by the illumination unit. An image capturing unit that outputs image information having the shadow of the bumps, a shadow extracting unit that extracts the shadow area of the bump from the image information output by the image capturing unit, and outputs shadow area information; A shadow length calculator for calculating the shadow length of the bump from the shadow area information output by the section and the image information output in the imaging step; and a shadow length obtained from the shadow length calculator. The bump from elevation It is characterized in that a height calculation unit for obtaining the height.

【0006】シリコンウエハ上にIC回路を作り込んだ
ICチップを作成する前工程と、前記ICチップを切り
分け、それらのICチップをリードフレームに搭載し、
前記ICチップと前記リードフレームのそれぞれの電極
同士をボンディングにより電気的に接続し、そのICチ
ップをモールド樹脂で封入する後工程と、により半導体
装置を製造する半導体装置の製造方法において、前記ボ
ンディングは、前記ICチップのボンディングパット上
にあらかじめバンプを形成するバンプ形成工程と、前記
バンプの高さを測定する測定工程と、この測定工程によ
り測定されたバンプ高さが所定の範囲内である場合に前
記バンプとリードフレームとを電気的に接続する接続工
程とから成り、前記測定工程として請求項1に記載のバ
ンプ高さ測定方法を用いて前記バンプ高さを測定するこ
とを特徴としている。シリコンウエハ上にIC回路を作
り込んだICチップを作成する前工程と、前記ICチッ
プを切り分け、それらのICチップをリードフレームに
搭載し、前記ICチップと前記リードフレームのそれぞ
れの電極同士をボンディングにより電気的に接続し、そ
のICチップをモールド樹脂で封入する後工程と、によ
り半導体装置を製造する半導体装置の製造方法におい
て、前記ボンディングは、前記ICチップ上またはテー
プ上の少なくとも一方にあらかじめバンプを形成するバ
ンプ形成工程と、前記バンプの高さを測定する測定工程
と、この測定工程により測定されたバンプ高さが所定の
範囲内である場合に前記ICチップと前記テープとを前
記バンプを介して電気的に接続する接続工程とから成
り、前記測定工程として請求項1に記載のバンプ高さ測
定方法を用いて前記バンプ高さを測定することを特徴と
している。
[0006] A pre-process for preparing an IC chip in which an IC circuit is formed on a silicon wafer and the IC chip are separated, and these IC chips are mounted on a lead frame.
A step of electrically connecting the respective electrodes of the IC chip and the lead frame by bonding, and encapsulating the IC chip with a molding resin; and A bump forming step of forming a bump on the bonding pad of the IC chip in advance, a measuring step of measuring the height of the bump, and a step of measuring the height of the bump within a predetermined range. And a connection step of electrically connecting the bump and the lead frame, wherein the bump height is measured using the bump height measurement method according to claim 1 as the measurement step. A pre-process for preparing an IC chip in which an IC circuit is formed on a silicon wafer, the IC chip is separated, the IC chips are mounted on a lead frame, and the respective electrodes of the IC chip and the lead frame are bonded to each other. And a post-process in which the IC chip is encapsulated with a mold resin, and the semiconductor device is manufactured by a post-process, wherein the bonding is performed by previously bumping at least one of the IC chip and the tape. Forming a bump, measuring the height of the bump, and, when the bump height measured in the measuring step is within a predetermined range, removing the bump from the IC chip and the tape. A connection step of making electrical connection via a connection line. With up height measurement method is characterized by measuring the bump height.

【0007】また、半導体素子を集積した集積回路を備
えた半導体装置をプリント基板上にバンプを介して実装
する半導体装置の実装方法において、前記半導体装置ま
たは前記プリント基板上の少なくとも一方にあらかじめ
バンプを形成するバンプ形成工程と、前記バンプの高さ
を測定する測定工程と、この測定工程により測定された
バンプ高さが所定の範囲内である場合に前記半導体装置
と前記プリント基板とを前記バンプを介して電気的に接
続する接続工程とから成り、前記測定工程として請求項
1に記載のバンプ高さ測定方法を用いて前記バンプ高さ
を測定することを特徴としている。上記手段を講じた結
果、つぎのような作用が生じる。請求項1に記載の発明
によれば、ワークを高精度に位置決めしたり測定機器の
分解能を向上させる必要がない。したがって容易に高速
かつ高精度にバンプ高さを測定することができる。請求
項2に記載の発明によれば、各バンプについて複数枚の
画像を得ること,つまり情報量が増えることで高精度に
バンプの高さを測定できる。請求項3に記載の発明によ
れば、相対する二つの影を使うこと,つまり情報量が増
えることで高精度にバンプの高さを測定できる。
Further, in a semiconductor device mounting method for mounting a semiconductor device having an integrated circuit in which semiconductor elements are integrated on a printed circuit board via bumps, the method may include the step of forming a bump on at least one of the semiconductor device and the printed circuit board in advance. Forming a bump to be formed, a measuring step of measuring the height of the bump, and, when the bump height measured in the measuring step is within a predetermined range, the semiconductor device and the printed board are separated from the bump by the bump. And a connection step of electrically connecting the bumps via a bump. The method according to claim 1, wherein the bump height is measured using the bump height measurement method according to claim 1. As a result of taking the above-described measures, the following effects are produced. According to the first aspect of the present invention, there is no need to position the workpiece with high accuracy or to improve the resolution of the measuring device. Therefore, the bump height can be easily measured with high speed and high accuracy. According to the second aspect of the invention, a plurality of images are obtained for each bump, that is, the height of the bump can be measured with high accuracy by increasing the amount of information. According to the third aspect of the present invention, the height of the bump can be measured with high accuracy by using two opposing shadows, that is, by increasing the amount of information.

【0008】請求項4に記載の発明によれば、撮像回数
が一回で済み高速にバンプ高さを測定することができ
る。請求項5に記載の発明によれば、相対する二つの影
を使うこと,つまり情報量が増えることで高精度にバン
プの高さを測定できる。請求項6に記載の発明によれば
上記照明工程における照明の強さの変動や照射むらもし
くは撮像レンズのシェーディングなどがあってもしきい
値が追従し,高精度にバンプの高さを測定できる。ま
た、ワーク表面に形成されたバンプの高さを測定するバ
ンプ高さ測定方法において、前記ワーク表面に対して所
定の仰角で所定方向から前記バンプを照明し、このバン
プの影を前記ワーク表面に投影させる工程と、この影を
含む前記ワーク表面を撮像する工程と、この撮像により
得られた画像情報に基づいてこの影の主軸および先端位
置を求める工程と、前記ワーク表面に対して所定の仰角
で前記所定方向とは異なり、かつ前記所定方向とは相対
しない方向から前記バンプを照明し、このバンプの影を
前記ワーク表面に投影させる工程と、この影を含む前記
ワーク表面を撮像する工程と、この撮像により得られた
画像情報に基づいてこの影の主軸および先端位置を求め
る工程と、求められた前記各主軸、前記各先端位置およ
び前記仰角に基づいて前記バンプの高さを測定する工程
とを備えることを特徴とするバンプ高さ測定方法であ
る。
According to the fourth aspect of the present invention, the number of times of imaging is one, and the bump height can be measured at a high speed. According to the fifth aspect of the present invention, the height of the bump can be measured with high accuracy by using two opposing shadows, that is, by increasing the amount of information. According to the sixth aspect of the present invention, the threshold value follows even if the illumination intensity fluctuates in the illumination step, irradiation unevenness, or shading of the imaging lens, and the bump height can be measured with high accuracy. In a bump height measuring method for measuring a height of a bump formed on a work surface, the bump is illuminated from a predetermined direction at a predetermined elevation angle with respect to the work surface, and a shadow of the bump is formed on the work surface. Projecting; imaging the work surface including the shadow; obtaining the principal axis and tip position of the shadow based on image information obtained by the imaging; and setting a predetermined elevation angle with respect to the work surface. A step of illuminating the bump from a direction different from the predetermined direction and not opposite to the predetermined direction, projecting a shadow of the bump on the work surface, and capturing an image of the work surface including the shadow. Determining the principal axis and tip position of the shadow based on the image information obtained by the imaging; and determining the principal axis, the tip position, and the elevation angle based on the determined principal axes, the tip positions, and the elevation angle. A bump height measurement method characterized by comprising the step of have measured the height of the bumps.

【0009】また、複数の平行な直線に沿ってワーク表
面に配設される複数個のバンプの高さを測定するバンプ
高さ測定方法において、前記直線とは平行でない方向か
ら、前記ワーク表面に対して所定の仰角で前記バンプを
照明し、このバンプの影を前記ワーク表面に投影させる
工程と、この影を含む前記ワーク表面を撮像する工程
と、この撮像により得られた画像情報に基づいてこの影
の主軸および先端位置を求める工程と、前記直線とは平
行でない方向であってかつ前記照明の方向とは相対しな
い方向から前記ワーク表面に対して所定の仰角で前記バ
ンプを照明し、このバンプの影を前記ワーク表面に投影
させる工程と、この影を含む前記ワーク表面を撮像する
工程と、この撮像により得られた画像情報に基づいてこ
の影の主軸および先端位置を求める工程と、求められた
前記各主軸、前記各先端位置および前記仰角に基づいて
前記バンプの高さを測定する工程とを備えることを特徴
とするバンプ高さ測定方法である。また、前記撮像は、
複数の画素を備える撮像素子を用いて画素ごとに明るさ
に基づいた多値の数値データを得る工程を備え、前記先
端位置は、前記数値データを結んで得られる波形と所定
のしきい値との交点を算出して前記先端位置を得る工程
を備えることを特徴とする請求項7または請求項8記載
のバンプ高さ測定方法である。
Further, in the bump height measuring method for measuring the height of a plurality of bumps arranged on a work surface along a plurality of parallel straight lines, the bump height measuring method may include: Illuminating the bump at a predetermined elevation angle, projecting a shadow of the bump on the work surface, imaging the work surface including the shadow, and based on image information obtained by the imaging. Determining the main axis and tip position of the shadow, and illuminating the bump at a predetermined elevation angle with respect to the work surface from a direction that is not parallel to the straight line and that is not opposite to the direction of the illumination; Projecting the shadow of the bump on the surface of the work, imaging the surface of the work including the shadow, and determining the principal axis and the tip of the shadow based on image information obtained by the imaging. A step of determining the position, the obtained each spindle, wherein a bump height measurement method characterized by based on each tip position and the elevation angle and a step of measuring the height of the bump. Further, the imaging includes:
A step of obtaining multi-valued numerical data based on brightness for each pixel using an image pickup device having a plurality of pixels, wherein the tip position is a waveform and a predetermined threshold obtained by connecting the numerical data. 9. The bump height measuring method according to claim 7, further comprising a step of calculating an intersection of the bump height and obtaining the tip position.

【0010】また、ワーク表面に形成されたバンプの位
置を測定するバンプ位置測定方法において、所定方向か
ら前記バンプを照明し、このバンプの影を前記ワーク表
面に投影させる工程と、この影を含む前記ワーク表面を
撮像する工程と、この撮像により得られた画像情報に基
づいてこの影の主軸を求める工程と、前記所定方向とは
異なり、かつ前記所定方向とは相対しない方向から前記
バンプを照明し、このバンプの影を前記ワーク表面に投
影させる工程と、この影を含む前記ワーク表面を撮像す
る工程と、この撮像により得られた画像情報に基づいて
この影の主軸を求める工程と、求められた前記2つの主
軸の交点を求める工程と、を備えることを特徴とするバ
ンプ位置測定方法である。また、ワーク表面に形成され
たバンプの高さを測定するバンプ高さ測定装置におい
て、前記ワーク表面に対して所定の仰角で所定方向から
前記バンプを照明し、このバンプの影を前記ワーク表面
に投影させるための照明手段と、この影を含む前記ワー
ク表面を撮像する撮像手段と、この撮像により得られた
画像情報に基づいてこの影の主軸および先端位置を求め
る演算手段と、前記ワーク表面に対して所定の仰角で、
かつ、前記所定方向とは異なるとともに前記所定方向と
は相対しない方向から前記バンプを照明し、このバンプ
の影を前記ワーク表面に投影させる照明手段と、この影
を含む前記ワーク表面を撮像する撮像手段と、この撮像
により得られた画像情報に基づいてこの影の主軸および
先端位置を求める演算手段と、求められた前記各主軸、
前記各先端位置および前記仰角に基づいて前記バンプの
高さを測定する測定手段とを備えることを特徴とするバ
ンプ高さ測定装置である。
In a bump position measuring method for measuring a position of a bump formed on a work surface, the method includes illuminating the bump from a predetermined direction, and projecting a shadow of the bump on the work surface, and including the shadow. Imaging the surface of the work, obtaining the principal axis of the shadow based on image information obtained by the imaging, and illuminating the bump from a direction different from the predetermined direction and not opposite to the predetermined direction. Projecting the shadow of the bump onto the surface of the work, imaging the surface of the work including the shadow, and obtaining a principal axis of the shadow based on image information obtained by the imaging. Obtaining a point of intersection of the two main axes obtained. In a bump height measuring device for measuring a height of a bump formed on a work surface, the bump is illuminated from a predetermined direction at a predetermined elevation angle with respect to the work surface, and a shadow of the bump is formed on the work surface. Illuminating means for projecting, imaging means for imaging the work surface including the shadow, calculation means for obtaining the main axis and tip position of the shadow based on image information obtained by the imaging, and At a given elevation angle,
An illumination unit that illuminates the bump from a direction different from the predetermined direction and is not opposite to the predetermined direction, and projects a shadow of the bump on the work surface; and an imaging unit that captures an image of the work surface including the shadow. Means for calculating the main axis and tip position of the shadow based on the image information obtained by the imaging; and the main axes determined,
Measuring means for measuring the height of the bump based on each of the tip positions and the elevation angle.

【0011】また、ワーク表面に形成されたバンプの位
置を測定するバンプ位置測定装置において、所定方向か
ら前記バンプを照明し、このバンプの影を前記ワーク表
面に投影させる第1の照明手段と、この影を含む前記ワ
ーク表面を撮像する第1の撮像手段と、この撮像により
得られた画像情報に基づいてこの影の主軸を求める演算
手段と、前記所定方向とは異なり、かつ前記所定方向と
は相対しない方向から前記バンプを照明し、このバンプ
の影を前記ワーク表面に投影させる第2の照明手段と、
この影を含む前記ワーク表面を撮像する第2の撮像手段
工程と、この撮像により得られた画像情報に基づいてこ
の影の主軸を求める演算手段と、求められた前記2つの
主軸の交点を求める演算手段とを備えることを特徴とす
るバンプ位置測定装置。また、金属シート上に金属ペー
ストを印刷してバンプを形成する工程と、前記記載のバ
ンプ高さ測定方法を用いて前記バンプの高さを測定する
工程と、絶縁シートの一方の面側にICチップを搭載す
る工程と、前記絶縁シートの他方の面と前記バンプが形
成された面とを対向させた後加圧を行い、前記バンプと
前記ICチップの電極部とを前記絶縁シート越しに電気
的に接続させる工程と、前記金属シートの所定部分をエ
ッチングし、配線パターンを形成する工程とを備えるこ
とを特徴とする半導体チップの製造方法である。
In a bump position measuring device for measuring a position of a bump formed on a work surface, a first illuminating means for illuminating the bump from a predetermined direction and projecting a shadow of the bump on the work surface; First imaging means for imaging the work surface including the shadow, calculation means for calculating the main axis of the shadow based on image information obtained by the imaging, and different from the predetermined direction, and A second illuminating means for illuminating the bumps from directions not opposed to each other and projecting a shadow of the bumps on the work surface;
A second imaging step for imaging the surface of the work including the shadow, a calculating means for determining a main axis of the shadow based on image information obtained by the imaging, and obtaining an intersection of the obtained two main axes. A bump position measuring device comprising: a calculating means. A step of forming a bump by printing a metal paste on a metal sheet; a step of measuring the height of the bump using the bump height measurement method described above; and a step of forming an IC on one surface of the insulating sheet. A step of mounting a chip, and after pressing the other surface of the insulating sheet and the surface on which the bumps are formed, pressurizes, and electrically connects the bumps and the electrode portions of the IC chip through the insulating sheet. And a step of forming a wiring pattern by etching a predetermined portion of the metal sheet.

【0012】また、ワーク表面に形成されたバンプの高
さを測定するバンプ高さ測定方法において、前記ワーク
表面に対して略垂直方向から光を落射照明する工程と、
照明された前記ワーク表面を撮像する工程と、この撮像
により得られた画像情報に基づいて前記バンプの位置を
求める工程と、前記ワーク表面に対して所定の仰角で光
を照明し、前記バンプの影を前記ワーク表面に投影させ
る工程と、この影を含む前記ワーク表面を撮像する工程
と、この撮像により得られた画像情報に基づいて前記影
の先端位置を求める工程と、前記バンプの位置、前記先
端位置および前記仰角に基づいて前記バンプの高さを求
める工程とを備えることを特徴とするバンプ高さ測定方
法である。
In a bump height measuring method for measuring a height of a bump formed on a work surface, a step of illuminating the work surface with incident light from a direction substantially perpendicular thereto,
Imaging the illuminated surface of the work, obtaining the position of the bump based on image information obtained by the imaging, illuminating the work surface with light at a predetermined elevation angle, Projecting a shadow on the work surface, imaging the work surface including the shadow, obtaining a tip position of the shadow based on image information obtained by the imaging, and a position of the bump; Obtaining a height of the bump based on the tip position and the elevation angle.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1は本発
明の実施例に係るバンプ高さ測定装置10の構成を示す
ブロック図,図2の(a),(b)はバンプ高さ測定装
置10の要部を示す図であって,図2の(a)は平面
図,(b)は(a)中A−A'線で切断した断面図であ
る。なお,図2中Wは基板(ワーク),Bは基板W上に
突起状に形成されたバンプを示している。また,図2中
XY線は互いに直交する水平方向の軸を示している。バ
ンプ高さ測定装置10は,基板Wを水平に保持するとと
もに後述するCCDカメラ31に対して相対的に位置決
めする保持部20と,この保持部20の上方に配置され
た光学系部(照明部および撮像部)30と保持部20お
よび光学系部30を制御する制御部40とを備えてい
る。保持部20は,その上面に基板Wを吸着保持すると
ともに位置決めするXYテーブル21を備えている。光
学系部30は,XYテーブル21に対向配置されたCC
Dカメラ31と,このCCDカメラ31の撮像領域を照
明する平行照明光源である第1の基本光源32a,第2
の基本光源32bおよび第1の予備光源33a,第2予
備光源33bとを備えている。
(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a bump height measuring apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) show bumps. FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a main part of the height measuring device 10, wherein FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. In FIG. 2, W indicates a substrate (work), and B indicates a bump formed on the substrate W in a protruding manner. In addition, XY lines in FIG. 2 indicate horizontal axes orthogonal to each other. The bump height measuring apparatus 10 includes a holding unit 20 that holds the substrate W horizontally and positions the substrate W relatively to a CCD camera 31 described later, and an optical system unit (illumination unit) disposed above the holding unit 20. And an imaging unit) 30 and a control unit 40 for controlling the holding unit 20 and the optical system unit 30. The holding section 20 has an XY table 21 for holding and positioning the substrate W by suction on the upper surface thereof. The optical system unit 30 includes a CC arranged opposite to the XY table 21.
D camera 31, a first basic light source 32 a, which is a parallel illumination light source for illuminating the imaging area of the CCD camera 31,
, A first auxiliary light source 33a, and a second auxiliary light source 33b.

【0014】第1の基本光源32a,第2の基本光源3
2bはCCDカメラ31の撮像領域Rを挟んで相対して
配置されるとともに,それぞれX軸に対して30度回転
した位置に,かつ基板Wに対して30度の仰角をもって
配置されている。第1の予備光源33a,第2の予備光
源33bはCCDカメラ31の撮像領域Rを挟んで相対
して配置されるとともに,それぞれY軸に対して30度
回転した位置に,かつ基板Wに対して30度の仰角をも
って配置されている。制御部40は,CPU41とこの
CPU41に接続された画像処理回路42,バンプ高さ
データを表示するCRT等の表示部43と,バンプ高さ
データを記憶するハードディスク等のデータ記憶部44
とを備えている。CPU41は画像処理回路42から得
られた影の長さのデータLおよび第1の基本光源32
a,第2の基本光源32bの仰角からバンプ高さを演算
するとともに予め格納されているプログラムに従って保
持部20,光学系部30および画像処理回路42を後述
するように制御する機能を有している。また,画像処理
回路42はCCDカメラ31からの画像信号,すなわち
第1の基本光源32aと基本光源32bとを交互に点灯
させた時の画像信号がそれぞれ入力され,これらを画像
処理演算して影を抽出し,影の長さのデータLを出力す
る機能を有している。画像処理演算については後述す
る。
The first basic light source 32a and the second basic light source 3
2b are arranged opposite to each other with the imaging region R of the CCD camera 31 interposed therebetween, and are arranged at positions rotated by 30 degrees with respect to the X axis and at an elevation angle of 30 degrees with respect to the substrate W, respectively. The first preliminary light source 33a and the second preliminary light source 33b are arranged opposite to each other with the imaging region R of the CCD camera 31 interposed therebetween, and are respectively rotated by 30 degrees with respect to the Y axis and with respect to the substrate W. At an elevation of 30 degrees. The control unit 40 includes a CPU 41, an image processing circuit 42 connected to the CPU 41, a display unit 43 such as a CRT for displaying bump height data, and a data storage unit 44 such as a hard disk for storing bump height data.
And The CPU 41 controls the shadow length data L obtained from the image processing circuit 42 and the first basic light source 32.
a, a function of calculating the bump height from the elevation angle of the second basic light source 32b and controlling the holding unit 20, the optical system unit 30, and the image processing circuit 42 according to a program stored in advance as described later. I have. The image processing circuit 42 receives an image signal from the CCD camera 31, that is, an image signal when the first basic light source 32a and the basic light source 32b are turned on alternately. And a function of outputting shadow length data L. The image processing operation will be described later.

【0015】このように構成されたバンプ高さ測定装置
10では,つぎのようにして基板W表面上のバンプBの
高さを計測する。なお基板Wは例えば540mm×44
0mm,厚さ35μmの銅箔である。また,バンプBは
例えば高さ100〜300μm,直径100〜300μ
mの円錐状に形成されたものが約2万個配置されてい
る。保持部20のXYテーブル21に基板Wを吸着保持
させ,予めCPU41にプログラムされた視野座標に基
づいてCCDカメラ31の視野座標にXYテーブル21
を位置決めする。図3の(a)に示すように画像同期信
号(VD)により第1の基本光源32aを所定時間点灯
(右ストロボ)し,CCDカメラ31で撮像し,影のみ
を抽出できる所定レベルで二値化し,画像処理回路42
内の画像メモリM1に記憶する。図4の(a)は画像メ
モリM1に記憶された画像の模式図である。なお,図4
の(a)中S1はバンプBの影部分,T1は影の以外の
部分を示している。つぎに図3の(b)に示すように画
像同期信号(VD)により第2の基本光源32bを所定
時間点灯(左ストロボ)し,同様にCCDカメラ31で
撮像し,影のみを抽出できる所定レベルで二値化し,画
像を画像メモリM2に記憶する。図4の(b)は画像メ
モリM2に記憶された画像の模式図である。なお,図4
の(b)中S2はバンプBの影部分,T2は影の以外の
部分を示している。
In the bump height measuring apparatus 10 configured as described above, the height of the bump B on the surface of the substrate W is measured as follows. The substrate W is, for example, 540 mm × 44
It is a copper foil having a thickness of 0 mm and a thickness of 35 μm. The bump B has a height of 100 to 300 μm and a diameter of 100 to 300 μm, for example.
About 20,000 m-shaped cones are arranged. The substrate W is sucked and held on the XY table 21 of the holding unit 20, and the XY table 21 is added to the view coordinates of the CCD camera 31 based on the view coordinates programmed in advance in the CPU 41.
Position. As shown in FIG. 3 (a), the first basic light source 32a is turned on (right strobe) for a predetermined time by an image synchronization signal (VD), an image is picked up by the CCD camera 31, and binary light is extracted at a predetermined level at which only a shadow can be extracted. Image processing circuit 42
In the image memory M1. FIG. 4A is a schematic diagram of an image stored in the image memory M1. Note that FIG.
In (a), S1 denotes a shadow portion of the bump B, and T1 denotes a portion other than the shadow. Next, as shown in FIG. 3B, the second basic light source 32b is turned on (left strobe) for a predetermined time by the image synchronization signal (VD), and similarly, the CCD camera 31 takes an image to extract only the shadow. The image is binarized at the level, and the image is stored in the image memory M2. FIG. 4B is a schematic diagram of an image stored in the image memory M2. Note that FIG.
In (b), S2 indicates a shadow portion of the bump B, and T2 indicates a portion other than the shadow.

【0016】また,図4中破線はバンプBの位置を示し
ている。なおCCDカメラ31の視野内には複数のバン
プBが存在するがここでは1個のバンプBについてのみ
説明する。つぎに画像処理回路42では,画像メモリM
1について図4の(c)に示すように影S1の先端位置
(x2,y2)を外接長方形処理によって求める。同様
に画像メモリM2についても図4の(d)に示すように
影S2の先端位置(x1,y1)を外接長方形処理によ
って求める。 なお,影S1の先端位置(x2,y2)と相対する影S
2の先端位置(x1,y1)からバンプBの高さを求め
るには二つの座標がバンプBの影であることを関連付け
なければならない。 まず画像メモリM1から影S1の外接長方形において影
の先端位置(x2,y2)を示すコーナー座標と対角の
座標(x2a,y2a)を求め,画像メモリM2から影
S2の外接長方形において影の先端位置(x1,y1)
を示すコーナー座標と対角の座標(x1a,y1a)を
求め,図4の(e)に示すように影S1の(x2a,y
2a)に最も近い(x1a,y1a)がある外接長方形
を影S2とする。これにより二つの影(S1,S2)は
バンプBの影とすることができる。
The broken line in FIG. 4 indicates the position of the bump B. Although there are a plurality of bumps B in the field of view of the CCD camera 31, only one bump B will be described here. Next, in the image processing circuit 42, the image memory M
As shown in FIG. 4C, the tip position (x2, y2) of the shadow S1 is determined by circumscribing rectangle processing. Similarly, for the image memory M2, as shown in FIG. 4D, the tip position (x1, y1) of the shadow S2 is obtained by circumscribed rectangle processing. The shadow S1 that is opposite to the tip position (x2, y2) of the shadow S1
In order to determine the height of the bump B from the two tip positions (x1, y1), it is necessary to associate the two coordinates as the shadow of the bump B. First, the corner coordinates and the diagonal coordinates (x2a, y2a) indicating the tip position (x2, y2) of the shadow in the circumscribed rectangle of the shadow S1 are obtained from the image memory M1, and the tip of the shadow in the circumscribed rectangle of the shadow S2 is obtained from the image memory M2. Position (x1, y1)
Are obtained and the coordinates (x1a, y1a) of the diagonal are obtained, and (x2a, y) of the shadow S1 are obtained as shown in FIG.
A circumscribed rectangle having (x1a, y1a) closest to 2a) is defined as a shadow S2. Thus, the two shadows (S1, S2) can be the shadows of the bump B.

【0017】ここでバンプBの相対する二つの影の長さ
Lは,影S1の先端位置(x2,y2)と影S2の先端
位置(x1,y1)を結ぶ直線の長さであり,次式で算
出できる。
Here, the length L of the two opposing shadows of the bump B is the length of a straight line connecting the tip position (x2, y2) of the shadow S1 and the tip position (x1, y1) of the shadow S2. It can be calculated by the formula.

【0018】[0018]

【数1】 つぎに(1)式で算出した影の長さLと第1の基本光源
32a,第2の基本光源32bの仰角θ(この場合には
30度)から次式でバンプ高さHを算出する。すなわ
ち, H=(L/2)×tanθ ... ...(2) 上記方法によりバンプ高さを求めることができるが,バ
ンプ頂上が完全な鋭角とは限らない。バンプ頂上が丸み
を帯びている場合,図5(図5(b)は図5(a)の丸
印部分の拡大図である)に示すように外接長方形のコー
ナーが影の先端にはならない。よって上記方法では高さ
測定値に誤差が生じる可能性がある。また上記方法で
は,所定値で画像を二値化し影を抽出しているが,各撮
像毎に照明光が変動した場合,所定な二値化レベルが一
定であると影長さも変動する。さらに撮像レンズのシェ
ーディングや照明むらなどによって撮像視野内の銅箔の
明るさが異なれば,同様に視野内において影長さが異な
る。つまり視野内に散在するバンプの高さが同じでも影
の長さが異なる。よって,影とそうでない部分の境界
(しきい値)が照明光の変動,撮像レンズのシェーディ
ングや照明むらなどによって変わることは,高さ測定値
に誤差が生じる可能性がある。
(Equation 1) Next, the bump height H is calculated by the following equation from the shadow length L calculated by the equation (1) and the elevation angle θ (30 degrees in this case) of the first basic light source 32a and the second basic light source 32b. . That is, H = (L / 2) × tan θ (2) Although the bump height can be obtained by the above method, the bump top is not always a perfect acute angle. When the bump top is rounded, the corner of the circumscribed rectangle does not become the tip of the shadow as shown in FIG. 5 (FIG. 5B is an enlarged view of the circled portion in FIG. 5A). Therefore, in the above method, an error may occur in the height measurement value. In the above method, the image is binarized with a predetermined value to extract a shadow. However, when the illumination light changes for each imaging, the shadow length also changes if the predetermined binarization level is constant. Furthermore, if the brightness of the copper foil in the field of view differs due to shading of the imaging lens or uneven illumination, the shadow length also changes in the field of view. That is, even if the heights of the bumps scattered in the visual field are the same, the lengths of the shadows are different. Therefore, if the boundary (threshold) between the shadow and the non-shadow changes due to variations in illumination light, shading of the imaging lens, uneven illumination, etc., an error may occur in the height measurement value.

【0019】そこで上記方法でバンプBの対になる影を
認識した後,各々の影の先端座標を基準に各撮像画像を
1画素ずつ探索して実際の影の先端座標を見つけ,その
先端間長さを上記方法の影長さとして上記(1),
(2)式から高さを求める。この影の両先端間長さを求
める方法を以下に説明する。 (1)上記方法で求めた二つの影の先端間座標(x2,
y2)と(x1,y1)から図6のように新たな外接長
方形を得る。 (2)図5のように外接長方形の対角点の外側から画像
メモリ2の多値画像を対角線上に影の根元方向へ探索し
て実際の影の先端を探索する。 (3)影の先端を探索するにあたっては,影でない部分
(図7A部分)と影部分(図7B部分)の所定領域の輝
度平均値を求め,しきい値を決める最大値Kmaxと最小値
Kminをする。 (4)影先端を見極めるしきい値Kcは,下記式で算出す
る。 Kc=(Kmax+Kmin)/2 ... ...(3) (5)外接長方形の対角線上で長方形の外側+αに探索
起点を設け,影の根元方 向へしきい値未満になる対角
線上の画素を探索する。 (6)図7に示すように探索した画素と一つ前の画素の
輝度値をKpnとKpn-1とし,しきい値を基準とした比率Hi
を下記式で求める。
Then, after recognizing the shadows forming the pair of the bumps B by the above method, each captured image is searched one pixel at a time based on the coordinates of the tip of each shadow to find the actual coordinates of the tip of the shadow. The length is defined as the shadow length in the above method (1),
The height is obtained from equation (2). A method for obtaining the length between both ends of the shadow will be described below. (1) Coordinates between the tips of the two shadows (x2,
From y2) and (x1, y1), a new circumscribed rectangle is obtained as shown in FIG. (2) As shown in FIG. 5, the multivalued image in the image memory 2 is searched diagonally from the outside of the diagonal point of the circumscribed rectangle in the direction of the base of the shadow to search for the actual tip of the shadow. (3) In searching for the tip of the shadow, the luminance average value of a predetermined area of a non-shadow part (part of FIG. 7A) and a shadow part (part of FIG. 7B) is obtained, and a maximum value Kmax and a minimum value which determine a threshold value
Do Kmin. (4) The threshold value Kc for determining the tip of the shadow is calculated by the following equation. Kc = (Kmax + Kmin) / 2 ... (3) (5) On the diagonal line of the circumscribed rectangle, a search start point is set outside the rectangle + α, and on the diagonal line that becomes less than the threshold value toward the base of the shadow. Search for a pixel. (6) As shown in FIG. 7, the brightness values of the searched pixel and the immediately preceding pixel are set to Kpn and Kpn-1, and the ratio Hi based on the threshold value is set.
Is calculated by the following equation.

【0020】 Hi=(Kpn-1−Kc)/(Kpn-1−Kpn)... ...(4) (7)探索した画素の座標を(Xn,Yn)とし,下記式で
前記比率を下記式で補正してサブ画素エッジ(Ex,Ey)
を求める。 Ex=Xn+Hi ... ...(5) Ey=Yn−Hi ......(6) (8)以上の方法でもう一方の影の実先端位置を画像メ
モリ1の多値画像から求める。 (9)二つの影の実先端位置間長さを(2)式に当ては
めてバンプ高さを求める。 以上の方法は,バンプBについての説明である。なお,
CCDカメラ31の視野には複数のバンプがあるため,
各バンプの影画像にラベリング処理を施し,予めCPU
41内に記憶されているバンプの位置座表と照合する。
そして視野内のすべてのバンプについて同様の処理を行
い各バンプ高さHを求めデータ記憶部44に記憶する。
つぎに予めプログラムされたとおりにXYテーブル21
を作動し,基板Wのつぎの領域がCCDカメラ31の視
野領域Rに入るように移動し同様の測定を繰り返す。 [半導体装置の製造方法および半導体装置の実装方法]
次に、本発明に係る半導体装置の製造方法について、I
C、LSIの製造方法を例にあげて説明する。
Hi = (Kpn−1−Kc) / (Kpn−1−Kpn) (4) (7) Let the coordinates of the searched pixel be (Xn, Yn), and Is corrected by the following formula, and the sub-pixel edge (Ex, Ey)
Ask for. Ex = Xn + Hi ... (5) Ey = Yn-Hi ... (6) (8) The actual tip position of the other shadow is obtained from the multivalued image in the image memory 1 by the above method. Ask. (9) The height between the actual tip positions of the two shadows is applied to equation (2) to determine the bump height. The above method is an explanation of the bump B. In addition,
Since there are a plurality of bumps in the field of view of the CCD camera 31,
Labeling the shadow image of each bump
The position is compared with the bump position table stored in 41.
Then, the same processing is performed for all the bumps in the visual field, and the height H of each bump is obtained and stored in the data storage unit 44.
Next, the XY table 21 is programmed as previously programmed.
Is operated so that the next area of the substrate W enters the visual field area R of the CCD camera 31, and the same measurement is repeated. [Method of Manufacturing Semiconductor Device and Method of Mounting Semiconductor Device]
Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described.
The method for manufacturing C and LSI will be described as an example.

【0021】半導体装置の製造工程は、大きく分けて、
シリコンウエハ上にIC回路を形成する「前工程」と完
成したウエハ上のIC回路を検査した後にウエハを切り
分け、良品チップだけをリードフレームに乗せてチップ
上とリードフレーム上の電極同士を電気的に接続(ボン
ディング)してモールド樹脂で封入して製品として完成
させる「後工程」とから成る。これら「前工程」と「後
工程」とを更に、LSIの代表的なデバイスであるN型
MOSトランジスタを例に簡単に説明すると次の通りで
ある。すなわち、「前工程」は、シリコンウエハ表面に
酸化膜、窒化膜を成膜し、これらの成膜工程後にフォト
レジストを塗布してリソグラフィー(露光)工程により
回路パターンを焼き込みパターニングを行う。露光後に
現像工程が行われエッチング工程によりパターンが加工
される。エッチング後にレジストが剥離され、洗浄後に
不純物を取り除く。洗浄後に酸化膜を形成しさらにエッ
チング、洗浄後にゲート絶縁膜を成長させ、その上に多
結晶シリコン膜を成長させる。そしてこの多結晶シリコ
ン膜の上にリソグラフィー工程によりゲート電極パター
ンを加工し、その後不純物を導入して層間絶縁膜を堆積
させ、この絶縁膜に電極引出し用のコンタクト穴を開口
する。その後配線となる金属膜を堆積してリソグラフィ
ーにより金属膜を加工して配線パターンを形成する。そ
の後に保護膜をウエハ全面に成膜し、リソグラフィーに
より外部電極引き出し用の開口部を形成する。
The manufacturing process of a semiconductor device is roughly divided into
After forming the IC circuit on the silicon wafer and inspecting the IC circuit on the completed wafer, the wafer is cut and only non-defective chips are placed on the lead frame to electrically connect the electrodes on the chip and the lead frame. (Bonding) and sealing with a mold resin to complete a product. The "pre-process" and "post-process" will be further described briefly below by taking an N-type MOS transistor which is a typical device of the LSI as an example. That is, in the “pre-process”, an oxide film and a nitride film are formed on the surface of the silicon wafer, and after these film formation processes, a photoresist is applied and a circuit pattern is baked and patterned by a lithography (exposure) process. After exposure, a development process is performed, and a pattern is processed by an etching process. The resist is peeled off after the etching, and impurities are removed after the cleaning. After cleaning, an oxide film is formed, followed by etching, after cleaning, a gate insulating film is grown, and a polycrystalline silicon film is grown thereon. Then, a gate electrode pattern is processed on the polycrystalline silicon film by a lithography process, and then impurities are introduced to deposit an interlayer insulating film, and a contact hole for extracting an electrode is opened in the insulating film. After that, a metal film to be a wiring is deposited, and the metal film is processed by lithography to form a wiring pattern. Thereafter, a protective film is formed on the entire surface of the wafer, and an opening for leading an external electrode is formed by lithography.

【0022】以上のようなレジスト塗布、パターン露
光、エッチング、レジスト剥離の工程が繰り返されて複
数層のIC構造が決定されて積み重ねられていく。その
後、ウエハ上に作られた個々のチップの良・不良を判定
するG/W(Goodchip/Wafer)工程が行われる。この
G/Wチェック後に次の「後工程」に進む。すなわち、
「前工程」で回路パターンまで作りこまれたウエハをカ
ッターで1個、1個のチップに切り分けるダイシング工
程が行われ、G/W工程で良品ICチップと判定されて
いるチップをリードフレームのアイランド上にマウント
する。その後チップの電極パッドとリードフレームのリ
ードをボンディング工程により電気的に接続する。電気
接続後にチップの搭載されたリードフレームをモールド
樹脂で封入し、最後にリードフレームからICを1個ず
つ切り離しリードを形成して種々の検査を行って合格し
たものが製品として出荷される。本発明のバンプ高さ測
定が関連する工程は、例えばバンプを利用してボンディ
ングを行う「ワイヤレスボンディング」工程であり、こ
のワイヤレスボンディング方法は、更にフリップチップ
方式(チップを裏返して貼り付ける実装法)とTAB方
式(テープ・フィルム上にICチップを貼り付ける実装
法)に分けられる。
The above-described steps of resist coating, pattern exposure, etching, and resist stripping are repeated to determine and stack a plurality of layers of IC structures. Thereafter, a G / W (Goodchip / Wafer) process for determining the quality of each chip formed on the wafer is performed. After this G / W check, the process proceeds to the next “post-process”. That is,
A dicing process is performed in which the wafer that has been made up to the circuit pattern in the "pre-process" is cut into one chip by a cutter, and one chip determined as a non-defective IC chip in the G / W process is used as a lead frame island. Mount on top. Thereafter, the electrode pads of the chip and the leads of the lead frame are electrically connected by a bonding process. After the electrical connection, the lead frame on which the chip is mounted is sealed with a mold resin. Finally, ICs are cut off from the lead frame one by one to form leads, which are subjected to various inspections and passed, and are shipped as products. The step related to the bump height measurement according to the present invention is, for example, a “wireless bonding” step in which bonding is performed by using a bump. This wireless bonding method further includes a flip chip method (a mounting method in which a chip is turned upside down and attached). And a TAB method (a mounting method of attaching an IC chip on a tape film).

【0023】フリップチップ方式では、図8に示すよう
にICチップ50のボンディングパッド51上に、あら
かじめバンプB(ハンダバンプや金バンプ)を形成し、
このバンプBとリード52との配置の位置合わせ及び本
発明のバンプ高さ測定方法によりバンプの高さチックを
行った後に、熱によるハンダリフローや加圧した状態で
超音波振動を用いて接続するものである。次にTAB方
式では、ICチップ上またはテープ上にバンプを形成し
ておき、お互いをインナーリードボンディングによって
接着接続するものである。なお、本発明のバンプ高さ測
定方法によりバンプの高さチックは、測定したバンプ高
さがあらかじめ定められた基準のバンプ高さの範囲内に
納まっているいる場合にボンディング工程を行うもので
ある。なお、基準のバンプ高さ範囲を逸脱した場合には
別途修正工程を行うようにし、バンプ高さが所定範囲に
納まるように修正した後にボンディングを行うようにし
ても良い。なお、本発明のバンプ高さ測定方法が関連す
る工程としては半導体装置(LSI,IC)の製造法に
限定されるものではなく、LSIやICをプリント基板
上に実装する際に、バンプを用いて実装を行う、半導体
装置の実装方法についても同様に本発明のバンプ高さ測
定方法を適用することができる。
In the flip chip method, bumps B (solder bumps or gold bumps) are previously formed on the bonding pads 51 of the IC chip 50 as shown in FIG.
After the alignment of the arrangement of the bump B and the lead 52 and the height tick of the bump are performed by the bump height measuring method of the present invention, connection is made by using solder reflow by heat or ultrasonic vibration in a pressurized state. Things. Next, in the TAB method, bumps are formed on an IC chip or a tape, and the bumps are bonded and connected to each other by inner lead bonding. The bump height tic according to the bump height measuring method of the present invention is to perform a bonding step when the measured bump height falls within a range of a predetermined reference bump height. . When the bump height deviates from the reference bump height range, a separate correction process may be performed, and bonding may be performed after the bump height is corrected to be within a predetermined range. Note that the steps related to the bump height measuring method of the present invention are not limited to the method of manufacturing a semiconductor device (LSI, IC). Similarly, the bump height measuring method of the present invention can be applied to a mounting method of a semiconductor device in which the bump height is measured.

【0024】(第2の実施の形態)図9は本発明の実施
の形態に係るバンプ高さ測定装置60の機能構成を示す
ブロック図である。また、図10はバンプ高さ測定装置
60の要部を示す図であって、(a)は平面図、(b)
は(a)の中でA−A´線で切断した断面図である。な
お、図10中Wは基板(ワーク)、Bは基板W上に形成
されたバンプを示している。また(a)の中で矢印X,
Yは互いに直交する水平方向の軸を示している。バンプ
高さ測定装置60は、基板Wを水平に保持するとともに
後述するCCDカメラ68に対して相対的に位置決めを
する保持部62と、この保持部62の上方に配置された
光学系部64(照明部および撮像部)と、保持部62お
よび光学系部64とを制御する制御部70とを備えてい
る。保持部62は、その上面に基板Wを吸着保持すると
ともに位置決めを行うXYテーブル72とを備えてい
る。光学系部64は、撮像面がXYテーブル72に対向
するように配置されたCCDカメラ68と、このCCD
カメラ68の撮像領域を照明する平行照明光源である第
1の基本光源66aおよび第2の基本光源66bとを備
えている。第1の基本光源66aおよび第2の基本光源
66bはそれぞれX軸およびY軸に対して30度回転し
た位置に、かつ基板Wに対して30度の仰角で光が照明
されるように配設されている。
(Second Embodiment) FIG. 9 is a block diagram showing a functional configuration of a bump height measuring device 60 according to an embodiment of the present invention. FIGS. 10A and 10B are diagrams showing a main part of the bump height measuring device 60, wherein FIG. 10A is a plan view and FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. In FIG. 10, W indicates a substrate (work), and B indicates a bump formed on the substrate W. Also, in FIG.
Y indicates horizontal axes orthogonal to each other. The bump height measuring device 60 holds a substrate W horizontally and positions the substrate W relatively with respect to a CCD camera 68 described later, and an optical system unit 64 (above the holding unit 62). An illumination unit and an imaging unit), and a control unit 70 that controls the holding unit 62 and the optical system unit 64. The holding section 62 has an XY table 72 for holding and positioning the substrate W by suction on the upper surface thereof. The optical system unit 64 includes a CCD camera 68 arranged so that an imaging surface faces the XY table 72, and a CCD camera 68.
A first basic light source 66a and a second basic light source 66b, which are parallel illumination light sources that illuminate an imaging area of the camera 68, are provided. The first basic light source 66a and the second basic light source 66b are disposed at positions rotated by 30 degrees with respect to the X axis and the Y axis, respectively, and illuminated with light at an elevation angle of 30 degrees with respect to the substrate W. Have been.

【0025】制御部70は、演算回路78、この演算回
路78に接続された画像処理回路76、バンプ高さデー
タを表示するCRT等の表示部80、バンプ高さデータ
を記憶するハードディスク等のデータ記憶部82とを備
えている。画像処理回路76は、CCDカメラ68から
出力される画像情報を画像処理演算して影を抽出し、影
の長さのデータを演算回路78に出力する機能を有して
いる。画像処理演算については後述する。演算回路78
は画像処理回路76から出力される影の長さのデータL
および第1の基本光源66a、第2の基本光源66bに
より照明される仰角に基づいてバンプ高さを演算すると
ともに、予め格納されているプログラムにしたがって保
持部62、光学系部64および画像処理回路76を後述
するように制御する機能を有している。このように構成
されたバンプ高さ測定装置60では、つぎのような手順
で基板W表面上に形成されたバンプの高さを測定する。
なお基板Wは、例えば540mm×440mm、厚さ3
5μmの銅箔である。この基板W表面上に例えば高さが
約200μmで、直径が約200μmの円錐状のバンプ
が約400μmのピッチで略平行な複数の直線に沿って
約20000個形成されている。
The control unit 70 includes an arithmetic circuit 78, an image processing circuit 76 connected to the arithmetic circuit 78, a display unit 80 such as a CRT for displaying bump height data, and a hard disk or the like for storing bump height data. And a storage unit 82. The image processing circuit 76 has a function of performing image processing calculation on image information output from the CCD camera 68 to extract a shadow, and outputting data of the length of the shadow to the calculation circuit 78. The image processing operation will be described later. Arithmetic circuit 78
Is the shadow length data L output from the image processing circuit 76
In addition to calculating the bump height based on the elevation angles illuminated by the first basic light source 66a and the second basic light source 66b, the holding unit 62, the optical system unit 64, and the image processing circuit are stored in accordance with a program stored in advance. 76 has a function of controlling as described later. The bump height measuring device 60 configured as above measures the height of the bump formed on the surface of the substrate W in the following procedure.
The substrate W has a thickness of, for example, 540 mm × 440 mm and a thickness of 3 mm.
This is a 5 μm copper foil. On the surface of the substrate W, about 20,000 conical bumps having a height of about 200 μm and a diameter of about 200 μm are formed along a plurality of substantially parallel straight lines at a pitch of about 400 μm.

【0026】まず、基板Wが保持部62のXYテーブル
72に吸着保持される。ここでバンプBの形成される直
線方向とY方向とが略一致するように吸着保持される。
そしてデータ記憶部82に記憶された視野座標に基づい
て、基板Wの所定領域がCCDカメラ68に撮像される
ようにXYテーブル72により位置決めされる。撮像領
域は例えば5×5で合計25個のバンプBが撮像される
領域であるが、以下では1個のバンプに着目して説明を
行う。次いで第1の基本光源66aのみを所定時間点灯
(右ストロボ)した状態でCCDカメラ68により撮像
が行われる。CCDカメラ68により得られた画像情報
は影のみを好適に抽出できるように設定された所定のし
きい値で2値化され、画像処理回路76中の図示しない
画像メモリM1に記憶される。図11(a)は画像メモ
リM1に記憶された画像を模式的に示した図である。な
お、図11(a)でS1はバンプBの影部分、T1は影
以外の部分を示している。また、点線はバンプBの位置
を示している。次いで第1の基本光源66aを消灯し、
第2の基本光源66bを点灯し、同一の領域の撮像が行
われる。同様に2値化されて影が抽出された後画像メモ
リM2に記憶される。図11(b)は記憶された画像を
模式的に示した図である。なお、図11(b)でS2は
バンプBの影部分、T2は影以外の部分を示している。
また、点線はバンプBの位置を示している。
First, the substrate W is sucked and held on the XY table 72 of the holding section 62. Here, the suction and holding are performed such that the linear direction in which the bumps B are formed and the Y direction substantially match.
Then, based on the visual field coordinates stored in the data storage unit 82, the XY table 72 is positioned so that a predetermined area of the substrate W is imaged by the CCD camera 68. The imaging region is, for example, a region in which a total of 25 bumps B of 5 × 5 are imaged. Hereinafter, description will be given focusing on one bump. Next, an image is taken by the CCD camera 68 in a state where only the first basic light source 66a is turned on (right strobe) for a predetermined time. The image information obtained by the CCD camera 68 is binarized by a predetermined threshold value set so that only the shadow can be suitably extracted, and stored in an image memory M1 (not shown) in the image processing circuit 76. FIG. 11A is a diagram schematically showing an image stored in the image memory M1. In FIG. 11A, S1 indicates a shadow portion of the bump B, and T1 indicates a portion other than the shadow. The dotted line indicates the position of the bump B. Next, the first basic light source 66a is turned off,
The second basic light source 66b is turned on, and the same region is imaged. Similarly, after being binarized to extract a shadow, it is stored in the image memory M2. FIG. 11B is a diagram schematically showing the stored image. In FIG. 11B, S2 indicates a shadow portion of the bump B, and T2 indicates a portion other than the shadow.
The dotted line indicates the position of the bump B.

【0027】次いで画像処理回路76により外接長方形
処理がなされる。図12は第1の基本光源66aを点灯
したときに得られる画像情報に基づいて外接長方形処理
が行われる様子を示した図である。外接長方形処理と
は、影部分に外接する長方形を求めることにより影部分
の先端位置を求める処理のことをいう。図12(a)に
示されるように影部分S1に外接する長方形が求められ
る。ここで長方形はXY方向に平行となるように求めら
れる。このようにXY方向と照明方向とが平行とならな
いから、外接する長方形の頂点(xs1,ys1)を影
の先端位置とみなすことができる。図12(b)に示さ
れるように画像メモリM2についても影部分S2に外接
する長方形が求められ、影の先端位置(xs2,ys
2)が求められる。なお、撮像領域R中には複数のバン
プBが撮像されるから、影部分S1と影部分S2とが同
一のバンプBに係るものであるという関連付けが必要と
なる。関連付けは影部分の先端位置とみなされた長方形
の頂点のちょうど対角をなす頂点同士を比較し、もっと
も位置が近い組み合わせを同一のバンプBに係る影であ
るとして関連付けられる。すなわち、影の先端位置(x
s1,ys1)を示すコーナー座標との対角座標(xs
1a,ys1a)を求める。次いで影の先端位置(xs
2,ys2)を示すコーナー座標との対角座標(xs
2,ys2a)を求める。そして(xs1a,ys1
a)と(xs2a,ys2a)を比較し、もっとも近い
組み合わせについて同一のバンプBについて形成された
影であるとして関連付ける。これにより2つの影(S
1,S2)をバンプBの影とみなすことができる。
Next, a circumscribed rectangle process is performed by the image processing circuit 76. FIG. 12 is a diagram showing a state in which circumscribed rectangle processing is performed based on image information obtained when the first basic light source 66a is turned on. The circumscribed rectangle process refers to a process of obtaining a tip position of a shadow portion by obtaining a rectangle circumscribing the shadow portion. As shown in FIG. 12A, a rectangle circumscribing the shadow portion S1 is obtained. Here, the rectangle is determined to be parallel to the XY directions. Since the XY direction and the illumination direction are not parallel in this way, the vertex (xs1, ys1) of the circumscribed rectangle can be regarded as the tip position of the shadow. As shown in FIG. 12B, a rectangle circumscribing the shadow portion S2 is also obtained for the image memory M2, and the tip position (xs2, ys) of the shadow is obtained.
2) is required. Since a plurality of bumps B are imaged in the imaging region R, it is necessary to associate the shadow portions S1 and S2 with the same bump B. The association is performed by comparing vertices that are exactly diagonal of the vertices of the rectangle regarded as the tip position of the shadow portion, and the combination having the closest position is associated as the shadow relating to the same bump B. That is, the tip position of the shadow (x
s1, ys1) and diagonal coordinates (xs) with corner coordinates indicating
1a, ys1a). Next, the tip position of the shadow (xs
2, ys2) and diagonal coordinates (xs) with corner coordinates indicating
2, ys2a). And (xs1a, ys1
a) and (xs2a, ys2a) are compared, and the closest combination is associated as a shadow formed for the same bump B. As a result, two shadows (S
1, S2) can be regarded as a shadow of the bump B.

【0028】また、画像処理回路76では、画像メモリ
M1について図12の(a)に示されるように影S1の
慣性主軸K1を、画像メモリM2について図12の
(b)に示すように影S2の慣性主軸K2を求める。こ
こで慣性主軸とは、影の先端位置と影の重心を結ぶ直線
のことである。このようにして求められた影の先端位置
および慣性主軸とに基づいて以下ではバンプ位置、バン
プ高さが求められる。図13はバンプ位置、高さの導出
を説明するための模式図である。画像処理回路76で
は、慣性主軸(K1,K2)の交点の座標(Bx,B
y)が求められる。この交点座標(Bx,By)は、同
一のバンプBについて異なる2方向から照明をしたとき
の影の慣性主軸の交点であるからバンプBの中心位置を
示す座標であるとみなされる。さらに交点の座標(B
x,By)と、先に求めたバンプBの影S1、S2の先
端位置(xs1,ys1)、(xs2,ys2)とを結
ぶ線分の長さL1、L2が求められる。つぎに二つの影
長さL1,L2と第1の基本光源66a32a,第2の
基本光源66b32bの仰角θ(この場合には30度)
から次式でバンプ高さHが算出される。すなわち、 H=((L1+L2)/2)×tanθ … (式1) としてバンプ高さHが求められる。同様のバンプ高さの
算出がCCDカメラ68の撮像領域R内の各バンプにつ
いて行われる。そして演算回路78の図示しない記憶手
段に予め記憶されているバンプの位置座標と、上述のよ
うに求められた各バンプBの中心座標との照合が行わ
れ、各バンプBについてバンプ高さが記憶される。つぎ
に予めプログラムされたとおりにXYテーブル7221
が駆動し,基板Wのつぎの領域がCCDカメラ68の視
野領域Rに入るように移動して同様の測定が繰り返され
る。
In the image processing circuit 76, the principal axis of inertia K1 of the shadow S1 for the image memory M1 as shown in FIG. 12A and the shadow S2 for the image memory M2 as shown in FIG. Of the principal axis of inertia K2 is determined. Here, the principal axis of inertia is a straight line connecting the tip position of the shadow and the center of gravity of the shadow. In the following, the bump position and the bump height are calculated based on the shadow tip position and the principal axis of inertia thus determined. FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the derivation of the bump position and height. In the image processing circuit 76, the coordinates (Bx, B) of the intersection of the principal axes of inertia (K1, K2)
y) is required. The intersection coordinates (Bx, By) are regarded as coordinates indicating the center position of the bump B because the intersection point is the intersection of the principal axes of inertia of the shadow when the same bump B is illuminated from two different directions. Further, the coordinates of the intersection (B
x, By) and the lengths L1, L2 of the line segments connecting the tip positions (xs1, ys1) and (xs2, ys2) of the shadows S1, S2 of the bumps B obtained earlier. Next, the two shadow lengths L1 and L2 and the elevation angles θ of the first basic light source 66a32a and the second basic light source 66b32b (in this case, 30 degrees)
The bump height H is calculated from the following equation. That is, the bump height H is obtained as H = ((L1 + L2) / 2) × tan θ (Equation 1). Similar calculation of the bump height is performed for each bump in the imaging region R of the CCD camera 68. Then, the position coordinates of the bumps previously stored in the storage means (not shown) of the arithmetic circuit 78 are compared with the center coordinates of each bump B obtained as described above, and the bump height is stored for each bump B. Is done. Next, the XY table 7221 is programmed as previously programmed.
Is driven to move the next area of the substrate W into the visual field area R of the CCD camera 68, and the same measurement is repeated.

【0029】以上より基板W上の全てのバンプBについ
てバンプ高さが求められる。照明により形成される影が
ある程度長くないと測定精度を向上させることができな
いが、バンプBの配列方向である直線から30度ずれた
方向(すなわちバンプが配設される直線と平行でない方
向)から照明を行ったので、影の先端が隣りのバンプB
にかかることが少なくなり、測定精度が向上する。特に
バンプBが狭ピッチの場合にその効果が大きくなる。ま
た、第1の実施の形態においては相対する方向からバン
プBを照明する必要があるため、バンプBが2つの照明
位置を結ぶ直線上から離れるほど測定精度が悪くなる。
特に、一度に複数のバンプBを撮像する場合は、撮像領
域の端部にあるバンプBについては測定精度が悪くな
る。しかし本実施の形態においては、影の慣性主軸を求
めてバンプ位置、高さを測定する方法なので、複数のバ
ンプBを撮像する場合であっても精度が悪化することが
少ない。なお、本実施の形態においてはバンプの高さを
測定したが、バンプの位置を測定したい場合は、中途で
求められた慣性主軸の交点(Bx,By)をバンプ位置
とみなし、高さ測定まで行う必要はない。
As described above, the bump height is obtained for all the bumps B on the substrate W. The measurement accuracy cannot be improved unless the shadow formed by the illumination is long to some extent. However, from a direction shifted by 30 degrees from the straight line that is the arrangement direction of the bumps B (that is, a direction that is not parallel to the straight line on which the bumps are arranged). Since the lighting was performed, the tip of the shadow is next to bump B
And measurement accuracy is improved. In particular, when the bumps B have a narrow pitch, the effect is increased. Further, in the first embodiment, since it is necessary to illuminate the bump B from the opposite direction, the measurement accuracy becomes worse as the bump B is further away from the straight line connecting the two illumination positions.
In particular, when a plurality of bumps B are imaged at a time, the measurement accuracy of the bumps B at the end of the imaging area is deteriorated. However, in the present embodiment, since the bump position and the height are measured by obtaining the inertia principal axis of the shadow, even when a plurality of bumps B are imaged, the accuracy is hardly deteriorated. In the present embodiment, the height of the bump is measured. However, when the position of the bump is to be measured, the intersection (Bx, By) of the principal axes of inertia determined in the middle is regarded as the bump position, and the height measurement is performed. No need to do.

【0030】本実施の形態においては、バンプは円錐形
状であるが球状その他の形状であっても適用可能であ
る。また、1の照明手段を複数の方向から照明しても良
い。この場合は、異なる方向から照明するために、XY
テーブル72のZ軸まわりに基板Wを回転させるか、あ
るいは照明手段を回転させても良い。このような場合に
第1の実施の形態においては相対する方向から照明をす
る必要があるため精度良く位置合せを行う要求がある
が、本実施の形態においては慣性主軸の交点を求める方
法なので、粗い位置合せでも良い。また、基板(ワーク
表面)に対してほぼ垂直方向から光を落射照明してバン
プの位置を求めた後、斜方からバンプを照明しその影の
先端位置からバンプの高さを求める方式でも良い。すな
わち、基板に対してほぼ垂直方向から光を照明すれば、
バンプ以外の部分はほぼ光を正反射する一方、バンプ表
面では光は正反射されない。したがって基板に対してほ
ぼ垂直方向からCCD等の撮像手段を用いて撮像すれ
ば、バンプ部分とそれ以外の部分とで得られる画像デー
タ値が異なる。このため、例えば所定のしきい値で2値
化し、バンプ部分(暗部)とそれ以外の部分(明部)と
で分離することが可能となり、抽出したバンプ部分の中
心位置等の位置情報を得ることができる。その後、上記
実施の形態に示したように斜方から光を照明しその影の
先端位置を求めれば、バンプの位置情報、影の先端位
置、照明の仰角に基づいてバンプの高さを測定すること
ができる。
In the present embodiment, the bumps have a conical shape, but the bumps may be spherical or other shapes. Further, one lighting unit may be illuminated from a plurality of directions. In this case, to illuminate from different directions, XY
The substrate W may be rotated around the Z axis of the table 72, or the illumination means may be rotated. In such a case, in the first embodiment, it is necessary to illuminate from the opposite direction, so there is a demand for accurate alignment. However, in this embodiment, since the intersection of the principal axes of inertia is obtained, Coarse alignment may be used. Also, a method may be used in which after the position of the bump is determined by illuminating the substrate (work surface) with light in a substantially vertical direction, the bump is illuminated obliquely and the height of the bump is determined from the tip position of the shadow. . That is, if light is illuminated from a direction substantially perpendicular to the substrate,
The portion other than the bump substantially reflects light, whereas the surface of the bump does not reflect light. Therefore, if an image is taken from a direction substantially perpendicular to the substrate using an image pickup means such as a CCD, image data values obtained at the bump portion and at other portions are different. For this reason, for example, binarization is performed at a predetermined threshold value, and it is possible to separate the bump portion (dark portion) from the other portion (light portion), and obtain position information such as the center position of the extracted bump portion. be able to. Then, as shown in the above embodiment, if the light is illuminated obliquely and the tip position of the shadow is obtained, the height of the bump is measured based on the position information of the bump, the tip position of the shadow, and the elevation angle of the illumination. be able to.

【0031】また、照明方向は2方向に限られない。例
えば90度ごとに4つの照明手段を等配置し、はじめに
相対する2つの照明手段を用いて照明を行いバンプ高さ
を測定し、次いで隣りあう2つの照明手段を用いて照明
を行いバンプ高さを測定しても良い。このように複数の
方向から照明をすることで一層測定精度を向上させるこ
とが可能になる。また、相対する2方向から照明した場
合は影の先端が隣接するバンプにかかってしまう場合で
あっても、90度ずれた方向から照明を行った場合は影
の先端がバンプにかからず精度良い測定を行うことがで
きる場合もある。このように様々な方向から照明するこ
とにより影が隣接するバンプにかからないような最適な
方向を選択することができる。そしてそのためには影の
主軸を求め、求めた主軸に基づいてバンプ高さ等を測定
する方法が最適である。なお、慣性主軸以外であっても
影の中心となる軸であれば本発明は適用可能である。な
お、本実施の形態はこれに限定されるものでなく第1の
実施の形態に示されるのと同様に種々変形可能である。
たとえば撮像の際、2値ではなく多値で画素ごとに画像
データを得て、これら画像データを結べばポリゴンの波
形が形成される。この波形と所定のしきい値をなす平面
との交線と慣性主軸との交点を真の先端位置とすればよ
り精度の良い先端位置の検出をすることができる。さら
にしきい値の設定に際しても第1の実施の形態と同様に
シェーディングの影響等を考慮してダイナミックに設定
する構成としても良い。
The illumination direction is not limited to two directions. For example, four illuminating means are arranged at equal intervals of 90 degrees, and illuminating is performed using two opposing illuminating means to measure the bump height, and then illuminating using two adjacent illuminating means, and the bump height is measured. May be measured. By illuminating from a plurality of directions as described above, it is possible to further improve the measurement accuracy. In addition, even if the tip of the shadow hits an adjacent bump when illuminated from two opposite directions, the tip of the shadow does not hit the bump when illuminated from a direction shifted by 90 degrees. In some cases, good measurements can be made. By illuminating from various directions in this way, it is possible to select an optimal direction such that a shadow does not cast on an adjacent bump. For that purpose, a method of determining the principal axis of the shadow and measuring the bump height or the like based on the determined principal axis is optimal. Note that the present invention can be applied to any axis other than the main axis of inertia as long as the axis is the center of the shadow. Note that the present embodiment is not limited to this, and can be variously modified as shown in the first embodiment.
For example, at the time of imaging, image data is obtained for each pixel not in binary but in multiple values, and a polygon waveform is formed by connecting these image data. If the intersection of the line of intersection of this waveform with a plane forming a predetermined threshold and the principal axis of inertia is the true tip position, the tip position can be detected with higher accuracy. Further, the threshold value may be dynamically set in consideration of the influence of shading or the like as in the first embodiment.

【0032】(第3の実施の形態)第3の実施の形態
は、半導体装置の製造方法に関し、特に多層的に配線が
形成された構造を有する半導体装置の製造方法に関す
る。以下図面を用いてこの半導体装置の製造工程の概略
を説明する。まず金属シート90上にバンプ92が印刷
される。金属シート90は銅やアルミなどの電気抵抗の
少ない金属が用いられ、厚さ10μm〜40μm程度の
電界銅箔が用いられる。この金属シート90にポリマー
タイプの銀系ペーストを印刷して角錐状または円錐状の
バンプ92が形成される。印刷を行うにはマスクが用い
られる。マスクとしては厚さ100μmのステンレス鋼
板の所定の位置に数10μm以下の径の孔が開けられた
メタルマスクが用いられる。このようにして金属シート
90上にバンプ92が形成される。図13はこの金属シ
ート90とチップ部品94とが接続される様子を示した
模式図である。チップ部品94としては抵抗やコンデン
サなどが用いられ通常1mm四方またはそれ以下の小型
の大きさである。こうしたチップ部品94を一対の合成
樹脂シート96の内面間に挟み込み(図13(a))、
そして上記チップ部品94を上記合成樹脂シート96間
で位置決めする(図13(b))。
(Third Embodiment) The third embodiment relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device having a structure in which wirings are formed in multiple layers. The outline of the manufacturing process of this semiconductor device will be described below with reference to the drawings. First, bumps 92 are printed on a metal sheet 90. The metal sheet 90 is made of a metal having a low electric resistance such as copper or aluminum, and an electric field copper foil having a thickness of about 10 μm to 40 μm is used. A pyramid-shaped or conical-shaped bump 92 is formed by printing a polymer type silver-based paste on the metal sheet 90. A mask is used for printing. As the mask, a metal mask having a hole having a diameter of several tens of μm or less at a predetermined position of a stainless steel plate having a thickness of 100 μm is used. Thus, the bumps 92 are formed on the metal sheet 90. FIG. 13 is a schematic view showing a state where the metal sheet 90 and the chip component 94 are connected. As the chip component 94, a resistor, a capacitor, or the like is used, and is usually a small size of 1 mm square or less. Such chip parts 94 are sandwiched between the inner surfaces of a pair of synthetic resin sheets 96 (FIG. 13A),
Then, the chip component 94 is positioned between the synthetic resin sheets 96 (FIG. 13B).

【0033】その後これら合成樹脂シート96を加熱軟
化あるいは加熱溶融してチップ部品94を合成樹脂シー
ト96に埋設する。なお、合成樹脂シート96としては
熱硬化性樹脂シートなどの絶縁シートが用いられる。合
成樹脂シート96は上記チップ部品94の厚さの半分以
上の厚さを有することが望ましく、それによって合成樹
脂シート96を加熱軟化してチップ部品94をこれら合
成樹脂シート96に埋設したときに、そのチップ部品9
4が外部に露出することを防止することができる。こう
した一対の合成樹脂シート96の外面にバンプ92が形
成された面を対向させて重合してから(図14
(a))、この重合体を加熱・加圧する(図14
(b))。図14(c)は加熱・加圧によりバンプ92
とチップ部品94の電極94aとが接続された様子を示
した模式図である。重合体が加圧されることで、合成樹
脂シート96は溶融してチップ部品94の隙間に入り込
んで合成樹脂とチップ部品94とが一体化されるととも
に、上記バンプ92は上記基板本体内に埋め込まれてチ
ップ部品94の電極94aに電気的に接続される。その
結果合成樹脂シート96と金属シート90が一体化され
た基体が形成される。
After that, the synthetic resin sheet 96 is softened or melted by heating, and the chip parts 94 are embedded in the synthetic resin sheet 96. Note that an insulating sheet such as a thermosetting resin sheet is used as the synthetic resin sheet 96. Desirably, the synthetic resin sheet 96 has a thickness of at least half the thickness of the chip component 94, and when the synthetic resin sheet 96 is heated and softened to embed the chip component 94 in these synthetic resin sheets 96, The chip part 9
4 can be prevented from being exposed to the outside. The surfaces on which the bumps 92 are formed are opposed to the outer surfaces of the pair of synthetic resin sheets 96 and polymerized (FIG. 14).
(A)), this polymer is heated and pressurized (FIG. 14)
(B)). FIG. 14C shows that the bump 92 is heated and pressed.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a state in which an electrode 94a of a chip component 94 is connected to the same. When the polymer is pressed, the synthetic resin sheet 96 melts and enters the gap between the chip components 94 to integrate the synthetic resin and the chip component 94, and the bumps 92 are embedded in the substrate body. And is electrically connected to the electrode 94a of the chip component 94. As a result, a base in which the synthetic resin sheet 96 and the metal sheet 90 are integrated is formed.

【0034】次いで金属シート90をパターニングして
配線パターン93を形成する。パターニングはこの金属
シート90にエッチングレジストを印刷してエッチング
加工を行い、次いでそのエッチングレジストをアルカリ
水溶液で剥離除去すれば基体の両面に配線パターン93
を形成することができる。次いで配線パターン93が形
成された両面に絶縁層である層間合成樹脂シート97お
よび板面の所定の位置に層間バンプ95が形成された上
記金属シート98を順次対向させる(図15(a))。
次に、基板本体に対して上記層間合成樹脂シート97と
上記金属シート98とを重合し、この重合体を加熱しな
がら加圧する(図15(b))。その結果上記層間合成
樹脂シート97は溶融して基板本体と一体化されるとと
もに、層間バンプ95は層間合成樹脂シート97に入り
込み、基板本体の配線パターン93と電気的に接続され
る(図15(c))。層間バンプ95を配線パターン9
3に電気的に接続したならば、上記上層金属シート98
をエッチング加工することで、上層配線パターン99を
形成するから、配線パターンが4層構造の多層配線基板
を構成する。その後一方の配線パターン93に、ボール
グリッドアレイパッケージ100を実装することにより
半導体装置の製造が行われる。
Next, the metal sheet 90 is patterned to form a wiring pattern 93. For patterning, an etching resist is printed on the metal sheet 90 to perform an etching process, and then the etching resist is peeled off and removed with an alkaline aqueous solution.
Can be formed. Next, an interlayer synthetic resin sheet 97, which is an insulating layer, on both surfaces on which the wiring pattern 93 is formed, and the metal sheet 98, on which interlayer bumps 95 are formed at predetermined positions on the board surface, are sequentially opposed (FIG. 15A).
Next, the interlayer synthetic resin sheet 97 and the metal sheet 98 are polymerized on the substrate body, and the polymer is heated and pressurized (FIG. 15B). As a result, the interlayer synthetic resin sheet 97 is melted and integrated with the substrate main body, and the interlayer bumps 95 enter the interlayer synthetic resin sheet 97 and are electrically connected to the wiring patterns 93 of the substrate main body (FIG. c)). The interlayer bumps 95 are connected to the wiring patterns 9
3 is electrically connected to the upper metal sheet 98.
Is etched to form the upper wiring pattern 99, thereby forming a multilayer wiring board having a four-layer wiring pattern. Thereafter, the semiconductor device is manufactured by mounting the ball grid array package 100 on one of the wiring patterns 93.

【0035】上記のバンプ92、95を印刷する工程に
おいて、印刷されたバンプ92、95の高さが設定通り
できない場合はバンプ92、95とチップ部品94また
は配線パターン93との電気的接続が確実に行われない
ため、半導体装置の歩留まりが向上しない。そこで印刷
したバンプ92、95の高さを精度良く測定すること
で、仕様を満たさないバンプ92、95を有する金属シ
ート90を排除したいという要請がある。そこでかかる
バンプ92、95の高さ測定に際して、第1の実施の形
態又は第2の実施の形態に示されるような方法を用いる
ことにより精度良くバンプ92、95高さを測定するこ
とができるから結果として半導体装置の製造歩留まりを
向上させることができる。なお本実施の形態は種々変形
可能であり、層間にチップ部品94を有さないような通
常の多層配線基板の構成においても適用可能である。ま
たバンプ高さ、位置の測定に際しては他の実施の形態に
示されたように種々変形可能である。
In the step of printing the bumps 92 and 95, if the heights of the printed bumps 92 and 95 cannot be as set, the electrical connection between the bumps 92 and 95 and the chip component 94 or the wiring pattern 93 is ensured. , The yield of the semiconductor device is not improved. Therefore, there is a demand to precisely measure the heights of the printed bumps 92 and 95 to eliminate the metal sheet 90 having the bumps 92 and 95 that do not meet the specifications. Therefore, when measuring the heights of the bumps 92 and 95, the heights of the bumps 92 and 95 can be measured with high accuracy by using the method described in the first embodiment or the second embodiment. As a result, the production yield of the semiconductor device can be improved. The present embodiment can be variously modified, and can be applied to the configuration of a general multilayer wiring board having no chip component 94 between layers. In measuring the height and position of the bump, various modifications can be made as shown in other embodiments.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば,バンプの影の長さと仰
角からバンプ高さを求めるようにしている。バンプの影
の長さを一旦二値画像から影の仮の先端位置を見つけ,
それを基準に多値画像を1画素ずつ探索して実際の影先
端位置を見つけている。実際の影先端位置を探索するに
は,多値画像の影部分と影でない部分の輝度平均値から
しきい値を決めている。さらに探索前後位置の画素の輝
度比からサブ画素エッジを求め実際の影先端位置として
いる。このためワークを高精度に位置決めしたり,測定
機器の分解能を向上させることがない。したがって容易
に高速かつ高精度にバンプ高さを測定することができ
る。さらに照明変動,照明むら,撮像レンズのシェーデ
ィングなどの影響を受けずに高精度でバンプ高さを測定
することができる。
According to the present invention, the bump height is determined from the shadow length and the elevation angle of the bump. Once the shadow length of the bump is found from the binary image,
Based on this, the multilevel image is searched pixel by pixel to find the actual shadow tip position. To search for the actual shadow tip position, a threshold is determined from the average brightness value of the shadow portion and the non-shadow portion of the multi-valued image. Further, the sub-pixel edge is obtained from the luminance ratio of the pixels at the positions before and after the search, and is set as the actual shadow tip position. Therefore, there is no need to position the workpiece with high accuracy or to improve the resolution of the measuring device. Therefore, the bump height can be easily measured with high speed and high accuracy. Furthermore, the bump height can be measured with high accuracy without being affected by illumination fluctuation, illumination unevenness, shading of the imaging lens, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係るバンプ高さ測定
装置の構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a bump height measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同バンプ高さ測定装置の要部を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a main part of the bump height measuring device.

【図3】同バンプ高さ測定装置における動作タイミング
を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing operation timing in the bump height measuring device.

【図4】同バンプ高さ測定装置における画像の一例を示
す図。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an image in the bump height measuring device.

【図5】同バンプ高さ測定装置において外接長方形のコ
ーナーがバンプ影の実際の先端位置でないことを説明し
た図。
FIG. 5 is a view for explaining that a corner of a circumscribed rectangle is not an actual tip position of a bump shadow in the bump height measuring apparatus.

【図6】同バンプ高さ測定装置においてサブ画素エッジ
位置を求める説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram for obtaining a sub-pixel edge position in the bump height measuring device.

【図7】同バンプ高さ測定装置において影先端位置を探
索するしきい値を決めるためのデータを求める領域を示
す図。
FIG. 7 is a view showing an area for obtaining data for determining a threshold value for searching for a shadow tip position in the bump height measuring apparatus.

【図8】バンプを搭載した半導体装置の説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram of a semiconductor device on which bumps are mounted.

【図9】本発明の第2の実施形態に係るバンプ高さ測定
装置の構成を示すブロック図。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a bump height measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図10】同バンプ高さ測定装置の要部を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a main part of the bump height measuring device.

【図11】同バンプ高さ測定装置におけるバンプの影を
示す図。
FIG. 11 is a view showing a shadow of a bump in the bump height measuring apparatus.

【図12】同バンプ高さ測定装置において影の慣性主軸
を求める模式図。
FIG. 12 is a schematic diagram for obtaining a principal axis of inertia of a shadow in the bump height measuring apparatus.

【図13】同慣性主軸の交点を求める模式図。FIG. 13 is a schematic diagram for finding an intersection of the same inertia main axes.

【図14】本発明の第3の実施形態に係る半導体装置の
製造工程において金属シートとチップ部品とが接続され
る様子を示した模式図。
FIG. 14 is a schematic view showing a state where a metal sheet and a chip component are connected in a manufacturing process of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.

【図15】同加熱・加圧によりバンプと電極とが接続さ
れた様子を示した模式図。
FIG. 15 is a schematic view showing a state in which bumps and electrodes are connected by the same heat and pressure.

【図16】同多層的に半導体装置が製造される様子を示
した模式図。
FIG. 16 is a schematic view showing a state in which the semiconductor device is manufactured in a multilayer manner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 バンプ高さ測定装置 20 保持部 21 XYテーブル 30 光学系部 31 CCDカメラ(撮像部) 32a,32b 基本光源 33a,33b 予備光源 40 制御部 41 CPU 42 画像処理回路 43 表示部 44 データ記憶部 66a,66b 基本光源 68 CCDカメラ 76 画像処理回路 78 演算回路 92,95 バンプ 94 チップ部品 W 基板 B バンプ Reference Signs List 10 bump height measuring device 20 holding unit 21 XY table 30 optical system unit 31 CCD camera (imaging unit) 32a, 32b basic light source 33a, 33b standby light source 40 control unit 41 CPU 42 image processing circuit 43 display unit 44 data storage unit 66a , 66b Basic light source 68 CCD camera 76 Image processing circuit 78 Arithmetic circuit 92,95 Bump 94 Chip component W board B Bump

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G06T 7/60 150 H01L 21/50 A H01L 21/50 H05K 3/34 512B H05K 3/34 512 H01L 21/92 604T ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G06T 7/60 150 H01L 21/50 A H01L 21/50 H05K 3/34 512B H05K 3/34 512 H01L 21 / 92 604T

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ワーク表面に形成された突起状のバンプの
高さを測定するバンプ高さ測定方法において、 前記ワーク表面に形成されたバンプを含む領域に対して
所定の仰角で、少なくとも一方向から照明し、前記バン
プの影を前記ワーク上に投影する照明工程と、この照明
工程で照明されている前記ワーク上の前記領域を撮像し
て前記バンプの影を有する画像情報を出力する撮像工程
と、 この撮像工程で出力された前記画像情報から前記バンプ
の影領域を抽出して影領域情報を出力する影抽出工程
と、 この影抽出工程で出力された前記影領域情報と前記撮像
工程で出力された画像情報とから前記バンプの影長さを
求める影長さ演算工程と、 この影長さ演算工程から得られた影長さと前記仰角から
前記バンプの高さを求める高さ演算工程とを備えたこと
を特徴とするバンプ高さ測定方法。
In a bump height measuring method for measuring the height of a bump formed on a work surface, at least one direction at a predetermined elevation angle with respect to a region including the bump formed on the work surface. An illumination step of projecting the shadow of the bump onto the work, and an imaging step of imaging the area on the work illuminated in the illumination step and outputting image information having the shadow of the bump A shadow extraction step of extracting a shadow area of the bump from the image information output in the imaging step and outputting shadow area information; and a step of extracting the shadow area information output in the shadow extraction step and the imaging step. A shadow length calculating step of calculating the shadow length of the bump from the output image information; and a height calculating step of calculating the height of the bump from the shadow length obtained from the shadow length calculating step and the elevation angle. Be prepared A method for measuring bump height.
【請求項2】上記照明工程は、複数方向から照明する際
は個々に行うものであり、上記撮像工程も上記照明毎に
画像情報を出力するものであることを特徴とする請求項
1記載のバンプ高さ測定方法。
2. The method according to claim 1, wherein the illuminating step is performed individually when illuminating from a plurality of directions, and the image capturing step also outputs image information for each illumination. Bump height measurement method.
【請求項3】上記照明工程において二方向から照明する
際は、上記ワーク表面に形成された突起状のバンプに対
して相対する方向から個々に照明し、上記撮像工程も上
記照明毎に画像情報を出力するものであることを特徴と
する請求項1記載のバンプ高さ測定方法。
3. When illuminating from two directions in the illuminating step, illuminating is performed individually from a direction opposite to the projecting bumps formed on the surface of the work, and the image capturing step also includes image information for each illumination. 2. The bump height measuring method according to claim 1, wherein the method outputs the height.
【請求項4】上記照明工程において一方向から照明する
際は、上記影長さ演算工程で上記影抽出工程から出力さ
れた影領域情報内の仮の影先端位置を基準として、上記
撮像工程から出力された画像情報から本来の影先端位置
とバンプ中心位置を探索し、その二点間距離を影長さと
することを特徴とする請求項1記載のバンプ高さ測定方
法。
4. When illuminating from one direction in the illuminating step, a tentative shadow tip position in the shadow area information output from the shadow extracting step in the shadow length calculating step is used as a reference. 2. A bump height measuring method according to claim 1, wherein the original image tip position and the bump center position are searched from the output image information, and a distance between the two points is set as a shadow length.
【請求項5】上記照明工程において二方向から照明する
際は、上記影長さ演算工程で各照明毎の上記影抽出工程
から出力された影領域情報内の仮の影先端位置を基準と
して、上記撮像工程から出力された各照明毎の画像情報
から本来の影先端位置を探索し、その二点間距離を影長
さとすることを特徴とする請求項1記載のバンプ高さ測
定方法。
5. When illuminating from two directions in the illumination step, the temporary shadow tip position in the shadow area information output from the shadow extraction step for each illumination in the shadow length calculation step is used as a reference. 2. The bump height measuring method according to claim 1, wherein an original shadow tip position is searched from the image information for each illumination output from the imaging step, and a distance between the two points is set as a shadow length.
【請求項6】上記影長さ演算工程において、上記撮像工
程から出力された画像情報内の影部分と影がないワーク
部分の画素の明るさからしきい値を決めて影先端位置を
探索することを特徴とする請求項1記載のバンプ高さ測
定方法。
6. In the shadow length calculating step, a threshold value is determined based on the brightness of pixels of a shadow portion and a work portion having no shadow in the image information output from the imaging step, and a shadow tip position is searched. 2. The method for measuring bump height according to claim 1, wherein:
【請求項7】ワーク表面に形成されたバンプの高さを測
定するバンプ高さ測定方法において、 前記ワーク表面に対して所定の仰角で、所定方向から前
記バンプを照明し、このバンプの影を前記ワーク表面に
投影させる工程と、 この影を含む前記ワーク表面を撮像する工程と、 この撮像により得られた画像情報に基づいてこの影の主
軸および先端位置を求める工程と、 前記ワーク表面に対して所定の仰角で、前記所定方向と
は異なり、かつ前記所定方向とは相対しない方向から前
記バンプを照明し、このバンプの影を前記ワーク表面に
投影させる工程と、 この影を含む前記ワーク表面を撮像する工程と、 この撮像により得られた画像情報に基づいてこの影の主
軸および先端位置を求める工程と、 求められた前記各主軸、前記各先端位置および前記仰角
に基づいて前記バンプの高さを測定する工程とを備える
ことを特徴とするバンプ高さ測定方法。
7. A bump height measuring method for measuring a height of a bump formed on a work surface, wherein the bump is illuminated from a predetermined direction at a predetermined elevation angle with respect to the work surface, and a shadow of the bump is cast. Projecting onto the work surface; imaging the work surface including the shadow; obtaining a main axis and a tip position of the shadow based on image information obtained by the imaging; Illuminating the bump from a direction different from the predetermined direction and not opposite to the predetermined direction at a predetermined elevation angle, and projecting a shadow of the bump on the work surface; and Capturing the main axis and the tip position of the shadow based on the image information obtained by the imaging; And a step of measuring the height of the bump based on the elevation angle.
【請求項8】複数の平行な直線に沿ってワーク表面に配
設される複数個のバンプの高さを測定するバンプ高さ測
定方法において、 前記直線と平行でない方向から前記ワーク表面に対して
所定の仰角で前記バンプを照明し、このバンプの影を前
記ワーク表面に投影させる工程と、 この影を含む前記ワーク表面を撮像する工程と、 この撮像により得られた画像情報に基づいてこの影の主
軸および先端位置を求める工程と、 前記直線と平行でない方向であってかつ前記照明の方向
とは相対しない方向から前記ワーク表面に対して所定の
仰角で前記バンプを照明し、このバンプの影を前記ワー
ク表面に投影させる工程と、 この影を含む前記ワーク表面を撮像する工程と、 この撮像により得られた画像情報に基づいてこの影の主
軸および先端位置を求める工程と、 求められた前記各主軸、前記各先端位置および前記仰角
に基づいて前記バンプの高さを測定する工程とを備える
ことを特徴とするバンプ高さ測定方法。
8. A bump height measuring method for measuring a height of a plurality of bumps arranged on a work surface along a plurality of parallel straight lines, wherein the height of the plurality of bumps is measured from a direction not parallel to the straight line with respect to the work surface. Illuminating the bump at a predetermined elevation angle, projecting a shadow of the bump on the work surface, imaging the work surface including the shadow, and determining the shadow based on image information obtained by the imaging. Determining the main axis and tip position of the bump; illuminating the bump at a predetermined elevation angle with respect to the work surface from a direction that is not parallel to the straight line and that is not opposite to the direction of the illumination; Projecting the shadow on the work surface, imaging the work surface including the shadow, and determining a main axis and a tip position of the shadow based on image information obtained by the imaging. Mel process and the obtained each spindle, bump height measuring method characterized by comprising the step of measuring the respective tip position and height of the bumps based on the elevation angle.
【請求項9】前記撮像は、複数の画素を備える撮像素子
を用いて画素ごとに明るさに基づいた多値の数値データ
を得る工程を備え、 前記先端位置は、前記数値データを結んで得られる波形
と所定のしきい値との交点を算出して前記先端位置を得
る工程を備えることを特徴とする請求項7または請求項
8記載のバンプ高さ測定方法。
9. The method according to claim 1, wherein the imaging includes a step of obtaining multi-valued numerical data based on brightness for each pixel using an image pickup device having a plurality of pixels, and the tip position is obtained by connecting the numerical data. 9. The bump height measuring method according to claim 7, further comprising a step of calculating an intersection of the obtained waveform and a predetermined threshold value to obtain the tip position.
【請求項10】ワーク表面に形成されたバンプの高さを
測定するバンプ高さ測定方法において、 前記ワーク表面に対して略垂直方向から光を落射照明す
る工程と、 照明された前記ワーク表面を撮像する工程と、 この撮像により得られた画像情報に基づいて前記バンプ
の位置を求める工程と、 前記ワーク表面に対して所定の仰角で光を照明し、前記
バンプの影を前記ワーク表面に投影させる工程と、 この影を含む前記ワーク表面を撮像する工程と、 この撮像により得られた画像情報に基づいて前記影の先
端位置を求める工程と、 前記バンプの位置、前記先端位置および前記仰角に基づ
いて前記バンプの高さを求める工程とを備えることを特
徴とするバンプ高さ測定方法。
10. A bump height measuring method for measuring a height of a bump formed on a surface of a work, comprising: a step of illuminating the work surface with incident light from a direction substantially perpendicular to the work surface; An image capturing step; a step of obtaining a position of the bump based on image information obtained by the image capturing; irradiating light at a predetermined elevation angle with respect to the work surface, and projecting a shadow of the bump on the work surface Making the image of the surface of the work including the shadow; obtaining a tip position of the shadow based on image information obtained by the imaging; and setting the position of the bump, the tip position, and the elevation angle. Obtaining the height of the bump based on the height of the bump.
【請求項11】ワーク表面に形成されたバンプの位置を
測定するバンプ位置測定方法において、 所定方向から前記バンプを照明し、このバンプの影を前
記ワーク表面に投影させる工程と、 この影を含む前記ワーク表面を撮像する工程と、 この撮像により得られた画像情報に基づいてこの影の主
軸を求める工程と、 前記所定方向とは異なり、かつ前記所定方向とは相対し
ない方向から前記バンプを照明し、このバンプの影を前
記ワーク表面に投影させる工程と、 この影を含む前記ワーク表面を撮像する工程と、 この撮像により得られた画像情報に基づいてこの影の主
軸を求める工程と、 求められた前記2つの主軸の交点を求める工程と、 を備えることを特徴とするバンプ位置測定方法。
11. A bump position measuring method for measuring a position of a bump formed on a work surface, comprising the steps of illuminating the bump from a predetermined direction and projecting a shadow of the bump on the work surface. Imaging the surface of the work; obtaining the principal axis of the shadow based on image information obtained by the imaging; illuminating the bump from a direction different from the predetermined direction and not opposite to the predetermined direction Projecting the shadow of the bump on the work surface; imaging the work surface including the shadow; obtaining the principal axis of the shadow based on image information obtained by the imaging; Obtaining a point of intersection of the two main axes obtained.
【請求項12】ワーク表面に形成された突起状のバンプ
の高さを測定するバンプ高さ測定装置において、 前記ワークを保持して相対的に位置決めする保持部と、 この保持部に保持された前記ワークの前記バンプを含む
領域に対して所定の仰角で、少なくとも一方向から照明
し、前記バンプの影を前記ワーク上に投影する照明部
と、 この照明部で照明されている前記ワーク上の前記領域を
撮像して前記バンプの影を有する画像情報を出力する撮
像部と、 この撮像部で出力された前記画像情報から前記バンプの
影領域を抽出して影領域情報を出力する影抽出部と、 この影抽出部で出力された前記影領域情報と前記撮像工
程で出力された画像情報とから前記バンプの影長さを求
める影長さ演算部と、 この影長さ演算部から得られた影長さと前記仰角から前
記バンプの高さを求める高さ演算部とを備えたことを特
徴とするバンプ高さ測定装置。
12. A bump height measuring device for measuring the height of a projecting bump formed on the surface of a work, comprising: a holding portion for holding and relatively positioning the work; and a holding portion for holding the work. An illumination unit that illuminates the area of the work including the bump at a predetermined elevation angle from at least one direction, and projects a shadow of the bump on the work; An imaging unit that images the region and outputs image information having the shadow of the bump; a shadow extraction unit that extracts a shadow region of the bump from the image information output by the imaging unit and outputs shadow region information A shadow length calculator for calculating the shadow length of the bump from the shadow area information output by the shadow extractor and the image information output in the imaging step; The shadow length and said Bump height measuring device being characterized in that a height calculation unit for determining the height of the bump from the corner.
【請求項13】ワーク表面に形成されたバンプの高さを
測定するバンプ高さ測定装置において、 前記ワーク表面に対して所定の仰角で所定方向から前記
バンプを照明し、このバンプの影を前記ワーク表面に投
影させるための照明手段と、 この影を含む前記ワーク表面を撮像する撮像手段と、 この撮像により得られた画像情報に基づいてこの影の主
軸および先端位置を求める演算手段と、 前記ワーク表面に対して所定の仰角で、かつ、前記所定
方向とは異なるとともに前記所定方向とは相対しない方
向から前記バンプを照明し、このバンプの影を前記ワー
ク表面に投影させる照明手段と、 この影を含む前記ワーク表面を撮像する撮像手段と、 この撮像により得られた画像情報に基づいてこの影の主
軸および先端位置を求める演算手段と、 求められた前記各主軸、前記各先端位置および前記仰角
に基づいて前記バンプの高さを測定する測定手段とを備
えることを特徴とするバンプ高さ測定装置。
13. A bump height measuring device for measuring a height of a bump formed on a work surface, wherein the bump is illuminated from a predetermined direction at a predetermined elevation angle with respect to the work surface, and a shadow of the bump is formed. An illuminating unit for projecting the shadow on the work surface; an imaging unit for imaging the work surface including the shadow; an arithmetic unit for determining a main axis and a tip position of the shadow based on image information obtained by the imaging; Illuminating means for illuminating the bump at a predetermined elevation angle with respect to the work surface and from a direction different from the predetermined direction and not opposite to the predetermined direction, and projecting a shadow of the bump on the work surface; Imaging means for imaging the work surface including a shadow; calculating means for determining a main axis and a tip position of the shadow based on image information obtained by the imaging; Measuring means for measuring the height of the bump based on each of the spindles, the tip positions, and the elevation angle.
【請求項14】ワーク表面に形成されたバンプの位置を
測定するバンプ位置測定装置において、 所定方向から前記バンプを照明し、このバンプの影を前
記ワーク表面に投影させる第1の照明手段と、 この影を含む前記ワーク表面を撮像する第1の撮像手段
と、 この撮像により得られた画像情報に基づいてこの影の主
軸を求める演算手段と、 前記所定方向とは異なり、かつ前記所定方向とは相対し
ない方向から前記バンプを照明し、このバンプの影を前
記ワーク表面に投影させる第2の照明手段と、 この影を含む前記ワーク表面を撮像する第2の撮像手段
工程と、 この撮像により得られた画像情報に基づいてこの影の主
軸を求める演算手段と、 求められた前記2つの主軸の交点を求める演算手段とを
備えることを特徴とするバンプ位置測定装置。
14. A bump position measuring device for measuring a position of a bump formed on a work surface, wherein the first illuminating means illuminates the bump from a predetermined direction and projects a shadow of the bump on the work surface. First imaging means for imaging the surface of the work including the shadow; calculating means for determining a main axis of the shadow based on image information obtained by the imaging; and different from the predetermined direction, and different from the predetermined direction. A second illuminating means for illuminating the bumps from directions not opposed to each other and projecting a shadow of the bumps on the work surface; a second imaging means step for imaging the work surface including the shadows; Bump position measurement, comprising: calculating means for obtaining a main axis of the shadow based on the obtained image information; and calculating means for obtaining an intersection of the obtained two main axes. apparatus.
【請求項15】シリコンウエハ上にIC回路を作り込ん
だICチップを作成する前工程と、前記ICチップを切
り分け、それらのICチップをリードフレームに搭載
し、前記ICチップと前記リードフレームのそれぞれの
電極同士をボンディングにより電気的に接続し、そのI
Cチップをモールド樹脂で封入する後工程と、により半
導体装置を製造する半導体装置の製造方法において、 前記ボンディングは、前記ICチップのボンディングパ
ット上にあらかじめバンプを形成するバンプ形成工程
と、前記バンプの高さを測定する測定工程と、この測定
工程により測定されたバンプ高さが所定の範囲内である
場合に前記バンプとリードフレームとを電気的に接続す
る接続工程とから成り、前記測定工程として請求項1に
記載のバンプ高さ測定方法を用いて前記バンプ高さを測
定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
15. A pre-process for producing an IC chip in which an IC circuit is produced on a silicon wafer, separating the IC chip, mounting the IC chip on a lead frame, and respectively mounting the IC chip and the lead frame. Are electrically connected to each other by bonding.
A method of manufacturing a semiconductor device by manufacturing a semiconductor device by encapsulating a C chip with a mold resin, wherein the bonding includes a bump forming step of forming a bump in advance on a bonding pad of the IC chip; A measuring step of measuring the height, and a connecting step of electrically connecting the bump and the lead frame when the bump height measured by the measuring step is within a predetermined range, and as the measuring step A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: measuring the bump height using the bump height measurement method according to claim 1.
【請求項16】シリコンウエハ上にIC回路を作り込ん
だICチップを作成する前工程と、前記ICチップを切
り分け、それらのICチップをリードフレームに搭載
し、前記ICチップと前記リードフレームのそれぞれの
電極同士をボンディングにより電気的に接続し、そのI
Cチップをモールド樹脂で封入する後工程と、により半
導体装置を製造する半導体装置の製造方法において、 前記ボンディングは、前記ICチップ上またはテープ上
の少なくとも一方にあらかじめバンプを形成するバンプ
形成工程と、前記バンプの高さを測定する測定工程と、
この測定工程により測定されたバンプ高さが所定の範囲
内である場合に前記ICチップと前記テープとを前記バ
ンプを介して電気的に接続する接続工程とから成り、前
記測定工程として請求項1に記載のバンプ高さ測定方法
を用いて前記バンプ高さを測定することを特徴とする半
導体装置の製造方法。
16. A pre-process for preparing an IC chip in which an IC circuit is formed on a silicon wafer, cutting the IC chip, mounting the IC chip on a lead frame, and setting the IC chip and the lead frame respectively. Are electrically connected to each other by bonding.
A post-process of encapsulating the C chip with a mold resin; and a method of manufacturing a semiconductor device by manufacturing a semiconductor device, wherein the bonding includes a bump forming step of previously forming a bump on at least one of the IC chip or the tape; A measuring step of measuring the height of the bump,
2. A connecting step of electrically connecting the IC chip and the tape via the bump when the bump height measured by the measuring step is within a predetermined range, wherein the measuring step is performed. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising measuring the bump height by using the bump height measurement method described in (1).
【請求項17】金属シート上に金属ペーストを印刷して
バンプを形成する工程と、 請求項7または請求項8のいずれか記載のバンプ高さ測
定方法を用いて前記バンプの高さを測定する工程と、 絶縁シートの一方の面側にICチップを搭載する工程
と、 前記絶縁シートの他方の面と前記バンプが形成された面
とを対向させた後加圧を行い、前記バンプと前記ICチ
ップの電極部とを前記絶縁シート越しに電気的に接続さ
せる工程と、 前記金属シートの所定部分をエッチングし、配線パター
ンを形成する工程とを備えることを特徴とする半導体チ
ップの製造方法。
17. A method for forming a bump by printing a metal paste on a metal sheet, and measuring the height of the bump using the bump height measuring method according to claim 7. A step of mounting an IC chip on one surface side of an insulating sheet; and pressing the other surface of the insulating sheet and the surface on which the bumps are formed after pressing the bumps and the IC. A method for manufacturing a semiconductor chip, comprising: a step of electrically connecting an electrode portion of a chip through the insulating sheet; and a step of etching a predetermined portion of the metal sheet to form a wiring pattern.
【請求項18】半導体素子を集積した集積回路を備えた
半導体装置をプリント基板上にバンプを介して実装する
半導体装置の実装方法において、 前記半導体装置または前記プリント基板上の少なくとも
一方にあらかじめバンプを形成するバンプ形成工程と、
前記バンプの高さを測定する測定工程と、この測定工程
により測定されたバンプ高さが所定の範囲内である場合
に前記半導体装置と前記プリント基板とを前記バンプを
介して電気的に接続する接続工程とから成り、前記測定
工程として請求項1に記載のバンプ高さ測定方法を用い
て前記バンプ高さを測定することを特徴とする半導体装
置の実装方法。
18. A semiconductor device mounting method for mounting a semiconductor device having an integrated circuit on which a semiconductor element is integrated on a printed circuit board via a bump, wherein a bump is previously formed on at least one of the semiconductor device and the printed circuit board. Forming a bump forming step;
A measuring step of measuring the height of the bump, and electrically connecting the semiconductor device and the printed board via the bump when the bump height measured in the measuring step is within a predetermined range. A method for mounting a semiconductor device, comprising: a connection step; and measuring the bump height using the bump height measurement method according to claim 1 as the measurement step.
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