JP2006234667A - バンプ検査装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 バンプの位置および形状に関して欠陥の有無を正確に判断することができるバンプ検査装置およびバンプ検査方法を提供する。
【解決手段】 形状検出部は、ＣＣＤカメラによって得られたオブジェクト画像に含まれるバンプを表す画像のうち、正しいバンプの形状を有する画像を検出する。検査領域設定部は、オブジェクト画像の領域のうち、形状検出部によって検出された画像を少なくとも含む領域を非検査領域とし、その他の領域を検査領域として設定する。マスター画像記憶部は、検査の基準となるマスター画像を記憶する。比較検査部は、検査領域設定部によって設定された検査領域についてオブジェクト画像とマスター画像とを比較することによって、バンプが所定の精度で形成されているか否かを検査する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板に形成されたバンプを検査するバンプ検査装置およびバンプ検査方法に関し、より特定的には、バンプが所定の精度で基板に形成されているか否かを検査するバンプ検査装置およびバンプ検査方法に関する。

従来、多層プリント配線基板の層間を接続する方法として、バンプによる接続方法が提案されている。すなわち、例えば円錐状のバンプを基板に形成し、バンプが形成された基板と他の基板とを圧着することによってバンプを基板に貫通させて基板同士を接続するのである。このように基板にバンプを形成される場合、バンプが形成される位置およびバンプの形状に関してバンプを精度良く作成する必要があるので、バンプの形成後に当該基板を検査する必要がある。

基板に形成されたバンプを検査する方法としては、検査対象の基板の画像（オブジェクト画像）と見本となる基板の画像（マスター画像）とを比較する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。この方法では、バンプが上面に形成された基板を上から撮像して２値画像のオブジェクト画像を得る。また、２値画像のマスター画像をＣＡＤデータ等から予め作成しておく。そして、オブジェクト画像とマスター画像とを比較することによって両者の相違部分を検出し、所望の精度でバンプが形成されているか否かを当該相違部分に基づいて判断する。
特開２００１−１０２７６１号公報

ここで、１つの基板には多数のバンプが形成されることが通常であるので、バンプを１つ１つ個別に比較して検査を行うよりも、複数のバンプを同時に比較して検査を行うことが好ましい。以下、図１２を用いて、複数のバンプを同時に比較する場合における検査処理を説明する。

検査処理においては、まず、マスター画像およびオブジェクト画像が用意される。図１２は、複数のバンプを同時に比較する場合における画像の例を示す図である。図１２では、第１〜第３のバンプという３つのバンプについて同時に比較検査を行う場合を説明する。図１２（ａ）はマスター画像の例を示す。マスター画像としては、第１のバンプの画像９１、第２のバンプの画像９２、および、第３のバンプの画像９３が予め作成される。また、図１２（ｂ）はオブジェクト画像の例を示す。オブジェクト画像には、第１のバンプの画像９４、第２のバンプの画像９５、および、第３のバンプの画像９６が含まれる。

マスター画像およびオブジェクト画像が用意されると、各バンプを適切な位置で比較できるようにマスター画像とオブジェクト画像との位置合わせが行われる。例えば、比較する全てのバンプについて相違部分の量（面積）が最小となるように位置合わせが行われる。位置合わせが行われた後、マスター画像とオブジェクト画像との比較が行われ、各バンプについて相違部分が検出される。例えば、相違部分の面積が所定の基準量よりも大きいバンプは、所望の精度で作成されていない（すなわち、欠陥である）と判断される。したがって、位置がずれているために相違部分の面積が基準量よりも大きいバンプ、および、正しい形状に形成されていないために相違部分の面積が基準量よりも大きいバンプは、欠陥であると判断される。図１２（ｃ）は、マスター画像とオブジェクト画像とを重ねて表示した図である。なお、図１２（ｃ）では、図を見やすくする目的で、マスター画像の輪郭を点線で示し、オブジェクト画像の輪郭を実線で示している。図１２（ｃ）においては、第１〜第３のバンプのそれぞれについて相違部分が検出される。そして、検出された相違部分の面積に基づいて各バンプが欠陥であるか否かが判定される。

ここで、実際には、バンプは、位置ずれがある程度生じていたとしても形状が正確に形成されていれば欠陥ではない。例えば、径が５０μｍのバンプであれば、±２０μｍ程度の位置ずれは許容される。図１２の例では、第２のバンプは位置ずれが生じているものの形状が正確に形成されているので、欠陥ではないと判断されるべきである。一方、形状に関しては位置ずれよりも厳しく判断する必要があることが多く、バンプ自体が所定の面積を有していなければ欠陥と判断される。図１２の例では、第３のバンプは形状が正確に形成されていないので、欠陥であると判断されるべきである。以上より、バンプの位置ずれに関する許容範囲は、バンプの形状に関する許容範囲よりも広いと言える。すなわち、バンプの位置ずれに関しては、上記基準量は大きく設定されるべきであるのに対して、バンプの形状に関しては、上記基準量は小さく設定されるべきである。

しかし、従来の方法では、位置および形状の両方に関して同じ基準量で検査を行うので、いずれか一方については正確な検査を行うことができなかった。すなわち、基準量を小さく設定すれば、位置ずれに関して許容範囲が狭く設定されてしまうので、多少位置がずれているが本来欠陥ではないバンプ（図１２の第２のバンプ）が欠陥であると判断されてしまう。逆に、基準量を大きく設定すれば、形状に関して許容範囲が広く設定されてしまうので、本来許容されない形状のバンプ（図１２の第３のバンプ）が欠陥でないと判断されてしまう。したがって、従来の検査方法では、バンプの位置および形状に関して欠陥の有無を正確に判断することができなかった。

それ故、本発明の目的は、バンプの位置および形状に関して欠陥の有無を正確に判断することができるバンプ検査装置およびバンプ検査方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下に示す構成を採用した。すなわち、第１の発明は、基板に形成されたバンプを検査するバンプ検査装置である。バンプ検査装置は、基板を撮像する撮像部と、撮像部によって得られたオブジェクト画像に含まれるバンプを表す画像のうち、正しいバンプの形状を有する画像を検出する形状検出部と、オブジェクト画像の領域のうち、形状検出部によって検出された画像を少なくとも含む領域を非検査領域とし、その他の領域を検査領域として設定する検査領域設定部と、検査の基準となるマスター画像を記憶するマスター画像記憶部と、検査領域設定部によって設定された検査領域についてオブジェクト画像とマスター画像とを比較することによって、バンプが所定の精度で形成されているか否かを検査する比較検査部とを備えている。

また、第２の発明においては、検査領域設定部は、形状検出部によって検出された画像の領域およびその周囲の領域を非検査領域として設定してもよい。

また、第３の発明においては、バンプ検査装置は、マスター画像のうちで比較検査部による比較の対象とする領域を表すデータを記憶する検査領域記憶部をさらに備えていてもよい。このとき、比較検査部は、検査領域設定部によって設定される検査領域であってかつ検査領域記憶部に記憶されているデータによって表される領域についてマスター画像とオブジェクト画像とを比較する。

また、第４の発明においては、検査領域記憶部に記憶されているデータは、基板に形成されるべきバンプに対応する領域を表すものであってもよい。このとき、マスター画像は、基板に形成されるべきバンプの画像から一部が欠落した画像を有する。

また、第５の発明は、基板に形成されたバンプを検査するためのバンプ検査方法である。バンプ検査方法には、基板を撮像する撮像ステップと、撮像ステップによって得られたオブジェクト画像に含まれるバンプを表す画像のうち、正しいバンプの形状を有する画像を検出する形状検出ステップと、オブジェクト画像の領域のうち、形状検出ステップにおいて検出された画像を少なくとも含む領域を非検査領域とし、その他の領域を検査領域として設定する検査領域設定ステップと、検査領域設定ステップにおいて設定された検査領域についてオブジェクト画像とマスター画像とを比較することによって、バンプが所定の精度で形成されているか否かを検査する比較検査ステップとが含まれる。

上記第１および第５の発明によれば、正しい形状のバンプ画像を予め検出し、検出したバンプ画像の領域を非検査領域に設定する。そして、検査領域についてオブジェクト画像とマスター画像との比較検査を行うことによって、形状が正しくないバンプおよび位置ずれが許容量を超えているバンプを欠陥として検出することができる。ここで、バンプの形状に関する許容範囲は、正しい形状のバンプ画像を検出する処理において決まり、バンプの位置ずれに関する許容範囲は、非検査領域を設定する処理において決まる。したがって、本発明によれば、バンプの形状および位置に関するそれぞれの許容範囲をそれぞれ独立して適切に設定することができるので、バンプの位置および形状に関して欠陥の有無を正確に判断することができる。また、本発明によれば、比較検査の方法として従来の方法を適用することができるので、特別な比較検査アルゴリズムを用いることなく欠陥の有無を正確に判断することができる。

上記第２の発明によれば、位置ずれに関する許容範囲を広くすることができる。一般的には、バンプの位置ずれに関する許容範囲は大きくとっても問題ないことが多いので、位置ずれに関する許容範囲を広くすることによって、実情に則した検査を行うことができる。

上記第３の発明によれば、マスター画像についても比較検査の対象とする領域を設定することで、比較検査の対象とする領域を自由に設定することができる。

上記第４の発明によれば、撮像時における基板の反射によってオブジェクト画像が正確に取得できなかった場合、比較検査の結果が欠陥となる。したがって、基板に形成されるべきバンプ（理想的なバンプ）の領域のみを比較検査の対象とする場合でも、正確に取得できなかったオブジェクト画像に対して的確な検査結果を得ることができる。さらに、理想的なバンプの領域のみについて比較検査を行えばよいので、比較検査の処理量を低減することができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るバンプ検査装置の構成を示すブロック図である。バンプ検査装置は、ステージ１、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ２、および画像処理装置３を備えている。バンプ検査装置１は、基板Ｓにバンプが正しく形成されているか否かを検査するためのものである。

図１において、ステージ１は、検査対象である基板Ｓをその上面に載置する。基板Ｓには、例えば円錐状のバンプが形成されている。基板Ｓに形成されるバンプは、一般的には、直径が１００〜５０μｍ、高さが１００μｍ程度の大きさである。ＣＣＤカメラ２は、基板Ｓを撮像する撮像手段の一例であり、ステージ１に載置された基板Ｓを上方から撮像する。撮像された画像データ（デジタルデータ）は、後述する比較検査処理に用いられる。本実施形態では、ＣＣＤカメラ２によって得られた画像をオブジェクト画像と呼び、オブジェクト画像を表すデータをオブジェクト画像データと呼ぶ。なお、基板Ｓの全面を一度に撮像することができない場合、ＣＣＤカメラ２および／またはステージ１を移動させることによって撮像位置を変えて基板Ｓの全面を撮像するようにしてもよい。ＣＣＤカメラ２は、撮像した基板Ｓのオブジェクト画像データを画像処理装置３に出力する。画像処理装置３は、ＣＣＤカメラ２から出力されたオブジェクト画像を用いて、基板Ｓにバンプが正しく形成されているか否か（バンプが所定の精度で形成されているか否か）を検査し、検査結果を出力する。

図１に示すように、画像処理装置３は、２値化処理部３１、オブジェクト画像記憶部３２、形状検出部３３、バンプ位置記憶部３４、検査領域設定部３５、比較検査部３６、マスター画像記憶部３７、および検査領域画像記憶部３８を備えている。画像処理装置３は典型的にはパーソナルコンピュータによって構成され、画像処理装置における処理は、画像処理装置３に格納された所定のプログラムが実行されることによって行われる。なお、画像処理装置における処理は、その一部または全部が専用の処理回路によって行われてもよい。

２値化処理部３１は、ＣＣＤカメラ２から出力されたオブジェクト画像データに対して２値化処理を行う。すなわち、２値化処理部３１は、オブジェクト画像を、各画素が２値で表現される２値画像に変換する。変換後のオブジェクト画像データにおいては、バンプが存在する位置が“１”、バンプが存在しない位置が“０”で表現される。オブジェクト画像記憶部３２は、２値化処理部３１による変換後に得られるオブジェクト画像データを記憶する。バンプ位置記憶部３４は、基板Ｓに形成されるべき各バンプの位置を示すデータ（バンプ位置データ）を記憶する。このバンプ位置データは、例えば検査者によって予め作成されてバンプ位置記憶部３４に記憶される。なお、バンプ位置データは、各バンプの位置を特定することができるものであればどのようなものであってもよく、例えば、各バンプの中心位置を表す座標データでもよいし、画像データでもよい。例えば、後述するマスター画像データをバンプ位置データとして用いてもよい。

形状検出部３３は、オブジェクト画像に含まれるバンプ画像（バンプを表す画像）のうち、正しいバンプの形状を有するバンプ画像を検出する。本実施形態においてはバンプは円錐形状であるので、正しく形成されたバンプはオブジェクト画像において円形領域として表される。つまり、本実施形態においては、形状検出部３３は、バンプ画像のうち、外形が円形の画像を検出する。形状検出部３３は、検出したバンプ画像の領域（オブジェクト画像上における領域）を示すデータを検査領域設定部３５へ出力する。なお、正しい形状でないバンプ画像の領域は、検査領域設定部３５へは通知されない。

検査領域設定部３５は、オブジェクト画像に対して、比較検査の対象とする検査領域と、比較検査の対象としない非検査領域とを設定する。具体的には、検査領域設定部３５は、正しい形状のバンプ画像の領域を拡散する処理（拡散処理）を行うことによって、検査領域および非検査領域を示す画像を生成する。より具体的には、検査領域設定部３５は、正しい形状のバンプ画像の領域を所定範囲だけ広げた領域を非検査領域とする画像を表す画像データを生成する。本実施形態では、この画像を第２検査領域画像と呼び、第２検査領域画像を表す画像データを第２検査領域画像データと呼ぶ。第２検査領域画像データは、オブジェクト画像データと同様、各画素が２値で表現されたデータである。例えば、第２検査領域画像においては、非検査領域が“０”、検査領域が“１”で表現される。

一方、マスター画像記憶部３７は、マスター画像データを記憶する。マスター画像データとは、比較検査処理において基準となる基板の画像（マスター画像）を表すデータである。マスター画像は、理想的にバンプが形成された基板の画像である。マスター画像データは、良品を撮像することによって得られた画像データであってもよいし、ＣＡＤデータから作成された画像データであってもよい。マスター画像データは、オブジェクト画像データと同様、各画素が２値で表現されたデータである。マスター画像データにおいては、オブジェクト画像データと同様、バンプが存在する位置が“１”、バンプが存在しない位置が“０”で表現される。また、検査領域画像記憶部３８は、第１検査領域画像を表す画像データ（第１検査領域画像データ）を記憶する。第１検査領域画像データは、マスター画像における領域うち、比較検査の対象とする領域を指定する画像データである。第１検査領域画像データは、第２検査領域画像データと同様、各画素が２値で表現されたデータであり、非検査領域が“０”、検査領域が“１”で表現される。

比較検査部３６は、上記オブジェクト画像および上記マスター画像を用いて基板Ｓに対する比較検査処理を行う。すなわち、比較検査部３６は、オブジェクト画像とマスター画像とのパターンマッチングを行い、両者に含まれるバンプ画像の相違点を検出する。比較検査部３６は、検出された相違点に基づいて、各バンプが所定の精度で基板に形成されているか否かを判断する。例えば、バンプ画像の相違点の数が、予め定められた所定数よりも少ない場合、バンプが所定の精度で基板に形成されていると判断され、当該所定数以上である場合、バンプが所定の精度で基板に形成されていないと判断される。

なお、本実施形態においては、比較検査部３６は、オブジェクト画像およびマスター画像を単に用いるのではなく、第１および第２検査領域画像を用いて各画像（オブジェクト画像およびマスター画像）をマスクしてから比較検査処理を行う。具体的には、マスター画像の検査領域は第１検査領域画像によって規定され、オブジェクト画像の検査領域は第２検査領域画像によって規定される。すなわち、マスター画像は、第１検査領域画像において検査領域とされる領域のみが比較検査の対象となる。また、オブジェクト画像は、第１検査領域画像において検査領域とされる領域のみが比較検査処理の対象となる。その結果、比較検査処理の対象となる領域は、第１検査領域画像と第２検査領域画像との両方において検査領域とされる領域のみとなる。

以下、本実施形態に係るバンプ検査装置の動作を説明する。なお、以下では、第１〜第４バンプという４つのバンプが基板に形成されているか否かを検査する場合を例にとって説明する。図２は、正しく形成された基板の例を示す図である。図２に示すように、正しく作成された基板には、第１〜第４バンプ４１〜４４が形成される。

図３は、バンプ検査装置の画像処理装置３における処理の流れを示すフローチャートである。なお、図３に示す処理の前に、ＣＣＤカメラ２はステージ１に載置された基板Ｓの画像を撮像しておく。まずステップＳ１において、オブジェクト画像が取得される。具体的には、ステージ１上に載置された基板Ｓを撮像することによって得られるオブジェクト画像データがＣＣＤカメラ２から２値化処理部３１に取得される。２値化処理部３１に取得されたオブジェクト画像データは、各画素が２値で表現される画像データに変換される。変換後のオブジェクト画像データは、オブジェクト画像記憶部３２に記憶される。

図４は、ステップＳ１によって得られたオブジェクト画像を示す図である。図４に示すオブジェクト画像には、第１バンプを表すバンプ画像４６、第２バンプを表すバンプ画像４７、第３バンプを表すバンプ画像４８、第４バンプを表すバンプ画像４９が含まれる。図４のオブジェクト画像から、基板Ｓにおいては、第１バンプはほぼ正常に形成され、第２バンプは形状は正しいものの位置がややずれて形成され、第３バンプは欠けた形状に形成され、第４バンプは形状は正しいものの位置がかなりずれて形成されたことがわかる。また、本実施形態では、第１バンプおよび第２バンプが正常と判断され、第３バンプおよび第４バンプが欠陥と判断されることを目標とする。すなわち、第２バンプのようにやや位置がずれたものは許容し、第３バンプのように形状が正しくないものや、第４バンプのように大きく位置がずれたものは欠陥と判断する。

続くステップＳ２においては、オブジェクト画像を用いて、基板Ｓに形成された各バンプのうちで正しい形状のバンプが検出される。具体的には、形状検出部３３は、オブジェクト画像に含まれている各バンプ画像について、正しい形状（ここでは、円形）であるか否かを判定する。形状検出部３３による判定処理は、例えば次のように行われる。すなわち、まず、バンプ位置記憶部３４に記憶されているバンプ位置データに基づいて、各バンプが形成されるべき位置（バンプが形成される理想的な位置）を特定する。次に、特定した位置に存在するバンプ画像の形状が円形であるか否かを判定する。円形であるか否かの判定は、予め定められた複数の方向についてバンプ画像の領域の直径を算出し、算出した直径の各値が所定範囲内にあるか否かによって行う。すなわち、算出した直径の各値が所定範囲内にある場合には円形であると判定し、算出した直径の各値が所定範囲内にない場合には円形でないと判定する。当該所定範囲を示す値は検査者が自由に設定することができることが好ましい。この値を変化させることによって、検査者は、バンプの形状に関する許容量を変化させることができる。なお、円形であるか否かの判定は、バンプ位置データにより示される位置を含む領域のそれぞれについて行われる。図４の例で言えば、第１〜第４バンプを表す各バンプ画像について当該判定が行われる。また、形状検出部３３は、正しい形状であると判定されたバンプ画像を表すデータを検査領域設定部３５へ渡す。このデータはどのような形態であってもよいが、本実施形態では、画像データであるとする。具体的には、オブジェクト画像データに含まれる各バンプ画像のうち、正しい形状であると判定されたバンプ画像のみを含む画像データとする。

ステップＳ３においては、ステップＳ２で検出されたバンプ画像の領域を非検査領域とするマスクが作成される。具体的には、検査領域設定部３５は、まず、形状検出部３３から受け取った画像データに含まれる各バンプ画像の中心の位置を特定する。次に、特定した位置を中心とする円領域を非検査領域とし、その他の領域を検査領域とするマスクを表す画像を作成する。

続くステップＳ４においては、ステップＳ３で作成された画像の非検査領域を拡散することによって上記第２検査領域画像が作成される。すなわち、検査領域設定部３５は、ステップＳ３で作成された画像データの非検査領域の直径を所定長さだけ大きくする。これによって、第２検査領域画像が作成されたこととなる。
なお、非検査領域を拡散する拡散量（上記所定長さ）は、予め決められているものとする。この拡散量は、バンプの位置ずれに関する許容量を表す指標となる。したがって、拡散量の値は検査者によって変更可能とされることが好ましい。図５は、第２検査領域画像を示す図である。図５では、図３に示すオブジェクト画像から得られる第２検査領域画像を示す。図５においては斜線領域が検査領域である。なお、図５における点線は、正しい形状であると判定されたバンプ画像の領域、すなわち、ステップＳ３において設定された非検査領域を示す。図５に示すように、図３に示すオブジェクト画像が得られた場合、第１バンプ、第２バンプ、および第４バンプを表すバンプ画像の領域およびその周辺の領域が非検査領域となる。

ステップＳ５においては、オブジェクト画像とマスター画像との比較検査が行われる。ステップＳ５の処理は、オブジェクト画像記憶部３２に記憶されているオブジェクト画像データと、検査領域設定部３５によって生成される第２検査領域画像データと、マスター画像記憶部３７に記憶されているマスター画像データと、検査領域画像記憶部３８に記憶されている第１検査領域画像データとを用いて行われる。図６は、本実施形態において用いられるマスター画像を示す図である。また、図７は、本実施形態において用いられる第１検査領域画像を示す図である。図６に示すように、本実施形態では、正しく形成された場合の各バンプ（理想的なバンプ）を表すバンプ画像がマスター画像として用いられる。また、図７に示すように、本実施形態における第１検査領域画像データは、全面を検査領域とする画像データである。以下、ステップＳ５における比較検査部３６の処理の詳細を説明する。

比較検査部３６は、まず、オブジェクト画像およびマスター画像について比較検査を行う領域を決定する。具体的には、オブジェクト画像における比較検査の対象となる領域は、第２検査領域画像によって規定される。すなわち、オブジェクト画像のうち、第２検査領域画像において検査領域とされる領域が比較検査の対象となる。図４および図５を例にとって説明すると、図４に示す第１、第２および第４バンプを表すバンプ画像の領域およびその周辺の領域は、比較検査の対象とならない。一方、マスター画像における比較検査の対象となる領域は、第１検査領域画像によって規定される。本実施形態では、第１検査領域画像においてはその全面が検査領域であるので（図７参照）、マスター画像の全面が比較検査の対象となる。

比較検査を行う領域を決定すると、比較検査部３６は、オブジェクト画像およびマスター画像について検査領域内のバンプ画像の位置を合わせる処理を行う。位置合わせ処理においては、例えば、比較検査の対象となる全領域においてオブジェクト画像とマスター画像との相違点の量（面積、すなわち画素数）が最小となるように位置が決定される。相違点とは、オブジェクト画像とマスター画像とで値（０または１）が異なる画素である。位置合わせ処理の後、比較検査部３６は、オブジェクト画像とマスター画像との比較検査を行う。なお、オブジェクト画像およびマスター画像のいずれか一方のみについて比較検査の対象となっている領域については、比較検査は行われない。つまり、比較検査部３６は、第１検査領域画像と第２検査領域画像との両方において検査領域とされる領域について比較検査を行う。図８は、比較検査が行われる領域を説明するための図である。なお、図８では、オブジェクト画像に含まれるバンプ画像とマスター画像に含まれるバンプ画像とを重ねて記載している。図８においては、点線の内側の領域以外の領域が比較検査の対象となる。したがって、図３に示すオブジェクト画像が得られた場合には、バンプ画像４６とバンプ画像５１とについては比較検査が行われない。また、バンプ画像４７とバンプ画像５２とについては比較検査が行われない。また、バンプ画像４９とバンプ画像５４については、バンプ画像４９が非検査領域内に存在するものの、バンプ画像５４の一部が非検査領域の外側に存在するので、当該一部について比較検査が行われる。

比較検査においては、比較検査部３６は、１つのバンプを表すバンプ画像毎に検査結果を出力する。具体的には、各バンプについてオブジェクト画像とマスター画像との相違点が検出され、相違点の数が予め定められた所定数よりも少ない場合、そのバンプは正常であると判断され、当該所定数以上である場合、そのバンプは欠陥であると判断される。図８を例にとって説明すると、バンプ画像４８および５３について比較検査を行うことによって第３バンプに関する検査結果が得られる。ここでは、バンプ画像４８は円形の一部が欠けた形状であり、欠けた部分がある分、欠けていない場合に比べて相違点の数が多くなる。したがって、第３バンプについての検査結果は「欠陥」となるものとする。換言すれば、上記所定数は、形状検出部３３によって正しい形状でないと判断されるバンプ画像を欠陥と判断するような値に設定される。

また、図８において、点線の外側にあるバンプ画像５４の領域は、全て相違点と判断される。したがって、相違点の数は上記所定数を超えると考えられるので、第４バンプについての検査結果は「欠陥」となる。このように、マスター画像に含まれるバンプ画像の位置が、第２検査領域画像における非検査領域の範囲内を越えている場合、そのバンプ画像に対応するバンプは欠陥と判断される。したがって、バンプの位置ずれに関する許容量は、第２検査領域画像の非検査領域の範囲よって決まる、すなわち、上記拡散量によって決まる。例えば、拡散量を大きく設定すれば、第２検査領域画像における非検査領域の範囲が大きくなるので、バンプの位置ずれに関する許容量が大きくなる。逆に、拡散量を小さく設定すれば、第２検査領域画像における非検査領域の範囲が小さくなるので、バンプの位置ずれに関する許容量が小さくなる。

なお、ステップＳ５における比較検査の具体的な方法は、オブジェクト画像とマスター画像との相違点に基づく方法であればよく、従来の比較検査アルゴリズムを適用することができる。

また、比較検査部は、比較検査の対象とならなかったバンプを「正常」と判断するものとする。図８において、第１および第２バンプは比較検査の対象とならないので、第１および第２バンプについての検査結果は「正常」となる。

なお、本実施形態では、比較検査の結果が画像として表示装置（図示しない）に表示されるものとする。例えば、比較検査部３６は、オブジェクト画像とマスター画像とを重ね合わせた画像を表示装置に表示するようにしてもよい。このとき、正常と判断されるバンプと、欠陥と判断されるバンプとで色を変えるようにすれば、正常であるバンプと欠陥であるバンプとを区別して表示することができる。また、オブジェクト画像とマスター画像とを重ね合わせた画像のうち、上記第２検査領域画像の検査領域内のみを表示するようにしてもよい。このとき、正常なバンプは非検査領域内に存在するので表示されず、欠陥であるバンプのみが表示されることとなる。これによっても、正常であるバンプと欠陥であるバンプとを区別して表示することができる。なお、比較検査の結果の提示方法は、各バンプについて正常または欠陥を作業者に提示する方法であればどのような方法であってもよいが、欠陥か否かを作業者に最終判断させる場合には、上記のように画像として表示する方法が好ましい。

以上のように、本実施形態によれば、バンプ検査装置は、まず、バンプの形状を識別する処理を行う（上記ステップＳ２）。この処理によって、形状に関して正常と判断されるバンプ（例えば上記第１および第２バンプ）が検出される。その後、バンプ検査装置は、オブジェクト画像とマスター画像との比較検査を行い（上記ステップＳ５）、正しい形状に形成されていないバンプ、および、位置が許容できない程度にずれて形成されているバンプが検出される。このように、バンプの形状に関する判断と、位置に関する判断とを別個に行うことによって、形状に関する判断のしきい値と位置に関する判断のしきい値とを別個にすることができる。具体的には、ステップＳ２における所定範囲を示す値を変化させることで、バンプの形状に関する許容値を変化させることができる。また、ステップＳ４における所定長さの値を変化させることで、バンプの位置に関する許容値を変化させることができる。本実施形態によれば、形状および位置に関してしきい値をそれぞれ適切に設定することができるので、バンプの位置および形状に関して欠陥の有無を正確に判断することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係るバンプ検査装置について説明する。第２の実施形態においては、上記第１検査領域画像およびマスター画像の内容が第１の実施形態と異なる他は、第１の実施形態と同様である。すなわち、バンプ検査装置の基本的な構成（図１）および動作（図３）は第１の実施形態ど同じである。なお、以下の説明において、見本となる基板の位置および形状（図２）および取得されるオブジェクト画像（図４）は、第１の実施形態と同じであるとする。

図９は、第２の実施形態において用いられる第１検査領域画像を示す図である。図９に示すように、第２の実施形態においては、バンプが形成されるべき領域（バンプが形成される理想的な領域）のみを検査領域とする。したがって、比較検査処理を最小限に抑えることができ、画像処理装置３の処理負担を軽減するとともに処理を短時間で行うことができる。

ここで、上記第１の実施形態においては、マスター画像に含まれるバンプ画像は、理想的なバンプそのものを表すものであった。つまり、第１の実施形態におけるマスター画像は、図９に示す検査領域と同じ領域を表すものであった。ここで、第２の実施形態において第１の実施形態と同じマスター画像を用いると、バンプの検査が正確に行えないおそれがある。以下、図１０を用いて詳細を説明する。

図１０は、オブジェクト画像がうまく撮像することができなかった場合における仮想的な比較検査を説明するための図である。ＣＣＤカメラ２によって基板Ｓを撮像する際、基板Ｓに形成された銅パターン等が反射することによって、バンプのパターンがうまく撮像できない場合がある。この場合、具体的にはオブジェクト画像データは、全面が“１（バンプが形成されていることを意味する）”となってしまう（図１０（ａ））。このようなオブジェクト画像は、比較検査において欠陥であると判断されるべきである。

しかし、このようなオブジェクト画像について、上述した第１検査領域画像およびマスター画像を用いて比較検査を行うと、欠陥が検出できない。すなわち、全面が“１”であるオブジェクト画像について上記ステップＳ２の処理を行うと、正しい形状のバンプ画像は検出されないので、第２検査領域画像においては全面が検査領域となる（図１０（ｂ））。一方、第１検査領域画像は、バンプが形成される理想的な領域を検査領域とする（図１０（ｅ））ので、比較検査処理の対象となる領域は、第１検査領域画像の全ての検査領域となる。ここで、オブジェクト画像は全面が“１”であるので、第１検査領域画像の検査領域については、オブジェクト画像の各画素の値は全て“１”である。また、マスター画像は、第１検査領域画像の検査領域については、オブジェクト画像の各画素の値は全て“１”である（図１０（ｄ））。したがって、第１検査領域画像の検査領域については、オブジェクト画像とマスター画像との間に相違点はなく（図１０（ｃ））、その結果、各バンプは正常であると判断されてしまう。

そこで、第２の実施形態では、理想的なバンプを表すバンプ画像の一部を欠落させた画像をマスター画像として用いる。図１１は、第２の実施形態において用いるマスター画像を示す図である。図１１に示すように、第２の実施形態におけるマスター画像においては、理想的なバンプを表すバンプ画像の中心部分が欠落している。なお、欠落部分の形状および大きさはどのようなものであってもよい。ただし、理想的なバンプを表すバンプ画像とそのバンプ画像の一部が欠落したマスター画像とを比較検査すれば欠陥と判定されるように、欠落部分を設定する必要がある。つまり、理想的なバンプを表すバンプ画像とマスター画像とでは比較検査の結果が欠陥となる程度の相違点が生じるように欠落部分を設定する必要がある。

以上のようにマスター画像に欠落部分を設定することによって、もし図１０（ａ）に示すようなオブジェクト画像について比較検査を行う場合には、上記中心部分についてオブジェクト画像とマスター画像とに相違点が生じる。その結果、比較検査処理において各バンプは欠陥であると判断される。したがって、第２の実施形態では、マスター画像に欠落部分を設定することによって、反射等によってオブジェクト画像が正しく撮像できなかった場合でも欠陥を正しく判断することができる。

なお、上記第２の実施形態において、正しく形成されたバンプについては、それを表すバンプ画像およびその周辺の領域が第２検査領域画像において非検査領域となるので、比較検査が行われない。その結果、当該バンプは正常であると判断されるので、マスター画像に欠落部分を設定しても問題はない。

本発明は、基板に形成されたバンプの位置および形状に関して欠陥の有無を正確に判断すること等を目的として利用することが可能である。

第１の実施形態に係るバンプ検査装置の構成を示すブロック図 正しく形成された基板の例を示す図 バンプ検査装置の画像処理装置３における処理の流れを示すフローチャート ステップＳ１によって得られたオブジェクト画像を示す図 第２検査領域画像を示す図 本実施形態において用いられるマスター画像を示す図 本実施形態において用いられる第１検査領域画像を示す図 比較検査が行われる領域を説明するための図 第２の実施形態において用いられる第１検査領域画像を示す図 オブジェクト画像がうまく撮像することができなかった場合における仮想的な比較検査を説明するための図 第２の実施形態において用いるマスター画像を示す図 複数のバンプを同時に比較する場合における画像の例を示す図

符号の説明

１ ステージ
２ ＣＣＤカメラ
３ 画像処理装置
３１ ２値化処理部
３２ オブジェクト画像記憶部
３３ 形状検出部
３４ バンプ位置記憶部
３５ 検査領域設定部
３６ 比較検査部
３７ マスター画像記憶部
３８ 検査領域画像記憶部
４１〜４４ バンプ
４６〜４７，５１〜５４ バンプ画像

Claims (5)

1. 基板に形成されたバンプを検査するバンプ検査装置であって、
   前記基板を撮像する撮像部と、
   前記撮像部によって得られたオブジェクト画像に含まれるバンプを表す画像のうち、正しいバンプの形状を有する画像を検出する形状検出部と、
   前記オブジェクト画像の領域のうち、前記形状検出部によって検出された画像を少なくとも含む領域を非検査領域とし、その他の領域を検査領域として設定する検査領域設定部と、
   検査の基準となるマスター画像を記憶するマスター画像記憶部と、
   前記検査領域設定部によって設定された検査領域について前記オブジェクト画像と前記マスター画像とを比較することによって、バンプが所定の精度で形成されているか否かを検査する比較検査部とを備える、バンプ検査装置。
2. 前記検査領域設定部は、前記形状検出部によって検出された画像の領域およびその周囲の領域を非検査領域として設定する、請求項１に記載のバンプ検査装置。
3. 前記マスター画像のうちで前記比較検査部による比較の対象とする領域を表すデータを記憶する検査領域記憶部をさらに備え、
   前記比較検査部は、前記検査領域設定部によって設定される検査領域であってかつ前記検査領域記憶部に記憶されているデータによって表される領域について前記マスター画像とオブジェクト画像とを比較する、請求項１に記載のバンプ検査装置。
4. 前記検査領域記憶部に記憶されているデータは、基板に形成されるべきバンプに対応する領域を表し、
   前記マスター画像は、基板に形成されるべきバンプの画像から一部が欠落した画像を有する、請求項３に記載のバンプ検査装置。
5. 基板に形成されたバンプを検査するためのバンプ検査方法であって、
   前記基板を撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップによって得られたオブジェクト画像に含まれるバンプを表す画像のうち、正しいバンプの形状を有する画像を検出する形状検出ステップと、
   前記オブジェクト画像の領域のうち、前記形状検出ステップにおいて検出された画像を少なくとも含む領域を非検査領域とし、その他の領域を検査領域として設定する検査領域設定ステップと、
   前記検査領域設定ステップにおいて設定された検査領域について前記オブジェクト画像と前記マスター画像とを比較することによって、バンプが所定の精度で形成されているか否かを検査する比較検査ステップとを含む、バンプ検査方法。

Images