JP2015129703A - Substrate camper measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板の反り測定方法に関するものである。 The present invention relates to a method for measuring warpage of a substrate.
回路基板や表示装置の表示基板等の基板は、通常、平坦に形成されているが、製造工程や使用環境等によって、基板に反りが発生する場合がある。このような回路基板等においては、基板上に搭載する部品の電極間隔の縮小や、搭載部品面積の増大とともに、基板に許容される反り量が小さくなってきている。 A substrate such as a circuit board or a display substrate of a display device is usually formed flat, but the substrate may be warped depending on a manufacturing process, a use environment, or the like. In such a circuit board or the like, the amount of warpage allowed on the board is becoming smaller as the electrode interval of the parts mounted on the board is reduced and the area of the mounted parts is increased.
回路基板に反りを発生させる要因としては、主に次の２つの要因が考えられる。１つ目は、回路基板の導体（配線やビア）設計の分布（基板内の残銅率のバランス）に起因する反りである。回路基板は金属や樹脂、ガラス等の物性の異なる複数の材料から構成されている。従って、回路基板が加熱されたときに各材料の伸び率（即ち、熱膨張率）が異なるため、その差によって界面に応力が発生し、最終的に回路基板全体に変形が発生する。２つ目は、基板製造時におけるばらつきに起因する反りである。回路基板製造時における基板内の温度や圧力などの製造条件にばらつきが存在しているため、回路基板ごとに初期状態で異なる反り挙動を有する。 The following two factors can be considered as main factors that cause the circuit board to warp. The first is warpage due to the distribution of conductor (wiring and via) design of the circuit board (balance of remaining copper ratio in the board). The circuit board is composed of a plurality of materials having different physical properties such as metal, resin, and glass. Therefore, when the circuit board is heated, the elongation rate (that is, the thermal expansion coefficient) of each material is different. Therefore, a stress is generated at the interface due to the difference, and finally the entire circuit board is deformed. The second is warpage due to variations in substrate manufacturing. Since there are variations in manufacturing conditions such as temperature and pressure in the circuit board when manufacturing the circuit board, each circuit board has a different warping behavior in the initial state.
１つ目の要因については、基板内の残銅率分布のあわせこみによって、ある程度の反り抑制が可能である。しかしながら、２つ目の要因については、基板ごとに少なからず生じるものであるため、製品となる基板の出荷時等における部品実装前に、短時間、かつ、正確に基板の反り形状をあらかじめ評価する必要があることから、そのような方法の重要性が高まっている。 As for the first factor, a certain amount of warpage can be suppressed by adjusting the distribution of the remaining copper ratio in the substrate. However, since the second factor occurs not a little for each board, the warpage shape of the board is evaluated in advance in a short time and accurately before mounting the components at the time of shipment of the board as a product. The need for such methods is growing because of the need.
一般的に、回路基板の反りを評価する代表的な手法としては、ＪＥＳＤ２２Ｂ１１２やＪＥＩＴＡ ＥＤ−７３０６に準拠し規格化されているモアレ干渉法がある。モアレ干渉法は、数秒程度の短時間で、複数の基板の反りを同時に評価することができることを特徴としている。 In general, as a representative method for evaluating the warpage of a circuit board, there is a moiré interferometry standardized in accordance with JESD22B112 or JEITA ED-7306. Moire interferometry is characterized in that warpage of a plurality of substrates can be simultaneously evaluated in a short time of about several seconds.
具体的には、図１に示されるように、モアレ干渉法反り測定装置は、白色光を出射する光源部１０、回折格子２０、撮像部３０、制御および解析部４０等を有している。評価の対象となる回路基板等の基板５０は、加熱可能なオーブン６０内の支持部６１の上に設置されている。図２に示されるように、回折格子２０には、一定のピッチでクロム等の金属により遮光部２０ａが形成されており、光は、遮光部２０ａと遮光部２０ａとの間の透過部２０ｂを透過する。 Specifically, as shown in FIG. 1, the moire interferometry warpage measuring apparatus includes a light source unit 10 that emits white light, a diffraction grating 20, an imaging unit 30, a control and analysis unit 40, and the like. A substrate 50 such as a circuit board to be evaluated is installed on a support portion 61 in a heatable oven 60. As shown in FIG. 2, the diffraction grating 20 is formed with a light shielding portion 20a made of a metal such as chromium at a constant pitch, and light passes through the transmission portion 20b between the light shielding portion 20a and the light shielding portion 20a. To Penetrate.
回折格子２０はオーブン６０内における基板５０の上方に設置されており、光源部１０から出射された光は、回折格子２０に照射され、回折格子２０の透過部２０ｂを透過する。回折格子２０の透過部２０ｂを透過した光は、基板５０の表面に照射され、基板５０の表面において散乱される。基板５０の表面で散乱された散乱光は、一部は回折格子２０の遮光部２０ａにおいて遮光され、残りの光が回折格子２０の透過部２０ｂを透過し、撮像部３０においてモアレ干渉縞として撮像される。尚、図２は、モアレ干渉法により得られたモアレ干渉縞の説明図である。 The diffraction grating 20 is installed above the substrate 50 in the oven 60, and the light emitted from the light source unit 10 is applied to the diffraction grating 20 and passes through the transmission part 20 b of the diffraction grating 20. The light transmitted through the transmission part 20 b of the diffraction grating 20 is irradiated on the surface of the substrate 50 and scattered on the surface of the substrate 50. A part of the scattered light scattered on the surface of the substrate 50 is shielded by the light shielding part 20a of the diffraction grating 20, the remaining light is transmitted through the transmission part 20b of the diffraction grating 20, and is imaged as moire interference fringes by the imaging part 30. Is done. FIG. 2 is an explanatory diagram of moire interference fringes obtained by moire interferometry.
尚、光源部１０は、基板５０面に対し４５°方向の位置に設置されており、撮像部３０は基板５０面に対し垂直方向の位置に設置されている。制御および解析部４０は、オーブン６０の制御を行なうとともに、撮像部３０において得られた情報、即ち、撮像部３０において得られたモアレ干渉縞等に基づき基板５０の三次元形状を算出する演算等の処理を行なう。即ち、モアレ干渉法では、撮像部３０において撮像したモアレ干渉縞と回折格子２０の透過部２０ｂのピッチや幅等の情報に基づき、制御および解析部４０等において、基板５０の表面の三次元形状や反り量等を算出することができる。 The light source unit 10 is installed at a position in the direction of 45 ° with respect to the surface of the substrate 50, and the imaging unit 30 is installed at a position in the direction perpendicular to the surface of the substrate 50. The control and analysis unit 40 controls the oven 60 and calculates the three-dimensional shape of the substrate 50 based on information obtained in the imaging unit 30, that is, moire interference fringes obtained in the imaging unit 30. Perform the following process. That is, in the moire interferometry, the control and analysis unit 40 or the like uses the three-dimensional shape of the surface of the substrate 50 based on information such as the moire interference fringes captured by the imaging unit 30 and the pitch and width of the transmission unit 20b of the diffraction grating 20. The amount of warpage and the like can be calculated.
ところで、このようなモアレ干渉法における回路基板等の反りの評価を行なう場合、回路基板の表面における散乱光を発生しやすくするため、表面に白色の塗料を塗布すること等が行なわれている。しかしながら、このように回路基板の表面に白色の塗料等を塗布する方法では、反りの測定のなされた基板は製品として用いることができないため、例えば、基板の出荷前検査等には用いることができない。 By the way, when evaluating the warp of a circuit board or the like in such a moire interferometry, white paint is applied on the surface in order to easily generate scattered light on the surface of the circuit board. However, in the method of applying a white paint or the like to the surface of the circuit board in this way, the board on which the warpage is measured cannot be used as a product, and therefore cannot be used for, for example, a pre-shipment inspection of the board. .
また、回路基板に白色の塗料等を塗布した場合、白色の塗料を塗布することにより、回路基板上に応力が発生し、発生した応力により、回路基板の表面に生じている反りが緩和されたり、強調されたりするため、正確な反り量を測定することができない。例えば、図３に示すように、平坦性の高い厚さが６００μｍの４インチウエハの表面に、白色の塗料を厚さが約３０μｍとなるように塗布した場合、約３０μｍの高低差の反りが発生してしまう。このため、本来の回路基板の表面の反りが正確には測定できないという問題点が、新たに生じてしまう。 In addition, when white paint or the like is applied to the circuit board, applying white paint causes stress on the circuit board, and the generated stress can alleviate the warpage generated on the surface of the circuit board. The amount of warpage cannot be measured accurately because it is emphasized. For example, as shown in FIG. 3, when a white paint is applied to the surface of a 4-inch wafer having a high flatness of 600 μm so as to have a thickness of about 30 μm, there is a warp with a height difference of about 30 μm. Will occur. For this reason, the problem that the curvature of the surface of an original circuit board cannot be measured correctly arises newly.
よって、基板の出荷検査に用いることのできる、即ち、基板に塗料等を塗布することなく、基板の反りの測定を行なった後にも製品として使用することができる測定方法であって、基板の反りを正確に測定することのできる基板の反り測定方法が求められている。 Therefore, it is a measurement method that can be used as a product after measuring the warpage of a substrate without applying paint or the like to the substrate, which can be used for a substrate inspection. Therefore, there is a demand for a method for measuring the warpage of a substrate that can accurately measure the above.
本実施の形態の一観点によれば、基板の表面に光を反射する材料により複数の反射部を形成する工程と、前記反射部に光を照射し、各々の前記反射部における三次元形状を測定する工程と、各々の前記測定された前記反射部における三次元形状に基づく情報を外挿し、各々の反射部に対応する外挿された三次元形状のマップを得る工程と、前記各々の反射部に対応する外挿された三次元形状のマップを統合し、前記基板の三次元形状を得る工程と、を有することを特徴とする。 According to one aspect of the present embodiment, a step of forming a plurality of reflecting portions with a material that reflects light on the surface of the substrate, and irradiating the reflecting portions with light, and forming a three-dimensional shape in each of the reflecting portions. A step of measuring, extrapolating information based on the three-dimensional shape of each of the measured reflection parts, obtaining a map of the extrapolated three-dimensional shape corresponding to each of the reflection parts, and each of the reflections Integrating the extrapolated three-dimensional map corresponding to the section to obtain the three-dimensional shape of the substrate.
開示の基板の反り測定方法によれば、基板の反りの測定を行なった後においても使用することができ、基板の反りを正確に測定することができる。 According to the disclosed substrate warpage measuring method, it can be used even after measuring the warpage of the substrate, and the warpage of the substrate can be accurately measured.
実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。 The form for implementing is demonstrated below. In addition, about the same member etc., the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
〔第１の実施の形態〕
第１の実施の形態における基板の反り測定方法について説明する。尚、本実施の形態における基板の反り測定方法は、図１に示されるモアレ干渉法反り測定装置を用いて行なうものであり、本実施の形態における基板の反り測定方法について、図４に基づき説明する。
[First Embodiment]
A method for measuring the warpage of a substrate in the first embodiment will be described. The substrate warpage measuring method in this embodiment is performed using the moire interferometry warpage measuring apparatus shown in FIG. 1, and the substrate warpage measuring method in this embodiment will be described with reference to FIG. To do.
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）に示されるように、基板に光を拡散反射等する反射部を形成する。具体的には、図５（ａ）に示すように、反りの測定対象となる基板５０の４隅に反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを形成する。尚、本実施の形態においては、基板５０が、不図示の半導体素子等が搭載されている回路基板の場合について説明する。例えば、この回路基板は、一辺の長さが４７．５ｍｍの略正方形の形状であって、半導体素子の実装領域は、中心部分の一辺の長さが２０ｍｍの略正方形の形状の回路基板である。このような基板５０の４隅に一辺が５ｍｍの略正方形の形状の反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを形成する。測定対象となる基板５０が、回路基板である場合には、回路基板に設けられている銅のパターンの表面を薬液等により表面処理することにより、表面に１μｍ程度の凹凸を形成する。このような光を反射する反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの表面に小さな凹凸を形成することにより、光源部１０より照射された光を散乱させることができ、これにより散乱光を発生させることができる。 First, as shown in step 102 (S102), a reflection part that diffuses and reflects light is formed on the substrate. Specifically, as shown in FIG. 5A, reflecting portions 51a, 51b, 51c, and 51d are formed at the four corners of the substrate 50 to be warped. In the present embodiment, the case where the substrate 50 is a circuit board on which a semiconductor element (not shown) is mounted will be described. For example, this circuit board has a substantially square shape with a side length of 47.5 mm, and the mounting area of the semiconductor element is a circuit board with a substantially square shape with a side length of 20 mm on the central portion. . Reflective portions 51a, 51b, 51c and 51d having a substantially square shape with a side of 5 mm are formed at the four corners of the substrate 50. When the substrate 50 to be measured is a circuit board, the surface of the copper pattern provided on the circuit board is surface-treated with a chemical solution or the like, thereby forming irregularities of about 1 μm on the surface. By forming small irregularities on the surfaces of the reflecting portions 51a, 51b, 51c, and 51d that reflect such light, the light emitted from the light source unit 10 can be scattered, thereby generating scattered light. Can do.
また、このような反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは、銅をメッキ等することにより形成してもよい。反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄをメッキ等により形成した場合、メッキにより形成された膜の表面は粗いため、薬液等により処理する必要がなくなる場合がある。 Moreover, you may form such reflection part 51a, 51b, 51c, 51d by plating copper. When the reflecting portions 51a, 51b, 51c, and 51d are formed by plating or the like, the surface of the film formed by plating may be rough, and thus there is a case where it is not necessary to process with a chemical solution or the like.
尚、反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは、光源部１０より出射された光を所定の値以上の反射率で反射するものであって、光を散乱反射する材料により形成されていればよい。例えば、反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは、表面の粗いアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料、Ａｌの表面を酸化しアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を形成したもの、また、Ａｌ２Ｏ３等の白色の誘電体材料等により形成してもよい。また、反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは、シリカアルミナ等のセラミックス材料により形成してもよい。この後、必要に応じて基板５０となる回路基板の表面にソルダーレジストを塗布し、フォトレジストによるレジストパターンを形成した後、エッチング等を行なうことにより、反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの上のソルダーレジストを除去してもよい。これにより、基板５０の表面にソルダーレジストを塗布したものにおいても、反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを露出させることができ、本実施の形態における基板の反り測定方法により、反り形状を測定することができる。 The reflecting portions 51a, 51b, 51c, and 51d reflect the light emitted from the light source portion 10 with a reflectance equal to or higher than a predetermined value, and may be formed of a material that scatters and reflects light. . For example, the reflective portions 51a, 51b, 51c, and 51d are made of a metal material such as aluminum (Al) having a rough surface, an aluminum surface oxidized to form alumina (Al 2 O 3 ), Al 2 O 3 or the like. The white dielectric material or the like may be used. Moreover, you may form reflective part 51a, 51b, 51c, 51d by ceramic materials, such as a silica alumina. Thereafter, as necessary, a solder resist is applied to the surface of the circuit board to be the substrate 50, a resist pattern is formed by a photoresist, and then etching or the like is performed, so that the upper surfaces of the reflective portions 51a, 51b, 51c, 51d are formed. The solder resist may be removed. Thereby, even in the case where the solder resist is applied to the surface of the substrate 50, the reflecting portions 51a, 51b, 51c, 51d can be exposed, and the warpage shape is measured by the substrate warpage measuring method in the present embodiment. be able to.
尚、本実施の形態においては、測定対象となる基板５０が回路基板である場合について説明するが、測定対象となる基板５０は、液晶ディスプレイ等の表示装置に用いられるガラス基板であってもよい。基板５０が、ガラス基板の場合には、基板５０の４隅に形成される反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは、Ａｌ等の金属材料やＡｌ２Ｏ３等の誘電体材料をスパッタリングや真空蒸着等により成膜することにより形成してもよい。また、測定対象となる基板５０は、シリコンウェハ等の半導体基板や結晶成長に用いられるサファイア基板等であってもよい。この場合においても、ガラス基板の場合と同様に、基板５０の４隅に形成される反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは、Ａｌ等の金属材料やＡｌ２Ｏ３等の誘電体材料をスパッタリングや真空蒸着等により成膜することにより形成してもよい。更に、本実施の形態における基板の反り測定方法の対象となる基板５０は、金属により形成された金属基板やセラミックス基板等であってもよい。 In this embodiment, the case where the substrate 50 to be measured is a circuit board will be described. However, the substrate 50 to be measured may be a glass substrate used in a display device such as a liquid crystal display. . When the substrate 50 is a glass substrate, the reflecting portions 51a, 51b, 51c, 51d formed at the four corners of the substrate 50 are formed by sputtering or vacuuming a metal material such as Al or a dielectric material such as Al 2 O 3. You may form by forming into a film by vapor deposition etc. The substrate 50 to be measured may be a semiconductor substrate such as a silicon wafer or a sapphire substrate used for crystal growth. Also in this case, as in the case of the glass substrate, the reflection portions 51a, 51b, 51c, and 51d formed at the four corners of the substrate 50 are sputtered with a metal material such as Al or a dielectric material such as Al 2 O 3. Alternatively, it may be formed by film formation by vacuum evaporation or the like. Furthermore, the substrate 50 that is a target of the substrate warpage measuring method in the present embodiment may be a metal substrate or a ceramic substrate formed of metal.
反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは、必ずしも４隅に４ヶ所設ける必要はなく、２ヶ所以上であればよい。例えば、四角い基板の場合には、対向する辺または角のいずれかに、１ヶ所ずつ、合計２ヶ所設けてもよい。また、反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの形状は、外挿した後の統合の工程を考慮すると、基板全体の形状と相似であることが好ましい。 The reflection parts 51a, 51b, 51c, and 51d do not necessarily have to be provided at four locations at four corners, and may be at least two locations. For example, in the case of a square substrate, two locations may be provided, one at each of the opposing sides or corners. The shapes of the reflecting portions 51a, 51b, 51c, and 51d are preferably similar to the shape of the entire substrate in consideration of the integration process after extrapolation.
次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）に示すように、基板５０の反射部における三次元形状の測定を行なう。具体的には、図５（ｂ）に示すように、図１に示されるモアレ干渉測定装置により、反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄにおけるモアレの干渉縞を取得し、制御および解析部４０において解析し、反りの情報を取得する。これにより、反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄにおける三次元の反りのマップ５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄを得ることができる。尚、三次元の反りのマップ５２ａは、反射部５１ａにおける三次元形状のマップである。三次元の反りのマップ５２ｂは、反射部５１ｂにおける三次元形状のマップである。三次元の反りのマップ５２ｃは、反射部５１ｃにおける三次元形状のマップである。三次元の反りのマップ５２ｄは、反射部５１ｄにおける三次元形状のマップである。 Next, as shown in step 104 (S104), the three-dimensional shape of the reflecting portion of the substrate 50 is measured. Specifically, as shown in FIG. 5 (b), the moire interference measuring apparatus shown in FIG. 1 is used to acquire the moire interference fringes in the reflecting portions 51a, 51b, 51c, 51d. Analyze and obtain warpage information. Thereby, the three-dimensional warpage maps 52a, 52b, 52c, and 52d in the reflecting portions 51a, 51b, 51c, and 51d can be obtained. The three-dimensional warpage map 52a is a three-dimensional shape map in the reflecting portion 51a. The three-dimensional warpage map 52b is a three-dimensional shape map in the reflecting portion 51b. The three-dimensional warpage map 52c is a three-dimensional shape map in the reflecting portion 51c. The three-dimensional warpage map 52d is a three-dimensional shape map in the reflecting portion 51d.
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）に示すように、測定された三次元形状に基づき外挿を行なう。具体的には、図５（ｃ）に示すように、各々の三次元の反りのマップ５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに基づき、基板５０の中心ｐに向かって、情報を外挿し、外挿された三次元の反りのマップ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄを得る。 Next, as shown in step 106 (S106), extrapolation is performed based on the measured three-dimensional shape. Specifically, as shown in FIG. 5 (c), information is extrapolated to the center p of the substrate 50 based on the respective three-dimensional warp maps 52a, 52b, 52c, and 52d. Three-dimensional warpage maps 53a, 53b, 53c, and 53d are obtained.
この外挿は、各々の三次元の反りのマップ５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに基づき、三次元の反りのマップ５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄにおける三次元形状を含む仮想球面を想定して、得られた仮想球面を広げることにより行なう。このような外挿を行なうことにより外挿された三次元の反りのマップ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄを得ることができる。この外挿は、外挿された三次元の反りのマップ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄが相互に重なるまで行なわれる。また、この外挿は、三次元の反りのマップ５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄと外挿された三次元の反りのマップ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄとが、相似形になるように行なう。 This extrapolation is obtained on the basis of the respective three-dimensional warp maps 52a, 52b, 52c, 52d, assuming a virtual spherical surface including the three-dimensional shape in the three-dimensional warp maps 52a, 52b, 52c, 52d. This is done by expanding the imaginary sphere. By performing such extrapolation, extrapolated three-dimensional warpage maps 53a, 53b, 53c, and 53d can be obtained. This extrapolation is performed until the extrapolated three-dimensional warp maps 53a, 53b, 53c, and 53d overlap each other. The extrapolation is performed so that the three-dimensional warpage maps 52a, 52b, 52c, and 52d and the extrapolated three-dimensional warpage maps 53a, 53b, 53c, and 53d have similar shapes.
次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）に示すように、外挿された三次元の反りマップの統合を行なう。具体的には、図６に示すように、外挿された三次元の反りのマップ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄが、各々の接合部分において、三次元形状が連続するように、各々の外挿された三次元の反りのマップを回転による基板傾き補正を加えて統合する。即ち、基板５０の表面における三次元形状が連続するように、外挿された三次元の反りのマップ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄを基板傾き補正等を加えた後統合する。これにより、基板５０の全体の表面の三次元形状が得られ、このように得られた基板５０の全体の表面の三次元形状より、基板５０の反り情報である、基板５０の表面における高低差を算出する。 Next, as shown in step 108 (S108), the extrapolated three-dimensional warp map is integrated. Specifically, as shown in FIG. 6, the extrapolated three-dimensional warpage maps 53a, 53b, 53c, and 53d are each extrapolated so that the three-dimensional shape is continuous at each joint portion. The three-dimensional warpage map is integrated by correcting the substrate tilt by rotation. That is, the extrapolated three-dimensional warpage maps 53a, 53b, 53c, and 53d are integrated after correcting the substrate inclination so that the three-dimensional shape on the surface of the substrate 50 is continuous. Thereby, a three-dimensional shape of the entire surface of the substrate 50 is obtained, and a difference in height on the surface of the substrate 50, which is warpage information of the substrate 50, from the three-dimensional shape of the entire surface of the substrate 50 thus obtained. Is calculated.
本実施の形態における基板の反り測定方法により得られた基板５０の反りの指標となる基板５０の表面における高低差は、８４μｍであった。 The height difference on the surface of the substrate 50 that is an index of the warpage of the substrate 50 obtained by the method for measuring the warpage of the substrate in the present embodiment was 84 μm.
尚、本実施の形態における基板の反り測定方法により測定された基板を従来法、即ち、白色の塗料を塗布し、図１に示されるモアレ干渉法反り測定装置により測定を行なったところ、図７に示されるような基板５０の表面の三次元形状の情報を得た。これにより、得られた基板５０の表面における高低差は、６８μｍであった。 When the substrate measured by the substrate warpage measuring method in the present embodiment was applied with a conventional method, that is, white paint was applied, and the measurement was performed with the moire interferometry warpage measuring apparatus shown in FIG. Information on the three-dimensional shape of the surface of the substrate 50 as shown in FIG. Thereby, the height difference on the surface of the obtained substrate 50 was 68 μm.
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、レーザフォーカス法により基板の反りを測定する方法である。本実施の形態においては、図８に示されるレーザ計測装置を用いて基板の反り測定を行う。本実施の形態における基板の反り測定装置は、加熱炉１１０内に、測定対象となる基板５０を設置する石英ガラス板１２０、レーザ測定部１３０、加熱ヒーター１４０、制御および解析部４０等を有している。基板５０は、石英ガラス板１２０の上に設置されている。レーザ測定部１３０は移動可能であり、レーザ測定部１３０を二次元方向に移動させながら、レーザ光を照射し基板５０までの距離を測定することにより、基板５０の表面の三次元形状を測定することができる。尚、レーザフォーカス法により基板の反りを測定する場合においても、一般的には、基板５０の表面に白色の塗料等を塗布した後、測定が行なわれる。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. This embodiment is a method for measuring the warpage of a substrate by a laser focus method. In this embodiment, the warpage of the substrate is measured using the laser measuring device shown in FIG. The substrate warpage measuring apparatus in the present embodiment includes a quartz glass plate 120 on which a substrate 50 to be measured is placed, a laser measuring unit 130, a heater 140, a control and analysis unit 40, etc. in a heating furnace 110. ing. The substrate 50 is installed on the quartz glass plate 120. The laser measurement unit 130 is movable, and measures the three-dimensional shape of the surface of the substrate 50 by irradiating the laser beam and measuring the distance to the substrate 50 while moving the laser measurement unit 130 in a two-dimensional direction. be able to. Even when the substrate warpage is measured by the laser focus method, the measurement is generally performed after applying a white paint or the like to the surface of the substrate 50.
次に、本実施の形態における基板の反り測定方法について説明する。 Next, a method for measuring the warpage of the substrate in the present embodiment will be described.
最初に、第１の実施の形態における図５（ａ）に示されるように、基板５０の表面に反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを形成する。 First, as shown in FIG. 5A in the first embodiment, the reflection portions 51a, 51b, 51c, and 51d are formed on the surface of the substrate 50.
次に、図８に示されるレーザ計測装置を用いて、基板５０の表面に形成された反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの反り量を測定する。本実施の形態においては、この際行われる測定においては、１ｍｍピッチでレーザ光を照射することにより測定しており、反射部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの全ての領域を測定するのに１００ポイント測定を行なっている。このため、測定に要した時間は、２５秒であった。 Next, the amount of warping of the reflecting portions 51a, 51b, 51c, 51d formed on the surface of the substrate 50 is measured using the laser measuring device shown in FIG. In the present embodiment, the measurement performed at this time is performed by irradiating laser light at a pitch of 1 mm, and 100 points are used to measure all the regions of the reflective portions 51a, 51b, 51c, and 51d. Measuring. For this reason, the time required for the measurement was 25 seconds.
次に、各々の三次元の反りのマップ５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに基づき、基板５０の中心に向かって、情報を外挿し、外挿された三次元の反りのマップ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄを得る。 Next, based on each of the three-dimensional warpage maps 52a, 52b, 52c, 52d, information is extrapolated toward the center of the substrate 50, and the extrapolated three-dimensional warpage maps 53a, 53b, 53c, 53d is obtained.
次に、外挿された三次元の反りのマップ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄが、各々の接合部分において三次元形状が連続するように、外挿された三次元の反りのマップ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄを回転による基板傾き補正を加え、統合する。 Next, the extrapolated three-dimensional warp maps 53a, 53b, 53c, 53d are extrapolated three-dimensional warp maps 53a, 53b, so that the three-dimensional shape is continuous at each joint portion. 53c and 53d are integrated by adding substrate tilt correction by rotation.
これにより、本実施の形態における基板５０の全体の表面の三次元形状、即ち、反り情報を得ることができる。このようにして本実施の形態における基板の反り測定方法により得られた基板５０の反り量は、８４μｍであった。 Thereby, the three-dimensional shape of the entire surface of the substrate 50 in the present embodiment, that is, warpage information can be obtained. Thus, the warpage amount of the substrate 50 obtained by the method for measuring warpage of the substrate in the present embodiment was 84 μm.
尚、本実施の形態における基板の反り測定方法により測定された基板を従来法、即ち、基板全体を測定エリアとして、得られた反り量は８４μｍと同じであったものの、本実施例と同じ１ｍｍピッチで測定した場合、２２０９ポイントにおける測定することが必要となるため、測定に要する時間は、５５２秒となり、本実施の形態の２０倍以上の時間を要した。 In addition, although the board | substrate measured by the board | substrate curvature measuring method in this Embodiment was made into the conventional method, ie, the whole board | substrate was used as the measurement area, the obtained curvature amount was the same as 84 micrometers, but the same 1mm as a present Example. When measuring at the pitch, since it is necessary to measure at 2209 points, the time required for the measurement is 552 seconds, which is 20 times longer than that of the present embodiment.
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。 The contents other than the above are the same as in the first embodiment.
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。 Although the embodiment has been described in detail above, it is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope described in the claims.
上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
基板の表面に光を反射する材料により複数の反射部を形成する工程と、
前記反射部に光を照射し、各々の前記反射部における三次元形状を測定する工程と、
各々の前記測定された前記反射部における三次元形状に基づく情報を外挿し、各々の反射部に対応する外挿された三次元形状のマップを得る工程と、
前記各々の反射部に対応する外挿された三次元形状のマップを統合し、前記基板の三次元形状を得る工程と、
を有することを特徴とする基板の反り測定方法。
（付記２）
前記外挿された三次元形状のマップを統合することにより得られた前記基板における三次元形状より、前記基板の高低差を算出する工程を有することを特徴とする付記１に記載の基板の反り測定方法。
（付記３）
前記外挿は、前記測定された前記反射部における三次元形状に基づき、前記三次元形状を含む仮想球面を想定し、前記仮想球面を広げることにより行なわれるものであることを特徴とする付記１または２に記載の基板の反り測定方法。
（付記４）
前記反射部は、前記基板において複数設けられていることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載の基板の反り測定方法。
（付記５）
前記反射部は、正方形または長方形であることを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の基板の反り測定方法。
（付記６）
前記反射部の形状は、前記外挿された三次元形状マップの形状と相似形であることを特徴とする付記１から５のいずれかに記載の基板の反り測定方法。
（付記７）
前記反射部は、表面粗化された金属材料により形成されていることを特徴とする付記１から６のいずれかに記載の基板の反り測定方法。
（付記８）
前記反射部は、表面粗化した金属材料やセラミックスにより形成されていることを特徴とする付記７に記載の基板の反り測定方法。
（付記９）
前記反射部は、銅を含む材料により形成されており、銅を含む材料により形成された前記反射部の表面は、表面粗化処理が行なわれていることを特徴とする付記１から６のいずれかに記載の基板の反り測定方法。
（付記１０）
前記三次元形状を計測する工程は、モアレ干渉法により行なわれるものであることを特徴とする付記１から９のいずれかに記載の基板の反り測定方法。
（付記１１）
前記三次元形状を計測する工程は、レーザフォーカス法により行なわれるものであることを特徴とする付記１から９のいずれかに記載の基板の反り測定方法。
（付記１２）
前記基板は、回路基板であることを特徴とする付記１から１１のいずれかに記載の基板の反り測定方法。
（付記１３）
前記基板は、光を透過する基板であることを特徴とする付記１から１１のいずれかに記載の基板の反り測定方法。
（付記１４）
前記基板は、半導体基板であることを特徴とする付記１から１１のいずれかに記載の基板の反り測定方法。
In addition to the above description, the following additional notes are disclosed.
(Appendix 1)
Forming a plurality of reflective portions by a material that reflects light on the surface of the substrate;
Irradiating the reflective part with light and measuring a three-dimensional shape in each of the reflective parts;
Extrapolating information based on the three-dimensional shape of each of the measured reflection portions to obtain an extrapolated three-dimensional shape map corresponding to each of the reflection portions;
Integrating the extrapolated three-dimensional shape map corresponding to each of the reflective portions to obtain a three-dimensional shape of the substrate;
A method for measuring the warpage of a substrate, comprising:
(Appendix 2)
The board warpage according to claim 1, further comprising a step of calculating a difference in height of the substrate from the three-dimensional shape of the substrate obtained by integrating the extrapolated three-dimensional shape map. Measuring method.
(Appendix 3)
The extrapolation is performed by enlarging the virtual spherical surface assuming a virtual spherical surface including the three-dimensional shape based on the measured three-dimensional shape of the reflecting portion. Or the method for measuring the warpage of the substrate according to 2 above.
(Appendix 4)
4. The method for measuring a warpage of a substrate according to any one of appendices 1 to 3, wherein a plurality of the reflecting portions are provided on the substrate.
(Appendix 5)
5. The method for measuring a warpage of a substrate according to any one of appendices 1 to 4, wherein the reflecting portion is square or rectangular.
(Appendix 6)
6. The method of measuring a warpage of a substrate according to any one of appendices 1 to 5, wherein the shape of the reflecting portion is similar to the shape of the extrapolated three-dimensional shape map.
(Appendix 7)
7. The method for measuring a warpage of a substrate according to any one of appendices 1 to 6, wherein the reflecting portion is formed of a metal material having a roughened surface.
(Appendix 8)
8. The method for measuring a warpage of a substrate according to appendix 7, wherein the reflecting portion is formed of a metal material or ceramics whose surface has been roughened.
(Appendix 9)
Any one of Supplementary notes 1 to 6, wherein the reflective portion is formed of a material containing copper, and the surface of the reflective portion formed of a material containing copper is subjected to a surface roughening treatment. A method for measuring the warpage of a substrate according to claim 1.
(Appendix 10)
10. The method for measuring a warpage of a substrate according to any one of appendices 1 to 9, wherein the step of measuring the three-dimensional shape is performed by moire interferometry.
(Appendix 11)
10. The method for measuring a warpage of a substrate according to any one of appendices 1 to 9, wherein the step of measuring the three-dimensional shape is performed by a laser focus method.
(Appendix 12)
12. The method for measuring a warpage of a substrate according to any one of appendices 1 to 11, wherein the substrate is a circuit board.
(Appendix 13)
12. The method for measuring a warpage of a substrate according to any one of appendices 1 to 11, wherein the substrate is a substrate that transmits light.
(Appendix 14)
12. The method for measuring a warpage of a substrate according to any one of appendices 1 to 11, wherein the substrate is a semiconductor substrate.
１０ 光源部
２０ 回折格子
２０ａ 遮光部
２０ｂ 透過部
３０ 撮像部
４０ 制御および解析部
５０ 基板
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ 反射部
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ 三次元の反りのマップ
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ 外挿された三次元の反りのマップ
６０ オーブン
６１ 支持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light source part 20 Diffraction grating 20a Light-shielding part 20b Transmission part 30 Imaging part 40 Control and analysis part 50 Substrate 51a, 51b, 51c, 51d Reflection part 52a, 52b, 52c, 52d Three-dimensional curvature map 53a, 53b, 53c, 53d Extrapolated 3D Warpage Map 60 Oven 61 Support
Claims (9)
前記反射部に光を照射し、各々の前記反射部における三次元形状を測定する工程と、
各々の前記測定された前記反射部における三次元形状に基づく情報を外挿し、各々の反射部に対応する外挿された三次元形状のマップを得る工程と、
前記各々の反射部に対応する外挿された三次元形状のマップを統合し、前記基板の三次元形状を得る工程と、
を有することを特徴とする基板の反り測定方法。 Forming a plurality of reflective portions by a material that reflects light on the surface of the substrate;
Irradiating the reflective part with light and measuring a three-dimensional shape in each of the reflective parts;
Extrapolating information based on the three-dimensional shape of each of the measured reflection portions to obtain an extrapolated three-dimensional shape map corresponding to each of the reflection portions;
Integrating the extrapolated three-dimensional shape map corresponding to each of the reflective portions to obtain a three-dimensional shape of the substrate;
A method for measuring the warpage of a substrate, comprising:
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