JP2881147B1 - バンプ付基板の検査装置、検査方法及びバンプ付基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 平バンプが形成された基板においても、その
バンプ体積の検査を正確にかつ迅速に行うことができる
検査装置及び方法を提供する。 【解決手段】 基板本体上に頂面の平坦なバンプを複数
形成したバンプ付基板１の、バンプの配列された検査面
ＣＰに検査光ＬＢを照射し、その反射光ＲＢをＰＳＤ２
２にて受光しつつ検査光ＬＢを検査面ＣＰ内にて二次元
的に走査し、そのときのＰＳＤ２２の検知出力に基づい
て、検査面ＣＰ内の各位置の高さ値に関する情報と反射
光ＲＢの輝度情報を生成する。また、その生成された反
射光輝度情報に基づき、検査面内における各バンプの頂
面の存在領域（バンプ頂面存在領域）を特定する。そし
て、そのバンプ頂面存在領域の寸法又は面積と、バンプ
頂面存在領域内の各位置の高さ値情報に基づいて生成さ
れるバンプ高さ情報とを用いて、バンプの体積情報を生
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ接
合用基板やボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）基板など、
チップ−基板間あるいは基板−基板間の電気的接続をと
るためのバンプが二次元的に配列されたバンプ付基板の
検査装置、検査方法及びそれを用いたバンプ付基板の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マイクロプロセッサチップや計算
機チップなどの集積回路チップは、その集積度がますま
す大きくなる傾向にあり、チップの入出力部の端子数も
急増してきている。このようなチップを例えばフリップ
チップ形式で基板に接続する場合、その基板に形成され
る接続用のバンプの数は少ないもので数百個、多いもの
では数千個にも及んできている。ここで、基板上のバン
プは、例えばその形成位置がずれていたり、高さその他
の寸法が規定の範囲に入っていなかったりするとチップ
との間で接続不良を生じ、集積回路チップの作動に支障
を来たす問題があるので、その検査を厳重に行う必要が
ある。

【０００３】従来、このようなバンプ付基板の例えば高
さの検査方法として最も一般的なものにレーザーを用い
た測定方法があり、具体的にはナイフエッジ法あるいは
共焦点法によりバンプ高さを求める方法がある。ところ
が、この方法では１個のバンプの高さを測定するのに数
秒程度を要することから、上記のように多数のバンプが
形成された基板の場合は、１つの基板の全てのバンプ高
さを測定するのに数１０分から数時間もかかってしま
い、大量生産される基板の全数検査を行うことは事実上
不可能であった。

【０００４】そこで、この問題を解決するために、特開
平６−１６７３２２号公報には、スポット光により基板
全面を走査することにより、バンプを含む基板全面の高
さデータを入力し、バンプ電極頂点の高さと基板の高さ
との差よりバンプの高さの検査を高速で行う装置が開示
されている。また、該公報に開示された装置では、各バ
ンプの頂点付近からの反射光を用いて算出されるバンプ
高さと、バンプのシルエット像の面積に基づいて算出さ
れるバンプ底面積とにより、バンプの体積を算出する方
法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示された方法では、球状のバンプの体積は測定す
ることはできても、頂面が平坦につぶれた形状（例えば
円柱状、あるいは円錐台状のもの：以下、平バンプとい
う）のバンプの場合は、その体積を正確に測定できない
欠点がある。また、レーザー光を用いた三角測量法によ
る測定原理では、バンプ底面を表すシルエット領域が、
レーザー光の入射方向に影を落とす形で長く伸び、これ
をそのまま用いたのでは体積測定の誤差が大きくなる欠
点がある。

【０００６】本発明の課題は、平バンプが形成された基
板においても、そのバンプ体積の検査を正確にかつ迅速
に行うことができるバンプ付基板の検査装置、検査方法
及びそれを用いたバンプ付基板の製造方法を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明の
検査装置は、基板本体上に、頂面がほぼ平坦な形状の複
数のバンプが二次元的に配列されたバンプ付基板の検査
装置に係るものであり、上記課題を解決するために、下
記の要件を備えたことを特徴とする。すなわち、該検査
装置は、バンプ付基板の、少なくとも複数のバンプの配
列された領域を検査面として、該検査面に検査光を照射
する光源と、該検査光に基づく検査面からの反射光を受
光する受光部と、検査光を検査面内にて二次元的に走査
する光走査手段と、受光部の検知出力に基づいて、検査
面内の各位置の高さに関する情報を生成する高さ情報生
成手段と、受光部の検知出力に基づいて、検査面上の各
位置における反射光輝度情報を生成する反射光輝度情報
生成手段と、その生成された反射光輝度情報に基づき、
検査面内における各バンプの頂面の存在領域（バンプ頂
面存在領域）を特定するバンプ頂面領域特定手段と、そ
のバンプ頂面存在領域の寸法又は面積に関する情報（バ
ンプ頂面大きさ情報）を生成するバンプ頂面大きさ情報
生成手段と、バンプ頂面存在領域内の各位置の高さ情報
に基づいて、対応するバンプの高さに関する情報（バン
プ高さ情報）を生成するバンプ高さ情報生成手段と、そ
れらバンプ頂面大きさ情報とバンプ高さ情報とに基づい
て、対応するバンプの体積に関する情報（バンプ体積情
報）を生成するバンプ体積情報生成手段とを有し、少な
くともそのバンプ体積情報を含んだ検査情報を生成する
検査情報生成手段と、その生成した検査情報を出力する
検査情報出力手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の検査方法は、基板本体上
に、頂面がほぼ平坦な形状の複数のバンプが二次元的に
配列されたバンプ付基板の検査方法に係るものであり、
上記課題を解決するために下記の内容を有したことを特
徴とする。すなわち、バンプ付基板の、少なくとも複数
のバンプの配列された領域を検査面として、該検査面に
検査光を照射するとともに、該検査光に基づく検査面か
らの反射光を受光部にて受光しつつ、その検査光を検査
面内にて二次元的に走査し、そのときの受光部の検知出
力に基づいて、検査面内の各位置の高さに関する情報を
生成する。他方、受光部の検知出力に基づいて、検査面
上の各位置における反射光の輝度情報を生成し、その生
成された反射光輝度情報に基づき、検査面内における各
バンプの頂面の存在領域（バンプ頂面存在領域）を特定
する。そして、そのバンプ頂面存在領域の寸法又は面積
と、バンプ頂面存在領域内の各位置の高さ情報に基づい
て生成される対応するバンプの高さに関する情報（バン
プ高さ情報）とを用いて、対応するバンプの体積に関す
る情報（バンプ体積情報）を少なくとも含んだ検査情報
を生成する。

【０００９】上記検査装置及び方法では、頂面がほぼ平
坦な形状のバンプ、すなわち平バンプが基板本体状に形
成されている場合に、各バンプの体積情報を、反射光輝
度情報に基づき特定されるバンプ頂面存在領域の寸法又
は面積の情報と、バンプ頂面存在領域内の各位置の高さ
情報に基づいて生成されるバンプ高さの情報とを用いて
生成するようにした。すなわち、バンプ頂面存在領域の
面積又は寸法を反射光輝度情報に基づいて把握した上で
体積算出を行うので、平バンプの場合でもその体積を問
題なく算出することができる。また、バンプ頂面の反射
光に基づいて形成されるバンプ頂面存在領域は、その周
囲に表れる後述のシルエット領域（バンプ側面の乱反射
等に基づく）と異なりレーザー光の入射方向に伸びない
ので、体積算出の精度が高められる。

【００１０】次に、本発明のバンプ付基板の製造方法
は、基板本体上に複数のバンプが二次元的に配列された
バンプ付基板の製造方法であって、基板本体上にバンプ
を形成する工程と、以下の工程とを含むことを特徴とす
る。すなわち、バンプ付基板の、少なくとも複数のバン
プの配列された領域を検査面として、該検査面に検査光
を照射するとともに、該検査光に基づく検査面からの反
射光を受光部にて受光しつつ、その検査光を検査面内に
て二次元的に走査し、そのときの受光部の検知出力に基
づいて、検査面内の各位置の高さに関する情報を生成す
る。他方、受光部の検知出力に基づいて、検査面上の各
位置における反射光の輝度情報を生成し、その生成され
た反射光輝度情報に基づき、検査面内における各バンプ
の頂面の存在領域（バンプ頂面存在領域）を特定し、そ
のバンプ頂面存在領域の寸法又は面積と、前記バンプ頂
面存在領域内の各位置の高さ情報に基づいて生成される
対応するバンプの高さに関する情報（バンプ高さ情報）
とを用いて、前記対応するバンプの体積を測定する。そ
して、該バンプの体積が所定の範囲内にあるバンプ付基
板のみを検査・選別する。これによれば、上記本発明の
検査方法の利点を活かすことで、基板本体上にバンプを
形成して得られるバンプ付基板を、バンプ体積が所定の
範囲にあるか否かに基づいて簡易に選別することがで
き、ひいては品質保証されたバンプ付基板を能率よく製
造することが可能となる。

【００１１】バンプ頂面大きさ情報生成手段は、バンプ
頂面存在領域をほぼ同面積の円で近似したときの、その
直径又は面積を反映した情報をバンプ頂面大きさ情報と
して生成するものとすることができる。円柱状あるいは
円錐台状等の形状のバンプの場合、バンプ頂面の形状を
円近似することで、その直径又は面積をより迅速に算出
することができる。

【００１２】また、上記検査装置には、バンプ頂面存在
領域の外周縁に沿ってその外側に形成されるとともに、
受光部により検知される反射光の輝度が、バンプの頂面
とそのバンプの周囲に露出する基板本体表面とのいずれ
よりも低く表れるシルエット領域を、反射光輝度情報生
成手段が生成する反射輝度情報に基づき特定するシルエ
ット領域特定手段を設けることができる。また、検査情
報生成手段は、シルエット領域の寸法又は面積に関する
情報（シルエット領域大きさ情報）を生成するシルエッ
ト領域大きさ情報生成手段と、そのシルエット領域大き
さ情報に基づいて、対応するバンプ底面の寸法又は面積
に関する情報（バンプ底面大きさ情報）を生成するバン
プ底面大きさ情報生成手段とを備えたものとすることが
でき、バンプ体積情報生成手段は、バンプ頂面大きさ情
報と、バンプ底面大きさ情報と、バンプ高さ情報とに基
づいて、バンプ体積情報を生成するものとすることがで
きる。

【００１３】上記構成によれば、バンプ頂面とバンプ底
面との両方の寸法又は面積の情報を用いることで、バン
プ体積をさらに精度高く算出することができる。なお、
シルエット領域は、バンプ側面の測定光の乱反射にのみ
基づくものであれば、シルエット領域の寸法又は面積か
ら、バンプ底面の寸法又は面積を直接的に求めることが
可能となる。また、バンプの底面の周囲に、溝部等、乱
反射の要因となる部分が別に存在する場合、その部分の
形状及び寸法が既知であれば、シルエット領域から該部
分に基づく領域を除外することで、バンプ底面の寸法又
は面積を求めることができる。

【００１４】この場合、シルエット領域大きさ情報生成
手段は、検査面上に投影した検査光の入射方向と直交す
る向きにおけるシルエット領域の最大寸法を演算するシ
ルエット領域最大寸法演算手段を備え、該シルエット領
域をその最大寸法を直径とする円で近似したときの、そ
の直径又は面積を反映した情報をシルエット領域大きさ
情報として生成するものとすることができる。前述の通
り、このシルエット領域は、検査光の入射方向には長く
伸びて形成されるが、これと直交する向きにはほとんど
伸びないので、該向きに表れるシルエット領域の寸法
は、バンプ底面の寸法を比較的正確に反映したものとな
る。そして、円柱状あるいは円錐台状等の形状のバンプ
の場合、シルエット領域を、該向きの最大寸法を直径と
する円で近似してバンプ底面の寸法又は面積を算出する
ことで、バンプ体積をさらに正確に算出することが可能
となる。

【００１５】また、バンプ体積情報生成手段は、バンプ
の形状を、バンプ頂面大きさ情報により特定される直径
を有した円形頂面と、バンプ底面大きさ情報により特定
される直径を有した円形底面と、バンプ高さ情報により
特定される高さとを有する円錐台により近似して、バン
プの体積値を演算するバンプ体積演算手段を備えるもの
として構成できる。バンプ頂面とバンプ底面がいずれも
円状であり、かつバンプ頂面がバンプ底面よりも小さく
形成されたバンプの場合、このように近似することによ
りバンプ体積を精度よくしかも迅速に算出することがで
きる。

【００１６】本発明には、以下の内容の発明を適宜加え
た構成とすることができる。まず、基板本体上に複数の
バンプが二次元的に配列・形成されるとともに、バンプ
間に露出している基板本体の表面（バックグラウンド表
面）が、所定の検査光に対しバンプ表面とは異なる反射
率を有するバンプ付基板の検査を行う場合、上記検査装
置には、その生成された反射光輝度情報に反映されるバ
ックグラウンド表面の反射光輝度とバンプ表面の反射光
輝度との差に基づき、検査面におけるバンプの存在領域
（例えばバンプ頂面の存在領域）を特定するバンプ存在
領域特定手段を設けることができる。この場合、検査情
報生成手段は、その特定されたバンプ存在領域内の各位
置に対応する高さ情報に基づいて、該バンプ存在領域に
対応するバンプの高さ情報を少なくとも含んだ検査情報
を生成するものとして構成することができる。

【００１７】この構成では、バックグラウンド表面とバ
ンプ表面との反射光輝度の差に基づき、バンプ付基板の
検査面上のバンプ存在領域を特定するようにした。これ
により、バンプとバックグラウンド表面を形成する基板
本体とが反射率の異なる材質（例えば前者が半田等の金
属、後者がプラスチック等の高分子）で構成されている
場合に両者を容易に判別することができ、ひいてはこの
ような材質の組み合わせからなる基板の、バンプ高さ等
の検査を高速かつ正確に行うことが可能となる。

【００１８】例えば、基板本体が、バンプよりも検査光
に対する反射率の低い高分子材料で構成されたものが使
用される場合、バンプ存在領域特定手段は、高分子材料
表面での反射光輝度レベルよりも高く設定された所定の
閾値以上の反射光輝度が検出される領域を、バンプ存在
領域として特定するものとして構成することができる。
これにより、オーガニックパッケージ基板など、プラス
チック等の高分子材料を素材とした基板本体上のバンプ
を極めて容易に識別することができる。また、その識別
されたバンプ存在領域内の各位置の高さ情報を用いるこ
とで、対応するバンプの高さを正確に知ることができ、
検査精度を高めることができる。

【００１９】上記検査装置には、生成された反射光輝度
情報に基づき、検査面において上記閾値以上の反射光輝
度を示す領域（高輝度領域）を特定する高輝度領域特定
手段と、その特定された個々の高輝度領域のうち基準面
積以上のものを、各バンプの要部が存在するバンプ要部
存在領域として識別するバンプ要部存在領域識別手段を
設けることができる。この場合、検査情報生成手段は、
その識別されたバンプ要部存在領域内の各位置の高さ情
報に基づいて、該バンプ要部存在領域に対応するバンプ
の高さ情報を少なくとも含んだ検査情報を生成するもの
とすることができる。

【００２０】この構成によれば、バンプ付基板の検査面
から閾値以上の反射光輝度が得られる領域を高輝度領域
として特定し、さらにその高輝度領域のうち、基準面積
以上の拡がりを持ったもののみを各バンプの要部が存在
するバンプ要部存在領域として識別するようにした。す
なわち、頂面が平坦な平バンプ等の場合も、その高輝度
領域の拡がりを二次元的に捕えて処理がなされるので、
１つの高輝度領域から生ずる２以上の高さデータを、異
なるバンプに由来するものと誤認する心配がなくなり、
ひいてはどのようなバンプが形成された基板であって
も、その検査を正確かつ迅速に行うことができるように
なる。その結果、例えば頂面に凹みが形成されたバンプ
の場合でも、高輝度領域の拡がりに基づいて確実に識別
できるようになる。また、バンプ表面状態等の影響を受
けて、１つのバンプに由来する高輝度領域が２以上のも
のに分裂することもありうるが、この場合は、基準面積
未満の高輝度領域はバンプ要部存在領域とみなされない
ので、これを２以上のバンプと誤認するトラブルが発生
しにくくなり、ひいては基板上に形成された複数のバン
プを精度よく識別することが可能となる。その結果、例
えば球状バンプと比較して高輝度領域が広く現われ、ま
た領域の分裂も起こりやすい平バンプの検査を問題なく
行うことができる。また、該バンプ要部存在領域内の各
位置の高さ情報を用いることで、対応するバンプの高さ
を正確に知ることができ、検査精度を高めることができ
る。

【００２１】具体的には検査情報生成手段は、検査面に
対し、各バンプ要部存在領域と所定の位置関係を満足
し、かつ該バンプ要部存在領域を個々に包含する所定寸
法のバンプ高さ決定領域を設定するバンプ高さ決定領域
設定手段と、その設定されたバンプ高さ決定領域内の各
位置の高さ情報に基づいてバンプの高さ値を演算するバ
ンプ高さ演算手段とを備えたものとすることができる。
平バンプのように頂面が平坦なバンプの場合、該頂面に
対応してバンプ要部存在領域がかなり広く現われ、その
バンプ要部存在領域内にてバンプ高さに分布を生じてい
ることも多い。そこで、上記のように、バンプ要部存在
領域を含むようにバンプ高さ決定領域を設定し、そのバ
ンプ高さ決定領域内の各位置の高さ情報に基づいてバン
プの高さ値を演算するようにすれば、そのようなバンプ
高さの分布による高さ測定の誤差を生じにくくなり、よ
り精度の高い高さ情報を得ることが可能となる。

【００２２】他方、上記検査装置には、設定されたバン
プ高さ決定領域の外側に、対応するバンプ周囲における
バックグラウンド表面の高さを求めるためのバックグラ
ウンド高さ決定領域設定手段と、バックグラウンド高さ
決定領域内の各位置の高さ情報に基づいてバックグラウ
ンド表面の高さを演算するバックグラウンド高さ演算手
段とを設けることもできる。これにより、各バンプ毎
に、その周囲のバックグラウンド表面の高さを容易に求
めることができる。この場合、バンプの高さとバックグ
ラウンド表面の高さとの差に基づいて、該バンプのバッ
クグラウンド表面からの突出高さを演算するバンプ突出
高さ演算手段を設けておけば、個々のバンプ毎に、周囲
のバックグラウンド表面からの突出高さを精度高く算出
することが可能となる。

【００２３】例えば、基板本体が高分子材料で構成され
ていると、内部に形成された金属配線部と高分子材料と
の熱膨張係数の差により、製造工程での熱履歴等をうけ
て基板表面に反りやうねりを生じ、バックグラウンド表
面の高さレベルが位置的にばらつくことがある。ここ
で、バンプの突出高さを測定する場合、バックグラウン
ド表面の高さレベルを一律に同じ値として突出高さの算
出を行うと、上記ばらつきの影響を受けて測定誤差が大
きくなる場合がある。しかしながら上記方式では、バン
プ毎に周囲のバックグラウンド表面の高さレベルを測定
して、バンプの高さレベルからの差をとることにより突
出高さを求めるようにしたから、そのようなばらつきの
影響を受けにくく、測定精度を高めることが可能とな
る。

【００２４】バンプ高さ決定領域は、バンプ要部存在領
域と実質同一のものとして設定することもできるし、バ
ンプ要部存在領域よりも広く設定されたものとすること
もできる。前者の場合は、バンプ要部存在領域内の高さ
情報に基づいてバンプの高さが演算される。

【００２５】また、後者の場合は、例えば設定されたバ
ンプ高さ決定領域内に存在する高輝度領域のうち、バン
プ要部存在領域を含め、基準面積よりも小さく設定され
た所定の閾面積以上のものをバンプ高さ決定用高輝度領
域として抽出するバンプ高さ決定用高輝度領域抽出手段
を設けるようにする。そして、バンプ高さ演算手段を、
バンプ高さ決定領域内の各位置のうち、抽出されたバン
プ高さ決定用高輝度領域内に属するものの高さ情報に基
づいて、対応するバンプの高さを演算するものとして構
成するようにする。これにより、バンプ要部存在領域に
加え、種々の要因により該バンプ要部存在領域から分裂
した高輝度領域からの高さ情報も、バンプ高さの演算に
使用されるので、バンプ高さをより精度高く測定するこ
とが可能となる。この場合、上記閾面積はゼロであって
もよいが、ノイズ等の影響により誤検出される高輝度領
域を除去するために、ゼロでない所定の値に設定してお
くことが望ましいといえる。

【００２６】次に、バックグラウンド高さ決定領域設定
手段は、バンプ要部存在領域の外側にこれを取り囲む領
域内側限界線を設定し、その領域内側限界線のさらに外
側においてこれを取り囲む領域外側限界線を設定し、そ
れら領域内側限界線と領域外側限界線との間に挟まれた
領域をバックグラウンド高さ決定領域として設定するも
のとすることができる。例えばバンプからの反射光に基
づき形成されるバンプ要部存在領域の周囲には、バンプ
周面等での乱反射等に基づき、反射光のほとんど検出さ
れない領域（シルエット領域）が形成されることが多
い。そこで、バンプ要部存在領域の外側において（例え
ばその外形線から所定距離だけ離れた位置に）、これを
取り囲む領域内側限界線を設定し、上記シルエット領域
がバックグラウンド高さ決定領域になるべくかからない
ようにすることで、バックグラウンド高さの算出精度を
高めることができる。

【００２７】なお、バンプ高さ決定領域設定手段は、バ
ンプ高さ決定領域を、バンプ要部存在領域の幾何学的重
心位置を中心とする円状領域、又は該幾何学的重心位置
を対角線交点位置とする四辺形状領域、及びバンプ要部
存在領域に外接する四辺形状領域のいずれかとして設定
するものとして構成できる。このようにバンプ高さ決定
領域を設定することで、該バンプ高さ決定領域内におけ
るバンプが本来存在しない領域の比率を少なくすること
ができ、ひいてはバンプ高さの測定精度をさらに向上さ
せることができる。他方、バックグラウンド高さ決定領
域設定手段は、例えばバンプ高さ決定領域の外側に円状
または四辺形状の領域外側限界線を該バンプ高さ決定領
域と同心的に設定し、そのバンプ高さ決定領域の外形線
を領域内側限界線として、これと領域外側限界線との間
に挟まれた領域をバックグラウンド高さ決定領域として
設定するものとして構成することができる。

【００２８】バンプ高さ演算手段は、バンプ高さ決定用
高輝度領域内の各位置の高さを該領域内において平均化
することにより得られる平均高さ、各位置の高さの最大
値である最大高さ、同じく最小値である最小高さ、及び
各位置の高さの最頻値である最頻高さの少なくともいず
れかを対応するバンプの高さとして演算するものとして
構成することができる。これにより、平バンプのように
頂面が平坦で、かつその頂面内でバンプ高さに分布を生
じている場合でも、バンプ高さに対する合理的な評価な
いし判定を行うことができる。また、必要に応じて、上
記平均高さ、最大高さ、最小高さ及び最頻高さの２以上
のもの（例えば平均高さと最大高さなど）を演算し、両
者を組み合わせて評価を行うようにすることもでき、こ
れにより一層精度の高いバンプ高さ評価を行うことがで
きるようになる。

【００２９】他方、バックグラウンド高さ演算手段も、
バックグラウンド高さ決定用高輝度領域内の各位置の高
さを該領域内において平均化することにより得られる平
均高さ、各位置の高さの最大値である最大高さ、同じく
最小値である最小高さ、及び各位置の高さの最頻値であ
る最頻高さの少なくともいずれかを、対応するバックグ
ラウンド表面の高さとして演算するものとして構成する
ことができる。

【００３０】検査情報生成手段は、検査面上の互いに異
なる位置に設定された複数のバックグラウンド高さ決定
領域において、それぞれバックグラウンド高さ演算手段
が演算した各領域のバックグラウンド表面の高さに基づ
き、基板本体表面のうねりを反映した情報を生成する表
面うねり情報生成手段を含むものとして構成できる。該
構成では、バンプの突出高さを求めるために算出したバ
ックグラウンド表面の高さを、さらに積極的に利用する
ことにより、基板本体の表面うねりの情報も得られるよ
うにしたので、より多面的な検査が可能となる。

【００３１】上記本発明の装置には、バンプ付基板の検
査面に対し、各バンプの形成位置の許容範囲を規定する
位置許容範囲規定ウィンドウを設定する位置許容範囲規
定ウィンドウ設定手段と、その設定された位置許容範囲
規定ウィンドウ内の高輝度領域の面積、又は該位置許容
範囲規定ウィンドウ内に占める高輝度領域の面積率を算
出する面積算出手段と、その面積算出手段が算出する高
輝度領域の面積又は面積率に基づいて、該位置許容範囲
規定ウィンドウに対応するバンプの形成状態の良否を判
定する判定手段とを設けることができる。これにより、
形成位置ずれや欠損等を生じた不良バンプを、位置許容
範囲規定ウィンドウ内に一定以上の面積の高輝度領域を
生じているか否かに基づいて容易に判別することができ
る。

【００３２】次に、検査情報生成手段は、バンプ要部存
在領域の幾何学的重心位置を、対応するバンプの中心位
置として算出するバンプ中心算出手段を備えたものとす
ることができる。この場合、検査情報としてバンプの中
心位置座標を生成するように構成することができる。ま
た、検査情報生成手段は、バンプ要部存在領域の寸法に
基づいて、対応するバンプの寸法を演算するバンプ寸法
演算手段を備えたものとすることができる。この場合、
検査情報としてバンプのバンプ寸法情報を生成するよう
に構成することができる。

【００３３】例えば前記公報に記載された従来技術にお
いては、バンプ径やバンプ中心位置をバンプのシルエッ
ト像に基づいて求めるようにしていたが、レーザー光が
基板表面に斜めに入射する関係上、該シルエット像は、
一般には実際のバンプ形状を正確に反映したものにはな
らない。また、バンプの周囲にパッド部や溝等が形成さ
れていたり、バンプ周囲部分の基板の表面状態が一定し
ない場合等においては、その影響を受けてシルエット像
の形が変化することもある。従って、このようなシルエ
ット像を用いて決定されたバンプ寸法や中心位置には、
しかるべき補正を行わないかぎり、少なからぬ誤差を生
じてしまう問題がある。しかしながら、反射光により形
成されるバンプ要部存在領域は、バンプ形状を直接反映
したプロファイルとしての意味を持つので、これを用い
ることによりバンプ中心位置やバンプ寸法をより正確に
求めることができる。

【００３４】なお、バンプ中心算出手段は、バンプ要部
存在領域に外接する四辺形状領域（例えば長方形状領
域）の対角線交点位置を、対応するバンプの中心位置と
して算出するものとして構成することができる。例えば
重心位置をバンプ中心として算出する方法は、中心決定
の方法としてより正確ではあるが、算出に際しては高輝
度領域を構成する多数の輝度データの位置座標値を使用
するため、演算回数は若干多くなる。しかしながら、上
記のようにバンプ要部存在領域に外接する四辺形状領域
（及び、その対角線交点位置）を求める方法では、その
領域決定の演算処理が重心座標演算に比べるとずっと簡
単であり、処理速度の向上を図ることができる。

【００３５】なお、バンプ付基板は、基板保持体に保持
させた状態でその検査面に検査光を照射することができ
る。この場合、バンプ高さ演算手段は、各バンプの高さ
を、基板保持体との間で一定の位置関係を満たす基準高
さレベルからの高さ（コプラナリティ決定用高さ）とし
て演算するものとすることができる。そして、検査情報
生成手段は、その演算された各バンプのコプラナリティ
決定用高さのうち、その最大値ｚ’maxと最小値ｚ’min
とに基づいて、バンプ付基板の各バンプの高さの不均一
性を反映した情報であるコプラナリティ情報を生成する
コプラナリティ情報生成手段を含むものとして構成する
ことができる。

【００３６】基板上に設けられた個々のバンプは、接続
対象となる集積回路チップ（例えばフリップチップの場
合）やプリント基板（例えばＢＧＡ基板の場合）との接
続性等を高めるために、その高さができる限り揃ってい
ることが望ましいとされる。この場合、簡易なパラメー
タとしては上記ｚ’maxとｚ’minとの差（ｚ’max−
ｚ’min）の値が小さいほどバンプ高さは揃っているこ
とを意味し、バンプ高さの不均一性を表す指標となる。

【００３７】本発明においては、上記ｚ’max−ｚ’min
を含め、ｚ’maxとｚ’minとを用いて算出される、バン
プ高さの不均一性を表す指標を広義にコプラナリティと
称する。例えば、本発明においては、ｚ’max−ｚ’min
のほか、各バンプの頂点位置（平バンプの場合はバンプ
頂面上の所定位置：例えば、前述のバンプ中心位置に対
応する頂面上の位置）に対応する最小二乗平面を頂点基
準面Ｐ0とし、その頂点基準面Ｐ0と平行でかつ高さ最大
のバンプの頂点を通る平面をＰmax、同じく高さ最小の
バンプの頂点を通る平面をＰminとしたときのＰmaxとＰ
minとの面間距離として定義される狭義のコプラナリテ
ィなど、各種指標を採用することができる。また、基板
上に形成された多数のバンプのうち、最も距離が大きく
なるもの同士（例えば長方形ないし正方形状の領域にマ
トリックス状にバンプが配置される場合は、その領域の
対角線の両端にそれぞれ位置するバンプ同士）のバンプ
間距離ＬDにて上記指標となる距離を割った、単位長さ
辺りのコプラナリティを用いてもよい。いずれにしろ、
上記のようなコプラナリティ情報生成手段を設けること
で、バンプ付基板のコプラナリティ評価を簡単に行うこ
とができるようになる。

【００３８】なお、バンプ高さは、基準レベルから見た
バンプ頂点（あるいは頂面）までの高さとして表現でき
るが、例えば基準レベルをバンプが突出形成されている
基板本体の表面に設定した場合、バンプ高さは該表面か
らの突出高さを意味することとなる。しかしながら、図
２０（ａ）に示すように、基板本体表面が反っていたり
すると、基板本体表面からのバンプ突出高さが揃ってい
ても、バンプ頂点位置が該反りの影響で不揃いになり、
コプラナリティ不良となることもある。従って、上記構
成では、コプラナリティに及ぼす上記のような基板保持
体側からの影響も考慮できるよう、バンプ高さは、基板
保持体との間で一定の位置関係を満たす基準高さレベル
からの高さにより表したものを用いるのである。

【００３９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の検査装置の検査
対象となるバンプ付基板１の一例を示している。該バン
プ付基板１は、例えば約２５ｍｍ角、板厚約１ｍｍのプ
ラスチック製の基板本体２上の中央部に例えば正方形状
に形成されたバンプ配列領域ＢＰに対し、Ｓｎ−Ｐｂ二
元合金等からなる半田合金により構成されたバンプ３が
多数、例えば格子状あるいは千鳥状に２次元的に配列・
固着された構造を有する、フリップチップ基板として構
成されている。そして、検査面ＣＰはこのバンプ配列領
域ＢＰを包含する形で設定される。

【００４０】本実施例では、各バンプ３は、図６に示す
ように、頂面が平坦に形成された平バンプとして形成さ
れているものとする。基板本体２上には、各バンプ３の
配置位置に対応して凹所２ａが形成され、その底面に例
えば無電解Ｎｉ−Ｐメッキ層とこれを覆う無電解Ａｕメ
ッキ層とからなる下地導電性パッド（以下、単にパッド
と称する）４が形成されるとともに、このパッド４上に
バンプ３が固着されている。また、バンプ３と凹所２ａ
の側面との間は幅Ｗの環状の溝部６となっている。な
お、基板本体２のその他の表面部位には、アクリル樹脂
やエポキシ樹脂等により、図示しないソルダーレジスト
層が形成されている。

【００４１】このようなバンプ付基板は各種公知の方法
で得ることができるが、一例として、半田ペーストをス
クリーンマスク（あるいはメタルマスク）を介して基板
本体２上の所定位置に印刷し、さらにこれを加熱して半
田ペーストを溶融させることにより基板状にバンプを形
成する半田ペースト印刷法がある。

【００４２】ここで、バンプ３の表面は金属光沢を呈す
る一方、基板本体２の表面はプラスチック製であるた
め、可視光（すなわち、後述する検査光たるレーザ光）
に対する反射率は前者において高く、後者において低く
なる。

【００４３】図２は、本発明の装置の一実施例におけ
る、測定系１０の要部の構成を模式的に示したものであ
る。測定系１０は、半導体レーザ光源１２、ビームエキ
スパンダ１４、ポリゴンミラー１６、ｆ・θレンズ１
８、結像レンズ２０、半導体位置検出器（ＰＳＤ）２２
（受光部）を含んで構成される。半導体レーザ光源１２
からのレーザー光（入射光）ＬＢが、回転するポリゴン
ミラー１６で反射され、バンプ付き基板１の検査面ＣＰ
に対し、その縦横のバンプ配列のいずれか一方に沿う方
向（以下、これをｘ方向という）に振られながら照射さ
れる。照射された入射光ＬＢは検査面ＣＰで反射されて
反射光ＲＢとなり、結像レンズ２０を経てＰＳＤ２２に
より受光される。

【００４４】図３は、測定系１０の具体的な構成例を示
している（（ａ）は側面図、（ｂ）は背面図である）。
この構成においては、（ｂ）に示すように、縦長のケー
ス３６内においてその上部には半導体レーザ光源１２が
配置され、（ａ）に示すように、その下端面に形成され
たビーム孔から斜め前方下向きにレーザ光ＬＢを出射す
るようになっている。レーザ光ＬＢは、コリメータレン
ズ２４を経て第一の光路変更ミラー２６により後方下向
きに反射され、その光路上に配置されたビームエキスパ
ンダ１４を経て、（ｂ）に示すように第二の光路変更ミ
ラー２８により、側方上向きに反射される。

【００４５】第二の光路変更ミラー２８で反射されたレ
ーザ光ＬＢは、ケース３６の幅方向において、その側方
やや上寄りに配置されたポリゴンミラー１６に入射され
る。同図（ａ）に示すように、ポリゴンミラー１６は、
ケース３６の内部においてその下部後方に形成された傾
斜壁３６ａに対し、回転軸ＲＡが前方上向きに傾いた形
となるように取り付けられている。そして、このポリゴ
ンミラー１６で反射されたレーザ光ＬＢは、該ポリゴン
ミラー１６の斜め下方に配置されたｆ・θレンズ１８を
通って、ケース３６の底面に形成された開口部６ａか
ら、その下側においてワークホルダ（基板保持体）３８
によりほぼ水平に保持されたバンプ付基板（以下、ワー
クともいう）１の検査面ＣＰに入射される。

【００４６】そして、レーザ光ＬＢは、検査面ＣＰで斜
め前方上向きに反射されて反射光ＲＢとなり、ｆ・θレ
ンズ１８の前方において、ほぼ直立形態で配置された第
三の光路変更ミラー３０により斜め後方上向きに反射さ
れる。そして、ｆ・θレンズ１８の斜め前方上側に配置
された結像レンズ２０を通り、ポリゴンミラー１６の斜
め前方上側に配置された第四の光路変更ミラー３２によ
り前方に反射され、ケース３６の前面内側に配置された
ＰＳＤ２２により受光される。

【００４７】ここで、ケース３６内において、半導体レ
ーザ光源１２、コリメータレンズ２４及びビームエキス
パンダ１４を含む第一の光学系グループ（本実施例で
は、上側から順に配列された半導体レーザ光源１２、コ
リメータレンズ２４、第一の光路変更ミラー２６、ビー
ムエキスパンダ１４、第二の光路変更ミラー２８）は、
該ケース３６の幅方向において一方の側に寄せた形で配
置されている。他方、ポリゴンミラー１６、ｆ・θレン
ズ１８、結像レンズ２０及びＰＳＤ２２を含む第二の光
学系グループ（本実施例では、ポリゴンミラー１６、ｆ
・θレンズ１８、第三の光路変更ミラー３０、結像レン
ズ２０、第四の光路変更ミラー３２及びＰＳＤ２２から
なる）が、ケース３６の幅方向において上記第一の光学
系グループに隣接する形で配置されている。そして、第
一の光学系グループからのレーザ光ＬＢは、光路変更ミ
ラー２８により第二の光学系グループ側に導かれるよう
になっている。このようなレイアウトを採用することに
より、ケース３６内に生ずるデッドスペースを効果的に
削減でき、装置全体を極めてコンパクトに構成すること
が可能となっている。

【００４８】次に、検査対象となるワーク１は、凹所等
の形でワークホルダ３８（基板保持体）に形成されたワ
ーク装着部３８ａに装着される。本実施例では、１つの
ワークホルダ３８に対し複数のワーク１を、縦横所定数
ずつのマトリックス状に装着するようにしている。そし
て、図４に示すように、そのワークホルダ３８が、例え
ばｘ駆動ねじ軸４３及びｘ駆動モータ４２（以下、ｘ駆
動系という）と、ｙ駆動ねじ軸４５及びｙ駆動モータ４
４（以下、ｙ駆動系という）とによりｘ方向及びｙ方向
にそれぞれ独立に駆動されるｘ−ｙテーブル４０に着脱
可能に装着される。ここで、そのｙ方向は、ワーク１の
検査面ＣＰに沿う平面内において前述のｘ方向、すなわ
ち図２において、ｆ・θレンズ１８を介したポリゴンミ
ラー１６によるレーザ光ＬＢの走査方向と直交する向き
に定められている。そして、図４において、ポリゴンミ
ラー１６によりレーザ光をｘ方向に走査しつつ、テーブ
ル４０をｙ方向に所定の間隔で寸動させることにより、
該レーザ光ＬＢは、ワーク１の検査面ＣＰにて二次元的
に走査されることになる。従って、本実施例では、ポリ
ゴンミラー１６とｘ−ｙテーブル４０のｙ駆動系とが光
走査手段を構成する。他方、ｘ駆動系は、例えばワーク
ホルダ３８にワーク１が、ｘ方向に複数列隣接する形で
配置されるようになっている場合、次列のワーク１をレ
ーザ光の照射位置まで移動させるために使用される。

【００４９】図５に、本発明の検査装置の制御系の構成
例を示す。該制御系５０は、大きく分けて測定系制御部
５１と、データ解析部８１とからなる。測定系制御部５
１の中央制御ユニット５２は、Ｉ／Ｏポート５４と、こ
れに接続されたＣＰＵ５６、ＲＡＭ５８、ＲＯＭ６０及
び高さ・輝度検出部７５とを主体に構成される。また、
該Ｉ／Ｏポート５４にはこの他に、レーザ発生部６１、
ポリゴンミラー作動部６３、ｘ−ｙテーブル作動部６９
がそれぞれ接続されている。なお、ＣＰＵ５６は、後述
の高さ演算部７６及び輝度演算部７７とともに、高さ情
報生成手段、反射光輝度情報生成手段の主体をなすもの
である。

【００５０】レーザ発生部６１は、半導体レーザ光源１
２と、中央制御ユニット５２からの指令を受けることに
より、該半導体レーザ光源１２にレーザ光ＬＢを発生さ
せるレーザドライバ６２とを備えて構成される。また、
ポリゴンミラー作動部６３は、ポリゴンミラー１６（図
３）を回転駆動するポリゴンミラー駆動モータ１７と、
中央制御ユニット５２からの指令を受けてその作動制御
を司るサーボ駆動ユニット６４と、ポリゴンミラー駆動
モータ１７すなわちポリゴンミラー１６の回転速度及び
回転角度位置を検出するロータリエンコーダ（本実施例
ではアブソリュート型のものを使用する：以下、ＡＢＳ
と略記する）６６とを備える。サーボ駆動ユニット６４
は、ＡＢＳ６６からフィードバックされる回転速度情報
に基づいて、ポリゴンミラー駆動モータ１７の作動制御
を行う。他方、ＡＢＳ６６による回転角度位置は、レー
ザ光ＬＢによる走査点のｘ座標を特定するｘ座標特定情
報、及びポリゴンミラー１６の使用中のミラー面を特定
するミラー面特定情報として使用される。

【００５１】また、ｘ−ｙテーブル作動部６９は、ｘ駆
動モータ４２、ｙ駆動モータ４４、及び中央制御ユニッ
ト５２からの指令を受けてそれらの作動制御を司るサー
ボ駆動ユニット６８及び７２、及び各モータ４２，４４
の回転角度位置を検出するロータリーエンコーダ（本実
施例ではインクリメント型のものを使用する：以下、Ｉ
ＮＣと略記）７０，７４を備える。サーボ駆動ユニット
６８，７２は、各々ＩＮＣ７０，７４からフィードバッ
クされる回転速度情報に基づいて、ｘ駆動モータ４２及
びｙ駆動モータ４４の作動制御を行う。また、ｙ駆動モ
ータ４４側のＩＮＣ７４による回転角度位置は、レーザ
光ＬＢによる走査点のｘ座標を特定するｙ座標特定情報
としても使用される。

【００５２】次に、高さ・輝度検出部７５は、前述のＰ
ＳＤ２２と、その各電極からの出力をデジタル変換する
Ａ／Ｄ変換器７８，７９と、それらＡ／Ｄ変換器７８，
７９によりデジタル変換されたＰＳＤ２２の出力を用い
て高さ及び輝度を演算し、結果を中央制御ユニット５２
に出力する高さ演算部７６及び輝度演算部７７等を含ん
で構成される。以下、レーザ光による高さ検出原理につ
いて説明する。

【００５３】すなわち、図６に示すように、基板本体２
の板面とほぼ平行に高さ基準面ＳＬＰを設定し、この高
さ基準面ＳＬＰに対して一定の入射角θでレーザ光ＬＢ
を入射させるようにする。ここで、この高さ基準面ＳＬ
Ｐにて反射が起こった場合には、ＰＳＤ２２は基準受光
位置ＤＰ0でその反射光を受けることとなる。しかしな
がら、バンプ３等の存在により反射面位置が高さｚ’だ
け高くなると、受光位置はＤＰ1にずれる。該受光位置
ＤＰ1の基準受光位置ＤＰ0からでのずれ量Ｌ、換言すれ
ば反射面の高さ位置ｚ’は、ＰＳＤ２２の２つの出力端
子Ａ及びＢの出力電流をＩA，ＩBに基づいて測定でき
る。なお、以下においては、高さ基準面ＳＬＰを基準と
した高さ値ｚ’を高さレベル値（あるいは高さレベル）
ｚ’と呼ぶことにする。

【００５４】ここで、基準受光位置ＤＰ0で受光したと
きの出力端子Ａの出力電流をＩA0、同じく出力端子Ｂの
出力電流をＩB0として、ＩA0＝ＩB0となるようにＰＳＤ
２２の受光位置を調整しておけば、上記ずれ量Ｌは、
（ＩA−ＩB）／（ＩA＋ＩB）に比例して大きくなる。図
５に示すように高さ演算部７６は、デジタル変換された
ＩA，ＩBの情報から（ＩA−ＩB）／（ＩA＋ＩB）に相当
する値を演算し、これを高さレベル信号として出力す
る。他方、ＰＳＤ２２の両端子の出力電流の和ＩA＋ＩB
は、受光する光の強さ（輝度）にほぼ比例して大きくな
るので、輝度演算部７７は同じく（ＩA＋ＩB）に相当す
る値を演算し、これを輝度信号として出力する。上記Ｉ
A，ＩBを電圧変換して増幅し、さらに演算回路にて（Ｉ
A−ＩB）／（ＩA＋ＩB）に対応する電圧信号を作り、こ
れを高さレベル信号として出力する。他方、ＰＳＤ２２
の両端子の出力電流の和ＩA＋ＩBは、受光する光の強さ
（輝度）にほぼ比例して大きくなるので、輝度演算部７
７は所定の演算回路により（ＩA＋ＩB）に対応する電圧
信号を作り、これを輝度信号として出力する。

【００５５】また、中央制御ユニット５２のＣＰＵ５６
は、ＲＯＭ６０に格納された制御プログラム６０ａに基
づき、ＲＡＭ５８をワークエリアとして、レーザ発生部
６１、ポリゴンミラー作動部６３及びｘ−ｙテーブル作
動部６９の作動制御を行う。他方、クロックパルス（図
示しないクロック回路が発生する）が与えるタイミング
に従い、レーザ光の走査位置のｘ座標を与えるＡＢＳ６
６からの出力値ＸABSと、同じくｙ座標を与えるＩＮＣ
７４のパルスカウント値ＹINCとを取り込んで、位置デ
ータ（ＸABS，ＹINC）を生成するとともに、高さ・輝度
検出部７５からのデジタル化された高さレベル信号及び
輝度信号を順次取り込むことにより、該位置に対応する
高さレベルデータｚ”及び輝度データＩを生成する。そ
して、各走査位置毎に得られる高さレベルデータｚ”、
輝度データＩ及び位置データ（ＸABS，ＹINC）の組を、
Ｉ／Ｏポート５４からデータ解析部８１に転送する。

【００５６】なお、図３において、検査面ＣＰに対する
ｘ方向の走査開始点に対応する位置には、ポリゴンミラ
ー１６からのレーザ光ＬＢの光路中間位置に対応してプ
リズム２５と光検出器２７とが設けられている。これら
プリズム２５と光検出器２７とは、レーザ光ＬＢに基づ
く高さデータ及び輝度データのｘ方向のデータサンプリ
ング開始タイミングを検出するためのものである。すな
わち、ポリゴンミラー１６の回転に伴い、レーザ光ＬＢ
がワーク１上のデータサンプリング開始位置に到来する
とこれがプリズム２５に入射して、その分岐光がビーム
検出器２７で検出される。測定系制御部５１はこれを受
けてｘ方向のデータサンプリングを開始することとな
る。

【００５７】図５に戻り、データ解析部８１は、Ｉ／Ｏ
ポート８４とこれに接続されたＣＰＵ８６、ＲＡＭ８
８、ＲＯＭ９０等を備える解析用のコンピュータ８２を
主体に構成され、そのコンピュータ８２のＩ／Ｏポート
８４には、測定系制御部５１から受信する高さレベルデ
ータｚ”、輝度データＩ及び位置データ（ＸABS，ＹIN
C）の組を一時格納するための受信データ格納ＲＡＭ９
２と、ハードディスク装置等で構成された記憶装置９
４、モニタ制御部９６とこれにつながれたモニタ９８、
キーボードやマウス等の入力部１００、プリンタ１０２
等が接続される。なお、モニタ９８とプリンタ１０２と
は検査結果出力手段として機能する。また、ＣＰＵ８６
は、後述のデータ解析／検査プログラムに基づき、バン
プ存在領域特定手段（あるいは高輝度領域特定手段）、
バンプ要部存在領域認識手段、検査情報生成手段、高さ
決定領域設定手段、バンプ高さ演算手段、高さ決定用高
輝度領域抽出手段、バックグラウンド高さ決定領域設定
手段、バックグラウンド高さ演算手段、位置許容範囲規
定ウィンドウ設定手段、面積算出手段、判定手段、バン
プ中心決定手段、バンプ配列間隔演算手段、バンプ寸法
演算手段、コプラナリティ情報生成手段、表面うねり情
報生成手段、バンプ体積情報生成手段、シルエット領域
特定手段及びバンプ底面大きさ情報生成手段等の主体と
して機能する。

【００５８】また、記憶装置９４には、データ解析／検
査プログラム記憶部９４ａ、補正済データ記憶部９４
ｂ、補正用データ群記憶部９４ｃ、検査標準データ記憶
部９４ｄ及び検査結果データ記憶部９４ｅが形成され、
それぞれ対応するプログラムないしデータが記憶されて
いる。なお、各データの内容とプログラム処理の内容に
ついては後述する。

【００５９】以下、測定系制御部５１における制御処理
の流れについて、図２３のフローチャートを用いて説明
する。まず、Ｄ１０において、ワーク１を装着したワー
クホルダ３８をｘ−ｙテーブル４０にセットする（図４
参照）。Ｄ２０では、ｘ−ｙテーブル４０を最初のワー
クの走査開始位置へ移動させる。なお、測定系の立ち上
げ時に、図示しない原点位置センサによりｘ−ｙテーブ
ル４０の原点位置を確認し、以降の各種位置決め処理の
基準とする。そして、Ｄ４０にてレーザ光ＬＢをワーク
の検査面ＣＰに照射し、同時にｘ−ｙテーブル４０のｙ
駆動とポリゴンミラー１６の回転を開始する。そして、
Ｄ５０では、各走査点毎に前述の高さレベルデータ
ｚ”、輝度データＩ及び位置データ（ＸABS，ＹINC）の
組を生成し、これをデータ解析部８１へ転送する。

【００６０】なお、後の解析処理の簡略化を図るため、
ｙ方向のデータサンプリング距離をｘ方向のそれよりも
大きくして（あるいはその逆も可能）、取り込むデータ
組の数を削減することができる。この場合、例えばｙ方
向のデータサンプリング距離を大きくするために、ｘ方
向及びｙ方向のデータサンプリングの時間間隔はほぼ同
じとし、ｙ方向の走査速度をｘ方向の走査速度よりも大
きくするようにしてもよいし、逆にｙ方向の走査速度と
ｘ方向の走査速度とをほぼ同じとし、ｙ方向のデータサ
ンプリングの時間間隔をｘ方向のそれよりも長くするよ
うにしてもよい。また、別の方法として、ｘ方向とｙ方
向とをほぼ同じデータサンプリング距離にてデータ取込
みを行い、解析時にｘ方向あるいはｙ方向の少なくとも
いずれかにおいて取り込んだデータ組を間引き、使用す
るデータ組の数を削減するようにしてもよい。

【００６１】そして、そのワークに対するデータの取込
み／転送が終了すれば、ｙ方向に並ぶ次のワークの走査
開始位置へ移動し（Ｄ６０→Ｄ６１）、Ｄ４０に戻って
以下同様の処理を繰り返す。こうして、ｙ方向に並ぶワ
ーク列について、上記データの組が順次取り込まれ、そ
の列のワークが尽きればｘ−ｙテーブル４０のｘ駆動を
行って次列先頭のワークの走査開始位置へ移動し、さら
に同様の処理を繰り返す（Ｄ６２→Ｄ６３→Ｄ４０の流
れ）。そして、全てのワークについてのデータの生成・
転送が完了すれば、処理を終了する。

【００６２】データ解析部８１側では測定系制御部５１
からのデータを受け、図１２（ａ）に示すように、
ｚ”、Ｉ及び（ＸABS，ＹINC）のデータの組ＯＤを、各
走査点と対応付けた形で受信データ格納ＲＡＭ９２（図
５）に格納する。以下、データ解析部８１側での処理の
流れについて、図２４〜図３３のフローチャートを用い
て説明する。なお、この処理は、コンピュータ８２（図
５）のＣＰＵ８６が、記憶装置９４に記憶されたデータ
解析／検査プログラムに基づき、ＲＡＭ８８をワークエ
リアとして実行するものである。

【００６３】まず、図２４のＳ１において、最初のワー
クのデータの組ＯＤのデータを読み出し、Ｓ２に進んで
位置データ解析処理となる。その詳細を図２５に示して
いる。まず、（ＸABS，ＹINC）は、エンコーダからの出
力値あるいはパルスカウント値になっているので、これ
を各ワーク毎にその検査面ＣＰ毎に設定される位置座標
（以下、検査面座標という）上での座標値（ｘ’，
ｙ’）に変換する（なお、測定系制御部５１側で予めこ
の変換を行い、（ｘ’，ｙ’）のデータの形でこれをデ
ータ解析部８１へ転送するようにしてもよい）。

【００６４】次に、図６に示すようにレーザ光ＬＢは、
検査面ＣＰに対して入射角θで斜めに入射する関係上、
高さ基準面ＳＬＰと、そこから高さｚだけ隔たった面と
では、同じ入射光でもΔｂだけ反射位置が異なることに
なる。ここで、図からも明らかなように、 Δｂ＝Ｌ・ｃｏｓθ／ｓｉｎφ‥‥‥(1) φ＝１８０°−２θ‥‥‥(2) であるから、θとＬの値からΔｂを求めることができ
る。このΔｂにより、座標値（ｘ’，ｙ’）を、例えば
高さ基準面ＳＬＰに対する入射状態を基準とした座標値
に補正する。ここで、図７に示すように、レーザ光源１
２からの光は、ポリゴンミラー１６によりｙ方向とのな
す角度δが変化しながらｘ方向に走査されるので、Δｂ
によるｘ方向への補正量はΔｂ・ｓｉｎδ、同じくｙ方
向への補正量はΔｂ・ｃｏｓδで求められる。なお、入
射角θの値は、例えば図１０に示すように、補正用デー
タ群記憶部９４ｃに格納されたものを適宜読み出して使
用する。

【００６５】他方、図１１に示すように、ポリゴンミラ
ー１６に面倒れ角の誤差Δλがあると、検査面ＣＰに対
するレーザ光ＬＢの照射位置に、ずれΔｄが生ずる。こ
のずれΔｄの大きさは、使用するｆ・θレンズ１８の焦
点距離をｆとすると、ｆ・２Δλで求めることができ
る。他方、この照射位置のずれにより、高さの計測誤差
Δｈも生ずる。この計測誤差Δｈは、前述の角度φ（＝
１８０°−２θ）を用いて、Δｄ／ｔａｎφで求めるこ
とができる。

【００６６】そこで、図１０に示すように、補正用デー
タ群記憶部９４ｃに、ポリゴンミラー１６の各面毎の面
倒れ角に基づくずれ量Δｄを格納しておき、前述のＸAB
Sの値から使用中のポリゴンミラー１６の面を特定し
て、対応するずれ量Δｄを読み出すようにする（図２
５：Ｓ２０３）。そして、図２５のＳ２０４において、
このずれ量Δｄからｘ及びｙの各方向の補正量と、高さ
レベルｚ”に対する補正量を求め、これにより補正され
た座標値と高さレベルとを、検査面座標における補正済
座標値（ｘ，ｙ）及び高さレベルｚ’の組ＡＤとして、
各走査点と対応付けた形で補正済データ記憶部９４ｂに
格納し（図１２（ｂ）は、その格納状態を示してい
る）、位置データ解析処理を終了する。

【００６７】図２４に戻り、次いで、Ｓ３のバンプデー
タ解析処理に進む。図２６にその詳細な流れを示してい
る。まず、Ｓ３０１で、各データ組の位置座標（ｘ，
ｙ）を、例えばＲＡＭ８８（図５）のアドレス空間内に
設定したデータビット平面の各ビットに一対一に対応付
け、輝度Ｉが閾値ＩSH以上となっているか否かによりビ
ットマップデータを生成する。

【００６８】図８は、バンプ３を横切るようにレーザ光
ＬＢを走査することにより得られる、高さレベルｚ’及
び輝度Ｉのプロファイルの一例を示している。すなわ
ち、プラスチック製の基板本体２は金属製のバンプ３よ
りも反射率が低いため、輝度Ｉはバンプ３の頂面に対応
する領域ＴＳで高く、基板本体２の露出領域、すなわち
バンプ周囲のバックグラウンド領域ＢＳで低くなる。そ
して、上記閾値ＩSHは、基板本体２の表面に対し、所定
レベルの強度のレーザ光を入射したときの、平均的な反
射光輝度レベルよりも高く設定されている。なお、バン
プ頂面の表面状態が同じであれば、図中一点鎖線で表す
ように、バンプ高さレベルｚ’が低くなっても、輝度Ｉ
のレベルはほぼ同じとなる。

【００６９】上記のように反射光輝度に対し閾値ＩSHを
定めることにより、検査面上におけるバンプ３の存在領
域を、前述のビットマップデータ上で特定することが可
能となる。例えば、図１４に示すように、閾値ＩSH以上
のビットを「１」（ハッチングを施したビット）、そう
でないビットを「０」（ハッチングを施さないビット）
で表せば、「１」ビットが集合して現われる領域がバン
プの存在領域（請求項でいう高輝度領域に対応）を表す
こととなる。以下、本実施例では、バンプ存在領域のビ
ットを「１」、そうでない領域のビットを「０」で表す
ものとする。

【００７０】他方、図８において、バンプ３の側面と溝
部６に対応する領域は、斜めに入射するレーザ光ＬＢが
乱反射されたり遮られたりするので反射光がほとんど生
じず、輝度Ｉが非常に小さいシルエット領域ＳＡとなっ
ている。また、この領域ＳＡでは、反射光がほとんど生
じないため、高さデータは欠損した形になっている（実
際の処理上では、例えば高さゼロに近い値として扱うこ
とができる）。従って、上記ビットマップデータ上で特
定されるバンプ存在領域は、バンプ頂面存在領域を表し
ているものともいえる。

【００７１】次いで、図２６のＳ３０２に進み、ビット
マップデータ上において個々のバンプの存在領域に分離
する処理を行う。すなわち、図１４に示すように、ビッ
トマップデータを所定の方向（例えばｘ方向）に走査
し、「１」ビットの途切れが一定数（例えば３ビット）
以上生じたか否かにより、同一のバンプ存在領域である
か別のバンプ存在領域であるかを判別しながら、各ビッ
トにラベリング符号（本実施例では、１、２‥‥等の数
字で表している）を施してゆく。なお、走査２列目以降
は、「０」ビットの検出状態から「１」ビットの検出に
転じた時に、その「１」ビットを取り囲む例えば８つの
ビットのラベリング状態を判別し、既に認識済のビット
のラベリング符号が検出されれば、これと同一のラベリ
ング符号を施し、何も検出されなければ新たなラベリン
グ符号を施すようにする。そして、異なるラベリング符
号が付されたビットの集合同士は、異なるバンプ存在領
域として認識することとなる。

【００７２】例えば、図１３（ａ）のように高さレベル
データｚ’が分布し、輝度データＩが同図（ｂ）のよう
に分布したデータ組の場合、輝度閾値ＩSHを７に設定す
ることで、バンプ存在領域は（ｃ）に示すような形でビ
ットマップデータ上に現われる（ただし、この図では、
各位置のｚ’の値を対応する各ビットに書き込んだ形で
表している）。なお、輝度閾値ＩSHの値は、例えば図１
０に示すように、補正用データ群記憶部９４ｃに格納さ
れたものを適宜読み出して使用する。

【００７３】図２６に戻り、次のＳ３０３では、図１６
（ａ）に示すように、互いに分離されたバンプ存在領域
のうち、適宜に設定された基準面積Ｓ0以上のものを抽
出し、これを、個々のバンプ頂面の主要部が存在してい
る領域、すなわちバンプ要部存在領域（図では、ＢＡ1
〜ＢＡ3）として識別する。各領域の面積Ｓは、該領域
に属するビットの個数により求めることができる。な
お、ビット数が、基準面積Ｓ0に対応するビット数より
も小さいある閾値（例えば３ビット）に満たない領域
は、ノイズとして除去するようにする（例えば図１６
（ａ）のＢＡ5、ＢＡ6）。

【００７４】そして、図２６のＳ３０７〜Ｓ３１１で
は、抽出された各バンプ要部存在領域の幾何学的な重心
位置の座標を算出し、これを各バンプの中心Ｇの座標と
して決定する処理がなされる。具体的には図１５に示す
ように、各ビットに対応付けられる検査平面上の座標Ｐ
のｘ座標値及びｙ座標値を、領域内の全てのビットにつ
いて合計し、そのｘ座標値の合計（Ｌx）と、ｙ座標値
の合計（Ｌy）とをそれぞれビット総数ＮTで割ることに
より求めることができる。

【００７５】なお、図３７に示すように、バンプ要部存
在領域に対し、これに外接する四辺形領域を求め、その
四辺形領域の対角線交点位置としてバンプ中心Ｇの座標
を算出することもできる。この場合、例えばｘ方向の直
線をｙ軸に沿って平行移動させ、バンプ要部存在領域と
接点を生ずる２直線Ｌｘ1，Ｌｘ2を決定する。次いで、
ｙ方向の直線をｘ軸に沿って平行移動させ、バンプ要部
存在領域と接点を生ずる２直線Ｌｙ1，Ｌｙ2を決定す
る。これにより、上記四辺形領域は長方形領域として設
定され、その対角線交点座標は、いずれか一方の対角線
の中点座標として演算することができる。このようにす
ることで、各ビットのｘ座標及びｙ座標の加算処理が不
要となり、バンプ中心座標の算出処理を簡略化すること
ができるようになる。

【００７６】図２６に戻り、各バンプの中心Ｇの座標が
算出されるとＳ３１２に進み、バンプ径Ｄの算出処理と
なる。すなわち、図１７に示すように、中心Ｇからバン
プ要部存在領域の周縁までの距離の平均値（本実施例で
は、等角度間隔で並ぶ８方向の平均値としている）ｒm
を求め、バンプ径Ｄを２ｒmにより算出する。この処理
は、各バンプ要部存在領域のそれぞれに対する処理の形
で反復して行われる（図２６：Ｓ３０４〜Ｓ３０６）。
こうして決定されたＧの座標及びバンプ径Ｄの値は、図
５の検査結果データ記憶部９４ｅ（図１９にその内容の
詳細を示す）に記憶される。なお、バンプ径Ｄは、バン
プ要部存在領域内のビット数から該バンプ要部存在領域
の面積を求め、これと同一面積の円の直径として算出す
るようにしてもよい。

【００７７】ここで、図１６（ａ）において、おおむね
正常なバンプであれば、ＢＡ1あるいはＢＡ2のようにバ
ンプ要部存在領域は、バンプ頂面の形状をほぼ反映した
ものとなる。一方、表面が荒れていたり、欠損が生じて
いたりすると、ＢＡ3，ＢＡ4のように、同じバンプに由
来する２以上のバンプ存在領域が現われることもある。
この場合、同図（ｂ）に示すように、基準面積Ｓ0以上
のＢＡ3のみがバンプ要部存在領域として識別され、基
準面積Ｓ0を下回るＢＡ4は、バンプ中心の設定対象から
除外される。これにより、ＢＡ4を別のバンプと誤認す
るトラブルが回避される。一方、同一バンプに由来する
バンプ存在領域が、いずれも基準面積Ｓ0以下の領域に
分裂した場合は、該バンプに対応するバンプ要部存在領
域は認識されないことになる。しかしながら、このよう
な結果は、もともとバンプ表面状態等が良好でないため
に生じたのであり、逆にこれを利用して不良バンプの存
在を推定することができる。

【００７８】図２１にその方法の一例を示している。す
なわち、バンプ付基板１の検査面ＣＰに対し、（ｂ）に
示すように各バンプの形成位置の許容範囲を規定する位
置許容範囲規定ウィンドウＰＷの組を設定する。そし
て、その設定された各位置許容範囲規定ウィンドウＰＷ
内のバンプ存在領域（高輝度領域）ＢＡの面積を求め、
その面積がウィンドウＰＷの面積に対して一定比率以下
となっているものは、そのウィンドウＰＷ内に不良バン
プが存在していると判定することができる。なお、位置
許容範囲規定ウィンドウＰＷの組は、バンプ付基板の品
種が同一であれば、検査面に対する設定位置も同じとな
る。そこで、（ａ）に示すように、ウィンドウＰＷの組
をグループ化したウィンドウグループＰＷＧと検査面Ｃ
Ｐとの位置関係を規定するターゲットマークを、基板１
上に形成しておき、検査時にはこのターゲットマークを
目印としてウィンドウグループＰＷＧを位置合わせする
ようにすればよい。

【００７９】なお、ターゲットマークに代えて、基板１
上の特定バンプの中心（例えば基板１上の４隅のバンプ
の中心）を目印にウィンドウグループＰＷＧを位置合わ
せするようにしてもよい。

【００８０】以上でバンプデータ解析処理は終了し、図
２４のＳ４に進んで検査データ生成処理となる。図２７
に示すように、検査データ生成処理は、本実施例では、
バンプ高さ演算処理（Ｓ４１０）、バンプ間隔演算処理
（Ｓ４２０）、コプラナリティ演算処理（Ｓ４３０）、
バックグラウンドうねり値演算処理（Ｓ４４０）、バン
プ体積演算処理（Ｓ４５０）の５つのステップからな
る。

【００８１】図２８にバンプ高さ演算処理の流れを示
す。処理の要部はＳ４１０３〜Ｓ４１１７であり、Ｓ４
１０３で、上記決定されたバンプ要部存在領域に対し、
Ｇを中心とするバンプ高さ決定ウィンドウ（バンプ高さ
決定領域）を、そのバンプ要部存在領域が包含される大
きさで設定する。例えば、図１６（ｃ）に示す例では、
バンプ高さ決定ウィンドウＨＷを、バンプ要部存在領域
の寸法よりも大きい所定半径ｒwの円として設定してい
る。そして、以下のＳ４１０２〜Ｓ４１０９において
は、上記バンプ高さ決定ウィンドウＨＷ内に存在する全
てのバンプ存在領域（図１６（ｃ）ではＢＡとＢＡ’）
について、各ビットに対応する高さレベルｚ’を加算
し、その加算値Ｌｚをビット総数ＮTで割ることによ
り、各バンプのバンプ頂面の平均的な高さレベルｚ’m
＝Ｌz／ＮTを求める。

【００８２】ここで、基板本体２の板面が理想的な平面
に近ければ、該基板本体を高さ基準面に対して平行に配
置することで、基板本体２の表面の高さレベル、すなわ
ちバックグラウンド表面の高さレベルはほぼ一定値ＨS
を示すから、算出されたｚ’mからこのＨSを減ずること
により、基板本体２の表面からのバンプの突出高さ（以
下、単に「バンプ高さ」と称する場合は、この突出高さ
を意味するものとする）ｚを、 ｚ＝ｚ’m−ＨS‥‥‥(3) にて算出することができる。しかしながら、基板本体が
プラスチックで構成されていると、図３４に示すよう
に、内部に形成された金属配線部（図示せず）と高分子
材料との熱膨張係数の差により、製造工程での熱履歴等
を受けて基板本体２の表面にうねりや反りを生じ、バッ
クグラウンド表面の高さレベルが位置的にばらつくこと
がある。

【００８３】そこで、図２８の処理の流れでは、Ｓ４１
１０〜Ｓ４１１６で、各バンプ周囲におけるバックグラ
ウンド表面の平均的な高さレベル（以下、うねり高さレ
ベルという）Ｔmを次のようにして算出している。すな
わち、図１８に示すように、各バンプ要部存在領域及び
その周囲に生ずるシルエット領域の外側に、これらを取
り囲むように領域内側限界線を設定し、そのさらに外側
に領域外側限界線を設定して、それら限界線の間に挟ま
れる領域を、バックグラウンド高さ決定領域として設定
する（Ｓ４１１０）。本実施例では、領域内側限界線
は、バンプ要部存在領域の中心Ｇに対し、同心的に設定
される円とされ、領域外側限界線は、対角線交点位置が
上記Ｇと一致するように設定される正方形状とされてい
る（ただし、形状はこれらに限られるものではなく、例
えば領域外側限界線も円状とすることができる）。

【００８４】そして、バックグラウンド高さ決定領域内
の各ビットに対応する高さレベルＴを加算し、その加算
値ＬTをビット総数ＭTで割ることにより、うねり高さレ
ベルＴmを、 Ｔm＝ＬT／ＭT‥‥‥(4) により求める（Ｓ４１１２〜Ｓ４１１６）。そして、バ
ンプ高さｚは、Ｓ４１１６で算出されたｚ’mから、こ
のＴmを減ずることにより、 ｚ＝ｚ’m−Ｔm‥‥‥(5) で求めることができる（Ｓ４１１７）。なお、上記処理
は、各バンプ要部存在領域のそれぞれに対する処理の形
で反復して行われる（Ｓ４１００〜Ｓ４１０２）。こう
して求められた各バンプの高さｚは、高さレベルｚ’m
及びうねり高さレベルＴmとともに、図５あるいは図１
９に示す検査結果データ記憶部９４ｅに記憶される。こ
こで、後述するコプラナリティを求める処理のために、
各バンプ要部存在領域毎のバンプ頂面の高さレベルの平
均値ｚ’mの値（コプラナリティ決定用高さ）も合わせ
て記憶しておくようにする。

【００８５】次に、図２０（ｂ）に示すように、基板１
上のバンプ３の配列状態（Ｂ11、Ｂ12‥‥等）は、前記
特定された各バンプ要部存在領域の中心Ｇによって特定
することができる。図２９は、バンプ間隔演算処理の流
れを示すものである。該処理の要部はＳ４２０３〜Ｓ４
２０５であり、Ｓ４２０３で現在着目しているバンプの
中心Ｇの座標を読み込む。次いで、Ｓ４２０４で、図２
０（ｂ）に示すように、そのバンプ中心をＧ0として、
これに近接する４つのバンプの中心座標Ｇ1〜Ｇ4を読み
込む。そして、Ｓ４２０５で、近接する各バンプとの間
の間隔を、その中心間距離として算出する（Ｋ1〜Ｋ
4）。こうして求められた各バンプ（あるいはバンプ要
部存在領域）毎のバンプ間隔Ｋ1〜Ｋ4は、図５あるいは
図１９に示す検査結果データ記憶部９４ｅに記憶され
る。なお、上記処理は、各バンプ要部存在領域のそれぞ
れに対する処理の形で反復して行われる（Ｓ４２００〜
Ｓ４２０２）。

【００８６】図３０は、コプラナリティ演算処理の流れ
を示している。この処理では、Ｓ４３０１〜Ｓ４３１０
において、各バンプ要部存在領域のバンプ高さレベル平
均値ｚ’mを逐次的に比較することによって、その最大
値MAXと最小値MINを求め、Ｓ４３１１でコプラナリティ
Ｃを両者の差MAX−MINの値として算出する。この値は、
図５あるいは図１９に示す検査結果データ記憶部９４ｅ
に記憶される。

【００８７】なお、コプラナリティＣとして次のような
値を算出するようにしてもよい。例えば、図３５（ａ）
に示すように、各バンプ３の頂点位置に対応する最小二
乗平面を頂点基準面Ｐ0とし、その頂点基準面Ｐ0と平行
でかつ高さ最大のバンプ３の頂点を通る平面をＰmax、
同じく高さ最小のバンプ３の頂点を通る平面をＰminと
したときのＰmaxとＰminとの面間距離をコプラナリティ
Ｃとする。なお、頂点位置の座標は、バンプ頂面内にて
高さレベルが最高となる位置の３次元座標（ｘ，ｙ，
ｚ）を用いてもよいし、例えばバンプ中心Ｇの位置座標
を（ｘp，ｙp）と、前記算出されたバンプ頂面の高さレ
ベルｚ’の平均値ｚ’mとを組み合わせて、（ｘp，ｙ
p，ｚ’m）を用いるようにしてもよい。

【００８８】他方、図３５（ｂ）に示すように、バンプ
の高さレベルの順位において、最も高さの大きいものか
ら順に３つのものMAX1，MAX2，MAX3を抽出し、その３つ
のバンプの頂点が定める平面Ｐmaxから、最も高さの小
さいもの（MIN）の頂点までの距離（あるいはその頂点
を通ってＰmaxと平行な平面をＰminとしたときの、Ｐma
xとＰminとの面間距離）をコプラナリティＣとすること
もできる。また、この逆に、バンプの高さレベルの順位
において、最も高さの小さいものから順に３つのものMI
N1，MIN2，MIN3を抽出し、その３つのバンプの頂点が定
める平面Ｐminから、最も高さの大きいもの（MAX）の頂
点までの距離（あるいはその頂点を通ってＰminと平行
な平面をＰmaxとしたときの、ＰmaxとＰminとの面間距
離）をコプラナリティＣとすることもできる。

【００８９】なお、コプラナリティＣを算出するに当た
っては、基板１上の全てのバンプ３の高さを用いて算出
してもよいし、演算を簡略化するために、一部のバンプ
３の高さのみを用いて演算を行うようにしてもよい。

【００９０】また、図３１は、バックグラウンドうねり
値演算処理の流れを示している。この処理では、検査面
のバックグラウンド表面に予め定められた複数のうねり
サンプリング位置を定めておき、その各サンプリング位
置に対応するうねり高さレベルＴｍを読み出すととも
に、その読み出されたうねり高さレベルＴｍを用いてう
ねり値ＴＡ（表面うねり情報）の演算を行う。ここで
は、一例として、サンプリング位置の数をＮａとし、サ
ンプリングしたうねり高さレベルを逐次的に比較するこ
とによって、その最大値ＬＴＭＡＸと最小値ＬＴＭＩＮ
を求め、Ｓ４４０８でうねり値ＴＡを両者の差ＬＴＭＡ
Ｘ−ＬＴＭＩＮの値として算出する（Ｓ４４００〜Ｓ４
４０８）。ＴＡが大きいほど、基板本体２（あるいは検
査面ＣＰ）のうねりやそりの度合いが大きいことを意味
する。

【００９１】なお、うねり値ＴＡとして次のような値を
算出するようにしてもよい。例えば、各サンプリング位
置に対応する最小二乗平面を基準面ＬＰ０とし、その基
準面ＬＰ０と平行でかつ高さ最大のサンプリング位置を
通る平面をＬＰｍａｘ、同じく高さ最小のサンプリング
位置を通る平面をＬＰｍｉｎとしたときのＬＰｍａｘと
ＬＰｍｉｎとの面間距離をうねり値ＴＡとする。

【００９２】他方、サンプリング位置のレベルの順位に
おいて、最も高さの大きいものから順に３つのものＬＰ
ＭＡＸ１、ＬＰＭＡＸ２、ＬＰＭＡＸ３を抽出し、その
３つのサンプリング位置が定める平面ＬＰｍａｘから、
最も高さの小さいもの（ＭＩＮ）の頂点までの距離をう
ねり値ＴＡとすることもできる。

【００９３】さらに、サンプリングしたうねり高さレベ
ルＴｍの和としてうねり値ＴＡを算出してもよい。例え
ば、図２２に示すように、検査面ＣＰ上の４隅のバンプ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応してサンプリング位置を設定して
おき、各周囲領域にて求めたうねり高さレベルＴｍＡ、
ＴｍＢ、ＴｍＣ、ＴｍＤを平均した値としてうねり値Ｔ
Ａを算出してもよい。

【００９４】また、うねり値は、例えば下記数１で表さ
れる中心線平均うねりとして算出してもよい。ただし、
サンプリング位置数はＮａであり、そのうちのｉ番目の
サンプリング位置に対応するうねり高さレベルをＴｍｉ
で表している。

【００９５】

【数１】

【００９６】続いて、図３２は、バンプ体積演算処理の
流れを示している。まずＳ４５０１で、先に算出したバ
ンプ径Ｄの値を読み出し、これをバンプ頂面径Ｄuとす
る。次に、図３５（ａ）に示すように、バンプ存在領域
の周囲に形成されるシルエット領域を特定する。図８に
示すように、このシルエット領域ＳＡは、バンクグラウ
ンド表面ＳＡの反射光レベルよりも低く設定された所定
の閾値ＩSH2よりも反射光輝度が低くなる領域として、
各バンプ毎に特定することができる。

【００９７】そして、図３５（ｂ）に示すように、その
特定されたシルエット領域ＳＡの外側外形線に対し、検
査光の入射方向と直交する向きにおける最大寸法Ｄkmax
を算出する（図３２：Ｓ４５０２）。また、図６に示す
ように、基板本体２上においてバンプ３の底面３ｂの周
囲には円環状の溝６（幅Ｗ）が形成されており、図３５
（ｂ）に示すように、シルエット領域はこの溝の部分を
取り込んだ形で表れる。そこで、図３２のＳ４５０３で
は、図３５（ｂ）に示すように、上記最大寸法Ｄkmaxか
ら溝幅Ｗを減じた値Ｄkmax−Ｗを、バンプ底面径ＤBと
して求める。そして、Ｓ４５０４に進み、図３６に示す
ようにバンプ体積Ｖを、頂面の直径がＤu、底面の直径
がＤBの円錐台で近似して、次の数２により算出する。

【００９８】

【数２】

【００９９】このＶの値は、図５あるいは図１９に示す
検査結果データ記憶部９４ｅに記憶される。

【０１００】図２４に戻り、以上でＳ４の検査データ生
成処理は終了する。この状態における検査データ記憶部
９４ｅの記憶内容は図１９に示す通りである。まず、品
番はワークの種類を特定するためのものであり、検査品
Ｎｏは検査された複数のワーク（検査品）を個々に特定
するためのものである。いずれも、例えば入力部１００
（図５）等から、処理に先立って入力されるものであ
る。そして、各バンプ（あるいはバンプ要部存在領域）
毎に、得られた検査データＤＢ11、ＤＢ12‥‥等が記憶
されている。各検査データは、バンプ中心Ｇの座標、バ
ンプ径Ｄ、バンプ高さｚ、バンプ面積（バンプ要部存在
領域の面積である）Ｓ、バンプ間隔Ｋ1〜Ｋ4、バンプ体
積Ｖを含んでいる。また、基板１上のバンプ配列に対し
て算出されたコプラナリティＣの値と、前述のうねり値
ＴAも記憶されている。

【０１０１】そして、図２４においてはＳ５の判定／結
果出力処理に進む。図３３にその流れを示している。ま
ず、図５及び図９の検査標準データ記憶部９４ｄには、
判定対象となる各検査パラメータ（ここでは、Ｄ、Ｚ、
Ｓ、Ｋ1〜Ｋ4、Ｖ、Ｃ、ＴA）の合格範囲のデータが、
基板１の品番毎に記憶されているので、対応する品番の
ものを読み出す。そして、図３３のＳ５０１〜Ｓ５０９
の処理では、ワークの全てのバンプについて、上記得ら
れた検査パラメータのうちＤ、Ｚ、Ｓ、Ｋ1〜Ｋ4、Ｖの
各値が、合格範囲に入っていれば良バンプと判定し（Ｓ
５０８）、入っていなければ不良バンプとして判定する
（Ｓ５０９）。この判定結果は、図１９の検査結果デー
タ記憶部９４ｅに、各バンプのデータと対応付けた形で
記憶してゆく（図では、良を○、不良を×で表してい
る）。また、Ｓ５０９では、不良バンプの検出個数を不
良バンプカウンタＮDにより計数し、これも同様に検査
データ記憶部９４ｅに記憶する。この不良バンプの個数
が所定数（本実施例では、例えば１としている）以上と
なったものを不可（×）、該所定数未満のものを可
（○）と判定する。

【０１０２】こうして、全てのバンプについて判定が終
了すればＳ５０３からＳ５１０に進んでコプラナリティ
の判定が行われる。すなわち、そのワークについて測定
されたコプラナリティＣの値が、許容値Ｃmaxを超えて
いる場合は不可（×）、超えていない場合は可（○）と
判定し、結果を検査結果データ記憶部９４ｅに記憶す
る。また、Ｓ５１２ではうねり値の判定が行われる。す
なわち、測定されたうねり値ＴAが、許容値ＴAmaxを超
えている場合は不可（×）、超えていない場合は可
（○）と判定し、結果を検査結果データ記憶部９４ｅに
記憶する。そして、Ｓ５１４に進み、総合判定となる。
ここでは、不良バンプの個数判定、コプラナリティ判定
及びうねり値判定が、いずれも可となっているものを総
合判定合格（○）、一つでも不可となっているものを不
合格と判定している。この結果も検査結果データ記憶部
９４ｅに記憶する。以上の結果は、検査結果データ記憶
部９４ｅの記憶内容に基づき、例えば図５のモニタ９８
あるいはプリンタ１０２から出力することができる（Ｓ
５１７）。以上で、判定／結果出力処理が終了する。こ
のような図２４のＳ１〜Ｓ７の各処理が、検査を行った
各ワークに順次行われ、全てのワークについての処理が
完了すれば、データ解析／検査判定処理は終了となる。

【０１０３】なお、以上においては、本発明をフリップ
チップ基板の検査に適用した例について説明したが、バ
ンプを有する基板であれば、ＢＧＡ基板等、他の種類の
基板についても本発明を適用できることはもちろんであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検査装置の検査対象となるバンプ付基
板の一例を示す斜視図。

【図２】本発明の検査装置における測定系の要部の構成
を模式的に示す図。

【図３】その具体的な構成例を示す側面図及び背面図。

【図４】ｘ−ｙテーブルの平面模式図。

【図５】本発明の検査装置の制御系の構成を示すブロッ
ク図。

【図６】レーザー光による高さ検出原理を示す説明図。

【図７】補正量の説明図。

【図８】バンプを横切るようにレーザ光を走査すること
により得られる高さレベル及び輝度のプロファイル。

【図９】検査標準データ記憶部のデータ内容を示す説明
図。

【図１０】補正用データ群記憶部のデータ内容を示す説
明図。

【図１１】走査面に対するレーザ光の照射位置のずれ及
び計測誤差の説明図。

【図１２】受信データ格納ＲＡＭの内容を示す説明図、
及び補正済データ記憶部の内容を示す説明図。

【図１３】バンプ存在領域をビットマップデータ上に表
した状態の一例を示す説明図。

【図１４】バンプの存在領域をビットマップデータ上で
特定する場合の一例を示す説明図。

【図１５】各バンプの中心の座標を求める説明図。

【図１６】バンプ要部存在領域を識別する際の説明図。

【図１７】バンプ要部存在領域の中心から周縁までの距
離の平均値及びバンプ径を求める説明図。

【図１８】バックグラウンド高さ決定領域の概念図。

【図１９】検査結果データ記憶部の内容の一例を示す説
明図。

【図２０】コプラナリティの説明図及びバンプの配列状
態を特定する処理の説明図。

【図２１】不良バンプの存在を推定する方法の一例を示
す説明図。

【図２２】うねり値算出の一例を示す説明図。

【図２３】測定系駆動部における制御処理の流れを示す
フローチャート。

【図２４】データ解析／判定処理の流れを示すフローチ
ャート。

【図２５】その位置データ解析処理の詳細を示すフロー
チャート。

【図２６】図２４のバンプデータ解析処置の詳細を示す
フローチャート。

【図２７】同じく検査データ生成処置の詳細を示すフロ
ーチャート。

【図２８】そのバンプ高さ演算処置の詳細を示すフロー
チャート。

【図２９】同じくバンプ間隔演算処理の詳細を示すフロ
ーチャート。

【図３０】同じくコプラナリティ演算処理の詳細を示す
フローチャート。

【図３１】バックグラウンドうねり値演算処理の詳細を
示すフローチャート。

【図３２】バンプ体積演算処理の詳細を示すフローチャ
ート。

【図３３】図２４の判定／結果出力処理の詳細を示すフ
ローチャート。

【図３４】基板本体の高さレベルがバンプ高さの測定に
及ぼす影響を説明する図。

【図３５】シルエット領域の説明図。

【図３６】円錐台近似によりバンプ体積を算出する概念
を説明する説明図。

【図３７】バンプ中心座標の演算方式の変形例を示す説
明図。

【図３８】コプラナリティＣの別の概念をいくつか例示
して説明する図。

【符号の説明】

１ バンプ付基板 ２ 基板本体 ３ バンプ １２ 半導体レーザ光源（光源） １６ ポリゴンミラー（光走査手段） ２２ 半導体位置検出器（受光部） ３８ ワークホルダ（基板保持体） ５６ ＣＰＵ（高さ値情報生成手段、反射光輝度生成手
段） ７６ 高さ値演算部（高さ値情報生成手段） ７７ 輝度演算部（反射光輝度生成手段） ８６ ＣＰＵ（バンプ存在領域特定手段（高輝度領域特
定手段）、バンプ要部存在領域認識手段、検査情報生成
手段、高さ決定領域設定手段、バンプ高さ演算手段、高
さ決定用高輝度領域抽出手段、バックグラウンド高さ決
定領域設定手段、バックグラウンド高さ演算手段、位置
許容範囲規定ウィンドウ設定手段、面積算出手段、判定
手段、バンプ中心決定手段、バンプ配列間隔演算手段、
バンプ寸法演算手段、コプラナリティ情報生成手段、表
面うねり情報生成手段、バンプ体積情報生成手段、シル
エット領域特定手段、バンプ底面大きさ情報生成手段） ９８ モニタ（検査情報出力手段） １０２ プリンタ（検査情報出力手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−167322（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−193807（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−159415（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−329422（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−160445（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/91 H05K 3/00 H05K 3/34

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板本体上に、頂面がほぼ平坦な形状の
   複数のバンプが二次元的に配列されたバンプ付基板の検
   査装置であって、 前記バンプ付基板の、少なくとも前記複数のバンプの配
   列された領域を検査面として、該検査面に検査光を照射
   する光源と、 前記検査面からの前記検査光に基づく反射光を受光する
   受光部と、 前記検査光を前記検査面内にて二次元的に走査する光走
   査手段と、 前記受光部の検知出力に基づいて、前記検査面内の各位
   置の高さに関する情報を生成する高さ情報生成手段と、 前記受光部の検知出力に基づいて、前記検査面上の各位
   置における反射光輝度情報を生成する反射光輝度情報生
   成手段と、 その生成された反射光輝度情報に基づき、前記検査面内
   における各バンプの頂面の存在領域（以下、バンプ頂面
   存在領域という）を特定するバンプ頂面領域特定手段
   と、 そのバンプ頂面存在領域の寸法又は面積に関する情報
   （以下、バンプ頂面大きさ情報という）を生成するバン
   プ頂面大きさ情報生成手段と、前記バンプ頂面存在領域
   内の各位置の高さ情報に基づいて、対応するバンプの高
   さに関する情報（以下、バンプ高さ情報という）を生成
   するバンプ高さ情報生成手段と、それらバンプ頂面大き
   さ情報とバンプ高さ情報とに基づいて、前記対応するバ
   ンプの体積に関する情報（以下、バンプ体積情報とい
   う）を生成するバンプ体積情報生成手段とを有し、少な
   くともそのバンプ体積情報を含んだ検査情報を生成する
   検査情報生成手段と、 その生成した検査情報を出力する検査情報出力手段と、 を備えたことを特徴とするバンプ付基板の検査装置。
2. 【請求項２】 前記バンプ頂面大きさ情報生成手段は、
   前記バンプ頂面存在領域をほぼ同面積の円で近似したと
   きの、その直径又は面積を反映した情報を前記バンプ頂
   面大きさ情報として生成するものである請求項１記載の
   検査装置。
3. 【請求項３】 前記バンプ頂面存在領域の外周縁に沿っ
   てその外側に形成されるとともに、前記受光部により検
   知される前記反射光の輝度が、前記バンプの頂面とその
   バンプの周囲に露出する前記基板本体表面とのいずれよ
   りも低く表れるシルエット領域を、前記反射光輝度情報
   生成手段が生成する前記反射輝度情報に基づき特定する
   シルエット領域特定手段を備え、 前記検査情報生成手段は、前記シルエット領域の寸法又
   は面積に関する情報（以下、シルエット領域大きさ情報
   という）を生成するシルエット領域大きさ情報生成手段
   と、そのシルエット領域大きさ情報に基づいて、対応す
   るバンプ底面の寸法又は面積に関する情報（以下、バン
   プ底面大きさ情報という）を生成するバンプ底面大きさ
   情報生成手段とを備え、 前記バンプ体積情報生成手段は、前記バンプ頂面大きさ
   情報と、前記バンプ底面大きさ情報と、前記バンプ高さ
   情報とに基づいて、前記バンプ体積情報を生成するもの
   である請求項１又は２に記載のバンプ付基板の検査装
   置。
4. 【請求項４】 前記シルエット領域大きさ情報生成手段
   は、前記検査面上に投影した前記検査光の入射方向と直
   交する向きにおける、前記シルエット領域の最大寸法を
   演算するシルエット領域最大寸法演算手段を備え、該シ
   ルエット領域をその最大寸法を直径とする円で近似した
   ときの、その直径又は面積を反映した情報を前記シルエ
   ット領域大きさ情報として生成するものである請求項３
   記載の検査装置。
5. 【請求項５】 前記バンプ体積情報生成手段は、前記バ
   ンプの形状を、前記バンプ頂面大きさ情報により特定さ
   れる直径を有した円形頂面と、前記バンプ底面大きさ情
   報により特定される直径を有した円形底面と、前記バン
   プ高さ情報により特定される高さとを有する円錐台によ
   り近似して、前記バンプの体積値を演算するバンプ体積
   演算手段を備える請求項３又は４に記載の検査装置。
6. 【請求項６】 基板本体上に、頂面がほぼ平坦な形状の
   複数のバンプが二次元的に配列されたバンプ付基板の検
   査方法であって、 前記バンプ付基板の、少なくとも前記複数のバンプの配
   列された領域を検査面として、該検査面に前記検査光を
   照射するとともに、前記検査面からの前記検査光に基づ
   く反射光を受光部にて受光しつつ、その検査光を前記検
   査面内にて二次元的に走査し、 そのときの受光部の検知出力に基づいて、前記検査面内
   の各位置の高さに関する情報を生成し、 他方、前記受光部の検知出力に基づいて、前記検査面上
   の各位置における前記反射光の輝度情報を生成し、 その生成された反射光輝度情報に基づき、前記検査面内
   における各バンプの頂面の存在領域（以下、バンプ頂面
   存在領域という）を特定し、 そのバンプ頂面存在領域の寸法又は面積と、前記バンプ
   頂面存在領域内の各位置の高さ情報に基づいて生成され
   る対応するバンプの高さに関する情報（以下、バンプ高
   さ情報という）とを用いて、前記対応するバンプの体積
   に関する情報（以下、バンプ体積情報という）を少なく
   とも含んだ検査情報を生成することを特徴とするバンプ
   付基板の検査方法。
7. 【請求項７】 基板本体上に、頂面がほぼ平坦な形状の
   複数のバンプが二次元的に配列されたバンプ付基板の製
   造方法であって、 前記基板本体上に前記バンプを形成する工程と、 前記バンプ付基板の、少なくとも前記複数のバンプの配
   列された領域を検査面として、該検査面に前記検査光を
   照射するとともに、前記検査面からの前記検査光に基づ
   く反射光を受光部にて受光しつつ、その検査光を前記検
   査面内にて二次元的に走査し、 そのときの受光部の検知出力に基づいて、前記検査面内
   の各位置の高さに関する情報を生成し、 他方、前記受光部の検知出力に基づいて、前記検査面上
   の各位置における前記反射光の輝度情報を生成し、その
   生成された反射光輝度情報に基づき、前記検査面内にお
   ける各バンプの頂面の存在領域（以下、バンプ頂面存在
   領域という）を特定し、 そのバンプ頂面存在領域の寸法又は面積と、前記バンプ
   頂面存在領域内の各位置の高さ情報に基づいて生成され
   る対応するバンプの高さに関する情報（以下、バンプ高
   さ情報という）とを用いて、前記対応するバンプの体積
   を測定し、 該バンプの体積が所定の範囲内にあるバンプ付基板のみ
   を検査・選別する工程と、 を含むことを特徴とするバンプ付基板の製造方法。