JP3144661B2 - 立体電極外観検査装置 - Google Patents
立体電極外観検査装置Info
- Publication number
- JP3144661B2 JP3144661B2 JP03701593A JP3701593A JP3144661B2 JP 3144661 B2 JP3144661 B2 JP 3144661B2 JP 03701593 A JP03701593 A JP 03701593A JP 3701593 A JP3701593 A JP 3701593A JP 3144661 B2 JP3144661 B2 JP 3144661B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- height
- light
- bump
- electrode
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
ンプ電極の形状を検査する立体電極外観検査装置に関す
る。
I/O(入出力)数が増加すると共に、実装密度が増加
しており、I/O手段としてチップ面上にバンプ電極を
複数形成し、フリップチップにより接続することが行わ
れている。そのため、多数形成されるバンプ電極の欠陥
検査を自動的かつ短時間で行うことが望まれている。
を示す。図18(A)は、LSIチップ 11の表面に
形成されたパッド(図示せず)上にバンプ電極12がそ
れぞれ形成されたものである。ここでは、LSIチップ
11の全面に形成されたバンプ電極12の総てをエリア
バンプと称する。例えば、LSIチップ11の一辺が1
0mm以上で、バンプ電極12の径が100μm、数は
LSIチップ11上で数千個形成される。
SIチップ11のエリアバンプが一枚の配線基板13上
に複数フェイスダウンでボンディングされたものであ
る。図18(B)に示すように、一枚の配線基板13に
複数のLSIチップ11を実装する方式は、マルチチッ
プモジュールといわれ、高性能計算機等に用いられてい
るものである。
ための図を示す。図19(A)は、形状が大き過ぎる欠
陥バンプ12aと、小さ過ぎる欠陥バンプ12bを示し
ている。
ると、配線基板13にボンディングするときに、接合さ
れないバンプ電極12が発生することになる。
る際のウェットバック工程(加熱して球状にする工程)
で隣同士が繋がったもので、ショートと呼ばれる欠陥バ
ンプ12cを示したものである。
表面が酸化した欠陥バンプ12dを示したものである。
これは、ソルダバンプに発生し易く、酸化することによ
ってその部分で基板13と接合できなくなるものであ
る。
12dを除去する必要があり、そのためにはバンプ電極
12の高さ、寸法、表面光沢を計測しなければならな
い。
装置の構成図を示す。図20におけるバンプ高さ計測装
置21は、2軸ステージ22上にバンプ電極12aが形
成されたLSIチップ11が載置される。
るレーザー光をバンプ電極12に当て、その反射光を結
像レンズ24で、検出器25に集光する。検出器25の
出力に基づいて、高さ演算回路26で高さを求め、情報
処理装置27に蓄えられる。1点分の高さを計測する
と、情報処理装置27は、ステージコントローラ28を
介して、2軸ステージ22(主走査ステージ22a、副
走査ステージ22b)を移動し、更に、高さを計測す
る。
さを計測して、情報処理装置27で表示等の結果出力が
行われるものである。この方式は、一度に1点(1バン
プには、数点以上必要)しか計測できないために、2軸
ステージ23で、全面移動(主走査、副走査)するもの
で、1バンプ当たりの高さ計測時間は、数分必要であ
る。
は、一般に用いられている三角測量の原理に基づいて行
われる。すなわち、検出器25の受光した長さの信号
A,Bにより、後続レンズ24の倍率、レーザ光の照射
角度より、高さが、高さ演算回路26により求められる
ものである。
微鏡のオートフォーカスを用いて、合焦した時点の顕微
鏡の対物レンズの位置により高さを計測するものがあ
る。
置の構成図を示す。図21のバンプ寸法計測装置31
は、2軸ステージ22上に載置したLSIチップ11の
バンプ電極12に、ハロゲンランプ等の光源32からの
照明光を、ハーフミラー33、結像レンズ34を介して
真下に照明する同軸落射照明を行うものである。そし
て、バンプ電極12をCCD(電荷結合素子)カメラ3
5に撮像し、撮像画像よりバンプ寸法を計測するもので
ある。この場合、2軸ステージ22によりXY移動させ
て全バンプ電極12をCCDカメラ35の視野ごとに撮
像していくものである。
は、自動的に行うものではなく、専ら作業者の目視によ
って行われている。
高さ計測は、バンプ電極12の一個当りに要する時間が
数秒であることから、一つのLSIチップ11上に20
00個のバンプ電極12が形成されている場合には1時
間以上要することとなり、製造工程において使用するこ
とができないという問題がある。
合も、バンプ電極12の一個当りの計測時間が数秒を要
するという問題がある。
響を受け易いという問題もある。
電極12を一つごとではないが、CCDカメラ35の視
野ごとにステージ移動して撮像することから、計測に長
時間を要するという問題がある。
より行うことから、個人差により計測結果にバラツキを
生じるという問題がある。
もので、バンプ電極の高さ、寸法、表面光沢を自動的か
つ高速に高精度で検査する立体電極外観検査装置を提供
することを目的とする。
成された二次元配列のバンプ電極に光を照射し、その反
射光を受光して該バンプ電極の外観を検査する立体電極
外観検査装置において、バンプ高さの検査にあっては、
光源より出射された光を、前記基板に対して走査する光
走査手段と、該走査光による該基板における前記バンプ
電極からの反射光を受光する検知手段と、該検知手段か
らの検知信号により該バンプ電極の高さを算出すると共
に、前記光走査手段による照射タイミングより位置補正
してバンプ高さの検査を行う高さ検査手段と、を有する
構成とすることにより解決される。
からの検知信号より前記バンプ電極の明るさを算出する
明るさ演算回路と、該明るさ演算回路からの明るさデー
タより該バンプ電極の頂点付近を限定するマスク処理部
とを備え、前記バンプ高さ検査回路において、該マスク
処理部からの頂点付近の明るさデータと、前記高さデー
タメモリからの高さデータとにより、該バンプ電極の頂
点付近の高さデータを得てバンプ高さの検査を行うこと
により解決される。
成された二次元配列のバンプ電極に光を照射し、その反
射光を受光して該バンプ電極の外観を検査する立体電極
外観検査装置において、所定のビーム径及び波長の光を
照射する第1の光源と、該第1の光源からの光とビーム
径及び波長の異なる光を照射する第2の光源と、該第1
及び第2の光源からの2種類の光を、前記基板に対して
一方向状に走査して照射する光走査手段と、該走査光に
よる該基板における前記バンプ電極からの反射光を、該
第1及び第2の光源からの光に応じて受光する検知手段
と、該検知手段からの2種類の検知信号から求めた複数
の高さデータより、該バンプ電極の高さを計測して検査
する高さ検査手段とで構成することにより解決される。
前記基板上の二次元配列の前記バンプ電極に対して同軸
落射照明を行う第1の照明手段と、該バンプ電極に対し
てドーム状照明を行う第2の照明手段と、該第1及び第
2の照明手段による照明下で、該バンプ電極をそれぞれ
個別に撮像する撮像手段と、該撮像手段を、前記基板上
で撮像範囲ごとに移動させる移動手段と、前記第1の照
明手段による撮像データに基づいて該バンプ電極の寸法
を検査し、前記第2の照明手段による撮像データに基づ
いて該バンプ電極部分の明るさの階調値より表面光沢を
検査する寸法・光沢検査手段と、を有する構成とするこ
とにより解決される。
は、光走査手段によりスポット光で基板全面を光走査す
ることにより、バンプを含む基板上の全面の高さデータ
を入力し、バンプ電極頂点の高さと基板面との高さとか
らバンプ高さを算出するとともに、光走査手段による照
射タイミングより位置補正してバンプの高さの検査を行
う。
バンプ頂点付近に照射されたときのバンプ頂点の高さ
と、基板の高さとの差よりバンプ電極の高さの検査を行
なうものである。
を入力して、バンプ電極の検査を行なうことから、高精
度かつ高速に高さ検査を行なうことが可能となる。
め、この明るさデータから高さデータにおけるバンプ電
極の頂点部分を限定することにより、外光の影響を防止
してより高精度にバンプ高さを計測することが可能とな
る。
波長の異なる複数のものとし、一の光で基板の高さを検
出し、他の光でバンプ電極の高さを検出して、基板の高
さを除いた真のバンプ電極の高さを計測することによ
り、より高精度にバンプ高さを計測することが可能とな
る。
にあっては第1の照明手段の同軸落射照明でバンプ電極
の寸法を検査し、第2の照明手段のドーム状照明によっ
てバンプ電極部分の明るさの階調値より表面光沢を検査
する。
装置で行い、しかも表面光沢検査の自動化が図られるこ
とから、バンプ電極の寸法、表面光沢を自動的かつ高速
に検査することが可能になるものである。
す。図1は、立体電極外観検査装置としてのバンプ外観
検査装置41の高さ検知系を示したものである。なお、
検査対象については図18と同一の符号を付す。
列で形成された基板であるLSIチップ11が1軸ステ
ージ42上に載置され、矢印方向に移動される。
半導体レーザ光源43が配設され、半導体レーザ光源4
3から出射されたレーザ光がコリメータレンズ44を介
してポリゴンミラー45に入射する。ポリゴンミラー4
5が回転することによりf・θレンズ46には振られた
レーザ光が入射し、光路変更ミラー47によりLSIチ
ップ11上に、レーザ走査光が照射される。なお、48
はホトダイオードであり、ポリゴンミラー45のポリゴ
ン面を検出するものである。これらポリゴンミラー4
5、f・θレンズ46、光路変更ミラー47及びホトダ
イオード48により光走査手段を構成する。
ップ11上照射されたレーザ走査光の正反射位置に対向
して結像レンズ49が配置され、その光路上に光検出器
としてPSD(Position Sensitiue Detector)50が配
置される。この結像レンズ49及びPSD50により検
知手段を構成する。また、PSD50からの検知信号は
高さ検査手段51に送出される。
号よりバンプ電極の高さを算出すると共に、ポリゴンミ
ラー45による照射タイミングより位置補正を行うもの
である(図2において詳述する)。
1軸ステージ42の1軸移動とした場合、副走査の1ピ
ッチは主走査ライン分の時間であることから低速でもよ
いが、主走査は高速に行われなければならない。また、
PSD50の電極長さLは、光走査幅Wに結像レンズ4
9の倍率Mを乗じた以上となるように設定される(L≧
M・W)。
のブロック図を示し、図3に、図1の高さ検査の原理を
説明するための図を示す。なお、図2は高さ検査手段5
1の処理ブロック図である。
の電流値をそれぞれIA,IBとすると、高さ演算回路
52でPSD50上に結像された位置Lが出力される。
高さ演算回路52では、入力したIA,IBを電流−電
圧変換して、vA ,vB とし、プリアンプで増幅してそ
れぞれVA,VBとする。それぞれの電圧値は、差,和
をとり(VA−VB),(VA+VB)とすると、高さ
h=(VA−VB)/(VA+VB)を算出し、出力す
る。
ロック発生回路53により、ライン・クロックとドット
・クロックが生成される。そして、高さ補正回路54で
は、バンプの高さhと補正位置bを求める。
y)の関数とした場合、h=f(x+b,y)=L・si
n θ/sin αで表わされ、補正位置bはb=L・cos θ
/sin αで表わされる。なお、α=180°−2θであ
る。
ロック、ドットクロックより補正したアドレス(バンプ
電極12の頂点付近のアドレス)とバンプ高さhを高さ
データメモリ55に格納する。
いて行い、高さデータメモリ55に格納されたデータに
基づいて、バンプ高さ検査回路56において総てのバン
プ電極12の各高さが一致しているか否かを求めるもの
である。
測の構成図を示す。図4は、バンプ外観検査装置41に
おける寸法、表面光沢計測のための光学系を示したもの
である。
列で形成されたLSIチップ11の上方に、ハロゲンラ
ンプ61及びハーフミラー62により構成された同軸落
射照明の第1の照明手段63が配置されると共に、ハロ
ゲンランプ64、光ファイバ束65及びドーム状投光部
66aより構成されたドーム状照明の第2の照明手段6
7が配置される。
状投光部66aの中心及び後述する結像レンズ68の光
軸は同一直線上に設けられる。
ンズ68が配置され、その上方に、移動手段である1軸
ステージ69に搭載された撮像手段であるラインセンサ
70が配置される。そして、ラインセンサ70の検出信
号は、寸法・光沢検査手段71に送出される。この寸法
・光沢検査手段71は、第1の照明手段63による撮像
データに基づいてバンプ電極12の寸法を検査し、第2
の照明手段67による撮像データに基づいて表面光沢を
検査する。なお、1軸ステージ69及びラインセンサ7
0に代えてCCDが二次元配列されたCCDカメラを用
いてもよい。この場合、バンプ電極12はその表面が比
較的光拡散性の高いものが使用される。まず、寸法検査
においては、第1の照明手段63のみを使用する。同軸
落射照明によるライン状のバンプ電極12からの反射光
がハーフミラー62及び結像レンズ68を介してライン
センサ70により撮像される。ラインセンサ70は1軸
ステージ69により移動されて、LSIチップ11の全
ラインの総てのバンプ電極12が撮像される。
反射光が結像レンズ68に殆ど入射せず、LSIチップ
11の表面が明るく、バンプ電極12部分が暗いシルエ
ット像として撮像される。
よりバンプ電極12部分を2値化し、2値化データより
当該バンプ電極12の径が求められる。径が求められる
と重心が求められ、これによりバンプ電極12の大きさ
が求められる。そして、前述の高さhと大きさにより各
バンプ電極12の体積(寸法)が求められるものであ
る。
明手段67のみを使用してドーム状照明を行う。ドーム
状照明による反射光は、上述と同様にハーフミラー62
及び結像レンズ68を介してラインセンサ70により、
全領域で撮像される。そして、寸法・光沢検査手段71
では、撮像データよりバンプ電極12部分の明るさの階
調値における平均値、総和、標準偏差の少くともいずれ
かの統計量、又は最大値及び半値幅と、良品の基準値と
を比較することにより、表面光沢の良否を検査するもの
である。
図5は、バンプ電極12の表面の鏡面度が高い場合であ
り、図4のドーム状投光部66aに代えて、リング状投
光部66bとしたもので、他は図4と同様である。
るための図を示す。図6(A)において、バンプ電極1
2の表面の鏡面度が高い場合、撮像画像は、暗部12A
の中のドーナツ状の明部12B が表われる。これを明る
さの階調値でプロファイルすると、光沢度があるものに
ついては図6(B)のグラフに示すように、幅W1 の明
るさB1 として示される。また、表面酸化等で光沢度の
ないものについては図6(C)のグラフに示すように、
幅W2 の明るさB2 として示される。
えた場合には良品とし、基準値以下の場合は欠陥とする
検査を行うものである。
図を示し、図8に図7の処理系のブロック図を示す。
び図4の光学系を組み合わせたものである。この場合、
検査対象は、バンプ電極が二次元配列で形成されたLS
Iチップ11が分離される前の原基板であるウェハ11
aとする。
軸ステージ72に搬送される前に、搬送手段である搬送
装置73aにより送られるプレアライメントステージ7
4でウェハ11aのオリフラ合わせが行われる。そし
て、搬送装置73bにより2軸ステージ72に送られ、
2軸ステージ72上でバンプの検査を各LSIチップ1
1ごとに行う。
で、ラインセンサ70を1軸ステージ69により走査
し、1個のLSIチップ11全体を撮像する。ラインセ
ンサ70の出力は、画像入力回路75でA/D変換され
た後、画像メモリ76に格納される。格納された画像
は、予め登録していたLSIチップ11上の特徴パター
ンと画像相関回路77で例えばテンプレートマッチング
により位置合わせされる。画像相関回路77は位置合わ
せにより、検出したLSIチップ11の位置から、検査
すべき全バンプの位置を寸法・光沢計測回路78に出力
する。寸法・光沢計測回路78は、画像メモリ76の同
軸落射照明下のバンプ画像を読出し、バンプ電極12の
最大径を計測する。
6、画像相関回路77、寸法・光沢計測回路78によ
り、図4の寸法・光沢手段71が構成される。
9では、例えば全バンプ最大径の標準変化を算出すると
共に、高さ、寸法表面光沢の計測量より工程能力指数
(Cp:高さ、寸法、表面光沢のバラツキの大きさによ
りフィードバックをかけるときの指数)等の生産管理統
計量を算出してバンプ電極12の良、不良を判定する。
判定結果は表示部80により表示され、出力部81より
出力され、通信等が行われる。
ザ光照射位置に対象LSIチップ11を搬送する。前述
のように、PSD50出力は高さ演算回路52より、P
SD50面上にバンプ電極12の反射光が結像した位置
Lを求める。ポリゴンミラー45面信号からクロック発
生回路53により発生したドット・クロック、ライン・
クロックより、高さ補正回路54が、補正したアドレス
とバンプ高さ値を高さメモリ55に格納する。このデー
タを用いてバンプ高さ検査回路56が、バンプ電極12
の高さを求め、制御処理回路79に出力する。制御処理
回路79は、LSIチップ11上の全バンプ電極12の
高さから、平均値、標準偏差等を算出し、例えば、工程
能力指数や、そのLSIチップ11上のバンプ電極12
の良、不良を検査する。
ンプ電極12の検査が終了すると、搬送装置73cによ
りウェハ11aを2軸ステージ72から排出する。これ
らを次のウェハ11aについても繰り返し行うものであ
る。
構成図を示す。図9は、第1実施例における図2に示す
バンプ高さ検査回路56に、新たに明るさ演算回路8
2,明るさメモリ83,マスク処理部84を設けたもの
である。
より明るさ演算回路82で各バンプ電極12の明るさデ
ータが求められて明るさメモリ83に格納され、この明
るさデータがマスク処理部84に送られる。マスク処理
部84は、収縮処理回路85及び膨脹処理回路86によ
り各バンプ電極12の明るさデータを加工し、これによ
り頂点検出回路87において当該バンプ電極12の頂点
を検出する。そして、頂点検出データをマスクメモリ8
8に格納し、これをバンプ高さ検査回路56に送る。バ
ンプ高さ検査回路56は、高さデータメモリ55からの
高さデータを、マスクメモリ88からの頂点検出データ
によりマスキングして、バンプ電極12の頂点付近だけ
の高さを検査するものである。
図を示す。図10(A)に示すように、バンプ電極12
が形成されたLSIチップ11に照明光を照射し、その
反射光がPSD50で受光されると、その出力信号V
A,VBより明るさ演算回路82において、前述のよう
に(VA+VB)から明るさデータが得られる。この明
るさデータが図10(B)に示される。
ように(VA−VB)/(VA+VB)で得られた高さ
を補正位置bで補正した高さデータhとアドレスが格納
され、この場合の高さデータが図10(C)に示され
る。
ら頂点検出データを作成し、これを図10(C)の高さ
データにマスキングしてバンプ電極12の頂点付近だけ
の高さ情報を得るものである。
説明図を示す。まず、明るさ演算回路82で求められ、
明るさメモリ83に格納された明るさデータ(図11
(A))は、マスク処理部84の収縮処理回路85に画
像データとして送られる。
像を画像処理により明るさを全面的に暗くさせつつ収縮
させ(図11(B))、さらに頂点部分の明るさが平坦
になるまで収縮させる(図11(C))。そして、頂点
部分の明るさが平坦になった画像データが膨脹処理回路
86に送られる。
明るさが平坦になった画像データを前面的に明るくさせ
つつ膨脹させ(図11(D))、バンプ電極12の外側
が当初の明るさデータ(図11(A))と同じになるま
で膨脹させる(図11(E))。この明るさデータ(図
11(E))が頂点検出回路87に送られる。
図11(A)の明るさデータと、図11(E)の明るさ
データから、バンプ電極12の頂点部分のみの明るさデ
ータを取り出し(図12(F))、所定の明るさしきい
値THで2値化する。2値化された明るさデータは、図
12(G)に示すように、バンプ電極12の頂点付近で
の値が「1」となり、他の値が「0」となる。この2値
化データ(図12(G))がマスクメモリ88に頂点検
出データとして格納される。マスクメモリ88はこの頂
点検出データをバンプ高さ検査回路56に送る。
リ88からの頂点検出データと、高さデータメモリ55
から送られた高さデータ(図12(G))とを比較し、
2値化データが「0」である位置に高さデータを「0」
とすることにより、バンプ電極12の頂点部分だけの高
さ情報を得る(図12(I))。
報に基づいて、バンプ電極12の頂点付近を限定するこ
とにより、多重反射等の影響を除外することができ、高
精度に高さ計測を行うことができるものである。
用てきることは勿論である。
前方に波長選択フィルタを設けて、より外光の影響を防
止することもできるものである。
成図を示す。図13において、バンプ外観検査装置41
A は、第1の光源91aより照射されるArレーザが、
第1のビームエクスパンダ92aにより、ビーム径φ1
のArレーザとして照射され、光合成部であるビームス
プリッタ93に入射される。一方、第2の光源92bよ
り照射されるHe−Neレーザが第2のビームエクスパ
ンダ92bにより、ビーム径φ2 のHe−Neレーザと
して照射され、ビームスプリッタ93に入射される。
レーザとφ2 径のHe−Neレーザとが合成されて出力
され、前述の光走査手段を構成するポリゴンミラー4
5,f・θレンズ46(規定値の入射ビーム径φ1 )及
び光路変更ミラー47を介して、1軸ステージ42上に
載置されたLSIチップ11上のバンプ電極12の一ラ
イン上に照射される(図14において説明する)。バン
プ電極12(LSIチップ11)からの反射光は、結像
レンズ49を介して光分離部であるビームスプリッタ9
4に入射される。
rレーザ光のみを透過する膜が形成されており、ここか
らArレーザ光が出射して検知部であるPSD50aに
入射される。また、他面94bにはHe−Neレーザ光
のみを透過する膜が形成されており、ここからHe−N
eレーザ光が出射して検知部であるPSD50bに入射
する。これら、結像レンズ49,ビームスプリッタ94
及びPSD50a,50bより検知手段を構成する。
が高さ検査手段51A に送られ、バンプ電極12の高さ
を計測する(図15,図16において説明する)。
明図を示す。図14は、ビームスプリッタ93から出射
されるレーザ光(Arレーザ光、He−Neレーザ光)
のビーム径(μm )とビームウエスト(レーザのスポッ
トサイズが最小となる光軸上の点)からの距離(μm )
との関係を示したものである。
ーザ光のものであり、A1 点のビームウエストではf・
θレンズ46の回折限界までビーム径が小さくなってい
る。このビームウエスト(A1 )をLSIチップ11の
面に合わせたとき、該ビームウエスト(A1 )から10
0μm 離れたバンプ電極12の頂点付近に相当する位置
ではビーム径が拡がり、その差(D1 −D2 間)がΔω
1 となる。
であり、f・θレンズ46の入射規定値のビーム径(φ
1 )より細いビーム径(φ2 )で該ポリゴンミラー45
に入射させたときのものである。この場合、ビームウエ
スト(B1 点)位置でのビーム径は曲線Aより太いが、
B1 点から離れてもビーム径はそれ程拡がらない。そこ
で、D3 点をLSIチップ11の表面に合わせると、バ
ンプ電極12の頂点位置D4 点間のビーム径の変位Δω
2 は上述のΔω1 に比べて小さい。
さを計測し、曲線Bでバンプ電極12の頂点の高さを計
測することにより、LSIチップ11表面の正確な高さ
データと、バンプ電極12の頂点の正確な高さデータと
が得られ、その差により、バンプ電極12の高さが計測
されるものである。
明図を示し、図16に図15の高さ計測の説明用グラフ
を示す。
ターン11b及びバンプ電極12が形成された場合を示
しており、図14で説明したように該LSIチップ11
に走査光95(曲線Aの走査光95a,曲線Bの走査光
95b)が照射された軌跡X−Y間について示したもの
である。
図16(A)のグラフは、図14の曲線A,すなわち回
折限界までレーザビームを絞った走査光95aで検知し
た高さのグラフである。これによれば、走査光95aの
ビームウエスト(A1 )をLSIチップ11の表面に合
わせていることから、配線パターン11bの高さが明確
に検知される。一方、バンプ電極12の頂点付近は、走
査光95aのビーム径が拡がり、バンプ電極12の高さ
の検知は明確さに欠ける。
曲線B,すなわちあまり絞らない状態の走査光95bで
検知した高さのグラフである。走査光95bが太いこと
から、LSIチップ11上の配線パターン11bの高さ
検知は明確さに欠けるが、全体的にビーム径の拡がりが
少ないことから、バンプ電極12の高さが明確に検知さ
れる。
6(A)のグラフの高さの軌跡をフィルタリングしたも
のである。フィルタは、走査光95aのビーム径に依存
させるように、すなわちビーム径が太いほど高周波成分
が少なくなるように構成される。
(B)のグラフに重ね合わせる。この場合、LSIチッ
プ11表面を一致させると、図16(C)のバンプ電極
12の高さと、図16(B)のバンプ電極12の高さと
のレベル差(ここではΔDとする)が求められる。
(A)と図16(B)とを合成したものである。すなわ
ち、図16(A)のバンプ電極12の高さから上述のΔ
Dの位置に、図16(B)のバンプ電極12の高さを合
わせる。そこで、図16(A)のLSIチップ11表面
の配線パターン11b部分と、図16(B)のバンプ電
極12の頂点部分とを合成することで図16(D)のグ
ラフが得られるものである。
ップ11上の配線パターン11bの高さと、バンプ電極
12の高さとの差を求めることにより、バンプ電極12
高さが正確に計測できるものである。
構成図を示す。なお、図7と同一の構成部分は同一の符
号を付す。この場合の検査対象は、図7と同様にバンプ
電極12が二次元配列で形成されたLSIチップ11が
分離される前の原基板であるウエハ11aとする。
ージ72に搬送される前に、搬送手段である搬送装置7
3aにより送られるプレアライメントステージ74でウ
エハ11aのオリフラ合わせが行われる。そして、搬送
装置73bにより2軸ステージ72に送られ、2軸ステ
ージ72上でバンプ電極の検査を各LSIチップ11ご
とに行う。
11上に走査光95(95a,95b)が照射され、そ
の反射光が結像レンズ49,ビームスプリッタ94を介
してPSD50a,50b上にそれぞれ結像される。P
SD50a,50bの出力はそれぞれ高さ検査手段51
A に入力される。
出力が第1の高さ演算回路101に入力され、PSD5
0bの出力が第2の高さ演算回路102に入力されてそ
れぞれ高さデータに換算される。この高さデータが図1
6(A),(B)である。
化フィルタ103に入力されると共に、高さデータ合成
回路104に入力される。また、第2の高さ演算回路1
02の出力は、高さ合わせ回路105に入力されると共
に、高さデータ合成回路104に入力される。そして、
平滑化フィルタ103の出力が高さ合わせ回路105に
入力される。
の高さデータを平滑化処理して図16(C)の高さデー
タを得る。高さ合わせ回路105では、第2の高さ演算
回路102の出力における図16(B)の高さデータと
平滑化処理した図16(C)の高さデータとによりレベ
ルの高さを合わせ、上述のレベル差を求める。
レベル差に基づいて、第1の高さ演算回路101からの
高さデータ(図16(A))と、第2の高さ演算回路1
02からの高さデータ(図16(B))とを合成して図
16(D)の全体の高さデータを得る。
図16(D)の高さデータは高さ計測回路106に送ら
れ、配線パターン11bの高さを除いた真のバンプ電極
12の高さが計測される。この高さ計測をLSIチップ
11上に形成された総てのバンプ電極12について行
う。高さ計測回路106からの各バンプ電極12の計測
結果は良否判定回路107に送られる。
てのバンプ電極12について良否判定を行うもので、例
えば所定の高さ範囲内にあるバンプ電極12を良、それ
意外を不良として、その結果を表示装置や警報器等の結
果出力装置108に送られる。
極12の高さから、平均値、標準偏差等を算出し、例え
ば、工程能力指数や、そのLSIチップ11上のバンプ
電極12の良・不良を検査する。
ンプ電極12を検査し終わると、搬送装置73cにより
ウエハ11aを2軸ステージ72から払いだす。次に、
プレ・アライメントステージ74でウエハ11aのオリ
フラ合わせの行われたウエハ11aを搬送装置73bに
より2軸ステージ72に搬送し、同様の検査を行う。
ーンの高さ、バンプ電極頂点部の高さを同時に計測する
ことが可能であることから、バンプ電極の高さが正確、
かつ高速に検査できる。これにより、欠陥バンプを基板
にボンディングすることを未然に防ぎ生産性の向上、あ
るいは生産管理統計処理が自動的に行うことができ、製
造工程の品質管理を向上させることができるものであ
る。
プ電極の高さ、寸法、表面光沢が自動的かつ高速に高精
度で検査することができ、欠陥バンプを配線基板上にホ
ンディングすることを未然に防止して生産性の向上を図
ることができると共に、生産管理統計処理をも自動的に
行うことができるものである。
極が形成された基板状にライン状の光を照射することで
バンプ高さを検査し、第1及び第2の照明手段上で個別
に照明を行って寸法、表面光沢を検査することにより、
バンプ電極の高さ、寸法、表面光沢を自動的かつ高速に
高精度で検査することができるものである。
る。
る。
Claims (16)
- 【請求項1】 基板(11)上に形成された二次元配列
のバンプ電極(12)に光源(43)より光を照射し、
その反射光を受光して該バンプ電極(12)の外観を検
査する立体電極外観検査装置において、 前記光源(43)より出射された光を、前記基板(1
1)に対してライン状に走査する光走査手段(45〜4
7)と、 該走査光による該基板(11)における前記バンプ電極
(12)からの反射光を受光する検知手段(49,5
0)と、 該検知手段(49,50)からの検知信号により該バン
プ電極(12)の高さを算出すると共に、前記光走査手
段(45〜47)による照射タイミングより位置補正し
てバンプ高さの検査を行う高さ検査手段(51)と、 を有することを特徴とする立体電極外観検査装置。 - 【請求項2】 前記高さ検査手段(51)は、 前記検知手段(49,50)からの検知信号より前記バ
ンプ電極(12)の高さを算出する高さ演算回路(5
2)と、 前記光走査手段(45〜47)による照射タイミングよ
り位置補正量を算出して、該高さ演算回路(52)によ
る高さの位置補正を行う高さ補正回路(54)と、 該バンプ電極(12)の位置及び高さより、バンプ高さ
の検査を行うバンプ高さ検査回路(56)と、 を含むことを特徴とする請求項1記載の立体電極外観検
査装置。 - 【請求項3】 前記高さ検査手段(51)は、 前記検知手段(49,50)からの検知信号より前記バ
ンプ電極(12)の明るさを算出する明るさ演算回路
(82)と、 該明るさ演算回路(82)からの明るさデータより該バ
ンプ電極(12)の頂点付近を限定するマスク処理部
(84)とを備え、 前記バンプ高さ検査回路(56)において、該マスク処
理部(84)からの頂点付近の明るさデータと、前記高
さデータメモリ(55)からの高さデータとにより、該
バンプ電極(12)の頂点付近の高さデータを得てバン
プ高さの検査を行うことを特徴とする請求項2記載の立
体電極外観検査装置。 - 【請求項4】 前記マスク処理部(84)は、 前記明るさ演算回路(82)からの明るさデータを、全
体的に暗くして前記バンプ電極(12)の頂点付近の明
るさを平坦化させる収縮処理回路(85)と、 該収縮処理回路(85)からの明るさデータを、該明る
さ演算回路(82)からの明るさデータの外部が同じに
なるまで全体を明るくする膨脹処理回路(86)と、 該膨脹処理回路(86)からの明るさデータと、該明る
さ演算回路(82)からの明るさデータとから、該バン
プ電極(12)の頂点付近のみの明るさデータを検出す
る頂点検出回路(87)と、 を含むことを特徴とする請求項3記載の立体電極外観検
査装置。 - 【請求項5】 前記頂点検出回路(87)は、前記バン
プ電極(12)の頂点付近のみの明るさデータを、所定
しきい値で2値化することを特徴とする請求項4記載の
立体電極外観検査装置。 - 【請求項6】 基板(11)上に形成された二次元配列
のバンプ電極(12)に光を照射し、その反射光を受光
して該バンプ電極(12)の外観を検査する立体電極外
観検査装置において、 前記基板(11)上の二次元配列の前記バンプ電極(1
2)に対して同軸落射照明を行う第1の照明手段(6
3)と、 該バンプ電極(12)に対してドーム状照明を行う第2
の照明手段(67)と、 該第1及び第2の照明手段(63,67)による照明下
で、該バンプ電極(12)をそれぞれ個別に撮像する撮
像手段(70)と、 該撮像手段(70)を、前記基板(11)上で撮像範囲
ごとに移動させる移動手段(69)と、 前記第1の照明手段(63)による撮像データに基づい
て該バンプ電極(12)の寸法を検査し、前記第2の照
明手段(67)による撮像データに基づいて該バンプ電
極(12)部分の明るさの階調値より表面光沢を検査す
る寸法・光沢検査手段(71)と、 を有することを特徴とする立体電極外観検査装置。 - 【請求項7】 前記第2の照明手段(67)は、ドーム
状照明に代えて、リング状照明を行うことを特徴とする
請求項6記載の立体電極外観検査装置。 - 【請求項8】 前記寸法・光沢検査手段(71)におけ
る表面光沢の検査は、前記バンプ電極(12)部分の階
調値における平均値、総和、標準偏差の少くとも何れか
の統計量より行い、又は該階調値最大値及び半値幅より
行うことを特徴とする請求項6又は7記載の立体電極外
観検査装置。 - 【請求項9】 前記バンプ電極(12)の高さ、寸法、
表面光沢の計測量より生産管理統計量を算出し、該算出
値を出力、表示する制御処理手段(79)を設けること
を特徴とする請求項1又は6記載の立体電極外観検査装
置。 - 【請求項10】 前記バンプ電極(12)が二次元配列
で形成された前記基板(11)、又は該基板(11)が
複数個一体となっている原基板(11a)を、前記光走
査手段(45〜47)の下方の検査位置に位置させ、排
出させる搬送手段(73a〜73c)を設けると共に、
該検査位置で1軸方向に移動させるステージ(72)を
設けることを特徴とする請求項1記載の立体電極外観検
査装置。 - 【請求項11】 前記バンプ電極(12)が二次元配列
で形成された前記基板(11)、又は該基板(11)が
複数個一体となっている原基板(11a)を、前記第1
及び第2の照明手段(63,67)の下方の検査位置に
位置させ、排出させる搬送手段(73a〜73c)を設
けると共に、該検査位置で2軸方向に移動させるステー
ジ(72)を設けることを特徴とする請求項6記載の立
体電極外観検査装置。 - 【請求項12】 基板(11)上に形成された二次元配
列のバンプ電極(12)に光を照射し、その反射光を受
光して該バンプ電極(12)の外観を検査する立体電極
外観検査装置において、 所定のビーム径及び波長の光を照射する第1の光源(9
1a,92a)と、 該第1の光源(91a,92a)からの光とビーム径及
び波長の異なる光を照射する第2の光源(91b,92
b)と、 該第1及び第2の光源(91a,91b,92a,92
b)からの2種類の光を、前記基板(11)に対して走
査して照射する光走査手段(45〜47)と、 該走査
光による該基板(11)における前記バンプ電極(1
2)からの反射光を、該第1及び第2の光源(91a,
91b,92a,92b)からの光に応じて受光する検
知手段(49,50a,50b,94)と、 該検知手段(49,50a,50b,94)からの2種
類の検知信号から求めた複数の高さデータより、該バン
プ電極(12)の高さを計測して検査する高さ検査手段
(51A )と、 を有することを特徴とする立体電極外観検査装置。 - 【請求項13】 前記第1及び第2の光源(91a,9
1b,92a,92b)からの光の少なくとも一の光の
ビーム径は、前記光走査手段(45〜47)への規定入
射径に合致されることを特徴とする請求項12記載の立
体電極外観検査装置。 - 【請求項14】 前記光走査手段(45〜47)は、前
記第1及び第2の光源(91a,91b,92a,92
b)からの2種類の光を同時に走査させる光合成部(9
3)を有することを特徴とする請求項12又は13記載
の立体電極外観検査装置。 - 【請求項15】 前記検知手段は、前記第1及び第2の
光源(91a,91b,92a,92b)からの2種類
の光を分離する光分離部(94)と、該光分離部(9
4)により分離された該2種類の光を受光する2つの検
知部(50a,50b)とを有することを特徴とする請
求項12乃至14記載の立体電極外観検査装置。 - 【請求項16】 前記高さ検査手段(51A )は、 前記検知部(50a,50b)からの検知信号に基づい
て前記複数の高さデータを検出する第1及び第2の高さ
演算回路(101,102)と、 該高さデータの一と、他の該高さデータの一であって平
滑化された該高さデータとの差を検出する高さ合わせ回
路(105)と、 該高さ合わせ回路(105)からの差に基づいて、前記
複数の高さデータを合成する高さ合成回路(104)
と、 該高さ合成回路(104)からの高さデータに基づい
て、前記バンプ電極(12)の高さを計測する高さ計測
回路(106)と、 を少なくとも備えることを特徴とする請求項12乃至1
5記載の立体電極外観検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03701593A JP3144661B2 (ja) | 1992-09-29 | 1993-02-25 | 立体電極外観検査装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26006092 | 1992-09-29 | ||
JP4-260060 | 1992-09-29 | ||
JP03701593A JP3144661B2 (ja) | 1992-09-29 | 1993-02-25 | 立体電極外観検査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06167322A JPH06167322A (ja) | 1994-06-14 |
JP3144661B2 true JP3144661B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=26376118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03701593A Expired - Lifetime JP3144661B2 (ja) | 1992-09-29 | 1993-02-25 | 立体電極外観検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3144661B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09275126A (ja) * | 1996-04-02 | 1997-10-21 | Komatsu Ltd | ウエハバンプの外観検査装置および高さ計測装置 |
US6028673A (en) * | 1998-03-31 | 2000-02-22 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Inspection of solder bumps of bump-attached circuit board |
JP2888829B1 (ja) | 1998-06-05 | 1999-05-10 | 日本特殊陶業株式会社 | ランド付基板の検査装置 |
JP3544323B2 (ja) | 1998-08-31 | 2004-07-21 | セントラル硝子株式会社 | 透明板の表面粗さ検査方法および装置 |
JP4667599B2 (ja) * | 1998-10-16 | 2011-04-13 | エイド・コーポレイション | 基板の表面地形を写像するための方法および装置 |
JP2007225481A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Hitachi High-Technologies Corp | ボールバンプウエハ検査装置 |
JP4775072B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-09-21 | パナソニック株式会社 | 表面形状測定方法および測定装置 |
JP4888807B2 (ja) * | 2006-07-26 | 2012-02-29 | オプトウエア株式会社 | 走査型形状計測機 |
JP5021412B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2012-09-05 | パナソニック電工Sunx株式会社 | Bga半田ボールの高さ測定装置 |
JP2010256201A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Opcell Co Ltd | 形状測定装置 |
KR20130103060A (ko) * | 2012-03-09 | 2013-09-23 | 삼성전기주식회사 | 3차원 측정 장치 및 방법 |
EP3032933B8 (en) * | 2013-08-07 | 2018-11-14 | FUJI Corporation | Electronic component mounting machine and transfer confirmation method |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP03701593A patent/JP3144661B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06167322A (ja) | 1994-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10876975B2 (en) | System and method for inspecting a wafer | |
JP5672240B2 (ja) | ウェーハを検査するためのシステム及び方法 | |
EP2387796B1 (en) | System and method for inspecting a wafer | |
US7126699B1 (en) | Systems and methods for multi-dimensional metrology and/or inspection of a specimen | |
JP3144661B2 (ja) | 立体電極外観検査装置 | |
JP3729156B2 (ja) | パターン欠陥検出方法およびその装置 | |
US20190214316A1 (en) | Method of inspecting surface and method of manufacturing semiconductor device | |
KR20010013628A (ko) | 디스크형 물체의 구조화된 표면을 이미징하는 중에 초점을맞추는 방법 | |
US20030001117A1 (en) | Dimensional measurement apparatus for object features | |
JP6684992B2 (ja) | 突起検査装置及びバンプ検査装置 | |
JP2000074845A (ja) | バンプ検査方法及びバンプ検査装置 | |
JP2011169816A (ja) | 半導体装置の接合傾き測定装置 | |
CN114543706A (zh) | 一种基于非相干光源多角度投射的差分光切线扫轮廓术 | |
JPH1137723A (ja) | 高さ検査装置 | |
JP2005061853A (ja) | 表面検査装置 | |
JPH1172316A (ja) | Icリードの平坦度計測装置 | |
JP3168100B2 (ja) | バンプ検査装置 | |
JP3093048B2 (ja) | ボンディングワイヤ検査装置 | |
JPH1089927A (ja) | バンプ検査装置 | |
CN115901806A (zh) | 一种检测设备、方法及系统 | |
JPH0915134A (ja) | パーティクルの検査方法および検査装置 | |
JPH0566118A (ja) | 配線パターン検査装置 | |
JPH1012683A (ja) | 半導体装置の表面検査装置及び表面検査方法 | |
JP2004347434A (ja) | 微小欠陥検査装置及び回路基板の製造方法 | |
JPH05251540A (ja) | ボンディングワイヤ検査装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001212 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080105 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090105 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100105 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110105 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110105 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120105 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130105 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130105 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140105 Year of fee payment: 13 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |