JP7227128B2 - 対象物の３ｄ合成画像を生成し、３ｄ合成画像に基づき対象物の特性を決定するための方法システム - Google Patents

Description

本開示の様態は、対象物の自動化またはコンピュータ化された３次元（３Ｄ）光学検査に関する。より詳細には、本開示の様態は、対象物の湾曲した上面の画像および湾曲した底面の画像の生成、導出、または計算、および記憶；複数の対象物側壁画像の取込みおよび記憶；湾曲した上面の表面画像、湾曲した底面の画像、および側壁画像をデジタル方式で登録して、または整列させて、統一、一体化、または連結／接続することによる、対象物の３Ｄ合成画像の生成、合成、または導出、および記憶；ならびに生成した３Ｄ合成画像を使用した、１つまたは複数の対象物の検査、特徴づけ、または評価の工程を伴う、対象物の自動化された、自動式の、またはコンピュータに基づく光学検査を対象とする。

電子機器製造業者は、集積回路素子を用いて製造されたより大きな素子の、たとえば、市場の好みおよび要求により時間をかけて、それ自体次第により薄く、より密になっている携帯電話などの携帯型機器の、制限された場所の中にできるだけ多くの集積回路素子をはめ込もうと、または詰め込もうとする。現在、携帯型機器製造業者は、処理能力がさらにいっそう高いが、より小型で、より薄く、より密な機器を作り出すことに基づき競争している。その結果として大抵は、複数の集積回路素子、チップ、またはダイは、単一の半導体部品パッケージの中に埋め込まれ、または積層され、それにより、パッケージ化された複合素子として規定することができるものを形成する。パッケージ化された複合素子の１つまたは複数の部分は、そるようになる、歪むようになる、またはパッケージ化された複合素子の製造過程の間にあまりにも重くなる可能性がある公算がより高い。このことは、パッケージ化された複合素子を薄い携帯型機器の一部分の中に、またはその上に搭載する前に、パッケージ化された複合素子が寸法および信頼性の要件を満たすかどうかを正確に確認する製造業者の能力に影響を及ぼす。さらに、検査された、パッケージ化された複合素子のそりまたは歪みの広がりおよびプロファイルは、素子を埋め込む、または積層する際の誤差などの、製造工程での問題を示す場合がある。パッケージが非常に厚い場合、そのようなそりまたは歪みの広がりは、パッケージの中で積層された複数の素子が正しく積層されなかった場合がある、または製造工程の間の不十分な付着もしくは搭載を示す場合があることを示す場合がある。

過去には、パッケージ化された複合素子の光学検査に関連して、製造業者は、パッケージ化された複合素子の厚さまたは高さのパラメータまたは尺度としてパッケージ全体の厚さ（Ｔｏｔａｌ Ｐａｃｋａｇｅ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ、ＴＰＴ）に依存し、パッケージ全体の厚さの測定値は、パッケージのための、下にあるボール・グリッド・アレイまたはパッドの高さを含む。パッケージ化された複合素子の高さを特徴づけるための唯一の尺度としてＴＰＴに依存するとき、パッケージ化された複合素子が製造工程の不整合および／または誤差の結果として寸法的に変わる可能性がある、想定される手法が、受け入れ可能な、または良質の素子を誤って不合格にするだけではなく、欠陥のある、もしくは信頼できない可能性の高い素子を受容する、または合格させる結果となる可能性があるので、パッケージが、携帯型機器の中にぴったりはまる、および／または携帯型機器内で信頼できるように動作する可能性が高いかどうかを正確に判断するのに、このパラメータだけでは不十分になってきた。

光学検査については、検査工程中にパッケージを所定の位置にどのように取り付けるか、または支えるかと共に、パッケージのそりは、より大きなパッケージ高さ読取り値をもたらす場合があり、これにより、パッケージモールド化合物の少し弾性的性質が、パッケージ全体の電気的または機械的完全性に影響を及ぼすことなく、パッケージおよびパッケージが含有する素子の圧縮および平坦化をいくらか見込んでいるとき、たとえパッケージが携帯型機器の中または上に実際に搭載可能である場合があっても、パッケージを不合格にする場合がある。

パッケージ化された複合素子などのパッケージ化された素子の従来の工学検査は、検査中に、平坦な基準面に対してパッケージ化された素子をノズルにより吸引または真空で支える必要がある。これは、基準面に対してパッケージを圧縮する結果となる。基準面の平面に対して圧縮する結果とし得られるパッケージの歪みは、検査中に、パッケージのそりを増大させる（それにより、実際のＴＰＴを人為的に増大させる）、またはパッケージのそりを低減し（それにより、実際のＴＰＴを人為的に低減する）、誤ったＴＰＴ測定値または読取り値をもたらす。基準面に対して支えられる、または基準配置平面に対して真空または吸引力により検査領域で押さえられるとき、パッケージの上面および／または底面上で３Ｄ走査を遂行する場合、パッケージの上面および／または底面を取り込んだ３Ｄプロファイルは、パッケージの正しい、または必要とされる表面トポロジを提供しないことに留意しなければならない。

上述の問題、制限、および不整合なしに、パッケージ化された複合素子が、薄い携帯型機器の中に搭載され、かつ信頼できるように使用される寸法要件を満たすかどうかを製造業者が判断する方法を見いだす必要がある。

本開示の一様態によれば、３Ｄ対象物検査工程は：（ａ）対象物上面が対象物配置表面の上に束縛されずに静止している間、または（ｂ）吸引先端とは別個の基準面に対して対象物上面を強制的に圧縮することなく、対象物底面３Ｄプロファイルを取り込むステップと；（ｃ）対象物の底面が対象物配置表面の上に束縛されずに静止している間、または（ｄ）基準面に対して対象物の底面を強制的に圧縮することなく、対象物上面３Ｄプロファイルを取り込むステップと；複数の対象物側壁画像を取り込むステップと；底面３Ｄプロファイル画像データセット、上面３Ｄプロファイル画像データセット、および側壁画像データセットに基づき、またはそれらを使用して、対象物の３Ｄデジタル再構築または推定を備える３Ｄ合成画像を生成するステップと；３Ｄ合成画像から１セットの対象物全体もしくは対象物全体のアレイ、および／または対象物本体の等高線値，および／または厚さ値を決定するステップとを含む。

本開示の特定の様態によれば、工程は、対象物の３Ｄ検査を対象とし、そこでは、各対象物は、上面と、底面と、ｚ軸方向に対象物の上面と底面の間で垂直に伸長する複数の側壁とを有する本体を含み、工程は：（ａ）対象物上面が第１の対象物配置表面の上に束縛されずに静止しており、かつ対象物が重力以外の外部からの圧縮力を受けない間、または（ｂ）対象物上面が、吸引力を用いて第１の吸引先端により支えられ、かつ第１の吸引先端とは別個の第１の基準表面に対して対象物の上面を強制的に圧縮することが回避される間、対象物底面の３Ｄプロファイル画像を取り込んで、対応する底面３Ｄプロファイル画像データセットを生成するステップと；（ｃ）対象物底面が第１および第２の対象物配置表面の上に束縛されずに静止しており、かつ対象物が重力以外の外部からの圧縮力を受けない間、または（ｄ）対象物底面が、吸引力を用いて第１および第２の吸引先端により支えられ、かつ第１の基準構造物、および第２の吸引先端とは別個の第２の基準構造物の各々に対して対象物の底面を強制的に圧縮することが回避される間、対象物上面の３Ｄプロファイル画像を取り込んで、対応する上面３Ｄプロファイル画像データセットを生成するステップと；対象物の複数の側壁画像を取り込んで、対応する側壁画像データセットを生成するステップと；底面３Ｄプロファイル画像データセット、上面３Ｄプロファイル画像データセット、および側壁画像データセットに基づき、またはそれらを使用して、対象物の３Ｄデジタル再構築または推定に対応する３Ｄ合成画像データセットを生成するステップとを含む。

底面３Ｄプロファイル画像データセットは、対象物の底面の領域全体にわたって遂行される底面３Ｄ走査線画像化手順を用いて生成され、上面３Ｄプロファイル画像データセットは、対象物の上面の領域全体にわたり遂行される上面３Ｄ走査線画像化手順を用いて生成される。

第１の対象物配置表面は、対象物の上面および底面の少なくとも一方の表面領域に対して平坦とすることがでる、および／または第２の対象物配置表面は、対象物の上面および底面の少なくとも一方の表面領域に対して平坦とすることができる。

対象物上面は、第１の対象物配置表面の上に束縛されずに静止していることができ、対象物は、対象物底面の３Ｄプロファイル画像を取り込む間、重力以外の外部からの圧縮力を受けず、（ｃ）対象物底面は、第１または第２の対象物配置表面の上に束縛されずに静止していることができ、対象物は、対象物上面の３Ｄプロファイル画像を取り込む間、重力以外の外部からの圧縮力を受けない。

代わりに、底面の３Ｄプロファイル画像を取り込む間、（ａ）対象物上面は、第１の対象物配置表面の上に束縛されずに静止していることができ、対象物は、対象物底面の３Ｄプロファイル画像を取り込む間、重力以外の外部からの圧縮力を受けず、３Ｄ上面プロファイルを取り込む間、（ｄ）対象物底面は、吸引力を用いて第１または第２の吸引先端により支えられることができ、第１の基準構造物および第２の基準構造物の各々に対して対象物の底面を強制的に圧縮することが回避される；または底面の３Ｄプロファイル画像を取り込む間、（ｂ）対象物上面は、吸引力を用いて第１の吸引先端により支えられることができ、第１の基準構造物に対して対象物の上面を強制的に圧縮することが回避され、３Ｄ上面プロファイルを取り込む間、（ｃ）対象物底面は、第１の配置構造および第２の配置構造の一方の上に束縛されずに静止していることができる。

対象物は、パッケージ化された半導体素子を含む、またはそれとすることができ、対象物上面および底面の３Ｄプロファイル画像の一方は、対象物が、キャリア、プラットフォーム、または半導体産業に関連する標準化設計を有し、かつパッケージ化された半導体素子を貯蔵または移送するために使用される媒体の中に置かれている間に取り込むことができる。標準的なキャリア、プラットフォーム、または媒体は、所定のサイズのパッケージ化された複合素子を運ぶように構成された、業界標準トレイ、業界標準ボート、または業界標準テープ構造物の１つを含むことができる、またはそれらの１つとすることができる。

３Ｄ合成画像を生成するステップは、湾曲した底面の画像データセットおよび湾曲した上面の画像データセットの各々を生成するステップを含むことができる。湾曲した底面の画像データセットを生成するステップは、対象物の物理的底面に対応する基準底面平面を規定する（ｘ、ｙ）値のアレイを数値的に決定するステップと；基準底面平面内部の（ｘ、ｙ）値のアレイ内部の（ｘ、ｙ）値ごとに、底面３Ｄプロファイル画像データセットと基準底面平面の間のｚ軸偏差を数値的に決定するステップとを含むことができる。

工程は、（ｘ、ｙ）値ごとに底面３Ｄプロファイル画像データセットと底面基準平面の間のｚ軸偏差を、ｚ軸に対する物理的対象物上面の非一様性に対応する底面プロファイル値の（ｘ、ｙ）アレイを備える底面プロファイル（ｂｏｔｔｏｍ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｒｏｆｉｌｅ、ＢＳＰ）データセットとして記憶するステップをさらに含むことができる。

湾曲した上面の画像データセットを生成するステップは：対象物の物理的上面に対応する基準上面平面を規定する（ｘ、ｙ）値のアレイを数値的に決定するステップと；基準底面平面内部の（ｘ、ｙ）値のアレイ内部の（ｘ、ｙ）値ごとに、上面３Ｄプロファイル画像データセットと基準底面平面の間のｚ軸偏差を数値的に決定するステップとを含むことができる。

工程は、（ｘ、ｙ）値ごとに上面３Ｄプロファイル画像データセットと上面基準平面の間のｚ軸偏差を、ｚ軸に対する物理的対象物上面の非一様性に対応する上面プロファイル値の（ｘ、ｙ）アレイを備える上面プロファイル（ｔｏｐ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｒｏｆｉｌｅ、ＴＳＰ）データセットとして記憶するステップをさらに含むことができる。

３Ｄ合成画像データセットを生成するステップは、ＢＳＰデータセット、ＴＳＰデータセット、および側壁画像データセットを互いに対してデジタル方式で整列させる、または登録するステップと、デジタル方式で整列させた、または登録したＢＳＰデータセット、ＴＳＰデータセット、および側壁データセットを一緒につなぎ合わせるステップとをさらに含むことができる。

工程は、真の対象物本体の厚さ（Ｔｒｕｅ Ｏｂｊｅｃｔ Ｍａｉｎ Ｂｏｄｙ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ、ＴＯＭＢＴ）データセットを生成するステップをさらに含み、ＴＯＭＢＴデータセットでは、任意の所与のＴＯＭＢＴ（ｘ、ｙ）値は、特有の（ｘ、ｙ）点での、３Ｄ合成画像内部のＴＳＰとＢＳＰの間のｚ軸距離を表す。

工程は、対象物底面の３Ｄプロファイル画像、および対象物上面の３Ｄプロファイル画像を分析するステップと；対象物底面の３Ｄプロファイル画像内の最も低い物理的対象物構造物と対象物上面の３Ｄプロファイル画像内の最も高い物理的対象物構造物の間の最大ｚ軸距離を決定するステップを用いて、対象物全体の厚さ（Ｔｏｔａｌ Ｏｂｊｅｃｔ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ、ＴＯＴ）値を決定するステップとをさらに含むことができる。

本開示の特定の一様態によれば、システムは、対象物の３Ｄ検査を対象とし、各対象物は、上面と、底面と、ｚ軸方向に対象物の上面と底面の間で垂直に伸長する複数の側壁とを有する本体を含み、装置は：（ａ）対象物上面が第１の対象物配置表面の上に束縛されずに静止しており、かつ対象物が重力以外の外部からの圧縮力を受けない間、または（ｂ）対象物上面が、吸引力を用いて第１の吸引先端により支えられ、かつ第１の吸引先端とは別個の第１の基準構造物に対して対象物の上面を強制的に圧縮することが回避される間、（ｉ）対象物底面の３Ｄプロファイル画像を取り込んで、対応する底面３Ｄプロファイル画像データセットを生成するステップ；ならびに（ｃ）対象物底面が第１および第２の対象物配置表面の上に束縛されずに静止しており、かつ対象物が、重力以外の外部からの圧縮力を受けない間、または（ｄ）対象物底面が、吸引力を用いて第１または第２の吸引先端により支えられ、かつ第２の吸引先端とは別個の第１の基準構造物および第２の基準構造物の各々に対して対象物の底面を強制的に圧縮することが回避される間、（ｉｉ）対象物上面の３Ｄプロファイル画像を取り込んで、対応する上面３Ｄプロファイル画像データセットを生成するステップを用いて、対象物底面および対象物上面の各々を画像化または走査して、それぞれ３Ｄ対象物底面データセットおよび３Ｄ対象物上面データセットを生成するように構成された１セットの３Ｄ対象物画像化または走査ステーションと；複数の対象物側壁を画像化または走査するように構成された対象物側壁走査ステーションと；少なくとも１つの処理ユニットと；底面３Ｄプロファイル画像データセット、上面３Ｄプロファイル画像データセット、および側壁画像データセットに基づき、またはそれらを使用して、対象物の３Ｄデジタル再構築または推定に対応する３Ｄ合成画像データセットを生成するように構成されたプログラム命令を記憶するメモリとを含む。

１セットの３Ｄ対象物画像化または走査ステーションは、少なくとも１つの３Ｄ走査線プロファイル画像化装置を含むことができ、対象物側壁走査ステーションは、複数の対象物側壁を同時に画像化または走査するように構成された装置を含むことができる。

本開示のさまざまな実施形態に従って推定、決定、計算または測定することができるパッケージ全体の厚さ（ＴＰＴ）およびモールド全体の厚さ（Ｔｏｔａｌ Ｍｏｌｄ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ、ＴＭＴ）のパラメータを含む、モールドパッケージ（たとえば、パッケージ化された複合素子）内に存在する半導体素子に対応する特定の代表的タイプの、パッケージ化された対象物のパラメータを例示する。 当業者により、容易に理解される手法で、そのようなパッケージ底面の３Ｄプロファイル画像または画像データセット（たとえば、３Ｄ走査線データセット）を生成するための、パッケージ化された素子の代表的底面の走査線または細線画像化の様態を例示する代表的画像を示す。 当業者により、容易に理解される手法で、そのようなパッケージ底面の３Ｄプロファイル画像または画像データセット（たとえば、３Ｄ走査線データセット）を生成するための、パッケージ化された素子の代表的底面の走査線または細線画像化の様態を例示する代表的画像を示す。 当業者により、容易に理解される手法で、そのようなパッケージ底面の３Ｄプロファイル画像または画像データセット（たとえば、３Ｄ走査線データセット）を生成するための、パッケージ化された素子の代表的底面の走査線または細線画像化の様態を例示する代表的画像を示す。 パッケージ化された半導体素子の３Ｄ光学検査の様態に関連して生成した、または取り込んだ代表的底面図３Ｄプロファイル画像の一部分、および本開示の一実施形態に従って代表的底面図３Ｄプロファイル画像の一部分から決定することができる代表的タイプの情報またはパラメータ値を示す。 本開示の一実施形態による、パッケージ化された半導体素子の代表的上面の走査線または細線画像化の様態を例示し、かつ３Ｄプロファイル画像、または３Ｄプロファイル画像に対応する画像データセットを生成する、１セットの代表的上面図画像を示す。 本開示の一実施形態による、パッケージ化された半導体素子の３Ｄ光学検査の様態に関連して生成された、または取り込まれた代表的上面図画像の一部分、および代表的上面図画像の一部分から決定することができる代表的タイプの情報またはパラメータ値を示す。 本開示の一実施形態による、パッケージ化された半導体素子の３Ｄ光学検査の様態に関連して取り込んだ複数の代表的２Ｄ側壁画像を示す。 本開示の一実施形態による、真のモールド厚さ（ＴＭＴ）の決定を可能にするために、パッケージ化された半導体素子の３Ｄ底部基板プロファイル（ＢＳＰ）および３Ｄ最上部基板プロファイル（ＴＳＰ）、ならびにそれらと、パッケージ化された半導体素子の複数の２Ｄ側壁画像から形成した側面基板プロファイル（Ｓｉｄｅ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｆｉｌｅ、ＳＳＰ）の組合せを生成することを概略的に例示する。 本開示の一実施形態による、パッケージ化された半導体素子の３Ｄ ＢＳＰ、３Ｄ ＴＳＰ、および複数の２Ｄ側壁画像を組み合わせて、パッケージ化された半導体素子の３Ｄ合成画像を形成する別の様態を概略的に例示する。 本開示の一実施形態による、代表的な１１．５ｍｍ×１３ｍｍパッケージに関する３Ｄ合成画像生成の様態を示す。 図８Ａの代表的な１１．５ｍｍ×１３ｍｍパッケージの３Ｄ合成画像に対応する３つの実際の１１．５ｍｍ×１３ｍｍ素子に関する代表的走査画像、および測定または評価の結果を示す。 ７つの実際の１１．５ｍｍ×１３ｍｍパッケージに関する、本開示の一実施形態に従って生成した３Ｄ合成画像に基づく特定の評価または測定の結果を示す。 代表的な１４ｍｍ×１８ｍｍパッケージに関する、本開示の一実施形態に従って生成した３Ｄ合成画像に対応する代表的タイプの測定または評価の結果を示す。 ７つの実際の１４ｍｍ×１８ｍｍパッケージに関する、本開示の一実施形態に従って生成した３Ｄ合成画像に基づく特定の評価または測定の結果を示す。 （ａ）本開示の一実施形態に従って生成した３Ｄ合成画像に基づく３Ｄ光学検査測定値と、（ｂ）基準パッケージまたは「ゴールデンユニット（Ｇｏｌｄｅｎ Ｕｎｉｔ）」パッケージに関して光学顕微鏡を使用して作成した測定値との間の測定値比較を示す。 対象物の３Ｄ合成画像を生成して、本開示の一実施形態による３Ｄ合成画像に基づき、ＴＰＴおよび／もしくはＴＭＴの特性、パラメータ、または値などの対象物特性を決定するためのシステム、装置、または機械の一実施形態の概略構成図である。

本開示では、所与の要素もしくは考察の記述、または特定の図での特定の要素番号の使用、または対応する記述的な題材で特定の参照番号への参照は、別の図、または別の図に関連する記述的な題材で識別される同じ、等価な、または類似の要素または要素番号を包含することができる。語句「および／または」で「／」を使用する範囲外で、本明細書の図またはテキストで「／」が存在することは、特に指定のない限り、従来規定されるような（たとえば、２つの言及された、選ばれたもの、可能性、または選択肢の両方またはいずれか）「および／または」を意味すると理解される。本明細書での特定の数値または数値範囲の列挙は、たとえば＋／－２０％、＋／－１５％、＋／－１０％、＋／－５％、＋／－２％、または＋／－０％の範囲内の近似数値または数値範囲の列挙を含む、またはそれらであると理解される。用語「本質的に」または「本質的にすべて」は、９０％以上の、たとえば９５％、９８％、９９％、または１００％の同等のパーセンテージまたは水準を示すことができる。

本明細書で使用するとき、用語「セット」は、公知の数学的規定による（たとえば、Ｐｅｔｅｒ Ｊ． Ｅｃｃｌｅｓ、「Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ Ｒｅａｓｏｎｉｎｇ：Ｎｕｍｂｅｒｓ、Ｓｅｔｓ、 ａｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ、Ｃｈａｐｔｅｒ １１：Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｆｉｎｉｔｅ Ｓｅｔｓ（数学的推論：数、集合、および関数、第１１章：有限集合の特性）」（たとえば、１４０ページに示されるようなもの）、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ、１９９８年に記述される数学的規定に対応する手法で）少なくとも１つの濃度（すなわち、本明細書で規定されるようなセットは、単位元、単一体、単一要素のセット、または複数要素のセットに対応することができる）を数学的に示す、要素の空ではない有限の構成に対応する、またはそれとして規定される。一般に、セットの要素は、対象となっているセットのタイプに依存するシステム、装置、素子、構造、対象物、工程、物理的パラメータ、または値を含むことができる、またはそれとすることができる。

本開示による実施形態は、半導体または他の部品などの対象物の、自動化された、自動式、コンピュータに基づく、またはコンピュータ化された３Ｄ光学検査のための方法およびシステムに関する、またはそれらを対象とする。少なくともいくつかの状況では、本開示の一実施形態による３Ｄ光学検査を受けている、受ける、または必要とする対象物は、パッケージもしくはパッケージ構造（たとえば、外部または外側のパッケージ構造）を含む、またはそれと関連づけられている。たとえば、半導体部品は、その中に１つまたは複数の半導体ダイまたは集積回路チップもしくは素子を含有するモールドパッケージ、たとえば、パッケージ、またはパッケージ化された複合半導体素子（本明細書で以後、パッケージ、またはパッケージ化された素子と呼ぶ場合がある）を含むことができる、またはそれとすることができる。

さまざまな実施形態では、対象となっている所与の対象物は、第１の表面、上部表面、または上面と；第２の表面、下部表面、または底面と；上部表面／上面および下部表面／底面を互いに分離する１セットの外周もしくは側面の表面、または側壁とを有する。代表的な１セットの直交（ｘ、ｙ、ｚ）軸、およびそれに関連して対象物の選択可能な／選択された、好ましい、または所定の基準空間配向については、対象物の上面および底面は、ｘ軸およびｙ軸により規定される（ｘ、ｙ）平面の部分全体にわたり横方向または水平に伸長するように規定することができ、ｚ軸（すなわち、（ｘ、ｙ）平面に対して垂直）の部分に沿って（ｘ、ｙ）平面全体にわたり正および／または負の高さ変動を示すことができる。１セットの対象物側壁は、対象物の上面と底面の間でｚ軸方向に突出する、またはｚ軸の部分に沿って伸長するように規定することができ、任意の所与の側壁は、（ｘ、ｚ）または（ｙ、ｚ）の平面に対して側壁高さプロファイルを有するように規定することができる。さらに、任意の所与の側壁は、側壁のｘ軸またはｙ軸の広がり（たとえば、長さ）に沿ったｚ軸高さ変動を示すことができる。

（必ずしもすべてではないが）いくつかの実施形態では、本開示の一実施形態に従ってパッケージ全体の厚さ（ＴＰＴ）および／または真のモールド厚さ（ＴＭＴ）のパラメータまたは値を決定する目的で検査すべき、または検査を受けるべき対象物は、パッケージの上面、底面、および側壁により規定されるパッケージ本体を越えて伸長するはんだバンプなどの構造物を運ぶモールド半導体パッケージまたはパッケージ化された複合素子を含む、またはそれである。たとえば、はんだバンプを含むパッケージについては、各パッケージは、上面；はんだバンプが突出する底面；および４つの側壁を有するように規定することができる。図１に示すように、そのような状況では、ＴＰＴは、当業者により、容易に理解される手法で、所与のパッケージ化された複合素子の最も低い、または最底部のはんだボール点から、パッケージ化された複合素子の上面上の最も高い、または最上部の点までの最大ｚ軸距離または高さを示す、確立する、または測定する。本開示の一実施形態に従って検査すべき、または検査を受けるべき対象物は、代わりに、当業者により、容易に理解されるような手法で、周辺のリード線もしくはリードを運ぶモールド半導体パッケージまたはパッケージ化された複合素子を含むことができる、またはそれとすることができる。

本開示の実施形態によれば、ＴＰＴおよび／またはＴＭＴを決定する目的で、パッケージ化された素子の光学検査に関連して、またはその間に、１つまたは複数の光学画像化手順または動作は、（ａ）パッケージ化された素子に任意の外部からの、または外在的な機械的、吸引／真空の、重力以外の力を適用することなく行うことができ、その結果、パッケージ化された素子が、その自然な、固有の、製造されたときの、束縛されずに静止している、外在的ではなく歪んだ、または歪まない形状または３Ｄプロファイルを保持する間に、パックされた素子の一部分が画像化される；および／または（ｂ）パッケージ化された素子をその自然な、固有の、製造されたときの、束縛されずに静止している、外在的ではなく歪んだ、または歪まない形状または３Ｄプロファイルに対して著しく歪ませる可能性がある、または著しく歪ませる外部からの、または外在的な機械的、吸引／真空の、重力以外の力を適用することなく行うことができ、その結果、パッケージ化された素子が、（たとえば、パッケージの表面領域の限定された、または所定の最大部分全体にわたり吸引／真空の力を適用するピックアップの先端またはヘッドを用いて）所定の位置または配向で保持されている、または支えられている間でさえ、パッケージ化された素子の自然な、固有の、製造されたときの、束縛されずに静止している、外在的ではなく歪んだ、または歪まない形状または３Ｄプロファイルを保持する、または本質的に保持する間に、パッケージ化された素子の一部分は、画像化される。

したがって、本開示のさまざまな実施形態によれば、ＴＰＴおよび／またはＴＭＴの値（たとえば、光学走査線または細線照明に基づく３Ｄプロファイル生成）を決定するステップに関連して遂行される１つまたは複数の光学画像化手順または動作は、パッケージ化された素子が、支持または配置の表面または平面の上に束縛されずに、または自然に静止している間に行うことができる。追加でまたは代わりに、ＴＰＴおよび／またはＴＭＴの値（たとえば、光学走査線または細線照明に基づく３Ｄプロファイル生成）を決定するステップに関連して遂行される特定の光学画像化手順または動作は、パッケージ化された素子の自然な、固有の、製造されたときの、束縛されずに静止している、外在的ではなく歪んだ、または歪まない形状または３Ｄプロファイルに対するパッケージ化された複合素子の変形の可能性を低減する、もしくは最小にする、または変形を本質的にもしくは効果的に回避する手法で、パッケージ化された素子を運ぶまたは支える間に行うことができ、その結果、高度な精度でＴＰＴおよび／またはＴＭＴの値の決定を行うことができる。

本開示による実施形態は、パッケージ化された素子の上面および底面の光学画像化の間などの、光学画像化または光学検査の間に、平坦な基準面に対する、パッケージ化された素子の表面領域の全体または大部分の圧縮（たとえば、機械的または吸引／真空の力に基づく圧縮）を完全に回避する。さらに、パッケージ化された素子の１つまたは複数の表面を画像化する間、本開示による実施形態は、（ａ）非重力だけではなく外部からのまたは外在的な機械的圧縮力を、パッケージ化された素子に適用すること、および／または（ｂ）パッケージ化された素子の最も広い表面の領域などの、パッケージ化された素子の特定の表面の領域の５％～５０％よりも広い（たとえば、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、または４５％よりも広い）領域にわたり外部からの、または外在的な吸引／真空の力を適用することを完全に回避することができる。むしろ、本開示のさまざまな実施形態によれば、パッケージが、パッケージの上面または底面の表面領域の５％～５０％よりも広い（たとえば、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、または４５％よりも広い）領域にわたり、非重力の圧縮力をパッケージに適用することだけではなく、吸引／真空の力をパッケージに適用することも回避するような方法で、パッケージを運ぶ、もしくは支える間に、パッケージがその自然な、束縛されずに静止している状態である、またはその状態のままである間に、および／またはパッケージの１つもしくは複数の３Ｄプロファイルもしくは画像を取り込む、または生成する間に、パッケージまたはパッケージ化された素子の１つまたは複数の３Ｄプロファイルまたは画像を取り込む、または生成する。

図１に示し、以下でさらに詳述するように、さまざまな実施形態では、ＴＭＴのパラメータ、値、または測定値は、リード線などの、垂直方向に沿って１つまたは複数のパッケージモールド化合物から離れて突出するはんだボールまたは他の構造物の厚さを除く、またはこれらの正味の、パッケージの上面の３Ｄトポグラフィプロファイルまたは等高線とパッケージの底面の３Ｄトポグラフィ表面プロファイルまたは等高線との間で、パッケージ自体の本体を形成する１つまたは複数のモールド化合物の少なくとも最大（ＴＭＴｍａｘ）、最小（ＴＭＴｍｉｎ）のｚ軸高さまたは厚さを示す、確立する、または測定する１セットの値を含む。ＴＰＴのパラメータまたは測定値は、モールドパッケージの最大ｚ軸高さまたは厚さに、モールドパッケージにより運ばれるはんだボール（または垂直方向に沿って１つまたは複数のパッケージモールド化合物から離れて突出する、他のタイプの構造物）を加えて示す、確立する、または測定する値を含む、またはその値である。

パッケージ化された半導体部品または素子（たとえば、パッケージ化された複合素子）などの対象物が、平坦な基準面に対して故意に圧縮されたときに生成される、取り込まれる、または得られる３Ｄ表面プロファイルの代わりに、実際の３Ｄパッケージ特性の精度向上または最も正確な決定、および下流で使用するための対応するパッケージ安定性を促進するために実際に必要なことは、平坦な基準面に対するパッケージの圧縮を完全に回避する、または平坦な基準面に対するパッケージの表面領域のかなりの部分の圧縮を回避する間に得られる３Ｄ表面プロファイルを生成することであり、その結果、３Ｄ画像化動作中、パッケージは、その自然な、固有の、製造されたときの、束縛されずに静止している、外在的ではなく歪んだ、または歪まない形状または３Ｄプロファイルのままである、またはパッケージは、その自然な、固有の、製造されたときの、束縛されずに静止している、外在的ではなく歪んだ、または歪まない形状または３Ｄプロファイルと本質的に同一な、効果的に同一な、または同一に非常に近い状態のままでいることを、本出願で名前を挙げた本発明者は理解した。より詳細には、本開示の実施形態に従って３Ｄパッケージプロファイルを生成する間、パッケージは、（たとえば、パッケージが平坦な基準面に対して押しつけられたときに発生する可能性がある、圧縮に誘導されたパッケージの変形または歪みの結果として）パッケージの真の表面トポロジを著しく変える、または変化させる場合があるパッケージの外部からの力を受けず、この場合、パッケージの真の表面トポロジは、パッケージが束縛されずに静止している状態により規定される。

たとえば、光学的な、または最も正しいＴＰＴ読取り値または測定値は、パッケージが重力以外の、外部から加えられた応力または力を受けておらず、かつパッケージ化された素子が圧縮されないままである（すなわち、パッケージに自然に、または本来加えられる重力による圧縮以外の、外部からの圧縮力が、パッケージにまったく加えられない）ときにパッケージを画像化する結果として得られるパッケージ全体の高さとして規定することができる。ほぼ最適な、本質的に、効果的に、またはほぼ等価または正確な、高度に受け入れ可能な、または次善のＴＰＴ読取り値または測定値は、パッケージの上面もしくは底面の領域の全体もしくは実質的に全体、またはパッケージの上面もしくは底面の領域の大部分（たとえば、２５％よりも広い、または５０％よりも広い、または８０％よりも広い部分）が、詳細には３Ｄパッケージ画像化または走査動作の間、平坦な基準面に対してパッケージを故意に押し込む、または圧縮することを回避することにより、平坦な基準面に対して故意に押し込まれる、または圧縮される従来の取り組み方法と比較して、パッケージに適用される外在的な非重力が注意深く制御され、大きく低減される、および／または最小化されるときにパッケージを画像化する結果として得られるパッケージ全体の高さである。

パッケージの自然な、圧縮されない状態（たとえば、束縛されずに静止している状態）、またはたとえば、パッケージ全体の変形が、（従来行われているが、本開示によるさまざまな実施形態によらないように）平坦な基準面に対してパッケージが強制的に圧縮された場合に発生する、パッケージ変形の量の２０％以下（たとえば、１５％、１０％、５％、２．５％、または１％以下）であるような、パッケージの自然な、圧縮されない状態と本質的に同一な、または等価な状態での、パッケージ表面のそりもしくは歪みの範囲、またはパッケージ全体の厚さプロファイルは、（ａ）携帯型機器などの製品に下流で搭載するためのパッケージ化された素子の適合性；（ｂ）パッケージ内の考えられる誤差または欠陥；（ｃ）素子またはパッケージ全体の設計での誤差；および／または（ｄ）関与する、またはパッケージ化された素子の製造につながった上流製造工程での誤差もしくは問題を決定することに関する情報を提供する、または促進する、もしくは可能にすることができる。

本開示による実施形態は、検査中のパッケージの上面および底面の一方の３Ｄプロファイル画像またはデータセットを得る、生成する、または取り込むことを対象とする第１の３Ｄ画像化または走査手順もしくは工程の遂行、ならびに検査中のパッケージの上面および底面の他方の３Ｄプロファイル画像またはデータセットを得る、生成する、または取り込むことを対象とする第２の３Ｄ画像化または走査手順もしくは工程の遂行を含む。本開示による実施形態はまた、検査中のパッケージの少なくとも２つの側壁の２Ｄ（および／または場合によっては３Ｄプロファイル）画像またはデータセットを得る、生成する、または取り込むことを対象とする、１セットの側壁画像化または走査手順または工程の遂行を含む。

パッケージの上面および底面のプロファイルの画像化または走査については、第１の３Ｄ画像化または走査の工程は、パッケージの上面の画像化または走査を対象とすることができ、第２の３Ｄ画像化または走査の工程は、パッケージの底面の画像化または走査を対象とすることができる。代わりに、第１の３Ｄ画像化または走査の工程は、パッケージの底面の画像化または走査を対象とすることができ、第２の３Ｄ画像化または走査の工程は、パッケージの上面の画像化または走査を対象とすることができる。第１の３Ｄ走査工程が対象とする特定のパッケージ表面（たとえば、上面または底面）および第２の３Ｄ走査工程が対象とする特定の反対側のパッケージ表面（たとえば底面または上面）は、対象となるパッケージのタイプもしくは特性、どちらのパッケージ表面が上面であり、どちらのパッケージ表面が底面であるかの選択もしくは規定、パッケージ取り扱いおよび／もしくは検査設備の能力もしくは構成、ならびに／または特有の実施形態または実装形態の詳細に依存する可能性があることを、当業者は容易に理解されよう。簡単にする、明確にする、および理解を助けるために、すぐ後に続く記述では、第１の３Ｄ走査工程は、パッケージの上面を対象とするように規定され、第２の３Ｄ走査工程は、パッケージの底面を対象とするように規定される。

上記を考慮すると、実施形態詳細に応じて、パッケージの上面が露出し、かつパッケージが対象物支持または配置表面または平面の上に、またはそれに対して束縛されずに静止している間、または（任意の所与のタイプのパッケージに関して、当業者による日常の測定により容易に決定することができるように）パッケージの底面が、パッケージに１つまたは複数の重力を信頼できるように克服するだけの十分な量の吸引／真空の力だけをパッケージに加える吸引／真空ピックアップ先端、ヘッド、またはノズル（たとえば、従来のピック・アンド・プレース式吸引／真空ノズル）により係合する、または支えられ、かつこの吸引／真空の力が全体にわたり適用される、または加えられるパッケージ全体の表面領域が、パッケージ構造物の幾何形状、吸引／真空ノズルの幾何形状、および／または吸引／真空ノズルによりパッケージをどのように運ぶ、高める、もしくは持ち上げるか応じて、パッケージの上面または底面が及ぶ領域の、典型的には５％～５０％以下（たとえば、わずか１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、または４５％だけ）である間、第１の、または上面図３Ｄ走査工程を行うことができる。さらに、パッケージの底面が露出し、かつパッケージの上面が、対象物支持表面または平面の上に、またはそれに対して束縛されずに静止している間、または（任意の所与のタイプのパッケージに関して、当業者による日常の測定により容易に決定することができるように）パッケージの上面が、パッケージ上の１つまたは複数の重力を信頼できるように克服するだけの十分な量の吸引／真空の力だけをパッケージに加える吸引／真空ピックアップ先端、ヘッド、またはノズル（たとえば、従来のピック・アンド・プレース式吸引／真空ノズル）により係合する、または支えられ、かつこの吸引／真空の力が全体にわたり適用される、または加えられるパッケージ全体の表面領域が、パッケージの幾何形状、吸引／真空ノズルの幾何形状、および／または吸引／真空ノズルによりパッケージをどのように運ぶ、高める、もしくは持ち上げるかに応じて、パッケージの上面または底面が及ぶ領域の、典型的には５％～５０％以下（たとえば、わずか１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、または４５％だけ）である間、第２の、または底面図３Ｄ走査工程を行うことができる。

複数の実施形態では、第１の、または上面図３Ｄ走査工程および第２の、または底面図３Ｄ走査工程の一方は、支持表面または平面に対して束縛されずに静止している間、パッケージに対し遂行され；第１の、または上面図３Ｄ走査工程および第２の、または底面図３Ｄ走査工程の他方は、パッケージの一部分が、吸引／真空ノズルにより（たとえば、上記に示す手法で、または本明細書の他の箇所で示す手法で）運ばれる間、パッケージに対して遂行される。たとえば、パッケージの底面が支持表面または平面に対して束縛されずに静止している間、パッケージに対して第１の、または上面図３Ｄ走査工程を遂行することができ、上面パッケージの一部分が、上記で示すように吸引／真空ノズルにより運ばれる間、パッケージに対して第２の、または底面図３Ｄ走査工程を行うことができる。

いくつかの実施形態では、上面図３Ｄ走査工程および底面図３Ｄ走査工程の各々は、パッケージが支持表面または平面に対して束縛されずに静止している間に遂行される。実施形態詳細に応じて、パッケージが支持表面または平面に対して束縛されずに静止している間、上面図３Ｄ走査工程および底面図３Ｄ走査工程の各々が遂行されるとき、パッケージが第１の配置表面または平面の上に自然に、または束縛されずに静止している間、上面図３Ｄ走査工程を行うことができ、パッケージがこの同じまたは異なる配置表面または平面（たとえば、別個の第２の配置平面）の上に自然に、または束縛されずに静止している間、底面図３Ｄ走査工程を行うことができる。

具体的実施形態では、パッケージの上面が露出し、かつパッケージのより低い、または最も低い部分が支持表面または平面に対して束縛されずに静止している間、上記によりパッケージの上面の３Ｄプロファイルを生成する、または取り込むことにより、上面図３Ｄ走査工程を行うことができ、この場合、支持表面は、トレイ、ボート、もしくは他のタイプのプラットフォーム、基板、またはパッケージ化された素子が中に貯蔵される、および／または上で移送される媒体（たとえば、テープ、またはテープおよびリールマシンを用いるなどで、パッケージ化された半導体素子をロードすることができるポケットを有するテープ構造物）などのキャリアの一部分、断片、または区画により提供される。たとえば、キャリアの上に、またはキャリアの中にパッケージをロードする前に（たとえば、直前に）、またはロードする間、パッケージの底面の３Ｄプロファイルを生成する、または取り込むことにより、底面図３Ｄ走査工程を遂行することができる。

代わりに、（たとえば、上記で示すようなキャリアの底部、基部、または下側部分により形成される）支持表面または平面が、任意選択で、底面図３Ｄ走査工程中にパッケージの底面の３Ｄプロファイルを生成する、または取り込むために使用する光学波長に対して透明または半透明であるという条件で、パッケージの上面が露出し、かつパッケージのより低い、または最も低い部分が支持表面または平面の上に、またはそれに対して束縛されずに静止している間、底面図３Ｄ走査工程を遂行することができる。さまざまな実施形態では、所与のパッケージを対象とする上面図３Ｄ走査工程および底面図３Ｄ走査工程は、時間的に別個に、または順に行われる。しかしながら、支持表面または平面が、任意選択で、３Ｄプロファイルを生成する、または取り込むために使用する光学波長に対して透明または半透明である実施形態では、上面図３Ｄ走査工程および底面図３Ｄ走査工程を同時に行うことができる。画像化または走査が、当業者により、容易に理解される手法で、空気または真空以外の基板または媒体を通して行われるとき、画像化データセットに数学的補正係数を適用して、屈折率の影響を考慮することができ、その結果、画像化データセットから決定される測定値（たとえば、ＴＭＴ値および／またはＴＰＴ値）は、適切に、または正確にスケールを調整される、または補正される。

さらにまた代わりに、たとえば、パッケージの少なくとも３つのより低い周辺端部または境界に沿ってパッケージの１セットの周辺点またはセグメントが、ピンなどの突起により支持されるとき、１つまたは複数の自然の重力以外の１つまたは複数の圧縮力をパッケージに適用するのを回避する、または本質的に回避する手法で、パッケージが、パッケージの縁または周辺の特定の点または部分に、またはそれに沿って保持される、支えられる、または支持される実施形態では、上面図３Ｄ走査工程および底面図３Ｄ走査工程を順に、または同時に遂行することができる。

上記を考慮すると、本開示による複数の実施形態の変形形態が存在する。それにもかかわらず、各実施形態の重量な様態は、特に、平坦な基準面に対してパッケージを押し込む、圧迫する、押すパッケージの上面もしくは底面の領域のかなりの部分に、外部からの非重力的圧縮力を適用するのを回避することによって、パッケージが束縛されずに静止している間、通常はパッケージに作用する自然の１つまたは複数の重力以外の、またはそれを除く力のために、３Ｄ画像化または走査をする間、パッケージの歪みまたはそりを低減、最小化、または除去することである。別の重要な様態は、以下で詳細に記述するように、パッケージ側壁画像（たとえば、少なくとも２つのパッケージ側壁画像）を生成する、または取り込むことであり；さらに別の重要な様態は、同じく以下で詳細に記述するように、パッケージの上面図３Ｄプロファイル、パッケージの底面図３Ｄプロファイル、およびパッケージ側壁画像が１つにされる、合体させられる、組み立てられる、または連結される、もしくは一緒につなぎ合わせられる、総合された、計算された、組み合わせられた、または合成された、３Ｄ画像を生成することである。追加の重要な様態は、合成３Ｄ画像に基づき３Ｄパッケージの特性またはパラメータの決定を推定することである。

簡単にする、明確にする、および理解を助けるために、すぐ後に続く記述では、パッケージが対象物またはパッケージの配置平面に対して束縛されずに静止している間、上面図３Ｄ走査工程および底面図３Ｄ走査工程の各々を遂行する代表的一実施形態（たとえば、第１の代表的実施形態）が考えられる。したがって、この代表的実施形態では、上面図３Ｄ走査工程は、静止上面図３Ｄ走査工程と規定することができ、底面図３Ｄ走査工程は、静止底面図３Ｄ走査工程と規定することができる。

静止上面図３Ｄ走査工程の間、対象となっている対象物（たとえば、上述のようなパッケージ）の最も低い部分は、（対象物の最も低い部分が、配置平面の上に束縛されずに静止しているとき、対象物に作用している、自然に発生する重力以外の）外部から適用される吸引または圧縮力を対象物に適用することなく、対象物支持、着座、または配置平面の上に束縛されずに、または自然に静止している。その結果として、対象物は、対象物－外部基準面に対して強制的圧縮を受ける結果として物理的に変形することはない。静止上面図３Ｄ走査工程は、当業者により、容易に理解される手法で、たとえば、従来の第１の走査線または細線照明手順、および（たとえば、従来の３Ｄプロファイル・カメラ・セットアップを使用して）対象物から反射した走査線照明の従来のような取込みによって、対象物全体の上面図３Ｄプロファイルを生成するステップを伴う、または含むことができる。そのような上面図３Ｄ走査工程により、角度をなす上面図または透視上面図から、対象物全体の３Ｄプロファイルを表す上面図３Ｄ走査線データセットを生成する結果となる。

静止底面図３Ｄ走査工程の間、対象物の最上部の部分は、（対象物の最上部の部分が配置平面の上に静止しているとき、対象物に作用する、自然に発生する重力以外の）外部からの吸引または圧縮力を対象物に適用することなく、同じ、または別の対象物の支持、着座、または配置平面の上に束縛されずに、または自然に静止している。その結果として、対象物は、部品－外部基準面に対して強制的圧縮を受ける結果として物理的に変形することはない。静止底面図３Ｄ走査工程は、当業者により、容易に理解される手法で、たとえば、従来の第２の走査線または細線照明手順、および（たとえば、従来の３Ｄプロファイル・カメラ・セットアップを使用して）対象物から反射した走査線照明の従来のような取込みによって、対象物全体の底面図３Ｄプロファイルを生成するステップを伴う、または含むことができる。そのような底面図３Ｄ走査工程により、角度をなす底面図または透視底面図から、対象物全体の３Ｄプロファイルを表す底面図３Ｄ走査線データセットを生成する結果となる。

さまざまな実施形態では、上面図３Ｄ走査工程の間、対象物の上面および対象物の底面の各々から離れて共通の方向に、ｚ軸に沿って対象物の上面から外側に突出する対象物の構造物または一部分が存在する場合、対象物のそのような構造物または一部分は、上面図３Ｄ走査線データセットで少なくとも部分的に画像化される、もしくは取り込まれることができる、または画像化される、もしくは取り込まれる；および／または対象物の上面から離れて対象物の底面に向かってｚ軸に沿って伸長する１つまたは複数の対象物側壁の一部分は、上面図３Ｄ走査線データセットで少なくとも部分的に画像化される、もしくは取り込まれることができる、または画像化される、もしくは取り込まれることを、当業者はさらに認識されよう。同じように、底面図３Ｄ走査工程の間、対象物の底面および対象物の上面の各々から離れて共通の方向にｚ軸に沿って対象物の底面から外側に突出する対象物の構造物または一部分が存在する場合、対象物のそのような構造物または一部分は、底面図３Ｄ走査線データセットで少なくとも部分的に画像化される、または取り込まれることができる；および／または上面から離れて対象物の底面に向かって下方に伸長する１つまたは複数の対象物側壁の一部分は、底面図３Ｄ走査線データセットで少なくとも部分的に画像化される、またはり込まれることができる。

上記で示すように、対象となっている対象物が、パッケージ化された半導体素子（たとえば、１つもしくは複数の半導体ダイ、または集積回路チップを含有するモールドパッケージ）である場合、配置平面は、トレイ（たとえばＪＥＤＥＣトレイ）の一部分またはポケット、ボート、もしくは他のタイプのプラットフォーム、基板、またはパッケージ化された半導体素子が中に貯蔵される、および／または上で移送される媒体（たとえば、従来の、または半導体業界の標準／標準化プラットフォーム、基板、または媒体）とすることができる（たとえば、テープおよびリールマシンを用いるなどで、パッケージ化された半導体素子をロードすることができるポケットを有するテープ）。そのような状況では、上面図３Ｄ走査工程中に配置平面に対して静止しているパッケージ化された半導体素子の最も低い部分は、モールドパッケージの底面または下側から外側に、またはそれを越えて配置平面に向けて、および／または配置平面まで伸長する、はんだバンプまたは電気接点パッドである可能性がある。さらに底面図３Ｄ走査工程中に配置平面に対して静止しているパッケージ化された半導体素子の最も高い部分は、モールドパッケージの上面または上部表面の一部分である可能性がある。

本開示による実施形態は、追加でまたは代わりに、（ａ）対象とする対象物の３Ｄ統合、結合、または合成画像を生成するステップ、または対象物に関する３Ｄ合成画像データセットを同等に生成するステップと；（ｂ）生成した３Ｄ合成画像または３Ｄ合成画像データセットに基づき、特定の目的または環境（たとえば、製造環境）に関して、対象物の特徴または特性を決定し、対象物を検査し、ならびに／または対象物の安定性および／もしくは信頼性を推定または評価するステップとを含む。

いくつかの実施形態では、対象物の３Ｄ合成画像または画像データセットを生成するための工程は、（ｉ）湾曲した上面画像または画像データセット生成手順；（ｉｉ）湾曲した底面画像または画像データセット生成手順；（ｉｉｉ）側壁画像取込または画像データセット生成手順；および（ｉｖ）３Ｄ合成画像組立て手順を含む。

複数の実施形態では、湾曲した上面画像または画像データセット生成手順は：（たとえば、対象物の底部または底面の一部分が、基準平面または配置平面の上に自然に、または束縛されずに静止しており、圧縮力または吸引力を対象物にさらに適用することなく、重力により基準平面または配置平面の上に保持される間）走査線または細線照明を使用することによって、対象物の物理的上面の３Ｄ走査線または細線プロファイルなどの３Ｄプロファイル（たとえば、従来の３Ｄ走査線プロファイル）を提供または生成して、それにより、上面３Ｄプロファイルまたは３Ｄ走査線プロファイルデータセットを提供する、または作り出すステップを含む上面３Ｄ画像化手順を遂行するステップと；上面３Ｄプロファイルまたは３Ｄ走査線プロファイルに対応する、またはそれを通る（ｘ、ｙ）点のアレイにより規定される基準、最良適合、または正規化上面平面、平面形状、または平坦な形状（たとえば、長方形などの規則的な幾何学的形状または多角形に対応する、またはこれらを規定することができる実施形態では、たとえば、線形回帰平面、平面形状、または平坦な形状）を導出する、決定する、または計算するステップと；上面最良適合平面を規定する（ｘ、ｙ）点のアレイ全体にわたり各点で、この上面最良適合平面に対する、またはそれから離れる、上面３Ｄプロファイル３Ｄ走査線プロファイルのｚ軸偏差を数値的に、またはデジタル方式でマッピングして、決定して、または計算して、（ｘ、ｙ、ｚ）値のアレイ（たとえば、（ｘ、ｙ、ｚ）値の第１のアレイ）として表現される、規定される、記憶される湾曲した上面画像または画像データセットを作り出す、または数値的にもたらすステップとを含む。湾曲した上面画像または画像データセットの任意の所与の（ｘ、ｙ、ｚ）値は、ｚ座標値が、上面最良適合平面の特定の画素空間（ｘ、ｙ）点で、上面最良適合平面から離れた上面３Ｄプロファイルまたは３Ｄ走査線プロファイルの相対的または正規化ｚ軸偏差に対応する、それを確立する、または規定する１セットの画素空間（ｘ、ｙ、ｚ）座標を規定する。

前述の湾曲した上面画像または画像データセットは、対象物に関する上面プロファイル（ＴＳＰ）データセットに対応する、ＴＳＰデータセットを生成するために使用することができる、またはＴＳＰデータセットを形成する。より詳細には、湾曲した上面画像または画像データセット（ｘ、ｙ）値のアレイを使用して、ＴＳＰ（ｘ，ｙ）値のアレイを生成する、確立する、または提供することができ、この場合、そのようなＴＳＰ（ｘ，ｙ）値は、対象物の上面と基準、正規化、または最良適合上面平面の間のｚ軸偏差を表す。したがって、ＴＳＰ（ｘ，ｙ）値は、基準、正規化、または最良適合対象物上面平面に対する、対象物の上面トポロジまたは等高線の変化に対応する、またはそれと数値的に相関関係がある。したがって、ＴＳＰ（ｘ，ｙ）値のアレイは、（ｘ、ｙ）点上で、たとえば対象物の応力またはそりから生じる、たとえば、対象物上面高さの非一様性、すなわち、１つまたは複数の歪みに対応する，対象物の上面全体にわたる相対的基底トポロジの、ｚ軸の、または高さに関する変動を推定する、または示す。

実施形態詳細に応じて、パッケージ化された複合素子の上面の、製造されたときの物理的側面または外側の境界、端、または縁に対応する側面または外側の境界、端、または縁を有するように、上面最良適合平面、平面形状、または平坦な形状を数値的に生成または規定することができるが、これらの境界、端、または縁は、パッケージ化された複合素子の上面の中点または重心に向けて内側に、選択可能な／選択された、プログラム可能な、または所定の数の画素だけ画素空間内でシフトされる、ずらされる、または配置される。上面最良適合平面の側面または外側の境界または縁の、そのような内側の画素空間シフトまたはまたはずれは、（ａ）製造されたときのパッケージ化された複合素子の上面の、実際の側面または外側の境界または縁から離れて、特定の数ミクロンなどの、選択可能な／選択された、プログラム可能な、または所定の物理的空間距離にマッピングする、変換する、またはそれらを表す；および（ｂ）製造されたときのパッケージ化された複合素子の上面の側面または外側の境界または縁の１つまたは複数内の物理的不規則性が、上面最良適合平面の側面または外側の境界または縁部の不規則性につながるのを除外するのに役立つ可能性があることを、当業者は理解されよう。

さまざまな実施形態では、対象物の上面が、ｚ軸に沿って対象物の上面から外側に突出し、かつそれ自体対象物の上面を形成する、またはそれに属すると考えるべきではない構造物を運ぶ場合、湾曲した上面画像または画像セット生成手順は、当業者により、容易に理解される手法で、そのような構造物が、湾曲した上面画像または画像データセットから数値的に除外される、または取り除かれる上面推定手順を含むことができる。

前述に類似する手法で、複数の実施形態では、湾曲した底面画像または画像データセット生成手順は：（たとえば、対象物の最上部または上面の一部分が、基準平面または配置平面の上に自然に、または束縛されずに静止しており、圧縮力または吸引力を対象物にさらに適用することなく、重力により基準平面または配置平面の上に保持される間）走査線または細線照明を使用することによって、対象物の物理的底面の３Ｄ走査線または細線プロファイルなどの３Ｄプロファイル（たとえば、従来の３Ｄ走査線プロファイル）を提供または生成して、それにより、底面３Ｄプロファイルまたは３Ｄ走査線プロファイルデータセットを提供する、または作り出すステップを含む底面３Ｄ画像化手順を遂行するステップと；底面３Ｄプロファイルまたは３Ｄ走査線プロファイルに対応する、またはそれを通る（ｘ、ｙ）点のアレイにより規定される基準、最良適合、または正規化底面平面、平面形状、または平坦な形状（たとえば、長方形などの規則的な幾何学的形状または多角形に対応する、またはこれらを規定する実施形態では、線形回帰平面、平面形状、または平坦な形状）を導出する、決定する、または計算するステップと；底面最良適合平面を規定する（ｘ、ｙ）点のアレイ全体にわたり各点で、この底面最良適合平面に対する、またはこれから離れる、底面３Ｄプロファイルまたは３Ｄ走査線プロファイルのｚ軸偏差を数値的に、またはデジタル方式でマッピングして、決定して、または計算して、（ｘ、ｙ、ｚ）値のアレイ（たとえば、（ｘ、ｙ、ｚ）値の第２のアレイ）として表現される、規定される、記憶される湾曲した底面画像または画像データセットを作り出す、または数値的にもたらすステップとを含む。湾曲した底面画像または画像データセットの任意の所与の（ｘ、ｙ、ｚ）値は、ｚ座標値が、底面最良適合平面の特定の画素空間（ｘ、ｙ）点で、底面最良適合平面から離れた底面３Ｄプロファイルまたは３Ｄ走査線プロファイルの相対的または正規化ｚ軸偏差に対応する、それを確立する、または規定する１セットの画素空間（ｘ、ｙ、ｚ）座標を規定する。

前述の湾曲した底面画像または画像データセットは、対象物に関する底面プロファイル（ＢＳＰ）データセットに対応する、ＢＳＰデータセットを生成するために使用することができる、またはＢＳＰデータセットを形成する。より詳細には、湾曲した底面画像または画像データセット（ｘ、ｙ）値のアレイを使用して、ＢＳＰ（ｘ，ｙ）値のアレイを生成する、確立する、または提供することができ、この場合、そのようなＢＳＰ（ｘ，ｙ）値は、対象物の底面と基準、正規化、または最良適合底面平面の間のｚ軸偏差を表す。したがって、ＢＳＰ（ｘ，ｙ）値は、基準、正規化、または最良適合対象物底面平面に対する、対象物の底面トポロジまたは等高線の変化に対応する、またはそれと数値的に相関関係がある。したがって、ＢＳＰ（ｘ，ｙ）値のアレイは、（ｘ、ｙ）点上で、たとえば対象物の応力またはそりから生じる、たとえば、対象物底面高さの非一様性、すなわち、１つまたは複数の歪みに対応する，対象物の底面全体にわたる相対的基底トポロジの、ｚ軸の、または高さに関する変動を推定する、または示す。

実施形態詳細に応じて、パッケージ化された複合素子の底面の、製造されたときの物理的側面または外側の境界、端、または縁に対応する側面または外側の境界、端、または縁を有するように、底面最良適合平面、平面形状、または平坦な形状を数値的に生成または規定することができるが、これらの境界、端、または縁は、パッケージ化された複合素子の底面の中点または重心に向けて内側に、選択可能な／選択された、プログラム可能な、または所定の数の画素だけ画素空間内でシフトされる、ずらされる、または配置される。底面最良適合平面の側面または外側の境界または縁の、そのような内側の画素空間シフトまたはまたはオフセットは、（ａ）製造されたときのパッケージ化された複合素子の底面の、実際の側面または外側の境界または縁から離れて、特定の数ミクロンなどの、選択可能な／選択された、プログラム可能な、または所定の物理的空間距離にマッピングする、変換する、またはそれらを表す；および（ｂ）製造されたときのパッケージ化された複合素子の底面の側面または外側の境界または縁の１つまたは複数内の物理的不規則性が、底面面良適合平面の側面または外側の境界または縁の不規則性につながるのを除外するのに役立つ可能性があることを、当業者は理解されよう。

さまざまな実施形態では、対象物の底面が、ｚ軸に沿って対象物の底面から外側に突出し、かつそれ自体対象物の上面を形成する、またはそれに属すると考えてもよい、または考えるべきではない構造物を運ぶ場合、湾曲した底面の画像または画像セット生成手順は、当業者により、容易に理解される手法で、そのような構造物が、湾曲した底面画像または画像データセットから数値的に除外される、または取り除かれる底面推定手順を含むことができる。

対象物周辺または側壁画像取込手順は、少なくとも２つの対象物側壁ごとに、たとえば、少なくとも２つの対向する対象物側壁ごとに、２Ｄ画像または画像データセットを提供する、取り込む、または生成するステップ、すなわち、少なくとも２つの対向する対象物側壁などの複数の対象物側壁に関する２Ｄ画像または画像データセットを生成するステップを含む。いくつかの実施形態では、４つの側壁を有する対象物に関しては、側壁画像取込手順は、対象物の４つの側壁の２Ｄ画像または画像データセットを取り込むステップを含む。複数の対象物側壁（たとえば、４つの対象物側壁）の取込みは、当業者により、容易に理解される手法で、従来の多面対象物画像化／画像取込／検査装置またはシステムを用いて、同時に遂行することができる。

３Ｄ合成画像組立手順は、複数の取り込んだ２Ｄ側壁画像または画像データセットの少なくとも２つまたは各々内の、対応する隅、縁、境界、またはｚ軸先端部分または先端点を用いて、（ａ）湾曲した上面画像または画像データセット、またはＴＳＰ（ｘ，ｙ）、および（ｂ）湾曲した底面画像またはデータセット、またはＢＳＰ（ｘ、ｙ）の各々で、少なくとも隅の部分または点、および／または場合によっては１つまたは複数の外縁もしくは境界の部分または断片をデジタル方式で基準として、整列させて、および合体して、連結するステップと；合体して連結した（ｉ）湾曲した上面画像もしくは画像データセット、またはＴＳＰ（ｘ，ｙ）データセット、（ｉｉ）湾曲した底面画像もしくは画像データセット、またはＢＳＰ（ｘ，ｙ）データセット、および（ｉｉｉ）側壁画像または画像データセットを、３Ｄ合成画像または画像データセット（たとえば、単一の３Ｄ合成画像または画像データセット）として記憶するステップとを含む。

当業者により、容易に理解されるように、３Ｄ合成画像または画像データセットでは、画素空間内での各画素のサイズまたは寸法は、実空間での既知の物理的領域のサイズまたは寸法に対応し、それを基準とする、それにマッピングする、または変換することができる。さらに、光学システムの倍率および画像センサの解像度を考慮して、画素空間寸法を物理的空間または実空間の寸法にどのようにしてマッピングまたは変換することができるかを、当業者は完全に理解されよう。さまざまな実施形態では、湾曲した上面画像または画像データセット、湾曲した底面画像または画像データセット、および各側壁画像または画像データセット内の各画素のサイズまたは寸法は、３Ｄ合成画像または画像データセットの画素空間から物理的空間寸法へのマッピングまたは変換のしやすさを促進するために、湾曲した上面画像または画像データセット、湾曲した底面画像または画像データセット、および側壁画像または画像データセットを一緒に１つにして、または連結して、３Ｄ合成画像または画像データセットを形成する前に、またはそれに関連して、互いに等価になるように、または互いに対して適切にスケールを調整されるように確立することができることを、当業者は追加で理解されよう。

さらに、湾曲した上面画像または画像データセットの画素空間の広がり、領域、または縦横比、および湾曲した底面画像または画像データセットの画素空間の広がり、領域、または縦横比は、３Ｄ合成画像を形成する前に、またはそれに関連して、２Ｄ側壁画像の画素空間の位置または場所に対してスケールを調整することができ、その結果、湾曲した上面画像または画像データセットおよび湾曲した底面画像または画像データセットの隅の部分または点は、２Ｄ側壁画像または画像データセットの相手側の隅または縁の部分または点に対して整列させて、または登録して、それとリンクさせる、１つにする、結び合わせる、合併する、または連結することができる。その結果、それぞれ上面図および底面図から得られた対象物の物理的空間寸法に対応する、湾曲した上面画像または画像データセットおよび湾曲した底面画像または画像データセットの各々の、第１の画素空間で確立された（ｘ、ｙ）縦横比は、複数の２Ｄ側壁画像または画像データセットの、第１の画素空間とは別個の、または識別可能な第２の画素空間で確立された（ｘ、ｙ）位置または座標に対して、必要に応じてスケールを調整することができる。さらに、上面画素空間に従って確立された、湾曲した上面画像または画像データセットを取り込んだときの（ｘ、ｙ）縦横比、および／または上面画素空間と同一の、またはそれと異なる可能性がある底面画素空間に従って確立された、湾曲した底面画像または画像データセットを取り込んだときの（ｘ、ｙ）縦横比は、当業者により、容易に理解される手法で、側壁画像画素空間に従って確立された２Ｄ側壁画像の（ｘ、ｙ）の場所または位置と整列させる、結び合わせる、または一致するようにスケールを調整することができる。

上記を考慮すると、本開示による実施形態は、対象物の（ｘ、ｙ）の広がりまたは表面領域の少なくとも一部分にわたり、対象物本体のｚ軸読取り値、測定値、または厚さ値の（ｘ、ｙ）アレイを追加で生成または決定することができ、その場合、そのような（ｘ、ｙ）対象物本体の厚さ値は、特有の（ｘ、ｙ）点で、ｚ軸方向に突出する対象物の本体により運ばれる構造物（たとえば、はんだボール）を除く対象物の本体の厚さに対応する、それを推定する、または示す。より詳細には、３Ｄ合成画像データセットに基づき、またはそれを使用して、本開示によるさまざまな実施形態は、真の対象物本体の厚さ（ＴＯＭＢＴ）値の（ｘ、ｙ）アレイを、すなわち、ＴＭＴ（ｘ，ｙ）値などのＴＯＭＢＴ（ｘ，ｙ）値のアレイを決定または生成し、その場合、任意の所与のＴＯＭＢＴ（ｘ，ｙ）値またはＴＭＴ（ｘ，ｙ）値は、その特有の（ｘ、ｙ）点での、３Ｄ合成画像内部のＴＳＰとＢＳＰの間の（画素空間内での、または物理的／実空間に関してマッピングまたは計算されたときの）ｚ軸距離または分離を表す数値である。３Ｄ合成画像が生成されると、当業者により、容易に理解される手法で、減算操作を用いて、ＴＯＭＢＴ（ｘ，ｙ）またはＴＭＴ（ｘ，ｙ）の値を決定することができる。

本開示による、検査工程のさまざまな実施形態は、３Ｄ合成画像または画像データセット、ＴＭＴ（ｘ，ｙ）値のアレイ、および／または対象物画像化または走査手順を用いて生成または決定された他の情報に基づき、またはそれを使用して、１セットの対象物の特徴、特性、またはパラメータを推定、決定、または測定するステップをさらに含む。そのような対象物の特徴または特性は、対象物上面と対象物底面の間の最大対象物本体厚さ（ＴＭＴｍａｘ）および／もしくは最小対象物本体厚さ（ＴＭＴｍｉｎ）；ならびに／または１つもしくは複数の側壁間の、または特定の対象物側壁に沿った、対象物の１つもしくは複数のｚ軸等高線、１つもしくは複数の膨らみ、および／もしくはシンニング（ｔｈｉｎｎｉｎｇ）の１つもしくは複数の尺度、またはそれらを表す数値的に導出された（たとえば、曲線のあてはめ）数学的関数；ならびに／または他の対象物特性を含むことができる。

上面図３Ｄ走査工程および底面図３Ｄ走査工程に関して上記で示すように、対象物の上面の３Ｄ走査線プロファイルの生成および対象物の底面の３Ｄ走査線プロファイルの生成に対応する走査線画像取込手順の間、少なくともいくつかの代表的実施形態（たとえば、前述の第１の代表的実施形態）では、対象物は、それぞれ対象物の上面を露出して、または対象物の底面を露出して、配置平面の上に自然に、束縛されずに静止している。たとえば、対象物は、パッケージ化された半導体素子である場合、部品の最上部および／または底部の対象物表面の３Ｄ走査線プロファイルの生成に関連して、標準的なトレイ（たとえばＪＥＤＥＣトレイ）、ボート、またはテープの中に、またはその上に静止していることができる。その結果として、部品の上面および底面の３Ｄ走査線プロファイルの生成中、部品は、吸引ノズルにより支えられる、および／または部品－外部基準平面に対する強制的圧縮を受ける結果として、物理的に歪む、または変形することがない。したがって、本開示の一実施形態に従って生成された３Ｄ合成画像または画像データセットは、潜在的に変形可能な対象物が画像取込動作中に外部から適用される望ましくない力または応力を受けるこれまでの３Ｄ対象物検査技法と比較して、正確な、またははるかにより正確な、部品の３Ｄ表現を提供する。

他の実施形態では、パッケージのそれぞれ底面または上面の領域の一部分（たとえば、上記で示すように１０％～５０％以下）が、吸引・真空ノズルなどのピックアップ機器により支えられる、または運ばれる間、上面図３Ｄ画像化または走査工程および底面図３Ｄ画像化または走査工程の一方または各々を行うことができる。そのような実施形態では、上述の各画像および画像データセットの生成、ならびに３Ｄ合成画像データセットを生成して、分析または評価するために遂行される動作は、上述の動作と同一な、本質的に同一な、または上述の動作に類似する手法である。

前述に加えて、本開示の実施形態によれば、対象物－外部データに対して対象物のどの部分も参照する必要なしに、３Ｄ合成画像または画像データセットから正確な対象物測定値を導出する、または得ることができるので、３Ｄ合成画像または画像データセットを生成するステップに関連して、対象物－外部の、または対象物－外在的な基準データはまったく必要ない、またはまったく利用されない。所望であれば、または必要であれば、３Ｄ合成画像または画像データセットから、対象物に基づく対象物固有の／対象物内部の、または対象物基準面のデータを、数値的に導出または生成することができる。

前述にさらに付け加えると、（たとえば、高速または高スループットの製造環境での）一連の複数の対象物の、または複数の対象物のシーケンスの、３Ｄ検査に関しては、いくつかの実施形態では、３Ｄ合成画像に基づき、（ａ）たとえば、複数の対象物が動いている間に、その場で、および／または（ｂ）対象物を移送または移動することができる別個の、分離した、または独立した処理ステーションで、上面図３Ｄ走査工程；底面図３Ｄ走査工程、湾曲した上面画像または画像データセット生成手順；湾曲した底面画像または画像データセット生成手順；側壁画像取込または画像データセット生成手順；３Ｄ合成画像組立手順；および対象物特徴づけまたは評価工程（たとえば、対象物の合格／不合格指定）のうち１つまたは複数を行うことができる。

本開示による実施形態の特定の様態をさらに理解する助けとなるように、図１～図１１について本明細書で以後、記述する。

図１は、１つまたは複数のタイプの高分子成形材料または化合物により作成されたパッケージによりコートされた、または取り囲まれた、かつパッケージの内部に含有された、またはカプセル化された集積回路素子またはチップなどのモールドパッケージに存在する半頭体素子（たとえば、パッケージ化された複合素子）に対応する特定の代表的なパッケージ化された対象物のパラメータを示し、本開示のさまざまな実施形態に従って推定、決定、計算、または測定することができるパッケージ全体の厚さ（ＴＰＴ）およびモールド全体の厚さ（ＴＭＴ）のパラメータを含む。図１には、代表的な直角（ｓ、ｙ、ｚ）軸もまた示し、そこでは、当業者により，容易に理解される手法で、ｚ軸距離は、パッケージの高さまたは厚さに対応すると規定され、ｘ軸およびｙ軸は、パッケージの長さまおよび幅に、または最上部パッケージ表面および底部パッケージ表面の横断面領域の少なくとも一部分を含有する１セットの平面に対応する。

一般に、ＴＭＴパラメータは、はんだボール、またはモールド化合物の上面および底面から垂直方向に突出する他のタイプの構造物を除き、１つまたは複数の半導体素子の周囲に配置された、または１つまたは複数の半導体素子が存在する、１つまたは複数の高分子モールド化合物の実際の垂直軸またはｚ軸の厚さを推定する、示す、または測定する。より詳細には、図１に示すように、さまざまな実施形態では、所与のパッケージに関して、最大ＴＭＴ（ＴＭＴｍａｘ）は、はんだボール、および垂直軸またはｚ軸方向にパッケージの上面および底面から離れて伸長する他のタイプのパッケージ化以外の材料突起を除き、パッケージの（ｘ、ｙ）の広がり、スパン、または領域全体にわたる最大モールド化合物厚さとして、たとえば、（（ｘ、ｙ）平面に対応する、平行である、または（ｘ、ｙ）平面内に存在する）パッケージの長さおよび幅全体にわたるパッケージ化材料または１つもしくは複数のモールド化合物の最大厚さとして規定することができる。同様に、最小ＴＭＴ（ＴＭＴｍｉｎ）は、はんだボール、および垂直軸またはｚ軸方向にパッケージの上面および底面から離れて伸長する他のタイプのパッケージ化以外の材料突起を除き、パッケージの（ｘ、ｙ）の広がり、スパン、または領域全体にわたる最小モールド化合物厚さとして、たとえば、パッケージ化材料、または１つもしくは複数のモールド化合物の最小厚さとして規定することができる。

さらに、真のモールド厚さ（ｘ、ｙ）プロファイル、またはパッケージの（ｘ、ｙ）領域に対応する、もしくは（ｘ、ｙ）領域全体にわたるＴＭＴ（ｘ，ｙ）値のアレイは、本開示の実施形態に従って規定、推定、計算、または測定することができ、真のモールド厚さ（ｘ、ｙ）プロファイル、またはＴＭＴ（ｘ，ｙ）値のアレイは、パッケージの（ｘ、ｙ）の広がり、スパン、表面領域の少なくとも一部分にわたる（ｘ、ｙ）座標または点の複数または多く（たとえば、いくつか、何１０も、何１００も、または何１０００も）で、１つまたは複数のパッケージモールド化合物の厚さ値または相対厚さ値、および／またはそのような（ｘ、ｙ）座標または点で最大ＴＭＴ（ＴＭＴｍａｘ）と最小ＴＭＴ（ＴＭＴｍｉｎ）の間の１つまたは複数のパッケージモールド化合物厚さの垂直軸またはｚ軸の変動を示すことを、当業者は容易に理解されよう。

パッケージに関するＴＰＴは、パッケージの（ｘ、ｙ）の広がり、スパン、または表面領域全体にわたり、はんだボール、またはパッケージにより運ばれることができる、もしくはパッケージから離れて突出する（たとえば、パッケージの底面の下方に伸長する）他のタイプのパッケージ化以外の材料構造物の上の最も低い点と、パッケージの反対側の表面上で１つまたは複数のパッケージモールド化合物により形成された最も高い点との間の、垂直軸またはｚ軸の最大の距離またはスパンと規定することができる。したがって、パッケージＴＰＴは、パッケージの長さおよび幅の全体にわたり、はんだボール（または１つもしくは複数のパッケージモールド化合物の底面から離れて垂直方向に突出する他のタイプの構造物）の底部と１つまたは複数のパッケージモールド化合物の上面との間の最も広い、または最も大きい距離と規定することができる。そのようなはんだボールは、パッケージ着座または配置平面に接触することができる、またはそれに対して静止していることができるが、１つまたは複数のパッケージモールド化合物、およびそれにより運ばれるはんだボール（または場合によって、他のタイプの垂直突起）の製造されたときの３Ｄプロファイルに応じてそうする必要は必ずしもない。

上記で示すように、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、パッケージ化された半導体素子などの対象物の３Ｄプロファイル検査に関連して、走査線または細線画像化を使用することができる。図２Ａ～図２Ｃは、当業者により容易に理解される手法で、そのようなパッケージ底面の３Ｄプロファイル画像または画像データセット（たとえば、３Ｄ走査線データセット）を生成するための、パッケージ化された素子の代表的底面の走査線または細線画像化の様態を例示する代表的画像を提供する。走査線または細線画像化は、図２Ａ～図２Ｃから当業者が明確に理解するように、さまざまな実施形態で、従来の手法で行うことができる。代表的な実施形態または実装形態では、同じく当業者により、容易に理解されるように、所与の照明走査線の太さは、他の（たとえば、より広い、またはより狭い）照明線幅を採用することができるが、１０マイクロメートル～２０マイクロメートルの間（たとえば、１５マイクロメートル）とすることができる。さらに、従来の３Ｄプロファイルカメラ（たとえば、領域走査カメラを含む、領域走査カメラに基づく、または領域走査カメラである）は、対象物の３Ｄ合成画像を生成して、本開示による３Ｄ合成画像に基づき、ＴＰＴおよび／またはＴＭＴの特性、パラメータ、または値などの対象物の特性を決定するためのシステムまたは装置の一部分として、３Ｄ走査線プロファイル画像、およびそれに対応する３Ｄ走査線プロファイルデータセットを生成するための走査線または細線照明および画像化装置で使用することができる、またはそれを形成することができる。

図３は、本開示の一実施形態による、パッケージ化された半導体素子の３Ｄ光学検査の様態に関連して生成した、または取り込んだ代表的底面図３Ｄプロファイル画像の一部分、および代表的底面図３Ｄプロファイル画像の一部分から決定することができる代表的タイプの情報またはパラメータ値を示す。図３に示すように、底面図３Ｄ走査線プロファイル画像から、少なくともいくつかのはんだボールに関して、ボール高さ（ｂａｌｌ ｈｅｉｇｈｔ、ＢＨ）値を決定することができ、この場合、任意の所与のボール高さは、はんだボールの近傍の、またははんだボールに最も近い、パッケージの底面を規定する１つまたは複数のモールド化合物の外面と、はんだボールを運ぶパッケージの底面のはんだボールの部分から最も遠く離れた、はんだボール上の周辺点または先端との間の垂直軸またはｚ軸の距離により規定される。

追加で、ボールの共平面性（ｃｏｐｌａｎａｒｉｔｙ、ＣＯ）値を決定することができ、そこでは、任意の所与のはんだボールに関して、対応する共平面性値は、はんだボールの先端と、パッケージに関する最も大きな、または最も高いボール高さ（ＢＨ）を有するはんだボールの先端に接触する、またはそれを通過するように計算される、または規定される、パッケージに関する大域平面との間の垂直軸またはｚ軸距離により規定される。

さらに、パッケージの底面に対応するＢＳＰ（ｘ，ｙ）点のアレイは、上記で示すように決定される。

図４は、当業者により、容易に理解される手法で、本開示の一実施形態による、パッケージ化された半導体素子の代表的上面の走査線または細線画像化の様態を例示し、かつ３Ｄプロファイル画像、または３Ｄプロファイル画像に対応する画像データセットを生成する、１セットの代表的上面図画像を示す。そのような走査線または細線画像化は、当業者が明確に理解するように、さまざまな実施形態で、従来の手法で行うことができる。

図５は、本開示の一実施形態による、パッケージ化された半導体素子の３Ｄ光学検査の様態に関連して生成した、または取り込んだ代表的上面図３Ｄプロファイル画像、および代表的上面図３Ｄプロファイル画像から決定することができる代表的タイプの情報またはパラメータ値を示す。

取り込んだ上面図３Ｄプロファイル画像に基づき、上記で示すように、パッケージの上面に対応するＴＳＰ（ｘ，ｙ）点のアレイを決定する。追加で、パッケージのより低い、または最も低い部分が静止するパッケージ着座または配置平面の上を、または上方を向く面と、パッケージ着座または配置平面のこの上方を向く表面からｚ軸に沿って最も遠く離れた、またはこの上方を向く表面に対して最も高い、パッケージの上面上の点との間の最大距離、または最も大きな距離として、取り込んだ３Ｄプロファイル画像に基づき、ＴＰＴ値を決定することができる。

図６は、本開示の一実施形態による、パッケージ化された半導体素子の光学検査の様態に関連して取り込んだ複数の代表的２Ｄ側壁画像を示す。そのような２Ｄ側壁画像は、パッケージ化された半導体素子の側面基板プロファイル（ＳＳＰ）に対応する、それを提供する、または規定することができる。さまざまな実施形態では、従来のまたは市販の４－側面または５－側面検査装置などの複数の側面対象物、部品、またはパッケージの検査用に構成された装置またはシステムにより、たとえば、参照により全体が本明細書に組み入れられる米国特許第９，８１６，９３８号明細書に記述されるタイプの装置、または似ている、もしくは類似のタイプの装置により、２Ｄ側壁画像を取り込むことができる。

図７Ａは、本開示の実施形態による、底面３Ｄ画像化または走査工程、上面３Ｄ画像化または走査工程、および２Ｄ側壁画像化または走査工程（たとえば、４側面検査工程）を用いて、特定の情報、画像、またはデータセットを生成することを概略的に示す。３Ｄ ＢＳＰ（たとえば、ＢＳＰ（ｘ，ｙ）値のアレイにより規定される）、３Ｄ ＴＳＰ（たとえば、ＴＳＰ（ｘ，ｙ）値のアレイにより規定される）、およびパッケージに対応するＳＳＰを組み合わせて、３Ｄ合成画像を形成することができ、３Ｄ合成画像から、上記で示すようにＴＭＴ（ｘ，ｙ）値のアレイを決定または計算することができる。

図７Ｂは、本開示の一実施形態による、３Ｄ ＢＳＰ、３Ｄ ＴＳＰ、およびパッケージ化された半導体素子のＳＳＰとしての複数の２Ｄ側壁画像を組み合わせて、１つまたは複数のパッケージ化された半導体素子の３Ｄ合成画像を形成する別の様態を概略的に例示する。１つまたは複数のパッケージ化された半導体素子の３Ｄ合成画像は、当業者により、容易に理解される手法で、３Ｄ ＢＳＰ（ｘ、ｙ値）、３Ｄ ＴＳＰ（ｘ、ｙ値）、およびＳＳＰに基づく、１つまたは複数のパッケージ化された物理的半導体素子の実際の３Ｄ形状のデジタル推定または再構築である。

図８Ａは、本開示の一実施形態による、代表的な１１．５ｍｍ×１３ｍｍパッケージに関する３Ｄ合成画像生成の様態を示し；図８Ｂは、図８Ａの代表的な１１．５ｍｍ×１３ｍｍパッケージの３Ｄ合成画像に対応する、３つの実際の１１．５ｍｍ×１３ｍｍ素子に関する特定の代表的画像、および測定または評価の結果を示す。図８Ｃは、７つの実際の１１．５ｍｍ×１３ｍｍパッケージに関する、本開示の一実施形態に従って生成した３Ｄ合成画像に基づく特定の数値評価または測定の結果を示す。

図９Ａは、３つの実際の１４ｍｍ×１８ｍｍパッケージに関する、本開示の一実施形態に従って生成した３Ｄ合成画像に対応する代表的画像、および測定または評価の結果を示す。図９Ｂは、７つの実際の１４ｍｍ×１８ｍｍパッケージに関する、本開示の一実施形態に従って生成した３Ｄ合成画像に基づく代表的な評価または測定の結果を示す。

図１０は、（ａ）本開示の一実施形態に従って生成した３Ｄ合成画像に基づく３Ｄ光学検査測定値と、（ｂ）基準パッケージまたは「ゴールデンユニット」パッケージに関して光学顕微鏡を使用して作成した測定値との間の測定値比較を示す。

本開示に従って対象物の３Ｄ合成画像を生成して、３Ｄ合成画像に基づくＴＰＴおよび／またはＴＭＴの特性、パラメータ、または値などの対象物特性を決定するためのシステム、装置、または機械については、さまざまな実施形態では、特定の３Ｄ対象物処理または光学検査ステーション、装置、機械、もしくはシステムは、３Ｄ対象物の上面および底面の検査手順または動作の１つまたは複数の様態（たとえば、上面図３Ｄ走査処理；底面図３Ｄ走査処理、湾曲した上面画像または画像データセット生成手順；および／または湾曲した底面画像または画像データセット生成手順）を遂行するように構成することができる。特定の２Ｄ（および／または３Ｄ）対象物処理または光学検査ステーション、装置、またはシステムはまた、対象物側壁検査手順または動作の１つまたは複数の様態（たとえば、対象物側壁走査工程の一部分、および対象物側壁画像または画像データセットの生成）を遂行するように構成することができる。そのような３Ｄおよび２Ｄの対象物処理または検査ステーション、装置、機械、またはシステムは、当業者により、容易に理解される手法で、１セットのプログラム可能な、特にプログラムされた、または特に構成もしくは構築された処理資源、ユニット、または機器（たとえば、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特に構成されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、もしくはプログラム可能論理デバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ、ＰＬＤ）、および／または状態機械）の制御下で動作することができる。本開示の実施形態に従ってシステム装置または機械により得られた、提供された、生成された、または取り込まれた画像または画像データセットは、そのようなタイプの処理資源の１つまたは複数により動作させることができる。したがって、そのようなタイプの処理資源を利用して、３Ｄおよび２Ｄの画像データセットに対して動作して、本開示の実施形態による３Ｄ合成画像を作り出すことができる。本開示の実施形態に従って提供された、作り出された、得られた、生成された、または取り込まれた画像または画像データセットは、従来のものとすることができる、１セットのコンピュータもしくは電子メモリ、および／または他のタイプのデータ記憶装置（たとえば、トランジスタに基づくデータ記憶装置、またはトランジスタ以外に基づくデータ記憶装置）などの、１つまたは複数のタイプのコンピュータ可読記憶媒体に存在する、または記憶されることができる。プログラム命令セット（たとえば、ソフトウェア、ファームウェア、マイクロコード）、ならびに／またはシステムもしくは装置の１つまたは複数の部分の動作を指示する、および／もしくは本開示の実施形態による３Ｄ合成画像を生成、分析、または評価する、処理資源の動作を管理および制御するハードウェア・データ・セットもまた、１つまたは複数のタイプのコンピュータ可読記憶媒体に存在する、または記憶されることができる。

実施形態詳細に応じて、本開示によるシステムまたは装置は、当業者により、容易に理解される手法で、グループ化された構成で、ギャング構成で、または並列構成で配置された個々の対象物または複数の対象物を取り扱う、移送する、および／または画像化するように構成することができる。

代表的な一実施形態または一実装形態では、３Ｄおよび２Ｄ対象物画像化、走査、または画像取込能力を提供し、かつ上記で示すように、中に処理ステーションを含む、本発明の一実施形態による、対象物検査用に構成されたシステム、装置、または機械は、シンガポールのＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＆ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｐｔｅ Ｌｔｄ．（ＳＴＩ）から入手可能な、ＨｅｘａまたはＨｅｘａに基づく検査システムもしくは機械である。

図１１は、対象物の３Ｄ合成画像を生成して、本開示の一実施形態による３Ｄ合成画像に基づき、ＴＰＴおよび／またはＴＭＴの特性、パラメータ、または値などの対象物特性を決定するためのシステム、装置、または機械１０の概略構成図の例示である。一実施形態では、システム１０は、１セットの処理ユニット１１０と；１セットのユーザインタフェースおよび／または入出力機器（たとえば、１つまたは複数のコンピュータまたは組込システムキーボードもしくはキーパッド、および表示装置）と；無線および／または有線に基づくデータ通信のために構成された１セットの通信ユニットおよび／またはネットワークインタフェース１２０と；（たとえば、３Ｄ走査線プロファイル生成装置、または１セットの機器を含む）底面３Ｄ検査、画像化、または走査ステーションもしくは装置１３０と；（たとえば、３Ｄ走査線プロファイル生成装置、または１セットの機器を含む）上面３Ｄ検査、画像化、または走査ステーションもしくは装置１４０と；側壁検査、画像化、または走査装置１５０と；メモリ２００とを含む。オペレーティングシステム２１０、画像化データセットメモリ、記憶領域、および／またはデータベース２２０、ならびにさまざまなソフトウェアモジュールまたはプログラム命令セットが、メモリ２００の内部に存在する。代表的な実施形態では、そのようなプログラム命令セットは、底面３Ｄ検査ステーション１３０により遂行される動作を管理または制御するように構成された少なくとも１つのプログラム命令セット２３０と；上面３Ｄ検査ステーション１４０により遂行される動作を管理または制御するように構成された少なくとも１つのプログラム命令セット２４０と；側壁検査ステーション１５０により遂行される動作を管理または制御するように構成された少なくとも１つのプログラム命令セット２５０と；３Ｄ合成画像を生成するように構成された少なくとも１つのプログラム命令セット２６０と；本明細書で記述したようなＴＰＴおよび／またはＴＭＴの値を生成するように構成された少なくとも１つのプログラム命令セット２７０と；場合によっては、生成した３Ｄ合成画像、ならびに／またはそれに対応するＴＰＴ値および／もしくはＴＭＴ値に基づき、対象物の特徴または特性を分析、評価、または特徴づけするように構成された少なくとも１つのプログラム命令セット２８０とを含む。

上記の記述では、本開示の特定の実施形態による、限定しない代表的な例示的システム、サブシステム、装置、機器、および工程について記述してきた。以下の特許請求の範囲だけにより限定される、本開示による実施形態の範囲を逸脱することなく、上記で記述した実施形態の特有の形態、配列、および／または構成にさまざまな修正を行うことができることを、当業者は容易に理解されよう。

Claims (16)

1. パッケージ化された半導体素子の３Ｄ検査のための方法であって、各前記素子は、上面、底面、およびｚ軸方向に前記素子の前記上面と前記底面の間で垂直に伸長する複数の側壁を有する本体を備え、前記方法は、
   （ａ）前記素子の上面が第１の素子配置表面の上に束縛されずに静止しており、かつ前記素子が、重力以外の外部からの圧縮力を受けない間、または（ｂ）前記素子の上面が、吸引力を用いて第１の吸引先端により支えられ、かつ前記第１の吸引先端とは別個の第１の基準構造物に対して前記素子の前記上面を強制的に圧縮することが回避される間、１セットの３Ｄ素子画像化または走査ステーションにより前記素子の底面の３Ｄプロファイル画像を取り込んで、対応する底面３Ｄプロファイル画像データセットを生成するステップと、
   （ｃ）前記素子の底面が前記第１の素子配置表面または第２の素子配置表面の上に束縛されずに静止しており、かつ前記素子が、前記重力以外の前記外部からの圧縮力を受けない間、または（ｄ）前記素子の底面が、前記吸引力を用いて前記第１の吸引先端または第２の吸引先端により支えられ、かつ前記第１の基準構造物、および前記第２の吸引先端とは別個の第２の基準構造物の各々に対して前記素子の前記底面を強制的に圧縮することが回避される間、前記１セットの３Ｄ素子画像化または走査ステーションにより前記素子の上面の３Ｄプロファイル画像を取り込んで、対応する上面３Ｄプロファイル画像データセットを生成するステップと、
   素子側壁走査ステーションにより前記素子の複数の側壁画像を取り込んで、対応する側壁画像の２Ｄ側壁画像データセットを含む側壁画像データセットを生成するステップと、
   前記底面３Ｄプロファイル画像データセット、前記上面３Ｄプロファイル画像データセット、および前記側壁画像データセットに基づき、またはそれらを使用して、少なくとも１つの処理ユニットおよび１セットのプログラム命令を記憶するメモリにより前記素子の３Ｄデジタル再構築または推定に対応する３Ｄ合成画像データセットを生成するステップと
   を備え、
   前記３Ｄ合成画像データセットを生成する前記ステップは、底面プロファイル（ｂｏｔｔｏｍ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｒｏｆｉｌｅ、ＢＳＰ）データセットおよび上面プロファイル（ｔｏｐ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｒｏｆｉｌｅ、ＴＳＰ）データセットを生成するステップと、生成したＢＳＰデータセット、ＴＳＰデータセットおよび側壁画像データセットを互いに対してデジタル方式で整列させる、または登録するステップと、前記デジタル方式で整列させた、または登録した底面プロファイルデータセット、上面プロファイルデータセット、および側壁画像データセットを一緒につなぎ合わせるステップとをさらに備え、
   前記底面プロファイル（ＢＳＰ）データセットおよび上面プロファイル（ＴＳＰ）データセットを生成する前記ステップは、湾曲した底面画像データセットおよび湾曲した上面画像データセットの各々を生成するステップを備える方法。
2. 前記底面３Ｄプロファイル画像データセットは、前記素子の前記底面の領域全体にわたって遂行される底面３Ｄ走査線画像化手順を用いて生成され、前記上面３Ｄプロファイル画像データセットは、前記素子の前記上面の領域全体にわたり遂行される上面３Ｄ走査線画像化手順を用いて生成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の素子配置表面は、前記素子の前記上面および前記底面の少なくとも一方の表面領域に対して平坦である、および／または前記第２の素子配置表面は、前記素子の前記上面および前記底面の少なくとも一方の前記表面領域に対して平坦である、請求項１に記載の方法。
4. （ａ）前記素子の上面は、前記第１の素子配置表面の上に束縛されずに静止しており、前記素子は、前記素子の底面の前記３Ｄプロファイル画像の前記取込み中、前記重力以外の前記外部からの圧縮力を受けず、（ｃ）前記素子の底面は、前記第１の素子配置表面または前記第２の素子配置表面の上に束縛されずに静止しており、前記素子は、前記素子の上面の前記３Ｄプロファイル画像の前記取込み中、前記重力以外の前記外部からの圧縮力を受けない、請求項１に記載の方法。
5. 前記底面の３Ｄプロファイル画像を取り込む前記ステップの間、（ａ）前記素子の上面は、前記第１の素子配置表面の上に束縛されずに静止しており、前記素子は、前記素子の底面の前記３Ｄプロファイル画像の前記取込み中、前期重力以外の前記外部からの圧縮力を受けず、前記上面の３Ｄプロファイル画像を取り込む前記ステップの間、（ｄ）前記素子の底面は、前記吸引力を用いて前記第１の吸引先端または前記第２の吸引先端により支えられ、前記第１の基準構造物および前記第２の基準構造物の各々に対する前記素子の前記底面の強制的圧縮が回避される、または
   前記底面の３Ｄプロファイル画像を取り込む前記ステップの間、（ｂ）前記素子の上面は、前記吸引力を用いて前記第１の吸引先端により支えられ、前記第１の基準構造物に対する前記素子の前記上面の強制的圧縮が回避され、前記上面の３Ｄプロファイル画像を取り込む前記ステップの間、（ｃ）前記素子の底面は、前記第１の素子配置表面および前記第２の素子配置表面の一方の上に束縛されずに静止している、
   請求項１に記載の方法。
6. 前記素子が、前記パッケージ化された半導体素子を貯蔵または移送するために使用する、半導体業界に関連する標準設計を有するキャリア、プラットフォーム、または媒体の中に置かれている間、前記素子の上面の前記３Ｄプロファイル画像および前記素子の底面の前記３Ｄプロファイル画像の一方が取り込まれる、請求項１に記載の方法。
7. 前記キャリア、プラットフォーム、または媒体は、所定のサイズのパッケージ化された半導体素子を運ぶように構成された業界標準トレイ、業界標準ボート、または業界標準テープ構造物のうち１つを備える、請求項６に記載の方法。
8. 前記湾曲した底面画像データセットを生成する前記ステップは、
   前記素子の物理的底面に対応する底面基準平面を規定する（ｘ、ｙ）値のアレイを数値的に決定するステップと、
   前記底面基準平面内部の前記（ｘ、ｙ）値の前記アレイ内部の前記（ｘ、ｙ）値ごとに、前記底面３Ｄプロファイル画像データセットと前記底面基準平面の間のｚ軸偏差を数値的に決定するステップと
   を備える、請求項１に記載の方法。
9. 前記ｚ軸に対する物理的素子底面非一様性に対応する底面プロファイル値の（ｘ、ｙ）アレイを備える底面プロファイル（ＢＳＰ）データセットとして、（ｘ、ｙ）値ごとに前記底面３Ｄプロファイル画像データセットと前記底面基準平面の間のｚ軸偏差を記憶するステップをさらに備える、請求項８に記載の方法。
10. 前記湾曲した上面画像データセットを生成する前記ステップは、
    前記素子の物理的上面に対応する上面基準平面を規定する（ｘ、ｙ）値のアレイを数値的に決定するステップと、
    前記上面基準平面内部の前記（ｘ、ｙ）値の前記アレイ内部の前記（ｘ、ｙ）値ごとに、前記上面３Ｄプロファイル画像データセットと前記上面基準平面の間のｚ軸偏差を数値的に決定するステップと
    を備える、請求項１に記載の方法。
11. 前記ｚ軸に対する物理的素子上面非一様性に対応する上面プロファイル値の（ｘ、ｙ）アレイを備える上面プロファイル（ＴＳＰ）データセットとして、（ｘ、ｙ）値ごとに前記上面３Ｄプロファイル画像データセットと前記上面基準平面の間のｚ軸偏差を記憶するステップをさらに備える、請求項１０に記載の方法。
12. 真の対象物本体の厚さ（Ｔｒｕｅ Ｏｂｊｅｃｔ Ｍａｉｎ Ｂｏｄｙ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ、ＴＯＭＢＴ）データセットを生成するステップをさらに含み、前記ＴＯＭＢＴデータセットでは、任意の所与のＴＯＭＢＴ（ｘ、ｙ）値は、特有の（ｘ、ｙ）点で前記３Ｄ合成画像データセット内部の前記ＴＳＰと前記ＢＳＰの間のｚ軸距離を表す、請求項１１に記載の方法。
13. 前記素子の底面の前記３Ｄプロファイル画像、および前記素子の上面の前記３Ｄプロファイル画像を分析することによって、対象物全体の厚さ（Ｔｏｔａｌ Ｏｂｊｅｃｔ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ、ＴＯＴ）値を決定するステップ；ならびに前記素子の底面の前記３Ｄプロファイル画像内の最も低い物理的素子構造物と前記素子の上面の前記３Ｄプロファイル画像内の最も高い物理的素子構造物の間の最大ｚ軸距離を決定するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
14. パッケージ化された半導体素子の３Ｄ検査のためのシステムであって、各前記素子は、上面、底面、およびｚ軸方向に前記素子の前記上面と前記底面の間で垂直に伸長する複数の側壁を有する本体を備え、前記システムは、
    １セットの３Ｄ素子画像化または走査ステーションであって、
    （ｉ）（ａ）前記素子の上面が第１の素子配置表面の上に束縛されずに静止しており、かつ前記素子が、重力以外の外部からの圧縮力を受けない間、または（ｂ）前記素子の上面が、吸引力を用いて第１の吸引先端により支えられ、かつ前記第１の吸引先端とは別個の第１の基準構造物に対する前記素子の前記上面の強制的圧縮が回避される間、前記素子の底面の３Ｄプロファイル画像を取り込んで、対応する底面３Ｄプロファイル画像データセットを生成するステップ、および
    （ｉｉ）（ｃ）前記素子の底面が前記第１の素子配置表面または第２の素子配置表面の上に束縛されずに静止しており、かつ前記素子が、前記重力以外の前記外部からの圧縮力を受けない間、または（ｄ）前記素子の底面が、前記吸引力を用いて前記第１の吸引先端または第２の吸引先端により支えられ、かつ前記第１の基準構造物、および前記第１の吸引先端とは別個の第２の基準構造物の各々に対する前記素子の前記底面の強制的圧縮が回避される間、前記素子の上面の３Ｄプロファイル画像を取り込んで、対応する上面３Ｄプロファイル画像データセットを生成するステップ
    を用いて、前記素子の底面および前記素子の上面の各々を画像化または走査して、それぞれ３Ｄ素子底面データセットおよび３Ｄ素子上面データセットを生成するように構成された１セットの３Ｄ素子画像化または走査ステーションと、
    複数の素子側壁を画像化または走査して、対応する側壁画像データセットを生成するように構成された素子側壁走査ステーションと、
    少なくとも１つの処理ユニットと、
    前記底面３Ｄプロファイル画像データセット、前記上面３Ｄプロファイル画像データセット、および前記側壁画像データセットに基づき、またはそれらを使用して、前記素子の３Ｄデジタル再構築または推定に対応する３Ｄ合成画像データセットを生成するように構成された１セットのプログラム命令を記憶するメモリとを備え、
    前記３Ｄ合成画像データセットを生成することは、底面プロファイル（ＢＳＰ）データセットおよび上面プロファイル（ＴＳＰ）データセットを生成することと、生成したＢＳＰデータセット、ＴＳＰデータセットおよび側壁画像データセットを互いに対してデジタル方式で整列させる、または登録することと、前記デジタル方式で整列させた、または登録した底面プロファイルデータセット、上面プロファイルデータセット、および側壁画像データセットを一緒につなぎ合わせることとを含むシステム。
15. 前記１セットの３Ｄ素子画像化または走査ステーションは、少なくとも１つの３Ｄ走査線プロファイル画像化装置を備える、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記素子側壁走査ステーションは、複数の素子側壁を同時に画像化または走査するように構成された装置を備える、請求項１４に記載のシステム。

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