JPH0618230A - 厚み測定装置 - Google Patents
厚み測定装置Info
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- JPH0618230A JPH0618230A JP18008991A JP18008991A JPH0618230A JP H0618230 A JPH0618230 A JP H0618230A JP 18008991 A JP18008991 A JP 18008991A JP 18008991 A JP18008991 A JP 18008991A JP H0618230 A JPH0618230 A JP H0618230A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ光を被検査物の両面に照射し、その被
検査物面の各面からの反射による反射レーザ光の各々に
ついて表面変位を検出して厚みを求めることで、非接触
により基準面出しを行うことなく、高速かつ高精度に厚
みの測定を行うことができるようにする。 【構成】 レーザビーム３を発生させる半導体レーザ１
と、レーザビーム３を被検査物４の一方の表面に斜め方
向から照射する投光レンズ２と、レーザビーム３の照射
に対する正反射の反射レーザ光８を集光する集光レンズ
９と、この集光レンズ９の結像位置に配設されて結像ス
ポットの位置変化から表面変位を検出する位置検出素子
１０とで第１の表面変位測定手段を形成し、同様の構成
及び配置による半導体レーザ１１、投光レンズ１２、集
光レンズ１５及び位置検出素子１６によって第２の表面
変位測定手段を形成し、これら表面変位測定手段を被検
査物４の厚み方向の両側に配設し、位置検出素子の各々
の出力に基づいて被検査物４の特定層の厚みを測定す
る。
検査物面の各面からの反射による反射レーザ光の各々に
ついて表面変位を検出して厚みを求めることで、非接触
により基準面出しを行うことなく、高速かつ高精度に厚
みの測定を行うことができるようにする。 【構成】 レーザビーム３を発生させる半導体レーザ１
と、レーザビーム３を被検査物４の一方の表面に斜め方
向から照射する投光レンズ２と、レーザビーム３の照射
に対する正反射の反射レーザ光８を集光する集光レンズ
９と、この集光レンズ９の結像位置に配設されて結像ス
ポットの位置変化から表面変位を検出する位置検出素子
１０とで第１の表面変位測定手段を形成し、同様の構成
及び配置による半導体レーザ１１、投光レンズ１２、集
光レンズ１５及び位置検出素子１６によって第２の表面
変位測定手段を形成し、これら表面変位測定手段を被検
査物４の厚み方向の両側に配設し、位置検出素子の各々
の出力に基づいて被検査物４の特定層の厚みを測定す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は板状の物体の厚さを測定
するための技術、特に、製造工程における半導体装置の
ペーストの厚みを測定するために用いて効果のある技術
に関するものである。
するための技術、特に、製造工程における半導体装置の
ペーストの厚みを測定するために用いて効果のある技術
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体装置においては、ペレッ
トをペーストを介してフレームに固定する構造を備えた
ものがある。この場合、ペーストの厚みが一定でない
と、ペレットクラックを発生する場合がある。これは、
ペーストの厚みの不均一によってペレットが傾き、応力
分布が不均一になることが原因と考えられる。
トをペーストを介してフレームに固定する構造を備えた
ものがある。この場合、ペーストの厚みが一定でない
と、ペレットクラックを発生する場合がある。これは、
ペーストの厚みの不均一によってペレットが傾き、応力
分布が不均一になることが原因と考えられる。
【０００３】このような理由から、ペーストの厚みを測
定する必要があるが、従来においては、マイクロメータ
（例えば、差動トランス式のマイクロメータ）を用いて
ペレットの傾きを測定し、この傾きからペーストの厚み
の不同を判定している。
定する必要があるが、従来においては、マイクロメータ
（例えば、差動トランス式のマイクロメータ）を用いて
ペレットの傾きを測定し、この傾きからペーストの厚み
の不同を判定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者の検討によれ
ば、マイクロメータを用いた厚み測定技術は、測定子を
ペレット表面に接触させて行う必要があるために、抜き
取り検査が行えず、また、測定に個人差が出やすいため
に測定に多大の時間を要するほか、基準面を設定する必
要があるという問題がある。
ば、マイクロメータを用いた厚み測定技術は、測定子を
ペレット表面に接触させて行う必要があるために、抜き
取り検査が行えず、また、測定に個人差が出やすいため
に測定に多大の時間を要するほか、基準面を設定する必
要があるという問題がある。
【０００５】そこで、本発明の目的は、非接触により基
準面出しを行うことなく、高速かつ高精度に厚みの測定
を行うことのできる技術を提供することにある。
準面出しを行うことなく、高速かつ高精度に厚みの測定
を行うことのできる技術を提供することにある。
【０００６】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【０００８】すなわち、レーザビームを被検査物の表面
に斜め方向または垂直方向から照射する第１の光学系
と、前記レーザビームの照射による反射光を集光する第
２の光学系と、該光学系の結像位置に配設されて結像ス
ポットの位置変化から表面変位を検出する位置検出素子
とからなる表面変位測定手段を２つ備え、これらを前記
被検査物の厚み方向の両側に配設するようにしている。
に斜め方向または垂直方向から照射する第１の光学系
と、前記レーザビームの照射による反射光を集光する第
２の光学系と、該光学系の結像位置に配設されて結像ス
ポットの位置変化から表面変位を検出する位置検出素子
とからなる表面変位測定手段を２つ備え、これらを前記
被検査物の厚み方向の両側に配設するようにしている。
【０００９】
【作用】上記した手段によれば、被検査物の一方の表面
に斜め方向または垂直方向から照射されたレーザビーム
は、正反射または乱反射をし、その反射レーザ光が位置
検出素子上に表面変位に応じた結像がなされる。同様
に、被検査物の他方の表面においても照射されたレーザ
ビームに対する正反射または乱反射による反射レーザ光
が位置検出素子上に結像され、両面の結像結果から被検
査物の厚み値が測定される。したがって、非接触によ
り、被検査物の基準面出しを行うことなく、高速及び高
精度に厚み測定を行うことができる。
に斜め方向または垂直方向から照射されたレーザビーム
は、正反射または乱反射をし、その反射レーザ光が位置
検出素子上に表面変位に応じた結像がなされる。同様
に、被検査物の他方の表面においても照射されたレーザ
ビームに対する正反射または乱反射による反射レーザ光
が位置検出素子上に結像され、両面の結像結果から被検
査物の厚み値が測定される。したがって、非接触によ
り、被検査物の基準面出しを行うことなく、高速及び高
精度に厚み測定を行うことができる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明による厚み測定装置の一実施例
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【００１１】レーザビームを発生する半導体レーザ（レ
ーザ光源）は２つ設けられ、測定対象（被検査物）の表
面と裏面にレーザビームを照射し、各々の反射レーザ光
を検出できるようにしている。このように、被検査物の
両側に測定手段を設ける理由は、被検査物の基準位置出
しの機構（例えば、位置決め台座に固定するなどの機
構）を不要にするためである。
ーザ光源）は２つ設けられ、測定対象（被検査物）の表
面と裏面にレーザビームを照射し、各々の反射レーザ光
を検出できるようにしている。このように、被検査物の
両側に測定手段を設ける理由は、被検査物の基準位置出
しの機構（例えば、位置決め台座に固定するなどの機
構）を不要にするためである。
【００１２】半導体レーザ１の出射光路上には、所望の
スポットのレーザビーム３（例えば、波長が６００〜1,
０００ｎｍ、ビームスポット径が数十ｎｍ）を得るため
の投光レンズ２（光学系）が配設され、その集光位置に
測定対象としての被検査物４が配設されている。被検査
物４は本実施例の場合、半導体装置であり、ペレット
５、ペースト６及びフレーム７から構成されている。ペ
レット５は、ペースト６を介してフレーム７に接続され
ている。以上の構成により一方の表面変位測定手段が形
成される。
スポットのレーザビーム３（例えば、波長が６００〜1,
０００ｎｍ、ビームスポット径が数十ｎｍ）を得るため
の投光レンズ２（光学系）が配設され、その集光位置に
測定対象としての被検査物４が配設されている。被検査
物４は本実施例の場合、半導体装置であり、ペレット
５、ペースト６及びフレーム７から構成されている。ペ
レット５は、ペースト６を介してフレーム７に接続され
ている。以上の構成により一方の表面変位測定手段が形
成される。
【００１３】投光レンズ２から出力されたレーザビーム
３に対するフレーム７の表面からの反射レーザ光８が通
過する光路上には集光レンズ９が配設され、この集光レ
ンズ９の焦点位置に位置検出手段としての位置検出素子
１０が配設されている。なお、集光レンズ９は、位置検
出素子１０上に鮮明なスポットを結像させるために、球
面収差の少ないアクロマートレンズや非球面レンズを用
いることが望ましい。
３に対するフレーム７の表面からの反射レーザ光８が通
過する光路上には集光レンズ９が配設され、この集光レ
ンズ９の焦点位置に位置検出手段としての位置検出素子
１０が配設されている。なお、集光レンズ９は、位置検
出素子１０上に鮮明なスポットを結像させるために、球
面収差の少ないアクロマートレンズや非球面レンズを用
いることが望ましい。
【００１４】さらに、位置検出素子１０には、位置検出
素子１０から出力される信号を厚み値に変換する処理部
（不図示）が接続されている。
素子１０から出力される信号を厚み値に変換する処理部
（不図示）が接続されている。
【００１５】一方、ペレット５側にレーザビームを投光
するために、上記と同様の光学装置が配設されている。
すなわち、半導体レーザ（レーザ光源）１１の出射光路
上には、レーザビーム１３（上記と同様に数十ｎｍのビ
ームスポット径）を得るために投光レンズ（光学系）２
と同構造の投光レンズ１２（光学系）が配設され、その
集光位置にペレット５の表面が位置するように配設され
ている。レーザビーム１３に対するペレット５の表面か
らの反射レーザ光１４が通過する光路上には、集光レン
ズ９と同一構造の集光レンズ１５が配設され、この集光
レンズ１５の焦点位置に位置検出素子１６が配設されて
いる。以上の構成により他方の表面変位測定手段が形成
される。
するために、上記と同様の光学装置が配設されている。
すなわち、半導体レーザ（レーザ光源）１１の出射光路
上には、レーザビーム１３（上記と同様に数十ｎｍのビ
ームスポット径）を得るために投光レンズ（光学系）２
と同構造の投光レンズ１２（光学系）が配設され、その
集光位置にペレット５の表面が位置するように配設され
ている。レーザビーム１３に対するペレット５の表面か
らの反射レーザ光１４が通過する光路上には、集光レン
ズ９と同一構造の集光レンズ１５が配設され、この集光
レンズ１５の焦点位置に位置検出素子１６が配設されて
いる。以上の構成により他方の表面変位測定手段が形成
される。
【００１６】上記の半導体レーザ１と半導体レーザ１１
は、被検査物４の表面の凹凸の端部の状態による死角が
生じないように、任意の角度で図１に図示の矢印方向へ
回転できるようにするのが望ましい。具体的には、投光
と受光の光軸が、測定面の凹凸のラインに対して常に平
行位置へ回転できるようにする。
は、被検査物４の表面の凹凸の端部の状態による死角が
生じないように、任意の角度で図１に図示の矢印方向へ
回転できるようにするのが望ましい。具体的には、投光
と受光の光軸が、測定面の凹凸のラインに対して常に平
行位置へ回転できるようにする。
【００１７】以上の構成において、半導体レーザ１から
出射されたレーザ光は投光レンズ２によって数十ｎｍ径
のレーザビーム３が作られ、これがフレーム７の表面に
対し斜め方向から照射される。照射されたレーザビーム
３は、フレーム７の表面で正反射をする。この正反射に
よる反射レーザ光８が、集光レンズ９によって位置検出
素子１０の検出面に結像される。この位置検出素子１０
上の光点の結像位置から、三角測量の原理によりフレー
ム７の表面変位を測定することができる。
出射されたレーザ光は投光レンズ２によって数十ｎｍ径
のレーザビーム３が作られ、これがフレーム７の表面に
対し斜め方向から照射される。照射されたレーザビーム
３は、フレーム７の表面で正反射をする。この正反射に
よる反射レーザ光８が、集光レンズ９によって位置検出
素子１０の検出面に結像される。この位置検出素子１０
上の光点の結像位置から、三角測量の原理によりフレー
ム７の表面変位を測定することができる。
【００１８】同様に、ペレット５に対しては半導体レー
ザ１１から出射されたレーザ光は投光レンズ１２によっ
て数十ｎｍ径のレーザビーム１３が作られ、これがペレ
ット５の表面に対し斜め方向から照射される。このレー
ザビーム３は、ペレット５の表面で反射をし、これによ
る反射レーザ光１４が、集光レンズ１５により位置検出
素子１６の検出面に結像される。このようにして、三角
測量方式による２つの表面変位測定手段で被検査物４を
挟み込むようにして測定し、被検査物４の全体の厚み
（ペレット５、ペースト６、フレーム７の各厚みの和）
を求める。この全体の厚みは、予め位置検出素子１０，
１６の出力を厚みに対応させておくことにより容易に求
めることができる。そして、被検査物４を上下させるこ
とにより、結像点が移動するので、試料の表面変位を検
出することができる。
ザ１１から出射されたレーザ光は投光レンズ１２によっ
て数十ｎｍ径のレーザビーム１３が作られ、これがペレ
ット５の表面に対し斜め方向から照射される。このレー
ザビーム３は、ペレット５の表面で反射をし、これによ
る反射レーザ光１４が、集光レンズ１５により位置検出
素子１６の検出面に結像される。このようにして、三角
測量方式による２つの表面変位測定手段で被検査物４を
挟み込むようにして測定し、被検査物４の全体の厚み
（ペレット５、ペースト６、フレーム７の各厚みの和）
を求める。この全体の厚みは、予め位置検出素子１０，
１６の出力を厚みに対応させておくことにより容易に求
めることができる。そして、被検査物４を上下させるこ
とにより、結像点が移動するので、試料の表面変位を検
出することができる。
【００１９】そこで、フレーム７内の或る点においてフ
レーム７及びペレット５が剥き出しになっている箇所を
選んで、上記方法によりペレット５及びフレーム７の各
々の厚みを測定し、この各々の厚み値を被検査物４の全
体の厚みから減算することにより、ペースト６のみの厚
みを求めることがてきる。
レーム７及びペレット５が剥き出しになっている箇所を
選んで、上記方法によりペレット５及びフレーム７の各
々の厚みを測定し、この各々の厚み値を被検査物４の全
体の厚みから減算することにより、ペースト６のみの厚
みを求めることがてきる。
【００２０】本実施例によれば、基準面出しを行うこと
なく、ペースト６の厚みを非接触で高速かつ高精度な測
定が可能になるので、ペレットクラック不良の低減を図
ることが可能になる。
なく、ペースト６の厚みを非接触で高速かつ高精度な測
定が可能になるので、ペレットクラック不良の低減を図
ることが可能になる。
【００２１】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００２２】例えば、位置検出素子１０，１６に代えて
ＣＣＤを用いることもできる。また、半導体レーザ１，
１１に代えて、Ｈｅ−Ｎｅレーザなどの気体レーザを用
いることもできる。
ＣＣＤを用いることもできる。また、半導体レーザ１，
１１に代えて、Ｈｅ−Ｎｅレーザなどの気体レーザを用
いることもできる。
【００２３】また、前記実施例では、半導体レーザから
のレーザビーム３を斜め方向から被測定物であるペレッ
ト５に照射するものとしたが、垂直方向から照射し、そ
の際の乱反射光を集光して検出するものとしてもよい。
のレーザビーム３を斜め方向から被測定物であるペレッ
ト５に照射するものとしたが、垂直方向から照射し、そ
の際の乱反射光を集光して検出するものとしてもよい。
【００２４】この他、前記実施例では被検査物が多層で
あり、その特定の層のみの厚みを測定するものとした
が、被検査物が一層であってもよい。この場合は、被検
査物の全体の厚みを求めるのと同一の測定内容であり、
前記したような減算処理は不要になる。
あり、その特定の層のみの厚みを測定するものとした
が、被検査物が一層であってもよい。この場合は、被検
査物の全体の厚みを求めるのと同一の測定内容であり、
前記したような減算処理は不要になる。
【００２５】さらに、以上の説明では、主として本発明
者によってなされた発明をその利用分野である半導体装
置の製造分野に適用した場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、板状の物体の厚みを測定す
る用途に広範囲に適用可能である。
者によってなされた発明をその利用分野である半導体装
置の製造分野に適用した場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、板状の物体の厚みを測定す
る用途に広範囲に適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
【００２７】すなわち、レーザビームを被検査物の表面
に斜め方向または垂直方向から照射する第１の光学系
と、前記レーザビームの照射による反射光を集光する第
２の光学系と、該光学系の結像位置に配設されて結像ス
ポットの位置変化から表面変位を検出する位置検出素子
とからなる表面変位測定手段を２つ備え、これらを前記
被検査物の厚み方向の両側に配設するようにしたので、
非接触により、被検査物の基準面出しを行うことなく、
高速及び高精度に厚み測定を行うことが可能になる。
に斜め方向または垂直方向から照射する第１の光学系
と、前記レーザビームの照射による反射光を集光する第
２の光学系と、該光学系の結像位置に配設されて結像ス
ポットの位置変化から表面変位を検出する位置検出素子
とからなる表面変位測定手段を２つ備え、これらを前記
被検査物の厚み方向の両側に配設するようにしたので、
非接触により、被検査物の基準面出しを行うことなく、
高速及び高精度に厚み測定を行うことが可能になる。
【図１】本発明による厚み測定装置の一実施例を示す構
成図である。
成図である。
【符号の説明】 １ 半導体レーザ（レーザ光源） ２ 投光レンズ（光学系） ３ レーザビーム ４ 被検査物 ５ ペレット ６ ペースト ７ フレーム ８ 反射レーザ光 ９ 集光レンズ １０ 位置検出素子 １１ 半導体レーザ（レーザ光源） １２ 投光レンズ（光学系） １３ レーザビーム １４ 反射レーザ光 １５ 集光レンズ １６ 位置検出素子
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザビームを被検査物の表面に斜め方
向または垂直方向から照射する第１の光学系と、前記レ
ーザビームの照射による反射光を集光する第２の光学系
と、該光学系の結像位置に配設されて結像スポットの位
置変化から表面変位を検出する位置検出素子とからなる
表面変位測定手段を２つ備え、これらを前記被検査物の
厚み方向の両側に配設することを特徴とする厚み測定装
置。 - 【請求項２】 前記被検査物が複数層からなり、かつ厚
み測定対象が複数層中の特定の層である場合、全体の厚
みを算出し、この全体の厚みから不要な層の厚みを減算
して前記特定の層の厚みを求める処理手段を設けること
を特徴とする請求項１記載の厚み測定装置。 - 【請求項３】 前記被検査物が半導体装置であるとき、
その照射レーザビームは、波長６００〜1,０００ｎｍ
で、スポット径が数十ｎｍであることを特徴とする請求
項１記載の厚み測定装置。 - 【請求項４】 前記表面変位測定手段の各々を前記被検
査物の測定面に対して回転可能にすることを特徴とする
請求項１記載の厚み測定装置。 - 【請求項５】 半導体装置のペレットを固着するペース
トの厚みを測定することを特徴とする請求項１記載の厚
み測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18008991A JPH0618230A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 厚み測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18008991A JPH0618230A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 厚み測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618230A true JPH0618230A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=16077257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18008991A Pending JPH0618230A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 厚み測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618230A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6532182B2 (en) | 2000-03-21 | 2003-03-11 | Nec Corporation | Semiconductor memory production system and semiconductor memory production method |
| US7406198B2 (en) | 2003-03-25 | 2008-07-29 | Fujitsu Limited | Image capture apparatus |
| CN102263160A (zh) * | 2010-05-25 | 2011-11-30 | 韩美半导体株式会社 | 晶片传送装置以及具有其的位置感应系统和可视检查系统 |
-
1991
- 1991-07-22 JP JP18008991A patent/JPH0618230A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6532182B2 (en) | 2000-03-21 | 2003-03-11 | Nec Corporation | Semiconductor memory production system and semiconductor memory production method |
| US7406198B2 (en) | 2003-03-25 | 2008-07-29 | Fujitsu Limited | Image capture apparatus |
| CN102263160A (zh) * | 2010-05-25 | 2011-11-30 | 韩美半导体株式会社 | 晶片传送装置以及具有其的位置感应系统和可视检查系统 |
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