JPH08219722A - バンプ高さ測定方法及び装置 - Google Patents
バンプ高さ測定方法及び装置Info
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- JPH08219722A JPH08219722A JP2913095A JP2913095A JPH08219722A JP H08219722 A JPH08219722 A JP H08219722A JP 2913095 A JP2913095 A JP 2913095A JP 2913095 A JP2913095 A JP 2913095A JP H08219722 A JPH08219722 A JP H08219722A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】異種材料で形成されたバンプの高さを高速で測
定できるバンプ高さ測定方法及び装置を提供する。 【構成】バンプ５４が形成されているワークＷを白色光
源１２を用いた光学干渉計のもとに置き、ＰＺＴ２０で
参照鏡１８を光軸方向に移動して、前記バンプ５４上面
が前記光学干渉計の可干渉範囲外となる第１の所定位置
にする。この位置での画像をカメラ２６で撮像し、得ら
れた第１の画像データをメモリ２８に記憶する。続い
て、ＰＺＴ２０によって前記参照鏡１８を第２の所定位
置に移動し、この位置で第２の干渉縞の画像データを得
た後、前記第１の画像データに基づいて干渉縞強度を各
画素毎に算出し、所定の領域内についての平均値を求め
る。該第２の所定位置においてバンプ位置が干渉計の可
干渉範囲内にある場合は、該バンプ５４によるスペック
ルが検出され、前記干渉縞強度の平均値が大きくなり、
一方、バンプ位置が干渉計の可干渉範囲外にある場合
は、前記干渉縞強度の平均値は小さくなる。従って、前
記平均値の大小に基づいてバンプ高さの測定を高速に行
うことができる。
定できるバンプ高さ測定方法及び装置を提供する。 【構成】バンプ５４が形成されているワークＷを白色光
源１２を用いた光学干渉計のもとに置き、ＰＺＴ２０で
参照鏡１８を光軸方向に移動して、前記バンプ５４上面
が前記光学干渉計の可干渉範囲外となる第１の所定位置
にする。この位置での画像をカメラ２６で撮像し、得ら
れた第１の画像データをメモリ２８に記憶する。続い
て、ＰＺＴ２０によって前記参照鏡１８を第２の所定位
置に移動し、この位置で第２の干渉縞の画像データを得
た後、前記第１の画像データに基づいて干渉縞強度を各
画素毎に算出し、所定の領域内についての平均値を求め
る。該第２の所定位置においてバンプ位置が干渉計の可
干渉範囲内にある場合は、該バンプ５４によるスペック
ルが検出され、前記干渉縞強度の平均値が大きくなり、
一方、バンプ位置が干渉計の可干渉範囲外にある場合
は、前記干渉縞強度の平均値は小さくなる。従って、前
記平均値の大小に基づいてバンプ高さの測定を高速に行
うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバンプ高さ測定方法及び
装置に係り、特にシリコンウエハ、回路基板又はリード
フレーム等に形成されたバンプの高さを高速に判定する
バンプ高さ測定方法及び装置に関する。
装置に係り、特にシリコンウエハ、回路基板又はリード
フレーム等に形成されたバンプの高さを高速に判定する
バンプ高さ測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来バンプの高さを測定する方法とし
て、直線状の光を被測定物に斜めから投射し、その反射
光をエリアセンサ等で受光して、光の直線からのズレを
読み取ることにより、被測定物の形状を得る方法（光切
断法）や、被測定面上で常に焦点を結ぶように光学系を
上下に駆動してその駆動量に基づいて被測定物の高さを
測定する焦点追尾方式と称される方法が知られている。
て、直線状の光を被測定物に斜めから投射し、その反射
光をエリアセンサ等で受光して、光の直線からのズレを
読み取ることにより、被測定物の形状を得る方法（光切
断法）や、被測定面上で常に焦点を結ぶように光学系を
上下に駆動してその駆動量に基づいて被測定物の高さを
測定する焦点追尾方式と称される方法が知られている。
【０００３】また、特公平６─１１６７号公報には、可
干渉性の低い光源を用いた光干渉計を使用して、干渉計
を光軸（Ｚ）方向にスキャニングして、可干渉性が最大
となる点を検出して被測定物の３次元形状を測定する方
法及び装置が開示されている。
干渉性の低い光源を用いた光干渉計を使用して、干渉計
を光軸（Ｚ）方向にスキャニングして、可干渉性が最大
となる点を検出して被測定物の３次元形状を測定する方
法及び装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記光切断
法では測定範囲が断面となるため、被測定物（ワーク）
の３次元的なデータを得るにはワークを移動可能なステ
ージ等に載置して、ワークを移動させて測定する必要が
あり、高精度な測定は困難であるという問題がある。ま
た、ワークの傾きが直接測定誤差になるため、例えば同
一ウエハ内の同じ高さのバンプについても、該ウエハの
反り・うねり等により、同一測定値が得られないという
問題もある。
法では測定範囲が断面となるため、被測定物（ワーク）
の３次元的なデータを得るにはワークを移動可能なステ
ージ等に載置して、ワークを移動させて測定する必要が
あり、高精度な測定は困難であるという問題がある。ま
た、ワークの傾きが直接測定誤差になるため、例えば同
一ウエハ内の同じ高さのバンプについても、該ウエハの
反り・うねり等により、同一測定値が得られないという
問題もある。
【０００５】一方、焦点追尾式では焦点スポット１点で
の測定であるため、ワークの３次元的なデータを得るた
めにはワークをｘ，ｙ方向にスキャニングする必要があ
り、測定に長時間を要するとともに精度的にも問題があ
る。また、上記可干渉性を検出する方法では、高さ方向
（ｚ方向）に０．１μｍ程度の刻み幅で全測定範囲をス
キャニングする必要があり、測定時間が長くなるという
問題がある。
の測定であるため、ワークの３次元的なデータを得るた
めにはワークをｘ，ｙ方向にスキャニングする必要があ
り、測定に長時間を要するとともに精度的にも問題があ
る。また、上記可干渉性を検出する方法では、高さ方向
（ｚ方向）に０．１μｍ程度の刻み幅で全測定範囲をス
キャニングする必要があり、測定時間が長くなるという
問題がある。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、バンプの高さを高速で測定でき、特にバンプ
が設計値（公差を含む）内にあるか否かを高速に判定す
ることができるバンプ高さ測定方法及び装置を提供する
ことを目的とする。
たもので、バンプの高さを高速で測定でき、特にバンプ
が設計値（公差を含む）内にあるか否かを高速に判定す
ることができるバンプ高さ測定方法及び装置を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
するために、第１の材料の上に、前記第１の材料と異な
る第２の材料からなるバンプが形成されているワークに
ついて、該バンプの高さを判別するバンプ高さ測定方法
において、スペクトル幅の広い光源を用いた光学干渉計
と、前記ワーク又は参照面を光軸方向に移動する移動手
段と、前記移動手段により移動した前記ワーク又は参照
面の位置の移動量を検出する位置移動量検出手段と、前
記移動手段による前記ワーク又は前記参照面の位置の移
動に伴って発生する干渉縞を撮像する撮像手段と、前記
撮像手段で得られた画像データを基に、ワークの各測定
点毎に干渉強度を検出する干渉強度検出手段とを用い、
前記バンプの高さ方向を測定する基準となる高さ基準値
に基づいて前記バンプ上面が前記光学干渉計の可干渉範
囲外の位置になるように前記ワーク又は前記参照面を第
１の所定位置に移動し、前記第１の所定位置における第
１の画像データをメモリに記憶し、その後、前記移動手
段により前記ワーク又は前記参照面を前記バンプ高さ方
向の第２の所定位置に移動し、該第２の所定位置での第
２の干渉縞の画像データと前記第１の画像データとから
各画素毎に干渉縞強度を算出し、これの所定領域内につ
いての平均値を求め、前記干渉縞強度の平均値が一定の
値よりも大きい場合には前記第２の所定位置の所定範囲
内にバンプ高さがあると判別し、前記干渉縞強度の平均
値が前記一定の値以下の場合には前記第２の所定位置の
所定範囲外にバンプ高さがあると判別することを特徴と
している。
するために、第１の材料の上に、前記第１の材料と異な
る第２の材料からなるバンプが形成されているワークに
ついて、該バンプの高さを判別するバンプ高さ測定方法
において、スペクトル幅の広い光源を用いた光学干渉計
と、前記ワーク又は参照面を光軸方向に移動する移動手
段と、前記移動手段により移動した前記ワーク又は参照
面の位置の移動量を検出する位置移動量検出手段と、前
記移動手段による前記ワーク又は前記参照面の位置の移
動に伴って発生する干渉縞を撮像する撮像手段と、前記
撮像手段で得られた画像データを基に、ワークの各測定
点毎に干渉強度を検出する干渉強度検出手段とを用い、
前記バンプの高さ方向を測定する基準となる高さ基準値
に基づいて前記バンプ上面が前記光学干渉計の可干渉範
囲外の位置になるように前記ワーク又は前記参照面を第
１の所定位置に移動し、前記第１の所定位置における第
１の画像データをメモリに記憶し、その後、前記移動手
段により前記ワーク又は前記参照面を前記バンプ高さ方
向の第２の所定位置に移動し、該第２の所定位置での第
２の干渉縞の画像データと前記第１の画像データとから
各画素毎に干渉縞強度を算出し、これの所定領域内につ
いての平均値を求め、前記干渉縞強度の平均値が一定の
値よりも大きい場合には前記第２の所定位置の所定範囲
内にバンプ高さがあると判別し、前記干渉縞強度の平均
値が前記一定の値以下の場合には前記第２の所定位置の
所定範囲外にバンプ高さがあると判別することを特徴と
している。
【０００８】
【作用】本発明によれば、第１の材料の上に、前記第１
の材料と異なる第２の材料から成るバンプが形成されて
いるワークをスペクトル幅の広い光源を用いた干渉計の
もとに置き、先ず、バンプ高さ方向を測定する基準とな
る位置の高さ基準値に基づいて、移動手段によってワー
ク又は参照面を光軸方向に移動して、前記バンプ上面が
前記光学干渉計の可干渉範囲外となる第１の所定位置に
する。そしてこの位置での画像を撮像手段で撮像し、メ
モリに記憶している。続いて、移動手段によって前記ワ
ーク又は前記参照面を移動し、第２の所定位置で第２の
画像データを得て、前記第１の画像データに基づいて干
渉縞強度を各画素毎に算出する。尚、前記干渉縞強度は
各画素毎に第１の画像データＩ1 と第２の画像データＩ
2 の差の自乗（或いは差の絶対値）等によって求める。
の材料と異なる第２の材料から成るバンプが形成されて
いるワークをスペクトル幅の広い光源を用いた干渉計の
もとに置き、先ず、バンプ高さ方向を測定する基準とな
る位置の高さ基準値に基づいて、移動手段によってワー
ク又は参照面を光軸方向に移動して、前記バンプ上面が
前記光学干渉計の可干渉範囲外となる第１の所定位置に
する。そしてこの位置での画像を撮像手段で撮像し、メ
モリに記憶している。続いて、移動手段によって前記ワ
ーク又は前記参照面を移動し、第２の所定位置で第２の
画像データを得て、前記第１の画像データに基づいて干
渉縞強度を各画素毎に算出する。尚、前記干渉縞強度は
各画素毎に第１の画像データＩ1 と第２の画像データＩ
2 の差の自乗（或いは差の絶対値）等によって求める。
【０００９】前記第２の所定位置においてバンプ位置が
干渉計の可干渉範囲内にある場合は、該バンプによりス
ペックルが検出され、干渉縞強度が大きくなる。一方、
前記第２の所定位置のバンプ位置が干渉計の可干渉範囲
外にある場合は、バンプによるスペックルが検出され
ず、干渉縞強度は小さくなる。尚、バンプ材料とバンプ
以外の材料とは異なっているためにそれぞれ反射光量に
差が生じるので、バンプ部分が特定できる。
干渉計の可干渉範囲内にある場合は、該バンプによりス
ペックルが検出され、干渉縞強度が大きくなる。一方、
前記第２の所定位置のバンプ位置が干渉計の可干渉範囲
外にある場合は、バンプによるスペックルが検出され
ず、干渉縞強度は小さくなる。尚、バンプ材料とバンプ
以外の材料とは異なっているためにそれぞれ反射光量に
差が生じるので、バンプ部分が特定できる。
【００１０】上述の原理に基づいて、前記干渉縞強度の
所定領域内における平均値を求め、この干渉縞強度の平
均値が一定の値より大きい時は、バンプ高さは前記第２
の所定位置の所定範囲内にあると判別し、前記干渉縞強
度の平均値が前記一定の値以下の場合には該バンプ高さ
は前記第２の所定位置の所定範囲外にあると判別するこ
とができる。このように、干渉計の可干渉範囲程度の精
度で、バンプ高さの判定を高速に行うことができる。
所定領域内における平均値を求め、この干渉縞強度の平
均値が一定の値より大きい時は、バンプ高さは前記第２
の所定位置の所定範囲内にあると判別し、前記干渉縞強
度の平均値が前記一定の値以下の場合には該バンプ高さ
は前記第２の所定位置の所定範囲外にあると判別するこ
とができる。このように、干渉計の可干渉範囲程度の精
度で、バンプ高さの判定を高速に行うことができる。
【００１１】また、前記高さ基準値を前記バンプが形成
されている前記第１の材料の上端面位置の高さとし、前
記第２の所定位置を前記バンプ高さの設計値の位置とす
れば、バンプが設計値の所定の範囲内に有るか否かを高
速に判定することができる。更に、干渉フィルタを用い
て光源のスペクトル幅を変更することで、干渉計の可干
渉範囲が調整される。これにより、バンプ高さ判定の精
度を変更することができる。
されている前記第１の材料の上端面位置の高さとし、前
記第２の所定位置を前記バンプ高さの設計値の位置とす
れば、バンプが設計値の所定の範囲内に有るか否かを高
速に判定することができる。更に、干渉フィルタを用い
て光源のスペクトル幅を変更することで、干渉計の可干
渉範囲が調整される。これにより、バンプ高さ判定の精
度を変更することができる。
【００１２】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係るバンプ高
さ測定方法及び装置の好ましい実施例について詳説す
る。図１は本発明に係るバンプ高さ測定装置の構成を説
明するための概略構成図である。同図に示すように本測
定装置は主に、光源ランプ１２、コリメートレンズ１
４、ビームスプリッタ１６、参照鏡１８、ピエゾ素子
（ＰｚＴ）２０、変位センサ２２、対物レンズ２３、結
像レンズ２４、白黒固体撮像カメラ２６、フレームメモ
リ２８及び中央処理演算装置（ＣＰＵ）３０等から構成
される。尚、同図ではトワイマン・グリーン型干渉計を
例に説明するが、これに限らず、リニック型、ミラウ型
干渉計等でもよい。
さ測定方法及び装置の好ましい実施例について詳説す
る。図１は本発明に係るバンプ高さ測定装置の構成を説
明するための概略構成図である。同図に示すように本測
定装置は主に、光源ランプ１２、コリメートレンズ１
４、ビームスプリッタ１６、参照鏡１８、ピエゾ素子
（ＰｚＴ）２０、変位センサ２２、対物レンズ２３、結
像レンズ２４、白黒固体撮像カメラ２６、フレームメモ
リ２８及び中央処理演算装置（ＣＰＵ）３０等から構成
される。尚、同図ではトワイマン・グリーン型干渉計を
例に説明するが、これに限らず、リニック型、ミラウ型
干渉計等でもよい。
【００１３】ランプ１２は例えば白色光源を用い、該ラ
ンプ１２から出射された光は、コリメートレンズ１４に
より平行光にされ、ビームスプリッタ１６により２方向
に分割される。即ち、ビームスプリッタ１６で反射した
光は対物レンズ２３を介して被測定対象物（ワーク）Ｗ
に照射され、他方、ビームスプリッタ１６を透過した光
は参照鏡１８に照射される。
ンプ１２から出射された光は、コリメートレンズ１４に
より平行光にされ、ビームスプリッタ１６により２方向
に分割される。即ち、ビームスプリッタ１６で反射した
光は対物レンズ２３を介して被測定対象物（ワーク）Ｗ
に照射され、他方、ビームスプリッタ１６を透過した光
は参照鏡１８に照射される。
【００１４】ワークＷは固定されたステージ台（不図
示）に載せられており、ワークＷの表面で反射した光
は、ビームスプリッタ１６及び結像レンズ２４を経てカ
メラ２６に達し、他方、参照鏡１８で反射した光はビー
ムスプリッタ１６及び結像レンズ２４を経てカメラ２６
に達する。ＰｚＴ２０はＰｚＴドライバ３２によって駆
動され、参照鏡１８を光軸方向に変位させることがで
き、変位センサ２２は変位センサドライバ３４を介して
駆動され、前記参照鏡１８の変位量を検出している。
示）に載せられており、ワークＷの表面で反射した光
は、ビームスプリッタ１６及び結像レンズ２４を経てカ
メラ２６に達し、他方、参照鏡１８で反射した光はビー
ムスプリッタ１６及び結像レンズ２４を経てカメラ２６
に達する。ＰｚＴ２０はＰｚＴドライバ３２によって駆
動され、参照鏡１８を光軸方向に変位させることがで
き、変位センサ２２は変位センサドライバ３４を介して
駆動され、前記参照鏡１８の変位量を検出している。
【００１５】カメラ２６は、前記２光束の光学距離の差
（光路長差）に対応して観察される干渉縞を撮像すると
共に、該干渉縞画像を所定の電気信号に変換してフレー
ムメモリ２８に出力する。フレームメモリ２８は前記干
渉縞画像を前記光路長差、即ち参照鏡１８の変位量を変
数として記録する。ＣＰＵ３０は、バス３６を介して前
記フレームメモリ２８、ＰｚＴドライバ３２及び変位セ
ンサドライバ３４と接続されるとともに、フレームメモ
リ２８を介して入力する干渉縞データを処理してワーク
Ｗのバンプ形状を検出する。尚、このデータ処理につい
ては後述する。
（光路長差）に対応して観察される干渉縞を撮像すると
共に、該干渉縞画像を所定の電気信号に変換してフレー
ムメモリ２８に出力する。フレームメモリ２８は前記干
渉縞画像を前記光路長差、即ち参照鏡１８の変位量を変
数として記録する。ＣＰＵ３０は、バス３６を介して前
記フレームメモリ２８、ＰｚＴドライバ３２及び変位セ
ンサドライバ３４と接続されるとともに、フレームメモ
リ２８を介して入力する干渉縞データを処理してワーク
Ｗのバンプ形状を検出する。尚、このデータ処理につい
ては後述する。
【００１６】また、ＣＰＵ３０には、キーボード４０及
びモニタＴＶ４２が接続されており、操作者はモニタＴ
Ｖ４２の表示を見ながら、キーボード４０を介して各種
入力を行うことができるとともに、モニタＴＶ４２にワ
ークＷのバンプ形状測定結果等を表示させることができ
る。更に、バス３６にインターフェイス４４を介して記
録媒体４６を接続することが可能である。この記録媒体
４６はハードディスクドライブ４７及びフロッピディス
クドライブ４８を含み、測定したワークＷのバンプ測定
データ等を保存することができる。尚、前記記録媒体４
６（図中点線で示す部分）は本発明の構成上必須ではな
い。
びモニタＴＶ４２が接続されており、操作者はモニタＴ
Ｖ４２の表示を見ながら、キーボード４０を介して各種
入力を行うことができるとともに、モニタＴＶ４２にワ
ークＷのバンプ形状測定結果等を表示させることができ
る。更に、バス３６にインターフェイス４４を介して記
録媒体４６を接続することが可能である。この記録媒体
４６はハードディスクドライブ４７及びフロッピディス
クドライブ４８を含み、測定したワークＷのバンプ測定
データ等を保存することができる。尚、前記記録媒体４
６（図中点線で示す部分）は本発明の構成上必須ではな
い。
【００１７】次に、本測定装置の測定原理について説明
する。図２は図１の干渉計部分の拡大概略図である。ビ
ームスプリッタ１６と参照鏡１８との間の距離をＬＲ、
ビームスプリッタ１６とワークＷとの間の距離をＬＷと
すると、この場合の光路長差（ＯＰＤ：Optical path d
ifference ）は次式（１） ＯＰＤ＝２×（ＬＲ−ＬＷ）……（１） で表される。
する。図２は図１の干渉計部分の拡大概略図である。ビ
ームスプリッタ１６と参照鏡１８との間の距離をＬＲ、
ビームスプリッタ１６とワークＷとの間の距離をＬＷと
すると、この場合の光路長差（ＯＰＤ：Optical path d
ifference ）は次式（１） ＯＰＤ＝２×（ＬＲ−ＬＷ）……（１） で表される。
【００１８】前記ＯＰＤは、ＰｚＴ２０を駆動して参照
鏡１８を光軸上で変位させることにより変化させること
ができる変数として、これを変数Ｚで定義する。ここ
で、ＯＰＤ（＝Ｚ）をゼロ付近で連続的に変化させた場
合、カメラ２６上の１点で観察される干渉縞の強度Ｉ
（Ｚ）は、図３に示すＩ（Ｚ）のような関数になる。本
測定装置では、白色光源を用いているので可干渉範囲は
±０．６μｍ程度である。尚、可干渉範囲は干渉計に使
用する光源のスペクトル幅に依存するので、図示しない
干渉フィルタを光源の前又はカメラの前などに配置して
光源のスペクトル幅を狭くすると、可干渉範囲は広が
る。
鏡１８を光軸上で変位させることにより変化させること
ができる変数として、これを変数Ｚで定義する。ここ
で、ＯＰＤ（＝Ｚ）をゼロ付近で連続的に変化させた場
合、カメラ２６上の１点で観察される干渉縞の強度Ｉ
（Ｚ）は、図３に示すＩ（Ｚ）のような関数になる。本
測定装置では、白色光源を用いているので可干渉範囲は
±０．６μｍ程度である。尚、可干渉範囲は干渉計に使
用する光源のスペクトル幅に依存するので、図示しない
干渉フィルタを光源の前又はカメラの前などに配置して
光源のスペクトル幅を狭くすると、可干渉範囲は広が
る。
【００１９】図４（Ａ）測定対象となるワークの一例を
示す平面図であり、図４（Ｂ）はその断面図である。同
図に示すワークは、シリコンウエハ５０上に直方形状の
金（Ａｕ）のバンプ５４が形成されたものであり、この
バンプ５４はシリコンウエハ面５０ａを基準として高さ
設計値ｄで形成されている。尚、バンプ５４の上面５４
ａは任意の粗さを有している（図４（ｂ）参照）。
示す平面図であり、図４（Ｂ）はその断面図である。同
図に示すワークは、シリコンウエハ５０上に直方形状の
金（Ａｕ）のバンプ５４が形成されたものであり、この
バンプ５４はシリコンウエハ面５０ａを基準として高さ
設計値ｄで形成されている。尚、バンプ５４の上面５４
ａは任意の粗さを有している（図４（ｂ）参照）。
【００２０】このバンプ５４周辺を上記干渉計で撮像し
た場合、以下の現象が観察される。即ち、バンプ上面５
４ａの位置が干渉計の可干渉範囲内にないとき、光源光
は、平滑なシリコン基板面で反射されるとともに、バン
プ５４の粗い上面５４ａで散乱されるので、該バンプ部
分５２が周囲のシリコン部５０に比べて暗くなる。この
ときの干渉強度を図５（Ａ）に示す。
た場合、以下の現象が観察される。即ち、バンプ上面５
４ａの位置が干渉計の可干渉範囲内にないとき、光源光
は、平滑なシリコン基板面で反射されるとともに、バン
プ５４の粗い上面５４ａで散乱されるので、該バンプ部
分５２が周囲のシリコン部５０に比べて暗くなる。この
ときの干渉強度を図５（Ａ）に示す。
【００２１】一方、バンプ上面５４ａの位置が干渉計の
可干渉範囲内にあるとき、光源光はバンプ５４の粗い上
面５４ａで散乱されるとともに、任意に干渉するので、
該バンプ部は光の干渉強度分布がランダムになるスペッ
クルが観測される。このときの干渉強度を図５（Ｂ）に
示す。本測定装置はこのスペックルを検出してバンプ５
４の高さが可干渉範囲内に有るか否かを判別すること
で、バンプ５４が設計値ｄの許容範囲（公差を含む）に
有るか否かを判別するものである。
可干渉範囲内にあるとき、光源光はバンプ５４の粗い上
面５４ａで散乱されるとともに、任意に干渉するので、
該バンプ部は光の干渉強度分布がランダムになるスペッ
クルが観測される。このときの干渉強度を図５（Ｂ）に
示す。本測定装置はこのスペックルを検出してバンプ５
４の高さが可干渉範囲内に有るか否かを判別すること
で、バンプ５４が設計値ｄの許容範囲（公差を含む）に
有るか否かを判別するものである。
【００２２】先ず、ウエハ基板上面５０ａを基準面とし
てこの基準面からバンプ設計値ｄの位置を当該干渉計の
Ｚ＝０の位置として定めておく。即ち、これにより、バ
ンプ５４の高さが設計値ｄ±約０．６μｍの範囲にある
場合は、図５（Ｂ）のようなスペックルが検出されるこ
とになる。逆に、バンプの高さが設計値ｄよりも大きい
か又は小さいことによって、可干渉範囲外になった場合
には、スペックルは観察されず、図５（Ａ）のようにな
る。
てこの基準面からバンプ設計値ｄの位置を当該干渉計の
Ｚ＝０の位置として定めておく。即ち、これにより、バ
ンプ５４の高さが設計値ｄ±約０．６μｍの範囲にある
場合は、図５（Ｂ）のようなスペックルが検出されるこ
とになる。逆に、バンプの高さが設計値ｄよりも大きい
か又は小さいことによって、可干渉範囲外になった場合
には、スペックルは観察されず、図５（Ａ）のようにな
る。
【００２３】尚、設計値ｄよりもプラス側にある場合或
いは、マイナス側にある場合の何れかであるかの判定
（バンプ高さをクラス分け）をするには、図５（Ａ）か
らは直ちに判断されないので、参照鏡１８の位置を移動
させて、スペックルの検出を観測すればよい。次に、バ
ンプ５４部分の干渉強度のバラツキを定量化するため
に、予め可干渉範囲外にあることが知られている位置で
の画像を参照データとして、これとの差の自乗｛Ｉ
2 (x,y) −Ｉ1 (x,y) ｝2 を算出する。尚、Ｉ1 (x,y)
は画素(x,y)における第１の画像データ、Ｉ2 (x,y) は
画素(x,y) 第２の画像データを表す。
いは、マイナス側にある場合の何れかであるかの判定
（バンプ高さをクラス分け）をするには、図５（Ａ）か
らは直ちに判断されないので、参照鏡１８の位置を移動
させて、スペックルの検出を観測すればよい。次に、バ
ンプ５４部分の干渉強度のバラツキを定量化するため
に、予め可干渉範囲外にあることが知られている位置で
の画像を参照データとして、これとの差の自乗｛Ｉ
2 (x,y) −Ｉ1 (x,y) ｝2 を算出する。尚、Ｉ1 (x,y)
は画素(x,y)における第１の画像データ、Ｉ2 (x,y) は
画素(x,y) 第２の画像データを表す。
【００２４】そして、バンプ領域の所定の領域内につい
てその平均値を求め、一定の値よりも大きいときは、バ
ンプ５４の高さが可干渉範囲内に有ると判断する。上記
スペックルの検出によるバンプ高さの判定は、所定の基
準面からの相対的な高さの測定であり、また、前記参照
データを得る為にも、その前段階としてバンプ高さを測
定する基準値を与える必要がある。尚、その基準値には
バンプ５４が形成されている基底面（ウエハの基板上面
５０ａ）の高さ値が最も適している。
てその平均値を求め、一定の値よりも大きいときは、バ
ンプ５４の高さが可干渉範囲内に有ると判断する。上記
スペックルの検出によるバンプ高さの判定は、所定の基
準面からの相対的な高さの測定であり、また、前記参照
データを得る為にも、その前段階としてバンプ高さを測
定する基準値を与える必要がある。尚、その基準値には
バンプ５４が形成されている基底面（ウエハの基板上面
５０ａ）の高さ値が最も適している。
【００２５】そこで、次に、バンプ５４が形成されてい
るウエハ基板面５０ａの高さを検出する方法の一例を説
明する。図１と同様の構成を用いて、ＯＰＤ（＝Ｚ）を
ゼロ付近で連続的に変化させた場合、カメラ上の１点で
観察される干渉縞の強度Ｉ（Ｚ）は、図６（Ａ）に示す
Ｉ（Ｚ）のような関数になる。また、前記Ｉ（Ｚ）のＺ
についての微分は同図Ｊ（Ｚ）のような関数になる。本
測定装置では、Ｚを全測定範囲内で変化させ、カメラ上
の各測定点について上記Ｊ（Ｚ）の最大値（又は最小
値）を与えるＺ値、即ちＺａ（又はＺｂ）を求めること
により、ワークＷのウエハ表面高さを算出するものであ
る。
るウエハ基板面５０ａの高さを検出する方法の一例を説
明する。図１と同様の構成を用いて、ＯＰＤ（＝Ｚ）を
ゼロ付近で連続的に変化させた場合、カメラ上の１点で
観察される干渉縞の強度Ｉ（Ｚ）は、図６（Ａ）に示す
Ｉ（Ｚ）のような関数になる。また、前記Ｉ（Ｚ）のＺ
についての微分は同図Ｊ（Ｚ）のような関数になる。本
測定装置では、Ｚを全測定範囲内で変化させ、カメラ上
の各測定点について上記Ｊ（Ｚ）の最大値（又は最小
値）を与えるＺ値、即ちＺａ（又はＺｂ）を求めること
により、ワークＷのウエハ表面高さを算出するものであ
る。
【００２６】以下具体的にＪ（Ｚ）の最大値を与えるＺ
値、即ちＺａを簡易に検出する方法を説明する。Ｚは予
め定められた一定間隔で離散的に変化させることがで
き、各Ｚ値に応じて干渉縞画像を取得し、該画像のデー
タから干渉縞の強度を観察する。そして連続する２点Ｚ
i ，Ｚi-1 での干渉縞強度Ｉ（Ｚi)，Ｉ（Ｚi-1)を用い
て、微分値Ｊ（Ｚi)を次式（２），（３） ・Ｉ（Ｚi)＞Ｉ（Ｚi-1)のとき Ｊ（Ｚi)＝Ｉ（Ｚi)−Ｉ（Ｚi-1)……（２） ・Ｉ（Ｚi)≦Ｉ（Ｚi-1)のとき Ｊ（Ｚi)＝０ ……（３） 但し、 Ｚi −Ｚi-1 ＝定数Ｃ ：Ｃは参照鏡１８を移動さ
せる一定間隔距離 ０＜Ｚi −Ｚi-1 ≦λ／６ ：λは光源の中心波長 で算出する。
値、即ちＺａを簡易に検出する方法を説明する。Ｚは予
め定められた一定間隔で離散的に変化させることがで
き、各Ｚ値に応じて干渉縞画像を取得し、該画像のデー
タから干渉縞の強度を観察する。そして連続する２点Ｚ
i ，Ｚi-1 での干渉縞強度Ｉ（Ｚi)，Ｉ（Ｚi-1)を用い
て、微分値Ｊ（Ｚi)を次式（２），（３） ・Ｉ（Ｚi)＞Ｉ（Ｚi-1)のとき Ｊ（Ｚi)＝Ｉ（Ｚi)−Ｉ（Ｚi-1)……（２） ・Ｉ（Ｚi)≦Ｉ（Ｚi-1)のとき Ｊ（Ｚi)＝０ ……（３） 但し、 Ｚi −Ｚi-1 ＝定数Ｃ ：Ｃは参照鏡１８を移動さ
せる一定間隔距離 ０＜Ｚi −Ｚi-1 ≦λ／６ ：λは光源の中心波長 で算出する。
【００２７】Ｚを全測定範囲内で変化させて上記Ｊ
（Ｚ）を算出し、それらのうちＪ（Ｚ）の最大値を与え
るＺ値、即ちＺi とＺi-1 の一組を判別し、次式（４） Ｚａ＝（Ｚi ＋Ｚi-1 ）／２……（４） でＪ（Ｚ）の最大値を与えるＺａを検出する。これによ
り、Ｚａを簡易に検出することができる。
（Ｚ）を算出し、それらのうちＪ（Ｚ）の最大値を与え
るＺ値、即ちＺi とＺi-1 の一組を判別し、次式（４） Ｚａ＝（Ｚi ＋Ｚi-1 ）／２……（４） でＪ（Ｚ）の最大値を与えるＺａを検出する。これによ
り、Ｚａを簡易に検出することができる。
【００２８】また、前記式（４）に代えて、図６（Ｂ）
に示すように、前記Ｊ（Ｚ）の最大値を与えるＺi とＺ
i-1 の２点Ａ（Ｚi ，Ｉ（Ｚi)）及びＢ（Ｚi-1 ，Ｉ
（Ｚi-1)）を結ぶ直線Ｌ１と、干渉縞強度のバイアス値
（ＤＣ値）との交点をＪ（Ｚ）の最大値を与えるＺａと
して検出してもよい。これにより得られるＺａは前記式
（４）から得られるＺａよりも高精度となる。
に示すように、前記Ｊ（Ｚ）の最大値を与えるＺi とＺ
i-1 の２点Ａ（Ｚi ，Ｉ（Ｚi)）及びＢ（Ｚi-1 ，Ｉ
（Ｚi-1)）を結ぶ直線Ｌ１と、干渉縞強度のバイアス値
（ＤＣ値）との交点をＪ（Ｚ）の最大値を与えるＺａと
して検出してもよい。これにより得られるＺａは前記式
（４）から得られるＺａよりも高精度となる。
【００２９】尚、上記ＤＣ値は、可干渉範囲外の各画素
の明暗値として求めることができるのみならず、複数の
測定点の平均値として求めてもよし、或いは周波数解析
により算出してもよい。こうして得られたＺａを基に測
定基準値となるウエハ基板面５０ａの高さ位置の測定が
行われる。この基準面の測定はバンプ高さ計測毎に毎回
行う必要はない。また、上述した方法を用いる場合は、
図１に示す同一の測定装置において基準面の測定モード
と、バンプ高さ判定とモードを切り換え可能にしておく
ことが考えられる。
の明暗値として求めることができるのみならず、複数の
測定点の平均値として求めてもよし、或いは周波数解析
により算出してもよい。こうして得られたＺａを基に測
定基準値となるウエハ基板面５０ａの高さ位置の測定が
行われる。この基準面の測定はバンプ高さ計測毎に毎回
行う必要はない。また、上述した方法を用いる場合は、
図１に示す同一の測定装置において基準面の測定モード
と、バンプ高さ判定とモードを切り換え可能にしておく
ことが考えられる。
【００３０】尚、基準面はウエハ面に限らず、バンプ５
４の設計値を指定できる基準となる高さであればよい。
また、基準面の測定は上述した方法に限らず他の方法で
行ってもよい。上記構成のバンプ高さ測定装置の測定手
順について、図７、図８を参照しながら説明する。
４の設計値を指定できる基準となる高さであればよい。
また、基準面の測定は上述した方法に限らず他の方法で
行ってもよい。上記構成のバンプ高さ測定装置の測定手
順について、図７、図８を参照しながら説明する。
【００３１】図７はバンプ測定の基準面となるウエハ基
板面の位置を検出する際のフロー図である。先ず、図１
の測定装置を基準面測定モードにし、基準面となるウエ
ハ面５０ａの高さを測定する。これには、ワークＷのウ
エハ基板面５０ａ上の各測定点(x,y) 毎の微分最大値
Ｊ′(x,y) 及びその最大値を与えるφ′(x,y) のメモリ
をクリアし、測定装置の初期化を行うとともに、ＰｚＴ
２０を駆動してＺ方向測定位置を初期位置に移動する
（ステップ１０２）。
板面の位置を検出する際のフロー図である。先ず、図１
の測定装置を基準面測定モードにし、基準面となるウエ
ハ面５０ａの高さを測定する。これには、ワークＷのウ
エハ基板面５０ａ上の各測定点(x,y) 毎の微分最大値
Ｊ′(x,y) 及びその最大値を与えるφ′(x,y) のメモリ
をクリアし、測定装置の初期化を行うとともに、ＰｚＴ
２０を駆動してＺ方向測定位置を初期位置に移動する
（ステップ１０２）。
【００３２】そして上述した方法により、各測定点(x,
y) における微分値Ｊ(x,y) を算出する（ステップ１０
４）。次に、各測定点(x,y) 毎にステップ１０４で求め
たＪ(x,y) と、前記メモリに記憶している前回までの微
分最大値Ｊ′(x,y) とを比較し（ステップ１０６）、 Ｊ(x,y) ＞ Ｊ′(x,y) の場合にＪ′(x,y) をＪ(x,y) に置き換えて微分最大値
Ｊ′(x,y) を更新するとともに、その時のＺ位置φ′
(x,y) を更新する（ステップ１０８）。尚、初期位置で
は、メモリはクリアされておりＪ′(x,y) 及びφ′(x,
y) は記録されていないので、自動的にＪ′(x,y) ，
φ′(x,y) が記録される。
y) における微分値Ｊ(x,y) を算出する（ステップ１０
４）。次に、各測定点(x,y) 毎にステップ１０４で求め
たＪ(x,y) と、前記メモリに記憶している前回までの微
分最大値Ｊ′(x,y) とを比較し（ステップ１０６）、 Ｊ(x,y) ＞ Ｊ′(x,y) の場合にＪ′(x,y) をＪ(x,y) に置き換えて微分最大値
Ｊ′(x,y) を更新するとともに、その時のＺ位置φ′
(x,y) を更新する（ステップ１０８）。尚、初期位置で
は、メモリはクリアされておりＪ′(x,y) 及びφ′(x,
y) は記録されていないので、自動的にＪ′(x,y) ，
φ′(x,y) が記録される。
【００３３】続いて、ＰｚＴ２０を駆動して参照鏡１８
をＺ方向に一定距離Ｃだけ移動させて、測定位置を移動
する（ステップ１１０）。該測定位置でステップ１０
４、１０６の工程を行い、 Ｊ(x,y) ＞ Ｊ′(x,y) の場合にはＪ′(x,y) をＪ(x,y) に置き換えて微分最大
値Ｊ′(x,y) を更新するとともに、その時のＺ位置φ′
(x,y) を更新する（ステップ１０８）。
をＺ方向に一定距離Ｃだけ移動させて、測定位置を移動
する（ステップ１１０）。該測定位置でステップ１０
４、１０６の工程を行い、 Ｊ(x,y) ＞ Ｊ′(x,y) の場合にはＪ′(x,y) をＪ(x,y) に置き換えて微分最大
値Ｊ′(x,y) を更新するとともに、その時のＺ位置φ′
(x,y) を更新する（ステップ１０８）。
【００３４】一方、ステップ１０６でＪ(x,y) ≦Ｊ′
(x,y) の場合はＪ′(x,y) は更新されない。同様にし
て、全測定範囲内の測定が終了するまで上記工程を繰り
返し、変位センサ２２が最終測定位置を検出したら（ス
テップ１１２）、測定を終了し、メモリに記憶している
φ′(x,y) に基づいてシリコン基板面の位置を求める
（ステップ１１４）。
(x,y) の場合はＪ′(x,y) は更新されない。同様にし
て、全測定範囲内の測定が終了するまで上記工程を繰り
返し、変位センサ２２が最終測定位置を検出したら（ス
テップ１１２）、測定を終了し、メモリに記憶している
φ′(x,y) に基づいてシリコン基板面の位置を求める
（ステップ１１４）。
【００３５】尚、本実施例では微分値Ｊ′(x,y) の置き
換えを測定位置毎に逐次行う場合を説明したが、これに
限るものでなく、測定範囲（Ｚ）の一部範囲又は全範囲
について複数の画像データを取り込んでメモリに保存し
た後、前記微分値Ｊ(x,y) の最大値を算出してもよい。
上記方法に限らず他の方法によってシリコン基板面の位
置を検出してもよい。また、一度検出すれば、バンプ高
さ測定の度に毎回検出する必要はない。
換えを測定位置毎に逐次行う場合を説明したが、これに
限るものでなく、測定範囲（Ｚ）の一部範囲又は全範囲
について複数の画像データを取り込んでメモリに保存し
た後、前記微分値Ｊ(x,y) の最大値を算出してもよい。
上記方法に限らず他の方法によってシリコン基板面の位
置を検出してもよい。また、一度検出すれば、バンプ高
さ測定の度に毎回検出する必要はない。
【００３６】図８はバンプ高さ判別の手順を示すフロー
図である。上記手順によって基準面が検出された後（ス
テップ２０１）、参照鏡１８をバンプ５４の可干渉範囲
外に移動し（ステップ２０２）、参照画像（画像Ａ）を
取り込む（ステップ２０４）。尚、この画像Ａに基づく
干渉強度は図５（Ａ）に示すようなものとなる。次に、
参照鏡１８をバンプ５４の設計値高さｄへ移動し（ステ
ップ２０６）、測定画像（画像Ｂ）を取り込む（ステッ
プ２０８）。
図である。上記手順によって基準面が検出された後（ス
テップ２０１）、参照鏡１８をバンプ５４の可干渉範囲
外に移動し（ステップ２０２）、参照画像（画像Ａ）を
取り込む（ステップ２０４）。尚、この画像Ａに基づく
干渉強度は図５（Ａ）に示すようなものとなる。次に、
参照鏡１８をバンプ５４の設計値高さｄへ移動し（ステ
ップ２０６）、測定画像（画像Ｂ）を取り込む（ステッ
プ２０８）。
【００３７】そして、各画素（ピクセル）についてステ
ップ２０４で得られた画像Ａとステップ２０６で得られ
た画像Ｂから干渉縞強度を次式（５） 干渉縞強度＝（画像Ｂ−画像Ａ）2 ……（５） で算出する（ステップ２１０）。バンプの高さが可干渉
範囲内にあれば、バンプ部分にスペックルが発生するた
めに、上記干渉縞強度は大きくなる。一方、バンプ高さ
が可干渉範囲内になければ、バンプ部分にスペックルが
発生せず、上記干渉縞強度は小さい。
ップ２０４で得られた画像Ａとステップ２０６で得られ
た画像Ｂから干渉縞強度を次式（５） 干渉縞強度＝（画像Ｂ−画像Ａ）2 ……（５） で算出する（ステップ２１０）。バンプの高さが可干渉
範囲内にあれば、バンプ部分にスペックルが発生するた
めに、上記干渉縞強度は大きくなる。一方、バンプ高さ
が可干渉範囲内になければ、バンプ部分にスペックルが
発生せず、上記干渉縞強度は小さい。
【００３８】続いて、バンプ部分の所定領域についての
平均値（干渉縞平均強度）Ａｖｅ．を次式（６） で算出する（ステップ２１１）。尚、前記所定領域は、
バンプ部分の領域全体を一の領域としてもよいし、バン
プ領域の一部でもよい。またバンプ領域を複数のブロッ
クに分割して、ブロック毎にそれぞれ平均値を求めて、
不適切な値を示すブロックについては計算から除外する
等の態様も考えられる。
平均値（干渉縞平均強度）Ａｖｅ．を次式（６） で算出する（ステップ２１１）。尚、前記所定領域は、
バンプ部分の領域全体を一の領域としてもよいし、バン
プ領域の一部でもよい。またバンプ領域を複数のブロッ
クに分割して、ブロック毎にそれぞれ平均値を求めて、
不適切な値を示すブロックについては計算から除外する
等の態様も考えられる。
【００３９】式（６）から得られる干渉縞強度の平均値
を所定の基準比較値と比較して（ステップ２１２）、該
基準比較値以上の場合は設計位置ｄにバンプがあると判
別し（ステップ２１４）、他方、該基準比較値以下の場
合は、設計位置にバンプがないと判別する（ステップ２
１６）。尚、判別の精度は可干渉範囲程度（約±０．６
μｍ）である。
を所定の基準比較値と比較して（ステップ２１２）、該
基準比較値以上の場合は設計位置ｄにバンプがあると判
別し（ステップ２１４）、他方、該基準比較値以下の場
合は、設計位置にバンプがないと判別する（ステップ２
１６）。尚、判別の精度は可干渉範囲程度（約±０．６
μｍ）である。
【００４０】図９は本発明の別の実施例を示すフロー図
である。同図の測定手順は図８に示す測定手順に、パン
プ高さのランク分けを行う工程を追加したものであり、
図８の実施例中同一又は類似の工程には同一の符号を付
し、その説明は省略する。前記ステップ２０８の後、参
照鏡１８を所定の位置へ移動して（ステップ２２１）、
測定画像Ｃを取り込む（ステップ２２２）。前記ステッ
プ２２１及びステップ２２２の工程を複数回（ｎ＝１，
２，３，…）繰り返して得られた画像について、前記ス
テップ２０４で得られた参照画像Ａを基に干渉縞強度を
算出し（ステップ２２４）、バンプ部分の所定領域につ
いての平均値Ａｖｅ．を算出する（ステップ２２５）。
である。同図の測定手順は図８に示す測定手順に、パン
プ高さのランク分けを行う工程を追加したものであり、
図８の実施例中同一又は類似の工程には同一の符号を付
し、その説明は省略する。前記ステップ２０８の後、参
照鏡１８を所定の位置へ移動して（ステップ２２１）、
測定画像Ｃを取り込む（ステップ２２２）。前記ステッ
プ２２１及びステップ２２２の工程を複数回（ｎ＝１，
２，３，…）繰り返して得られた画像について、前記ス
テップ２０４で得られた参照画像Ａを基に干渉縞強度を
算出し（ステップ２２４）、バンプ部分の所定領域につ
いての平均値Ａｖｅ．を算出する（ステップ２２５）。
【００４１】そして、その干渉縞強度の平均値を前記基
準比較値と比較して（ステップ２２６）、干渉縞強度の
平均値が該基準比較値以上となる位置にバンプの高さが
あると判別してバンプの高さのランク分けを行う（ステ
ップ２２８）。他方、該基準比較値以下の場合は、その
位置にバンプがないと判別する（ステップ２３０）。
尚、画像Ｂ及びＣi （ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ）の
取り込み順や干渉縞強度の算出順番は上記に限らず、参
照鏡１８を所定の位置から所定の距離ずつ、一方向に移
動させながら、順次画像を取り込んでもよい。また、分
散の算出は、全ての画像を取り込んだ後に行ってもよい
し、画像を取り込む毎に逐次行ってもよい。
準比較値と比較して（ステップ２２６）、干渉縞強度の
平均値が該基準比較値以上となる位置にバンプの高さが
あると判別してバンプの高さのランク分けを行う（ステ
ップ２２８）。他方、該基準比較値以下の場合は、その
位置にバンプがないと判別する（ステップ２３０）。
尚、画像Ｂ及びＣi （ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ）の
取り込み順や干渉縞強度の算出順番は上記に限らず、参
照鏡１８を所定の位置から所定の距離ずつ、一方向に移
動させながら、順次画像を取り込んでもよい。また、分
散の算出は、全ての画像を取り込んだ後に行ってもよい
し、画像を取り込む毎に逐次行ってもよい。
【００４２】上記実施例では、シリコンウエハ５０上に
形成したＡｕバンプの測定について説明したが、これに
限るものではなく、バンプ部分とそれが形成されている
基底部分とで反射光量に差が生じ、基底面部分とバンプ
部分とが区別されれば測定が可能であるため、基底面の
材料とバンプの材料とが異なるワークについて広く適用
が可能である。特に異種金属には有効である。
形成したＡｕバンプの測定について説明したが、これに
限るものではなく、バンプ部分とそれが形成されている
基底部分とで反射光量に差が生じ、基底面部分とバンプ
部分とが区別されれば測定が可能であるため、基底面の
材料とバンプの材料とが異なるワークについて広く適用
が可能である。特に異種金属には有効である。
【００４３】また、上記実施例では、参照画像として参
照鏡１８をバンプ５４の可干渉範囲外に移動した位置に
おける第１の画像データを用いる場合を説明したが（ス
テップ２０２、２０４参照）、これに限るものでなく、
測定画像から参照画像に相当するデータを得ることも可
能である。例えば、測定画像のデータから最小自乗曲面
を算出し、又は、デジタルローパスフィルタで平均化処
理して仮想的中心曲面を前記第１の画像データに代わる
参照データとしてもよい。これによれば、参照画像を取
得する工程（ステップ２０２、２０４）を削減すること
ができ測定時間が短縮化できる。
照鏡１８をバンプ５４の可干渉範囲外に移動した位置に
おける第１の画像データを用いる場合を説明したが（ス
テップ２０２、２０４参照）、これに限るものでなく、
測定画像から参照画像に相当するデータを得ることも可
能である。例えば、測定画像のデータから最小自乗曲面
を算出し、又は、デジタルローパスフィルタで平均化処
理して仮想的中心曲面を前記第１の画像データに代わる
参照データとしてもよい。これによれば、参照画像を取
得する工程（ステップ２０２、２０４）を削減すること
ができ測定時間が短縮化できる。
【００４４】また、上記実施例では、光源ランプ１２は
白色光源として説明したが、これに限るものでなく、白
色光源に図示しない干渉フィルタを使用してスペクトル
幅を調整してもよいし、又は、あるスペクトル幅を有す
る広域光源を用いてもよい。更に、図示しない干渉フィ
ルタをカメラの前に配置することも考えられる。このよ
うに、光のスペクトル幅を調整して可干渉範囲を変更す
ることができるので、バンプ高さ判定の精度を適宜変更
することことも可能である。例えば、バンプ高さのラフ
な判定に使用することができる。
白色光源として説明したが、これに限るものでなく、白
色光源に図示しない干渉フィルタを使用してスペクトル
幅を調整してもよいし、又は、あるスペクトル幅を有す
る広域光源を用いてもよい。更に、図示しない干渉フィ
ルタをカメラの前に配置することも考えられる。このよ
うに、光のスペクトル幅を調整して可干渉範囲を変更す
ることができるので、バンプ高さ判定の精度を適宜変更
することことも可能である。例えば、バンプ高さのラフ
な判定に使用することができる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るバン
プ高さ測定方法及び装置によれば、干渉計の可干渉範囲
外であることが知られている第１の所定位置での第１の
画像データをもとにして、バンプ高さ方向に定められた
第２の所定位置の第２の干渉縞強度を算出して、その値
に基づいてバンプ位置が可干渉範囲内に有るか否かを判
別するようにしたので、干渉計の可干渉範囲程度の精度
で、バンプ高さの判定を高速に行うことができる。
プ高さ測定方法及び装置によれば、干渉計の可干渉範囲
外であることが知られている第１の所定位置での第１の
画像データをもとにして、バンプ高さ方向に定められた
第２の所定位置の第２の干渉縞強度を算出して、その値
に基づいてバンプ位置が可干渉範囲内に有るか否かを判
別するようにしたので、干渉計の可干渉範囲程度の精度
で、バンプ高さの判定を高速に行うことができる。
【００４６】特に、バンプ高さを測定する基準となる高
さ基準値を前記バンプが形成されている第１の材料の上
端面位置の高さとし、前記第２の所定位置を該バンプ高
さの設計値の位置とすることにより、バンプが設計値の
所定の範囲内に有るか否かを高速に判定することができ
る。また、干渉フィルタを用いて干渉計の光源のスペク
トル幅を調整して可干渉範囲を変更することにより、バ
ンプ高さ判定の精度を適宜変更することも可能である。
さ基準値を前記バンプが形成されている第１の材料の上
端面位置の高さとし、前記第２の所定位置を該バンプ高
さの設計値の位置とすることにより、バンプが設計値の
所定の範囲内に有るか否かを高速に判定することができ
る。また、干渉フィルタを用いて干渉計の光源のスペク
トル幅を調整して可干渉範囲を変更することにより、バ
ンプ高さ判定の精度を適宜変更することも可能である。
【図１】本発明に係るバンプ高さ測定装置の構成を説明
するための概略構成図
するための概略構成図
【図２】図１の干渉計部分の拡大図
【図３】干渉計の光路差ゼロ付近で連続的に変化させた
場合、カメラ２６上の１点で観察される干渉縞の強度を
示すグラフ
場合、カメラ２６上の１点で観察される干渉縞の強度を
示すグラフ
【図４】図４（Ａ）はウエハ面に形成されたバンプの一
例を示す平面図であり、図４（Ｂ）はその断面図
例を示す平面図であり、図４（Ｂ）はその断面図
【図５】図５（Ａ）は図４のバンプが干渉計の可干渉範
囲外にある場合の干渉縞強度を示すグラフ、図５（Ｂ）
は図４のバンプが干渉計の可干渉範囲内に有る場合の干
渉縞強度を示すグラフ
囲外にある場合の干渉縞強度を示すグラフ、図５（Ｂ）
は図４のバンプが干渉計の可干渉範囲内に有る場合の干
渉縞強度を示すグラフ
【図６】図６（Ａ）は図１のカメラ上のある１点で観測
される干渉縞強度及びその微分値を示すグラフ、図６
（Ｂ）は干渉縞強度の微分値Ｊ（Ｚ）の最大値を与える
Ｚａを、ＤＣ値を用いて高精度に算出する方法を説明す
るためのグラフ
される干渉縞強度及びその微分値を示すグラフ、図６
（Ｂ）は干渉縞強度の微分値Ｊ（Ｚ）の最大値を与える
Ｚａを、ＤＣ値を用いて高精度に算出する方法を説明す
るためのグラフ
【図７】図１のバンプ高さ測定装置のバンプ測定の基準
面となるウエハ基板面の位置を検出する手順を説明する
ための際のフロー図
面となるウエハ基板面の位置を検出する手順を説明する
ための際のフロー図
【図８】図１のバンプ高さ測定装置のバンプ高さ判別の
手順を示すフロー図
手順を示すフロー図
【図９】図９は本発明の別の実施例を示すフロー図
１２…光源ランプ １６、…ビームスプリッタ １４、２３、２４…レンズ １８…参照鏡 ２０…ピエゾ素子（ＰｚＴ） ２２…変位センサ ２６、…白黒固体撮像カメラ ２８…フレームメモリ ３０…ＣＰＵ ５０…シリコンウエハ ５４…Ａｕバンプ
Claims (8)
- 【請求項１】 第１の材料の上に、前記第１の材料と異
なる第２の材料からなるバンプが形成されているワーク
について、該バンプの高さを判別するバンプ高さ測定方
法において、 スペクトル幅の広い光源を用いた光学干渉計と、 前記ワーク又は参照面を光軸方向に移動する移動手段
と、 前記移動手段により移動した前記ワーク又は参照面の位
置の移動量を検出する位置移動量検出手段と、 前記移動手段による前記ワーク又は前記参照面の位置の
移動に伴って発生する干渉縞を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段で得られた画像データを基に、ワークの各
測定点毎に干渉強度を検出する干渉強度検出手段とを用
い、 前記バンプの高さ方向を測定する基準となる高さ基準値
に基づいて前記バンプ上面が前記光学干渉計の可干渉範
囲外の位置になるように前記ワーク又は前記参照面を第
１の所定位置に移動し、 前記第１の所定位置における第１の画像データをメモリ
に記憶し、 その後、前記移動手段により前記ワーク又は前記参照面
を前記バンプ高さ方向の第２の所定位置に移動し、 該第２の所定位置での第２の干渉縞の画像データと前記
第１の画像データとから各画素毎に干渉縞強度を算出
し、これの所定領域内についての平均値を求め、 前記干渉縞強度の平均値が一定の値よりも大きい場合に
は前記第２の所定位置の所定範囲内にバンプ高さがある
と判別し、前記干渉縞強度の平均値が前記一定の値以下
の場合には前記第２の所定位置の所定範囲外にバンプ高
さがあると判別することを特徴とするバンプ高さ測定方
法。 - 【請求項２】 前記第２の所定位置での第２の干渉縞の
画像データと前記第１の画像データとから各画素（x,y)
毎に干渉縞強度を次式 干渉縞強度＝｛Ｉ2 (x,y) −Ｉ1 (x,y) ｝2 但し、Ｉ1 (x,y) は、第１の画像データの画素（x,y)の
明暗強度 Ｉ2 (x,y) は、第２の画像データの画素（x,y)の明暗強
度 によって算出し、これの所定領域内についての平均値Ａ
ｖｅ．を次式 によって求めることを特徴とする請求項１のバンプ高さ
測定方法。 - 【請求項３】 前記高さ基準値は、前記バンプが形成さ
れている前記第１の材料の上端面位置の高さであり、前
記第２の所定位置は前記バンプ高さの設計値の位置であ
ることを特徴とする請求項１のバンプ高さ測定方法。 - 【請求項４】 前記光源からの光を所定のスペクトル幅
に限定する干渉フィルタを用いて前記可干渉範囲を調整
し、前記判別の精度を変更することを特徴とする請求項
１のバンプ高さ測定方法。 - 【請求項５】 第１の材料の上に、前記第１の材料と異
なる第２の材料からなるバンプが形成されているワーク
について、該バンプの高さを判別するバンプ高さ測定装
置において、 スペクトル幅の広い光源を用いた光学干渉計と、 前記光学干渉計により発生する干渉縞を撮像する撮像手
段と、 前記撮像手段で得られた画像データを基に、ワークの各
測定点毎に干渉縞強度を検出する干渉強度検出手段と、 前記バンプの高さ方向を測定する基準値に基づいて前記
バンプ上面が前記光学干渉計の可干渉範囲外の第１の所
定位置になるように前記ワーク又は前記参照面を移動す
る第１の移動手段と、 前記第１の移動手段による前記ワーク又は前記参照面の
移動量を検出する第１の位置移動量検出手段と、 前記第１の所定位置での第１の画像データを記憶するメ
モリと、 前記基準値を基に前記バンプの高さ方向の第２の所定位
置に前記ワーク又は前記参照面を移動する第２の移動手
段と、 前記第２の移動手段による前記ワーク又は前記参照面の
移動量を検出する第２の位置移動量検出手段と、 前記第２の所定位置での第２の画像データと前記第１の
画像データとから各画素毎に干渉縞強度を算出する算出
手段と、 これの所定領域内について平均値を求める手段と、 前記干渉縞強度の平均値が一定の値よりも大きいか小さ
いを比較する干渉縞強度比較手段と、 前記干渉縞強度の平均値が前記一定の値よりも大きい場
合には前記第２の所定位置の所定範囲内にバンプ高さが
あると判別し、前記干渉縞強度が前記一定の値以下の場
合には前記第２の所定位置の所定範囲外にバンプ高さが
あると判別する判別手段と、 を備えたことを特徴とするバンプ高さ測定装置。 - 【請求項６】 前記第２の所定位置での第２の干渉縞の
画像データと前記第１の画像データとから各画素（x,y)
毎に干渉縞強度を次式 干渉縞強度＝｛Ｉ2 (x,y) −Ｉ1 (x,y) ｝2 但し、Ｉ1 (x,y) は、第１の画像データの画素（x,y)の
明暗強度 Ｉ2 (x,y) は、第２の画像データの画素（x,y)の明暗強
度 によって算出し、これの所定領域内についての平均値Ａ
ｖｅ．を次式 によって求めることを特徴とする請求項５のバンプ高さ
測定装置。 - 【請求項７】 前記高さ基準値は、前記バンプが形成さ
れている前記第１の材料の上端面位置の高さであり、前
記第２の所定位置は前記バンプ高さの設計値の位置であ
ることを特徴とする請求項５のバンプ高さ測定装置。 - 【請求項８】 前記光源からの光を所定のスペクトル幅
に限定する干渉フィルタを用いて前記可干渉範囲を調整
し、前記判別の精度を変更することを特徴とする請求項
５のバンプ高さ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2913095A JPH08219722A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | バンプ高さ測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2913095A JPH08219722A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | バンプ高さ測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08219722A true JPH08219722A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12267722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2913095A Pending JPH08219722A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | バンプ高さ測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08219722A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009121969A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Topcon Corp | バンプ高さ測定方法及び測定装置 |
| JP2010101629A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Juki Corp | 三次元形状検査装置 |
| CN103983198A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-13 | 山东师范大学 | 一种利用涡旋光测量离面位移的系统及方法 |
| CN105043268A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-11-11 | 张泽宇 | 远距离激光干涉尺及其测量方法 |
| DE112017004212T5 (de) | 2016-08-24 | 2019-05-09 | Ckd Corporation | Messvorrichtung |
-
1995
- 1995-02-17 JP JP2913095A patent/JPH08219722A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009121969A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Topcon Corp | バンプ高さ測定方法及び測定装置 |
| JP2010101629A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Juki Corp | 三次元形状検査装置 |
| CN103983198A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-13 | 山东师范大学 | 一种利用涡旋光测量离面位移的系统及方法 |
| CN103983198B (zh) * | 2014-05-29 | 2016-09-07 | 山东师范大学 | 一种利用涡旋光测量离面位移的系统及方法 |
| CN105043268A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-11-11 | 张泽宇 | 远距离激光干涉尺及其测量方法 |
| DE112017004212T5 (de) | 2016-08-24 | 2019-05-09 | Ckd Corporation | Messvorrichtung |
| US10495438B2 (en) | 2016-08-24 | 2019-12-03 | Ckd Corporation | Measurement device |
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