JPH09275126A

JPH09275126A - ウエハバンプの外観検査装置および高さ計測装置

Info

Publication number: JPH09275126A
Application number: JP8080099A
Authority: JP
Inventors: Keiji Terada; 啓治寺田; Shigeyuki Tada; 重之多田; Masato Moriya; 正人守屋; Hiroshi Tanaka; 洋志田中; Hideyuki Wakai; 秀之若井; Takeshi Okamoto; 武岡本
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1996-04-02
Filing date: 1996-04-02
Publication date: 1997-10-21
Also published as: WO1997037378A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハの位置決め誤差を精度よく、かつ短時間
で補正し、バンプ外観検査を精度よく、かつ高速に行
う。【解決手段】ウエハが、所定の座標系の座標軸に位置決
めされる。そして、ウエハ上のすべてのバンプが視覚手
段で撮像されるように、計測視野が移動すべき座標系上
の座標位置が設定される。そして、ウエハが位置決めさ
れた際に、座標系上の座標原点を回転中心とするウエハ
の回転位置ずれが検出される。そして、計測視野の各設
定座標位置が、検出された回転位置ずれ分だけ座標系上
で回転変換されることによって補正される。そして、こ
の補正された各補正座標位置に、計測視野が順次移動さ
れるように、ウエハと視覚手段の相対位置・姿勢が変化
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ上のバンプ
電極等の突起物を外観検査する装置に関する。また、本
発明は、上記バンプ等の高さを計測する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ウエハ上のバンプ電極等の突起物の外観
を検査する装置として、特願平６−１６７３２２号に開
示されたものがある。

【０００３】この装置では、図２０に示すように、２Ｄ
計測モジュール３１、ウエハ移動ステージ３２、３Ｄ計
測モジュール３３、および計測制御部３４から構成され
ており、２Ｄ計測モジュール３１とウエハ移動ステージ
３２によりウエハの位置決めを行い、共焦点光学系であ
る３Ｄ計測モジュール３３によりバンプ形状の３次元デ
ータを取得し、該３次元データからバンプのピーク高さ
を推定し、バンプの高さを検査するようにしている。

【０００４】ここで、検査の対象となるウエハ１は、Ｉ
Ｃチップ２ａ、２ｂ…の集合体であり（図２１参照）、
それぞれのチップには所定の位置にバンプ電極３（図２
２参照）が形成されている。そして、３Ｄ計測モジュー
ル３３は、ウエハ１の表面を、一定範囲の計測視野４毎
に取り込むようにしている。

【０００５】図２２（ａ）〜（ｄ）は、計測視野４と各
チップ２との関係を示しており、１つの計測視野４内に
少なくとも１つのチップ全体と、２以上のチップの一部
が存在している。ウエハ１全部のバンプ３について検査
するためには、３Ｄ計測モジュール３３の計測視野４が
ウエハ１の全領域をカバーするように移動させる必要が
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】こうした従来のバンプ
検査装置には、つぎのような問題があった。

【０００７】（１）処理のフローに関して（ａ）ウエハの位置決めの誤差とバンプ位置の特定バンプ３の高さを検査するためには、バンプ３の高さピ
ーク近傍の３次元データを特定し、そのデータからバン
プ３の高さを検査する必要がある。

【０００８】このため、３Ｄ計測モジュール３３の３次
元計測データの中からバンプ３のＸＹ座標位置を何らか
の方法で特定しなければならない。ウエハ１上のバンプ
３の位置を特定するためには、３Ｄ計測モジュール３３
の計測視野４の方向に合わせてウエハ１の位置、とりわ
け姿勢θを修正する必要がある。

【０００９】この場合、図２１に示すように、２Ｄ計測
モジュール３１によってウエハ１上の特徴点、例えば位
置合せマークＭａ、Ｍｂの位置を検出することによっ
て、ウエア１のθの方向を求め、それを３Ｄ計測モジュ
ール３３の視野に合う方向にウエハ移動ステージ３２
（θステージ）を回動することによってウエア１の姿勢
の修正を行うようにしていた。これによってＸ−Ｙ座標
系上のバンプ位置を特定して検査することができる。

【００１０】しかし、ウエハ移動ステージ３２のθステ
ージの回動の分解能には限界があり、完全な姿勢の修正
はできず、図２１に示すような回転誤差Δθが生じてし
まう。つまり、座標原点Ｏ付近のチップ２ａでは位置誤
差は生じないが、座標原点Ｏから離間したチップ２ｂで
は位置誤差（ΔＸ、ΔＹ）が生じてしまう。

【００１１】位置誤差（ΔＸ、ΔＹ）が座標原点Ｏから
離間したチップほど大きくなるということは、ウエハサ
イズが大きくなるほど位置誤差は大きなものとなるとい
うことを意味する。

【００１２】こうした問題点を解決するために、従来
は、Ｘ、Ｙ座標位置がそれぞれ異なるバンプ３毎に測定
したデータを、上記位置誤差（ΔＸ、ΔＹ）分だけバン
プ座標位置を補正していたため、補正処理に長時間を要
することになっていた。

【００１３】（ｂ）チップごとの判定バンプの高さの検査結果はチップ毎にまとめる必要があ
る。というのは、最終的に良品であるか否かの判別は、
チップ単位で行われるからである。

【００１４】従来は、一つのチップ２の中にあるバンプ
３全てが規定の高さ範囲内にある場合のみ、そのチップ
２は「良品」と判別するようにしていた。しかし、こう
した判別基準によるときは、一のチップ２内のうちの一
つのバンプ３でも上記規定高さ範囲外にある場合には、
たとえ他の全てのバンプ３が規定高さ範囲内にあったと
しても、「不良」と判断してしまうことになる。

【００１５】しかし、規定高さ範囲外のバンプ３が存在
したとしても、その数が少ないチップ２の場合には、チ
ップ実装時に全てのバンプ３において十分な電気的接触
が得られることが多く、決して「不良」ではない。よっ
て、チップ単位の検査を正確に行うことができる判定方
法が望まれる。

【００１６】（２）バンプ検査方法に関して（ａ）ＩＣチップ表面の高さの推定図２３は、ＩＣチップ２の表面の高低の様子を示すチッ
プ側面図であり、同図に示すようにＩＣチップ２の表面
はＩＣパターンによる凹凸があり、けっして平坦なもの
ではない。したがって、ＩＣチップ２の表面に形成され
たバンプ３の、ＩＣチップ表面からの高さを計測する場
合、どこを基準としてＩＣチップ表面とするのか一意に
決定することはできなかった。

【００１７】また、ウエハ１が鉛直Ｚ方向に傾斜してい
る場合には、ＩＣチップ２の一方の端と他方の端とで
は、ＩＣチップ２表面の絶対高さが同一ではなくなるの
で、どの高さをＩＣチップ２の表面高さとするのかは、
一意に決定することはできなかった。

【００１８】このため、ＩＣチップ２上のバンプ３の高
さが、ＩＣチップ２表面の高さの設定高さいかんによっ
て左右されることになり、バンプ３の高さの計測を正確
に行うことができなかった。

【００１９】（ｂ）コブ検査バンプ３の不良品の中には、図２４に示すように「コ
ブ」と呼ばれるバンプ３上に形成される欠陥があり、こ
のコブ５の存在によりＩＣチップ実装の際には十分な電
気的接触が得られない可能性が生じる。このため、この
コブ５を検査の際に正確に検出し、「不良」であると判
定する必要がある。

【００２０】（ｃ）エキストラバンプ（異物）検査バンプ３の不良品の中には、図２５に示されるように、
エキストラバンプ６と呼ばれる欠陥があり、これも検査
の際に検出し「不良」と判定する必要がある。エキスト
ラバンプ（異物）とは、本来バンプ３が形成されないＩ
Ｃチップ２の表面部分に、バンプ３のカスのような突起
ができたものである。

【００２１】しかし、このエキストラバンプ６の検出に
ついても、ＩＣチップ２表面の高さの設定高さいかんに
よって左右されることになり、エキストラバンプ６の検
出を正確に行うことができなかった。

【００２２】さて、また、上記ウエハ上のバンプの高さ
を計測する装置として、本出願人に係る特許出願（特願
平６−１０２９３１号）に開示されたものがあり、これ
は既に公知となっている。

【００２３】すなわち、この出願には共焦点光学系を応
用した３次元形状計測装置が開示されている。

【００２４】この種の３次元形状計測装置では、共焦点
光学系全体または対物レンズのみ、または平面状のワー
ク（たとえばウエハ）が鉛直方向に移動される。つま
り、図２０において３Ｄ計測モジュール３３を当該形状
計測装置とみた場合に、この３Ｄ計測モジュール３３を
Ｚ方向に移動させるか、移動ステージ３２をＺ方向に移
動させることによって、ワークを鉛直方向に所定距離だ
け３Ｄ計測モジュール３３に対し相対的に移動させるわ
けである。

【００２５】こうして、ワークをＺ方向に移動させなが
ら、受光部で感知する受光量が最大となる移動位置をそ
の受光点における被計測物体の高さ位置とするのであ
る。

【００２６】このような処理を、アレイ状に配列された
各受光部に関して実行する。

【００２７】３Ｄ計測モジュール３３の１計測視野で被
計測物体全体を計測できない場合は、計測視野を切り換
えて同様の処理を実行する。

【００２８】つまり、ワークの上面すべての高さが３Ｄ
計測モジュール３３で計測されるように、当該３Ｄ計測
モジュール３３の計測視野が移動すべき平面上の各移動
位置が設定される。そして、この設定された各平面移動
位置に計測視野を順次移動させ、各平面移動位置ごと
に、ワークを、３Ｄ計測モジュール３３に対して相対的
に、上記所定距離だけＺ方向に移動させることにより、
当該計測視野内におけるワーク各部の高さの計測を行わ
せるのである。

【００２９】しかし、こうした計測視野内における鉛直
Ｚ方向の移動、計測視野の平面方向の移動を交互に行っ
た場合には、つぎのような問題があった。

【００３０】図３０は、こうした移動の様子を概念的に
示す図であり、図３１はそのタイムチャートを示してい
る。なお、ここでは、ワークの鉛直方向の移動は、３Ｄ
計測モジュール３３のＺ軸移動機構（Ｚステージ）を移
動させることによって行うものとする。

【００３１】これら図に示すように、従来は各計測視野
Ｎ−１、Ｎ、Ｎ＋１におけるＺ方向の移動を常に一定方
向（例えば下降方向）に設定して計測を行うようにして
いたため（図３０の矢印ａ参照）、つぎの計測視野に移
動する際（図３０の矢印ｃ）には必ず上記一定方向ａと
は反対の方向ｂ（上昇方向）に、Ｚステージを移動させ
て、３Ｄ計測モジュール３３を初期位置まで戻す必要が
あった。

【００３２】ここで、一般に、計測視野の移動のための
時間は、Ｚ位置を初期位置まで戻している時間よりも短
い。このため、図３１に示すように、つぎの計測視野ま
での移動を終了させても、Ｚ位置を初期位置まで戻すこ
とはできず、完全にＺ位置までＺステージを戻しきるま
での時間は、本来の計測にも計測視野の移動に使われな
い無駄な時間となっていた。このため１視野のサイクル
タイムがその分大きくなり、装置のスループット低下を
招来することになっていた。

【００３３】なお、Ｚステージを初期位置まで戻す速度
を高速化して、むだ時間の短縮を図ることも考えられる
が、こうした場合には、高速化に伴い振動等の悪影響が
発生してしまい、これを採用することはできないことと
なっていた。

【００３４】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、以上のような問題点をすべて除去することを
解決課題とするものである。

【００３５】

【課題を解決するための手段および効果】そこで、本発
明の第１発明では、ウエハと、このウエハ上のバンプを
撮像する視覚手段との相対位置・姿勢を、相対位置・姿
勢変化手段によって変化させながら、前記ウエハ上のバ
ンプの外観の検査を行うウエハバンプの外観検査装置に
おいて、前記相対位置・姿勢変化手段によって、前記ウ
エハを、所定の座標系の座標軸に位置決めする位置決め
手段と、前記視覚手段は、複数のバンプを一度に撮像す
ることができる計測視野を有しており、前記ウエハ上の
すべてのバンプが前記視覚手段で撮像されるように、前
記計測視野が移動すべき前記座標系上の座標位置を設定
する設定手段と、前記位置決め手段によって前記ウエハ
が位置決めされた際に、前記座標系上の座標原点を回転
中心とする前記ウエハの回転位置ずれを検出する検出手
段と、前記設定手段で設定された前記視覚手段の計測視
野の各設定座標位置を、前記検出手段で検出された回転
位置ずれ分だけ前記座標系上で回転変換させることによ
って補正する補正手段と、前記補正手段で補正された各
補正座標位置に、前記視覚手段の計測視野が順次移動さ
れるように、前記相対位置・姿勢変化手段を駆動する手
段とを具えるようにしている。

【００３６】また、上記第１発明の別の発明では、上記
構成に加えて、前記計測視野内に含まれる各バンプの前
記座標系上の座標位置を、予め設定するバンプ座標位置
設定手段と、前記バンプ座標位置設定手段で設定された
予設定座標位置に基づいて前記計測視野内のバンプ位置
を特定し、この特定されたバンプ位置に基づき前記ウエ
ハ上のバンプの外観検査を行う検査手段とがさらに具え
られる。

【００３７】上記第１発明によれば、位置決め手段で位
置決めされた際のウエハの回転位置ずれによるバンプの
位置誤差が、座標原点からの計測視野の移動距離を考慮
した回転変換によって、精度よく補正される。このた
め、ウエハサイズが大きくなるほどバンプの位置誤差が
大きくなるという従来の問題が解決される。

【００３８】また、バンプ毎に位置誤差を補正している
のではなくて、複数のバンプを含む計測視野単位で位置
誤差を補正するようにしたので、補正処理が短時間で済
み、バンプの検査を高速に行うことができるようにな
る。

【００３９】また、本発明の第２発明では、ウエハ上の
複数のバンプを視覚手段によって撮像し、この撮像結果
に基づき前記ウエハ上のバンプの外観の検査を行うウエ
ハバンプの外観検査装置において、前記視覚手段の撮像
結果に基づいて、前記ウエハ上の各チップ毎に、チップ
内の複数のバンプの平均高さを求め、当該チップ内の全
てのバンプの高さが、前記平均高さに対する一定偏差内
に収まっている場合に、当該チップは良品であると判定
するようにしている。

【００４０】この第２発明では、チップ内のバンプ高さ
の平均値と個々のバンプの高さを比較して、その結果か
らチップの良否を判定するようにしたので、チップ単位
の検査を正確に行うことができる。このため、チップ実
装時に全てのバンプにおいて十分な電気的接触が得られ
る良品のチップを、不良と誤判定することが防止され
る。

【００４１】また、本発明の第３発明では、ウエハ上の
バンプを、所定の大きさの計測視野をもって撮像する視
覚手段を具え、この視覚手段の撮像結果に基づき前記ウ
エハ上のバンプの外観の検査を行うウエハバンプの外観
検査装置において、前記ウエハを、所定の座標系の座標
軸に位置決めする位置決め手段と、前記計測視野内に含
まれるバンプの前記座標系上の座標位置を、予め設定す
るバンプ座標位置設定手段と、前記バンプ座標位置設定
手段で設定された予設定座標位置に基づいて前記計測視
野内のバンプ位置を特定し、この特定されたバンプ位置
周辺の一定領域についてウィンドウを設定して、このウ
ィンドウについてのみ前記ウエハ上のバンプの外観検査
を行う検査手段とを具えるようにしている。

【００４２】この第３発明では、バンプ位置周辺の一定
領域のウィンドウ部分のみバンプ検査を行うようにした
ので、バンプの高さの計測等の検査を効率よく行うこと
ができる。また、バンプ位置周辺について検査されるの
で、バンプの座標位置に多少の誤差があったとしても、
バンプの高さの計測等の検査を確実に行うことができ
る。

【００４３】また、本発明の第４発明では、上記第３発
明の検査手段に、前記ウィンドウ中の各部の高さを求
め、この高さデータに基づき、高さと頻度との関係を示
すヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前
記ヒストグラムにおける高さ最小値から、当該最小値よ
りも所定量だけ大きい値までの一定範囲内において、頻
度が最大となる高さを、チップ表面の高さとし、前記ヒ
ストグラムにおける高さ最大値から当該チップ表面の高
さを減算した値を、前記ウインドウ内のバンプのチップ
表面からの相対高さとする演算手段とを具えるようにし
ている。

【００４４】第４発明の別の発明では、上記第３発明の
検査手段に、前記ウィンドウ中の各部の高さを求め、こ
の高さデータに基づき、高さと頻度との関係を示すヒス
トグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前記ヒス
トグラムにおける高さ最小値から、当該最小値よりも所
定量だけ大きい値までの一定範囲内における平均高さ
を、チップ表面の高さとし、前記ヒストグラムにおける
高さ最大値から当該チップ表面の高さを減算した値を、
前記ウインドウ内のバンプのチップ表面からの相対高さ
とする演算手段とを具えるようにしている。

【００４５】上記第４発明によれば、バンプの座標位置
周辺のウィンドウという狭い領域についての高さデータ
に基づくヒストグラムを作成し、このヒストグラムから
チップ表面の高さを求めるようにしたので、ＩＣパター
ンの凹凸やウエハの傾きの影響が除去されて、チップ表
面の高さを精度よく特定することができ、これによりバ
ンプのチップ表面からの相対高さを精度よく計測するこ
とができるようになる。

【００４６】また、本発明の第５発明では、上記第３発
明の検査手段に、前記ウィンドウ中の各部の高さを求
め、この高さデータに基づき、高さと頻度との関係を示
すヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前
記ヒストグラムにおける高さ最大値から、当該最大値よ
りも所定量だけ小さい第１の値までの一定範囲内におけ
る頻度の累積を第１の累積頻度として求めるとともに、
前記最大値よりも所定量だけ小さく、かつ前記第１の値
よりも大きい第２の値までの一定範囲内における頻度の
累積を第２の累積頻度として求め、前記第１の累積頻度
に対する前記第２の累積頻度の比が、所定のしきい値以
下である場合に、前記ウインドウ内のバンプにコブが存
在していると判定する判定手段とを具えるようにしてい
る。

【００４７】上記第５発明によれば、バンプに発生する
コブが精度よく検出され、コブを見逃すことによりチッ
プ実装の際に十分な電気的接触が得られなくなるという
不都合が防止される。

【００４８】また、本発明の第６発明では、上記第３発
明の検査手段に、前記ウエハ上のチップ内に設定された
ウィンドウ部分を除いた当該チップ内の残りの領域中の
各部の高さを求め、この高さデータに基づき、高さと頻
度との関係を示すヒストグラムを作成するヒストグラム
手段と、前記ヒストグラムに基づき前記ウエハのチップ
内にエキストラバンプが存在しているか否かを判定する
判定手段とを具えるようにしている。また、第６発明の
別の発明では、ヒストグラムの作成は、前記ウィンドウ
部分を除いた前記チップ内の残りの領域を複数に分割
し、この分割領域毎に行うようにしている。

【００４９】また、第６発明の別の発明では、前記ヒス
トグラムにおいて頻度が最大となる高さを、チップ表面
の高さとし、前記ヒストグラムにおける高さ最大値から
当該チップ表面の高さを減算した値が、所定のしきい値
以上である場合に、当該チップ内にエキストラバンプが
存在していると判定している。

【００５０】また、第６発明の別の発明では、前記ヒス
トグラムにおける平均高さを、チップ表面の高さとし、
前記ヒストグラムにおける高さ最大値から当該チップ表
面の高さを減算した値が、所定のしきい値以上である場
合に、当該チップ内にエキストラバンプが存在している
と判定するようにしている。

【００５１】上記第６発明によれば、チップ内のバンプ
部分をマスクした残りの領域についての高さデータに基
づくヒストグラムからエキストラバンプの有無の判定を
行うようにしたので、通常のバンプとエキストラバンプ
を誤ることなく、エキストラバンプを精度よく検出する
ことができる。

【００５２】また、チップを複数に分割して、分割領域
ごとにヒストグラムを作成するようにしたので、狭い領
域についての高さデータに基づくヒストグラムが作成さ
れる。

【００５３】よって、このヒストグラムからチップ表面
の高さを求めた場合には、ＩＣパターンの凹凸やウエハ
の傾きの影響が除去されて、チップ表面の高さを精度よ
く特定することができ、これによりエキストラバンプの
チップ表面からの相対高さを精度よく計測することが可
能となる。

【００５４】また、本発明の第７発明では、平面状のワ
ークを鉛直一定方向に所定距離だけ相対的に移動させる
ことによって当該ワークの上面各部の高さを計測する高
さ計測装置と、前記ワークの上面すべてが前記高さ計測
装置で計測されるように、当該高さ計測装置の計測視野
が移動すべき平面上の各移動位置を設定する設定手段
と、前記設定手段で設定された各平面移動位置に前記計
測視野を移動させ、各平面移動位置ごとに、前記ワーク
を、前記高さ計測装置に対して相対的に、前記所定距離
だけ前記鉛直一定方向に移動させることにより、当該計
測視野内におけるワーク各部の高さの計測を行わせる移
動手段とを具えた高さ計測装置において、つぎの平面移
動位置の計測視野における鉛直方向の移動は、現平面移
動位置の計測視野における鉛直移動方向とは反対の方向
に行うように、鉛直移動方向を制御する手段を具えるよ
うにしている。

【００５５】また、上記第７発明の別の発明では、前記
高さ計測装置は、平面状のワークに形成された所定の大
きさの検査対象物の高さを計測するものであり、平面上
で隣り合う両計測視野のうち少なくとも一方の計測視野
内に前記検査対象物全体が入るように、隣り合う計測視
野同士をオーバーラップさせて計測視野の各平面移動位
置を設定するようにしている。上記第７発明によってワ
ークの高さの計測を行った場合には、計測視野内におけ
る鉛直Ｚ方向の移動、計測視野の平面方向の移動の交互
の移動は以下のようになる。

【００５６】図２６は、こうした移動の様子を概念的に
示す図であり、図２７はそのタイムチャートを示してお
り、図３０、図３１にそれぞれ対応する図である。

【００５７】これら図に示すように、各計測視野Ｎ−
１、Ｎ、Ｎ＋１におけるＺ方向の移動方向は、逐次反転
される。すなわち、計測視野Ｎ−１では、下降方向ｄに
移動されて計測が行われ、つぎの計測視野Ｎでは、前回
とは反対の上昇方向ｄ´に移動されて計測が行われ、つ
ぎの計測視野Ｎ＋１では、前回とは反対の下降方向ｄに
移動されて計測が行われる（図２６の矢印ｄ、ｄ´参
照）。

【００５８】このように、鉛直Ｚ軸方向の移動方向を逐
次反転させながら計測を行うようにしており、つぎの計
測視野に移動する際（図２６の矢印ｃ）には、平面方向
の移動だけでよく、従来のようにＺステージを元の位置
に戻すためだけの鉛直Ｚ軸方向の移動は行われない。

【００５９】このため、図２７に示すように、１視野サ
イクルタイムは、計測のためにＺ軸方向に移動させてい
る時間と、計測視野を平面方向に移動させる時間だけの
組合せであり、図３１のように、Ｚ位置を初期位置まで
戻すためだけの本来の計測にも計測視野の移動に使われ
ない無駄時間は存在しないこととなる。このため１視野
のサイクルタイムがその分小さくなり、装置のスループ
ットを飛躍的に向上させることができる。

【００６０】また、Ｚステージを初期位置まで戻すため
の動作がなくなるので、その分、移動に伴う振動等の悪
影響が少なくなる。とりわけ、むだ時間短縮のためにＺ
ステージを初期位置まで戻す速度を高速化することによ
って振動等による甚大な影響が発生してしまう虞もなく
なる。また、Ｚステージを初期位置まで戻すための動作
がなくなった分、Ｚステージを駆動するアクチュエータ
等駆動機構の耐久性が向上する。

【００６１】さらに、上記第７発明の別の発明によれ
ば、平面上で隣り合う両計測視野のうち少なくとも一方
の計測視野内に、高さを計測すべき検査対象物全体が入
るように、隣り合う計測視野同士がオーバーラップされ
て計測視野の各平面移動位置が設定されるようにしたの
で、一の検査対象物全体の高さの計測が、少なくとも一
つの計測視野内において行われる。

【００６２】すなわち、一般に、Ｚステージを駆動する
駆動機構には、上昇方向の移動と下降方向の移動とでヒ
ステリシスが存在する。このため、Ｚ軸移動方向が異な
る隣り合う計測視野同士では、高さの計測誤差が生じる
ことになる。

【００６３】しかし、本発明では、一の検査対象物全体
の高さの計測が、少なくとも一つの計測視野内において
完結されるので、この検査対象物の高さの計測は、往復
移動のヒステリシスの影響を受けることがなく、計測を
誤差なく行うことができる。

【００６４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
るウエハバンプの検査装置の実施の形態について説明す
る。

【００６５】なお、バンプ検査装置としては、図２０に
示す従来の装置が使用される。

【００６６】図３はウエハ１の表面に形成されたチップ
２と、３Ｄ計測モジュール３３の計測視野４の関係を、
Ｘ−Ｙ座標系にて示す図である。

【００６７】ウエハバンプ３の検査に先だって、ウエハ
１中のチップ群の全てのチップ２について、識別番号Ｃ
ＩＤがＣ１、Ｃ２…Ｃ７、Ｃ８…と付与される。この図
では、左上隅にある識別番号Ｃ７のチップ２の左上コー
ナがＸ−Ｙ座標軸の原点Ｏ（これを二重丸にて示す）に
設定される。そして、Ｘ軸がチップ群の上辺に一致し、
Ｙ軸がチップ群の左辺に一致するようにＸ−Ｙ座標軸が
設定される。

【００６８】一方、３Ｄ計測モジュール３３の計測視野
４については、オーバーラップさせつつチップ群全体の
３Ｄ計測が行われるように、各Ｘ、Ｙ位置毎に識別番号
１、２、３…の各計測視野Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…が設定され
る。それぞれの計測視野Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…の左上コーナ
が視野原点Ｏｖ（これを×印にて示す）に設定され、そ
れぞれの計測視野Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…の視野原点Ｏｖは視
野座標位置（ＶＸ、ＶＹ）として表される。計測視野Ｖ
1、Ｖ2、Ｖ3…の数の合計はＶＮであり、この総視野数
についても予め設定される。

【００６９】したがって、図２０に示すウエハ移動ステ
ージ３２のＸＹステージのＸＹ移動軸と、図３のＸＹ座
標軸とが一致し、かつＸＹステージの機械原点と図３の
座標原点Ｏとが一致すれば、計測視野Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…
の視野原点Ｏｖの視野座標位置（ＶＸ、ＶＹ）に応じて
ＸＹステージを順次移動させることにより、チップ群の
３Ｄ計測を正確に行うことができる。

【００７０】ここで、計測視野４のオーバーラップの方
向としては、図３に示すようなＸ軸方向だけでなく、後
述する図２９に示すように、Ｙ軸方向にも存在するもの
とする。また、オーバーラップ範囲としては、バンプ１
個の大きさよりも広い範囲であることが望まれる。この
ようにオーバーラップさせた場合には、計測視野４の境
界付近に存在するバンプ３が、オーバーラップする２つ
の計測視野のうちのいずれかに欠けることなく入ること
になり３Ｄ計測を正確に行うことができるようになる。
さらに言えば、計測視野４のオーバーラップを、後述の
バンプ検査のためのウィンドウの大きさよりも大きくす
ると好適である。

【００７１】以上のような前処理が終了すると、ウエハ
１は、図２０に示される装置の図示せぬウエハハンドリ
ングロボットにより、ウエハ移動ステージであるＸＹθ
ステージ３２上に載置される。

【００７２】つぎに、２Ｄ計測モジュール３１によって
ウエハ１上の特徴点、例えば位置決めマーク等の位置が
２箇所以上検出される。たとえば、図１に示すような位
置決め用マークＭａ、Ｍｂが検出され、この検出位置に
よってウエハ１の姿勢角θ、位置Ｘ、Ｙが求められる。
そして、ＸＹθステージ３２によって、このＸＹステー
ジのＸＹ移動軸と、図３のＸＹ座標軸とが一致し、かつ
ＸＹステージの機械原点と図３の座標原点Ｏとが一致す
るようにウエハ１の位置決めがなされる。さらに、ＸＹ
θステージ３２のθステージによってウエハ１の姿勢位
置の位置決めが、θステージの回動分解能の限界まで、
なされる。そして、再度２Ｄ計測モジュール３１によっ
て、ウエハ１上の特徴点Ｍａ、Ｍｂの位置が検出され、
ウエハ１のＸＹステージのＸＹ移動軸に対する姿勢誤差
Δθが求められる（図１参照）。ここで、姿勢誤差Δθ
が０．１度のとき、ウエハ１の座標原点から５インチ離
れた場所において位置誤差ΔＸは約２２２μｍになる。

【００７３】因みに、２Ｄ計測モジュール３１によって
検出すべきウエハ１上の特徴点は、２箇所以上であれば
よく、ウエハ１（チップ群）の中心から離れた場所であ
って特徴点同士が互いに離間していることが、姿勢誤差
Δθを精度よく求める上で望ましい。

【００７４】また、２Ｄ計測モジュール３１の視野座標
Ｘ−Ｙの方向、座標原点と、ウエハ移動ステージ３２の
ＸＹ移動軸との方向、座標原点との対応関係は、予め既
知のものであるとする。

【００７５】なお、ウエハ１の姿勢位置の位置決めを、
ウエハ移動ステージ３２のθステージの回動分解能の限
界まで行うようにしているが、以下に説明する姿勢誤差
Δθの補正が可能であれば、必ずしもθステージの回動
分解能の限界までウエハ１の姿勢位置の位置決めを行う
必要はない。また、ＸＹステージの機械原点と図３の座
標原点はオフセットが既知ならば一致させなくてもよ
い。

【００７６】図１および図２は、３Ｄ計測モジュール３
３の各計測視野４を示す図である。いま、座標原点Ｏか
ら離間したチップ２ｂおよびその周囲のチップを計測す
るための計測視野４は、何らの補正もしないものとする
と、Ｘ軸に沿って計測視野４が移動するため、図１また
は図２（ｄ）に破線で示す計測視野となる。これでは、
チップ２ｂおよびその周囲のチップの計測を正確に行う
ことができない。そこで、実線に示すごとく計測視野４
を、ＸＹステージによって移動させるように補正するも
のである。

【００７７】図４は、かかる補正処理を含むバンプ検査
処理の手順を示すフローチャートである。

【００７８】まず、計測視野Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…の識別番
号Ｉが０に設定され（ステップ１０１）、この識別番号
Ｉが＋１インクリメントされる（ステップ１０２）。そ
して、現在のインクリメントされた識別番号Ｉが総視野
数ＶＮよりも大きくなったか否かが判断される（ステッ
プ１０３）。ここで判断がＹＥＳであれば、すべての計
測視野について計測が終了したものと、つまりウエハ１
全体についてのバンプ検査が終了したものとして処理を
終了させる。

【００７９】しかし、判断がＮＯであれば、未だウエハ
１全体についてのバンプ検査が終了していないものと判
断して、インクリメントされた識別番号Ｉの計測視野Ｉ
Ｄ（Ｉ）の計測を行うべく手順はステップ１０４に移行
される。

【００８０】ここで、各計測視野Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…の視
野原点Ｏｖは、視野座標位置（ＶＸ、ＶＹ）として表さ
れている。

【００８１】そこで、今回計測しようとする計測視野４
の視野座標位置（ＶＸ、ＶＹ）の位置を、上記姿勢誤差
Δθに応じた回転位置に補正すべく、次式（１）によっ
て視野座標位置（ＶＸ、ＶＹ）が、視野座標位置（Ｖ
Ｘ’、ＶＹ’）に変換される。

【００８２】図２（ａ）、（ｂ）は、姿勢誤差Δθが存在しない場合
のチップと計測視野の位置関係を示す図であり、図２
（ｃ）、（ｄ）は、姿勢誤差Δθが存在する場合のチッ
プと計測視野の位置関係を示す図である。図２（ａ）、
（ｃ）は、座標原点Ｏに設定される計測視野４であり、
図２（ｂ）、（ｄ）は、座標原点Ｏから離間した位置に
設定される計測視野４を示している。

【００８３】上記（１）式による補正を、座標原点Ｏか
ら離間した位置の計測視野４で行った場合には（図２
（ｄ）参照）、計測視野４内の座標位置ずれは、図２
（ｂ）の場合と比較しても、無視できる大きさとなり、
後述する計測視野毎の設定値を参照することにより、計
測視野４内のバンプ３の位置を容易かつ正確に特定する
ことができ、検査処理を精度よく行うことができるよう
になる。

【００８４】なお、計測視野４を図３に示すごとく、Ｖ
1、Ｖ2、Ｖ3…と移動させる方法としては、ウエハ１が
載置されたステージを移動させる方法（ウエハ移動ステ
ージ３２による移動）以外に、３Ｄ計測モジュール３３
に、これをＸ軸、Ｙ軸方向に移動させる手段を設け、こ
のＸＹ移動手段によって行う方法が考えられる。

【００８５】また、３Ｄ計測モジュール３３の計測視野
４のＸＹ座標軸のそれぞれは、ウエハ移動ステージ３２
のＸＹ移動軸のそれぞれに平行であることが望ましく、
３Ｄ計測モジュール３３の計測視野４のＸＹ座標軸の方
向、座標原点と、ウエハ移動ステージ３２のＸＹ移動軸
の方向、座標原点との対応関係は、予め既知であるもの
とする（ステップ１０４、１０５）。

【００８６】ここで、計測視野Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…毎に設
定される設定値の内容について説明する。

【００８７】設定値は、上述した視野座標位置（ＶＸ、
ＶＹ）と同様に、実際の検査処理の前処理の段階におい
て予め用意されるものである。

【００８８】図５は、識別番号がＣ２４のチップ２を中
心にその周囲の識別番号Ｃ１１、ＣＣ１２、Ｃ１３、Ｃ
２３、Ｃ２５、Ｃ３５、Ｃ３６、Ｃ３７のチップ２も含
めて合計９個のチップを視野内に含む計測視野４の設定
値を説明する図である。

【００８９】この計測視野４には、つぎのような設定値
が付与される。

【００９０】ＣＮ：計測視野内チップ総数のことであ
り、９が付与される。

【００９１】ＣＩＤ（ＣＮ）：計測視野内のチップ毎の
識別番号のことであり、Ｃ１１、ＣＣ１２、Ｃ１３、Ｃ
２３、Ｃ２５、Ｃ３５、Ｃ３６、Ｃ３７が付与される。ＣＢＮ（ＣＮ）：計測視野内のチップ毎のバンプ総数の
ことであり、たとえば、識別番号Ｃ２３のチップ２の場
合は６が付与される。ＢＩＤ（ＣＮ、ＣＢＮ）：計測視野内のチップ毎の各バ
ンプの識別番号のことであり、たとえば、識別番号Ｃ２
３の場合はＢ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ９が付与
される。

【００９２】ＢＸ（ＣＮ、ＣＢＮ）：計測視野内のチッ
プ毎の各バンプの視野原点（ＶＸ、ＶＹ）からのＸ座標
位置のことである。

【００９３】ＢＹ（ＣＮ、ＣＢＮ）：計測視野内のチッ
プ毎の各バンプの視野原点（ＶＸ、ＶＹ）からのＹ座標
位置のことである。

【００９４】具体的には、図９に示すような計測視野
４、チップ２、バンプ３の階層的なデータ構造で設定さ
れることになる。すなわち、「計測視野４の中には、識
別番号Ｃ１１のチップ２があり、このチップ２の中の識
別番号Ｂ７のバンプ３の座標位置ＢＸ、ＢＹは、…であ
る」ということが特定されるようになっている。

【００９５】ここで、バンプ３の座標位置ＢＸ、ＢＹと
しては、バンプ３を特定する位置であれば、任意に設定
可能である。たとえば、バンプ３の頂点の座標位置でも
よく、バンプ３の中心から所定距離だけオフセットした
座標位置でもよい。

【００９６】また、バンプ３の識別番号（ＢＩＤ）と
は、ウエハ１上の全てのチップ２が同一設計であれば、
各チップ２、２…に共通の番号Ｂ１、Ｂ２…Ｂ１４を使
用することが可能である。また、計測視野４の設定値と
して登録されるバンプ３としては、当該計測視野４内に
バンプ３の中心が存在するバンプ３のみが対象となる。
図５の場合でいうと、白抜きとして示すバンプ３のみが
対象となる。

【００９７】以上のことを前提として図４で行われるバ
ンプ３の座標位置特定処理、バンプ３の検査処理につい
て説明する。

【００９８】すなわち、計測視野４内のチップ総数ＣＮ
までをカウントするカウント数Ｊが０にイニシャライズ
され（ステップ１０６）、このカウント数Ｊが＋１イン
クリメントされる（ステップ１０７）。そして、現在の
インクリメントされたＪがチップ総数ＣＮよりも大きく
なったか否かが判断される（ステップ１０８）。ここで
判断がＹＥＳであれば、現在の計測視野内のすべてのチ
ップ２について計測が終了したものと、つまり計測視野
４内のバンプ検査が終了したものとして手順をステップ
１０２に移行させ、つぎの計測視野４の計測を行わせる
ようにする。

【００９９】しかし、判断がＮＯであれば、未だ計測視
野４全体についてのバンプ検査が終了していないものと
判断して、インクリメントされたＪが示すチップ２内の
計測を行うべく手順はステップ１０９に移行される。

【０１００】ステップ１０９では、現在Ｊにインクリメ
ントされているチップ２内のバンプ総数ＣＢＮ（Ｊ）
（Ｃ２３のチップ２であれば６）までをカウントするカ
ウント数Ｋが０にイニシャライズされ（ステップ１０
９）、このカウント数Ｋが＋１インクリメントされる
（ステップ１１０）。そして、現在のインクリメントさ
れたＫがバンプ総数ＣＢＮ（Ｊ）よりも大きくなったか
否かが判断される（ステップ１１１）。ここで判断がＹ
ＥＳであれば、チップ２内のすべてのバンプ３について
計測が終了したものと、つまりチップ２内のバンプ検査
が終了したものとして手順をステップ１０７に移行さ
せ、つぎのチップ２の計測を行わせるようにする。

【０１０１】しかし、判断がＮＯであれば、未だチップ
２全体についてのバンプ検査が終了していないものと判
断して、インクリメントされたＫが示すバンプ３の計測
を行うべく手順はステップ１１２に移行される。

【０１０２】すなわち、現在のカウント数Ｊが示す識別
番号のチップ２内に存在するバンプ３であって、現在の
カウント数Ｋが示す識別番号のバンプ３の座標位置ＢＸ
（Ｊ、Ｋ）、ＢＹ（Ｊ、Ｋ）が、図９に示す記憶データ
から読み出される。

【０１０３】こうしてバンプ３の座標位置が特定される
ので、３Ｄ計測モジュール３３は、その特定された座標
位置ＢＸ、ＢＹのバンプ３について高さの検査を実行す
る。具体的には、図５に示すように、識別番号Ｃ１２の
チップ２内の識別番号Ｂ１３のバンプ３であれば、当該
バンプ３全体に斜線で示すようなウィンドウ７がかけら
れ、このウィンドウ７内の各部の高さを後述するように
して計測することによって、当該ウィンドウ７内のバン
プ３の高さが検出されることになる（ステップ１１
３）。

【０１０４】こうしてバンプ検査が終了すると、その検
査結果は、バンプ３毎に所定の記憶格納場所まで転送さ
れる。つまり、検査結果に対して、その検査が行われた
チップ２の識別番号ＣＩＤ、その検査が行われたバンプ
３の識別番号ＢＩＤが付加されたデータが、転送され
る。なお、ここで、転送の方法としては、予め識別番号
ＣＩＤ、ＢＩＤがアドレスとして指定された場所に、検
査結果を示すデータのみを記憶させるようにしてもよ
く、識別番号ＣＩＤ、ＢＩＤと検査結果を、通信ネット
ワークを介して伝送し、ネットワークに接続された他の
プロセッサのメモリに記憶させるようにしてもよい。

【０１０５】さらに、バンプ３を特定する設定値とし
て、上述した識別番号ＢＩＤ、座標位置ＢＸ、ＢＹ以外
に、バンプ３の種類を特定する設定値を加えるようにし
てもよい。

【０１０６】すなわち、バンプ３の種類には、図６（図
面左側は上面図、右側は側面図を示す）に示すごとく、
（ａ）球形、（ｂ）台形、（ｃ）連結型があり、こうし
た種類を設定値として予め記憶させておくことにより、
バンプ３の種類毎に検査方法（検査アルゴリズム）を異
ならせることができる。また、バンプ３の種類を示す設
定値の内容に応じて、そのバンプ３を検査すべきか否か
を判断するようにしてもよい。

【０１０７】ところで、図４のステップ１１２、１１３
では、計測視野４毎に全てのバンプ３の座標位置ＢＸ、
ＢＹをデータとして記憶させておき、そのデータに基づ
き個々のバンプ３の座標位置を特定するようにしている
が、こうしたデータ量は、ウエハ１内のバンプ３の総数
が多くなるに従い莫大なものとなる。このため、メモリ
としては記憶容量の大きいものを使用しなければなら
ず、コストがかかるという問題が招来する。

【０１０８】そこで、つぎに、ウエハ１内の全てのチッ
プ２、２…が同一設計である場合に、バンプ３の座標位
置ＢＸ、ＢＹのデータ量を少なくすることができ、記憶
容量の少ないメモリでもデータを記憶することができ、
コスト低減を図ることができる実施の形態について説明
する。

【０１０９】すなわち、計測視野４毎の設定値として、
上述した設定値の代わりに以下の設定値を使用するよう
にする。

【０１１０】ＣＮ：計測視野内チップ総数のことであ
り、９が付与される。

【０１１１】ＣＩＤ（ＣＮ）：計測視野内のチップ毎の
識別番号のことであり、Ｃ１１、ＣＣ１２、Ｃ１３、Ｃ
２３、Ｃ２５、Ｃ３５、Ｃ３６、Ｃ３７が付与される。

【０１１２】ＣＸ（ＣＮ）：計測視野内のチップ毎の視
野原点Ｏｖからのチップ原点ＯｃのＸ座標位置のことで
ある。

【０１１３】ＣＹ（ＣＮ）：計測視野内のチップ毎の視
野原点Ｏｖからのチップ原点ＯｃのＹ座標位置のことで
ある。

【０１１４】ＣＢＮ（ＣＮ）：計測視野内のチップ毎の
バンプ総数のことであり、たとえば、識別番号Ｃ２３の
チップ２の場合は６が付与される。ＢＩＤ（ＣＮ、ＣＢＮ）：計測視野内のチップ毎の各バ
ンプの識別番号のことであり、たとえば、識別番号Ｃ２
３の場合はＢ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ９が付与
される。

【０１１５】一方、全ての計測視野４に共通の設定値と
して、つぎのチップ座標位置が設定される。

【０１１６】ｂｘ（ＢＩＤ）：チップ内の各バンプのチ
ップ原点ＯｃからのＸ座標位置のことである。

【０１１７】ｂｙ（ＢＩＤ）：チップ内の各バンプのチ
ップ原点ＯｃからのＹ座標位置のことである。

【０１１８】なお、チップ座標原点Ｏｃは、たとえば図
７に示すように各チップ２の左上コーナに設定される。
また、このチップ座標原点Ｏｃを原点とするチップ座標
系ｘ−ｙが図８に示すごとく設定され、チップ２内のバ
ンプ３の座標位置ｂｘ、ｂｙは、このチップ座標軸ｘ、
ｙ上の座標位置として設定される。因みに、図８中の
Ｗ、Ｈは、１つのチップ２の外形寸法を示している。

【０１１９】以上のように設定値を設定すれば、ウエハ
１上の全てのバンプ３について視野原点Ｏｖからの座標
位置を記憶する必要がなくなるので、設定値のデータ量
を少なくすることができる。ただし、各バンプ３の座標
位置ＢＸ、ＢＹは、次式（２）に示すような演算を行う
必要があるので、演算処理による負荷は大きくなる。

【０１２０】ＢＸ＝ＣＸ（Ｊ）＋ｂｘ（ＢＩＤ（Ｋ））ＢＹ＝ＣＹ（Ｊ）＋ｂｙ（ＢＩＤ（Ｋ）） …（２）こうした演算処理がステップ１１５として、図４のステ
ップ１１２の処理の代わりに実行されることになる。

【０１２１】つぎに、図１０を参照して、チップ２毎
に、チップが良品であるか不良品であるかを判定する処
理手順について説明する。

【０１２２】・チップ２内のバンプ３の検査結果のデー
タを全て取得したか否かの判定まず、チップ２毎に検査
結果データが全て取得されたか否かをチェックするため
のチェックフラグＦ（ＣＩＤ）が用意される。このチェ
ックフラグＦ（ＣＩＤ）は、チップ２内のバンプの総数
（図５に例示されたチップ２ではＣＮ＝１４である）Ｃ
Ｎにしておく。

【０１２３】そして、図４のステップ１１４においてバ
ンプ３毎の検査結果、つまり識別番号ＣＩＤのチップ２
内の、識別番号ＢＩＤのバンプ３の高さＨを示すデータ
Ｈ（ＣＩＤ、ＢＩＤ）が転送される度に（ステップ２０
１）、上記チェックフラグＦ（ＣＩＤ）が−１デクリメ
ントされる（ステップ２０２）。

【０１２４】この結果、チェックフラグＦ（ＣＩＤ）の
内容が０になった時点で（ステップ２０３の判断）、チ
ップ２内のすべてのバンプ３についての検査結果データ
は全て取得されたものと判断し、取得されたデータに基
づきチップ２の良否判定を実行する（ステップ２０
４）。

【０１２５】・第１のチップ判定処理（図１０（ｂ））
まず、バンプ３の識別番号ＢＩＤをカウントする符号Ｉ
が１５に、バンプ３の高さＨの演算値を示す符号ＢＭが
０にイニシャライズされ（ステップ２０５）、符号Ｉが
−１デクリメントされる（ステップ２０６）。そして、
符号Ｉが０に達していない限り（ステップ２０７の判断
ＮＯ）、ＢＭの内容を、現在のＢＭに現在のバンプ高さ
データＨ（ＣＩＤ、Ｉ）を加えたもので更新する処理
（ステップ２０８）、符号Ｉを−１デクリメントする処
理（ステップ２０６）が順次実行される。

【０１２６】この結果、最終的にチップ２内の全てのバ
ンプ３の高さの合計値ＢＭが得られ、これを１４で割っ
た結果が、新たにＢＭの内容とされる。つまり、チップ
２内のバンプ３の高さの平均値ＢＭが求められる（ステ
ップ２０９）。

【０１２７】ついで、再度、バンプ３の識別番号ＢＩＤ
をカウントする符号Ｉが１５にイニシャライズされ（ス
テップ２１０）、符号Ｉが−１デクリメントされる（ス
テップ２１１）。そして、符号Ｉが０に達していない限
り（ステップ２１２の判断ＮＯ）、バンプ高さの平均値
ＢＭから、現在のバンプ３の高さデータＨ（ＣＩＤ、
Ｉ）を減算した値の絶対値が、所定のしきい値ΔＢＨよ
りも小さいか否かを判断する処理（ステップ２１３）、
符号Ｉを−１デクリメントする処理（ステップ２１１）
が順次行われる。

【０１２８】ここで、バンプ３の高さＨと上記平均値Ｂ
Ｍとの偏差が、チップ２内のすべてのバンプ３について
所定の規定範囲（±ΔＢＨ）内にあれば、そのチップ２
は「良品」であると判定され（ステップ２１２の判断Ｙ
ＥＳ）、バンプ３の高さＨと上記平均値ＢＭとの偏差
が、いずれかのバンプ３について所定の規定範囲（±Δ
ＢＨ）外になった時点で（ステップ２１３の判断Ｎ
Ｏ）、そのチップ２は「不良品」であると判定される。

【０１２９】・第２のチップ判定処理（図１０（ｃ））また、バンプ高さの平均値を求めることなく、チップ判
定処理を行うようにしてもよい。

【０１３０】すなわち、バンプ３の識別番号ＢＩＤをカ
ウントする符号Ｉが１５にイニシャライズされ（ステッ
プ２１４）、符号Ｉが−１デクリメントされる（ステッ
プ２１５）。そして、符号Ｉが０に達していない限り
（ステップ２１６の判断ＮＯ）、現在のバンプ３の高さ
データＨ（ＣＩＤ、Ｉ）が、予め設定された高さの規定
範囲の下限値ＢＬよりも大きく、かつ現在のバンプ３の
高さデータＨ（ＣＩＤ、Ｉ）が、予め設定された高さの
規定範囲の上限値ＢＨよりも小さいか否かを判断する処
理（ステップ２１７）、符号Ｉを−１デクリメントする
処理（ステップ２１５）が順次行われる。当然のことな
がら、前述のΔＢＨ、ＢＬ、ＢＨなどの比較のための設
定値は、絶対値でなく、ある基準値（ＢＭ）の相対的な
割合（Ｒ）に設定してもよい。例えば、ΔＢＨ＝ＢＭ・
Ｒ、あるいはＢＬ＝（１−Ｒ）・ＢＭ、ＢＨ＝（１＋
Ｒ）・ＢＭなどが挙げられる。なお、この場合、ＢＭは
必ずしも平均値でなくてもよい。

【０１３１】ここで、バンプ３の高さＨが、チップ２内
のすべてのバンプ３について所定の規定範囲（ＢＬ〜Ｂ
Ｈ）内にあれば、そのチップ２は「良品」であると判定
され（ステップ２１６の判断ＹＥＳ）、バンプ３の高さ
Ｈが、いずれかのバンプ３について所定の規定範囲（Ｂ
Ｌ〜ＢＨ）外になった時点で（ステップ２１７の判断Ｎ
Ｏ）、そのチップ２は「不良品」であると判定される。

【０１３２】以上のように上述した第１、第２のチップ
判定処理では、高さが規定範囲外にあるバンプ３が発見
された時点（ステップ２１３の判断ＮＯ、ステップ２１
７の判断ＮＯ）で、そのチップ２は不良品であると判定
して、以後のバンプ３についての判断を打ち切るように
しており、演算処理時間の短縮が図られる。

【０１３３】こうした演算処理時間短縮のアルゴリズム
は、後述するコブ５の検査の処理に適用してもよい。つ
まり、チップ２内のバンプ３にコブ５が発見された時点
で、以後のバンプ３についての判断を打ち切り、そのチ
ップ２は不良品であると判断してもよい。

【０１３４】また、後述するようにエキストラバンプ６
の検査結果のように、チップ２の識別番号ＣＩＤのデー
タとともにデータが転送される場合には、そのデータ転
送時点で以後の処理を打ち切ることも可能である。つま
り、エキストラバンプ６がある旨の検査結果データが転
送された時点で、その識別番号ＣＩＤのチップ２は不良
品であると判定し、当該チップ２についての以後の処理
を打ち切り、つぎのチップ２についてのデータ転送を待
つようにする。

【０１３５】なお、以上説明した実施の形態において、
検査に先だって予め用意されるＣＩＤ、ＣＢＮ等の設定
値データは、ウエハ１のＣＡＤデータに基づいて求める
ことができる。

【０１３６】つぎに、図４のステップ１１３で行われる
バンプ３の高さＨの計測内容について、具体的に説明す
る。

【０１３７】すなわち、図５に斜線で示すように、バン
プ３の高さＨを計測する際、そのバンプ３の中心座標位
置を中心点とする正方形のウィンドウ７が、このバンプ
３を囲むように設定される。このように、ウィンドウ７
は、バンプ３全体のみならずこのバンプ３近傍のＩＣチ
ップ表面部分が入るように設定されるので、バンプ３の
ＸＹ座標位置に多少の誤差があったとしても、バンプ３
全体をウィンドウ７内に確実に取り込むことができ、検
査を有効かつ正確に行うことが可能となる。

【０１３８】たとえば、図６（ａ）に示すような円形な
バンプ３の直径が１００μｍ〜１５０μｍである場合に
は、２００μｍ×２００μｍ（縦×横）の大きさのウィ
ンドウ７が設定されることになる。

【０１３９】なお、ウィンドウ７を設定したときに、ウ
ィンドウ７が３Ｄ計測モジュール３３の計測視野４から
はみ出してしまうような場合、つまり図５において識別
番号Ｃ１２のチップ２内の識別番号Ｂ１３のバンプ３に
ウィンドウ７を設定した場合には、３Ｄ計測モジュール
３３によってはウィンドウ７内の一部の部分について鉛
直方向位置データを取得することができない。したがっ
て、後述するヒストグラムを有効に作成することができ
ない場合なので、この識別番号Ｂ１３のバンプ３につい
ての検査を行わないようにするのが望ましい。しかし、
このままでは、バンプ３の高さの検査もれが生じてしま
い、好ましくない。

【０１４０】しかし、前述したように各計測視野Ｖ1、
Ｖ2、Ｖ3…を設定する際、図３に示すように、これらを
オーバーラップさせるようにしている。そこで、このオ
ーバーラップの大きさを、ウィンドウ７の大きさよりも
大きく設定しておけば、図５の識別番号Ｃ１２のチップ
２内の識別番号Ｂ１３のバンプ３にかけられるウィンド
ウ７のごとく、計測視野境界付近にあるウィンドウ７で
あっても、オーバーラップされた２つの計測視野のうち
のいずれかに全体が欠けることなく入るようになり、バ
ンプ３の検査もれを防止することができる。３Ｄ計測モ
ジュール３３によって、ウィンドウ７内の各部分の鉛直
方向の位置データが取得され、その取得された各鉛直位
置データが図１１に示すごとくヒストグラムとして表さ
れる。

【０１４１】そこで、このヒストグラムより、鉛直位置
データの最大値ＭＸ（最も高くなる位置）と最小値ＭＮ
（最も低くなる位置）が取得される。ここで最大値ＭＸ
は、バンプ３の絶対高さを意味する。一方、ＩＣチップ
２の表面の絶対高さＣは、つぎのようにして決定され
る。

【０１４２】つまり、最大値ＭＸと最小値ＭＮの中間値
（ＭＸ−ＭＮ）/２から最小値ＭＮまでの頻度を探索
し、最大の頻度が得られる鉛直位置データがＩＣチップ
２の表面の絶対高さＣとされる。あるいは、同様にし
て、最大値ＭＸと最小値ＭＮの中間値（ＭＸ−ＭＮ）/
２から最小値ＭＮまでの頻度を探索し、その範囲での鉛
直位置データの平均値がＩＣチップ２の表面の絶対高さ
Ｃとされる。なお、ここで、最大値ＭＸと最小値ＭＮの
中間値（ＭＸ−ＭＮ）/２から最小値ＭＮまでの頻度を
探索するようにしているのは、ＩＣパターンの凹凸が存
在しているのを考慮するためである。

【０１４３】そして、これら絶対位置データの偏差（Ｍ
Ｘ−Ｃ）がバンプ３のＩＣチップ２表面からの（相対）
高さＨとされる。

【０１４４】図１２は、図２３に示すように、ウエハ１
が鉛直方向に傾斜しており、ウィンドウ７を、バンプ３
の面積に対して相対的に大きく設定した場合（ウィンド
ウ７中、ＩＣチップ２の表面が占める割合が大きい）の
ヒストグラムを示している。

【０１４５】このように、ウエハ１が傾斜している場合
は、破線にて示すようにＩＣチップ２の表面の頻度を示
す山がブロードであり、図１１の場合と同様の演算処理
によって一義的にバンプ３の高さＨを決定することは、
正確さを欠く結果となる。つまり、前述したようにウィ
ンドウ７の一方の端と他方の端とでは、ウエハ１の傾斜
によってＩＣチップ２の表面の高さが異なっているから
である。よって、この傾斜の影響を少なくするために、
ウィンドウ７を狭く設定すればよい。

【０１４６】すなわち、ウィンドウ７を、バンプ３の面
積に対して相対的に小さく設定する（ウィンドウ７中
に、ＩＣチップ２の表面が占める割合が小さくなるよう
に設定する）ようにすれば、図１２のヒストグラムのＩ
Ｃチップ表面を示すブロードな山が、図１１に示すよう
に、ピークをもったものに変化される。

【０１４７】よって、図１１の場合と同様の演算を適用
することが可能となり、正確にＩＣチップ表面の絶対高
さを求めることができる。つまり正確にバンプ３の高さ
Ｈを求めることができる。以上のように、ＩＣパターン
の凹凸や、ウエハ１の傾斜が存在したとしても、バンプ
３のチップ表面からの高さＨを精度よく計測することが
できる。

【０１４８】図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）
は、最小値ＭＮ、最大値ＭＸ、チップ表面高さＣ、バン
プ３の高さＨを求めるための処理手順を示している。

【０１４９】なお、以下において、Ｉは鉛直位置データ
の大きさを示す符号であり、１から１００までの範囲に
設定される。また、ＨＩＳＴ（Ｉ）は、各鉛直位置の大
きさＩ毎の頻度を示している（図１１参照）。

【０１５０】・最小値ＭＮの演算まず、鉛直位置データＩが０にイニシャライズされ（ス
テップ３０１）、鉛直位置の大きさＩが＋１インクリメ
ントされる（ステップ３０２）。以下、現在の鉛直位置
の大きさＩに対応する頻度ＨＩＳＴ（Ｉ）が０である限
りは（ステップ３０３の判断ＮＯ）、鉛直位置の大きさ
Ｉは＋１インクリメントされるが、現在の鉛直位置の大
きさＩに対応する頻度ＨＩＳＴ（Ｉ）が０ではなくなっ
たとき（ステップ３０３の判断ＹＥＳ）の鉛直位置の大
きさＩが最小値ＭＮとされる（ステップ３０４）。

【０１５１】・最大値ＭＸの演算まず、鉛直位置の大きさＩが１０１にイニシャライズさ
れ（ステップ３０５）、鉛直位置の大きさＩが−１デク
リメントされる（ステップ３０６）。以下、現在の鉛直
位置の大きさＩに対応する頻度ＨＩＳＴ（Ｉ）が０であ
る限りは（ステップ３０７の判断ＮＯ）、鉛直位置デー
タＩは−１デクリメントされるが、現在の鉛直位置の大
きさＩに対応する頻度ＨＩＳＴ（Ｉ）が０ではなくなっ
たとき（ステップ３０７の判断ＹＥＳ）の鉛直位置の大
きさＩが最大値ＭＸとされる（ステップ３０８）。

【０１５２】・チップ表面の高さＣまず、鉛直位置の大きさＩが最小値ＭＮにイニシャライ
ズされるとともに、最大頻度を示すＰが０にイニシャラ
イズされ（ステップ３０９）、鉛直位置の大きさＩが＋
１インクリメントされる（ステップ３１０）。

【０１５３】以下、現在の鉛直位置の大きさＩが、最大
値ＭＸと最小値ＭＮの中間値（ＭＸ＋ＭＮ）/２よりも
大きくなったか否かが判断され（ステップ３１１）、判
断ＹＥＳならば頻度の最大値を探索する範囲を超えたも
のと判断して処理を終了させるが、そうでない限りは頻
度の最大値を探索する範囲にあるので、手順はつぎのス
テップ３１２に移行される。

【０１５４】ステップ３１２では、現在の最大頻度Ｐ
が、現在の鉛直位置の大きさＩに対応する頻度ＨＩＳＴ
（Ｉ）よりも大きいか否かが判断されており（ステップ
３１２）、この判断結果がＮＯであれば、最大頻度Ｐの
内容を、現在の頻度ＨＩＳＴ（Ｉ）に更新するととも
に、チップ表面高さＣを現在の鉛直位置データＩとする
（ステップ３１３）が、ステップ３１２の判断結果がＹ
ＥＳであれば、ステップ３１３のような更新を行うこと
なく、手順をステップ３１０に移行させ、同様の処理を
繰り返し行わせる。

【０１５５】やがて、ステップ３１１の判断ＹＥＳとな
り、頻度の最大値を探索する範囲を超えたときに、最終
的にステップ３１３で更新されたＰの内容が、最大頻度
となり、最終的に更新されたＣの内容が、その最大頻度
が得られるチップ表面高さとされる。

【０１５６】・バンプ高さの検査図１１に示すようにウィンドウ７内の鉛直位置データに
基づき、各鉛直位置の大きさＩに対応する頻度ＨＩＳＴ
（Ｉ）が作成され（ステップ３１４）、上述したように
して最小値ＭＮが演算され（ステップ３１５）、最大値
ＭＸが演算され（ステップ３１６）、チップ表面の高さ
Ｃが演算される（ステップ３１７）。そして、最大値Ｍ
Ｘからチップ表面の高さＣを減算した値として、識別番
号ＣＩＤのチップ２内の識別番号ＢＩＤのバンプ３の高
さＨが求められる（ステップ３１８）。

【０１５７】つぎに、図１１と同様なヒストグラムを利
用してコブ５の有無の検査を行う場合について説明す
る。

【０１５８】すなわち、最大値ＭＸと最小値ＭＮの中間
値（ＭＸ−ＭＮ）/２から最大値ＭＸまでの範囲につい
て頻度がカウントされ、この範囲における累積頻度Ｓが
求められる。一方、最大値ＭＸよりも所定量Ｘだけ小さ
い値（ＭＸ−Ｘ）（＞（ＭＸ−ＭＮ）/２）から最大値
ＭＸまでの範囲についての頻度がカウントされ、この範
囲における累積頻度ＳＸが求められる。

【０１５９】そこで、これら累積頻度の比ＳＸ/Ｓを予
め定められた評価値Ｒで評価し、コブ５の有無を判定す
る。すなわち、図２４のようにコブ５のあるバンプ３
は、比ＳＸ/Ｓが評価値Ｒよりも小さくなる。逆にコブ
５のないバンプ３は、比ＳＸ/Ｓが評価値Ｒ以上とな
る。

【０１６０】ここで、評価値Ｒは、図１５に示すように
コブ５のない正常なバンプ３についてのヒストグラムよ
り得られる比ＳＸ/Ｓから統計的に決定すればよい。

【０１６１】図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、上記累
積誤差ＳＸ、累積誤差Ｓ、コブ検査の処理手順を示すフ
ローチャートである。以下、これらについて説明する。

【０１６２】・累積頻度ＳＸの演算まず、鉛直位置の大きさＩが最大値ＭＸにイニシャライ
ズされるとともに、累積頻度を示すＳＸが０にイニシャ
ライズされ（ステップ４０１）、鉛直位置の大きさＩが
−１デクリメントされる（ステップ４０２）。

【０１６３】以下、現在の鉛直位置の大きさＩが、（Ｍ
Ｘ−Ｘ）よりも小さくなったか否かが判断され（ステッ
プ４０３）、判断ＹＥＳならば累積頻度を求める範囲を
超えたものと判断して処理を終了させるが、そうでない
限りは頻度を累積すべき範囲にあるので、手順はつぎの
ステップ４０４に移行される。

【０１６４】ステップ４０４では、最大頻度ＳＸの内容
を、現在の最大頻度ＳＸに対して、現在の鉛直位置の大
きさＩに対応する頻度ＨＩＳＴ（Ｉ）を加えたものとし
て更新する（ステップ４０４）。この処理はステップ４
０３の判断がＮＯである限り、Ｉを順次デクリメントし
つつ繰り返し実行される。

【０１６５】やがて、ステップ４０３の判断ＹＥＳとな
り、最大頻度を求めるべき範囲を超えたときに、最終的
にステップ４０４で更新されたＳＸの内容が、累積頻度
として得られる。

【０１６６】・累積頻度Ｓの演算この処理は、図１６（ａ）の（ＭＸ−Ｘ）の代わりに
（ＭＮ＋ＭＸ）/２とし、ＳＸの代わりにＳとした他は
同様であるので説明は省略する（図１６（ｂ）参照）。

【０１６７】・コブの検査上述するようにして累積頻度ＳＸが演算され（ステップ
４０９）、累積頻度Ｓが演算される（ステップ４１
０）。そして、比ＳＸ/Ｓが評価値Ｒよりも小さいか否
かによって、識別番号ＣＩＤのチップ２内の識別番号Ｂ
ＩＤのバンプ３について、コブ５の有り、無しが判断さ
れる（ステップ４１１）。

【０１６８】以上のようにして得られたバンプ３の高さ
Ｈ、コブ５の有無を示すデータは、そのチップ２の識別
番号ＣＩＤ、バンプ３の識別番号ＢＩＤとともに、検査
結果データとして転送されることになる（ステップ１１
４）。

【０１６９】つぎに、図１１と同様なヒストグラムを利
用してエキストラバンプ６の有無の検査を行う場合につ
いて説明する。

【０１７０】図１７は、１つのチップ２について各ウィ
ンドウ７が設定された様子を示している。前述したよう
にバンプ３の高さＨを求める場合にはウィンドウ７内の
鉛直位置データは有効なものとしてヒストグラムを作成
したが、このエキストラバンプ６の検査では、ウィンド
ウ７内のデータは却ってエキストラバンプ６の検査に誤
差を与える結果となる。

【０１７１】そこで、ウィンドウ７部分は斜線にて示す
ようにマスクして、それ以外の部分のみの鉛直位置デー
タに基づいてヒストグラムを作成するようにする。

【０１７２】ただし、チップ２全体についての鉛直位置
データを使用すると、図１２で説明したように、チップ
２の傾斜による誤差が生じてしまい、チップ２の表面高
さＣを精度よく検出することができない虞がある。

【０１７３】そこで、図１１に示すようにチップ表面を
示す山が一定のピークをもつ程度にチップ２を、小面積
に分割し、分割した領域毎にヒストグラムを作成すれば
よい。たとえば、図１８に示すように、チップ４全体を
４分割し、各分割領域８毎にヒストグラムを作成するこ
とが考えられる。

【０１７４】図１９（ａ）は、図１８の領域８について
のヒストグラムを示している。

【０１７５】すなわち、３Ｄ計測モジュール３３によっ
て、領域８内の各部分の鉛直方向の位置データが取得さ
れ、その取得された各鉛直位置データが図１９（ａ）に
示すごとくヒストグラムとして表される。

【０１７６】そこで、このヒストグラムより、鉛直位置
データの最大値ＭＸ（最も高くなる位置）と最小値ＭＮ
（最も低くなる位置）が取得される。ここで最大値ＭＸ
は、仮のエキストラバンプ６の絶対高さを意味する。一
方、ＩＣチップ２の表面の絶対高さＣは、つぎのように
して決定される。

【０１７７】つまり、最大値ＭＸから最小値ＭＮまでの
頻度を探索し、最大の頻度が得られる鉛直位置データが
ＩＣチップ２の表面の絶対高さＣとされる。あるいは、
同様にして、最大値ＭＸから最小値ＭＮまでの頻度を探
索し、その範囲での鉛直位置データの平均値がＩＣチッ
プ２の表面の絶対高さＣとされる。

【０１７８】そして、これら絶対位置データの偏差（Ｍ
Ｘ−Ｃ）が、仮のエキストラバンプバンプ６のＩＣチッ
プ２表面からの（相対）高さＨとされる。

【０１７９】そこで、このＨが、予め設定された値Ｔと
比較され、高さＨがＴ以下ならば、エキストラバンプ６
は無いと判定し、高さＨがＴよりも大きい場合には、エ
キストラバンプ６は有ると判定する。

【０１８０】図１９（ｂ）、（ｃ）は、チップ表面高さ
Ｃ、エキストラバンプ検査の処理手順を示すフローチャ
ートである。

【０１８１】・チップ表面高さＣの演算この演算は、図１３（ｃ）の（ＭＸ＋ＭＮ）/２の代わ
りに、ＭＸとした他は、同様であるので、重複した説明
は省略する。

【０１８２】・エキストラバンプの検査図１３（ｂ）と同様にして最大値ＭＸが演算され（ステ
ップ５０６）、図１９（ｂ）に示すようにしてチップ表
面の高さＣが演算される（ステップ５０７）。そして、
ＭＸ−Ｃが設定値Ｔよりも小さいか否かによって、識別
番号ＣＩＤのチップ２内の領域８について、エキストラ
バンプ６の無し、有りが判断される（ステップ５０
８）。この処理はチップ２の残りの領域８、８、８につ
いても同様に行われ、４つすべての領域についての判断
結果から、最終的にチップ２の中にエキストラバンプ６
が有るか否かが判定される。

【０１８３】以上のようにして得られたエキストラバン
プ６の有無を示すデータは、そのチップ２の識別番号Ｃ
ＩＤとともに、検査結果データとして転送されることに
なる（ステップ１１４）。

【０１８４】つぎに、ウエハ上のバンプの検査を高速に
行うことができる実施の形態について説明する。

【０１８５】さて、図２０に示す、ウエハ１上のバンプ
３の高さを計測する装置としては、本出願人に係る特許
出願（特願平６−１０２９３１号）に開示されたものを
使用することができる。

【０１８６】すなわち、この出願に開示された共焦点光
学系を応用した３次元形状計測装置を、３Ｄ計測モジュ
ール３３として使用することができる。

【０１８７】この種の３Ｄ計測モジュール３３では、共
焦点光学系全体または対物レンズのみ、またはウエハ１
を載置したステージが鉛直方向に移動される。この場
合、図２０の３Ｄ計測モジュール３３に、これをＺ軸方
向に移動させるＺ軸移動機構が設けられ、このＺ軸移動
機構によって３Ｄ計測モジュール３３がＺ軸方向に移動
され、ウエハ１が鉛直方向に所定距離だけ３Ｄ計測モジ
ュール３３に対し相対的に移動されるものとする。

【０１８８】こうして、ウエハ１がＺ方向に移動され、
３Ｄ計測モジュール３３の受光部で感知する受光量が最
大となる移動位置がその受光点における被計測物体（ウ
エハ１上のバンプ３）の高さ位置とされる。このような
処理が、アレイ状に配列された各受光部に関して実行さ
れる。

【０１８９】そして、前述したように、３Ｄ計測モジュ
ール３３の１計測視野４でウエハ１全体を計測できない
ので、計測視野４が切り換えられて同様の処理が実行さ
れる。

【０１９０】つまり、ウエハ１の上面すべての高さが３
Ｄ計測モジュール３３で計測されるように、当該３Ｄ計
測モジュール３３の計測視野４が移動すべき平面上の各
移動位置Ｏｖ、Ｏｖ、Ｏｖ…が設定される（図３参
照）。そして、この設定された各平面移動位置に計測視
野４を、Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…と順次移動させ、各平面移動
位置ごとに、ウエハ１を、３Ｄ計測モジュール３３に対
して相対的に、上記所定距離だけＺ方向に移動させるこ
とにより、当該計測視野４内におけるバンプ３の高さＨ
の計測が行われる。

【０１９１】図２６は、各計測視野Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…ＶN
-1、ＶN、ＶN+1…の平面方向の移動、各計測視野毎の鉛
直Ｚ軸方向の移動の態様を示す図であり、図２７はその
タイムチャートを示しており、従来技術の図３０、図３
１にそれぞれ対応している。

【０１９２】これら図に示すように、各計測視野ＶN-
1、ＶN、ＶN+1において、Ｚ方向の移動方向が逐次反転
されるように、Ｚ軸移動機構は３Ｄ計測モジュール３３
を駆動する。すなわち、計測視野ＶN-1では、下降方向
ｄに移動されてバンプ３の高さＨの計測が行われ、つぎ
の計測視野ＶNでは、前回とは反対の上昇方向ｄ´に移
動されて計測が行われ、つぎの計測視野ＶN+1では、前
回とは反対の下降方向ｄに移動されて計測が行われる
（図２６の矢印ｄ、ｄ´参照）。

【０１９３】バンプ３の高さＨの計測は、前述したよう
に、ウィンドウ７を設定することにより行われる。

【０１９４】図２８は、バンプ３の断面図を示してお
り、３Ｄ計測モジュール３３によって、Ｚ軸移動機構
（Ｚステージ）の原点からチップ２表面までの距離Ｚ1
が計測され、同原点からバンプ３の頂点までの距離Ｚ2
が計測される。そして、これらの偏差Ｚ1−Ｚ2として、
ウィンドウ７内のバンプ３の高さＨが計測される。この
ようにウィンドウ７毎に相対高さＺ1−Ｚ2としてバンプ
高さＨを求めるようにしたのは、つぎのような理由によ
る。つまり、ウエハ１の位置が異なれば（ウィンドウ設
定位置が異なれば）、チップ表面の絶対高さが異なる。
このため、バンプ３の高さを、一の基準に対する絶対高
さとして求めたのではバンプ高さに誤差が生じてしまう
ので、これを避けるためである。

【０１９５】以上のように、この実施の形態では、鉛直
Ｚ軸方向の移動方向を逐次反転させながら計測を行うよ
うにしており、つぎの計測視野に移動する際（図２７の
矢印ｃ）には、平面方向の移動だけでよく、従来のよう
に３Ｄ計測モジュール３３をＺ方向初期位置に戻すため
だけの鉛直Ｚ軸方向の移動は行われない。

【０１９６】このため、図２７に示すように、１視野サ
イクルタイムは、高さ計測のために３Ｄ計測モジュール
３３をＺ軸方向に移動させている時間と、計測視野４を
平面方向に移動させる時間だけの組合せであり、図３１
のように、Ｚ位置を初期位置まで戻すためだけの本来の
高さ計測にも計測視野４の移動に使われない無駄時間は
存在しないこととなる。このため１視野のサイクルタイ
ムがその分小さくなり、装置のスループットを飛躍的に
向上させることができる。

【０１９７】また、３Ｄ計測モジュール３３をＺ方向初
期位置まで戻すための動作がなくなるので、その分、移
動に伴う振動等の悪影響が少なくなる。とりわけ、むだ
時間短縮のために３Ｄ計測モジュール３３を初期位置ま
で戻す速度を高速化することによって振動等による甚大
な影響が発生してしまう虞もなくなる。また、３Ｄ計測
モジュール３３を初期位置まで戻すための動作がなくな
った分、Ｚ軸移動機構の耐久性が向上する。

【０１９８】このようにＺ軸移動機構を往復移動させる
ことによって計測の高速化を図る実施の形態は、バンプ
の計測に限定されることなく、任意の計測対象に適用す
ることができる。

【０１９９】さて、前述したように各計測視野Ｖ1、Ｖ
2、Ｖ3…を設定する際、図３に示すように、これらをオ
ーバーラップさせるようにしている。

【０２００】図２９は、隣り合う４つの計測視野Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄについてオーバーラップの態様を示してい
る。

【０２０１】すなわち、計測視野の１辺の長さの１/２
０程度がウィンドウ７の１辺の長さとなるようにウィン
ドウ７が設定される。そして、オーバーラップ領域（こ
れを斜線にて示す）が、ウィンドウ７の大きさよりも大
きくなるように、オーバーラップ領域が設定される。こ
の結果、隣り合う両計測視野のうち少なくとも一方の計
測視野内に、高さを計測すべきバンプ３を含んだウィン
ドウ７全体が入るようになり、一のウィンドウ７につい
ての計測が、少なくとも一方の計測視野内において行わ
れることになる。たとえば、図２９のウィンドウ７aの
ように、本来、計測視野Ａの境界付近にあり、計測視野
Ａのみで計測できないウィンドウであっても、上述した
オーバーラップによって、隣の計測視野Ｂ内に全体が欠
けることなく含まれるようになるので、この計測視野Ｂ
のみでウィンドウ７ａ全体を計測することができる。ウ
ィンドウ７ｂについても同様であり計測視野Ａのみで計
測を行うことができる。また、オーバーラップ領域内に
完全に含まれるウィンドウ７ｃについては、計測視野Ａ
とＢとで重複した計測がなされることになる。この場合
は、ウィンドウ７ｃについての計測結果をオーバーライ
トしたり、予めＡ、Ｂいずれの計測結果を優先するかを
決めておくことにより、対処することができる。

【０２０２】以上のように、計測視野をオーバーラップ
させることにより、少なくとも一の計測視野において、
ウィンドウ７全体の検査を確実に行うことができるよう
になり、バンプ３の検査もれを防止することができる。

【０２０３】この実施の形態と、前述したＺ軸移動機構
を往復移動させることによって計測の高速化を図る実施
の形態とを組み合わせることによって、以下のような効
果がもたらされる。

【０２０４】すなわち、一般に、３Ｄ計測モジュール３
３を駆動するＺ軸移動機構には、上昇方向の移動と下降
方向の移動とで、ヒステリシスが存在する。このため、
もし計測視野同士のオーバーラップが存在してないとす
ると、計測視野Ａと計測視野Ｂとの間で、高さの計測誤
差が生じることになる。

【０２０５】すなわち、仮に、計測視野Ａと計測視野Ｂ
とがオーバーラップしていないで、これら計測視野の境
界領域にウィンドウ７が両視野にまたがって設定された
場合には、このウィンドウ７の一部については計測視野
Ａで計測され、ウィンドウ７の残りの部分は計測視野Ｂ
で計測されることになる。これら隣り合う計測視野Ａ、
Ｂでは、計測の際のＺ軸移動方向が逆であり、ヒステリ
シスが存在し、ウィンドウ７の計測視野Ａによる計測部
分と、当該ウィンドウ７の計測視野Ｂによる計測部分と
で、誤差が生じてしまうことになる。しかし、この実施
の形態では、両計測視野Ａ、Ｂをオーバーラップさせ、
少なくともいずれかの視野内でウィンドウ７全体が計測
が完結されるので、このウィンドウ７の計測、つまりこ
のウィンドウ７に含まれるバンプ３の高さの計測は、往
復移動のヒステリシスの影響を受けることがなく、計測
を誤差なく行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係るウエハバンプの外観検査装
置の実施の形態を示す図で、ウエハの平面図である。

【図２】図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ウエ
ハ上のチップと計測視野の相対位置関係を説明する図で
ある。

【図３】図２はウエハ上で計測視野を移動させる様子を
説明する図である。

【図４】図４はバンプ検査の処理手順を示すフローチャ
ートである。

【図５】図５は計測視野内に含まれるバンプを示す図で
ある。

【図６】図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、バンプの種類
を説明する図である。

【図７】図７は計測視野原点とチップ原点との位置関係
を示す図である。

【図８】図８はチップ座標系を示す図である。

【図９】図９は計測視野に設定される設定値のデータ構
造を概念的に示す図である。

【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はチップ毎に
その良否を判定するための処理手順を示すフローチャー
トである。

【図１１】図１１はウィンドウ毎に得られる高さデータ
のヒストグラムである。

【図１２】図１２はウエハが傾いている場合のヒストグ
ラムである。

【図１３】図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はヒ
ストグラムに基づいてバンプの高さを求める処理の手順
を示すフローチャートである。

【図１４】図１４はコブがあるバンプについて設定され
るウィンドウによって得られる高さデータのヒストグラ
ムである。

【図１５】図１４はコブがないバンプについて設定され
るウィンドウによって得られる高さデータのヒストグラ
ムである。

【図１６】図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はヒストグラ
ムに基づいてコブの有無を判定する処理の手順を示すフ
ローチャートである。

【図１７】図１７はエキストラバンプが存在するチップ
を示す平面図である。

【図１８】図１８はエキストラバンプが存在するチップ
を各領域に分割した様子を示す平面図である。

【図１９】図１９（ａ）はエキストラバンプが存在する
チップによって得られる高さデータのヒストグラムであ
り、図１９（ｂ）、（ｃ）は、図１９（ａ）のヒストグ
ラムに基づいてエキストラバンプの有無を判定する処理
の手順を示すフローチャートである。

【図２０】図２０は実施の形態のウエハバンプの外観検
査装置の斜視図である。

【図２１】図２１は従来のウエハバンプの外観検査装置
を説明する図で、ウエハの平面図である。

【図２２】図２２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、
従来技術を説明する図で、ウエハ上のチップと計測視野
の相対位置関係を説明する図である。

【図２３】図２３はウエハ（チップ）が傾いている様子
を示す側面図である。

【図２４】図２４はコブが存在するバンプを示す側面図
である。

【図２５】図２５はエキストラバンプが存在するチップ
を示す平面図である。

【図２６】図２６は、各計測視野の平面方向の移動、各
計測視野毎の鉛直軸方向の移動の態様を示す図である。

【図２７】図２７は図２６のタイムチャートである。

【図２８】図２８はバンプの側面図である。

【図２９】図２９は計測視野がオーバーラップしている
様子を説明する図である。

【図３０】図３０は、従来技術を説明する図で、各計測
視野の平面方向の移動、各計測視野毎の鉛直軸方向の移
動の態様を示す図である。

【図３１】図３１は、従来技術を説明する図で、図３０
のタイムチャートである。

【符号の説明】

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｔ 7/00 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４０５ＺＨ０１Ｌ 21/321 Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０４Ｔ６０４Ｚ (72)発明者田中洋志神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製作所研究所内 (72)発明者若井秀之神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製作所研究所内 (72)発明者岡本武神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製作所研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウエハと、このウエハ上のバンプを
撮像する視覚手段との相対位置・姿勢を、相対位置・姿
勢変化手段によって変化させながら、前記ウエハ上のバ
ンプの外観の検査を行うウエハバンプの外観検査装置に
おいて、前記相対位置・姿勢変化手段によって、前記ウエハを、
所定の座標系の座標軸に位置決めする位置決め手段と、前記視覚手段は、複数のバンプを一度に撮像することが
できる計測視野を有しており、前記ウエハ上のすべての
バンプが前記視覚手段で撮像されるように、前記計測視
野が移動すべき前記座標系上の座標位置を設定する設定
手段と、前記位置決め手段によって前記ウエハが位置決めされた
際に、前記座標系上の座標原点を回転中心とする前記ウ
エハの回転位置ずれを検出する検出手段と、前記設定手段で設定された前記視覚手段の計測視野の各
設定座標位置を、前記検出手段で検出された回転位置ず
れ分だけ前記座標系上で回転変換させることによって補
正する補正手段と、前記補正手段で補正された各補正座標位置に、前記視覚
手段の計測視野が順次移動されるように、前記相対位置
・姿勢変化手段を駆動する手段とを具えたウエハバンプ
の外観検査装置。
【請求項２】前記計測視野内に含まれる各バンプの
前記座標系上の座標位置を、予め設定するバンプ座標位
置設定手段と、前記バンプ座標位置設定手段で設定された予設定座標位
置に基づいて前記計測視野内のバンプ位置を特定し、こ
の特定されたバンプ位置に基づき前記ウエハ上のバンプ
の外観検査を行う検査手段とをさらに具えた請求項１記
載のウエハバンプの外観検査装置。
【請求項３】ウエハ上の複数のバンプを視覚手段に
よって撮像し、この撮像結果に基づき前記ウエハ上のバ
ンプの外観の検査を行うウエハバンプの外観検査装置に
おいて、前記視覚手段の撮像結果に基づいて、前記ウエハ上の各
チップ毎に、チップ内の複数のバンプの平均高さを求
め、当該チップ内の全てのバンプの高さが、前記平均高
さに対する一定偏差内に収まっている場合に、当該チッ
プは良品であると判定するようにしたウエハバンプの外
観検査装置。
【請求項４】ウエハ上のバンプを、所定の大きさの
計測視野をもって撮像する視覚手段を具え、この視覚手
段の撮像結果に基づき前記ウエハ上のバンプの外観の検
査を行うウエハバンプの外観検査装置において、前記ウエハを、所定の座標系の座標軸に位置決めする位
置決め手段と、前記計測視野内に含まれるバンプの前記座標系上の座標
位置を、予め設定するバンプ座標位置設定手段と、前記バンプ座標位置設定手段で設定された予設定座標位
置に基づいて前記計測視野内のバンプ位置を特定し、こ
の特定されたバンプ位置周辺の一定領域についてウィン
ドウを設定して、このウィンドウについてのみ前記ウエ
ハ上のバンプの外観検査を行う検査手段とを具えたウエ
ハバンプの外観検査装置。
【請求項５】前記検査手段は、前記ウィンドウ中の各部の高さを求め、この高さデータ
に基づき、高さと頻度との関係を示すヒストグラムを作
成するヒストグラム作成手段と、前記ヒストグラムにおける高さ最小値から、当該最小値
よりも所定量だけ大きい値までの一定範囲内において、
頻度が最大となる高さを、チップ表面の高さとし、前記
ヒストグラムにおける高さ最大値から当該チップ表面の
高さを減算した値を、前記ウインドウ内のバンプのチッ
プ表面からの相対高さとする演算手段とを具えた請求項
４記載のウエハバンプの外観検査装置。
【請求項６】前記検査手段は、前記ウィンドウ中の各部の高さを求め、この高さデータ
に基づき、高さと頻度との関係を示すヒストグラムを作
成するヒストグラム作成手段と、前記ヒストグラムにおける高さ最小値から、当該最小値
よりも所定量だけ大きい値までの一定範囲内における平
均高さを、チップ表面の高さとし、前記ヒストグラムに
おける高さ最大値から当該チップ表面の高さを減算した
値を、前記ウインドウ内のバンプのチップ表面からの相
対高さとする演算手段とを具えた請求項４記載のウエハ
バンプの外観検査装置。
【請求項７】前記検査手段は、前記ウィンドウ中の各部の高さを求め、この高さデータ
に基づき、高さと頻度との関係を示すヒストグラムを作
成するヒストグラム作成手段と、前記ヒストグラムにおける高さ最大値から、当該最大値
よりも所定量だけ小さい第１の値までの一定範囲内にお
ける頻度の累積を第１の累積頻度として求めるととも
に、前記最大値よりも所定量だけ小さく、かつ前記第１
の値よりも大きい第２の値までの一定範囲内における頻
度の累積を第２の累積頻度として求め、前記第１の累積
頻度に対する前記第２の累積頻度の比が、所定のしきい
値以下である場合に、前記ウインドウ内のバンプにコブ
が存在していると判定する判定手段とを具えた請求項４
記載のウエハバンプの外観検査装置。
【請求項８】前記検査手段は、前記ウエハ上のチップ内に設定されたウィンドウ部分を
除いた当該チップ内の残りの領域中の各部の高さを求
め、この高さデータに基づき、高さと頻度との関係を示
すヒストグラムを作成するヒストグラム手段と、前記ヒストグラムに基づき前記ウエハのチップ内にエキ
ストラバンプが存在しているか否かを判定する判定手段
とを具えた請求項４記載のウエハバンプの外観検査装
置。
【請求項９】前記ヒストグラムの作成は、前記ウィ
ンドウ部分を除いた前記チップ内の残りの領域を複数に
分割し、この分割領域毎に行うものである請求項８記載
のウエハバンプの外観検査装置。
【請求項１０】前記判定手段は、前記ヒストグラムにおいて頻度が最大となる高さを、チ
ップ表面の高さとし、前記ヒストグラムにおける高さ最
大値から当該チップ表面の高さを減算した値が、所定の
しきい値以上である場合に、当該チップ内にエキストラ
バンプが存在していると判定するようにした、請求項８記載のウエハバンプの外観検査装置。
【請求項１１】前記判定手段は、前記ヒストグラムにおける平均高さを、チップ表面の高
さとし、前記ヒストグラムにおける高さ最大値から当該
チップ表面の高さを減算した値が、所定のしきい値以上
である場合に、当該チップ内にエキストラバンプが存在
していると判定するようにした、請求項８記載のウエハバンプの外観検査装置。
【請求項１２】平面状のワークを鉛直一定方向に所定
距離だけ相対的に移動させることによって当該ワークの
上面各部の高さを計測する高さ計測装置と、前記ワーク
の上面すべてが前記高さ計測装置で計測されるように、
当該高さ計測装置の計測視野が移動すべき平面上の各移
動位置を設定する設定手段と、前記設定手段で設定され
た各平面移動位置に前記計測視野を移動させ、各平面移
動位置ごとに、前記ワークを、前記高さ計測装置に対し
て相対的に、前記所定距離だけ前記鉛直一定方向に移動
させることにより、当該計測視野内におけるワーク各部
の高さの計測を行わせる移動手段とを具えた高さ計測装
置において、つぎの平面移動位置の計測視野における鉛直方向の移動
は、現平面移動位置の計測視野における鉛直移動方向と
は反対の方向に行うように、鉛直移動方向を制御する手
段を具えた高さ計測装置。
【請求項１３】前記高さ計測装置は、平面状のワーク
に形成された所定の大きさの検査対象物の高さを計測す
るものであり、平面上で隣り合う両計測視野のうち少なくとも一方の計
測視野内に前記検査対象物全体が入るように、隣り合う
計測視野同士をオーバーラップさせて計測視野の各平面
移動位置を設定するようにした、請求項１２記載の高さ計測装置。