JPH09329422A - Height measuring method and device - Google Patents

Height measuring method and device

Info

Publication number
JPH09329422A
JPH09329422A JP15119996A JP15119996A JPH09329422A JP H09329422 A JPH09329422 A JP H09329422A JP 15119996 A JP15119996 A JP 15119996A JP 15119996 A JP15119996 A JP 15119996A JP H09329422 A JPH09329422 A JP H09329422A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
height
image
moving stage
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP15119996A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumiyuki Takahashi
文之 高橋
Hiroyuki Tsukahara
博之 塚原
Yoshitaka Oshima
美隆 大嶋
Yoji Nishiyama
陽二 西山
Takashi Fuse
貴史 布施
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP15119996A priority Critical patent/JPH09329422A/en
Publication of JPH09329422A publication Critical patent/JPH09329422A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make accurate measurement of the height of an object with respetct to the reference value. SOLUTION: An X-Y-Z stage 40 is moved so that an image formed on the light receiving surface of a CCD is converged at three points on the plane S of an object to be measured 41, and the coordinates for the position of the stage 40 when convergence is established are determined, followed by determination of the plane S in which the three points exist, and a light spot is formed on the object 41 by a projecting/sub-scanning part 50, and the height H of the light spot is sensed on the basis of the output from sensing of the light spot made by a light position sensor 62 while the object 41 is photo-scanned by an acoustic-optical deflector 52 and the stage 40, and the obtained height H is put in correspondence to the position of the stage 40 at the time an output is given from the sensing so that H is converted into the height over the plane S. The height of the light spot when light spot formed on the object by the part 50 is sensed by a light spot sensor 62 in the converged condition is put in correspondence to the converging position of the object 41.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高さ測定方法及び
装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a height measuring method and apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8に示す如く、マルチチップモジュー
ルは、基板10上に半導体チップ11〜15がバンプア
レイを介して接合されている。低融点かつ低抵抗の金属
製バンプ21〜24は、半導体チップ11上のバンプア
レイの一部である。図9(A)に示す如く、バンプ21
〜24は、半導体チップ11上に形成されたパッド31
〜34に接合されている。半導体チップ11の面Sに対
するバンプ21〜24の高さにばらつきがあり、このば
らつきが大きいと、基板10上に形成されたパッドへの
バンプ接合不良が生ずる。バンプアレイは、バンプが格
子状に数千個配置されているので、自動測定可能なバン
プ高さ測定装置が必要となる。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 8, in a multi-chip module, semiconductor chips 11 to 15 are bonded on a substrate 10 via a bump array. The metal bumps 21 to 24 having a low melting point and a low resistance are a part of the bump array on the semiconductor chip 11. As shown in FIG. 9A, the bump 21
24 are pads 31 formed on the semiconductor chip 11.
To 34. There is variation in the height of the bumps 21 to 24 with respect to the surface S of the semiconductor chip 11, and if this variation is large, defective bump bonding to the pads formed on the substrate 10 occurs. Since the bump array has thousands of bumps arranged in a grid, a bump height measuring device capable of automatic measurement is required.

【0003】図9(B)に示す如く、光学系の配置によ
り定まる面S0に対するバンプの高さを測定すると、面
S0に対し半導体チップ11の面Sが傾斜している場合
には、バンプ高さ測定値が不正確になる。そこで従来で
は、図9(C)に示す如く、半導体チップ11上に形成
された配線パターン35の高さを基準高さとして、バン
プ高さ測定方法と同じ方法で測定していた。すなわち、
面Sに対し入射角45゜で光ビームを入射させ、その反
射光を光位置検出器(PSD)に結像させて配線パター
ン35の高さを測定していた。
As shown in FIG. 9B, when the height of the bump with respect to the surface S0 determined by the arrangement of the optical system is measured, when the surface S of the semiconductor chip 11 is inclined with respect to the surface S0, the bump height is increased. Measurements will be inaccurate. Therefore, conventionally, as shown in FIG. 9C, the height of the wiring pattern 35 formed on the semiconductor chip 11 is used as a reference height, and the bump height is measured by the same method. That is,
The height of the wiring pattern 35 was measured by making a light beam incident on the surface S at an incident angle of 45 ° and focusing the reflected light on a light position detector (PSD).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、バンプの直径
50〜100μmに対し、バンプのピッチが150〜2
00μmであるので、配線パターン35への入射光束の
一部がバンプで遮られ、バンプで反射された光もPSD
上に結像される。PSD上の像の重心位置がPSDで検
出されるので、配線パターン35の高さ測定値が正確に
なり、結果としてバンプ高さ測定値が不正確になる。
この問題は、半導体チップ上のバンプから離れた位置に
基準パターンを形成し、その高さを測定することにより
解決される。しかし、半導体チップによってはこのよう
な位置に基準パターンを形成することができない場合が
ある。
However, when the bump diameter is 50 to 100 μm, the bump pitch is 150 to 2 μm.
Since it is 00 μm, a part of the light flux incident on the wiring pattern 35 is blocked by the bump, and the light reflected by the bump is PSD.
Imaged above. Since the position of the center of gravity of the image on the PSD is detected by the PSD, the height measurement value of the wiring pattern 35 becomes accurate, and as a result, the bump height measurement value becomes inaccurate.
This problem is solved by forming a reference pattern at a position apart from the bump on the semiconductor chip and measuring the height thereof. However, depending on the semiconductor chip, it may not be possible to form the reference pattern at such a position.

【0005】面Sに対し光を垂直入射させ、斜め方向に
回折した光をPSD上に結像させて高さを測定する方法
もあるが、バンプ上での正反射光がPSDに入射するの
で、PSDの入射光強度のダイナミックレンジが広くな
って、高さ測定精度が低下する。本発明の目的は、この
ような問題点に鑑み、基準高さに対する対象物の高さを
より精度よく測定することが可能な高さ測定方法及び装
置を提供することにある。
There is also a method in which light is vertically incident on the surface S and the light diffracted in an oblique direction is imaged on the PSD to measure the height. However, since the specularly reflected light on the bump is incident on the PSD. , The dynamic range of the incident light intensity of the PSD is widened and the height measurement accuracy is lowered. In view of such problems, an object of the present invention is to provide a height measuring method and device capable of measuring the height of an object with respect to a reference height with higher accuracy.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段及びその作用効果】第1発
明に係る高さ測定方法では、対象物が搭載され3次元的
に移動自在な移動ステージと、該対象物上に斜め方向か
ら光源光を収束照射させる投光手段と、該対象物上に収
束照射された光を該対象物上で走査させる光走査手段
と、光位置検出器と、該対象物上からの反射光を該光位
置検出器の受光面に結像させるための第1光学系とを備
えた光位置検出手段と、撮像素子と、該撮像素子の受光
面に該移動ステージ上の対象物を結像させるための第2
光学系とを備えた基準高さ決定手段と、を用い、該対象
物の面上のn点(n≧3)の各々について、該撮像素子
の受光面に形成された像がフォーカスするように該移動
ステージを移動させ、フォーカスしたときの該移動ステ
ージの位置座標を求め、該n点について求めた該位置座
標の点が略存在する面Sを求め、該光走査手段で該走査
を行いながら、該投光手段で該対象物上に形成された光
点を該光位置検出器で検出したときの該光位置検出器の
出力に基づいて該光点の高さHを検出し、該高さHを、
該出力の時点での該移動ステージの位置と対応させ、該
高さHを該面Sからの高さに変換する。
In the height measuring method according to the first aspect of the present invention, a moving stage on which an object is mounted and which can be moved three-dimensionally, and a light source light obliquely directed onto the object. , A light projecting means for converging and irradiating the object, an optical scanning means for scanning the object with the converging and irradiating light on the object, an optical position detector, and a reflected light from the object for the light position. A light position detecting means including a first optical system for forming an image on the light receiving surface of the detector, an image pickup element, and a first for forming an image of an object on the moving stage on the light receiving surface of the image pickup element. Two
And a reference height determining means including an optical system, so that an image formed on the light receiving surface of the image pickup element is focused at each of n points (n ≧ 3) on the surface of the object. While moving the moving stage, the position coordinates of the moving stage when focused are obtained, the surface S on which the point of the position coordinates obtained for the n points is substantially present, and the optical scanning means performs the scanning. Detecting the height H of the light spot based on the output of the light position detector when the light spot formed on the object by the light projecting means is detected by the light position detector, Sa H
The height H is converted to the height from the surface S in correspondence with the position of the moving stage at the time of the output.

【0007】この第1発明によれば、対象物の真上から
のフォーカスにより対象物の基準面Sの高さ測定値が正
確になり、突出物が形成された対象物の基準面Sに対す
る高さを従来よりも精度よく測定することが可能になる
という効果を奏し、突出物、例えば半導体チップ上のバ
ンプの高さ検査の質の向上に寄与するところが大きい。
According to the first aspect of the present invention, the height measurement value of the reference surface S of the object becomes accurate by focusing from directly above the object, and the height of the object with respect to the reference surface S on which the protrusion is formed is increased. It has an effect that it is possible to measure the height more accurately than before, and contributes greatly to the improvement of the quality of the height inspection of the protrusion, for example, the bump on the semiconductor chip.

【0008】第1発明の第1態様では、上記対象物の設
計パターン上で上記n点の位置を指定し、上記フォーカ
スを行った後に、上記撮像素子で撮像された実パターン
と該設計パターンとのパターンマッチングを行い、両パ
ターンの位置ずれに基づき該設計パターン上の指定位置
が該実パターン上の位置に一致するよう上記移動ステー
ジを駆動する。
In the first aspect of the first aspect of the invention, after designating the position of the n point on the design pattern of the object and performing the focusing, the actual pattern imaged by the image sensor and the design pattern Pattern matching is performed, and the moving stage is driven so that the designated position on the design pattern coincides with the position on the actual pattern based on the positional shift between both patterns.

【0009】この第1態様によれば、自動的に、対象物
上の正確な位置にフォーカスさせることができるという
効果を奏する。第1発明の第2態様では、上記移動ステ
ージはX−Y−Zステージであり、上記撮像素子の受光
面に形成された像がフォーカスするように該移動ステー
ジを移動させる方向はZ方向であり、上記面Sを式aX
+bY+cH=dの形で求め、ここにa〜dは定数であ
り、上記光点の該面Sからの高さを求める。
According to the first aspect, it is possible to automatically focus on an accurate position on the object. In the second aspect of the first invention, the moving stage is an XYZ stage, and the moving stage is moved in the Z direction so that the image formed on the light receiving surface of the image sensor is focused. , The surface S is expressed by the formula aX
+ BY + cH = d, where a to d are constants and the height of the light spot from the surface S is obtained.

【0010】この第2態様によれば、面Sに対する対象
物の高さを簡単に求めることができる。第2発明に係る
高さ測定方法では、対象物が搭載され3次元的に移動自
在な移動ステージと、該対象物上に斜め方向から光源光
を収束照射させる投光手段と、該対象物上に収束照射さ
れた光を該対象物上で走査させる光走査手段と、光位置
検出器と、該対象物上からの反射光を該光位置検出器の
受光面に結像させるための第1光学系とを備えた光位置
検出手段と、撮像素子と、該撮像素子の受光面に該移動
ステージ上の対象物を結像させるための第2光学系とを
備えた基準高さ決定手段と、を用い、該撮像素子の受光
面に形成された該対象物の像がフォーカスするように該
移動ステージを移動させ、フォーカスした状態で、該投
光手段で該対象物上に形成された光点を該光位置検出器
で検出したときの該光位置検出器の出力に基づいて該光
点の高さHを基準高さH0として検出することにより、
該対象物のフォーカス位置と該光位置検出器の出力との
関係を対応づける。
According to the second aspect, the height of the object with respect to the surface S can be easily obtained. In the height measuring method according to the second aspect of the invention, a moving stage on which an object is mounted and which can be moved three-dimensionally, a light projecting unit for converging and irradiating the object with light source light from an oblique direction, and on the object. A light scanning means for scanning the light that is convergently irradiated on the object onto the object, an optical position detector, and a first for forming reflected light from the object on the light receiving surface of the optical position detector. A reference height determining unit including an optical position detecting unit including an optical system, an image sensor, and a second optical system for forming an image of an object on the moving stage on a light receiving surface of the image sensor. , Is used to move the moving stage so that the image of the object formed on the light receiving surface of the image sensor is focused, and in the focused state, the light formed on the object by the light projecting means. The optical point based on the output of the optical position detector when the point is detected by the optical position detector By detecting the reference height H0 height H,
The relationship between the focus position of the object and the output of the optical position detector is associated.

【0011】この第2発明によれば、対象物の真上から
のフォーカスにより対象物の基準高さ位置測定値が正確
になり、突出物が形成された対象物の基準位置に対する
高さを従来よりも精度よく測定することが可能になると
いう効果を奏する。第2発明の第1態様では、上記フォ
ーカスを行うための上記対象物は、光の吸収部と反射部
との縞模様が表面に形成されており、上記制御・処理手
段は、該撮像素子の出力画像の輝度の最大値と最小値の
差が最大になったときに該フォーカスが完了したと判定
する。
According to the second aspect of the invention, the reference height position measurement value of the target object becomes accurate by focusing from directly above the target object, and the height of the target object on which the protrusion is formed with respect to the reference position is conventionally measured. This has the effect of enabling more accurate measurement. In the first aspect of the second invention, the object for performing the focusing has a striped pattern of a light absorbing portion and a light reflecting portion formed on the surface thereof, and the control / processing means includes When the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness of the output image is maximum, it is determined that the focus is completed.

【0012】この第1態様によれば、フォーカスが高精
度で行われるので、測定された基準位置が正確になり、
結果として基準位置に対する高さ精度が向上する。第3
発明に係る高さ測定装置では、対象物が搭載され3次元
的に移動自在な移動ステージと、該対象物上に斜め方向
から光源光を収束照射させる投光手段と、該対象物上に
収束照射された光を該対象物上で走査させる光走査手段
と、光位置検出器と、該対象物上からの反射光を該光位
置検出器の受光面に結像させるための第1光学系とを備
えた光位置検出手段と、撮像素子と、該撮像素子の受光
面に該移動ステージ上の対象物を結像させるための第2
光学系とを備えた基準高さ決定手段と、制御・処理手段
とを有し、該制御・処理手段は、該対象物の面上のn点
(n≧3)の各々について、該撮像素子の受光面に形成
された像がフォーカスするように該移動ステージを移動
させ、フォーカスしたときの該移動ステージの位置座標
を求め、該n点について求めた該位置座標の点が略存在
する面Sを求め、該光走査手段で該走査を行いながら、
該投光手段で該対象物上に形成された光点を該光位置検
出器で検出したときの該光位置検出器の出力に基づいて
該光点の高さHを検出し、該高さHを、該出力の時点で
の該移動ステージの位置と対応させ、該高さHを該面S
からの高さに変換する。
According to the first aspect, since the focusing is performed with high accuracy, the measured reference position becomes accurate,
As a result, the height accuracy with respect to the reference position is improved. Third
In the height measuring device according to the present invention, a moving stage on which an object is mounted and which can be moved three-dimensionally, a light projecting unit for converging and irradiating a light source light from an oblique direction onto the object, and a focusing stage on the object. Optical scanning means for scanning the irradiated light on the object, an optical position detector, and a first optical system for forming an image of reflected light from the object on the light receiving surface of the optical position detector. A light position detecting unit including: an image pickup device; and a second image pickup device for forming an image of an object on the moving stage on a light receiving surface of the image pickup device.
A reference height determining unit having an optical system and a control / processing unit are provided, and the control / processing unit has the image pickup device for each of n points (n ≧ 3) on the surface of the object. The moving stage is moved so that the image formed on the light receiving surface of the lens is focused, the position coordinate of the moving stage when focused is obtained, and the surface S on which the point of the position coordinate obtained for the n points is substantially present While performing the scanning with the optical scanning means,
The height H of the light spot is detected based on the output of the light position detector when the light spot formed on the object by the light projecting means is detected by the light position detector, and the height H is detected. H is made to correspond to the position of the movable stage at the time of the output, and the height H is made to correspond to the surface S
Convert to height from.

【0013】第3発明の第1態様では、上記基準高さ決
定手段は、光源と、該光源から放射された光を平行化さ
せるコリメータと、上記第1光学系の光路中に配置さ
れ、該コリメータを通った光の一部を反射させるハーフ
ミラーと、を有し、該ハーフミラーで反射された光が上
記対象物上に集束照射される。
In the first aspect of the third invention, the reference height determining means is disposed in the optical path of the first optical system, the light source, the collimator for collimating the light emitted from the light source, and the collimator. A half mirror that reflects a part of the light that has passed through the collimator, and the light reflected by the half mirror is focused and irradiated onto the object.

【0014】第3発明の第2態様では、上記対象物の設
計パターンデータが格納された設計パターン記憶手段
と、上記撮像素子で撮像された画像が格納される実パタ
ーン記憶手段と、パラメータ記憶手段と、表示装置と位
置指定手段とを備えたコンソールと、を有し、上記制御
・処理手段は、該第1記憶手段の内容に基づいて該設計
パターンを該表示装置に表示させ、該表示装置に表示さ
れた該設計パターン上の該位置指定手段による指定位置
を上記n点の位置として該パラメータ記憶手段に格納さ
せ、上記フォーカスを行った後に、該実パターン記憶手
段に格納されている実パターンと該設計パターン記憶手
段に格納されている設計パターンとのパターンマッチン
グを行い、両パターンの位置ずれに基づき該設計パター
ン上の指定位置が該実パターン上の位置に一致するよう
上記移動ステージを駆動する。
In the second aspect of the third aspect of the invention, the design pattern storage means in which the design pattern data of the object is stored, the actual pattern storage means in which the image picked up by the image pickup device is stored, and the parameter storage means. And a console having a display device and a position designating means, and the control / processing means causes the display device to display the design pattern based on the contents of the first storage means, and the display device The designated position by the position designating means displayed on the design pattern is stored in the parameter storing means as the position of the n point, and after the focusing is performed, the actual pattern stored in the actual pattern storing means And the design pattern stored in the design pattern storage means are subjected to pattern matching, and the designated position on the design pattern is determined based on the positional deviation of both patterns. Driving the movable stage so as to match the position on the pattern.

【0015】第3発明の第3態様では、上記移動ステー
ジはX−Y−Zステージであり、上記撮像素子の受光面
に形成された像がフォーカスするように該移動ステージ
を移動させる方向はZ方向であり、上記制御・処理手段
は、上記面Sを式aX+bY+cH=dの形で求め、こ
こにa〜dは定数であり、上記光点の該面Sからの高さ
を求める。
In the third aspect of the third aspect of the invention, the moving stage is an XYZ stage, and the moving stage is moved in the Z direction so that the image formed on the light receiving surface of the image pickup device is focused. Direction, and the control / processing means obtains the surface S in the form of the expression aX + bY + cH = d, where a to d are constants and the height of the light spot from the surface S is obtained.

【0016】第4発明に係る高さ測定装置では、対象物
が搭載され3次元的に移動自在な移動ステージと、該対
象物上に斜め方向から光源光を収束照射させる投光手段
と、該対象物上に収束照射された光を該対象物上で走査
させる光走査手段と、光位置検出器と、該対象物上から
の反射光を該光位置検出器の受光面に結像させるための
第1光学系とを備えた光位置検出手段と、撮像素子と、
該撮像素子の受光面に該移動ステージ上の対象物を結像
させるための第2光学系とを備えた基準高さ決定手段
と、制御・処理手段とを有し、該制御・処理手段は、該
撮像素子の受光面に形成された該対象物の像がフォーカ
スするように該移動ステージを移動させ、フォーカスし
た状態で、該投光手段で該対象物上に形成された光点を
該光位置検出器で検出したときの該光位置検出器の出力
に基づいて該光点の高さHを基準高さH0として検出す
ることにより、該対象物のフォーカス位置と該光位置検
出器の出力との関係を対応づける。
In the height measuring apparatus according to the fourth aspect of the invention, a movable stage on which an object is mounted and which is movable three-dimensionally, a light projecting means for converging and irradiating the object with the light source light from an oblique direction, An optical scanning means for scanning the light that is convergently radiated onto the object, an optical position detector, and an image of reflected light from the object on the light receiving surface of the optical position detector. A first optical system, an optical position detecting means, and an image sensor,
It has a reference height determination means having a second optical system for forming an image of an object on the moving stage on the light receiving surface of the image pickup element, and a control / processing means, and the control / processing means , The moving stage is moved so that the image of the object formed on the light receiving surface of the image sensor is focused, and in a focused state, the light spot formed on the object by the light projecting unit is By detecting the height H of the light spot as the reference height H0 based on the output of the light position detector when it is detected by the light position detector, the focus position of the object and the light position detector Correlate the relationship with the output.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図1は、高さ測定装置の概略構成
を示す。X−Y−Zステージ40上に対象物41が搭載
され、その上方に投光・副走査部50、高さ検出部60
及び基準高さ決定部70が配置されている。対象物41
は、図8の半導体チップ11又は図5の基準プレート4
2である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a height measuring device. An object 41 is mounted on an XYZ stage 40, and a light projecting / sub-scanning unit 50 and a height detecting unit 60 are provided above the target 41.
And the reference height determination unit 70 is arranged. Object 41
Is the semiconductor chip 11 of FIG. 8 or the reference plate 4 of FIG.
2.

【0018】投光・副走査部50では、レーザ51から
放射された平行光束が、音響光学偏向器(AOD)52
で紙面垂直方向(図4(A)のCW方向)に偏向されて
走査され、レンズ53、54及び対物レンズ55を通っ
て対象物41上で紙面垂直方向(図4(A)のY方向)
に走査される。図4(A)中のL1、L2及びL3はい
ずれも光路中心線である。
In the light projecting / sub-scanning unit 50, the parallel light beam emitted from the laser 51 is converted into an acousto-optic deflector (AOD) 52.
Is deflected and scanned in the direction perpendicular to the paper surface (CW direction in FIG. 4A), passes through the lenses 53 and 54 and the objective lens 55, and is perpendicular to the paper surface on the object 41 (Y direction in FIG. 4A).
To be scanned. All of L1, L2 and L3 in FIG. 4A are optical path center lines.

【0019】高さ検出部60では、面Sで反射された光
束が対物レンズ61A及び結像レンズ61Bを通って光
位置検出器(PSD)62の受光面に拡大結像される。
基準高さ決定部70では、照明光源71から放射された
光がコリメータレンズ72で平行化され、ハーフミラー
73でその一部が90゜曲げられて対物レンズ74を通
り、対象物41の面Sに集束照射される。面Sからの反
射光は、対物レンズ74を通って略平行化され、その一
部がハーフミラー73を透過し、結像レンズ75を通っ
てCCD76上に拡大結像される。
In the height detector 60, the light flux reflected by the surface S passes through the objective lens 61A and the imaging lens 61B and is enlarged and imaged on the light receiving surface of the optical position detector (PSD) 62.
In the reference height determining unit 70, the light emitted from the illumination light source 71 is collimated by the collimator lens 72, a part of which is bent by 90 ° by the half mirror 73, passes through the objective lens 74, and passes through the surface S of the object 41. Is focused and irradiated. The reflected light from the surface S passes through the objective lens 74 and is substantially collimated, and a part thereof passes through the half mirror 73, passes through the imaging lens 75, and is enlarged and imaged on the CCD 76.

【0020】投光・副走査部50、高さ検出部60及び
基準高さ決定部70の各構成要素は、音響光学偏向器の
振動を除き使用時には固定されている。図2は、図1の
装置の回路部を示すブロック図である。光位置検出器6
2の一端及び他端から出力される電流I1及びI2は高
さ演算回路80に供給され、高さ演算回路80は、面S
上の光点の規格化された高さ(I1−I2)/(I1+
I2)を演算し、これをデジタル化したものを高さHと
して高さメモリ81に供給する。
The components of the light projecting / sub-scanning unit 50, the height detecting unit 60, and the reference height determining unit 70 are fixed during use except for vibration of the acousto-optic deflector. FIG. 2 is a block diagram showing a circuit portion of the device of FIG. Optical position detector 6
The currents I1 and I2 output from one end and the other end of 2 are supplied to the height calculation circuit 80, and the height calculation circuit 80
Normalized height of upper light spot (I1-I2) / (I1 +
I2) is calculated, and the digitized result is supplied to the height memory 81 as the height H.

【0021】ここで、音響光学偏向器52が非動作状態
のときに、投光・副走査部50により面S上に形成され
る光スポットの軌跡が図6(B)に示す主走査線Lにな
るように、X−Y−Zステージ40が駆動される。音響
光学偏向器52を駆動したときの光スポット副走査方向
は主走査線Lに垂直なY方向である。面S上の光スポッ
ト位置は、X−Y−Zステージ40の位置及び音響光学
偏向器52の駆動量により定まる。
Here, when the acousto-optic deflector 52 is in the non-operating state, the locus of the light spot formed on the surface S by the light projecting / sub-scanning unit 50 is the main scanning line L shown in FIG. 6 (B). The XYZ stage 40 is driven so that The sub-scanning direction of the light spot when the acousto-optic deflector 52 is driven is the Y direction perpendicular to the main scanning line L. The light spot position on the surface S is determined by the position of the XYZ stage 40 and the driving amount of the acousto-optic deflector 52.

【0022】X−Y−Zステージ40の位置はステージ
制御回路82で制御され、その位置がステージ制御回路
82で検出されてアドレス計算回路84に供給される。
また、音響光学偏向器52はAOD駆動回路83で駆動
され、その駆動信号に含まれる走査位置情報がアドレス
計算回路84に供給される。アドレス計算回路84は、
これらの入力値に基づき高さHの格納アドレスを算出し
て、高さメモリ81をアドレス指定する。
The position of the XYZ stage 40 is controlled by the stage control circuit 82, and the position is detected by the stage control circuit 82 and supplied to the address calculation circuit 84.
The acousto-optic deflector 52 is driven by the AOD drive circuit 83, and the scanning position information included in the drive signal is supplied to the address calculation circuit 84. The address calculation circuit 84
The storage address of the height H is calculated based on these input values, and the height memory 81 is addressed.

【0023】CCD76の出力は画像入力回路85にお
いて、増幅され、映像信号と同期信号とに分離され、輝
度信号がデジタル化され、同期信号に基づいて格納アド
レスが求められ、フレームメモリ86に画像が格納され
る。外部記憶装置87には半導体チップ11上の配線パ
ターンのCADデータが格納されており、これが読み出
されてフレームメモリ88に書き込まれる。高さメモリ
81、フレームメモリ86、88及びパラメータメモリ
89に格納されたデータは、処理装置90で処理され
る。処理装置90は、後述のように、高さ演算回路80
から必要に応じ高さHを受け取り、また、ステージ制御
回路82及びAOD駆動回路83に指令を与える。処理
装置90には、対話的に処理装置90に指示を与えるた
めのコンソール91が接続されている。
The output of the CCD 76 is amplified in an image input circuit 85, separated into a video signal and a synchronizing signal, a luminance signal is digitized, a storage address is obtained based on the synchronizing signal, and an image is stored in a frame memory 86. Is stored. CAD data of the wiring pattern on the semiconductor chip 11 is stored in the external storage device 87, which is read and written in the frame memory 88. The data stored in the height memory 81, the frame memories 86 and 88, and the parameter memory 89 are processed by the processing device 90. As will be described later, the processing device 90 includes a height calculation circuit 80.
The height H is received as necessary from the above, and a command is given to the stage control circuit 82 and the AOD drive circuit 83. A console 91 for interactively giving instructions to the processing device 90 is connected to the processing device 90.

【0024】次に、図3に基づいて高さ測定方法を説明
する。まず、半導体チップ11の最上層配線パターン
(ランドやパッドを含む)のCADデータを外部記憶装
置87から読み出してフレームメモリ88に書き込み、
そのパターンをコンソール91の画面に表示させる。走
査者はこの画面を見て、図6(A)に示す如く、半導体
チップ11上の配線パターンの互いに離れたパターン内
3点Q1、Q2及びQ3をマウスで指定する。指定した
点Q1、Q2及びQ3の座標は、処理装置90を介しパ
ラメータメモリ89に格納される。図6(A)では、点
Q1〜Q3を含むパターンのみ示して簡略化している。
Next, the height measuring method will be described with reference to FIG. First, the CAD data of the uppermost wiring pattern (including lands and pads) of the semiconductor chip 11 is read from the external storage device 87 and written in the frame memory 88,
The pattern is displayed on the screen of the console 91. The scanner sees this screen and designates three points Q1, Q2, and Q3 in the wiring pattern on the semiconductor chip 11 which are separated from each other with a mouse, as shown in FIG. 6A. The coordinates of the designated points Q1, Q2, and Q3 are stored in the parameter memory 89 via the processing device 90. In FIG. 6A, only a pattern including points Q1 to Q3 is shown and simplified.

【0025】(A1)コンソール91の画面に表示され
た指示に基づいて、X−Y−Zステージ40上かつ基準
高さ決定部70の下方に、対象物41として図5(A)
に示す基準プレート42を搭載し、コンソール91から
処理装置90に準備完了の指示を与える。処理装置90
はこれに応答してX−Y−Zステージ40をZ軸方向に
駆動し、基準プレート42の像をCCD76上にフォー
カスさせる。
(A1) Based on the instruction displayed on the screen of the console 91, as an object 41 as an object 41 on the XYZ stage 40 and below the reference height determining section 70, FIG.
The reference plate 42 shown in FIG. Processor 90
In response to this, drives the XYZ stage 40 in the Z-axis direction to focus the image of the reference plate 42 on the CCD 76.

【0026】基準プレート42上には、吸収部と反射
部、例えば黒と白の縞模様が形成されており、図5
(A)中のハッチング部は吸収部である。フレームメモ
リ86に格納された基準プレート42の画像に対し、各
位置Xについて、Y1≦Y≦Y2の範囲での輝度B
(X,Y)のY軸方向積算値を、すなわちX軸投影輝度
BXを、処理装置90により求める。Z軸方向の所定範
囲内でその一端から他端へX−Y−Zステージ40を駆
動させると、X軸投影輝度BXは、図5(B)、
(C)、(D)、(C)、(B)と変化する。図5
(D)のようにX軸投影輝度BXの最大値と最小値の差
が最大になるZ方向位置でX−Y−Zステージ40を停
止させることにより、上記フォーカスが行われる。
On the reference plate 42, an absorbing portion and a reflecting portion, for example, a black and white striped pattern are formed.
The hatched portion in (A) is an absorbing portion. With respect to the image of the reference plate 42 stored in the frame memory 86, the brightness B within the range of Y1 ≦ Y ≦ Y2 for each position X.
The Y-axis direction integrated value of (X, Y), that is, the X-axis projection brightness BX is obtained by the processing device 90. When the XYZ stage 40 is driven from one end to the other end within a predetermined range in the Z-axis direction, the X-axis projected brightness BX is as shown in FIG.
It changes to (C), (D), (C), and (B). FIG.
The focusing is performed by stopping the XYZ stage 40 at the Z-direction position where the difference between the maximum value and the minimum value of the X-axis projection brightness BX becomes the maximum as in (D).

【0027】このようなフォーカスによりフォーカスが
高精度で行われるので、後述のようにして求められる面
Sの式が正確になり、面Sに対する微小なバンプ高さ測
定精度が向上する。処理装置90は、この状態で71を
オフにし51をオンにし基準プレート42の反射部に投
光したときの高さHをH0として高さ演算回路80から
読み込み、パラメータメモリ89に格納する。図4
(B)は、基準プレート42のZ方向位置Z0、Z01
及びZ02と面S上の光スポットの光位置検出器62上
での結像位置P0、P1及びP2との関係を示す。結像
レンズ61は、図1の対物レンズ61Aと結像レンズ6
1Bとを1つに纏めて表したものである。
Since the focusing is performed with high accuracy by such focusing, the formula of the surface S obtained as described later becomes accurate, and the accuracy of minute bump height measurement on the surface S is improved. In this state, the processing device 90 turns off 71, turns on 51, and sets the height H when the light is projected on the reflecting portion of the reference plate 42 to H0, which is read from the height calculation circuit 80 and stored in the parameter memory 89. FIG.
(B) is the Z direction positions Z0 and Z01 of the reference plate 42.
And Z02 and the image forming positions P0, P1 and P2 on the optical position detector 62 of the light spot on the surface S are shown. The imaging lens 61 includes the objective lens 61A and the imaging lens 6 shown in FIG.
1B and 1B are collectively shown.

【0028】(A2)コンソール91の画面に表示され
た指示に基づいて、X−Y−Zステージ40上に対象物
41として半導体チップ11を搭載し、コンソール91
から処理装置90に準備完了の指示を与える。処理装置
90はこれに応答して、基準高さ決定部70の光軸が半
導体チップ11上の点Q1を通るようにX−Y−Zステ
ージ40を駆動させる。この位置で、ステップA1と同
様にして点Q1付近の像をCCD76にフォーカスさ
せ、このときのX−Y−Zステージ40のZ方向位置Z
1をステージ制御回路82から読み込み、パラメータメ
モリ89に格納する。
(A2) Based on the instruction displayed on the screen of the console 91, the semiconductor chip 11 is mounted as an object 41 on the XYZ stage 40, and the console 91 is installed.
Gives a preparation completion instruction to the processing device 90. In response to this, the processing device 90 drives the XYZ stage 40 so that the optical axis of the reference height determination unit 70 passes through the point Q1 on the semiconductor chip 11. At this position, the image near the point Q1 is focused on the CCD 76 in the same manner as in step A1, and the Z-direction position Z of the XYZ stage 40 at this time is adjusted.
1 is read from the stage control circuit 82 and stored in the parameter memory 89.

【0029】なお、フォーカスさせた後に、フレームメ
モリ86上の配線パターン部実画像とフレームメモリ8
8上の配線パターン設計画像との間でパターンマッチン
グを行って、設計パターン上の点Q1が実パターン上の
点Q1に一致するようにX−Y−Zステージ40を駆動
することにより、位置補正し、その後、再度フォーカス
させることにより、自動的に、半導体チップ11上の正
確な位置にフォーカスさせるようにしてもよい。
After focusing, the actual image of the wiring pattern portion on the frame memory 86 and the frame memory 8 are displayed.
Position matching is performed by performing pattern matching with the wiring pattern design image on 8 and driving the XYZ stage 40 so that the point Q1 on the design pattern matches the point Q1 on the actual pattern. Then, after that, the focus may be automatically refocused to an accurate position on the semiconductor chip 11.

【0030】点Q2及びQ3についても点Q1と同様に
して、X−Y−Zステージ40のZ方向位置Z2及びZ
3の値を読み込み、パラメータメモリ89に格納する。
次のステップA3のX−Y−Zステージ40の走査で
は、X−Y−Zステージ40のZ方向位置が、点Q3
(X3,Y3,Z3)でフォーカスしたときのZ方向位
置Z3に固定されている。
Similarly to the point Q1, the points Q2 and Q3 are the Z-direction positions Z2 and Z of the XYZ stage 40.
The value of 3 is read and stored in the parameter memory 89.
In the next scanning of the XYZ stage 40 in step A3, the position of the XYZ stage 40 in the Z direction is changed to the point Q3.
It is fixed at the Z-direction position Z3 when focused at (X3, Y3, Z3).

【0031】(A3)図6(B)に示す主走査線Lに沿
ってX−Y−Zステージ40を駆動させながら、音響光
学偏向器52を周期的に駆動させることにより、半導体
チップ11上を全面走査する。これにより、高さメモリ
81に半導体チップ11上のバンプ高さHが書き込まれ
る。図7(B)に示すバンプ頂部21T〜24Tはそれ
ぞれ図7(A)に示すバンプ21〜24の高さHのX−
Z断面を示す。この高さHは、投光・副走査部50と高
さ検出部60の配置により定まる面S0からの高さであ
る。
(A3) On the semiconductor chip 11, the acousto-optic deflector 52 is periodically driven while the XYZ stage 40 is driven along the main scanning line L shown in FIG. 6B. Scan the entire surface. As a result, the bump height H on the semiconductor chip 11 is written in the height memory 81. The bump tops 21T to 24T shown in FIG. 7B are X- of the height H of the bumps 21 to 24 shown in FIG. 7A, respectively.
The Z section is shown. The height H is the height from the surface S0 determined by the arrangement of the light projecting / sub-scanning unit 50 and the height detecting unit 60.

【0032】(A4)X−Y面上の点Q1〜Q3でそれ
ぞれZ=Z1〜Z3となる3点を通る面Sの式を求め、
図7(C)に示す如く、面Sを基準としたバンプ頂部2
1T〜24Tの頂点の高さh1〜h4をバンプ高さとし
て求める。面Sの式は、高さZと高さHとの関係式を用
いて、 aX+bY+cH=d (1) の形にすることができる。ここにa〜dは定数である。
面Sは点Q3を通るので、式(1)はaX3+bY3+
cH0=dを満たしている。
(A4) The formula of the surface S passing through the three points of Z = Z1 to Z3 at the points Q1 to Q3 on the XY plane is obtained,
As shown in FIG. 7C, the bump top portion 2 with the surface S as a reference
The heights h1 to h4 of the vertices of 1T to 24T are obtained as bump heights. The expression of the surface S can be made into a form of aX + bY + cH = d (1) using the relational expression of the height Z and the height H. Here, a to d are constants.
Since the surface S passes through the point Q3, the expression (1) is aX3 + bY3 +.
cH0 = d is satisfied.

【0033】図7(C)において、面Sと面S0とのな
す角は通常小さいので、簡単化のために近似的に、面S
に垂直なバンプ高さを算出する替わりに面SからZ方向
のバンプ高さを求めてもよい。この場合、バンプ頂部の
点(X1,Y1,H11)にS上の点(X1,Y1,H
10)が対応するとすると、H11−H10が位置(X
1,Y1)でのバンプ高さになる。
In FIG. 7C, the angle between the surface S and the surface S0 is usually small, and therefore the surface S is approximately approximated for simplification.
Instead of calculating the bump height perpendicular to, the bump height in the Z direction may be obtained from the surface S. In this case, the point (X1, Y1, H11) on the top of the bump and the point (X1, Y1, H11) on S
10) correspond, H11-H10 are in position (X
1, Y1) is the bump height.

【0034】このようにして、半導体チップ11の面S
を基準としたバンプ高さが従来よりも正確に測定され、
この高さデータに基づいてバンプ高さ検査を従来よりも
正確に行うことが可能となる。なお、本発明には外にも
種々の変形例が含まれる。例えば、基準プレート42を
用いずに半導体チップ11上の所定パターンを用いて高
さH0を決定する構成であってもよい。
In this way, the surface S of the semiconductor chip 11 is
The bump height based on is measured more accurately than before,
Based on this height data, the bump height inspection can be performed more accurately than before. The present invention also includes various modified examples. For example, the height H0 may be determined using a predetermined pattern on the semiconductor chip 11 without using the reference plate 42.

【0035】光位置検出器62は高さ位置を検出できれ
ばよく、例えばラインセンサも光位置検出器に含まれ
る。光偏向器は音響光学偏向器52に限定されず、ポリ
ゴンミラーやガルバノミラー等を用いた構成であっても
よい。図3のステップA2では3点Q1〜Q3について
フォーカスZ座標Z1〜Z3を測定しているが、4点以
上について同様にし、ステップA4において最小自乗法
により、すなわち、これらの点と面Sとの距離の平方の
総和が最小になるように、面Sを求めてもよい。 図3
のステップA1を省略して、バンプ高さ測定値のばらつ
きのみ求める構成(面Sに平行な面からの高さを求める
構成)であってもよい。
The optical position detector 62 only needs to be able to detect the height position, and for example, a line sensor is also included in the optical position detector. The optical deflector is not limited to the acousto-optic deflector 52, and may be a configuration using a polygon mirror, a galvano mirror, or the like. In step A2 of FIG. 3, the focus Z coordinates Z1 to Z3 are measured for three points Q1 to Q3, but the same is applied to four points or more, and in step A4, the least squares method, that is, these points and the surface S The surface S may be obtained so that the total sum of squares of the distance is minimized. FIG.
The step A1 may be omitted, and only the variation in the bump height measurement value may be obtained (the height from a plane parallel to the plane S may be obtained).

【0036】また、測定対象はバンプ以外の突出物であ
ってもよい。
The object to be measured may be a protrusion other than the bump.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態の高さ測定装置光学系を示
す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an optical system of a height measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置の回路部を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a circuit portion of the device of FIG. 1. FIG.

【図3】図1の装置を用いたバンプ高さ測定フローチャ
ートである。
FIG. 3 is a bump height measurement flowchart using the apparatus of FIG.

【図4】(A)は光走査説明図、(B)はPSD上の基
準位置決定説明図である。
4A is an explanatory diagram of optical scanning, and FIG. 4B is an explanatory diagram of determining a reference position on a PSD.

【図5】基準プレートに対するフォーカス説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory view of focusing on a reference plate.

【図6】(A)はチップ上のフォーカス位置点Q1〜Q
3を示す図、(B)はチップ上走査説明図である。
FIG. 6A shows focus position points Q1 to Q on the chip.
3A and 3B are diagrams for explaining on-chip scanning.

【図7】バンプ高さ測定方法説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a bump height measuring method.

【図8】バンプアレイを用いたマルチチップモジュール
の斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view of a multi-chip module using a bump array.

【図9】従来技術の問題点説明図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a problem of the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 半導体チップ 21〜24 バンプ 21T〜24T バンプ頂部 S、S0 面 31〜34 パッド 35、91〜93 配線パターン 40 X−Y−Zステージ 41 対象物 42 基準プレート 50 投光・副走査部 51 レーザ 52 音響光学偏向器 53、54 レンズ 55、61A、74 対物レンズ 60 高さ検出部 61B、75 結像レンズ 62 光位置検出器 70 基準高さ決定部 71 光源 72 コリメータレンズ 73 ハーフミラー 76 CCD 11 Semiconductor Chips 21-24 Bumps 21T-24T Bump Tops S, S0 Surfaces 31-34 Pads 35, 91-93 Wiring Pattern 40 XYZ Stage 41 Object 42 Reference Plate 50 Light Projection / Sub-scanning Section 51 Laser 52 Acousto-optic deflector 53, 54 Lens 55, 61A, 74 Objective lens 60 Height detection unit 61B, 75 Imaging lens 62 Optical position detector 70 Reference height determination unit 71 Light source 72 Collimator lens 73 Half mirror 76 CCD

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大嶋 美隆 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 西山 陽二 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 布施 貴史 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Mitaka Oshima, Inventor Mitaka Oshima 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Within Fujitsu Limited (72) Yoji Nishiyama, 4-chome, Ueda-tanaka, Nakahara-ku, Kawasaki, Kanagawa 1-1 No. 1 inside Fujitsu Limited (72) Inventor Takashi Fuse 4-1-1 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside Fujitsu Limited

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物が搭載され3次元的に移動自在な
移動ステージと、 該対象物上に斜め方向から光源光を収束照射させる投光
手段と、 該対象物上に収束照射された光を該対象物上で走査させ
る光走査手段と、 光位置検出器と、該対象物上からの反射光を該光位置検
出器の受光面に結像させるための第1光学系とを備えた
光位置検出手段と、 撮像素子と、該撮像素子の受光面に該移動ステージ上の
対象物を結像させるための第2光学系とを備えた基準高
さ決定手段と、を用い、 該対象物の面上のn点(n≧3)の各々について、該撮
像素子の受光面に形成された像がフォーカスするように
該移動ステージを移動させ、フォーカスしたときの該移
動ステージの位置座標を求め、 該n点について求めた該位置座標の点が略存在する面S
を求め、 該光走査手段で該走査を行いながら、該投光手段で該対
象物上に形成された光点を該光位置検出器で検出したと
きの該光位置検出器の出力に基づいて該光点の高さHを
検出し、該高さHを、該出力の時点での該移動ステージ
の位置と対応させ、 該高さHを該面Sからの高さに変換する、 ことを特徴とする高さ測定方法。
1. A moving stage on which an object is mounted and which can be moved three-dimensionally, a projecting means for converging and irradiating the object with light source light from an oblique direction, and light converging and irradiating on the object. An optical scanning means for scanning the object on the object, an optical position detector, and a first optical system for forming an image of reflected light from the object on the light receiving surface of the optical position detector. The optical position detecting means, the image pickup element, and the reference height determining means having the second optical system for forming an image of the object on the moving stage on the light receiving surface of the image pickup element are used. For each of n points (n ≧ 3) on the surface of the object, the moving stage is moved so that the image formed on the light receiving surface of the image pickup element is focused, and the position coordinate of the moving stage when focused is calculated. The surface S on which the point of the position coordinate obtained for the n point is substantially present
Based on the output of the light position detector when the light position detector detects a light spot formed on the object by the light projecting device while performing the scanning by the light scanning device. The height H of the light spot is detected, the height H is made to correspond to the position of the moving stage at the time of the output, and the height H is converted to the height from the surface S. Characteristic height measurement method.
【請求項2】 上記対象物の設計パターン上で上記n点
の位置を指定し、 上記フォーカスを行った後に、上記撮像素子で撮像され
た実パターンと該設計パターンとのパターンマッチング
を行い、両パターンの位置ずれに基づき該設計パターン
上の指定位置が該実パターン上の位置に一致するよう上
記移動ステージを駆動する、 ことを特徴とする請求項記載の高さ測定方法。
2. The position of the n point is designated on the design pattern of the object, the focus is performed, and then the pattern matching between the real pattern imaged by the imaging device and the design pattern is performed, The height measuring method according to claim 1, wherein the moving stage is driven so that a designated position on the design pattern coincides with a position on the actual pattern based on a positional shift of the pattern.
【請求項3】 上記移動ステージはX−Y−Zステージ
であり、 上記撮像素子の受光面に形成された像がフォーカスする
ように該移動ステージを移動させる方向はZ方向であ
り、 上記面Sを式aX+bY+cH=dの形で求め、ここに
a〜dは定数であり、上記光点の該面Sからの高さを求
める、 ことを特徴とする請求項1又は2記載の高さ測定方法。
3. The moving stage is an XYZ stage, and a direction in which the moving stage is moved so that an image formed on a light receiving surface of the image sensor is focused is a Z direction, and the surface S Is calculated in the form of aX + bY + cH = d, where a to d are constants, and the height of the light spot from the surface S is calculated. .
【請求項4】 対象物が搭載され3次元的に移動自在な
移動ステージと、 該対象物上に斜め方向から光源光を収束照射させる投光
手段と、 該対象物上に収束照射された光を該対象物上で走査させ
る光走査手段と、 光位置検出器と、該対象物上からの反射光を該光位置検
出器の受光面に結像させるための第1光学系とを備えた
光位置検出手段と、 撮像素子と、該撮像素子の受光面に該移動ステージ上の
対象物を結像させるための第2光学系とを備えた基準高
さ決定手段と、を用い、 該撮像素子の受光面に形成された該対象物の像がフォー
カスするように該移動ステージを移動させ、フォーカス
した状態で、該投光手段で該対象物上に形成された光点
を該光位置検出器で検出したときの該光位置検出器の出
力に基づいて該光点の高さHを基準高さH0として検出
することにより、該対象物のフォーカス位置と該光位置
検出器の出力との関係を対応づける、 ことを特徴とする高さ測定方法。
4. A moving stage on which an object is mounted and which can be moved three-dimensionally, a projecting means for converging and irradiating the object with light source light obliquely, and light converging and irradiating on the object. An optical scanning means for scanning the object on the object, an optical position detector, and a first optical system for forming an image of reflected light from the object on the light receiving surface of the optical position detector. The optical position detection means, the image pickup element, and the reference height determination means including the second optical system for forming an image of the object on the moving stage on the light receiving surface of the image pickup element are used. The moving stage is moved so that the image of the object formed on the light receiving surface of the element is focused, and in the focused state, the light spot formed on the object by the light projecting means is detected by the optical position. The height H of the light spot is based on the output of the optical position detector when it is detected by the detector. By detecting as H0, associating the relationship between the output of the focus position and the optical position detector of the object, the height measuring method characterized by.
【請求項5】 上記フォーカスを行うための上記対象物
は、光の吸収部と反射部との縞模様が表面に形成されて
おり、 上記制御・処理手段は、該撮像素子の出力画像の輝度の
最大値と最小値の差が最大になったときに該フォーカス
が完了したと判定する、 ことを特徴とする請求項4記載の高さ測定方法。
5. The object for performing the focus has a striped pattern of a light absorbing portion and a light reflecting portion formed on the surface thereof, and the control / processing means sets the brightness of an output image of the image sensor. The height measuring method according to claim 4, wherein the focus is determined to be completed when the difference between the maximum value and the minimum value of is maximum.
【請求項6】 対象物が搭載され3次元的に移動自在な
移動ステージと、 該対象物上に斜め方向から光源光を収束照射させる投光
手段と、 該対象物上に収束照射された光を該対象物上で走査させ
る光走査手段と、 光位置検出器と、該対象物上からの反射光を該光位置検
出器の受光面に結像させるための第1光学系とを備えた
光位置検出手段と、 撮像素子と、該撮像素子の受光面に該移動ステージ上の
対象物を結像させるための第2光学系とを備えた基準高
さ決定手段と、 制御・処理手段とを有し、該制御・処理手段は、 該対象物の面上のn点(n≧3)の各々について、該撮
像素子の受光面に形成された像がフォーカスするように
該移動ステージを移動させ、フォーカスしたときの該移
動ステージの位置座標を求め、 該n点について求めた該位置座標の点が略存在する面S
を求め、 該光走査手段で該走査を行いながら、該投光手段で該対
象物上に形成された光点を該光位置検出器で検出したと
きの該光位置検出器の出力に基づいて該光点の高さHを
検出し、該高さHを、該出力の時点での該移動ステージ
の位置と対応させ、 該高さHを該面Sからの高さに変換する、 ことを特徴とする高さ測定装置。
6. A moving stage on which an object is mounted and which is movable three-dimensionally, a projecting means for converging and irradiating the object with light source light from an oblique direction, and light converging and irradiating on the object. An optical scanning means for scanning the object on the object, an optical position detector, and a first optical system for forming an image of reflected light from the object on the light receiving surface of the optical position detector. A reference height determining means including a light position detecting means, an image pickup element, and a second optical system for forming an image of an object on the moving stage on a light receiving surface of the image pickup element; The control / processing means moves the moving stage so that the image formed on the light receiving surface of the image sensor is focused at each of n points (n ≧ 3) on the surface of the object. Then, the position coordinate of the moving stage when focused is obtained, and the n points are obtained. Surface S to point of the position coordinates is present substantially
Based on the output of the light position detector when the light position detector detects a light spot formed on the object by the light projecting device while performing the scanning by the light scanning device. The height H of the light spot is detected, the height H is made to correspond to the position of the moving stage at the time of the output, and the height H is converted to the height from the surface S. Characteristic height measuring device.
【請求項7】 上記基準高さ決定手段は、 光源と、 該光源から放射された光を平行化させるコリメータと、 上記第1光学系の光路中に配置され、該コリメータを通
った光の一部を反射させるハーフミラーと、 を有し、該ハーフミラーで反射された光が上記対象物上
に集束照射されることを特徴とする請求項6記載の高さ
測定装置。
7. The reference height determining means includes a light source, a collimator for collimating the light emitted from the light source, and one of the light passing through the collimator, the light being disposed in the optical path of the first optical system. 7. The height measuring device according to claim 6, further comprising: a half mirror that reflects a portion, wherein the light reflected by the half mirror is focused and irradiated onto the object.
【請求項8】 上記対象物の設計パターンデータが格納
された設計パターン記憶手段と、 上記撮像素子で撮像された画像が格納される実パターン
記憶手段と、 パラメータ記憶手段と、 表示装置と位置指定手段とを備えたコンソールと、 を有し、上記制御・処理手段は、 該第1記憶手段の内容に基づいて該設計パターンを該表
示装置に表示させ、 該表示装置に表示された該設計パターン上の該位置指定
手段による指定位置を上記n点の位置として該パラメー
タ記憶手段に格納させ、 上記フォーカスを行った後に、該実パターン記憶手段に
格納されている実パターンと該設計パターン記憶手段に
格納されている設計パターンとのパターンマッチングを
行い、両パターンの位置ずれに基づき該設計パターン上
の指定位置が該実パターン上の位置に一致するよう上記
移動ステージを駆動する、 ことを特徴とする請求項6又は7記載の高さ測定装置。
8. A design pattern storage means in which design pattern data of the object is stored, an actual pattern storage means in which an image captured by the image sensor is stored, a parameter storage means, a display device and a position designation. A console having means, and the control / processing means causes the display device to display the design pattern based on the contents of the first storage means, and the design pattern displayed on the display device. The designated position by the position designating means is stored in the parameter storing means as the position of the n point, and after the focusing is performed, the actual pattern stored in the actual pattern storing means and the design pattern storing means are stored. Pattern matching with the stored design pattern is performed, and the designated position on the design pattern is the position on the actual pattern based on the positional deviation of both patterns. Driving the movable stage to match the height measuring apparatus according to claim 6 or 7, wherein the.
【請求項9】 上記移動ステージはX−Y−Zステージ
であり、 上記撮像素子の受光面に形成された像がフォーカスする
ように該移動ステージを移動させる方向はZ方向であ
り、 上記制御・処理手段は、上記面Sを式aX+bY+cH
=dの形で求め、ここにa〜dは定数であり、上記光点
の該面Sからの高さを求める、 ことを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1つに記載
の高さ測定装置。
9. The moving stage is an XYZ stage, and a direction in which the moving stage is moved so that an image formed on a light receiving surface of the image sensor is focused is a Z direction. The processing means converts the surface S into the expression aX + bY + cH.
= D, where a to d are constants, and the height of the light spot from the surface S is determined. The height according to any one of claims 6 to 8, Measuring device.
【請求項10】 対象物が搭載され3次元的に移動自在
な移動ステージと、 該対象物上に斜め方向から光源光を収束照射させる投光
手段と、 該対象物上に収束照射された光を該対象物上で走査させ
る光走査手段と、 光位置検出器と、該対象物上からの反射光を該光位置検
出器の受光面に結像させるための第1光学系とを備えた
光位置検出手段と、 撮像素子と、該撮像素子の受光面に該移動ステージ上の
対象物を結像させるための第2光学系とを備えた基準高
さ決定手段と、 制御・処理手段とを有し、該制御・処理手段は、 該撮像素子の受光面に形成された該対象物の像がフォー
カスするように該移動ステージを移動させ、フォーカス
した状態で、該投光手段で該対象物上に形成された光点
を該光位置検出器で検出したときの該光位置検出器の出
力に基づいて該光点の高さHを基準高さH0として検出
することにより、該対象物のフォーカス位置と該光位置
検出器の出力との関係を対応づける、 ことを特徴とする高さ測定装置。
10. A moving stage on which an object is mounted and which can be moved three-dimensionally, a projecting means for converging and irradiating the object with light source light from an oblique direction, and a light converging and irradiating on the object. An optical scanning means for scanning the object on the object, an optical position detector, and a first optical system for forming an image of reflected light from the object on the light receiving surface of the optical position detector. A reference height determining means including a light position detecting means, an image pickup element, and a second optical system for forming an image of an object on the moving stage on a light receiving surface of the image pickup element; The control / processing means moves the moving stage so that an image of the object formed on the light receiving surface of the image pickup element is focused, and in the focused state, the object is projected by the light projecting means. The light position detector when a light spot formed on an object is detected by the light position detector The height H of the light spot is detected as a reference height H0 on the basis of the output of the light spot to correlate the relationship between the focus position of the object and the output of the light position detector. Measuring device.
JP15119996A 1996-06-12 1996-06-12 Height measuring method and device Withdrawn JPH09329422A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15119996A JPH09329422A (en) 1996-06-12 1996-06-12 Height measuring method and device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15119996A JPH09329422A (en) 1996-06-12 1996-06-12 Height measuring method and device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09329422A true JPH09329422A (en) 1997-12-22

Family

ID=15513420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15119996A Withdrawn JPH09329422A (en) 1996-06-12 1996-06-12 Height measuring method and device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09329422A (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000033023A1 (en) * 1998-11-30 2000-06-08 Olympus Optical Co., Ltd. Flaw detector
WO2001061275A1 (en) * 2000-02-17 2001-08-23 Gsi Lumonics, Inc. Method and system for automatically generating reference height data for use in a three-dimensional inspection system
JP2002257516A (en) * 2001-03-02 2002-09-11 Nagoya Electric Works Co Ltd Method and device for measuring height of solder
JP2009053209A (en) * 2003-02-06 2009-03-12 Koh Young Technology Inc Three-dimensional shape measuring apparatus
JP2011069749A (en) * 2009-09-28 2011-04-07 Fujitsu Ltd Apparatus and method for inspecting surface
JP2012038992A (en) * 2010-08-10 2012-02-23 Hitachi High-Tech Instruments Co Ltd Die bonder and semiconductor device manufacturing method
JP2012078302A (en) * 2010-10-06 2012-04-19 Nidec Tosok Corp Device for measuring height of wafer bump and method for measuring height
WO2012132865A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 東レエンジニアリング株式会社 Device and method for measuring height of protrusions
CN109405736A (en) * 2018-10-09 2019-03-01 东莞市北井光控科技有限公司 Semiconducter IC component size measurement method, device and terminal device
KR20190111718A (en) * 2018-03-23 2019-10-02 가부시키가이샤 히타치 엘지 데이터 스토리지 Optical module for optical height measurement
WO2019244637A1 (en) * 2018-06-20 2019-12-26 株式会社クボタ Wafer inspection device and wafer inspection method
JP2019219295A (en) * 2018-06-20 2019-12-26 株式会社クボタ Wafer inspection device and wafer inspection method
CN111665259A (en) * 2019-03-08 2020-09-15 深圳中科飞测科技有限公司 Detection device and detection method

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000033023A1 (en) * 1998-11-30 2000-06-08 Olympus Optical Co., Ltd. Flaw detector
WO2001061275A1 (en) * 2000-02-17 2001-08-23 Gsi Lumonics, Inc. Method and system for automatically generating reference height data for use in a three-dimensional inspection system
JP2002257516A (en) * 2001-03-02 2002-09-11 Nagoya Electric Works Co Ltd Method and device for measuring height of solder
JP2009053209A (en) * 2003-02-06 2009-03-12 Koh Young Technology Inc Three-dimensional shape measuring apparatus
US7884949B2 (en) 2003-02-06 2011-02-08 Koh Young Technology Inc. Three-dimensional image measuring apparatus
JP2011069749A (en) * 2009-09-28 2011-04-07 Fujitsu Ltd Apparatus and method for inspecting surface
JP2012038992A (en) * 2010-08-10 2012-02-23 Hitachi High-Tech Instruments Co Ltd Die bonder and semiconductor device manufacturing method
JP2012078302A (en) * 2010-10-06 2012-04-19 Nidec Tosok Corp Device for measuring height of wafer bump and method for measuring height
WO2012132865A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 東レエンジニアリング株式会社 Device and method for measuring height of protrusions
KR20190111718A (en) * 2018-03-23 2019-10-02 가부시키가이샤 히타치 엘지 데이터 스토리지 Optical module for optical height measurement
WO2019244637A1 (en) * 2018-06-20 2019-12-26 株式会社クボタ Wafer inspection device and wafer inspection method
JP2019219295A (en) * 2018-06-20 2019-12-26 株式会社クボタ Wafer inspection device and wafer inspection method
CN109405736A (en) * 2018-10-09 2019-03-01 东莞市北井光控科技有限公司 Semiconducter IC component size measurement method, device and terminal device
CN109405736B (en) * 2018-10-09 2021-09-14 东莞市北井光控科技有限公司 Semiconductor IC component size measuring method and device and terminal equipment
CN111665259A (en) * 2019-03-08 2020-09-15 深圳中科飞测科技有限公司 Detection device and detection method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3967518B2 (en) Offset measurement method, tool position detection method, and bonding apparatus
US6934019B2 (en) Confocal wafer-inspection system
US20070017959A1 (en) Solder joint determination method, solder inspection method, and solder inspection device
JPH10227618A (en) Height inspection method and height inspecting instrument for implementing the same
JPH09329422A (en) Height measuring method and device
JP7135418B2 (en) FLATNESS DETECTION METHOD, FLATNESS DETECTION APPARATUS AND FLATNESS DETECTION PROGRAM
JPH07311025A (en) Three-dimensional shape inspection device
JP2002515124A (en) 3D inspection system
JP4743598B2 (en) Equipment for observing and measuring the surface shape of objects
JP4207302B2 (en) Bump inspection method and inspection apparatus
JP2000294608A (en) Method and device for projecting surface picture image
JP3144661B2 (en) Three-dimensional electrode appearance inspection device
JP2002022415A (en) Fine protrusion inspecting apparatus
JP2011033507A (en) Three-dimensional measuring apparatus
JP6684992B2 (en) Projection inspection device and bump inspection device
JP4467599B2 (en) Bonding equipment
JP2001153617A (en) Height measuring method and device
JP2006292647A (en) Apparatus for inspecting bonding wire
JP4382315B2 (en) Wafer bump appearance inspection method and wafer bump appearance inspection apparatus
US20040263862A1 (en) Detecting peripheral points of reflected radiation beam spots for topographically mapping a surface
JP3897203B2 (en) Ball grid array ball height measurement method
JP2003232624A (en) Defect inspection device
JPH11118423A (en) Height inspecting device and height inspecting method for bonding wire
JP2003279311A (en) Optical elevation measuring device and method therefor
JP2002076050A (en) Wire splicing equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030902