JPH10122828A - バンプ外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長いチップ全面の画像を高倍率で、照明ムラ
なく、しかも配線パターンが除去された状態で、一括し
て取り込むことができるバンプ外観検査装置を提供す
る。 【解決手段】 バンプ１０１の形成された半導体チップ
１０２全面からの反射光によって得られる像をレンズ６
１によって拡大する。レンズ６１を通過した光の光路６
２をプリズム６３によって複数に分岐し、各分岐路の光
を対応するＣＣＤカメラ６５に入力する。各ＣＣＤカメ
ラ６５の入力面にはＮＤフィルター６６を取り付け、ど
のＣＣＤカメラへも略等しい光量が入るようにする。ま
た、シャープカットフィルタ６７を設けることにより、
レンズ６１を通過したチップ全面からの反射光から、配
線パターンからの反射光成分を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップ（以
下、単にチップと言う。）の電極部に形成された微小突
起物であるバンプの外観を検査する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては図８、図９
に示したものがある。この装置は特開平０４−１１３２
５９号に記載されたもので、バンプ１０１が形成された
チップ１０２を台１０３上に載置し、このチップ１０２
を暗照明法と明視野照明法との２通りの照明法で照射し
てチップ表面１０２ａをＣＣＤカメラ１０５によって撮
像し、暗視野照明法と明視野照明法それぞれの下でのＣ
ＣＤカメラ１０５の出力信号つまり画像信号をコンピュ
ータ影像処理装置１０６によって画像処理を行い、これ
によって得た画像データからバンプ１０１の特徴値を抽
出し、この抽出されたバンプの特徴値を予め格納されて
いる良品のバンプの特徴値と比較することにより、バン
プの良、不良を判定するようにしたものである。

【０００３】上記暗視野照明法とは、ＣＣＤカメラ１０
５の光軸１０７の周囲を囲む環状照明装置１０８からの
光１０９によって、チップ表面１０２ａを鋭角の照射角
でもって照射する照明法である。また、上記明視野照明
法とは、光源１１０からの平行光１１１をビームスプリ
ッター１１２を介してＣＣＤカメラ１０５の光軸１０７
と同軸になるようにして、チップ表面１０２ａに平行光
１１１を垂直に照射する照明法である。図１０は暗視野
照明法と明視野照明法との下で得られたバンプ画像の幾
つかの例を示しており、図中(i)は良品のバンプの平面
図、(ii),(iii)はそれぞれ、形状不良のバンプと、一部
が欠落したバンプの平面図である。

【０００４】この従来のバンプ外観検査装置において
は、上記台１０３が台制御装置１０４によりｘ軸、ｙ軸
方向に移動可能となっており、台１０３の移動によって
ＣＣＤカメラ１０５の視野を移動させるようになってい
る。

【０００５】図１１は別の従来のバンプ外観検査装置を
示している。この装置は、直列４視野光学鏡筒として知
られているもので、レンズ２０１を通過したチップ１０
２からの反射光の光路２０２を２０２ａ，２０２ｂ，２
０２ｃ，２０２ｄの４つに分岐するように複数のプリズ
ム２０３を配置すると共に、上記４つの分岐光路２０２
ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄを進んでくる光を受
光するように、つまり、チップ１０２の各部分を撮像す
るように、４つのカメラ２０５を互いに位置をずらして
設けることにより、図１２に示すように直線に並んだ４
つの視野Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにあるチップ各部をある程度
（１.２倍）まで拡大して同時に観察することができる
ようになっている。これにより、この装置は、長いチッ
プを一括検査することを可能にしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】暗視野照明法と明視野
照明法とを用いてバンプ１０１の良、不良を判定するよ
うにした上記第１の従来技術は、次の理由により容易に
不良の特徴を検出できないという問題がある。つまり、
この従来技術では、画像データを２値化処理することに
より特徴抽出を行っているが、この場合、原画像に対し
て前処理をしてノイズ除去を行ったとしても、従来技術
での環状の暗視野照明法では、バンプ直下にある配線パ
ターンまでも抽出されてしまうことになる。したがっ
て、バンプと配線パターンが重なり合うために、バンプ
形状の正確な判定が困難となるのである。これについて
さらに詳しく説明すると、環状の暗視野照明法では、光
がチップ表面１０２ａに対して斜め方向に照射されるた
め、凹凸部では照射光が散乱し、その一部がＣＣＤカメ
ラ１０５の受光面に垂直に入射するため、バンプ表面が
明るく、バンプの存在しないチップの平坦部のパターン
が暗く観察される。この照明方法はバンプの存在しない
平坦部のパターンの一部を除去することはできるが、逆
に、図６（Ａ）に示すように、バンプ以外の、微小な凹
凸のある配線パターンをも抽出してしまうことになるの
である。

【０００７】一方、対象物に対して垂直に照射する明視
野照明法では、凸状のバンプ１０１に入射した光が散乱
してその表面が暗く観察され、バンプ部以外のチップの
平坦部のパターンが明るく観察されるため、この明るい
平坦部のパターンがバンプパターンの抽出に障害とな
る。

【０００８】さらに、上記第１の従来技術においては、
一台のＣＣＤカメラ１０５のみを使用してチップ表面を
撮像するようにしているため、チップ１０２が長いとき
には、その全面の画像を一度に取り込むことができな
い。この場合には、チップ全面を検査しようとすれば、
台１０３を台制御装置１０４によって移動させることに
よって視野を移動させる必要がある。そして、視野の移
動の度に、台１０３を操作してチップの位置補正処理を
行う必要があり、視野数に比例して処理時間が長くなる
という問題もある。

【０００９】一方、上記第２の従来技術つまり直列４視
野光学鏡筒の場合には、直線に並んだ４つの視野Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄを同時に観察することができるようになって
おり、また、視野ピッチはある範囲内で広げられるよう
になっているため、所定の倍率で撮像する限りは、長い
チップを一度に撮像することができる。したがって、上
記第１の従来技術における直前に述べたような問題はこ
の第２の従来技術によって解消される。しかしながら、
この装置では視野が４つしかなく、全視野が２０数ミリ
と限られているため、レンズ２０１の拡大倍率を高倍率
に上げた場合には、長いチップの全面を一括して撮像す
ることができないという問題がある。そこでチップの全
長を高倍率で撮像しようとすれば、視野の拡張が必要と
なるが、この従来技術の方式で視野拡張を考えると、増
設プリズム２０３’で光路２０２の分岐数を増やして、
増設ＣＣＤカメラ２０５’で撮像することになる。チッ
プ１０２からの反射光の輝度はプリズム２０３を通過す
る度に低下するため、増設プリズム２０３’を通った光
の輝度はさらに低下する。そして、各ＣＣＤカメラ２０
５，２０５’に至るまでに通過しなければならないプリ
ズムの数は各視野によって異なるため、各視野に大きな
輝度差つまり照明むらが発生し、画像認識ができなくな
る結果となる（図５（Ａ）参照）。

【００１０】そこで、本発明の目的は、長いチップであ
ってもチップ全面の画像を照明ムラなく、しかも配線パ
ターンが除去された状態で、高倍率で一括して取り込む
ことができ、バンプの外観検査を高速にかつ正確に行う
ことのできるバンプ外観検査装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１のバンプ外観検査装置は、検査対象である
バンプが形成されたチップを支持する支持手段と、上記
支持手段に支持されたチップの全面を照明する照明手段
と、上記チップの全面からの反射光によって得られる像
を拡大するレンズと、上記レンズを通過した光の光路を
複数に分岐するように配置された複数のプリズムと、上
記分岐された各光路の光を捕らえる複数の撮像部と、上
記プリズムと各撮像部との間に配置されて、どの撮像部
にも略等しい光量で光が入射するように、各撮像部への
入射光の光量を調節するフィルタと、上記各撮像部から
出力された画像信号を入力して画像処理を行い、画像処
理によって得られた画像データに基づいて上記バンプの
良否を判定する画像処理装置とを備えたことを特徴とし
ている。

【００１２】このバンプ外観検査装置においては、ま
ず、上記支持手段によってチップが支持されると、上記
照明手段によって上記チップの全面が照明される。そし
て、チップ全面によって反射された照明光は上記レンズ
に入射した後、上記複数のプリズムによって分岐された
光路を通って各撮像部に向かう。各撮像部に向かった光
は、撮像部に入射する前に上記フィルタによって光量調
節されるので、通過するプリズムの数に拘わらず、どの
撮像部にも略等しい光量で光が入射する。この結果、照
明ムラのないチップ全面の拡大画像が一括して得られ
る。本発明によれば、光路の分岐数を増やすことによっ
て多くの視野をあらかじめ用意しておくことができ、長
いチップの高倍率（例えば２.５倍率）での一括撮像に
も対処できる。また、光路の分岐数が多くても、上記フ
ィルタによる光量調節が行われるので、照明ムラは生じ
ない。なお、チップ全面からの反射光は複数のプリズム
を通過することによってその光量が低下するため、その
光量の低下を考慮して上記照明手段が照射する光量を決
める必要がある。

【００１３】請求項２に記載のバンプ外観検査装置で
は、上記照明手段が、チップ表面の外周部を明るく、中
心部を暗く照明する環状の照明装置からなることを特徴
としている。

【００１４】通常、バンプはチップ外周部に設けられて
いる。そして請求項３に記載された環状の照明装置は、
バンプの存在するチップ外周部を明るく、バンプの存在
しないチップ中心部を暗く照明するから、検査対象であ
るバンプの画像が効果的に得られる。

【００１５】また、請求項３に記載のバンプ外観検査装
置では、上記照明手段が、４つの矩形の照明部を有する
照明装置からなり、上記矩形の照明部は、チップの各辺
と同等以上の長さを有すると共に、上記支持手段によっ
て支持されたチップの各辺に対して平行になるように、
かつ上記チップの表面に対して外側から内側に向けて傾
斜した状態で設けられていることを特徴としている。

【００１６】請求項３に記載された照明装置は、チップ
の各辺に平行に設けられた４つの矩形の照明部によって
チップ全面が均一に照明される。上記照明部はチップ表
面に対して傾斜しているので、照明光も傾斜した状態で
チップ表面に入射し、主としてバンプ表面からの反射光
が上記レンズに入射する。したがって、この照明装置に
よる照明によっても、検査対象であるバンプの画像が効
果的に得られる。

【００１７】請求項４に記載のバンプ外観検査装置は、
チップ全面からの反射光から、チップ表面上の配線パタ
ーンからの反射光成分を除去するフィルタをさらに備え
ていることを特徴としている。

【００１８】請求項４の発明によれば、配線パターンか
らの反射光成分が除去された光が撮像装置に入力される
ので、配線パターンのない、バンプのみの画像が得られ
る。また、たとえ配線パターンの一部が捕らえられたと
しても、れは、無視できるほどのものであって、バンプ
の検査には全く支障のないものである。したがって、バ
ンプの良、不良の判定が容易、かつ正確に行える。

【００１９】請求項５に記載のバンプ外観検査装置で
は、上記撮像部は奇数個であり、上記複数のプリズムは
光路を奇数個に分岐することを特徴としている。

【００２０】チップ全体を複数の撮像部で撮像するに
は、チップ長に応じて、どの撮像部に分割してチップ全
体を撮像するのか決定する必要があるが、奇数個の撮像
部の中には、必ず、センターに位置する撮像部が存在す
るため、このセンターに位置する撮像部の座標中心をチ
ップの中心としてチップ長に対応する撮像部が選択され
る。また、チップの位置を移動できるよう上記支持手段
を移動可能とした場合には、センターに位置する撮像部
の中心座標を中心として、上記支持手段の移動（回転を
含む）が行われる。

【００２１】請求項６に記載のバンプ外観検査装置にお
いては、上記画像処理装置は、基準チップの位置情報お
よび上記基準チップ上のバンプの位置情報を格納する格
納手段と、画像信号の入力を任意の撮像部からの入力に
切り替える切り替え手段と、上記支持手段によって支持
されたチップの両端に対応する箇所に位置する撮像部か
らの画像信号と上記基準チップの位置情報とに基づい
て、上記チップの上記基準チップの位置からのｘ，ｙ軸
方向のずれ量および傾きを算出して、上記検査対象のチ
ップの位置を認識する算出手段とを備えていることを特
徴としている。

【００２２】このバンプ外観検査装置の画像処理装置
は、上記支持手段によって任意の位置に支持されたチッ
プの位置を次のようにして認識する。まず、上記切り替
え手段によって上記チップの両端に対応する箇所に位置
する撮像部に順次切り替えてチップ両端部の画像信号を
取り込む。続いて、この取り込んだ画像信号と基準チッ
プの位置情報に基づき、上記チップの上記基準チップの
位置からのｘ，ｙ軸方向のずれ量および傾きを、上記算
出手段によって算出する。そして、この算出されたｘ，
ｙ軸方向のずれ量および傾きから、上記チップの位置が
認識されるのである。図８に示した従来の装置は１つの
撮像部、したがって１つの視野しか備えていないため、
チップの各端を撮像するためには、上記各端が視野に入
るようにチップを載せた台をその度に移動させる必要が
ある。これに対して、本発明によれば、上記切り替え手
段によって撮像部を切り替えるだけで、チップ各端部の
画像を取り入れることができるので、チップの位置認識
が高速に行われる。

【００２３】また、請求項７に記載のバンプ外観検査装
置においては、上記画像処理装置が、上記算出手段によ
って求められた上記ずれ量および傾きを用いて上記基準
チップ上のバンプの位置を変換する変換手段と、変換後
の位置に存在する検査対象のバンプの特徴量を抽出する
抽出手段と、上記抽出手段によって抽出された特徴量を
所定の基準値と比較し、比較結果に応じて検査対象バン
プの良、不良を判定する判定手段とをさらに備えている
ことを特徴としている。

【００２４】このバンプ外観検査装置の画像認識装置で
は、基準チップ上のバンプの位置は予め上記格納手段に
登録されており、この基準チップ上のバンプの位置を、
上記算出手段によって求められた上記ずれ量および傾き
を用いて上記変換手段によって変換するだけで、実際の
バンプの位置が認識される。つまり、バンプの位置認識
が高速に行われる。したがって、高速な検査が可能とな
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
により詳細に説明する。

【００２６】図１は第１の実施の形態に係るバンプ外観
検査装置を全体構造を示している。同図に示されるよう
に、このバンプ外観検査装置１は、チップ１０２を載置
するためのステージ２を上面に有する支持台３と、この
支持台３に支柱５によって支持された９光路光学ユニッ
ト６と、上記光学ユニット６の受光部に設置された環状
照明装置７と、上記光学ユニット６からの出力信号つま
り画像信号が映像線８を介して入力される画像処理装置
９とから大略構成されている。

【００２７】上記ステージ２は、図示しないステージ駆
動装置によってｘ軸およびｙ軸方向に移動可能であると
ともに、回転可能（回転角θ）となっている。

【００２８】また、上記画像処理装置９は、バンプ検査
プログラムを格納したメモリや上記プログラムを実行す
るＣＰＵ等を搭載した画像処理・演算部９１と、画像処
理されたチップ画像を表示するモニター９２とからな
る。上記画像処理・演算部９１は、光学ユニット６の出
力信号を受けて画像処理を行い、画像処理を通じて得た
チップ１０２の画像データからバンプ１０１の特徴値を
抽出すると共に、抽出されたバンプ１０１の特徴値を、
予め設定された基準値と比較して、その結果に応じて、
バンプの良、不良の判断を行うようになっている。な
お、画像処理方法や特徴値抽出方法は、公知の方法を使
用することができ、しかも、本発明の本質とは直接関係
がない部分なので、これらの方法についての詳細な説明
は省略する。

【００２９】また、上記環状照明装置７および光学ユニ
ット６はそれぞれ図２に示すように構成されている。環
状照明装置７は、カバー７１の内側に周方向に所定間隔
をおいて、径方向外側から内側に向けて傾斜した状態で
配置された複数の発光ダイオード（以下、ＬＥＤと言
う）７２と、ＬＥＤ７２の下方に設けられた環状の拡散
レンズ７３とを有する。上記拡散レンズ７３は、ＬＥＤ
７２からの光を拡散した後、被写体であるチップ１０２
の中心部を暗く、外周部を明るく、照明するようにする
ためのものである。ただし、中心部を暗く照明するとは
いっても、その光量としてバンプ観察が行えるに十分な
光量を確保することが肝要である。

【００３０】一方、上記光学ユニット６は、環状照明装
置７によって照明されたチップ１０２からの反射光によ
って得られる像を拡大するためのレンズ６１と、レンズ
６１を通過した光の光路６２を９路に分岐するように配
置された複数のプリズム６３と、各分岐路を通ってきた
光を受光する９個のＣＣＤカメラ６５（ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ）を備えている。レンズ６１による
チップ像の拡大とプリズム６３による光路６２の９分岐
とにより、上記第２の従来技術の視野の約２倍の視野が
実現でき、したがって長い被写体を高倍率（たとえば
２.５倍）でも一括撮像ができ、高分解能（例えば１０
μ）の処理が可能となる。

【００３１】また、上記各ＣＣＤカメラ６５の入力面に
は、入射光の光量を減ずるためのＮＤ（ニュートラル・
デンシティ）フィルタ６６が設置されている。このＮＤ
フィルタ６６は、各ＣＣＤカメラ６５に入射する光量が
一定となるように、チップ中心部から来た光量に合わせ
てチップ周辺部から来た光の光量を落とす調整を行うも
のである。ＮＤフィルタ６６により、ＣＣＤカメラ６５
によって撮影された画像の視野間の輝度差つまり照明ム
ラを無くすことができる。上記ＮＤフィルタ６６による
光量調節を行わない場合と、行った場合にＣＣＤカメラ
ａ，ｃ，ｅ，ｇ，ｉによって撮影された各視野の画像を
図５（Ａ）、（Ｂ）に示す。図５（Ａ）の場合には、視
野間の輝度差が大きく、図５（Ｂ）の場合には各視野の
輝度が略同じであることが分かる。なお、図５（Ａ）に
示された画像状態は、図１１に示した従来技術におい
て、単に増設プリズム２０３’を設けて視野拡張を行っ
た場合の画像状態に相当している。

【００３２】上記レンズ６１とプリズム６３との間に
は、配線パターンの色素成分に対応する波長領域の光を
除去するシャープカットフィルタ６６が設けられてい
る。チップ１０２上のバンプ１０１と配線パターンとで
は色素成分が異なることから、このシャープカットフィ
ルタ６６を設けることにより、配線パターンが除去され
たバンプ１０１のみの画像が得られるのである。なお、
実際には、図６（Ｂ）に示すように、シャープカットフ
ィルタ６６によっても配線パターンの一部がわずかに残
る場合もあるが、それはバンプの特徴値を抽出するのに
影響を与えないほどのものである。したがって、２値化
処理されたチップの画像データから、バンプ１０１の正
確な特徴値を得ることが可能となる。図６（Ａ）に示す
従来の暗視野照明法によって得られた画像と比較する
と、この実施の形態において配線パターンが如何に画像
から除去されているかが理解できよう。

【００３３】ところで、上記光学ユニット６では奇数個
（この実施の形態では９個）のＣＣＤカメラ６５を設置
するようにしている。奇数個のカメラにはセンターカメ
ラ（この場合には５番目のカメラ）が存在する。このセ
ンターカメラの意義について、以下図３を参照しながら
説明する。

【００３４】チップには種々の長さのものがあり、チッ
プ長に応じて、どのカメラに分割してチップ全体を撮像
するのか決定する必要がある。図３（Ａ）に示すよう
に、奇数個のカメラを配置した場合には、その中にセン
ターカメラが存在するが、このセンターカメラの座標中
心をチップセンターとしてチップ長に対応するカメラを
選択すればよく、カメラの選択が容易になる。

【００３５】これに対して、偶数個のカメラを配置した
場合には、次の理由により、カメラの選択が複雑にな
り、容易ではない。つまり、カメラ間の境界に存在する
対象物を測定する場合には、各カメラの視野は図３
（Ｂ）に示すようにｘ軸方向に一定幅（固定幅）ｗだけ
重ねられるのであるが、この重ね幅ｗは対象物の寸法を
考慮して決定される。偶数個のカメラを設置する場合に
は、カメラ間の境界がチップセンターとなるため、カメ
ラの選択の際に視野の重ね幅ｗを考慮しなければなら
ず、したがって、カメラの選択が複雑になるのである。

【００３６】さらに、ステージ２の移動によって対象物
１０２を移動（回転を含む）させるためには、光学系の
中心と上記ステージ２の移動の中心とを合わせておく必
要があるが、センターカメラを配置することで、図３
（Ｃ）に示すように、そのセンターカメラの中心座標を
ステージ移動の中心とすることができ、ステージ２の位
置調整と操作が容易になる。

【００３７】図４は上記画像処理・演算部９１によって
実行されるバンプ検査処理プログラムのフローを示して
いる。以下、図４に従って、このバンプ検査処理プログ
ラムを説明する。

【００３８】まず、ステップ＃１において、基準チップ
の左右のチップコーナの座標および基準チップにおける
各視野のバンプ重心座標を初期データとして登録してお
く。次に、ステップ＃２で、ステージ２上に検査対象で
あるバンプを有するチップ１０２を移載した後、ステー
ジ２を駆動してチップ１０２の位置を光学ユニット６の
受光面に合わせる。次に、ステップ＃３〜６において、
左チップコーナおよび右チップコーナに位置する視野へ
ＣＣＤカメラ６５を順次切り替え、取り込んだ画像から
左右のチップコーナ座標を抽出する。続くステップ＃７
では、ステップ＃４，＃６で抽出された左右チップコー
ナの座標をステップ＃１で登録された基準チップの左右
チップコーナの座標と比較し、基準チップの登録位置か
らのｘ軸およびｙ軸方向のズレ量（ＸＹ）および傾き
（θ）を算出する。

【００３９】次に、ステップ＃８で再度カメラを左チッ
プコーナ位置のＣＣＤカメラ６５に切り替え、ステップ
＃９〜１１で、対応する視野での検査を行う。そして、
ステップ＃１２で全視野の検査が終了した、つまり、右
チップコーナが位置する視野の検査が終了したと判断さ
れるまで、ステップ＃１３でＣＣＤカメラ６５を順次切
り替えることにより視野を移動させつつ、検査を行う。
各視野では、ステップ＃９において、ステップ＃７で得
られたズレ量（ＸＹ）および傾き（θ）に基づいて、登
録された基準チップの各視野におけるバンプ重心座標の
位置変換を行うことによって、検査対象のバンプの位置
を確定する。そして、ステップ＃１０で、確定した位置
のバンプの各種の特徴値（面積等）を２値の画像データ
から抽出し、この抽出した特徴値を予め設定された基準
値と比較することにより、バンプの良、不良の判定を行
う。

【００４０】なお、上記ステップ＃３，＃５，＃８，＃
１３によって上記切り替え手段が構成される。また、上
記ステップ＃４，＃６，＃７によって上記算出手段が構
成される。さらに、上記ステップ＃１０によって上記抽
出手段が構成されると共に、ステップ＃１１によって上
記判定手段が構成される。

【００４１】以上の説明から明らかなように、本実施の
形態では、チップの位置確定および、検査のための視野
移動をステージ駆動によらず、ＣＣＤカメラの切り替え
によって行っている。よって、バンプ外観検査処理を高
速に行うことができる。

【００４２】図１、２に示したバンプ外観検査装置１は
チップ照明のために環状照明装置７を用いたが、図７に
示す照明装置４を用いることもできる。この照明装置４
は４つの矩形の照明部４０からなり、各照明部４０は矩
形箱状のカバー４１内にＬＥＤ４２が設置された構造と
なっている。これら４つの矩形の照明部４０は、ステー
ジ２上に載置されたチップ全面を均一に照明できるよ
う、各チップ辺に対して平行に、かつチップ表面に対し
て外側から内側に向けて傾斜した状態で、図示しない取
付部に取り付けられている。上記照明部４０の長手方向
の長さは、ステージ２の各辺の長さに略等しい。この照
明装置４は、チップ１０２の全面を均一に照明できる
上、プリズム６３での光路の分岐数が最も多い低輝度の
視野でもバンプ１０１の観察が十分できる光量を提供す
ることができる。したがって、環状照明装置７の場合と
同様、ＮＤフィルタ６６による光量調整が可能となり、
バンプ外観検査にとって効果的な画像を得ることができ
る。

【００４３】また、図１、２に示したバンプ外観検査装
置１では、配線パターンを画像から除去する手段として
シャープカットフィルタ６７を用いたが、これに代え
て、偏光フィルタを用いて、特定の位相の光のみを透過
させるようにしても、同様の効果を得ることができる。
つまり、チップ表面のうちバンプ１０１の存在しない平
坦部分は鏡面であるが、バンプ１０１の表面は粒子によ
りざらつきがあるため、照明光はチップ平坦部表面では
正反射し、バンプ表面では散乱する。よって、チップか
らの反射光には、チップ平坦部とバンプとの間に位相差
が生じる。この位相差を利用して、偏光フィルタにより
正反射光を除去し、散乱光のみを透過させることによ
り、チップの配線パターンを画像から除去することがで
き、バンプのみの画像を得ることができるのである。

【００４４】なお、上記実施の形態では、光路を９つに
分岐させ９視野を一括撮像できるようにしたが、視野の
数はこれに限られるものではない。また、ＣＣＤカメラ
６５の数は、偶数であってもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１のバ
ンプ外観検査装置は、検査対象であるバンプが形成され
たチップを支持する支持手段と、上記支持手段に支持さ
れたチップの全面を照明する照明手段と、上記チップの
全面からの反射光によって得られる像を拡大するレンズ
と、上記レンズを通過した光の光路を複数に分岐するよ
うに配置された複数のプリズムと、上記分岐された各光
路の光を捕らえる複数の撮像部と、上記プリズムと各撮
像部との間に配置されて、どの撮像部にも略等しい光量
で光が入射するように、各撮像部への入射光の光量を調
節するフィルタと、上記各撮像部から出力された画像信
号を入力して画像処理を行い、画像処理によって得られ
た画像データに基づいて上記バンプの良否を判定する画
像処理装置とを備えているので、照明ムラのないチップ
全面の拡大画像を一括して得ることができる。また、請
求項１の発明によれば、チップ長に応じて撮像部の数を
増やすことができ、長いチップの高倍率での一括撮像に
も対処でき、高分解能の処理が可能となる。また、撮像
部の数、したがって光路の分岐数が多くても、上記フィ
ルタによって撮像部に入射する光の光量調節を行うの
で、照明ムラの発生を有効に防止できる。

【００４６】つまり、請求項１の発明によれば、図１１
に示した従来装置におけるような照明ムラの発生がなく
なるので、確実に画像認識ができると共に、図８に示し
た従来装置におけるようなチップ全面の画像取り込みの
際の台移動に起因する処理時間のロスがなくなるので、
バンプの外観検査を高速に安定して行うことができる。
そして、本発明の装置は、安定した高速の検査により、
目視の外観検査工程に置き換わる装置となり、検査工程
の自動化が可能となる。

【００４７】請求項２に記載のバンプ外観検査装置で
は、上記照明手段が、チップ表面の外周部を明るく、中
心部を暗く照明する環状の照明装置からなるため、バン
プのある箇所を効果的に照明することができ、検査対象
であるバンプの画像を効果的に得ることができる。

【００４８】請求項３に記載のバンプ外観検査装置で
は、上記照明手段が、４つの矩形の照明部を有する照明
装置からなる。上記矩形の照明部は、チップの各辺と同
等以上の長さを有すると共に、上記支持手段によって支
持されたチップの各辺に対して平行になるように、かつ
上記チップの表面に対して外側から内側に向けて傾斜し
た状態で設けられているので、照明光が傾斜した状態で
チップ表面に入射する。したがって、主としてバンプ表
面からの反射光を上記レンズに入射させることができる
ので、検査対象であるバンプの画像が効果的に得られ
る。

【００４９】請求項４に記載のバンプ外観検査装置は、
チップ全面からの反射光から、チップ表面上の配線パタ
ーンからの反射光成分を除去するフィルタをさらに備え
ているので、配線パターンが実質的に除去されたバンプ
画像を得ることができる。したがって、バンプの良、不
良の判定を容易、かつ正確に行うことができる。

【００５０】請求項５に記載のバンプ外観検査装置は、
上記撮像部が奇数個であり、上記複数のプリズムが光路
を奇数個に分岐しているので、チップ長に応じた撮像部
の選択を容易に行うことができる。また、チップの位置
を移動できるよう上記支持手段を移動可能とした場合に
は、上記奇数個の撮像部のうち真ん中に位置する撮像部
の中心座標を中心として上記支持手段を移動（回転を含
む）させることによって、上記支持手段の位置調整と操
作が容易に行える。

【００５１】請求項６に記載のバンプ外観検査装置にお
いては、上記画像処理装置が画像信号の入力を任意の撮
像部からの入力に切り替える切り替え手段を備えている
ので、チップ各端部の画像の取り入れを、単に撮像部を
切り替えるだけで行うことができ、従来のようにはチッ
プ支持する台を移動させる必要がないので、上記支持手
段によって任意の位置に支持されたチップの位置を高速
に認識、確定することができる。したがって、チップ全
体を一括撮像できることによる検査の高速化と相俟っ
て、チップの外観検査をより高速に行うことができる。

【００５２】また、請求項７に記載のバンプ外観検査装
置においては、上記画像処理装置が、上記算出手段によ
って求められた上記ずれ量および傾きを用いて上記基準
チップ上のバンプの位置を変換する変換手段を備えてい
るので、実際のバンプの位置認識を高速に行うことがで
きる。したがって、チップ全体を一括撮像できることに
よる検査の高速化、および、撮像部を切り替えるだけで
画像信号の入力を行うことができることによる高速化と
相俟って、より高速な検査が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるバンプ外観検査装
置のシステム構造図である。

【図２】図１のバンプ外観検査装置の光学ユニットの構
造図である。

【図３】光学ユニットにおけるセンターカメラの意義を
説明する図である。

【図４】図１のバンプ外観検査装置において行われる検
査処理プログラムのフローチャートである。

【図５】（Ａ）は従来の方式に従って視野を増設した場
合に得られる照明ムラのあるチップ画像、（Ｂ）は図２
の光学ユニットによって得られる照明ムラをなくしたチ
ップ画像を示した図である。

【図６】（Ａ）は暗視野照明によって、配線パターンを
抽出したチップ画像の模式図、（Ｂ）はシャープカット
フィルターを用いて配線パターンを除去したチップ画像
の模式図である。

【図７】図１，２に示した照明装置とは異なる照明手段
を示した図。

【図８】従来のバンプ検査装置のシステム構成図であ
る。

【図９】図８のバンプ検査装置で採用されている暗視野
照明法と明視野照明法を説明する図である。

【図１０】暗視野照明法および明視野照明法によるバン
プ外観の観察状況を示した図である。

【図１１】従来装置である直列４視野光学鏡筒の構造図
である。

【図１２】図１１のカメラの視野を示した図である。

【符号の説明】

１…バンプ外観検査装置、２…ステージ、３…支持台、
４…照明装置、６…光学ユニット、７…環状照明装置、
９…画像処理装置、６１…レンズ、６２…光路、６３…
プリズム、６５…ＣＣＤカメラ、６６…ＮＤフィルタ、
６７…シャープカットフィルタ、１０１…バンプ、１０
２…チップ。

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【手続補正書】

【提出日】平成９年１月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】 基板上に形成された微細なパターンを表す図
面に代わる写真で、（Ａ）は従来の方式に従って視野を
増設した場合に得られる照明ムラのある写真、（Ｂ）は
図２の光学ユニットによって得られる照明ムラをなくし
た写真である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象であるバンプが形成されたチッ
   プを支持する支持手段と、 上記支持手段に支持されたチップの全面を照明する照明
   手段と、 上記チップの全面からの反射光によって得られる像を拡
   大するレンズと、 上記レンズを通過した光の光路を複数に分岐するように
   配置された複数のプリズムと、 上記分岐された各光路の光を捕らえる複数の撮像部と、 上記プリズムと各撮像部との間に配置されて、どの撮像
   部にも略等しい光量で光が入射するように、各撮像部へ
   の入射光の光量を調節するフィルタと、 上記各撮像部から出力された画像信号を入力して画像処
   理を行い、画像処理によって得られた画像データに基づ
   いて上記バンプの良否を判定する画像処理装置とを備え
   たことを特徴とするバンプ外観検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のバンプ外観検査装置に
   おいて、 上記照明手段は、チップ表面の外周部を明るく、中心部
   を暗く照明する環状の照明装置からなることを特徴とす
   るバンプ外観検査装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のバンプ外観検査装置に
   おいて、 上記照明手段は４つの矩形の照明部を有する照明装置か
   らなり、上記矩形の照明部は、チップの各辺と同等以上
   の長さを有すると共に、上記支持手段によって支持され
   たチップの各辺に対して平行になるように、かつ上記チ
   ップの表面に対して外側から内側に向けて傾斜した状態
   で設けられていることを特徴とするバンプ外観検査装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の
   バンプ外観検査装置において、 チップ全面からの反射光から、チップ表面上の配線パタ
   ーンからの反射光成分を除去するフィルタを備えたこと
   を特徴とするバンプ外観検査装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の
   バンプ外観検査装置において、 上記撮像部は奇数個であり、上記複数のプリズムは光路
   を奇数個に分岐することを特徴とするバンプ外観検査装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の
   バンプ外観検査装置において、 上記画像処理装置は、 基準チップの位置情報および上記基準チップ上のバンプ
   の位置情報を格納する格納手段と、 画像信号の入力を任意の撮像部からの入力に切り替える
   切り替え手段と、 上記支持手段によって支持されたチップの両端に対応す
   る箇所に位置する撮像部からの画像信号と上記基準チッ
   プの位置情報とに基づいて、上記チップの上記基準チッ
   プの位置からのｘ，ｙ軸方向のずれ量および傾きを算出
   して、上記チップの位置を認識する算出手段とを備えて
   いることを特徴とするバンプ外観検査装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のバンプ外観検査装置に
   おいて、 上記画像処理装置は、 上記算出手段によって求められた上記ずれ量および傾き
   を用いて、上記基準チップ上のバンプの位置を変換する
   変換手段と、 変換後の位置に存在する検査対象のバンプの特徴量を抽
   出する抽出手段と、 上記抽出手段によって抽出された特徴量を所定の基準値
   と比較し、比較結果に応じて検査対象バンプの良、不良
   を判定する判定手段とをさらに備えていることを特徴と
   するバンプ外観検査装置。