JPH10260023A - 測定顕微鏡 - Google Patents
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- H01L2224/859—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector involving monitoring, e.g. feedback loop
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、作業者にかかる負担を大幅に軽減で
き、高い作業性を実現できる測定顕微鏡を提供する。 【解決手段】被検体１７であるボンディングワイヤ１７
ｃの最高部領域がその間に位置するように設定された２
本の走査線上を、ボンディングワイヤ１７ｃと直交する
方向に対物レンズ１５の焦点位置を走査させ、この時の
反射光に基づく受光素子２０、２２の出力の和信号（Ａ
＋Ｂ）のレベルが所定値を越える際のタイミング信号に
よりステージ移動量カウンタ３３よりＸ−Ｙステージ１
６の位置を求め、これらステージ位置で囲まれる部分を
合焦動作範囲とし、この合焦動作範囲内での走査線上に
沿って対物レンズ１５の焦点位置を走査させつつ、焦点
ずれ信号（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）により対物レンズ１５
の高さ方向を制御し、Ｚ軸移動量カウンタ３５によりボ
ンディングワイヤ１７ｃの最高部の高さを求める。
き、高い作業性を実現できる測定顕微鏡を提供する。 【解決手段】被検体１７であるボンディングワイヤ１７
ｃの最高部領域がその間に位置するように設定された２
本の走査線上を、ボンディングワイヤ１７ｃと直交する
方向に対物レンズ１５の焦点位置を走査させ、この時の
反射光に基づく受光素子２０、２２の出力の和信号（Ａ
＋Ｂ）のレベルが所定値を越える際のタイミング信号に
よりステージ移動量カウンタ３３よりＸ−Ｙステージ１
６の位置を求め、これらステージ位置で囲まれる部分を
合焦動作範囲とし、この合焦動作範囲内での走査線上に
沿って対物レンズ１５の焦点位置を走査させつつ、焦点
ずれ信号（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）により対物レンズ１５
の高さ方向を制御し、Ｚ軸移動量カウンタ３５によりボ
ンディングワイヤ１７ｃの最高部の高さを求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボンディングワイ
ヤなどの曲面を有する微小物体の高さ測定に用いられる
測定顕微鏡に関するものである。
ヤなどの曲面を有する微小物体の高さ測定に用いられる
測定顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体部品において、図７
（ａ）（ｂ）に示すようにチップ１とインナーリード２
とをボンディングワイヤ３で接続するように構成したも
のでは、かかる半導体部品の検査工程で、ボンディング
ワイヤ３の高さ寸法ｈを測定することが行われている。
この場合、測定対象となるボンディングワイヤ３の直径
は、２５〜３０μｍと極めて細いものであり、このため
測定精度の高い測定顕微鏡が用いられている。
（ａ）（ｂ）に示すようにチップ１とインナーリード２
とをボンディングワイヤ３で接続するように構成したも
のでは、かかる半導体部品の検査工程で、ボンディング
ワイヤ３の高さ寸法ｈを測定することが行われている。
この場合、測定対象となるボンディングワイヤ３の直径
は、２５〜３０μｍと極めて細いものであり、このため
測定精度の高い測定顕微鏡が用いられている。
【０００３】しかして、従来、この種の測定顕微鏡とし
て、図８に示すように構成したものがある。このような
測定顕微鏡では、まず、作業者が、接眼レンズ１０と後
述する対物レンズ１５を含む観察光学系を用いて被検体
１７（この場合ボンディングワイヤ）を観察しながらＸ
−Ｙステージ１６を操作して被検体１７の測定箇所を光
軸上に位置決めする。
て、図８に示すように構成したものがある。このような
測定顕微鏡では、まず、作業者が、接眼レンズ１０と後
述する対物レンズ１５を含む観察光学系を用いて被検体
１７（この場合ボンディングワイヤ）を観察しながらＸ
−Ｙステージ１６を操作して被検体１７の測定箇所を光
軸上に位置決めする。
【０００４】この状態から、レーザビーム出射手段であ
る半導体レーザ１１からレーザビームが出射されると、
レーザビームは、偏光ビームスプリッタ１２により反射
され、１／４波長板１３を介し半導体レーザ１１の波長
に合わせた特定波長域のみを反射するダイクロイックミ
ラー１４に入射され、このダイクロイックミラー１４に
て反射されたビームは、対物レンズ１５を介してＸ−Ｙ
ステージ１６上に載置された被検体１７に照射される。
そして、この被検体１７からの反射光は、対物レンズ１
５を介して再びダイクロイックミラー１４により反射さ
れ、１／４波長板１３、偏光ビームスプリッタ１２を通
って、ビームスプリッタ１８に入射される。このビーム
スプリッタ１８に到達したビームは、二方向に振り分け
られ、その一方は、集光点Ｐより前方で第１の絞り１９
を介して第１の受光素子２０に入射され、また、他方
は、集光点Ｐより後方で第２の絞り２１を介して第２の
受光素子２２に入射され，これら第１および第２の受光
素子２０、２２の各出力信号Ａ、Ｂが信号処理系２３に
送られる。信号処理系２３では、これら受光素子２０、
２２の各出力信号Ａ、Ｂから焦点ずれ信号Ｅ＝（Ａ−
Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）を演算し、この演算結果から合焦点の
判定を行うようにしている。
る半導体レーザ１１からレーザビームが出射されると、
レーザビームは、偏光ビームスプリッタ１２により反射
され、１／４波長板１３を介し半導体レーザ１１の波長
に合わせた特定波長域のみを反射するダイクロイックミ
ラー１４に入射され、このダイクロイックミラー１４に
て反射されたビームは、対物レンズ１５を介してＸ−Ｙ
ステージ１６上に載置された被検体１７に照射される。
そして、この被検体１７からの反射光は、対物レンズ１
５を介して再びダイクロイックミラー１４により反射さ
れ、１／４波長板１３、偏光ビームスプリッタ１２を通
って、ビームスプリッタ１８に入射される。このビーム
スプリッタ１８に到達したビームは、二方向に振り分け
られ、その一方は、集光点Ｐより前方で第１の絞り１９
を介して第１の受光素子２０に入射され、また、他方
は、集光点Ｐより後方で第２の絞り２１を介して第２の
受光素子２２に入射され，これら第１および第２の受光
素子２０、２２の各出力信号Ａ、Ｂが信号処理系２３に
送られる。信号処理系２３では、これら受光素子２０、
２２の各出力信号Ａ、Ｂから焦点ずれ信号Ｅ＝（Ａ−
Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）を演算し、この演算結果から合焦点の
判定を行うようにしている。
【０００５】この場合、焦点ずれ信号Ｅは、図９に示す
ように合焦点Ｆで０となり、その近くにおいて、焦点ず
れに対応した正負号と、焦点ずれの量に比例した大きさ
を有しており、この焦点ずれ信号Ｅが０になるように対
物レンズ１５を高さ方向に移動させ、このときの対物レ
ンズ１５を高さを測定することで、被検体１７の高さを
求めるようにしている。
ように合焦点Ｆで０となり、その近くにおいて、焦点ず
れに対応した正負号と、焦点ずれの量に比例した大きさ
を有しており、この焦点ずれ信号Ｅが０になるように対
物レンズ１５を高さ方向に移動させ、このときの対物レ
ンズ１５を高さを測定することで、被検体１７の高さを
求めるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
測定顕微鏡を用いても、上述したように被検体１７であ
るボンディングワイヤ３の直径は、２５〜３０μｍと極
めて細いもので、しかも、曲面を有しているため、測定
箇所が数μｍずれただけで、測定値が大きく変化してし
まう。このため、精度の高い位置決めが必要となるが、
これを作業者のＸ−Ｙステージ１６の微妙な操作により
行うことになり、作業者に与える負担が大きくなるとと
もに、作業性が極めて悪くなる。
測定顕微鏡を用いても、上述したように被検体１７であ
るボンディングワイヤ３の直径は、２５〜３０μｍと極
めて細いもので、しかも、曲面を有しているため、測定
箇所が数μｍずれただけで、測定値が大きく変化してし
まう。このため、精度の高い位置決めが必要となるが、
これを作業者のＸ−Ｙステージ１６の微妙な操作により
行うことになり、作業者に与える負担が大きくなるとと
もに、作業性が極めて悪くなる。
【０００７】そこで、従来、作業者の負担を軽減して作
業性を高めるため、焦点ずれ検出用のレーザ光を走査す
る手段を追加し、要求される精度を緩和した測定顕微鏡
が考えられている。
業性を高めるため、焦点ずれ検出用のレーザ光を走査す
る手段を追加し、要求される精度を緩和した測定顕微鏡
が考えられている。
【０００８】図１０は、このような測定顕微鏡の一例を
示すもので、上述した図８と同一部分には、同符号を付
している。この場合、ダイクロイックミラー１４が軸１
４１の回りを所定角度の範囲で回転可能になっており、
このダイクロイックミラー１４を回転させるモータ２４
と、このモータ２４を駆動制御するモータ駆動系２５を
さらに備えている。
示すもので、上述した図８と同一部分には、同符号を付
している。この場合、ダイクロイックミラー１４が軸１
４１の回りを所定角度の範囲で回転可能になっており、
このダイクロイックミラー１４を回転させるモータ２４
と、このモータ２４を駆動制御するモータ駆動系２５を
さらに備えている。
【０００９】しかして、このようにした測定顕微鏡で
は、作業者の目視によって被検体１７の測定箇所を光軸
上に位置決めした後、モータ駆動系２５とモータ２４に
よってダイクロイックミラー１４が所定の角度の範囲で
回転され、これによりレーザ光が紙面に平行な方向に走
査される。この状態で、信号処理系２３は、走査の間の
受光素子２０からの出力信号Ａと受光素子２２からの出
力信号Ｂの和信号Ａ＋Ｂをモニターするようになる。こ
の場合、被検体１７であるボンディングワイヤは、最も
高い部分が最も平行に近いため、この最も高い部分をレ
ーザ光が照射しているときに和信号（Ａ＋Ｂ）が最大に
なることから、このときのダイクロイックミラー１４の
向きを求め、続いて信号処理部２３からの指示で、モー
タ駆動系２５によりモータ２４を制御し、ダイクロイッ
クミラー１４の方向を和信号（Ａ＋Ｂ）が最大になる方
向に合わせる。これによりレーザ光は、ボンディングワ
イヤの最も高い部分に照射される。その後は、上述した
測定顕微鏡と同様にして、焦点ずれ信号Ｅが０になるよ
うに対物レンズ１５を高さを測定することで、被検体１
７のボンディングワイヤの最も高い部分の高さが求めら
れる。
は、作業者の目視によって被検体１７の測定箇所を光軸
上に位置決めした後、モータ駆動系２５とモータ２４に
よってダイクロイックミラー１４が所定の角度の範囲で
回転され、これによりレーザ光が紙面に平行な方向に走
査される。この状態で、信号処理系２３は、走査の間の
受光素子２０からの出力信号Ａと受光素子２２からの出
力信号Ｂの和信号Ａ＋Ｂをモニターするようになる。こ
の場合、被検体１７であるボンディングワイヤは、最も
高い部分が最も平行に近いため、この最も高い部分をレ
ーザ光が照射しているときに和信号（Ａ＋Ｂ）が最大に
なることから、このときのダイクロイックミラー１４の
向きを求め、続いて信号処理部２３からの指示で、モー
タ駆動系２５によりモータ２４を制御し、ダイクロイッ
クミラー１４の方向を和信号（Ａ＋Ｂ）が最大になる方
向に合わせる。これによりレーザ光は、ボンディングワ
イヤの最も高い部分に照射される。その後は、上述した
測定顕微鏡と同様にして、焦点ずれ信号Ｅが０になるよ
うに対物レンズ１５を高さを測定することで、被検体１
７のボンディングワイヤの最も高い部分の高さが求めら
れる。
【００１０】このような測定顕微鏡によれば、上述した
測定顕微鏡に比べ、作業者が測定箇所を特定する際に要
求される位置きめ精度を軽減しているので、作業能率の
向上が望める。
測定顕微鏡に比べ、作業者が測定箇所を特定する際に要
求される位置きめ精度を軽減しているので、作業能率の
向上が望める。
【００１１】ところが、このような測定顕微鏡でも、最
初の大まかな位置決めのためのＸ−Ｙステージ１６の走
査や最後の焦点合わせのための対物レンズ１５の高さ方
向の位置調整は相変わらず作業者の手によって行われる
ため、作業者の負担になっており、装置全体から見ると
依然として作業能率が低いという問題点があった。本発
明は、上記事情に鑑みてなされたもので、作業者にかか
る負担を軽減でき、高い作業性を実現できる測定顕微鏡
を提供することを目的とする。
初の大まかな位置決めのためのＸ−Ｙステージ１６の走
査や最後の焦点合わせのための対物レンズ１５の高さ方
向の位置調整は相変わらず作業者の手によって行われる
ため、作業者の負担になっており、装置全体から見ると
依然として作業能率が低いという問題点があった。本発
明は、上記事情に鑑みてなされたもので、作業者にかか
る負担を軽減でき、高い作業性を実現できる測定顕微鏡
を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
曲面を有する被検体の最高部の高さを測定する測定顕微
鏡において、前記被検体に対し光学系を介してレーザビ
ームを出射するレーザビーム出射手段と、前記被検体の
曲面の最高部領域が、その間に位置するように設定され
た少なくとも２本の走査線に沿ってレーザビームを照射
した状態で走査する焦点位置走査手段と、この焦点位置
走査手段により走査されるレーザビームの前記被検体か
らの反射強度に基づいて合焦動作範囲を設定する合焦動
作範囲設定手段と、この合焦動作範囲設定手段により設
定された合焦動作範囲から前記被検体の最高部の高さを
測定する高さ測定手段とにより構成している。
曲面を有する被検体の最高部の高さを測定する測定顕微
鏡において、前記被検体に対し光学系を介してレーザビ
ームを出射するレーザビーム出射手段と、前記被検体の
曲面の最高部領域が、その間に位置するように設定され
た少なくとも２本の走査線に沿ってレーザビームを照射
した状態で走査する焦点位置走査手段と、この焦点位置
走査手段により走査されるレーザビームの前記被検体か
らの反射強度に基づいて合焦動作範囲を設定する合焦動
作範囲設定手段と、この合焦動作範囲設定手段により設
定された合焦動作範囲から前記被検体の最高部の高さを
測定する高さ測定手段とにより構成している。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載にお
いて、合焦動作範囲設定手段は、前記レーザビームの前
記被検体からの反射強度が所定値を越える際にタイミン
グ信号を出力し、このタイミング信号により合焦動作範
囲の位置情報を決定するようにしている。
いて、合焦動作範囲設定手段は、前記レーザビームの前
記被検体からの反射強度が所定値を越える際にタイミン
グ信号を出力し、このタイミング信号により合焦動作範
囲の位置情報を決定するようにしている。
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１記載にお
いて、高さ測定手段は、前記光学系を光軸方向に移動さ
せる移動手段と、この移動手段による前記光学系の移動
量を検出する移動量検出手段を備えている。
いて、高さ測定手段は、前記光学系を光軸方向に移動さ
せる移動手段と、この移動手段による前記光学系の移動
量を検出する移動量検出手段を備えている。
【００１５】この結果、請求項１記載の発明によれば、
被検体の曲面の最高部を含む合焦動作範囲を自動的に設
定でき、この合焦動作範囲から被検体の最高部の高さを
容易に測定することができる。
被検体の曲面の最高部を含む合焦動作範囲を自動的に設
定でき、この合焦動作範囲から被検体の最高部の高さを
容易に測定することができる。
【００１６】請求項２記載の発明によれば、レーザビー
ムの前記被検体から反射強度に基づいて被検体の最高部
を含む合焦動作範囲を自動的に設定することができる。
請求項３記載の発明によれば、合焦動作範囲から被検体
の最高部の高さを自動的に測定することができる。
ムの前記被検体から反射強度に基づいて被検体の最高部
を含む合焦動作範囲を自動的に設定することができる。
請求項３記載の発明によれば、合焦動作範囲から被検体
の最高部の高さを自動的に測定することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に従い説明する。図１は、本発明が適用される測定顕
微鏡の概略構成を示すもので、図８と同一部分には、同
符号を付している。
面に従い説明する。図１は、本発明が適用される測定顕
微鏡の概略構成を示すもので、図８と同一部分には、同
符号を付している。
【００１８】この場合、信号処理系２３で演算された和
信号Ａ＋Ｂと焦点ずれ信号（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）を、
それぞれＣＰＵ３１に入力するようにしている。ＣＰＵ
３１には、Ｚ軸駆動系３２、Ｚ軸移動量カウンタ３３を
接続し、さらにステージ駆動系３４、ステージ移動量カ
ウンタ３５を接続している。また、対物レンズ１５は、
光軸方向に駆動可能になっている。
信号Ａ＋Ｂと焦点ずれ信号（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）を、
それぞれＣＰＵ３１に入力するようにしている。ＣＰＵ
３１には、Ｚ軸駆動系３２、Ｚ軸移動量カウンタ３３を
接続し、さらにステージ駆動系３４、ステージ移動量カ
ウンタ３５を接続している。また、対物レンズ１５は、
光軸方向に駆動可能になっている。
【００１９】ここで、Ｚ軸駆動系３２は、対物レンズ１
５を光軸方向に駆動するためのモータ３６を接続してい
て、ＣＰＵ３１からの指示により対物レンズ１５を光軸
方向に駆動するようにしている。Ｚ軸移動量カウンタ３
３は、対物レンズ１５のＺ軸方向の移動量を計測するス
ケール３７を接続していて、このスケール３７により計
測される対物レンズ１５のＺ軸方向の移動量に応じたカ
ウント値をカウントするようにしている。
５を光軸方向に駆動するためのモータ３６を接続してい
て、ＣＰＵ３１からの指示により対物レンズ１５を光軸
方向に駆動するようにしている。Ｚ軸移動量カウンタ３
３は、対物レンズ１５のＺ軸方向の移動量を計測するス
ケール３７を接続していて、このスケール３７により計
測される対物レンズ１５のＺ軸方向の移動量に応じたカ
ウント値をカウントするようにしている。
【００２０】また、ステージ駆動系３４は、Ｘ−Ｙステ
ージ１６をＸ軸方向に駆動するためのモータ３８と、Ｙ
方向に駆動するためのモータ３９を接続していて、ＣＰ
Ｕ３１の指示によりＸ−Ｙステージ１６をＸ、Ｙ方向に
駆動するようにしている。ステージ移動量カウンタ３５
は、Ｘ−Ｙステージ１６のＸ、Ｙ方向の移動量を計測す
るステージスケール４０を接続していて、このステージ
スケール４０により計測されるＸ−Ｙステージ１６の
Ｘ、Ｙ方向の移動量に応じたカウント値をステージ移動
位置としてカウントするようにしている。
ージ１６をＸ軸方向に駆動するためのモータ３８と、Ｙ
方向に駆動するためのモータ３９を接続していて、ＣＰ
Ｕ３１の指示によりＸ−Ｙステージ１６をＸ、Ｙ方向に
駆動するようにしている。ステージ移動量カウンタ３５
は、Ｘ−Ｙステージ１６のＸ、Ｙ方向の移動量を計測す
るステージスケール４０を接続していて、このステージ
スケール４０により計測されるＸ−Ｙステージ１６の
Ｘ、Ｙ方向の移動量に応じたカウント値をステージ移動
位置としてカウントするようにしている。
【００２１】次に、このように構成した実施の形態の動
作を図２に示すフローチャートにより説明する。この場
合、被検体１７として、図３（ａ）（ｂ）に示すように
チップ１７ａとインナーリード１７ｂとの間を接続する
ボンディングワイヤ１７ｃを例にとり説明する。まず、
ステップ２０１で、対物レンズ１５からのレーザビーム
の集光点を、予めボンディングワイヤ１７ｃの設計値の
高さＺK に設定しておく。
作を図２に示すフローチャートにより説明する。この場
合、被検体１７として、図３（ａ）（ｂ）に示すように
チップ１７ａとインナーリード１７ｂとの間を接続する
ボンディングワイヤ１７ｃを例にとり説明する。まず、
ステップ２０１で、対物レンズ１５からのレーザビーム
の集光点を、予めボンディングワイヤ１７ｃの設計値の
高さＺK に設定しておく。
【００２２】そして、図示しない照明系によりＸ−Ｙス
テージ１６上に載置された被検体１７のボンディングワ
イヤ１７ｃを照明し、また、ボンディングワイヤ１７ｃ
からの反射光の一部を対物レンズ１５、ダイクロイック
ミラー１４を透過させて対物レンズ１５の焦点位置に配
置された接眼レンズ１０に入射させ、ボンディングワイ
ヤ１７ｃの観察を可能にする。
テージ１６上に載置された被検体１７のボンディングワ
イヤ１７ｃを照明し、また、ボンディングワイヤ１７ｃ
からの反射光の一部を対物レンズ１５、ダイクロイック
ミラー１４を透過させて対物レンズ１５の焦点位置に配
置された接眼レンズ１０に入射させ、ボンディングワイ
ヤ１７ｃの観察を可能にする。
【００２３】この状態で、半導体レーザ１１からレーザ
ビームを出射すると、レーザビームは、偏光ビームスプ
リッタ１２により反射され、１／４波長板１３を介し半
導体レーザ１１の波長に合わせた特定波長域のみを反射
するダイクロイックミラー１４に入射され、このダイク
ロイックミラー１４にて反射されたビームは、対物レン
ズ１５を介して被検体１７のボンディングワイヤ１７ｃ
に照射される。
ビームを出射すると、レーザビームは、偏光ビームスプ
リッタ１２により反射され、１／４波長板１３を介し半
導体レーザ１１の波長に合わせた特定波長域のみを反射
するダイクロイックミラー１４に入射され、このダイク
ロイックミラー１４にて反射されたビームは、対物レン
ズ１５を介して被検体１７のボンディングワイヤ１７ｃ
に照射される。
【００２４】そして、ＣＰＵ３１によりステージ駆動系
３４を介してＸ−Ｙステージ１６を移動させることで、
図３（ｂ）に示すように対物レンズ１５の焦点位置を、
ボンディングワイヤ１７ｃの最高部領域がその間に位置
するように設定された２本の走査線ｅ、ｆ上を該ボンデ
ィングワイヤ１７ｃと直交する方向に走査させる（ステ
ップ２０２）。つまり、この場合、１本のボンディング
ワイヤ１７ｃについて拡大すると、図４に示すように、
ボンディングワイヤ１７ｃと直交する方向の走査線ｅ、
ｆ上を、Ｘ−Ｙステージ１６の移動にしたがって対物レ
ンズ１５の焦点位置が走査されるようになる。
３４を介してＸ−Ｙステージ１６を移動させることで、
図３（ｂ）に示すように対物レンズ１５の焦点位置を、
ボンディングワイヤ１７ｃの最高部領域がその間に位置
するように設定された２本の走査線ｅ、ｆ上を該ボンデ
ィングワイヤ１７ｃと直交する方向に走査させる（ステ
ップ２０２）。つまり、この場合、１本のボンディング
ワイヤ１７ｃについて拡大すると、図４に示すように、
ボンディングワイヤ１７ｃと直交する方向の走査線ｅ、
ｆ上を、Ｘ−Ｙステージ１６の移動にしたがって対物レ
ンズ１５の焦点位置が走査されるようになる。
【００２５】これにより、各走査線ｅ、ｆに沿ったボン
ディングワイヤ１７ｃ上での反射光は、対物レンズ１５
に入射され、ダイクロイックミラー１４で反射され、１
／４波長板１３、偏光ビームスプリッタ１２を通って、
ビームスプリッタ１８に入射される。また、ビームスプ
リッタ１８に到達したビームは、二方向に振り分けら
れ、その一方は、集光点Ｐより前方で第１の絞り１９を
介して第１の受光素子２０に、また、他方は、集光点Ｐ
より後方で第２の絞り２１を介して第１の受光素子２２
にそれぞれ入射され，これら第１および第２の受光素子
２０、２２の各出力信号Ａ、Ｂは信号処理系２３に送ら
れ、ここで、和信号（Ａ＋Ｂ）と焦点ずれ信号（Ａ−
Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）が演算され（ステップ２０３）、ＣＰ
Ｕ３１に入力される。
ディングワイヤ１７ｃ上での反射光は、対物レンズ１５
に入射され、ダイクロイックミラー１４で反射され、１
／４波長板１３、偏光ビームスプリッタ１２を通って、
ビームスプリッタ１８に入射される。また、ビームスプ
リッタ１８に到達したビームは、二方向に振り分けら
れ、その一方は、集光点Ｐより前方で第１の絞り１９を
介して第１の受光素子２０に、また、他方は、集光点Ｐ
より後方で第２の絞り２１を介して第１の受光素子２２
にそれぞれ入射され，これら第１および第２の受光素子
２０、２２の各出力信号Ａ、Ｂは信号処理系２３に送ら
れ、ここで、和信号（Ａ＋Ｂ）と焦点ずれ信号（Ａ−
Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）が演算され（ステップ２０３）、ＣＰ
Ｕ３１に入力される。
【００２６】この場合、ボンディングワイヤ１７ｃは、
断面円形の線状をなし、走査線ｅ、ｆ方向に対し曲面を
なしているので、走査線ｅ、ｆに沿ったボンディングワ
イヤ１７ｃ上での反射光に基づく第１および第２の受光
素子２０、２２の出力信号Ａ、Ｂによる和信号（Ａ＋
Ｂ）の受光量レベルは、それぞれ図５（ａ）に示すよう
に最初小さく次第に最大値に向かい再び小さくなるよう
な特性を呈する。
断面円形の線状をなし、走査線ｅ、ｆ方向に対し曲面を
なしているので、走査線ｅ、ｆに沿ったボンディングワ
イヤ１７ｃ上での反射光に基づく第１および第２の受光
素子２０、２２の出力信号Ａ、Ｂによる和信号（Ａ＋
Ｂ）の受光量レベルは、それぞれ図５（ａ）に示すよう
に最初小さく次第に最大値に向かい再び小さくなるよう
な特性を呈する。
【００２７】この状態で、ＣＰＵ３１では、和信号（Ａ
＋Ｂ）のレベルが、所定値Ｔ1 を越える際に、それぞれ
同図（ｂ）に示すタイミング信号が出力される。この場
合の所定値Ｔ1 は、和信号（Ａ＋Ｂ）に対する合焦動作
範囲を設定するものである。
＋Ｂ）のレベルが、所定値Ｔ1 を越える際に、それぞれ
同図（ｂ）に示すタイミング信号が出力される。この場
合の所定値Ｔ1 は、和信号（Ａ＋Ｂ）に対する合焦動作
範囲を設定するものである。
【００２８】そして、ＣＰＵ３１からのタイミング信号
により、Ｘ−Ｙステージ１６の位置がＣＰＵ３１のステ
ージ位置記憶部３１１に記憶される。つまり、走査線
ｅ、ｆに沿った対物レンズ１５の焦点位置の走査により
信号処理系２３の和信号（Ａ＋Ｂ）がＣＰＵ３１に取り
込まれ、この和信号（Ａ＋Ｂ）のレベルが、所定値Ｔ1
以上または以下になって、タイミング信号が出力される
と、この時のＸ−Ｙステージ１６の位置が、ステージス
ケール４０により計測されるＸ−Ｙステージ１６の移動
量に応じたステージ移動量カウンタ３５のカウント値か
ら求められ、ＣＰＵ３１のステージ位置記憶部３１１に
記憶される。この場合、図４に示すように走査線ｅ上で
は、ステージ位置ｐ、ｑが、走査線ｆ上では、ステージ
位置ｔ、ｒがそれぞれ求められ、ステージ位置記憶部３
１１に記憶される（ステップ２０４）。これにより、図
４に示すステージ位置ｐ、ｑ、ｔ、ｒで囲まれる部分
は、合焦動作範囲Ｓとなる。
により、Ｘ−Ｙステージ１６の位置がＣＰＵ３１のステ
ージ位置記憶部３１１に記憶される。つまり、走査線
ｅ、ｆに沿った対物レンズ１５の焦点位置の走査により
信号処理系２３の和信号（Ａ＋Ｂ）がＣＰＵ３１に取り
込まれ、この和信号（Ａ＋Ｂ）のレベルが、所定値Ｔ1
以上または以下になって、タイミング信号が出力される
と、この時のＸ−Ｙステージ１６の位置が、ステージス
ケール４０により計測されるＸ−Ｙステージ１６の移動
量に応じたステージ移動量カウンタ３５のカウント値か
ら求められ、ＣＰＵ３１のステージ位置記憶部３１１に
記憶される。この場合、図４に示すように走査線ｅ上で
は、ステージ位置ｐ、ｑが、走査線ｆ上では、ステージ
位置ｔ、ｒがそれぞれ求められ、ステージ位置記憶部３
１１に記憶される（ステップ２０４）。これにより、図
４に示すステージ位置ｐ、ｑ、ｔ、ｒで囲まれる部分
は、合焦動作範囲Ｓとなる。
【００２９】続けて、ＣＰＵ３１により、ステージ位置
記憶部３１１に記憶されたステージ位置ｐとｑの中点ｍ
およびステージ位置ｔとｒの中点ｎが算出される（ステ
ップ２０５）。この結果、これら中点ｍとｎを結ぶ線上
にボンディングワイヤ１７ｃの最も高い部分が存在する
ことになる。
記憶部３１１に記憶されたステージ位置ｐとｑの中点ｍ
およびステージ位置ｔとｒの中点ｎが算出される（ステ
ップ２０５）。この結果、これら中点ｍとｎを結ぶ線上
にボンディングワイヤ１７ｃの最も高い部分が存在する
ことになる。
【００３０】その後は、再びＣＰＵ３１によりステージ
駆動系３４を介してＸ−Ｙステージ１６を移動させるこ
とで、対物レンズ１５の焦点位置を中点ｍとｎを結ぶ線
上を走査させ（ステップ２０６）、同時に、信号処理系
２３よりＣＰＵ３１に取り込まれる焦点ずれ信号（Ａ−
Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）により、この焦点ずれ信号が０になる
ようにＺ軸駆動系３２により対物レンズ１５の高さ方向
が制御され、合焦動作が実行される（ステップ２０
７）。また、焦点ずれ信号が０になる位置に対物レンズ
１５の高さが制御されると、この時のスケール３７で計
測される対物レンズ１５のＺ軸方向の移動量に応じたＺ
軸移動量カウンタ３３のカウント値が求められ（ステッ
プ２０８）、このカウント値から対物レンズ１５の高さ
情報が求められる（ステップ２０９）。これにより、図
６に示すようにボンディングワイヤ１７ｃに対して点ｍ
ｎ上の高さ情報が得られ、最も高い部分の高さＺpeakが
求められる。
駆動系３４を介してＸ−Ｙステージ１６を移動させるこ
とで、対物レンズ１５の焦点位置を中点ｍとｎを結ぶ線
上を走査させ（ステップ２０６）、同時に、信号処理系
２３よりＣＰＵ３１に取り込まれる焦点ずれ信号（Ａ−
Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）により、この焦点ずれ信号が０になる
ようにＺ軸駆動系３２により対物レンズ１５の高さ方向
が制御され、合焦動作が実行される（ステップ２０
７）。また、焦点ずれ信号が０になる位置に対物レンズ
１５の高さが制御されると、この時のスケール３７で計
測される対物レンズ１５のＺ軸方向の移動量に応じたＺ
軸移動量カウンタ３３のカウント値が求められ（ステッ
プ２０８）、このカウント値から対物レンズ１５の高さ
情報が求められる（ステップ２０９）。これにより、図
６に示すようにボンディングワイヤ１７ｃに対して点ｍ
ｎ上の高さ情報が得られ、最も高い部分の高さＺpeakが
求められる。
【００３１】従って、このようにすればボンディングワ
イヤ１７ｃの最高部領域が、その間に位置するように設
定された２本の走査線ｅ、ｆ上を、ボンディングワイヤ
１７ｃと直交する方向に対物レンズ１５の焦点位置を走
査させ、この時の反射光に基づく第１および第２の受光
素子２０、２２の出力信号Ａ、Ｂによる和信号（Ａ＋
Ｂ）の受光量レベルが所定値Ｔ1 を越える際に、タイミ
ング信号を出力し、これらタイミング信号により、Ｘ−
Ｙステージ１６の位置を求めるとともに、これらステー
ジ位置ｐ、ｑ、ｔ、ｒで囲まれる部分を合焦動作範囲Ｓ
とし、さらにステージ位置ｐとｑの中点ｍおよびステー
ジ位置ｔとｒの中点ｎを結ぶ線上に沿って対物レンズ１
５の焦点位置を走査させ、同時に、焦点ずれ信号（Ａ−
Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）により、この焦点ずれ信号が０になる
ようにＺ軸駆動系３２により対物レンズ１５の高さ方向
を制御して、ボンディングワイヤ１７ｃの最高部の高さ
を求めるようにしたので、被検体の曲面の最高部を含む
合焦動作範囲を自動設定できるとともに、この合焦動作
範囲から被検体の最高部の高さも自動的に測定すること
ができるようになり、これにより作業者にかかる負担を
大幅に軽減でき、高い作業性を実現することができる。
イヤ１７ｃの最高部領域が、その間に位置するように設
定された２本の走査線ｅ、ｆ上を、ボンディングワイヤ
１７ｃと直交する方向に対物レンズ１５の焦点位置を走
査させ、この時の反射光に基づく第１および第２の受光
素子２０、２２の出力信号Ａ、Ｂによる和信号（Ａ＋
Ｂ）の受光量レベルが所定値Ｔ1 を越える際に、タイミ
ング信号を出力し、これらタイミング信号により、Ｘ−
Ｙステージ１６の位置を求めるとともに、これらステー
ジ位置ｐ、ｑ、ｔ、ｒで囲まれる部分を合焦動作範囲Ｓ
とし、さらにステージ位置ｐとｑの中点ｍおよびステー
ジ位置ｔとｒの中点ｎを結ぶ線上に沿って対物レンズ１
５の焦点位置を走査させ、同時に、焦点ずれ信号（Ａ−
Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）により、この焦点ずれ信号が０になる
ようにＺ軸駆動系３２により対物レンズ１５の高さ方向
を制御して、ボンディングワイヤ１７ｃの最高部の高さ
を求めるようにしたので、被検体の曲面の最高部を含む
合焦動作範囲を自動設定できるとともに、この合焦動作
範囲から被検体の最高部の高さも自動的に測定すること
ができるようになり、これにより作業者にかかる負担を
大幅に軽減でき、高い作業性を実現することができる。
【００３２】なお、上述した実施の形態では、被検体１
７としてボンディングワイヤの最も高い部分の高さを求
める場合を述べたが、曲面を有する微小径のボールの最
も高い部分の高さを求めるのに適用することもできる。
７としてボンディングワイヤの最も高い部分の高さを求
める場合を述べたが、曲面を有する微小径のボールの最
も高い部分の高さを求めるのに適用することもできる。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、被検
体の曲面の最高部を含む合焦動作範囲を自動的に設定で
きるとともに、この合焦動作範囲から被検体の最高部の
高さも自動的に測定することができるので、作業者にか
かる負担を大幅に軽減でき、高い作業性を実現すること
ができる。
体の曲面の最高部を含む合焦動作範囲を自動的に設定で
きるとともに、この合焦動作範囲から被検体の最高部の
高さも自動的に測定することができるので、作業者にか
かる負担を大幅に軽減でき、高い作業性を実現すること
ができる。
【図１】本発明の一実施の形態の概略構成を示す図。
【図２】一実施の形態の動作を説明するためのフローチ
ャート。
ャート。
【図３】一実施の形態の動作を説明するための図。
【図４】一実施の形態の動作を説明するための図。
【図５】一実施の形態の動作を説明するための図。
【図６】一実施の形態の動作を説明するための図。
【図７】被検体である電子部品の一例を示す図。
【図８】従来の測定顕微鏡の一例の概略構成を示す図。
【図９】従来の一例の測定顕微鏡を説明するための図。
【図１０】従来の測定顕微鏡の他例の概略構成を示す
図。
図。
１１…半導体レーザ、 １２…偏光ビームスプリッタ、 １３…１／４波長板、 １４…ダイクロイックミラー、 １５…対物レンズ、 １６…Ｘ−Ｙステージ、 １７…被検体、 １７ａ…チップ、 １７ｂ…インナーリード、 １７ｃ…ボンディングワイヤ、 １８…ビームスプリッタ、 １９…第１の絞り、 ２０…第１の受光素子、 ２１…第２の絞り、 ２２…第２の受光素子、 ２３…信号処理系、 ３１…ＣＰＵ、 ３１１…ステージ位置記憶部、 ３２…Ｚ軸駆動系、 ３３…Ｚ軸移動量カウンタ、 ３４…ステージ駆動系、 ３５…ステージ移動量カウンタ、 ３６…モータ、 ３７…スケール、 ３８、３９…モータ、 ４０…ステージスケール。
Claims (3)
- 【請求項１】 曲面を有する被検体の最高部の高さを測
定する測定顕微鏡において、 前記被検体に対し光学系を介してレーザビームを出射す
るレーザビーム出射手段と、 前記被検体の曲面の最高部領域が、その間に位置するよ
うに設定された少なくとも２本の走査線に沿ってレーザ
ビームを照射した状態で走査する焦点位置走査手段と、 この焦点位置走査手段により走査されるレーザビームの
前記被検体からの反射強度に基づいて合焦動作範囲を設
定する合焦動作範囲設定手段と、 この合焦動作範囲設定手段により設定された合焦動作範
囲から前記被検体の最高部の高さを測定する高さ測定手
段とを具備したことを特徴とする測定顕微鏡。 - 【請求項２】 合焦動作範囲設定手段は、前記レーザビ
ームの前記被検体からの反射強度が所定値を越える際に
タイミング信号を出力し、このタイミング信号により合
焦動作範囲の位置情報を決定することを特徴とする請求
項１記載の測定顕微鏡。 - 【請求項３】 高さ測定手段は、前記光学系を光軸方向
に移動させる移動手段と、この移動手段による前記光学
系の移動量を検出する移動量検出手段を備えていること
を特徴とする請求項１記載の測定顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9066595A JPH10260023A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 測定顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9066595A JPH10260023A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 測定顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10260023A true JPH10260023A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=13320453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9066595A Withdrawn JPH10260023A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 測定顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10260023A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007037439A1 (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Olympus Corporation | 焦点位置決定方法、焦点位置決定装置、微弱光検出装置及び微弱光検出方法 |
| CN102419157A (zh) * | 2011-08-22 | 2012-04-18 | 中国计量学院 | 微小深度尺寸自动图像测量系统 |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP9066595A patent/JPH10260023A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007037439A1 (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Olympus Corporation | 焦点位置決定方法、焦点位置決定装置、微弱光検出装置及び微弱光検出方法 |
| US8174686B2 (en) | 2005-09-29 | 2012-05-08 | Olympus Corporation | Focal position determining method, focal position determining apparatus, feeble light detecting apparatus and feeble light detecting method |
| CN102419157A (zh) * | 2011-08-22 | 2012-04-18 | 中国计量学院 | 微小深度尺寸自动图像测量系统 |
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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: 20040601 |