JPH11230737A - Appearance inspection device for semiconductor substrate - Google Patents

Appearance inspection device for semiconductor substrate

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Publication number
JPH11230737A
JPH11230737A JP2753698A JP2753698A JPH11230737A JP H11230737 A JPH11230737 A JP H11230737A JP 2753698 A JP2753698 A JP 2753698A JP 2753698 A JP2753698 A JP 2753698A JP H11230737 A JPH11230737 A JP H11230737A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
scanning stage
displacement
scanning
appearance inspection
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2753698A
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Japanese (ja)
Inventor
Naotaka Komatsu
直隆 小松
Shinichi Murakawa
慎一 村川
Kunio Shibaike
国雄 芝池
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately inspect the dispersion of the height of a solder ball by holding a sensor head at a fixed position at all times to a semiconductor substrate which is a measurement object. SOLUTION: In this appearance inspection device of a semiconductor substrate provided with a detection part 1 on a scanning stage 5 for scanning the semiconductor substrate 10 by the detection part 1, while moving the scanning stage 5 in a scanning direction at a fixed speed and detecting the appearance shape of the semiconductor substrate 10, plural freely extendable and contractible supporting means 6a-6f and an extension/contraction driving means 61 for extending and contracting the supporting means 6a-6f are provided and the detection part 1 is supported on the scanning stage 5 through the supporting means 6a-6f.

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、走査方向へ移動す
る粗動ステージ上に検出部を有し、粗動ステージを走査
方向へ移動させながら検出部により半導体基板を走査し
て半導体基板の外観形状を検査する、半導体基板の外観
検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has a detection section on a coarse movement stage which moves in the scanning direction, and scans the semiconductor substrate by the detection section while moving the coarse movement stage in the scanning direction. The present invention relates to a semiconductor substrate appearance inspection device for inspecting a shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体基板の外観検査を行な
う、半導体基板の外観検査装置が知られている。この半
導体基板の外観検査では、例えば図5に示すように、半
導体基板(測定対象)110の裏面110Aに接着され
た複数の半田ボール111の高さ(裏面110Aから半
田ボール111の頂点までの高さ)を測定し、その測定
結果のばらつきから半導体基板110の外観検査を行な
うようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a semiconductor substrate appearance inspection apparatus for performing an appearance inspection of a semiconductor substrate. In the appearance inspection of the semiconductor substrate, for example, as shown in FIG. 5, the height of a plurality of solder balls 111 bonded to the back surface 110A of the semiconductor substrate (measurement target) 110 (the height from the back surface 110A to the top of the solder ball 111). ) Is measured, and the appearance of the semiconductor substrate 110 is inspected from the variation of the measurement result.

【0003】半導体基板110は裏面110Aを下側に
して天板112の開口部112Aにセットされている。
そして、半導体基板110の下方にはセンサヘッド(検
出部)101が配設されており、このセンサヘッド10
1を裏面110Aに対向させて前後方向(図5の左右方
向)に平行移動させ、センサヘッド101にそなえられ
た複数の渦電流式変位計101aにより、半導体基板1
10の裏面110Aに接着された半田ボール111を順
次走査していく。これによりセンサヘッド101と半田
ボール111の頂点との間の距離が計測され、相対的に
半田ボール111の高さが測定される。
A semiconductor substrate 110 is set in an opening 112A of a top plate 112 with a back surface 110A facing down.
A sensor head (detection unit) 101 is provided below the semiconductor substrate 110.
1 is moved in parallel in the front-rear direction (the left-right direction in FIG. 5) so as to face the rear surface 110A, and the semiconductor substrate 1 is moved by a plurality of eddy current displacement meters 101a provided in the sensor head 101.
The solder balls 111 adhered to the back surface 110A of the substrate 10 are sequentially scanned. Thereby, the distance between the sensor head 101 and the top of the solder ball 111 is measured, and the height of the solder ball 111 is measured relatively.

【0004】なお、センサヘッド101はセンサベース
102上に固定されており、さらにセンサベース102
は走査ステージ105上に固定されているため、センサ
ヘッド101の前後方向の移動は、走査ステージ105
をサーボモータ108によりボールねじ109を回転さ
せることで装置台113上を前後方向に移動させること
により行なうようになっている。また、図5中、符号1
14は側板、115は台板である。
[0004] The sensor head 101 is fixed on a sensor base 102, and furthermore, the sensor base 102
Is fixed on the scanning stage 105, so that the movement of the sensor head 101 in the front-back direction
Is performed by rotating the ball screw 109 by the servo motor 108 to move the device table 113 in the front-rear direction. Also, in FIG.
14 is a side plate, and 115 is a base plate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の半導体基板の外観検査装置では、センサヘッド
101は走査ステージ105に一体に固定されているた
め、測定時においてセンサヘッド101が移動する面
(走査面)は常に一定となる。このため、半導体基板1
10がセット時においてこの走査面と平行に配設されて
いない場合は、センサヘッド101の前後方向位置によ
り半導体基板110の裏面110Aとの間の距離が変化
する。したがって、センサヘッド101と半田ボール1
11の頂点との間の距離の測定にも誤差が発生し、正確
に半田ボール111の高さのバラツキを検査することが
できないという課題がある。
However, in the above-described conventional semiconductor substrate appearance inspection apparatus, the sensor head 101 is integrally fixed to the scanning stage 105. Scan surface) is always constant. Therefore, the semiconductor substrate 1
If the sensor 10 is not arranged in parallel with the scanning surface at the time of setting, the distance between the sensor head 101 and the back surface 110A of the semiconductor substrate 110 changes depending on the position in the front-rear direction. Therefore, the sensor head 101 and the solder ball 1
An error also occurs in the measurement of the distance between the solder ball 111 and the apex of the solder ball 111, and there is a problem that the variation in the height of the solder ball 111 cannot be accurately inspected.

【0006】また、仮に測定開始時に半導体基板110
が平行にセットされていたとしても、測定中に半導体基
板110と走査面とが位置ずれを起こす場合もあり、従
来の半導体基板の外観検査装置ではこのような場合に位
置ずれを補正する手段がなく、正確に半田ボール111
の高さのバラツキを検査することができないという課題
もある。
Further, if the measurement is started, the semiconductor substrate 110
Even if are set in parallel, the semiconductor substrate 110 and the scanning surface may be displaced during the measurement, and the conventional semiconductor substrate appearance inspection apparatus has a means for correcting the displacement in such a case. Without solder balls 111
There is also a problem that it is not possible to inspect variations in height.

【0007】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、測定対象である半導体基板に対してセンサヘ
ッドを常に一定位置に保持することにより、正確に半田
ボールの高さのバラツキを検査できるようにした、半導
体基板の外観検査装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and by constantly holding a sensor head at a fixed position with respect to a semiconductor substrate to be measured, the variation in the height of solder balls can be accurately reduced. An object of the present invention is to provide a semiconductor substrate appearance inspection device capable of inspecting.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の本発明の半導体基板の外観検査装置
は、走査ステージ上に検出部を有し、該走査ステージを
走査方向へ一定速度で移動させながら該検出部により半
導体基板を走査して該半導体基板の外観形状を検出する
半導体基板の外観検査装置において、伸縮自在な複数の
支持手段と、該支持手段を伸縮させる伸縮駆動手段とを
そなえ、該検出部を該走査ステージ上に該支持手段を介
して支持することを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for inspecting the appearance of a semiconductor substrate, comprising: a detecting section on a scanning stage; In a semiconductor substrate appearance inspection apparatus that scans a semiconductor substrate with the detection unit and detects an external shape of the semiconductor substrate while moving the semiconductor device at a constant speed, a plurality of expandable and contractible support units and an expansion and contraction drive that expands and contracts the support units Means for supporting the detection unit on the scanning stage via the support means.

【0009】請求項2記載の本発明の半導体基板の外観
検査装置は、該検出部の該走査ステージに対する姿勢を
検知する検知手段と、該検出部の該粗動ステージに対す
る目標姿勢を設定する制御手段とをそなえ、該制御手段
が、該検知手段で検知した該検出部の姿勢が該目標姿勢
と等しくなるように該伸縮駆動手段を制御することを特
徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for inspecting the appearance of a semiconductor substrate according to the present invention, comprising: detecting means for detecting an attitude of the detecting section with respect to the scanning stage; and control for setting a target attitude of the detecting section with respect to the coarse moving stage. The control means controls the expansion / contraction drive means so that the attitude of the detection unit detected by the detection means is equal to the target attitude.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1〜図4は本発明の一実施形態
としての半導体基板の外観検査装置を示すもので、図1
はその構成を示す模式的側面図、図2は走査ステージに
対するセンサステージの幾何学的位置関係を説明するた
めの模式図、図3はセンサホルダ上の静電容量型変位計
の配置を示す模式図、図4は本半導体基板の外観検査装
置の構成を示す機能ブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 show a semiconductor substrate appearance inspection apparatus as one embodiment of the present invention.
Is a schematic side view showing the configuration, FIG. 2 is a schematic view for explaining a geometrical positional relationship of the sensor stage with respect to the scanning stage, and FIG. 3 is a schematic view showing an arrangement of a capacitance type displacement meter on a sensor holder. FIG. 4 is a functional block diagram showing the configuration of the semiconductor substrate appearance inspection apparatus.

【0011】まず、本半導体基板の外観検査装置の構成
について説明すると、図1に示すように、従来の半導体
基板の外観検査装置と同様に、半導体基板10は裏面1
0Aを下側にして天板12の開口部12Aにセットされ
ようになっており、その下方にはセンサヘッド(検出
部)1が配設されている。センサヘッド1には、複数の
渦電流式変位計1aがセンサヘッド1の移動方向(図1
の左右方向)と直角(紙面厚み方向)に千鳥配置で2列
に配設されており、このセンサヘッド1を半導体基板
(測定対象)10の裏面10Aに平行に移動させること
により、半導体基板10の裏面10Aに接着された複数
の半田ボール11を順次走査して半田ボール11の頂点
までの距離を検出していくようになっている。渦電流式
変位計1aにより検出された半田ボール11までの距離
は、図4に示すように、渦電流式変位計アンプ22によ
り増幅され、コントローラ23へ入力されるようになっ
ている。
First, the structure of the semiconductor substrate appearance inspection apparatus will be described. As shown in FIG. 1, the semiconductor substrate 10 has a rear surface 1 similar to a conventional semiconductor substrate appearance inspection apparatus.
The sensor head (detection unit) 1 is disposed below the opening 12A of the top plate 12 with 0A as the lower side. A plurality of eddy current type displacement meters 1a are provided on the sensor head 1 in the moving direction of the sensor head 1 (FIG.
Are arranged in two rows in a zigzag pattern at right angles to the right and left directions (in the thickness direction of the paper), and by moving the sensor head 1 in parallel with the back surface 10A of the semiconductor substrate (measurement target) 10, the semiconductor substrate 10 The plurality of solder balls 11 bonded to the back surface 10A are sequentially scanned to detect the distance to the top of the solder ball 11. The distance to the solder ball 11 detected by the eddy current displacement meter 1a is amplified by an eddy current displacement meter amplifier 22 and input to a controller 23, as shown in FIG.

【0012】センサヘッド1は、従来の半導体基板の外
観検査装置と同様に走査ステージ(粗動ステージ)5上
に載置されており、走査ステージ5の前後方向(図1の
左右方向)の移動にともない一体となって移動し、これ
により半導体基板10を前後方向に走査できるようにな
っている。また、センサヘッド1はセンサベース(微動
ステージ)2上に固定されているが、このセンサベース
2は従来のように走査ステージ5に直接固定されておら
ず、走査ステージ5上に複数(図1では6本)のリンク
(支持手段)6a〜6fにより支持されている。なお、
各リンク6a〜6fは一つを除き、その中心軸線を示す
一点鎖線で模式的に表す。
The sensor head 1 is mounted on a scanning stage (coarse movement stage) 5 similarly to a conventional semiconductor substrate appearance inspection apparatus, and moves the scanning stage 5 in the front-rear direction (left-right direction in FIG. 1). As a result, the semiconductor substrate 10 can be moved integrally, so that the semiconductor substrate 10 can be scanned in the front-back direction. Further, the sensor head 1 is fixed on a sensor base (fine movement stage) 2, but this sensor base 2 is not directly fixed to the scanning stage 5 as in the related art, but is mounted on the scanning stage 5 (FIG. 1). 6) (supporting means) 6a to 6f. In addition,
Except for one, each of the links 6a to 6f is schematically represented by an alternate long and short dash line indicating its central axis.

【0013】このリンク6a〜6fには圧縮バネ62に
より予圧された圧電素子(伸縮駆動手段)61が内蔵さ
れており、この圧電素子61に入力される電圧を上げる
と、圧縮バネ62のバネ力に抗して圧電素子61が伸長
し、ピストン63が押し上げられてリンク6a〜6fが
伸長するようになっている。逆に電圧を下げると圧縮バ
ネ62のバネ力により圧電素子61が収縮し、ピストン
63が下降してリンク6a〜6fも収縮するようになっ
ている。そして、圧電素子61の伸長,収縮量は与える
電圧の大きさにより決まるので、適宜の大きさの電圧を
与えることにより任意の長さにリンク6a〜6fを調整
することができる。なお、圧電素子61への電圧の入力
調整は、コントローラ(制御手段)23より圧電素子駆
動アンプ21を通じて行なわれる。
Each of the links 6a to 6f has a built-in piezoelectric element (expansion / contraction driving means) 61 pre-pressed by a compression spring 62. When the voltage input to the piezoelectric element 61 is increased, the spring force of the compression spring 62 is increased. , The piezoelectric element 61 is extended, the piston 63 is pushed up, and the links 6a to 6f are extended. Conversely, when the voltage is reduced, the piezoelectric element 61 is contracted by the spring force of the compression spring 62, the piston 63 is lowered, and the links 6a to 6f are also contracted. Since the amount of expansion and contraction of the piezoelectric element 61 is determined by the magnitude of the applied voltage, it is possible to adjust the links 6a to 6f to an arbitrary length by applying a voltage of an appropriate magnitude. The input of the voltage to the piezoelectric element 61 is adjusted by the controller (control means) 23 through the piezoelectric element drive amplifier 21.

【0014】また、リンク6a〜6fは、その両端に回
転自由な弾性ヒンジ64をそなえており、この弾性ヒン
ジ64によりセンサベース2,走査ステージ5に連結さ
れているため、センサベース2,走査ステージ5に対し
て任意の角度をとることができるようになっている。し
たがって、各リンク6a〜6fを協調して伸縮させるこ
とにより、センサベース2を走査ステージ5に対して並
進3自由度,回転3自由度の運動を行なわせることが可
能となる。
The links 6a to 6f have rotatable elastic hinges 64 at both ends thereof, and are connected to the sensor base 2 and the scanning stage 5 by the elastic hinges 64. 5 can be set at an arbitrary angle. Therefore, by cooperatively expanding and contracting the links 6a to 6f, it becomes possible to cause the sensor base 2 to move the scanning stage 5 in three translational degrees and three rotational degrees of freedom.

【0015】このセンサベース2の並進3自由度,回転
3自由度の運動について、図2を用いて詳細に説明す
る。図2に示すように、走査ステージ5をxy平面とし
て座標系0B −xyzを取り、センサベース2をx′
y′平面として座標系0E −x′y′z′を取り、座標
系0B −xyzに対する座標系0E −x′y′z′の並
進変位及び回転変位を(X0 ,Y0 ,Z0 ,θx
θy ,θz )で表すことにする。ただし、走査ステージ
5の進行方向をy軸とする。
The movement of the sensor base 2 having three degrees of freedom of translation and three degrees of rotation will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a coordinate system 0 B -xyz is set using the scanning stage 5 as an xy plane, and the sensor base 2 is defined as x ′.
y takes a 'coordinate system 0 E -x'y'z as a plane', the translational displacement and rotational displacement of the coordinate system 0 E -x'y'z 'with respect to the coordinate system 0 B -xyz (X 0, Y 0, Z 0 , θ x ,
θ y , θ z ). However, the traveling direction of the scanning stage 5 is the y-axis.

【0016】このとき、座標系0E −x′y′z′上の
点(X′,Y′,Z′)は座標系0 B −xyz上では、
次のように表される。
At this time, the coordinate system 0E−x′y′z ′
Point (X ', Y', Z ') is in coordinate system 0 BOn -xyz,
It is expressed as follows.

【0017】[0017]

【数1】 (Equation 1)

【0018】ただし、nx ,ny ,nz はx′軸のx,
y,z軸に対する方向余弦、ox ,o y ,oz はy′軸
のx,y,z軸に対する方向余弦、ax ,ay ,az
z′軸のx,y,z軸に対する方向余弦であり、これら
は全てθx ,θy ,θz の関数として表すことができ
る。ここで、座標系0B −xyzに固定点B(XB ,Y
B ,ZB )をとり、座標系0E −x′y′z′に固定点
E(XE ′,YE ′,ZE ′)をとると、点E
(X E ′,YE ′,ZE ′)を座標系0B −xyzで表
した座標(XE ,YE ,ZE)は、(1)式に示すよう
にX0 ,Y0 ,Z0 ,θx ,θy ,θz の関数として表
すことができ、点Bから点Eまでの距離をLとすると、 L=|(XE ,YE ,ZE T −(XB ,YB ,ZB
T | となるので、距離LもX0 ,Y0 ,Z0 ,θx ,θy
θz により表すことができる。
Where nx, Ny, NzIs x on the x 'axis,
the direction cosine for the y and z axes, ox, O y, OzIs the y 'axis
The direction cosine of the x, y, and z axes, ax, Ay, AzIs
The direction cosine of the z 'axis with respect to the x, y, and z axes.
Are all θx, Θy, ΘzCan be represented as a function of
You. Here, the coordinate system 0BThe fixed point B (XB, Y
B, ZB) And the coordinate system 0EFixed point at −x′y′z ′
E (XE', YE', ZE'), The point E
(X E', YE', ZE') To coordinate system 0B-Xyz
Coordinates (XE, YE, ZE) Is as shown in equation (1).
To X0, Y0, Z0, Θx, Θy, ΘzTable as a function of
If the distance from point B to point E is L, then L = | (XE, YE, ZE)T− (XB, YB, ZB)
T|, The distance L is also X0, Y0, Z0, Θx, Θy,
θzCan be represented by

【0019】したがって、各リンク6a〜6fとセンサ
ベース2及び走査ステージ5との連結点をそれぞれEi
(Xi ′,Yi ′,Zi ′)(i=1,2,・・・,
6),Bi (Xi ,Yi ,Zi )(i=1,2,・・
・,6)とし、これらの座標が既知であれば、走査ステ
ージ5に対するセンサベース2の相対変位(X0
0 ,Z0 ,θx ,θy ,θz )を与えることで、各リ
ンク6a〜6fの長さLi (i=1,2,・・・,6)
を求めることができる。
Therefore, the connection points between the links 6a to 6f, the sensor base 2 and the scanning stage 5 are respectively designated by E i.
(X i ′, Y i ′, Z i ′) (i = 1, 2,...,
6), B i (X i , Y i , Z i ) (i = 1, 2,...)
, 6), and if these coordinates are known, the relative displacement (X 0 ,
By giving Y 0 , Z 0 , θ x , θ y , θ z ), the length L i (i = 1, 2,..., 6) of each of the links 6 a to 6 f is obtained.
Can be requested.

【0020】次に、実際にセンサベース2が走査ステー
ジ5に対して有する相対変位(X0,Y0 ,Z0
θx ,θy ,θz )はどのようにして計測されるのか説
明すると、これは、センサベース2の下部にそなえられ
たターゲット3の並進,回転変位を以下のようにして計
測することにより行なうようになっている。図3に示す
ように、ターゲット3は、センサベース2の座標系0E
−x′y′z′のx′y′平面に平行な測定面3Aと、
y′z′平面に平行な測定面3Bと、z′x′平面に平
行な測定面3Cとをそなえた部材であり、図1に示すよ
うに、その鉛直方向中心軸がz′軸と一致するようにセ
ンサベース2の下部に固設されている。
Next, the relative displacements (X 0 , Y 0 , Z 0 ,
The following describes how θ x , θ y , θ z ) are measured by measuring the translation and rotational displacement of the target 3 provided at the lower part of the sensor base 2 as follows. It is supposed to do it. As shown in FIG. 3, the target 3 has a coordinate system 0 E of the sensor base 2.
A measurement plane 3A parallel to the x'y 'plane of -x'y'z',
It is a member having a measurement surface 3B parallel to the y'z 'plane and a measurement surface 3C parallel to the z'x' plane. As shown in FIG. 1, its vertical center axis coincides with the z 'axis. So that it is fixed below the sensor base 2.

【0021】一方、走査ステージ5上にはセンサホルダ
4が設けられている。このセンサホルダ4には6つの静
電容量型変位計(検知手段)7a,7b,7c,7d,
7e,7fがそなえられており、図3に示すように、静
電容量型変位計7aはx軸と平行に配設され、静電容量
型変位計7b,7cはそれぞれy軸と平行に、且つ互い
にxy平面と平行な面上に並ぶように配設されている。
また、静電容量型変位計7d,7e,7fはそれぞれz
軸と平行に、且つ静電容量型変位計7d,7eが互いに
yz平面と平行な面上に並ぶように、且つ静電容量型変
位計7d,7fが互いにzx平面と平行な面上に並ぶよ
うに配設されている。
On the other hand, a sensor holder 4 is provided on the scanning stage 5. This sensor holder 4 has six capacitive displacement meters (detection means) 7a, 7b, 7c, 7d,
7e and 7f are provided. As shown in FIG. 3, the capacitance type displacement meter 7a is disposed in parallel with the x axis, and the capacitance type displacement meters 7b and 7c are respectively provided in parallel with the y axis. In addition, they are arranged so as to be arranged on a plane parallel to the xy plane.
Further, the capacitance type displacement meters 7d, 7e, 7f are respectively z
The capacitance type displacement meters 7d and 7e are arranged on a plane parallel to the yz plane, and the capacitance type displacement meters 7d and 7f are arranged on a plane parallel to the zx plane. It is arranged as follows.

【0022】そして、これらの静電容量型変位計7a〜
7fに囲まれた空間内にターゲット3が配設されるよう
になっている。ただし、ターゲット3とセンサホルダ4
とは非接触状態であり、ターゲット3はセンサホルダ4
に拘束されることなく自由に並進,回転可能となってい
る。このときのセンサホルダ4に対するターゲット3の
各測定面3A,3B,3Cの相対変位は、静電容量型変
位計7a〜7fにより検出され、静電容量型変位計アン
プ20により増幅してコントローラ23に入力されるよ
うになっている。そして、コントローラ23は、各測定
面3A,3B,3Cの変位に基づいてセンサベース2の
走査ステージ5に対する相対変位を算出するようになっ
ている。
The capacitance type displacement meters 7a to 7a
The target 3 is arranged in a space surrounded by 7f. However, target 3 and sensor holder 4
Is in a non-contact state, and the target 3 is the sensor holder 4
It can be freely translated and rotated without being restrained by the robot. At this time, the relative displacement of each measurement surface 3A, 3B, 3C of the target 3 with respect to the sensor holder 4 is detected by the capacitance type displacement meters 7a to 7f, amplified by the capacitance type displacement meter amplifier 20, and then amplified by the controller 23. To be entered. The controller 23 calculates the relative displacement of the sensor base 2 with respect to the scanning stage 5 based on the displacement of each of the measurement surfaces 3A, 3B, 3C.

【0023】つまり、静電容量型変位計7aの検出変位
a により測定面Bのx軸方向への変位が検出され、静
電容量型変位計7b,7cの検出変位db ,dc により
測定面Cのy軸方向への変位と、z軸回りの回転が検出
されるようになっている。また、静電容量型変位計7
d,7e,7fの検出変位dd ,de ,df により測定
面3Aのz軸方向への変位が検出され、静電容量型変位
計7d,7eの検出変位dd ,de によりx軸回りの回
転が検出され、静電容量型変位計7d,7fの検出変位
d ,df によりy軸回りの回転が検出されるようにな
っている。
[0023] That is, displacement in the x-axis direction of the measuring surface B by detecting the displacement d a capacitive displacement gauge 7a is detected, the electrostatic capacity type displacement gauge 7b, the detection displacement d b of 7c, the d c The displacement of the measurement surface C in the y-axis direction and the rotation around the z-axis are detected. In addition, the capacitance type displacement meter 7
d, 7e, detected displacement d d of 7f, d e, displacement in the z-axis direction of the measuring surface 3A by d f is detected, the electrostatic capacity type displacement gauge 7d, the detection displacement d d of 7e, the d e x about the axis rotation is detected, the rotation of the y-axis is adapted to be detected by the electrostatic capacitance type displacement gauge 7d, 7f of the detected displacement d d, d f.

【0024】例えば、静電容量型変位計7b,7c間の
距離をlbc、静電容量型変位計7d,7e間の距離をl
de、静電容量型変位計7d,7f間の距離をldfとする
と、ターゲット3のx,y,z軸まわりの回転角φx
φy ,φz は、それぞれ φx =tan-1〔(de −dd )/lde〕 φy =tan-1〔(dd −df )/ldf〕 φz =tan-1〔(dc −db )/lbc〕 であらわされ、これらの回転角φx ,φy ,φz が、セ
ンサベース2の走査ステージ5に対する回転変位θx
θy ,θz に一致する。同様に、センサベース2の走査
ステージ5に対する並進変位X0 ,Y0 ,Z0 も、各検
出変位da ,db,dc ,dd ,de ,df と回転角φ
x ,φy ,φz とにより幾何学的に算出することができ
る。
For example, the distance between the capacitance type displacement meters 7b and 7c is lbc , and the distance between the capacitance type displacement meters 7d and 7e is l.
de , and the distance between the capacitance type displacement gauges 7d, 7f is l df , the rotation angle φ x of the target 3 around the x, y, z axes,
phi y, phi z are respectively φ x = tan -1 [(d e -d d) / l de ] φ y = tan -1 [(d d -d f) / l df ] φ z = tan -1 [(D c -d b ) / l bc ], and these rotation angles φ x , φ y , φ z are the rotational displacements θ x , of the sensor base 2 with respect to the scanning stage 5.
coincides with θ y and θ z . Similarly, translational displacement X 0 to the scanning stage 5 of the sensor base 2, Y 0, Z 0 also, the detected displacement d a, d b, d c , d d, d e, d f and the rotational angle φ
x, φ y, it can be geometrically calculated by the phi z.

【0025】以上のようにしてセンサベース2の走査ス
テージ5に対する相対変位(X0 ,Y0 ,Z0 ,θx
θy ,θz )を計測することができるのである。図4に
示すように、コントローラ23は、このようにして算出
されたセンサベース2の走査ステージ5に対する相対変
位を、各リンク6a〜6fの伸縮調整へフィードバック
するようになっている。つまり、目標相対変位と各静電
容量型変位計7a〜7fの検出結果より算出された相対
変位とを比較し、その差に応じた制御信号を圧電素子駆
動アンプ21に出力するようになっている。圧電素子駆
動アンプ21は、コントローラ23からの制御信号に従
い各リンク6a〜6fの圧電素子61への電圧印加量を
調整し、目標相対変位を実現するよう各リンク6a〜6
fの長さを伸縮調整するようになっている。
As described above, the relative displacement (X 0 , Y 0 , Z 0 , θ x ,
θ y , θ z ) can be measured. As shown in FIG. 4, the controller 23 feeds back the calculated relative displacement of the sensor base 2 with respect to the scanning stage 5 to the expansion and contraction adjustment of the links 6a to 6f. That is, the target relative displacement is compared with the relative displacement calculated from the detection results of the capacitance type displacement meters 7a to 7f, and a control signal corresponding to the difference is output to the piezoelectric element drive amplifier 21. I have. The piezoelectric element drive amplifier 21 adjusts the amount of voltage applied to the piezoelectric element 61 of each of the links 6a to 6f in accordance with a control signal from the controller 23, and adjusts each of the links 6a to 6f to achieve the target relative displacement.
The length of f is adjusted to expand and contract.

【0026】一方、図1に示すように、走査ステージ5
は、装置台13上をy軸方向に延設されているボールネ
ジ9に噛合しており、サーボモータ8を駆動させてボー
ルネジ9を回転させることにより、装置台13上をy軸
方向に移動するようになっている。また、サーボモータ
8の駆動は、サーボアンプ24を通じてコントローラ2
3からの制御信号により行なわれるようになっている。
なお、図1中、符号14は側板、15は台板である。
On the other hand, as shown in FIG.
Is engaged with the ball screw 9 extending in the y-axis direction on the device table 13 and moves on the device table 13 in the y-axis direction by driving the servo motor 8 to rotate the ball screw 9. It has become. The servo motor 8 is driven by the controller 2 through the servo amplifier 24.
3 is performed by a control signal.
In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a side plate, and 15 denotes a base plate.

【0027】本発明の一実施形態としての半導体基板の
外観検査装置は上述のごとく構成されているので、次の
手順により半導体基板の外観検査を行なう。まず、半導
体基板10を裏面10Aを下側にして天板12の開口部
12Aにセットした後、検査を開始するに先立ってセン
サヘッド1にそなえられた複数の渦電流式変位計1aの
内の予め定めておいた3つの渦電流式変位計1aにより
半田ボール11との距離を測定する。ただし、予め定め
ておく3つの渦電流式変位計1aは一直線上にないもの
とする。
Since the semiconductor substrate appearance inspection apparatus according to one embodiment of the present invention is configured as described above, the semiconductor substrate appearance inspection is performed according to the following procedure. First, after the semiconductor substrate 10 is set in the opening 12A of the top plate 12 with the back surface 10A facing down, prior to starting the inspection, the plurality of eddy current displacement meters 1a provided in the sensor head 1 are set. The distance from the solder ball 11 is measured by three predetermined eddy current displacement meters 1a. However, it is assumed that the three eddy current type displacement meters 1a which are determined in advance are not on a straight line.

【0028】渦電流式変位計1aにより計測された半田
ボール11との距離は、渦電流式変位計アンプ22によ
り増幅されてコントローラ23へ出力されるが、この3
つの渦電流式変位計1aの出力値が互いに等しくなるよ
うにセンサヘッド1の姿勢調整を行なう。この姿勢調整
は、コントローラ23から圧電素子駆動アンプ21を通
じて各リンク6a〜6fの圧電素子61へ印加する電圧
値を調整して各リンク6a〜6fの長さを伸縮調整する
ことにより行なう。
The distance from the solder ball 11 measured by the eddy current type displacement meter 1a is amplified by the eddy current type displacement meter amplifier 22 and output to the controller 23.
The attitude of the sensor head 1 is adjusted so that the output values of the two eddy current displacement meters 1a become equal to each other. This posture adjustment is performed by adjusting the voltage value applied to the piezoelectric element 61 of each of the links 6a to 6f from the controller 23 through the piezoelectric element drive amplifier 21 to adjust the length of each of the links 6a to 6f.

【0029】センサヘッド1が姿勢調整されている間、
センサベース2に固定されたターゲット3も走査ステー
ジ5上に固定されたセンサホルダ4に対して相対的に位
置姿勢を変化させるが、この相対変位はセンサホルダ4
に内蔵された6つの静電容量型変位計7a〜7fにより
検出され、静電容量型変位計アンプ20により増幅され
てコントローラ23へ入力される。
While the attitude of the sensor head 1 is being adjusted,
The target 3 fixed to the sensor base 2 also changes its position and orientation relative to the sensor holder 4 fixed on the scanning stage 5.
Are detected by the six capacitive displacement gauges 7a to 7f built in, and are amplified by the capacitive displacement amplifier 20 and input to the controller 23.

【0030】そして、上述の3つの渦電流式変位計1a
の出力値が互いに一致した時点でセンサヘッド1の姿勢
調整を完了し、このときの各静電容量型変位計7a〜7
fの出力値をそれぞれ記録する。コントローラ23は、
各静電容量型変位計7a〜7fの出力値をもとに走査ス
テージ5に対するセンサベース2の相対変位(X0 ,Y
0 ,Z0 ,θx ,θy ,θz )を算出し、この相対変位
を「基準変位」とし、このときセンサヘッド1が作る平
面を「基準平面」とする。また、このときの各リンク6
a〜6fの長さ、即ち、コントローラ23から圧電素子
駆動アンプ21を通じて各リンク6a〜6fの圧電素子
61へ印加している電圧値より定まる長さを「基準長
さ」とする。
The above-mentioned three eddy current type displacement meters 1a
At the time when the output values coincide with each other, the attitude adjustment of the sensor head 1 is completed.
Record each output value of f. The controller 23
The relative displacement (X 0 , Y) of the sensor base 2 with respect to the scanning stage 5 based on the output values of the capacitance displacement meters 7 a to 7 f
0 , Z 0 , θ x , θ y , θ z ), and this relative displacement is referred to as “reference displacement”, and the plane created by the sensor head 1 at this time is referred to as “reference plane”. In addition, each link 6 at this time
The length of a to 6f, that is, the length determined from the voltage value applied from the controller 23 to the piezoelectric element 61 of each link 6a to 6f through the piezoelectric element driving amplifier 21 is defined as a “reference length”.

【0031】「基準平面」の設定が完了すると検査を開
始する。この検査は、走査ステージ5をy軸方向へ一定
速度Vで移動させ、センサヘッド1にそなえられた渦電
流式変位計1aによりセンサヘッド1から半田ボール1
1までの距離を測定することにより行なう。なお、走査
ステージ5のy軸方向への移動は、コントローラ23よ
りサーボアンプ24を通じてサーボモータ8を駆動さ
せ、走査ステージ5が噛合するボールネジ9を回転させ
ることにより達成される。
When the setting of the “reference plane” is completed, the inspection starts. In this inspection, the scanning stage 5 is moved at a constant speed V in the y-axis direction, and the eddy current type displacement meter 1a provided for the sensor head 1 is used to move the solder ball 1 from the sensor head 1.
This is done by measuring the distance to 1. The movement of the scanning stage 5 in the y-axis direction is achieved by driving the servomotor 8 from the controller 23 through the servo amplifier 24 and rotating the ball screw 9 with which the scanning stage 5 meshes.

【0032】そして、この検査の間は、センサヘッド1
が常に「基準平面」上に位置するようにセンサベース2
の位置姿勢制御を行なう。ここで、センサベース2の
「基準変位」に対する相対変位及び各リンク6a〜6f
の「基準長さ」に対する相対長さを以下のようにベクト
ルΔP,ΔLであらわすと、 ΔP=(ΔX0 ,ΔY0 ,ΔZ0 ,Δθx ,Δθy ,Δ
θz T ΔL=(ΔL1 ,ΔL2 ,ΔL3 ,ΔL4 ,ΔL5 ,Δ
6 T ΔPとΔLは1対1の関係、つまり、各リンク6a〜6
fの長さを定めると「基準変位」に対するセンサベース
2の相対変位が一義的に定まる関係であるため、リンク
長の変化に対する位置姿勢変化を表す6×6行列Jを用
いて次式のようにあらわすことができる。
During the inspection, the sensor head 1
Sensor base 2 so that is always on the "reference plane"
Is performed. Here, the relative displacement of the sensor base 2 with respect to the "reference displacement" and the links 6a to 6f
Is represented by vectors ΔP, ΔL as follows: ΔP = (ΔX 0 , ΔY 0 , ΔZ 0 , Δθ x , Δθ y , Δ
θ z ) T ΔL = (ΔL 1 , ΔL 2 , ΔL 3 , ΔL 4 , ΔL 5 , Δ
L 6 ) T ΔP and ΔL have a one-to-one relationship, that is, each link 6a-6
When the length of f is determined, the relative displacement of the sensor base 2 with respect to the "reference displacement" is uniquely determined. Therefore, using a 6 × 6 matrix J representing a change in position and orientation with respect to a change in link length, the following expression is used. Can be represented.

【0033】 ΔP=JΔL ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2) この(2)式より、「基準変位」に対するセンサベース
2の希望の位置,姿勢を実現するためには、各リンク6
a〜6fの長さは次式を満足すればよいことがわかる。
ただし、J-1はJの逆行列とする。 ΔL=J-1ΔP ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3) (3)式より目標とする「基準変位」に対するセンサベ
ース2の相対変位(ΔX0 ,ΔY0 ,ΔZ0 ,Δθx
Δθy ,Δθz )が与えられれば、それに応じて各リン
ク6a〜6fの目標長さLi (i=1,2,・・・,
6)が決まる。そして、その目標長さLi に応じて各リ
ンク6a〜6fの圧電素子61に与える電圧を調整して
各リンク6a〜6fを伸縮調整することにより、目標と
する「基準変位」に対するセンサベース2の相対変位が
実現されるのである。
ΔP = JΔL (2) From the equation (2), the request of the sensor base 2 for the “reference displacement” In order to realize the position and posture of
It is understood that the length of a to 6f should satisfy the following expression.
Here, J −1 is an inverse matrix of J. ΔL = J −1 ΔP (3) Relative of the sensor base 2 to the target “reference displacement” from equation (3) Displacements (ΔX 0 , ΔY 0 , ΔZ 0 , Δθ x ,
[Delta] [theta] y, given the [Delta] [theta] z), the target length of each link 6a~6f accordingly L i (i = 1,2, ··· ,
6) is determined. By voltage stretchable adjust the adjustment to each link 6a~6f the giving and the piezoelectric element 61 of each link 6a~6f corresponding to the target length L i, the target "reference displacement" sensor with respect to the base 2 Is achieved.

【0034】そして、センサヘッド1が常に「基準平
面」上に位置するためには、センサベース2の「基準変
位」に対する相対変位ΔPは、次式を満たす必要があ
る。 ΔP=(0,0,0,0,0,0)T ・・・・・・・・・・・・・・(4) つまり、走査ステージ5に対するセンサベース2の変位
が、常に「基準変位」と一致するようにセンサベース2
の位置姿勢制御を行なうのである。このため、(3)
式,(4)式より、各リンク6a〜6fの長さが常に
「基準長さ」に一致するように伸縮調整を行なう。
In order for the sensor head 1 to always be located on the “reference plane”, the relative displacement ΔP of the sensor base 2 with respect to the “reference displacement” needs to satisfy the following equation. ΔP = (0,0,0,0,0,0) T (4) That is, the displacement of the sensor base 2 with respect to the scanning stage 5 is always the “reference displacement”. So that the sensor base 2
Is performed. Therefore, (3)
According to the equations (4) and (4), the extension and contraction are adjusted so that the length of each of the links 6a to 6f always matches the "reference length".

【0035】また、各リンク6a〜6fの長さの調整
は、各リンク6a〜6fに内蔵された圧電素子61へ印
加している電圧値を、コントローラ23より圧電素子駆
動アンプ21を通じて調整することにより行なう。即
ち、コントローラ23は、(4)式に示すセンサヘッド
1が常に「基準平面」上に位置するために満たすべき相
対変位ΔPと各静電容量型変位計7a〜7fの検出結果
より算出される実際の相対変位とを比較し、その差に応
じた制御信号を圧電素子駆動アンプ21に出力する。圧
電素子駆動アンプ21は、コントローラ23からの制御
信号に従い各リンク6a〜6fの圧電素子61への電圧
印加量を調整し、目標相対変位を実現するよう各リンク
6a〜6fの長さを伸縮調整する。
The length of each of the links 6a to 6f is adjusted by adjusting the voltage value applied to the piezoelectric element 61 incorporated in each of the links 6a to 6f by the controller 23 through the piezoelectric element driving amplifier 21. Performed by That is, the controller 23 is calculated from the relative displacement ΔP to be satisfied for the sensor head 1 shown in the equation (4) to always be located on the “reference plane” and the detection results of the capacitance type displacement meters 7a to 7f. The actual relative displacement is compared, and a control signal corresponding to the difference is output to the piezoelectric element drive amplifier 21. The piezoelectric element drive amplifier 21 adjusts the amount of voltage applied to the piezoelectric element 61 of each of the links 6a to 6f in accordance with a control signal from the controller 23, and adjusts the length of each of the links 6a to 6f to achieve a target relative displacement. I do.

【0036】このようにしてセンサヘッド1を「基準平
面」上へ保持しながら走査を行ない、センサヘッド1に
そなえられた渦電流式変位計1aにより半田ボール11
とセンサヘッド1との距離を測定する。このとき、渦電
流式変位計アンプ22を通じてコントローラ23に入力
される渦電流式変位計1aの出力変化は、「基準平面」
を基準とする相対変化として記録される。したがって、
この出力変化の最大値と最小値とを比較することによ
り、本外観検査における外観の良否判定の基準となる半
田ボール11の高低差が判明する。
In this manner, scanning is performed while holding the sensor head 1 on the "reference plane", and the eddy current type displacement meter 1a provided in the sensor head 1 is used to scan the solder balls 11.
The distance between the sensor head 1 is measured. At this time, the output change of the eddy current type displacement meter 1a input to the controller 23 through the eddy current type displacement meter amplifier 22 is a "reference plane".
Is recorded as a relative change with respect to. Therefore,
By comparing the maximum value and the minimum value of the output change, the height difference of the solder ball 11 as a reference for determining the quality of the external appearance in the external appearance inspection is determined.

【0037】このように、本半導体基板の外観検査装置
によれば、センサベース2は各リンク6a〜6fの長さ
を伸縮調整することにより走査ステージ5に対して一定
の範囲で任意の位置姿勢をとることができるので、セッ
ト時において半導体基板10が走査面と平行に配設され
ていない場でも、各リンク6a〜6fの長さを伸縮調整
することによりセンサヘッド1を半導体基板10と平行
に設定することができる。
As described above, according to the present semiconductor substrate appearance inspection apparatus, the sensor base 2 can adjust the length of each of the links 6a to 6f so as to expand and contract the length of each of the links 6a to 6f within a certain range with respect to the scanning stage 5. Therefore, even when the semiconductor substrate 10 is not arranged parallel to the scanning surface during setting, the sensor head 1 can be parallelized with the semiconductor substrate 10 by adjusting the length of each of the links 6a to 6f. Can be set to

【0038】そして、この時のセンサヘッド1が位置す
る半導体基板10と平行な平面を「基準平面」として設
定し、走査時においては、センサヘッド1が常に「基準
平面」上に保持されるように各リンク6a〜6fの長さ
の伸縮調整が行なわれるので、走査ステージ5の走査に
伴う振動等にも関わらず、半田ボール11の高さを「基
準平面」に対する凹凸として正確に測定することができ
る。
A plane parallel to the semiconductor substrate 10 on which the sensor head 1 is located at this time is set as a "reference plane" so that the sensor head 1 is always held on the "reference plane" during scanning. Since the length of each of the links 6a to 6f is adjusted, the height of the solder ball 11 is accurately measured as unevenness with respect to the "reference plane" regardless of the vibration caused by the scanning of the scanning stage 5. Can be.

【0039】また、センサヘッド1の実際の位置姿勢は
センサベース2の下部に固定されたターゲット3の位置
姿勢を静電容量型変位計7a〜7fにより検出すること
により検出可能であるので、コントローラ23を通じて
各リンク6a〜6fの伸縮制御にフィードバックするこ
とができ、正確なセンサヘッド1の「基準平面」上への
保持制御を行なうことができる。
The actual position and orientation of the sensor head 1 can be detected by detecting the position and orientation of the target 3 fixed to the lower portion of the sensor base 2 by using the capacitive displacement meters 7a to 7f. Feedback to the expansion / contraction control of each of the links 6a to 6f can be performed through the control unit 23, and accurate control of holding the sensor head 1 on the “reference plane” can be performed.

【0040】さらに、測定中に半導体基板10が位置ず
れを起こした場合は「基準平面」もずれてしまうが、こ
の場合は、その位置ずれを起こした場所において再度上
述の手順で「基準平面」を設定することによりずれを補
正することができ、検査を中断することなく続行するこ
とができる。なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができる。
Further, if the semiconductor substrate 10 is displaced during the measurement, the "reference plane" is also displaced. In this case, the "reference plane" is again determined at the position where the displacement has occurred by the above-described procedure. Is set, the deviation can be corrected, and the inspection can be continued without interruption. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention.

【0041】例えば、センサベース2を支持するリンク
の本数は3本以上あればセンサベース2を支持すること
ができ、各リンクの長さを変えることでセンサベース2
の走査ステージ5に対する位置姿勢を変化させることが
できる。ただし、(2)式、(3)式から分かるように
3〜5本のリンク数ではX0 ,Y0 ,Z0 ,θx
θy ,θz は従属関係になり、任意の位置姿勢に設定す
ることはできない。また、7本以上のリンク数では任意
の位置姿勢の設定は可能であるが、6本を越えた分につ
いては他のリンクに対して従属関係となる。したがっ
て、本実施例に示す6本のリンクがセンサベース2を走
査ステージ5に対して任意の位置姿勢に設定できる最小
のリンク数である。
For example, if the number of links supporting the sensor base 2 is three or more, the sensor base 2 can be supported, and by changing the length of each link, the sensor base 2 can be supported.
Of the scanning stage 5 with respect to the scanning stage 5 can be changed. However, as can be seen from Equations (2) and (3), when the number of links is 3 to 5, X 0 , Y 0 , Z 0 , θ x ,
θ y and θ z are dependent and cannot be set to any position and orientation. Further, an arbitrary position and orientation can be set with the number of links of seven or more, but the number of links exceeding six is dependent on other links. Therefore, the six links shown in the present embodiment are the minimum number of links that can set the sensor base 2 at an arbitrary position and orientation with respect to the scanning stage 5.

【0042】なお、本発明の半導体基板の外観検査装置
は、主に半導体基板をその測定対象としているが、半導
体基板に測定対象が限定されることはなく、その他の外
面の凹凸や形状の測定を要する様々なものへの応用が可
能である。
Although the semiconductor substrate appearance inspection apparatus of the present invention mainly targets a semiconductor substrate as a measurement object, the semiconductor substrate is not limited to a measurement target, and can be used to measure other irregularities and shapes on the outer surface. It is possible to apply to various things that require.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明の半導体基板の外観検査装置によれば、検出部は、
各支持部材の長さを伸縮調整することにより走査ステー
ジに対して一定の範囲で任意の位置姿勢をとることがで
きるので、半導体基板が走査面と平行に配設されていな
い場合でも、各支持部材の長さを伸縮駆動手段を通じて
伸縮調整することにより検出部を半導体基板と平行に調
整することができ、これにより、検出部と半導体基板と
のずれによる検出誤差が発生するのを防止することがで
きる。
As described above in detail, according to the semiconductor substrate appearance inspection apparatus of the first aspect,
By adjusting the length of each support member, it is possible to take any position and orientation within a certain range with respect to the scanning stage, so that even if the semiconductor substrate is not arranged in parallel with the scanning surface, By adjusting the length of the member through expansion and contraction driving means, the detection unit can be adjusted in parallel with the semiconductor substrate, thereby preventing the occurrence of a detection error due to a shift between the detection unit and the semiconductor substrate. Can be.

【0044】また、請求項2記載の本発明の半導体基板
の外観検査装置によれば、検出部が走査ステージに対し
て取る実際の位置姿勢は検知手段により検出可能であ
り、制御手段を通じて各支持部材を伸縮制御する伸縮駆
動手段へフィードバックすることができるので、走査開
始時に検出部を半導体基板と平行に設定し、このとき検
出部が位置している平面を目標姿勢として設定すれば、
走査ステージの移動に関わらず、検出部と半導体基板と
を正確に平行に保つことができ、半導体基板の外観形状
を正確に検出することができる。
Further, according to the semiconductor substrate appearance inspection apparatus of the present invention, the actual position and orientation taken by the detection section with respect to the scanning stage can be detected by the detection means, and each of the support parts can be detected by the control means. Since it is possible to feed back to expansion / contraction drive means for controlling expansion / contraction of the member, at the start of scanning, the detection unit is set in parallel with the semiconductor substrate, and at this time, the plane on which the detection unit is located is set as the target posture.
Irrespective of the movement of the scanning stage, the detection section and the semiconductor substrate can be kept accurately parallel, and the external shape of the semiconductor substrate can be detected accurately.

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

【図1】本発明の一実施形態としての半導体基板の外観
検査装置の構成を示す模式的側面図である。
FIG. 1 is a schematic side view showing a configuration of a semiconductor substrate appearance inspection apparatus as one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態としての半導体基板の外観
検査装置にかかる走査ステージに対するセンサステージ
の幾何学的位置関係を説明するための模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a geometrical positional relationship of a sensor stage with respect to a scanning stage according to the semiconductor substrate appearance inspection apparatus as one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態としての半導体基板の外観
検査装置にかかるセンサホルダ上の静電容量型変位計の
配置を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an arrangement of a capacitance type displacement meter on a sensor holder according to a semiconductor substrate appearance inspection apparatus as one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態としての半導体基板の外観
検査装置の構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 4 is a functional block diagram showing a configuration of a semiconductor substrate appearance inspection apparatus as one embodiment of the present invention.

【図5】従来の半導体基板の外観検査装置の構成を示す
模式的側面図である。
FIG. 5 is a schematic side view showing a configuration of a conventional semiconductor substrate appearance inspection apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 センサヘッド(検出部) 1a 渦電流式変位計 2 センサベース(微動ステージ) 3 ターゲット 4 センサホルダ 5 走査ステージ(粗動ステージ) 6a〜6f リンク(支持手段) 7a〜7f 静電容量型変位計(検知手段) 8 サーポモータ 9 ボールネジ 10 半導体基板(測定対象) 11 半田ボール 20 静電容量型変位計アンプ 21 圧電素子駆動アンプ 22 渦電流式変位計アンプ 23 コントローラ(制御手段) 24 サーボアンプ 61 圧電素子(伸縮駆動手段) 62 圧縮バネ 63 ピストン 64 弾性ヒンジ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor head (detection part) 1a Eddy current displacement meter 2 Sensor base (fine movement stage) 3 Target 4 Sensor holder 5 Scanning stage (coarse movement stage) 6a-6f Link (supporting means) 7a-7f Capacitance displacement meter (Detection means) 8 Servo motor 9 Ball screw 10 Semiconductor substrate (measurement object) 11 Solder ball 20 Capacitance type displacement meter amplifier 21 Piezoelectric element drive amplifier 22 Eddy current type displacement meter amplifier 23 Controller (control means) 24 Servo amplifier 61 Piezoelectric element (Expansion / contraction drive means) 62 Compression spring 63 Piston 64 Elastic hinge

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 走査ステージ上に検出部を有し、該走査
ステージを走査方向へ移動させながら該検出部により半
導体基板を走査して該半導体基板の外観形状を検査する
半導体基板の外観検査装置において、 伸縮自在な複数の支持手段と、 該支持手段を伸縮させる伸縮駆動手段とをそなえ、 該検出部を該走査ステージ上に該支持手段を介して支持
することを特徴とする、半導体基板の外観検査装置。
1. A semiconductor substrate appearance inspection apparatus having a detection unit on a scanning stage, and scanning the semiconductor substrate by the detection unit while moving the scanning stage in the scanning direction to inspect the appearance shape of the semiconductor substrate. The semiconductor substrate according to claim 1, further comprising: a plurality of expandable and contractible support means; and an expansion and contraction drive means for expanding and contracting the support means, wherein the detection unit is supported on the scanning stage via the support means. Appearance inspection device.
【請求項2】 該検出部の該走査ステージに対する姿勢
を検知する検知手段と、 該検出部の該走査ステージに対する目標姿勢を設定する
制御手段とをそなえ、 該制御手段が、 該検知手段で検知した該検出部の姿勢が該目標姿勢と等
しくなるように該伸縮駆動手段を制御することを特徴と
する、請求項1記載の半導体基板の外観検査装置。
2. A detecting means for detecting an attitude of the detecting section with respect to the scanning stage, and a controlling means for setting a target attitude of the detecting section with respect to the scanning stage, wherein the controlling means detects the attitude by the detecting means. 2. The semiconductor substrate appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein the expansion / contraction drive unit is controlled so that the detected attitude of the detection unit becomes equal to the target attitude.
JP2753698A 1998-02-09 1998-02-09 Appearance inspection device for semiconductor substrate Withdrawn JPH11230737A (en)

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