JPH11287627A - バンプ付基板の検査装置 - Google Patents
バンプ付基板の検査装置Info
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- JPH11287627A JPH11287627A JP10567198A JP10567198A JPH11287627A JP H11287627 A JPH11287627 A JP H11287627A JP 10567198 A JP10567198 A JP 10567198A JP 10567198 A JP10567198 A JP 10567198A JP H11287627 A JPH11287627 A JP H11287627A
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Abstract
情報を極めて直感的に把握することが可能なバンプ付基
板の検査装置を提供する。 【解決手段】 基板本体上にバンプを複数形成したバン
プ付基板の、バンプの配列された検査面に検査光を照射
し、その反射光をPSDにて受光しつつ検査光を検査面
内にて二次元的に走査し、そのときのPSDの検知出力
に基づいて、検査面内の各位置の高さ値に関する情報を
生成する。そして、高さ値の範囲を1ないし複数の閾値
により分割し、その分割された高さ値の各範囲に対し、
表示装置98の画素の濃度及び/又は色彩を一対一に対
応させ、検査面上の各位置に対応する画素の濃度又は色
彩を、高さ値情報が示すそれら各位置の高さ値に対応す
るものに設定することにより、検査面上の高さ値分布を
該表示装置98にマッピング出力を行う。
Description
合用基板やボールグリッドアレイ(BGA)基板など、
チップ−基板間あるいは基板−基板間の電気的接続をと
るためのバンプが二次元的に配列されたバンプ付基板の
検査装置に関する。
機チップなどの集積回路チップは、その集積度がますま
す大きくなる傾向にあり、チップの入出力部の端子数も
急増してきている。このようなチップを例えばフリップ
チップ形式で基板に接続する場合、その基板に形成され
る接続用のバンプの数は少ないもので数百個、多いもの
では数千個にも及んできている。ここで、基板上のバン
プは、例えばその形成位置がずれていたり、高さその他
の寸法が規定の範囲に入っていなかったりするとチップ
との間で接続不良を生じ、集積回路チップの作動に支障
を来たす問題があるので、その検査を厳重に行う必要が
ある。
さの検査方法として最も一般的なものにレーザーを用い
た測定方法があり、具体的にはナイフエッジ法あるいは
共焦点法によりバンプ高さを求める方法がある。ところ
が、この方法では1個のバンプの高さを測定するのに数
秒程度を要することから、上記のように多数のバンプが
形成された基板の場合は、1つの基板の全てのバンプ高
さを測定するのに数10分から数時間もかかってしま
い、大量生産される基板の全数検査を行うことは事実上
不可能であった。
平6−167322号公報には、スポット光により基板
全面を走査することにより、バンプを含む基板全面の高
さデータを入力し、バンプ電極頂点の高さと基板の高さ
との差よりバンプの高さの検査を高速で行う装置が開示
されている。
開示された装置においては、表面光沢の良否を検査する
ために、基板表面のバンプの画像をラインセンサを用い
て撮像している。この場合、画像に表れる情報は、基板
上の各位置の反射光強度を反映した情報であって、高さ
の情報は含まない。そのため、酸化等により表面状態が
異なるバンプ同士は識別できるが、高さが正常なバンプ
と高さ異常を生じたバンプとは、表面状態に差がない限
り撮像画像上では判別することができない。そして、上
記公報の装置では、撮像画像の情報とは別に、PSDに
より測定したバンプ高さ情報を参照するようにしてい
る。しかしながら、これでは基板上に形成された各バン
プの高さの良否を直感的に把握することは困難であり、
明らかな高さ不良も、別測定となる高さ情報をその都度
参照しなければ発見できない問題がある。
り等の要因でばらついている場合、個々のバンプの突出
高さが揃っていても、バンプの頂点位置の絶対高さレベ
ルは不揃いとなり、接続不良等の原因になる場合があ
る。しかしながら、上記公報の装置では、バンプ高さは
基板表面からの突出高さのみで評価を行っているため、
このような高さレベルが不揃いとなる不良(いわゆるコ
プラナリティ不良)を発見できない欠点がある。そし
て、上記撮像画像においては、バンプの頂点位置の高さ
レベルの分布や、基板表面の反り或いはうねり等に関す
る情報はほとんど反映されないので、上記不良を該画像
から発見することはほぼ絶望的である。
ンプの高さに関する情報を極めて直感的に把握すること
が可能であり、バンプ頂点の高さレベル分布や基板表面
の反り或いはうねり等の情報も的確に得ることができる
バンプ付基板の検査装置を提供することにある。
は、基板本体上に複数のバンプが二次元的に配列された
バンプ付基板の検査装置に係るものであって、上記課題
を解決するために、バンプ付基板の、少なくとも複数の
バンプの配列された領域を検査面として、該検査面に検
査光を照射する光源と、該検査光に基づく検査面からの
反射光を受光する受光部と、検査光を検査面内にて二次
元的に走査する光走査手段と、受光部の検知出力に基づ
いて、検査面内の各位置の高さに関する情報(高さ情
報)を生成する高さ情報生成手段と、を含む測定系と、
高さ情報に基づいて、検査面上の各バンプの形成状態を
反映した検査情報を生成する検査情報生成手段と、その
生成された検査情報を出力する検査情報出力手段とを備
え、該検査情報出力手段が、高さの範囲を1ないし複数
の閾値により分割し、その分割された高さの各範囲に対
し、表示装置の画素の濃度及び/又は色彩を一対一に対
応させ、検査面上の各位置に対応する画素の濃度又は色
彩を、高さ情報が示すそれら各位置の高さに対応するも
のに設定することにより、検査面上の高さ分布を表示装
置にマッピング出力させる高さ分布表示手段を有するこ
とを特徴とする。
の検査面上の各位置の高さを、高さ範囲毎に異なる濃度
又は色彩にて表示装置にマッピング出力するようにした
から、検査面内の高さ分布が視覚化されてこれを極めて
直感的に把握することが可能となり、各バンプの位置及
び高さ、バンプ頂面の高さレベル分布、あるいは基板本
体表面の反りないしうねり等に関する情報を的確に得る
ことができるようになる。
基づいて、検査面上の各位置における反射光の輝度情報
を生成する反射光輝度情報生成手段を設けることができ
る。この場合、検査情報生成手段は、反射光の輝度情報
と高さ情報とに基づいて、検査面上の各バンプの形成状
態を反映した検査情報を生成するものとすることができ
る。輝度情報を組み合わせることにより、バンプ表面の
酸化など、高さ以外の因子による不良把握も容易とな
る。また、後述の通り、検査面内においてバンプ存在領
域を、より精度高く把握することも可能にする。
コプラナリティ情報、基板本体のうねり情報、位置情
報、配置間隔情報、検査面上におけるバンプ存在領域の
面積情報、及び体積情報の少なくともいずれかを含むも
のとすることできる。これらの情報の具体的な生成方法
については、後に詳しく説明する。
される各バンプの形成状態が、予め定められた判定条件
を満足するか否かに基づいて、それら各バンプの良/不
良を判定するバンプ良否判定手段と、表示装置に対し、
高さ分布のマッピング出力画面(以下、単にマッピング
画面ともいう)上において、バンプ良否判定手段が不良
と判定したバンプ(不良バンプ)の存在位置を表示させ
る不良バンプ位置表示制御手段とを設けることができ
る。すなわち、検査途上においてバンプの不良が検出さ
れた場合、高さ分布のマッピング出力画面上にこれが表
示されるので、検査面内のどの位置に、どのような不良
が生じたかを迅速かつ的確に把握することができる。
上において、位置表示された不良バンプの存在領域を選
択する不良バンプ存在領域選択手段と、その選択された
不良バンプ存在領域の高さ分布のマッピング画像を拡大
して表示する不良バンプ存在領域拡大表示手段とを設け
ることができる。これにより、不良を生じたバンプの状
態をマッピング画面上で拡大することにより、不良の詳
細を視覚的に拡大して把握することができ、不良原因分
析等も容易となる。
良バンプの存在領域を含む所定面積の領域を拡大指定領
域として高さ分布のマッピング出力画面上に示すものと
することができる。この場合、不良バンプ存在領域選択
手段は、その拡大指定領域を単位として不良バンプ存在
領域を選択するものとすることができ、不良バンプ存在
領域拡大表示手段は、その選択された拡大指定領域内の
マッピング画像を拡大表示するものとして構成すること
ができる。これにより、マッピング出力画面上にて示さ
れた拡大指定領域を単位として拡大表示処理がなされる
形となるので、低倍率表示状態での表示領域と、拡大状
態での表示領域との対応が取りやすく、現在拡大表示し
ているのが検査面全体のどこに位置するのかの把握も容
易となる。
は、マッピング出力画面上に表示されるポインタを、マ
ウス、トラックボール等のポインティングデバイスの操
作により該マッピング出力画面上で移動させて、そのポ
インタ指示位置を拡大指定領域内に位置させるととも
に、その状態で領域選択コマンドを実行することによ
り、該拡大指定領域を選択するものとして構成すること
ができる。これにより、不良バンプ存在領域のマッピン
グ出力画面上での選択操作を極めて直感的に行うことが
できる。
領域を複数のバンプの存在領域を含む形で設定するよう
に構成することができる。この場合、その設定された拡
大指定領域内にて、個々のバンプ存在領域のうち任意の
ものを1つのみ含む所定面積の領域を個別バンプ選択領
域として設定する個別バンプ選択領域設定手段と、その
設定された個別バンプ選択領域内のマッピング画像をさ
らに拡大して表示する個別バンプマッピング画像拡大表
示手段とを設けることができる。これにより、不良バン
プの状態を、その周辺のバンプの状態とともにマッピン
グ出力画面上で確認することができる。また、不良バン
プを含む任意のバンプのマッピング画像を個別にさらに
拡大して表示できるので、個々のバンプ状態に関する情
報を一層詳しく得ることができる。
択されたバンプ存在領域に対応するバンプの、検査情報
の内容を表示する検査情報内容表示手段を設けることが
できる。これにより、マッピング画像上の個々のバンプ
の検査情報が数値等により視覚表示されるので、各バン
プの形成状態の定量把握も容易となる。さらに、個別バ
ンプ選択領域内のマッピング画像を構成する各画素のう
ち、任意のものを選択する画素選択手段と、高さ情報と
反射光の輝度情報との少なくともいずれかについて、選
択された画素の示す検査面上の位置に対応するものの内
容(例えば数値)を位置別検出情報として表示する位置
別検出情報表示手段とを設けることも可能である。これ
により、バンプ存在領域内の各位置の高さあるいは反射
光輝度の定量把握も可能となる。
象たるバンプ付基板をワークとして、該ワークを複数、
平面的に配列した状態で着脱可能に保持するワークホル
ダと、検査光が照射される検査位置に対し、配列された
複数のワークが順次送り込まれるように、ワークホルダ
を光源に対して相対的に移動させるワークホルダ移動手
段とを設けることができる。また、測定系は、検査位置
に送り込まれるワークに対しその検査面内の各位置の高
さの検出を逐次的に行うものとして構成し、検査情報生
成手段は、それら各ワークの検査情報を、各々対応する
高さ情報に基づいて生成するものとすることができる。
この構成により、ワークホルダに装着された複数のワー
クを次々と効率的に検査することができるようになる。
を表示するワーク配列表示手段と、検査情報に基づい
て、各ワークの良/不良を判定するワーク良否判定手段
と、ワーク良否判定手段により不良バンプを有すると判
定されたワーク(不良ワーク)について、ワーク配列表
示手段に対し、ワーク配列上における当該不良ワークの
位置を表示させる不良ワーク表示制御手段とを設けるこ
とができる。すなわち、検査進行に伴いワークホルダ上
のどのワークに不良を生じたかが視覚的に表示されるの
で、多数のワークを連続的に検査する場合において、そ
の不良把握が非常に容易になる。
ワークホルダ上の各ワークに一対一に対応する個別ワー
ク表示部を備えるものとして構成できる。この場合、不
良ワーク表示制御手段は、不良ワークと正常ワークと
で、対応する個別ワーク表示部の表示状態を互いに異な
らせることにより、ワーク配列表示手段に対し不良ワー
クの位置を表示させるものとすることができる。これに
より、不良ワークの配列上の位置を一層識別しやすくな
る。
より、複数のワークに対し検査面内の各位置の高さの検
出を順次行う途上において、ワーク良否判定手段により
不良と判定されたワークが生じた場合に、それらワーク
ホルダ移動手段と測定系との測定作動を一時中断させる
測定系作動制御手段を設けることができる。すなわち、
検査工程にて不良ワークが発見された場合、その不良発
生原因の特定等のために、その場で該不良ワークの状態
等を確認したいことも多い。この場合、上記構成によれ
ば、不良検出に伴い検査工程が自動的に一時停止するの
で、上記確認等のための時間も確保しやすくなる。
める場合、不良ワーク検出時は、なるべく確実かつ速や
かにワークホルダから該不良ワークを取り除いた方が、
製品ロットに不良品が混入することを未然に防ぐ観点か
らも望ましい(他方、諸般の事情により、正常(良品)
ワークをワークホルダから取り除くようにする場合もあ
りうる)。そこで、本発明の検査装置には、ワークホル
ダ上の各ワークに対する不良ワーク及び正常ワークの判
定結果を表示するワーク良/不良判定結果表示手段と、
ワークホルダ上の各ワーク装着位置に対し、ワークが装
着されているか否かを個別に検出するワーク検出手段
と、ワーク良/不良判定結果表示手段の表示内容を見な
がら不良ワークと正常ワークとの一方を取り除き、他方
は残す形でワーク選別作業がなされたワークホルダに対
し、ワーク検出手段の検出内容に基づいて、ワーク選別
作業が正常に行われたか否かを判定する選別結果判定手
段と、その判定結果を出力する判定結果出力手段とを設
けることができる。
示を見ながら不良ワークと正常ワークの手動選別を容易
に行うことができる。そして、その選別状態の良否が選
別結果判定手段により自動判定され、選別ミスが生じた
ときは、後続の処理のためしかるべき判定結果出力がな
されるので、製品ロットへの不良品流出の防止を効果的
に図ることができる。
なかった場合に、判定結果出力手段からの判定結果出力
を受けて、音、光ないしそれらの組み合わせによる警告
出力を行う警告出力手段を設ければ、選別ミスの見過ご
しが起こりにくくなり、不良品流出防止効果が一層高め
られる。
ら取り外された状態のワークホルダに対し、各ワーク装
着位置にワークが装着されているか否かの検出を行うも
のとして構成することができる。これにより、検査・測
定の終了したワークホルダを測定系の外に取り出して不
良ワークの選別を行うことができるので、その間に新た
なワークの検査を行うことが可能となり、検査能率を高
めることができる。この場合、ワーク選別作業が正常に
行われなかった場合に、判定結果出力手段からの判定結
果出力を受けて、ワークホルダ移動手段と測定系とに対
し、次のワークホルダに対する測定作動を禁止させる測
定系作動制御手段を設けることができる。すなわち、不
良ワークの選別ミスが解消されないまま後続のワークの
検査を継続してしまうと、不良ワークが製品ロットへ流
出してしまう危険性が高くなる。そこで、上記構成のよ
うに、選別ミス状態が解消されない限り、ワークホルダ
移動手段と測定系との後続のワークホルダ(ワーク)に
対する作動が禁止されるようにしておけば、このような
不具合を合理的に解消することが可能となる。
するための複数のワーク装着部を形成することができ、
各ワーク装着部に透光部(例えば貫通孔など)を形成し
ておくことができる。該ワーク装着部を例えば凹所にて
形成する場合は、それら各凹所の底部に上記透光部を形
成しておくことができる。この場合、ワーク検出手段
は、ワークホルダを下側から照らす選別用光源と、該ワ
ークホルダを挟んで選別用光源と反対側に配置され、各
ワーク装着部(あるいは凹所)の透光部からの漏洩光を
検出する漏洩光検出手段とを備え、該漏洩光の有無に基
づいて各ワーク装着部(あるいは凹所)にワークが装着
されているか否かを検出するように構成することができ
る。すなわち、該構成では、透光部がワークにより遮蔽
されているか否かにより、ワーク装着部内にワークが存
在しているか否かを容易にかつ確実に検出することがで
きる。
の各ワーク装着部に向けて光を投ずる投光部と、そのワ
ーク装着部に装着されたワークからの反射光を検出する
反射光検出部とを備え、該反射光の有無に基づいて各ワ
ーク装着部にワークが装着されているか否かを検出する
ように構成することもできる。すなわち、該構成では、
ワーク装着部内にワークが存在しているか否かを、反射
光の有無により容易にかつ確実に検出することができ
る。
発明内容を付け加えることができる。まず、基板本体上
に頂面がほぼ平坦な形状の複数のバンプが二次元的に配
列されたバンプ付基板の検査装置として構成する場合、
下記の要件を含むものとして構成できる:バンプ付基板
の、少なくとも複数のバンプの配列された領域を検査面
として、該検査面に検査光を照射する光源と、該検査光
に基づく検査面からの反射光を受光する受光部と、検査
光を検査面内にて二次元的に走査する光走査手段と、受
光部の検知出力に基づいて、検査面内の各位置の高さに
関する情報を生成する高さ情報生成手段と、受光部の検
知出力に基づいて、検査面上の各位置における反射光輝
度情報を生成する反射光輝度情報生成手段と、その生成
された反射光輝度情報に基づき、検査面内における各バ
ンプの頂面の存在領域(バンプ頂面存在領域)を特定す
るバンプ頂面領域特定手段と、そのバンプ頂面存在領域
の寸法又は面積に関する情報(バンプ頂面大きさ情報)
を生成するバンプ頂面大きさ情報生成手段と、バンプ頂
面存在領域内の各位置の高さ情報に基づいて、対応する
バンプの高さに関する情報(バンプ高さ情報)を生成す
るバンプ高さ情報生成手段と、それらバンプ頂面大きさ
情報とバンプ高さ情報とに基づいて、対応するバンプの
体積に関する情報(バンプ体積情報)を生成するバンプ
体積情報生成手段とを有し、少なくともそのバンプ体積
情報を含んだ検査情報を生成する検査情報生成手段と、
その生成した検査情報を出力する検査情報出力手段と、
を備えたことを特徴とする。
のバンプ、すなわち平バンプが基板本体状に形成されて
いる場合に、各バンプの体積情報を、反射光輝度情報に
基づき特定されるバンプ頂面存在領域の寸法又は面積の
情報と、バンプ頂面存在領域内の各位置の高さ情報に基
づいて生成されるバンプ高さの情報とを用いて生成する
ようにした。すなわち、バンプ頂面存在領域の面積又は
寸法を反射光輝度情報に基づいて把握した上で体積算出
を行うので、平バンプの場合でもその体積を問題なく算
出することができる。また、バンプ頂面の反射光に基づ
いて形成されるバンプ頂面存在領域は、その周囲に表れ
る後述のシルエット領域(バンプ側面の乱反射等に基づ
く)と異なりレーザー光の入射方向に伸びないので、体
積算出の精度が高められる。
頂面存在領域をほぼ同面積の円で近似したときの、その
直径又は面積を反映した情報をバンプ頂面大きさ情報と
して生成するものとすることができる。円柱状あるいは
円錐台状等の形状のバンプの場合、バンプ頂面の形状を
円近似することで、その直径又は面積をより迅速に算出
することができる。
領域の外周縁に沿ってその外側に形成されるとともに、
受光部により検知される反射光の輝度が、バンプの頂面
とそのバンプの周囲に露出する基板本体表面とのいずれ
よりも低く表れるシルエット領域を、反射光輝度情報生
成手段が生成する反射輝度情報に基づき特定するシルエ
ット領域特定手段を設けることができる。また、検査情
報生成手段は、シルエット領域の寸法又は面積に関する
情報(シルエット領域大きさ情報)を生成するシルエッ
ト領域大きさ情報生成手段と、そのシルエット領域大き
さ情報に基づいて、対応するバンプ底面の寸法又は面積
に関する情報(バンプ底面大きさ情報)を生成するバン
プ底面大きさ情報生成手段とを備えたものとすることが
でき、バンプ体積情報生成手段は、バンプ頂面大きさ情
報と、バンプ底面大きさ情報と、バンプ高さ情報とに基
づいて、バンプ体積情報を生成するものとすることがで
きる。
面との両方の寸法又は面積の情報を用いることで、バン
プ体積をさらに精度高く算出することができる。なお、
シルエット領域は、バンプ側面の測定光の乱反射にのみ
基づくものであれば、シルエット領域の寸法又は面積か
ら、バンプ底面の寸法又は面積を直接的に求めることが
可能となる。また、バンプの底面の周囲に、溝部等、乱
反射の要因となる部分が別に存在する場合、その部分の
形状及び寸法が既知であれば、シルエット領域から該部
分に基づく領域を除外することで、バンプ底面の寸法又
は面積を求めることができる。
手段は、検査面上に投影した検査光の入射方向と直交す
る向きにおけるシルエット領域の最大寸法を演算するシ
ルエット領域最大寸法演算手段を備え、該シルエット領
域をその最大寸法を直径とする円で近似したときの、そ
の直径又は面積を反映した情報をシルエット領域大きさ
情報として生成するものとすることができる。前述の通
り、このシルエット領域は、検査光の入射方向には長く
伸びて形成されるが、これと直交する向きにはほとんど
伸びないので、該向きに表れるシルエット領域の寸法
は、バンプ底面の寸法を比較的正確に反映したものとな
る。そして、円柱状あるいは円錐台状等の形状のバンプ
の場合、シルエット領域を、該向きの最大寸法を直径と
する円で近似してバンプ底面の寸法又は面積を算出する
ことで、バンプ体積をさらに正確に算出することが可能
となる。
の形状を、バンプ頂面大きさ情報により特定される直径
を有した円形頂面と、バンプ底面大きさ情報により特定
される直径を有した円形底面と、バンプ高さ情報により
特定される高さとを有する円錐台により近似して、バン
プの体積値を演算するバンプ体積演算手段を備えるもの
として構成できる。バンプ頂面とバンプ底面がいずれも
円状であり、かつバンプ頂面がバンプ底面よりも小さく
形成されたバンプの場合、このように近似することによ
りバンプ体積を精度よくしかも迅速に算出することがで
きる。
の発明を適宜加えた構成とすることができる。まず、基
板本体上に複数のバンプが二次元的に配列・形成される
とともに、バンプ間に露出している基板本体の表面(バ
ックグラウンド表面)が、所定の検査光に対しバンプ表
面とは異なる反射率を有するバンプ付基板の検査を行う
場合、上記検査装置には、その生成された反射光輝度情
報に反映されるバックグラウンド表面の反射光輝度とバ
ンプ表面の反射光輝度との差に基づき、検査面における
バンプの存在領域(例えばバンプ頂面の存在領域)を特
定するバンプ存在領域特定手段を設けることができる。
この場合、検査情報生成手段は、その特定されたバンプ
存在領域内の各位置に対応する高さ情報に基づいて、該
バンプ存在領域に対応するバンプの高さ情報を少なくと
も含んだ検査情報を生成するものとして構成することが
できる。
ンプ表面との反射光輝度の差に基づき、バンプ付基板の
検査面上のバンプ存在領域を特定するようにした。これ
により、バンプとバックグラウンド表面を形成する基板
本体とが反射率の異なる材質(例えば前者が半田等の金
属、後者がプラスチック等の高分子)で構成されている
場合に両者を容易に判別することができ、ひいてはこの
ような材質の組み合わせからなる基板の、バンプ高さ等
の検査を高速かつ正確に行うことが可能となる。
に対する反射率の低い高分子材料で構成されたものが使
用される場合、バンプ存在領域特定手段は、高分子材料
表面での反射光輝度レベルよりも高く設定された所定の
閾値以上の反射光輝度が検出される領域を、バンプ存在
領域として特定するものとして構成することができる。
これにより、オーガニックパッケージ基板など、プラス
チック等の高分子材料を素材とした基板本体上のバンプ
を極めて容易に識別することができる。また、その識別
されたバンプ存在領域内の各位置の高さ情報を用いるこ
とで、対応するバンプの高さを正確に知ることができ、
検査精度を高めることができる。
情報に基づき、検査面において上記閾値以上の反射光輝
度を示す領域(高輝度領域)を特定する高輝度領域特定
手段と、その特定された個々の高輝度領域のうち基準面
積以上のものを、各バンプの要部が存在するバンプ要部
存在領域として識別するバンプ要部存在領域識別手段を
設けることができる。この場合、検査情報生成手段は、
その識別されたバンプ要部存在領域内の各位置の高さ情
報に基づいて、該バンプ要部存在領域に対応するバンプ
の高さ情報を少なくとも含んだ検査情報を生成するもの
とすることができる。
から閾値以上の反射光輝度が得られる領域を高輝度領域
として特定し、さらにその高輝度領域のうち、基準面積
以上の拡がりを持ったもののみを各バンプの要部が存在
するバンプ要部存在領域として識別するようにした。す
なわち、頂面が平坦な平バンプ等の場合も、その高輝度
領域の拡がりを二次元的に捕えて処理がなされるので、
1つの高輝度領域から生ずる2以上の高さデータを、異
なるバンプに由来するものと誤認する心配がなくなり、
ひいてはどのようなバンプが形成された基板であって
も、その検査を正確かつ迅速に行うことができるように
なる。その結果、例えば頂面に凹みが形成されたバンプ
の場合でも、高輝度領域の拡がりに基づいて確実に識別
できるようになる。また、バンプ表面状態等の影響を受
けて、1つのバンプに由来する高輝度領域が2以上のも
のに***することもありうるが、この場合は、基準面積
未満の高輝度領域はバンプ要部存在領域とみなされない
ので、これを2以上のバンプと誤認するトラブルが発生
しにくくなり、ひいては基板上に形成された複数のバン
プを精度よく識別することが可能となる。その結果、例
えば球状バンプと比較して高輝度領域が広く現われ、ま
た領域の***も起こりやすい平バンプの検査を問題なく
行うことができる。また、該バンプ要部存在領域内の各
位置の高さ情報を用いることで、対応するバンプの高さ
を正確に知ることができ、検査精度を高めることができ
る。
対し、各バンプ要部存在領域と所定の位置関係を満足
し、かつ該バンプ要部存在領域を個々に包含する所定寸
法のバンプ高さ決定領域を設定するバンプ高さ決定領域
設定手段と、その設定されたバンプ高さ決定領域内の各
位置の高さ情報に基づいてバンプの高さ値を演算するバ
ンプ高さ演算手段とを備えたものとすることができる。
平バンプのように頂面が平坦なバンプの場合、該頂面に
対応してバンプ要部存在領域がかなり広く現われ、その
バンプ要部存在領域内にてバンプ高さに分布を生じてい
ることも多い。そこで、上記のように、バンプ要部存在
領域を含むようにバンプ高さ決定領域を設定し、そのバ
ンプ高さ決定領域内の各位置の高さ情報に基づいてバン
プの高さ値を演算するようにすれば、そのようなバンプ
高さの分布による高さ測定の誤差を生じにくくなり、よ
り精度の高い高さ情報を得ることが可能となる。
プ高さ決定領域の外側に、対応するバンプ周囲における
バックグラウンド表面の高さを求めるためのバックグラ
ウンド高さ決定領域設定手段と、バックグラウンド高さ
決定領域内の各位置の高さ情報に基づいてバックグラウ
ンド表面の高さを演算するバックグラウンド高さ演算手
段とを設けることもできる。これにより、各バンプ毎
に、その周囲のバックグラウンド表面の高さを容易に求
めることができる。この場合、バンプの高さとバックグ
ラウンド表面の高さとの差に基づいて、該バンプのバッ
クグラウンド表面からの突出高さを演算するバンプ突出
高さ演算手段を設けておけば、個々のバンプ毎に、周囲
のバックグラウンド表面からの突出高さを精度高く算出
することが可能となる。
ていると、内部に形成された金属配線部と高分子材料と
の熱膨張係数の差により、製造工程での熱履歴等をうけ
て基板表面に反りやうねりを生じ、バックグラウンド表
面の高さレベルが位置的にばらつくことがある。ここ
で、バンプの突出高さを測定する場合、バックグラウン
ド表面の高さレベルを一律に同じ値として突出高さの算
出を行うと、上記ばらつきの影響を受けて測定誤差が大
きくなる場合がある。しかしながら上記方式では、バン
プ毎に周囲のバックグラウンド表面の高さレベルを測定
して、バンプの高さレベルからの差をとることにより突
出高さを求めるようにしたから、そのようなばらつきの
影響を受けにくく、測定精度を高めることが可能とな
る。
域と実質同一のものとして設定することもできるし、バ
ンプ要部存在領域よりも広く設定されたものとすること
もできる。前者の場合は、バンプ要部存在領域内の高さ
情報に基づいてバンプの高さが演算される。
ンプ高さ決定領域内に存在する高輝度領域のうち、バン
プ要部存在領域を含め、基準面積よりも小さく設定され
た所定の閾面積以上のものをバンプ高さ決定用高輝度領
域として抽出するバンプ高さ決定用高輝度領域抽出手段
を設けるようにする。そして、バンプ高さ演算手段を、
バンプ高さ決定領域内の各位置のうち、抽出されたバン
プ高さ決定用高輝度領域内に属するものの高さ情報に基
づいて、対応するバンプの高さを演算するものとして構
成するようにする。これにより、バンプ要部存在領域に
加え、種々の要因により該バンプ要部存在領域から***
した高輝度領域からの高さ情報も、バンプ高さの演算に
使用されるので、バンプ高さをより精度高く測定するこ
とが可能となる。この場合、上記閾面積はゼロであって
もよいが、ノイズ等の影響により誤検出される高輝度領
域を除去するために、ゼロでない所定の値に設定してお
くことが望ましいといえる。
手段は、バンプ要部存在領域の外側にこれを取り囲む領
域内側限界線を設定し、その領域内側限界線のさらに外
側においてこれを取り囲む領域外側限界線を設定し、そ
れら領域内側限界線と領域外側限界線との間に挟まれた
領域をバックグラウンド高さ決定領域として設定するも
のとすることができる。例えばバンプからの反射光に基
づき形成されるバンプ要部存在領域の周囲には、バンプ
周面等での乱反射等に基づき、反射光のほとんど検出さ
れない領域(シルエット領域)が形成されることが多
い。そこで、バンプ要部存在領域の外側において(例え
ばその外形線から所定距離だけ離れた位置に)、これを
取り囲む領域内側限界線を設定し、上記シルエット領域
がバックグラウンド高さ決定領域になるべくかからない
ようにすることで、バックグラウンド高さの算出精度を
高めることができる。
ンプ高さ決定領域を、バンプ要部存在領域の幾何学的重
心位置を中心とする円状領域、又は該幾何学的重心位置
を対角線交点位置とする四辺形状領域、及びバンプ要部
存在領域に外接する四辺形状領域のいずれかとして設定
するものとして構成できる。このようにバンプ高さ決定
領域を設定することで、該バンプ高さ決定領域内におけ
るバンプが本来存在しない領域の比率を少なくすること
ができ、ひいてはバンプ高さの測定精度をさらに向上さ
せることができる。他方、バックグラウンド高さ決定領
域設定手段は、例えばバンプ高さ決定領域の外側に円状
または四辺形状の領域外側限界線を該バンプ高さ決定領
域と同心的に設定し、そのバンプ高さ決定領域の外形線
を領域内側限界線として、これと領域外側限界線との間
に挟まれた領域をバックグラウンド高さ決定領域として
設定するものとして構成することができる。
高輝度領域内の各位置の高さを該領域内において平均化
することにより得られる平均高さ、各位置の高さの最大
値である最大高さ、同じく最小値である最小高さ、及び
各位置の高さの最頻値である最頻高さの少なくともいず
れかを対応するバンプの高さとして演算するものとして
構成することができる。これにより、平バンプのように
頂面が平坦で、かつその頂面内でバンプ高さに分布を生
じている場合でも、バンプ高さに対する合理的な評価な
いし判定を行うことができる。また、必要に応じて、上
記平均高さ、最大高さ、最小高さ及び最頻高さの2以上
のもの(例えば平均高さと最大高さなど)を演算し、両
者を組み合わせて評価を行うようにすることもでき、こ
れにより一層精度の高いバンプ高さ評価を行うことがで
きるようになる。
バックグラウンド高さ決定用高輝度領域内の各位置の高
さを該領域内において平均化することにより得られる平
均高さ、各位置の高さの最大値である最大高さ、同じく
最小値である最小高さ、及び各位置の高さの最頻値であ
る最頻高さの少なくともいずれかを、対応するバックグ
ラウンド表面の高さとして演算するものとして構成する
ことができる。
なる位置に設定された複数のバックグラウンド高さ決定
領域において、それぞれバックグラウンド高さ演算手段
が演算した各領域のバックグラウンド表面の高さに基づ
いて、基板本体表面のうねりを反映した情報を生成する
表面うねり情報生成手段を含むものとして構成できる。
該構成では、バンプの突出高さを求めるために算出した
バックグラウンド表面の高さを、さらに積極的に利用す
ることにより、基板本体の表面うねりの情報も得られる
ようにしたので、より多面的な検査が可能となる。
査面に対し、各バンプの形成位置の許容範囲を規定する
位置許容範囲規定ウィンドウを設定する位置許容範囲規
定ウィンドウ設定手段と、その設定された位置許容範囲
規定ウィンドウ内の高輝度領域の面積、又は該位置許容
範囲規定ウィンドウ内に占める高輝度領域の面積率を算
出する面積算出手段と、その面積算出手段が算出する高
輝度領域の面積又は面積率に基づいて、該位置許容範囲
規定ウィンドウに対応するバンプの形成状態の良否を判
定する判定手段とを設けることができる。これにより、
形成位置ずれや欠損等を生じた不良バンプを、位置許容
範囲規定ウィンドウ内に一定以上の面積の高輝度領域を
生じているか否かに基づいて容易に判別することができ
る。
在領域の幾何学的重心位置を、対応するバンプの中心位
置として算出するバンプ中心算出手段を備えたものとす
ることができる。この場合、検査情報としてバンプの中
心位置座標を生成するように構成することができる。ま
た、検査情報生成手段は、バンプ要部存在領域の寸法に
基づいて、対応するバンプの寸法を演算するバンプ寸法
演算手段を備えたものとすることができる。この場合、
検査情報としてバンプのバンプ寸法情報を生成するよう
に構成することができる。
いては、バンプ径やバンプ中心位置をバンプのシルエッ
ト像に基づいて求めるようにしていたが、レーザー光が
基板表面に斜めに入射する関係上、該シルエット像は、
一般には実際のバンプ形状を正確に反映したものにはな
らない。また、バンプの周囲にパッド部や溝等が形成さ
れていたり、バンプ周囲部分の基板の表面状態が一定し
ない場合等においては、その影響を受けてシルエット像
の形が変化することもある。従って、このようなシルエ
ット像を用いて決定されたバンプ寸法や中心位置には、
しかるべき補正を行わないかぎり、少なからぬ誤差を生
じてしまう問題がある。しかしながら、反射光により形
成されるバンプ要部存在領域は、バンプ形状を直接反映
したプロファイルとしての意味を持つので、これを用い
ることによりバンプ中心位置やバンプ寸法をより正確に
求めることができる。
存在領域に外接する四辺形状領域(例えば長方形状領
域)の対角線交点位置を、対応するバンプの中心位置と
して算出するものとして構成することができる。例えば
重心位置をバンプ中心として算出する方法は、中心決定
の方法としてより正確ではあるが、算出に際しては高輝
度領域を構成する多数の輝度データの位置座標値を使用
するため、演算回数は若干多くなる。しかしながら、上
記のようにバンプ要部存在領域に外接する四辺形状領域
(及び、その対角線交点位置)を求める方法では、その
領域決定の演算処理が重心座標演算に比べるとずっと簡
単であり、処理速度の向上を図ることができる。
させた状態でその検査面に検査光を照射することができ
る。この場合、バンプ高さ演算手段は、各バンプの高さ
を、基板保持体との間で一定の位置関係を満たす基準高
さレベルからの高さ(コプラナリティ決定用高さ)とし
て演算するものとすることができる。そして、検査情報
生成手段は、その演算された各バンプのコプラナリティ
決定用高さのうち、その最大値z’maxと最小値z’min
とに基づいて、バンプ付基板の各バンプの高さの不均一
性を反映した情報であるコプラナリティ情報を生成する
コプラナリティ情報生成手段を含むものとして構成する
ことができる。
対象となる集積回路チップ(例えばフリップチップの場
合)やプリント基板(例えばBGA基板の場合)との接
続性等を高めるために、その高さができる限り揃ってい
ることが望ましいとされる。この場合、簡易なパラメー
タとしては上記z’maxとz’minとの差(z’max−
z’min)の値が小さいほどバンプ高さは揃っているこ
とを意味し、バンプ高さの不均一性を表す指標となる。
を含め、z’maxとz’minとを用いて算出される、バン
プ高さの不均一性を表す指標を広義にコプラナリティと
称する。例えば、本発明においては、z’max−z’min
のほか、各バンプの頂点位置(平バンプの場合はバンプ
頂面上の所定位置:例えば、前述のバンプ中心位置に対
応する頂面上の位置)に対応する最小二乗平面を頂点基
準面P0とし、その頂点基準面P0と平行でかつ高さ最大
のバンプの頂点を通る平面をPmax、同じく高さ最小の
バンプの頂点を通る平面をPminとしたときのPmaxとP
minとの面間距離として定義される狭義のコプラナリテ
ィなど、各種指標を採用することができる。また、基板
上に形成された多数のバンプのうち、最も距離が大きく
なるもの同士(例えば長方形ないし正方形状の領域にマ
トリックス状にバンプが配置される場合は、その領域の
対角線の両端にそれぞれ位置するバンプ同士)のバンプ
間距離LDにて上記指標となる距離を割った、単位長さ
辺りのコプラナリティを用いてもよい。いずれにしろ、
上記のようなコプラナリティ情報生成手段を設けること
で、バンプ付基板のコプラナリティ評価を簡単に行うこ
とができるようになる。
バンプ頂点(あるいは頂面)までの高さとして表現でき
るが、例えば基準レベルをバンプが突出形成されている
基板本体の表面に設定した場合、バンプ高さは該表面か
らの突出高さを意味することとなる。しかしながら、図
20(a)に示すように、基板本体表面が反っていたり
すると、基板本体表面からのバンプ突出高さが揃ってい
ても、バンプ頂点位置が該反りの影響で不揃いになり、
コプラナリティ不良となることもある。従って、上記構
成では、コプラナリティに及ぼす上記のような基板保持
体側からの影響も考慮できるよう、バンプ高さは、基板
保持体との間で一定の位置関係を満たす基準高さレベル
からの高さにより表したものを用いるのである。
対象となるバンプ付基板1の一例を示している。該バン
プ付基板1は、例えば約25mm角、板厚約1mmのプ
ラスチック製の基板本体2上の中央部に例えば正方形状
に形成されたバンプ配列領域BPに対し、Sn−Pb二
元合金等からなる半田合金により構成されたバンプ3が
多数、例えば格子状あるいは千鳥状に2次元的に配列・
固着された構造を有する、フリップチップ基板として構
成されている。そして、検査面CPはこのバンプ配列領
域BPを包含する形で設定される。
ように、頂面が平坦に形成された平バンプとして形成さ
れているものとする。基板本体2上には、各バンプ3の
配置位置に対応して凹所2aが形成され、その底面に例
えば無電解Ni−Pメッキ層とこれを覆う無電解Auメ
ッキ層とからなる下地導電性パッド(以下、単にパッド
と称する)4が形成されるとともに、このパッド4上に
バンプ3が固着されている。また、バンプ3と凹所2a
の側面との間は幅Wの環状の溝部6となっている。な
お、基板本体2のその他の表面部位には、アクリル樹脂
やエポキシ樹脂等により、図示しないソルダーレジスト
層が形成されている。
る一方、基板本体2の表面はプラスチック製であるた
め、可視光(すなわち、後述する検査光たるレーザ光)
に対する反射率は前者において高く、後者において低く
なる。
で得ることができるが、一例として、半田ペーストをス
クリーンマスク(あるいはメタルマスク)を介して基板
本体2上の所定位置に印刷し、さらにこれを加熱して半
田ペーストを溶融させることにより基板状にバンプを形
成する半田ペースト印刷法がある。
る、測定系10の要部の構成を模式的に示したものであ
る。測定系10は、半導体レーザ光源12、ビームエキ
スパンダ14、ポリゴンミラー16、f・θレンズ1
8、結像レンズ20、半導***置検出器(PSD)22
(受光部)を含んで構成される。半導体レーザ光源12
からのレーザー光(入射光)LBが、回転するポリゴン
ミラー16で反射され、バンプ付き基板1の検査面CP
に対し、その縦横のバンプ配列のいずれか一方に沿う方
向(以下、これをx方向という)に振られながら照射さ
れる。照射された入射光LBは検査面CPで反射されて
反射光RBとなり、結像レンズ20を経てPSD22に
より受光される。
している((a)は側面図、(b)は背面図である)。
この構成においては、(b)に示すように、縦長のケー
ス36内においてその上部には半導体レーザ光源12が
配置され、(a)に示すように、その下端面に形成され
たビーム孔から斜め前方下向きにレーザ光LBを出射す
るようになっている。レーザ光LBは、コリメータレン
ズ24を経て第一の光路変更ミラー26により後方下向
きに反射され、その光路上に配置されたビームエキスパ
ンダ14を経て、(b)に示すように第二の光路変更ミ
ラー28により、側方上向きに反射される。
ーザ光LBは、ケース36の幅方向において、その側方
やや上寄りに配置されたポリゴンミラー16に入射され
る。同図(a)に示すように、ポリゴンミラー16は、
ケース36の内部においてその下部後方に形成された傾
斜壁36aに対し、回転軸RAが前方上向きに傾いた形
となるように取り付けられている。そして、このポリゴ
ンミラー16で反射されたレーザ光LBは、該ポリゴン
ミラー16の斜め下方に配置されたf・θレンズ18を
通って、ケース36の底面に形成された開口部6aか
ら、その下側においてワークホルダ(基板保持体)38
によりほぼ水平に保持されたバンプ付基板(以下、ワー
クともいう)1の検査面CPに入射される。
め前方上向きに反射されて反射光RBとなり、f・θレ
ンズ18の前方において、ほぼ直立形態で配置された第
三の光路変更ミラー30により斜め後方上向きに反射さ
れる。そして、f・θレンズ18の斜め前方上側に配置
された結像レンズ20を通り、ポリゴンミラー16の斜
め前方上側に配置された第四の光路変更ミラー32によ
り前方に反射され、ケース36の前面内側に配置された
PSD22により受光される。
ーザ光源12、コリメータレンズ24及びビームエキス
パンダ14を含む第一の光学系グループ(本実施例で
は、上側から順に配列された半導体レーザ光源12、コ
リメータレンズ24、第一の光路変更ミラー26、ビー
ムエキスパンダ14、第二の光路変更ミラー28)は、
該ケース36の幅方向において一方の側に寄せた形で配
置されている。他方、ポリゴンミラー16、f・θレン
ズ18、結像レンズ20及びPSD22を含む第二の光
学系グループ(本実施例では、ポリゴンミラー16、f
・θレンズ18、第三の光路変更ミラー30、結像レン
ズ20、第四の光路変更ミラー32及びPSD22から
なる)が、ケース36の幅方向において上記第一の光学
系グループに隣接する形で配置されている。そして、第
一の光学系グループからのレーザ光LBは、光路変更ミ
ラー28により第二の光学系グループ側に導かれるよう
になっている。このようなレイアウトを採用することに
より、ケース36内に生ずるデッドスペースを効果的に
削減でき、装置全体を極めてコンパクトに構成すること
が可能となっている。
の形でワークホルダ38(基板保持体)に形成されたワ
ーク装着部38aに装着される。本実施例では、1つの
ワークホルダ38に対し複数のワーク1を、縦横所定数
ずつのマトリックス状に装着するようにしている。図3
7は、そのようなワークホルダ38の具体的な構成例を
示している。該ワークホルダ38は、プラスチックある
いは金属等により全体が板状に構成され、その上面に
は、ワーク1の外形にほぼ対応した形状の凹所(ワーク
装着部)38aが、縦横所定数(本実施例では縦6個、
横5個の計30個)マトリックス状に形成されている。
なお、各凹所38aの四方の側壁部には、それぞれその
中間位置に、ワーク取出し時に指等を挿入しやすくする
ための切欠38bが形成されている。他方、各凹所38
aの底部には、各々その中央位置にてこれを貫通する透
光部としての貫通孔38cが形成されている。このよう
なワークホルダ38は、例えばその下面四隅に形成され
た係合孔38d(あるいは係合凸部)に対し、x−yテ
ーブル40のテーブル面の四隅から突出して形成された
係合凸部40a(あるいは係合凹部)を係合させること
により、該x−yテーブル40に対して位置決め装着さ
れるようになっている。
ルダ38が、例えばx駆動ねじ軸43及びx駆動モータ
42(以下、x駆動系という)と、y駆動ねじ軸45及
びy駆動モータ44(以下、y駆動系という)とにより
x方向及びy方向にそれぞれ独立に駆動されるx−yテ
ーブル40に着脱可能に装着される。ここで、そのy方
向は、ワーク1の検査面CPに沿う平面内において前述
のx方向、すなわち図2において、f・θレンズ18を
介したポリゴンミラー16によるレーザ光LBの走査方
向と直交する向きに定められている。そして、図4にお
いて、ポリゴンミラー16によりレーザ光をx方向に走
査しつつ、テーブル40をy方向に所定の間隔で寸動さ
せることにより、該レーザ光LBは、ワーク1の検査面
CPにて二次元的に走査されることになる。従って、本
実施例では、ポリゴンミラー16とx−yテーブル40
のy駆動系とが光走査手段を構成する。他方、x駆動系
は、例えばワークホルダ38にワーク1が、x方向に複
数列隣接する形で配置されるようになっている場合、次
列のワーク1をレーザ光の照射位置まで移動させるため
に使用される。すなわち、該x−yテーブル40は、そ
のx駆動系及びy駆動系とともに、ワークホルダ移動手
段を構成している。
例を示す。該制御系50は、大きく分けて測定系制御部
51と、データ解析部81とからなる。測定系制御部5
1の中央制御ユニット52は、I/Oポート54と、こ
れに接続されたCPU56、RAM58、ROM60及
び高さ・輝度検出部75とを主体に構成される。また、
該I/Oポート54にはこの他に、レーザ発生部61、
ポリゴンミラー作動部63、x−yテーブル作動部69
がそれぞれ接続されている。なお、CPU56は、後述
の高さ演算部76及び輝度演算部77とともに、高さ情
報生成手段、反射光輝度情報生成手段の主体をなすもの
である。
2と、中央制御ユニット52からの指令を受けることに
より、該半導体レーザ光源12にレーザ光LBを発生さ
せるレーザドライバ62とを備えて構成される。また、
ポリゴンミラー作動部63は、ポリゴンミラー16(図
3)を回転駆動するポリゴンミラー駆動モータ17と、
中央制御ユニット52からの指令を受けてその作動制御
を司るサーボ駆動ユニット64と、ポリゴンミラー駆動
モータ17すなわちポリゴンミラー16の回転速度及び
回転角度位置を検出するロータリエンコーダ(本実施例
ではアブソリュート型のものを使用する:以下、ABS
と略記する)66とを備える。サーボ駆動ユニット64
は、ABS66からフィードバックされる回転速度情報
に基づいて、ポリゴンミラー駆動モータ17の作動制御
を行う。他方、ABS66による回転角度位置は、レー
ザ光LBによる走査点のx座標を特定するx座標特定情
報、及びポリゴンミラー16の使用中のミラー面を特定
するミラー面特定情報として使用される。
動モータ42、y駆動モータ44、及び中央制御ユニッ
ト52からの指令を受けてそれらの作動制御を司るサー
ボ駆動ユニット68及び72、及び各モータ42,44
の回転角度位置を検出するロータリーエンコーダ(本実
施例ではインクリメント型のものを使用する:以下、I
NCと略記)70,74を備える。サーボ駆動ユニット
68,72は、各々INC70,74からフィードバッ
クされる回転速度情報に基づいて、x駆動モータ42及
びy駆動モータ44の作動制御を行う。また、y駆動モ
ータ44側のINC74による回転角度位置は、レーザ
光LBによる走査点のy座標を特定するy座標特定情報
としても使用される。
SD22と、その各電極からの出力をデジタル変換する
A/D変換器78,79と、それらA/D変換器78,
79によりデジタル変換されたPSD22の出力を用い
て高さ及び輝度を演算し、結果を中央制御ユニット52
に出力する高さ演算部76及び輝度演算部77等を含ん
で構成される。以下、レーザ光による高さ検出原理につ
いて説明する。
の板面とほぼ平行に高さ基準面SLPを設定し、この高
さ基準面SLPに対して一定の入射角θでレーザ光LB
を入射させるようにする。ここで、この高さ基準面SL
Pにて反射が起こった場合には、PSD22は基準受光
位置DP0でその反射光を受けることとなる。しかしな
がら、バンプ3等の存在により反射面位置が高さz’だ
け高くなると、受光位置はDP1にずれる。該受光位置
DP1の基準受光位置DP0からでのずれ量L、換言すれ
ば反射面の高さ位置z’は、PSD22の2つの出力端
子A及びBの出力電流をIA,IBに基づいて測定でき
る。なお、以下においては、高さ基準面SLPを基準と
した高さ値z’を高さレベル値(あるいは高さレベル)
z’と呼ぶことにする。
きの出力端子Aの出力電流をIA0、同じく出力端子Bの
出力電流をIB0として、IA0=IB0となるようにPSD
22の受光位置を調整しておけば、上記ずれ量Lは、
(IA−IB)/(IA+IB)に比例して大きくなる。図
5に示すように高さ演算部76は、デジタル変換された
IA,IBの情報から(IA−IB)/(IA+IB)に相当
する値を演算し、これを高さレベル信号として出力す
る。他方、PSD22の両端子の出力電流の和IA+IB
は、受光する光の強さ(輝度)にほぼ比例して大きくな
るので、輝度演算部77は同じく(IA+IB)に相当す
る値を演算し、これを輝度信号として出力する。
は、ROM60に格納された制御プログラム60aに基
づき、RAM58をワークエリアとして、レーザ発生部
61、ポリゴンミラー作動部63及びx−yテーブル作
動部69の作動制御を行う。他方、クロックパルス(図
示しないクロック回路が発生する)が与えるタイミング
に従い、レーザ光の走査位置のx座標を与えるABS6
6からの出力値XABSと、同じくy座標を与えるINC
74のパルスカウント値YINCとを取り込んで、位置デ
ータ(XABS,YINC)を生成するとともに、高さ・輝度
検出部75からのデジタル化された高さレベル信号及び
輝度信号を順次取り込むことにより、該位置に対応する
高さレベルデータz”及び輝度データIを生成する。そ
して、各走査位置毎に得られる高さレベルデータz”、
輝度データI及び位置データ(XABS,YINC)の組を、
I/Oポート54からデータ解析部81に転送する。
x方向の走査開始点に対応する位置には、ポリゴンミラ
ー16からのレーザ光LBの光路中間位置に対応してプ
リズム25と光検出器27とが設けられている。これら
プリズム25と光検出器27とは、レーザ光LBに基づ
く高さデータ及び輝度データのx方向のデータサンプリ
ング開始タイミングを検出するためのものである。すな
わち、ポリゴンミラー16の回転に伴い、レーザ光LB
がワーク1上のデータサンプリング開始位置に到来する
とこれがプリズム25に入射して、その分岐光がビーム
検出器27で検出される。測定系制御部51はこれを受
けてx方向のデータサンプリングを開始することとな
る。
ポート84とこれに接続されたCPU86、RAM8
8、ROM90等を備える解析用のコンピュータ82を
主体に構成され、そのコンピュータ82のI/Oポート
84には、測定系制御部51から受信する高さレベルデ
ータz”、輝度データI及び位置データ(XABS,YIN
C)の組を一時格納するための受信データ格納RAM9
2と、ハードディスク装置等で構成された記憶装置9
4、モニタ制御部96とこれにつながれたモニタ98、
キーボード100aやマウス100b等を含んで構成さ
れる入力部100、プリンタ102等が接続される。な
お、モニタ98とプリンタ102とは検査結果出力手段
として機能する。また、CPU86は、後述のデータ解
析/検査プログラムに基づき、バンプ存在領域特定手段
(あるいは高輝度領域特定手段)、バンプ要部存在領域
認識手段、検査情報生成手段、高さ決定領域設定手段、
バンプ高さ演算手段、高さ決定用高輝度領域抽出手段、
バックグラウンド高さ決定領域設定手段、バックグラウ
ンド高さ演算手段、位置許容範囲規定ウィンドウ設定手
段、面積算出手段、判定手段、バンプ中心決定手段、バ
ンプ配列間隔演算手段、バンプ寸法演算手段、コプラナ
リティ情報生成手段、表面うねり情報生成手段、バンプ
体積情報生成手段、シルエット領域特定手段及びバンプ
底面大きさ情報生成手段等の主体として機能する。
査プログラム記憶部94a、補正済データ記憶部94
b、補正用データ群記憶部94c、検査標準データ記憶
部94d及び検査結果データ記憶部94eが形成され、
それぞれ対応するプログラムないしデータが記憶されて
いる。なお、各データの内容とプログラム処理の内容に
ついては後述する。
の流れについて、図23のフローチャートを用いて説明
する。まず、D10において、ワーク1を装着したワー
クホルダ38をx−yテーブル40にセットする(図4
参照)。D20では、x−yテーブル40を最初のワー
クの走査開始位置へ移動させる。なお、測定系の立ち上
げ時に、図示しない原点位置センサによりx−yテーブ
ル40の原点位置を確認し、以降の各種位置決め処理の
基準とする。そして、D40にてレーザ光LBをワーク
の検査面CPに照射し、同時にx−yテーブル40のy
駆動とポリゴンミラー16の回転を開始する。そして、
D50では、各走査点毎に前述の高さレベルデータ
z”、輝度データI及び位置データ(XABS,YINC)の
組を生成し、これをデータ解析部81へ転送する。
y方向のデータサンプリング距離をx方向のそれよりも
大きくして(あるいはその逆も可能)、取り込むデータ
組の数を削減することができる。この場合、例えばy方
向のデータサンプリング距離を大きくするために、x方
向及びy方向のデータサンプリングの時間間隔はほぼ同
じとし、y方向の走査速度をx方向の走査速度よりも大
きくするようにしてもよいし、逆にy方向の走査速度と
x方向の走査速度とをほぼ同じとし、y方向のデータサ
ンプリングの時間間隔をx方向のそれよりも長くするよ
うにしてもよい。また、別の方法として、x方向とy方
向とをほぼ同じデータサンプリング距離にてデータ取込
みを行い、解析時にx方向あるいはy方向の少なくとも
いずれかにおいて取り込んだデータ組を間引き、使用す
るデータ組の数を削減するようにしてもよい。
み/転送が終了すれば、y方向に並ぶ次のワークの走査
開始位置へ移動し(D60→D61)、D40に戻って
以下同様の処理を繰り返す。こうして、y方向に並ぶワ
ーク列について、上記データの組が順次取り込まれ、そ
の列のワークが尽きればx−yテーブル40のx駆動を
行って次列先頭のワークの走査開始位置へ移動し、さら
に同様の処理を繰り返す(D62→D63→D40の流
れ)。そして、全てのワークについてのデータの生成・
転送が完了すれば、処理を終了する。
からのデータを受け、図12(a)に示すように、
z”、I及び(XABS,YINC)のデータの組ODを、各
走査点と対応付けた形で受信データ格納RAM92(図
5)に格納する。以下、データ解析部81側での処理の
流れについて、図24〜図33のフローチャートを用い
て説明する。なお、この処理は、コンピュータ82(図
5)のCPU86が、記憶装置94に記憶されたデータ
解析/検査プログラムに基づき、RAM88をワークエ
リアとして実行するものである。
クのデータの組ODのデータを読み出し、S2に進んで
位置データ解析処理となる。その詳細を図25に示して
いる。まず、(XABS,YINC)は、エンコーダからの出
力値あるいはパルスカウント値になっているので、これ
を各ワーク毎にその検査面CP毎に設定される位置座標
(以下、検査面座標という)上での座標値(x’,
y’)に変換する(なお、測定系制御部51側で予めこ
の変換を行い、(x’,y’)のデータの形でこれをデ
ータ解析部81へ転送するようにしてもよい)。
検査面CPに対して入射角θで斜めに入射する関係上、
高さ基準面SLPと、そこから高さzだけ隔たった面と
では、同じ入射光でもΔbだけ反射位置が異なることに
なる。ここで、図からも明らかなように、 Δb=L・cosθ/sinφ‥‥‥(1) φ=180°−2θ‥‥‥(2) であるから、θとLの値からΔbを求めることができ
る。このΔbにより、座標値(x’,y’)を、例えば
高さ基準面SLPに対する入射状態を基準とした座標値
に補正する。ここで、図7に示すように、レーザ光源1
2からの光は、ポリゴンミラー16によりy方向とのな
す角度δが変化しながらx方向に走査されるので、Δb
によるx方向への補正量はΔb・sinδ、同じくy方
向への補正量はΔb・cosδで求められる。なお、入
射角θの値は、例えば図10に示すように、補正用デー
タ群記憶部94cに格納されたものを適宜読み出して使
用する。
ー16に面倒れ角の誤差Δλがあると、検査面CPに対
するレーザ光LBの照射位置に、ずれΔdが生ずる。こ
のずれΔdの大きさは、使用するf・θレンズ18の焦
点距離をfとすると、f・2Δλで求めることができ
る。他方、この照射位置のずれにより、高さの計測誤差
Δhも生ずる。この計測誤差Δhは、前述の角度φ(=
180°−2θ)を用いて、Δd/tanφで求めるこ
とができる。
タ群記憶部94cに、ポリゴンミラー16の各面毎の面
倒れ角に基づくずれ量Δdを格納しておき、前述のXAB
Sの値から使用中のポリゴンミラー16の面を特定し
て、対応するずれ量Δdを読み出すようにする(図2
5:S203)。そして、図25のS204において、
このずれ量Δdからx及びyの各方向の補正量と、高さ
レベルz”に対する補正量を求め、これにより補正され
た座標値と高さレベルとを、検査面座標における補正済
座標値(x,y)及び高さレベルz’の組ADとして、
各走査点と対応付けた形で補正済データ記憶部94bに
格納し(図12(b)は、その格納状態を示してい
る)、位置データ解析処理を終了する。なお、補正済座
標値(x,y)は、後述するモニタ98(表示装置)
の、表示画面内の各画素(ピクセル)と一対一に対応付
けられており、その画素の配列間隔がほぼ一定であると
の前提のもとで、補正済データ記憶部94b内の各画素
に対応するデータアドレスにて代用することも可能であ
る。
タ解析処理に進む。図26にその詳細な流れを示してい
る。まず、S301で、各データ組の位置座標(x,
y)を、例えばRAM88(図5)のアドレス空間内に
設定したデータビット平面の各ビットに一対一に対応付
け、輝度Iが閾値ISH以上となっているか否かによりビ
ットマップデータを生成する。
LBを走査することにより得られる、高さレベルz’及
び輝度Iのプロファイルの一例を示している。すなわ
ち、プラスチック製の基板本体2は金属製のバンプ3よ
りも反射率が低いため、輝度Iはバンプ3の頂面に対応
する領域TSで高く、基板本体2の露出領域、すなわち
バンプ周囲のバックグラウンド領域BSで低くなる。そ
して、上記閾値ISHは、基板本体2の表面に対し、所定
レベルの強度のレーザ光を入射したときの、平均的な反
射光輝度レベルよりも高く設定されている。なお、バン
プ頂面の表面状態が同じであれば、図中一点鎖線で表す
ように、バンプ高さレベルz’が低くなっても、輝度I
のレベルはほぼ同じとなる。
定めることにより、検査面上におけるバンプ3の存在領
域を、前述のビットマップデータ上で特定することが可
能となる。例えば、図14に示すように、閾値ISH以上
のビットを「1」(ハッチングを施したビット)、そう
でないビットを「0」(ハッチングを施さないビット)
で表せば、「1」ビットが集合して現われる領域がバン
プの存在領域(請求項でいう高輝度領域に対応)を表す
こととなる。以下、本実施例では、バンプ存在領域のビ
ットを「1」、そうでない領域のビットを「0」で表す
ものとする。
部6に対応する領域は、斜めに入射するレーザ光LBが
乱反射されたり遮られたりするので反射光がほとんど生
じず、輝度Iが非常に小さいシルエット領域SAとなっ
ている。また、この領域SAでは、反射光がほとんど生
じないため、高さデータは欠損した形になっている(実
際の処理上では、例えば高さゼロに近い値として扱うこ
とができる)。従って、上記ビットマップデータ上で特
定されるバンプ存在領域は、バンプ頂面存在領域を表し
ているものともいえる。
マップデータ上において個々のバンプの存在領域に分離
する処理を行う。すなわち、図14に示すように、ビッ
トマップデータを所定の方向(例えばx方向)に走査
し、「1」ビットの途切れが一定数(例えば3ビット)
以上生じたか否かにより、同一のバンプ存在領域である
か別のバンプ存在領域であるかを判別しながら、各ビッ
トにラベリング符号(本実施例では、1、2‥‥等の数
字で表している)を施してゆく。なお、走査2列目以降
は、「0」ビットの検出状態から「1」ビットの検出に
転じた時に、その「1」ビットを取り囲む例えば8つの
ビットのラベリング状態を判別し、既に認識済のビット
のラベリング符号が検出されれば、これと同一のラベリ
ング符号を施し、何も検出されなければ新たなラベリン
グ符号を施すようにする。そして、異なるラベリング符
号が付されたビットの集合同士は、異なるバンプ存在領
域として認識することとなる。
データz’が分布し、輝度データIが同図(b)のよう
に分布したデータ組の場合、輝度閾値ISHを7に設定す
ることで、バンプ存在領域は(c)に示すような形でビ
ットマップデータ上に現われる(ただし、この図では、
各位置のz’の値を対応する各ビットに書き込んだ形で
表している)。なお、輝度閾値ISHの値は、例えば図1
0に示すように、補正用データ群記憶部94cに格納さ
れたものを適宜読み出して使用する。
(a)に示すように、互いに分離されたバンプ存在領域
のうち、適宜に設定された基準面積S0以上のものを抽
出し、これを、個々のバンプ頂面の主要部が存在してい
る領域、すなわちバンプ要部存在領域(図では、BA1
〜BA3)として識別する。各領域の面積Sは、該領域
に属するビットの個数により求めることができる。な
お、ビット数が、基準面積S0に対応するビット数より
も小さいある閾値(例えば3ビット)に満たない領域
は、ノイズとして除去するようにする(例えば図16
(a)のBA5、BA6)。
は、抽出された各バンプ要部存在領域の幾何学的な重心
位置の座標を算出し、これを各バンプの中心Gの座標と
して決定する処理がなされる。具体的には図15に示す
ように、各ビットに対応付けられる検査平面上の座標P
のx座標値及びy座標値を、領域内の全てのビットにつ
いて合計し、そのx座標値の合計(Lx)と、y座標値
の合計(Ly)とをそれぞれビット総数NTで割ることに
より求めることができる。
在領域に対し、これに外接する四辺形領域を求め、その
四辺形領域の対角線交点位置としてバンプ中心Gの座標
を算出することもできる。この場合、例えばx方向の直
線をy軸に沿って平行移動させ、バンプ要部存在領域と
接点を生ずる2直線Lx1,Lx2を決定する。次いで、
y方向の直線をx軸に沿って平行移動させ、バンプ要部
存在領域と接点を生ずる2直線Ly1,Ly2を決定す
る。これにより、上記四辺形領域は長方形領域として設
定され、その対角線交点座標は、いずれか一方の対角線
の中点座標として演算することができる。このようにす
ることで、各ビットのx座標及びy座標の加算処理が不
要となり、バンプ中心座標の算出処理を簡略化すること
ができるようになる。
算出されるとS312に進み、バンプ径Dの算出処理と
なる。すなわち、図17に示すように、中心Gからバン
プ要部存在領域の周縁までの距離の平均値(本実施例で
は、等角度間隔で並ぶ8方向の平均値としている)rm
を求め、バンプ径Dを2rmにより算出する。この処理
は、各バンプ要部存在領域のそれぞれに対する処理の形
で反復して行われる(図26:S304〜S306)。
こうして決定されたGの座標及びバンプ径Dの値は、図
5の検査結果データ記憶部94e(図19にその内容の
詳細を示す)に記憶される。なお、バンプ径Dは、バン
プ要部存在領域内のビット数から該バンプ要部存在領域
の面積を求め、これと同一面積の円の直径として算出す
るようにしてもよい。
正常なバンプであれば、BA1あるいはBA2のようにバ
ンプ要部存在領域は、バンプ頂面の形状をほぼ反映した
ものとなる。一方、表面が荒れていたり、欠損が生じて
いたりすると、BA3,BA4のように、同じバンプに由
来する2以上のバンプ存在領域が現われることもある。
この場合、同図(b)に示すように、基準面積S0以上
のBA3のみがバンプ要部存在領域として識別され、基
準面積S0を下回るBA4は、バンプ中心の設定対象から
除外される。これにより、BA4を別のバンプと誤認す
るトラブルが回避される。一方、同一バンプに由来する
バンプ存在領域が、いずれも基準面積S0以下の領域に
***した場合は、該バンプに対応するバンプ要部存在領
域は認識されないことになる。しかしながら、このよう
な結果は、もともとバンプ表面状態等が良好でないため
に生じたのであり、逆にこれを利用して不良バンプの存
在を推定することができる。
なわち、バンプ付基板1の検査面CPに対し、(b)に
示すように各バンプの形成位置の許容範囲を規定する位
置許容範囲規定ウィンドウPWの組を設定する。そし
て、その設定された各位置許容範囲規定ウィンドウPW
内のバンプ存在領域(高輝度領域)BAの面積を求め、
その面積がウィンドウPWの面積に対して一定比率以下
となっているものは、そのウィンドウPW内に不良バン
プが存在していると判定することができる。なお、位置
許容範囲規定ウィンドウPWの組は、バンプ付基板の品
種が同一であれば、検査面に対する設定位置も同じとな
る。そこで、(a)に示すように、ウィンドウPWの組
をグループ化したウィンドウグループPWGと検査面C
Pとの位置関係を規定するターゲットマークを、基板1
上に形成しておき、検査時にはこのターゲットマークを
目印としてウィンドウグループPWGを位置合わせする
ようにすればよい。
上の特定バンプの中心(例えば基板1上の4隅のバンプ
の中心)を目印にウィンドウグループPWGを位置合わ
せするようにしてもよい。
24のS4に進んで検査データ生成処理となる。図27
に示すように、検査データ生成処理は、本実施例では、
バンプ高さ演算処理(S410)、バンプ間隔演算処理
(S420)、コプラナリティ演算処理(S430)、
バックグラウンドうねり値演算処理(S440)、バン
プ体積演算処理(S450)の5つのステップからな
る。
す。処理の要部はS4103〜S4117であり、S4
103で、上記決定されたバンプ要部存在領域に対し、
Gを中心とするバンプ高さ決定ウィンドウ(バンプ高さ
決定領域)を、そのバンプ要部存在領域が包含される大
きさで設定する。例えば、図16(c)に示す例では、
バンプ高さ決定ウィンドウHWを、バンプ要部存在領域
の寸法よりも大きい所定半径rwの円として設定してい
る。そして、以下のS4102〜S4109において
は、上記バンプ高さ決定ウィンドウHW内に存在する全
てのバンプ存在領域(図16(c)ではBAとBA’)
について、各ビットに対応する高さレベルz’を加算
し、その加算値Lzをビット総数NTで割ることによ
り、各バンプのバンプ頂面の平均的な高さレベルz’m
=Lz/NTを求める。
に近ければ、該基板本体を高さ基準面に対して平行に配
置することで、基板本体2の表面の高さレベル、すなわ
ちバックグラウンド表面の高さレベルはほぼ一定値HS
を示すから、算出されたz’mからこのHSを減ずること
により、基板本体2の表面からのバンプの突出高さ(以
下、単に「バンプ高さ」と称する場合は、この突出高さ
を意味するものとする)zを、 z=z’m−HS‥‥‥(3) にて算出することができる。しかしながら、基板本体が
プラスチックで構成されていると、図34に示すよう
に、内部に形成された金属配線部(図示せず)と高分子
材料との熱膨張係数の差により、製造工程での熱履歴等
を受けて基板本体2の表面にうねりや反りを生じ、バッ
クグラウンド表面の高さレベルが位置的にばらつくこと
がある。
10〜S4116で、各バンプ周囲におけるバックグラ
ウンド表面の平均的な高さレベル(以下、うねり高さレ
ベルという)Tmを次のようにして算出している。すな
わち、図18に示すように、各バンプ要部存在領域及び
その周囲に生ずるシルエット領域の外側に、これらを取
り囲むように領域内側限界線を設定し、そのさらに外側
に領域外側限界線を設定して、それら限界線の間に挟ま
れる領域を、バックグラウンド高さ決定領域として設定
する(S4110)。本実施例では、領域内側限界線
は、バンプ要部存在領域の中心Gに対し、同心的に設定
される円とされ、領域外側限界線は、対角線交点位置が
上記Gと一致するように設定される正方形状とされてい
る(ただし、形状はこれらに限られるものではなく、例
えば領域外側限界線も円状とすることができる)。
の各ビットに対応する高さレベルTを加算し、その加算
値LTをビット総数MTで割ることにより、うねり高さレ
ベルTmを、 Tm=LT/MT‥‥‥(4) により求める(S4112〜S4116)。そして、バ
ンプ高さzは、S4116で算出されたz’mから、こ
のTmを減ずることにより、 z=z’m−Tm‥‥‥(5) で求めることができる(S4117)。なお、上記処理
は、各バンプ要部存在領域のそれぞれに対する処理の形
で反復して行われる(S4100〜S4102)。こう
して求められた各バンプの高さzは、高さレベルz’m
及びうねり高さレベルTmとともに、図5あるいは図1
9に示す検査結果データ記憶部94eに記憶される。こ
こで、後述するコプラナリティを求める処理のために、
各バンプ要部存在領域毎のバンプ頂面の高さレベルの平
均値z’mの値(コプラナリティ決定用高さ)も合わせ
て記憶しておくようにする。
上のバンプ3の配列状態(B11、B12‥‥等)は、前記
特定された各バンプ要部存在領域の中心Gによって特定
することができる。図29は、バンプ間隔演算処理の流
れを示すものである。該処理の要部はS4203〜S4
205であり、S4203で現在着目しているバンプの
中心Gの座標を読み込む。次いで、S4204で、図2
0(b)に示すように、そのバンプ中心をG0として、
これに近接する4つのバンプの中心座標G1〜G4を読み
込む。そして、S4205で、近接する各バンプとの間
の間隔を、その中心間距離として算出する(K1〜K
4)。こうして求められた各バンプ(あるいはバンプ要
部存在領域)毎のバンプ間隔K1〜K4は、図5あるいは
図19に示す検査結果データ記憶部94eに記憶され
る。なお、上記処理は、各バンプ要部存在領域のそれぞ
れに対する処理の形で反復して行われる(S4200〜
S4202)。
を示している。この処理では、S4301〜S4310
において、各バンプ要部存在領域のバンプ高さレベル平
均値z’mを逐次的に比較することによって、その最大
値MAXと最小値MINを求め、S4311でコプラナリティ
Cを両者の差MAX−MINの値として算出する。この値は、
図5あるいは図19に示す検査結果データ記憶部94e
に記憶される。
値を算出するようにしてもよい。例えば、図35(a)
に示すように、各バンプ3の頂点位置に対応する最小二
乗平面を頂点基準面P0とし、その頂点基準面P0と平行
でかつ高さ最大のバンプ3の頂点を通る平面をPmax、
同じく高さ最小のバンプ3の頂点を通る平面をPminと
したときのPmaxとPminとの面間距離をコプラナリティ
Cとする。なお、頂点位置の座標は、バンプ頂面内にて
高さレベルが最高となる位置の3次元座標(x,y,
z)を用いてもよいし、例えばバンプ中心Gの位置座標
を(xp,yp)と、前記算出されたバンプ頂面の高さレ
ベルz’の平均値z’mとを組み合わせて、(xp,y
p,z’m)を用いるようにしてもよい。
の高さレベルの順位において、最も高さの大きいものか
ら順に3つのものMAX1,MAX2,MAX3を抽出し、その3つ
のバンプの頂点が定める平面Pmaxから、最も高さの小
さいもの(MIN)の頂点までの距離(あるいはその頂点
を通ってPmaxと平行な平面をPminとしたときの、Pma
xとPminとの面間距離)をコプラナリティCとすること
もできる。また、この逆に、バンプの高さレベルの順位
において、最も高さの小さいものから順に3つのものMI
N1,MIN2,MIN3を抽出し、その3つのバンプの頂点が定
める平面Pminから、最も高さの大きいもの(MAX)の頂
点までの距離(あるいはその頂点を通ってPminと平行
な平面をPmaxとしたときの、PmaxとPminとの面間距
離)をコプラナリティCとすることもできる。
っては、基板1上の全てのバンプ3の高さを用いて算出
してもよいし、演算を簡略化するために、一部のバンプ
3の高さのみを用いて演算を行うようにしてもよい。
値演算処理の流れを示している。この処理では、検査面
のバックグラウンド表面に予め定められた複数のうねり
サンプリング位置を定めておき、その各サンプリング位
置に対応するうねり高さレベルTmを読み出すととも
に、その読み出されたうねり高さレベルTmを用いてう
ねり値TA(表面うねり情報)の演算を行う。ここで
は、一例として、サンプリング位置の数をNaとし、サ
ンプリングしたうねり高さレベルを逐次的に比較するこ
とによって、その最大値LTMAXと最小値LTMIN
を求め、S4408でうねり値TAを両者の差LTMA
X−LTMINの値として算出する(S4400〜S4
408)。TAが大きいほど、基板本体2(あるいは検
査面CP)のうねりやそりの度合いが大きいことを意味
する。
算出するようにしてもよい。例えば、各サンプリング位
置に対応する最小二乗平面を基準面LP0とし、その基
準面LP0と平行でかつ高さ最大のサンプリング位置を
通る平面をLPmax、同じく高さ最小のサンプリング
位置を通る平面をLPminとしたときのLPmaxと
LPminの面間距離をうねり値TAとする。
おいて、最も高さの大きいものから順に3つのものLP
MAX1、LPMAX2、LPMAX3を抽出し、その
3つのサンプリング位置が定める平面LPmaxから、
最も高さの小さいもの(MIN)の頂点までの距離をう
ねり値TAとすることもできる。
ルTmの和としてうねり値TAを算出してもよい。例え
ば、図22に示すように、検査面CP上の4隅のバンプ
A、B、C、Dに対応してサンプリング位置を設定して
おき、各周囲領域にて求めたうねり高さレベルTmA、
TmB、TmC、TmDを平均した値としてうねり値T
Aを算出してもよい。
れる中心線平均うねりとして算出してもよい。ただし、
サンプリング位置数はNaであり、そのうちのi番目の
サンプリング位置に対応するうねり高さレベルをTmi
で表している。
流れを示している。まずS4501で、先に算出したバ
ンプ径Dの値を読み出し、これをバンプ頂面径Duとす
る。次に、図35(a)に示すように、バンプ存在領域
の周囲に形成されるシルエット領域を特定する。図8に
示すように、このシルエット領域SAは、バンクグラウ
ンド表面SAの反射光レベルよりも低く設定された所定
の閾値ISH2よりも反射光輝度が低くなる領域として、
各バンプ毎に特定することができる。
特定されたシルエット領域SAの外側外形線に対し、検
査光の入射方向と直交する向きにおける最大寸法Dkmax
を算出する(図32:S4502)。また、図6に示す
ように、基板本体2上においてバンプ3の底面3bの周
囲には円環状の溝6(幅W)が形成されており、図35
(b)に示すように、シルエット領域はこの溝の部分を
取り込んだ形で表れる。そこで、図32のS4503で
は、図35(b)に示すように、上記最大寸法Dkmaxか
ら溝幅Wを減じた値Dkmax−Wを、バンプ底面径DBと
して求める。そして、S4504に進み、図36に示す
ようにバンプ体積Vを、頂面の直径がDu、底面の直径
がDBの円錐台で近似して、次の数2により算出する。
検査結果データ記憶部94eに記憶される。
成処理は終了する。この状態における検査データ記憶部
94eの記憶内容は図19に示す通りである。まず、品
番はワークの種類を特定するためのものであり、検査品
Noは検査された複数のワーク(検査品)を個々に特定
するためのものである。いずれも、例えば入力部100
(図5)等から、処理に先立って入力されるものであ
る。そして、各バンプ(あるいはバンプ要部存在領域)
毎に、得られた検査データDB11、DB12‥‥等が記憶
されている。各検査データは、バンプ中心Gの座標、バ
ンプ径D、バンプ高さz、バンプ面積(バンプ要部存在
領域の面積である)S、バンプ間隔K1〜K4、バンプ体
積Vを含んでいる。また、基板1上のバンプ配列に対し
て算出されたコプラナリティCの値と、前述のうねり値
TAも記憶されている。
果出力処理に進む。図33にその流れを示している。ま
ず、図5及び図9の検査標準データ記憶部94dには、
判定対象となる各検査パラメータ(ここでは、D、Z、
S、K1〜K4、V、C、TA)の合格範囲のデータが、
基板1の品番毎に記憶されているので、対応する品番の
ものを読み出す。そして、図33のS501〜S509
の処理では、ワークの全てのバンプについて、上記得ら
れた検査パラメータのうちD、Z、S、K1〜K4、Vの
各値が、合格範囲に入っていれば良バンプと判定し(S
508)、入っていなければ不良バンプとして判定する
(S509)。この判定結果は、図19の検査結果デー
タ記憶部94eに、各バンプのデータと対応付けた形で
記憶してゆく(図では、良を○、不良を×で表してい
る)。また、S509では、不良バンプの検出個数を不
良バンプカウンタNDにより計数し、これも同様に検査
データ記憶部94eに記憶する。この不良バンプの個数
が所定数(本実施例では、例えば1としている)以上と
なったものを不可(×)、該所定数未満のものを可
(○)と判定する。
了すればS503からS510に進んでコプラナリティ
の判定が行われる。すなわち、そのワークについて測定
されたコプラナリティCの値が、許容値Cmaxを超えて
いる場合は不可(×)、超えていない場合は可(○)と
判定し、結果を検査結果データ記憶部94eに記憶す
る。また、S512ではうねり値の判定が行われる。す
なわち、測定されたうねり値TAが、許容値TAmaxを超
えている場合は不可(×)、超えていない場合は可
(○)と判定し、結果を検査結果データ記憶部94eに
記憶する。そして、S514に進み、総合判定となる。
ここでは、不良バンプの個数判定、コプラナリティ判定
及びうねり値判定が、いずれも可となっているものを総
合判定合格(○)、一つでも不可となっているものを不
合格と判定している。この結果も検査結果データ記憶部
94eに記憶する。以上の結果は、検査結果データ記憶
部94eの記憶内容に基づき、例えば図5のモニタ98
あるいはプリンタ102から出力することができる(S
517)。以上で、判定/結果出力処理が終了する。こ
のような図24のS1〜S7の各処理が、検査を行った
各ワークに順次行われ、全てのワークについての処理が
完了すれば、データ解析/検査判定処理は終了となる。
力形態の実施例について、図38〜図41の説明図と、
図46〜図50のフローチャートにより説明する。ま
ず、この表示は、図5のブロック図において、モニタ9
8上にてなされる。そして、その表示制御は、記憶装置
94の記憶部94fに記憶された表示制御プログラムに
基づき、CPU86がモニタ制御部96を介して行う。
なお、モニタ98は、請求項でいう高さ値分布表示手
段、個別バンプマッピング画像拡大表示手段、検査情報
内容表示手段、位置別検出情報表示手段及びワーク配列
表示手段として機能する。また、CPU86は、バンプ
良否判定手段、不良バンプ位置表示制御手段、不良バン
プ存在領域拡大表示手段、ワーク良否判定手段、不良ワ
ーク表示制御手段、測定系作動制御手段として機能す
る。さらに、マウス100b(ポインティングデバイ
ス)はCPU86とともに、不良バンプ存在領域選択手
段及び個別バンプ選択領域設定手段の役割を果たす。
フローチャートである。まず、そのP10にて、図39
に示すようにモニタ98の画面上に、判定結果表示ウィ
ンドウ300と高さ分布値表示ウィンドウ301とを表
示する。前者はワーク配列表示手段の役割を、後者は高
さ値分布表示手段の役割をそれぞれ果たす。まず、判定
結果表示ウィンドウ300は、図37に示すワークホル
ダ38上の各凹所38a(すなわちワーク1)に一対一
に対応する個別ワーク表示部としての表示セル300a
が、対応する配列形態にて碁盤目状に形成されたもので
ある。
フローチャートである。まず、P101において、判定
結果表示ウィンドウ300内の表示セル300aのう
ち、現在処理の対象となっているワーク(以下、カレン
トワークという)に対応するものを選択する。本実施例
では、カレントワークに対する判定結果が判明していな
い場合には、図39(a)に示すように、その選択した
表示セル内にマーカー300bを表示して、カレントワ
ークの位置が識別できるようにしている。
果が出ていれば、これを図19の検査結果データ記憶部
94eから読み出す。そして、総合判定が可(○)にな
っていればP106に進んで、その表示セルの表示状態
を「良品」表示状態とする(図39(a)では、Gで示
した表示状態:例えば明るい緑色で塗りつぶす)。他
方、総合判定が不可(×)の場合はP104に進み、測
定系制御部51(図5)に対し検査中断指令を送信す
る。
は、図23の処理のD40及びD50を、図52のD4
0〜D54と置き換えた形で実行される。すなわち、D
51で検査中断指令を受けると、D40のポリゴンミラ
ー駆動及び光走査のためのx−yテーブル40のy駆動
と、D50のデータ取込み/転送処理とを、現在測定中
のワークに対する処理が終了するまでは続行し、D53
に進んで待機となる。そして、D54で検査再開指令を
受けるまでは、この中断状態を維持するようにする。な
お、D51で検査中断指令を受けなかった場合は、D5
2〜54がスキップされ、図23のD60以降の処理に
進む。
可の理由が不良バンプ発生によるものであるかどうかを
検査結果データ記憶部94e内の判定結果データにて確
認する。そして、不良バンプ発生によるものであれば、
P107に進んで、その表示セル300aの表示状態を
「バンプ不良」表示状態とする(図39(a)では、F
Bで示した表示状態:例えば赤枠で囲んだ状態とす
る)。他方、不良バンプ発生ではなく、コプラナリティ
あるいはバックグラウンド(基板本体表面)のうねり値
の不良であれば、P108に進んでその表示セル300
aの表示状態を「コプラナリティ/うねり不良」表示状
態とする(図39(a)では、FCで示した表示状態:
例えば青色と赤色の二重枠を表示する)。
る。まず、表示対象となるワークの補正済高さレベル値
データz’(図12(b))を、データアドレスの形で
記述された位置データとのデータ組の形で順次読み出す
(P206)。そして、高さ分布値表示ウィンドウ30
1内の画素のうち、読み出したデータ組のデータアドレ
スに対応する画素を選択し(P207)、例えばモニタ
98がカラーモニタであって、カラー表示モードに設定
されている場合は、その画素の色を決定する(P20
8)。ただし、グレースケールの濃淡表示としてもよ
く、この場合は画素の濃度を決定することとなる。以
下、カラー表示の場合を例にとって説明する。
のである。すなわち、高さレベル値の範囲は、図38に
示すように、複数の閾レベル群Sz1,Sz2,‥‥Sznの
設定(P2002)により区切られており、各隣接する
閾レベル間の高さレベル値範囲に、互いに異なる色彩
(濃度)C1,C2,‥‥Cnが割り当てられている。そ
して、P2001にて高さレベル値z’の値を読み出す
とともに、その値を各閾レベルと順次比較することによ
り、該当する高さレベル値範囲を見い出し、対応する色
を選択する(以上、P2003〜P2006)。
れた色による表示状態とする(P209)。この処理
を、順次読み出されるデータ組に対して繰り返すことに
より、図39(a)あるいは図40(a)に示すよう
に、高さ分布値表示ウィンドウ301内には、検査面内
の各位置の高さレベル分布が、カラーによりマッピング
表示されることとなる。なお、図40(a)では、高さ
分布値表示ウィンドウ301内には、検査面CPのほぼ
全体が表示される程度の倍率にてそのマッピング画像が
表示される。
ク(バンプ不良又はコプラナリティ/うねり値不良)で
あれば、P211に進んで不良バンプの表示モードとな
る。他方、良品ワークであれば、P212に進んでその
マッピング画像の表示状態を所定時間継続する処理とな
る。この場合、図47にて、検査中断指令を出すP10
4がスキップされているので、そのまま測定処理が続行
され、次の対象ワークが存在すれば図46にてP50か
らP60を経てP70に進み、高さ分布値表示ウィンド
ウ301内の表示がクリアされてP30に返り、以下の
処理が繰り返される。
合は、測定系10に対して測定処理を中断させた状態
で、図50に示す種々の画像操作を行うことが可能とな
る。まずP3001にて、対応するワークの検査結果デ
ータを検査結果データ記憶部94e(図19)から読み
出し、P3002で不良バンプの位置を確認する。そし
て、P3003に進み、図39(a)及び図40(a)
に示すように、高さ分布値表示ウィンドウ301に表示
されているマッピング画像上で、不良バンプ位置を含む
一定面積の領域を方形のマーカーM1にて囲み、該不良
バンプの位置を表示する。この本実施例では、2箇所の
不良バンプを生じており、各マーカーM1で囲まれた領
域は拡大指定領域に相当するものとなる(なお、枠状の
マーカーで囲む代わりに(あるいは囲むとともに)、領
域内の表示色を反転させるなど、表示状態を変更するよ
うにしてもよい)。他方、マウス100b(図5)の操
作により画面上を移動可能なポインタPも、該高さ分布
値表示ウィンドウ301内に表示されている。
場合は、そのバンプの位置を示すマーカーM1内にポイ
ンタPの指示位置を合わせ、図示しないマウスボタンの
クリック等により選択コマンドを実行する(P300
4)。すると、P3005に進み、図40(b)に示す
ように、モニタ98の画面がクリアされて、図40
(b)の画面に切り替わる。該画面には、第一ウィンド
ウ303、第二ウィンドウ304及び第三ウィンドウ3
05の3つのウィンドウが表示されている。
先の画面(図40(a))にてマーカーM1で囲まれて
いた領域(拡大指定領域)を、例えば該ウィンドウ30
3の表示領域をほぼ一杯に使う形で拡大表示し、さらに
不良バンプの領域をマーカーM2で囲って表示する(P
3005)。該マーカーM2で囲まれた領域は個別バン
プ選択領域に相当するものとなる。他方、第二ウィンド
ウ304内には、そのマーカーM2で囲まれた領域のマ
ッピング画像、ひいては該領域内のバンプのマッピング
画像を、該ウィンドウ304の表示領域をほぼ一杯に使
う形で拡大表示する(P3006)。そして、第三ウィ
ンドウ305内には、その拡大表示されたマッピング画
像が示すバンプの検査結果のデータが、検査結果データ
記憶部94e(図19)から読み出され、例えば前述の
D、Z、S、K1〜K4、V、C及びTA等の値が個別に
数値表示される(P3007:なお、判定結果も合わせ
て表示するようにしてもよい)。
説明すれば、検査面上の各位置の高さレベルは、ウィン
ドウ内の各画素の色又は濃度によって知ることができ、
例えばバンプ頂面に対応する領域は、正常なバンプであ
れば領域内の高さレベルの変動もそう大きくはならない
ので、ほぼ同じ色の表示領域で表れることとなる。ま
た、そのバンプ頂面領域の周囲には、前述の通り高さレ
ベル値のデータが欠損したシルエット領域が形成される
(これは、本実施例では高さレベルがほぼゼロの領域と
して表わされている)。そして、その外側には、バンプ
頂面よりも高さレベルの低いバックグラウンド領域が、
バンプ頂面とは異なる色彩で表れる。このように、マッ
ピング画面上の色分布から、バンプの存在領域と、バッ
クグラウンド領域とを容易に判別することができる。
り低すぎたりする場合は、そのバンプの頂面領域は、他
の正常なバンプの頂面領域とは異なる色彩で表れるの
で、これを容易に判別することができる。他方、バンプ
頂面領域(あるいはバンプ要部存在領域)の面積、すな
わちバンプ径に異常が生じた場合は、マッピング画面上
にて上記バンプ頂面領域が、正常なものとは異なる面積
で表れるので、これを容易に判別することができる。さ
らに、バンプ頂面に傷等による異常が発生した場合、そ
の異常部では検査光の乱反射により高さレベル値のデー
タが欠損してシルエット領域と同系の色彩で表れるの
で、これも容易に判別することができる。
すなわちバックグラウンド領域についてもマッピング表
示されるので、例えば図40(a)に示す低倍率の高さ
分布値表示ウィンドウ301による表示状態では、基板
本体表面のやや巨視的な反りやうねりも、その色彩の相
違から容易に識別可能となる。このように、各位置の高
さレベル値がカラーマッピング表示されることで、各バ
ンプの形成状態や基板本体表面の起伏に関する情報を極
めて直感的に把握することができるようになるのであ
る。
サンプリング距離をx方向のそれよりも大きくして、取
り込むデータ組の数を削減する一方、画面上の表示はデ
ータサンプリング間隔が密なx方向と同じく疎なy方向
とで、画面上の単位長さ当りの表示画素数を同じに設定
しているため、各バンプに対応するシルエット領域及び
バンプ頂面の存在領域は、y方向に縮んだ楕円状に表れ
ている。ただし、y方向の表示倍率を拡大することによ
り、これを本来のバンプ平面形状である円状の表示形態
とすることも可能である。
ように、第一ウィンドウ303及び第二ウィンドウ30
4のそれぞれに対し、ウィンドウ内のマッピング画像の
スクロールを可能とするために、ポインタPを媒介とし
てマウスクリックにより操作するスクロールボタン30
3a,303b及び304a,304bが設けられ、不
良バンプ周囲の状態を参照するための便宜が図られてい
る。さらに、マッピング画像上の各領域の表示色と高さ
レベルとの関係を示す高さスケール307も表示されて
いる。
ウ303内のマーカーM2は、マウス100b(図5)
によるドロー操作により、マッピング画像上の任意のバ
ンプ領域を囲む位置に移動できるようになっている。該
ドロー操作は公知のものであるが、例えば次のような処
理により行うことができる。まず、ポインタPの指示位
置をマウス操作によりマーカーM2内に位置合わせし、
その状態で図示しないマウスボタンを押すことによりマ
ーカーM2を選択した状態とする。そして、マウスボタ
ンを押圧した状態でマウスを移動させることにより、ポ
インタPとともにマーカーM2もこれに追従して移動す
るように画像表示処理を行う。そして、所望のバンプ領
域にマーカーM2が移動したところで、マウスボタンの
押圧を解除することにより、当該位置にマーカーM2が
位置決め確定されるように処理を行う。
第二ウィンドウ304内には、その移動後のマーカーM
2が示す領域の拡大マッピング画像が表示されるように
処理される。これにより、第一ウィンドウ303内の所
望の領域(すなわち、所望のバンプ)のマッピング画像
を、拡大表示することができるようになる。
選択領域)内の拡大画像では、図41(b)に示すよう
に、各データ組に対応する画素を、ポインタPにより個
別に選択することができるようになっている。この選択
は、例えばポインタPの指示位置を所望の画素位置に合
わせ、マウスクリックを行うことにより実行できる。そ
して、この操作により、第三ウィンドウ305内には、
その画素に対応する高さ値z’と反射光輝度Iの数値
が、補正済データ記憶部94b(図5、あるいは図12
(b))から読み出されて表示される(図50:P30
09〜P3011)。
面上には、マウスクリック等により操作する前画面選択
ボタン306が形成されている。これを操作すると、前
画面コマンドが実行され、いつでも図40(a)に示す
画面に戻ることができる(図50:P3008、P30
12)。また、各画面には検査再開ボタン302が形成
されており、これをマウスクリックにより操作すると検
査再開コマンドが実行され(図50:P3013〜P3
015)、さらにP3016で検査再開指令が測定系制
御部51に送信されて図50の不良表示処理は終了とな
る。同時に、図48の高さ分布表示処理も終了となり、
図46のP50に戻る。以降の処理は、正常ワークの場
合の処理と同じとなる。なお、測定系制御部51では、
図52のD54で検査再開指令を受けることによってD
53の処理中断/待機状態が解かれ、以降の処理が再開
される。
に対しては、図24のデータ解析/検査判定処理が終了
したものから順に、以上詳述した図46の判定結果表示
処理(P30)及び(P40)が行われ、そのワークホ
ルダの全てのワーク1について処理が完了すれば終了と
なる。なお、不良ワーク検出時に測定系10の作動を中
断させずに続行させ、不良発生の警告出力のみを行うよ
うにしてもよい。例えば図39(b)に示すように、高
さ分布値表示ウィンドウ301内の表示をクリアして、
代わりに不良品発生のメッセージ(NG)等を表示する
ことができる。また、図示しないスピーカ等から警報音
を出力させるようにしてもよい。この場合、図50の不
良表示処理は、検査終了後に、所望のワークの高さレベ
ル値と位置データとの組(図12(b))、及び検査結
果データ(図19)を読み出す形で実行することができ
る。
−yテーブル40(図4)から取り外され、図42に示
す選別ユニット400に装着される。この選別ユニット
400は、上面にワークホルダ38が着脱可能に装着さ
れる光源ボックス402と、その光源ボックス402に
対し支柱403とアーム406とを用いて取り付けら
れ、ワークホルダ38を上方から撮影するワーク検出手
段としてのCCDカメラ401等を備えている。
を示しており、上面側に開口部403bが形成されたボ
ックス本体403と、その内部に配置された蛍光ランプ
等の光源404が配置されている。ワークホルダ38は
ボックス本体403の上面に対し、各ワーク1の配置領
域が開口部403bの内側に位置するよう、前述の係合
孔38dを該ボックス本体403側に形成された係合凸
部403aに係合させる形で、これに位置決め装着され
る。なお、ボックス本体403の上面所定位置には、近
接スイッチ等で構成されたワークホルダ方向検知センサ
405が設けられている。他方、例えばプラスチック製
のワークホルダ38の下面側所定位置には、金属製の被
検知片38sが取り付けられている。そして、ワークホ
ルダ38が正しい方向でボックス本体403上に取り付
けられた場合にのみ、被検知片38sがワークホルダ方
向検知センサ405により検出され、該ワークホルダ3
8の取付方向が正しいか否かが検出されるようになって
いる。
成の一例を示すブロック図である。その制御部450
は、I/Oポート449と、これに接続されたCPU4
51、RAM452及びROM453とを主体に構成さ
れている。そのI/Oポート449には、センサ出力制
御部411、カメラ出力制御部412、モニタ制御部4
13、D/A変換器414、ハードディスク装置等の記
憶装置454、データ解析部81のコンピュータ82及
び測定制御部51の中央制御ユニット52が接続されて
いる。そして、センサ出力制御部411には前述のワー
クホルダ方向検知センサ405が、カメラ出力制御部4
12には前述のCCDカメラ401が、モニタ制御部4
13にはワーク良/不良判定結果表示手段としてのモニ
タ410が、D/A変換器414にはアンプ415を介
して警告出力手段としてのスピーカ416がそれぞれつ
ながれる。なお、CPU451は、記憶装置454に記
憶された制御プログラム454aに基づき、測定系作動
制御手段として機能する。さらに、I/Oポート449
は判定結果出力手段として機能する。
図51のフローチャートを用いて説明する。まず、Q1
01において、装着しようとするワークホルダ38の各
ワーク1に対応する検査判定結果を、データ解析部81
のコンピュータ82から受信する。また、Q102〜Q
103では、ワークホルダ38の装着方向を、ワークホ
ルダ方向検知センサ405の検出出力をもとに判別し、
方向が誤っている場合には、スピーカ416から警報音
を出力させる。
すように、受信した検査判定結果に基づきモニタ410
上に判定結果表示ウィンドウ460を、図39等に既に
示した判定結果表示ウィンドウ300とほぼ同様の形態
で表示する。これにより、不良ワークのワークホルダ3
8上の位置が確認できるようになる。同時に、Q106
では、仮に測定系10のx−yテーブル40に新たなワ
ークホルダが装着されていても、それに対する測定を行
ったところで処理が中断されるよう(あるいはそれに対
する測定作動がなされないよう)、測定系制御部51の
中央制御ユニット52に作動中断指令(あるいは作動禁
止指令)を送信しておく。
結果表示ウィンドウ460を見ながら、図45(b)に
示すように、手作業により不良ワークをワークホルダ3
8から取り外してゆく。すると、図43に示すように、
ワークの取り外された凹所38aでは光源404からの
光が貫通孔38aを通って上面側に漏洩し、これがCC
Dカメラ401(図42)により検出される。ここで、
ワークホルダ38上の各ワーク1のうち、どれが不良で
あるかは既に判明しているから、全ての不良ワークが誤
りなく取り外されたかどうかは、この漏洩光が全ての不
良ワークに対応する位置にて検出されているか否かと、
同時に全ての正常ワークに対応する位置にて検出されて
いないか否かとを確認することにより判別できる。
ける漏洩光の検出の有無を順次チェックするとともに、
漏洩光の検出状態に矛盾が生じていれば、RAM452
内に形成された選別ミスフラグ452aをオンとする。
そして、この処理を、漏洩光検出状態の矛盾が解消され
るまで、すなわち全てのワーク装着位置でのチェックが
終了した時点で選別ミスフラグ452aがオフとなった
状態が得られるまで繰り返す(Q108〜Q116)。
そして、該状態が得られればQ117に進んで選別終了
を通知し、測定系制御部51の中央制御ユニット52に
作動許可指令を送信して、処理を終了する。これによ
り、測定系10では次のロットのワーク検査を開始でき
るようになる。他方、Q116で選別ミスフラグ452
aがオンになっているにもかかわらず、ワークホルダ方
向検知センサ405の検出状態がワークホルダ非検知状
態となった場合(すなわちワークホルダ38が選別ユニ
ット400から取り外された場合)はQ119に進み、
スピーカ413からの警報音出力等により選別ミスを警
告する。
チップ基板の検査に適用した例について説明したが、バ
ンプを有する基板であれば、BGA基板等、他の種類の
基板についても本発明を適用できることはもちろんであ
る。
板の一例を示す斜視図。
を模式的に示す図。
ク図。
により得られる高さレベル及び輝度のプロファイル。
図。
明図。
び計測誤差の説明図。
及び補正済データ記憶部の内容を示す説明図。
した状態の一例を示す説明図。
特定する場合の一例を示す説明図。
離の平均値及びバンプ径を求める説明図。
明図。
態を特定する処理の説明図。
す説明図。
フローチャート。
ャート。
チャート。
フローチャート。
ーチャート。
チャート。
ーチャート。
フローチャート。
示すフローチャート。
ート。
ローチャート。
及ぼす影響を説明する図。
を説明する説明図。
にて示す平面図及び横断面図。
定色との関係を示す説明図。
ィンドウとの表示形態の一例を示す説明図。
作と、マッピング画像の拡大表示の一例を示す説明図。
上での画素クリックによるデータ表示の一例を示す説明
図。
示す断面図。
ック図。
定結果の表示例と、不良バンプの選別の様子を表す図。
ト。
ャート。
チャート。
チャート。
チャート。
に作動中断を行う場合の変更部分を抜粋して示すフロー
チャート。
段) 76 高さ値演算部(高さ値情報生成手段) 77 輝度演算部(反射光輝度生成手段) 86 CPU(バンプ存在領域特定手段、高輝度領域特
定手段、バンプ要部存在領域認識手段、検査情報生成手
段、高さ決定領域設定手段、バンプ高さ演算手段、高さ
決定用高輝度領域抽出手段、バックグラウンド高さ決定
領域設定手段、バックグラウンド高さ演算手段、位置許
容範囲規定ウィンドウ設定手段、面積算出手段、判定手
段、バンプ中心決定手段、バンプ配列間隔演算手段、バ
ンプ寸法演算手段、コプラナリティ情報生成手段、表面
うねり情報生成手段、バンプ体積情報生成手段、シルエ
ット領域特定手段、バンプ底面大きさ情報生成手段、バ
ンプ良否判定手段、不良バンプ位置表示制御手段、不良
バンプ存在領域拡大表示手段、ワーク良否判定手段、不
良ワーク表示制御手段、測定系作動制御手段) 98 モニタ(検査情報出力手段、高さ値分布表示手
段、個別バンプマッピング画像拡大表示手段、検査情報
内容表示手段、位置別検出情報表示手段、ワーク配列表
示手段) 100 入力部 100b マウス(不良バンプ存在領域選択手段、個別
バンプ選択領域設定手段) 102 プリンタ(検査情報出力手段) 300 判定結果表示ウィンドウ(ワーク配列表示手
段) 301 高さ分布値表示ウィンドウ(高さ値分布表示手
段) 300a 表示セル(個別ワーク表示部) 401 CCDカメラ 404 光源 410 モニタ(ワーク良/不良判定結果表示手段) 416 スピーカ(警告出力手段) 451 CPU(測定系作動制御手段) 449 I/Oポート(判定結果出力手段)
在領域に対し、これに外接する四辺形領域を求め、その
四辺形領域の対角線交点位置としてバンプ中心Gの座標
を算出することもできる。この場合、例えばx方向の直
線をy軸に沿って平行移動させ、バンプ要部存在領域と
接点を生ずる2直線Lx1,Lx2を決定する。次いで、
y方向の直線をx軸に沿って平行移動させ、バンプ要部
存在領域と接点を生ずる2直線Ly1,Ly2を決定す
る。これにより、上記四辺形領域は長方形領域として設
定され、その対角線交点座標は、いずれか一方の対角線
の中点座標として演算することができる。このようにす
ることで、各ビットのx座標及びy座標の加算処理が不
要となり、バンプ中心座標の算出処理を簡略化すること
ができるようになる。
値を算出するようにしてもよい。例えば、図54(a)
に示すように、各バンプ3の頂点位置に対応する最小二
乗平面を頂点基準面P0とし、その頂点基準面P0と平行
でかつ高さ最大のバンプ3の頂点を通る平面をPmax、
同じく高さ最小のバンプ3の頂点を通る平面をPminと
したときのPmaxとPminとの面間距離をコプラナリティ
Cとする。なお、頂点位置の座標は、バンプ頂面内にて
高さレベルが最高となる位置の3次元座標(x,y,
z)を用いてもよいし、例えばバンプ中心Gの位置座標
を(xp,yp)と、前記算出されたバンプ頂面の高さレ
ベルz’の平均値z’mとを組み合わせて、(xp,y
p,z’m)を用いるようにしてもよい。
の高さレベルの順位において、最も高さの大きいものか
ら順に3つのものMAX1,MAX2,MAX3を抽出し、その3つ
のバンプの頂点が定める平面Pmaxから、最も高さの小
さいもの(MIN)の頂点までの距離(あるいはその頂点
を通ってPmaxと平行な平面をPminとしたときの、Pma
xとPminとの面間距離)をコプラナリティCとすること
もできる。また、この逆に、バンプの高さレベルの順位
において、最も高さの小さいものから順に3つのものMI
N1,MIN2,MIN3を抽出し、その3つのバンプの頂点が定
める平面Pminから、最も高さの大きいもの(MAX)の頂
点までの距離(あるいはその頂点を通ってPminと平行
な平面をPmaxとしたときの、PmaxとPminとの面間距
離)をコプラナリティCとすることもできる。
板の一例を示す斜視図。
を模式的に示す図。
ク図。
により得られる高さレベル及び輝度のプロファイル。
図。
明図。
び計測誤差の説明図。
及び補正済データ記憶部の内容を示す説明図。
した状態の一例を示す説明図。
特定する場合の一例を示す説明図。
離の平均値及びバンプ径を求める説明図。
明図。
態を特定する処理の説明図。
す説明図。
フローチャート。
ャート。
チャート。
フローチャート。
ーチャート。
チャート。
ーチャート。
フローチャート。
示すフローチャート。
ート。
ローチャート。
及ぼす影響を説明する図。
を説明する説明図。
にて示す平面図及び横断面図。
定色との関係を示す説明図。
ィンドウとの表示形態の一例を示す説明図。
作と、マッピング画像の拡大表示の一例を示す説明図。
上での画素クリックによるデータ表示の一例を示す説明
図。
示す断面図。
ック図。
定結果の表示例と、不良バンプの選別の様子を表す図。
ト。
ャート。
チャート。
チャート。
チャート。
に作動中断を行う場合の変更部分を抜粋して示すフロー
チャート。
明図。
して説明する図。
段) 76 高さ値演算部(高さ値情報生成手段) 77 輝度演算部(反射光輝度生成手段) 86 CPU(バンプ存在領域特定手段、高輝度領域特
定手段、バンプ要部存在領域認識手段、検査情報生成手
段、高さ決定領域設定手段、バンプ高さ演算手段、高さ
決定用高輝度領域抽出手段、バックグラウンド高さ決定
領域設定手段、バックグラウンド高さ演算手段、位置許
容範囲規定ウィンドウ設定手段、面積算出手段、判定手
段、バンプ中心決定手段、バンプ配列間隔演算手段、バ
ンプ寸法演算手段、コプラナリティ情報生成手段、表面
うねり情報生成手段、バンプ体積情報生成手段、シルエ
ット領域特定手段、バンプ底面大きさ情報生成手段、バ
ンプ良否判定手段、不良バンプ位置表示制御手段、不良
バンプ存在領域拡大表示手段、ワーク良否判定手段、不
良ワーク表示制御手段、測定系作動制御手段) 98 モニタ(検査情報出力手段、高さ値分布表示手
段、個別バンプマッピング画像拡大表示手段、検査情報
内容表示手段、位置別検出情報表示手段、ワーク配列表
示手段) 100 入力部 100b マウス(不良バンプ存在領域選択手段、個別
バンプ選択領域設定手段) 102 プリンタ(検査情報出力手段) 300 判定結果表示ウィンドウ(ワーク配列表示手
段) 301 高さ分布値表示ウィンドウ(高さ値分布表示手
段) 300a 表示セル(個別ワーク表示部) 401 CCDカメラ 404 光源 410 モニタ(ワーク良/不良判定結果表示手段) 416 スピーカ(警告出力手段) 451 CPU(測定系作動制御手段) 449 I/Oポート(判定結果出力手段)
Claims (18)
- 【請求項1】 基板本体上に複数のバンプが二次元的に
配列されたバンプ付基板の検査装置であって、 前記バンプ付基板の、少なくとも前記複数のバンプの配
列された領域を検査面として、該検査面に前記検査光を
照射する光源と、 前記検査面からの前記検査光に基づく反射光を受光する
受光部と、 前記検査光を前記検査面内にて二次元的に走査する光走
査手段と、 前記受光部の検知出力に基づいて、前記検査面内の各位
置の高さに関する情報(以下、高さ情報という)を生成
する高さ情報生成手段と、 を含む測定系と、 前記高さ情報に基づいて、前記検査面上の各バンプの形
成状態を反映した検査情報を生成する検査情報生成手段
と、 その生成された検査情報を出力する検査情報出力手段と
を備え、 前記検査情報出力手段は、前記高さの範囲を1ないし複
数の閾値により分割し、その分割された高さの各範囲に
対し、表示装置の画素の濃度及び/又は色彩を一対一に
対応させ、前記検査面上の各位置に対応する画素の濃度
又は色彩を、前記高さ情報が示すそれら各位置の高さに
対応するものに設定することにより、前記検査面上の高
さ分布を前記表示装置にマッピング出力させる高さ分布
表示手段を備えることを特徴とするバンプ付基板の検査
装置。 - 【請求項2】 前記受光部の検知出力に基づいて、前記
検査面上の各位置における前記反射光の輝度情報を生成
する反射光輝度情報生成手段を備え、 前記検査情報生成手段は、前記反射光の輝度情報と前記
高さ情報とに基づいて、前記検査面上の各バンプの形成
状態を反映した検査情報を生成するものとされている請
求項1記載のバンプ付基板の検査装置。 - 【請求項3】 前記検査情報は、各バンプの高さ情報、
コプラナリティ情報、基板本体のうねり情報、位置情
報、配置間隔情報、前記検査面上におけるバンプ存在領
域の面積情報、及び体積情報の少なくともいずれかを含
むものである請求項1又は2に記載のバンプ付基板の検
査装置。 - 【請求項4】 前記検査情報に反映される各バンプの形
成状態が、予め定められた判定条件を満足するか否かに
基づいて、それら各バンプの良/不良を判定するバンプ
良否判定手段と、 前記表示装置に対し、前記高さ分布のマッピング出力画
面上において、前記バンプ良否判定手段が不良と判定し
たバンプ(以下、不良バンプという)の存在位置を表示
させる不良バンプ位置表示制御手段と、 を備える請求項1ないし3のいずれかに記載のバンプ付
基板の検査装置。 - 【請求項5】 前記高さ分布のマッピング出力画面上に
おいて、前記位置表示された前記不良バンプの存在領域
を選択する不良バンプ存在領域選択手段と、 その選択された不良バンプ存在領域の高さ分布のマッピ
ング画像を拡大して表示する不良バンプ存在領域拡大表
示手段とを備える請求項4記載のバンプ付基板の検査装
置。 - 【請求項6】 前記不良バンプ位置表示制御手段は、前
記不良バンプの存在領域を含む所定面積の領域を拡大指
定領域として前記高さ分布のマッピング出力画面上に示
すものとされ、 前記不良バンプ存在領域選択手段は、その拡大指定領域
を単位として前記不良バンプ存在領域を選択するものと
され、 前記不良バンプ存在領域拡大表示手段は、その選択され
た拡大指定領域内のマッピング画像を拡大表示するもの
である請求項5記載のバンプ付基板の検査装置。 - 【請求項7】 前記不良バンプ存在領域選択手段は、前
記マッピング出力画面上に表示されるポインタを、マウ
ス、トラックボール等のポインティングデバイスの操作
により該マッピング出力画面上で移動させて、そのポイ
ンタ指示位置を前記拡大指定領域内に位置させるととも
に、その状態で領域選択コマンドを実行することによ
り、該拡大指定領域を選択するものとされている請求項
6記載のバンプ付基板の検査装置。 - 【請求項8】 前記不良バンプ位置表示制御手段は、前
記拡大指定領域を複数のバンプの存在領域を含む形で設
定するようになっており、他方、 その設定された拡大指定領域内にて、個々のバンプ存在
領域のうち任意のものを1つのみ含む所定面積の領域を
個別バンプ選択領域として設定する個別バンプ選択領域
設定手段と、 その設定された個別バンプ選択領域内のマッピング画像
をさらに拡大して表示する個別バンプマッピング画像拡
大表示手段とを備える請求項6又は7に記載のバンプ付
基板の検査装置。 - 【請求項9】 前記個別バンプ選択領域にて選択された
バンプ存在領域に対応するバンプの、前記検査情報の内
容を表示する検査情報内容表示手段が設けられている請
求項8記載のバンプ付基板の検査装置。 - 【請求項10】 前記個別バンプ選択領域内のマッピン
グ画像を構成する各画素のうち、任意のものを選択する
画素選択手段と、 前記高さ情報と前記反射光の輝度情報との少なくともい
ずれかについて、前記選択された画素の示す前記検査面
上の位置に対応するものの内容を位置別検出情報として
表示する位置別検出情報表示手段とを備える請求項8又
は9に記載のバンプ付基板の検査装置。 - 【請求項11】 検査対象たる前記バンプ付基板をワー
クとして、該ワークを複数、平面的に配列した状態で着
脱可能に保持するワークホルダと、 前記検査光が照射される検査位置に対し、配列された前
記複数のワークが順次送り込まれるように、前記ワーク
ホルダを前記光源に対して相対的に移動させるワークホ
ルダ移動手段とを備え、 前記測定系は、前記検査位置に送り込まれるワークに対
しその検査面内の各位置の高さの検出を逐次的に行うも
のとされ、 前記検査情報生成手段は、それら各ワークの検査情報
を、各々対応する前記高さ情報に基づいて生成するもの
である請求項1ないし10のいずれかに記載のバンプ付
基板の検査装置。 - 【請求項12】 前記ワークホルダ上のワークの配列を
表示するワーク配列表示手段と、 前記検査情報に基づいて、各ワークの良/不良を判定す
るワーク良否判定手段と、 前記ワーク良否判定手段により不良バンプを有すると判
定されたワーク(以下、不良ワークという)について、
前記ワーク配列表示手段に対し、前記ワーク配列上にお
ける当該不良ワークの位置を表示させる不良ワーク表示
制御手段と、 を備える請求項11記載のバンプ付基板の検査装置。 - 【請求項13】 前記ワーク配列表示手段は、前記ワー
クホルダ上の各ワークに一対一に対応する個別ワーク表
示部を備え、 前記不良ワーク表示制御手段は、前記不良ワークと正常
ワークとで、対応する個別ワーク表示部の表示状態を互
いに異ならせることにより、前記ワーク配列表示手段に
対し前記不良ワークの位置を表示させるものである請求
項12記載のバンプ付基板の検査装置。 - 【請求項14】 前記ワークホルダ移動手段と前記測定
系とにより、前記複数のワークに対し前記検査面内の各
位置の高さの検出を順次行う途上において、前記ワーク
良否判定手段により不良と判定されたワークが生じた場
合に、それらワークホルダ移動手段と測定系との測定作
動を一時中断させる測定系作動制御手段が設けられてい
る請求項11ないし13のいずれかに記載のバンプ付基
板の検査装置。 - 【請求項15】 前記ワークホルダ上の各ワークに対す
る不良ワーク及び正常ワークの判定結果を表示するワー
ク良/不良判定結果表示手段と、 前記ワークホルダ上の各ワーク装着位置に対し、ワーク
が装着されているか否かを個別に検出するワーク検出手
段と、 前記ワーク良/不良判定結果表示手段の表示内容を見な
がら、不良ワークと正常ワークとの一方を取り除き、他
方は残す形でワーク選別作業がなされた前記ワークホル
ダに対し、前記ワーク検出手段の検出内容に基づいて、
前記ワーク選別作業が正常に行われたか否かを判定する
選別結果判定手段と、 その判定結果を出力する判定結果出力手段とを備える請
求項11ないし14のいずれかに記載のバンプ付基板の
検査装置。 - 【請求項16】 前記ワーク選別作業が正常に行われな
かった場合に、前記判定結果出力手段からの判定結果出
力を受けて、音、光ないしそれらの組み合わせによる警
告出力を行う警告出力手段を備える請求項15記載のバ
ンプ付基板の検査装置。 - 【請求項17】 前記ワーク検出手段は、前記測定系か
ら取り外された状態の前記ワークホルダに対して、前記
各ワーク装着位置にワークが装着されているか否かの検
出を行うものとされており、他方、 前記ワーク選別作業が正常に行われなかった場合に、前
記判定結果出力手段からの判定結果出力を受けて、前記
ワークホルダ移動手段と前記測定系とに対し、次のワー
クホルダに対する測定作動を禁止させる測定系作動制御
手段が設けられている請求項15又は16に記載のバン
プ付基板の検査装置。 - 【請求項18】 前記ワークホルダには、前記ワークを
それぞれ装着するための複数の凹所が形成されるととも
に、それら各凹所の底部には透光部が形成され、 前記ワーク検出手段は、前記ワークホルダを下側から照
らす選別用光源と、該ワークホルダを挟んで前記選別用
光源と反対側に配置され、前記各凹所の透光部からの漏
洩光を検出する漏洩光検出手段とを備え、該漏洩光の有
無に基づいて各凹所内に前記ワークが装着されているか
否かを検出するようになっている請求項17記載のバン
プ付基板の検査装置。
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