JP3455031B2 - Bump appearance inspection device - Google Patents
Bump appearance inspection deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップ(以
下、単にチップと言う。)の電極部に形成された微小突
起物であるバンプの外観を検査する装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for inspecting the appearance of bumps, which are minute projections formed on the electrode portion of a semiconductor chip (hereinafter simply referred to as a chip).
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の装置としては図8、図9
に示したものがある。この装置は特開平04−1132
59号に記載されたもので、バンプ101が形成された
チップ102を台103上に載置し、このチップ102
を暗照明法と明視野照明法との2通りの照明法で照射し
てチップ表面102aをCCDカメラ105によって撮
像し、暗視野照明法と明視野照明法それぞれの下でのC
CDカメラ105の出力信号つまり画像信号をコンピュ
ータ影像処理装置106によって画像処理を行い、これ
によって得た画像データからバンプ101の特徴値を抽
出し、この抽出されたバンプの特徴値を予め格納されて
いる良品のバンプの特徴値と比較することにより、バン
プの良、不良を判定するようにしたものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as a device of this type, FIGS.
There is one shown in. This device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 04-1132.
No. 59, the chip 102 on which the bump 101 is formed is placed on the base 103, and the chip 102
Are radiated by two types of illumination methods, a dark illumination method and a bright field illumination method, and the chip surface 102a is imaged by the CCD camera 105. C under the dark field illumination method and the bright field illumination method respectively.
The output signal of the CD camera 105, that is, the image signal is subjected to image processing by the computer image processing device 106, the characteristic value of the bump 101 is extracted from the image data obtained by this, and the extracted characteristic value of the bump is stored in advance. By comparing it with the characteristic value of the good bump, the goodness and the badness of the bump are determined.
【0003】上記暗視野照明法とは、CCDカメラ10
5の光軸107の周囲を囲む環状照明装置108からの
光109によって、チップ表面102aを鋭角の照射角
でもって照射する照明法である。また、上記明視野照明
法とは、光源110からの平行光111をビームスプリ
ッター112を介してCCDカメラ105の光軸107
と同軸になるようにして、チップ表面102aに平行光
111を垂直に照射する照明法である。図10は暗視野
照明法と明視野照明法との下で得られたバンプ画像の幾
つかの例を示しており、図中(i)は良品のバンプの平面
図、(ii),(iii)はそれぞれ、形状不良のバンプと、一部
が欠落したバンプの平面図である。The dark field illumination method is the CCD camera 10.
5 is an illumination method of irradiating the chip surface 102a with an acute irradiation angle by light 109 from an annular illuminating device 108 that surrounds the circumference of the optical axis 107 of FIG. In the bright field illumination method, the parallel light 111 from the light source 110 is transmitted through the beam splitter 112 to the optical axis 107 of the CCD camera 105.
This is an illumination method in which parallel light 111 is vertically irradiated onto the chip surface 102a so as to be coaxial with. FIG. 10 shows some examples of bump images obtained under the dark-field illumination method and the bright-field illumination method. In the figure, (i) is a plan view of a good bump, and (ii), (iii ) Is a plan view of a bump with a defective shape and a bump with a part missing, respectively.
【0004】この従来のバンプ外観検査装置において
は、上記台103が台制御装置104によりx軸、y軸
方向に移動可能となっており、台103の移動によって
CCDカメラ105の視野を移動させるようになってい
る。In this conventional bump appearance inspection apparatus, the table 103 is movable in the x-axis and y-axis directions by the table controller 104, and the field of view of the CCD camera 105 is moved by moving the table 103. It has become.
【0005】図11は別の従来のバンプ外観検査装置を
示している。この装置は、直列4視野光学鏡筒として知
られているもので、レンズ201を通過したチップ10
2からの反射光の光路202を202a,202b,2
02c,202dの4つに分岐するように複数のプリズ
ム203を配置すると共に、上記4つの分岐光路202
a,202b,202c,202dを進んでくる光を受
光するように、つまり、チップ102の各部分を撮像す
るように、4つのカメラ205を互いに位置をずらして
設けることにより、図12に示すように直線に並んだ4
つの視野A,B,C,Dにあるチップ各部をある程度
(1.2倍)まで拡大して同時に観察することができる
ようになっている。これにより、この装置は、長いチッ
プを一括検査することを可能にしている。FIG. 11 shows another conventional bump appearance inspection apparatus. This device is known as an in-line four-view optical barrel, and the chip 10 passing through a lens 201 is used.
2a, 202b, 2
A plurality of prisms 203 are arranged so as to be branched into four of 02c and 202d, and the four branch optical paths 202 are also provided.
As shown in FIG. 12, four cameras 205 are provided so as to be displaced from each other so as to receive light traveling through a, 202b, 202c and 202d, that is, so as to image each part of the chip 102. Lined up in 4
Each part of the chip in each of the two visual fields A, B, C, and D can be enlarged to some extent (1.2 times) for simultaneous observation. This allows the system to batch test long chips.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】暗視野照明法と明視野
照明法とを用いてバンプ101の良、不良を判定するよ
うにした上記第1の従来技術は、次の理由により容易に
不良の特徴を検出できないという問題がある。つまり、
この従来技術では、画像データを2値化処理することに
より特徴抽出を行っているが、この場合、原画像に対し
て前処理をしてノイズ除去を行ったとしても、従来技術
での環状の暗視野照明法では、バンプ直下にある配線パ
ターンまでも抽出されてしまうことになる。したがっ
て、バンプと配線パターンが重なり合うために、バンプ
形状の正確な判定が困難となるのである。これについて
さらに詳しく説明すると、環状の暗視野照明法では、光
がチップ表面102aに対して斜め方向に照射されるた
め、凹凸部では照射光が散乱し、その一部がCCDカメ
ラ105の受光面に垂直に入射するため、バンプ表面が
明るく、バンプの存在しないチップの平坦部のパターン
が暗く観察される。この照明方法はバンプの存在しない
平坦部のパターンの一部を除去することはできるが、逆
に、図6(A)に示すように、バンプ以外の、微小な凹
凸のある配線パターンをも抽出してしまうことになるの
である。The above-mentioned first conventional technique, which determines whether the bump 101 is good or bad by using the dark field illumination method and the bright field illumination method, is easily defective due to the following reason. There is a problem that the feature cannot be detected. That is,
In this conventional technique, the feature extraction is performed by binarizing the image data. In this case, even if the original image is preprocessed to remove noise, the annular shape in the conventional technique is used. In the dark field illumination method, even the wiring pattern directly under the bump is extracted. Therefore, since the bump and the wiring pattern overlap with each other, it is difficult to accurately determine the bump shape. This will be described in more detail. In the annular dark-field illumination method, since the light is applied to the chip surface 102a in an oblique direction, the irradiation light is scattered on the uneven portion, and a part of the light is received by the CCD camera 105. Since the light is incident vertically on the bump surface, the surface of the bump is bright and the pattern of the flat portion of the chip where no bump is present is observed dark. Although this illumination method can remove a part of the pattern of the flat part where the bump does not exist, conversely, as shown in FIG. 6A, a wiring pattern having minute irregularities other than the bump is also extracted. It will be done.
【0007】一方、対象物に対して垂直に照射する明視
野照明法では、凸状のバンプ101に入射した光が散乱
してその表面が暗く観察され、バンプ部以外のチップの
平坦部のパターンが明るく観察されるため、この明るい
平坦部のパターンがバンプパターンの抽出に障害とな
る。On the other hand, in the bright-field illumination method of irradiating the object vertically, the light incident on the convex bump 101 is scattered and the surface is observed dark, and the pattern of the flat portion of the chip other than the bump portion is observed. Is observed brightly, the pattern of this bright flat portion becomes an obstacle to extraction of the bump pattern.
【0008】さらに、上記第1の従来技術においては、
一台のCCDカメラ105のみを使用してチップ表面を
撮像するようにしているため、チップ102が長いとき
には、その全面の画像を一度に取り込むことができな
い。この場合には、チップ全面を検査しようとすれば、
台103を台制御装置104によって移動させることに
よって視野を移動させる必要がある。そして、視野の移
動の度に、台103を操作してチップの位置補正処理を
行う必要があり、視野数に比例して処理時間が長くなる
という問題もある。Further, in the above first prior art,
Since only one CCD camera 105 is used to capture an image of the chip surface, when the chip 102 is long, it is not possible to capture an image of the entire surface of the chip 102 at one time. In this case, if you try to inspect the entire surface of the chip,
It is necessary to move the field of view by moving the table 103 by the table controller 104. Then, every time the visual field is moved, it is necessary to operate the table 103 to perform the chip position correction process, and there is also a problem that the processing time becomes long in proportion to the number of visual fields.
【0009】一方、上記第2の従来技術つまり直列4視
野光学鏡筒の場合には、直線に並んだ4つの視野A,
B,C,Dを同時に観察することができるようになって
おり、また、視野ピッチはある範囲内で広げられるよう
になっているため、所定の倍率で撮像する限りは、長い
チップを一度に撮像することができる。したがって、上
記第1の従来技術における直前に述べたような問題はこ
の第2の従来技術によって解消される。しかしながら、
この装置では視野が4つしかなく、全視野が20数ミリ
と限られているため、レンズ201の拡大倍率を高倍率
に上げた場合には、長いチップの全面を一括して撮像す
ることができないという問題がある。そこでチップの全
長を高倍率で撮像しようとすれば、視野の拡張が必要と
なるが、この従来技術の方式で視野拡張を考えると、増
設プリズム203’で光路202の分岐数を増やして、
増設CCDカメラ205’で撮像することになる。チッ
プ102からの反射光の輝度はプリズム203を通過す
る度に低下するため、増設プリズム203’を通った光
の輝度はさらに低下する。そして、各CCDカメラ20
5,205’に至るまでに通過しなければならないプリ
ズムの数は各視野によって異なるため、各視野に大きな
輝度差つまり照明むらが発生し、画像認識ができなくな
る結果となる(図5(A)参照)。On the other hand, in the case of the second prior art, that is, in the case of the serial 4-field optical barrel, the four field-of-views A arranged in a straight line,
B, C, and D can be observed simultaneously, and the field of view pitch can be widened within a certain range. Therefore, as long as the image is taken at a predetermined magnification, a long chip can be viewed at once. It can be imaged. Therefore, the above-mentioned problem in the first conventional technique described above is solved by the second conventional technique. However,
Since this apparatus has only four fields of view and the total field of view is limited to 20 mm, when the magnification of the lens 201 is increased to a high magnification, it is possible to collectively image the entire surface of a long chip. There is a problem that you cannot do it. Therefore, if the entire length of the chip is to be imaged at a high magnification, the field of view needs to be expanded. However, considering the field of view expansion by this conventional technique, the number of branches of the optical path 202 is increased by the additional prism 203 ′.
The additional CCD camera 205 'will be used for imaging. Since the brightness of the reflected light from the chip 102 decreases every time it passes through the prism 203, the brightness of the light passing through the additional prism 203 ′ further decreases. And each CCD camera 20
Since the number of prisms that must pass through to reach 5,205 'varies depending on each visual field, a large luminance difference, that is, uneven illumination occurs in each visual field, resulting in image recognition being impossible (FIG. 5A). reference).
【0010】そこで、本発明の目的は、長いチップであ
ってもチップ全面の画像を照明ムラなく、しかも配線パ
ターンが除去された状態で、高倍率で一括して取り込む
ことができ、バンプの外観検査を高速にかつ正確に行う
ことのできるバンプ外観検査装置を提供することにあ
る。Therefore, it is an object of the present invention to obtain an image of the entire surface of a chip even with a long chip, without uneven illumination, and with a wiring pattern removed at a high magnification. It is an object of the present invention to provide a bump appearance inspection device capable of performing inspection at high speed and accurately.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1のバンプ外観検査装置は、検査対象である
バンプが形成されたチップを支持する支持手段と、上記
支持手段に支持されたチップの全面を照明する照明手段
と、上記チップの全面からの反射光によって得られる像
を拡大するレンズと、上記レンズを通過した光の光路を
複数に分岐するように配置された複数のプリズムと、上
記分岐された各光路の光を捕らえる複数の撮像部と、上
記プリズムと各撮像部との間に配置されて、どの撮像部
にも略等しい光量で光が入射するように、各撮像部への
入射光の光量を調節するフィルタと、上記各撮像部から
出力された画像信号を入力して画像処理を行い、画像処
理によって得られた画像データに基づいて上記バンプの
良否を判定する画像処理装置とを備え、上記照明手段
は、発光素子と、上記発光素子と上記支持手段との間に
設けられた拡散レンズとを有し、チップ表面の外周部を
明るく、中心部を暗く照明する環状の照明装置からなる
ことを特徴としている。In order to achieve the above object, a bump visual inspection apparatus according to a first aspect of the present invention includes a supporting means for supporting a chip on which a bump to be inspected is formed, and a supporting means for supporting the chip. Illuminating means for illuminating the entire surface of the chip, a lens for enlarging an image obtained by reflected light from the entire surface of the chip, and a plurality of prisms arranged so as to divide the optical path of the light passing through the lens into a plurality of prisms. , Each of the imaging units is arranged between the plurality of imaging units that capture the light of each of the branched optical paths and the prism and each of the imaging units so that light is incident on each of the imaging units with a substantially equal amount of light. An image for determining the quality of the bump based on the image data obtained by performing image processing by inputting the image signal output from each of the image capturing units and a filter for adjusting the amount of incident light to And a management device, the lighting means
Between the light emitting element and the light emitting element and the supporting means.
With a diffusion lens provided, the outer periphery of the chip surface
It is characterized by an annular illuminating device that illuminates brightly and darkly the center .
【0012】このバンプ外観検査装置においては、ま
ず、上記支持手段によってチップが支持されると、環状
の照明装置からなる上記照明手段によって上記チップの
全面が照明される。そして、チップ全面によって反射さ
れた照明光は上記レンズに入射した後、上記複数のプリ
ズムによって分岐された光路を通って各撮像部に向か
う。各撮像部に向かった光は、撮像部に入射する前に上
記フィルタによって光量調節されるので、通過するプリ
ズムの数に拘わらず、どの撮像部にも略等しい光量で光
が入射する。この結果、照明ムラのないチップ全面の拡
大画像が一括して得られる。本発明によれば、光路の分
岐数を増やすことによって多くの視野をあらかじめ用意
しておくことができ、長いチップの高倍率(例えば2.
5倍率)での一括撮像にも対処できる。また、光路の分
岐数が多くても、上記フィルタによる光量調節が行われ
るので、照明ムラは生じない。なお、チップ全面からの
反射光は複数のプリズムを通過することによってその光
量が低下するため、その光量の低下を考慮して上記照明
手段が照射する光量を決める必要がある。[0012] In this bump appearance inspection apparatus, first, the chip is supported by the supporting means, the annular
The entire surface of the chip is illuminated by the illumination means including the illumination device . Then, after the illumination light reflected by the entire surface of the chip enters the lens, it travels to each imaging unit through the optical path branched by the plurality of prisms. Since the light amount of the light directed to each image pickup unit is adjusted by the filter before entering the image pickup unit, the light is incident on all the image pickup units with substantially the same light amount regardless of the number of prisms passing through. As a result, a magnified image of the entire surface of the chip without illumination unevenness can be collectively obtained. According to the present invention, a large number of fields of view can be prepared in advance by increasing the number of optical path branches, and a high magnification of a long chip (for example, 2.
It is also possible to deal with collective imaging at 5 magnifications. Even if the number of branches of the optical path is large, the amount of light is adjusted by the filter, so that uneven illumination does not occur. The amount of light reflected from the entire surface of the chip is reduced by passing through a plurality of prisms. Therefore, it is necessary to determine the amount of light emitted by the illumination means in consideration of the reduction in the amount of light.
【0013】[0013]
【0014】通常、バンプはチップ外周部に設けられて
いる。そして、請求項1に記載された環状の照明装置
は、拡散レンズを使用することによって、バンプの存在
するチップ外周部を明るく、バンプの存在しないチップ
中心部を暗く照明するから、検査対象であるバンプの画
像が効果的に得られる。Usually, the bumps are provided on the outer peripheral portion of the chip. The ring-shaped illumination device according to claim 1 is an inspection target because it uses a diffusion lens to illuminate a chip outer peripheral portion where bumps are present brightly and a chip central portion where bumps are not present dark. The image of the bump can be effectively obtained.
【0015】[0015]
【0016】[0016]
【0017】請求項2に記載のバンプ外観検査装置は、
検査対象であるバンプが形成されたチップを支持する支
持手段と、上記支持手段に支持されたチップの全面を照
明する照明手段と、チップ全面からの反射光から、チッ
プ表面上の配線パターンからの反射光成分を除去するフ
ィルタと、上記チップの全面からの反射光によって得ら
れる像を拡大するレンズと、上記レンズを通過した光の
光路を複数に分岐するように配置された複数のプリズム
と、上記分岐された各光路の光を捕らえる複数の撮像部
と、上記プリズムと各撮像部との間に配置されて、どの
撮像部にも略等しい光量で光が入射するように、各撮像
部への入射光の光量を調節するフィルタと、上記各撮像
部から出力された画像信号を入力して画像処理を行い、
画像処理によって得られた画像データに基づいて上記バ
ンプの良否を判定する画像処理装置とを備えたことを特
徴としている。The bump visual inspection device according to claim 2 is
Supporting means for supporting the chip on which bumps to be inspected are formed, illuminating means for illuminating the entire surface of the chip supported by the supporting means, and reflected light from the entire surface of the chip, A filter for removing the reflected light component, a lens for enlarging the image obtained by the reflected light from the entire surface of the chip, a plurality of prisms arranged to branch the optical path of the light passing through the lens into a plurality of, A plurality of imaging units that capture the light of the branched optical paths, and are disposed between the prism and each imaging unit, to each imaging unit, so that light is incident on any imaging unit with a substantially equal amount of light. A filter for adjusting the amount of incident light, and image processing is performed by inputting the image signal output from each of the image pickup units,
An image processing device for determining the quality of the bump based on image data obtained by image processing.
【0018】請求項2の発明によれば、配線パターンか
らの反射光成分が除去された光が撮像装置に入力される
ので、配線パターンのない、バンプのみの画像が得られ
る。また、たとえ配線パターンの一部が捕らえられたと
しても、それは、無視できるほどのものであって、バン
プの検査には全く支障のないものである。したがって、
バンプの良、不良の判定が容易、かつ正確に行える。According to the second aspect of the invention, the light from which the reflected light component from the wiring pattern is removed is input to the image pickup device, so that an image of only the bumps without the wiring pattern can be obtained. Moreover, even if a part of the wiring pattern is captured, it is negligible and does not hinder the bump inspection. Therefore,
Easy and accurate determination of good and bad bumps.
【0019】本発明のバンプ外観検査装置の一実施形態
では、上記撮像部は奇数個であり、上記複数のプリズム
は光路を奇数個に分岐している。[0019] In one embodiment <br/> bump appearance inspection apparatus of the present invention, the imaging unit is an odd number, the plurality of prisms is branched light path an odd number.
【0020】チップ全体を複数の撮像部で撮像するに
は、チップ長に応じて、どの撮像部に分割してチップ全
体を撮像するのか決定する必要があるが、奇数個の撮像
部の中には、必ず、センターに位置する撮像部が存在す
るため、このセンターに位置する撮像部の座標中心をチ
ップの中心としてチップ長に対応する撮像部が選択され
る。また、チップの位置を移動できるよう上記支持手段
を移動可能とした場合には、センターに位置する撮像部
の中心座標を中心として、上記支持手段の移動(回転を
含む)が行われる。In order to image the entire chip with a plurality of image pickup units, it is necessary to determine which image pickup unit should be divided to image the entire chip according to the chip length. Since there is always an imaging unit located at the center, the imaging unit corresponding to the chip length is selected with the coordinate center of the imaging unit located at this center as the center of the chip. Further, when the supporting means is movable so that the position of the chip can be moved, the supporting means is moved (including rotation) around the center coordinates of the image pickup unit located at the center.
【0021】請求項3に記載のバンプ外観検査装置にお
いては、上記画像処理装置は、基準チップの位置情報お
よび上記基準チップ上のバンプの位置情報を格納する格
納手段と、画像信号の入力を任意の撮像部からの入力に
切り替える切り替え手段と、上記支持手段によって支持
されたチップの両端に対応する箇所に位置する撮像部か
らの画像信号と上記基準チップの位置情報とに基づい
て、上記チップの上記基準チップの位置からのx,y軸
方向のずれ量および傾きを算出して、上記検査対象のチ
ップの位置を認識する算出手段とを備えていることを特
徴としている。[0021] In the bump appearance inspection apparatus according to claim 3, the image processing apparatus, optionally a storage unit, an input image signal to store the position information and the position information of the bumps on the reference chip reference chip Of the chip based on the switching means for switching to the input from the image pickup part, and the image signal from the image pickup part located at the positions corresponding to both ends of the chip supported by the supporting means and the position information of the reference chip. It is characterized by further comprising a calculating means for recognizing the position of the chip to be inspected by calculating the amount of deviation and the inclination in the x- and y-axis directions from the position of the reference chip.
【0022】このバンプ外観検査装置の画像処理装置
は、上記支持手段によって任意の位置に支持されたチッ
プの位置を次のようにして認識する。まず、上記切り替
え手段によって上記チップの両端に対応する箇所に位置
する撮像部に順次切り替えてチップ両端部の画像信号を
取り込む。続いて、この取り込んだ画像信号と基準チッ
プの位置情報に基づき、上記チップの上記基準チップの
位置からのx,y軸方向のずれ量および傾きを、上記算
出手段によって算出する。そして、この算出されたx,
y軸方向のずれ量および傾きから、上記チップの位置が
認識されるのである。図8に示した従来の装置は1つの
撮像部、したがって1つの視野しか備えていないため、
チップの各端を撮像するためには、上記各端が視野に入
るようにチップを載せた台をその度に移動させる必要が
ある。これに対して、本発明によれば、上記切り替え手
段によって撮像部を切り替えるだけで、チップ各端部の
画像を取り入れることができるので、チップの位置認識
が高速に行われる。The image processing apparatus of this bump appearance inspection apparatus recognizes the position of the chip supported at any position by the supporting means as follows. First, the switching means sequentially switches to the image pickup units located at the positions corresponding to both ends of the chip to capture the image signals at both ends of the chip. Subsequently, based on the captured image signal and the position information of the reference chip, the amount of displacement and the inclination of the chip in the x and y axis directions from the position of the reference chip are calculated by the calculating means. Then, this calculated x,
The position of the chip is recognized from the shift amount and the inclination in the y-axis direction. Since the conventional device shown in FIG. 8 has only one imaging unit, and thus one visual field,
In order to image each end of the chip, it is necessary to move the table on which the chip is placed so that each end is in the visual field. On the other hand, according to the present invention, the image of each end portion of the chip can be taken in only by switching the image pickup unit by the switching unit, so that the position of the chip can be recognized at high speed.
【0023】また、請求項4に記載のバンプ外観検査装
置においては、上記画像処理装置が、上記算出手段によ
って求められた上記ずれ量および傾きを用いて上記基準
チップ上のバンプの位置を変換する変換手段と、変換後
の位置に存在する検査対象のバンプの特徴量を抽出する
抽出手段と、上記抽出手段によって抽出された特徴量を
所定の基準値と比較し、比較結果に応じて検査対象バン
プの良、不良を判定する判定手段とをさらに備えている
ことを特徴としている。Further, in the bump appearance inspection apparatus according to claim 4, the image processing apparatus converts the position of the bumps on the reference chip by using the shift amount and the slope determined by the calculating means The converting means, the extracting means for extracting the characteristic amount of the bump to be inspected existing at the position after the conversion, and the characteristic amount extracted by the extracting means are compared with a predetermined reference value, and the inspecting object is determined according to the comparison result. It is characterized by further comprising a judging means for judging whether the bump is good or bad.
【0024】このバンプ外観検査装置の画像認識装置で
は、基準チップ上のバンプの位置は予め上記格納手段に
登録されており、この基準チップ上のバンプの位置を、
上記算出手段によって求められた上記ずれ量および傾き
を用いて上記変換手段によって変換するだけで、実際の
バンプの位置が認識される。つまり、バンプの位置認識
が高速に行われる。したがって、高速な検査が可能とな
る。In the image recognition device of this bump appearance inspection device, the position of the bump on the reference chip is registered in advance in the storage means, and the position of the bump on the reference chip is
The actual position of the bump can be recognized only by converting by the converting means using the displacement amount and the inclination obtained by the calculating means. That is, bump position recognition is performed at high speed. Therefore, high-speed inspection is possible.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
により詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings.
【0026】図1は第1の実施の形態に係るバンプ外観
検査装置を全体構造を示している。同図に示されるよう
に、このバンプ外観検査装置1は、チップ102を載置
するためのステージ2を上面に有する支持台3と、この
支持台3に支柱5によって支持された9光路光学ユニッ
ト6と、上記光学ユニット6の受光部に設置された環状
照明装置7と、上記光学ユニット6からの出力信号つま
り画像信号が映像線8を介して入力される画像処理装置
9とから大略構成されている。FIG. 1 shows the entire structure of the bump appearance inspection apparatus according to the first embodiment. As shown in the figure, the bump appearance inspection apparatus 1 includes a support base 3 having a stage 2 for mounting a chip 102 on its upper surface, and a 9-optical path optical unit supported by a support 5 on the support base 3. 6, an annular illumination device 7 installed in the light receiving portion of the optical unit 6, and an image processing device 9 to which an output signal, that is, an image signal from the optical unit 6 is input via a video line 8. ing.
【0027】上記ステージ2は、図示しないステージ駆
動装置によってx軸およびy軸方向に移動可能であると
ともに、回転可能(回転角θ)となっている。The stage 2 is movable in the x-axis and y-axis directions and rotatable (rotation angle θ) by a stage driving device (not shown).
【0028】また、上記画像処理装置9は、バンプ検査
プログラムを格納したメモリや上記プログラムを実行す
るCPU等を搭載した画像処理・演算部91と、画像処
理されたチップ画像を表示するモニター92とからな
る。上記画像処理・演算部91は、光学ユニット6の出
力信号を受けて画像処理を行い、画像処理を通じて得た
チップ102の画像データからバンプ101の特徴値を
抽出すると共に、抽出されたバンプ101の特徴値を、
予め設定された基準値と比較して、その結果に応じて、
バンプの良、不良の判断を行うようになっている。な
お、画像処理方法や特徴値抽出方法は、公知の方法を使
用することができ、しかも、本発明の本質とは直接関係
がない部分なので、これらの方法についての詳細な説明
は省略する。Further, the image processing apparatus 9 includes an image processing / arithmetic unit 91 equipped with a memory storing a bump inspection program, a CPU for executing the program, and the like, and a monitor 92 for displaying the image-processed chip image. Consists of. The image processing / arithmetic unit 91 receives the output signal of the optical unit 6 and performs image processing to extract the characteristic value of the bump 101 from the image data of the chip 102 obtained through the image processing. Feature value,
Compared with a preset reference value, depending on the result,
The bumps are judged to be good or bad. As the image processing method and the feature value extracting method, known methods can be used, and since they are not directly related to the essence of the present invention, detailed description of these methods will be omitted.
【0029】また、上記環状照明装置7および光学ユニ
ット6はそれぞれ図2に示すように構成されている。環
状照明装置7は、カバー71の内側に周方向に所定間隔
をおいて、径方向外側から内側に向けて傾斜した状態で
配置された複数の発光ダイオード(以下、LEDと言
う)72と、LED72の下方に設けられた環状の拡散
レンズ73とを有する。上記拡散レンズ73は、LED
72からの光を拡散した後、被写体であるチップ102
の中心部を暗く、外周部を明るく、照明するようにする
ためのものである。ただし、中心部を暗く照明するとは
いっても、その光量としてバンプ観察が行えるに十分な
光量を確保することが肝要である。The annular illumination device 7 and the optical unit 6 are constructed as shown in FIG. The annular illuminating device 7 includes a plurality of light emitting diodes (hereinafter, referred to as LEDs) 72, which are arranged inside the cover 71 at predetermined intervals in the circumferential direction and are inclined from the radially outer side toward the inner side, and the LEDs 72. And an annular diffusing lens 73 provided below. The diffusion lens 73 is an LED
After diffusing the light from 72, the chip 102 which is the subject
It is for illuminating so that the central part is dark and the outer peripheral part is bright. However, even if the central part is illuminated darkly, it is important to secure a sufficient amount of light as the amount of light for performing bump observation.
【0030】一方、上記光学ユニット6は、環状照明装
置7によって照明されたチップ102からの反射光によ
って得られる像を拡大するためのレンズ61と、レンズ
61を通過した光の光路62を9路に分岐するように配
置された複数のプリズム63と、各分岐路を通ってきた
光を受光する9個のCCDカメラ65(a,b,c,
d,e,f,g,h)を備えている。レンズ61による
チップ像の拡大とプリズム63による光路62の9分岐
とにより、上記第2の従来技術の視野の約2倍の視野が
実現でき、したがって長い被写体を高倍率(たとえば
2.5倍)でも一括撮像ができ、高分解能(例えば10
μ)の処理が可能となる。On the other hand, the optical unit 6 has a lens 61 for enlarging an image obtained by the reflected light from the chip 102 illuminated by the annular illumination device 7 and an optical path 62 of the light passing through the lens 61. A plurality of prisms 63 arranged so as to be branched into nine, and nine CCD cameras 65 (a, b, c, which receive light that has passed through the respective branch paths).
d, e, f, g, h). By enlarging the chip image by the lens 61 and the nine branches of the optical path 62 by the prism 63, a field of view approximately twice that of the second prior art can be realized, and therefore a long object can be magnified at a high magnification (for example, 2.5 times). However, batch imaging is possible, and high resolution (for example, 10
μ) can be processed.
【0031】また、上記各CCDカメラ65の入力面に
は、入射光の光量を減ずるためのND(ニュートラル・
デンシティ)フィルタ66が設置されている。このND
フィルタ66は、各CCDカメラ65に入射する光量が
一定となるように、チップ中心部から来た光量に合わせ
てチップ周辺部から来た光の光量を落とす調整を行うも
のである。NDフィルタ66により、CCDカメラ65
によって撮影された画像の視野間の輝度差つまり照明ム
ラを無くすことができる。上記NDフィルタ66による
光量調節を行わない場合と、行った場合にCCDカメラ
a,c,e,g,iによって撮影された各視野の画像を
図5(A)、(B)に示す。図5(A)の場合には、視
野間の輝度差が大きく、図5(B)の場合には各視野の
輝度が略同じであることが分かる。なお、図5(A)に
示された画像状態は、図11に示した従来技術におい
て、単に増設プリズム203’を設けて視野拡張を行っ
た場合の画像状態に相当している。Further, the input surface of each CCD camera 65 has an ND (neutral / neutral) for reducing the amount of incident light.
A density filter 66 is installed. This ND
The filter 66 adjusts the amount of light coming from the peripheral portion of the chip in accordance with the amount of light coming from the central portion of the chip so that the amount of light entering each CCD camera 65 becomes constant. CCD camera 65 by ND filter 66
It is possible to eliminate the brightness difference between the fields of view of the captured image, that is, the uneven illumination. 5A and 5B show images of respective visual fields taken by the CCD cameras a, c, e, g, and i when the light amount adjustment by the ND filter 66 is not performed and when it is performed. It can be seen that in the case of FIG. 5A, the difference in luminance between the visual fields is large, and in the case of FIG. 5B, the luminance of each visual field is substantially the same. The image state shown in FIG. 5 (A) corresponds to the image state when the field of view is expanded by simply providing the additional prism 203 'in the conventional technique shown in FIG.
【0032】上記レンズ61とプリズム63との間に
は、配線パターンの色素成分に対応する波長領域の光を
除去するシャープカットフィルタ66が設けられてい
る。チップ102上のバンプ101と配線パターンとで
は色素成分が異なることから、このシャープカットフィ
ルタ66を設けることにより、配線パターンが除去され
たバンプ101のみの画像が得られるのである。なお、
実際には、図6(B)に示すように、シャープカットフ
ィルタ66によっても配線パターンの一部がわずかに残
る場合もあるが、それはバンプの特徴値を抽出するのに
影響を与えないほどのものである。したがって、2値化
処理されたチップの画像データから、バンプ101の正
確な特徴値を得ることが可能となる。図6(A)に示す
従来の暗視野照明法によって得られた画像と比較する
と、この実施の形態において配線パターンが如何に画像
から除去されているかが理解できよう。A sharp cut filter 66 is provided between the lens 61 and the prism 63 to remove light in the wavelength region corresponding to the pigment component of the wiring pattern. Since the bump 101 on the chip 102 and the wiring pattern have different pigment components, by providing the sharp cut filter 66, an image of only the bump 101 from which the wiring pattern is removed can be obtained. In addition,
Actually, as shown in FIG. 6B, a part of the wiring pattern may remain slightly even by the sharp cut filter 66, but it does not affect extraction of the characteristic value of the bump. It is a thing. Therefore, it is possible to obtain the accurate feature value of the bump 101 from the image data of the binarized chip. By comparing with the image obtained by the conventional dark-field illumination method shown in FIG. 6A, it can be understood how the wiring pattern is removed from the image in this embodiment.
【0033】ところで、上記光学ユニット6では奇数個
(この実施の形態では9個)のCCDカメラ65を設置
するようにしている。奇数個のカメラにはセンターカメ
ラ(この場合には5番目のカメラ)が存在する。このセ
ンターカメラの意義について、以下図3を参照しながら
説明する。By the way, in the optical unit 6, an odd number (9 in this embodiment) of CCD cameras 65 are installed. There is a center camera (fifth camera in this case) for the odd number of cameras. The significance of this center camera will be described below with reference to FIG.
【0034】チップには種々の長さのものがあり、チッ
プ長に応じて、どのカメラに分割してチップ全体を撮像
するのか決定する必要がある。図3(A)に示すよう
に、奇数個のカメラを配置した場合には、その中にセン
ターカメラが存在するが、このセンターカメラの座標中
心をチップセンターとしてチップ長に対応するカメラを
選択すればよく、カメラの選択が容易になる。There are chips of various lengths, and it is necessary to determine which camera is to be divided into to capture images of the entire chip according to the chip length. As shown in FIG. 3 (A), when an odd number of cameras are arranged, a center camera exists therein, but a camera corresponding to the chip length is selected with the center of coordinates of this center camera as the chip center. This makes it easier to select a camera.
【0035】これに対して、偶数個のカメラを配置した
場合には、次の理由により、カメラの選択が複雑にな
り、容易ではない。つまり、カメラ間の境界に存在する
対象物を測定する場合には、各カメラの視野は図3
(B)に示すようにx軸方向に一定幅(固定幅)wだけ
重ねられるのであるが、この重ね幅wは対象物の寸法を
考慮して決定される。偶数個のカメラを設置する場合に
は、カメラ間の境界がチップセンターとなるため、カメ
ラの選択の際に視野の重ね幅wを考慮しなければなら
ず、したがって、カメラの選択が複雑になるのである。On the other hand, when an even number of cameras are arranged, the selection of the cameras becomes complicated and is not easy for the following reason. That is, when measuring an object existing at the boundary between the cameras, the field of view of each camera is as shown in FIG.
As shown in (B), a certain width (fixed width) w is overlapped in the x-axis direction, and this overlap width w is determined in consideration of the size of the object. When installing an even number of cameras, the boundary between the cameras becomes the chip center, and therefore the overlapping width w of the field of view must be taken into consideration when selecting the cameras, and therefore the selection of the cameras becomes complicated. Of.
【0036】さらに、ステージ2の移動によって対象物
102を移動(回転を含む)させるためには、光学系の
中心と上記ステージ2の移動の中心とを合わせておく必
要があるが、センターカメラを配置することで、図3
(C)に示すように、そのセンターカメラの中心座標を
ステージ移動の中心とすることができ、ステージ2の位
置調整と操作が容易になる。Furthermore, in order to move (including rotation) the object 102 by moving the stage 2, it is necessary to align the center of the optical system with the center of the movement of the stage 2. By arranging it,
As shown in (C), the center coordinates of the center camera can be used as the center of stage movement, which facilitates position adjustment and operation of the stage 2.
【0037】図4は上記画像処理・演算部91によって
実行されるバンプ検査処理プログラムのフローを示して
いる。以下、図4に従って、このバンプ検査処理プログ
ラムを説明する。FIG. 4 shows a flow of the bump inspection processing program executed by the image processing / arithmetic unit 91. The bump inspection processing program will be described below with reference to FIG.
【0038】まず、ステップ#1において、基準チップ
の左右のチップコーナの座標および基準チップにおける
各視野のバンプ重心座標を初期データとして登録してお
く。次に、ステップ#2で、ステージ2上に検査対象で
あるバンプを有するチップ102を移載した後、ステー
ジ2を駆動してチップ102の位置を光学ユニット6の
受光面に合わせる。次に、ステップ#3〜6において、
左チップコーナおよび右チップコーナに位置する視野へ
CCDカメラ65を順次切り替え、取り込んだ画像から
左右のチップコーナ座標を抽出する。続くステップ#7
では、ステップ#4,#6で抽出された左右チップコー
ナの座標をステップ#1で登録された基準チップの左右
チップコーナの座標と比較し、基準チップの登録位置か
らのx軸およびy軸方向のズレ量(XY)および傾き
(θ)を算出する。First, in step # 1, the coordinates of the left and right chip corners of the reference chip and the bump barycentric coordinates of each visual field in the reference chip are registered as initial data. Next, in step # 2, after the chip 102 having bumps to be inspected is transferred onto the stage 2, the stage 2 is driven to align the position of the chip 102 with the light receiving surface of the optical unit 6. Next, in steps # 3 to 6,
The CCD cameras 65 are sequentially switched to the visual fields located at the left chip corner and the right chip corner, and the left and right chip corner coordinates are extracted from the captured image. Continued Step # 7
Then, the coordinates of the left and right chip corners extracted in steps # 4 and # 6 are compared with the coordinates of the left and right chip corners of the reference chip registered in step # 1, and the x and y-axis directions from the reference chip registration position are compared. The deviation amount (XY) and the inclination (θ) are calculated.
【0039】次に、ステップ#8で再度カメラを左チッ
プコーナ位置のCCDカメラ65に切り替え、ステップ
#9〜11で、対応する視野での検査を行う。そして、
ステップ#12で全視野の検査が終了した、つまり、右
チップコーナが位置する視野の検査が終了したと判断さ
れるまで、ステップ#13でCCDカメラ65を順次切
り替えることにより視野を移動させつつ、検査を行う。
各視野では、ステップ#9において、ステップ#7で得
られたズレ量(XY)および傾き(θ)に基づいて、登
録された基準チップの各視野におけるバンプ重心座標の
位置変換を行うことによって、検査対象のバンプの位置
を確定する。そして、ステップ#10で、確定した位置
のバンプの各種の特徴値(面積等)を2値の画像データ
から抽出し、この抽出した特徴値を予め設定された基準
値と比較することにより、バンプの良、不良の判定を行
う。Next, in step # 8, the camera is switched again to the CCD camera 65 at the left chip corner position, and in steps # 9 to 11, the inspection is performed in the corresponding visual field. And
Until it is determined in step # 12 that the inspection of the entire visual field is completed, that is, the inspection of the visual field in which the right chip corner is located is completed, the CCD camera 65 is sequentially switched in step # 13 while moving the visual field. Perform an inspection.
In each visual field, in step # 9, the position conversion of the bump barycentric coordinates in each visual field of the registered reference chip is performed based on the displacement amount (XY) and the inclination (θ) obtained in step # 7. Determine the position of the bump to be inspected. Then, in step # 10, various feature values (area, etc.) of the bump at the determined position are extracted from the binary image data, and the extracted feature value is compared with a preset reference value to obtain the bump value. It is judged whether it is good or bad.
【0040】なお、上記ステップ#3,#5,#8,#
13によって上記切り替え手段が構成される。また、上
記ステップ#4,#6,#7によって上記算出手段が構
成される。さらに、上記ステップ#10によって上記抽
出手段が構成されると共に、ステップ#11によって上
記判定手段が構成される。The above steps # 3, # 5, # 8, #
The switching means is constituted by 13. Further, the calculation means is constituted by the steps # 4, # 6 and # 7. Further, the step # 10 constitutes the extraction means, and the step # 11 constitutes the judgment means.
【0041】以上の説明から明らかなように、本実施の
形態では、チップの位置確定および、検査のための視野
移動をステージ駆動によらず、CCDカメラの切り替え
によって行っている。よって、バンプ外観検査処理を高
速に行うことができる。As is clear from the above description, in the present embodiment, the position determination of the chip and the movement of the visual field for the inspection are performed by switching the CCD cameras, not by driving the stage. Therefore, the bump appearance inspection process can be performed at high speed.
【0042】図1、2に示したバンプ外観検査装置1は
チップ照明のために環状照明装置7を用いたが、図7に
示す照明装置4を用いることもできる。この照明装置4
は4つの矩形の照明部40からなり、各照明部40は矩
形箱状のカバー41内にLED42が設置された構造と
なっている。これら4つの矩形の照明部40は、ステー
ジ2上に載置されたチップ全面を均一に照明できるよ
う、各チップ辺に対して平行に、かつチップ表面に対し
て外側から内側に向けて傾斜した状態で、図示しない取
付部に取り付けられている。上記照明部40の長手方向
の長さは、ステージ2の各辺の長さに略等しい。この照
明装置4は、チップ102の全面を均一に照明できる
上、プリズム63での光路の分岐数が最も多い低輝度の
視野でもバンプ101の観察が十分できる光量を提供す
ることができる。したがって、環状照明装置7の場合と
同様、NDフィルタ66による光量調整が可能となり、
バンプ外観検査にとって効果的な画像を得ることができ
る。Although the bump visual inspection apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 uses the annular illumination device 7 for chip illumination, the illumination device 4 shown in FIG. 7 can also be used. This lighting device 4
Is composed of four rectangular illuminating parts 40, and each illuminating part 40 has a structure in which an LED 42 is installed in a rectangular box-shaped cover 41. These four rectangular illuminators 40 are inclined parallel to each chip side and outward from the chip surface so that the entire surface of the chip mounted on the stage 2 can be uniformly illuminated. In this state, it is attached to an attachment portion (not shown). The length of the illumination unit 40 in the longitudinal direction is substantially equal to the length of each side of the stage 2. The illuminating device 4 can uniformly illuminate the entire surface of the chip 102, and can provide a sufficient amount of light for observing the bump 101 even in a low-luminance visual field in which the number of optical paths in the prism 63 is largest. Therefore, as in the case of the annular illumination device 7, the light amount can be adjusted by the ND filter 66,
An image effective for bump visual inspection can be obtained.
【0043】また、図1、2に示したバンプ外観検査装
置1では、配線パターンを画像から除去する手段として
シャープカットフィルタ67を用いたが、これに代え
て、偏光フィルタを用いて、特定の位相の光のみを透過
させるようにしても、同様の効果を得ることができる。
つまり、チップ表面のうちバンプ101の存在しない平
坦部分は鏡面であるが、バンプ101の表面は粒子によ
りざらつきがあるため、照明光はチップ平坦部表面では
正反射し、バンプ表面では散乱する。よって、チップか
らの反射光には、チップ平坦部とバンプとの間に位相差
が生じる。この位相差を利用して、偏光フィルタにより
正反射光を除去し、散乱光のみを透過させることによ
り、チップの配線パターンを画像から除去することがで
き、バンプのみの画像を得ることができるのである。Further, in the bump appearance inspection apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2, the sharp cut filter 67 is used as a means for removing the wiring pattern from the image. The same effect can be obtained by transmitting only the phase light.
That is, the flat portion of the chip surface where the bumps 101 do not exist is a mirror surface, but the surface of the bump 101 is rough due to particles, so that the illumination light is specularly reflected on the chip flat portion surface and scattered on the bump surface. Therefore, the reflected light from the chip has a phase difference between the flat portion of the chip and the bump. By using this phase difference, the specular reflection light is removed by the polarization filter and only the scattered light is transmitted, so that the wiring pattern of the chip can be removed from the image, and the image of only the bump can be obtained. is there.
【0044】なお、上記実施の形態では、光路を9つに
分岐させ9視野を一括撮像できるようにしたが、視野の
数はこれに限られるものではない。また、CCDカメラ
65の数は、偶数であってもよい。In the above embodiment, the optical path is branched into nine so that the nine fields of view can be imaged together, but the number of fields of view is not limited to this. Further, the number of CCD cameras 65 may be even.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1のバ
ンプ外観検査装置は、検査対象であるバンプが形成され
たチップを支持する支持手段と、上記支持手段に支持さ
れたチップの全面を照明する照明手段と、上記チップの
全面からの反射光によって得られる像を拡大するレンズ
と、上記レンズを通過した光の光路を複数に分岐するよ
うに配置された複数のプリズムと、上記分岐された各光
路の光を捕らえる複数の撮像部と、上記プリズムと各撮
像部との間に配置されて、どの撮像部にも略等しい光量
で光が入射するように、各撮像部への入射光の光量を調
節するフィルタと、上記各撮像部から出力された画像信
号を入力して画像処理を行い、画像処理によって得られ
た画像データに基づいて上記バンプの良否を判定する画
像処理装置とを備えているので、照明ムラのないチップ
全面の拡大画像を一括して得ることができる。また、請
求項1の発明によれば、チップ長に応じて撮像部の数を
増やすことができ、長いチップの高倍率での一括撮像に
も対処でき、高分解能の処理が可能となる。また、撮像
部の数、したがって光路の分岐数が多くても、上記フィ
ルタによって撮像部に入射する光の光量調節を行うの
で、照明ムラの発生を有効に防止できる。As is apparent from the above, the bump appearance inspection apparatus according to the first aspect of the present invention includes the support means for supporting the chip on which the bump to be inspected is formed, and the entire surface of the chip supported by the support means. Illuminating means for illuminating, a lens for enlarging an image obtained by reflected light from the entire surface of the chip, a plurality of prisms arranged to divide the optical path of light passing through the lens into a plurality of, A plurality of image capturing units that capture the light of each optical path, and the incident light to each image capturing unit are arranged between the prism and each image capturing unit so that the light is incident on each of the image capturing units with a substantially equal amount of light. A filter for adjusting the amount of light and an image processing device that inputs image signals output from each of the imaging units to perform image processing and determines pass / fail of the bumps based on image data obtained by the image processing. Equipment Since it is, it can be obtained collectively enlarged image with no illumination unevenness entire chip surface. Further, according to the invention of claim 1, the number of imaging units can be increased according to the chip length, batch imaging at a high magnification of a long chip can be dealt with, and high resolution processing can be performed. Further, even if the number of image capturing units, that is, the number of optical path branches is large, the amount of light incident on the image capturing units is adjusted by the filter, so that it is possible to effectively prevent uneven illumination.
【0046】つまり、請求項1の発明によれば、図11
に示した従来装置におけるような照明ムラの発生がなく
なるので、確実に画像認識ができると共に、図8に示し
た従来装置におけるようなチップ全面の画像取り込みの
際の台移動に起因する処理時間のロスがなくなるので、
バンプの外観検査を高速に安定して行うことができる。
そして、本発明の装置は、安定した高速の検査により、
目視の外観検査工程に置き換わる装置となり、検査工程
の自動化が可能となる。That is, according to the invention of claim 1, FIG.
Since the uneven illumination as in the conventional apparatus shown in FIG. 8 is eliminated, the image can be surely recognized, and the processing time due to the movement of the table at the time of capturing the image of the entire surface of the chip as in the conventional apparatus shown in FIG. Because there is no loss,
Bump visual inspection can be performed stably at high speed.
And the device of the present invention, by a stable and high-speed inspection,
It becomes a device that replaces the visual appearance inspection process, and the inspection process can be automated.
【0047】さらに、請求項1に記載のバンプ外観検査
装置では、上記照明手段が、発光素子と、上記発光素子
と上記支持手段との間に設けられた拡散レンズとを有し
て、チップ表面の外周部を明るく、中心部を暗く照明す
る環状の照明装置からなるため、バンプのある箇所を効
果的に照明することができ、検査対象であるバンプの画
像を効果的に得ることができる。[0047] In addition, in the bump appearance inspection apparatus according to claim 1, said illuminating means comprises a light emitting element, the light emitting element
And a diffusion lens provided between the support means and
Since it consists of an annular illuminating device that illuminates the outer peripheral part of the chip surface brightly and illuminates the central part darkly, it is possible to effectively illuminate the place with bumps and effectively obtain an image of the bumps to be inspected. be able to.
【0048】[0048]
【0049】請求項2に記載のバンプ外観検査装置は、
検査対象であるバンプが形成されたチップを支持する支
持手段と、上記支持手段に支持されたチップの全面を照
明する照明手段と、上記チップの全面からの反射光によ
って得られる像を拡大するレンズと、上記レンズを通過
した光の光路を複数に分岐するように配置された複数の
プリズムと、上記分岐された各光路の光を捕らえる複数
の撮像部と、上記プリズムと各撮像部との間に配置され
て、どの撮像部にも略等しい光量で光が入射するよう
に、各撮像部への入射光の光量を調節するフィルタと、
上記各撮像部から出力された画像信号を入力して画像処
理を行い、画像処理によって得られた画像データに基づ
いて上記バンプの良否を判定する画像処理装置に加え
て、チップ全面からの反射光から、チップ表面上の配線
パターンからの反射光成分を除去するフィルタをさらに
備えているので、配線パターンが実質的に除去されたバ
ンプ画像を得ることができる。したがって、バンプの
良、不良の判定を容易、かつ正確に行うことができる。The bump appearance inspection apparatus according to claim 2 is
Supporting means for supporting the chip having bumps to be inspected, illuminating means for illuminating the entire surface of the chip supported by the supporting means, and a lens for enlarging an image obtained by reflected light from the entire surface of the chip. A plurality of prisms arranged so as to divide the optical path of the light passing through the lens into a plurality of portions, a plurality of image capturing units that capture the light of the respective branched optical paths, and between the prism and each image capturing unit. And a filter that adjusts the amount of light incident on each image pickup unit so that the light is incident on each of the image pickup units at a substantially equal amount.
In addition to the image processing device that inputs the image signal output from each of the image pickup units and performs image processing, and determines the quality of the bump based on the image data obtained by the image processing, the reflected light from the entire surface of the chip Therefore, since a filter for removing the reflected light component from the wiring pattern on the chip surface is further provided, a bump image in which the wiring pattern is substantially removed can be obtained. Therefore, it is possible to easily and accurately determine whether the bump is good or bad.
【0050】[0050]
【0051】請求項3に記載のバンプ外観検査装置にお
いては、上記画像処理装置が画像信号の入力を任意の撮
像部からの入力に切り替える切り替え手段を備えている
ので、チップ各端部の画像の取り入れを、単に撮像部を
切り替えるだけで行うことができ、従来のようにはチッ
プ支持する台を移動させる必要がないので、上記支持手
段によって任意の位置に支持されたチップの位置を高速
に認識、確定することができる。したがって、チップ全
体を一括撮像できることによる検査の高速化と相俟っ
て、チップの外観検査をより高速に行うことができる。In the bump appearance inspection apparatus according to the third aspect of the present invention, since the image processing apparatus has a switching means for switching the input of the image signal to the input from an arbitrary image pickup unit, the image of each end of the chip can be displayed. Incorporation can be performed simply by switching the image pickup unit, and it is not necessary to move the table for supporting the chip unlike the conventional case. Therefore, the position of the chip supported at any position by the supporting means can be recognized at high speed. , Can be confirmed. Therefore, the appearance inspection of the chip can be performed at a higher speed in combination with the speedup of the inspection due to the ability to image the entire chip at once.
【0052】また、請求項4に記載のバンプ外観検査装
置においては、上記画像処理装置が、上記算出手段によ
って求められた上記ずれ量および傾きを用いて上記基準
チップ上のバンプの位置を変換する変換手段を備えてい
るので、実際のバンプの位置認識を高速に行うことがで
きる。したがって、チップ全体を一括撮像できることに
よる検査の高速化、および、撮像部を切り替えるだけで
画像信号の入力を行うことができることによる高速化と
相俟って、より高速な検査が可能となる。Further, in the bump appearance inspection apparatus according to the fourth aspect , the image processing apparatus converts the position of the bump on the reference chip by using the shift amount and the inclination obtained by the calculating means. Since the conversion means is provided, the actual bump position recognition can be performed at high speed. Therefore, the inspection can be performed at a higher speed in combination with the fact that the entire chip can be collectively imaged and the inspection can be speeded up, and the image signal can be input only by switching the image pickup unit.
【図1】本発明の一実施の形態であるバンプ外観検査装
置のシステム構造図である。FIG. 1 is a system structure diagram of a bump appearance inspection device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のバンプ外観検査装置の光学ユニットの構
造図である。FIG. 2 is a structural diagram of an optical unit of the bump appearance inspection device of FIG.
【図3】光学ユニットにおけるセンターカメラの意義を
説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the significance of a center camera in an optical unit.
【図4】図1のバンプ外観検査装置において行われる検
査処理プログラムのフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of an inspection processing program executed in the bump appearance inspection apparatus of FIG.
【図5】 基板上に形成された微細なパターンを表す図
面に代わる写真で、(A)は従来の方式に従って視野を
増設した場合に得られる照明ムラのある写真、(B)は
図2の光学ユニットによって得られる照明ムラをなくし
た写真である。5 is a photograph replacing a drawing showing a fine pattern formed on a substrate, (A) is a photograph with uneven illumination obtained when a field of view is expanded according to a conventional method, and (B) is a photograph of FIG. It is a photograph that eliminates the illumination unevenness obtained by the optical unit.
【図6】(A)は暗視野照明によって、配線パターンを
抽出したチップ画像の模式図、(B)はシャープカット
フィルターを用いて配線パターンを除去したチップ画像
の模式図である。6A is a schematic diagram of a chip image in which a wiring pattern is extracted by dark-field illumination, and FIG. 6B is a schematic diagram of a chip image in which the wiring pattern is removed using a sharp cut filter.
【図7】図1,2に示した照明装置とは異なる照明手段
を示した図。FIG. 7 is a diagram showing an illumination means different from the illumination device shown in FIGS.
【図8】従来のバンプ検査装置のシステム構成図であ
る。FIG. 8 is a system configuration diagram of a conventional bump inspection apparatus.
【図9】図8のバンプ検査装置で採用されている暗視野
照明法と明視野照明法を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a dark field illumination method and a bright field illumination method used in the bump inspection apparatus of FIG.
【図10】暗視野照明法および明視野照明法によるバン
プ外観の観察状況を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing an observation state of the appearance of bumps by a dark field illumination method and a bright field illumination method.
【図11】従来装置である直列4視野光学鏡筒の構造図
である。FIG. 11 is a structural diagram of a serial 4-view optical barrel that is a conventional device.
【図12】図11のカメラの視野を示した図である。12 is a diagram showing the field of view of the camera of FIG.
1…バンプ外観検査装置、2…ステージ、3…支持台、
4…照明装置、6…光学ユニット、7…環状照明装置、
9…画像処理装置、61…レンズ、62…光路、63…
プリズム、65…CCDカメラ、66…NDフィルタ、
67…シャープカットフィルタ、101…バンプ、10
2…チップ。1 ... Bump appearance inspection device, 2 ... Stage, 3 ... Support base,
4 ... Illumination device, 6 ... Optical unit, 7 ... Annular illumination device,
9 ... Image processing device, 61 ... Lens, 62 ... Optical path, 63 ...
Prism, 65 ... CCD camera, 66 ... ND filter,
67 ... Sharp cut filter, 101 ... Bump, 10
2 ... Chip.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−323824(JP,A) 特開 平2−155249(JP,A) 特開 平7−286968(JP,A) 特開 平6−273127(JP,A) 特開 平3−189544(JP,A) 特開 昭63−32670(JP,A) 特開 平6−258047(JP,A) 特開 昭63−304109(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/24 G06T 7/00 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-6-323824 (JP, A) JP-A-2-155249 (JP, A) JP-A-7-286968 (JP, A) JP-A-6- 273127 (JP, A) JP 3-189544 (JP, A) JP 63-32670 (JP, A) JP 6-258047 (JP, A) JP 63-304109 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 11/24 G06T 7/00
Claims (4)
プを支持する支持手段と、 上記支持手段に支持されたチップの全面を照明する照明
手段と、 上記チップの全面からの反射光によって得られる像を拡
大するレンズと、 上記レンズを通過した光の光路を複数に分岐するように
配置された複数のプリズムと、 上記分岐された各光路の光を捕らえる複数の撮像部と、 上記プリズムと各撮像部との間に配置されて、どの撮像
部にも略等しい光量で光が入射するように、各撮像部へ
の入射光の光量を調節するフィルタと、 上記各撮像部から出力された画像信号を入力して画像処
理を行い、画像処理によって得られた画像データに基づ
いて上記バンプの良否を判定する画像処理装置とを備
え、 上記照明手段は、発光素子と、上記発光素子と上記支持
手段との間に設けられた拡散レンズとを有し、チップ表
面の外周部を明るく、中心部を暗く照明する環状の照明
装置からなることを特徴とするバンプ外観検査装置。1. A support means for supporting a chip on which bumps to be inspected are formed, an illuminating means for illuminating the entire surface of the chip supported by the support means, and light obtained by reflected light from the entire surface of the chip. A lens for enlarging the image, a plurality of prisms arranged so as to branch the optical path of the light passing through the lens into a plurality, a plurality of imaging units for capturing the light of the branched optical paths, the prism and each A filter that is arranged between the image pickup units and adjusts the light amount of the incident light to each image pickup unit so that the light is incident on each of the image pickup units with a substantially equal light amount, and an image output from each of the image pickup units. An image processing device that inputs a signal to perform image processing and determines pass / fail of the bump based on image data obtained by the image processing, wherein the lighting means includes a light emitting element, the light emitting element, and the support. And a diffusion lens arranged between the means, brighten the outer peripheral portion of the chip surface, the bump appearance inspection apparatus characterized by comprising an annular illuminating device for illuminating darkened center.
プを支持する支持手段と、 上記支持手段に支持されたチップの全面を照明する照明
手段と、 チップ全面からの反射光から、チップ表面上の配線パタ
ーンからの反射光成分を除去するフィルタと、 上記チップの全面からの反射光によって得られる像を拡
大するレンズと、 上記レンズを通過した光の光路を複数に分岐するように
配置された複数のプリズムと、 上記分岐された各光路の光を捕らえる複数の撮像部と、 上記プリズムと各撮像部との間に配置されて、どの撮像
部にも略等しい光量で光が入射するように、各撮像部へ
の入射光の光量を調節するフィルタと、 上記各撮像部から出力された画像信号を入力して画像処
理を行い、画像処理によって得られた画像データに基づ
いて上記バンプの良否を判定する画像処理装置とを備え
たことを特徴とするバンプ外観検査装置。2. A supporting means for supporting a chip on which bumps to be inspected are formed, an illuminating means for illuminating the entire surface of the chip supported by the supporting means, and reflected light from the entire surface of the chip on the surface of the chip. The filter that removes the reflected light component from the wiring pattern, the lens that magnifies the image obtained by the reflected light from the entire surface of the chip, and the optical path of the light that has passed through the lens are arranged so as to branch into a plurality of paths. It is arranged between a plurality of prisms, a plurality of image pickup units that capture the light of the branched optical paths, and between the prisms and the respective image pickup units so that light is incident on any of the image pickup units with a substantially equal amount of light. , A filter that adjusts the amount of light incident on each imaging unit, and image processing that is performed by inputting the image signal output from each imaging unit described above, based on the image data obtained by the image processing. Bump appearance inspection apparatus characterized by comprising a determining image processing apparatus acceptability of pump.
査装置において、 上記画像処理装置は、 基準チップの位置情報および上記基準チップ上のバンプ
の位置情報を格納する格納手段と、 画像信号の入力を任意の撮像部からの入力に切り替える
切り替え手段と、 上記支持手段によって支持されたチップの両端に対応す
る箇所に位置する撮像部からの画像信号と上記基準チッ
プの位置情報とに基づいて、上記チップの上記基準チッ
プの位置からのx,y軸方向のずれ量および傾きを算出
して、上記チップの位置を認識する算出手段とを備えて
いることを特徴とするバンプ外観検査装置。3. A bump appearance inspection apparatus according to claim 1 or 2, the image processing apparatus includes a storage means for storing position information and the position information of the bumps on the reference chip reference chip, the image signal Based on the switching means for switching the input to the input from the arbitrary image pickup section, the image signal from the image pickup section located at the positions corresponding to both ends of the chip supported by the support means, and the position information of the reference chip, A bump appearance inspection apparatus, comprising: a calculating unit that calculates a displacement amount and an inclination of the chip from the position of the reference chip in the x- and y-axis directions and recognizes the position of the chip.
おいて、 上記画像処理装置は、 上記算出手段によって求められた上記ずれ量および傾き
を用いて、上記基準チップ上のバンプの位置を変換する
変換手段と、 変換後の位置に存在する検査対象のバンプの特徴量を抽
出する抽出手段と、 上記抽出手段によって抽出された特徴量を所定の基準値
と比較し、比較結果に応じて検査対象バンプの良、不良
を判定する判定手段とをさらに備えていることを特徴と
するバンプ外観検査装置。4. The bump appearance inspection device according to claim 3 , wherein the image processing device converts the position of the bump on the reference chip by using the shift amount and the inclination obtained by the calculation means. The conversion means, the extraction means for extracting the feature amount of the bump to be inspected existing at the position after the conversion, the feature amount extracted by the extraction means is compared with a predetermined reference value, and the inspection target is determined according to the comparison result. A bump appearance inspection apparatus further comprising a judging unit for judging whether the bump is good or bad.
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