JP2013200163A - Projection height measuring method and projection height measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、BGA(Ball Grid Array)やCSP(Chip Size Package)などのバンプを備える半導体など各種基板およびCoC(Chip on a Chip)のようにバンプを搭載したチップなどのように複数個の突出部が分布している当該突出部の高さを測定する突出部高さ測定方法および突出部高さ測定装置に関する。 The present invention provides a plurality of protrusions such as various substrates such as semiconductors having bumps such as BGA (Ball Grid Array) and CSP (Chip Size Package) and chips mounted with bumps such as CoC (Chip on a Chip). The present invention relates to a protruding portion height measuring method and a protruding portion height measuring apparatus that measure the height of the protruding portion in which the portions are distributed.
近年のエレクトロニクス機器、特に携帯用電子機器などは、小型化および高性能化に伴い、内部に搭載される電子部品が一層に高密度で実装されるようになっている。この中でICのパッケージも小型化されており、BGAやCSPのように、バンプ接合タイプのパッケージが急速に普及している。さらにはCoCのようにバンプを搭載したチップを上下に積み重ねて実装する方法も提案・実施されている。 With recent downsizing and higher performance of electronic devices, particularly portable electronic devices, electronic components mounted inside have been mounted at higher density. Among them, IC packages are also miniaturized, and bump bonding type packages such as BGA and CSP are rapidly spreading. Furthermore, a method of stacking and mounting chips on which bumps are mounted, such as CoC, has been proposed and implemented.
このようなバンプ接合タイプのパッケージの場合、パッケージ裏面の端子上にはんだボールを載せてバンプを形成し、パッケージ裏面を実装対象基板に対接させて、バンプ(ボール状のはんだ)をリフローなどにより加熱し、実装対象基板上の配線ランド部に対してはんだ接合をさせることにより実装を行っている。 In the case of such a bump bonding type package, a bump is formed by placing a solder ball on the terminal on the back of the package, the back of the package is brought into contact with the mounting target substrate, and the bump (ball-shaped solder) is reflowed or the like. Mounting is performed by heating and soldering the wiring land portion on the mounting target substrate.
バンプは、パッケージ上に多数形成されているが、バンプ形成時のプロセスマージンが小さく、均一な高さのバンプを形成するのが難しい。そのため、個々に高さの異なるバンプや半球形状にならずに異形に形成されてしまう場合がある。このような状況下では、一部のバンプに対して抜き取りで高さ測定し、他のバンプの高さを推定すると、不適切なケースが生じる。当該ケースを解消するために、全バンプの高さを測定することが求められている。また、バンプの密集化からチップおよびウエハあたりのバンプ数は増加しているが、ウエハに掛けられるバンプ測定のための処理時間はできるだけ短時間である事が求められる。 A large number of bumps are formed on the package, but the process margin when forming the bumps is small, and it is difficult to form bumps having a uniform height. For this reason, bumps or hemispheres having different heights may be formed in irregular shapes. Under such circumstances, if some bumps are extracted and the height is measured and the heights of other bumps are estimated, an inappropriate case occurs. In order to solve the case, it is required to measure the height of all the bumps. In addition, the number of bumps per chip and wafer is increasing due to the density of bumps, but the processing time for measuring the bumps applied to the wafer is required to be as short as possible.
そこで、バンプの高さを測定する方法として、ステレオカメラ法が提案・実施されている。例えば、2台のアライメント用照明装置から異なる角度でバンプに光を照射し、バンプの頭頂部からの反射光を異なる角度に配置した2台の撮像装置で撮像する。各撮像装置で取得した画像を白と黒の2値画像とし、白く明るい輝点の部位をバンプの頭頂部の座標として両画像から1点ずつ求める。当該2つの座標を利用して各バンプの高さを求めている(特許文献1を参照)。 Therefore, a stereo camera method has been proposed and implemented as a method for measuring the height of the bump. For example, the bumps are irradiated with light from different angles from two alignment illumination devices, and the reflected light from the top of the bumps is imaged by two imaging devices arranged at different angles. The image acquired by each imaging device is a binary image of white and black, and a point of a white bright luminescent spot is obtained from both images as a coordinate of the top of the bump. The height of each bump is obtained using the two coordinates (see Patent Document 1).
また、他の例として、一方の第1照明装置からバンプに対して垂直に光りを照射し、バンプで正反射して同軸を戻る反射光を第1撮像手段で撮像する。他方の第2照明装置からバンプに斜め方向から光を照射し、正反射する反射光を所定角度に配備した第2撮像手段で撮像する。両撮像手段で取得した各画像に映り込んだ1つの輝点の座標に基づいてステレオグラム法を利用してバンプの高さを求めている(特許文献2を参照)。 As another example, light is irradiated perpendicularly to the bump from one of the first lighting devices, and reflected light that is regularly reflected by the bump and returns coaxially is imaged by the first imaging means. The other second illumination device irradiates the bumps with light from an oblique direction, and the reflected light that is regularly reflected is imaged by the second imaging means arranged at a predetermined angle. The height of the bump is obtained using the stereogram method based on the coordinates of one bright spot reflected in each image acquired by both imaging means (see Patent Document 2).
しかしながら、従来の方法では、次のような問題がある。すなわち、バンプに向けて照射した光は、バンプ以外の基板の表面でも反射する。それ故に、基板上に分布しているバンプ形状が小さく、隣接するバンプ同士のピッチも狭い場合、撮像した画像には基板からの反射光とバンプの頭頂部からの反射光とが高い輝度で映り込んでいる。したがって、2値画像から所定の閾値により輝度の高い部位を抽出すると、基板からの反射光も抽出し、当該基板面をバンプとして誤検出している。 However, the conventional method has the following problems. That is, the light irradiated toward the bumps is reflected also on the surface of the substrate other than the bumps. Therefore, when the bump shape distributed on the substrate is small and the pitch between adjacent bumps is narrow, the reflected light from the substrate and the reflected light from the top of the bump appear in the captured image with high brightness. It is crowded. Therefore, when a portion having high luminance is extracted from the binary image with a predetermined threshold, reflected light from the substrate is also extracted, and the substrate surface is erroneously detected as a bump.
また、バンプの中には、表面に凹凸を含む異形なものも含まれている。当該異形のバンプを撮像した場合、1個のバンプであるにも関わらず、複数個の輝点が現れ、正確にバンプごとに1つの頭頂部の位置を精度よく検出することができないといった問題がある。 In addition, the bumps include irregular shapes having irregularities on the surface. When the irregular bump is imaged, a plurality of bright spots appear despite the fact that the bump is a single bump, and the position of the top of one head cannot be accurately detected for each bump. is there.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、基板平面上に複数個が分布している各突出部の頭頂部の位置を精度よく抽出し、当該位置座標に基づいて突出部の頭頂部の高さを、短時間でかつ高精度に測定することができる突出部高さ測定方法および突出部高さ測定装置を提供することを主たる目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and accurately extracts the position of the top of each protrusion distributed on the substrate plane, and the protrusion based on the position coordinates. The main object of the present invention is to provide a protrusion height measuring method and a protrusion height measuring apparatus capable of measuring the height of the top of the head in a short time and with high accuracy.
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明は、基板平面上に分布している突出部の高さを測定する突出部高さ測定方法において、
前記基板平面に向けて第1方向から所定波長の第1照明光と、第2方向から第1照明光と異なる波長の第2照明光を照射する照射過程と、
前記第1照明光のうち突出部から正反射する第1反射光と、第2照明光のうち突出部からの第2反射光を第1カラー画像撮像ユニットで撮像する撮像する第1撮像過程と、
前記第1撮像過程で取得した画像を光波長分解し、第1照明光成分と第2照明光成分を抽出する第1抽出過程と、
前記第1抽出過程で抽出した第1照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値のピークとなる第1輝点を求める第1輝度値算出過程と、
前記第1抽出過程で抽出した第2照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値がピークとなる第2輝点を求める第2輝点算出過程と、
前記第2輝点を基準に当該第2輝点ごとに同一突出部内の頭頂部からの反射光に相当する第1輝点の候補求め、突出部を特定する第1突出部特定過程と、
前記第1照明光のうち突出部からの第1反射光と、第2照明光のうち突出部から正反射する第2反射光を第2カラー画像撮像ユニットで撮像する撮像する第2撮像過程と、
前記第2撮像過程で取得した画像を光波長分解し、第1照明光成分と第2照明光成分を抽出する第2抽出過程と、
前記第2抽出過程で抽出した第1照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値のピークとなる第1輝点を求める第1輝度値算出過程と、
前記第1抽出過程で抽出した第2照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値がピークとなる第2輝点を求める第2輝点算出過程と、
前記第1輝点を基準に当該第1輝点ごとに同一突出部内の頭頂部からの反射光に相当する第2輝点の候補を求め、突出部を特定する第2突出部特定過程と、
前記第1突出部特定過程で求めた第1輝点と第2突出部特定過程で求めた第2輝点の各座標を求める座標算出過程と、
前記第1輝点と第2輝点の座標を算出し、当該両座標に基づいて特定された突出部の高さを求める高さ算出過程と
を備えたことを特徴とする。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the present invention is a projection height measuring method for measuring the height of projections distributed on a substrate plane,
An irradiation process of irradiating a first illumination light having a predetermined wavelength from the first direction toward the substrate plane and a second illumination light having a wavelength different from that of the first illumination light from the second direction;
A first imaging process in which the first color image imaging unit captures the first reflected light that is regularly reflected from the protruding portion of the first illumination light and the second reflected light from the protruding portion of the second illumination light; ,
A first extraction step of performing optical wavelength decomposition on the image acquired in the first imaging step and extracting a first illumination light component and a second illumination light component;
A first luminance value calculation step of creating an approximate line from the luminance distribution of the first illumination light component extracted in the first extraction step and obtaining a first bright point that becomes a peak of a plurality of luminance values appearing at predetermined intervals;
A second bright spot calculation step of creating an approximate line from the luminance distribution of the second illumination light component extracted in the first extraction step and obtaining a second bright spot at which a plurality of luminance values appearing at predetermined intervals peak;
Obtaining a candidate for the first bright spot corresponding to the reflected light from the top of the same protrusion for each second bright spot on the basis of the second bright spot, and a first protrusion specifying process for specifying the protrusion;
A second imaging process in which the second color image pickup unit images the first reflected light from the protruding portion of the first illumination light and the second reflected light that is regularly reflected from the protruding portion of the second illumination light; ,
A second extraction step of performing optical wavelength decomposition on the image obtained in the second imaging step and extracting a first illumination light component and a second illumination light component;
A first luminance value calculation step of creating an approximate line from the luminance distribution of the first illumination light component extracted in the second extraction step and obtaining a first bright point that becomes a peak of a plurality of luminance values appearing at predetermined intervals;
A second bright spot calculation step of creating an approximate line from the luminance distribution of the second illumination light component extracted in the first extraction step and obtaining a second bright spot at which a plurality of luminance values appearing at predetermined intervals peak;
Obtaining a second bright spot candidate corresponding to the reflected light from the top of the same protrusion for each first bright spot on the basis of the first bright spot, and specifying a protrusion;
A coordinate calculation process for obtaining coordinates of the first bright spot determined in the first protrusion specifying process and the second bright spot determined in the second protrusion specifying process;
A height calculating step of calculating the coordinates of the first bright spot and the second bright spot and obtaining the height of the protrusion specified based on the two coordinates.
(作用・効果) この方法によれば、基板から反射してきた異なる波長の光を含む基板の所定領域の画像が、第1カラー画像撮像ユニットによって撮像される。取得した画像を光波長分解して当該2波長の光成分を抽出することにより、2つの異なる色の輝度の高い部位が表示される。つまり、第1抽出過程において抽出した基板上から正反射する第1照明光の第1照明光成分は、突出部周りの基板面と突出部中に高い輝度の分布として現れる。他方の第2照明光の第2照明光成分は、突出部中にのみ輝点として現れる。 (Operation / Effect) According to this method, an image of a predetermined region of the substrate including light of different wavelengths reflected from the substrate is captured by the first color image capturing unit. The acquired image is subjected to optical wavelength decomposition to extract light components of the two wavelengths, thereby displaying two different color high-luminance parts. That is, the first illumination light component of the first illumination light that is regularly reflected from the substrate extracted in the first extraction process appears as a high luminance distribution on the substrate surface around the protrusion and in the protrusion. The second illumination light component of the other second illumination light appears as a bright spot only in the protrusion.
これら両照明光成分の輝度分布から個々に近似線を求めることにより、2本の異なる正弦波が作成され、各正弦波から各照明光成分のピークとなる複数個の第1輝点と第2輝点を求めることができる。ここで、第1輝点は、誤検出を招く基板面のからの反射光を含んでいるので、基板面からの反射光を含まない第2輝点を基準に同一突出部内に位置する第1輝点の候補を求め、当該候補から突出部を特定する。 By obtaining approximate lines individually from the luminance distributions of these two illumination light components, two different sine waves are created, and a plurality of first bright spots and second peaks that are peaks of each illumination light component from each sine wave. Bright spots can be obtained. Here, since the first luminescent spot includes reflected light from the substrate surface that causes erroneous detection, the first luminescent spot is located in the same protrusion with respect to the second luminescent spot that does not include reflected light from the substrate surface. A candidate for a bright spot is obtained, and a protrusion is specified from the candidate.
同様に、第2カラー画像撮像ユニットによって撮像された画像を利用する第2抽出過程では、基板上から正反射する第2照明光の第2照明光成分が、突出部周りの基板面と突出部中に高い輝度の分布として現れる。他方の第1照明光の第1照射成分は、突出部中にのみ輝点として現れる。 Similarly, in the second extraction process using the image picked up by the second color image pickup unit, the second illumination light component of the second illumination light specularly reflected from the substrate is the substrate surface around the protrusion and the protrusion. Appears as a high brightness distribution. The first irradiation component of the other first illumination light appears as a bright spot only in the protrusion.
これら両照明光成分の輝度分布から個々に近似線を求めることにより、2本の異なる正弦波が作成され、各正弦波から各照明光成分のピークとなる複数個の第1輝点と第2輝点を求めることができる。ここで、第2輝点は、誤検出を招く基板面からの反射光を含んでいるので、基板面からの反射光を含まない第1輝点を基準に同一突出部内に位置する第1輝点の候補を求め、当該候補から突出部を特定する。 By obtaining approximate lines individually from the luminance distributions of these two illumination light components, two different sine waves are created, and a plurality of first bright spots and second peaks that are peaks of each illumination light component from each sine wave. Bright spots can be obtained. Here, since the second bright spot includes reflected light from the substrate surface that causes erroneous detection, the first bright spot located in the same protruding portion with reference to the first bright spot not including the reflected light from the substrate surface. A candidate point is obtained, and a protrusion is specified from the candidate.
第1抽出過程および第2抽出過程で求めた突出部ごとの一対の第1輝点および第2輝点の各位置座標を求め、異なる角度で得た同一突出部の座標を利用して各突出部の高さが求められる。 The position coordinates of the pair of first bright spot and second bright spot for each protrusion obtained in the first extraction process and the second extraction process are obtained, and each protrusion is obtained using the coordinates of the same protrusion obtained at different angles. The height of the part is required.
すなわち、突出部上で現れる異なる色の2つの輝点のうち、突出部中に現れる一方の照明光の輝点を基準に画像ごとに突出部を特定し、突出部の頭頂部の輝点の候補を求めるので、基板面からの反射光により突出部として誤検出するのを回避することができる。したがって、突出部の高さ精度よく求めることができる。 That is, out of two bright spots of different colors appearing on the protrusion, the protrusion is specified for each image based on the bright spot of one illumination light appearing in the protrusion, and the brightness of the top of the protrusion is determined. Since the candidate is obtained, it is possible to avoid erroneous detection as a protruding portion by reflected light from the substrate surface. Therefore, it can obtain | require with the height precision of a protrusion part.
上記方法において、第1輝度値算出過程および第2輝度値算出過程で求める近似線は、正規分布により実輝度値をフィッティングして求めることが好ましい。 In the above method, it is preferable that the approximate line obtained in the first luminance value calculation process and the second luminance value calculation process is obtained by fitting the actual luminance value with a normal distribution.
この方法によれば、突出部の表面に微小な凹凸があり、複数個の輝点が現れた場合であっても、理論演算により輝点が1点に絞り込まれる。したがって、突出部の表面の凹凸による誤検出を回避することができる。 According to this method, even if there are minute irregularities on the surface of the protrusion and a plurality of bright spots appear, the bright spot is narrowed down to one point by theoretical calculation. Therefore, it is possible to avoid erroneous detection due to the unevenness of the surface of the protrusion.
上記方法において、第1突出部特定過程は、第2照明光の進行方向に沿って頭頂部の第1輝点の候補を求め、
前記第2突出部特定過程は、第2照明光の進行方向とは逆方向に沿って頭頂部の第2輝点の候補を求めることが好ましい。
In the above method, the first projecting part specifying step obtains a candidate for the first bright spot at the top of the head along the traveling direction of the second illumination light,
In the second projecting portion specifying process, it is preferable to obtain a candidate for the second bright spot at the top of the head along the direction opposite to the traveling direction of the second illumination light.
この方法によれば、光の照射する方向によって突出部の頭頂部の現れる輝点の位置関係が決まっているので、基準となる輝点から当該光の照射方向またはその逆方向に沿って隣接する輝点を求めることにより、容易に突出部の頭頂部の候補となる輝点を求めることができる。 According to this method, since the positional relationship of the bright spot at which the top of the protrusion appears is determined by the direction of light irradiation, it is adjacent to the reference bright spot along the light irradiation direction or the opposite direction. By obtaining the bright spot, a bright spot that is a candidate for the top of the protrusion can be easily obtained.
上記方法において、第1突出部特定過程および前記第2突出部特定過程は、第1輝点および第2輝点の各候補を予め決めた第1輝点と第2輝点の基準距離の所定の範囲内から求めることが好ましい。 In the above method, the first projecting part specifying process and the second projecting part specifying process include a predetermined reference distance between the first bright spot and the second bright spot in which the candidates for the first bright spot and the second bright spot are determined in advance. It is preferable to obtain from within the range.
この方法によれば、突出部の頭頂部に相当する輝点の現れる範囲が特定されているので、必要以上に外れた位置での誤検出を回避することができる。また、演算処理の負荷も軽減することができる。 According to this method, since the range in which the bright spot corresponding to the top of the protrusion appears is specified, it is possible to avoid erroneous detection at a position deviating more than necessary. Also, the processing load can be reduced.
また、この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。 The present invention has the following configuration in order to achieve such an object.
すなわち、基板平面上に分布している突出部の高さを測定する突出部高さ測定装置であって、
前記基板を保持する保持テーブルと、
前記基板平面に向けて第1方向から所定波長の第1照明光を照射する第1照明部と、
第2方向から第1照明光と異なる波長の第2照明光を照射する第2照明部と、
前記基板面から第1照明光が正反射してくる位置に配備した第1カラー撮像ユニットと、
前記基板面から第2照明光が正反射してくる位置に配備した第2カラー撮像ユニットと、
前記第1カラー撮像ユニットで撮像した画像を光波長分解し、当該画像に映り込んでいる第1照明光成分と第2照明光成分を抽出する第1光成分抽出部と、
前記第1光成分抽出部で抽出した第1照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値のピークとなる第1輝点を求めるとともに、抽出した第2照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値がピークとなる第2輝点を求める第1輝点算出部と、
前記第2輝点を基準に当該第2輝点ごとに同一突出部内の頭頂部からの反射光に相当する第1輝点の候補求め、突出部を特定する第1突出部特定部と、
前記第2カラー撮像ユニットで撮像した画像を光波長分解し、当該画像に映り込んでいる第1照明光成分と第2照明光成分を抽出する第2光成分抽出部と、
前記第2光成分抽出部で抽出した第1照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値のピークとなる第1輝点を求めるとともに、抽出した第2照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値がピークとなる第2輝点を求める第2輝点算出部と、
前記第2輝点を基準に当該第1輝点ごとに同一突出部内の頭頂部からの反射光に相当する第2輝点の候補求め、突出部を特定する第2突出部特定部と、
前記第1輝点と第2輝点の座標を算出し、当該両座標に基づいて特定された突出部の高さを求める高さ算出部と
を備えたことを特徴とする。
That is, a protrusion height measuring device that measures the height of protrusions distributed on a substrate plane,
A holding table for holding the substrate;
A first illumination unit that emits first illumination light having a predetermined wavelength from a first direction toward the substrate plane;
A second illumination unit that irradiates second illumination light having a wavelength different from that of the first illumination light from the second direction;
A first color imaging unit disposed at a position where the first illumination light is regularly reflected from the substrate surface;
A second color imaging unit arranged at a position where the second illumination light is regularly reflected from the substrate surface;
A first light component extraction unit that performs light wavelength decomposition on an image captured by the first color imaging unit, and extracts a first illumination light component and a second illumination light component reflected in the image;
An approximate line is created from the luminance distribution of the first illumination light component extracted by the first light component extraction unit, and first bright points that are peaks of a plurality of luminance values appearing at predetermined intervals are obtained and extracted second. A first bright spot calculation unit that creates an approximate line from the brightness distribution of the illumination light component and obtains a second bright spot at which a plurality of brightness values appearing at predetermined intervals peak;
Obtaining a candidate for the first bright spot corresponding to the reflected light from the top of the same protrusion for each second bright spot on the basis of the second bright spot, a first protrusion specifying part for specifying the protrusion; and
A second light component extraction unit that performs light wavelength decomposition on an image captured by the second color imaging unit, and extracts a first illumination light component and a second illumination light component reflected in the image;
An approximate line is created from the luminance distribution of the first illumination light component extracted by the second light component extraction unit, and first bright points that are peaks of a plurality of luminance values appearing at predetermined intervals are obtained and extracted second. A second bright spot calculation unit that creates an approximate line from the luminance distribution of the illumination light component and obtains a second bright spot at which a plurality of brightness values appearing at predetermined intervals peak;
Obtaining a second bright spot candidate corresponding to the reflected light from the top of the same protrusion for each first bright spot with reference to the second bright spot, a second protrusion specifying part for specifying the protrusion; and
And a height calculation unit for calculating the coordinates of the first bright point and the second bright point and calculating the height of the protrusion specified based on the two coordinates.
この構成によれば、上記方法を好適に実施することができる。 According to this configuration, the above method can be suitably implemented.
本発明の突出部高さ測定方法および突出部高さ測定装置によれば、基板平面上に複数個の突出部が分布している各突出部の頭頂部の高さ高さを短時間でかつ高精度に測定することができる。その結果、本発明をはんだバンプの測定に適用すれば、はんだ不良(隣接電極同士のショートや、導通不良)の発生を未然に防ぐことができる。 According to the protrusion height measuring method and the protrusion height measuring apparatus of the present invention, the height of the top of each protrusion in which a plurality of protrusions are distributed on the substrate plane can be set in a short time and It can be measured with high accuracy. As a result, if the present invention is applied to the measurement of solder bumps, it is possible to prevent the occurrence of solder defects (short-circuit between adjacent electrodes or poor conduction).
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の突出部高さ測定方法に係る実施形態の一例を示す斜視図である。図2は、実施例装置の概略構成を示す正面図である。以下、各図において直交座標系の3軸をX、Y、Zとし、XY平面を水平面、Z方向を鉛直方向とする。特にZ方向は矢印の方向を上とし、その逆方向を下と表現する。 FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment according to the protrusion height measuring method of the present invention. FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of the embodiment apparatus. Hereinafter, in each figure, the three axes of the orthogonal coordinate system are X, Y, and Z, the XY plane is the horizontal plane, and the Z direction is the vertical direction. In particular, in the Z direction, the direction of the arrow is represented as the top, and the opposite direction is represented as the bottom.
突出部高さ測定装置1は、図1に示すように、基板移動部2、第1の観察部3、第2の観察部4および制御ユニット5から構成されている。以下、各部について詳述する。
As shown in FIG. 1, the protrusion
[基板移動部]
基板移動部2は、突出部高さ測定装置1の装置ベース(図示せず)上に載置されたY軸ステージ21、Y軸ステージ21上に取り付けられたX軸ステージ22およびX軸ステージ22上に取り付けられた保持テーブル23とから構成されている。
[Substrate moving part]
The
Y軸ステージ21は、上面に設けられたガイドに沿ってX軸ステージ22をY方向に所定の速度で水平に往復移動可能に構成されている。
The Y-
X軸ステージ22は、上面に設けられたガイドに沿って保持テーブル23をX方向に所定の速度で水平に往復移動可能に構成されている。
The
テーブル23は、表面に載置された基板10を吸着保持するチャックテーブルである。当該チャックテーブルは、開閉制御用バルブを介して外部に設置された真空源に連通接続されている。なお、テーブル22は、本発明の保持テーブルに相当する。
The table 23 is a chuck table that holds the
[第1の観察部]
第1の観察部3は、図2に示すように、第1照明装置31および第1カラー画像撮像ユニット32から構成されている。第1照明装置31は、第1撮像装置31を構成する第1カラーカメラ33の先端に装着された鏡筒34の側面に連通して設けられている。また、第1照明装置31には、所定波長の光を透過させる第1フィルタ35が装着されている。なお、本実施例において、第1フィルタ35は、RGBの三原色のうち赤の波長の光を透過させるものを利用している。
[First observation section]
As shown in FIG. 2, the
第1カラーカメラ33は、保持テーブルに23に対して垂直に向けられている。また、第1カラーカメラ33の先端に装着された鏡筒34内には、ビームスプリッタおよびレンズなどの光学素子が組み込まれている。したがって、第1照射装置31から照射された第1照明光が、ビームスプリッタによって鉛直下方に向けられ、保持テーブル23上に載置保持された基板10の表面で正反射して同軸を戻る反射光をビームスプリッタで透過させ、当該透過光を、レンズを通じて第1カラーカメラ33の撮像素子に結像されるように構成されている。
The
[第2の観察部]
第2の観察部4は、第2照明装置41および第2カラー画像撮像ユニット42か構成されている。一方の第2照明装置41は、保持テーブル23に向けて所定角度の傾斜姿勢で配備されている。他方の第2カラー画像撮像ユニット42は、第2照明装置41から照射された第2照明光がバンプで正反射した反射光を、先端に装着された鏡筒44を通じて第2カラーカメラ43が受光できるよう、所定角度の傾斜姿勢に配備されている。
[Second observation section]
The second observation unit 4 includes a
第2照明装置41には、所定波長の光を透過させる第2フィルタ45が装着されている。なお、本実施例において、第2フィルタ45は、RGBの三原色のうち緑の波長の光を透過させるものを利用している。
The
第2カラーカメラ43の先端に装着された鏡筒44内には、レンズなどの光学素子が組み込まれている。したがって、第2照射装置41から照射された第2照明光が、斜め傾斜の所定角度で基板10の突出部に向けられ、当該突出部で正反射した反射光を鏡筒44内に通過させ、光学素子を通じて第2カラーカメラ43の撮像素子に結像されるように構成されている。
An optical element such as a lens is incorporated in the
第1および第2カラーカメラ33,43と、第1および第2照明装置31,41は、突出部高さ測定装置1のベースフレーム(不図示)に取り付けられている。
The first and
[制御ユニット]
図3は、制御ユニット5を示すブロック図である。図3に示すように、入力操作部51、情報出力部52、記憶部53、機器制御部54および画像処理部60などが含まれている。
[Controller unit]
FIG. 3 is a block diagram showing the
入力操作部51は、キーボード、マウス、タッチパネル、スイッチなどから構成されており、各種条件の設定などを行う。 The input operation unit 51 includes a keyboard, a mouse, a touch panel, a switch, and the like, and sets various conditions.
情報出力部52は、画像表示ディスプレイやランプなどがから構成されている。
The
記憶部53は、メモリーカードやデータディスクなどの、半導体記録媒体、磁気記録媒体および光磁気記録媒体などから構成されており、第1カラーカメラ33および第2カラーカメラ43で撮像した画像データ、機器の設定条件などを記憶している。
The storage unit 53 includes a semiconductor recording medium such as a memory card and a data disk, a magnetic recording medium, a magneto-optical recording medium, and the like, and image data and devices captured by the
機器制御部54は、基板移動部2、第1の観察部3および第2の観察部4に接続されており、各構成部を駆動制御する。例えば、基板上の任意の領域で、第1および第2カラーカメラ33,43によって所定視野で画像を取得できるように、保持テーブル23の位置を変更させて画像を取得させる。
The
また、機器制御部54は、第1照明装置31および第2照明装置41の光量をそれぞれ個別に調節することを可能にしている。例えば、機器制御部54は、両照明装置31,41に備わった光量調節ユニットに印可する電圧や電流を調節したり、電圧や電流の印可時間を調節したりする。
In addition, the
画像処理部60は、第1光成分抽出部61、同軸輝点算出部62、突出部特定部63、第2光成分抽出部64、斜軸輝点算出部65、突出部特定部66および高さ算出部67を備えている。これら各部については、当該実施離装置によって突出部の高さを測定する以下の動作説明において詳述する。なお、同軸輝点算出部62は、本発明の第1輝点算出部に、突出部特定部63は第1突出部特定部に、斜軸輝点算出部65は第2輝点算出部に、突出部特定部66は第2突出部特定部にそれぞれ相当する。
The
図4は、本実施例装置を利用して基板上に分布している突出部の高さ測定の処理を示したフローチャートである。以下、当該フローチャートに沿って突出部高さの測定処理について詳述する。 FIG. 4 is a flowchart showing the process of measuring the height of the protrusions distributed on the substrate using the apparatus of this embodiment. Hereinafter, the protrusion height measurement process will be described in detail along the flowchart.
<ステップS1> 条件設定
保持テーブル23に基板10を載置保持し、基板上の突出部の撮像条件を設定する。例えば、基板10の撮像範囲、各照明装置の光量などが入力操作部51の操作によって設定される。
<Step S <b>1> Condition Setting The
<ステップS2> 照射開始
条件の設定が終了すると、装置を作動させて第1照明装置31および第2照明装置41から基板10に向けて同時に光を照射する。ここで、第1照明装置31は、図2および図5に示すように、赤色の第1照明光Rを基板10に向けて垂直に照射し、第2照明装置42は、緑色の第2照明光Gを斜めから基板10に向けて照射する。基板10への光の照射に伴って、第1カラーカメラ33および第2カラーカメラ43のそれぞれが基板10の撮像を開始する。以下、各カラーカメラ33,43によって撮像された画像処理がパラレルに実行される。そこで、先ず、第1カラーカメラ33で取得する画像の処理いついて説明する。
<Step S2> When the setting of the irradiation start condition is completed, the apparatus is operated to irradiate light from the
<ステップS3A> 画像取得
基板10への光の照射に伴って、第1カラーカメラ33は、視野内の基板10を撮像する。取得された、画像は、第1照射装置31によって垂直下方に向けて照射され、基板10の表面および基板10上に分布している突出部11で正反射し、照明光路と同一光路(同軸)を戻る第1照明光Rの反射光と、第2照明装置31から照射されて基板上で乱反射した散乱光である第2照明光Gとが映り込む。つまり、図6に示すように、基板10の表面と突出部11の頭頂部で正反射した第1照明光Rが、突出部11周りと突出部11の中心に映り込む。また、第2照明光Gは、突出部11の中にのみ映り込む。
<Step S3A> Image Acquisition As the
<ステップS4A> 第1光成分抽出処理
第1光成分抽出部61は、取得した画像をRGBの三原色の光波長に分解し、第1照明光Rと第2照明光Gの光波長成分のみを抽出する。当該抽出した光波長成分ごと画像を再現すると、図7に示すようになる。つまり、一方の主たる第1照明光Rの成分のみを抽出した画像は、基板10の表面の輝度の高い領域と突出部11中の第1輝点RPが表示される。他方の第2照明光Gの成分のみを抽出した画像は、第2輝点GPのみが表示される。
<Step S <b> 4 </ b>A> First Light Component Extraction Processing The first light
<ステップS5A> 同軸輝点算出処理
同軸輝点算出部62は、光波長分解した第1照明光Rの成分と第2照明光Gの成分ごとに、X軸またはY軸方向に沿って実側輝度のレベルに応じて輝度分布から近似線を求める。例えば、Y軸方向に沿って輝度分布を正規分布によるフィッティング処理をかける。Y軸に沿って2個の突出部11が含まれる領域で正弦波を求めると図8に示すようになる。照明光ごとに当該正弦波上の複数個のピーク値を求め、一方の主たる第1照明光Rの各ピーク値を軸方向に沿って順に第1輝点RP1、RP2、RP3とする。他方の第2照明光Gの各ピーク値を軸方向に沿って順に第2輝点GP1、GP2とする。
<Step S5A> Coaxial Bright Spot Calculation Processing The coaxial bright
<ステップS6A> 突出部判定処理
ここで、突出部11の配列が映り込んだ画像において、3個の第1輝点RPが求められるのに対し、第2輝点GPについては2個が求められる。つまり、正反射して撮像された画像に基板10の表面からの反射光である第1照明光Rが含まれていることを意味する。したがって、突出部特定部63は、不要な基板10からの反射光の成分を含まず突出部11中にのみ映り込む第2輝点GPを突出部11の頭頂部を示す第1輝点RPの候補を求めるための基準にする。
<Step S6A> Protrusion Part Determination Process Here, in the image in which the arrangement of the
突出部特定部63は、当該候補を利用し、例えば次のようにして各突出部11を特定する。先ず、第2輝点GP1を基準にすると、当該基準位置から第2照明光Gの進行方向にサーチして最初に現れる第1輝点RP1を同一突出部11内に存在する輝点であると特定する。次に、第2輝点GP2についても同様にして当該位置を基準にして第2照明光Gの進行方向に向かってサーチして最初に現れる第1輝点を求める。この場合、第1輝点RP3が求まる。すなわち、候補から外れた第1輝点RP2は、基板10からの反射光によって生じた輝点であることを意味する。
The
当該算出方法は、第1照明装置31と第2照明装置41の位置関係から突出部11において第1輝点RPと第2輝点GPの輝点の現れる位置が決まっているので、有効に機能させることができる。
The calculation method functions effectively because the positions where the bright spots of the first bright spot RP and the second bright spot GP appear in the projecting
突出部11ごとに第1輝点RPと第2輝点GPのペアが求まると当該ペア部分を突出部11と特定し、両輝点の位置座標が関連付けされて、記憶部53に記憶される。
When a pair of the first bright spot RP and the second bright spot GP is obtained for each
次に、第2カラーカメラ43で取得する画像の処理について説明する。
Next, processing of an image acquired by the
<ステップS3B> 画像取得
基板10への光の照射に伴って、第2カラーカメラ43は、視野内の基板10を撮像する。取得された、画像は、第2照射装置41から斜め下方に照射され、基板10の表面および基板10上に分布している突出部11で正反射した第2照明光Gと、第1照明装置31から照射されて基板上で乱反射した散乱光である第1照明光Rとが映り込む。つまり、図9に示すように、基板10の表面と突出部11の頭頂部で正反射した第2照明光Gが、突出部11周りと突出部11に映り込む。また、第1照明光Rは、突出部11の中にのみ映り込む。
<Step S3B> Image Acquisition As the
<ステップS4B> 第2光成分抽出処理
第2光成分抽出部64は、取得した画像をRGBの三原色の光波長に分解し、第1照明光Rと第2照明光Gの光波長成分のみを抽出する。当該抽出した光波長成分ごと画像を再現すると、図10に示すようになる。つまり、一方の主たる第2照明光Gの成分のみを出出した画像は、基板10の輝度の高い領域と突出部11中の第2輝点GPが表示される。他方の第1照明光Rの成分のみを抽出した画像は、第1輝点RPのみが表示される。
<Step S <b> 4 </ b>B> Second Light Component Extraction Processing The second light
<ステップS5B> 斜軸輝点算出処理
斜軸輝点算出部65は、光波長分解した第1照明光Rの成分と第2照明光Gの成分ごとに、X軸またはY軸方向に沿って実側輝度のレベルに応じて輝度分布から近似線を求める。ステップS5Aと同一条件で輝度分布を正規分布によるフィッティング処理をかける。つまり、Y軸に沿って2個の突出部11が含まれる領域で正弦波を求めると図11に示すようになる。照明光ごとに正弦波上の複数個のピーク値を求め、一方の主たる第2照明光Gの各ピーク値を軸方向に沿って順に第2輝点GP1、GP2、GP3とする。他方の第1照明光Rの各ピーク値を軸方向に沿って順に第1輝点RP1、RP2とする。
<Step S5B> Oblique-Axis Bright Spot Calculation Processing The oblique-axis bright
<ステップS6B> 突出部判定処理
ここで、突出部11の配列が映り込んだ画像において、3個の第2輝点GPが求められるのに対し、第1輝点RPについては2個が求められる。つまり、正反射して撮像された画像に基板10の表面からの反射光である第2照明光Gが含まれていることを意味する。したがって、突出部特定部66は、不要な基板10からの反射光の成分を含まず突出部11中にのみ映り込む第1輝点RPを突出部11の頭頂部を示す第2輝点GPの候補を求めるための基準にする。
<Step S6B> Protrusion Part Determination Process Here, in the image in which the arrangement of the
突出部特定部66は、当該候補を利用し、上記ステップS6Aと同様に、次のようにして各突出部を特定する。所定の第1輝点RPを基準にすると、当該基準位置から第2照明光Gの進行方向とは逆方向に第2輝点GPをサーチする。つまり、図11において、先ず第1輝点RP1を基準にすると、左向きにサーチをする。その結果、第2輝点GP1が求まる。次に、第1輝点RP2を基準にサーチすると、第2輝点GP3が求まる。すなわち、候補から外れた第2輝点GP2は、基板10からの反射光によって生じた輝点であることを意味する。
The
突出部11ごとに第1輝点RPと第2輝点GPのペアが求まると当該ペア部分を突出部11と特定し、両輝点の位置座標が関連付けされて、記憶部53に記憶される。
When a pair of the first bright spot RP and the second bright spot GP is obtained for each
<ステップS7> 高さ算出処理
高さ算出部67は、上記ステップS6AおよびステップS6Bで求めた輝点座標のペアに基づいて、ステレオグラム法により、各突出部の高さを次のようにして求める。
<Step S7> Height Calculation Processing The
図12は、ステレオグラム法による突出部11の高さを算出する形態の一例を示す正面図であり、図5をX軸の矢印方向から見た図である。
FIG. 12 is a front view showing an example of a form for calculating the height of the protruding
第1カラーカメラ33で撮像される突出部11b1〜11b3の頭頂部の第1輝点RPの位置を示すd1〜d3は、突出部11b1〜11b3の高さがばらついていても変化しない。一方、第2カラーカメラ43で撮像される突出部11b1〜11b3の頭頂部の第1輝点RPの位置を示すd’1〜d’3は、突出部11b1〜11b3の高さがばらつくと、その高さのばらつきに比例して変化する。
The positions d1 to d3 indicating the positions of the first bright spots RP at the tops of the protrusions 11b1 to 11b3 captured by the
ここで、突出部11b1〜11b3のそれぞれの高さをH1〜H3とした場合、それらのばらつきをΔh1〜Δh3とする。つまり、n番目の突出部の高さをHn、それらのばらつきをΔhnと定義して表す。 Here, when the respective heights of the protruding portions 11b1 to 11b3 are H1 to H3, the variations thereof are denoted by Δh 1 to Δh 3 . That is, the height of the n-th protrusion is defined as H n and the variation thereof is defined as Δh n .
図12において、突出部11b1〜11b3の高さH1〜H3=hに対して、突出部11b3’の高さH3’=h−Δh3となった状態が図示されている。つまり、突出部11b3が、破線で示す突出部11b3’の様に、高さがΔh3だけ低い場合、突出部11b3’の頭頂部で反射される破線で示す反射光は、高さのばらつきが無いと過程した実線で示す反射光と比較して、Y’方向にΔd3だけずれることになる。 12, the height H1-H3 = h of the protrusion 11B1~11b3, a state in which a = h-Δh 3 'height H3 of the' protrusion 11b3 is shown. That is, the protruding portion 11b3 is, 'as in the case height Delta] h 3 only low protrusions 11b3' protruding portion 11b3 indicated by a broken line reflected light shown by the dashed line is reflected at the top portion of the variation in height If not, it is shifted by Δd 3 in the Y ′ direction as compared with the reflected light indicated by the solid line.
基板10の表面と第1照明光Rの反射光のなす角度θ1が90度で、基板10の表面と第2照明光Gの反射光のなす角度θ2と角度θ1との角度差を角度θとすると、n番目の突出部における高さのばらつきΔhnと、その頭頂部を観察された画像に基づいて算出されるずれ量Δdnとの間には、次式の関係が成立する。
The angle θ1 formed between the surface of the
当該関係式に基づいて、Δhnが算出できる。すなわち、突出部11の高さが規定の高さ満たしている場合と、当該規定の高さに対してばらつく突出部11のずれ量Δdnとが求まるので、規定高さからずれ量を減算することにより、突出部11の高さが求まる。
Based on the relational expression, Δh n can be calculated. That is subtracted in the case where the height of the
なお、本実施例に適用させる場合、基板10の突出部11を適宜所定の撮像範囲に区分けし、区分けした撮像範囲ごとに第1観察部3と第2観察部4により同時に撮像する(ステップS8)。そして、撮像した画像から上記処理によって得た各輝点情報から、それぞれの突出部の頭頂部の高さのばらつきおよび高さを算出することができる。
In addition, when applying to a present Example, the
上記実施例装置によれば、異なる波長の光を異なる角度で基板10に同時に照射し、基板10を異なる角度で配備した2台の第1および第2カラーカメラ33,43で撮像することにより、基板上に分布する各突出部11の中に2個の輝点が映り込む。当該画像をRGBに光波長分解することにより、赤色の領域と緑色の領域の分けた画像を得ることができる。さらに、光波長成分ごとに輝度分布を求め、さらに正規分布によるフッティング処理により正弦波が作成され、当該正弦波から反射光ごとの第1輝点RPと緑色の第2輝点GPを求めることができる。
According to the above-described embodiment apparatus, by simultaneously irradiating the
ここで、両画像において、散乱光の反射光は、基板10の表面からの反射光を含まず、突出部11で反射した反射光のみが映り込んでいる。したがって、当該散乱光から得られる輝点を基準に同じ突出部11の画像内に映り込む輝点を求めることにより、基板10の面からの反射光によって映り込んで突出部11の輝点として誤検出するのを回避し、突出部11ごとに頭頂部の輝点を正確に求めることができる。したがって、突出部11ごとに求められた輝点を利用することにより、突出部11の高さを精度よく求めることができる。
Here, in both images, the reflected light of the scattered light does not include the reflected light from the surface of the
本発明は上述した実施例のものに限らず、次のように変形実施することもできる。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be modified as follows.
(1)上記実施例では、ステップS6AおよびステップS6Bの突出部特定処理において、輝点をサーチする範囲を特定していなかたったが、予め決めた範囲内だけサーチするようにしてもよい。例えば、正常な形状をした突出部11は、第1照明装置31から照射された第1照明光Rを、図13に示すように、突出部11の頭頂部から外れた曲面上の特定の位置で反射角が変化し、乱反射して第2カラーカメラ43に映り込む。このとき、第1カラーカメラ33により撮像して得た画像において、第1照明光Rの正反射した反射光の光軸と乱反射する反射光の光軸との間の距離duまでの範囲でX軸方向に沿って同軸輝点のサーチを行えば、基板10からの反射光によって生じる輝点を回避し、突出部11の頭頂部の第1輝点RPのみを求めることができる。
(1) In the above-described embodiment, the range for searching for bright spots is not specified in the protrusion specifying process in steps S6A and S6B. However, the search may be performed only within a predetermined range. For example, the projecting
他方、第2カラーカメラ43により撮像した画像において、第2照明光Gの正反射した反射光の光軸と第1照明光Rが乱反射して映り込んだ反射光の光軸との間の距離dtまでの範囲でX軸方向に沿って斜軸輝点のサーチを行えば、基板10からの反射光によって生じる輝点を回避し、突出部11の頭頂部の第1輝点RPのみを求めることができる。
On the other hand, in the image captured by the
ここで、距離duおよび距離dtは、次のようにして設定することができる。すなわち、突出部11で乱反射した第1照明光Rの反射光は、第2カラーカメラ43で撮像されているので、第2照明光Gの正反射の角度θ1と同じである。
Here, the distance du and the distance dt can be set as follows. That is, since the reflected light of the first illumination light R diffusely reflected by the
第1照明光Rが角度θ1で反射する位置を次のようにして推定する。先ず、突出部11が存在しないと仮定した場合、正反射する第1照明光Rの光軸が到達する基板10の位置を原点(0,0)とする。当該原点から延伸した破線によって、乱反射する位置に到達するまでの第1照明光Rの光軸と角度θ1の反射光とがなす角度を2等分する角度θ2の条件を求める。当該角度θ2は、次式によって求めることができる。
The position where the first illumination light R is reflected at the angle θ1 is estimated as follows. First, when it is assumed that the
したがって、当該式から反射光がθ1をなす位置座標は、次のようにして求めることができる。 Therefore, the position coordinates at which the reflected light forms θ1 can be obtained from the equation as follows.
ここで、Zは、基板10の原点から突出部11の頭頂部までの距離である。なお、当該距離Zは、予め測定または規定されたものである。
Here, Z is the distance from the origin of the
当該座標が求まれば、図14に示すように、当該座標から頭頂部の座標までの距離Lを次式によって求めることができる。 When the coordinates are obtained, as shown in FIG. 14, the distance L from the coordinates to the coordinates of the top of the head can be obtained by the following equation.
したがって、斜軸の輝点を求めるサーチ範囲の距離dtは、次式により設定することができる。 Therefore, the distance dt of the search range for obtaining the bright point on the oblique axis can be set by the following equation.
また、同軸の輝点を求めるサーチ範囲の距離duは、次式により設定することができる。 The search range distance du for obtaining the coaxial bright spot can be set by the following equation.
このように、輝点を求めるサーチ範囲を予め設定することにより、演算負荷を軽減できるとともに、処理速度を高めることができる。 Thus, by setting the search range for obtaining the bright spot in advance, the calculation load can be reduced and the processing speed can be increased.
(2)上記実施例装置では、第1照明装置31および第2照明装置41から照射する光をRGBのRとGを利用していたが、当該組み合わせに限定されるものではない。つまり、2つの反射光を光波長分解したとき、両反射光を分別できる帯域の光波長を有する組み合わせであればよい。
(2) In the above-described embodiment device, R and G of RGB are used as the light irradiated from the
(3)上記実施例装置では、第1照明装置31および第2照明装置41から所定の波長の光を照射するために第1および第2フィルタ35,45を利用していたが、フィルタを使わずに所定波長の光を照射できる光源(例えば、LED)を利用した場合、当該フィルタ35,45を省くこともできる。
(3) In the above-described embodiment device, the first and
(4)上記実施例装置では、第1カラーカメラ33を垂直配備していたが、当該形態に限定されるものではく、第2カラーカメラ43と異なる角度で第1カラーカメラ33をする構成であっても実現できる。
(4) In the above-described embodiment apparatus, the
(5)上記実施例の同軸輝点算出処理(ステップS5A)および斜軸輝点算出処理(ステップS5Bにおいて、実輝度値のレベルに応じた輝度分布から近似線を求めるのに、正規分布によるフィッティング処理を行っているが、最小二乗法によりフィッティング処理をかけてもよい。 (5) Coaxial luminescent spot calculation process (step S5A) and oblique axis luminescent spot calculation process of the above embodiment (in step S5B, fitting with a normal distribution is used to obtain an approximate line from the luminance distribution according to the level of the actual luminance value. Although processing is performed, fitting processing may be performed by a least square method.
1 … 突出部高さ測定装置
2 … 基板移動部
10 … 基板
11 … 突出部
31 … 第1照明装置
32 … 第1カラー画像撮像ユニット
33 … 第1カラーカメラ
35 … 第1フィルタ
41 … 第2照明装置
42 … 第2カラー画像撮像ユニット
43 … 第2カラーカメラ
45 … 第2フィルタ
60 … 画像処理部
61 … 第1光成分抽出部
62 … 同軸輝点算出部
63 … 突出部特定部
64 … 第2光成分抽出部
65 … 斜軸輝点算出部
66 … 突出部特定部
67 … 高さ算出部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基板平面に向けて第1方向から所定波長の第1照明光と、第2方向から第1照明光と異なる波長の第2照明光を照射する照射過程と、
前記第1照明光のうち突出部から正反射する第1反射光と、第2照明光のうち突出部からの第2反射光を第1カラー画像撮像ユニットで撮像する撮像する第1撮像過程と、
前記第1撮像過程で取得した画像を光波長分解し、第1照明光成分と第2照明光成分を抽出する第1抽出過程と、
前記第1抽出過程で抽出した第1照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値のピークとなる第1輝点を求める第1輝度値算出過程と、
前記第1抽出過程で抽出した第2照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値がピークとなる第2輝点を求める第2輝点算出過程と、
前記第2輝点を基準に当該第2輝点ごとに同一突出部内の頭頂部からの反射光に相当する第1輝点の候補求め、突出部を特定する第1突出部特定過程と、
前記第1照明光のうち突出部からの第1反射光と、第2照明光のうち突出部から正反射する第2反射光を第2カラー画像撮像ユニットで撮像する撮像する第2撮像過程と、
前記第2撮像過程で取得した画像を光波長分解し、第1照明光成分と第2照明光成分を抽出する第2抽出過程と、
前記第2抽出過程で抽出した第1照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値のピークとなる第1輝点を求める第1輝度値算出過程と、
前記第1抽出過程で抽出した第2照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値がピークとなる第2輝点を求める第2輝点算出過程と、
前記第1輝点を基準に当該第1輝点ごとに同一突出部内の頭頂部からの反射光に相当する第2輝点の候補を求め、突出部を特定する第2突出部特定過程と、
前記第1突出部特定過程で求めた第1輝点と第2突出部特定過程で求めた第2輝点の各座標を求める座標算出過程と、
前記第1輝点と第2輝点の座標を算出し、当該両座標に基づいて特定された突出部の高さを求める高さ算出過程と
を備えたことを特徴とする突出部高さ測定方法。 In the protrusion height measurement method for measuring the height of the protrusion distributed on the substrate plane,
An irradiation process of irradiating a first illumination light having a predetermined wavelength from the first direction toward the substrate plane and a second illumination light having a wavelength different from that of the first illumination light from the second direction;
A first imaging process in which the first color image imaging unit captures the first reflected light that is regularly reflected from the protruding portion of the first illumination light and the second reflected light from the protruding portion of the second illumination light; ,
A first extraction step of performing optical wavelength decomposition on the image acquired in the first imaging step and extracting a first illumination light component and a second illumination light component;
A first luminance value calculation step of creating an approximate line from the luminance distribution of the first illumination light component extracted in the first extraction step and obtaining a first bright point that becomes a peak of a plurality of luminance values appearing at predetermined intervals;
A second bright spot calculation step of creating an approximate line from the luminance distribution of the second illumination light component extracted in the first extraction step and obtaining a second bright spot at which a plurality of luminance values appearing at predetermined intervals peak;
Obtaining a candidate for the first bright spot corresponding to the reflected light from the top of the same protrusion for each second bright spot on the basis of the second bright spot, and a first protrusion specifying process for specifying the protrusion;
A second imaging process in which the second color image pickup unit images the first reflected light from the protruding portion of the first illumination light and the second reflected light that is regularly reflected from the protruding portion of the second illumination light; ,
A second extraction step of performing optical wavelength decomposition on the image obtained in the second imaging step and extracting a first illumination light component and a second illumination light component;
A first luminance value calculation step of creating an approximate line from the luminance distribution of the first illumination light component extracted in the second extraction step and obtaining a first bright point that becomes a peak of a plurality of luminance values appearing at predetermined intervals;
A second bright spot calculation step of creating an approximate line from the luminance distribution of the second illumination light component extracted in the first extraction step and obtaining a second bright spot at which a plurality of luminance values appearing at predetermined intervals peak;
Obtaining a second bright spot candidate corresponding to the reflected light from the top of the same protrusion for each first bright spot on the basis of the first bright spot, and specifying a protrusion;
A coordinate calculation process for obtaining coordinates of the first bright spot determined in the first protrusion specifying process and the second bright spot determined in the second protrusion specifying process;
A projection height measurement comprising: calculating a coordinate of the first bright spot and the second bright spot, and calculating a height of the projection specified based on the two coordinates. Method.
前記第1輝度値算出過程および第2輝度値算出過程で求める近似線は、正規分布により実輝度値をフィッティングして求める
ことを特徴とする突出部高さ測定方法。 In the protrusion height measuring method according to claim 1,
An approximate line obtained in the first luminance value calculation process and the second luminance value calculation process is obtained by fitting an actual luminance value with a normal distribution.
前記第1突出部特定過程は、第2照明光の進行方向に沿って頭頂部の第1輝点の候補を求め、
前記第2突出部特定過程は、第2照明光の進行方向とは逆方向に沿って頭頂部の第2輝点の候補を求める
ことを特徴とする突出部高さ測定方法。 In the protrusion height measuring method according to claim 1 or 2,
The first protrusion specifying process determines a candidate for the first bright spot at the top of the head along the traveling direction of the second illumination light,
The method of measuring the height of the protrusion, wherein the second protrusion specifying process is to obtain a candidate for the second bright spot at the top of the head along the direction opposite to the traveling direction of the second illumination light.
前記第1突出部特定過程および前記第2突出部特定過程は、第1輝点および第2輝点の各候補を予め決めた第1輝点と第2輝点の基準距離の所定の範囲内から求める
ことを特徴とする突出部高さ測定方法。 In the protrusion height measuring method according to claim 3,
The first protrusion specifying process and the second protrusion specifying process are performed within a predetermined range of a reference distance between the first bright spot and the second bright spot, in which candidates for the first bright spot and the second bright spot are determined in advance. A method for measuring the height of a protrusion, characterized in that
前記基板を保持する保持テーブルと、
前記基板平面に向けて第1方向から所定波長の第1照明光を照射する第1照明部と、
第2方向から第1照明光と異なる波長の第2照明光を照射する第2照明部と、
前記基板面から第1照明光が正反射してくる位置に配備した第1カラー撮像ユニットと、
前記基板面から第2照明光が正反射してくる位置に配備した第2カラー撮像ユニットと、
前記第1カラー撮像ユニットで撮像した画像を光波長分解し、当該画像に映り込んでいる第1照明光成分と第2照明光成分を抽出する第1光成分抽出部と、
前記第1光成分抽出部で抽出した第1照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値のピークとなる第1輝点を求めるとともに、抽出した第2照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値がピークとなる第2輝点を求める第1輝点算出部と、
前記第2輝点を基準に当該第2輝点ごとに同一突出部内の頭頂部からの反射光に相当する第1輝点の候補求め、突出部を特定する第1突出部特定部と、
前記第2カラー撮像ユニットで撮像した画像を光波長分解し、当該画像に映り込んでいる第1照明光成分と第2照明光成分を抽出する第2光成分抽出部と、
前記第2光成分抽出部で抽出した第1照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値のピークとなる第1輝点を求めるとともに、抽出した第2照明光成分の輝度分布から近似線を作成し、所定間隔で現れる複数個の輝度値がピークとなる第2輝点を求める第2輝点算出部と、
前記第2輝点を基準に当該第1輝点ごとに同一突出部内の頭頂部からの反射光に相当する第2輝点の候補求め、突出部を特定する第2突出部特定部と、
前記第1輝点と第2輝点の座標を算出し、当該両座標に基づいて特定された突出部の高さを求める高さ算出部と
を備えたことを特徴とする突出部高さ測定装置。 A projection height measuring device for measuring the height of projections distributed on a substrate plane,
A holding table for holding the substrate;
A first illumination unit that emits first illumination light having a predetermined wavelength from a first direction toward the substrate plane;
A second illumination unit that irradiates second illumination light having a wavelength different from that of the first illumination light from the second direction;
A first color imaging unit disposed at a position where the first illumination light is regularly reflected from the substrate surface;
A second color imaging unit arranged at a position where the second illumination light is regularly reflected from the substrate surface;
A first light component extraction unit that performs light wavelength decomposition on an image captured by the first color imaging unit, and extracts a first illumination light component and a second illumination light component reflected in the image;
An approximate line is created from the luminance distribution of the first illumination light component extracted by the first light component extraction unit, and first bright points that are peaks of a plurality of luminance values appearing at predetermined intervals are obtained and extracted second. A first bright spot calculation unit that creates an approximate line from the brightness distribution of the illumination light component and obtains a second bright spot at which a plurality of brightness values appearing at predetermined intervals peak;
Obtaining a candidate for the first bright spot corresponding to the reflected light from the top of the same protrusion for each second bright spot on the basis of the second bright spot, a first protrusion specifying part for specifying the protrusion; and
A second light component extraction unit that performs light wavelength decomposition on an image captured by the second color imaging unit, and extracts a first illumination light component and a second illumination light component reflected in the image;
An approximate line is created from the luminance distribution of the first illumination light component extracted by the second light component extraction unit, and first bright points that are peaks of a plurality of luminance values appearing at predetermined intervals are obtained and extracted second. A second bright spot calculation unit that creates an approximate line from the luminance distribution of the illumination light component and obtains a second bright spot at which a plurality of brightness values appearing at predetermined intervals peak;
Obtaining a second bright spot candidate corresponding to the reflected light from the top of the same protrusion for each first bright spot with reference to the second bright spot, a second protrusion specifying part for specifying the protrusion; and
A projection height measurement comprising: a height calculation unit that calculates the coordinates of the first bright spot and the second bright spot and obtains the height of the projection specified based on the two coordinates apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012067536A JP2013200163A (en) | 2012-03-23 | 2012-03-23 | Projection height measuring method and projection height measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012067536A JP2013200163A (en) | 2012-03-23 | 2012-03-23 | Projection height measuring method and projection height measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013200163A true JP2013200163A (en) | 2013-10-03 |
Family
ID=49520524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012067536A Pending JP2013200163A (en) | 2012-03-23 | 2012-03-23 | Projection height measuring method and projection height measuring device |
Country Status (1)
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|---|---|
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-
2012
- 2012-03-23 JP JP2012067536A patent/JP2013200163A/en active Pending
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