(57)【要約】【課題】  バンプ検査装置において，撮像装置の焦点をバンプの表面に正確かつ迅速に合わせる。【解決手段】  基板１１２上に形成された複数のバンプ１１５から，所定数を測定対象のバンプ１１５として任意に選択する（ステップＳ１０）。次いで，上記選択された所定数の測定対象のバンプ１１５に対して，バンプ１１５の表面に撮像装置１２０の焦点が合致するときの撮像装置１２０の最適な位置をそれぞれ測定する（ステップＳ２０）。さらに，測定した位置に基づき，測定対象以外のバンプ１１５の表面に撮像装置１２０の焦点が合致するときの撮像装置１２０の位置を補間により算出する（ステップＳ３０）。そして，算出された位置を用いて，各バンプ１１５に対する撮像装置１２０の位置を調整する（ステップＳ４０）。こうして，各バンプ１１５の表面に撮像装置１２０の焦点を合致させ，バンプ１１５の検査を行う。【選択図】    図５
2006179532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバンプが形成された基板を撮像装置によって撮像した画像を処理することによって前記複数のバンプの状態を検査するバンプ検査装置において，前記撮像装置を前記基板に対して接近／離隔させることにより，前記撮像装置の焦点を前記各バンプの表面に合致させる焦点調整方法であって：
前記複数のバンプのうち，所定数の測定対象のバンプを任意に選択する測定対象選択ステップと；
前記測定対象の各バンプに関し，前記撮像装置の焦点が前記バンプの表面と合致するときの前記撮像装置の位置を測定する測定ステップと；
前記測定された所定数の前記撮像装置の位置を用いて補間することにより，前記測定対象以外の各バンプに関し，前記撮像装置の焦点が前記各バンプの表面と合致するときの前記撮像装置の位置をそれぞれ算出する算出ステップと；
前記算出された撮像装置の位置に基づいて前記撮像装置を前記基板に対して接近／離隔させて，前記撮像装置の焦点を前記測定対象以外の各バンプの表面にそれぞれ合致させる焦点調整ステップと；
を含むことを特徴とする，焦点調整方法。
【請求項２】
前記測定ステップは，
撮像画像のうち前記バンプの外周部の少なくとも一部を含む画像領域を焦点測定領域として設定するステップと；
前記焦点測定領域内における相隣接する画素の明度差を算出するステップと；
前記焦点測定領域内において前記明度差が最大となる領域を前記バンプの外周部が存在する領域と認識するステップと；
前記撮像装置を前記基板に対して接近／離隔させながら，前記バンプの外周部が存在する領域の前記明度差の変化を読み取り，当該明度差が最大となるときの前記撮像装置の位置を，前記撮像装置の焦点が前記バンプの表面に最も合致するときの前記撮像装置の位置として決定するステップと；
を含むことを特徴とする，請求項１に記載の焦点調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，焦点調整方法に関し，特にバンプ検査装置においてバンプを撮像する撮像装置の焦点距離を調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の半導体素子が形成された半導体ウェハは，ダイシング装置等によって個々の半導体チップに分割される。分割された半導体チップは，携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電気機器に広く用いられている。
【０００３】
近年，電気機器の軽量化，小型化を可能にするために，フリップチップが開発され，実用に供されている。フリップチップは，半導体チップの電極に５０〜１００μｍの突起状のバンプを複数形成し，このバンプを実装基板に形成された電極に直接接合するようにした半導体チップである。ここで，バンプとは，半導体チップと基板との電気的接触をとる突起電極のことをいう。フリップチップでは，バンプを介して半導体チップと基板とを接合するため，各バンプの高さを揃える必要がある。
【０００４】
現在，バンプ形成方法としては，主に，電解メッキ法，無電解メッキ法およびスタッドバンプ法がある。しかし，電解メッキ法や無電解メッキ法で形成されたバンプは，その高さにばらつきがあるため，バンプを形成した後にバンプのヘッドを切削して高さを揃えるようにしている。
【０００５】
このような装置として，バンプのヘッドをバイトで機械的に切削するバンプ切削加工装置がある。バンプ切削加工装置は，基板上に形成された複数個のバンプの高さを揃えるための加工装置であって，基板載置面を備えたチャックテーブルと，基板載置面を洗浄する洗浄ユニットと，チャックテーブルに保持された基板上に形成された複数個のバンプを切削して高さを揃える切削ユニットなどを具備する。
【０００６】
かかるバンプ切削加工装置では，切削ユニットに設置されたバイトによりバンプを切削加工する。このとき，洗浄工程などを経た後の状態において，バンプ上にごみやバリがないことが要求される。
【０００７】
即ち，バンプの高さは５０〜１００μｍ程度と非常に小さいものであり，この高さを揃えるために，バンプ切削加工装置では，バンプの高さを数μｍレベルの誤差範囲内に収めることが要求される。しかし，切削加工後のバンプ上にごみが付着していると，バンプの高さ誤差の許容範囲を満たさなくなる。ここでいう「ごみ」とは，主にバンプ自身が切削されたことによって生じる切削屑のことであり，例えば，金バンプであれば金の切削屑，銅バンプであれば銅の切削屑である。これらの切削屑は，切削された直後にバンプに付着すると通常の洗浄では除去できないことが知られている。
【０００８】
また，バリに関しては，長いバリが発生すると隣り合うバンプ間を通電させてしまうという問題が生じる。このように，バンプ上にごみやバリが存在すると製品として致命的な欠陥に繋がるため，バンプ上にごみやバリが存在しないことを確認する検査が必要となった。
【０００９】
そこで，バンプの表面にごみやバリが存在しないことを確認するために，撮像装置によってバンプを撮像し，画像認識によりごみやバリの存在の有無を検査するバンプ検査装置が考案された。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−２９６７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
バンプ検査装置においてバンプを撮像して画像を認識するためには，撮像装置の焦点をバンプの表面に合わせる必要がある。バンプ切削加工装置では，数μｍレベルの誤差範囲内でバンプの高さを揃えるため，バンプ表面の平坦精度が高い。したがって，バンプ切削加工装置のチャックテーブル上でバンプの検査を行うのであれば，各バンプに対して個々に焦点を合わせる必要はない。しかし，バンプ検査装置は，一般的にバンプ切削加工装置とは別体構成されており，使用するチャックテーブルの平坦精度は，バンプ切削加工装置に比べ高くない。また，バンプ検査装置がバンプ切削加工装置に内蔵される場合においても，切削領域から検査領域までチャックテーブルを移動させさければならない。そのため，チャックテーブル自体の平坦精度が高くても，チャックテーブルを移動および支持する機構がチャックテーブルを数μｍ単位の正確さで平行度を維持することが難しく，平坦度が失われる可能性がある。
【００１２】
このような理由から，撮像装置の焦点をバンプの表面に正確に合わせることの可能な，焦点調整方法が希求されていた。
【００１３】
また，バンプを全数検査する場合には，バンプひとつひとつに対して撮像装置の焦点を合わせなければならなかった。例えば，ウェハ１枚あたり数十万個のバンプが存在するため（例えば，８インチウェハで約５０万個のバンプが存在する。この８インチウェハ１枚当たり約１６００チップある場合，１チップ当たり約２８８個のバンプが存在する。），バンプひとつひとつに対して焦点を合わせていると，検査に莫大な時間がかかってしまうという問題があった。
【００１４】
そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，その目的は，バンプ検査装置に使用する撮像装置の焦点をバンプの表面に正確かつ迅速に合わせることの可能な，新規かつ改良された焦点調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，複数のバンプが形成された基板を撮像装置によって撮像した画像を処理することによって複数のバンプの状態を検査するバンプ検査装置において，撮像装置を基板に対して接近／離隔させることにより，撮像装置の焦点を各バンプの表面に合致させる焦点調整方法が提供される。この焦点調整方法は，複数のバンプのうち，所定数の測定対象のバンプを任意に選択する測定対象選択ステップと；測定対象の各バンプに関し，撮像装置の焦点がバンプの表面と合致するときの撮像装置の位置を測定する測定ステップと；測定された所定数の撮像装置の位置を用いて補間することにより，測定対象以外の各バンプに関し，撮像装置の焦点が各バンプの表面と合致するときの撮像装置の位置をそれぞれ算出する算出ステップと；算出された撮像装置の位置に基づいて撮像装置を基板に対して接近／離隔させて，撮像装置の焦点を測定対象以外の各バンプの表面にそれぞれ合致させる焦点調整ステップと；を含むことを特徴とする。
【００１６】
なお，複数のバンプとは，各バンプに対して撮像装置の焦点を個別に調整するには過度に時間を要する多数のバンプをいい，例えば，少なくとも１０００個以上，一般的には数十万個以上のバンプである。また，測定対象となる所定数とは，補間可能な３以上の数であり，例えば１０個である。また，測定対象のバンプは，基板上から局所的に選択されるのではなく，分散して選択されることが好ましい。また，上記バンプ検査装置において，撮像装置の焦点距離は，レンズ等で調整することができず一定である。このため，基板に対して撮像装置を接近／離隔させる（例えば，昇降させる）ことにより，撮像装置の
焦点距離をバンプの表面に合わせる構造となっている。
【００１７】
かかる方法では，まず，所定数の測定対象のバンプに対してバンプの表面に撮像装置の焦点が合致するときの撮像装置の位置を測定する。そして，測定対象以外のバンプについては，測定した上記位置に基づいて撮像装置の位置を算出することにより，各バンプの表面に対して撮像装置の焦点を合致させることができる。このため，すべてのバンプに対してバンプの表面に焦点が合致するときの撮像装置の位置を測定する必要がないため，焦点の調整を正確かつ迅速に行うことができ，より短時間でバンプの検査を行うことができるようになる。
【００１８】
また，上述の測定ステップは，撮像画像のうちバンプの外周部の少なくとも一部を含む画像領域を焦点測定領域として設定するステップと；焦点測定領域内における相隣接する画素の明度差を算出するステップと；焦点測定領域内において明度差が最大となる領域をバンプの外周部が存在する領域と認識するステップと；撮像装置を基板に対して接近／離隔させながら，バンプの外周部が存在する領域の明度差の変化を読み取り，当該明度差が最大となるときの撮像装置の位置を，撮像装置の焦点がバンプの表面に最も合致するときの撮像装置の位置として決定するステップと；を含んでもよい。
【００１９】
撮像装置により撮像した画像において，例えば，金属性で光沢のあるバンプは明部として表示され，バンプ以外の部分は暗部として表示される。このバンプとバンプ以外の部分との明度の相違を利用して，相隣接する画素の明度差が最大となる部分をバンプの外周部として特定することができる。ここで，明度差は，例えば，明度差の大小を明暗や色の相違により表すことができる。そして，明度差が最大となる領域をバンプの外周部が存在する領域と認識する。このバンプの外周部として認識した領域に着目し，撮像装置を基板に対して接近／離隔させながら，当該領域の明度差の変化を読み取る。そして，当該明度差が最大となるときの撮像装置の位置を，撮像装置の焦点がバンプの表面に合致する位置として決定する。ここで，撮像装置の高さとは，例えば，撮像装置のチャックテーブルからの高さとすることもできる。このようにして，撮像した画像の相隣接する画素の明度差に基づいて，撮像装置の焦点がバンプの表面に合うときの，撮像装置の位置を正確に測定できる。したがって，チャックテーブルの平坦精度が高くない状態においても，撮像装置の焦点を測定対象のバンプの表面に，より正確に合わせることができ，バンプの検査を好適に実施できるようになる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように，本発明によれば，バンプ検査装置に使用される撮像装置の焦点をバンプの表面に正確かつ迅速に合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２２】
まず，図１〜３に基づき，本発明の第１の実施形態にかかるバンプ検査装置１００の概略について説明する。図１は，バンプ検査装置１００の正面図であり，図２は，バンプ検査装置１００の左側面図であり，図３は，バンプ検査装置１００の全体斜視図である。
【００２３】
本実施形態では，バンプ検査装置１００を使用して，被加工物である例えばバンプ上のごみやバリの存在を画像認識して確認する。バンプ検査装置１００は，図１〜図３に示すように，載置された基板１１２を保持するチャックテーブル１１０と，基板１１２を撮像するための撮像装置１２０と，撮像装置１２０を支持する支持部１３０と，撮像装置１２０により撮像された画像を処理する画像処理部１３５と，画像処理された撮像画像を表示する画像表示部１４０とを備える。
【００２４】
チャックテーブル１１０には，基板１１２がバンプの形成された側の面（裏面）を上向きにして載置される。チャックテーブル１１０は，例えば，水平方向（ｘ方向）に移動可能である。
【００２５】
撮像装置１２０は，チャックテーブル１１０の上方に，支持部１３０により支持されて配設されている。撮像装置１２０は，例えば，ＣＣＤカメラ１２４と，ＣＣＤカメラ１２４に装着されるレンズ１２２とからなる。また，撮像装置１２０は，撮像装置１２０を支持する支持部１３０が支持台１３２上を移動することにより，ｘ方向に対して垂直な水平方向（ｙ方向）に移動可能であり，支持体１３０に設けられた昇降機構により鉛直方向（ｚ方向）にも移動することができる。そして，かかる撮像装置１２０によって撮像された画像は，画像処理部１３５に送られる。
【００２６】
画像処理部１３５では，バンプ検査装置１００に備えられた測定用プログラムを用いて，撮像装置１２０から送られてきた画像に対して所定の画像処理を行う。画像処理部１３５は，処理した画像を画像表示部１４０に表示させる。
【００２７】
このようなバンプ検査装置１００において，撮像装置１２０によりバンプの表面を撮像する際には，固定配置された基板１１２に対して撮像装置１２０を昇降させることにより，撮像装置１２０の焦点がバンプの表面に合わせられる。なお，バンプの表面とは，バンプ切削装置によって切削されたバンプの端面であり，本実施形態では，撮像装置１２０と対向するバンプの上面である。
【００２８】
以上，バンプ検査装置１００の概略について説明した。かかるバンプ検査装置１００を使用して，バンプ上にバリやごみが存在するか否かを画像認識によって確認できる。以下に，図４（ａ）〜（ｃ）に基づき，バンプ検査装置１００を使用して，バンプ１１５上のごみ１１６やバリ１１７の存在の有無を検査するバンプ検査方法について説明する。
【００２９】
まず，かかる撮像装置１２０により所定のバンプ１１５を画像認識するため，撮像装置１２０とバンプ１１５との水平方向（ｘｙ方向）における位置合わせを行う。撮像された画像内において，バンプ１１５が適切な位置に表示されていない場合は，撮像装置１２０は自動的にバンプ１１５に追従して撮像位置を調整する。このように，撮像装置１２０とバンプ１１５との水平方向（ｘｙ方向）における位置調整がされた後，バンプ１１５の表面を撮像しながら撮像装置１２０を基板１１２に近接／離隔するようにｚ方向に上下動させ，バンプ１１５の表面に撮像装置１２０の焦点を合わせる（この焦点を合わせる方法の詳細については後述する。）。撮像装置１２０にて撮像された画像は，画像処理部１３５で所定の画像処理を成された後，画像表示部１４０に表示される。
【００３０】
撮像装置１２０にて撮像された画像は，図４（ａ）に示すように，画像表示部１４０の画面２００上に表示される。画面２００に表示されるバンプ１１５は，例えば，角にＲ形状を有する略長方形として表示される。このバンプ１１５の形状は，バンプ１１５の種類によって異なり，例えば，略円形の形状などのバンプ１１５もある。次いで，撮像装置１２０は，撮像装置１２０の視野となる画像領域毎に断続的に移動して撮像を繰り返し，撮像した画像を記憶する。そして，画像処理部１３５は，撮像した画像の画像領域毎にバンプ１１５の表面上にごみ１１６とバリ１１７が存在するか否かを判別する。
【００３１】
本実施形態にかかるバンプ検査装置１００では，バンプ１１５の表面上にあるごみ１１６とバリ１１７の有無を判別する。このため，図４（ｂ）に示すように，撮像装置１２０による撮像画像内にごみ測定領域２１０とバリ測定領域２２０とが設定される。
【００３２】
ごみ測定領域２１０は，バンプ１１５の表面上のごみ１１６の有無を確認するために設けられる。このごみ測定領域２１０は，個々のバンプ１１５を取り囲むようにして設定される矩形領域である。撮像装置１２０により基板１１２を撮像した画像を画面２００に表示すると，金属性で光沢のあるバンプ１１５が撮像された領域は明部で表示され，それ以外の基板１１２の樹脂部分を撮像した領域は暗部で表示される。そのため，バンプ１１５の表面上にごみ１１６が存在すると，ごみ測定領域２１０内に当該ごみ１１６が暗部となって表示される。したがって，このごみ測定領域２１０に暗部が存在するか否かによって，検査対象のバンプ１１５上にごみ１１６が存在するか否かを判別することができる。
【００３３】
一方，バリ測定領域２２０は，バンプ１１５の外周部にバリ１１７が存在しているか否かを確認するために設けられる。このバリ測定領域２２０は，本実施形態では，例えば，図４（ｂ）に示すように，略長方形の形状をしたバンプ１１５の表面の４辺の外側に４つのバリ測定領域２２０を設定する。この場合，通常は暗部で表示されるバリ測定領域２２０に，明部が存在すれば，バリ１１７が存在すると判定することができる。しかし，この方法では，バンプ１１５の近くに存在するごみ１１６をバリ１１７と判別する可能性がある。そこで，図４（ｃ）に示すように，バリ測定領域２２０に明部が存在する場合，バリ測定領域２２０をバンプ１１５の外周部を含む領域２２０’から外側の領域２２０’’に移動させる。そして，バリ１１７がバンプ１１５の外周部から連続的に存在するか否かを判別する。明部が連続的に存在すると認識された場合，バリ１１７が存在すると判定する。
【００３４】
上述したごみ測定領域２１０の判別では，基板１１２上のいずれかのバンプ１１５にごみ１１６を表す暗部が僅かでも存在すれば，この基板１１２は即不良と判断される。これに対し，バリ測定領域２２０の判別では，バリ１１７が存在すること自体で基板１１２が品質不良であると必ずしも判断しなくてもよく，例えば，バリ１１７が存在しても相隣接するバンプ間で通電しなければ，不良と判断しないようにしてもよい。したがって，バリ測定検査の判断基準を，例えば，バリ１１７の長さが相隣接するバンプ１１５の間隔の３分の１程度の範囲内であれば可良と判断して許容するように，バリ検査の判断基準を設定してもよい。
【００３５】
また，上記ごみ１１６の測定とバリ１１７の測定とは，同時に行うことができる。また，個々のバンプ１１５に対して撮像装置１２０の焦点を調整すれば，上記ごみ１１６の検査やバリ１１７の検査を正確に行うことができるが，時間がかかる。そこで，簡易的に上記ごみ１１６の検査やバリ１１７の検査を実施するときは，同一の画面２００上に映し出されたバンプ１１５の高さに誤差は少ないと考える。そして，同一の画面２００上に映し出されたバンプ１１５のうち，１つのバンプ１１５（例えば，画面２００の中心に位置するバンプ１１５）に対してのみ撮像装置１２０の焦点を合致させる。このとき，同一の画面２００上に映し出されたすべてのバンプ１１５について，焦点が一致したものとみなすことができる。したがって，同一の画面２００上に映し出されたすべてのバンプ１１５に対して，同時にごみ１１６やバリ１１７の測定をすることができる。
【００３６】
また，上記ごみ測定領域２１０を，例えば，傷測定領域として使用することもできる。バンプ切削装置（図示せず。）では，バイトによりバンプ１１５の表面を切削する際に，バイトの軌跡に沿ってバンプ１１５の表面に筋状の傷が生じることがある。この傷は，バイトの刃が欠けたり，バイトの刃先に切削屑が付着していることによって生じる。バンプ１１５の表面を深く傷つけてしまうと接合不良となるため，バンプ１１５の表面上の傷の測定が必要な場合もある。この場合，バンプ１１５の表面上に傷があれば暗部としてごみ測定領域２１０内に表示されるので，ごみ測定領域２１０を傷測定領域としても利用することができる。また，傷とごみ１１６では暗部の形状が異なる。そこで，暗部の形状で区別できるような画像認識プログラムを作成し，ごみ測定領域２１０をごみ測定領域兼傷測定領域として使用することも可能である。具体的には，暗部の形状を，例えば，長さ，幅，面積，角度の４つのパラメータにより区別できるような条件を設定することができる。
【００３７】
以上，バンプの検査方法について説明した。ここで，バンプ検査を行うための画像認識処理の基本的なプログラムは，公知の測定用プログラムを使用できる。この測定用プログラムを用いてバンプ１１５の画像認識処理を行うためには，検査対象であるバンプ１１５の表面に撮像装置１２０の焦点を合わせる必要がある。また，バンプ検査装置１００で検査するバンプ１１５の数は，１つの基板１１２に対して少なくとも約１０００個以上，一般的には数十万個以上ある。このため，基板１１２上に存在するすべてのバンプ１１５に対し，個別に撮像装置１２０の焦点を合わせていたのでは，検査に莫大な時間がかかる。そこで，以下に，図５に基づいて，複数のバンプ１１５を検査（例えば，１基板に存在するバンプを全数検査）する場合における撮像装置１２０の焦点調整方法を説明する。
【００３８】
図５は，複数のバンプ１１５の状態を検査するバンプ検査装置１００における撮像装置１２０の焦点調整方法を示すフローチャートである。
【００３９】
まず，ステップＳ１０では，基板１１２上に形成された複数のバンプ１１５から，所定数（例えば，９〜１０個）を測定対象のバンプ１１５として任意に選択する（ステップＳ１０；測定対象選択ステップ）。このとき選択するバンプ１１５は，測定対象以外のバンプ１１５の表面に焦点が合致するときの撮像装置１２０の位置を補間によって算出したときに生じる誤差を小さくするため，基板１１２全体にわたって分散して選択されることが極力望ましい。なお，本実施形態において，撮像装置１２０の位置とは，例えば，撮像装置１２０の焦点がバンプ１１５の表面に合致するときの撮像装置１２０の高さ（ｚ方向の位置）をいう。
【００４０】
次いで，ステップＳ２０では，上記選択された所定数の測定対象のバンプ１１５に対して，バンプ１１５の表面に撮像装置１２０の焦点が合致するときの撮像装置１２０の最適な位置をそれぞれ測定する（ステップＳ２０；測定ステップ）。測定する撮像装置１２０の位置は，例えば，ひとつのバンプ１１５に関する撮像装置１２０の位置測定方法（図６のステップＳ２１〜Ｓ２９参照）を用いて測定することができる。この方法については後述する。
【００４１】
さらに，ステップＳ３０では，ステップＳ２０で測定したバンプ１１５の表面に撮像装置１２０の焦点が合致するときの撮像装置１２０の位置に基づき，測定対象以外のバンプ１１５の表面に撮像装置１２０の焦点が合致するときの撮像装置１２０の位置を，数学的方法により補間して算出する（ステップＳ３０；算出ステップ）。補間の方法としては，例えば，２次曲面補間，ＩＤＷ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）補間，スプライン補間，クリギングによる空間補間法などが考えられる。具体的な補間処理については後述する。
【００４２】
その後，ステップＳ４０では，上記補間により算出された測定対象以外のバンプ１１５の表面に撮像装置１２０の焦点が合致するときの撮像装置１２０の位置を用いて，各バンプ１１５に対する撮像装置１２０の位置を調整する（ステップＳ４０；焦点調整ステップ）。具体的には，撮像装置１２０を昇降させて，撮像装置１２０の焦点がバンプ１１５の表面に合致する位置に調整する。このように，測定対象以外のバンプ１１５については，各バンプ１１５に対して焦点調整方法を行わずに撮像装置１２０をバンプ１１５の表面に焦点が合う位置に移動させることができる。また，測定対象のバンプ１１５については，上記ステップＳ２０で測定された撮像装置１２０の位置に基づいて，焦点が調整される。
【００４３】
以上のように，本実施形態にかかる焦点調整方法では，所定数の測定対象のバンプ１１５については，個別にバンプ１１５の表面に撮像装置１２０の焦点が合致するときの撮像装置１２０の位置（例えば，撮像装置１２０の高さ）を測定して焦点を調整する。一方，測定対象以外のバンプ１１５については，バンプ１１５の表面に撮像装置１２０の焦点が合致するときの撮像装置１２０の位置を測定することなく，上記算出した位置に基づいて焦点を調整する。したがって，限られた所定数のバンプ１１５についてのみ測定を行えばよいので，バンプ検査にかかる時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００４４】
なお，すべてのバンプ１１５についてバンプ検査を実施する場合には，上記手順（ステップＳ１０〜Ｓ４０）により撮像装置１２０を各バンプ１１５の表面に焦点が合致する位置に調整した後，上述のごみ測定やバリ測定などのバンプ検査を行うことができる。このとき，基板１１２上のバンプ１１５の検査を行う順序は，撮像装置１２０のｘｙ平面における移動に合わせて，バンプ１１５毎に検査をすることもできる。また，画面２００に映し出された画面範囲内のすべてのバンプ１１５を検査した後，撮像装置１２０を移動させて次の画面範囲内のすべてのバンプ１１５を検査するといったように，画面範囲ごとに検査をすることもできる。
【００４５】
以上，複数のバンプ１１５を検査するバンプ検査装置１００における撮像装置１２０の焦点調整方法について説明した。ここで，上述したステップＳ２０では，撮像装置１２０の焦点がバンプ１１５の表面に合致するときの撮像装置１２０の位置を測定する必要がある。
【００４６】
そのための方法として，ひとつのバンプ１１５に対して撮像装置１２０の焦点がバンプ１１５の表面に合致するときの，撮像装置１２０の位置を測定する方法が提案される。以下，図６および図７に基づき，ひとつのバンプ１１５に関する焦点距離調整方法について説明する。
【００４７】
図６は，本実施形態にかかるバンプ検査装置１００において焦点距離調整方法を示すフローチャートである。本実施形態におけるバンプ検査装置１００では，撮像装置１２０とバンプ１１５とのｘｙ方向の位置合わせを行った後に，撮像装置１２０をｚ方向に移動させてバンプ１１５の表面に焦点を合わせる。この際，バンプ１１５を撮影して画像処理しながら焦点調整を行う。
【００４８】
まず，ステップＳ２１では，バンプ１１５の外周部の少なくとも一部を含む画像領域を焦点測定領域２３０として設定する。例えば，図７（ａ）に示すように，バンプ１１５の向かい合う２辺に対して，バンプ１１５の外周部を各１辺ずつ含む２つの画像領域をそれぞれ焦点測定領域２３０に設定する。
【００４９】
次いで，ステップＳ２３では，焦点測定領域２３０内で相隣接する画素の明度差を算出する。通常の画像では，図７（ａ）に示すように，バンプ１１５の領域は明部，それ以外の領域は暗部として表示される。ここで，通常の画像内で相隣接する画素の明度を比較すると，バンプ１１５の外周部（輪郭部分）に最も大きな明度差がある。この明度差を，例えば，図７（ｂ）に示すような，焦点測定領域２３０の相隣接する画素の明度差の分布図（明度の微分領域）で表すことができる。この微分領域では，例えば，明度差が大きいときには明部と表示し，明度差が小さいときには暗部として表示するものとする。
【００５０】
そして，ステップＳ２５では，ステップＳ２３で算出された焦点測定領域２３０内で相隣接する画素の明度差より，バンプ１１５の外周部が存在する領域を認識する。焦点測定領域２３０を微分領域として表すと，図７（ｂ）に示すように，バンプ１１５の外周部が微分領域における明部２３１として表され，バンプ１１５の外周部以外の部分が微分領域における暗部２３２として表される。このように，焦点測定領域２３０を微分領域として表すことにより，明度差が最大となる部分である明部２３１を含む領域をバンプ１１５の外周部が存在する領域として認識できる。
【００５１】
その後，ステップＳ２７では，バンプ１１５の外周部を含む領域を認識した後，測定対象のバンプ１１５の表面に撮像装置１２０の焦点を合わせるために，撮像装置１２０をｚ方向に上下に移動させながら，バンプ１１５の外周部の存在する領域において，微分領域における明部２３１の明度の変化を測定する。本実施形態では，レンズ１２２の絞りを調節して撮像対象に焦点を合わせるのではなく，撮像装置１２０を基板１１２に接近／離隔（例えば，ｚ方向に上下動）させて撮像対象であるバンプ１１５の表面に焦点を合わせる。撮像装置１２０をバンプ１１５に対して接近／離隔させるように昇降させると，バンプ１１５の外周部である明部２３１の明度は，撮像装置１２０の焦点が合致している程度に応じて変化する。本ステップＳ２７では，この明部２３１の明度，即ち，バンプ１１５の外周部の明度差の変化を測定する。
【００５２】
次いで，ステップＳ２９では，この明部２３１の明度が最大となるときの撮像装置の位置を，撮像装置１２０の焦点がバンプ１１５の表面に最も合致したときの位置（例えば，撮像装置１２０の高さ）として決定する。即ち，明度が最大となるのは，バンプ１１５が最も明るくなるように撮像されるときであるので，このとき，バンプ１１５の表面に焦点が合っていることになる。このように，撮像装置１２０の焦点がバンプ１１５の表面に合致するときの撮像装置１２０の位置を測定することができる。
【００５３】
以上，ひとつのバンプ１１５に関する焦点距離調整方法について説明した。この焦点距離調整方法を用いて上述のステップＳ２０を行うことにより，バンプ検査装置１００に使用される撮像装置１２０の焦点をバンプの表面に，より正確に合わせることができる。
【００５４】
次に，上述した複数のバンプ１１５を検査する焦点距離調整方法における補間方法の具体例について説明する。
【００５５】
（１．補間による焦点距離調整方法の概要）
まず，チャックテーブル１１０上において，所定数（任意のｎ個）の測定点（ｘｉ，ｙｉ）を選択し，そのｘｙ平面の位置におけるバンプ１１５に対する撮像装置１２０の位置（焦点位置）ｚを記録する。次いで，記録されたｎ個の測定点（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）に基づき，補間関数ｚ（ｘ，ｙ）を求める。さらに，測定点以外に存在するバンプ１１５については，バンプ検査測定時に，チャックテーブル１１０上のバンプ１１５のｘｙ平面における位置（ｘ，ｙ）に基づいて，撮像装置１２０の位置を補間関数ｚ（ｘ，ｙ）を用いて算出する。その後，算出された位置に撮像装置１２０を移動することによって，バンプ１１５の表面に焦点が正確に合った画像を得ることができる。
【００５６】
以下に，測定対象以外のバンプ１１５に対する撮像装置１２０の位置を補間するための関数である，２次曲面補間関数およびＩＤＷ補間関数についてそれぞれ説明する。
【００５７】
（２．２次曲面補間関数の求め方）
２次曲面は，一般に，以下の数式１により表すことができる。
【００５８】
【数１】
2006179532.tif 000003
【００５９】
チャックテーブル１１０上のｎ個の測定点（ｘｉ，ｙｉ）に対応するバンプ１１５に関し，撮像装置１２０の位置ｚｉを，２次曲面を表す数式１に対して，近似方法である最小二乗法にてフィッティングする。そして，数式１の係数ａ〜ｆを求める。まず，ｚｉの測定値と，（ｘｉ，ｙｉ）の差の二乗和は，次の数式２で表される。
【００６０】
【数２】
2006179532.tif 000004
【００６１】
数式２におけるＳが最小となるようにｚ（ｘ，ｙ）の係数ａ〜ｆを決定する。そして，Ｓをａ〜ｆについて微分すると，以下の数式３のようになる。
【００６２】
【数３】
2006179532.tif 000005
ここで，（∂Ｓ／∂ａ）＝（∂Ｓ／∂ｂ）＝（∂Ｓ／∂ｃ）＝（∂Ｓ／∂ｄ）＝（∂Ｓ／∂ｅ）＝（∂Ｓ／∂ｆ）＝０として，数式３より連立方程式を立てると，数式４のようになる。
【００６３】
【数４】
2006179532.tif 000006
【００６４】
ｘｉ，ｙｉ，ｚｉは既知の測定値であるため，上記の連立方程式を数学的手法（例えば，ガウス消去法など）にて解き，係数ａ〜ｆを求めることができる。
【００６５】
（３．ＩＤＷ補間関数の求め方）
次に，ＩＤＷ補間関数の求め方を説明する。チャックテーブル１１０上のｎ個の測定点（ｘｉ，ｙｉ）に対応するバンプ１１５について，撮像装置１２０の位置をｚｉとすると，ＩＤＷによる補間関数は数式５で表すことができる。
【００６６】
【数５】
2006179532.tif 000007
【００６７】
ただし，数式５におけるｄｉは測定点からの距離であり，次の数式６で表される。
【００６８】
【数６】
2006179532.tif 000008
【００６９】
また，数式５におけるｗ（ｄ）は，距離に対する重み付けの関数であり，例えば，次の数式７のように表される。
【００７０】
【数７】
2006179532.tif 000009
【００７１】
（４．補間の具体例）
実際に２次曲面補間関数を用いて，１０点の測定点（点Ａ〜Ｊ）に対する撮像装置１２０の位置をもとに補間をおこなう。各測定点の座標は以下の通りである。
【００７２】
Ａ（  ７５８５８，−２４６１１，４）
Ｂ（  ７５８５８，  ２４６１１，４）
Ｃ（  ２５３１５，−７３８３４，５）
Ｄ（  ２５３１５，−２４６１１，２）
Ｅ（  ２５３１５，  ２４６１１，０）
Ｆ（−２５２２７，−７３８３４，７）
Ｇ（−２５２２７，−２４６１１，０）
Ｈ（−２５２２７，  ２４６１１，２）
Ｉ（−７５７７０，−２４６１１，４）
Ｊ（−７５７７０，  ２４６１１，４）
【００７３】
ここで，ｘｙ座標は基板１１２上での測定点の位置を表し，ｚ座標はそのｘｙ座標点におけるバンプ１１５に対する撮像装置１２０の位置の測定値を表す。また，ｘｙ座標は基板１１２の中心を原点とし，ｚ座標は，基板１１２に最も近い位置でバンプ１１５の表面に焦点が合致するときの撮像装置１２０の位置を０としたとき，撮像装置１２０の位置（高さ）を示している。単位はすべてμｍである。
【００７４】
そして，前述した２次曲面補間の方法により，係数ａ〜ｆを算出すると，次の数式８のようになる（有効数字３桁で表示）。
【００７５】
【数８】
2006179532.tif 000010
【００７６】
これらの係数により，基板１１２上の任意の座標について，バンプ１１５の表面に焦点が合致するときの撮像装置１２０の位置を，数式１にて算出することが可能になる。
【００７７】
例えば，上記測定点以外の基板１１２点上の点Ｋ（５００００，−５００００）におけるバンプ１１５に対して，バンプ１１５の表面に焦点が合致するときの撮像装置１２０の位置を計算すると，次の数式９のようになる。
【００７８】
【数９】
2006179532.tif 000011
【００７９】
（５．各補間方法の特徴）
最後に，二次曲線補間とＩＤＷ補間の各特徴について説明する。図８Ａは，基板１１２上における測定対象のバンプ１１５に対応する各測定点（点Ａ〜Ｊ）を示したグラフである。図８Ｂは，これらの測定点における撮像装置１２０の位置に基づき，二次曲線補間によって測定対象以外のバンプ１１５に対する撮像装置１２０の位置を算出した結果をグラフ化したものである。また，図８Ｃは，点Ａ〜Ｊの各測定点における位置に基づき，ＩＤＷ補間によって測定対象以外のバンプ１１５に対する撮像装置１２０の高さを算出した結果をグラフ化したものである。
【００８０】
２次曲面補間は，図８Ｂに示すように，測定点もしくはその近傍を通るなめらかな曲線を構成する。しかし，すべての測定点を通るわけではないため，測定点の補間による誤差を吸収できる反面，補間結果が実際の撮像装置１２０の位置を表さない可能性もある。また，特に測定点が少ない場合，実際の撮像装置１２０の位置とかけ離れた補間曲面が算出される場合がある。一般に，チャックテーブル１１０に載置された基板１１２は中凹形状であることが多く，この形状は２次曲面補間を行うことでよい近似結果を得ることができる。また，各座標軸が一定の傾きを有する場合は２次曲面補間による近似は効果的であるが，うねりなどについては補間しきれないという問題がある。
【００８１】
一方，ＩＤＷ補間曲面は，図８Ｃに示すように，測定点に対しては正確に追従した結果を算出することができる。しかし，すべての測定点を通るため，誤差を拾いやすいという問題点がある。また，２次曲面補間に比べて計算量が多いため，スループットが低下する傾向がある。
【００８２】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８３】
例えば，上記実施形態では，撮像装置１２０の焦点を調整するため，バンプ１１５を撮像する際，撮像装置１２０をチャックテーブル１１０に対して接近／離隔するように上下に移動させたが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，撮像装置１２０を固定し，チャックテーブル１１０を撮像装置１２０に対して接近／離隔させて，チャックテーブル１１０の位置（例えば，高さ）を調整して，焦点調整してもよい。
【００８４】
また，焦点測定領域２３０の相隣接する画素の明度差を，明度差が大きいときには明部と表示し，明度差が小さいときには暗部として表示したが，明部と暗部を逆に表示してもよい。また，明度差を，例えば赤と青のような色相の違いを利用して表示してもよいし，あるいは，数値としてディジタル表示してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は，焦点調整方法に適用可能であり，特にバンプ検査装置においてバンプを撮像する撮像装置の焦点調整方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるバンプ検査装置の正面図である。
【図２】同実施形態にかかるバンプ検査装置の左断面図である。
【図３】同実施形態にかかるバンプ検査装置の全体斜視図である。
【図４】（ａ）は，撮像装置により複数のバンプが撮像された画像を画像表示部に表示した図である。（ｂ）は，図４（ａ）に表示された複数のバンプのうち，ひとつのバンプを拡大した図である。（ｃ）は，本実施形態におけるバリ測定方法を説明するための図である。
【図５】同実施形態にかかるバンプ検査装置について複数のバンプに対して撮像装置の焦点調整方法を示すフローチャートである。
【図６】同実施形態にかかるバンプ検査装置の焦点距離調整方法を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）は，同実施形態におけるバンプの焦点測定領域を示した図である。（ｂ）は，図７（ａ）の焦点測定領域を微分領域として表示した図である。
【図８Ａ】同実施形態にかかるバンプ検査装置により測定したバンプの位置（ｘｙ座標）と各バンプに対して焦点が合致するときの撮像装置の位置（ｚ座標）を表したグラフである。
【図８Ｂ】同実施形態にかかる２次曲面補間による算出結果を表したグラフである。
【図８Ｃ】同実施形態にかかるＩＤＷ補間による算出結果を表したグラフである。
【符号の説明】
【００８７】
１００      バンプ検査装置
１１０      チャックテーブル
１１２      基板
１１５      バンプ
１１６      ごみ
１１７      バリ
１２０      撮像装置
１２２      レンズ
１２４      ＣＣＤカメラ
１３０      支持部
１３２      支持体
１３５      画像処理部
１４０      画像表示部
２００      画面
２１０      ごみ測定領域
２２０      バリ測定領域
２３０      焦点測定領域
２３１      微分領域における明部
２３２      微分領域における暗部
【図１】
2006179532.tif 000012
【図２】
2006179532.tif 000013
【図３】
2006179532.tif 000014
【図４】
2006179532.tif 000015
【図５】
2006179532.tif 000016
【図６】
2006179532.tif 000017
【図７】
2006179532.tif 000018
【図８Ａ】
2006179532.tif 000019
【図８Ｂ】
2006179532.tif 000020
【図８Ｃ】
2006179532.tif 000021