JPH0120405B2 - - Google Patents

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JPH0120405B2
JPH0120405B2 JP57135805A JP13580582A JPH0120405B2 JP H0120405 B2 JPH0120405 B2 JP H0120405B2 JP 57135805 A JP57135805 A JP 57135805A JP 13580582 A JP13580582 A JP 13580582A JP H0120405 B2 JPH0120405 B2 JP H0120405B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical device
diffraction grating
optical
image
pad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP57135805A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5880505A (ja
Inventor
Kuroodo Andore Chasutan Jan
Furederitsuku Koonaa Robaato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPS5880505A publication Critical patent/JPS5880505A/ja
Publication of JPH0120405B2 publication Critical patent/JPH0120405B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/4205Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の分野 本発明は、光学装置に係り、更に具体的に云え
ば、チツプおよびウエハ上のはんだパツトの如き
物体を斜めに観察しそしてその体積を定量的に測
定するための光学装置に係る。
先行技術 チツプを基板に接続させるために、はんだの再
溶融による接続技術が用いられている。鉛−錫即
ちはんだのパツドがチツプの接続用貫通孔上に蒸
着される。1つのチツプ上には100以上のパツド
が存在し得る。チツプを基板上に適切に接続させ
るためには、それらのパツドが高さ/体積に関し
て最小及び最大の規準を充たしていなければなら
ない。
パツドの体積に関する情報が、適当な配列体の
像から引出されねばならない。或る検査装置は、
配列体の上に直接配置されたビデオ・カメラを用
いてパツドを測定する像分析装置に基づいてい
る。各パツドが球面の形状を有していると仮定す
るこの方法は、パツドの直径を測定しそしてその
体積を算出する。パツドの高さは考慮されていな
い。体積をより正確に測定するためには、高さに
関する情報を含むべきである。上記方法は、高い
正確さを有しないだけでなく、許容され得ぬ程の
長時間を要する。
IBM Technical Disclosure Bulletin、第22
巻、第9号、1980年2月、第4068頁に於てRoss
及びTownsendにより提案されているもう1つの
方法は、配列体が斜めの入射角で照射されたとき
に各パツドにより形成された影を調べる方法に基
づいている。各パツドの高さ/体積が、対応する
影の面積及び寸法から引出される。この方法は高
さに関する情報を与えるが、影は焦点深度及び解
像度の問題により背景に対して極めて小さいコン
トラストを有するので、適当でない。
関連技術において、米国特許第3253505号の明
細書は、傾斜したスクリーン上に像を投影させる
ための光学装置について記載している。それらの
投影装置は、傾斜したスクリーン上に単に投影す
る操作の結果通常生じるキーストーン歪曲
(Keystone distortion)を照射又は補償するため
に用いられている。それらの投影装置は、光を第
2の光学装置へ再び指向させるために指向構造体
を用いている。それらの指向構造体は、反射装置
又は屈折装置であり、その好実施例に於ては、フ
レネル型の鏡又はレンズである。上述の如き装置
が有効であるという証拠はなく、1つの光学装置
により導入されたキーストーン歪曲像は第2の光
学系により反対の歪曲を導入することによつては
通常その大部分が除去され得ないという科学的証
拠が存在すると考えられる。この方法は、或る種
の適用例に於ては用いられ得るが、高解像度の適
用例には適していない。
本発明の要旨 本発明の目的は、斜めに観察するための光学装
置を提供することである。
本発明の他の目的は、高解像度で斜めに観察す
るための光学装置を提供することである。
本発明の他の目的は、チツプ及びウエハ上のは
んだパツドの体積を測定するための改良された光
学装置を提供することである。
本発明の他の目的は、チツプ及びウエハ上のは
んだパツドを観察するための、歪曲を生じない光
学装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、斜めの入射角で照射
されたはんだパツドを検査するための光学装置を
提供することである。
本発明の上記及び他の目的は、物体即ち被検査
体を或る角度で観察しそして歪曲のない像を得る
ことを可能にする光学装置によつて達成される。
本発明の1つの適用例は、キーストーン歪曲及び
歪像(anamorphosis)を導入せずにチツプ及び
ウエハ上のはんだパツドの体積を定量的に測定す
るための光学装置である。その光学装置は、回折
格子に対して垂直方向に回折されたビームを得る
ために、はんだパツドの像を或る角度で回折格子
の投影スクリーンへ指向させるための手段を含
む。1好実施例に於ては、光源は表面上にはんだ
パツドを有するチツプへ45゜の角度でビームを指
向させる。その反射された光は、光学的格子であ
る投影スクリーンに対して約45゜の角度を成す軸
に沿つて光を指向させる、−1xの倍率を有する焦
結光学系を通される。上記光学的格子は該格子に
対して垂直な角度に光を回折させる。その光学的
格子により回折された光は、3xの倍率で観察さ
れそしてテレビ・カメラの光電陰極上に焦結され
る。テレビ・カメラのレンズの光軸は、上記光学
的格子に対して垂直である。観察された影の寸法
に基づいてパツドの寸法及び体積を測定するため
に、パツド配列体又はチツプ領域の像が標準的技
術によつて検討される。
本発明の好実施例 第1図に示されている如く、本発明の特定の1
実施例に於ては、光学装置10は光源を供給する
照射装置12を含む。照射装置12の1例は投影
ランプである。照射装置12からの光ビーム14
は、暗赤色のフイルタ16及び拡散板18を通過
して、表面上にはんだパツド22を有するチツプ
20にぶつかる。フイルタ16及び拡散板18は
本発明に於て任意に用いられ得る部材である。
チツプ20にぶつかる光ビーム14が第2図に
於て拡大して示されている。光ビーム14は、こ
の場合には45゜である角度θ1でチツプ20並びに
はんだパツド22A及び22Bにぶつかる。この
例に於けるθ1は45゜であり、好ましい角度である
が、この角度は実際の適用例に応じて約30゜から
60゜又はそれ以上迄変えられ得る。はんだパツド
22Aははんだパツド22Bよりも大きく、従つ
て影24Aは影24Bよりも大きい。チツプ20
は極めて反射性であるので、殆どすべての入射し
た光ビーム14が光ビーム25として反射され、
後に配列体の像を観察することが希望され得る方
向である、パツド配列体の平面に対して垂直な方
向には、極めて僅かな光しか散乱されない。反射
された光ビーム25はチツプ20に対する垂直方
向との間にθ2の角度を成す。θ2はθ1と等しく、こ
の場合にはθ2は45゜である。反射された光ビーム
25は、放棄されずに像形成に用いられるので、
背景に対する影24A及び24Bのコントラスト
が著しく改善される。
第1図に示されている如く、レンズ26は、そ
のレンズの軸が反射された光ビーム25に平行に
なる様に、反射された光ビーム25の径路中に配
置される。レンズ26は、1xの倍率で投影スク
リーン28上に、はんだパツドの配列体を結像さ
せる。その倍率は−1x(単位値)であることが重
要であり、被検査体が光軸に関して傾いていると
きに、等しく傾いてはいるが反対方向に於て何ら
歪像及びキーストーン歪曲を生じないのは、この
場合だけである。この様な配置の1例に於ては、
−1xの倍率を有する150mmレンズ26がチツプ2
2から300mmそして投影スクリーン28から300mm
の位置に配置される。レンズ26は屈折光学系の
1例であるが、レンズ26の代りに反射屈折系を
用いることも可能である。レンズ26は又、或る
種の適用例に於ては、望遠鏡系と置換えられ得
る。すべての場合に於て、系の倍率は1(絶対値)
でなければならない。
投影スクリーン28は回折格子である。その格
子は、入射した光ビーム25が回折格子28に対
する垂直方向との間に角度θ3を成す場合には、回
折された光ビーム30が上記垂直方向に平行にな
る様な周期を有さねばならない。その関係は、式
a=λ/sinθ3によつて表わされ、上記式に於て
aは周期であり、λは波長を表わす。一般に入手
され得る格子の周期は0.83μm(1200本/mm)で
あり、θ3=45゜(sinθ3=0.707)の場合には、望ま
しい波長λ=0.6μmになる。適当な組合せのもう
1つの例に於ては、格子の周期a=1800本/mm、
θ3=60゜、そして波長λ=0.5μmである。上述の格
子は反射型格子であると仮定されている。しかし
ながら、透過型格子も用いられ得る。それに応じ
て、観察のための光学的配置が変えられる。
格子28により光ビーム30として反射された
はんだパツド配列体の像は、テレフオト・レンズ
32により3xに拡大されそしてテレビ・カメラ
34の光電陰極(図示せず)上に焦結される。テ
レビ・カメラ34のレンズの光軸は投影スクリー
ン28に対して垂直である。
第1図に示されているデイジタル・テレビ・カ
メラ34は、第3図に示されている如きデイジタ
ル像分析装置36に接続されている。その像分析
装置36は、チツプの像が示される表示スクリー
ン38に接続されている。表示スクリーン38上
の適当なはんだパツド像を測定することにより、
像上に影を生ぜしめる高さのパラメータの利点を
含む正確且つ迅速な測定がはんだパツドの体積に
関して行われ得る。この光学装置は、観察が斜め
にしか行われない場合に、試料が恰も垂直方向に
観察されることを可能にする。又、その装置は、
従来技術による方法よりも正確な検査を大量に達
成する方法を実用化する。
本発明の光学装置は、被検査体を或る角度で観
察しそしてキーストーン歪曲及び歪像のない高解
像度の像を得ることを可能にする。この光学装置
は、従来の試料又は被検査体の垂直方向の観察が
容易でないすべての場合に於て有用である。本発
明の光学装置は極めて広範囲に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による光学装置の1実施例を示
す概略図、第2図は第1図のチツプ上のはんだパ
ツドに斜めに入射されている光ビームを拡大して
示す側面図、第3図は第1図の光学装置に関連す
る観察領域を示す概略図である。 10……光学装置、12……照射装置、14,
25,30……光ビーム、16……暗赤色のフイ
ルタ、18……拡散板、20……チツプ、22,
22A,22B……はんだパツド、24A,24
B……影、26……レンズ、28……投影スクリ
ーン(回折格子)、32……テレフオト・レンズ、
34……デイジタル・テレビ・カメラ、36……
デイジタル像分析装置、38……表示スクリー
ン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 物体を斜めに観察するための光学装置であつ
    て、 波長λの光を前記物体に斜めに照射する光源
    と、 格子周期の大きさがaの回折格子面と、 前記物体からの反射光を前記回折格子面上に結
    像させる倍率1の光学系と、 前記回折格子面により生じる垂直方向の回折光
    が投影される表示スクリーンと、 前記表示スクリーン上の像を観察する手段と、 を備え、前記光学系から前記回折格子面に入射す
    る光の角度が回折格子面の垂直線に対してθであ
    るとき、a=λ/sinθの関係を有している光学装
    置。
JP57135805A 1981-10-23 1982-08-05 光学装置 Granted JPS5880505A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US314320 1981-10-23
US06/314,320 US4428676A (en) 1981-10-23 1981-10-23 Optical system for oblique viewing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5880505A JPS5880505A (ja) 1983-05-14
JPH0120405B2 true JPH0120405B2 (ja) 1989-04-17

Family

ID=23219496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57135805A Granted JPS5880505A (ja) 1981-10-23 1982-08-05 光学装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4428676A (ja)
EP (1) EP0079439B1 (ja)
JP (1) JPS5880505A (ja)
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DE3268420D1 (en) 1986-02-20
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