JP2001041897A - バンプ接合部検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップが正確に位置決めされていなか
ったり、半導体チップの高さに傾きがあったりしても、
常に精度良くバンプ接合部の検査を行う。 【解決手段】 本発明のバンプ接合部検査装置は、三次
元座標計測器１０、赤外線カメラ１２、駆動機構１４及
び全体制御手段１６を備えている。三次元座標計測器１
０は、配線基板２８にバンプ接合された半導体チップ３
０のバンプ接合面３０１の三次元座標を計測する。赤外
線カメラ１２は、半導体チップ３０のバンプ接合面３０
１をバンプ接合面３０１の裏側から赤外線で撮像する。
駆動機構１４は、赤外線カメラ１２を所定の三次元座標
に位置させる。全体制御手段１６は、三次元座標計測器
１０によって計測された三次元座標に基づき、赤外線カ
メラ１２の焦点がバンプ接合面３０１に一致するよう
に、駆動機構１４を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バンプ接合された
半導体チップのバンプ接合面を検査するためのバンプ接
合部検査装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】「バンプ」とは、半導体チップと配線基
板とを電気的及び機械的に接続するために、半導体チッ
プの表面に形成された金属突起のことをいう。バンプ接
合は、ワイヤ接合に比べて特に小型化に適しているの
で、フリップチップ、ＴＡＢ（tape automated bondin
g）、ＢＧＡ（ball grid array）等に、近年盛んに用い
られている。

【０００３】このようなバンプ接合部を検査するための
バンプ接合部検査装置として、本発明者によって以前に
発明された特許第２７９５２６２号公報に記載されたも
のが知られている。このバンプ接合部検査装置は、赤外
線が半導体チップを透過することに着目したものであ
り、配線基板に半導体チップをバンプ接合した後に、バ
ンプ接合面を半導体チップを透かして観察することがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このバ
ンプ接合部検査装置では、赤外線カメラを用いて予め決
められた平面座標や高さで画像を取り込んでも、本来取
り込みたい平面座標の画像でなかったり、焦点が合って
いなかったりして、正常な検査ができないことがあっ
た。

【０００５】

【発明の目的】そこで、本発明の目的は、そのような場
合でも正常な検査を可能とする、バンプ接合部検査装置
及び方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】互いに直交するＸ軸、Ｙ
軸及びＺ軸からなる三次元座標を考える。このとき、配
線基板の所定の位置に半導体チップをバンプ接合する
と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向（平面座標）に位置ずれが生
じたり、Ｚ軸方向（高さ）に傾いたりすることがある。
すなわち、半導体チップの平面座標が精度良く位置決め
されない場合や、半導体チップの高さに傾きがある場合
等が生じる。本発明者は、このような場合に正常な検査
ができなくなることを見いだした。本発明は、この知見
によりなされたものである。

【０００７】本発明に係るバンプ接合部検査装置は、バ
ンプ接合された半導体チップのバンプ接合面の三次元座
標を計測する三次元座標計測器と、半導体チップのバン
プ接合面をバンプ接合面の裏側から赤外線で撮像する赤
外線カメラと、赤外線カメラを所定の三次元座標に位置
させる駆動機構と、三次元座標計測器によって計測され
た三次元座標に基づき赤外線カメラの焦点（フォーカス
又はピント）がバンプ接合面に一致するように駆動機構
を制御する全体制御手段と、を備えたものである。

【０００８】本発明に係るバンプ接合部検査方法は、バ
ンプ接合された半導体チップのバンプ接合面の三次元座
標を計測し、この計測した三次元座標に基づき赤外線カ
メラの焦点がバンプ接合面に一致するように赤外線カメ
ラを移動させ、バンプ接合面をバンプ接合面の裏側から
赤外線カメラで撮像する、というものである。

【０００９】例えば、半導体チップのバンプ接合面の裏
側の面を、ＸＹステージを用いてＸ方向及びＹ方向にレ
ーザ変位計を走査させることで、半導体チップの平面座
標と高さを検出する。続いて、半導体チップの平面座標
データからバンプ接合部に赤外線カメラを移動させ、半
導体チップの高さデータに基づきバンプ接合面の高さに
焦点が合うように赤外線カメラの高さを調整する。続い
て、赤外線カメラを用いて画像を取り込み、バンプ接合
部の検査を行う。これにより、半導体チップが所定の平
面座標にバンプ接合されていなかったり、半導体チップ
の高さがばらついていたり傾いていたりしても、平面座
標の精度が良くかつ焦点がぴったり合ったバンプ接合部
の画像を取り込むことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るバンプ接合
部検査装置の一実施形態を示すブロック図である。以
下、この図面に基づき説明する。

【００１１】本実施形態のバンプ接合部検査装置は、三
次元座標計測器１０、赤外線カメラ１２、駆動機構１４
及び全体制御手段１６を備えている。三次元座標計測器
１０は、レーザ変位計２０、計測データ記憶手段２２、
半導体チップ平面座標検出手段２４、半導体チップ高さ
検出手段２６、ＸＹステージ３４、ＸＹステージドライ
バ３８等を備え、配線基板２８にバンプ接合された半導
体チップ３０のバンプ接合面３０１の三次元座標を計測
する。赤外線カメラ１２は、半導体チップ３０のバンプ
接合面３０１をバンプ接合面３０１の裏側から赤外線で
撮像する。駆動機構１４は、ＸＹステージ３４、Ｚステ
ージ３６、ＸＹステージドライバ３８、Ｚステージドラ
イバ４０等を備え、赤外線カメラ１２を所定の三次元座
標に位置させる。ＸＹステージ３４及びＸＹステージド
ライバ３８は、三次元座標計測器１０の一部と駆動機構
１４の一部とに兼用されている。全体制御手段１６は、
三次元座標計測器１０によって計測された三次元座標に
基づき、赤外線カメラ１２の焦点がバンプ接合面３０１
に一致するように、駆動機構１４を制御する。

【００１２】また、赤外線カメラ１２と全体制御手段１
６との間に画像処理手段４２が設けられている。画像処
理手段４２は、赤外線カメラ１２で得られた画像を例え
ばディジタル化及び二値化して全体制御手段１６へ出力
する。全体制御手段１６、計測データ記憶手段２２、半
導体チップ平面座標検出手段２４、半導体チップ高さ検
出手段２６、画像処理手段４２等は、例えばマイクロコ
ンピュータ及びそのプログラムによって実現することが
できる。

【００１３】レーザ変位計２０は、配線基板２８にバン
プ接合された半導体チップ３０のバンプ接合面３０１の
裏側である高さ計測面３０２の上方に取り付けられ、高
さ計測面３０２の任意の平面座標における高さが計測で
きるように、高さ計測面３０２と水平な二軸方向を有す
るＸＹステージ３４により移動される。駆動機構１４
は、例えばパルス数に応じて所定の三次元座標に位置決
めすることができる、一般的な市販品である。

【００１４】まず、全体制御手段１６は、半導体チップ
３０の四辺のエッジを含む範囲の高さデータをレーザ変
位計２０で計測するために、ＸＹステージドライバ３８
に移動指示を出す。ＸＹステージドライバ３８は、ＸＹ
ステージ３４を制御することにより、レーザ変位計２０
を移動させる。続いて、全体制御手段１６は、ＸＹステ
ージ３４が動作している間、レーザ変位計２０で計測し
た高さデータを定期的にサンプリングし、その高さデー
タを計測データ記憶手段２２に計測した順番に記憶させ
る。

【００１５】半導体チップ平面座標検出手段２４は、計
測データ記憶手段２２から高さデータを入力し、急に変
化している高さデータを探し、その高さデータの記憶さ
れている順番に基づき半導体チップ３０の四辺（エッ
ジ）の座標を検出し、検出した半導体チップ３０の座標
データを半導体チップ高さ検出手段２６と全体制御手段
１６とに出力する。

【００１６】半導体チップ高さ検出手段２６は、計測デ
ータ記憶手段２２からの高さデータと、半導体チップ平
面座標検出手段２４からの半導体チップ３０のエッジ座
標データとを入力し、半導体チップ３０の四辺付近にお
いて計測された半導体チップ３０の高さデータを平面的
に補間することにより、半導体チップ３０の高さ計測面
３０２の三次元的な姿勢を算出して全体制御手段１６に
出力する。

【００１７】続いて、全体制御手段１６は、予め設定し
てある半導体チップ３０内におけるバンプ接合部座標と
半導体チップ平面座標検出手段２４から出力される半導
体チップ３０の座標データとから、ＸＹステージ３４に
取り付けられた赤外線カメラ１２がバンプ接合部の画像
を取り込むためのＸＹステージ３４の移動座標を算出
し、ＸＹステージドライバ３８にその座標への移動の指
示を出す。ＸＹステージドライバ３８は、ＸＹステージ
３４を制御して、赤外線カメラ１２を移動させる。

【００１８】また、全体制御手段１６は、半導体チップ
高さ検出手段２６から出力される半導体チップ３０の三
次元的な姿勢のデータに基づき赤外線カメラ１２の移動
するＸＹ座標における半導体チップ３０の高さを算出
し、予め設定したオフセット値を算出した高さデータに
加えることにより、赤外線カメラ１２を取り付けたＺス
テージ３６の移動座標を算出し、Ｚステージドライバ１
１にその座標への移動の指示を出す。このオフセット値
は、赤外線カメラ１２の焦点がバンプ接合面３０１に合
うように予め設定したものであり、例えば半導体チップ
３０の厚みである。Ｚステージドライバ４０は、Ｚステ
ージ３６を制御して、赤外線カメラ１２を移動させる。

【００１９】赤外線カメラ１２がバンプ接合部の画像を
取り込めるＸＹ座標とバンプ接合面３０１に焦点の合う
Ｚ座標とに移動完了後、全体制御手段１６は、画像処理
手段４２に赤外線カメラ１２からの画像取り込み指令を
出す。画像処理手段４２は、画像取り込み指令により赤
外線カメラ１２からバンプ接合部の画像を取り込み、予
め設定された検査領域や画像処理手順、判定パラメータ
等の検査条件に従って検査を実行し、検査結果を全体制
御手段１６に出力する。

【００２０】全体制御手段１６は、半導体チップ３０の
バンプ接合部の全ての検査が終わるまで、ＸＹステージ
３４による赤外線カメラ１２のＸＹ移動、そのＸＹ座標
においてバンプ接合面３０１に焦点が合う高さへのＺス
テージ３６による赤外線カメラ１２のＺ移動、画像処理
手段４２の赤外線カメラ１２からの画像取り込みという
順に、検査を繰り返し指示する。

【００２１】全体制御手段１６は、半導体チップ３０の
全てのバンプ接合部の検査結果が良品であると判定され
れば、その半導体チップ３０のバンプ接合状態は良品で
あり、一ヶ所でも不良と判定されれば、その半導体チッ
プ３０のバンプ接合状態は不良であるという検査結果を
出力する。

【００２２】次に、本実施形態のバンプ接合部検査装置
の動作を更に詳しく説明する。

【００２３】レーザ変位計２０は、配線基板２８に接合
された半導体チップ３０の高さ計測面３０２の上方に取
り付けられ、高さ計測面３０２の任意の平面座標におけ
る高さが計測できるように、高さ計測面３０２と水平な
二軸方向を有するＸＹステージ３４により移動される。

【００２４】まず、全体制御手段１６は、レーザ変位計
２０により半導体チップ３０の四辺のエッジを含む範囲
の高さデータを計測するように、ＸＹステージドライバ
３８に移動指示を出す。ＸＹステージドライバ３８は、
ＸＹステージ３４を制御することにより、レーザ変位計
２０を移動させる。

【００２５】図２にレーザ変位計２０の移動経路の例を
示す。実線矢印が高さ計測の走査経路である。点線矢印
は、走査開始座標への移動であり、そこでは高さデータ
を計測データ記憶手段２２に記憶させる必要はない。

【００２６】図２（ａ）は、半導体チップ３０にほとん
ど平面的なθ回転がない場合である。この場合、レーザ
変位計２０は、置かれている半導体チップ３０からはず
れないように、縦方向と横方向とにそれぞれ一回ずつの
合計二回、半導体チップ３０の上を走査する。半導体チ
ップ平面座標検出手段２４により半導体チップ３０の四
辺のエッジについて各一ヶ所ずつ座標を検出すること
で、半導体チップ３０のＸＹ座標を検出することができ
る。例えば、半導体チップ３０が本来置かれているであ
ろう座標の中心座標を通るように、縦方向、横方向にそ
れぞれレーザ変位計２０で走査する。

【００２７】図２（ｂ）は、半導体チップ３０に平面的
なθ回転をもつ可能性がある場合である。この場合、レ
ーザ変位計２０は、置かれている半導体チップ３０から
はずれないように縦方向又は横方向に少なくとも二回、
及びもう一方の方向に少なくとも一回、走査する。半導
体チップ３０の各辺において一ヶ所以上のエッジ座標す
なわち全部で六ヶ所以上を半導体チップ平面座標検出手
段２４により検出することで、半導体チップ３０のＸＹ
座標及び平面的な回転角θを検出することができる。例
えば、レーザ変位計２０は、半導体チップ３０が本来置
かれているであろう座標の中心座標を通るように縦方向
又は横方向に走査し、もう一方の方向には、半導体チッ
プ３０が本来置かれているであろう座標の中心座標から
均等に外側に離れた二つの座標経路を走査する。

【００２８】全体制御手段１６は、ＸＹステージ３４が
動作している間レーザ変位計２０で計測した高さデータ
を定期的にサンプリングし、計測データ記憶手段２２に
計測した順番に記憶させる。したがって、計測した高さ
データは、その記憶の順番によりＸＹ座標との対応をつ
けることができる。

【００２９】レーザ変位計２０としては、三角測量の原
理を応用したものや、焦点変位計と呼ばれるものなどあ
るが、本発明はレーザ変位計の計測方式を限定するもの
ではない。

【００３０】半導体チップ平面座標検出手段２４は、計
測データ記憶手段２２から高さデータを入力し、急に変
化している高さデータを探し、その高さデータの記憶さ
れている順番から半導体チップ３０の四辺それぞれのエ
ッジ座標を検出し、検出した半導体チップ３０の座標デ
ータを半導体チップ高さ検出手段２６及び全体制御手段
１６に出力する。

【００３１】図３は、ある一回の直線走査において計測
された高さデータのグラフである。グラフの横軸は走査
方向の座標、縦軸は計測した高さデータである。半導体
チップ３０のエッジ座標を検出する方法の一例を述べ
る。半導体チップ３０に高さの傾きがあっても、半導体
チップ３０のエッジ部においては半導体チップ３０の高
さの方が配線基板２８の高さよりも高い。そのため、そ
れぞれの走査座標において高さデータの変化量を算出
し、高さデータが小さい値から大きい値に最も大きく変
化する座標Ｓと、高さデータが大きい値から小さい値に
最も大きく変化する座標Ｅを検出し、それらの座標Ｓ，
Ｅを半導体チップ３０のエッジとする。なお、本発明
は、測定した高さデータからエッジを検出するアルゴリ
ズムを限定するものではない。

【００３２】半導体チップ高さ検出手段２６は、計測デ
ータ記憶手段２２からの高さデータと、半導体チップ平
面座標検出手段２４からの半導体チップ３０のエッジ座
標データとを入力する。そして、半導体チップ３０の各
四辺のエッジ付近の座標において計測された半導体チッ
プ３０の高さ計測面３０２の高さデータを平面的に補間
することにより、半導体チップ３０の高さ計測面３０２
の三次元的な姿勢を算出し、これを全体制御手段１６に
出力する。

【００３３】図２（ａ）の場合では、検出した四ヶ所の
エッジ座標（ＸＬ，ＹＬ）、（ＸＲ，ＹＲ）、（ＸＵ，
ＹＵ）、（ＸＤ，ＹＤ）に基づき、半導体チップ３０の
中心座標を算出する。また四ヶ所のエッジ座標（ＸＬ，
ＹＬ）、（ＸＲ，ＹＲ）、（ＸＵ，ＹＵ）、（ＸＤ，Ｙ
Ｄ）付近の半導体チップ３０の高さ計測面３０２の高さ
データを平面的に補間することにより、高さ計測面３０
２の三次元的な姿勢を算出することができる。

【００３４】図２（ｂ）の場合では、検出した六ヶ所の
エッジ座標（ＸＬ，ＹＬ）、（ＸＲ,ＹＲ）、（ＸＵ
１，ＹＵ１）、（ＸＤ１，ＹＤ１）、（ＸＵ２，ＹＵ
２）、（ＸＤ２，ＹＤ２）に基づき、半導体チップ３０
の中心座標とその平面的な回転量とを算出する。また、
六ヶ所のエッジ座標（ＸＬ，ＹＬ）、（ＸＲ，ＹＲ）、
（ＸＵ１，ＹＵ１）、（ＸＤ１，ＹＤ１）、（ＸＵ２，
ＹＵ２）、（ＸＤ２，ＹＤ２）付近の高さ計測面３０２
の高さデータを平面的に補間することにより、高さ計測
面３０２の三次元的な姿勢を算出することができる。な
お、本発明は、検出した半導体チップ３０のエッジ座標
及び高さデータから半導体チップ３０の座標や三次元的
な姿勢を検出する計算方法を限定するものではない。

【００３５】続いて、全体制御手段１６は、予め設定し
てある半導体チップ３０内におけるバンプ接合部座標と
半導体チップ平面座標検出手段２４から出力される半導
体チップ３０の座標データとに基づき、赤外線カメラ１
２がバンプ接合部の画像を取り込むためのＸＹステージ
３４の移動座標を算出し、ＸＹステージドライバ３８に
その座標への移動の指示を出す。ＸＹステージドライバ
３８は、ＸＹステージ３４を制御することにより、赤外
線カメラ１２を移動させる。

【００３６】バンプ接合部の検査に必要な画像分解能に
なるように赤外線カメラ１２の光学倍率を設定した場
合、半導体チップ３０の全てのバンプ接合部を一回の画
像で取り込むことはできない。そのため、全てのバンプ
接合部の画像を取り込むためには、例えば図４に示すよ
うに数回に分けてＸＹステージ３４による赤外線カメラ
１２の移動と画像取込とを繰り返すことになる。図４
は、一個の半導体チップ３０を赤外線で見た平面図であ
り、３２ヶ所のバンプ接合部３０３を１４回の画像取り
込み（赤外線カメラ１２の視野１２１）により検査を行
う例である。

【００３７】また、全体制御手段１６は、半導体チップ
高さ検出手段２６から出力される半導体チップ３０の三
次元的な姿勢のデータから赤外線カメラ１２の移動する
ＸＹ座標における半導体チップ３０の高さを算出し、算
出した高さデータにオフセット値を加えることにより、
赤外線カメラ１２を取りつけたＺステージ３６の移動座
標を算出し、Ｚステージドライバ４０にその座標への移
動の指示を出す。このオフセット値は、赤外線カメラ１
２の焦点がバンプ接合面３０１に合うように予め設定し
た値であり、例えば半導体チップ３０の厚みである。Ｚ
ステージドライバ４０は、Ｚステージ３６を制御するこ
とにより、赤外線カメラ１２を移動させる。画像取り込
み座標へのＸＹステージ３４による移動と焦点を合わせ
るためのＺステージ３６による移動とを並行すること
で、順々に移動させるよりも短時間で、次の画像取り込
みを行うことができる。

【００３８】赤外線カメラ１２がバンプ接合部の画像を
取り込めるＸＹ座標と焦点の合うＺ座標とに移動完了
後、全体制御手段１６は、画像処理手段４２に赤外線カ
メラ１２からの画像取り込み指令を出す。画像処理手段
４２は、画像取込指令により赤外線カメラ１２から画像
を取り込み、予め設定された検査領域や画像処理手順、
判定パラメータ等の検査条件に従って検査を実行し、検
査結果を全体制御手段１６に出力する。

【００３９】全体制御手段１６は、半導体チップ３０の
全てのバンプ接合部の検査が終わるまで、ＸＹステージ
３４による赤外線カメラ１２のＸＹ移動、そのＸＹ座標
において半導体チップ３０のバンプ接合面３０１に焦点
が合う高さへのＺステージ３６による赤外線カメラ１２
のＺ移動、画像処理手段４２による赤外線カメラ１２か
らの画像取込という、検査を繰り返し指示する。

【００４０】全体制御手段１６は、半導体チップ３０の
全てのバンプ接合部の検査結果が良品であると判定され
れば、その半導体チップ３０の接合状態は良品であり、
一ヶ所でも不良と判定されれば、その半導体チップ３０
の接合状態は不良である、という検査結果を出力する。

【００４１】次に、図５の断面図を用いて、半導体チッ
プ３０のバンプ接合面３０１に焦点を合わせる原理につ
いて説明する。説明のために半導体チップ３０のバンプ
接合部３０３は図５における左側二ヵ所と右側二ヶ所の
合計二十ヶ所で、一回の画像取り込みで二ヶ所のバンプ
接合部３０３を撮像できるものとする。視野１２１の中
心座標である座標Ａでの半導体チップ３０の高さと視野
１２２の中心座標である座標Ｂでの半導体チップ３０の
高さとは、レーザ変位計２０で計測した半導体チップ３
０の高さデータから算出した半導体チップ３０の三次元
的な姿勢データに基づき算出することができる。

【００４２】赤外線カメラ１２で視野（画像取り込み範
囲）１２１の画像を取り込むときには、座標Ａの高さデ
ータから厚みＴだけ下がった高さが焦点面Ｆ１になるよ
うに赤外線カメラ１２の高さを調整する。厚みＴは、半
導体チップ３０の高さ計測面３０２からバンプ接合面３
０１までの長さであり、既知の値である。したがって、
視野１２１において検査対象となるバンプ接合面３０１
に焦点の合った画像を取り込むことができる。

【００４３】続いて、赤外線カメラ１２で視野１２２の
画像を取り込むときには、座標Ｂの高さデータから厚み
Ｔだけ下がった高さが焦点面Ｆ２になるように、座標Ａ
の高さと座標Ｂの高さとの差であるＺ１２だけ赤外線カ
メラ１２の高さを移動させる。したがって、視野１２２
においても検査対象となるバンプ接合面３０１に焦点の
合った画像を取り込むことができる。

【００４４】以上の説明により、半導体チップ３０に三
次元的な傾きがあっても、それぞれの取り込み画像にお
いてバンプ接合面３０１に焦点を合わせられることがわ
かる。

【００４５】なお、本発明は、言うまでもなく、上記実
施形態に限定されるものではない。例えば、次のように
してもよい。

【００４６】図１では、半導体チップが固定され、レー
ザ変位計及び赤外線カメラがＸＹ移動する構成になって
いるが、逆にレーザ変位計及び赤外線カメラが固定さ
れ、半導体チップがＸＹ移動する構成としてもよい。ま
た、焦点を合わすために半導体チップが固定され、赤外
線カメラがＺ移動する構成になっているが、逆に赤外線
カメラが固定され、半導体チップがＺ移動する構成とし
てもよい。

【００４７】複数個の半導体チップが一枚の配線基板に
バンプ接合されている場合には、図６にレーザ変位計の
移動経路の例を示すように、まず、複数の半導体チップ
の高さ計測面の高さを連続して計測し、それぞれの半導
体チップの平面座標と三次元的な姿勢とを算出及び記憶
する。続いて、それぞれの半導体チップのバンプ接合部
の画像を取り込み、その検査を行う。半導体チップ一個
ごとにレーザ計測とバンプ接合部検査とを行う方法に比
べ、レーザ計測の移動開始及び移動停止の回数が少ない
ので、高速に検査を行うことができる。

【００４８】ところで、半導体チップの座標を検出する
他の方式としては、カメラにより半導体チップの一部又
は全体を撮像し、半導体チップの座標を検出する方法が
考えられる。しかし、この方法によれば、半導体チップ
のバンプ接合面に焦点の合った検査用画像を取り込むた
めに、再びレーザ変位計により半導体チップの高さを計
測しなければならないので、本発明に比べカメラによる
座標検出分コストと時間が余分にかかるという問題点が
ある。

【００４９】また、位置合わせ用の画像取り込みカメラ
として、検査に使用する赤外線カメラを流用する方法も
考えられる。しかし、この方法によっても、次の問題点
により赤外線カメラを流用することができない。第一の
問題点は、半導体チップに高さのばらつきや傾きがある
ために、バンプ接合面や高さ計測面など位置合わせのた
めの画像を取り込みたい面に、焦点が合わないことであ
る。第二の問題点は、半導体チップの位置ずれのため
に、位置検出に使用する半導体チップが予め指定した領
域の視野からはずれてしまい画像として取り込むことが
できないことである。

【００５０】更に、半導体チップのバンプ接合面に焦点
を合わせる方式としては、バンプ接合部の画像取り込み
座標においてカメラの高さを少しずつ変えて画像を取り
込み、最も焦点の合う高さを見つけるオートフォーカス
方式も考えられる。これに対し、本発明では、画像取り
込み座標に移動するのと並行してその座標において焦点
の合う座標にカメラ高さを移動させるので、一回の画像
取り込みで焦点の合った画像を取り込むことができ、一
画面ごとに複数回の画像を取り込まなければならないオ
ートフォーカス方式に比べて、より短時間で焦点の合っ
た画像を取り込むことができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明に係るバンプ接合部検査装置及び
方法によれば、レーザ変位計等により半導体チップの平
面座標及び高さを予め計測してから、バンプ接合面の平
面座標及び焦点の合う高さに赤外線カメラを合わせて画
像を取り込むので、半導体チップが正確に位置決めされ
ていなかったり、半導体チップの高さに傾きがあったり
しても、常に精度良くバンプ接合部の検査を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバンプ接合部検査装置の一実施形
態を示すブロック図である。

【図２】図１のバンプ接合部検査装置におけるレーザ変
位計の移動経路を示す平面図であり、図２（ａ）は半導
体チップに平面的な回転がない場合、図２（ｂ）は半導
体チップに平面的な回転がある場合である。

【図３】図１のバンプ接合部検査装置において、レーザ
変位計によって計測された高さデータの一例を示すグラ
フである。

【図４】一個の半導体チップを赤外線で見た平面図であ
る。

【図５】図１のバンプ接合部検査装置において、赤外線
カメラの焦点をバンプ接合面に合わせる原理について説
明するための断面図である。

【図６】図１のバンプ接合部検査装置におけるレーザ変
位計の移動経路の他例を示す平面図である。

【符号の説明】

１０ 三次元座標計測器 １２ 赤外線カメラ １４ 駆動機構 １６ 全体制御手段 ２０ レーザ変位計 ２２ 計測データ記憶手段 ２４ 半導体チップ平面座標検出手段 ２６ 半導体チップ高さ検出手段 ２８ 配線基板 ３０ 半導体チップ ３０１ バンプ接合面 ３４ ＸＹステージ ３６ Ｚステージ ３８ ＸＹステージドライバ ４０ Ｚステージドライバ ４２ 画像処理手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バンプ接合された半導体チップのバンプ
   接合面の三次元座標を計測する三次元座標計測器と、 前記半導体チップのバンプ接合面を当該バンプ接合面の
   裏側から赤外線で撮像する赤外線カメラと、 この赤外線カメラを所定の三次元座標に位置させる駆動
   機構と、 前記三次元座標計測器によって計測された三次元座標に
   基づき、前記赤外線カメラの焦点が前記バンプ接合面に
   一致するように、前記駆動機構を制御する全体制御手段
   と、 を備えたバンプ接合部検査装置。
2. 【請求項２】 前記三次元座標計測器は、前記バンプ接
   合面のＸＹ座標を計測するＸＹステージと、当該バンプ
   接合面のＺ座標を計測するレーザ変位計とを備えた、 請求項１記載のバンプ接合部検査装置。
3. 【請求項３】 前記レーザ変位計は、前記バンプ接合面
   の裏側の面のＺ座標を計測することにより、前記バンプ
   接合面のＺ座標を間接的に計測する、 請求項２記載のバンプ接合部検査装置。
4. 【請求項４】 バンプ接合された半導体チップのバンプ
   接合面の三次元座標を計測し、 この計測した三次元座標に基づき、赤外線カメラの焦点
   が前記バンプ接合面に一致するように、当該赤外線カメ
   ラを移動させ、 前記バンプ接合面を当該バンプ接合面の裏側から前記赤
   外線カメラで撮像する、 バンプ接合部検査方法。
5. 【請求項５】 前記バンプ接合面のＸＹ座標をＸＹステ
   ージで計測するとともに当該バンプ接合面のＺ座標をレ
   ーザ変位計で計測することにより、当該バンプ接合面の
   三次元座標を計測する、 請求項４記載のバンプ接合部検査方法。
6. 【請求項６】 前記バンプ接合面の裏側の面のＺ座標を
   前記レーザ変位計で計測することにより、前記バンプ接
   合面のＺ座標を間接的に計測する、 請求項５記載のバンプ接合部検査方法。