JP2023137316A - 半導体チップの外観検査方法および半導体チップの外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体チップの位置が閾値を超えてずれている半導体チップに対して、異なるプロセスを行うことが可能な外観検査方法および半導体チップの外観検査装置を提供する。【解決手段】基板に配置された半導体チップ４８に対し、光を照射し、前記半導体チップ４８からの反射光により画像データを取得する工程と、前記画像データにおいて、前記半導体チップ４８の位置および前記半導体チップ４８の回転量の少なくとも一方が閾値を超えてずれているかを確認し、前記閾値を超えてずれている場合、前記閾値以内の前記半導体チップとは異なるプロセスを行う判断をする工程と、を備える。【選択図】図１

Description

この発明は、半導体チップの外観検査方法および半導体チップの外観検査装置に関し、特に、検査対象である半導体チップの画像を取得して検査を行う外観検査装置に関する。

従来、検査対象である半導体チップの画像を取得して検査を行う外観検査装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、撮像した検査対象の素子チップの画像と、良品画像との比較をすることにより、検査対象が良品か否かの判別を行うとともに素子チップの欠陥を検出する検査装置が開示されている。

特開２０１７－１６１２３６号公報

上記特許文献１には記載されていないが、ウェハ基板上の半導体チップを転写基板に転写するとき、半導体チップが回転したり、半導体チップの位置がずれたりすることがある。これは、半導体チップのバンプ電極の先端が尖っていたり、丸かったりするためである。そのため、半導体チップが良品であっても、回転したり、位置がずれていたりすると、転写基板から配線基板に転写したときに、半導体チップと配線位置が合わず、半導体チップが機能しない可能性が高くなる。従って、転写基板に転写された半導体チップや、配線基板に転写された半導体チップが良品であっても、半導体チップが大きく回転していたり、半導体チップの位置が閾値を超えてずれている半導体チップに対して、閾値以内の半導体チップとは異なるプロセスを行う判断をすることが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。この発明の１つの目的は、半導体チップの位置が閾値を超えてずれている半導体チップに対して、閾値以内の半導体チップとは異なるプロセスを行う判断をすることが可能な外観検査装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による半導体チップの外観検査方法は、基板に配置された半導体チップに対し、光を照射し、半導体チップからの反射光により画像データを取得する工程と、画像データにおいて、半導体チップの位置および半導体チップの回転量の少なくとも一方が閾値を超えてずれているかを確認し、閾値を超えてずれている場合、閾値以内の半導体チップとは異なるプロセスを行う判断をする。

この発明の第１の局面による半導体チップの外観検査方法は、上記のように、基板に配置された半導体チップに光を照射することにより、半導体チップの画像データを取得する。この取得した半導体チップの画像データから半導体チップの回転量および位置をの少なくとも一方が、閾値を超えてずれていることによって、半導体チップが回転していたり、もとの位置からずれていたりすることを確認することができる。その結果、閾値以内の半導体チップとは異なるプロセスを行う判断をすることができる。

上記第１の局面による半導体チップの外観検査方法において、好ましくは、閾値以内の半導体チップとは異なるプロセスを行う工程において、異なるプロセスとは、半導体チップを使用しないと判断するプロセスである。このように構成すれば、転写後の配線基板に半導体チップを転写する際に、配線位置がずれる可能性の高い半導体チップは、予め、転写せずに使用しないと判断する。

上記第１の局面による半導体チップの外観検査方法において、好ましくは、画像データを取得する工程において、照明強度を変えて光を半導体チップに対して照射し、複数の照明強度における半導体チップからの反射光により複数の画像データを取得する。このように構成すれば、一枚の画像データでは、画素値が飽和している半導体チップがあったときに、回転量や位置のずれが確認できないが、複数の照明強度における半導体チップからの反射光により複数の画像データを取得することにより、各照明強度における画像データを取得できるため、画素値が飽和していない画像データから半導体チップの回転量や位置のずれを確認することができる。

この場合、好ましくは、画像データを取得する工程において、少なくとも２方向からの光を半導体チップに対して照射し、半導体チップからの反射光により画像データを取得する。このように構成すれば、基板上に傾いた半導体チップがある場合でも、反射光が撮像部に入射されるため、回転量や位置のずれが確認できる画像データを取得することができる。

上記少なくとも２方向からの光を半導体チップに対して照射する構成において、好ましくは、上記２方向の一方は、垂直方向であり、上記２方向の他方は、斜め上方向である。このように構成すれば、垂直方向からの光により、複数の適切に転写された半導体チップの画像データを取得することができるので、その半導体チップを使用するか否かの判断を行うことができる。また、斜め上方向からの光により、半導体チップの上面が水平方向に対して斜めに傾いている場合でも、傾いた半導体チップの画像データが取得できるので、閾値以内の半導体チップとは異なるプロセスを行うか否かの判断を行うことができる。

上記少なくとも２方向からの光を半導体チップに対して照射する構成において、好ましくは、画像データを取得する工程において、基板に対する斜め上方向からの光の照射部の相対的な高さを変化させて複数の高さ位置の各々で光を半導体チップに対して照射し、複数の高さ位置の各々における半導体チップからの反射光により複数の画像データを取得する。このように構成すれば、画素値が飽和している半導体チップがあったときは、回転量や位置のずれが確認できないが、基板に対する斜め上方向からの光の照射部の高さを変化させることによって、撮像部が各高さにおける画素値が飽和していない画像データを取得できるので、半導体チップの回転量や位置のずれを確認することができる。

この場合、好ましくは、半導体チップを閾値以内の半導体チップとは異なるプロセスを行うと判断する工程において、所定の光量を半導体チップに対して照射し、半導体チップからの反射光により、画像データを取得し、画像データにおいて、傾いた半導体チップからの反射光が撮像部に過剰に入射したことにより、画素値が飽和している半導体チップは閾値以内の半導体チップとは異なるプロセスを行うと判断する。このように構成すれば、転写基板から配線基板に半導体チップを転写する際に、予め、配線位置が合う確率が低い半導体チップは転写されなくなるため、半導体チップが配線基板に転写される工程の作業効率の向上を図ることができる。

この発明の第２の局面による外観検査装置は、基板に配置された半導体チップの位置および半導体チップの回転量を各々検査する外観検査装置であって、半導体チップが配置された基板を保持する基板保持部と、基板保持部に保持された基板の半導体チップに光を照射する照射部と、検査対象の半導体チップを撮像する撮像部と、撮像部によって撮像された検査対象の半導体チップの位置および半導体チップの回転量の少なくとも一方が閾値を超えてずれているかを判断するとともに、閾値を超えてずれている場合、基板上の半導体チップに対して、閾値以内の半導体チップとは異なるプロセスを行うか否かを判断する制御を行う制御部と、を備える。

この発明の第２の局面による半導体チップの外観検査装置は、上記のように、基板保持部に保持された基板に配置された半導体チップに光を照射する照射部と検査対象の半導体チップを撮像する撮像部とにより、半導体チップの画像データを取得する。この取得した半導体チップの画像データから制御部が半導体チップの回転量および位置を求め、閾値を超えてずれていることによって、半導体チップが回転していたり、もとの位置からずれていたりすることを確認することができる。その結果、半導体チップに対して、閾値以内の半導体チップとは異なるプロセスを行うか否かの判断を行うことができる。

上記第２の局面による外観検査装置において、好ましくは、照射部は、少なくとも垂直方向と斜め上方向との２方向からの光を半導体チップに対して照射し、基板保持部と照射部との相対的な高さを変化させる相対昇降機構をさらに備え、制御部は、半導体チップからの反射光により画素値が飽和している半導体チップを検知した場合、相対昇降機構の高さを変化させる制御を行うように構成されている。このように構成すれば、半導体チップからの反射光により画素値が飽和している半導体チップを検出したときは、相対昇降機構により基板に対する照射部と半導体チップの相対的な高さを変更し、撮像部により各高さにおける画像データを取得できるので、画素値が飽和してない画像データから半導体チップの回転量や位置のずれを確認することができる。

上記第２の局面による外観検査装置において、好ましくは、制御部は、半導体チップからの反射光により画素値が飽和している半導体チップを検知した場合、基板上の半導体チップに対して、閾値以内の半導体チップとは異なるプロセスを行うと判断する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、転写基板から配線基板に半導体チップを転写する際に、予め、配線位置が合う確率が低い半導体チップについては、閾値以内の半導体チップ（配線位置が合う確率が高い半導体チップ）とは異なるプロセスが行われるため、半導体チップが配線基板に転写される工程の作業効率の向上を図ることができる。

本発明によれば、上記のように、半導体チップの位置が閾値を超えてずれている半導体チップに対して、閾値以内の半導体チップとは異なるプロセスを行うか否かの判断を行うことが可能な外観検査装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態による外観検査装置の全体図である。 回転しているまたは位置がずれている半導体チップがない転写基板を上から見た図である。 回転しているまたは位置がずれている半導体チップがない転写基板を横から見た断面図である。 回転しているまたは位置がずれている半導体チップがある転写基板を上から見た図である。 回転しているまたは位置がずれている半導体チップがある転写基板を横から見た断面図である。 第１実施形態の外観検査装置による半導体チップの検査処理を説明するためのフロー図である。 本発明の第２実施形態による外観検査装置の照明部がリング型照明装置の図である。 リング型照明装置を下から見た図である。 第２実施形態の外観検査装置による半導体チップの検査処理を説明するためのフロー図である。 本発明の第３実施形態による外観検査装置の照明部がドーム型照明装置の図である。 ドーム型照明装置を上から見た断面図である。 第３実施形態の外観検査装置による半導体チップの検査処理を説明するためのフロー図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１、図６を参照して、本実施形態による外観検査方法について説明する。

［第１実施形態］
（外観検査装置の構造）
図１を参照して、第１実施形態による外観検査装置１００の構造について説明する。外観検査装置１００は、複数の半導体チップ４８（図２～図５参照）を検査するように構成されている。

図１に示すように、外観検査装置１００は、移動ステージ１０を備えている。移動ステージ１０は、水平面内のＸ軸スライダ１１とＹ軸スライダ１２とを含む。Ｘ軸スライダ１１は、台部２０上に配置されている。また、Ｙ軸スライダ１２は、Ｘ軸スライダ１１上に配置されている。

また、外観検査装置１００は、載置テーブル３０を備えている。載置テーブル３０は、Ｙ軸スライダ１２上に配置されている。そして、載置テーブル３０は、移動ステージ１０によって、Ｘ方向およびＹ方向に移動されるように構成されている。また、載置テーブル３０に、複数の半導体チップ４８が配列された転写基板４９が載置されるように構成されている。なお、転写基板４９は、特許請求の範囲の「基板」の一例である。

また、外観検査装置１００は、撮像部４０を備えている。撮像部４０は、検査対象の半導体チップ４８の画像データを作成するように構成されている。撮像部４０は、鏡筒４１と、ハーフミラー４２と、対物レンズ４３と、撮像カメラ４４と、を含む。撮像カメラ４４は、受光素子４４ａを含んでいる。そして、撮像カメラ４４は、撮像した半導体チップ４８の画像を後述する制御部５１に出力するように構成されている。

また、外観検査装置１００は、照明部４５を備えている。照明部４５は、同軸落射照明装置４５ａを備え、照射部４６ａからハーフミラー４２を通して、照射光を下方の半導体チップ４８に対して垂直方向に照射する。撮像部４０が、半導体チップ４８から垂直方向に出る反射光を撮像するように構成されている。

また、外観検査装置１００は、制御部５１を備えている。制御部５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などからなり、データ入力部５２、記憶部５３、検知部５４、データ付与部５５、データ送信部５６とを備える。また、制御部５１は、照明部４５の照明強度を制御する。

データ入力部５２は、予め、回転量と位置のずれの閾値や光量を入力できる。

また、記憶部５３では、データ入力部５２で入力した閾値が保存される。

検知部５４は、撮像部４０によって撮像された半導体チップ４８の画像に基づいて、半導体チップ４８の周縁領域のエッジとバンプ電極５０のエッジを検出する。検知部５４は、撮像部４０によって撮像された半導体チップ４８の画像データと、記憶部５３に予め記憶されている図２のような整列した半導体チップ４８の位置データと、を比較し、回転量と位置のずれが設定した閾値を超えているかどうかの判定を行う。

データ付与部５５は、撮像した画像データの半導体チップ４８の回転量や位置のずれが閾値を超えている場合、その半導体チップ４８に与えられているアドレスに対して、閾値以内の半導体チップ４８とは異なるプロセスを行うというデータを付与する。具体的には、異なるプロセスとは、回転量や位置が閾値を超えてずれている場合、半導体チップ４８は配線基板に転写せずに、使用しないというプロセスのことである。なお、半導体チップ４８のアドレスは、設計情報として予め、決まっている。

データ送信部５６は、転写基板４９上の半導体チップ４８を配線基板に転写するときに、予め、転写しない半導体チップ４８のアドレスには使用しないというデータを、転写基板４９から配線基板への転写を行う装置に送信する。

また、外観検査装置１００は、基板搬送部５７を備えている。基板搬送部５７は、転写基板４９上の半導体チップ４８の検査が終了したら、転写基板４９上の半導体チップ４８を転写基板４９から配線基板へ転写するために、転写を行う装置に転写基板４９を送る。

図２～図５を参照して、転写基板４９について説明する。転写基板４９上には、半導体チップ４８がウェハより転写されている。半導体チップ４８は、バンプ電極５０(図３参照)を備えている。図２、図３は、半導体チップ４８が適正に転写されたものである。また、図４、図５は、転写された半導体チップ４８であるが、回転しているもの４８ａや位置がずれているもの４８ｂ、傾いているもの４８ｃが含まれている。

（第１実施形態の外観検査方法）
次に、第１実施形態の外観検査方法について説明する。第１実施形態の外観検査方法は、転写基板４９上の半導体チップ４８の回転量および位置のずれを画像データから取得し、予め、転写基板４９から配線基板に転写せず、使用しない半導体チップ４８を選択するためのものである。

ステップ１００(図６参照)において、外観検査装置１００の載置テーブル３０に転写基板４９が設置される。ステップ１０１において、半導体チップ４８の回転量や位置のずれに関する閾値や光量、撮像方法がデータ入力部５２に入力される。ステップ１０２において、半導体チップ４８に対して、照射部４６が光を照射する。撮像部４０が半導体チップ４８から反射された光により、半導体チップ４８の撮像を行い、画像データを取得する。ステップ１０３において、制御部５１が半導体チップ４８のアドレスを選択する。ステップ１０４において、検知部５４が、画像データから選択されたアドレスの半導体チップ４８を抽出する。ステップ１０５において、検知部５４が、半導体チップ４８の回転量および位置のずれを確認する。ステップ１０６において、回転量や位置のずれが設定した閾値以上の場合、ステップ１０７において、データ付与部５５が、半導体チップ４８のアドレスに配線基板に転写せず、使用しないというマーカーを付与し、ステップ１０８に工程が進む。半導体チップ４８の回転量および位置のずれが設定した閾値以上でない場合は、データ付与部５５は、半導体チップ４８のアドレスに配線基板に転写せず、使用しないというマーカーを付与せずに、ステップ１０９に工程が進む。ステップ１０８において、未選択のアドレスがある場合、ステップ１０３に戻り、ステップ１０３からステップ１０８までの工程を繰り返す。ステップ１０８において、未選択のアドレスがなくなったとき、ステップ１０９において、検知部５４が、画像データから半導体チップ４８の画像データを判別できるか確認する。上記ステップ１０９において、検知部５４が、選択されたアドレスの半導体チップ４８の画像を判別できたときは、ステップ１１１において、データ送信部５６がアドレスに付与されたデータを、転写基板４９から配線基板へと半導体チップ４８を転写する装置に送信する。また、基板搬送部５７が転写基板４９を、転写基板４９から配線基板へと半導体チップ４８を転写する装置に送る。

上記ステップ１０９において、検知部５４が、選択されたアドレスの半導体チップ４８の画像を判別できなかったときは、ステップ１１０において、制御部５１が照明強度の変更を行い、ステップ１０２に工程を戻す。検知部５４が、半導体チップ４８の画像が判別できるまで、照明強度を変更する。検知部５４が、半導体チップ４８の画像を判別できたとき、工程はステップ１１１に進む。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、上記のように、転写基板４９に配置された半導体チップ４８に光を照射することにより、半導体チップ４８の画像データを取得する。この取得した半導体チップ４８の画像データから半導体チップ４８の回転量および位置をの少なくとも一方が、閾値を超えてずれていることによって、半導体チップ４８が回転していたり、もとの位置からずれていたりすることを確認することができる。その結果、半導体チップ４８を使用するか否かの判断を行うことが可能な外観検査方法を提供できる。

また、第１実施形態では、上記のように、閾値以内の半導体チップ４８とは異なるプロセスを行う工程において、異なるプロセスとは、半導体チップ４８を使用しないと判断するプロセスである。これにより、転写後の配線基板に半導体チップ４８を転写する際に、配線位置がずれる可能性の高い半導体チップ４８は、予め、転写せずに使用しないと判断できる。

また、第１実施形態は、上記のように、画像データを取得する工程において、照明強度を変えて光を半導体チップ４８に対して照射し、複数の照明強度における半導体チップ４８からの反射光により複数の画像データを取得する。これにより、一枚の画像データでは、画素値が飽和している半導体チップ４８があったときに、回転量や位置のずれが確認できないが、複数の照射強度における半導体チップ４８からの反射光により複数の画像データを取得することにより、各照明強度における画像データを取得できるため、画素値が飽和していない画像データから半導体チップ４８の回転量や位置のずれを確認することができる。

［第２実施形態］
（外観検査装置の構造）
本発明の第２実施形態による外観検査装置２００は、上記第１実施形態とは異なり、図７に示すように、照明部４５の同軸落射照明装置４５ａとリング型照明装置４５ｂの両方を備える。照明部４５は、リング型照明装置４５ｂを備えることで、斜め上方向および垂直方向からの２方向からの光を照射部４６ｂから照射するように構成されている。なお、上記第１実施形態と同一の構成は、図中に同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。

図８はリング型照明装置４５ｂを下から見た図である。対物レンズ４３の下に設置されたリング型照明装置４５ｂには複数のＬＥＤ光源４７が備えられている。また、図２に示すように、リング型照明装置４５ｂのＬＥＤ光源４７が備えられている部分は、中心から外縁に向けて下方向の傾斜になっている。穴６３ａは、半導体チップ４８を撮像できるように貫通している。

このリング型照明装置４５ｂにより斜め上方から照射された光は、半導体チップ４８に反射される。撮像部４０は、反射した光から画像データを撮像する。第１実施形態では、同軸落射照明装置４５ａのため、斜めに傾いた半導体チップ４８ｃの反射光は撮像部４０に入りにくい。斜めに傾いた半導体チップ４８ｃは、光を斜めに反射してしまうためである。しかし、リング型照明装置４５ｂは斜め上方から光を照射しているため、斜めに傾いた半導体チップ４８ｃからの反射光も撮像部４０に入るように構成されているので、斜めに傾いた半導体チップ４８ｃの画像データから回転量や位置のずれを取得することができる。

また、リング型照明装置４５ｂは、基板保持部との相対的な高さを変更できるように照明昇降機５８を備えるように構成されている。照明昇降機５８は、特許請求の範囲の「相対昇降機構」の一例である。斜めに傾いた半導体チップ４８ｃから反射された光が、撮像部４０に過剰に入射すると、半導体チップ４８の画像データの画素値が飽和（以降、サチュレーション）する。基板保持部との相対的な高さを変更は、光の照射角度を変化させることでサチュレーションを解消できるようにするためである。半導体チップ４８の画像データがサチュレーションしているときは、制御部５１がリング型照明装置４５ｂの高さを変更することによって、サチュレーションしていない半導体チップ４８の画像を取得することができる。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の外観検査方法）
次に、第２実施形態の外観検査方法について説明する。第２実施形態の外観検査方法は、転写基板４９上の半導体チップ４８の回転量および位置のずれを画像データから取得し、予め、閾値以内の半導体チップ４８とは異なるプロセスを行う半導体チップ４８を選択するためのものである。異なるプロセスとは、半導体チップ４８を使用しないと判断するプロセスである。

ステップ２００(図９参照)において、転写基板４９を外観検査装置２００の載置テーブル３０に設置する。ステップ２０１において、半導体チップ４８の回転量や位置のずれに関する閾値や光量、撮像方法がデータ入力部５２に入力される。ステップ２０２において、半導体チップ４８に対して、照射部４６ｂが光を照射する。撮像部４０が、半導体チップ４８から反射された光により、半導体チップ４８の撮像を行い、画像データを取得する。ステップ２０３において、制御部５１が半導体チップ４８のアドレスを選択する。ステップ２０４において、検知部５４が、画像データから選択されたアドレスの半導体チップ４８を抽出する。ステップ２０５において、検知部５４が、画像データから半導体チップ４８の回転量および位置のずれを確認する。ステップ２０６において、回転量や位置のずれが設定した閾値以上の場合、ステップ２０７において、データ付与部５５が、半導体チップ４８のアドレスに転写基板４９から配線基板に転写せず、使用しないというマーカーを付与し、ステップ２０８に工程が進む。回転量や位置のずれが設定した閾値以上でない場合は、データ付与部５５は、半導体チップ４８のアドレスに転写基板４９から配線基板に転写せず、使用しないというマーカーを付与せずに、ステップ２０８に工程が進む。ステップ２０８において、未選択のアドレスがある場合、ステップ２０３に戻り、ステップ２０４からステップ２０８までの工程を繰り返す。ステップ２０８において、未選択のアドレスがなくなったとき、工程が進む。また、ステップ２０９において、検知部５４が、半導体チップ４８の画像データがサチュレーションしているかどうかを判断する。ステップ２０９において、半導体チップ４８の画像データがサチュレーションしていないときは、工程が進む。ステップ２１１では、データ送信部５６がアドレスに付与されたデータを、転写基板４９から配線基板へと半導体チップ４８を転写する装置に送信する。また、基板搬送部５７が転写基板４９を、転写基板４９から配線基板へと半導体チップ４８を転写する装置に送る。

上記ステップ２０９において、選択されたアドレスの半導体チップ４８の画像データがサチュレーションしていたときは、ステップ２１０において、制御部５１が照明昇降機５８によって、リング型照明装置４５ｂの高さの変更を行い、ステップ２０２に工程を戻す。選択された半導体チップ４８の画像データがサチュレーションしなくなるまで、リング型照明装置４５ｂの高さを変更し、選択された半導体チップ４８のサチュレーションしていない画像データが取得できるまで、ステップ２０２からステップ２０９を繰り返す。選択された半導体チップ４８のサチュレーションしていない画像データが取得できたとき、工程はステップ２１１に進む。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、転写基板４９に配置された半導体チップ４８に光を照射することにより、半導体チップ４８の画像データを取得する。この取得した半導体チップ４８の画像データから半導体チップ４８の回転量および位置をの少なくとも一方が、閾値を超えてずれていることによって、半導体チップ４８が回転していたり、もとの位置からずれていたりすることを確認することができる。その結果、半導体チップ４８を使用するか否かの判断を行うことが可能な外観検査方法を提供できる。

第２実施形態では、上記のように、画像データを取得する工程において、少なくとも２方向からの光を半導体チップ４８に対して照射し、半導体チップ４８からの反射光により画像データを取得する。これにより、転写基板４９上に傾いた半導体チップ４８がある場合でも、反射光が撮像部４０に入射されるため、回転量や位置のずれが確認できる画像データを取得することができる。

第２実施形態では、上記２方向の一方は、垂直方向であり、上記２方向の他方は、斜め上方向である。これにより、垂直方向からの光により、複数の適切に転写された半導体チップ４８の画像データが取得できるので、その半導体チップ４８を使用するか否かの判断を行うことができる。また、斜め上方向からの光により、半導体チップ４８の上面が水平方向に対して斜めに傾いている場合でも、傾いた半導体チップ４８ｃのの画像データが取得できるので、使用するか否かの判断ができる。

また、第２実施形態では、上記のように、画像データを取得する工程において、転写基板４９に対する斜め上方向からの光の照射部４６ｂの相対的な高さを変化させて複数の高さ位置の各々で光を半導体チップ４８に対して照射し、複数の高さ位置の各々における半導体チップ４８からの反射光により複数の画像データを取得する。これにより、画素値が飽和している半導体チップ４８があったときは、回転量や位置のずれが確認できないが、基板に対する斜め上方向からの光の照射部４６ｂの高さを変化させることによって、撮像部４０によって、撮像部４０が各高さにおける画素値が飽和してない画像データを取得できるので、半導体チップ４８の回転量や位置のずれを確認することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１の実施形態と同様である。

［第３実施形態］
（外観検査装置の構造）
本発明の第２実施形態による外観検査装置３００は、上記第１実施形態、第２実施形態とは異なり、図１０に示すように、照明部４５の同軸落射照明装置４５ａとドーム型照明装置４５ｃの両方を備える。ドーム型照明装置４５ｃは、特許請求の範囲の「斜め上方向」からの光を照射するものの一例である。ドーム型照明装置４５ｃの照射部４６ｃからの様々な角度からの光と同軸落射照明装置４５ａの垂直方向からの少なくとも２方向からの光を照射することができる。なお、上記第１実施形態および第２実施形態と同一の構成は、図中に同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。

図１１はドーム型照明装置４５ｃを上から見た断面図である。対物レンズ４３の下に設置されたドーム型照明装置４５ｃには、図３上のドームの縁部の所にＬＥＤ光源６２が備えられている。図１０に示すように、ＬＥＤ光源６２から照射された光は、ドーム型照明装置４５ｃの内部の反射板６１にあたる。その反射光が、半導体チップ４８に反射され、撮像部４０に入射する。

第３実施形態では、第２実施形態とは異なり、あらゆる角度に光が反射され、半導体チップ４８に照射される。このため、ドーム型照明装置４５ｃの高さは変更する必要がないように構成されている。従って、対物レンズ４３の下に設置されたドーム型照明装置４５ｃは、場所が固定されている。穴６３ｂは、ドーム型照明装置４５ｃの上側にある貫通穴である。また、穴６３ｃは、ドーム型照明装置４５ｃの下側にある貫通穴である。図１０に示すように、上側の穴６３ｂの方が、穴６３ｃよりも小さく作られている。

なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態の外観検査方法）
次に、第３実施形態の外観検査方法について説明する。第３実施形態の外観検査方法は、転写基板４９上の半導体チップ４８の回転量および位置のずれを画像データから取得し、予め、転写基板４９から配線基板へ転写せず、閾値以内の半導体チップ４８とは異なるプロセスを行う半導体チップ４８を選択するためのものである。異なるプロセスとは、半導体チップ４８を使用しないと判断するプロセスである。

ステップ３００(図１２参照)において、転写基板４９を外観検査装置３００の載置テーブル３０に設置する。ステップ３０１において、半導体チップ４８の回転量や位置のずれに関する閾値や光量、撮像方法がデータ入力部５２に入力される。ステップ３０２において、半導体チップ４８に対して、照射部４６ｃが光を照射する。撮像部４０が、半導体チップ４８から反射された光により、半導体チップ４８の撮像を行い、半導体チップ４８の画像データを取得する。ステップ３０３において、制御部５１が半導体チップ４８のアドレスを選択する。ステップ３０４において、検知部５４が、画像データから選択されたアドレスの半導体チップ４８を抽出する。ステップ３０５において、検知部５４が、半導体チップ４８の画像データがサチュレーションしているかを判断する。ステップ３０６において、半導体チップ４８の画像データがサチュレーションしていないときは、検知部５４が、半導体チップ４８の画像データから半導体チップ４８の回転量および位置のずれを確認する。ステップ３０７において、半導体チップ４８の回転量や位置のずれが設定した閾値以上の場合、ステップ３０８において、データ付与部５５が、半導体チップ４８のアドレスに転写基板４９から配線基板に転写せず、使用しないというマーカーを付与し、ステップ３０９に工程が進む。半導体チップ４８の回転量や位置のずれが設定した閾値以上でない場合は、半導体チップ４８のアドレスに転写基板４９から配線基板に転写せず、使用しないというマーカーを付与せずに、ステップ３０９に工程が進む。ステップ３０９において、未選択のアドレスがある場合、ステップ３０３に戻り、ステップ３０３からステップ３０９までの工程を繰り返す。ステップ３０９において、未選択のアドレスがなくなったとき、データ送信部５６がアドレスに付与されたデータを、転写基板４９から配線基板へと半導体チップ４８を転写する装置に送信する。また、基板搬送部５７が転写基板４９を、転写基板４９から配線基板へと半導体チップ４８を転写する装置に送る。

上記ステップ３０５において、選択されたアドレスの半導体チップ４８の画像データがサチュレーションしていたとき、ステップ３０８において、データ付与部５５が、半導体チップ４８のアドレスに転写基板４９から配線基板に転写せず、使用しないというマーカーを付与し、ステップ３０９に工程が進む。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、転写基板４９に配置された半導体チップ４８に光を照射することにより、半導体チップ４８の画像データを取得する。この取得した半導体チップ４８の画像データから半導体チップ４８の回転量および位置をの少なくとも一方が、閾値を超えてずれていることによって、半導体チップ４８が回転していたり、もとの位置からずれていたりすることを確認することができる。その結果、半導体チップ４８を使用するか否かの判断を行うことが可能な外観検査方法を提供できる。

第３実施形態では、上記のように、画像データを取得する工程において、少なくとも２方向からの光を半導体チップ４８に対して照射し、半導体チップ４８からの反射光により画像データを取得する。これにより、転写基板４９上に傾いた半導体チップ４８ｃがある場合でも、反射光が撮像部４０に入射されるため、回転量や位置のずれが確認できる画像データを取得することができる。

また、第３実施形態では、上記２方向の一方は、垂直方向であり、上記２方向の他方は、斜め上方向である。これにより、垂直方向からの光により、複数の適切に転写された半導体チップ４８の画像データが取得できるので、その半導体チップ４８を使用するか否かの判断を行うことができる。また、斜め上方向からの光により、半導体チップ４８の上面が水平方向に対して斜めに傾いている場合でも、傾いた半導体チップ４８ｃの画像データが取得できるので、使用するか否かの判断ができる。

また、第３実施形態では、半導体チップ４８を使用しないと判断する工程において、所定の光量を半導体チップ４８に対して照射し、半導体チップ４８からの反射光により、画像データを取得し、画像データにおいて、傾いた半導体チップ４８ｃからの反射光が撮像部４０に過剰に入射したことにより、画素値が飽和している半導体チップ４８は使用しないと判断する。これにより、転写基板４９からは配線基板に半導体チップ４８を転写する際に、予め、配線が合う確率が低い半導体チップ４８は転写されなくなるため、半導体チップ４８が配線基板に転写される工程の作業効率の向上を図ることができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１の実施形態と同様である。

（変形例）
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えらえるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、異なるプロセスは、半導体チップ４８を使用しないという例を示したが、本発明は、これに限らない。たとえば、異なるプロセスは、半導体チップ４８をリペアする。または、異なるプロセスは、手動で転写するでもよい。

また、上記実施形態では、検知部５４が制御部５１に含まれる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、検知部５４が制御部５１とは別個に設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、転写基板４９の半導体チップ４８に関しての例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、転写基板４９から転写した後の配線基板上の半導体チップ４８を確認してもよい。

また、上記実施形態では、閾値以内の半導体チップ４８とは異なるプロセスを行う半導体チップ４８にマーカーを付与していたが、本発明はこれに限られない。データ送信部５６および基板搬送部５７は、データ付与部５５によって、閾値以内の半導体チップ４８にマーカーを付与して、次の工程に送ってもよい。

また、上記実施形態では、制御部５１がリング型照明装置４５ｂの半導体チップ４８に対する相対的な高さを変更することで行っていたが、本発明はこれに限られない。リング型照明装置４５ｂは固定しておき、転写基板４９を保持する基板保持部の高さを変更させてもよい。

また、上記実施形態の第２、第３実施形態では照明強度を変更していないが、第１実施形態の照明強度の変更を第２、第３実施形態に適用してもよい。

４０ 撮像部
４５ 照明部
４５ａ 同軸落射照明装置
４５ｂ リング型照明装置
４５ｃ ドーム型照明装置
４６ａ～４６ｃ 照射部
４８、(４８ａ～４８ｃ) 半導体チップ
４９ 転写基板(基板)
５０ バンプ電極
５１ 制御部
５２ データ入力部
５３ 記憶部
５４ 検知部
５５ データ付与部
５６ データ送信部
５７ 基板搬送部
５８ 照明昇降機（相対昇降機構）
１００、２００、３００ 外観検査装置

Claims (10)

1. 基板に配置された半導体チップに対し、光を照射し、前記半導体チップからの反射光により画像データを取得する工程と、
   前記画像データにおいて、前記半導体チップの位置および前記半導体チップの回転量の少なくとも一方が閾値を超えてずれているかどうかを確認し、前記閾値を超えてずれている場合、前記閾値以内の前記半導体チップとは異なるプロセスを行う判断をする工程とを含む、半導体チップの外観検査方法。
2. 前記閾値以内の前記半導体チップとは異なるプロセスを行う工程において、前記異なるプロセスとは、前記半導体チップを使用しないと判断するプロセスである、請求項１に記載の半導体チップの外観検査方法。
3. 前記画像データを取得する工程において、照明強度を変えて光を前記半導体チップに対して照射し、複数の前記照明強度における前記半導体チップからの前記反射光により複数の前記画像データを取得する、請求項２に記載の半導体チップの外観検査方法。
4. 前記画像データを取得する工程において、少なくとも２方向からの光を前記半導体チップに対して照射し、前記半導体チップからの前記反射光により前記画像データを取得する、請求項２または３に記載の半導体チップの外観検査方法。
5. 前記２方向の一方は、垂直方向であり、前記２方向の他方は、斜め上方向である、請求項４に記載の半導体チップの外観検査方法。
6. 前記画像データを取得する工程において、前記基板に対する前記斜め上方向からの光の照射部の相対的な高さを変化させて複数の高さ位置の各々で光を前記半導体チップに対して照射し、複数の高さ位置の各々における前記半導体チップからの前記反射光により複数の前記画像データを取得する、請求項５に記載の半導体チップの外観検査方法。
7. 前記半導体チップを前記閾値以内の前記半導体チップとは異なるプロセスを行うと判断する工程において、所定の光量を前記半導体チップに対して照射し、前記半導体チップからの前記反射光により、前記画像データを取得し、前記画像データにおいて、傾いた前記半導体チップからの前記反射光が撮像部に過剰に入射したことにより、画素値が飽和している前記半導体チップは前記閾値以内の前記半導体チップとは異なるプロセスを行うと判断する、請求項４に記載の半導体チップの外観検査方法。
8. 基板に配置された半導体チップの前記半導体チップの位置および前記半導体チップの回転量を各々検査する外観検査装置であって、
   前記半導体チップが配置された前記基板を保持する基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された前記基板の前記半導体チップに光を照射する照射部と、
   検査対象の前記半導体チップを撮像する撮像部と、
   前記撮像部によって撮像された前記検査対象の前記半導体チップの位置および前記半導体チップの回転量の少なくとも一方が閾値を超えてずれているかどうかを判断するとともに、前記閾値を超えてずれている場合、前記基板上の前記半導体チップを前記閾値以内の前記半導体チップとは異なるプロセスを行うと判断する制御を行う制御部と、を備える、外観検査装置。
9. 前記照射部は、少なくとも垂直方向と斜め上方向との２方向からの光を前記半導体チップに対して照射し、
   前記基板保持部と前記照射部との相対的な高さを変化させる相対昇降機構をさらに備え、
   前記制御部は、前記半導体チップからの反射光により画素値が飽和している前記半導体チップを検知した場合、前記相対昇降機構の高さを変化させる制御を行うように構成されている、請求項８に記載の外観検査装置。
10. 前記制御部は、前記半導体チップからの反射光により画素値が飽和している前記半導体チップを検知した場合、前記基板上の前記半導体チップを前記閾値以内の前記半導体チップとは異なるプロセスを行うと判断する制御を行うように構成されている、請求項８に記載の外観検査装置。

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