JP3873331B2 - バンプ検査装置及びバンプ検査方法 - Google Patents
バンプ検査装置及びバンプ検査方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3873331B2 JP3873331B2 JP23961896A JP23961896A JP3873331B2 JP 3873331 B2 JP3873331 B2 JP 3873331B2 JP 23961896 A JP23961896 A JP 23961896A JP 23961896 A JP23961896 A JP 23961896A JP 3873331 B2 JP3873331 B2 JP 3873331B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bump
- laser beam
- forming surface
- height
- diameter
- 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 - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Image Processing (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップに形成されたＩ／Ｏピン（入出力ピン）をなすバンプの高さ及び径を検査するバンプ検査装置及びバンプ検査方法に関する。
【０００２】
近年、半導体チップにおいては、その大規模化により、Ｉ／Ｏピンの多ピン化及び小ピッチ化が進められており、例えば、Ｉ／Ｏピンとしてバンプを形成してなる半導体チップでは、バンプ径を１００μｍ以下、ピッチを２００μｍ以下として、数千個のバンプを形成してなるものが開発されている。
【０００３】
このため、バンプの形成後に実行すべきバンプの高さ及び径の検査を検査員の目視で行うことが非常に困難となっており、バンプの高さ及び径の検査の自動化が種々試みられている。
【０００４】
【従来の技術】
図１４及び図１５は、Ｉ／Ｏピンとしてバンプを形成してなる半導体チップの一例を概略的に示す平面図及び部分斜視図である。
【０００５】
これら図１４及び図１５において、１は半導体チップのバンプ形成面、２はバンプ形成面１に形成されたアルミニウムからなる電極、３は電極２に接合されている半田からなる球状のバンプである。
【０００６】
このように構成された半導体チップは、バンプ３を基板（図示せず）上の電極に接合させることにより、基板に実装し、半導体チップの内部回路と基板の電極との電気的接続を図ることができる。
【０００７】
ここに、バンプ３の高さや径に差があると、基板の電極との接合を図る場合に、接合不足や、接合されない場合が発生してしまうため、バンプ３の高さ及び径を検査する必要がある。
【０００８】
図１６は、バンプ３の高さＨ及びバンプ配列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢを検査する従来のバンプ検査装置の一例を示す概念図である。
【０００９】
図１６中、５はレーザ光、６はレーザ光５の反射光を受光する側に配置された受光レンズ、７は受光レンズ６を通過したレーザ光５の反射光を検出する１次元画像センサ、いわゆるラインセンサ、８はバンプ３をバンプ形成面１の上方から撮像するカメラ、９はカメラ８から出力される画像信号を処理する画像処理装置である。
【００１０】
このバンプ検査装置においては、半導体チップは、例えば、レーザ光５の照射方向の水平方向成分がバンプ配列の横方向と一致するように所定のステージ（図示せず）に保持される。
【００１１】
そして、バンプ３の高さＨは、受光レンズ６及びラインセンサ７からなる光学系と、ラインセンサ７から得られる信号を処理する信号処理系（図示せず）を使用して、いわゆる三角測量の原理に基づいて算出される。
【００１２】
具体的には、レーザ光５をバンプ配列の縦方向に走査し、バンプ３の頂点１０からの反射光１１とバンプ形成面１からの反射光１２とをラインセンサ７で検出することにより、バンプ３の頂点１０と、バンプ３の頂点を照射したレーザ光５の軌跡をバンプ３の頂点１０から照射方向に延長させた場合におけるレーザ光５の軌跡とバンプ形成面１との交点１３との間の距離Ｌを算出し、Ｈ＝Ｌ×sinθなる演算を行うことにより算出される。但し、θはレーザ光５がバンプ形成面１となす角度である。
【００１３】
また、バンプ３のバンプ配列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢは、カメラ８から出力される画像信号を処理することにより得られるバンプ像１４に基づいて画像処理装置９において算出される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、図１６に示す従来のバンプ検査装置を使用する場合には、バンプ３の高さＨ及びバンプ配列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢを測定できるが、受光レンズ６及びラインセンサ７からなる光学系及びその信号処理系と、カメラ８からなる光学系及びその信号処理系（画像処理装置９）の２系統の光学系及び信号処理系を必要とするため、構成が複雑になってしまうという問題点があった。
【００１５】
本発明は、かかる点に鑑み、バンプの高さ及び径の測定を１系統の光学系を介して行い、構成を簡略化することができるようにしたバンプ検査装置及びバンプ検査方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明中、第１の発明は、バンプ検査装置であって、レーザ光を半導体チップに形成されたバンプ及びバンプ形成面に斜め上方から照射するレーザ光照射手段と、バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を利用して三角測量によりバンプの高さを測定すると共に、バンプ形成面に生じるバンプの影を利用してバンプの径を測定するバンプ高・バンプ径測定手段を備えるというものである。
【００１７】
この第１の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段は、バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を利用して三角測量によりバンプの高さを測定すると共に、バンプ形成面に生じるバンプの影を利用してバンプの径を測定するというものであるから、このバンプ高・バンプ径測定手段には、１系統の光学系を設ければ足りる。
【００１８】
本発明中、第２の発明は、第１の発明において、バンプ高・バンプ径測定手段により測定されるバンプの高さ及び径からバンプの寸法が正常であるか否かを検査するバンプ寸法検査手段を備えるというものである。
【００１９】
この第２の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段により測定されるバンプの高さ及び径からバンプの寸法が正常であるか否かを検査することができる。
【００２０】
本発明中、第３の発明は、第１又は第２の発明において、レーザ光照射手段は、レーザ光を偏向により走査する走査手段を備えるというものである。
【００２１】
この第３の発明によれば、バンプ及びバンプ形成面に照射するレーザ光の走査を容易に行うことができる。
【００２２】
本発明中、第４の発明は、第１、第２又は第３の発明において、レーザ光照射手段は、レーザ光をバンプ及びバンプ形成面に斜め上方の２方向から照射する第１レーザ光と第２レーザ光とに分岐するレーザ光分岐手段と、第１レーザ光及び第２レーザ光のバンプ及びバンプ形成面からの反射光のうち、バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を重畳させないように合流させるレーザ光合流手段を備えるというものである。
【００２３】
この第４の発明によれば、バンプ検査の対象である半導体チップを水平方向に回転させることなく、バンプの２方向の径を測定することができる。
【００２４】
本発明中、第５の発明は、第１、第２、第３又は第４の発明において、バンプ高・バンプ径測定手段は、バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を検出し、バンプ及びバンプ形成面の明暗像データを取得する明暗像データ取得手段を備え、明暗像データに基づいてバンプの高さとバンプの径とを算出するというものである。
【００２５】
この第５の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段を合理的に構成することができる。
【００２６】
本発明中、第６の発明は、第１、第２、第３、第４又は第５の発明において、反射光を検出する１次元画像センサを備えるというものである。
【００２７】
この第６の発明によれば、明暗像データ取得手段の構成を簡略化することができる。
【００２８】
本発明中、第７の発明は、バンプ検査方法であって、半導体チップに形成されたバンプ及びバンプ形成面に斜め上方からレーザ光を照射し、レーザ光を第１の方向に走査すると共に、半導体チップを第２の方向に移動させて、バンプ及びバンプ形成面からの反射光を検出し、半導体チップを約９０度回転させて、レーザ光を第１の方向に走査すると共に、半導体チップを第２の方向に移動させて、バンプ及びバンプ形成面からの反射光を検出し、検出された反射光に基づいてバンプの高さと径とを測定するというものである。
【００２９】
この第７の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段として、１系統の光学系を設ければ足りる。
【００３０】
本発明中、第８の発明は、バンプ検査方法であって、レーザ光を半導体チップに形成されたバンプ及びバンプ形成面に斜め上方から照射し、バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を利用して三角測量によりバンプの高さを測定すると共に、バンプ形成面に生じるバンプの影を利用してバンプの径を測定するというものである。
【００３１】
この第８の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段として、１系統の光学系を設ければ足りる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１３を参照して、本発明のバンプ検査装置及びバンプ検査方法の第１実施形態及び第２実施形態について説明する。
【００３３】
（第１実施形態・・図１〜図４）
図１は本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の概念図である。図１中、２０はバンプ検査の対象である半導体チップ、２１は半導体チップ２０を保持する水平方向に回転可能とされたステージ、２２は装置全体の制御を行う制御回路である。
【００３４】
また、２３はレーザ光を出力するレーザ光源、２４はレーザ光源２３から出力されたレーザ光、２５は制御回路２２により制御されてレーザ光源２３から出力されるレーザ光２４の強度を制御するレーザ光源制御回路である。
【００３５】
また、２６はレーザ光源２３から出力されるレーザ光２４を入力して１次回折光であるレーザ光２７を出力すると共に、このレーザ光２７を偏向により走査する音響光学式光偏向器（以下、ＡＯＤ［Ａcousto-Ｏptic Ｄeflector］という）である。
【００３６】
また、２８は制御回路２２により制御されてレーザ光２７の走査を制御するＡＯＤ制御回路、２９はＡＯＤ２６から出力されるレーザ光２７を半導体チップ２０に向けて照射する照射レンズである。
【００３７】
ここに、レーザ光源２３と、レーザ光源制御回路２５と、ＡＯＤ２６と、ＡＯＤ制御回路２８と、照射レンズ２９とで、レーザ光照射手段の要部が構成されている。
【００３８】
また、３０は半導体チップ２０のバンプ及びバンプ形成面からの反射光のうち、半導体チップ２０のバンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ光２７の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光である。
【００３９】
また、３１は反射光３０に対応して設けられている受光レンズ、３２は受光レンズ３１を通過した反射光３０が検出されるラインセンサ、３３はラインセンサ３２から出力されるアナログ画像信号を増幅する増幅回路、３４は増幅回路３３から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換回路である。
【００４０】
また、３５はＡ／Ｄ変換回路３４から出力されるデジタル画像信号から半導体チップ２０のバンプ及びバンプ形成面の明暗像データを取得する明暗像データ取得回路、３６は明暗像データ取得回路３５から出力される明暗像データを記憶する明暗像データ記憶回路である。
【００４１】
また、３７は明暗像データ記憶回路３６に記憶された明暗像データからバンプの高さ及び径を算出するバンプ高・バンプ径算出回路、３８はバンプ高・バンプ径算出回路３７から出力されるバンプの高さデータ及び径データを記憶するバンプ高・バンプ径データ記憶回路である。
【００４２】
また、３９はバンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶されたバンプの高さデータ及び径データからバンプの寸法が正常か否かを判断するバンプ寸法検査回路である。
【００４３】
ここに、受光レンズ３１と、ラインセンサ３２と、増幅回路３３と、Ａ／Ｄ変換回路３４と、明暗像データ取得回路３５と、明暗像データ記憶回路３６とで、明暗像データ取得手段が構成され、この明暗像データ取得手段と、バンプ高・バンプ径算出回路３７とで、バンプ高・バンプ径測定手段が構成されている。
【００４４】
図２は本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の動作（本発明のバンプ検査方法の第１実施形態）を説明するための概略的斜視図であり、図２中、４１は半導体チップ２０のバンプ形成面、４２はバンプ形成面４１に行列状に形成された球状のバンプの１個である。
【００４５】
また、４３はバンプ配列方向の縦方向に平行するバンプ形成面４１の二辺のうちの一辺、４４はバンプ配列方向の横方向に平行するバンプ形成面４１の二辺のうちの一辺である。
【００４６】
なお、この例では、バンプ４２のバンプ形成面４１に対する配列は、図１５に示す半導体チップの場合と同様とされている。
【００４７】
このように構成された本発明のバンプ検査装置の第１実施形態においては、レーザ光２７の半導体チップ２０への照射方向の水平方向成分がバンプ配列方向のうち、例えば、縦方向と一致するようにステージ２１を水平方向に回転移動させて停止させる。
【００４８】
そして、レーザ光２７を、例えば、矢印Ｘで示すようにバンプ４２の配列方向の横方向に走査し、このようなレーザ光２７の走査をステージ２１を縦方向に断続的に移動させて繰り返すようにする。
【００４９】
このようにすると、バンプ形成面４１及びバンプ４２からの反射光３０は、ラインセンサ３２により検出され、ラインセンサ３２から出力されるアナログ画像信号は増幅回路３３で増幅され、増幅回路３３から出力されるアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換回路３４によりデジタル画像信号とされ、このデジタル画像信号は明暗像データ取得回路３５に供給される。
【００５０】
ここに、明暗像データ取得回路３５においては、バンプ形成面４１及びバンプ４２の明暗像データが取得され、この明暗像データは明暗像データ記憶回路３６に記憶される。
【００５１】
なお、ステージ２１を停止させた状態で、図２に矢印Ｘで示すようなレーザ光２７の１回の走査が終了し、この走査による明暗像データが明暗像データ記憶回路３６に記憶されると、制御回路２２はステージ２１を移動させて次の走査を行うことができるように動作する。
【００５２】
ここに、レーザ光２７を矢印Ｘで示すようにバンプ４２の配列の横方向に走査し、このようなレーザ光２７の走査をステージ２１を縦方向に断続的に移動させて繰り返し、バンプ形成面４１及びバンプ４２を含む一定の領域の明暗像データが明暗像データ記憶回路３６に記憶されると、バンプ高・バンプ径算出回路３７においては、三角測量の原理に基づいて、バンプ４２の高さＨが算出されることになる。
【００５３】
具体的には、図３に示すように、明暗像データ記憶回路３６に記憶された明暗像データから、バンプ４２の頂点４６からの反射光３０Ａのデータと、この場合の走査におけるバンプ形成面４１からの反射光３０Ｂのデータとを確認し、バンプ４２の頂点４６と、バンプ４２の頂点４６を照射したレーザ光２７の軌跡をバンプ４２の頂点４６から照射方向に延長させた場合におけるレーザ光２７の軌跡とバンプ形成面４１との交点４７との間の距離Ｌを算出し、Ｈ＝Ｌ×sinθなる演算を行うことにより算出される。但し、θはレーザ光２７がバンプ形成面４１となす角度である。
【００５４】
また、このようなステージ２１の移動及びレーザ光２７の走査を行うと、バンプ形成面４１に、図２に示すようにバンプ配列方向の縦方向に伸びるバンプ４２の影４９を生じさせることができ、この影４９に対応する明暗像データを得ることができるので、バンプ高・バンプ径算出回路３７においては、影４９に対応する明暗像データから、バンプ４２の径のうち、バンプ配列の縦方向の径ＤＡが算出される。
【００５５】
このようにしてバンプ高・バンプ径算出回路３７により算出されたバンプ４２の高さＨのデータ及びバンプ配列の縦方向の径ＤＡのデータは、バンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶される。
【００５６】
次に、ステージ２１を水平方向に９０°回転させて停止し、図４に示すように、レーザ光２７の照射方向の水平方向成分がバンプ４２の配列の横方向と一致するようにし、レーザ光２７を、例えば、矢印Ｘで示すように、バンプ配列方向の縦方向に走査し、このようなレーザ光２７の走査をステージ２１を横方向に断続的に移動させて繰り返すようにする。
【００５７】
このような走査を行うと、バンプ形成面４１に、バンプ配列方向の横方向に伸びるバンプ４２の影５１を生じさせることができ、この影５１に対応する明暗像データを得ることができるので、バンプ高・バンプ径算出回路３７においては、影５１に対応する明暗像データから、バンプ４２の、バンプ配列の横方向の径ＤＢが算出され、これがバンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶される。
【００５８】
このようにして、バンプ４２の高さＨ及びバンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢのデータがバンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶されると、バンプ寸法検査回路３９においては、これらバンプ４２の高さＨ及びバンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢのデータからバンプ４２の寸法が正常か否かが判断され、その結果が出力される。
【００５９】
このように、本発明のバンプ検査装置の第１実施形態によれば、受光レンズ３１及びラインセンサ３２からなる１系統の光学系を介してバンプ４２の高さＨ及び縦横方向の径ＤＡ、ＤＢの測定を行うことができ、図１６に示す従来のバンプ検査装置が設けるカメラ８からなる光学系を不要とすることができるので、構成の簡略化を図ることができる。
【００６０】
なお、バンプ４２の影が隣のバンプと重なり合ってしまい、バンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢを測定することができない場合には、レーザ光２７の入射角を小さくするか、又は、半導体チップ２０を水平方向に、例えば、４５°回転させることにより、バンプ４２の影が隣のバンプと重ならないようにすることができ、このようにする場合には、直交する２方向からのバンプ４２の径を測定することができる。
【００６１】
（第２実施形態・・図５〜図１３）
図５は本発明のバンプ検査装置の第２実施形態の概念図である。本発明のバンプ検査装置の第２実施形態は、照射レンズ２９を通過したレーザ光２７を２系列のレーザ光５３、５４に分岐するレーザ光分岐手段５５を設けると共に、レーザ光５３、５４の受光側への反射光５６、５７を重畳させないように合流させるレーザ光合流手段５８を設け、その他については、図１に示す本発明のバンプ検査装置の第１実施形態と同様に構成したものである。
【００６２】
図６、図７及び図８は、レーザ光分岐手段５５の構成を示す概略的斜視図、概略的正面図及び概略的平面図である。
【００６３】
これら図６、図７及び図８において、６０〜６３はミラーであり、６０Ａはミラー６０の反射面、６０Ｂはミラー６０の裏面、６１Ａはミラー６１の反射面、６１Ｂはミラー６１の裏面、６２Ａはミラー６２の反射面、６２Ｂはミラー６２の裏面、６３Ａはミラー６３の反射面、６３Ｂはミラー６３の裏面である。
【００６４】
このレーザ光分岐手段５５は、ミラー６０、６１によりレーザ光２７を２系列のレーザ光５３、５４に分岐し、更に、レーザ光５３、５４をミラー６２、６３で反射し、ミラー６２、６３で反射されたレーザ光５３、５４の水平方向成分が直交するようにして、レーザ光５３、５４をバンプ形成面４１及びバンプ４２に斜め上方から照射するというものである。
【００６５】
また、図９、図１０及び図１１は、レーザ光合流手段５８の構成を示す概略的斜視図、概略的正面図及び概略的平面図である。
【００６６】
これら図９、図１０及び図１１において、６５〜６８はミラーであり、６５Ａはミラー６５の反射面、６５Ｂはミラー６５の裏面、６６Ａはミラー６６の反射面、６６Ｂはミラー６６の裏面、６７Ａはミラー６７の反射面、６７Ｂはミラー６７の裏面、６８Ａはミラー６８の反射面、６８Ｂはミラー６８の裏面である。
【００６７】
このレーザ光合流手段５８は、レーザ光５３、５４の反射光のうち、バンプ形成面４１の法線方向を対称軸方向として、レーザ光５３、５４の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光５６、５７をミラー６５、６６で反射してミラー６７、６８に照射し、反射光５６、５７を重畳させないように合流してなるレーザ光３０とするものである。
【００６８】
図１２及び図１３は本発明のバンプ検査装置の第２実施形態の動作（本発明のバンプ検査方法の第２実施形態）を説明するための概略的斜視図である。
【００６９】
本発明のバンプ検査装置の第２実施形態においては、レーザ光５３の半導体チップ２０への照射方向の水平方向成分が、例えば、バンプ配列方向の縦方向と一致し、レーザ光５４の半導体チップ２０への照射方向の水平方向成分が、例えば、バンプ配列方向の横方向と一致するようにステージ２１を水平方向に回転移動させる。
【００７０】
そして、レーザ光２７を矢印Ｘで示すように走査し、このようなレーザ光２７の走査をステージ２１を図１３に矢印付きの破線Ｙで示すようにジクザグに断続的に移動させて繰り返すようにする。
【００７１】
このようにすると、バンプ形成面４１及びバンプ４２からの反射光３０は、ラインセンサ３２により検出され、ラインセンサ３２から出力されるアナログ画像信号は増幅回路３３で増幅され、増幅回路３３から出力されるアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換回路３４によりデジタル画像信号とされ、このデジタル画像信号は明暗像データ取得回路３５に供給される。
【００７２】
そして、明暗像データ取得回路３５においては、バンプ形成面４１及びバンプ４２の明暗像データが取得され、この明暗像データは明暗像データ記憶回路３６に記憶される。
【００７３】
なお、ステージ２１を停止させた状態で、図１２に矢印Ｘで示すようなレーザ光２７の１回の走査が終了し、この走査による明暗像データが明暗像データ記憶回路３６に記憶されると、制御回路２２はステージ２１を移動させて次の走査を行うことができるように動作する。
【００７４】
ここに、レーザ光２７を矢印Ｘで示すように走査し、このようなレーザ光２７の走査をステージ２１を図１３に破線Ｙで示すように断続的に移動させて繰り返すと、バンプ形成面４１及びバンプ４２を含む一定の領域の明暗像データが明暗像データ記憶回路３６に記憶され、バンプ高・バンプ径算出回路３７において、三角測量の原理に基づいて、バンプ４２の高さＨが算出されることになる。
【００７５】
このバンプ４２の高さＨは、レーザ光５３の反射光５６又はレーザ光５４の反射光５７を検出することにより、図３に示した場合と同様にして測定することができる。
【００７６】
なお、この場合、レーザ光５３の反射光５６により得られる明暗像データ及びレーザ光５４の反射光５７により得られる明暗像データのうち、明るさ強度の大きい方の明暗像データを使用する方が、バンプ４２の高さＨを高い精度で測定することができる。
【００７７】
また、このようなレーザ光２７の走査を行うと、バンプ形成面４１には図１２に示すように、バンプ配列方向の縦方向に伸びるバンプ４２の影４９と、横方向に伸びるバンプ４２の影５１を生じさせることができ、これら影４９、５１に対応する明暗像データを得ることができるので、バンプ高・バンプ径算出回路３７においては、影４９、５１に対応する明暗像データからバンプ配列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢが算出される。
【００７８】
このようにしてバンプ高・バンプ径算出回路３７により算出されたバンプ４２の高さＨのデータ及びバンプ配列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢのデータは、バンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶される。
【００７９】
このようにして、バンプ４２の高さＨ及びバンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢのデータがバンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶されると、バンプ寸法検査回路３９においては、これらバンプ４２の高さＨ及びバンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢのデータからバンプ４２の寸法が正常か否かが判断され、その結果が出力される。
【００８０】
このように、本発明のバンプ検査装置の第２実施形態によれば、本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の場合と異なり、レーザ光分岐手段５５及びレーザ光合流手段５８を設けているので、本発明のバンプ検査装置の第１実施形態よりは構成が複雑となってしまうが、図１６に示す従来のバンプ検査装置が設けるカメラ８からなる光学系を不要とすることができるので、図１６に示す従来のバンプ検査装置よりも構成の簡略化を図ることができると共に、縦横方向の径ＤＡ、ＤＢの測定を行うために、ステージ２１を水平方向に９０°回転させる必要がないので、検査の高速化を図ることができる。
【００８１】
なお、バンプ４２の影が隣のバンプと重なり合ってしまい、縦横方向の径ＤＡ、ＤＢを測定することができない場合には、レーザ光５３、５４の入射角を小さくするか、又は、半導体チップ２０を水平方向に、例えば、４５°回転させることにより、バンプ４２の影が隣のバンプの影と重ならないようにすることができ、２方向からのバンプ４２の径を測定することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように、本発明中、第１の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段に１系統の光学系を設けることにより、バンプの高さ及び径を算出することができるので、構成を簡略化することができる。
【００８３】
また、第２の発明によれば、第１の発明と同様の効果を得ることができると共に、バンプ高・バンプ径測定手段により測定されるバンプの高さ及び径からバンプの寸法が正常であるか否かを検査することができる。
【００８４】
また、第３の発明によれば、第１又は第２の発明と同様の効果を得ることができると共に、バンプ及びバンプ形成面に照射するレーザ光の走査を容易に行うことができる。
【００８５】
また、第４の発明によれば、第１、第２又は第３の発明と同様の効果を得ることができると共に、バンプ検査の対象である半導体チップを回転させることなく、バンプの２方向の径を測定することができるので、バンプ検査の高速化を図ることができる。
【００８６】
また、第５の発明によれば、第１、第２、第３又は第４の発明と同様の効果を得ることができると共に、バンプ検査の対象である半導体チップを回転させることなく、バンプの直交する２方向の径を測定することができる。
【００８７】
また、第６の発明によれば、第１、第２、第３、第４又は第５の発明と同様の効果を得ることができると共に、明暗像データ取得手段の構成を簡略化することができる。
【００８８】
また、第７の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段として、１系統の光学系を設ければ足りるので、装置の構成を簡略化することができる。
【００８９】
また、第８の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段として、１系統の光学系を設ければ足りるので、装置の構成を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の概念図である。
【図２】 本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の動作を説明するための概略的斜視図である。
【図３】 本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の動作を説明するための概略的斜視図である。
【図４】 本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の動作を説明するための概略的斜視図である。
【図５】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態の概念図である。
【図６】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態が備えるレーザ光分岐手段の構成を示す概略的斜視図である。
【図７】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態が備えるレーザ光分岐手段の構成を示す概略的正面図である。
【図８】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態が備えるレーザ光分岐手段の構成を示す概略的平面図である。
【図９】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態が備えるレーザ光合流手段の構成を示す概略的斜視図である。
【図１０】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態が備えるレーザ光合流手段の構成を示す概略的正面図である。
【図１１】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態が備えるレーザ光合流手段の構成を示す概略的平面図である。
【図１２】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態の動作を説明するための概略的斜視図である。
【図１３】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態の動作を説明するための概略的斜視図である。
【図１４】 Ｉ／Ｏピンとしてバンプを形成してなる半導体チップの一例を概略的に示す平面図である。
【図１５】 Ｉ／Ｏピンとしてバンプを形成してなる半導体チップの一例を概略的に示す部分斜視図である。
【図１６】 従来のバンプ検査装置の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
４１ バンプ形成面
４２ バンプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップに形成されたＩ／Ｏピン（入出力ピン）をなすバンプの高さ及び径を検査するバンプ検査装置及びバンプ検査方法に関する。
【０００２】
近年、半導体チップにおいては、その大規模化により、Ｉ／Ｏピンの多ピン化及び小ピッチ化が進められており、例えば、Ｉ／Ｏピンとしてバンプを形成してなる半導体チップでは、バンプ径を１００μｍ以下、ピッチを２００μｍ以下として、数千個のバンプを形成してなるものが開発されている。
【０００３】
このため、バンプの形成後に実行すべきバンプの高さ及び径の検査を検査員の目視で行うことが非常に困難となっており、バンプの高さ及び径の検査の自動化が種々試みられている。
【０００４】
【従来の技術】
図１４及び図１５は、Ｉ／Ｏピンとしてバンプを形成してなる半導体チップの一例を概略的に示す平面図及び部分斜視図である。
【０００５】
これら図１４及び図１５において、１は半導体チップのバンプ形成面、２はバンプ形成面１に形成されたアルミニウムからなる電極、３は電極２に接合されている半田からなる球状のバンプである。
【０００６】
このように構成された半導体チップは、バンプ３を基板（図示せず）上の電極に接合させることにより、基板に実装し、半導体チップの内部回路と基板の電極との電気的接続を図ることができる。
【０００７】
ここに、バンプ３の高さや径に差があると、基板の電極との接合を図る場合に、接合不足や、接合されない場合が発生してしまうため、バンプ３の高さ及び径を検査する必要がある。
【０００８】
図１６は、バンプ３の高さＨ及びバンプ配列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢを検査する従来のバンプ検査装置の一例を示す概念図である。
【０００９】
図１６中、５はレーザ光、６はレーザ光５の反射光を受光する側に配置された受光レンズ、７は受光レンズ６を通過したレーザ光５の反射光を検出する１次元画像センサ、いわゆるラインセンサ、８はバンプ３をバンプ形成面１の上方から撮像するカメラ、９はカメラ８から出力される画像信号を処理する画像処理装置である。
【００１０】
このバンプ検査装置においては、半導体チップは、例えば、レーザ光５の照射方向の水平方向成分がバンプ配列の横方向と一致するように所定のステージ（図示せず）に保持される。
【００１１】
そして、バンプ３の高さＨは、受光レンズ６及びラインセンサ７からなる光学系と、ラインセンサ７から得られる信号を処理する信号処理系（図示せず）を使用して、いわゆる三角測量の原理に基づいて算出される。
【００１２】
具体的には、レーザ光５をバンプ配列の縦方向に走査し、バンプ３の頂点１０からの反射光１１とバンプ形成面１からの反射光１２とをラインセンサ７で検出することにより、バンプ３の頂点１０と、バンプ３の頂点を照射したレーザ光５の軌跡をバンプ３の頂点１０から照射方向に延長させた場合におけるレーザ光５の軌跡とバンプ形成面１との交点１３との間の距離Ｌを算出し、Ｈ＝Ｌ×sinθなる演算を行うことにより算出される。但し、θはレーザ光５がバンプ形成面１となす角度である。
【００１３】
また、バンプ３のバンプ配列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢは、カメラ８から出力される画像信号を処理することにより得られるバンプ像１４に基づいて画像処理装置９において算出される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、図１６に示す従来のバンプ検査装置を使用する場合には、バンプ３の高さＨ及びバンプ配列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢを測定できるが、受光レンズ６及びラインセンサ７からなる光学系及びその信号処理系と、カメラ８からなる光学系及びその信号処理系（画像処理装置９）の２系統の光学系及び信号処理系を必要とするため、構成が複雑になってしまうという問題点があった。
【００１５】
本発明は、かかる点に鑑み、バンプの高さ及び径の測定を１系統の光学系を介して行い、構成を簡略化することができるようにしたバンプ検査装置及びバンプ検査方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明中、第１の発明は、バンプ検査装置であって、レーザ光を半導体チップに形成されたバンプ及びバンプ形成面に斜め上方から照射するレーザ光照射手段と、バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を利用して三角測量によりバンプの高さを測定すると共に、バンプ形成面に生じるバンプの影を利用してバンプの径を測定するバンプ高・バンプ径測定手段を備えるというものである。
【００１７】
この第１の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段は、バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を利用して三角測量によりバンプの高さを測定すると共に、バンプ形成面に生じるバンプの影を利用してバンプの径を測定するというものであるから、このバンプ高・バンプ径測定手段には、１系統の光学系を設ければ足りる。
【００１８】
本発明中、第２の発明は、第１の発明において、バンプ高・バンプ径測定手段により測定されるバンプの高さ及び径からバンプの寸法が正常であるか否かを検査するバンプ寸法検査手段を備えるというものである。
【００１９】
この第２の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段により測定されるバンプの高さ及び径からバンプの寸法が正常であるか否かを検査することができる。
【００２０】
本発明中、第３の発明は、第１又は第２の発明において、レーザ光照射手段は、レーザ光を偏向により走査する走査手段を備えるというものである。
【００２１】
この第３の発明によれば、バンプ及びバンプ形成面に照射するレーザ光の走査を容易に行うことができる。
【００２２】
本発明中、第４の発明は、第１、第２又は第３の発明において、レーザ光照射手段は、レーザ光をバンプ及びバンプ形成面に斜め上方の２方向から照射する第１レーザ光と第２レーザ光とに分岐するレーザ光分岐手段と、第１レーザ光及び第２レーザ光のバンプ及びバンプ形成面からの反射光のうち、バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を重畳させないように合流させるレーザ光合流手段を備えるというものである。
【００２３】
この第４の発明によれば、バンプ検査の対象である半導体チップを水平方向に回転させることなく、バンプの２方向の径を測定することができる。
【００２４】
本発明中、第５の発明は、第１、第２、第３又は第４の発明において、バンプ高・バンプ径測定手段は、バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を検出し、バンプ及びバンプ形成面の明暗像データを取得する明暗像データ取得手段を備え、明暗像データに基づいてバンプの高さとバンプの径とを算出するというものである。
【００２５】
この第５の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段を合理的に構成することができる。
【００２６】
本発明中、第６の発明は、第１、第２、第３、第４又は第５の発明において、反射光を検出する１次元画像センサを備えるというものである。
【００２７】
この第６の発明によれば、明暗像データ取得手段の構成を簡略化することができる。
【００２８】
本発明中、第７の発明は、バンプ検査方法であって、半導体チップに形成されたバンプ及びバンプ形成面に斜め上方からレーザ光を照射し、レーザ光を第１の方向に走査すると共に、半導体チップを第２の方向に移動させて、バンプ及びバンプ形成面からの反射光を検出し、半導体チップを約９０度回転させて、レーザ光を第１の方向に走査すると共に、半導体チップを第２の方向に移動させて、バンプ及びバンプ形成面からの反射光を検出し、検出された反射光に基づいてバンプの高さと径とを測定するというものである。
【００２９】
この第７の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段として、１系統の光学系を設ければ足りる。
【００３０】
本発明中、第８の発明は、バンプ検査方法であって、レーザ光を半導体チップに形成されたバンプ及びバンプ形成面に斜め上方から照射し、バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を利用して三角測量によりバンプの高さを測定すると共に、バンプ形成面に生じるバンプの影を利用してバンプの径を測定するというものである。
【００３１】
この第８の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段として、１系統の光学系を設ければ足りる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１３を参照して、本発明のバンプ検査装置及びバンプ検査方法の第１実施形態及び第２実施形態について説明する。
【００３３】
（第１実施形態・・図１〜図４）
図１は本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の概念図である。図１中、２０はバンプ検査の対象である半導体チップ、２１は半導体チップ２０を保持する水平方向に回転可能とされたステージ、２２は装置全体の制御を行う制御回路である。
【００３４】
また、２３はレーザ光を出力するレーザ光源、２４はレーザ光源２３から出力されたレーザ光、２５は制御回路２２により制御されてレーザ光源２３から出力されるレーザ光２４の強度を制御するレーザ光源制御回路である。
【００３５】
また、２６はレーザ光源２３から出力されるレーザ光２４を入力して１次回折光であるレーザ光２７を出力すると共に、このレーザ光２７を偏向により走査する音響光学式光偏向器（以下、ＡＯＤ［Ａcousto-Ｏptic Ｄeflector］という）である。
【００３６】
また、２８は制御回路２２により制御されてレーザ光２７の走査を制御するＡＯＤ制御回路、２９はＡＯＤ２６から出力されるレーザ光２７を半導体チップ２０に向けて照射する照射レンズである。
【００３７】
ここに、レーザ光源２３と、レーザ光源制御回路２５と、ＡＯＤ２６と、ＡＯＤ制御回路２８と、照射レンズ２９とで、レーザ光照射手段の要部が構成されている。
【００３８】
また、３０は半導体チップ２０のバンプ及びバンプ形成面からの反射光のうち、半導体チップ２０のバンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ光２７の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光である。
【００３９】
また、３１は反射光３０に対応して設けられている受光レンズ、３２は受光レンズ３１を通過した反射光３０が検出されるラインセンサ、３３はラインセンサ３２から出力されるアナログ画像信号を増幅する増幅回路、３４は増幅回路３３から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換回路である。
【００４０】
また、３５はＡ／Ｄ変換回路３４から出力されるデジタル画像信号から半導体チップ２０のバンプ及びバンプ形成面の明暗像データを取得する明暗像データ取得回路、３６は明暗像データ取得回路３５から出力される明暗像データを記憶する明暗像データ記憶回路である。
【００４１】
また、３７は明暗像データ記憶回路３６に記憶された明暗像データからバンプの高さ及び径を算出するバンプ高・バンプ径算出回路、３８はバンプ高・バンプ径算出回路３７から出力されるバンプの高さデータ及び径データを記憶するバンプ高・バンプ径データ記憶回路である。
【００４２】
また、３９はバンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶されたバンプの高さデータ及び径データからバンプの寸法が正常か否かを判断するバンプ寸法検査回路である。
【００４３】
ここに、受光レンズ３１と、ラインセンサ３２と、増幅回路３３と、Ａ／Ｄ変換回路３４と、明暗像データ取得回路３５と、明暗像データ記憶回路３６とで、明暗像データ取得手段が構成され、この明暗像データ取得手段と、バンプ高・バンプ径算出回路３７とで、バンプ高・バンプ径測定手段が構成されている。
【００４４】
図２は本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の動作（本発明のバンプ検査方法の第１実施形態）を説明するための概略的斜視図であり、図２中、４１は半導体チップ２０のバンプ形成面、４２はバンプ形成面４１に行列状に形成された球状のバンプの１個である。
【００４５】
また、４３はバンプ配列方向の縦方向に平行するバンプ形成面４１の二辺のうちの一辺、４４はバンプ配列方向の横方向に平行するバンプ形成面４１の二辺のうちの一辺である。
【００４６】
なお、この例では、バンプ４２のバンプ形成面４１に対する配列は、図１５に示す半導体チップの場合と同様とされている。
【００４７】
このように構成された本発明のバンプ検査装置の第１実施形態においては、レーザ光２７の半導体チップ２０への照射方向の水平方向成分がバンプ配列方向のうち、例えば、縦方向と一致するようにステージ２１を水平方向に回転移動させて停止させる。
【００４８】
そして、レーザ光２７を、例えば、矢印Ｘで示すようにバンプ４２の配列方向の横方向に走査し、このようなレーザ光２７の走査をステージ２１を縦方向に断続的に移動させて繰り返すようにする。
【００４９】
このようにすると、バンプ形成面４１及びバンプ４２からの反射光３０は、ラインセンサ３２により検出され、ラインセンサ３２から出力されるアナログ画像信号は増幅回路３３で増幅され、増幅回路３３から出力されるアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換回路３４によりデジタル画像信号とされ、このデジタル画像信号は明暗像データ取得回路３５に供給される。
【００５０】
ここに、明暗像データ取得回路３５においては、バンプ形成面４１及びバンプ４２の明暗像データが取得され、この明暗像データは明暗像データ記憶回路３６に記憶される。
【００５１】
なお、ステージ２１を停止させた状態で、図２に矢印Ｘで示すようなレーザ光２７の１回の走査が終了し、この走査による明暗像データが明暗像データ記憶回路３６に記憶されると、制御回路２２はステージ２１を移動させて次の走査を行うことができるように動作する。
【００５２】
ここに、レーザ光２７を矢印Ｘで示すようにバンプ４２の配列の横方向に走査し、このようなレーザ光２７の走査をステージ２１を縦方向に断続的に移動させて繰り返し、バンプ形成面４１及びバンプ４２を含む一定の領域の明暗像データが明暗像データ記憶回路３６に記憶されると、バンプ高・バンプ径算出回路３７においては、三角測量の原理に基づいて、バンプ４２の高さＨが算出されることになる。
【００５３】
具体的には、図３に示すように、明暗像データ記憶回路３６に記憶された明暗像データから、バンプ４２の頂点４６からの反射光３０Ａのデータと、この場合の走査におけるバンプ形成面４１からの反射光３０Ｂのデータとを確認し、バンプ４２の頂点４６と、バンプ４２の頂点４６を照射したレーザ光２７の軌跡をバンプ４２の頂点４６から照射方向に延長させた場合におけるレーザ光２７の軌跡とバンプ形成面４１との交点４７との間の距離Ｌを算出し、Ｈ＝Ｌ×sinθなる演算を行うことにより算出される。但し、θはレーザ光２７がバンプ形成面４１となす角度である。
【００５４】
また、このようなステージ２１の移動及びレーザ光２７の走査を行うと、バンプ形成面４１に、図２に示すようにバンプ配列方向の縦方向に伸びるバンプ４２の影４９を生じさせることができ、この影４９に対応する明暗像データを得ることができるので、バンプ高・バンプ径算出回路３７においては、影４９に対応する明暗像データから、バンプ４２の径のうち、バンプ配列の縦方向の径ＤＡが算出される。
【００５５】
このようにしてバンプ高・バンプ径算出回路３７により算出されたバンプ４２の高さＨのデータ及びバンプ配列の縦方向の径ＤＡのデータは、バンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶される。
【００５６】
次に、ステージ２１を水平方向に９０°回転させて停止し、図４に示すように、レーザ光２７の照射方向の水平方向成分がバンプ４２の配列の横方向と一致するようにし、レーザ光２７を、例えば、矢印Ｘで示すように、バンプ配列方向の縦方向に走査し、このようなレーザ光２７の走査をステージ２１を横方向に断続的に移動させて繰り返すようにする。
【００５７】
このような走査を行うと、バンプ形成面４１に、バンプ配列方向の横方向に伸びるバンプ４２の影５１を生じさせることができ、この影５１に対応する明暗像データを得ることができるので、バンプ高・バンプ径算出回路３７においては、影５１に対応する明暗像データから、バンプ４２の、バンプ配列の横方向の径ＤＢが算出され、これがバンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶される。
【００５８】
このようにして、バンプ４２の高さＨ及びバンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢのデータがバンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶されると、バンプ寸法検査回路３９においては、これらバンプ４２の高さＨ及びバンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢのデータからバンプ４２の寸法が正常か否かが判断され、その結果が出力される。
【００５９】
このように、本発明のバンプ検査装置の第１実施形態によれば、受光レンズ３１及びラインセンサ３２からなる１系統の光学系を介してバンプ４２の高さＨ及び縦横方向の径ＤＡ、ＤＢの測定を行うことができ、図１６に示す従来のバンプ検査装置が設けるカメラ８からなる光学系を不要とすることができるので、構成の簡略化を図ることができる。
【００６０】
なお、バンプ４２の影が隣のバンプと重なり合ってしまい、バンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢを測定することができない場合には、レーザ光２７の入射角を小さくするか、又は、半導体チップ２０を水平方向に、例えば、４５°回転させることにより、バンプ４２の影が隣のバンプと重ならないようにすることができ、このようにする場合には、直交する２方向からのバンプ４２の径を測定することができる。
【００６１】
（第２実施形態・・図５〜図１３）
図５は本発明のバンプ検査装置の第２実施形態の概念図である。本発明のバンプ検査装置の第２実施形態は、照射レンズ２９を通過したレーザ光２７を２系列のレーザ光５３、５４に分岐するレーザ光分岐手段５５を設けると共に、レーザ光５３、５４の受光側への反射光５６、５７を重畳させないように合流させるレーザ光合流手段５８を設け、その他については、図１に示す本発明のバンプ検査装置の第１実施形態と同様に構成したものである。
【００６２】
図６、図７及び図８は、レーザ光分岐手段５５の構成を示す概略的斜視図、概略的正面図及び概略的平面図である。
【００６３】
これら図６、図７及び図８において、６０〜６３はミラーであり、６０Ａはミラー６０の反射面、６０Ｂはミラー６０の裏面、６１Ａはミラー６１の反射面、６１Ｂはミラー６１の裏面、６２Ａはミラー６２の反射面、６２Ｂはミラー６２の裏面、６３Ａはミラー６３の反射面、６３Ｂはミラー６３の裏面である。
【００６４】
このレーザ光分岐手段５５は、ミラー６０、６１によりレーザ光２７を２系列のレーザ光５３、５４に分岐し、更に、レーザ光５３、５４をミラー６２、６３で反射し、ミラー６２、６３で反射されたレーザ光５３、５４の水平方向成分が直交するようにして、レーザ光５３、５４をバンプ形成面４１及びバンプ４２に斜め上方から照射するというものである。
【００６５】
また、図９、図１０及び図１１は、レーザ光合流手段５８の構成を示す概略的斜視図、概略的正面図及び概略的平面図である。
【００６６】
これら図９、図１０及び図１１において、６５〜６８はミラーであり、６５Ａはミラー６５の反射面、６５Ｂはミラー６５の裏面、６６Ａはミラー６６の反射面、６６Ｂはミラー６６の裏面、６７Ａはミラー６７の反射面、６７Ｂはミラー６７の裏面、６８Ａはミラー６８の反射面、６８Ｂはミラー６８の裏面である。
【００６７】
このレーザ光合流手段５８は、レーザ光５３、５４の反射光のうち、バンプ形成面４１の法線方向を対称軸方向として、レーザ光５３、５４の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光５６、５７をミラー６５、６６で反射してミラー６７、６８に照射し、反射光５６、５７を重畳させないように合流してなるレーザ光３０とするものである。
【００６８】
図１２及び図１３は本発明のバンプ検査装置の第２実施形態の動作（本発明のバンプ検査方法の第２実施形態）を説明するための概略的斜視図である。
【００６９】
本発明のバンプ検査装置の第２実施形態においては、レーザ光５３の半導体チップ２０への照射方向の水平方向成分が、例えば、バンプ配列方向の縦方向と一致し、レーザ光５４の半導体チップ２０への照射方向の水平方向成分が、例えば、バンプ配列方向の横方向と一致するようにステージ２１を水平方向に回転移動させる。
【００７０】
そして、レーザ光２７を矢印Ｘで示すように走査し、このようなレーザ光２７の走査をステージ２１を図１３に矢印付きの破線Ｙで示すようにジクザグに断続的に移動させて繰り返すようにする。
【００７１】
このようにすると、バンプ形成面４１及びバンプ４２からの反射光３０は、ラインセンサ３２により検出され、ラインセンサ３２から出力されるアナログ画像信号は増幅回路３３で増幅され、増幅回路３３から出力されるアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換回路３４によりデジタル画像信号とされ、このデジタル画像信号は明暗像データ取得回路３５に供給される。
【００７２】
そして、明暗像データ取得回路３５においては、バンプ形成面４１及びバンプ４２の明暗像データが取得され、この明暗像データは明暗像データ記憶回路３６に記憶される。
【００７３】
なお、ステージ２１を停止させた状態で、図１２に矢印Ｘで示すようなレーザ光２７の１回の走査が終了し、この走査による明暗像データが明暗像データ記憶回路３６に記憶されると、制御回路２２はステージ２１を移動させて次の走査を行うことができるように動作する。
【００７４】
ここに、レーザ光２７を矢印Ｘで示すように走査し、このようなレーザ光２７の走査をステージ２１を図１３に破線Ｙで示すように断続的に移動させて繰り返すと、バンプ形成面４１及びバンプ４２を含む一定の領域の明暗像データが明暗像データ記憶回路３６に記憶され、バンプ高・バンプ径算出回路３７において、三角測量の原理に基づいて、バンプ４２の高さＨが算出されることになる。
【００７５】
このバンプ４２の高さＨは、レーザ光５３の反射光５６又はレーザ光５４の反射光５７を検出することにより、図３に示した場合と同様にして測定することができる。
【００７６】
なお、この場合、レーザ光５３の反射光５６により得られる明暗像データ及びレーザ光５４の反射光５７により得られる明暗像データのうち、明るさ強度の大きい方の明暗像データを使用する方が、バンプ４２の高さＨを高い精度で測定することができる。
【００７７】
また、このようなレーザ光２７の走査を行うと、バンプ形成面４１には図１２に示すように、バンプ配列方向の縦方向に伸びるバンプ４２の影４９と、横方向に伸びるバンプ４２の影５１を生じさせることができ、これら影４９、５１に対応する明暗像データを得ることができるので、バンプ高・バンプ径算出回路３７においては、影４９、５１に対応する明暗像データからバンプ配列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢが算出される。
【００７８】
このようにしてバンプ高・バンプ径算出回路３７により算出されたバンプ４２の高さＨのデータ及びバンプ配列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢのデータは、バンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶される。
【００７９】
このようにして、バンプ４２の高さＨ及びバンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢのデータがバンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶されると、バンプ寸法検査回路３９においては、これらバンプ４２の高さＨ及びバンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢのデータからバンプ４２の寸法が正常か否かが判断され、その結果が出力される。
【００８０】
このように、本発明のバンプ検査装置の第２実施形態によれば、本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の場合と異なり、レーザ光分岐手段５５及びレーザ光合流手段５８を設けているので、本発明のバンプ検査装置の第１実施形態よりは構成が複雑となってしまうが、図１６に示す従来のバンプ検査装置が設けるカメラ８からなる光学系を不要とすることができるので、図１６に示す従来のバンプ検査装置よりも構成の簡略化を図ることができると共に、縦横方向の径ＤＡ、ＤＢの測定を行うために、ステージ２１を水平方向に９０°回転させる必要がないので、検査の高速化を図ることができる。
【００８１】
なお、バンプ４２の影が隣のバンプと重なり合ってしまい、縦横方向の径ＤＡ、ＤＢを測定することができない場合には、レーザ光５３、５４の入射角を小さくするか、又は、半導体チップ２０を水平方向に、例えば、４５°回転させることにより、バンプ４２の影が隣のバンプの影と重ならないようにすることができ、２方向からのバンプ４２の径を測定することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように、本発明中、第１の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段に１系統の光学系を設けることにより、バンプの高さ及び径を算出することができるので、構成を簡略化することができる。
【００８３】
また、第２の発明によれば、第１の発明と同様の効果を得ることができると共に、バンプ高・バンプ径測定手段により測定されるバンプの高さ及び径からバンプの寸法が正常であるか否かを検査することができる。
【００８４】
また、第３の発明によれば、第１又は第２の発明と同様の効果を得ることができると共に、バンプ及びバンプ形成面に照射するレーザ光の走査を容易に行うことができる。
【００８５】
また、第４の発明によれば、第１、第２又は第３の発明と同様の効果を得ることができると共に、バンプ検査の対象である半導体チップを回転させることなく、バンプの２方向の径を測定することができるので、バンプ検査の高速化を図ることができる。
【００８６】
また、第５の発明によれば、第１、第２、第３又は第４の発明と同様の効果を得ることができると共に、バンプ検査の対象である半導体チップを回転させることなく、バンプの直交する２方向の径を測定することができる。
【００８７】
また、第６の発明によれば、第１、第２、第３、第４又は第５の発明と同様の効果を得ることができると共に、明暗像データ取得手段の構成を簡略化することができる。
【００８８】
また、第７の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段として、１系統の光学系を設ければ足りるので、装置の構成を簡略化することができる。
【００８９】
また、第８の発明によれば、バンプ高・バンプ径測定手段として、１系統の光学系を設ければ足りるので、装置の構成を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の概念図である。
【図２】 本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の動作を説明するための概略的斜視図である。
【図３】 本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の動作を説明するための概略的斜視図である。
【図４】 本発明のバンプ検査装置の第１実施形態の動作を説明するための概略的斜視図である。
【図５】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態の概念図である。
【図６】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態が備えるレーザ光分岐手段の構成を示す概略的斜視図である。
【図７】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態が備えるレーザ光分岐手段の構成を示す概略的正面図である。
【図８】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態が備えるレーザ光分岐手段の構成を示す概略的平面図である。
【図９】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態が備えるレーザ光合流手段の構成を示す概略的斜視図である。
【図１０】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態が備えるレーザ光合流手段の構成を示す概略的正面図である。
【図１１】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態が備えるレーザ光合流手段の構成を示す概略的平面図である。
【図１２】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態の動作を説明するための概略的斜視図である。
【図１３】 本発明のバンプ検査装置の第２実施形態の動作を説明するための概略的斜視図である。
【図１４】 Ｉ／Ｏピンとしてバンプを形成してなる半導体チップの一例を概略的に示す平面図である。
【図１５】 Ｉ／Ｏピンとしてバンプを形成してなる半導体チップの一例を概略的に示す部分斜視図である。
【図１６】 従来のバンプ検査装置の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
４１ バンプ形成面
４２ バンプ
Claims (8)
- レーザ光を半導体チップに形成されたバンプ及びバンプ形成面に斜め上方から照射するレーザ光照射手段と、
前記バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、前記レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を利用して三角測量により前記バンプの高さを測定すると共に、前記バンプ形成面に生じる前記バンプの影を利用して前記バンプの径を測定するバンプ高・バンプ径測定手段を備えること
を特徴とするバンプ検査装置。 - 前記バンプ高・バンプ径測定手段により測定される前記バンプの高さ及び径から前記バンプの寸法が正常であるか否かを検査するバンプ寸法検査手段を備えること
を特徴とする請求項１に記載のバンプ検査装置。 - 前記レーザ光照射手段は、
前記レーザ光を偏向により走査する走査手段を備えること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバンプ検査装置。 - 前記レーザ光照射手段は、
前記レーザ光を前記バンプ及び前記バンプ形成面に斜め上方の２方向から照射する第１レーザ光と第２レーザ光とに分岐するレーザ光分岐手段と、
前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の前記バンプ及び前記バンプ形成面からの反射光のうち、前記バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、前記レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を重畳させないように合流させるレーザ光合流手段を備えること
を特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載のバンプ検査装置。 - 前記バンプ高・バンプ径測定手段は、
前記バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、前記レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を検出し、前記バンプ及び前記バンプ形成面の明暗像データを取得する明暗像データ取得手段を備え、
前記明暗像データに基づいて前記バンプの高さと前記バンプの径とを算出すること
を特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のバンプ検査装置。 - 前記反射光を検出する１次元画像センサを備えること
を特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載のバンプ検査装置。 - 半導体チップに形成されたバンプ及びバンプ形成面に斜め上方からレーザ光を照射し、
前記レーザ光を第１の方向に走査すると共に、前記半導体チップを第２の方向に移動させて、前記バンプ及び前記バンプ形成面からの反射光を検出し、
前記半導体チップを約９０度回転させて、前記レーザ光を前記第１の方向に走査すると共に、前記半導体チップを前記第２の方向に移動させて、前記バンプ及び前記バンプ形成面からの反射光を検出し、
前記検出された反射光に基づいて前記バンプの高さと径とを測定すること
を特徴とするバンプ検査方法。 - レーザ光を半導体チップに形成されたバンプ及びバンプ形成面に斜め上方から照射し、
前記バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、前記レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を利用して三角測量により前記バンプの高さを測定すると共に、前記バンプ形成面に生じる前記バンプの影を利用して前記バンプの径を測定すること
を特徴とするバンプ検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23961896A JP3873331B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | バンプ検査装置及びバンプ検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23961896A JP3873331B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | バンプ検査装置及びバンプ検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089927A JPH1089927A (ja) | 1998-04-10 |
| JP3873331B2 true JP3873331B2 (ja) | 2007-01-24 |
Family
ID=17047416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23961896A Expired - Lifetime JP3873331B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | バンプ検査装置及びバンプ検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3873331B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE59803981D1 (de) * | 1997-03-05 | 2002-06-06 | Siemens Ag | Verfahren zur anwesenheitskontrolle von anschlusskugeln |
| JP2002333308A (ja) * | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Ibiden Co Ltd | バンプ高さ検査方法および検査装置 |
| JP4766989B2 (ja) * | 2005-10-19 | 2011-09-07 | 日立造船株式会社 | 位相シフトデジタルホログラフィ法を用いた歪計測方法および歪計測装置 |
| EP2645054B1 (en) * | 2010-11-27 | 2018-08-15 | Hefei Baisheng Science & Technology Co., Ltd. | Light source apparatus for diameter-measuring instrument |
-
1996
- 1996-09-11 JP JP23961896A patent/JP3873331B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1089927A (ja) | 1998-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6208411B1 (en) | Massively parallel inspection and imaging system | |
| US5309222A (en) | Surface undulation inspection apparatus | |
| KR100669845B1 (ko) | 표면 상의 이상을 검사하기 위한 스캐닝 방법 및 시스템 | |
| US6621571B1 (en) | Method and apparatus for inspecting defects in a patterned specimen | |
| US7952700B2 (en) | Method of apparatus for detecting particles on a specimen | |
| KR100898963B1 (ko) | 라인 광 스팟으로 2차원 이미지화를 수행하는 검사 시스템 | |
| JP3925986B2 (ja) | 高さ測定装置及び高さ測定方法 | |
| JP2007327815A (ja) | 欠陥検査方法及びその装置 | |
| US8144968B2 (en) | Method and apparatus for scanning substrates | |
| JP3873331B2 (ja) | バンプ検査装置及びバンプ検査方法 | |
| JP2014062940A (ja) | 検査装置 | |
| JP2003017536A (ja) | パターン検査方法及び検査装置 | |
| JP2000074845A (ja) | バンプ検査方法及びバンプ検査装置 | |
| JP3142991B2 (ja) | レーザ走査装置および画像形成方法 | |
| JP3168100B2 (ja) | バンプ検査装置 | |
| JP2001083098A (ja) | 光学的表面検査機構及び光学的表面検査装置 | |
| JPH0139041B2 (ja) | ||
| JP3370733B2 (ja) | 微小物体の高さ計測方法及びその装置 | |
| TW202311732A (zh) | 製造半導體裝置的方法 | |
| JPH04121613A (ja) | 物体形状検査装置 | |
| JP2001311608A (ja) | 微小突起物検査装置 | |
| JPH0688709A (ja) | バンプ電極検査装置 | |
| JPS62191741A (ja) | 表面欠陥検出方法 | |
| JPH05152401A (ja) | バンプ形状検査装置 | |
| JPH04121614A (ja) | 物体形状検査装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050318 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050412 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061003 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061016 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131102 Year of fee payment: 7 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |