JP5963929B1 - 超音波検査装置、超音波検査システム、及び超音波検査方法 - Google Patents

超音波検査装置、超音波検査システム、及び超音波検査方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5963929B1
JP5963929B1 JP2015174476A JP2015174476A JP5963929B1 JP 5963929 B1 JP5963929 B1 JP 5963929B1 JP 2015174476 A JP2015174476 A JP 2015174476A JP 2015174476 A JP2015174476 A JP 2015174476A JP 5963929 B1 JP5963929 B1 JP 5963929B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
workpiece
ultrasonic probe
ultrasonic
probe
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.)
Active
Application number
JP2015174476A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017049200A (ja
Inventor
和彦 大貫
和彦 大貫
北見 薫
薫 北見
高田 雅文
雅文 高田
誠也 皆川
誠也 皆川
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.)
Hitachi Power Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Power Solutions Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Power Solutions Co Ltd filed Critical Hitachi Power Solutions Co Ltd
Priority to JP2015174476A priority Critical patent/JP5963929B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5963929B1 publication Critical patent/JP5963929B1/ja
Priority to CN201610772262.9A priority patent/CN106501366B/zh
Priority to KR1020160112596A priority patent/KR101819830B1/ko
Priority to TW105128475A priority patent/TWI613444B/zh
Priority to US15/255,302 priority patent/US20170067857A1/en
Publication of JP2017049200A publication Critical patent/JP2017049200A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0654Imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4477Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device using several separate ultrasound transducers or probes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/28Details, e.g. general constructional or apparatus details providing acoustic coupling, e.g. water
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4483Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/225Supports, positioning or alignment in moving situation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/0289Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
    • G01N2291/102Number of transducers one emitter, one receiver
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/269Various geometry objects
    • G01N2291/2697Wafer or (micro)electronic parts

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

【課題】水を嫌うワークであっても水との接触を最小限にでき、しかも、超音波検査で良好な画像を得ることができる。【解決手段】超音波をワークwに照射して、その反射波を受信する超音波探触子21と、ワークwに対して超音波探触子21を水平方向に走査するように動作させるX軸駆動装置25及びY軸駆動装置26と、超音波探触子21をワークwに対して昇降させるZ軸駆動装置27と、超音波探触子21に設けられ、超音波探触子21のプローブ先端部211とワークwとの間に所定量に限定した水aを供給する給水部22と、超音波探触子21に設けられ、給水部22で給水後の水aを吸い取る吸水部23とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、超音波検査装置、超音波検査システム、及び超音波検査方法に関する。
本技術分野の背景技術として、特開2014−6177号公報(特許文献1)がある。この公報には、「水平方向に走査可能な走査手段と、走査手段に取り付けられる垂直方向の高さ調整手段と、高さ調整手段に取り付けられるホルダと、ホルダに取り付けられる超音波探触子と、ノズルから水を流出して超音波探触子からワークへの連続した水流を形成するノズルアタッチメントと、高さ調整手段またはホルダに取り付けられ、ノズルアタッチメントを垂直方向に移動可能なギャップ調整手段と、を備える。」と記載されている(要約参照)。
また、本技術分野の背景技術として、特開2008−8745号公報(特許文献2)がある。この公報には、「超音波探触子本体と探触子ホルダには、超音波探触子本体の超音波送受信面に接するように、布製の袋体が設けられ、袋体中には高分子吸収体が収納されている。この高分子吸収体に給水管から水を供給すると、高分子吸収体は水を吸収して膨潤し、袋体の中一杯に広がり、袋体を押し広げる。余った水は、袋体の外にも流れ出るが、排水管からも排水される。この状態で、袋体を被検体に押し付けて超音波探傷を行う。その際、膨潤した高分子吸収体は、互いに密着し、その界面での超音波の反射量は極わずかであって、超音波の透過状態は水中を透過する場合とほとんど変わらない。」と記載されている(要約参照)。
特開2014−6177号公報 特開2008−8745号公報
超音波検査装置による半導体ウェハの検査は、検査する面の全域に水を供給していた。
しかしながら、最近は半導体デバイスの性格上、極力水で濡らしたくないということから、局部的に水を供給し、ピンポイントで超音波検査を行う必要性が高まってきている。本発明はこのような必要性にこたえるものである。
すなわち、前記特許文献1,2には、ワークのうち検査対象となる局所のみを水浸して超音波検査を行う技術について記載されている。
しかし、特許文献1に開示の技術では、ノズルから水を流出して超音波探触子からワークへの連続した水流を形成しており、しかも、この使用後の水を速やかに回収する手段は存在しない。そのため、局所水浸ではあっても、水を嫌うワークを長時間にわたって広範囲に水にさらしてしまうという不具合がある。
また、特許文献2に開示の技術では、袋体を介して超音波探触子とワークとの間に水を存在させているので、超音波探触子からの超音波やその反射波が袋体を通過し、超音波検査で良好な画像を得ることができないという不具合がある。
そこで、本発明は、水を嫌うワークであっても水との接触を最小限にでき、しかも、超音波検査で良好な画像を得ることができる超音波検査装置、超音波検査システム、及び超音波検査方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明の一形態は、超音波探触子のプローブ先端部とワークとの間に所定量に限定した水を供給する給水部と、ワークに超音波探触子で超音波を照射して行う検査の終了後に前記供給した水を吸い取る吸水部とを超音波探触子の側部に設けた。
また、別の本発明の一形態は、超音波探触子のプローブ先端部とワークとの間に所定量に限定した水を供給する給水工程と、ワークに超音波探触子で超音波を照射して行う検査の終了後に前記供給した水を吸い取る吸水工程とを設けた。
本発明によれば、水を嫌うワークであっても水との接触を最小限にでき、しかも、超音波検査で良好な画像を得ることができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
図1は、本発明の一実施例である超音波検査装置の全体構成を示す電気的な接続のブロック図である。 図2は、本発明の一実施例である超音波検査装置のX軸駆動装置、Y軸駆動装置、Z軸駆動装置の機構を説明する斜視図である。 図3は、本発明の一実施例である超音波検査方法について説明するフローチャートである。 図4は、本発明の一実施例である超音波検査装置の表示装置の画面の平面図である。 図5は、本発明の一実施例である超音波検査装置の超音波探触子とワークとの間に給水し、また当該水を給水する工程を説明する拡大縦断面図である。 図6は、本発明の一実施例である超音波検査装置の超音波探触子に給水部、吸水部が固定されている場合の動作を(a)〜(f)の順に経時的に示す説明図である。 図7は、本発明の一実施例である超音波検査装置の超音波探触子に対して給水部、吸水部が個別に昇降動作する場合の動作を(a)〜(h)の順に経時的に示す説明図である。 図8は、本発明の一実施例である超音波検査システムの全体構成を示す説明図である。
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
超音波検査装置は、検査対象(ワーク)に超音波を照射し、その反射波(あるいは透過波)を受信して画像化する装置である。
例えば、ワークが電子デバイスの場合、微細なボイドやクラックなどの欠陥を検出する必要があり、超音波検査装置には、高い分解能が要求される。超音波検査装置は、使用する超音波の周波数が高いほど高い分解能が得られるが、一方で使用する超音波の周波数が高いほど減衰が大きくなりS/N比が低下する。水は空気に比べて超音波の減衰の程度が小さいため、従来の一般的な超音波検査装置では、ワークを水没させて、プローブ先端部とワーク表面との間を水で満たした状態で超音波検査を行うようにしている。
しかしながら、ワークが水を嫌う電子デバイス等であるときは、ワークに水を付着させる面積を極力減らし、検査終了後は速やかに水をワークから除去したい。
この点に関し、前記特許文献1,2は、いずれもワークのうち検査対象となる局所のみを水浸して超音波検査を行う技術に関するものである。
しかし、特許文献1に開示の技術では、ノズルから水を流出して超音波探触子からワークへの「連続した」水流を形成しており、しかも、この使用後の水を速やかに回収する手段は存在しない。そのため、局所水浸ではあっても、水を嫌うワークを広範囲、長時間にわたって水にさらしてしまうという不具合がある。
また、特許文献2に開示の技術では、袋体を介して超音波探触子とワークとの間に水を存在させているので、超音波探触子からの超音波やその反射波が袋体を通過し、超音波検査で良好な画像を得ることができないという不具合がある。
そこで、以下では、これらの技術の不具合を解決した本発明の実施例について説明する。
図1は、本実施例の超音波検査装置1の全体構成を示す電気的な接続のブロック図である。本実施例の超音波検査装置1は、超音波の送受信等を行う超音波探触部2、この超音波検査装置1を全体として制御するデータ処理装置3、超音波探触部2との間で電気信号を入出力する信号発生測定装置4、それぞれ超音波探触部2の動作の制御に関わる駆動装置5,6などから構成される。
超音波探触部2は、プローブ先端部211を下にして軸方向を垂直にした超音波探触子21を備えている。超音波探触子21のプローブ先端部211は凹レンズ形状である。これは、超音波探触子21において、高い位置分解能を得るため、プローブ先端部211を凹レンズ形状にして、観察位置に超音波を集束させるようにしたものである。
超音波探触部2には、圧電素子29が設けられている。この圧電素子29は、例えばフッ素系共重合体などで構成された圧電膜の両面にそれぞれ電極が取り付けられて構成される。圧電素子29は、当該両電極間に電圧が印加されることにより、当該圧電膜から超音波を発する。この超音波が超音波探触子21のプローブ先端部211からワークwに照射される。そして、この超音波のワークwからの反射波(エコー波)を圧電素子29が受信し、圧電素子29の圧電膜が受信したエコー波を、前記両電極間に発生する電圧である受信信号に変換する。
ここで、ワークwは、テーブルt上に載置されて超音波探触子21のプローブ先端部211の下方に配置される。ワークwは、例えば、半導体デバイス製造プロセスで製造された半導体デバイスであり、より具体的には、ダイシングにより個片化する前のウェハである。
超音波探触子21の側部には、超音波探触子21のプローブ先端部211とワークwとの間に所定量に限定した水a(水滴)を供給する給水部22と、給水部22で給水後の水aを吸い取る吸水部23とが設けられている。給水部22は、例えば水aを供給する先端部がノズル状の部材であり、吸水部23も、例えば水aを吸い取る先端部がノズル状の部材である。なお、給水部22及び吸水部23が超音波探触子21の側部に設けられたということは、超音波探触子21の側部に直接設けられてもよく、または側部と離間してその周辺部に設けられても良い。
超音波探触子21の近傍には、超音波探触子21と共に移動し、ワークw側の画像を撮像する撮像素子24が設けられている。撮像素子24はCCD(charge-coupled device)などからなる。撮像素子24は、ワークw及びワークwを載置するテーブルtを含めた全体位置を把握等するための画像を取得する。
超音波探触部2は、ワークwに対して超音波探触子21及び撮像素子24を水平方向(図2のX方向、及び、Y方向)に走査するように動作させる走査装置となるX軸駆動装置25及びY軸駆動装置26を備えている。また、超音波探触部2は、超音波探触子21をワークwに対して昇降させる(図2のZ方向に移動させる)第1昇降装置となるZ軸駆動装置27を備えている。さらに、超音波探触部2は、X軸駆動装置25、Y軸駆動装置26、Z軸駆動装置27を駆動するステッピングモータのステップ角の情報をエンコードして、超音波探触子21及び撮像素子24についての図2のX方向、Y方向、Z方向の移動量を検出するエンコーダ28を備えている。
駆動装置5は、エンコーダ28の検出結果及び後述のデータ処理装置3の指示に基づいて、X軸駆動装置25、Y軸駆動装置26、Z軸駆動装置27を駆動する。
駆動装置6は、給水装置61及び吸水装置62を備え、駆動部63により給水装置61及び吸水装置62を駆動する。給水装置61は、図示しない電動ポンプを備え、図示しない水源から水をくみ上げて給水部22に供給する。吸水装置62は、図示しない電動ポンプを備え、吸水部23から水aを吸い取って図示しない排水経路に排水する。
データ処理装置3は、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等から構成され、そのプログラムに基づいて、各機能部を実現している。すなわち、データ処理装置3は、超音波探触部2の走査位置(図2のXY方向)を、駆動装置5を介して制御する走査制御部31を備えている。走査制御部31は、当該制御により超音波探触子21のプローブ先端部211をワークwの予め定められた位置の直上に移動させることができる。データ処理装置3は、駆動装置6を介して、給水部22への給水、及び、吸水部23での吸水を制御する給水・吸水制御部32を備えている。また、データ処理装置3は、撮像素子24を制御し、撮像素子24で撮像した画像に画像処理を行う撮像制御処理部33を備えている。さらに、データ処理装置3は、超音波探触子21による超音波、その反射波の送受信タイミングを制御するタイミング制御部34と、超音波探触子21で受信した反射波に基づいた超音波画像、及び、撮像素子24で撮影した撮影画像を生成する画像生成部35とを備えている。
入力装置7は、キーボード、マウス、タッチパネル等で構成され、データ処理装置3に様々なデータを入力する。
表示装置8は、液晶表示装置等で構成され、画像生成部35で生成した超音波画像、及び、撮影画像を表示する。
信号発生測定装置4は、パルス発生器41、アンプ42、A/D変換器43、信号処理部44を備えている。
パルス発生器41は、タイミング制御部34が出力したタイミング信号に基づいて、超音波探触子21の圧電素子29にパルス波を出力する。
アンプ42は、圧電素子29の選択された受信信号を増幅して出力信号として出力する。
A/D変換器43は、増幅された当該受信信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換する。
信号処理部44は、受信信号を信号処理する。信号処理部44は、タイミング制御部34が出力するゲートパルスによって、受信信号の所定期間の部分のみを切り出す。信号処理部44は、この所定期間の受信信号の振幅情報、又は、所定期間の受信信号の時間情報を、画像生成部35に出力する。そして、画像生成部35は、信号処理部44の出力信号に基づいて、所定周波数における超音波画像を生成する。
図2は、X軸駆動装置25、Y軸駆動装置26、Z軸駆動装置27の機構を説明する斜視図である。X軸駆動装置25は、X方向(水平方向の一方向)を長手方向とするレール251を備えている。X軸駆動装置25は、図示しないステッピングモータ及び当該ステッピングモータの回転運動を直動運動に変換して、レール251を移動させる図示しない回転直動変換機構を備えている。これにより、X軸駆動装置25は、所定のアタッチメントなどで一体になった超音波探触子21及び撮像素子24を、X方向に移動する。
Y軸駆動装置26、Z軸駆動装置27もX軸駆動装置25に準じた構成である。すなわち、Y軸駆動装置26は、Y方向(X方向と交差する(例えば直交する)水平方向の一方向)を長手方向とするレール261を備えている。Y軸駆動装置26は、図示しないステッピングモータ及び当該ステッピングモータの回転運動を直動運動に変換して、レール261を移動させる図示しない回転直動変換機構を備えている。これにより、Y軸駆動装置26は、所定のアタッチメントなどで一体になった超音波探触子21及び撮像素子24を、Y方向に移動する。
Z軸駆動装置27は、Z方向(XY方向と直交する垂直方向)を長手方向とするレール271を備えている。Z軸駆動装置27は、図示しないステッピングモータ及び当該ステッピングモータの回転運動を直動運動に変換して、レール271を移動させる図示しない回転直動変換機構を備えている。これにより、Y軸駆動装置26は、所定のアタッチメントなどで一体になった超音波探触子21及び撮像素子24を、Z方向に移動する。
ここで、給水部22及び吸水部23は、X軸駆動装置25、Y軸駆動装置26、Z軸駆動装置27で駆動される超音波探触子21に固定されていてもよいし、図1に破線で示すアクチュエータ221,231及び所定の駆動機構(第2昇降装置)により、それぞれ独立して超音波探触子21に対して昇降させるようにしてもよい。
次に、超音波検査装置1を用いて実行する超音波検査方法について説明する。図3は、本実施例の超音波検査方法について説明するフローチャートである。
まず、所定の位置に置かれているテーブルt上にワークwを載置する(準備工程)(S1)。次に、超音波探触子21を、ワークwに対して、X軸駆動装置25、Y軸駆動装置26により、水平方向(XY方向)に走査するように移動させて、当該ワークwの所定位置の直上に移動させる(走査工程)(S2)。この移動の具体的な手段としては、手動によるもの、自動によるもの、さまざまな手段が考えられる。まず、図4は、表示装置8の画面81の平面図を示している。画面81には、撮像素子24で撮影したワーク(ウェハ)wが表示されている。例えば、ウェハwのうち、破線82に示すチップw1に対して検査を行いたい場合、画面81に表示されている破線82の中心に目的のチップw1が入るように、入力装置7を手動操作して、X軸駆動装置25、Y軸駆動装置26を駆動するようにしてもよい。すなわち、破線82内にチップw1が入れば、超音波探触子21がチップw1の直上に位置するように予め設定されている。
あるいは、画面81がタッチパネル方式になっていて、画面81の各部の座標と、X軸駆動装置25、Y軸駆動装置26を駆動するX方向、Y方向の座標とが予め関連付けられていてもよい。すなわち、破線82で示す領域を画面81でタッチすれば、破線82で示されているウェハwのチップw1の直上に超音波探触子21が位置するように、捜査制御部31がX軸駆動装置25、Y軸駆動装置26を制御するようにしてもよい。
なお、これらの動作の際に、超音波探触子21の近傍で超音波探触子21と共に撮像素子24が移動し、ワークw側の画像を撮像する撮像工程が行われることになる(S2)。
次に、超音波探触子21をワークwの上の所定高さに位置させるようにする(高さ調節工程)(S3)。これは、入力装置7を手動操作して、Z軸駆動装置27を駆動することにより行うことができる。あるいは、ワークwの種類に応じてあらかじめ超音波探触子21のプローブ先端部211の高さが定まっているときは、S2の後に、走査制御部31が自動でZ軸駆動装置27を制御して、超音波探触子21のプローブ先端部211の高さが所定の高さになるようにしてもよい。
S2及びS3の後、超音波探触子21のプローブ先端部211とワークw(のチップw1)との間に所定量に限定した水aを給水部22により供給する(給水工程)(S4)。所定量に限定した水aとは、図5に示すように、凹レンズ形状のプローブ先端部211と、ワークwとの間を埋めるように、プローブ先端部211とワークwとに表面張力により密着された状態で保持可能な最低限の量の水である。これは、プローブ先端部211の大きさ等により様々である。吸水は、給水装置61の駆動により給水部22の先端部から矢印222(図5)の方向になされる。
次に、超音波探触子21でワークwに超音波を照射して、その反射波を受信する(検査工程)(S5)。これは、ワークwの探傷動作であり、入力装置7を操作することによりタイミング制御部34が信号発生測定装置4を制御して行う。すなわち、タイミング制御部34が出力したタイミング信号に基づいて、超音波探触子21の圧電素子29にパルス波を出力する。これにより圧電素子29が動作して超音波を発生し、この超音波がプローブ先端部211からワークw(のチップw1)に照射される。そして、その反射波による圧電素子29の受信信号に関して、前記した信号発生測定装置4の各部での処理が行われ、受信信号の振幅情報、又は、受信信号の時間情報を、画像生成部35に出力する。そして、画像生成部35は、信号処理部44の出力信号に基づいて、所定周波数における超音波画像を生成する。この画像により、ワークw(のチップw1)に微細なボイドやクラックなどの欠陥が存在するか否かの検査を行うことができる。このような探傷動作は、プローブ先端部211をチップw1上で狭範囲にXY方向に移動させることにより行ってもよい。
次に、S4で給水後の水aを吸水部23で吸い取る(吸水工程)(S6)。この吸い取り動作は、吸水装置62の駆動により吸水部23の先端部から矢印232の方向(図5)に行う。
以上が、超音波検査方法の概要である。ここで、前記のように給水部22及び吸水部23は、超音波探触子21に固定状態であっても、超音波探触子21に対して個別に昇降可能な機構であってもよい。この両者では、S4〜S6の動作が異なるので、以下では、それぞれの場合の詳細な動作について説明する。
図6は、水部22及び吸水部23が超音波探触子21に固定の場合における超音波検査方法の説明図である。まず、S2の走査工程でチップw1の直上の位置に超音波探触子21が移動する(図6(a))。次に、S3の高さ調節工程で超音波探触子21の高さ調節を行う(図6(b))。次に、S4の給水工程で超音波探触子21のプローブ先端部211とチップw1との間に所定量に限定した水aを給水部22により供給する(矢印222)(図6(c))。次に、S5の検査工程による探傷動作を、プローブ先端部211をチップw1上で狭範囲にXY方向に移動させる(矢印212に示す)ことにより行う(図6(d))。次に、S6の吸水工程で水aを給水する動作を吸水部23により行う(矢印232)(図6(e))。次に、超音波探触子21をZ軸駆動装置27により上昇させて、一連の処理を終了する(図6(f))。
図7は、超音波探触子21に対して給水部22及び吸水部23が個別に昇降可能な機構を備えた場合における超音波検査方法の説明図である。まず、S2の走査工程でチップw1の直上の位置に超音波探触子21が移動する(図7(a))。次に、S3の高さ調節工程で超音波探触子21の高さ調節を行う(図7(b))。これにより、超音波探触子21のプローブ先端部211を降下して、ある程度チップw1に近づける。次に、アクチュエータ221を動作させて給水部22の先端部を降下して、チップw1に近づけ、S4の給水工程でチップw1上に水aを供給する(矢印222)(図7(c))。次に、アクチュエータ221を動作させて給水部22を上昇させ、図7(c)の動作前の位置に戻す(図7(d))。次に、S5の検査工程による探傷動作を、プローブ先端部211をチップw1上で狭範囲にXY方向に移動させ、プローブ先端部211を水aに押し付けて行う(矢印212)(図7(e))。次に、超音波探触子21を図7(b)の動作後の位置に戻す(図7(f))。次に、アクチュエータ231を動作させて吸水部23を降下させ、水aを吸水部23で吸い取る(矢印232)(図7(g))。次に、超音波探触子21をZ軸駆動装置27により上昇させて、一連の処理を終了する(図6(h))。
以上説明した超音波検査装置1及び超音波検査方法によれば、給水部22から供給する水aは所定量に限定した量であり、探傷動作後は吸水部23により吸い取られる。そのため、チップw1の範囲に限定した局所水浸が維持され、チップw1の周囲のチップが水浸しない。また、チップw1も長時間水浸しない。よって、水を嫌うワークwを広範囲、長時間にわたって水にさらしてしまうことを防止することができる。
また、プローブ先端部211とワークwの間には水a以外は介在しないようにすることが可能であるため、超音波検査で良好な画像を得ることができる。
そして、撮像素子24を超音波探触子21と共に移動させるようにしたので、超音波探触子21の走査工程(S2)が容易となる。
さらに、図7を参照して前記した例では、的確な位置に水aを供給し、その後、的確に水aを除去することが容易になる。
さらに、プローブ先端部211は凹レンズ形状であるため、表面張力によりチップw1上に乗る水aの範囲を狭くすることができる。
以上説明した超音波検査装置1は、他のシステムとは独立した単体の装置を前提として説明したが、超音波検査装置1をワークwの製造ラインに組み込むことも可能である。このように、超音波検査装置1をワークwの製造ラインに組み込む際には、図8のような超音波検査システム100の構成とするのが望ましい。
すなわち、図8に示すように、超音波検査システム100は、ワークwの製造ライン、例えば半導体デバイス製造プロセスラインを経て製造された複数のワークwを載置するワーク置き台101と、前記の超音波検査装置1と、ワーク置き台101に載置されているワークwを順次位置決めして超音波検査装置1に供給するアライメント装置102とを備えている。このような超音波検査システム100をワークwの製造ライン(ワークwが半導体デバイスなら、ワークwを個片化されたチップにダイシング前の工程)に組み込む。
この場合、アライメント装置102により全てのワークwが常にプレートtの一定位置に載置される。そして、データ処理装置3は、ワークwの形状データ(CAD(Computer Aided Design)データ等)を保持しており、この形状データに基づいて、あらかじめ定められたチップw1の位置に走査制御部31の制御により超音波探触子21を移動する。前記の一連の他の動作についても、超音波検査装置1の動作を自動化する。
なお、前記超音波検査装置1において、ワークwのうち検査するのはその一部だけ(1枚のウェハのうちのいくつかのチップのみ)として超音波検査をサンプリング検査にし、検査対象となった部分(チップw1)は廃棄し、検査対象とならなかった部分のみを製品として出荷するようにしてもよい。
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
さらに、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれ機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又はICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
1 超音波検査装置
21 超音波探触子
22 給水部
23 吸水部
24 撮像素子
25 X軸駆動装置(走査装置)
26 Y軸駆動装置(走査装置)
27 Z軸駆動装置(第1昇降装置)
101 ワーク置き台
102 アライメント装置
211 プローブ先端部
221 アクチュエータ(第2昇降装置)
231 アクチュエータ(第2昇降装置)
S2 走査工程、撮像工程
S3 高さ調節工程
S4 給水工程
S5 検査工程
S6 吸水工程

Claims (4)

  1. 超音波を複数のチップを備えるワークに照射して、その反射波を受信する超音波探触子と、
    前記ワークに対して前記超音波探触子を水平方向に走査するように動作させる走査装置
    と、
    前記超音波探触子を前記ワークに対して昇降させる第1昇降装置と、
    前記超音波探触子の側部に設けられ、前記超音波探触子の凹レンズ形状をしたプローブ先端部を前記ワークの検査対象となるチップの所定の位置の直上に移動した後、前記プローブと前記ワークとの間を埋めるように、前記プローブ先端部と前記ワークとに表面張力により密着された状態で保持可能な最低限の所定量であって、前記検査対象となるチップの範囲に限定した水を供給する給水部と、
    前記超音波探触子の側部に設けられ、前記給水部で給水後の水を吸い取る吸水部とを備
    えることを特徴とする超音波検査装置。
  2. 超音波をワークに照射して、その反射波を受信する超音波探触子と、
    前記ワークに対して前記超音波探触子を水平方向に走査するように動作させる走査装置と、
    前記超音波探触子を前記ワークに対して昇降させる第1昇降装置と、
    前記超音波探触子の側部に設けられ、前記超音波探触子の凹レンズ形状をしたプローブ先端部を前記ワークの所定の位置の直上に移動した後、前記プローブと前記ワークとの間を埋めるように、前記プローブ先端部と前記ワークとに表面張力により密着された状態で保持可能な最低限の所定量に限定した水を供給する給水部と、
    前記超音波探触子の側部に設けられ、前記給水部で給水後の水を吸い取る吸水部と、
    前記給水部及び前記吸水部をそれぞれ独立して前記超音波探触子に対して昇降させる第2昇降装置とを備え
    前記第2昇降装置は、前記給水部を前記超音波探触子から前記ワーク側に下ろして前記水の供給を行い、その後当該給水部を前記超音波探触子側に引き上げ、
    その後、前記超音波探触子は、超音波を前記ワークに照射して、その反射波を受信し、
    その後、前記第2昇降装置は、前記吸水部を前記超音波探触子から前記ワーク側に下ろして前記水の吸い取りを行い、その後当該吸水部の前記超音波探触子側に引き上げることを特徴とする超音波検査装置。
  3. 超音波を複数のチップを備えるワークに照射して、その反射波を受信する超音波探触子を、ワークに対して、水平方向に走査するように移動させて当該ワークの所定位置の直上に移動させる走査工程と、
    前記超音波探触子を前記ワークの上の所定高さに位置させる高さ調節工程と、
    前記走査工程及び前記高さ調節工程後に、前記超音波探触子の凹レンズ形状をしたプローブ先端部を前記ワークの検査対象となるチップの所定の位置の直上に移動した後、前記プローブと前記ワークとの間を埋めるように、前記プローブ先端部と前記ワークとに表面張力により密着された状態で保持可能な最低限の水を前記検査対象となるチップの範囲にのみ供給する給水工程と、
    前記給水工程後に、前記超音波探触子で前記ワークに超音波を照射して、その反射波を受信する検査工程と、
    前記給水工程で給水後の水を吸い取る吸水工程とを備えることを特徴とする超音波検査方法。
  4. 超音波をワークに照射して、その反射波を受信する超音波探触子を、ワークに対して、水平方向に走査するように移動させて当該ワークの所定位置の直上に移動させる走査工程と、
    前記超音波探触子を前記ワークの上の所定高さに位置させる高さ調節工程と、
    前記走査工程及び前記高さ調節工程後に、前記超音波探触子の凹レンズ形状をしたプローブ先端部を前記ワークの所定の位置の直上に移動した後、前記プローブと前記ワークとの間を埋めるように、前記プローブ先端部と前記ワークとに表面張力により密着された状態で保持可能な最低限の水を供給する給水工程と、
    前記給水工程後に、前記超音波探触子で前記ワークに超音波を照射して、その反射波を受信する検査工程と、
    前記給水工程で給水後の水を吸い取る吸水工程とを備え、
    前記給水工程は、前記水を供給する給水部を前記超音波探触子から前記ワーク側に下ろして行い、その後当該給水部を前記超音波探触子側に引き上げ、
    前記吸水工程は、前記水を吸い取る吸水部を前記超音波探触子から前記ワーク側に下ろして行い、その後当該吸水部前記超音波探触子側に引き上げることを特徴とする超音波検査方法。
JP2015174476A 2015-09-04 2015-09-04 超音波検査装置、超音波検査システム、及び超音波検査方法 Active JP5963929B1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015174476A JP5963929B1 (ja) 2015-09-04 2015-09-04 超音波検査装置、超音波検査システム、及び超音波検査方法
CN201610772262.9A CN106501366B (zh) 2015-09-04 2016-08-30 超声波检查装置、超声波检查系统以及超声波检查方法
KR1020160112596A KR101819830B1 (ko) 2015-09-04 2016-09-01 초음파 검사 장치, 초음파 검사 시스템 및 초음파 검사 방법
TW105128475A TWI613444B (zh) 2015-09-04 2016-09-02 超音波檢查裝置、超音波檢查系統及超音波檢查方法
US15/255,302 US20170067857A1 (en) 2015-09-04 2016-09-02 Ultrasonic inspection apparatus, ultrasonic inspection system, and ultrasonic inspection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015174476A JP5963929B1 (ja) 2015-09-04 2015-09-04 超音波検査装置、超音波検査システム、及び超音波検査方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5963929B1 true JP5963929B1 (ja) 2016-08-03
JP2017049200A JP2017049200A (ja) 2017-03-09

Family

ID=56558019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015174476A Active JP5963929B1 (ja) 2015-09-04 2015-09-04 超音波検査装置、超音波検査システム、及び超音波検査方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20170067857A1 (ja)
JP (1) JP5963929B1 (ja)
KR (1) KR101819830B1 (ja)
CN (1) CN106501366B (ja)
TW (1) TWI613444B (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10535572B2 (en) * 2016-04-15 2020-01-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Device arrangement structure assembly and test method
JP6745197B2 (ja) * 2016-11-04 2020-08-26 浜松ホトニクス株式会社 超音波検査装置及び超音波検査方法
CN107576728A (zh) * 2017-09-25 2018-01-12 三峡大学 一种薄板点焊超声自动检测装置及方法
KR20190062073A (ko) * 2017-11-28 2019-06-05 주식회사 디이엔티 Oled 패널 검사시 수분제거장치
JP6641054B1 (ja) * 2019-04-26 2020-02-05 株式会社日立パワーソリューションズ プローブの可動範囲設定装置及び可動範囲設定方法
IT202000003194A1 (it) * 2020-02-18 2021-08-18 Fisa Mfg S R L Sistema di riconoscimento di lenti oftalmiche e relativo metodo
CN111999393A (zh) * 2020-07-16 2020-11-27 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心) 一种超声相控阵焊缝检测扫查器及其工作方法
CN113093199A (zh) * 2021-03-17 2021-07-09 广东杜曼医学科技有限公司 一种微凸超声成像扫描装置、系统和方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS573040A (en) * 1980-06-09 1982-01-08 Hitachi Ltd Ultrasonic probe
JPS5947863U (ja) * 1982-09-22 1984-03-30 日立建機株式会社 音波探触子の当り防止装置
JPS59198352A (ja) * 1983-04-27 1984-11-10 Hitachi Ltd 超音波顕微鏡
JP2000162195A (ja) * 1998-11-30 2000-06-16 Tokyo Gas Co Ltd 超音波配管測定装置
JP2009222642A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Daihen Corp 溶接検査システム
JP2015021742A (ja) * 2013-07-16 2015-02-02 アイシン精機株式会社 超音波検査装置
JP2015148493A (ja) * 2014-02-06 2015-08-20 株式会社日立パワーソリューションズ 超音波検査装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4786860A (en) * 1987-04-08 1988-11-22 Hughes Aircraft Company Missing wire detector
US7181969B2 (en) * 2002-07-16 2007-02-27 Sonix, Inc. Ultrasonic test chamber for tray production system and the like
US7100499B2 (en) * 2004-11-24 2006-09-05 Hsiu-Man Yu Chen Strap pressing device for a strap packing apparatus
US7969548B2 (en) * 2006-05-22 2011-06-28 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and lithographic apparatus cleaning method
JP2008008745A (ja) 2006-06-29 2008-01-17 Tokyo Rigaku Kensa Kk 超音波探触子及び超音波探傷装置
JP5172032B1 (ja) 2012-06-26 2013-03-27 株式会社日立エンジニアリング・アンド・サービス 超音波検査装置、および、超音波検査方法
JP5405686B1 (ja) * 2013-04-25 2014-02-05 株式会社日立パワーソリューションズ 超音波検査装置
JP2016033970A (ja) * 2014-07-31 2016-03-10 セイコーエプソン株式会社 超音波デバイスおよびその製造方法並びにプローブおよび電子機器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS573040A (en) * 1980-06-09 1982-01-08 Hitachi Ltd Ultrasonic probe
JPS5947863U (ja) * 1982-09-22 1984-03-30 日立建機株式会社 音波探触子の当り防止装置
JPS59198352A (ja) * 1983-04-27 1984-11-10 Hitachi Ltd 超音波顕微鏡
JP2000162195A (ja) * 1998-11-30 2000-06-16 Tokyo Gas Co Ltd 超音波配管測定装置
JP2009222642A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Daihen Corp 溶接検査システム
JP2015021742A (ja) * 2013-07-16 2015-02-02 アイシン精機株式会社 超音波検査装置
JP2015148493A (ja) * 2014-02-06 2015-08-20 株式会社日立パワーソリューションズ 超音波検査装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201710679A (zh) 2017-03-16
TWI613444B (zh) 2018-02-01
CN106501366B (zh) 2019-10-01
KR101819830B1 (ko) 2018-01-17
US20170067857A1 (en) 2017-03-09
JP2017049200A (ja) 2017-03-09
CN106501366A (zh) 2017-03-15
KR20170028853A (ko) 2017-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5963929B1 (ja) 超音波検査装置、超音波検査システム、及び超音波検査方法
US20170181725A1 (en) Joint ultrasound imaging system and method
KR102485090B1 (ko) 위치 제어 장치, 위치 제어 방법, 및 초음파 영상 시스템
WO2015119063A1 (ja) 超音波検査装置および超音波検査方法
CN109891231B (zh) 超声波检查装置及超声波检查方法
CN106770666A (zh) 大直径筒体搅拌摩擦焊环缝超声相控阵自动检测装置
TW202001242A (zh) 超音波檢查裝置、控制裝置及檢查方法
WO2018083882A1 (ja) 超音波検査装置
TWI733405B (zh) 探針的可動範圍設定裝置及可動範圍設定方法
JP3643722B2 (ja) X線検査方法及びその装置
CN110120356A (zh) 分割预定线的检测方法
JP2005114376A (ja) 超音波を用いる物体検査方法および装置
WO2020174984A1 (ja) 超音波検査装置及び超音波検査方法
Kitami et al. Ultrasonic imaging of microscopic defects to help improve reliability of semiconductors and electronic devices
JP4583847B2 (ja) 機能デバイスの欠陥を検出する超音波探傷方法および設備
KR102694849B1 (ko) 초음파 검사 장치
KR102694850B1 (ko) 대량 검사가 가능한 초음파 검사 장치
Hu et al. Advanced scanning acoustic technique application in flip-chip devices
Oppermann et al. NDE for Electronics Packaging
JP2005069810A (ja) バンプ寸法測定方法および測定装置
TW202303139A (zh) 超音波檢查裝置及超音波檢查方法
JP2008175661A (ja) 音響パラメータ測定方法、及び音響パラメータ測定装置
Gong et al. Ultrasonic Imaging System Based on Virtual Instrument
Kraemer et al. New Developments in Acoustic Microscopy
JPH11287644A (ja) 半田浮き検査方法とその装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160516

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: 20160621

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160628

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5963929

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150