JPH08159721A - Method and device for measuring height of protruding part - Google Patents

Method and device for measuring height of protruding part

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JPH08159721A
JPH08159721A JP6306383A JP30638394A JPH08159721A JP H08159721 A JPH08159721 A JP H08159721A JP 6306383 A JP6306383 A JP 6306383A JP 30638394 A JP30638394 A JP 30638394A JP H08159721 A JPH08159721 A JP H08159721A
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protrusion
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laser light
light intensity
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陽二 西山
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文之 高橋
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    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE: To accurately measure an object with improved reliability by performing modulation so that light intensity can be increased when scanning a protruding part in advance when scanning the object to be measured with laser beams. CONSTITUTION: A modulation circuit 89 is made not to be operated and a laser source 61 emits laser beams with a constant intensity. The frequency of an oscillator 82 is linearly increased and laser beams are passed through bumps 12-1 and 12-2 between positions Q1 and Q2 on a semiconductor chip 11 by a light deviation element 81. Then, the information is stored in a circuit 89, modulation is made so that the light intensity of a part with a small light intensity can be increased, a chip 11 is scanned similarly, and the height dimensions of the bumps 12-1 and 12-2 can be calculated according to the triangulation principles based on the information from the element 22A. A display 87 shows the result.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は突起部高さ測定方法及び
装置に係り、特に半導体チップに多数形成されたバンプ
の高さを測定する方法及び装置に関する。近年、半導体
装置は大規模化しており、I/O手段として、バンプが
多く使用されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection height measuring method and apparatus, and more particularly to a method and apparatus for measuring the height of bumps formed on a semiconductor chip. In recent years, semiconductor devices have become large in scale, and bumps are often used as I / O means.

【0002】図7は、バンプを有する半導体装置10を
示す。半導体装置10は、半導体チップ11の裏面11
a上に、多数のバンプ12が格子状に整列して設けられ
た構成である。各バンプ12は、図8に拡大して示すよ
うに、半導体チップ11の裏面11a上の電極13上に
設けてある。半導体装置10は、図9に示すように、バ
ンプ12が、配線基板14上の電極(図示せず)と接合
した状態で、フェイスダウンで実装される。
FIG. 7 shows a semiconductor device 10 having bumps. The semiconductor device 10 includes a back surface 11 of the semiconductor chip 11.
A large number of bumps 12 are arranged in a grid on a. Each bump 12 is provided on the electrode 13 on the back surface 11a of the semiconductor chip 11, as shown in an enlarged view in FIG. As shown in FIG. 9, the semiconductor device 10 is mounted face down with the bumps 12 joined to electrodes (not shown) on the wiring board 14.

【0003】こゝで、バンプ12の高さh(半導体チッ
プ11の裏面11aからのバンプ12の頂部までの寸
法)にばらつきがあると、上記搭載時に、接合不足の個
所や、接合されない個所が生じて、搭載不良を起こして
しまう。そこで、半導体装置10を実装する前の段階
で、バンプの高さを各バンプ毎に測定して、そのばらつ
きの程度を検査することが必要となる。
Here, if the height h of the bump 12 (the size from the back surface 11a of the semiconductor chip 11 to the top of the bump 12) varies, there will be spots where bonding is insufficient or spots where bonding is not performed. It causes the mounting failure. Therefore, before mounting the semiconductor device 10, it is necessary to measure the height of the bump for each bump and inspect the degree of the variation.

【0004】[0004]

【従来の技術】当初は、検査員が目視によってバンプの
高さのばらつきを検査していた。しかし、バンプが、径
が約100μmと小さくなり、間隔が約200μmと密
に並んだ現状においては、目視検査は困難となってきて
いる。そこで、目視検査に代わるものとして、バンプの
高さ寸法を、一次元位置検出素子(PSD:Position S
ensitive Detector)を使用し、三角測量の原理で測定す
る装置が提案されている。
2. Description of the Related Art Initially, an inspector visually inspected bump height variations. However, in the present situation that the bumps have a small diameter of about 100 μm and the intervals are closely arranged with about 200 μm, visual inspection is becoming difficult. Therefore, as an alternative to the visual inspection, the height dimension of the bump can be determined by using a one-dimensional position detection element (PSD: Position S
A device that uses the principle of triangulation has been proposed.

【0005】図10は、従来の測定装置20を概略的に
示す。21は結像レンズ、22は位置検出素子である。
レーザ光23は、所定の入射角iで入射され、図10の
紙面に垂直方向に走査される。走査時において、バンプ
12の頂部12aで反射した反射レーザ光24は、結像
レンズ21によって、位置検出素子22上の位置25
に、光スポット26として結像される。半導体チップ1
1の面11bのうち、符号11b-1で示す個所で反射し
た反射レーザ光27は、同じく結像レンズ21によっ
て、位置検出素子22上の位置28に、光スポット29
として結像される。
FIG. 10 schematically shows a conventional measuring device 20. Reference numeral 21 is an image forming lens, and 22 is a position detecting element.
The laser light 23 is incident at a predetermined incident angle i and is scanned in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. During scanning, the reflected laser light 24 reflected by the top 12 a of the bump 12 is moved by the imaging lens 21 to a position 25 on the position detection element 22.
Then, an image is formed as a light spot 26. Semiconductor chip 1
The reflected laser light 27 reflected at the portion indicated by the reference numeral 11b −1 on the surface 11b of No. 1 is also spotted on the position 28 on the position detecting element 22 by the imaging lens 21.
The image is formed as

【0006】位置検出素子22は、光スポット26と2
9とが、中心線CLに関して対称の位置に形成されるよ
うな位置に配設してある。位置検出素子22は、図11
に示すように、細長矩形状を有し、受光面40の両側に
帯状の電極41,42を有する構成である。ここで、電
極41,42が対向する方向(位置検出素子22の幅方
向)をU1方向とする。電極41,42の延在している
方向(位置検出素子22の長さ方向)をU2 方向とす
る。
The position detecting element 22 includes light spots 26 and 2
9 and 9 are arranged at positions that are formed symmetrically with respect to the center line CL. The position detecting element 22 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the light-receiving surface 40 has strip-shaped electrodes 41 and 42 on both sides of the light-receiving surface 40. Here, the direction in which the electrodes 41 and 42 face each other (the width direction of the position detection element 22) is defined as the U 1 direction. The direction in which the electrodes 41 and 42 extend (the length direction of the position detection element 22) is defined as the U 2 direction.

【0007】レーザ光23を走査させたとき、半導体装
置10で反射したレーザ光の受光面40上の光スポット
は、図12に矢印30で示すように、矢印U1 方向に振
られて移動しながら矢印U2 方向に進む。受光面40に
光スポットが形成されると、受光面40が光電変換を行
ない、電極41,42より、光スポットの位置に応じた
光電流I1 ,I2 が出力される。ここで、電極41,4
2の間の寸法をA、電極41,42の間の中心線をCL
とする。
When the laser light 23 is scanned, the light spot of the laser light reflected by the semiconductor device 10 on the light receiving surface 40 is swung in the direction of arrow U 1 and moved as shown by arrow 30 in FIG. While proceeding in the direction of arrow U 2 . When a light spot is formed on the light receiving surface 40, the light receiving surface 40 performs photoelectric conversion, and the electrodes 41 and 42 output photocurrents I 1 and I 2 according to the positions of the light spots. Here, the electrodes 41, 4
A is the dimension between 2 and CL is the center line between the electrodes 41 and 42.
And

【0008】光スポット45が、中心線CLから電極4
2側へ寸法XA 偏倚した位置に形成されたと仮定する。
このときの光電流をI1 ,I2 とする上記の寸法X
A は、次式
The light spot 45 extends from the center line CL to the electrode 4
It is assumed that it is formed at a position displaced by the dimension X A toward the 2 side.
The above dimension X where the photocurrents at this time are I 1 and I 2
A is

【0009】[0009]

【数1】 [Equation 1]

【0010】で求まる。従って、図10中、位置25と
位置28との間の寸法B(光スポットのU1 方向の移動
量)は、上記(1)式に基づいて求まる。実際には、光
電流I1 ,I2 を、増幅回路50で増幅し、電流−電圧
変換回路51で電圧V1 ,V2 に変換し、電圧V1 ,V
2 を加減乗除している。
It can be obtained by Therefore, in FIG. 10, the dimension B (the amount of movement of the light spot in the U 1 direction) between the position 25 and the position 28 is obtained based on the above equation (1). In practice, the optical currents I 1, I 2, was amplified by the amplifier circuit 50, a current - converted into a voltage V 1, V 2 voltage conversion circuit 51, the voltage V 1, V
2 is added, subtracted, multiplied, and divided.

【0011】図13中、位置27-1とバンプ頂部12a
との間の寸法に図10の結像レンズ21によって決まる
光学倍率mを乗じた寸法は、上記の寸法Bと等しい。一
方、図13に示すように、バンプ12の高さ寸法hは、
次式(2)で表わされる。 h=B・sinθ/m・sinα …(2) で表わされる。
In FIG. 13, position 27 -1 and bump top 12a
A dimension obtained by multiplying the dimension between and by the optical magnification m determined by the imaging lens 21 in FIG. 10 is equal to the dimension B described above. On the other hand, as shown in FIG. 13, the height dimension h of the bump 12 is
It is expressed by the following equation (2). h = B · sin θ / m · sin α (2)

【0012】なお、α=180°−2θである。図10
中、高さ演算回路52が、上記式(1),(2)の演算
を行なう。回路52から、バンプ12の高さ寸法hの高
さ寸法データが出力される。
It should be noted that α = 180 ° -2θ. Figure 10
The middle / height calculation circuit 52 performs the calculation of the above equations (1) and (2). The height dimension data of the height dimension h of the bump 12 is output from the circuit 52.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】半導体チップ11の面
11aの反射率とバンプ12の頂部12aの反射率との
差違及び面11aと頂部12aの形状の差違等によっ
て、半導体チップ11の面11aで反射したレーザ光2
7の光強度とバンプ12の頂部12aで反射した反射レ
ーザ光24の光強度には差違ができている。反射レーザ
光24の光強度は、反射レーザ光27の光強度に比べて
極端に低くなっている。
On the surface 11a of the semiconductor chip 11, due to the difference between the reflectance of the surface 11a of the semiconductor chip 11 and the reflectance of the top portion 12a of the bump 12 and the difference in the shapes of the surface 11a and the top portion 12a. Reflected laser light 2
There is a difference between the light intensity of No. 7 and the light intensity of the reflected laser light 24 reflected by the top 12 a of the bump 12. The light intensity of the reflected laser light 24 is extremely lower than the light intensity of the reflected laser light 27.

【0014】図12の走査軌跡において、線の太さが光
強度を表わしており、太いことは光強度が大きいことを
意味し、細いことは光強度が小さいことを意味する。3
1は、半導体チップ11の面11aで反射した光強度の
大きい反射レーザ光27の走査軌跡部分である。32
は、バンプ12の頂部12aで反射した光強度の小さい
反射レーザ光24の走査軌跡部分である。
In the scanning locus of FIG. 12, the thickness of the line represents the light intensity, thick means that the light intensity is high, and thin means that the light intensity is low. Three
Reference numeral 1 is a scanning locus portion of the reflected laser light 27 having high light intensity reflected by the surface 11a of the semiconductor chip 11. 32
Is a scanning locus portion of the reflected laser light 24 having a small light intensity reflected by the top 12 a of the bump 12.

【0015】光強度が小さい反射レーザ光24は、ノイ
ズ等の影響を受け易い。このため、図10に示す従来の
測定装置20によれば、光スポットのU1 方向の移動寸
法Bを精度良く求めることが出来ず、この結果、バンプ
12の高さ寸法hを精度良く測定することが困難であっ
た。また、反射レーザ光27の光強度と反射レーザ光2
4の光強度の差が相当に大きいため、位置検出素子22
として、ダイナミックレンジが大きいもの、即ち、高価
なものを使用することが必要となっていた。
The reflected laser light 24 having a small light intensity is easily affected by noise or the like. Therefore, according to the conventional measuring device 20 shown in FIG. 10, the moving dimension B of the light spot in the U 1 direction cannot be accurately obtained, and as a result, the height dimension h of the bump 12 is accurately measured. Was difficult. In addition, the light intensity of the reflected laser light 27 and the reflected laser light 2
Since the difference in the light intensities of 4 is considerably large, the position detecting element 22
As a result, it has been necessary to use a large dynamic range, that is, an expensive one.

【0016】そこで、本発明は、図12中、走査軌跡部
分32を二点鎖線で示すように太くすることによって、
上記課題を解決した、突起部高さ測定方法及び装置を提
供することを目的とする。
Therefore, according to the present invention, the scanning locus portion 32 in FIG. 12 is made thick as shown by the chain double-dashed line.
An object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring the height of a protrusion, which solves the above problems.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
を示す。図1に示すように、突起部高さ測定装置60
は、レーザ源61と、レーザ光走査手段62と、反射レ
ーザ光強度・反射レーザ光入射位置検出手段63と、変
調手段64と、突起部高さ演算手段65と、制御手段6
6とを有する。
FIG. 1 shows the principle configuration of the present invention. As shown in FIG. 1, the protrusion height measuring device 60
Is a laser source 61, a laser beam scanning unit 62, a reflected laser beam intensity / reflected laser beam incident position detection unit 63, a modulation unit 64, a protrusion height calculation unit 65, and a control unit 6.
6 and.

【0018】レーザ源61は、光強度が一定である非変
調レーザ光67-1、又は光強度が変化する変調レーザ光
67-2を出射する。レーザ光走査手段62は、レーザ光
67-1(67-2)を、測定対象物68上で走査させる。
測定対象物68は、基板69上に突起部70を有する構
造である。71-1は走査している非変調レーザ光、71
-2は走査している変調レーザ光である。
The laser source 61 emits an unmodulated laser beam 67 -1 whose light intensity is constant or a modulated laser beam 67 -2 whose light intensity changes. The laser light scanning unit 62 scans the measurement object 68 with the laser light 67 −1 (67 −2 ).
The measurement object 68 has a structure in which the protrusion 70 is provided on the substrate 69. 71 -1 is an unmodulated laser beam for scanning, 71 -1
-2 is the modulated laser beam scanning.

【0019】検出手段63は、走査非変調レーザ光71
-1が、測定対象物68上で反射した反射レーザ光7
-1、又は走査変調レーザ光71-2が測定対象物68上
で反射した反射レーザ光72-2を受光して、反射レーザ
光の強度と反射レーザ光の入射位置を検出する。制御手
段66は、レーザ光走査手段62の動作のタイミングを
制御すると共に、非変調レーザ光67-1が走査したとき
には、検出手段63からの反射レーザ光強度変化情報に
対して相補的な情報を変調手段64に供給する。
The detecting means 63 is a scanning non-modulated laser beam 71.
-1 is the reflected laser light 7 reflected on the measurement object 68
2 -1 , or the reflected laser light 72 -2 reflected by the scanning modulation laser light 71 -2 on the measurement object 68 is received, and the intensity of the reflected laser light and the incident position of the reflected laser light are detected. The control means 66 controls the operation timing of the laser light scanning means 62, and when the non-modulated laser light 67 -1 scans, the control means 66 provides information complementary to the reflected laser light intensity change information from the detection means 63. The modulation means 64 is supplied.

【0020】変調手段64は、この情報に応じて、レー
ザ源61を動作させる。レーザ源61は、変調レーザ光
67-2を出射する。変調レーザ光67-2は、反射レーザ
光72-1のうち光強度が弱い場所を走査するときには、
光強度が高くなるように変調されている。また、制御手
段66は、変調レーザ光67-2が走査したときに、検出
手段63からの反射レーザ光入射位置情報を、突起部高
さ演算手段65に供給する。
The modulation means 64 operates the laser source 61 according to this information. The laser source 61 emits a modulated laser beam 67 -2 . When the modulated laser beam 67 -2 scans a portion of the reflected laser beam 72 -1 , where the light intensity is weak,
It is modulated to increase the light intensity. Further, the control means 66 supplies the reflected laser light incident position information from the detection means 63 to the protrusion height calculation means 65 when the modulated laser light 67 -2 scans.

【0021】突起部高さ演算手段65は、図10及び図
13に示す三角測量の原理に基づいて、上記の反射レー
ザ光入射位置情報を演算して、突起部70の高さ寸法を
算出する。
The projection height calculation means 65 calculates the reflected laser light incident position information based on the principle of triangulation shown in FIGS. 10 and 13 to calculate the height dimension of the projection 70. .

【0022】[0022]

【作用】制御手段66及び変調手段64は、反射レーザ
光72-2に、光強度の低い部分が存在しなくなるように
作用する。制御手段66及び突起部高さ演算手段65
は、ノイズの影響の少ない情報によって突起部高さが演
算されるように作用する。
The control means 66 and the modulation means 64 act so that the reflected laser light 72 -2 has no portion with a low light intensity. Control means 66 and projection height calculation means 65
Acts so that the height of the protrusion is calculated based on the information less affected by noise.

【0023】[0023]

【実施例】図2は、本発明の一実施例になる突起部高さ
測定装置80を示す。図中、図1,図10及び図11に
示す構成部分と対応する部分には同一符号を付す。突起
部高さ測定装置80は、レーザ源61と、光偏向素子8
1と、発振器82と、リレーレンズ83,84と、対物
レンズ85と、結像レンズ21と、位置検出素子22A
と、ステージ86と、測定結果表示装置87とマイクロ
コンピュータ88とを有する。
FIG. 2 shows a projection height measuring device 80 according to an embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those shown in FIGS. 1, 10 and 11 are designated by the same reference numerals. The protrusion height measuring device 80 includes a laser source 61 and an optical deflector 8.
1, an oscillator 82, relay lenses 83 and 84, an objective lens 85, an imaging lens 21, and a position detection element 22A.
And a stage 86, a measurement result display device 87, and a microcomputer 88.

【0024】また、レーザ光源61に関連して、変調回
路89が設けてある。位置検出素子22Aは、図10中
の位置検出素子22に比べて、ダイナミックレンジが狭
い特性を有するものである。ダイナミックレンジが狭い
特性を有するものでも足りる理由については後述する。
また、位置検出素子22Aに関連して増幅回路50、電
流−電圧変換回路51及びアナログ−デジタル変換回9
5が設けてある。
A modulation circuit 89 is provided in association with the laser light source 61. The position detection element 22A has a characteristic that the dynamic range is narrower than that of the position detection element 22 shown in FIG. The reason why a device having a narrow dynamic range is sufficient will be described later.
In addition, the amplifier circuit 50, the current-voltage conversion circuit 51, and the analog-digital conversion circuit 9 are associated with the position detection element 22A.
5 is provided.

【0025】なお、位置検出素子22Aの一の電極41
から取り出される光電流I1 と別の電極42から取り出
される光電流I2 とを加算すると、その時々における反
射レーザ光の光強度が得られる。また、ステージ86に
関連して、ステージ86をX方向に移動させるステージ
移動機構90が設けてある。
The one electrode 41 of the position detecting element 22A is used.
By adding the photocurrent I 1 extracted from the photocurrent I 2 and the photocurrent I 2 extracted from the other electrode 42, the light intensity of the reflected laser light at each time is obtained. A stage moving mechanism 90 that moves the stage 86 in the X direction is provided in association with the stage 86.

【0026】マイクロコンピュータ88は、CPU91
とメモリ92とを有する構成であり、図1中、制御手段
66と、突起部高さ演算手段65とを構成し、装置80
全体の動作を制御する。光偏向素子81及び発振器82
が、図1中のレーザ光走査手段62を構成する。
The microcomputer 88 has a CPU 91.
1 and a memory 92, which constitutes a control means 66 and a protrusion height calculation means 65 in FIG.
Control the overall behavior. Optical deflection element 81 and oscillator 82
Constitute the laser beam scanning means 62 in FIG.

【0027】光偏向素子81は、図3に示すように、T
eO2 音響光学媒体100に、トランスジューサ101
及び吸音材102が被着された構造を有する。発振器8
2よりの信号がトランスジューサ101に加えられる
と、超音波進行波103が音響光学媒体100内を伝搬
し、入射するレーザ光67-1(67-2)が回折によって
偏向され、即ち、角度変調され、Y方向に走査する走査
レーザ光71-1(71-2)が出射する。
The light deflection element 81 has a T
eO 2 acousto-optic medium 100, transducer 101
And the sound absorbing material 102 is attached. Oscillator 8
When the signal from No. 2 is applied to the transducer 101, the ultrasonic traveling wave 103 propagates in the acousto-optic medium 100, and the incident laser beam 67 -1 (67 -2 ) is deflected by diffraction, that is, angle-modulated. , Y-direction scanning laser light 71 -1 (71 -2 ) is emitted.

【0028】なお、位置検出素子22Aの電極41,4
2から出力される電流を加算することによって、反射レ
ーザ光66の強度が得られる。従って、位置検出素子2
2Aは、反射レーザ光66が入射した位置の情報と、反
射レーザ光66の光強度の情報を出力する。従って、図
2中、位置検出素子22A、増幅回路50、電流−電圧
変換回路51及びアナログ−デジタル変換回路95が、
図1中の反射レーザ光強度の反射レーザ光入射位置検出
手段63を構成する。
The electrodes 41, 4 of the position detecting element 22A are
The intensity of the reflected laser light 66 is obtained by adding the currents output from the two. Therefore, the position detecting element 2
2A outputs information on the position where the reflected laser light 66 is incident and information on the light intensity of the reflected laser light 66. Therefore, in FIG. 2, the position detection element 22A, the amplification circuit 50, the current-voltage conversion circuit 51, and the analog-digital conversion circuit 95 are
The reflected laser light incident position detecting means 63 having the reflected laser light intensity in FIG. 1 is configured.

【0029】レーザ源61、光偏向素子81、リレーレ
ンズ83,84、対物レンズ85は、レーザ光が、ステ
ージ86に対して所定の入射角度が入射するように、且
つ、レーザ光がY方向に走査するように配置してある。
結像レンズ21及び位置検出素子22Aは、ステージ8
6上の半導体装置10で反射した反射レーザ光72
-1(72-2)を受光するように配置してある。位置検出
素子22Aは、電極40,41がY方向に延在する向き
で設けてある。
The laser source 61, the light deflection element 81, the relay lenses 83 and 84, and the objective lens 85 are arranged so that the laser light is incident on the stage 86 at a predetermined incident angle and the laser light is directed in the Y direction. It is arranged to scan.
The imaging lens 21 and the position detection element 22A are used for the stage 8
Reflected laser light 72 reflected by the semiconductor device 10 on 6
It is arranged to receive -1 (72 -2 ). The position detection element 22A is provided so that the electrodes 40 and 41 extend in the Y direction.

【0030】次に、上記構成になる突起部高さ測定装置
80を使用して、半導体装置のバンプの高さ寸法を測定
するときの動作について説明する。まず、半導体装置1
0を、図2に示すように、バンプ12が上方を向いた向
きでステージ86上に固定し、ステージ86を垂直軸に
関して適宜回動させて調整して、バンプ12の列をY方
向と一致させる。
Next, the operation when measuring the height dimension of the bump of the semiconductor device by using the projection height measuring device 80 having the above structure will be described. First, the semiconductor device 1
As shown in FIG. 2, the bumps 12 are fixed on the stage 86 in the direction in which the bumps 12 face upward, and the stage 86 is appropriately rotated with respect to the vertical axis so that the rows of the bumps 12 are aligned with the Y direction. Let

【0031】この後、装置80は、マイクロコンピュー
タ88に制御されつつ動作し、個々のバンプ12の高さ
寸法の測定がなされる。以下に述べる第1の走査工程に
おいて、レーザ光は、点Q1 から点Q2 までをし走査
し、第2の走査工程においても、レーザ光は、上記と同
じ点Q1 から走査を開始し、点Q2 まで走査する。
Thereafter, the device 80 operates under the control of the microcomputer 88, and the height dimension of each bump 12 is measured. In the first scanning step described below, the laser light scans from point Q 1 to point Q 2 , and in the second scanning step, the laser light also starts scanning from the same point Q 1 as described above. , Scan to point Q 2 .

【0032】このことが前提で、第1の走査によって、
バンプ12-1,12-2の位置が、走査開始時点からの時
間的な位置として求められ、第2の走査時にバンプ12
-1,12-2を走査するときに、レーザ光の光強度が高く
なるようにすることが可能となっている。図4は、図2
中、Y方向に並んだ二つのバンプ12-1と12-2の高さ
寸法を測定する手順を示す。
Given this, the first scan gives
The positions of the bumps 12 -1 , 12 -2 are obtained as a temporal position from the scanning start time, and the bumps 12 -1 and 12 -2 are calculated during the second scanning.
It is possible to increase the light intensity of laser light when scanning -1 , 12 -2 . 4 is shown in FIG.
A procedure for measuring the height dimension of two bumps 12 -1 and 12 -2 arranged in the Y direction will be described.

【0033】 第1の走査工程120 変調回路89は動作していず、レーザ源61は変調され
ていず、図5(A)中、線I-1で示すように、光強度が
一定(S1 )の非変調レーザ光67-1を出射する。こゝ
で、非変調レーザ光67-1の光強度S1 は、半導体チッ
プ11の面11aで反射したレーザ光の光強度が、位置
検出素子22Aの検出特性の飽和レベルより低い値とな
るように定めてある。
First scanning step 120 The modulation circuit 89 is not operating, the laser source 61 is not modulated, and the light intensity is constant (S 1 as shown by the line I −1 in FIG. 5A). The non-modulated laser beam 67 -1 is emitted. Here, the light intensity S 1 of the unmodulated laser light 67 -1 is set so that the light intensity of the laser light reflected by the surface 11a of the semiconductor chip 11 becomes lower than the saturation level of the detection characteristic of the position detection element 22A. Stipulated in.

【0034】一方、発振器72の発振周波数は、図5
(B)中線II-1で示すように、直線的に増加するように
変化される。これにより、非変調レーザ光67-1は、光
偏向素子81によってY方向に振られて、図5(C)の
左側の図に示すように走査する非変調レーザ光71-1
なり、これが、位置Q1 から位置Q2 まで軌跡110に
沿って、バンプ12-1,12-2の頂部と半導体チップ1
1の面11a上を順次走査する。
On the other hand, the oscillation frequency of the oscillator 72 is as shown in FIG.
(B) It is changed so as to increase linearly, as indicated by the median line II -1 . As a result, the non-modulated laser beam 67 -1 is oscillated in the Y direction by the light deflection element 81 and becomes the non-modulated laser beam 71 -1 for scanning as shown in the diagram on the left side of FIG. 5C. Along the locus 110 from the position Q 1 to the position Q 2 , the tops of the bumps 12 -1 , 12 -2 and the semiconductor chip 1
The first surface 11a is sequentially scanned.

【0035】 バンプ位置検出工程121 第1の走査工程120における半導体装置10からの反
射レーザ光72-1は、位置検出素子22A上を、図5
(D)の左側の図に矢印130で示すように走査する。
131-1は、チップ11からの反射レーザ光が走査した
部分である。
Bump Position Detection Step 121 The reflected laser light 72 −1 from the semiconductor device 10 in the first scanning step 120 passes over the position detection element 22A as shown in FIG.
Scanning is performed as indicated by arrow 130 in the diagram on the left side of (D).
131 -1 is a portion scanned by the reflected laser light from the chip 11.

【0036】132-1は、バンプ12-1又は12-3の頂
部からの反射レーザ光が走査した部分である。こゝで、
走査した部分131-1,132-2を示す線の太さは、図
12に示した場合と同じく、光強度を表わし、太い線
は、光強度が大きいこと、細い線は、光強度が小さいこ
とを夫々表わしている。
[0036] 132 -1 is a part reflected laser beam is scanned from the top of the bump 12 -1 or 12 -3. Here,
The thickness of the lines indicating the scanned portions 131 -1 , 132 -2 represents the light intensity, as in the case shown in FIG. 12, the thick line indicates the high light intensity, and the thin line indicates the low light intensity. It represents each.

【0037】図5(D)の左側の図から、バンプ1
-1,12-2の頂部で反射したレーザ光は、光強度が小
さいことが分かる。位置検出素子22Aの各電極41,
42からの出力される電流を加算することによって、図
5(E)中、線III -1に示す光強度情報を得る。133
-1は、チップ11からの反射レーザ光の光強度S10を表
わす部分であり、134-1は、バンプ12-1,12-2
頂部からの反射レーザ光の光強度S11を表わす部分であ
る。光強度S10とS11とは、大きい差を有する。
From the diagram on the left side of FIG.
It can be seen that the laser light reflected at the tops of 2 -1 , 12 -2 has a small light intensity. Each electrode 41 of the position detection element 22A,
By adding the currents output from 42, the light intensity information shown by the line III -1 in FIG. 5 (E) is obtained. 133
-1 is a portion representing the light intensity S 10 of the reflected laser light from the chip 11, and 134 -1 is a portion representing the light intensity S 11 of the reflected laser light from the tops of the bumps 12 -1 , 12 -2. Is. The light intensities S 10 and S 11 have a large difference.

【0038】光強度の変化の情報を、回路50,51,
95を介した後、メモリ92に記憶させる。第1の走査
が開始した時刻t0 から、部分134-1が表われるまで
の時間T1,T2 によって、バンプ12-1,12-2の位
置が、時間的情報としてメモリ92に記憶される。
Information on the change in the light intensity is provided to the circuits 50, 51,
After passing through 95, it is stored in the memory 92. The positions of the bumps 12 -1 , 12 -2 are stored in the memory 92 as temporal information by the times T 1 , T 2 from the time t 0 when the first scan is started until the portion 134 -1 appears. It

【0039】 第2の走査工程122 メモリ92に記憶されている光強度変化の情報を取り出
して、変調回路89に加える。レーザ源61は、変調回
路89によって、光強度の低い部分について光強度を上
げるように、即ち、図5(D)の線III -1に示す光強度
の変化とは相補的に変調される。これにより、レーザ源
61は、光強度が図5(A)中、線I-2で示すように変
化する変調レーザ光67-2を出射する。変調レーザ光6
-2は、反射レーザ光72-1の光強度が低い部分に対応
する部分の光強度が大きいように変化する。即ち、変調
レーザ光67-2は、丁度バンプ12-1の頂部及びバンプ
12-2の頂部を走査しようとするときに、光強度が増大
するように変化する。
Second Scanning Step 122 The information of the light intensity change stored in the memory 92 is taken out and added to the modulation circuit 89. The laser source 61 is modulated by the modulation circuit 89 so as to increase the light intensity in a portion where the light intensity is low, that is, complementary to the change in the light intensity indicated by the line III- 1 in FIG. 5D. As a result, the laser source 61 emits the modulated laser light 67 -2 whose light intensity changes as shown by the line I -2 in FIG. 5A. Modulated laser light 6
7 -2 changes so that the light intensity of the portion corresponding to the low light intensity of the reflected laser light 72 -1 is high. That is, the modulated laser beam 67 -2 changes so that the light intensity increases just when scanning the top of the bump 12 -1 and the top of the bump 12 -2 .

【0040】一方、発振器72の発振周波数は、図5
(B)中、線II-2で示すように、上記の工程120の
場合と同様に、直線的に増加するように変化される。ま
た、ステージ86は静止している。これにより、変調レ
ーザ光67-2は、光偏向素子81によってY方向に振ら
れ、走査変調レーザ光71-2となり、これが、図5
(C)の右側の図に示すように、上記の工程120の
場合と同様に位置Q1 とQ2 の間を、上記の軌跡100
と同じ軌跡100に沿って、バンプ12-1,12-2の頂
部と半導体チップ11の面11a上を順次走査する。
On the other hand, the oscillation frequency of the oscillator 72 is as shown in FIG.
In (B), as indicated by the line II -2 , it is changed so as to increase linearly as in the case of the step 120 described above. The stage 86 is stationary. As a result, the modulated laser light 67 -2 is swung in the Y direction by the light deflection element 81 to become the scanning modulated laser light 71 -2 , which is shown in FIG.
As shown in the diagram on the right side of (C), as in the case of the above step 120, between the positions Q 1 and Q 2 the above trajectory 100
The tops of the bumps 12 -1 , 12 -2 and the surface 11 a of the semiconductor chip 11 are sequentially scanned along the same locus 100 as in the above.

【0041】第2の走査が第1の走査と全く同じである
ことにより、第2の走査の開始時点t10を基準として、
レーザ源61を変調させることによって、走査変調レー
ザ光71-2は、光強度が大となったときに、丁度、バン
プ12-1の頂部及びバンプ12-2の頂部を走査する。 バンプ高さ寸法演算工程123 第2の走査工程122における半導体装置10からの反
射レーザ光72-2は、位置検出素子22A上を、図5
(D)の右側の図に矢印130で示すように走査する。
Since the second scan is exactly the same as the first scan, with reference to the start time t 10 of the second scan,
By modulating the laser source 61, the scanning modulated laser beam 71 -2, when the light intensity becomes larger, just to scan the top portion of the top and the bump 12-2 of the bump 12 -1. Bump height dimension calculation step 123 The reflected laser light 72 -2 from the semiconductor device 10 in the second scanning step 122 passes over the position detection element 22A as shown in FIG.
Scanning is performed as indicated by an arrow 130 in the diagram on the right side of (D).

【0042】このときの位置検出素子22Aの各電極4
1,42から取り出される情報に基づいて、三角測量の
原理で、演算を行なう。演算によって得たバンプ1
-1,12-2の高さ寸法測定結果を表示装置87に表示
する。以上によって、バンプ高さ測定を終了する。
Each electrode 4 of the position detecting element 22A at this time
Based on the information extracted from 1, 42, the calculation is performed on the principle of triangulation. Bump 1 obtained by calculation
The display device 87 displays the measurement results of the height dimensions of 2 −1 and 12 −2 . With the above, the bump height measurement is completed.

【0043】次に、上記のバンプ高さ測定方法の効果等
について説明する。図5(D)の右側の図において、1
31-2は、チップ11からの反射レーザ光が走査した部
分であり、132-2は、バンプ12-1,12-2の頂部か
らの反射レーザ光が走査した部分である。チップ11か
らの反射レーザ光の光強度は、第1の走査工程120の
ときと同じであり、部分131-2の線の太さは、部分1
31-1の線の太さと同じである。しかし、バンプ1
-1,12-2の頂部へ入射したレーザ光の光強度は高め
られているため、バンプ12-1,12-2の頂部からの反
射レーザ光の光強度S21は、第1の走査工程120の場
合の光強度S11に比べて、高められている。
Next, the effects and the like of the above bump height measuring method will be described. In the diagram on the right side of FIG.
31 -2 is a portion scanned by the reflected laser light from the chip 11, and 132 -2 is a portion scanned by the reflected laser light from the tops of the bumps 12 -1 , 12 -2 . Light intensity of the reflected laser light from the chip 11 is the same as in the first scanning step 120, the thickness of the line portion 131 -2, part 1
It is the same as the line thickness of 31 -1 . But bump 1
Since the light intensity of the laser light incident on the tops of the 2 −1 and 12 −2 is increased, the light intensity S 21 of the reflected laser light from the tops of the bumps 12 −1 and 12 −2 is the first scan. It is higher than the light intensity S 11 in the case of step 120.

【0044】位置検出素子22Aの各電極41,42か
ら出力される電流を加算して得られる光強度情報を得て
みると、図5(E)中、線III -2に示す如くになる。即
ち、バンプ12-1,12-2の頂部からの反射レーザ光の
光強度を表わす部分134-2のレベルS21が、チップ1
1からの反射レーザ光の光強度を表わす部分133-2
レベルS20と同じレベルとなっている。
The light intensity information obtained by adding the currents output from the electrodes 41 and 42 of the position detecting element 22A is as shown by line III- 2 in FIG. 5 (E). That is, the level S 21 of the portion 134 -2 representing the light intensity of the reflected laser light from the tops of the bumps 12 -1 , 12 -2 is the chip 1
The level is the same as the level S 20 of the portion 133 -2 representing the light intensity of the reflected laser light from No. 1.

【0045】従って、バンプ12-1,12-2の頂部から
の反射レーザ光の光強度S21は、チップ11からの反射
レーザ光の光強度S20と同じくなっている。これに対応
して、図5(D)の右側の図において、部分132-2
線の太さは、部分131-2の線の太さと等しく表わして
ある。なお、上記チップ11からの反射レーザ光の光強
度S20及びバンプ12-1,12-2からの反射レーザ光の
光強度S21は、共に、位置検出素子22Aの検出特性を
飽和させる飽和レベルより低く且つ位置検出素子22A
がノイズによる影響を受けてしまうノイズ影響レベルよ
り十分に高い値を有する。
Therefore, the light intensity S 21 of the reflected laser light from the tops of the bumps 12 -1 , 12 -2 is the same as the light intensity S 20 of the reflected laser light from the chip 11. Correspondingly, in the right drawing of FIG. 5 (D), the the thickness of the line portion 132 -2, is represented equal to the thickness of the line portion 131 -2. The light intensity S 20 of the reflected laser light from the chip 11 and the light intensity S 21 of the reflected laser light from the bumps 12 -1 , 12 -2 are both at a saturation level that saturates the detection characteristics of the position detection element 22A. Lower and position detection element 22A
Has a value sufficiently higher than the noise influence level that is affected by noise.

【0046】これによって、次の二つの効果が得られ
る。 (i) バンプ12-1,12-2の頂部からの反射レーザ光に
ついても、ノイズの影響を受けにくくなっており、バン
プ12-1,12-2の高さ寸法は、従来に比べて精度良く
測定される。 (ii) バンプ12-1,12-2からの反射レーザ光の光強
度S21とチップ11からの反射レーザ光の光強度S20
の差が減らされて小さくなっている(実施例では、光強
度の差が実質上零である)ため、光強度差が小さくなっ
ている分ダイナミックレンジの狭い特性を有する位置検
出装置を使用しても、バンプ高さを測定することが出来
る。この位置検出装置は、ダイナミックレンジが広い特
性を有するものに比べて安価である。
As a result, the following two effects can be obtained. (i) bumps 12 -1, for the reflected laser beam from the top of the 12 -2, and it minimizes the effects of noise, the bumps 12 -1, the height dimension of 12 -2 accuracy as compared with the conventional Well measured. (ii) The difference between the light intensity S 21 of the reflected laser light from the bumps 12 -1 , 12 -2 and the light intensity S 20 of the reflected laser light from the chip 11 is reduced to be smaller (in the embodiment, Since the difference in light intensity is substantially zero), the bump height can be measured even when using a position detection device having a characteristic that the dynamic range is narrow because the difference in light intensity is small. This position detecting device is less expensive than a device having a wide dynamic range.

【0047】なお、CPU91の動作は、上記の説明と
実質上同じとなるため、その説明は省略する。なお、上
記実施例は、第2の走査工程における、バンプの頂部か
らの反射レーザ光の光強度がチップからの反射レーザ光
の光強度と実質上等しくなるようにしてあるけれども、
本発明は、これに限定されるものではない。即ち、第2
の走査工程122におけるバンプの頂部からの反射レー
ザ光の光強度をチップからの反射レーザ光の光強度に近
づくように引き上げて、両者の光強度差を低減すること
でもよい。このことによっても、バンプの高さ寸法を、
従来に比べて精度良く測定できる。
Since the operation of the CPU 91 is substantially the same as the above description, the description thereof will be omitted. Although in the above-mentioned embodiment, the light intensity of the reflected laser light from the top of the bump in the second scanning step is made substantially equal to the light intensity of the reflected laser light from the chip,
The present invention is not limited to this. That is, the second
The light intensity of the reflected laser light from the top of the bump in the scanning step 122 may be increased so as to approach the light intensity of the reflected laser light from the chip to reduce the difference in light intensity between the two. By this, the height dimension of the bump is
It can measure more accurately than before.

【0048】また、第1の走査工程120を複数回行な
って、各回毎に得た反射レーザ光の光強度差の平均をと
り、これに基づいて、第2の走査工程122を行うよう
にしてもよい。次に本発明の変形例について説明する。
図6は、本発明の変形例を示す。
In addition, the first scanning step 120 is performed a plurality of times, the light intensity difference of the reflected laser light obtained each time is averaged, and the second scanning step 122 is performed based on this average. Good. Next, a modified example of the present invention will be described.
FIG. 6 shows a modification of the present invention.

【0049】図2の装置80は、レーザ光走査手段とし
て、光偏向素子81を使用しているため、CPU91の
プログラムを変えることによって、レーザ光の走査の態
様を変えることができる。本変形例は、このことに基づ
いており、第2の走査工程を、レーザ光がバンプの頂部
の部分については、チップの部分に比べて遅い速度で走
査し、レーザ光がバンプの頂部の部分を、チップの部分
に比べて時間をかけて走査し、バンプの頂部の情報をよ
り細密に得て、バンプ高さ寸法を更に精度良く測定でき
るようにしたものである。
Since the device 80 of FIG. 2 uses the optical deflecting element 81 as the laser beam scanning means, the scanning mode of the laser beam can be changed by changing the program of the CPU 91. This modification is based on this. In the second scanning step, the laser light scans the bump top portion at a slower speed than the chip portion, and the laser light scans the bump top portion. Is taken for a longer time than that of the chip portion to obtain more detailed information on the top of the bump so that the bump height dimension can be measured more accurately.

【0050】本変形例について説明するに、測定の手順
は、上記実施例と同じである。第1の走査工程120及
びバンプ位置検出工程121は、上記実施例と同様に行
う。第2の走査工程122Aは、変調回路89によって
レーザ源61を変調させ、光強度が図6(A)中、線I
-2a で示すような変調されたレーザ光67-2a を出射さ
せると共に、発振器82の発振周波数を、図6(B)
中、線II-2a で示すように段階的に変化させて、変調レ
ーザ光71-2a が、チップ11の部分は速く走査し、バ
ンプ12-1,12-2の個所はゆっくり走査するようにし
て行う。
To explain this modification, the measurement procedure is the same as in the above embodiment. The first scanning step 120 and the bump position detecting step 121 are performed in the same manner as in the above embodiment. In the second scanning step 122A, the laser source 61 is modulated by the modulation circuit 89, and the light intensity is changed to the line I in FIG.
-2a emits a modulated laser beam 67 -2a, and the oscillation frequency of the oscillator 82 is changed to that shown in FIG.
In the middle, the modulation laser beam 71 -2a is changed stepwise as shown by the line II -2a so that the portion of the chip 11 scans quickly and the positions of the bumps 12 -1 , 12 -2 scan slowly. Do it.

【0051】これにより、位置検出素子22Aからは、
図6(E)中、線III -2a で示す反射レーザ光の光強度
の情報が得られる。バンプ12-1,12-2からの反射レ
ーザ光の光強度の情報が、先に述べた実施例に比べて数
倍長い時間t0 に亘って得られる。よって、バンプ高さ
演算工程123Aは、バンプ12-1,12-2の頂部付近
について、上記実施例の場合に比べて、より多くの位置
について、高さ寸法を演算する。
As a result, from the position detecting element 22A,
In FIG. 6E , information on the light intensity of the reflected laser light shown by line III- 2a is obtained. Information on the light intensity of the reflected laser light from the bumps 12 -1 , 12 -2 is obtained over a time t 0 which is several times longer than that of the above-described embodiment. Therefore, the bump height calculation step 123A calculates the height dimension near the tops of the bumps 12 -1 , 12 -2 at more positions than in the above embodiment.

【0052】このことによって、バンプ12-1,12-2
の高さを、上記実施例に比べて、より正確に測定するこ
とが出来る。次に、本発明の別の変形例について説明す
る。第2の走査工程において、発振器82の発振周波数
を適宜変化させることによって、光偏向素子によるレー
ザ光の走査の態様を適宜定めることが出来る。
As a result, the bumps 12 -1 , 12 -2
The height can be measured more accurately than in the above embodiment. Next, another modification of the present invention will be described. In the second scanning step, by appropriately changing the oscillation frequency of the oscillator 82, the mode of scanning the laser light by the optical deflector can be appropriately determined.

【0053】例えば、バンプの頂部に対する走査速度は
上記実施例の場合と同じくし、隣り合うバンプの間のチ
ップ11の表面の部分については、バンプに対するより
も速い速度で走査するようにしてもよい。このようにす
ると、第2の走査工程に要する時間が短くなって、一の
半導体装置のバンプ高さ測定に要する時間を短縮でき
る。
For example, the scanning speed for the tops of the bumps is the same as in the above-described embodiment, and the portion of the surface of the chip 11 between the adjacent bumps may be scanned at a higher speed than for the bumps. . By doing so, the time required for the second scanning step is shortened, and the time required for measuring the bump height of one semiconductor device can be shortened.

【0054】またレーザ光がQ2 からQ1 へ戻るときの
走査によって第2の走査工程を行うようにすることもで
きる。また、本発明の高さ測定装置による測定対象物
は、半導体装置のバンプに限定されるものではなく、基
板上に突起部を有するものであればよい。
It is also possible to perform the second scanning step by scanning when the laser beam returns from Q 2 to Q 1 . Further, the object to be measured by the height measuring device of the present invention is not limited to the bump of the semiconductor device, and may be any object having a protrusion on the substrate.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、第1の走査工程によって、突起部の位置を求
め、レーザ源を変調させて、第2の走査工程を行ない、
突起部に対しては光強度の大きいレーザ光を照射し、突
起部からの反射レーサ光の光強度を高め、このときの情
報に基づいて突起部の高さ寸法を演算する構成としてあ
る。このため、ノイズによる影響を受けにくくなって、
従来に比べて、突起部の高さ寸法を信頼性良く且つ精度
良く測定することができる。
As described above, according to the first aspect of the invention, the position of the protrusion is obtained by the first scanning step, the laser source is modulated, and the second scanning step is performed.
A laser beam having a high light intensity is applied to the protrusion to increase the light intensity of the reflected laser light from the protrusion, and the height dimension of the protrusion is calculated based on the information at this time. Therefore, it is less likely to be affected by noise,
The height dimension of the protrusion can be measured more reliably and accurately than in the conventional case.

【0056】また、測定対象物のうち、基板からの反射
レーザ光の光強度と、突起部からの反射レーザ光の光強
度を低減し得、これによって、従来に比べて、ダイナミ
ックレンジの狭いより安価な位置検出装置を使用して
も、突起部の高さ寸法を精度良く測定する。請求項2の
発明によれば、突起部に対する測定点を多くとることが
出来、よって、突起部の高さ寸法を更に精度良く測定す
ることが出来る。
Further, of the measurement object, the light intensity of the reflected laser light from the substrate and the light intensity of the reflected laser light from the protrusions can be reduced, whereby the dynamic range is narrower than the conventional one. Even if an inexpensive position detector is used, the height dimension of the protrusion can be accurately measured. According to the second aspect of the present invention, it is possible to increase the number of measurement points for the protrusions, and thus it is possible to measure the height dimension of the protrusions with higher accuracy.

【0057】請求項3の発明は、請求項1の発明の効果
と同様の効果を有する。請求項4の発明によれば、光偏
向素子を使用しているため、レーザ光を任意の態様で走
査させることが出来る。よって、レーザ光の走査態様を
適宜定めることによって、突起部の高さ寸法を精度良く
測定することが出来、全部の或いは突起部の高さ寸法を
測定するに要する時間を短縮することが出来る。
The invention of claim 3 has the same effect as the effect of the invention of claim 1. According to the invention of claim 4, since the light deflection element is used, the laser beam can be scanned in an arbitrary manner. Therefore, by appropriately determining the scanning mode of the laser light, the height dimension of the protrusion can be accurately measured, and the time required to measure the height dimension of all or the protrusion can be shortened.

【0058】請求項5の発明によれば、突起部に対する
走査速度を遅くすることによって、突起部について測定
個所を増やすことが出来、よって、突起部の高さ寸法を
より信頼性良く且つ精度良く測定することが出来る。
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to increase the number of measurement points on the protrusion by slowing down the scanning speed for the protrusion. Therefore, the height of the protrusion can be measured more reliably and accurately. It can be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の突起部高さ測定装置の原理構成図であ
る。
FIG. 1 is a principle configuration diagram of a protrusion height measuring device of the present invention.

【図2】本発明の一実施例になる突起部高さ測定装置を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a protrusion height measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図3】図2中、光偏向素子を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a light deflection element in FIG.

【図4】図2の装置を使用して行う突起部高さ測定方法
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a method for measuring the height of a protrusion using the apparatus of FIG.

【図5】図4の測定方法を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the measuring method of FIG.

【図6】測定方法の変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a modification of the measuring method.

【図7】測定対象物の1例である半導体装置を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a semiconductor device which is an example of an object to be measured.

【図8】図7中、一部を拡大して示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a part of FIG. 7 in an enlarged manner.

【図9】図7の一部を拡大して示す斜視図である。9 is an enlarged perspective view showing a part of FIG. 7. FIG.

【図10】従来のバンプ高さ測定装置を概略的に示す図
である。
FIG. 10 is a diagram schematically showing a conventional bump height measuring device.

【図11】図10中、位置検出素子を示す図である。11 is a diagram showing a position detection element in FIG.

【図12】図10において、反射レーザ光の位置検出素
子上の走査軌跡を示す図である。
12 is a diagram showing a scanning locus of the reflected laser light on the position detecting element in FIG.

【図13】三角測量の原理を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the principle of triangulation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体装置 11 半導体チップ 12 バンプ 13 電極 14 配線基板 21 結像レンズ 22A 位置検出素子 40 受光面 41 電極 42 電極 50 増幅回路 51 電流−電圧変換回路 60 突起部高さ測定装置 61 レーザ源 62 レーザ光走査手段 63 反射レーザ光強度・反射レーザ光入射位置検出手
段 64 変調手段 65 突起部高さ演算手段 66 制御手段 67-1 光強度が一定である非変調レーザ光 67-2 変調レーザ光 68 測定対象物 69 基板 70 突起部 71-1 走査非変調レーザ光 71-2,71-2a 走査変調レーザ光 72-1,72-2,72-2a 反射レーザ光 80 レンズ 81 光偏向素子 82 発振器 83,84 リレーレンズ 85 対物レンズ 86 ステージ 87 マイクロコンピュータ 88 測定結果表示装置 89 変調回路 90 ステージ移動機構 91 CPU 92 メモリ 95 アナログ−デジタル変換回路 100 TeO2 音響光学媒体 102 吸音材 103 超音波進行波 110 走査軌跡 120 第1の走査工程 121 バンプ位置検出工程 122,122A 第2の走査工程 123,123A バンプ高さ演算工程 130 反射レーザ光が位置検出素子上を走査する様子
を示す矢印 131-1,131-2 チップからの反射レーザ光が走査
した部分 132-1,132-2 バンプ頂部からの反射レーザ光が
走査した部分 133-1,133-2,133-2a チップからの反射レ
ーザ光の光強度を表わす部分 134-1,134-2,134-2a バンプ頂部からの反
射レーザ光の光強度を表わす部分
10 semiconductor device 11 semiconductor chip 12 bump 13 electrode 14 wiring board 21 imaging lens 22A position detection element 40 light receiving surface 41 electrode 42 electrode 50 amplification circuit 51 current-voltage conversion circuit 60 protrusion height measuring device 61 laser source 62 laser light Scanning means 63 Reflected laser light intensity / reflected laser light incident position detection means 64 Modulation means 65 Projection height calculation means 66 Control means 67 -1 Non-modulated laser light with constant light intensity 67 -2 Modulated laser light 68 Measurement target object 69 substrate 70 protrusion 71 -1 scanning unmodulated laser beam 71 -2, 71 -2a scanning modulated laser beam 72 -1, 72 -2, 72 -2a reflected laser beam 80 lens 81 light deflector 82 oscillator 83, 84 Relay lens 85 Objective lens 86 Stage 87 Microcomputer 88 Measurement result display device 89 Modulation circuit 9 Stage moving mechanism 91 CPU 92 Memory 95 analog - digital converter 100 TeO 2 acousto-optic medium 102 sound absorbing material 103 ultrasonic traveling wave 110 scanning locus 120 first scanning step 121 bumps position detecting step 122,122A second scanning step 123 , 123A Bump height calculation step 130 Arrows showing how the reflected laser light scans the position detecting element 131 -1 , 131 -2 The part scanned by the reflected laser light from the chip 132 -1 , 132 -2 From the top of the bump Scanned portion of the reflected laser light 133 -1 , 133 -2 , portion representing the light intensity of the reflected laser light from the 133 -2a chip 134 -1 , 134 -2 , 134 -2a Reflected laser light from the top of the bump Light intensity

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 陽二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 高橋 文之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 安藤 護俊 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoji Nishiyama 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited (72) Inventor Fumiyuki Takahashi 1015, Kamedotachu, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited (72) Inventor Gotoshi Ando 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に突起部を有する測定対象物を、
レーザ源から出射したレーザ光によって走査し、反射し
たレーザ光を位置検出素子で受光し、該位置検出素子の
出力信号を利用し、三角測量の原理により、上記突起部
の高さを測定する方法において、 変調されていないレーザ光でもって上記測定対象物を走
査する第1の走査工程と、 該第1の走査工程における該測定対象物からの反射レー
ザ光を受光した上記位置検出素子の出力信号に基づいて
上記突起部の位置を検出する突起部位置検出工程と、 上記突起部位置検出工程によって検出した突起部の位置
に対応して、上記レーザ源を変調させ、上記突起部を走
査するときには光強度が増大するように変調された変調
レーザ光でもって、上記測定対象物を走査する第2の走
査工程と、 該第2の走査工程における該測定対象物からの反射レー
ザ光を受光した上記位置検出素子の出力信号を利用し
て、上記三角測量の原理により、上記突起部の高さを演
算して求める突起部高さ演算工程とよりなる構成とした
ことを特徴とする突起部高さ測定方法。
1. An object to be measured having a protrusion on a substrate,
A method of scanning the laser beam emitted from a laser source, receiving the reflected laser beam with a position detection element, and using the output signal of the position detection element, and measuring the height of the protrusion by the principle of triangulation. In the first scanning step of scanning the measuring object with unmodulated laser light, and the output signal of the position detecting element receiving the reflected laser light from the measuring object in the first scanning step. When detecting the position of the protrusion based on the step of detecting the position of the protrusion, and the position of the protrusion detected by the step of detecting the position of the protrusion, the laser source is modulated to scan the protrusion. A second scanning step of scanning the measurement object with a modulated laser beam that is modulated so that the light intensity increases, and a reflection laser from the measurement object in the second scanning step. Using the output signal of the position detecting element that receives the light, the projection height calculation step of calculating the height of the projection based on the principle of triangulation is used. How to measure the height of the protrusion.
【請求項2】 上記第2の走査工程は、上記変調レーザ
光を、上記突起部に対しては、上記基板を走査する速度
より遅い速度で走査させるようにしたことを特徴とする
請求項1記載の突起部高さ測定方法。
2. The second scanning step is characterized in that the modulated laser light is scanned with respect to the protrusion at a speed slower than a speed with which the substrate is scanned. The method for measuring the height of the protrusion as described.
【請求項3】 レーザ光を出射するレーザ源と、 該レーザ源を変調させる変調手段と、 該レーザ源よりのレーザ光を、基板上に突起部を有する
測定対象物上を走査させるレーザ光走査手段と、 該測定対象物からの反射レーザ光を受光し、該反射レー
ザ光の光強度の情報及び該反射レーザ光が入射した位置
の情報を出力する反射レーザ光強度・反射レーザ光入射
位置検出手段と、 レーザ走査手段によって、光強度が一定であるレーザ光
を走査させる第1の走査を行わせ、このときの上記検出
手段からの情報によって上記突起部の位置を検出し、上
記検出した突起部の位置に応じて、上記変調手段を動作
させ、突起部を走査するときには光強度が高くなるよう
光強度が変調された変調レーザ光を、上記レーザ光走査
手段によって走査させる第2の走査を行わせる制御手段
と、 上記第2の走査時の上記検出手段からの情報を供給さ
れ、三角測量の原理に基づいた演算を行って、突起部高
さを求める突起部高さ演算手段とよりなる構成としたこ
とを特徴とする突起部高さ測定装置。
3. A laser source for emitting a laser beam, a modulation means for modulating the laser source, and a laser beam scanning for scanning a laser beam from the laser source on an object to be measured having a protrusion on a substrate. And a reflected laser light intensity / reflected laser light incident position detection means for receiving the reflected laser light from the measurement object and outputting information on the light intensity of the reflected laser light and information on the position at which the reflected laser light is incident. Means and the laser scanning means for performing a first scan for scanning a laser beam having a constant light intensity, the position of the protrusion is detected by the information from the detecting means at this time, and the detected protrusion A second laser scanning means for scanning the modulated laser light, the light intensity of which is modulated so as to increase the light intensity when scanning the protrusion, in accordance with the position of the portion; Control means for performing scanning, and projection height calculation means for obtaining the projection height by supplying information from the detection means during the second scanning and performing calculation based on the principle of triangulation. A protrusion height measuring device having the following configuration.
【請求項4】 上記レーザ光走査手段は、周波数変調に
よってレーザ光を角度変調させる光偏向素子と、該光偏
向素子に加える信号を発振する発振器とよりなる構成で
あることを特徴とする請求項3記載の突起部高さ測定装
置。
4. The laser beam scanning means comprises a light deflection element for angularly modulating the laser light by frequency modulation, and an oscillator for oscillating a signal applied to the light deflection element. 3. The protrusion height measuring device according to 3.
【請求項5】 上記レーザ光走査手段は、周波数変調に
よってレーザ光を角度変調させる光偏向素子と、該光偏
向素子に加える信号を発信する発振器とよりなり、 上記制御手段は、第2の走査を、レーザ光の突起部に対
する走査速度を基板に対する走査速度より遅くして行わ
せるように、上記発振器を制御する構成としたことを特
徴とする請求項3記載の突起部高さ測定装置。
5. The laser beam scanning means comprises an optical deflecting element for angularly modulating the laser beam by frequency modulation, and an oscillator for transmitting a signal to be applied to the optical deflecting element, and the control means for the second scanning. 4. The projection height measuring device according to claim 3, wherein the oscillator is controlled so that the scanning speed of the laser beam with respect to the projection is slower than that of the substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000033023A1 (en) * 1998-11-30 2000-06-08 Olympus Optical Co., Ltd. Flaw detector
JP2007024912A (en) * 1996-12-09 2007-02-01 Fujitsu Ltd Method of examining height, and apparatus carrying out the method

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