JP2000074845A - バンプ検査方法及びバンプ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基板の上に形成されたバンプの高さを
高精度で自動的に検出できるバンプ検査方法及びバンプ
検査装置を提供する。 【解決手段】 光源３１から出射された光をウェハ１０
に垂直方向に照射し、反射光をラインセンサ３４により
受光する。そして、ラインセンサ３４の出力から、バン
プの頂点における光の反射強度を検出する。その反射強
度に応じてレーザー光源２１から出力されるレーザー光
のパワーを制御し、レーザー光をバンプに照射して、三
角測量法によりバンプの高さを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上に形
成されたバンプの高さを自動的に検出するバンプ検査方
法及びバンプ検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器のより一層の小型化及び
高性能化が促進されており、それに伴って半導体チップ
の高密度化及び多ピン化が要求されている。このような
高密度化及び多ピン化された半導体チップの実装方法と
して、近年、フリップチップボンディングが注目されて
いる。

【０００３】図１はフリップチップボンディングを示す
図であり、図１（ａ）は多数のＬＳＩ（large scale in
tegration ）チップが形成されたウェハとそのうちの１
つのＬＳＩチップを拡大して示す図、図１（ｂ）はＬＳ
Ｉチップ上に形成されたバンプを示す側面図である。ウ
ェハ１には１辺が１０ｍｍ前後の複数のＬＳＩチップ５
がマトリックス状に配列して形成される。フリップチッ
プボンディングでは、各ＬＳＩチップ５の接続用電極６
の上に半田等の金属からなる直径が１００μｍ程度のほ
ぼ球状又は半球状のバンプ７が形成されている。ＬＳＩ
チップ５の大きさにもよるが、通常、１個のＬＳＩチッ
プ５には数千個のバンプ７が形成されている。

【０００４】フリップチップボンディングでは、ウェハ
１を切断して各ＬＳＩチップ５を相互に分離し、ＬＳＩ
チップ５のバンプ形成側の面を実装基板に対向させて、
いわゆるフェースダウンの状態でバンプを実装基板の電
極に一括して接合する。１枚の実装基板に複数個のチッ
プを実装する方式をＭＣＭ（multi-chip module ）とい
う。ＭＣＭは高性能計算機などに使用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】バンプのサイズ（径又
は高さ）にばらつきがあると、ＬＳＩチップを実装基板
に接合したときに、短絡や断線等の接続不良が発生す
る。例えば、図２（ａ）に示すように、高さが低いバン
プ７ａがあると、バンプ７ａが実装基板４の電極と接触
しないために断線が発生する。また、図２（ｂ）に示す
ように、高さが高いバンプ７ｂがあると、実装基板４に
接合する際に隣のバンプ７と接続して短絡が発生する。

【０００６】従って、ＬＳＩチップを実装基板に接合す
る前にバンプのサイズを検査することが重要である。し
かし、前述の如く、１個のＬＳＩチップには数千個のバ
ンプが形成されているので、人間が目視により検査する
ことは極めて困難である。このため、バンプのサイズの
検査を自動化することが要望されている。なお、特開昭
５５−１２４００５号には、微小な物体の凹凸を検出す
る方法として、レーザーを使用して物体の表面にモアレ
縞を投影することが開示されている。しかし、モアレ縞
を使用する方法では、球状のバンプの高さや直径を高精
度で検出することが困難である。

【０００７】また、特開平８−１２２６５０号には、走
査型顕微鏡においてコントラストが高い像を得るため
に、物体からの光の強度に応じて照射光の強度を変化さ
せることが開示されている。しかし、この方法では、２
次元映像しか得られないので、バンプの高さを検出する
ことはできない。本発明の目的は、バンプの高さを高精
度で自動的に検出できるバンプ検査方法及びバンプ検査
装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、半導体
基板上に形成されたバンプの検査方法において、第１の
光源を用いた落射照明によりバンプの頂点における光の
反射強度を検出し、その結果に基づいて第２の光源から
出射される光の強度を調整して三角測量法により前記バ
ンプの高さを検出することを特徴とするバンプ検査方法
により解決する。

【０００９】上記した課題は、半導体基板上に形成され
たバンプの良否を検査するバンプ検査装置において、前
記半導体基板の表面に垂直方向から光を照射する第１の
光源と、前記半導体基板の表面で反射された前記第１の
光源からの光を受光して電気信号に変換する第１の光検
出部と、前記第１の光検出部から出力された信号からバ
ンプ頂点における光の反射強度を検出し、光強度補正係
数を生成するバンプ明るさ検出部と、前記ウェハの表面
を斜めから照射するレーザー光を出射する第２の光源
と、前記光強度補正係数に応じて前記第２の光源から出
射されるレーザー光のパワーを制御する制御部と、前記
半導体基板の表面で反射された前記レーザー光を受光す
る第２の光検出部と、前記第２の光検出部の出力から三
角測量法によりバンプの高さを検出するバンプ高さ演算
部とを有することを特徴とするバンプ検査装置により解
決する。

【００１０】以下、作用について説明する。本発明方法
においては、第２の光源から出射された光をバンプに照
射し、バンプで反射された光を受光して三角測量法によ
りバンプの高さを計測する。バンプは半田等の金属によ
り形成されるが、半導体基板上に同時に形成されたバン
プであっても、バンプ表面の光の反射率が異なることが
ある。バンプの頂点における光の反射量が低い場合は、
光検出部に十分に光が入射されず、バンプの高さを検出
することができない。バンプの頂点における光の反射量
が強すぎる場合も、光検出部で出力信号が飽和してバン
プの高さを正確に検出することができない。

【００１１】そこで、本発明においては、三角測量法に
よりバンプの高さを検出する前に、第１の光源を用いた
落射照明（光検出部側からの照明）により各バンプ毎に
頂点における光の反射強度を検出し、その結果に基づい
て第２の光源の強度を調整する。これにより、バンプの
表面状態に拘わらず各バンプの頂点からの反射光の強度
がほぼ一定になり、バンプの高さを高精度で検出するこ
とができる。

【００１２】この場合に、バンプ頂点の光の反射強度の
測定と同時に、バンプの直径を測定することが好まし
い。バンプが形成されていない部分の半導体基板表面の
光の反射量は比較的高いのに対し、バンプの外郭部分に
おける基板垂直方向の光の反射量は極めて低いので、第
１の光源を用いた落射照明によりバンプの外径を比較的
容易に高精度で検出することができる。

【００１３】また、検査に要する時間を短縮するため
に、第１の光源によるバンプの頂点における光の反射強
度の測定と同時に、第２の光源によるバンプの高さ検出
を行うことが好ましい。例えば、第１の光源から出射さ
れた光を第１群のバンプに照射して第１群の各バンプの
頂点における光の反射強度を検出し、その後第１の光源
から出射された光を第２群のバンプに照射して第２群の
各バンプの頂点における光の反射強度の検出を行うと同
時に、第２の光源から出射された光を第１群のバンプに
照射して第１群の各バンプの高さを三角測量法により検
出することができる。

【００１４】また、本発明の装置においては、第１の光
源から出射された光により半導体基板の表面を垂直方向
から照射し、半導体基板の表面で反射された光を第１の
光検出部で受光してバンプの頂点における光の反射強度
を検出する。バンプ明るさ検出部は、第１の光検出部の
出力から各バンプ毎に光強度補正係数を求める。そし
て、制御部は、光強度補正係数に基づいて第２の光源か
ら出射されるレーザー光のパワーを制御する。これによ
り、各バンプの頂点からの反射光の強度がほぼ一定にな
り、第２の光検出部における光強度の不足や信号の飽和
が回避され、バンプの高さを高精度で検出することが可
能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図３は本発明の第１の実施の形態
のバンプ検査装置を示すブロック図である。検査すべき
ウェハ１０は検査ステージ１１の上に載置される。この
検査ステージ１１は、ＸＹ方向（水平方向）及びＺ方向
（垂直方向）に移動可能であるとともに、傾き（θ）を
変えることもできる。検査ステージ１１の移動及び傾き
の制御は、駆動部１３が制御部１２から与えられる信号
に応じて行う。

【００１６】検査ステージ１１の上方にはレーザー照射
・検出系と落射照明系との２つの光学系が配置されてい
る。レーザー照射・検出系は、検査ステージ１１の一方
の側の斜め上側に配置されたレーザー光源２１、音響光
学素子（ＡＯＤ）２２及び照射側レンズ２３と、検査ス
テージ１１の他方の側の斜め上方に配置された対物レン
ズ２４及び位置検出センサ（ＰＳＤ）２５とにより構成
されている。また、落射照明系は、落射照明用光源３
１、ハーフミラー３２、対物レンズ３３及びラインセン
サ３４により構成されている。

【００１７】レーザー光源２１はレーザードライバ１４
により駆動され、レーザードライバ１４は制御部１２か
ら与えられる信号に応じてレーザー光のパワーを制御す
る。また、音響光学素子２２は、制御部１２から与えら
れる走査信号に応じてレーザー光源２１から出射された
レーザー光を偏向する。照射側レンズ２３は、音響光学
素子２２により偏向されたレーザー光をウェハ１０の表
面に集光する。照射側レンズ２３により集光されたレー
ザー光は、ウェハ１０の表面を４５°の角度から照射す
る。

【００１８】対物レンズ２４は、ウェハ１０の表面で４
５°の方向に反射したレーザー光を集光し、位置検出セ
ンサ２５の検出面に結像する。位置検出センサ２５は、
光信号を電気信号に変換して出力する。この位置検出セ
ンサ２５の出力は画像入力回路２６に入力される。画像
入力回路２６はＡ／Ｄ変換器を内蔵しており、位置検出
センサ２５から入力した信号をデジタル信号に変換して
出力する。高さ演算回路２７は、画像入力回路２６から
出力された信号に基づいて、後述するように三角測量法
によりバンプの高さを検出する。その高さ検出結果は順
次画像メモリ２８に送られ、画像メモリ２８では各バン
プ毎の高さ検出結果を記憶する。バンプ高さ検査処理部
２９は、画像メモリ２８からバンプの高さ情報を入力す
るとともに、制御部１２から位置情報を入力し、バンプ
毎の高さが所定の範囲内に含まれているか否かを調べて
バンプ高さの良否を判定する。

【００１９】一方、落射照明系の落射照明用光源３１に
は例えばハロゲンランプを使用する。ハーフミラー３２
は光源３１から出射された光をウェハ１０の表面に対し
垂直方向に反射するとともに、ウェハ１０で垂直方向に
反射された光を透過する。対物レンズ３３はハーフミラ
ー３２を透過した光を集光して、ラインセンサ３４の検
出面に結像する。ラインセンサ３４は光信号を電気信号
に変換して出力する。

【００２０】ラインセンサ３４から出力された信号は、
画像入力回路３５に入力される。画像入力回路３５はＡ
／Ｄ変換器を内蔵しており、ラインセンサ３４から入力
した信号をデジタル信号に変換して出力する。画像メモ
リ３６は、画像入力回路３５から出力された信号を記憶
する。バンプ頂点明るさ検出部３７は、画像メモリ３６
から適宜データを読み出して後述するようにバンプの直
径を検出する。また、バンプ頂点明るさ検出部３７は、
画像メモリ３５に記憶されているデータから各バンプ毎
に頂点の反射光の強さを検出し、その結果に基づいてル
ックアップテーブルを作成してメモリ２８に記憶する。
ルックアップテーブルとは、レーザー光によりバンプを
照射したときに各バンプの頂点の明るさが同じになるよ
うにレーザー光のパワーを調整するための光強度補正係
数を表にしたものであり、制御部１２はルックアップテ
ーブルを参照してレーザー光源２１から出射されるレー
ザー光のパワーを変調する。

【００２１】以下、上述の如く構成されたバンプ検査装
置の動作について説明する。バンプ検査の大まかな処理
は、落射照明系で各バンプの頂点の明るさ及びバンプ外
径を検知する工程と、バンプの頂点の明るさに応じて変
調したレーザー光をウェハ表面に照射して三角測量法に
よりバンプの高さを検出する工程とからなる。まず、ウ
ェハキャリア（図示せず）に格納されたウェハをウェハ
搬送ロボット（図示せず）でオリフラ合わせ機（図示せ
ず）にセットする。オリフラ合わせ機は、ウェハの中心
位置及びウェハの方向を一定にするプレアライメントを
行う。プレアライメントが完了したら、ウェハをウェハ
搬送ロボットで図３に示すバンプ検査装置の検査ステー
ジ１１上に載置する。

【００２２】次に、検査ステージ１１にウェハ１０が載
置されると、制御部１２は駆動部１３を制御して検査ス
テージ１１を駆動し、ウェハの位置決めを行う。例え
ば、制御部１２はウェハ１０に形成された複数の半導体
チップのうち、最初のチップの第１列目のバンプがレー
ザー照射・検出系及び落射照明系の光軸と一致するよう
に検査ステージ１１を移動させる。

【００２３】次に、ウェハ１０の位置決めが完了した
後、落射照明用光源３１を点灯する。落射照明用光源３
１から出射された光はハーフミラー３２により反射さ
れ、ウェハ１０の表面を垂直方向から照射する。ウェハ
１０の表面で垂直方向に反射された光は、ハーフミラー
３２を透過して対物レンズ３３で集光され、ラインセン
サ３４の検出面に結像する。ラインセンサ３４は、１ラ
イン分の光の強弱を電気信号に変換して画像入力回路３
５に出力する。

【００２４】画像入力回路３５はラインセンサ３４から
入力したアナログ信号をデジタル信号に変換して出力す
る。画像メモリ３６は、画像入力回路３５から出力され
たデジタル画像信号を順次記憶する。バンプ頂点明るさ
検出部３７は、画像メモリ３６に記憶されたデータを読
み出して、バンプの直径を検出するとともに、バンプの
頂点における光強度を検出する。バンプの直径及び頂点
における光の反射強度は以下のように検出する。

【００２５】図４（ａ）は、バンプが形成されたウェハ
表面を示す模式図であり、図４（ｂ）はラインセンサ３
４から出力される信号を示す図、図４（ｃ）はバンプ径
を検出するためにバンプ頂点明るさ検出部３７で行う２
値化処理を示す図である。同一ＬＳＩチップに形成され
たバンプであっても、表面状態が異なる場合がある。こ
のため、図４（ｂ）に示すように、表面の反射率が高い
バンプ４２ａと反射率が低いバンプ４２ｂとでは頂点に
おける光の反射率（明るさ）が異なる。図４（ａ），
（ｂ）に示すように、回路パターン４１やバンプ頂点か
らの反射光は強く、バンプの頂点以外の部分は暗くな
る。また、回路パターン４１やバンプ４２ａ，４２ｂの
形成されていない部分からの反射光の強度は中程度とな
る。

【００２６】画像メモリ３６に記憶された１ライン分の
信号は、図４（ｂ）に示すように、バンプの部分で光検
出強度が極めて低いものとなる。これは、バンプがほぼ
球状又は半球状であるので、頂点以外の部分では光が垂
直方向に反射されないためである。このため、図４
（ｂ），（ｃ）に示すように、ある一定の光検出強度を
しきい値として、しきい値よりも高い部分を“０”、し
きい値よりも低い部分を“１”とする２値化処理を施
し、“１”の部分の長さを調べることにより、バンプの
径を検出することができる。但し、バンプの頂点部分で
は、光検出強度がしきい値よりも高くなることがある
が、バンプは基本的に一定の間隔毎に形成されているの
で、しきい値よりも低い部分が短い間隔で並んでいると
きは１つのバンプとして判定することにより、１つのバ
ンプを２つのバンプと誤認することを避けることができ
る。また、バンプに対応する部分のほぼ中央部の明るさ
のピーク値をバンプ頂点における光の反射強度とする。

【００２７】バンプ頂点明るさ検出部３７は、各バンプ
毎の頂点における光の反射強度を基にルックアップテー
ブルを作成する。すなわち、バンプ頂点明るさ検出部３
７は、画像メモリ３６に記憶された１ライン分の信号を
読み込み、バンプの中心近傍で光検出強度が高い部分を
バンプの頂点位置とし、図５に示すように、各バンプの
頂点位置における光強度が同じになるように、各バンプ
毎に光強度補正係数を求める。そして、これらの光強度
補正係数をルックアップテーブルとしてメモリ３８に記
憶する。

【００２８】このようにして、一群のバンプに対するル
ックアップテーブルが作成されてメモリ３８に記憶され
ると、次に、制御部１２はレーザードライバ１４及び音
響光学素子２２を制御して、その一群のバンプにレーザ
ー光を照射する。レーザー光源２１から出射されたレー
ザー光は照射側レンズ２３を介してウェハ１０の表面を
照射する。このとき、制御部１２により制御される音響
光学素子２２によりレーザー光は偏向され、ウェハ１０
の表面に照射されたレーザー光は一方向に走査される。
また、制御部１２は、メモリ３８に作成されたルックア
ップテーブルを参照し、レーザー光の走査に伴ってレー
ザードライバー１４を制御してレーザー光源２１から出
力されるレーザー光のパワーを変化させる。すなわち、
頂点部分の光反射率が高いバンプにレーザー光を照射す
る場合はレーザー光のパワーを低くし、頂点部分の光反
射率が低いバンプの場合はレーザー光のパワーを高くし
て、いずれの場合もバンプ頂点で反射されるレーザー光
の強度がほぼ一定となるようにする。

【００２９】画像入力回路２６は、位置検出センサ２５
から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換す
る。この場合、バンプ頂点の反射光がほぼ同じになるよ
うにレーザー光のパワーを変調しているので、各バンプ
の頂点で反射されたレーザー光は図５に示すようにほぼ
一定となる。高さ演算回路２７は、画像入力回路２６か
らデジタル信号を入力し、三角測量法の原理によりバン
プの高さを算出する。

【００３０】図６は三角測量法の原理を示す図である。
ここで、レーザー光はウェハ１０の表面に対し４５°の
角度で照射されるとする。また、図３に示す装置ではレ
ーザー光を走査するが、ここではウェハ１０を矢印Ａに
示す方向に移動させるとする。レーザー光がウェハ１０
の平坦な面を照射している場合、ウェハ１０の表面で反
射した光は、位置検出センサ２５のａに示す位置で検出
される。ウェハ１０が移動しても、ウェハ１０の表面が
平坦な場合は、位置検出センサ２５に入射する光の位置
は変化しない。ウェハ１０の表面に高さがｈの凸部（バ
ンプ）４５があり、レーザー光が凸部４５に照射された
とする。そうすると、位置検出センサ２５で光を検出す
る位置がａからｂに変化する。位置ａ，ｂ間の距離を
Ｌ、対物レンズ２４の倍率をＭとすると、凸部４５の高
さｈは、ｈ＝（Ｌ×２^-1/2）／Ｍにより求めることがで
きる。

【００３１】このようにして検出された各バンプ毎の高
さは画像メモリ２８に記憶される。バンプ高さ検査処理
部２９は、制御部１２から位置情報を検出するとともに
画像メモリ２８からバンプの高さ情報を入力し、バンプ
の所定の範囲内か否かを判定する。その後、制御部１２
は駆動部１３を制御して検査ステージ１１を水平方向に
移動させ、次の一群のバンプの検査を行う。

【００３２】本実施の形態では、制御部１２は、バンプ
頂点明るさ検出部３７で検出した各バンプの頂点におけ
る明るさ（反射強度）に対応して、当該バンプの高さを
検出する際に、レーザードライバー１４を制御して、レ
ーザー光源２１の出力、すなわちレーザー光のパワーを
調整する。仮に、バンプの頂点からの反射の強弱に拘わ
らずレーザー光のパワーが一定であるとすると、バンプ
頂点からの反射光が強い場合は位置検出センサ２５の出
力が飽和し、バンプ頂点からの反射光が弱い場合は位置
検出センサ２５の出力が十分でないため、高さを検出で
きなかったり、高さの検出精度が低下する。しかし、本
実施の形態においては、バンプ頂点における光の反射率
を補正するようにレーザー光の強度を変化させるので、
バンプの高さを高精度で検出することができる。

【００３３】また、本実施の形態では、バンプの高さだ
けでなく、落射照明によりバンプの直径も検出するの
で、バンプの良否をより正確に判定することができる。 （第２の実施の形態）図７は本発明の第２の実施の形態
のバンプ検査装置を示す図である。なお、本実施の形態
の形態が第１の実施の形態と異なる点は、落射照明系を
水平方向に移動させる落射照明駆動部５０を有すること
にあり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である
ので、図３と同一物には同一符号を付してその詳しい説
明は省略する。

【００３４】本実施の形態では、落射照明用光源２１、
ハーフミラー３２、対物レンズ３３及びラインセンサ３
４からなる落射照明系を水平方向（ＸＹ方向）に移動す
る駆動部５０を有しており、この駆動部５０は制御部１
２により駆動制御される。図８は本実施の形態にバンプ
検査装置によるバンプ検査方法を示す図であり、図８
（ａ）はウェハ全体を示す図、図８（ｂ）は同じくその
一部を拡大して示す図である。まず、落射照明用光源３
１から出射された光により、ウェハ１０に形成された任
意のＬＳＩチップ（ここでは、図８（ｂ）に符号６１で
示すチップ）のバンプを照射して、第１の実施の形態で
述べた方法により、各バンプ毎の頂点の反射強度を検出
し、ルックアップテーブルを作成する。

【００３５】次に、制御部１２は、駆動部１３，５０を
制御して検査ステージ１１及び落射照明系を水平方向に
移動する。そして、光源３１から出射された光により他
のＬＳＩチップ（ここでは、図８（ｂ）に符号６２で示
す）のバンプを照射して、バンプ頂点明るさ検出部３７
により各バンプ毎の頂点の反射強度を検出し、ルックア
ップテーブルを作成する。このとき同時に、制御部１２
は先に形成されたルックアップテーブルを参照してレー
ザー光源２１から出射されるレーザー光のパワーを制御
しつつＬＳＩチップ６１のバンプにレーザー光を照射
し、高さ演算回路２７でＬＳＩチップ６１の各バンプの
高さを検出する。

【００３６】以下同様に、落射照明系によりＬＳＩチッ
プの各バンプ頂点における反射強度を検出してルックア
ップテーブルを作成するのと同時に、既にルックアップ
テーブルが作成されているＬＳＩチップの各バンプに対
しレーザー光のパワーを変調しつつレーザー走査を行っ
てバンプの高さを検出する。本実施の形態においては、
落射照明系を水平方向に移動させる駆動部５０を有する
ので、落射照明系によりバンプの頂点における反射強度
を検出している間に、レーザー照射・検出系で既にルッ
クアップテーブルが作成されたＬＳＩチップのバンプ高
さの検査を行うことができる。これにより、第１の実施
例に比べて効率よく検査を行うことができて、検査に要
する時間が短縮されるという効果を奏する。

【００３７】なお、上記第２の実施の形態においては同
一ウェハに形成された２つのＬＳＩチップに対し、バン
プの頂点の光反射強度の検出とバンプ高さの検出とを同
時に行う場合について説明したが、同一のＬＳＩチップ
内の異なる列のバンプに対し、バンプの頂点の光反射強
度の検出とバンプ高さの検出とを同時に行うようにして
もよい。例えば、１列目のバンプに対しバンプの頂点の
光反射強度の検出を行い、２列目のバンプの頂点の光反
射強度の検出と同時に、１列目のバンプの高さ検出を行
う。この場合も、上記第２の実施の形態と同様の効果が
得られる。

【００３８】また、同一列のバンプに対し、バンプの頂
点の光反射強度の検出とバンプ高さの検出とを同時に行
ってもよい。更に、第１のウェハのバンプの直径及び頂
点明るさの検出を行い、その後、第２のウェハのバンプ
の直径及び頂点明るさの検出を行うと同時に第１のウェ
ハのバンプの高さを検出するようにしてもよい。更にま
た、上記第１及び第２の実施の形態においてはいずれも
ウェハの状態でバンプの高さを検出する場合について説
明したが、各ウェハをＬＳＩチップに分断した後にバン
プの検査を行ってもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明方法によれ
ば、第１の光源によりバンプの頂点における光の反射強
度を検出し、その結果を基に第２の光源から出射される
光のパワーを調整し、該第２の光源から出射された光を
バンプに照射して三角測量法によりバンプの高さを検出
するので、バンプの頂点からの反射光の強度がほぼ一定
になり、バンプの高さを高精度で検出することができ
る。

【００４０】また、本発明装置によれば、第１の光源か
ら出射される光を半導体基板に照射し、第１の光検出部
により半導体基板表面で反射された光を受光して、バン
プ明るさ検出部により各バンプ毎の光強度補正係数を生
成し、その光強度補正係数に基づいて制御部は第２の光
源から出力されるレーザー光のパワーを調整し、バンプ
の頂点で反射されたレーザー光を第２の検出部で検出し
てバンプの高さを検出するので、各バンプの頂点から反
射されるレーザー光の強度がほぼ一定になり、バンプの
高さを高精度で検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フリップチップボンディングを示す図である。

【図２】バンプの高さ不良に起因するフリップチップボ
ンディングの不具合を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態のバンプ検査装置を
示すブロック図である。

【図４】バンプ径の検出を示す図である。

【図５】レーザー光源から出力されるレーザー光のパワ
ー制御を行ったときのバンプからの反射強度を示す図で
ある。

【図６】三角測量法の原理を示す図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態のバンプ検査装置を
示す図である。

【図８】第２の実施の形態によるバンプ検査方法を示す
図である。

【符号の説明】

１，１０ ウェハ、 ４ 実装基板、 ５ ＬＳＩチップ、 ７，７ａ，７ｂ，４２ａ，４２ｂ バンプ、 １１ 検査ステージ、 １２ 制御部、 １３，５０ 駆動部、 １４ レーザードライバ、 ２１ レーザー光源、 ２２ 音響光学素子、 ２５ 位置検出センサ、 ２６．３５ 画像入力回路、 ２７ 高さ演算回路、 ２８，３６ 画像メモリ、 ３１ 落射照明用光源、 ３２ ハーフミラー、 ３４ ラインセンサ、 ３７ バンプ頂点明るさ検出部。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 23/48 Ｈ０１Ｌ 23/48 (72)発明者 西山 陽二 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富 士通株式会社内 (72)発明者 布施 貴史 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 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４丁目１番 １号 富 士通株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に形成されたバンプの検査
   方法において、 第１の光源を用いた落射照明によりバンプの頂点におけ
   る光の反射強度を検出し、その結果に基づいて第２の光
   源から出射される光の強度を調整して三角測量法により
   前記バンプの高さを検出することを特徴とするバンプ検
   査方法。
2. 【請求項２】 前記バンプの頂点における光の反射強度
   の検出と同時に、前記半導体基板の表面からの反射光か
   ら前記バンプの径を検出することを特徴とする請求項１
   に記載のバンプ検査方法。
3. 【請求項３】 前記第１の光源から出射された光を第１
   群のバンプに照射して前記第１群のバンプの頂点におけ
   る光の反射強度の検出を行い、 次に、前記第１の光源から出射された光を第２群のバン
   プに照射して前記第２群のバンプの頂点における光の反
   射強度の検出を行うとともに、前記第２の光源から出射
   された光を前記第１群のバンプに照射して前記第１群の
   バンプの高さを検出することを特徴とする請求項１に記
   載のバンプ検査方法。
4. 【請求項４】 前記半導体基板は複数の半導体チップを
   含み、前記第１群のバンプと前記第２群のバンプとが同
   一半導体チップに含まれることを特徴とする請求項３に
   記載のバンプ検査方法。
5. 【請求項５】 前記半導体基板は複数の半導体チップを
   含み、前記第１群のバンプと前記第２群のバンプとが同
   一半導体基板の異なる半導体チップに含まれることを特
   徴とする請求項３に記載のバンプ検査方法。
6. 【請求項６】 半導体基板上に形成されたバンプの良否
   を検査するバンプ検査装置において、 前記半導体基板の表面に垂直方向から光を照射する第１
   の光源と、 前記半導体基板の表面で反射された前記第１の光源から
   の光を受光して電気信号に変換する第１の光検出部と、 前記第１の光検出部から出力された信号からバンプ頂点
   における光の反射強度を検出し、光強度補正係数を生成
   するバンプ明るさ検出部と、 前記ウェハの表面を斜めから照射するレーザー光を出射
   する第２の光源と、 前記光強度補正係数に応じて前記第２の光源から出射さ
   れるレーザー光のパワーを制御する制御部と、 前記半導体基板の表面で反射された前記レーザー光を受
   光する第２の光検出部と、 前記第２の光検出部の出力から三角測量法によりバンプ
   の高さを検出するバンプ高さ演算部とを有することを特
   徴とするバンプ検査装置。
7. 【請求項７】 前記第１の光源及び前記第１の光検出部
   を水平方向に移動する落射照明駆動部を有することを特
   徴とする請求項６に記載のバンプ検査装置。