JP2000310511A - Method and device for inspecting appearance of ball and manufacture of semiconductor device - Google Patents

Method and device for inspecting appearance of ball and manufacture of semiconductor device

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JP2000310511A
JP2000310511A JP11118963A JP11896399A JP2000310511A JP 2000310511 A JP2000310511 A JP 2000310511A JP 11118963 A JP11118963 A JP 11118963A JP 11896399 A JP11896399 A JP 11896399A JP 2000310511 A JP2000310511 A JP 2000310511A
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ball
semiconductor device
line sensor
appearance inspection
manufacturing
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JP11118963A
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Japanese (ja)
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Yuji Wada
雄二 和田
Masayasu Akaiwa
正康 赤岩
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measuring the size of various kinds of balls including a deformed ball by calculating scanning lines according to the position of a ball provided on a sample of a semiconductor device, etc., that can be recognized and by scanning on the scanning lines. SOLUTION: A ray 17a emitted from a ray source of an appearance detector is directed to a ball 4, and a ray 17b reflected on the ball 4 is received by a first line sensor 16. A ray 17c emitted from a ray source of the appearance detector is directed to the ball 4, and a ray 17d reflected on the ball 4 is received by the first line sensor 16. As a result, the central position 8 of the ball can be obtained (detected and measured) on the basis of the central line of electric quantity corresponding to the ray 17b received by the first line sensor 16 (electric quantity corresponding to received light quantity), the central line of electric quantity corresponding to the ray 17d received by the first line sensor 16 (electric quantity corresponding to received light quantity), and a thershold.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ボール外観検査方
法および装置ならびにそれを用いた半導体装置の製造方
法に関し、特に、変形したボールを含む種々の形態のボ
ールのボール高さなどのボール寸法を正確に測定するこ
とができるボール外観検査方法および装置ならびにそれ
を用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for inspecting the appearance of a ball and a method for manufacturing a semiconductor device using the same, and more particularly, to a method for measuring a ball size such as a ball height of various types of balls including deformed balls. The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting a ball appearance which can be accurately measured, and a method for manufacturing a semiconductor device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明者は、半導体装置の製造工程にお
けるバーンイン装置を使用したエージング工程について
検討した。以下は、本発明者によって検討された技術で
あり、その概要は次のとおりである。
2. Description of the Related Art The present inventors have studied an aging process using a burn-in device in a semiconductor device manufacturing process. The following is a technique studied by the present inventors, and the outline is as follows.

【0003】すなわち、半導体装置の製造工程における
エージング工程に使用されているバーンイン装置におい
て、複数個のLSI(Large Scale Integrated Circui
t)に個々のノズルから冷却媒体を噴射し、冷却を行っ
ている態様のバーンイン装置が使用されている。
That is, in a burn-in device used in an aging process in a semiconductor device manufacturing process, a plurality of LSIs (Large Scale Integrated Circuits) are used.
At t), a burn-in device is used in which a cooling medium is injected from individual nozzles to perform cooling.

【0004】この場合、CSP(chip size package )
構造の半導体装置のバーンイン工程においては、ボール
(ボールバンプであり、はんだなどの金属材料からなる
ボール状のバンプ)が多数設置されているなどにより、
長時間のバーンイン工程が行われている。
In this case, a CSP (chip size package)
In the burn-in process of a semiconductor device having a structure, a large number of balls (ball bumps, which are ball-shaped bumps made of a metal material such as solder) are provided.
A long burn-in process has been performed.

【0005】なお、CSP構造の半導体装置のエージン
グなどについて記載されている文献としては、例えば1
997年5月16日、(株)工業調査会発行の「CSP
技術のすべて」p217〜p222に記載されているも
のがある。
[0005] In addition, as literatures which describe aging of semiconductor devices having a CSP structure, for example, 1
On May 16, 997, “CSP” issued by the Industrial Research Institute, Inc.
All of the technologies ", pages 217 to 222.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したC
SP構造の半導体装置のバーンイン工程においては、ボ
ールが多数設置されているなどにより、長時間のバーン
イン工程が行われているので、ボールが変形してしま
い、半導体装置が不良化されてしまうという問題点が発
生している。
However, the above-mentioned C
In the burn-in process of the semiconductor device having the SP structure, since a long burn-in process is performed due to a large number of balls being installed, the ball is deformed and the semiconductor device becomes defective. A point has occurred.

【0007】また、実装機をもってボールの外観を認識
して、ボールの位置を出しているという態様を行うと、
ボールの外観をどうするかが問題として発生している。
Further, when the mounting machine recognizes the appearance of the ball and determines the position of the ball,
The problem is what to do with the appearance of the ball.

【0008】さらに、CSPまたはBGA(ball grid
array )のボールあるいはメモリ系を有する半導体集積
回路装置におけるボールまたは特にバーンイン装置を使
用したエージング工程を行うと、ボールが変形したボー
ルを含む種々の形態のボールとなってしまうという問題
点が発生している。
Further, a CSP or BGA (ball grid)
When an aging step using a ball of a semiconductor integrated circuit device having a memory system or a ball or a burn-in device in particular is performed, a problem arises in that the ball becomes a ball of various forms including a deformed ball. ing.

【0009】したがって、バーンイン装置を使用したエ
ージング工程を長時間化などの種々のエージング工程を
行ったり、CSPまたはBGAのボールあるいはメモリ
系を有する半導体集積回路装置におけるボールを採用す
ると、半導体装置などの装置(試料)の製品品質を低減
化されてしまっている。
Therefore, if various aging processes such as lengthening of the aging process using a burn-in device are performed, or if balls of a CSP or BGA or balls in a semiconductor integrated circuit device having a memory system are employed, the aging process of the semiconductor device, etc. The product quality of the device (sample) has been reduced.

【0010】本発明の目的は、変形したボールを含む種
々の形態のボールのボール高さなどのボール寸法を正確
に測定することができるボール外観検査方法および半導
体装置の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a ball appearance inspection method and a semiconductor device manufacturing method capable of accurately measuring ball dimensions such as the ball height of various types of balls including a deformed ball. is there.

【0011】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0013】すなわち、(1).本発明のボール外観検
査方法は、半導体装置などの試料に設置されているボー
ルにおける認識可能なボール位置から走査線を計算し、
走査線上を走査してボール高さなどのボール寸法を測定
するものである。
That is, (1). The ball appearance inspection method of the present invention calculates a scanning line from a recognizable ball position in a ball installed on a sample such as a semiconductor device,
It scans a scanning line to measure a ball size such as a ball height.

【0014】(2).本発明の半導体装置の製造方法
は、半導体装置のボール形成工程の後に、認識可能なボ
ール位置から走査線を計算し、前記走査線を走査して、
前記半導体装置に設置されているボール高さなどのボー
ル寸法を測定する工程を有するものである。
(2). The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, after the ball forming step of the semiconductor device, calculates a scan line from a recognizable ball position, scans the scan line,
A step of measuring a ball size such as a height of a ball installed in the semiconductor device.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、重複説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0016】図1は、本発明の実施の形態であるボール
外観検査方法に使用されている外観検査装置の縦断面を
示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a vertical cross section of an appearance inspection apparatus used in a ball appearance inspection method according to an embodiment of the present invention.

【0017】図1に示すように、外観検査装置は、ボー
ル4を備えている半導体装置(試料)1をセットできる
ステージ11と、ステージ11にセットされている試料
としての半導体装置1におけるボール4にレーザ光15
を照射できるレーザ発光源(LD)12とボール4aか
ら放射されたレーザ光15を受け取るレーザ受光体(P
SD)13と、ボール4aの左の隣接のボール4bのボ
ール中心位置を測定できる第1のラインセンサ16と、
ボール4aの右の隣接のボール4cのボール中心位置を
測定できる第2のラインセンサ18と、レーザ発光源1
2、レーザ受光体13、第1のラインセンサ16、第2
のラインセンサ18が設置されている容器20とを有す
るものである。
As shown in FIG. 1, a visual inspection apparatus includes a stage 11 on which a semiconductor device (sample) 1 having a ball 4 can be set, and a ball 4 of the semiconductor device 1 as a sample set on the stage 11. Laser light 15
Laser light source (LD) 12 that can irradiate the laser beam and a laser light receiver (P) that receives laser light 15 emitted from the ball 4a.
SD) 13, a first line sensor 16 that can measure the ball center position of the ball 4b adjacent to the left of the ball 4a,
A second line sensor 18 that can measure the ball center position of the ball 4c adjacent to the right of the ball 4a;
2, laser photoreceptor 13, first line sensor 16, second
And a container 20 in which the line sensor 18 is installed.

【0018】また、外観検査装置におけるステージ11
および容器20は、XYZ方向に移動できる機能を有す
るものである。
The stage 11 in the visual inspection device
The container 20 has a function of moving in the XYZ directions.

【0019】また、外観検査装置には、レーザ発光源1
2から放射されたレーザ光15の方向を偏光するスキャ
ンユニット14が、レーザ発光源12の先に配置されて
いる。また、第1のラインセンサ16は、光線17を受
け取るものであり、第2のラインセンサ18は、光線1
9を受け取るものである。また、容器20にはレンズ2
1が設置されている。
The appearance inspection apparatus includes a laser light source 1
A scan unit 14 that polarizes the direction of the laser light 15 emitted from the laser light source 2 is disposed in front of the laser emission source 12. The first line sensor 16 receives the light beam 17, and the second line sensor 18 receives the light beam 1
9 is received. The container 20 has a lens 2
1 is installed.

【0020】さらに、本発明の実施の形態であるボール
外観検査方法に使用されている外観検査装置にセットさ
れている試料としての半導体装置1は、パッケージ基板
2の表面に半導体素子が形成されているチップがセット
されており、そのチップを実装している樹脂などからな
るパッケージ3が設置されており、パッケージ基板2の
裏面に外部電極としてのボール4が設置されている。
Further, the semiconductor device 1 as a sample set in the appearance inspection apparatus used in the ball appearance inspection method according to the embodiment of the present invention has a semiconductor element formed on the surface of the package substrate 2. A package 3 made of resin or the like on which the chip is mounted is installed, and a ball 4 as an external electrode is installed on the back surface of the package substrate 2.

【0021】次に、図1〜図7を用いて、本実施の形態
のボール外観検査方法を具体的に説明する。
Next, the method for inspecting the appearance of a ball according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

【0022】本実施の形態のボール外観検査方法は、外
観検査装置を使用して、半導体装置1に設置されている
ボール4における認識可能なボール位置から走査線10
を計算し、走査線10上を走査してボール高さなどのボ
ール寸法を測定することを特徴とするものである。
In the ball appearance inspection method according to the present embodiment, a scanning line 10 is detected from a recognizable ball position on the ball 4 installed in the semiconductor device 1 using an appearance inspection device.
Is calculated, and the ball size such as the ball height is measured by scanning on the scanning line 10.

【0023】本実施の形態のボール外観検査方法は、第
1のラインセンサ16で検出したボール位置上にレーザ
光15が走査し、ボール高さなどのボール寸法を測定す
る態様を有するものである(図1〜図4)。
The ball appearance inspection method according to the present embodiment has a mode in which a laser beam 15 scans a ball position detected by the first line sensor 16 to measure a ball size such as a ball height. (FIGS. 1-4).

【0024】すなわち、外観検査装置における光線源か
ら発光された光線17aをボール4に照明し、ボール4
から照射された光線17bを第1のラインセンサ16に
受容する。また、外観検査装置における光線源から発光
された光線17cをボール4に照明し、ボール4から照
射された光線17dを第1のラインセンサ16に受光す
る(図2)。
That is, the light beam 17a emitted from the light source in the visual inspection device is illuminated onto the ball 4,
Is received by the first line sensor 16. Further, the light beam 17c emitted from the light source in the visual inspection device is illuminated on the ball 4, and the light beam 17d emitted from the ball 4 is received by the first line sensor 16 (FIG. 2).

【0025】その結果、第1のラインセンサ16におい
て、第1のラインセンサ16に受光された光線17bに
対応する電気量(受光量に対応している電気量)5の中
心線5aと、第1のラインセンサ16に受光された光線
17dに対応する電気量(受光量に対応している電気
量)6の中心線6aと、しきい値7とによって、ボール
中心位置8が計算(検出、測定)することができる(図
3)。
As a result, in the first line sensor 16, the center line 5a of the electric quantity (electric quantity corresponding to the received light quantity) 5 corresponding to the light beam 17b received by the first line sensor 16, The ball center position 8 is calculated (detected, detected) by the center line 6a of the electric quantity (electric quantity corresponding to the received light quantity) 6 corresponding to the light beam 17d received by the first line sensor 16 and the threshold value 7. Measurement) (FIG. 3).

【0026】そして、前述したボール中心位置8の測定
操作を各々のボール4に対して行うことによって、測定
ヘッド移動方向9に対応して、レーザ光15の走査線1
0を計算(形成)する(図4)。この場合、最小2乗法
などを利用して計算している。
By performing the above-described operation of measuring the ball center position 8 for each ball 4, the scanning line 1 of the laser beam 15 is
0 is calculated (formed) (FIG. 4). In this case, the calculation is performed using the least squares method or the like.

【0027】その後、第1のラインセンサ16で検出し
たレーザ光15の走査線10におけるボール位置上にレ
ーザ光15を走査することにより、レーザ受光体13に
よって、各々のボール高さなどのボール寸法を測定する
走査を行う。
Thereafter, the laser beam 15 is scanned over the ball position on the scanning line 10 of the laser beam 15 detected by the first line sensor 16, and the laser light receiving body 13 causes the ball size such as the height of each ball to be measured. A scan is performed to measure.

【0028】したがって、第1のラインセンサ16によ
って、各々のボール4のボール位置上を検出する(各々
のボール4のボール位置上を認識可能できる)ことがで
きれば、第1のラインセンサ16で検出したレーザ光1
5の走査線10におけるボール位置上にレーザ光15を
走査することにより、レーザ受光体13によって、各々
のボール(全体のボール)高さなどのボール寸法を測定
することができる。
Therefore, if the position of each ball 4 can be detected by the first line sensor 16 (the position of each ball 4 can be recognized), the detection can be performed by the first line sensor 16. Laser beam 1
By scanning the laser beam 15 on the ball position on the scanning line 10 of 5, the ball size such as the height of each ball (whole ball) can be measured by the laser photoreceptor 13.

【0029】また、本実施の形態のボール外観検査方法
は、認識可能なボール位置から、走査線10を計算し、
走査線10上をレーザ走査して、ボール高さなどのボー
ル寸法を測定する態様を有するものである(図1および
図5〜図7)。
Further, the ball appearance inspection method of the present embodiment calculates the scanning line 10 from the recognizable ball position,
It has a mode of measuring a ball dimension such as a ball height by laser scanning on a scanning line 10 (FIGS. 1 and 5 to 7).

【0030】すなわち、外観検査装置における光線源か
ら発光された光線17aをボール4に照明し、ボール
(例えば、ボールのつぶれが大きい状態のボール)4d
から照射された光線17bを第1のラインセンサ16に
受容する。また、外観検査装置における光線源から発光
された光線17cをボール4に照明し、ボール4から照
射された光線17dを第1のラインセンサ16に受光す
る(図5)。
That is, the light beam 17a emitted from the light source in the visual inspection apparatus is illuminated on the ball 4, and the ball 4d (for example, a ball in a state where the ball is greatly crushed) 4d
Is received by the first line sensor 16. Further, the light beam 17c emitted from the light source in the visual inspection device is illuminated on the ball 4, and the light beam 17d emitted from the ball 4 is received by the first line sensor 16 (FIG. 5).

【0031】その結果、第1のラインセンサ16におい
て、第1のラインセンサ16に受光された光線17bに
対応する電気量(受光量に対応している電気量)5の中
心線5aと、第1のラインセンサ16に受光された光線
17dに対応する電気量(受光量に対応している電気
量)6の中心線6aと、しきい値7とによって、ボール
のつぶれが大きい状態のボール4dであることにより、
ボール中心位置8が計算(検出、測定)することができ
ない(ボール中心位置8が認識することができない)
(図6)。
As a result, in the first line sensor 16, the center line 5a of the electric quantity (electric quantity corresponding to the received light quantity) 5 corresponding to the light beam 17b received by the first line sensor 16, The center line 6a of the electric quantity (electric quantity corresponding to the received light quantity) 6 corresponding to the light ray 17d received by the one line sensor 16 and the threshold value 7 and the ball 4d in a state where the ball is greatly crushed By being
The ball center position 8 cannot be calculated (detected, measured) (the ball center position 8 cannot be recognized)
(FIG. 6).

【0032】したがって、ボール中心位置8が認識する
ことができないボール(例えば、ボールのつぶれが大き
い状態のボール)4dの近傍のボール(認識可能なボー
ル位置を有するボール)4のボール中心位置8を計算
(検出、測定)する作業を行う。 そして、ボール中心
位置8の測定操作を各々のボール4に対して行うことに
よって、測定ヘッド移動方向9に対応して、レーザ光1
5の走査線10を計算(形成)する(図7)。この場
合、最小2乗法などを利用して計算している。
Accordingly, the ball center position 8 of the ball (a ball having a recognizable ball position) 4 near the ball 4d that cannot be recognized by the ball center position 8 (for example, a ball in a state where the ball is crushed largely) is determined. Perform calculations (detection, measurement). By performing the measurement operation of the ball center position 8 on each of the balls 4, the laser light 1 corresponding to the measurement head moving direction 9 is obtained.
The 5 scanning lines 10 are calculated (formed) (FIG. 7). In this case, the calculation is performed using the least squares method or the like.

【0033】その後、第1のラインセンサ16で検出し
たレーザ光15の走査線10におけるボール位置上にレ
ーザ光15を走査することにより、レーザ受光体13に
よって、各々のボール高さなどのボール寸法を測定する
走査を行う。
Thereafter, the laser beam 15 is scanned on the ball position on the scanning line 10 of the laser beam 15 detected by the first line sensor 16, and the laser light receiving body 13 causes the ball size such as the height of each ball to be measured. A scan is performed to measure.

【0034】したがって、第1のラインセンサ16によ
って、特定のボール(例えば、ボールのつぶれが大きい
状態のボール)4dのボール中心位置8が計算されない
場合であっても、第1のラインセンサ16によって、特
定のボール4dの近傍などの各々のボール4のボール位
置上を検出する(特定のボール4d以外の各々のボール
4のボール位置上を認識可能できる)ことができれば、
第1のラインセンサ16で検出したレーザ光15の走査
線10におけるボール位置上にレーザ光15を走査する
ことにより、レーザ受光体13によって、各々のボール
高さなどのボール寸法を測定することができる。その結
果、特定のボール(例えば、ボールのつぶれが大きい状
態のボール)4dを含む各々のボール(全体のボール)
4のボール高さなどのボール寸法を測定することができ
る。
Therefore, even if the first line sensor 16 does not calculate the ball center position 8 of a specific ball (for example, a ball in a state where the ball is largely crushed) 4d, the first line sensor 16 If it is possible to detect the ball position of each ball 4 such as the vicinity of the specific ball 4d (the ball position of each ball 4 other than the specific ball 4d can be recognized),
By scanning the laser beam 15 over the ball position on the scanning line 10 of the laser beam 15 detected by the first line sensor 16, the ball size such as the height of each ball can be measured by the laser photoreceptor 13. it can. As a result, each ball (whole ball) including a specific ball (for example, a ball in a state where the ball is greatly crushed) 4d
The ball size such as the ball height of No. 4 can be measured.

【0035】なお、前述した本実施の形態のボール外観
検査方法の他の態様のボール外観検査方法として、レー
ザ光15を使用してボール高さなどのボール寸法を測定
せず、画像全体(大視野)でボール4の位置を認識する
態様を適用できる。また、画像集点、深度によりボール
高さなどのボール寸法を測定する態様を適用できる。
As a ball appearance inspection method according to another aspect of the ball appearance inspection method of the present embodiment, the ball size such as the ball height is not measured using the laser beam 15 and the entire image (large size) is measured. A mode in which the position of the ball 4 is recognized in the field of view can be applied. Further, a mode in which a ball size such as a ball height is measured based on an image point and a depth can be applied.

【0036】さらに、前述した本実施の形態のボール外
観検査方法の他の態様のボール外観検査方法として、ボ
ール4の残部がY方向に長く残った場合には、ボール径
をX方向に大きくY方向に小さく測定する態様を採用す
る。また、ボール4の残部がX方向に長く残った場合に
は、逆にY方向に大きくX方向に小さく測定する態様を
採用する。この対策として、(1)垂直落射照明を追加
し、ボール4の残部を明るくし、暗部をなくす。(2)
カメラ分解能を向上し、パターンマッチング精度を向上
することを行う。
Further, as another aspect of the ball appearance inspection method of the above-described embodiment of the present invention, when the remaining portion of the ball 4 remains long in the Y direction, the ball diameter is increased in the X direction. An aspect in which measurement is performed in a small direction is adopted. Further, when the remaining portion of the ball 4 remains long in the X direction, a mode in which the measurement is made larger in the Y direction and smaller in the X direction is adopted. As a countermeasure against this, (1) vertical epi-illumination is added to brighten the remaining portion of the ball 4 and eliminate dark portions. (2)
Improve camera resolution and improve pattern matching accuracy.

【0037】前述した本実施の形態のボール外観検査方
法によれば、第1のラインセンサ16で検出したボール
位置上にレーザ光15が走査し、ボール高さなどのボー
ル寸法を測定する態様を有するものであることにより、
第1のラインセンサ16によって、各々のボール4のボ
ール位置上を検出する(各々のボール4のボール位置上
を認識可能できる)ことができれば、第1のラインセン
サ16で検出したレーザ光15の走査線10におけるボ
ール位置上にレーザ光15を走査することにより、レー
ザ受光体13によって、各々のボール(全体のボール)
高さなどのボール寸法を測定することができる。
According to the ball appearance inspection method of the present embodiment described above, the laser beam 15 scans the ball position detected by the first line sensor 16 and measures the ball size such as the ball height. By having
If the ball position of each ball 4 can be detected by the first line sensor 16 (the ball position of each ball 4 can be recognized), the laser light 15 detected by the first line sensor 16 can be detected. By scanning the laser beam 15 on the ball position on the scanning line 10, each ball (the entire ball) is scanned by the laser photoreceptor 13.
Ball dimensions such as height can be measured.

【0038】また、本実施の形態のボール外観検査方法
によれば、第1のラインセンサ16によって、特定のボ
ール(例えば、ボールのつぶれが大きい状態のボール)
4dのボール中心位置8が計算されない場合であって
も、第1のラインセンサ16によって、特定のボール4
dの近傍などの各々のボール4のボール位置上を検出す
る(特定のボール4d以外の各々のボール4のボール位
置上を認識可能できる)ことができれば、第1のライン
センサ16で検出したレーザ光15の走査線10におけ
るボール位置上にレーザ光15を走査することにより、
レーザ受光体13によって、各々のボール高さなどのボ
ール寸法を測定することができる。その結果、特定のボ
ール(例えば、ボールのつぶれが大きい状態のボール)
4dを含む各々のボール(全体のボール)4のボール高
さなどのボール寸法を測定することができる。
According to the ball appearance inspection method of the present embodiment, a specific ball (for example, a ball in which the ball is crushed greatly) is detected by the first line sensor 16.
Even if the ball center position 8 of 4d is not calculated, the specific line 4 is detected by the first line sensor 16.
If it is possible to detect the ball position of each ball 4 such as in the vicinity of d (the ball position of each ball 4 other than the specific ball 4d can be recognized), the laser detected by the first line sensor 16 By scanning the laser light 15 on the ball position on the scanning line 10 of the light 15,
The laser photoreceptor 13 can measure the ball size such as the height of each ball. As a result, a specific ball (for example, a ball in a state where the ball is greatly crushed)
The ball size such as the ball height of each ball (whole ball) 4 including 4d can be measured.

【0039】したがって、本実施の形態のボール外観検
査方法によれば、外観検査装置を使用して、半導体装置
1に設置されているボール4における認識可能なボール
位置から走査線10を計算し、走査線10上を走査して
ボール高さなどのボール寸法を測定することにより、変
形したボール4を含む種々の形態のボール4のボール高
さなどのボール寸法を測定することができる。
Therefore, according to the ball appearance inspection method of the present embodiment, the scanning line 10 is calculated from the recognizable ball position of the ball 4 installed in the semiconductor device 1 by using the appearance inspection device. By scanning the scanning line 10 and measuring the ball size such as the ball height, the ball size such as the ball height of the ball 4 of various forms including the deformed ball 4 can be measured.

【0040】また、本実施の形態のボール外観検査方法
によれば、変形したボール4を含む種々の形態のボール
4のボール高さなどのボール寸法を測定することができ
ることにより、CSPまたはBGAのボール4あるいは
メモリ系を有する半導体集積回路装置におけるボール4
または特にバーンイン装置を使用したエージング工程の
後のボールが変形したボール4を含む種々の形態のボー
ル4となっているけれども、その変形したボール4を含
む種々の形態のボール4のボール高さなどのボール寸法
を正確に測定することができる。
Further, according to the ball appearance inspection method of the present embodiment, since the ball dimensions such as the ball height of various types of balls 4 including the deformed ball 4 can be measured, the CSP or BGA Ball 4 or ball 4 in a semiconductor integrated circuit device having a memory system
Or, in particular, the ball after the aging step using the burn-in device is a ball 4 of various forms including the deformed ball 4, and the ball height of the ball 4 of various forms including the deformed ball 4. Can be accurately measured.

【0041】その結果、本実施の形態のボール外観検査
方法によれば、バーンイン装置を使用したエージング工
程を長時間化などの種々のエージング工程ができ、ボー
ル外観検査の歩留りを高くでき、ボール外観検査方法を
行ったボールを備えている半導体装置1などの装置(試
料)の製品品質を向上化できる。
As a result, according to the ball appearance inspection method of the present embodiment, various aging steps such as prolonging the aging step using the burn-in device can be performed, the yield of the ball appearance inspection can be increased, and the ball appearance can be improved. It is possible to improve the product quality of a device (sample) such as the semiconductor device 1 having the ball subjected to the inspection method.

【0042】次に、本実施の形態の半導体装置の製造方
法を説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described.

【0043】すなわち、本実施の形態の半導体装置の製
造方法は、半導体装置1のボール形成工程の後に、前述
した本実施の形態のボール外観検査方法を用いて、半導
体装置1に設置されているボール高さなどのボール寸法
を測定する工程を有することを特徴とするものである。
本実施の形態の半導体装置の製造方法において、半導体
装置1のボール形成工程およびその前の製造工程は、従
来の技術などの種々の技術を使用した種々の形態の製造
工程を適用できるので、その説明を省略する。
That is, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present embodiment, after the ball forming step of the semiconductor device 1, the semiconductor device 1 is mounted on the semiconductor device 1 by using the above-described ball appearance inspection method of the present embodiment. The method has a step of measuring a ball dimension such as a ball height.
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, various forms of manufacturing steps using various techniques such as conventional techniques can be applied to the ball forming step of the semiconductor device 1 and the preceding manufacturing steps. Description is omitted.

【0044】この場合、本実施の形態の半導体装置の製
造方法において、半導体装置1のボール形成工程の後の
種々の製造工程の後に、前述した本実施の形態のボール
外観検査方法を行うことができるが、特に、バーンイン
装置を使用したエージング工程の後に行うと、効果が多
く出てくる。
In this case, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present embodiment, the above-described ball appearance inspection method of the present embodiment may be performed after various manufacturing steps after the ball forming step of the semiconductor device 1. Although it can be performed, particularly after the aging step using a burn-in apparatus, many effects can be obtained.

【0045】また、半導体装置1は、CSP構造の半導
体装置またはBGA構造の半導体装置を適用すると、効
果が多く出てくる。
When a semiconductor device having a CSP structure or a semiconductor device having a BGA structure is applied to the semiconductor device 1, many effects can be obtained.

【0046】さらに、半導体装置1は、メモリ系を有す
る半導体集積回路装置を適用すると、効果が多く出てく
る。
Further, when a semiconductor integrated circuit device having a memory system is applied to the semiconductor device 1, many effects can be obtained.

【0047】前述した本実施の形態の半導体装置の製造
方法によれば、本実施の形態のボール外観検査方法を用
いて、半導体装置1に設置されているボール高さなどの
ボール寸法を測定する工程を有することにより、変形し
たボール4を含む種々の形態のボール4のボール高さな
どのボール寸法を測定することができることにより、C
SPまたはBGAのボール4あるいはメモリ系を有する
半導体集積回路装置におけるボール4または特にバーン
イン装置を使用したエージング工程の後のボールが変形
したボール4を含む種々の形態のボール4となっている
けれども、その変形したボール4を含む種々の形態のボ
ール4のボール高さなどのボール寸法を正確に測定する
ことができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present embodiment described above, the ball dimensions such as the height of the ball installed in the semiconductor device 1 are measured using the ball appearance inspection method of the present embodiment. By having the step, it is possible to measure the ball size such as the ball height of the ball 4 of various forms including the deformed ball 4, and thus the C
Although the ball 4 of the SP or BGA or the ball 4 in the semiconductor integrated circuit device having the memory system or the ball 4 particularly after the aging step using the burn-in device is the deformed ball 4, the ball 4 has various shapes. The ball dimensions such as the ball height of various types of balls 4 including the deformed ball 4 can be accurately measured.

【0048】その結果、本実施の形態の半導体装置の製
造方法によれば、変形したボール4を含む種々の形態の
ボール4のボール高さなどのボール寸法を正確に測定し
た後に、不良化された変形したボール4を正確なボール
4に取り替える工程を行うことができたり、不良化され
ないボール4の製造工程やエージング工程などの条件を
選択することができるので、高性能で高信頼度の半導体
装置を高製造歩留りをもって製造することができる。
As a result, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present embodiment, after the ball dimensions such as the ball height of various types of balls 4 including the deformed ball 4 are accurately measured, the semiconductor device is defective. It is possible to perform a process of replacing the deformed ball 4 with an accurate ball 4, and to select conditions such as a manufacturing process and an aging process of the ball 4 which are not deteriorated. The device can be manufactured with a high manufacturing yield.

【0049】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. Needless to say, it can be changed.

【0050】例えば、本発明のボール外観検査方法は、
半導体装置以外の液晶ディスプレイなどのボールを備え
ている装置のボール外観検査方法に適用することができ
る。
For example, the ball appearance inspection method of the present invention
The present invention can be applied to a ball appearance inspection method for a device having a ball such as a liquid crystal display other than a semiconductor device.

【0051】また、本発明のボール外観検査方法および
半導体装置の製造方法に使用される半導体装置における
半導体チップとして、種々の半導体集積回路装置チップ
を適用でき、その半導体チップに形成されている半導体
素子として、MOSFET、CMOSFETまたはバイ
ポーラトランジスタあるいはそれらを組み合わせた半導
体素子とすることができ、MOS型、CMOS型、Bi
MOS型またはBiCMOS型の半導体集積回路装置に
適用できる。
Also, various semiconductor integrated circuit device chips can be applied as the semiconductor chip in the semiconductor device used in the ball appearance inspection method and the semiconductor device manufacturing method of the present invention, and the semiconductor element formed on the semiconductor chip can be used. MOSFETs, CMOSFETs, bipolar transistors, or semiconductor devices combining them, such as MOS type, CMOS type, Bi type
The present invention can be applied to a MOS type or BiCMOS type semiconductor integrated circuit device.

【0052】さらに、本発明のボール外観検査方法およ
び半導体装置の製造方法に使用される半導体装置とし
て、MOSFET、CMOSFET、BiMOSFE
T、BiCMOSFETなどを構成要素とするロジック
系あるいはSRAM(Static Random Access Memory
)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)など
のメモリ系などを有する種々の半導体集積回路装置が適
用できる。
Further, MOSFETs, CMOSFETs, BiMOSFEs are used as semiconductor devices used in the ball appearance inspection method and the semiconductor device manufacturing method of the present invention.
Logic or SRAM (Static Random Access Memory) with T, BiCMOSFET, etc.
), Various semiconductor integrated circuit devices having a memory system such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) can be applied.

【0053】[0053]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described.
It is as follows.

【0054】(1).本発明のボール外観検査方法によ
れば、外観検査装置における第1のラインセンサで検出
したボール位置上にレーザ光が走査し、ボール高さなど
のボール寸法を測定する態様を有するものであることに
より、第1のラインセンサによって、各々のボールのボ
ール位置上を検出する(各々のボールのボール位置上を
認識可能できる)ことができれば、第1のラインセンサ
で検出したレーザ光の走査線におけるボール位置上にレ
ーザ光を走査することにより、レーザ受光体によって、
各々のボール(全体のボール)高さなどのボール寸法を
測定することができる。
(1). According to the ball appearance inspection method of the present invention, the appearance inspection apparatus has a mode in which a laser beam scans over a ball position detected by the first line sensor in the appearance inspection device to measure a ball dimension such as a ball height. Accordingly, if the first line sensor can detect the ball position of each ball (the ball position of each ball can be recognized), the scanning line of the laser beam detected by the first line sensor By scanning the laser beam on the ball position,
Ball dimensions such as the height of each ball (whole ball) can be measured.

【0055】また、本発明のボール外観検査方法によれ
ば、外観検査装置における第1のラインセンサによっ
て、特定のボール(例えば、ボールのつぶれが大きい状
態のボール)のボール中心位置が計算されない場合であ
っても、第1のラインセンサによって、特定のボールの
近傍などの各々のボールのボール位置上を検出する(特
定のボール以外の各々のボールのボール位置上を認識可
能できる)ことができれば、第1のラインセンサで検出
したレーザ光の走査線におけるボール位置上にレーザ光
を走査することにより、レーザ受光体によって、各々の
ボール高さなどのボール寸法を測定することができる。
その結果、特定のボール(例えば、ボールのつぶれが大
きい状態のボール)を含む各々のボール(全体のボー
ル)のボール高さなどのボール寸法を測定することがで
きる。
Further, according to the ball appearance inspection method of the present invention, when the first line sensor in the appearance inspection device does not calculate the ball center position of a specific ball (for example, a ball in a state where the ball is greatly crushed). However, if the first line sensor can detect the ball position of each ball such as the vicinity of a specific ball (the ball position of each ball other than the specific ball can be recognized) By scanning the laser beam on the ball position on the scanning line of the laser beam detected by the first line sensor, the ball size such as the height of each ball can be measured by the laser photoreceptor.
As a result, it is possible to measure the ball size such as the ball height of each ball (whole ball) including a specific ball (for example, a ball in a state where the ball is greatly crushed).

【0056】したがって、本発明のボール外観検査方法
および装置によれば、半導体装置(試料)に設置されて
いるボールにおける認識可能なボール位置から走査線を
計算し、走査線上を走査してボール高さなどのボール寸
法を測定することにより、変形したボールを含む種々の
形態のボールのボール高さなどのボール寸法を測定する
ことができる。
Therefore, according to the ball appearance inspection method and apparatus of the present invention, the scanning line is calculated from the recognizable ball position of the ball installed on the semiconductor device (sample), and the height of the ball is scanned by scanning the scanning line. By measuring the ball size such as the height, the ball size such as the ball height of various types of balls including the deformed ball can be measured.

【0057】また、本発明の形態のボール外観検査方法
および装置によれば、変形したボールを含む種々の形態
のボールのボール高さなどのボール寸法を測定すること
ができることにより、CSPまたはBGAのボールある
いはメモリ系を有する半導体集積回路装置におけるボー
ルまたは特にバーンイン装置を使用したエージング工程
の後のボールが変形したボールを含む種々の形態のボー
ルとなっているけれども、その変形したボールを含む種
々の形態のボールのボール高さなどのボール寸法を正確
に測定することができる。
Further, according to the ball appearance inspection method and apparatus of the embodiment of the present invention, it is possible to measure the ball size such as the ball height of various forms of the ball including the deformed ball, so that the CSP or BGA Although the ball or the ball in the semiconductor integrated circuit device having the memory system or the ball after the aging step using the burn-in device is a ball of various forms including the deformed ball, various balls including the deformed ball are used. The ball dimensions such as the ball height of the ball in the form can be accurately measured.

【0058】その結果、本発明のボール外観検査方法お
よび装置によれば、バーンイン装置を使用したエージン
グ工程を長時間化などの種々のエージング工程ができ、
ボール外観検査の歩留りを高くでき、ボール外観検査方
法を行ったボールを備えている半導体装置などの装置
(試料)の製品品質を向上化できる。
As a result, according to the method and apparatus for inspecting the appearance of a ball of the present invention, various aging steps such as extending the aging step using a burn-in apparatus can be performed.
The yield of the ball appearance inspection can be increased, and the product quality of a device (sample) such as a semiconductor device having the ball subjected to the ball appearance inspection method can be improved.

【0059】(2).本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、本発明のボール外観検査方法を用いて、半導体
装置に設置されているボール高さなどのボール寸法を測
定する工程を有することにより、変形したボールを含む
種々の形態のボールのボール高さなどのボール寸法を測
定することができることにより、CSPまたはBGAの
ボールあるいはメモリ系を有する半導体集積回路装置に
おけるボールまたは特にバーンイン装置を使用したエー
ジング工程の後のボールが変形したボールを含む種々の
形態のボールとなっているけれども、その変形したボー
ルを含む種々の形態のボールのボール高さなどのボール
寸法を正確に測定することができる。
(2). According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, by using the ball appearance inspection method of the present invention, a step of measuring a ball size such as a height of a ball installed in the semiconductor device is used to deform the deformed ball. By being able to measure the ball size such as the ball height of various types of balls including CSP or BGA balls or a ball in a semiconductor integrated circuit device having a memory system or especially after an aging step using a burn-in device. Although the ball has various shapes including a deformed ball, the ball size such as the ball height of the ball having various shapes including the deformed ball can be accurately measured.

【0060】その結果、本発明の半導体装置の製造方法
によれば、変形したボールを含む種々の形態のボールの
ボール高さなどのボール寸法を正確に測定した後に、不
良化された変形したボールを正確なボールに取り替える
工程を行うことができたり、不良化されないボールの製
造工程やエージング工程などの条件を選択することがで
きるので、高性能で高信頼度の半導体装置を高製造歩留
りをもって製造することができる。
As a result, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, after accurately measuring the ball dimensions such as the ball height of various types of balls including the deformed ball, the defective deformed ball is obtained. Can be replaced with accurate balls, and conditions such as the ball manufacturing process and aging process that do not become defective can be selected, so that high-performance and highly reliable semiconductor devices can be manufactured with a high manufacturing yield. can do.

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

【図1】本発明の実施の形態であるボール外観検査方法
に使用されている外観検査装置の縦断面を示す概略構成
図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a vertical cross section of a visual inspection device used in a ball visual inspection method according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態であるボール外観検査方法
を説明するための概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view illustrating a ball appearance inspection method according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態であるボール外観検査方法
を説明するための概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a ball appearance inspection method according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態であるボール外観検査方法
を説明するための概略平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view for explaining a ball appearance inspection method according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態であるボール外観検査方法
を説明するための概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a ball appearance inspection method according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態であるボール外観検査方法
を説明するための概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view illustrating a ball appearance inspection method according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態であるボール外観検査方法
を説明するための概略平面図である。
FIG. 7 is a schematic plan view for explaining a ball appearance inspection method according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体装置(試料) 2 パッケージ基板 3 パッケージ 4 ボール 4a〜4d ボール 5 電気量 5a 電気量の中心線 6 電気量 6a 電気量の中心線 7 しきい値 8 ボール中心位置 9 測定ヘッド移動方向 10 走査線 11 ステージ 12 レーザ発光源 13 レーザ受光体 14 スキャンユニット 15 レーザ光 16 第1のラインセンサ 17 光線 17a〜17d 光線 18 第2のラインセンサ 19 光線 20 容器 21 レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device (sample) 2 Package board 3 Package 4 Ball 4a-4d Ball 5 Electric quantity 5a Electric quantity center line 6 Electric quantity 6a Electric quantity center line 7 Threshold 8 Ball center position 9 Measurement head moving direction 10 Scan Line 11 Stage 12 Laser light source 13 Laser photoreceptor 14 Scan unit 15 Laser light 16 First line sensor 17 Light 17a to 17d Light 18 Second line sensor 19 Light 20 Container 21 Lens

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA01 AA17 AA21 AA24 AA49 BB07 CC26 DD00 FF09 FF42 GG04 HH12 HH13 JJ01 JJ02 JJ05 JJ08 JJ09 JJ16 JJ25 LL04 LL65 MM16 MM22 PP04 PP12 QQ18 QQ28 QQ38 4M106 AA02 AA04 AA20 BA05 CA38 CA60 CA70 DB04 DB08 DB19 DB21 DB30 DJ04 DJ14 DJ38 DJ40  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA01 AA17 AA21 AA24 AA49 BB07 CC26 DD00 FF09 FF42 GG04 HH12 HH13 JJ01 JJ02 JJ05 JJ08 JJ09 JJ16 JJ25 LL04 LL65 MM16 MM22 PP04 CA12 AQA QAQA QAQA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA QA DB04 DB08 DB19 DB21 DB30 DJ04 DJ14 DJ38 DJ40

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体装置などの試料に設置されている
ボールにおける認識可能なボール位置から走査線を計算
し、前記走査線上を走査してボール寸法を測定すること
を特徴とするボール外観検査方法。
1. A ball appearance inspection method comprising: calculating a scanning line from a recognizable ball position of a ball placed on a sample such as a semiconductor device; and scanning the scanning line to measure a ball size. .
【請求項2】 請求項1記載のボール外観検査方法であ
って、第1のラインセンサで検出したボール位置上をレ
ーザ光が走査し、ボール寸法を測定することを特徴とす
るボール外観検査方法。
2. The ball appearance inspection method according to claim 1, wherein a laser beam scans a ball position detected by the first line sensor to measure a ball size. .
【請求項3】 請求項1記載のボール外観検査方法であ
って、認識可能なボール位置から、走査線を計算し、前
記走査線上をレーザ走査して、ボール寸法を測定するこ
とを特徴とするボール外観検査方法。
3. The ball appearance inspection method according to claim 1, wherein a scan line is calculated from a recognizable ball position, and a laser scan is performed on the scan line to measure a ball size. Ball appearance inspection method.
【請求項4】 ボールを備えている半導体装置などの試
料をセットできるステージと、前記ステージにセットさ
れている前記試料におけるボールにレーザ光を照射でき
るレーザ発光源と前記ボールから放射されたレーザ光を
受け取るレーザ受光体と、前記ボールの左の隣接のボー
ルのボール中心位置を測定できる第1のラインセンサ
と、前記ボールの右の隣接のボールのボール中心位置を
測定できる第2のラインセンサと、前記レーザ発光源、
前記レーザ受光体、前記第1のラインセンサ、前記第2
のラインセンサが設置されている容器とを有するもので
あることを特徴とするボール外観検査装置。
4. A stage on which a sample such as a semiconductor device having a ball can be set, a laser light source capable of irradiating a laser beam on the ball of the sample set on the stage, and a laser beam emitted from the ball And a first line sensor capable of measuring a ball center position of a ball adjacent to the left of the ball, and a second line sensor capable of measuring a ball center position of a ball adjacent to the right of the ball. The laser emission source,
The laser photoreceptor, the first line sensor, the second
And a container in which the line sensor is installed.
【請求項5】 半導体装置のボール形成工程の後に、認
識可能なボール位置から走査線を計算し、前記走査線上
を走査して、前記半導体装置に設置されているボール寸
法を測定する工程を有することを特徴とする半導体装置
の製造方法。
5. The method according to claim 1, further comprising, after the ball forming step of the semiconductor device, calculating a scanning line from a recognizable ball position, scanning the scanning line, and measuring a dimension of the ball installed in the semiconductor device. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項6】 請求項5記載の半導体装置の製造方法で
あって、半導体装置のボール形成工程の後は、エージン
グ工程の後であることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein after the ball forming step of the semiconductor device, the aging step is performed.
【請求項7】 請求項6記載の半導体装置の製造方法で
あって、半導体装置のエージング工程は、バーンイン装
置を使用したエージング工程であることを特徴とする半
導体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the aging step of the semiconductor device is an aging step using a burn-in device.
【請求項8】 請求項5〜7のいずれか1項に記載の半
導体装置の製造方法であって、前記半導体装置は、CS
P構造の半導体装置またはBGA構造の半導体装置であ
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein said semiconductor device is a semiconductor device.
A method for manufacturing a semiconductor device, which is a semiconductor device having a P structure or a semiconductor device having a BGA structure.
【請求項9】 請求項5〜8のいずれか1項に記載の半
導体装置の製造方法であって、前記半導体装置は、メモ
リ系を有する半導体集積回路装置であることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein said semiconductor device is a semiconductor integrated circuit device having a memory system. Production method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007225481A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Hitachi High-Technologies Corp Ball bump wafer inspection device
JP2012078302A (en) * 2010-10-06 2012-04-19 Nidec Tosok Corp Device for measuring height of wafer bump and method for measuring height

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