JP3517388B2 - バンプの検査方法及びバンプの検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＢＧＡ基板等の基板
に接続端子として形成するバンプの高さ、あるいは半導
体素子をフリップチップ接続によって実装する基板に形
成するバンプの高さ等の検査に好適に利用できるバンプ
の検査方法及びバンプの検査装置に関する。
に接続端子として形成するバンプの高さ、あるいは半導
体素子をフリップチップ接続によって実装する基板に形
成するバンプの高さ等の検査に好適に利用できるバンプ
の検査方法及びバンプの検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＢＧＡ基板等の表面実装型の半導体装置
には、基板の表面に形成したランドに外部接続端子とし
て半球状のバンプを形成して提供される製品がある。バ
ンプはランドにはんだボールを接合して形成することも
できるが、バンプの径寸法が小さく、高密度にバンプを
配置する製品の場合には、印刷法によってはんだペース
トをランドに供給し、リフローして半球状のバンプを形
成する方法が一般的である。このように、はんだペース
トをランドに供給してバンプを形成する方法の場合は、
はんだペーストの供給量のばらつき等によってバンプの
高さや大きさがばらつく場合がある。
には、基板の表面に形成したランドに外部接続端子とし
て半球状のバンプを形成して提供される製品がある。バ
ンプはランドにはんだボールを接合して形成することも
できるが、バンプの径寸法が小さく、高密度にバンプを
配置する製品の場合には、印刷法によってはんだペース
トをランドに供給し、リフローして半球状のバンプを形
成する方法が一般的である。このように、はんだペース
トをランドに供給してバンプを形成する方法の場合は、
はんだペーストの供給量のばらつき等によってバンプの
高さや大きさがばらつく場合がある。
【０００３】このため、基板の表面に接続端子としてバ
ンプを形成した半導体装置では、バンプを形成した後、
検査装置を用いてバンプの高さを検査することを行って
いる。従来のバンプ検査装置は、光学的な方法によって
バンプの高さを測定する方法が一般的である。図６は、
基板１０に形成したバンプ１２の高さを光学的に検査す
る方法の概略図を示す。光学的にバンプ１２の高さを検
知する方法としては、基板１０の表面に被覆されている
ソルダーレジスト等の保護膜１４の表面を基準面とし、
基準面からバンプ１２の頂点までの距離を検知して測定
する方法、コイニング加工によって平坦面に形成したバ
ンプ１２の頂部の形状を光学的に検知することによって
バンプの高さを測定する等の方法がある。
ンプを形成した半導体装置では、バンプを形成した後、
検査装置を用いてバンプの高さを検査することを行って
いる。従来のバンプ検査装置は、光学的な方法によって
バンプの高さを測定する方法が一般的である。図６は、
基板１０に形成したバンプ１２の高さを光学的に検査す
る方法の概略図を示す。光学的にバンプ１２の高さを検
知する方法としては、基板１０の表面に被覆されている
ソルダーレジスト等の保護膜１４の表面を基準面とし、
基準面からバンプ１２の頂点までの距離を検知して測定
する方法、コイニング加工によって平坦面に形成したバ
ンプ１２の頂部の形状を光学的に検知することによって
バンプの高さを測定する等の方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光学的な方法によってバンプの高さを検知する方法の場
合は、バンプの光沢によって光の反射率が大きく異な
り、バンプの状態によって測定精度がばらつく場合があ
ること、ソルダーレジスト等の保護膜を基準面としてバ
ンプの高さを測定する場合は、保護膜の厚さがばらつく
ことによりバンプのランド面からの高さがばらつき測定
精度が低下すること、基板そのものに反りが生じている
ような場合には、光学の焦点位置からずれてしまい精度
のよい測定ができないという問題がある。
光学的な方法によってバンプの高さを検知する方法の場
合は、バンプの光沢によって光の反射率が大きく異な
り、バンプの状態によって測定精度がばらつく場合があ
ること、ソルダーレジスト等の保護膜を基準面としてバ
ンプの高さを測定する場合は、保護膜の厚さがばらつく
ことによりバンプのランド面からの高さがばらつき測定
精度が低下すること、基板そのものに反りが生じている
ような場合には、光学の焦点位置からずれてしまい精度
のよい測定ができないという問題がある。
【０００５】また、最近の半導体装置は接続端子の微細
化とともに端子数が増大してきたため、バンプの高さの
測定精度にさらに高精度が要求されるようになってき
た。前述したように、バンプの高さのばらつきは個々の
ランドに供給されるはんだペーストの分量がばらついた
り、はんだペーストに含まれるフラックスがばらついた
りすることによって生じる。高さが数百μｍ程度の大き
なバンプの場合には、はんだペーストの分量のばらつき
はさほど問題にならないが、高さが数十μｍ程度の小さ
なバンプを形成するといった場合には、はんだペースト
の分量のわずかなばらつき等によってバンプの高さ及び
形状が大きく影響を受けるようになるからである。
化とともに端子数が増大してきたため、バンプの高さの
測定精度にさらに高精度が要求されるようになってき
た。前述したように、バンプの高さのばらつきは個々の
ランドに供給されるはんだペーストの分量がばらついた
り、はんだペーストに含まれるフラックスがばらついた
りすることによって生じる。高さが数百μｍ程度の大き
なバンプの場合には、はんだペーストの分量のばらつき
はさほど問題にならないが、高さが数十μｍ程度の小さ
なバンプを形成するといった場合には、はんだペースト
の分量のわずかなばらつき等によってバンプの高さ及び
形状が大きく影響を受けるようになるからである。
【０００６】また、バンプの大きさが小さい場合には、
ソルダーレジスト等の保護膜といったばらつきが生じや
すいものを基準面とすることは精度を低下させる原因に
なるし、基板のわずかな反り等も精度を低下させる原因
となる。本発明はこれらの問題点を解消すべくなされた
ものであり、その目的とするところは、バンプがより微
細に形成され、端子数が多くなった場合でも高精度にバ
ンプの高さを測定することができるバンプの検査方法及
びバンプの検査装置を提供しようとするものである。
ソルダーレジスト等の保護膜といったばらつきが生じや
すいものを基準面とすることは精度を低下させる原因に
なるし、基板のわずかな反り等も精度を低下させる原因
となる。本発明はこれらの問題点を解消すべくなされた
ものであり、その目的とするところは、バンプがより微
細に形成され、端子数が多くなった場合でも高精度にバ
ンプの高さを測定することができるバンプの検査方法及
びバンプの検査装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、基板の両面
に同一の平面配置で各面ごとに異なる素材からなる複数
のバンプが形成された被測定体のバンプの高さを検査す
るバンプの検査方法において、前記基板の両面に各面ご
とに形成された各々のバンプを形成している素材の少な
くとも２種類の異なる波長のＸ線に対する線吸収係数の
既知データを基準とし、前記被測定体に前記２種類のＸ
線を各々入射させ、基板の両面の個々のバンプ部分にお
ける各々のＸ線の透過強度を測定することにより、基板
の両面の個々のバンプの高さを検知することを特徴とす
る。
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、基板の両面
に同一の平面配置で各面ごとに異なる素材からなる複数
のバンプが形成された被測定体のバンプの高さを検査す
るバンプの検査方法において、前記基板の両面に各面ご
とに形成された各々のバンプを形成している素材の少な
くとも２種類の異なる波長のＸ線に対する線吸収係数の
既知データを基準とし、前記被測定体に前記２種類のＸ
線を各々入射させ、基板の両面の個々のバンプ部分にお
ける各々のＸ線の透過強度を測定することにより、基板
の両面の個々のバンプの高さを検知することを特徴とす
る。
【０００８】また、上記バンプの検査方法を適用して被
測定体のバンプの高さを検査するバンプの検査装置であ
って、基板の両面に同一の平面配置で各面ごとに異なる
素材からなる複数のバンプが形成された被測定体を支持
するステージと、該ステージに支持された被測定体に、
少なくとも２種類の異なる波長のＸ線を入射させるＸ線
発生装置と、該ステージに支持された被測定体の前記バ
ンプ部分における、前記各々のＸ線の透過強度を検知し
基板の両面の個々のバンプの高さを検知する検知装置と
を備えたことを特徴とする。
測定体のバンプの高さを検査するバンプの検査装置であ
って、基板の両面に同一の平面配置で各面ごとに異なる
素材からなる複数のバンプが形成された被測定体を支持
するステージと、該ステージに支持された被測定体に、
少なくとも２種類の異なる波長のＸ線を入射させるＸ線
発生装置と、該ステージに支持された被測定体の前記バ
ンプ部分における、前記各々のＸ線の透過強度を検知し
基板の両面の個々のバンプの高さを検知する検知装置と
を備えたことを特徴とする。
【０００９】また、前記検知装置が、前記被測定体を透
過したＸ線を検知するＸ線ＣＣＤカメラと、該Ｘ線ＣＣ
Ｄカメラから出力される画像データを解析して前記バン
プ部分を透過したＸ線の透過強度を検知する解析装置と
を備えたことを特徴とする。また、前記検知装置が、前
記被測定体を透過したＸ線を検知するイメージインテン
シファイアと、該Ｘ線イメージインテンシファイアから
出力される画像データを解析して前記バンプ部分を透過
したＸ線の透過強度を検知する解析装置とを備えたこと
を特徴とする。また、前記検知装置が、前記被測定体を
透過したＸ線を検知する光電子増倍管と、該光電子増倍
管からの出力を解析して前記バンプ部分を透過したＸ線
の透過強度を検知する解析装置とを備えたことを特徴と
する。
過したＸ線を検知するＸ線ＣＣＤカメラと、該Ｘ線ＣＣ
Ｄカメラから出力される画像データを解析して前記バン
プ部分を透過したＸ線の透過強度を検知する解析装置と
を備えたことを特徴とする。また、前記検知装置が、前
記被測定体を透過したＸ線を検知するイメージインテン
シファイアと、該Ｘ線イメージインテンシファイアから
出力される画像データを解析して前記バンプ部分を透過
したＸ線の透過強度を検知する解析装置とを備えたこと
を特徴とする。また、前記検知装置が、前記被測定体を
透過したＸ線を検知する光電子増倍管と、該光電子増倍
管からの出力を解析して前記バンプ部分を透過したＸ線
の透過強度を検知する解析装置とを備えたことを特徴と
する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて添付図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明
に係るバンプの検査方法を説明する説明図である。本発
明に係るバンプの検査方法では被測定体にＸ線を照射
し、被測定体を透過したＸ線の強度を測定することによ
ってバンプの高さを測定する。図１に示す測定方法は、
ランド１６が形成された基板１０にバンプ１２を形成し
ていない状態とランド１６にバンプ１２を形成した状態
を比較することによってバンプ１２の高さを測定する方
法を示す。
ついて添付図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明
に係るバンプの検査方法を説明する説明図である。本発
明に係るバンプの検査方法では被測定体にＸ線を照射
し、被測定体を透過したＸ線の強度を測定することによ
ってバンプの高さを測定する。図１に示す測定方法は、
ランド１６が形成された基板１０にバンプ１２を形成し
ていない状態とランド１６にバンプ１２を形成した状態
を比較することによってバンプ１２の高さを測定する方
法を示す。
【００１１】図１(a)に示すように、ランド１６にバン
プ１２を形成していない状態でのＸ線の入射強度を
Ｉ0、Ｘ線の透過強度をＩ1とすると、Ｉ0とＩ1には関係
式 Ｉ1＝Ｉ0exp(−μ1x) が成り立つ。μ1はプランクの線吸収係数である。一
方、図１(b)に示すように、ランド１６にバンプ１２を
形成した場合には、Ｘ線の入射強度をＩ0、Ｘ線の透過
強度をＩとすると、Ｉ0とＩには関係式 Ｉ＝｛Ｉ0exp(−μ1x)｝・exp(−μBｈ)＝Ｉ1・exp(−
μBｈ) が成り立つ。μBはバンプを形成している素材の線吸収
係数、ｈはバンプの高さである。ＩとＩ1の関係式から
ｈの式に変形すると、 ｈ＝−｛ｌｎ（Ｉ／Ｉ1）｝／μB となる。
プ１２を形成していない状態でのＸ線の入射強度を
Ｉ0、Ｘ線の透過強度をＩ1とすると、Ｉ0とＩ1には関係
式 Ｉ1＝Ｉ0exp(−μ1x) が成り立つ。μ1はプランクの線吸収係数である。一
方、図１(b)に示すように、ランド１６にバンプ１２を
形成した場合には、Ｘ線の入射強度をＩ0、Ｘ線の透過
強度をＩとすると、Ｉ0とＩには関係式 Ｉ＝｛Ｉ0exp(−μ1x)｝・exp(−μBｈ)＝Ｉ1・exp(−
μBｈ) が成り立つ。μBはバンプを形成している素材の線吸収
係数、ｈはバンプの高さである。ＩとＩ1の関係式から
ｈの式に変形すると、 ｈ＝−｛ｌｎ（Ｉ／Ｉ1）｝／μB となる。
【００１２】この関係式によれば、ランド１６にバンプ
１２を形成していない状態でのＸ線の透過強度Ｉ1をあ
らかじめ測定しておき、また一方、はんだを形成してい
る素材の線吸収係数μBをあらかじめ測定しておくこと
により、バンプ１２を形成した状態でＸ線の透過強度を
測定するだけでバンプ１２の高さ（ｈ）を検知すること
ができる。基板１０に形成するランド１６は厚さ１８μ
ｍ程度で薄く、その厚さのばらつきが小さく、一般に線
吸収係数が小さいため測定精度に及ぼす影響は小さい。
したがって、検査対象の基板について、バンプを形成し
ていない状態であらかじめＸ線の透過強度（Ｉ1）を測
定しておき、この値を基準にして製品検査すればよい。
１２を形成していない状態でのＸ線の透過強度Ｉ1をあ
らかじめ測定しておき、また一方、はんだを形成してい
る素材の線吸収係数μBをあらかじめ測定しておくこと
により、バンプ１２を形成した状態でＸ線の透過強度を
測定するだけでバンプ１２の高さ（ｈ）を検知すること
ができる。基板１０に形成するランド１６は厚さ１８μ
ｍ程度で薄く、その厚さのばらつきが小さく、一般に線
吸収係数が小さいため測定精度に及ぼす影響は小さい。
したがって、検査対象の基板について、バンプを形成し
ていない状態であらかじめＸ線の透過強度（Ｉ1）を測
定しておき、この値を基準にして製品検査すればよい。
【００１３】ランド１６にバンプ１２を形成していない
状態でのＸ線の透過強度Ｉ1は、実際にはランド１６に
よるＸ線の吸収の他に基板１０の本体によるＸ線の吸収
を反映したものとなっている。したがって、ランド１６
以外に基板１０の内層に導体部が形成されていない場合
はもちろんのこと、基板１０の内層に導体部が形成され
ている場合であっても本実施形態の方法によればバンプ
１２の高さを検知することが可能である。バンプ１２の
高さは、バンプ１２がない状態の基板１０のＸ線透過強
度を基準とし、それからの差異を検知して求めるからで
ある。
状態でのＸ線の透過強度Ｉ1は、実際にはランド１６に
よるＸ線の吸収の他に基板１０の本体によるＸ線の吸収
を反映したものとなっている。したがって、ランド１６
以外に基板１０の内層に導体部が形成されていない場合
はもちろんのこと、基板１０の内層に導体部が形成され
ている場合であっても本実施形態の方法によればバンプ
１２の高さを検知することが可能である。バンプ１２の
高さは、バンプ１２がない状態の基板１０のＸ線透過強
度を基準とし、それからの差異を検知して求めるからで
ある。
【００１４】被測定体の透過強度を測定する場合のＸ線
の波長は任意に選択することが可能である。したがっ
て、被測定体に応じてあらかじめＸ線の吸収スペクトル
を測定しておき、最も測定に適したＸ線波長で測定する
のがよい。たとえば、バンプ１２をはんだによって形成
する場合は、はんだについてあらかじめＸ線の吸収スペ
クトルを測定しておき、線吸収係数の大きな波長で測定
することによって精度よく測定することが可能となる。
同種の基板であっても製品によって吸収スペクトルが異
なることがあり得るから、あらかじめ吸収スペクトルを
測定して最適なＸ線波長で測定することは有効である。
の波長は任意に選択することが可能である。したがっ
て、被測定体に応じてあらかじめＸ線の吸収スペクトル
を測定しておき、最も測定に適したＸ線波長で測定する
のがよい。たとえば、バンプ１２をはんだによって形成
する場合は、はんだについてあらかじめＸ線の吸収スペ
クトルを測定しておき、線吸収係数の大きな波長で測定
することによって精度よく測定することが可能となる。
同種の基板であっても製品によって吸収スペクトルが異
なることがあり得るから、あらかじめ吸収スペクトルを
測定して最適なＸ線波長で測定することは有効である。
【００１５】図２は、基板１０の両面にバンプ１２ａ、
１２ｂを設けた例である。半導体装置製品では、このよ
うに基板１０の両面のバンプ１２ａ、１２ｂが同一の平
面配置となるように形成する場合がよくある。この場合
に、基板１０の一方の面のバンプ１２ａが錫−鉛によっ
て形成され、他方の面のバンプ１２ｂが錫−銀によって
形成されているというように、基板１０の両面のバンプ
１２ａ、１２ｂが異なる材料で形成されている場合はＸ
線の透過強度を測定することによってバンプ１２ａ、１
２ｂの各々の高さｈa、ｈbを検知することができる。
１２ｂを設けた例である。半導体装置製品では、このよ
うに基板１０の両面のバンプ１２ａ、１２ｂが同一の平
面配置となるように形成する場合がよくある。この場合
に、基板１０の一方の面のバンプ１２ａが錫−鉛によっ
て形成され、他方の面のバンプ１２ｂが錫−銀によって
形成されているというように、基板１０の両面のバンプ
１２ａ、１２ｂが異なる材料で形成されている場合はＸ
線の透過強度を測定することによってバンプ１２ａ、１
２ｂの各々の高さｈa、ｈbを検知することができる。
【００１６】基板１０の両面のバンプ１２ａ、１２ｂの
高さを各々検知するには、２つ以上の異なる波長のＸ線
を用いて透過強度を測定する。すなわち、Ｘ線の波長λ
1、λ2における被測定体を透過するＸ線の透過強度を各
々Ｉ1、Ｉ2、Ｘ線の波長λ1、λ2におけるバンプ１２
ａ、１２ｂを形成している素材の線吸収係数を各々
μa1、μa2、μb1、μb2とすると、Ｉ1、Ｉ2は次式によ
って与えられる。 Ｉ1＝Ｉ0exp(−μa1ｈa)・exp(−μb1ｈb) Ｉ2＝Ｉ0exp(−μa2ｈa)・exp(−μb2ｈb) μa1、μa2、μb1、μb2はあらかじめ測定して得られて
いるし、Ｉ1、Ｉ2は測定結果として得られるから、上式
によりバンプ１２ａ、１２ｂの高さｈa、ｈbを求めるこ
とができる。
高さを各々検知するには、２つ以上の異なる波長のＸ線
を用いて透過強度を測定する。すなわち、Ｘ線の波長λ
1、λ2における被測定体を透過するＸ線の透過強度を各
々Ｉ1、Ｉ2、Ｘ線の波長λ1、λ2におけるバンプ１２
ａ、１２ｂを形成している素材の線吸収係数を各々
μa1、μa2、μb1、μb2とすると、Ｉ1、Ｉ2は次式によ
って与えられる。 Ｉ1＝Ｉ0exp(−μa1ｈa)・exp(−μb1ｈb) Ｉ2＝Ｉ0exp(−μa2ｈa)・exp(−μb2ｈb) μa1、μa2、μb1、μb2はあらかじめ測定して得られて
いるし、Ｉ1、Ｉ2は測定結果として得られるから、上式
によりバンプ１２ａ、１２ｂの高さｈa、ｈbを求めるこ
とができる。
【００１７】Ｘ線の透過強度を検知してバンプの高さを
測定するには、被測定体の各々のバンプについてその透
過強度を測定する必要がある。図３から５はＸ線の透過
強度を測定する測定装置の構成例を示す。図３はＸ線Ｃ
ＣＤカメラを用いて測定するもの、図４はＸ線イメージ
インテンシファイアを用いて測定する装置、図５は光電
子増倍管を用いて測定する装置である。以下、これらの
各装置の構成について説明する。
測定するには、被測定体の各々のバンプについてその透
過強度を測定する必要がある。図３から５はＸ線の透過
強度を測定する測定装置の構成例を示す。図３はＸ線Ｃ
ＣＤカメラを用いて測定するもの、図４はＸ線イメージ
インテンシファイアを用いて測定する装置、図５は光電
子増倍管を用いて測定する装置である。以下、これらの
各装置の構成について説明する。
【００１８】図３に示すバンプの検査装置は、被測定体
３０にＸ線を入射させるＸ線発生装置２０と、被測定体
３０を透過したＸ線を検知するＸ線ＣＣＤカメラ２２と
を備え、Ｘ線ＣＣＤカメラ２２によってとらえられた画
像データをＡＤコンバータ２４によりディジタル値に変
換し、コンピュータ２６によりＸ線透過強度として検知
するものである。２８は被測定体３０をセットするステ
ージ、２９はステージ２８をＣＣＤカメラ２２の光軸に
平行に接離して被測定体３０をフォーカス位置に調節す
るためのスライドガイドである。
３０にＸ線を入射させるＸ線発生装置２０と、被測定体
３０を透過したＸ線を検知するＸ線ＣＣＤカメラ２２と
を備え、Ｘ線ＣＣＤカメラ２２によってとらえられた画
像データをＡＤコンバータ２４によりディジタル値に変
換し、コンピュータ２６によりＸ線透過強度として検知
するものである。２８は被測定体３０をセットするステ
ージ、２９はステージ２８をＣＣＤカメラ２２の光軸に
平行に接離して被測定体３０をフォーカス位置に調節す
るためのスライドガイドである。
【００１９】前述したように、被測定体３０のバンプを
形成している素材の線吸収係数μBと、バンプを形成し
ていない状態でのＸ線の透過強度Ｉ1があらかじめわか
っていれば、被測定体３０を透過したＸ線の透過強度を
検知することによってバンプの高さを求めることができ
る。コンピュータ２６では、被測定体３０の各々のバン
プを透過したＸ線透過強度Ｉと、線吸収係数μB及びＸ
線の透過強度Ｉ1から各々のバンプの高さｈBを解析して
求める。この検知結果から、バンプが所定の高さ寸法を
備えているか否かを判断し製品の良否判定を行うことが
できる。本実施形態ではＸ線ＣＣＤカメラ２２、ＡＤコ
ンバータ２４及びコンピュータ２６が検知装置に相当
し、コンピュータ２６が解析装置に相当する。
形成している素材の線吸収係数μBと、バンプを形成し
ていない状態でのＸ線の透過強度Ｉ1があらかじめわか
っていれば、被測定体３０を透過したＸ線の透過強度を
検知することによってバンプの高さを求めることができ
る。コンピュータ２６では、被測定体３０の各々のバン
プを透過したＸ線透過強度Ｉと、線吸収係数μB及びＸ
線の透過強度Ｉ1から各々のバンプの高さｈBを解析して
求める。この検知結果から、バンプが所定の高さ寸法を
備えているか否かを判断し製品の良否判定を行うことが
できる。本実施形態ではＸ線ＣＣＤカメラ２２、ＡＤコ
ンバータ２４及びコンピュータ２６が検知装置に相当
し、コンピュータ２６が解析装置に相当する。
【００２０】なお、図３で３２はＸ線の強度を較正する
ための標準サンプルである。標準サンプル３２をステー
ジ２８に配置し、Ｘ線ＣＣＤカメラ２２によって標準サ
ンプル３２のＸ線透過度を検知することによって入射Ｘ
線の強度を調節して測定することができる。または、入
射Ｘ線の強度によって測定結果を補正することができ
る。
ための標準サンプルである。標準サンプル３２をステー
ジ２８に配置し、Ｘ線ＣＣＤカメラ２２によって標準サ
ンプル３２のＸ線透過度を検知することによって入射Ｘ
線の強度を調節して測定することができる。または、入
射Ｘ線の強度によって測定結果を補正することができ
る。
【００２１】図４は、Ｘ線発生装置２０から被測定体３
０に向けてＸ線を入射させ、被測定体３０を透過したＸ
線をＸ線イメージインテンシファイア３４に入射させる
ように構成した装置である。Ｘ線イメージインテンシフ
ァイア３４は微弱なＸ線像を可視像に変換する作用を有
し、出力光側にディジタルＣＣＤカメラ３６を配置する
ことにより、被測定体３０のＸ線透過像をディジタル画
像としてコンピュータ２６に出力することができる。コ
ンピュータ２６では被測定体３０のディジタル画像から
各々のバンプのＸ線透過度を解析し、これに基づいて各
々のバンプの高さを検知する。
０に向けてＸ線を入射させ、被測定体３０を透過したＸ
線をＸ線イメージインテンシファイア３４に入射させる
ように構成した装置である。Ｘ線イメージインテンシフ
ァイア３４は微弱なＸ線像を可視像に変換する作用を有
し、出力光側にディジタルＣＣＤカメラ３６を配置する
ことにより、被測定体３０のＸ線透過像をディジタル画
像としてコンピュータ２６に出力することができる。コ
ンピュータ２６では被測定体３０のディジタル画像から
各々のバンプのＸ線透過度を解析し、これに基づいて各
々のバンプの高さを検知する。
【００２２】Ｘ線イメージインテンシファイア３４は高
画質を備えているから、被測定体３０が微細なバンプが
高密度で多数個形成されているものであっても精度良く
測定することができる。また、Ｘ線イメージインテンシ
ファイア３４は比較的広い範囲にわたって画像をとらえ
ることができるから、被測定体が半導体装置程度の大き
さのものであれば一度に測定することができる。なお、
この実施形態の場合も標準サンプルを用いてＸ線強度を
較正するようにしてもよい。本実施形態ではＸ線イメー
ジインテンシファイア３４、ディジタルＣＣＤカメラ３
６及びコンピュータ２６が検知装置に相当する。
画質を備えているから、被測定体３０が微細なバンプが
高密度で多数個形成されているものであっても精度良く
測定することができる。また、Ｘ線イメージインテンシ
ファイア３４は比較的広い範囲にわたって画像をとらえ
ることができるから、被測定体が半導体装置程度の大き
さのものであれば一度に測定することができる。なお、
この実施形態の場合も標準サンプルを用いてＸ線強度を
較正するようにしてもよい。本実施形態ではＸ線イメー
ジインテンシファイア３４、ディジタルＣＣＤカメラ３
６及びコンピュータ２６が検知装置に相当する。
【００２３】図５は、Ｘ線発生装置２０から被測定体３
０に向けてＸ線を入射させ、被測定体３０を透過したＸ
線を光電子増倍管３８によって検知して被測定体３０を
透過したＸ線の透過強度を測定する装置である。光電子
増倍管３８はＸ線によって励起された光電子を増幅し、
フォトンカウンター４０によりカウントしたデータがコ
ンピュータ２６に入力される。３９は光電子増倍管３８
を駆動する高圧電源３９である。光電子増倍管３８を用
いる測定方法では、被測定体３０の個々のバンプごとカ
ウント数を測定することによりＸ線透過度を検知する。
したがって、被測定体３０を光電子増倍管３８に対して
バンプごと移動させて測定する必要がある。実施形態で
は、移動ステージ４２にステージ２８を支持し、移動ス
テージ４２の移動位置をコンピュータ２６によって制御
して測定するようにしている。
０に向けてＸ線を入射させ、被測定体３０を透過したＸ
線を光電子増倍管３８によって検知して被測定体３０を
透過したＸ線の透過強度を測定する装置である。光電子
増倍管３８はＸ線によって励起された光電子を増幅し、
フォトンカウンター４０によりカウントしたデータがコ
ンピュータ２６に入力される。３９は光電子増倍管３８
を駆動する高圧電源３９である。光電子増倍管３８を用
いる測定方法では、被測定体３０の個々のバンプごとカ
ウント数を測定することによりＸ線透過度を検知する。
したがって、被測定体３０を光電子増倍管３８に対して
バンプごと移動させて測定する必要がある。実施形態で
は、移動ステージ４２にステージ２８を支持し、移動ス
テージ４２の移動位置をコンピュータ２６によって制御
して測定するようにしている。
【００２４】被測定体３０のバンプごと光電子増倍管３
８からの出力（カウント数）をコンピュータ２６に記憶
させることによって、被測定体３０のすべてのバンプに
ついてＸ線透過強度を測定することができる。Ｘ線透過
強度から個々のバンプの高さを検知する方法は上述した
実施形態と同様である。光電子増倍管３８を用いる検査
方法は各バンプごと測定しなければならない点で煩雑で
あるが、より正確な測定ができるという利点がある。本
実施形態では、光電子増倍管３８、フォトンカウンタ４
４及びコンピュータ２６が検知装置に相当する。
８からの出力（カウント数）をコンピュータ２６に記憶
させることによって、被測定体３０のすべてのバンプに
ついてＸ線透過強度を測定することができる。Ｘ線透過
強度から個々のバンプの高さを検知する方法は上述した
実施形態と同様である。光電子増倍管３８を用いる検査
方法は各バンプごと測定しなければならない点で煩雑で
あるが、より正確な測定ができるという利点がある。本
実施形態では、光電子増倍管３８、フォトンカウンタ４
４及びコンピュータ２６が検知装置に相当する。
【００２５】以上説明したように、本発明に係るバンプ
検査装置は被測定体を透過するＸ線を用いてバンプの高
さを測定することから、次のような利点を有するものと
なる。すなわち、バンプの光沢といった測定対象の表面
の性状に関わらず正確な測定が可能になる。また、Ｘ線
の透過によるから、従来のようにソルダーレジスト等の
保護膜を基準にしてバンプの高さを測定するといった必
要がなくなり、ランドからのバンプの高さを検知するこ
とができるようになる。したがって、保護膜の厚さのば
らつきによって測定精度がばらつくことがなくなり、高
精度の検査が可能になる。このことは、半導体素子をフ
リップチップ接続によって基板に実装するような場合
で、基板にバンプを形成するといったようにバンプの寸
法が小さく、高密度に配置される製品を検査する場合に
とくに好適である。また、基板の反り等にも影響される
ことなくバンプの高さを測定することが可能となり、場
合によっては基板の内層部分の高さ（厚さ）の測定が可
能になる。
検査装置は被測定体を透過するＸ線を用いてバンプの高
さを測定することから、次のような利点を有するものと
なる。すなわち、バンプの光沢といった測定対象の表面
の性状に関わらず正確な測定が可能になる。また、Ｘ線
の透過によるから、従来のようにソルダーレジスト等の
保護膜を基準にしてバンプの高さを測定するといった必
要がなくなり、ランドからのバンプの高さを検知するこ
とができるようになる。したがって、保護膜の厚さのば
らつきによって測定精度がばらつくことがなくなり、高
精度の検査が可能になる。このことは、半導体素子をフ
リップチップ接続によって基板に実装するような場合
で、基板にバンプを形成するといったようにバンプの寸
法が小さく、高密度に配置される製品を検査する場合に
とくに好適である。また、基板の反り等にも影響される
ことなくバンプの高さを測定することが可能となり、場
合によっては基板の内層部分の高さ（厚さ）の測定が可
能になる。
【００２６】本発明に係るバンプの検査方法及びバンプ
の検査装置によれば、上述したように、とくに、基板の
両面に同一の平面配置で各面ごとに異なる素材からなる
複数のバンプが形成された被測定体について、バンプの
表面の光沢や基板の表面の性状、保護膜の厚さのばらつ
き等に影響されることなく高精度にバンプの高さを測定
することが可能となる。これにより、バンプが小さく高
密度に配置される被測定体であっても精度の良い製品検
査を行うことができる等の著効を奏する。
の検査装置によれば、上述したように、とくに、基板の
両面に同一の平面配置で各面ごとに異なる素材からなる
複数のバンプが形成された被測定体について、バンプの
表面の光沢や基板の表面の性状、保護膜の厚さのばらつ
き等に影響されることなく高精度にバンプの高さを測定
することが可能となる。これにより、バンプが小さく高
密度に配置される被測定体であっても精度の良い製品検
査を行うことができる等の著効を奏する。
【図１】Ｘ線を使用してバンプの高さを測定する方法を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】基板の両面にバンプを形成した被測定体のバン
プの高さを測定する方法を示す説明図である。
プの高さを測定する方法を示す説明図である。
【図３】バンプ検査装置の構成例を示す説明図である。
【図４】バンプ検査装置の他の構成例を示す説明図であ
る。
る。
【図５】バンプ検査装置のさらに他の構成例を示す説明
図である。
図である。
【図６】バンプの高さを検査する従来方法を示す説明図
である。
である。
１０ 基板
１２、１２ａ、１２ｂ バンプ
１４ 保護膜
１６ ランド
２０ Ｘ線発生装置
２２ ＣＣＤカメラ
２６ コンピュータ
２８ ステージ
３０ 被測定体
３２ 標準サンプル
３４ Ｘ線イメージインテンシファイア
３８ 光電子増倍管
３９ 高圧電源
４０ フォトンカウンター
４２ 移動ステージ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−251535（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−224600（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−159727（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−322826（ＪＰ，Ａ)
国際公開00／013228（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/60
H01L 21/66
Claims (5)
- 【請求項１】 基板の両面に同一の平面配置で各面ごと
に異なる素材からなる複数のバンプが形成された被測定
体のバンプの高さを検査するバンプの検査方法におい
て、前記基板の両面に各面ごとに形成された各々のバンプを
形成している素材の少なくとも２種類の異なる波長の Ｘ
線に対する線吸収係数の既知データを基準とし、前記被測定体に前記２種類のＸ線を各々入射させ、基板
の両面の個々のバンプ部分における各々のＸ線の透過強
度を測定することにより、基板の両面の 個々のバンプの
高さを検知することを特徴とするバンプの検査方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のバンプの検査方法を適用
して被測定体のバンプの高さを検査するバンプの検査装
置であって、 基板の両面に同一の平面配置で各面ごとに異なる素材か
らなる複数のバンプが形成された被測定体を支持するス
テージと、 該ステージに支持された被測定体に、少なくとも２種類
の異なる波長のＸ線を入射させるＸ線発生装置と、 該ステージに支持された被測定体の前記バンプ部分にお
ける、前記各々のＸ線の透過強度を検知し基板の両面の
個々のバンプの高さを検知する検知装置とを備えたこと
を特徴とするバンプの検査装置。 - 【請求項３】 前記検知装置が、前記被測定体を透過し
たＸ線を検知するＸ線ＣＣＤカメラと、該Ｘ線ＣＣＤカ
メラから出力される画像データを解析して前記バンプ部
分を透過したＸ線の透過強度を検知する解析装置とを備
えたことを特徴とする請求項２記載のバンプの検査装
置。 - 【請求項４】 前記検知装置が、前記被測定体を透過し
たＸ線を検知するイメージインテンシファイアと、該Ｘ
線イメージインテンシファイアから出力される画像デー
タを解析して前記バンプ部分を透過したＸ線の透過強度
を検知する解析装置とを備えたことを特徴とする請求項
２記載のバンプの検査装置。 - 【請求項５】 前記検知装置が、前記被測定体を透過し
たＸ線を検知する光電子増倍管と、該光電子増倍管から
の出力を解析して前記バンプ部分を透過したＸ線の透過
強度を検知する解析装置とを備えたことを特徴とする請
求項２記載のバンプの検査装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2000177916A JP3517388B2 (ja) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | バンプの検査方法及びバンプの検査装置 |
| EP09002532A EP2058623A3 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-12 | Method and apparatus for measuring a bump on a substrate |
| EP01113541A EP1164351A3 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-12 | Method and apparatus for measuring a bump on a substrate |
| US09/881,004 US6522719B2 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-14 | Method and apparatus for measuring a bump on a substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000177916A JP3517388B2 (ja) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | バンプの検査方法及びバンプの検査装置 |
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|---|---|
| JP2001358161A JP2001358161A (ja) | 2001-12-26 |
| JP3517388B2 true JP3517388B2 (ja) | 2004-04-12 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000177916A Expired - Fee Related JP3517388B2 (ja) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | バンプの検査方法及びバンプの検査装置 |
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| EP (2) | EP1164351A3 (ja) |
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| JP3969337B2 (ja) * | 2003-04-15 | 2007-09-05 | 株式会社島津製作所 | バンプ検査装置 |
| US7991242B2 (en) | 2005-05-11 | 2011-08-02 | Optosecurity Inc. | Apparatus, method and system for screening receptacles and persons, having image distortion correction functionality |
| WO2006119603A1 (en) | 2005-05-11 | 2006-11-16 | Optosecurity Inc. | Method and system for screening luggage items, cargo containers or persons |
| US7899232B2 (en) | 2006-05-11 | 2011-03-01 | Optosecurity Inc. | Method and apparatus for providing threat image projection (TIP) in a luggage screening system, and luggage screening system implementing same |
| US8494210B2 (en) | 2007-03-30 | 2013-07-23 | Optosecurity Inc. | User interface for use in security screening providing image enhancement capabilities and apparatus for implementing same |
| JP5350604B2 (ja) * | 2007-05-16 | 2013-11-27 | スパンション エルエルシー | 半導体装置及びその製造方法 |
| EP2753920B1 (en) | 2011-09-07 | 2018-04-04 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray inspection system that integrates manifest data with imaging/detection processing |
| MY180533A (en) * | 2014-03-17 | 2020-12-01 | Shinetsu Chemical Co | Methods for working synthetic quartz glass substrate having a mirror-like surface and method for sensing synthetic quartz glass substrate |
| JP6359474B2 (ja) | 2015-03-10 | 2018-07-18 | 株式会社東芝 | 放射線を用いたろう付け接合長さの定量評価のための装置および方法 |
| GB2564038B (en) | 2016-02-22 | 2021-11-10 | Rapiscan Systems Inc | Systems and methods for detecting threats and contraband in cargo |
| TWI684017B (zh) * | 2018-02-13 | 2020-02-01 | 矽品精密工業股份有限公司 | 凸塊測試設備及方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US4119846A (en) * | 1977-02-03 | 1978-10-10 | Sangamo Weston, Inc. | Non-contacting gage apparatus and method |
| JPS60227108A (ja) * | 1984-04-25 | 1985-11-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 多層積層材の厚み測定方法 |
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| JPH0455743A (ja) * | 1990-06-26 | 1992-02-24 | Fujitsu Ltd | エックス線検査装置 |
| JPH04315006A (ja) * | 1991-04-12 | 1992-11-06 | Fujitsu Ltd | フリップチップのボンディング検査方法 |
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