JPH1089927A

JPH1089927A - バンプ検査装置

Info

Publication number: JPH1089927A
Application number: JP8239618A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fuse; 貴史布施; Hiroyuki Tsukahara; 博之塚原; Yoshitaka Oshima; 美隆大嶋; Yoji Nishiyama; 陽二西山; Fumiyuki Takahashi; 文之高橋
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 1998-04-10
Anticipated expiration: 2016-09-11
Also published as: JP3873331B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体チップに形成されたＩ／Ｏピンをなすバ
ンプの高さ及び径を検査するバンプ検査装置に関し、バ
ンプの高さ及び径の測定を１系統の光学系を介して行
い、構成を簡略化する。【解決手段】レーザ光２７を分岐してなるレーザ光５
３、５４をバンプ形成面４１及びバンプ４２に斜め情報
から照射し、レーザ光５３の反射光を検出することによ
り三角測量の原理でバンプ４２の高さＨを測定すると共
に、縦横方向に伸びるバンプ４２の影４９、影５１を利
用してバンプ配列の縦方向の径ＤＡ、ＤＢを測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップに形
成されたＩ／Ｏピン（入出力ピン）をなすバンプの高さ
及び径を検査するバンプ検査装置に関する。

【０００２】近年、半導体チップにおいては、その大規
模化により、Ｉ／Ｏピンの多ピン化及び小ピッチ化が進
められており、例えば、Ｉ／Ｏピンとしてバンプを形成
してなる半導体チップでは、バンプ径を１００μｍ以
下、ピッチを２００μｍ以下として、数千個のバンプを
形成してなるものが開発されている。

【０００３】このため、バンプの形成後に実行すべきバ
ンプの高さ及び径の検査を検査員の目視で行うことが非
常に困難となっており、バンプの高さ及び径の検査の自
動化が種々試みられている。

【０００４】

【従来の技術】図１４及び図１５は、Ｉ／Ｏピンとして
バンプを形成してなる半導体チップの一例を概略的に示
す平面図及び部分斜視図である。

【０００５】これら図１４及び図１５において、１は半
導体チップのバンプ形成面、２はバンプ形成面１に形成
されたアルミニウムからなる電極、３は電極２に接合さ
れている半田からなる球状のバンプである。

【０００６】このように構成された半導体チップは、バ
ンプ３を基板（図示せず）上の電極に接合させることに
より、基板に実装し、半導体チップの内部回路と基板の
電極との電気的接続を図ることができる。

【０００７】ここに、バンプ３の高さや径に差がある
と、基板の電極との接合を図る場合に、接合不足や、接
合されない場合が発生してしまうため、バンプ３の高さ
及び径を検査する必要がある。

【０００８】図１６は、バンプ３の高さＨ及びバンプ配
列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢを検査する従来のバンプ検
査装置の一例を示す概念図である。

【０００９】図１６中、５はレーザ光、６はレーザ光５
の反射光を受光する側に配置された受光レンズ、７は受
光レンズ６を通過したレーザ光５の反射光を検出する１
次元画像センサ、いわゆるラインセンサ、８はバンプ３
をバンプ形成面１の上方から撮像するカメラ、９はカメ
ラ８から出力される画像信号を処理する画像処理装置で
ある。

【００１０】このバンプ検査装置においては、半導体チ
ップは、例えば、レーザ光５の照射方向の水平方向成分
がバンプ配列の横方向と一致するように所定のステージ
（図示せず）に保持される。

【００１１】そして、バンプ３の高さＨは、受光レンズ
６及びラインセンサ７からなる光学系と、ラインセンサ
７から得られる信号を処理する信号処理系（図示せず）
を使用して、いわゆる三角測量の原理に基づいて算出さ
れる。

【００１２】具体的には、レーザ光５をバンプ配列の縦
方向に走査し、バンプ３の頂点１０からの反射光１１と
バンプ形成面１からの反射光１２とをラインセンサ７で
検出することにより、バンプ３の頂点１０と、バンプ３
の頂点を照射したレーザ光５の軌跡をバンプ３の頂点１
０から照射方向に延長させた場合におけるレーザ光５の
軌跡とバンプ形成面１との交点１３との間の距離Ｌを算
出し、Ｈ＝Ｌ×sinθなる演算を行うことにより算出さ
れる。但し、θはレーザ光５がバンプ形成面１となす角
度である。

【００１３】また、バンプ３のバンプ配列の縦横方向の
径ＤＡ、ＤＢは、カメラ８から出力される画像信号を処
理することにより得られるバンプ像１４に基づいて画像
処理装置９において算出される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、図１６に
示す従来のバンプ検査装置を使用する場合には、バンプ
３の高さＨ及びバンプ配列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢを
測定できるが、受光レンズ６及びラインセンサ７からな
る光学系及びその信号処理系と、カメラ８からなる光学
系及びその信号処理系（画像処理装置９）の２系統の光
学系及び信号処理系を必要とするため、構成が複雑にな
ってしまうという問題点があった。

【００１５】本発明は、かかる点に鑑み、バンプの高さ
及び径の測定を１系統の光学系を介して行い、構成を簡
略化することができるようにしたバンプ検査装置を提供
することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明中、第１の発明
（請求項１記載のバンプ検査装置）は、レーザ光を半導
体チップに形成されたバンプ及びバンプ形成面に斜め上
方から照射するレーザ光照射手段と、バンプ形成面の法
線方向を対称軸方向として、レーザ光の照射元である斜
め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光を利用し
て三角測量によりバンプの高さを測定すると共に、バン
プ形成面に生じるバンプの影を利用してバンプの径を測
定するバンプ高・バンプ径測定手段と、このバンプ高・
バンプ径測定手段により測定されたバンプの高さ及び径
からバンプの寸法が正常であるか否かを検査するバンプ
寸法検査手段とを備えるというものである。

【００１７】この第１の発明によれば、バンプ高・バン
プ径測定手段は、バンプ形成面の法線方向を対称軸方向
として、レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係に
ある斜め上方側への反射光を利用して三角測量によりバ
ンプの高さを測定すると共に、バンプ形成面に生じるバ
ンプの影を利用してバンプの径を測定するというもので
あるから、このバンプ高・バンプ径測定手段には、１系
統の光学系を設ければ足りる。

【００１８】本発明中、第２の発明（請求項２記載のバ
ンプ検査装置）は、第１の発明において、レーザ光照射
手段は、レーザ光の強度を可変することができるレーザ
光源を備えているというものである。

【００１９】この第２の発明によれば、レーザ光の強度
を可変することができるので、反射光の強度を所望の強
度に設定することができる。

【００２０】本発明中、第３の発明（請求項３記載のバ
ンプ検査装置）は、第２の発明において、レーザ光照射
手段は、レーザ光源から出力されるレーザ光を入力し、
バンプ及びバンプ形成面に照射するレーザ光として、１
次回折光を出力すると共に、この１次回折光を偏向によ
り走査する音響光学式光偏向器を備えているというもの
である。

【００２１】この第３の発明によれば、バンプ及びバン
プ形成面に照射するレーザ光の走査を容易に行うことが
できる。

【００２２】本発明中、第４の発明（請求項４記載のバ
ンプ検査装置）は、第３の発明において、レーザ光照射
手段は、音響光学式光偏向器から出力されるレーザ光を
バンプ及びバンプ形成面に斜め上方の２方向から照射す
る第１、第２のレーザ光に分岐するレーザ光分岐手段
と、第１、第２のレーザ光のバンプ及びバンプ形成面か
らの反射光のうち、バンプ形成面の法線方向を対称軸方
向として、レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係
にある斜め上方側への反射光を重畳させないように合流
させるレーザ光合流手段とを備えているというものであ
る。

【００２３】この第４の発明によれば、バンプ検査の対
象である半導体チップを水平方向に回転させることな
く、バンプの２方向の径を測定することができる。

【００２４】本発明中、第５の発明（請求項５記載のバ
ンプ検査装置）は、第４の発明において、第１、第２の
レーザ光のバンプ及びバンプ形成面への照射方向の水平
方向成分は、直交するというものである。

【００２５】この第５の発明によれば、バンプ検査の対
象である半導体チップを水平方向に９０°回転させるこ
となく、バンプの直交する２方向の径を測定することが
できる。

【００２６】本発明中、第６の発明（請求項６記載のバ
ンプ検査装置）は、第１、第２、第３、第４又は第５の
発明において、バンプ高・バンプ径測定手段は、バンプ
形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ光の照射
元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射
光を検出し、バンプ及びバンプ形成面の明暗像データを
取得する明暗像データ取得手段と、明暗像データからバ
ンプの高さ及び径を算出するバンプ高・バンプ径算出手
段とを備えているというものである。

【００２７】この第６の発明によれば、バンプ高・バン
プ径測定手段を合理的に構成することができる。

【００２８】本発明中、第７の発明（請求項７記載のバ
ンプ検査装置）は、第６の発明において、明暗像データ
取得手段は、バンプ形成面の法線方向を対称軸方向とし
て、レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある
斜め上方側への反射光を検出する手段として、１次元画
像センサを備えているというものである。

【００２９】この第７の発明によれば、明暗像データ取
得手段の構成を簡略化することができる。

【００３０】本発明中、第８の発明（請求項８記載のバ
ンプ検査装置）は、第６又は第７の発明において、バン
プ高・バンプ径算出手段は、明暗像データから、バンプ
の頂点と、バンプの頂点を照射するレーザ光の軌跡をバ
ンプの頂点からレーザ光の照射方向に延長させた場合に
おけるレーザ光の軌跡とバンプ形成面との交点との間の
距離を算出することによりバンプの高さを算出するよう
に構成するというものである。

【００３１】この第８の発明によれば、バンプの高さを
最も合理的に算出することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１３を参照して、
本発明の実施の第１形態及び第２形態について説明す
る。

【００３３】第１形態・・図１〜図４図１は本発明の実施の第１形態を示す概念図である。図
１中、２０はバンプ検査の対象である半導体チップ、２
１は半導体チップ２０を保持する水平方向に回転可能と
されたステージ、２２は装置全体の制御を行う制御回路
である。

【００３４】また、２３はレーザ光を出力するレーザ光
源、２４はレーザ光源２３から出力されたレーザ光、２
５は制御回路２２により制御されてレーザ光源２３から
出力されるレーザ光２４の強度を制御するレーザ光源制
御回路である。

【００３５】また、２６はレーザ光源２３から出力され
るレーザ光２４を入力して１次回折光であるレーザ光２
７を出力すると共に、このレーザ光２７を偏向により走
査する音響光学式光偏向器（以下、ＡＯＤ［Ａcousto-
Ｏptic Ｄeflector］という）である。

【００３６】また、２８は制御回路２２により制御され
てレーザ光２７の走査を制御するＡＯＤ制御回路、２９
はＡＯＤ２６から出力されるレーザ光２７を半導体チッ
プ２０に向けて照射する照射レンズである。

【００３７】ここに、レーザ光源２３と、レーザ光源制
御回路２５と、ＡＯＤ２６と、ＡＯＤ制御回路２８と、
照射レンズ２９とで、レーザ光照射手段の要部が構成さ
れている。

【００３８】また、３０は半導体チップ２０のバンプ及
びバンプ形成面からの反射光のうち、半導体チップ２０
のバンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、レーザ
光２７の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上
方側への反射光である。

【００３９】また、３１は反射光３０に対応して設けら
れている受光レンズ、３２は受光レンズ３１を通過した
反射光３０が検出されるラインセンサ、３３はラインセ
ンサ３２から出力されるアナログ画像信号を増幅する増
幅回路、３４は増幅回路３３から出力されるアナログ画
像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ（アナログ
・デジタル）変換回路である。

【００４０】また、３５はＡ／Ｄ変換回路３４から出力
されるデジタル画像信号から半導体チップ２０のバンプ
及びバンプ形成面の明暗像データを取得する明暗像デー
タ取得回路、３６は明暗像データ取得回路３５から出力
される明暗像データを記憶する明暗像データ記憶回路で
ある。

【００４１】また、３７は明暗像データ記憶回路３６に
記憶された明暗像データからバンプの高さ及び径を算出
するバンプ高・バンプ径算出回路、３８はバンプ高・バ
ンプ径算出回路３７から出力されるバンプの高さデータ
及び径データを記憶するバンプ高・バンプ径データ記憶
回路である。

【００４２】また、３９はバンプ高・バンプ径データ記
憶回路３８に記憶されたバンプの高さデータ及び径デー
タからバンプの寸法が正常か否かを判断するバンプ寸法
検査回路である。

【００４３】ここに、受光レンズ３１と、ラインセンサ
３２と、増幅回路３３と、Ａ／Ｄ変換回路３４と、明暗
像データ取得回路３５と、明暗像データ記憶回路３６と
で、明暗像データ取得手段が構成され、この明暗像デー
タ取得手段と、バンプ高・バンプ径算出回路３７とで、
バンプ高・バンプ径測定手段が構成されている。

【００４４】図２は本発明の実施の第１形態の動作を説
明するための概略的斜視図であり、図２中、４１は半導
体チップ２０のバンプ形成面、４２はバンプ形成面４１
に行列状に形成された球状のバンプの１個である。

【００４５】また、４３はバンプ配列方向の縦方向に平
行するバンプ形成面４１の二辺のうちの一辺、４４はバ
ンプ配列方向の横方向に平行するバンプ形成面４１の二
辺のうちの一辺である。

【００４６】なお、この例では、バンプ４２のバンプ形
成面４１に対する配列は、図１５に示す半導体チップの
場合と同様とされている。

【００４７】このように構成された本発明の実施の第１
形態においては、レーザ光２７の半導体チップ２０への
照射方向の水平方向成分がバンプ配列方向のうち、例え
ば、縦方向と一致するようにステージ２１を水平方向に
回転移動させて停止させる。

【００４８】そして、レーザ光２７を、例えば、矢印Ｘ
で示すようにバンプ４２の配列方向の横方向に走査し、
このようなレーザ光２７の走査をステージ２１を縦方向
に断続的に移動させて繰り返すようにする。

【００４９】このようにすると、バンプ形成面４１及び
バンプ４２からの反射光３０は、ラインセンサ３２によ
り検出され、ラインセンサ３２から出力されるアナログ
画像信号は増幅回路３３で増幅され、増幅回路３３から
出力されるアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換回路３４によ
りデジタル画像信号とされ、このデジタル画像信号は明
暗像データ取得回路３５に供給される。

【００５０】ここに、明暗像データ取得回路３５におい
ては、バンプ形成面４１及びバンプ４２の明暗像データ
が取得され、この明暗像データは明暗像データ記憶回路
３６に記憶される。

【００５１】なお、ステージ２１を停止させた状態で、
図２に矢印Ｘで示すようなレーザ光２７の１回の走査が
終了し、この走査による明暗像データが明暗像データ記
憶回路３６に記憶されると、制御回路２２はステージ２
１を移動させて次の走査を行うことができるように動作
する。

【００５２】ここに、レーザ光２７を矢印Ｘで示すよう
にバンプ４２の配列の横方向に走査し、このようなレー
ザ光２７の走査をステージ２１を縦方向に断続的に移動
させて繰り返し、バンプ形成面４１及びバンプ４２を含
む一定の領域の明暗像データが明暗像データ記憶回路３
６に記憶されると、バンプ高・バンプ径算出回路３７に
おいては、三角測量の原理に基づいて、バンプ４２の高
さＨが算出されることになる。

【００５３】具体的には、図３に示すように、明暗像デ
ータ記憶回路３６に記憶された明暗像データから、バン
プ４２の頂点４６からの反射光３０Ａのデータと、この
場合の走査におけるバンプ形成面４１からの反射光３０
Ｂのデータとを確認し、バンプ４２の頂点４６と、バン
プ４２の頂点４６を照射したレーザ光２７の軌跡をバン
プ４２の頂点４６から照射方向に延長させた場合におけ
るレーザ光２７の軌跡とバンプ形成面４１との交点４７
との間の距離Ｌを算出し、Ｈ＝Ｌ×sinθなる演算を行
うことにより算出される。但し、θはレーザ光２７がバ
ンプ形成面４１となす角度である。

【００５４】また、このようなステージ２１の移動及び
レーザ光２７の走査を行うと、バンプ形成面４１に、図
２に示すようにバンプ配列方向の縦方向に伸びるバンプ
４２の影４９を生じさせることができ、この影４９に対
応する明暗像データを得ることができるので、バンプ高
・バンプ径算出回路３７においては、影４９に対応する
明暗像データから、バンプ４２の径のうち、バンプ配列
の縦方向の径ＤＡが算出される。

【００５５】このようにしてバンプ高・バンプ径算出回
路３７により算出されたバンプ４２の高さＨのデータ及
びバンプ配列の縦方向の径ＤＡのデータは、バンプ高・
バンプ径データ記憶回路３８に記憶される。

【００５６】次に、ステージ２１を水平方向に９０°回
転させて停止し、図４に示すように、レーザ光２７の照
射方向の水平方向成分がバンプ４２の配列の横方向と一
致するようにし、レーザ光２７を、例えば、矢印Ｘで示
すように、バンプ配列方向の縦方向に走査し、このよう
なレーザ光２７の走査をステージ２１を横方向に断続的
に移動させて繰り返すようにする。

【００５７】このような走査を行うと、バンプ形成面４
１に、バンプ配列方向の横方向に伸びるバンプ４２の影
５１を生じさせることができ、この影５１に対応する明
暗像データを得ることができるので、バンプ高・バンプ
径算出回路３７においては、影５１に対応する明暗像デ
ータから、バンプ４２の、バンプ配列の横方向の径ＤＢ
が算出され、これがバンプ高・バンプ径データ記憶回路
３８に記憶される。

【００５８】このようにして、バンプ４２の高さＨ及び
バンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢのデータがバ
ンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶されると、
バンプ寸法検査回路３９においては、これらバンプ４２
の高さＨ及びバンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢ
のデータからバンプ４２の寸法が正常か否かが判断さ
れ、その結果が出力される。

【００５９】このように、本発明の実施の第１形態によ
れば、受光レンズ３１及びラインセンサ３２からなる１
系統の光学系を介してバンプ４２の高さＨ及び縦横方向
の径ＤＡ、ＤＢの測定を行うことができ、図１６に示す
従来のバンプ検査装置が設けるカメラ８からなる光学系
を不要とすることができるので、構成の簡略化を図るこ
とができる。

【００６０】なお、バンプ４２の影が隣のバンプと重な
り合ってしまい、バンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、
ＤＢを測定することができない場合には、レーザ光２７
の入射角を小さくするか、又は、半導体チップ２０を水
平方向に、例えば、４５°回転させることにより、バン
プ４２の影が隣のバンプと重ならないようにすることが
でき、このようにする場合には、直交する２方向からの
バンプ４２の径を測定することができる。

【００６１】第２形態・・図５〜図１３図５は本発明の実施の第２形態を示す概念図である。本
発明の実施の第２形態は、照射レンズ２９を通過したレ
ーザ光２７を２系列のレーザ光５３、５４に分岐するレ
ーザ光分岐手段５５を設けると共に、レーザ光５３、５
４の受光側への反射光５６、５７を重畳させないように
合流させるレーザ光合流手段５８を設け、その他につい
ては、図１に示す本発明の実施の第１形態と同様に構成
したものである。

【００６２】図６、図７及び図８は、レーザ光分岐手段
５５の構成を示す概略的斜視図、概略的正面図及び概略
的平面図である。

【００６３】これら図６、図７及び図８において、６０
〜６３はミラーであり、６０Ａはミラー６０の反射面、
６０Ｂはミラー６０の裏面、６１Ａはミラー６１の反射
面、６１Ｂはミラー６１の裏面、６２Ａはミラー６２の
反射面、６２Ｂはミラー６２の裏面、６３Ａはミラー６
３の反射面、６３Ｂはミラー６３の裏面である。

【００６４】このレーザ光分岐手段５５は、ミラー６
０、６１によりレーザ光２７を２系列のレーザ光５３、
５４に分岐し、更に、レーザ光５３、５４をミラー６
２、６３で反射し、ミラー６２、６３で反射されたレー
ザ光５３、５４の水平方向成分が直交するようにして、
レーザ光５３、５４をバンプ形成面４１及びバンプ４２
に斜め上方から照射するというものである。

【００６５】また、図９、図１０及び図１１は、レーザ
光合流手段５８の構成を示す概略的斜視図、概略的正面
図及び概略的平面図である。

【００６６】これら図９、図１０及び図１１において、
６５〜６８はミラーであり、６５Ａはミラー６５の反射
面、６５Ｂはミラー６５の裏面、６６Ａはミラー６６の
反射面、６６Ｂはミラー６６の裏面、６７Ａはミラー６
７の反射面、６７Ｂはミラー６７の裏面、６８Ａはミラ
ー６８の反射面、６８Ｂはミラー６８の裏面である。

【００６７】このレーザ光合流手段５８は、レーザ光５
３、５４の反射光のうち、バンプ形成面４１の法線方向
を対称軸方向として、レーザ光５３、５４の照射元であ
る斜め上方と対称関係にある斜め上方側への反射光５
６、５７をミラー６５、６６で反射してミラー６７、６
８に照射し、反射光５６、５７を重畳させないように合
流してなるレーザ光３０とするものである。

【００６８】図１２及び図１３は本発明の実施の第２形
態の動作を説明するための概略的斜視図である。

【００６９】本発明の実施の第２形態においては、レー
ザ光５３の半導体チップ２０への照射方向の水平方向成
分が、例えば、バンプ配列方向の縦方向と一致し、レー
ザ光５４の半導体チップ２０への照射方向の水平方向成
分が、例えば、バンプ配列方向の横方向と一致するよう
にステージ２１を水平方向に回転移動させる。

【００７０】そして、レーザ光２７を矢印Ｘで示すよう
に走査し、このようなレーザ光２７の走査をステージ２
１を図１３に矢印付きの破線Ｙで示すようにジクザグに
断続的に移動させて繰り返すようにする。

【００７１】このようにすると、バンプ形成面４１及び
バンプ４２からの反射光３０は、ラインセンサ３２によ
り検出され、ラインセンサ３２から出力されるアナログ
画像信号は増幅回路３３で増幅され、増幅回路３３から
出力されるアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換回路３４によ
りデジタル画像信号とされ、このデジタル画像信号は明
暗像データ取得回路３５に供給される。

【００７２】そして、明暗像データ取得回路３５におい
ては、バンプ形成面４１及びバンプ４２の明暗像データ
が取得され、この明暗像データは明暗像データ記憶回路
３６に記憶される。

【００７３】なお、ステージ２１を停止させた状態で、
図１２に矢印Ｘで示すようなレーザ光２７の１回の走査
が終了し、この走査による明暗像データが明暗像データ
記憶回路３６に記憶されると、制御回路２２はステージ
２１を移動させて次の走査を行うことができるように動
作する。

【００７４】ここに、レーザ光２７を矢印Ｘで示すよう
に走査し、このようなレーザ光２７の走査をステージ２
１を図１３に破線Ｙで示すように断続的に移動させて繰
り返すと、バンプ形成面４１及びバンプ４２を含む一定
の領域の明暗像データが明暗像データ記憶回路３６に記
憶され、バンプ高・バンプ径算出回路３７において、三
角測量の原理に基づいて、バンプ４２の高さＨが算出さ
れることになる。

【００７５】このバンプ４２の高さＨは、レーザ光５３
の反射光５６又はレーザ光５４の反射光５７を検出する
ことにより、図３に示した場合と同様にして測定するこ
とができる。

【００７６】なお、この場合、レーザ光５３の反射光５
６により得られる明暗像データ及びレーザ光５４の反射
光５７により得られる明暗像データのうち、明るさ強度
の大きい方の明暗像データを使用する方が、バンプ４２
の高さＨを高い精度で測定することができる。

【００７７】また、このようなレーザ光２７の走査を行
うと、バンプ形成面４１には図１２に示すように、バン
プ配列方向の縦方向に伸びるバンプ４２の影４９と、横
方向に伸びるバンプ４２の影５１を生じさせることがで
き、これら影４９、５１に対応する明暗像データを得る
ことができるので、バンプ高・バンプ径算出回路３７に
おいては、影４９、５１に対応する明暗像データからバ
ンプ配列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢが算出される。

【００７８】このようにしてバンプ高・バンプ径算出回
路３７により算出されたバンプ４２の高さＨのデータ及
びバンプ配列の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢのデータは、バ
ンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶される。

【００７９】このようにして、バンプ４２の高さＨ及び
バンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢのデータがバ
ンプ高・バンプ径データ記憶回路３８に記憶されると、
バンプ寸法検査回路３９においては、これらバンプ４２
の高さＨ及びバンプ配列方向の縦横方向の径ＤＡ、ＤＢ
のデータからバンプ４２の寸法が正常か否かが判断さ
れ、その結果が出力される。

【００８０】このように、本発明の実施の第２形態によ
れば、本発明の実施の第１形態の場合と異なり、レーザ
光分岐手段５５及びレーザ光合流手段５８を設けている
ので、本発明の実施の第１形態よりは構成が複雑となっ
てしまうが、図１６に示す従来のバンプ検査装置が設け
るカメラ８からなる光学系を不要とすることができるの
で、図１６に示す従来のバンプ検査装置よりも構成の簡
略化を図ることができると共に、縦横方向の径ＤＡ、Ｄ
Ｂの測定を行うために、ステージ２１を水平方向に９０
°回転させる必要がないので、検査の高速化を図ること
ができる。

【００８１】なお、バンプ４２の影が隣のバンプと重な
り合ってしまい、縦横方向の径ＤＡ、ＤＢを測定するこ
とができない場合には、レーザ光５３、５４の入射角を
小さくするか、又は、半導体チップ２０を水平方向に、
例えば、４５°回転させることにより、バンプ４２の影
が隣のバンプの影と重ならないようにすることができ、
２方向からのバンプ４２の径を測定することができる。

【００８２】

【発明の効果】以上のように、本発明中、第１の発明に
よれば、バンプ高・バンプ径測定手段に１系統の光学系
を設けることにより、バンプの高さ及び径を算出するこ
とができるので、構成を簡略化することができる。

【００８３】また、第２の発明によれば、第１の発明と
同様の効果を得ることができると共に、レーザ光の強度
を可変することができるので、反射光の強度を所望の強
度に設定することができる。

【００８４】また、第３の発明によれば、第２の発明と
同様の効果を得ることができると共に、バンプ及びバン
プ形成面に照射するレーザ光の走査を容易に行うことが
できる。

【００８５】また、第４の発明によれば、第３の発明と
同様の効果を得ることができると共に、バンプ検査の対
象である半導体チップを回転させることなく、バンプの
２方向の径を測定することができるので、バンプ検査の
高速化を図ることができる。

【００８６】また、第５の発明によれば、第３の発明と
同様の効果を得ることができると共に、バンプ検査の対
象である半導体チップを回転させることなく、バンプの
直交する２方向の径を測定することができる。

【００８７】また、第６の発明によれば、第１、第２、
第３、第４又は第５の発明と同様の効果を得ることがで
きると共に、バンプ高・バンプ径測定手段を合理的に構
成することができる。

【００８８】また、第７の発明によれば、第６の発明と
同様の効果を得ることができると共に、明暗像データ取
得手段の構成の簡略化を図ることができる。

【００８９】また、第８の発明によれば、第６又は第７
の発明と同様の効果を得ることができると共に、バンプ
の高さを最も合理的に算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態を示す概念図である。

【図２】本発明の実施の第１形態の動作を説明するため
の概略的斜視図である。

【図３】本発明の実施の第１形態の動作を説明するため
の概略的斜視図である。

【図４】本発明の実施の第１形態の動作を説明するため
の概略的斜視図である。

【図５】本発明の実施の第２形態を示す概念図である。

【図６】本発明の実施の第２形態が備えるレーザ光分岐
手段の構成を示す概略的斜視図である。

【図７】本発明の実施の第２形態が備えるレーザ光分岐
手段の構成を示す概略的正面図である。

【図８】本発明の実施の第２形態が備えるレーザ光分岐
手段の構成を示す概略的平面図である。

【図９】本発明の実施の第２形態が備えるレーザ光合流
手段の構成を示す概略的斜視図である。

【図１０】本発明の実施の第２形態が備えるレーザ光合
流手段の構成を示す概略的正面図である。

【図１１】本発明の実施の第２形態が備えるレーザ光合
流手段の構成を示す概略的平面図である。

【図１２】本発明の実施の第２形態の動作を説明するた
めの概略的斜視図である。

【図１３】本発明の実施の第２形態の動作を説明するた
めの概略的斜視図である。

【図１４】Ｉ／Ｏピンとしてバンプを形成してなる半導
体チップの一例を概略的に示す平面図である。

【図１５】Ｉ／Ｏピンとしてバンプを形成してなる半導
体チップの一例を概略的に示す部分斜視図である。

【図１６】従来のバンプ検査装置の一例を示す概念図で
ある。

【符号の説明】

４１バンプ形成面４２バンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 21/321 Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０４Ｔ (72)発明者大嶋美隆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

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光を半導体チップに形成されたバン
プ及びバンプ形成面に斜め上方から照射するレーザ光照
射手段と、前記バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、前記
レーザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め
上方側への反射光を利用して三角測量により前記バンプ
の高さを測定すると共に、前記バンプ形成面に生じる前
記バンプの影を利用して前記バンプの径を測定するバン
プ高・バンプ径測定手段と、このバンプ高・バンプ径測定手段により測定される前記
バンプの高さ及び径から前記バンプの寸法が正常である
か否かを検査するバンプ寸法検査手段とを備えているこ
とを特徴とするバンプ検査装置。
【請求項２】前記レーザ光照射手段は、レーザ光の強度
を可変することができるレーザ光源を備えていることを
特徴とする請求項１記載のバンプ検査装置。
【請求項３】前記レーザ光照射手段は、前記レーザ光源
から出力されるレーザ光を入力し、前記バンプ及び前記
バンプ形成面に照射するレーザ光として、１次回折光を
出力すると共に、この１次回折光を偏向により走査する
音響光学式光偏向器を備えていることを特徴とする請求
項２記載のバンプ検査装置。
【請求項４】前記レーザ光照射手段は、前記音響光学式
光偏向器から出力されるレーザ光を前記バンプ及び前記
バンプ形成面に斜め上方の２方向から照射する第１、第
２のレーザ光に分岐するレーザ光分岐手段と、前記第
１、第２のレーザ光の前記バンプ及び前記バンプ形成面
からの反射光のうち、前記バンプ形成面の法線方向を対
称軸方向として、前記レーザ光の照射元である斜め上方
と対称関係にある斜め上方側への反射光を重畳させない
ように合流させるレーザ光合流手段とを備えていること
を特徴とする請求項３記載のバンプ検査装置。
【請求項５】前記第１、第２のレーザ光の前記バンプ及
び前記バンプ形成面への照射方向の水平方向成分は直交
することを特徴とする請求項４記載のバンプ検査装置。
【請求項６】前記バンプ高・バンプ径測定手段は、前記
バンプ形成面の法線方向を対称軸方向として、前記レー
ザ光の照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方
側への反射光を検出し、前記バンプ及び前記バンプ形成
面の明暗像データを取得する明暗像データ取得手段と、
前記明暗像データから前記バンプの高さ及び径を算出す
るバンプ高・バンプ径算出手段とを備えていることを特
徴とする請求項１、２、３、４又は５記載のバンプ検査
装置。
【請求項７】前記明暗像データ取得手段は、前記バンプ
形成面の法線方向を対称軸方向として、前記レーザ光の
照射元である斜め上方と対称関係にある斜め上方側への
反射光を検出する手段として、１次元画像センサを備え
ていることを特徴とする請求項６記載のバンプ検査装
置。
【請求項８】前記バンプ高・バンプ径算出手段は、前記
明暗像データから、前記バンプの頂点と、前記バンプの
頂点を照射するレーザ光の軌跡を前記バンプの頂点から
前記レーザ光の照射方向に延長させた場合における前記
レーザ光の軌跡と前記バンプ形成面との交点との間の距
離を算出することにより前記バンプの高さを算出するよ
うに構成されていることを特徴とする請求項６又は７記
載のバンプ検査装置。