(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的認識システムを用いて、試料を基板に整列させるために、電気的接続構造の位置データを決定する方法であって、
前記電気的接続構造は、前記試料上に設けられたＣ４ハンダ・ボール又は銅スタッド・バンプからなり、アンダーフィル材料に覆われることにより不鮮明となっており、
前記試料の表面に前記光学システムの光源からの光を焦点合わせするステップと、
前記試料を上下させることにより、前記試料上の前記電気的接続構造に対する前記光の焦点の深さを変化させて、前記光学システムのカメラにより捕捉されたイメージから最大の信号対雑音比（ＳＮＲ）を取得するステップと、
前記最大のＳＮＲが得られた前記イメージ中の前記電気的接続構造の中心点を調べることにより前記電気的接続構造の位置を同定して、前記整列のために使用されるべき前記電気的接続構造の位置データを決定するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記焦点合わせするステップにおける焦点位置と、前記最大のＳＮＲが得られた時の焦点位置との差（オフセット）を用いて、前記試料とは異なる他の試料について前記光の焦点合わせをおこなうステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記最大のＳＮＲを取得するステップは、前記捕捉されたイメージ中の前記電気的接続構造のエッジの最大のＳＮＲを取得することを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記試料は半導体チップであり、前記基板はウエハまたは半導体チップである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
光学的認識システムを用いて、試料を基板に整列させるために、電気的接続構造の位置データを決定するためのプログラムであって、
前記電気的接続構造は、前記試料上に設けられたＣ４ハンダ・ボール又は銅スタッド・バンプからなり、アンダーフィル材料に覆われることにより不鮮明となっており、前記光学的認識システムに、
前記試料の表面に前記光学システムの光源からの光を焦点合わせするステップと、
前記試料を上下させることにより、前記試料上の前記電気的接続構造に対する前記光の焦点の深さを変化させて、前記光学システムのカメラにより捕捉されたイメージから最大の信号対雑音比（ＳＮＲ）を取得するステップと、
前記最大のＳＮＲが得られた前記イメージ中の前記電気的接続構造の中心点を調べることにより前記電気的接続構造の位置を同定して、前記整列のために使用されるべき前記電気的接続構造の位置データを決定するステップと、を実行させることを含むプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーバーバンプ・アプライド・アンダーフィル（ｏｖｅｒ−ｂｕｍｐ  ａｐｐｌｉｅｄ  ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ）として知られている透明若しくは部分的に不透明な材料の層により覆われているウエハ又はチップ上の構造（フィーチャ、ｆｅａｔｕｒｅ）の整列を同定しそして決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フリップ・チップ技術は、これが非常に多数のＩ／Ｏ接続を可能にするという理由で、急速に発展したチップ相互接続技術である。かくして、少数のＩ／Ｏ接続を備えるチップのフットプリントは非常に小さくされ得る。これは又例えばチップ・スケール・パッケージのような関連するパッケージの場合にも当てはまる。
【０００３】
図１（Ａ）乃至（Ｃ）は、Ｃ４ハンダ・ボール１２が半導体チップ１１（これはシリコンで構成されることができる）上のパッド１３上に支持されている半導体チップ１１の一部分から成る従来のデバイス１０を示す。チップ１１の表面のうちＣ４ハンダ・ボール１２相互間の表面上にアンダーフィル１４が形成されている。図１（Ａ）において、アンダーフィル１４は、Ｃ４ハンダ・ボール１２の最上面を露出するように覆っている。図１（Ｂ）において、アンダーフィル１４は、Ｃ４ハンダ・ボール１２を完全に覆っており、Ｃ４ハンダ・ボール１２の最上面は露出されていない。図１（Ｃ）において、アンダーフィル１４は、Ｃ４ハンダ・ボール１２の最上面及びこれに続く上面の一部分を露出するようにＣ４ハンダ・ボール１２を覆っている。
【０００４】
図２（Ａ）乃至（Ｃ）は、平坦な上面を有する円筒状のバンプ１６が半導体チップ１１のパッド１３上に支持されている半導体チップ１１の一部分から成る従来のデバイス１０を示す。アンダーフィル１４は、チップ１１の表面のうち円筒状バンプ１６相互間の表面上に形成されている。図２（Ａ）において、アンダーフィル１４は、円筒形バンプ１６の上側部分を露出して、即ち、円筒状バンプ１６の最上面を露出するように円筒状バンプ１６を覆っている。図２（Ｂ）において、アンダーフィル１４は、円筒状バンプ１６の最上面を露出しないように完全に円筒状バンプ１６を覆っている。図２（Ｃ）において、アンダーフィル１４は、円筒状バンプ１６の最上面と側壁の一部分を露出するように円筒状バンプ１６を覆っている。
【０００５】
フィリップ・チップ技術の主な利点は、これがＩ／Ｏ接続をするのに全チップ領域を利用できることであり、一方ワイヤ・ボンディングは、チップの周辺部を使用するにすぎない。図１（Ａ）乃至（Ｃ）及び図２（Ａ）乃至（Ｃ）を参照すると、フリップ・チップ技術の問題点は、チップ１１の熱膨張係数（ＣＴＥ）と基板のＣＴＥとの不一致から生じる応力が、チップ及び基板間の相互接続を行うのに使用される例えばＣ４（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｏｌｌａｐｓｅ  Ｃｈｉｐ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ）のようなハンダ・バンプ（ハンダ・ボール・バンプ１２及び円筒状上バンプ１６）により完全に担われることである。フリップ・チップ・パッケージにおける応力を軽減するために、チップ及び基板の間の領域は、ハンダ・バンプ即ちＣ４接続を封止するアンダーフィル材料で充填される。アンダーフィル材料は、オーバーバンプ・アプライド・レジン（ＯＢＡＲ）して知られているアンダーフィル用の樹脂材料でもよい。オーバーバンプ・アプライド・レジンからなるアンダーフィル材料は、チップ及び基板の間に配置され、そしてハンダ・バンプの封止材としてそしてチップ及び基板の間の接着剤として働く。このようなアンダーフィルの効果は、このアンダーフィルを備えるフリップ・チップ・パッケージの長時間に亘る信頼性がアンダーフィルを備えていないパッケージに比較して著しく改善されることである。
【０００６】
このような樹脂のアンダーフィル材料１４は、いわゆるノーフロー（ｎｏ−ｆｌｏｗ）プロセスを使用する毛細管流れ法により又はウエハ・レベルでの形成プロセスにより設けられ得る。幾つかのウエハ・レベルでの形成プロセスがあり、その中でも、ウエハ・レベルでのアンダーフィル（ＷＬＵＦ）プロセスは、オーバーバンプ・アプライド・レジン材料を使用し、次いでこれはｂステージで硬化され、この後ウエハはチップにダイシングされ、そして最終的にこのＷＬＵＦ層を有するチップは基板に接続される。参照として示すＢｕｃｈｗａｌｔｅｒ等による米国特許第６，９１９，４２０号は、本発明で使用するＷＬＵＦプロセスを説明している。
【０００７】
参照として示すＢｕｃｈｗａｌｔｅｒ等による米国特許第６，９２４，１７１号は、本発明の方法に従うチップを基板にフリップ・チップ接続する方法を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，９１９，４２０号
【特許文献２】米国特許第６，９２４，１７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
オーバーバンプ・アプライド・レジン材料層は、電気的接続構造（Ｃ４，銅スタッド、マイクロ・バンプ及び同様な構造）及び他の整列マークを見えにくくし、これにより、ダイシングのためにウエハを整列すること、ウエハ・ツー・ウエハ接続のためにウエハを整列すること、チップを基板に接続するためにチップを整列すること、又はチップを３次元構造の他のチップに接続するために整列することを困難にする。ここで、チップとは、ダイシングにより分割された単一チップのことである。
【００１０】
ウエハ又はチップを整列されるためには、オーバーバンプ・アプライド・レジンは、透明又は半透明の材料でなければならず、そして、この層の厚さは、下側のパターンが見えるように十分に薄くなければならない。厚いオーバーバンプ・アプライド・レジン皮膜を使用することは利点を生じるが、アンダーフィル層が厚くなると、接続構造または他の整列マークが見えにくくなる。かくして、このような条件の下では、ウエハ又はチップの整列に重大な問題を生じる。
【００１１】
図３（Ａ），図４（Ａ）、図５（Ａ），図６（Ａ）乃至図７（Ａ）は、チップ１１の一部分上の従来の例示的な構造の平面図であり、ここで、これらの構造は、同定されるべき異なるパターンを有し、そしてこれらに対する整列がなされたかが調べられる。図３（Ｂ），図４（Ｂ）、図５（Ｂ），図６（Ｂ）乃至図７（Ｂ）は、図３（Ａ），図４（Ａ）、図５（Ａ），図６（Ａ）乃至図７（Ａ）に示した構造の断面図である。
【００１２】
図３（Ａ）及び（Ｂ）は、バンプ２０が形成されている導電性の金属パッド１３を支持するチップ１１の一部分を示す。バンプ２０は、平面図及び断面図の両方において楕円形を有する。
【００１３】
図４（Ａ）及び（Ｂ）は，平面図において十字架の形を有し、そして断面図において矩形状の形を有する整列マーク２２を支持するチップ１１の一部分を示す。
【００１４】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、バンプ２４が形成されている導電性金属パッド１３を支持するチップ１１の一部分を示す。バンプ２４は、平面図において円状の形を有し、そして断面図において半円状の形を有する。
【００１５】
図６（Ａ）及び（Ｂ）は、平面図及び断面図において中空の円形状の形を有するマーク２６を示す。
【００１６】
図７（Ａ）及び（Ｂ）は、バンプ２８が形成されている導電性金属パッド１３を支持するチップ１１の一部分を示す。バンプ２８は、中空ではなく、そして平面図において円状の形を有し、そして断面図において矩形状の形を有する。
【００１７】
接続構造が、裸眼又は眼鏡をかけた眼で可視できる場合には、ウエハ及びチップを手動的に整列することが可能であるが、このプロセスは、部品が自動化プロセスにより高精度で迅速に整列されなければならない製造工程では望ましくない。
【００１８】
従って、ＷＬＵＦプロセスで使用されるようなオーバーバンプ・アプライド材料により少なくとも一部が不鮮明にされている１つ以上の接続構造又は他の整列マークの正確な位置又はほぼ正確な位置を認識するプロセスが必要とされている。これら及び他の必要性は、以下に説明する本発明の認識方法により充足されることができる。本発明の他の利点は、以下の説明から明らかになるであろう。
【００１９】
今日まで、例えばＣ４ボールのような構造に使用されるオーバーバンプ・アプライド・レジン又はオーバーバンプ・アプライド材料の表面の場合、光学システムは、部分的に不鮮明な構造（Ｃ４ボール）の拡散位置を自動的に認識することができず、そしてこれの位置を正確に又はほぼ正確に同定することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に従うと、被処理体上に設けられ一部分が不鮮明にされている構造に対する焦点の深さ（ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  ｆｏｃｕｓ）を変化させて、上記被処理体上の構造を走査する光学手段により捕捉されたイメージからほぼ最大値の信号対雑音比（ＳＮＲ）を調べて取得することにより、上記構造の位置を同定して整列のために使用されるべき上記構造の位置データを決定する方法が提供される。構造は例えばＣ４ハンダ・ボール又は銅スタッドのような電気的相互接続構造であり、そして、構造はオーバーバンプ・アプライド・レジンにより不鮮明にされる。良好なイメージを得るために被処理体の表面からの焦点の深さのオフセット（ｆｏｃｕｓ  ｄｅｐｔｈ  ｏｆｆｓｅｔ）を使用する。焦点のオフセット距離（ｆｏｃｕｓ  ｏｆｆｓｅｔ  ｍｅｔｒｉｃ）を使用する第１番目の整列の結果を、同じ又は後続の被処理群又はロット（ｂａｔｃｈ）の同じまたは他の試料に対する整列検査ステップにおいて使用することができる。上記構造の正確又はほぼ正確な位置に関する位置情報を決定するために最良の焦点合わせ状態にある構造のパターンを認識し、そしてこの後、この位置情報を、試料を他の整列された又は指定されたパターンに整列するために使用する。上記の方法は、取り出し及び載置ツールに適用される。
【００２１】
本発明に従うと、本発明の整列方法は、被処理体上に設けられ一部が不鮮明な材料により少なくとも一部が不鮮明にされている構造に対する焦点を変化させることにより、上記構造のおおよその位置を同定して整列のために使用されるべき上記構造の位置データを決定し、上記被処理体上の構造を走査する光学手段により捕捉されたイメージから最大の信号対雑音比（ＳＮＲ）を調べて取得し、上記構造のエッジを表す高コントラストのイメージを取得することを含む。構造のおおよその位置に関する位置情報を決定するために最良の焦点合わせ状態にある構造のパターン認識を使用し、そしてこの後、この位置情報を、試料を他の整列された又は指定されたパターンに整列するために使用する。
【００２２】
上述の方法は、上記構造のおおよその位置を決定するために、予め最良の焦点合わせ状態にあるパターンを知ることを要求することなく、パターンの位置を数学的に決定することと組み合わされた使用され、そしてこの後、この情報を、試料を他の一致された又は指定されたパターンに整列するために使用する。
【００２３】
上述の方法は、ウエハ・ツウ・ウエハ・ボンディングのためのウエハの整列、チップ・ツウ・ウエハ・ボンディング、チップ・ツウ・チップ・ボンディング又はチップ・ツウ・基板ボンディングのためのチップの整列のような用途において、一致部材の整列のために使用される。
【００２４】
本発明の他の態様に従うと、被処理体上に設けられ一部が不鮮明にされている構造に対する焦点を変化させて、被処理体上の構造を走査する光学手段により捕捉されたイメージから最大値の信号対雑音比（ＳＮＲ）を調べて取得することにより、上記構造のおおよその位置を同定して整列のために使用されるべき整列データを与えるコンピュータ・システム及びソフトウエアを含む装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ハンダ・ボールを有する従来のウエハ・レベルのアンダーフィル（ＷＬＵＦ）の構造の断面図である。
【図２】ハンダ・バンプを有する従来のウエハ・レベルのアンダーフィル（ＷＬＵＦ）の構造の断面図である。
【図３】半導体チップの上面に形成されている構造の平面図及びこれらの構造の断面図である。
【図４】半導体チップの上面に形成されている構造の平面図及びこれらの構造の断面図である。
【図５】半導体チップの上面に形成されている構造の平面図及びこれらの構造の断面図である。
【図６】半導体チップの上面に形成されている構造の平面図及びこれらの構造の断面図である。
【図７】半導体チップの上面に形成されている構造の平面図及びこれらの構造の断面図である。
【図８】本発明に従う半導体チップ上の構造のイメージを生じるように走査するシステムを概略的に示す図である。
【図９】オーバーバンプ・アプライド・レジンにより覆われているチップ上に形成されているハンダ・ボールの一連の写真を示す図である。
【図１０】オーバーバンプ・アプライド・レジンにより覆われているチップ上に形成されているハンダ・ボールの一連の写真を示す図である。
【図１１】オーバーバンプ・アプライド・レジンにより覆われているチップ上に形成されているハンダ・ボールの一連の写真を示す図である。
【図１２】円形の構造の半径を決定する本発明に従う円形の構造を走査したイメージを示す図である。
【図１３】半導体チップ上に形成されている例えばハンダ・ボール、バンプ等のような構造に対する本発明の焦点合わせプロセスを行うためのステップＡ−Ｇｌを含む本発明の整列プロセスを使用して図８のシステムを制御するためのプログラムのフローチャートを示す図である。ステップＧはオプションである。
【図１４】半導体チップ上に形成されているバンプからなる構造に対する本発明の焦点合わせプロセスを行う、ステップＡ乃至Ｇを含む本発明の整列プロセスを使用して図８のシステムを制御するプログラムのフローチャートを示す図である。ステップＧ‘はオプションである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、オーバーバンプ・アプライド・レジン又は材料で少なくとも部分的に被覆されているチップ又はウエハ上の例えばＣ４ハンダ・ボールのような１つ以上の部分的に不鮮明な構造又は電気接続構造の正確な又はほぼ正確な位置を認識するためのプロセスに関する。本発明は、操作者又はツールに、光学手段により捕捉されるイメージから最大又はほぼ最大の信号対雑音比（ＳＮＲ）を取得させそして決定させる焦点合わせルーティンに基づいている。この高ＳＮＲイメージは、エッジ検出又はイメージ認識方法を使用して完全に自動的な整列を可能にする。閾値よりも大きいＳＮＲが使用され得る。
【００２７】
本発明に従うと、オーバーバンプ・アプライド・レジンで被覆されている試料または被処理体は、この試料を基板に整列させることができる試料ホルダ、基板ホルダ及び光学的認識システムを備える装置に装着又は載置される。次いで、光学システムは、従来の技術を使用して試料の表面上に焦点合わせする。次に、ツールは、捕捉イメージ上で最大又はほぼ最大のＳＮＲが得られるまで、試料の位置を降下させてスルーフォーカス方式（焦点を少しずつ変化させて像を得る）で走査する。例えばハンダ・ボールの側壁のように構造の側壁が垂直の場合焦点合わせが平面のレベルになされたときに、最大又はほぼ最大のＳＮＲが達成される。光学システムの或る限定された焦点の深さ（ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  ｆｏｃｕｓ）は、断面（Ｃ４ボールの場合は円形）をイメージ（結像）できる。そして構造（例えば、バンプ又はＣ４ハンダ・ボール）の正確な又はほぼ正確な位置が、構造（例えば、円形）の中心点を決定し、そしてこの中心点の位置を、完全な整列のためにこの中心点が配置されるべき位置と比較することにより同定される。一部が不鮮明な構造の位置を最も正確に同定する表面までのフォーカス・オフセット（ｆｏｃｕｓ  ｏｆｆｓｅｔ、合焦ずれ量、又は、試料の表面に焦点が位置しているときのＺ方向における試料の位置と、最大のＳＮＲが得られたときのＺ方向における試料の位置との間の距離）を表すデータが同定されそして記憶される。他の使用に対しても上記スルーフォーカス・ステップがたびたび必要とされるので、このフォーカス・オフセット・データは、他の試料の場合に使用されてスループットを最大にする。
【００２８】
側壁焦点合わせレベルを使用することにより、オーバーバンプ・アプライド・レジン層の厚さ及び品質と無関係に、構造（例えば、バンプ又はＣ４ハンダ・ボールの構造）の位置が、非常な高精度で決定されることができる。
【００２９】
図９，図１０及び図１１は、オーバーバンプ・アプライド・レジンにより被覆されているチップ上に形成されたハンダ・ボールの一連の写真を示す。写真のそれぞれは、同じ構造に対して焦点合わせされている位置（レベル）を図９（Ａ）から図１１（Ｆ）にかけてｚ軸の方向で直線状に相対的に移動させるように、光学システムの焦点合わせ（ｆｏｃｕｓ）の位置を増分（インクリメント）的に設定して得られる。これらの焦点合わせ設定毎に、構造のエッジ上の最大ＳＮＲが得られるかについて写真のイメージが分析される。最大のＳＮＲが得られたことが調べられるならば、最適な焦点合わせ設定が決定され得る。この例では、最大ＳＮＲは、構造のエッジが最も鮮明に表されている図１１（Ｄ）において得られる。焦点合わせの設定が、図１１（Ｄ）の設定から連続的に増大されると、この図１（Ｄ）から図１１（Ｆ）にかけてＳＮＲが減少することが判る。
【００３０】
整列を調べる方法の例は、最初の動作から得た情報を使用し、そして続く動作においてイメージと比較して中心点を調べるイメージ・ベースのパターン認識を含む。
【００３１】
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｉ）を参照すると、整列を調べる第２の方法は、構造の幾何学的特徴を使用し、そして円形をイメージにモデル化する。このことは、イメージがどのようなものであるかを予めツールに教えることなくなされ得る。モデル化された円形の中心は、構造の正確な又はほぼ正確な位置を示す。
【００３２】
１つの構造（例えば、バンプ又はハンダ・ボール）の位置が決定されると、試料の整列のモデル（整列の位置の数の増大に伴う２ポイント高いオーダの整列パラメータを備えるＸ．Ｙ，Θ）を計算するために、少なくとも他の１つの構造がサンプルされなければならない（イメージ・フィールド内で又は複数のイメージ・フィールドに亘って）。
【００３３】
本発明の良好な実施例は、捕捉イメージについての最も高いＳＮＲ従って整列システムの最良の位置合わせパオーマンスを決定するためにフォーカス走査（焦点合わせ走査）を使用する。試料の表面までのフォーカス・オフセットはメモリに記憶され、そしてこのフォーカス・オフセットを使用して、後続の整列サイトがイメージされ、スループットを最大にする。この実施例は、プロセス変動に亘るパフォーマンスを最大にする。
【００３４】
本発明の方法の他の態様において、全てのサイト（場所）でのイメージ捕捉におけるＳＮＲを最大にするために、フォーカス・スキャン（ｆｏｃｕｓ  ｓｃａｎ）を使用する。これは本発明の最も正確な実施例ではあるが、この実施例を大量生産の用途に使用することを妨げるというスループット上の問題がある。
【００３５】
本発明の他の態様は、自動焦点合わせからのフォーカス・オフセットを追加し、これにより、接続構造の側壁に最良の推測焦点合わせ（ｂｅｓｔ  ｇｕｅｓｓ  ｆｏｃｕｓ）をもたらす。この方法は、例えばハンダ・ボールの寸法及び形のような接続構造の変動に敏感であり、最初の２つの実施例のような正確性はないが、優れたスループットを生じる。
【００３６】
本発明は、新たな光学的整列又は新たな焦点合わせシステムを必要とせず、今日入手可能な光学的整列システムを用いて実施されることができる。
【００３７】
図１３は、半導体チップ上に形成された構造に対して本発明の焦点合わせプロセスを行う、ステップＡ乃至Ｈからなる本発明の整列プロセスを使用して図８のシステムを制御するためのプログラムのフローチャートを示す。
【００３８】
図１３において、ステップＡ乃至Ｈは、次の動作を行う。
【００３９】
ステップＡにおいて、システムは、チップ・ホルダ３９上のチップ又は試料（被処理体）３８に対する整列データを得るための光学的認識システム４２及び４６を備える図８のシステム３０のチップ・ホルダ３９に、アンダーフィル用の材料で被覆された試料３８を載置する。
【００４０】
ステップＢにおいて、ステージ３８及び３９をＺ方向に相対的に移動させる通常の技法を使用して、試料の表面上に光学システムを焦点合わせする。
【００４１】
ステップＣにおいて、システムは、カメラ４２及び処理装置４６により捕捉イメージの最大ＳＮＲを検出するまで、ステップＢで得た焦点でステージを上下に移動させて（走査させて）試料に対する焦点の位置を少しずつ変化させる。試料上の調べられている構造の側壁が垂直である場合、焦点が平面のレベルに達すると最大のＳＮＲが達成され、そして光学システムの或る限定された焦点の深さ（ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  ｆｏｃｕｓ）は、構造の断面を描く。
【００４２】
ステップＤにおいて、システムは、ステップＣにおける繰り返し動作中にコントラストが減少したかどうかに関するテストを行う。もしも答えがノ−であると、システムは、ステップＥに戻る。もしも答えがイエスであると、システムはステップＦに進む。
【００４３】
ステップＥにおいて、システムは、Ｚ方向における走査の方向を逆にし、そしてステップＣに戻り、ステップＣで行った前の繰り返し位置から逆方向に走査を行う。
【００４４】
ステップＦにおいて、システムは、構造の中心点を調べることにより、構造の正確な又はほぼ正確な位置を同定し、そして、この位置を、この位置が完全に整列されるべき位置に比較する。
【００４５】
ステップＧにおいて、一部が不鮮明な構造の位置を最も正確に同定する、表面までのフォーカス・オフセット（又は、試料の表面に焦点が位置しているときのＺ方向における試料の位置と、最大のＳＮＲが得られたときのＺ方向における試料の位置との間の距離）を記憶し、そして、これを他の試料に直接適用して、スループットを最大にする。何故ならば、スルーフォーカス・ステップは時間がかかるからである。
【００４６】
ステップＨにおいて、試料の整列のモデル（整列の位置の数の増大に伴う２ポイント高いオーダの整列パラメータを備えるＸ、Ｙ、Θ）を計算するために、システムは、イメージ・フィールド又は複数のイメージ・フィールド内の他の構造をサンプルする。
【００４７】
図１４は、半導体チップ上に形成されているバンプからなる構造に対する本発明の焦点合わせプロセスを行う、ステップＡ‘乃至Ｈ’を含む本発明の整列プロセスを使用して図８のシステムを制御するプログラムのフローチャートである。
【００４８】
図１４において、ステップＡ‘乃至Ｈ’は、次の動作を行う。
【００４９】
ステップＡ‘において、試料を基板ホルダ上の基板に整列させるための光学的認識システムを備えるシステムの試料ホルダに、ウエハ又はチップ上にオーバーバンプ・アプライド・レジン（ＯＢＡＲ）又は他のアンダーフィル用材料が被覆されている試料を載置する。
【００５０】
ステップＢ‘において、ステージ３８及び３９をＺ方向に相対的に移動させる通常の技法を使用して、バンプ試料の表面に光学システムを焦点合わせする。
【００５１】
ステップＣ‘において、カメラ４２及び処理装置４６により捕捉イメージの最大ＳＮＲが検出されるまで、ステップＢで得た焦点でステージを上下に移動させて（走査させて）試料に対する焦点の位置を少しずつ変化させる。
【００５２】
ステップＤ‘において、システムは、ステップＣにおける繰り返し動作中にコントラストが減少したかどうかをテストする。もしも答えがノ−であると、システムは、ステップＥ’に戻る。もしも答えが、イエスであると、システムはステップＦ‘に進む。
【００５３】
ステップＥ‘において、システムは、Ｚ方向における走査の方向を逆にし、そしてステップＣに戻り、ステップＣ’で行った繰り返し位置から逆方向に走査を行う。
【００５４】
ステップＦ‘において、システムは、バンプの中心点を調べることにより、バンプの正確な又はほぼ正確な位置を同定し、そして、システムはこの位置を、この位置が正確に整列されるべき位置に比較する。
【００５５】
ステップＧ‘において、一部が不鮮明なバンプの構造の位置を最も正確に同定する、表面までのフォーカス・オフセット（又は、試料の表面に焦点が位置しているときのＺ方向における試料の位置と、最大のＳＮＲが得られたときのＺ方向における試料の位置との間の距離）を記憶し、そして、これを他の試料に直接適用して、スループットを最大にする。何故ならば、スルーフォーカス・ステップは時間がかかるからである。
【００５６】
ステップＨ‘において、試料の整列のモデル（整列の位置の数の増大に伴う２ポイント高いオーダの整列パラメータを備えるＸ．Ｙ，Θ）を計算するために、システムは、イメージ・フィールド又は複数のイメージ・フィールド内の他の構造をサンプルする。
【００５７】
本発明の１つの利点は、相互接続構造又は同様な現存する構造それ自身がこれらの正確な又はほぼ正確な位置を同定するのに使用され得るので、特別な整列マークを必要としないことである。上述の方法は、上記構造のおおよその位置を決定するために、予め最良の焦点合わせ状態にあるパターンを知ることを要求することなく、パターンの位置を数学的に決定し、そしてこの後、この情報を、試料を他の一致された又は指定されたパターンに整列するために使用する。
【００５８】
本発明の方法の他の利点は、製造ラインのスループットを増大するために、部品を互いに整列させるプロセスを自動化できることである。
【００５９】
本発明のプロセスは、例えばＣ４ハンダ・バンプ、上面が平坦なバンプ等のような一部が不鮮明なバンプのような構造を整列させることができる。
【００６０】
本発明を良好な実施例について説明したが、本発明の精神から逸脱することなく、種々な変形又は修正が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。
【符号の説明】
【００６１】
１１、３８・・・チップ
１２・・・Ｃ４ハンダ・ボール
１３・・・パッド
１４・・・アンダーフィル
１６・・・円筒状バンプ
２０、２４、２８・・・バンプ
２２、２６・・・整列マーク
３０・・・システム
３２・・・光源
３９・・・Ｘ，Ｙ，Θステージ
４２・・・カメラ
４６・・・処理デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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