(57)【要約】【課題】サンプルの反射率特性が異なっていも高精度にサンプルの高さ測定を行なうこと。【解決手段】光源２０と共焦点ディスク２３との間の光路上に、サンプル８の反射率特性に応じた波長帯域のバンドパスフィルタ４０Ａ又は４０Ｂを切り替え配置する。【選択図】    図１
2005003545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光学系からの光を共焦点光学系を通してサンプルに照射し、かつ前記サンプルを前記共焦点光学系の光軸方向に移動させて前記サンプルの共焦点画像データを複数枚取得し、これら共焦点画像データから前記サンプルの高さ情報を取得する高さ測定方法において、
前記照明光学系からの光の波長を、前記サンプルの反射率特性に応じて可変することを特徴とする高さ測定方法。
【請求項２】
照明光学系からの光を共焦点光学系を通してサンプルに照射し、かつ前記サンプルを前記共焦点光学系の光軸方向に移動させて前記サンプルの共焦点画像データを複数枚取得し、これら共焦点画像データから前記サンプルの高さ情報を取得する高さ測定装置において、
前記照明光学系から出力された光の波長を、前記サンプルの反射率特性に応じて可変する照明波長切替え手段、
を具備したことを特徴とする高さ測定装置。
【請求項３】
前記照明波長切替え手段は、前記照明光学系における光源と前記共焦点光学系における共焦点用孔との間の光路上に、前記サンプルの反射率特性に応じた波長帯域のバンドパスフィルタを切り替え配置することを特徴とする請求項１記載の高さ測定装置。
【請求項４】
前記照明波長切替え手段は、前記照明光学系における光源と前記共焦点光学系における共焦点用孔との間の光路上に、前記サンプルの反射率特性に応じた波長帯域の偏光ビームスプリッタを切り替え配置することを特徴とする請求項１記載の高さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハ又はガラスエポキシなどから成る基板上に離散的に形成された構造物、例えばバンプ電極などの高さを高速かつ高精度に測定する高さ測定方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩの高集積化によりＬＳＩチップの電極数が増大し、かつその実装密度が高くなっている。このような背景からＬＳＩチップの電極としてバンプ電極（以下、バンプと省略する）が採用されている。
【０００３】
図８はバンプが形成されたＬＳＩチップの構成図である。ＬＳＩチップ１上には、複数のバンプ２が縦横方向に形成されている。これらバンプ２は、半球状であり、その大きさや各バンプ２間のピッチは種々あり、例えばバンプ２の半径が５０μｍでピッチが２００μｍのものがある。ＬＳＩチップ１のサイズが例えば１０ｍｍ×１０ｍｍであれば、ＬＳＩチップ１上には、数千個にも及ぶ膨大な個数のバンプ２が形成される。
【０００４】
このＬＳＩチップ１は、図９に示すように基板３に対して逆さまにされて接続される。このとき、ＬＳＩチップ１の各バンプ２と基板３上の各基板電極とがフリップチップ接続される。このフリップチップ接続では、各バンプ２の形状、特に各バンプ２の高さが正確に制御されていることが正常に接続するために必要である。
【０００５】
図１０は図８に示すＡ−Ａ’断面図であって、各バンプ２の高さは、設計上、高さレベルｈに揃っている必要があるが、実際には黒塗りしたバンプ２ｇに示すように設計した高さレベルよりも高い又は低い不良のものが存在する場合がある。
【０００６】
このような不良バンプ２ｇが存在するＬＳＩチップ１を基板３上にフリップチップ接続すると、バンプ２と基板３との接続不良が発生する。このため、ＬＳＩチップ１上に形成された各バンプ２の高さは、所定の許容範囲内に制限する必要がある。
【０００７】
このような実情からバンプ２の高さを数μｍの精度で検査する要求がある。このバンプ高さ検査の要求に対して共焦点光学系のセクショニング効果を利用した高さ測定方式がある。例えば特許文献１には、共焦点光学系を用いた高さ測定装置が記載されている。このうち共焦点光学系は、レーザ走査式又はＮｉｐｋｏｗディスクなどを用いたディスク方式が知られており、いずれの方式も高さ方向（光軸方向）の分布を検出光量に変換する機能を有する。
【０００８】
図１１は共焦点光学系の原理を示す構成図である。光源４から放射された光は、ピンホール５を通過し、ビームスプリッタ６で反射され、対物レンズ７により集光されてサンプル８に照射される。このサンプル８からの反射光は、対物レンズ７により集光され、ビームスプリッタ６を透過し、検出ピンホール９を通って光検出器１０で受光される。
【０００９】
サンプル８が光軸方向に例えば距離ΔＺだけずれると、サンプル８の反射光は、点線により示す光路を通るものとなり、検出ピンホール９上では大きく広がってしまう。このため、検出ピンホール９を通過できる光量は、非常に小さくなり、実質的に検出ピンホール９の通過光量はゼロとみなせる。
【００１０】
図１２はサンプル８のＺ方向（光軸方向）位置と検出ピンホール９を通過する光量Ｉとの関係（以下、Ｉ−Ｚ特性と称する）の理論値を示す図で、対物レンズ７の開口数（ＮＡ）をパラメータとした場合の焦点位置を基準にしたサンプル８の位置Ｚと光量Ｉとの関係を最大値で規格化して示す。
【００１１】
サンプル８が焦点位置（Ｚ＝０）にある場合にもっとも光量Ｉが大きく（Ｉ＝１）、焦点位置から外れるに従って光量Ｉが減少する。これにより、共焦点光学系によりサンプル８を観察すると、焦点位置の高さ付近だけで観察像が明るく観察される。これは共焦点光学系のセクショニング効果と呼ばれる。
【００１２】
通常の光学顕微鏡では、焦点位置から外れた部分のボケ像と合焦位置の像とが重なって観察されるが、共焦点光学系では、セクショニング効果により合焦位置だけの共焦点画像（セクショニング像）が観察され、この点が通常の光学顕微鏡とは大きく異なる。
【００１３】
セクショニング効果は、対物レンズ７のＮＡが大きい程顕著である。図１２には複数のＮＡ（例えばＮＡ＝０．３、０．２５、０．２）をパラメータとした各ＩＺカーブが示されている。例えばＮＡ＝０．３のＩＺカーブでは、焦点位置から±１０μｍ以内のサンプル８のセクショニング像だけが観察できる。
【００１４】
サンプル８の面全体の高さを測定するには、図示しないステージによってサンプル８をＸＹ方向に走査させるか、又は公知のガルバノミラーを用いてサンプル８面上のピンホール像を例えばＸ方向に走査し、かつステージをＹ方向に走査すれば、１枚のセクショニング画像を取得される。次に、ステージと対物レンズ７とをＺ方向に移動させることにより複数の焦点位置でのセクショニング画像を取得し、これらセクショニング画像から各ＸＹ座標位置のＩ−Ｚ特性曲線を補間演算するなどして、サンプル８の面全体の高さを測定する。
【００１５】
【特許文献１】
特開平９−１２６７３９号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
測定精度の劣化は、電気的ノイズ等もさることながら、バンプ２を形成する金又は銅などの材料によりバンプ２の反射率特性が異なるため、照明光源から特定の波長帯域の光を選択するためのバンドパスフィルタ、又は照明光源からの光とサンプルからの反射光との各光路を分離する偏光ビームスプリッタの持つ波長帯域の選択次第によっては、Ｓ／Ｎが悪くなり、測定精度が低下する。
【００１７】
さらに、高さ測定の基準となるバンプ２が形成されているＬＳＩチップ１のウエハ面（下地）は、複雑なパターンの多層薄膜構造を持っていることが多く、バンプトップと下地との反射率特性が異なると、上記同様に、バンドパスフィルタ又は偏光ビームスプリッタの持つ波長帯域の選択次第によっては、Ｓ／Ｎが悪くなり、測定精度が低下する可能性が高い。
【００１８】
そこで本発明は、サンプルの反射率特性が異なっていも高精度にサンプルの高さ測定ができる高さ測定方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、照明光学系からの光を共焦点光学系を通してサンプルに照射し、かつサンプルを共焦点光学系の光軸方向に移動させてサンプルの共焦点画像データを複数枚取得し、これら共焦点画像データからサンプルの高さ情報を取得する高さ測定方法及びその装置において、照明光学系からの光の波長を、サンプルの反射率特性に応じて可変することを特徴とする高さ測定方法及びその装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（１）以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は共焦点光学系を用いた高さ測定装置の構成図である。光源２０から放射される光の光路上には、可変絞り２０ａとコリメータレンズ２１と偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２２とを有する照明光学系が配置されている。コリメータレンズ２１は光源２０から放射された光を平行光に整形し、偏光ビームスプリッタ２２はコリメータレンズ２１からの平行光をサンプル８側に反射する。
【００２２】
偏光ビームスプリッタ２２の反射光路上には、共焦点ディスク（回転ディスク）２３が設けられている。この共焦点ディスク２３は、セクショニング効果を発生するものであればどのような形状の開口部（共焦点パターン）が形成されたものでもよく、例えば複数のスリット開口が形成された複スリットディスク、円形の複数のピンホール開口が形成された回転ディスク（Ｎｉｐｋｏｗディスクなど）などである。この共焦点ディスク２３は、その中心部がモータ２４の回転軸２４ａに連結されている。
【００２３】
この共焦点ディスク２３の複数の開口部を通過した光の光路上には、結像レンズ２５、λ／４波長板２６、テレセントリック絞り２７、対物レンズ２８が配置されている。このうち共焦点ディスク２３、結像レンズ２５及び対物レンズ２８により第１の結像光学系が形成される。なお、図１では共焦点ディスク２３に形成された複数の開口部のうち２つの開口部を通過した光の光路を示す。
【００２４】
共焦点ディスク２３に形成された開口部と対物レンズ２８の焦点面とは共役関係であり、結像レンズ２５、対物レンズ２８及びテレセントリック絞り２７は、両側テレセントリック系の配置である。又、光源２０とテレセントリック絞り２７とは、共役関係にある。
【００２５】
従って、共焦点ディスク２３、結像レンズ２５及び対物レンズ２８により第１の結像光学系は、サンプル８の光軸方向（Ｚ方向）の高さ分布を共焦点光学系のＩ−Ｚ特性により光強度情報に変換する機能を有する。
【００２６】
サンプル８からの反射光は、対物レンズ２８、テレセントリック絞り２７、λ／４波長板２６、結像レンズ２５、共焦点ディスク２３及びビームスプリッタ２２を透過するが、このビームスプリッタ２２の透過光路上には、レンズ２９、テレセントリック絞り３０、レンズ３１及びＣＣＤカメラ３２が配置されている。これらレンズ２９、テレセントリック絞り３０及びレンズ３１は、第２の結像光学系を形成する。
【００２７】
このうち共焦点ディスク２３とＣＣＤ３２とは、各レンズ２９、３１により共役関係にある。
【００２８】
第２の結像光学系は、各レンズ２９、３１及びテレセントリック絞り３０の配置により両側テレセントリック系である。この第２の結像光学系は、テレセントリック系でなくてもよいが、第２の結像光学系の長さが問題にならなければ、周辺光量の低下が起きにくいテレセントリック系が望ましい。
【００２９】
ＣＣＤカメラ３２は、受光面上に対物レンズ２８の焦点付近だけのセクショニング像が結像され、このセクショニング像を撮像してその画像信号を出力する。
【００３０】
コンピュータ３３は、ＣＣＤカメラ３２から出力された画像信号を入力し、この画像信号を画像処理してセクショニング画像データを求め、このセクショニング画像データをモニタ３４に表示する。
【００３１】
又、コンピュータ３３は、焦点移動装置３５に対して対物レンズ２８を光軸方向（Ｚ方向）に移動させるか又はサンプル８を載置するサンプルステージ３６を光軸方向に移動動作させる指令を発する。
【００３２】
焦点移動装置３５は、対物レンズ２８を光軸方向に指示されたサンプリング間隔に従って移動させるか、又はサンプルステージ３６を光軸方向に指示されたサンプリング間隔ずつ移動させる。
【００３３】
上記光源２０から放射される光の光路上における当該光源２０とコリメータレンズ２１との間には、互いに波長帯域が異なるバンドパスフィルタ４０Ａと４０Ｂとが切り替えて配置されるようになっている。これらバンドパスフィルタ４０Ａ、４０Ｂは、サンプル８の反射率特性に応じて切り替えられ、光源２０から放射された光の波長を可変する。
【００３４】
例えば、サンプル８が上記図８に示すようなＬＳＩチップ１であり、バンプ２を形成する材料が金又は銅である場合がある。バンプ２が金により形成されていれば、金の反射率特性の中心波長λ１（＝５７５ｎｍ）付近の狭い波長帯域を通すバンドパスフィルタ４０Ａが光路上に配置される。又、バンプ２が銅により形成されていれば、銅の反射率特性の中心波長λ２（＝５９５ｎｍ）付近の狭い波長帯域を通すバンドパスフィルタ４０Ｂが光路上に配置される。
【００３５】
なお、これらバンドパスフィルタ４０Ａ、４０Ｂは、光源２０とコリメータレンズ２１との間に配置するのに限らず、光源２０と共焦点ディスク２３との間の光路上であればよい。
【００３６】
フィルタ切替え部４１は、バンドパスフィルタ４０Ａ又は４０Ｂのいずれか一方を光路上に配置する機能を有する。
【００３７】
上記偏光ビームスプリッタ２２は、図２に示すようにバンドパスフィルタ４０Ａ及び４０Ｂの各波長帯域（中心波長λ１、λ２）の透過率が殆どない広帯域特性を有する。例えば、各バンドフィルタ４０Ａ、４０Ｂの半値幅を例えば１０ｎｍとすると、偏光ビームスプリッタ２２の波長帯域は、角度特性を考慮しても１１０ｎｍ以上あればよい。
【００３８】
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
【００３９】
光源２０から放射された光は、可変絞り２０ａを通過し、バンドパスフィルタ４０Ａ又は４０Ｂを透過し、コリメータレンズ２１により平行光に整形され、偏光ビームスプリッタ２２によりサンプル８側に反射され、回転している共焦点ディスク２３に照射される。
【００４０】
この共焦点ディスク２３の複数の開口部を通過した光は、結像レンズ２５により集光され、λ／４波長板２６を透過し、テレセントリック絞り２７を通り、対物レンズ２８によりサンプル８上に照射される。
【００４１】
サンプル８からの反射光は、サンプル８に照射する光路と同一光路を戻り、ビームスプリッタ２２に入射する。そして、サンプル８からの反射光は、ビームスプリッタ２２を透過し、さらにレンズ２９、テレセントリック絞り３０、レンズ３１を通ってＣＣＤカメラ３２に入射する。
【００４２】
このＣＣＤカメラ３２の受光面上にはサンプル８上における対物レンズ２８の焦点付近だけのセクショニング像が結像される。従って、ＣＣＤカメラ３２は、サンプル８上における対物レンズ２８の焦点付近だけのセクショニング像を撮像してその画像信号を出力する。
【００４３】
コンピュータ３３は、ＣＣＤカメラ３２から出力された画像信号を入力し、この画像信号を画像処理してセクショニング画像データを求め、このセクショニング画像データをモニタ３４に表示する。
【００４４】
又、コンピュータ３３は、焦点移動装置３５に対して対物レンズ２８を光軸方向に移動させるか又はサンプルステージ３６を光軸方向に移動動作させる指令を発する。この焦点移動装置３５は、コンピュータ３３からの指示に従い、対物レンズ２８を光軸方向に指示されたサンプリング間隔に従って移動させるか、又はサンプルステージ３６を光軸方向に指示されたサンプリング間隔ずつ移動させる。
【００４５】
次に、ＬＳＩチップ１上に形成された多数のバンプ２の観察について説明する。
【００４６】
図３はＬＳＩチップ１上のバンプ２の頂上付近に合焦した場合のセクショニング画像を示す。バンプ２の中心に示す白抜き部分は、明るく観察されるところである。この部分の領域をφとすると、この領域φは、φ＝２Ｒ・ｓｉｎ（θ／２）に表わされる。実際に２Ｒ・ｓｉｎ（θ／２）の領域から離れると、急激に暗く見える。
【００４７】
共焦点光学系のセクショニング効果によりバンプ２の頂点からＺ方向に対しては、数μｍ程度のセクショニング画像しか観察できないので、バンプ２の頂点から数１０μｍ下側にあるＬＳＩチップ１のウエハ面からの反射光は検出できない。従って、図３に示すようにバンプ２の頂上付近だけが明るいセクショニング画像が観察される。なお、図３ではＬＳＩチップ１のウエハ面とバンプ２の黒塗り部分の濃度が異なるように示しているが、これは説明上のもので、実際にはバンプ２の頂点部分しか明るく観察されず、それ以外は真暗の状態である。
【００４８】
合焦位置をＬＳＩチップ１のウエハ面に近付けると、共焦点光学系のセクショニング効果によりバンプ２の頂点付近は徐々に暗くなり、やがてバンプ２は真暗の状態になり、さらに合焦位置をＬＳＩチップ１のウエハ面に近付けると、今度は徐々にＬＳＩチップ１のウエハ面が明るく観察されてくる。ウエハ面に合焦した状態になると、図４に示すようにバンプ２は殆ど真暗な状態になり、ウエハ面が最も明るく観察される。
【００４９】
広視野、高分解能を実現するために、対物レンズ２８のＮＡを０．３程度、共焦点ディスク２３面へのサンプル８の結像倍率を３倍程度、共焦点ディスク２３をＣＣＤカメラ３２面上に結像する倍率を１／３倍程度（総合倍率としては１倍になる）にすれば、ごく一般的に用いられている安価なＣＣＤを使っても、１０ｍｍ×１０ｍｍの視野と１μｍ以下の分解能とが得られる。この分解能は、セクショニング範囲、セクショニング画像の枚数、補間方法、電気的Ｓ／Ｎ等の要因によって決まる。
【００５０】
複数のセクショニング画像から補間演算等を用いて必要な箇所（バンプ２が存在するところ）のＩ−Ｚ特性曲線を作成することにより、微小かつ高密度なバンプアレイの高さ測定が高速にできる。
【００５１】
より高精度な高さ測定を行なう場合には、セクショニング間隔を狭くし、補間精度を高くする。測定時間をさらに短縮したい場合には、セクショニング間隔を広くしてＺ走査時間及び画像処理時間をそれぞれ短縮する。
【００５２】
次に、反射率特性の異なるバンプ２に対する測定について説明する。
【００５３】
ＬＳＩチップ１に形成されるバンプ２は、例えば銅又は金の材料により形成される。
【００５４】
バンドパスフィルタ４０Ａ、４０Ｂは、バンプ２の材料である金又は銅の反射率特性に応じて切り替えられ、光源２０から放射された光の波長を可変する。例えば、バンプ２が金により形成されていれば、金の反射率特性の中心波長λ１（＝５７５ｎｍ）付近の狭い波長帯域を通すバンドパスフィルタ４０Ａが光路上に配置される。又、バンプ２が銅により形成されていれば、銅の反射率特性の中心波長λ２（＝５９５ｎｍ）付近の狭い波長帯域を通すバンドパスフィルタ４０Ｂが光路上に配置される。
【００５５】
偏光ビームスプリッタ２２は、図２に示すようにバンドパスフィルタ４０Ａ及び４０Ｂの各波長帯域の透過率が殆どない広帯域を有し、バンプ２の材料（銅又は金）の反射率特性に合わせたバンドパスフィルタ４０Ａ又は４０Ｂに切り替えられても、当該偏光ビームスプリッタ２２の性能が劣化しない。例えば、各バンドフィルタ４０Ａ、４０Ｂの半値幅を例えば１０ｎｍとすると、偏光ビームスプリッタ２２は、角度特性を考慮しても１１０ｎｍ以上の波長帯域のものが用いられる。
【００５６】
従って、バンプ２の材料である金又は銅の反射率特性に応じてバンドパスフィルタ４０Ａ又は４０Ｂを切り替えれば、バンプ２からの反射光量を減衰することなく、Ｓ／Ｎの劣化を防止でき、バンプ２の材料が例えば銅又は金であっても、高精度にバンプ２の高さを測定できる。
【００５７】
バンプ２を形成する材料が半田の場合、バンプ２の反射率特性はフラットである。ＬＳＩチップ１のウエハ面（下地）が多層薄膜の場合、この多層薄膜の材料に応じた反射率特性を持つので、この反射率特性に合わせた波長帯域のバンドパスフィルタを光源２０と共焦点ディスク２３との間の光路上に配置する。これにより、多層薄膜により形成されたウエハ面上にバンプ２を形成したＬＳＩチップ１に対しても、バンプ２と下地との各反射率特性を最適にすることができ、バンプ２及びウエハ面からの反射光量を減衰することなく、Ｓ／Ｎの劣化を防止でき、高精度にバンプ２及びウエハ面の高さを測定できる。
【００５８】
このように上記第１の実施の形態においては、光源２０と共焦点ディスク２３との間の光路上に、サンプル８の反射率特性に応じた波長帯域のバンドパスフィルタ４０Ａ又は４０Ｂを切り替え配置する、例えば、バンプ２が金により形成されていれば、金の反射率特性の中心波長λ１（＝５７５ｎｍ）付近の波長帯域を通すバンドパスフィルタ４０Ａを配置し、バンプ２が銅により形成されていれば、銅の反射率特性の中心波長λ２（＝５９５ｎｍ）付近の波長帯域を通すバンドパスフィルタ４０Ｂを配置するので、バンプ２からの反射光量を減衰することなく、Ｓ／Ｎの劣化を防止でき、バンプ２の材料が例えば銅又は金であっても、高精度にバンプ２の高さ測定ができる。
【００５９】
又、多層薄膜により形成されたウエハ面上にバンプ２を形成したＬＳＩチップ１に対しても、多層薄膜の材料に応じた反射率特性に合わせた波長帯域のバンドパスフィルタを用いることにより、バンプ２と下地との各反射率特性を最適にすることができ、バンプ２及びウエハ面からの反射光量を減衰することなく、Ｓ／Ｎの劣化を防止でき、高精度にバンプ２及びウエハ面の高さを測定できる。
【００６０】
（２）次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００６１】
図５は共焦点光学系を用いた高さ測定装置の構成図である。共焦点光学系の光路上には、サンプル８の反射率特性に応じた波長帯域の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５０Ａ又は５０Ｂのいずれか一方がＰＢＳ切替え部５１によって切り替えられる。
【００６２】
これら偏光ビームスプリッタ５０Ａ、５０Ｂは、狭帯域のもので、図６は偏光ビームスプリッタ５０Ａの波長帯域を示す特性図を示し、金の反射率特性の中心波長λ１（＝５７５ｎｍ）に対応する波長帯域の透過率が殆どない。図７は偏光ビームスプリッタ５０Ｂの波長帯域を示す特性図を示し、銅の反射率特性の中心波長λ２（＝５９５ｎｍ）に対応する波長帯域の透過率が殆どない。これら偏光ビームスプリッタ５０Ａ、５０Ｂの波長帯域は、角度特性を考慮しても６０ｎｍもあれば十分である。
【００６３】
従って、バンプ２を形成する材料が例えば金であれば、図６に示すように金の反射率特性の中心波長λ１（＝５７５ｎｍ）付近の半値幅１０ｎｍ程度の波長帯域を通すバンドパスフィルタ４０Ａが配置される。そして、このバンドパスフィルタ４０Ａに適した偏光ビームスプリッタ５０Ｂが配置される。
【００６４】
バンプ２を形成する材料が例えば銅であれば、図７に示すように銅の反射率特性の中心波長λ２（＝５９５ｎｍ）付近の半値幅１０ｎｍ程度の波長帯域を通すバンドパスフィルタ４０Ｂが配置される。そして、このバンドパスフィルタ４０Ｂに適した偏光ビームスプリッタ５０Ａが配置される。
【００６５】
このように上記第２の実施の形態においては、バンプ２を形成する材料が例えば金であれば、金の反射率特性の中心波長λ１付近の波長帯域を通すバンドパスフィルタ４０Ａを配置すると共にこのバンドパスフィルタ４０Ａに適した偏光ビームスプリッタ５０Ｂを配置し、又、バンプ２を形成する材料が例えば銅であれば、銅の反射率特性の中心波長λ２付近の波長帯域を通すバンドパスフィルタ４０Ｂを配置すると共にこのバンドパスフィルタ４０Ｂに適した偏光ビームスプリッタ５０Ａを配置するので、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができると共に、広帯域の偏光ビームスプリッタは比較的高価であるが、狭帯域の偏光ビームスプリッタ５０Ａ、５０Ｂを用いて安価にすることができる。
【００６６】
なお、本発明は、上記第１及び第２の実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００６７】
例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、ＬＳＩチップ１上に形成されたバンプ２の高さ測定について説明したが、これに限らず、基板上に離散的に形成された構造物の高さ測定の全般に適用できる。
【００６８】
又、基板上に金と銅とが混在している場合、例えば基板上に金により形成されたバンプが存在すると共に、銅により形成された配線パターンが存在する場合にも、バンプからの反射光量を減衰することなく、Ｓ／Ｎの劣化を防止でき、高精度にバンプの高さ測定ができる。
【００６９】
さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、サンプルの反射率特性が異なっていも高精度にサンプルの高さ測定ができる高さ測定方法及びその装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる高さ測定装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明に係わる高さ測定装置の第１の実施の形態における偏光ビームスプリッタの波長帯域を示す特性図。
【図３】本発明に係わる高さ測定装置の第１の実施の形態におけるＬＳＩチップ上のバンプ頂上付近に合焦した場合のセクショニング画像を示す図。
【図４】本発明に係わる高さ測定装置の第１の実施の形態におけるＬＳＩチップのウエハ面に合焦した場合のセクショニング画像を示す図。
【図５】本発明に係わる高さ測定装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図６】本発明に係わる高さ測定装置の第２の実施の形態における偏光ビームスプリッタの波長帯域を示す特性図。
【図７】本発明に係わる高さ測定装置の第２の実施の形態における偏光ビームスプリッタの波長帯域を示す特性図。
【図８】バンプ電極が形成されたＬＳＩチップの構成図。
【図９】基板上に接続されたＬＳＩチップを示す図。
【図１０】バンプ電極が形成されたＬＳＩチップの断面図。
【図１１】従来の共焦点光学系の構成図。
【図１２】サンプルのＺ方向位置と検出ピンホールの通過光量との関係を示すＩ−Ｚ特性の理論値を示す図。
【符号の説明】
８：サンプル、２０：光源、２１：コリメータレンズ、２２：ビームスプリッタ、２３：共焦点ディスク、２４：モータ、２５：結像レンズ、２６：λ／４波長板、２７，３０：テレセントリック絞り、２８：対物レンズ、２９，３１：レンズ、３２：ＣＣＤ、３３：コンピュータ、３４：モニタ、３５：焦点移動装置、４０Ａ，４０Ｂ：バンドパスフィルタ、４１：フィルタ切替え部、５０Ａ，５０Ｂ：偏光ビームスプリッタ、５１：ＰＢＳ切替え部。
【図１】
2005003545.tif 000003
【図２】
2005003545.tif 000004
【図３】
2005003545.tif 000005
【図４】
2005003545.tif 000006
【図５】
2005003545.tif 000007
【図６】
2005003545.tif 000008
【図７】
2005003545.tif 000009
【図８】
2005003545.tif 000010
【図９】
2005003545.tif 000011
【図１０】
2005003545.tif 000012
【図１１】
2005003545.tif 000013
【図１２】
2005003545.tif 000014