(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定強度の測定光を半導体ウェハに照射し該半導体ウェハ上で前記測定光を走査させる走査装置と、前記半導体ウェハからの反射光及び該半導体ウェハに形成されたバンプからの反射光を検出する検出装置と、前記半導体ウェハの所定領域を撮像する撮像装置とを備え、
前記検出装置にて検出した反射光に基づいて行うバンプの高さ計測と、
前記撮像装置からの画像データに基づいて行うバンプの寸法計測と共に、位置ずれ検査、ブリッジ検査、ミッシング検査及び異物検出検査の少なくとも１つを行い、
前記撮像装置からの画像データを２値化処理し、その２値化処理により抽出されるブロッブの重心位置と理論座標位置にあるバンプの中心位置とが一致するか否かを判断して、該一致するブロッブについて前記バンプの寸法計測を行うようにしたことを特徴とする検査方法。
【請求項２】
所定強度の測定光を半導体ウェハに照射し該半導体ウェハ上で前記測定光を走査させる走査装置と、前記半導体ウェハからの反射光及び該半導体ウェハに形成されたバンプからの反射光を検出する検出装置と、前記半導体ウェハの所定領域を撮像する撮像装置とを備え、
前記検出装置にて検出した反射光に基づいて行うバンプの高さ計測と、
前記撮像装置からの画像データに基づいて行うバンプの寸法計測及び位置ずれ検査と共に、ブリッジ検査、ミッシング検査及び異物検出検査の少なくとも１つを行い、
前記位置ずれ検査では、前記半導体ウェハをマトリクス状に区画して複数の統計領域に分割し、該統計領域毎に算出した位置ずれ値の平均値と個々の位置ずれ値との差を算出するようにしたことを特徴とする検査方法。
【請求項３】
前記位置ずれ検査では、前記半導体ウェハを吸着固定するステージの回転軸を中心として該半導体ウェハを２以上の領域に分割し、各領域内で算出した前記ステージのθ方向の誤差補正値に従って前記位置ずれ値を補正することを特徴とする請求項２記載の検査方法。
【請求項４】
前記半導体ウェハを吸着固定するステージの等速移動中に前記画像データを取り込み、前記位置ずれ検査及び前記異物検出検査を前記ステージの加減速期間中に行うようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の検査方法。
【請求項５】
所定強度の測定光を半導体ウェハに照射し該半導体ウェハ上で前記測定光を走査させる走査装置と、前記半導体ウェハからの反射光及び該半導体ウェハに形成されたバンプからの反射光を検出する検出装置と、前記半導体ウェハの所定領域を撮像する撮像装置とを備え、前記半導体ウェハに形成されたバンプの検査を行う検査装置であって、
前記撮像装置からの画像データに基づいて行うバンプの寸法計測及び位置ずれ検査と共に、ブリッジ検査、ミッシング検査及び異物検出検査の少なくとも１つを行い、前記撮像装置からの画像データを２値化処理し、その２値化処理により抽出されるブロッブの重心位置と理論座標位置にあるバンプの中心位置とが一致するか否かを判断して、該一致するブロッブについて前記バンプの寸法計測を行う制御装置を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項６】
所定強度の測定光を半導体ウェハに照射し該半導体ウェハ上で前記測定光を走査させる走査装置と、前記半導体ウェハからの反射光及び該半導体ウェハに形成されたバンプからの反射光を検出する検出装置と、前記半導体ウェハの所定領域を撮像する撮像装置とを備え、前記半導体ウェハに形成されたバンプの検査を行う検査装置であって、
前記撮像装置からの画像データに基づいて行うバンプの寸法計測及び位置ずれ検査と共に、ブリッジ検査、ミッシング検査及び異物検出検査の少なくとも１つを行い、前記位置ずれ検査では、前記半導体ウェハをマトリクス状に区画して複数の統計領域に分割し、該統計領域毎に算出した位置ずれ値の平均値と個々の位置ずれ値との差を算出する制御装置を備えたことを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は検査方法及び検査装置に係り、詳しくはバンプが実装された半導体ウェハを検査する検査方法及び検査装置に関する。
【０００２】
近年、半導体デバイスにおいては、半導体チップと実装用基板とを接合電極であるバンプを介して接続する方法が採用されている。その際、バンプの形状，高さ，寸法，位置等の不揃いやバンプ実装面における塵・バンプカス等の異物は半導体チップと実装用基板との接合不良の原因の１つとなる。このため、バンプに関する種々の計測・検査のみならず、バンプが実装された半導体ウェハの検査を短時間でかつ効率的に行うことが求められている。
【０００３】
【従来の技術】
従来、バンプの計測・検査を行う検査装置は、一般に２次元計測・検査装置及び３次元計測・検査装置（以下、２次元系装置，３次元系装置）を含み、それらは互いに干渉しない位置に設置されている。
【０００４】
２次元系装置は、ステージに吸着固定される半導体ウェハの上方にＣＣＤカメラを備え、このＣＣＤカメラにより撮像したバンプの画像データに基づいてバンプの寸法計測及び位置ずれ検査を行う。一方、３次元系装置は、半導体ウェハの斜め上方に配置されるレーザ及び音響光学偏向器（ＡＯＤ）と、そのレーザと対称位置となる半導体ウェハの斜め上方に配置される位置検出器（ＰＳＤ）とを備え、それらによりバンプの高さ計測を三角測量法を用いて行う。具体的には、３次元系装置は、レーザから発射されるレーザ光をＡＯＤにより偏向させてバンプに斜め上方から照射し、バンプ頂点からの反射光及びそのバンプ近傍におけるウェハ表面からの反射光をＰＳＤにより受光する。そして、３次元系装置は、そのＰＳＤにより受光したバンプ頂点からの反射光とウェハ表面からの反射光との差を検出することで、バンプの高さを測定する。
【０００５】
検査装置は、このような２次元系装置と３次元系装置による計測・検査処理を同時に且つ並列して行う。これにより、従来では、バンプの寸法計測及び位置ずれ検査に加えてバンプの高さ計測を１回の処理で行うことが可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来では、ウェハ上の塵やバンプカス等の異物を検出するための検査は、上述した検査装置とは別の装置、例えばウェハに形成されたパターンを検査するパターニング検査用のＣＣＤカメラ等を併設してバンプの寸法・高さ計測や位置ずれ検査と異なる別の検査工程で行われる。即ち、バンプを計測・検査の対象とする従来の２次元系装置では、ウェハに存在する異物を検出することができなかった。
【０００７】
これにより、検査装置の設備コストが増加するという問題があった。また、異物の検出検査がバンプの計測・検査に対して別途行われるため、結果として全体の検査時間が長くなるという問題があった。こうしたことから、従来の検査装置では、他の検査項目を追加して行う場合は、その検査に適した装置を用いる必要があるため、検査コストが上昇し、様々な検査を効率的に行うことができなかった。
【０００８】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は複数の計測・検査項目を効率的に行うことのできる検査方法及び検査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明によれば、検査装置は、所定強度の測定光を半導体ウェハに照射し該半導体ウェハ上で前記測定光を走査させる走査装置と、半導体ウェハからの反射光及び該半導体ウェハに形成されたバンプからの反射光を検出する検出装置と、半導体ウェハの所定領域を撮像する撮像装置とを備え、バンプの高さ計測、寸法計測、位置ずれ検査、ブリッジ検査、ミッシング検査及び異物検出検査の少なくとも１つを行い、
前記撮像装置からの画像データを２値化処理し、その２値化処理により抽出されるブロッブの重心位置と理論座標位置にあるバンプの中心位置とが一致するか否かを判断して、該一致するブロッブについて前記バンプの寸法計測を行う。この方法では、別途新たに検査装置を追加せずに、複数の検査項目を効率的に行うことができ、且つバンプの寸法計測を高精度かつ効率的に行うことが可能である。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、所定強度の測定光を半導体ウェハに照射し該半導体ウェハ上で前記測定光を走査させる走査装置と、前記半導体ウェハからの反射光及び該半導体ウェハに形成されたバンプからの反射光を検出する検出装置と、前記半導体ウェハの所定領域を撮像する撮像装置とを備え、前記検出装置にて検出した反射光に基づいて行うバンプの高さ計測と、前記撮像装置からの画像データに基づいて行うバンプの寸法計測及び位置ずれ検査と共に、ブリッジ検査、ミッシング検査及び異物検出検査の少なくとも１つを行い、前記位置ずれ検査では、前記半導体ウェハをマトリクス状に区画して複数の統計領域に分割し、該統計領域毎に算出した位置ずれ値の平均値と個々の位置ずれ値との差を算出するようにした。この方法では、別途新たに検査装置を追加せずに、複数の検査項目を効率的に行うことができ、且つ機械的誤差の影響を小さくして位置ずれ検査を精度良く行うことができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、前記位置ずれ検査では、前記半導体ウェハを吸着固定するステージの回転軸を中心として該半導体ウェハを２以上の領域に分割し、各領域内で算出した前記ステージのθ方向の誤差補正値に従って前記位置ずれ値を補正するようにした。これにより、位置ずれ検査をより高精度に行うことができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、前記半導体ウェハを吸着固定するステージの等速移動中に前記画像データを取り込み、前記位置ずれ検査及び前記異物検出検査を前記ステージの加減速期間中に行うようにした。これにより、さらに効率的に計測・検査処理を行うことが可能である。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、所定強度の測定光を半導体ウェハに照射し該半導体ウェハ上で前記測定光を走査させる走査装置と、前記半導体ウェハからの反射光及び該半導体ウェハに形成されたバンプからの反射光を検出する検出装置と、前記半導体ウェハの所定領域を撮像する撮像装置とを備え、前記半導体ウェハに形成されたバンプの検査を行う検査装置であって、前記撮像装置からの画像データに基づいて行うバンプの寸法計測及び位置ずれ検査と共に、ブリッジ検査、ミッシング検査及び異物検出検査の少なくとも１つを行い、前記撮像装置からの画像データを２値化処理し、その２値化処理により抽出されるブロッブの重心位置と理論座標位置にあるバンプの中心位置とが一致するか否かを判断して、該一致するブロッブについて前記バンプの寸法計測を行う制御装置を備えた。この装置では、別途新たに検査装置を追加せずに、複数の検査項目を効率的に行うことができ、且つバンプの寸法計測を高精度かつ効率的に行うことが可能である。
【００１４】
請求項６に記載の発明によれば、所定強度の測定光を半導体ウェハに照射し該半導体ウェハ上で前記測定光を走査させる走査装置と、前記半導体ウェハからの反射光及び該半導体ウェハに形成されたバンプからの反射光を検出する検出装置と、前記半導体ウェハの所定領域を撮像する撮像装置とを備え、前記半導体ウェハに形成されたバンプの検査を行う検査装置であって、前記撮像装置からの画像データに基づいて行うバンプの寸法計測及び位置ずれ検査と共に、ブリッジ検査、ミッシング検査及び異物検出検査の少なくとも１つを行い、前記位置ずれ検査では、前記半導体ウェハをマトリクス状に区画して複数の統計領域に分割し、該統計領域毎に算出した位置ずれ値の平均値と個々の位置ずれ値との差を算出する制御装置を備えた。この装置では、別途新たに検査装置を追加せずに、複数の検査項目を効率的に行うことができ、且つ機械的誤差の影響を小さくして位置ずれ検査を精度良く行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図１７に従って説明する。
図１は、バンプ検査装置の測定光学系を示す概略図である。
【００１６】
バンプ検査装置１１は、バンプが形成された半導体ウェハＷを吸着固定するためのＸＹＺθステージ（以下、ステージ）１２と、そのステージ１２に載置されたウェハＷの上方にて配置される撮像装置１３と、ウェハＷの斜め上方にて配置される走査装置１４及び検出装置１５とを備える。走査装置１４と検出装置１５は互いに対象となる位置に配置されている。
【００１７】
ステージ１２は、図示しない駆動機構により、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動可能且つθ方向（図示略）に回転可能に設けられている。また、このステージ１２には、該ステージ１２に吸着固定されたウェハＷに対する撮像装置１３、走査装置１４及び検出装置１５の各配置位置を補正して、撮像装置１３によるウェハＷの撮像位置を調整するための認識マークＡＭが設置されている。
【００１８】
撮像装置１３は、光源１６、ＣＣＤ１７、光学フィルタ１８を含む。詳述すると、光源１６から放射された光は、図示しないレンズ（コリメータレンズ等）により略平行化されて、光透過性を有するハーフミラ１９によりその一部が９０度に屈折された後、図示しない対物レンズを介してウェハＷに照射される。このウェハＷからの反射光は、前記対物レンズを介して略平行化されて、その一部がハーフミラ１９を透過した後、図示しない結像レンズを介してＣＣＤ１７上に拡大結像される。光学フィルタ１８は、特定波長の光を遮断するためのフィルタであり、後述する走査装置１４からのレーザ光がＣＣＤ１７へ写り込むことを防止する。
【００１９】
走査装置１４は、レーザ２０、音響光学偏向器（Acousto-Optical Deflector:以下、ＡＯＤ）２１を含み、検出装置１５は、位置検出器（Position Sensitive Defrector: 以下、ＰＳＤ）２２を含む。詳述すると、レーザ２０から放射されたレーザ光（平行光束）は、ＡＯＤ２１により図中Ｘ方向に所定の走査幅で偏向され、図示しないレンズを介してウェハＷに照射される。このウェハＷに斜め上方から照射されたレーザ光は、バンプの頂点及びその近傍におけるウェハＷの表面で反射され、それらの反射光は、図示しないレンズを介してＰＳＤ２２に受光される。
【００２０】
このように構成されたバンプ検査装置１１は、撮像装置１３によりウェハＷの２次元的な画像を撮像し、その画像データに基づいて各バンプ及びウェハＷの表面に関する２次元系の検査を行う。尚、本実施形態では、２次元系の検査は、バンプの寸法計測、位置ずれ検査、バンプがショートしていないか否かの検査（ブリッジ検査）、バンプが全て形成されているか否かの検査（ミッシング検査）及びウェハＷの面上における塵やバンプカス等の異物検出検査を含む。また、バンプ検査装置１１は、ＰＳＤ２２で受光したバンプ頂点及びウェハＷ表面からの反射光に基づいてバンプに関する３次元系の検査を行う。尚、本実施形態では、３次元系の検査は、バンプの高さ計測を含み、この計測結果に基づいてバンプ間の平坦度（コプラナリティ）を検査する。
【００２１】
図２は、バンプ検査装置の回路構成を示すブロック図である。
バンプ検査装置１１は、制御用端末としてのコンソール２３と、そのコンソール２３に入力されるユーザからの指示に基づいて各種の検査に対応した制御データを生成する第１〜第３制御装置２４〜２６とを備える。具体的には、第１制御装置２４は、コンソール２３からの指示に対応した制御データを第２及び第３制御装置２５，２６に出力する。第２制御装置２５は、第１制御装置２４から出力される制御データに応答してステージ１２、ＡＯＤ２１及びＰＳＤ２２を駆動制御する。また、第３制御装置２６は、第１制御装置２４から出力される制御データに応答してＣＣＤ１７を駆動制御する。
【００２２】
以下、第１〜第３制御装置２４〜２６の構成を図３〜図５に従って詳述する。
図３は、第１制御装置２４のブロック図である。
第１制御装置２４は、ユーザインタフェース３１、データメモリ３２及びデータ通信部３３を含む。
【００２３】
ユーザインタフェース３１は、コンソール２３を介して入力されるユーザからの指示に基づいて制御データを作成する機能や各種の検査結果の表示を行うための機能等を備える。データメモリ３２には、アライメント情報、ウェハ情報、バンプ種類等を記憶した品種データ３４及び後述する第２及び第３制御装置２５，２６での各計測／検査の結果を記憶した計測結果データ３５が格納される。
【００２４】
このような第１制御装置２４は、ユーザインタフェース３１からの制御データに基づいて検査対象となるウェハＷの品種データ３４をデータメモリ３２から抽出し、それをデータ通信部３３から第２及び第３制御装置２５，２６へ送信する。また、第１制御装置２４は、第２及び第３制御装置２５，２６からの各計測結果をデータ通信部３３にて受信し、それをデータメモリ３２に格納する。
【００２５】
図４は、第２制御装置２５のブロック図である。
第２制御装置２５は、高さ演算回路４１、高さメモリ４２、ＡＯＤ駆動回路４３、ステージ駆動回路４４、アドレス計算回路４５、計測部４６及びデータ通信部４７を含む。
【００２６】
高さ演算回路４１は、ＰＳＤ２２の両電極から入力される電流値Ｉ１，Ｉ２に基づいてウェハＷのバンプに照射される光点の高さを算出し、それをデジタル化した高さデータＨをメモリ４２に格納する。ＡＯＤ駆動回路４３は、ＡＯＤ２１を駆動し、その駆動信号に含まれる走査位置情報をアドレス計算回路４５に出力する。ステージ駆動回路４４は、ステージ１２を駆動し、それにより駆動したステージ１２の位置情報を検出してアドレス計算回路４５に出力する。アドレス計算回路４５は、ＡＯＤ駆動回路４３及びステージ駆動回路４４からそれぞれ出力される位置情報に基づいて、高さメモリ４２に格納されている高さデータＨの格納アドレスを指定する。計測部４６は、その格納アドレスに基づいて高さメモリ４２内から高さデータＨを抽出し、該高さデータＨに基づいてバンプ高さを計測する。また、計測部４６は、高さ演算回路４１から高さデータＨを必要に応じて受け取り、その高さデータＨに応じてＡＯＤ駆動回路４３及びステージ駆動回路４４を駆動制御する。
【００２７】
このような第２制御装置２５は、計測部４６により測定されたバンプ高さ（つまり図３に示す計測結果データ３５）をデータ通信部４７を介して第１制御装置２４に送信する。また、第２制御装置２５は、第１制御装置２４から受信した品種データ３４をデータ通信部４７を介して第３制御装置２６に送信する。
【００２８】
図５は、第３制御装置２６のブロック図である。
第３制御装置２６は、画像入力回路５１、第１及び第２フレームメモリ５２，５３（図ではフレームメモリ１，２）、パラメータメモリ５４、計測部５５及びデータ通信部５６を含む。
【００２９】
画像入力回路５１は、ＣＣＤ１７からの出力信号を増幅して映像信号と同期信号とに分離し、映像信号をデジタル化して生成した画像データを第１フレームメモリ５２又は第２フレームメモリ５３に交互に格納する。また、画像入力回路５１は、上記同期信号に基づいて画像データが格納された第１フレームメモリ５２又は第２フレームメモリ５３の格納アドレスを算出する。パラメータメモリ５４には、上記第１及び第２制御装置２４，２５の各データ通信部３３，４７を介してデータ通信部５６により受信した品種データ３４が格納される。計測部５５は、その品種データ３４を参照し、第１フレームメモリ５２又は第２フレームメモリ５３に格納されている画像データに基づいて各種の計測処理及び後述する統計処理を行う。
【００３０】
このような第３制御装置２６は、計測部５５により実行された計測処理及び統計処理の結果（つまり図３に示す計測結果データ３５）を、データ通信部５６から第２制御装置２５（データ通信部４７）を介して第１制御装置２４（データ通信部３３）に送信する。
【００３１】
図６は、ステージ１２に設置される認識マークＡＭの説明図である。
通常、認識マークＡＭは、シリコン基板上にアルミニウムにてなる所定のパターン形状で形成され、本実施形態では、それぞれ異なるパターン形状を有した第１〜第６のマーク領域ＡＭ１〜ＡＭ６から構成されている。尚、各マーク領域ＡＭ１〜ＡＭ６はＣＣＤ１７による撮像範囲と同領域で形成されている。
【００３２】
このような認識マークＡＭにおいて、ＣＣＤ１７、ＡＯＤ２１及びＰＳＤ２２の各配置位置の調整は、例えば第１のマーク領域ＡＭ１に形成された孤立点パターンを用いてステージ１２を移動させることにより行われる。また、ＡＯＤ２１によるレーザ光の焦点位置（走査方向）の調整は、例えば第３〜第６のマーク領域ＡＭ３〜ＡＭ６に形成されたストライプ形状のパターンを用いてステージ１２を移動させることにより行われる。
【００３３】
以下、第１のマーク領域ＡＭ１に形成された孤立点パターンＰを使用して位置調整を行う場合の例として、ＣＣＤ１７による撮像位置の調整を行う場合について詳述する。
【００３４】
図７に示すように、第１のマーク領域ＡＭ１内にて、孤立点パターンＰは、ＡＯＤ２１によるレーザ走査幅（図中、（ｘ２−ｘ１）で示す）の中央に形成されている。ＡＯＤ２１は、孤立点パターンＰに対してレーザ光を走査させ、ＰＳＤ２２は、そのときの孤立点パターンＰからの反射光の輝度Ｂ１を検出する。そして、ＰＳＤ２２により検出される輝度Ｂ１の立上がり及び立下がりがレーザ走査幅の中央位置になるようにステージ１２の位置を調整する。これにより、レーザ走査方向におけるＣＣＤ１７の撮像位置が調整される。
【００３５】
また、ＡＯＤ２１は、孤立点パターンＰに対してレーザ光を走査させ、その状態でステージ１２をレーザ走査方向と直交方向に移動させる。ＰＳＤ２２は、そのときの孤立点パターンＰからの反射光の輝度Ｂ２を検出する。そして、ＰＳＤ２２により検出される輝度Ｂ２の立上がり及び立下がりがレーザ走査方向と直交方向における画像の中央位置（図ではｘ３で示す）になるようにステージ１２の位置を調整する。これにより、レーザ走査方向と直交方向におけるＣＣＤ１７の撮像位置が調整される。
【００３６】
次に、バンプ検査装置１１の２次元系の検査処理について詳述する。
図８は、２次元測定系の処理を示すフローチャートである。
第２制御装置２５において、計測部４６は、品種データ３４を受信すると（ステップ６１）、予め品種毎に登録された位置決め用画像データ（パラメータメモリ５４に展開されたデータ）に基づいてステージ駆動回路４４を駆動制御し、吸着されたウェハＷのステージ１２上の位置調整を行う（ステップ６２）。これにより、ＡＯＤ２１及びＣＣＤ１７による撮像位置が調整される。
【００３７】
第３制御装置２６において、データ通信部５６は、ＣＣＤ１７により撮像する画像枚数やウェハＷに形成されているバンプ数等の情報を記憶したエリアデータを受信し（ステップ６３）、そのエリアデータをパラメータメモリ５４に格納する。
【００３８】
今、エリアデータに設定されたＣＣＤ１７により撮像する画像枚数がｎ枚であるとする。まず、画像入力回路５１は、ＣＣＤ１７により撮像された１枚目の画像データを取り込み（ステップ６４）、該取り込んだ画像データを第１フレームメモリ５２に格納する。
【００３９】
計測部５５は、その第１フレームメモリ５２に格納された画像データに基づいて所定の計測・検査処理（寸法計測、ブリッジ検査、ミッシング検査）を行う（ステップ６５ａ）。そして、このステップ６５ａにおける計測・検査処理の期間中に、画像入力回路５１は、ＣＣＤ１７により撮像された２枚目の画像データを取り込み第２フレームメモリ５３に格納する（ステップ６５ｂ）。
【００４０】
計測部５５は、画像データの計測・検査処理を（ｎ−１）回行ったか、つまりＣＣＤ１７により撮像される画像枚数ｎ枚のうち、第１フレームメモリ５２又は第２フレームメモリ５３に格納された（ｎ−１）枚目の画像データについて計測・検査処理を行ったか否かを判断する（ステップ６６）。このとき、まだ終了していない場合は、第１フレームメモリ５２又は第２フレームメモリ５３にｎ枚目の画像データが取り込まれるまで、言い換えれば、計測部５５が（ｎ−１）枚目の画像データについての計測・検査処理が終了するまでステップ６５，６６を繰り返す。
【００４１】
そして、計測部５５は、ｎ枚目の画像データが取り込まれると、そのｎ枚目の画像データについての計測・検査処理を行い（ステップ６７）、次いでエリア統計処理（位置ずれ検査、異物検出検査）を行う（ステップ６８）。
【００４２】
計測部５５は、このエリア統計処理が終了すると、該エリア統計処理による計測結果データ及び上記計測・検査処理による計測結果データをデータ通信部５６から第２制御装置２５（具体的にはデータ通信部４７）に送信する（ステップ６９）。その後、計測部５５は、次候補のエリアデータが有るか否かを判断し（ステップ７０）、このとき存在する場合には、該ステップ７０において次候補となるエリアデータが無くなるまで、上記ステップ６３〜７０を再度繰り返し実行する。
【００４３】
図９は、１画面あたりの計測処理を示すフローチャートであり、図８のステップ６５ａ或いはステップ６７での処理を具体化して示したものである。尚、理論座標位置に形成されるバンプの１画面あたりの画像データ内に含まれる個数をＮ個とする。
【００４４】
計測部５５は、まず、取り込んだ画像データ全体（１画面）に対して２値化ブロッブ処理を行う（ステップ７１）。
この２値化ブロッブ処理について詳述すると、ＣＣＤ１７により撮像された画像データにおいて、ウェハＷに形成された各バンプはウェハＷの垂直方向へは光を反射しないため黒色で写される。特に、このときバンプのエッジは、その周囲（ウェハＷの表面）と比較して画素の濃度差が一番大きい個所になる。従って、各バンプは、ウェハＷの表面に対して黒色の塊（ブロッブ）として表される。これにより、各画素２５６階調で表示されるグレースケール画像の１画面全体を白／黒に２値化する。尚、グレースケール画像を白／黒に２値化するスライスレベルは、ウェハＷの個々の品種に対してそれぞれ設定されて保存される。
【００４５】
今、このようにして２値化された画像について、黒色で表されるブロッブの面積がバンプの面積（期待値）に対して±５０％程度であるブロッブを抽出し、そのブロッブ数をＭ個とする。
【００４６】
ここで、抽出したＭ個のブロッブについて、それらの重心位置を検出し、所定個所にあるブロッブｍ（０,１,…Ｍ）の重心位置がバンプの理論座標位置と微小誤差内であるものについては、そのブロッブｍをバンプｎ（０,１,…Ｎ）として抽出する。
【００４７】
詳述すると、まず計測部５５は、ブロッブｍ（ｍ＝０；初期値）とバンプｎ（ｎ＝０；初期値）の座標値が一致するか否かを判断する（ステップ７２〜７４）。このとき、互いの座標値が一致する場合、計測部５５は、そのブロッブがバンプであると判断して寸法計測を行う（ステップ７５）。逆に、一致しない場合、計測部５５は「ｎ＝Ｎ」であるか否かを判断する（ステップ７６）。
【００４８】
このとき、「ｎ＝Ｎ」である場合、計測部５５はそのブロッブがバンプではないと判断し、該ブロッブをエキストラとしてその座標値を保存する（ステップ７７）。ちなみに、ここで、座標値を保存するエキストラは、例えばウェハＷ上の塵やバンプカス等の異物、或いはバンプのブリッジ状態及びミッシング状態の可能性を有するブロッブを含む。つまり、このときエキストラとして保存されたブロッブに基づいて異物検出検査、ブリッジ検査、ミッシング検査が行われる。逆に、「ｎ≠Ｎ」である場合、計測部５５はバンプｎの値をカウントアップし、該カウントアップしたバンプｎとブロッブｍとの座標値が一致するか否かを前記同様にして判断する（ステップ７２〜７４）。
【００４９】
一方、上記ステップ７５において、計測部５５は、寸法計測が終了すると、寸法計測回数ｃ（ｃ＝０；初期値）の値をカウントアップし、「ｃ＝ｎ」であるか否かを判断する（ステップ７８）。
【００５０】
このとき、「ｃ≠ｎ」である場合、計測部５５はブロッブｍの値をカウントアップし、該カウントアップしたブロッブｍの値とバンプｎとの座標値が一致するか否かを前記同様にして判断する（ステップ７２〜７４）。逆に、「ｃ＝ｎ」である場合、計測部５５は「ｍ＝Ｍ」であるか否かを判断する（ステップ７９）。
【００５１】
このとき、「ｍ＝Ｍ」である場合、計測部５５は、当該１画面あたりの画像データについての計測処理を終了する。つまり、図８に示すステップ６５ａにおいて、１回の計測処理を終了する。逆に、「ｍ≠Ｍ」である場合、計測部５５は、そのブロッブがバンプではないと判断し、該ブロッブを前記と同様、エキストラとしてその座標値を保存する（ステップ７７）。
【００５２】
計測部５５は、エキストラを保存すると、その保存回数ｅ（ｅ＝０；初期値）の値をカウントアップし、「ｍ＝Ｍ」であるか否か又は「ｃ＝Ｎ」であるか否かを判断する（ステップ８０）。
【００５３】
このとき、「ｍ＝Ｍ」又は「ｃ＝Ｎ」である場合には、計測部５５は、当該１画面あたりの画像データについての計測処理を終了する。逆に、「ｍ≠Ｍ」であり「ｃ≠Ｎ」である場合には、ブロッブｍの値をカウントアップし、該カウントアップしたブロッブｍの値とバンプｎとの座標値が一致するか否かを前記同様にして判断する（ステップ７２〜７４）。
【００５４】
次に、バンプ検査装置１１による画像取り込みについて詳述する。
図１０は、画像取り込みのタイミングチャートである。
２次元系の検査においては、まず、タイミングｔ１で、ＣＣＤ１７により撮像された１枚目の画像データが取り込まれ、第１の画像バッファ（図中、画像バッファ１）としての第１フレームメモリ５２に格納される。
【００５５】
次いで、タイミングｔ２で、上記第１フレームメモリ５２に格納されている１枚目の画像データの計測・検査処理が行われる。この計測・検査処理の期間中において、ＣＣＤ１７により撮像された２枚目の画像データが取り込まれ、第２の画像バッファ（図中、画像バッファ２）としての第２フレームメモリ５３に格納される。
【００５６】
同様に、タイミングｔ３で、上記第２フレームメモリ５３に格納されている２枚目の画像データの計測・検査処理が行われる。この計測・検査処理の期間中において、ＣＣＤ１７により撮像された３枚目の画像データが取り込まれ、第１の画像バッファである第１フレームメモリ５２に格納される。
【００５７】
このように、ＣＣＤ１７により順次撮像された画像データは第１及び第２フレームメモリ５２，５３に交互に格納され、それらの取り込み期間中には、その直前のタイミングで取り込まれた画像データの計測・検査処理が平行して行われる。そして、最後の画像データの計測・検査処理が終了すると、続いてエリア統計処理が実行される。
【００５８】
３次元系の検査においては、２次元系の検査の開始タイミングと同時に、即ち上記タイミングｔ１で、ＰＳＤ２２による検出値（電流値）に基づいて算出された高さデータＨが３Ｄ高さバッファとしての高さメモリ４２に格納される。そして、タイミングｔ４で、画像取り込みが終了すると、続いて計測処理が実行される。
【００５９】
このような２次元系及び３次元系の検査における画像の取り込みは、ステージ１２の移動速度が等速度である期間中に行われる。即ち、図１１に示すように、ステージ１２がレーザ走査方向の直交方向（図中、ワークスキャン方向）に沿って等速移動しているときに画像が撮像されて取り込まれる。そして、２次元系の検査におけるエリア統計処理や３次元系の検査における計測処理は、ステージ１２が加減速している期間中に行われる。具体的には、ワークスキャン方向における画像取り込みが終了した後、ステージ１２がワークスキャン方向の直交方向に所定ピッチで移動し、該ワークスキャン方向に沿って再度等速度になるまでの期間中に行われる。
【００６０】
図１１は、画像オーバーラップの説明図である。尚、図は、画像取り込み処理の一部分を示したものである。
今、ステージ１２は、ワークスキャン方向Ｘａに向かって等速移動しており、ＣＣＤ１７は撮像領域Ｐ１内におけるバンプＢＭＰ及びウェハＷ表面を撮像する。その際、ＡＯＤ２１によるレーザ走査は撮像領域Ｐ１内にて行われる。即ち、ＣＣＤ１７による画像の取り込みに際して上記認識マークＡＭを用いたアライメント（位置調整）では、ＡＯＤ２１によるレーザ走査がＣＣＤ１７の撮像領域にて行われるように設定される。これにより、２次元系の検査と３次元系の検査が同時に且つ並行して行われる。尚、同図では、例えば撮像領域Ｐ１内にて計測対象となるバンプＢＭＰについては、斜線の向きを変えて示している。
【００６１】
次いで、ＣＣＤ１７は、撮像領域Ｐ２内におけるバンプＢＭＰ及びウェハＷ表面を撮像する。この場合、ＣＣＤ１７は、ワークスキャン方向に沿って撮像領域Ｐ２内の画像の切れ目でバンプＢＭＰが遮断されないように、撮像領域Ｐ１に対し撮像領域Ｐ２を所定間隔でオーバーラップ（図中、スキャン方向オーバーラップ）させる。このオーバーラップ量は、ウェハＷの品種やＢＭＰの種類に応じてステージ１２の速度等により予め設定される。その後は、前記同様にＣＣＤ１７は、撮像領域Ｐ２に対し撮像領域Ｐ３をオーバーラップさせ、撮像領域Ｐ３に対し撮像領域Ｐ４をオーバーラップさせる。
【００６２】
ＣＣＤ１７が撮像領域Ｐ４内を撮像すると、ステージ１２は徐々に減速して停止する。そして、ステージ１２は、レーザ走査幅（図中、レーザスキャン幅）方向に沿って同図の左方向に移動した後、ワークスキャン方向Ｘｂに向かって徐々に加速し、その後、前記と同様に等速移動する。
【００６３】
この状態で、ＣＣＤ１７は撮像領域Ｐ５内を撮像する。この場合、ＣＣＤ１７は、前記と同様にして、ワークスキャン幅方向に沿って撮像領域Ｐ５内の画像の切れ目でバンプＢＭＰが遮断されないように、撮像領域Ｐ３，Ｐ４に対し撮像領域Ｐ５を所定間隔でオーバーラップ（図中、ピッチ方向オーバーラップ）させる。このオーバーラップ量は、前記と同様に、ウェハＷの品種やＢＭＰの種類に応じてステージ１２の速度等により予め設定される。その後は、前記同様にＣＣＤ１７は、撮像領域Ｐ５に対し撮像領域Ｐ６をオーバーラップさせ、撮像領域Ｐ６に対し撮像領域Ｐ７をオーバーラップさせ、撮像領域Ｐ７に対し撮像領域Ｐ８をオーバーラップさせる。そして、ＣＣＤ１７が撮像領域Ｐ８内を撮像すると、ステージ１２は徐々に減速して停止する。
【００６４】
図１２は、２次元系の測定における計測時間の比較図である。尚、図は、バンプの寸法計測時間についての比較を示すものである。
１画面あたりの画像データについての計測時間は、図１１に示す画像間距離（例えば撮像領域Ｐ１，Ｐ２間）とステージ１２の等速度区間における移動速度とに基づいて算出される。本実施形態のＣＣＤ１７には、光感度の高いレンズが接続されている。これにより、ＣＣＤ１７のシャッタスピードを向上して、撮像される画像の歪みを低減することができるため、単位画面あたりの計測時間を従来に比して約１５ｍｓ短縮させることが可能である。また、このような光感度の高いレンズを備えるＣＣＤ１７では、画像取り込み時間を従来と比して約半分の時間に短縮させることができる。これにより、ステージ１２の移動速度を向上させることができるため、全体の検査時間を短縮させることが可能である。
【００６５】
次に、位置ずれ検査について詳述する。
位置ずれ検査は、寸法計測時に求められたブロッブの重心位置と理論座標位置にあるバンプの中心位置との差を算出することで行われる。そして、本実施形態において、この位置ずれ検査は、ウェハＷに形成される各チップのうち、１又は複数のチップで構成されるエリアを統計取得エリア（統計領域）として予め設定し、各統計取得エリア内にて、ずれ値の平均と個々のずれ値との差をそれぞれ算出することで行われる。
【００６６】
詳述すると、位置ずれ検査では、ウェハＷを吸着固定するステージ１２の位置ばらつき等の機械的誤差に起因して、精度良く位置ずれ値を計測できない場合がある。このため、こうした機械的誤差が比較的同じである微小なエリア内にて統計的なずれ値（平均ずれ値）を計測し、その平均ずれ値に対して突出したずれ値を持つブロッブを位置ずれのあるバンプとして検出する。
【００６７】
図１３は、統計取得エリアの説明図である。
統計取得エリアは、ウェハＷに形成される各チップを、１又は複数で構成されるチップ単位でマトリクス状に区画することで構成される。同図は、例えば２×２の４チップ分に相当する領域で構成される統計取得エリアを示す。尚、各統計取得エリアのうち、ウェハＷからチップを取得できないエリアについては、１〜３チップ分に相当する領域で構成される。
【００６８】
また、本実施形態では、さらにステージ１２のθ方向における位置ばらつきに起因する測定誤差の補正を、予め取得したステージ１２の移動誤差に基づいて算出した撮像範囲毎の補正値に従って行う。また、こうしたステージ１２のθ方向における位置ばらつきに起因する測定誤差を補正するための他の方法としては、ステージ１２の回転軸を中心としてウェハＷを４分割し、該分割した４つの領域のうちいずれかの領域における平均的な誤差補正値に従って補正を行うようにしてもよい。即ち、前述した補正方法では、補正を高精度に行うことができるが、補正計算が複雑であるため、補正を行う時間が長くなる。一方、後述した補正方法では、補正値を取得する面積が大きいため、補正の精度は低くなるが、補正計算が簡易であるため、短時間で補正を行うことができる。従って、こうした補正方法は、位置ずれ検査に要求される精度に応じて用いられる。尚、ここで、本実施形態では、ステージ１２の回転軸を中心としてウェハＷを４分割したが、ウェハＷの品種やバンプの種類等に応じて、ウェハＷをステージ１２の回転軸を中心として２以上の領域に分割するようにしてもよい。
【００６９】
次に、異物検出検査の確認機能を図１４〜図１７を参照しながら詳述する。
図１４は、検査後のウェハのマップ画面を示す説明図である。尚、図では、説明の簡略化のため、９チップについて検査した場合を示す。
【００７０】
このウェハのマップ画面において、異物検出検査の結果、エキストラが検出されたチップ８１は、その他のチップ８２（エキストラが検出されないチップ）と異なる色で表示される。このエキストラが検出されたチップ８１を選択すると、図１５に示すように、チップ８１のマップ画面が表示される。
【００７１】
このチップ８１のマップ画面中に表示されたエキストラＥＸを選択すると、図１７に示すように、ＣＣＤ１７により撮像された画像が表示され、この画像によりエキストラＥＸを確認することが可能である。尚、この画像データの表示後には、図１６に示すメッセージが表示され、そのメッセージ画面の指示に従って画像データを保存することができる（図では、例えばメッセージ画面の中央のキーを選択する）。
【００７２】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）バンプ検査装置１１は、ＣＣＤ１７が撮像した画像を格納するための第１及び第２フレームメモリ５２，５３を備え、画像入力回路５１は、取り込んだ画像データを第１フレームメモリ５２又は第２フレームメモリ５３に交互に格納する。このような構成では、一方のメモリに画像データの取り込みが行われる期間中に、他方のメモリに取り込まれている画像データの計測・検査処理が行われる。これにより、計測・検査処理を効率的に行うことが可能である。このように検査効率を向上させることで、結果として、その他の複数の計測・検査をも効率良く行うことが可能である。
【００７３】
（２）位置ずれ検査及び異物検出処理をステージ１２の加減速期間中に行うようにした。これにより、さらに効率的に計測・検査処理を行うことが可能である。
【００７４】
（３）ＣＣＤ１７により撮像された画像データを２値化ブロッブ処理し、それにより取得したブロッブに基づいて、２次元系の計測・検査を行うようにした。この方法では、バンプの寸法計測、バンプの位置ずれ検査、ブリッジ検査、ミッシング検査に加えて、ウェハＷ表面の異物検出検査を行うことが可能であり、各計測・検査を高精度かつ効率的に行うことが可能である。
【００７５】
（４）位置ずれ検査は、１又は複数のチップ分で構成される統計取得エリアにウェハＷをマトリクス状に区画し、各統計取得エリアにて、ずれ値の平均値と個々のずれ値を算出した結果に基づいて行うようにした。これにより、位置ずれ検査を高精度に行うことができる。
【００７６】
（５）本実施形態では、別途新たな検査装置が不要であるため、コストの上昇も抑えられる。
尚、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
【００７７】
・本実施形態では、２つの第１及び第２フレームメモリ５２，５３を備えたが３以上備えてもよい。
・認識マークＡＭは本実施形態のパターン形状に限定されない。
【００７８】
・統計取得エリアは、１又は複数のチップ分に相当する領域としたが、これに限定されない。
【００７９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、複数の計測・検査項目を効率的に行うことのできる検査方法及び検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  バンプ検査装置の測定光学系の概略図である。
【図２】  バンプ検査装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】  第１制御装置のブロック図である。
【図４】  第２制御装置のブロック図である。
【図５】  第３制御装置のブロック図である。
【図６】  認識マークの説明図である。
【図７】  認識マークによるアライメントの説明図である。
【図８】  ２次元測定系の処理フローチャートである。
【図９】  １画面あたりの計測処理のフローチャートである。
【図１０】  画像取り込みのタイミングチャートである。
【図１１】  画像オーバーラップの説明図である。
【図１２】  ２次元測定系の計測時間の比較図である。
【図１３】  統計取得エリアの説明図である。
【図１４】  ウェハのマップ画面の説明図である。
【図１５】  チップのマップ画面の説明図である。
【図１６】  メッセージ画面の説明図である。
【図１７】  保存した画像のデータの説明図である。
【符号の説明】
Ｗ  ウェハ
ＢＭＰ  バンプ
１１  検査装置としてのバンプ検査装置
１２  ステージ
１３  撮像装置
１４  走査装置
１５  検出装置
５２，５３  記憶手段としての第１及び第２フレームメモリ
【図１】
0003945638.tif 000002
【図２】
0003945638.tif 000003
【図３】
0003945638.tif 000004
【図４】
0003945638.tif 000005
【図５】
0003945638.tif 000006
【図６】
0003945638.tif 000007
【図７】
0003945638.tif 000008
【図８】
0003945638.tif 000009
【図９】
0003945638.tif 000010
【図１０】
0003945638.tif 000011
【図１１】
0003945638.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0003945638.tif 000014
【図１４】
0003945638.tif 000015
【図１５】
0003945638.tif 000016
【図１６】
0003945638.tif 000017
【図１７】
0003945638.tif 000018