特許 5963929 超音波検査装置、超音波検査システム、及び超音波検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5963929

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】超音波検査装置、超音波検査システム、及び超音波検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/28 20060101AFI20160721BHJP

   G01N 29/265 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   G01N29/28

   G01N29/265

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-174476(P2015-174476)

(22)【出願日】2015年9月4日

【審査請求日】2015年9月4日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000233044

【氏名又は名称】株式会社日立パワーソリューションズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】大貫 和彦

(72)【発明者】

【氏名】北見 薫

(72)【発明者】

【氏名】高田 雅文

(72)【発明者】

【氏名】皆川 誠也

【審査官】 蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５９−０４７８６３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−０２１７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１４８４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−００３０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１９８３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２２６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１６２１９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２９／００−２９／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波を複数のチップを備えるワークに照射して、その反射波を受信する超音波探触子と、
前記ワークに対して前記超音波探触子を水平方向に走査するように動作させる走査装置
と、
前記超音波探触子を前記ワークに対して昇降させる第１昇降装置と、
前記超音波探触子の側部に設けられ、前記超音波探触子の凹レンズ形状をしたプローブ先端部を前記ワークの検査対象となるチップの所定の位置の直上に移動した後、前記プローブと前記ワークとの間を埋めるように、前記プローブ先端部と前記ワークとに表面張力により密着された状態で保持可能な最低限の所定量であって、前記検査対象となるチップの範囲に限定した水を供給する給水部と、
前記超音波探触子の側部に設けられ、前記給水部で給水後の水を吸い取る吸水部とを備
えることを特徴とする超音波検査装置。

【請求項2】

超音波をワークに照射して、その反射波を受信する超音波探触子と、
前記ワークに対して前記超音波探触子を水平方向に走査するように動作させる走査装置と、
前記超音波探触子を前記ワークに対して昇降させる第１昇降装置と、
前記超音波探触子の側部に設けられ、前記超音波探触子の凹レンズ形状をしたプローブ先端部を前記ワークの所定の位置の直上に移動した後、前記プローブと前記ワークとの間を埋めるように、前記プローブ先端部と前記ワークとに表面張力により密着された状態で保持可能な最低限の所定量に限定した水を供給する給水部と、
前記超音波探触子の側部に設けられ、前記給水部で給水後の水を吸い取る吸水部と、
前記給水部及び前記吸水部をそれぞれ独立して前記超音波探触子に対して昇降させる第２昇降装置とを備え、
前記第２昇降装置は、前記給水部を前記超音波探触子から前記ワーク側に下ろして前記水の供給を行い、その後当該給水部を前記超音波探触子側に引き上げ、
その後、前記超音波探触子は、超音波を前記ワークに照射して、その反射波を受信し、
その後、前記第２昇降装置は、前記吸水部を前記超音波探触子から前記ワーク側に下ろして前記水の吸い取りを行い、その後当該吸水部の前記超音波探触子側に引き上げることを特徴とする超音波検査装置。

【請求項3】

超音波を複数のチップを備えるワークに照射して、その反射波を受信する超音波探触子を、ワークに対して、水平方向に走査するように移動させて当該ワークの所定位置の直上に移動させる走査工程と、
前記超音波探触子を前記ワークの上の所定高さに位置させる高さ調節工程と、
前記走査工程及び前記高さ調節工程後に、前記超音波探触子の凹レンズ形状をしたプローブ先端部を前記ワークの検査対象となるチップの所定の位置の直上に移動した後、前記プローブと前記ワークとの間を埋めるように、前記プローブ先端部と前記ワークとに表面張力により密着された状態で保持可能な最低限の水を前記検査対象となるチップの範囲にのみ供給する給水工程と、
前記給水工程後に、前記超音波探触子で前記ワークに超音波を照射して、その反射波を受信する検査工程と、
前記給水工程で給水後の水を吸い取る吸水工程とを備えることを特徴とする超音波検査方法。

【請求項4】

超音波をワークに照射して、その反射波を受信する超音波探触子を、ワークに対して、水平方向に走査するように移動させて当該ワークの所定位置の直上に移動させる走査工程と、
前記超音波探触子を前記ワークの上の所定高さに位置させる高さ調節工程と、
前記走査工程及び前記高さ調節工程後に、前記超音波探触子の凹レンズ形状をしたプローブ先端部を前記ワークの所定の位置の直上に移動した後、前記プローブと前記ワークとの間を埋めるように、前記プローブ先端部と前記ワークとに表面張力により密着された状態で保持可能な最低限の水を供給する給水工程と、
前記給水工程後に、前記超音波探触子で前記ワークに超音波を照射して、その反射波を受信する検査工程と、
前記給水工程で給水後の水を吸い取る吸水工程とを備え、
前記給水工程は、前記水を供給する給水部を前記超音波探触子から前記ワーク側に下ろして行い、その後当該給水部を前記超音波探触子側に引き上げ、
前記吸水工程は、前記水を吸い取る吸水部を前記超音波探触子から前記ワーク側に下ろして行い、その後当該吸水部前記超音波探触子側に引き上げることを特徴とする超音波検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波検査装置、超音波検査システム、及び超音波検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、特開２０１４−６１７７号公報（特許文献１）がある。この公報には、「水平方向に走査可能な走査手段と、走査手段に取り付けられる垂直方向の高さ調整手段と、高さ調整手段に取り付けられるホルダと、ホルダに取り付けられる超音波探触子と、ノズルから水を流出して超音波探触子からワークへの連続した水流を形成するノズルアタッチメントと、高さ調整手段またはホルダに取り付けられ、ノズルアタッチメントを垂直方向に移動可能なギャップ調整手段と、を備える。」と記載されている（要約参照）。

【0003】

また、本技術分野の背景技術として、特開２００８−８７４５号公報（特許文献２）がある。この公報には、「超音波探触子本体と探触子ホルダには、超音波探触子本体の超音波送受信面に接するように、布製の袋体が設けられ、袋体中には高分子吸収体が収納されている。この高分子吸収体に給水管から水を供給すると、高分子吸収体は水を吸収して膨潤し、袋体の中一杯に広がり、袋体を押し広げる。余った水は、袋体の外にも流れ出るが、排水管からも排水される。この状態で、袋体を被検体に押し付けて超音波探傷を行う。その際、膨潤した高分子吸収体は、互いに密着し、その界面での超音波の反射量は極わずかであって、超音波の透過状態は水中を透過する場合とほとんど変わらない。」と記載されている（要約参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−６１７７号公報

【特許文献2】特開２００８−８７４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

超音波検査装置による半導体ウェハの検査は、検査する面の全域に水を供給していた。
しかしながら、最近は半導体デバイスの性格上、極力水で濡らしたくないということから、局部的に水を供給し、ピンポイントで超音波検査を行う必要性が高まってきている。本発明はこのような必要性にこたえるものである。
すなわち、前記特許文献１，２には、ワークのうち検査対象となる局所のみを水浸して超音波検査を行う技術について記載されている。
しかし、特許文献１に開示の技術では、ノズルから水を流出して超音波探触子からワークへの連続した水流を形成しており、しかも、この使用後の水を速やかに回収する手段は存在しない。そのため、局所水浸ではあっても、水を嫌うワークを長時間にわたって広範囲に水にさらしてしまうという不具合がある。

【0006】

また、特許文献２に開示の技術では、袋体を介して超音波探触子とワークとの間に水を存在させているので、超音波探触子からの超音波やその反射波が袋体を通過し、超音波検査で良好な画像を得ることができないという不具合がある。
そこで、本発明は、水を嫌うワークであっても水との接触を最小限にでき、しかも、超音波検査で良好な画像を得ることができる超音波検査装置、超音波検査システム、及び超音波検査方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の一形態は、超音波探触子のプローブ先端部とワークとの間に所定量に限定した水を供給する給水部と、ワークに超音波探触子で超音波を照射して行う検査の終了後に前記供給した水を吸い取る吸水部とを超音波探触子の側部に設けた。
また、別の本発明の一形態は、超音波探触子のプローブ先端部とワークとの間に所定量に限定した水を供給する給水工程と、ワークに超音波探触子で超音波を照射して行う検査の終了後に前記供給した水を吸い取る吸水工程とを設けた。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、水を嫌うワークであっても水との接触を最小限にでき、しかも、超音波検査で良好な画像を得ることができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の一実施例である超音波検査装置の全体構成を示す電気的な接続のブロック図である。

【図2】図２は、本発明の一実施例である超音波検査装置のＸ軸駆動装置、Ｙ軸駆動装置、Ｚ軸駆動装置の機構を説明する斜視図である。

【図3】図３は、本発明の一実施例である超音波検査方法について説明するフローチャートである。

【図4】図４は、本発明の一実施例である超音波検査装置の表示装置の画面の平面図である。

【図5】図５は、本発明の一実施例である超音波検査装置の超音波探触子とワークとの間に給水し、また当該水を給水する工程を説明する拡大縦断面図である。

【図6】図６は、本発明の一実施例である超音波検査装置の超音波探触子に給水部、吸水部が固定されている場合の動作を（ａ）〜（ｆ）の順に経時的に示す説明図である。

【図7】図７は、本発明の一実施例である超音波検査装置の超音波探触子に対して給水部、吸水部が個別に昇降動作する場合の動作を（ａ）〜（ｈ）の順に経時的に示す説明図である。

【図8】図８は、本発明の一実施例である超音波検査システムの全体構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
超音波検査装置は、検査対象（ワーク）に超音波を照射し、その反射波（あるいは透過波）を受信して画像化する装置である。

【0011】

例えば、ワークが電子デバイスの場合、微細なボイドやクラックなどの欠陥を検出する必要があり、超音波検査装置には、高い分解能が要求される。超音波検査装置は、使用する超音波の周波数が高いほど高い分解能が得られるが、一方で使用する超音波の周波数が高いほど減衰が大きくなりＳ／Ｎ比が低下する。水は空気に比べて超音波の減衰の程度が小さいため、従来の一般的な超音波検査装置では、ワークを水没させて、プローブ先端部とワーク表面との間を水で満たした状態で超音波検査を行うようにしている。

【0012】

しかしながら、ワークが水を嫌う電子デバイス等であるときは、ワークに水を付着させる面積を極力減らし、検査終了後は速やかに水をワークから除去したい。
この点に関し、前記特許文献１，２は、いずれもワークのうち検査対象となる局所のみを水浸して超音波検査を行う技術に関するものである。

【0013】

しかし、特許文献１に開示の技術では、ノズルから水を流出して超音波探触子からワークへの「連続した」水流を形成しており、しかも、この使用後の水を速やかに回収する手段は存在しない。そのため、局所水浸ではあっても、水を嫌うワークを広範囲、長時間にわたって水にさらしてしまうという不具合がある。
また、特許文献２に開示の技術では、袋体を介して超音波探触子とワークとの間に水を存在させているので、超音波探触子からの超音波やその反射波が袋体を通過し、超音波検査で良好な画像を得ることができないという不具合がある。
そこで、以下では、これらの技術の不具合を解決した本発明の実施例について説明する。

【0014】

図１は、本実施例の超音波検査装置１の全体構成を示す電気的な接続のブロック図である。本実施例の超音波検査装置１は、超音波の送受信等を行う超音波探触部２、この超音波検査装置１を全体として制御するデータ処理装置３、超音波探触部２との間で電気信号を入出力する信号発生測定装置４、それぞれ超音波探触部２の動作の制御に関わる駆動装置５，６などから構成される。

【0015】

超音波探触部２は、プローブ先端部２１１を下にして軸方向を垂直にした超音波探触子２１を備えている。超音波探触子２１のプローブ先端部２１１は凹レンズ形状である。これは、超音波探触子２１において、高い位置分解能を得るため、プローブ先端部２１１を凹レンズ形状にして、観察位置に超音波を集束させるようにしたものである。

【0016】

超音波探触部２には、圧電素子２９が設けられている。この圧電素子２９は、例えばフッ素系共重合体などで構成された圧電膜の両面にそれぞれ電極が取り付けられて構成される。圧電素子２９は、当該両電極間に電圧が印加されることにより、当該圧電膜から超音波を発する。この超音波が超音波探触子２１のプローブ先端部２１１からワークｗに照射される。そして、この超音波のワークｗからの反射波（エコー波）を圧電素子２９が受信し、圧電素子２９の圧電膜が受信したエコー波を、前記両電極間に発生する電圧である受信信号に変換する。
ここで、ワークｗは、テーブルｔ上に載置されて超音波探触子２１のプローブ先端部２１１の下方に配置される。ワークｗは、例えば、半導体デバイス製造プロセスで製造された半導体デバイスであり、より具体的には、ダイシングにより個片化する前のウェハである。

【0017】

超音波探触子２１の側部には、超音波探触子２１のプローブ先端部２１１とワークｗとの間に所定量に限定した水ａ（水滴）を供給する給水部２２と、給水部２２で給水後の水ａを吸い取る吸水部２３とが設けられている。給水部２２は、例えば水ａを供給する先端部がノズル状の部材であり、吸水部２３も、例えば水ａを吸い取る先端部がノズル状の部材である。なお、給水部２２及び吸水部２３が超音波探触子２１の側部に設けられたということは、超音波探触子２１の側部に直接設けられてもよく、または側部と離間してその周辺部に設けられても良い。

【0018】

超音波探触子２１の近傍には、超音波探触子２１と共に移動し、ワークｗ側の画像を撮像する撮像素子２４が設けられている。撮像素子２４はＣＣＤ（charge-coupled device）などからなる。撮像素子２４は、ワークｗ及びワークｗを載置するテーブルｔを含めた全体位置を把握等するための画像を取得する。

【0019】

超音波探触部２は、ワークｗに対して超音波探触子２１及び撮像素子２４を水平方向（図２のＸ方向、及び、Ｙ方向）に走査するように動作させる走査装置となるＸ軸駆動装置２５及びＹ軸駆動装置２６を備えている。また、超音波探触部２は、超音波探触子２１をワークｗに対して昇降させる（図２のＺ方向に移動させる）第１昇降装置となるＺ軸駆動装置２７を備えている。さらに、超音波探触部２は、Ｘ軸駆動装置２５、Ｙ軸駆動装置２６、Ｚ軸駆動装置２７を駆動するステッピングモータのステップ角の情報をエンコードして、超音波探触子２１及び撮像素子２４についての図２のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の移動量を検出するエンコーダ２８を備えている。

【0020】

駆動装置５は、エンコーダ２８の検出結果及び後述のデータ処理装置３の指示に基づいて、Ｘ軸駆動装置２５、Ｙ軸駆動装置２６、Ｚ軸駆動装置２７を駆動する。
駆動装置６は、給水装置６１及び吸水装置６２を備え、駆動部６３により給水装置６１及び吸水装置６２を駆動する。給水装置６１は、図示しない電動ポンプを備え、図示しない水源から水をくみ上げて給水部２２に供給する。吸水装置６２は、図示しない電動ポンプを備え、吸水部２３から水ａを吸い取って図示しない排水経路に排水する。

【0021】

データ処理装置３は、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等から構成され、そのプログラムに基づいて、各機能部を実現している。すなわち、データ処理装置３は、超音波探触部２の走査位置（図２のＸＹ方向）を、駆動装置５を介して制御する走査制御部３１を備えている。走査制御部３１は、当該制御により超音波探触子２１のプローブ先端部２１１をワークｗの予め定められた位置の直上に移動させることができる。データ処理装置３は、駆動装置６を介して、給水部２２への給水、及び、吸水部２３での吸水を制御する給水・吸水制御部３２を備えている。また、データ処理装置３は、撮像素子２４を制御し、撮像素子２４で撮像した画像に画像処理を行う撮像制御処理部３３を備えている。さらに、データ処理装置３は、超音波探触子２１による超音波、その反射波の送受信タイミングを制御するタイミング制御部３４と、超音波探触子２１で受信した反射波に基づいた超音波画像、及び、撮像素子２４で撮影した撮影画像を生成する画像生成部３５とを備えている。

【0022】

入力装置７は、キーボード、マウス、タッチパネル等で構成され、データ処理装置３に様々なデータを入力する。
表示装置８は、液晶表示装置等で構成され、画像生成部３５で生成した超音波画像、及び、撮影画像を表示する。
信号発生測定装置４は、パルス発生器４１、アンプ４２、Ａ／Ｄ変換器４３、信号処理部４４を備えている。

【0023】

パルス発生器４１は、タイミング制御部３４が出力したタイミング信号に基づいて、超音波探触子２１の圧電素子２９にパルス波を出力する。
アンプ４２は、圧電素子２９の選択された受信信号を増幅して出力信号として出力する。
Ａ／Ｄ変換器４３は、増幅された当該受信信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換する。

【0024】

信号処理部４４は、受信信号を信号処理する。信号処理部４４は、タイミング制御部３４が出力するゲートパルスによって、受信信号の所定期間の部分のみを切り出す。信号処理部４４は、この所定期間の受信信号の振幅情報、又は、所定期間の受信信号の時間情報を、画像生成部３５に出力する。そして、画像生成部３５は、信号処理部４４の出力信号に基づいて、所定周波数における超音波画像を生成する。

【0025】

図２は、Ｘ軸駆動装置２５、Ｙ軸駆動装置２６、Ｚ軸駆動装置２７の機構を説明する斜視図である。Ｘ軸駆動装置２５は、Ｘ方向（水平方向の一方向）を長手方向とするレール２５１を備えている。Ｘ軸駆動装置２５は、図示しないステッピングモータ及び当該ステッピングモータの回転運動を直動運動に変換して、レール２５１を移動させる図示しない回転直動変換機構を備えている。これにより、Ｘ軸駆動装置２５は、所定のアタッチメントなどで一体になった超音波探触子２１及び撮像素子２４を、Ｘ方向に移動する。

【0026】

Ｙ軸駆動装置２６、Ｚ軸駆動装置２７もＸ軸駆動装置２５に準じた構成である。すなわち、Ｙ軸駆動装置２６は、Ｙ方向（Ｘ方向と交差する（例えば直交する）水平方向の一方向）を長手方向とするレール２６１を備えている。Ｙ軸駆動装置２６は、図示しないステッピングモータ及び当該ステッピングモータの回転運動を直動運動に変換して、レール２６１を移動させる図示しない回転直動変換機構を備えている。これにより、Ｙ軸駆動装置２６は、所定のアタッチメントなどで一体になった超音波探触子２１及び撮像素子２４を、Ｙ方向に移動する。

【0027】

Ｚ軸駆動装置２７は、Ｚ方向（ＸＹ方向と直交する垂直方向）を長手方向とするレール２７１を備えている。Ｚ軸駆動装置２７は、図示しないステッピングモータ及び当該ステッピングモータの回転運動を直動運動に変換して、レール２７１を移動させる図示しない回転直動変換機構を備えている。これにより、Ｙ軸駆動装置２６は、所定のアタッチメントなどで一体になった超音波探触子２１及び撮像素子２４を、Ｚ方向に移動する。
ここで、給水部２２及び吸水部２３は、Ｘ軸駆動装置２５、Ｙ軸駆動装置２６、Ｚ軸駆動装置２７で駆動される超音波探触子２１に固定されていてもよいし、図１に破線で示すアクチュエータ２２１，２３１及び所定の駆動機構（第２昇降装置）により、それぞれ独立して超音波探触子２１に対して昇降させるようにしてもよい。

【0028】

次に、超音波検査装置１を用いて実行する超音波検査方法について説明する。図３は、本実施例の超音波検査方法について説明するフローチャートである。

【0029】

まず、所定の位置に置かれているテーブルｔ上にワークｗを載置する（準備工程）（Ｓ１）。次に、超音波探触子２１を、ワークｗに対して、Ｘ軸駆動装置２５、Ｙ軸駆動装置２６により、水平方向（ＸＹ方向）に走査するように移動させて、当該ワークｗの所定位置の直上に移動させる（走査工程）（Ｓ２）。この移動の具体的な手段としては、手動によるもの、自動によるもの、さまざまな手段が考えられる。まず、図４は、表示装置８の画面８１の平面図を示している。画面８１には、撮像素子２４で撮影したワーク（ウェハ）ｗが表示されている。例えば、ウェハｗのうち、破線８２に示すチップｗ１に対して検査を行いたい場合、画面８１に表示されている破線８２の中心に目的のチップｗ１が入るように、入力装置７を手動操作して、Ｘ軸駆動装置２５、Ｙ軸駆動装置２６を駆動するようにしてもよい。すなわち、破線８２内にチップｗ１が入れば、超音波探触子２１がチップｗ１の直上に位置するように予め設定されている。

【0030】

あるいは、画面８１がタッチパネル方式になっていて、画面８１の各部の座標と、Ｘ軸駆動装置２５、Ｙ軸駆動装置２６を駆動するＸ方向、Ｙ方向の座標とが予め関連付けられていてもよい。すなわち、破線８２で示す領域を画面８１でタッチすれば、破線８２で示されているウェハｗのチップｗ１の直上に超音波探触子２１が位置するように、捜査制御部３１がＸ軸駆動装置２５、Ｙ軸駆動装置２６を制御するようにしてもよい。
なお、これらの動作の際に、超音波探触子２１の近傍で超音波探触子２１と共に撮像素子２４が移動し、ワークｗ側の画像を撮像する撮像工程が行われることになる（Ｓ２）。

【0031】

次に、超音波探触子２１をワークｗの上の所定高さに位置させるようにする（高さ調節工程）（Ｓ３）。これは、入力装置７を手動操作して、Ｚ軸駆動装置２７を駆動することにより行うことができる。あるいは、ワークｗの種類に応じてあらかじめ超音波探触子２１のプローブ先端部２１１の高さが定まっているときは、Ｓ２の後に、走査制御部３１が自動でＺ軸駆動装置２７を制御して、超音波探触子２１のプローブ先端部２１１の高さが所定の高さになるようにしてもよい。

【0032】

Ｓ２及びＳ３の後、超音波探触子２１のプローブ先端部２１１とワークｗ（のチップｗ１）との間に所定量に限定した水ａを給水部２２により供給する（給水工程）（Ｓ４）。所定量に限定した水ａとは、図５に示すように、凹レンズ形状のプローブ先端部２１１と、ワークｗとの間を埋めるように、プローブ先端部２１１とワークｗとに表面張力により密着された状態で保持可能な最低限の量の水である。これは、プローブ先端部２１１の大きさ等により様々である。吸水は、給水装置６１の駆動により給水部２２の先端部から矢印２２２（図５）の方向になされる。

【0033】

次に、超音波探触子２１でワークｗに超音波を照射して、その反射波を受信する（検査工程）（Ｓ５）。これは、ワークｗの探傷動作であり、入力装置７を操作することによりタイミング制御部３４が信号発生測定装置４を制御して行う。すなわち、タイミング制御部３４が出力したタイミング信号に基づいて、超音波探触子２１の圧電素子２９にパルス波を出力する。これにより圧電素子２９が動作して超音波を発生し、この超音波がプローブ先端部２１１からワークｗ（のチップｗ１）に照射される。そして、その反射波による圧電素子２９の受信信号に関して、前記した信号発生測定装置４の各部での処理が行われ、受信信号の振幅情報、又は、受信信号の時間情報を、画像生成部３５に出力する。そして、画像生成部３５は、信号処理部４４の出力信号に基づいて、所定周波数における超音波画像を生成する。この画像により、ワークｗ（のチップｗ１）に微細なボイドやクラックなどの欠陥が存在するか否かの検査を行うことができる。このような探傷動作は、プローブ先端部２１１をチップｗ１上で狭範囲にＸＹ方向に移動させることにより行ってもよい。

【0034】

次に、Ｓ４で給水後の水ａを吸水部２３で吸い取る（吸水工程）（Ｓ６）。この吸い取り動作は、吸水装置６２の駆動により吸水部２３の先端部から矢印２３２の方向（図５）に行う。
以上が、超音波検査方法の概要である。ここで、前記のように給水部２２及び吸水部２３は、超音波探触子２１に固定状態であっても、超音波探触子２１に対して個別に昇降可能な機構であってもよい。この両者では、Ｓ４〜Ｓ６の動作が異なるので、以下では、それぞれの場合の詳細な動作について説明する。

【0035】

図６は、水部２２及び吸水部２３が超音波探触子２１に固定の場合における超音波検査方法の説明図である。まず、Ｓ２の走査工程でチップｗ１の直上の位置に超音波探触子２１が移動する（図６（ａ））。次に、Ｓ３の高さ調節工程で超音波探触子２１の高さ調節を行う（図６（ｂ））。次に、Ｓ４の給水工程で超音波探触子２１のプローブ先端部２１１とチップｗ１との間に所定量に限定した水ａを給水部２２により供給する（矢印２２２）（図６（ｃ））。次に、Ｓ５の検査工程による探傷動作を、プローブ先端部２１１をチップｗ１上で狭範囲にＸＹ方向に移動させる（矢印２１２に示す）ことにより行う（図６（ｄ））。次に、Ｓ６の吸水工程で水ａを給水する動作を吸水部２３により行う（矢印２３２）（図６（ｅ））。次に、超音波探触子２１をＺ軸駆動装置２７により上昇させて、一連の処理を終了する（図６（ｆ））。

【0036】

図７は、超音波探触子２１に対して給水部２２及び吸水部２３が個別に昇降可能な機構を備えた場合における超音波検査方法の説明図である。まず、Ｓ２の走査工程でチップｗ１の直上の位置に超音波探触子２１が移動する（図７（ａ））。次に、Ｓ３の高さ調節工程で超音波探触子２１の高さ調節を行う（図７（ｂ））。これにより、超音波探触子２１のプローブ先端部２１１を降下して、ある程度チップｗ１に近づける。次に、アクチュエータ２２１を動作させて給水部２２の先端部を降下して、チップｗ１に近づけ、Ｓ４の給水工程でチップｗ１上に水ａを供給する（矢印２２２）（図７（ｃ））。次に、アクチュエータ２２１を動作させて給水部２２を上昇させ、図７（ｃ）の動作前の位置に戻す（図７（ｄ））。次に、Ｓ５の検査工程による探傷動作を、プローブ先端部２１１をチップｗ１上で狭範囲にＸＹ方向に移動させ、プローブ先端部２１１を水ａに押し付けて行う（矢印２１２）（図７（ｅ））。次に、超音波探触子２１を図７（ｂ）の動作後の位置に戻す（図７（ｆ））。次に、アクチュエータ２３１を動作させて吸水部２３を降下させ、水ａを吸水部２３で吸い取る（矢印２３２）（図７（ｇ））。次に、超音波探触子２１をＺ軸駆動装置２７により上昇させて、一連の処理を終了する（図６（ｈ））。

【0037】

以上説明した超音波検査装置１及び超音波検査方法によれば、給水部２２から供給する水ａは所定量に限定した量であり、探傷動作後は吸水部２３により吸い取られる。そのため、チップｗ１の範囲に限定した局所水浸が維持され、チップｗ１の周囲のチップが水浸しない。また、チップｗ１も長時間水浸しない。よって、水を嫌うワークｗを広範囲、長時間にわたって水にさらしてしまうことを防止することができる。
また、プローブ先端部２１１とワークｗの間には水ａ以外は介在しないようにすることが可能であるため、超音波検査で良好な画像を得ることができる。

【0038】

そして、撮像素子２４を超音波探触子２１と共に移動させるようにしたので、超音波探触子２１の走査工程（Ｓ２）が容易となる。
さらに、図７を参照して前記した例では、的確な位置に水ａを供給し、その後、的確に水ａを除去することが容易になる。
さらに、プローブ先端部２１１は凹レンズ形状であるため、表面張力によりチップｗ１上に乗る水ａの範囲を狭くすることができる。

【0039】

以上説明した超音波検査装置１は、他のシステムとは独立した単体の装置を前提として説明したが、超音波検査装置１をワークｗの製造ラインに組み込むことも可能である。このように、超音波検査装置１をワークｗの製造ラインに組み込む際には、図８のような超音波検査システム１００の構成とするのが望ましい。

【0040】

すなわち、図８に示すように、超音波検査システム１００は、ワークｗの製造ライン、例えば半導体デバイス製造プロセスラインを経て製造された複数のワークｗを載置するワーク置き台１０１と、前記の超音波検査装置１と、ワーク置き台１０１に載置されているワークｗを順次位置決めして超音波検査装置１に供給するアライメント装置１０２とを備えている。このような超音波検査システム１００をワークｗの製造ライン（ワークｗが半導体デバイスなら、ワークｗを個片化されたチップにダイシング前の工程）に組み込む。

【0041】

この場合、アライメント装置１０２により全てのワークｗが常にプレートｔの一定位置に載置される。そして、データ処理装置３は、ワークｗの形状データ（ＣＡＤ（Computer Aided Design）データ等）を保持しており、この形状データに基づいて、あらかじめ定められたチップｗ１の位置に走査制御部３１の制御により超音波探触子２１を移動する。前記の一連の他の動作についても、超音波検査装置１の動作を自動化する。
なお、前記超音波検査装置１において、ワークｗのうち検査するのはその一部だけ（１枚のウェハのうちのいくつかのチップのみ）として超音波検査をサンプリング検査にし、検査対象となった部分（チップｗ１）は廃棄し、検査対象とならなかった部分のみを製品として出荷するようにしてもよい。

【0042】

また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

【0043】

さらに、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれ機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又はＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。

【符号の説明】

【0044】

１ 超音波検査装置
２１ 超音波探触子
２２ 給水部
２３ 吸水部
２４ 撮像素子
２５ Ｘ軸駆動装置（走査装置）
２６ Ｙ軸駆動装置（走査装置）
２７ Ｚ軸駆動装置（第１昇降装置）
１０１ ワーク置き台
１０２ アライメント装置
２１１ プローブ先端部
２２１ アクチュエータ（第２昇降装置）
２３１ アクチュエータ（第２昇降装置）
Ｓ２ 走査工程、撮像工程
Ｓ３ 高さ調節工程
Ｓ４ 給水工程
Ｓ５ 検査工程
Ｓ６ 吸水工程

【要約】

【課題】水を嫌うワークであっても水との接触を最小限にでき、しかも、超音波検査で良好な画像を得ることができる。
【解決手段】超音波をワークｗに照射して、その反射波を受信する超音波探触子２１と、ワークｗに対して超音波探触子２１を水平方向に走査するように動作させるＸ軸駆動装置２５及びＹ軸駆動装置２６と、超音波探触子２１をワークｗに対して昇降させるＺ軸駆動装置２７と、超音波探触子２１に設けられ、超音波探触子２１のプローブ先端部２１１とワークｗとの間に所定量に限定した水ａを供給する給水部２２と、超音波探触子２１に設けられ、給水部２２で給水後の水ａを吸い取る吸水部２３とを備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】