特許 6941306 撮像装置、バンプ検査装置、及び撮像方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6941306

(24)【登録日】2021年9月8日

(45)【発行日】2021年9月29日

(54)【発明の名称】撮像装置、バンプ検査装置、及び撮像方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/956 20060101AFI20210916BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20210916BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20210916BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/956 A

   H01L21/92 604T

   H01L21/66 J

【請求項の数】10

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2019-530356(P2019-530356)

(86)(22)【出願日】2017年12月26日

(86)【国際出願番号】JP2017046718

(87)【国際公開番号】WO2019016978

(87)【国際公開日】20190124

【審査請求日】2019年12月26日

(31)【優先権主張番号】特願2017-140202(P2017-140202)

(32)【優先日】2017年7月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】392019709

【氏名又は名称】日本電産リード株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100138689

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 慶

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー ズーク

(72)【発明者】

【氏名】アラン ロス

(72)【発明者】

【氏名】宮坂 隆史

(72)【発明者】

【氏名】塚本 剛也

(72)【発明者】

【氏名】菊田 重哉

【審査官】 越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０９６５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１３００７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１４８８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１１１７８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

Ｈ０１Ｌ ２１／６４−２１／６６

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板面に沿う所定の第一方向に沿って延びる長尺形状の複数のバンプと前記第一方向と交差する第二方向に沿って延びる長尺形状の複数のバンプがそれぞれ平行に配設された基板を撮像するための撮像装置であって、
前記基板面に対して傾斜した照射方向に光を照射する光照射部と、
前記光が照射された前記基板面を撮像する撮像部と、
前記照射方向に対して前記第一方向を平面視で傾斜させるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する方向調節部とを備え、
前記撮像部は、前記照射方向に対して前記第一方向が平面視で傾斜した状態で前記基板を撮像し、
前記方向調節部は、前記照射方向に対する前記第一方向の傾斜角度と、前記照射方向に対する前記第二方向の傾斜角度とが、平面視で実質的に等しくなるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する撮像装置。

【請求項2】

前記第一方向と前記第二方向とは、互いに直交する方向であり、
前記方向調節部は、前記照射方向に対する前記第一方向の傾斜角度が平面視で実質的に４５度となるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する請求項１記載の撮像装置。

【請求項3】

基板面の、格子の交点に対応する位置にそれぞれバンプが配設された基板を撮像するための撮像装置であって、
前記基板面に対して傾斜した照射方向に光を照射する光照射部と、
平面視で前記照射方向の延長方向であって、前記光が前記基板の表面であって前記バンプと隣接するバンプとの間隔部分に照射されて反射する方向に配置され、前記光が照射された前記基板面を撮像する撮像部と、
前記格子の対角位置を結ぶ対角方向と前記照射方向とを平面視で実質的に一致させるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する方向調節部とを備え、
前記撮像部は、前記対角方向と前記照射方向とが平面視で実質的に一致した状態で前記基板を撮像する撮像装置。

【請求項4】

前記バンプの形状は、円柱状、角柱状、先端部が膨らんだマッシュルーム形状、球状、又は半球状のいずれかである請求項３記載の撮像装置。

【請求項5】

前記基板を、前記基板面に対して垂直な回転軸を中心に回転させる回転台をさらに備え、
前記方向調節部は、前記回転台により前記基板を回転させることによって、前記相対的な配置関係を調節する請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項6】

前記光は、前記照射方向に延びる帯状の光である請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項7】

前記光はレーザ光である請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記複数のバンプの検査を行う検査制御部とを備えるバンプ検査装置。

【請求項9】

基板面に沿う所定の第一方向に沿って延びる長尺形状の複数のバンプと前記第一方向と交差する第二方向に沿って延びる長尺形状の複数のバンプがそれぞれ平行に配設された基板を撮像するための撮像方法であって、
（Ａ）前記基板面に対して傾斜した照射方向に光を照射する光照射工程と、
（Ｂ）前記光が照射された前記基板面を撮像する撮像工程と、
（Ｃ）前記照射方向に対して前記第一方向を平面視で傾斜させるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する方向調節工程とを含み、
前記撮像工程（Ｂ）において、前記照射方向に対して前記第一方向が平面視で傾斜した状態で前記基板を撮像し、
前記方向調整工程（Ｃ）において、前記照射方向に対する前記第一方向の傾斜角度と、前記照射方向に対する前記第二方向の傾斜角度とが、平面視で実質的に等しくなるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する撮像方法。

【請求項10】

基板面の、格子の交点に対応する位置にそれぞれバンプが配設された基板を撮像するための撮像方法であって、
（Ａ）前記基板面に対して傾斜した照射方向に光を照射する光照射工程と、
（Ｂ）前記光が照射された前記基板面を平面視で前記照射方向の延長方向であって、前記光が前記基板の表面であって前記バンプと隣接するバンプとの間隔部分に照射されて反射する方向から撮像する撮像工程と、
（Ｃ）前記格子の対角位置を結ぶ対角方向と前記照射方向とを平面視で実質的に一致させるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する方向調節工程とを含み、
前記撮像工程（Ｂ）において、前記対角方向と前記照射方向とが平面視で実質的に一致した状態で前記基板を撮像する撮像方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像装置、バンプ検査装置、及び撮像方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、表面にチップがＸＹ方向のマトリクス状に形成された半導体ウェハに対して平面視でＸ方向又はＹ方向の検査光を照射し、その反射光を検出することによって検査を行う検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−２５３２７４号公報（段落００１３、図１、図７）

【発明の概要】

【0004】

ところで、ウェハ等の基板の表面に、いわゆるバンプと称される突起状の電極が形成される場合がある。バンプの形状にも種々のものがあり、長尺状に突出した形状のバンプが広く用いられている。このような長尺形状のバンプは、通常、方形のチップの辺が延びる方向に沿うＸ方向又はＹ方向に、その長尺方向が揃えられている。また、このような長尺形状のバンプが複数配置されるときは、互いに平行に、その長尺方向と直交する方向に並べられる。

【0005】

しかしながら、近年基板の微細化が進み、例えばＸ方向に長尺のバンプが複数平行にＹ方向に並べられている場合、そのバンプの配列ピッチが狭くなっている。そのため、上述の検査装置で平面視Ｙ方向の検査光を照射したときに、バンプの間隔が狭いとバンプとバンプの間に照射された検査光がバンプ間で多重反射してしまう。このように多重反射した検査光が検出されると、バンプの間隔部分にもバンプが存在し、隣接するバンプがつながっているかのように誤って認識されてしまう場合があった。

【0006】

本発明の目的は、複数のバンプが平行に配設された基板を撮像する場合にバンプの間隔部分を識別可能に撮像することが容易な撮像装置、バンプ検査装置、及び撮像方法を提供することを目的とする。

【0007】

本発明の一局面に従う撮像装置は、基板面に沿う所定の第一方向に沿って延びる長尺形状の複数のバンプが平行に配設された基板を撮像するための撮像装置であって、前記基板面に対して傾斜した照射方向に光を照射する光照射部と、前記光が照射された前記基板面を撮像する撮像部と、前記照射方向に対して前記第一方向を平面視で傾斜させるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する方向調節部とを備え、前記撮像部は、前記照射方向に対して前記第一方向が平面視で傾斜した状態で前記基板を撮像する。

【0008】

また、本発明の一局面に従う撮像方法は、基板面に沿う所定の第一方向に沿って延びる長尺形状の複数のバンプが平行に配設された基板を撮像するための撮像方法であって、（Ａ）前記基板面に対して傾斜した照射方向に光を照射する光照射工程と、（Ｂ）前記光が照射された前記基板面を撮像する撮像工程と、（Ｃ）前記照射方向に対して前記第一方向を平面視で傾斜させるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する方向調節工程とを含み、前記撮像工程（Ｂ）において、前記照射方向に対して前記第一方向が平面視で傾斜した状態で前記基板を撮像する。

【0009】

また、本発明の一局面に従う撮像装置は、基板面の、格子の交点に対応する位置にそれぞれバンプが配設された基板を撮像するための撮像装置であって、前記基板面に対して傾斜した照射方向に光を照射する光照射部と、前記光が照射された前記基板面を撮像する撮像部と、前記格子の対角位置を結ぶ対角方向と前記照射方向とを平面視で実質的に一致させるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する方向調節部とを備え、前記撮像部は、前記対角方向と前記照射方向とが平面視で実質的に一致した状態で前記基板を撮像する。

【0010】

また、本発明の一局面に従う撮像方法は、基板面の、格子の交点に対応する位置にそれぞれバンプが配設された基板を撮像するための撮像方法であって、（Ａ）前記基板面に対して傾斜した照射方向に光を照射する光照射工程と、（Ｂ）前記光が照射された前記基板面を撮像する撮像工程と、（Ｃ）前記格子の対角位置を結ぶ対角方向と前記照射方向とを平面視で実質的に一致させるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する方向調節工程とを含み、前記撮像工程（Ｂ）において、前記対角方向と前記照射方向とが平面視で実質的に一致した状態で前記基板を撮像する。

【0011】

また、本発明の一局面に従うバンプ検査装置は、上述の撮像装置と、前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記複数のバンプの検査を行う検査制御部とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第一実施形態に係る撮像装置を用いたバンプ検査装置の構成の一例を概念的に示した説明図である。

【図2】検査対象となるウェハの上面図である。

【図3】図２に示すウェハに形成されたチップ一つ分を拡大して示す部分拡大図である。

【図4】図１に示すバンプ検査装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図5】図１に示す検査テーブル上に載置されたウェハの一部を平面視した状態を示す説明図である。

【図6】方向調節工程の効果を説明するための説明図である。

【図7】方向調節工程の効果を説明するための説明図である。

【図8】方向調節工程の効果を説明するための説明図である。

【図9】バンプ検査装置（撮像装置）によって撮像された画像の一例を示している。

【図10】バンプに対して第二方向に沿う方向にレーザ光を照射した場合に撮像される画像の一例を示している。

【図11】撮像装置の撮像対象、すなわちバンプ検査装置の検査対象となるウェハの各チップに形成されたバンプを、基板面の垂直方向から平面視した説明図である。

【図12】本発明の第一実施形態に係るバンプ検査装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図13】対角方向に沿ってウェハにレーザ光が照射された状態を平面視した説明図である。

【図14】図１３におけるXIV−XIV端面図である。

【図15】図１３におけるXV−XV端面図である。

【図16】図１１に示すバンプ配置の別の例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
（第一実施形態）

【0014】

図１は、本発明の第一実施形態に係る撮像装置を用いたバンプ検査装置の構成の一例を概念的に示す説明図である。

【0015】

図１に示すバンプ検査装置１は、基板の一例である半導体ウェハＷに形成されたバンプを検査する検査装置である。なお、検査対象となる基板は半導体ウェハに限らない。基板は、例えば、プリント配線基板、ガラスエポキシ基板、フレキシブル基板、セラミック多層配線基板、液晶ディスプレイやＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等のディスプレイ用の電極板、タッチパネル用等の透明導電板、及び半導体パッケージ用のパッケージ基板やフィルムキャリア、半導体ウェハや半導体チップやCSP(Chip size package)等の半導体基板等々種々の基板であってもよい。

【0016】

図１に示すバンプ検査装置１は、検査テーブル２、回転台３、レーザ光源４（光照射部）、カメラ５（撮像部）、向き検出部６、テーブル駆動機構７、モータ８、及び制御部９を備えている。バンプ検査装置１に対して、水平面内で互いに直交するＸ軸とＹ軸とが予め設定されている。

【0017】

図２は、検査対象となるウェハＷの上面図である。ウェハＷは、円盤状の形状を有し、その上面に、略方形の複数のチップＴがマトリクス状に形成されている。図３は、図２に示すウェハＷに形成されたチップＴ一つ分を拡大して示す部分拡大図である。

【0018】

チップＴには、ウェハＷの基板面に沿う第一方向Ａに沿って延びる長尺形状の複数のバンプＢＰ１が、第一方向Ａと直交する第二方向Ｂに並んで平行に配設されている。さらに、チップＴには、ウェハＷの基板面に沿う第二方向Ｂに沿って延びる長尺形状の複数のバンプＢＰ２が、第一方向Ａに並んで平行に配設されている。

【0019】

図３に示す例では、チップＴの互いに平行な二辺が第一方向Ａに沿う方向に延び、残りの二辺が第二方向Ｂに沿う方向に延びている。また、図２に示す例では、複数のチップＴは、第一方向Ａと第二方向Ｂとに沿って、マトリクス状に配置されている。ウェハＷの外周部の一箇所には、ノッチＮが形成されている。これにより、ノッチＮを検出することで、ウェハＷの向きを検出可能にされている。なお、ウェハＷには、ノッチＮの代わりにオリエンテーションフラットが形成されていてもよい。

【0020】

回転台３は、略円板状の形状を有し、その上面に検査対象のウェハＷを載置可能にされている。向き検出部６は、回転台３に載置されたウェハＷのノッチＮを検出し、その検出信号を、ウェハＷの向きを示す情報として制御部９へ出力する。向き検出部６は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラや光センサ等を用いて構成されている。

【0021】

なお、向き検出部６は、回転台３上のウェハＷの向きを検出することができればよく、その検出方法は限定されない。向き検出部６は、例えばオリエンテーションフラットによってウェハＷの向きを検出してもよく、基板表面に形成されたバンプやパターンの画像を基板の向きを示す情報として制御部９へ出力してもよい。

【0022】

モータ８は、例えばステッピングモータであり、制御部９からの制御信号に応じて回転台３を回転させる。これにより、回転台３の上面に載置されたウェハＷを、ウェハＷの基板面に対して垂直な回転軸を中心に回転可能にされている。

【0023】

検査テーブル２は、略円板状の形状を有し、その上面に検査対象のウェハＷを載置可能にされている。回転台３上で向きが設定されたウェハＷが、図略の搬送機構によって、その向きのまま平行移動して検査テーブル２の上面に搬送されるようになっている。

【0024】

検査テーブル２の上方には、レーザ光源４とカメラ５とが配設されている。レーザ光源４は、検査テーブル２に載置されたウェハＷの上面に、レーザ光Ｌを照射する。レーザ光源４は、例えば、ウェハＷの表面に対して４５度の角度で、かつウェハＷの基板面に垂直な方向から見た平面視で例えばＸ軸方向に沿うレーザ光Ｌを照射する。この場合、照射方向を平面視した方向は、Ｘ軸方向となる。

【0025】

なお、光照射部の一例としてレーザ光源を示したが、光照射部は、所定の照射方向に対して光を照射できる指向性を有していればよく、必ずしもレーザ光源に限らない。例えば光源と、レンズや凹面鏡などの光学系とを組み合わせて光照射部が構成されていてもよい。

【0026】

また、光照射部は、帯状の光、すなわち照射方向と直交する方向に対して幅広の光を照射してもよい。この場合、光で基板面を走査するための移動ピッチを広くできるので、光での走査時間を短縮することが可能となる。

【0027】

テーブル駆動機構７は、検査テーブル２を、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに順次移動させることによって、ウェハＷの表面をレーザ光Ｌで面状に走査させる。

【0028】

カメラ５は、例えばＣＣＤを用いて構成されている。カメラ５は、レーザ光Ｌで面状に走査されたウェハＷの表面を撮像する。カメラ５は、例えば、テーブル駆動機構７で駆動された検査テーブル２の位置（ウェハＷの位置）と、撮像されたレーザ光Ｌの反射光の画像との位置関係から、ウェハＷの表面の三次元画像を生成する。

【0029】

制御部９は、例えば、所定の論理演算を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、所定の制御プログラム等を記憶する不揮発性の記憶部と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。そして、制御部９は、所定の制御プログラムを実行することによって、搬送制御部９１、方向調節部９２、撮像制御部９３、及び検査制御部９４として機能する。

【0030】

バンプ検査装置１から、検査制御部９４を除いた残りの部分が本発明の一実施形態に係る撮像装置１０に相当する。

【0031】

搬送制御部９１は、例えば図略の搬送機構の動作を制御することによって、検査対象のウェハＷを回転台３上に搬送させ、回転台３によって向きが調節されたウェハＷを検査テーブル２上にその向きのまま平行移動させる。搬送機構としては、種々の搬送手段を用いることができ、例えばロボットアームを用いることができる。

【0032】

方向調節部９２は、向き検出部６から出力されたウェハＷの向きを示す情報に基づいてモータ８の回転を制御し、回転台３を回転させて、レーザ光照射方向をウェハＷの基板面に垂直な方向から見て平面視したＸ軸方向に対するウェハＷの第一方向Ａの傾斜角度が実質的に４５度となるように、ウェハＷの向きを調節する。回転台３によって向きが調節されたウェハＷは図略の搬送機構によって検査テーブル２上にその向きのまま平行移動されるので、方向調節部９２によって、レーザ光Ｌの照射方向に対する第一方向Ａの傾斜角度がウェハＷの基板面に垂直な方向から見た平面視で実質的に４５度となるように、照射方向とウェハＷの向きとの相対的な配置関係が調節される。

【0033】

なお、実質的に４５度とは、４５度に対して方向調節部９２による制御誤差等の許容範囲を含むことを意味し、例えばプラスマイナス１０％の範囲（４０．５度〜４９．５度）の角度範囲を意味する。

【0034】

撮像制御部９３は、テーブル駆動機構７により検査テーブル２を移動させつつ検査テーブル２上に載置されたウェハＷに対してレーザ光源４によってレーザ光Ｌを照射させることによってウェハＷの表面をレーザ光Ｌで面状に走査させ、そのレーザ光Ｌで走査されたウェハＷの表面画像をカメラ５によって撮像させる。

【0035】

検査制御部９４は、カメラ５によって撮像された画像に基づいて、バンプＢＰ１，ＢＰ２の検査を行う。

【0036】

次に、上述のように構成されたバンプ検査装置１の動作の一例について説明する。図４は、図１に示すバンプ検査装置１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、搬送制御部９１は、図略の搬送機構によって、検査対象のウェハＷを回転台３上に搬送させる（ステップＳ１）。

【0037】

次に、方向調節部９２は、向き検出部６の検出結果に基づいて、バンプ検査装置１のＸ軸方向に対するウェハＷの第一方向Ａの傾斜角度が実質的に４５度となるように、ウェハＷの向きを調節する（ステップＳ２）。バンプ検査装置１のＸ軸方向は、レーザ光照射方向を平面視した方向と同じ方向である。

【0038】

次に、搬送制御部９１は、図略の搬送機構によって、回転台３上のウェハＷを検査テーブル２上にその向きのまま平行移動させる（ステップＳ３）。ステップＳ２，Ｓ３が、方向調節工程（Ｃ）の一例に相当している。

【0039】

次に、撮像制御部９３は、レーザ光源４によって、検査テーブル２上のウェハＷに対してレーザ光Ｌを照射させる（ステップＳ４：光照射工程（Ａ））。

【0040】

図５は、図１に示す検査テーブル２上に載置されたウェハＷの一部を平面視した状態を示す説明図である。図５に示すように、回転台３で向きが調節されて検査テーブル２に載置されたウェハＷに対して照射されるレーザ光Ｌは、バンプＢＰ１，ＢＰ２の長尺方向である第一方向Ａ及び第二方向Ｂに対して、平面視で４５度傾斜する。すなわち、レーザ光Ｌの照射方向に対する第一方向Ａの傾斜角度とレーザ光Ｌの照射方向に対する第二方向Ｂの傾斜角度とが、実質的に等しくされている。なお、実質的に等しいとは、誤差等を含んで例えばプラスマイナス１０％の範囲内であることを意味する。

【0041】

ステップＳ２，Ｓ３によって、バンプＢＰ１，ＢＰ２に対してこのような角度でレーザ光Ｌが照射されるように、レーザ光Ｌの照射方向とウェハＷの向きとの相対的な配置関係が調節される。

【0042】

なお、照射方向に対する第一方向Ａ及び第二方向Ｂの傾斜角度が４５度の例を示したが、照射方向に対する第一方向Ａ及び第二方向Ｂの傾斜角度が実質的に互いに等しければよく、傾斜角度は４５度に限らない。例えば、第一方向Ａと第二方向Ｂとが６０度で傾斜している場合、照射方向に対する第一方向Ａ及び第二方向Ｂの傾斜角度は３０度であってもよい。

【0043】

また、必ずしも照射方向に対する第一方向Ａ及び第二方向Ｂの傾斜角度は互いに等しい例に限らない。しかしながら、照射方向に対する第一方向Ａ及び第二方向Ｂの傾斜角度が互いに等しい方が、バンプＢＰ１の撮像精度とバンプＢＰ２の撮像精度とが均一化され、ひいてはバンプＢＰ１の検査精度とバンプＢＰ２の検査精度とが均一化される点でより好ましい。

【0044】

また、ウェハＷには、長尺方向の異なる二種類のバンプＢＰ１，ＢＰ２が形成されている例に限らず、第一方向Ａに沿って長尺のバンプＢＰ１のみ形成されていてもよい。そして、第一方向Ａに対して傾斜した照射方向のレーザ光Ｌを照射する構成としてもよい。より好ましくは、第一方向Ａに対して実質的に４５度傾斜した照射方向のレーザ光Ｌを照射する構成としてもよい。

【0045】

次に、撮像制御部９３は、テーブル駆動機構７により検査テーブル２を移動させてウェハＷの表面をレーザ光Ｌで面状に走査させ、そのレーザ光Ｌで走査されたウェハＷの表面画像をカメラ５によって撮像させる（ステップＳ５：撮像工程（Ｂ））。

【0046】

図６、図７、図８は、ステップＳ２，Ｓ３の方向調節工程（Ｃ）の効果を説明するための説明図である。図６に示すように、第一方向Ａに対して傾斜した照射方向でレーザ光Ｌを照射した場合、隣接する二つのバンプＢＰ１間でのレーザ光Ｌの平面視の経路長Ｄ１は、バンプＢＰ１の隣接間隔よりも長くなる。一方、背景技術のように、第一方向Ａに対して直交して傾斜しない照射方向でレーザ光Ｌを照射した場合、隣接する二つのバンプＢＰ１間でのレーザ光Ｌの平面視の経路長Ｄ２は、バンプＢＰ１の隣接間隔と等しくなる。

【0047】

すなわち、バンプ検査装置１は、レーザ光Ｌの照射方向に対して第一方向Ａを平面視で傾斜させることによって、実質的にバンプＢＰ１の隣接間隔を拡げたのと同じ効果が得られる。同様に、バンプＢＰ２に対しても、レーザ光Ｌの照射方向に対して第二方向Ｂを平面視で傾斜させることによって、実質的にバンプＢＰ２の隣接間隔を拡げたのと同じ効果が得られる。その結果、複数のバンプが平行に配設された基板を撮像する場合であっても、バンプの間隔部分を識別可能に撮像することが容易となる。

【0048】

また、バンプＢＰ１，ＢＰ２の幅が細い場合であっても、レーザ光Ｌを第一方向Ａ、第二方向Ｂと平面視で同じ方向に照射する場合と比べて、レーザ光Ｌを第一方向Ａ、第二方向Ｂと平面視で傾斜させることによって、実質的にバンプＢＰ１，ＢＰ２の幅を太くしたのと同じ効果が得られる。その結果、微細化が進んでバンプＢＰ１，ＢＰ２の幅が細い場合であっても、レーザ光Ｌを第一方向Ａ、第二方向Ｂと平面視で傾斜させることによって、幅が細いバンプＢＰ１，ＢＰ２の画像を得ることが容易となる。

【0049】

図７は、図６に示すバンプＢＰ１を、レーザ光Ｌの照射方向に沿うVII−VII線に沿って切断した端面図である。図８は、図６に示すバンプＢＰ１を、第二方向Ｂに沿うVIII−VIII線に沿って切断した端面図である。図９は、図７と対応し、バンプ検査装置１（撮像装置１０）によって撮像された画像の一例を示している。図１０は、図８と対応し、背景技術に示すように、バンプＢＰ１に対して第二方向Ｂに沿う方向にレーザ光（Ｐ）を照射した場合に撮像される画像の一例を示している。

【0050】

図３、図８を参照して、図中、符号（Ｐ）で示すレーザ光（Ｐ）は、背景技術のように第一方向Ａに対して平面視で直交して傾斜しない照射方向で照射された場合を示している。この場合、互いに隣接するバンプＢＰ１間で多重反射した反射光が、平面視で照射方向の延長方向、すなわちカメラ５の配置されている方向へ向かう。そのため、多重反射した反射光がカメラ５で撮像され、図１０に示すように、隣接するバンプＢＰ１がつながっているかのように誤って撮像されてしまうおそれがある。

【0051】

一方、図３、図７を参照して、レーザ光Ｌの照射方向に対して第一方向Ａを平面視で傾斜させた場合には、バンプＢＰ１の側面で反射したレーザ光Ｌは、隣接するバンプＢＰ１間での多重反射が生じにくくなり、また多重反射した場合であっても、平面視で照射方向の延長方向であるカメラ５の配置されている方向からずれた方向へ向かい易くなる。その結果、隣接するバンプＢＰ１がつながっているかのように誤って撮像されてしまうおそれが低減される。図７に示すように隣接するバンプＢＰ１間に照射されたレーザ光Ｌがカメラ５の配置されている方向からずれた方向へ向かうと、影のように撮像されるため、図９に示すように隣接するバンプＢＰ１間が影で分離された画像が得られる。

【0052】

同様に、バンプＢＰ２に対しても、レーザ光Ｌの照射方向に対して第二方向Ｂが平面視で傾斜されているので、隣接するバンプＢＰ２がつながっているかのように誤って撮像されてしまうおそれが低減される。すなわち、複数のバンプＢＰ１，ＢＰ２が平行に配設された基板を撮像する場合にバンプＢＰ１，ＢＰ２の間隔部分を識別可能に撮像することが容易となる。

【0053】

次に、検査制御部９４は、カメラ５によって撮像された画像に基づいて、バンプＢＰ１，ＢＰ２の検査を行う（ステップＳ６：検査工程）。検査制御部９４は、例えば、カメラ５によって撮像された画像と、予め正常なウェハＷで撮像された基準画像とを比較することによって、バンプＢＰ１，ＢＰ２が正常か否かを判定することが可能となる。

【0054】

この場合、ウェハＷの微細化が進んでバンプＢＰ１，ＢＰ２の間隔が狭くなった場合であっても、バンプ検査装置１によれば、バンプＢＰ１，ＢＰ２の間隔部分を識別可能に撮像することが容易となる結果、バンプＢＰ１，ＢＰ２の検査精度を向上させることが容易となる。

【0055】

なお、テーブル駆動機構７は、検査テーブル２の上面に対して垂直な回転軸を中心に検査テーブル２を回動可能とし、向き検出部６と同様の、検査テーブル２に載置されたウェハＷの向きを検出する向き検出部を備えてもよい。そして、方向調節部９２は、回転台３で向きが調節されたウェハＷの向きを、検査テーブル２上で、再度、照射方向に対する第一方向Ａ及び第二方向Ｂの傾斜角度が４５度となるように検査テーブル２を回動させてもよい。これにより、ウェハＷの向きの調節精度が向上する。

【0056】

また、バンプ検査装置１は、回転台３を備えず、検査テーブル２を回動させることによって、照射方向に対する第一方向Ａ及び第二方向Ｂを傾斜させる構成としてもよい。また、レーザ光源４によるレーザ光Ｌの照射方向を固定して、ウェハＷの向きを調節する例を示したが、ウェハＷの向きを固定してレーザ光Ｌの照射方向を調節してもよく、ウェハＷの向きとレーザ光Ｌの照射方向とを両方変化させて調節してもよい。

【0057】

また、バンプ検査装置１は、検査制御部９４を備えず、基板を撮像する撮像装置１０として構成されていてもよい。
（第二実施形態）

【0058】

次に、本発明の第二実施形態に係る撮像装置１０ａを用いたバンプ検査装置１ａについて説明する。バンプ検査装置１ａ及び撮像装置１０ａは、バンプ検査装置１及び撮像装置１０と同様、図１で示される。バンプ検査装置１ａ及び撮像装置１０ａと、バンプ検査装置１及び撮像装置１０とでは、方向調節部９２ａの動作と、検査対象となるウェハＷに形成されているバンプの形状や配置等とが異なる。その他の構成はバンプ検査装置１及び撮像装置１０と同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な点について説明する。

【0059】

図１１は、撮像装置１０ａの撮像対象、すなわちバンプ検査装置１ａの検査対象となるウェハＷの各チップＴに形成されたバンプＢＰ３を、基板面の垂直方向から平面視した説明図である。バンプＢＰ３は、破線で示す格子Ｋの各交点に対応する位置に配置されている。図１１に示す例では、格子Ｋは、第一方向Ａに延びる複数の桟と第二方向Ｂに延びる複数の桟とが交差して形成されている。

【0060】

バンプＢＰ３は、例えば円柱状、角柱状、先端部が膨らんだマッシュルーム形状、球状、半球状等、種々の形状であってよい。なお、図１１では４×５の格子を例に挙げて説明したが、これに限らず、バンプが配列される格子は、２×２以上であればよい。

【0061】

方向調節部９２ａは、格子Ｋの対角位置を結ぶ対角方向Ｄとレーザ光Ｌの照射方向とを平面視で実質的に一致させるように、その照射方向とウェハＷの向きとの相対的な配置関係を調節する。なお、実質的に一致とは、対角方向Ｄとレーザ光Ｌの照射方向とのなす角度が、方向調節部９２による制御誤差等の許容範囲を含んで、例えばプラスマイナス１０度の範囲（−１０度〜＋１０度）の角度範囲となっていることを意味する。

【0062】

以下、本発明の第二実施形態に係る撮像方法を用いたバンプ検査装置１ａの動作について説明する。図１２は、バンプ検査装置１ａの動作の一例を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートと同様の動作には同一のステップ番号を付してその説明を省略する。

【0063】

まず、ステップＳ１が実行された後、方向調節部９２ａは、向き検出部６の検出結果に基づいて、バンプ検査装置１ａのＸ軸方向と、ウェハＷにおける対角方向Ｄとを平面視で実質的に一致させるように回転台３を回転させて、ウェハＷの向きを調節する（ステップＳ２ａ）。バンプ検査装置１ａのＸ軸方向は、レーザ光照射方向を平面視した方向と同じ方向である。

【0064】

次にステップＳ３でウェハＷが検査テーブル２上に移動された後、ステップＳ４で検査テーブル２上のウェハＷに対して対角方向Ｄに沿ってレーザ光Ｌが照射される。

【0065】

図１３は、対角方向Ｄに沿ってウェハＷにレーザ光Ｌが照射された状態を平面視した説明図である。図１４は、図１３におけるXIV−XIV端面図である。図１５は、図１３におけるXV−XV端面図である。図１３、図１４に示すように、対角方向Ｄに沿ってレーザ光Ｌを照射した場合、二つのバンプＢＰ３間でのレーザ光Ｌの平面視の経路長Ｄ１は、格子の桟に沿ったバンプＢＰ３の隣接間隔Ｄ２よりも長くなる。一方、図１３、図１５に示す背景技術のように、第二方向Ｂに沿ってレーザ光（Ｐ）を照射した場合、隣接する二つのバンプＢＰ３間でのレーザ光Ｌの平面視の経路長Ｄ２は、格子の桟に沿ったバンプＢＰ３の隣接間隔Ｄ２と等しくなる。

【0066】

すなわち、バンプ検査装置１ａは、レーザ光Ｌの照射方向を対角方向Ｄと実質的に一致させることによって、実質的にバンプＢＰ３の隣接間隔を拡げたのと同じ効果が得られる。

【0067】

背景技術のように第二方向Ｂに沿ってレーザ光（Ｐ）を照射した場合、図１５に示すように、レーザ光（Ｐ）が多重反射した後にカメラ５で撮像されると、図１０に示した場合と同様に、隣接するバンプＢＰ３がつながっているかのように誤って撮像されてしまうおそれがある。一方、対角方向Ｄに沿ってレーザ光Ｌを照射した場合、バンプＢＰ３の隣接間隔が実質的に拡がっているので、図１４に示すように、バンプＢＰ３の間隔部分でレーザ光ＬがウェハＷの表面で反射してカメラ５で撮像され易くなる。この場合、バンプＢＰ３の間隔部分におけるウェハＷの表面が正しく撮像される。その結果、バンプＢＰ３の間隔部分を識別可能に撮像することが容易となる。

【0068】

バンプＢＰ３は、例えば図１６に示すように配置されていてもよい。

【0069】

また、上述した各実施形態では、回転台を回転させてウェハＷを回転させることにより、レーザ光Ｌの照射方向とウェハＷの向きとの相対的な配置関係を調整したが、これに限らない。具体的には、レーザ光源を回転させることにより、レーザ光Ｌの照射方向とウェハＷの向きとの相対的な配置関係を調整してもよい。

【0070】

すなわち、本発明の一局面に従う撮像装置は、基板面に沿う所定の第一方向に沿って延びる長尺形状の複数のバンプが平行に配設された基板を撮像するための撮像装置であって、前記基板面に対して傾斜した照射方向に光を照射する光照射部と、前記光が照射された前記基板面を撮像する撮像部と、前記照射方向に対して前記第一方向を平面視で傾斜させるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する方向調節部とを備え、前記撮像部は、前記照射方向に対して前記第一方向が平面視で傾斜した状態で前記基板を撮像する。

【0071】

また、本発明の一局面に従う撮像方法は、基板面に沿う所定の第一方向に沿って延びる長尺形状の複数のバンプが平行に配設された基板を撮像するための撮像方法であって、（Ａ）前記基板面に対して傾斜した照射方向に光を照射する光照射工程と、（Ｂ）前記光が照射された前記基板面を撮像する撮像工程と、（Ｃ）前記照射方向に対して前記第一方向を平面視で傾斜させるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する方向調節工程とを含み、前記撮像工程（Ｂ）において、前記照射方向に対して前記第一方向が平面視で傾斜した状態で前記基板を撮像する。

【0072】

これらの構成によれば、基板面に沿う所定の第一方向に沿って延びる長尺形状の複数のバンプが平行に配設された基板を撮像する場合に、光の照射方向に対してバンプの長尺方向を平面視で傾斜させるように、その照射方向と基板の向きとの相対的な配置関係が調節される。その結果、バンプに対して平面視でその長尺方向と傾斜する方向に光が照射され、その反射光が撮像される。そうすると、隣接する二つのバンプ間での光の平面視の経路長は、バンプの隣接間隔よりも長くなり、実質的にバンプの隣接間隔を拡げたのと同じ効果が得られる。その結果、複数のバンプが平行に配設された基板を撮像する場合であっても、バンプの間隔部分を識別可能に撮像することが容易となる。

【0073】

また、前記基板面には、さらに、前記第一方向と交差する第二方向に沿って延びる長尺形状の複数のバンプが平行に配設されており、前記方向調節部は、前記照射方向に対する前記第一方向の傾斜角度と、前記照射方向に対する前記第二方向の傾斜角度とが、平面視で実質的に等しくなるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節することが好ましい。

【0074】

この構成によれば、第一方向に長尺のバンプと、第二方向に長尺のバンプとの両方のバンプに対して、平面視で実質的に等しい傾斜角度で光が照射される。その結果、第一方向に長尺のバンプと、第二方向に長尺のバンプとの両方のバンプに対して、バンプの間隔部分を識別可能に撮像することが容易となり、かつ、第一方向に長尺のバンプの撮像精度と、第二方向に長尺のバンプの撮像精度とが均一化される。

【0075】

また、前記第一方向と前記第二方向とは、互いに直交する方向であり、前記方向調節部は、前記照射方向に対する前記第一方向の傾斜角度が平面視で実質的に４５度となるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節することが好ましい。

【0076】

この構成によれば、第一方向に長尺のバンプと、第二方向に長尺のバンプとの両方のバンプに対して、平面視で実質的に４５度傾斜した光が照射され、その反射光が撮像される。

【0077】

また、本発明の一局面に従う撮像装置は、基板面の、格子の交点に対応する位置にそれぞれバンプが配設された基板を撮像するための撮像装置であって、前記基板面に対して傾斜した照射方向に光を照射する光照射部と、前記光が照射された前記基板面を撮像する撮像部と、前記格子の対角位置を結ぶ対角方向と前記照射方向とを平面視で実質的に一致させるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する方向調節部とを備え、前記撮像部は、前記対角方向と前記照射方向とが平面視で実質的に一致した状態で前記基板を撮像する。

【0078】

また、本発明の一局面に従う撮像方法は、基板面の、格子の交点に対応する位置にそれぞれバンプが配設された基板を撮像するための撮像方法であって、（Ａ）前記基板面に対して傾斜した照射方向に光を照射する光照射工程と、（Ｂ）前記光が照射された前記基板面を撮像する撮像工程と、（Ｃ）前記格子の対角位置を結ぶ対角方向と前記照射方向とを平面視で実質的に一致させるように、前記照射方向と前記基板の向きとの相対的な配置関係を調節する方向調節工程とを含み、前記撮像工程（Ｂ）において、前記対角方向と前記照射方向とが平面視で実質的に一致した状態で前記基板を撮像する。

【0079】

これらの構成によれば、基板面の、格子の交点に対応する位置にそれぞれバンプが配設された基板を撮像する場合に、格子の対角位置を結ぶ対角方向と光の照射方向とを平面視で実質的に一致させるように、その照射方向と基板の向きとの相対的な配置関係が調節される。その結果、格子の交点位置に配置されたバンプに対して平面視でその格子の対角方向と略一致する方向に光が照射され、その反射光が撮像される。そうすると、隣接する二つのバンプ間での光の平面視の経路長は、格子上で互いに隣接するバンプの隣接間隔よりも長くなり、実質的にバンプの間隔を拡げたのと同じ効果が得られる。その結果、格子の交点に対応する位置にそれぞれバンプが配設された基板を撮像する場合であっても、バンプの間隔部分を識別可能に撮像することが容易となる。

【0080】

また、前記基板を、前記基板面に対して垂直な回転軸を中心に回転させる回転台をさらに備え、前記方向調節部は、前記回転台により前記基板を回転させることによって、前記相対的な配置関係を調節することが好ましい。

【0081】

この構成によれば、回転台により基板を回転させることによって、光の照射方向に対してバンプの長手方向となる第一方向を平面視で傾斜させるように、照射方向と基板の向きとの相対的な配置関係を調節することができるので、配置関係の調節が容易である。

【0082】

また、前記光は、前記照射方向に延びる帯状の光であることが好ましい。

【0083】

この構成によれば、一度に光を照射可能な範囲が広くなるので、基板の撮像効率が向上する。

【0084】

また、前記光はレーザ光であることが好ましい。

【0085】

この構成によれば、照射方向に照射可能な指向性の高い光が容易に得られる。

【0086】

また、本発明の一局面に従うバンプ検査装置は、上述の撮像装置と、前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記複数のバンプの検査を行う検査制御部とを備える。

【0087】

この構成によれば、バンプの間隔部分を識別可能に撮像された画像に基づいて、複数のバンプの検査が行われるので、バンプの検査精度が向上する。

【0088】

このような構成の撮像装置、バンプ検査装置、及び撮像方法は、複数のバンプが平行に配設された基板を撮像する場合にバンプの間隔部分を識別可能に撮像することが容易となる。

【0089】

この出願は、２０１７年７月１９日に出願された日本国特許出願特願２０１７−１４０２０２号を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、本発明は、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではない。

【符号の説明】

【0090】

１，１ａ バンプ検査装置
２ 検査テーブル
３ 回転台
４ レーザ光源（光照射部）
５ カメラ（撮像部）
６ 向き検出部
７ テーブル駆動機構
８ モータ
９ 制御部
１０，１０ａ 撮像装置
９１ 搬送制御部
９２ 方向調節部
９３ 撮像制御部
９４ 検査制御部
Ａ 第一方向
Ｂ 第二方向
ＢＰ１，ＢＰ２ バンプ
Ｄ１，Ｄ２ 経路長
Ｌ レーザ光
Ｎ ノッチ
Ｔ チップ
Ｗ ウェハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】