特開 2023-151984 検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023151984

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 25/72 20060101AFI20231005BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20231005BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20231005BHJP

   B23K 1/005 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

G01N25/72 F

H01L21/60 311Q

B23K1/00 A

B23K1/005 A

B23K1/00 330E

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022061884

(22)【出願日】2022-04-01

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野村 哲平

(72)【発明者】

【氏名】陳 之文

(72)【発明者】

【氏名】キム ヨンソク

【テーマコード（参考）】

2G040

5F044

【Ｆターム（参考）】

2G040AA05

2G040AB08

2G040BA18

2G040BA26

2G040CA02

2G040DA06

2G040DA15

2G040EA06

2G040HA01

2G040HA06

2G040HA16

5F044KK02

5F044KK05

5F044LL05

(57)【要約】

【課題】チップが基板に正常に接続されたか否かを検査する検査方法を提供すること。
【解決手段】検査方法は、一方の面にバンプを有した半導体チップがバンプを介して基板上に載置された被加工物を準備する準備ステップ１と、他方の面から半導体チップに対してレーザ光を照射して被加工物の被照射範囲に含まれるバンプをリフローさせるレーザ光照射ステップ３と、レーザ光を半導体チップに照射しながら被照射範囲をサーマルカメラで撮像し、温度情報を取得する温度情報取得ステップ４と、半導体チップと基板とがレーザ光の照射によって正常に接合される場合の温度情報である基準温度情報を予め記憶しておく記憶ステップ２と、記憶ステップ２で記憶した基準温度情報と、温度情報取得ステップ４で取得した温度情報と、に基づいて、半導体チップと基板とがレーザ光の照射によって正常に接合されたか否かを判定する判定ステップ５と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体チップと基板との接合状態を検査する検査方法であって、
一方の面にバンプを有した半導体チップが該バンプを介して基板上に載置された被加工物を準備する準備ステップと、
該一方の面の反対側の他方の面から、該半導体チップに対してレーザ光を照射して該被加工物の被照射範囲に含まれるバンプをリフローさせるレーザ光照射ステップと、
該レーザ光を該半導体チップに照射しながら該被照射範囲をサーマルカメラで撮像し、温度情報を取得する温度情報取得ステップと、
を備え、
半導体チップと基板とがレーザ光の照射によって正常に接合される場合の温度情報である基準温度情報を予め記憶しておく記憶ステップを更に備え、
該記憶ステップで記憶した該基準温度情報と、該温度情報取得ステップで取得した該温度情報と、に基づいて、該半導体チップと該基板とが該レーザ光の照射によって正常に接合されたか否かを判定する判定ステップを更に備えることを特徴とする、
検査方法。

【請求項2】

該温度情報は、
該半導体チップの断面における温度プロファイルを含むことを特徴とする、
請求項１に記載の検査方法。

【請求項3】

該温度情報は、
該半導体チップの上面におけるサーモグラフィ画像を含むことを特徴とする、
請求項１に記載の検査方法。

【請求項4】

該判定ステップでは、
該温度情報取得ステップで取得した該温度情報において、該記憶ステップで記憶した該基準温度情報よりも高温になる領域が存在する場合に、
該半導体チップと該基板とが正常に接合されていないと判定することを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造工程において、チップと外部端子とを電気的に接続する方法のひとつに、チップの電極とパッケージ基板上の電極とを向かいあわせにしてバンプを介して接続するフリップチップ実装方式がある。

【0003】

一般に、フリップチップ実装では、基板全体を加熱してボンディングするマスリフロー（Mass Reflow）プロセスや、各チップを加熱、加圧することでボンディングするＴＣＢ（Thermo-Compression Bonding；熱圧着）プロセス等が採用されている。しかしながら、マスリフロープロセスは、基板全体を加熱することによる熱ストレスが課題となっており、ＴＣＢプロセスは、ボンダーヘッドの冷却に時間がかかる等生産性が劣ることが課題となっている。

【0004】

上記のようなプロセスに対して優位性のあるプロセスとして、レーザ照射によりチップを基板上の電極に接続するレーザリフロープロセスが提案されている（特許文献１、２参照）。レーザリフロープロセスでは、基板全体に熱がかかることがないため熱ストレスを低減でき、また、複数のチップに対してレーザ光を照射することでＴＣＢプロセスよりも高い生産性が得られるという利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８－１７７２４０号公報

【特許文献2】特開２０２１－１０２２１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上述のようなプロセスにおいて、チップが基板に接続されたか否かのボンディングの良否を判定するためには、導通検査を実施する必要がある。しかしながら、評価用のデイジーチェーン等が形成されていない量産品では、ボンディングの良否を検査する方法が存在しなかった。

【0007】

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、チップが基板に正常に接続されたか否かを検査する検査方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の検査方法は、半導体チップと基板との接合状態を検査する検査方法であって、一方の面にバンプを有した半導体チップが該バンプを介して基板上に載置された被加工物を準備する準備ステップと、該一方の面の反対側の他方の面から、該半導体チップに対してレーザ光を照射して該被加工物の被照射範囲に含まれるバンプをリフローさせるレーザ光照射ステップと、該レーザ光を該半導体チップに照射しながら該被照射範囲をサーマルカメラで撮像し、温度情報を取得する温度情報取得ステップと、を備え、半導体チップと基板とがレーザ光の照射によって正常に接合される場合の温度情報である基準温度情報を予め記憶しておく記憶ステップを更に備え、該記憶ステップで記憶した該基準温度情報と、該温度情報取得ステップで取得した該温度情報と、に基づいて、該半導体チップと該基板とが該レーザ光の照射によって正常に接合されたか否かを判定する判定ステップを更に備えることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の検査方法において、該温度情報は、該半導体チップの断面における温度プロファイルを含んでもよい。

【0010】

また、本発明の検査方法において、該温度情報は、該半導体チップの上面におけるサーモグラフィ画像を含んでもよい。

【0011】

また、本発明の検査方法において、該判定ステップでは、該温度情報取得ステップで取得した該温度情報において、該記憶ステップで記憶した該基準温度情報よりも高温になる領域が存在する場合に、該半導体チップと該基板とが正常に接合されていないと判定してもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明は、チップが基板に正常に接続されたか否かを検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施形態に係る検査方法の流れを示すフローチャートである。

【図2】図２は、図１に示す準備ステップで準備される被加工物の斜視図である。

【図3】図３は、図２に示す被加工物の要部断面図である。

【図4】図４は、評価用チップを示す平面図である。

【図5】図５は、図１に示す記憶ステップで記憶する断面温度プロファイルの一例を示すグラフである。

【図6】図６は、図１に示す記憶ステップで記憶するサーモグラフィ画像の一例である。

【図7】図７は、図１に示す記憶ステップで記憶する最高温度の時間変化を示すグラフである。

【図8】図８は、図１に示すレーザ光照射ステップの一状態を示す被加工物の要部断面図である。

【図9】図９は、図１に示す温度情報取得ステップで取得した断面温度プロファイルの一例を示すグラフである。

【図10】図１０は、図１に示す温度情報取得ステップで取得したサーモグラフィ画像の一例である。

【図11】図１１は、図１に示す温度情報取得ステップで取得した最高温度の時間変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

【0015】

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係る検査方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係る検査方法の流れを示すフローチャートである。図１に示すように、検査方法は、準備ステップ１と、記憶ステップ２と、レーザ光照射ステップ３と、温度情報取得ステップ４と、判定ステップ５と、を備える。

【0016】

（準備ステップ１）
図２は、図１に示す準備ステップ１で準備される被加工物１００の斜視図である。図３は、図２に示す被加工物１００の要部断面図である。図４は、評価用チップを示す平面図である。図２および図３に示すように、被加工物１００は、基板１１０と、バンプ１３０を有する半導体チップ１２０と、を含む。

【0017】

準備ステップ１は、半導体チップ１２０が基板１１０上に載置された被加工物１００を準備するステップである。この際、半導体チップ１２０は、バンプ１３０を有する一方の面（表面１２１）を下向きにした状態で、バンプ１３０を介して、表面１１１側が上向きにされた基板１１０の表面１１１側に載置される。

【0018】

基板１１０は、実施形態において、矩形状である。基板１１０は、例えば、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板や、チップに分割される前のデバイスウェーハ等である。基板１１０の表面１１１側には、バンプ１３０を介して半導体チップ１２０が複数配置される。半導体チップ１２０は、表面１２１に１以上のバンプ１３０を有する。バンプ１３０は、半導体チップ１２０の表面１２１に設けられる突起状の端子である。

【0019】

半導体チップ１２０は、バンプ１３０が加熱され溶けることによって、基板１１０上の電極に接続する。すなわち、準備ステップ１で準備される被加工物１００は、バンプ１３０をレーザ光２１（図８参照）でリフローさせることにより、半導体チップ１２０が基板１１０に対してフリップ実装されることが予定されるものである。

【0020】

なお、被加工物１００は、実施形態における半導体チップ１２０がバンプ１３０を介して基板１１０に配列されたものの他に、複数の半導体チップ１２０が積層され、各々の半導体チップ１２０間にバンプ１３０が存在するもの等でもよい。

【0021】

後述において、温度情報と接合（ボンディング）の良否との相関を説明するため、以降の説明では、図４に示すように、半導体チップ１２０として、複数の領域１２４－１、１２４－２、１２４－３、１２４－４、１２４－５の導通状況を取得可能なデイジーチェーン有する評価用チップを使用するが、本発明の検査方法において、半導体チップ１２０は、デイジーチェーンを有さなくてよい。

【0022】

（記憶ステップ２）
記憶ステップ２は、半導体チップ１２０と基板１１０とがレーザ光２１の照射によって正常に接合される場合の温度情報である基準温度情報を予め記憶しておくステップである。記憶ステップ２は、準備ステップ１より前に実施されてもよい。

【0023】

基準温度情報は、サーマルカメラで撮像したサーマル画像から取得可能な情報であり、後述の温度情報取得ステップ４で取得する温度情報と同種の温度情報である。実施形態の記憶ステップ２では、図４に示す評価用チップに対して、後述のレーザ光照射ステップ３と同一の条件でレーザ光２１を照射した結果、領域１２４－１、１２４－２、１２４－３、１２４－４、１２４－５の全てにおいて導通状況が確認できた際の温度情報を、基準温度情報として予め記憶しておく。

【0024】

図５は、図１に示す記憶ステップ２で記憶する断面温度プロファイルの一例を示すグラフである。温度情報は、例えば、図５に示すような、半導体チップ１２０の所定の断面における温度プロファイルを含む。温度プロファイルは、半導体チップ１２０の所定の断面における各部の温度と時間との関係を表やグラフにしたものである。所定の断面は、実施形態において、図４に示す半導体チップ１２０の平面視において、一点鎖線で示す対角線を通る断面である。所定の断面は、領域１２４－１、１２４－５、１２４－３を通る。

【0025】

図５に示す温度情報は、図４に示す位置の断面に沿う各位置における温度の分布を示している。また、図５に示す基準温度情報は、後述のレーザ光照射ステップ３と同様の照射条件において、レーザ光２１の照射を開始した直後と、レーザ光２１の照射を終了する直前と、の温度の分布情報を含む。図５に示す例において、断面温度プロファイルは、レーザ光２１の照射開始直後では、領域１２４－１での温度が少し高めであり、領域１２４－３での温度が低めである傾向を示している。また、断面温度プロファイルは、レーザ光２１の照射終了直前では、領域１２４－１での温度が少し高めではあるが、温度分布が平坦に近付く傾向を示している。

【0026】

図６は、図１に示す記憶ステップ２で記憶するサーモグラフィ画像の一例である。温度情報は、例えば、図６に示すような、半導体チップ１２０の上面を撮像したサーモグラフィ画像を含む。図６に示すサーモグラフィ画像では、白色が高温を示し、黒色が低温を示し、明度が高い程高温を示す。

【0027】

図６に示す温度情報は、半導体チップ１２０の上面における温度の分布を示している。また、図６に示す基準温度情報は、後述のレーザ光照射ステップ３と同様の照射条件において、レーザ光２１の照射を終了する直前の温度の分布情報を含む。図６に示す例において、サーモグラフィ画像は、半導体チップ１２０の外縁より内側の領域で明度が概ね一定である傾向を示している。なお、記憶ステップ２では、サーモグラフィ画像の明度に基づいて数値に変換した温度の分布を二次元座標と紐付けて記憶してもよい。

【0028】

図７は、図１に示す記憶ステップ２で記憶する最高温度の時間変化を示すグラフである。温度情報は、例えば、図７のような、最高温度の時間変化を含む。最高温度は、例えば、図６に示すようなサーモグラフィ画像から取得される。最高温度は、領域１２４－１、１２４－２、１２４－３、１２４－４、１２４－５毎で取得され、各々で最も明度が高い箇所に対応する温度が最高温度として取得される。

【0029】

図７に示す温度情報は、半導体チップ１２０の上面における温度について、各々の領域１２４－１、１２４－２、１２４－３、１２４－４、１２４－５における最高温度の時間変化を示している。また、図７に示す基準温度情報は、後述のレーザ光照射ステップ３と同様の照射条件において、レーザ光２１を照射している際の最高温度の時間変化を含む。図７に示す例では、全ての領域１２４－１、１２４－２、１２４－３、１２４－４、１２４－５において、時間変化に関わらず、最高温度に大きな差異がない傾向を示している。

【0030】

（レーザ光照射ステップ３）
図８は、図１に示すレーザ光照射ステップ３の一状態を示す被加工物１００の要部断面図である。レーザ光照射ステップ３は、半導体チップ１２０に対してレーザ光２１を照射して被加工物１００の被照射範囲１２３に含まれるバンプ１３０をリフローさせるステップである。

【0031】

レーザ光照射ステップ３は、例えば、被加工物１００を載置する保持テーブルと、レーザ光２１を照射するレーザ光照射ユニットと、を備えるレーザ光照射装置等によって実施される。レーザ光照射ステップ３では、まず、保持テーブルの保持面に被加工物１００の基板１１０を保持させる。この際、保持面が基板１１０の裏面１１２側を保持し、基板１１０は表面１１１側にバンプ１３０を介して半導体チップ１２０が載置された状態である。次に、レーザ光照射ユニットのレーザ光２１を照射する照射部を、保持テーブルに対向させて、照射位置を半導体チップ１２０に位置合わせするアライメントを実行する。

【0032】

レーザ光照射ステップ３では、バンプ１３０を有する一方の面（表面１２１）とは反対側の他方の面（裏面１２２）側から、半導体チップ１２０に対してレーザ光２１を照射する。実施形態のレーザ光照射ステップ３では、被加工物１００に対して、１ｓｅｃ間、加工点出力が１０２Ｗの条件で、レーザ光２１を照射する。これにより、レーザ光２１が照射された半導体チップ１２０の一方の面（表面１２１）側において、レーザ光２１の照射範囲に相当するバンプ１３０がリフローされて、半導体チップ１２０が基板１１０に接合される。

【0033】

（温度情報取得ステップ４）
温度情報取得ステップ４は、レーザ光２１を半導体チップ１２０に照射しながら被照射範囲１２３（図８参照）をサーマルカメラ（赤外線カメラ）で撮像し、温度情報を取得するステップである。温度情報は、サーマルカメラで撮像したサーマル画像から取得可能な情報であり、記憶ステップ２で記憶する基準温度情報と同種の温度情報である。具体的には、温度情報は、例えば、半導体チップ１２０の所定の断面における温度プロファイルや、半導体チップ１２０の上面における温度の分布情報、最高温度の時間変化等を含む。

【0034】

なお、以下の説明の図９から図１１までに示す例で温度情報を取得した被加工物１００（評価用チップ）では、領域１２４－１、１２４－２、１２４－５では導通状況が確認できたが、領域１２４－３、１２４－４では導通状況が確認できなかったものとする。

【0035】

まず、温度情報取得ステップ４において、温度情報として、半導体チップ１２０の所定の断面における温度プロファイルを取得する場合、すなわち、記憶ステップ２において、半導体チップ１２０の所定の断面における温度プロファイルを予め記憶している場合について説明する。

【0036】

図９は、図１に示す温度情報取得ステップ４で取得した断面温度プロファイルの一例を示すグラフである。温度情報取得ステップ４で取得する断面温度プロファイルは、記憶ステップ２で記憶した断面温度プロファイルを測定した断面について取得する。また、温度情報取得ステップ４で取得する断面温度プロファイルは、レーザ光照射ステップ３においてレーザ光２１の照射を開始した直後と、レーザ光２１の照射を終了する直前と、のそれぞれの温度の分布情報を含む。このような、温度の分布情報は、記憶ステップ２で予め記憶する基準温度情報と、レーザ照射条件、サンプリング数、レーザ照射開始からの測定時刻等が同等である条件下で取得される。

【0037】

図９に示す例において、取得した断面温度プロファイルは、レーザ光２１の照射開始直後では、領域１２４－１での温度が少し高めである傾向を示した。また、断面温度プロファイルは、レーザ光２１の照射終了直前では、領域１２４－３での温度が高い傾向を示した。

【0038】

次に、温度情報取得ステップ４において、温度情報として、半導体チップ１２０の上面を撮像したサーモグラフィ画像を取得する場合、すなわち、記憶ステップ２において、半導体チップ１２０の上面を撮像したサーモグラフィ画像を予め記憶している場合について説明する。

【0039】

図１０は、図１に示す温度情報取得ステップ４で取得したサーモグラフィ画像の一例である。温度情報取得ステップ４で取得するサーモグラフィ画像は、記憶ステップ２で記憶したサーモグラフィ画像を撮像した撮像条件と同一の撮像条件で撮像する。また、温度情報取得ステップ４で取得するサーモグラフィ画像は、レーザ光照射ステップ３においてレーザ光２１の照射を終了する直前の半導体チップ１２０の上面の温度の分布情報を含む。このような、温度の分布情報は、記憶ステップ２で予め記憶する基準温度情報と、レーザ照射条件、サンプリング数、レーザ照射開始からの測定時刻等が同等である条件下で取得される。

【0040】

図１０に示す例において、サーモグラフィ画像は、半導体チップ１２０の外縁より内側の領域において、図１０における上部の領域（図４に示す領域１２４－３、１２４－４に対応）で明度が高く、中央部から下部にかけての領域（図４に示す領域１２４－１、１２４－２、１２４－５）で、上部の領域に比べて明度が低い傾向を示した。なお、温度情報取得ステップ４では、記憶ステップ２でサーモグラフィ画像の明度に基づいて数値に変換した温度の分布を二次元座標と紐付けて記憶した場合、同様に温度の分布を数値として取得してもよい。

【0041】

次に、温度情報取得ステップ４において、温度情報として、最高温度の時間変化を取得する場合、すなわち、記憶ステップ２において、最高温度の時間変化を予め記憶している場合について説明する。

【0042】

図１１は、図１に示す温度情報取得ステップ４で取得した最高温度の時間変化を示すグラフである。温度情報取得ステップ４で取得する最高温度の時間変化は、記憶ステップ２で記憶した最高温度の時間変化を測定した領域毎に測定する。また、温度情報取得ステップ４で取得する最高温度の時間変化は、レーザ光照射ステップ３においてレーザ光２１を照射している際の最高温度の時間変化を含む。このような、最高温度の時間変化情報は、記憶ステップ２で予め記憶する基準温度情報と、レーザ照射条件、サンプリング数、レーザ照射開始からの測定時刻等が同等である条件下で取得される。

【0043】

図１１に示す例において、最高温度の時間変化は、ピーク時において、領域１２４－３、１２４－４における最高温度が、領域１２４－１、１２４－２、１２４－５に対して高くなる傾向を示した。

【0044】

（判定ステップ５）
判定ステップ５は、記憶ステップ２で記憶した基準温度情報と、温度情報取得ステップ４で取得した温度情報と、に基づいて、半導体チップ１２０と基板１１０とがレーザ光２１の照射によって正常に接合されたか否かを判定するステップである。

【0045】

まず、記憶ステップ２で記憶した基準温度情報と、温度情報取得ステップ４で取得した温度情報とが、半導体チップ１２０の所定の断面における温度プロファイルを含む場合における、判定方法の一例を説明する。判定ステップ５では、温度情報取得ステップ４で取得した図９に示す断面温度プロファイルを含む温度情報を、記憶ステップ２で予め記憶している図５に示す基準温度情報と比較することによって、接合の良否を判定する。

【0046】

具体的には、例えば、図５に示す基準温度情報の断面温度プロファイルを基準として、温度の誤差許容範囲を予め設定し、温度情報取得ステップ４で取得した断面温度プロファイルが誤差許容範囲内である場合には正常に接合されたと判断し、誤差許容範囲を超える箇所がある場合には正常に接合されていないと判断してもよい。

【0047】

断面温度プロファイルと接合状況との相関関係を説明する。ここで、半導体チップ１２０のレーザ光２１が照射される被照射範囲１２３（図８参照）では、温度が一定であることが好ましい。すなわち、被加工物１００の断面に沿う温度分布は、裾野が急峻形状かつ頂上が平坦である矩形波状であることが理想である。

【0048】

判定ステップ５では、図５に示すように、レーザ光２１の照射終了直前でのプロファイルが平坦な場合には、接合が良好であると判定可能である。また、図９に示す例のように、レーザ光２１の照射終了直前でのプロファイルが傾いている場合には、温度が高い領域において接合不良が発生したと判定可能である。

【0049】

次に、記憶ステップ２で記憶した基準温度情報と、温度情報取得ステップ４で取得した温度情報とが、半導体チップ１２０の上面を撮像したサーモグラフィ画像を含む場合における、判定方法の一例を説明する。判定ステップ５では、温度情報取得ステップ４で取得した図１０に示すサーモグラフィ画像を含む温度情報を、記憶ステップ２で予め記憶している図６に示す基準温度情報と比較することによって、接合の良否を判定する。

【0050】

具体的には、例えば、図６に示す基準温度情報の半導体チップ１２０の上面のサーモグラフィ画像における温度の分布情報を基準として、温度の誤差許容範囲を予め設定し、図１０に示す温度情報取得ステップ４で取得したサーモグラフィ画像から取得された温度の分布が誤差許容範囲内である場合には正常に接合されたと判断し、誤差許容範囲を超える箇所がある場合には正常に接合されていないと判断する。

【0051】

上面の温度の分布と接合状況との相関関係を説明する。ここで、半導体チップ１２０のレーザ光２１が照射される被照射範囲１２３（図８参照）では、温度が一定であることが好ましい。すなわち、サーモグラフィ画像において、被加工物１００は、外縁より内側の領域で明度が一定であることが理想である。

【0052】

判定ステップ５では、図６に示すように、半導体チップ１２０の外縁より内側の領域で明度が一定な場合には、接合が良好であると判定可能である。また、図１０に示す例のように、半導体チップ１２０の外縁より内側の領域で明度にムラがある場合には、明度がより高い領域において接合不良が発生したと判定可能である。

【0053】

次に、記憶ステップ２で記憶した基準温度情報と、温度情報取得ステップ４で取得した温度情報とが、最高温度の時間変化を含む場合における、判定方法の一例を説明する。判定ステップ５では、温度情報取得ステップ４で取得した図１１に示す最高温度の時間変化を含む温度情報を、記憶ステップ２で予め記憶している図７に示す基準温度情報と比較することによって、接合の良否を判定する。

【0054】

具体的には、例えば、図７に示す基準温度情報の最高温度の時間変化を基準として、温度の誤差許容範囲を予め設定し、図１１に示す温度情報取得ステップ４で取得した最高温度の時間変化が誤差許容範囲内である場合には正常に接合されたと判断し、誤差許容範囲を超える箇所がある場合には正常に接合されていないと判断する。

【0055】

最高温度の時間変化と接合状況との相関関係を説明する。ここで、半導体チップ１２０のレーザ光２１が照射される被照射範囲１２３（図８参照）では、各領域１２４－１、１２４－２、１２４－３、１２４－４、１２４－５で互いに最高温度が同一であることが好ましい。すなわち、最高温度の時間変化において、各領域１２４－１、１２４－２、１２４－３、１２４－４、１２４－５のデータは、時間の経過に関わらず、互いに重なっていることが理想である。

【0056】

判定ステップ５では、図７に示すように、各領域１２４－１、１２４－２、１２４－３、１２４－４、１２４－５のデータが、常時概ね重なっている場合には、接合が良好であると判定可能である。また、図１１に示す例のように、各領域１２４－１、１２４－２、１２４－３、１２４－４、１２４－５のデータが、重ならない箇所がある場合には、温度が高い領域において接合不良が発生したと判定可能である。

【0057】

なお、判定ステップ５では、基準温度情報の最高温度を閾値として、温度情報の最高温度が閾値を上回った場合、接合不良が発生したと判定してもよい。

【0058】

このように、判定ステップ５では、いずれの例で温度情報を用いた場合であっても、温度情報取得ステップ４で取得した温度情報において、記憶ステップ２で記憶した基準温度情報よりも高温になる領域が存在する場合に、半導体チップ１２０と基板１１０とが正常に接合されていないと判定することができる。

【0059】

また、上記では、温度が高い領域で接合不良が発生したと判定するケースを説明したが、例えば、半導体チップ１２０の断面内（断面温度プロファイル）または上面内（サーモグラフィ画像）での温度バラつきが所定の範囲以上であった場合や、最低温度が所定値以下であった場合にも、接合不良が発生したと判定してもよい。この場合、判定方法として、基準となる断面温度プロファイルやサーモグラフィ画像と、新たに取得した断面温度プロファイルやサーモグラフィ画像との類似度を判断するパターンマッチングを実施してもよい。

【0060】

以上説明したように、実施形態に係る検査方法は、サーマルカメラでボンディング中の温度変化を測定し、記憶ステップ２で予め記憶された正常にボンディングされた場合の温度変化と比較して、ボンディングが正常に行われたかどうかを判定する。これにより、ボンディングと同時に接続の良否を検査することが可能となるため、接続不良の半導体チップ１２０を除去したり、再度加工を施して接続しなおしたりすること等が可能となり、歩留まりの向上に貢献することができる。

【0061】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、記憶ステップ２は、準備ステップ１より前に実施されてもよい。また、例えば、製造ラインにおいて、複数の同種の被加工物１００に対して次々にレーザ照射と検査とを実施する場合、記憶ステップ２は、全体で最初の１度のみ実施されてもよい。

【0062】

また、断面温度プロファイルが取得される断面は、実施形態では図４の一点鎖線に示すように半導体チップ１２０の平面視における対角線を通る断面であり、領域１２４－１、１２４－５、１２４－３を通るが、逆の対角線を通る断面、すなわち、領域１２４－２、１２４－５、１２４－４を通る断面であってもよく、両者を同時に記憶および判定してもよい。

【0063】

また、本発明の検査方法では、判定ステップ５において接合不良と判定された半導体チップ１２０を記憶して、後工程で使用しないように除去する除去ステップを更に備えていてもよい。また、判定ステップ５において接合不良と判定された半導体チップ１２０に対して、再度レーザ光２１を照射し、かつガラス基板による押圧を実施して再接合する再接合ステップを更に備えていてもよい。

【0064】

また、本発明の検査方法を実施するレーザ光照射装置に表示装置を備え、判定ステップ５において接合不良と判定された半導体チップ１２０の接合不良箇所をマッピングして表示装置に表示させてもよい。また、本発明の検査方法を実施するレーザ光照射装置に報知装置を備え、判定ステップ５において接合不良と判定された半導体チップ１２０の接合不良箇所が所定量を超える場合に、レーザ光照射装置に何らかの異常があると判定して報知装置にアラームを発報させてもよい。

【符号の説明】

【0065】

１ 準備ステップ
２ 記憶ステップ
３ レーザ光照射ステップ
４ 温度情報取得ステップ
５ 判定ステップ
２１ レーザ光
１００ 被加工物
１１０ 基板
１１１ 表面
１１２ 裏面
１２０ 半導体チップ
１２１ 表面（一方の面）
１２２ 裏面（他方の面）
１２３ 被照射範囲
１２４－１、１２４－２、１２４－３、１２４－４、１２４－５ 領域
１３０ バンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】