JP4382315B2 - Wafer bump appearance inspection method and wafer bump appearance inspection apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、半導体ウェーハの表面のバンプの外観を検査する方法及び装置に係り、特にそりや厚さの変化等を有するウェーハの表面のバンプの外観を検査するのに好適なウェーハバンプの外観検査方法及びウェーハバンプの外観検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウェーハ上に形成されたICチップの表面には、ICパッケージ等の配線を接続するために多数のバンプが形成される。ウェーハバンプ検査装置は、このようなバンプの外観に欠陥がないか否かを検査する装置である。ウェーハバンプ検査装置は、投光光学系と検出光学系とを有し、光ビーム等の検査光を投光光学系から被検査ウェーハへ照射し、被検査ウェーハの表面で反射した反射光の強度を検出光学系で検出することにより、被検査ウェーハの表面のバンプの形状を測定する。そして、測定したバンプの形状をチップ毎に比較することによって、バンプの外観に欠陥がないか否かを検査するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
通常、被検査ウェーハ上には複数のICチップが形成されており、また各ICチップには多数のバンプが形成されている。このような被検査ウェーハにそりや厚さの変化等があると、投光光学系から被検査ウェーハの表面及び被検査ウェーハの表面から検出光学系までの距離が一定でなくなり、バンプの形状を精度良く測定することができない。
【0004】
本発明は、被検査ウェーハにそりや厚さの変化等があっても、バンプの形状を精度良く測定することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るウェーハバンプ検査方法は、バンプを有する複数のチップが形成された被検査ウェーハをウェーハ搭載台に搭載し、投光光学系からウェーハ搭載台に搭載された被検査ウェーハへ検査光を照射し、被検査ウェーハの表面で反射した検査光の反射光の強度を検出光学系で検出し、検査光の反射光の強度からバンプの上面の高さの変位を検出し、バンプの上面の高さの変位のチップ毎の差を検出し、バンプの上面の高さの変位のチップ毎の差に基づいてウェーハ搭載台の高さを調整するものである。
【0006】
本発明に係るウェーハバンプ検査装置は、バンプを有する複数のチップが形成された被検査ウェーハを搭載するウェーハ搭載台と、ウェーハ搭載台に搭載された被検査ウェーハへ検査光を照射する投光光学系と、被検査ウェーハの表面で反射した検査光の反射光の強度を検出する検出光学系と、検出光学系で検出した検査光の反射光の強度からバンプの上面の高さの変位を検出する変位検出手段と、変位検出手段で検出したバンプの上面の高さの変位のチップ毎の差を検出する差検出手段と、差検出手段で検出したバンプの上面の高さの変位のチップ毎の差に基づいてウェーハ搭載台の高さを調整する調整手段とを備えたものである。
【0007】
本発明に係るウェーハバンプ検査方法及びウェーハバンプ検査装置では、バンプの上面の高さの変位のチップ毎の差を検出し、これに基づいてウェーハ搭載台の高さが調整されるので、各チップを測定する際の投光光学系から被検査ウェーハの表面及び被検査ウェーハの表面から検出光学系までの距離が一定範囲内に保たれる。一般に被検査ウェーハの表面には回路パターンや保護膜が形成されているため、被検査ウェーハの表面の高さを正確に測定するのは難しいが、バンプの上面には保護膜がないので、バンプの上面の高さの変位を用いることで正確な高さ調整が行える。
【0008】
さらに、各チップ毎の複数のバンプの上面の高さの変位の平均値からバンプの上面の高さの変位のチップ毎の差を検出すると、検出精度が向上して、ウェーハ搭載台の高さを精度良く調整することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。図1は、本発明の一実施の形態によるウェーハバンプ検査装置の概略構成を示す図である。本実施の形態のウェーハバンプ検査装置は、検査ステージ部、検査光学系、及び信号処理部を含んで構成されている。
【0010】
検査ステージ部は、ステージ移動機構300、ステージ駆動回路305、及びウェーハ搭載台306から構成されている。ステージ移動機構300は、図2に示すように、Xステージ移動機構301、Yステージ移動機構302、Zステージ移動機構303、及びθステージ移動機構304から構成されており、被検査物であるウェーハ100を搭載したウェーハ搭載台306をXYZ方向及びθ方向に移動させる。ステージ駆動回路305は、画像処理・制御装置600によって制御され、ステージ移動機構300を駆動制御することによって、ビームスポットがウェーハ搭載台306上のウェーハ100を相対的にX方向及びY方向に走査するように制御し、また後述するようにウェーハ搭載台306のZ方向の高さを調整する。
【0011】
検査光学系は、検査光のレーザー光をウェーハ100へ照射する投光光学系と、ウェーハ100で反射したレーザー光を光学センサに導く検出光学系とから基本的に構成されている。投光光学系は、半導体レーザー光源400、S偏光板401、コリメートレンズ402、音響光学偏向器(AOD:Acousto−Optic Deflector)404、偏向器駆動回路405、fθレンズ406、レンズ408、偏光ビームスプリッタ410、4分の1波長板412、及び対物レンズ414から構成されている。
【0012】
半導体レーザー光源400は、所定周波数のレーザー光を発生する。S偏光板401は、半導体レーザー光源400から発生されたレーザー光のS偏光成分のみを透過させる。コリメートレンズ402は、S偏光板401を透過したS偏光成分のレーザー光を平行光線束に変換する。音響光学偏向器404は、コリメートレンズ402を透過したS偏光成分の平行光線束を、ウェーハ100の検出領域308をY方向に往復する偏向光に変換する。偏向器駆動回路405は、画像処理・制御装置600によって制御され、所定周波数(約4MHz)の駆動信号を音響光学偏向器404へ供給する。fθレンズ406及びレンズ408は、ウェーハ100の検出領域308の各走査位置においてレーザー光を最適に集束させるように動作するものである。偏光ビームスプリッタ410は、S偏光成分のレーザー光を反射し、P偏光成分のレーザー光を透過させるものである。従って、偏光ビームスプリッタ410は、fθレンズ406及びレンズ408を透過したS偏光成分のレーザー光をウェーハ100側に反射する。偏光ビームスプリッタ410で反射されたレーザー光は、4分の1波長板412で円偏光成分のレーザー光に変換され、対物レンズ414を介してウェーハ100に集光される。
【0013】
検出光学系は、対物レンズ414、4分の1波長板412、偏光ビームスプリッタ410、ハーフミラー416、及びバンプ欠陥検出光学系から構成されている。ウェーハ100の表面で反射した円偏光成分の反射レーザー光は、対物レンズ414及び4分の1波長板412を透過する。このとき、円偏光成分の反射レーザー光は、4分の1波長板412を透過することによって、P偏光成分の反射レーザー光に変換され、偏光ビームスプリッタ410に導入される。偏光ビームスプリッタ410は、ウェーハ100からの反射レーザー光であって、4分の1波長板412からのP偏光成分の反射レーザー光を後段のハーフミラー416側に透過させる。ハーフミラー416は、偏光ビームスプリッタ410からのP偏光成分の反射レーザー光の光軸に対して45度の角度を持って配置され、その反射レーザー光の約半分をその光軸の側面に配置されたバンプ欠陥検出光学系側に反射し、その反射レーザー光の約半分を図示しないウェーハ表面欠陥検出光学系側に透過させる。
【0014】
バンプ欠陥検出光学系は、ハーフミラー418、遮蔽板420,422、結像レンズ424,426、及び2分割光学センサ428,430から構成されている。ハーフミラー418は、ハーフミラー416からの反射レーザー光の光軸に対して45度の角度を持って配置され、その反射レーザー光の約半分をその光軸の側面に配置された2分割光学センサ428側に反射し、ハーフミラー416からの反射レーザー光の約半分を2分割光学センサ430側に透過させる。遮蔽板420,422は、ハーフミラー418と2分割光学センサ428,430との間に配置され、ハーフミラー416で反射した反射レーザー光の断面のそれぞれ異なる片側半分の領域を遮蔽する。図1の場合、遮蔽板422は、ハーフミラー418を透過したレーザー光の下側半分の領域、すなわちハーフミラー416で反射したレーザー光の下側半分の領域を遮蔽し、遮蔽板420は、ハーフミラー418で反射したレーザー光の右側半分の領域、すなわちハーフミラー416で反射したレーザー光の上側半分の領域を遮蔽している。なお、遮蔽板420,422は、結像レンズ424,426と2分割光学センサ428,430との間に配置してあってもよい。
【0015】
結像レンズ424,426は、遮蔽板420,422によって遮蔽されなかったレーザー光に対応した像をそれぞれ2分割光学センサ428,430上に結像する。2分割光学センサ428,430は、ハーフミラー416からの反射レーザー光を受光し、それに対応した検出信号A〜Dを出力する。2分割光学センサ428,430は、ウェーハ100の検出領域308と同じY方向(偏向方向)に沿って受光領域が2分割されたホトセンサで構成されている。従って、2分割光学センサ428,430は、それぞれ独立した検出信号A〜Dを出力する。
【0016】
図示しないウェーハ表面欠陥検出光学系は、ハーフミラー416を透過した反射レーザー光を受光してその強度からウェーハ100の表面の欠陥を検出し、欠陥検出信号を出力するものである。
【0017】
信号処理部は、画像処理・制御装置600、アンプ502A〜502D、及びアナログ−ディジタル(A/D)変換器504,505から構成されている。アンプ502A〜502Dは、2分割光学センサ430,428の各端子から出力される検出信号A〜Dを増幅してA/D変換器504,505へ供給する。A/D変換器504,505は、各アンプ502A〜502Dから出力されたアナログの検出信号A〜Dをディジタル信号に変換して画像処理・制御装置600へ供給する。
【0018】
図2は、画像処理・制御装置の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態の画像処理・制御装置600は、変位検出回路601、比較回路602、平均回路603、記憶回路604、差検出回路605、及びZステージ制御回路606を含んで構成されている。さらに、画像処理・制御装置600は、図示していないマイクロプロセッサユニット(CPU)、プログラムメモリ(ROM)、ワーキングメモリ(RAM)、ハードディスク装置(HDD)、外部インターフェイス等を含むマイクロコンピュータシステムを含んで構成されており、各種の処理を実行するようになっている。なお、図示していないが、この画像処理・制御装置600には、キーボードやモニタ画面等が接続され、操作者との間でグラフィカルユーザインターフェイス(GUI)を構築している。画像処理・制御装置600内のメモリ(ROM,RAM,HDD)には、バンプ高さ形状検出プログラム、ウェーハ走査プログラム、欠陥検出プログラム、焦点合わせプログラム等の各種プログラムが格納されている。
【0019】
バンプ高さ形状検出プログラムは、キーボード上の所定の検査開始キーの操作に応じて実行されるものである。このバンプ高さ形状検出プログラムの実行によって、画像処理・制御装置600は、焦点合わせプログラム、ウェーハ走査プログラム及び欠陥検出プログラムの順番で各プログラムを実行する。
【0020】
焦点合わせプログラムは、A/D変換器504,505から出力される検出信号A〜Dに基づいてfθレンズ406、レンズ408及び対物レンズ414を調整して、ウェーハ100の表面にレーザー光の焦点が位置するように焦点合わせを行う。ウェーハ走査プログラムは、ステージ駆動回路305及び偏向器駆動回路405に制御信号を供給し、主走査及び副走査を繰り返し実行し、A/D変換器504,505から出力される検出信号A〜D及び図示しないウェーハ表面欠陥検出光学系から出力される欠陥検出信号をメモリ領域に一時的に記憶する。欠陥検出プログラムは、A/D変換器504,505から出力された検出信号A〜Dに基づいてバンプの高さ情報を検出し、それに基づいてバンプの欠陥等を検出し、図示しないウェーハ表面欠陥検出光学系から出力される欠陥検出信号に基づいてウェーハ100上の異物や汚れ、傷や欠け等の欠陥位置をウェーハ100上で特定したりする。
【0021】
変位検出回路601は、A/D変換器504,505から出力された検出信号A〜Dに基づいて、ウェーハ100の表面の高さの変位を検出する。本実施の形態のウェーハバンプ検査装置は、被検査ウェーハの表面の凹凸に応じた反射光に基づいてその高さの変位を測定する方法して、ナイフエッジ法を採用している。ナイフエッジ法は従来から知られているものであり、その基本原理は、ウェーハ100からの反射光をナイフエッジである遮蔽板420,422を介して2分割光学センサ428,430で受光し、その検出信号A〜Dに基づいてウェーハ100の表面の凹凸の高さを検出するものである。高さ情報εは、検出信号A〜Dの値を演算式{(A−B)+(C−D)}/(A+B+C+D)に適用することによって算出される。
【0022】
ウェーハ100に凸部(突起)も凹部(窪み)もない場合には、2分割光学センサ428,430から出力される検出信号A〜Dの値がほぼ等しくとなるので、高さ情報εは「0」となる。ウェーハ100に凸部(突起)が存在する場合には、2分割光学センサ430の上側(検出信号A側)及び2分割光学センサ428の左側(検出信号C側)には、その凸部(突起)の大きさ(高さ)に応じた径の半円形状の反射レーザー光のビームスポットが照射されるようになる。従って、この場合の高さ情報ε={(A−B)+(C−D)}/(A+B+C+D)は、正の値(ε>0)となる。ウェーハ100に凹部(窪み)が存在する場合には、2分割光学センサ430の下側(検出信号B側)及び2分割光学センサ428の右側(検出信号D側)には、その凹部(窪み)の大きさ(深さ)に応じた径の半円形状の反射レーザー光のビームスポットが照射されるようになる。従って、この場合の高さ情報ε={(A−B)+(C−D)}/(A+B+C+D)は、負の値(ε<0)となる。
【0023】
このように、2系統の2分割光学センサ428,430からの検出信号A〜Dに基づいて高さ情報εを求めると、検出精度が向上するという効果がある。さらに、投光光学系の光学素子の熱変動等によってスポット走査ずれが発生したとしても、高さ情報εを求める演算式{(A−B)+(C−D)}/(A+B+C+D)の分子側の値{(A−B)+(C−D)}は変動することなくほぼ一定の値となるので、その影響を受けることなく高精度な高さ測定を行うことができるという効果がある。なお、スポット走査ずれとは、対物レンズ414からウェーハ100に対してレーザー光が垂直に落射しなければならないにも関わらず、ある一定の角度を持って落射する場合をいう。
【0024】
比較回路602は、変位検出回路601で検出したウェーハ100の表面の高さの変位がバンプの上面ものか否かを判定するものであって、変位検出回路601で検出したウェーハ100の表面の高さの変位をしきい値と比較し、しきい値以上の場合にバンプの上面の高さの変位として出力する。
【0025】
平均回路603は、比較回路602から出力されたバンプの上面の高さの変位から、各チップ毎に複数のバンプの上面の高さの変位の平均値を算出する。記憶回路604は、平均回路603で算出された平均値を記憶する。差検出回路605は、平均回路603で算出された平均値と記憶回路604に記憶されている以前に測定されたチップの平均値との差を検出する。
【0026】
Zステージ制御回路606は、差検出回路605で検出された平均値の差に基づいて、ステージ駆動回路305を制御する。ステージ駆動回路305は、Zステージ制御回路606の制御により、Zステージ移動機構303を駆動して、ウェーハ搭載台306のZ方向の高さを調整する。
【0027】
図3は、本発明の一実施の形態によるウェーハバンプ検査装置の動作を説明する図である。図3(a)は、ウェーハ100にそり等で一定の傾きが発生した場合を示す例であって、ウェーハ100上の第1のチップのバンプ61、第2のチップのバンプ62、第3のチップのバンプ63、第4のチップのバンプ64、第5のチップのバンプ65、及び第6のチップのバンプ66を横に並べて示している。なお、図示していないが、ウェーハ100上の各チップにはそれぞれ、各バンプ61〜66の後方の図面奥行き方向に複数のバンプが配列されているものとする。破線61Hは、バンプ61を有する第1のチップについて、複数のバンプの上面の高さの変位の平均値を示す。
【0028】
図3(b)は、本発明を適用した場合を示す例であって、第1,第2のチップのバンプ61,62、及びウェーハ搭載台306のZ方向の高さをそれぞれ調整した後の第3〜第6のチップのバンプ63〜66を横に並べて示している。破線61Hは、バンプ61を有する第1のチップについて、複数のバンプの上面の高さの変位の平均値を示す。この平均値61Hは、第1のチップの測定終了後、平均回路603で算出されて記憶回路604に記憶される。また、破線62Hは、バンプ62を有する第2のチップについて、複数のバンプの上面の高さの変位の平均値を示す。この平均値62Hは、第2のチップの測定終了後、平均回路603で算出される。今、第1のチップの平均値61Hと第2のチップの平均値62Hとの差をdとすると、この差dが第2のチップの測定終了後に差検出回路605で検出される。Zステージ制御回路606は、検出された差dに基づいて、ステージ駆動回路305を制御し、ウェーハ搭載台306のZ方向の高さを調整する。これにより第3のチップのバンプ63の底面は、破線矢印Z2に示すように移動する。
【0029】
次に、第3のチップの測定終了後、第3のチップの平均値が平均回路603で算出され、第1のチップの平均値61Hとの差が差検出回路605で検出される。Zステージ制御回路606は、検出された差に基づいて、ステージ駆動回路305を制御し、ウェーハ搭載台306のZ方向の高さを調整する。これにより第4のチップのバンプ64の底面は、破線矢印Z3に示すように移動する。同様にして、第4,第5のチップの測定終了後にそれぞれウェーハ搭載台306のZ方向の高さが調整され、第5,第6のチップのバンプ65,66の底面はそれぞれ、破線矢印Z4,Z5に示すように移動する。
【0030】
このようにして、各チップを測定する際の投光光学系から被検査ウェーハの表面及び被検査ウェーハの表面から検出光学系までの距離が一定範囲内に保たれる。なお、図3の例ではウェーハ100の傾きが一定であるため、第3〜第6のチップのバンプ63〜66の底面の移動量が同じであるが、ウェーハ100の傾きが一定でなければ、第3〜第6のチップのバンプ63〜66の底面の移動量は異なることとなる。
【0031】
本実施の形態では、第2のチップ以降、1つのチップの測定終了後その測定結果に基づいて次のチップの測定開始前にウェーハ搭載台のZ方向の高さ調整を行っているため、ウェーハのそりや厚さの変化等に応じてウェーハ搭載台の高さを精度良く調整することができる。しかしながら、本発明はこれに限らず、例えば第2のチップの測定結果に基づいて第4又は第5のチップの測定開始前にウェーハ搭載台のZ方向の高さ調整を行うようにしてもよい。
【0032】
また、本実施の形態では、第1のチップの平均値を基準とし、第2のチップ以降は常に第1のチップの平均値との差を検出しているが、例えば1つ前に測定したチップの平均値との差を検出するようにしてもよい。
【0033】
以上説明した実施の形態では、光源として半導体レーザー光源を例に説明したが、白色光等のその他の光源を用いてもよい。また、以上説明した実施の形態では、光ビームを所定の周期で往復走査するように偏向させるものとして、音響光学偏向器を例に説明したが、ポリゴンミラー、ガルバノミラー、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)等のその他の偏向器を用いてもよい。さらに、以上説明した実施の形態では、光学センサの分割数として2分割のものを例に説明したが、これ以上の分割数であってもよく、また2次元状のCCD受光素子を用いてもよい。
【0034】
【発明の効果】
本発明のウェーハバンプ検査方法及びウェーハバンプ検査装置によれば、各チップを測定する際の投光光学系から被検査ウェーハの表面及び被検査ウェーハの表面から検出光学系までの距離を一定範囲内に保つことができる。従って、被検査ウェーハにそりや厚さの変化等があっても、バンプの形状を精度良く測定することができる。一般に被検査ウェーハの表面には回路パターンや保護膜が形成されているため、被検査ウェーハの表面の高さを正確に測定するのは難しいが、バンプの上面には保護膜がないので、バンプの上面の高さの変位を用いることで正確な高さ調整が行える。
【0035】
さらに、本発明のウェーハバンプ検査方法及びウェーハバンプ検査装置によれば、各チップ毎の複数のバンプの上面の高さの変位の平均値からバンプの上面の高さの変位のチップ毎の差を検出することにより、検出精度を向上することができるので、ウェーハ搭載台の高さを精度良く調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態によるウェーハバンプ検査装置の概略構成を示す図である。
【図2】 画像処理・制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図3】 本発明の一実施の形態によるウェーハバンプ検査装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
100…ウェーハ、300…ステージ移動機構、303…Zステージ移動機構、305…ステージ駆動回路、600…画像処理・制御装置、601…変位検出回路、602…比較回路、603…平均回路、604…記憶回路、605…差検出回路、605…Zステージ制御回路[0001]
The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting the appearance of bumps on the surface of a semiconductor wafer, and in particular, the appearance inspection of wafer bumps suitable for inspecting the appearance of bumps on the surface of a wafer having warpage or thickness change. The present invention relates to a method and a wafer bump appearance inspection apparatus.
[0002]
[Prior art]
A large number of bumps are formed on the surface of the IC chip formed on the semiconductor wafer in order to connect wiring such as an IC package. The wafer bump inspection apparatus is an apparatus for inspecting whether or not the appearance of such a bump is defective. The wafer bump inspection device has a projection optical system and a detection optical system, and irradiates the inspection wafer such as a light beam from the projection optical system to the inspection wafer, and the intensity of the reflected light reflected from the surface of the inspection wafer. Is detected by the detection optical system, and the shape of the bump on the surface of the wafer to be inspected is measured. Then, by comparing the shape of the measured bump for each chip, it is inspected whether the appearance of the bump is free of defects.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Usually, a plurality of IC chips are formed on a wafer to be inspected, and a large number of bumps are formed on each IC chip. If there is a warp or thickness change on the wafer to be inspected, the distance from the projection optical system to the surface of the wafer to be inspected and the surface of the wafer to be inspected to the detection optical system will not be constant. It cannot be measured with high accuracy.
[0004]
An object of the present invention is to accurately measure the shape of a bump even if the wafer to be inspected is warped or has a change in thickness.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the wafer bump inspection method according to the present invention, a wafer to be inspected on which a plurality of chips having bumps are formed is mounted on a wafer mounting table, and inspection light is transmitted from the projection optical system to the wafer to be inspected mounted on the wafer mounting table. The detection optical system detects the intensity of the reflected inspection light reflected from the surface of the wafer to be inspected, detects the displacement of the height of the upper surface of the bump from the intensity of the reflected light of the inspection light, and A difference in height displacement for each chip is detected, and the height of the wafer mounting table is adjusted based on the difference in height displacement for each chip on the upper surface of the bump.
[0006]
A wafer bump inspection apparatus according to the present invention includes a wafer mounting table on which a wafer to be inspected on which a plurality of chips having bumps are formed, and a projection optical for irradiating the inspection wafer mounted on the wafer mounting table with inspection light. System, a detection optical system that detects the intensity of the reflected light of the inspection light reflected on the surface of the wafer to be inspected, and a displacement of the height of the upper surface of the bump from the intensity of the reflected light of the inspection light detected by the detection optical system A displacement detecting means for detecting, a difference detecting means for detecting a difference in height of the upper surface of the bump detected by the displacement detecting means for each chip, and a displacement of the height of the upper surface of the bump detected by the difference detecting means for each chip. And an adjusting means for adjusting the height of the wafer mounting table based on the difference.
[0007]
In the wafer bump inspection method and the wafer bump inspection apparatus according to the present invention, the difference in height of the upper surface of the bump is detected for each chip, and the height of the wafer mounting base is adjusted based on this difference. The distance from the light projecting optical system to the surface of the wafer to be inspected and the distance from the surface of the wafer to be inspected to the detection optical system are kept within a certain range. Generally, a circuit pattern and a protective film are formed on the surface of the wafer to be inspected, so it is difficult to accurately measure the height of the surface of the wafer to be inspected, but there is no protective film on the upper surface of the bump. Accurate height adjustment can be performed by using the displacement of the height of the upper surface.
[0008]
In addition, detecting the difference in the top surface height displacement of each bump from the average value of the top surface height of the bumps for each chip improves the detection accuracy and increases the height of the wafer mounting table. Can be adjusted with high accuracy.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a wafer bump inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. The wafer bump inspection apparatus according to the present embodiment includes an inspection stage unit, an inspection optical system, and a signal processing unit.
[0010]
The inspection stage unit includes a
[0011]
The inspection optical system basically includes a projection optical system that irradiates the
[0012]
The semiconductor
[0013]
The detection optical system includes an
[0014]
The bump defect detection optical system includes a
[0015]
The
[0016]
A wafer surface defect detection optical system (not shown) receives reflected laser light transmitted through the
[0017]
The signal processing unit includes an image processing /
[0018]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the image processing / control apparatus. The image processing /
[0019]
The bump height shape detection program is executed in response to an operation of a predetermined inspection start key on the keyboard. By executing the bump height shape detection program, the image processing /
[0020]
The focusing program adjusts the
[0021]
The
[0022]
When the
[0023]
As described above, when the height information ε is obtained based on the detection signals A to D from the two systems of the two-divided
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The Z
[0027]
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the wafer bump inspection apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3A shows an example in which a certain inclination occurs due to warpage or the like on the
[0028]
FIG. 3B shows an example in which the present invention is applied, and after adjusting the heights in the Z direction of the
[0029]
Next, after the measurement of the third chip, the average value of the third chip is calculated by the
[0030]
In this way, the distance from the light projecting optical system to the surface of the wafer to be inspected and the distance from the surface of the wafer to be inspected to the detection optical system when measuring each chip is kept within a certain range. In the example of FIG. 3, since the inclination of the
[0031]
In this embodiment, since the second chip and thereafter, after the measurement of one chip is completed, the height of the wafer mounting table in the Z direction is adjusted before the measurement of the next chip based on the measurement result. The height of the wafer mounting table can be adjusted with high accuracy in accordance with the sled, thickness change, and the like. However, the present invention is not limited to this. For example, the height of the wafer mounting table in the Z direction may be adjusted before starting the measurement of the fourth or fifth chip based on the measurement result of the second chip. .
[0032]
In the present embodiment, the average value of the first chip is used as a reference, and the difference from the average value of the first chip is always detected after the second chip. You may make it detect the difference with the average value of a chip | tip.
[0033]
In the embodiment described above, the semiconductor laser light source is described as an example of the light source, but other light sources such as white light may be used. In the above-described embodiment, the acousto-optic deflector has been described as an example of deflecting the light beam so as to reciprocately scan at a predetermined cycle. However, a polygon mirror, a galvanometer mirror, a digital micromirror device (DMD) Other deflectors such as) may be used. Furthermore, in the embodiment described above, the optical sensor is divided into two as the number of divisions of the optical sensor. However, the number of divisions may be larger than this, or a two-dimensional CCD light receiving element may be used. Good.
[0034]
【The invention's effect】
According to the wafer bump inspection method and the wafer bump inspection apparatus of the present invention, the distance from the light projecting optical system to the surface of the wafer to be inspected and the surface of the wafer to be inspected to the detection optical system is within a certain range when measuring each chip. Can be kept in. Therefore, even if the wafer to be inspected is warped or has a change in thickness, the shape of the bump can be accurately measured. Generally, a circuit pattern and a protective film are formed on the surface of the wafer to be inspected, so it is difficult to accurately measure the height of the surface of the wafer to be inspected, but there is no protective film on the upper surface of the bump. Accurate height adjustment can be performed by using the displacement of the height of the upper surface.
[0035]
Further, according to the wafer bump inspection method and the wafer bump inspection apparatus of the present invention, the difference of the upper surface height displacement of each bump from the average value of the upper surface displacement of the plurality of bumps for each chip is calculated for each chip. Since the detection accuracy can be improved by detection, the height of the wafer mounting table can be adjusted with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a wafer bump inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an image processing / control apparatus.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of a wafer bump inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記被検査ウェーハをウェーハ搭載台に搭載し、
投光光学系からウェーハ搭載台に搭載された被検査ウェーハへ検査光を照射し、
被検査ウェーハの表面で反射した検査光の反射光を、ナイフエッジ法を用いて反射光の半分の領域の強度と他の半分の領域の強度とに分けて検出光学系で検出し、
前記検出光学系で各々検出した前記反射光の強度の差からバンプの上面の高さの変位を検出し、
バンプの上面の高さの変位のチップ毎の差を検出し、
バンプの上面の高さの変位のチップ毎の差に基づいて、前記投光光学系から前記被検査ウェーハの表面及び前記被検査ウェーハの表面から前記検出光学系までの距離が一定範囲内に保たれるようにウェーハ搭載台の高さを調整することを特徴とするウェーハバンプの外観検査方法。In the wafer bump appearance inspection method of irradiating the inspection wafer on which a plurality of chips having bumps are formed with inspection light and inspecting the appearance of the bump for defects from the intensity of the inspection light,
The wafer to be inspected is mounted on a wafer mounting table,
Irradiate inspection light on the wafer mounted on the wafer mounting table from the projection optical system,
The reflected light of the inspection light reflected on the surface of the wafer to be inspected is detected by the detection optical system by dividing into the intensity of the half area of the reflected light and the intensity of the other half area using the knife edge method ,
Detecting the displacement of the height of the upper surface of the bump from the difference in intensity of the reflected light respectively detected by the detection optical system ;
Detect the difference in the height displacement of the upper surface of the bump for each chip,
Based on the difference in the displacement of the height of the upper surface of the bump for each chip , the distance from the projection optical system to the surface of the wafer to be inspected and from the surface of the wafer to be inspected to the detection optical system is kept within a certain range. A method for inspecting the appearance of a wafer bump , wherein the height of the wafer mounting table is adjusted so that it can be bent .
前記被検査ウェーハを搭載するウェーハ搭載台と、
前記ウェーハ搭載台に搭載された被検査ウェーハへ検査光を照射する投光光学系と、
被検査ウェーハの表面で反射した検査光の反射光を、半分の領域の強度と他の半分の領域の強度とに分けて検出するハーフミラーとナイフエッジである遮蔽板を備えた検出光学系と、
前記検出光学系で各々検出した前記反射光の強度の差からバンプの上面の高さの変位を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段で検出したバンプの上面の高さの変位のチップ毎の差を検出する差検出手段と、
前記差検出手段で検出したバンプの上面の高さの変位のチップ毎の差に基づいて、前記投光光学系から前記被検査ウェーハの表面及び前記被検査ウェーハの表面から前記検出光学系までの距離が一定範囲内に保たれるように前記ウェーハ搭載台の高さを調整する調整手段とを備えたことを特徴とするウェーハバンプの外観検査装置。In the wafer bump appearance inspection device that irradiates the inspection wafer on which a plurality of chips having bumps are formed with inspection light and inspects whether or not there is a defect in the appearance of the bump from the intensity of the inspection light.
A wafer mounting table for mounting the wafer to be inspected ;
A light projecting optical system for irradiating inspection light onto the wafer to be inspected mounted on the wafer mounting table;
A detection optical system including a half mirror for detecting the reflected light of the inspection light reflected on the surface of the wafer to be inspected and dividing it into the intensity of the half area and the intensity of the other half area and a shielding plate which is a knife edge ; ,
A displacement detecting means for detecting a displacement of the height of the upper surface of the bump from a difference in intensity of the reflected light detected by the detection optical system ;
A difference detection means for detecting a difference in the displacement of the height of the upper surface of the bump detected by the displacement detection means for each chip;
Based on the difference of the height displacement of the upper surface of the bump detected by the difference detection unit for each chip , from the projection optical system to the surface of the wafer to be inspected and from the surface of the wafer to be inspected to the detection optical system. An apparatus for inspecting the appearance of wafer bumps , comprising: adjusting means for adjusting the height of the wafer mounting table so that the distance is maintained within a certain range .
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