尖端バンプの高さ測定装置
【課題】 半導体チップの尖端バンプの高さを測定する。
【解決手段】 尖端バンプを含む複数の半導体チップが形成された半導体ウェハ２１の上方に面照射装置３３が配置されて、面照射装置３３が半導体ウェハ２１の上面に光を照射する。一対の撮像装置３４，３５が、半導体ウェハの斜め上方に配置されて、半導体ウェハ２１上の尖端バンプを含む半導体チップを斜め上方から撮像する。コンピュータ３６は、一対の撮像装置３４，３５によって撮像された一対の画像に基づいて尖端バンプの底から先端までの長さをそれぞれ検出して、前記検出した一対の長さと、一対の撮像装置３４，３５の光軸が半導体ウェハ２１の上面となす角度を用いて尖端バンプの高さを計算する。
【解決手段】 尖端バンプを含む複数の半導体チップが形成された半導体ウェハ２１の上方に面照射装置３３が配置されて、面照射装置３３が半導体ウェハ２１の上面に光を照射する。一対の撮像装置３４，３５が、半導体ウェハの斜め上方に配置されて、半導体ウェハ２１上の尖端バンプを含む半導体チップを斜め上方から撮像する。コンピュータ３６は、一対の撮像装置３４，３５によって撮像された一対の画像に基づいて尖端バンプの底から先端までの長さをそれぞれ検出して、前記検出した一対の長さと、一対の撮像装置３４，３５の光軸が半導体ウェハ２１の上面となす角度を用いて尖端バンプの高さを計算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子をプリント基板に接続するために用いられるスタッドバンプ、円錐バンプ、三角錐バンプなどの尖端バンプの高さを測定する尖端バンプの高さ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、軽量化に伴い、搭載される電子部品は小型化が要望されるようになってきた。この要望に応えるべく、従来のリード付き電子部品に代わり、リード無しの表面実装型の電子部品が採用されるようになった。このように電子部品の占有面積を縮小するため、半導体素子をプリント基板上に直接搭載する半導体実装の分野の進展が著しい。この半導体素子とプリント基板を接合する半導体実装方法としては、半導体の電極を下面にして接合するフリップチップ実装方法がある。このフリップチップ実装方法では、半導体の電極上に形成されたスタッドバンプが用いられる。
【０００３】
まず、このスタッドバンプの形成について説明すると、図１３に時間経過に従って示すよう、キャピラリ１の貫通孔より、金を素材とした直径２５μｍ程度の金属ワイヤ２を押し出し、金属ワイヤ２の先端を放電などにより加熱して球体状のＡｕボール３に加工する。次に、Ａｕボール３を半導体素子４の電極５に圧着して、超音波振動を加えることにより、電極５の表面上にＡｕボール３を拡散させて接合する。このＡｕボール３は、塑性変形して台座部６ａを形成する。この後、キャピラリ１を台座部６ａから引き離すとともに金属ワイヤ２を引きちぎるようにして切り離し、スタッドバンプ６を形成する。このスタッドバンプ６においては、下部に台座部６ａが形成され、台座部６ａの上面には金属ワイヤ２による先端が尖った頭頂部６ｂが形成される。
【０００４】
このようにして形成されたスタッドバンプ６を備えた半導体素子４は、図１４に時間経過に従って示すように、スタッドバンプ６の形成面を下側にして、スタッドバンプ６の頭頂部６ｂを転写台７上に設けられた導電性接着剤８に浸漬させた後、半導体素子４を引き上げる。このとき、導電性接着剤８は、表面張力によりスタッドバンプ６に転写される。その後、半導体素子４をプリント基板９の所定の位置に位置決めした後、半導体素子４をプリント基板９の所定の位置の導体ランド１０に圧着し、プリント基板９全体を適切な温度に加熱して、導電性接着剤８を硬化させる。これにより、フリップチップ実装方法による、半導体素子４とプリント基板９との接合が完了する。
【０００５】
このような半導体素子のプリント基板への接合に利用されるスタッドバンプについて、スタッドバンプが半導体素子上に適正に形成されているかを検査する必要がある。この検査においては、下記特許文献１〜３に示されるように、撮像装置を用いて、スタッドバンプが形成された半導体素子の上方からスタッドバンプを撮像して、スタッドバンプの台座部及び頭頂部の位置、形状及び寸法を測定し、測定した位置、形状及び寸法が許容範囲にあるかを判定することにより、スタッドバンプを検査するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−５５８５４号公報
【特許文献２】特開昭１０−２４２２１９号公報
【特許文献３】特開２００５−１６６７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術においては、スタッドバンプの高さを測定するものはなかった。スタッドバンプは、通常、金で形成されているために、表面は鏡面を構成している。そのために、スタッドバンプの表面に入射した光は散乱することなく、一方向へ反射される。したがって、スタッドバンプの台座部の上面にはほぼ平坦な部分が存在するために、同部分に上方から入射した光の多くは上方へ反射するために、スタッドバンプの台座部に関しては何とか撮像できる。しかしながら、スタッドバンプの頭頂部は尖っており、同頭頂部へ入射した光は、散乱することなく、しかも入射位置に応じて種々の異なる方向へ反射することになり、スタッドバンプの頭頂部を撮像することはできない。このために、従来技術では、スタッドバンプの高さを測定することはできず、スタッドバンプの高さに関する検査を行えなかった。また、スタッドバンプの場合と同様に、半導体素子上に形成された先頭の尖った円錐バンプ、三角錐バンプなどの尖端バンプの高さを測定することもできなかった。
【０００８】
本発明者は、このような状況の中、尖端バンプの高さを測定することが可能な解決原理を発見した。具体的には、尖端バンプから反射する光による像を撮影するのではなく、尖端バンプの形成された半導体素子の表面（すなわち電極表面）にて反射される光が尖端バンプによって遮られた結果としての像（すなわち尖端バンプの影に相当）を撮影することにより、尖端バンプの形状、特に尖端バンプの頭頂部の形状を測定することに成功した。そして、この測定された尖端バンプの形状を用いて、尖端バンプの高さが測定される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記従来の問題に対処するためになされたもので、その目的は、前記解決原理を用いて、尖端バンプの高さを測定する尖端バンプの高さ測定装置を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、尖端バンプ（２３）が上面に形成された半導体チップ（２１ａ）の上方に配置されて、半導体チップの上面に光を照射する光照射手段（３３）と、半導体チップの斜め上方に配置されて、尖端バンプを含む半導体チップを斜め上方から撮像する撮像手段（３４，３５）と、撮像手段によって撮像された画像に基づいて尖端バンプの底から先端までの長さを検出して、前記検出した長さと、撮像手段の光軸が半導体チップの上面となす角度とを用いて尖端バンプの高さを計算する高さ検出手段（３６，Ｓ１２〜Ｓ１５）とを備えたことにある。
【００１１】
上記のように構成した本発明においては、光照射手段によって半導体チップの上面に光が照射されると、半導体チップの上面からの反射光はあらゆる方向に散乱して、その一部は撮像手段に入射する。一方、尖端バンプは一般的には金などによって形成されていて、その表面は鏡面であるので、光照射手段によって照射された光による尖端バンプからの反射光は特定の方向にしか進行せず、撮像手段にはほとんど入射しない。特に、尖端バンプの頭頂部は尖っているので、尖端バンプの頭頂部からの反射光は全くと言ってよいほど撮像手段には入射しない。したがって、尖端バンプを除く半導体チップの表面にて反射される光のうちで、尖端バンプによって遮られた結果としての像（すなわち尖端バンプの影に相当）が撮像手段によって撮像されることになる。その結果、高さ検出手段が、撮像手段によって撮像された画像に基づいて尖端バンプの底から先端までの長さが検出して、前記検出した長さと、撮像手段の光軸が半導体チップの上面となす角度とを用いて尖端バンプの高さを計算するので、尖端バンプの高さが検出される。これにより、本発明によれば、比較的簡単な構成で、尖端バンプの高さを測定でき、尖端バンプの検査をその高さをも含めて行うことができるようになる。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、尖端バンプ（２３）が上面に形成された半導体チップ（２１ａ）の上方に配置されて、半導体チップの上面に光を照射する第１の光照射手段（３３）と、半導体チップを挟んで半導体チップの斜め上方の両側に配置されて、尖端バンプを含む半導体チップを斜め上方からそれぞれ撮像する第１及び第２の撮像手段（３４，３５）と、第１及び第２の撮像手段によって撮像された第１及び第２の画像に基づいて尖端バンプの底から先端までの長さをそれぞれ検出して、前記検出した第１及び第２の長さと、第１及び第２の撮像手段の光軸が半導体チップの上面となす角度とを用いて尖端バンプの高さを計算する高さ検出手段（３６，Ｓ１２〜Ｓ１５）とを設けたことにある。
【００１３】
これによれば、第１及び第２の撮像手段により、第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の両側の尖端バンプの形状が第１及び第２の画像としてそれぞれ撮像される。そして、高さ検出手段が、前記撮像された第１及び第２の画像から検出した尖端バンプの底から先端までの第１及び第２の長さをそれぞれ検出し、前記検出した第１及び第２の長さと、第１及び第２の撮像手段の光軸が半導体チップの上面となす角度とを用いて尖端バンプの高さを計算する。この場合、高さ検出手段は、例えば前記計算した尖端バンプの２つの高さを平均化するなどの処理を行えば、尖端バンプの頭頂部が傾いていて、第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の尖端バンプの底から尖端までの長さの一方が誤差をもっていても、この誤差が是正されて尖端バンプの高さを精度よく検出できる。また、高さ検出手段は、２つの高さのうちで理想的な高さから離れている側の１つの高さを選択して、スタッドバンプの高さの検査が厳格に行われるようにしてもよい。
【００１４】
さらに、本発明の他の特徴は、前記本発明の他の特徴に加えて、半導体チップの上方に配置されて、半導体チップの上面に光を照射する第２の光照射手段（４４）と、半導体チップの上方に配置されて、尖端バンプを含む半導体チップを真上から撮像する第３の撮像手段（４３）と、第３の撮像手段によって撮像された第３の画像に基づいて第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の尖端バンプの幅を検出する幅検出手段（４５，Ｓ２２〜Ｓ２４）と、幅検出手段によって検出された幅を用いて高さ検出手段によって検出された尖端バンプの高さを補正する高さ補正手段（６０，Ｓ３１、Ｓ３２）とを設けたことにある。
【００１５】
前記第１及び第２の撮像手段によって撮像された第１及び第２の画像に基づいて、高さ検出手段によって計算される２つの高さは、実際には、第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の両側の尖端バンプの底から先端までの傾斜部の長さである。したがって、第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の両側の尖端バンプの幅が小さければ、高さ検出手段によって計算される尖端バンプの高さには大きな誤差は含まれない。しかし、この幅がある程度大きくなると、前記計算される尖端バンプの高さに大きな誤差が含まれることになる。この本発明の他の特徴によれば、幅検出手段が第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の尖端バンプの幅を検出し、高さ補正手段が幅検出手段によって検出された幅を用いて高さ検出手段によって検出された尖端バンプの高さを補正するので、前記誤差がなくなる。その結果、この本発明の他の特徴によれば、尖端バンプの高さをさらに精度よく検出できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るバンプ高さ測定装置の全体概略図である。
【図２】図１の第１測定装置の具体例を示すブロック図である。
【図３】図１の第２測定装置の具体例を示すブロック図である。
【図４】第１測定装置内のコンピュータによって実行される高さ測定プログラムを示すフローチャートである。
【図５】第２測定装置内のコンピュータによって実行される幅測定プログラムを示すフローチャートである。
【図６】統括コンピュータによって実行される高さ補正プログラムを示すフローチャートである。
【図７】(Ａ)は半導体ウェハの一例を示す概略図であり、(Ｂ)は半導体ウェハを載せたＸＹステージの移動方向を説明するための説明図である。
【図８】半導体ウェハ内の一つの半導体チップのイメージ図である。
【図９】(Ａ)は第１測定装置によるスタッドバンプの撮影画像を示す図であり、(Ｂ)は(Ａ)の撮影画像を画像処理した後のスタッドバンプの撮影画像を示す図である。
【図１０】(Ａ)(Ｂ)は、スタッドバンプの実際の高さと、撮影画像によるスタッドバンプの測定高さとの関係を説明するための説明図である。
【図１１】第２測定装置によるスタッドバンプの撮影画像を示す図である。
【図１２】スタッドバンプの高さの補正演算を説明するための説明図である。
【図１３】スタッドバンプの形成方法を説明するための説明図である。
【図１４】スタッドバンプを形成した半導体素子のプリント基板に対する接続方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係るバンプ高さ測定装置について説明すると、図１はバンプ高さ測定装置の全体概略図である。このバンプ高さ測定装置は、測定対象物である半導体ウェハを載置する資料テーブル２０と、スタッドバンプの高さを測定するための第１測定装置３０と、測定したスタッドバンプの高さを補正するためにスタッドバンプの幅を測定するための第２測定装置４０と、半導体ウェハを移動させる搬送装置５０と、このバンプ高さ測定装置の全体動作を制御する統括コンピュータ６０とを備えている。
【００１８】
資料テーブル２０は、測定前の複数の半導体ウェハ２１Ａ及び測定後の複数の半導体ウェハ２１Ｂを載置するためのテーブルである。複数の半導体ウェハ２１Ａ，２１Ｂは、それぞれ資料テーブル２０の所定の位置に所定の方向を向けて載置される。これらの複数の半導体ウェハ２１Ａ，２１Ｂの一つの半導体ウェハ２１を図７(Ａ)に示す。この半導体ウェハ２１は、マトリクス状に配置された複数の半導体チップ２１ａからなる。一つの半導体チップ２１ａを代表して図８に示す。この半導体チップ２１ａ上には平板状の複数の電極２２が形成され、複数の電極２２上にはスタッドバンプ２３がそれぞれ形成されている。このスタッドバンプ２３に関しては、背景技術の項で説明したとおりである。
【００１９】
第１測定装置３０は、図２に示すように、１つの半導体ウェハ２１を水平に載置させて同半導体ウェハ２１をＸ方向及びＹ方向に移動させるＸＹステージ３１を備えている。なお、Ｘ方向及びＹ方向は、水平方向の互いに直交する２方向である。このＸＹステージ３１は、ステージドライバ３２によってＸ方向及びＹ方向に駆動される。ＸＹステージ３１の上方には、面照射装置３３が配置されている。面照射装置３３は、マトリクス上に配置された複数のＬＥＤと、複数のＬＥＤの下方に設けられてＬＥＤによって発光された光を全ての方向に拡散させる拡散板とを備え、半導体ウェハ２１の上面全体を全ての方向から照射する。なお、拡散板は、例えば透明のアクリル板で構成されている。
【００２０】
面照射装置３３の左右両側には、一対の撮像装置３４，３５が配置されている。より厳密には、一対の撮像装置３４，３５は、後述する撮像時のＸＹステージ３１の移動方向（図示左右方向）において、面照射装置３３の中心に対して対称に位置する。そして、撮像装置３４，３５の光軸は、水平面すなわち半導体ウェハ２１（半導体チップ２１ａ）の上面に対して所定角度θだけ傾いた方向にある。この所定角度θは、例えば３０度乃至６０度の範囲内の角度である。これらの撮像装置３４，３５は、カメラ部３４ａ、３５ａ及びレンズ部３４ｂ，３５ｂからそれぞれなる。カメラ部３４ａ，３５ａは、複数のＣＣＤを１列に配置したラインセンサと、その周辺制御回路とからなる。ラインセンサは、図２の紙面垂直方向に延設されており、その長さは、撮影された１つの半導体チップ２１ａの一辺であって、後述する撮像時のＸＹステージ３１の移動方向に直交する方向の一辺の長さ（図７(Ａ)の縦方向の一辺の長さ）に等しい。レンズ部３４ｂ，３５ｂは対物レンズ、リレーレンズなど複数のレンズからなり、半導体ウェハ２１の表面からの反射光による像をカメラ部３４ａ，３５ａの各ラインセンサ上に結像する。
【００２１】
ステージドライバ３２及び撮像装置３４，３５には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のメモリなどからなるコンピュータ３６が接続されている。このコンピュータ３６は、統括コンピュータ６０によって制御され、図４に示す高さ測定プログラムの実行により、ステージドライバ３２を制御してＸＹステージ３１のＸ方向及びＹ方向への移動を制御することにより（図７(Ｂ)参照）、撮像装置３４，３５による半導体ウェハ２１の撮像位置を変更しながら、撮像装置３４，３５のカメラ部３４ａ，３５ａからの画像データを入力し、入力した画像データに基づいてスタッドバンプ２３の高さを計算する。
【００２２】
第２測定装置４０は、図３に示すように、１つの半導体ウェハ２１を水平に載置させて同半導体ウェハ２１をＸ方向及びＹ方向に移動させるＸＹステージ４１を備えている。このＸＹステージ４１は、ステージドライバ４２によってＸ方向及びＹ方向に駆動される。ＸＹステージ４１の上方には、撮像装置４３が配置されている。より厳密には、撮像装置４３の光軸は、半導体ウェハ２１（半導体チップ２１ａ）の上面に対して垂直である。撮像装置４３は、カメラ部４３ａ及びレンズ部４３ｂからそれぞれなる。カメラ部４３ａは、前記第１測定装置３０の撮像装置３４，３５の場合と同様に、複数のＣＣＤを１列に配置したラインセンサと、その周辺制御回路とからなる。この場合も、ラインセンサは、図３の紙面垂直方向に延設されており、その長さは、撮影された１つの半導体チップ２１ａの一辺であって、後述する撮像時のＸＹステージ４１の移動方向（図示左右方向）に直交する方向の一辺の長さ（図７(Ａ)の縦方向の一辺の長さ）に等しい。
【００２３】
レンズ部４３ｂは、対物レンズ４３ｂ１、ハーフミラー４３ｂ２、リレーレンズ４３ｂ３などを内蔵しており、半導体ウェハ２１の表面からの反射光による像をカメラ部４３ａの各ラインセンサに結像する。また、レンズ部４３ｂには、同軸照射装置４４が組み付けられており、同軸照射装置４４から出射された光はハーフミラー４３ｂ２によって反射されて、上方から垂直に半導体ウェハ２１を照明する。
【００２４】
ステージドライバ４２及び撮像装置４３には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のメモリなどからなるコンピュータ４５が接続されている。このコンピュータ４５は、統括コンピュータ６０によって制御され、図５に示す幅測定プログラムの実行により、ステージドライバ４２を制御してＸＹステージ３１のＸ方向及びＹ方向への移動を制御することにより（図７(Ｂ)参照）、撮像装置４３による半導体ウェハ２１の撮像位置を変更しながら、撮像装置４３のカメラ部４３ａからの画像データを入力し、入力した画像データに基づいてスタッドバンプ２３の幅を計算する。
【００２５】
搬送装置５０は、資料テーブル２０上の測定前の複数の半導体ウェハ２１Ａ中の1つの半導体ウェハ２１を第１測定装置３０のＸＹステージ３１上に搬送して、同搬送した半導体ウェハ２１を所定の向きにしてＸＹステージ３１の所定の位置に載置する。また、搬送装置５０は、第１測定装置３０のＸＹステージ３１上の高さ測定後の１つの半導体ウェハ２１を第２測定装置４０のＸＹステージ４１上に搬送して、同搬送した半導体ウェハ２１を所定の向きにしてＸＹステージ４１の所定の位置に載置する。さらに、搬送装置５０は、第２測定装置４０のＸＹステージ４１上の幅測定後の１つの半導体ウェハ２１を資料テーブル２０の複数の半導体ウェハ２１Ｂ内に戻す。
【００２６】
これらの半導体ウェハ２１の搬送は、統括コンピュータ６０により制御され、定常状態では、第１及び第２測定装置３０，４０による半導体ウェハ２１の測定後、第２測定装置４０から資料テーブル２０への半導体ウェハ２１の搬送、第１測定装置３０から第２測定装置４０への半導体ウェハ２１の搬送、及び資料テーブル２０から第１測定装置３０への半導体ウェハ２１の搬送の順に行われる。また、測定の初期においては、資料テーブル２０から第１測定装置３０への半導体ウェハ２１の搬送のみが行われたり、第１測定装置３０及び資料テーブル２０から第２測定装置４０及び第１測定装置３０への半導体ウェハ２１のそれぞれの搬送のみが行われたりする。また、測定の終了時においては、第２測定装置４０から資料テーブル２０への半導体ウェハ２１の搬送のみが行われたり、第２測定装置４０及び第１測定装置３０から資料テーブル２０及び第２測定装置４０への半導体ウェハ２１のそれぞれの搬送のみが行われたりする。
【００２７】
統括コンピュータ６０も、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のメモリなどからなり、図示しないプログラムの実行により、前記搬送装置５０による半導体ウェハ２１の搬送を順次制御し、半導体ウェハ２１の搬送後に第１測定装置３０によるスタッドバンプ２３の高さ測定を指示するとともに、半導体ウェハ２１の搬送後に第２測定装置４０によるスタッドバンプ２３の幅測定を指示する。また、統括コンピュータ６０は、図６に示す高さ補正プログラムの実行により、第１測定装置３０によるスタッドバンプ２３の高さ測定結果を、第２測定装置４０によるスタッドバンプ２３の幅測定結果に応じて補正する。この統括コンピュータ６０には、キーボードなどからなる入力装置６１及び液晶表示器を有する表示装置６２も接続されている。
【００２８】
次に、上記のように構成した実施形態の動作を説明する。半導体ウェハ２１の搬送後、第１測定装置３０は高さ測定プログラムの実行によりスタッドバンプ２３の高さを測定し、第２測定装置４０は幅測定プログラムの実行によりスタッドバンプ２３の幅を測定し、その後、統括コンピュータ６０は、前記測定されたスタッドバンプ２３の高さを前記測定されたスタッドバンプ２３の幅を用いて補正する。以下、このスタッドバンプ２３の高さ測定、スタッドバンプ２３の幅測定、及びスタッドバンプ２３の高さ補正の順に説明する。
【００２９】
まず、スタッドバンプ２３の高さ測定について説明する。コンピュータ３６は、図４のステップＳ１０にて高さ測定プログラムの実行を開始し、ステップＳ１１にて、ＸＹステージ３１を移動させて、一対の撮像装置３４，３５から複数の同じ半導体チップ２１ａに関する一対の画像データをそれぞれ取得する。ＸＹステージ３１の移動について説明すると、コンピュータ３６は、ステージドライバ３２を制御して、図７(Ｂ)に示すように、ＸＹステージ３１をＸ方向に移動させる。
【００３０】
この実施形態においては、１回目の移動においては左から右にＸＹステージ３１を移動させ、２回目の移動においては右から左にＸＹステージ３１を移動させ、その後もＸＹステージ３１を左右交互に往復運動させる。この場合、カメラ部３４ａ，３５ａのラインセンサは、撮影した半導体ウェハ２１の１つの半導体チップ２１ａの図７(Ａ)の縦方向の一辺の長さに等しい。そして、前記左右方向への移動量は、半導体ウェハ２１の横一列に並んだ複数の半導体チップ２１ａの合計長さに等しい。このようにＸＹステージ３１を移動させ得るのは、半導体ウェハ２１の構成すなわち半導体ウェハ２１上の半導体チップ２１ａの配置は予め分かっており、この半導体チップ２１ａの配置を表す情報に基づいて図４の高さ測定プログラムが構成されているためである。この結果、前記ステップＳ１１の処理による１回目のＸＹステージ３１の左から右への移動により、図７(Ａ)の最上段の複数の半導体チップ２１ａのラインセンサによる画像データがＲＡＭに記憶される。なお、ＲＡＭの容量等により、ＸＹステージ３１の１回の移動量は適宜設定されるものである。
【００３１】
前記ステップＳ１１の処理後、コンピュータ３６は、ステップＳ１２にて、一対の画像データの中から、次の１つのスタッドバンプ２３（１つのスタッドバンプ２３を含む半導体チップ２１ａ上の１つの電極２２部分）に関する画像データをそれぞれ抽出する。この画像データについて簡単に説明しておく。面照射装置３３から半導体ウェハ２１の上面に照射される光は、あらゆる方向に拡散された拡散光である。そして、半導体チップ２１ａ及び電極２２の上面は鏡面ではなく、面照射装置３３からの光はあらゆる方向に乱反射する。一方、スタッドバンプ２３は金製であって、その表面は鏡面であるので、スタッドバンプ２３の表面で反射された光は乱反射することなく、一定の方向に反射されて、ほとんどの反射光は撮像装置３４，３５には達しない。特に、スタッドバンプ２３の頭頂部２３ｂは尖っているので、頭頂部２３ｂからの反射光は撮像装置３４，３５には入射しない。また、撮像装置３４，３５の光軸は、半導体チップ２１ａの上面に対して所定角度θだけ傾いている。したがって、撮像装置３４，３５のカメラ部３４ａ，３５ａには、面照射装置３３から出射されて半導体チップ２１ａ及び電極２２の上面にて撮像装置３４，３５の方向に反射された光による像であって、スタッドバンプ２３で遮られた暗い部分（いわゆる影部分）を有する像が結像される。
【００３２】
図９(Ａ)は、このスタッドバンプ２３を表す像を示している。ドットで示す部分は暗い部分であり、スタッドバンプ２３の台座部２３ａの多くの部分は暗い部分であり、一部明るい部分がある。そして、スタッドバンプ２３の頭頂部２３ｂは特に暗い部分である。これは、台座部２３ａには一部平坦な部分があり、この平坦な部分にて反射した面照射装置３３からの入射光の一部が撮像装置３４，３５に入射するためである。その台座部２３ａの他の部分及び頭頂部２３ｂは急傾斜であり、この急傾斜の部分にて反射した面照射装置３３からの入射光のほとんどは撮像装置３４，３５に入射しないためである。なお、図９(Ａ)において、スタッドバンプ２３の台座部２３ａの下方の部分２３ａ’は、半導体チップ２１ａ及び電極２２の上面の鏡効果による写像である。
【００３３】
前記ステップＳ１２の処理後、コンピュータ３６は、ステップＳ１３にて、前記抽出した一対の画像データをそれぞれ加工して、各画像データからスタッドバンプ２３の台座部２３ａの下方の部分２３ａ’をそれぞれ除去する。これは、スタッドバンプ２３に関する画像データによる画像は予め分かっているので、この台座部２３ａの下方の部分２３ａ’を画像処理により簡単に削除できる。図９(Ｂ)は、このデータ加工処理後のスタッドバンプ２３に関する像を示している。
【００３４】
前記ステップＳ１３の処理後、コンピュータ３６は、ステップＳ１４にて、前記加工した一対の画像データに基づいてスタッドバンプ画像におけるスタッドバンプ２３の高さ（底から先端までの長さ）Ｈy1，Ｈy2をそれぞれ測定する（図９(Ｂ)参照）。次に、コンピュータ３６は、ステップＳ１５にて、下記数１，２を用いて前記測定した高さＨy1，Ｈy2を実際のスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2に変換する。
【数１】
【数２】
【００３５】
この数１，２について説明する。図１０(Ａ)は、スタッドバンプ２３を撮像装置３４，３５で撮像した状態を模擬的に示している。ＬＥＮは撮像装置３４，３５のレンズ部３４ｂ、３５ｂのレンズ機能を示しており、Ｈｘ（Ｈx1，Ｈx2）は半導体チップ２１ａ（電極２２）上のスタッドバンプ２３の高さ（実際のスタッドバンプ２３の高さ）を示し、かつＨｙ（Ｈy1，Ｈy2）はレンズ機能ＬＥＮによりカメラ部３４ａ，３５ａに撮像されたスタッドバンプ２３の高さを示している。なお、この実際のスタッドバンプ２３の高さＨｘ（Ｈx1，Ｈx2）は、半導体チップ２１ａ（電極２２）上のスタッドバンプ２３の垂直な高さである。この場合、カメラ部３４ａ，３５ａ（レンズ機能ＬＥＮ）の光軸は、半導体チップ２１ａ及び電極２２の上面に対して所定角度θだけ傾いているので、実際のスタッドバンプ２３の高さは前記数１，２のように表される。なお、ａは撮像装置３４，３５による倍率であり、ＸＹステージ３１及び撮像装置３４，３５の配置は予め決められているので、倍率ａは予め決められた所定値である。
【００３６】
前述のように、実際のスタッドバンプ２３の高さＨｘ（Ｈx1，Ｈx2）は、半導体チップ２１ａ（電極２２）上のスタッドバンプ２３の垂直な高さである。しかし、撮像装置３４，３５によって撮像されるスタッドバンプ２３は、実際には、スタッドバンプ２３の外形が半導体チップ２１ａ及び電極２２の上面で反射した光を遮った像であるので、実際に測定されるスタッドバンプ２３の実際の高さＨｘ（Ｈx1，Ｈx2）は、図１０(Ｂ)に示すように、スタッドバンプ２３の外形上の傾斜面の長さである。この傾斜面の長さをＨｘとすると、下記数３が成立する。
【数３】
【００３７】
前記数３の分母のcos(θ−Δθ)の部分を変形すると、下記数４のように表される。ここで、Δθは、スタッドバンプ２３の頭頂部２３ｂの先端の角度の半分にほぼ等しく、極めて小さいことを考慮すると、cosΔθはほぼ「１」であり、sinΔθはほぼ「０」である。したがって、前記数３は下記数５のように変形され、スタッドバンプ２３の実際の傾斜面の長さＨｘ（Ｈx1，Ｈx2）も、カメラ部３４ａ，３５ａで撮像されたスタッドバンプ２３の高さＨｙ（Ｈy1，Ｈy2）を用いて、前記数１，２のように表される。
【数４】
【数５】
【００３８】
前記ステップＳ１２〜Ｓ１５によるスタッドバンプ２３の左右両側からの高さＨx1，Ｈx2（すなわち傾斜部の長さＨx1，Ｈx2）の測定後、コンピュータ３６は、ステップＳ１６にて、前記ステップＳ１１の処理によって取得した画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定を終了したか否かを判定する。この場合、左右両側とは、ＸＹステージ３１の移動方向に沿った方向である。画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定を終了していなければ、コンピュータ３６は、ステップＳ１６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１２に戻り、前述したステップＳ１２〜Ｓ１５によるスタッドバンプ２３の左右両側からの高さＨx1，Ｈx2の測定を繰り返す。
【００３９】
そして、前記ステップＳ１１の処理によって取得した画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定を終了すると、コンピュータ３６は、ステップＳ１６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１７にて、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の左右両側からの高さＨx1，Ｈx2（すなわち傾斜部の長さＨx1，Ｈx2）の測定を終了したかを判定する。半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定を終了していなければ、コンピュータ３６は、ステップＳ１７にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１１に戻り、同ステップＳ１１にて、ＸＹステージ３１を移動させて、一対の撮像装置３４，３５から複数の同じ半導体チップ２１ａに関する次の一対の画像データをそれぞれ取得する。そして、前記ステップＳ１２〜Ｓ１６の処理により、前記ステップＳ１１の処理によって取得した画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2を測定する。そして、画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定を終了すると、コンピュータ３６は、ステップＳ１６にてふたたび「Ｙｅｓ」と判定して、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定が終了するまで、前記ステップＳ１１〜Ｓ１７の処理を繰返し実行する。
【００４０】
そして、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定が終了すると、コンピュータ３６は、ステップＳ１７にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１８にて、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2を統括コンピュータ６０に出力して、ステップＳ１９にて高さ測定プログラムの実行を終了する。この場合、スタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の統括コンピュータ６０への出力においては、半導体ウェハ２１を表す情報と、スタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2を測定順に出力する。統括コンピュータ６０は、この出力された半導体ウェハ２１を表す情報と、スタッドバンプ２３の測定順の高さＨx1，Ｈx2を記憶する。この場合も、半導体ウェハ２１上の半導体チップ２１ａ及び半導体チップ２１ａ上のスタッドバンプ２３の配置に関しては予め分かっているので、半導体ウェハ２１上のスタッドバンプ２３を特定することができる。これにより、半導体ウェハ２１の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2（すなわち傾斜部の長さＨx1，Ｈx2）が、半導体ウェハ２１を特定するための情報と共に統括コンピュータ６０内に記憶される。そして、搬送装置５０によって新たな半導体ウェハ２１がＸＹステージ３１に搬送されるごとに、この高さ測定プログラムを実行することにより、異なる半導体ウェハ２１の全てのスタッドバンプ２３の高さが順次測定されることになる。
【００４１】
次に、スタッドバンプ２３の幅測定について説明する。コンピュータ４５は、図５のステップＳ２０にて幅測定プログラムの実行を開始し、ステップＳ２１にて、ＸＹステージ３１を移動させて、撮像装置４３から複数の半導体チップ２１ａに関する画像データを取得する。この場合のＸＹステージ３１の移動に関しては、コンピュータ４５がステージドライバ４２を制御する点を除けば、前記図４の高さ測定プログラムのステップＳ１１の処理と同じである。
【００４２】
前記ステップＳ２１の処理後、コンピュータ４５は、ステップＳ２２にて、前記取得した画像データの中から、次の１つのスタッドバンプ２３（１つのスタッドバンプ２３を含む半導体チップ２１ａ上の１つの電極２２部分）に関する画像データを抽出する。この場合の画像データに簡単に説明しておく。第２測定装置４０においては、同軸照射装置４４から半導体ウェハ２１の上面に照射される光は、ハーフミラー４３ｂ２で反射されて半導体チップ２１ａ、電極２２及びスタッドバンプ２３に上方（ほぼ真上）から照射される光である。この場合も、半導体チップ２１ａ及び電極２２の上面は鏡面ではないので、同軸照射装置４４から半導体チップ２１ａ及び電極２２に入射した光は、半導体チップ２１ａ及び電極２２からあらゆる方向に乱反射して、撮像装置４３に入射する。一方、スタッドバンプ２３は金製であって、その表面は鏡面であるので、スタッドバンプ２３の水平な部分からの反射光のみが上方に反射して撮像装置４３に入射し、その他の傾斜した部分からの反射光は上方へ反射されることなく撮像装置４３に入射されない。したがって、撮像装置４３のカメラ部４３ａにて結像される像は、図１１に示すようになる。図１１において、ドットで示す部分は暗い部分であり、スタッドバンプ２３の台座部２３ａの多くの部分は暗い部分であり、一部明るい部分がある。そして、スタッドバンプ２３の台座部２３ａの下部及び頭頂部２３ｂは特に暗い部分である。
【００４３】
前記ステップＳ２２の処理後、コンピュータ４５は、ステップＳ２３にて、前記抽出した画像データに基づいて、スタッドバンプ画像におけるスタッドバンプ２３の幅Ｄｙを測定する（図１１参照）。この場合の幅Ｄｙの方向は、ＸＹステージ４１の移動方向であって、第１測定装置３０の一対の撮像装置３４，３５の配列方向に対応する。この場合、撮像装置４３によって撮像される画像は、スタッドバンプ２３を含む半導体チップ２１ａの平面図であるので、スタッドバンプ２３の台座部２３ａの直径に相当する長さが幅Ｄｙとして測定される。次に、コンピュータ４５は、ステップＳ２４にて、下記数６を用いて前記測定した幅Ｄｙを実際のスタッドバンプ２３の幅Ｄｘに変換する。なお、数６中のａは、撮像装置４３の倍率である。
【数６】
【００４４】
前記ステップＳ２２〜Ｓ２４によるスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定後、コンピュータ４５は、ステップＳ２５にて、前記ステップＳ２１の処理によって取得した画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を終了したか否かを判定する。画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を終了していなければ、コンピュータ４５は、ステップＳ２５にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２２に戻り、前述したステップＳ２２〜Ｓ２４によるスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を繰り返す。
【００４５】
そして、前記ステップＳ２１の処理によって取得した画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を終了すると、コンピュータ４５は、ステップＳ２５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ２６にて、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を終了したかを判定する。半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を終了していなければ、コンピュータ４５は、ステップＳ２６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２１に戻り、同ステップＳ２１にて、ＸＹステージ３１を移動させて、撮像装置４３から複数の半導体チップ２１ａに関する次の画像データを取得する。そして、前記ステップＳ２２〜Ｓ２５の処理により、前記ステップＳ２１の処理によって取得した画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘを測定する。そして、画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を終了すると、コンピュータ４５は、ステップＳ２５にてふたたび「Ｙｅｓ」と判定して、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定が終了するまで、前記ステップＳ２１〜Ｓ２６の処理を繰返し実行する。
【００４６】
そして、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定が終了すると、コンピュータ４５は、ステップＳ２６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２７にて、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘを統括コンピュータ６０に出力して、ステップＳ２８にて幅測定プログラムの実行を終了する。この場合、スタッドバンプ２３の幅Ｄｘの統括コンピュータ６０への出力においては、半導体ウェハ２１を表す情報と、スタッドバンプ２３の幅Ｄｘを測定順に出力する。統括コンピュータ６０は、この出力された半導体ウェハ２１を表す情報と、スタッドバンプ２３の測定順の幅Ｄｘを記憶する。この場合も、半導体ウェハ２１上の半導体チップ２１ａ及び半導体チップ２１ａ上のスタッドバンプ２３の配置に関しては予め分かっているので、半導体ウェハ２１上のスタッドバンプ２３を特定することができる。これにより、半導体ウェハ２１の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘが半導体ウェハ２１を特定するための情報と共に統括コンピュータ６０内に記憶される。そして、搬送装置５０によって新たな半導体ウェハ２１がＸＹステージ４１に搬送されるごとに、この幅測定プログラムを実行することにより、異なる半導体ウェハ２１の全てのスタッドバンプ２３の幅が順次測定されることになる。
【００４７】
次に、スタッドバンプ２３の高さ補正について説明する。統括コンピュータ６０は、図６のステップＳ３０にて高さ補正プログラムの実行を開始し、ステップＳ３１にて、次のスタッドバンプ２３に関する高さＨx1，Ｈx2及び幅Ｄｘを読出す。この場合、前述の図４の高さ測定プログラム及び図５の幅測定プログラムの実行時に、統括コンピュータ６０には、半導体ウェハ２１を表す情報と、同情報によって表された半導体ウェハ２１の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2及び幅Ｄｘが記憶されている。したがって、次のスタッドバンプ２３に関する高さＨx1，Ｈx2及び幅Ｄｘの読出しにおいては、同一の半導体ウェハ２１の同一スタッドバンプ２３に関する高さＨx1，Ｈx2及び幅Ｄｘを順次読出すことができる。
【００４８】
前記ステップＳ３１の処理後、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３２にて、前記読出した高さＨx1，Ｈx2及び幅Ｄｘを用いた下記数７の演算の実行により、スタッドバンプ２３の補正した高さＨを計算する。
【数７】
【００４９】
この高さＨの補正演算について説明すると、スタッドバンプ２３に関する高さＨx1，Ｈx2は、図１２に示すとともに前述したように、スタッドバンプ２３の左右両側（ＸＹステージ３１，４１の移動方向）の傾斜部の長さである。そして、スタッドバンプ２３の幅Ｄｘは、スタッドバンプ２３の台座部２３ａの左右方向（ＸＹステージ３１，４１の移動方向）の長さである。したがって、前記数７の演算により、スタッドバンプ２３の実際の高さＨ、すなわち補正された高さＨが計算される。
【００５０】
この補正高さＨの計算後、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３３にて、この補正高さＨと、予め決められたスタッドバンプ２３の理想的な高さＨrefとの差Ｈ−Ｈrefの絶対値｜Ｈ−Ｈref｜を計算して、この絶対値｜Ｈ−Ｈref｜が予め決められた許容値以内であるか否かを判定する。前記絶対値｜Ｈ−Ｈref｜が許容値以内であれば、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３３にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３４にてエラーフラグＥＲＲを“０”に設定する。一方、前記絶対値｜Ｈ−Ｈref｜が許容値以内でなければ、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３３にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３５にてエラーフラグＥＲＲを“１”に設定する。これらのステップＳ３４，Ｓ３５の処理後、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３６にて、前記計算した補正高さＨ及び判定結果であるエラーフラグＥＲＲの値を、半導体ウェハ２１を表す情報及びスタッドバンプ２３を特定する情報と共にメモリ装置内に記憶する。
【００５１】
そして、前記ステップＳ３６の処理後、統括コンピュータ６０は、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の高さＨに関する補正及び判定を終了したか否かを判定する。全てのスタッドバンプ２３の高さＨに関する補正及び判定が終了していなければ、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３７にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３１に戻り、前述したステップＳ３１〜Ｓ３６からなるスタッドバンプ２３の高さＨに関する補正及び判定の処理を繰り返す。これにより、１つの半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の高さＨに関する補正及び判定が終了すると、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３７にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３８にてこの高さ補正プログラムの実行を終了する。そして、この高さ補正プログラムの実行を順次行うことにより、異なる半導体ウェハ２１のスタッドバンプ２３の高さ補正及び判定を順次行うことができる。
【００５２】
上記実施形態によれば、面照射装置３３によって半導体ウェハ２１の上面が照射されると、半導体ウェハ２１の複数の半導体チップ２１ａ（電極２２）の上面からの反射光はあらゆる方向に散乱して、その一部は撮像装置３４，３５に入射する。一方、スタッドバンプ２３の表面は鏡面であるので、面照射装置３３によって照射された光によるスタッドバンプ２３からの反射光は特定の方向にしか進行せず、撮像装置３４，３５にはほとんど入射しない。特に、スタッドバンプ２３の頭頂部２３ｂは尖っているので、スタッドバンプ２３の頭頂部２３ｂからの反射光は全くと言ってよいほど撮像装置３４，３５には入射しない。したがって、スタッドバンプ２３を除く半導体チップ２１ａ（電極２２）の表面で反射される光のうちで、スタッドバンプ２３によって遮られた結果としての像（すなわち尖端バンプの影に相当）が撮像装置３４，３５によって撮像されることになる。
【００５３】
そして、コンピュータ３６が、高さ測定プログラムを実行して、撮像装置３４，３５によって撮像された画像に基づいてスタッドバンプ２３の底から先端までの長さＨy1，Ｈy2を検出して、前記検出した長さＨy1，Ｈy2と、撮像装置３４，３５の光軸が半導体ウェハ２１（半導体チップ２１ａ及び電極２２）の上面となす角度θとを用いた上記数１，２の演算の実行によってスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2を計算するので、スタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2が検出される。これにより、上記実施形態によれば、比較的簡単な構成で、スタッドバンプ２３の高さを測定でき、スタッドバンプ２３の検査をその高さをも含めて行うことができる。
【００５４】
また、上記実施形態においては、同軸照射装置４４によって半導体ウェハ２１（半導体チップ２１ａ）が上方から照射され、撮像装置４３がスタッドバンプ２３を含む半導体チップ２１ａの上面を撮像する。そして、コンピュータ４５が、幅測定プログラムの実行により、撮像装置４３によって撮像された画像に基づいて、撮像装置３４，３５を結ぶ方向のスタッドバンプ２３の幅Ｄｘを検出する。さらに、前記スタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2及び幅Ｄｘはそれぞれコンピュータ３６，４５から統括コンピュータ６０に出力される。そして、統括コンピュータ６０は、高さ補正プログラムを実行して、上記数７の幅Ｄｘを用いた補正演算によって高さＨx1，Ｈx2を補正する。その結果、撮像装置３４，３５を結ぶ方向の両側のスタッドバンプ２３の幅がある程度大きくても、高さＨx1，Ｈx2の誤差を小さくすることができ、スタッドバンプ２３の高さＨをさらに精度よく検出できるようになる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。
【００５６】
上記実施形態においては、撮像装置３４，３５，４３のカメラ部３４ａ，３５ａ，４３ａの撮像素子を１列に複数のＣＣＤを配置したラインセンサで構成した。しかし、このラインセンサに代えて、複数のＣＣＤをマトリクス状に配置したエリアセンサを用いるようにしてもよい。この場合、図４の高さ測定プログラムのステップＳ１１及び図５の幅測定プログラムのステップＳ２１のＸＹステージ３１，４１の移動においては、エリアセンサに半導体チップ２１ａの部分を撮像するごとに、撮像した部分の長さに対応した長さだけＸＹステージ３１，４１をそれぞれ移動させるとよい。
【００５７】
また、上記実施形態においては、第１測定装置３０によってスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2を測定し、第２測定装置４０によってスタッドバンプ２３の幅Ｄｘを測定し、統括コンピュータ６０によって前記幅Ｄｘを用いて前記高さＨx1，Ｈx2を補正してスタッドバンプ２３の高さＨを検出するようにした。しかし、これに代えて、第２測定装置４０によるスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を省略するとともに、統括コンピュータ６０による高さＨx1，Ｈx2の補正を省略して、第１測定装置３０によって測定したスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の平均値(Ｈx1＋Ｈx2)／２をスタッドバンプ２３の高さＨとして計算するようにしてもよい。これによれば、幅Ｄｘの大きなスタッドバンプ２３の高さＨにおける誤差はある程度大きくなるが、幅Ｄｘがそれほど大きくなければ、それほど大きな誤差とならず、スタッドバンプ２３の検査においてこの誤差を許容できる場合もある。また、スタッドバンプ２３の２つの高さＨx1，Ｈx2のうちで理想的な高さから離れた側の１つの高さを選択して、スタッドバンプ２３の高さの検査が厳格に行われるようにしてもよい。
【００５８】
さらに、第１測定装置３０によるスタッドバンプ２３の２つの高さＨx1，Ｈx2の測定を１つだけの高さの測定にすることも可能である。この場合、第１測定装置３０における一対の撮像装置３４，３５の一方を省略して、１つの撮像装置によりスタッドバンプ２３の高さＨy1（又はＨy2）を測定し、コンピュータ３６の高さ測定プログラムの実行によって前記測定した高さＨy1（又はＨy2）をスタッドバンプ２３の実際の高さＨx1（又はＨx2）に変換すればよい。この場合も、前記と同様に誤差は生ずるが、スタッドバンプ２３の形状がＸＹステージ２１の移動方向においてほぼ対称であれば、前記幅Ｄｘによる補正を省略した場合と同様なスタッドバンプ２３の高さＨを得ることができ、スタッドバンプ２３の検査において前記誤差を許容できる場合もある。
【００５９】
また、上記実施形態においては、スタッドバンプ２３の高さを測定する高さ測定装置について説明した。しかし、上記実施形態の高さ測定装置を用いて、金粒子を吹き付けて形成する円錐バンプ、三角錐バンプなどの高さを測定することもできる。すなわち、スタッドバンプ、円錐バンプ及び三角錐バンプを含む先端の細い尖端バンプは、通常金などの表面を鏡面とするとともに細い先端部分を有する点で共通しており、この共通点を利用して、スタッドバンプ、円錐バンプ、三角錐バンプなどの尖端バンプの高さを測定することができる。
【符号の説明】
【００６０】
２０…資料テーブル、２１，２１Ａ，２１Ｂ…半導体ウェハ、２１ａ…半導体チップ、２２…電極、２３…スタッドバンプ、３０…第１測定装置、３１…ＸＹステージ、３３…面照射装置、３４，３５…撮像装置、３４ａ，３５ａ…カメラ部、３４ｂ，３５ｂ…レンズ部、３６…コンピュータ、４０…測定装置、４１…ＸＹステージ、４３…撮像装置、４３ａ…カメラ部、４３ｂ…レンズ部、４４… 同軸照射装置、４５…コンピュータ、５０…搬送装置、６０…統括コンピュータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子をプリント基板に接続するために用いられるスタッドバンプ、円錐バンプ、三角錐バンプなどの尖端バンプの高さを測定する尖端バンプの高さ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、軽量化に伴い、搭載される電子部品は小型化が要望されるようになってきた。この要望に応えるべく、従来のリード付き電子部品に代わり、リード無しの表面実装型の電子部品が採用されるようになった。このように電子部品の占有面積を縮小するため、半導体素子をプリント基板上に直接搭載する半導体実装の分野の進展が著しい。この半導体素子とプリント基板を接合する半導体実装方法としては、半導体の電極を下面にして接合するフリップチップ実装方法がある。このフリップチップ実装方法では、半導体の電極上に形成されたスタッドバンプが用いられる。
【０００３】
まず、このスタッドバンプの形成について説明すると、図１３に時間経過に従って示すよう、キャピラリ１の貫通孔より、金を素材とした直径２５μｍ程度の金属ワイヤ２を押し出し、金属ワイヤ２の先端を放電などにより加熱して球体状のＡｕボール３に加工する。次に、Ａｕボール３を半導体素子４の電極５に圧着して、超音波振動を加えることにより、電極５の表面上にＡｕボール３を拡散させて接合する。このＡｕボール３は、塑性変形して台座部６ａを形成する。この後、キャピラリ１を台座部６ａから引き離すとともに金属ワイヤ２を引きちぎるようにして切り離し、スタッドバンプ６を形成する。このスタッドバンプ６においては、下部に台座部６ａが形成され、台座部６ａの上面には金属ワイヤ２による先端が尖った頭頂部６ｂが形成される。
【０００４】
このようにして形成されたスタッドバンプ６を備えた半導体素子４は、図１４に時間経過に従って示すように、スタッドバンプ６の形成面を下側にして、スタッドバンプ６の頭頂部６ｂを転写台７上に設けられた導電性接着剤８に浸漬させた後、半導体素子４を引き上げる。このとき、導電性接着剤８は、表面張力によりスタッドバンプ６に転写される。その後、半導体素子４をプリント基板９の所定の位置に位置決めした後、半導体素子４をプリント基板９の所定の位置の導体ランド１０に圧着し、プリント基板９全体を適切な温度に加熱して、導電性接着剤８を硬化させる。これにより、フリップチップ実装方法による、半導体素子４とプリント基板９との接合が完了する。
【０００５】
このような半導体素子のプリント基板への接合に利用されるスタッドバンプについて、スタッドバンプが半導体素子上に適正に形成されているかを検査する必要がある。この検査においては、下記特許文献１〜３に示されるように、撮像装置を用いて、スタッドバンプが形成された半導体素子の上方からスタッドバンプを撮像して、スタッドバンプの台座部及び頭頂部の位置、形状及び寸法を測定し、測定した位置、形状及び寸法が許容範囲にあるかを判定することにより、スタッドバンプを検査するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−５５８５４号公報
【特許文献２】特開昭１０−２４２２１９号公報
【特許文献３】特開２００５−１６６７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術においては、スタッドバンプの高さを測定するものはなかった。スタッドバンプは、通常、金で形成されているために、表面は鏡面を構成している。そのために、スタッドバンプの表面に入射した光は散乱することなく、一方向へ反射される。したがって、スタッドバンプの台座部の上面にはほぼ平坦な部分が存在するために、同部分に上方から入射した光の多くは上方へ反射するために、スタッドバンプの台座部に関しては何とか撮像できる。しかしながら、スタッドバンプの頭頂部は尖っており、同頭頂部へ入射した光は、散乱することなく、しかも入射位置に応じて種々の異なる方向へ反射することになり、スタッドバンプの頭頂部を撮像することはできない。このために、従来技術では、スタッドバンプの高さを測定することはできず、スタッドバンプの高さに関する検査を行えなかった。また、スタッドバンプの場合と同様に、半導体素子上に形成された先頭の尖った円錐バンプ、三角錐バンプなどの尖端バンプの高さを測定することもできなかった。
【０００８】
本発明者は、このような状況の中、尖端バンプの高さを測定することが可能な解決原理を発見した。具体的には、尖端バンプから反射する光による像を撮影するのではなく、尖端バンプの形成された半導体素子の表面（すなわち電極表面）にて反射される光が尖端バンプによって遮られた結果としての像（すなわち尖端バンプの影に相当）を撮影することにより、尖端バンプの形状、特に尖端バンプの頭頂部の形状を測定することに成功した。そして、この測定された尖端バンプの形状を用いて、尖端バンプの高さが測定される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記従来の問題に対処するためになされたもので、その目的は、前記解決原理を用いて、尖端バンプの高さを測定する尖端バンプの高さ測定装置を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、尖端バンプ（２３）が上面に形成された半導体チップ（２１ａ）の上方に配置されて、半導体チップの上面に光を照射する光照射手段（３３）と、半導体チップの斜め上方に配置されて、尖端バンプを含む半導体チップを斜め上方から撮像する撮像手段（３４，３５）と、撮像手段によって撮像された画像に基づいて尖端バンプの底から先端までの長さを検出して、前記検出した長さと、撮像手段の光軸が半導体チップの上面となす角度とを用いて尖端バンプの高さを計算する高さ検出手段（３６，Ｓ１２〜Ｓ１５）とを備えたことにある。
【００１１】
上記のように構成した本発明においては、光照射手段によって半導体チップの上面に光が照射されると、半導体チップの上面からの反射光はあらゆる方向に散乱して、その一部は撮像手段に入射する。一方、尖端バンプは一般的には金などによって形成されていて、その表面は鏡面であるので、光照射手段によって照射された光による尖端バンプからの反射光は特定の方向にしか進行せず、撮像手段にはほとんど入射しない。特に、尖端バンプの頭頂部は尖っているので、尖端バンプの頭頂部からの反射光は全くと言ってよいほど撮像手段には入射しない。したがって、尖端バンプを除く半導体チップの表面にて反射される光のうちで、尖端バンプによって遮られた結果としての像（すなわち尖端バンプの影に相当）が撮像手段によって撮像されることになる。その結果、高さ検出手段が、撮像手段によって撮像された画像に基づいて尖端バンプの底から先端までの長さが検出して、前記検出した長さと、撮像手段の光軸が半導体チップの上面となす角度とを用いて尖端バンプの高さを計算するので、尖端バンプの高さが検出される。これにより、本発明によれば、比較的簡単な構成で、尖端バンプの高さを測定でき、尖端バンプの検査をその高さをも含めて行うことができるようになる。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、尖端バンプ（２３）が上面に形成された半導体チップ（２１ａ）の上方に配置されて、半導体チップの上面に光を照射する第１の光照射手段（３３）と、半導体チップを挟んで半導体チップの斜め上方の両側に配置されて、尖端バンプを含む半導体チップを斜め上方からそれぞれ撮像する第１及び第２の撮像手段（３４，３５）と、第１及び第２の撮像手段によって撮像された第１及び第２の画像に基づいて尖端バンプの底から先端までの長さをそれぞれ検出して、前記検出した第１及び第２の長さと、第１及び第２の撮像手段の光軸が半導体チップの上面となす角度とを用いて尖端バンプの高さを計算する高さ検出手段（３６，Ｓ１２〜Ｓ１５）とを設けたことにある。
【００１３】
これによれば、第１及び第２の撮像手段により、第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の両側の尖端バンプの形状が第１及び第２の画像としてそれぞれ撮像される。そして、高さ検出手段が、前記撮像された第１及び第２の画像から検出した尖端バンプの底から先端までの第１及び第２の長さをそれぞれ検出し、前記検出した第１及び第２の長さと、第１及び第２の撮像手段の光軸が半導体チップの上面となす角度とを用いて尖端バンプの高さを計算する。この場合、高さ検出手段は、例えば前記計算した尖端バンプの２つの高さを平均化するなどの処理を行えば、尖端バンプの頭頂部が傾いていて、第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の尖端バンプの底から尖端までの長さの一方が誤差をもっていても、この誤差が是正されて尖端バンプの高さを精度よく検出できる。また、高さ検出手段は、２つの高さのうちで理想的な高さから離れている側の１つの高さを選択して、スタッドバンプの高さの検査が厳格に行われるようにしてもよい。
【００１４】
さらに、本発明の他の特徴は、前記本発明の他の特徴に加えて、半導体チップの上方に配置されて、半導体チップの上面に光を照射する第２の光照射手段（４４）と、半導体チップの上方に配置されて、尖端バンプを含む半導体チップを真上から撮像する第３の撮像手段（４３）と、第３の撮像手段によって撮像された第３の画像に基づいて第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の尖端バンプの幅を検出する幅検出手段（４５，Ｓ２２〜Ｓ２４）と、幅検出手段によって検出された幅を用いて高さ検出手段によって検出された尖端バンプの高さを補正する高さ補正手段（６０，Ｓ３１、Ｓ３２）とを設けたことにある。
【００１５】
前記第１及び第２の撮像手段によって撮像された第１及び第２の画像に基づいて、高さ検出手段によって計算される２つの高さは、実際には、第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の両側の尖端バンプの底から先端までの傾斜部の長さである。したがって、第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の両側の尖端バンプの幅が小さければ、高さ検出手段によって計算される尖端バンプの高さには大きな誤差は含まれない。しかし、この幅がある程度大きくなると、前記計算される尖端バンプの高さに大きな誤差が含まれることになる。この本発明の他の特徴によれば、幅検出手段が第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の尖端バンプの幅を検出し、高さ補正手段が幅検出手段によって検出された幅を用いて高さ検出手段によって検出された尖端バンプの高さを補正するので、前記誤差がなくなる。その結果、この本発明の他の特徴によれば、尖端バンプの高さをさらに精度よく検出できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るバンプ高さ測定装置の全体概略図である。
【図２】図１の第１測定装置の具体例を示すブロック図である。
【図３】図１の第２測定装置の具体例を示すブロック図である。
【図４】第１測定装置内のコンピュータによって実行される高さ測定プログラムを示すフローチャートである。
【図５】第２測定装置内のコンピュータによって実行される幅測定プログラムを示すフローチャートである。
【図６】統括コンピュータによって実行される高さ補正プログラムを示すフローチャートである。
【図７】(Ａ)は半導体ウェハの一例を示す概略図であり、(Ｂ)は半導体ウェハを載せたＸＹステージの移動方向を説明するための説明図である。
【図８】半導体ウェハ内の一つの半導体チップのイメージ図である。
【図９】(Ａ)は第１測定装置によるスタッドバンプの撮影画像を示す図であり、(Ｂ)は(Ａ)の撮影画像を画像処理した後のスタッドバンプの撮影画像を示す図である。
【図１０】(Ａ)(Ｂ)は、スタッドバンプの実際の高さと、撮影画像によるスタッドバンプの測定高さとの関係を説明するための説明図である。
【図１１】第２測定装置によるスタッドバンプの撮影画像を示す図である。
【図１２】スタッドバンプの高さの補正演算を説明するための説明図である。
【図１３】スタッドバンプの形成方法を説明するための説明図である。
【図１４】スタッドバンプを形成した半導体素子のプリント基板に対する接続方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係るバンプ高さ測定装置について説明すると、図１はバンプ高さ測定装置の全体概略図である。このバンプ高さ測定装置は、測定対象物である半導体ウェハを載置する資料テーブル２０と、スタッドバンプの高さを測定するための第１測定装置３０と、測定したスタッドバンプの高さを補正するためにスタッドバンプの幅を測定するための第２測定装置４０と、半導体ウェハを移動させる搬送装置５０と、このバンプ高さ測定装置の全体動作を制御する統括コンピュータ６０とを備えている。
【００１８】
資料テーブル２０は、測定前の複数の半導体ウェハ２１Ａ及び測定後の複数の半導体ウェハ２１Ｂを載置するためのテーブルである。複数の半導体ウェハ２１Ａ，２１Ｂは、それぞれ資料テーブル２０の所定の位置に所定の方向を向けて載置される。これらの複数の半導体ウェハ２１Ａ，２１Ｂの一つの半導体ウェハ２１を図７(Ａ)に示す。この半導体ウェハ２１は、マトリクス状に配置された複数の半導体チップ２１ａからなる。一つの半導体チップ２１ａを代表して図８に示す。この半導体チップ２１ａ上には平板状の複数の電極２２が形成され、複数の電極２２上にはスタッドバンプ２３がそれぞれ形成されている。このスタッドバンプ２３に関しては、背景技術の項で説明したとおりである。
【００１９】
第１測定装置３０は、図２に示すように、１つの半導体ウェハ２１を水平に載置させて同半導体ウェハ２１をＸ方向及びＹ方向に移動させるＸＹステージ３１を備えている。なお、Ｘ方向及びＹ方向は、水平方向の互いに直交する２方向である。このＸＹステージ３１は、ステージドライバ３２によってＸ方向及びＹ方向に駆動される。ＸＹステージ３１の上方には、面照射装置３３が配置されている。面照射装置３３は、マトリクス上に配置された複数のＬＥＤと、複数のＬＥＤの下方に設けられてＬＥＤによって発光された光を全ての方向に拡散させる拡散板とを備え、半導体ウェハ２１の上面全体を全ての方向から照射する。なお、拡散板は、例えば透明のアクリル板で構成されている。
【００２０】
面照射装置３３の左右両側には、一対の撮像装置３４，３５が配置されている。より厳密には、一対の撮像装置３４，３５は、後述する撮像時のＸＹステージ３１の移動方向（図示左右方向）において、面照射装置３３の中心に対して対称に位置する。そして、撮像装置３４，３５の光軸は、水平面すなわち半導体ウェハ２１（半導体チップ２１ａ）の上面に対して所定角度θだけ傾いた方向にある。この所定角度θは、例えば３０度乃至６０度の範囲内の角度である。これらの撮像装置３４，３５は、カメラ部３４ａ、３５ａ及びレンズ部３４ｂ，３５ｂからそれぞれなる。カメラ部３４ａ，３５ａは、複数のＣＣＤを１列に配置したラインセンサと、その周辺制御回路とからなる。ラインセンサは、図２の紙面垂直方向に延設されており、その長さは、撮影された１つの半導体チップ２１ａの一辺であって、後述する撮像時のＸＹステージ３１の移動方向に直交する方向の一辺の長さ（図７(Ａ)の縦方向の一辺の長さ）に等しい。レンズ部３４ｂ，３５ｂは対物レンズ、リレーレンズなど複数のレンズからなり、半導体ウェハ２１の表面からの反射光による像をカメラ部３４ａ，３５ａの各ラインセンサ上に結像する。
【００２１】
ステージドライバ３２及び撮像装置３４，３５には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のメモリなどからなるコンピュータ３６が接続されている。このコンピュータ３６は、統括コンピュータ６０によって制御され、図４に示す高さ測定プログラムの実行により、ステージドライバ３２を制御してＸＹステージ３１のＸ方向及びＹ方向への移動を制御することにより（図７(Ｂ)参照）、撮像装置３４，３５による半導体ウェハ２１の撮像位置を変更しながら、撮像装置３４，３５のカメラ部３４ａ，３５ａからの画像データを入力し、入力した画像データに基づいてスタッドバンプ２３の高さを計算する。
【００２２】
第２測定装置４０は、図３に示すように、１つの半導体ウェハ２１を水平に載置させて同半導体ウェハ２１をＸ方向及びＹ方向に移動させるＸＹステージ４１を備えている。このＸＹステージ４１は、ステージドライバ４２によってＸ方向及びＹ方向に駆動される。ＸＹステージ４１の上方には、撮像装置４３が配置されている。より厳密には、撮像装置４３の光軸は、半導体ウェハ２１（半導体チップ２１ａ）の上面に対して垂直である。撮像装置４３は、カメラ部４３ａ及びレンズ部４３ｂからそれぞれなる。カメラ部４３ａは、前記第１測定装置３０の撮像装置３４，３５の場合と同様に、複数のＣＣＤを１列に配置したラインセンサと、その周辺制御回路とからなる。この場合も、ラインセンサは、図３の紙面垂直方向に延設されており、その長さは、撮影された１つの半導体チップ２１ａの一辺であって、後述する撮像時のＸＹステージ４１の移動方向（図示左右方向）に直交する方向の一辺の長さ（図７(Ａ)の縦方向の一辺の長さ）に等しい。
【００２３】
レンズ部４３ｂは、対物レンズ４３ｂ１、ハーフミラー４３ｂ２、リレーレンズ４３ｂ３などを内蔵しており、半導体ウェハ２１の表面からの反射光による像をカメラ部４３ａの各ラインセンサに結像する。また、レンズ部４３ｂには、同軸照射装置４４が組み付けられており、同軸照射装置４４から出射された光はハーフミラー４３ｂ２によって反射されて、上方から垂直に半導体ウェハ２１を照明する。
【００２４】
ステージドライバ４２及び撮像装置４３には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のメモリなどからなるコンピュータ４５が接続されている。このコンピュータ４５は、統括コンピュータ６０によって制御され、図５に示す幅測定プログラムの実行により、ステージドライバ４２を制御してＸＹステージ３１のＸ方向及びＹ方向への移動を制御することにより（図７(Ｂ)参照）、撮像装置４３による半導体ウェハ２１の撮像位置を変更しながら、撮像装置４３のカメラ部４３ａからの画像データを入力し、入力した画像データに基づいてスタッドバンプ２３の幅を計算する。
【００２５】
搬送装置５０は、資料テーブル２０上の測定前の複数の半導体ウェハ２１Ａ中の1つの半導体ウェハ２１を第１測定装置３０のＸＹステージ３１上に搬送して、同搬送した半導体ウェハ２１を所定の向きにしてＸＹステージ３１の所定の位置に載置する。また、搬送装置５０は、第１測定装置３０のＸＹステージ３１上の高さ測定後の１つの半導体ウェハ２１を第２測定装置４０のＸＹステージ４１上に搬送して、同搬送した半導体ウェハ２１を所定の向きにしてＸＹステージ４１の所定の位置に載置する。さらに、搬送装置５０は、第２測定装置４０のＸＹステージ４１上の幅測定後の１つの半導体ウェハ２１を資料テーブル２０の複数の半導体ウェハ２１Ｂ内に戻す。
【００２６】
これらの半導体ウェハ２１の搬送は、統括コンピュータ６０により制御され、定常状態では、第１及び第２測定装置３０，４０による半導体ウェハ２１の測定後、第２測定装置４０から資料テーブル２０への半導体ウェハ２１の搬送、第１測定装置３０から第２測定装置４０への半導体ウェハ２１の搬送、及び資料テーブル２０から第１測定装置３０への半導体ウェハ２１の搬送の順に行われる。また、測定の初期においては、資料テーブル２０から第１測定装置３０への半導体ウェハ２１の搬送のみが行われたり、第１測定装置３０及び資料テーブル２０から第２測定装置４０及び第１測定装置３０への半導体ウェハ２１のそれぞれの搬送のみが行われたりする。また、測定の終了時においては、第２測定装置４０から資料テーブル２０への半導体ウェハ２１の搬送のみが行われたり、第２測定装置４０及び第１測定装置３０から資料テーブル２０及び第２測定装置４０への半導体ウェハ２１のそれぞれの搬送のみが行われたりする。
【００２７】
統括コンピュータ６０も、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のメモリなどからなり、図示しないプログラムの実行により、前記搬送装置５０による半導体ウェハ２１の搬送を順次制御し、半導体ウェハ２１の搬送後に第１測定装置３０によるスタッドバンプ２３の高さ測定を指示するとともに、半導体ウェハ２１の搬送後に第２測定装置４０によるスタッドバンプ２３の幅測定を指示する。また、統括コンピュータ６０は、図６に示す高さ補正プログラムの実行により、第１測定装置３０によるスタッドバンプ２３の高さ測定結果を、第２測定装置４０によるスタッドバンプ２３の幅測定結果に応じて補正する。この統括コンピュータ６０には、キーボードなどからなる入力装置６１及び液晶表示器を有する表示装置６２も接続されている。
【００２８】
次に、上記のように構成した実施形態の動作を説明する。半導体ウェハ２１の搬送後、第１測定装置３０は高さ測定プログラムの実行によりスタッドバンプ２３の高さを測定し、第２測定装置４０は幅測定プログラムの実行によりスタッドバンプ２３の幅を測定し、その後、統括コンピュータ６０は、前記測定されたスタッドバンプ２３の高さを前記測定されたスタッドバンプ２３の幅を用いて補正する。以下、このスタッドバンプ２３の高さ測定、スタッドバンプ２３の幅測定、及びスタッドバンプ２３の高さ補正の順に説明する。
【００２９】
まず、スタッドバンプ２３の高さ測定について説明する。コンピュータ３６は、図４のステップＳ１０にて高さ測定プログラムの実行を開始し、ステップＳ１１にて、ＸＹステージ３１を移動させて、一対の撮像装置３４，３５から複数の同じ半導体チップ２１ａに関する一対の画像データをそれぞれ取得する。ＸＹステージ３１の移動について説明すると、コンピュータ３６は、ステージドライバ３２を制御して、図７(Ｂ)に示すように、ＸＹステージ３１をＸ方向に移動させる。
【００３０】
この実施形態においては、１回目の移動においては左から右にＸＹステージ３１を移動させ、２回目の移動においては右から左にＸＹステージ３１を移動させ、その後もＸＹステージ３１を左右交互に往復運動させる。この場合、カメラ部３４ａ，３５ａのラインセンサは、撮影した半導体ウェハ２１の１つの半導体チップ２１ａの図７(Ａ)の縦方向の一辺の長さに等しい。そして、前記左右方向への移動量は、半導体ウェハ２１の横一列に並んだ複数の半導体チップ２１ａの合計長さに等しい。このようにＸＹステージ３１を移動させ得るのは、半導体ウェハ２１の構成すなわち半導体ウェハ２１上の半導体チップ２１ａの配置は予め分かっており、この半導体チップ２１ａの配置を表す情報に基づいて図４の高さ測定プログラムが構成されているためである。この結果、前記ステップＳ１１の処理による１回目のＸＹステージ３１の左から右への移動により、図７(Ａ)の最上段の複数の半導体チップ２１ａのラインセンサによる画像データがＲＡＭに記憶される。なお、ＲＡＭの容量等により、ＸＹステージ３１の１回の移動量は適宜設定されるものである。
【００３１】
前記ステップＳ１１の処理後、コンピュータ３６は、ステップＳ１２にて、一対の画像データの中から、次の１つのスタッドバンプ２３（１つのスタッドバンプ２３を含む半導体チップ２１ａ上の１つの電極２２部分）に関する画像データをそれぞれ抽出する。この画像データについて簡単に説明しておく。面照射装置３３から半導体ウェハ２１の上面に照射される光は、あらゆる方向に拡散された拡散光である。そして、半導体チップ２１ａ及び電極２２の上面は鏡面ではなく、面照射装置３３からの光はあらゆる方向に乱反射する。一方、スタッドバンプ２３は金製であって、その表面は鏡面であるので、スタッドバンプ２３の表面で反射された光は乱反射することなく、一定の方向に反射されて、ほとんどの反射光は撮像装置３４，３５には達しない。特に、スタッドバンプ２３の頭頂部２３ｂは尖っているので、頭頂部２３ｂからの反射光は撮像装置３４，３５には入射しない。また、撮像装置３４，３５の光軸は、半導体チップ２１ａの上面に対して所定角度θだけ傾いている。したがって、撮像装置３４，３５のカメラ部３４ａ，３５ａには、面照射装置３３から出射されて半導体チップ２１ａ及び電極２２の上面にて撮像装置３４，３５の方向に反射された光による像であって、スタッドバンプ２３で遮られた暗い部分（いわゆる影部分）を有する像が結像される。
【００３２】
図９(Ａ)は、このスタッドバンプ２３を表す像を示している。ドットで示す部分は暗い部分であり、スタッドバンプ２３の台座部２３ａの多くの部分は暗い部分であり、一部明るい部分がある。そして、スタッドバンプ２３の頭頂部２３ｂは特に暗い部分である。これは、台座部２３ａには一部平坦な部分があり、この平坦な部分にて反射した面照射装置３３からの入射光の一部が撮像装置３４，３５に入射するためである。その台座部２３ａの他の部分及び頭頂部２３ｂは急傾斜であり、この急傾斜の部分にて反射した面照射装置３３からの入射光のほとんどは撮像装置３４，３５に入射しないためである。なお、図９(Ａ)において、スタッドバンプ２３の台座部２３ａの下方の部分２３ａ’は、半導体チップ２１ａ及び電極２２の上面の鏡効果による写像である。
【００３３】
前記ステップＳ１２の処理後、コンピュータ３６は、ステップＳ１３にて、前記抽出した一対の画像データをそれぞれ加工して、各画像データからスタッドバンプ２３の台座部２３ａの下方の部分２３ａ’をそれぞれ除去する。これは、スタッドバンプ２３に関する画像データによる画像は予め分かっているので、この台座部２３ａの下方の部分２３ａ’を画像処理により簡単に削除できる。図９(Ｂ)は、このデータ加工処理後のスタッドバンプ２３に関する像を示している。
【００３４】
前記ステップＳ１３の処理後、コンピュータ３６は、ステップＳ１４にて、前記加工した一対の画像データに基づいてスタッドバンプ画像におけるスタッドバンプ２３の高さ（底から先端までの長さ）Ｈy1，Ｈy2をそれぞれ測定する（図９(Ｂ)参照）。次に、コンピュータ３６は、ステップＳ１５にて、下記数１，２を用いて前記測定した高さＨy1，Ｈy2を実際のスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2に変換する。
【数１】
【数２】
【００３５】
この数１，２について説明する。図１０(Ａ)は、スタッドバンプ２３を撮像装置３４，３５で撮像した状態を模擬的に示している。ＬＥＮは撮像装置３４，３５のレンズ部３４ｂ、３５ｂのレンズ機能を示しており、Ｈｘ（Ｈx1，Ｈx2）は半導体チップ２１ａ（電極２２）上のスタッドバンプ２３の高さ（実際のスタッドバンプ２３の高さ）を示し、かつＨｙ（Ｈy1，Ｈy2）はレンズ機能ＬＥＮによりカメラ部３４ａ，３５ａに撮像されたスタッドバンプ２３の高さを示している。なお、この実際のスタッドバンプ２３の高さＨｘ（Ｈx1，Ｈx2）は、半導体チップ２１ａ（電極２２）上のスタッドバンプ２３の垂直な高さである。この場合、カメラ部３４ａ，３５ａ（レンズ機能ＬＥＮ）の光軸は、半導体チップ２１ａ及び電極２２の上面に対して所定角度θだけ傾いているので、実際のスタッドバンプ２３の高さは前記数１，２のように表される。なお、ａは撮像装置３４，３５による倍率であり、ＸＹステージ３１及び撮像装置３４，３５の配置は予め決められているので、倍率ａは予め決められた所定値である。
【００３６】
前述のように、実際のスタッドバンプ２３の高さＨｘ（Ｈx1，Ｈx2）は、半導体チップ２１ａ（電極２２）上のスタッドバンプ２３の垂直な高さである。しかし、撮像装置３４，３５によって撮像されるスタッドバンプ２３は、実際には、スタッドバンプ２３の外形が半導体チップ２１ａ及び電極２２の上面で反射した光を遮った像であるので、実際に測定されるスタッドバンプ２３の実際の高さＨｘ（Ｈx1，Ｈx2）は、図１０(Ｂ)に示すように、スタッドバンプ２３の外形上の傾斜面の長さである。この傾斜面の長さをＨｘとすると、下記数３が成立する。
【数３】
【００３７】
前記数３の分母のcos(θ−Δθ)の部分を変形すると、下記数４のように表される。ここで、Δθは、スタッドバンプ２３の頭頂部２３ｂの先端の角度の半分にほぼ等しく、極めて小さいことを考慮すると、cosΔθはほぼ「１」であり、sinΔθはほぼ「０」である。したがって、前記数３は下記数５のように変形され、スタッドバンプ２３の実際の傾斜面の長さＨｘ（Ｈx1，Ｈx2）も、カメラ部３４ａ，３５ａで撮像されたスタッドバンプ２３の高さＨｙ（Ｈy1，Ｈy2）を用いて、前記数１，２のように表される。
【数４】
【数５】
【００３８】
前記ステップＳ１２〜Ｓ１５によるスタッドバンプ２３の左右両側からの高さＨx1，Ｈx2（すなわち傾斜部の長さＨx1，Ｈx2）の測定後、コンピュータ３６は、ステップＳ１６にて、前記ステップＳ１１の処理によって取得した画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定を終了したか否かを判定する。この場合、左右両側とは、ＸＹステージ３１の移動方向に沿った方向である。画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定を終了していなければ、コンピュータ３６は、ステップＳ１６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１２に戻り、前述したステップＳ１２〜Ｓ１５によるスタッドバンプ２３の左右両側からの高さＨx1，Ｈx2の測定を繰り返す。
【００３９】
そして、前記ステップＳ１１の処理によって取得した画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定を終了すると、コンピュータ３６は、ステップＳ１６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１７にて、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の左右両側からの高さＨx1，Ｈx2（すなわち傾斜部の長さＨx1，Ｈx2）の測定を終了したかを判定する。半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定を終了していなければ、コンピュータ３６は、ステップＳ１７にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１１に戻り、同ステップＳ１１にて、ＸＹステージ３１を移動させて、一対の撮像装置３４，３５から複数の同じ半導体チップ２１ａに関する次の一対の画像データをそれぞれ取得する。そして、前記ステップＳ１２〜Ｓ１６の処理により、前記ステップＳ１１の処理によって取得した画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2を測定する。そして、画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定を終了すると、コンピュータ３６は、ステップＳ１６にてふたたび「Ｙｅｓ」と判定して、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定が終了するまで、前記ステップＳ１１〜Ｓ１７の処理を繰返し実行する。
【００４０】
そして、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の測定が終了すると、コンピュータ３６は、ステップＳ１７にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１８にて、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2を統括コンピュータ６０に出力して、ステップＳ１９にて高さ測定プログラムの実行を終了する。この場合、スタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の統括コンピュータ６０への出力においては、半導体ウェハ２１を表す情報と、スタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2を測定順に出力する。統括コンピュータ６０は、この出力された半導体ウェハ２１を表す情報と、スタッドバンプ２３の測定順の高さＨx1，Ｈx2を記憶する。この場合も、半導体ウェハ２１上の半導体チップ２１ａ及び半導体チップ２１ａ上のスタッドバンプ２３の配置に関しては予め分かっているので、半導体ウェハ２１上のスタッドバンプ２３を特定することができる。これにより、半導体ウェハ２１の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2（すなわち傾斜部の長さＨx1，Ｈx2）が、半導体ウェハ２１を特定するための情報と共に統括コンピュータ６０内に記憶される。そして、搬送装置５０によって新たな半導体ウェハ２１がＸＹステージ３１に搬送されるごとに、この高さ測定プログラムを実行することにより、異なる半導体ウェハ２１の全てのスタッドバンプ２３の高さが順次測定されることになる。
【００４１】
次に、スタッドバンプ２３の幅測定について説明する。コンピュータ４５は、図５のステップＳ２０にて幅測定プログラムの実行を開始し、ステップＳ２１にて、ＸＹステージ３１を移動させて、撮像装置４３から複数の半導体チップ２１ａに関する画像データを取得する。この場合のＸＹステージ３１の移動に関しては、コンピュータ４５がステージドライバ４２を制御する点を除けば、前記図４の高さ測定プログラムのステップＳ１１の処理と同じである。
【００４２】
前記ステップＳ２１の処理後、コンピュータ４５は、ステップＳ２２にて、前記取得した画像データの中から、次の１つのスタッドバンプ２３（１つのスタッドバンプ２３を含む半導体チップ２１ａ上の１つの電極２２部分）に関する画像データを抽出する。この場合の画像データに簡単に説明しておく。第２測定装置４０においては、同軸照射装置４４から半導体ウェハ２１の上面に照射される光は、ハーフミラー４３ｂ２で反射されて半導体チップ２１ａ、電極２２及びスタッドバンプ２３に上方（ほぼ真上）から照射される光である。この場合も、半導体チップ２１ａ及び電極２２の上面は鏡面ではないので、同軸照射装置４４から半導体チップ２１ａ及び電極２２に入射した光は、半導体チップ２１ａ及び電極２２からあらゆる方向に乱反射して、撮像装置４３に入射する。一方、スタッドバンプ２３は金製であって、その表面は鏡面であるので、スタッドバンプ２３の水平な部分からの反射光のみが上方に反射して撮像装置４３に入射し、その他の傾斜した部分からの反射光は上方へ反射されることなく撮像装置４３に入射されない。したがって、撮像装置４３のカメラ部４３ａにて結像される像は、図１１に示すようになる。図１１において、ドットで示す部分は暗い部分であり、スタッドバンプ２３の台座部２３ａの多くの部分は暗い部分であり、一部明るい部分がある。そして、スタッドバンプ２３の台座部２３ａの下部及び頭頂部２３ｂは特に暗い部分である。
【００４３】
前記ステップＳ２２の処理後、コンピュータ４５は、ステップＳ２３にて、前記抽出した画像データに基づいて、スタッドバンプ画像におけるスタッドバンプ２３の幅Ｄｙを測定する（図１１参照）。この場合の幅Ｄｙの方向は、ＸＹステージ４１の移動方向であって、第１測定装置３０の一対の撮像装置３４，３５の配列方向に対応する。この場合、撮像装置４３によって撮像される画像は、スタッドバンプ２３を含む半導体チップ２１ａの平面図であるので、スタッドバンプ２３の台座部２３ａの直径に相当する長さが幅Ｄｙとして測定される。次に、コンピュータ４５は、ステップＳ２４にて、下記数６を用いて前記測定した幅Ｄｙを実際のスタッドバンプ２３の幅Ｄｘに変換する。なお、数６中のａは、撮像装置４３の倍率である。
【数６】
【００４４】
前記ステップＳ２２〜Ｓ２４によるスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定後、コンピュータ４５は、ステップＳ２５にて、前記ステップＳ２１の処理によって取得した画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を終了したか否かを判定する。画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を終了していなければ、コンピュータ４５は、ステップＳ２５にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２２に戻り、前述したステップＳ２２〜Ｓ２４によるスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を繰り返す。
【００４５】
そして、前記ステップＳ２１の処理によって取得した画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を終了すると、コンピュータ４５は、ステップＳ２５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ２６にて、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を終了したかを判定する。半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を終了していなければ、コンピュータ４５は、ステップＳ２６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２１に戻り、同ステップＳ２１にて、ＸＹステージ３１を移動させて、撮像装置４３から複数の半導体チップ２１ａに関する次の画像データを取得する。そして、前記ステップＳ２２〜Ｓ２５の処理により、前記ステップＳ２１の処理によって取得した画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘを測定する。そして、画像データ中の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を終了すると、コンピュータ４５は、ステップＳ２５にてふたたび「Ｙｅｓ」と判定して、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定が終了するまで、前記ステップＳ２１〜Ｓ２６の処理を繰返し実行する。
【００４６】
そして、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定が終了すると、コンピュータ４５は、ステップＳ２６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２７にて、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘを統括コンピュータ６０に出力して、ステップＳ２８にて幅測定プログラムの実行を終了する。この場合、スタッドバンプ２３の幅Ｄｘの統括コンピュータ６０への出力においては、半導体ウェハ２１を表す情報と、スタッドバンプ２３の幅Ｄｘを測定順に出力する。統括コンピュータ６０は、この出力された半導体ウェハ２１を表す情報と、スタッドバンプ２３の測定順の幅Ｄｘを記憶する。この場合も、半導体ウェハ２１上の半導体チップ２１ａ及び半導体チップ２１ａ上のスタッドバンプ２３の配置に関しては予め分かっているので、半導体ウェハ２１上のスタッドバンプ２３を特定することができる。これにより、半導体ウェハ２１の全てのスタッドバンプ２３の幅Ｄｘが半導体ウェハ２１を特定するための情報と共に統括コンピュータ６０内に記憶される。そして、搬送装置５０によって新たな半導体ウェハ２１がＸＹステージ４１に搬送されるごとに、この幅測定プログラムを実行することにより、異なる半導体ウェハ２１の全てのスタッドバンプ２３の幅が順次測定されることになる。
【００４７】
次に、スタッドバンプ２３の高さ補正について説明する。統括コンピュータ６０は、図６のステップＳ３０にて高さ補正プログラムの実行を開始し、ステップＳ３１にて、次のスタッドバンプ２３に関する高さＨx1，Ｈx2及び幅Ｄｘを読出す。この場合、前述の図４の高さ測定プログラム及び図５の幅測定プログラムの実行時に、統括コンピュータ６０には、半導体ウェハ２１を表す情報と、同情報によって表された半導体ウェハ２１の全てのスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2及び幅Ｄｘが記憶されている。したがって、次のスタッドバンプ２３に関する高さＨx1，Ｈx2及び幅Ｄｘの読出しにおいては、同一の半導体ウェハ２１の同一スタッドバンプ２３に関する高さＨx1，Ｈx2及び幅Ｄｘを順次読出すことができる。
【００４８】
前記ステップＳ３１の処理後、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３２にて、前記読出した高さＨx1，Ｈx2及び幅Ｄｘを用いた下記数７の演算の実行により、スタッドバンプ２３の補正した高さＨを計算する。
【数７】
【００４９】
この高さＨの補正演算について説明すると、スタッドバンプ２３に関する高さＨx1，Ｈx2は、図１２に示すとともに前述したように、スタッドバンプ２３の左右両側（ＸＹステージ３１，４１の移動方向）の傾斜部の長さである。そして、スタッドバンプ２３の幅Ｄｘは、スタッドバンプ２３の台座部２３ａの左右方向（ＸＹステージ３１，４１の移動方向）の長さである。したがって、前記数７の演算により、スタッドバンプ２３の実際の高さＨ、すなわち補正された高さＨが計算される。
【００５０】
この補正高さＨの計算後、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３３にて、この補正高さＨと、予め決められたスタッドバンプ２３の理想的な高さＨrefとの差Ｈ−Ｈrefの絶対値｜Ｈ−Ｈref｜を計算して、この絶対値｜Ｈ−Ｈref｜が予め決められた許容値以内であるか否かを判定する。前記絶対値｜Ｈ−Ｈref｜が許容値以内であれば、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３３にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３４にてエラーフラグＥＲＲを“０”に設定する。一方、前記絶対値｜Ｈ−Ｈref｜が許容値以内でなければ、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３３にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３５にてエラーフラグＥＲＲを“１”に設定する。これらのステップＳ３４，Ｓ３５の処理後、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３６にて、前記計算した補正高さＨ及び判定結果であるエラーフラグＥＲＲの値を、半導体ウェハ２１を表す情報及びスタッドバンプ２３を特定する情報と共にメモリ装置内に記憶する。
【００５１】
そして、前記ステップＳ３６の処理後、統括コンピュータ６０は、半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の高さＨに関する補正及び判定を終了したか否かを判定する。全てのスタッドバンプ２３の高さＨに関する補正及び判定が終了していなければ、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３７にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３１に戻り、前述したステップＳ３１〜Ｓ３６からなるスタッドバンプ２３の高さＨに関する補正及び判定の処理を繰り返す。これにより、１つの半導体ウェハ２１内の全てのスタッドバンプ２３の高さＨに関する補正及び判定が終了すると、統括コンピュータ６０は、ステップＳ３７にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３８にてこの高さ補正プログラムの実行を終了する。そして、この高さ補正プログラムの実行を順次行うことにより、異なる半導体ウェハ２１のスタッドバンプ２３の高さ補正及び判定を順次行うことができる。
【００５２】
上記実施形態によれば、面照射装置３３によって半導体ウェハ２１の上面が照射されると、半導体ウェハ２１の複数の半導体チップ２１ａ（電極２２）の上面からの反射光はあらゆる方向に散乱して、その一部は撮像装置３４，３５に入射する。一方、スタッドバンプ２３の表面は鏡面であるので、面照射装置３３によって照射された光によるスタッドバンプ２３からの反射光は特定の方向にしか進行せず、撮像装置３４，３５にはほとんど入射しない。特に、スタッドバンプ２３の頭頂部２３ｂは尖っているので、スタッドバンプ２３の頭頂部２３ｂからの反射光は全くと言ってよいほど撮像装置３４，３５には入射しない。したがって、スタッドバンプ２３を除く半導体チップ２１ａ（電極２２）の表面で反射される光のうちで、スタッドバンプ２３によって遮られた結果としての像（すなわち尖端バンプの影に相当）が撮像装置３４，３５によって撮像されることになる。
【００５３】
そして、コンピュータ３６が、高さ測定プログラムを実行して、撮像装置３４，３５によって撮像された画像に基づいてスタッドバンプ２３の底から先端までの長さＨy1，Ｈy2を検出して、前記検出した長さＨy1，Ｈy2と、撮像装置３４，３５の光軸が半導体ウェハ２１（半導体チップ２１ａ及び電極２２）の上面となす角度θとを用いた上記数１，２の演算の実行によってスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2を計算するので、スタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2が検出される。これにより、上記実施形態によれば、比較的簡単な構成で、スタッドバンプ２３の高さを測定でき、スタッドバンプ２３の検査をその高さをも含めて行うことができる。
【００５４】
また、上記実施形態においては、同軸照射装置４４によって半導体ウェハ２１（半導体チップ２１ａ）が上方から照射され、撮像装置４３がスタッドバンプ２３を含む半導体チップ２１ａの上面を撮像する。そして、コンピュータ４５が、幅測定プログラムの実行により、撮像装置４３によって撮像された画像に基づいて、撮像装置３４，３５を結ぶ方向のスタッドバンプ２３の幅Ｄｘを検出する。さらに、前記スタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2及び幅Ｄｘはそれぞれコンピュータ３６，４５から統括コンピュータ６０に出力される。そして、統括コンピュータ６０は、高さ補正プログラムを実行して、上記数７の幅Ｄｘを用いた補正演算によって高さＨx1，Ｈx2を補正する。その結果、撮像装置３４，３５を結ぶ方向の両側のスタッドバンプ２３の幅がある程度大きくても、高さＨx1，Ｈx2の誤差を小さくすることができ、スタッドバンプ２３の高さＨをさらに精度よく検出できるようになる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。
【００５６】
上記実施形態においては、撮像装置３４，３５，４３のカメラ部３４ａ，３５ａ，４３ａの撮像素子を１列に複数のＣＣＤを配置したラインセンサで構成した。しかし、このラインセンサに代えて、複数のＣＣＤをマトリクス状に配置したエリアセンサを用いるようにしてもよい。この場合、図４の高さ測定プログラムのステップＳ１１及び図５の幅測定プログラムのステップＳ２１のＸＹステージ３１，４１の移動においては、エリアセンサに半導体チップ２１ａの部分を撮像するごとに、撮像した部分の長さに対応した長さだけＸＹステージ３１，４１をそれぞれ移動させるとよい。
【００５７】
また、上記実施形態においては、第１測定装置３０によってスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2を測定し、第２測定装置４０によってスタッドバンプ２３の幅Ｄｘを測定し、統括コンピュータ６０によって前記幅Ｄｘを用いて前記高さＨx1，Ｈx2を補正してスタッドバンプ２３の高さＨを検出するようにした。しかし、これに代えて、第２測定装置４０によるスタッドバンプ２３の幅Ｄｘの測定を省略するとともに、統括コンピュータ６０による高さＨx1，Ｈx2の補正を省略して、第１測定装置３０によって測定したスタッドバンプ２３の高さＨx1，Ｈx2の平均値(Ｈx1＋Ｈx2)／２をスタッドバンプ２３の高さＨとして計算するようにしてもよい。これによれば、幅Ｄｘの大きなスタッドバンプ２３の高さＨにおける誤差はある程度大きくなるが、幅Ｄｘがそれほど大きくなければ、それほど大きな誤差とならず、スタッドバンプ２３の検査においてこの誤差を許容できる場合もある。また、スタッドバンプ２３の２つの高さＨx1，Ｈx2のうちで理想的な高さから離れた側の１つの高さを選択して、スタッドバンプ２３の高さの検査が厳格に行われるようにしてもよい。
【００５８】
さらに、第１測定装置３０によるスタッドバンプ２３の２つの高さＨx1，Ｈx2の測定を１つだけの高さの測定にすることも可能である。この場合、第１測定装置３０における一対の撮像装置３４，３５の一方を省略して、１つの撮像装置によりスタッドバンプ２３の高さＨy1（又はＨy2）を測定し、コンピュータ３６の高さ測定プログラムの実行によって前記測定した高さＨy1（又はＨy2）をスタッドバンプ２３の実際の高さＨx1（又はＨx2）に変換すればよい。この場合も、前記と同様に誤差は生ずるが、スタッドバンプ２３の形状がＸＹステージ２１の移動方向においてほぼ対称であれば、前記幅Ｄｘによる補正を省略した場合と同様なスタッドバンプ２３の高さＨを得ることができ、スタッドバンプ２３の検査において前記誤差を許容できる場合もある。
【００５９】
また、上記実施形態においては、スタッドバンプ２３の高さを測定する高さ測定装置について説明した。しかし、上記実施形態の高さ測定装置を用いて、金粒子を吹き付けて形成する円錐バンプ、三角錐バンプなどの高さを測定することもできる。すなわち、スタッドバンプ、円錐バンプ及び三角錐バンプを含む先端の細い尖端バンプは、通常金などの表面を鏡面とするとともに細い先端部分を有する点で共通しており、この共通点を利用して、スタッドバンプ、円錐バンプ、三角錐バンプなどの尖端バンプの高さを測定することができる。
【符号の説明】
【００６０】
２０…資料テーブル、２１，２１Ａ，２１Ｂ…半導体ウェハ、２１ａ…半導体チップ、２２…電極、２３…スタッドバンプ、３０…第１測定装置、３１…ＸＹステージ、３３…面照射装置、３４，３５…撮像装置、３４ａ，３５ａ…カメラ部、３４ｂ，３５ｂ…レンズ部、３６…コンピュータ、４０…測定装置、４１…ＸＹステージ、４３…撮像装置、４３ａ…カメラ部、４３ｂ…レンズ部、４４… 同軸照射装置、４５…コンピュータ、５０…搬送装置、６０…統括コンピュータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
尖端バンプが上面に形成された半導体チップの上方に配置されて、前記半導体チップの上面に光を照射する光照射手段と、
前記半導体チップの斜め上方に配置されて、前記尖端バンプを含む半導体チップを斜め上方から撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて前記尖端バンプの底から先端までの長さを検出して、前記検出した長さと、前記撮像手段の光軸が前記半導体チップの上面となす角度とを用いて前記尖端バンプの高さを計算する高さ検出手段と
を備えたことを特徴とする尖端バンプの高さ測定装置。
【請求項２】
尖端バンプが上面に形成された半導体チップの上方に配置されて、前記半導体チップの上面に光を照射する第１の光照射手段と、
前記半導体チップを挟んで前記半導体チップの斜め上方の両側に配置されて、前記尖端バンプを含む半導体チップを斜め上方からそれぞれ撮像する第１及び第２の撮像手段と、
前記第１及び第２の撮像手段によって撮像された第１及び第２の画像に基づいて前記尖端バンプの底から先端までの長さをそれぞれ検出して、前記検出した第１及び第２の長さと、前記第１及び第２の撮像手段の光軸が前記半導体チップの上面となす角度とを用いて前記尖端バンプの高さを計算する高さ検出手段と
を備えたことを特徴とする尖端バンプの高さ測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の尖端バンプの高さ測定装置において、さらに、
前記半導体チップの上方に配置されて、前記半導体チップの上面に光を照射する第２の光照射手段と、
前記半導体チップの上方に配置されて、前記尖端バンプを含む半導体チップを真上から撮像する第３の撮像手段と、
前記第３の撮像手段によって撮像された第３の画像に基づいて前記第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の前記尖端バンプの幅を検出する幅検出手段と、
前記幅検出手段によって検出された幅を用いて前記高さ検出手段によって検出された前記尖端バンプの高さを補正する高さ補正手段と
を備えたことを特徴とする尖端バンプの高さ測定装置。
【請求項１】
尖端バンプが上面に形成された半導体チップの上方に配置されて、前記半導体チップの上面に光を照射する光照射手段と、
前記半導体チップの斜め上方に配置されて、前記尖端バンプを含む半導体チップを斜め上方から撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて前記尖端バンプの底から先端までの長さを検出して、前記検出した長さと、前記撮像手段の光軸が前記半導体チップの上面となす角度とを用いて前記尖端バンプの高さを計算する高さ検出手段と
を備えたことを特徴とする尖端バンプの高さ測定装置。
【請求項２】
尖端バンプが上面に形成された半導体チップの上方に配置されて、前記半導体チップの上面に光を照射する第１の光照射手段と、
前記半導体チップを挟んで前記半導体チップの斜め上方の両側に配置されて、前記尖端バンプを含む半導体チップを斜め上方からそれぞれ撮像する第１及び第２の撮像手段と、
前記第１及び第２の撮像手段によって撮像された第１及び第２の画像に基づいて前記尖端バンプの底から先端までの長さをそれぞれ検出して、前記検出した第１及び第２の長さと、前記第１及び第２の撮像手段の光軸が前記半導体チップの上面となす角度とを用いて前記尖端バンプの高さを計算する高さ検出手段と
を備えたことを特徴とする尖端バンプの高さ測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の尖端バンプの高さ測定装置において、さらに、
前記半導体チップの上方に配置されて、前記半導体チップの上面に光を照射する第２の光照射手段と、
前記半導体チップの上方に配置されて、前記尖端バンプを含む半導体チップを真上から撮像する第３の撮像手段と、
前記第３の撮像手段によって撮像された第３の画像に基づいて前記第１及び第２の撮像手段を結ぶ方向の前記尖端バンプの幅を検出する幅検出手段と、
前記幅検出手段によって検出された幅を用いて前記高さ検出手段によって検出された前記尖端バンプの高さを補正する高さ補正手段と
を備えたことを特徴とする尖端バンプの高さ測定装置。
【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】
【公開番号】特開２０１３−７９８３５（Ｐ２０１３−７９８３５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８９９３（Ｐ２０１１−２１８９９３）
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（５０３１３０３４５）ソフトワークス株式会社 (1)
【出願人】（５９６０４４１６９）英光産業株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（５０３１３０３４５）ソフトワークス株式会社 (1)
【出願人】（５９６０４４１６９）英光産業株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]