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JP4085259B2 - X-ray fluoroscope for wafer inspection - Google Patents
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JP4085259B2 JP2002336024A JP2002336024A JP4085259B2 JP 4085259 B2 JP4085259 B2 JP 4085259B2 JP 2002336024 A JP2002336024 A JP 2002336024A JP 2002336024 A JP2002336024 A JP 2002336024A JP 4085259 B2 JP4085259 B2 JP 4085259B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はX線透視装置に関し、更に詳しくは、半導体ウエハ上に形成された多数の半田バンプ等の透視検査を自動的に行うX線透視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体チップ、例えばBGA等の製造工程においては、一般に、半導体ウエハの表面に、各チップにそれぞれ対応して複数の半田バンプなどを形成するとともに、切断によりチップ化する前の段階で、各半田バンプ内のボイドの存在の有無などをX線透視装置を用いて検査することが行われる。
【0003】
半導体デバイスの微細化により、半田バンプの大きさも微細化されてきており、上記のようなボイドは直径20μm程度のものまで検査することが要求されている。このような微細なボイドの有無をX線透視装置で検査するためには、X線源として焦点1〜2μm程度のX線管球を用いる必要があり、このような焦点を有するX線管球としては、現時点において開放管と称される透過型のものしかない。そこで、従来、上記のような半導体ウエハ上に形成された半田バンプ内のボイドの有無等を検査するためのX線透視装置におけるX線源としては開放管が用いられている(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−296256(第3頁,図1)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体ウエハ上に多数個形成された半田バンプなどを透視検査する従来のX線透視装置においては、半導体ウエハの自動搬入・搬出は行うが、ウエハの種類の入力が必要であるとともに、X線検出器の視野を個々の半田バンプの形成位置などの透視検査すべき位置に位置決めして自動的に逐次検査するものは実用化されていない。
【0006】
これは、半導体ウエハ上の半田バンプ等の並び方がそれぞれのメーカーによって相違し、極めてランダムであることなどに起因して、試料テーブルの位置決めおよび半田バンプの並びの自動認識が困難であること、および、開放管と称されるX線管球は、長時間にわたって照射X線強度を一定に維持することが困難であり、半導体ウエハ上に形成された多数の半田バンプを逐一透視検査するのに要する長時間運転中にX線透視画像の明るさを一定に維持することができないことなどが原因となっている。
【0007】
本発明の目的は、以上のように自動検査に対する高い技術的障壁を克服して、半導体ウエハ上の半田バンプ等を自動検査することのできるウエハ検査用X線透視装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のウエハ検査用X線透視装置は、X線源と、そのX線源に対向配置されたX線検出器と、これらのX線源とX線検出器の間に配置され、検査すべき半導体ウエハを搭載してX線光軸方向を含む互いに直交する3軸方向に移動可能な試料テーブルと、上記X線検出器の出力を用いた画像処理により、試料テーブル上のウエハの透視検査を行う画像処理手段を備えたウエハ検査用X線透視装置において、上記試料テーブル上にウエハを搬送する搬送手段と、試料テーブル上に載せられたウエハのX線透過情報と、あらかじめ記憶している複数種のウエハのパターンとの比較により、そのウエハの種類を自動的に認識するウエハ種自動認識手段と、ウエハ種認識後に上記X線透過情報から当該ウエハ上で検査すべき複数の位置のマップを自動的に作成するマッピング手段と、その作成されたマップに従って検査すべき各位置のX線透過情報を得るべく上記試料テーブルを自動的に移動させて透視検査を行うテーブル自動位置決め・検査手段を備えていることによって特徴づけられる(請求項1)。
【0009】
ここで、本発明においては、上記テーブル自動位置決め・検査手段に、所定回数の試料テーブルの位置決めと透視検査を行うごとに、試料テーブル上にあらかじめ配置されている参照用試料をX線検出器の視野内に収めるべく試料テーブルを自動的に移動させ、そのX線透過情報を用いて、X線透視画像の明るさを一定に保つとともに、検査のための画像処理条件を調整するようにX線源のコントローラおよび画像処理手段に対して調整指令を与える輝度・処理条件調整手段を含ませた構成(請求項2)を採用することが好ましい。
【0010】
本発明は、X線検出器からのX線透過情報を利用して、ウエハの種類を自動的に認識するとともに、検査すべき位置のマッピングを行うことにより、所期の目的を達成しようとするものであって、それに加えて、請求項2に係る発明のように、自動検査中に輝度調整を行うことによって、一度に多数のチップの検査を可能とするものである。
【0011】
すなわち、検査に供される可能性のある複数種の半導体ウエハについて、あらかじめそれぞれのパターンを記憶しておくことにより、試料テーブル上に載せられたウエハのX線透過情報から、そのウエハの種類を認識することができる。ウエハの種類を認識できると、検査すべき半田バンプ等の相互の位置関係が判り、X線透過情報から幾つかの半田バンプの位置を実測することによって、全ての半田バンプ等のマッピングが可能となる。このように作成されたマップに従って、個々の半田バンプ等がX線検出器の視野内に入るように試料テーブルを逐次位置決めしていくことによって、効率的に個々の半田バンプ等の透視検査を行うことができる。
【0012】
そして、請求項2に係る発明のように、個々の半田バンプ等の透視検査中に、設定された回数分だけ透視検査を行うごとに、あらかじめ用意された参照用試料がX線検出器の視野内に入るように試料テーブルを位置決めしてそのX線透過情報を得て、X線透視画像の明るさや画像処理条件を一定に保持するようにX線源のコントローラおよび画像処理手段を自動調整すれば、開放管を用いても長時間にわたってX線透視画像を一定の輝度に保つことが可能となり、多数の半田バンプ等を一連の動作で自動的に検査することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の実施の形態の構成図で、主要な機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【0014】
X線管球1はその照射X線光軸Lが鉛直(z軸)方向上方を向くように配置され、そのX線管球1に対向してその上方には、例えばイメージインテンシファイアとCCDからなるX線カメラ2が配置されている。そして、これらのX線管球1とX線カメラ2の間に、検査すべき半導体ウエハWを搭載するための試料テーブル3が配置されている。
【0015】
試料テーブル3は、X線の光軸方向であるz軸方向を含む互いに直交する3軸方向に移動可能に支持されており、x軸移動機構3x,y軸移動機構3yおよびz軸移動機構3zの駆動により、x,y,z軸方向にそれぞれ独立的に移動するようになっている。
【0016】
試料テーブル3は開閉自在の扉を備えた防護箱(図示せず)内に収容されており、その扉の外側に検査すべき半導体ウエハWを試料テーブル3上のX線透視位置に搬入し、あるいはその位置から外部に搬出するための搬送ロボット4が配置されており、この搬送ロボット4および扉の開閉は、搬送コントローラ5からの駆動信号によって駆動制御される。
【0017】
また、試料テーブル3は、図2にその概略の平面図を示すように、金属などの構造材3aの略中央部に、半導体ウエハWを搭載するための例えばカーボン等からなる試料搭載用低密度板材3bを配置するとともに、その試料搭載用低密度板材3bに隣接して、参照用のチップRを搭載するための同じくカーボン等からなる参照試料搭載用低密度板材3cを配置した構造を有している。
【0018】
X線管球1は開放型のものであって、ターゲット1aに対して電子ビームの焦点を結ばせる対物用の磁気レンズ1bを内蔵しており、この磁気レンズ1bは、X線コントローラ6からの駆動信号によって動作し、その駆動信号を変化させることによって焦点位置をx,y軸方向に変化させることができ、例えば電子を発生するフィラメントの熱変形によりターゲット1a上への電子ビームの焦点位置が変化した場合には、この駆動信号を変化させることにより元に戻すように調整することができる。また、このX線コントローラ6から、X線管球1に対する管電流および管電圧が供給される。
【0019】
X線カメラ2からの出力は画像処理装置7に取り込まれる。この画像処理装置7では、以下に示すように、半導体ウエハWの種類の識別のための画像処理、マッピングのための画像処理、および半導体ウエハW上に形成されている半田バンプの自動検査のための画像処理を行うことができる。
【0020】
以上のX線コントローラ6および画像処理装置7は、制御装置8の制御下に置かれており、この制御装置8からの指令によって動作する。なお、画像処理装置7と制御装置8は、実際にはコンピュータとその周辺機器を主体として構成された1つのシステムであって、そのコンピュータにそれぞれに対応するプログラムをインストールすることによって構築されている。
【0021】
次に、以上の実施の形態により半導体ウエハW上の半田バンプの自動運転時における動作について説明する。図3は一連の自動運転動作の全体の手順を示すフローチャートであり、図4はウエハ種自動認識処理の詳細手順を示すフローチャート、図5は位置自動補正処理の詳細手順を示すフローチャートで、図6はバンプ自動検査処理の詳細手順を示すフローチャートである。
【0022】
まず、検査すべき半導体ウエハWを搬送ロボット4によって試料テーブル3上に搬入し、次いでウエハ種自動認識処理を行う。ウエハ種自動認識処理では、図4に示すように、試料テーブル3を移動させ、この試料テーブル3上に搭載された半導体ウエハWの端部から順にX線透視像が得られるようにX線検出器2の視野を走査していき、半導体ウエハWの全体のX線透視像を作成する。次に、ウエハ端から2番目のチップに注目し、チップ全体の画像を作成する。ウエハ端から2番目のチップに注目するのは、最端のチップでは半田バンプの欠落などが生じている確率が高く、正確なパターンを得ることができない可能性があるためである。
【0023】
画像処理装置7には、あらかじめ複数種の半導体ウエハのパターンが格納されており、その各パターンとX線透視像とから、当該半導体ウエハWの種類を割り出す。
【0024】
次に、位置自動補正処理を行うが、この位置補正処理では、図5に示すように、半導体ウエハWの種類の割り出しができていない場合、当該半導体ウエハWは未設定として、X線透視画像からウエハWのチップピッチ等、ウエハ種を決定するためのパラメータを自動的に計測し、新たな種類のウエハとしてそのパラメータを格納する。
【0025】
ウエハ種の割り出しが終わると、次いでウエハWの端部の8点の自動検出して制御装置8に自ら教示する。この8点の教示を採用することにより、以下に示すメリットがある。
【0026】
すなわち、ウエハ上の半田バンプの並びを精密に位置合わせするには、約10μmの精度が必要である。10μmの精度は一般的なxyzテーブルでは平凡な精度であるが、X線透視装置用のテーブルはX線照射検査範囲は前記したカーボンなどの密度の低い(機械的強度の小さい)、脆弱な板1枚で構成しなければならないため、一般的なテーブルのような剛性は得られず、x軸およびy軸とも真直線上を摺動できないと考えて、位置補正を行う必要がある。x軸とy軸が直交しており、各軸方向に真直線上を摺動できるならば、他の複数のパラメータの教示は必要であるがウエハを自動マッピングするのに必要な教示点は4点で十分である。しかし、上記したように低剛性のテーブルでは、これでは十分な位置情報を得ることができず、以下に示す8点教示プログラムが有効であることが、本発明者の研究によって明らかになった。
【0027】
その8点教示プログラムでは、図7に示すように、ウエハWの各角隅部の8点を決定する。この図7において(x1,y1)〜(x8,y8)はxy座標を示している。なお、実際には縦横にチップ並びがあり、チップ間隔があるが、ここでは簡単のために、等間隔で半田バンプが並んでいるものとし、縦にn列、横にm列のバンプ並びがあるものとすると、
【0028】
点(x3,y3)と点(x5,y5)およびこれらの点の間をm分割した各点、つまりx座標では、x3,x3+(x5−x3)/m、x3+2(x5−x3)/m・・・・を求めるとともに、点(x4,y4)と点(x6,y6)およびこれらの点の間を同じくm分割した各点、つまりx座標ではx4,x4+(x6−x4)/m、x4+2(x6−x4)/m・・・・を求め、これらの各点のうちy軸方向に対向する点どうしを結ぶ直線を引く。同様にして、点(x1,y1)と点(x7,y7)およびこれらの点の間をn分割した各点、つまりy座標では、y1,y1+(y7−y1)/n,y1+2(y7−y1)/n・・・・を求めるとともに、点(x2,y2)と点(x8,y8)およびこれらの間をn分割した各点、つまりy座標ではy2,y2+(y8−y2)/n,y2+2(y8−y2)/n・・・・を求め、これらの各点のうちx軸方向に対向する点どうしを結ぶ直線を引く。これにより、マトリクス状に並んだ各半田バンプの位置で交差する格子が形成されることになり、これらの各線の交点の座標を算出して、マッピングデータとする。
【0029】
以上のマッピングを完了した後、バンプ自動検査処理を実行する。このバンプ自動検査処理においては、図6に示すように、マッピングデータに従って試料テーブル3をx,y軸方向に位置決めしていき、各半田バンプのX線透視画像の画像処理によりボイドの有無などを検査する。半田バンプの検査数があらかじめ設定されている個数に達するごとに、参照用チップRがX線カメラ2の視野内に収まるように試料テーブル3を自動的に移動させ、X線透視画像の明るさに変化があるか否かを判別し、変化がある場合には、X線管球1に対する管電圧および管電流を調整してX線透視画像の明るさを当初の明るさとなるように維持するとともに、X線管球1の磁気レンズ1bを調整してターゲット1aに対する電子ビームの焦点位置を調整する。そして、画像処理環境パラメータ、各しきい値の調整を行う。
【0030】
マッピングデータに従って全ての半田バンプの検査を終了すると、図3に示すように半導体ウエハWを試料テーブル3上から搬出し、一連の自動検査動作を終了する。
【0031】
以上の実施の形態において特に注目すべき点は、カーボン等の低密度材料を用いた試料テーブル3を用いているにも係わらず、半導体ウエハWの各角隅部の8点を教示ポイントとしたマッピングにより、微細な多数の半田バンプがX線カメラ2の視野内に正確に収まるように、10μm程度の位置決め精度のもとに試料テーブル3を移動させることができる。また、定期的に参照用チップRを撮像してX線透視画像の明るさやX線管球1の焦点を自動的に維持するため、拡大倍率を高くする点において優れているものの、長時間の連続運転に不向きな開放型のX線管球1を用いていても、X線透視画像の明るさは検査開始当初の明るさに維持される。
【0032】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、試料テーブル上に搬入された半導体ウエハのX線透過情報からそのウエハの種類を認識し、ウエハ上の半田バンプ等の検査すべき位置のマップを自動的に作成し、そのマップに従って試料テーブルを自動的に移動させて各半田バンプ等のX線透過情報を得て、画像処理によって各半田バンプを自動的かつ効率的に検査することができる。
また、請求項2に係る発明のように、定期的に参照用試料のX線透過情報を得て、X線透視画像の明るさやX線源の焦点、更には画像処理条件を自動的に調整することによって、長時間にわたって安定した透視検査を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成図で、主要な機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【図2】本発明の実施の形態の試料テーブルの概略の平面図である。
【図3】本発明の実施の形態による一連の自動運転動作の全体の手順を示すフローチャートである。
【図4】図3におけるウエハ種自動認識処理の詳細手順を示すフローチャートである。
【図5】図3における位置自動補正処理の詳細手順を示すフローチャートである。
【図6】図3におけるバンプ自動検査処理の詳細手順を示すフローチャートである。
【図7】本発明の実施の形態における位置自動補正処理で用いる8点教示プログラムの説明図である。
【符号の説明】
1 X線管球
1b 磁気レンズ
2 X線カメラ
3 試料テーブル
3b 試料搭載用低密度板材
3c 参照試料搭載用低密度板材
3x x軸駆動機構
3y y軸駆動機構
3z z軸駆動機構
4 搬送ロボット
5 搬送コントローラ
6 X線コントローラ
7 画像処理装置
8 制御装置
W 半導体ウエハ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray fluoroscopic apparatus, and more particularly to an X-ray fluoroscopic apparatus that automatically performs a fluoroscopic inspection of a large number of solder bumps and the like formed on a semiconductor wafer.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a semiconductor chip, such as a BGA, generally, a plurality of solder bumps and the like are formed on the surface of a semiconductor wafer corresponding to each chip, and each solder bump is formed at a stage before being cut into chips. The presence or absence of voids in the inside is inspected using an X-ray fluoroscope.
[0003]
With the miniaturization of semiconductor devices, the size of solder bumps has also been miniaturized, and it is required to inspect even the above-mentioned voids having a diameter of about 20 μm. In order to inspect the presence or absence of such fine voids with an X-ray fluoroscope, it is necessary to use an X-ray tube having a focal point of about 1 to 2 μm as an X-ray source, and an X-ray tube having such a focal point. There is only a transmission type which is called an open tube at present. Therefore, conventionally, an open tube has been used as an X-ray source in an X-ray fluoroscope for inspecting the presence or absence of voids in solder bumps formed on a semiconductor wafer as described above (for example, Patent Document 1). reference).
[0004]
[Patent Document 1]
JP2001-296256 (3rd page, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a conventional X-ray fluoroscopic apparatus for performing a fluoroscopic inspection of a plurality of solder bumps and the like formed on a semiconductor wafer, the semiconductor wafer is automatically loaded and unloaded, but it is necessary to input the wafer type. There has not been put into practical use a system in which the visual field of a line detector is positioned at a position to be subjected to a fluoroscopic inspection, such as the position where individual solder bumps are formed, and automatically sequentially inspected.
[0006]
This is because it is difficult to position the sample table and automatically recognize the arrangement of the solder bumps because the solder bumps on the semiconductor wafer are arranged differently depending on the manufacturer and are very random. An X-ray tube called an open tube is difficult to keep the irradiation X-ray intensity constant over a long period of time, and is required to inspect a large number of solder bumps formed on a semiconductor wafer one by one. This is because, for example, the brightness of the X-ray fluoroscopic image cannot be kept constant during long-time operation.
[0007]
An object of the present invention is to provide a wafer inspection X-ray fluoroscopy device capable of automatically inspecting solder bumps and the like on a semiconductor wafer by overcoming high technical barriers to automatic inspection as described above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The X-ray fluoroscopic apparatus for wafer inspection according to the present invention includes an X-ray source, an X-ray detector disposed opposite to the X-ray source, and disposed between these X-ray source and X-ray detector for inspection. A sample table mounted with a semiconductor wafer and movable in three axial directions perpendicular to each other including the X-ray optical axis direction, and a fluoroscopic inspection of the wafer on the sample table by image processing using the output of the X-ray detector In the X-ray fluoroscopic apparatus for wafer inspection provided with the image processing means for performing the above-mentioned processing, the transfer means for transferring the wafer onto the sample table, and the X-ray transmission information of the wafer placed on the sample table are stored in advance. Automatic wafer type recognition means for automatically recognizing the wafer type by comparison with a plurality of types of wafer patterns, and a map of a plurality of positions to be inspected on the wafer from the X-ray transmission information after the wafer type recognition The automatic And a table automatic positioning / inspection means for performing a fluoroscopic inspection by automatically moving the sample table in order to obtain X-ray transmission information at each position to be inspected according to the generated map. (Claim 1).
[0009]
Here, in the present invention, every time the table automatic positioning / inspecting means performs positioning and fluoroscopic inspection of the sample table a predetermined number of times, a reference sample arranged in advance on the sample table is attached to the X-ray detector. The sample table is automatically moved to fit within the field of view, and the X-ray transmission information is used to keep the brightness of the X-ray fluoroscopic image constant and to adjust the image processing conditions for inspection. It is preferable to employ a configuration (Claim 2) including brightness / processing condition adjusting means for giving an adjustment command to the source controller and the image processing means.
[0010]
The present invention uses the X-ray transmission information from the X-ray detector to automatically recognize the wafer type and to map the position to be inspected, thereby achieving the intended purpose. In addition to this, as in the invention according to claim 2, by adjusting the brightness during the automatic inspection, a large number of chips can be inspected at a time.
[0011]
That is, the plurality of kinds of semiconductor wafers that might be subjected to inspection, by storing in advance respective patterns, the X-ray transmission information of a wafer placed on the sample table, the type of the wafer Can be recognized. If the type of wafer can be recognized, the mutual positional relationship of the solder bumps to be inspected can be understood, and by mapping the positions of several solder bumps from the X-ray transmission information, all the solder bumps can be mapped. Become. According to the map created in this way, the specimen table is sequentially positioned so that the individual solder bumps and the like are within the field of view of the X-ray detector, thereby efficiently performing the fluoroscopic inspection of the individual solder bumps and the like. be able to.
[0012]
Then, as in the invention according to claim 2, each time the fluoroscopic inspection is performed for the set number of times during the fluoroscopic inspection of individual solder bumps, the reference sample prepared in advance is the field of view of the X-ray detector. The X-ray source controller and the image processing means are automatically adjusted so that the X-ray transmission information is obtained by positioning the sample table so as to enter the X-ray image, and the brightness and image processing conditions of the X-ray fluoroscopic image are kept constant. For example, an X-ray fluoroscopic image can be maintained at a constant luminance for a long time even when an open tube is used, and a large number of solder bumps and the like can be automatically inspected by a series of operations.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a schematic diagram showing a main mechanical configuration and a block diagram showing an electrical configuration.
[0014]
The X-ray tube 1 is arranged so that the irradiation X-ray optical axis L faces upward in the vertical (z-axis) direction. The X-ray tube 1 faces the X-ray tube 1 and above it, for example, an image intensifier and a CCD. An X-ray camera 2 is arranged. A sample table 3 for mounting the semiconductor wafer W to be inspected is disposed between the X-ray tube 1 and the X-ray camera 2.
[0015]
The sample table 3 is supported so as to be movable in three axial directions that are orthogonal to each other including the z-axis direction that is the optical axis direction of the X-ray, and includes an x-axis moving mechanism 3x, a y-axis moving mechanism 3y, and a z-axis moving mechanism 3z. Are independently moved in the x-, y-, and z-axis directions.
[0016]
The sample table 3 is accommodated in a protective box (not shown) having a door that can be opened and closed, and the semiconductor wafer W to be inspected is carried to the X-ray fluoroscopic position on the sample table 3 outside the door. Alternatively, a transfer robot 4 for unloading from the position is arranged, and the opening / closing of the transfer robot 4 and the door is driven and controlled by a drive signal from the transfer controller 5.
[0017]
Further, as shown in a schematic plan view in FIG. 2, the sample table 3 has a low density for mounting a sample made of, for example, carbon for mounting a semiconductor wafer W on a substantially central portion of a structural material 3a such as metal. A plate material 3b is disposed, and a reference sample mounting low density plate material 3c made of carbon or the like for mounting a reference chip R is disposed adjacent to the sample mounting low density plate material 3b. ing.
[0018]
The X-ray tube 1 is of an open type and includes an objective magnetic lens 1b for focusing the electron beam on the target 1a. The magnetic lens 1b is supplied from the X-ray controller 6. The focus position can be changed in the x- and y-axis directions by operating according to the drive signal and changing the drive signal. For example, the focus position of the electron beam on the target 1a is changed by thermal deformation of the filament that generates electrons. If it has changed, it can be adjusted so that it can be restored by changing this drive signal. Further, a tube current and a tube voltage for the X-ray tube 1 are supplied from the X-ray controller 6.
[0019]
The output from the X-ray camera 2 is taken into the image processing device 7. In this image processing apparatus 7, as shown below, for image processing for identifying the type of the semiconductor wafer W, image processing for mapping, and automatic inspection of solder bumps formed on the semiconductor wafer W Image processing can be performed.
[0020]
The X-ray controller 6 and the image processing device 7 described above are placed under the control of the control device 8, and operate according to commands from the control device 8. The image processing device 7 and the control device 8 are actually one system mainly composed of a computer and its peripheral devices, and are constructed by installing programs corresponding to the computer. .
[0021]
Next, the operation at the time of automatic operation of the solder bump on the semiconductor wafer W according to the above embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an overall procedure of a series of automatic operation operations, FIG. 4 is a flowchart showing a detailed procedure of wafer type automatic recognition processing, FIG. 5 is a flowchart showing a detailed procedure of position automatic correction processing, and FIG. These are the flowcharts which show the detailed procedure of a bump | vamp automatic inspection process.
[0022]
First, the semiconductor wafer W to be inspected is carried onto the sample table 3 by the transfer robot 4, and then automatic wafer type recognition processing is performed. In the wafer type automatic recognition processing, as shown in FIG. 4, the X-ray detection is performed so that the sample table 3 is moved and X-ray fluoroscopic images are obtained sequentially from the end of the semiconductor wafer W mounted on the sample table 3. The field of view of the device 2 is scanned to create an X-ray fluoroscopic image of the entire semiconductor wafer W. Next, paying attention to the second chip from the wafer edge, an image of the entire chip is created. The reason for paying attention to the second chip from the end of the wafer is that there is a high probability that a solder bump is missing in the outermost chip, and an accurate pattern may not be obtained.
[0023]
A plurality of types of semiconductor wafer patterns are stored in the image processing apparatus 7 in advance, and the type of the semiconductor wafer W is determined from the patterns and X-ray fluoroscopic images.
[0024]
Next, automatic position correction processing is performed. In this position correction processing, as shown in FIG. 5, when the type of the semiconductor wafer W has not been determined, the semiconductor wafer W is not set, and the fluoroscopic image is displayed. Parameters for determining the wafer type, such as the chip pitch of the wafer W, are automatically measured, and the parameters are stored as a new type of wafer.
[0025]
When the index of the wafer type is finished, 8 points at the end of the wafer W are automatically detected and the controller 8 is instructed by itself. Adopting these 8 teachings has the following advantages.
[0026]
That is, in order to precisely align the solder bumps on the wafer, an accuracy of about 10 μm is required. The accuracy of 10 μm is a common accuracy for a general xyz table, but the table for an X-ray fluoroscopic apparatus has a low density (such as a low mechanical strength) and a weak plate such as the above-mentioned X-ray irradiation inspection range. Since it has to be composed of a single sheet, rigidity as in a general table cannot be obtained, and it is necessary to perform position correction on the assumption that neither the x-axis nor the y-axis can slide on a straight line. If the x-axis and y-axis are orthogonal and can slide on a straight line in the direction of each axis, teaching of other parameters is necessary, but 4 teaching points are necessary for automatic mapping of the wafer. The point is enough. However, as described above, with the low-rigidity table, sufficient position information cannot be obtained with this, and the inventors' research has revealed that the following 8-point teaching program is effective.
[0027]
In the 8-point teaching program, eight points at each corner of the wafer W are determined as shown in FIG. In FIG. 7, (x1, y1) to (x8, y8) indicate xy coordinates. Actually, there are chips arranged vertically and horizontally, and there is a chip interval. However, for the sake of simplicity, it is assumed that solder bumps are arranged at equal intervals, and there are n rows of bumps arranged vertically and m rows of bumps arranged horizontally. If there is,
[0028]
The point (x3, y3) and the point (x5, y5) and each point obtained by dividing m between these points, that is, x coordinates, x3, x3 + (x5-x3) / m, x3 + 2 (x5-x3) / m ... Are obtained, and the point (x4, y4) and the point (x6, y6) and each point obtained by equally dividing the point into m, that is, x4, x4 + (x6-x4) / m in the x coordinate, x4 + 2 (x6−x4) / m... is obtained, and a straight line connecting points facing each other in the y-axis direction among these points is drawn. Similarly, the points (x1, y1) and (x7, y7) and the points obtained by dividing n between these points, that is, y coordinates, are y1, y1 + (y7−y1) / n, y1 + 2 (y7− .., y1) / n..., and the points (x2, y2) and (x8, y8) and the points obtained by dividing them into n, that is, y2, y2 + (y8-y2) / n in the y coordinate , Y2 + 2 (y8−y2) / n..., And draws a straight line connecting points facing each other in the x-axis direction among these points. As a result, a grid that intersects at the position of each solder bump arranged in a matrix is formed, and the coordinates of the intersection of these lines are calculated and used as mapping data.
[0029]
After completing the above mapping, the bump automatic inspection process is executed. In this bump automatic inspection processing, as shown in FIG. 6, the sample table 3 is positioned in the x and y axis directions according to the mapping data, and the presence or absence of voids is determined by image processing of the X-ray fluoroscopic image of each solder bump. inspect. Each time the number of solder bump inspections reaches a preset number, the sample table 3 is automatically moved so that the reference chip R is within the field of view of the X-ray camera 2, and the brightness of the X-ray fluoroscopic image is obtained. In the case where there is a change, the tube voltage and the tube current with respect to the X-ray tube 1 are adjusted to maintain the brightness of the X-ray fluoroscopic image at the initial brightness. At the same time, the magnetic lens 1b of the X-ray tube 1 is adjusted to adjust the focal position of the electron beam with respect to the target 1a. Then, the image processing environment parameter and each threshold value are adjusted.
[0030]
When the inspection of all the solder bumps is completed according to the mapping data, the semiconductor wafer W is unloaded from the sample table 3 as shown in FIG. 3, and a series of automatic inspection operations is completed.
[0031]
Of particular note in the above embodiments are the eight teaching points at each corner of the semiconductor wafer W despite the use of the sample table 3 using a low-density material such as carbon. By mapping, the sample table 3 can be moved with a positioning accuracy of about 10 μm so that a large number of fine solder bumps can be accurately accommodated in the field of view of the X-ray camera 2. Further, since the reference chip R is periodically imaged to automatically maintain the brightness of the X-ray fluoroscopic image and the focus of the X-ray tube 1, it is excellent in increasing the enlargement magnification, but for a long time. Even when the open X-ray tube 1 that is not suitable for continuous operation is used, the brightness of the X-ray fluoroscopic image is maintained at the initial brightness of the examination.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the type of the wafer is recognized from the X-ray transmission information of the semiconductor wafer carried on the sample table, and the map of the position to be inspected such as the solder bump on the wafer is automatically set. The X-ray transmission information of each solder bump and the like is obtained by automatically moving the sample table according to the map, and each solder bump can be automatically and efficiently inspected by image processing.
Further, as in the invention according to claim 2, the X-ray transmission information of the reference sample is periodically obtained, and the brightness of the X-ray fluoroscopic image, the focus of the X-ray source, and the image processing conditions are automatically adjusted. By doing so, it becomes possible to perform a stable fluoroscopic inspection over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a schematic diagram showing a main mechanical configuration and a block diagram showing an electrical configuration.
FIG. 2 is a schematic plan view of a sample table according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing an overall procedure of a series of automatic driving operations according to the embodiment of the present invention.
4 is a flowchart showing a detailed procedure of wafer type automatic recognition processing in FIG. 3;
5 is a flowchart showing a detailed procedure of position automatic correction processing in FIG. 3;
6 is a flowchart showing a detailed procedure of bump automatic inspection processing in FIG. 3;
FIG. 7 is an explanatory diagram of an 8-point teaching program used in position automatic correction processing according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray tube 1b Magnetic lens 2 X-ray camera 3 Sample table 3b Low-density board | plate material 3c for sample mounting Low-density board | plate material 3x for reference sample loading x-axis drive mechanism 3y y-axis drive mechanism 3z z-axis drive mechanism 4 Transfer robot 5 Transfer Controller 6 X-ray controller 7 Image processing device 8 Control device W Semiconductor wafer

Claims (2)

X線源と、そのX線源に対向配置されたX線検出器と、これらのX線源とX線検出器の間に配置され、検査すべき半導体ウエハを搭載してX線光軸方向を含む互いに直交する3軸方向に移動可能な試料テーブルと、上記X線検出器の出力を用いた画像処理により、試料テーブル上のウエハの透視検査を行う画像処理手段を備えたウエハ検査用X線透視装置において、
上記試料テーブル上にウエハを搬送する搬送手段と、試料テーブル上に載せられたウエハのX線透過情報と、あらかじめ記憶している複数種のウエハのパターンとの比較により、そのウエハの種類を自動的に認識するウエハ種自動認識手段と、ウエハ種認識後に上記X線透過情報から当該ウエハ上で検査すべき複数の位置のマップを自動的に作成するマッピング手段と、その作成されたマップに従って検査すべき各位置のX線透過情報を得るべく上記試料テーブルを自動的に移動させて透視検査を行うテーブル自動位置決め・検査手段を備えていることを特徴とするウエハ検査用X線透視装置。
An X-ray source, an X-ray detector arranged opposite to the X-ray source, and a semiconductor wafer to be inspected mounted between these X-ray source and X-ray detector and mounted in the direction of the X-ray optical axis Including a sample table movable in three axial directions orthogonal to each other and an image processing means for performing a fluoroscopic inspection of the wafer on the sample table by image processing using the output of the X-ray detector. In fluoroscopic equipment,
By comparing the transfer means for transferring the wafer onto the sample table, the X-ray transmission information of the wafer placed on the sample table, and a plurality of types of wafer patterns stored in advance , the wafer type is automatically determined. Automatically recognizing the wafer type, mapping means for automatically creating a map of a plurality of positions to be inspected on the wafer from the X-ray transmission information after the wafer type recognition, and inspection according to the created map An X-ray fluoroscopic apparatus for wafer inspection, comprising table automatic positioning / inspection means for performing fluoroscopic inspection by automatically moving the sample table to obtain X-ray transmission information at each position to be obtained.
上記テーブル自動位置決め・検査手段は、所定回数の試料テーブルの位置決めと透視検査を行うごとに、試料テーブル上にあらかじめ配置されている参照用試料をX線検出器の視野内に収めるべく試料テーブルを自動的に移動させ、そのX線透過情報を用いて、X線透視画像の明るさを一定に保つとともに、検査のための画像処理条件を調整するようにX線源のコントローラおよび画像処理手段に対して調整指令を与える輝度・処理条件調整手段を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のウエハ検査用X線透視装置。The table automatic positioning / inspection means sets the sample table in order to place the reference sample arranged in advance on the sample table within the field of view of the X-ray detector every time the sample table is positioned and fluoroscopically examined a predetermined number of times. The X-ray source controller and image processing means automatically move and keep the brightness of the X-ray fluoroscopic image constant using the X-ray transmission information and adjust the image processing conditions for the inspection. 2. The X-ray fluoroscopic apparatus for wafer inspection according to claim 1, further comprising brightness / processing condition adjusting means for giving an adjustment command to the wafer.
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JP4640828B2 (en) * 2006-03-17 2011-03-02 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing method and plasma processing apparatus
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