JP2012112677A - Defect detection device and defect detection method - Google Patents
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Abstract
【課題】複数層の構造を有する半導体装置の界面における微小な欠陥を検出する。
【解決手段】欠陥検出装置100は、複数層の構造を有する半導体装置11に光14を照射する光源(例えば、同軸照明3)と、半導体装置11を撮像する撮像部(例えば、CCDカメラ1)を有する。欠陥検出装置100は、更に、撮像部による撮像結果に基づいて、少なくとも、半導体装置11の層間の界面12における欠陥(例えば、樹脂剥離部9)を検出する欠陥判定部65を有する。光源から照射される光を、界面12に直交する方向に対して傾斜した方向から、半導体装置11において撮像部と対向する面(例えば、上面13)から半導体装置11に入射させ、撮像部により、界面12からの反射光17を撮像する。
【選択図】図1A minute defect at an interface of a semiconductor device having a multi-layer structure is detected.
A defect detection apparatus 100 includes a light source (for example, coaxial illumination 3) that irradiates a semiconductor device 11 having a multi-layer structure with light 14, and an imaging unit (for example, a CCD camera 1) that images the semiconductor device 11. Have The defect detection device 100 further includes a defect determination unit 65 that detects at least a defect (for example, the resin peeling portion 9) in the interface 12 between the layers of the semiconductor device 11 based on the imaging result of the imaging unit. The light emitted from the light source is incident on the semiconductor device 11 from the surface (for example, the upper surface 13) facing the imaging unit in the semiconductor device 11 from the direction inclined with respect to the direction orthogonal to the interface 12. The reflected light 17 from the interface 12 is imaged.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、欠陥検出装置及び欠陥検出方法に関する。 The present invention relates to a defect detection apparatus and a defect detection method.
複数層の構造を有する半導体装置の欠陥を検出するための装置及び方法としては、例えば、特許文献1に記載のものがある。
As an apparatus and method for detecting a defect in a semiconductor device having a multi-layer structure, for example, there is one described in
特許文献1の技術では、半導体チップと、この半導体チップを覆う透明な封止体とを有する半導体装置の上面を光検出部に対向させた状態で、封止体の側面から封止体に光を入射させる。封止体に欠陥が無い場合には半導体装置からの光が光検出部に入射せず、封止体に欠陥がある場合にはその欠陥によって生じる散乱光が光検出部に入射することにより、封止体の欠陥を検出できる。
In the technique of
特許文献1の技術では、例えば異物や気泡などの高さ方向にある程度の大きさを持つ欠陥であれば散乱光が生じやすく、光検出部によってその散乱光をコントラストよく(明るく)撮像でき、欠陥として検出することが期待できる。
In the technique of
しかしながら、本発明者による検討の結果、特許文献1の技術には以下の課題があることが分かった。すなわち、特許文献1の技術では、封止体と半導体チップとの界面でのごく薄い剥離欠陥については、散乱光が生じにくいためにコントラストが低く(暗く)検出が困難である。特許文献1の技術では、封止体に対して低角度の斜め方向から光をあて、欠陥により発生する乱反射を封止体の上方にて散乱光としてとらえる(いわゆる暗視野光学系を採用している)ため、ごく薄い剥離については乱反射する領域が少なく、コントラストよく抽出することが困難となる。
However, as a result of studies by the present inventors, it has been found that the technique of
このように、複数層の構造を有する半導体装置の界面における微小な欠陥を検出することは困難だった。 Thus, it has been difficult to detect minute defects at the interface of a semiconductor device having a multi-layer structure.
本発明は、複数層の構造を有する半導体装置に光を照射する光源と、
前記半導体装置を撮像する撮像部と、
前記撮像部による撮像結果に基づいて、少なくとも、前記半導体装置の層間の界面における欠陥を判定する欠陥判定部と、
を有し、
前記光源から照射される前記光を、前記界面に直交する方向に対して傾斜した方向から、前記半導体装置において前記撮像部と対向する面から前記半導体装置に入射させ、
前記撮像部により、前記界面からの反射光を撮像することを特徴とする欠陥検出装置を提供する。
The present invention includes a light source for irradiating light to a semiconductor device having a multi-layer structure;
An imaging unit for imaging the semiconductor device;
Based on the imaging result by the imaging unit, at least a defect determination unit for determining a defect at an interface between layers of the semiconductor device;
Have
The light irradiated from the light source is incident on the semiconductor device from a direction inclined with respect to a direction orthogonal to the interface from a surface facing the imaging unit in the semiconductor device,
Provided is a defect detection apparatus characterized in that reflected light from the interface is imaged by the imaging unit.
この欠陥検出装置によれば、光源から照射される光を、界面に直交する方向に対して傾斜した方向から、半導体装置において撮像部と対向する面から、半導体装置に入射させる。そして、撮像部により、界面からの反射光を撮像する。このため、複数層の構造を有する半導体装置の界面における微小な欠陥(界面に発生するごく薄い剥離欠陥など)を検出することができる。 According to this defect detection apparatus, the light emitted from the light source is incident on the semiconductor device from the surface inclined to the direction orthogonal to the interface from the surface facing the imaging unit in the semiconductor device. Then, the reflected light from the interface is imaged by the imaging unit. Therefore, it is possible to detect a minute defect (such as a very thin peeling defect generated at the interface) at the interface of the semiconductor device having a multi-layer structure.
また、本発明は、複数層の構造を有する半導体装置に光を照射する工程と、
前記半導体装置を撮像部により撮像する工程と、
前記撮像の結果に基づいて、少なくとも、前記半導体装置の層間の界面における欠陥を判定する工程と、
を有し、
前記光を照射する工程では、前記界面に直交する方向に対して傾斜した方向から、前記半導体装置において前記撮像部と対向する面から、前記光を前記半導体装置に入射させ、
前記撮像部により、前記界面からの反射光を撮像することを特徴とする欠陥検出方法を提供する。
The present invention also includes a step of irradiating light to a semiconductor device having a multi-layer structure;
Imaging the semiconductor device with an imaging unit;
Determining a defect at an interface between layers of the semiconductor device based on a result of the imaging;
Have
In the step of irradiating the light, from the direction inclined with respect to the direction orthogonal to the interface, the light is incident on the semiconductor device from the surface facing the imaging unit in the semiconductor device,
Provided is a defect detection method characterized in that reflected light from the interface is imaged by the imaging unit.
本発明によれば、複数層の構造を有する半導体装置の界面における微小な欠陥を検出することができる。 According to the present invention, it is possible to detect minute defects at the interface of a semiconductor device having a multi-layer structure.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
〔第1の実施形態〕
図1は第1の実施形態に係る欠陥検出装置100の構成を示す模式図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a
本実施形態に係る欠陥検出装置100は、複数層の構造を有する半導体装置11に光14を照射する光源(例えば、同軸照明3)と、半導体装置11を撮像する撮像部(例えば、CCDカメラ1)と、撮像部による撮像結果に基づいて、少なくとも、半導体装置11の層間の界面12(図2)における欠陥(例えば、樹脂剥離部9(図2))を検出する欠陥判定部65と、を有し、光源から照射される光を、界面12に直交する方向に対して傾斜した方向から、半導体装置11において撮像部と対向する面(例えば、上面13(図2))から半導体装置11に入射させ、撮像部により、界面12からの反射光17(図4)を撮像する。以下、詳細に説明する。
The
図2は検査対象の半導体装置11を示す模式的な断面図である。このうち図2(a)は界面12に欠陥が存在しない場合を示し、図2(b)は界面12に欠陥(例えば、樹脂剥離部9)が存在する場合を示す。樹脂剥離部9は、透明封止樹脂8と半導体チップ7との間に生じた隙間である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the
図2に示すように、半導体装置11は、例えば、平坦な基材18(例えばリードフレーム)と、基材18上に搭載された半導体チップ(半導体素子)7と、半導体チップ7を封止した透明封止樹脂8と、を有する受光デバイスである。この受光デバイスは、例えば、CD(Compact Disc)機器やDVD(Digital Versatile Disc)機器の光ピックアップなどに使用される。
このような受光デバイスは、一般的に、受光領域を有する半導体チップ7をリードフレーム上に搭載し、ワイヤボンディングにより信号接続を行った後で透明封止樹脂8により封止することにより構成される。
この半導体チップ7と透明封止樹脂8との界面12に、剥離(樹脂剥離部9)、異物或いは気泡などの不良が存在する場合(図2(b))、受光感度の低下や経年劣化など、品質上悪影響を与える可能性がある。
以下に説明するように、本実施形態に係る欠陥検出装置100により、このような欠陥を検出することができる。
As shown in FIG. 2, the
Such a light receiving device is generally configured by mounting a
In the case where there is a defect such as peeling (resin peeling portion 9), foreign matter or air bubbles at the
As will be described below, such a defect can be detected by the
図1に示すように、本実施形態に係る欠陥検出装置100は、CCD(Charge Coupled Device)カメラ1と、レンズ2と、同軸照明3と、ウェッジプリズム4と、回転機構5と、制御部6と、ステージ16と、を有している。
As shown in FIG. 1, the
ステージ16は、その上面が水平に配置され、ステージ16上には、半導体装置11が水平に載置される。
ここで、半導体チップ7は、該半導体チップ7の上面及び下面が、基材18の上面に対して平行となるように、基材18上に搭載されている。更に、半導体チップ7の上面に対して上面13が平行となるように透明封止樹脂8が形成されている。その結果、界面12並びに上面13は、半導体装置11の下面と平行となっている。
このため、ステージ16上に半導体装置11が水平に載置された状態で、界面12及び上面13は水平となる。
The upper surface of the
Here, the
For this reason, the
CCDカメラ1は、ステージ16の上方に配置され、レンズ2を通して、ステージ16上の半導体装置11を撮像する。レンズ2は、半導体装置11の欠陥検出用の撮像に適した観察倍率に設定されている。
The
同軸照明3は、レンズ2を通して、ステージ16上の半導体装置11に光を照射する。レンズ2は、CCDカメラ1とともに撮像部を構成するとともに、同軸照明3とともに光源を構成する。CCDカメラ1の向きと、光源から照射される光14の照射方向とは、何れも鉛直下向きであり、互いに一致する。同軸照明3は、同軸落射照明であるとともに、明視野光学系である。
なお、同軸照明3からの照射光の波長は、例えば、半導体チップ7の表面の色合いに応じて適宜に選択することができる。一般的な受光デバイスを検査する場合、例えば、可視光領域の400nm以上700nm以下の白色光又は単色光を用いることができる。
The
In addition, the wavelength of the irradiation light from the
ウェッジプリズム4は、レンズ2の下方に位置し、レンズ2と、ステージ16上の半導体装置11と、の間に配置されている。
ウェッジプリズム4は、該ウェッジプリズム4に入射した光を偏角して透過させる特性を持っている。具体的には、ウェッジプリズム4は、その上面と下面とが互いに平行でない(互いに交差する)形状に形成されている。
このため、ウェッジプリズム4を透過して半導体装置11に照射される光15の光軸は、光源からウェッジプリズム4に到るまでの光14の光軸に対して傾斜する。よって、光15を界面12に直交する方向(本実施形態の場合、鉛直方向)に対して傾斜した方向から、半導体装置11においてCCDカメラ1と対向する面(つまり上面13)から透明封止樹脂8に入射させることができる。
これにより、半導体装置11もしくはCCDカメラ1を傾斜させることなく、半導体装置11もしくはCCDカメラ1を傾斜させた場合と同等の撮像画像を得ることができる。
なお、ウェッジプリズム4は、例えば、その上面が水平となるように配置されている。
また、ウェッジプリズム4による光軸の変化量は、例えば、1°以上2°以下であることが好ましい。この変化量を1°以上とすることにより、すなわち、界面12に対して直交する方向に対する光15の光軸の傾斜を1°以上とすることにより、界面12に欠陥が存在する場合に、その欠陥が強調された画像を取得することができる。たとえ、その欠陥が、薄い剥離欠陥等の微小な欠陥であっても、その欠陥が強調された画像を取得することができる。ただし、この変化量が大きすぎると、欠陥でない箇所からの正反射光が少なくなって、欠陥箇所の特定が困難となるため、この変化量は2°以下が好ましい。
The wedge prism 4 is positioned below the
The wedge prism 4 has a characteristic of transmitting light incident on the wedge prism 4 with a declination. Specifically, the upper and lower surfaces of the wedge prism 4 are formed in a shape that is not parallel to each other (intersects each other).
For this reason, the optical axis of the light 15 transmitted through the wedge prism 4 and applied to the
Thereby, a captured image equivalent to the case where the
In addition, the wedge prism 4 is arrange | positioned so that the upper surface may become horizontal, for example.
The amount of change of the optical axis by the wedge prism 4 is preferably, for example, 1 ° or more and 2 ° or less. By setting the change amount to 1 ° or more, that is, by setting the inclination of the optical axis of the light 15 with respect to the direction orthogonal to the
回転機構5は、例えば、モータ等のアクチュエータと、このアクチュエータの動力をウェッジプリズム4に伝達する駆動伝達機構と、を有して構成され、ウェッジプリズム4を水平面内で回転させる。この回転は、光源から照射される光14の光軸を回転中心として行われる。
このようにウェッジプリズム4を回転させることにより、ウェッジプリズム4を透過して半導体装置11に照射される光15の光軸の傾斜方向を変化させることができる。
これにより、半導体装置11を予め定められた複数の所定の方向にそれぞれ傾けた場合と同等の複数枚の画像を得ることができる。
The
By rotating the wedge prism 4 in this way, the inclination direction of the optical axis of the light 15 that passes through the wedge prism 4 and is irradiated on the
Thereby, a plurality of images equivalent to the case where the
図3は回転機構5によりウェッジプリズム4を所定の回転角度に調節した状態での光軸の傾斜を示す模式図である。このうち図3(a)は第1の回転角度(例えば、0°)に調節した状態を示し、図3(b)は第2の回転角度(例えば、180°)に調節した状態を示す。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the inclination of the optical axis when the wedge prism 4 is adjusted to a predetermined rotation angle by the
図1に示すように、制御部6は、CCDカメラ1の画像を取り込む画像入力部61と、同軸照明3の光量を切り替える照明制御部62と、回転機構5を制御してウェッジプリズム4の回転角度を所望の角度に調節する回転制御部63と、画像入力部61に入力された画像から欠陥箇所を抽出する欠陥抽出部64と、抽出された欠陥の良否判定を行う欠陥判定部65と、を含んで構成されている。
As shown in FIG. 1, the
次に、本実施形態に係る欠陥検出方法を説明する。
この方法は、複数層の構造を有する半導体装置11に光15を照射する工程と、半導体装置11を撮像部(例えば、CCDカメラ1)により撮像する工程と、撮像の結果に基づいて、少なくとも、半導体装置11の層間の界面12における欠陥(例えば、樹脂剥離部9)を判定する工程と、を有し、光15を照射する工程では、界面12に直交する方向に対して傾斜した方向から、半導体装置11において撮像部と対向する面(例えば、上面13)から、光15を半導体装置11に入射させ、撮像部により、界面12からの反射光17を撮像する。以下、詳細に説明する。
Next, the defect detection method according to this embodiment will be described.
This method includes at least a step of irradiating the
図4は本実施形態に係る欠陥検出方法を説明するための模式図である。
このうち図4(a)、(c)、(e)及び(g)は、半導体装置11に照射される光15の光軸の向きと、界面12からの反射光17の向きと、を示す図である。図4(a)及び(c)は界面12に欠陥(例えば樹脂剥離部9)が存在する場合を示し、図4(e)及び(g)は界面12に欠陥が存在しない場合を示す。図4(a)及び(e)はウェッジプリズム4を第1の回転角度(0°)に調節した状態を示し、図4(c)及び(g)はウェッジプリズム4を第2の回転角度(180°)に調節した状態を示す。
図4(b)、(d)、(f)及び(h)は、CCDカメラ1により上方から撮像される画像(観察画像)を示す図である。図4(a)の状態での観察画像は図4(b)、図4(c)の状態での観察画像は図4(d)、図4(e)の状態での観察画像は図4(f)、図4(g)の状態での観察画像は図4(h)にそれぞれ示される。各観察画像には、透明封止樹脂8の画像80及び半導体チップ7の画像70が含まれる。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the defect detection method according to the present embodiment.
4A, 4 </ b> C, 4 </ b> E, and 4 </ b> G show the direction of the optical axis of the light 15 irradiated on the
FIGS. 4B, 4 </ b> D, 4 </ b> F, and 4 </ b> H are diagrams illustrating images (observation images) captured from above by the
一方、図7は比較例に係る欠陥検出方法を説明するための模式図である。
比較例に係る欠陥検出方法では、光15を界面12に対して垂直に照射する。
図7(a)及び(c)は、光15の光軸の向きと、反射光17の向きと、を示す図である。図7(a)は界面12に欠陥(樹脂剥離部9)が存在する場合を示し、図7(c)は界面12に欠陥が存在しない場合を示す。
図7(b)は図7(a)の状態での上方からの観察画像を示す図、図7(d)は図7(c)の状態での上方からの観察画像を示す図である。
On the other hand, FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a defect detection method according to a comparative example.
In the defect detection method according to the comparative example, the light 15 is irradiated perpendicularly to the
FIGS. 7A and 7C are diagrams showing the direction of the optical axis of the light 15 and the direction of the reflected
FIG. 7B is a diagram showing an observation image from above in the state of FIG. 7A, and FIG. 7D is a diagram showing an observation image from above in the state of FIG. 7C.
樹脂剥離部9は半導体チップ7と透明封止樹脂8との間に擬似的な凹レンズを形成する。しかし、樹脂剥離部9が極薄い場合、その曲率は非常に小さい。このため、図7(a)に示すように透明封止樹脂8に入射する光15の光軸に対して半導体装置11が傾斜していない場合、すなわち光15の光軸に対して界面12が直交する場合、正反射の場合とほぼ同じ角度で光15が反射され反射光17が形成されるため、樹脂剥離部9を欠陥として抽出することは困難である。図7(b)に示すように、この場合の観察画像内の、樹脂剥離部9と対応する範囲92には、その周囲の部分と識別可能な画像が現れない。つまり、この観察画像内において樹脂剥離部9が強調されず、樹脂剥離部9以外の半導体チップ7の正常な表面と樹脂剥離部9とを識別することが困難である。なぜなら、樹脂剥離部9の周縁部9における反射光17は入射方向に対して僅かに傾斜するだけだからである。よって、観察画像から欠陥箇所を抽出することが困難である。
The resin peeling portion 9 forms a pseudo concave lens between the
これに対して、本実施形態では、図4(a)に示すように界面12と直交する方向に対して光15の光軸を傾斜させて、上面13から光15を透明封止樹脂8内に入射させる。このため、樹脂剥離部9の周縁部の一部分においては、反射光17の傾きが大きくなって直上に反射する光量はわずかとなる。よって、図4(b)に示すように、観察画像において、樹脂剥離部9の一部分と対応する部分が暗くなる。すなわち、図4(b)の観察画像内の、樹脂剥離部9と対応する範囲92には、その周囲の部分と識別可能な画像91が現れる。つまり、図4(b)の観察画像には、樹脂剥離部9において反射光17の傾斜が特に大きくなる部分の画像91が含まれ、この画像91は、周囲の画像と比べて特に暗く(強調されて)見える。その結果、欠陥抽出部64は、この画像91の部分を欠陥として容易に抽出することができる。
On the other hand, in this embodiment, the optical axis of the light 15 is inclined with respect to the direction orthogonal to the
なお、本実施形態では、樹脂剥離部9が薄い樹脂剥離欠陥であっても、観察画像上でコントラストよく認識することができるため、欠陥抽出部64による欠陥の抽出処理は二値化処理、或いは、あらかじめ登録された基準画像との差分抽出処理などの一般的な手法により行うことができる。
また、欠陥判定部65は、欠陥抽出部64により抽出された欠陥箇所の画像91の良否判定を行う。例えば、画像91として抽出した欠陥部の寸法が所定値以上の大きさである場合に、不良品と判定し、所定値未満の大きさである場合に、良品であると判定する。
In the present embodiment, even if the resin peeling portion 9 is a thin resin peeling defect, it can be recognized with good contrast on the observation image, so that the defect extraction processing by the
In addition, the
また、界面12と直交する方向に対して光15の光軸を傾斜させる方向によって、観察画像における画像91の位置が変化する。このため、回転機構5によりウェッジプリズム4をたとえば0°、90°、180°、270°と回転させ、それぞれの回転角度において観察画像を取得し、それらの観察画像を用いて欠陥を判定することにより、半導体装置11を様々な角度に(方向に)傾倒させた場合と同等の判定を行うことができ、欠陥をより正確に判定することができる。
一例として、図4(c)に示すようにウェッジプリズム4を180°回転させた場合の観察画像においては、図4(d)に示すように、図4(b)の場合と比べると画像91の位置が樹脂剥離部9の中心を基準として反対側に移動する。
このようにウェッジプリズム4の回転角度を変えることによって、半導体装置11の擬似的な傾倒角度(方向)を変えることができ、欠陥をより高い確率で抽出することができる。
Further, the position of the
As an example, in the observation image when the wedge prism 4 is rotated 180 ° as shown in FIG. 4C, as shown in FIG. 4D, the
By changing the rotation angle of the wedge prism 4 in this way, the pseudo tilt angle (direction) of the
なお、半導体装置11に欠陥が存在しない場合(図4(e)、(g)、図7(c))、観察画像には、半導体装置11の欠陥を示す画像が含まれない(図4(f)、(h)、図7(d))。 In the case where there is no defect in the semiconductor device 11 (FIGS. 4E, 4G, and 7C), the observation image does not include an image indicating the defect of the semiconductor device 11 (FIG. 4 ( f), (h), FIG. 7 (d)).
このように、本実施形態では、同軸落射照明により光15を入射し、界面12からの反射光17のうち、欠陥箇所以外での反射光17は正反射光となるため、欠陥箇所以外ではCCDカメラ1への入射光が明るくなり、欠陥箇所では乱反射が発生するため正反射光が少なくなりCCDカメラ1への入射光が暗くなる現象を利用している。そして、光15の光軸を界面12と直交する方向に対して傾斜させることによって、乱反射の度合いを大きくして、薄い樹脂剥離部9の周縁部をコントラストよく捉えることができる。
As described above, in this embodiment, the light 15 is incident by the coaxial epi-illumination, and the reflected light 17 other than the defective portion out of the reflected light 17 from the
以上のような第1の実施形態によれば、光源から照射される光15を、界面12に直交する方向に対して傾斜した方向から、半導体装置11においてCCDカメラ1と対向する面(上面13)から、透明封止樹脂8に入射させる。そして、CCDカメラ1により、界面12からの反射光17を撮像する。このため、界面12における微小な欠陥(例えば、ごく薄い剥離欠陥)も、高感度で検出することができる。なお、剥離欠陥に限らず、界面12に存在する気泡、異物などの欠陥についても、同様に検出することができる。
更には、界面12に発生する欠陥に限らず、界面12と上面13との間の透明封止樹脂8の内部に存在する欠陥についても、同様に検出することができる。
According to the first embodiment as described above, the surface (upper surface 13) facing the
Furthermore, not only the defect which generate | occur | produces in the
また、ウェッジプリズム4を用いることにより、例えば光源、撮像部、或いはステージ16を移動させる場合と比べて、1°以上2°以下という微小な角度の調整を正確に行うことができる。なぜなら、ウェッジプリズム4を固定したままで、或いは、ウェッジプリズム4の角度を水平面内でのみ調節するだけで、界面12に直交する方向に対する光15の光軸の傾斜角度を1°以上2°以下の所望の角度に設定して撮像を行うことができるからである。ウェッジプリズム4の偏角は、そのウェッジプリズム4に固有の値であるため、ウェッジプリズム4を上記のように回転させることは、光15の光軸の傾斜量は一定に維持したままで、その光軸の傾斜方向のみを変化させることに他ならない。すなわち、ウェッジプリズム4を傾斜させない限りは(いわゆるあおり方向に移動させない限りは)、光15の光軸の傾斜量を一定に維持することができる。
Further, by using the wedge prism 4, for example, a fine angle adjustment of 1 ° or more and 2 ° or less can be accurately performed as compared with the case where the light source, the imaging unit, or the
また、CCDカメラ1の向きと、光15の照射方向とが一致し、レンズ2と半導体装置11との間の位置に、光15の光軸を傾斜させるウェッジプリズム4を有するので、半導体装置11を傾斜させなくても、半導体装置11を傾斜させた場合と同様の観察画像を得ることができる。
ここで、受光デバイスのような製品は、一枚のリードフレーム上に複数形成される。そして、欠陥検出装置100は、そのリードフレームを1ピッチずつ(1製品分のピッチずつ)順送りして検査を行う構成となっていることが多い。このため、製品側を回転させたり傾けたりする機構に比べて、ウェッジプリズム4側を回転させるほうが機構的に簡単になるというメリットがある。
Further, since the direction of the
Here, a plurality of products such as light receiving devices are formed on a single lead frame. In many cases, the
また、光15の光軸の傾斜が変化するようにウェッジプリズム4を移動させる移動部としての回転機構5を有するので、半導体装置11に対して複数の角度から光15を照射し、それぞれの角度で検査を行うことにより、より高感度な欠陥抽出を行うことができる。
In addition, since the
〔第2の実施形態〕
上記の第1の実施形態では、ウェッジプリズム4を用いて光15の光軸を傾斜させる例を説明したが、第2の実施形態では、ウェッジプリズム4を用いない代わりに、ステージ16の角度を変化させることによって、光15の光軸を、界面12と直交する方向に対して傾斜させる。なお、本実施形態では、レンズ2から出射される光(上記の第1の実施形態での光14)と、半導体装置11に入射する光(上記の第1の実施形態での光15)とは、光軸が互いに同じであるため区別せず、何れも光15と称する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the example in which the optical axis of the light 15 is tilted using the wedge prism 4 has been described. However, in the second embodiment, instead of using the wedge prism 4, the angle of the
図5は第2の実施形態に係る欠陥検出装置の構成を示す模式図、図6は第2の実施形態において回転機構5によりステージ16を所定の回転角度に調節した状態での光15の光軸の傾斜を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the defect detection apparatus according to the second embodiment, and FIG. 6 shows the light 15 in a state in which the
本実施形態の場合、欠陥検出装置100は、ウェッジプリズム4を有していない。ステージ16は、水平面に対して傾斜(例えば1°以上2°以下傾斜)している。これにより、光15の光軸が界面12と直交する方向に対して傾斜するようになっている。
In the present embodiment, the
また、本実施形態の場合、回転機構5は、ウェッジプリズム4ではなく、ステージ16を鉛直軸周りに回転させる。この回転は、ステージ16の傾斜を維持したままで行われる。図6(a)には、ステージ16が右肩上がりに傾斜した状態となるように、ステージ16を回転させた状態を示し、図6(b)には、ステージ16を左肩上がりに傾斜した状態となるように、ステージ16を回転させた状態を示す。
In the present embodiment, the
このように、本実施形態でも、光15の光軸の方向と界面12との位置関係を上記の第1の実施形態と同様にすることができ、且つ、CCDカメラ1の向きと、界面12からの反射光17(図4参照)の光軸との関係を上記の第1の実施形態とほぼ同様にすることができる。よって、第2の実施形態でも、欠陥の検出という点では、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる。
Thus, also in this embodiment, the positional relationship between the direction of the optical axis of the light 15 and the
上記の第2の実施形態では、ステージ16を傾斜させることにより光15の光軸を界面12と直交する方向に対して傾斜させる例を説明したが、例えば、CCDカメラ1の向きをレンズ2から出射させる光の光軸に対して傾斜させても、第2の実施形態と同様の効果が得られる。
In the second embodiment, the example in which the optical axis of the light 15 is inclined with respect to the direction orthogonal to the
1 CCDカメラ
2 レンズ
3 同軸照明
4 ウェッジプリズム
5 回転機構
6 制御部
7 半導体チップ
8 透明封止樹脂
9 樹脂剥離部
11 半導体装置
12 界面
13 上面
14、15 光
16 ステージ
17 反射光
18 基材
61 画像入力部
62 照明制御部
63 回転制御部
64 欠陥抽出部
65 欠陥判定部
70 上方からの観察画像内における、半導体チップの画像
80 上方からの観察画像内における、透明封止樹脂の画像
91 上方からの観察画像内において強調された、樹脂剥離部の一部分の画像
92 上方からの観察画像内の、樹脂剥離部と対応する範囲
100 欠陥検出装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記半導体装置を撮像する撮像部と、
前記撮像部による撮像結果に基づいて、少なくとも、前記半導体装置の層間の界面における欠陥を判定する欠陥判定部と、
を有し、
前記光源から照射される前記光を、前記界面に直交する方向に対して傾斜した方向から、前記半導体装置において前記撮像部と対向する面から前記半導体装置に入射させ、
前記撮像部により、前記界面からの反射光を撮像することを特徴とする欠陥検出装置。 A light source for irradiating light to a semiconductor device having a multi-layer structure;
An imaging unit for imaging the semiconductor device;
Based on the imaging result by the imaging unit, at least a defect determination unit for determining a defect at an interface between layers of the semiconductor device;
Have
The light irradiated from the light source is incident on the semiconductor device from a direction inclined with respect to a direction orthogonal to the interface from a surface facing the imaging unit in the semiconductor device,
A defect detection apparatus, wherein the imaging unit images reflected light from the interface.
前記光源と前記半導体装置との間の位置に、前記光源から照射される光の光軸を傾斜させるウェッジプリズムを有することを特徴とする請求項1に記載の欠陥検出装置 The direction of the imaging unit and the irradiation direction of light from the light source match,
The defect detection apparatus according to claim 1, further comprising a wedge prism that tilts an optical axis of light emitted from the light source at a position between the light source and the semiconductor device.
前記界面は、前記透明封止樹脂と前記半導体チップとの界面であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の欠陥検出装置。 The semiconductor device has a semiconductor chip and a transparent sealing resin that seals the semiconductor chip,
The defect detection apparatus according to claim 1, wherein the interface is an interface between the transparent sealing resin and the semiconductor chip.
前記半導体装置を撮像部により撮像する工程と、
前記撮像の結果に基づいて、少なくとも、前記半導体装置の層間の界面における欠陥を判定する工程と、
を有し、
前記光を照射する工程では、前記界面に直交する方向に対して傾斜した方向から、前記半導体装置において前記撮像部と対向する面から、前記光を前記半導体装置に入射させ、
前記撮像部により、前記界面からの反射光を撮像することを特徴とする欠陥検出方法。 Irradiating a semiconductor device having a multi-layer structure with light;
Imaging the semiconductor device with an imaging unit;
Determining a defect at an interface between layers of the semiconductor device based on a result of the imaging;
Have
In the step of irradiating the light, from the direction inclined with respect to the direction orthogonal to the interface, the light is incident on the semiconductor device from the surface facing the imaging unit in the semiconductor device,
A defect detection method, wherein the imaging unit images reflected light from the interface.
前記光源と前記半導体装置との間の位置に配置したウェッジプリズムに光を透過させることによって、前記光の光軸を傾斜させて、前記光を前記半導体装置に照射することを特徴とする請求項6に記載の欠陥検出方法。 Match the direction of the imaging unit and the direction of light irradiation from the light source,
The light is transmitted to a wedge prism disposed at a position between the light source and the semiconductor device so that the optical axis of the light is inclined to irradiate the semiconductor device with the light. 6. The defect detection method according to 6.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014163686A (en) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Azbil Corp | Separation inspection system, separation inspection device and separation inspection method |
| US9368414B2 (en) | 2014-03-20 | 2016-06-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor inspecting apparatus and method of inspecting and manufacturing semiconductor device using the same |
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