JP2003007746A - Method and equipment for inspecting semiconductor element - Google Patents

Method and equipment for inspecting semiconductor element

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JP2003007746A
JP2003007746A JP2001183564A JP2001183564A JP2003007746A JP 2003007746 A JP2003007746 A JP 2003007746A JP 2001183564 A JP2001183564 A JP 2001183564A JP 2001183564 A JP2001183564 A JP 2001183564A JP 2003007746 A JP2003007746 A JP 2003007746A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the reliability of inspection by automating the inspection of a transparent sealant of a semiconductor element, with the semiconductor element, which is such that a chip is mounted on a substrate, being also an object to be tested. SOLUTION: The semiconductor element 1 to be inspected is located below a telecentric lens 5 and a CCD camera 6. When inspecting the surface of the sealant for defects, a light beam 3 from a light source 2 is incident into the semiconductor element 1 at an angle of 10 to 30 deg. with respect to the upper surface of the chip, and imaging is conducted. When inspecting the inside of the sealant for defects, the light beam 3 is incident into the semiconductor element 1 at an angle of 0 to 20 deg. with respect to the upper surface of the chip, and imaging is conducted. If there is no defect in the sealant, the light from the semiconductor element 1 is never incident into the lens 5, and if there are any defects in the sealant, scattered light generated by the defects is incident into the lens 5. Consequently, whether there is any defect in the sealant can be judged by looking at whether there is light in the lens 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップ(以
下、チップ)と透明な封止体を有する半導体素子のため
の検査方法及び検査装置に関し、より詳しくは、上記封
止体の欠陥の有無を検査するための方法及び装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection method and an inspection apparatus for a semiconductor element having a semiconductor chip (hereinafter referred to as a chip) and a transparent encapsulant, and more particularly to the presence or absence of defects in the encapsulant. Method and device for inspecting

【0002】[0002]

【従来の技術】図7に示すように、チップ14表面に光
学センサ(光電センサ)16が実装されている場合、こ
の光学センサが外界の光信号を受光可能とするために、
チップは一般にモールドと呼ばれる透明樹脂製封止体1
8で封止される。従来、このようなモールドの表面欠陥
及び内部欠陥は、半導体素子全部について、専任の検査
員が顕微鏡を用いて目視で個々に行っていた。具体的に
は、図9に示すように、単品位置決めジグ24に単品状
態の被検査体をセットし、専任の検査員がモールド表面
欠陥、モールド内部欠陥を顕微鏡23を用いて検査ステ
ーション22にて1個ずつ検査し、欠陥が発見された場
合は、検査員が自ら取り除いていた。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 7, when an optical sensor (photoelectric sensor) 16 is mounted on the surface of a chip 14, in order to enable the optical sensor to receive an optical signal from the outside,
Chip is a transparent resin encapsulant 1 generally called a mold
It is sealed with 8. Conventionally, such surface defects and internal defects of the mold have been individually visually observed by a dedicated inspector for all the semiconductor elements using a microscope. Specifically, as shown in FIG. 9, a single item positioning jig 24 is set with a single item to be inspected, and a dedicated inspector uses the microscope 23 to inspect the mold surface defect and the mold internal defect at the inspection station 22. Inspected one by one, and if any defect was found, the inspector removed it himself.

【0003】光学センサ16上面及び光学センサ16付
近に欠陥が存在すると、外界からの光信号を正常に受光
することができなくなるため、このようなモールドの欠
陥検査は必要不可欠な検査である。
If a defect exists on the upper surface of the optical sensor 16 and in the vicinity of the optical sensor 16, it becomes impossible to properly receive an optical signal from the outside, and thus such a defect inspection of the mold is an indispensable inspection.

【0004】モールド表面の欠陥とは、モールド表面の
キズ・モールド表面に付着した異物等のことである。一
方、モールド内部欠陥とは、モールド内部の気泡・異物
等のことである。
Defects on the mold surface include scratches on the mold surface and foreign substances attached to the mold surface. On the other hand, the defect inside the mold is a bubble, a foreign substance, or the like inside the mold.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の目視による半導
体素子のモールド欠陥検査には主として次のような欠点
がある。
The conventional visual inspection of mold defects of semiconductor elements has the following drawbacks.

【0006】目視検査では、見落としなどの検査ミス
が生じる。
In the visual inspection, an inspection error such as an oversight occurs.

【0007】検査基準がばらつき、品質が安定しな
い。
The inspection standard varies and the quality is not stable.

【0008】人間の能力には限界がある。There is a limit to human ability.

【0009】欠陥の大きさ・形状及び場所が不安定で
あるため、目視検査が非常に困難。
Since the size, shape and location of defects are unstable, visual inspection is very difficult.

【0010】検査に長時間を要する。The inspection requires a long time.

【0011】このような目視によるモールド(封止体)
欠陥検査の欠点を解消するために、本出願人は特願20
00−215808号(出願日:平成12年7月17
日)において、モールド欠陥検査の自動化を可能にする
検査方法を提案した。この方法は、半導体素子を下側か
ら照射して半導体素子からの光を検出し、その検出結果
に基づいてモールド欠陥を判定するものである。しかし
ながら、この検査方法は、チップが基板に搭載された半
導体素子には適用できないことが判明した。光線が基板
に遮られて、モールドに入射できないためである。
Mold (sealing body) by such visual inspection
In order to eliminate the defects of the defect inspection, the applicant of the present invention has a patent application 20
00-215808 (filing date: July 17, 2000)
(Japan) proposed an inspection method that enables automation of mold defect inspection. In this method, a semiconductor element is irradiated from the lower side to detect light from the semiconductor element, and a mold defect is determined based on the detection result. However, it has been found that this inspection method cannot be applied to a semiconductor element having a chip mounted on a substrate. This is because the light beam is blocked by the substrate and cannot enter the mold.

【0012】そこで、本発明は、半導体素子の透明なモ
ールド(封止体)の検査を自動化して、検査の信頼性を
向上することのできる検査方法及び検査装置であって、
半導体チップが基板に搭載された半導体素子も検査対象
とできる検査方法及び検査装置を提供することを目的と
する。
Therefore, the present invention provides an inspection method and an inspection apparatus capable of automating the inspection of a transparent mold (sealing body) of a semiconductor element and improving the reliability of the inspection.
An object of the present invention is to provide an inspection method and an inspection apparatus capable of inspecting a semiconductor element having a semiconductor chip mounted on a substrate.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の検査方法は、半導体チップと透明な封止体
を有する半導体素子のための検査方法であって、被検査
体である上記半導体素子を上記半導体チップの上面が光
検出手段に対向するように設置し、封止体に欠陥がない
場合には半導体素子からの光が上記光検出手段に入射せ
ず、かつ、封止体に欠陥がある場合にはその欠陥によっ
て生じる散乱光が上記光検出手段に入射するように、光
源からの光線を上記半導体チップの上面に対して斜め方
向から半導体素子に入射させ、上記光検出手段による検
出結果に基づいて、半導体素子の封止体の欠陥の有無を
判定することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the inspection method of the present invention is an inspection method for a semiconductor element having a semiconductor chip and a transparent encapsulant, and is an object to be inspected. The semiconductor element is installed so that the upper surface of the semiconductor chip faces the light detecting means, and when the sealing body has no defect, the light from the semiconductor element does not enter the light detecting means, and the sealing body When there is a defect, the light from the light source is incident on the semiconductor element obliquely with respect to the upper surface of the semiconductor chip so that the scattered light generated by the defect is incident on the photodetector, It is characterized in that the presence or absence of a defect in the sealing body of the semiconductor element is determined based on the detection result of

【0014】この方法では、光源からの光線を半導体チ
ップの上面に対して斜め方向から(たとえば、半導体素
子を水平方向に設置した場合つまり半導体チップの上面
が水平方向に延びるように設置した場合には、水平方向
に対して斜め上方向から)被検査体である半導体素子に
入射させるので、チップが基板に搭載されていても、光
源からの光線は基板に遮られることなく半導体素子の封
止体に入射できる。そして、封止体に欠陥がない場合に
は、光源から半導体素子の封止体に入射した光は、封止
体の上面とこれに対向するチップ表面によって全反射を
繰り返しながら前進した後、封止体の外にでる。この光
は光検出手段には入射しない。一方、封止体の表面ある
いは内部に欠陥がある場合には、光源から半導体素子に
入射した光はこの欠陥によって乱反射し、封止体の上面
から散乱光が出て、光検出手段に入射する。つまり、光
検出手段が封止体からの光を検出したか否かによって、
封止体に欠陥があるかないかを判定できる。したがっ
て、この発明の検査方法を用いれば、封止体の欠陥検査
を自動化できる。しかも、この検査方法は、チップが透
明な封止体で封止された半導体素子であれば、チップの
基板への搭載・非搭載を問わず、適用することができ
る。
In this method, the light beam from the light source is obliquely directed to the upper surface of the semiconductor chip (for example, when the semiconductor element is installed in the horizontal direction, that is, when the upper surface of the semiconductor chip is installed so as to extend in the horizontal direction). Is incident on the semiconductor element that is the object to be inspected (from an obliquely upward direction with respect to the horizontal direction), so even if the chip is mounted on the substrate, the light from the light source is not blocked by the substrate and the semiconductor element is sealed. Can enter the body. When the sealing body is not defective, the light incident on the sealing body of the semiconductor element from the light source advances while repeating the total reflection by the upper surface of the sealing body and the chip surface facing the sealing body, and Go out of the stop. This light does not enter the light detecting means. On the other hand, when there is a defect on the surface or inside of the encapsulant, the light incident on the semiconductor element from the light source is diffusely reflected by this defect, scattered light is emitted from the upper surface of the encapsulant, and is incident on the light detecting means. . That is, depending on whether or not the light detecting means detects the light from the sealing body,
It is possible to determine whether or not the sealing body has a defect. Therefore, by using the inspection method of the present invention, the defect inspection of the sealed body can be automated. Moreover, this inspection method can be applied regardless of whether the chip is mounted or not mounted on the substrate as long as the chip is a semiconductor element sealed with a transparent sealing body.

【0015】この検査方法を実施するために、本発明の
検査装置は、光源と、上記光源によって照射された被検
査体である半導体素子からの光を検出する光検出手段
と、上記光検出手段による検出結果に基づいて、半導体
素子の封止体の欠陥の有無を判定する判定手段とを備
え、上記光源は、封止体に欠陥がない場合には半導体素
子からの光が上記光検出手段に入射せず、かつ、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
上記光検出手段に入射するよう、上記半導体チップの上
面に対して斜め方向から半導体素子を照射するようにな
っている。
In order to carry out this inspection method, the inspection apparatus of the present invention comprises a light source, a light detecting means for detecting light emitted from the semiconductor element, which is an object to be inspected, and a light detecting means. And a determination means for determining the presence or absence of a defect in the sealing body of the semiconductor element, based on the detection result by the light source, the light source is configured to detect the light from the semiconductor element when the sealing body has no defect. When the sealing body has a defect, the semiconductor element is irradiated obliquely to the upper surface of the semiconductor chip so that the scattered light generated by the defect is incident on the photodetector. It has become.

【0016】上記封止体の表面欠陥の有無を検査する場
合には、上記半導体チップの上面に対して(たとえば、
半導体チップの上面が水平方向にある場合には水平方向
に対して)10°〜30°の角度で半導体素子に光源か
らの光線を入射させるのがよい。
When inspecting the surface of the sealing body for the presence or absence of defects, the upper surface of the semiconductor chip (for example,
When the upper surface of the semiconductor chip is in the horizontal direction, it is preferable that the light beam from the light source is incident on the semiconductor element at an angle of 10 ° to 30 ° with respect to the horizontal direction.

【0017】上記10°〜30°の角度は、チップ表面
と表面欠陥とのコントラストを最も良好に得られる角度
である。角度が10°より小さいと、封止体に入射した
光源からの光線は欠陥で乱反射せず、検出できない。ま
た、角度が30°より大きいと、光源からの光線はチッ
プ表面で乱反射してしまう。したがって、いずれの場合
も、チップ表面と欠陥とのコントラストがなくなり欠陥
を検出できない。
The above angle of 10 ° to 30 ° is the angle at which the contrast between the chip surface and the surface defect can be best obtained. If the angle is smaller than 10 °, the light beam from the light source incident on the sealing body is not irregularly reflected by the defect and cannot be detected. On the other hand, if the angle is larger than 30 °, the light beam from the light source will be diffusely reflected on the chip surface. Therefore, in either case, there is no contrast between the chip surface and the defect, and the defect cannot be detected.

【0018】上記封止体の内部欠陥の有無を検査する場
合には、上記半導体チップの上面に対して0°〜20°
の角度をなす方向から半導体素子に光源からの光線を入
射させるのがよい。
When inspecting the presence or absence of an internal defect in the sealing body, 0 ° to 20 ° with respect to the upper surface of the semiconductor chip.
It is preferable that the light beam from the light source is incident on the semiconductor element from a direction forming an angle.

【0019】上記0°〜20°の角度は、チップ表面と
内部欠陥とのコントラストを最も良好に得られる角度で
ある。角度が0°より小さいと、基板によって遮光さ
れ、封止体に入射することができない。また、角度が2
0°より大きいと、光源からの光線はチップ表面で乱反
射してしまう。したがって、いずれの場合も、チップ表
面と欠陥とのコントラストがなくなり欠陥を検出できな
い。
The above-mentioned angle of 0 ° to 20 ° is the angle at which the contrast between the chip surface and the internal defect is best obtained. If the angle is smaller than 0 °, the light is blocked by the substrate and cannot enter the sealing body. Also, the angle is 2
If it is larger than 0 °, the light beam from the light source will be diffusely reflected on the chip surface. Therefore, in either case, there is no contrast between the chip surface and the defect, and the defect cannot be detected.

【0020】なお、封止体内部欠陥の検査時に光線を入
射させる角度の上限が封止体表面欠陥の検査時に光線を
入射させる角度の上限よりも小さいのは、封止体内部欠
陥を検査する場合の方がチップ表面の乱反射の程度をよ
り厳しく抑える必要があるためである。
It should be noted that the upper limit of the angle of incidence of the light beam at the time of inspecting the internal defect of the sealing body is smaller than the upper limit of the angle of incidence of the light beam at the time of inspection of the surface defect of the sealing body. This is because it is necessary to more strictly suppress the degree of diffused reflection on the chip surface.

【0021】上述した角度で光源から光線を半導体素子
に入射させるために、上記検査装置は、上記光源からの
光線が上記半導体チップの上面に対して0°〜30°の
角度をなして半導体素子に入射できるように、光源の光
線の出射方向を調整可能としてもよい。0°〜30°の
範囲で調整可能であれば、封止体の表面欠陥を検査する
ときに使用する角度(10°〜30°)にも、封止体の
内部欠陥を検査するときに使用する角度(0°〜20
°)にも対応できる。
In order to cause the light beam from the light source to be incident on the semiconductor element at the above-mentioned angle, the inspection device is such that the light beam from the light source forms an angle of 0 ° to 30 ° with respect to the upper surface of the semiconductor chip. The emission direction of the light beam of the light source may be adjustable so that the light beam can be incident on. If it can be adjusted in the range of 0 ° to 30 °, the angle (10 ° to 30 °) used when inspecting the surface defect of the encapsulant is also used when inspecting the internal defect of the encapsulant. Angle (0 to 20
°) is also available.

【0022】一実施形態では、高い検出精度を確保する
ために、上記光源として600nm〜670nmの波長
を有するLED光源が用いられる。
In one embodiment, in order to ensure high detection accuracy, an LED light source having a wavelength of 600 nm to 670 nm is used as the light source.

【0023】一実施形態において、上記検査装置におけ
る光検出手段は、半導体素子から来る光を取り込んで半
導体素子の画像を形成する撮像手段からなる。この場
合、検査装置は撮像手段によって得られた画像を処理し
て所定の検査領域内の画像データを得る画像処理手段を
さらに備え、上記判定手段は上記画像処理手段によって
得られた画像データを欠陥判定基準と比較して封止体の
欠陥の有無を判定する。
In one embodiment, the photo-detecting means in the above-mentioned inspection apparatus is an image pickup means for taking in light coming from the semiconductor element and forming an image of the semiconductor element. In this case, the inspection apparatus further includes image processing means for processing the image obtained by the image pickup means to obtain image data in a predetermined inspection area, and the determination means includes a defect in the image data obtained by the image processing means. The presence or absence of a defect in the sealing body is determined by comparison with the determination standard.

【0024】一実施形態では、上記撮像手段はテレセン
トリックレンズとCCDカメラを備えている。テレセン
トリックレンズは特定方向の光成分のみを取り込むこと
ができるので、欠陥に起因する散乱先のみを取り込んで
撮像することができる。
In one embodiment, the image pickup means includes a telecentric lens and a CCD camera. Since the telecentric lens can capture only the light component in a specific direction, it can capture an image by capturing only the scattering destination caused by the defect.

【0025】より高精度の欠陥検出を行うために、外部
からの光線が上記光検出手段によって検出されないよ
う、外部からの光線を遮断する遮光板を設けてもよい。
In order to detect a defect with higher accuracy, a light-shielding plate may be provided to block a light beam from the outside so that the light beam from the outside is not detected by the light detecting means.

【0026】より高精度の欠陥検出を行うため、光源か
らの光線が上記封止体の上面に入射するのを防止するた
めの遮光フードを設けてもよい。このような遮光フード
を設けることにより、光源からの光線が半導体チップの
表面で乱反射し、その光が上記光検出手段によって検出
されてしまうという不都合を防止できる。また、遮光フ
ードを設ける場合、遮光フードの先端が半導体素子の上
面から0.5mm以下の距離にあるようにするのが、そ
の目的に関して効果的である。遮光フードは、この遮光
フードの先端と半導体素子の上面との距離を(例えば、
0mm〜0.6mmの範囲で)調整可能としておけば、
便利である。
In order to detect the defect with higher accuracy, a light shielding hood may be provided to prevent the light beam from the light source from entering the upper surface of the sealing body. By providing such a light-shielding hood, it is possible to prevent the disadvantage that the light beam from the light source is diffusely reflected on the surface of the semiconductor chip and the light is detected by the light detecting means. Further, when the light-shielding hood is provided, it is effective for that purpose to set the tip of the light-shielding hood at a distance of 0.5 mm or less from the upper surface of the semiconductor element. The shading hood measures the distance between the tip of the shading hood and the upper surface of the semiconductor element (for example,
If it can be adjusted (in the range of 0 mm to 0.6 mm),
It is convenient.

【0027】上記被検査体である半導体素子が半導体チ
ップ上に光学センサを有する場合には、封止体の上面
を、受光領域は鏡面にし、受光領域以外の領域をナシ地
にしてもよい。封止体上面の表面状態をこのようにすれ
ば、受光領域以外の領域に入射した光は、ナシ地表面の
お陰で、光検出手段に殆ど検出されない。したがって、
このような表面を有する半導体素子に対して遮光フード
を用いる場合には、遮光フードの先端部分は封止体上面
の全体ではなく、実質的に受光領域のみを覆うようにし
てもよい。封止体の上面全体が鏡面の場合には、遮光フ
ードの先端部分は実質的に封止体の上面全体を覆うよう
な寸法にするのがよい。
When the semiconductor element which is the object to be inspected has an optical sensor on a semiconductor chip, the upper surface of the sealing body may be a mirror surface for the light receiving area, and the area other than the light receiving area may be pear ground. If the surface state of the upper surface of the sealing body is set in this way, the light incident on the area other than the light receiving area is hardly detected by the light detecting means because of the pear surface. Therefore,
When a light-shielding hood is used for a semiconductor element having such a surface, the tip portion of the light-shielding hood may cover substantially only the light-receiving region, not the entire upper surface of the sealing body. When the entire upper surface of the sealing body is a mirror surface, the tip portion of the light shielding hood may be dimensioned so as to substantially cover the entire upper surface of the sealing body.

【0028】封止体の表面欠陥を検査する場合と、封止
体の内部欠陥を検査する場合とで、被検査体における検
査領域と欠陥判定基準を変えることにより、高精度に欠
陥を検査することができる。
By inspecting the surface defect of the sealing body and inspecting the internal defect of the sealing body, the inspection area and the defect judgment standard in the inspection object are changed to inspect the defect with high accuracy. be able to.

【0029】一実施形態において、上記検査装置は、個
別の半導体素子を順次上記光検出手段の方へ送る供給手
段と、上記供給手段によって送られてきた半導体素子を
上記光検出手段に対して所定箇所に位置決めする位置決
め手段とをさらに備えている。
In one embodiment, the inspecting apparatus is configured so that individual semiconductor elements are sequentially sent to the photodetecting means, and the semiconductor elements sent by the supplying means are predetermined to the photodetecting means. Positioning means for positioning at a location are further provided.

【0030】一実施形態において、上記光源、光検出手
段、判定手段はそれぞれ、封止体の表面欠陥を検査する
ための第1の光源、第1の光検出部、第1の判定部と、
封止体の内部欠陥を検査するための第2の光源、第2の
光検出部、第2の判定部とを備えており、上記第1の光
源からの光線の出射方向は、この光線が上記半導体チッ
プの上面に対して10°〜30°の角度をなして半導体
素子に入射できるように調整可能であり、上記第2の光
源からの光線の出射方向は、この光線が上記半導体チッ
プの上面に対して0°〜20°の角度をなして半導体素
子に入射できるように調整可能である。そして、第1の
判定部と第2の判定部は互いに異なる欠陥判定基準を用
いて欠陥の判定を行う。この実施形態では、第1の光
源、第1の光検出部、第1の判定部によって一半導体素
子の封止体表面の欠陥が検査されている間に、第2の光
源、第2の光検出部、第2の判定部によって別の半導体
素子の封止体内部の欠陥が検査される。よって、封止体
表面と封止体内部の欠陥を共通の光源、共通の光検出
部、共通の判定部によって検査する場合に比べて、検査
時間が短くなる。
In one embodiment, the light source, the light detecting means, and the judging means respectively include a first light source, a first light detecting section, and a first judging section for inspecting the surface defect of the sealing body.
A second light source for inspecting an internal defect of the sealing body, a second light detection unit, and a second determination unit are provided, and the emission direction of the light beam from the first light source is It is adjustable so that it can be incident on the semiconductor element at an angle of 10 ° to 30 ° with respect to the upper surface of the semiconductor chip, and the direction of emission of the light beam from the second light source is It can be adjusted so that it can be incident on the semiconductor element at an angle of 0 ° to 20 ° with respect to the upper surface. Then, the first determination unit and the second determination unit perform defect determination using different defect determination standards. In this embodiment, while the first light source, the first light detection unit, and the first determination unit inspect the surface of the sealing body of the one semiconductor element for defects, the second light source and the second light are detected. The detection unit and the second determination unit inspect a defect inside the sealing body of another semiconductor element. Therefore, the inspection time is shorter than that in the case where the defects on the surface of the sealing body and the inside of the sealing body are inspected by the common light source, the common photodetection unit, and the common determination unit.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】図1は本発明の半導体素子の検査
装置の一実施形態の機構図である。この図に示すよう
に、検査装置は、光源2、遮光板4、テレセントリック
レンズ5、CCDカメラ6、遮光フード13、画像メモ
リ7、画像処理部8、画像判定部9、そして装置駆動部
19を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a mechanism diagram of an embodiment of a semiconductor device inspection apparatus according to the present invention. As shown in this figure, the inspection device includes a light source 2, a light blocking plate 4, a telecentric lens 5, a CCD camera 6, a light blocking hood 13, an image memory 7, an image processing unit 8, an image determining unit 9, and a device driving unit 19. Have.

【0032】光源2は、水平方向に設置された被検査体
である半導体素子1を取り巻くように配置されており、
この光源2からの光線3によって半導体素子1を照明す
る。半導体素子1は、例えば図7に示すように、チップ
14と、基板17と、チップ14表面に搭載された光電
センサ16と、透明樹脂からなる封止体(以下、モール
ドという)18とからなる。テレセントリックレンズ5
とCCDカメラ6は半導体素子1の上方に位置するよう
設置されて、半導体素子1を撮像する。テレセントリッ
クレンズ5とCCDカメラ6は撮像手段であり光検出手
段である。CCDカメラ6からの画像信号は画像メモリ
7に格納される。そして、画像処理部8は画像メモリ7
から読み出された画像信号を処理して所定の検査領域内
の画像データを得る。画像データは画像判定部9に送ら
れる。画像判定部9は、画像データと欠陥判定基準を比
較して、半導体素子の良否、より詳しくは、モールド
(封止体)の欠陥の有無を判定し、判定結果信号10を
出力する。装置駆動部19はこの判定結果信号10を受
け、判定結果に応じて半導体素子1を分類収納するよう
に、そのための装置を駆動する。なお、画像処理や画像
判定は公知の手法を利用して行うことができる。
The light source 2 is arranged so as to surround the semiconductor element 1 which is the object to be inspected and which is installed in the horizontal direction.
The semiconductor element 1 is illuminated by the light ray 3 from the light source 2. The semiconductor element 1 includes, for example, as shown in FIG. 7, a chip 14, a substrate 17, a photoelectric sensor 16 mounted on the surface of the chip 14, and a sealing body (hereinafter, referred to as a mold) 18 made of a transparent resin. . Telecentric lens 5
The CCD camera 6 is installed so as to be located above the semiconductor element 1, and images the semiconductor element 1. The telecentric lens 5 and the CCD camera 6 are image pickup means and light detection means. The image signal from the CCD camera 6 is stored in the image memory 7. Then, the image processing unit 8 uses the image memory 7
The image signal read from is processed to obtain image data in a predetermined inspection area. The image data is sent to the image determination unit 9. The image determination unit 9 compares the image data with the defect determination standard to determine the quality of the semiconductor element, more specifically, the presence or absence of a defect in the mold (sealing body), and outputs a determination result signal 10. The device driving section 19 receives the judgment result signal 10 and drives the device for classifying and accommodating the semiconductor elements 1 according to the judgment result. Note that image processing and image determination can be performed using a known method.

【0033】被検査体である半導体素子1に対して外乱
光が入ると、半導体素子1の上面つまりモールド18の
上面からの外乱光によって、チップ14表面が乱反射を
起こし、その結果、チップ14表面と欠陥とのコントラ
ストがなくなり、検査ができなくなる。このような事態
を回避するために、遮光板4が、光源2および被検査体
1を覆うようにテレセントリックレンズ5の回りに設け
られている。
When ambient light enters the semiconductor device 1 to be inspected, the surface of the chip 14 is irregularly reflected by the ambient light from the upper surface of the semiconductor device 1, that is, the upper surface of the mold 18, and as a result, the surface of the chip 14 is affected. There is no contrast between the defect and the defect, making inspection impossible. In order to avoid such a situation, the light shielding plate 4 is provided around the telecentric lens 5 so as to cover the light source 2 and the inspection object 1.

【0034】また、被検査体である半導体素子1に対し
て、半導体素子1の上面つまりモールド18の上面から
光線3が直接入射すると、チップ14表面が乱反射を起
こし、その結果、チップ14表面と欠陥とのコントラス
トがなくなり、検査ができなくなる。このような事態を
回避するために、モールド18上面への光線3の入射を
遮断すべく、遮光フード13が、モールド18の上面全
体を覆うようにテレセントリックレンズ5の回りに設け
られている。
When the light beam 3 is directly incident on the semiconductor element 1 which is the object to be inspected from the upper surface of the semiconductor element 1, that is, the upper surface of the mold 18, the surface of the chip 14 causes irregular reflection, and as a result, the surface of the chip 14 is The contrast with the defect disappears and inspection becomes impossible. In order to avoid such a situation, a light shielding hood 13 is provided around the telecentric lens 5 so as to cover the entire upper surface of the mold 18 in order to block the incidence of the light ray 3 on the upper surface of the mold 18.

【0035】欠陥の検出精度は、遮光フード13の先端
とモールド18の上面との距離が0.5mm以下のとき
良く、0.5mmを超えると、モールド18の上面から
光線3が入射して、そのチップ14表面で乱反射を起こ
して、欠陥とのコントラストがなくなり、欠陥を検出す
ることができない。また、半導体素子の表面を傷つけな
いようにするため、遮光フード13の先端をモールド1
8の上面から最低0.1mmは離した方が望ましい。よ
り高精度の検査を行うには、遮光フード13の先端とモ
ールド18の上面との距離は0.25mm〜0.35m
mにするのが好ましい。本実施の形態では、遮光フード
13は、その先端が半導体素子の上面から適切な距離に
位置するよう、上下方向の位置が0mm〜0.6mmの
範囲内で調整可能となっている。ただし、調整範囲はこ
の例に限らない。
The accuracy of defect detection is good when the distance between the tip of the light-shielding hood 13 and the upper surface of the mold 18 is 0.5 mm or less. When the distance exceeds 0.5 mm, the light ray 3 enters from the upper surface of the mold 18, Diffuse reflection occurs on the surface of the chip 14 and the contrast with the defect disappears, and the defect cannot be detected. Further, in order to prevent the surface of the semiconductor element from being damaged, the tip of the light-shielding hood 13 is attached to the mold 1.
It is desirable to be separated from the upper surface of 8 by at least 0.1 mm. To perform a more accurate inspection, the distance between the tip of the light shielding hood 13 and the upper surface of the mold 18 is 0.25 mm to 0.35 m.
It is preferably m. In the present embodiment, the light shielding hood 13 can be adjusted in its vertical position within a range of 0 mm to 0.6 mm so that its tip is located at an appropriate distance from the upper surface of the semiconductor element. However, the adjustment range is not limited to this example.

【0036】また、遮光フード13先端の開口量は、
2.0〜2.4mmのサイズを有する半導体素子に対し
ては、φ1.8〜φ3.0mmのときに欠陥の検出精度
が良く、この範囲以外のときには、半導体素子1の上面
から光線3が入射して、チップ14表面で乱反射を起こ
して、欠陥とのコントラストがなくなり、欠陥を検出す
ることができなかった。なお、遮光フード13先端の最
適な開口量は、半導体素子の寸法に応じて適宜設定すれ
ばよい。
The amount of opening at the tip of the light shielding hood 13 is
For a semiconductor element having a size of 2.0 to 2.4 mm, the defect detection accuracy is good when φ1.8 to φ3.0 mm, and when the diameter is outside this range, the light beam 3 is emitted from the upper surface of the semiconductor element 1. Upon incidence, diffuse reflection occurs on the surface of the chip 14 and the contrast with the defect disappears, and the defect could not be detected. The optimum opening amount at the tip of the light shielding hood 13 may be appropriately set according to the dimensions of the semiconductor element.

【0037】遮光フード13の先端部分の傾斜角β(先
端面から水平方向に延長した線と傾斜部とのなす角度)
は本実施の形態では60°〜80°であった。この角度
も、遮光フードの上部(レンズ5に取りつけられる円筒
部分)の直径と先端部分の直径との関係に応じて、適宜
変更すればよい。
Inclination angle β of the tip portion of the light-shielding hood 13 (angle formed by a line extending horizontally from the tip surface and the inclined portion)
Was 60 ° to 80 ° in the present embodiment. This angle may also be appropriately changed according to the relationship between the diameter of the upper portion of the light-shielding hood (the cylindrical portion attached to the lens 5) and the diameter of the tip portion.

【0038】欠陥検査精度をさらに上げるために、封止
体の上面を、受光領域(図7(a)において中央の丸で
囲まれた領域)のみを鏡面にし、受光領域以外の領域を
ナシ地にするのが望ましい。封止体上面をこのような表
面状態にすることにより、受光領域以外の封止体表面領
域で発生した散乱光を光検出手段に検出されないように
遮断することが可能となる。なお、このような表面状態
を有する半導体素子に対しては、遮光フード13の先端
部分は封止体上面の全体ではなく、実質的に受光領域の
みを覆うようにしてもよい。図2、3等は、遮光フード
13の先端部分が実質的に封止体の上面全体を覆う場合
を示している。
In order to further improve the defect inspection accuracy, only the light receiving region (the region surrounded by the center circle in FIG. 7A) is mirror-finished on the upper surface of the sealing body, and the region other than the light receiving region is pear-free. Is desirable. By setting the upper surface of the sealing body in such a surface state, it becomes possible to block the scattered light generated in the surface area of the sealing body other than the light receiving area so as not to be detected by the light detecting means. For the semiconductor element having such a surface state, the tip portion of the light shielding hood 13 may cover substantially only the light receiving region, not the entire upper surface of the sealing body. 2 and 3 show a case where the tip portion of the light shielding hood 13 substantially covers the entire upper surface of the sealing body.

【0039】光源2には単一/ピーク波長のLED光源
を用いる。この理由は、複数のピーク波長を含んだ光源
では、チップ表面で乱反射を起こして、チップ表面と欠
陥とのコントラストがなくなり、検査ができなくなるか
らである。また、テレセントリックレンズ5を用いるこ
とによって、特定方向のみの光成分を取り込むことがで
き、欠陥で乱反射した散乱光のみを撮像することができ
る。
As the light source 2, an LED light source of single / peak wavelength is used. The reason for this is that in a light source containing a plurality of peak wavelengths, diffuse reflection occurs on the chip surface, the contrast between the chip surface and defects disappears, and inspection becomes impossible. Further, by using the telecentric lens 5, it is possible to capture a light component only in a specific direction, and it is possible to image only the scattered light diffusely reflected by the defect.

【0040】LED光源としては、600nm〜670
nmのピーク波長を有するInGaA1P系の黄色LE
D及びGaA1As系の赤色LEDが望ましい。GaN
系の青色LED、緑色LED、InGaA1P系の黄色
LED、GaA1As系の赤色LEDについて検討した
が、ピーク波長600nm〜670nmのInGaA1
P系及びGaA1As系LEDが特に欠陥検出精度がよ
かった。
The LED light source is 600 nm to 670 nm.
InGaA1P-based yellow LE having a peak wavelength of nm
D and GaA1As based red LEDs are desirable. GaN
A blue LED, a green LED, an InGaA1P yellow LED, and a GaA1As red LED were examined, and InGaA1 having a peak wavelength of 600 nm to 670 nm was examined.
The P-based and GaA1As-based LEDs had particularly good defect detection accuracy.

【0041】また、この実施形態では、光源2はモール
ド表面欠陥検査とモールド内部欠陥検査の両方に共通に
使用されるため、水平方向に対して0°〜30°の角度
をなして上斜め方向から光線3が半導体素子1に入射で
きるように、光線の出射方向を調整可能にしている。た
だし、モールド表面欠陥検査時には、図2に示すよう
に、水平方向に対して上側に10°〜30°の角度θを
なして光線3が半導体素子1に入射できるように出射方
向が調整され、モールド内部欠陥検査時には、図3に示
すように、水平方向に対して上側に0°〜20°の角度
θをなして光線3が半導体素子1に入射できるように出
射方向が調整される。図2、3において、11はモール
ド表面の欠陥を表し、12はモールド内部の欠陥を表し
ている。また、15はこれらの欠陥によって生じる散乱
光を表している。
Further, in this embodiment, since the light source 2 is commonly used for both the mold surface defect inspection and the mold internal defect inspection, the light source 2 forms an angle of 0 ° to 30 ° with respect to the horizontal direction. The outgoing direction of the light beam is adjustable so that the light beam 3 can enter the semiconductor element 1. However, at the time of inspecting the mold surface defect, as shown in FIG. 2, the emission direction is adjusted so that the light beam 3 can enter the semiconductor element 1 at an angle θ of 10 ° to 30 ° with respect to the horizontal direction. At the time of inspecting the defect inside the mold, as shown in FIG. 3, the emitting direction is adjusted so that the light ray 3 can enter the semiconductor element 1 at an angle θ of 0 ° to 20 ° with respect to the horizontal direction. 2 and 3, 11 represents a defect on the mold surface, and 12 represents a defect inside the mold. Reference numeral 15 represents scattered light generated by these defects.

【0042】図5はモールド表面欠陥検査時の光源(光
軸)配置角度比較図である。この図に示すように、モー
ルド表面欠陥検査では、半導体素子1に対する光源2の
配置角度(つまり、半導体素子1に対する光線3の出射
方向)として、水平方向に対して上側の角度θ=10°
〜30°が最もチップ表面と欠陥とのコントラストを得
られる角度であり、この範囲の角度で光線3を半導体素
子1に入射させれば、(b)に示すように、光源2から
の入射光3が欠陥で乱反射して、半導体素子1の上面つ
まりモールド18の上面に散乱光15として現れ、この
光15を良好に検出することができる。この角度では、
モールド18に欠陥がない場合には、(a)に示すよう
に、入射光3はモールド上面とチップ14表面との間を
全反射しながら前進して、モールド18の外に出た光は
テレセントリックレンズ5に取り込まれない。一方、
(c)に示すように、角度θが10°より小さいと光源
2からの入射光3が欠陥で乱反射せず、検出できない。
また、(d)に示すように、角度θが30°より大きい
と光線3がチップ14表面で乱反射するため、この場合
も欠陥とのコントラストがなくなり欠陥を検出できな
い。
FIG. 5 is a comparison diagram of light source (optical axis) arrangement angles when inspecting a mold surface defect. As shown in this figure, in the mold surface defect inspection, as the arrangement angle of the light source 2 with respect to the semiconductor element 1 (that is, the emission direction of the light beam 3 with respect to the semiconductor element 1), the upper side angle θ = 10 ° with respect to the horizontal direction.
-30 ° is the angle at which the contrast between the chip surface and the defect is most obtained, and if the light beam 3 is incident on the semiconductor element 1 at an angle within this range, as shown in (b), the incident light from the light source 2 3 is irregularly reflected by a defect and appears as scattered light 15 on the upper surface of the semiconductor element 1, that is, the upper surface of the mold 18, and this light 15 can be satisfactorily detected. At this angle,
When the mold 18 has no defects, the incident light 3 advances while being totally reflected between the upper surface of the mold and the surface of the chip 14 as shown in FIG. Not taken into the lens 5. on the other hand,
As shown in (c), when the angle θ is smaller than 10 °, the incident light 3 from the light source 2 is not irregularly reflected by a defect and cannot be detected.
Further, as shown in (d), when the angle θ is larger than 30 °, the light ray 3 is diffusely reflected on the surface of the chip 14, and in this case also, the contrast with the defect is lost and the defect cannot be detected.

【0043】図6はモールド内部欠陥検査時の光源(光
軸)配置角度比較図である.この図に示すように、モー
ルド内部欠陥検査では、半導体素子1に対する光源2の
配置角度(つまり、半導体素子1に対する光線3の出射
方向)として、水平方向に対して上側の角度θ=0°〜
20°が最もチップ表面と欠陥とのコントラストを得ら
れる角度であり、この範囲の角度で光線3を半導体素子
1に入射させれば、(b)に示すように、光源2からの
入射光3が欠陥で乱反射して、半導体素子1の上面つま
りモールド18の上面に散乱光15として現れ、この光
15を良好に検出することができる。この角度では、モ
ールド18に欠陥がない場合には、(a)に示すよう
に、入射光3はモールド18の上面とチップ14表面と
の間を全反射しながら前進して、モールド18の外に出
た光はテレセントリックレンズ5に取り込まれない。一
方、(c)に示すように、角度θが0°より小さいと、
光線3は基板に遮断され、モールド18に入射すること
ができない。また、(d)に示すように、角度θが20
°より大きいと光線3がチップ14表面で乱反射するた
め、いずれの場合も欠陥とのコントラストがなくなり欠
陥を検出できない。
FIG. 6 is a comparison diagram of light source (optical axis) arrangement angles when inspecting defects inside the mold. As shown in this figure, in the defect inspection inside the mold, as the arrangement angle of the light source 2 with respect to the semiconductor element 1 (that is, the emission direction of the light ray 3 with respect to the semiconductor element 1), the upper side angle θ = 0 ° to the horizontal direction.
20 ° is the angle at which the contrast between the chip surface and the defect is most obtained, and if the light beam 3 is incident on the semiconductor element 1 at an angle within this range, as shown in (b), the incident light 3 from the light source 2 Is diffusely reflected by defects and appears as scattered light 15 on the upper surface of the semiconductor element 1, that is, the upper surface of the mold 18, and this light 15 can be satisfactorily detected. At this angle, when the mold 18 has no defect, the incident light 3 advances while being totally reflected between the upper surface of the mold 18 and the surface of the chip 14 as shown in FIG. The light emitted at is not taken into the telecentric lens 5. On the other hand, as shown in (c), when the angle θ is smaller than 0 °,
The light ray 3 is blocked by the substrate and cannot enter the mold 18. Further, as shown in (d), the angle θ is 20
If the angle is larger than 0 °, the light beam 3 is irregularly reflected on the surface of the chip 14, and in any case, the contrast with the defect is lost and the defect cannot be detected.

【0044】図4はモールド表面欠陥検査およびモール
ド内部欠陥検査でそれぞれ得られる半導体素子1(図7
参照)の画像の一例である。11は表面欠陥、12は内
部欠陥である。
FIG. 4 shows the semiconductor element 1 (FIG. 7) obtained by the mold surface defect inspection and the mold internal defect inspection, respectively.
(See reference image). 11 is a surface defect and 12 is an internal defect.

【0045】画像処理部8では、画像メモリ7から画像
を読み出して画像処理を行い、モールド表面欠陥検査と
モールド内部欠陥検査それぞれに応じて設定された検査
領域の画像データを抽出する。そして、画像判定部9で
は、この画像データと検査に応じた検査判定基準とを比
較して欠陥の有無の判定を行い、その結果を判定結果信
号10として出力する。出力された結果信号10は装置
駆動部19に伝えられる。
The image processing unit 8 reads out an image from the image memory 7 and performs image processing to extract image data of inspection areas set in accordance with the mold surface defect inspection and the mold internal defect inspection, respectively. Then, the image determination unit 9 compares the image data with an inspection determination standard corresponding to the inspection to determine the presence or absence of a defect, and outputs the result as a determination result signal 10. The output result signal 10 is transmitted to the device driving unit 19.

【0046】なお、図1に示した検査装置は、モールド
表面欠陥検査とモールド内部欠陥検査とを1つの検査ス
テーション(図9の22を参照のこと)で行うようにし
たものである。被検査品は、従来から使用されている単
品位置決めジグ(図9の24を参照のこと)にセットす
ればよい。この単品位置決めジグを公知の送り機構によ
って所定量づつ検査ステーションの方向に移動させるこ
とによって、被検査品を1つずつ検査ステーションの所
定位置に送ることができる。
The inspection apparatus shown in FIG. 1 is designed to perform the mold surface defect inspection and the mold internal defect inspection in one inspection station (see 22 in FIG. 9). The inspected product may be set in a conventionally used single product positioning jig (see 24 in FIG. 9). By moving this single-item positioning jig toward the inspection station by a predetermined amount by a known feeding mechanism, it is possible to feed the inspected products one by one to a predetermined position of the inspection station.

【0047】図8は本発明の別の実施形態による検査装
置のブロック図である。図1に示した検査装置がモール
ド表面欠陥検査とモールド内部欠陥検査とを1つの検査
ステーションで行うのに対して、図8の検査装置は、モ
ールド表面欠陥検査とモールド内部欠陥検査とをそれぞ
れ別の検査ステーションで行うようにしたものである。
そのため、この検査装置は、図8にブロック図で示すよ
うに、モールド表面欠陥検査部20とモールド内部欠陥
検査部21を別々に備えると共に、それぞれに対する画
像判定部9を別々に備える。モールド表面欠陥検査部2
0とモールド内部欠陥検査部21の各々は、図1に示し
た構成部材2、4、5、6、7、8、13と同様の構成
を備えている。この検査装置は、さらに、被検査品をセ
ットした位置決めジグを検査ステーションに送るための
供給部26と、検査済品のための分類収納部25と、装
置駆動部19を有する。
FIG. 8 is a block diagram of an inspection apparatus according to another embodiment of the present invention. While the inspection apparatus shown in FIG. 1 performs the mold surface defect inspection and the mold internal defect inspection in one inspection station, the inspection apparatus of FIG. 8 separately performs the mold surface defect inspection and the mold internal defect inspection. This is done at the inspection station.
Therefore, as shown in the block diagram of FIG. 8, this inspection apparatus includes a mold surface defect inspection unit 20 and a mold internal defect inspection unit 21 separately, and an image determination unit 9 for each. Mold surface defect inspection unit 2
0 and the internal mold defect inspection unit 21 have the same configurations as the constituent members 2, 4, 5, 6, 7, 8, and 13 shown in FIG. The inspection apparatus further includes a supply unit 26 for sending a positioning jig on which an inspected product is set to an inspection station, a sorting storage unit 25 for inspected products, and a device driving unit 19.

【0048】この検査装置では、モールド表面検査とモ
ールド内部検査を2つの検査ステーションで同時に行
い、画像判定部9、9で判定されたモールド表面検査・
モールド内部検査の2つの検査結果を装置駆動部19に
メモリし、その結果を基に、分類収納部25にて、自動
的に良品・不良品の分類収納を行う。モールド表面検査
とモールド内部検査はそれぞれ同時に別々の被検査体に
対して行い、検査装置の処理時間の短縮を図っている。
In this inspection apparatus, the mold surface inspection and the mold internal inspection are simultaneously performed at two inspection stations, and the mold surface inspection / judgment performed by the image determination units 9 and 9 is performed.
Two inspection results of the mold internal inspection are stored in the device drive unit 19, and based on the results, the classification storage unit 25 automatically classifies and stores good products and defective products. The mold surface inspection and the mold internal inspection are performed on different inspection objects at the same time to reduce the processing time of the inspection device.

【0049】なお、上述した実施の形態の説明では、チ
ップを半導体基板に搭載した半導体素子を検査対象とし
ているが、リードフレームにチップが搭載された状態の
半導体素子やリードがフレームから切り離されて単品状
態になった半導体素子も当然本発明の検査方法・検査装
置の対象となり得ることは、当業者には容易に理解でき
るであろう。また、上述した実施の形態では、最も実施
しやすい形態として被検査体を水平方向に設置する場合
を取り上げたが、本発明は被検査体の半導体素子を水平
方向に設置しない場合(たとえば、半導体素子を垂直方
向に設置する場合)にも適用可能である。要は、チップ
の上面に対して斜め方向から(つまり、基板とは反対の
斜め方向から)光源からの光線を半導体素子に入射させ
ればよいのである。
In the above description of the embodiment, the semiconductor element having the chip mounted on the semiconductor substrate is the object of inspection, but the semiconductor element and the lead in the state where the chip is mounted on the lead frame are separated from the frame. It will be easily understood by those skilled in the art that a semiconductor element in a single product state can naturally be a target of the inspection method / inspection device of the present invention. Further, in the above-described embodiment, the case where the inspection object is installed in the horizontal direction has been taken up as the easiest mode to implement. However, the present invention does not include the case where the semiconductor element of the inspection object is installed in the horizontal direction (for example, a semiconductor device). It is also applicable when the device is installed in the vertical direction). The point is that the light beam from the light source may be incident on the semiconductor element from an oblique direction with respect to the upper surface of the chip (that is, from an oblique direction opposite to the substrate).

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のことから、本発明の検査方法およ
び検査装置を用いれば、半導体チップが基板に搭載され
ていようといまいと、透明樹脂で封止された半導体素子
の外観検査を精度良く行うことができる。また、信頼性
の向上及び検査の自動化が可能になるという効果があ
る。
As described above, by using the inspection method and the inspection apparatus of the present invention, the appearance inspection of the semiconductor element sealed with the transparent resin can be performed accurately regardless of whether the semiconductor chip is mounted on the substrate. It can be carried out. Further, there is an effect that the reliability can be improved and the inspection can be automated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の半導体素子の検査装置の一実施形態
の機構図。
FIG. 1 is a mechanism diagram of an embodiment of a semiconductor device inspection apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明のモールド表面の欠陥を検査する方法
を説明する図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of inspecting a mold surface for defects according to the present invention.

【図3】 本発明のモールド内部の欠陥を検査する方法
を説明する図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for inspecting defects inside the mold of the present invention.

【図4】 図1の検査装置のモールド表面欠陥検査用お
よびモールド内部欠陥検査用の光源を点灯したときにそ
れぞれ得られる画像の一例を示した図。
FIG. 4 is a diagram showing an example of images respectively obtained when a light source for inspecting a mold surface defect and a light source for inspecting a mold internal defect of the inspection apparatus of FIG. 1 are turned on.

【図5】 モールド表面欠陥検査光源(光軸)配置角度
比較図。
FIG. 5 is a comparison view of arrangement angles of light sources (optical axes) for inspecting mold surface defects.

【図6】 モールド内部欠陥検査光源(光軸)配置角度
比較図。
FIG. 6 is a comparison view of arrangement angles of light sources (optical axes) for inspecting defects inside a mold.

【図7】 (a)(b)はそれぞれ被検査体である半導
体素子の一例を示す平面図および正面図で、(a)には
チップ表面に実装されている光電センサの一例を示して
いる。
7 (a) and 7 (b) are respectively a plan view and a front view showing an example of a semiconductor element which is an object to be inspected, and FIG. 7 (a) shows an example of a photoelectric sensor mounted on a chip surface. .

【図8】 本発明の検査装置の別の実施形態の機構図。FIG. 8 is a mechanical view of another embodiment of the inspection device of the present invention.

【図9】 従来技術の目視検査方法の一例を示した図。FIG. 9 is a diagram showing an example of a conventional visual inspection method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.半導体素子 2.光源 3.光線 4.遮光板 5.テレセントリックレンズ 6.CCDカメラ 7.画像メモリ 8.画像処理部 9.画像判定部 10.判定結果信号 11.表面欠陥 12.内部欠陥 13.遮光フード 14.チップ 15.散乱光 16.光電センサ 17.基板 18.透明な封止体 19.装置駆動部 20.モールド表面欠陥検査部 21.モールド内部欠陥検査部 22.検査ステーション 23.顕微鏡 24.単品位置決めジグ 25.分類収納部 26.供給部 1. Semiconductor element 2. light source 3. Ray of light 4. Light shield 5. Telecentric lens 6. CCD camera 7. Image memory 8. Image processing unit 9. Image determination unit 10. Judgment result signal 11. Surface defects 12. Internal defect 13. Blackout hood 14. Tip 15. Scattered light 16. Photoelectric sensor 17. substrate 18. Transparent encapsulant 19. Device drive 20. Mold surface defect inspection department 21. Mold internal defect inspection section 22. Inspection station 23. microscope 24. Single item positioning jig 25. Classification storage 26. Supply department

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Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体チップと透明な封止体を有する半
導体素子のための検査方法であって、 被検査体である上記半導体素子を、上記半導体チップの
上面が光検出手段に対向するように設置し、 封止体に欠陥がない場合には半導体素子からの光が上記
光検出手段に入射せず、かつ、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上記光検出手段に
入射するように、光源からの光線を上記半導体チップの
上面に対して斜め方向から半導体素子に入射させ、 上記光検出手段による検出結果に基づいて、半導体素子
の封止体の欠陥の有無を判定することを特徴とする半導
体素子の検査方法。
1. A method for inspecting a semiconductor element having a semiconductor chip and a transparent encapsulant, the semiconductor element being an object to be inspected, the upper surface of the semiconductor chip facing a light detecting means. If the sealing body is installed and there is no defect in the sealing body, the light from the semiconductor element does not enter the photodetection means, and if the sealing body has a defect, the scattered light generated by the defect causes the light detection to occur. The light from the light source is incident on the semiconductor element from an oblique direction with respect to the upper surface of the semiconductor chip so as to be incident on the means, and whether or not there is a defect in the sealing body of the semiconductor element based on the detection result by the light detecting means. A method for inspecting a semiconductor device, which comprises:
【請求項2】 請求項1の検査方法において、 上記封止体の表面欠陥の有無を検査する場合には、上記
半導体チップの上面に対して10°〜30°の角度で半
導体素子に光源からの光線を入射させることを特徴とす
る検査方法。
2. The inspection method according to claim 1, wherein when inspecting the presence or absence of a surface defect in the encapsulant, the semiconductor element is irradiated from a light source at an angle of 10 ° to 30 ° with respect to an upper surface of the semiconductor chip. The inspection method, characterized in that the light beam of
【請求項3】 請求項1又は2の検査方法において、 上記封止体の内部欠陥の有無を検査する場合には、上記
半導体チップの上面に対して0°〜20°の角度で半導
体素子に光源からの光線を入射させることを特徴とする
検査方法。
3. The inspection method according to claim 1 or 2, wherein when inspecting for the presence or absence of an internal defect in the sealing body, the semiconductor element is formed at an angle of 0 ° to 20 ° with respect to an upper surface of the semiconductor chip. An inspection method, characterized in that a light beam from a light source is incident.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1つの検査方
法において、 上記光源として600nm〜670nmの波長を有する
LED光源を用いることを特徴とする検査方法。
4. The inspection method according to any one of claims 1 to 3, wherein an LED light source having a wavelength of 600 nm to 670 nm is used as the light source.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1つの検査方
法において、 上記封止体の表面欠陥を検査する場合と上記封止体の内
部欠陥を検査する場合とで、被検査体における検査領域
と欠陥判定基準を変えることを特徴とする検査方法。
5. The inspection method according to any one of claims 1 to 4, wherein the inspection of the surface of the sealing body is performed and the inspection of the internal defect of the sealing body is performed. An inspection method characterized by changing a region and a defect determination standard.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかの検査方法に
おいて、 上記被検査体である半導体素子が半導体チップ上に光学
センサを有する場合には、封止体の上面を、受光領域は
鏡面にし、受光領域以外の領域をナシ地にしたことを特
徴とする検査方法。
6. The inspection method according to any one of claims 1 to 5, wherein when the semiconductor element that is the object to be inspected has an optical sensor on a semiconductor chip, the upper surface of the sealing body and the light receiving area are mirror surfaces. And an area other than the light-receiving area is pear ground.
【請求項7】 半導体チップと透明な封止体を有する半
導体素子のための検査装置であって、 光源と、 上記光源によって照射された被検査体である半導体素子
からの光を検出する光検出手段と、 上記光検出手段による検出結果に基づいて、半導体素子
の封止体の欠陥の有無を判定する判定手段とを備え、 上記光源は、封止体に欠陥がない場合には半導体素子か
らの光が上記光検出手段に入射せず、かつ、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上記
光検出手段に入射するよう、上記半導体チップの上面に
対して斜め方向から半導体素子を照射するようになって
いることを特徴とする半導体素子の検査装置。
7. An inspection apparatus for a semiconductor element having a semiconductor chip and a transparent encapsulant, comprising: a light source; and light detection for detecting light from the semiconductor element, which is the object to be inspected, irradiated by the light source. Means, based on the detection result by the light detection means, a determination means for determining the presence or absence of a defect of the sealing body of the semiconductor element, the light source, from the semiconductor element when the sealing body is not defective Light does not enter the light detecting means, and when the sealing body has a defect, scattered light generated by the defect enters the light detecting means in an oblique direction with respect to the upper surface of the semiconductor chip. The semiconductor device inspection apparatus is characterized in that the semiconductor device is irradiated with light.
【請求項8】 請求項7の検査装置において、 上記光源からの光線が上記半導体チップの上面に対して
0°〜30°の角度で半導体素子に入射できるように、
光源の光線の出射方向を調整可能としたことを特徴とす
る検査方法。
8. The inspection apparatus according to claim 7, wherein the light beam from the light source can be incident on the semiconductor element at an angle of 0 ° to 30 ° with respect to the upper surface of the semiconductor chip.
An inspection method characterized in that an emission direction of a light beam of a light source can be adjusted.
【請求項9】 請求項7または8の検査装置において、 上記光検出手段は、半導体素子から来る光を取り込んで
半導体素子の画像を形成する撮像手段からなり、 撮像手段によって得られた画像を処理して所定の検査領
域内の画像データーを得る画像処理手段をさらに備え、 上記判定手段は上記画像処理手段によって得られた画像
データーを欠陥判定基準と比較して封止体の欠陥の有無
を判定することを特徴とする検査装置。
9. The inspection apparatus according to claim 7 or 8, wherein the light detection means comprises an image pickup means for taking in light coming from the semiconductor element to form an image of the semiconductor element, and processing the image obtained by the image pickup means. And further comprising image processing means for obtaining image data within a predetermined inspection area, wherein the determining means compares the image data obtained by the image processing means with a defect determination standard to determine the presence or absence of a defect in the sealing body. An inspection device characterized by:
【請求項10】 請求項9の検査装置において、 上記撮像手段は、テレセントリックレンズとCCDカメ
ラを備えていることを特徴とする検査装置。
10. The inspection apparatus according to claim 9, wherein the imaging means includes a telecentric lens and a CCD camera.
【請求項11】 請求項7乃至10のいずれか1つの検
査装置において、 上記光源はLED光源であることを特徴とする検査装
置。
11. The inspection device according to claim 7, wherein the light source is an LED light source.
【請求項12】 請求項11の検査装置において、 上記LED光源の波長領域は600〜670nmである
ことを特徴とする検査装置。
12. The inspection apparatus according to claim 11, wherein the wavelength range of the LED light source is 600 to 670 nm.
【請求項13】 請求項7乃至12のいずれか1つの検
査装置において、 個別の半導体素子を順次上記光検出手段の方へ送る供給
手段と、 上記供給手段によって送られてきた半導体素子を上記光
検出手段に対して所定箇所に位置決めする位置決め手段
とをさらに備えたことを特徴とする検査装置。
13. The inspection apparatus according to any one of claims 7 to 12, wherein the supply means for sequentially sending the individual semiconductor elements to the photodetection means, and the semiconductor element sent by the supply means for the light An inspection apparatus further comprising: positioning means for positioning the detection means at a predetermined position.
【請求項14】 請求項7乃至13のいずれか1つの検
査装置において、 外部からの光線が上記光検出手段によって検出されない
よう、外部からの光線を遮断する遮光板をさらに備えた
ことを特徴とする検査装置。
14. The inspection apparatus according to claim 7, further comprising a light-shielding plate that blocks an external light ray so that the external light ray is not detected by the light detecting means. Inspection device.
【請求項15】 請求項7乃至14のいずれか1つの
検査装置において、 光源からの光線が上記封止体の上面に入射するのを防止
するための遮光フードをさらに備えたことを特徴とする
検査装置。
15. The inspection apparatus according to claim 7, further comprising a light-shielding hood for preventing light rays from the light source from entering the upper surface of the sealing body. Inspection device.
【請求項16】 請求項15の検査装置において、 遮光フードの先端が半導体素子の上面から0.5mm以
下の距離にあるように上記遮光フードを配置したことを
特徴とする検査装置。
16. The inspection apparatus according to claim 15, wherein the light shielding hood is arranged such that the tip of the light shielding hood is at a distance of 0.5 mm or less from the upper surface of the semiconductor element.
【請求項17】 請求項15の検査装置において、 上記遮光フードは、この遮光フードの先端と半導体素子
の上面との距離が調整可能であることを特徴とする検査
装置。
17. The inspection device according to claim 15, wherein the distance between the tip of the light shielding hood and the upper surface of the semiconductor element is adjustable in the light shielding hood.
【請求項18】 請求項7乃至17のいずれか1つの検
査装置において、 上記光源、光検出手段、判定手段はそれぞれ、封止体の
表面欠陥を検査するための第1の光源、第1の光検出
部、第1の判定部と、封止体の内部欠陥を検査するため
の第2の光源、第2の光検出部、第2の判定部とを備え
ており、 上記第1の光源からの光線の出射方向は、この光線が上
記半導体チップの上面に対して10°〜30°の角度で
半導体素子に入射できるように調整可能であり、 上記第2の光源からの光線の出射方向は、この光線が上
記半導体チップの上面に対して0°〜20°の角度で半
導体素子に入射できるように調整可能であり、 上記第1判定部と第2判定部は異なる欠陥判定基準を用
いて封止体の欠陥の判定を行うことを特徴とする検査装
置。
18. The inspection device according to claim 7, wherein the light source, the light detection unit, and the determination unit respectively include a first light source and a first light source for inspecting a surface defect of the sealing body. The light source includes a light detection unit, a first determination unit, a second light source for inspecting an internal defect of the sealed body, a second light detection unit, and a second determination unit. The emission direction of the light beam from the second light source can be adjusted so that the light beam can enter the semiconductor element at an angle of 10 ° to 30 ° with respect to the upper surface of the semiconductor chip. Can be adjusted so that this light ray can be incident on the semiconductor element at an angle of 0 ° to 20 ° with respect to the upper surface of the semiconductor chip, and the first determination unit and the second determination unit use different defect determination criteria. An inspection apparatus for determining a defect of a sealing body.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007255949A (en) * 2006-03-20 2007-10-04 Horiba Ltd Flaw inspection device
JP2008102103A (en) * 2006-10-20 2008-05-01 Ccs Inc Light irradiation device
TWI472750B (en) * 2011-12-29 2015-02-11
CN113758873A (en) * 2021-09-18 2021-12-07 中科海拓(无锡)科技有限公司 Lighting device for acquiring images of chip defect detection system

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