JP2023100561A - Semiconductor manufacturing device, inspection device, and method for manufacturing semiconductor - Google Patents
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- Wire Bonding (AREA)
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Abstract
Description
本開示は半導体製造装置に関し、例えばダイの表面検査を行うダイボンダに適用可能である。 The present disclosure relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and is applicable to, for example, a die bonder that inspects the surface of a die.
半導体装置の製造工程の一部に半導体チップ(以下、ダイという。)を配線基板やリードフレーム等(以下、基板という。)に搭載してパッケージを組み立てる工程があり、パッケージを組み立てる工程の一部に、半導体ウエハ(以下、単にウエハという。)からダイを分割する工程(ダイシング工程)と、分割したダイを基板の上に搭載するダイボンド工程とがある。ダイボンド工程に使用される半導体製造装置がダイボンダ等である。このとき、ダイボンド工程やそれよりも前の工程、例えば、ダイシング工程において、ダイにクラックやスクラッチ等(以下、傷という。)が発生することがある。 As part of the manufacturing process of a semiconductor device, there is a process of mounting a semiconductor chip (hereinafter referred to as a die) on a wiring board, lead frame, etc. (hereinafter referred to as a substrate) and assembling a package. 2, there is a process (dicing process) of dividing a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) into dies, and a die bonding process of mounting the divided dies on a substrate. A semiconductor manufacturing apparatus used in the die bonding process is a die bonder or the like. At this time, cracks, scratches, and the like (hereinafter referred to as flaws) may occur in the die in the die bonding process or a process prior thereto, such as a dicing process.
本開示の課題は傷の検出精度を向上させることが可能な技術を提供することである。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 An object of the present disclosure is to provide a technique capable of improving the detection accuracy of flaws. Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、半導体製造装置は、ダイを撮像する撮像装置と、点光源または線光源である光源を有する照明装置と、光源によりダイの一部に対して光を照射して明視野領域をダイ上に形成し、所定ピッチでの明視野領域の移動とダイの撮像とを繰り返して明視野領域内を検査するよう構成される制御部と、を備える。
A brief outline of a representative one of the present disclosure is as follows.
That is, a semiconductor manufacturing apparatus includes an imaging device for imaging a die, an illumination device having a light source that is a point light source or a linear light source, and a part of the die that is irradiated with light from the light source to form a bright field region on the die. and a controller configured to repeatedly move the bright field region at a predetermined pitch and image the die to inspect the bright field region.
本開示によれば、傷の検出精度を向上させることができる。 According to the present disclosure, it is possible to improve the detection accuracy of flaws.
以下、実施形態および変形例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。 Embodiments and modifications will be described below with reference to the drawings. However, in the following description, the same components may be denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions may be omitted. In addition, in order to make the description clearer, the drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc. of each part compared to the actual embodiment, but this is only an example, and the interpretation of the present disclosure It is not limited.
実施形態におけるダイボンダの構成について図1および図2を用いて説明する。 A configuration of a die bonder according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
ダイボンダ10は、大別して、ダイ供給部1と、ピックアップ部2、中間ステージ部3と、ボンド部4と、搬送部5、基板供給部6と、基板搬出部7と、各部の動作を監視し制御する制御部8と、を有する。Y軸方向がダイボンダ10の前後方向であり、X軸方向が左右方向である。ダイ供給部1がダイボンダ10の手前側に配置され、ボンド部4が奥側に配置される。ここで、基板Sには最終的に一つのパッケージとなる、一つ又は複数の製品エリア(以下、パッケージエリアPという。)がプリントされている。
The die
ダイ供給部1は、ウエハ11を保持するウエハ保持台12と、ウエハ11からダイDを突き上げる点線で示す突上げユニット13と、を有する。ウエハ保持台12は図示しない駆動手段によってXY方向に移動し、ピックアップするダイDを突上げユニット13の位置に移動させる。突上げユニット13は図示しない駆動手段によって上下方向に移動する。ウエハ11はダイシングテープ16上に接着されており、複数のダイDに分割されている。ウエハ11は図示しないウエハリングに保持されている。また、ウエハ11とダイシングテープ16との間にダイアタッチフィルム(DAF)と呼ばれるフィルム状の接着材料が貼り付けられている。
The die
ピックアップ部2は、ダイDをピックアップするピックアップヘッド21と、ピックアップヘッド21をY方向に移動させるピックアップヘッドのY駆動部23と、コレット22を昇降、回転及びX方向移動させる図示しない各駆動部と、ウエハ11上のダイDの姿勢を認識するためのウエハ認識カメラ24と、を有する。ピックアップヘッド21は、突き上げられたダイDを先端に吸着保持するコレット22を有し、ダイ供給部1からダイDをピックアップし、中間ステージ31に載置する。ピックアップヘッド21は、コレット22を昇降、回転及びX方向移動させる図示しない各駆動部を有する。
The
中間ステージ部3は、ダイDを一時的に載置する中間ステージ31と、中間ステージ31上のダイDを認識する為のステージ認識カメラ32と、を有する。
The
ボンド部4は、ボンドヘッド41と、Y駆動部43と、基板認識カメラ44と、を有する。ボンドヘッド41はピックアップヘッド21と同様にダイDを先端に吸着保持するコレット42を備える。Y駆動部43はボンドヘッド41をY軸方向に移動させる。基板認識カメラ44は基板SのパッケージエリアPの位置認識マーク(図示せず)を撮像し、ボンド位置を認識する。ボンド部4は、中間ステージ31からダイDをピックアップし、搬送されてくる基板SのパッケージエリアP上にダイをボンドし、又は既に基板SのパッケージエリアPの上にボンドされたダイの上に積層する形でダイをボンドする。このような構成によって、ボンドヘッド41は、ステージ認識カメラ32の撮像データに基づいてピックアップ位置・姿勢を補正し、中間ステージ31からダイDをピックアップする。そして、ボンドヘッド41は、基板認識カメラ44の撮像データに基づいて基板のパッケージエリアP上に、または既に基板SのパッケージエリアPの上にボンドされたダイの上に積層する形で、ダイDをボンディングする。
The bond section 4 has a
搬送部5は、基板Sを掴み搬送する基板搬送爪51と、基板Sが移動する搬送レーン52と、を有する。基板Sは、搬送レーン52に設けられた基板搬送爪51の図示しないナットを搬送レーン52に沿って設けられた図示しないボールネジで駆動することによって移動する。このような構成によって、基板Sは、基板供給部6から搬送レーン52に沿ってボンド位置まで移動し、ボンド後、基板搬出部7まで移動して、基板搬出部7に基板Sを渡す。
The
ウエハ認識カメラ24、ステージ認識カメラ32および基板認識カメラ44は後述する照明装置と共に用いられてダイDの表面検査が行われる。表面検査に用いる照明装置はダイDの姿勢認識等に用いられる照明装置と同じであってもよいし、異なってもよい。
The
次に、制御部8について図3を用いて説明する。
Next, the
制御系80は制御部(制御装置)8と駆動部86と信号部87と光学系88とを備える。制御部8は、大別して、主としてCPU(Central Processing Unit)で構成される制御・演算装置81と、記憶装置82と、入出力装置83と、バスライン84と、電源部85とを有する。記憶装置82は、処理プログラムなどを記憶しているRAM(Random Access Memory)で構成されている主記憶装置82aと、制御に必要な制御データや画像データ等を記憶しているHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等で構成されている補助記憶装置82bとを有する。
The
入出力装置83は、装置状態や情報等を表示するモニタ83aと、オペレータの指示を入力するタッチパネル83bと、モニタを操作するマウス83cと、光学系88からの画像データを取り込む画像取込装置83dと、を有する。また、入出力装置83は、ダイ供給部1のXYテーブル(図示せず)やボンドヘッドテーブルのZY駆動軸等の駆動部86を制御するモータ制御装置83eと、種々のセンサや後述する照明装置26などの明るさを制御するスイッチやボリューム等を含む信号部87から信号を取り込み又は制御するI/O信号制御装置83fとを有する。光学系88には、ウエハ認識カメラ24、ステージ認識カメラ32、基板認識カメラ44が含まれる。制御・演算装置81はバスライン84を介して必要なデータを取込み、演算し、ピックアップヘッド21等の制御や、モニタ83a等に情報を送る。
The input/
制御部8は画像取込装置83dを介してウエハ認識カメラ24、ステージ認識カメラ32および基板認識カメラ44で撮像した画像データを記憶装置82に保存する。保存した画像データに基づいてプログラムしたソフトウエアにより、制御・演算装置81を用いてダイDおよび基板SのパッケージエリアPの位置決め、並びにダイDおよび基板Sの表面検査を行う。制御・演算装置81が算出したダイDおよび基板SのパッケージエリアPの位置に基づいてソフトウエアによりモータ制御装置83eを介して駆動部86を動かす。このプロセスによりウエハ上のダイの位置決めを行い、ピックアップ部2およびボンド部4の駆動部で動作させダイDを基板SのパッケージエリアP上にボンドする。使用するウエハ認識カメラ24、ステージ認識カメラ32および基板認識カメラ44は、光強度や色を数値化する。ウエハ認識カメラ24、ステージ認識カメラ32および基板認識カメラ44は撮像装置ともいう。
The
次に、半導体装置の製造方法の一工程であるダイボンド工程について説明する。 Next, the die bonding process, which is one process of the method of manufacturing a semiconductor device, will be described.
実施形態のダイボンド工程では、まず、ウエハが組み込まれたウエハリングを準備し、ダイボンダ10に搬入する(P1工程)。制御部8は、ウエハリングをウエハ保持台12に載置し、ウエハ保持台12をダイDのピックアップが行われる基準位置まで搬送する(P2工程)。そして、基板Sを準備し、ダイボンダ10に搬入する(P3工程)。制御部8は、基板供給部6で基板Sを搬送レーン52に載置する。制御部8は、基板Sを掴み搬送する基板搬送爪51をボンド位置まで移動させる(P4工程)。
In the die bonding process of the embodiment, first, a wafer ring in which a wafer is assembled is prepared and loaded into the die bonder 10 (P1 process). The
工程P2に続いて、制御部8は、ウエハ11が載置されたウエハ保持台12を所定ピッチでピッチ移動させ、水平に保持することによって、最初にピックアップされるダイDをピックアップ位置に配置する(P5工程)。
Following step P2, the
P5工程に続いて、制御部8は、ウエハ認識カメラ24によってピックアップ対象のダイDの主面(上面)を撮影し、取得した画像からピックアップ対象のダイDの上述のピックアップ位置からの位置ずれ量を算出する。制御部8は、この位置ずれ量を基にウエハ11が載置されたウエハ保持台12を移動させ、ピックアップ対象のダイDをピックアップ位置に正確に配置する(P6工程)。そして、制御部8は、ウエハ認識カメラ24によってピックアップ対象のダイDの主面(上面)を撮影し、取得した画像から、ダイDの表面検査を行う(P7工程)。
Following the P5 step, the
P4工程に続いて、制御部8は、基板認識カメラ44によって基板Sを撮像して撮像画像に基づいて基板Sの位置決めを行う(P8工程)。そして、制御部8は、基板認識カメラ44によって基板Sを撮像し、取得した画像から、基板SのパッケージエリアPの表面検査を行う(P9工程)。
Following the P4 step, the
P8工程に続いて、制御部8は、コレット22を含むピックアップヘッド21によってダイDをダイシングテープ16からピックアップし、中間ステージ31に載置する(P10工程)。以後、同様の手順に従ってダイDが1個ずつダイシングテープ16から剥がされる。不良品を除くすべてのダイDのピックアップが完了すると、それらダイDをウエハ11の外形で保持していたダイシングテープ16およびウエハリング等を搬出する。
Following the P8 process, the
P10工程に続いて、制御部8は、中間ステージ31に載置したダイの姿勢ずれの検出をステージ認識カメラ32にて撮像して行う。制御部8は、姿勢ずれがある場合は中間ステージ31に設けられた駆動装置(不図示)によって実装位置を有する実装面に平行な面で中間ステージ31を駆動させて姿勢ずれを補正する(P11工程)。そして、制御部8は、ステージ認識カメラ32によって中間ステージ31に載置したダイを撮像し、取得した画像から、ダイDの表面検査を行う(P12工程)。
Following the step P10, the
P12工程に続いて、制御部8は、コレット42を含むボンドヘッド41によって中間ステージ31からダイDをピックアップし、基板SのパッケージエリアPまたは既に基板SのパッケージエリアPにボンドされているダイにダイボンドする(P13工程)。
Following the P12 step, the
P13工程に続いて、制御部8は、ダイDをボンドした後、そのボンド位置が正確になされているかを基板認識カメラ44によりダイDおよび基板Sを撮像して検査する(P14工程)。このとき、ダイの中心と、タブの中心を求め、相対位置が正しいかを検査する。そして、制御部8は、基板認識カメラ44によってダイDおよび基板Sを撮像し、取得した画像から、ダイDおよび基板Sの表面検査を行う(P15工程)。
Following the step P13, the
以後、同様の手順に従ってダイDが1個ずつ基板SのパッケージエリアPにボンドする。1つの基板のボンドが完了すると、基板搬送爪51で基板Sを基板搬出部7まで移動して、基板搬出部7に基板Sを渡す(P16工程)。そして、ダイボンダ10から基板Sを搬出する(P17工程)。
After that, the die D is bonded to the package area P of the substrate S one by one according to the same procedure. When the bonding of one substrate is completed, the
上述したように、ダイDは、ダイアタッチフィルムを介して基板S上に実装され、ダイボンダから搬出される。その後、ワイヤボンド工程でAuワイヤを介して基板Sの電極と電気的に接続される。積層パッケージを製造する場合は、続いて、ダイDが実装された基板Sがダイボンダに搬入されて基板S上に実装されたダイDの上にダイアタッチフィルムを介して第2のダイDが積層される。そして、ダイボンダから搬出された後、ワイヤボンド工程でAuワイヤを介して基板Sの電極と電気的に接続される。第2以降のダイDは、上述した方法でダイシングテープ16から剥離された後、ボンド位置に搬送されてダイDの上に積層される。上記工程が所定回数繰り返された後、基板Sをモールド工程に搬送し、複数個のダイDとAuワイヤとをモールド樹脂(図示せず)で封止することによって、積層パッケージが完成する。
As described above, the die D is mounted on the substrate S via the die attach film and unloaded from the die bonder. After that, it is electrically connected to the electrode of the substrate S through the Au wire in a wire bonding process. When manufacturing a laminated package, the substrate S with the die D mounted thereon is carried into a die bonder, and the second die D is laminated on the die D mounted on the substrate S via a die attach film. be done. After being unloaded from the die bonder, it is electrically connected to the electrodes of the substrate S through Au wires in a wire bonding process. After the second and subsequent dies D are separated from the dicing
傷の表面検査は、ダイ位置認識を行う場所であるダイ供給部1、中間ステージ部3、およびボンド部4の少なくとも1か所で行ってもよいが、すべての箇所で行うのがより好ましい。ダイ供給部1で行えば、傷を早く検出することができる。中間ステージ部3で行えば、ダイ供給部1で検出できなかった傷またはピックアップ工程以降で発生した傷(ダイボンド工程よりも前に顕在化しなかった傷)をボンド前に検出することができる。また、ボンド部4で行えば、ダイ供給部1および中間ステージ部3で検出できなかった傷(ダイボンド工程よりも前に顕在化しなかった傷)またはダイボンド工程以降で発生した傷を、次のダイを積層するボンド前に、または基板排出前に検出することができる。
Surface inspection for scratches may be performed in at least one of the
本実施形態における表面検査の照明をより明確にするため、傷を検出するための照明の問題点について説明する。 In order to clarify the illumination for surface inspection in this embodiment, the problem of illumination for detecting flaws will be described.
カメラによる撮像画像での傷の検査機能を設計する場合、その照明構成は「背景を暗くして、見たいものを明るく写す」暗視野方式と、「背景を明るくして見たいものを暗く写す」明視野方式と、がある。 When designing an inspection function for flaws in images captured by a camera, the lighting configuration should be the dark field method, in which the background is darkened and the object to be seen is brightened, and the one in which the background is brightened, and the object to be seen is darkened. There is a bright field method and a.
(1)暗視野検査システム
暗視野方式を用いた暗視野検査システムについて図4、図5(a)および図5(b)を用いて説明する。
(1) Dark-field inspection system A dark-field inspection system using the dark-field method will be described with reference to Figs. 4, 5(a) and 5(b).
図4に示すように、レンズ102が取り付けられたカメラ101を検査対象のダイDの表面に対して上方に配置する。カメラ101の視野CVには検査対象のダイDおよびそれに隣接する周辺のダイDpの一部または全部が含まれる。照明装置103は斜光バー等の斜光照明であり、光学軸OAに対して所定の角度で検査対象のダイDの外側近傍に照明光ILを照射する。ここでは、照明光ILはダイDの左側に隣接するダイDpに向けて照射される。照明装置103の照射面はY軸方向に延伸している。水平方向における照明光ILの照射方向はX軸方向である。
As shown in FIG. 4, a
暗視野検査システムにおける表面検査(暗視野検査)は、斜光バー照明の設置位置より導き出される正反射領域SRA以外の領域で行われる。ここで、正反射領域SRAは鏡面反射特性を示すダイD等の表面に写る照明の正反射像である。図5(a)に示すように、正反射領域SRAはY軸方向の長さがX軸方向の長さよりも長い矩形状である。正反射領域SRAは検査対象のダイDの左側に隣接するダイDpに形成される。暗視野検査において、傷の可視化は微細な傷(の内部の)側面での光の反射により行われる。クラック等、傷が連続して直線状に生じている場合、側面も連続しており、照明光ILの照射方向に依存して傷が可視化される。このため、水平方向において、傷が延伸する方向とは異なる方向から照明光ILを照射することにより側面に光が当たる。 A surface inspection (dark field inspection) in a dark field inspection system is performed in an area other than the specular reflection area SRA derived from the installation position of the oblique light bar illumination. Here, the specular reflection area SRA is a specular reflection image of illumination reflected on the surface of the die D or the like exhibiting specular reflection characteristics. As shown in FIG. 5A, the specular reflection area SRA has a rectangular shape whose length in the Y-axis direction is longer than the length in the X-axis direction. The specular reflection area SRA is formed in the die Dp adjacent to the left side of the die D to be inspected. In darkfield inspection, visualization of the flaw is achieved by reflection of light on the (inside) sides of the microscopic flaw. When flaws such as cracks occur continuously in a straight line, the side faces are also continuous, and the flaws are visualized depending on the irradiation direction of the illumination light IL. Therefore, in the horizontal direction, the illumination light IL is applied from a direction different from the direction in which the scratch extends, so that the light hits the side surface.
図5(a)に示すように、水平方向において、傷Kaが延伸する方向(Y軸方向)と垂直な方向(X軸方向)から照明光ILを照射すると効率よく光を反射することができ、傷Kaは明るくなるので見える(認識できる)。一方、水平方向において、傷Kcの延伸方向(X軸方向)と平行な方向から光を当てると側面に効率的に光があたらず、傷Kcは暗くなるので見えない(認識できない)。なお、X軸方向とY軸方向の両方の成分を有する方向に沿って延伸する傷Kbは見えにくい(認識しにくい)。すなわち、図4に示す暗視野検査システムでは、傷の延伸する方向によって傷の検出感度が異なる。したがって、検出できる傷は照明光ILの照射方向に影響され、検出できる傷に制限が設けられてしまう。 As shown in FIG. 5A, in the horizontal direction, when the illumination light IL is irradiated from the direction (X-axis direction) perpendicular to the direction (Y-axis direction) in which the scratch Ka extends, the light can be efficiently reflected. , the blemish Ka is visible (recognizable) because it becomes brighter. On the other hand, if light is applied in the horizontal direction parallel to the extending direction (X-axis direction) of the scratch Kc, the side surface is not efficiently illuminated, and the scratch Kc becomes dark and invisible (unrecognizable). It should be noted that the flaw Kb extending along a direction having both components in the X-axis direction and the Y-axis direction is difficult to see (difficult to recognize). That is, in the dark-field inspection system shown in FIG. 4, the flaw detection sensitivity differs depending on the direction in which the flaw extends. Therefore, the flaws that can be detected are affected by the irradiation direction of the illumination light IL, and the flaws that can be detected are limited.
また、図5(b)に示すように、Y軸方向に沿って延伸する傷Kaは認識できるが、矢印方向(X軸方向)に向かうに連れてだんだん暗くなる。すなわち、正反射領域SRAからの相対的な位置関係によって検出感度に大きな違いを生じてしまう。 Also, as shown in FIG. 5B, the flaw Ka extending along the Y-axis direction can be recognized, but it gradually becomes darker in the direction of the arrow (X-axis direction). That is, the relative positional relationship from the specular reflection area SRA causes a large difference in detection sensitivity.
(2)明視野検査システム(テレセントリックレンズ)
明視野方式を用いた明視野検査システムについて図6(a)から図6(e)を用いて説明する。
(2) Bright field inspection system (telecentric lens)
A bright-field inspection system using the bright-field method will be described with reference to FIGS. 6(a) to 6(e).
暗視野検査システムは上述のような課題があるため、表面検査では明視野検査システムが使われることが多い。明視野検査システムは、平面表面かつ鏡面反射の特性を持つ被写体表面(ダイDの表面)に平行光である照明光ILを照射し、鏡面反射した反射光RLが照明光ILと同じ軌跡を辿ってレンズ104へ集光し、被写体表面を明るく写し出すシステムである。図6(a)に示す照明光ILの軌跡のように、平行光がダイDの表面に照射される。そして、図6(b)に示す反射光RLの軌跡のように、照射された平行光がダイDの表面において反射され、その反射光RLも平行光である。図6(c)に示す反射光のように、被写体平面表面上に傷などによって凹部REができた場合、その凹部REの反射光RLuはレンズ104で回収されないため、暗領域として撮像され、この暗領域を画像処理によって傷として検出する。
Since the dark-field inspection system has the above-mentioned problems, the bright-field inspection system is often used for surface inspection. The bright-field inspection system irradiates illumination light IL, which is parallel light, onto a subject surface (surface of die D) having a flat surface and specular reflection characteristics, and specularly reflected reflected light RL traces the same trajectory as illumination light IL. It is a system that condenses the light onto the
図6(d)に示すように、Y軸方向に沿って延伸する傷Kaは暗くなるので見える(認識できる)。X軸方向とY軸方向の両方の成分を有する方向に沿って延伸する傷Kbも暗くなるので見える(認識できる)。X軸方向に沿って延伸する傷Kcも暗くなるので見える(認識できる)。すなわち、明視野照明システムは検出できる傷に方位性はなく、任意の方向に延伸する傷も検出できる。また、照明の相対位置関係で感度の違いも生じない。例えば、同軸照明の場合、ウエハ表面の傷による凹部REを検出できるため、明視野方式は照明の照射方向と傷の方向を意識する必要はない。また、傷以外の領域を明に塗り潰すため、ダイDに転写されているマスクパターンの影響も受けにくい。 As shown in FIG. 6(d), the flaw Ka extending along the Y-axis direction becomes dark and is visible (recognizable). A flaw Kb extending along a direction that has both X- and Y-axis components is also darkened and therefore visible (recognizable). The flaw Kc extending along the X-axis direction also becomes dark and is visible (recognizable). That is, the brightfield illumination system has no orientation in the flaws it can detect, and can detect flaws extending in any direction. Also, there is no difference in sensitivity due to the relative positional relationship of illumination. For example, in the case of coaxial illumination, since recesses RE caused by scratches on the wafer surface can be detected, the bright-field method does not need to be aware of the irradiation direction of the illumination and the direction of the scratches. In addition, since the area other than the scratch is painted out brightly, it is less likely to be affected by the mask pattern transferred to the die D.
しかし、明視野検査システムは被写体に平行光を照射し、また反射光をレンズで集光させるときも平行光に限定する必要があるため、レンズにはテレセントリックレンズを用いなければならない。図6(e)に示すように、レンズ104の結像面105側にハーフミラー106を設置し、光源107を焦点位置に設置する同軸照明を用いることでダイDに平行光を照射し、反射光をレンズ104により集光させる。テレセントリックレンズは必要な視野サイズよりもレンズ径を大きくする必要がある。径の大きなレンズは空間的かつ重量の制約が大きく、非常に高コストとなる。
However, the bright-field inspection system irradiates the object with parallel light, and when the reflected light is collected by the lens, it is necessary to limit the light to parallel light, so a telecentric lens must be used. As shown in FIG. 6(e), a
(3)明視野検査システム(マクロレンズ)
カメラの高画素化が進んだ最近の状況では、高精細な画素分解能を維持しつつ、広視野化ができる。このため、非テレセントリックレンズであるマクロレンズにてワイドエリアを一括検査し、カメラの視野移動を減らして高速化する手法が主流である。ここで、マクロレンズは自身のレンズ径よりも広い範囲の視野を有する。
(3) Bright field inspection system (macro lens)
In the recent situation where the number of pixels of cameras has increased, it is possible to widen the field of view while maintaining high-definition pixel resolution. Therefore, the mainstream method is to collectively inspect a wide area with a macro lens, which is a non-telecentric lens, and reduce the movement of the field of view of the camera to speed up the inspection. Here, the macro lens has a wider field of view than its own lens diameter.
このように広視野を獲得するために高画素カメラとマクロレンズが使用されるようになるが、平行光照射による明視野外観検査をすることができなくなる。これについて図7(a)および図7(b)を用いて説明する。 In order to obtain such a wide field of view, a high-pixel camera and a macro lens are used, but it becomes impossible to perform a bright-field appearance inspection by irradiating parallel light. This will be described with reference to FIGS. 7(a) and 7(b).
ダイD等の姿勢を認識してアライメント(位置合わせ)を行うことが主目的のシステムでは、図7(a)に示すように、レンズ102にマクロレンズを用い、レンズ102より物体(ダイD)側に置く面光源108を用いる面発光タイプの同軸照明を設置し、ダイDの表面全体を一様に照らすようにされる。マクロレンズは集光光の軌跡が逆放射状となっているため、その軌跡拡張を補うために、同軸照明の光源を面発光にしなければならない。
In a system whose main purpose is to recognize the posture of the die D and perform alignment (positioning), as shown in FIG. A surface emitting type coaxial illumination using a side surface
面発光タイプの同軸照明の場合、検査対象となる傷の直上からの光を、直上以外に反射させたとしても、傷への照明光の入射角度は一定の範囲があり、何れかの入射角度の光が直上に反射し、結果として傷の領域も明となってしまう。これは面発光タイプの同軸照明の発光面が広いためであり、ドーム照明の性質を持つ。すなわち、面発光タイプの同軸照明はドーム照明の性質を持つため、傷などによって生じるわずかな凹凸程度では影を生じさせることができず、明領域に埋もれてしまう。よって、傷などの表面検査には暗視野方式を用いなければならなくなる。この面発光タイプの同軸照明において、面発光照明とハーフミラーとの間にレンズを配置して無理やり平行光を与えても、図7(b)に示すように、中心が明るく周辺が暗くなってしまい、一様な明るさの明視野を獲得できない。 In the case of surface-emitting type coaxial illumination, even if the light from directly above the flaw to be inspected is reflected at a location other than directly above, the angle of incidence of the illumination light on the flaw has a certain range. light is reflected directly upward, resulting in a bright area of the scratch. This is because the surface emitting type coaxial lighting has a wide light emitting surface and has the properties of a dome lighting. That is, since surface-emitting type coaxial lighting has the property of dome lighting, even a slight unevenness caused by a scratch or the like cannot produce a shadow and is buried in a bright area. Therefore, the dark field system must be used for surface inspection of flaws and the like. In this surface-emitting type coaxial illumination, even if a lens is placed between the surface-emitting illumination and the half mirror to forcibly provide parallel light, the center is bright and the periphery is dark, as shown in FIG. Therefore, a bright field of uniform brightness cannot be obtained.
実施形態における明視野検査システムの原理について図8(a)、図8(b)および図9を用いて説明する。 The principle of the bright field inspection system in the embodiment will be described with reference to FIGS. 8(a), 8(b) and 9. FIG.
明視野方式(明視野光学系)は、下記の三つの仕組み(機能)で構成される。
(A)凹凸がある傷などの影を浮かび上がらせる機能
(B)影を見つけるために周囲を明るく写す機能
(C)検査エリアを確保するために全体を一様に明るく写す機能
The bright field method (bright field optical system) consists of the following three mechanisms (functions).
(A) A function that highlights the shadows of uneven scratches, etc. (B) A function that brightens the surroundings to find shadows (C) A function that uniformly brightens the entire area to secure the inspection area
そのため、一般的には平行光の照射と集光が必要とされる。図8(a)に示すように、平らな表面(平面)に斜めに入射した平行光PLはその平面において正反射され、その反射光RL(実線で示される上向きの矢印)は観測可能である。また、凹部REでは平面で無いので平行光となる反射光RLは存在しない。その代わりに斜めに入射した平行光PLは凹部REにおいて反射され、その反射光RL’(点線で示される上向きの矢印)は、例えば、反射光RLとは反対の方向に進行するので観測不可である。すなわち、平行光PLにより凹部REの影SHを生成することができる。 Therefore, irradiation and collection of parallel light are generally required. As shown in FIG. 8(a), the parallel light PL obliquely incident on a flat surface (plane) is specularly reflected on the plane, and the reflected light RL (upward arrow indicated by a solid line) is observable. . Further, since the concave portion RE is not flat, there is no reflected light RL that becomes parallel light. Instead, the obliquely incident parallel light PL is reflected by the recess RE, and the reflected light RL′ (the upward arrow indicated by the dotted line) travels in the opposite direction to the reflected light RL, so it cannot be observed. be. That is, the shadow SH of the recess RE can be generated by the parallel light PL.
また、図8(b)に示すように、平面に斜めに入射した点光源PLSからの放射状の光DLはその平面において正反射され、その反射光RL(実線で示される上向きの矢印)は観測可能である。また、凹部REでは平面で無いので平行光となる反射光RLは存在しない。その代わりに斜めに入射した放射の光DLは凹部REにおいて反射され、その反射光RL’(点線で示される上向きの矢印)は、例えば、反射光RLとは反対の方向に進行するので観測不可である。また、反射光RLと同方向に進行する反射光RL’は少ない。すなわち、点光源PLS(放射状の光)によっても凹部REの影SHを生成することができる。 Further, as shown in FIG. 8(b), the radial light DL from the point light source PLS obliquely incident on the plane is specularly reflected on the plane, and the reflected light RL (the upward arrow indicated by the solid line) is observed. It is possible. Further, since the concave portion RE is not flat, there is no reflected light RL that becomes parallel light. Instead, the obliquely incident radiation light DL is reflected at the recess RE, and the reflected light RL′ (the upward arrow indicated by the dotted line) travels in the opposite direction to the reflected light RL, for example, and thus cannot be observed. is. In addition, there is little reflected light RL' traveling in the same direction as the reflected light RL. That is, the point light source PLS (radial light) can also generate the shadow SH of the recess RE.
しかし、図9に示すように、平面に入射した面光源SLSからの放射状の光DLがその平面において正反射された反射光RL(実線で示される上向きの矢印)と、凹部REに入射した放射の光DLが凹部REにおいて反射された反射光RL’(点線で示される上向きの矢印)と、は入り乱れており、影の存在は認められない。すなわち、面光源SLS(放射状の光)では凹部REに影を生成することができない。 However, as shown in FIG. 9, the radial light DL from the surface light source SLS incident on the plane is specularly reflected on the plane, and the reflected light RL (upward arrow indicated by a solid line) and the radiation incident on the recess RE The light DL is mixed with the reflected light RL' (upward arrow indicated by a dotted line) reflected by the recess RE, and no shadow is recognized. That is, the surface light source SLS (radial light) cannot produce a shadow in the recess RE.
明視野方式の上記(A)(B)の機能のみで考えると平行光はむしろ点光源または線光源として認識できる。完全な平行光は被写体のある一点から観測すると光源は点光源として見える。被写体の観測位置を変えても光がやってくる方向(光源方向)は一切変わらない状態となる。ここで注目すべきは傷などによる凹部の影を生じさせるためには光源光は平行である必要はなく、むしろ点光源または線光源であればよい。 Considering only the above functions (A) and (B) of the bright field system, the parallel light can rather be recognized as a point light source or a linear light source. A perfectly parallel light source can be seen as a point light source when observed from a certain point on the subject. Even if the observation position of the object is changed, the direction in which the light comes (light source direction) does not change at all. It should be noted here that the light source light does not have to be parallel, but rather a point light source or a line light source is sufficient to produce the shadow of the recessed portion due to the scratch or the like.
実施形態における点光源を用いる明視野検査システムについて図10(a)、図10(b)および図11(a)から図11(d)を用いて説明する。 A bright field inspection system using a point light source in the embodiment will be described with reference to FIGS.
実施形態における明視野検査システムにおいては、例えば、撮像装置としてのカメラ101に取り付けられるレンズ102にマクロレンズを用いる。そして、図10(a)に示すように、レンズ102とダイDとの間に、照明装置110を設置する。照明装置110は、ハーフミラー106および点光源109により構成される点光源タイプの同軸照明(同軸落射照明)である。そして、カメラ101が平面かつ鏡面反射の性質を持つダイDの表面を撮像する場合、図10(b)に示すように、スポット的な明視野領域BFAが生成される。明視野領域BFA以外のダイD上の領域は暗視野領域である。明視野領域BFAは略円形状であり、ダイDの平面的な大きさに対して小さい領域である。すなわち、複数の明視野領域BFAによりダイDの表面全体がカバーされる。X軸方向およびY軸方向にそれぞれ少なくとも二つの明視野領域BFAによりダイDの表面全体がカバーされる。明視野領域BFA内に傷Kがあれば、傷Kを暗、傷Kの周囲を明とした明視野方式による表面検査(明視野検査)が可能となる。
In the bright field inspection system according to the embodiment, for example, a macro lens is used as the
点光源では明視野方式の上記(C)の機能が実現できない。そこで、図11(a)に示すように、点光源109を矢印で示す方向(上下方向)に移動させる。これにより、図11(b)に示すように、明視野領域BFAが移動する。所定のピッチでの点光源109の移動とカメラ101によるダイDの撮像とを繰り返し、明視野領域BFAだけを検査する。これにより、ダイD全体を明視野検査することができる。
A point light source cannot realize the function (C) of the bright field method. Therefore, as shown in FIG. 11A, the point
図11(a)に示す明視野検査システムでは、明視野領域BFAの位置移動を行うため、点光源109が移動するよう制御されている。しかし、明視野領域BFAの位置移動はこれに限定されない。例えば、図11(c)に示すように、被写体であるダイDが移動するよう制御されてもよいし、図11(d)に示すように、カメラ101が移動するよう制御されてもよい。なお、図11(c)に示すように、ダイDを移動させる場合は、ハーフミラー106を用いず、点光源109をカメラ101の視野に入らない位置に固定するようにしてもよい。また、図11(a)、図11(c)および図11(d)に示す点光源109は線光源であってもよい。
In the bright field inspection system shown in FIG. 11A, the point
明視野領域BFAについて図12を用いて説明する。 The bright field area BFA will be described with reference to FIG. 12 .
ダイDの表面の検査エリアIAを矩形状に設定する場合、ダイDの表面における明視野領域BFAは円形状であるので、検査エリアIAを明視野領域BFAの中に設定し明視野領域BFAをオーバラップさせて移動させる。また、明視野領域BFAが閾値に対して十分明るい場合は問題ないが、点光源の場合、ダイDの表面の検査エリアIAは明視野領域BFAの明度の均一性がテレセントリックレンズのシステムに比べ劣る場合がある。明視野領域BFA内の位置(座標)による明度変動の影響がある場合は点光源の移動ピッチMPと検査エリアIAを調整し、明視野領域BFAのオーバラップ量を多くして均一性を高めるようにしてもよい。 When the inspection area IA on the surface of the die D is set in a rectangular shape, the bright field area BFA on the surface of the die D is circular. Overlap and move. There is no problem if the bright field area BFA is sufficiently bright with respect to the threshold, but in the case of a point light source, the brightness uniformity of the bright field area BFA in the inspection area IA on the surface of the die D is inferior to that of the telecentric lens system. Sometimes. If there is an effect of brightness fluctuation due to the position (coordinates) in the bright field area BFA, adjust the movement pitch MP of the point light source and the inspection area IA to increase the overlap amount of the bright field area BFA and improve uniformity. can be
なお、スポットで照らす明視野領域BFA周辺には高感度の暗視野方式による表面検査(暗視野検査)が可能な領域が生じる場合がある。これを用いた暗視野検査について図13を用いて説明する。 In addition, there may be an area in which surface inspection (dark field inspection) by a highly sensitive dark field method is possible around the bright field area BFA illuminated by the spot. A dark field inspection using this will be described with reference to FIG.
明視野領域BFAに対し同心円の円周の接線方向に延伸する傷Kが可視化される。固定のポジションから見れば明視野領域BFAの移動に従い、任意の方向に延伸する傷を暗視野検査でも見つけることが可能になる。これにより、上述した暗視野検査システムの傷の延伸方向による検出感度の不均一性の問題も解決できる。また、はっきりと凹凸の生じない傷、例えば、ヒビ(細かい割れ目)はあるが面が接合している傷等、凹部の幅が非常に狭い(幅が1~2画素未満)傷を検出することができる。明視野検査では、はっきりと凹凸の生じない傷は、影の像が薄れてしまい検出が難しい。 A flaw K extending tangentially to the circumference of a concentric circle is visualized with respect to the bright field area BFA. When viewed from a fixed position, it becomes possible to find flaws extending in any direction even by dark-field inspection as the bright-field area BFA moves. This also solves the problem of non-uniformity in detection sensitivity due to the extending direction of the flaw in the dark-field inspection system described above. In addition, it is possible to detect flaws that do not have clear unevenness, such as flaws that have cracks (fine cracks) but are joined on the surface, and flaws with very narrow recesses (less than 1 to 2 pixels in width). can be done. In bright-field inspection, it is difficult to detect flaws that do not have clear unevenness because the shadow image fades.
明視野領域BFAの周辺による暗視野検査と明視野領域BFAによる明視野検査を並行して処理するようにしてもよい。これにより、明視野検査で苦手なはっきりと凹凸の生じない傷および一般的な暗視野検査の苦手なスクラッチ等のくぼみ状の傷などを同時に検出できるようになり、より高感度な検査システムを実現できる。 The dark field inspection by the periphery of the bright field area BFA and the bright field inspection by the bright field area BFA may be processed in parallel. This makes it possible to simultaneously detect scratches that do not produce clear unevenness, which is difficult for bright-field inspection, and pit-shaped scratches, such as scratches, which are difficult for general dark-field inspection, realizing a more sensitive inspection system. can.
昨今のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサを用いたカメラ(CMOSカメラ)の高速化が進み、例えば、画素数が5Mクラスのカメラでもフレームレート100以上が存在する。これにROI(Region of Interest)処理(部分取り込み処理)を付加するとフレームレートは1000を超えることが可能であり、エリアを分割した取り込みを繰り返しても取り込みに要する時間がかからなくなっている。したがって、カメラ101にCMOSカメラを使用する場合、上述したスポット的な明視野領域BFAにおける撮像を繰り返しても取り込みに要する時間はかからない。
The speed of cameras using recent CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensors (CMOS cameras) has progressed, and for example, even cameras with 5M pixels have a frame rate of 100 or higher. If ROI (Region of Interest) processing (partial capturing processing) is added to this, the frame rate can exceed 1000, and the time required for capturing can be reduced even if capturing by dividing the area is repeated. Therefore, when a CMOS camera is used as the
また、昨今のCMOSカメラは裏面照射型に移行しており、感度が飛躍的によくなっている。これにより露光時間も短縮化できるため、多重取り込みを行ってもこれに要する時間はかからない。高速処理が必要な場合は高速撮像が可能なCMOSカメラを使用するのが好ましい。なお、本実施形態における撮像装置はCMOSカメラに限定されるものではなく、例えば、CCD(Charge Coupled Devices)イメージセンサを用いたカメラであってもよい。 In addition, recent CMOS cameras have shifted to the back-illuminated type, and the sensitivity has improved dramatically. As a result, the exposure time can also be shortened, so even if multiple capturing is performed, it does not take much time. If high-speed processing is required, it is preferable to use a CMOS camera capable of high-speed imaging. Note that the imaging device in this embodiment is not limited to a CMOS camera, and may be a camera using a CCD (Charge Coupled Devices) image sensor, for example.
また、点光源タイプの同軸照明を用いた照明は正反射領域を見ているため、反射率が高く、暗視野方式より短い露光時間で撮像できる。 In addition, since illumination using point light source type coaxial illumination sees a specular reflection area, the reflectance is high and imaging can be performed with a shorter exposure time than the dark field method.
図10(a)に示す明視野検査システムの具体例について、実施形態におけるピックアップ部2の光学系を例に図14および図15を用いて説明する。
A specific example of the bright field inspection system shown in FIG. 10A will be described with reference to FIGS. 14 and 15, taking the optical system of the
図14に示すように、ウエハ認識カメラ24にはマクロレンズで構成される対物レンズ25が取り付けられ、この対物レンズ25を通してダイDの主面の画像を撮影する構成となっている。ウエハ認識カメラ24とダイDとを結ぶ線上の対物レンズ25とダイDとの間には、面発光照明(光源)261およびハーフミラー(半透過鏡)262を内部に備える照明装置26が配置されている。面発光照明261からの照射光は、ハーフミラー262によってウエハ認識カメラ24と同じ光軸で反射され、ダイDに照射される。ウエハ認識カメラ24と同じ光軸でダイDに照射されたその散乱光は、ダイDで反射し、そのうちの正反射光がハーフミラー262を透過してウエハ認識カメラ24に達し、ダイDの映像を形成する。すなわち、照明装置26は同軸落射照明(同軸照明)の機能を有する。
As shown in FIG. 14, an
照明装置26内の面発光照明261は面発光タイプのLED光源であり、格子状に平面配列した点光源としてのLED261aを複数有するLED基板261bを備える。各LED261aは個別に点灯(ON)および消灯(OFF)が可能に構成されている。すなわち、面発光照明261の一部を順次点灯することにより発光位置を移動させることが可能である。
A surface-emitting
制御部8は、表面検査時、照明装置26のLED261aを個別に順次点灯させることにより点光源を形成し、あたかも点光源を移動するよう構成される。また、制御部8は、アライメント(位置合わせ)時、照明装置26のLED261aを全て点灯するよう構成される。なお、制御部8は、表面検査時、LED261aを1列ごとまたは1行ごとに順次点灯させることにより線光源を形成し、その線光源を移動するように構成してもよい。
During the surface inspection, the
ROI(明視野領域BFA、検査エリアIA)を移動させながら照明と撮像を繰り返すため、ウエハ認識カメラ24から制御部8への転送はROIごとに実施できる。これにより、図15に示すように、最初のROI(i)の画像データを転送終了後、次のROI(ii)を転送中に最初のROI(i)の画像処理を実施できる。すなわち、ウエハ認識カメラ24から制御部8への画像データ転送と、制御部8における画像処理および判定処理と、を並行して実施できる。
Since illumination and imaging are repeated while moving the ROI (bright field area BFA, inspection area IA), transfer from the
照明装置26の光源の波長は限定されるものではないが、照明装置26を表面検査に特化する場合は、青、紫、紫外線(UV)などの短波長光源を用いるのが好ましい。
The wavelength of the light source of the
テレセントリックレンズの明視野検査システムに比べ、明視野領域の明度安定性が多少劣る場合、制御部8は、画像処理において微分フィルタや2次微分フィルタなどのエッジ検出フィルタを使用し、濃淡落差の信号としてハイパス処理を行い、濃淡の揺らぎの影響を受けにくくするようにしてもよい。
If the brightness stability in the bright field region is somewhat inferior to that of a telecentric lens bright field inspection system, the
ピックアップ部2の光学系(ウエハ認識カメラ24およびその照明装置26)について説明したが、中間ステージ部3の光学系(ステージ認識カメラ32およびその照明装置)およびボンド部4の光学系(基板認識カメラ44およびその照明装置)も同様の構成である。
The optical system of the pickup section 2 (
実施形態によれば、下記の一つまたは複数の効果が得られる。 Embodiments provide one or more of the following effects.
(1)明視野方式により検査するので、傷の延伸方向による検出感度の不均一性を低減することができる。これにより、傷の検出精度を向上することができる。 (1) Since the inspection is performed by the bright field method, it is possible to reduce the non-uniformity of the detection sensitivity depending on the extending direction of the flaw. As a result, the detection accuracy of flaws can be improved.
(2)明視野方式により検査するので、正反射領域からの相対的な位置関係による検出感度の不均一性を低減することができる。これにより、傷の検出精度を向上することができる。 (2) Since inspection is performed by the bright field method, it is possible to reduce non-uniformity in detection sensitivity due to the relative positional relationship from the specular reflection area. As a result, the detection accuracy of flaws can be improved.
(3)マクロレンズを使用する場合は、広視野化が可能になる。 (3) When using a macro lens, a wide field of view is possible.
(4)明視野検査システムにおいて同軸照明を用いるので、斜光照明で浮かび上がるダイの回路模様の影響を低減することができる。 (4) Since coaxial illumination is used in the bright field inspection system, it is possible to reduce the influence of circuit patterns on the die that appear under oblique illumination.
(5)傷の検出精度を向上することができるので、ダイボンダが組み立てる製品の歩留まりの向上が可能となる。 (5) Since it is possible to improve the detection accuracy of flaws, it is possible to improve the yield of products assembled by a die bonder.
<変形例>
以下、実施形態の代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施形態にて説明されているものと同様の構成および機能を有する部分に対しては、上述の実施形態と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施形態における説明が適宜援用され得るものとする。また、上述の実施形態の一部、および、複数の変形例の全部または一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
<Modification>
Some representative modifications of the embodiment are illustrated below. In the description of the modifications below, the same reference numerals as in the above-described embodiment may be used for portions having the same configurations and functions as those described in the above-described embodiment. For the description of this part, the description in the above-described embodiment can be used as appropriate within a technically consistent range. Also, part of the above-described embodiments and all or part of multiple modifications can be appropriately applied in combination within a technically consistent range.
(第一変形例)
第二変形例における同軸照明について図16および図17(a)を用いて説明する。
(first modification)
Coaxial illumination in the second modification will be described with reference to FIGS. 16 and 17(a).
図16に示すように、アライメント用の同軸照明には、LED基板261bとハーフミラー262との間に拡散板261cを設置することがある。ここで、拡散板とは、光源から出る光を拡散し、照明むらを低減させる乳白色等の色のフィルタもしくは透光性の板状部材をいう。このような同軸照明を表面検査用の照明装置として使用する場合、LED261aを個別点灯しても十分に小さい点光源を得られない場合がある。そこで、図17(a)に示すように、LED基板261bと拡散板261cの間に敷板261dを設け、LED261aの照射光が広がらないようにして拡散板261cでのにじみを抑えるようにしてもよい。
As shown in FIG. 16, a
(第二変形例)
第二変形例における同軸照明について図16および図17(b)を用いて説明する。
(Second modification)
Coaxial illumination in the second modification will be described with reference to FIGS. 16 and 17(b).
図17(b)に示すように、図16に示す拡散板261cに代えて動的拡散板としての液晶パネル261eを設置してもよい。アライメント時は、拡散発光させるため、液晶パネル261eを白濁するよう制御する。表面検査時は、LEDを個別点灯させて点光源にするため、液晶パネル261eを透明にするよう制御する。これにより、アライメント時と表面検査時に同じ照明装置を使用することができる。
As shown in FIG. 17B, a
(第三変形例)
第三変形例における同軸照明についてについて図18を用いて説明する。
(Third modification)
Coaxial lighting in the third modified example will be described with reference to FIG. 18 .
図14に示すボックスタイプの同軸照明と図16に示すボックスタイプのアライメント用の同軸照明とを上下に重ねる2層構造にしてもよい。図14に示す同軸照明は図16に示す同軸照明の下に配置されてもよいし、上に配置されてもよい。 A two-layer structure may be employed in which the box-type coaxial illumination shown in FIG. 14 and the box-type coaxial illumination for alignment shown in FIG. 16 are vertically stacked. The coaxial illumination shown in FIG. 14 may be arranged below or above the coaxial illumination shown in FIG.
(第四変形例)
第四変形例における明視野検査システムの動作についてについて図19(a)および図19(b)を用いて説明する。
(Fourth modification)
The operation of the bright field inspection system in the fourth modified example will be described with reference to FIGS. 19(a) and 19(b).
図15および図19(a)に示すように、実施形態では、撮像(S1)、転送(S2)、画像処理および判定処理(S3)を検査エリア数分繰り返している。第四変形例では、図19(b)に示すように、撮像(S1)、転送(S2)を検査エリア数分繰り返し、各検エリアの画像をつなぎ合わせた(S4)後、画像処理および判定処理(S3)をして一括検査する。ただし、その際は各取り込み時の被検査エリアのデータ(画素値)を加算する和算合成をしてはならない。被検査エリアのデータを混ぜてしまうと単純に面発光の同軸照明を照射したときの画像を生成してしまうためである。 As shown in FIGS. 15 and 19(a), in the embodiment, imaging (S1), transfer (S2), image processing and determination processing (S3) are repeated for the number of inspection areas. In the fourth modification, as shown in FIG. 19(b), imaging (S1) and transfer (S2) are repeated for the number of inspection areas, and images of each inspection area are joined (S4), and then image processing and determination are performed. A process (S3) is performed and batch inspection is performed. However, in that case, summation synthesis, in which the data (pixel values) of the area to be inspected at each capture are added, must not be performed. This is because if the data of the area to be inspected are mixed, an image will simply be generated when the coaxial illumination of surface emission is applied.
以上、本開示者によってなされた発明を実施形態および変形例に基づき具体的に説明したが、本開示は、上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。 The invention made by the present disclosure person has been specifically described above based on the embodiments and modifications, but it should be noted that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be variously modified. Not even.
例えば、実施形態では、同軸照明においてマトリックス状に並べたLEDを順次点灯させる例を説明したが、点光源としてのLEDを移動するようにしてもよい。 For example, in the embodiments, an example in which LEDs arranged in a matrix are sequentially turned on in coaxial illumination has been described, but LEDs as point light sources may be moved.
また、実施形態では、同軸照明においてマトリックス状に並べたLEDを順次点灯させて線光源を移動する例を説明したが、線光源としてのバー照明を移動するにしてもよい。 Further, in the embodiment, an example in which the linear light source is moved by sequentially lighting the LEDs arranged in a matrix in the coaxial lighting has been described, but the bar lighting as the linear light source may be moved.
また、実施形態では、マクロレンズを用いる例を説明したが、テレセントリックレンズを用いてもよい。 Also, in the embodiments, an example using a macro lens has been described, but a telecentric lens may also be used.
また、実施形態では、ダイを基板に載置するダイボンダ(半導体製造装置)を例に説明したが、ダイボンダに搬入される前のウエハ(ダイ)の表面を検査する検査装置またはダイボンダから搬出された基板に載置されたダイの表面を検査する検査装置にも適用できる。 In the embodiments, a die bonder (semiconductor manufacturing apparatus) that mounts a die on a substrate has been described as an example. It can also be applied to an inspection device that inspects the surface of a die placed on a substrate.
また、実施形態ではダイ位置認識の後にダイ外観検査認識を行っているが、ダイ外観検査認識の後にダイ位置認識を行ってもよい。 Further, in the embodiment, the die visual inspection recognition is performed after the die position recognition, but the die position recognition may be performed after the die visual inspection recognition.
また、実施形態ではウエハの裏面にDAFが貼付されているが、DAFはなくてもよい。 Moreover, although the DAF is attached to the back surface of the wafer in the embodiment, the DAF may be omitted.
また、実施形態ではピックアップヘッドおよびボンディングヘッドをそれぞれ1つ備えているが、それぞれ2つ以上であってもよい。また、実施形態では中間ステージを備えているが、中間ステージがなくてもよい。この場合、ピックアップヘッドとボンディングヘッドは兼用してもよい。 Also, although one pickup head and one bonding head are provided in the embodiment, two or more of each may be provided. Also, although the embodiment includes an intermediate stage, the intermediate stage may be omitted. In this case, the pickup head and the bonding head may be used together.
また、実施形態ではダイの表面を上にしてボンディングされるが、ダイをピックアップ後ダイの表裏を反転させて、ダイの裏面を上にしてボンディングしてもよい。この場合、中間ステージは設けなくてもよい。この装置はフリップチップボンダという。 In addition, in the embodiment, the die is bonded with its surface facing up, but after picking up the die, the die may be turned over and bonded with the back surface of the die facing up. In this case, no intermediate stage may be provided. This device is called a flip chip bonder.
8・・・制御部
10・・・ダイボンダ(半導体製造装置)
101・・・カメラ(撮像装置)
109・・・点光源
110・・・照明装置
D・・・ダイ
8...
101 Camera (imaging device)
109... Point
Claims (17)
点光源または線光源である光源を有する照明装置と、
前記光源により前記ダイの一部に対して光を照射して明視野領域を前記ダイ上に形成し、所定ピッチでの前記明視野領域の移動と前記ダイの撮像とを繰り返して前記明視野領域内を検査するよう構成される制御部と、
を備える半導体製造装置。 an imaging device that images the die;
a lighting device having a light source that is a point light source or a line light source;
A part of the die is irradiated with light from the light source to form a bright field region on the die, and the bright field region is repeatedly moved at a predetermined pitch and the die is imaged. a controller configured to inspect within;
A semiconductor manufacturing device comprising:
前記制御部は、前記光源の発光位置を移動することにより前記明視野領域を移動するよう構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the control unit is configured to move the bright field region by moving the light emitting position of the light source.
前記制御部は、前記ダイを移動することにより前記明視野領域を移動するよう構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the controller is configured to move the bright field region by moving the die.
前記制御部は、前記撮像装置を移動することにより前記明視野領域を移動するよう構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the control unit is configured to move the bright field region by moving the imaging device.
前記制御部は、前記明視野領域をオーバラップして移動させるよう構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the controller is configured to overlap and move the bright field region.
前記制御部は、前記明視野領域により明視野検査を行うと共に、前記明視野領域に隣接する暗視野領域により暗視野検査を行うよう構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the control unit is configured to perform a bright field inspection using the bright field area and perform a dark field inspection using a dark field area adjacent to the bright field area.
前記制御部は、前記撮像装置による最初の明視野領域の画像データの転送後、前記撮像装置による次の明視野領域の画像データの転送と並行して前記最初の明視野領域の画像処理および判定処理を実施するよう構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1,
After transferring the image data of the first bright field region by the imaging device, the control unit performs image processing and determination of the first bright field region in parallel with the transfer of the next image data of the bright field region by the imaging device. Semiconductor manufacturing equipment configured to perform a process.
さらに、前記撮像装置と前記ダイとの間に配置されるハーフミラーを備え、
前記光源は前記ハーフミラーを介して前記ダイ上に照射するよう構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 7,
Further comprising a half mirror disposed between the imaging device and the die,
A semiconductor manufacturing apparatus, wherein the light source is configured to irradiate onto the die through the half mirror.
前記照明装置は、前記撮像装置と前記ダイとの間に配置され、面発光照明とハーフミラーとを備え、
前記面発光照明は、マトリクス状に平面配置された複数のLEDを備え、前記LEDのそれぞれは個別に点灯および消灯が可能であり、
前記制御部は、前記複数のLEDの一部を点灯させて前記点光源または前記線光源を形成するよう構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1,
The lighting device is disposed between the imaging device and the die and includes a surface emitting lighting and a half mirror,
The surface-emitting lighting includes a plurality of LEDs arranged in a matrix on a plane, and each of the LEDs can be individually turned on and off,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the control unit is configured to turn on a part of the plurality of LEDs to form the point light source or the linear light source.
前記制御部は、前記LEDの点灯箇所を変更することにより前記点光源または前記線光源を移動するよう構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus according to claim 9,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the control unit is configured to move the point light source or the linear light source by changing a lighting position of the LED.
前記制御部は、位置合わせ時において、前記複数のLEDの全てを点灯するよう構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus according to claim 10,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the control unit is configured to turn on all of the plurality of LEDs during alignment.
前記照明装置は、さらに、
前記面発光照明と前記ハーフミラーとの間に設けられる拡散板と、
前記面発光照明と前記拡散板との間に設けられる敷板と、
を備える半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus according to claim 11,
The lighting device further comprises:
a diffusion plate provided between the surface emitting illumination and the half mirror;
a floor plate provided between the surface emitting lighting and the diffusion plate;
A semiconductor manufacturing device comprising:
前記照明装置は、さらに、前記面発光照明と前記ハーフミラーとの間に設けられる液晶パネルを備える半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus according to claim 11,
A semiconductor manufacturing apparatus, wherein the illumination device further includes a liquid crystal panel provided between the surface emitting illumination device and the half mirror.
さらに、前記撮像装置と前記ダイとの間に配置され、面発光照明とハーフミラーと前記面発光照明と前記ハーフミラーとの間に設けられる拡散板とを有する第二の照明装置を備える半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus according to claim 10,
Further, semiconductor manufacturing comprising a second lighting device arranged between the imaging device and the die and having a surface emitting illumination, a half mirror, and a diffusion plate provided between the surface emitting illumination and the half mirror Device.
前記制御部は、前記撮像装置が明視野領域の撮像および画像データの転送を明視野領域の数分繰り返した後、各明視野領域の画像をつなぎ合わせて、つなぎ合わせた画像の画像処理および判定処理をして一括検査するよう構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1,
After the imaging device repeats the imaging of the bright field regions and the transfer of the image data for the number of bright field regions, the control unit connects the images of the bright field regions, and performs image processing and determination of the connected images. Semiconductor manufacturing equipment configured to process and batch inspect.
点光源または線光源である光源を有する照明装置と、
前記光源により前記ダイの一部に対して光を照射して、暗視野領域を前記ダイ上に形成すると共に前記暗視野領域よりも小さい明視野領域を前記ダイ上に形成し、所定ピッチでの前記明視野領域の移動と前記ダイの撮像とを繰り返して前記明視野領域内を検査するよう構成される制御部と、
を備える検査装置。 an imaging device that images the die;
a lighting device having a light source that is a point light source or a line light source;
A part of the die is irradiated with light from the light source to form a dark field region on the die, and a bright field region smaller than the dark field region is formed on the die, and a predetermined pitch is formed. a controller configured to repeatedly move the bright field region and image the die to inspect the bright field region;
inspection device.
前記光源により前記ダイの一部に対して光を照射して明視野領域を前記ダイ上に形成し、所定ピッチでの前記明視野領域の移動と前記ダイの撮像とを繰り返して前記明視野領域内を検査する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 a step of loading a wafer ring holding a plurality of dies in a wafer shape into a semiconductor manufacturing apparatus comprising an imaging device for imaging dies and an illumination device having a light source that is a point light source or a linear light source;
A part of the die is irradiated with light from the light source to form a bright field region on the die, and the bright field region is repeatedly moved at a predetermined pitch and the die is imaged. a step of inspecting the inside of
A method of manufacturing a semiconductor device comprising:
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