JP2023100562A - 半導体製造装置、検査装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】傷の検出感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。【解決手段】半導体製造装置は、ダイを撮像する撮像装置と、撮像装置に設けられたレンズと、照明光を照射する照明装置と、照明装置により正反射領域を前記ダイ上またはダイの周辺に形成すると共に表面検査時において正反射領域よりも大きい暗視野領域をダイ上に形成し、所定ピッチでの正反射領域の移動とダイの撮像とを繰り返し暗視野領域のうち正反射領域に近接する所定領域を検査するよう構成される制御部と、を備える。【選択図】図６

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。

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。

特開２０２０－１３８４１号公報

本開示の課題は傷の検出感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。

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、撮像装置に設けられたレンズと、照明光を照射する照明装置と、照明装置により正反射領域をダイ上またはダイの周辺に形成すると共に表面検査時において正反射領域よりも大きい暗視野領域をダイ上に形成し、所定ピッチでの正反射領域の移動とダイの撮像とを繰り返し暗視野領域のうち正反射領域に近接する所定領域を検査するよう構成される制御部と、を備える。

本開示によれば、傷の検出感度を向上させることができる。

図１は実施形態におけるダイボンダの構成例を示す概略上面図である。 図２は図１において矢印Ａ方向から見たときの概略構成を説明する図である。 図３は図１に示されるダイボンダの制御系の概略構成を示すブロック図である。 図４は比較例における暗視野検査システムの構成例を示す図である。 図５は図４に示す暗視野検査システムにおける撮像画像および明るさを示す図である。 図６は実施形態における暗視野検査システムの構成例を示す図である。 図７（ａ）は図６に示す（ａ）の位置に照明装置が移動した場合の検査対象のダイを撮像した画像を示す図である。図７（ｂ）は図６に示す（ｂ）の位置に照明装置が移動した場合の撮像画像を示す図である。 図８は第一変形例における暗視野検査システムの動作を示す図である。 図９（ａ）は第二変形例における暗視野検査システムの動作を示す図である。図９（ｂ）は第三変形例における暗視野検査システムの動作を示す図である。 図１０は第四変形例における暗視野検査システムの構成および動作を示す図である。 図１１（ａ）は図１０に示す（ａ）の位置に照明装置が移動した場合の撮像画像を示す図である。図１１（ｂ）は図１０に示す（ｂ）の位置に照明装置が移動した場合の撮像画像を示す図である。図１１（ｃ）は図１０に示す（ｃ）の位置に照明装置が移動した場合の撮像画像を示す図である。図１１（ｄ）は図１０に示す（ｄ）の位置に照明装置が移動した場合の撮像画像を示す図である。 図１２は第五変形例における暗視野検査システムの構成および動作を示す図である。 図１３は第六変形例における暗視野検査システムの構成を示す図である。

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。

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。

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と、中間ステージ部３と、ボンド部４と、搬送部５と、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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と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。

次に、制御部８について図３を用いて説明する。

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。

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。

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ェアにより、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ェ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。

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。

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）。

Ｐ２工程に続いて、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）。

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）。

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）。

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。

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）。

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）。

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）。

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）。

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。

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、早く傷を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。

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。

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。

比較例における暗視野方式を用いた暗視野検査システムについて図４および図５を用いて説明する。図４の上側は上面図であり、下側は正面図である。

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の左側に隣接する周辺のダイ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。

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７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の左側に隣接する周辺のダイ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。クラック等の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。

図５の上側の画像に示すように、Ｙ軸方向に沿って延伸する傷Ｋは認識できるが、Ｘ軸方向に向かうに連れてだんだん暗くなる。図５の下側の明度（ＢＲ）のグラフに示すように、背景ＢＧと傷Ｋとの明度比（コントラスト比）は正反射領域ＳＲＡに近いほど大きくなるため、正反射領域ＳＲＡに近接する領域で最も感度が高くなる。言い換えると、正反射領域ＳＲＡから離れるにしたがい検査感度が落ちてしまう。

本実施形態における暗視野検査システムについてピックアップ部の光学系を例に図６および図７を用いて説明する。

図６に示すように、レンズ２５が取り付けられたウエハ認識カメラ２４をウエハ１１（ダイＤ）の表面に対して垂直に配置する。すなわち、光学軸ＯＡをダイＤの表面に対して垂直にする。ただし、ウエハ認識カメラ２４は撮像対象のダイＤの中心から離れた位置に配置される。照明装置２６はバー照明であり、その照射面はウエハ１１の表面と対向するよう配置される。照明装置２６は光学軸ＯＡに沿った方向に照射するが、照射される照明光は拡散光であるので、照射方向（ウエハ１１の表面における照射領域）に広がりがある。照明装置２６の照射面はＹ軸方向の長さはＸ軸方向の長さよりも長い矩形状である。言い換えると、照明装置２６はＹ軸方向に延伸している。照明装置２６の照射面の幅（Ｘ軸方向の長さ）はレンズ２５の幅よりも小さい。照明装置２６はウエハ認識カメラ２４の視野ＣＶ内に入らない位置、例えば、レンズ２５の下面と同等の高さの位置に配置される。照明装置２６はＸ軸方向に沿って移動可能である。ウエハ認識カメラ２４の視野はダイＤよりも広い範囲である。

図６に示すように、制御部８は、照明装置２６を図示しない駆動部によりＸ軸方向に沿って動かし正反射領域ＳＲＡの位置を移動させる。図６に示す（ａ）の位置に照明装置２６が移動すると、図７（ａ）に示すように、正反射領域ＳＲＡが移動し、制御部８はその位置おいてダイＤを撮像する。制御部８は、撮像した画像のうち、正反射領域ＳＲＡの右側（正反射領域ＳＲＡの移動方向側）に隣接する検査領域ＩＡを画像処理して検査する。所定領域としての検査領域ＩＡは所定の大きさであり暗視野検査の高感度領域である。検査領域ＩＡはダイＤ上に形成された暗視野領域の一部であり、例えば、正反射領域ＳＲＡと同等の大きさである。なお、ダイＤの左側の端部付近を検査領域ＩＡにする場合は、正反射領域ＳＲＡはダイＤの左の外側近傍に位置する。

図６に示す（ａ）と（ｂ）の間の位置に照明装置２６が移動すると、正反射領域ＳＲＡはダイＤの中央部に移動し、制御部８はその位置おいてダイＤを撮像する。制御部８は、撮像した画像のうち、正反射領域ＳＲＡに近接し正反射領域ＳＲＡを挟む二つの検査領域ＩＡを画像処理して検査する。

図６に示す（ｂ）の位置に照明装置２６が移動すると、図７（ｂ）に示すように、正反射領域ＳＲＡが移動し、制御部８はその位置おいてダイＤを撮像する。制御部８は、撮像した画像のうち、正反射領域ＳＲＡの左側（正反射領域ＳＲＡの移動方向の反対側）に隣接する検査領域ＩＡを画像処理して検査する。なお、ダイＤの右側の端部付近を検査領域ＩＡにする場合は、正反射領域ＳＲＡはダイＤの右の外側近傍に位置する。

制御部８は、照明装置２６の移動、ウエハ認識カメラ２４によるダイＤの撮影、および画像処理による検査を繰り返すことで、最も感度の高い領域をダイＤ全体に設けて検査することができる。

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。

実施形態によれば、正反射領域を移動して検査ができるので、傷の検出感度を向上することができる。また、傷の検出感度が向上するので、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。

＜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。

（第一変形例）
第一変形例における暗視野検査システムについて図８を用いて説明する。

実施形態では、正反射領域ＳＲＡの位置を移動させるため、照明装置２６を水平方向に移動させる例を説明したが、ウエハ認識カメラ２４を水平移動させるようにしてもよい。ウエハ認識カメラ２４が移動した場合、ウエハ認識カメラ２４の視野ＣＶの中でウエハ１１（ダイＤ）の位置が移動し、ウエハ認識カメラ２４に到達する照明光のウエハ１１（ダイＤ）上での正反射位置も変化する。

（第二変形例）
第二変形例における暗視野検査システムについて図９（ａ）を用いて説明する。

実施形態では、正反射領域ＳＲＡの位置を移動させるため、照明装置２６を水平方向に移動させる例を説明したが、図９（ａ）に示すように、被写体であるウエハ１１（ダイＤ）を水平移動させるようにしてもよい。これにより、ウエハ認識カメラ２４に到達する照明光のウエハ１１（ダイＤ）上での正反射位置が変化する。

（第三変形例）
第三変形例における暗視野検査システムについて図９（ｂ）を用いて説明する。

図９（ｂ）に示すように、照明装置２６を光学軸ＯＡに沿った方向（ウエハ１１（ダイＤ）の表面に対して垂直方向）に移動させるようにしてもよい。これにより、ウエハ認識カメラ２４に到達する照明光のウエハ１１（ダイＤ）上での正反射位置が変化する。

（第四変形例）
第四変形例における暗視野検査システムについて図１０および図１１を用いて説明する。

実施形態では、ウエハ認識カメラ２４は撮像対象のダイＤの中心から離れた位置に配置されているが、第四変形例では、図１０に示すように、ウエハ認識カメラ２４は撮像対象のダイＤの中心付近に配置され、照明装置２６はウエハ認識カメラ２４（レンズ２５）の下を通過できる位置に配置される。

照明装置２６がウエハ認識カメラ２４の左側からＸ軸方向に沿って（左右方向に）右側に移動してウエハ認識カメラ２４の下を通過する場合の動作について、以下説明する。

まず、正反射領域ＳＲＡはダイＤの左の外側近傍に位置するよう照明装置２６が配置される。この場合、ダイＤの左側の端部付近、すなわち、正反射領域ＳＲＡの右側を検査領域ＩＡとする。

左側から移動してきた照明装置２６が図１０に示す（ａ）の位置に移動すると、図１１（ａ）に示すように、正反射領域ＳＲＡはダイＤの左側端部付近に形成される。この位置では正反射領域ＳＲＡの右側を検査領域ＩＡとする。

そして、照明装置２６が図１０に示す（ｂ）の位置（レンズ２５の左端近傍の位置）まで移動する間は、図１１（ｂ）に示すように、正反射領域ＳＲＡの右側を検査領域ＩＡとする。ここで、図１０に示す（ｂ）の位置は検査領域ＩＡが照明装置２６によって遮蔽されない限界の位置である。

図１０に示す（ｂ）の位置から（ｃ）の位置までは、照明装置２６がウエハ認識カメラ２４の視野内に入るので、照明装置２６の移動のみでダイＤの撮像を行わない。

続いて、照明装置２６が図１０に示す（ｃ）の位置（レンズ２５の左端近傍の位置）に移動すると、図１１（ｃ）に示すように、正反射領域ＳＲＡの左側を検査エリアとする。ここで、図１０に示す（ｃ）の位置は検査領域ＩＡが照明装置２６によって遮蔽されない限界の位置である。

そして、照明装置２６が図１０に示す（ｄ）の位置に移動すると、図１１（ｄ）に示すように、正反射領域ＳＲＡはダイＤの右側端部付近に形成される。この場合も、正反射領域ＳＲＡの左側を検査領域ＩＡとする。

最後に、正反射領域ＳＲＡはダイＤの右の外側近傍に位置するよう照明装置２６が配置される。この場合も、ダイＤの右側の端部付近、すなわち、正反射領域ＳＲＡの左側を検査領域ＩＡとする。これによりダイＤ全面の検査が可能となる。

（第五変形例）
第五変形例における暗視野検査システムについて図１２を用いて説明する。

第四変形例では、照明装置２６がウエハ認識カメラ２４の下方に位置するため、ウエハ認識カメラ２４の視野内に入る場合がある。その場合、正反射領域ＳＲＡに隣接する二つの領域の一方が検査領域にすることができない。例えば、図１０に示す（ｂ）の位置に照明装置２６が移動する場合、図１１（ｂ）に示す正反射領域ＳＲＡの右側は検査領域ＩＡとすることができるが、正反射領域ＳＲＡの左側は検査領域とすることができない。

第五変形例では、レンズ２５が取り付けられたウエハ認識カメラ２４を撮像対象のダイＤの表面に対して垂直に配置する。すなわち、ダイＤの表面の中心付近に光学軸ＯＡが位置すると共に、光学軸ＯＡがダイＤの表面に対して垂直になるようにウエハ認識カメラ２４を設置する。そして、レンズ２５とダイＤとの間に、ウエハ認識カメラ２４の光学軸ＯＡに対して４５度傾いたハーフミラー２７を設置する。そして、照明装置２６をウエハ認識カメラ２４の視野外に配置すると共に、照明装置２６の照射面がハーフミラー２７と対向するよう配置する。照明装置２６は光学軸ＯＡ方向に沿って移動可能である。

仮想照明装置２６’が図１０に示す照明装置２６と同様に移動するように、制御部８は、照明装置２６が上下方向に移動するよう制御する。照明装置２６はウエハ認識カメラ２４の視野外に位置するので、正反射領域ＳＲＡに隣接する二つの領域の一方が検査領域にすることができる。また、仮想照明装置２６’がレンズ２５の直下および左右端部の外側近傍に位置する場合も撮像可能である。

（第六変形例）
第六変形例における暗視野検査システムについて図１３を用いて説明する。

ウエハ認識カメラ２４にはレンズ２５が取り付けられ、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２６０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２６０は同軸落射照明（同軸照明）の機能を有する。

照明装置２６０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。

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される。面発光照明２６１のハーフミラー２６２の照射エリアを絞ることで正反射領域ＳＲＡおよび暗視野の検査領域ＩＡを設ける。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。

以上、本開示者ら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。

例えば、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。

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。

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。

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。

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。

８・・・制御部
１０・・・ダイボンダ（半導体製造装置）
２４・・・ウエハ認識カメラ（撮像装置）
２６・・・照明装置
Ｄ・・・ダイ
ＩＡ・・・検査領域（所定領域）
ＳＲＡ・・・正反射領域

Claims (15)

1. ダイを撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置に設けられたレンズと、
   照明光を照射する照明装置と、
   前記照明装置により正反射領域を前記ダイ上または前記ダイの周辺に形成すると共に表面検査時において前記正反射領域よりも大きい暗視野領域を前記ダイ上に形成し、所定ピッチでの前記正反射領域の移動と前記ダイの撮像とを繰り返し前記暗視野領域のうち前記正反射領域に近接する所定領域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。
2. 請求項１の半導体製造装置において、
   前記制御部は、前記正反射領域の位置する箇所に基づいて、前記正反射領域の移動方向側に近接する所定領域、または、前記正反射領域の移動方向とは反対側に近接する所定領域、または、前記正反射領域の両側に近接する所定領域を検査するよう構成される半導体製造装置。
3. 請求項２の半導体製造装置において、
   前記制御部は、
   前記正反射領域が前記ダイの一端側に位置する場合、前記正反射領域の移動方向側に近接する所定領域を検査し、
   前記正反射領域が前記ダイの他端側に位置する場合、前記正反射領域の移動方向とは反対側に近接する所定領域を検査するよう構成される半導体製造装置。
4. 請求項２の半導体製造装置において、
   前記制御部は、前記正反射領域が前記ダイの中央部付近に位置する場合、前記正反射領域の両側に近接する所定領域を検査するよう構成される半導体製造装置。
5. 請求項１の半導体製造装置において、
   前記照明装置は、第一方向が第二方向より長い照射面を有するバー照明であり、照射光を前記撮像装置の光学軸に沿った第三方向に照射するよう設けられ、
   前記制御部は、前記照明装置を前記第二方向に移動させることにより、前記正反射領域を移動するよう構成される半導体製造装置。
6. 請求項１の半導体製造装置において、
   前記照明装置は、第一方向が第二方向より長い照射面を有するバー照明であり、照射光を前記撮像装置の光学軸に沿った第三方向に照射するよう固定して設けられ、
   前記制御部は、前記撮像装置を前記第二方向に移動させることにより、前記正反射領域を移動するよう構成される半導体製造装置。
7. 請求項１の半導体製造装置において、
   前記照明装置は、第一方向が第二方向より長い照射面を有するバー照明であり、照射光を前記撮像装置の光学軸に沿った第三方向に照射するよう固定して設けられ、
   前記制御部は、前記ダイを前記第二方向に移動させることにより、前記正反射領域を移動するよう構成される半導体製造装置。
8. 請求項１の半導体製造装置において、
   前記照明装置は、第一方向が第二方向より長い照射面を有するバー照明であり、照射光を前記撮像装置の光学軸に沿った第三方向に照射するよう設けられ、
   前記制御部は、前記照明装置を前記撮像装置の光学軸に沿った方向移動させることにより、前記正反射領域を移動するよう構成される半導体製造装置。
9. 請求項５または８の半導体製造装置において、
   前記撮像装置は前記ダイの端部よりも外側にオフセットして配置される半導体製造装置。
10. 請求項５の半導体製造装置において、
    前記撮像装置は前記ダイの上に配置され、
    前記照明装置は前記撮像装置の下方を通過するよう配置され、
    前記制御部は、前記照明装置が前記レンズ下に位置する場合、前記ダイを撮像しないよう構成される半導体製造装置。
11. 請求項１の半導体製造装置において、
    さらに、前記撮像装置と前記ダイとの間にハーフミラーを備え、
    前記照明装置は、第一方向が第三方向よりを長い照射面を有するバー照明であり、照射光を前記撮像装置の光学軸に垂直な第二方向に配置される前記ハーフミラーに照射するよう設けられ、
    前記撮像装置は前記ダイの上に配置され、
    前記制御部は、前記照明装置を前記撮像装置の光学軸の方向に沿った前記第三方向に移動させることにより、前記正反射領域を移動するよう構成される半導体製造装置。
12. 請求項１の半導体製造装置において、
    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、表面検査時において、前記複数のＬＥＤの一列または１行のＬＥＤを点灯させるよう構成される半導体製造装置。
13. 請求項１２の半導体製造装置において、
    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正反射領域を移動するよう構成される半導体製造装置。
14. ダイを撮像する撮像装置と、
    前記撮像装置に設けられたレンズと、
    照明光を照射する照明装置と、
    前記照明装置により正反射領域を前記ダイ上または前記ダイの周辺に形成すると共に表面検査時において前記正反射領域よりも大きい暗視野領域を前記ダイ上に形成し、所定ピッチでの前記正反射領域の移動と前記ダイの撮像とを繰り返し前記暗視野領域のうち前記正反射領域に近接する所定領域を検査するよう構成される制御部と、
    を備える検査装置。
15. ダイを撮像する撮像装置と、前記撮像装置に設けられたレンズと、照明光を照射する照明装置と、を備える半導体製造装置に複数のダイをウエハ形状に保持するウエハリングを搬入する工程と、
    前記照明装置により正反射領域を前記ダイ上または前記ダイの周辺に形成すると共に表面検査時において前記正反射領域よりも大きい暗視野領域を前記ダイ上に形成し、所定ピッチでの前記正反射領域の移動と前記ダイの撮像とを繰り返し前記暗視野領域のうち前記正反射領域に近接する所定領域を検査する工程と、
    を含む半導体装置の製造方法。

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