JP6505776B2 - Defect detection apparatus, defect detection method, wafer, semiconductor chip, die bonder, semiconductor manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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本発明は、ウェハ、このウェハから切断されて個片化されたチップ等のワークに形成されるクラックを検出する欠陥検出装置、欠陥検出方法、ダイボンダに関し、さらには、半導体チップ、半導体製造方法、および半導体装置製造方法に関するものである。 The present invention related wafer, the defect detection apparatus for detecting a crack formed in the workpiece, such as chips that are being cut singulated from the wafer, the defect detection method, the die bonder, furthermore, the semiconductor chip, a semiconductor manufacturing The present invention relates to a method and a method of manufacturing a semiconductor device.

チップ(半導体チップ)に発生したクラックを検出する検出装置としては、従来から種々提案されている(特許文献1〜特許文献3)。特許文献1では、半導体表面の画像を撮像手段によって撮像し、検出手段によってこの撮像手段から出力される複数のカラー信号の相関係数を求め、これら相関係数より半導体表面の欠陥を検出するものである。このため、変色・汚れ等の欠陥を検出することができるというものである。   Various detection devices have been conventionally proposed as a detection device for detecting a crack generated in a chip (semiconductor chip) (patent documents 1 to 3). In Patent Document 1, an image of a semiconductor surface is captured by an imaging unit, a detection unit determines correlation coefficients of a plurality of color signals output from the imaging unit, and a defect on the semiconductor surface is detected from these correlation coefficients. It is. For this reason, defects such as discoloration and dirt can be detected.

特許文献2では、主面側を封止する樹脂層が形成されたウェハの裏面側から、光軸を前記ウェハの主面に交差させて赤外光線を照射し、その反射光を受光しつつ撮像することによりウェハ内部に発生したクラックを検出するものである。すなわち、ダイシングにより個片化したウェハの裏面側から赤外光線を照射することにより、赤外光線をウェハに透過させることができ、ウェハ内部に生じたクラックの界面で乱反射した赤外光線の反射光を受光しつつこれを結像することによって、ウェハ内部に生じたクラックを顕像化することができるというものである。   In Patent Document 2, from the back surface side of the wafer on which the resin layer for sealing the main surface side is formed, the optical axis is made to cross the main surface of the wafer to irradiate infrared light, and the reflected light is received By imaging, a crack generated inside the wafer is detected. That is, by irradiating infrared rays from the back side of the wafer singulated by dicing, it is possible to transmit infrared rays to the wafer, and reflection of infrared rays irregularly reflected at the interface of cracks generated inside the wafer. By forming an image while receiving light, it is possible to visualize a crack generated inside the wafer.

特許文献3では、半導体チップからの弾性波を検出することによって、半導体チップの変形およびクラックの発生を検出するものである。   In Patent Document 3, deformation of a semiconductor chip and occurrence of a crack are detected by detecting an elastic wave from the semiconductor chip.

特開平6−82377号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-82377 特開2008−45965号公報JP, 2008-45965, A 特開2015−170746号公報JP, 2015-170746, A

ところで、ワークとして、図13に示すように、配線パターンを配線パターン層1と、配線パターン層上にある被覆層2とを備えた半導体チップ3の場合がある。このような場合、照明光がこのワークの表面に入射された場合、照明光は、被覆層2の表面にて反射され、被覆層2を透過し、被覆層2に吸収され、被覆層2で散乱され、また、配線パターン層1から反射されたりする。   By the way, as a workpiece | work, as shown in FIG. 13, there exists a case of the semiconductor chip 3 provided with the wiring pattern layer 1 and the coating layer 2 which exists on a wiring pattern layer. In such a case, when the illumination light is incident on the surface of the work, the illumination light is reflected on the surface of the covering layer 2, transmitted through the covering layer 2, absorbed by the covering layer 2, and It is scattered and reflected from the wiring pattern layer 1.

このため、被覆層2の上面に形成された割れ等クラックを特許文献1等に記載された検出装置では検出しにくかった。また、特許文献2に記載の方法では、ウェハの裏面側から赤外光線を照射することにより、赤外光線をウェハに透過させて、ウェハ内部に生じたクラックを顕像化することができるというものであり、ウェハの表面のクラックを検出することができない。特許文献3では、半導体チップからの弾性波を検出して、クラックが発生しているか否か検出するものである。このため、クラックの位置の検出はできない。   Therefore, it is difficult to detect cracks such as cracks formed on the upper surface of the covering layer 2 with the detection device described in Patent Document 1 or the like. Further, according to the method described in Patent Document 2, it is possible to transmit infrared light to the wafer by irradiating infrared light from the back side of the wafer, and to visualize a crack generated inside the wafer. And can not detect cracks on the surface of the wafer. In Patent Document 3, an elastic wave from a semiconductor chip is detected to detect whether or not a crack is generated. For this reason, the position of the crack can not be detected.

本発明は、上記課題に鑑みて、撮像装置の観察画像上に濃淡層の濃淡パターンの影響を少なくしてワークに形成されたクラック等の欠陥の有無等を安定して検出することができる欠陥検出装置及び検出方法を提供する。また、クラック等の欠陥の有無等を安定して検出することが可能なダイボンダ及びボンディング方法を提供する。   In view of the above problems, the present invention is a defect that can stably detect the presence or absence of a defect such as a crack formed on a work while reducing the influence of the density pattern of the density layer on an observation image of an imaging device. Provided are a detection device and a detection method. Further, the present invention provides a die bonder and a bonding method capable of stably detecting the presence or absence of a defect such as a crack.

本発明の欠陥検出装置は、半導体製造工程に由来する濃淡パターンのある濃淡層と、この濃淡層の濃淡パターンを覆う被覆層とを備えたワークにおける被覆層に形成された欠陥を検出する欠陥検出装置であって、前記ワークに対して照明を行う照明器と、この照明器にて照明された前記ワークの観察部位を観察する撮像装置とを有する観察機構を備え、前記照明器から照射される照明光は、少なくとも濃淡層から反射し前記撮像装置に入射する光よりも、前記被覆層から反射又は散乱されて撮像装置に入射する光の強度が大きい波長であり、前記濃淡層の濃淡パターンの影響を低くした光である。ここで、半導体製造工程に由来する濃淡パターンとは、半導体製造工程によって形成されるものであり、例えば、配線パターンにより生じるパターン、酸化や窒化したSiとこれらSiと異なるSiとを有することにより生じるパターン等がある。また、濃淡パターンの影響を低くするとは、欠陥を観察する際のこれらの濃淡パターンを消す乃至薄く映って欠陥の観察を損な
わない場合をいう。すなわち、本欠陥検出装置にて用いる光では、この光以外の光を用いたときよりも濃淡パターンによって生じる輝度コントラストが低くなることである。
The defect detection apparatus according to the present invention detects a defect formed in a covering layer of a work including a shading layer having a shading pattern derived from a semiconductor manufacturing process and a covering layer covering the shading pattern of the shading layer. The apparatus is provided with an observation mechanism having an illuminator for illuminating the workpiece and an imaging device for observing the observation region of the workpiece illuminated by the illuminator, the illumination device being illuminated from the illuminator The illumination light is a wavelength at which the intensity of light reflected or scattered from the covering layer and incident on the imaging device is greater than at least light reflected from the concentration layer and incident on the imaging device. It is a light whose effect has been reduced. Here, the light and dark pattern derived from the semiconductor manufacturing process is formed by the semiconductor manufacturing process, and is generated, for example, by having a pattern generated by the wiring pattern, Si oxidized and nitrided, and Si different from these Si. There is a pattern etc. In addition, to reduce the influence of the light and dark pattern means to erase or lighten these light and dark patterns when observing a defect and not to impair the observation of the defect. That is, in the light used in the present defect detection apparatus, the luminance contrast generated by the light and dark pattern is lower than when light other than this light is used.

本発明の欠陥検出装置によれば、照明器から照射される照明光は、少なくとも濃淡層から反射し前記撮像装置に入射する光よりも、前記被覆層から反射又は散乱されて撮像装置に入射する光の強度が大きい波長であるので、被覆層から反射又は散乱された光を映し出すことができ、濃淡パターンによって生じる輝度コントラストが低くなって、濃淡パターンの影響を低く(少なく)することができる。   According to the defect detection device of the present invention, the illumination light emitted from the illuminator is reflected or scattered from the covering layer and incident on the imaging device at least from the light reflected from the concentration layer and incident on the imaging device Since the light intensity is a large wavelength, the light reflected or scattered from the covering layer can be projected, and the brightness contrast generated by the light and dark pattern can be lowered, and the influence of the light and dark pattern can be reduced (lessened).

被覆層は有機物層であり、また、その有機物層はポリイミド樹脂であるように設定できる。前記被覆層は膜厚が、1μm〜100μmであるように設定できる。被覆層は、単層から構成されても、2層以上の複数層から構成されてよい。被覆層が複数層から構成される場合、各層が同一材質、各層が異なる材質、又は複数層の所定の層が同一材質とされるものであってもよい。   The covering layer is an organic layer, and the organic layer can be set to be a polyimide resin. The thickness of the covering layer can be set to 1 μm to 100 μm. The covering layer may be composed of a single layer or may be composed of two or more layers. When the covering layer is composed of a plurality of layers, each layer may be made of the same material, each layer may be made of a different material, or a plurality of predetermined layers may be made of the same material.

前記照明器の照明光のうち観察される波長が、450nm以下又は1000nm以上であるのが好ましい。このように、観察される波長が、450nm以下又は1000nm以上であれば、被覆層がポリイミド樹脂にて構成され、かつ、濃淡パターンのある濃淡層が配線パターンの影響を安定して低くすることができる。   The observed wavelength of the illumination light of the illuminator is preferably 450 nm or less or 1000 nm or more. Thus, if the wavelength to be observed is 450 nm or less or 1000 nm or more, the covering layer is made of polyimide resin, and the light and dark layer having the light and dark pattern stably reduces the influence of the wiring pattern. it can.

前記撮像装置は、前記照明器にて照明されたワークの観察部位を上方から観察する暗視野観察を行うものであり、前記ワークの欠陥は、開口部と傾斜面部の少なくともいずれか一方を有し、前記ワークに形成された欠陥の観察画像上の欠陥を大きくする観察を行うことができる。   The imaging device performs dark-field observation to observe from above the observation portion of the workpiece illuminated by the illuminator, and the defect of the workpiece has at least one of an opening and an inclined surface. The observation can be performed to enlarge the defect on the observation image of the defect formed on the workpiece.

このように設定することによって、濃淡パターンの影響を小さくし、かつ、ワークに形成された欠陥を大きくして観察したり、既存の装置では見えなかった欠陥を見えるようにできる。   By setting in this manner, it is possible to reduce the influence of the light and dark pattern, to enlarge and observe the defects formed on the work, and to make the defects which can not be seen by the existing apparatus to be visible.

前記暗視野観察において、照明器を周方向に沿って所定ピッチで複数個配設するものであっても、前記撮像装置の撮影軸を取り囲むリング状に、少なくとも1列以上配置された複数の発光部からなるリング照明であってもよい。このように、リング照明を用いれば、欠陥の傾斜面部の向き(回転角)に関係なく、欠陥(クラック)を拡大して観察することが
可能である。
In the dark field observation, even if a plurality of illuminators are disposed at a predetermined pitch along the circumferential direction, a plurality of light emissions arranged in at least one row in a ring shape surrounding the imaging axis of the imaging device It may be ring lighting consisting of parts. As described above, if ring illumination is used, it is possible to magnify and observe a defect (crack) regardless of the direction (rotation angle) of the inclined surface portion of the defect.

前記照明器の照明方向は、撮影軸とワークとが直交するように配置されているときに、ワークと照明軸とのなす角が50°〜85°であるように設定できる。このように、50°〜85°に設定することによって、大部分の発生する欠陥(クラック)に対応して拡大して観察することが可能である。   The illumination direction of the illuminator can be set such that an angle between the workpiece and the illumination axis is 50 ° to 85 ° when the imaging axis and the workpiece are arranged to be orthogonal to each other. As described above, by setting the angle to 50 ° to 85 °, it is possible to observe in a magnified manner corresponding to most of the generated defects (cracks).

ワークとして、その濃淡パターンを配線パターンが構成するウェハであったり、ウェハを個片化した個片体(半導体チップ)等であったりする。すなわち、ワークとしては、リードフレームや基板に搭載される個片体(パッケージされないもの、すなわち、個片体が
被覆されないもの)、複数の個片体で構成されるもの(単一の個片体を積み重ねたもの、複数の個片体の集合体)であってもよく、例えば、積層されたメモリチップ、SiP(System in Package)である。
As a work, it is a wafer in which the wiring pattern constitutes the light and dark pattern, or an individual piece (semiconductor chip) obtained by dividing the wafer into pieces. That is, the work may be a single piece mounted on a lead frame or a substrate (one not packaged, ie, one in which the single piece is not coated), or a plurality of separate pieces (single piece) (A stack of a plurality of individual pieces), and may be, for example, a stacked memory chip, SiP (System in Package).

本発明の欠陥検出方法は、濃淡パターンのある濃淡層と、この濃淡層の濃淡パターンを覆う被覆層とを備えたワークにおける被覆層に形成された欠陥を検出する欠陥検出方法であって、少なくとも前記濃淡層から反射し撮像装置に入射する光よりも、前記被覆層から反射又は散乱されて撮像装置に入射する光の強度が大きい波長である照明光を、前記ワークに対して照射し、前記濃淡層の濃淡パターンを、前記撮像装置にて、影響を低くしてワークを観察することができる。すなわち、本検出方法に用いる光では、この光以外の光を用いたときよりも濃淡パターンによって生じる輝度コントラストが低くなって、影響を低くしてワークを観察することができる。   The defect detection method of the present invention is a defect detection method for detecting a defect formed in a covering layer in a work provided with a shading layer having a shading pattern and a covering layer covering the shading pattern of the shading layer, The workpiece is irradiated with illumination light having a wavelength at which the intensity of light reflected or scattered from the covering layer and incident on the imaging device is greater than the light reflected from the concentration layer and incident on the imaging device, The light and dark pattern of the light and dark layer can be observed with less influence by the image pickup apparatus. That is, in the light used in the present detection method, the brightness contrast generated by the light and dark pattern is lower than when light other than this light is used, and the work can be observed with less influence.

本発明の欠陥検出方法によれば、照明光は、少なくとも濃淡層から反射し撮像装置に入射する光よりも、前記被覆層から反射又は散乱されて撮像装置に入射する光の強度が大きい波長であるので、被覆層から反射又は散乱された光を映し出すことができ、濃淡パターンの影響を低く(小さく)することができる。   According to the defect detection method of the present invention, the illumination light is at a wavelength at which the intensity of the light reflected or scattered from the covering layer and incident on the imaging device is greater than the light reflected at least from the light and shade layer and incident on the imaging device. As a result, light reflected or scattered from the covering layer can be projected, and the influence of the light and shade pattern can be reduced (reduced).

欠陥検出方法として、前記欠陥検出装置を用いるものであってもよい。前記欠陥検出方法にて検出された欠陥が製品として不良か否かの判断基準を予め設定し、欠陥画像を判断基準によって、不良品か良品かの判断を行うものであってもよい。   The defect detection apparatus may be used as a defect detection method. It is also possible to set in advance a criterion for determining whether or not the defect detected by the defect detection method is a defect as a product, and to determine whether the product is defective or non-defective based on the determination criterion.

また、ウェハ、半導体チップとして、欠陥検出方法にて欠陥が検出されず又は検出された欠陥が前記欠陥検出方法にて良品と判断されているものを提供できる。   In addition, it is possible to provide a wafer or a semiconductor chip in which a defect is not detected by the defect detection method or a defect detected is determined as a non-defective item by the defect detection method.

半導体装置として、前記欠陥検出方法にて欠陥が検出されず又は検出された欠陥が前記欠陥検出方法にて良品と判断された個片体で構成されているものであってもよい。   As a semiconductor device, a defect may not be detected by the defect detection method, or a defect detected may be configured as an individual piece judged as a non-defective item by the defect detection method.

本発明のダイボンダは、ピックアップポジションにてワークをピックアップし、このピックアップしたワークをボンディングポジョンに搬送して、そのボンディングポジションにてワークをボンディングするダイボンダであって、ピックアップポジションからボンディングポジションのいずれかの位置で、前記欠陥検出装置を配置したものである。   The die bonder according to the present invention is a die bonder which picks up a work at a pick-up position, conveys the picked-up work to a bonding position, and bonds the work at that bonding position. The defect detection device is disposed at a position.

本発明のダイボンダによれば、ピックアップポジションからボンディングポジションのいずれかの位置で、ボンディングするワークにおけるクラック等の欠陥を検出することができる。すなわち、ボンディング動作中等にワーク(半導体チップ等)の欠陥(クラック)を検出し、不良品の出荷を防止できる。また、半導体チップ(ダイ)を積層(スタック)する製品の場合には歩溜まりを大きく改善することができる。例えば、不良チップの上にチップをボンディングしたり、良品チップが積層されている上に不良チップを積層すると、その積層体が不良となったり、製品のランクが下がったりする。   According to the die bonder of the present invention, a defect such as a crack in a workpiece to be bonded can be detected at any position from the pickup position to the bonding position. That is, defects (cracks) of a work (semiconductor chip or the like) can be detected during bonding operation and the like, and shipment of defective products can be prevented. Further, in the case of a product in which semiconductor chips (dies) are stacked (stacked), the step accumulation can be greatly improved. For example, if a chip is bonded on a defective chip or a defective chip is stacked on a good chip, the stacked body becomes defective or the rank of the product decreases.

前記ダイボンダにおいて、ピックアップポジションでの位置決め検出を可能とし、ボンディングポジションでの位置決め検出を可能とするようにできる。   In the die bonder, positioning detection at the pick-up position can be enabled, and positioning detection at the bonding position can be enabled.

ダイボンダとして、ピックアップポジションとボンディングポジションとの間にワークが搬送される中間ステージを有し、この中間ステージにおいても前記請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載の欠陥検出装置を配置したものであってよく、さらには、ピックアップポジション、ボンディングポジション、ピックアップポジションとボンディングポジションとの間の中間ステージの内少なくとも一つでの位置決め検出が可能であってもよい。   As a die bonder, an intermediate stage is provided between the pick-up position and the bonding position, in which the work is conveyed, and the defect detection device according to any one of claims 1 to 13 is disposed also on this intermediate stage. In addition, it may be possible to detect the positioning at the pickup position, the bonding position, and at least one of the intermediate stages between the pickup position and the bonding position.

本発明の第1のボンディング方法は、ピックアップポジションにてワークをピックアップし、このピックアップしたワークをボンディングポジョンに搬送して、そのボンディングポジションにてワークをボンディングするボンディング工程を備えたボンディング方法であって、ピックアップ前とピックアップ後の少なくともいずれか一方において、ワークに対して前記欠陥検出装置にて欠陥を検出するものである。   The first bonding method of the present invention is a bonding method including a bonding step of picking up a work at a pickup position, conveying the picked up work to a bonding position, and bonding the work at the bonding position. At least one of before pick-up and after pick-up, the defect detection device detects a defect in the work.

本発明の第2のボンディング方法は、ピックアップポジションにてワークをピックアップし、このピックアップしたワークをボンディングポジョンに搬送して、そのボンディングポジションにてワークをボンディングするボンディング工程を備えたボンディング方法であって、ピックアップポジションとボンディングポジョンとの間に中間ステージを有し、中間ステージへのワーク供給前と中間ステージからのワーク排出後の少なくともいずれか一方において、ワークに対して前記欠陥検出装置にて欠陥を検出するものである。   A second bonding method of the present invention is a bonding method including a bonding step of picking up a work at a pickup position, conveying the picked up work to a bonding position, and bonding the work at the bonding position. And an intermediate stage between the pick-up position and the bonding position, and the defect is detected by the defect detection device against the workpiece at least either before supplying the workpiece to the intermediate stage or after discharging the workpiece from the intermediate stage. It is something to detect.

本発明の第3のボンディング方法は、ピックアップポジションにてワークをピックアップし、このピックアップしたワークをボンディングポジョンに搬送して、そのボンディングポジションにてワークをボンディングするボンディング工程を備えたボンディング方法であって、ボンディング前とボンディング後に少なくともいずれか一方において、ワークに対して前記欠陥検出装置にて欠陥を検出するものである。   A third bonding method of the present invention is a bonding method including a bonding step of picking up a work at a pickup position, conveying the picked up work to a bonding position, and bonding the work at the bonding position. The defect detection device detects a defect in the work before and / or after the bonding.

本発明の第4のボンディング方法は、ピックアップポジションにてワークをピックアップし、このピックアップしたワークをボンディングポジョンに搬送して、そのボンディングポジションにてワークをボンディングするボンディング工程を備えたボンディング方法であって、ボンディング工程へのワーク供給前と、ボンディング工程からのワーク排出後の少なくともいずれか一方において、前記記載の欠陥検出方法を用いた検査工程を行うものである。   A fourth bonding method of the present invention is a bonding method including a bonding step of picking up a work at a pickup position, conveying the picked up work to a bonding position, and bonding the work at the bonding position. The inspection process using the defect detection method described above is performed at least one of before supplying a work to the bonding process and after discharging the work from the bonding process.

半導体製造方法は、前記欠陥検出方法を用いた検査工程を備え、さらに、ウェハを切断して個片化するダイシング工程と、個片化されてなる半導体チップを樹脂で封止するモールド封止工程の少なくともいずれか一方の工程を備えたものである。   The semiconductor manufacturing method includes an inspection step using the defect detection method, and further, a dicing step of cutting and singulating the wafer, and a mold sealing step of sealing the individual semiconductor chip with resin. And at least one of the steps.

半導体装置製造方法は、複数の個片体からなる個片体集合体を備えた半導体装置を製造する半導体装置製造方法であって、1個の個片体又は所定数の個片体の集合体からなる被対象物と、この被対象物に集合すべき他の個片体の少なくともいずれか一方を前記陥検出方法を用いて検査するものである。   A semiconductor device manufacturing method is a semiconductor device manufacturing method for manufacturing a semiconductor device provided with a plurality of individual pieces of individual pieces, and a single individual piece or a set of a predetermined number of individual pieces. The object detection method according to the present invention is used to inspect at least one of an object consisting of and an individual piece to be assembled on the object.

本発明では、被覆層から反射又は散乱された光を映し出すことができ、(濃淡パターンによって生じる輝度コントラストが低くなって、)濃淡パターンの影響を低く(小さく)することができるので、安定して欠陥(クラック)を検出することができる。しかも、照明光を設定するのみで、欠陥(クラック)を検出することができ、装置としても、既存の検出装置を用いることができ、低コスト化を図ることができる。   In the present invention, the light reflected or scattered from the covering layer can be projected, and the influence of the light and dark patterns can be reduced (reduced) because the brightness contrast caused by the light and dark patterns can be reduced. Defects (cracks) can be detected. And a defect (crack) can be detected only by setting illumination light, an existing detection apparatus can be used also as an apparatus, and cost reduction can be achieved.

本発明に係る欠陥検出装置の簡略図である。1 is a simplified view of a defect detection apparatus according to the present invention. ワークと照明器との関係を示す簡略図である。It is a simplification figure showing the relation between work and a lighting installation. 本発明に係る欠陥検出装置に用いるリング照明の簡略図である。It is a simplified view of ring illumination used for a defect detection apparatus concerning the present invention. 本発明のダイボンダを用いたボンディング工程を示す略図である。It is a schematic diagram which shows the bonding process using the die bonder of this invention. ウェハを示す簡略斜視図である。It is a simplified perspective view which shows a wafer. ワークを示し、(a)は被覆層が単層であるワークの要部拡大断面図であり、(b)は被覆層が2層であるワークの要部拡大断面図であり、(c)は被覆層が3層であるワークの要部拡大断面図である。A work is shown, (a) is a principal part enlarged sectional view of a work whose cover layer is a single layer, (b) is a principal part enlarged sectional view of a work whose cover layer is two layers, (c) It is a principal part expanded sectional view of the work whose covering layer is three layers. 光の透過率の説明図である。It is explanatory drawing of the transmittance | permeability of light. ワークに生じる欠陥(クラック)を示し、(a)はワークが切断された状態の簡略断面図であり、(b)は一対の切断端面の上面に傾斜面部が形成された状態の簡略断面図であり、(c)は一方の切断端面の上面に傾斜面部が形成された状態の簡略断面図であり、(d)は断面V字形状とされた状態の簡略断面図であり、(e)は断面直角三角形状とされた状態の簡略断面図であり、(f)は谷折れ状にワークが切断されて、一対の切断端面の上面に傾斜面部が形成された状態の簡略断面図であり、(g)は山折れ状にワークが切断されて、一方の切断端面の上面に傾斜面部が形成された状態の簡略断面図であり、(h)は谷折れ状にワークが折れ曲がった状態の簡略断面図であり、(i)は山折れ状にワークが折れ曲がった状態の簡略断面図である。The defect (crack) which arises in a workpiece | work is shown, (a) is a simplified sectional view of the state which the workpiece | work was cut | disconnected, (b) is a simplified sectional view of the state in which the inclined surface part was formed in the upper surface of a pair of cut end surfaces. (C) is a simplified cross-sectional view of a state in which an inclined surface portion is formed on the upper surface of one cut end face, (d) is a simplified cross-sectional view of a state of V-shaped cross section, (e) is It is a simplified sectional view of the state made into the section right-angled triangle shape, and (f) is a simplified sectional view of the state where a work was cut like a valley and the inclined surface part was formed in the upper surface of a pair of cutting end surfaces, (G) is a simplified cross-sectional view of a state in which the work is cut like a mountain and an inclined surface is formed on the upper surface of one cut end face, and (h) is a simplified state in which the work is bent like a valley It is a sectional view, (i) is a simplified cross section in a state where the work is bent like a mountain. It is. 欠陥の傾斜面部の傾斜角と欠陥の傾斜面部の回転角と照明器の照明角度との関係を示し、(a)は傾斜面部の回転角が0°の状態の簡略斜視図であり、(b)は傾斜面部の回転角が20°の状態の簡略斜視図である。The relationship between the inclination angle of the inclined surface portion of the defect and the rotation angle of the inclined surface portion of the defect and the illumination angle of the illuminator is shown. (A) is a simplified perspective view in which the rotation angle of the inclined surface portion is 0 °; ) Is a simplified perspective view of a state in which the rotation angle of the inclined surface portion is 20 °. 欠陥の傾斜面部の回転角と見かけの傾斜角との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the rotation angle of the inclined surface part of a defect, and an apparent inclination angle. 明視野における輝度とピクセルサイズとの関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the brightness | luminance in a bright field, and a pixel size. 暗視野における輝度とピクセルサイズとの関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the brightness | luminance in a dark field, and a pixel size. ワークである半導体チップに照明光を照射させた状態の簡略断面図であるIt is a simplified sectional view of a state where illumination light is irradiated to a semiconductor chip which is a work.

以下本発明の実施の形態を図1〜図13に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 13.

図1に本発明に係るワークの欠陥検出装置の簡略図を示し、この欠陥検出装置は、半導体ウェハ29(図5参照)、この半導体ウェハ29を個片化した半導体チップ21(図4参照)やダイ等のワークに形成されるクラック等の欠陥40(図8参照)の有無やその位置を検出するものである。   FIG. 1 shows a simplified view of a defect detection system for workpieces according to the present invention. This defect detection system comprises a semiconductor wafer 29 (see FIG. 5) and a semiconductor chip 21 obtained by singulating the semiconductor wafer 29 (see FIG. 4). The presence or absence of a defect 40 (see FIG. 8) such as a crack formed on a work such as a die or the like and the position thereof are detected.

ワークは、図6(a)(b)(c)に示すように、濃淡パターンである濃淡層11と、この濃淡層11の濃淡パターンを覆う被覆層12とを有するものである。この場合、被覆層12は、図6(a)では一層から構成され、図6(b)(c)では複数の層からなる。すなわち、図6(b)では、濃淡層側の第1層13(13a)とこの第1層13(13a)の上層の第2層13(13b)との2層からなり、図6(c)では、濃淡層側の第1層13(13a)とこの上の第2層13(13b)とこの上の第3層13(13c)とからなる。なお、濃淡パターンとして、配線パターンで構成することができ、配線パターンで構成した場合、濃淡層11を配線パターン層と呼ぶことができる。また、被覆層12としては、3層を越えて4層以上であってもよい。   As shown in FIGS. 6 (a), (b) and (c), the work has a light and dark layer 11 which is a light and dark pattern, and a covering layer 12 which covers the light and dark pattern of the light and dark layer 11. In this case, the covering layer 12 is composed of one layer in FIG. 6 (a) and is composed of a plurality of layers in FIG. 6 (b) (c). That is, in FIG. 6 (b), the first layer 13 (13a) on the density layer side and the second layer 13 (13b) in the upper layer of the first layer 13 (13a) are two layers. And the first layer 13 (13a) on the concentration layer side, the second layer 13 (13b) thereon, and the third layer 13 (13c) thereon. In addition, it can be comprised by a wiring pattern as a density pattern, and when comprised by a wiring pattern, the density layer 11 can be called a wiring pattern layer. In addition, the covering layer 12 may have more than three layers and four or more layers.

本願発明において、濃淡パターンとしては、半導体製造工程に由来するものであって、半導体製造工程によって形成されるものであり、例えば、配線パターンにより生じるパターン、酸化や窒化したSiとこれらSiと異なるSiとを有することにより生じるパターン等がある。このように、ワークの濃淡パターンは、半導体製造工程によって形成されるものであればよく、その基材は半導体であったり、ガラスであったり、高分子材料であったりする。なお、半導体製造前工程のプロセスとして、リソグラフィー(イオン打ち込みやエッチング等も含む)及び、成膜工程等がある。   In the present invention, the light and dark pattern is derived from the semiconductor manufacturing process and is formed in the semiconductor manufacturing process. For example, a pattern generated by the wiring pattern, Si oxidized or nitrided and Si different from these Si And there are patterns etc. generated by having As described above, the light and dark pattern of the workpiece may be formed by the semiconductor manufacturing process, and the base material may be a semiconductor, glass, or a polymer material. As a process of the pre-semiconductor manufacturing process, there are lithography (including ion implantation, etching and the like), a film forming process and the like.

被覆層12としては、例えば、シリコーン樹脂やポリイミド樹脂等で構成できる。また、図6(b)(c)に示すように、複数層を有する場合、各層が同一材質であっても、相違する材質であってもよい。すなわち、図6(a)に示すように、被覆層12が1層であれば、その材質をシリコーン樹脂やポリイミド樹脂等で構成でき、図6(b)に示すように、被覆層12が2層を有するものであれば、例えば、第1層13aをポリイミド樹脂とし、第2層13bをシリコーン樹脂としたり、第1層13aをシリコーン樹脂とし、第2層13bをポリイミド樹脂としたり、第1層13aと第2層13bとをポリイミド樹脂とし、第1層13aと第2層13bとをシリコーン樹脂としたりできる。図6(c)に示すように、3層以上を有する場合、すべての層をシリコーン樹脂又はポリイミド樹脂の同一材質としたり、すべての層を相違する材質としたり、任意の複数層を同一の材質として他の層を相違する材質としたりできる。また、各層13を同一種の樹脂を用いる場合であっても、特性等が相違するものを用いてもよい。   The covering layer 12 can be made of, for example, a silicone resin, a polyimide resin, or the like. Moreover, as shown to FIG.6 (b) (c), when it has a several layer, each layer may be the same material, and a different material may be sufficient. That is, as shown in FIG. 6A, if the covering layer 12 is a single layer, the material can be made of silicone resin, polyimide resin or the like, and as shown in FIG. For example, if the first layer 13a is a polyimide resin and the second layer 13b is a silicone resin, or if the first layer 13a is a silicone resin and the second layer 13b is a polyimide resin, The layer 13a and the second layer 13b can be made of polyimide resin, and the first layer 13a and the second layer 13b can be made of silicone resin. As shown in FIG. 6C, in the case of having three or more layers, all the layers are made of the same material of silicone resin or polyimide resin, or all the layers are made of different materials, or any plural layers are made of the same material Other layers can be made of different materials. In addition, even in the case where the same type of resin is used for each layer 13, those having different characteristics and the like may be used.

被覆層12の厚さ寸法として、例えば、図6(a)に示す単層であっても、図6(b)(c)に示すように、複数層であっても、例えば、1μm〜100μmであるように設定でき、より好ましくは、1μm〜20μm程度とすることができる。   The thickness dimension of the covering layer 12 is, for example, 1 μm to 100 μm, for example, a single layer shown in FIG. 6 (a) or a plurality of layers as shown in FIG. 6 (b) (c). It can be set to be, more preferably, about 1 μm to 20 μm.

欠陥検出装置は、図4と図5に示すようなダイボンダに配設される。ダイボンダは、ウェハ29(図5参照)から切り出されるチップ21をピックアップポジションPにてピップアップして、リードフレームなどの基板22のボンディングポジションQに移送(搭載)するものである。ウェハ29は、図1に示すように、ダイシング工程によって、多数のチップ21に分断(分割)される。このため、このチップ21は図5に示すようにマトリックス状に配列される。   The defect detection apparatus is disposed in a die bonder as shown in FIGS. 4 and 5. The die bonder picks up the chip 21 cut out from the wafer 29 (see FIG. 5) at the pickup position P and transfers (mounts) it to the bonding position Q of the substrate 22 such as a lead frame. The wafer 29 is divided (divided) into a large number of chips 21 by a dicing process as shown in FIG. For this reason, the chips 21 are arranged in a matrix as shown in FIG.

このダイボンダは、図4に示すように、コレット(吸着コレット)23を備える。このコレット23は、図示省略の移動機構にて、ピックアップポジションP上での矢印A方向の上昇および矢印B方向の下降と、ボンディングポジションQ上での矢印C方向の上昇および矢印D方向の下降と、ピックアップポジションPとボンディングポジションQとの間の矢印E、F方向の往復動とが可能とされる。移動機構は、例えばマイクロコンピュータ等にて構成される制御手段にて前記矢印A、B、C、D、E、Fの移動が制御される。なお、移動機構としては、シリンダ機構、ボールねじ機構、リニアモータ機構等の種々の機構にて構成することができる。   This die bonder is provided with a collet (suction collet) 23 as shown in FIG. The collet 23 is raised and lowered in the direction of arrow A on the pickup position P and lowered in the direction of arrow C and lowered in the direction of arrow D by a moving mechanism (not shown). Reciprocation in the directions of arrows E and F between the pickup position P and the bonding position Q is enabled. In the movement mechanism, movement of the arrows A, B, C, D, E, and F is controlled by control means configured of, for example, a microcomputer. In addition, as a moving mechanism, it can comprise by various mechanisms, such as a cylinder mechanism, a ball screw mechanism, a linear motor mechanism.

吸着コレット23はその下面に開口する吸着孔28を有するヘッド(吸着のノズル)24を備え、吸着孔28を介してチップ21が真空吸引され、このヘッド24の下端面(先端面)にチップ21が吸着する。この真空吸引(真空引き)が解除されれば、ヘッド24からチップ21が外れる。   The suction collet 23 is provided with a head (suction nozzle) 24 having a suction hole 28 opened at its lower surface, and the tip 21 is vacuum suctioned through the suction hole 28, and the tip 21 is mounted on the lower end surface (tip surface) of the head 24. Adsorbs. When the vacuum suction (vacuum evacuation) is released, the tip 21 is detached from the head 24.

また、多数のチップ21に分断(分割)されたウェハ29は、例えばXYθテーブル25(図5参照)上に配置され、このXYθテーブル25には突き上げピンを備えた突き上げ手段が配置される。すなわち、突き上げ手段によって、ピックアップしようとするチップ21を下方から突き上げ、粘着シートから剥離しやすくする。この状態で、下降してきた吸着コレット23にこのチップ21が吸着する。   Further, the wafer 29 divided (divided) into a large number of chips 21 is disposed, for example, on an XYθ table 25 (see FIG. 5), and the XYθ table 25 is provided with a push-up means provided with push-up pins. That is, the tip 21 to be picked up is pushed up from the lower side by the pushing up means to make it easy to peel off the adhesive sheet. In this state, the chip 21 is adsorbed to the adsorption collet 23 which has been lowered.

すなわち、コレットをこのピックアップすべきチップ21の上方に位置させた後、矢印Bのようにコレット23を下降させてこのチップ21をピックアップする。その後、矢印Aのようにコレット23を上昇させる。   That is, after the collet is positioned above the chip 21 to be picked up, the collet 23 is lowered to pick up the chip 21 as shown by the arrow B. Thereafter, the collet 23 is raised as shown by arrow A.

次に、コレットを矢印E方向へ移動させて、このアイランド部の上方に位置させた後、コレットを矢印Dのように下降移動させて、このアイランド部にチップ21を供給する。また、アイランド部にチップを供給した後は、コレットを矢印Cのように上昇させた後、矢印Fのように、ピップアップ位置の上方の待機位置に戻す。   Next, the collet is moved in the direction of arrow E to be positioned above the island portion, and the collet is moved downward as arrow D to supply the chip 21 to the island portion. After the tip is supplied to the island portion, the collet is raised as shown by arrow C, and then returned to the standby position above the pick up position as shown by arrow F.

すなわち、コレット23を、順次、矢印A、E、D、C、F、Bのように移動させることによって、ピックアップ位置でチップ21をコレット23でピックアップし、このチップ21をボンディング位置でチップ21に実装することになる。   That is, by sequentially moving the collet 23 as arrows A, E, D, C, F, and B, the chip 21 is picked up by the collet 23 at the pickup position, and this chip 21 is transferred to the chip 21 at the bonding position. It will be implemented.

ところで、ピックアップ位置においては、ピックアップすべきチップの位置確認(位置検出)を行い、ボンディング位置においても、ボンディングすべきリードフレームのアイランドの位置確認(位置検出)を行う必要がある。このため、一般には、ピックアップ位置の上方位置に配設された確認用カメラにてピックアップすべきチップを観察し、コレット23をこのピックアップすべきチップの上方に位置させ、また、ボンディング位置の上方位置に配設された確認用カメラにてリードフレームのアイランドを観察し、コレット23をこのアイランドの上方に位置させる。   By the way, at the pickup position, it is necessary to confirm the position of the chip to be picked up (position detection), and also at the bonding position, to confirm the position of the island of the lead frame to be bonded (position detection). For this reason, in general, the chip to be picked up is observed with a confirmation camera disposed above the pickup position, the collet 23 is positioned above the chip to be picked up, and the position above the bonding position The island of the lead frame is observed with a confirmation camera disposed at the position of the collet 23, and the collet 23 is positioned above the island.

このため、このダイボンダでは、ピックアップ位置には、図1に示すような位置決め装置が配置される。この位置決め装置には、本発明にかかる欠陥検出装置が含まれる。位置決め装置は照明機構30を備える。照明機構30は、チップ21を観察するための撮像装置32と、このチップ21を照明する照明手段33とを備える。また、撮像装置32や照明手段33とは制御部34にて制御される。なお、撮像装置32は、カメラとレンズと有するものである。この場合のカメラとしては、CCDやCMOSイメージセンサ等から構成できる。すなわち、照明波長の光を画像化できるものであればよい。このため、可視光、紫外、赤外に感度を持ったものを用いてもよい。また、レンズとして、テレセントリックレンズやノンテレセントリックレンズ等で構成できる。   Therefore, in this die bonder, a positioning device as shown in FIG. 1 is disposed at the pickup position. The positioning device includes the defect detection device according to the present invention. The positioning device comprises a lighting mechanism 30. The illumination mechanism 30 includes an imaging device 32 for observing the chip 21 and illumination means 33 for illuminating the chip 21. In addition, the imaging device 32 and the illumination unit 33 are controlled by the control unit 34. The imaging device 32 includes a camera and a lens. The camera in this case can be configured of a CCD, a CMOS image sensor, or the like. That is, any light can be used as long as it can image light of the illumination wavelength. For this reason, those having sensitivity to visible light, ultraviolet light, and infrared light may be used. Also, the lens can be configured of a telecentric lens, a non-telecentric lens, or the like.

照明手段33は、図1に示すように、明視野用照明器35と暗視野用照明器36とを備える。明視野照明とは、測定対象物を照らす光線を光軸中心に沿って垂直に照明することをいう。暗視野照明とは、測定対象物を照らす光線を光軸中心ではなく、斜めから照射することをいう。すなわち、一般的に明視野は、直接光を観察するもので、その場合の照明方法は、直接光照明法という。本実施形態であれば、ワーク表面(例えば、半導体チップ表面:チップ表面)の正常部分が明るく観察され、欠陥部分が暗く観察される。また、暗視野は、散乱光を観察するもので、その場合の照明方法は散乱光照明法という。本実施形態であれば、チップ表面の正常部分は暗く観察され、欠陥部分が明るく観察される。ただし、本実施形態ではクラック開口部の反射光(直接光)を観察しているので厳密な暗視野の定義とは異なる。暗視野観察の構成をとっているというのが正しい表現となる。よって、チップ表面の大部分(正常部分)で反射された直接光を主に観察する方法を明視野、チップ表面の大部分(正常部分)で反射された直接光を観察せず、欠陥部(異常部)で散乱または反射された光を観察するものを暗視野とする。このため、暗視野照明では、明視野照明ではぼやけて見えなかった微細な構造、キズ等の欠陥を観察可能となる。   The illumination means 33 comprises a bright field illuminator 35 and a dark field illuminator 36, as shown in FIG. Bright field illumination refers to illuminating a light ray illuminating a measurement object vertically along the optical axis center. Dark-field illumination refers to obliquely illuminating a light beam illuminating a measurement object not at the center of the optical axis. That is, in general, the bright field is for observing direct light, and the illumination method in that case is called direct illumination method. In the present embodiment, a normal part of a work surface (for example, a semiconductor chip surface: a chip surface) is observed bright and a defect part is observed dark. In addition, the dark field is for observing scattered light, and the illumination method in that case is called the scattered light illumination method. In the present embodiment, the normal portion of the chip surface is observed dark and the defect portion is observed bright. However, in the present embodiment, reflected light (direct light) of the crack opening is observed, which is different from the strict definition of dark field. It is a correct expression that the composition of dark field observation is taken. Therefore, the method of observing mainly the direct light reflected on the major part (normal part) of the chip surface is bright field, and the direct light reflected on the major part (normal part) of the chip surface is not observed. An observation of the light scattered or reflected at the anomalous part) is taken as a dark field. For this reason, in dark field illumination, it is possible to observe defects such as fine structures and flaws that did not appear blurry in bright field illumination.

すなわち、本発明では、明視野照明は、照明した光が反射もしくは透過した直接光を観察するタイプの照明であって、背景に対する明暗変化を観察しようとするものであり、一般的には試料(ワーク)の明るい背景部分と暗い部分の様子を観察するものである。これに対して、暗視野照明は、散乱または反射された光を観察するタイプの照明であって、背景に対する明暗変化を観察しようとするものであり、試料(ワーク)の暗い背景部分と明るい部分の様子を観察するものである。   That is, in the present invention, bright-field illumination is a type of illumination that observes direct light reflected or transmitted by the illuminated light, and is intended to observe changes in light and dark with respect to the background. Work of the background and the dark part of the work). Dark-field illumination, on the other hand, is a type of illumination that observes scattered or reflected light, and is intended to observe changes in light and dark with respect to the background. To observe the situation of

なお、この暗視野用照明器36としては、図2に示すように、平行光を照射する発光部38を有するものであって、少なくともこの発光部38を1機有すればよいが、周方向に所定ピッチ(等ピッチであっても、不定ピッチであってもよい。)複数個配設したものであってもよい。このように、この実施形態では、平行光(光軸に平行な光線)を用いるように記載したが、照明光として、平行光に限るものではなく、平行光として呼ぶことができる範囲の略平行光であっても、さらには、平行光として呼ぶことができない範囲である放射角度が30°程度のものであってもよい。   In addition, as this dark-field illuminator 36, as shown in FIG. 2, a light emitting unit 38 for emitting parallel light may be provided, and at least one light emitting unit 38 may be provided. A plurality of predetermined pitches (which may be equal pitches or indefinite pitches) may be provided. As described above, in this embodiment, the parallel light (a light parallel to the optical axis) is used. However, the illumination light is not limited to the parallel light but may be substantially parallel in a range that can be called as a parallel light. Even if it is light, the radiation angle which is a range which can not be called as parallel light may be about 30 degrees.

ところで、ワークの欠陥40には、例えば、図8に示すような種々の形状のものがある。図8(a)では、ワークの被覆層12が切断されたものであり、図8(b)は一対の切断端面41,42の上端に傾斜面部S,Sが形成されたものであり、図8(c)は一方の切断端面の上端に傾斜面部Sが形成されたものである。また、図8(d)は断面V字形状の溝43が形成されたものであり、一対の傾斜面部Sが形成されている。図8(e)は断面直角三角形状とされた溝44が形成されたものであり、傾斜面部Sが形成されている。図8(f)は谷折れ状にワークの被覆層12が切断されて、一対の切断端面41,42の上端に傾斜面部S,Sが形成されたものであり、図8(g)は山折れ状にワークの被覆層12が切断されて、一方の切断端面41の上端に傾斜面部Sが形成されたものである。図8(h)は谷折れ状にワークの被覆層12が折れ曲がったものであり、折れ曲り線を介して傾斜面部S、Sが形成されたものであり、図8(i)は山折れ状にワークの被覆層12が折れ曲がったものであり、折れ曲り線を介して傾斜面部S、Sが形成されたものである。なお、この発明では、図8に示すような被覆層12の欠陥40(割れ、折れ曲がり、及び切断等)をワーク(ウエハや個片体等)の欠陥として検出することになる。   By the way, as the defect 40 of the work, for example, there are various shapes as shown in FIG. In FIG. 8A, the coating layer 12 of the work is cut, and in FIG. 8B, the inclined surface portions S and S are formed at the upper ends of the pair of cut end surfaces 41 and 42, respectively. In 8 (c), the inclined surface portion S is formed at the upper end of one of the cut end surfaces. Further, in FIG. 8D, a groove 43 having a V-shaped cross section is formed, and a pair of inclined surface portions S is formed. In FIG. 8 (e), a groove 44 having a triangular shape in cross section is formed, and an inclined surface portion S is formed. In FIG. 8 (f), the cover layer 12 of the work is cut in a valley-like shape, and sloped surface portions S, S are formed at the upper ends of the pair of cut end faces 41, 42. FIG. 8 (g) is a mountain The coating layer 12 of the workpiece is cut in a broken shape, and the inclined surface portion S is formed on the upper end of one of the cut end surfaces 41. Fig. 8 (h) shows the work covering layer 12 bent in a valley shape, in which the inclined surface portions S, S are formed through the bending line, and Fig. 8 (i) shows a mountain shape. The cover layer 12 of the work is bent, and the inclined surface portions S, S are formed through the bent line. In the present invention, defects 40 (such as cracking, bending, and cutting) of the covering layer 12 as shown in FIG. 8 are detected as defects of a work (wafer, individual piece, etc.).

前記欠陥40の説明は、被覆層12が単層の場合であったが、被覆層12が複数層である場合、複数層のうち、いずれか1層にのみに欠陥40がある場合であっても、複数層の全部の層に欠陥40がある場合であっても、複数層の任意の層(例えば、被覆層12が3層であれば、いずれかの2層)に欠陥がある場合であってもよい。また、欠陥40は、各層においては、濃淡層対応面(裏面)と濃淡層反対応面(表面)と内部のいずれかに形成され、濃淡層対応面(裏面)から濃淡層反対応面(表面)に達するもの、濃淡層対応面(裏面)から内部(濃淡層反対応面(表面)に達しない部位)まで、濃淡層反対応面(表面)から内部(濃淡層対応面(裏面)に達しない部位)までのもの等がある。   The description of the defect 40 is the case where the covering layer 12 is a single layer, but in the case where the covering layer 12 is a plurality of layers, the case where the defect 40 is present in only one of the plurality of layers is described. Even in the case where there is a defect 40 in all layers of a plurality of layers, there is a case in which there is a defect in any layer of a plurality of layers (for example, if there are three layers of the coating layer 12) It may be. Further, in each layer, the defect 40 is formed on either the light / dark layer corresponding surface (back side) or the light / dark layer opposite surface (front) or inside, and from the light / dark layer corresponding surface (back side) Reaching from the light / dark layer corresponding surface (back side) to the inside (a part not reaching the light / dark layer opposite surface (front)) from the light / dark layer opposite surface (front) to the inside (light / dark layer corresponding surface (back side) There are things such as

本発明に係る欠陥検出装置は、暗視野照明であって、図8(b)〜図8(i)に示すように、少なくとも傾斜面部Sを有する欠陥を検出するものである。また、暗視野用照明としては、図2に示すように、例えば、照明器36の照明方向は、撮影軸Lとワークとが直交するように配置されているときに、ワークと照明軸L1とのなす角(仰角)が所定角度となるように設定できる。なお、図例では、仰角として、60°、70°、及び80°の場合を示しているが、これに限るものではなく、50°〜85°の範囲で設定できる。   The defect detection apparatus according to the present invention is a dark field illumination, and as shown in FIG. 8B to FIG. 8I, detects a defect having at least an inclined surface portion S. Further, as the dark field illumination, as shown in FIG. 2, for example, when the illumination direction of the illuminator 36 is disposed so that the photographing axis L and the work are orthogonal to each other, the work and the illumination axis L1 It can be set so that the angle (elevation angle) made by is a predetermined angle. In addition, although the case of 60 degrees, 70 degrees, and 80 degrees is shown as an elevation angle in the example of a figure, it does not restrict to this, It can set in 50 degrees-85 degrees.

この場合、図1に示す欠陥検出装置は、例えば、ピックアップポジションPにて配置される。このため、この場合、ワークがウェハ29となる。ワークは回転テーブル25に載置された状態となって、図2に示すようにその軸心廻りに回転することになる。また、明視野照明を、ピックアップすべきチップの位置確認(位置検出)を行うことができる。   In this case, the defect detection device shown in FIG. 1 is disposed, for example, at the pickup position P. Therefore, in this case, the workpiece is the wafer 29. The work is placed on the rotary table 25 and rotates around its axis as shown in FIG. In addition, bright field illumination can be used to check the position of the chip to be picked up (position detection).

ところで、ワークに照明光を照射すれば、図6(a)(b)(c)に示すように、被覆層12の各層13(13a、13b、13c)において、反射したり、透過したり、吸収されたり、散乱したりする。さらには、濃淡パターン(配線パターン)で反射したりする。   By the way, if illumination light is irradiated to a work, as shown in FIGS. 6 (a), (b) and (c), each layer 13 (13a, 13b, 13c) of the covering layer 12 is reflected or transmitted, or Absorbed or scattered. Furthermore, it reflects in a light and shade pattern (wiring pattern).

しかしながら、被覆層12の欠陥40を検出するためには、被覆層12の欠陥40を有する層から反射光が撮像装置32に入光すればよい。このため、照明光としては、少なくとも濃淡層から反射し前記撮像装置32に入射する光よりも、前記被覆層12の欠陥40を有する層から反射又は散乱されて撮像装置に入射する光の強度が大きい波長であり、前記濃淡層11の濃淡パターンの影響を低くした光であるのが好ましい。ここで、濃淡パターンの影響を低くするとは、欠陥を観察する際のこれらの濃淡パターンを消す乃至薄く映って欠陥の観察を損なわない場合をいう。すなわち、この光以外の光を用いたときよりも濃淡パターンによって生じる輝度コントラストが低くなることである。   However, in order to detect the defect 40 of the covering layer 12, the reflected light may be incident on the imaging device 32 from the layer having the defect 40 of the covering layer 12. For this reason, as illumination light, the intensity of light reflected or scattered from the layer having the defect 40 of the covering layer 12 and entering the imaging device is more than light reflected at least from the light and shade layer and incident on the imaging device 32. It is preferable that the light has a large wavelength and the influence of the light and dark pattern of the light and dark layer 11 be reduced. Here, to reduce the influence of the light and dark patterns means to erase or lighten these light and dark patterns when observing a defect and not to impair the observation of the defect. That is, the brightness contrast produced by the light and shade pattern is lower than when light other than this light is used.

この場合、被覆層12における光の透過率に基づいて照明光の波長を設定できる。透過率は、光学および分光法において、特定の波長の入射光が試料を通過する割合であらわされ、図7に示すように、入射光の放射発散度をI0とし、試料(被膜層12)を通過した光の放射発散度をIとしたときに、透過率Tは、次の数1で表される。 In this case, the wavelength of the illumination light can be set based on the light transmittance of the covering layer 12. The transmittance is represented by the ratio of incident light of a specific wavelength passing through the sample in optics and spectroscopy. As shown in FIG. 7, the radiation emittance of the incident light is I 0 , and the sample (coated layer 12) The transmissivity T is represented by the following equation 1 where I is the radiation emittance of the light that has passed.

濃淡パターンの影響を低くした光として、被覆層12における光の透過率は50%以下であればよい。具体的には、照明器の照明光のうち観察される波長が、前記被覆層12がポリイミド樹脂であれば、450nm以下又は1000nm以上とするのが好ましい。 The light transmittance of the covering layer 12 may be 50% or less as light in which the influence of the density pattern is reduced. Specifically, it is preferable that the observed wavelength of the illumination light of the illuminator be 450 nm or less or 1000 nm or more if the covering layer 12 is a polyimide resin.

このため、照明光に前記したように、濃淡パターンの影響を低く(小さく)することができ、被覆層12から反射又は散乱された光を映し出すことができるので、安定して欠陥(クラック)40を検出することができる。しかも、照明光を設定するのみで、欠陥(クラック)40を検出することができ、装置としても、既存の検出装置を用いることができ、低コスト化を図ることができる。   For this reason, as described above for the illumination light, the influence of the light and dark pattern can be reduced (smallened), and the light reflected or scattered from the covering layer 12 can be projected, so that the defect (crack) 40 is stable. Can be detected. Moreover, the defect (crack) 40 can be detected only by setting the illumination light, and an existing detection device can be used as the device, so that cost reduction can be achieved.

このため、濃淡パターンの影響を小さくする目的であれば、明視野照明でもって、濃淡パターンの影響を小さくすることができ、被覆層12(実施形態では、被覆層12の表面)に形成された欠陥を検出することができる。このため、欠陥40として、傾斜面部Sを有さないものでも検出することができる。   Therefore, for the purpose of reducing the influence of the light and dark pattern, it is possible to reduce the influence of the light and dark pattern with bright field illumination, and the light is formed on the cover layer 12 (in the embodiment, the surface of the cover layer 12). Defects can be detected. For this reason, it is possible to detect as the defect 40 even one that does not have the inclined surface portion S.

しかしながら、欠陥が小さい場合等においては、濃淡パターンの影響を小さくしても欠陥を検出しにくい。このため、測定対象物(ワーク)を照らす光線を光軸中心ではなく、斜めから照射する暗視野照明を用いることになる。   However, in the case where the defect is small or the like, it is difficult to detect the defect even if the influence of the density pattern is reduced. For this reason, dark-field illumination is used in which light rays illuminating the measurement target (workpiece) are obliquely irradiated, not at the center of the optical axis.

暗視野照明では、図9に示すように、照明光が、撮像装置32の撮影軸Lよりも前記傾斜面部の下傾側から照射されるように設定すれば、撮影軸Lと平行に照射された場合に比べて、前記ワークに形成された欠陥40の観察画像上の欠陥画像を大きくして観察することができる。   In the dark field illumination, as shown in FIG. 9, if the illumination light is set to be irradiated from the lower side of the inclined surface than the imaging axis L of the imaging device 32, the illumination light is irradiated parallel to the imaging axis L Compared to the case, the defect image on the observation image of the defect 40 formed on the work can be enlarged and observed.

この場合、傾斜面部Sの傾き(傾斜角)によって照明光の照明角度を決定することができる。すなわち、傾斜面部Sの傾斜角と仰角の面が同じ場合(図9の(a)に示すように、傾斜面部Sの回転角が0°の場合)、観測側NAの範囲に傾斜面部Sで反射した照明光が入るよう照明を照射する必要がある。傾斜面部Sが回転した場合、反射光の角度は見かけの傾斜角に応じて変化する。なお、傾斜角と反射光の関係は、傾斜がθ傾くと、反射光は2θ傾く。   In this case, the illumination angle of the illumination light can be determined by the inclination (inclination angle) of the inclined surface portion S. That is, when the inclination angle of the inclined surface portion S is the same as the elevation angle (when the rotation angle of the inclined surface portion S is 0 ° as shown in (a) of FIG. 9), It is necessary to illuminate the illumination so that the reflected illumination light enters. When the inclined surface portion S rotates, the angle of the reflected light changes in accordance with the apparent inclination angle. In the relationship between the inclination angle and the reflected light, the reflected light is inclined by 2θ when the inclination is inclined by θ.

傾斜角をαとし、回転角をβとしたときに、見かけの傾斜角をγとしたときに、この見かけの傾斜角γは次の数2で表すことができる。   Assuming that the inclination angle is α and the rotation angle is β, and the apparent inclination angle is γ, the apparent inclination angle γ can be expressed by the following equation 2.

このため、例えば、図9(a)に示すように、α=10°とし、β=0°とした場合、γがαと同じ10°となる。また、図9(a)に示すように、α=10°とし、β=20°とした場合、数3に示すように、γが9.4°となる。なお、図10に、傾斜面部の傾斜角を10°としたときの回転角と見かけの傾斜角との関係を示している。 Therefore, for example, as shown in FIG. 9A, when α = 10 ° and β = 0 °, γ is 10 ° the same as α. Further, as shown in FIG. 9A, when α = 10 ° and β = 20 °, γ is 9.4 ° as shown in Equation 3. FIG. 10 shows the relationship between the rotation angle and the apparent inclination angle when the inclination angle of the inclined surface portion is 10 °.

このように、傾斜面部Sを有する欠陥40が形成された場合、暗視野照明を行うともとに、ワークを回転させれば、傾斜面部Sの回転角がいずれの角度であっても、前記ワークに形成された欠陥40の観察画像上の欠陥画像を大きくして観察することができる。 As described above, when the defect 40 having the inclined surface portion S is formed, dark field illumination is performed, and if the workpiece is rotated, the workpiece may be rotated regardless of the rotation angle of the inclined surface portion S. It is possible to enlarge and observe the defect image on the observation image of the defect 40 formed in the above.

暗視野照明を行うことで欠陥を大きくして(太らせて)観察できる理由について説明する。明視野では、正常部分(チップ表面)の明るさをセンサのダイナミックレンジに収まるように設定する必要がある。また、欠陥部分の形状に依存して反射した散乱光や直接光の一部がカメラに入射する。そのため、欠陥部とのコントラストは小さくなる。しかしながら、暗視野の場合は、異常部(欠陥部)がダイナミックレンジを越えるような明るさに設定されても、正常部分(チップ表面)からの直接光はカメラに入射しないため正常部は明るくならない(正常部は欠陥部と比較すると、平坦であり、散乱は小さい)。よって異常部の明るさはダイナミックレンジ上限(または十分に大きい)として観察され、正常部の明るさはダイナミックレンジ下限(または十分に小さい)となり、高コントラストで欠陥を検出できることになる。ここで、欠陥が物体上の分解能(ピクセルサイズ)よりも小さい場合を考える。ピクセルサイズより欠陥が小さい場合、ピクセルの輝度は、欠陥部と正常部の面積比と各輝度値によって決まる。   The reason why the defect can be enlarged (thickened) by observing the dark field illumination will be described. In bright field, it is necessary to set the brightness of the normal part (chip surface) to be within the dynamic range of the sensor. Further, depending on the shape of the defect portion, a part of the reflected scattered light or the direct light is incident on the camera. Therefore, the contrast with the defect portion is reduced. However, in the case of dark field, even if the abnormal part (defective part) is set to a brightness that exceeds the dynamic range, the direct light from the normal part (chip surface) does not enter the camera and the normal part is not brightened (The normal area is flat and the scattering is small compared to the defect area). Therefore, the brightness of the abnormal part is observed as the upper limit (or sufficiently large) of the dynamic range, and the brightness of the normal part becomes the lower limit (or sufficiently small) of the dynamic range, and the defect can be detected with high contrast. Here, it is assumed that the defect is smaller than the resolution (pixel size) on the object. When the defect is smaller than the pixel size, the brightness of the pixel is determined by the area ratio of the defect portion to the normal portion and each brightness value.

また、明視野では、図11に示すように、正常部と異常部の輝度差はダイナミックレンジに収まるように設定する必要があるため、正常部の輝度が支配的になる。よって周囲の正常部とのコントラストは小さくなる。しかしながら、暗視野では、図12に示すように、欠陥部の輝度を、ダイナミックレンジを大きく超えるように設定できる。そのため、欠陥部の輝度を大きく設定することが可能である。よって、周囲の正常部とのコントラストが大きくなる。さらに、明暗の像が隣り合うときにボケがあると、明るい像のボケのほうが暗い像のボケより大きく広がって観察される。そのため、明視野では欠陥が小さくなる。すなわち、(周囲の正常部分の明像が広がるので埋もれる)コントラストが低くなる。逆に暗視野では、欠陥部が大きくなる。(欠陥部が広がる)ボケによってコントラストは低下するが、上述の通り欠陥部はダイナミックレンジを超える明るさに設定できるためコントラストは一定のまま欠陥が太ることになる。   In the bright field, as shown in FIG. 11, the luminance difference between the normal part and the abnormal part needs to be set to fall within the dynamic range, so the luminance of the normal part becomes dominant. Therefore, the contrast with the surrounding normal part becomes small. However, in the dark field, as shown in FIG. 12, the luminance of the defect portion can be set to greatly exceed the dynamic range. Therefore, it is possible to set the luminance of the defect portion large. Thus, the contrast with the surrounding normal area is increased. Furthermore, when there are blurs when the light and dark images are adjacent to each other, brighter blurs are observed to spread more than darker blurs. Therefore, the defect becomes smaller in the bright field. That is, the contrast is lowered (which is buried because the bright image of the surrounding normal part is spread). Conversely, in the dark field, the defect increases. Although the contrast is lowered by blurring (the defect part spreads), as described above, since the defect part can be set to brightness beyond the dynamic range, the defect will be thick while the contrast is constant.

ところで、欠陥サイズよりも観察装置(照明機構30)の分解能が大きれば、この観察装置(照明機構30)で欠陥をみることができない。これに対して、欠陥サイズよりも観察装置(照明機構30)の分解能が小さければ、この観察装置(照明機構30)で欠陥をみることができる。このため、本発明のように、欠陥が太ることになるので、欠陥サイズよりも分解能が大きい観察装置(照明機構30)を用いても、従来では見ること(観察すること)ができなかった欠陥を太らせることによって、見ることができるようになる。また、欠陥サイズよりも分解能が小さい観察装置(照明機構30)を用いた場合、欠陥を太らせることにより観察性能の向上を図ることができる。   By the way, if the resolution of the observation device (illumination mechanism 30) is larger than the defect size, the defect can not be seen by this observation device (illumination mechanism 30). On the other hand, if the resolution of the observation device (illumination mechanism 30) is smaller than the defect size, the defect can be observed with this observation device (illumination mechanism 30). Therefore, as in the present invention, since the defect is thickened, a defect which could not be seen (observed) conventionally even with the observation device (illumination mechanism 30) having a resolution higher than the defect size Can be seen by fattening. In addition, in the case of using an observation device (illumination mechanism 30) whose resolution is smaller than the defect size, the observation performance can be improved by thickening the defect.

ところで、欠陥には、図8(a)に示すように開口部を有する場合がある。このような場合にも、光の散乱によって観察できる。この理由について以下に説明する。開口部は微細な構造になっており、光の散乱が生じる。散乱した光は全周方向に拡散するため、一部の光はレンズに入射する。これに対して、正常部は鏡面とみなされる平坦な面であり、暗視野照明による光のほぼ全てが反射によってレンズに入射しない方向に進む。このため、図8(a)に示すように開口部を有する場合があっても、この開口部からなる欠陥を観察することができる。   By the way, as shown in FIG. 8A, the defect may have an opening. Even in such a case, it can be observed by light scattering. The reason for this will be described below. The openings have a fine structure, which causes light scattering. Some of the light enters the lens because the scattered light diffuses in the circumferential direction. On the other hand, the normal part is a flat surface regarded as a mirror surface, and almost all of the light by the dark field illumination travels in the direction not to be incident on the lens by reflection. For this reason, even if it has an opening as shown to Fig.8 (a), the defect which consists of this opening can be observed.

前記実施形態では、ピックアップポジションPでの欠陥の検出であったが、図1に示すような欠陥検出装置をボンディングポジションQに配置することも可能である。このように、欠陥検出装置をボンディングポジションQにおいて、チップ21の表面の欠陥40の検出を行うことができる。   Although the defect is detected at the pickup position P in the above embodiment, it is also possible to arrange a defect detection device as shown in FIG. 1 at the bonding position Q. As described above, the defect detection device can detect the defect 40 on the surface of the chip 21 at the bonding position Q.

ところで、ボンディングポジションQにおいて、ワーク(半導体チップやダイ)側に回転機構40が配設されていない場合がある。このような場合には、暗視野用照明器36として、図3に示すようなリング照明器50を用いるのが好ましい。リング照明器50とは、撮像装置32の撮影軸Lを取り囲むリング状に、少なくとも1列以上配置された複数の発光部51を有する照明器である。   By the way, in the bonding position Q, the rotation mechanism 40 may not be disposed on the work (semiconductor chip or die) side. In such a case, it is preferable to use a ring illuminator 50 as shown in FIG. 3 as the dark field illuminator 36. The ring illuminator 50 is an illuminator having a plurality of light emitting units 51 arranged in at least one row or more in a ring shape surrounding the imaging axis L of the imaging device 32.

このため、図3に示すようなリング照明器50を有する欠陥検出装置をボンディングポジションQに配置すれば、このボンディングポジションにおいて、濃淡パターン(配線パターン)の影響を小さくでき、しかも、欠陥40の傾斜面部の回転角がいずれの場合であっても、ワークに形成された欠陥40の観察画像上の欠陥画像を大きくして観察することができ、安定して欠陥(クラック)40を検出することができる。なお、ボンディングポジションQにおいて、リング照明器50を用いない図1に示す欠陥検出装置を配置するようにしてもよい。   For this reason, if a defect detection device having a ring illuminator 50 as shown in FIG. 3 is arranged at the bonding position Q, the influence of the light and dark pattern (wiring pattern) can be reduced at this bonding position. Regardless of the rotation angle of the surface portion, the defect image on the observation image of the defect 40 formed on the workpiece can be enlarged and observed, and the defect (crack) 40 can be detected stably. it can. In the bonding position Q, the defect detection device shown in FIG. 1 may be arranged without using the ring illuminator 50.

また、前記した欠陥検出装置をボンディングポジションQに配置すれば、明視野照明によって、リードフレームのアイランドの位置を観察する位置確認(位置決め)に用いることができる。   Further, if the above-described defect detection device is arranged at the bonding position Q, it can be used for position confirmation (positioning) for observing the position of the island of the lead frame by bright field illumination.

図4等に示すダイボンダは、半導体チップ21等のワークをピックアップポジションPからボンディングポジションQまで搬送するものであるが、このようなボンディング工程において、ウェハ29からピックアップしたワークを一旦中間ステージに載置し、この中間ステージから再度ワークをピックアップし、ボンディングする場合もある。   The die bonder shown in FIG. 4 and the like transports the work such as the semiconductor chip 21 from the pickup position P to the bonding position Q. In such a bonding process, the work picked up from the wafer 29 is once placed on the intermediate stage. There are also cases where the workpiece is picked up again from this intermediate stage and bonding is performed.

このため、中間ステージ上に、図1に示す欠陥検出装置や図3に示すリング照明器を用いた欠陥検出装置に配置するようにできる。このように、欠陥検出装置を中間ステージ上に配置すれば、この中間ステージ上のワーク(半導体チップ21やダイ等)に対して、濃淡パターン(配線パターン)の影響を小さくでき、しかも、ワークに形成された欠陥40の観察画像上の欠陥画像を大きくして観察することができ、安定して欠陥(クラック)を検出することができる。この欠陥検出装置をもちいれば、この中間ステージにおいても位置決めを行うことができる。   Therefore, it can be arranged on the intermediate stage in the defect detection device shown in FIG. 1 and the defect detection device using the ring illuminator shown in FIG. As described above, when the defect detection device is disposed on the intermediate stage, the influence of the light and dark pattern (wiring pattern) can be reduced with respect to the work (semiconductor chip 21 and die etc.) on the intermediate stage. The defect image on the observation image of the formed defect 40 can be enlarged and observed, and the defect (crack) can be stably detected. If this defect detection device is used, positioning can be performed also on this intermediate stage.

ところで、前記ダイボンダでは、ピックアップポジション、ボンディングポジション、中間ステージ上等で、欠陥検出を行うようにしていたが、ピックアップ前とピックアップ後の少なくもいずれか一方、すなわち、ピックアップ前とピックアップ後とのいずれか、又はピックアップ前とピックアップ後との両者において、欠陥検出を行うようにできる。   By the way, in the die bonder, defects are detected at the pickup position, bonding position, on the intermediate stage, etc. However, at least one of before pickup and after pickup, that is, either before pickup or after pickup Alternatively, defect detection can be performed both before pickup and after pickup.

また、ボンディング前とボンディング後の少なくもいずれか一方、すなわち、ボンディング前とボンディング後とのいずれか、又はボンディング前とボンディング後との両者において、欠陥検出を行うようにできる。   In addition, defect detection can be performed at least one of before bonding and after bonding, that is, either before bonding or after bonding, or both before bonding and after bonding.

さらには、中間ステージへのワーク供給前と中間ステージからのワーク排出後の少なくともいずれか一方、すなわち、中間ステージへのワーク供給前と中間ステージからのワーク排出後とのいずれか、又は間ステージへのワーク供給前と中間ステージからのワーク排出後の両者において、欠陥検出を行うようにできる。   Furthermore, at least one of before the work supply to the middle stage and after the work discharge from the middle stage, that is, either before the work supply to the middle stage and after the work discharge from the middle stage, or The defect detection can be performed both before supplying the workpiece and after discharging the workpiece from the intermediate stage.

このように、図1に示す欠陥検出装置や図3に示すリング照明器50を用いた欠陥検出装置において、検出された欠陥40が製品として不良か否かの判断手段を設けるようにしてもよい。すなわち、欠陥検出装装置にて行う欠陥検出方法において、検出された欠陥が製品として不良か否かの判断基準を予め設定し、この判断基準と観察画像上の欠陥画像を比較して、不良品か良品かの判断を行うようにする。   As described above, in the defect detection apparatus shown in FIG. 1 and the defect detection apparatus using the ring illuminator 50 shown in FIG. 3, it may be possible to provide means for judging whether the detected defect 40 is defective as a product. . That is, in the defect detection method performed by the defect detection apparatus, a criterion for determining whether the detected defect is a defect as a product is set in advance, and the criterion and the defect image on the observation image are compared Make a judgment as to whether it is good or not.

判断手段としては、前記制御部34で構成できる。制御部34は、例えば、CPU(Central Processing Unit)を中心としてROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピュータで構成できる。マイクロコンピュータには記憶装置が接続される。記憶装置には、前記判断手段の判断基準となる判断基準等が記憶される。記憶装置は、HDD(Hard Disc Drive)やDVD(Digital Versatile Disk)ドライブ、CD−R(Compact Disc-Recordable)ドライブ、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)等から構成できる。なお、ROMには、CPUが実行するプログラムやデータが格納されている。   The determination unit can be configured by the control unit 34. The control unit 34 can be configured by, for example, a microcomputer in which a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like centering on a CPU (Central Processing Unit) are mutually connected via a bus. A storage device is connected to the microcomputer. In the storage device, a judgment standard or the like as a judgment standard of the judgment means is stored. The storage device can be composed of a hard disc drive (HDD), a digital versatile disc (DVD) drive, a compact disc-recordable (CD-R) drive, an electronically erasable and programmable read only memory (EEPROM), and the like. The ROM stores programs and data to be executed by the CPU.

このため、欠陥検出方法にて欠陥が検出されず又は検出された欠陥が前記判断手段にて良品と判断されたものを製品(例えば、ウェハ29、半導体チップ21、又はダイ)とすることができる。   Therefore, a product (for example, the wafer 29, the semiconductor chip 21, or a die) in which a defect is not detected by the defect detection method or a defect whose defect is detected is determined to be nondefective by the determination unit can be used. .

このように、本発明では、濃淡パターンの影響を小さくでき、被覆層21から反射又は散乱された光を映し出すことができるので、安定して欠陥(クラック)40を検出することができる。しかも、照明光を設定するのみで、欠陥(クラック)40を検出することができ、装置としても、既存の検出装置を用いることができ、低コスト化を図ることができる。   As described above, in the present invention, the influence of the light and dark pattern can be reduced, and the light reflected or scattered from the covering layer 21 can be projected, so that the defect (crack) 40 can be detected stably. Moreover, the defect (crack) 40 can be detected only by setting the illumination light, and an existing detection device can be used as the device, so that cost reduction can be achieved.

リング照明器50を用いれば、欠陥40の傾斜面部Sの向きに関係なく、欠陥(クラック)を拡大して観察することが可能である。照明器36の照明方向を50°〜85°に設定することによって、大部分の発生する欠陥(クラック)40に対応して拡大して観察することが可能である。   If the ring illuminator 50 is used, the defect (crack) can be enlarged and observed regardless of the direction of the inclined surface S of the defect 40. By setting the illumination direction of the illuminator 36 to 50 ° to 85 °, it is possible to observe in an enlarged manner corresponding to most of the generated defects (cracks) 40.

前記ダイボンダによれば、ピックアップポジションからボンディングポジションのいずれかの位置で、ボンディングするワークにおける表面のクラック等の欠陥40を検出することができる。   According to the die bonder, the defect 40 such as a crack on the surface of the work to be bonded can be detected at any position from the pickup position to the bonding position.

また、欠陥検出方法にて検出された欠陥が製品として不良か否かの判断基準を予め設定して、不良品か良品かの判断を行うものであれば、ボンディング動作中等にワーク(半導体チップ等)の欠陥(クラック)40を検出し、不良品の出荷を防止できる。前記ダイボンダにおいて、位置決め検出が可能であり、安定した高精度のボンディング工程を行うことができる。   In addition, if it is determined in advance whether the defect detected by the defect detection method is a defect as a product or not, and if it is determined whether the product is a defective product or a non-defective product, work (semiconductor chip etc.) ) Defects (cracks) 40 can be detected to prevent shipment of defective products. Positioning detection can be performed in the die bonder, and a stable high-precision bonding process can be performed.

ところで、半導体製造方法には、ウェハを切断して個片化するダイシング工程と、ダイシング工程にて個片化されてなる半導体チップをボンディングする工程と、個片体である半導体チップを樹脂で封止するモールド封止工程とを備える場合がある。   By the way, in the semiconductor manufacturing method, there is a dicing step of cutting and separating a wafer, a step of bonding a semiconductor chip divided into pieces in the dicing step, and sealing a semiconductor chip which is an individual piece with a resin. And a mold sealing step of stopping.

このため、このような工程を備えた半導体製造方法において、ボンディング動作中における前記欠陥検出方法を用いた検査工程を備えたものであってもよい。なお、半導体製造方法として、ダイシング工程と検査工程とを備えたものであっても、検査工程とモールド封止工程とを備えたものであっても、ダイシング工程と検査工程とモールド封止工程とを備えたものであってもよい。   Therefore, in the semiconductor manufacturing method including such a step, an inspection step using the defect detection method during the bonding operation may be included. In addition, even if the semiconductor manufacturing method includes the dicing step and the inspection step, and the inspection step and the mold sealing step, the dicing step, the inspection step and the mold sealing step are also included. May be provided.

また、ワークとして、前記欠陥検出方法にて欠陥が検出されず又は検出された欠陥が前記欠陥検出方法にて良品と判断された個片体で構成されている半導体装置であってもよい。   Further, the semiconductor device may be a semiconductor device in which a defect is not detected by the defect detection method or a defect detected is determined to be a non-defective item by the defect detection method.

また、ワークとして、複数の個片体を集合させた個片体集合体であってもよい。個片体集合体として、上下に積層してなるものであっても、横方向に並設してなるものであっても、さらには積層したものと並設したものとの組み合わせであってもよい。このような個片体集合体からなる半導体装置を製造する場合、1個の個片体又は所定数の個片体の集合体からなる被対象物と、この被対象物に集合すべき他の個片体の少なくともいずれか一方を前記欠陥検出方法を用いて検査するように構成できる。すなわち、1個の個片体又は所定数の個片体の集合体からなる被対象物側のみを前記検査方法にて検査したり、対象物に集合すべき他の個片体側のみを前記検査方法にて検査したり、被対象物側及び他の個片体側の両者を検査したりできる。   Moreover, it may be an individual piece assembly in which a plurality of individual pieces are collected as a work. As an assembly of individual pieces, it may be one stacked in the upper and lower direction, one arranged in parallel in the lateral direction, and even a combination of one stacked and one arranged in parallel. Good. In the case of manufacturing a semiconductor device consisting of such an individual piece assembly, an object consisting of one individual piece or an assembly of a predetermined number of individual pieces, and other objects to be assembled on this object. At least one of the individual pieces can be inspected using the defect detection method. That is, only the object side consisting of one individual piece or an assembly of a predetermined number of individual pieces is inspected by the inspection method, or only the other individual side to be collected in the object is inspected. It is possible to inspect by the method, and to inspect both the object side and the other individual body side.

また、ダイボンダ等において、いずれかの検出位置で、そのワークに欠陥が見つかれば、その検出位置でワークの搬送を停止し、警報音と警報ライトの点灯の少なくともいずれか一方にて作業者に通知するように設定できる。また、不良品排出機構を設け、ワークに欠陥が見つかれば、その検出位置から装置外にその不良品を排出するように設定できる。   Also, if a defect is found in the work at any detection position in a die bonder or the like, the conveyance of the work is stopped at the detection position, and the operator is notified by at least one of the alarm sound and the lighting of the alarm light. Can be set to Further, a defective product discharge mechanism can be provided, and if a defect is found in the work, the defective product can be discharged from the detection position to the outside of the apparatus.

本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、前記実施形態では、濃淡パターン(配線パターン)の影響を小さくでき、しかも、ワークに形成された欠陥に対する観察画像上の欠陥を大きくして観察するものであったが、欠陥検出装置として、濃淡パターン(配線パターン)の影響を小さくできる構成のみであってもよい。   The present invention can be variously modified without being limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, the influence of the light and dark pattern (wiring pattern) can be reduced, and observation on defects formed on a work is also possible. Although the defect on the image is enlarged and observed, the defect detection device may have only a configuration that can reduce the influence of the light and dark pattern (wiring pattern).

また、前記実施形態では、明視野用照明器を主に位置決め(位置合わせ)用に用い、暗視野用照明器を、濃淡パターン(配線パターン)の影響を小さく、しかも、ワークに形成された欠陥に対する観察画像上の欠陥を大きくして観察する照明に用いたが、明視野用照明器をもって、濃淡パターン(配線パターン)の影響を小さくする観察に用い、暗視野用照明器を、ワークに形成された欠陥の観察画像上の欠陥を大きくして観察する場合にのみに用いるものであってもよい。   In the embodiment, the bright-field illuminator is mainly used for positioning (alignment), the dark-field illuminator is less affected by the light and dark pattern (wiring pattern), and the defect formed on the work Used for illumination to observe defects on the observation image to a large extent for observation, but used for observation to reduce the influence of the light and dark pattern (wiring pattern) with a bright field illuminator, and a dark field illuminator was formed on the work The defect may be used only when the defect on the observation image of the defect is enlarged and observed.

なお、観察画像上の欠陥を大きくして観察する方法として、光学的なぼけ手段を用いて大きくする(太らせる)方法を用いてもよい。光学的なぼけ手段としては、例えば、ローパスフィルタを用いれば構成することができる。すなわち、センサー面の前にローパスフィルタを設置することで、像がぼやけたり、ぼけが発生する。また、ぼけを引き起こさせるためには、信号を劣化させればよいので、レンズの性能を落とすことによっても、ぼけ手段を構成できる。さらに、軸上色収差という波長に依存してフォーカス位置が変化する収差を利用してデフォーカスさせてぼけを生じさせてもよい。   As a method of enlarging and observing a defect on the observation image, a method of enlarging (thickening) using an optical blur means may be used. The optical blur means can be configured, for example, by using a low pass filter. That is, by providing a low pass filter in front of the sensor surface, the image may be blurred or blurred. Further, in order to cause blurring, it is sufficient to degrade the signal, so that blurring means can be configured by lowering the performance of the lens. Furthermore, defocusing may be caused by using an aberration in which the focus position changes depending on the wavelength of axial chromatic aberration.

暗視野観察において、照明光の傾斜角(仰角)は、形成される欠陥40の傾斜面部Sの傾斜角に応じて最良のものを選択することになるので、形成される欠陥40の傾斜面部Sが一定であれば、それに対応した仰角に設定することになる。しかしながら、形成される欠陥40の傾斜面部Sの傾斜角が種々の場合があり、このような場合、仰角を一定とすることができない。このため、照明光の仰角を任意に変更できる機構(照明器の角度変位機構)を設け、傾斜面部Sの傾斜角に対応した仰角とするのが好ましい。   In the dark field observation, since the inclination angle (elevation angle) of the illumination light is selected in accordance with the inclination angle of the inclined surface S of the formed defect 40, the inclined surface S of the formed defect 40 is selected. If it is constant, it will set to the elevation angle corresponding to it. However, there are various cases in which the inclination angle of the inclined surface portion S of the defect 40 to be formed is various, and in such a case, the elevation angle can not be made constant. Therefore, it is preferable to provide a mechanism (an angle displacement mechanism of the illuminator) capable of arbitrarily changing the elevation angle of the illumination light, and to set the elevation angle corresponding to the inclination angle of the inclined surface portion S.

被覆層の膜厚としては、1μm〜100μmに限定されるものではなく、また、被覆層の材質としても、ポリイミド樹脂やシリコーン樹脂に限るものではない。すなわち、被覆層の材質や被覆層の膜厚に対応して、被覆層の表面を観察する際に、濃淡パターン(配線パターン)の影響を低くする照明光の選択が可能であればよい。   The film thickness of the coating layer is not limited to 1 μm to 100 μm, and the material of the coating layer is not limited to polyimide resin or silicone resin. That is, when observing the surface of the covering layer according to the material of the covering layer and the thickness of the covering layer, it is sufficient if it is possible to select illumination light to reduce the influence of the light and dark pattern (wiring pattern).

ところで、450nm以下又は1000nm以上の範囲以外の波長の光(可視光)の照明光を用いた暗視野で観察する際に、照明光は配線パターン層に到達した場合に、配線パターン層のパターンピッチが光の波長レベルであれば、回折が発生して、濃淡パターンが撮像装置(カメラ)に入射することになる。しかしながら、可視光以外を使用することで回折を起こす照明光を減衰させ配線パターン層に到達するようにするとともに、回折光自身も減衰させることができる。   By the way, when observing in the dark field using illumination light of light (visible light) of a wavelength other than the range of 450 nm or less or 1000 nm or more, when the illumination light reaches the wiring pattern layer, the pattern pitch of the wiring pattern layer If is the wavelength level of light, diffraction occurs and the light and shade pattern will be incident on the imaging device (camera). However, by using light other than visible light, illumination light that causes diffraction can be attenuated to reach the wiring pattern layer, and diffracted light itself can also be attenuated.

なお、観察に用いる波長の選択は波長選択フィルタ等を用いて行うことができる。ここで、波長選択フィルタは、特定の波長の光のみを透過させる光学フィルタであって、基材(ガラス)の表面に光学薄膜(誘導体または金属)を蒸着したもの、特定の波長を吸収する基材を使用するもの等がある。透過波長の設計によって各種名称(ショートパスフィルター,ロングパスフィルタ−,バンドパスフィルタ,ノッチフィルター,ホットミラー、コールドミラー等)がある。すなわち、この波長選択フィルタまたは照明光の波長を限定することによって、特定の波長での観察が可能となる。   The selection of the wavelength used for observation can be performed using a wavelength selection filter or the like. Here, the wavelength selection filter is an optical filter that transmits only light of a specific wavelength, which is obtained by depositing an optical thin film (derivative or metal) on the surface of a substrate (glass), or a group that absorbs a specific wavelength There are those that use materials. There are various names (short pass filter, long pass filter, band pass filter, notch filter, hot mirror, cold mirror, etc.) depending on the design of transmission wavelength. That is, by limiting the wavelength of the wavelength selection filter or the illumination light, observation at a specific wavelength becomes possible.

ところで、照明器として、周方向に沿って所定ピッチで発光部をリング状に配設される場合、その周方向に沿ってピッチは形成される欠陥の大きさ、形状、傾斜面の傾斜角度、欠陥の向き等に応じて、ワークに形成された欠陥を全周から観察できるように、任意に設定できる。   By the way, when the light emitting parts are arranged in a ring shape at a predetermined pitch along the circumferential direction as an illuminator, the pitch is the size of the defect to be formed, the shape, the inclination angle of the inclined surface, Depending on the direction of the defect, etc., the defect formed on the workpiece can be set arbitrarily so that it can be observed from the entire circumference.

また、発光部をリング状に配設する場合の「リング状」には、欠損のないリングと、欠損を有するリング等を含む。また、リング状にかぎらず、C型および半円等に配置してもよい。   Further, the “ring shape” in the case of arranging the light emitting portion in a ring shape includes a ring without a defect, a ring having a defect, and the like. Moreover, it may arrange in C type, a semicircle, etc. not only in ring shape.

ところで、実施形態では、欠陥40が被覆層12の表面に形成されている場合を主に説明したが、欠陥40が表面以外、すなわち、図6(b)では、第1層13aに形成されたり、図6(c)では、第1層13aや第2層13b等に形成されたりする場合がある。このため、欠陥40が被覆層12の内部に形成される場合もある。このように、被覆層12の内部に欠陥40が形成されていても、本発明の欠陥検出装置および欠陥検出方法でもって、この欠陥40を検出することができる。なお、図6(a)に示すように被覆層12が単層で構成されている場合であっても、被覆層12の内部や濃淡層対応面に欠陥40が形成される場合があり、このようなものであっても、本発明の欠陥検出装置および欠陥検出方法でもって、この欠陥40を検出することができる。   By the way, although the embodiment mainly describes the case where the defect 40 is formed on the surface of the covering layer 12, the defect 40 is formed on the first layer 13a other than the surface, that is, in FIG. In FIG. 6C, it may be formed in the first layer 13a, the second layer 13b, and the like. Therefore, defects 40 may be formed inside the covering layer 12. Thus, even if the defect 40 is formed inside the covering layer 12, the defect 40 can be detected by the defect detection device and the defect detection method of the present invention. Incidentally, even when the covering layer 12 is constituted of a single layer as shown in FIG. 6A, there may be a case where a defect 40 is formed in the inside of the covering layer 12 or in the surface corresponding to the light and shade layer. Even if it is such, this defect 40 can be detected by the defect detection apparatus and the defect detection method of the present invention.

P ピックアップポジション
Q ボンディングポジション
S 傾斜面部
11 濃淡層
12 被覆層
21 半導体チップ
29 ウェハ
30 照明機構
32 撮像装置
35 明視野用照明器
36 暗視野用照明器
38 発光部
40 欠陥
50 リング照明器
51 発光部
P Pick-up position Q Bonding position S Inclined surface portion 11 Light / dark layer 12 Coating layer 21 Semiconductor chip 29 Wafer 30 Illumination mechanism 32 Imaging device 35 Bright field illumination device 36 Dark field illumination device 38 Light emission unit 40 Defect 50 Ring illumination unit 51 Light emission unit

Claims (12)

半導体製造工程に由来する濃淡パターンのある濃淡層と、この濃淡層の濃淡パターンを覆う被覆層とを備えたワークにおける被覆層に形成された欠陥を検出する欠陥検出装置であって、
前記ワークに対して照明を行う照明器と、この照明器にて照明された前記ワークの観察部位を観察する撮像装置とを有する観察機構を備え、
前記被覆層が単層又は2層以上の複数層から構成され、
前記照明器は、周方向に沿って所定ピッチで配設される複数個の発光部を備え、前記照明器から照射される照明光は、可視光以外で、少なくとも濃淡層から反射し前記撮像装置に入射する光よりも、前記被覆層から反射又は散乱されて撮像装置に入射する光の強度が大きい波長であり、前記濃淡層の濃淡パターンの影響を低くした光であり、
前記撮像装置は、前記照明器にて照明されたワークの観察部位を上方から観察する暗視野観察を行うものであり、被覆層の表面乃至内部に形成されている欠陥の検出を可能としたことを特徴とする欠陥検出装置。
A defect detection device for detecting a defect formed in a covering layer of a work comprising: a shading layer having a shading pattern derived from a semiconductor manufacturing process; and a covering layer covering the shading pattern of the shading layer,
The observation mechanism includes an illuminator that illuminates the workpiece, and an imaging device that observes an observation portion of the workpiece illuminated by the illuminator.
The covering layer is composed of a single layer or plural layers of two or more layers,
The illumination device includes a plurality of light emitting units disposed at a predetermined pitch along the circumferential direction, and illumination light emitted from the illumination device is reflected from at least a light and dark layer other than visible light and the imaging device The light reflected or scattered from the covering layer and incident on the imaging device at a wavelength greater than the light incident on the light, and the light having a reduced influence of the light and dark pattern of the light and dark layer,
The imaging device performs dark field observation in which the observation portion of the workpiece illuminated by the illuminator is observed from above, and detection of a defect formed on the surface or inside of the coating layer is possible. Defect detection device characterized by
半導体製造工程に由来する濃淡パターンのある濃淡層と、この濃淡層の濃淡パターンを覆う被覆層とを備えたワークにおける被覆層に形成された欠陥を検出する欠陥検出装置であって、
前記ワークに対して照明を行う照明器と、この照明器にて照明された前記ワークの観察部位を観察する撮像装置とを有する観察機構を備え、
前記被覆層が単層又は2層以上の複数層から構成され、
前記照明器から照射される照明光は、可視光以外で、少なくとも濃淡層から反射し前記撮像装置に入射する光よりも、前記被覆層から反射又は散乱されて撮像装置に入射する光の強度が大きい波長であり、前記濃淡層の濃淡パターンの影響を低くした光であり、
前記撮像装置は、前記照明器にて照明され、回転させているワークの観察部位を上方から観察する暗視野観察を行うものであり、被覆層の表面乃至内部に形成されている欠陥の検出を可能としたことを特徴とする欠陥検出装置。
A defect detection device for detecting a defect formed in a covering layer of a work comprising: a shading layer having a shading pattern derived from a semiconductor manufacturing process; and a covering layer covering the shading pattern of the shading layer,
The observation mechanism includes an illuminator that illuminates the workpiece, and an imaging device that observes an observation portion of the workpiece illuminated by the illuminator.
The covering layer is composed of a single layer or plural layers of two or more layers,
The illumination light emitted from the illuminator is, other than visible light, at least the intensity of light reflected or scattered from the covering layer and incident on the imaging device than light reflected from the light and dark layer and incident on the imaging device. Light with a large wavelength, with the influence of the light and dark pattern of the light and dark layer being reduced,
The imaging device performs dark-field observation to observe from above the observation part of the workpiece which is illuminated by the illuminator and rotated, and detects a defect formed on the surface or inside of the covering layer. Defect detection apparatus characterized in that it is possible.
前記被覆層は、有機物層であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の欠陥検出装置。   The said coating layer is an organic substance layer, The defect detection apparatus of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. 前記照明器の照明光のうち観察される波長が、450nm以下又は1000nm以上であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。   The observed wavelength of the illumination light of the said illuminator is 450 nm or less or 1000 nm or more, The defect detection apparatus of any one of the Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記ワークの欠陥は、開口部と傾斜面部の少なくともいずれか一方を有し、前記ワークに形成された欠陥の観察画像上の欠陥を大きくする観察を行うことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。   The defect of the work has at least one of an opening and an inclined surface, and observation is performed to enlarge the defect on the observation image of the defect formed on the work. The defect detection device according to any one of 4. 前記照明器の照明方向は、撮影軸とワークとが直交するように配置されているときに、ワークと照明軸とのなす角が50°〜85°であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。   The illumination direction of the illumination device is characterized in that an angle between the work and the illumination axis is 50 ° to 85 ° when the imaging axis and the work are arranged to be orthogonal to each other. The defect detection apparatus according to any one of claims 5 to 10. 濃淡パターンのある濃淡層と、この濃淡層の濃淡パターンを覆う被覆層とを備えたワークにおける被覆層に形成された欠陥を検出する欠陥検出方法であって、
前記被覆層が単層又は2層以上の複数層から構成され、
周方向に沿って所定ピッチで配設される複数個の発光部を備えた照明器から、可視光以外で、少なくとも前記濃淡層から反射し撮像装置に入射する光よりも、前記被覆層から反射又は散乱されて撮像装置に入射する光の強度が大きい波長である照明光を、前記ワークに対して照射し、前記濃淡層の濃淡パターンの影響を低くして、
前記照明器にて照明されたワークの観察部位を上方から観察する暗視野観察を行い、被覆層の表面乃至内部に形成されている欠陥の検出を可能としたことを特徴とする欠陥検出方法。
A defect detection method for detecting a defect formed in a covering layer of a work comprising a shading layer having a shading pattern and a covering layer covering the shading pattern of the shading layer,
The covering layer is composed of a single layer or plural layers of two or more layers,
An illuminator including a plurality of light emitting units disposed at a predetermined pitch along the circumferential direction reflects light from the covering layer more than light which is reflected from the light and shade layer and enters the imaging device, except visible light. Or illumination light having a wavelength at which the intensity of light which is scattered and enters the imaging device is large is irradiated to the work to reduce the influence of the light and dark pattern of the light and dark layer
A defect detection method comprising performing a dark field observation in which an observation portion of a workpiece illuminated by the illuminator is observed from above and detecting a defect formed on a surface or inside of a coating layer.
濃淡パターンのある濃淡層と、この濃淡層の濃淡パターンを覆う被覆層とを備えたワークにおける被覆層に形成された欠陥を検出する欠陥検出方法であって、
前記被覆層が単層又は2層以上の複数層から構成され、
可視光以外で、少なくとも前記濃淡層から反射し撮像装置に入射する光よりも、前記被覆層から反射又は散乱されて撮像装置に入射する光の強度が大きい波長である照明光を、前記ワークに対して照射し、前記濃淡層の濃淡パターンの影響を低くして、
明器にて照明され、回転させているワークの観察部位を上方から観察する暗視野観察を行い、被覆層の表面乃至内部に形成されている欠陥の検出を可能としたことを特徴とする欠陥検出方法。
A defect detection method for detecting a defect formed in a covering layer of a work comprising a shading layer having a shading pattern and a covering layer covering the shading pattern of the shading layer,
The covering layer is composed of a single layer or plural layers of two or more layers,
Other than visible light, illumination light having a wavelength at which the intensity of light reflected or scattered from the covering layer and incident on the imaging device is greater than at least light reflected from the concentration layer and incident on the imaging device To reduce the effect of the light and dark pattern of the light and dark layer,
Is illuminated by irradiation Meiki, the observation region of the workpiece which is rotated perform dark field observation to observe from above, characterized in that to enable the detection of defects formed inside or the surface of the coating layer Defect detection method.
ピックアップポジションにてワークとしての個片体をピックアップし、このピックアップした個片体をボンディングポジョンに搬送して、そのボンディングポジションにてワークをボンディングするダイボンダであって、ピックアップポジションからボンディングポジションのいずれかの位置で、前記請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の欠陥検出装置を配置したことを特徴とするダイボンダ。 Pick up pieces body as a work by the pickup position, to convey the picked-up pieces body bonding positive tion, a die bonder for bonding the workpiece at its bonding position, the bonding position from the pick-up position A die bonder, wherein the defect detection device according to any one of claims 1 to 6 is arranged at any position of the above. ピックアップポジション、ボンディングポジション、ピックアップポジションとボンディングポジションとの間の中間ステージの内少なくとも一つでの位置決め検出が可能であることを特徴とする請求項9に記載のダイボンダ。   10. The die bonder according to claim 9, wherein positioning detection at at least one of a pickup position, a bonding position, and an intermediate stage between the pickup position and the bonding position is possible. 前記請求項7又は請求項8に記載の欠陥検出方法を用いた検査工程を備え、さらに、ウェハを切断して個片化するダイシング工程と、個片化されてなる半導体チップを樹脂で封止するモールド封止工程の少なくともいずれか一方の工程を備えたことを特徴とする半導体製造方法。   A testing step using the defect detection method according to claim 7 or 8, and a dicing step of cutting and singulating a wafer, and sealing a semiconductor chip obtained by singulating with a resin What is claimed is: 1. A semiconductor manufacturing method comprising at least one process of mold sealing process. 複数の個片体からなる個片体集合体を備えた半導体装置を製造する半導体装置製造方法であって、
1個の個片体又は所定数の個片体の集合体からなる被対象物と、この被対象物に集合すべき他の個片体の少なくともいずれか一方を前記請求項7又は請求項8に記載の欠陥検出方法を用いて検査することを特徴とする半導体装置製造方法。
What is claimed is: 1. A semiconductor device manufacturing method for manufacturing a semiconductor device comprising a plurality of individual pieces of individual pieces, comprising:
The target object consisting of a single piece or an assembly of a predetermined number of pieces, and / or another piece to be collected in the target object is the above-mentioned claim 7 or claim 8 A semiconductor device manufacturing method characterized by inspecting using the defect detection method according to 1.
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