WO2018008512A1 - 欠陥検出装置、欠陥検出方法、ウェハ、半導体チップ、半導体装置、ダイボンダ、ボンディング方法、半導体製造方法、および半導体装置製造方法 - Google Patents

欠陥検出装置、欠陥検出方法、ウェハ、半導体チップ、半導体装置、ダイボンダ、ボンディング方法、半導体製造方法、および半導体装置製造方法 Download PDF

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defect
defect detection
workpiece
light
bonding
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悠 田井
篤正 上林
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キヤノンマシナリー株式会社
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956Inspecting patterns on the surface of objects
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/52Mounting semiconductor bodies in containers

Definitions

  • the present invention relates to a defect detection device, a defect detection method, a die bonder, a bonding method, a wafer, a semiconductor, and a defect detection device for detecting a crack formed on a workpiece such as a wafer, a chip cut from the wafer and separated into pieces.
  • the present invention relates to a chip, a semiconductor manufacturing method, and a semiconductor device manufacturing method.
  • Patent Documents 1 to 3 Various detection devices for detecting a crack generated in a chip (semiconductor chip) have been conventionally proposed (Patent Documents 1 to 3).
  • Patent Document 1 an image of a semiconductor surface is picked up by an image pickup means, a correlation coefficient of a plurality of color signals output from the image pickup means is obtained by a detection means, 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.
  • 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 intersected with the main surface of the wafer and irradiated with infrared rays, and the reflected light is received.
  • a crack generated in the wafer is detected. That is, by irradiating infrared rays from the back side of the wafer separated by dicing, the infrared rays can be transmitted to the wafer, and the reflected infrared rays diffusely reflected at the interface of the cracks generated inside the wafer.
  • a crack generated inside the wafer can be visualized.
  • Patent Document 3 deformation of a semiconductor chip and occurrence of a crack are detected by detecting elastic waves from the semiconductor chip.
  • the present invention provides a defect detection apparatus and a detection method that can stably detect the presence or absence of defects such as cracks formed in a workpiece.
  • a die bonder and a bonding method capable of stably detecting the presence or absence of defects such as cracks are provided.
  • the first defect detection apparatus of the present invention detects defects formed in a coating layer in a workpiece having a gray layer having a gray pattern derived from a semiconductor manufacturing process and a coating layer covering the gray pattern of the gray layer.
  • a defect detection apparatus comprising: an illuminator that illuminates the workpiece; and an observation mechanism that includes an imaging device that observes an observation site of the workpiece illuminated by the illuminator, from the illuminator
  • the illumination light to be irradiated has a wavelength at which the intensity of light reflected or scattered from the coating layer and incident on the imaging device is greater than light reflected from at least the gray layer and incident on the imaging device. This light is less affected by the shading pattern.
  • the shading 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 a wiring pattern, oxidized or nitrided Si, and Si different from these Si. There are patterns. Further, reducing the influence of the light and shade pattern means a case where these light and shade patterns at the time of observing the defect are erased or thinly reflected and the observation of the defect is not impaired. In other words, the light used in the present defect detection apparatus has a lower luminance contrast caused by the shading pattern than when light other than this light is used.
  • the illumination light emitted from the illuminator is reflected or scattered from the coating layer more than the light reflected from at least the gray layer and incident on the imaging apparatus. Since the intensity of the light incident on the light is a wavelength, the light reflected or scattered from the coating layer can be projected, the luminance contrast caused by the light and shade pattern is lowered, and the influence of the light and shade pattern is reduced (small) Can do.
  • a second defect detection apparatus is a defect detection apparatus for detecting a defect having at least an inclined surface portion in a semiconductor product or a work that is a part of the semiconductor product, and irradiates the work with bright-field illumination light.
  • an imaging mechanism that constitutes an observation optical system and observes an observation site of the workpiece irradiated by the illuminator, and the inspection mechanism is focused in the optical axis direction.
  • the reflected light from the workpiece emitted from the non-focus position defocused from the position is observed, and the defect on the observation image formed by the reflected light from the non-focus position is reflected from the focus position. It emphasizes more than defects on the observation image formed by light.
  • the semiconductor product includes not only a completed product but also an unfinished product in the middle of manufacturing.
  • the in-focus position is an arbitrary position on the in-focus surface (the surface having a conjugate relationship with the image surface (sensor surface)), and the out-of-focus position is a position other than the in-focus surface. .
  • a case where the object plane does not coincide with the in-focus position is said to be defocused.
  • the second defect detection apparatus of the present invention in the case of irradiating bright field illumination light and observing reflected light, the reflected light from the workpiece is defocused in the optical axis direction and deviated from the focused position. So-called defocusing, which is apparently ejected from the center.
  • the bright field illumination light is illumination (substantially parallel light) from the extension direction of the principal ray of the observation optical system.
  • enhancement means that the defect on the image is enlarged more than the defect on the observation image formed by the reflected light from the in-focus position, or the contrast between the defect on the observation image and other parts is increased. Is to do. That is, the emphasis in the present invention means that at least one of enlargement or increase in contrast occurs.
  • the reflected light may be emitted from two different positions including at least the out-of-focus position of the in-focus position and the out-of-focus position.
  • This position includes the in-focus position. That is, the at least two different positions include a focus position and one or more non-focus positions, and two or more non-focus positions.
  • positioning for detecting the position of the workpiece on the inspection or image may be performed based on the reflected light from at least one of the positions.
  • the observation optical system has a positioning function in addition to the inspection function.
  • the inspection mechanism is based on reflected light emitted from each of a non-focus position on the side close to the imaging device and a non-focus position on the side remote from the imaging device with the focus position as a boundary. May be inspected.
  • the focus position as a boundary
  • the color of the defect on the observation image at the non-focus position on the side close to the imaging device and the color of the defect on the observation image at the non-focus position on the side away from the imaging device Will be different.
  • the NA on the illuminator side may be smaller than the NA on the observation optical system side.
  • the defect having a pair of opposed inclined surfaces, the relative angle of the inclined surfaces of the opposite surface referred to as crack angle in this specification, the inclination angle of the one surface theta 1 (clockwise), the other
  • crack angle in this specification, the inclination angle of the one surface theta 1 (clockwise), the other
  • ⁇ 2 counterclockwise direction
  • the inspection mechanism includes defocusing means for emitting reflected light from the work from a non-focusing position shifted from the focusing position in the optical axis direction, and the defocusing means moves the work and the optical system to the optical axis.
  • defocusing means for emitting reflected light from the work from a non-focusing position shifted from the focusing position in the optical axis direction
  • the defocusing means moves the work and the optical system to the optical axis.
  • a variable means capable of changing at least one of the NA on the illumination means side and the NA on the observation optical system side may be provided.
  • a NA control unit that sets at least the NA on the observation optical system side or the illuminator side may be provided according to the tilt or defocus amount of the workpiece.
  • the inspection may be performed at a position defocused by 100 ⁇ m or more from the in-focus position in the observation optical system.
  • the defocus amount from the position of the workpiece to the out-of-focus position is orthogonal to the minimum detection width ⁇ min of the imaging device and the optical axis From the angle ⁇ 1 formed by the line and one surface portion, the angle ⁇ 2 formed by the line orthogonal to the optical axis and the other surface portion, and the separation width w between the pair of surface portions, ⁇ min ⁇ w / (tan 2 ⁇ 1 + tan 2 ⁇ 2 ) It can be larger than the value calculated by the equation. Thereby, the certainty which can enlarge the defect on an observation image can be improved.
  • a control unit that controls the defocusing means may be provided so that a predetermined defocus amount is obtained.
  • the defect detection apparatus automatically performs defocusing.
  • the control unit may include a calculation unit that calculates the defocus amount based on a predetermined parameter.
  • the defect detection apparatus automatically determines the defocus amount only by setting the parameter by the user.
  • the illuminator may include an inspection light source, a positioning light source, and an NA switching unit that switches the light source to electrically switch the NA on the illumination side.
  • a detection unit that detects the inclination angle of the surface portion and the defect width from the defocus amount and the separation width may be provided. Thereby, the angle measurement of the surface part of a defect can be performed.
  • the workpiece may have a multilayer structure, and the intensity of light reflected or scattered from the layer to be inspected and incident on the imaging device may be a wavelength larger than the intensity from other layers.
  • the workpiece includes 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, and the illumination light irradiated from the illuminator is at least a shading layer.
  • the wavelength of the light that is reflected or scattered from the coating layer and incident on the imaging device is larger than the light that is reflected from and incident on the imaging device, and the influence of the shading pattern of the shading layer is reduced. be able to. Lowering the influence of the light and shade pattern means a case where these light and shade patterns at the time of observing the defect are erased or thinly reflected and the observation of the defect is not impaired.
  • the brightness contrast caused by the shading pattern is lower than when light other than this light is used.
  • the light reflected or scattered from the surface of the coating layer can be projected, the luminance contrast generated by the light and shade pattern is lowered, and the influence of the light and shade pattern can be reduced (small).
  • the covering layer is an organic layer, and the organic layer can be set to be a polyimide resin.
  • the coating layer can be set to have a thickness of 1 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the coating layer may be composed of a single layer or may be composed of two or more layers. When the coating layer is composed of a plurality of layers, each layer may be the same material, each layer may be a different material, or a plurality of predetermined layers may be the same material.
  • the observed wavelength of the illumination light of the illuminator is 450 nm or less or 1000 nm or more.
  • the coating layer is made of polyimide resin, and the shading layer having the shading pattern can stably lower the influence of the wiring pattern. it can.
  • the imaging apparatus performs dark field observation of observing the observation site of the workpiece illuminated by the illuminator from above, and the defect of the workpiece has at least one of an opening and an inclined surface portion. Observation of increasing the defect on the observation image of the defect formed on the workpiece can be performed.
  • a plurality of light emission elements arranged in at least one row in a ring shape surrounding the imaging axis of the imaging device
  • the ring illumination which consists of a part may be sufficient. As described above, if ring illumination is used, it is possible to enlarge and observe the defect (crack) regardless of the direction (rotation angle) of the inclined surface portion of the defect.
  • the illumination direction of the illuminator can be set so that the angle formed by the workpiece and the illumination axis is 50 ° to 85 ° when the photographing axis and the workpiece are arranged orthogonally. In this way, by setting the angle to 50 ° to 85 °, it is possible to enlarge and observe corresponding to most of the generated defects (cracks).
  • the workpiece may be a wafer whose wiring pattern constitutes the shading pattern, or an individual piece (semiconductor chip) obtained by dividing the wafer into individual pieces. That is, as a workpiece, an individual piece mounted on a lead frame or a substrate (not packaged, that is, an individual piece not covered), or composed of a plurality of individual pieces (single piece For example, a stacked memory chip, SiP (System in Package).
  • SiP System in Package
  • the first defect detection method of the present invention is a defect detection method for detecting defects formed on a coating layer in a workpiece including a gray layer having a gray pattern and a coating layer covering the gray pattern of the gray layer. And irradiating the workpiece with illumination light having a wavelength at which the intensity of light reflected or scattered from the coating layer and incident on the imaging device is greater than light reflected from the gray layer and incident on the imaging device.
  • illumination light having a wavelength at which the intensity of light reflected or scattered from the coating layer and incident on the imaging device is greater than light reflected from the gray layer and incident on the imaging device.
  • the intensity of the light that is reflected or scattered from the covering layer and incident on the imaging device is greater than the light that is reflected from at least the gray layer and incident on the imaging device. Since the wavelength is large, light reflected or scattered from the coating layer can be projected, and the influence of the shading pattern can be reduced (small).
  • the second defect detection method of the present invention is a defect detection method for detecting a defect having at least an inclined surface part which is a part of a semiconductor product or semiconductor product, and irradiates bright light illumination light to the workpiece,
  • the reflected light from the work is emitted from a non-focus position defocused from the focus position in the optical axis direction, and the defect on the observation image formed by the reflected light from the non-focus position is focused. It emphasizes more than defects on the observed image formed by the reflected light from the position.
  • the reflected light from the workpiece is defocused in the optical axis direction and deviated from the focused position. So-called defocusing, which is apparently ejected from the center.
  • the bright field illumination light is illumination (substantially parallel light) from the extension direction of the principal ray of the observation optical system.
  • the defect detection apparatus may be used as the defect detection method.
  • a criterion for determining whether or not the defect detected by the defect detection method is defective as a product may be set in advance, and the defect image may be determined based on the criterion for determining whether the defect is defective or non-defective.
  • the defect may be determined based on at least one of the change and the change in the size of the defect.
  • a defect may not be detected by the defect detection method, or the detected defect may be configured as a single piece that is determined to be a non-defective product by the defect detection method.
  • the die bonder of the present invention is a die bonder for picking up a workpiece at a pickup position, transporting the picked-up workpiece to a bonding position, and bonding the workpiece at the bonding position.
  • the defect detection device is arranged at a position.
  • the die bonder of the present invention it is possible to detect defects such as cracks in the workpiece to be bonded at any position from the pickup position to the bonding position. That is, it is possible to detect a defect (crack) of a workpiece (semiconductor chip or the like) during a bonding operation or the like, and prevent shipment of a defective product.
  • a defect of a workpiece (semiconductor chip or the like) during a bonding operation or the like
  • the yield can be greatly improved. For example, if a chip is bonded on a defective chip, or a defective chip is stacked on a non-defective chip, the stacked body becomes defective or the product rank is lowered.
  • the die bonder it is possible to detect the position at the pickup position and to detect the position at the bonding position.
  • the die bonder has an intermediate stage on which a workpiece is conveyed between a pickup position and a bonding position, and the defect detection device according to any one of claims 1 to 13 is arranged also in this intermediate stage. Further, it may be possible to detect positioning at at least one of a pickup position, a bonding position, and an intermediate stage between the pickup position and the bonding position.
  • a first bonding method of the present invention is a bonding method including a bonding step of picking up a workpiece at a pickup position, transporting the picked-up workpiece to a bonding position, and bonding the workpiece at the bonding position.
  • the defect detection device detects a defect with respect to the workpiece at least one of before and after the pickup.
  • a second bonding method of the present invention is a bonding method including a bonding step of picking up a workpiece at a pickup position, transporting the picked-up workpiece to a bonding position, and bonding the workpiece at the bonding position. , Having an intermediate stage between the pick-up position and the bonding position, and at least one of before the workpiece is supplied to the intermediate stage and after the workpiece is discharged from the intermediate stage, the defect detection device detects defects on the workpiece. It is to detect.
  • a third bonding method of the present invention is a bonding method including a bonding step of picking up a workpiece at a pickup position, transporting the picked-up workpiece to a bonding position, and bonding the workpiece at the bonding position.
  • the defect detection apparatus detects a defect with respect to the workpiece at least one of before bonding and after bonding.
  • a fourth bonding method of the present invention is a bonding method including a bonding step of picking up a workpiece at a pickup position, transporting the picked-up workpiece to a bonding position, and bonding the workpiece at the bonding position.
  • the inspection process using the defect detection method described above is performed at least one of before supplying the work to the bonding process and after discharging the work from the bonding process.
  • the semiconductor manufacturing method includes an inspection process using the defect detection method, and further includes a dicing process for cutting the wafer into individual pieces, and a mold sealing process for sealing the semiconductor chips formed into individual pieces with a resin. It comprises at least one of the steps.
  • a semiconductor device manufacturing method is a semiconductor device manufacturing method for manufacturing a semiconductor device having an individual body assembly made up of a plurality of individual bodies, and is an assembly of one individual body or a predetermined number of individual bodies. And at least one of another object to be assembled to the object is inspected by using the depression detection method.
  • the first defect detection apparatus In the first defect detection apparatus, light reflected or scattered from the coating layer can be projected, and the influence of the light and shade pattern can be reduced (small) (because the brightness contrast caused by the light and shade pattern is lowered). Defects (cracks) can be detected stably. In addition, a defect (crack) can be detected only by setting illumination light, and an existing detection device can be used as the device, thereby reducing the cost.
  • the defect on the observation image formed by the reflected light from the out-of-focus position is enlarged more than the defect on the observation image formed by the reflected light from the in-focus position. Since it is possible to observe or make a defect that cannot be seen with an existing apparatus visible, it is possible to detect a defect (crack) stably.
  • 1 is a simplified diagram of a first defect detection apparatus according to the present invention. It is a simplification figure showing the relation between a work and an illuminator. It is a schematic diagram of ring illumination used for the 1st defect detection device concerning the present invention. It is a simplified diagram showing a bonding process using the die bonder of the present invention. It is a simplified perspective view of the die bonder of the present invention. 1 is an overall simplified perspective view of a die bonder of the present invention. It is a simplified perspective view which shows a wafer. It is a principal part expanded sectional view of the workpiece
  • FIG. 5 is a simplified cross-sectional view showing a defect (crack) generated in a workpiece and in a state where the workpiece is cut.
  • FIG. 5 is a simplified cross-sectional view showing a defect (crack) generated in a workpiece and having an inclined surface portion formed on the upper surfaces of a pair of cut end surfaces.
  • FIG. 3 is a simplified cross-sectional view showing a defect (crack) generated in a workpiece and having an inclined surface portion formed on the upper surface of one cut end surface.
  • FIG. 3 is a simplified cross-sectional view showing a defect (crack) generated in a workpiece and having a cross-sectional right triangle shape.
  • FIG. 5 is a simplified cross-sectional view showing a defect (crack) generated in a workpiece, in which the workpiece is cut in a valley shape, and an inclined surface portion is formed on the upper surfaces of a pair of cut end faces.
  • FIG. 5 is a simplified cross-sectional view showing a defect (crack) generated in a workpiece, in which the workpiece is cut into a mountain shape, and an inclined surface portion is formed on the upper surface of one cut end surface.
  • FIG. 5 is a simplified cross-sectional view showing a defect (crack) generated in a workpiece and in a state where the workpiece is bent in a valley shape.
  • FIG. 3 is a simplified cross-sectional view showing a defect (crack) generated in a workpiece and in a state in which the workpiece is bent in a mountain fold shape. It is a simplified cross-sectional view showing a state where a defect (crack) generated in a workpiece is shown, the workpiece is cut into a valley shape, and an inclined surface portion extending flat from the upper end of the cut end surface is formed.
  • a simplified perspective view showing the relationship between the inclination angle of the defect inclined surface portion, the rotation angle of the defect inclined surface portion, and the illumination angle of the illuminator, and the rotation angle of the inclined surface portion is 0 °.
  • It is a simplified perspective view showing the relationship between the inclination angle of the defect inclined surface portion, the rotation angle of the defect inclined surface portion, and the illumination angle of the illuminator, and the rotation angle of the inclined surface portion is 20 °.
  • disconnected by the trough shape is shown, and is an image in the upper non-focus position.
  • disconnected by the trough shape is shown, and is an image in the upper non-focus position.
  • disconnected by the trough shape is shown, and is an image in the upper non-focus position.
  • disconnected by the trough shape is shown, and is an image in the upper non-focus position.
  • valley shape is shown, and is an image in the lower in-focus position.
  • valley shape is shown, and is an image in the lower in-focus position.
  • valley shape is shown, and is an image in the lower in-focus position.
  • It is explanatory drawing which shows the relationship between the in-focus position and the out-of-focus position of the workpiece
  • FIG. 1 shows a simplified diagram of a defect detection apparatus for a first workpiece according to the present invention.
  • This defect detection apparatus 100 (100A) (see FIG. 4B) includes a semiconductor wafer 29 (see FIG. 5) and a semiconductor wafer 29.
  • the presence / absence and position of a defect 40 (see FIG. 8) such as a crack formed on a work such as a semiconductor chip 21 (see FIG. 4) or a die separated into individual pieces is detected.
  • the work has a shading layer 11 that is a shading pattern, and a covering layer 12 that covers the shading pattern of the shading layer 11.
  • the covering layer 12 is composed of a single layer in FIG. 6A and is composed of a plurality of layers in FIGS. 6B and 6C. That is, in FIG. 6B, it consists of two layers, the first layer 13 (13a) on the dark layer side and the second layer 13 (13b) on the upper layer of the first layer 13 (13a). In FIG. The first layer 13 (13a), the second layer 13 (13b) thereon, and the third layer 13 (13c) thereon. In addition, it can comprise with a wiring pattern as a light / dark pattern, and when comprised with a wiring pattern, the light / dark layer 11 can be called a wiring pattern layer. Further, the coating layer 12 may be four or more layers, exceeding three layers.
  • the shading pattern is derived from the semiconductor manufacturing process and is formed by the semiconductor manufacturing process.
  • the pattern generated by the wiring pattern, oxidized or nitrided Si, and Si different from these Si There is a pattern or the like generated by having As described above, the shade pattern of the work may be formed by a semiconductor manufacturing process, and the base material thereof may be a semiconductor, glass, or a polymer material.
  • the pre-process for manufacturing a semiconductor there are lithography (including ion implantation and etching), a film forming process, and the like.
  • the covering layer 12 can be made of, for example, a silicone resin or a polyimide resin. As shown in FIGS. 6B and 6C, when a plurality of layers are provided, each layer may be made of the same material or different materials. That is, as shown in FIG. 6A, if the coating layer 12 is one layer, the material can be made of silicone resin, polyimide resin, or the like, and the coating layer 12 has two layers as shown in FIG. 6B.
  • the first layer 13a is made of polyimide resin
  • the second layer 13b is made of silicone resin
  • the first layer 13a is made of silicone resin
  • the second layer 13b is made of polyimide resin
  • the first layer 13a and the second layer is made of polyimide resin
  • the first layer 13a and the second layer 13b may be a silicone resin.
  • the first layer 13a and the second layer 13b may be a silicone resin.
  • the first layer 13a and the second layer 13b may be a silicone resin.
  • all the layers are made of the same material of silicone resin or polyimide resin, all the layers are made of different materials, or any plurality of layers are made of the same material.
  • the layers can be made of different materials. Moreover, even if it is a case where the same kind of resin is used for each layer 13, you may use the thing from which a characteristic etc. differ.
  • the thickness dimension of the covering layer 12 can be set to be, for example, 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, for example, a single layer shown in FIG. 6A or a plurality of layers as shown in FIGS. 6B and 6C. More preferably, it can be about 1 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the defect detection apparatus 100A is disposed in a die bonder 150 as shown in FIGS. 4A to 4C.
  • the die bonder 150 pips up the chip 21 cut out from the wafer 29 (see FIG. 5) at the pickup position P and transfers (loads) 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. For this reason, the chips 21 are arranged in a matrix as shown in FIG.
  • an intermediate stage 101 is disposed between the pickup position P and the bonding position Q, as will be described later.
  • the first defect detection apparatus 100A is arranged at least on the pickup position P, the bonding position Q, or the intermediate stage 101.
  • the die bonder 150 includes a collet (adsorption collet) 23 as shown in FIG. 4A.
  • the collet 23 is moved by an unillustrated moving mechanism in the direction of the arrow Z1 and the direction of the arrow Z2 on the pickup position P, the direction of the arrow Z3 on the bonding position Q, and the direction of the arrow Z4.
  • the reciprocation between the pickup position P and the bonding position Q in the directions of arrows X1 and X2 is enabled.
  • the moving mechanism the movement of the arrows Z1, Z2, Z3, Z4, X1, and X2 is controlled by a control unit configured by, for example, a microcomputer.
  • a moving mechanism it can comprise with various mechanisms, such as a cylinder mechanism, a ball screw mechanism, and a linear motor mechanism.
  • the suction collet 23 includes a head (suction nozzle) 24 having a suction hole 28 opened on the lower surface thereof, and the chip 21 is vacuum-sucked through the suction hole 28, and the chip 21 is placed on the lower end surface (tip surface) of the head 24. Adsorbs. When this vacuum suction (evacuation) is released, the chip 21 is detached from the head 24.
  • the wafer 29 divided (divided) into a large number of chips 21 is placed on, for example, an XY ⁇ table 25 (see FIG. 5), and push-up means having push-up pins are placed on the XY ⁇ table 25. That is, the chip 21 to be picked up is pushed up from below by the pushing-up means, and is easily peeled off from the adhesive sheet. In this state, the chip 21 is adsorbed to the adsorbing collet 23 that has been lowered.
  • the collet 23 is lowered as shown by the arrow Z2 to pick up the chip 21. Thereafter, the collet 23 is raised as indicated by the arrow Z1.
  • the collet is moved in the direction of arrow X1 and positioned above the island part, and then the collet is moved downward as indicated by arrow Z4 to supply the chip 21 to the island part.
  • the collet is raised as indicated by the arrow Z3 and then returned to the standby position above the pip-up position as indicated by the arrow X2.
  • the collet 23 is sequentially moved as indicated by arrows Z1, X1, Z4, Z3, X2, and Z2, so that the chip 21 is picked up by the collet 23 at the pickup position, and the chip 21 is moved to the chip 21 at the bonding position. Will be implemented.
  • the positioning device includes the first defect detection device 100 according to the present invention.
  • the positioning device includes an illumination 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.
  • the imaging device 32 and the illumination unit 33 are controlled by the control unit 34.
  • the imaging device 32 has a camera and a lens.
  • the camera in this case can be composed of a CCD, a CMOS image sensor, or the like. In other words, any device that can image light having an illumination wavelength may be used. For this reason, you may use what has a sensitivity in visible light, ultraviolet, and infrared.
  • the lens can be constituted by a telecentric lens, a non-telecentric lens, or the like.
  • the illumination means 33 includes a bright field illuminator 35 and a dark field illuminator 36 as shown in FIG.
  • Bright field illumination refers to illuminating a light beam that illuminates a measurement object vertically along the center of the optical axis.
  • Dark field illumination refers to irradiating a light beam illuminating a measurement object from an oblique direction, not the center of the optical axis. That is, the bright field generally observes direct light, and the illumination method in that case is called a direct light illumination method.
  • a normal part of the workpiece surface for example, a semiconductor chip surface: chip surface
  • a defective part is observed darkly.
  • the dark field is for observing scattered light, and the illumination method in this case is called scattered light illumination method.
  • the normal part on the chip surface is observed dark and the defective part is observed brightly.
  • the definition is different from the strict dark field definition.
  • the correct expression is the dark field observation configuration. Therefore, the method of mainly observing the direct light reflected by the most part (normal part) of the chip surface is a bright field, the direct light reflected by the most part (normal part) of the chip surface is not observed, and the defective part ( An object that observes light scattered or reflected at an abnormal part) is a dark field. For this reason, in the dark field illumination, it is possible to observe defects such as fine structures and scratches that were not blurred in the bright field illumination.
  • bright field illumination is a type of illumination that observes direct light reflected or transmitted by the illuminated light, and is intended to observe a change in brightness against the background. Observe the bright background and dark parts of the workpiece.
  • dark field illumination is a type of illumination that observes scattered or reflected light, and is intended to observe changes in brightness against the background. A dark background portion and a bright portion of a sample (work). Is to observe the situation.
  • the dark field illuminator 36 includes a light emitting unit 38 that emits parallel light, and at least one light emitting unit 38 may be provided.
  • a plurality of predetermined pitches may be provided.
  • the parallel light (the light beam parallel to the optical axis) is described as being used.
  • the illumination light is not limited to the parallel light, but is substantially parallel in a range that can be referred to as the parallel light. Even if it is light, the radiation angle which is a range which cannot be called as parallel light may be about 30 degrees.
  • the control unit 34 can be composed of, for example, a microcomputer in which a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like are connected to each other via a bus with a CPU (Central Processing Unit) as a center.
  • a storage device is connected to the microcomputer.
  • the storage device stores determination criteria that are the determination criteria of the determination means.
  • the storage device can be composed of an HDD (Hard Disc Drive), a DVD (Digital Versatile Disk) drive, a CD-R (Compact Disc-Recordable) drive, an EEPROM (Electronically Eraseable and Programmable Read Only Memory), or the like.
  • the ROM stores programs executed by the CPU and data.
  • the workpiece defect 40 includes, for example, those having various shapes as shown in FIGS. 8A to 8K.
  • FIG. 8A the coating layer 12 of the workpiece is cut, and in FIG. 8B, inclined surface portions S, S are formed at the upper ends of the pair of cut end surfaces 41, 42, and FIG. 8C is one cut end surface.
  • An inclined surface portion S is formed at the upper end of the. 8D shows a groove 43 having a V-shaped cross section, and a pair of inclined surface portions S are formed.
  • a groove 44 having a right-angled triangular cross section is formed, and an inclined surface portion S is formed.
  • FIG. 8F shows that the workpiece covering layer 12 is cut in a valley shape, and inclined surfaces S, S are formed at the upper ends of the pair of cut end surfaces 41, 42, and FIG. 8G shows a workpiece coating in a mountain shape.
  • the layer 12 is cut, and an inclined surface portion S is formed at the upper end of one cut end surface 41.
  • FIG. 8H shows that the workpiece covering layer 12 is bent in a valley shape, and the inclined surface portions S and S are formed via a bent line.
  • FIG. 8I shows the workpiece covering layer 12 in a mountain shape. Is bent, and the inclined surface portions S and S are formed through the bent line.
  • FIG. 8J shows that the workpiece covering layer 12 is cut in a valley shape to form inclined surface portions S, S extending flatly from the upper ends of the cut end faces 41, 42
  • FIG. 8K shows a workpiece in a mountain shape.
  • the covering layer 12 is cut to form inclined surface portions S and S extending flat from the upper ends of the cut end surfaces 41 and 42.
  • a defect 40 (cracking, bending, cutting, etc.) of the coating layer 12 as shown in FIG. 8 is detected as a defect of a workpiece (wafer, individual piece, etc.).
  • the description of the defect 40 is a case where the coating layer 12 is a single layer, but when the coating layer 12 is a plurality of layers, the defect 40 is in only one of the plurality of layers. Even when all of the plurality of layers have defects 40, any layer of the plurality of layers (for example, any two layers if the coating layer 12 is three layers) is defective. There may be. Further, in each layer, the defect 40 is formed in any one of the gray layer corresponding surface (back surface), the dark layer anti-corresponding surface (front surface), and the inside, and the density layer corresponding surface (back surface) to the dark layer anti-corresponding surface (front surface).
  • the first defect detection apparatus 100 (100A) is dark-field illumination and detects a defect having at least an inclined surface portion S as shown in FIGS. 8B to 8K.
  • the dark field illumination as shown in FIG. 2, for example, when the illumination direction of the illuminator 36 is arranged so that the photographing axis L and the workpiece are orthogonal, the workpiece and the illumination axis L1.
  • the angle (elevation angle) formed by can be set to a predetermined angle. In the illustrated example, the elevation angles are 60 °, 70 °, and 80 °. However, the present invention is not limited to this and can be set in the range of 50 ° to 85 °.
  • the defect detection apparatus 100A shown in FIG. 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. Moreover, the position confirmation (position detection) of the chip to be picked up can be performed with bright field illumination.
  • each layer 13 13a, 13b, 13c of the covering layer 12, as shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C. Or scattered. Further, it is reflected by a shading pattern (wiring pattern).
  • the reflected light may be incident on the imaging device 32 from the layer having the defect 40 of the coating layer 12. Therefore, as the illumination light, the intensity of the light that is reflected or scattered from the layer having the defect 40 of the coating layer 12 and incident on the imaging device is greater than the light that is reflected from at least the gray layer and incident on the imaging device 32. It is preferable that the light has a large wavelength and the influence of the shading pattern of the shading layer 11 is reduced.
  • reducing the influence of the light and shade pattern means a case where these light and shade patterns when observing the defect are erased or thinly reflected so that the observation of the defect is not impaired. That is, the brightness contrast caused by the shading pattern is lower than when light other than this light is used.
  • the wavelength of the illumination light can be set based on the light transmittance in the coating layer 12.
  • the transmittance is represented by the ratio of incident light having a specific wavelength passing through the sample in the optical and spectroscopic methods. As shown in FIG. 7, the radiation divergence of the incident light is I 0 , and the sample (coating layer 12) When the radiation divergence of the light that has passed through is I, the transmittance T is expressed by the following equation (1).
  • the light transmittance in the covering layer 12 may be 50% or less.
  • the observed wavelength of the illumination light from the illuminator is preferably 450 nm or less or 1000 nm or more if the coating layer 12 is a polyimide resin.
  • the influence of the shading pattern can be lowered (smaller) in the illumination light, and the light reflected or scattered from the coating layer 12 can be projected, so that the defect (crack) 40 can be stably formed. Can be detected.
  • the defect (crack) 40 can be detected only by setting the illumination light, and the existing detection device can be used as the device, and the cost can be reduced.
  • the influence of the light and shade pattern can be reduced with bright-field illumination, and the cover layer 12 (in the embodiment, the surface of the cover layer 12) is formed. Defects can be detected. For this reason, even the defect 40 having no inclined surface portion S can be detected.
  • the dark field illumination which irradiates the light beam which illuminates the measurement object (workpiece) from an oblique direction instead of the optical axis center is used.
  • the illumination light is set to be irradiated from the inclined side of the inclined surface portion with respect to the imaging axis L of the imaging device 32, it is parallel to the imaging axis L.
  • the defect image on the observation image of the defect 40 formed on the workpiece can be enlarged and observed.
  • 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 inclined surface portion S has the same inclination angle and elevation surface (when the rotation angle of the inclined surface portion S is 0 ° as shown in FIG. 9A), the illumination light reflected by the inclined surface portion S in the range of the observation side NA. It is necessary to illuminate so that it enters. When the inclined surface portion S rotates, the angle of the reflected light changes according to the apparent inclination angle. As for the relationship between the inclination angle and the reflected light, when the inclination is inclined by ⁇ , the reflected light is inclined by 2 ⁇ .
  • 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 °.
  • the workpiece when the defect 40 having the inclined surface portion S is formed, the workpiece can be rotated regardless of the rotation angle of the inclined surface portion S by performing dark field illumination and rotating the workpiece.
  • the defect image on the observation image of the defect 40 formed in the above can be enlarged and observed.
  • the defect can be enlarged (thickened) by performing dark field illumination.
  • a part of the scattered light or direct light reflected depending on the shape of the defect part enters the camera.
  • the contrast with the defective portion becomes small.
  • the normal part does not become bright because direct light from the normal part (chip surface) does not enter the camera. (The normal part is flat and the scattering is small compared to the defective part).
  • the brightness of the abnormal portion is observed as the upper limit (or sufficiently large) of the dynamic range, and the brightness of the normal portion becomes the lower limit (or sufficiently small) of the dynamic range, so that a defect can be detected with high contrast.
  • the defect is smaller than the resolution (pixel size) on the object.
  • the luminance of the pixel is determined by the area ratio between the defective portion and the normal portion and each luminance value.
  • the luminance difference between the normal part and the abnormal part needs to be set so as to be within the dynamic range, so that the luminance in the normal part becomes dominant. Therefore, the contrast with the surrounding normal part becomes small.
  • the luminance of the defective portion can be set to greatly exceed the dynamic range. Therefore, it is possible to set the luminance of the defective part large. Therefore, the contrast with the surrounding normal part is increased.
  • the bright image blur is observed more widely than the dark image blur. Therefore, the defect becomes small in the bright field.
  • the contrast (becomes buried because the bright image of the surrounding normal part spreads) is lowered.
  • the defect portion becomes large.
  • the contrast decreases due to the blur (where the defect portion spreads), as described above, the defect portion can be set to a brightness exceeding the dynamic range, so that the defect becomes fat while the contrast is constant.
  • the defect may have an opening as shown in FIG. 8A. Even in such a case, it can be observed by scattering of light. The reason for this will be described below.
  • the opening has a fine structure and light scattering occurs. Since the scattered light diffuses in the entire circumferential direction, a part of the light enters the lens.
  • the normal part is a flat surface that is regarded as a mirror surface and travels in a direction in which almost all of the light from the dark field illumination does not enter the lens by reflection. For this reason, even if it has an opening part as shown to FIG. 8A, the defect which consists of this opening part can be observed.
  • the second defect detection apparatus 100 (100B) includes an inspection mechanism 55 as shown in FIG.
  • the inspection mechanism 55 includes an imaging device 61 for observing the chip 21, an illumination unit 62 for illuminating the chip 21, a half mirror 63 for reflecting light emitted from the illumination unit 62, and reflected light from the chip 21.
  • defocusing means 69 for emitting from a non-focusing position shifted (defocused) from the focusing position in the optical axis direction.
  • the in-focus position is a position where the light beams intersect on the optical axis when a parallel light beam is put into the lens
  • the out-of-focus position is a position other than the in-focus position described above, and from the in-focus position. This is the defocused position.
  • the imaging device 61 constituting the observation optical system has a camera 64 and a lens 65.
  • the camera 64 can be composed of a CCD, a CMOS image sensor, or the like.
  • the lens 65 can be configured by a telecentric lens, a non-telecentric lens, or the like.
  • the imaging device 61 is controlled by the control means 73.
  • the control means 73 includes an inspection processor 74 that performs defect inspection and a positioning processor 75 that detects the position of the workpiece on the image (for example, image matching).
  • the illumination means 62 is a bright field illuminator provided with a light source 66 and a lens 67 as shown in FIG.
  • Bright field illumination refers to illuminating from the extension direction of the principal ray of the observation optical system (parallel light). That is, in general, the bright field is for observing direct light reflected or transmitted by the illuminated light, and the illumination method in this case is called a direct light illumination method.
  • the normal part of the workpiece surface (chip 21 surface) is observed brightly, and the direct light reflected by the majority (normal part) of the chip 21 surface is mainly observed.
  • “Illuminate from the direction of extension of the principal ray of the observation optical system” means that light emitted from the light emitting means is refracted by a lens to be converged in a nearly converging direction as disclosed in, for example, JP-A-2002-39956.
  • the light refracted by this lens is reflected by a half mirror and irradiated on substantially the entire surface to be inspected, and the light reflected by the surface to be inspected is guided to an imaging means provided at a portion where the light converges, etc. including.
  • the NA (numerical aperture) on the illumination means side is smaller than the NA on the observation optical system side. That is, the light beam tilts as shown in FIGS. 14A and 14B due to reflection (transmission) on the tilted surface of the workpiece (chip 21).
  • FIG. 14B when the NA on the illumination means side is larger than the NA on the observation optical system side, images other than the principal ray are blocked by the stop of the observation optical system and do not form an image. For this reason, the position of the image does not change (not enlarged) even when defocused.
  • FIG. 14B when the NA on the illumination means side is larger than the NA on the observation optical system side, images other than the principal ray are blocked by the stop of the observation optical system and do not form an image. For this reason, the position of the image does not change (not enlarged) even when defocused.
  • a variable means capable of changing at least one of the NA on the illumination means side and the NA on the observation optical system side is provided.
  • the variable means for example, an aperture stop mechanism can be used, and this aperture stop mechanism is provided in one or both of the imaging device 61 and the illumination means 62.
  • the aperture stop mechanism is controlled to have a predetermined NA according to the workpiece tilt or the defocus amount.
  • an aperture stop mechanism is provided in each of the imaging device 61 and the illumination unit 62, and when the defocus amount is determined by the calculation unit 71 described later, the NA control unit 77 is determined from the defocus amount. NA is determined by calculation to control the aperture stop mechanism.
  • the defocusing unit 69 of the present embodiment is provided below the imaging device 61, and includes a table 68 on which the chip 21 is placed and a driving unit (not shown) that reciprocates the table 68 up and down.
  • the driving means can be constituted by various publicly known mechanisms (preferably highly accurate) such as a cylinder mechanism, a ball screw mechanism, and a linear motor mechanism.
  • the chip 21 can move up and down as indicated by the arrow in FIG. 13, and moves closer to or away from the imaging device 61. That is, the defocusing unit 69 moves the chip 21 up and down to position the chip 21 at the in-focus position or the non-focus position, and reflects the reflected light from the surface of the chip 21 in the optical axis direction. In so-called defocusing, the light is emitted from a non-focus position shifted from the focus position.
  • the defocusing unit 69 (driving unit) is driven based on the control of the control unit 70.
  • the control unit 70 can be configured by a microcomputer in which a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like are connected to each other via a bus with a CPU (Central Processing Unit) as a center.
  • the control unit 70 includes a calculation unit 71.
  • the calculation unit 71 automatically determines the defocus amount only by setting a predetermined parameter by a user by a method described later.
  • the workpiece is the wafer 29.
  • another bright field illumination means 72 is provided below the imaging device 61, the bright field illumination means 72 detects the position of the chip 21 to be picked up on the image, and the positioning processor 75 performs image matching processing or the like. To position the workpiece.
  • the defect 40 on the workpiece surface has various shapes as shown in FIG. 8, for example, as described above.
  • a defect 40 of the coating layer 12 (a crack, a bend, a cut, etc., having an inclined surface portion S at any position) is used as a workpiece (wafer or individual piece). Therefore, it is difficult to detect a defect having an inclined surface portion S as shown in FIG. 8A.
  • the defect image on the observation image of the defect 40 formed on the workpiece can be emphasized and observed.
  • Emphasis enlarges the defect on the image more than the defect on the observation image formed by the reflected light from the in-focus position, or increases the contrast between the defect on the observation image and other parts. That is. That is, the emphasis in the present invention means that at least one of enlargement or increase in contrast occurs. The reason for this will be described, for example, in the case of detecting defects such as those shown in FIG. 8J and FIG. In FIG. 15, the separation width (crack width) between one (right side in FIG. 7) inclined surface portion S1 and the other (left side in FIG.
  • inclined surface portion S2 is w, the line orthogonal to the optical axis and one inclined surface portion S1. Is defined as ⁇ 1 , the angle between the line perpendicular to the optical axis and the other inclined surface portion S 2 (inclination angle) as ⁇ 2 , and the crack angle ⁇ as ⁇ 1 + ⁇ 2 .
  • the dotted line is illumination light and the solid line is reflected light.
  • the reflected light emission position moves (shifts downward) on the optical axis and is observed.
  • the image IB is observed as a shift in a direction parallel to the image IA.
  • the image positional deviation amount can be calculated as focus movement amount ⁇ tan (2 ⁇ ).
  • FIGS. 19A to 19D the defect on the image is enlarged in white.
  • FIG. 19A shows an image at an upper out-of-focus position farthest from the object plane, and the defect 40 is most enlarged (thickened).
  • FIG. 19D is an image close to the out-of-focus position Fc.
  • the defect does not have a crack width w as shown in FIG. 8H, there is no region from the object plane to the out-of-focus position Fc (the region where the contrast does not increase and the defect on the image is smaller than w). It will be. For this reason, as the image is defocused downward from the object plane, the defect on the image is enlarged black, and as the image is defocused upward from the object plane, the defect on the image is enlarged white.
  • the reflected light is emitted from at least two different positions, so that the defect on the observed image is emphasized (enlarged, contrasted with other parts, or both enlarged and contrasted).
  • defect inspection can be performed.
  • positioning for detecting the position of the workpiece on the inspection or image can be performed based on the reflected light from the at least one position.
  • the inspection is preferably performed at a position defocused by 100 ⁇ m or more from the in-focus position in the observation optical system. Further, with the in-focus position F as a boundary, the non-focus position Fa on the side close to the imaging device 51 (upper side) and the non-focus position Fb on the side farther from the imaging device 51 (lower side). By defocusing, the defect 40 can be inspected with different colors.
  • the minimum defocus amount z is formed by the line L5 orthogonal to the optical axis and one surface portion, as shown in equations (4), (5), and (6).
  • the angle ⁇ 1 is calculated using the angle ⁇ 2 formed by the line L5 orthogonal to the optical axis and the other surface portion, the crack width w, and the minimum detection width ⁇ min .
  • ⁇ x 1 is the amount of enlargement on one side
  • ⁇ x 2 is the amount of enlargement on the other side
  • ⁇ Xd is the size of the enlarged defect.
  • ⁇ Xl is the size of the enlarged defect.
  • the numerical aperture of the observation optical system is NA
  • ⁇ sin ⁇ 1 (NA) ⁇ ⁇ 1 ⁇ sin ⁇ 1 (NA) and ⁇ sin ⁇ 1 (NA) ⁇ ⁇ 2 ⁇ sin ⁇ 1 (NA) It is preferable to do this.
  • ⁇ min is, for example, about 1/5 of the resolution of the imaging apparatus.
  • the control unit 70 includes a calculation unit 71 and calculates a defocus amount based on a predetermined parameter. For example, when the calculation unit 71 calculates the defocus amount based on the equation 4, when the parameters ⁇ min , ⁇ 1 , ⁇ 2 , and w are set, the calculation unit 71 sets the minimum defocus amount z to the equation 4 Calculate based on When the user sets parameters, two parameters may be set independently for ⁇ 1 and ⁇ 2 , or one parameter may be set as the crack angle ⁇ ( ⁇ 1 + ⁇ 2 ). .
  • the control unit 70 controls driving of the defocus unit 69 (drive mechanism) based on the defocus amount calculated by the calculation unit 71.
  • the light used in the defect detection apparatus 100 (100B) shown in FIG. 13 is light that has a reduced influence of the shading pattern, and the light transmittance in the coating layer 12 may be 50% or less. Specifically, it is preferable that the observed wavelength of the illumination light of the illumination unit is 450 nm or less or 1000 nm or more if the coating layer 12 is a polyimide resin.
  • the influence of the shading pattern can be lowered (smaller) in the illumination light, and the light reflected or scattered from the coating layer 12 can be projected, so that the defect (crack) 40 can be stably formed. Can be detected.
  • the second defect detection apparatus 100B can be arranged at least on the pickup position P, the bonding position Q, or the intermediate stage 101. That is, the defect 40 on the surface of the chip 21 can be detected at least at any one of the pickup position P, the bonding position Q, and the intermediate stage 101.
  • a ring illuminator 50 as shown in FIG. 3 as the dark field illuminator 36 of the first defect detection apparatus 100A.
  • the ring illuminator 50 is an illuminator having a plurality of light emitting units 51 arranged in at least one or more rows in a ring shape surrounding the imaging axis L of the imaging device 32.
  • the defect detection apparatus 100 (100A) having the ring illuminator 50 as shown in FIG. 3 is arranged at the bonding position Q, the influence of the light and shade pattern (wiring pattern) can be reduced at the bonding position, Whatever the rotation angle of the inclined surface portion of the defect 40, 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 stably observed. Can be detected.
  • the bonding position Q you may make it arrange
  • first defect detection device 100A and the second defect detection device 100B are arranged at the bonding position Q, they can be used for position confirmation (positioning) for observing the position of the island of the lead frame by bright field illumination. .
  • the die bonder 150 shown in FIG. 4 or the like is for transferring a workpiece such as the semiconductor chip 21 from the pickup position P to the bonding position Q.
  • the workpiece picked up from the wafer 29 is temporarily transferred to the intermediate stage 101.
  • the workpiece is placed, picked up again from the intermediate stage 101, and bonded.
  • the defect detection apparatus 100A shown in FIG. 1, the defect detection apparatus 100A using the ring illuminator shown in FIG. 3, and the defect detection apparatus 100B shown in FIG. 13 can be arranged on the intermediate stage 101. .
  • the defect detection apparatus 100 (100A, 100B) is arranged on the intermediate stage 101, the influence of the light and shade pattern (wiring pattern) is exerted on the workpiece (semiconductor chip 21 or die) on the intermediate stage.
  • the defect image on the observation image of the defect 40 formed on the workpiece can be enlarged and observed, and defects (cracks) can be detected stably. If this defect detection apparatus 100 (100A, 100B) is used, positioning can be performed also in this intermediate stage.
  • the defect detection is performed at the pickup position, the bonding position, the intermediate stage 101, and the like.
  • the defect detection can be performed either before or after the pickup.
  • defect detection can be performed at least one of before and after bonding, that is, either before or after bonding, or both before and after bonding.
  • At least one of before the workpiece supply to the intermediate stage 101 and after the workpiece discharge from the intermediate stage that is, either before the workpiece supply to the intermediate stage 101 and after the workpiece discharge from the intermediate stage, or intermediate It is possible to detect defects both before supplying the work to the stage 101 and after discharging the work from the intermediate stage 101.
  • a determination means for determining whether or not the detected defect 40 is defective as a product is provided. Also good. That is, in the defect detection method performed by the defect detection apparatus 100A, a criterion for determining whether or not the detected defect is defective as a product is set in advance, and this criterion and the defect image on the observation image are compared to determine whether the defect is defective. Judge whether it is good or non-defective.
  • Such determination means can be configured by the control units 34 and 70.
  • a product for example, the wafer 29, the semiconductor chip 21, or the die
  • the defect detection method is not detected by the defect detection method or the detected defect is determined to be a good product by the determination means. can do.
  • the influence of the light and shade pattern can be reduced, and the light reflected or scattered from the coating layer 12 can be projected, so that the defects (cracks) 40 can be stably formed. Can be detected.
  • the defect (crack) 40 can be detected only by setting the illumination light, and the existing detection device can be used as the device, and the cost can be reduced.
  • the first defect detection apparatus 100 if a ring illuminator 50 as shown in FIG. 3 is used, a defect (crack) can be enlarged and observed regardless of the direction of the inclined surface portion S of the defect 40. Is possible.
  • the illumination direction of the illuminator 36 By setting the illumination direction of the illuminator 36 between 50 ° and 85 °, it is possible to enlarge and observe corresponding to most of the defects (cracks) 40 that occur.
  • the defect 40 on the observation image formed by the reflected light from the out-of-focus positions Fa and Fb is displayed on the observation image formed by the reflected light from the focus position F.
  • the defect 40 can be observed in an enlarged manner, or the defect 40 that cannot be seen with the existing apparatus can be seen, so that the defect 40 can be detected stably.
  • the illumination light irradiated from the illumination means 62 is reflected or scattered from the coating layer 12 more than the light reflected from at least the gray layer 11 and incident on the imaging device 61. If the intensity of light incident on the imaging device 61 is a wavelength having a large wavelength and the light of the light / dark pattern of the light / dark layer 11 is reduced, the light reflected or scattered from the coating layer 12 can be projected. Thus, the defect 40 can be detected.
  • a defect 40 such as a crack on the surface of the workpiece to be bonded is detected at any position from the pickup position to the bonding position. can do.
  • a defect detection method for detecting the defect 40 using the first defect detection apparatus 100A or a defect detection method (first defect) for detecting the defect 40 using the second defect detection apparatus 100B. If it is possible to determine in advance whether or not the defect detected in the defect detection method) is defective as a product and determine whether it is a defective product or a non-defective product, the workpiece (semiconductor chip, etc.) during the bonding operation, etc. ) Defects (cracks) 40 can be detected, and shipment of defective products can be prevented. In the die bonder 150, positioning can be detected, and a stable and highly accurate bonding process can be performed.
  • FIG. 27 shows a dicing process 105 for cutting a wafer into pieces, and a process for bonding semiconductor chips separated in the dicing process (die bonding process 106).
  • die bonding process 106 There may be a mold sealing step (molding step 108) for sealing a semiconductor chip as a single piece with a resin.
  • wire bonding step 107 for bonding wires.
  • the semiconductor manufacturing method including such a process may include an inspection process using the defect detection method during the bonding operation. Even if the semiconductor manufacturing method includes a dicing step 105 and an inspection step, or a method including an inspection step and a mold sealing step 108, the dicing step 105, the inspection step, and the mold sealing are performed. And a stopping step 108.
  • a defect is not detected by the first defect detection method or the second defect detection method, or a defect detected is determined as a non-defective product by the first defect detection method or the second defect detection method. It may be a semiconductor device composed of individual pieces.
  • the first defect detection device As a work of the first defect detection device, the second defect detection device, the first defect detection method, and the second defect detection method, it is an individual piece assembly in which a plurality of individual pieces are gathered. May be. As an individual piece aggregate, even if it is laminated in the vertical direction, even if it is arranged in parallel in the horizontal direction, or even a combination of laminated and arranged in parallel Good.
  • an object consisting of one piece or a set of a predetermined number of pieces and other objects to be assembled to the target At least one of the individual pieces can be inspected using the defect detection method.
  • the inspection method only the object side consisting of one piece or a set of a predetermined number of pieces is inspected by the inspection method, or only the other piece side to be collected on the object is inspected. It can be inspected by a method, or both the object side and the other individual side can be inspected.
  • the conveyance of the workpiece is stopped at the detection position, and the operator is notified by at least one of the alarm sound and the lighting of the warning light. Can be set to notify. Further, a defective product discharge mechanism is provided, and if a defect is found in the workpiece, the defective product can be set to be discharged out of the apparatus from the detection position.
  • the defocusing unit is a mechanism that moves only the workpiece up and down in the embodiment. However, only the imaging device 61 is moved up and down, and the workpiece and imaging are performed. The apparatus 61 may be moved up and down.
  • an optical system may be changed.
  • an object for example, thick glass
  • a lens and a mirror variable focus lens, variable focus mirror
  • a window that can change the optical thickness
  • the defocusing means 69 a plurality of optical systems and light receiving elements having different in-focus positions may be used.
  • the first imaging device 61a and the second imaging device 61b are provided, and the first imaging device 61a is defocused above the in-focus position, and the second imaging device 61b. Is defocused below the in-focus position.
  • a pair of half mirrors 90 and 63 are arranged between the first imaging device 61a and the defocusing means 69.
  • the 2nd imaging device 61b is arrange
  • the illumination or observation wavelength may be changed.
  • the illumination unit 62 includes a first light source 66a and a second light source 66b, and the wavelength of light from the first light source 66a and the light from the second light source 66b. Change the wavelength.
  • the half mirror 91 is disposed between the first light source 66 a and the illumination means 62.
  • the defocusing means 69 may not be provided. That is, by arranging the work in advance in the out-of-focus position, the reflected light from the work can be emitted from the out-of-focus position shifted from the in-focus position in the optical axis direction.
  • the illumination means 62 includes an inspection light source 80, a positioning light source 81, an NA switching unit 82 for switching these light sources to electrically switch the NA on the illumination side, and a half mirror 91. It may be provided.
  • the defect on the observation image with respect to the defect formed on the workpiece can be enlarged and observed, and the influence of the shading pattern (wiring pattern) is reduced. Only a configuration capable of increasing the defect on the observation image with respect to the defect formed on the workpiece may be used.
  • a detection unit that performs such calculation can be provided in the control unit 73, for example. Thereby, the angle measurement of an inclined surface part can be performed.
  • the discriminating means discriminates a defect having a slope (crack) if it has changed in both light and darkness, and a defect (foreign matter etc.) in which it has not changed (brightness and darkness). Can be classified (cracks, foreign matter, etc.).
  • the determining means can also determine what kind of defect is based on a change in the size of the defect 40, that is, whether or not the defect 40 is enlarged. Based on both, it is also possible to determine what kind of defect it is.
  • the imaging conditions exposure time, illumination light amount, etc.
  • the imaging conditions can be appropriately set according to the defocus state. Further, even in the same defocus state, a plurality of images can be taken under a plurality of imaging conditions. For example, for a work whose defect is known to be black, if the average value of the surrounding (normal part) is set brightly, the contrast is easily obtained.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.
  • the influence of the shading pattern (wiring pattern) can be reduced, and observation of defects formed on the workpiece can be performed.
  • the defect detection apparatus 100 may have only a configuration that can reduce the influence of the shading pattern (wiring pattern).
  • the bright field illuminator is mainly used for positioning (positioning), and the dark field illuminator is less affected by the shading pattern (wiring pattern) and formed on the workpiece. It was used for illumination to observe the enlarged defect on the observation image for the observed defect, but with the bright field illuminator, it was used for observation to reduce the influence of the shade pattern (wiring pattern), and the dark field illuminator was It may be used only when a defect on the observation image of the defect formed on the workpiece is enlarged and observed.
  • a method of enlarging (thickening) using an optical blur means may be used as a method of enlarging and observing a defect on an observation image.
  • the optical blur means for example, a low-pass filter can be used. That is, an image is blurred or blurred by installing a low-pass filter in front of the sensor surface. Further, in order to cause blurring, it is only necessary to degrade the signal. Therefore, the blurring means can also be configured by reducing the performance of the lens. Furthermore, blurring may be generated by defocusing using an aberration that changes the focus position depending on the wavelength of axial chromatic aberration.
  • the best inclination angle (elevation angle) of illumination light is selected according to the inclination angle of the inclined surface portion S of the defect 40 to be formed. If the inclined surface portion S of the defect 40 to be formed is constant, the elevation angle corresponding to that is set. However, the inclination angle of the inclined surface portion S of the defect 40 to be formed may be various, and in such a case, the elevation angle cannot be made constant. For this reason, it is preferable to provide a mechanism (an angular displacement mechanism of the illuminator) that can arbitrarily change the elevation angle of the illumination light, and set the elevation angle corresponding to the inclination angle of the inclined surface portion S.
  • a mechanism an angular displacement mechanism of the illuminator
  • the wavelength used for observation can be selected using a wavelength selection filter or the like.
  • the wavelength selection filter is an optical filter that transmits only light of a specific wavelength, and is an optical thin film (derivative or metal) deposited on the surface of a substrate (glass), a base that absorbs a specific wavelength.
  • Some 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 the transmission wavelength. In other words, by limiting the wavelength of the wavelength selection filter or the illumination light, observation at a specific wavelength is possible.
  • the pitch along the circumferential direction is the size, shape, inclination angle of the inclined surface,
  • the defect formed on the workpiece can be set arbitrarily so that it can be observed from the entire circumference.
  • the “ring shape” when the light emitting portion is arranged in a ring shape includes a ring having no defect and a ring having a defect. Moreover, you may arrange
  • the defect 40 is formed on the surface of the coating layer 12 mainly described.
  • the defect 40 is formed on the first layer 13a other than the surface, that is, in FIG. Then, it may be formed on the first layer 13a, the second layer 13b, or the like. For this reason, the defect 40 may be formed inside the coating layer 12.
  • the defect 40 can be detected by the defect detection apparatus 100A and the defect detection method of the present invention.
  • the coating layer 12 is composed of a single layer as shown in FIG. 6A, a defect 40 may be formed inside the coating layer 12 or on the surface corresponding to the light and dark layer. Even so, the defect 40 can be detected by the defect detection apparatus 100A and the defect detection method of the present invention.
  • the film thickness of the coating layer of the workpiece W is not limited to 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, and the material of the coating layer is not limited to polyimide resin or silicone resin. That is, it is only necessary to be able to select illumination light that reduces the influence of the shading pattern (wiring pattern) when observing the surface of the coating layer, corresponding to the material of the coating layer and the film thickness of the coating layer.
  • the pattern pitch of the wiring pattern layer If is the wavelength level of light, diffraction occurs, and the light and shade pattern enters the imaging device (camera).
  • the illumination light that causes diffraction can be attenuated to reach the wiring pattern layer, and the diffracted light itself can be attenuated.
  • the first defect detection method for detecting the defect 40 using the first defect detection device 100A and the second for detecting the defect 40 using the second defect detection device 100B There is a defect detection method.
  • at least one of the first defect detection method and the second defect detection method may be performed. That is, first, one of the methods is performed, and then the other method is performed (even if the defect 40 is detected or not detected by this one method). Only when one method is performed and no defect is detected, the other method may be performed.
  • the first defect detection method or the second defect detection method may be used.
  • the defect detection apparatus can be used for a die bonder which is an apparatus for bonding a die (a chip of a silicon substrate on which an electronic circuit is built) to a lead frame, a substrate or the like using solder, gold plating, or resin as a bonding material. .
  • P Pickup position Q Bonding position S Inclined surface ⁇ 1 , ⁇ 2 Minimum detection angle w Crack width ⁇ min Minimum detection width (parameter) DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Grain layer 12 Cover 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 part 40 Defect 50 Ring illumination device 51 Light emission part 55 Inspection mechanism 61 Imaging device (observation optics) system) 62 Illuminating means 69 Defocusing means 77 NA controller

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Abstract

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。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。このため、濃淡層の濃淡パターンの影響を低くする光である。

Description

欠陥検出装置、欠陥検出方法、ウェハ、半導体チップ、半導体装置、ダイボンダ、ボンディング方法、半導体製造方法、および半導体装置製造方法
 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、ボンディング方法、関し、さらには、ウェハ、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。
 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。
 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。
 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。
特開平6-82377号公報 特開2008-45965号公報 特開2015-170746号公報
 ところで、ワークとして、図28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。
 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。
 本発明は、上記課題に鑑みて、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。
 本発明の第1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。
 本発明の第1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。
 本発明の第2の欠陥検出装置は、半導体製品又は半導体製品の一部であるワークにおいて少なくとも傾斜面部を有する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明視野照明光を照射する照明器と、観察光学系を構成し、前記照明器にて照射された前記ワークの観察部位を観察する撮像装置と、を有する検査機構を備え、前記検査機構は、光軸方向において合焦位置からデフォーカスされた非合焦位置から射出された前記ワークからの反射光を観察し、前記非合焦位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥を、合焦位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥よりも強調するものである。ここで、半導体製品とは、製品として完成されたものだけではなく、製造途中段階の未完成のものも含む。ここで、合焦位置とは、合焦面(像面(センサ面)と共役な関係にある面)の任意の位置であり、非合焦位置とは、前記合焦面以外の位置である。物体面が合焦位置と一致していない場合をデフォーカスしているという。
 本発明の第2の欠陥検出装置によれば、明視野照明光を照射し、反射光を観察するものにおいて、ワークからの反射光を、光軸方向において合焦位置からずれた非合焦位置から見かけ上射出させる、いわゆるデフォーカスを行う。ここで、明視野照明光とは、観察光学系の主光線の延長方向から照明する(略平行光)ことである。これにより、非合焦位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥を強調することができ、見えにくい欠陥が見えやすくなったり、既存の装置では見えなかった欠陥が見えるようになったりすることができる。ここで、強調とは、画像上の欠陥を、合焦位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥よりも拡大したり、観察画像上の欠陥と、その他の部分とのコントラストを大きくしたりすることである。すなわち、本発明における強調とは、拡大するか、コントラストを大きくするか、の少なくともいずれかが生じていることをいう。
 前記構成において、合焦位置と非合焦位置との少なくとも非合焦位置を含む2つの異なる位置から反射光が射出されるものとしてもよい。この位置には合焦位置を含む。すなわち、少なくとも2つの異なる位置とは、合焦位置及び1つ以上の非合焦位置である場合と、2つ以上の非合焦位置である場合とがある。また、少なくとも1つの前記位置からの反射光に基づいて検査又は画像上のワークの位置を検出する位置決めを行うものであってもよい。これにより、観察光学系は、検査機能に加えて位置決め機能を有するものとなる。
 前記検査機構は、前記合焦位置を境界として、前記撮像装置に近接する側の非合焦位置と、前記撮像装置から離間する側の非合焦位置との夫々から射出された反射光に基づいて検査するものであってもよい。これにより、合焦位置を境界として、撮像装置に近接する側の非合焦位置における観察画像上の欠陥の色と、撮像装置から離間する側の非合焦位置における観察画像上の欠陥の色とが異なるものとなる。
 前記照明器側のNAが、観察光学系側のNAよりも小さいものとしてもよい。これにより、相対する一対の傾斜面を有する欠陥において、相対する面の傾斜面同士の相対角(本明細書においてクラック角といい、一方の面の傾斜角度をθ1(時計回り方向)、他方の面の傾斜角度をθ2(反時計回り方向)としたとき、θ1+θ2)が小さい場合であっても検査することが可能となる。
 前記ワークを非合焦位置に配置することにより、ワークからの反射光を光軸方向において合焦位置からずれた非合焦位置から射出させるようにしてもよい。また、前記検査機構が、ワークからの反射光を光軸方向において合焦位置からずれた非合焦位置から射出させるデフォーカス手段を備え、前記デフォーカス手段は、ワークと光学系とを光軸方向に相対移動させるもの、光学系を変更するもの、合焦位置の異なる複数の光学系及び受光素子を用いるもの、照明又は観察波長を変更するもの、のいずれかとすることができる。
 照明手段側のNA及び観察光学系側のNAの少なくとも一方を可変可能な可変手段を設けてもよい。
 ワークの傾き又はデフォーカス量に応じて、少なくとも観察光学系側又は照明器側のNAを設定するNA制御部を設けてもよい。
 観察光学系における合焦位置から、100μm以上デフォーカスした位置で検査を行うものとしてもよい。
 検査対象のワークの欠陥が互いに方向の異なる一対の面部を有するとき、前記ワークの位置から前記非合焦位置までのデフォーカス量は、前記撮像装置の最小検出幅εmin、光軸に直交する線と一方の面部とのなす角θ1、光軸に直交する線と他方の面部とのなす角θ2、一対の面部の離間幅wから、εmin-w/(tan2θ1+tan2θ2)の式で算出される値よりも大きいものとすることができる。これにより、観察画像上の欠陥を拡大できる確実性を高めることができる。
 前記構成において、検査対象のワークのθ1及びθ2が、観察光学系の開口数NAで制限されるとき、-sin-1(NA)≦θ1≦sin-1(NA)、かつ、-sin-1(NA)≦θ2≦sin-1(NA)とすることができる。
 所定のデフォーカス量となるように前記デフォーカス手段を制御する制御部を設けてもよい。これにより、欠陥検出装置が自動的にデフォーカスを行う。この場合、制御部は、所定のパラメータに基づいてデフォーカス量を演算する演算部を備えてもよい。これにより、ユーザがパラメータを設定するのみで、欠陥検出装置が自動的にデフォーカス量を決定する。
 前記照明器は、検査用光源と、位置決め用光源と、前記光源を切替えて電気的に照明側のNAを切替えるNA切替部とを備えるものであってもよい。
 デフォーカス量と離間幅とから、面部の傾斜角度及び欠陥幅を検出する検出部を備えてもよい。これにより、欠陥の面部の角度計測を行うことができる。
 合焦位置と非合焦位置との少なくとも非合焦位置を含む2つの異なる位置から検査するとき、欠陥の明暗の変化及び/又は欠陥の大きさの変化に基づいて欠陥を判別する判別手段を備えてもよい。すなわち、欠陥の明暗の変化と拡大の変化とのいずれか、又はこれらの両方を判別することにより、例えば、欠陥の分類(傾斜面を有するいわゆるクラック、異物等)を行うことができる。
 前記ワークは多層構造からなり、検査対象の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、他層からの強度よりも大きい波長であってもよい。
 前記構成において、前記ワークは、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、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とすることができる。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。これにより、被覆層の表面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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 本発明の第1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。
 本発明の第1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。
 本発明の第2の欠陥検出方法は、半導体製品又は半導体製品の一部である少なくとも傾斜面部を有する欠陥を検出する欠陥検出方法であって、前記ワークに対して明視野照明光を照射し、ワークからの反射光を、光軸方向において合焦位置からデフォーカスされた非合焦位置から射出させて、前記非合焦位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥を、合焦位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥よりも強調するものである。
 本発明の第2の欠陥検出方法によれば、明視野照明光を照射し、反射光を観察するものにおいて、ワークからの反射光を、光軸方向において合焦位置からずれた非合焦位置から見かけ上射出させる、いわゆるデフォーカスを行う。ここで、明視野照明光とは、観察光学系の主光線の延長方向から照明する(略平行光)ことである。これにより、非合焦位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥を強調することができ、見えにくい欠陥が見えやすくなったり、既存の装置では見えなかった欠陥が見えるようになったりすることができる。
 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。
 合焦位置と非合焦位置との少なくとも非合焦位置を含む2つの異なる位置から検査するとき、欠陥の明暗の変化及び/又は欠陥の大きさの変化に基づいて(つまり、欠陥の明暗の変化と欠陥の大きさの変化の少なくともいずれか一方に基づいて)欠陥を判別するものであってもよい。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 第1の欠陥検出装置では、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。
 また、第2の欠陥検出装置では、非合焦位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥を、合焦位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥よりも拡大して観察したり、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ので、安定して欠陥(クラック)を検出することができる。
本発明に係る第1の欠陥検出装置の簡略図である。 ワークと照明器との関係を示す簡略図である。 本発明に係る第1の欠陥検出装置に用いるリング照明の簡略図である。 本発明のダイボンダを用いたボンディング工程を示す簡略図である。 本発明のダイボンダの簡略斜視図である。 本発明のダイボンダの全体簡略斜視図である。 ウェハを示す簡略斜視図である。 被覆層が単層であるワークの要部拡大断面図である。 被覆層が2層であるワークの要部拡大断面図である。 被覆層が3層であるワークの要部拡大断面図である。 光の透過率の説明図である。 ワークに生じる欠陥(クラック)を示し、ワークが切断された状態の簡略断面図である。 ワークに生じる欠陥(クラック)を示し、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る。 ワークに生じる欠陥(クラック)を示し、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る。 ワークに生じる欠陥(クラック)を示し、断面V字形状とされた状態の簡略断面図である。 ワークに生じる欠陥(クラック)を示し、断面直角三角形状とされた状態の簡略断面図である。 ワークに生じる欠陥(クラック)を示し、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る。 ワークに生じる欠陥(クラック)を示し、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る。 ワークに生じる欠陥(クラック)を示し、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る。 ワークに生じる欠陥(クラック)を示し、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。 ワークに生じる欠陥(クラック)を示し、谷折れ状にワークが切断されて、切断端面の上端から平坦に延びる傾斜面部が形成された状態の簡略断面図である。 ワークに生じる欠陥(クラック)を示し、山折れ状にワークが切断されて、切断端面の上端から平坦に延びる傾斜面部が形成された状態の簡略断面図である。 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、傾斜面部の回転角が0°の状態の簡略斜視図である。 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、傾斜面部の回転角が20°の状態の簡略斜視図である。 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。 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。 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。 本発明に係る第2の欠陥検出装置の簡略図である。 光の反射を示し、照明器側のNAが、観察光学系側のNAよりも小さい場合の説明図である。 光の反射を示し、照明器側のNAが、観察光学系側のNAよりも大きい場合の説明図である。 谷折れ状に切断された欠陥を有するワークの合焦位置及び非合焦位置の関係を示す説明図である。 傾きθを有する物体面において、照明光と反射光との関係を示す説明図である。 合焦位置からの反射光による像と、非合焦位置からの反射光による像とがずれることを示す説明図である。 谷折れ状に切断された欠陥を有するワークからの反射光束、非合焦位置Faの輝度断面、及び非合焦位置Fbの輝度断面を示す図である。 谷折れ状に切断された欠陥を有するワークの観察画像を示し、上方側の非合焦位置における画像である。 谷折れ状に切断された欠陥を有するワークの観察画像を示し、上方側の非合焦位置における画像である。 谷折れ状に切断された欠陥を有するワークの観察画像を示し、上方側の非合焦位置における画像である。 谷折れ状に切断された欠陥を有するワークの観察画像を示し、上方側の非合焦位置における画像である。 谷折れ状に切断された欠陥を有するワークの観察画像を示し、下方側の非合焦位置における画像である。 谷折れ状に切断された欠陥を有するワークの観察画像を示し、下方側の非合焦位置における画像である。 谷折れ状に切断された欠陥を有するワークの観察画像を示し、下方側の非合焦位置における画像である。 山折れ状に切断された欠陥を有するワークの合焦位置及び非合焦位置の関係を示す説明図である。 山折れ状に切断された欠陥を有するワークからの反射光束、非合焦位置Faの輝度断面、及び非合焦位置Fbの輝度断面を示す図である。 傾斜角と最小デフォーカス量との関係を示すグラフ図である。 他のデフォーカス手段を備えた欠陥検出装置の簡略図である。 他のデフォーカス手段を備えた欠陥検出装置の簡略図である。 他のデフォーカス手段を備えた欠陥検出装置の簡略図である。 他の照明手段を備えた欠陥検出装置の簡略図である。 半導体製造方法の工程図である。 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。
 以下本発明の実施の形態を図1~図27に基づいて説明する。
 図1に本発明に係る第1もの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100(100A)(図4B参照)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。
 ワークは、図6A、図6B、及び図6C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6Aでは一層から構成され、図6Bおよび図6Cでは複数の層からなる。すなわち、図6B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6C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。
 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。
 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6Bおよび図6C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6A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6B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6C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。
 被覆層12の厚さ寸法として、例えば、図6Aに示す単層であっても、図6Bおよび図6C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。
 欠陥検出装置100Aは、図4A~図4Cに示すようなダイボンダ150に配設される。ダイボンダ150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。図4Bに示すダイボンダ150は、後述するように、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との間に中間ステージ101が配置されている。このように中間ステージ101を配置した場合、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101に載置し、この中間ステージ101から再度ワークをピックアップし、ボンディングするようにできる。従って、本発明に係る第1の欠陥検出装置100Aは、ピックアップポジションP、ボンディングポジションQ、中間ステージ101上の少なくともいずれかに配置することになる。
 このダイボンダ150は、図4A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Z1方向の上昇および矢印Z2方向の下降と、ボンディングポジションQ上での矢印Z3方向の上昇および矢印Z4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X1、X2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Z1、Z2、Z3、Z4、X1、X2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。
 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。
 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。
 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Z2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Z1のようにコレット23を上昇させる。
 次に、コレットを矢印X1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Z4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Z3のように上昇させた後、矢印X2のように、ピップアップ位置の上方の待機位置に戻す。
 すなわち、コレット23を、順次、矢印Z1、X1、Z4、Z3、X2、Z2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。
 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。
 このため、このダイボンダ150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、本発明にかかる第1の欠陥検出装置100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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 ところで、ワークの欠陥40には、例えば、図8A~図8Kに示すような種々の形状のものがある。図8Aでは、ワークの被覆層12が切断されたものであり、図8B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8C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8D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8E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8F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8G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8H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8I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。図8Jは谷折れ状にワークの被覆層12が切断されて、切断端面41,42の上端から平坦に延びる傾斜面部S,Sが形成されたものであり、図8Kは山折れ状にワークの被覆層12が切断されて、切断端面41,42の上端から平坦に延びる傾斜面部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。
 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。
 本発明に係る第1の欠陥検出装置100(100A)は、暗視野照明であって、図8B~図8K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。
 この場合、図1に示す欠陥検出装置100A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。
 ところで、ワークに照明光を照射すれば、図6A,図6B,及び図6C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。
 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。
 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(被覆層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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 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。
 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。
 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。
 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。
 暗視野照明では、図9A及び図9B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。
 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9A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。
 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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 このため、例えば、図9A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9B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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 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。
 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。
 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。
 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。
 ところで、欠陥には、図8A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8A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。
 次に、本発明にかかる第2の欠陥検出装置100(100B)を説明する。この第2の欠陥検出装置100(100B)は図13に示すような検査機構55を備える。検査機構55は、チップ21を観察するための撮像装置61と、チップ21を照明する照明手段62と、照明手段62から照射された光を反射するハーフミラー63と、チップ21からの反射光を、光軸方向において合焦位置からずれた(デフォーカスされた)非合焦位置から射出させるデフォーカス手段69とを備える。ここで、合焦位置は、レンズに平行光束を入れたときに光軸上で光線が交わる位置であり、非合焦位置とは、前記した合焦位置以外の位置であり、合焦位置からデフォーカスされた位置をいう。
 観察光学系を構成する撮像装置61は、カメラ64とレンズ65とを有するものである。この場合のカメラ64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65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。撮像装置61は、制御手段73にて制御される。制御手段73は、欠陥検査を行う検査用プロセッサ74と、画像上のワークの位置を検出する(例えば画像マッチング)ための位置決め用プロセッサ75とを備えている。
 照明手段62は、図13に示すように、光源66及びレンズ67を備えた明視野用照明器である。明視野照明とは、観察光学系の主光線の延長方向から照明する(平行光)ことをいう。すなわち、一般的に明視野は、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(チップ21表面)の正常部分が明るく観察され、チップ21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。「観察光学系の主光線の延長方向から照明する」とは、例えば特開2002-39956のように、発光手段からの射出光をレンズによって屈折させて平行に近い収束する向きの光とするとともに、このレンズで屈折させた光をハーフミラーによって反射させて、検査対象面の略全面に照射し、検査対象面で反射した光を、その光が収束する部位に設けた撮像手段に導く場合等を含む。
 本実施形態では、照明手段側のNA(開口数)が、観察光学系側のNAよりも小さいものとしている。すなわち、ワーク(チップ21)の傾いた面での反射(透過)で、図14A及び図14Bに示すように光線が傾く。この場合、図14Bのように、照明手段側のNAが、観察光学系側のNAよりも大きい場合、主光線以外は観察光学系の絞りで遮られて結像しない。このため、デフォーカスしても像の位置が変化しない(拡大されない)。一方、図14Aのように、照明手段側のNAが、観察光学系側のNAよりも小さい場合、観察光学系の絞りで遮られることがなく、デフォーカスすると像の位置が変化する(拡大される)。このため、ワークが傾いている場合や、クラック角が小さい場合であっても像を拡大することが可能となる。
 照明手段側のNA及び観察光学系側のNAの少なくとも一方を可変可能な可変手段(図示省略)を設けている。可変手段としては、例えば開口絞り機構とすることができ、この開口絞り機構は、撮像装置61及び照明手段62のいずれか一方、又は両方に設けられる。開口絞り機構は、ワークの傾き又はデフォーカス量に応じて、所定のNAとなるように制御される。例えば、本実施形態では、開口絞り機構を撮像装置61及び照明手段62に夫々設けられており、後述する演算部71においてデフォーカス量が決定されると、このデフォーカス量から、NA制御部77においてNAが演算により決定されて、開口絞り機構を制御する。
 本実施形態のデフォーカス手段69は、撮像装置61の下方に設けられ、チップ21を載置するテーブル68と、このテーブル68を上下に往復動させる駆動手段(図示省略)にて構成される。駆動手段は、例えば、シリンダ機構、ボールねじ機構、リニアモーター機構等、公知公用の種々の機構(高精度であることが好ましい)にて構成することができる。これにより、チップ21は、図13の矢印のように上下動が可能なものとなって、撮像装置61に近接したり離間したりする。すなわち、デフォーカス手段69は、チップ21を上下動させて、チップ21を合焦位置に位置させたり、非合焦位置に位置させたりして、チップ21表面からの反射光を、光軸方向において合焦位置からずれた非合焦位置から射出させる、いわゆるデフォーカスを行う。
 デフォーカス手段69(駆動手段)は、制御部70の制御に基づいて駆動される。制御部70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。制御部70は演算部71を備えており、例えば後述する方法でユーザが所定のパラメータを設定するのみで、演算部71が自動的にデフォーカス量を決定する。
 図13に示す欠陥検出装置100Bは、例えば、ピックアップポジションPにて配置される。この場合、ワークがウェハ29となる。また、撮像装置61の下方に別の明視野照明手段72を備え、この明視野照明手段72にてピックアップすべきチップ21の画像上の位置を検出し、位置決め用プロセッサ75にて画像マッチング処理等を行って、ワークの位置決めを行うことができる。
 ところで、ワーク表面の欠陥40には、例えば、前記したように、図8に示すような種々の形状のものがある。この第2の実施形態の欠陥検出装置では、被覆層12の欠陥40(割れ、折れ曲がり、及び切断等であって、いずれかの位置に傾斜面部Sを有するもの)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ので、図8Aに示すような傾斜面部Sを有するものの欠陥を検出するのは困難となる。
 前記本実施形態の欠陥検出装置100Bにより、ワークに形成された欠陥40の観察画像上の欠陥画像を強調して観察することができる。強調とは、画像上の欠陥を、合焦位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥よりも拡大したり、観察画像上の欠陥と、その他の部分とのコントラストを大きくしたりすることである。すなわち、本発明における強調とは、拡大するか、コントラストを大きくするか、の少なくともいずれかが生じていることをいう。その理由について、例えば、図8J及び図15に示すような欠陥(谷折れ状で切断部を有するもの)を検出する場合について説明する。図15において、一方(図7の右側)の傾斜面部S1と他方(図15の左側)の傾斜面部S2との離間幅(クラック幅)をw、光軸に直交する線と一方の傾斜面部S1とのなす角(傾斜角)をθ1、光軸に直交する線と他方の傾斜面部S2とのなす角(傾斜角)をθ2、クラック角θをθ1+θ2とする。なお、図15において点線を照明光、実線を反射光とする。
 図16に示すように、傾斜角θの傾斜を有するワーク表面(傾斜面部S)から平行光が発射されるとする。この場合、反射光L2bの光線は照射光L1aの光軸から2θ傾く。ワークが図17に示す合焦位置Fにある場合、フォーカス面と、照射光L1aの主交線との交点を通り、かつ±NA(照明側開口数)の範囲に入る反射光は像IAを結ぶ。これにより、焦点の合っている像(物体面と合焦位置Fとが一致しているときの象)(図11参照)を得ることができる。
 図17に示すように、ワークを合焦位置Fから下方の非合焦位置Fbに移動させてデフォーカスすることにより、反射光の発射位置が光軸上で移動(下方にずれる)し、観察側レンズから見ると、合焦位置F上の位置ずれ量だけ図面上の左側に移動した点P1から発射されたように見える。これにより、像面では、像IBが像IAに対して平行方向のずれとして観測される。この場合、像の位置ずれ量は、フォーカス移動量×tan(2θ)として算出することができる。なお、欠陥40を検査する前に照明側開口数NAを小さくして、被写界深度(ぼけを許容できる範囲)を大きくするのが好ましい。これにより、デフォーカスした場合でも像がぼけないようにできる。
 このように、谷折れ状の場合、ワークを物体面(合焦位置F)から下方の非合焦位置Fbにデフォーカスすると、図18に示すように、反射光束Aと反射光束Bとの見かけ上の位置がずれて広がる。これにより、非合焦位置Fbを含む面における輝度断面は、反射光束Aと反射光束Bとの象の間隔が広がり、欠陥40は黒く(暗く)拡大する(太る)。つまり、物体面から下方にデフォーカスする程、図19E~図19Gに示すように、画像上の欠陥は黒く拡大することになる。なお、図19Gは、物体面から最も離れた下方の非合焦位置における画像を示しており、欠陥40は最も拡大されている(太っている)。図19Eは、物体面に近い画像である。
 また、谷折れ状の場合、ワークを物体面(合焦位置F)から上方の非合焦位置Faにデフォーカスすると、図18に示すように、反射光束Aと反射光束Bとの見かけ上の位置がずれて接近する。この場合、物体面から非合焦位置Fcまでは、反射光束Aと反射光束Bとが重ならないため、コントラストは大きくならず、画像上の欠陥は上方にデフォーカスする程小さくなる。そして、この非合焦位置Fcよりも上方にデフォーカスすると、反射光束Aと反射光束Bとが重なるため、画像上の欠陥は明るくなるとともに、重なり部分が拡大していくため、画像上の欠陥は上方にデフォーカスする程拡大されていく。非合焦位置Faを含む面における輝度断面は、反射光束Aと反射光束Bとが重なることから、画像上の欠陥は白くなってコントラストが大きくなり、クラック幅wの大きさとなる。そして、非合焦位置Faから上方にデフォーカスする程、図19A~図19Dに示すように、画像上の欠陥は白く拡大することになる。なお、図19Aは、物体面から最も離れた上方の非合焦位置における画像を示しており、欠陥40は最も拡大されている(太っている)。図19Dは、非合焦位置Fcに近い画像である。
 なお、図8Hのようにクラック幅wが存在しない欠陥である場合は、物体面から非合焦位置Fcの領域(コントラストが大きくならず、画像上の欠陥がwより小さくなる領域)が存在しないことになる。このため、物体面から下方にデフォーカスする程、画像上の欠陥は黒く拡大することになり、物体面から上方にデフォーカスする程、画像上の欠陥は白く拡大することになる。
 図8Kに示すような欠陥(山折れ状で切断部を有するもの)の場合、ワークを物体面(合焦位置F)から下方の非合焦位置Fbにデフォーカスすると、図20に示すように、反射光束Aと反射光束Bとの見かけ上の位置がずれて接近する。この場合、物体面から非合焦位置Fcまでは、反射光束Aと反射光束Bとが重ならないため、コントラストは大きくならず、画像上の欠陥は下方にデフォーカスする程小さくなる。そして、この非合焦位置Fcよりも下方にデフォーカスすると、反射光束Aと反射光束Bとが重なるため、画像上の欠陥は明るくなるとともに、重なり部分が拡大していくため、画像上の欠陥は下方にデフォーカスする程拡大されていく。非合焦位置Fbを含む面における輝度断面は、反射光束Aと反射光束Bとが重なることから、画像上の欠陥は白くなってコントラストが大きくなり、クラック幅wの大きさとなる。そして、非合焦位置Fbから下方にデフォーカスする程、画像上の欠陥は白く拡大することになる。
 また、山折れ状の場合、ワークを物体面(合焦位置F)から上方の非合焦位置Faにデフォーカスすると、図21に示すように、反射光束Aと反射光束Bとの見かけ上の位置がずれて広がる。これにより、非合焦位置Faを含む面における輝度断面は、反射光束Aと反射光束Bとの象の間隔が広がり、欠陥40は黒く拡大する(太る)。つまり、物体面から上方にデフォーカスする程、画像上の欠陥は黒く拡大することになる。
 なお、図8Iのようにクラック幅wが存在しない欠陥である場合は、物体面から非合焦位置Fcの領域(コントラストが大きくならず、画像上の欠陥がwより小さくなる領域)が存在しないことになる。このため、物体面から上方にデフォーカスする程、画像上の欠陥は黒く拡大することになり、物体面から下方にデフォーカスする程、画像上の欠陥は白く拡大することになる。
 このように、少なくとも2つの異なる位置から反射光が射出されることにより、観察画像上の欠陥を強調(拡大させるか、その他の部分とのコントラストを大きくするか、拡大及びコントラスト大の両方が生じるか)させて、欠陥検査を行うことができる。しかも、少なくとも1つの前記位置からの反射光に基づいて検査又は画像上のワークの位置を検出する位置決めを行うことができる。この場合、観察光学系における合焦位置から、100μm以上デフォーカスした位置で検査を行うのが好ましい。また、合焦位置Fを境界として、撮像装置51に近接する側(上方側)の非合焦位置Faと、撮像装置51から離間する側(下方側)の非合焦位置Fbとの夫々においてデフォーカスすることにより、夫々異なる色で欠陥40を検査することができる。
 最小デフォーカス量zは、図18に示すように、欠陥が黒く(暗く)なる場合、数4、数5から、数6のように、光軸に直交する線L5と一方の面部とのなす角θ1、光軸に直交する線L5と他方の面部とのなす角θ2、クラック幅w、最小検出幅εminを用いて算出される。なお、Δx1とは一方の面部側の拡大量、Δx2とは他方の面部側の拡大量、ΔXdとは拡大した欠陥の寸法である。また、欠陥が白く(明るく)なる場合、数7、数8から、数9のように、θ1、θ2、w、εminを用いて算出される。なお、Δx1´(=Δx1)とは一方の面部側の拡大量、Δx2´(=Δx2)とは他方の面部側の拡大量、ΔXlとは拡大した欠陥の寸法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 図22に、最小検出幅εmin=10μm、クラック幅w=0μmにおけるクラック角θと最小デフォーカス量zとの関係をグラフで示す。また、観察光学系の開口数をNAとして、-sin-1(NA)≦θ1≦sin-1(NA)、かつ、-sin-1(NA)≦θ2≦sin-1(NA)とするのが好ましい。ここで、εminは、例えば撮像装置の分解能の1/5程度とする。これは、クラックは通常、線状に連続して発生すること、画像処理でダイナミックレンジ(DR)の10%程度の輝度変動を安定して検出できるもの、デフォーカスにより、周囲の輝度をDRの中央値とした場合、暗側で0、明側でDRに変化し、輝度変動が中央値と等しい、及び、中央値×1/5=DR×10%の条件を満たす場合である。
 制御部70には演算部71を備えており、所定のパラメータに基づいてデフォーカス量を演算する。例えば、演算部71が、前記数4に基づいてデフォーカス量を演算する場合、パラメータεmin、θ1、θ2、wが設定されると、演算部71が最小デフォーカス量zを数4に基づいて演算する。なお、ユーザがパラメータを設定する際、θ1とθ2とを独立して2つのパラメータを設定してもよいし、クラック角θ(θ1+θ2)として1つのパラメータを設定してもよい。1つのパラメータθとして設定する場合は、演算部71は、例えば、θ1=θ/2及びθ2=θ/2として演算したり、θ1=0及びθ2=θとして演算したり等、θをθ1とθ2とに分配して演算する。制御部70は、演算部71にて演算されたデフォーカス量に基づいて、デフォーカス手段69(駆動機構)の駆動を制御する。
 図13に示す欠陥検出装置100(100B)において用いる光としても、濃淡パターンの影響を低くした光であって、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、照明手段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。
 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。
 本発明に係る第2の欠陥検出装置100Bであっても、ピックアップポジションP、ボンディングポジションQ、中間ステージ101上の少なくともいずれかに配置することができる。すなわち、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と中間ステージ101上の少なくともいずれかで、チップ21の表面の欠陥40の検出を行うことができる。
 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)側に回転機構が配設されていない場合がある。このような場合には、第1の欠陥検出装置100Aの暗視野用照明器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。
 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100(100A)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100(100A)を配置するようにしてもよい。
 また、第1の欠陥検出装置100Aや第2の欠陥検出装置100B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。
 図4等に示すダイボンダ150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101に載置し、この中間ステージ101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。
 このため、中間ステージ101上に、図1に示す欠陥検出装置100Aや図3に示すリング照明器を用いた欠陥検出装置100A,さらには、図13に示す欠陥検出装置100Bを配置するようにできる。このように、欠陥検出装置100(100A,100B)を中間ステージ101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100(100A,100B)を用いれば、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。
 ところで、前記ダイボンダ150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101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。
 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。
 さらには、中間ステージ101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101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、又は中間ステージ101へのワーク供給前と中間ステージ101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。
 このように、図1に示す欠陥検出装置100Aや図3に示すリング照明器50を用いた欠陥検出装置100A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、欠陥検出装置100A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。このような判断手段としては、前記制御部34、70で構成できる。
 このため、本発明では、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。
 このように、第1の欠陥検出装置100(100A)では、濃淡パターンの影響を小さくでき、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。
 第1の欠陥検出装置100(100A)において、図3に示すようなリング照明器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。
 第2の欠陥検出装置100(100B)では、非合焦位置Fa、Fbからの反射光により形成された観察画像上の欠陥40を、合焦位置Fからの反射光により形成された観察画像上の欠陥40よりも拡大して観察したり、既存の装置では見えなかった欠陥40を見えるようにできるので、安定して欠陥40を検出することができる。
 この第2の欠陥検出装置100(100B)でも、照明手段62から照射される照明光は、少なくとも濃淡層11から反射し撮像装置61に入射する光よりも、被覆層12から反射又は散乱されて撮像装置61に入射する光の強度が大きい波長であり、濃淡層11の濃淡パターンの影響を低くした光とすれば、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40を検出することができる。
 第1の欠陥検出装置100A又は第2の欠陥検出装置100Bが搭載されたダイボンダ150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。
 また、第1の欠陥検出装置100Aを用いて欠陥40を検出する欠陥検出方法(第1の欠陥検出方法)又は第2の欠陥検出装置100Bを用いて欠陥40を検出する欠陥検出方法(第1の欠陥検出方法)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150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。
 ところで、半導体製造方法には、図27には、ウェハを切断して個片化するダイシング工程105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(ダイボンディング工程106)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(モールド工程108)とを備える場合があり、さらには、図27では、ワイヤをボンディングするワイヤボンディング工程107等がある。
 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105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108とを備えたものであっても、ダイシング工程105と検査工程とモールド封止工程108とを備えたものであってもよい。
 また、ワークとして、前記第1の欠陥検出方法又は第2の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第1の欠陥検出方法又は第2の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。
 また、第1の欠陥検出装置、第2の欠陥検出装置、第1の欠陥検出方法、及び第2の欠陥検出方法のワークとして、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。
 また、ダイボンダ150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。
 ところで、図13等に示す欠陥検出装置100(100B)では、デフォーカス手段としては、実施形態ではワークのみを上下動させる機構であったが、撮像装置61のみを上下動させたり、ワーク及び撮像装置61を上下動させるものであってもよい。
 また、デフォーカス手段69として、光学系を変更するものであってもよい。その一例として、例えば図23に示すように、撮像装置61とワークとの間に、大気中とは異なる屈折率を有する物体(例えば厚板ガラス)76を挿入する構成とする。また、光学系の変更としては、合焦位置を変更できるレンズ及びミラー(可変焦点レンズ、可変焦点ミラー)、又は光学的な厚みを変更できるウィンドウを用いてもよい。
 また、デフォーカス手段69として、合焦位置の異なる複数の光学系及び受光素子を用いるものであってもよい。例えば図24に示すように、第1の撮像装置61a及び第2の撮像装置61bを備え、第1の撮像装置61aが合焦位置よりも上方にデフォーカスする側とし、第2の撮像装置61bが合焦位置よりも下方にデフォーカスする側とする。
 この場合、第1の撮像装置61aとデフォーカス手段69との間に一対のハーフミラー90、63が配置されている。そして、第1の撮像装置61aのハーフミラー90に対応した位置に第2の撮像装置61bが配置されている。
 また、デフォーカス手段69として、照明又は観察波長を変更するものであってもよい。例えば図25に示すように、照明手段62は、第1の光源66aと第2の光源66bとを有し、第1の光源66aからの光の波長と、第2の光源66bからの光の波長とを変更する。この場合、第1の光源66aと照明手段62との間にハーフミラー91が配置されている。
 さらには、デフォーカス手段69を備えていなくてもよい。すなわち、予め、ワークを非合焦位置に配置することにより、ワークからの反射光を光軸方向において合焦位置からずれた非合焦位置から射出させることができる。
 図26に示すように、照明手段62は、検査用光源80と、位置決め用光源81と、これらの光源を切替えて電気的に照明側のNAを切替えるNA切替部82と、ハーフミラー91とを備えたものであってもよい。
 また、前記実施形態では、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でき、しかも、濃淡パターン(配線パターン)の影響を小さくするものであったが、欠陥検出装置として、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できる構成のみであってもよい。
 図13等に示す第2の欠陥検出装置では、デフォーカス量と離間幅とから、面部の傾斜角度及び欠陥幅を検出することができる。すなわち、少なくとも非合焦位置を含む2つの異なる位置から検査するとき、欠陥が明るくなる場合の欠陥検出幅をΔXl、欠陥が暗くなる場合の欠陥検出幅をΔXd、相対する面部同士の相対角(クラック角)をθ=θ1+θ2とすると、θ2=0、θ1=θとして、数10から、欠陥検出幅ΔXl及びΔXdの検出によりθ及びwを検出することができる。この場合、このような演算を行う検出部を、例えば制御手段73に設けることができる。これにより、傾斜面部の角度計測を行うことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 また、図13等に示す欠陥検出装置において、少なくとも非合焦位置を含む2つの異なる位置から検査するとき、明暗に変化した欠陥とそれ以外の欠陥とを判別する判別手段(図示省略)を、例えば制御手段73に設けてもよい。すなわち、判別手段は、明暗の両方に変化したものは傾斜がある欠陥(クラック)と、それ以外のもの(明暗に変化しなかったもの)は傾斜がない欠陥(異物等)と判別し、欠陥の分類(クラック、異物等)を行うことができる。これにより、例えば、明暗に変化した欠陥を有するワークのみを除く等とすることができ、歩留まりを向上させることができる。また、判別手段は、欠陥40の大きさの変化、つまり拡大したか否かに基づいて、どのような欠陥であるかを判別することもでき、また、欠陥の明暗の変化と拡大の変化との両方に基づいて、どのような欠陥であるのかを判別することもできる。
 なお、図13等に示す欠陥検出装置では、デフォーカス状態に応じて、撮像条件(露光時間や照明光量など)を適宜設定することができる。また、同一のデフォーカス状態においても、複数の撮像条件で複数の画像を撮影することができる。例えば、欠陥が黒色になると分かっているワークに対しては、周囲(正常部)の平均値を明るく設定すると、コントラストがつきやすくなる。
 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100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。
 図1に示す欠陥検出装置100A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。
 図1に示す欠陥検出装置100Aにおいて、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。
 第1の欠陥検出装置100Aの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。
 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。
 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。
 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。
 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6Bでは、第1層13aに形成されたり、図6C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100A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6A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100A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。
 ワークWの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。
 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。
 欠陥を検査する場合、本発明では、第1の欠陥検出装置100Aを用いて欠陥40を検出する第1の欠陥検出方法と、第2の欠陥検出装置100Bを用いて欠陥40を検出する第2の欠陥検出方法とがある。このため、本発明では、第1の欠陥検出方法と第2の欠陥検出方法とのすくなくともいずれか一方の方法が実施されればよい。すなわち、まず、いずれか一方の方法を行って、その後、(この一方の方法にて欠陥40が検出されたり、検出されなかったりしても、)他の方法を行うようにしても、いずれか一方の方法を行って欠陥が検出されなかった場合のみ他方の方法を行うようにしてもよい。また、先に行う方法として、第1の欠陥検出方法であっても、第2の欠陥検出方法であってもよい。
 本発明に係る欠陥検出装置は、はんだ、金メッキ、樹脂を接合材料として、ダイ(電子回路を作り込んだシリコン基板のチップ)をリードフレームや基板等に接着する装置であるダイボンダに用いることができる。
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
θ1、θ2   最小検出角
w     クラック幅
εmin  最小検出幅(パラメータ)
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
55   検査機構
61   撮像装置(観察光学系)
62   照明手段
69   デフォーカス手段
77   NA制御部

Claims (47)

  1.  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とを特徴とする欠陥検出装置。
  2.  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を特徴とする請求項1に記載の欠陥検出装置。
  3.  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たことを特徴とする請求項2に記載の欠陥検出装置。
  4.  前記照明器は、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器であることを特徴とする請求項2に記載の欠陥検出装置。
  5.  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2~請求項4のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  6.  半導体製品又は半導体製品の一部であるワークにおいて少なくとも傾斜面部を有する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明視野照明光を照射する照明手段と、観察光学系を構成し、前記照明手段にて照射された前記ワークの観察部位を観察する撮像装置と、を有する検査機構を備え、
     前記検査機構は、光軸方向において合焦位置からデフォーカスされた非合焦位置から射出された前記ワークからの反射光を観察し、前記非合位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥を、合焦位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥よりも強調することを特徴とする欠陥検出装置。
  7.  合焦位置と非合焦位置との少なくとも非合焦位置を含む2つの異なる位置から反射光が射出されることを特徴とする請求項6に記載の欠陥検出装置。
  8.  少なくとも1つの前記位置からの反射光に基づいて検査又は画像上のワークの位置を検出する位置決めを行うことを特徴とする請求項7に記載の欠陥検出装置。
  9.  前記検査機構は、前記合焦位置を境界として、前記撮像装置に近接する側の非合焦位置と、前記撮像装置から離間する側の非合焦位置との夫々から射出された反射光に基づいて検査することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の欠陥検出装置。
  10.  前記照明手段側のNAが、観察光学系側のNAよりも小さいことを特徴とする請求項6~請求項9のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  11.  前記ワークを非合焦位置に配置することにより、ワークからの反射光を光軸方向において合焦位置からずれた非合焦位置から射出させることを特徴とする請求項6~請求項10のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  12.  前記検査機構が、ワークからの反射光を光軸方向において合焦位置からずれた非合焦位置から射出させるデフォーカス手段を備え、前記デフォーカス手段は、ワークと光学系とを光軸方向に相対移動させるもの、光学系を変更するもの、合焦位置の異なる複数の光学系及び受光素子を用いるもの、照明又は観察波長を変更するもの、のいずれかであることを特徴とする請求項6~請求項10のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  13.  照明手段側のNA及び観察光学系側のNAの少なくとも一方を可変可能な可変手段を設けたことを特徴とする請求項6~請求項12のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  14.  ワークの傾き又はデフォーカス量に応じて、少なくとも観察光学系側又は照明手段側のNAを設定するNA制御部を設けたことを特徴とする請求項6~請求項13のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  15.  観察光学系における合焦位置から、100μm以上デフォーカスした位置で検査を行うことを特徴とする請求項6~請求項14のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  16.  検査対象のワークの欠陥が互いに方向の異なる一対の面部を有するとき、前記ワークの位置から前記非合焦位置までのデフォーカス量zは、前記撮像装置の最小検出幅εmin、光軸に直交する線と一方の面部とのなす角θ1、光軸に直交する線と他方の面部とのなす角θ2、一対の面部の離間幅wから、εmin-w/(tan2θ1+tan2θ2)の式で算出される値よりも大きいことを特徴とする請求項6~請求項15のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  17.  検査対象のワークのθ1及びθ2が、観察光学系の開口数NAで制限されるとき、-sin-1(NA)≦θ1≦sin-1(NA)、かつ、-sin-1(NA)≦θ2≦sin-1(NA)であることを特徴とする請求項16に記載の欠陥検出装置。
  18.  所定のデフォーカス量となるように前記デフォーカス手段を制御する制御部を設けたことを特徴とする請求項12~請求項17のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  19. 前記制御部は、所定のパラメータに基づいてデフォーカス量を演算する演算部を備えたことを特徴とする請求項18に記載の欠陥検出装置。
  20.  前記照明手段は、検査用光源と、位置決め用光源と、前記光源を切替えて電気的に照明側のNAを切替えるNA切替部とを備えたことを特徴とする請求項6~請求項19のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  21.  デフォーカス量と離間幅とから、面部の傾斜角度及び欠陥幅を検出する検出部を備えたことを特徴とする請求項6~請求項20のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  22.  合焦位置と非合焦位置との少なくとも非合焦位置を含む2つの異なる位置から検査するとき、欠陥の明暗の変化及び/又は欠陥の大きさの変化に基づいて欠陥を判別する判別手段を備えたことを特徴とする請求項6~請求項21のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  23.  前記ワークは多層構造からなり、検査対象の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、他層からの強度よりも大きい波長であることを特徴とする請求項6~請求項22のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  24.  前記ワークは、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、前記照明手段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とを特徴とする請求項6~請求項23のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
  25.  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6に記載の欠陥検出装置。
  26.  前記有機物層は、ポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項25に記載の欠陥検出装置。
  27.  前記被覆層の膜厚が、1μm~100μmであることを特徴とする請求項1又は請求項6に記載の欠陥検出装置。
  28.  前記被覆層は単層からなることを特徴とする請求項1に記載の欠陥検出装置。
  29.  前記被覆層は2層以上の複数層からなり、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ことを特徴とする請求項1又は請求項6に記載の欠陥検出装置。
  30.  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又は請求項6に記載の欠陥検出装置。
  31.  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の影響を低くして観察することを特徴とする欠陥検出方法。
  32.  半導体製品又は半導体製品の一部であるワークにおいて少なくとも傾斜面部を有する欠陥を検出する欠陥検出方法であって、
     前記ワークに対して明視野照明光を照射し、ワークからの反射光を、光軸方向において合焦位置からデフォーカスされた非合焦位置から射出させて、前記非合焦位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥を、合焦位置からの反射光により形成された観察画像上の欠陥よりも強調することを特徴とする欠陥検出方法。
  33.  前記請求項1~請求項30のいずれか1項に記載の欠陥検出装置を用いることを特徴とする欠陥検出方法。
  34.  前記請求項31~請求項33のいずれか1項に記載の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ことを特徴とする欠陥検出方法。
  35.  合焦位置と非合焦位置との少なくとも非合焦位置を含む2つの異なる位置から検査するとき、欠陥の明暗の変化及び/又は欠陥の大きさの変化に基づいて欠陥を判別することを特徴とする請求項32~請求項34のいずれか1項に記載の欠陥検出方法。
  36.  前記請求項31~請求項33のいずれか1項に記載の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請求項34に記載の欠陥検出方法にて良品と判断されていることを特徴とするウェハ。
  37.  前記請求項31~請求項33のいずれか1項に記載の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請求項34に記載の欠陥検出方法にて良品と判断されていることを特徴とする半導体チップ。
  38.  前記請求項31~請求項33のいずれか1項に記載の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請求項34に記載の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ことを特徴とする半導体装置。
  39.  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30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。
  40.  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前記請求項1~請求項30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。
  41.  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39又は請求項40に記載のダイボンダ。
  42.  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請求項1~請求項30のいずれか1項に記載の欠陥検出装置にて欠陥を検出することを特徴とするボンディング方法。
  43.  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請求項1~請求項30のいずれか1項に記載の欠陥検出装置にて欠陥を検出することを特徴とするボンディング方法。
  44.  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請求項1~請求項30のいずれか1項に記載の欠陥検出装置にて欠陥を検出することを特徴とするボンディング方法。
  45.  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、前記請求項31~請求項35のいずれか1項に記載の欠陥検出方法を用いた検査工程を行うことを特徴とするボンディング方法。
  46.  前記請求項31~請求項35のいずれか1項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。
  47.  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31~請求項35のいずれか1項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。
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