(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2018516371
(43)【公表日】20180621
(54)【発明の名称】半導体デバイスの少なくとも側面の検査装置、方法及びコンピュータプログラム製品
(51)【国際特許分類】
   G01N 21/88 20060101AFI20180525BHJP
【FI】
   !G01N21/88 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】18
(21)【出願番号】2017562982
(86)(22)【出願日】20150727
(85)【翻訳文提出日】20180202
(86)【国際出願番号】US2015042194
(87)【国際公開番号】WO2016195726
(87)【国際公開日】20161208
(31)【優先権主張番号】62/171,906
(32)【優先日】20150605
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US
(71)【出願人】
【識別番号】500049141
【氏名又は名称】ケーエルエー−テンカー コーポレイション
【住所又は居所】アメリカ合衆国、95035、カリフォルニア州、ミルピタス、ワン テクノロジイ ドライブ
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】特許業務法人YKI国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】トルエンス カール
【住所又は居所】ベルギー ロットセラー ストグ オプ ワゼマール 52
【テーマコード(参考)】
2G051
【Fターム(参考)】
2G051AA51
2G051AB07
2G051AB08
2G051BA01
2G051CA04
2G051CB01
2G051CC11
(57)【要約】
半導体デバイスの少なくとも側面を検査する装置、方法及びコンピュータプログラム製品を開示する。フレーム構造を設け、それによってカメラを保持し、そのカメラでイメージングビーム経路を定める。半導体デバイスをミラーブロック内に挿入する。そのミラーブロックは第1ミラー、第2ミラー、第3ミラー及び第4ミラーを有するものとし、長方形の態をなす自由空間を囲むようそれらミラーを配列する。第1ミラー及びその逆側の第3ミラーは固定実装し第2ミラー及びその逆側の第4ミラーは可動実装する。ミラーブロックによって生成された、半導体基板の側面の像を、傾斜ミラーによってカメラへと差し向ける。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体デバイスの少なくとも側面を検査する装置であって、
イメージングビーム経路を定めるカメラと、
第1ミラー、第2ミラー、第3ミラー及び第4ミラーを有し、長方形の態をなす自由空間を囲むようそれらミラーが配列されており、且つ第1ミラー及びその逆側の第3ミラーが固定実装、第2ミラー及びその逆側の第4ミラーが可動実装されているミラーブロックと、
その半導体デバイスの少なくとも側面の像を上記ミラーブロックから上記カメラへと差し向ける傾斜ミラーと、
を備える装置。
【請求項2】
請求項1記載の装置であって、上記カメラの焦点位置の調整用に第1モータが同カメラに割り当てられている装置。
【請求項3】
請求項2記載の装置であって、上記カメラがオートフォーカス機構付ズームレンズを有し、第1モータがそのカメラの一部分である装置。
【請求項4】
請求項2記載の装置であって、上記カメラの焦点の調整用に、第1モータが、上記イメージングビーム経路に沿い同カメラに直線運動を実行させるよう構成されている装置。
【請求項5】
請求項4記載の装置であって、第1モータによってリードスクリューが駆動され、駆動されるそのリードスクリューが上記カメラのスライドに連結されている装置。
【請求項6】
請求項1記載の装置であって、半導体デバイスの側面と固定的な第1及び第3ミラーそれぞれとの間の第1距離が、その半導体デバイスの側面と第2及び第4ミラーそれぞれとの間の第2距離と等しくなるよう、第2ミラー及び第4ミラーを位置決めすべく、第2モータが第2ミラー及びその逆側の第4ミラーに割り当てられている装置。
【請求項7】
請求項6記載の装置であって、第2モータによってリードスクリューが駆動され、カム機構の働きで第2ミラー及び第4ミラーが同時に動かされる装置。
【請求項8】
請求項1記載の装置であって、上記ミラーブロックの第1ミラー、第2ミラー、第3ミラー及び第4ミラーにより定まる鏡面が40〜48°傾斜している装置。
【請求項9】
請求項1記載の装置であって、上記ミラーブロックの第1ミラー、第2ミラー、第3ミラー及び第4ミラーにより縁取られた自由空間内に検査のため配置された半導体デバイスを照明すべく、照明デバイスが設けられている装置。
【請求項10】
請求項1記載の装置であって、タレットが複数本の保持アームを有し、検査対象半導体デバイスを保持するよう各保持アームが構成されており、更に、本装置のミラーブロックの自由空間内にその半導体デバイスをプレースしうるようその保持アームが構成されている装置。
【請求項11】
請求項1記載の装置であって、上記カメラ、上記ミラーブロック、上記傾斜ミラー及び照明デバイスが単一モジュール内に配列されている装置。
【請求項12】
半導体デバイスの少なくとも側面を検査する方法であって、
固定的な第1ミラー、固定的な第3ミラー、可動な第2ミラー及び可動な第4ミラーを有するミラーブロックによって縁取られた自由空間の中央に半導体デバイスをプレースするステップと、
その半導体デバイスの種類についての情報を制御ユニットに提供するステップと、
その半導体デバイスの個別側面と第2ミラー及び第4ミラーとの間の第2距離が、同半導体デバイスの個別側面と固定的な第1ミラー及び固定的な第3ミラーとの間の第1距離と等しくなるよう、第2ミラー及び第4ミラーを動かすステップと、
イメージングビーム経路に沿い上記カメラの焦点位置を調整することで焦点距離の変化を補償するステップと、
を有する方法。
【請求項13】
請求項12記載の方法であって、上記カメラのオートフォーカス機構付ズームレンズを動かすことで第1モータが同カメラの焦点位置を調整する方法。
【請求項14】
請求項12記載の方法であって、上記カメラのスライドに連結されているリードスクリューを駆動しそのカメラを直線運動させることで第1モータが同カメラの焦点位置を調整する方法。
【請求項15】
請求項12記載の方法であって、カム機構に作用するリードスクリューを第2モータによって駆動することで第2ミラー及び第4ミラーを同時に動かす方法。
【請求項16】
請求項12記載の方法であって、更に、
半導体デバイスの少なくとも4側面の像を傾斜ミラー経由で上記カメラのイメージングビーム経路上に差し向けるステップと、
上記カメラの焦点を調整するステップと、
を有する方法。
【請求項17】
請求項16記載の方法であって、上記傾斜ミラーが、半導体デバイスの4側面の像に加えその半導体デバイスの底面の像を上記カメラのイメージングビーム経路上に差し向ける方法であり、そのカメラが、同半導体デバイスの側面及び底面が合焦状態に保たれる焦点深度を有する方法。
【請求項18】
請求項12記載の方法であって、更に、
タレットの保持アームで以て上記ミラーブロックの自由空間内に半導体デバイスを挿入するステップと、
上記ミラーブロックの自由空間内での計測中、その半導体デバイスを保持するステップと、
上記タレットの保持アームで以て上記ミラーブロックの自由空間からその半導体デバイスを取り除くステップと、
を有する方法。
【請求項19】
半導体デバイスの少なくとも側面を検査する方法であって、
複数本の保持アームを有し各保持アームが1個の半導体デバイスを保持するタレットを回動させるステップと、
固定的な第1ミラー、固定的な第3ミラー、可動な第2ミラー及び可動な第4ミラーを有するミラーブロックにより縁取られた自由空間の中央に個別の保持アームで以て個別の半導体デバイスをプレースするステップと、
その半導体デバイスの種類についての情報を制御ユニットに提供するステップと、
その半導体デバイスの個別側面と第2ミラー及び第4ミラーとの間の第2距離が、同半導体デバイスの個別側面と固定的な第1ミラー及び固定的な第3ミラーとの間の第1距離と等しくなるよう、第2ミラー及び第4ミラーを動かすステップと、
イメージングビーム経路に沿いカメラを動かすことで焦点距離の変化を補償するステップと、
上記タレットの保持アームで以て上記ミラーブロックの自由空間からその半導体デバイスを取り除くステップと、
を有する方法。
【請求項20】
請求項19記載の方法であって、更に、
第1モータ及び第2モータを互いに独立に制御するステップを有し、第1モータが上記イメージングビーム経路の方向に沿い上記カメラをスライド上で直線的に動かし、第2モータが第2ミラー及び第4ミラーを同時に動かす方法。
【請求項21】
半導体デバイスの少なくとも側面を検査する装置であって、
ハウジングと、
イメージングビーム経路を定めており、そのイメージングビーム経路に沿い上記ハウジング内で直線的に動かしうるカメラと、
上記ハウジングの第1端に配列され、第1ミラー、第2ミラー、第3ミラー及び第4ミラーを担持しているミラーブロックであり、長方形の態をなす自由空間を囲むようそれらミラーが配列されており、その自由空間が上記ハウジングの外部からアクセス可能であり、且つ第1ミラー及びその逆側の第3ミラーが固定実装、第2ミラー及びその逆側の第4ミラーが可動実装されているミラーブロックと、
上記ミラーブロック内にある半導体デバイスの少なくとも側面の像がカメラへと差し向けられるよう、上記カメラ及び上記ミラーブロックを基準にして上記ハウジング内に配列された傾斜ミラーと、
を備える装置。
【請求項22】
請求項21記載の装置であって、第1モータが上記ハウジング内に配列され上記カメラに割り当てられている装置。
【請求項23】
請求項21記載の装置であって、半導体デバイスの側面と固定的な第1及び第3ミラーそれぞれとの間の第1距離が、その半導体デバイスの側面と第2及び第4ミラーそれぞれとの間の第2距離と等しくなるよう、第2ミラー及び第4ミラーを位置決めすべく、第2モータが上記ハウジング内に配列され且つ第2ミラー及びその逆側の第4ミラーに割り当てられている装置。
【請求項24】
半導体デバイスの少なくとも側面の検査用に非一時的コンピュータ可読媒体上に配されたコンピュータプログラム製品であって、
プレース機構で以てミラーブロックの自由空間内に半導体デバイスをプレースし、
その半導体デバイスの種類を判別し、
その半導体デバイスの種類に従い上記ミラーブロックの第2ミラー及び第4ミラーを動かすことで、同半導体デバイスの個別側面と第2ミラー及び第4ミラーとの間の第2距離を、同半導体デバイスの個別側面とそのミラーブロックの固定的な第1ミラー及び固定的な第3ミラーとの間の第1距離と等しくし、
イメージングビーム経路に沿いカメラの焦点位置を調整することでその半導体デバイスの少なくとも4側面の合焦像を取得する、
よう、その実行によりコンピュータを制御することが可能なコンピュータ可実行処理ステップ群を有するコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体デバイスの少なくとも側面の検査装置に関する。
【0002】
更に、本発明は、半導体デバイスの少なくとも側面の検査方法に関する。
【0003】
加えて、本発明は、半導体デバイスの少なくとも側面の検査用に非一時的コンピュータ可読媒体上に配されたコンピュータプログラム製品、特にその実行によりコンピュータを制御することが可能なコンピュータ可実行処理ステップ群を有する製品に関する。
【背景技術】
【0004】
(関連出願への相互参照)
本願は2015年6月5日日付米国暫定特許出願第62/171,906号に基づく優先権を主張するものであるので、この参照を以て同出願の全容を本願に繰り入れることにする。
【0005】
例えば、特許文献1では半導体チップ向け赤外線試験が開示されている。この試験は、半導体チップの底面上へと赤外線を輻射し、ボンディングパッドから反射されてくる赤外線を受光し、そしてそのボンディングパッドの像をモニタ上に表示させることによって執り行われる。その赤外線由来像には、ボンディングパッド自体又はシリコン基板のうちボンディングパッドの下にある部分における欠陥の存否、或いはバンプに対するボンディングパッドの位置ずれの存否についての情報が含まれている。
【0006】
中国実用新案たる特許文献2では、そのバンドギャップが1.12eV超である半導体素材の内部欠陥を検出するのに主として使用される検出デバイスが開示されている。この検出デバイスは半導体素材の内部欠陥を検出するためのものであり、光学顕微鏡、赤外CCDカメラ、ビデオケーブル、シミュレーション画像モニタ、ディジタル画像コレクションカード、コンピュータ、並びに分析処理兼表示ソフトウェアで構成されている。
【0007】
加えて、特許文献3では、地上の温度分布を熱ダイアグラム形式で記録する光電子工学的方法、特に赤外ラインスキャンシステムを航空機上で使用するものが開示されている。この装置は、回動走査ミラーシステムを利用し窓越しに熱輻射を受光する。そのミラーシステムは反射性のある4個の側面を有していて、電動モータによりある軸周りで回動される。その輻射はミラーによってIRレンズへと差し向けられ、そこから光電子工学的受光素子のロー(行)へと差し向けられる。その受光素子ローはミラーシステムの回動軸に対し平行であり、各受光素子は、多数ある発光ダイオードのうち対応するものに、リード及び増幅デバイスによって個別接続されている。
【0008】
図1に、半導体デバイス2における側面欠陥9を見つけるための旧来方法を示す。4面又は5面検査が実行対象である。半導体デバイス2は第1側面3、第2側面3、第3側面3、第4側面3、頂面4及び底面5を有している。図1の機構ではレンズ7付のカメラ6によって半導体デバイス2の底面が看取されている。ミラー8は、半導体デバイス2の第1側面3、第2側面3、第3側面3及び第4側面3それぞれに対し、45°以下でそれぞれ配列されている。図1には、半導体デバイス2の第2側面3に対し配列された第2ミラー8及び第4側面3に対し配列された第4ミラー8のみが示されている。
【0009】
図1の機構の用途は第1側面3、第2側面3、第3側面3、第4側面3及び底面5それぞれの像10(図2参照)を得ることである。図1の機構には大きな欠点がある。底面5視の光学長11が、第1側面3視、第2側面3視、第3側面3視及び第4側面3視の光学長12と異なることである。そのため、半導体デバイス2の底面5上の焦点と、第1側面3、第2側面3、第3側面3及び第4側面3それぞれの上の焦点と、の間で焦点が常にトレードオフとなる。4側面3,3,3,3及び底面5が共に写っている像を得たい場合、いわゆる5S検査プロセスでは、その光学システムの焦点深度を非常に大きくすることで4側面3,3,3,3及び底面5が共に合焦状態に保たれるようにする必要がある。これは、倍率が高まるにつれ非常に厄介になる。
【0010】
従来策としてはカスタムメイドのミラーブロックを換装する方法がある。半導体デバイスのサイズのファミリ毎にカスタムのミラーブロック(4個の40〜48°ミラーを有するブロック)を用いるのである。他のファミリの半導体デバイスを検査する必要があるときはそのミラーブロック全体を交換しなければならない。その欠点は、高価な転換(コンバージョン)用部品を保存しておかねばならないことや、そのリードタイムにある。主な問題はコスト、柔軟性、手動転換及び過誤リスクである。転換用部品は半導体デバイスのサイズファミリ毎に必要とされる。それらの部品はカスタムであるので、入手できないときには設計及び製造しなければならない。そのファミリの半導体デバイスがライン上に載り始めるより前に設計を開始しなければならないので、これは柔軟性の損失につながる。ツールを転換する際には、ライン技術者かオペレータがマニュアルでそのミラーブロックを交換する必要がある。間違った種類のものを実装してしまうと、そのツールや半導体デバイスに対する損傷が引き起こされかねない。
【0011】
もう一つの従来型解決策としては、2個の自立した検査ステーションの上方で分かたれたミラーブロックを、動力化されているミラー群によって構成する策がある:半導体デバイスの側面の前方像及び後方像が、自動化されている一方の光学機構で撮影される。その半導体デバイスの側面の左方像及び右方像が、同じく自動化されている他方の光学機構で撮影される。そして、半導体デバイスのサイズが変わったときは、それらミラーが2個の検査ステーション上で自動調整される。欠点としては、半導体デバイスを2個の検査ステーションに通す必要がある点、検査ステーションが2個あるのでコストが嵩む点、並びに検査ステーションが2個あるので空間がより多く費やされる点がある。
【0012】
更なる従来策としては、そのユニット又はミラーブロックを動かすという方法がある。この着想にあっては、半導体デバイスの前面/左側面を検査した後、そのユニット又はミラーブロックを動かした上で、その半導体デバイスの背面/右側面が検査される(隣り合う2個の側面が常に検査されるなら他の順序でもよい)。大きな欠点としては、検査が低速であるためスループットが低い点がある。
【0013】
図3A〜図3Cに、従来型設計による全4個のミラー8、8、8及び8の動力化を示す。この図では、第1ミラー8及び第3ミラー8からなる組と、第2ミラー8及び第4ミラー8からなる組とを動かし、半導体デバイス2のサイズに合わせ込んでいる。この配列の欠点としては、非常に込み入っている点と、ある限られたサイズ域内の半導体デバイスにしか適用できない点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】米国特許第6339337号明細書
【特許文献2】中国登録実用新案第2791639号明細書
【特許文献3】欧州特許出願公開第2699071号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
本発明の目的は、半導体デバイスの少なくとも側面を検査する装置であって、コストメリットがあり、柔軟で、信頼でき、助力となり、そして様々な用途で容易に使用できるものを、提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上掲の目的は、半導体デバイスの少なくとも側面を検査するための、ある装置によって達成される。その装置は、
イメージングビーム経路を定めるカメラと、
第1ミラー、第2ミラー、第3ミラー及び第4ミラーを有し、長方形の態をなし自由空間を囲うようそれらミラーが配列されており、且つ第1ミラー及びその逆側の第3ミラーが固定実装、第2ミラー及びその逆側の第4ミラーが可動実装されているミラーブロックと、
それら側面の像をミラーブロックからカメラへと差し向ける傾斜ミラーと、
を備える。
【0017】
本発明の装置の長所はその柔軟性である。本発明の装置(本発明の光学モジュール)が取り付けられた暁には、あらゆるサイズ域の半導体デバイス(正方形及び長方形)を、新規部品を要することなく取り扱うことができる。光学的分解能は半導体デバイスの全種類に亘り一定に保たれる。従って再校正や分解能モデリングが必要でない。加えて、本発明の装置のコンパクトさ故、アセンブリ全体をタレット式マシンの単一スロット内に実装することができる。
【0018】
本発明の更なる目的は、半導体デバイスの少なくとも側面を検査する方法であって、容易に適用でき、複数種類の半導体デバイスで功を奏し、コストメリットがあり、柔軟で、信頼でき、助力となり、そして様々な用途で容易に使用できるものを、提供することにある。
【0019】
この目的は、半導体デバイスの少なくとも側面を検査する方法であって、
固定的な第1ミラー及び固定的な第3ミラー並びに可動な第2ミラー及び可動な第4ミラーを有するミラーブロックによって縁取られた自由空間の中央に半導体デバイスをプレースするステップと、
その半導体デバイスの種類についての情報を制御ユニットに提供するステップと、
その半導体デバイスの個別側面と第2ミラー及び第4ミラーそれぞれとの間の第1距離が、同半導体デバイスの個別側面と固定的な第1ミラー及び固定的な第3ミラーそれぞれとの間の第2距離と等しくなるよう、第2ミラー及び第4ミラーを動かすステップと、
イメージングビーム経路に沿いカメラの焦点位置を調整することで焦点距離の変化を補償するステップと、
を有する方法により達成される。
【0020】
本発明の方法の長所は柔軟性であり、なぜなら、あらゆるサイズ域の半導体デバイス(正方形及び長方形)を、進行中の検査プロセス向けに部品を交換する必要なく取り扱うことができるからである。本発明の方法によれば、半導体デバイスを、信頼でき高速であり且つあまり込み入っていない要領で検査することができる。
【0021】
本発明の目的は、更に、半導体デバイスの少なくとも側面を検査するため非一時的コンピュータ可読媒体上に配されたコンピュータプログラム製品であって、複数種類の半導体デバイスの検査が可能で、使い勝手がよく、そして被検半導体デバイスの損傷が回避されるものを、提供することにある。
【0022】
上掲の目的は、半導体デバイスの少なくとも側面の検査用に非一時的コンピュータ可読媒体上に配されたコンピュータプログラム製品であって、
プレース機構で以てミラーブロックの自由空間内に半導体デバイスをプレースし、
その半導体デバイスの種類を判別し、
その半導体デバイスの種類に従いミラーブロックの第2ミラー及び第4ミラーを動かすことで、同半導体デバイスの個別側面と第2ミラー及び第4ミラーとの間の第1距離を、同半導体デバイスの個別側面とそのミラーブロックの固定的な第1ミラー及び固定的な第3ミラーとの間の第2距離と等しくし、
イメージングビーム経路に沿いカメラの焦点位置を調整することでその半導体デバイスの少なくとも4側面の合焦像を取得する、
よう、その実行によりコンピュータを制御することが可能なコンピュータ可実行処理ステップ群を有する製品により達成される。
【0023】
本発明により検出されることとなる典型的欠陥は、半導体デバイスのダイシングプロセスによって引き起こされる側面クラックや、ワークピース内の内部応力によって引き起こされる埋入クラック(内部クラック)である。ワークピースが半導体デバイスである場合、こうした内部応力が例えば誘電体層・シリコン構造間に存している可能性がある。なお、本発明(の装置、方法及びコンピュータプログラム)は、半導体デバイスに限らず側面欠陥及び内部欠陥全般に適用可能である。
【0024】
装置構成上の主たる新機軸は、2個のミラーが固定され2個の対称可動ミラーと組み合わされる点にある。半導体デバイスを別のサイズの半導体デバイスで以て置き換える際には、それら可動ミラーを配置し直すことで、その半導体デバイスの側面と固定ミラーとの間の距離が、同半導体デバイスの側面と可動ミラーとの間の距離と、等しくなるようにする。焦点距離の変化を補償するためカメラを直線的に移動させる。これは、オートフォーカス機構付ズームレンズを用いることによっても達成できよう。
【0025】
本発明の装置のコンパクトさ及び同装置が長尺モジュールとなることから、本願記載の発明はタレット式ウェハ対テープ検査マシンにおける主要構築ブロックとなる。このツールでは、コンパクトな自動転換式光学機構が必要とされている。
【0026】
本発明のある実施形態に係る装置は半導体デバイスの少なくとも側面の検査装置であり、コンパクトなモジュールの輪郭を決めるハウジングを有する。そのハウジング内にありイメージングビーム経路を定めるカメラを、そのイメージングビーム経路に沿い直線移動可能とする。その半導体デバイスの少なくとも4側面をミラーブロックで以てイメージングする。このミラーブロックには第1ミラー、第2ミラー、第3ミラー及び第4ミラーを担持させる。それらミラーは長方形の態をなす自由空間を囲むように配列する。ミラーブロックのこの自由空間はハウジング外からアクセス可能とする。第1ミラー及びその逆側の第3ミラーは固定実装、第2ミラー及びその逆側の第4ミラーは可動実装し、それにより、諸種半導体デバイス向けに本発明の装置を調整可能とする。ミラーブロック内半導体デバイスの少なくとも側面の像がカメラに差し向けられることとなるよう、カメラ及びミラーブロックを基準にしてハウジング内に傾斜ミラーを配列する。
【0027】
第1モータをハウジング内に配列し、イメージングビーム経路の方向に沿った直線運動の態でカメラを動かすのに用いる。第2モータをハウジング内に配列し、第2ミラー及びその逆側の第4ミラーに割り当て、それらを位置決めするのに用いることで、半導体デバイスの側面と固定的な第1及び第3ミラーそれぞれとの間の第1距離が、その半導体デバイスの側面と第2及び第4ミラーそれぞれとの間の第2距離と等しくなるようにする。傾斜ミラーは、ミラーブロック内半導体デバイスの少なくとも側面の像がカメラに差し向けられることとなるよう、それらカメラ及びミラーブロックを基準にしてハウジング内に配列する。可動ミラーをズームレンズ/オートフォーカスと組み合わせることで焦点位置の調整を可能とし、ひいてはあらゆる種類の半導体デバイスが正しい焦点位置で以てイメージングされるようにする。
【0028】
本発明によれば、もはや、カスタムメイドのミラーブロックを換装する必要がない。半導体デバイスのサイズのファミリに対して、ミラーブロックに備わり互いに逆側にある2個の可動ミラーを用いればよいのである。もはや、ミラーブロック全体を交換する必要はない。これにより高価な転換用部品が不要になり且つリードタイムが縮まるため、コストが低減される。
【0029】
他の実施形態に係る装置は、そのハウジング内に、半導体デバイスの側面を照明すべく光を発生させる光源を備える。
【0030】
ご理解頂けるように、以上の概略記述及び以下の詳細記述は共に専ら例示的及び説明的であり、本件開示を必ずしも限定しない。添付図面は、明細書に組み込まれてその一部を構成し、本件開示の主題を描出するものである。明細書及び図面には、相俟って本件開示の諸原理を説明する働きがある。
【0031】
以下、本発明及びその長所について、以下の如き添付図面を参照して更に記述することにする。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】半導体デバイスの側面を看取することで内部欠陥を検出する従来機構を示す図である。
【図2】図1に示した機構で得られる像の模式図である。
【図3A】4個の動力付ミラーの旧来配列による様々なサイズの半導体デバイスへの対処の模式図である。
【図3B】4個の動力付ミラーの旧来配列による様々なサイズの半導体デバイスへの対処の模式図である。
【図3C】4個の動力付ミラーの旧来配列による様々なサイズの半導体デバイスへの対処の模式図である。
【図4】挿入される半導体デバイスの模式図である。
【図5】第1種類の半導体デバイスの4側面検査を実行する装置の模式的頂面図である。
【図6】第2種類の半導体デバイスの4側面検査を実行する装置の模式的頂面図である。
【図7】第3種類の半導体デバイスの4側面検査を実行する装置の模式的頂面図である。
【図8】第4種類の半導体デバイスの4側面検査を実行する装置の模式的頂面図である。
【図9】図5に示した半導体デバイスの4側面検査を実行する装置の模式的側面図である。
【図10】本発明の半導体デバイス側面検査装置の一実施形態の斜視図である。
【図11】本発明の半導体デバイス側面検査装置の図10に示した実施形態の斜視図であり、ハウジング部品が取り除かれている。
【図12】本発明の半導体デバイス側面検査装置の図10に示した実施形態の頂面図であり、ハウジング部品が取り除かれている。
【図13】図10、図11又は図12に示した実施形態のミラーブロックの拡大斜視図である。
【図14】ミラーブロックに半導体基板を送給するタレットの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
図では、類似する要素や類似する機能を有する要素について類似する参照符号が用いられている。更に、簡略化のため、その図について論ずる上で必要な参照符号だけが図示されている。
【0034】
図4は、本発明の装置又は方法によって検査される半導体デバイス2の模式図である。この半導体デバイス2は立方体の形態を呈しており、第1側面3、第2側面3、第3側面3、第4側面3、頂面4及び底面5を有している。半導体デバイスには、その外形寸法が異なる様々な種類がある。
【0035】
図5は、第1種類の半導体デバイス2の第1側面3、第2側面3、第3側面3及び第4側面3の検査を実行する装置20の模式的頂面図である。頂面図たる図5に示すように、様々な種類の半導体デバイス2でその形態が長方形又は正方形となろう。ミラーブロック18は、その内部に検査対象半導体デバイス2が配置される自由空間16の輪郭を定めている。ミラーブロック18の自由空間16の縁には第1ミラー8、第2ミラー8、第3ミラー8及び第4ミラー8がある。その自由空間16は長方形17の形態を呈している(図5中の破線を参照)。第1ミラー8、第2ミラー8、第3ミラー8及び第4ミラー8はその長方形17の辺に対し平行に配列されている。
【0036】
第1ミラー8及びその逆側の第3ミラー8は固定実装されている。第2ミラー8及びその逆側の第4ミラー8は可動実装されている。第2ミラー8及び第4ミラー8は第2モータ14と連結されている。第2モータ14で以て、第2ミラー8及び第4ミラー8の対称的位置変化を引き起こすことができる。この位置変化によって、第2ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第2距離22、並びに第4ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第2距離22を、第1ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第1距離21と等しくすること、並びに第3ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第1距離21と等しくすることができる。
【0037】
カメラ6は、そのレンズ7で以て、半導体デバイス2の4側面3、3、3及び3(図4参照)の像を捉える。イメージングビーム経路24を定めるこのカメラ6は、第1モータ13によってそのイメージングビーム経路24に沿い直線的に動かすことができる。カメラ6のこの動きは装置20の焦点距離変化を補償するのに必要である。本発明の他の実施形態に従いカメラ6の直線運動をオートフォーカス機構付ズームレンズで置き換えてもよい。
【0038】
図6、図7及び図8に本発明の装置20、特に他の種類の半導体デバイス2を検査しているそれを示す。本発明の装置20にミラーブロック18を取り付けた暁には、同装置20により存分な柔軟性、即ちあらゆるサイズ域(正方形又は長方形)の半導体デバイス2を検査できるという柔軟性が達成される。それら半導体デバイス2を新規部品の必要無しに取り扱うことができる。
【0039】
図6に示したのは大きな正方形の半導体デバイス2が検査される状況である。第2モータ14により第2ミラー8及び第4ミラー8の対称的位置変更が実行されている。この位置変更により、第2ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第2距離22、並びに第4ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第2距離22を、第1ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第1距離21に等しくすること、並びに第3ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第1距離21に等しくすることができる。カメラによってイメージングビーム経路24沿い焦点位置が調整される。ある好適実施形態では第1モータ13によってカメラ6がイメージングビーム経路24に沿い動かされる。カメラ6のこの動きは装置20の焦点距離変化を補償するのに必要である。
【0040】
図7に示したのは長方形の半導体デバイス2が検査される状況である。第2モータ14により第2ミラー8及び第4ミラー8の対称的位置変更が実行されている。この位置変更により、第2ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第2距離22、並びに第4ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第2距離22を、第1ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第1距離21に等しくすること、並びに第3ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第1距離21に等しくすることができる。カメラの焦点位置は図5及び図6に記したプロセスに従い調整される。
【0041】
図8に示したのは長方形の半導体デバイス2が検査される状況であり、図7に示した状況に比し半導体デバイス2が90°回動されている。第2モータ14により第2ミラー8及び第4ミラー8の対称的位置変更が実行されている。この位置変更により、第2ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第2距離22、並びに第4ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第2距離22を、第1ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第1距離21に等しくすること、並びに第3ミラー8と半導体デバイス2の対応側面との間の第1距離21に等しくすることができる。
【0042】
図9は、半導体デバイス2の少なくとも4側面3、3、3及び3の検査を図5に示す如く実行する本発明の装置20の模式的側面図である。ミラーブロック18は第1ミラー8、第2ミラー8、第3ミラー8及び第4ミラー8を有しており、検査される半導体デバイス2を取り巻いている。4個のミラー8、8、8及び8は、それぞれ、半導体デバイス2の側面3、3、3及び3に対し40〜48°傾いた鏡面25を有している。側面3、3、3及び3の像は下方の傾斜ミラー27へと反射される。傾斜ミラー27は、ミラーブロック18に発する側面3、3、3及び3の像をイメージングビーム経路24に沿いカメラ6へと差し向ける。
【0043】
図10は、半導体デバイス2(この図には示さず)の側面を検査する本発明の装置20の一実施形態の斜視図である。数枚の壁面パネル31があり、協働して装置20のハウジング30を輪郭をかたちづくっている。ハウジング30は少なくともカメラ6及びミラーブロック18を囲っている。ミラーブロック18はハウジング30の第1端33に配列されている。先に言及した通り、ミラーブロック18は第1ミラー8、第2ミラー8、第3ミラー8及び第4ミラー8を担持している(図5〜図8参照)。ミラーブロック18により定まる自由空間16(図5参照)にはハウジング30外からアクセスすることができる。
【0044】
図11は、本発明の半導体デバイス側面検査装置20の斜視図であり、そのハウジング30の壁面パネル31が取り除かれている。この装置20はフレーム構造40を有しており、レンズ7及び電子バック32付のカメラ6、ミラーブロック18、傾斜ミラー27、並びに少なくとも1個の照明デバイス(図13参照)が、それによって担持されている。図10〜図13に記されている実施形態では装置20が単一モジュールを形成している。この光学モジュールを取り付けた暁には、あらゆるサイズ域の半導体デバイスサイズ(正方形及び長方形)を新規の取付の必要なく取り扱うことができる。このモジュールは容易な動力化が可能である。第1モータ13はカメラ6に割り当てられていて、そのカメラ6の焦点位置の調整に用いられる。第2モータ14は第2ミラー8及びその逆側の第4ミラー8(図5〜図8参照)に割り当てられていて、半導体デバイスに対するそれらの位置の調整に用いられる。第1モータ13と第2モータ14は連結されていない。
【0045】
第1モータ13を、オートフォーカス機構付ズームレンズ7を有するカメラ6の一部としてもよい。そのカメラ6の焦点調整のため、第1モータ13は、カメラ6及び/又はレンズ7のイメージングビーム経路24沿い直線運動35を実行すべくリードスクリューによってスライド15に連結されている。
【0046】
第2モータ14はリードスクリュー34を駆動し、カム機構36の働きで第2ミラー82及び第4ミラー8が同時に動かされる。
【0047】
傾斜ミラー27は、ミラーブロック18の像をイメージングビーム経路に沿いカメラ6へと差し向ける。
【0048】
図12は、本発明の半導体デバイス側面検査装置20の頂面図である。図11についての記述で既に言及した通り、ハウジング部品が取り除かれている。ミラーブロック18の自由空間16には、あらゆるサイズ域の検査対象半導体デバイスを新規部品の必要無しで受け入れることができる。装置20全体はコンパクトで長尺な構成を有している。装置20はその第1端33からカメラの電子バック32まで延びている。第1モータ13及び第2モータ14も、そのコンパクトで長尺な構成内にフィットしている。
【0049】
図13は、図10及び図11に示した実施形態の第1端33にあるミラーブロック18の拡大斜視図である。第1ミラー8、第2ミラー8、第3ミラー8及び第4ミラー8は、それぞれ、40〜48°傾いた鏡面25を有している。ミラーブロック18の第1ミラー8、第2ミラー8、第3ミラー8及び第4ミラー8によって縁取られた自由空間16内に検査のため配置された半導体デバイスを照明すべく、ミラーブロック18の下方に照明デバイスが設けられている。その半導体デバイスの側面の像は傾斜ミラー27によってカメラへと反射される。上掲の実施形態では示されていないが、半導体デバイスの底面視を用いることもでき、それにより底面検査が可能となる。いわゆる5面検査(5S検査)を実行するためには、側面,底面双方を合焦状態に保つために非常に大きな焦点深度が必要となる。
【0050】
装置20のコンパクトさ故(図10参照)、アセンブリ全体をタレット式マシン41の単一スロット内に実装することができる。図14は、半導体基板2をミラーブロック18へと送給するタレット式マシン41のタレット42の模式図である。このタレット42は複数本の保持アーム43を有している。コントローラ23によりタレット42を回動させることで、ミラーブロック18に対しそれら保持アーム43を位置決めすることができる。各保持アーム43は、ミラーブロック18の自由空間内に半導体デバイスをプレースしうるよう構成されている。少なくとも4側面に発する像がデータ処理のためコンピュータ26へと送られる。タレット42で以て、一連の半導体デバイス2をミラーブロック18内に自動配置し検査に供することができる。
【0051】
以上の記述では、本発明の諸実施形態についての遺漏なき理解をもたらすべく数多くの具体的細部が示されている。しかしながら、本発明の例証的諸実施形態についての以上の記述は、網羅的であることも本発明を被開示形態そのものに限定することも意図してはいない。本件技術分野に習熟した者(いわゆる当業者)にはご認識頂けるように、本発明は、それら具体的細部のうち1個又は複数個を欠いて実施することや、他の方法、部材等々で以て実施することができる。また例えば、周知の構造や動作については、本発明の諸側面を曖昧化させないため、詳細な図示や記述がされていない。本発明の具体的諸実施形態及びそれに関する諸例を本願中に例証目的で記したが、いわゆる当業者にはご理解頂けるように、本発明の技術的範囲内での様々な等価的修正が可能である。
【0052】
それら修正は、本発明に対し、上掲の記述に照らしてなすことができる。後掲の請求項で使用されている語を、明細書及び請求項にて開示されている具体的諸実施形態に本発明が限定されるかのように、解釈すべきではない。寧ろ、本発明の技術的範囲は後掲の請求項によって決定されるべきものであり、またそれは確立済みの請求項解釈理論に従い解釈されるべきである。
【符号の説明】
【0053】
2 半導体デバイス、3 第1側面、3 第2側面、3 第3側面、3 第4側面、4 頂面、5 底面、6 カメラ、7 レンズ、8 第1ミラー、8 第2ミラー、8 第3ミラー、8 第4ミラー、9 欠陥,内部欠陥、10 像、11 光学長、12 光学長、13 第1モータ、14 第2モータ、15 スライド、16 自由空間、17 長方形、18 ミラーブロック、20 装置、21 第1距離、22 第2距離、23 コントローラ、24 イメージングビーム経路、25 鏡面、26 コンピュータ、27 傾斜ミラー、30 ハウジング、31 壁面パネル、32 電子バック、33 第1端、34 リードスクリュー、35 直線運動、36 カム機構、38 照明デバイス、40 フレーム構造、41 タレット式マシン、42 タレット、43 保持アーム。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【国際調査報告】