特許 7462095 半導体デバイスの側面の検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-27

(45)【発行日】2024-04-04

(54)【発明の名称】半導体デバイスの側面の検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/95 20060101AFI20240328BHJP

【ＦＩ】

G01N21/95 Z

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2023077635

(22)【出願日】2023-05-10

(62)【分割の表示】P 2021174648の分割

【原出願日】2015-07-27

(65)【公開番号】P2023090913

(43)【公開日】2023-06-29

【審査請求日】2023-05-10

(31)【優先権主張番号】62/171,906

(32)【優先日】2015-06-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500049141

【氏名又は名称】ケーエルエー コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】トルエンス カール

【審査官】井上 徹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１４０３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２７６３３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４－Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００－Ｇ０１Ｂ １１／３０

Ｈ０１Ｌ ２１／６４－Ｈ０１Ｌ ２１／６６

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【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、
フレーム構造と、
前記フレーム構造に取り付けられ、イメージングビーム経路を定めるカメラと、
前記フレーム構造の第１の端部に配置されたミラーブロックであって、長方形の自由空間を囲むように配置された、第１ミラー、第２ミラー、第３ミラー及び第４ミラーを支持し、前記自由空間が前記フレーム構造の外部からアクセス可能であり、対向する第１ミラーと第３ミラーとが固定実装され、対向する第２ミラーと第４ミラーとが可動実装されている、ミラーブロックと、
前記ミラーブロック内の前記半導体デバイスの少なくとも側面の像を前記カメラへと方向づけるように、前記カメラと前記ミラーブロックに対して、前記フレーム構造に取り付けられた傾斜ミラーと、
前記カメラの焦点位置を調整するために、前記フレーム構造に取付けられた第１モータと、
前記半導体デバイスの側面と前記第１及び第３ミラーそれぞれとの間の第１距離が、前記半導体デバイスの側面と前記第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、前記第２ミラーと前記第４ミラーを位置決めするために、前記フレーム構造に取付けられた第２モータと、
前記ミラーブロックの下方に配置され、前記ミラーブロックの前記第１ミラー、前記第２ミラー、前記第３ミラー及び前記第４ミラーにより形成された前記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る照明デバイスと、
前記半導体デバイスの種類に関する情報に基づき、前記半導体デバイスの側面と前記第１及び第３ミラーそれぞれとの間の第１距離が、前記半導体デバイスの側面と前記第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、前記第２モータを駆動して前記第２ミラーと前記第４ミラーを位置決めするとともに、これと連動して前記第１モータを駆動して前記カメラの焦点位置を調整する制御ユニットと、
を備え、
前記フレーム構造、前記カメラ、前記ミラーブロック、前記傾斜ミラー、前記第１モータ、前記第２モータ、及び前記照明デバイスが単一モジュール内に配列されており、
前記単一モジュールは長尺形状をなし、前記ミラーブロックは前記単一モジュールの長手方向の前記第１の端部に配列され、さらに、
検査対象の半導体デバイスを保持するようそれぞれが構成された複数の保持アームを有し、前記複数の保持アームの各保持アームは前記ミラーブロックの前記自由空間内にその半導体デバイスを配置する、装置。

【請求項2】

請求項１記載の装置であって、前記第１モータが、オートフォーカス機構付ズームレンズを有する前記カメラの一部分である装置。

【請求項3】

請求項１記載の装置であって、前記第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前記カメラのスライドに連結されている装置。

【請求項4】

請求項１記載の装置であって、前記第２モータによってリードスクリューが駆動され、カム機構の働きで前記第２ミラーと前記第４ミラーとが同時に動かされる装置。

【請求項5】

請求項１記載の装置であって、前記ミラーブロックの前記第１ミラー、前記第２ミラー、前記第３ミラー及び前記第４ミラーにより定まる鏡面が前記半導体デバイスの前記側面に対して４０～４８°傾斜している装置。

【請求項6】

請求項１記載の装置であって、前記カメラが、前記イメージングビーム経路に沿って直線運動可能である装置。

【請求項7】

請求項１記載の装置であって、前記第１モータと前記第２モータとが前記カメラに関して異なる側に向けて配置されている装置。

【請求項8】

請求項１記載の装置であって、前記第１モータが前記カメラに関して第１の側に向けて配置され、前記第２モータが前記カメラに関して前記第１の側と逆の第２の側に向けて配置される装置。

【請求項9】

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、
フレーム構造と、
前記フレーム構造に取り付けられ、イメージングビーム経路を定めるカメラと、
前記フレーム構造の第1の端部に配置されたミラーブロックであって、長方形の自由空間を囲むように配置された、第１ミラー、第２ミラー、第３ミラー及び第４ミラーを支持し、前記自由空間が前記フレーム構造の外部からアクセス可能であり、対向する第１ミラーと第３ミラーとが固定実装され、対向する第２ミラーと第４ミラーとが可動実装されている、ミラーブロックと、
前記ミラーブロック内の前記半導体デバイスの少なくとも側面の像を前記カメラへと方向づけるように、前記カメラと前記ミラーブロックに対して、前記フレーム構造に取り付けられた傾斜ミラーと、
検査対象の半導体デバイスを保持するようそれぞれが構成された複数の保持アームを有するタレットであって、前記複数の保持アームの各保持アームはさらに、本装置の前記ミラーブロックの前記自由空間内にその半導体デバイスを配置するように構成されている、タレットと、
前記カメラの焦点位置を調整するために前記フレーム構造に取付けられた第１モータであって、オートフォーカス機構付ズームレンズを有する前記カメラの一部分である第１モータと、
前記半導体デバイスの側面と前記第１及び第３ミラーそれぞれとの間の第１距離が、前記半導体デバイスの側面と前記第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、前記第２ミラーと前記第４ミラーを位置決めするために、前記フレーム構造に取付けられた第２モータと、
前記半導体デバイスの種類に関する情報に基づき、前記半導体デバイスの側面と前記第１及び第３ミラーそれぞれとの間の第１距離が、前記半導体デバイスの側面と前記第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、前記第２モータを駆動して前記第２ミラーと前記第４ミラーを位置決めするとともに、これと連動して前記第１モータを駆動して前記カメラの焦点位置を調整する制御ユニットと、
を備え、
前記フレーム構造、前記カメラ、前記ミラーブロック、前記傾斜ミラーが単一モジュール内に配列されており、
前記単一モジュールは長尺形状をなし、前記ミラーブロックは前記単一モジュールの長手方向の前記第１の端部に配列される装置。

【請求項10】

請求項９記載の装置であって、前記第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前記カメラのスライドに連結されている装置。

【請求項11】

請求項９記載の装置であって、前記ミラーブロックの前記第１ミラー、前記第２ミラー、前記第３ミラー及び前記第４ミラーにより定まる鏡面が前記半導体デバイスの前記側面に対して４０～４８°傾斜している装置。

【請求項12】

請求項９記載の装置であって、さらに、
前記ミラーブロックの下方に配置され、前記ミラーブロックの前記第１ミラー、前記第２ミラー、前記第３ミラー及び前記第４ミラーにより形成された前記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る照明デバイス、
を備える装置。

【請求項13】

請求項９記載の装置であって、前記カメラが、前記イメージングビーム経路に沿って直線運動可能である装置。

【請求項14】

請求項９記載の装置であって、前記第１モータと前記第２モータとが前記カメラに関して異なる側に向けて配置されている装置。

【請求項15】

請求項９記載の装置であって、前記第１モータが前記カメラに関して第１の側に向けて配置され、前記第２モータが前記カメラに関して前記第１の側と逆の第２の側に向けて配置される装置。

【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_１、第２側面３_２、第３側面３_３、第４側面３_４、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_１、第２側面３_２、第３側面３_３及び第４側面３_４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_２に対し配列された第２ミラー８_２及び第４側面３_４に対し配列された第４ミラー８_４のみが示されている。

【0009】

図１の機構の用途は第１側面３_１、第２側面３_２、第３側面３_３、第４側面３_４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_１視、第２側面３_２視、第３側面３_３視及び第４側面３_４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_１、第２側面３_２、第３側面３_３及び第４側面３_４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_１，３_２，３_３，３_４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_１，３_２，３_３，３_４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_１、８_２、８_３及び８_４の動力化を示す。この図では、第１ミラー８_１及び第３ミラー８_３からなる組と、第２ミラー８_２及び第４ミラー８_４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】

【文献】米国特許第６３３９３３７号明細書

【文献】中国登録実用新案第２７９１６３９号明細書

【文献】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_１、第２側面３_２、第３側面３_３、第４側面３_４、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_１、第２側面３_２、第３側面３_３及び第４側面３_４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_１、第２ミラー８_２、第３ミラー８_３及び第４ミラー８_４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_１、第２ミラー８_２、第３ミラー８_３及び第４ミラー８_４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_１及びその逆側の第３ミラー８_３は固定実装されている。第２ミラー８_２及びその逆側の第４ミラー８_４は可動実装されている。第２ミラー８_２及び第４ミラー８_４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_２及び第４ミラー８_４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_２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_４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_１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_３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_１、３_２、３_３及び３_４（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_２及び第４ミラー８_４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_２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_４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_１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_３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_２及び第４ミラー８_４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_２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_４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_１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_３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_２及び第４ミラー８_４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_２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_４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_１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_３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_１、３_２、３_３及び３_４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_１、第２ミラー８_２、第３ミラー８_３及び第４ミラー８_４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_１、８_２、８_３及び８_４は、それぞれ、半導体デバイス２の側面３_１、３_２、３_３及び３_４に対し４０～４８°傾いた鏡面２５を有している。側面３_１、３_２、３_３及び３_４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_１、３_２、３_３及び３_４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_１、第２ミラー８_２、第３ミラー８_３及び第４ミラー８_４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_２及びその逆側の第４ミラー８_４（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_１、第２ミラー８_２、第３ミラー８_３及び第４ミラー８_４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_１、第２ミラー８_２、第３ミラー８_３及び第４ミラー８_４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_１ 第１側面、３_２ 第２側面、３_３ 第３側面、３_４ 第４側面、４ 頂面、５ 底面、６ カメラ、７ レンズ、８_１ 第１ミラー、８_２ 第２ミラー、８_３ 第３ミラー、８_４ 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】