缺陷检测装置、缺陷检测方法、晶片、半导体芯片、裸片接合机、半导体制造方法、以及半导体装置制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种缺陷检测装置，在作为半导体产品或半导体产品的一部分的工件中至少检测具有倾斜面部的缺陷。具备一种检查机构，其具有对工件照射明视野照明光的照明单元、和构成观察光学系统并对由照明单元照射的所述工件的观察部位进行观察的摄像装置。检查机构观察从光轴方向上自合焦位置散焦的非合焦位置射出的来自工件的反射光，与由来自合焦位置的反射光形成的观察图像上的缺陷相比，更强调由来自非合焦位置的反射光形成的观察图像上的缺陷。

Defect detection device, defect detection method, wafer, semiconductor chip, wafer bonding machine, semiconductor manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】缺陷检测装置、缺陷检测方法、晶片、半导体芯片、裸片接合机、半导体制造方法、以及半导体装置制造方法
本专利技术涉及晶片(wafer)、检测在被从该晶片切断而单片化的芯片等工件的表面形成的裂纹的缺陷检测装置、缺陷检测方法、裸片接合机(diebonder)、接合方法，并进一步涉及晶片、半导体芯片(semiconductorchip)、半导体制造方法、以及半导体装置制造方法。
技术介绍
作为检测产生于芯片(半导体芯片)的裂纹的检测装置，以往有各种提案(专利文献1～专利文献3)。在专利文献1中，通过摄像单元对半导体表面的图像进行摄像，通过检测单元求取从该摄像单元输出的多个彩色信号的相关系数，由这些相关系数来检测半导体表面的缺陷。因此，能够检测变色、污损等缺陷。在专利文献2中，从形成有将主面侧密封的树脂层的晶片的背面侧，使光轴与所述晶片的主面交叉地照射红外光线，一面接受该反射光一面进行摄像，由此检测在晶片内部产生的裂纹。即，从通过切割而单片化的晶片的背面侧照射红外光线，从而能够使红外光线透过晶片，一面接受在产生于晶片内部的裂纹的界面漫反射的红外光线的反射光一面对其进行成像，从而能够使产生于晶片内部的裂纹显像化。在专利文献3中，通过检测来自半导体芯片的弹性波来检测半导体芯片的变形以及裂纹的产生。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开平6-82377号公报专利文献2：JP特开2008-45965号公报专利文献3：JP特开2015-170746号公报专利
技术实现思路
-专利技术所要解决的课题-顺带一提，作为工件，如图23所示，有时是具备布线图案的布线图案层1和处于布线图案层上的被覆层2的半导体芯片3。在这样的情况下，在照明光入射到该工件的表面的情况下，照明光或是被被覆层2的表面反射，或是透过被覆层2，或是被被覆层2吸收，或是被被覆层2散射，此外，或是从布线图案层1反射。因此，很难利用专利文献1等记载的检测装置来检测形成在被覆层2的上表面的破裂等裂纹。此外，在专利文献2记载的方法中，通过从晶片的背面侧照射红外光线，能够使红外光线透过晶片，使在晶片内部产生的裂纹显像化，该方法不能检测晶片的表面的裂纹。在专利文献3中，检测来自半导体芯片的弹性波，从而检测是否产生了裂纹。因此，无法进行裂纹的位置检测。本专利技术鉴于上述课题，提供一种能够稳定地检测形成于工件的表面的裂纹等缺陷的有无等的缺陷检测装置以及检测方法。此外，提供一种能够稳定地检测裂纹等缺陷的有无等的裸片接合机以及接合方法。-用于解决课题的手段-本专利技术的缺陷检测装置检测在作为半导体产品或者半导体产品的一部分的工件中至少具有倾斜面部的缺陷，该缺陷检测装置具备检查机构，该检查机构具有：对所述工件照射明视野照明光的照明器；以及构成观察光学系统且观察由所述照明器照射的所述工件的观察部位的摄像装置，所述检查机构观察从光轴方向上自合焦位置散焦的非合焦位置射出的来自所述工件的反射光，相比由来自合焦位置的反射光形成的观察图像上的缺陷，更强调由来自所述非合焦位置的反射光形成的观察图像上的缺陷。这里，所谓半导体产品，不仅指作为产品而完成的制品，而且包含制造中途阶段的未完成的制品。这里，所谓合焦位置，是合焦面(与像面(传感器面)处于共轭的关系的面)的任意位置，所谓非合焦位置，是所述合焦面以外的位置。将物体面与合焦位置不一致的情况称作散焦。根据本专利技术的缺陷检测装置，在照射明视野照明光并观察反射光的装置中，进行如下所述的所谓散焦，即，使来自工件的反射光在表观上从光轴方向上自合焦位置偏离的非合焦位置射出。这里，所谓明视野照明光，是从观察光学系统的主光线的延长方向上进行照明(大致平行光)。由此，能够强调由来自非合焦位置的反射光形成的观察图像上的缺陷，能够使难以看到的缺陷容易被看到，或使已有的装置中无法看到的缺陷被看到。这里，所谓强调，是将图像上的缺陷放大得比由来自合焦位置的反射光形成的观察图像上的缺陷大，或增大观察图像上的缺陷和其他部分之间的对比度。即，本专利技术中的所谓强调，是说发生了放大或增大对比度的至少任一者。在所述构成中，可以从合焦位置和非合焦位置的至少包含非合焦位置的两个不同的位置射出反射光。在该位置包含合焦位置。即，所谓至少两个不同的位置，有合焦位置以及一个以上的非合焦位置的情况和两个以上的非合焦位置的情况。此外，可以基于来自至少一个所述位置的反射光进行检查或者进行检测图像上的工件的位置的定位。由此，观察光学系统除了检查功能以外还具有定位功能，并且对于在合焦位置的附近(被摄景深的深度的范围)需要定位的装置(特别是裸片接合机)是有效的。所述检查机构可以以所述合焦位置为边界，基于分别从接近于所述摄像装置的一侧的非合焦位置和与所述摄像装置分离的一侧的非合焦位置射出的反射光来进行检查。由此，以合焦位置为边界，接近于摄像装置的一侧的非合焦位置的观察图像上的缺陷的颜色和与摄像装置分离的一侧的非合焦位置的观察图像上的缺陷的颜色就会不同。所述照明器侧的NA可以比观察光学系统侧的NA小。由此，对于具有相对的一对倾斜面的缺陷来说，即使是相对的面的倾斜面彼此的相对角(在本说明书中称为裂纹角，在将一个面的倾斜角度设为θ1(顺时针方向)，将另一个面的倾斜角度设为θ2(逆时针方向)时，为θ1+θ2)小的情况，也能够进行检查。通过将所述工件配置在非合焦位置，可以使来自工件的反射光从光轴方向上自合焦位置偏离的非合焦位置射出。此外，所述检查机构具备使来自工件的反射光从光轴方向上自合焦位置偏离的非合焦位置射出的散焦单元，所述散焦单元能够设为以下任一种单元：使工件和光学系统在光轴方向上相对移动的单元、变更光学系统的单元、使用合焦位置不同的多个光学系统以及受光元件的单元、变更照明或者观察波长的单元。可以设置能够使照明单元侧的NA以及观察光学系统侧的NA的至少一者可变的可变单元。可以根据工件的斜度或者散焦量，设置至少设定观察光学系统侧或者照明器侧的NA的NA控制部。可以在从观察光学系统中的合焦位置散焦100μm以上的位置进行检查。当检查对象的工件的缺陷具有彼此方向不同的一对面部时，从所述工件的位置到所述非合焦位置的散焦量，比根据所述摄像装置的最小检测幅宽εmin、与光轴正交的线和一个面部所成的角θ1、与光轴正交的线和另一个面部所成的角θ2、一对面部的分离幅宽w并利用εmin-w/(tan2θ1+tan2θ2)的式子算出的值大。由此，能够提高能将观察图像上的缺陷放大的可靠性。在所述构成中，当检查对象的工件的θ1以及θ2由观察光学系统的数值孔径NA限制时，能够设为-sin-1(NA)≤θ1≤sin-1(NA)，且，-sin-1(NA)≤θ2≤sin-1(NA)。也可以设置控制所述散焦单元以使得成为给定的散焦量的控制部。由此，缺陷检测装置可自动地进行散焦。在该情况下，控制部也可以具备基于给定的参数来运算散焦量的运算部。由此，使用者仅设定参数，缺陷检测装置自动地决定散焦量。所述照明单元也可以具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缺陷检测装置，检测在作为半导体产品或者半导体产品的一部分的工件中至少具有倾斜面部的缺陷，/n所述缺陷检测装置的特征在于，/n具备检查机构，该检查机构具有：/n对所述工件照射明视野照明光的照明单元；和/n构成观察光学系统且观察由所述照明单元照射的所述工件的观察部位的摄像装置，/n所述检查机构观察从光轴方向上自合焦位置散焦的非合焦位置射出的来自所述工件的反射光，与由来自合焦位置的反射光形成的观察图像上的缺陷相比，更强调由来自所述非合焦位置的反射光形成的观察图像上的缺陷。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170607 JP 2017-1128701.一种缺陷检测装置，检测在作为半导体产品或者半导体产品的一部分的工件中至少具有倾斜面部的缺陷，
所述缺陷检测装置的特征在于，
具备检查机构，该检查机构具有：
对所述工件照射明视野照明光的照明单元；和
构成观察光学系统且观察由所述照明单元照射的所述工件的观察部位的摄像装置，
所述检查机构观察从光轴方向上自合焦位置散焦的非合焦位置射出的来自所述工件的反射光，与由来自合焦位置的反射光形成的观察图像上的缺陷相比，更强调由来自所述非合焦位置的反射光形成的观察图像上的缺陷。


2.根据权利要求1所述缺陷检测装置，其特征在于，
从合焦位置和非合焦位置的至少包含非合焦位置的两个不同的位置射出反射光。


3.根据权利要求2所述缺陷检测装置，其特征在于，
所述检查机构以所述合焦位置为边界，基于分别从接近于所述摄像装置的一侧的非合焦位置和与所述摄像装置分离的一侧的非合焦位置射出的反射光来进行检查。


4.根据权利要求1～3中任一项所述缺陷检测装置，其特征在于，
通过将所述工件配置在非合焦位置，从而使来自工件的反射光从光轴方向上自合焦位置偏离的非合焦位置射出。


5.根据权利要求1～4中任一项所述缺陷检测装置，其特征在于，
所述检查机构具备使来自工件的反射光从光轴方向上自合焦位置偏离的非合焦位置射出的散焦单元，所述散焦单元是以下的任一种单元：使工件和光学系统在光轴方向上相对移动的单元、变更光学系统的单元、使用合焦位置不同的多个光学系统以及受光元件的单元、变更照明或者观察波长的单元。


6.根据权利要求1～5中任一项所述缺陷检测装置，其特征在于，
在从观察光学系统中的合焦位置散焦100μm以上的位置进行检查。


7.根据权利要求1～6中任一项所述缺陷检测装置，其特征在于，
具备根据散焦量和分离幅宽来检测面部的倾斜角度以及缺陷幅宽的检测部。


8.根据权利要求1～7中任一项所述缺陷检测装置，其特征在于，
所述工件可以由多层构造构成，且是从检查对象的层反射或者散射而入射到摄像装置的光的强度比来自其他层的强度大的波长。


9.根据权利要求8所述缺陷检测装置，其特征在于，
所述工件具备：
浓淡层，具有来源于半导体制造工序的浓淡图案；以及
被覆层，覆盖该浓淡层的浓淡图案，
从所述照明单元照射的照明光是至少与从浓淡层反射而入射到所述摄像装置的光相比从所述被覆层反射或者散射而入射到摄像装置的光的强度大的波长且降低了所述浓淡层的浓淡图案的影响的光。


10.根据权利要求1～9中任一项所述缺陷检测装置，其特征在于，
所述被覆层是有机物层。


11.根据权利要求1～10中任一项所述缺陷检测装置，其特征在于，
所述照明单元的照明光当中被观察的波长是450nm以下或者1000nm以上。


12.根据权利要求1～11中任一项所述的缺陷检测装置，其特征在于，
所述缺陷检测装置具有载置工件的工作台，该工作台的工件的载置部由通过吸引来吸引并保持工件的多孔质材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：田井悠，永元信裕，下川义和，清水洋儿，上林笃正，
申请(专利权)人：佳能机械株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP