フィレット検査方法およびフィレット検査装置
【課題】フィレット検査において、隣接する部品の影響を受けずに、半導体素子側面に形成されたフィレットの高さを高精度に検査することを可能にする。
【解決手段】半導体素子２の上面を光らせる面光源７と、半導体素子２の側面のフィレット８部分を光らせるライン状光源６とにより、検査対象の半導体装置１を照射する。半導体装置１に対して斜めに設置されたカメラ５により、半導体素子２の側面に這い上がったフィレット８の高さを計測するための検査画像を撮像する。撮像された検査画像を用いて、半導体素子２の上面と側面との境界を基準にして、フィレット８の高さを計測する。
【解決手段】半導体素子２の上面を光らせる面光源７と、半導体素子２の側面のフィレット８部分を光らせるライン状光源６とにより、検査対象の半導体装置１を照射する。半導体装置１に対して斜めに設置されたカメラ５により、半導体素子２の側面に這い上がったフィレット８の高さを計測するための検査画像を撮像する。撮像された検査画像を用いて、半導体素子２の上面と側面との境界を基準にして、フィレット８の高さを計測する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィレット（Ｆｉｌｌｅｔ）検査方法およびフィレット検査装置に係り、詳しくは、半導体装置の側面に形成されたフィレットの高さを隣接する部品の影響を受けずに、高速に検査することを可能にする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フリップチップ（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ）構造は、配線基板と半導体素子の機械的接合強度を確保し、電気的接続の不良の発生を未然に防止するために、接合補強材であるアンダーフィル（Ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ）剤が配線基板と半導体素子の間隙に充填され、半導体素子の周囲にフィレットが形成された構造となる。
【０００３】
近年の半導体素子の配線ルールの微細化に伴い、半導体素子自体の機械的強度が小さくなっている。そのため、フリップチップ構造の半導体装置において、半導体素子に形成されたフィレットの形状が部分的に異なった場合などには、熱などによってアンダーフィル剤の膨張などが生じ、半導体素子自体を破壊してしまう可能性がある。このため、フィレットが正常に形成されたか否かを検査する手段が求められる。
【０００４】
フィレットが正常に形成されたか否かを検査するために、特許文献１には、半導体素子とパッケージなどの配線基板との間に充填されたアンダーフィル樹脂のフィレット高さを側面から観察してアンダーフィル樹脂が到達している高さを計測する計測装置を備えたものが記載されている。特許文献１では、アンダーフィル樹脂の高さの測定結果から、塗布ワークのアンダーフィル樹脂が過多，不足，適量であることを自動的に分類する。
【０００５】
図１１は特許文献１に記載された従来のフィレット高さ計測方法の説明図である。
【０００６】
図１１において、測定装置１００は、塗布ワーク１０１を側面から観察し、一点以上の箇所でアンダーフィル樹脂１０２の高さを測定し、アンダーフィル樹脂１０２の高さ測定結果から、塗布ワーク１０１のアンダーフィル樹脂１０２の量を過多，不足，適量とのいずれかに分類する構成のものである。
【０００７】
また、特許文献２には、２つの部品が間隙を置いて互いに接合され、その間隙にアンダーフィル剤が充填された電子デバイスの製造において、アンダーフィル剤によって形成されたフィレット部の幅を検出手段によって検出することにより、アンダーフィル剤の充填状態を検知する技術が記載されている。
【０００８】
図１２（ａ），（ｂ）は特許文献２に記載された従来のフィレット検査装置における検査対象となる部分を示す図であり、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は断面図である。
【０００９】
図１２において、フィレット検査装置は、下部チップ１１０上の上部チップ１１１の４つの辺の各側端に、それぞれ形成されたフィレット部１１２〜１１５の幅Ｌ１〜Ｌ４の少なくとも１つを検出し、検出値と設定されているフィレット基準幅とを比較する構成のものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１８８０１１号公報
【特許文献２】特開２００７−１９４４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載されたフィレット高さの計測方法によれば、検査対象となる塗布ワーク１０１に隣接して搭載される部品によっては、計測装置１００を塗布ワーク１０１の側面に配置することが困難な場合がある。この場合には、塗布ワーク１０１におけるアンダーフィル樹脂１０２の高さ（フィレット高さ）を検査することができない。
【００１２】
また、特許文献２に記載のアンダーフィル材の充填状態の検査方法によれば、フィレット部１１２〜１１５の高さを検出するものではなく、フィレット部１１２〜１１５の幅Ｌ１〜Ｌ４を検出しているため、フィレット部１１２〜１１５の幅Ｌ１〜Ｌ４が所定の幅であれば、フィレット部１１２〜１１５の高さが異なる場合でも不良とは判定されない。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、特に半導体素子の表面と側面の境界を基準にフィレットが形成された高さを計測することにより、他の部品の影響を受けずにフィレット形成高さを検出することができるようにしたフィレット検査方法およびフィレット検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するため、本発明のフィレット検査方法は、半導体装置に搭載された半導体素子の側面にアンダーフィル剤によって形成されるフィレットを検査するフィレット検査方法であって、前記半導体素子の上面に向けて光を照射する第１光源と前記フィレット部分に向けて光を照射する第２光源とを用いて照射し、前記半導体装置の側面を撮像して検査画像を取得する撮像工程と、前記撮像工程にて得られた検査画像に対して、前記半導体素子の上面と側面との境界である基準位置を検出する基準位置検出工程と、前記半導体素子の側面と前記フィレットの境界であるフィレット境界を特定するフィレット境界特定工程と、前記フィレット境界と前記基準位置との距離に基づいて、前記半導体素子の側面のフィレット高さを計測するフィレット高さ計測工程と、前記フィレット高さ計測値に基づきフィレット状態の良否を判定する判定工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のフィレット検査装置は、半導体装置に搭載された半導体素子の側面にアンダーフィル剤によって形成されるフィレットを検査するフィレット検査装置であって、前記半導体装置の１側面に対して斜め方向に配置され、前記半導体素子の側面においてフィレットの高さを計測するための検査画像を撮像するカメラと、前記半導体素子の上面を照射する第１光源と、前記半導体素子の側面に形成されるフィレット部分を照射する第２光源と、前記第１光源と前記第２光源で照射しながら前記カメラで撮像した前記半導体素子の側面の検査画像に対して、前記半導体素子の上面と側面との境界である基準位置を検出すると共に、前記半導体素子の側面と前記フィレットの境界であるフィレット境界を特定し、前記フィレット境界と前記基準位置との距離に基づいて、前記半導体素子の側面のフィレット高さを計測し、前記フィレット高さ計測値に基づきフィレット状態の良否を判定する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、半導体装置外側に形成されるフィレットの半導体素子側面への這い上がり量を定量化することができ、高速かつ安定したフィレット検査を、隣接する部品の影響を受けることなく実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるフィレット検査装置の構成図
【図２】実施の形態１におけるカメラの傾き角度を決定するための説明図
【図３】実施の形態１において検査画像を撮像する際の半導体装置付近の各光源からの光路を示す説明図
【図４】実施の形態１における光学系による撮像画像を示す模式図
【図５】実施の形態１における撮像画像の取得から良否判定までの手順を示すフローチャート
【図６】複数の半導体装置が基板に搭載されている構成例を示す斜視図
【図７】対向する２側面でフィレットの形成状態が異なる状態を示す半導体装置の断面図
【図８】本発明の実施の形態２におけるフィレット検査装置の構成図
【図９】実施の形態２において検査画像を撮像する際の半導体装置付近の各光源からの光路を示す説明図
【図１０】本発明の実施の形態３におけるフィレット検査装置の構成図
【図１１】従来のフィレット高さ計測方法の説明図
【図１２】（ａ），（ｂ）は従来のフィレット検査装置における検査対象となる部分を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるフィレット検査装置の構成図、図２は実施の形態１におけるカメラの傾き角度を決定するための説明図、図３は実施の形態１において検査画像を撮像する際の半導体装置付近の各光源からの光路を示す説明図、図４は実施の形態１における光学系による撮像画像を示す模式図、図５は実施の形態１における撮像画像の取得から良否判定までの手順を示すフローチャート、図６は複数の半導体装置が基板に搭載されている構成例を示す斜視図、図７は対向する２側面でフィレットの形成状態が異なる状態を示す半導体装置の断面図である。
【００２０】
図１において、検査対象の半導体装置１は、半導体素子２を基板３に電気的に接続し、かつアンダーフィル剤が半導体素子２と基板３間に充填された構成であって、検査ステージ４上に設置されている。半導体装置１の半導体素子２の上面を基準として、カメラ５が角度θ傾けて設置され、半導体装置１の１辺を斜め上方より撮像できるようになっている。
【００２１】
半導体装置１に対してカメラ設置側とは反対側に、照射部分がライン状をなすライン状光源６（第１光源）が、その照射方向がカメラ５の光軸と半導体素子２の上面に対して対称となる角度に配置されている。半導体素子２の上方には、面光源７（第２光源）が、半導体素子２の側面に形成されるフィレット８に対し照射部が向くように配置されている。
【００２２】
ここで、このライン状光源６は、ライン状光源６の長手方向を半導体装置１における側面に対して平行に配置し、かつライン状光源６の照射方向をカメラ５の光軸と半導体素子２の上面に対して対称となる角度に設定することが好ましい。
【００２３】
また、面光源７の照射面の長手方向の長さを、半導体素子２の側面の長さよりも長く、かつ面光源７の照射面の短手方向の長さを、該照射面の一端が半導体素子２の側面よりも内側で、かつ他端がフィレット８よりも外側となる長さに設定し、面光源７を、該照射面の長手方向が、半導体素子２の側面に対して平行であって、かつ該照射面の短手方向の一端が半導体装置１の側面よりも内側で、かつ他端がフィレット８よりも外側になる位置に設置することが好ましい。
【００２４】
カメラ５の光軸の傾きθは、フィレットが全く形成されていない場合において、半導体素子２の側面全面が観察可能となる角度が、図２に示すように、検査対象の半導体装置１の左右に隣接して基板３に搭載された部品１０，１１と、半導体装置１との距離（Ｗｒ，Ｗｌ）、および高さ（Ｈｒ，Ｈｌ）を用いて、（数１）の式を満たす角度とする。カメラ５の光軸の傾きθは、高さ計測分解能を高くするために、（数１）の式を満たす角度の内、なるべく小さい角度とすることが望ましい。
（数１）
θ ≧ ｍａｘ（ｔａｎ−１（Ｗｒ／Ｈｒ），ｔａｎ−１（Ｗｌ／Ｈｌ））
例えば、図６に示す集合構造基板のように、１枚の基板３上に同一の半導体装置１が複数搭載されている場合を考える。この場合、例えば、隣接する部品の高さが０．５ｍｍで、隣接する部品との距離が２．５ｍｍの場合には、傾きθは、約１１度以上であればよく、例えば１５度として設定する。
【００２５】
カメラ５によって半導体装置１の側面を観測する場合、まず、ライン状光源６と面光源７を同時に点灯させる。そして、図３に示すように、ライン状光源６から照射される光Ａが半導体素子２の上面２ａで反射し、カメラ５の光軸の傾きθと照射方向とが一致するようにしている。
【００２６】
このため、図４の模式図に示すように、カメラ５の撮像画像では、半導体素子２の上面２ａの部分が明部として観察される。さらに、照射角度が広い面光源７から照射された光はフィレット８によって反射し、その一部がカメラ５に入射するため、図４に示す撮像画像ではフィレット８の部分も明部として観察される。
【００２７】
しかし、フィレット８に覆われていない半導体素子２の側面部２ｂの部分は、ライン状光源６から照射される光が到達せず、また面光源７から照射される光が下方向へと反射するため、図４に示す撮像画像においては、暗部として観察される。そのため、図４に示すように、半導体素子２の上面２ａが明、半導体素子２の側面２ｂが暗、フィレット８が明となる撮像画像を得ることができる。
【００２８】
このとき、フィレット８の表面に微小な凹凸があるなど、撮像画像において、フィレット８が十分明るくない場合には、光源としてスポット状光源（別の第２光源）を追加する。スポット状光源は、スポット状光源の光軸と検査対象である半導体素子２の側面とがなす角度が、カメラ５の光軸と半導体素子２の側面とがなす角度よりも小さい位置に配置するとよい。また、このスポット状光源の光軸と半導体素子２の側面とがなす角度は、カメラ５の光軸と半導体素子２の側面とがなす角度よりも小さくなるように設定されることが好ましい。なお、このスポット光源は、面光源７に追加して使用することで、よりフィレット８を明るくすることができるが、フィレット８の明るさがあまり必要でない場合などでは、スポット光源のみで面光源７を使用しない構成も可能である。
【００２９】
次に、本実施の形態における半導体装置の１側面に形成されたフィレットを検査する工程について、図５のフローチャートを参照して説明する。これらの工程は、フィレット検査装置の制御部（図示せず）により行われる。
【００３０】
まず、半導体装置１をフィレット検査装置に対して、相対的に位置決めした上で、ライン状光源６と面光源７を同時に点灯させ、カメラ５によって、半導体装置１の任意の１側面の検査画像を取得する（ステップＳ１）。この際、半導体装置１の持つ反りを矯正するため、検査ステージ４に、吸着機構を設けて基板３を吸着した上で、画像撮像するとよい。
【００３１】
次に、半導体素子２の上面２ａと半導体素子２の側面２ｂの境界を抽出し、この上面２ａと側面２ｂの境界を基準位置（基準線）として特定する（ステップＳ２）。本ステップＳ２においては、明部から暗部へと変化する場所を、半導体素子２の側面２ａ全体にわたって複数抽出し、最小二乗近似などを用いて演算し、近似直線として抽出する。これにより、例えば、半導体素子２に部分的なチップ欠けなどがあっても、安定したフィレット這い上がり量の計測が可能となる。
【００３２】
その後、半導体素子２の側面２ｂとフィレット８の境界を特定する（ステップＳ３）。本ステップＳ３の特定方法としては、ステップＳ２にて特定された基準位置よりも半導体素子２の側面２ｂ側の部分を２値化する方法や、基準位置よりも半導体素子２の側面２ｂ側の部分に対して、輝度の暗部から明部へ変化する場所を特定する方法を用いるとよい。
【００３３】
次に、ステップＳ３にて特定された複数の半導体素子２の側面２ｂとフィレット８の境界点の距離と、ステップＳ２にて特定された基準位置との画像上の距離を算出し、あらかじめ取得された１画素あたりの長さを用いて実際の長さへと変換し、フィレット８の這い上がり量（フィレット高さ）を検出する（ステップＳ４）。
【００３４】
ステップＳ４にて計測される這い上がり量は、基準位置が半導体素子２の上面２ａと半導体素子２の側面２ｂの境界線であるため、計測値が大の場合、フィレット高さは小さく、計測値が小の場合、フィレット高さは大きい。
【００３５】
また、半導体素子２の上面２ａと半導体素子２の側面２ｂの境界を基準に、フィレット這い上がり量を計測することにより、半導体装置１がずれて位置決めされていても、安定したフィレット這い上がり量の計測が可能である。
【００３６】
最後に、ステップＳ４で得られた複数のフィレット這い上がり量を用いて、良否の判定を行う（ステップＳ５）。本ステップＳ５においては、ステップＳ４で得られたフィレット這い上がり量の最大値，最小値，平均値が、あらかじめ設定されている所定の範囲にあるか否かを検定する方法や、複数のフィレット這い上がり量を用いて、部分的な凹みの有無を検定する方法、あるいはこれらの検定を組み合わせて検定する方法が考えられるが、検査対象となる半導体装置１の特性や製造方法によって適宜選択すればよい。
【００３７】
さらに、前記検査処理を、半導体装置１の複数の側面に対して実施した後、それぞれの側面の最小値同士、または最大値同士を比較し、差が一定以内であることを検定することにより、図７に示すような、半導体素子２のフィレット８ａ，８ｂの高さが側面によって異なる場合を、不良品として判定することができる。このフィレット８ａ，８ｂの高さの違いが生じると、熱などによるアンダーフィル剤の膨張などによって、半導体素子２自体の破壊が懸念される。
【００３８】
実施の形態１によれば、カメラ５，ライン状光源６，面光源７によって、半導体素子２の上面２ａおよびフィレット８を明部とし、半導体素子２の側面２ｂを暗部として撮像することができる。そのため、検査画像により半導体素子２の上面２ａと半導体素子２の側面２ｂの境界と、半導体素子２の側面２ｂとフィレット８の境界を検出することが可能となり、高速で安定したフィレット状態の良否の検査を実施することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
図８は本発明の実施の形態２におけるフィレット検査装置の構成図、図９は実施の形態２において検査画像を撮像する際の半導体装置付近の各光源からの光路を示す説明図である。なお、以下の実施の形態における説明において、既に説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００４０】
図８において、一対のライン状光源６が半導体装置１の側方における相対する対称位置に設置されており、半導体装置１の上方には面光源７と直角プリズム２０とが設置されている。そして、直角プリズム２０の上方にカメラ５が設置され、直角プリズム２０の側方にハーフミラー２１とミラー２２とが配置されている。この構成により、半導体装置１の対向する２側面に形成されたフィレット８が同一視野内で、例えば視野の上下に各側面の画像が撮像されるようにしている。
【００４１】
各ライン状光源６は、ハーフミラー２１の上方から、その照射方向が下方へ向くように設置されており、ミラー２２によって反射されて半導体装置１を照射角度θで照射することが可能であるようになっており、両ライン状光源６を同時に点灯することにより、半導体素子２の上面２ａが、同一画像内でそれぞれ明部として観察される。さらに面光源７の照射光は、両側のフィレット８によって反射し、その一部がカメラ５に入射するため、撮像画像において両フィレット８がそれぞれ明部として観察される。
【００４２】
そのため、実施の形態２では、得られた検査画像内の両側面の検査領域に対して、それぞれ既述した実施の形態１における検査処理を行う。
【００４３】
実施の形態２において、両側のライン状光源６を同時に点灯させ、かつ基板３の表面がポリイミド樹脂などの反射率が高い材質で覆われている場合や、配線などの部分的に反射率の高い材質がある場合について考える。この場合は、例えば、図９に示すように、検査画像内の右側面の検査領域において半導体素子２の上面２ａを明部として得るための左側のライン状光源６からの照射光線Ｄが、半導体素子２の左側の基板３の表面で反射し、その反射光Ｅが左側の半導体素子２の側面２ｂを経由してカメラ５に入射してしまい、側面全体にわたって、もしくは部分的に半導体素子２の側面２ｂが明部として撮像される。このため安定した検査が実施できない場合もある。
【００４４】
このような半導体装置１の場合には、面光源７を点灯したまま、一方のライン状光源６のみ点灯させた状態において、一方の側面２ｂの検査画像を得て検査を実施し、他方の側面２ｂの検査を行う際に、他方のライン状光源６の点灯消灯を切り替えて、他方の検査画像を得るようにする。
【００４５】
実施の形態２によれば、半導体装置１の２側面に対して、それぞれ位置決めすることなく、一度の位置決めのみで２側面の検査を行うことが可能となるため、より高速なフィレット状態の検査を実施することができる。
【００４６】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３におけるフィレット検査装置の構成図である。実施の形態３では、基板３の表面がポリイミドなどの反射率が高い材質で覆われている場合や、配線などの部分的に反射率の高い材質がある場合であっても、検査対象となる半導体装置１における対向する２側面に形成されたフィレットの検査画像を同時に撮像することができるようにしている。
【００４７】
図１０において、偏光板３０ａ〜３０ｄが半導体装置１の両側の対称位置に設置され、偏光板３０ａ，３０ｂを各ライン状光源６と各ハーフミラー２１との間に、さらに偏光板３０ｃ，３０ｄを各ハーフミラー２１と直角プリズム２０との間に配置している。また、ライン状光源６とハーフミラー２１との間の偏光板３０ａ，３０ｂは、それぞれ互いに偏光方向が直交する構成であり、ハーフミラー２１と直角プリズム２０との間の偏光板３０ｃ，３０ｄは、それぞれ互いに偏光方向が直交する構成である。
【００４８】
さらに、ライン状光源６とハーフミラー２１との間の偏光板３０ａ，３０ｂと、ハーフミラー２１と直角プリズム２０との間の偏光板３０ｃ，３０ｄとの偏光方向は、互いに直交する構成のものを用いている。
【００４９】
そのため、両側のライン状光源６を同時に点灯させ、かつ基板３の表面がポリイミドなどの反射率が高い材質で覆われている場合や、配線などの部分的に反射率の高い材質がある場合であっても、図９に示す左側の半導体素子２の側面２ｂを経由した反射光Ｅのみ、ハーフミラー２１と直角プリズム２０の間の偏光板３０ｃ，３０ｄによって遮断されるため、安定した検査を実施することが可能となる。
【００５０】
実施の形態３によれば、基板３の表面がポリイミドなどの反射率が高い材質で覆われている場合や、配線などの部分的に反射率の高い材質がある場合であっても、半導体装置１の２側面に対して、一度の撮像で２側面の検査を行うことが可能となるため、より高速なフィレット状態の検査を実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のフィレット検査方法およびフィレット検査装置は、検査画像に対して、半導体素子上面と半導体素子側面の境界を特定した上で、半導体素子側面とフィレットの境界を特定し、その距離を計測することにより、検査側面全面にわたって高速な検査が実現するため、各種の半導体装置の検査用途に適応できる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 半導体装置
２ 半導体素子
２ａ 半導体素子の上面
２ｂ 半導体素子の側面
３ 基板
４ 検査ステージ
５ カメラ
６ ライン状光源
７ 面光源
８ フィレット
２０ 直角プリズム
２１ ハーフミラー
２２ ミラー
３０ 偏光板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィレット（Ｆｉｌｌｅｔ）検査方法およびフィレット検査装置に係り、詳しくは、半導体装置の側面に形成されたフィレットの高さを隣接する部品の影響を受けずに、高速に検査することを可能にする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フリップチップ（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ）構造は、配線基板と半導体素子の機械的接合強度を確保し、電気的接続の不良の発生を未然に防止するために、接合補強材であるアンダーフィル（Ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ）剤が配線基板と半導体素子の間隙に充填され、半導体素子の周囲にフィレットが形成された構造となる。
【０００３】
近年の半導体素子の配線ルールの微細化に伴い、半導体素子自体の機械的強度が小さくなっている。そのため、フリップチップ構造の半導体装置において、半導体素子に形成されたフィレットの形状が部分的に異なった場合などには、熱などによってアンダーフィル剤の膨張などが生じ、半導体素子自体を破壊してしまう可能性がある。このため、フィレットが正常に形成されたか否かを検査する手段が求められる。
【０００４】
フィレットが正常に形成されたか否かを検査するために、特許文献１には、半導体素子とパッケージなどの配線基板との間に充填されたアンダーフィル樹脂のフィレット高さを側面から観察してアンダーフィル樹脂が到達している高さを計測する計測装置を備えたものが記載されている。特許文献１では、アンダーフィル樹脂の高さの測定結果から、塗布ワークのアンダーフィル樹脂が過多，不足，適量であることを自動的に分類する。
【０００５】
図１１は特許文献１に記載された従来のフィレット高さ計測方法の説明図である。
【０００６】
図１１において、測定装置１００は、塗布ワーク１０１を側面から観察し、一点以上の箇所でアンダーフィル樹脂１０２の高さを測定し、アンダーフィル樹脂１０２の高さ測定結果から、塗布ワーク１０１のアンダーフィル樹脂１０２の量を過多，不足，適量とのいずれかに分類する構成のものである。
【０００７】
また、特許文献２には、２つの部品が間隙を置いて互いに接合され、その間隙にアンダーフィル剤が充填された電子デバイスの製造において、アンダーフィル剤によって形成されたフィレット部の幅を検出手段によって検出することにより、アンダーフィル剤の充填状態を検知する技術が記載されている。
【０００８】
図１２（ａ），（ｂ）は特許文献２に記載された従来のフィレット検査装置における検査対象となる部分を示す図であり、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は断面図である。
【０００９】
図１２において、フィレット検査装置は、下部チップ１１０上の上部チップ１１１の４つの辺の各側端に、それぞれ形成されたフィレット部１１２〜１１５の幅Ｌ１〜Ｌ４の少なくとも１つを検出し、検出値と設定されているフィレット基準幅とを比較する構成のものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１８８０１１号公報
【特許文献２】特開２００７−１９４４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載されたフィレット高さの計測方法によれば、検査対象となる塗布ワーク１０１に隣接して搭載される部品によっては、計測装置１００を塗布ワーク１０１の側面に配置することが困難な場合がある。この場合には、塗布ワーク１０１におけるアンダーフィル樹脂１０２の高さ（フィレット高さ）を検査することができない。
【００１２】
また、特許文献２に記載のアンダーフィル材の充填状態の検査方法によれば、フィレット部１１２〜１１５の高さを検出するものではなく、フィレット部１１２〜１１５の幅Ｌ１〜Ｌ４を検出しているため、フィレット部１１２〜１１５の幅Ｌ１〜Ｌ４が所定の幅であれば、フィレット部１１２〜１１５の高さが異なる場合でも不良とは判定されない。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、特に半導体素子の表面と側面の境界を基準にフィレットが形成された高さを計測することにより、他の部品の影響を受けずにフィレット形成高さを検出することができるようにしたフィレット検査方法およびフィレット検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するため、本発明のフィレット検査方法は、半導体装置に搭載された半導体素子の側面にアンダーフィル剤によって形成されるフィレットを検査するフィレット検査方法であって、前記半導体素子の上面に向けて光を照射する第１光源と前記フィレット部分に向けて光を照射する第２光源とを用いて照射し、前記半導体装置の側面を撮像して検査画像を取得する撮像工程と、前記撮像工程にて得られた検査画像に対して、前記半導体素子の上面と側面との境界である基準位置を検出する基準位置検出工程と、前記半導体素子の側面と前記フィレットの境界であるフィレット境界を特定するフィレット境界特定工程と、前記フィレット境界と前記基準位置との距離に基づいて、前記半導体素子の側面のフィレット高さを計測するフィレット高さ計測工程と、前記フィレット高さ計測値に基づきフィレット状態の良否を判定する判定工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のフィレット検査装置は、半導体装置に搭載された半導体素子の側面にアンダーフィル剤によって形成されるフィレットを検査するフィレット検査装置であって、前記半導体装置の１側面に対して斜め方向に配置され、前記半導体素子の側面においてフィレットの高さを計測するための検査画像を撮像するカメラと、前記半導体素子の上面を照射する第１光源と、前記半導体素子の側面に形成されるフィレット部分を照射する第２光源と、前記第１光源と前記第２光源で照射しながら前記カメラで撮像した前記半導体素子の側面の検査画像に対して、前記半導体素子の上面と側面との境界である基準位置を検出すると共に、前記半導体素子の側面と前記フィレットの境界であるフィレット境界を特定し、前記フィレット境界と前記基準位置との距離に基づいて、前記半導体素子の側面のフィレット高さを計測し、前記フィレット高さ計測値に基づきフィレット状態の良否を判定する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、半導体装置外側に形成されるフィレットの半導体素子側面への這い上がり量を定量化することができ、高速かつ安定したフィレット検査を、隣接する部品の影響を受けることなく実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるフィレット検査装置の構成図
【図２】実施の形態１におけるカメラの傾き角度を決定するための説明図
【図３】実施の形態１において検査画像を撮像する際の半導体装置付近の各光源からの光路を示す説明図
【図４】実施の形態１における光学系による撮像画像を示す模式図
【図５】実施の形態１における撮像画像の取得から良否判定までの手順を示すフローチャート
【図６】複数の半導体装置が基板に搭載されている構成例を示す斜視図
【図７】対向する２側面でフィレットの形成状態が異なる状態を示す半導体装置の断面図
【図８】本発明の実施の形態２におけるフィレット検査装置の構成図
【図９】実施の形態２において検査画像を撮像する際の半導体装置付近の各光源からの光路を示す説明図
【図１０】本発明の実施の形態３におけるフィレット検査装置の構成図
【図１１】従来のフィレット高さ計測方法の説明図
【図１２】（ａ），（ｂ）は従来のフィレット検査装置における検査対象となる部分を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるフィレット検査装置の構成図、図２は実施の形態１におけるカメラの傾き角度を決定するための説明図、図３は実施の形態１において検査画像を撮像する際の半導体装置付近の各光源からの光路を示す説明図、図４は実施の形態１における光学系による撮像画像を示す模式図、図５は実施の形態１における撮像画像の取得から良否判定までの手順を示すフローチャート、図６は複数の半導体装置が基板に搭載されている構成例を示す斜視図、図７は対向する２側面でフィレットの形成状態が異なる状態を示す半導体装置の断面図である。
【００２０】
図１において、検査対象の半導体装置１は、半導体素子２を基板３に電気的に接続し、かつアンダーフィル剤が半導体素子２と基板３間に充填された構成であって、検査ステージ４上に設置されている。半導体装置１の半導体素子２の上面を基準として、カメラ５が角度θ傾けて設置され、半導体装置１の１辺を斜め上方より撮像できるようになっている。
【００２１】
半導体装置１に対してカメラ設置側とは反対側に、照射部分がライン状をなすライン状光源６（第１光源）が、その照射方向がカメラ５の光軸と半導体素子２の上面に対して対称となる角度に配置されている。半導体素子２の上方には、面光源７（第２光源）が、半導体素子２の側面に形成されるフィレット８に対し照射部が向くように配置されている。
【００２２】
ここで、このライン状光源６は、ライン状光源６の長手方向を半導体装置１における側面に対して平行に配置し、かつライン状光源６の照射方向をカメラ５の光軸と半導体素子２の上面に対して対称となる角度に設定することが好ましい。
【００２３】
また、面光源７の照射面の長手方向の長さを、半導体素子２の側面の長さよりも長く、かつ面光源７の照射面の短手方向の長さを、該照射面の一端が半導体素子２の側面よりも内側で、かつ他端がフィレット８よりも外側となる長さに設定し、面光源７を、該照射面の長手方向が、半導体素子２の側面に対して平行であって、かつ該照射面の短手方向の一端が半導体装置１の側面よりも内側で、かつ他端がフィレット８よりも外側になる位置に設置することが好ましい。
【００２４】
カメラ５の光軸の傾きθは、フィレットが全く形成されていない場合において、半導体素子２の側面全面が観察可能となる角度が、図２に示すように、検査対象の半導体装置１の左右に隣接して基板３に搭載された部品１０，１１と、半導体装置１との距離（Ｗｒ，Ｗｌ）、および高さ（Ｈｒ，Ｈｌ）を用いて、（数１）の式を満たす角度とする。カメラ５の光軸の傾きθは、高さ計測分解能を高くするために、（数１）の式を満たす角度の内、なるべく小さい角度とすることが望ましい。
（数１）
θ ≧ ｍａｘ（ｔａｎ−１（Ｗｒ／Ｈｒ），ｔａｎ−１（Ｗｌ／Ｈｌ））
例えば、図６に示す集合構造基板のように、１枚の基板３上に同一の半導体装置１が複数搭載されている場合を考える。この場合、例えば、隣接する部品の高さが０．５ｍｍで、隣接する部品との距離が２．５ｍｍの場合には、傾きθは、約１１度以上であればよく、例えば１５度として設定する。
【００２５】
カメラ５によって半導体装置１の側面を観測する場合、まず、ライン状光源６と面光源７を同時に点灯させる。そして、図３に示すように、ライン状光源６から照射される光Ａが半導体素子２の上面２ａで反射し、カメラ５の光軸の傾きθと照射方向とが一致するようにしている。
【００２６】
このため、図４の模式図に示すように、カメラ５の撮像画像では、半導体素子２の上面２ａの部分が明部として観察される。さらに、照射角度が広い面光源７から照射された光はフィレット８によって反射し、その一部がカメラ５に入射するため、図４に示す撮像画像ではフィレット８の部分も明部として観察される。
【００２７】
しかし、フィレット８に覆われていない半導体素子２の側面部２ｂの部分は、ライン状光源６から照射される光が到達せず、また面光源７から照射される光が下方向へと反射するため、図４に示す撮像画像においては、暗部として観察される。そのため、図４に示すように、半導体素子２の上面２ａが明、半導体素子２の側面２ｂが暗、フィレット８が明となる撮像画像を得ることができる。
【００２８】
このとき、フィレット８の表面に微小な凹凸があるなど、撮像画像において、フィレット８が十分明るくない場合には、光源としてスポット状光源（別の第２光源）を追加する。スポット状光源は、スポット状光源の光軸と検査対象である半導体素子２の側面とがなす角度が、カメラ５の光軸と半導体素子２の側面とがなす角度よりも小さい位置に配置するとよい。また、このスポット状光源の光軸と半導体素子２の側面とがなす角度は、カメラ５の光軸と半導体素子２の側面とがなす角度よりも小さくなるように設定されることが好ましい。なお、このスポット光源は、面光源７に追加して使用することで、よりフィレット８を明るくすることができるが、フィレット８の明るさがあまり必要でない場合などでは、スポット光源のみで面光源７を使用しない構成も可能である。
【００２９】
次に、本実施の形態における半導体装置の１側面に形成されたフィレットを検査する工程について、図５のフローチャートを参照して説明する。これらの工程は、フィレット検査装置の制御部（図示せず）により行われる。
【００３０】
まず、半導体装置１をフィレット検査装置に対して、相対的に位置決めした上で、ライン状光源６と面光源７を同時に点灯させ、カメラ５によって、半導体装置１の任意の１側面の検査画像を取得する（ステップＳ１）。この際、半導体装置１の持つ反りを矯正するため、検査ステージ４に、吸着機構を設けて基板３を吸着した上で、画像撮像するとよい。
【００３１】
次に、半導体素子２の上面２ａと半導体素子２の側面２ｂの境界を抽出し、この上面２ａと側面２ｂの境界を基準位置（基準線）として特定する（ステップＳ２）。本ステップＳ２においては、明部から暗部へと変化する場所を、半導体素子２の側面２ａ全体にわたって複数抽出し、最小二乗近似などを用いて演算し、近似直線として抽出する。これにより、例えば、半導体素子２に部分的なチップ欠けなどがあっても、安定したフィレット這い上がり量の計測が可能となる。
【００３２】
その後、半導体素子２の側面２ｂとフィレット８の境界を特定する（ステップＳ３）。本ステップＳ３の特定方法としては、ステップＳ２にて特定された基準位置よりも半導体素子２の側面２ｂ側の部分を２値化する方法や、基準位置よりも半導体素子２の側面２ｂ側の部分に対して、輝度の暗部から明部へ変化する場所を特定する方法を用いるとよい。
【００３３】
次に、ステップＳ３にて特定された複数の半導体素子２の側面２ｂとフィレット８の境界点の距離と、ステップＳ２にて特定された基準位置との画像上の距離を算出し、あらかじめ取得された１画素あたりの長さを用いて実際の長さへと変換し、フィレット８の這い上がり量（フィレット高さ）を検出する（ステップＳ４）。
【００３４】
ステップＳ４にて計測される這い上がり量は、基準位置が半導体素子２の上面２ａと半導体素子２の側面２ｂの境界線であるため、計測値が大の場合、フィレット高さは小さく、計測値が小の場合、フィレット高さは大きい。
【００３５】
また、半導体素子２の上面２ａと半導体素子２の側面２ｂの境界を基準に、フィレット這い上がり量を計測することにより、半導体装置１がずれて位置決めされていても、安定したフィレット這い上がり量の計測が可能である。
【００３６】
最後に、ステップＳ４で得られた複数のフィレット這い上がり量を用いて、良否の判定を行う（ステップＳ５）。本ステップＳ５においては、ステップＳ４で得られたフィレット這い上がり量の最大値，最小値，平均値が、あらかじめ設定されている所定の範囲にあるか否かを検定する方法や、複数のフィレット這い上がり量を用いて、部分的な凹みの有無を検定する方法、あるいはこれらの検定を組み合わせて検定する方法が考えられるが、検査対象となる半導体装置１の特性や製造方法によって適宜選択すればよい。
【００３７】
さらに、前記検査処理を、半導体装置１の複数の側面に対して実施した後、それぞれの側面の最小値同士、または最大値同士を比較し、差が一定以内であることを検定することにより、図７に示すような、半導体素子２のフィレット８ａ，８ｂの高さが側面によって異なる場合を、不良品として判定することができる。このフィレット８ａ，８ｂの高さの違いが生じると、熱などによるアンダーフィル剤の膨張などによって、半導体素子２自体の破壊が懸念される。
【００３８】
実施の形態１によれば、カメラ５，ライン状光源６，面光源７によって、半導体素子２の上面２ａおよびフィレット８を明部とし、半導体素子２の側面２ｂを暗部として撮像することができる。そのため、検査画像により半導体素子２の上面２ａと半導体素子２の側面２ｂの境界と、半導体素子２の側面２ｂとフィレット８の境界を検出することが可能となり、高速で安定したフィレット状態の良否の検査を実施することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
図８は本発明の実施の形態２におけるフィレット検査装置の構成図、図９は実施の形態２において検査画像を撮像する際の半導体装置付近の各光源からの光路を示す説明図である。なお、以下の実施の形態における説明において、既に説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００４０】
図８において、一対のライン状光源６が半導体装置１の側方における相対する対称位置に設置されており、半導体装置１の上方には面光源７と直角プリズム２０とが設置されている。そして、直角プリズム２０の上方にカメラ５が設置され、直角プリズム２０の側方にハーフミラー２１とミラー２２とが配置されている。この構成により、半導体装置１の対向する２側面に形成されたフィレット８が同一視野内で、例えば視野の上下に各側面の画像が撮像されるようにしている。
【００４１】
各ライン状光源６は、ハーフミラー２１の上方から、その照射方向が下方へ向くように設置されており、ミラー２２によって反射されて半導体装置１を照射角度θで照射することが可能であるようになっており、両ライン状光源６を同時に点灯することにより、半導体素子２の上面２ａが、同一画像内でそれぞれ明部として観察される。さらに面光源７の照射光は、両側のフィレット８によって反射し、その一部がカメラ５に入射するため、撮像画像において両フィレット８がそれぞれ明部として観察される。
【００４２】
そのため、実施の形態２では、得られた検査画像内の両側面の検査領域に対して、それぞれ既述した実施の形態１における検査処理を行う。
【００４３】
実施の形態２において、両側のライン状光源６を同時に点灯させ、かつ基板３の表面がポリイミド樹脂などの反射率が高い材質で覆われている場合や、配線などの部分的に反射率の高い材質がある場合について考える。この場合は、例えば、図９に示すように、検査画像内の右側面の検査領域において半導体素子２の上面２ａを明部として得るための左側のライン状光源６からの照射光線Ｄが、半導体素子２の左側の基板３の表面で反射し、その反射光Ｅが左側の半導体素子２の側面２ｂを経由してカメラ５に入射してしまい、側面全体にわたって、もしくは部分的に半導体素子２の側面２ｂが明部として撮像される。このため安定した検査が実施できない場合もある。
【００４４】
このような半導体装置１の場合には、面光源７を点灯したまま、一方のライン状光源６のみ点灯させた状態において、一方の側面２ｂの検査画像を得て検査を実施し、他方の側面２ｂの検査を行う際に、他方のライン状光源６の点灯消灯を切り替えて、他方の検査画像を得るようにする。
【００４５】
実施の形態２によれば、半導体装置１の２側面に対して、それぞれ位置決めすることなく、一度の位置決めのみで２側面の検査を行うことが可能となるため、より高速なフィレット状態の検査を実施することができる。
【００４６】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３におけるフィレット検査装置の構成図である。実施の形態３では、基板３の表面がポリイミドなどの反射率が高い材質で覆われている場合や、配線などの部分的に反射率の高い材質がある場合であっても、検査対象となる半導体装置１における対向する２側面に形成されたフィレットの検査画像を同時に撮像することができるようにしている。
【００４７】
図１０において、偏光板３０ａ〜３０ｄが半導体装置１の両側の対称位置に設置され、偏光板３０ａ，３０ｂを各ライン状光源６と各ハーフミラー２１との間に、さらに偏光板３０ｃ，３０ｄを各ハーフミラー２１と直角プリズム２０との間に配置している。また、ライン状光源６とハーフミラー２１との間の偏光板３０ａ，３０ｂは、それぞれ互いに偏光方向が直交する構成であり、ハーフミラー２１と直角プリズム２０との間の偏光板３０ｃ，３０ｄは、それぞれ互いに偏光方向が直交する構成である。
【００４８】
さらに、ライン状光源６とハーフミラー２１との間の偏光板３０ａ，３０ｂと、ハーフミラー２１と直角プリズム２０との間の偏光板３０ｃ，３０ｄとの偏光方向は、互いに直交する構成のものを用いている。
【００４９】
そのため、両側のライン状光源６を同時に点灯させ、かつ基板３の表面がポリイミドなどの反射率が高い材質で覆われている場合や、配線などの部分的に反射率の高い材質がある場合であっても、図９に示す左側の半導体素子２の側面２ｂを経由した反射光Ｅのみ、ハーフミラー２１と直角プリズム２０の間の偏光板３０ｃ，３０ｄによって遮断されるため、安定した検査を実施することが可能となる。
【００５０】
実施の形態３によれば、基板３の表面がポリイミドなどの反射率が高い材質で覆われている場合や、配線などの部分的に反射率の高い材質がある場合であっても、半導体装置１の２側面に対して、一度の撮像で２側面の検査を行うことが可能となるため、より高速なフィレット状態の検査を実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のフィレット検査方法およびフィレット検査装置は、検査画像に対して、半導体素子上面と半導体素子側面の境界を特定した上で、半導体素子側面とフィレットの境界を特定し、その距離を計測することにより、検査側面全面にわたって高速な検査が実現するため、各種の半導体装置の検査用途に適応できる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 半導体装置
２ 半導体素子
２ａ 半導体素子の上面
２ｂ 半導体素子の側面
３ 基板
４ 検査ステージ
５ カメラ
６ ライン状光源
７ 面光源
８ フィレット
２０ 直角プリズム
２１ ハーフミラー
２２ ミラー
３０ 偏光板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置に搭載された半導体素子の側面にアンダーフィル剤によって形成されるフィレットを検査するフィレット検査方法であって、
前記半導体素子の上面に向けて光を照射する第１光源と前記フィレット部分に向けて光を照射する第２光源とを用いて照射し、前記半導体装置の側面を撮像して検査画像を取得する撮像工程と、
前記撮像工程にて得られた検査画像に対して、前記半導体素子の上面と側面との境界である基準位置を検出する基準位置検出工程と、
前記半導体素子の側面と前記フィレットの境界であるフィレット境界を特定するフィレット境界特定工程と、
前記フィレット境界と前記基準位置との距離に基づいて、前記半導体素子の側面のフィレット高さを計測するフィレット高さ計測工程と、
前記フィレット高さ計測値に基づきフィレット状態の良否を判定する判定工程と、を有すること
を特徴とするフィレット検査方法。
【請求項２】
前記フィレット境界特定工程において、少なくとも２箇所以上のフィレット境界を特定し、
前記フィレット高さ計測工程において、特定された前記各フィレット境界に対して前記フィレット高さを計測し、
前記判定工程において、前記各高さ計測値に基づいて前記良否判定を行うこと
を特徴とする請求項１記載のフィレット検査方法。
【請求項３】
前記基準位置検出工程から前記フィレット高さ計測工程までを、前記半導体素子の２側面以上に対して行い、前記判定工程において、各フィレット高さ計測値を比較し、前記良否判定を行うこと
を特徴とする請求項１または２記載のフィレット検査方法。
【請求項４】
前記撮像工程において、前記２組の光学系により前記検査対象の半導体装置における２側面を同一視野内に撮像し、一回の前記撮像工程によって撮像された検査画像に基づいて、前記検査処理において前記２側面に対して検査を行うこと
を特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のフィレット検査方法。
【請求項５】
前記撮像工程において、前記２組の光学系により前記検査対象の半導体装置における対向する２側面を同時に、かつ各側面ごとに照明を切り替えた上で撮像することにより、検査画像を取得すること
を特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のフィレット検査方法。
【請求項６】
半導体装置に搭載された半導体素子の側面にアンダーフィル剤によって形成されるフィレットを検査するフィレット検査装置であって、
前記半導体装置の１側面に対して斜め方向に配置され、前記半導体素子の側面においてフィレットの高さを計測するための検査画像を撮像するカメラと、
前記半導体素子の上面を照射する第１光源と、
前記半導体素子の側面に形成されるフィレット部分を照射する第２光源と、
前記第１光源と前記第２光源で照射しながら前記カメラで撮像した前記半導体素子の側面の検査画像に対して、前記半導体素子の上面と側面との境界である基準位置を検出すると共に、前記半導体素子の側面と前記フィレットの境界であるフィレット境界を特定し、前記フィレット境界と前記基準位置との距離に基づいて、前記半導体素子の側面のフィレット高さを計測し、前記フィレット高さ計測値に基づきフィレット状態の良否を判定する制御部と、を備えたこと
を特徴とするフィレット検査装置。
【請求項７】
前記第１光源として、照射部分がライン状をなすライン状光源を用い、
前記ライン状光源の長手方向を前記半導体装置における側面に対して平行に配置し、かつ前記ライン状光源の照射方向を前記カメラの光軸と前記半導体素子の上面に対して対称となる角度に設定したこと
を特徴とする請求項６記載のフィレット検査装置。
【請求項８】
前記第２光源として面光源を用い、
前記第２光源を前記半導体素子の上面より上方から照射するように設置し、
前記第２光源の照射面の長手方向の長さを、前記半導体素子の側面の長さよりも長く、かつ前記第２光源の照射面の短手方向の長さを、該照射面の一端が前記半導体素子の側面よりも内側で、かつ他端が前記フィレットよりも外側となる長さに設定し、
前記第２光源を、前記照射面の長手方向が、前記半導体素子の側面に対して平行であって、かつ前記照射面の短手方向の一端が前記半導体装置の側面よりも内側で、かつ他端が前記フィレットよりも外側になる位置に設置したこと
を特徴とする請求項６記載のフィレット検査装置。
【請求項９】
前記第２光源として、照射部分がスポット状をなすスポット光源を用い、
前記スポット状光源の光軸と前記半導体素子の側面とがなす角度を、前記カメラの光軸と前記半導体素子の側面とがなす角度よりも小さくなるように設定したこと
を特徴とする請求項６記載のフィレット検査装置。
【請求項１０】
前記第２光源として、照射部分がスポット状をなすスポット状光源を用い、
前記スポット状光源を前記半導体素子の側面の両側に配置し、各スポット状光源の光軸と前記半導体素子の側面とがなす角度が、前記カメラの光軸と前記半導体素子の側面とがなす角度よりも小さくなるように設定したこと
を特徴とする請求項６記載のフィレット検査装置。
【請求項１１】
前記第２光源として、請求項８に記載の面光源と請求項９または１０に記載のスポット光源のどちらも用いること
を特徴とするフィレット検査装置。
【請求項１２】
該光学系により前記検査対象の半導体装置における２側面を同一視野内において撮像するために、前記カメラと前記第１および第２光源からなる光学系を２組設置したこと
を特徴とする請求項６〜１１いずれか１項記載のフィレット検査装置。
【請求項１３】
前記第１光源として照射部分がライン状をなすライン状光源を２つ用い、かつ２つのライン光源用偏光板を、各ライン状光源の前でフィレットからの反射光経路ではない位置に、それぞれ偏光方向が直交するように配置し、さらに２つの反射光偏光板を、フィレットからの反射光のみが通過する経路上に、それぞれ偏光方向が直交するよう配置し、各光学系における前記ライン光源用偏光板と前記反射光偏光板との偏光方向が一致するように配置したこと
を特徴とする請求項１２記載のフィレット検査装置。
【請求項１４】
前記半導体素子の上面よりも上方から照射する前記光源の照射面の長手方向の長さを、少なくとも前記半導体素子の側面の長さよりも長く、かつ照射面の短手方向の長さを、一端が該一端部に形成されたフィレットよりも外側であって、他端が反対側のフィレットよりも外側となる長さに設定したこと
を特徴とする請求項１２記載のフィレット検査装置。
【請求項１】
半導体装置に搭載された半導体素子の側面にアンダーフィル剤によって形成されるフィレットを検査するフィレット検査方法であって、
前記半導体素子の上面に向けて光を照射する第１光源と前記フィレット部分に向けて光を照射する第２光源とを用いて照射し、前記半導体装置の側面を撮像して検査画像を取得する撮像工程と、
前記撮像工程にて得られた検査画像に対して、前記半導体素子の上面と側面との境界である基準位置を検出する基準位置検出工程と、
前記半導体素子の側面と前記フィレットの境界であるフィレット境界を特定するフィレット境界特定工程と、
前記フィレット境界と前記基準位置との距離に基づいて、前記半導体素子の側面のフィレット高さを計測するフィレット高さ計測工程と、
前記フィレット高さ計測値に基づきフィレット状態の良否を判定する判定工程と、を有すること
を特徴とするフィレット検査方法。
【請求項２】
前記フィレット境界特定工程において、少なくとも２箇所以上のフィレット境界を特定し、
前記フィレット高さ計測工程において、特定された前記各フィレット境界に対して前記フィレット高さを計測し、
前記判定工程において、前記各高さ計測値に基づいて前記良否判定を行うこと
を特徴とする請求項１記載のフィレット検査方法。
【請求項３】
前記基準位置検出工程から前記フィレット高さ計測工程までを、前記半導体素子の２側面以上に対して行い、前記判定工程において、各フィレット高さ計測値を比較し、前記良否判定を行うこと
を特徴とする請求項１または２記載のフィレット検査方法。
【請求項４】
前記撮像工程において、前記２組の光学系により前記検査対象の半導体装置における２側面を同一視野内に撮像し、一回の前記撮像工程によって撮像された検査画像に基づいて、前記検査処理において前記２側面に対して検査を行うこと
を特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のフィレット検査方法。
【請求項５】
前記撮像工程において、前記２組の光学系により前記検査対象の半導体装置における対向する２側面を同時に、かつ各側面ごとに照明を切り替えた上で撮像することにより、検査画像を取得すること
を特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のフィレット検査方法。
【請求項６】
半導体装置に搭載された半導体素子の側面にアンダーフィル剤によって形成されるフィレットを検査するフィレット検査装置であって、
前記半導体装置の１側面に対して斜め方向に配置され、前記半導体素子の側面においてフィレットの高さを計測するための検査画像を撮像するカメラと、
前記半導体素子の上面を照射する第１光源と、
前記半導体素子の側面に形成されるフィレット部分を照射する第２光源と、
前記第１光源と前記第２光源で照射しながら前記カメラで撮像した前記半導体素子の側面の検査画像に対して、前記半導体素子の上面と側面との境界である基準位置を検出すると共に、前記半導体素子の側面と前記フィレットの境界であるフィレット境界を特定し、前記フィレット境界と前記基準位置との距離に基づいて、前記半導体素子の側面のフィレット高さを計測し、前記フィレット高さ計測値に基づきフィレット状態の良否を判定する制御部と、を備えたこと
を特徴とするフィレット検査装置。
【請求項７】
前記第１光源として、照射部分がライン状をなすライン状光源を用い、
前記ライン状光源の長手方向を前記半導体装置における側面に対して平行に配置し、かつ前記ライン状光源の照射方向を前記カメラの光軸と前記半導体素子の上面に対して対称となる角度に設定したこと
を特徴とする請求項６記載のフィレット検査装置。
【請求項８】
前記第２光源として面光源を用い、
前記第２光源を前記半導体素子の上面より上方から照射するように設置し、
前記第２光源の照射面の長手方向の長さを、前記半導体素子の側面の長さよりも長く、かつ前記第２光源の照射面の短手方向の長さを、該照射面の一端が前記半導体素子の側面よりも内側で、かつ他端が前記フィレットよりも外側となる長さに設定し、
前記第２光源を、前記照射面の長手方向が、前記半導体素子の側面に対して平行であって、かつ前記照射面の短手方向の一端が前記半導体装置の側面よりも内側で、かつ他端が前記フィレットよりも外側になる位置に設置したこと
を特徴とする請求項６記載のフィレット検査装置。
【請求項９】
前記第２光源として、照射部分がスポット状をなすスポット光源を用い、
前記スポット状光源の光軸と前記半導体素子の側面とがなす角度を、前記カメラの光軸と前記半導体素子の側面とがなす角度よりも小さくなるように設定したこと
を特徴とする請求項６記載のフィレット検査装置。
【請求項１０】
前記第２光源として、照射部分がスポット状をなすスポット状光源を用い、
前記スポット状光源を前記半導体素子の側面の両側に配置し、各スポット状光源の光軸と前記半導体素子の側面とがなす角度が、前記カメラの光軸と前記半導体素子の側面とがなす角度よりも小さくなるように設定したこと
を特徴とする請求項６記載のフィレット検査装置。
【請求項１１】
前記第２光源として、請求項８に記載の面光源と請求項９または１０に記載のスポット光源のどちらも用いること
を特徴とするフィレット検査装置。
【請求項１２】
該光学系により前記検査対象の半導体装置における２側面を同一視野内において撮像するために、前記カメラと前記第１および第２光源からなる光学系を２組設置したこと
を特徴とする請求項６〜１１いずれか１項記載のフィレット検査装置。
【請求項１３】
前記第１光源として照射部分がライン状をなすライン状光源を２つ用い、かつ２つのライン光源用偏光板を、各ライン状光源の前でフィレットからの反射光経路ではない位置に、それぞれ偏光方向が直交するように配置し、さらに２つの反射光偏光板を、フィレットからの反射光のみが通過する経路上に、それぞれ偏光方向が直交するよう配置し、各光学系における前記ライン光源用偏光板と前記反射光偏光板との偏光方向が一致するように配置したこと
を特徴とする請求項１２記載のフィレット検査装置。
【請求項１４】
前記半導体素子の上面よりも上方から照射する前記光源の照射面の長手方向の長さを、少なくとも前記半導体素子の側面の長さよりも長く、かつ照射面の短手方向の長さを、一端が該一端部に形成されたフィレットよりも外側であって、他端が反対側のフィレットよりも外側となる長さに設定したこと
を特徴とする請求項１２記載のフィレット検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１９８７８６（Ｐ２０１１−１９８７８６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６０３６０（Ｐ２０１０−６０３６０）
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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