用于至少对半导体装置的侧表面进行检验的设备、方法及计算机程序产品与流程

本发明涉及一种用于至少对半导体装置的侧表面进行检验的设备。此外，本发明涉及一种用于至少对半导体装置的侧表面进行检验的方法。另外，本发明涉及一种安置于非暂时性计算机可读媒体上用于至少对半导体装置的侧表面进行检验的计算机程序产品，所述产品包括可操作以控制计算机的计算机可执行过程步骤。

背景技术：

1、例如，美国专利6,339,337b1揭示一种用于半导体芯片的红外线测试。所述测试是通过以下步骤来进行：将红外线辐照到半导体芯片的底部表面上；接收从接合垫反射的红外线；及在监视器上显示所述接合垫的图像。从所述红外线获得的图像具有所述接合垫自身或下伏于所述接合垫的硅衬底的部分是否具有缺陷或是否存在所述接合垫相对于凸块的偏离的信息。

2、中国实用新型cn 2791639(y)揭示一种检测装置，所述检测装置主要用于检测带隙大于1.12ev的半导体材料的内部缺陷。用于检测半导体材料的内部缺陷的检测装置是由光学显微镜、红外ccd相机、视频电缆、模拟图像监视器、数字图像收集卡、计算机以及分析过程及显示软件构成。

3、另外，ep 2 699 071 a2揭示一种用于以热图形式记录地面的温度分布的光电子方法，其中在飞机中使用红外线扫描系统。所述设备利用接收穿过窗的热辐射的旋转扫描镜系统。所述镜系统具有四个反射侧且通过电动电机绕轴旋转。所述辐射通过镜引导到ir透镜且因此引导到光电子接收器元件行。所述接收器元件行平行于所述镜系统的旋转轴，每一接收器元件通过引线及放大装置单独地连接到数个发光二极管中的对应者。

4、图1中展示用于寻找半导体装置2中的侧缺陷9的传统方法。实行四侧或五侧检验。半导体装置2具有第一侧表面31、第二侧表面32、第三侧表面33、第四侧表面34、顶部表面4及底部表面5。在图1的设置中，具有透镜7的相机6查看半导体装置2的底部表面5。镜8经布置而分别与半导体装置2的第一侧表面31、第二侧表面32、第三侧表面33及第四侧表面34中的每一者成45度。在图1中，仅展示相对于半导体装置2的第二侧表面32布置的第二镜82及相对于半导体装置2的第四侧表面34布置的第四镜84。

5、使用图1的设置以分别获得第一侧表面31、第二侧表面32、第三侧表面33、第四侧表面34及底部表面5的图像10(参见图2)。图1的设置具有显著缺点。底部表面5视图的光学长度11不同于第一侧表面31视图、第二侧表面32视图、第三侧表面33视图及第四侧表面34视图的光学长度12。因此，焦点始终是半导体装置2的底部表面5上的焦点与分别在第一侧表面31、第二侧表面32、第三侧表面33及第四侧表面34上的焦点之间的折衷。如果获得展示四个侧表面31、32、33、34及底部表面5两者的图像，那么在通常称为5s检验的过程中，光学系统需要极大焦深，以便保持四个侧表面31、32、33、34及底部表面5两者聚焦。这在放大率增大时极具挑战性。

6、根据现有技术方法，互换定制镜块。对于一系列半导体装置大小，使用定制镜块(具有四个40度到48度镜的块)。在需要检验另一系列半导体装置时，必须交换整个镜块。缺点是需要保留昂贵转换部分及前置时间。主要缺点是：成本、灵活性、手动转换及错误风险。每一系列半导体装置大小均需要转换部分。这些部分是定制的，因此必须在其尚不可用时加以设计及制造。此导致失去灵活性，因为必须在使所述系列半导体装置即将联机之前开始设计。在转换工具时，线技术员或操作者需要手动地改变镜块。在安装错误类型时，可导致损坏工具或半导体装置。

7、另一现有技术解决方案是在两个单独检验站划分的镜块的镜的机动化。通过一个自动化光学设置获取半导体装置的侧表面的前图像及后图像。还通过另一自动化光学设置获取半导体装置的侧表面的左图像及右图像。因此，在半导体装置大小改变时，在两个检验站上自动地调整镜。缺点是：半导体装置需要经过两个检验站，两个检验站增加成本且两个检验站消耗更多空间。

8、进一步现有技术方法是移动单元或镜块。在此概念中，检验半导体装置的前/左侧表面，然后移动所述单元或镜块，且接着检验半导体装置的后/右侧表面(在始终检验2个相邻侧的情况下，其它置换是可能的)。主要缺点是检验缓慢，这减小处理量。

9、图3a到3c中展示根据现有技术设计的所有四个镜81、82、83及84的机动化。在此，第一镜81及第三镜83的集合以及第二镜82及第四镜84的集合经移动且适应半导体装置2的大小。此布置的缺点是其极复杂且仅适用于有限大小范围的半导体装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于至少对半导体装置的侧表面进行检验的设备，所述设备具成本效益、灵活、可靠、节约且容易在各种应用中使用。

2、上述目的是通过一种用于至少对半导体装置的侧表面进行检验的设备而实现。所述设备包括：

3、相机，其界定成像光束路径；

4、镜块，其具有第一镜、第二镜、第三镜及第四镜，所述镜经布置使得其以矩形的形式环绕自由空间，且所述对置第一镜及第三镜经固定地安装且所述对置第二镜及第四镜经可移动地安装；及

5、倾斜镜，其用于将来自所述镜块的所述侧表面的图像引导到所述相机。

6、本发明设备的优点是灵活性。一旦安装本发明设备(本发明光学模块)，便可处置半导体装置大小(正方形及矩形)的整个范围而无需新部分。对于半导体装置类型的全范围，光学分辨率保持相等。因此，无需重新校准或分辨率建模。另外，本发明设备的紧凑性允许整个组合件可安装于基于转座的机器的单个狭槽中。

7、本发明的进一步目的是提供一种用于至少对半导体装置的侧表面进行检验的方法，其中所述方法易于应用、适用于多种不同类型的半导体装置、具成本效益、灵活、可靠、节约且容易在各种应用中使用。

8、此目的是通过一种用于至少对半导体装置的侧表面进行检验的方法而实现。所述方法包括：

9、将所述半导体装置居中地放置到由镜块界定的自由空间中，所述镜块具有第一固定镜及第三固定镜以及第二可移动镜及第四可移动镜；

10、将关于所述半导体装置的类型的信息提供到控制单元；

11、移动所述第二镜及所述第四镜使得所述半导体装置的相应侧表面与所述第二镜及所述第四镜之间的第二距离等于所述半导体装置的相应侧表面与所述第一固定镜及所述第三固定镜之间的第一距离；及

12、沿成像光束路径调整所述相机的焦点位置以补偿焦距的改变。

13、本发明方法的优点是灵活性，这是因为可处置半导体装置大小(正方形及矩形)的整个范围而无需交换部分用于进行中的检验过程。运用本发明方法，可以可靠、快速且不复杂的方式检验半导体装置。

14、本发明的目的也是还提供一种安置于非暂时性计算机可读媒体上用于至少对半导体装置的侧表面进行检验的计算机程序产品，所述产品允许多个各种类型的半导体装置的检验，可灵活使用且避免损坏所检验的半导体装置。

15、上述目的是通过一种安置于非暂时性计算机可读媒体上用于至少对半导体装置的侧表面进行检验的计算机程序产品而实现，所述产品包括可操作以控制计算机进行以下动作的计算机可执行过程步骤：

16、运用放置机构将所述半导体装置放置到镜块的自由空间中；

17、确定所述半导体装置的类型；

18、根据所述半导体装置的所述类型，移动所述镜块的第二镜及第四镜使得所述半导体装置的相应侧表面与所述第二镜及所述第四镜之间的第二距离等于所述半导体装置的相应侧表面与所述镜块的第一固定镜及第三固定镜之间的第一距离；及

19、沿成像光束路径调整相机的焦点位置以便获得所述半导体装置的至少四个侧表面的经聚焦图像。

20、通过本发明检测的典型缺陷是通过半导体装置的切割过程产生的侧裂纹或通过工件中的内部应力产生的嵌入式裂纹。如果工件是半导体装置，那么内部应力例如可存在于电介质层与硅结构之间。应注意，本发明(设备、方法及计算机程序)通常不限于半导体装置且可适用于侧缺陷及内部缺陷。

21、所述设备的主要创新是结合两个对称移动镜固定两个镜。在所述半导体装置由不同大小的半导体装置取代时，所述移动镜经重新定位，使得所述半导体装置的侧表面与固定镜之间的距离等于所述半导体装置的侧面与所述移动镜之间的距离。为了补偿焦距改变，线性地移动相机。这还可通过使用变焦透镜设置与自动聚焦而完成。

22、归因于本发明设备(其是细长模块)的紧凑性，本发明是基于转座的晶片到带检验机器中的关键建置块。在此工具中，需要紧凑自动转换光学设置。

23、根据本发明的实施例，一种用于至少对半导体装置的侧表面进行检验的设备具有外壳，所述外壳界定紧凑模块。在所述外壳内部，界定成像光束路径的相机可沿所述成像光束路径线性地移动。运用镜块，使所述半导体装置的至少四个侧表面成像。所述镜块具备第一镜、第二镜、第三镜及第四镜。所述镜经布置使得其以矩形的形式环绕自由空间。所述镜块的自由空间可从所述外壳的外部进入。所述对置第一镜及第三镜经固定地安装且所述对置第二镜及第四镜经可移动地安装，这允许按照各种类型的半导体装置调整本发明设备。倾斜镜相对于所述相机及所述镜块布置于所述外壳中，使得所述镜块中的所述半导体装置的至少所述侧表面的图像经引导到所述相机。

24、布置于所述外壳中的第一电机是用来沿所述成像光束路径的方向以线性运动移动所述相机。布置于所述外壳内部的第二电机经指派到所述对置第二镜及第四镜以定位所述镜使得所述半导体装置的侧表面与所述相应第一及第三固定镜之间的第一距离等于所述半导体装置的侧表面与所述相应第二及第四镜之间的第二距离。所述倾斜镜相对于所述相机及所述镜块布置于所述外壳中，使得所述镜块中的所述半导体装置的至少所述侧表面的图像经引导到所述相机。结合变焦透镜/自动聚焦移动镜允许焦点位置的调整，使得所有类型的半导体装置凭借正确焦点位置成像。

25、运用本发明，互换定制镜块不再是必需的。对于一系列半导体装置大小，使用具有两个对置可移动镜的镜块。不再需要交换整个镜块。这节省成本，因为无需昂贵的转换部分且减少前置时间。

26、另一实施例涉及一种在外壳中包含用于产生光以便照明半导体装置的侧表面的光源的设备。

27、应了解，前文一般描述及下文详细描述仅是示范性及说明性的且未必限制本发明。并入本说明书中且构成本说明书的部分的附图绘示本发明的目标。所述描述及图式一起用来说明本发明的原理。