阅读说明：本技术 半导体器件检查方法 (Semiconductor device inspection method ) 是由 松本彻 越川一成 于 2018-05-14 设计创作，主要内容包括：本发明的半导体器件检查方法是进行被检查体即半导体器件的检查的方法,且包含以下步骤：第1步骤,其将辐射率为0.9以上且300nm至2000nm的波长中的光的透过率为60％以上的粘合胶带贴附于半导体器件的被检查面；第2步骤,其检测来自被检查面中的包含贴附有粘合胶带的面的区域的光,而取得第1图案图像；第3步骤,其对贴附有粘合胶带的半导体器件输入电信号；第4步骤,其在输入电信号的状态下,检测与来自包含贴附有粘合胶带的面的区域的热辐射相应的光,而取得第1发热图像；及第5步骤,其将第1图案图像与第1发热图像重叠。(The semiconductor device inspection method of the present invention is a method for inspecting a semiconductor device as an object to be inspected, and includes the steps of: a step 1 of attaching an adhesive tape having an emissivity of 0.9 or more and a transmittance of light of 60% or more in a wavelength of 300nm to 2000nm to a surface to be inspected of a semiconductor device; a 2 nd step of detecting light from a region including a surface to which an adhesive tape is attached, out of the surfaces to be inspected, and acquiring a 1 st pattern image; a 3 rd step of inputting an electric signal to the semiconductor device to which the adhesive tape is attached; a 4 th step of detecting light corresponding to heat radiation from a region including a surface to which an adhesive tape is attached in a state where an electric signal is input, and acquiring a 1 st heat generation image; and a 5 th step of overlapping the 1 st pattern image with the 1 st heat generation image.)

半导体器件检查方法

技术领域

本发明关于一种半导体器件检查方法。

背景技术

在专利文献1中记载有一种确定在半导体器件内产生的热源的位置的方法。在该方法中，一面对半导体器件施加电信号，一面使用红外线传感器拍摄半导体器件，并自所拍摄的图像检测半导体器件的温度分布。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2013-526723号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在如上述的现有的方法中，即便在半导体器件的内部有发热的部分，仍有因构成半导体器件的表面的材料而热线(热辐射)的检测精度降低的情形。尤其是，当半导体器件的表面由金属覆盖时，所放射的热线的量容易降低。

本发明的目的在于提供一种可提高热线的检测精度的半导体器件检查方法。

解决问题的技术手段

本发明的一方面的半导体器件检查方法是进行被检查体即半导体器件的检查的检查方法，且包括以下步骤：第1步骤，其将辐射率(放射率)为0.9以上且300nm至2000nm的波长中的光的透过率为60％以上的粘合胶带贴附于半导体器件的被检查面；第2步骤，其检测来自被检查面中的包含贴附有粘合胶带的面的区域的光，而取得第1图案图像；第3步骤，其对贴附有粘合胶带的半导体器件输入电信号；第4步骤，其在输入电信号的状态下，检测与来自包含贴附有粘合胶带的面的区域的热辐射相应的光，而取得第1发热图像；及第5步骤，其将第1图案图像与第1发热图像重叠。

在如上述的半导体器件检查方法中，因电信号的输入而在半导体器件内发热源发热。发热在例如半导体器件内的故障部位产生。通过被检查面的第1发热图像与第1图案图像重叠，而可进行半导体器件的发热部位的确定。此处，通过在被检查面贴附有具有0.9以上的高辐射率的粘合胶带，而无论半导体器件表面的材料为何，被检查面的辐射率均以高的值被均一化。另外，由于粘合胶带容易使光透过，故能够在贴附有粘合胶带的状态下取得被检查面的第1图案图像。因而，能够提高热线的检测精度，且高精度地进行发热位置的确定。

另外，在一方面中，可以为，半导体器件具有用于在被检查面侧输入电信号的电极，且在第1步骤中，以电极的至少一部分露出的方式将粘合胶带贴附于被检查面。根据该构成，在贴附有粘合胶带的状态下，能够容易地对半导体器件施加电信号。

另外，在一方面中，在第1步骤中，可以包含辐射率互不相同的区域的方式，将粘合胶带贴附于被检查面。此时，贴附有粘合胶带的区域的辐射率可被均一化。

另外，在一方面中，可以为，进一步包括在贴附粘合胶带之前，在已对半导体器件输入电信号的状态下检测相应于半导体器件的热辐射的光，而取得第2发热图像的第6步骤，且在第1步骤中，基于第2发热图像，以包含半导体器件的发热源的方式贴附粘合胶带。通过预先基于第2发热图像限缩发热源，而能够以包含发热源的方式贴附粘合胶带。

另外，在一方面中，可以为，进一步包括在贴附粘合胶带之前检测来自半导体器件的光，而取得第2图案图像的第7步骤，且在第1步骤中，基于第2图案图像与第2发热图像彼此重叠的图像，以包含半导体器件的发热源的方式贴附粘合胶带。通过利用第2图案图像与第2发热图像彼此重叠的图像，而能够容易地进行发热位置的缩限。

另外，在一方面中，粘合胶带的与贴附于被检查面的面为相反侧的面可具有凹凸。通过具有凹凸，而粘合胶带的表面的反射率变低。由此，能够抑制在粘合胶带的表面反射的多余的光入射至摄像装置。

另外，在一方面中，粘合胶带可通过涂布于粘合胶带的压敏型粘合剂而贴附于被检查面。通过使用压敏型粘合剂，而能够在例如检查结束后容易地剥离粘合胶带。

另外，在一方面中，可以为，在第2步骤中，取得由红外线照相机拍摄的图像作为第1图案图像。此时，能够通过同一红外线照相机取得图案图像及发热图像。

另外，在一方面中，可以为，在第2步骤中，通过光检测器检测来自包含贴附有粘合胶带的面的区域的反射光，而取得第1图案图像。此时，容易取得更高精度的图案图像。

发明的效果

根据一方面的半导体器件检查方法，能够提高热线的检测精度。

附图说明

图1为半导体器件检查装置的构成图。

图2为显示一个实施方式的半导体器件检查方法的流程图。

图3为显示在半导体器件检查方法中取得的测定图像的示意图。

图4为显示在半导体器件检查方法中取得的测定图像的示意图。

图5为显示在半导体器件检查方法中取得的测定图像的示意图。

图6为显示在半导体器件检查方法中取得的测定图像的示意图。

图7为显示变化例的半导体器件检查方法的流程图。

具体实施方式

以下，针对实施方式，一面参照图式一面具体地说明。有为了方便说明而对实质上相同的要件赋予相同的符号，且省略其说明的情形。

在本实施方式的半导体器件检查方法中，使用半导体器件检查装置检测半导体器件内的热源。通过检测热源的位置，而例如可进行半导体器件的故障解析。首先，针对半导体器件检查装置的一例进行说明。图1为显示一个实施方式的半导体器件检查装置的概略构成的方块图。半导体器件检查装置1为检测作为被检查体的半导体器件D的发热点的位置并进行故障解析的装置。作为半导体器件D例如为个别半导体元件(离散式元件)、光电子元件、传感器/致动器、逻辑LSI(Large Scale Integration，大规模集成电路)、内存元件、或线性IC(Integrated Circuit，集成电路)等、或这些的混合器件等。个别半导体元件包含二极管、及功率晶体管等。逻辑LSI由MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金属氧化物半导体)构造的晶体管、及双极构造的晶体管等构成。另外，半导体器件D可为包含半导体器件的封装件、及复合基板等。

半导体器件检查装置1构成为具备：试样载台10、驱动试样载台10的载台驱动部12、电压施加部(电信号供给部)14、摄像装置18、控制部20、及图像处理部30。

半导体器件D被载置于试样载台10上。试样载台10构成为可由载台驱动部12在X轴方向、Y轴方向(水平方向)、及Z轴方向(垂直方向)分别驱动。由此，进行相对于半导体器件D的摄像的对焦、及摄像位置的位置对准等。在试样载台10的上方设置有摄像装置18。在半导体器件D被载置于试样载台10的状态下，半导体器件D的上表面朝向摄像装置18侧。此时，半导体器件D的上表面成为被检查面Da(参照图3)。

摄像装置18可取得半导体器件D的二维的图像。在本实施方式中，摄像装置18检测来自半导体器件D的被检查面Da的相应于热辐射的红外线，并取得基于红外线的强度的发热图像。发热图像为将被检查面Da的发热量的分布可视化的图像。发热图像可为显示有例如相应于发热量的灰阶的图像。来自被检查面Da的热辐射起因于半导体器件D内的热源。另外，摄像装置18检测来自半导体器件D的被检查面Da的光，并取得图案图像。图案图像可为显示半导体器件D的被检查面Da的外观的图像。摄像装置18例如可为拍摄自半导体器件D的热源产生的红外线(热线)的红外线照相机(例如InSb照相机)。此时，由红外线照相机拍摄的半导体器件D的外观作为图案图像取得。另外，摄像装置18除具备红外线照相机外还可具备二维照相机等的光检测器，可利用光检测器取得图案图像。

在试样载台10与摄像装置18之间的光轴上设置有将半导体器件D的表面的像朝摄像装置18导引的物镜等的导光光学系统16。此外，可在导光光学系统16设置XYZ载台等的驱动机构。例如，可通过该驱动机构进行相对于半导体器件D的摄像的对焦、及摄像位置的位置对准等。

电压施加部14与配置于试样载台10上的半导体器件D的电极电连接。电压施加部14可对于半导体器件D施加电流、电压信号等的电信号。在本实施方式中，电压施加部14将使发热源发热所需的电信号施加于半导体器件D内的电子电路。例如，电压施加部14可施加周期性地增减的电压信号作为偏压电压。另外，通过使电压信号调制，而可进行通过摄像装置的锁相(lock-in)检测。

控制部20控制试样载台10、载台驱动部12、电压施加部14、导光光学系统16、及摄像装置18的动作。该控制部20构成为具有摄像控制部21、载台控制部22、及同步控制部23。

摄像控制部21通过控制电压施加部14的电压信号的施加动作、及摄像装置18的图像取得动作，而控制半导体器件D的解析图像的取得。另外，载台控制部22控制试样载台10及载台驱动部12的动作(试样载台10上的半导体器件D的移动动作)。另外，同步控制部23进行用于在摄像控制部21及载台控制部22与针对摄像装置18设置的图像处理部30之间取得必要的同步的控制。

图像处理部30为对于由摄像装置18取得的图像进行半导体器件D的故障解析所需的图像处理的图像处理机构。在本实施方式中，图像处理部30能够产生使发热图像与图案图像重叠而成的重叠图像。即，图像处理部30能够自摄像装置18接收图案图像及发热图像的数据，并将发热图像相对于所接收的图案图像重叠。图像处理部30利用包含例如处理器(CPU：Central Processing Unit，中央处理单元)、以及作为存储介质的RAM(RandomAccess Memory，随机存取内存)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)及HDD(Hard DiskDrive，硬盘机)等的计算机构成。图像处理部30对于存储于存储介质的数据执行处理器的处理。另外，图像处理部30可以微电脑与FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可程序化门阵列)、云端服务器、及智能装置等构成。另外，相对于该图像处理部30连接有输入设备36及显示设备37。输入设备36由例如键盘及鼠标等构成，用于半导体器件检查装置1的图像取得动作、及故障解析动作的执行必要的信息与动作指示的输入等。另外，显示设备37由例如CRT显示器或液晶显示器等构成，用于由图像处理部30取得的图像等的各种信息的显示等。由摄像装置18取得的半导体器件D的图像可被输入至图像处理部30，并根据需要被记忆、储存。

此外，针对该图像处理部30，可采用与控制部20一起由单一的控制装置(例如单一的计算机)实现的构成。另外，针对连接于图像处理部30的输入设备36及显示设备37也相同地，不仅作为连接于图像处理部30还作为连接于控制部20的输入设备及显示设备而发挥功能。

其次，针对本实施方式的半导体器件检查方法进行说明。图2为显示使用半导体器件检查装置1的半导体器件检查方法的流程图。图3为显示在半导体器件检查方法中取得的测定图像的示意图。图3(a)显示半导体器件D的图案图像101。图3(b)显示半导体器件D的发热图像102。图4显示图3(b)的图像与图3(a)的图像重叠而成的重叠图像103。图5为显示在半导体器件检查方法中取得的测定图像的示意图。图5(a)显示半导体器件D的图案图像104。图5(b)显示半导体器件D的发热图像105。图6显示图5(b)的图像与图5(a)的图像重叠而成的重叠图像106。

在本实施方式的半导体器件检查方法中，在将粘合胶带T贴附于半导体器件D的被检查面Da的状态下，可取得半导体器件D的图案图像及发热图像。此外，在图3及图4中，未相对于半导体器件D贴附粘合胶带T，在图5及图6中，相对于半导体器件D贴附有粘合胶带T。本方法所使用的粘合胶带T的辐射率为0.9以上。此外，该辐射率例如在常温(5℃～35℃[41°F～95°F])下即便是2000nm至6500nm的波长域的一部分只要为0.9以上即可。另外，在300nm至2000nm的波长中，粘合胶带T的光的透过率为60％以上。此外，光的透过率可为300nm至2000nm的波长的透过率的平均值。粘合胶带T由包含合成树脂的膜状的基材、及被涂布于基材的一面的压敏型粘合剂形成。可在基材的另一面形成有微小的凹凸。因形成于基材的另一面的凹凸，而该面成为物理上粗糙的形状(粗面)，对该面赋予磨砂效果。作为一例，粘合胶带T为以乙酸酯薄膜为基材的所谓的隐形粘合胶带。

在半导体器件检查方法中，作为被检查体的半导体器件D被载置于试样载台10。在半导体器件D的被检查面Da设置有与半导体器件D内的电子电路电连接的电极Db、Dc、Dd(参照图3(a))。电极Db、Dc、Dd由例如铝等的金属材料构成。电极Db、Dc、Dd以覆盖被检查面的一部分的方式形成为膜状。在被检查面Da中，未由电极Db、Dc、Dd覆盖的区域De由例如绝缘性高的聚酰亚胺等的树脂材料形成。

如图2所示，在本方法中，在贴附粘合胶带T前，检测来自被载置于试样载台10的半导体器件D的光，并取得半导体器件D的图案图像(第2图案图像)101(步骤S10(第7步骤))。在该步骤S10中，例如，相对于定位于试样载台10上的半导体器件D的电极Db、Dc电连接有电压施加部14。在该状态下，利用载台驱动部12的驱动调整试样载台10上的半导体器件D与摄像装置18的相对位置。在调整为可拍摄半导体器件D的被检查面Da的状态下，由摄像装置18取得半导体器件D的图案图像101。在图3(a)所示的图案图像101的例中映入有设置于电压施加部14的电压施加用的针状物14a。

继而，在贴附粘合胶带T前对半导体器件D施加电信号的状态下，检测相应于半导体器件D的热辐射的光，并取得发热图像(第2发热图像)102(步骤S11、步骤S12(第6步骤))。在步骤S11中，自电压施加部14对半导体器件D施加电流或电压信号作为电信号。通过施加电信号，而在半导体器件D内的电子电路中，故障部位作为发热源而产生热线。通过使用红外线照相机等的摄像装置18拍摄被检查面Da，而取得发热图像102(参照图3(b))。在图3(b)的例中，检测自发热源扩散的热的一部分，并显示为发热区域102a、102b。

继而，取得图案图像101与发热图像102彼此重叠的重叠图像103(步骤S13)。即，在步骤S10中取得的图案图像101与在步骤S12中取得的发热图像102由图像处理部30重叠。在本实施方式中，发热图像102相对于图案图像101重叠。在图4所示的重叠图像103中，在由电极Dd覆盖的区域的外侧，检测来自由树脂材料构成的区域De的热线。根据所检测的热线的位置能够推测发热源位于电极Dd的下方。尤其是，在图4的例中，能够推测在电极Dd中的发热区域102a、102b侧的位置有发热源。如此，通过参考重叠图像103，而能够粗略地确定半导体器件D的发热源的位置。

继而，将粘合胶带T贴附于半导体器件D的被检查面Da(步骤S14(第1步骤))。在本实施方式中，以包含半导体器件D的发热源的方式贴附粘合胶带T。在该步骤S14中，基于在步骤S13取得的重叠图像103，能够以包含半导体器件D的发热源的方式贴附粘合胶带T。如图5(a)所示，在电极Dd中的发热区域102a、102b侧的位置贴附有粘合胶带T。另外，在发热区域102a、102b的位置也贴附有粘合胶带T。

在该步骤S14中，能够以半导体器件D的电极的至少一部分露出的方式将粘合胶带T贴附于被检查面Da。如图5(a)所示，例如，能够使电极Db、Dc、Dd中的预定与电压施加部14的一对针状物连接的部分露出。另外，在步骤S14中，能够以包含辐射率互不相同的区域的方式将粘合胶带T贴附于被检查面Da。在本实施方式中，以跨越具有低辐射率的电极Dd及与电极Dd相比具有高辐射率的树脂材料的区域De的方式贴附粘合胶带T。另外，在图示例中，在俯视下，以对于半导体器件D的周缘倾斜的方式倾斜地贴附粘合胶带T。此外，在贴附粘合胶带T时，为了抑制因空气层所致的热传导的降低，而使空气不进入粘合胶带T与半导体器件D之间。贴附有粘合胶带的半导体器件D被再次载置于试样载台10上。

继而，检测来自被检查面Da中的包含贴附有粘合胶带T的面的区域的光，并取得图案图像(第1图案图像)(步骤S15(第2步骤))。在该步骤S15中，相对于定位于试样载台10上的半导体器件D的电极Db、Dc再次电连接有电压施加部14。在该状态下，利用载台驱动部12的驱动调整试样载台10上的半导体器件D与摄像装置18的相对位置。在调整为可拍摄半导体器件D的被检查面Da的状态下，由摄像装置18取得半导体器件D的图案图像104。由于本实施方式的粘合胶带T供可由摄像装置18检测的波长频带的光透过，故即便为在贴附有粘合胶带T的状态下取得的图案图像104，仍能够确认图案。

继而，对贴附有粘合胶带T的半导体器件D输入电信号(步骤S16(第3步骤))。而后，在输入有电信号的状态下，检测与来自包含贴附有粘合胶带T的面的区域的热辐射相应的光，而取得发热图像(第1发热图像)105(步骤S17(第4步骤))。在步骤S16中，自电压施加部14对半导体器件D施加电流或电压信号作为电信号。通过施加电信号，而在半导体器件D内的电子电路中，将故障部位作为发热源而产生热线。通过使用摄像装置18拍摄贴附有粘合胶带T的被检查面Da，而取得发热图像105。在发热图像105中显示有与发热区域102a、102b对应的发热区域105a、105b、及在发热图像102中未显示的发热区域105c。在本实施方式中，通过步骤S17的发热图像105的取得而结束摄像装置18的图像的取得。

继而，在步骤S15取得的图案图像104与在步骤S17取得的发热图像105由图像处理部30予以重叠，而取得重叠图像106(步骤S18(第5步骤))。如图6所示，在本实施方式中，发热图像105相对于图案图像104重叠。另外，在该图中，发热区域105c重叠于由电极Dd覆盖的部分。该发热区域105c与贴附有粘合胶带T的区域重复。例如，基于重叠图像106，可解析出与发热区域105c对应的位置为发热源。能够以摄像装置18的图像的取得结束后的任意的时点，自半导体器件D剥离粘合胶带T(步骤S19)。

在以上所说明的半导体器件检查方法中，因电信号的输入而在半导体器件D内发热源发热。如上述的发热在例如半导体器件D内的电子电路的故障部位产生。因而，通过被检查面Da的图案图像104与发热图像105重叠，而可进行半导体器件D的发热源的确定。然而，由金属形成的电极的辐射率为低。当发热源的位置与电极的位置重复时，所放射的红外线的强度降低。因而，有发热源在发热图像中不出现的情形。在本实施方式中，相对于被检查面Da贴附有具有0.9以上的高辐射率的粘合胶带T。如此，通过在被检查面Da贴附有粘合胶带T，而贴附有粘合胶带T的区域的辐射率以高的值被均一化。由此，即便在发热源的位置与电极的位置重复的情形下，仍能够检测所放射的红外线。另外，由于粘合胶带T容易使光透过，故能够在保持被检查面贴附有粘合胶带T的状态下取得被检查面的图案图像104。因而，能够提高热线的检测精度，且能够高精度地进行发热位置的确定。

另外，在步骤S14中，能够以电极的至少一部分露出的方式将粘合胶带T贴附于被检查面Da。根据该构成，在贴附有粘合胶带T的状态下，能够相对于半导体器件D连接电压施加部14。能够容易地施加电信号。

另外，在步骤S14中，可以包含辐射率互不相同的区域的方式将粘合胶带T贴附于被检查面Da。例如，辐射率互不相同的区域为由电极覆盖的部分、及由树脂材料构成的部分。此时，贴附有粘合胶带T的区域的辐射率可被均一化。

另外，通过在贴附粘合胶带T前取得发热图像102，而在步骤S14中，能够基于发热图像102，以包含半导体器件D的发热源的方式贴附粘合胶带T。如此，通过预先基于发热图像102限缩发热源，而能够以确实地包含发热源的方式贴附粘合胶带T。此时，通过在贴附粘合胶带T前取得图案图像101，则在步骤S14中，可基于重叠图像103贴附粘合胶带T。通过利用重叠图像103，而能够容易地进行发热源的缩限。

另外，粘合胶带T的与被贴附于被检查面Da的面为相反侧的面可具有凹凸。通过具有凹凸，而对粘合胶带T的表面赋予磨砂效果。因磨砂效果而粘合胶带T的表面的反射率变低。由此，能够抑制在粘合胶带T的表面反射的过多的光入射至摄像装置18。

另外，粘合胶带T由被涂布于粘合胶带T的压敏型粘合剂而贴附于被检查面Da。通过使用压敏型粘合剂，而能够在例如检查结束后容易地剥离粘合胶带T。

另外，能够利用红外线照相机拍摄半导体器件D的图案图像。此时，能够利用同一红外线照相机取得图案图像及发热图像。能够使摄像装置18的构成简单化。

另外，可利用光检测器检测来自包含被检查面Da的区域的反射光，并取得图案图像。此时，与红外线照相机相比，容易取得更高精度的图案图像。

以上，针对实施方式，参照图式进行了详细叙述，但具体的构成并不限定于该实施方式。

在上述实施方式中，通过预先取得重叠图像而粗略估计发热源的位置，但并不限定于此。图7为显示变化例的半导体器件检查方法的流程图。在该半导体器件检查方法中，首先，将粘合胶带T贴附于半导体器件的被检查面(步骤S20)。在本实施方式中，仅使半导体器件D的被检查面中的预定与电压施加部14的一对针状物的连接的电极的部分露出，并贴附粘合胶带T。由此，无须预先取得重叠图像，而以大致切实地包含发热源的方式贴附有粘合胶带T。

继而，检测来自被检查面的光，并取得图案图像(步骤S21)。在该步骤S21中，相对于定位于试样载台10上的半导体器件D的电极电连接有电压施加部14。在该状态下，由摄像装置18取得半导体器件D的图案图像104。

继而，对贴附有粘合胶带T的半导体器件D输入电信号(步骤S22)，在输入有电信号的状态下取得发热图像105(步骤S23)。在本实施方式中，通过步骤S23的发热图像105的取得而结束摄像装置18的图像的取得。

继而，在步骤S21取得的图案图像104与在步骤S23取得的发热图像105由图像处理部30重叠，而取得重叠图像106(步骤S24)。通过解析重叠图像106，而可确定发热部位。在检查后，自半导体器件D剥离粘合胶带T(步骤S25)。

另外，在上述实施方式中显示了由红外线照相机等的摄像装置18取得二维图像的例，但并不限定于此。例如，可由激光、超发光二极管等的光源、利用来自光源的光二维地扫描被检查面的检流计等的光扫描仪、及检测来自被检查面的反射光的光电二极管、雪崩光电二极管等的光检测器构成摄像装置。此时，可基于被检查面的反射率的变化产生发热图像。

【符号说明】

1半导体器件检查装置

101图案图像(第2图案图像)

102发热图像(第2发热图像)

103重叠图像

104图案图像(第1图案图像)

105发热图像(第1发热图像)

106重叠图像

D半导体器件

Da被检查面

Db,Dc,Dd电极

T粘合胶带。