CN110621988A - 缺陷检查装置以及缺陷检查方法 - Google Patents

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CN110621988A
CN110621988A CN201880028252.1A CN201880028252A CN110621988A CN 110621988 A CN110621988 A CN 110621988A CN 201880028252 A CN201880028252 A CN 201880028252A CN 110621988 A CN110621988 A CN 110621988A
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江草稔
境纪和
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Abstract

目的在于提供一种缺陷检查装置，在通过激光照射来加热作为被检查物的样品(17)并进行检查时，抑制检查区域外的温度上升，提高空洞的检测分辨率。缺陷检查装置具备：载置台(3)，载置样品(17)，该样品(17)包括通过接合材料接合的第一部件(15)和第二部件(16)；激光光源(1)，对第一部件(15)被载置于载置台(3)的样品(17)所包括的第二部件(16)的表面照射激光而加热样品；以及红外线照相机(2)，检测从被激光加热的第二部件(16)的表面辐射的红外线。载置台(3)包括冷却部(3a)，该冷却部(3a)冷却样品(17)所包括的第一部件(15)。

Description

缺陷检查装置以及缺陷检查方法
技术领域
本发明涉及非破坏性地***件间的接合部的缺陷检查装置以及缺陷检查方法。
背景技术
电子组件中的半导体芯片被焊接而搭载于基板以及引线框上。焊料接合部的接合质量由焊料接合部中内在的焊料空洞的尺寸或者空洞的数量决定。焊料空洞的状态常通过作为非破坏检查的X射线检查而量化。基于X射线检查的焊料空洞的检查时间随着电子组件的构造的复杂化而变长。尤其在电力用的半导体模块中，三维布线的应用在扩大，此外半导体芯片的大面积化的开发也在发展，因此基于X射线检查的焊料空洞的检查时间存在变长的倾向。
与X射线检查同样地，利用超声波探伤也能够进行非破坏检查，但是超声波探伤需要时间进行扫描。除此之外，在基于超声波探伤的检查中，在将检查对象物的半导体模块浸渍于水中的状态下执行检查，因此存在半导体模块内部被污染的可能性。因而，基于超声波探伤的检查无法对组装过程中的半导体模块的整体利用超声波探伤来检查，限于对一部分的模块的应用。
电力用的半导体模块接通大电流。在焊料接合部具有大尺寸的空洞的半导体模块接通了大电流的情况下，存在空洞部分的温度急剧上升而发生绝缘破坏即短路的情况。因此针对焊料接合部的空洞的管理非常重要。
最近，由于半导体芯片的薄型化，或者每一个半导体芯片的电流密度的增加，发生短路的空洞尺寸的限度变小，需要高精度的空洞检查。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-52785号公报
专利文献2：日本特开2011-247735号公报
发明内容
发明所要解决的问题
专利文献1中提出了电子组件的接合部检查方法。在该接合部检查方法中，利用激光加热电子组件的引线，通过红外线照相机检测从引线放射的红外线，根据接合部的温度变化来识别并判定缺陷。
电子组件的引线的表面被氧化而容易吸收激光。因此，即使是低输出功率的激光的照射，也能够得到足够的加热来检查接合部。但是另一方面，在对如半导体芯片这样的镜面状态的表面照射激光的情况下，其表面的激光的吸收率小于10％。无法得到足够的温度上升来检查接合部，空洞的区别变得困难。因此，需要通过1000W级的高输出功率激光来加热半导体芯片。
但是，在使用高输出功率的激光的情况下，超出半导体芯片外的激光使接合该半导体芯片的基板的温度上升。由于该基板的温度上升，产生接合部的焊料再熔融等问题。这是由于基板表面的激光的吸收率比半导体芯片表面的激光的吸收率高。例如，氧化铝基板的激光的吸收率为30％以上，比半导体芯片的吸收率高。
在专利文献2中提出了接合基板的热特性的面内分布的测量方法。该测量方法是对接合基板的表面照射激光，通过红外线照相机观察背面。
与半导体芯片的厚度以及焊料接合部的厚度相比，基板的厚度厚达数倍以上。进一步地基板包括Cu箔-陶瓷-Cu箔的层叠构造。当激光照射半导体芯片表面时，由激光产生的热经过各层的界面到达背面。此时当基板厚、界面多时，热在基板或者半导体芯片的面内方向上扩散或者发生热干扰。即，从背面放射的红外线也反映了该热扩散的状态，因此接合部的空洞的检测分辨率降低。
本发明是鉴于上述的点而作出的，其目的在于提供一种在通过激光照射来加热作为被检查物的样品而检查接合部时抑制检查区域外的温度上升、提高接合部的缺陷的检测分辨率的缺陷检查装置。
用于解决问题的方案
本发明的缺陷检查装置具备：载置台，载置样品，该样品包括通过接合材料接合的第一部件和第二部件；激光光源，对第一部件被载置的样品所包括的第二部件的表面照射激光而加热样品；以及红外线照相机，检测从被激光加热的第二部件的表面辐射的红外线。载置台包括冷却部，该冷却部冷却样品所包括的第一部件。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种在利用激光照射来加热作为被检查物的样品而检查接合部时抑制检查区域外的温度上升、提高接合部的缺陷的检测分辨率的缺陷检查装置。例如根据本发明，缺陷检查装置能够快速冷却被高输出功率激光加热的样品而使样品的温度梯度变大，提高空洞的检查分辨率。进一步地，在利用激光进行加热时，抑制样品的接合部的焊料被再熔融。
附图说明
图1为示意性地示出实施方式1的缺陷检查装置的结构的图。
图2为示出实施方式1的半导体芯片的表面的图。
图3为示意性地示出实施方式1的样品以及载置台的结构的图。
图4为示出实施方式1的具有凹部的冷却部的结构的一个例子的图。
图5为示出实施方式1的样品和激光的照射区域的俯视图。
图6为示出实施方式1的缺陷检查装置具有的处理电路的一个例子的图。
图7为示出实施方式1的缺陷检查装置具有的处理电路的一个例子的图。
图8为示出实施方式1的缺陷检查方法的流程图。
图9为示出实施方式1的样品的温度的时间变化的图。
图10为示出实施方式1的根据温度的时间变化计算出的频率与相位的关系的图。
图11为示出实施方式1的红外线图像的解析方法的详情的流程图。
图12为示出实施方式1的红外线图像的一个例子的图。
图13为示意性地示出实施方式1的在每个规定的时间取得的红外线图像的图。
图14为示出实施方式1的一个像素处的温度的时间变化的数据的图。
图15为示出实施方式1的一个像素处的频率与相位的关系的图。
图16为示意性地示出实施方式1的全部的像素处的每个频率的相位的数据的图。
图17为示出实施方式1的相位图像的图。
图18为示意性地示出实施方式2的缺陷检查装置的结构的图。
图19为示出实施方式2的样品、掩模以及激光的照射区域的俯视图。
图20为实施方式3的缺陷检查装置具备的掩模的剖视图。
图21为示意性地示出实施方式4的缺陷检查装置的结构的图。
图22为示出实施方式5的缺陷检查装置检查的样品的结构的图。
图23为示出实施方式6的缺陷检查装置检查的半导体装置的结构的图。
图24为示出实施方式7的缺陷检查装置检查的半导体装置的结构的图。
(附图标记说明)
1：激光光源；1a：入射光路；1b：反射光路；1c：照射区域；2：红外线照相机；3：载置台；3a：冷却部；3c：设置面；4：CCD照相机；6：控制部；6a：控制装置；6b：控制PC；9：冷却器(chiller)；11：光束阻尼器；15：基板；16：半导体芯片；16a：表面；16b：背面；17：样品；18：热传导部件；20：掩模；21：开口部；22：倾斜面；30：聚光透镜。
具体实施方式
说明本说明书中的缺陷检查装置以及缺陷检查方法的实施方式。
<实施方式1>
图1为示意性地示出实施方式1的缺陷检查装置的结构的图。
缺陷检查装置包括载置台3、载置台控制器8、激光光源1、红外线照相机2、CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)照相机4、控制装置6a、控制PC(PersonalComputer，个人计算机)6b、光束阻尼器11、冷却器9、制冷剂管12以及壳体5。
载置台3、载置台控制器8、激光光源1、红外线照相机2、CCD照相机4以及光束阻尼器11设置于壳体5的内部。也就是说，壳体5覆盖存在激光传播或者散射的可能性的范围。控制装置6a、控制PC6b、载置台控制器8以及冷却器9设置于壳体5的外部。
载置于载置台3的样品17具有作为第一部件的板状的基板15和作为厚度比基板15薄的第二部件的半导体芯片16通过焊料(未图示)接合而成的结构。
基板15具有在陶瓷制的基板主体上依次地形成铜箔、陶瓷和由铜图案构成的布线而成的结构。也就是说，基板15为绝缘基板。基板主体的陶瓷例如为SiO2、Al2O3、AlN或者Si3N4等。尤其地，由于AlN的热传导率高，因此样品17在激光加热时所产生的热高效率地传导至下方的冷却部3a。也就是说，AlN使从半导体芯片16经由基板15直到冷却部3a的温度梯度变大。基板主体的陶瓷优选与玻璃环氧基板相比热传导更高。例如，若陶瓷为具有3W/mK以上的热传导率的材料，则能够得到高的散热性。或者即使基板15为将铜制的基板主体(铜基座板)与铜图案之间通过树脂粘接而成的树脂绝缘铜基座板，也能够实现实施方式1所示出的效果。
半导体芯片16为二极管、晶体管、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)或者IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)等。半导体芯片16例如为主要成分包含Si、SiC或者GaN的电力用半导体芯片。在本实施方式1中，半导体芯片16为搭载于电力用半导体装置的电力用半导体芯片的IGBT。图2为示出半导体芯片16的表面16a的图。半导体芯片16的芯片尺寸例如为10mm×10mm，厚度为90um。在半导体芯片16的表面16a形成有由铝或者包含铝的合金构成的金属层16c。另外，在表面16a中，在与保护环16e以及栅极线16f对应的区域形成有由聚酰亚胺、玻璃涂层等绝缘材料构成的绝缘层16d。图1所示的半导体芯片16的背面16b通过作为接合材料的焊料接合于基板15。例如半导体芯片16通过芯片粘接(diebonding)而装配于基板15。此外，省略了芯片粘接层的图示。
在本实施方式1中，缺陷检查装置检查的检查对象的样品17为半导体芯片16通过焊料被芯片粘接于基板15上而成的半导体模块的半成品。在半导体模块的组装工序中，缺陷检查装置检查将半导体芯片16与基板15接合的焊料内部的空洞尺寸。
载置台3包括冷却部3a和X-Y-θ载置台3b。冷却部3a经由制冷剂管12连接于后述的冷却器9。冷却部3a载置作为检查对象物的样品17。在本实施方式1中，样品17的基板15与载置台3的设置面3c即冷却部3a抵接而载置。冷却部3a将载置于载置台3的样品17从基板15侧冷却。或者如图3所示，样品17的基板15也可以经由设置于载置台3的设置面3c的热传导部件18而载置于载置台3。冷却部3a经由热传导部件18来冷却样品17的基板15。热传导部件18例如为热传导片或者热传导油脂等。样品17经由热传导部件18而载置于载置台3，从而基板15与冷却部3a之间的热传导性得到改善。尤其地，在由于样品17的翘曲等而在样品17与设置面3c之间产生空隙的情况下，能够利用热传导部件18消除该空隙。
冷却部3a在载置样品17的设置面3c具有比设置基板15的区域大的面积。另外，冷却部3a在设置面3c比后述的激光光源1发射的激光的照射面积大。冷却部3a也可以不是连接于制冷剂管12和冷却器9而被冷却的制冷剂方式，例如冷却部3a也可以为珀耳帖(Peltier)元件。
冷却部3a也可以为由铝或者铜构成的金属板。另外，冷却部3a也可以具有与样品17的第一部件具有的被设置面的形状相应的凹部或者凸部。第一部件的被设置面是指在第一部件载置于载置台3时与载置台3的设置面3c抵接的面。图4为示出具有凹部3d的冷却部3a的结构的一个例子的图。在图4中，第一部件具有散热器14和安装于该散热器14的基板15。冷却部3a在设置面3c具有与散热器14的散热片14a嵌合的凹部3d。或者，代替凹部3d，冷却部3a也可以具有与散热器14嵌合的凸部(未图示)。或者例如，如上所述，在第一部件为板状的基板15的情况下，冷却部3a在设置面3c也可以具有该基板15沿其外周而嵌合的凹部。利用这样的结构，第一部件与冷却部3a的接触面积增加，冷却效果提高。
冷却部3a也可以具有从样品17的下方(第一部件侧)通过冷却风扇等送入空气从而将样品17进行空气冷却的结构。由此，即使在第一部件不是板状的构造而是散热器等具有各种构造的情况下，冷却部3a也能够冷却样品17。
冷却部3a只要为能够将样品17的基板15所发生的热吸热或者散热的结构即可。
X-Y-θ载置台3b能够通过在X方向、Y方向或者旋转方向上驱动冷却部3a，调整载置于载置台3的样品17的位置。
载置台控制器8设置于壳体5的外部，连接于X-Y-θ载置台3b，控制X-Y-θ载置台3b的驱动。缺陷检查装置的用户能够利用载置台控制器8进行X-Y-θ载置台3b的远程操作。
激光光源1对半导体芯片16的表面16a照射激光而加热样品17。以激光从半导体芯片16的表面16a的垂线倾斜1度以上而入射的方式形成入射光路1a。例如激光光源1相对于载置台3的设置面3c的垂线倾斜1度以上而固定，从该激光光源1射出的激光直接入射于半导体芯片16的表面16a。利用这样的结构，在半导体芯片16的表面16a反射的反射光传播的反射光路1b形成与入射光路1a不同的光路。即，在入射光路1a传播的入射光与在反射光路1b传播的反射光不干扰。另外，上述结构能够防止在半导体芯片16的表面16a反射的反射光返回至激光光源1而对激光光源1造成损伤。此外，在实际的产品的制造工序中半导体芯片16会发生倾斜，这是常识。因此，在也考虑到与红外线照相机2的干扰时，激光的入射角度优选设为20度以上。由此，能够可靠地防止由反射光导致的激光光源1的损伤。
图5为示出样品17和激光的照射区域1c的俯视图。激光的照射区域1c为能够照射半导体芯片16的整个面的范围。激光的照射形状为圆形，该圆形的直径至少比半导体芯片16的对角线距离大。激光的照射形状不限于圆形，也可以为四边形。
激光光源1例如为YAG激光或者半导体激光。如上所述，半导体芯片16的表面16a的大部分为包含铝的合金。激光光源1优选射出比较容易被铝合金吸收的波段的激光，激光的波长优选为2000nm以下。进一步地，由于铝在波长区域700～1000nm中具有高的吸收系数，因此激光优选具有该700～1000nm的波长。在激光的波长为700～1000nm的情况下，能够进一步地提高后述的空洞的检测分辨率。此外，在除此以外的区域也能够通过增加激光的输出功率来提高检测分辨率。
激光光源1的输出功率优选为500W以上。激光的照射时间优选为1秒以内。这是因为当样品17被长时间加热时，样品17内的温度变化由于热扩散而变小。
如图1所示，光束阻尼器11设置于反射光路1b上。光束阻尼器11吸收在半导体芯片16的表面16a反射的激光。为了即使在由于样品17的倾斜即半导体芯片16的倾斜或者基板15的倾斜而反射光路1b偏移的情况下，光束阻尼器11也能够吸收反射光，光束阻尼器11的受光面优选比该受光面中的激光的照射面积大。光束阻尼器11防止激光在壳体内散射，防止红外线照相机2、各装置的布线由于激光而损伤。另外，反射的激光不会照射半导体芯片16或者基板15。因此，样品17的温度变化稳定，检查精度提高。光束阻尼器11为一个例子，只要是吸收激光的部件就能够得到同样的效果。
红外线照相机2检测从被激光加热的半导体芯片16的表面16a辐射的红外线。红外线照相机2避开激光的入射光路1a以及反射光路1b而设置。红外线照相机2优选设置于与半导体芯片16的表面16a垂直的位置。但是，表面16a的铝或者铝合金为镜面，在产生红外线照相机2的倒影的情况下，也可以相对于表面16a的垂线具有角度地设置。在本实施方式1中，红外线照相机2固定于相对于半导体芯片16的表面16a或者载置台3的设置面3c垂直的位置。红外线照相机2的采样率优选为0.05秒，可以的话优选为0.01秒以下。
另外，为了保护红外线照相机2免受由于红外线照相机2、激光光源1的使用而产生的异物等的影响，优选对红外线照相机2的透镜安装保护罩。为了保护红外线照相机2免受激光的影响，保护罩具有不透射激光的波长而透射红外线的波长的光学特性。在此，保护罩具有切断2000nm以下的尤其是作为YAG激光的波长的1100nm前后的波长并透射2000nm～6000nm范围的波长的光学特性。作为满足这些特性的材料，保护罩优选包括以硅或者锗为主要成分的窗口材料。利用保护罩，能够保护红外线照相机并且正确地测量半导体芯片16的温度。
另外，优选地，红外线照相机设置于被测量物的正上方，其摄像面相对于载置台3平行地设置。
CCD照相机4拍摄设置于载置台3的半导体芯片16的周围。在本实施方式中，CCD照相机4设置于载置台3的斜上方。根据由CCD照相机4拍摄的图像，缺陷检查装置的用户能够调整激光的照射位置、红外线照相机2的拍摄位置以及半导体芯片16的位置的各个位置。
控制部6包括控制装置6a和控制PC6b。控制部6基于由红外线照相机2检测的红外线的强度，对半导体芯片16与基板15的接合状态进行解析。控制装置6a与激光光源1和红外线照相机2连接，控制激光光源1以及红外线照相机2的驱动。控制PC6b设置于壳体5的外部，连接于CCD照相机4，控制CCD照相机4的驱动。缺陷检查装置的用户能够利用控制PC6b远程地操作CCD照相机4。另外，控制PC6b也与控制装置6a连接，在与控制装置6a之间接收发送数据。
图6为示出缺陷检查装置具有的处理电路60的一个例子的图。控制部6的各功能通过处理电路60来实现。也就是说，控制部6的各功能通过控制装置6a或者控制PC6b所包括的处理电路60来实现。
在处理电路60为专用的硬件的情况下，处理电路60例如为单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者将这些组合而成的电路等。控制部6的各功能可以通过多个处理电路来单独地实现，也可以通过一个处理电路整体实现。
图7为示出缺陷检查装置具有的处理电路的另一个例子的图。处理电路具有处理器61和存储器62。处理器61执行存储器62所保存的程序，从而实现控制部6的各功能。例如，被记述为程序的软件或者固件被处理器61执行而实现各功能。即，缺陷检查装置具有保存程序的存储器62和执行该程序的处理器61。
在程序中记述了缺陷检查装置基于由红外线照相机2检测的红外线的强度对半导体芯片16与基板15的接合状态进行解析的功能。另外，在程序中记述了如下功能：缺陷检查装置基于以规定的时间间隔拍摄的多个红外线图像来取得每个像素的温度的时间变化的数据，通过对取得的温度的时间变化的数据进行傅立叶变换来计算每个像素的相位的合计值，基于相位的合计值与规定的阈值，输出作为相位的合计值被二值化后的图像的相位图像。另外，程序为使计算机执行控制部6的过程或者方法的程序。
处理器61例如为中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)等。存储器62例如为RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、闪存、EPROM(ErasableProgrammable Read Only Memory，可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read Only Memory，电可擦除可编程只读存储器)等非易失性或者易失性的半导体存储器。或者，存储器62也可以为磁盘、软盘、光盘(optical disk)、压缩盘(compact disc)、迷你盘、DVD等今后使用的所有的存储介质。
上述控制部6的各功能也可以一部分由专用的硬件实现，其他的部分由软件或者固件实现。像这样，处理电路利用硬件、软件、固件或者它们的组合来实现上述的各功能。
冷却器9经由制冷剂管12而与载置台3的冷却部3a和光束阻尼器11连接。冷却器9将在制冷剂管12中流动的制冷剂例如冷却水冷却，使该制冷剂在冷却部3a与冷却器9之间或者光束阻尼器11与冷却器9之间循环。由此，冷却部3a和光束阻尼器11被冷却。
图8为示出缺陷检查装置的缺陷检查方法的一个例子的流程图。
在步骤S1中，样品17载置于载置台3的冷却部3a。此时，样品17可以以基板15与冷却部3a接触的方式载置，也可以经由热传导部件18而载置于冷却部3a。在后述的步骤S3中的激光的照射之前，样品17由冷却部3a冷却至空洞的检查所需的温度。
在步骤S2中，调整样品17的位置、激光光源1发射的激光的照射位置以及红外线照相机2的观察位置。CCD照相机4拍摄载置于载置台3的样品17，控制PC6b显示样品17的图像。用户一边确认控制PC6b所显示的样品17的图像，一边操作载置台控制器8。通过该操作，驱动X-Y-θ载置台3，调整样品17的位置。另外，激光的照射位置以及红外线照相机2的观察位置也被调整为一致。此外，此时，壳体5被关闭。
在步骤S3中，半导体芯片16的表面16a被激光照射，红外线照相机2取得表面16a的红外线图像。如上所述，激光为脉冲宽度在1秒以内的脉冲光，因此红外线照相机2被控制装置6a与激光光源1的振荡周期同步地控制。在本实施方式中，由于半导体芯片16以SiC为主要成分，基板15为AlN，因此样品17具有高热传导率，被冷却部3a高效地冷却。因此，作为红外线照相机2的读取速度的帧速率优选为100Hz以上。此外，在半导体芯片16的表面16a反射的激光被光束阻尼器11吸收。光束阻尼器11防止激光在壳体内散射。
在步骤S4中，控制PC6b对由红外线照相机2取得的激光照射完成而处于冷却中的红外线图像进行解析。
在步骤S5中，控制PC6b检测空洞，计算并判定空洞尺寸。步骤S4以及步骤S5也可以由控制装置6a代替控制PC6b来进行。通过以上的一系列的流程，缺陷检查装置的缺陷检查方法完成。
步骤S4以及步骤S5中的红外线图像的解析以及空洞的检测如以下那样进行。此外，在此，说明基于数值解析的冷却部3a的冷却效果。
虽然省略图示，但是解析模型为半导体芯片通过焊料接合于基板而成的样品，在焊料接合部配置了的空洞。该样品设置于冷却部，以0.5秒的时间对半导体芯片的表面赋予55W的发热。然后，解析位于空洞的正上方的表面的温度变化和位于没有空洞的区域的正上方的表面的温度变化。图9为示出存在空洞的位置处的温度T1以及存在空洞的位置处的温度T2的时间变化的图。在存在空洞的情况下，空洞成为热阻，在表面产生的热无法高效率地散热至冷却部。在存在空洞的表面蓄积热，因此温度T1高于没有空洞的区域的温度T2。在上述步骤S3中由缺陷检查装置实际测量的半导体芯片16的表面16a的温度变化也是同样的。
控制PC6b对温度T1的时间变化以及温度T2的时间变化的各个时间变化进行傅立叶变换，计算频率与相位的关系或者频率与振幅的关系。在此，控制PC6b将温度T1与时间的关系变换为频率与相位的关系，同样地，将温度T2与时间的关系变换为频率与相位的关系。进一步地，控制PC6b根据这2个频率与相位的关系计算各频率处的相位差。图10示出该频率与相位差的关系。但是，在图10中，除了在样品设置于冷却部的情况下(存在冷却部的情况下)的相位差之外，也图示了在样品设置于没有冷却部的载置台的情况下(没有冷却部的情况下)的相位差。此外，虽然在此省略图示，但是根据同样的解析，也可以计算各频率处的振幅差。
在该解析中，图10所示的各个相位差对应于存在空洞的位置处的温度与没有空洞的位置处的温度梯度的差。也就是说，相位差越大则空洞的检查分辨率越高。检查分辨率是指能够检测更小的空洞的能力。另外，虽然省略图示，但是各个振幅差对应于存在空洞的位置处的温度与没有空洞的位置处的温度的温度差。也就是说，振幅差越大则空洞的检查分辨率越高。
如图10所示，当解析频率为20Hz时，存在冷却部的情况与没有冷却部的情况相比，相位差大了约5％。即，示出了利用冷却部提高空洞的检测分辨率的情形。
另外，温度梯度差越大则相位差越大，温度差越大则振幅差越大。空洞作为妨碍在表面产生的热被散热至冷却部的热阻而发挥作用。因此，在半导体芯片16从高的温度在短时间内被快速冷却的情况下，存在空洞的位置以及没有空洞的位置处的温度梯度的差以及温度差变大。也就是说，相位差以及振幅差变大。即，一边利用冷却部冷却半导体芯片16一边通过输出功率大的激光来加热，从而空洞的检测分辨率提高。
与以上所示出的数值解析方法同样地，在步骤S4中，控制PC6b取得由红外线照相机2拍摄到的半导体芯片16的面内的温度分布及其时间变化的数据。然后，控制PC6b对该面内的温度分布和时间变化的数据进行傅立叶变换，计算该面内的相位分布或者振幅分布。在傅立叶变换中优选使用能够缩短计算时间的高速傅立叶变换。
图11为示出步骤S4的红外线图像的解析方法的详情的流程图。
在步骤S41中，控制PC6b取得红外线图像的一个像素处的温度的时间变化的数据。此时，控制PC6b利用红外线照相机2，针对每个时间tN(N＝1～N)取得红外线图像。图12为示出红外线图像的一个例子的图。图13为示意性地示出针对每个规定的时间tN(N＝1～N)取得的红外线图像的图。在此，1个红外线图像具有i×j像素。各像素包括温度数据Ti，j。控制PC6b取得每个像素的温度的时间变化的数据。图14为示出一个像素处的温度数据Ti，j的时间变化的图。
在步骤S42中，控制PC6b对一个像素处的温度数据Ti，j的时间变化的数据进行高速傅立叶变换。
在步骤S43中，控制PC6b取得一个像素处的频率与相位的关系。图15为示出一个像素处的频率fN(N＝1～N)与相位Φi，j的关系的图。
在步骤S44中，控制PC6b判定是否针对全部的像素计算出了频率与相位的关系。在控制PC6b判定为针对全部的像素计算出了频率与相位的关系的情况下，执行步骤S45。图16为示意性地示出全部的像素处的每个频率fN的相位Φi，j的数据的图。在控制PC6b判定为没有针对全部的像素计算频率与相位的关系的情况下，针对其他的像素，再次执行步骤S41以后的步骤。
在步骤S45中，控制PC6b针对每个像素计算相位的合计值。
在步骤S46中，控制PC6b基于各合计值和规定的阈值，将相位的合计值二值化。
在步骤S47中，控制PC6b输出二值化后的相位图像。图17为示出图12所示的红外线图像的一部分的区域A中的相位图像的图。相位图像中的空洞10比红外线图像中的空洞10更鲜明地示出。
在步骤S5中，控制PC6b比较在步骤S4中计算出的面内的相位分布而计算面内的相位差，或者比较面内的振幅分布而计算面内的振幅差。基于这些面内的相位差和振幅差，判定空洞的位置以及尺寸。在实施方式1中，控制PC6b基于在步骤S47中输出的相位图像来检测空洞。此时，控制PC6b选择适合于空洞的检测以及尺寸的判定的解析频率。
为了更加高精度地检测空洞，利用相对于应当被检测的空洞尺寸的下限值具有至少5分之1、理想地为10分之1的大小的像素来取得红外线图像为宜。由此，能够取得相对于空洞尺寸具有至少5倍、理想地为10倍的分辨率的红外线图像。例如在应当被检测的空洞的尺寸为的情况下，优选利用1个像素具有至少0.16mm以下、理想地为0.08mm以下的尺寸的红外线照相机2取得红外线图像。
在空洞尺寸小的情况下，通过1次激光照射计算的相位图像中的该空洞部与非空洞部的相位差不明确。因此，存在难以判别空洞的情况。为了提高空洞部与非空洞部的S/N比，控制PC6b也可以根据通过多次重复上述步骤而得到的累积后的相位图像来判定空洞。通过这样的处理，控制PC6b能够取得噪声少且更加清晰的图像。因此，控制PC6b能够正确地判别空洞。
以上的缺陷检查方法利用傅立叶变换比较各面内位置处的温度变化的时间波形的偏移、即相位。因此，从倾斜方向照射激光而可能产生的激光照射强度的面内不均匀性几乎不影响空洞的检测以及空洞的尺寸判定的步骤。
如图4所示，半导体芯片16的表面16a中的激光的照射区域1c为圆形形状。因此，在半导体芯片16的整个面被激光照射的情况下，激光的一部分超出半导体芯片16，基板15的温度上升。但是，本实施方式的缺陷检查装置在通过冷却部3a预先降低了基板15的温度的状态下照射激光，因此与没有冷却部3a的情况相比，基板15的最大温度降低。在基板15被冷却的状态下，即使为了提高空洞的检测分辨率而对半导体芯片16照射高输出功率的激光，基板15的温度也不会达到焊料再熔融的温度。缺陷检查装置能够不对焊料接合部造成损伤而提高空洞的检测分辨率。另外，由于在基板15被冷却的状态下照射激光，热相比面内方向更向冷却部传导而被散热。因此，半导体芯片16或者焊料的冷却梯度变大。
即使在连续地检查多个样品17的情况下，通过冷却部3a，余热等不会传导而蓄积于载置台3的设置面3c，载置台3的设置面3c的温度在检查后迅速地返回至一定值。因而，在检查工序中，不需要设置载置台3的冷却时间，处理量(throughput)被缩减，生产率提高。
总结以上内容，本实施方式1的缺陷检查装置具备：载置台3，载置样品17，该样品17包括通过作为接合材料的焊料接合的作为第一部件的基板15和作为第二部件的半导体芯片16；激光光源1，对基板15被载置于载置台3的样品17所包括的半导体芯片16的表面16a照射激光而加热样品17；以及红外线照相机2，检测从被激光加热的半导体芯片16的表面16a辐射的红外线。载置台3包括冷却部3a，该冷却部3a冷却样品17所包括的基板15。
利用以上的结构，缺陷检查装置能够在将基板15以及半导体芯片16预先冷却的状态下进行检查。缺陷检查装置的冷却部3a能够从激光照射后将半导体芯片16快速冷却，使温度梯度相比以往变大，并且增加激光的输出功率而进行缺陷检查。其结果是空洞等缺陷的位置以及尺寸的检测精度提高。也就是说，缺陷检查装置在通过激光照射来加热作为被检查物的样品17而检查接合部时，抑制检查区域外的温度上升，使接合部的缺陷的检测分辨率提高。另外，在样品17的检查结束后，不用等待载置台3的冷却，就能够开始对其他的样品的检查，因此缺陷检查工序的处理量提高。
另外，缺陷检查装置包括的载置台3将样品17的基板15与载置台3的设置面3c抵接而载置。激光光源1对与设置面3c抵接而载置的样品17的半导体芯片16的表面16a照射激光。
利用这样的结构，缺陷检查装置能够使半导体芯片16的温度梯度变大，能够提高缺陷的检查分辨率。
另外，缺陷检查装置包括的载置台3也可以将样品17的基板15载置于在载置台3的设置面3c设置的热传导部件18上。激光光源1对经由热传导部件18载置于载置台3的样品17的半导体芯片16的表面16a照射激光。
利用这样的结构，即使在检查对象的样品17具有翘曲的情况下，缺陷检查装置也能够使由于激光照射而产生的热高效地传导至冷却部3a。由此，半导体芯片16的温度梯度变大。缺陷检查装置能够提高缺陷的检查分辨率。
另外，缺陷检查装置还具备控制部6，该控制部6基于由红外线照相机2检测的红外线的强度，对基板15与半导体芯片16的接合状态进行解析。
利用这样的结构，缺陷检查装置能够根据通过红外线照相机2取得的红外线图像计算并判定缺陷的位置和尺寸。
另外，缺陷检查装置还具备光束阻尼器11，该光束阻尼器11设置于在样品17的半导体芯片16的表面16a反射的激光传播的反射光路1b上，吸收在半导体芯片16的表面16a反射的激光。
利用这样的结构，减少壳体5内的激光的反射。光束阻尼器11防止激光对红外线照相机2或者各装置的布线造成损伤。另外，通过光束阻尼器11，反射光不会照射到半导体芯片16，所以缺陷的检查精度提高。
另外，缺陷检查装置包括的光束阻尼器11的受光面比受光面中的激光的照射面积大。
利用这样的结构，即使由于半导体芯片16的倾斜或者基板15的倾斜等，激光的反射光路1b的位置发生了偏移，光束阻尼器11也吸收反射光并减少杂散光。缺陷检查装置的检查精度提高。
另外，缺陷检查装置包括的激光光源1射出的激光在载置台3上的照射区域比半导体芯片16大。
利用这样的结构，激光光源1能够不扫描激光而加热半导体芯片16。
另外，缺陷检查装置包括的激光光源1相对于载置台3的设置面3c的垂线倾斜地设置，以使激光倾斜地入射于半导体芯片16的表面16a。
利用这样的结构，缺陷检查装置防止在半导体芯片16的表面16a反射的反射光返回激光光源1而对激光光源1造成损伤。
另外，缺陷检查装置包括的激光光源1的输出功率优选为500W以上。
利用这样的结构，缺陷检查装置的缺陷检测的分辨率提高。
样品17的第一部件为作为板状的部件的基板15，第二部件为厚度比第一部件薄的半导体芯片16。
能够缩短由于照射了激光而发热的半导体芯片16的表面16a直到接合部的缺陷的距离。不易受到在表面16a产生的热在面内方向上传导的影响，缺陷的检测分辨率提高。
<实施方式1的变形例1>
实施方式1中所示的结构以在半导体芯片16的表面16a中占据大半的面积的金属层16c的下方存在空洞的情况为一个例子而进行了说明。但是，也可以考虑空洞存在于保护环16e或者栅极线16f的下方的可能性。
在与保护环16e以及栅极线16f对应的区域形成的绝缘层16d具有的红外线放射率与金属层16c具有的红外线放射率不同。因而，即使在两区域中的实际的温度相同的情况下，在红外线图像中绝缘层16d所示出的温度也与金属层16c所示出的温度不同。因此，存在无法正确地检测存在于绝缘层16d的下方的空洞的可能性。
实施方式1的变形例1的控制PC6b将半导体芯片16的表面16a的红外线图像分割成绝缘层16d的区域和金属层16c的区域，分别进行图像处理来检测空洞。也就是说，控制PC6b分别计算与绝缘层16d对应的区域的相位图像和与金属层16c对应的区域的相位图像。此时，例如计算绝缘层16d的相位图像时的阈值被设定为与计算金属层16c的相位图像时的阈值不同的值。
上述的控制PC6b的功能记述于程序并由实施方式1所记载的处理电路执行。在程序中记述有以下功能：缺陷检查装置基于红外线放射率将红外线图像分割成多个区域，在各区域中执行步骤S4所示的红外线图像的解析方法。此时，针对每个被分割的区域适当地设定用于得到二值化后的相位图像的阈值。
利用这样的结构，即使在应当被检测的空洞尺寸比保护环16e或者栅极线16f的宽度小的情况下，缺陷检查装置也能够正确地检测空洞。例如即使保护环16e的宽度为1mm，应当被检测的空洞尺寸为缺陷检查装置也能够正确地检测空洞。即使在作为检查对象的样品17的半导体芯片16的表面16a存在具有互不相同的红外线放射率的多个部件的情况下，缺陷检查装置也能够正确地检测空洞。
此外，在应当被检测的空洞尺寸比保护环16e或者栅极线16f的宽度大的情况下，控制PC6b也可以通过图像处理或者数值性处理，无视在与保护环16e或者栅极线16f对应的区域中示出的温度而进行检查。
<实施方式1的变形例2>
实施方式1的变形例2的缺陷检查装置还具有吹送装置(未图示)，该吹送装置向半导体芯片16的表面16a喷射空气。吹送装置喷出N2或者具有还原性的气体。具有还原性的气体例如为H2等。
通过缺陷检查装置具有吹送装置，能够以与实施方式1不同的冷却方法进行冷却。也就是说，吹送装置通过向半导体芯片16的表面16a喷射空气而进行冷却。另外，这样的吹送装置能够在冷却样品17的同时，清除附着于半导体芯片16的表面16a的异物等。因此，能够削减用于清除表面16a的异物的吹气工序。另外，使得缺陷检查装置的控制PC6b不会将异物误判定为空洞，能够更加正确地检测空洞。
另外，缺陷检查装置通过向表面16a喷射N2、具有还原性的气体，能够抑制由激光照射引起的半导体芯片16或者基板15的氧化。
<实施方式2>
说明实施方式2的缺陷检查装置。此外，对于与实施方式1同样的结构以及动作省略说明。图18为示意性地示出实施方式2的缺陷检查装置的结构的图。实施方式2的缺陷检查装置中设置有包括开口部21的掩模20。
掩模20设置于载置台3的上方。设置于载置台3的样品17位于掩模20与载置台3之间。掩模20可以位于基板15的上方的空中，在掩模20的厚度比半导体芯片16的厚度厚的情况下，也可以与基板15接触。图19为示出样品17以及掩模20的俯视图。掩模20的面积比激光的照射区域1c大。虽然省略图示，但是掩模20在掩模内部具有冷却机构，冷却机构经由制冷剂管12而连接于冷却器9。掩模20由冷却机构的制冷剂冷却。制冷剂例如为水或者油。掩模20的材质为反射率高的铝、铜、金、银或者包含这些的合金。或者，掩模20的材料优选包括针对激光的波长具有比样品17具有的吸收系数高的吸收系数的材料。在掩模20的冷却机构的冷却能力高的情况下，为了容易吸收激光，也可以对掩模20的表面实施黑化处理。
如图18所示，开口部21贯通掩模20。如图19所示，开口部21具有与半导体芯片16的外形相同的形状。半导体芯片16的表面16a从开口部21露出，除此以外的部分即基板15被掩模20覆盖。
由于在激光照射时基板15被掩模20覆盖，因此超出半导体芯片16而照射的激光在掩模20反射。因此，基板15不会被加热，仅半导体芯片16被高效地加热。另外，通过防止基板15的加热，抑制从基板15向半导体芯片16的热传导。由于激光照射而在半导体芯片16的表面16a产生的热变得经由基板15易于传导至冷却部3a。由此，具有掩模20的缺陷检查装置使半导体芯片16的温度梯度变大，提高缺陷的检查分辨率。
虽然省略图示，但是在半导体芯片16的周围形成有焊脚。掩模20防止该焊脚被激光照射。通过掩模20的开口部21调整的激光的照射区域仅加热半导体芯片16的表面16a面内，防止由对焊脚的加热引起的激光的漫反射。
进一步地，在半导体芯片16的外周以宽度0.1mm程度形成有用于与外部绝缘的保护环16e。通过掩模20的开口部21调整后的激光的照射区域被配置于保护环16e的内侧。即使样品17的设置位置发生了偏移，激光也照射到半导体芯片16的面内。
进一步地，与没有进行黑化处理的掩模相比，黑化处理后的掩模20变得容易吸收激光。因此，在掩模20反射、在壳体5内漫反射而传播的激光强度减少，照射于半导体芯片16的噪声减少。其结果是能够抑制通过红外线照相机2捕捉的温度的波动而提高检查精度。在掩模20的表面处理中，不仅黑色，只要是容易吸收激光的颜色、材质即可。
总结以上内容，本实施方式2的缺陷检查装置还具备掩模20，该掩模20设置于载置台3的上方，面积比从上方照射的激光的照射区域大。掩模20包括开口部21，该开口部21贯通掩模20，且露出载置于载置台3并位于掩模20与载置台3之间的样品17所包括的半导体芯片16的表面16a。
利用这样的结构，基板15不被加热，因此从基板15向半导体芯片16的热传导被抑制。在半导体芯片16的表面16a产生的热变得经由基板15易于传导至冷却部3a。也就是说，掩模20使样品17的温度梯度变大，提高缺陷检查装置的检查分辨率。
另外，缺陷检查装置还具备冷却机构，该冷却机构冷却掩模20。
利用这样的结构，防止由掩模20所吸收的激光产生的热成为从半导体芯片16的表面16a辐射的红外线的噪声。缺陷检查装置的检测分辨率提高。
另外，缺陷检查装置包括的掩模20的材料包括针对激光的波长具有比样品17具有的吸收系数高的吸收系数的材料。
利用这样的结构，在壳体5内反射的激光强度减少，照射于半导体芯片16的噪声减少。其结果是通过红外线照相机2捕捉的温度的波动被抑制，缺陷检查装置的检查精度提高。
<实施方式3>
说明实施方式3的缺陷检查装置。实施方式3的缺陷检查装置与实施方式2的缺陷检查装置仅掩模的开口部的形状不同。
图20为本实施方式3的缺陷检查装置具备的掩模20a的剖视图。掩模20a在开口部21a的边缘具有倾斜面22。倾斜面22从开口部21a的中心朝向掩模20a的外侧向上方倾斜。该倾斜面22以比入射于半导体芯片16的表面16a的激光的入射角大的角度倾斜。
在实施方式2所记载的缺陷检查装置中，随着入射于半导体芯片16的表面16a的激光的入射角变大，或者随着掩模20a的厚度变厚，存在激光的照射被开口部21a的边缘妨碍的可能性。另一方面，本实施方式的缺陷检查装置包括的掩模20a在开口部21a的边缘具有以激光的入射角以上的角度倾斜的倾斜面22。
利用这样的结构，能够对位于开口部21a的正下方的半导体芯片16的表面16a的整个面照射激光。其结果是空洞的检查精度提高。另外，倾斜面22优选设置于开口部21a的整个边缘。当在开口部21a的边缘没有设置倾斜面22的情况下，在该边缘处反射的激光向无法预料的方向散射或者反射，之后再次入射于半导体芯片16等，成为噪声的原因。在开口部21a的整个边缘设置有倾斜面22的缺陷检查装置减少这样的噪声。
<实施方式4>
说明实施方式4的缺陷检查装置。
电力用半导体装置的半导体芯片16的尺寸取决于流过半导体芯片16的电流容量。大电流用的半导体芯片16的一个边具有10～15mm以上的尺寸。在检查这样的大的尺寸的半导体芯片16时，需要增加激光的照射面积。但是，在该情况下，在半导体芯片16的表面16a反射的激光扩大至照射面积以上而传播。例如在光束阻尼器11的受光面，存在反射光扩展得比该受光面的尺寸大的可能性。本实施方式4的缺陷检查装置解决这样的问题。
图21为示意性地示出实施方式4的缺陷检查装置的结构的图。实施方式4的缺陷检查装置还具备作为聚光光学元件的聚光透镜30。除此以外的结构与实施方式1的结构相同。
聚光透镜30设置于样品17与光束阻尼器11之间的反射光路1b上。聚光透镜30的大小优选比光束阻尼器11的受光面大。
聚光透镜30将在半导体芯片16的表面16a反射的反射光聚光而照射到光束阻尼器11。也就是说，光束阻尼器11的受光面中的激光的照射面积被聚光透镜30缩小。
在具有如大电流用的半导体芯片16那样大的尺寸的表面16a反射而扩大的反射光被聚光透镜30聚敛到光束阻尼器11。或者，通过半导体芯片16或者基板15的设置倾斜等，在从设计位置偏移的反射光路1b传播的反射光也被聚光透镜30聚敛到光束阻尼器11。像这样，能够通过聚光透镜30防止反射光的泄漏。
<实施方式5>
说明实施方式5的缺陷检查装置以及缺陷检查方法。此外，对于与各实施方式同样的结构以及动作省略说明。
图22为示出实施方式5的缺陷检查装置检查的样品17的结构的图。
样品17为半导体模块。半导体模块具有散热器50以及陶瓷基板53作为样品17的第一部件。散热器50具有基座部51以及安装于基座部51的一个面的散热片部52。陶瓷基板53具有平板状的陶瓷基材54和设置于该陶瓷基材54的各个面的导体层55和导体层56。陶瓷基板53安装于基座部51的另一个面。陶瓷基板53以一个导体层55与基座部51对置的方式而被安装。位于与散热器50相反一侧的导体层56经由焊料57而接合有半导体芯片16。该半导体芯片16为样品17的第二部件。图22示出了制造半途的半导体模块，在半导体模块的产品完成时，端子部73被连接于半导体芯片16。然后，收纳于具有基座部51和外壳侧部75的外壳部70的半导体芯片16等被密封部件(未图示)密封。安装有散热片部52的基座部51与电路图案被一体化，从而半导体芯片16的冷却效果提高。
作为具有这样的结构的半导体模块中的空洞的检查方法，已知基于X射线图像的检查方法。但是，在基于X射线图像的检查方法中，与散热片部52对应的位置即凸部的X射线图像和除此以外的位置即凹部的X射线图像之间产生颜色深浅，无法检测空洞。基于X射线图像的空洞检查为以构成样品17的材料的厚度均匀为前提而求得的检查方法。在存在材料的厚度不同的部分的情况下，由于与该部分相应地X射线的透射率不同，因此得到的X射线图像产生颜色深浅。难以判别X射线图像的颜色深浅的变化是否是由空洞引起的。
实施方式5的缺陷检查装置对半导体芯片16的表面16a照射激光而加热，检测从该表面16a放射的红外线。不论与载置台3的设置面3c对置的样品17的构造如何，缺陷检查装置都能够正确地检测空洞。
另外，在如上述那样样品17的第一部件包括散热器的情况下，与实施方式1的结构中的基板15与设置面3c的接触面积相比，散热片部52与载置台3的设置面3c的接触面积小。因此，基于冷却风扇的冷却是有效的。或者，能够在与散热片部52的凸部分对应的冷却部3a设置凹部从而使接触面积变大。也就是说，冷却部3a优选在设置面3c中具有与散热片部52嵌合的凹部。由此，冷却部3a与散热片部52的接触面积增加，冷却效率提高。
具有这样的结构的缺陷检查装置能够使空洞部与非空洞部的温度差更加显著，提高空洞的检测精度。
<实施方式6>
说明实施方式6的缺陷检查装置以及缺陷检查方法。此外，对于与各实施方式同样的结构以及动作省略说明。
图23为示出实施方式6的缺陷检查装置检查的半导体装置的结构的图。
半导体装置具有外壳部70，该外壳部70具有容器形状。在此，外壳部70具有作为底板的基座部51和作为侧板的外壳侧部75。外壳部70在容器形状的内部保持半导体芯片16和固化前的密封部件71。半导体芯片16例如通过焊料57被芯片粘接于陶瓷基板53上。另外，半导体芯片16和端子部73通过导线72等连接，形成了电路。密封部件71密封收纳于外壳部70的半导体芯片16以及电路等整体。密封部件71例如为环氧树脂。半导体装置例如为电力用半导体装置。
在通过密封部件71密封半导体芯片16等时，有时在导线72的下部、在各结构组件的微小的间隙等产生空洞。即使通过在密封部件71的固化后的检查发现了空洞，也无法去除该空洞。优选在密封部件71的固化前发现并清除空洞。
实施方式6的缺陷检查装置能够在密封部件71固化前，例如在将密封部件71刚注入外壳内之后就进行检查而发现空洞。
半导体装置的基座部51与载置台3的设置面3c对置而载置。激光光源1对保持于外壳部70内的固化前的密封部件71的表面照射激光而加热半导体装置。红外线照相机2检测从被激光加热的密封部件71的表面辐射的红外线。此时，载置台3的冷却部3a冷却半导体装置所包括的外壳部70的基座部51。缺陷检查装置以及缺陷检查方法的其他结构与其他实施方式相同。
通过缺陷检查装置在密封部件71的固化前判别空洞的有无，实现如下的效果。由于为密封部件71固化前的检查，因此在发现了空洞的情况下，能够清除空洞。例如能够通过利用注射器等抽吸空洞而清除空洞。另外，在密封部件71固化前，能够通过对外壳部70施加振动，从而强制地清除空洞。或者也能够利用真空消泡来清除空洞。
作为密封部件71的环氧树脂为粘度因温度或者混合比的微小的变化等而改变的材料。缺陷检查装置在环氧树脂固化前判别空洞的有无，从而还能够针对之后被投入密封工序的产品反馈并调整制造条件。产品的一次良品率提高。
<实施方式7>
说明实施方式7的缺陷检查装置以及缺陷检查方法。此外，对于与各实施方式同样的结构以及动作省略说明。
图24为示出实施方式7的缺陷检查装置检查的半导体装置的结构的图。
半导体装置具有半导体芯片16、绝缘片19和密封部件58。绝缘片19经由芯片焊盘(die pad)部74保持半导体芯片16。绝缘片19例如为树脂制的片。密封部件58通过在绝缘片19的端部形成与绝缘片19反应的反应层59来密封半导体芯片16、芯片焊盘部74和绝缘片19。密封部件58为模制树脂。
在绝缘片19与密封部件58的界面处没有形成反应层的情况下，两者在该界面处剥离。由于该剥离部分的厚度(间隙)微小，难以进行基于X射线图像的检查。基于SAT(Scanning Acoustic Tomography，扫描声层析成像)的检查需要时间进行检查，生产率恶化。另一方面，实施方式7的缺陷检查装置在检查时不需要扫描，因此具有检查时间短的特征。
激光光源1对载置于载置台3的半导体装置所包括的密封部件58的表面照射激光而加热半导体装置。红外线照相机2检测从被激光加热的密封部件58的表面辐射的红外线。此时，载置台3的冷却部3a冷却半导体装置。缺陷检查装置以及缺陷检查方法的其他结构与各实施方式相同。
在反应层59发生的剥离具有虽然间隙微小，但是其剥离面积大的特征。缺陷检查装置也可以具有碳复合加热器等辐射加热装置。与基于激光的加热相比，辐射加热装置在针对宽阔面积更加均匀地进行加热这方面优异。这样的缺陷检查装置针对宽阔面积的剥离的检测是有效的。
此外，本发明可以在该发明的范围内，将各实施方式自由组合，或将各实施方式适当变形、省略。虽然对本发明详细进行了说明，但是上述说明在所有的形态中都是例示，本发明不限于此。应该理解，在不脱离本发明的范围的情况下能够设想没有例示出的无数的变形例。

Claims (19)

1.一种缺陷检查装置，包括：
载置台(3)，载置样品(17)，该样品(17)包括通过接合材料接合的第一部件和第二部件；
激光光源(1)，对所述第一部件被载置于所述载置台(3)的所述样品(17)所包括的所述第二部件的表面照射激光而加热所述样品(17)；以及
红外线照相机(2)，检测从被所述激光加热的所述第二部件的所述表面辐射的红外线，
其中，所述载置台(3)包括冷却部(3a)，该冷却部(3a)冷却所述样品(17)所包括的所述第一部件。
2.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，其中，
还具备控制部(6)，该控制部(6)基于由所述红外线照相机(2)检测的所述红外线的强度，对所述第一部件与所述第二部件的接合状态进行解析。
3.根据权利要求1或者2所述的缺陷检查装置，其中，
还具备掩模(20)，该掩模(20)设置于所述载置台(3)的上方，面积比从所述上方照射的所述激光的照射区域(1c)大，
所述掩模(20)包括开口部(21)，该开口部(21)贯通所述掩模(20)，露出位于所述掩模(20)的下方而载置于所述载置台(3)的所述样品(17)的所述第二部件的所述表面。
4.根据权利要求3所述的缺陷检查装置，其中，
还具备冷却机构，该冷却机构冷却所述掩模(20)。
5.根据权利要求3或者4所述的缺陷检查装置，其中，
所述掩模(20)的材料包括针对所述激光的波长具有比所述样品(17)具有的吸收系数高的吸收系数的材料。
6.根据权利要求3至5中的任意一项所述的缺陷检查装置，其中，
所述掩模(20a)在所述开口部(21a)的边缘具有倾斜面(22)，
所述倾斜面(22)以比入射于所述第二部件的所述表面的所述激光的入射角大的角度，从所述开口部(21a)的中心朝向所述掩模(20a)的外侧向上方倾斜。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的缺陷检查装置，其中，
还具备光束阻尼器(11)，该光束阻尼器(11)设置于在所述样品(17)的所述第二部件的所述表面反射的所述激光传播的反射光路(1b)上，吸收在所述表面反射的所述激光。
8.根据权利要求7所述的缺陷检查装置，其中，
所述光束阻尼器(11)的受光面比所述受光面中的所述激光的照射面积大。
9.根据权利要求7或者8所述的缺陷检查装置，其中，
还具备聚光光学元件，该聚光光学元件设置于所述样品(17)与所述光束阻尼器(11)之间的所述反射光路(1b)上，
所述光束阻尼器(11)吸收通过所述聚光光学元件聚光的所述激光。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的缺陷检查装置，其中，
所述激光光源(1)出射的所述激光在所述载置台(3)上的照射区域(1c)比所述第二部件大。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的缺陷检查装置，其中，
所述激光光源(1)相对于所述载置台(3)的设置面(3c)的垂线倾斜地设置，以使所述激光倾斜地入射于所述第二部件的所述表面。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的缺陷检查装置，其中，
所述激光光源(1)的输出功率为500W以上。
13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的缺陷检查装置，其中，
所述第一部件为包含铜的部件，
所述第二部件为厚度比所述第一部件薄的半导体芯片(16)。
14.根据权利要求1至13中的任意一项所述的缺陷检查装置，其中，
所述接合材料包括焊料，
所述第一部件包括绝缘基板，
所述第二部件包括半导体芯片(16)。
15.根据权利要求1至14中的任意一项所述的缺陷检查装置，其中，
所述冷却部(3a)具有与在所述第一部件载置于所述载置台(3)时的被设置面的形状相应的凹部(3d)或者凸部，所述被设置面为所述第一部件具有的与所述载置台(3)抵接的面。
16.一种缺陷检查装置，具备：
载置台(3)，载置包括外壳部(70)的半导体装置，所述外壳部(70)在内部收纳半导体芯片(16)并保持所述半导体芯片(16)和固化前的密封部件(71)，所述密封部件(71)用于密封所述半导体芯片(16)；
激光光源(1)，对作为所述外壳部(70)的底板的基座部(51)被载置于所述载置台(3)的所述半导体装置所包括的所述外壳部(70)内所保持的固化前的所述密封部件(71)的表面照射激光而加热所述半导体装置；以及
红外线照相机(2)，检测从被所述激光加热的固化前的所述密封部件(71)的所述表面辐射的红外线，
其中，所述载置台(3)包括冷却部(3a)，该冷却部(3a)冷却所述半导体装置所包括的所述外壳部(70)的所述基座部(51)。
17.一种缺陷检查装置，具备：
载置台(3)，载置半导体装置，该半导体装置包括：半导体芯片(16)；绝缘片(19)，保持所述半导体芯片(16)；以及密封部件(58)，在所述绝缘片(19)的端部通过与所述绝缘片(19)反应而将所述半导体芯片(16)和所述绝缘片(19)密封；
激光光源(1)，对载置于所述载置台(3)的所述半导体装置所包括的所述密封部件(58)的表面照射激光而加热所述半导体装置；以及
红外线照相机(2)，检测从被所述激光加热的所述密封部件(58)的所述表面辐射的红外线，
其中，所述载置台(3)包括冷却部(3a)，该冷却部(3a)冷却所述半导体装置。
18.一种缺陷检查方法，具备：
将包括通过接合材料接合的第一部件和第二部件的样品(17)载置于载置台(3)的工序；
对所述第一部件被载置于所述载置台(3)的所述样品(17)所包括的所述第二部件的表面照射激光而加热所述样品(17)的工序；
取得基于从被所述激光加热的所述第二部件的所述表面辐射的红外线的强度的红外线图像的工序；以及
基于所述红外线图像对所述第一部件与所述第二部件的接合状态进行解析的工序。
19.根据权利要求18所述的缺陷检查方法，其中，
照射所述激光而加热所述样品(17)的工序以及取得所述红外线图像的工序包括从所述载置台(3)侧冷却所述样品(17)所包括的所述第一部件的工序。
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