JP2579869B2 - 光学検査装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被検体の平面形状や凹
凸形状に応じて最適の対物レンズの絞りを設定し、最適
な画像を得られるようにした光学検査装置に関するもの
である。
凸形状に応じて最適の対物レンズの絞りを設定し、最適
な画像を得られるようにした光学検査装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】半導体製造工程におけるリードフレーム
とチップをワイヤでボンディングした後のワイヤのボン
ディング位置やワイヤの高さを検査する場合、すなわち
被検体が平面形状のみでなく凹凸形状を有する場合、従
来は図6に示すように、被検体上に該被検体を相対的に
異なる角度から撮像する複数の撮像手段を配置し、これ
らの撮像手段から出力される画像に基づいて上記ワイヤ
23のボンディング位置や高さを検査していた。ここで
撮像手段とは、例えば、光学像をつくるレンズとその光
学像を電気信号に置き換えるCCD等の撮像素子を組み
込んだTVカメラ等の撮像手段である。図6において、
20はリードフレーム、21はリードフレームに形成さ
れたインナーリード、22はIC等の半導体チップ、2
3は金やアルミ等のワイヤ、FとGは撮像手段である。
とチップをワイヤでボンディングした後のワイヤのボン
ディング位置やワイヤの高さを検査する場合、すなわち
被検体が平面形状のみでなく凹凸形状を有する場合、従
来は図6に示すように、被検体上に該被検体を相対的に
異なる角度から撮像する複数の撮像手段を配置し、これ
らの撮像手段から出力される画像に基づいて上記ワイヤ
23のボンディング位置や高さを検査していた。ここで
撮像手段とは、例えば、光学像をつくるレンズとその光
学像を電気信号に置き換えるCCD等の撮像素子を組み
込んだTVカメラ等の撮像手段である。図6において、
20はリードフレーム、21はリードフレームに形成さ
れたインナーリード、22はIC等の半導体チップ、2
3は金やアルミ等のワイヤ、FとGは撮像手段である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では複数の撮像手段が必要であり、しかも、図6に示す
ように2台の撮像手段を用いた場合、撮像手段FとGと
ワイヤ23が平行なときはワイヤ23の高さ測定ができ
ないという欠点があった。
では複数の撮像手段が必要であり、しかも、図6に示す
ように2台の撮像手段を用いた場合、撮像手段FとGと
ワイヤ23が平行なときはワイヤ23の高さ測定ができ
ないという欠点があった。
【0004】本発明は、このような従来例における問題
点に鑑みてなされたもので、撮像手段が1台でありなが
ら、ボンディングパッドとインナーリードに対するワイ
ヤの結合位置、およびワイヤの高さを正確に検査できる
光学検査装置を提供することを目的とする。
点に鑑みてなされたもので、撮像手段が1台でありなが
ら、ボンディングパッドとインナーリードに対するワイ
ヤの結合位置、およびワイヤの高さを正確に検査できる
光学検査装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、ボンディングワイヤの一端がチップ上のボ
ンディングパッドに結合され、他端がリードフレームの
インナーリードに結合されている被検体を光源からの光
で照明し、前記光源からの光で照明された前記被検体を
対物レンズを介して撮像素子で撮像することにより前記
被検体に対する検査を行う光学検査装置において、前記
対物レンズの瞳位置近傍に焦点深度を変更するために設
けられる可変開口絞りと、前記ボンディングパッド及び
前記インナーリードに対する前記ワイヤの結合位置の寸
法関係を前記撮像素子を用いて検査する際に前記焦点深
度を深くし、前記ワイヤの高さを前記撮像素子を用いて
検査する際に前記焦点深度を浅くするように前記可変開
口絞りを駆動する駆動機構を有することを特徴とする。
本発明では、ボンディングワイヤの一端がチップ上のボ
ンディングパッドに結合され、他端がリードフレームの
インナーリードに結合されている被検体を光源からの光
で照明し、前記光源からの光で照明された前記被検体を
対物レンズを介して撮像素子で撮像することにより前記
被検体に対する検査を行う光学検査装置において、前記
対物レンズの瞳位置近傍に焦点深度を変更するために設
けられる可変開口絞りと、前記ボンディングパッド及び
前記インナーリードに対する前記ワイヤの結合位置の寸
法関係を前記撮像素子を用いて検査する際に前記焦点深
度を深くし、前記ワイヤの高さを前記撮像素子を用いて
検査する際に前記焦点深度を浅くするように前記可変開
口絞りを駆動する駆動機構を有することを特徴とする。
【0006】本発明の好ましい実施例においては、前記
焦点深度を変更する際、前記可変開口絞りの駆動により
変化する開口の大きさに応じて前記撮像素子の感度と前
記光源からの照明光の強度の少なくとも一方を調整す
る。また、前記ワイヤの高さは前記対物レンズと前記被
検体の相対的な高さ方向の移動の量と前記撮像素子の出
力に基づいて求められる。
焦点深度を変更する際、前記可変開口絞りの駆動により
変化する開口の大きさに応じて前記撮像素子の感度と前
記光源からの照明光の強度の少なくとも一方を調整す
る。また、前記ワイヤの高さは前記対物レンズと前記被
検体の相対的な高さ方向の移動の量と前記撮像素子の出
力に基づいて求められる。
【0007】
【作用】本発明によれば、対物レンズの瞳近傍に可変開
口絞りを設け、この開口絞りにより、ボンディングパッ
ド及びインナーリードに対するワイヤの結合位置の寸法
関係を検査する際には焦点深度を深くし、また、ワイヤ
の高さを検査する際には焦点深度を浅くするようにした
ため、1つの撮像素子により、ボンディングパッド及び
インナーリードに対するワイヤの結合位置の寸法関係お
よびワイヤの高さの双方が、正確に検査される。
口絞りを設け、この開口絞りにより、ボンディングパッ
ド及びインナーリードに対するワイヤの結合位置の寸法
関係を検査する際には焦点深度を深くし、また、ワイヤ
の高さを検査する際には焦点深度を浅くするようにした
ため、1つの撮像素子により、ボンディングパッド及び
インナーリードに対するワイヤの結合位置の寸法関係お
よびワイヤの高さの双方が、正確に検査される。
【0008】なお、従来、写真レンズ等に可変絞りを有
するのは当り前であるが、これは光量調整のためにあ
り、本発明のようにボンディングパッドとインナーリー
ドに対するワイヤの結合位置の寸法関係およびワイヤの
高さの双方を検査するために焦点深度を可変とする目的
で使用されるものではない。すなわち、本発明の可変絞
りは従来の写真レンズ等に用いられる可変絞りとは作用
を異にする。
するのは当り前であるが、これは光量調整のためにあ
り、本発明のようにボンディングパッドとインナーリー
ドに対するワイヤの結合位置の寸法関係およびワイヤの
高さの双方を検査するために焦点深度を可変とする目的
で使用されるものではない。すなわち、本発明の可変絞
りは従来の写真レンズ等に用いられる可変絞りとは作用
を異にする。
【0009】
【実施例】以下、図1〜図5を用いて本発明の実施例を
説明する。
説明する。
【0010】図1は本発明の一実施例に係るボンディン
グワイヤ検査装置の全体構成を示す。同図において、1
はボンディングワイヤを有する被検体、2は被検体の上
部に配置された対物レンズ、3は対物レンズ2の瞳近傍
に設けられた可変開口絞り、4は対物レンズ2との協働
により被検体1の光学像を形成する結像レンズである。
5は被検体1の光学像を電気信号に変換するCCD等の
撮像素子、6は被検体1を斜めから照明する光源であ
る。光源6は、例えば複数のLEDを四方八方に配置し
たものである。7は被検体1の載物台(ステージ)で紙
面(x−z面)に平行方向および垂直(y軸)方向に3
次元に移動できるようになっている。
グワイヤ検査装置の全体構成を示す。同図において、1
はボンディングワイヤを有する被検体、2は被検体の上
部に配置された対物レンズ、3は対物レンズ2の瞳近傍
に設けられた可変開口絞り、4は対物レンズ2との協働
により被検体1の光学像を形成する結像レンズである。
5は被検体1の光学像を電気信号に変換するCCD等の
撮像素子、6は被検体1を斜めから照明する光源であ
る。光源6は、例えば複数のLEDを四方八方に配置し
たものである。7は被検体1の載物台(ステージ)で紙
面(x−z面)に平行方向および垂直(y軸)方向に3
次元に移動できるようになっている。
【0011】8はLEDやハロゲン電球等のランプで、
対物レンズ2を通り被検体1を照明する落射照明、別名
同軸照明用の光源である。9はランプ8の光束を集光す
るコンデンサレンズ、10はランプ8の像を対物レンズ
2の瞳近傍に結像させる照明レンズ、11はハーフミラ
ー、12は可変開口絞りを変化させるためのアクチュエ
ータ、13はアクチュエータ12を駆動する回路、14
は光源6やランプ8を点灯したり消灯するランプ電源回
路、15は撮像素子5を駆動しかつ光学像を電気信号に
変換し、所定の電気信号すなわち画像信号を出力する撮
像素子駆動回路、16は画像信号から位置とか輝度と
か、ボケ等を算出する画像処理装置、17は載物台(ス
テージ)をx,y,zの各方向に駆動するステージ駆動
回路、18はコントローラ、19はCRTや磁気ディス
クやキーボード等のである。コントローラ18は、上記
の各回路13〜17を制御しかつ入出力装置19に検査
結果を表示および記憶させたり、さらには条件を入力さ
せるためのものである。
対物レンズ2を通り被検体1を照明する落射照明、別名
同軸照明用の光源である。9はランプ8の光束を集光す
るコンデンサレンズ、10はランプ8の像を対物レンズ
2の瞳近傍に結像させる照明レンズ、11はハーフミラ
ー、12は可変開口絞りを変化させるためのアクチュエ
ータ、13はアクチュエータ12を駆動する回路、14
は光源6やランプ8を点灯したり消灯するランプ電源回
路、15は撮像素子5を駆動しかつ光学像を電気信号に
変換し、所定の電気信号すなわち画像信号を出力する撮
像素子駆動回路、16は画像信号から位置とか輝度と
か、ボケ等を算出する画像処理装置、17は載物台(ス
テージ)をx,y,zの各方向に駆動するステージ駆動
回路、18はコントローラ、19はCRTや磁気ディス
クやキーボード等のである。コントローラ18は、上記
の各回路13〜17を制御しかつ入出力装置19に検査
結果を表示および記憶させたり、さらには条件を入力さ
せるためのものである。
【0012】次に被検体1として図6のようなリードフ
レーム20のインナーリード21とチップ22の間をワ
イヤ23でボンディングされたものを想定し、かつ図2
および図3を用いて、図1の装置の作用をより具体的か
つ詳細に説明する。図2は図1の装置の検査対象(被検
体1)の一例である半導体素子の外観と透視図である。
被検体1が図2のようになるには、樹脂封止工程と、リ
ードフレーム切断および折り曲げ工程を経る必要があ
る。図3は被検体1の製造工程および検査項目を詳しく
示す図で、(a)は側面図、(b)は平面図である。図
3において、ダイパッド24上に接着されたチップ22
のボンディングパッド25の中央にワイヤの一端を結合
させ、次にそのワイヤの他方をインナーリード21の所
定の位置に結合させ、結合部分の外側で切断する。従っ
て、ボンディングワイヤ23により、所定の高さhをも
ってチップ22とインナーリードが電気的に接続され
る。
レーム20のインナーリード21とチップ22の間をワ
イヤ23でボンディングされたものを想定し、かつ図2
および図3を用いて、図1の装置の作用をより具体的か
つ詳細に説明する。図2は図1の装置の検査対象(被検
体1)の一例である半導体素子の外観と透視図である。
被検体1が図2のようになるには、樹脂封止工程と、リ
ードフレーム切断および折り曲げ工程を経る必要があ
る。図3は被検体1の製造工程および検査項目を詳しく
示す図で、(a)は側面図、(b)は平面図である。図
3において、ダイパッド24上に接着されたチップ22
のボンディングパッド25の中央にワイヤの一端を結合
させ、次にそのワイヤの他方をインナーリード21の所
定の位置に結合させ、結合部分の外側で切断する。従っ
て、ボンディングワイヤ23により、所定の高さhをも
ってチップ22とインナーリードが電気的に接続され
る。
【0013】ここで平面形状としてのワイヤの結合位置
すなわちワイヤ23とチップ22上のボンディングパッ
ド25との寸法関係L1 ,L2 ,L3 ,L4 およびワイ
ヤ23とインナーリード21との寸法関係L5 ,L6 、
そして凹凸形状としてのワイヤ23の高さhを検査する
場合について再度図1を使って説明する。
すなわちワイヤ23とチップ22上のボンディングパッ
ド25との寸法関係L1 ,L2 ,L3 ,L4 およびワイ
ヤ23とインナーリード21との寸法関係L5 ,L6 、
そして凹凸形状としてのワイヤ23の高さhを検査する
場合について再度図1を使って説明する。
【0014】まず、最初に平面形状としてワイヤの結合
位置を検査するため、焦点深度が深くなるように可変開
口絞り3を小さくする。図4に可変開口絞り3の具体例
を示した。(a)は平面図、(b)は側面図である。可
変開口絞り3を図4のように構成した場合、小さな開口
を有する遮光板26の小さな開口が対物レンズ2の上部
に位置するようアクチュエータ12で遮光板26を回転
させる。さらに図1のランプ8を点灯し、被検体1を照
明すると、撮像素子5からの画像は図5(a)のように
ワイヤもボンディングパッドもインナーリードもはっき
りと見える。従ってこの状態で画像処理装置16でL1
〜L6 を計測し、検査結果を出力する。この時絞りを小
さくしたため、撮像素子5への入射光量が小さくなるの
で、撮像素子5の感度を上げるかランプ8の出力を大き
くさせる。これは、予め予測してコントローラ10で制
御することも、または画像出力値から制御することもど
ちらも可能である。
位置を検査するため、焦点深度が深くなるように可変開
口絞り3を小さくする。図4に可変開口絞り3の具体例
を示した。(a)は平面図、(b)は側面図である。可
変開口絞り3を図4のように構成した場合、小さな開口
を有する遮光板26の小さな開口が対物レンズ2の上部
に位置するようアクチュエータ12で遮光板26を回転
させる。さらに図1のランプ8を点灯し、被検体1を照
明すると、撮像素子5からの画像は図5(a)のように
ワイヤもボンディングパッドもインナーリードもはっき
りと見える。従ってこの状態で画像処理装置16でL1
〜L6 を計測し、検査結果を出力する。この時絞りを小
さくしたため、撮像素子5への入射光量が小さくなるの
で、撮像素子5の感度を上げるかランプ8の出力を大き
くさせる。これは、予め予測してコントローラ10で制
御することも、または画像出力値から制御することもど
ちらも可能である。
【0015】次に凹凸形状としてボンディングワイヤ2
3の高さhを検査するために焦点深度が浅くなるように
可変開口絞り3を大きくする。すなわち図4(a)の遮
光板26を点線の位置に回転させる。さらに図1の載物
台7のz軸をh′(不図示)だけ下げる。ランプ8を点
灯し、被検体1を照明すると、撮像素子5からの画像は
図5(b)のようにワイヤのh′の高さ部分の(A)の
位置だけシャープな像となり他はボケる。従って載物台
7のz移動量h′と像のシャープさから高さhを計測
し、検査結果を出力する。
3の高さhを検査するために焦点深度が浅くなるように
可変開口絞り3を大きくする。すなわち図4(a)の遮
光板26を点線の位置に回転させる。さらに図1の載物
台7のz軸をh′(不図示)だけ下げる。ランプ8を点
灯し、被検体1を照明すると、撮像素子5からの画像は
図5(b)のようにワイヤのh′の高さ部分の(A)の
位置だけシャープな像となり他はボケる。従って載物台
7のz移動量h′と像のシャープさから高さhを計測
し、検査結果を出力する。
【0016】ランプ8と光源6は画像の「見え」に応じ
て適当に使い分ける。
て適当に使い分ける。
【0017】
【他の実施例】上述の実施例においては可変開口絞りと
して簡単な遮光板を使用した例を示したが、写真レンズ
に使用している連続可変絞りも使用可能である。このよ
うな連続可変絞りを使用した場合、より適切な絞りの設
定が可能となる。
して簡単な遮光板を使用した例を示したが、写真レンズ
に使用している連続可変絞りも使用可能である。このよ
うな連続可変絞りを使用した場合、より適切な絞りの設
定が可能となる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対物レンズの瞳近傍に可変開口絞りを設け、この開口絞
りにより、ボンディングパッド及びインナーリードに対
するワイヤの結合位置の寸法関係を検査する際には焦点
深度を深くし、また、ワイヤの高さを検査する際には焦
点深度を浅くするようにしたため、1つの撮像手段によ
り、ボンディングパッドとインナーリードに対するワイ
ヤの結合位置の寸法関係およびワイヤの高さの双方を正
確に検査することができる。
対物レンズの瞳近傍に可変開口絞りを設け、この開口絞
りにより、ボンディングパッド及びインナーリードに対
するワイヤの結合位置の寸法関係を検査する際には焦点
深度を深くし、また、ワイヤの高さを検査する際には焦
点深度を浅くするようにしたため、1つの撮像手段によ
り、ボンディングパッドとインナーリードに対するワイ
ヤの結合位置の寸法関係およびワイヤの高さの双方を正
確に検査することができる。
【図1】 本発明の一実施例に係るボンディングワイヤ
検査装置の全体構成図である。
検査装置の全体構成図である。
【図2】 被検体をわかり易く説明するための図であ
る。
る。
【図3】 被検体の検査内容の詳細を示す説明図であ
る。
る。
【図4】 可変開口絞りの一例を示す図である。
【図5】 可変開口絞りを使用した画像を示す説明図で
ある。
ある。
【図6】 従来に高額検査装置の一例を示す斜視図であ
る。
る。
1:被検体、2:対物レンズ、3:可変開口絞り、5:
撮像素子、7:載物台、8:ランプ、16:画像処理装
置、18:コントローラ、21:インナーリード、2
2:チップ、23:ボンディングワイヤ、25:ボンデ
ィングパッド。
撮像素子、7:載物台、8:ランプ、16:画像処理装
置、18:コントローラ、21:インナーリード、2
2:チップ、23:ボンディングワイヤ、25:ボンデ
ィングパッド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−171603(JP,A) 特開 平3−261807(JP,A) 特開 平5−232033(JP,A)
Claims (3)
- 【請求項1】 ボンディングワイヤの一端がチップ上の
ボンディングパッドに結合され、他端がリードフレーム
のインナーリードに結合されている被検体を光源からの
光で照明し、前記光源からの光で照明された前記被検体
を対物レンズを介して撮像素子で撮像することにより前
記被検体に対する検査を行う光学検査装置において、前
記対物レンズの瞳位置近傍に焦点深度を変更するために
設けられる可変開口絞りと、前記ボンディングパッド及
び前記インナーリードに対する前記ワイヤの結合位置の
寸法関係を前記撮像素子を用いて検査する際に前記焦点
深度を深くし、前記ワイヤの高さを前記撮像素子を用い
て検査する際に前記焦点深度を浅くするように前記可変
開口絞りを駆動する駆動機構を有することを特徴とする
光学検査装置。 - 【請求項2】 前記焦点深度を変更する際、前記可変開
口絞りの駆動により変化する開口の大きさに応じて前記
撮像素子の感度と前記光源からの照明光の強度の少なく
とも一方を調整することを特徴とする請求項1記載の光
学検査装置。 - 【請求項3】 前記ワイヤの高さは前記対物レンズと前
記被検体の相対的な高さ方向の移動の量と前記撮像素子
の出力に基づいて求められることを特徴とする請求項1
記載の光学検査装置。
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---|---|---|---|
JP4210666A JP2579869B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 光学検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4210666A JP2579869B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 光学検査装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0634345A JPH0634345A (ja) | 1994-02-08 |
JP2579869B2 true JP2579869B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=16593103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4210666A Expired - Fee Related JP2579869B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 光学検査装置 |
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Country | Link |
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TW555954B (en) * | 2001-02-28 | 2003-10-01 | Olympus Optical Co | Confocal microscope, optical height-measurement method, automatic focusing method |
JP2006177730A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Renesas Technology Corp | 撮像検査装置および方法 |
JP4676296B2 (ja) | 2005-10-05 | 2011-04-27 | 東芝テック株式会社 | 漏洩伝送路ダイバーシティ装置 |
KR101245098B1 (ko) * | 2011-07-25 | 2013-03-25 | 에스엔유 프리시젼 주식회사 | 박막 두께 측정장치 |
KR101245097B1 (ko) * | 2011-07-25 | 2013-03-25 | 에스엔유 프리시젼 주식회사 | 박막 두께 측정장치 |
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JP6283971B2 (ja) * | 2016-12-27 | 2018-02-28 | 株式会社東京精密 | エッジ検出装置 |
CN111279462B (zh) * | 2017-10-26 | 2023-07-14 | 株式会社新川 | 接合装置 |
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JP2878763B2 (ja) * | 1990-03-12 | 1999-04-05 | 富士通株式会社 | 外観検査装置 |
-
1992
- 1992-07-16 JP JP4210666A patent/JP2579869B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH0634345A (ja) | 1994-02-08 |
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