JP7166234B2

JP7166234B2 - 半導体製造検査装置

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Publication number: JP7166234B2
Application number: JP2019178253A
Authority: JP
Inventors: 元輝飯沼
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2022-11-07
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Description

この発明は、半導体パワーモジュールにおいて、半導体素子間、もしくは半導体素子と絶縁基板またはリードフレームとの間を電気的に接合する金属ワイヤーの検査に関する。

半導体パワーモジュール（以下、単に「パワーモジュール」とも称する）において、絶縁基板またはリードフレームに搭載された半導体素子は、金属ワイヤーにより内部電極またはリードフレームに配線される。パワーモジュールの小型化または高電力密度化などの要求により、金属ワイヤーの配線密度が大きくなっているため、金属ワイヤーの配線には高い位置精度が求められる。そのため、金属ワイヤーの位置を正確に測定する必要がある。

この点、例えば特許文献１には、ボンディング装置に搭載されている撮像装置の照明ユニットの右側と左側のＬＥＤを交互に点灯させて基準面（合焦面）より高い位置にある電子部品の２つの画像を取得し、２つの画像の位置ずれ量により電子部品の基準面からの高さを検出する技術が開示されている。

特開２０１８－０８４５０４号公報

特許文献１の技術は、半導体素子等、平面板形状の対象物の高さを測定する。この技術をワイヤーループの高さの測定に応用する場合には、以下の問題があった。すなわち、隣接するワイヤーループの間隔が、パワーモジュールの高密度化により例えば測定対象ワイヤー１本の幅程度以下となると、半導体素子上から各ワイヤーループの高さを測定する際、測定対象のワイヤーループから隣接するワイヤーループに誤追従してしまい、ワイヤー倒れまたは変形とみなし、良品を不良品として誤判定してしまうという問題があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、パワーモジュールにおいて高密度に配置されたワイヤーループの高さを正確に測定することを目的とする。

本開示の半導体製造検査装置は、半導体素子の表面に接続された金属からなる複数のワイヤーループを照射する複数のＬＥＤチップを含む照明ユニットと、複数のワイヤーループの上方で半導体素子の表面に平行な方向に移動しながら複数のワイヤーループを撮影するカメラと、カメラの撮影画像の輝度値に基づき撮影画像中のワイヤーループの撮影領域を認識すると共に、複数の撮影画像におけるワイヤーループの撮影領域に基づき、ワイヤーループの高さを測定する画像処理部と、を備え、各ＬＥＤチップは、異なるワイヤーループを照射し、隣接する２つのワイヤーループを照射する２つのＬＥＤチップの出射光の輝度は異なり、画像処理部は、ワイヤーループの撮影領域と認識するための撮影画像の輝度値の閾値範囲を設定し、隣接する２つのワイヤーループ間で閾値範囲は重ならない。

本発明の半導体製造検査装置によれば、隣接するワイヤーループ間で反射光の輝度値が異なるため、画像処理部は、測定対象のワイヤーループの追従中に、隣接する別のワイヤーループを誤追従することを抑制できる。従って、パワーモジュールにおいて高密度に配置されたワイヤーループの高さを正確に測定することが可能となる。

実施の形態１の半導体製造検査装置の構成図である。実施の形態１の単色照明ユニットのＹＺ平面における拡大図である。実施の形態２の半導体製造検査装置の構成図である。実施の形態２の単色照明ユニットのＹＺ平面における拡大図である。実施の形態３の半導体製造検査装置の構成図である。実施の形態３の照明ユニットのＹＺ平面における拡大図である。実施の形態４の半導体製造検査装置の構成図である。

＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ－１．構成＞
図１は、実施の形態１の半導体製造検査装置１０１の構成を示している。半導体製造検査装置１０１は、単色照明ユニット１０、測定ワーク４０、カメラ６０、および画像処理部７０を備えている。

測定ワーク４０は、半導体パワーモジュールであり、リードフレーム４１と、リードフレーム４１上に搭載された半導体素子４２，４２´と、半導体素子４２，４２´を接続する３本のワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａとを備えている。ワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａが、半導体製造検査装置１０１による高さの測定対象物である。ワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａが接続された半導体素子４２，４２´の表面の一辺方向をＸ軸、他辺方向をＹ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な方向をＺ軸とする。ワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａは、Ｘ軸方向に配列している。以下、Ｘ軸方向の配列順に従い、ワイヤーループ４３ａを１本目、ワイヤーループ４４ａを２本目、ワイヤーループ４３ｂを３本目とカウントする。ワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａの材料は、例えばＡｌなどの金属である。

なお、図１において、ワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａは、半導体素子４２と半導体素子４２´とを接続している。しかし、ワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａは、半導体素子４２または半導体素子４２´と、半導体パワーモジュールの外部に繋がる外部電極とを接続していても良い。また、図１において、半導体素子４２，４２´はリードフレームに搭載されているが、絶縁基板に搭載されていても良い。

単色照明ユニット１０は、ＬＥＤチップ１１ａ，１１ｂ，１２ａと、ハーフミラー２０とを備えている。図２は、単色照明ユニット１０のＹＺ平面における拡大図である。図２に示すように、ＬＥＤチップ１１ａはＹ軸方向に沿って３つ配列されており、ＬＥＤチップ１１ｂとＬＥＤチップ１２ａについても同様である。また、ＬＥＤチップ１１ａ，１２ａ，１１ｂは、この順にＺ軸方向に沿って配列される。すなわち、単色照明ユニット１０は、ＹＺ平面に３×３で配列されたＬＥＤチップを備えている。

ＬＥＤチップ１２ａの出射光の輝度は、ＬＥＤチップ１１ａ，１１ｂの出射光の輝度より低く設定されている。言い換えれば、単色照明ユニット１０では、第１輝度の光を出射するＬＥＤチップと、第１輝度より低い第２輝度の光を出射するＬＥＤチップとがＺ軸方向に沿って交互に配置されている。ＬＥＤチップ１１ａ，１１ｂ，１２ａから出射した光は、ハーフミラー２０により直角方向に反射し、入射光３１ａ，３１ｂ，３２ａとして測定ワーク４０に入射する。入射光３１ａは、ワイヤーループ４３ａに反射して反射光５１ａとなる。同様に、入射光３１ｂ，３２ａは、ワイヤーループ４３ｂ，４４ａに反射して反射光５１ｂ，５２ａとなる。このように、ＬＥＤチップ１１ａ，１２ａ，１１ｂのＺ軸方向の配列順序は、ＬＥＤチップ１１ａ，１２ａ，１１ｂが照射するワイヤーループ４３ａ，４４ａ，４３ｂの測定ワーク４０におけるｘ軸方向の配列順序に一致している。入射光３１ａの光路と反射光５１ａの光路は、光軸が一致しており、同様に、入射光３１ｂ，３２ａの光路と反射光５１ｂ，５２ａの光路は、光軸が一致している。

カメラ６０は、測定ワーク４０を撮像するカメラであり、測定ワーク４０からの正反射光である反射光５１ａ，５１ｂ，５２ａを取得する。カメラ６０は、ワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａとの間でＺ軸方向の合焦点距離６１を保ちつつ、ＸＹ平面方向に移動しながら連続撮影を行う。

画像処理部７０は、カメラ６０の撮影画像から各ワイヤーループの撮影領域を認識するため、各ワイヤーループに対して撮影画像の輝度、言い換えればワイヤーループの反射光の輝度の閾値範囲を設定する。１本目のワイヤーループ４３ａと３本目のワイヤーループ４３ｂについては、輝度の閾値範囲はＴ_１以上Ｔ_１´以下（以下、「Ｔ_１－Ｔ_１´」と表記する）であり、２本目のワイヤーループ４４ａについては、輝度の閾値範囲はＴ_２以上Ｔ_２´以下（以下、「Ｔ_２－Ｔ_２´」と表記する）である。なお、Ｔ_２＜Ｔ_２´＜Ｔ_１＜Ｔ_１´である。

画像処理部７０は、反射光５１ａの輝度値Ｌ_１ａがＴ_１≦Ｌ_１ａ≦Ｔ_１´を満たせば、反射光５１ａを１本目のワイヤーループ４３ａの反射光と認識するが、Ｔ_２≦Ｌ_１ａ≦Ｔ_２´を満たせば、反射光５１ａを２本目のワイヤーループ４４ａの反射光と誤認識する。同様に、画像処理部７０は、反射光５１ｂの輝度値Ｌ_１ｂがＴ_１≦Ｌ_１ｂ≦Ｔ_１´を満たせば、反射光５１ｂを３本目のワイヤーループ４３ｂの反射光と認識するが、Ｔ_２≦Ｌ_１ｂ≦Ｔ_２´を満たせば、反射光５１ｂを２本目のワイヤーループ４４ａの反射光と誤認識する。反対に、画像処理部７０は、反射光５２ａの輝度値Ｌ_２ａがＴ_２≦Ｌ_２ａ≦Ｔ_２´を満たせば、反射光５２ａを２本目のワイヤーループ４４ａの反射光と認識するが、Ｔ_１≦Ｌ_２ａ≦Ｔ_１´を満たせば、反射光５２ａを１本目のワイヤーループ４３ａまたは３本目のワイヤーループ４３ｂと誤認識する。

＜Ａ－２．作用＞
図１と図２を用いて半導体製造検査装置１０１の作用を説明する。

ＬＥＤチップ１１ａ，１１ｂの出射光の輝度は、ＬＥＤチップ１２ａの出射光の輝度より高く設定されている。そのため、入射光３１ａ，３１ｂの輝度は、入射光３２ａの輝度よりも高く、ワイヤーループ４３ａ，４３ｂの上面では、ワイヤーループ４４ａの上面におけるよりも強い正反射が生じる。その結果、反射光５１ａ，５１ｂの輝度値Ｌ_１ａ，Ｌ_１ｂは、反射光５２ａの輝度値Ｌ_２ａより大きくなる。

画像処理部７０は、反射光５１ａ，５１ｂ，５２ａの輝度値Ｌ_１ａ，Ｌ_１ｂ，Ｌ_２ａを、各ワイヤーループに対して設定された閾値と比較することにより、反射光５１ａ，５１ｂ，５２ａが何本目のワイヤーループの反射光であるかを認識する。上記の通り、１本目のワイヤーループ４３ａと３本目のワイヤーループ４３ｂに対する閾値範囲Ｔ_１－Ｔ_１´は、２本目のワイヤーループ４４ａに対する閾値範囲Ｔ_２－Ｔ_２´よりも大きい。

従って、１本目のワイヤーループ４３ａの反射光５１ａの輝度値Ｌ_１ａは、閾値範囲Ｔ_１－Ｔ_１´を推移し、近接する２本目のワイヤーループ４４ａに対する閾値範囲Ｔ_２－Ｔ_２´まで低下することがない。また、２本目のワイヤーループ４４ａの反射光５２ａの輝度値Ｌ_２ａは、閾値範囲Ｔ_２－Ｔ_２´を推移し、近接する１本目または３本目のワイヤーループ４３ａ，４３ｂに対する閾値範囲Ｔ_１－Ｔ_１´まで増加することがない。

その結果、画像処理部７０は、１本目のワイヤーループ４３ａと２本目のワイヤーループ４４ａを誤認識することなく、また２本目のワイヤーループ４３ｂと３本目のワイヤーループ４４ａを誤認識することがない。そのため、半導体製造検査装置１０１によれば、ワイヤーループの高さを測定する際、測定対象のワイヤーループの追従途中に近接する別のワイヤーループへ誤追従することが抑制され、高密度に配置されたワイヤーループの高さを正確に測定することができる。

＜Ａ－３．変形例＞
本実施の形態では、ワイヤーループを認識するための反射光の輝度の閾値範囲として、１本目のワイヤーループ４３ａと３本目のワイヤーループ４３ｂに対して同じ閾値範囲Ｔ_１－Ｔ_１´が設定された。しかし、両者の閾値範囲は異なっていても良い。例えば、３本目のワイヤーループ４３ｂの反射光と認識される輝度の閾値範囲Ｔ_３－Ｔ_３´が設定されても良い。このように、各ワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａに対して異なる閾値範囲が設定されることにより、画像処理部７０によるワイヤーループの追従精度が向上し、高密度に配置されたワイヤーループの高さをより正確に測定することができる。

＜Ａ－４．効果＞
実施の形態１の半導体製造検査装置１０１は、半導体素子４２，４２´の表面に接続された金属からなる複数のワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａを照射する複数のＬＥＤチップ１１ａ，１１ｂ，１２ａを含む単色照明ユニット１０と、複数のワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａの上方で半導体素子４２，４２´の表面に平行なＸＹ平面方向に移動しながら複数のワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａを撮影するカメラ６０と、カメラ６０の撮影画像の輝度値に基づき撮影画像中のワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａの撮影領域を認識すると共に、複数の撮影画像におけるワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａの撮影領域に基づき、ワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａの高さを測定する画像処理部７０と、を備える。各ＬＥＤチップ１１ａ，１１ｂ，１２ａは、異なるワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａを照射し、隣接する２つのワイヤーループを照射する２つのＬＥＤチップの出射光の輝度は異なる。以上の構成により、半導体製造検査装置１０１によれば、画像処理部７０において、測定対象のワイヤーループの追従中に隣接する他のワイヤーループを誤追従することが抑制されるため、高密度に配置されたワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａの高さを正確に測定することができる。

半導体製造検査装置１０１において、複数のワイヤーループ４３ａ，４４ａ，４３ｂは一方向に配列され、複数のＬＥＤチップ１１ａ，１２ａ，１１ｂは、各ＬＥＤチップ１１ａ，１２ａ，１１ｂが照射するワイヤーループ４３ａ，４４ａ，４３ｂと同じ順序で配列され、第１輝度の光を出射するＬＥＤチップと、第１輝度の光より低い第２輝度の光を出射するＬＥＤチップとが交互に配置される。このような構成により、隣接するワイヤーループ間で反射光の輝度に差が発生する。その結果、画像処理部７０において、測定対象のワイヤーループの追従中に隣接する他のワイヤーループを誤追従することが抑制される。

半導体製造検査装置１０１において、画像処理部７０は、ワイヤーループ４３ａ，４４ａ，４３ｂの撮影領域と認識するための撮影画像の輝度値の閾値範囲Ｔ１－Ｔ１´，Ｔ２－Ｔ２´を設定し、隣接する２つのワイヤーループ間で閾値範囲Ｔ１－Ｔ１´，Ｔ２－Ｔ２´は重ならない。以上の構成により、半導体製造検査装置１０１によれば、画像処理部７０において、測定対象のワイヤーループの追従中に隣接する他のワイヤーループを誤追従することが抑制されるため、高密度に配置されたワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａの高さを正確に測定することができる。

＜Ｂ．実施の形態２＞
本実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一の構成には同一の参照符号を付し、適宜その説明を省略する。

＜Ｂ－１．構成＞
図３は、実施の形態２の半導体製造検査装置１０２の構成を示している。半導体製造検査装置１０２は、単色照明ユニット１３、測定ワーク４５、カメラ６０、および画像処理部７０を備えている。つまり、半導体製造検査装置１０２は、実施の形態１の半導体製造検査装置１０１の構成において、単色照明ユニット１０に代えて単色照明ユニット１３を、測定ワーク４０に代えて測定ワーク４５を設けたものである。図４は、単色照明ユニット１３のＹＺ平面における拡大図である。

実施の形態１の単色照明ユニット１０は、３×３のＬＥＤチップを有していたが、実施の形態２の単色照明ユニット１３は、４×４以上のＬＥＤチップを有する。以下の説明では、単色照明ユニット１３が５×５のＬＥＤチップを有するものとする。

測定ワーク４５は、半導体素子４２，４２´が５本のワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂで接続されている点が、実施の形態１の測定ワーク４０と異なる。すなわち、測定ワーク４５は、実施の形態１の測定ワーク４０の構成に加えて、４本目のワイヤーループ４４ｂと５本目のワイヤーループ４３ｃを備えている。ワイヤーループ４３ｃ，４４ｂの材料は、他のワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４４ａと同様である。

単色照明ユニット１３は、ＬＥＤチップ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２ａ，１２ｂと、ハーフミラー２０とを備えている。図４に示すように、ＬＥＤチップ１１ａはＹ軸方向に沿って５つ配列されており、ＬＥＤチップ１１ｂ、１１ｃ、１２ａ，１２ｂについても同様である。また、ＬＥＤチップ１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂ，１１ｃは、この順にＺ軸方向に沿って配列される。すなわち、単色照明ユニット１３は、ＹＺ平面に５×５で配列されたＬＥＤチップを備えている。

ＬＥＤチップ１２ａ，１２ｂの出射光の輝度は、ＬＥＤチップ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの出射光の輝度より低く設定されている。言い換えれば、単色照明ユニット１３においても、高輝度のＬＥＤチップと低輝度のＬＥＤチップとがＺ軸方向に沿って交互に配置されている。ＬＥＤチップ１２ｂ，１１ｃから出射した光は、ハーフミラー２０により直角方向に反射し、入射光３２ｂ，３１ｃとして測定ワーク４５に入射する。入射光３２ｂ，３１ｃは、ワイヤーループ４４ｂ，４３ｃに反射して反射光５２ｂ，５１ｃとなる。入射光３２ｂと反射光５２ｂの光路の光軸は一致しており、入射光３１ｃと反射光５１ｃの光路の光軸は一致している。

画像処理部７０は、画像からワイヤーループを個別に認識するため、各ワイヤーループに対して反射光の輝度の閾値範囲を設定する。１，３，５本目のワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃについて、輝度の閾値範囲はＴ_１以上Ｔ_１´以下であり、２，４本目のワイヤーループ４４ａ，４４ｂについて、輝度の閾値範囲をＴ_２以上Ｔ_２´以下である。なお、Ｔ_２＜Ｔ_２´＜Ｔ_１＜Ｔ_１´である。

＜Ｂ－２．作用＞
図３と図４を用いて半導体製造検査装置１０２の作用を説明する。画像処理部７０は、カメラ６０が撮影した複数の画像から、ワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂの半導体素子４２からの高さを判定する。画像処理部７０は、測定ワーク４５からの反射光の輝度に基づきワイヤーループを認識する。

ワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃを照射する入射光３１ａ，３１ｂ，３１ｃの輝度は、ワイヤーループ４４ａ，４４ｂを照射する入射光３２ａ，３２ｂの輝度より高い。そのため、ワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃの上面では、ワイヤーループ４４ａ，４４ｂの上面におけるよりも強い正反射が生じる。その結果、反射光５１ａ，５１ｂ，５１ｃの輝度値Ｌ_１ａ，Ｌ_１ｂ，Ｌ_１ｃは、反射光５２ａ，５２ｂの輝度値Ｌ_２ａ，Ｌ_２ｂより大きくなる。

画像処理部７０は、反射光５１ａ，５１ｂ，５２ｃ，５２ａ，５２ｂの輝度値を、各ワイヤーループに対応して設定された閾値と比較することにより、当該反射光が何本目のワイヤーループの反射光であるかを認識する。

実施の形態３において、５本のワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂを照射する入射光の輝度は、隣接するワイヤーループ間で異なる。そして、これらの入射光の輝度の違いに応じて、画像処理部７０が測定ワーク４５からの反射光を特定のワイヤーループの反射光と認識するための反射光の輝度の閾値範囲は、隣接するワイヤーループ間で重ならない値に設定される。これにより、隣接するワイヤーループ間では反射光の輝度値に差が生じるため、画像処理部７０が隣接するワイヤーループに誤追従することが抑制される。その結果、高密度に配置された４本以上のワイヤーループの高さを同時に測定することができる。

図３では、５本のワイヤーループを有する測定ワーク４５を示したが、カメラ６０の視野内に収まる限り、さらに多数のワイヤーループを有する測定ワークにも本実施の形態は適用可能である。測定ワークにおけるワイヤーループの本数が多いほど、本実施の形態の構成を適用することによって検査タクトの抑制が実現し、生産性が向上する。

＜Ｂ－３．効果＞
実施の形態２の半導体製造検査装置１０２は、半導体素子４２，４２´の表面に接続された金属からなる複数のワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂを照射する複数のＬＥＤチップ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２ａ，１２ｂを含む単色照明ユニット１３と、複数のワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂの上方で半導体素子４２，４２´の表面に平行なＸＹ平面方向に移動しながら複数のワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂを撮影するカメラ６０と、カメラ６０の撮影画像の輝度値に基づき撮影画像中のワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂの撮影領域を認識すると共に、複数の撮影画像におけるワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂの撮影領域に基づき、ワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂの高さを測定する画像処理部７０と、を備える。各ＬＥＤチップ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２ａ，１２ｂは、異なるワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂを照射し、隣接する２つのワイヤーループを照射する２つのＬＥＤチップの出射光の輝度は異なる。以上の構成により、半導体製造検査装置１０２によれば、画像処理部７０において、測定対象のワイヤーループの追従中に隣接する他のワイヤーループを誤追従することが抑制されるため、高密度に配置されたワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂの高さを正確に測定することができる。

＜Ｃ．実施の形態３＞
本実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一の構成には同一の参照符号を付し、適宜その説明を省略する。

＜Ｃ－１．構成＞
図５は、実施の形態３の半導体製造検査装置１０３の構成を示している。半導体製造検査装置１０３は、照明ユニット１４、測定ワーク４５、カメラ６０、および画像処理部７０を備えている。つまり、半導体製造検査装置１０３は、実施の形態２の半導体製造検査装置１０２の構成において、単色照明ユニット１３に代えて照明ユニット１４を設けたものである。図６は、照明ユニット１４のＹＺ平面における拡大図である。

照明ユニット１４は、ＬＥＤチップ１１ａ´，１１ｂ´，１１ｃ´，１２ａ´，１２ｂ´と、ハーフミラー２０とを備えている。図６に示すように、ＬＥＤチップ１１ａ´はＹ軸方向に沿って５つ配列されており、ＬＥＤチップ１１ｂ´、１１ｃ´、１２ａ´，１２ｂ´についても同様である。また、ＬＥＤチップ１１ａ´，１２ａ´，１１ｂ´，１２ｂ´，１１ｃ´は、この順にＺ軸方向に沿って配列される。すなわち、照明ユニット１４は、ＹＺ平面に５×５で配列されたＬＥＤチップを備えている。

ＬＥＤチップ１１ａ´，１１ｂ´，１１ｃ´，１２ａ´，１２ｂ´は、それぞれＲＧＢの３色のＬＥＤを内蔵しており、照明色を自在に変更できるように構成されている。その他のＬＥＤチップ１１ａ´，１１ｂ´，１１ｃ´，１２ａ´，１２ｂ´の構成、例えば出力光の輝度、照射するワイヤーループ、画像処理部７０においてワイヤーループを認識するための反射光の閾値範囲については、実施の形態２のＬＥＤチップ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２ａ，１２ｂに準ずる。

＜Ｃ－２．作用＞
パワーモジュールでは、コスト上のメリットのため、ＩＣチップ配線にはＡｕ線、パワーチップ配線にはＡｌ線等のように、２種類以上のワイヤーループが混在する場合がある。可視光領域において、Ａｕは高波長帯、Ａｌは全波長帯で反射率が高い。そのため、例えば、短波長の青色光をワイヤーループに照射すると、Ａｕのワイヤーループでは反射光の輝度値が低下してしまい、正しく認識することができないという問題がある。

半導体製造検査装置１０３によれば、ワイヤーループの金属材料の反射特性に応じて、ＬＥＤチップ１１ａ´，１１ｂ´，１１ｃ´，１２ａ´，１２ｂ´の出射光の色を選択することができる。具体的には、ＬＥＤチップ１１ａ´，１１ｂ´，１１ｃ´，１２ａ´，１２ｂ´の出射光の色は、当該出射光が照射するワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂの金属材料の反射率が高い波長帯の色とする。これにより、画像処理部７０は、ワイヤーループの金属材料を問わず、正確にワイヤーループを認識することができる。従って、半導体製造検査装置１０３によれば、高密度に配置されたワイヤーループの高さを、ワイヤーループの金属材料を問わず正確に測定することができる。

また、画像処理部７０は、ワイヤーループを認識する際、反射光の輝度だけでなく色相を判定しても良い。隣接するワイヤーループが異なる色の光で照射される場合には、反射光の色相を基に同一のワイヤーループに追従することができるため、画像処理部７０のワイヤーループに対する追従精度が向上する。

＜Ｃ－３．効果＞
実施の形態３の半導体製造検査装置１０３において、各ＬＥＤチップ１１ａ´，１１ｂ´，１１ｃ´，１２ａ´，１２ｂ´は、各ＬＥＤチップ１１ａ´，１１ｂ´，１１ｃ´，１２ａ´，１２ｂ´が照射するワイヤーループ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂの金属材料の反射特性に応じた色の光を照射する。これにより、画像処理部７０は、ワイヤーループの金属材料を問わず、正確にワイヤーループを認識することができる。従って、半導体製造検査装置１０３によれば、高密度に配置されたワイヤーループの高さを、ワイヤーループの金属材料を問わず正確に測定することができる。

＜Ｄ．実施の形態４＞
本実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一の構成には同一の参照符号を付し、適宜その説明を省略する。

＜Ｄ－１．構成＞
図７は、実施の形態４の半導体製造検査装置１０４の構成を示している。半導体製造検査装置１０４は、実施の形態１の半導体製造検査装置１０１の構成に加えて、ＮＤフィルター８０を備えている。ＮＤフィルター８０は、反射光５２ａの光路上に設けられ、反射光５２ａを減光する。以下、ＮＤフィルター８０を通過した反射光５２ａを反射光５２ａ´と表記する。なお、図７ではＮＤフィルター８０が単色照明ユニット１０とカメラ６０の間に設けられているが、ＮＤフィルター８０は反射光５２ａの光路上に設けられていれば良く、測定ワーク４０と単色照明ユニット１０の間に設けられても良い。

＜Ｄ－２．作用＞
図７を用いて半導体製造検査装置１０４の作用を説明する。ＮＤフィルター８０を通過した反射光５２ａ´は、ＮＤフィルター８０の通過前の反射光５２ａより輝度値が低下する。これにより、カメラ６０が取得する反射光５２ａ´の輝度値を、単色照明ユニット１０におけるＬＥＤチップ１２ａの出射光の輝度調整だけでなく、ＮＤフィルター８０により細かく制御することが可能となる。従って、測定ワーク４０のワイヤー長さ方向であるＸＹ平面方向に対する検査自由度が広がる。

また、反射光５２ａが反射光５１ａまたは反射光５１ｂの干渉を受けている場合に、輝度値Ｌ_２ａが意図せず閾値範囲Ｔ１－Ｔ１’まで増加することがあるが、ＮＤフィルター８０により反射光５２ａを減光することにより、上記の現象を抑制できる。

図７の例では、ＮＤフィルター８０が２本目のワイヤーループ４４ａの反射光５２ａの光路上に挿入されている。しかし、ＮＤフィルター８０は１本目のワイヤーループ４３ａの反射光５１ａの光路上に挿入されても良いし、３本目のワイヤーループ４３ｂの反射光５１ｂの光路上に挿入されても良い。さらには、ＮＤフィルター８０は全てのワイヤーループの反射光の光路上に挿入されても良い。これにより、半導体素子表面に設けられている金属電極からの強反射を抑え、測定対象のワイヤーループ以外の反射光を抑制することも可能である。

＜Ｄ－３．効果＞
実施の形態４の半導体製造検査装置１０４は、少なくとも一つのワイヤーループについて、ＬＥＤチップによる照射光の反射光の光路上の、カメラ６０の前段にＮＤフィルター８０を備える。これにより、カメラ６０で取得するワイヤーループからの反射光の輝度値を、細かく制御することが可能となり、測定ワーク４０のワイヤー長さ方向に対する検査自由度が広がる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１０，１３単色照明ユニット、１１ａ，１１ａ´，１１ｂ，１１ｂ´，１１ｃ，１１ｃ´，１２ａ，１２ａ´，１２ｂ，１２ｂ´ ＬＥＤチップ、１４照明ユニット、２０ハーフミラー、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３２ａ，３２ｂ入射光、４０測定ワーク、４１リードフレーム、４２，４２´ 半導体素子、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４４ｂワイヤーループ、４５測定ワーク、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５２ａ，５２ａ´，５２ｂ反射光、６０カメラ、６１合焦点距離、７０画像処理部、８０ＮＤフィルター、１０１，１０２，１０３，１０４半導体製造検査装置。

Claims

半導体素子の表面に接続された金属からなる複数のワイヤーループを照射する複数のＬＥＤチップを含む照明ユニットと、
前記複数のワイヤーループの上方で前記半導体素子の表面に平行な方向に移動しながら前記複数のワイヤーループを撮影するカメラと、
前記カメラの撮影画像の輝度値に基づき前記撮影画像中の前記ワイヤーループの撮影領域を認識すると共に、複数の前記撮影画像における前記ワイヤーループの撮影領域に基づき、前記ワイヤーループの高さを測定する画像処理部と、
を備え、
各前記ＬＥＤチップは、異なる前記ワイヤーループを照射し、
隣接する２つの前記ワイヤーループを照射する２つの前記ＬＥＤチップの出射光の輝度は異なり、
前記画像処理部は、前記ワイヤーループの撮影領域と認識するための前記撮影画像の輝度値の閾値範囲を設定し、隣接する２つの前記ワイヤーループ間で前記閾値範囲は重ならない、
半導体製造検査装置。
前記複数のワイヤーループは一方向に配列され、
前記複数のＬＥＤチップは、各前記ＬＥＤチップが照射する前記ワイヤーループと同じ順序で配列され、
第１輝度の光を出射する前記ＬＥＤチップと、前記第１輝度の光より低い第２輝度の光を出射する前記ＬＥＤチップとが交互に配置される、
請求項１に記載の半導体製造検査装置。
各前記ＬＥＤチップは、各前記ＬＥＤチップが照射する前記ワイヤーループの金属材料の反射特性に応じた色の光を照射する、
請求項１または請求項２に記載の半導体製造検査装置。
少なくとも一つの前記ワイヤーループについて、前記ＬＥＤチップによる照射光の反射光の光路上の、前記カメラの前段に設けられるＮＤフィルターをさらに備える、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体製造検査装置。