JPH05175310A - ワイヤボンディング検査装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な手法でボンディングされたワイヤを検
査することができるワイヤボンディング検査装置の提
供。 【構成】 半導体チップのボンディングワイヤに対し、
所定方向から実質的に複数のスリット光を照明する照明
手段と、該照明手段の照明方向とは異なる方向から、照
明されたワイヤを撮像する撮像手段と、該撮像手段で得
られた画像を画像処理することによってワイヤ検査する
処理手段とを有する。
査することができるワイヤボンディング検査装置の提
供。 【構成】 半導体チップのボンディングワイヤに対し、
所定方向から実質的に複数のスリット光を照明する照明
手段と、該照明手段の照明方向とは異なる方向から、照
明されたワイヤを撮像する撮像手段と、該撮像手段で得
られた画像を画像処理することによってワイヤ検査する
処理手段とを有する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体チップ等のボンデ
ィングワイヤの検査装置に関する。
ィングワイヤの検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は、図5に示すようにワイヤボンダ
ー装置によりリードフレーム23の上のチップ20とイ
ンナーリード21をワイヤ22で結線された被検体上に
相対的に所定の角度に配置された撮像手段FとGの画像
から、ボンディングワイヤの形状を測定していた。ここ
で撮像手段とは、例えば光学像を電気信号に置き換える
CCD等の撮像素子を組込んだTVカメラ等の撮像手段
である。
ー装置によりリードフレーム23の上のチップ20とイ
ンナーリード21をワイヤ22で結線された被検体上に
相対的に所定の角度に配置された撮像手段FとGの画像
から、ボンディングワイヤの形状を測定していた。ここ
で撮像手段とは、例えば光学像を電気信号に置き換える
CCD等の撮像素子を組込んだTVカメラ等の撮像手段
である。
【0003】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では、撮像手段FとGがボンディングワイヤに
直交された場合は高さも正確に測定できるが、平行にな
った場合は、高さの測定ができず、被検体を回転する
か、撮像手段を更に増設する為、装置が複雑でかつ測定
時間がかかってしまう。更に、2つの画像から、ボンデ
ィングワイヤを特定する為には、高度な画像認識を必要
とし、測定時間がかかる欠点があった。
記従来例では、撮像手段FとGがボンディングワイヤに
直交された場合は高さも正確に測定できるが、平行にな
った場合は、高さの測定ができず、被検体を回転する
か、撮像手段を更に増設する為、装置が複雑でかつ測定
時間がかかってしまう。更に、2つの画像から、ボンデ
ィングワイヤを特定する為には、高度な画像認識を必要
とし、測定時間がかかる欠点があった。
【0004】本発明は上記改題を解決すべくなされたも
ので、簡単な手法でボンディングされたワイヤを検査す
ることができるワイヤボンディング検査装置の提供を目
的とする。
ので、簡単な手法でボンディングされたワイヤを検査す
ることができるワイヤボンディング検査装置の提供を目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のワイヤボンディング検査装置は、半導体チップのボ
ンディングワイヤに対し、所定方向から実質的に複数の
スリット光を照明する照明手段と、該照明手段の照明方
向とは異なる方向から、照明されたワイヤを撮像する撮
像手段と、該撮像手段で得られた画像を画像処理するこ
とによってワイヤ検査する処理手段とを有することを特
徴とするものである。
明のワイヤボンディング検査装置は、半導体チップのボ
ンディングワイヤに対し、所定方向から実質的に複数の
スリット光を照明する照明手段と、該照明手段の照明方
向とは異なる方向から、照明されたワイヤを撮像する撮
像手段と、該撮像手段で得られた画像を画像処理するこ
とによってワイヤ検査する処理手段とを有することを特
徴とするものである。
【0006】
【実施例】図1は本発明の実施例の構成を最もよく表わ
す図面であり1は被検体(例えばチップサイズ5〜10
mmのICチップ)で、ワイヤボンダー装置等でワイヤ
がすでに施されている。2は被検体1を保持しかつX−
Y面を走査できるX−Yステージ、3はX−Yステージ
2を制御するステージコントローラ、4a、4bは被検
体に所定の角度θで、複数のスリット光を照明する照明
装置で、更に図1の紙面と直角方向に同様の照明装置4
c,4dが配置される。5は被検体1を上方から観察す
る為の光学顕微鏡の対物レンズ、6は被検体1の全体像
やボンディングワイヤ(直径30〜50ミクロン)の位
置を測定する為に被検体1を照明する為のハロゲンラン
プ又はLED等の光源、7はレンズ、8はハーフミラ
ー、9は被検体1の結像位置に配置されたCCD等を有
する撮像手段、10は照明装置4a、4bそして光源6
等を制御する顕微鏡コントローラ、11は撮像手段9の
画像を処理する装置、12は各ユニット3、10、11
を制御しかつデータ等を表示するディスプレイ13ある
いは他のコンピュータ等との通信を行なう機能を有する
システムコントローラである。
す図面であり1は被検体(例えばチップサイズ5〜10
mmのICチップ)で、ワイヤボンダー装置等でワイヤ
がすでに施されている。2は被検体1を保持しかつX−
Y面を走査できるX−Yステージ、3はX−Yステージ
2を制御するステージコントローラ、4a、4bは被検
体に所定の角度θで、複数のスリット光を照明する照明
装置で、更に図1の紙面と直角方向に同様の照明装置4
c,4dが配置される。5は被検体1を上方から観察す
る為の光学顕微鏡の対物レンズ、6は被検体1の全体像
やボンディングワイヤ(直径30〜50ミクロン)の位
置を測定する為に被検体1を照明する為のハロゲンラン
プ又はLED等の光源、7はレンズ、8はハーフミラ
ー、9は被検体1の結像位置に配置されたCCD等を有
する撮像手段、10は照明装置4a、4bそして光源6
等を制御する顕微鏡コントローラ、11は撮像手段9の
画像を処理する装置、12は各ユニット3、10、11
を制御しかつデータ等を表示するディスプレイ13ある
いは他のコンピュータ等との通信を行なう機能を有する
システムコントローラである。
【0007】図2は照明装置4a、4b、4c、4dの
一例である。14は光源であり、例えば半導体レーザ、
LED、ハロゲンランプ等が使用される。15はレンズ
で後側焦点に光源14を配置し、前側焦点にスリットチ
ャート16を配置する。スリットチャート16は所定の
間隔で所定のスリット巾の部分のみを透過するように製
作されている。17はレンズで後側焦点にスリットチャ
ート16が配置され、レンズ18と共に被検体1上にス
リットチャート16が結像されるように配置される。具
体的には、レンズ17の前側焦点とレンズ18の後側焦
点を一致させ、レンズ18の前側焦点近傍に被検体1を
置く。これにより被検体1に複数のスリット光が傾きθ
で照射される。また被検体1は傾き及びワイヤの理想形
状を考慮し、スリット照明の最適化の為に、スリットチ
ャート16を傾けることがある。
一例である。14は光源であり、例えば半導体レーザ、
LED、ハロゲンランプ等が使用される。15はレンズ
で後側焦点に光源14を配置し、前側焦点にスリットチ
ャート16を配置する。スリットチャート16は所定の
間隔で所定のスリット巾の部分のみを透過するように製
作されている。17はレンズで後側焦点にスリットチャ
ート16が配置され、レンズ18と共に被検体1上にス
リットチャート16が結像されるように配置される。具
体的には、レンズ17の前側焦点とレンズ18の後側焦
点を一致させ、レンズ18の前側焦点近傍に被検体1を
置く。これにより被検体1に複数のスリット光が傾きθ
で照射される。また被検体1は傾き及びワイヤの理想形
状を考慮し、スリット照明の最適化の為に、スリットチ
ャート16を傾けることがある。
【0008】以下動作について説明する。第1工程では
光源6を発光又はシャッターの開動作等により被検体1
を落射照明し、被検体1を撮像手段9により被検体1上
の基準パターンを見つけ、基準パターンを所定の位置に
すべくステージコントローラ3によりX−Yステージを
移動させる。基準パターンとボンディングワイヤは、予
め所定の位置関係にあることはわかっており、システム
コントローラ内に記憶されている。
光源6を発光又はシャッターの開動作等により被検体1
を落射照明し、被検体1を撮像手段9により被検体1上
の基準パターンを見つけ、基準パターンを所定の位置に
すべくステージコントローラ3によりX−Yステージを
移動させる。基準パターンとボンディングワイヤは、予
め所定の位置関係にあることはわかっており、システム
コントローラ内に記憶されている。
【0009】第2工程では光源6は消光又はシャッター
の閉動作等により、落射照明を中止し、第3工程ではボ
ンディングワイヤのワイヤにスリット光が直交に近い照
明装置4a、4b、4cあるいは4dのいずれかの光源
14を点灯し、複数のスリット光でワイヤを照射する。
の閉動作等により、落射照明を中止し、第3工程ではボ
ンディングワイヤのワイヤにスリット光が直交に近い照
明装置4a、4b、4cあるいは4dのいずれかの光源
14を点灯し、複数のスリット光でワイヤを照射する。
【0010】第4工程では撮像手段9によりスリット光
の散乱光を受けて画像として検出する。
の散乱光を受けて画像として検出する。
【0011】第5工程では画像の位置からワイヤの高
さ、曲がり、有無等を認識するよう画像処理する。
さ、曲がり、有無等を認識するよう画像処理する。
【0012】第6工程ではワイヤの高さ、曲がり、有無
等をディスプレイ13に表示したり又は別のコンピュー
ター等にそれら情報を通信する。なお第6工程はすべて
のワイヤを測定してから行うこともできる。
等をディスプレイ13に表示したり又は別のコンピュー
ター等にそれら情報を通信する。なお第6工程はすべて
のワイヤを測定してから行うこともできる。
【0013】第7工程では、被検体1の位置をずらし、
別のワイヤを測定すべく前述の第1工程〜第6工程を繰
り返し、全てのワイヤについて測定を行なう。
別のワイヤを測定すべく前述の第1工程〜第6工程を繰
り返し、全てのワイヤについて測定を行なう。
【0014】以上の工程によって、被検体1を回転させ
ずに単に照明装置の点灯の開閉だけで、容易にワイヤの
形状の測定が可能となる。
ずに単に照明装置の点灯の開閉だけで、容易にワイヤの
形状の測定が可能となる。
【0015】図3、図4は、前述の第5工程をより詳し
く説明した図である。図3(a)は被検体1を拡大した
断面図で図3(b)は平面図である。19はダイパッ
ド、20はダイパッド上に接着されたチップ、21はイ
ンナーリード、22がチップ20とインナーリード21
を結ぶように各々にボンディングされたワイヤで、S点
はチップ20上にボンディングされた位置、E点はイン
ナーリード21上にボンディングされた位置を示してい
る。l1〜liはスリット光束でliとワイヤ22との交
点をCと図示している。liのチップ20面(延長線上
の仮想部分も考慮した面)への入射角θi、光束l1は基
準光束でチップ20面上に照射されるようにし、チップ
20面上の照射位置からliとチップ20面上の交さ点
Dまでの距離をLiとして、交さ点DからC点のチップ
20面に下した点Jとの距離をBi、l1の照射位置とJ
点の距離をAiと定義する。
く説明した図である。図3(a)は被検体1を拡大した
断面図で図3(b)は平面図である。19はダイパッ
ド、20はダイパッド上に接着されたチップ、21はイ
ンナーリード、22がチップ20とインナーリード21
を結ぶように各々にボンディングされたワイヤで、S点
はチップ20上にボンディングされた位置、E点はイン
ナーリード21上にボンディングされた位置を示してい
る。l1〜liはスリット光束でliとワイヤ22との交
点をCと図示している。liのチップ20面(延長線上
の仮想部分も考慮した面)への入射角θi、光束l1は基
準光束でチップ20面上に照射されるようにし、チップ
20面上の照射位置からliとチップ20面上の交さ点
Dまでの距離をLiとして、交さ点DからC点のチップ
20面に下した点Jとの距離をBi、l1の照射位置とJ
点の距離をAiと定義する。
【0016】図4(a)は、チップ20面に垂直に配置
された撮像手段9により得られるスリット光束のチップ
面上、ワイヤによる散乱光の画像である。S点とE点は
見えないが、落射照明により検出可能なものである。
された撮像手段9により得られるスリット光束のチップ
面上、ワイヤによる散乱光の画像である。S点とE点は
見えないが、落射照明により検出可能なものである。
【0017】C点のワイヤ22の高さhiは次式により
簡単に算出される。
簡単に算出される。
【0018】
【外1】
【0019】ここでLiは実測する為には、平面上にス
リット光束を照明し直接測定できるが、実際にチップ2
0上に照射する時は測定できない。従って、予め測定し
ておくか、又は照明装置の製作精度から求められ、これ
を定数として予め画像処理装置11内に記憶させてお
く。
リット光束を照明し直接測定できるが、実際にチップ2
0上に照射する時は測定できない。従って、予め測定し
ておくか、又は照明装置の製作精度から求められ、これ
を定数として予め画像処理装置11内に記憶させてお
く。
【0020】尚、θiが45°であれば、tanθi=1
となりhi=Li−Aiとより簡単となる。θiを小さくす
るとtanθiは小さくなり所定のワイヤ高さhiに対し
て、測定量(Li−Ai)は小さくなり測定感度、精度が
低下する。他方θiを大きくすると被検体1に照明装置
が近接し、衝突の危険性が高くる。θiは実用的には1
0°(tan10°=0.176)から80°の範囲が
好適である。
となりhi=Li−Aiとより簡単となる。θiを小さくす
るとtanθiは小さくなり所定のワイヤ高さhiに対し
て、測定量(Li−Ai)は小さくなり測定感度、精度が
低下する。他方θiを大きくすると被検体1に照明装置
が近接し、衝突の危険性が高くる。θiは実用的には1
0°(tan10°=0.176)から80°の範囲が
好適である。
【0021】また図3では基準光束l1は1つのスリッ
トでの例であるが、基準光束を1つでなく複数のスリッ
ト光束、例えばl1〜lkをチップ20上に照射し基準光
束の測定点を増やすことにより、チップ20上の基準面
を正確に検出でき、更に基準光束l1〜lkの撮像手段か
ら見た画像上での間隔からチップの傾きも測定可能とな
る。
トでの例であるが、基準光束を1つでなく複数のスリッ
ト光束、例えばl1〜lkをチップ20上に照射し基準光
束の測定点を増やすことにより、チップ20上の基準面
を正確に検出でき、更に基準光束l1〜lkの撮像手段か
ら見た画像上での間隔からチップの傾きも測定可能とな
る。
【0022】図4(b)は図4(a)の画像から各点で
の高さをプロットした図であり、ワイヤ22の断面を示
している。図4(c)は、図4(a)の画像から直接プ
ロットした図で、ワイヤ22の曲りや方位を示すことに
なる。これらはスリット光束との交差点から求められた
もので不連続なものであるが、スプライン補間や2次曲
線近似等の数値計算により連続な曲線に近似でき、これ
から算出されたピーク値から最大高さとか最大まがり等
を測定できる。ワイヤ22a〜cは1の画像から同時に
検出可能である。又は、所定の範囲に画像がない時はワ
イヤーの欠落、断線を意味する。
の高さをプロットした図であり、ワイヤ22の断面を示
している。図4(c)は、図4(a)の画像から直接プ
ロットした図で、ワイヤ22の曲りや方位を示すことに
なる。これらはスリット光束との交差点から求められた
もので不連続なものであるが、スプライン補間や2次曲
線近似等の数値計算により連続な曲線に近似でき、これ
から算出されたピーク値から最大高さとか最大まがり等
を測定できる。ワイヤ22a〜cは1の画像から同時に
検出可能である。又は、所定の範囲に画像がない時はワ
イヤーの欠落、断線を意味する。
【0023】以上のように同一視野内の複数のワイヤを
同時に測定でき、かつ単純な画像検出、計算により測定
時間が大巾に短縮できる。
同時に測定でき、かつ単純な画像検出、計算により測定
時間が大巾に短縮できる。
【0024】一般にワイヤの形状は図3(a)のように
チップ側ではチップ面に対して垂直に近くインナーリー
ド側では水平に近い。従ってワイヤ高さ、形状を測定す
る為のスリット照明方向は図3(a)のようにチップ中
心から照明することが望ましい。
チップ側ではチップ面に対して垂直に近くインナーリー
ド側では水平に近い。従ってワイヤ高さ、形状を測定す
る為のスリット照明方向は図3(a)のようにチップ中
心から照明することが望ましい。
【0025】また、本発明はスリット長手方向(例えば
図3(b)におけるy方向を示す)とワイヤの長手方向
(例えば図3(b)におけるx方向を示す)は平行でな
い限り測定可能であるが、ワイヤの測定点が少なくな
り、ワイヤ形状の測定精度が低下する。これら欠点を除
く為に、図1のようにスリット照明装置は紙面内(x−
z平面)に4a、4b、紙面に垂直面内に4c、4dの
計4台配置され適宜選択されるようになっている。但し
ワイヤの配置や要求測定精度により、スリット照明装置
の台数を増減しても良い。
図3(b)におけるy方向を示す)とワイヤの長手方向
(例えば図3(b)におけるx方向を示す)は平行でな
い限り測定可能であるが、ワイヤの測定点が少なくな
り、ワイヤ形状の測定精度が低下する。これら欠点を除
く為に、図1のようにスリット照明装置は紙面内(x−
z平面)に4a、4b、紙面に垂直面内に4c、4dの
計4台配置され適宜選択されるようになっている。但し
ワイヤの配置や要求測定精度により、スリット照明装置
の台数を増減しても良い。
【0026】なお上記実施例の変形例として、複数スリ
ット照明装置としてレーザビームを走査し、時間的にス
リット光l1…lnをつくり出すこともできる。この場合
は画像も時間的にスリット光が変化しスリット光位置が
明確になる利点がある。そしてある時間画像を重ね合せ
れば前述の実施例と同じ処理でワイヤ形状で測定する事
ができる。
ット照明装置としてレーザビームを走査し、時間的にス
リット光l1…lnをつくり出すこともできる。この場合
は画像も時間的にスリット光が変化しスリット光位置が
明確になる利点がある。そしてある時間画像を重ね合せ
れば前述の実施例と同じ処理でワイヤ形状で測定する事
ができる。
【0027】また複数スリットの各スリット毎に波長を
変化すべく、光源にハロゲンランプ等の白色光を使いか
つスリットチャートの各スリットに透過波長の異なるフ
ィルターを設けることにより、各スリット光l1…lnは
色が異なり、カラー画像からl1…lnの分離が容易とな
り途中断線等により特定スリット光が欠落しても容易に
スリット光liを特定できる為に測定の信頼性が向上す
る。これに対して全てのスリット光l1〜lnが単一波長
とすれば、前述のフィルター等が不要でかつモノクロ画
像で可能となり安価となる利点がある。
変化すべく、光源にハロゲンランプ等の白色光を使いか
つスリットチャートの各スリットに透過波長の異なるフ
ィルターを設けることにより、各スリット光l1…lnは
色が異なり、カラー画像からl1…lnの分離が容易とな
り途中断線等により特定スリット光が欠落しても容易に
スリット光liを特定できる為に測定の信頼性が向上す
る。これに対して全てのスリット光l1〜lnが単一波長
とすれば、前述のフィルター等が不要でかつモノクロ画
像で可能となり安価となる利点がある。
【0028】また被検体1をX−Yに移動する代りに、
被検体1を固定し顕微鏡をX−Yに移動しても良い。す
なわちあくまでも被検体1と顕微鏡の相対関係を変化で
きれば成り立つ。
被検体1を固定し顕微鏡をX−Yに移動しても良い。す
なわちあくまでも被検体1と顕微鏡の相対関係を変化で
きれば成り立つ。
【0029】
【発明の効果】複数スリット光束の照射により、複数の
ワイヤを同時に測定でき、更に簡単な計算式によりワイ
ヤ形状を容易に測定できる為、高速に測定できる効果が
ある。
ワイヤを同時に測定でき、更に簡単な計算式によりワイ
ヤ形状を容易に測定できる為、高速に測定できる効果が
ある。
【0030】更に複数スリット光束を複数配置し、必要
なものだけ照射コントロールすることにより、被検体を
回転させずに測定でき、簡単な機構で高速に測定できる
効果がある。
なものだけ照射コントロールすることにより、被検体を
回転させずに測定でき、簡単な機構で高速に測定できる
効果がある。
【図1】実施例の全体構成を示す図である。
【図2】照明装置の光学系の断面図である。
【図3】被検体の拡大図である。
【図4】実施例の画像処理手順の説明図である。
【図5】従来例の説明図である。
1 被検体 2 X−Yステージ 4a、4b 照射装置 9 撮像手段 11 画像処理装置 14 半導体レーザ 16 スリットチャート 20 チップ 21 インナーリード 22 ボンディングワイヤ
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体チップのボンディングワイヤに対
し、所定方向から実質的に複数のスリット光を照明する
照明手段と、 該照明手段の照明方向とは異なる方向から、照明された
ワイヤを撮像する撮像手段と、 該撮像手段で得られた画像を画像処理することによって
ワイヤ検査する処理手段と、 を有することを特徴とするワイヤボンディング検査装
置。 - 【請求項2】 複数のスリット光の内、少なくとも一つ
を前記チップ面に照射してこれを基準光束とする請求項
1記載の検査装置。 - 【請求項3】 前記照明手段は異なる方向に複数配置さ
れ、所望の方向から選択的にスリット光の照明を行なう
請求項1記載の検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3345053A JPH05175310A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | ワイヤボンディング検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3345053A JPH05175310A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | ワイヤボンディング検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05175310A true JPH05175310A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18373973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3345053A Pending JPH05175310A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | ワイヤボンディング検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05175310A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0737955A (ja) * | 1993-07-21 | 1995-02-07 | Nec Corp | ボンディングワイヤー外観自動検査装置 |
JP2002124534A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Tanaka Electronics Ind Co Ltd | 金属細線の直進性評価装置及び方法 |
JP2014149164A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Olympus Corp | 内面形状測定装置 |
JP2021047200A (ja) * | 2014-06-24 | 2021-03-25 | ベーユプスィロンカー−ガードネル ゲーエムベーハー | 表面特性を決定する多段階方法および調査装置 |
JP2021148531A (ja) * | 2020-03-18 | 2021-09-27 | 株式会社東芝 | 光学装置、情報処理方法、および、プログラム |
US20220115253A1 (en) * | 2020-10-14 | 2022-04-14 | Emage Equipment Pte. Ltd. | Loop height measurement of overlapping bond wires |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP3345053A patent/JPH05175310A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11300406B2 (en) | 2014-06-24 | 2022-04-12 | Byk-Gardner Gmbh | Multiple-stage method of investigating surfaces and corresponding apparatus |
JP2021148531A (ja) * | 2020-03-18 | 2021-09-27 | 株式会社東芝 | 光学装置、情報処理方法、および、プログラム |
US20220115253A1 (en) * | 2020-10-14 | 2022-04-14 | Emage Equipment Pte. Ltd. | Loop height measurement of overlapping bond wires |
US11721571B2 (en) * | 2020-10-14 | 2023-08-08 | Emage Vision Pte. Ltd. | Loop height measurement of overlapping bond wires |
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