JP3105422B2 - ワイヤボンディング検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンディング検査
装置に関し、特にワイヤ高さの測定が可能なものに関す
る。
装置に関し、特にワイヤ高さの測定が可能なものに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ワイヤボンディング検査装置の検
査項目は、大きく分けて、リードフレームの変形量の
測定、チップ位置の測定、チップの傷・欠けの測
定、ペーストのはみ出し量の測定、ワイヤ高さの測
定、ワイヤ位置の測定、ファーストボンドの位置・
形状の測定、およびセカンドボンドの位置・形状の測
定に分類される。したがって、以上の測定項目を満足す
るために検査装置上では、二次元測定と呼ばれるＸ・Ｙ
方向の位置・面積に関する測定と、高さ測定と呼ばれる
Ｚ方向の位置測定が平行して行われ、二つの測定結果を
総合して三次元測定を行うことになる。
査項目は、大きく分けて、リードフレームの変形量の
測定、チップ位置の測定、チップの傷・欠けの測
定、ペーストのはみ出し量の測定、ワイヤ高さの測
定、ワイヤ位置の測定、ファーストボンドの位置・
形状の測定、およびセカンドボンドの位置・形状の測
定に分類される。したがって、以上の測定項目を満足す
るために検査装置上では、二次元測定と呼ばれるＸ・Ｙ
方向の位置・面積に関する測定と、高さ測定と呼ばれる
Ｚ方向の位置測定が平行して行われ、二つの測定結果を
総合して三次元測定を行うことになる。
【０００３】図８は、従来例に係るワイヤボンディング
検査装置の構成図である。三次元測定の手順を説明する
ために同図を参照してワイヤ高さの測定手順を説明す
る。
検査装置の構成図である。三次元測定の手順を説明する
ために同図を参照してワイヤ高さの測定手順を説明す
る。
【０００４】第一の方法によれば、光源１、第一コンデ
ンサレンズ２、および第二コンデンサレンズ３等により
構成される落射照明装置により、対物レンズ４を介して
チップ面１７、ワイヤ部１８、およびリードフレーム１
９に落射照明を行う。この照明における、チップ面１
７、ワイヤ部１８、およびリードフレーム１９からの反
射光は、再び対物レンズ４を通過し、さらにハーフミラ
ー５およびハーフミラー６を通過してリレーレンズ７に
よりＴＶカメラ９に結像する。そして、ＴＶカメラ９に
おいて、チップ面１７、ワイヤ部１８、およびリードフ
レーム１９を観察する。さらに、オートフォーカスユニ
ット８において、対物レンズ４を介してチップ面１７、
ワイヤ部１８、およびリードフレーム１９のピント合せ
を行う。
ンサレンズ２、および第二コンデンサレンズ３等により
構成される落射照明装置により、対物レンズ４を介して
チップ面１７、ワイヤ部１８、およびリードフレーム１
９に落射照明を行う。この照明における、チップ面１
７、ワイヤ部１８、およびリードフレーム１９からの反
射光は、再び対物レンズ４を通過し、さらにハーフミラ
ー５およびハーフミラー６を通過してリレーレンズ７に
よりＴＶカメラ９に結像する。そして、ＴＶカメラ９に
おいて、チップ面１７、ワイヤ部１８、およびリードフ
レーム１９を観察する。さらに、オートフォーカスユニ
ット８において、対物レンズ４を介してチップ面１７、
ワイヤ部１８、およびリードフレーム１９のピント合せ
を行う。
【０００５】光源１〜ＴＶカメラ９で構成される光学ヘ
ッド１０をステージ１２に搭載する際には、光学ヘッド
１０の光軸と、レール１４の上面部が直交するように、
精度良く調整することができる。調整は、光学ヘッド１
０および支柱１１のあおりで行うことができる。
ッド１０をステージ１２に搭載する際には、光学ヘッド
１０の光軸と、レール１４の上面部が直交するように、
精度良く調整することができる。調整は、光学ヘッド１
０および支柱１１のあおりで行うことができる。
【０００６】次に、実際の測定の第一段階として、チッ
プを中心に観察するようにステージ１２を移動し、オー
トフォーカスユニット８によりフォーカス状態を検出
し、対物レンズ駆動部２０により対物レンズ４を上下さ
せて、チップ面１７（中心）にピントを合わせる。そし
て、この時のチップ高さｈp を図示しないメモリに記憶
する。次に、対物レンズ駆動部２０により、ワイヤトッ
プのおおよその高さ（あらかじめおおよその値が分かっ
ている）付近に対物レンズ４を上げる。そして、おおよ
その高さ付近で対物レンズを微小ピッチで移動させ、各
高さごとに、図７のＴＶカメラ受光面の全面７１内のワ
イヤ部の像７２上に明るく見えるワイヤトップ像７３の
ビデオ信号７４を画像処理装置により検出する。ここで
得られた各高さでの、図７のようなビデオ信号７４のピ
ーク値７５が、最大となった時のレンズ高さを求める。
画面内の（ｘi ，ｙi ）にワイヤ高さのピークがあった
として、それぞれで得られたワイヤ高さをｈw （ｘi ，
ｙi ）とする。通常、ワイヤの高さはチップ面からワイ
ヤトップまでの高さとして定義する。したがって求めた
いワイヤ高さｈwo（ｘi ，ｙi ）は、先に求めたチップ
高さｈp を引いて数１式として得ることができる。
プを中心に観察するようにステージ１２を移動し、オー
トフォーカスユニット８によりフォーカス状態を検出
し、対物レンズ駆動部２０により対物レンズ４を上下さ
せて、チップ面１７（中心）にピントを合わせる。そし
て、この時のチップ高さｈp を図示しないメモリに記憶
する。次に、対物レンズ駆動部２０により、ワイヤトッ
プのおおよその高さ（あらかじめおおよその値が分かっ
ている）付近に対物レンズ４を上げる。そして、おおよ
その高さ付近で対物レンズを微小ピッチで移動させ、各
高さごとに、図７のＴＶカメラ受光面の全面７１内のワ
イヤ部の像７２上に明るく見えるワイヤトップ像７３の
ビデオ信号７４を画像処理装置により検出する。ここで
得られた各高さでの、図７のようなビデオ信号７４のピ
ーク値７５が、最大となった時のレンズ高さを求める。
画面内の（ｘi ，ｙi ）にワイヤ高さのピークがあった
として、それぞれで得られたワイヤ高さをｈw （ｘi ，
ｙi ）とする。通常、ワイヤの高さはチップ面からワイ
ヤトップまでの高さとして定義する。したがって求めた
いワイヤ高さｈwo（ｘi ，ｙi ）は、先に求めたチップ
高さｈp を引いて数１式として得ることができる。
【０００７】
【数１】 第２の方法は、第１の方法における落射照明の代わりに
リング照明を用いて行う方法である。照明方法以外は、
ほぼ第１の方法と類似する。
リング照明を用いて行う方法である。照明方法以外は、
ほぼ第１の方法と類似する。
【０００８】また、実際は光学系に像面湾曲が生じてい
るために、事前に像面湾曲を測定し、各点（ｘi ，ｙ
i ）での像面湾曲量ｈfc（ｘi ，ｙi ）をメモリに記憶
しておき、数１式からさらに像面湾曲量を引き、数２式
としてワイヤ高さを計算する。ただし、ここで画面中心
における像面湾曲量を基準（０）とする。
るために、事前に像面湾曲を測定し、各点（ｘi ，ｙ
i ）での像面湾曲量ｈfc（ｘi ，ｙi ）をメモリに記憶
しておき、数１式からさらに像面湾曲量を引き、数２式
としてワイヤ高さを計算する。ただし、ここで画面中心
における像面湾曲量を基準（０）とする。
【０００９】
【数２】 また、数１式および数２式においては便宜上チップ高さ
ｈp を一定の値としているが、実際にはチップ表面は光
学ヘッド１０の光軸に対して傾きを持っていることと、
チップ表面自体が湾曲をもっていることにより、チップ
の表面の高さも各点（ｘi ，ｙi ）で異なっており、ｈ
p （ｘi ，ｙi ）で示される。
ｈp を一定の値としているが、実際にはチップ表面は光
学ヘッド１０の光軸に対して傾きを持っていることと、
チップ表面自体が湾曲をもっていることにより、チップ
の表面の高さも各点（ｘi ，ｙi ）で異なっており、ｈ
p （ｘi ，ｙi ）で示される。
【００１０】さらに、リードフレーム１９を固定してい
るレール１４は、一般に２本のレールによって構成され
ており２本のレールは相対的な傾きΔθを持っているた
め、リードフレーム１９はこの傾きΔθによってリード
フレームおよびワイヤに歪みを生じせしめられる。この
時のワイヤの歪みによるワイヤトップの高さ変化量Δｈ
w （ｘi ，ｙi ）を求めて、数２式に加えることによっ
て、数３式を得ることができる。
るレール１４は、一般に２本のレールによって構成され
ており２本のレールは相対的な傾きΔθを持っているた
め、リードフレーム１９はこの傾きΔθによってリード
フレームおよびワイヤに歪みを生じせしめられる。この
時のワイヤの歪みによるワイヤトップの高さ変化量Δｈ
w （ｘi ，ｙi ）を求めて、数２式に加えることによっ
て、数３式を得ることができる。
【００１１】
【数３】
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では次のような欠点がある。
来例では次のような欠点がある。
【００１３】第一に、光学ヘッド１０または試料台１３
の移動等により、光学ヘッド１０の光軸とレール面１４
との相対位置が経時的にズレを生じてしまう。このため
に、リードフレーム１９の検査を行うにあたって、リー
ドフレーム１９を光学ヘッド１０の検査範囲に位置決め
する場合に固定位置がずれてしまい、誤った位置で検査
を行ってしまう可能性が発生する。
の移動等により、光学ヘッド１０の光軸とレール面１４
との相対位置が経時的にズレを生じてしまう。このため
に、リードフレーム１９の検査を行うにあたって、リー
ドフレーム１９を光学ヘッド１０の検査範囲に位置決め
する場合に固定位置がずれてしまい、誤った位置で検査
を行ってしまう可能性が発生する。
【００１４】第二に、光学ヘッド１０にはリードフレー
ム１９を照明するための光源１が具備されているが、こ
の光源１についても照明光量が、劣化または汚れによっ
て経時的に変化を示すとともに、光学ヘッド１０内の光
学部品の劣化または汚れによって光学ヘッド全体での照
明光の透過率に変化を生じる。このため、照明光の光量
を常に一定に保つように調整を行ったとしてもリードフ
レーム１９の観察像の明るさは経時的に変化を示し、か
かる状態での観察像をもとに得られた検査結果は安定性
に欠けるものとなっている。
ム１９を照明するための光源１が具備されているが、こ
の光源１についても照明光量が、劣化または汚れによっ
て経時的に変化を示すとともに、光学ヘッド１０内の光
学部品の劣化または汚れによって光学ヘッド全体での照
明光の透過率に変化を生じる。このため、照明光の光量
を常に一定に保つように調整を行ったとしてもリードフ
レーム１９の観察像の明るさは経時的に変化を示し、か
かる状態での観察像をもとに得られた検査結果は安定性
に欠けるものとなっている。
【００１５】第三に、光学ヘッド１０内の取り付部品の
位置・性能が経時に変化を起こすことによって、光学観
察手段全体での観察倍率、像面湾曲および光軸の倒れ量
が変化し、かかる状態での観察像を元に得られた検査結
果は安定性に欠けるものになっている。
位置・性能が経時に変化を起こすことによって、光学観
察手段全体での観察倍率、像面湾曲および光軸の倒れ量
が変化し、かかる状態での観察像を元に得られた検査結
果は安定性に欠けるものになっている。
【００１６】さらに、観察倍率、像面湾曲および光軸の
倒れ量の差は、検査装置の製造上の誤差の積み上げによ
って生じる、装置ごとの機械的誤差によっても発生して
おり、常に安定した検査結果を得ることが難しい状態に
ある。
倒れ量の差は、検査装置の製造上の誤差の積み上げによ
って生じる、装置ごとの機械的誤差によっても発生して
おり、常に安定した検査結果を得ることが難しい状態に
ある。
【００１７】本発明の目的は、前記従来技術の問題点に
鑑み、前記不安定要因のそれぞれに対して検査装置自体
が自動的に補正を行なえるようにし、もってワイヤボン
ディング後の半導体製品の検査精度を向上させるととも
に、検査の安定性を向上させることにある。
鑑み、前記不安定要因のそれぞれに対して検査装置自体
が自動的に補正を行なえるようにし、もってワイヤボン
ディング後の半導体製品の検査精度を向上させるととも
に、検査の安定性を向上させることにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、チップおよびリードフレーム間のワイ
ヤボンディングの状態を結像光学系を介して観察するた
めの光学観察手段、前記リードフレームを保持する保持
手段、および前記光学観察手段と保持手段との相対的位
置関係を変化させる移動手段を備えたワイヤボンディン
グ検査装置において、前記保持手段に対する一定位置
に、前記光学系および移動手段の校正を行うために前記
光学観察手段により観察される、校正用パターンおよび
アライメントマークを含む校正サンプルを具備すること
を特徴としている。
め、本発明では、チップおよびリードフレーム間のワイ
ヤボンディングの状態を結像光学系を介して観察するた
めの光学観察手段、前記リードフレームを保持する保持
手段、および前記光学観察手段と保持手段との相対的位
置関係を変化させる移動手段を備えたワイヤボンディン
グ検査装置において、前記保持手段に対する一定位置
に、前記光学系および移動手段の校正を行うために前記
光学観察手段により観察される、校正用パターンおよび
アライメントマークを含む校正サンプルを具備すること
を特徴としている。
【００１９】また、観察されるチップ、リードフレー
ム、およびワイヤボンディングの状態は、それらの形状
および位置ずれの合否判定に供されるものであることを
特徴としている。
ム、およびワイヤボンディングの状態は、それらの形状
および位置ずれの合否判定に供されるものであることを
特徴としている。
【００２０】また、光学観察手段は、観察用の照明手段
を備え、光学観察手段により観察される校正サンプルの
観察結果は、照明手段の投光量に対応した、光学観察手
段における光量を測定し、その測定結果に基づいて光学
観察手段における光量損失の補正量を求め、そして照明
手段の投光量を調整するために用いられるものであるこ
とを特徴としている。
を備え、光学観察手段により観察される校正サンプルの
観察結果は、照明手段の投光量に対応した、光学観察手
段における光量を測定し、その測定結果に基づいて光学
観察手段における光量損失の補正量を求め、そして照明
手段の投光量を調整するために用いられるものであるこ
とを特徴としている。
【００２１】また、光学観察手段により観察される校正
サンプルの観察結果は、光学観察手段の観察倍率、像面
湾曲および光軸の倒れを測定し、その測定結果に基づい
て、光学観察手段の観察倍率、像面湾曲および光軸の倒
れの補正を行うために用いられるものであることを特徴
としている。
サンプルの観察結果は、光学観察手段の観察倍率、像面
湾曲および光軸の倒れを測定し、その測定結果に基づい
て、光学観察手段の観察倍率、像面湾曲および光軸の倒
れの補正を行うために用いられるものであることを特徴
としている。
【００２２】また、保持手段は２本のレールを有し校正
サンプルは、レールの少なくとも１本に対して位置が固
定されており、光学観察手段により観察される校正用パ
ターンの観察結果は、光学観察手段と保持手段との間の
相対位置の補正量を求めるのに供されるものであること
を特徴としている。
サンプルは、レールの少なくとも１本に対して位置が固
定されており、光学観察手段により観察される校正用パ
ターンの観察結果は、光学観察手段と保持手段との間の
相対位置の補正量を求めるのに供されるものであること
を特徴としている。
【００２３】また、校正サンプルを未使用時に保護する
保護用のカバーを備えることを特徴としている。
保護用のカバーを備えることを特徴としている。
【００２４】また、校正サンプルの未使用時には保護用
のカバーの内部を真空状態または窒素、不活性ガス等を
充填した状態に保つ手段を備えることを特徴としてい
る。
のカバーの内部を真空状態または窒素、不活性ガス等を
充填した状態に保つ手段を備えることを特徴としてい
る。
【００２５】
【作用】リードフレーム、ワイヤ形状、チップ外観等は
すべて光学観察手段によって得られた像を解析し、空間
位置情報・面積情報・体積情報・色彩情報等を測定する
ことによって検査されるが、本発明に従えば、被測定物
の検査を行うに先立ち、保持手段に対する一定位置に具
備された校正サンプルの観察像の解析を通じて、光学観
察手段の経時的な変化や製造上の誤差に起因する光量損
失・観察倍率・像面湾曲および光学観察手段と保持手段
との相対位置のズレ量の変化が読み取られ、これが校正
値として、検査結果を算出するための計算式や検査装置
の図示しない調整手段にフィードバックされ、これによ
り、常に安定した検査結果が得られる。
すべて光学観察手段によって得られた像を解析し、空間
位置情報・面積情報・体積情報・色彩情報等を測定する
ことによって検査されるが、本発明に従えば、被測定物
の検査を行うに先立ち、保持手段に対する一定位置に具
備された校正サンプルの観察像の解析を通じて、光学観
察手段の経時的な変化や製造上の誤差に起因する光量損
失・観察倍率・像面湾曲および光学観察手段と保持手段
との相対位置のズレ量の変化が読み取られ、これが校正
値として、検査結果を算出するための計算式や検査装置
の図示しない調整手段にフィードバックされ、これによ
り、常に安定した検査結果が得られる。
【００２６】また、ワイヤボンディング検査装置は検査
を実行するにあたって、リードフレームの形状・チップ
上のパターン配置・検査時の照明光量等のデータをティ
ーチングデータとして事前に図示しない記憶装置内に記
憶しているが、装置ごと・校正時ごとに校正値を更新す
ることによって光学観察手段の経時的な変化および製造
上の誤差に関係なく、前記のティーチングデータを変種
・修正することなく使用することが可能となる。
を実行するにあたって、リードフレームの形状・チップ
上のパターン配置・検査時の照明光量等のデータをティ
ーチングデータとして事前に図示しない記憶装置内に記
憶しているが、装置ごと・校正時ごとに校正値を更新す
ることによって光学観察手段の経時的な変化および製造
上の誤差に関係なく、前記のティーチングデータを変種
・修正することなく使用することが可能となる。
【００２７】さらに、校正サンプルは、保護用カバー及
びガス充填手段によって、汚れ・酸化といった校正サン
プル自体の劣化を防止している。
びガス充填手段によって、汚れ・酸化といった校正サン
プル自体の劣化を防止している。
【００２８】
【実施例】図１は、本発明の一実施例に係るワイヤボン
ディング検査装置の構成図であり、本発明の特徴をもっ
とも良く表す図である。この装置が、図８の従来のもの
と異なる点は、図１に示すように、試料台１３上にさら
に校正サンプル台１５を設け、その上に、図３に示すよ
うな校正サンプル３１を設けた点にある。校正サンプル
１６の上面とレール１４とは、あらかじめ相互に平行と
なるように調整されているものとする。
ディング検査装置の構成図であり、本発明の特徴をもっ
とも良く表す図である。この装置が、図８の従来のもの
と異なる点は、図１に示すように、試料台１３上にさら
に校正サンプル台１５を設け、その上に、図３に示すよ
うな校正サンプル３１を設けた点にある。校正サンプル
１６の上面とレール１４とは、あらかじめ相互に平行と
なるように調整されているものとする。
【００２９】図１において、１はハロゲンランプＬＥＤ
等による光源、２は光源１の光束を開口または視野絞り
等に集める第１コンデンサレンズ、３はさらに第１コン
デンサレンズ２により集光された光束を対物レンズ４に
集束させる第２コンデンサレンズ、４は対物レンズ、５
は照明系ハーフミラー、６はオートフォーカス光束を対
物レンズ４へと導光するためのオートフォーカス系ハー
フミラー、７は対物レンズ４からの光線を結像させるた
めのリレーレンズ、８はオートフォーカスユニット、９
はＴＶカメラ、１０は光源１〜ＴＶカメラ９および対物
レンズ駆動部２０からなる光学ヘッド、１１は光学ヘッ
ド１０を支えるための支柱、１２は光学ヘッド１０を水
平方向に移動させる機能を有するステージ、１３は試料
台、１４はリードフレームを保持するためのレール、１
５は校正サンプル台、１６は校正サンプル、１７〜１９
はそれぞれリードフレーム上のチップ面、ワイヤ部、イ
ンナーリード部、そして２０は対物レンズ４を上下駆動
するための対物レンズ駆動部である。
等による光源、２は光源１の光束を開口または視野絞り
等に集める第１コンデンサレンズ、３はさらに第１コン
デンサレンズ２により集光された光束を対物レンズ４に
集束させる第２コンデンサレンズ、４は対物レンズ、５
は照明系ハーフミラー、６はオートフォーカス光束を対
物レンズ４へと導光するためのオートフォーカス系ハー
フミラー、７は対物レンズ４からの光線を結像させるた
めのリレーレンズ、８はオートフォーカスユニット、９
はＴＶカメラ、１０は光源１〜ＴＶカメラ９および対物
レンズ駆動部２０からなる光学ヘッド、１１は光学ヘッ
ド１０を支えるための支柱、１２は光学ヘッド１０を水
平方向に移動させる機能を有するステージ、１３は試料
台、１４はリードフレームを保持するためのレール、１
５は校正サンプル台、１６は校正サンプル、１７〜１９
はそれぞれリードフレーム上のチップ面、ワイヤ部、イ
ンナーリード部、そして２０は対物レンズ４を上下駆動
するための対物レンズ駆動部である。
【００３０】光学ヘッド１０は、光源１からの光を従来
例と同様に、チップ面１７、ワイヤ部１８およびインナ
ーリード部１９を照明し、これら各部を２枚のハーフミ
ラー５，６およびリレーレンズ７を介してＴＶカメラ９
により観察する、いわゆる顕微鏡である。
例と同様に、チップ面１７、ワイヤ部１８およびインナ
ーリード部１９を照明し、これら各部を２枚のハーフミ
ラー５，６およびリレーレンズ７を介してＴＶカメラ９
により観察する、いわゆる顕微鏡である。
【００３１】この構成において検査を行うには、まず、
光学ヘッド１０を、たとえば図３に示すような特定のパ
ターニングが印刷またはエッチング等の手段によって施
されている校正サンプル３１の上に移動させる。
光学ヘッド１０を、たとえば図３に示すような特定のパ
ターニングが印刷またはエッチング等の手段によって施
されている校正サンプル３１の上に移動させる。
【００３２】ここで、光学ヘッド１０によって校正サン
プル３１上のアライメントマーク３２の像を観察し、光
学ヘッド１０と校正サンプル３１との相対位置のずれ量
を算出する。このとき校正サンプル３１上のパターン配
置は前もって検査装置内にデータとして記憶させておく
ものとし、記憶された位置データに対して前述によって
算出された位置ズレ量を、補正量として加えて修正する
ことによって、校正サンプル３１上のパターンの像を取
り込むことができる位置に、光学ヘッド１０を容易に移
動することができる。
プル３１上のアライメントマーク３２の像を観察し、光
学ヘッド１０と校正サンプル３１との相対位置のずれ量
を算出する。このとき校正サンプル３１上のパターン配
置は前もって検査装置内にデータとして記憶させておく
ものとし、記憶された位置データに対して前述によって
算出された位置ズレ量を、補正量として加えて修正する
ことによって、校正サンプル３１上のパターンの像を取
り込むことができる位置に、光学ヘッド１０を容易に移
動することができる。
【００３３】同時に、校正サンプル３１上の少なくとも
３点においてオートフォーカスを行うことによって、校
正サンプル３１表面の高さを測定するとともに、これら
３点の座標から３点を含む平面の式を算出して、光学ヘ
ッド１０の光軸と求められた平面の法線との傾きによ
る、誤差補正係数を計算させても良い。
３点においてオートフォーカスを行うことによって、校
正サンプル３１表面の高さを測定するとともに、これら
３点の座標から３点を含む平面の式を算出して、光学ヘ
ッド１０の光軸と求められた平面の法線との傾きによ
る、誤差補正係数を計算させても良い。
【００３４】次に、光学ヘッド１０を移動させて校正サ
ンプル３１上の照明校正用パターン４１の像を、取り込
む。本発明によれば、照明校正用パターン４１は、たと
えば図４に示すような構成となっており、４２〜４５の
区画はそれぞれ、照明光に対して２０％、４０％、６０
％および８０％の反射率を持つように表面処理が施され
ている。各区画の反射率はあらかじめ正確に測定を行う
ものとし、その値は検査装置の校正用データとして図示
しない記憶手段に記憶しておくものとする。
ンプル３１上の照明校正用パターン４１の像を、取り込
む。本発明によれば、照明校正用パターン４１は、たと
えば図４に示すような構成となっており、４２〜４５の
区画はそれぞれ、照明光に対して２０％、４０％、６０
％および８０％の反射率を持つように表面処理が施され
ている。各区画の反射率はあらかじめ正確に測定を行う
ものとし、その値は検査装置の校正用データとして図示
しない記憶手段に記憶しておくものとする。
【００３５】そもそも、光学ヘッド１０は光学部品の表
面反射や吸収によって、光量損失係数Ｋ0 を持っている
ため、照明装置によって与えられた光量Ｌ0 に対し、Ｔ
Ｖカメラ９によって得ることのできる光量ＬC は、サン
プルの反射率がＲ％の時、数４式によって与えられる。
面反射や吸収によって、光量損失係数Ｋ0 を持っている
ため、照明装置によって与えられた光量Ｌ0 に対し、Ｔ
Ｖカメラ９によって得ることのできる光量ＬC は、サン
プルの反射率がＲ％の時、数４式によって与えられる。
【００３６】
【数４】 ここで、照明装置によって与えられる光量Ｌ0 は、一般
に光源１に付加される電流または電圧Ｖ0 によって制御
されているため、光源１の照明効率αを用いると数４式
は数５式のように表すことができる。
に光源１に付加される電流または電圧Ｖ0 によって制御
されているため、光源１の照明効率αを用いると数４式
は数５式のように表すことができる。
【００３７】
【数５】 したがって、照明校正用パターン４１の観察結果は、各
区画の反射率に応じて常に一定の光量ＬC が観察される
はずであるが、光源１および光学部品の劣化や汚れによ
って実際には、Ｌ1 なる光量が観察される。そこで、Ｌ
C とＬ1 との比を光量損失の補正係数として数６式でそ
れぞれの反射率について求め、図示しない記憶手段に記
憶しておく。
区画の反射率に応じて常に一定の光量ＬC が観察される
はずであるが、光源１および光学部品の劣化や汚れによ
って実際には、Ｌ1 なる光量が観察される。そこで、Ｌ
C とＬ1 との比を光量損失の補正係数として数６式でそ
れぞれの反射率について求め、図示しない記憶手段に記
憶しておく。
【００３８】
【数６】 ここで得られた光量損失の補正係数を用い、光学ヘッド
１０によって観察を行う際の投光量を制御することによ
って、ＴＶカメラ９側での受光量を常に安定した状態に
保つことができる。
１０によって観察を行う際の投光量を制御することによ
って、ＴＶカメラ９側での受光量を常に安定した状態に
保つことができる。
【００３９】次に、光学ヘッド１０を移動させて校正サ
ンプル３１上の撮像系校正用パターン５１の像を、取り
込む。本発明によれば、撮像系校正用パターン５１はた
とえば図５に示すような格子チャート５２が形成されて
おり、その間隔はあらかじめ正確に計測されているもの
とする。また、格子チャート５２は、光学ヘッド１０に
よって観察された際に、取り込まれる画面の全域をカバ
ーするような寸法に設定されているものとする。
ンプル３１上の撮像系校正用パターン５１の像を、取り
込む。本発明によれば、撮像系校正用パターン５１はた
とえば図５に示すような格子チャート５２が形成されて
おり、その間隔はあらかじめ正確に計測されているもの
とする。また、格子チャート５２は、光学ヘッド１０に
よって観察された際に、取り込まれる画面の全域をカバ
ーするような寸法に設定されているものとする。
【００４０】ここで、ＴＶカメラ９によって結像され
た、格子のクロス点（ｘi ，ｙi ）の近傍の点Ａ，Ｂの
ビデオ信号は図６（ａ）および（ｂ）の信号６１および
６２のようになる。従来例と同様にして対物レンズ駆動
部２０により対物レンズ４を微小ピッチで移動させて各
高さごとに図６（ａ）および（ｂ）に示すようなビデオ
信号を検出し、ピーク値６１，６２が最大となる時の対
物レンズ４の高さｈfc′（ｘi ，ｙi ）を求める。ただ
し、ｈfc′（ｘi ，ｙi ）は点Ａ，Ｂのそれぞれのビデ
オ信号におけるピーク値が最大となる高さの平均値とす
る。図５におけるラインの各クロス点について前記手順
でｈfc′（ｘi ，ｙi ）を求めれば、画面内におけるそ
れら各点での最良像面が得られる。この最良像面におけ
る各クロス点の座標と、既知のライン間隔から求められ
た理論上のクロス点の座標を比較することによって、光
学ヘッド１０のディストーションを含めた観察（撮像）
倍率を求めることができる。
た、格子のクロス点（ｘi ，ｙi ）の近傍の点Ａ，Ｂの
ビデオ信号は図６（ａ）および（ｂ）の信号６１および
６２のようになる。従来例と同様にして対物レンズ駆動
部２０により対物レンズ４を微小ピッチで移動させて各
高さごとに図６（ａ）および（ｂ）に示すようなビデオ
信号を検出し、ピーク値６１，６２が最大となる時の対
物レンズ４の高さｈfc′（ｘi ，ｙi ）を求める。ただ
し、ｈfc′（ｘi ，ｙi ）は点Ａ，Ｂのそれぞれのビデ
オ信号におけるピーク値が最大となる高さの平均値とす
る。図５におけるラインの各クロス点について前記手順
でｈfc′（ｘi ，ｙi ）を求めれば、画面内におけるそ
れら各点での最良像面が得られる。この最良像面におけ
る各クロス点の座標と、既知のライン間隔から求められ
た理論上のクロス点の座標を比較することによって、光
学ヘッド１０のディストーションを含めた観察（撮像）
倍率を求めることができる。
【００４１】ここでは光学ヘッド１０が単一倍率のレン
ズ系の場合について述べているが、レンズ系が複数の固
定倍率を持つ場合およびズームレンズの場合において
は、それぞれの倍率について同様に観察倍率を求めるこ
とは言うまでも無い。
ズ系の場合について述べているが、レンズ系が複数の固
定倍率を持つ場合およびズームレンズの場合において
は、それぞれの倍率について同様に観察倍率を求めるこ
とは言うまでも無い。
【００４２】本発明によるワイヤボンディング検査装置
においては、ここで得られた観察倍率をデータとしてメ
モリに記憶するとともに、装置内に初期値として記憶さ
れている観察倍率と比較することによって、補正係数を
求めて同様に記憶して水平方向における測定誤差の補正
を行い、さらには、従来例に従い、像面湾曲量ｈfc（ｘ
i ，ｙi ）も記憶することによって、光学ヘッド１０の
光軸の傾きおよび像面湾曲の変化による高さ方向の測定
誤差の補正も行うものとする。
においては、ここで得られた観察倍率をデータとしてメ
モリに記憶するとともに、装置内に初期値として記憶さ
れている観察倍率と比較することによって、補正係数を
求めて同様に記憶して水平方向における測定誤差の補正
を行い、さらには、従来例に従い、像面湾曲量ｈfc（ｘ
i ，ｙi ）も記憶することによって、光学ヘッド１０の
光軸の傾きおよび像面湾曲の変化による高さ方向の測定
誤差の補正も行うものとする。
【００４３】以上によって、光学ヘッド１０で捕らえた
像に対する補正値の算出・記憶がなされたことになる
が、ここで再び、光学ヘッド１０によって校正サンプル
３１上のアライメントマーク３２の像を観察し、前記補
正を反映させた上で、光学ヘッド１０と校正サンプル３
１との相対位置のずれ量を算出する。本発明によれば、
検査装置が検査するリードフレームは２本のレールを有
する保持手段によって保持されるものであり、校正サン
プル３１はレールの少なくとも１本のレールと一体とな
って位置決めされている。すなわち、上記手段によっ
て、光学ヘッド１０と校正サンプル３１との相対位置の
ずれ量を算出することはとりも直さず、光学ヘッド１０
とレール１４との相対位置のずれ量を算出することにほ
かならない。ここでも他の補正値と同様に、データとし
てメモリに記憶し、位置座標のずれを補正するものとす
る。
像に対する補正値の算出・記憶がなされたことになる
が、ここで再び、光学ヘッド１０によって校正サンプル
３１上のアライメントマーク３２の像を観察し、前記補
正を反映させた上で、光学ヘッド１０と校正サンプル３
１との相対位置のずれ量を算出する。本発明によれば、
検査装置が検査するリードフレームは２本のレールを有
する保持手段によって保持されるものであり、校正サン
プル３１はレールの少なくとも１本のレールと一体とな
って位置決めされている。すなわち、上記手段によっ
て、光学ヘッド１０と校正サンプル３１との相対位置の
ずれ量を算出することはとりも直さず、光学ヘッド１０
とレール１４との相対位置のずれ量を算出することにほ
かならない。ここでも他の補正値と同様に、データとし
てメモリに記憶し、位置座標のずれを補正するものとす
る。
【００４４】ここまでの説明により明らかなように、本
発明によるワイヤボンディング検査装置では校正サンプ
ル１６のパターンを基準として光学ヘッド１０の補正値
を求めているため、校正サンプル１６に破損または劣化
が生じた場合には、逆に装置性能を悪化させる危険性を
持っている。
発明によるワイヤボンディング検査装置では校正サンプ
ル１６のパターンを基準として光学ヘッド１０の補正値
を求めているため、校正サンプル１６に破損または劣化
が生じた場合には、逆に装置性能を悪化させる危険性を
持っている。
【００４５】したがって、本発明によるワイヤボンディ
ング検査装置では校正サンプル１６に対する安全対策機
能も合わせ持つものとする。
ング検査装置では校正サンプル１６に対する安全対策機
能も合わせ持つものとする。
【００４６】まず、図１において未使用時の校正サンプ
ル１６は図示しない保護カバーに収納される機能を有し
キャリブレーションを行う場合に限って、自動的に露出
状態になるものとする。さらに、保護カバーはその内部
を真空状態に保つか、あるいは窒素または不活性ガスを
充填した状態に保つパージ構造を有するものとし、校正
サンプル上のパターンを酸化・劣化等から保護する機能
を有することが望ましい。
ル１６は図示しない保護カバーに収納される機能を有し
キャリブレーションを行う場合に限って、自動的に露出
状態になるものとする。さらに、保護カバーはその内部
を真空状態に保つか、あるいは窒素または不活性ガスを
充填した状態に保つパージ構造を有するものとし、校正
サンプル上のパターンを酸化・劣化等から保護する機能
を有することが望ましい。
【００４７】図２は本発明の他の実施例に係るワイヤボ
ンディング検査装置の構成を示す模式図である。この装
置は図１の装置に対し、ＴＶカメラの角度修正機能２
１、光学ヘッド１０の角度・高さ修正機能２２および資
料台１３の位置ずれ修正機能２３を追加したものであ
る。すなわち、図１の装置においては、測定に関する補
正量を算出・記憶してデータ上の修正によって検査精度
を安定させていたのに対し、図２の装置においては求め
られた補正量に対応して、ずれ量を物理的に修正するこ
とによって検査精度の安定を図ったものである。
ンディング検査装置の構成を示す模式図である。この装
置は図１の装置に対し、ＴＶカメラの角度修正機能２
１、光学ヘッド１０の角度・高さ修正機能２２および資
料台１３の位置ずれ修正機能２３を追加したものであ
る。すなわち、図１の装置においては、測定に関する補
正量を算出・記憶してデータ上の修正によって検査精度
を安定させていたのに対し、図２の装置においては求め
られた補正量に対応して、ずれ量を物理的に修正するこ
とによって検査精度の安定を図ったものである。
【００４８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、保持手段に対する一定位置に校正サンプルを具備す
るようにしたため、ワイヤボンディング検査を行うのに
先立って、校正サンプルを観察し、光学観察手段の経時
的な変化および製造上の誤差に起因する光量損失・観察
倍率・像面湾曲および光学観察手段と保持手段との相対
位置のズレ量の変化を読み取り、この校正値を、検査結
果を算出するための計算式および検査装置の調整手段に
フィードバックすることにより、常に安定した検査結果
を得ることができる。
ば、保持手段に対する一定位置に校正サンプルを具備す
るようにしたため、ワイヤボンディング検査を行うのに
先立って、校正サンプルを観察し、光学観察手段の経時
的な変化および製造上の誤差に起因する光量損失・観察
倍率・像面湾曲および光学観察手段と保持手段との相対
位置のズレ量の変化を読み取り、この校正値を、検査結
果を算出するための計算式および検査装置の調整手段に
フィードバックすることにより、常に安定した検査結果
を得ることができる。
【００４９】また、ワイヤボンディング検査装置は検査
を実行するにあたって、リードフレームの形状、チップ
上のパターン配置、および検査時の照明光量等のデータ
をティーチングデータとして事前に記憶しているが、装
置ごとまたは校正時ごとに上述の校正値を更新すること
によって光学観察手段の経時的な変化および製造上の誤
差に関係なく、前記のティーチングデータを変種・修正
することなく使用することが可能となる。
を実行するにあたって、リードフレームの形状、チップ
上のパターン配置、および検査時の照明光量等のデータ
をティーチングデータとして事前に記憶しているが、装
置ごとまたは校正時ごとに上述の校正値を更新すること
によって光学観察手段の経時的な変化および製造上の誤
差に関係なく、前記のティーチングデータを変種・修正
することなく使用することが可能となる。
【図１】 本発明の一実施例に係るワイヤボンディング
検査装置の構成図である。
検査装置の構成図である。
【図２】 本発明の他の実施例に係るワイヤボンディン
グ検査装置の構成図である。
グ検査装置の構成図である。
【図３】 図１の装置の校正サンプルを示す模式図であ
る。
る。
【図４】 図１の装置の照明校正用パターンを示す模式
図である。
図である。
【図５】 図１の校正用パターンの格子チャートを示す
模式図である。
模式図である。
【図６】 図１の装置のＴＶカメラで検出された格子チ
ャート像のビデオ信号を示す模式図である。
ャート像のビデオ信号を示す模式図である。
【図７】 ワイヤボンディング装置のＴＶカメラの画面
に結像されたワイヤトップ部の像およびビデオ信号を示
す模式図である。
に結像されたワイヤトップ部の像およびビデオ信号を示
す模式図である。
【図８】 従来例に係るワイヤボンディング検査装置の
構成図である。
構成図である。
１：光源、２：第１コンデンサレンズ、３：第２コンデ
ンサレンズ、４：対物レンズ、５：照明系ハーフミラ
ー、６：ＡＦ系ハーフミラー、７：リレーレンズ、８：
オートフォーカスユニット、９：ＴＶカメラ、１０：光
学ヘッド、１１：支柱、１２：ステージ、１３：資料
台、１４：レール、１５：校正サンプル台、１６：校正
サンプル、１７：チップ面、１８：ワイヤ部、１９：リ
ードフレーム、２０：対物レンズ駆動部、３１：校正サ
ンプル、３２：アライメントマーク、４１：照明校正用
パターン、５１：撮像系校正用パターン、５２：格子チ
ャート、６１：ビデオ信号、６２：ビデオ信号、７１：
ワイヤトップ部画像、７２：ワイヤ像、７３：ワイヤト
ップ部輝点、７４：ビデオ信号、７５：ビデオ信号。
ンサレンズ、４：対物レンズ、５：照明系ハーフミラ
ー、６：ＡＦ系ハーフミラー、７：リレーレンズ、８：
オートフォーカスユニット、９：ＴＶカメラ、１０：光
学ヘッド、１１：支柱、１２：ステージ、１３：資料
台、１４：レール、１５：校正サンプル台、１６：校正
サンプル、１７：チップ面、１８：ワイヤ部、１９：リ
ードフレーム、２０：対物レンズ駆動部、３１：校正サ
ンプル、３２：アライメントマーク、４１：照明校正用
パターン、５１：撮像系校正用パターン、５２：格子チ
ャート、６１：ビデオ信号、６２：ビデオ信号、７１：
ワイヤトップ部画像、７２：ワイヤ像、７３：ワイヤト
ップ部輝点、７４：ビデオ信号、７５：ビデオ信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 H01L 21/60 321 H01L 21/66
Claims (7)
- 【請求項１】 チップおよびリードフレーム間のワイヤ
ボンディングの状態を結像光学系を介して観察するため
の光学観察手段、前記リードフレームを保持する保持手
段、および前記光学観察手段と保持手段との相対的位置
関係を変化させる移動手段を備えたワイヤボンディング
検査装置において、前記保持手段に対する一定位置に、
前記光学系および移動手段の校正を行うために前記光学
観察手段により観察される、校正用パターンおよびアラ
イメントマークを含む校正サンプルを具備することを特
徴とするワイヤボンディング検査装置。 - 【請求項２】 前記観察されるチップ、リードフレー
ム、およびワイヤボンディングの状態は、それらの形状
および位置ずれの合否判定に供されるものであることを
特徴とする請求項１記載のワイヤボンディング検査装
置。 - 【請求項３】 前記光学観察手段は、前記観察用の照明
手段を備え、前記光学観察手段により観察される校正サ
ンプルの観察結果は、前記照明手段の投光量に対応し
た、前記光学観察手段における受光量を測定し、その測
定結果に基づいて前記光学観察手段における光量損失の
補正量を求め、そして前記照明手段の投光量を調整する
ために用いられるものであることを特徴とする請求項１
または２記載のワイヤボンディング検査装置。 - 【請求項４】 前記光学観察手段により観察される校正
サンプルの観察結果は、前記光学観察手段の観察倍率、
像面湾曲および光軸の倒れを測定し、その測定結果に基
づいて、前記光学観察手段の観察倍率、像面湾曲および
光軸の倒れの補正を行うために用いられるものであるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のワ
イヤボンディング検査装置。 - 【請求項５】 前記保持手段は２本のレールを有し、前
記校正サンプルは、前記レールの少なくとも１本に対し
て位置が固定されており、前記光学観察手段により観察
される校正サンプルの観測結果は、前記光学観察手段と
保持手段との間の相対位置の補正量を求めるのに供され
るものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
１つに記載のワイヤボンディング検査装置。 - 【請求項６】 前記校正サンプルを未使用時に保護する
保護用カバーを備えることを特徴とする請求項１〜５の
いずれか１つに記載のワイヤボンディング検査装置。 - 【請求項７】 前記校正サンプルの未使用時には前記保
護用のカバーの内部を真空状態または窒素、不活性ガス
等を充填した状態に保つ手段を備えることを特徴とする
請求項６記載のワイヤボンディング検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07111091A JP3105422B2 (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | ワイヤボンディング検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07111091A JP3105422B2 (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | ワイヤボンディング検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08285533A JPH08285533A (ja) | 1996-11-01 |
| JP3105422B2 true JP3105422B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=14552160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07111091A Expired - Fee Related JP3105422B2 (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | ワイヤボンディング検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3105422B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH074325U (ja) * | 1993-06-04 | 1995-01-24 | 株式会社トーヨー工芸工業 | 紙容器用中栓 |
| JPH0740447U (ja) * | 1991-12-04 | 1995-07-18 | 天龍化学工業株式会社 | 箱形容器における注出口装置 |
-
1995
- 1995-04-13 JP JP07111091A patent/JP3105422B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0740447U (ja) * | 1991-12-04 | 1995-07-18 | 天龍化学工業株式会社 | 箱形容器における注出口装置 |
| JPH074325U (ja) * | 1993-06-04 | 1995-01-24 | 株式会社トーヨー工芸工業 | 紙容器用中栓 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08285533A (ja) | 1996-11-01 |
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