JP7097778B2 - 検査システム、検査方法、及び検査プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ボンディングワイヤを有する半導体装置の樹脂封止後の状態を検査する検査システム、検査方法、及び検査プログラムに関する。

半導体装置の製造では、基板上に載置されたダイ（チップ）に設けられたボンディングパッドと、基板に設けられた別のボンディングパッドとをワイヤで連結するワイヤボンディングを行った後、樹脂封止が行われる。樹脂封止を行う前のワイヤ位置と、樹脂封止を行った後のワイヤ位置とでは、樹脂の流入等の影響により異なる場合がある。このため、樹脂封止後の半導体装置において、ワイヤの変形量、ワイヤのチップからの距離、隣合うワイヤ間又は上下方向のワイヤ間の隙間等が正常であるか否かを検査する必要がある。

樹脂封止後のボンディングワイヤを検査する方法として、特許文献１や特許文献２に記載された方法がある。特許文献１のものは、検査対象となる半導体装置の樹脂封止前後の状態を所定の方向から撮影した２つの２次元画像データを取得して、２つの２次元画像データを利用して、ワイヤごとに２次元変化量を算出する。また、設計上の半導体装置の３次元データと、設計上の半導体装置の２次元データとに基づいて、設計３次元データの変化量と、設計２次元データの変化量との相関関係を算出する。そして、算出した２次元変化量及び設計上の半導体装置に基づいて算出された前記相関関係を利用して、ワイヤごとに３次元的変化量を算出する。これにより、複数のワイヤが互いに接していないか否かなどの判定を行う。

特許文献２のものは、複数のＸ線写真データまたは複数のカメラ写真データを用いて、樹脂封止前や、樹脂封止後の３次元実測形状データを作成する。これにより、樹脂封止前または樹脂封止後の半導体パッケージの状態、例えば、ワイヤ間の隙間が十分であるか等を検査する。

特開２０１２－１３４２９８号公報 特許第４００６４３４号公報

特許文献１のものでは、ワイヤボンディング時のループ形状が設計形状であるとの仮定のもと、３次元形状を予測している。しかしながら、実際にはループ形状はばらつくため、それを考慮しなければ正しい３次元形状は得られない。このため、特許文献１の方法ではワイヤ間の隙間について正しく得られず、信頼性が低いものとなる。また、特許文献２のものでは、異なる方向からの撮影を行うために、複雑な機構が必要となり装置コストが増加するとともに、異なる方向からの画像が複数枚必要であるため、撮影時間が長くなる。また、複数枚の画像を処理するため、演算量が多くなって、検査処理に要する時間が長くなる。

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、検査時間を短縮でき、検査の信頼性が高く低コストに樹脂封止後の半導体装置の検査を行うことができる検査システム、検査方法、及び検査プログラムを提供しようとするものである。

本発明の検査システムは、３次元検査装置と２次元検査装置とを備え、ボンディングワイヤを有する半導体装置の樹脂封止後の状態を検査する検査システムにおいて、前記３次元検査装置は、樹脂封止前の半導体装置の３次元検査により得られる３次元画像又はボンディングワイヤの計測値の少なくともいずれかである３次元データを作成する３次元データ作成手段と、前記３次元データを前記２次元検査装置に転送する転送手段とを備え、前記２次元検査装置は、樹脂封止後の半導体装置の２次元画像を作成する２次元画像作成手段と、前記３次元データに基づいて、２次元画像による半導体装置の検査を行う際の閾値の調整を行う閾値調整手段と、前記閾値に基づいて、２次元画像から半導体装置の検査を行う検査手段とを備えたものである。

本発明の検査システムによれば、樹脂封止前の半導体装置の３次元データを２次元検査装置に転送し、３次元データに基づいて、２次元画像による半導体装置の検査の閾値の調整を行うことができる。これにより、樹脂封止前の実際の半導体装置の状態と、樹脂封止後の半導体装置の状態とに基づいて、ワイヤの変化量の情報を得ることができるため、正確なワイヤの変化量の情報を得ることができる。これにより、樹脂封止後の半導体装置の検査において適切な閾値を設定することができる。さらに、そのワイヤの変化量の情報に応じて、個々（ワイヤの夫々又は個片体の夫々）に閾値を設定することができるため、樹脂封止後の半導体装置の検査は２次元検査でありながらも、正確に半導体装置の検査を行うことができる。また、２次元検査であるため、撮影時間が短く、演算処理量が少なくなる。

前記構成において、前記半導体装置はチップを備え、前記閾値は、ボンディングワイヤとチップとの隙間、ボンディングワイヤの最高点高さ、及びボンディングワイヤ間の距離の全部又は一部が所定範囲内となるために許容されるワイヤ流れ量とすることができる。

前記構成において、前記検査手段は、３次元画像から樹脂封止前の半導体装置の２次元画像を作成する封止前２次元画像作成手段を備え、樹脂封止前の半導体装置の２次元画像、樹脂封止後の半導体装置の２次元画像、及びボンディングワイヤの計測値に基づいて半導体装置の検査を行うものとできる。

本発明の他の検査システムは、３次元検査装置と２次元検査装置とを備え、ボンディングワイヤを有する半導体装置の樹脂封止後の状態を検査する検査システムにおいて、前記３次元検査装置は、樹脂封止前の半導体装置の３次元検査により得られる３次元画像又はボンディングワイヤの計測値の少なくともいずれかである３次元データを作成する３次元データ作成手段と、前記３次元データを前記２次元検査装置に転送する転送手段とを備え、前記２次元検査装置は、樹脂封止後の半導体装置の２次元画像を作成する２次元画像作成手段と、半導体装置の検査を行う検査手段とを備え、前記検査手段は、３次元画像と樹脂封止後の半導体装置の２次元画像とから、樹脂封止後の半導体装置の３次元形状が予測された３次元予測画像を作成する３次元予測画像作成手段を備え、３次元予測画像に基づいて半導体装置の検査を行うものである。

本発明の他の検査システムによれば、樹脂封止前の半導体装置の３次元データを２次元検査装置に転送し、３次元データに基づいて、２次元画像による半導体装置の検査の閾値の調整を行うことができる。これにより、樹脂封止前の実際の半導体装置の状態と、樹脂封止後の半導体装置の状態とに基づいて、ワイヤの変化量の情報を得ることができるため、正確なワイヤの変化量の情報を得ることができる。さらに、そのワイヤの変化量の情報に応じて、個々（ワイヤの夫々又は個片体の夫々）に検査することができるため、樹脂封止後の半導体装置の撮影は２次元撮影でありながらも、正確に半導体装置の検査を行うことができる。また、２次元撮影であるため、撮影時間が短く、演算処理量が少なくなる。

前記構成において、前記２次元検査装置は、半導体装置の２次元画像と、その半導体装置の検査箇所における３次元データとを対応させる紐付手段を備えてもよい。これにより、例えば検査対象となる半導体装置が複数ある場合や、検査箇所が多数に及ぶ場合であっても、２次元画像と、その半導体装置の検査箇所における３次元データとを正確に対応させることができ、検査の信頼性がより高いものとなる。

本発明の検査方法は、３次元検査装置と２次元検査装置とを備え、ボンディングワイヤを有する半導体装置の樹脂封止後の状態を検査する検査方法において、前記３次元検査装置にて樹脂封止前の半導体装置の３次元検査による３次元データを作成し、前記３次元データを前記２次元検査装置に転送し、前記２次元検査装置にて樹脂封止後の半導体装置の２次元画像を作成し、前記３次元データに基づいて、２次元画像による半導体装置の検査を行う際の閾値の調整を行い、前記閾値に基づいて、２次元画像から半導体装置の検査を行うものである。

本発明の検査プログラムは、３次元検査装置及び２次元検査装置を備えた検査システムにてボンディングワイヤを有する半導体装置の樹脂封止後の状態の検査を実行させる検査プログラムにおいて、前記３次元検査装置に、樹脂封止前の半導体装置の３次元検査による３次元データを作成させるステップと、前記３次元検査装置に、前記３次元データを前記２次元検査装置に転送させるステップと、前記２次元検査装置に、樹脂封止後の半導体装置の２次元画像を作成させるステップと、前記２次元検査装置に、前記３次元データに基づいて、２次元画像による半導体装置の検査を行う際の閾値の調整を行わせるステップと、前記２次元検査装置に、前記閾値に基づいて、２次元画像から半導体装置の検査を行わせるステップとを備えたものである。

本発明の検査システム、検査方法、及び検査プログラムは、樹脂封止後の半導体装置の検査が２次元検査又は２次元撮影でありながらも、正確に半導体装置の検査を行うことができて、検査の信頼性が高いものとなる。また、２次元撮影であるため、撮影時間が短く、演算処理量が少なくなり、低コストなものとなる。

本発明の第１実施形態の検査システムを示すブロック図である。 本発明の検査システムにより検査される半導体装置の簡略平面図である。 本発明の第１実施形態の検査システムを構成する検査手段のブロック図である。 本発明の検査方法を含み、半導体装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の検査方法の手順を示すフローチャート図である。 本発明の第２実施形態の検査システムを示すブロック図である。 本発明の第２実施形態の検査システムを構成する他の検査手段のブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図１～図７に基づいて説明する。

本発明の検査システムは、回路パターン部分にワイヤ先端部が接合（ボンディング）されているような半導体装置を樹脂封止した後の状態の検査を行うものである。本実施形態における半導体装置しては、例えば図２に示すように、基板本体５０にチップ５１Ａ、５１Ｂ・・が設けられており、このチップ５１Ａ、５１Ｂ上にボンディングパッド５２Ａ、５２Ｂが設けられ、ボンディングワイヤ（以下、ワイヤという）５３Ａ、５３Ｂは、一端部がボンディングパッド５２Ａ、５２Ｂに接合されており、他端部が基板本体上のランド部５４Ａ、５４Ｂに接合されたものである。

本発明の検査システムは、図１に示すように３次元検査装置１と、３次元外査装置１とネットワーク又は電気的に接続された２次元検査装置２とから構成される。ネットワークは、例えば、インターネット、イントラネット、エクストラネット、ＬＡＮ、ＭＡＮ、ＷＡＮ、さらにはこれらの組み合わせ等のものであり、有線か無線かは問わず、複数地点間で情報を伝送できるものである。

３次元検査装置１は、撮像手段３と制御部４とから構成されている。撮像手段１は、ＣＣＤカメラ等からなり、撮像物体である半導体装置の画像データを取得する。

制御部４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心としてＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピュータで構成できる。マイクロコンピュータには記憶装置が接続される。記憶装置は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ、ＣＤ－Ｒ（Compact Disc-Recordable）ドライブ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等から構成できる。なお、ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。

制御部４は、３次元データ作成手段５と転送手段６とを備えている。３次元データ作成手段５は、撮像手段３により取得されて、制御部４のメモリ（図示省略）に格納されている樹脂封止前の半導体装置の画像データから、樹脂封止前の半導体装置の３次元画像を形成したり、半導体装置の高さ情報に基づくワイヤ５３の計測値を取得したりする。すなわち、本実施形態における３次元データとは、樹脂封止前の半導体装置の３次元画像と、ワイヤ５３の計測値の少なくともいずれかをいう。

３次元画像の取得方法の一例としては、撮像手段３はｚ方向に（上下方向に）移動して、半導体装置と相対的に接近及び離間することができるものである場合に、撮像手段３は、半導体装置との距離を変化させて、上下方向に焦点が異なる画像を複数枚取得する（焦点の合った画素位置が夫々異なる画像を取得する）。そして、複数の画像から、例えば特許第６２４６７７５号に記載された方法により、樹脂封止前の半導体装置の３次元画像を取得することができる。

計測値としては、ワイヤ５３とチップ５１との隙間、ワイヤ５３の最高点の高さ、隣合うワイヤ５３、５３同士の距離等がある。これらは、半導体装置の撮像と同時に、画素ごとに最大の合焦度評価値を検出した時点における相対距離情報を記憶し、ワイヤ５３の高さ情報を得ることで、制御部４の３次元データ作成手段５は、前記のような計測値を作成する。

転送手段６は、３次元データ作成手段５により作成された３次元データ（樹脂封止前の３次元画像とワイヤ５３の計測値とのいずれか又は両方）を、後述する２次元検査装置２の制御部８へ転送（送信処理）するものである。

２次元検査装置２は、Ｘ線撮像部７と制御部８とから構成されている。Ｘ線撮像部７は、Ｘ線発生装置（図示省略）によって発せられたＸ線がＸ線照射部（図示省略）から半導体装置へ照射し、半導体装置を透過したＸ線をＸ線センサによって撮像することで画像データを取得する。

制御部８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心としてＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピュータで構成できる。マイクロコンピュータには記憶装置が接続される。記憶装置は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ、ＣＤ－Ｒ（Compact Disc-Recordable）ドライブ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等から構成できる。なお、ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。

制御部８は、２次元画像作成手段９と、紐付手段１０と、閾値調整手段１１と、検査手段１２とを備えている。２次元画像作成手段９は、Ｘ線撮影部７により取得され、制御部８のメモリ（図示省略）に格納されている半導体装置の画像データから、樹脂封止後の半導体装置の２次元画像（図２に示すように、上方から見た画像）を作成する。

紐付手段１０は、半導体装置の２次元画像と、その半導体装置の検査箇所における３次元データとを紐付（対応）させるものである。例えば、基板本体５０に夫々固有のＱＲコード（登録商標）５５が存在する場合に、２次元画像のＱＲコードを読み取れば、いずれの半導体装置についての２次元画像であるかが特定できる。検査箇所（検査ユニット）がチップ毎である場合、図２においてチップ５１Ａの場所での３次元データを対応させ、チップ５１Ｂの場所での３次元データを対応させる。このようにして、夫々の検査箇所における３次元データを対応させる。

閾値調整手段１１は、３次元データに基づいて、２次元画像による半導体装置の検査を行う際の閾値の調整を行うものである。すなわち、閾値調整手段１１は、３次元データ（樹脂封止前の実際の半導体装置の状態）と２次元画像（樹脂封止後の半導体装置の状態）とからワイヤ５３の変化量の情報を得て、そのワイヤ５３の変化量の情報に応じて、個々（ワイヤ５３の夫々又は個片体（半導体装置又はチップ５１）の夫々）に閾値を設定する。つまり、３次元検査において樹脂封止前のワイヤ５３の状態を基準として、基準からどの程度ワイヤ５３が変化しているかによって、２次元検査での合否判定基準を厳しくするような閾値を設定したり、２次元検査での合否判定基準を緩くしたりするようにして、検査箇所の個々に夫々異なる閾値を設定する。

本実施形態における閾値とは、ワイヤ５３とチップ５１との隙間、ワイヤ５３の最高点高さ、及びワイヤ５３間の距離の全部又は一部が所定範囲内となるために許容されるワイヤ流れ量（変形量）である。また、前記所定範囲とは、予め設定された任意の範囲であり、ワイヤ５３とチップ５１との隙間、ワイヤ５３の最高点高さ、及びワイヤ５３間の距離の寸法範囲である。例えば、ワイヤ５３毎に閾値を設定する場合、ワイヤ５３とチップ５１との隙間、ワイヤ５３の最高点高さ、及びワイヤ５３間の距離の全部又は一部が所定範囲内となるためには、ワイヤ１番は、右方向３０μｍまで、左方向１０μｍまで許容され、ワイヤ２番は、右方向１５μｍまで、左方向４０μｍまで許容される。このようにして、閾値の設定を行う。

検査手段１２は、図３に示すように、３次元画像から樹脂封止前の半導体装置の２次元画像を作成する封止前２次元画像作成手段１３と、樹脂封止前の半導体装置の２次元画像、樹脂封止後の半導体装置の２次元画像、及びワイヤ５３の計測値に基づいて半導体装置の外観検査を行う解析手段１４とを備える。

本実施形態の検査システムは、検査プログラムを、３次元検査装置及び２次元検査装置にインストールすることで実現することができる。その検査プログラムは、３次元検査装置１に、樹脂封止前の半導体装置の３次元検査による３次元データを作成させるステップと、前記３次元検査装置１に、前記３次元データを前記２次元検査装置２に転送させるステップと、前記２次元検査装置２に、樹脂封止後の半導体装置の２次元画像を作成させるステップと、前記２次元検査装置２に、前記３次元データに基づいて、２次元画像による半導体装置の検査を行う際の閾値の調整を行わせるステップと、前記２次元検査装置２に、前記閾値に基づいて、２次元画像から半導体装置の検査を行わせるステップとを備えている。

前記検査プログラムがインストールされた本実施形態の検査システムを使用してボンディングワイヤを有する半導体装置の樹脂封止後の状態を検査する検査方法を図４及び図５を用いて説明する。半導体装置は、図４に示すように、ウェハのダイシング２１、ダイボンディング２２、ワイヤボンディング２３、３次元検査２４、樹脂封止２５、２次元検査２６、仕上げ（捺印）２７、通電検査２８を順に実行することにより製造されて出荷される。

ダイシング２１では、半導体ウェハをチップ領域毎にダイシングして個々に分割することによりチップに分割する。ダイボンディング２２では、基板本体（リードフレーム）５０の上面に良品のチップ５１をボンディング（接着）する。ワイヤボンディング２３では、ボンディングされたチップ５１の表面の各電極部（ボンディングパッド５２）と、基板本体５０の各リード端子とをワイヤ５３により電気的に接続する。このようにして、基板本体５０にチップ５１が装着された樹脂封止前の半導体装置を製造する。

この樹脂封止前の半導体装置において３次元検査２４を行い、半導体装置の３次元検査による３次元データを作成する（ステップＳ１）。本実施形態では、３次元データとは３次元画像及びワイヤ５３の計測値である。３次元データの作成方法の一例として、本実施形態では、撮像手段３が、撮像物体である半導体装置の画像データを取得する。この場合、撮像手段３は、半導体装置との距離を変化させて、上下方向に焦点が異なる画像を複数枚取得する（焦点の合った画素位置が夫々異なる画像を取得する）。そして、３次元データ作成手段５は、複数の画像から、例えば特許第６２４６７７５号に記載された方法により、樹脂封止前の半導体装置の３次元画像を取得する。また、３次元データ作成手段５は、半導体装置の撮像と同時に、画素ごとに最大の合焦度評価値を検出した時点における相対距離情報から、半導体装置の高さ情報を得て、ワイヤ５３とチップ５１との隙間、ワイヤ５３の最高点の高さ、隣合うワイヤ５３、５３同士の距離等からなる計測値を作成する。

転送手段６は、３次元データ作成手段５により作成された３次元データ（樹脂封止前の３次元画像とワイヤ５３の計測値との両方）を、２次元検査装置２の制御部８へ転送（送信処理）する（ステップＳ２）。

その後、図４に示すように、半導体装置の樹脂封止２５を行う。すなわち、半導体装置が成形型（キャビティ）内にセットされ、キャビティ内に例えばエポキシ樹脂が注入されて硬化されることにより、チップ５１、ボンディングパッド５２、ワイヤ５３等を一体にモールドしたパッケージが形成される。成形型から離型すれば、樹脂封止後の半導体装置を製造することができる。

この樹脂封止後の半導体装置において２次元検査２６を行い、半導体装置の２次元画像を作成する（ステップＳ３）。すなわち、Ｘ線撮像部７は、上方から半導体装置を撮像し、画像データを取得して、２次元画像作成手段９は、半導体装置の撮像データから、樹脂封止後の半導体装置の２次元画像（図２に示すように、上方から見た画像）を作成する。

紐付手段１０は、半導体装置の２次元画像と、その半導体装置の検査箇所における３次元データとを紐付（対応）させる（ステップＳ４）。例えば、基板本体５０に夫々固有のＱＲコード５５が存在する場合に、２次元画像のＱＲコードを読み取れば、いずれの半導体装置についての２次元画像であるかが特定できる。検査箇所（検査ユニット）がチップ毎である場合、図２においてチップ５１Ａの場所での３次元データを対応させ、チップ５１Ｂの場所での３次元データを対応させる。

閾値調整手段１１は、３次元データに基づいて、２次元画像による半導体装置の検査を行う際の閾値の調整を行う（ステップＳ５）。すなわち、閾値調整手段１１は、３次元データ（樹脂封止前の実際の半導体装置の状態）と２次元画像（樹脂封止後の半導体装置の状態）とからワイヤ５３の変化量の情報を得て、そのワイヤ５３の変化量の情報に応じて、個々（ワイヤ５３の夫々又は個片体（半導体装置又はチップ５１）の夫々であり、本実施形態ではチップ５１）に閾値を設定する。つまり、３次元検査において樹脂封止前のワイヤ５３の状態を基準として、基準からどの程度ワイヤ５３が変化しているかによって、２次元検査での合否判定基準を厳しくするような閾値を設定したり、２次元検査での合否判定基準を緩くしたりするようにして、検査箇所の個々（チップ５１ごと）に夫々異なる閾値を設定する。

例えば、チップ５１Ａにおいて、３次元データによりワイヤ５３Ａが通常より低めである場合に、２次元画像においてワイヤ５３Ａの変化が僅かであっても、ワイヤ５３Ａはチップ５１Ａに接触している可能性が高いと予測される。このため、３次元検査においてワイヤ５３Ａが通常より低めである場合には、チップ５１Ａの２次元検査でのワイヤ５３Ａとチップ５１Ａとの接触についての合否判定基準を厳しくするような閾値を設定する。また、チップ５１Ｂにおいて、３次元データによりワイヤ５３Ｂが通常より高めである場合に、２次元画像においてワイヤ５３Ｂの変化が僅かであれば、ワイヤ５３Ｂはチップ５１Ｂに接触していない可能性が高いと予測される。このため、３次元検査においてワイヤ５３Ｂが通常より高めである場合には、チップ５１Ｂの２次元検査でのワイヤ５３Ａとチップ５１Ａとの接触についての合否判定基準を緩くするような閾値を設定する。

閾値の設定方法の他の例として、チップ５１Ａにおいて、３次元データにより隣合うワイヤ５３Ａ同士が接近している箇所がある場合に、２次元画像においてワイヤ５３Ａの変化が僅かであっても、その場所において隣合うワイヤ５３Ａ同士が接触していたり、隙間が正常ではなかったりする可能性が高いと予測される。このため、３次元検査において隣合うワイヤ５３Ａ同士が接近している場合には、チップ５１Ａの２次元検査での隣合うワイヤ５３Ａ同士の接触や隙間が正常であるか否かについての合否判定基準を厳しくするような閾値を設定する。また、チップ５１Ｂにおいて、３次元データにより隣合うワイヤ５３Ｂ同士が接近している箇所がない場合に、２次元画像においてワイヤ５３Ｂの変化が僅かであれば、隣合うワイヤ５３Ｂ同士が接触しておらず、隙間が正常である可能性が高いと予測される。このため、３次元検査において隣合うワイヤ５３Ｂ同士が接近している箇所がない場合には、チップ５１Ｂの２次元検査での隣合うワイヤ５３Ｂ同士の接触や隙間が正常であるか否かについての合否判定基準を緩くするような閾値を設定する。

検査手段１２は、２次元画像により半導体装置の検査を行う（ステップＳ６）。本実施形態では、封止前２次元画像作成手段１３が、３次元画像を加工して樹脂封止前の半導体装置の２次元画像（樹脂封止後の半導体装置の２次元画像と比較可能であり、ワイヤ５３の変化量がわかる２次元画像）を作成する。そして、解析手段１４が樹脂封止前の半導体装置の２次元画像と樹脂封止後の半導体装置の２次元画像とを対比させて、ワイヤ５３の２次元的（平面視）な変化量を求めるとともに、ワイヤ５３の計測値（ワイヤ５３の高さ情報であり、ワイヤ５３とチップ５１との隙間、ワイヤ５３の最高点の高さ、ワイヤ５３、５３同士の距離）に基づいて、半導体装置の検査を行う。

この場合、半導体装置の検査としては、ワイヤ５３のチップ５１との接触があるか否か、隣合うワイヤ５３同士の接触があるか否か、隣合うワイヤ５３同士の隙間が十分であるか否か等を判別し、合否判定を行う。この場合、チップ５１Ａとチップ５１Ｂとでは、ワイヤ５３のチップ５１との接触があるか否かを判別する場合の閾値が異なり、また、隣合うワイヤ５３同士の接触があるか否かを判別する場合の閾値が異なり、隣合うワイヤ５３同士の隙間が十分であるか否かを判別する場合の閾値が異なる。

その後、仕上げ（捺印）２７にて、樹脂封止後の半導体装置（パッケージ）に製品の品番、ロッド番号等、その製品を識別するための捺印を行い、通電検査２８にて、半導体装置を電気的に検査する。

本発明の検査システム、検査方法、及び検査プログラムは、樹脂封止前の半導体装置の３次元データを２次元検査装置２に転送し、３次元データに基づいて、２次元画像による半導体装置の検査の閾値の調整を行うことができる。すなわち、樹脂封止前の実際の半導体装置の状態と、樹脂封止後の半導体装置の状態とに基づいて、ワイヤ５３の変化量の情報を得ることができるため、正確なワイヤ５３の変化量の情報を得ることができる。これにより、樹脂封止後の半導体装置の検査において適切な閾値を設定することができる。さらに、そのワイヤ５３の変化量の情報に応じて、チップ５１ごとに閾値を設定することができるため、樹脂封止後の半導体装置の検査は２次元検査でありながらも、正確に半導体装置の検査を行うことができて、検査の信頼性が高いものとなる。また、２次元検査であるため、撮影時間が短く、演算処理量が少なくなり、低コストなものとなる。

第２の実施形態の検査システムとして、図６に示すように、閾値調整手段を備えておらず、また、検査手段１２が前記第１実施形態の検査システムと相違する。第２実施形態の検査システムの検査手段１２は、図７に示すように、３次元画像と樹脂封止後の半導体装置の２次元画像とから、樹脂封止後の半導体装置の３次元形状が予測された３次元予測画像を作成する３次元予測画像作成手段１５と、解析手段１６とを備えている。

第２実施形態の検査システムの検査手段１２の検査方法としては、３次元予測画像作成手段１５が、３次元画像と、樹脂封止後の２次元画像を組み合わせて、樹脂封止後の半導体装置の３次元形状が予測された３次元予測画像を作成する。そして、解析手段１６は、３次元予測画像に基づいて、ワイヤ５３のチップ５１との接触があるか否か、隣合うワイヤ５３同士の接触があるか否か、隣合うワイヤ５３同士の隙間が十分であるか否か等を判別し、合否判定を行う。この場合は、閾値の調整は行わずに、予め与えられた閾値で合否判定を行う。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、撮像手段は、ＣＣＤカメラに限られず、ＣＭＯＳカメラ、３Ｄカメラ等種々のものを採用することができる。３次元検査の方法としては、例えば、ステレオ方式、共焦点法、光切断等の方法により行ってもよく、３次元画像を作成する方法や、計測値を測定する方法としては、公知公用の種々の手段を用いることができ、半導体装置の高さ情報を得るためのセンサを備えていてもよい。２次元検査の方法も実施形態におけるＸ線検査は一例であり、検査する光線がＸ線以外であったり、他の方法により２次元検査するものであったりしてもよい。

ワイヤ５３の計測値は、ワイヤ５３とチップ５１との隙間、ワイヤ５３の最高点の高さ、隣合うワイヤ５３同士の距離のいずれか１つ又は２つであってもよい。３次元検査装置から２次元検査装置に転送する３次元データは、３次元画像と計測値のいずれか一方であってもよく、両方でもよい。２次元検査を行う際、合否判定の閾値を設定するユニットは、実施形態のようにチップ５１ごとであってもよいし、半導体装置ごとであってもよいし、ワイヤ５３ごとであってもよい。

紐付手段１０により半導体装置を識別するものとしては、ＱＲコード以外にバーコードや２次元コード（データマトリックスコード）であってもよい。

検査対象となる半導体装置としては、種々のものであってよく、例えばチップ５１が階段状に積層されており、夫々のチップ５１にボンディングパッド５２が設けられて、ワイヤ５３が上下方向に隙間を有した状態で存在するようなものであってもよい。

半導体装置の２次元検査の検査内容としては、実施形態のように、隣合うワイヤ５３同士の接近、隣合うワイヤ５３の接触が疑われる箇所を検出したり、ワイヤ５３のチップ５１との接触箇所を検出したりする他、ワイヤ５３の曲り、高さ、ループ形状等を検査したり等、種々の検査内容とすることができる。

１ ３次元検査装置
２ ２次元検査装置
５ ３次元データ作成手段
６ 転送手段
９ ２次元画像作成手段
１０ 紐付手段
１１ 閾値調整手段
１２ 検査手段
５３ ワイヤ

Claims (7)

1. ３次元検査装置と２次元検査装置とを備え、ボンディングワイヤを有する半導体装置の樹脂封止後の状態を検査する検査システムにおいて、
   前記３次元検査装置は、樹脂封止前の半導体装置の３次元検査により得られる３次元画像又はボンディングワイヤの計測値の少なくともいずれかである３次元データを作成する３次元データ作成手段と、前記３次元データを前記２次元検査装置に転送する転送手段とを備え、
   前記２次元検査装置は、樹脂封止後の半導体装置の２次元画像を作成する２次元画像作成手段と、前記３次元データに基づいて、２次元画像による半導体装置の検査を行う際の閾値の調整を行う閾値調整手段と、前記閾値に基づいて、２次元画像から半導体装置の検査を行う検査手段とを備えたことを特徴とする検査システム。
2. 前記半導体装置はチップを備え、前記閾値は、ボンディングワイヤとチップとの隙間、ボンディングワイヤの最高点高さ、及びボンディングワイヤ間の距離の全部又は一部が所定範囲内となるために許容されるワイヤ流れ量であることを特徴とする請求項１に記載の検査システム。
3. 前記検査手段は、３次元画像から樹脂封止前の半導体装置の２次元画像を作成する封止前２次元画像作成手段を備え、樹脂封止前の半導体装置の２次元画像、樹脂封止後の半導体装置の２次元画像、及びボンディングワイヤの計測値に基づいて半導体装置の検査を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の検査システム。
4. ３次元検査装置と２次元検査装置とを備え、ボンディングワイヤを有する半導体装置の樹脂封止後の状態を検査する検査システムにおいて、
   前記３次元検査装置は、樹脂封止前の半導体装置の３次元検査により得られる３次元画像又はボンディングワイヤの計測値の少なくともいずれかである３次元データを作成する３次元データ作成手段と、前記３次元データを前記２次元検査装置に転送する転送手段とを備え、
   前記２次元検査装置は、樹脂封止後の半導体装置の２次元画像を作成する２次元画像作成手段と、半導体装置の検査を行う検査手段とを備え、
   前記検査手段は、３次元画像と樹脂封止後の半導体装置の２次元画像とから、樹脂封止後の半導体装置の３次元形状が予測された３次元予測画像を作成する３次元予測画像作成手段を備え、３次元予測画像に基づいて半導体装置の検査を行うことを特徴とする検査システム。
5. 前記２次元検査装置は、半導体装置の２次元画像と、その半導体装置の検査箇所における３次元データとを対応させる紐付手段を備えたことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の検査システム。
6. ３次元検査装置と２次元検査装置とを備え、ボンディングワイヤを有する半導体装置の樹脂封止後の状態を検査する検査方法において、
   前記３次元検査装置にて樹脂封止前の半導体装置の３次元検査による３次元データを作成し、前記３次元データを前記２次元検査装置に転送し、
   前記２次元検査装置にて樹脂封止後の半導体装置の２次元画像を作成し、前記３次元データに基づいて、２次元画像による半導体装置の検査を行う際の閾値の調整を行い、前記閾値に基づいて、２次元画像から半導体装置の検査を行うことを特徴とする検査方法。
7. ３次元検査装置及び２次元検査装置を備えた検査システムにてボンディングワイヤを有する半導体装置の樹脂封止後の状態の検査を実行させる検査プログラムにおいて、
   前記３次元検査装置に、樹脂封止前の半導体装置の３次元検査による３次元データを作成させるステップと、前記３次元検査装置に、前記３次元データを前記２次元検査装置に転送させるステップと、
   前記２次元検査装置に、樹脂封止後の半導体装置の２次元画像を作成させるステップと、前記２次元検査装置に、前記３次元データに基づいて、２次元画像による半導体装置の検査を行う際の閾値の調整を行わせるステップと、前記２次元検査装置に、前記閾値に基づいて、２次元画像から半導体装置の検査を行わせるステップとを備えたことを特徴とする検査プログラム。

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