(57)【要約】【課題】ワイヤの接合部分の接合状態を安定して測定し、当該接合状態の良否の判断のばらつきを抑えることができるワイヤボンド検査装置及びワイヤボンド検査方法を提供する。【解決手段】撮像装置により撮影される接合痕の画像情報に基づき、ボンディングワイヤが接触していた痕跡部分であるワイヤ接触領域、及び当該ワイヤ接触領域に含まれる領域であってボンディングワイヤが好適に接合されていた痕跡部分としてボンディングワイヤの一部分が残存するワイヤ残存領域における、シェアツールが近接する側のエッジをそれぞれ検出し、これらエッジの輪郭形状に基づき、ワイヤ接触領域及びワイヤ残存領域をそれぞれ楕円近似する。そして、これら近似楕円の面積をワイヤ接触領域及びワイヤ残存領域の面積としてそれぞれ求め、これら面積の比であるワイヤ接合率を、ワイヤの接合部分の検査の用に供される情報として算出する。【選択図】図３
2011029275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンディング面とワイヤとの接合部分をその側方から前記ボンディング面に対して水平に変位されるシェアツールにより押圧して前記接合部分が剪断されたときの強度を測定するシェアテストの実施を通じて前記ボンディング面上に形成される前記接合部分の接合痕の状態に基づき当該接合部分の接合状態を検査するワイヤボンド検査装置において、
前記ワイヤが接触していた痕跡部分である接触領域、及び当該接触領域に含まれる領域であって前記ワイヤが好適に接合されていた痕跡部分として前記ワイヤの一部分が残存する残存領域を含んで形成される前記接合痕を撮影する撮像装置と、
前記撮像装置により撮影される前記接合痕の画像情報に基づき、前記接触領域及び前記残存領域における前記シェアツールが近接する側のエッジをそれぞれ検出し、これらエッジの輪郭形状に基づき前記接触領域及び前記残存領域を楕円近似するとともに、これら近似楕円の面積を前記接触領域の面積である接触面積及び前記残存領域の面積である残存面積として算出し、前記接触面積に対する前記残存面積の比の値であるワイヤ接合率を前記接合部分の検査の用に供される情報として算出する制御装置とを備えてなるワイヤボンド検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤボンド検査装置において、
前記ワイヤは、軟質金属により形成されるとともに、少なくとも１００μｍの線径を有してなるワイヤボンド検査装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のワイヤボンド検査装置において、
前記制御装置は、前記撮像装置により撮影される前記シェアテスト実施前の前記接合部分の画像情報に基づき、前記シェアツールが近接する方向に対して直交する方向へ伸びる前記接合部分の中心線を算出するとともに、この算出される中心線を前記シェアテスト実施後の前記接合痕の画像情報に重ね合わせることにより当該接合痕の中心線を設定し、
前記接合痕の中心線と前記接触領域及び前記残存領域のエッジとの交点間の距離、並びに、前記接合痕の中心線を複数等分する等分点と、これら等分点を通り且つ前記接合痕の中心線に直交する垂線と前記接触領域及び前記残存領域のエッジとの交点との間の距離に基づき、前記接触領域及び前記残存領域を楕円近似するワイヤボンド検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載のワイヤボンド検査装置において、
前記制御装置は、前記接合部分の画像情報に基づき、当該接合部分の軸方向へ伸び且つ互いに反対側に位置する２つのエッジを検出し、これらエッジを含み当該エッジに沿って延びる長方形状の領域を前記接合部分の存在が検出される検出領域として設定するとともに、当該検出領域の短辺を等分する直線を前記接合部分の中心線として設定し、これら算出される接合部分の検出領域及び中心線を前記接合痕の画像情報に重ね合わせることにより、当該検出領域及びその中心線を前記接合痕の検査対象領域及びその中心線として設定し、当該接合痕の検査対象領域の範囲内において前記接触領域及び前記残存領域のエッジをそれぞれ検出するワイヤボンド検査装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のワイヤボンド検査装置において、
前記ボンディング面とワイヤとの接合は、前記シェアツールとは別のツールの先端でワイヤを前記ボンディング面に押さえ付けた状態で当該ワイヤに対して熱、荷重及び超音波エネルギを印加することにより行われてなるワイヤボンド検査装置。
【請求項６】
ボンディング面とワイヤとの接合部分をその側方から前記ボンディング面に対して水平に変位されるシェアツールにより押圧して前記接合部分が剪断されたときの強度を測定するシェアテストの実施を通じて前記ボンディング面上に形成される前記接合部分の接合痕の状態に基づき当該接合部分の接合状態を検査するワイヤボンド検査方法において、
前記ワイヤが接触していた痕跡部分である接触領域、及び当該接触領域に含まれる領域であって前記ワイヤが好適に接合されていた痕跡部分として前記ワイヤの一部分が残存する残存領域を含んで形成される前記接合痕を撮像装置により撮影し、この撮影される前記接合痕の画像情報に基づき、前記接触領域及び前記残存領域における前記シェアツールが近接する側のエッジをそれぞれ検出し、これら検出される前記エッジの輪郭形状に基づき前記接触領域及び前記残存領域を楕円近似する第１の検査段階と、
前記第１の段階において算出される近似楕円の面積を前記接触領域の面積である接触面積及び前記残存領域の面積である残存面積として算出し、前記接触面積に対する前記残存面積の比の値であるワイヤ接合率を前記接合部分の検査の用に供される情報として算出する第２の検査段階とを備えてなるワイヤボンド検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤボンド検査装置及びワイヤボンド検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＩＣ（集積回路）等の半導体装置上の接続端子であるボンディングパッドと外部のリード電極（パッケージ端子）等との間は、アルミニウムあるいは金等からなるボンディングワイヤにより接合（ワイヤボンド接合）されることにより導通される。ワイヤボンディングプロセスとしては、ボールボンディング及びウェッジボンディング等がよく知られている。ボールボンディングでは、先端にボールが形成されたワイヤを半導体装置上に接触させた状態で、熱、荷重及び超音波をボールに伝えて半導体装置とワイヤとを接合する。通常、ワイヤには金線が使用される。このボールボンディングでは、火花を使用してワイヤの先端にボールを作る必要があるので、アルミニウム線あるいは太いワイヤの使用は困難である。ウェッジボンディングでは、ウェッジツールの先端でワイヤを半導体装置上に押さえ付けた状態で、当該ワイヤに熱、荷重及び超音波エネルギを伝えて半導体装置とワイヤとを接合する。このウェッジボンディングは、ボールボンディングと異なり、ボールを作る（すなわち、ワイヤの先端に火花を飛ばしてワイヤを溶かす）必要がないため、金線以外にもアルミニウム線を使用することができる。また、太線（例えば、外径１００μｍ以上のワイヤ）を使用したボンディングを行うことも可能である。
【０００３】
こうしたワイヤボンディングプロセスを通じてワイヤボンディングされた半導体装置においては、その品質あるいは信頼性を確保するために、適宜、その接合状態の検査、あるいは接合強度の測定が行われる。このいわゆるワイヤボンド検査としては、例えばプルテスト及びシェアテスト等がある。プルテストは、半導体装置に接合されたワイヤを直接引っ張り上げることにより当該ワイヤと半導体装置との接合部分（以下、「ワイヤ接合部」という。）の接合強度を測定する。シェアテストは、ボンディングワイヤにおける半導体装置との接合部分をカッター等のシェアツールを使用してせん断し、このせん断時にツールに加えられる荷重に基づき接合強度の測定を行う。
【０００４】
近年では、半導体装置の長寿命化の観点から、半導体装置とボンディングワイヤとの接合幅（ワイヤつぶれ幅）の増大化を通じて、ワイヤ接合部の接合強度の向上が図れることも多い。このような場合には、前述したプルテストでは、ワイヤ接合部の接合状態の定量的な把握が困難となるおそれがある。このため、プルテストだけではなく、前述したシェアテストが併せて実施される場合もある。しかしこの場合であれ、ワイヤのつぶれ幅の確保を通じてワイヤ接合部の接合強度が一定水準に維持されるようなときには、ワイヤ接合部が十分に接合されている状態と、そうでない状態とにおいて、それぞれ同程度の接合強度として測定されることが懸念される。すなわち、ワイヤ接合部の接合状態を正確に把握することが困難になる状況の発生が懸念される。
【０００５】
そこで例えば特許文献１に示されるようなワイヤボンドの検査方法が従来提案されている。当該方法では、前述したシェアテストを通じてワイヤ接合部がせん断された後に、このせん断面の接合痕をカメラにより撮影する。そしてカメラから出力される接合痕の画像データに対して二値化処理を施して、接合痕の面積及び接合痕中のワイヤ残存部の面積を算出する。この算出されるワイヤ残存部の面積及び接合痕の面積の比（以下、「残存面積比」という。）に基づきワイヤボンドの接合状態を定量的に把握する。すなわち、ワイヤ接合部の接合状態が悪い場合は、残存面積比が比較的小さくなる。ワイヤ接合部の接合状態が良好な場合、すなわちほぼ全面接合している場合は、残存面積比が比較的大きくなる。したがって、残存面積比に基づきワイヤボンドの接合状態を定量的に把握可能となる。この残存面積比に基づくワイヤボンドの検査方法を、前述したシェアテストの後に実施することにより、ワイヤ接合部の接合状態に対する信頼性が高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−５９９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１に記載のワイヤボンドの検査方法には、次のような問題があった。すなわち、シェアテストにおいて、ワイヤ接合部がシェアツールによりせん断される際、半導体装置上（正確には、ボンディングパッド等の接続端子上）には、図８に示されるように、ワイヤ接合部の接合痕２１として、ワイヤの伸び痕２２、あるいは引きずり痕２３が形成される場合がある。これは特に、ボンディングワイヤとしてアルミニウムあるいは金等のいわゆる軟質金属による太線を使用した場合に顕著に現れる。
【０００８】
詳述すると、図９（ａ）に示されるように、シェアテスト用のワイヤボンド検査装置（シェアテスタ）３１は、シェアテストに際して荷重センサ３２に取り付けられたシェアツール３３を半導体装置３４のワイヤ接合部３５が設けられるボンディング面側へ下降させる。そして図９（ｂ）に示されるように、当該装置は、シェアツール３３がボンディング面に当接した旨検出されたとき当該シェアツール３３の下降を停止させる。次いで当該装置は、図９（ｃ）に示されるように、検出したボンディング面を基準として所定の高さまでシェアツール３３を上昇させる。その後、図９（ｄ）に示されるように、当該装置はシェアツールによりワイヤ接合部３５をその側方から押圧して荷重センサ３２を通じて当該ワイヤ接合部３５の破壊時（せん断時）の荷重を測定する。
【０００９】
ここで、ボンディングワイヤとして、例えば１００μｍ以上の外径（線径）を有する太いアルミニウム線が採用されている場合、図１０（ａ），（ｂ）に示されるように、シェアツール３３はワイヤ接合部３５に食い込みつつ、当該シェアツール３３による押圧に伴いワイヤ接合部３５はその押圧される方向へ倒れるようにして変形しつつ引き延ばされる。こうした変形の態様を通じて、ワイヤ接合部のせん断部分には、先の図８に示されるような、伸び痕２２あるいは引きずり痕２３が形成される。これは、ボンディングワイヤの形成材料がアルミニウム等のいわゆる軟質金属であり、且つ太線が採用されることに起因する。
【００１０】
こうした伸び痕あるいは引きずり痕が形成される場合、特許文献１の検査方法では、その伸び痕あるいは引きずり痕の影響を受けて、面積測定のばらつきが大きくなるおそれがあった。すなわち、特許文献１の方法では、前述した伸び痕あるいは引きずり痕等が発生することにより、接合部分の境界、特にツールが当たる側と反対側の部分の境界が不明確となるおそれがある。カメラでの撮影データを使用して接合痕の面積あるいはワイヤ残存部の面積を算出するに際してもこれら面積が正確に算出されないおそれがある。このため、それら接合痕及びワイヤ残存部の面積比の値についてはその正確性の点で懸念が残る。この結果、ワイヤ接合部の接合状態の測定結果にばらつきが発生して不安定になり、ひいては製品の品質の良否の判断にばらつきが発生するおそれがある。このように、特許文献１の検査方法においては、検査結果の安定性の点で未だ改善の余地があった。
【００１１】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ワイヤの接合部分の接合状態を安定して測定し、当該接合状態の良否の判断のばらつきを抑えることができるワイヤボンド検査装置及びワイヤボンド検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
＜１＞請求項１に記載の発明は、ボンディング面とワイヤとの接合部分をその側方から前記ボンディング面に対して水平に変位されるシェアツールにより押圧して前記接合部分が剪断されたときの強度を測定するシェアテストの実施を通じて前記ボンディング面上に形成される前記接合部分の接合痕の状態に基づき当該接合部分の接合状態を検査するワイヤボンド検査装置において、前記ワイヤが接触していた痕跡部分である接触領域、及び当該接触領域に含まれる領域であって前記ワイヤが好適に接合されていた痕跡部分として前記ワイヤの一部分が残存する残存領域を含んで形成される前記接合痕を撮影する撮像装置と、前記撮像装置により撮影される前記接合痕の画像情報に基づき、前記接触領域及び前記残存領域における前記シェアツールが近接する側のエッジをそれぞれ検出し、これらエッジの輪郭形状に基づき前記接触領域及び前記残存領域を楕円近似するとともに、これら近似楕円の面積を前記接触領域の面積である接触面積及び前記残存領域の面積である残存面積として算出し、前記接触面積に対する前記残存面積の比の値であるワイヤ接合率を前記接合部分の検査の用に供される情報として算出する制御装置とを備えてなることをその要旨とする。
【００１３】
シェアテストの実施により、ワイヤの接合痕には、シェアツールの移動方向への伸び痕あるいは引きずり痕が発生する場合がある。しかしこの場合であれ、ワイヤの接合部分においてシェアツールが当接する側の側縁部（エッジ）の変形は少ないと想定される。この点に着目して、本発明では、接合痕のシェアツール側のエッジの輪郭形状に基づき、領域が不明確であるシェアツールと反対側のエッジ形状を含む接合痕全体の輪郭形状を推定する。正確には、ワイヤが接触していた痕跡部分である接触領域、及び当該接触領域に含まれる領域であってワイヤが好適に接合されていた痕跡部分としてワイヤの一部分が残存する残存領域を楕円近似する。そして、これら近似楕円の面積を接触領域及び残存領域の面積としてそれぞれ求め、これら面積の比であるワイヤ接合率を、接合部分の検査の用に供される情報として算出する。この算出されるワイヤ接合率に基づきワイヤ接合部の良否判定を行うことが可能となる。
【００１４】
前述したように、シェアテストの実施に伴う変形度合いが小さいと想定される接合痕のシェアツール側のエッジに基づき、当該接合痕における接触領域及び残存領域の輪郭を推定することにより、前記伸び痕あるいは引きずり痕等の影響を受けることなく、接触領域及び残存領域の面積、ひいてはワイヤ接合率が算出可能となる。このため、ワイヤの接合部分の接合状態を安定して測定し、当該接合状態の良否の判断のばらつきを抑えることができる。
【００１５】
＜２＞請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のワイヤボンド検査装置において、前記ワイヤは、軟質金属により形成されるとともに、少なくとも１００μｍの線径を有してなることをその要旨とする。
【００１６】
ワイヤの材質がアルミニウムあるいは金等の軟質金属である場合、柔らかく変形しやすいので線径が大きくなるほど前記伸び痕あるいは引きずり痕等が発生しやすい。前述したように、請求項１に記載のワイヤボンド検査装置は、接合痕の検査に際して前記伸び痕あるいは引きずり痕等の影響を受けにくい。このため、軟質金属により形成されてしかも線径が大きな、例えば１００μｍ以上の線径を有するワイヤの接合痕の検査に好適である。軟質金属としては、アルミニウムあるいは金等が採用される。
【００１７】
＜３＞請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のワイヤボンド検査装置において、前記制御装置は、前記撮像装置により撮影される前記シェアテスト実施前の前記接合部分の画像情報に基づき、前記シェアツールが近接する方向に対して直交する方向へ伸びる前記接合部分の中心線を算出するとともに、この算出される中心線を前記シェアテスト実施後の前記接合痕の画像情報に重ね合わせることにより当該接合痕の中心線を設定し、前記接合痕の中心線と前記接触領域及び前記残存領域のエッジとの交点間の距離、並びに、前記接合痕の中心線を複数等分する等分点と、これら等分点を通り且つ前記接合痕の中心線に直交する垂線と前記接触領域及び前記残存領域のエッジとの交点との間の距離に基づき、前記接触領域及び前記残存領域を楕円近似することをその要旨とする。
【００１８】
本発明は、シェアテストの実施前後において、ワイヤの接合部分の中心線は変わらない、すなわち、ワイヤの接合部分の中心線とワイヤの接合痕の中心線とは一致する、という観点に基づきなされている。そして本発明のように、この中心線を基準として接触領域及び残存領域を楕円近似することにより、正確な近似楕円が算出可能となる。このため、接触領域及び残存領域の面積、ひいてはワイヤ接合率の算出精度が高められる。
【００１９】
＜４＞請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のワイヤボンド検査装置において、前記制御装置は、前記接合部分の画像情報に基づき、当該接合部分の軸方向へ伸び且つ互いに反対側に位置する２つのエッジを検出し、これらエッジを含み当該エッジに沿って延びる長方形状の領域を前記接合部分の存在が検出される検出領域として設定するとともに、当該検出領域の短辺を等分する直線を前記接合部分の中心線として設定し、これら算出される接合部分の検出領域及び中心線を前記接合痕の画像情報に重ね合わせることにより、当該検出領域及びその中心線を前記接合痕の検査対象領域及びその中心線として設定し、当該接合痕の検査対象領域の範囲内において前記接触領域及び前記残存領域のエッジをそれぞれ検出することをその要旨とする。
【００２０】
前記伸び痕あるいは引きずり痕等が形成される場合には、これら伸び痕等も含めて接合痕のエッジ全体を検出されるおそれも懸念される。この点、本発明によれば、ワイヤの接合痕の画像情報において、ワイヤの接合部分が存在していた領域（検出領域）に対応する領域が検査対象領域として設定される。そしてこの検査対象領域の範囲内において接触領域及び前記残存領域のエッジの検出が行われる。このため、前記伸び痕等も含めた接合痕のエッジ全体を検出する場合と異なり、もともと存在していたワイヤの接合部分に対応する部分についてのみエッジ検出を行うだけでよいので、エッジ検出に係る演算負荷が低減される。また、エッジ検出に際して、エッジ検出の対象範囲から前記伸び痕等の大半の部分が排除されることになるので、前記延び痕等の影響はより少ないものとなる。
【００２１】
＜５＞請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のワイヤボンド検査装置において、前記ボンディング面とワイヤとの接合は、前記シェアツールとは別のツールの先端でワイヤを前記ボンディング面に押さえ付けた状態で当該ワイヤに対して熱、荷重及び超音波エネルギを印加することにより行われてなることをその要旨とする。
【００２２】
このようなボンディング面とワイヤとの接合方法は、一般に、線径の大きなワイヤのボンディングに適用される。線径が大きくなるほど、シェアテストの実施の際には前述した伸び痕あるいは引きずり痕等が発生しやすい。請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のワイヤボンド検査装置によれば、前述したように、こうした伸び痕等の影響を極力排除したかたちでワイヤの接合部分の検査を行うことが可能である。したがって、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のワイヤボンド検査装置は、本発明のようにして接合されてなるワイヤの接合部分の検査に好適である。
【００２３】
＜６＞請求項６に記載の発明は、ボンディング面とワイヤとの接合部分をその側方から前記ボンディング面に対して水平に変位されるシェアツールにより押圧して前記接合部分が剪断されたときの強度を測定するシェアテストの実施を通じて前記ボンディング面上に形成される前記接合部分の接合痕の状態に基づき当該接合部分の接合状態を検査するワイヤボンド検査方法において、前記ワイヤが接触していた痕跡部分である接触領域、及び当該接触領域に含まれる領域であって前記ワイヤが好適に接合されていた痕跡部分として前記ワイヤの一部分が残存する残存領域を含んで形成される前記接合痕を撮像装置により撮影し、この撮影される前記接合痕の画像情報に基づき、前記接触領域及び前記残存領域における前記シェアツールが近接する側のエッジをそれぞれ検出し、これら検出される前記エッジの輪郭形状に基づき前記接触領域及び前記残存領域を楕円近似する第１の検査段階と、前記第１の段階において算出される近似楕円の面積を前記接触領域の面積である接触面積及び前記残存領域の面積である残存面積として算出し、前記接触面積に対する前記残存面積の比の値であるワイヤ接合率を前記接合部分の検査の用に供される情報として算出する第２の検査段階とを備えてなることをその要旨とする。本発明によれば、請求項１と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ワイヤの接合部分の接合状態を安定して測定し、当該接合状態の良否の判断のばらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ワイヤボンド検査装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】シェアテスト後の半導体装置上の接合痕（ワイヤ接合部のせん断面）を示す平面図。
【図３】ワイヤ接合率に基づくワイヤボンド検査の手順を示すフローチャート。
【図４】（ａ）は、ワイヤボンディング後のワイヤ接合部の平面図、（ｂ）は、シェアテスト後のワイヤ接合部の平面図、（ｃ），（ｄ）は、ワイヤ接触面積の算出の用に供される楕円の推定過程を示すワイヤ接合部の平面図。
【図５】（ａ），（ｂ）は、ワイヤ残存面積の算出の用に供される楕円の推定過程を示すワイヤ接合部の平面図。
【図６】ワイヤつぶれ幅に基づくワイヤボンド検査の手順を示すフローチャート。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、ワイヤつぶれ幅の算出過程を示すワイヤ接合部の平面図。
【図８】シェアテスト後のワイヤ接合部の接合痕（せん断面）を示す平面図。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、シェアテストの実行手順を示すシェアテスタの要部正面図。
【図１０】（ａ），（ｂ）は、シェアテスト時のせん断態様を示すワイヤ接合部の要部正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係るワイヤボンド検査装置を具体化した第１の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。当該検査装置は、ボンディングワイヤにおける半導体装置との接合部分であるワイヤ接合部を、シェアツールを使用してせん断し、このせん断時にシェアツールに印加される荷重に基づき接合強度の測定を行うシェアテストの実施後において、ワイヤ接合部のせん断面（接合痕）の検査を行うものである。なお、本例では、ボンディングワイヤとして、例えば１００μｍ〜５００μｍの線径を有するアルミニウム線（太線）が採用される。当該線径を有するアルミニウム線を採用した場合には、シェアテスト時において、前述した引きずり痕あるいは伸び痕が顕著に形成される。
【００２７】
＜ワイヤボンド検査装置の概要＞
図１に示すように、ワイヤボンド検査装置１１は、検査対象であるＩＣチップ等の半導体装置１６が固定される基台１２、基台１２上の半導体装置１６を撮影する撮像装置１３、撮像装置１３から入力される画像情報に基づき各種の演算を実行する制御装置１４、及び各種の情報を画面上に表示する表示装置１５を備えてなる。
【００２８】
撮像装置１３は、シェアテストが実施された後の半導体装置１６、正確にはワイヤ接合部がせん断された後の半導体装置１６上の接合痕（せん断面）１７を撮影し、この撮影した接合痕１７の画像情報を制御装置１４へ出力する。この撮像装置１３としては、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）カメラあるいはデジタルビデオカメラ等が採用可能である。
【００２９】
制御装置１４は、撮像装置１３から入力される画像情報に基づきワイヤ接合部（正確には、その接合状態）の検査（評価）の用に供される情報を算出し、この算出される情報に基づきワイヤ接合部の接合状態、正確には接合強度の良否を判定する。本例では、ワイヤ接合部の検査の用に供される情報として、ボンディングワイヤの半導体装置１６に対するワイヤ接合率が採用される。ワイヤ接合率とは、ワイヤ接合部と半導体装置１６との接触する部分において、ボンディングワイヤが半導体装置１６に対して好適に接合されている部分が占める割合を示す値をいう。
【００３０】
制御装置１４の記憶装置１４ａは、制御装置１４が各種の演算処理を行う際の演算処理結果を一時的に記憶する主記憶装置として機能する部分と、各種の制御プログラム及び各種のデータが記憶される補助記憶装置として機能する部分とを備えてなる。
【００３１】
各種のデータとしては、撮像装置１３からにより撮影される画像情報、例えばシェアテスト実施前におけるワイヤ接合部及びシェアテスト実施後の接合痕１７の画像情報が含まれる。また、当該データには、接合率判定閾値Ｅｈも含まれる。この接合率判定閾値Ｅｈは、制御装置１４により算出される後述のワイヤ接合率に基づき、当該制御装置１４がワイヤ接合部の接合状態の良否判断を行う際の基準となるものである。この接合率判定閾値Ｅｈは、製品仕様等に応じて必要とされる接合強度等に基づき設定される。
【００３２】
制御プログラムとしては、例えばワイヤ接合部の検査（評価）を行うための検査プログラム等が含まれる。この検査プログラムは、撮像装置１３により撮影された画像に対する画像処理を行うための画像処理プログラム、及び半導体装置１６の評価の用に供される情報であるワイヤ接合率を算出するための接合率算出プログラム等を含んでなる。
【００３３】
制御装置１４は、記憶装置１４ａに記憶されたワイヤ接合部（正確には、接合痕１７）の画像情報に基づき前記検査プログラムに従って所定の演算を実行することにより、ボンディングワイヤの半導体装置１６に対するワイヤ接合率を算出する。
【００３４】
図２に示されるように、シェアテストの実施を通じて半導体装置１６上に形成されるボンディングワイヤの接合痕１７は、同図に太線で示されるように、楕円状のワイヤ接触領域Ｔ１及びワイヤ残存領域（接合領域）Ｔ２の２つの領域を含んでなる。ワイヤ接触領域Ｔ１は、ボンディングワイヤが少なくとも実際に接触していた痕跡部分を示す領域である。ワイヤ残存領域（接合領域）Ｔ２は、ワイヤ接触領域Ｔ１に含まれる領域であってボンディングワイヤが好適に接合されていた痕跡部分を示す領域である。
【００３５】
ワイヤ接触領域Ｔ１におけるワイヤ残存領域Ｔ２以外の領域、正確にはワイヤ接触領域Ｔ１とワイヤ残存領域Ｔ２とで囲まれた領域は、十分に接合されていなかった未接合領域Ｔ３である。すなわち、ワイヤ接合部において、半導体装置１６に対して好適に固定されていた部分はシェアテストの実施後においてもボンディングワイヤの一部が残存する。この残存した部分がワイヤ残存領域Ｔ２である。これに対して、ワイヤ接合部において、半導体装置１６に対する接合強度が不足していた部分はシェアテストの実施を通じて剥離するかたちで除去されるので、半導体装置１６上にはボンディングワイヤが接触していた痕跡が僅かに残るのみである。この痕跡が僅かに残る部分が未接合領域Ｔ３である。
【００３６】
ここで、前述したように、ボンディングワイヤとしてアルミニウムあるいは金等のいわゆる軟質金属による太線を使用した場合には、シェアテストにおいて、ワイヤ接合部がシェアツールによりせん断されるときに、半導体装置１６上には、図２に示されるように、ボンディングワイヤの伸び痕、あるいは引きずり痕等が形成される。このため、実際には、接合痕１７におけるワイヤ接触領域Ｔ１及びワイヤ残存領域Ｔ２を目視等により他の部分と識別して認識することは困難である。したがって、本例では、制御装置１４は、ワイヤボンドの検査に際しては、記憶装置１４ａに格納される検査プログラムに基づく各種の演算を通じて、ワイヤ接触領域Ｔ１及びワイヤ残存領域Ｔ２の輪郭を推定する。図２に太線で示されるワイヤ接触領域Ｔ１及びワイヤ残存領域Ｔ２は、制御装置１４により推定される領域を示すものである。
【００３７】
そして制御装置１４は、推定されるワイヤ接触領域Ｔ１及びワイヤ残存領域Ｔ２に基づき、ワイヤ接触領域Ｔ１の面積（以下、「ワイヤ接触面積Ｓ１」という。）及びワイヤ残存領域Ｔ２の面積（以下、「ワイヤ残存面積Ｓ２」という。）を算出し、これら算出されるワイヤ接触面積Ｓ１及びワイヤ残存面積Ｓ２に基づきワイヤ接合率を算出する。本例では、ワイヤ接合率とは、具体的には、ワイヤ接触面積Ｓ１に対するワイヤ残存面積Ｓ２の占める割合をいい、当該ワイヤ接合率Ｅは、次式（Ａ）に基づき算出される。
【００３８】
Ｅ（％）＝（Ｓ２／Ｓ１）１００・・・（Ａ）
制御装置１４は、当該式（Ａ）に基づき算出されるワイヤ接合率Ｅに基づきワイヤ接合部の評価を行う。
【００３９】
表示装置１５は、制御装置１４からの指令に基づき、その画面上に撮像装置１３により撮影される画像情報、あるいは制御装置１４によるワイヤ接合部の評価結果等を表示する。
【００４０】
＜ワイヤボンド検査方法＞
次に、前述のように構成したワイヤボンド検査装置により実行されるワイヤボンド検査の処理手順を図３のフローチャート及び図４（ａ）〜（ｄ）に基づき説明する。当該フローチャートは、記憶装置１４ａに記憶された検査プログラムに従い実行される。なお、記憶装置１４ａには、撮像装置１３により撮影されたワイヤボンディング直後（シェアテスト実施前）のワイヤ接合部の画像情報、及びシェアテスト実施後の半導体装置１６上の接合痕１７の画像情報、並びに接合率判定閾値Ｅｈが予め記憶されている。
【００４１】
当該検査はシェアテストの実施後に行われるものであって、大きくは次のような処理を経てワイヤ接合部の良否判定が行われる。すなわち、まずシェアテスト前の画像情報に基づき基準データの算出処理が行われ、次いで当該基準データ及び接合痕１７の画像情報に基づきワイヤ接触面積推定楕円及びワイヤ残存面積推定楕円の算出処理がそれぞれ行われる。その後、これら楕円の面積（ワイヤ接触面積及びワイヤ残存面積）に基づきワイヤ接合率Ｅが算出され、当該ワイヤ接合率Ｅと接合率判定閾値Ｅｈとの比較を通じてワイヤ接合部の良否判定が行われる。
【００４２】
ここで、基準データとは、接合痕１７の画像情報に基づきワイヤ接合率を算出するに際して、ワイヤ接合部の位置座標等の基準となるデータをいう。ワイヤ接触面積推定楕円とは、実際のワイヤ接触領域の近似楕円をいい、当該ワイヤ接触領域の面積（ワイヤ接触面積）を算出するために推定演算される。ワイヤ残存面積推定楕円とは、実際のワイヤ残存領域の近似楕円をいい、当該ワイヤ残存領域の面積（ワイヤ残存面積）を算出するために推定演算される。先の図２に太線で示されるワイヤ接触領域Ｔ１及びワイヤ残存領域Ｔ２は、実際のワイヤ接触領域及びワイヤ残存領域の近似楕円で示される領域である。
【００４３】
以下、ワイヤボンド検査に係るこれら一連の処理手順について詳細に説明する。
＜基準データの算出処理＞
さて、ワイヤボンド検査に際し、制御装置１４は、まず記憶装置１４ａに記憶されたワイヤボンディング後のワイヤ接合部の画像情報を読み込み（ステップＳ１０１）、この読み込んだ画像情報に基づき検出領域を決定する（ステップＳ１０２）。すなわち、図４（ａ）に示されるように、制御装置１４は、画像情報の濃度変化等に基づきワイヤ接合部１８の長手方向（図中の上下方向）へ延びる左右２つの側縁部であるエッジＥＧｌ，ＥＧｒを検出し、これらエッジＥＧｌ，ＥＧｒを含む最小の長方形で囲まれる領域を、検出領域Ｔｄとして設定する。
【００４４】
図４（ａ）に示されるように、エッジＥＧｌ，ＥＧｒは、ウェッジボンディングに際してウェッジツールにより押圧されて押し潰されることにより起伏して形成されるところ、検出領域Ｔｄの長辺は、エッジＥＧｌ，ＥＧｒにおいて、中心線Ｏ１に対して直交する方向（同図中の左右方向）において最も外側に突出する部分に接している。検出領域Ｔｄの短辺は、撮像装置１３の撮影範囲により決まる。
【００４５】
ここで、検出領域Ｔｄとは、ワイヤ接合部１８の存在が検出される領域をいう。この検出領域Ｔｄは、シェアテスト後におけるワイヤ接合部１８、正確にはその接合痕１７の画像情報において、ワイヤ接触領域Ｔ１及びワイヤ残存領域Ｔ２を算出する際に所定の演算処理の実行対象とされる後述の検査対象領域を設定するために求められる。
【００４６】
なお、制御装置１４は、画像の位置を座標として認識する。例えば撮像装置１３としてＣＣＤカメラを採用した場合には、ＣＣＤ撮像素子に映った像はその縦横が多数の画素に分割されるので、画像内の任意の形状の位置を（０，０）〜（ｘ，ｙ）のＸＹＺ座標系におけるＸＹ座標で求めることができる。
【００４７】
次に、制御装置１４は、先のステップＳ１０１において決定した検出領域Ｔｄの短辺を等分する直線である中心線Ｏ１を基準データとして算出する（ステップＳ１０３）。図４（ａ）に示されるように、この中心線Ｏ１は、両エッジＥＧｌ，ＥＧｒに沿う方向へ延びる。
【００４８】
＜ワイヤ接触面積推定楕円の算出処理＞
次に、制御装置１４は、記憶装置１４ａに記憶されたシェアテスト後のワイヤ接合部１８、すなわち接合痕１７の画像情報を読み込む（ステップＳ１０４）。なお、図４（ｂ）に矢印で示されるように、シェアツールはワイヤ接合部１８に対して同図中の右側から接触される。そして接合痕１７のシェアツールと反対側（図中左側）の部分には、前述したシェアテストに起因して伸び痕あるいは引きずり痕が形成されている。
【００４９】
次に、制御装置１４は、ワイヤボンディング後のワイヤ接合部１８の画像情報と、シェアテスト後のワイヤ接合部１８（接合痕１７）の画像情報とを比較する（ステップＳ１０５）。すなわち、図４（ｃ）に示されるように、制御装置１４は、先のステップＳ１０２及びステップＳ１０３において算出した検出領域Ｔｄ及びその中心線Ｏ１を、接合痕１７の画像情報に重ね合わせることにより、当該検出領域Ｔｄ及びその中心線Ｏ１を接合痕１７の画像情報における検査対象領域Ｔｄｘ及びその中心線Ｏ１ｘとして設定する。
【００５０】
これは、撮像装置１３による撮影範囲が同じである場合、シェアテストの前後においてワイヤ接合部１８の中心線Ｏ１の位置は変わらないことに基づく。すなわち、図４（ｃ）に示されるように、検出領域Ｔｄの中心線Ｏ１は、接合痕１７において、上下方向における長さが最も大きい位置に対応して設定される。これは一般に、伸び痕あるいは引きずり痕が形成されないとした場合において、接合痕１７は楕円状をなす。このため、ワイヤ接合部１８の中心線Ｏ１を接合痕１７に重ね合わせた際には当該中心線Ｏ１は楕円状の接合痕１７の長軸に一致する。すなわち、検査対象領域Ｔｄｘの中心線Ｏ１ｘは、接合痕１７において、上下方向における長さが最も大きい長軸に対応する位置に設定されることになる。
【００５１】
次に、制御装置１４は実際のワイヤ接触領域Ｔ１ｒのエッジを検出する（ステップＳ１０６）。すなわち、図４（ｃ）に太線で示されるように、制御装置１４は、先のステップ１０５において設定された検査対象領域Ｔｄｘ内において、画像情報の濃度変化等に基づき実際のワイヤ接触領域Ｔ１ｒと半導体装置１６（正確には、ボンディングパッド等の接続端子）との境界、すなわち実際のワイヤ接触領域Ｔ１ｒのエッジを検出（抽出）する。
【００５２】
なお、図４（ｃ）にハッチングで示されるように、本例では、ワイヤ接触領域Ｔ１ｒとして伸び痕の一部分が含まれるかたちで認識され、同図に太線で示されるように、当該伸び痕の一部分が含まれるかたちでエッジＥＧ１の検出が行われる。これは、接合痕１７において、中心線Ｏ１の左側の部位においては、シェアテストの際に形成される伸び痕あるいは引きずり痕等とワイヤ接触領域Ｔ１ｒとの境界が不明確になる場合が多いからである。このため、接合痕１７において、中心線Ｏ１ｘを基準とするシェアツール当接側と反対側（図中の左側）の部分については、半導体装置１６との境界として認識可能であれば、たとえ伸び痕等であってもエッジＥＧ１の一部として抽出される。
【００５３】
次に、制御装置１４は、実際のワイヤ接触領域Ｔ１ｒの中心線Ｏ１ｘに沿う方向における長さを算出する（ステップＳ１０７）。すなわち、図４（ｃ）に示されるように、制御装置１４は、先のステップＳ１０６において抽出したワイヤ接触領域Ｔ１ｒのエッジＥＧ１と、先のステップＳ１０５において設定された中心線Ｏ１ｘとの交点間の距離Ｌ１ｙを算出する。これは、前述したように、伸び痕あるいは引きずり痕が形成されないとした場合における、楕円状のワイヤ接触領域Ｔ１ｒの長軸の長さを求めることに対応する。
【００５４】
次に、制御装置１４は、先のステップＳ１０７において算出したワイヤ接触領域Ｔ１ｒの長さである距離Ｌ１ｙを複数等分する等分点を中心線Ｏ１ｘ上に設定する（ステップＳ１０８）。図４（ｄ）に示されるように、本例では、ワイヤ接触領域Ｔ１ｒの長さである距離Ｌ１ｙを４等分する３つの等分点Ｐ１が中心線Ｏ１ｘ上に設定される。なお、この等分点は、適宜変更して設定可能である。等分数を増やすほど、後述するワイヤ接触面積推定楕円及びその面積を正確に算出可能となる。
【００５５】
次に、制御装置１４は、先のステップＳ１０８において設定した各等分点Ｐ１から先のステップＳ１０６において抽出されたエッジＥＧ１までの、中心線Ｏ１に対する垂線Ｌｐ１を設定し、それら垂線Ｌｐ１の長さを算出する（ステップＳ１０９）。
【００５６】
すなわち、図４（ｄ）に示されるように、制御装置１４は、先のステップＳ１０８において設定した各等分点Ｐ１と、先のステップＳ１０６において抽出したワイヤ接触領域Ｔ１ｒのエッジＥＧ１と当該ステップＳ１０９において設定した各垂線Ｌｐ１との交点との間の距離Ｌ１ｘを算出する。これは、前述したように、伸び痕あるいは引きずり痕が形成されないとした場合における、楕円状のワイヤ接触領域Ｔ１ｒの短軸の長さを求めることに対応する。
【００５７】
また、図４（ｄ）に示されるように、垂線Ｌｐ１を延ばす方向は、シェアツールが近接する側、すなわち同図中の右側とされる。これは、ワイヤ接合部１８におけるシェアツールが近接側の部位は、これと反対側の部位と異なり、伸び痕あるいは引きずり痕等が形成されにくくシェアテストの実施に伴う変形が少ないと想定されることによる。
【００５８】
ここで、楕円を求めるには、その長軸及び短軸の長さを知る必要がある。長軸の長さは先のステップＳ１０７において算出されるところ、短軸の長さは当該ステップＳ１０９で算出される各垂線Ｌｐ１の長さに基づき算出可能となる。そしてこれら垂線Ｌｐ１の長さは、変形が少なく信頼のおける接合痕１７のシェアツールが近接する側のエッジＥＧ１と中心線Ｏ１ｘとの間の距離であることから、当該短軸の長さは正確に算出可能となる。すなわち、変形が少ないワイヤ接触領域Ｔ１ｒにおけるシェアツールが近接する側（右側半分）の輪郭形状に基づき、当該シェアツールと反対側（左側半分）の輪郭形状を含む楕円全体の輪郭形状を推定することにより、後述するワイヤ接触面積推定楕円を正確に算出可能となる。
【００５９】
次に、制御装置１４は、先のステップＳ１０９において算出した各垂線Ｌｐ１の長さを使用して、延び痕あるいは引きずり痕等が形成されないとした場合のワイヤ接触領域Ｔ１の形状（楕円形状）を最小二乗法により推定する（ステップＳ１１０）。すなわち、実際のワイヤ接触領域Ｔ１ｒを楕円近似することにより、図２に太線で示されるワイヤ接触領域Ｔ１の輪郭形状であるワイヤ接触面積推定楕円ＥＬ１（図２中の外側の楕円）を算出する。このワイヤ接触面積推定楕円ＥＬ１の面積は、シェアテスト実施前のワイヤ接合部１８における実際のワイヤ接触領域Ｔ１ｒの面積に近似する。当該ステップ１１０で算出されるワイヤ接触面積推定楕円ＥＬ１は、後のステップにおいてワイヤ接触面積Ｓ１を推定するために使用される。
【００６０】
＜ワイヤ残存面積推定楕円の算出処理＞
次に、制御装置１４は実際のワイヤ残存領域Ｔ２ｒのエッジを検出する（ステップＳ１１１）。すなわち、図５（ａ）に太線で示されるように、制御装置１４は、先のステップ１０５において設定された検査対象領域Ｔｄｘ内において、画像情報の濃度変化等に基づき実際のワイヤ接触領域Ｔ１ｒと実際のワイヤ残存領域Ｔ２ｒとの境界、すなわち実際のワイヤ残存領域Ｔ２ｒのエッジＥＧ２を検出（抽出）する。なお、図５（ａ）にハッチングで示される検査対象領域Ｔｄｘ中のワイヤ残存領域Ｔ２ｒは、ボンディングワイヤの一部が残存することから、実際の未接合領域Ｔ３ｒと明確に区別して抽出可能である。
【００６１】
次に、制御装置１４は、実際のワイヤ残存領域Ｔ２ｒの中心線Ｏ１ｘに沿う方向における長さを算出する（ステップＳ１１２）。すなわち、図５（ａ）に示されるように、制御装置１４は、先のステップＳ１１１において抽出した実際のワイヤ残存領域Ｔ２ｒのエッジＥＧ２と、先のステップＳ１０５において設定された中心線Ｏ１ｘとの交点間の距離Ｌ２ｙを算出する。これは、前述したように、伸び痕あるいは引きずり痕が形成されないとした場合における、楕円状のワイヤ残存領域Ｔ２ｒの長軸の長さを求めることに対応する。
【００６２】
次に、制御装置１４は、先のステップＳ１１２において算出したワイヤ残存領域Ｔ２の長さである距離Ｌ２ｙを複数等分する等分点を中心線Ｏ１上に設定する（ステップＳ１１３）。図５（ｂ）に示されるように、本例では、実際のワイヤ残存領域Ｔ２ｒの長さである距離Ｌ２ｙを４等分する３つの等分点Ｐ２が中心線Ｏ１ｘ上に設定される。なお、この等分点は、適宜変更して設定可能である。等分数を増やすほど、後述するワイヤ残存面積推定楕円及びその面積を正確に算出可能となる。
【００６３】
次に、制御装置１４は、先のステップＳ１１２において設定した各等分点Ｐ２から先のステップＳ１１１において抽出されたエッジＥＧ２までの、中心線Ｏ１に対する垂線Ｌｐ２を設定し、それら垂線Ｌｐ２の長さを算出する（ステップＳ１１４）。
【００６４】
すなわち、図５（ｂ）に示されるように、制御装置１４は、先のステップＳ１１２において設定した各等分点Ｐ２と、先のステップＳ１１１において抽出したワイヤ残存領域Ｔ２ｒのエッジＥＧ２と当該ステップＳ１１４において設定した各垂線Ｌｐ２との交点との間の距離Ｌ２ｘを算出する。これは、前述したように、伸び痕あるいは引きずり痕が形成されないとした場合における、楕円状のワイヤ残存領域Ｔ２ｒの短軸の長さを求めることに対応する。
【００６５】
また、図５（ｂ）に示されるように、垂線Ｌｐ２を延ばす方向は、シェアツールが近接する側、すなわち同図中の右側とされる。これは、ワイヤ接合部１８におけるシェアツールが近接する側の部位は、これと反対側の部位と異なり、伸び痕あるいは引きずり痕等が形成されにくくシェアテストの実施に伴う変形が少ないと想定されることによる。
【００６６】
ここで、楕円を求めるには、その長軸及び短軸の長さを知る必要がある。長軸の長さは先のステップＳ１１２において算出されるところ、短軸の長さは当該ステップＳ１１４で算出される各垂線Ｌｐ２の長さに基づき算出可能となる。そしてこれら垂線Ｌｐ２の長さは、変形が少なく信頼のおける接合痕１７のシェアツールが近接する側のエッジＥＧ２と中心線Ｏ１ｘとの間の距離であることから、当該短軸の長さは正確に算出可能となる。すなわち、変形が少ないワイヤ残存領域Ｔ２ｒにおけるシェアツールが近接する側（右側半分）の輪郭形状に基づき、当該シェアツールと反対側（左側半分）の輪郭形状を含む楕円全体の輪郭形状を推定することにより、後述するワイヤ残存面積推定楕円を正確に算出可能となる。
【００６７】
次に、制御装置１４は、先のステップＳ１１４において算出した各垂線Ｌｐ２の長さを使用して、延び痕あるいは引きずり痕等が形成されないとした場合のワイヤ残存領域Ｔ２の形状（楕円形状）を最小二乗法により推定する（ステップＳ１１５）。すなわち、実際のワイヤ残存領域Ｔ２ｒを楕円近似することにより、図２に太線で示されるワイヤ残存領域Ｔ２の輪郭形状であるワイヤ残存面積推定楕円ＥＬ２（図２中の内側の楕円）を算出する。このワイヤ残存面積推定楕円ＥＬ２の面積は、シェアテスト実施前のワイヤ接合部１８における実際のワイヤ残存領域Ｔ２ｒの面積に近似する。当該ステップ１１５で算出されるワイヤ残存面積推定楕円ＥＬ２は、後のステップにおいてワイヤ残存面積Ｓ２を推定するために使用される。
【００６８】
＜ワイヤ接合率の算出処理＞
次に、制御装置１４は、先のステップ１１０及びステップＳ１１５において算出したワイヤ接触面積推定楕円ＥＬ１及びワイヤ残存面積推定楕円ＥＬ２に基づき、ワイヤ接合率Ｅを算出する（ステップＳ１１６）。すなわち、制御装置１４は、ワイヤ接触面積推定楕円ＥＬ１及びワイヤ残存面積推定楕円ＥＬ２の面積をそれぞれ算出し、これら算出される面積の値を、前記式（Ａ）に適用することにより、ワイヤ接合率Ｅ（％）を算出する。
【００６９】
＜ワイヤ接合部の良否判定処理＞
次に、制御装置１４は、先のステップＳ１１６において算出されたワイヤ接合率Ｅに基づき、ワイヤ接合部１８の良否判定を行う（ステップＳ１１７）。
【００７０】
すなわち、制御装置１４は、先のステップＳ１１６において算出されたワイヤ接合率Ｅと、記憶装置１４ａに予め記憶された接合率判定閾値Ｅｈとの比較を行う。制御装置１４は、算出されたワイヤ接合率Ｅが接合率判定閾値Ｅｈ以上である旨判断される場合には、ワイヤ接合部１８の接合強度は十分に確保されている、すなわちワイヤ接合部１８の接合状態は良好である旨判定する。これに対して、制御装置１４は、算出されたワイヤ接合率Ｅが接合率判定閾値Ｅｈ未満である旨判断される場合には、ワイヤ接合部１８の接合強度は不十分である、すなわちワイヤ接合部１８の接合状態は不良である旨判定する。
【００７１】
そして制御装置１４は、先のステップＳ１１７におけるワイヤ接合部１８の良否判定の結果を表示装置１５の画面上に表示させて（ステップＳ１１８）、当該ワイヤボンド検査に係る処理を終了する。
【００７２】
なお、ステップＳ１０４〜ステップＳ１１０及びステップＳ１１１〜ステップＳ１１５の処理は本発明の第１の検査段階を構成し、ステップＳ１１６の処理は本発明の第２の検査段階を構成する。また、先のステップＳ１１７における良否判定、及び先のステップＳ１１８における良否判定の結果表示に係る処理は省略して実施することも可能である。この場合には、例えば先のステップＳ１１６において算出されるワイヤ接合率Ｅの値を表示装置１５の画面上に表示させて当該フローチャートに係る処理を終了する。このようにした場合であれ、検査員等は、表示装置１５の画面上に表示されるワイヤ接合率Ｅの確認等を通じて、ワイヤ接合部１８の良否判断を行うことが可能である。
【００７３】
＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）シェアテストの実施により、ボンディングワイヤの接合痕には、シェアツールの移動方向への伸び痕あるいは引きずり痕が発生する場合がある。しかしこの場合であれ、ワイヤ接合部１８においてシェアツールが当接する側の側縁部（エッジ）の変形は少ないと想定される。この点に着目して、本例では、接合痕１７のシェアツールが近接する側のエッジの輪郭形状に基づき、領域が不明確であるシェアツールと反対側のエッジ形状を含む接合痕全体の輪郭形状を推定する。正確には、ボンディングワイヤが接触していた痕跡部分であるワイヤ接触領域Ｔ１ｒ、及び当該ワイヤ接触領域Ｔ１ｒに含まれる領域であってボンディングワイヤが好適に接合されていた痕跡部分としてボンディングワイヤの一部分が残存するワイヤ残存領域Ｔ２ｒを楕円近似する。そして、これら近似楕円の面積をワイヤ接触領域Ｔ１ｒ及びワイヤ残存領域Ｔ２ｒの面積としてそれぞれ求め、これら面積の比であるワイヤ接合率Ｅを、ワイヤ接合部１８の検査の用に供される情報として算出する。この算出されるワイヤ接合率Ｅに基づきワイヤ接合部１８の良否判定を行うことが可能となる。
【００７４】
前述したように、シェアテストの実施に伴う変形度合いが小さいと想定される接合痕１７のシェアツールが近接する側のエッジの輪郭形状に基づき、当該接合痕１７におけるワイヤ接触領域Ｔ１ｒ及びワイヤ残存領域Ｔ２ｒの輪郭形状を推定することにより、前記伸び痕あるいは引きずり痕等の影響を受けることなく、ワイヤ接触領域Ｔ１ｒ及びワイヤ残存領域Ｔ２ｒの面積、ひいてはワイヤ接合率Ｅを算出可能となる。このため、ワイヤ接合部１８の接合状態を安定して測定し、当該接合状態の良否の判断のばらつきを抑えることができる。
【００７５】
（２）ボンディングワイヤの材質がアルミニウムあるいは金等の軟質金属である場合、柔らかく変形しやすいので線径が大きくなるほど前記伸び痕あるいは引きずり痕等が発生しやすい。前述したように、本例の検査方法によれば、接合痕１７の検査に際して前記伸び痕あるいは引きずり痕等の影響を受けにくいので、軟質金属により形成されてしかも線径が大きなボンディングワイヤの接合痕１７の検査に好適である。
【００７６】
（３）本例は、シェアテストの実施前後において、ワイヤ接合部１８の中心線Ｏ１は変わらない、すなわち、ワイヤ接合部１８の中心線と接合痕１７の中心線とは一致する、という観点に基づきなされている。そして本例のように、この中心線Ｏ１ｘを基準としてワイヤ接触領域Ｔ１ｒ及びワイヤ残存領域Ｔ２ｒを楕円近似することにより、正確な近似楕円が算出可能となる。このため、ワイヤ接触領域Ｔ１ｒ及びワイヤ残存領域Ｔ２ｒの面積、ひいてはワイヤ接合率Ｅの算出精度が高められる。
【００７７】
（４）前記伸び痕あるいは引きずり痕等が形成される場合には、先のステップＳ１０６あるいはステップＳ１１１において、これら伸び痕等も含めて接合痕１７のエッジ全体が検出されるおそれも懸念される。この点、本例によれば、接合痕１７の画像情報において、ボンディングワイヤの接合部分（ワイヤ接合部１８）の存在が検出される領域（検出領域Ｔｄ）に対応する領域が検査対象領域Ｔｄｘとして設定される。そしてこの検査対象領域Ｔｄｘの範囲内においてワイヤ接触領域Ｔ１ｒ及びワイヤ残存領域Ｔ２ｒのエッジの検出が行われる。このため、前記伸び痕等も含めた接合痕のエッジ全体を検出する場合と異なり、もともと存在していたワイヤの接合部分に対応する部分についてのみエッジ検出を行うだけでよいので、エッジ検出に係る演算負荷が低減される。また、エッジ検出に際して、エッジ検出の対象範囲から前記伸び痕等の大半の部分が排除されることになるので、前記延び痕等の影響はより少ないものとなる。
【００７８】
（５）半導体装置１６のボンディング面（図１における半導体装置１６の上面）とボンディングワイヤとの接合は、ウェッジツールの先端でボンディングワイヤを前記ボンディング面に押さえ付けた状態で当該ボンディングワイヤに対して熱、荷重及び超音波エネルギを印加するウェッジボンディングを通じて行われる。一般に、ウェッジボンディングは、線径の大きなワイヤのボンディングに適用される。線径が大きくなるほど、シェアテストの実施の際には前述した伸び痕あるいは引きずり痕等が発生しやすい。本例のワイヤボンド検査装置によれば、前述したように、こうした伸び痕等の影響を極力排除したかたちでワイヤの接合部分の検査を行うことが可能である。したがって、本例のワイヤボンド検査装置は、ウェッジボンディングによるワイヤの接合部分の検査に好適である。
【００７９】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態のワイヤボンド検査装置は、ワイヤ接合部のつぶれ幅（以下、「ワイヤつぶれ幅」という。）に基づき当該ワイヤ接合部の良否判定を行う点で前記第１の実施の形態と異なる。このワイヤつぶれ幅に基づくワイヤボンド検査は非破壊検査である。このため、シェアテスト等の破壊検査と併せて実施する際には、当該破壊検査の前に行われる。本実施の形態のワイヤボンド検査装置は、基本的には先の図１に示される構成と同様の構成を備えてなる。したがって、前記第１の実施の形態と同一の部材構成については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８０】
本例のワイヤボンド検査装置により実行されるワイヤつぶれ幅に基づくワイヤボンド検査の手順を図６のフローチャート及び図７（ａ）〜（ｃ）に基づき説明する。当該フローチャートは、記憶装置１４ａに記憶された検査プログラムに従い実行される。なお、図７（ａ）に示されるワイヤボンディング直後のワイヤ接合部１８の画像情報は、予め記憶装置１４ａに記憶されている。また、ボンディング角度、ボンディング中心、及びボンディング範囲等の各種の設計値も予め記憶装置１４ａに記憶されている。ここで、ボンディング角度とは、半導体装置１６、正確には、ボンディングパッド等のボンディング面に対するボンディングワイヤの角度をいう。ボンディング中心とは、半導体装置１６のボンディング面に対してボンディングワイヤを接合する際の目標位置、すなわちワイヤ接合部１８の中心とされる位置をいう。ボンディング範囲とは、ボンディングワイヤを接合すべき範囲、換言すればシェアツールを通じて押圧される範囲をいう。
【００８１】
さて、ワイヤボンド検査に際し、制御装置１４は、記憶装置１４ａに記憶された各種の設計値、具体的にはボンディング角度、ボンディング中心、及びボンディング範囲を示す情報を読み込む（ステップＳ２０１）。
【００８２】
次に、制御装置１４は、先のステップＳ２０１において読み込んだボンディング角度及びボンディング中心に基づき、ワイヤ接合部の中心線Ｏ２を算出する（Ｓ２０２）。
図７（ｂ）に示されるように、中心線Ｏ２は、ボンディング中心Ｃ２を通り、且つ平面視長方形状（あるいは線状）のワイヤ接合部１８の長手方向（図中の上下）へ延びる線分となる。また、図７（ａ）に示されるように、ボンディング後のワイヤ接合部１８は、ウェッジツールを介して押圧されることにより潰されるかたちで塑性変形するところ、当該ワイヤ接合部１８の左右のエッジＥＧｌ，ＥＧｒ（図中上下へ延びる両側部）は起伏をなして形成される。この点、例えば画像情報に基づきワイヤ接合部１８の中心線を算出する場合と異なり、当該ステップでは設計値のみを使用することにより迅速にワイヤ接合部１８の中心線を算出することが可能になる。
【００８３】
次に、制御装置１４は、ワイヤ接合部１８のエッジ検出を行う（ステップＳ２０３）。すなわち、図７（ｂ）に示されるように、制御装置１４は、先のステップＳ２０１において読み込んだボンディング範囲ＢＨにおいて、画像情報の濃度変化等に基づきワイヤ接合部１８と半導体装置１６（ボンディングパッド等のボンディング面）との境界、すなわちワイヤ接合部１８の左側のエッジＥＧｌ及び右側のエッジＥＧｒを検出（抽出）する。
【００８４】
次に、制御装置１４は、先のステップＳ２０２において算出されたワイヤ接合部１８の中心線Ｏ２に対する２本の平行線ＰＬｌ，ＰＬｒを設定する（ステップＳ２０４）。図７（ｂ）に示されるように、両平行線ＰＬｌ，ＰＬｒは、中心線Ｏ２を間に挟んで互いに反対側に設定される。また、両平行線ＰＬｌ，ＰＬｒは、先のステップＳ２０３において抽出された両エッジＥＧｌ，ＥＧｒの外側に位置するように設定される。すなわち、両平行線ＰＬｌ，ＰＬｒは、それらの間の距離が、予め想定される両エッジＥＧｌ，ＥＧｒ間の取り得る最大の距離よりも大きくなるように設定される。
【００８５】
次に、制御装置１４は、左側の平行線ＰＬｌと左側のエッジＥＧｌとの接触位置を検出する（ステップＳ２０５）。すなわち、制御装置１４は、左側の平行線ＰＬｌを中心線Ｏ２に対する平行状態を維持した状態で当該中心線Ｏ２に対し接近する方向へ移動させる。そして制御装置１４は、図７（ｃ）に示されるように、左側の平行線ＰＬｌが左側のエッジＥＧｌに接する位置に当該平行線ＰＬｌを固定する。正確には、当該平行線ＰＬｌは、左側のエッジＥＧｌにおいて最も突出した部位に接する位置に固定される。
【００８６】
次に、制御装置１４は、右側の平行線と右側のエッジとの接触位置を検出する（ステップＳ２０６）。すなわち、制御装置１４は、右側の平行線ＰＬｒを中心線Ｏ２に対する平行状態を維持した状態で当該中心線Ｏ２に対し接近する方向へ移動させる。そして制御装置１４は、図７（ｃ）に示されるように、右側の平行線ＰＬｒが右側のエッジＥＧｒに接する位置に当該平行線ＰＬｒを固定する。正確には、当該平行線ＰＬｒは、右側のエッジＥＧｒにおいて最も突出した部位に接する位置に固定される。
【００８７】
ここで、先のステップＳ２０４では、両平行線ＰＬｌ，ＰＬｒは両エッジＥＧｌ，ＥＧｒの外側に設定されることから、これらエッジを検出する際には、両平行線ＰＬｌ，ＰＬｒを中心線Ｏ２側に移動させるだけでよい。このため、両エッジＥＧｌ，ＥＧｒの迅速な検出が可能となる。ちなみに、両平行線ＰＬｌ，ＰＬｒを両エッジＥＧｌ，ＥＧｒの内側に設定した場合には、両平行線ＰＬｌ，ＰＬｒを一旦両エッジＥＧｌ，ＥＧｒの外側に移動させた後に、中心線Ｏ２側へ移動させる必要がある。このため、両平行線ＰＬｌ，ＰＬｒを両エッジＥＧｌ，ＥＧｒの外側に移動させる分だけ、エッジ検出に時間を要する。
【００８８】
なお、先のステップＳ２０５及びステップＳ２０６における左右のエッジ検出処理は、並行して実施するようにしてもよい。このようにすれば、エッジ検出処理のいっそうの迅速化が図られる。また、先のステップＳ２０５及びステップＳ２０６における左右のエッジ検出処理は、その処理順序を反対にしてもよい。すなわち、ステップＳ２０６の処理をまず実行してからステップＳ２０５の処理を実行する。
【００８９】
そして制御装置１４は、先のステップＳ２０５及びステップＳ２０６において固定された両平行線ＰＬｌ，ＰＬｒ間の距離を、ワイヤつぶれ幅Ｗとして算出する（ステップＳ２０７）。
【００９０】
次に、制御装置１４は、先のステップＳ２０７において算出されたワイヤつぶれ幅Ｗに基づき、ワイヤ接合部の良否判定を行う（ステップＳ２０８）。
すなわち、制御装置１４は、先のステップＳ２０７において算出したワイヤつぶれ幅Ｗが定められた許容範囲内の値であるかどうかを判定する。制御装置１４は、算出されたワイヤつぶれ幅Ｗが前記許容範囲内の値である旨判断される場合には、ワイヤ接合部１８の接合強度は好適に確保されている、すなわちワイヤ接合部１８の接合状態は良好である旨判定する。これに対して、制御装置１４は、算出されたワイヤつぶれ幅Ｗが前記許容範囲から外れている旨判断される場合には、ワイヤ接合部１８の接合強度は不適である、すなわちワイヤ接合部１８の接合状態は不良である旨判定する。
【００９１】
そして制御装置１４は、先のステップＳ２０８におけるワイヤ接合部１８の良否判定の結果を表示装置１５の画面上に表示させて（ステップＳ２０９）、当該検査処理を終了する。
【００９２】
なお、先のステップＳ２０８における良否判定、及び先のステップＳ２０９における良否判定の結果表示に係る処理は省略して実施することも可能である。この場合には、例えば先のステップＳ２０７において算出されるワイヤつぶれ幅Ｗの値を表示装置１５の画面上に表示させて当該フローチャートに係る処理を終了する。このようにした場合であれ、検査員等は、表示装置１５の画面上に表示されるワイヤつぶれ幅Ｗの確認等を通じて、ワイヤ接合部の良否判断を行うことが可能である。
【００９３】
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ワイヤつぶれ幅Ｗに基づくワイヤボンド検査に際して、設計値に基づき算出されるワイヤ接合部１８の中心線Ｏ２に平行をなす２本の平行線ＰＬｌ，ＰＬｒを設定し、これら平行線ＰＬｌ，ＰＬｒをワイヤ接合部１８の左右のエッジＥＧｌ，ＥＧｒに接触させたときの両平行線ＰＬｌ，ＰＬｒ間の距離をワイヤつぶれ幅Ｗとして算出する。この算出されるワイヤつぶれ幅Ｗが定められた許容範囲内の値である旨判断される場合にはワイヤ接合部１８の接合状態は良好であると判定される。これに対し、算出されるワイヤつぶれ幅Ｗが定められた許容範囲から外れる値である旨判断される場合にはワイヤ接合部１８の接合状態は不良であると判定される。
【００９４】
この検査方法によれば、ワイヤ接合部１８の中心線Ｏ２に平行をなす平行線ＰＬｌ，ＰＬｒをワイヤ接合部１８のエッジＥＧｌ，ＥＧｒに接触させたときの平行線ＰＬｌ，ＰＬｒ間の距離をワイヤつぶれ幅Ｗとすることにより、ワイヤつぶれ幅Ｗを安定して測定することができる。ひいてはワイヤ接合部１８の良否判定の結果も安定する。
【００９５】
前述したように、ワイヤ接合部のエッジ形状は起伏をなし、しかも製品毎に微妙に形状が異なる。ワイヤつぶれ幅Ｗを例えば目視を通じて測定することも考えられるものの、この場合にはワイヤつぶれ幅Ｗの測定結果のばらつきが大きくなることが懸念される。例えば、同一の製品を測定した場合であれ、測定する毎に算出されるワイヤつぶれ幅Ｗが異なるおそれがある。この点、本例によれば、平行線ＰＬｌ，ＰＬｒとエッジＥＧｌ，ＥＧｒとが接触するときの平行線ＰＬｌ，ＰＬｒ間の距離をワイヤつぶれ幅Ｗとして定義することにより、同一製品を測定したときには確実に同一の結果が得られる。すなわち、ワイヤつぶれ幅Ｗを安定して測定することができる。
【００９６】
（２）また、撮影したワイヤ接合部１８の画像処理データに基づきそのエッジＥＧｌ，ＥＧｒ間の距離を座標計算等に基づき直接的に算出することも考えられるところ、この場合にはワイヤつぶれ幅Ｗの算出に係る演算負担の増大が懸念される。これは前述したように、ワイヤ接合部１８のエッジ形状は複雑な起伏をなし、しかも製品毎に微妙に形状が異なることに起因する。この点、本例では、２本の平行線ＰＬｌ，ＰＬｒ間の距離を算出するだけでよいので、ワイヤつぶれ幅Ｗの算出に係る演算負荷を最小限に抑えることができる。
【００９７】
（３）設計値のみからワイヤ接合部１８の中心線Ｏ２を設定することができる。このため、中心線Ｏ２に対する平行線ＰＬｌ，ＰＬｒの設定処理、及びワイヤ接合部１８のエッジ検出処理を迅速に行うことができる。したがって、ワイヤつぶれ幅Ｗの算出処理も迅速に行われるので、ワイヤつぶれ幅Ｗに基づくワイヤボンド検査の処理効率が向上する。
【００９８】
ちなみに、撮像装置１３により撮影されたワイヤ接合部１８の画像データと、記憶装置１４ａに予め記憶した基準データ（形状データ）との比較を通じてワイヤ接合部１８の接合状態の良否判定を行うことも考えられるところ、この場合にはある程度の処理時間を要する。例えば実際のワイヤ接合部１８の画像データと基準データ（良好な接合状態で接合されたワイヤ接合部の形状パターン）との重複部分あるいは非重複部分の面積等を算出し、当該算出される面積等に基づきワイヤ接合部の良否判定を行うことが考えられる。しかしこの場合には重複部分あるいは非重複部分の抽出処理、及び当該抽出される重複部分あるいは非重複部分の面積演算等が必要となることから、演算負荷の増大、及びワイヤつぶれ幅の算出に時間を要する等の問題が懸念される。この点、本例によれば、前述したように、２本の平行線ＰＬｌ，ＰＬｒ間の距離を算出するだけでよいので、演算負荷の抑制、及びワイヤつぶれ幅の算出に要する時間の短縮化が可能となる。
【００９９】
（４）本例のワイヤつぶれ幅に基づくワイヤボンド検査方法は、非接触、非破壊検査であるから、製品の製造工程内において全数検査を行うことができる。ひいては、製造される製品の信頼性を確保することが可能となる。
【０１００】
＜他の実施の形態＞
なお、前記両実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・ワイヤ接合率Ｅに基づく検査を行う検査装置、ワイヤつぶれ幅Ｗに基づく検査を行う検査装置として、それぞれ独立した装置として構成してもよいし、両方の検査を行う単一の検査装置として構成してもよい。また、シェアテスト、プルテスト等の検査も実施できる構成とすることも可能である。
【０１０１】
・第１の実施の形態において、基準データの算出処理（図３のフローチャートにおけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０３）を省略してもよい。この場合には、例えば接合痕１７の軸方向において、最も距離の大きい部分を接合痕１７の中心線として設定する。このようにしても、接合状態の良否判定精度をある程度は維持可能である。なお、当該中心線の設定処理は、ステップＳ１０５あるいはステップＳ１１１のエッジ検出処理の後に実行することが好ましい。
【０１０２】
・第１及び第２の実施の形態において、ボールボンディングによるワイヤ接合部の検査を実施することも可能である。また、線径が１００μｍ未満のボンディングワイヤによるワイヤ接合部の検査を実施することも可能である。
【０１０３】
・第１の実施の形態において、実際のワイヤ接触領域が円を描く場合や、実際のワイヤ残存領域が円をなす場合も想定されるところ、これらの場合であれ前述した推定楕円の算出処理を通じて、ワイヤ接触領域あるいはワイヤ残存領域の面積を正確に算出可能である。
【０１０４】
＜他の技術的思想＞
次に、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
・ワイヤつぶれ幅に基づく検査に際して、設計値に基づき算出されるワイヤ接合部の中心線に平行をなす２本の平行線を設定し、これら平行線を前記中心線と直交する方向へ移動させてワイヤ接合部の左右のエッジに接触させ、このときの平行線間の距離をワイヤつぶれ幅として算出すること。当該思想によれば、ワイヤ接合部の左右のエッジに接する２つの平行線により安定したワイヤつぶれ幅を算出することが可能になる。
【符号の説明】
【０１０５】
１１…ワイヤボンド検査装置、１３…撮像装置、１４…制御装置、１７…接合痕、１８…ワイヤ接合部（接合部分）、Ｅ…ワイヤ接合率、ＥＧ１，ＥＧ２…エッジ、ＥＧｌ，ＥＧｒ…エッジ、Ｌ１ｙ，Ｌ１ｘ…距離、Ｌ２ｙ，Ｌ２ｘ…距離、Ｌｐ１，Ｌｐ２…垂線、Ｏ１，Ｏ１ｘ…中心線、Ｐ１，Ｐ２…等分点、Ｓ１…ワイヤ接触面積、Ｓ２…ワイヤ残存面積、Ｔｄ…検出領域、Ｔｄｘ…検査対象領域、Ｔ１ｒ…ワイヤ接触領域、Ｔ２ｒ…ワイヤ残存領域、ＥＧ１，ＥＧ２…エッジ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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