(57)【要約】【課題】封止部の内部におけるワイヤの埋設状態を短時間かつ高い精度で検査することができる半導体装置の検査方法を提供すること。【解決手段】支持部材と、前記支持部材上に配置された半導体素子と、前記半導体素子から離れて配置された端子と、前記半導体素子と前記端子とを電気的に接続するワイヤと、前記半導体素子と前記ワイヤとを封止する封止部とを有する半導体装置の検査方法であって、前記封止部に光を照射して、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を行う工程と、前記光干渉断層撮影（ＯＣＴ）で得られた断層画像に基づいて、前記封止部の内部における前記ワイヤの埋設状態を検査する工程とを有する、半導体装置の検査方法。【選択図】図２
2019120663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と、前記支持部材上に配置された半導体素子と、前記半導体素子から離れて配置された端子と、前記半導体素子と前記端子とを電気的に接続するワイヤと、前記半導体素子と前記ワイヤとを封止する封止部とを有する半導体装置の検査方法であって、
前記封止部に光を照射して、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を行う工程と、
前記光干渉断層撮影（ＯＣＴ）で得られた断層画像に基づいて、前記封止部の内部における前記ワイヤの埋設状態を検査する工程と
を有する、
半導体装置の検査方法。
【請求項２】
前記ワイヤの埋設状態を検査する工程では、前記断層画像に基づいて、前記ワイヤの表面と前記封止部の表面との間の最小距離を測定する、
請求項１に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項３】
支持部材と、前記支持部材上に配置された半導体素子と、前記半導体素子から離れて配置された端子と、前記半導体素子と前記端子とを電気的に接続するワイヤと、前記半導体素子と前記ワイヤとを封止する封止部とを有する半導体装置の製造方法であって、
請求項１または２に記載の方法で、前記封止部の内部における前記ワイヤの埋設状態を検査する工程を含む、
半導体装置の製造方法。
【請求項４】
光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を用いて半導体装置を検査するための検査装置であって、
前記半導体装置を配置するためのステージと、
前記半導体装置に照射する光を出射するための光出射部と、
前記光の光路上に配置され、前記光を測定光と参照光とに分波するための光分波部と、
前記測定光の照射位置を、前記半導体装置の表面の面内方向に沿って走査するための光走査部と、
前記測定光の前記半導体装置からの反射光と、前記参照光とを合波して、干渉光を生成するための干渉光生成部と、
前記干渉光を分光するための分光器と、前記分光器により分光された前記干渉光を検出するための受光センサーとを有し、前記受光センサーにより前記干渉光を検出するための光検出部と、
前記光検出部で検出された検出結果に基づいて、断層画像を得るための処理部と
を有する、
半導体装置の検査装置。
【請求項５】
前記半導体装置は、支持部材と、前記支持部材上に配置された半導体素子と、前記半導体素子から離れて配置された端子と、前記半導体素子と前記端子とを電気的に接続するワイヤと、前記半導体素子と前記ワイヤとを封止する封止部とを有し、
前記処理部は、前記断層画像に基づいて、前記ワイヤの表面と前記封止部の表面との間の最小距離を算出する、
請求項４に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項６】
前記断層画像を表示するための表示部をさらに有する、
請求項４または５に記載の半導体装置の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の検査方法、半導体装置の製造方法、半導体装置の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子は、周囲の湿度の変化や結露によって特性に影響が及ぼされることがあることから、外気と遮断するように樹脂などで封止され、パッケージ化されて半導体装置として用いられる。
【０００３】
図１は、特許文献１の半導体装置１の構成を示す断面図である。図１に示されるように、特許文献１には、ダイパッド３と、その上に接着剤４を介して配置されたＩＣチップ１と、ＩＣチップ１と離れて配置されたインナーリード２と、ＩＣチップ３とインナーリード２とを電気的に接続するボンディングワイヤ５と、ＩＣチップ３とボンディングワイヤ５を封止する封止樹脂６とを有する半導体装置が開示されている。
【０００４】
半導体装置の製造工程では、半導体装置の信頼性を高める観点から、封止樹脂６で封止する前に、ボンディングワイヤのループ形状などの外観を検査することがある。特許文献２および３では、封止樹脂６で封止する前に、ボンディングワイヤ５のループ形状を撮像装置で撮影し、得られた画像データを処理して３次元化することによって、ボンディングワイヤ５のループ形状を検査する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６７９５１号公報
【特許文献２】特開昭５９−１３９６３８号公報
【特許文献３】特開平１−２５１７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、上記のような半導体装置では、ボンディングワイヤ５（以下、単に「ワイヤ」という）の一部が封止樹脂６（以下、単に「封止部」という）の外部に露出していると、当該露出した部分の封止部とワイヤとの間の隙間から外気中の水分などが浸入しやすい。そのため、ワイヤが封止部で完全に覆われていることが求められる。そのため、封止部で封止した後に、ワイヤが封止部で完全に覆われているかどうかを検査する必要がある。
【０００７】
ワイヤが封止部で完全に覆われているかどうかの検査は、従来は、光学顕微鏡による観察によって行われている。しかしながら、光学顕微鏡による観察では、時間がかかるだけでなく、封止部の表面を観察することができるだけであり、封止部の内部を観察することはできなかった。そのため、特に封止部が透明である場合や厚みが薄い場合には、ワイヤが封止部で完全に覆われているかどうかが分かりにくかった。また、ワイヤが封止部の表面からどの程度離れているかを定量的に把握することもできないため、検査精度も十分なものではなかった。また、特許文献２や３に示されるような画像処理方法でも、封止部の表面を観察することができるだけであり、封止部の内部を観察することはできないため、ワイヤが封止部で完全に覆われているかどうかが分かりにくかった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、封止部の内部におけるワイヤの埋設状態を短時間かつ高い精度で検査することができる半導体装置の検査方法、半導体装置の製造方法および半導体装置の検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る半導体装置の検査方法は、支持部材と、前記支持部材上に配置された半導体素子と、前記半導体素子から離れて配置された端子と、前記半導体素子と前記端子とを電気的に接続するワイヤと、前記半導体素子と前記ワイヤとを封止する封止部とを有する半導体装置の検査方法であって、前記封止部に光を照射して、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を行う工程と、前記光干渉断層撮影（ＯＣＴ）で得られた断層画像に基づいて、前記封止部の内部における前記ワイヤの埋設状態を検査する工程とを有する、構成を採る。
【００１０】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、支持部材と、前記支持部材上に配置された半導体素子と、前記半導体素子から離れて配置された端子と、前記半導体素子と前記端子とを電気的に接続するワイヤと、前記半導体素子と前記ワイヤとを封止する封止部とを有する半導体装置の製造方法であって、本発明の係る半導体装置の検査方法で、前記封止部の内部における前記ワイヤの埋設状態を検査する工程を有する、構成を採る。
【００１１】
本発明に係る半導体装置の検査装置は、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を用いて半導体装置を検査するための検査装置であって、半導体装置を配置するためのステージと、前記半導体装置に照射する光を出射するための光出射部と、前記光の光路上に配置され、前記光を測定光と参照光とに分波するための光分波部と、前記測定光の照射位置を、前記半導体装置の表面の面内方向に沿って走査するための光走査部と、前記測定光の前記半導体装置からの反射光と、前記参照光とを合波して、干渉光を生成するための干渉光生成部と、前記干渉光を分光するための分光器と、前記分光器により分光された前記干渉光を検出するための受光センサーとを有し、前記受光センサーにより前記干渉光を検出するための光検出部と、前記光検出部で検出された検出結果に基づいて、断層画像を得るための処理部とを有する、構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、封止部の内部におけるワイヤの埋設状態を短時間かつ高い精度で検査することができる半導体装置の検査方法、半導体装置の製造方法および半導体装置の検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、特許文献１の半導体装置の構成の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る検査装置の構成の一例を示す模式図である。
【図３】図３Ａ、Ｂは、実施の形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【図４】図４は、表示部に表示された半導体装置の２次元の断層画像の一例を示す模式図である。
【図５】図５Ａ、Ｂは、変形例に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。本発明に係る検査装置および検査方法は、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を利用して、半導体装置を検査するための検査装置および検査方法である。光干渉断層撮影（ＯＣＴ）とは、光源からの光を検査対象物に照射し、検査対象物から反射されて戻る光（測定光）と参照光とを合成させて得られる干渉光を用いて、検査対象物の断層画像を形成する方法である。以下の説明では、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）として、スペクトラルドメインＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）を利用した検査装置（以下、単に「検査装置」ともいう）および検査方法について説明する。
【００１５】
［検査装置の構成］
図２は、本実施の形態に係る、半導体装置を検査するための検査装置１００の構成を示す模式図である。検査装置１００は、光出射部１１０、ファイバーカプラ（「光分波部」または「干渉光生成部」とも称する）１２０、光走査部１３０、半導体装置２００を配置するためのステージ１４０、導光部１５０、光検出部１６０、制御処理部（処理部）１７０、および表示部１８０を有する。
【００１６】
なお、図２において、光出射部１１０とファイバーカプラ１２０は、光ファイバー１０ａを介して互いに光学的に接続されている。ファイバーカプラ１２０と光走査部１３０は、光ファイバー１０ｂを介して互いに光学的に接続されている。ファイバーカプラ１２０と導光部１５０は、光ファイバー１０ｃを介して互いに光学的に接続されている。ファイバーカプラ１２０と光検出部１６０は、光ファイバー１０ｄを介して互いに光学的に接続されている。
【００１７】
光出射部１１０は、超広帯域光源１１１および光源制御部１１２を有する。
【００１８】
超広帯域光源１１１は、広い波長帯域の光を出射するための光源である。光出射部１１０からの出射光は、単一のピークを有していてもよいし、重なり合う複数のピークを有していてもよい。光出射部１１０からの出射光の波長も、特に制限されない。
【００１９】
超広帯域光源１１１は、単一の光源により構成されていてもよいし、複数の光源により構成されていてもよい。超広帯域光源１１１の例には、単一または複数のスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）が連結された超広帯域発光ダイオード、超広帯域スーパーコンティニューム（ＳＣ）、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光源などが含まれる。
【００２０】
光源制御部１１２は、光出射部１１０に含まれる各種機器（例えば、超広帯域光源１１１）を制御して、光出射部１１０からの出射光の出射を制御する。光源制御部１１２は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
【００２１】
ファイバーカプラ１２０は、光出射部１１０からの出射光の光路上に配置され、出射光を測定光と参照光とに分波する。測定光は、光ファイバー１０ｂに導かれ、参照光は、光ファイバー１０ｃに導かれる。このとき、ファイバーカプラ１２０により光ファイバー１０ｂに導かれる測定光と、光ファイバー１０ｃに導かれる参照光との光量比は、適宜に調整されうる。当該光量比は、例えば、１：１（光ファイバー１０ｂ：光ファイバー１０ｃ）である。
【００２２】
また、ファイバーカプラ１２０は、測定光の半導体装置２００からの反射光と、導光部１５０を介して戻ってきた参照光とを合波して、半導体装置２００の断層情報を含む干渉光を生成する。干渉光は、光ファイバー１０ｄに導かれる。ファイバーカプラ１２０は、互いに異なる波長の光を合波させうるＷＤＭカプラである。
【００２３】
光走査部１３０は、測定光の照射位置を、半導体装置２００の表面（封止部２６０の表面）の面内方向に沿って走査する。光走査部１３０は、光ファイバー１０ｂからの測定光を半導体装置２００の表面（封止部２５０の表面）に集光する。また、光走査部１３０は、半導体装置２００からの反射光を光ファイバー１０ｂに導く。光走査部１３０は、第１コリメートレンズ１３１、ガルバノスキャナー１３２および対物レンズ１３３を有する。
【００２４】
第１コリメートレンズ１３１は、光ファイバー１０ｂからの測定光を平行光にする。また、第１コリメートレンズ１３１は、半導体装置２００からの反射光を光ファイバー１０ｂに向けて集光する。第１コリメートレンズ１３１は、公知のレンズから適宜選択されうる。第１コリメートレンズ１３１の例には、平凸レンズおよび平凹レンズが含まれる。また、第１コリメートレンズ１３１の材料の例には、樹脂およびガラスが含まれる。
【００２５】
ガルバノスキャナー１３２は、ガルバノミラー１３４と、ガルバノミラー１３４の角度を調整するための角度調整部１３５とを有する。ガルバノスキャナー１３２は、ガルバノミラー１３４の角度を調整することで、第１コリメートレンズ１３１により平行光とされた測定光の進行方向を調整する。これにより、ガルバノスキャナー１３２は、測定光の照射位置を、半導体装置２００の表面の面内方向において走査する。ガルバノスキャナー１３２は、例えば、測定光の照射位置を、半導体装置２００の表面の面内方向の一方向において調整するためのガルバノミラーと、半導体装置２００の表面の面内方向の当該一方向に直交する方向において調整するためのガルバノミラーと、これらのガルバノミラー１３４の角度を調整するための角度調整部１３５とにより構成される。
【００２６】
対物レンズ１３３は、ガルバノスキャナー１３２により進行方向を調整された光を、被検体の半導体装置２００に集光する。また、対物レンズ１３３は、半導体装置２００からの反射光を平行光にする。対物レンズ１３３は、公知のレンズから適宜選択されうる。たとえば、対物レンズ１３３は、凸レンズおよび凹レンズを組み合わせて構成することができる。このとき、対物レンズ１３３は、当該凸レンズおよび当該凹レンズが互いに貼り合わされて構成されるアクロマートレンズであってもよい。
【００２７】
角度調整部１３５は、ガルバノミラー１３４の角度を調整する。これにより、半導体装置２００の表面における測定光の照射位置が調整される。角度調整部１３５は、例えば、ガルバノミラー１３４のガルバノモーターを動かすための制御装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
【００２８】
ステージ１４０は、半導体装置２００を支持および固定するための支持部材である。ステージ１４０は、固定式のものであってもよいし、可動式のものであってもよい。本実施の形態では、ステージ１４０は、固定式のものでありうる。
【００２９】
導光部１５０は、光ファイバー１０ｃからの参照光を、後述のミラー１５３で反射させ、反射した参照光を光ファイバー１０ｃに導く。導光部１５０は、第２コリメートレンズ１５１、集光レンズ１５２およびミラー１５３を有する。
【００３０】
第２コリメートレンズ１５１は、光ファイバー１０ｃからの、参照光を平行光にする。また、第２コリメートレンズ１５１は、ミラー１５３で反射され、集光レンズ１５２により平行光とされた光を光ファイバー１０ｃに向けて集光する。第２コリメートレンズ１５１の例は、第１コリメートレンズ１３１と同じである。
【００３１】
集光レンズ１５２は、第２コリメートレンズ１５１により平行光とされた光をミラー１５３に向けて集光する。また、集光レンズ１５２は、ミラー１５３で反射した光を平行光にする。集光レンズ１５２は、公知のレンズから適宜選択されうる。集光レンズ１５２の例には、平凸レンズが含まれる。また、集光レンズ１５２の材料の例には、樹脂およびガラスが含まれる。
【００３２】
ミラー１５３は、参照光を反射する。ミラー１５３は、半導体装置２００の表面で反射する測定光の光路長と、参照光の光路長とが、同じとなるように配置される。ミラー１５３は、光を反射できればよく、例えば、表面にアルミニウムコートが施された平面ミラーである。
【００３３】
光検出部１６０は、光ファイバー１０ｄからの干渉光を検出する。光検出部１６０は、干渉光を検出して、検出結果を取得する。光検出部１６０は、第３コリメートレンズ１６１、分光器１６２、結像レンズ１６３、受光センサー１６４および受光センサー制御部１６５を有する。
【００３４】
第３コリメートレンズ１６１は、光ファイバー１０ｄからの干渉光を平行光にする。第３コリメートレンズ１６１の例は、第１コリメートレンズ１３１と同じである。
【００３５】
分光器１６２は、第３コリメートレンズ１６１により平行光とされた干渉光を分光する。これにより、干渉光は、波長に応じて異なる方向に向かって進行する。分光器１６２は、公知の分光器から適宜選択されうる。分光器１６２の例には、回折格子およびプリズムが含まれる。
【００３６】
結像レンズ１６３は、分光器１６２により分光された光を平行光とする。結像レンズ１６３は、公知のレンズから適宜選択されうる。たとえば、結像レンズ１６３の例には、平凸レンズが含まれる。また、結像レンズ１６３の材料の例には、樹脂およびガラスが含まれる。
【００３７】
受光センサー１６４は、分光器１６２で分光された光を波長毎に検出する。受光センサー１６４は、検出結果を制御処理部１７０に出力する。受光センサー１６４の種類は、１次元撮像素子（ラインセンサー）または２次元撮像素子（イメージセンサー）である。受光センサー１６４の例には、電荷結合素子（ＣＣＤ）および相補型金属酸化膜半導体素子（ＣＭＯＳ）が含まれる。
【００３８】
受光センサー制御部１６５は、受光センサー１６４の出力値の検出や、当該出力値による、受光センサー１６４の感度の管理、適切な出力値を得るための受光センサー１６４の感度の変更などを制御する。受光センサー制御部１６５は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
【００３９】
制御処理部１７０は、光源制御部１１２、角度調整部１３５および受光センサー制御部１６５を制御する。制御処理部１７０は、光源制御部１１２を制御することで、光出射部１１０を制御する。制御処理部１７０は、角度調整部１３５を制御することで、ガルバノミラー１３４の角度を調整する。制御処理部１７０は、受光センサー制御部１６５を制御することで、受光センサー１６４を制御する。
【００４０】
制御処理部１７０は、光検出部１６０（受光センサー１６４）での干渉光の検出結果を処理する処理部としても機能する。すなわち、制御処理部１７０は、検出結果を処理（解析）して、半導体装置２００の２次元または３次元の断層画像を生成する。解析処理は、通常の光干渉断層撮影（ＯＣＴ）で用いられる解析処理と同様の方法で行うことができ、例えばフーリエ変換処理などを含む。
【００４１】
また、制御処理部１７０は、断層画像に基づいて、ワイヤ２５０の表面と封止部２６０の表面との間の最小距離を算出することもできる。最小距離の算出も、通常の光干渉断層撮影（ＯＣＴ）で用いられる距離の算出処理と同様の方法で行うことができる。
【００４２】
表示部１８０は、測定結果を表示するための装置である。表示部１８０は、制御処理部１７０で得られた２次元または３次元の断層画像を表示する。本実施の形態では、表示部１８０は、半導体装置２００の封止部２６０の内部の状態に関する３次元の断層画像を表示する。表示部１８０の例には、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイなどの表示装置、およびプリンタなどの印刷装置が含まれる。
【００４３】
［検査装置における光路］
次に、検査装置１００における光路について説明する（図２参照）。光出射部１１０からの出射光は、ファイバーカプラ１２０に到達し、測定光および参照光に分波される。測定光は、光走査部１３０により半導体装置２００の表面に導かれ、照射される。測定光の、半導体装置２００からの反射光は、光走査部１３０により導かれ、再度、ファイバーカプラ１２０に到達する。一方、参照光は、導光部１５０におけるミラー１５３で反射され、再度、ファイバーカプラ１２０に到達する。測定光の半導体装置２００からの反射光と、参照光とは、ファイバーカプラ１２０により、合波され、干渉光が生成される。干渉光は、光検出部１６０の分光器１６２で分光される。分光された干渉光は、光検出部１６０の受光センサー１６４で検出される。
【００４４】
次に、本実施の形態に係る検査装置１００を用いた半導体装置２００の検査方法、具体的には検出装置１００を用いて、半導体装置２００の封止部２６０の内部におけるワイヤ２５０の埋設状態を検査する方法について説明する。まず、検査対象となる半導体装置２００について説明する。
【００４５】
［半導体装置の構成］
図３は、半導体装置２００の構成を示す図である。図３Ａは、半導体装置２００の平面図であり、図３Ｂは、図３Ａにおける３Ｂ−３Ｂ線の断面図である。図３Ａにおいては、封止部２６０の内部の構成を分かりやすくするために、封止部２６０が透明である例を示す。
【００４６】
図３に示されるように、半導体装置２００は、支持部材２１０、アイランド２２０、半導体素子２３０、端子２４０、ワイヤ２５０および封止部２６０を有する。
【００４７】
支持部材２１０は、半導体素子２３０および端子２４０の一部（内部端子２４０ａ）を支持する。支持部材２１０は、半導体素子２３０や端子２４０の一部を支持可能な部材であればよく、特に限定されないが、例えば絶縁板（樹脂板やセラミック板、ガラスエポキシ板など）、放熱板、プリント基板およびテープ基板などでありうる。
【００４８】
放熱板は、通常、金属板である。放熱板を構成する金属材料の例には、銅、鉄、アルミニウム、これらの合金および４２アロイなどが含まれる。中でも、放熱性が高いことから、４２アロイまたは銅合金が好ましい。なお、端子２４０との間で導通を防止する観点から、放熱板の表面には、端子２４０との間を絶縁するための絶縁層が配置される。プリント基板は、樹脂基材などの絶縁基材と、それにパターン状に配置された導線とを含む基板であり、例えばガラスエポキシ基板やポリイミド基板、セラミック基板などである。テープ基板は、樹脂テープと、それにパターン状に配置された導線とを含む基板である。本実施の形態では、支持部材２１０は、ガラスエポキシ板である。
【００４９】
アイランド２２０は、支持部材２１０上に配置され、半導体素子２３０を支持する。アイランド２２０を構成する材料は、通常、端子２４０と同じ金属材料でありうる。
【００５０】
半導体素子２３０は、アイランド２２０上にダイボンド材（不図示）を介して配置されている。半導体素子２３０は、例えばＣ−ＭＯＳやＣＣＤなどの固体撮像素子でありうる。半導体素子２３０の表面には、例えば複数の電極パッド（不図示）が配置されており、ワイヤ２５０を介して端子２４０（内部端子２４０ａ）と電気的に接続されている。
【００５１】
端子２４０は、半導体素子２３０とは離れて配置されている。端子２４０の一方の端部２４０ａは、封止部２６０の内部に埋設されており、ワイヤ２５０を介して半導体素子２３０と電気的に接続されている。端子２４０の他方の端部は、封止部２６０の外部に露出しており、例えば搭載基板（不図示）などに電気的に接続される。
【００５２】
端子２４０は、半導体素子２３０の周囲を囲むように配置された複数のリードであってもよいし、支持部材２３０上に配置された複数の電極であってもよい。端子２４０がリードである場合、端子２４０の一方の端部２４０ａはインナーリード部、端子２４０の他方の端部２４０ｂはアウターリード部ともいう。端子２４０が電極である場合、端子２４０の一方の端部２４０ａは内部電極、端子２４０の他方の端部２４０ｂは外部電極ともいう。
【００５３】
端子２４０を構成する材料は、導電性を有する材料であればよく、特に限定されない。端子２４０を構成する材料の例には、銅、鉄、アルミニウム、これらの合金および４２アロイなどが含まれる。中でも、４２アロイまたは銅合金が好ましい。
【００５４】
ワイヤ２５０は、半導体素子２３０の電極（不図示）と端子２４０の一方の端部２４０ａとを電気的に接続する。ワイヤ２５０を構成する材料は、端子２４０を構成する材料と同様でありうる。
【００５５】
封止部２６０は、半導体素子２３０とワイヤ２５０を封止するように配置されている。それにより、半導体素子２３０を外部から遮断し、水分などにより特性への影響が及ばないようにすることができる。
【００５６】
封止部２６０を構成する材料は、絶縁材料であればよく、特に制限されないが、通常、樹脂材料で構成されている。樹脂材料に含まれる樹脂は、特に制限されず、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂の例には、シリコーン樹脂などが含まれる。熱硬化性樹脂の例には、エポキシ樹脂、ポリイミド、フェノール樹脂および不飽和ポリエステル樹脂などが含まれる。樹脂材料は、必要に応じて充填材などをさらに含んでもよい。本実施の形態では、封止部２６０を構成する樹脂材料は、シリコーン樹脂などの熱可塑性樹脂でありうる。
【００５７】
封止部２６０は、測定光を一定以上のレベルで透過可能な透光性を有していればよく、無色であってもよいし、有色であってもよい。
【００５８】
このように構成された半導体装置２００では、前述の通り、ワイヤ２５０の一部が封止部２６０の外に露出していると、その露出した部分のワイヤ２５０と封止部２６０との間の隙間から外部の水分などが浸入しやすく、半導体素子２３０へダメージを与えやすい。したがって、半導体素子２３０への水分などによるダメージを抑制するためには、ワイヤ２５０が、封止部２６０によって完全に覆われていることが重要である。このような封止部２６０の内部におけるワイヤ２５０の埋設状態は、前述の検査装置１００を用いて検査することができる。
【００５９】
次に、検査装置１００を用いて、半導体装置２００の封止部２６０の内部におけるワイヤ２５０の埋設状態を検査する方法について説明する。
【００６０】
［半導体装置の検査方法］
本実施の形態に係る半導体装置の検査方法は、検査装置１００を用いて、半導体装置２００について光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を行う工程、および光干渉断層撮影（ＯＣＴ）で得られた断層画像に基づいて、封止部２６０の内部におけるワイヤ２５０の埋設状態を検査する工程を有する。
【００６１】
（光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を行う工程）
まず、被検体である半導体装置２００を、検査装置１００のステージ１４０上の所定の位置に配置する。
【００６２】
次いで、制御処理部１７０は、光源制御部１１２を制御して、超広帯域光源１１１（または光出射部１１０）から出射光を出射させる。また、制御処理部１７０は、角度調整部１３５を制御して、測定光の照射位置を半導体装置２００の表面（封止部２６０の表面）の面内方向に沿って走査させる。そして、光検出部１６０は、半導体装置２００からの測定光の反射光と、参照光との干渉により得られる干渉光を分光し、検出する。これにより、半導体装置２００の断層情報を含む検出結果が取得される。取得された検出結果は、制御処理部１７０に送信され、処理（解析）されて２次元または３次元の断層画像が生成され、記憶される。また、制御処理部１７０は、必要に応じて断層画像に基づいて、ワイヤ２５０の表面と封止部２６０の表面との間の最小距離を算出する。これらの制御処理部１７０が行う解析処理（取得された検出結果に基づいて断層画像を得るための解析処理や、最小距離を算出するための解析処理）は、通常の光干渉断層撮影（ＯＣＴ）で用いられる解析処理と同様の方法で行うことができる。
【００６３】
本実施の形態では、得られた断層画像は、表示部１８０に表示される。
【００６４】
（ワイヤの埋設状態を検査する工程）
表示部１８０に表示された断層画像に基づいて、封止部２６０の内部におけるワイヤ２５０の埋設状態を検査する。具体的には、得られた断層画像において、ワイヤ２５０の表面と封止部２６０の表面との間の最小距離ｄを測定する。そして、最小距離ｄが、閾値以上であるかどうかを検査する。
【００６５】
図４は、表示部１８０に表示された半導体装置２００の２次元の断層画像の一例を示す模式図である。図４は、図３ＡのＡ−Ａ線の断層画像（ワイヤ２５０のループ頂点付近の断層画像）を示している。なお、図４においては、実際に得られる断層画像の白黒を反転させて表示しており、両端側の２つのワイヤ２５０の図示は省略している。図４においては、５つのワイヤ２５０が、それぞれ封止部２６０で覆われていることが示される。ワイヤ２５０の表面と封止部２６０の表面との間の最小距離ｄは、例えば処理ソフトなどにより数値化することができる。
【００６６】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置の検査方法では、検査装置１００を用いた光干渉断層撮影（ＯＣＴ）により、半導体装置２００の封止部２６０の内部の断層画像を、短時間かつ高い精度で得ることができる。それにより、半導体装置２００の封止部２６０の内部におけるワイヤ２５０の埋設状態を、短時間かつ高精度で観察することができる。それにより、特に封止部２６０が透明である場合や封止部２６０の厚みが薄い場合など、光学顕微鏡ではワイヤ２５０が封止部２６０で覆われているかどうかが分かりにくい場合であっても、本実施の形態に係る半導体装置の検査方法によれば、封止部２６０の内部の状態を高い精度で観察することができるので、封止部２６０でワイヤ２５０が覆われているかどうかが分かりやすい。さらに、ワイヤ２５０の表面と封止部２６０の表面との間の最小距離ｄを定量化することもできるので、検査精度を一層高めることができる。
【００６７】
［半導体装置の製造方法］
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、前述の半導体装置２００を製造する工程、および前述の半導体装置２００の検査を行う工程を有する。
【００６８】
（半導体装置を製造する工程）
半導体装置２００を製造する工程は、例えば支持部材２１０上に、アイランド２２０および端子２４０を有するリードフレーム（不図示）と、半導体素子２３０とを順に積層し、固定する工程、半導体素子２３０と端子２４０とをワイヤ２５０で電気的に接続する（ワイヤボンディングする）工程、および半導体素子２３０とワイヤ２５０を樹脂材料などで封止する工程を有する。
【００６９】
半導体素子２３０とワイヤ２５０を樹脂材料で封止する方法は、特に制限されないが、例えばポッティング法、インサート成形法（トランスファー成形法、射出成形法）などでありうる。本実施の形態では、ポッティング法である。
【００７０】
（半導体装置を検査する工程）
得られた半導体装置２００の封止部２６０の内部におけるワイヤ２５０の埋設状態を、前述の方法で検査する。そして、ワイヤ２５０の表面と封止部２６０の表面との間の最小距離ｄを測定し、閾値の範囲内であるかどうかを確認する。最小距離ｄが閾値以上である場合、異常なしと判断し、そのときの製造条件を維持して半導体装置を製造する。最小距離ｄが閾値未満である場合、異常ありと判断し、最小距離ｄが閾値以上となるように製造条件を調整する。例えば、ワイヤボンディング工程におけるワイヤ２５０のループ形状やループ高さを調整したり、封止工程における樹脂材料の付与量や樹脂材料の粘度などを調整したりする。
【００７１】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、前述の検査方法で半導体装置を検査する工程を有する。前述の検査方法では、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を利用することから、半導体装置２００の封止部２６０の内部におけるワイヤ２５０の埋設状態を短時間で精度よく検査することができる。また、検査結果に基づいて、半導体装置２００の製造条件へのフィードバックを行うこともできる。それにより、半導体装置２００の製造効率を低下させることなく、信頼性の高い半導体装置２００を製造することができる。
【００７２】
（変形例）
なお、本実施の形態では、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）として、スペクトラルドメインＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）を利用した検査装置および検査方法を示したが、これに限定されず、スイプトソープＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ）やタイムドメインＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）を利用した検査装置および検査方法であってもよい。ＳＳ−ＯＣＴを利用する場合、分光器１６０は不要であるとともに、光源として波長掃引レーザーを用いる。ＴＤ−ＯＣＴを利用する場合、分光器１６０は不要であるとともに、導光部１５０のミラー１５３は、制御処理部１７０によって動くように構成される。
【００７３】
また、本実施の形態では、測定光の走査を、ガルバノミラー１３４の角度を調整することによって行う例を示したが、これに限定されず、光走査部１３０とステージ１４０の相対的な位置関係を変化させること（例えば光走査部１３０を固定し、ステージ１４０をＸＹＺ軸方向に可動にすること）によって行ってもよい。
【００７４】
また、本実施の形態では、半導体装置として、支持部材２１０として絶縁板を用いたリードフレームタイプの半導体装置２００を用いる例を示したが、これに限定されない。
【００７５】
図５ＡおよびＢは、変形例に係る半導体装置３００および４００の構成を示す断面図である。図５Ａに示されるように、支持部材３１０は、放熱板であってもよい。その場合、端子３４０は、支持部材３１０上に絶縁層３２０を介して配置された電極でありうる。また、図示しないが、支持部材２１０は、裏面に電極が配置されたプリント基板などであってもよい。さらに、図５Ｂに示されるように、封止部２６０の外側がさらにモールド樹脂などの第２封止部２７０で封止されていてもよい。その場合、封止部２６０は、例えば熱可塑性樹脂であり、第２封止部２７０は、例えば熱硬化性樹脂でありうる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の半導体装置の検査方法は、例えば半導体素子およびワイヤが封止部で封止された構造を有する半導体装置の検査工程およびそれを用いた半導体装置の製造工程に用いることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１０ａ〜ｄ  光ファイバー
１００  検査装置（半導体装置を検査するための検査装置）
１１０  光出射部
１１１  第１光源
１１２  光源制御部
１２０  ファイバーカプラ（光分波部、干渉光生成部）
１３０  光走査部
１３１  第１コリメートレンズ
１３２  ガルバノスキャナー
１３３  対物レンズ
１３４  ガルバノミラー
１３５  角度調整部
１４０  ステージ
１５０  導光部
１５１  第２コリメートレンズ
１５２  集光レンズ
１５３  ミラー
１６０  光検出部
１６１  第３コリメートレンズ
１６２  分光器
１６３  結像レンズ
１６４  受光センサー
１６５  受光センサー制御部
１７０  制御処理部（処理部）
１８０  表示部
２００  半導体装置
２１０  支持部材
２２０  アイランド
２３０  半導体素子
２４０  端子
２４０ａ  内部端子
２４０ｂ  外部端子
２５０  ワイヤ
２６０  封止部
２７０  第２封止部
【図１】
2019120663.tif 000003
【図２】
2019120663.tif 000004
【図３】
2019120663.tif 000005
【図４】
2019120663.tif 000006
【図５】
2019120663.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月12日(2019.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と、前記支持部材上に配置された半導体素子と、前記半導体素子から離れて配置された端子と、前記半導体素子と前記端子とを電気的に接続するワイヤと、前記半導体素子と前記ワイヤとを封止する封止部とを有する半導体装置の検査方法であって、
前記封止部に光を照射して、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を行う工程と、
前記光干渉断層撮影（ＯＣＴ）で得られた断層画像に基づいて、前記封止部の内部における前記ワイヤの埋設状態を検査する工程と
を有し、
前記ワイヤの埋設状態を検査する工程では、前記断層画像に基づいて、前記ワイヤと前記封止部の表面との間の距離を測定する、
半導体装置の検査方法。
【請求項２】
前記ワイヤの埋設状態を検査する工程では、前記断層画像に基づいて、前記ワイヤの表面と前記封止部の表面との間の最小距離を測定する、
請求項１に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項３】
支持部材と、前記支持部材上に配置された半導体素子と、前記半導体素子から離れて配置された端子と、前記半導体素子と前記端子とを電気的に接続するワイヤと、前記半導体素子と前記ワイヤとを封止する封止部とを有する半導体装置の製造方法であって、
請求項１または２に記載の方法で、前記封止部の内部における前記ワイヤの埋設状態を検査する工程を含む、
半導体装置の製造方法。
【請求項４】
光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を用いて半導体装置を検査するための検査装置であって、
前記半導体装置を配置するためのステージと、
前記半導体装置に照射する光を出射するための光出射部と、
前記光の光路上に配置され、前記光を測定光と参照光とに分波するための光分波部と、
前記測定光の照射位置を、前記半導体装置の表面の面内方向に沿って走査するための光走査部と、
前記測定光の前記半導体装置からの反射光と、前記参照光とを合波して、干渉光を生成するための干渉光生成部と、
前記干渉光を分光するための分光器と、前記分光器により分光された前記干渉光を検出するための受光センサーとを有し、前記受光センサーにより前記干渉光を検出するための光検出部と、
前記光検出部で検出された検出結果に基づいて、断層画像を得るための処理部と
を有し、
前記半導体装置は、支持部材と、前記支持部材上に配置された半導体素子と、前記半導体素子から離れて配置された端子と、前記半導体素子と前記端子とを電気的に接続するワイヤと、前記半導体素子と前記ワイヤとを封止する封止部とを有し、
前記処理部は、前記断層画像に基づいて、前記ワイヤと前記封止部の表面との間の距離を算出する、
半導体装置の検査装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記断層画像に基づいて、前記ワイヤの表面と前記封止部の表面との間の最小距離を算出する、
請求項４に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項６】
前記断層画像を表示するための表示部をさらに有する、
請求項４または５に記載の半導体装置の検査装置。