(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ跡を含みワイヤボンディングの接合部を保持するパッドを、該パッドの略真上からと該パッドに対して少なくとも１つの斜めの方向からそれぞれ光照射し、この場合、前記略真上からの光照射による反射光の像に含まれる前記プローブ跡の像が、前記斜めの方向からの光照射による反射光の像に含まれる前記接合部の影の像により覆われるように、前記光照射がなされ、
前記パッドからのそれぞれの反射光を前記パッドの略真上の方向でそれぞれ撮像し、
前記撮像した画像をそれぞれの所定閾値と比較して、前記略真上からの光照射による撮像画像を、前記略真上からの光照射により形成される前記プローブ跡と前記接合部とを残りのパッド部分から区別できるような接合部及びプローブ跡の二値化画像に変換するとともに、前記斜めの方向からの光照射による撮像画像を、前記接合部の影の画像を残りのパッド部分及び接合部から区別できるような影の二値化画像に変換し、
前記接合部及びプローブ跡の二値化画像と前記影の二値化画像とに対して所定の論理演算することにより、前記プローブ跡の画像が除去された前記接合部のみの画像を得る、
という工程を備えるワイヤボンディング検査方法。
【請求項２】
前記接合部及び前記プローブ跡の二値化画像への変換は、前記接合部と前記プローブ跡の画像が論理“０”であり、前記残りのパッド部分の画像が論理“１”であるようにする変換であり、前記影の二値化画像への変換は、前記影の画像が論理“１”であり、前記残りのパッド部分及び接合部の画像が論理“０”であるようにする変換であり、前記所定の論理演算は前記接合部及び前記プローブ跡の二値化画像と前記影の二値化画像の論理和をとる演算である、請求項１記載のワイヤボンディング検査方法。
【請求項３】
前記接合部及び前記プローブ跡の二値化画像への変換は、前記接合部と前記プローブ跡の画像が論理“１”であり、前記残りのパッド部分の画像が論理“０”であるようにする変換であり、前記影の二値化画像への変換は、前記影の画像が論理“０”であり、前記残りのパッド部分及び接合部の画像が論理“１”であるようにする変換であり、前記所定の論理演算は前記接合部及び前記プローブ跡の二値化画像と前記影の二値化画像の論理積をとる演算である、請求項１記載のワイヤボンディング検査方法。
【請求項４】
前記接合部は、ワイヤを接合するボール部と該ボール部の接合されたワイヤ部からなる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のワイヤボンディング検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はワイヤボンディング検査方法に関し、特に、アルミ線ワイヤボンディングの接合部の自動外観検査において、接合部の形状計測の誤検出の原因となるパッド上のプローブ跡の画像と接合部の画像との分離を、接合部に対し斜め方向からの照射手段によって生じる接合部の影を利用することにより行い、接合部の形状の正確な自動計測を可能にするワイヤボンディング検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、例えば、特開平５−３３５３８９号公報に開示されているワイヤボンディング検査方法を説明する図である。図において、１はボール、２はワイヤ、３はパッド、４は絶縁膜であり、ボール１とワイヤ２でパッド３上のワイヤボンディングの接合部を形成している。パッド３はアルミニューム等で形成されているので輝度が大きく、ボール１及びワイヤ２は表面が傾きをもっているので輝度が小さく、絶縁膜は輝度が中間である。
【０００３】
接合部の略真上から接合部を中心に光照射をし、その反射光を撮像すると、図６の（ａ）に示すように、パッド３からの反射光は明るく、ボール１及びワイヤ２からなる接合部からの反射光は暗く、パッド３の周辺の絶縁膜４からの反射光は中間の明るさとなる。これらの反射光の画像を適当な閾値により二値化して、ボール１とワイヤ２の画像を論理“０”に、それら以外を論理“１”にして、図６の（ｂ）に示す二値化画像を得る。次いで、ボールの形状をしたマスクとパターンマッチングをしたり、図６の（ｃ）に示すＸ及びＹ方向の投影像をボールネック検出マスク及びボールエッジ検出マスクとパターンマッチング走査をすることにより、図６の（ｄ）に示すように、ボール部のみの画像を抽出して、ボールの形状検査を行っていた。このように、特開平５−３３５３８９号公報に記載の従来技術によれば、ワイヤとこれを接合するボールからなる接合部が搭載されているパッドに略真上からのみ光を照射し、ワイヤ接合部と背景となるパッドの輝度に差があることを利用して反射光から得られた接合部の画像を二値化し、次いで、マスクを用いて接合部の中心位置を決定している。
【０００４】
また、実開平第５−１３０４５号公報には、半導体ペレットを異なる波長の単色光を発する複数の光源で斜め方向の異なる位置から照明し、撮像データを二値化し、次いで合成することにより、半導体ペレットの輪郭を捕らえる技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年のワイヤの細線化に伴って、ワイヤ接合部の大きさも微細化してきており、従来ワイヤ接合部の大きさに対し微小であったチップ検査用の、図７の（ａ）に示されるプローブ跡５が無視できない状況となりつつある。このプローブ跡５はパッド３にプローブを当接する際にパッド３の一部が剥がれたり傷がついたりして形成されるものである。したがって、このプローブ跡５の材料はワイヤ接合部１及び２の材料と同じ金等の材料であり、且つ、プローブ跡５も接合部１及び２も共に反射率の大きいパッド３に対して表面がこすられて傷が形成されるので、表面がほぼ同じ状態であり、プローブ跡５の輝度とワイヤ接合部１及び２の輝度とが同じレベルである。
【０００６】
したがって、上記従来技術におけるようにパッド３とプローブ跡５を含む接合部１及び２の画像を二値化して、マスクを用いて接合部を検出しようとしても、図７の（ｂ）に示すように、このプローブ跡５の画像を除去したワイヤ接合部のみの画像を得ることは出来ないという問題点があった。また、画像処理をして得られた画像が図７の（ｃ）に示すように変形している場合に、上記従来技術による反射光の画像の二値化だけでは、その変形がプローブ跡の像によるものかワイヤ接合部の形状の不良なのかを判断することが出来ないという問題点もあった。
【０００７】
また、実開平第５−１３０４５号公報に記載の技術では、半導体ペレットを斜め方向の異なる位置から異なる波長の光で照明しているが、プローブ跡についての対策はなされていない。
本発明の目的は、上記従来技術における問題点に鑑み、表面状態や反射率に差がないワイヤ接合部とプローブ跡とを区別して、ワイヤ接合部のみの画像を正確に検出できるワイヤボンディング検査方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、接合部及びプローブ跡の二値化画像と接合部の影の二値化画像とに対して所定の論理演算をすることにより、プローブ跡の画像が除去された接合部のみの画像を得る、という手段を採用することができる。
この手段によると、略真上からの光照射による反射光の像に含まれるプローブ跡の像が、斜めの方向からの光照射による反射光の像に含まれる接合部の影の像により覆われるように光照射がなされるので、上記所定の論理演算によりプローブ跡の画像を確実に除去できる。
【０００９】
なお、接合部及び前記プローブ跡の二値化画像への変換は、接合部と前記プローブ跡の画像が論理“０”であり、残りのパッド部分の画像が論理“１”であるようにする変換であり、影の二値化画像への変換は、影の画像が論理“１”であり、残りのパッド部分及び接合部の画像が論理“０”であるようにする変換するであり、上記所定の論理演算は接合部及びプローブ跡の二値化画像と影の二値化画像との論理和をとる演算であることが望ましく、より確実にプローブ跡の画像を除去できる。
【００１０】
さらに、前記少なくとも１つの斜めの方向からの光照射は、パッドの右斜め方向からの照射とパッドの左斜め方向からの照射を含み、得られた二値画像の論理積を論理的に反転することにより上記影の二値画像を得ることが望ましく、より一層確実にプローブ跡の画像を除去できる。
また、接合部及びプローブ跡の二値化画像への変換は、接合部とプローブ跡の画像が論理“１”であり、残りのパッド部分の画像が論理“０”であるようにする変換であり、影の二値化画像への変換は、影の画像が論理“０”であり、残りのパッド部分及び接合部の画像が論理“１”であるようにする変換であり、上記所定の論理演算は接合部及びプローブ跡の二値化画像と影の二値化画像の論理積をとる演算であるようにしてもよく、この場合もより確実にプローブ跡を除去できる。この場合は、前記少なくとも１つの斜めの方向からの光照射は、パッドの右斜め方向からの照射とパッドの左斜め方向からの照射を含み、得られた二値画像の論理積を上記影の二値画像とする。
【００１１】
なお、接合部は、ワイヤを接合するボール部と該ボール部の接合されたワイヤ部からなっており、したがって、ボール部と該ボール部の接合されたワイヤ部のみの画像を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって詳述する。
図１は本発明の一実施例によるワイヤボンディング検査方法を説明するフローチャート、図２は図１に示した方法を実施するためのワイヤボンディング検査システムの構成図、図３は図１に示した方法を模式的に説明する図である。
【００１３】
図２において、２１はハーフミラー２４を介して、パッド３の上のボンディングワイヤの接合部のボール１の略真上方向から光照射するための同軸落射照明部２１、２２はボール１の左斜め上方からボール１を照射するための左斜方照明部、２３はボール１の右斜め上方からボール１を照射するための右斜方照明部、６は左斜方照明部２２及び右斜方照明部２３による光照射により、パッド３上に形成されたボール１の影、２５は同軸落射照明部２１、左斜方照明部２２及び右斜方照明部２３からの光がパッド３、ボール１、影６、及び図２には図示されていないワイヤ２により反射された反射光をそれぞれ撮像する撮像部、２６は撮像部２５によって撮像された画像を多値画像データに変換して格納するデータ記録部、２７はデータ記録部２６に格納された画像データを二値画像に画像処理する画像処理部、２８はデータ記録部２６に格納された多値画像データを二値画像データに変換するための閾値と検査手順とを格納する評価ファイル部、そして２９は画像処理部２７により二値化された画像データを評価ファイル部２８に格納されている検査手順に従って検査し、ボール１の形状を評価する検査評価部である。
【００１４】
次に、図１〜図３により、本発明の一実施例によるワイヤボンディング検査方法を説明する。
ステップ１０１〜１０３において、同軸落射照明部２１、左斜方照明部２２及び右斜方照明部２３により、パッド３とその周辺の絶縁膜４とパッド３の上のボール１及びワイヤ２からなる接合部とを光照射する。接合部はある高さを持っているので、左斜方照明部２２及び右斜方照明部２３による光照射により、接合部の影６ができる。左斜方照明部２２及び右斜方照明部２３による照射の角度は、この影６の像の大きさがプローブ跡５の像の大きさより大きくなるように定められている。即ち、略真上からの光照射による反射光の像に含まれるプローブ跡５の像が、斜めの方向からの光照射による反射光の像に含まれる接合部の影６の像により覆われるように、照射される。
【００１５】
ステップ１０４〜１０６において、上記光照射による反射光をそれぞれ撮像部２５により撮像する。図３の（ａ）は同軸落射照明部２１による光照射の反射光の画像を示し、図３の（ｂ）は右斜方照明部２３による光照射の反射光の画像を示し、図３の（ｃ）は左斜方照明部２２による光照射の反射光の画像を示している。図３の（ａ）の画像にはプローブ跡５の画像があり、図３の（ｂ）及び（ｃ）の画像には影６の画像がある。図３の（ａ）〜（ｃ）において、パッド１の画像が最も明るく、絶縁膜４の画像は中間の明るさであり、ボール１、ワイヤ２及びプローブ跡５の画像は絶縁膜４の画像より暗い。さらに、影６の画像は最も暗い。
【００１６】
ステップ１０７において、ボール１、ワイヤ２及びプローブ跡５の画像を論理“０”にし、他の部分を論理“１”にする二値化を行うことにより、図３の（ｄ）に示す二値化画像を得る。同様に、ステップ１０８及び１０９において、影６の画像を論理“０”にし、他の部分を論理“１”にする二値化を行うことにより、図３の（ｅ）及び（ｆ）に示す二値化画像を得る。この二値化の処理は、図２のデータ記録部２６及び画像処理部２７にて行う。即ち、撮像部２５から出力されたそれぞれのアナログ画像信号は、データ記録部２６においてそれぞれ多値ディジタル画像データに変換されて、別々のエリアに格納される。次に画像処理部２７は評価ファイル部２８に格納されている閾値を用いて、各多値ディジタル画像データを二値データに変換する。即ち、図３（ａ）の画像に対しては、比較的高い閾値により、パッド３及び絶縁膜４の像を論理“１”に、またボール１とワイヤ２とプローブ跡５の像を論理“０”にし、図３（ｂ）及び（ｃ）の画像に対しては、比較的低い閾値により、パッド３、絶縁膜の像だけでなくボール１及びワイヤ２からなる接合部の像も論理“１”にし、影６の像のみを論理“０”にする。
【００１７】
次にステップ１１０において、ステップ１０８及び１０９にて得られた図３の（ｅ）及び（ｆ）に示す二値画像データの論理積をとり、それを論理的に反転する。こうして、図３の（ｇ）に示される、白と黒が反転した、影のみの画像が得られる。
次にステップ１１１において、ステップ１０７で求めた図３（ｄ）に示すボール１とワイヤ２とプローブ跡５とを“０”とした二値画像データと、ステップ１１０で求めた図３（ｇ）に示す反転した影のみの画像との論理和をとると図３の（ｈ）に示すようにボール１とワイヤ２からなる接合部のみの画像が得られる。
【００１８】
ステップ１１２では検査評価部２９が評価ファイル部２８に格納されている検査基準と検査手順に従って、接合部を検出し、ステップ１１３でその検出された接合部が不良かどうかを検査する。
図４は本発明の他の実施例によるワイヤボンディング検査方法を説明するフローチャート、図５は図４に示した方法を模式的に示す図である。この方法を実施刷るためのシステムの構成は図２のものと同じである。
【００１９】
図４において、ステップ４０１〜４０９は図１におけるステップ１０１〜１０９と全く同じであり、図１の実施例との相違点は、図１においては、ステップ１０７で得られた接合部とプローブ跡５の二値画像を白黒反転させず、ステップ１１０では影６の二値画像を白黒反転させており、ステップ１１１ではこれらの論理和をとっているのに対し、図４のステップ４１０では接合部とプローブ跡５の二値画像を白黒反転させ、ステップ４１１では左右の斜方照明による二値画像の論理積をとるだけで反転させておらず、ステップ４１２でこれらの論理積をとっている点である。
【００２０】
上記図１と図４との比較に対応して、図５の（ａ）〜（ｆ）は図１の（ａ）〜（ｆ）と全く同じであり、図５の（ｇ）では影６の二値画像が反転されておらず、図５の（ｈ）では接合部の二値画像が反転されている。そして、図５の（ｉ）では反転された接合部の二値画像と反転されていない影６の二値画像との論理積により、接合部のみの画像を得ている。
【００２１】
以上の各実施例では、左右の２つの照明部を用いて斜め方向については２方向から光照射しているが、プローブ跡が接合部の左側又は右側の何れか一方に存在していることが予めわかっている場合には、斜め方向の照射はそのプローブ跡を覆うように一方向のみからの照射でもよい。この場合は、実施例１における論理積の演算、又は図４における倫理積の演算は不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるワイヤボンディング検査方法を説明するフローチャートである。
【図２】図１に示した方法を実施するためのワイヤボンディング検査システムの構成図である。
【図３】図１に示した方法を模式的に説明する図である。
【図４】本発明の他の実施例によるワイヤボンディング検査方法を説明するフローチャートである。
【図５】図４に示した方法を模式的に説明する図である。
【図６】従来のワイヤボンディング検査方法を説明する模式図である。
【図７】図６に示した従来方法の問題点を説明する模式図である。
【符号の説明】
１…ボール
２…ワイヤ
３…パッド
４…絶縁膜
５…プローブ跡
６…影
【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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