JPH02140605A - 物体形状検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、物体形状検査装置に係り、詳しくは、ＬＳＩ
等の内部の線状物体の形状を検査する物体形状検査装置
に関する。

半導体集積回路の製造工程においては、電気試験だけで
な（、各工程の外観検査も重要である。

外観検査の中には、ワイヤボンディング後のワイヤの垂
れ下がり、高さ不足欠陥の検査がある。

える装置の開発が望まれている。

そこで、本発明は、物体の形状を自動的に精度良くかつ
効率的に検査して信頼性の向上に寄与できる物体形状検
査装置を提供することを目的としている。

〔従来の技術〕

従来、ＩＣチップ内部におけるワイヤボンディング後の
ワイヤの垂れ下がりや高さ不足等の欠陥の検査は、大部
分作業者の目視により検査されている。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、このような従来の検査にあっては、あく
までも作業者の目視による検査であるため、個人差によ
る検査基準のばらつき、疲労によ−る欠陥の見逃しの恐
れなどから、検査の精度や効率が悪く信頼性を向上でき
ないという問題点があった。

そのため、目視によらず自動的に外観検査を行〔課題を
解決するための手段〕 本発明による物体形状検査装置は上記目的達成のため、
所定の光を被測定対象物に対し所定角度で照射する照明
手段と、被測定対象物からの反射光を撮像する撮像手段
と、撮像手段の出力に基づいて該反射光の反射位置から
被測定対象物の形状を検査する検査手段とを備え、前記
照明手段は、所定の光源からの光をレンズによりビーム
状に絞り、ファイバーグレイティングでスポット光とし
た後、シリンドリカルレンズで所定間隔のスリット光と
して照射するように構成されている。

〔作用〕

本発明では、照明手段により所定の光がビーム状のスリ
ット光として被測定対象物に照明され、その反射光が撮
像手段によって撮像された後、スリット光に対する反射
光の反射位置から被測定対象物の形状が検査される。こ
の場合、照明手段においては、光源の光がレンズにより
ビーム状に絞られファイバーグレイティングでスポット
光とされた後、シリンドリカルレンズで所定間隔の強い
パワーのスリット光として照射される。

したがって、被測定対象物の形状が精度、効率とも良く
自動的に検査されるとともに、特に被測定対象物が鏡面
線状物体のような場合でも各々のスリット光が強いパワ
ーを有しているため、十分な反射光が得られ良好な検査
が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

最初に、本発明の詳細な説明する。本発明は外観検査の
中のワイヤ高さ形状検査の一つの方法として本発明者が
開発した光切断法を原理としており、その原理的構成図
は第１図のように示される。第１図において、１は照明
装置（照明手段）、２は対象物で、例えばＩＣチップの
ボンディングワイヤ、３は撮影装置（撮像手段）、４は
情報処理装置（検査手段）、５はモニタである。同図に
示すような高さの対象物２に照明装置ｌから照射角αで
スリット光１ａを照射し、その反射信号１ｂを撮像装置
３より画像入力し、情報処理装置４で処理する。そして
、この情報処理装置４で撮像画像の中のスリット光ｌａ
のずれβを検出し、対象物２の高さｈを ｈ千１−ｔａｎα・・・・・・■ なる関係式から求める。このような原理によりワイヤの
高さ形状の検査が自動的に可能となり、検出精度が向上
し効率もアップする。

第２〜５図は上記原理に基づく物体形状検査装置の一実
施例を示す図であり、本発明をｒｃチップにおけるワイ
ヤボンディング後のワイヤ形状の検査に適用した例であ
る。まず、構成を説明する。

第２図は光切断法による物体形状検査装置の構成を示す
ブロック図であり、この図において、１０は照明装置（
照明手段）、１１は対象物としてのＩＣチップ、１２は
撮像装置（撮像手段）、１３は情報処理装置（検査手段
）、１４はモニタである。１０はレーザビームを等間隔
の複数のスリット光１０ａに分光して切断光を作成し、
ＩＣチップ１１に照射するもので、本実施例の場合、Ｉ
Ｃチップ１１に対して４方向から照射可能なようになっ
ている。

−例としである一方向における照明装置１０の詳細な構
成は第３図のように示される。同図において、照明装置
ｌＯは光源として半導体レーザ１５、レンズ１６、ファ
イバーグレイティング１７、平凹シリンドリカルレンズ
１８および両凸シリンドリカルレンズ１９により構成さ
れる。そして、半導体レーザ１５により発生した所定波
長のレーザ光をレンズ１６により絞ってレーザビームと
し、ファイバーグレイティング１７に照射する。ファイ
バーグレイティング１７は透過型回折格子であり、干渉
によりレーザビームをスポット光１７ａに変える。平凹
シリンドリカルレンズ１８はスポット光１７ａをスリッ
ト光に変え、両凸シリンドリカルレンズ１９はこのスリ
ット光をさらに絞り込んで狭い等間隔のスリット光１０
ａとしＩＣワイヤの照射面２ｏに照射する。照射面２０
はＩＣチップ１１のワイヤの表面に相当しており、第２
図でも照射面としてそのように符号を付している。この
場合、照射面２ｏにおけるスリット光の間隔は５００μ
ｍ、スリット光の幅は６０μｍ程度であり、強いパワー
を有している。第３図中、ｆ＋、Ｌ、ｆ３は平凹シリン
ドリカルレンズ１８、両凸シリンドリカルレンズ１９の
それぞれの焦点距離を表しており、ｆ＋　　＝　　１２
．７ｍｍ、ｆｚ　＝　１００　ｍｍｆ：＋＝５０ｍｍで
ある。また、ａはファイバーグレイティング１７と平凹
シリンドリカルレンズ１８とのレンズ間距離、ｂは平凹
シリンドリカルレンズ１８と両凸シリンドリカルレンズ
１９とのレンズ間距離、Ｃは照射距離を示し、それぞれ
ａ　＝　５ｍｍ、　ｂ　＝１２１１１’ｌ１％　Ｃ＝１
００　＋ｙｕｎとなッテイル。

再び第２図に戻り、ＩＣチ・ノブ１１の照射面２ｏがら
の反射光２１は撮像装置１２によって撮像されるように
なっており、撮像装置１２はこれをビデオ信号（ＶＩＤ
ＥＯ）に変換して情報処理装置１３に出力する。

情報処理装置１３はＡ／Ｄ変換器３１、画像メモリ（Ｆ
Ｍ）　３２、ワイヤ検査論理回路３３、制御回路３４、
切換制御回路３５およびレーザドライバ３６により構成
される。Ａ／Ｄ変換器３１はビデオ信号をＡ／Ｄ変換し
、ビデオ信号はモニタ１４によって表示されるとともに
、画像メモリ３２に取り込まれる。モニタ１４としては
、例えばＣＲＴが用いられる。画像メモリ３２からの画
像データはワイヤ検査論理回路３３に送られ、ワイヤ検
査論理回路３３はこの画像データに基づいてＩＣチップ
１１の照射面２０におけるワイヤでの反射位置を検出し
、ワイヤの高さを検査してモニタ１４の画面上に表示さ
せる。なお、検査結果はプリントアウトさせるようにし
てもよい。

一方、Ａ／Ｄ変換器３１の出力は制御回路３４にも送ら
れており、制御回路３４はＩＣチップ１１に対する照明
装置１０のスリット光１０ａの照射方向を切換えるため
の制御値を演算して切換制御回路３５に出力する。切換
制御回路３５は制御回路３４からの制御値に基づいて照
射方向切換えの命令を出す回路であり、撮像装置１２が
照射方向を切換えたときの動作信号を切換のための同期
信号（ＳＹＮＣ）として取り込み、レーザドライバ３６
に対して次回の切換命令を出力する。レーザドライバ３
６は切換制御回路３５からの切換命令に基づいて４つ設
けられた照明装置ｌＯを順次駆動し、点灯／消灯を行う
。本例では相対する二方向の照明装置１０を同時に点灯
させ、スリント光１０ａ同士が重ならないようにしてい
る。

すなわち、周囲４方のうち互いに向かい合う２組のスリ
ット光（切断光）１０ａを撮像装置１２の同期信号によ
り切り換え、互いに切り換わった２組の反射光による画
像を連続して入力している。

次に、作用を説明する。

被測定対象物なるＩＣチップ１１を所定位置に置き、制
御回路３４により切換制御回路３５を作動させてレーザ
ドライバ３６を駆動すると、照明装置ｌＯからのスリッ
ト光１０ａにより第４図に示すような光の反射画像が得
られる。第４図はＩＣチップ１１を上面方向（すなわち
、撮像方向）から見た図であり、図中、４１はリード端
子、４２はワイヤ、１０ａ。

はワイヤ４２以外の場所で反射したスリ・７ト光、１０
ａ２はワイヤ４２上で反射したスリット光を示している
。なお、実際上は第４図の上下方向あるいは左右方向に
３本のスリット光１０ａのみが同時に照射されるが、図
面上は４方向とも照射したように図示している。

ここで、ワイヤ４２について考察すると、例えば第５図
に示すように正常にポンディングされたワイヤ４２Ａの
場合の反射光は２１Ａのように反射し、一方、垂れ下が
ったり高さ不足の欠陥を起こしたワイヤ４２Ｂの場合の
反射光は２１Ｂのように反射してＩＲ像装置１２で↑最
像される。したがって、正常ワイヤ４２Ａと変形ワイヤ
４２Ｂとではスリット光１０ａの反射位置にずれが生じ
、前記０式の関係からワイヤ４２の高さ形状の検査が行
われる。しかも、この検査は全て自動的に行うことがで
き、その結果、検査精度を格段に向上させることができ
る。具体的には、検査基準のばらつき、欠陥の見逃しを
防いで、検査効率を高め、信頼性を向上させることがで
きる。

また、本実施例では、対象物がＩＣチップ１１のように
小さいことを考慮し、極めて狭い間隔を有するスリット
光１０ａを作成しており、しかも強いパワーとしている
。これは、対象物であるＩＣチップ１１のワイヤが鏡面
線状物体であるため、反射点から分散した光を十分にピ
ックアップして良好な検査ができるようにする必要があ
ることから、各々のスリット光１０ａに強いパワーをも
たせているのである。そのために開発したスリット光１
０ａを作成する方法は上記実施例のように示され、例え
ば他の方法であるマスクによって分光し、スリット光を
作成した場合に比べ、容易にかつ強いパワーの狭い間隔
のスリット光１０ａが作成できる。

また、照明装置ＩＯに用いているレンズ類は透過型であ
るため、パワーのロスが少なく強いパワーを得るのに適
している。

なお、上記実施例における照明装置では両凸シリンドリ
カルレンズによりスリット光を絞っているが、これに限
らず、平凸シリンドリカルレンズの組合せを用いてもよ
い。

また、本発明の通用はＩＣチップのワイヤに限るもので
はない。線状物体のループ形状検査を自動的に行うよう
な場合には他にも通用でき、勿論これ以外の物体の検査
も可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、強いパワーのスリット光を用いて物体
の形状を自動的に精度良くかつ効率的に検査することが
でき、信頼性の向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成図、 第２〜５図は本発明に係る物体形状検査装置の一実施例
を示す図であり、 第２図はその構成を示すブロック図、 第３図はその照明装置の詳細な構成を示す図、第４図は
そのスリット光の照射状況を示す図、第５図はそのワイ
ヤの検査を説明する図である。 ２・・・・・・対象物、 ３．１２・・・・・・撮像装置（撮像手段）、４．１３
・・・・・・情報処理装置（検査手段）、５．１４・・
・・・・モニタ、 １１・・・・・・ＩＣチップ、 １５・・・・・・半導体レーザ、 １６・・・・・・レンズ、 １７・・・・・・ファイハーダレイティング、１８・・
・・・・平凹シリンドリカルレンズ、１９・・・・・・
両凸シリンドリカルレンズ、２０・・・・・・照射面、 ２１・・・・・・反射光、 ４１・・・・・・リード端子、 ４２・・・・・・ワイヤ（被測定対象物）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定の光を被測定対象物に対し所定角度で照射する照明
   手段と、 被測定対象物からの反射光を撮像する撮像手段と、 撮像手段の出力に基づいて該反射光の反射位置から被測
   定対象物の形状を検査する検査手段とを備え、 前記照明手段は、所定の光源からの光をレンズによりビ
   ーム状に絞り、ファイバーグレイティングでスポット光
   とした後、シリンドリカルレンズで所定間隔のスリット
   光として照射するように構成されていることを特徴とす
   る物体形状検査装置。