JPS5851416B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体装置の製造方法に関し、特に金属細線
の半導体ペレットのボンディング位置認識を容易にする
ための、電極パターンの構造に関するものである。

一般に、ステム上に載置された半導体ペレットから金属
細線を引出す場合、超音波で振動するボンディングツー
ルを用いて、金線又はアルミニウム線を半導体ペレット
上の電極に押し当てて、その摩擦熱で金属細線と電極面
とを溶着している。

この場合、ボンディングツールを半導体ペレットの電極
に対して位置決めしなければならないので、従来は各半
導体ペレットごとに目祝し、マニピュレータを操作して
位置合せしていた。

しかし、この方法は、作業性が悪いので、これを高能率
化するために、自動ボンディング法が行なわれている。

これは、ステム上に載置された半導体ペレットをＣＣＤ
カメラ等で撮像してパターン認識を行ない、半導体ペレ
ットの位置及びその電極位置を検出し、ボンディング装
置をコンピュータで制御して自動的にボンディング作業
を行なわせるものである。

ところで、このパターン認識は具体的には次のような手
順で行なわれている。

まず、第１図に示すように、ステム上に半田１で固着さ
れた半導体ペレット２をＣＣＤカメラ等で撮像する。

このようにして得られた画面情報は縦横で、例えば１９
０Ｘ２４４ビツトの絵素に分割されたものである。

これを適当な基準値で判定して二値化し、各絵素ごとに
白又は黒に分割された画面情報を得る。

二値化された画面情報は第２図に示すように、半導体ペ
レット２上のアルミ蒸着電極３が白、絶縁被膜である酸
化膜４及び半導体ペレット２の底面から周囲に拡がった
半田層１が黒に識別される。

また、半導体ペレツ）２の角部２′や半田層１の一部１
′も光の反射条件によって不規則に白と識別される。

このように二値化された半導体ペレット２の画面情報か
ら、電極上の特定された金属細線のボンディング位置を
検出するためには、光の反射条件等によって生じた半田
層１の一部１′等からの誤情報を取り除くと共に、電極
３より得られた白いパターンの周辺部を取除かなければ
ならない。

このため、従来は第３図に示すように、一定間隔で窓５
のある判定用のマスク６で画面情報を走査し、各席から
見られる絵素が黒か白かを調べ、全部の窓５が白であっ
た時、始めて中央の窓５ｓに対応する絵素を白であると
し、一つでも黒が見られた窓５があれば、中央の窓５ｓ
に対応する絵素を強制的に黒にするという操作を、画面
の全領域に対して行なう。

すると、第４図に示す如く小面積の白いパターンは消え
大きな面積の白いパターンもその周辺部が削られて面積
が少さくなる。

この走査を判定用のマスク６を逐時小さなもの及び形状
の異なるものに取替えながら繰返すことにより、第５図
に示すように、半導体ペレットの角部２′や半田層の一
部１′からの不連続な反射による誤情報の白いパターン
が消えると共に、電極中央部のボンディング位置のみに
白いパターン３′が残される。

そして、第６図に示すように、この残された白いパター
ン３′が収まる矩形状の枠を測定し、そのＸ方向及びＹ
方向のｒ−タからその中心の座標を算出して、ボンディ
ング位置８を検出していた。

ところが、半導体ペレット２の電極３は特性との関係で
特定されて複雑な形状となっている。

このため、窓のある判定用のマスク６で順次走査する方
式をとっても正確な位置出しができない場合があった。

例えば、第１図に示すような電極パターンを持つ半導体
ペレット２では、最終的に残された白いパターン３′が
縦長になり、縦方向の精度が出しにくい。

このため、第１図に示すように、縦長のマスク７を用い
て、これを修正する方法もある。

しかし、ＣＣＤカメラ等による撮影が良好に行なわれな
いで電極周辺部の細い酸化膜４が白く写ることがあり、
判定用のマスク６で走査した後の画面情報が縦方向に長
くなり易い。

すると、最終的にボンディング位置を検出する場合、縦
方向に延びた長さのほぼ半分程度の位置ズレが生じる。

このように、撮影による写りがわるいと、判定用マスク
６．７の種類を換え組合せ使用しても画面情報の修正は
できず、検出誤差となってしまう問題があった。

そこで、この発明は上記欠点に鑑み、これを改良して、
電極内に電極面とコントラストを持つ点状ないし線状の
パターンを設けることによって、マスク処理による電極
内のボンディング位置の検出を容易化するものである。

この発明の電極内に設けられる点状ないし線状のパター
ンは、二値化され判定用マスクで走査された時の白いパ
ターンが長手方向に延びるおそれのある位置に設ければ
よい。

例えば、第１図に示しとような半導体ペレット２では、
電極３，３を仕切る細い酸化膜４によって、電極３は細
長く延びている。

そして、先細になった側の電極部３“は、二値化され判
定用マスク６で走査した時に白いパターンが不安定に長
手方向に延び易い。

従って、この場合は、第８図に示すように、電極３のボ
ンディング位置８と電極３の先細部３“との間に電極と
コントラストを持つ点状のパターン９を設ける。

この点状のパターン９は、電極形成時に酸化膜４と同時
形成すればよい。

また、この点状のパターン９は電極形成後、特性上影響
のないインクをつけて形成してもよい。

このように、点状のパターン９が形成しであると、ＣＣ
Ｄカメラ等で撮像した画像を二値化した後、判定用マス
ク６で走査すれば、点状パターン９の周囲に黒いパター
ンが広がっていき、第９図及び第１０図に示すように、
判定用マスク６を徐々に小さいものに換えて走査するご
とに白いパターン３′は３ａから３ｂへと縮小されて、
正規のボンディング位置８に、円形に近い形の白いパタ
ーン３ｂが残される。

これに対して、そのＸ方向及びＹ方向への分布を測定し
、その中心位置を演算することにより正確なボンディン
グ位置検出ができる。

なお、電極とコントラストを持つ点状パターンは、半導
体ペレット２の電極形状に応じて、適当な場所に一箇所
以上設けることができる。

例えば、電極のボンディング位置を囲んで数箇所設けて
もよいわけである。

しかし、酸化膜により多数設けると電極面積が減少して
電流容量が小さくなるので、好ましくない。

電極形状やパターンのカメラへの写りの悪さによって長
手方向に延びるおそれのある場合、そのストッパーとな
るように形成するのが効果的である。

以上説明したように、この発明によれば、二値化された
半導体ペレットの画像から電極上のボンディング位置を
認識する場合、電極の形状が不規則に広がっているため
の、認識精度の悪さ、及び電極の境界が細くて画像が正
確に写らなかった場合の認識誤差を、解消できる。

また、この発明のパターン認識は点状ないし線状のパタ
ーンを用い、縦横の広がりがほぼ同じに設定した領域か
ら徐々に縮小してボンディング位置を検出するので、従
来のように、一方向の長さを多く縮小するために第７図
に示すような不規則な形状の判定用マスク７を用いる必
要がなくなり、信頼性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はステム上に載置された従来の半導体ペレットを
示す図、第２図は同半導体ペレットを撮像して二値化し
た画像を示す図、第３図及び第７図はボンディング位置
の判定用マスクの形状例を示す図、第４図及び第５図は
、第２図に示した二値化された画像から判定用マスクを
用いてボンディング位置をパターン認識する手順の説明
図、第６図は縮小された電極パターンからボンディング
位置を検出する方法の説明図、第８図はステム上に載置
されたこの発明の半導体ペレットを示す図、第９図及び
第１０図は、第８図の半導体ペレットを撮像して得た画
像から判定用マスクを用いてパターン認識する手順の説
明図である。 １・・・・・・半田層、１′・・・・・・半田層中で反
射により白く見える部分、２・・・・・・半導体ペレッ
ト、３・・・・・・電極、４・・・・・・酸化膜、５，
５ｓ・・・・・・判定用マスクの窓、６，７・・・・・
・判定用マスク、８・・・・・・ボンディング位置、９
・・・・・・点状パターン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体ペレットの認識画像における電極部分をマス
   ク処理することにより金属細線のボンディング位置を決
   定するに先立って、半導体ペレットの電極面に電極表面
   とコントラストを持つ点状ないし線状のパターンを適宜
   に形成することにより、マスク処理の範囲を縮少化する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。