DE102022130668A1 - Halbleiter-Herstellungseinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung - Google Patents

Halbleiter-Herstellungseinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung Download PDF

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Abstract

Eine Halbleiter-Herstellungseinrichtung weist ein Werkzeug (1) auf, das einen Verbindungsvorgang mittels Ultraschallschwingungen durchführt, während auf einen Metallanschluss (8) eine Last aufgebracht wird. Das Werkzeug (1) weist eine Vielzahl von Erhebungen (3a, 3b und 3c) auf, die entlang der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung auf einer Pressfläche (2) in rechteckiger Form an einem dem Metallanschluss (8) zugewandten Spitzenendteilbereich angeordnet sind. Die Abstände zwischen der Vielzahl von Erhebungen (3a, 3b und 3c) sind in der X-Richtung der Pressfläche (2) gleich und sind auf der inneren Peripherieseite größer als auf der äußeren Peripherieseite in der Y-Achsenrichtung der Pressfläche (2).

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Halbleiter-Herstellungseinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung.
  • Beschreibung der Hintergrundtechnik
  • Herkömmlicherweise wurde Ultraschall-Bonding genutzt, um ein zu verbindendes Objekt wie etwa einen Metallanschluss einer Halbleitervorrichtung zu verbinden. Ultraschall-Bonding ist ein Verfahren, bei dem ein Verbindungsvorgang mittels Ultraschallschwingungen durchgeführt wird, während unter Verwendung eines Werkzeugs eine Last auf ein zu verbindendes Objekt aufgebracht wird.
  • Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2014-179435 offenbart zum Beispiel eine Einrichtung für Ultraschall-Bonding, bei der eine Vielzahl von Erhebungen mit einer Form, bei der die Breite in Richtung des Spitzenendes schmaler wird, auf einer Pressfläche angeordnet ist, bei der es sich um einen Teilbereich am Ende der Spitze bzw. Spitzenendteilbereich eines Werkzeugs handelt, das Werkzeug mittels Ultraschallschwingungen in Schwingung versetzt wird, und die Vielzahl von Erhebungen einen Metallanschluss presst, um ein Metall-Bonding durchzuführen.
  • Bei der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-179435 beschriebenen Einrichtung für Ultraschall-Bonding wird jedoch, wenn das Werkzeug mit dem Metallanschluss in Kontakt kommt, das den Metallanschluss bildende Metall freigesetzt bzw. verdrängt (engl. discharged) und wird ein Haarkristall bzw. Whisker erzeugt. Wenn die Erhebung an der Spitze des Werkzeugs tief gegen den Metallanschluss gepresst wird, breitet sich der Whisker ohne einen zwischen den benachbarten Erhebungen verbleibenden Raum in Richtung des breiten Raums an der äußeren Peripherieseite der Pressfläche aus. Daher ist es nicht einfach, die Whisker zu entfernen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Technik bereitzustellen, mit der ein Vorgang zum Entfernen von Whiskern leicht durchgeführt werden kann.
  • Eine Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung weist ein Werkzeug auf, das einen Verbindungsvorgang mittels Ultraschallschwingungen durchführt, während auf einen Metallanschluss eine Last aufgebracht wird.
  • Das Werkzeug weist eine Vielzahl von Erhebungen auf, die entlang einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung, die eine die erste Richtung schneidende Richtung ist, auf einer Pressfläche in einer rechteckigen Form an einem dem Metallanschluss gegenüberliegenden bzw. zugewandten Spitzenendteilbereich angeordnet sind.
  • Die Abstände zwischen der Vielzahl von Erhebungen sind in der ersten Richtung der Pressfläche gleich und sind auf der inneren Peripherieseite größer als auf der äußeren Peripherieseite in der zweiten Richtung der Pressfläche.
  • Da die innere Peripherieseite größer als die äußere Peripherieseite in der zweiten Richtung der Pressfläche ist, breitet sich ein zur Zeit eines Verbindungsvorgangs erzeugter Whisker leicht in der ersten Richtung entlang der inneren Peripherieseite in der zweiten Richtung der Pressfläche aus.
  • Da die Erzeugungsrichtung des Whiskers begrenzt werden kann, kann infolgedessen der Vorgang zum Entfernen des Whiskers leicht durchgeführt werden.
  • Diese und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ersichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.
  • Figurenliste
    • 1A bis 1C sind eine Unteransicht und Seitenansichten eines Werkzeugs, das in einer Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform enthalten ist;
    • 2 ist eine Querschnittsansicht und eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils, die einen Zustand veranschaulichen, in dem der Metallanschluss mittels eines Werkzeugs gepresst wird, das in der Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform enthalten ist;
    • 3A bis 3C sind eine Unteransicht und Seitenansichten eines Werkzeugs, das in einer Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform enthalten ist;
    • 4A bis 4C sind eine Unteransicht und Seitenansichten eines Werkzeugs, das in einer Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform enthalten ist;
    • 5A bis 5C sind eine Unteransicht und Seitenansichten eines Werkzeugs, das in einer Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform enthalten ist;
    • 6A bis 6C sind eine Unteransicht, eine Seitenansicht und eine entlang einer Linie A-A genommene Querschnittsansicht eines Werkzeugs, das in einer Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform enthalten ist;
    • 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bevor ein Metallanschluss mittels eines Werkzeugs gepresst wird, das in einer Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der verwandten Technik enthalten ist;
    • 8A und 8B sind eine Querschnittsansicht und eine Unteransicht, die einen Zustand veranschaulichen, in dem ein in der Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der verwandten Technik enthaltenes Werkzeug mit einem Metallanschluss in Kontakt ist;
    • 9A und 9B sind eine Querschnittsansicht und eine Unteransicht, die einen Zustand veranschaulichen, in dem ein Metallanschluss mittels eines in der Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der verwandten Technik enthaltenen Werkzeugs gepresst wird; und
    • 10A und 10B sind eine Querschnittsansicht und eine Unteransicht, die einen Zustand veranschaulichen, in dem ein Metallanschluss mittels eines in der Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der verwandten Technik enthaltenen Werkzeugs tief gepresst wird.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • <Verwandte Technik>
  • Zunächst wird der Stand der Technik bzw. die verwandte Technik einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben. 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bevor ein Metallanschluss 8 mittels eines Werkzeugs 51 gepresst wird, das in einer Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der verwandten Technik enthalten ist. 8A ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das Werkzeug 51 mit dem Metallanschluss 8 in Kontakt ist. 8B ist eine Unteransicht des Werkzeugs 51, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das Werkzeug 51 mit dem Metallanschluss 8 in Kontakt ist. 9A ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Metallanschluss 8 mittels des Werkzeugs 51 gepresst wird. 9B ist eine Unteransicht des Werkzeugs 51, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Metallanschluss 8 mittels des Werkzeugs 51 gepresst wird. 10A ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Metallanschluss 8 mittels des Werkzeugs 51 tief gepresst wird. 10B ist eine Unteransicht des Werkzeugs 51, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Metallanschluss 8 mittels des Werkzeugs 51 tief gepresst wird.
  • In 7 sind eine X-Richtung, eine Y-Richtung und eine Z-Richtung zueinander orthogonal. Die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung, die in den folgenden Zeichnungen veranschaulicht sind, sind ebenfalls orthogonal zueinander. Im Folgenden wird auf eine Richtung, die die X-Richtung und eine -X-Richtung, welche eine der X-Richtung entgegengesetzte Richtung ist, umfasst, auch als „X-Achsenrichtung“ verwiesen. Außerdem wird auf eine Richtung, die die Y-Richtung und eine -Y-Richtung, welche eine der Y-Richtung entgegengesetzte Richtung ist, umfasst, auch als „Y-Achsenrichtung“ verwiesen. Darüber hinaus wird auf eine Richtung, die die Z-Richtung und eine -Z-Richtung, welche eine der Z-Richtung entgegengesetzte Richtung ist, umfasst, auch als „Z-Achsenrichtung“ verwiesen.
  • Wie in 7 veranschaulicht ist, weist die Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der verwandten Technik das Werkzeug 51 auf, das einen Verbindungsvorgang mittels Ultraschallschwingungen durchführt, während auf den Metallanschluss 8 einer (nicht veranschaulichten) Halbleitervorrichtung eine Last aufgebracht wird. Eine Pressfläche 52 ist an einem dem Metallanschluss 8 zugewandten Spitzenendteilbereich des Werkzeugs 51 ausgebildet. Die Pressfläche 52 ist mit einer Vielzahl viereckiger, pyramidenförmiger Vorsprünge bzw. Erhebungen 53 versehen, deren Breiten in Richtung des Spitzenendes schmaler werden, und das Werkzeug 51 bewegt sich in einem Zustand, in dem es in der X-Achsenrichtung mittels Ultraschallschwingungen in Schwingung versetzt ist bzw. oszilliert, nach unten (-Z-Richtung), und die Vielzahl von Erhebungen 53 presst den Metallanschluss 8, um ein Metall-Bonding durchzuführen.
  • Wie in 8A und 8B veranschaulicht ist, wird, wenn das Werkzeug 51 mit dem Metallanschluss 8 in Kontakt kommt, das den Metallanschluss 8 bildende Metall verdrängt und wird ein Haarkristall bzw. Whisker 9 erzeugt. Wie in 9A und 9B veranschaulicht ist, breitet sich der Whisker 9, wenn das Werkzeug 51 den Metallanschluss 8 presst und wenn ferner, wie in 10A und 10B veranschaulicht ist, das Werkzeug 51 den Metallanschluss 8 tief presst, ohne einen zwischen den benachbarten Erhebungen 53 verbleibenden Raum in Richtung eines breiten Raums auf der äußeren Peripherieseite der Pressfläche 52 aus. Daher ist es nicht leicht, die Whisker 9 zu entfernen. Die bevorzugte Ausführungsform wurde geschaffen, um solch ein Problem zu lösen, und wird unten im Detail beschrieben.
  • <Erste bevorzugte Ausführungsform>
  • Eine erste bevorzugte Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1A ist eine Unteransicht eines Werkzeugs 1, das in einer Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform enthalten ist. 1B und 1C sind Seitenansichten des Werkzeugs 1. 2 ist eine Querschnittsansicht und eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils, die einen Zustand veranschaulichen, in dem der Metallanschluss 8 mittels des Werkzeugs 1 gepresst wird.
  • Wie in 1A, 1 B und 1C veranschaulicht ist, weist die Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform das Werkzeug 1 auf, das Bonding mittels Ultraschallschwingungen durchführt, während auf den Metallanschluss 8 einer (nicht veranschaulichten) Halbleitervorrichtung eine Last aufgebracht wird.
  • Das Werkzeug 1 weist eine Vielzahl viereckiger pyramidenförmiger Erhebungen 3a, 3b und 3c auf. Eine Pressfläche 2 in rechteckiger Form ist an einem dem Metallanschluss 8 zugewandten Spitzenendteilbereich des Werkzeugs 1 ausgebildet. Die Vielzahl von Erhebungen 3a, 3b und 3c ist entlang der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung der Pressfläche 2 angeordnet. Konkret ist die Vielzahl von Erhebungen 3a, 3b und 3c in fünf Reihen in der X-Achsenrichtung und fünf Reihen in der Y-Achsenrichtung angeordnet.
  • Fünf Reihen der Erhebungen 3c sind entlang der X-Achsenrichtung in einem mittigen Teilbereich der Pressfläche 2 in der Y-Achsenrichtung angeordnet. Fünf Reihen der Erhebungen 3b sind entlang der X-Achsenrichtung auf der äußeren Peripherieseite in der Y-Achsenrichtung von den Erhebungen 3c aus auf der Pressfläche 2 angeordnet. Fünf Reihen der Erhebungen 3a sind entlang der X-Achsenrichtung auf der äußeren Peripherieseite in der Y-Achsenrichtung von den Erhebungen 3b aus auf der Pressfläche 2 angeordnet.
  • Die Form der Erhebungen 3a, 3b und 3c muss nicht unbedingt eine viereckige Pyramide sein, sondern kann beispielsweise eine konische Form oder eine hexagonale Pyramidenform sein. Hier entspricht die X-Achsenrichtung einer ersten Richtung und entspricht die Y-Achsenrichtung einer zweiten Richtung, die eine die erste Richtung schneidende Richtung ist.
  • Die Erhebungen 3a, 3b und 3c sind in gleichen Abständen in der X-Achsenrichtung der Pressfläche 2 beabstandet. Der Abstand zwischen den Erhebungen 3a, 3b und 3c ist größer auf der inneren Peripherieseite als auf der äußeren Peripherieseite in der Y-Achsenrichtung der Pressfläche 2. Konkret sind ein Abstand d1 zwischen der Erhebung 3a und der benachbarten Erhebung 3a, der Abstand d1 zwischen der Erhebung 3b und der benachbarten Erhebung 3b und der Abstand d1 zwischen der Erhebung 3c und der benachbarten Erhebung 3c gleich. Ein Abstand d3 zwischen der Erhebung 3c und der Erhebung 3b, die in der Y-Achsenrichtung einander benachbart sind, ist größer als ein Abstand d2 zwischen der Erhebung 3b und der Erhebung 3a, die in der Y-Achsenrichtung einander benachbart sind. Ferner ist der Abstand d2 größer als der Abstand d1. Hier ist die innere Peripherieseite der Pressfläche 2 in der Y-Achsenrichtung die mittige Seite der Pressfläche 2 in der Y-Achsenrichtung.
  • Die Breite der Erhebung 3a in der Y-Achsenrichtung ist größer als die Breite der Erhebung 3b auf der inneren Peripherieseite in der Y-Achsenrichtung. Die Breite der Erhebung 3b in der Y-Achsenrichtung ist größer als die Breite der Erhebung 3c auf der inneren Peripherieseite in der Y-Achsenrichtung. Außerdem sind die Breiten der Erhebungen 3a, 3b und 3c in der X-Achsenrichtung gleich und liegen die Scheitelpunkte der Erhebungen 3a, 3b und 3c ebenfalls in der gleichen Höhenposition.
  • Da der Abstand d3 größer als der Abstand d2 ist, breitet sich der zur Zeit des Verbindungsvorgangs erzeugte Whisker 9 (siehe 2) leicht in der X-Achsenrichtung entlang der inneren Peripherieseite in der Y-Achsenrichtung der Pressfläche 2 aus. Da die Erzeugungsrichtung des Whiskers 9 begrenzt werden kann, kann der Vorgang zum Entfernen bzw. die Entfernung des Whiskers 9 leicht durchgeführt werden.
  • Wie in 1A bis 1C und 2 veranschaulicht ist, ist ein vorstehender Teilbereich 5, der in Richtung der Seite des Metallanschlusses 8 vorsteht, an einem Endteilbereich in der X-Richtung (einem Endteilbereich in der X-Achsenrichtung) der Pressfläche 2 über den Endteilbereich in der X-Richtung angeordnet. Die Höhenposition des vorstehenden Teilbereichs 5 ist höher als die Höhenposition der Scheitelpunkte der Erhebungen 3a, 3b und 3c. Der vorstehende Teilbereich 5 kann die Ausbreitung des Whiskers 9 in der X-Richtung blockieren.
  • Wie oben beschrieben wurde, weist die Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform das Werkzeug 1 auf, das mittels Ultraschallschwingungen einen Verbindungsvorgang durchführt, während auf den Metallanschluss 8 eine Last aufgebracht wird. Das Werkzeug 1 weist eine Vielzahl von Erhebungen 3a, 3b und 3c auf, die entlang der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung auf der Pressfläche 2 in der rechteckigen Form am dem Metallanschluss 8 zugewandten Spitzenendteilbereich angeordnet sind. Die Abstände zwischen der Vielzahl von Erhebungen 3a, 3b und 3c sind in der X-Achsenrichtung der Pressfläche 2 gleich und sind größer auf der inneren Peripherieseite als auf der äußeren Peripherieseite in der Y-Achsenrichtung der Pressfläche 2.
  • Da die innere Peripherieseite größer als die äußere Peripherieseite in der Y-Achsenrichtung der Pressfläche 2 ist, breitet sich daher der zur Zeit eines Verbindungsvorgangs erzeugte Whisker 9 in der X-Achsenrichtung entlang der inneren Peripherieseite in der Y-Achsenrichtung der Pressfläche 2 leicht aus. Da die Erzeugungsrichtung des Whiskers 9 begrenzt werden kann, kann infolgedessen der Vorgang zum Entfernen des Whiskers 9 leicht durchgeführt werden. Infolgedessen kann die Ausbeute von mittels der Halbleiter-Herstellungseinrichtung hergestellten Halbleitervorrichtungen verbessert werden.
  • Da die Breite der Vielzahl von Erhebungen 3a, 3b und 3c in der Y-Achsenrichtung auf der äußeren Peripherieseite größer ist als auf der inneren Peripherieseite der Pressfläche 2 in der Y-Achsenrichtung, kann außerdem die Außenabmessung des Werkzeugs 1 reduziert werden. Dies macht es möglich, einen Verbindungsvorgang mit dem dünnen Metallanschluss 8 effektiv durchzuführen.
  • Ferner ist der vorstehende Teilbereich 5, der in Richtung der Seite des Metallanschlusses 8 vorsteht, über einen Endteilbereich der Pressfläche 2 in der X-Achsenrichtung angeordnet. Da der zur Zeit eines Verbindungsvorgangs erzeugte Whisker 9 durch den vorstehenden Teilbereich 5 blockiert wird, ist es deshalb möglich, zu verhindern, dass der Whisker 9 mit der Elektrode oder dergleichen in der Halbleitervorrichtung in Kontakt kommt und die Elektrode oder dergleichen kurzschließt.
  • <Zweite bevorzugte Ausführungsform>
  • Als Nächstes wird eine Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform beschrieben. 3A ist eine Unteransicht eines Werkzeugs 1, das in einer Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform enthalten ist. 3B und 3C sind Seitenansichten des Werkzeugs 1. In der zweiten bevorzugten Ausführungsform sind dieselben Bestandteilelemente wie jene, die in der ersten bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen.
  • Wie in 3A, 3B und 3C veranschaulicht ist, sind in der zweiten bevorzugten Ausführungsform die Breiten der Vielzahl von Erhebungen 3a, 3b und 3c gleich. Die Beziehung zwischen den Abständen d1, d2 und d3 ist ähnlich jener in der ersten bevorzugten Ausführungsform. Hier meint die gleiche Breite, dass die Breite in der X-Achsenrichtung und die Breite in der Y-Achsenrichtung gleich sind.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann in der Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform, da die Breiten der Vielzahl von Erhebungen 3a, 3b und 3c gleich sind, die Erzeugungsrichtung des Whiskers 9 wie im Fall der ersten bevorzugten Ausführungsform begrenzt werden, so dass der Vorgang zum Entfernen des Whiskers 9 leicht durchgeführt werden kann.
  • <Dritte bevorzugte Ausführungsform>
  • Als Nächstes wird eine Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform beschrieben. 4A ist eine Unteransicht eines Werkzeugs 1, das in einer Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform enthalten ist. 4B und 4C sind Seitenansichten des Werkzeugs 1. In der dritten bevorzugten Ausführungsform sind dieselben Bestandteilelemente wie jene, die in den ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen.
  • Wie in 4A, 4B und 4C veranschaulicht ist, sind in der dritten bevorzugten Ausführungsform fünf Reihen der Erhebungen 3b entlang der X-Achsenrichtung in sowohl dem mittigen Teilbereich in der Y-Achsenrichtung der Pressfläche 2 als auch dessen äußerer Peripherieseite angeordnet. Fünf Reihen der Erhebungen 3a sind entlang der X-Achsenrichtung auf der äußeren Peripherieseite in der Y-Achsenrichtung von den Erhebungen 3b aus auf der Pressfläche 2 angeordnet. Die Vielzahl von Erhebungen 3a und 3b ist entlang der X-Achsenrichtung der Pressfläche 2 ohne jeglichen Abstand angeordnet. Der Abstand d3 zwischen der Erhebung 3b und der Erhebung 3b, die in der Y-Achsenrichtung einander benachbart sind, ist größer als der Abstand d2 zwischen der Erhebung 3b und der Erhebung 3a, die in der Y-Achsenrichtung einander benachbart sind.
  • Die Breite der Erhebung 3a in der Y-Achsenrichtung ist größer als die Breite der Erhebung 3b in der Y-Achsenrichtung. Außerdem sind die Breiten der Erhebungen 3a und 3b in der X-Achsenrichtung gleich und liegen die Scheitelpunkte der Erhebungen 3a und 3b ebenfalls in der gleichen Höhenposition.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann in der Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform, da die Vielzahl von Erhebungen 3a und 3b entlang der X-Achsenrichtung der Pressfläche 2 ohne jeglichen Abstand angeordnet ist, die Erzeugungsrichtung des Whiskers 9 wie im Fall der ersten bevorzugten Ausführungsform begrenzt werden, so dass der Vorgang zum Entfernen des Whiskers 9 leicht durchgeführt werden kann.
  • <Vierte bevorzugte Ausführungsform>
  • Als Nächstes wird eine Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform beschrieben. 5A ist eine Unteransicht eines Werkzeugs 1, das in einer Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform enthalten ist. 5B und 5C sind Seitenansichten des Werkzeugs 1. In der vierten bevorzugten Ausführungsform sind dieselben Bestandteilelemente wie jene, die in den ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen.
  • Wie in 5A, 5B und 5C veranschaulicht ist, sind in der vierten bevorzugten Ausführungsform fünf Reihen der Erhebungen 3b entlang der X-Achsenrichtung an sowohl dem mittigen Teilbereich in der Y-Achsenrichtung der Pressfläche 2 als auch dessen äußerer Peripherieseite angeordnet. Fünf Reihen der Erhebungen 3a sind entlang der X-Achsenrichtung auf der äußeren Peripherieseite in der Y-Achsenrichtung von den Erhebungen 3b aus auf der Pressfläche 2 angeordnet. Unter der Vielzahl von Erhebungen 3a, die an beiden Endteilbereichen in der Y-Achsenrichtung der Pressfläche 2 angeordnet sind, ist eine Vertiefung 10 auf der äußeren Peripherieseite der Erhebungen 3a, die an beiden Endteilbereichen in der X-Achsenrichtung der Pressfläche 2 angeordnet sind, tiefer als eine Vertiefung 11 zwischen den Erhebungen 3a, die an anderen Teilbereichen als beiden Endteilbereichen in der X-Achsenrichtung der Pressfläche 2 angeordnet sind. Da die Vertiefung 11 flacher als die Vertiefung 10 ist, wird während des Verbindungsvorgangs ein Spalt zwischen der Vertiefung 11 und dem Metallanschluss 8 gefüllt.
  • Der Abstand d3 zwischen der Erhebung 3b und der Erhebung 3b, die in der Y-Achsenrichtung einander benachbart sind, ist größer als der Abstand d2 zwischen der Erhebung 3b und der Erhebung 3a, die in der Y-Achsenrichtung einander benachbart sind. Ferner ist der Abstand d1 zwischen der Erhebung 3a und der benachbarten Erhebung 3a größer als der Abstand d3.
  • Die Breite der Erhebung 3a in der Y-Achsenrichtung ist ferner die gleiche wie die Breite der Erhebung 3b in der Y-Achsenrichtung, und die Breite der Erhebung 3a in der X-Achsenrichtung ist kleiner als die Breite der Erhebung 3b in der X-Achsenrichtung. Darüber hinaus liegen die Scheitelpunkte der Erhebungen 3a und 3b in der gleichen Höhenposition.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist in der vierten bevorzugten Ausführungsform unter der Vielzahl von Erhebungen 3a, die an den beiden Endteilbereichen in der Y-Achsenrichtung der Pressfläche 2 angeordnet sind, die Vertiefung 10 auf der äußeren Peripherieseite der Erhebungen 3a, die an den beiden Endteilbereichen in der X-Achsenrichtung der Pressfläche 2 angeordnet sind, tiefer als die Vertiefung 11 zwischen den Erhebungen 3a, die an anderen Teilbereichen als den beiden Endteilbereichen in der X-Achsenrichtung der Pressfläche 2 angeordnet sind. Da der Spalt zwischen der Vertiefung 11 und dem Metallanschluss 8 zur Zeit des Verbindungsvorgangs gefüllt wird, kann daher die Erzeugungsrichtung des Whiskers 9 im Vergleich mit dem Fall der ersten bevorzugten Ausführungsform weiter begrenzt werden und kann folglich der Vorgang zum Entfernen des Whiskers 9 leichter durchgeführt werden.
  • <Fünfte bevorzugte Ausführungsform>
  • Als Nächstes wird eine Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform beschrieben. 6A ist eine Unteransicht eines Werkzeugs 1, das in einer Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der fünften bevorzugten Ausführungsform enthalten ist. 6B ist eine Seitenansicht des Werkzeugs 1. 6C ist eine entlang einer Linie A-A von 6A genommene Querschnittsansicht. In der fünften bevorzugten Ausführungsform sind dieselben Bestandteilelemente wie jene, in den ersten bis vierten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen.
  • Wie in 6A, 6B und 6C dargestellt ist, nehmen in der fünften bevorzugten Ausführungsform die Breiten der Vielzahl von Erhebungen 3a, 3b und 3c von der äußeren Peripherieseite in Richtung der inneren Peripherieseite der Pressfläche 2 ab.
  • Konkret ist eine Erhebung 3c beim mittigen Teilbereich der Pressfläche 2 angeordnet. Auf der äußeren Peripherieseite der Erhebung 3c auf der Pressfläche 2 sind acht Erhebungen 3b so angeordnet, dass sie die eine Erhebung 3c umgeben. Auf der äußeren Peripherieseite der acht Erhebungen 3b auf der Pressfläche 2 sind 16 Erhebungen 3a so angeordnet, dass sie die acht Erhebungen 3b umgeben. Die Breite der Erhebung 3a ist größer als die Breite der Erhebung 3b, und die Breite der Erhebung 3b ist größer als die Breite der Erhebung 3c.
  • Ein Abstand d3 zwischen der Erhebung 3c und der Erhebung 3b, die in der Y-Achsenrichtung einander benachbart sind, ist größer als ein Abstand d2 zwischen der Erhebung 3b und der Erhebung 3a, die in der Y-Achsenrichtung einander benachbart sind. Außerdem liegen die Scheitelpunkte der Erhebungen 3a, 3b und 3c in der gleichen Höhenposition.
  • Da die Breiten der Vielzahl von Erhebungen 3a, 3b und 3c von der äußeren Peripherieseite in Richtung der inneren Peripherieseite der Pressfläche 2 abnehmen, kann die Erzeugungsrichtung des Whiskers 9 auf die innere Peripherieseite der Pressfläche 2 begrenzt werden. Daher ist der vorstehende Teilbereich 5 am Endteilbereich der Pressfläche 2 in der X-Richtung nicht angeordnet.
  • Wie oben beschrieben wurde, weist die Halbleiter-Herstellungseinrichtung gemäß der fünften bevorzugten Ausführungsform das Werkzeug 1 auf, das einen Verbindungsvorgang mittels Ultraschallschwingungen durchführt, während auf den Metallanschluss 8 eine Last aufgebracht wird. Das Werkzeug 1 weist die Vielzahl von Erhebungen 3a, 3b und 3c auf, die entlang der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung auf der rechteckigen Pressfläche 2 am dem Metallanschluss 8 zugewandten Spitzenendteilbereich angeordnet sind. Die Breiten der Vielzahl von Erhebungen 3a, 3b und 3c nehmen von der äußeren Peripherieseite zur inneren Peripherieseite der Pressfläche 2 ab. Daher kann die Erzeugungsrichtung des Whiskers 9 auf die innere Peripherieseite der Pressfläche 2 begrenzt werden. Infolgedessen kann wie im Fall der ersten bevorzugten Ausführungsform nicht nur der Vorgang zum Entfernen des Whiskers 9 leicht durchgeführt werden, sondern kann auch der Vorgang zum Entfernen des Whiskers 9 unnötig sein, da der Whisker 9 auf der inneren Peripherieseite der Pressfläche 2 bleibt.
  • Man beachte, dass die bevorzugten Ausführungsformen frei kombiniert werden können und die bevorzugten Ausführungsformen geeignet modifiziert oder weggelassen werden können.
  • Obgleich die Offenbarung im Detail dargestellt und beschrieben wurde, ist die vorhergehende Beschreibung in allen Aspekten veranschaulichend und nicht einschränkend. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen und Varianten konzipiert werden können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2014179435 [0003, 0004]

Claims (9)

  1. Halbleiter-Herstellungseinrichtung, aufweisend: ein Werkzeug (1), das einen Verbindungsvorgang mittels Ultraschallschwingungen durchführt, während auf einen Metallanschluss (8) eine Last aufgebracht wird, wobei das Werkzeug (1) eine Vielzahl von Erhebungen (3a, 3b, 3c) aufweist, die auf einer Pressfläche (2) in rechteckiger Form an einem dem Metallanschluss (8) zugewandten Spitzenendteilbereich entlang einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung, die eine die erste Richtung schneidende Richtung ist, angeordnet sind, und Abstände zwischen der Vielzahl von Erhebungen (3a, 3b, 3c) in der ersten Richtung der Pressfläche (2) gleich sind und auf einer inneren Peripherieseite größer sind als auf einer äußeren Peripherieseite der Pressfläche (2) in der zweiten Richtung.
  2. Halbleiter-Herstellungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei Breiten der Vielzahl von Erhebungen (3a, 3b, 3c) in der zweiten Richtung auf der äußeren Peripherieseite größer sind als auf der inneren Peripherieseite der Pressfläche (2) in der zweiten Richtung.
  3. Halbleiter-Herstellungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein vorstehender Teilbereich (5), der in Richtung der Seite des Metallanschlusses (8) vorsteht, über einen Endteilbereich der Pressfläche (2) in der ersten Richtung angeordnet ist.
  4. Halbleiter-Herstellungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, wobei Breiten der Vielzahl von Erhebungen (3a, 3b, 3c) gleich sind.
  5. Halbleiter-Herstellungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vielzahl von Erhebungen (3a, 3b, 3c) ohne jeglichen Abstand entlang der ersten Richtung der Pressfläche (2) angeordnet ist.
  6. Halbleiter-Herstellungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, wobei unter der Vielzahl von Erhebungen (3a), die an beiden Endteilbereichen in der zweiten Richtung der Pressfläche (2) angeordnet sind, eine Vertiefung (10) auf einer äußeren Peripherieseite der Erhebungen (3a), die an beiden Endteilbereichen in der ersten Richtung der Pressfläche (2) angeordnet sind, tiefer ist als eine Vertiefung (11) zwischen den Erhebungen (3a), die an einem anderen Teilbereich als den beiden Endteilbereichen in der ersten Richtung der Pressfläche (2) angeordnet sind.
  7. Halbleiter-Herstellungseinrichtung, aufweisend: ein Werkzeug (1), das einen Verbindungsvorgang mittels Ultraschallschwingungen durchführt, während auf einen Metallanschluss (8) eine Last aufgebracht wird, wobei das Werkzeug (1) eine Vielzahl von Erhebungen (3a, 3b, 3c) aufweist, die auf einer Pressfläche (2) in rechteckiger Form an einem dem Metallanschluss (8) zugewandten Spitzenendteilbereich entlang einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung, die eine die erste Richtung schneidende Richtung ist, angeordnet sind, und Breiten der Vielzahl von Erhebungen (3a, 3b, 3c) von einer äußeren Peripherieseite in Richtung einer inneren Peripherieseite der Pressfläche (2) abnehmen.
  8. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, in dem ein Verbindungsvorgang mittels Ultraschallschwingungen durchgeführt wird, während auf einen Metallanschluss (8) mit einem Werkzeug (1) eine Last aufgebracht wird, wobei das Werkzeug (1) eine Vielzahl von Erhebungen (3a, 3b, 3c) aufweist, die auf einer Pressfläche (2) in rechteckiger Form an einem dem Metallanschluss (8) zugewandten Spitzenendteilbereich entlang einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung, die eine die erste Richtung schneidende Richtung ist, angeordnet sind, und Abstände zwischen der Vielzahl von Erhebungen (3a, 3b, 3c) in der ersten Richtung der Pressfläche (2) gleich sind und auf einer inneren Peripherieseite größer sind als auf einer äußeren Peripherieseite der Pressfläche (2) in der zweiten Richtung.
  9. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, in dem ein Verbindungsvorgang mittels Ultraschallschwingungen durchgeführt wird, während auf einen Metallanschluss (8) mit einem Werkzeug (1) eine Last aufgebracht wird, wobei das Werkzeug (1) eine Vielzahl von Erhebungen (3a, 3b, 3c) aufweist, die auf einer Pressfläche (2) in rechteckiger Form an einem dem Metallanschluss (8) zugewandten Spitzenendteilbereich entlang einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung, die eine die erste Richtung schneidende Richtung ist, angeordnet sind, und Breiten der Vielzahl von Erhebungen (3a, 3b, 3c) von einer äußeren Peripherieseite in Richtung einer inneren Peripherieseite der Pressfläche (2) abnehmen.
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