JP2009164537A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置の信頼性を向上させる。
【解決手段】半導体素子の第１の電極と電子部品の第１の電極端子とを第１のボンディングワイヤにて接続する工程と、次いで、前記半導体素子の第２の電極と前記電子部品の第２の電極端子とを第２のボンディングワイヤにて接続する工程と、前記第２の電極と前記第２の電極端子とを接続する過程に於いて、前記第２のボンディングワイヤと前記第１のボンディングワイヤとの接触を検出する工程と、前記第２の電極と前記第２電極端子とを接続した後に、前記第２のボンディングワイヤと前記第１のボンディングワイヤとの間の接触を解除する。これにより、半導体装置の信頼性が格段に向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に半導体素子の電極と当該半導体素子の周囲に配設された電極端子との間をボンディングワイヤにて接続する方法に関する。

半導体集積回路装置などの半導体装置の製造工程にあっては、半導体素子を、回路基板あるいはリードフレームのダイステージなどの支持部材上に搭載し、当該半導体素子の電極と回路基板上に配設された電極端子あるいはインナーリードとの間を、金（Ａｕ）線などからなるボンディングワイヤを用いて接続することが行われている。

近年、電子機器の高機能化、高速化ならびに小型化に伴い、当該電子機器に適用される半導体装置に対しても、更なる高機能化、高速動作化ならびに小型化が要求されている。
従って、当該半導体装置に於いては、半導体素子の高集積化と共に、素子（チップ）サイズのより小型化、更には支持部材の小型化が必要とされている。

この為、当該半導体装置にあっては、一方では半導体素子の外部接続用電極端子（端子パッド）の数が増加し、またこれに対応して支持部材に設けられる電極端子の数も増加するも、他方では当該半導体素子の電極（端子パッド）相互間の距離あるいは支持部材に於ける電極端子相互間の距離の短縮化、即ち高密度配置化が必要とされる。

この為、当該半導体素子の電極と支持部材に於ける電極端子との間を接続するボンディングワイヤ数が増加すると共に、当該ボンディングワイヤ相互間の距離も極めて近接するに至っている。

この様に、半導体素子の電極と支持部材に於ける電極端子との間を接続するボンディングワイヤ数が増加すると共に、当該ボンディングワイヤ相互間の距離が極めて近接することによって、当該ボンディングワイヤの接続工程、即ちワイヤボンディング工程に於いて、先に（直前に）ボンディング処理がなされたボンディングワイヤに対し、次にボンディング処理がなされるボンディングワイヤが接触してしまうことが生じる場合がある。

ワイヤボンディング処理後もボンディングワイヤの相互間の接触が維持されたまま、当該半導体素子、ボンディングワイヤなどが封止されることにより形成された半導体装置は、後の検査工程において不良品として摘出され、当該半導体装置の製造歩留りの低下を招いてしまう一因となる。

この様なボンディングワイヤの相互間の接触は、一つに、ワイヤボンディング処理を行うボンディング処理装置に於けるボンディングキャピラリィによるところのボンディング開始位置、ならびにその移動経路の不安定性によってもたらされる。

この為、例えば、当該ボンディングキャピラリィのボンディング開始位置及び／あるいはその移動の軌跡を監視して、異常が生じた場合には、当該ボンディング開始位置あるいは軌跡を修正することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−９１０４号公報

前記先行例により提案される方法にあっては、ボンディングキャピラリィ自体の動作を監視して、必要であれば当該ボンディングキャピラリィの動作を修正することがなされる。

ところが、前記ボンディングワイヤ間の接触は、ボンディングキャピラリィの動作に基づくもののみではなく、当該ボンディングキャピラリィ中を通して供給されるところのボンディングワイヤ自体に於ける湾曲などの変形によって生じてしまう場合がある。

前述の如く、電極ならびに電極端子の配設密度の高まりに伴って、ボンディングワイヤの配設密度も高まることにより、ボンディングワイヤ相互間の隙間が狭くなることから、かかるボンディングワイヤ自体に於ける湾曲などの影響は顕著に現れる。

この様な、ボンディングワイヤ自体の湾曲などの変形に対しては、ボンディングキャピラリィの動作制御をもって対応することは困難である。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高密度に配置されるボンディングワイヤ相互間の接触を解除して、高い信頼性を有する半導体装置を、高い製造歩留りをもって形成することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、半導体素子の第１の電極と電子部品の第１の電極端子とを第１のボンディングワイヤにて接続する工程と、次いで、前記半導体素子の第２の電極と前記電子部品の第２の電極端子とを第２のボンディングワイヤにて接続する工程と、前記第２の電極と前記第２の電極端子とを接続する過程に於いて、前記第２のボンディングワイヤと前記第１のボンディングワイヤとの接触を検出する工程と、前記第２の電極と前記第２電極端子とを接続した後に、前記第２のボンディングワイヤと前記第１のボンディングワイヤとの間の接触を解除する工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。

上記手段によれば、ボンディングワイヤ自体に於ける湾曲などの変形によってもたらされるボンディングワイヤ相互間の接触を解除し、半導体装置の製造歩留りを高め、もってより高い信頼性を有する半導体装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
本発明による半導体装置の製造方法にかかる製造工程フローを、図１に示す。
所謂ウエハープロセスが適用されて、シリコン（Ｓｉ）などの半導体基板に形成された複数個の半導体素子は、当該半導体基板に対するダイシング処理工程に於いて個片化（チップ化）される（ステップＳ１）。

個片化された半導体素子は、電子部品としての回路基板あるいはリードフレームのダイステージなどの支持部材上に搭載され、かかる状態において当該半導体素子の電極と、回路基板上に配設された電極端子あるいはインナーリードとの間が、金（Ａｕ）線などからなるボンディングワイヤにより接続される（ステップＳ２）。

本発明にあっては、その特徴的構成として、かかるボンディングワイヤの接続工程、即ちワイヤボンディング工程に於いて、ボンディングされつつあるボンディングワイヤと、当該ボンディングワイヤに近接するところの、多くの場合直前にボンディング処理のなされたボンディングワイヤとの間の接触の有無を電気的に検出する。

そして、かかる検出結果に基づき、当該ボンディングワイヤのワイヤボンディング処理後に、２本のボンディングワイヤ間の接触を機械的に解除（分離）することが行われる。
かかるボンディングワイヤ間の接触を機械的に解除（分離）する処理工程を含むワイヤボンディング処理の後、当該半導体素子の電気的試験がなされ、電気的不良を伴う半導体素子は、製造工程から除去される（ステップＳ３）。

次いで、前記電気的試験を通過した半導体素子が搭載された配線基板あるいはリードフレームに対して、樹脂封止などの封止処理がなされ、更に、必要に応じて、前記回路基板の個片化、あるいはリードフレームの切断・分離処理がなされて、個別の半導体装置が形成される（ステップＳ４）。

しかる後、個々の半導体装置に対して最終試験がなされ、当該試験を通過したものが良品として出荷の対象とされる（ステップＳ５）。
尚、前記ステップＳ３に於ける電気的試験を省略し、当該電気的試験をステップＳ４の樹脂封止工程後に於いて、Ｘ線による透視検査と共に行われる場合もある。

本発明の特徴的構成であるところのワイヤボンディング工程（ステップＳ２）について、その処理工程フローの詳細を、図２に示す。
ここでは、半導体素子の電極に対してボンディングワイヤの一端（始端）を接続し、当該ボンディングワイヤの他端（終端）を、回路基板上の電極端子に接続する工程を例示している。

即ち、ボンディング装置のキャピラリィに保持されたボンディングワイヤの一端（始端）を、半導体素子の電極の一つに接続する（ファーストボンディング、ステップＳ２ａ）。

当該ボンディングワイヤの一端（始端）は、予めボール状に整形されており、この様なボンディング方法は、ボールボンディング法と称される。
次いで、当該ボンディングワイヤに対し所望のループ形状を与えつつ、前記キャピラリィを、回路基板上の電極端子方向へ移動させる（ステップＳ２ｂ）。

通常のワイヤボンディング処理により、前記キャピラリィに保持され、延長されたボンディングワイヤの他端（終端）が、回路基板上の電極端子に接続される（セカンドボンディング、ステップＳ２ｅ）。これにより、閉回路が形成され、当該閉回路には電流が流れる。

そして、回路基板上の電極端子に接続されたボンディングワイヤは、当該接続部と残余のボンディングワイヤとの間に於いて切断・分離される。
分離されたボンディングワイヤの先端は、次のボンディング処理に向けてボール状に整形される。

本発明にあっては、当該ワイヤボンディング処理において、ボンディングワイヤが電流路の一部を形成してなる閉回路が形成されるタイミングを検出する。
即ち、当該ボディングワイヤを介して形成される閉回路の発生によって生ずる抵抗値（及び／あるいは電流値）の変化により、当該ワイヤボンディングの状態を検出する（ステップＳ２ｃ，ステップＳ２ｄ）。

当該閉回路が形成されるタイミングを、抵抗値（及び／あるいは電流値）の変化により検出するものであって、当該電流の発生は、閉回路が形成されたことによる抵抗の減少を意味する。

かかる閉回路の形成に伴う抵抗値（及び／あるいは電流値）の変化は、前記キャピラリィの移動時間に対応して、ある時間後、即ちキャピラリィが半導体素子の電極から回路基板上の電極端子への移動・接触に要する時間Ｔｓの後に生ずる。

ところが、当該キャピラリィの移動中に、ボンディングワイヤ（ボンディングワイヤＢ）に近接するところの、多くの場合、直前にボンディング処理のなされたボンディングワイヤ（ボンディングワイヤＡ）との間の接触が生じた場合には、当該ボンディングワイヤを含む閉回路に於ける抵抗値（及び／あるいは電流値）の変化が、前記時間Ｔｓよりも早い時間（タイミング）をもって検出される。

即ち、通常の（正常である）ワイヤボンディング処理に要する時間に対応する抵抗値（及び／あるいは電流値）の変化に比べ、短い時間（より早い時間）に当該抵抗値（及び／あるいは電流値）に変化を生じたことをもって、ボンディングワイヤＡとボンディングワイヤＢとの間に接触が生じたことが検出される。

この様に、抵抗値（及び／あるいは電流値）の変化のタイミングに異常が検出された場合、即ちボンディングワイヤＢがボンディングワイヤＡに接触した状態に至った場合には、次のような対応処理を実行する。

即ち、かかる抵抗値（及び／あるいは電流値）の変化のタイミングに異常が検出された場合には、被処理ボンディングワイヤＢの配線基板の電極端子への接続後、ワイヤボンディング処理を一旦停止する。

そして、ボンディング装置に於いて前記キャピラリィと一体的に配設された接触解除治具を用いて、ボンディングワイヤ間の接触の解除処置、即ち修復処理がなされる（ステップＳ２ｆ）。

かかるボンディングワイヤ間の接触の解除の成否は、その状態を光学的に検出し、これを電気的処理あるいは目視にて確認する（ステップＳ２ｇ）。
この結果、未だボンディングワイヤ間の接触が解除されていない場合には、接触解除用治具を再度用いて、ボンディングワイヤ間の接触解除処理がなされる（ステップＳ２ｆ）。

ボンディングワイヤ間の接触が解除されたことが確認されると、前記キャピラリィに保持されたボンディングワイヤの端に対し、ボール形成処理がなされる（ステップＳ２ｈ）。

当該ボール形成処理がなされたボンディングワイヤは、当該ボール部をもって、前記半導体素子に於ける次なる電極に対し接続（ワイヤボンディング）される。
この様な本発明による半導体装置の製造方法を実施する際に対象とされる、即ちワイヤボンディング処理がなされる半導体素子が搭載された電子部品としての回路基板１１、ならびにかかるワイヤボンディング処理を実行するワイヤボンディング装置１００の構成を、図３、図４ならびに図５に示す。

図３は、当該回路基板１１の平面形態を模式的に示し、また図４は、ワイヤボンディング装置１００の概略構成を示している。
図３に示される様に、回路基板１１の一方の主面上には、所謂フェイスアップ状態をもって半導体素子２１が搭載されている。

かかる半導体素子２１の電極２２と、回路基板１１の表面に配設された電極端子１２との間は、ボンディングワイヤ３１により接続される。
通常、半導体素子２１の表面には、その四辺のそれぞれに沿って電極２２が複数個配設されている。

また、回路基板１１は、配線基板あるいはインターポーザーなどとも称され、その上面には、前記半導体素子２１の電極２２に対応して、電極端子１２が複数個配設されている。

また、当該回路基板１１には、必要に応じて片面配線構造、両面配線構造あるいは多層配線構造が採用されている。
前記半導体素子２１の複数個の電極２２と、これに対応する回路基板１１の電極端子１２との間は、前記ボンディングワイヤ３１により、順次接続される。

本発明にあっては、前記回路基板１１上に配設された複数個の電極端子１２は、前記半導体素子２１の搭載部とは反対側（半導体素子２１からみて回路基板１１の縁部方向）に於いて、当該回路基板１１上に形成された導電層１３により相互に接続されている。

そして、当該導電層１３は、リード線４１を介して、検出装置４２に接続される。
当該検出装置４２の出力は制御装置４３により処理され、ワイヤボンディング装置の動作が制御される。

また、検出装置４２には、リード線４４を介してワイヤスプール５１が接続されている。
当該ワイヤスプール５１は導電性を有しており、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）若しくは銅（Ｃｕ）、またはこれらの金属の合金を主たる成分とする材料からなるボンディングワイヤ３１Ｓが巻回保持されている。

当該ボンディングワイヤ３１Ｓは、ボンディングキャピラリィ５２中を挿通されて、その先端部にはボール部３１Ｑが形成されている（図４参照）。
ワイヤボンディング処理時には、当該ボンディングワイヤ３１Ｓのボール部３１Ｑが、半導体素子２１の電極２２に対し、ボンディングキャピラリィ５２をもって接続される。

当該ボンディングキャピラリィ５２は、支持部材５３によって支持され、前記制御装置４３によりその動作が制御される。
即ち、ボンディングキャピラリィ５２は、前記半導体素子２１の電極２２にボンディングワイヤ３１Ｓの一端（始端）を接続した後、前記回路基板１１上に於ける電極端子１２の方向に移動し、当該ボンディングワイヤ３１Ｓの他端（終端）を当該電極端子１２に接続する。勿論、当該方向を含む３次元に移動が可能である。

尚、当該ボンディングキャピラリィ５２には、その先端近傍に前記ボール形成用のスパーク電極が配設され、またボンディングワイヤ繰り出し用クランパ、ならびに超音波振動印加用部材が配設されている（図示せず）。

そして、本発明にあっては、図４に示される様に、ボンディングキャピラリィ５２の近傍に、接触解除用治具６１が配置されている。
当該接触解除用治具６１は、支持部材６２によって支持され、前記ボンディングキャピラリィ５２と共に半導体素子２１上から電極端子１２上へ向かう方向を含む３次元に移動が可能である。

当該接触解除用治具６１にあっては、針状部材６３が、前記半導体素子２１の表面ならびに回路基板１１の表面に対し略垂直方向となる方向に保持部６４にて保持され、且つ当該保持部６４に対しパイプ６５、パイプ６６を介して供給される空気或いは不活性ガス等により上下動が可能とされて、当該保持部６４からの突出量の増減が可能とされている。

即ち、図５に示される様に、当該接触解除用治具６１にあっては、保持部６４を貫通する針状部材６３は、支持・案内板６７により支持されている。
そして、当該支持・案内板６７により分離された空間６４ａに対しパイプ６５を介して、また空間６４ｂに対しパイプ６６を介して、空気或いは不活性ガス等が供給あるいは排気されることにより、当該支持・案内板６７は保持部６４内を上・下動可能とされている。

これにより、針状部材６３の、保持部６４から半導体素子方向への突出量が制御される。
即ち、空間６４ａと空間６４ｂとの間に、圧力差を生じさせることにより、支持・案内板６７を上下動させ、もって針状部材６３の突出量を制御する。

当該針状部材６３の突出量も、前記制御装置４３により制御される。
この様な構成を有するワイヤボンディング装置１００を用いての、半導体素子２１−回路基板１１間のワイヤボンディング処理について、図６乃至図１６を用いて説明する。

先ず、回路基板１１上に搭載された、半導体素子２１の一つの電極２２Ｂに対し、ワイヤボンディング装置１００に於けるボンディングキャピラリィ５２からボンディングワイヤ３１Ｓを供給し、当該ボンディングワイヤ３１Ｓの先端に形成されているボール部３１Ｑを当該電極２２Ｂに接続する（図６（Ａ）参照）。

この時、当該ボンディングキャピラリィ５２に対しては超音波振動が印加され、当該ボンディングワイヤ３１Ｓの始端は、半導体素子２１の電極２２Ｂに接続される（ファーストボンディング）。

かかる接続処理の後、前記ボンディングキャピラリィ５２は、一旦、半導体素子２１上へ上昇し、更に所定のループを描きつつ、前記回路基板１１上に配設され且つ前記電極２２Ｂに対応するところの電極端子１２Ｂの在る方向へ移動を開始する（図６（Ｂ）参照）。

かかるボンディングキャピラリィ５２の移動に対応して、前記ワイヤスプール５１からは、ボンディングワイヤ３１Ｓが連続して供給される。
尚、かかる段階に於いては、前記接触解除用治具６１は、ボンディングワイヤ３１Ｓが形成するワイヤーループからは、離間した位置に保持される。

この様に、半導体素子２１の電極２２Ｂに一端が接続されたボンディングワイヤ３１Ｂを、回路基板１１上の電極端子１２Ｂに対し接続する際、所定のループを描きつつ、前記回路基板１１上に配設され且つ前記電極２２Ｂに対応する電極端子１２Ｂの在る方向へ延在せしめる。

この時、ボンディングワイヤ３１Ｂは、当該ボンディングワイヤ３１Ｂに近接する、通常は直前にボンディング処理のなされたボンディングワイヤ３１Ａ（図６に於いては図示せず）と略並行に延在され、電極端子１２Ｂにその終端が接続される。

この時、ボンディングワイヤ３１Ｂ自体に湾曲などを生ぜず、従ってボンディングワイヤ３１Ａとの間に接触を生じない場合には、当該ボンディングワイヤ３１Ｂが電極端子１２Ｂに接触した時点に於いて、検出装置４２−リード線４４−ワイヤスプール５１−ボンディングワイヤ３１Ｓ−電極端子１２Ｂ−導電層１３−リード線４１−検出装置４２からなる閉ループが形成される。

そして、当該閉ループの形成に伴い、当該閉ループに於ける抵抗値（及び／あるいは電流値）が変化する。即ち、抵抗値が、実質的に無限大から、略零（０）に変化して、所定の電圧に対応した電流が流れる。

尚、当該閉ループが形成された際、当該閉ループに流れる電流は、例えば０．４ｍＡ程度となるように予め設定される。
しかしながら、ボンディングキャピラリィ５２の移動経路などによっては、ボンディングワイヤ３１Ｂが、直前にボンディング処理のなされたボンディングワイヤ３１Ａの在る方向に湾曲したループを描きつつ電極端子１２Ｂに接続される場合がある。

また、この時、直前にボンディング処理されたボンディングワイヤ３１Ａが、ボンディングワイヤ３１Ｂの描くループが配置される空間に至るまで湾曲してしまっている場合もある（図７参照）。

かかる場合には、ボンディングワイヤ３１Ｂと、ボンディングワイヤ３１Ａとが接触してしまう可能性がより高い。
即ち、半導体素子２１の電極２２Ｂから導出されたボンディングワイヤ３１Ｂを、回路基板１１上の電極端子１２Ｂに対し接続する際に、所定のループを描きつつ、前記回路基板１１上に配設され且つ前記電極２２Ｂに対応するところの電極端子１２Ｂの在る方向へ延在させるとき、ボンディングワイヤ３１Ｂに於いて湾曲を生じた場合には、かかる湾曲部が、当該ボンディングワイヤ３１Ｂに近接するところの、直前にボンディング処理のなされたボンディングワイヤ３１Ａと接触してしまう（図８参照）。

かかる場合には、当該ボンディングワイヤ３１Ａがボンディングワイヤ３１Ｂに接触した時点に於いて、検出装置４２−リード線４４−ワイヤスプール５１−ボンディングワイヤ３１Ｓ−ボンディングワイヤ３１Ａ−電極端子１２Ａ−導電層１３−リード線４１−検出装置４２からなる閉ループが形成され、当該閉ループに於ける抵抗値（及び／あるいは電流値）が変化する。

即ち、閉回路が形成されて、抵抗値が無限大から略零（０）に変化し、電流が流れる。
この時、ボンディングワイヤ３１Ｂがボンディングワイヤ３１Ａに接するまでの時間は、前述の如く正常にボンディング処理がなされた場合に比べ短い（図９参照）。

即ち、正常なワイヤボンディングがなされて、ボンディングワイヤ３１Ｓの一端（始端）が半導体素子２１の電極２２へ接続されて（１ｓｔボンディング終了）から、当該ボンディングワイヤ３１Ｓの他端（終端）が電極端子１２に接触する（２ｎｄボンディング開始）ことにより閉ループが形成される迄に前記時間Ｔｓを要する（グラフＡ）ものとすれば、当該ボンディングワイヤ３１Ｂが近接するボンディングワイヤ３１Ａと接触して閉ループが形成されるまでの時間Ｔ１は、前記時間Ｔｓよりも短い（グラフＢ）。

従って、時間Ｔｓに比べて短い時間Ｔ１に於いて閉ループが生じたことをもって、ボンディングワイヤ間に接触が生じたことが検出される。
尚、図９に於いて、「２ｎｄボンディング終了」とは、ボンディングワイヤ３１Ｓの他端（終端）の電極端子１２に接続が完了した時点をいう。

前記時間Ｔｓに対する時間Ｔ１の許容値は、ワイヤボンディング装置１００に於けるボンディングキャピラリィ５２の動作特性、ワイヤーループ形状などから予め設定することができる。

これにより、設定されたワイヤボンディング時間中に於いて、前記閉ループの形成に至る時間を容易に検出することができる。
この様にして、ボンディングワイヤ間の接触が検出された場合には、ボンディングワイヤ３１Ｂの他端（終端）が電極端子１２Ｂに接続された時点に於いて、制御装置４３が、ワイヤボンディング工程を一端停止する。

この時、当該制御装置４３は、接触が生じたボンディングワイヤの位置（アドレス）情報を得ている。
そして、回路基板１１上の電極端子１２Ｂに接続されたボンディングワイヤは、当該接続部と残余のボンディングワイヤ１５Ｓとの間が切断・分離される。

分離されたボンディングワイヤ１５Ｓの先端は、次のボンディング処理に向けてボール状に整形される。
本発明によれば、かかるワイヤボンディング工程の停止状態に於いて、前記ボンディングワイヤ間の接触を解除する。

即ち、当該接触部を機械的手段によって分離することにより、ボンディングワイヤ間の電気的絶縁・分離を図る。
かかるワイヤボンディング工程の停止状態に於いて、前記制御装置４３の指示に基づき、ボンディングキャピラリィ５２の近傍に配設された接触解除用治具６１が駆動されて、ボンディングワイヤ間の機械的接触が解除される。

即ち、先ず支持部材６２を稼働し、当該支持部材６２に支持された接触解除用治具６１を、被処理部、即ち接触状態にある２本のボンディングワイヤが接続されている半導体素子２１の二つの電極間上であって、当該接触部位よりも半導体素子２１側に位置せしめる。

そして、当該接触解除用治具６１を降下させ、当該接触解除用治具６１に於いて下方に突出している針状部材６３を、前記電極２２から導出され未だ接触状態に至らない部位に於けるボンディングワイヤ３１Ａとボンディングワイヤ３１Ｂとの間に位置せしめる（図１０、図１１参照）。

必要であれば、当該針状部材６３を、その保持部６４の下方に更に突出せしめる。
当該針状部材６３の突出は、前述の如く、保持部６４内に於ける空間６４ａと６４ｂに対し、パイプ６５、パイプ６６を介して、空気を供給或いは排出することによって支持・案内板６７を降下させることにより行われる。

しかる後、当該針状部材６３に対し回路基板１１の表面に略平行な方向の振動を印加しつつ、当該接触解除用治具６１を、半導体素子２１の近傍から電極端子１２の配設された方向に移動せしめる。

従って、当該針状部材６３は、ボンディングワイヤ３１Ａ−ボンディングワイヤ３１Ｂ間に於いて、ジグザグ状の経路をもって移動する。
かかる接触解除用治具６１の移動により、ボンディングワイヤ３１Ａならびにボンディングワイヤ３１Ｂは、そのワイヤーループ形状に変化を生じ、ボンディングワイヤ３１Ａとボンディングワイヤ３１Ｂとの間の距離が拡大されて、当該ボンディングワイヤ３１Ａとボンディングワイヤ３１Ｂとの間の接触が解除される（図１２参照）。

かかる針状部材６３の移動は、例えば次の様な形態とされる。
即ち、ボンディングワイヤ３１Ａとボンディングワイヤ３１Ｂの、電極２２への接続部位と、電極端子１２への接続部位とを繋いだ二つの直線Ａ，Ｂの間に、中心線Ｃを定義する。

そして、回路基板の主面と平行な平面内に於いて、当該中心線Ｃを中心に、前記針状部材６３をジグザグ状に移動せしめる。
尚、この時、中心線Ｃは、半導体素子２１の側面と平行をなす直線Ｄと、直線Ａ，Ｂとのなす角を、θ１、θ２とすると、中心線Ｃと直線Ｄとのなす角θａが、１／２・（θ１＋θ２）になるように定義される（図１３参照）。

また、この時、当該針状部材６３は、ジグザグ状の移動と共に、ボンディングワイヤ３１のワイヤーループ形状に沿って、その先端の位置が漸次降下される。
即ち、半導体素子２１の電極近傍に位置するボンディングワイヤ３１の接続部位と、回路基板１１上の電極端子１２近傍に位置するボンディングワイヤ３１の接続部位とは、半導体素子２１の厚さに対応して、回路基板１１の表面からの距離が異なる。

かかるワイヤーループ形状に対応して、針状部材６３の先端の位置が漸次降下される。
即ち、前記ボンディングワイヤ３１Ａ、ボンディングワイヤ３１Ｂの何れか一方の、半導体素子２１の電極２２への接続部位と、当該ボンディングワイヤの回路基板１１上の電極端子１２への接続部位とを繋いだ直線Ｅと、前記ワイヤーループの下方に位置し、且つ電極２２または電極端子１２上に於いて直線Ｅから離間しつつ平行をなす直線Ｆを定義する。勿論、この時、針状部材６３の先端が半導体素子２１の縁部（エッジ）には接触しない高さを選択する。

そして、当該針状部材６３の先端が、当該直線Ｆ上を移動するように制御される（図１４参照）。
かかる針状部材６３に於ける、３次元的移動は、例えば当該ワイヤボンディング装置１００のイニシャライズ時に設定される。

この時、当該ワイヤボンディング装置１００に配設されているボンディングキャピラリィの動作ならびにその制御機構を転用することもできる。
この様な、接触解除用治具６１に於ける針状部材６３の移動により、前記ボンディングワイヤ３１Ａならびにボンディングワイヤ３１Ｂは、少なくともその一方が変形、即ち前記回路基板１１の表面と略平行な平面に沿う如く移動し、他方との間に間隔が生ずる。

即ち、当該ボンディングワイヤ３１Ａとボンディングワイヤ３１Ｂとの間に於ける接触が解除される（図１５参照）。
ボンディングワイヤ間の接触の解除状態は、光学的に検出される。

かかる光学的な検出は、当該ワイヤボンディング装置１００に配設された撮像装置（図示せず）を用いて行うことができる。
ボンディングワイヤ間の接触が十分に解除されていないと判断された場合には、前記針状部材６３の移動による接触解除処理を再度実行する。

尚、かかるボンディングワイヤ間の接触の解除状態の確認は、前記光学的検出結果を電気信号に変換しこれを制御装置４３に於いて判断するか、光学的検出結果についてオペレータによって判断がなされても良い。

ボンディングワイヤ間の接触の解除がなされたことが確認されると、前記ワイヤボンディング工程が再開される。
即ち、半導体素子２１に於ける電極パッド２２Ｃに対し、ワイヤスプール５１に保持されたボンディングワイヤ３１Ｓの始端（ボール部）３１Ｑが接続される。

そして当該ボンディングワイヤ３１Ｓは当該ワイヤスプール５１の移動に伴って回路基板１１の電極端子１２Ｃの方向へ導出・延在され、当該電極端子１２Ｃへ接続される（図１６参照）。

この様にして、半導体素子２１の所定の電極とこれに対応する回路基板１１の電極端子間に対し、ワイヤボンディング処理が行われた後、当該半導体素子２１ならびにボンディングワイヤ３１に対し、樹脂封止処理がなされる。

尚、樹脂封止された状態については、ここでは図示しない。
かかる樹脂封止処理後、前記回路基板１１に於いて複数個の電極端子１２間を並列接続していた導電層１３を当該電極端子１２のそれぞれから切り離し、各電極端子１２を電気的に独立せしめる。

当該電極端子１２と導電層１３との切り離しは、図１６に於ける点線ＣＬに沿って、回路基板１１を切断することによりなされる。
当該点線ＣＬは、前記樹脂封止部を含む半導体装置の外形線に相当するものであって良い。

尚、必要であれば、前記樹脂封止処理の後、点線ＣＬに沿っての回路基板１１の切断に先行して、当該回路基板１１の他方の主面（裏面）に配設されている電極端子に対し半田ボール等の外部接続用端子が配設される。

この様に、本発明によれば、半導体素子の電極と、これに対応する回路基板上の電極端子との間を、ボンディングワイヤにより接続する際、ボンディング処理工程中に於けるボンディングワイヤ間の接触を電気的に検知し、かかる検知結果が得られた場合には、機械的手段により対象となるボンディングワイヤ間の接触を解除する。

この様な製造方法によれば、半導体素子と当該半導体素子が搭載された回路基板に於いて、ボンディグワイヤ間に於ける接触が容易に検出され、また当該接触が確実に解除される。

従って、当該ボンディグワイヤ間に於ける電気的な短絡を含まず、より高い信頼性を有する半導体装置が形成される。
一方、電子部品としてのリードフレームに於けるダイステージに半導体素子を搭載し、当該半導体素子の電極とリードフレームに於けるインナーリード部との間をボンディングワイヤにより接続する構成を有する半導体装置の製造に於いても、リードフレーム自体を前記導電層１３とみなして用いることにより、本発明によるボンディングワイヤ間の接触の検知、ならびに当該ボンディングワイヤ間の接触の解除を適用することができる。

尚、前記ワイヤボンディング装置１００にあっては、接触解除用治具６１が付加されることを必要とするが、その支持機構、制御機構などは、ボンディングキャピラリィ５２の支持機構、制御機構を転用することができ、大きなコストアップを生じない。

また、前記実施例にあっては、回路基板１１上に配設された複数個の電極端子１２相互間を導電層１３により並列接続している。
当該導電層１３の配設は、回路基板１１にその配設に要するスペースを必要とし、またワイヤボンディング処理後には切り離し処理を必要とする。

本発明は、かかる導電層を用いることに限定されるものではない。
即ち、半導体素子に於ける一つの電極とこれに対応する回路基板上の電極端子との間をボンディングワイヤにより接続する際、当該電極端子と、その直前にワイヤボンディング処理がなされた電極端子のそれぞれに対して、検出装置に接続されたプローブを接触させて閉回路を形成する。

かかる状態に於いてワイヤボンディング処理を行うことにより、ボンディングワイヤ相互間の接触を検出することができる。
この様な場合、プローブは、ボンディングキャピラリィの移動に対応して移動する。

また、他の手段として、電極端子のそれぞれを、回路基板の裏面に導出し、当該裏面に於ける複数個の導出部に対して、金属板あるいは絶縁基板表面に配設された導電層を一括して接触させることにより、電極端子相互間の接続を行うこともできる。

そして、当該金属板あるいは導電層を検出装置に接続することにより、閉回路の形成を可能とする。
回路基板の構成あるいは製造方法によっては、当該回路基板上には複数個の電極端子が独立して配設され、且つ当該電極端子の相互間を、導電層を介して接続することができない場合が生ずる。

この様な場合、かかる回路基板裏面への導出は有効である。

本発明による半導体装置の製造方法を示す工程フロー図。 本発明による半導体装置の製造方法の詳細を示す工程フロー図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるワイヤボンディング方法を示す結線図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるワイヤボンディング装置の構成を示す結線図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるワイヤボンディング装置の構成を示す要部断面図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるワイヤボンディング方法を示す結線図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるワイヤボンディング方法を示す結線図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるワイヤボンディング方法を示す結線図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるワイヤボンディング方法に於ける抵抗値の変化を示す図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるボンディングワイヤの接触の開放工程を示す側面図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるボンディングワイヤの接触の開放工程を示す平面図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるボンディングワイヤの接触の開放工程を示す平面図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるボンディングワイヤの接触の開放工程を示す平面図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるボンディングワイヤの接触の開放工程を示す要部断面図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるワイヤボンディング方法を示す結線図。 本発明による半導体装置の製造方法にかかるワイヤボンディング方法を示す結線図。

符号の説明

１１ 回路基板
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 電極端子
１３ 導電層
１５Ｓ，３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｓ ボンディングワイヤ
２１ 半導体素子
２２，２２Ｂ 電極
２２Ｃ 電極パッド
３１Ｑ ボール部
４１，４４ リード線
４２ 検出装置
４３ 制御装置
５１ ワイヤスプール
５２ ボンディングキャピラリィ
５３，６２ 支持部材
６１ 接触解除用治具
６３ 針状部材
６４ 保持部
６４ａ，６４ｂ 空間
６５，６６ パイプ
６７ 支持・案内板
１００ ワイヤボンディング装置

Claims (5)

1. 半導体素子の第１の電極と電子部品の第１の電極端子とを第１のボンディングワイヤにて接続する工程と、
   次いで、前記半導体素子の第２の電極と前記電子部品の第２の電極端子とを第２のボンディングワイヤにて接続する工程と、
   前記第２の電極と前記第２の電極端子とを接続する過程に於いて、前記第２のボンディングワイヤと前記第１のボンディングワイヤとの接触を検出する工程と、
   前記第２の電極と前記第２の電極端子とを接続した後に、前記第２のボンディングワイヤと前記第１のボンディングワイヤとの間の接触を解除する工程と、
   を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記第２の電極と前記第２の電極端子とを接続する過程に於いて、前記第２のボンディングワイヤを含む閉ループに於ける抵抗値の変化をもって、当該第２のボンディングワイヤと前記第１のボンディングワイヤとの接触を検出することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記第２の電極と前記第２の電極端子とを接続する過程に於いて、前記第２のボンディングワイヤを含む閉ループに於ける電流の変化をもって、当該第２のボンディングワイヤと前記第１のボンディングワイヤとの接触を検出することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記第２のボンディングワイヤと前記第１のボンディングワイヤとの接触を、機械的に解除することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記第１の電極端子及び前記第２の電極端子は、支持部材上に配設された電極端子又はリードフレームのインナーリードであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。

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