JP2010123854A - Method of manufacturing semiconductor device and wire bonding equipment - Google Patents
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- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
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- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
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- H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
- H01L2224/486—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/48617—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950 °C
- H01L2224/48624—Aluminium (Al) as principal constituent
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- H01L2224/48799—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Copper (Cu)
- H01L2224/488—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Copper (Cu) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/48838—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Copper (Cu) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置(または半導体集積回路装置)の製造方法におけるワイヤ・ボンディング技術に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a technique effective when applied to a wire bonding technique in a method of manufacturing a semiconductor device (or a semiconductor integrated circuit device).
日本特開平11−26517号公報(特許文献1)には、半導体チップ側のボンディング・パッドにワイヤをボンディング(いわゆる「第1ボンディング」)した後に、ボンディングされたワイヤ、半導体チップ、およびワイヤ・ボンディング装置等から構成されるループ状回路を利用して、ワイヤ・ボンディング接続不良を検査する技術が開示されている。 In Japanese Patent Laid-Open No. 11-26517 (Patent Document 1), after bonding a wire to a bonding pad on the semiconductor chip side (so-called “first bonding”), the bonded wire, the semiconductor chip, and the wire bonding A technique for inspecting a wire bonding connection failure by using a loop circuit constituted by an apparatus or the like is disclosed.
ワイヤの接続(ワイヤ・ボンディング)は、まず、キャピラリの先端部から突出するワイヤの一端部に放電(スパーク)によりボール部を形成し、キャピラリの先端部から突出したボール部を引き上げる。そして、接合する対象物(例えば、パッド)に向かってキャピラリを下降させ、ワイヤのボール部とパッドを圧着することにより、行われる。 For wire connection (wire bonding), first, a ball portion is formed by discharge (sparking) at one end portion of the wire protruding from the tip portion of the capillary, and the ball portion protruding from the tip portion of the capillary is pulled up. Then, the capillary is lowered toward an object (for example, a pad) to be joined, and the ball portion of the wire and the pad are pressure-bonded.
また、製造TAT(Turn Around Time)の低減を考慮して、キャピラリの最初の下降速度は、ボール部を対象物に接触させる直前の下降速度よりも速くしている。すなわち、対象物の直上において、ボール部がキャピラリに接触する前に、キャピラリの下降速度を減速させ(キャピラリの下降動作に急ブレーキをかけ)、その後、ボール部が対象物に接触するまで、キャピラリを低速で下降させている。 Further, in consideration of a reduction in manufacturing TAT (Turn Around Time), the initial lowering speed of the capillary is higher than the lowering speed immediately before the ball portion is brought into contact with the object. That is, immediately below the object, before the ball part contacts the capillary, the capillary descending speed is decelerated (rapid braking is applied to the descending action of the capillary), and then the capillary until the ball part contacts the object. Is lowered at low speed.
今回、本願発明者は、前記したような動作を有するワイヤ・ボンディング装置に対して、以下の問題を見出した。 This time, this inventor discovered the following problems with respect to the wire bonding apparatus which has the above operation | movement.
すなわち、ワイヤにバック・テンションを掛けてワイヤの弛み等を防止するバック・テンション付加装置の内部(内面)には、使用頻度により、ワイヤとの摩擦抵抗により発生した異物が付着してしまい、ワイヤを引き上げる際、十分にボール部を引き上げることができなくなることが分かった。そして、ボール部が十分に引き上げられていない状態で、キャピラリの下降動作に急ブレーキをかけると、引き上げきれなかったワイヤが、ブレーキの衝撃(慣性の法則)によりキャピラリの先端部から対象物に向かって飛び出してしまうことが分かった。 That is, foreign matter generated due to frictional resistance with the wire adheres to the inside (inner surface) of the back tension applying device that applies back tension to the wire to prevent loosening of the wire. It was found that the ball part could not be sufficiently lifted when lifting the ball. If the capillary is braked suddenly while the ball is not sufficiently pulled up, the wire that could not be pulled up will move from the tip of the capillary to the object due to the impact of the brake (law of inertia). I knew it would jump out.
このとき、対象物が半導体チップのパッドの場合、キャピラリから飛び出したワイヤの一端部(ボール部)が、隣のパッドに跨って半導体チップの主面(表面)に付着する問題、隣のパッドに付着する問題、更には、先に形成された隣のワイヤと接触するという問題が発生する。これは、半導体装置の小型化の影響により、隣り合うパッド間のピッチが狭くなったことも、理由の一つである。 At this time, when the object is a pad of a semiconductor chip, there is a problem that one end portion (ball portion) of the wire protruding from the capillary adheres to the main surface (front surface) of the semiconductor chip across the adjacent pad. The problem of adhesion occurs, and further, the problem of contact with the adjacent wire formed earlier occurs. One of the reasons for this is that the pitch between adjacent pads is reduced due to the downsizing of the semiconductor device.
尚、前記特許文献1には、ワイヤを対象物に接触させる際に生じる、ワイヤの飛び出し不良については示唆がなく、前記特許文献1の技術では、このワイヤの飛び出しを監視することは困難である。
そこで、本願発明では、ワイヤの一端部が対象物に向かって飛び出したことが分かる検査機構について検討した。
In addition, the above-mentioned
In view of this, the present invention has examined an inspection mechanism that reveals that one end of the wire has jumped out toward the object.
本願発明は、これらの課題を解決するためになされたものである。 The present invention has been made to solve these problems.
本発明の目的は、信頼性の高い半導体装置の製造プロセスを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a manufacturing process of a highly reliable semiconductor device.
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。 The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
すなわち、本願発明は半導体チップ上のパッドにキャピラリにより、ワイヤの先端部であるボール部を接続する際、パッドに向けてキャピラリを降下させる途中において、その降下速度の減速を開始した後であって、ワイヤがパッドと接触する前に、ワイヤ、半導体チップ、およびワイヤ・ボンディング装置等から構成されるループ状回路を利用して、ワイヤと半導体チップとの不所望な接触の有無をモニタするものである。 That is, in the present invention, when connecting the ball part, which is the tip of the wire, to the pad on the semiconductor chip with the capillary, after the capillary is lowered toward the pad, the speed of the descending is started. Before a wire comes into contact with a pad, a loop circuit composed of a wire, a semiconductor chip, a wire bonding apparatus, etc. is used to monitor the presence of unwanted contact between the wire and the semiconductor chip. is there.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、ボンディング・パッドに向けてボンディング・キャピラリを降下させる途中において、その降下速度の減速を開始した後であって、ボンディング・ワイヤがボンディング・パッドと接触する前に、ボンディング・ワイヤ、半導体チップ、およびワイヤ・ボンディング装置等から構成されるループ状回路を利用して、ワイヤ・ボンディングと半導体チップとの不所望な接触の有無をモニタすることにより、ボンディング・キャピラリからのワイヤの不所望な飛び出しを確実に監視することができる。 That is, in the middle of lowering the bonding capillary toward the bonding pad, after starting to decrease the descent speed and before the bonding wire comes into contact with the bonding pad, the bonding wire, the semiconductor chip, In addition, by using a loop circuit composed of a wire bonding device, etc., by monitoring the presence of undesired contact between the wire bonding and the semiconductor chip, undesired jumping out of the wire from the bonding capillary It can be reliably monitored.
〔実施の形態の概要〕
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。
[Outline of Embodiment]
First, an outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application will be described.
1.以下の工程を含む半導体装置の製造方法:
(a)ワイヤ・ボンディング装置内において、先端にボール部を有するボンディング・ワイヤを貫通させたボンディング・キャピラリを、半導体チップの第1の主面上のボンディング・パッドに向けて、第1の降下速度で降下させる工程;
(b)前記工程(a)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリを、前記第1の降下速度をより遅い第2の降下速度まで減速させる工程;
(c)前記工程(b)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリを前記第2の降下速度で降下させて、前記ボール部を前記ボンディング・パッドに接触させる工程;
(d)前記工程(c)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリにより前記ボール部を前記ボンディング・パッドに押し付けることによって、前記ボンディング・ワイヤを前記ボンディング・パッドにボンディングする工程;
(e)前記工程(b)および(c)を含む区間内であって、前記ボール部が前記ボンディング・パッドに接触する前の第1検査期間内に、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・ワイヤ、前記半導体チップおよび前記ワイヤ・ボンディング装置のそれぞれの一部を含むループ状回路を用いて、前記ボンディング・キャピラリからの前記ボンディング・ワイヤの不所望な突出の有無を検出する第1の検査を実行する工程。
1. A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) In the wire bonding apparatus, a bonding capillary that has a bonding wire having a ball portion at the tip thereof is directed toward the bonding pad on the first main surface of the semiconductor chip, and the first descending speed Step of lowering with;
(B) After the step (a), in the wire bonding apparatus, the step of decelerating the bonding capillary to a lower second descent rate;
(C) After the step (b), in the wire bonding apparatus, the bonding capillary is lowered at the second lowering speed to bring the ball portion into contact with the bonding pad;
(D) After the step (c), the step of bonding the bonding wire to the bonding pad by pressing the ball portion against the bonding pad by the bonding capillary in the wire bonding apparatus. ;
(E) In the section including the steps (b) and (c), the bonding is performed in the wire bonding apparatus within a first inspection period before the ball portion contacts the bonding pad. First inspection for detecting presence or absence of undesired protrusion of the bonding wire from the bonding capillary using a loop circuit including a part of each of the wire, the semiconductor chip, and the wire bonding apparatus The process of performing.
2.前記1項の半導体装置の製造方法において、更に以下の工程を含む:
(f)前記工程(d)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリを前記ボンディング・ワイヤに沿って、前記ボンディング・パッドから後退させる工程;
(g)前記工程(f)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリを前記半導体チップの外部のリード部に向けて移動させる工程;
(h)前記工程(g)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・ワイヤの側面を前記ボンディング・キャピラリによって、前記ボンディング・パッドに押し付けることによって、前記ボンディング・ワイヤを前記リード部にボンディングする工程;
(i)前記工程(d)の後であって、前記工程(h)の前に、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・ワイヤ、前記半導体チップおよび前記ワイヤ・ボンディング装置のそれぞれの一部を含むループ状回路を用いて、前記ボンディング・ワイヤの前記ボンディング・パッドに対するボンディング状態を検出する第2の検査を実行する工程。
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to the
(F) After the step (d), in the wire bonding apparatus, the step of retracting the bonding capillary along the bonding wire from the bonding pad;
(G) After the step (f), in the wire bonding apparatus, the step of moving the bonding capillary toward the lead portion outside the semiconductor chip;
(H) After the step (g), by pressing the side surface of the bonding wire against the bonding pad with the bonding capillary in the wire bonding apparatus, the bonding wire is applied to the lead portion. Bonding process;
(I) After the step (d) and before the step (h), in the wire bonding apparatus, a part of each of the bonding wire, the semiconductor chip, and the wire bonding apparatus Performing a second inspection for detecting a bonding state of the bonding wire with respect to the bonding pad using a loop-shaped circuit including:
3.前記2項の半導体装置の製造方法において、
(j)前記工程(h)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリをワイヤ・クランパが開かれた状態で、前記ボンディング・ワイヤに沿って、前記リード部から後退させる工程;
(k)前記工程(j)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリをワイヤ・クランパが開かれた状態で、前記ボンディング・ワイヤに沿って、前記リード部から後退させることにより、前記ボンディング・ワイヤを前記リード部の近傍で切断する工程;
(l)前記工程(k)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリを貫通した前記ボンディング・ワイヤの先端部に放電によりボール部を形成する工程;
(m)前記工程(k)の後であって、前記工程(l)の前に、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・ワイヤ、前記半導体チップおよび前記ワイヤ・ボンディング装置のそれぞれの一部を含むループ状回路を用いて、前記ボンディング・ワイヤが正常に切断されたか否かを検査する第3の検査を実行する工程。
3. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the
(J) After the step (h), in the wire bonding apparatus, the bonding capillary is retracted from the lead portion along the bonding wire in a state where the wire clamper is opened;
(K) After the step (j), in the wire bonding apparatus, the bonding capillary is retracted from the lead portion along the bonding wire with the wire clamper opened. Cutting the bonding wire in the vicinity of the lead portion;
(L) After the step (k), in the wire bonding apparatus, a step of forming a ball portion by discharge at the tip of the bonding wire penetrating the bonding capillary;
(M) After the step (k) and before the step (l), in the wire bonding apparatus, a part of each of the bonding wire, the semiconductor chip, and the wire bonding apparatus And performing a third inspection for inspecting whether or not the bonding wire has been normally cut using a loop circuit including:
4.前記1から3項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記半導体チップは金属製のリード・フレーム上に固定されている。
4). 4. In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of
5.前記1から3項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記半導体チップは配線基板上に固定されている。
5. 4. In the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of
6.前記1から5項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査は直流電流又は電圧を印加して実行される。 6). 6. In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of 1 to 5, the first inspection is performed by applying a direct current or a voltage.
7.前記1から5項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査中において、電流又は電圧方向を切り替える。 7). 6. In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of 1 to 5, the current or voltage direction is switched during the first inspection.
8.前記1から5項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査は交流電流又は電圧を印加して実行される。
8). 6. In the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of
9.前記1から5項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査は高周波電流又は電圧を印加して実行される。 9. 6. In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of 1 to 5, the first inspection is performed by applying a high frequency current or voltage.
10.前記1から5項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査はパルス状の電流又は電圧を印加して実行される。
10. 6. In the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of
11.前記1から10項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記工程(b)は、以下の下位工程を含む:
(b1)前記ボンディング・キャピラリを、前記第1の降下速度をより遅く、前記第2の降下速度より速い第3の降下速度まで減速させる工程;
(b2)前記工程(b1)の後、前記ボンディング・キャピラリを、前記第3の降下速度で降下させる工程;
(b3)前記工程(b2)の後、前記第3の降下速度で降下させる工程。
11. 11. In the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of 1 to 10, the step (b) includes the following substeps:
(B1) decelerating the bonding capillary to a third lowering speed that is slower than the first lowering speed and faster than the second lowering speed;
(B2) After the step (b1), lowering the bonding capillary at the third lowering speed;
(B3) A step of lowering at the third lowering speed after the step (b2).
12.前記1から11項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記工程(c)において、前記ボール部が前記ボンディング・パッドに接触する際には、前記ボンディング・キャピラリへの超音波およびボンディング荷重の印加が開始されている。 12 12. In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of 1 to 11, in the step (c), when the ball portion contacts the bonding pad, an ultrasonic wave and a bonding load applied to the bonding capillary. Has been started.
13.前記1から12項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記ボンディング・ワイヤは、金を主要な成分とする。
13. In the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of
14.前記1から13項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記ボンディング・パッドの主要部は、アルミニウムを主要な成分とする。 14 14. In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of 1 to 13, the main part of the bonding pad includes aluminum as a main component.
15.前記1から14項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査は、前記工程(b)の開始後であって、前記工程(c)における前記ボール部の前記ボンディング・パッドへの正常な接触の前に、前記ボール部を含む前記ボンディング・ワイヤの一部が、前記半導体チップの前記第1の主面上の導電部に接触したか否かを検査する。 15. 15. The manufacturing method of a semiconductor device as described above in any one of 1 to 14, wherein the first inspection is after the start of the step (b) and the bonding pad of the ball portion in the step (c). Before normal contact with the semiconductor chip, it is inspected whether a part of the bonding wire including the ball portion has contacted the conductive portion on the first main surface of the semiconductor chip.
16.前記1から15項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1検査期間内に、連続的、断続的に、または離散的に複数回、前記第1の検査を実行する。 16. 16. In the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of 1 to 15, the first inspection is executed a plurality of times continuously, intermittently, or discretely within the first inspection period.
17.前記1から5、および、8から16項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査は、1000Hzから1MHzの範囲内の高周波電流又は電圧を印加して実行される。 17. In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of 1 to 5 and 8 to 16, the first inspection is performed by applying a high-frequency current or voltage within a range of 1000 Hz to 1 MHz.
18.前記17項の半導体装置の製造方法において、高周波電流又は電圧は、実質的に正弦波交流である。
18. In the method for manufacturing a semiconductor device according to the
19.以下の工程を含む半導体装置の製造方法:
(a)ワイヤ・ボンディング装置内において、先端にボール部を有するボンディング・ワイヤを貫通させたボンディング・キャピラリを、半導体チップの第1の主面上のボンディング・パッドに向けて、第1の降下速度で降下させる工程;
(b)前記工程(a)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリを、前記第1の降下速度をより遅い第2の降下速度まで減速させる工程;
(c)前記工程(b)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリを前記第2の降下速度で降下させて、前記ボール部を前記ボンディング・パッドに接触させる工程;
(d)前記工程(c)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリにより前記ボール部を前記ボンディング・パッドに押し付けることによって、前記ボンディング・ワイヤを前記ボンディング・パッドにボンディングする工程、
ここで、前記工程(b)の開始の後であって、前記ボール部が前記ボンディング・パッドに接触する前の第1検査期間内に、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・ワイヤ、前記半導体チップおよび前記ワイヤ・ボンディング装置のそれぞれの一部を含むループ状回路を用いて、前記ボンディング・キャピラリからの前記ボンディング・ワイヤの不所望な突出の有無を検出する第1の検査を実行する。
19. A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) In the wire bonding apparatus, a bonding capillary that has a bonding wire having a ball portion at the tip thereof is directed toward the bonding pad on the first main surface of the semiconductor chip, and the first descending speed Step of lowering with;
(B) After the step (a), in the wire bonding apparatus, the step of decelerating the bonding capillary to a lower second descent rate;
(C) After the step (b), in the wire bonding apparatus, the bonding capillary is lowered at the second lowering speed to bring the ball portion into contact with the bonding pad;
(D) After the step (c), the step of bonding the bonding wire to the bonding pad by pressing the ball portion against the bonding pad by the bonding capillary in the wire bonding apparatus. ,
Here, after the start of the step (b) and within a first inspection period before the ball portion contacts the bonding pad, the bonding wire, A first inspection is performed to detect the presence or absence of an undesired protrusion of the bonding wire from the bonding capillary using a loop circuit including a part of each of the semiconductor chip and the wire bonding apparatus.
20.前記19項の半導体装置の製造方法において、更に以下の工程を含む:
(f)前記工程(d)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリを前記ボンディング・ワイヤに沿って、前記ボンディング・パッドから後退させる工程;
(g)前記工程(f)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリを前記半導体チップの外部のリード部に向けて移動させる工程;
(h)前記工程(g)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・ワイヤの側面を前記ボンディング・キャピラリによって、前記ボンディング・パッドに押し付けることによって、前記ボンディング・ワイヤを前記リード部にボンディングする工程;
(i)前記工程(d)の後であって、前記工程(h)の前に、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・ワイヤ、前記半導体チップおよび前記ワイヤ・ボンディング装置のそれぞれの一部を含むループ状回路を用いて、前記ボンディング・ワイヤの前記ボンディング・パッドに対するボンディング状態を検出する第2の検査を実行する工程。
20. The method for manufacturing a semiconductor device according to the item 19, further includes the following steps:
(F) After the step (d), in the wire bonding apparatus, the step of retracting the bonding capillary along the bonding wire from the bonding pad;
(G) After the step (f), in the wire bonding apparatus, the step of moving the bonding capillary toward the lead portion outside the semiconductor chip;
(H) After the step (g), by pressing the side surface of the bonding wire against the bonding pad with the bonding capillary in the wire bonding apparatus, the bonding wire is applied to the lead portion. Bonding process;
(I) After the step (d) and before the step (h), in the wire bonding apparatus, a part of each of the bonding wire, the semiconductor chip, and the wire bonding apparatus Performing a second inspection for detecting a bonding state of the bonding wire with respect to the bonding pad using a loop-shaped circuit including:
21.前記20項の半導体装置の製造方法において、
(j)前記工程(h)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリをワイヤ・クランパが開かれた状態で、前記ボンディング・ワイヤに沿って、前記リード部から後退させる工程;
(k)前記工程(j)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリをワイヤ・クランパが開かれた状態で、前記ボンディング・ワイヤに沿って、前記リード部から後退させることにより、前記ボンディング・ワイヤを前記リード部の近傍で切断する工程;
(l)前記工程(k)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・キャピラリを貫通した前記ボンディング・ワイヤの先端部に放電によりボール部を形成する工程;
(m)前記工程(k)の後であって、前記工程(l)の前に、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・ワイヤ、前記半導体チップおよび前記ワイヤ・ボンディング装置のそれぞれの一部を含むループ状回路を用いて、前記ボンディング・ワイヤが正常に切断されたか否かを検査する第3の検査を実行する工程。
21. In the manufacturing method of the semiconductor device according to the
(J) After the step (h), in the wire bonding apparatus, the bonding capillary is retracted from the lead portion along the bonding wire in a state where the wire clamper is opened;
(K) After the step (j), in the wire bonding apparatus, the bonding capillary is retracted from the lead portion along the bonding wire with the wire clamper opened. Cutting the bonding wire in the vicinity of the lead portion;
(L) After the step (k), in the wire bonding apparatus, a step of forming a ball portion by discharge at the tip of the bonding wire penetrating the bonding capillary;
(M) After the step (k) and before the step (l), in the wire bonding apparatus, a part of each of the bonding wire, the semiconductor chip, and the wire bonding apparatus And performing a third inspection for inspecting whether or not the bonding wire has been normally cut using a loop circuit including:
22.前記19から21項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記半導体チップは金属製のリード・フレーム上に固定されている。 22. 22. In the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of 19 to 21, the semiconductor chip is fixed on a metal lead frame.
23.前記19から21項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記半導体チップは配線基板上に固定されている。 23. In the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the items 19 to 21, the semiconductor chip is fixed on a wiring board.
24.前記19から23項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査は直流電流又は電圧を印加して実行される。 24. 24. In the method of manufacturing a semiconductor device as described above in any one of 19 to 23, the first inspection is performed by applying a direct current or a voltage.
25.前記19から23項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査中において、電流又は電圧方向を切り替える。 25. 24. In the method for manufacturing a semiconductor device as described above in any one of 19 to 23, the current or voltage direction is switched during the first inspection.
26.前記19から23項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査は交流電流又は電圧を印加して実行される。 26. 24. In the method of manufacturing a semiconductor device as described above in any one of 19 to 23, the first inspection is performed by applying an alternating current or a voltage.
27.前記19から23項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査は高周波電流又は電圧を印加して実行される。 27. 24. In the method for manufacturing a semiconductor device as described above in any one of 19 to 23, the first inspection is performed by applying a high-frequency current or voltage.
28.前記19から23項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査はパルス状の電流又は電圧を印加して実行される。 28. 24. In the method of manufacturing a semiconductor device as described above in any one of 19 to 23, the first inspection is performed by applying a pulsed current or voltage.
29.前記19から28項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記工程(b)は、以下の下位工程を含む:
(b1)前記ボンディング・キャピラリを、前記第1の降下速度をより遅く、前記第2の降下速度より速い第3の降下速度まで減速させる工程;
(b2)前記工程(b1)の後、前記ボンディング・キャピラリを、前記第3の降下速度で降下させる工程;
(b3)前記工程(b2)の後、前記第3の降下速度で降下させる工程。
29. 29. In the method for manufacturing a semiconductor device as described above in any one of 19 to 28, the step (b) includes the following substeps:
(B1) decelerating the bonding capillary to a third lowering speed that is slower than the first lowering speed and faster than the second lowering speed;
(B2) After the step (b1), lowering the bonding capillary at the third lowering speed;
(B3) A step of lowering at the third lowering speed after the step (b2).
30.前記19から29項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記工程(c)において、前記ボール部が前記ボンディング・パッドに接触する際には、前記ボンディング・キャピラリへの超音波およびボンディング荷重の印加が開始されている。 30. 30. In the method of manufacturing a semiconductor device as described above in any one of 19 to 29, in the step (c), when the ball portion comes into contact with the bonding pad, an ultrasonic wave and a bonding load applied to the bonding capillary. Has been started.
31.前記19から30項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記ボンディング・ワイヤは、金を主要な成分とする。 31. 31. In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of 19 to 30, the bonding wire includes gold as a main component.
32.前記19から30項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記ボンディング・パッドの主要部は、アルミニウムを主要な成分とする。 32. 31. In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of 19 to 30, the main part of the bonding pad includes aluminum as a main component.
33.前記19から32項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査は、前記工程(b)の開始後であって、前記工程(c)における前記ボール部の前記ボンディング・パッドへの正常な接触の前に、前記ボール部を含む前記ボンディング・ワイヤの一部が、前記半導体チップの前記第1の主面上の導電部に接触したか否かを検査する。 33. 33. In the method of manufacturing a semiconductor device as described above in any one of 19 to 32, the first inspection is after the start of the step (b), and the bonding pad of the ball portion in the step (c) Before normal contact with the semiconductor chip, it is inspected whether a part of the bonding wire including the ball portion has contacted the conductive portion on the first main surface of the semiconductor chip.
34.前記19から33項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1検査期間内に、連続的、断続的に、または離散的に複数回、前記第1の検査を実行する。 34. 34. In the method of manufacturing a semiconductor device as described above in any one of 19 to 33, the first inspection is executed a plurality of times continuously, intermittently, or discretely within the first inspection period.
35.前記19から23、および、26から34項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第1の検査は、1000Hzから1MHzの範囲内の高周波電流又は電圧を印加して実行される。 35. In the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of Items 19 to 23 and 26 to 34, the first inspection is performed by applying a high-frequency current or voltage within a range of 1000 Hz to 1 MHz.
36.前記35項の半導体装置の製造方法において、高周波電流又は電圧は、実質的に正弦波交流である。
36. In the method for manufacturing a semiconductor device according to the
37.少なくとも以下の工程を実行することができるワイヤ・ボンディング装置:
(a)先端にボール部を有するボンディング・ワイヤを貫通させたボンディング・キャピラリを、半導体チップの第1の主面上のボンディング・パッドに向けて、第1の降下速度で降下させる工程;
(b)前記工程(a)の後、前記第1の降下速度をより遅い第2の降下速度まで減速させる工程;
(c)前記工程(b)の後、前記ボンディング・キャピラリを前記第2の降下速度で降下させて、前記ボール部を前記ボンディング・パッドに接触させる工程;
(d)前記工程(c)の後、前記ボンディング・キャピラリにより前記ボール部を前記ボンディング・パッドに押し付けることによって、前記ボンディング・ワイヤを前記ボンディング・パッドにボンディングする工程;
(e)前記工程(b)および(c)を含む区間であって、前記ボール部が前記ボンディング・パッドに接触する前に、前記ボンディング・ワイヤ、前記半導体チップおよび前記ワイヤ・ボンディング装置のそれぞれの一部を含むループ状回路を用いて、前記ボンディング・キャピラリからの前記ボンディング・ワイヤの不所望な突出の有無を検出する第1の検査を実行する工程。
37. Wire bonding apparatus capable of performing at least the following steps:
(A) a step of lowering a bonding capillary through which a bonding wire having a ball portion at the tip passes, toward a bonding pad on the first main surface of the semiconductor chip at a first lowering speed;
(B) after the step (a), decelerating the first descending speed to a slower second descending speed;
(C) after the step (b), lowering the bonding capillary at the second lowering speed to bring the ball portion into contact with the bonding pad;
(D) After the step (c), the step of bonding the bonding wire to the bonding pad by pressing the ball portion against the bonding pad with the bonding capillary;
(E) a section including the steps (b) and (c), and before the ball portion contacts the bonding pad, each of the bonding wire, the semiconductor chip, and the wire bonding apparatus; Performing a first test for detecting the presence or absence of undesired protrusion of the bonding wire from the bonding capillary using a loop-shaped circuit including a part thereof;
〔本願における記載形式・基本的用語・用法の説明〕
1.本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクションに分けて記載する場合もあるが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しを省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
[Description format, basic terms, usage in this application]
1. In the present application, the description of the embodiment may be divided into a plurality of sections for convenience, if necessary, but these are not independent from each other unless otherwise specified. Each part of a single example, one part is the other part of the details, or part or all of the modifications. Moreover, as a general rule, the same part is not repeated. In addition, each component in the embodiment is not indispensable unless specifically stated otherwise, unless it is theoretically limited to the number, and obviously not in context.
2.同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「AからなるX」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、A以外の要素を主要な構成要素のひとつとするものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Aを主要な成分として含むX」等の意味である。たとえば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。 2. Similarly, in the description of the embodiment, etc., regarding the material, composition, etc., “X consisting of A” etc. is an element other than A unless specifically stated otherwise and clearly not in context. It is not excluded that one of the main components. For example, as for the component, it means “X containing A as a main component”. For example, “silicon member” is not limited to pure silicon, but also includes SiGe alloys, other multi-component alloys containing silicon as a main component, and members containing other additives. Needless to say.
また、「金ワイヤ」、「アルミニウム・ボンディング・パッド」等といっても、純粋な金またはアルミニウムから構成されたもののみを指すのではなく、特に、そうでない旨明示した場合および原理的にそうでないことが明らかである場合を除き、「金を主要な成分とするワイヤ」または「その主要部分がアルミニウム主要な成分とするボンディング・パッド」等を指すものとする。 In addition, “gold wire”, “aluminum bonding pad”, etc. do not only refer to those composed of pure gold or aluminum, but in particular if clearly stated otherwise and in principle Except where it is not clear, it shall refer to “a wire containing gold as a main component” or “bonding pad whose main portion is a main component of aluminum” or the like.
3.同様に、図形、位置、属性等に関して、好適な例示をするが、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、厳密にそれに限定されるものではないことは言うまでもない。 3. Similarly, suitable examples of graphics, positions, attributes, and the like are given, but it is needless to say that the present invention is not strictly limited to those cases unless explicitly stated otherwise, and unless otherwise apparent from the context.
4.さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。 4). In addition, when a specific number or quantity is mentioned, a numerical value exceeding that specific number will be used unless specifically stated otherwise, unless theoretically limited to that number, or unless otherwise clearly indicated by the context. There may be a numerical value less than the specific numerical value.
5.「ウエハ」というときは、通常は半導体装置(半導体集積回路装置、電子装置も同じ)をその上に形成する単結晶シリコンウエハを指すが、エピタキシャルウエハ、SOI基板、LCDガラス基板等の絶縁基板と半導体層等の複合ウエハ等も含むことは言うまでもない。 5. “Wafer” usually refers to a single crystal silicon wafer on which a semiconductor device (same as a semiconductor integrated circuit device and an electronic device) is formed, but an insulating substrate such as an epitaxial wafer, an SOI substrate, an LCD glass substrate, and the like. Needless to say, a composite wafer such as a semiconductor layer is also included.
〔実施の形態の詳細〕
実施の形態について更に詳述する。各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
[Details of the embodiment]
The embodiment will be further described in detail. In the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar symbols or reference numerals, and description thereof will not be repeated in principle.
1.本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て工程全体の説明(主に図20から24)
図20から図24に基づいて、MAP(Mold Array Process)方式によるダイ・ボンディングからパッケージ・ダイシングまでの組立工程の概要を説明する。図20に示すように、まず、たとえば、銅を主要な成分とする銅系金属等で構成されたリードフレーム2(または有機配線基板、有機配線薄膜等の配線基板の基体部)を準備する。リードフレーム2上においては、複数の単位領域17(個々の半導体装置に対応する部分)が外枠部15と中枠部16によって保持されている。各単位領域17内には、それぞれ半導体チップ1(図21参照)を搭載するためのダイ・パッド部(チップ搭載部)3、ダイ・パッド部3を外枠部15または中枠部16に連結するダイ・パッド支持部14、多数のリード部4等が設けられている。
1. Description of the entire assembly process in the method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application (mainly FIGS. 20 to 24)
The outline of the assembly process from die bonding to package dicing by the MAP (Mold Array Process) method will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 20, first, for example, a lead frame 2 (or a base portion of a wiring board such as an organic wiring board or an organic wiring thin film) made of a copper-based metal having copper as a main component is prepared. On the
次に、図21に示すように、各ダイ・パッド部3に、たとえば銀ペースト等の接着剤層(有機配線基板等の場合は、たとえばエポキシ樹脂系非導電性ペースト、DAFその他)を介して、半導体チップ1をボンディング・パッド(パッド、電極パッド)5がある面を上にして固定する(半導体チップ1の裏面をダイ・パッド部の上面に固着する)。
Next, as shown in FIG. 21, an adhesive layer such as a silver paste (for example, an epoxy resin non-conductive paste, DAF or the like in the case of an organic wiring board or the like) is passed through each
次に、図22に示すように、各ボンディング・パッド5と対応するリード部4間を、たとえばサーモソニック・ボンディング・プロセス(Thermo−Sonic Bonding Process)を用いたボール・ウエッジ・ボンディング形式(ボンディング・パッド側の第1ボンドがキャピラリを用いたボール・ボンディングで、リード部側の第2ボンドがウエッジ・ボンディングである)によって、金を主要な成分とするワイヤ6(ボンディング・ワイヤ)等で連結する。このワイヤ・ボンディング・プロセスについては、セクション4等で詳述する。
Next, as shown in FIG. 22, between the
次に、図23に示すように、ワイヤ・ボンディングが完了したリードフレーム2をモールド金型内に収容して、リードフレーム2の上面を封止レジンによりレジン封止することで、半導体チップ1の上面およびボンディング・ワイヤをその内部に封止するレジン封止体21を形成する。これにより、リードフレーム2、複数の半導体チップ1、多数のボンディング・ワイヤ6、レジン封止体21等から構成されるリードフレーム・レジン封止体複合体が形成される。
Next, as shown in FIG. 23, the
次に、図24に示すように、このリードフレーム・レジン封止体複合体をX方向ダイシング・ライン22およびY方向ダイシング・ライン23に沿って、たとえば回転ブレードによってパッケージ・ダイシング処理することで、個々の半導体装置に分割する。この個々の半導体装置については、セクション2等で詳述する。
Next, as shown in FIG. 24, the lead frame / resin encapsulant composite is package-diced by, for example, a rotating blade along the
2.本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の説明(主に図25から図28および図18)
ここで例示して説明する半導体装置は、基本的にCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)構成またはCMIS(Complementary Metal Insulator Semiconductor)構成を有している。すなわち、PチャネルMISFET(Metal Insulator SemiconductornField Effect Transistor)群およびNチャネルMISFET群から要素回路が構成されている。
2. Description of a semiconductor device manufactured by a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application (mainly FIGS. 25 to 28 and FIG. 18)
A semiconductor device illustrated and described here basically has a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) configuration or a complementary metal insulator semiconductor (CMIS) configuration. That is, an element circuit is composed of a P-channel MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) group and an N-channel MISFET group.
図25に示すように、完成した半導体装置24(図28参照)のパッケージの上面11は、ほぼ正方形または長方形等の矩形を呈したレジン封止部20となっている。また、図26に示すように、完成した半導体装置のパッケージの下面12の封止レジン部20の間には、ダイ・パッド部3、ダイ・パッド支持部14、リード部4の各下面が露出している。図27は、図25の封止レジンを透過して内部を見たパッケージ上面図である。図27に示すように、各アルミニウム・ボンディング・パッド5と対応するリード部4との間に、金線6が接続されている。図27のX−X’断面を図28に示す。図28に示すように、完成した半導体装置24のレジン封止部20の内部のダイ・パッド3の上面には、半導体チップ1が固着されており、その上面1a(デバイス面)の各ボンディング・パッド5には、キャピラリによって押しつぶされたボンディング・ワイヤ先端のボール部7がある。
As shown in FIG. 25, the
図18は、ワイヤ・ボンディングにおいて、ワイヤの状態を検査するという観点から、CMIS構成の半導体チップ1およびその周辺の構造を模式的、類型的に説明したものである。回路的には、ボンディング・パッド5は、大雑把に3種類に分類することができる。第1類は、接地電源用ボンディング・パッド5Gnd、Vdd電源用ボンディング・パッド5Vdd等の電源パッドである。第2類は、入力用ボンディング・パッド5In等の入力パッドである。第3類は、出力用ボンディング・パッド5Out等の出力パッドである。
FIG. 18 schematically illustrates the CMIS-structured
通常、CMIS構成の半導体チップ1は、P型単結晶シリコン半導体基板1を用いて形成される。そして、半導体基板1の第1主面1a(デバイス面)のP型単結晶シリコン半導体基板領域1pに、NチャネルMISFET25nが設けられる。一方、半導体基板1の第1主面1a(デバイス面)のP型単結晶シリコン半導体基板領域1pに形成されたN型ウエル領域NWに、PチャネルMISFET25pが設けられる。
Usually, the
半導体基板1の第2主面1b(裏面)の下方には、リード・フレーム品の場合は接着部剤層10である銀ペースト等の導電性接着部剤層(配線基板の場合は、エポキシ系非導電性接着剤層等となる)がある。更に、接着部剤層10の下には、リード・フレーム2(または配線基板等の基体部)があり、これを通して、検査電流が、下地の基体部2が直接触れるワイヤ・ボンディング装置の導電部45に流れる。ただし、基体部2が有機配線基板等の場合は、直流電流は実質的に流れない。
Below the second
NチャネルMISFET25nは、N型ゲート電極25ng、N型ソース領域25ns、N型ドレイン領域25nd、N型コンタクト領域NC等を有する。一方、PチャネルMISFET25pは、P型ゲート電極25pg、P型ソース領域25ps、P型ドレイン領域25pd、P型コンタクト領域PC等を有する。その外、半導体基板1の第1主面1a(デバイス面)のP型単結晶シリコン半導体基板領域1pには、N型保護素子NP(N型不純物領域)が設けられている。一方、半導体基板1の第1主面1a(デバイス面)のP型単結晶シリコン半導体基板領域1pに形成されたN型ウエル領域NWには、P型保護素子PP(P型不純物領域)が設けられている。
The
これらを考慮すると、接地電源用ボンディング・パッド5Gndは半導体チップの裏面1bに至るまでPN接合がないことがわかる。Vdd電源用ボンディング・パッド5Vddの方は、P型単結晶シリコン半導体基板領域1pとN型ウエル領域NWの間にPN接合があるので、PN接合の逆方向耐圧以上の電圧を印加しない場合(以下同じ)には、直流的な検査における電流方向は、順方向PN接合を介した一方(P型単結晶シリコン半導体基板領域1pを高電位側とする電流方向)に限定される。
Considering these, it can be seen that the grounding power supply bonding pad 5Gnd has no PN junction until it reaches the
次に、入力用ボンディング・パッド5Inについて考察する。入力用ボンディング・パッド5InはN型ゲート電極25ngおよびP型ゲート電極25pgに接続されると同時に、N型保護素子NP(N型不純物領域)およびP型保護素子PP(P型不純物領域)に接続されているので、N型保護素子NPを経由する電流通路は、一方向(P型単結晶シリコン半導体基板領域1pを高電位側とする電流方向)のみであるが(順方向PN接合を介して)確保されている。
Next, the input bonding pad 5In will be considered. The input bonding pad 5In is connected to the N-type gate electrode 25ng and the P-type gate electrode 25pg and simultaneously connected to the N-type protection element NP (N-type impurity region) and the P-type protection element PP (P-type impurity region). Therefore, the current path through the N-type protection element NP is only in one direction (current direction in which the P-type single crystal silicon
同様に、出力用ボンディング・パッド5Outについて考察する。出力用ボンディング・パッド5Outは、N型ドレイン領域25ndおよびP型ドレイン領域25pdに接続されているので、N型ドレイン領域25ndを経由する電流通路は、一方向(P型単結晶シリコン半導体基板領域1pを高電位側とする電流方向)のみであるが(順方向PN接合を介して)確保されている。
Similarly, the output bonding pad 5Out will be considered. Since the output bonding pad 5Out is connected to the N-type drain region 25nd and the P-type drain region 25pd, the current path passing through the N-type drain region 25nd is unidirectional (P-type single crystal silicon
従って、全てのボンディング・パッドについて検査(たとえば第1の検査)を実行するには、PN接合の逆方向耐圧以上の電圧を印加しない直流的な検査では、P型単結晶シリコン半導体基板領域1pを高電位側とする電流方向とするテスト電圧を印加するか、または、ミリ秒オーダの時間で電流又は電圧の方向を反転して、両方向で検査を実行する必要がある。ただし、摂氏200度以上でワイヤ・ボンディングを実行する場合は、PN接合の逆方向電流を十分に確保することができるので、いずれかの方向での直流電流の有無を検査できるようにテスト電圧を印加すればよい。
Therefore, in order to execute the inspection (for example, the first inspection) for all the bonding pads, the P-type single crystal silicon
3.本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法に使用するワイヤ・ボンディング装置等の説明(主に図15および図16)
ここでは、セクション4で説明するワイヤ・ボンディング・プロセスの理解を容易にするために、ワイヤ・ボンディング装置30(図15)の要部であるワイヤ・ボンディング・ヘッド40の関係が深い部分について、簡単に説明する。
3. Description of wire bonding apparatus used for manufacturing method of semiconductor device of one embodiment of the present application (mainly FIGS. 15 and 16)
Here, in order to facilitate the understanding of the wire bonding process described in
図15に示すように、ワイヤ・ボンディング・ヘッド40は、XYテーブル上に置かれており、XY方向に移動できるほか、Z軸方向にも上下できるようになっている。ワイヤ送り出し部50には、ボンディング・ワイヤ6を巻いたスプール44が回転できるように取り付けられている。ボンディング・ワイヤ6は、スプール44からワイヤ繰り出しローラ43を介して、ワイヤ繰り出しテンション・ガイド42に送られる。ワイヤ繰り出しテンション・ガイド42では、ガス流をワイヤ6の側面に当てることで、ワイヤ6のスムースな送り出しを可能にしている。ワイヤ繰り出しテンション・ガイド42から送り出されたワイヤ6は、その後、中継ローラ48を介して、バック・テンション付加装置33を貫通する。このバック・テンション付加装置33によって、これより先のワイヤ6に対して、常に所定のバック・テンションがかけられることとなる。もっとも、クランパ32が閉じているときのクランパ32より先の部分には、このバック・テンションは及ばない。バック・テンション付加装置33を貫通したワイヤ6は、ワイヤ・クランパ32の一対のアーム間を通過して、ボンディング・アーム47の先端部に取り付けられたボンディング・キャピラリ31を貫通する。従って、ボンディング・ワイヤ先端部8は、常に、ボンディング・キャピラリ31の下端(先端)から突出している。なお、中継ローラ48、バック・テンション付加装置33、ワイヤ・クランパ32、ボンディング・アーム47、ボンディング・キャピラリ31等は、ボンディング・アーム制御部49によって、制御又は駆動されている。
As shown in FIG. 15, the
次に、バック・テンション付加装置33の働きについて説明する。図16に示すように、その中をワイヤ6が貫通する筒状構造をしており、常圧部53と負圧部54の間に狭隘部55があり、狭隘部55の直上のガス導入口56からガス(導入ガス流57)が流入して、上方に抜ける(排出ガス流58)構造となっている。このため、負圧部54に負圧(常圧部53の圧力を基準とする)が発生して、ワイヤ先端側51を引き込むワイヤ終端側52へのバック・テンション(矢印)が形成されることとなる。
Next, the operation of the back
4.本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるワイヤ・ボンディング工程のデバイス・装置断面フォロー等の説明(主に図1から図14、図17および図19)
図17又は図19を参照しながら図1から図14に基づいて、本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるワイヤ・ボンディング工程の単位サイクル(ワイヤ1本をボンディングするサイクル)の流れを説明する。単位サイクルは、標準的には200ミリ秒程度(図19参照)である。
4). Description of device / apparatus cross-section follow-up of wire bonding process in the method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application (mainly FIG. 1 to FIG. 14, FIG. 17 and FIG. 19)
A flow of a unit cycle (a cycle of bonding one wire) of a wire bonding process in the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present application is described with reference to FIGS. explain. The unit cycle is typically about 200 milliseconds (see FIG. 19).
先ず、水平移動開始時点t1(図19)の後、図1に示すように、ボール形成時のキャピラリ・レベル(高さ)h1(キャピラリの下端の高さを言う)において、クランパ32を閉じた状態で、ワイヤ6の先端8aと放電電極34の間に放電を発生させ、それによりワイヤ6の先端8aにボール部7を形成する。ボール部7を形成する際には、溶融ボールは、ワイヤ6を這い上がり、キャピラリ31の先端部に若干接近する。ボール形成後、図2に示すように、クランパ32を開いた状態で、目的とするボンディング・パッドに向けて更に水平移動を行う。このサイクルはじめから、降下開始までは、通常、35ミリ秒程度である。
First, after the horizontal movement start time t1 (FIG. 19), as shown in FIG. 1, the
次に、図3に示すように、第1ボンドへ向けての降下開始時点t2(図19)において、クランパ32を開いた状態で、目的とするボンディング・パッドへ向けて第1の降下速度で降下を開始する。図中において、一対の一点破線は、それぞれ減速レベルh2(減速を開始する高さ)およびサーチ・レベルh3(最終着地速度になる高さ)を表す。この降下開始から、減速開始までは、通常、20ミリ秒程度である。
Next, as shown in FIG. 3, at the time point t2 when descent toward the first bond starts (FIG. 19), the
次に、図4に示すように、第1ボンドへ向けての降下減速開始時点t3(図19)において、降下減速開始レベルh2に達すると、クランパ32を開いた状態で、第1ボンドのサーチ・レベルh3に達するまでに、前記第1の降下速度よりも遅い第2の降下速度になるように、減速を開始する。すなわち、第1ボンドへの降下減速開始時点t3(降下減速開始レベルh2)からボールの最終着地速度での降下開始時点t4(第1ボンドのサーチ・レベルh3)間の平均降下速度は、ほぼ前記第1の降下速度よりも遅く、前記第2の降下速度よりも速い第3の降下速度となる。
Next, as shown in FIG. 4, at the descent / deceleration start time t3 (FIG. 19) toward the first bond, when the descent / deceleration start level h2 is reached, the
次に、図6に示すように、ボールの最終着地速度での降下開始時点t4(図19)において、第1ボンドのサーチ・レベルh3に達すると、クランパ32を開いた状態で、目的とするボンディング・パッド5へ向けて、前記第2の降下速度での降下を開始するとともに、ボンディング・キャピラリ31に超音波と所定のボンディング荷重の印加を開始する。
Next, as shown in FIG. 6, when the descent start time t4 (FIG. 19) at the final landing speed of the ball reaches the search level h3 of the first bond, the target is maintained with the
次に、図7に示すように、ボールの着地時点t5(図19)において、ボンディング・キャピラリ31に超音波と所定のボンディング荷重を印加しながら、且つ、クランパ32を開いた状態で、第1ボンドのボール着地レベルh4(実際のボール7のボンディング・パッド5への着地高さ)に達する。この減速開始から、着地までは、通常、5ミリ秒程度である。
Next, as shown in FIG. 7, at the ball landing time t5 (FIG. 19), the ultrasonic wave and a predetermined bonding load are applied to the
その後も、図8に示すように、第1ボンドのボール着地レベルh4を超えて、ボンディング・キャピラリ31に超音波と所定のボンディング荷重を印加しながら、且つ、クランパ32を開いた状態で、キャピラリ31は降下を続けて、ボール部7を扁平にする。
After that, as shown in FIG. 8, the capillary landing level h4 is exceeded, the ultrasonic wave and the predetermined bonding load are applied to the
その後、第1ボンドにおけるキャピラリ降下停止時点t6(図19)において、第1ボンドの終点レベルh5に達すると、ボンディング・キャピラリ31に超音波と所定のボンディング荷重を印加しながら、且つ、クランパ32を開いた状態で、キャピラリ31の降下が停止する。この間にボンディング・パッド5とボール部7の結合が確実なものとなる。この着地から、降下停止までは、通常、10ミリ秒程度である。
Thereafter, when the first bond end point level h5 is reached at the capillary drop stop time t6 (FIG. 19) in the first bond, the ultrasonic wave and a predetermined bonding load are applied to the
ここで、若干先のステップに戻って、問題点を説明する。図1でボール部7を形成した後、図2に示すように、バック・テンション付加装置33によりワイヤ6にバック・テンションをかけて、ボール部7がキャピラリ31の先端に接触する位置まで、ワイヤ6を引き戻すようにしている。しかし、バック・テンション付加装置33の内部汚れ等に起因して、間歇的にボール部7が図1のような状態で、図3以降の降下を開始する事態が発生することがある。そうすると、第1ボンドへ向けての降下減速開始時点t3からボールの着地時点t5(正常なボール部の着地時点)の前までの間においては、比較的質量が大きいボール部に下向きの慣性力が作用して、ボール部7が更に突出する。この結果、図5に示すように、ボール部7を含むワイヤ6が、目標とするボンディング・パッド5やその他の隣接するボンディング・パッドに早期に接触することがある。このような状態でそのまま第1ボンドを実行すると、ボールが隣接する一対のボンディング・パッドを跨いで接合されたり、目標とするボンディング・パッド5の所定の位置から大きくずれて接合される等の種々の不良(「ワイヤ突出起因不良」という)の原因となる。この際、ボール部7が完全にキャピラリ31の守備範囲から外にシフトした結果、第1ボンドがされない場合は、後の第1ボンド結果の検査(第2の検査)で検出することができる。しかし、中途半端にシフトして、一応、見かけ上は第1ボンドがされた場合には、通常の検査では見逃されることとなる。このため、不良を大量に作る結果となりほか、製品の信頼性を著しく低下させる恐れがある。
Here, let us return to the slightly previous step and explain the problem. After the
そこで、本実施の形態においては、ボール部7がキャピラリ31の下端から過剰に突出していると、第1ボンドへ向けての降下減速開始時点t3以降であって、ボールの正常な着地時点t5の以前に、ボール部7を含むワイヤ6が、目標とするボンディング・パッド5またはそれに隣接するボンディング・パッド等の半導体チップ1の第1の主面1a上の導電部分に接触する可能性が高い点に着目した。すなわち、第1ボンドへ向けての降下減速開始時点t3以降であって、ボールの正常な着地時点t5の以前の第1検査期間TP(始点は降下減速開始時点t3であり、終点はボールの実際の着地時点の直前である第1検査終点teである)内に、ボール部7を含むワイヤ6が、目標とするボンディング・パッド5またはそれに隣接するボンディング・パッド等の半導体チップ1の第1の主面1a上の導電部分に接触していないか否かを電気的に検査することにより、ワイヤ突出起因不良をモニタする。
Therefore, in the present embodiment, if the
次に、図8以降のプロセスを説明する。図9に示すように、第2ボンドへの上昇開始時点t7(図19)において、ボンディング・キャピラリ31への超音波と所定のボンディング荷重の印加を停止させて、クランパ32を開いた状態で、ボール部7からボンディング・キャピラリ31の先端までのワイヤ6の長さが第2ボンドに必要な長さになるまで、ボンディング・キャピラリ31をワイヤ6に沿って上昇させる。この降下停止から、キャピラリ上昇までは、通常、10ミリ秒程度である。
Next, the processes after FIG. 8 will be described. As shown in FIG. 9, at the start time t7 of rising to the second bond (FIG. 19), the application of ultrasonic waves and a predetermined bonding load to the
この上昇開始時点t7(図19)の直後に、第1ボンドが確実に行われた否かを確認するための検査(第2の検査)を電気的に実行する。 Immediately after the rise start time t7 (FIG. 19), an inspection (second inspection) for confirming whether or not the first bond is surely performed is performed electrically.
次に、図10に示すように、第2ボンドへのルーピング動作開始時点t8(図19)において、ボール部7からボンディング・キャピラリ31の先端までのワイヤ6の長さが第2ボンドに必要な長さになると、それ以上ワイヤ6が送り出されないように、クランパ32が閉じられる。この状態で、所定の経路で(たとえば、第2ボンドへの降下開始時点t9までは水平移動して、その後、降下を開始する)第2ボンディング点(リード部4)へ接近するルーピング動作が開始される。第2ボンドへの降下減速開始時点t10(図19)において、ボンディング・キャピラリ31がリード部4の上面近傍まで降下すると、降下速度を減速するとともに、ボンディング・キャピラリ31への超音波と所定のボンディング荷重の印加が開始する。
Next, as shown in FIG. 10, the length of the
その後、図11に示すように、クランパ32を閉じた状態で、低速降下をしてワイヤ6の側面が着地する(リード部4の上面に接触する)。ボンディング・キャピラリ31は、そのまま着地レベルを超えて、降下して、第2ボンドにおけるキャピラリ降下停止時点t11(図19)において、第2ボンドの終点レベルh6に達すると、降下を停止する。その後、クランパ32を閉じた状態で、ボンディング・キャピラリ31への超音波と所定のボンディング荷重の印加を、次のサイクルのためのワイヤ繰り出し開始時点t12(図19)まで継続する。これで、第2ボンドが完了したことになる。この第1ボンド完了直後のキャピラリ上昇から、この第2ボンドの完了までは、通常、85ミリ秒程度である。
Thereafter, as shown in FIG. 11, with the
次に、図12に示すように、次のサイクルのためのワイヤ繰り出し開始時点t12(図19)において、ボンディング・キャピラリ31への超音波と所定のボンディング荷重の印加を停止し、クランパ32を開いた状態で、次のサイクルのワイヤ繰り出しのためのボンディング・キャピラリ31の上昇を開始する。ワイヤ・クランプのための上昇停止又は減速時点t13(図19)において、一旦、上昇を停止又は減速した状態で、クランパ32を閉じる。その後、ワイヤ・カットおよび次の水平移動のための上昇開始時点t14(図19)において、再びクランパ32を閉じた状態で、ボンディング・キャピラリ31の上昇を開始する。この直後に、図13に示すように、ワイヤ・カットのタイミングtc(図19)において、ワイヤ6がカットされて、ワイヤの部分6aとワイヤの部分6bに分離される。その後も、図14に示すように、クランパ32を閉じた状態で、次の水平移動のための上昇完了時点t15(次のサイクルの開始点t1に対応)まで上昇を続ける。これで単位ボンディング・サイクルが完結する。なお、ワイヤ・カットのタイミングtc(図19)の直後に、ワイヤ6が正しくカットされたか否かを確認するための検査(第3の検査)を電気的に実行する。この第2ボンドの完了から、このサイクルの完了までは、通常、60ミリ秒程度である。
Next, as shown in FIG. 12, at the time t12 (FIG. 19) at the start of wire feeding for the next cycle, the application of ultrasonic waves and a predetermined bonding load to the
次に、これまでに説明した第1の検査、第2の検査、第3の検査等のワイヤ状態検査について、図17に基づいて、更に説明する。図17に示すように、半導体チップ1、リード・フレーム2(または配線基板等の基体部)、ボンディング・ワイヤ6、ワイヤ・ボンディング装置30等からなる系は、電気的に見ると、ループ状回路39(クローズド・ループまたはオープン・ループ)を形成している。検査回路41からループをたどると、以下のようになる。検査回路41からワイヤ・スプール44、ワイヤ・スプール44からワイヤ6へ、そして、ワイヤ6は、ワイヤ繰り出しローラ43、ワイヤ繰り出しテンション付加用ガス流46により側方のテンションを与えているワイヤ繰り出しテンション・ガイド42、バック・テンション付加装置33、ワイヤ・クランパ32、ボンディング・キャピラリ31等を経由して、ボール部7に至る。ここで、ボール部7を含むワイヤ6がボンディング・パッド5に接触又は連結されているときは、このループまたは電流通路は、更に延びて、ボンディング・パッド5から半導体チップ本体1の裏面1bを経て、リードフレーム2、リードフレーム等の基体部2が直接触れるワイヤ・ボンディング装置の導電部45等を介して、検査回路41の設置電極に戻る。ここで、ワイヤ6がボンディング・パッド5に接触も連結もしていないときは、完全なオープン・ループとなり、検査回路41の両端子から見たループ状回路39の抵抗値は非常に大きな値となる。また、基体部2が配線基板の場合(接着部材層10が絶縁性の場合)には、その部分が容量素子のように作用するので、交流、高周波(たとえば10kHz程度、好適な範囲として1000Hzから1MHz)またはパルス状の電圧又は電流(検査信号)を印加して、その際の検査回路41の両端子から見たループ状回路39の当該部分のリアクタンス等(具体的には、ワイヤがパッドに接触しているときのチップ裏面1bとヒート・ブロック45等の間に介在する通常の電気容量値か、あるいは、オープンループに対応するほとんど「0」に近い容量値かを判定する)を測定する必要がある。また、直流的に測定する場合も、図18について説明したように、CMIS構成のデバイスのように不純物構造が複雑なデバイスでは、通常、測定に適した微弱な電圧又は電流条件においては、一方向しか導通しないボンディング・パッドが必ず存在するので、検査期間内に少なくとも1度は、電圧又は電流方向を切り替える(順方向及び逆方向)ようにすれば、測定の信頼度を上げることができる。たとえば、検査期間を4ミリ秒から5ミリ秒程度とすると、順方向検査期間または逆方向検査期間は、2ミリ秒程度となる。なお、このとき、たとえば、先に正方向で導通が取れた場合は、逆方向に切り替えることは必要ではない。また、異常が検出された場合には、アラームを表示するとともに、ボンディング動作を適宜停止する。ここで、検査回路は、直流電圧又は電流、あるいは前記のような検査信号を供給でき、その際の検査回路41の両端子から見たループ状回路39の導通・非導通またはインピーダンス特性(交流的な導通・非導通という意味で)等を検出できるものであればよい。なお、直流測定は、比較的簡単な回路で済む反面、通常、2度以上測定する必要がある場合もある。一方、交流(高周波その他を含む)測定は、一回の測定で済む反面、通常、測定回路がやや複雑となる。以上は各検査に共通する事項である。
Next, wire state inspections such as the first inspection, the second inspection, and the third inspection described so far will be further described with reference to FIG. As shown in FIG. 17, a system comprising a
次に、第1の検査について説明する。この検査は、ボールの正常な着地時点t5の前に、一回でも異常な着地がないか否かを確認するものであるから、第1検査期間TP内に連続的、断続的、または離散的(間歇的)に一回あるいは複数回、実行する。 Next, the first inspection will be described. Since this inspection is to confirm whether or not there is an abnormal landing even once before the normal landing time t5 of the ball, it is continuous, intermittent or discrete within the first inspection period TP. Run (intermittently) once or multiple times.
次に、第2の検査について説明する。この検査は、第1ボンドが正しく行われたか、あるいは、接合されなかったか、または一度接合された後、剥離したかを確認するものであるから、1本のワイヤ(第1ボンドから第2ボンドまで)に対して一度だけ実施すればよい。この検査は、(完全なオープン・ループの時と比較して)導通あり(直流測定)又はループ内の容量成分が比較的大きい(交流測定)等のとき、正常値である。また、この第2の検査を行う期間(第2検査期間)は、ボンディング・パッド5からボンディング・キャピラリ31を引き上げてから、ボンディング・ワイヤ6の一部(側面)がリード部4にボンディングされる前までである。これは、リード部4にボンディング・ワイヤ6を接続した後も検査すると、1本のワイヤに対するワイヤ・ボンディング工程が完了するまでに、ボンディング・パッド5に接続されたボンディング・ワイヤ6の一端部側が剥がれたとしても、リード部4に接続されたワイヤ6を介して直流電流が流れてしまい、ワイヤ6の接合不良を検出することが困難となるためである。尚、本実施の形態では、図19に示すように、第2ボンドへの上昇開始時点t7の直後である。
Next, the second inspection will be described. Since this inspection is to confirm whether the first bond has been performed correctly, has not been bonded, or has been bonded once and then peeled off, one wire (from the first bond to the second bond) Up to once). This test is normal when there is continuity (compared to a fully open loop) (DC measurement) or the capacitance component in the loop is relatively large (AC measurement). Further, during this second inspection period (second inspection period), after the
次に、第3の検査について説明する。この検査は、ワイヤが正しくカットされているか否かを確認するものであり、1本のワイヤ(第1ボンドから第2ボンドまで)に対して一度だけ実施すればよい。この検査は、(完全なクローズド・ループと時と比較して)非導通(直流測定)又は非導通に対応する程度にループ内の容量成分が比較的小さいとき、正常値である。また、この第3の検査を行う機関(第3検査期間)は、ワイヤ・クランパが開かれた状態で、ボンディング・キャピラリ31をボンディング・ワイヤ6に沿ってリード部4から後退させることによりボンディング・ワイヤ6をリード部4の近傍で切断してから、ボンディング・キャピラリ31を貫通したワイヤの先端部に放電によりボール部を形成する前までである。尚、本実施の形態では、図19に示すように、ワイヤ・カットのタイミングtcの直後である。
Next, the third inspection will be described. This inspection is to confirm whether or not the wire is cut correctly, and it is only necessary to perform it once for one wire (from the first bond to the second bond). This test is normal when the capacitive component in the loop is relatively small to the extent that it corresponds to non-conduction (DC measurement) or non-conduction (compared to time with a fully closed loop). In addition, the engine that performs the third inspection (third inspection period) moves the
5.サマリ
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
5). Summary The invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the invention. .
例えば、前記実施の形態では、半導体基板内の構造が比較的複雑なシリコン系のCMIS FET集積回路を有する半導体チップ上のボンディング・パッドにワイヤをボンディングする例を具体的に説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、シリコン系のその他の集積回路および単体デバイス、並びに、シリコン系以外の集積回路および単体デバイス等にも適用できることは言うまでもない。 For example, in the above-described embodiment, an example in which a wire is bonded to a bonding pad on a semiconductor chip having a silicon-based CMIS FET integrated circuit having a relatively complicated structure in the semiconductor substrate has been specifically described. However, the present invention is not limited to this, and needless to say, the present invention can be applied to other silicon-based integrated circuits and single devices, and non-silicon-based integrated circuits and single devices.
また、前記実施の形態では、金系のボンディング・ワイヤを使用した技術を具体的に説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、銅系のボンディング・ワイヤを使用した技術にも、そのまま適用できることは言うまでもない。 In the above embodiment, the technique using a gold-based bonding wire has been specifically described. However, the present invention is not limited to this, and the technique using a copper-based bonding wire is also applicable. Needless to say, it can be applied as it is.
また、前記実施の形態では、最も一般的に使用されているサーモソニック・ボンディング技術を具体的に説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、その他の方式のワイヤ・ボンディングにも適用できることは言うまでもない。すなわち、キャピラリを用いたボール&ウエッジ・ボンディング等に広く適用できる。 In the above-described embodiment, the most commonly used thermosonic bonding technique has been specifically described. However, the present invention is not limited to this, and other types of wire bonding are also used. Needless to say, it can be applied. That is, the present invention can be widely applied to ball & wedge bonding using a capillary.
更に、前記実施の形態では、半導体チップ1のボンディング・パッド5にボンディング・ワイヤ6の一端部側を接続してから、ワイヤの他端部(終端部)側をリード部4に接続する、所謂、正ボンディング方式に対して本願発明を適用することについて説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、リード部4にボンディング・ワイヤ6の一端部側を接続してから、ワイヤの他端部(終端部)側を半導体チップ1のボンディング・パッド5に接続する、所謂、逆ボンディング方式(すなわち、リード側)に対しても、本願発明を適用できる。
Further, in the above embodiment, after connecting one end portion side of the
1 半導体チップ(半導体基板)
1a 半導体チップの第1主面(デバイス面)
1b 半導体チップの第2主面(裏面)
1p P型単結晶シリコン半導体基板領域
2 リード・フレーム(または配線基板等の基体部)
3 ダイ・パッド部(チップ搭載部)
4 リード部
5 ボンディング・パッド(パッド、電極パッド)
5Gnd 接地電源用ボンディング・パッド
5Vdd Vdd電源用ボンディング・パッド
5In 入力用ボンディング・パッド
5Out 出力用ボンディング・パッド
6,6a,6b ボンディング・ワイヤ(金線)
7 ボンディング・ワイヤ先端のボール部
8 ボンディング・ワイヤ先端部
8a ボンディング・ワイヤの元の先端部
9 ウエッジ・ボンディング部
10 接着部材層
11 パッケージの上面
12 パッケージの下面
14 ダイ・パッド支持部
15 外枠部
16 中枠部
17 単位領域
20 封止レジン部
21 レジン封止体
22 X方向ダイシング・ライン
23 Y方向ダイシング・ライン
24 半導体装置
25n NチャネルMISFET
25nd (NチャネルMISFETの)N型ドレイン領域
25ng (NチャネルMISFETの)N型ゲート電極
25ns (NチャネルMISFETの)N型ソース領域
25p PチャネルMISFET
25pd (PチャネルMISFETの)P型ドレイン領域
25pg (PチャネルMISFETの)P型ゲート電極
25ps (PチャネルMISFETの)P型ソース領域
30 ワイヤ・ボンディング装置
31 ボンディング・キャピラリ
32 ワイヤ・クランパ
33 バック・テンション付加装置
34 放電電極
35 放電
39 ループ状回路
40 ワイヤ・ボンディング・ヘッド
41 検査回路
42 ワイヤ繰り出しテンション・ガイド
43 ワイヤ繰り出しローラ
44 ワイヤ・スプール
45 基体部が直接触れるワイヤ・ボンディング装置の導電部
46 ワイヤ繰り出しテンション付加用ガス流
47 ボンディング・アーム
48 中継ローラ
49 ボンディング・アーム制御部
50 ワイヤ送り出し部
51 ワイヤ先端側
52 ワイヤ終端側
53 常圧部
54 負圧部
55 狭隘部
56 ガス導入口
57 導入ガス流
58 排出ガス流
h1 ボール形成時のキャピラリ・レベル(高さ)
h2 降下減速開始レベル
h3 第1ボンドのサーチ・レベル
h4 第1ボンドのボール着地レベル
h5 第1ボンドの終点レベル
h6 第2ボンドの終点レベル
NC N型コンタクト領域
NP N型保護素子
NW N型ウエル領域
PC P型コンタクト領域
PP P型保護素子
TP 第1検査期間
t1 水平移動開始時点
t2 第1ボンドへ向けての降下開始時点
t3 第1ボンドへ向けての降下減速開始時点
t4 ボールの最終着地速度での降下開始時点
t5 ボールの着地時点(ボールの正常な着地時点)
t6 第1ボンドにおけるキャピラリ降下停止時点
t7 第2ボンドへの上昇開始時点
t8 第2ボンドへのルーピング動作開始時点
t9 第2ボンドへの降下開始時点
t10 第2ボンドへの降下減速開始時点
t11 第2ボンドにおけるキャピラリ降下停止時点
t12 次のサイクルのためのワイヤ繰り出し開始時点
t13 ワイヤ・クランプのための上昇停止又は減速時点
t14 ワイヤ・カットおよび次の水平移動のための上昇開始時点
t15 次の水平移動のための上昇完了時点(次のサイクルの開始点t1に対応)
tc ワイヤ・カットのタイミング
te 第1検査終点
1 Semiconductor chip (semiconductor substrate)
1a First main surface (device surface) of a semiconductor chip
1b Second main surface (back surface) of semiconductor chip
1p P-type single crystal silicon
3 Die pad part (chip mounting part)
4 Lead
5Gnd Bonding pad for ground power supply 5Vdd Bonding pad for Vdd power supply 5In Bonding pad for input 5Out Bonding pad for
7 Bonding wire
25 nd (N channel MISFET) N
25 pd (P-channel MISFET) P-
h2 descent deceleration start level h3 first bond search level h4 first bond ball landing level h5 first bond end point level h6 second bond end point level NC N-type contact region NP N-type protection element NW N-type well region PC P-type contact region PPP P-type protective element TP First inspection period t1 Horizontal movement start time t2 Descent start time toward the first bond t3 Descent deceleration start time toward the first bond t4 At the final landing speed of the ball D5 descent start time t5 Ball landing time (normal ball landing time)
t6 Capillary descent stop time at the first bond t7 Rise start time to the second bond t8 Looping operation start time to the second bond t9 Descent start time to the second bond t10 Descent deceleration start time to the second bond t11 Second Capillary descent stop time at bond t12 Wire feed start time for next cycle t13 Rise stop or deceleration time for wire clamp t14 Lift start time for wire cut and next horizontal movement t15 Next horizontal movement time Completion point for completion (corresponding to the start t1 of the next cycle)
tc Wire cut timing te First inspection end point
Claims (20)
(a)ワイヤ・ボンディング装置内において、先端にボール部を有するワイヤを貫通させたキャピラリを、半導体チップの第1の主面上のパッドに向けて、第1の降下速度で降下させる工程;
(b)前記工程(a)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記キャピラリを、前記第1の降下速度より遅い第2の降下速度まで減速させる工程;
(c)前記工程(b)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記キャピラリを前記第2の降下速度で降下させて、前記ボール部を前記パッドに接触させる工程;
(d)前記工程(c)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記キャピラリにより前記ボール部を前記パッドに押し付けることによって、前記ワイヤを前記パッドにボンディングする工程;
(e)前記工程(b)および(c)を含む区間内であって、前記ボール部が前記パッドに接触する前の第1検査期間内に、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ワイヤ、前記半導体チップおよび前記ワイヤ・ボンディング装置のそれぞれの一部を含むループ状回路を用いて、前記キャピラリからの前記ワイヤの不所望な突出の有無を検出する第1の検査を実行する工程。 A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) in the wire bonding apparatus, a step of lowering a capillary having a wire having a ball part at the tip thereof toward the pad on the first main surface of the semiconductor chip at a first lowering speed;
(B) after the step (a), decelerating the capillary to a second lowering speed slower than the first lowering speed in the wire bonding apparatus;
(C) after the step (b), the step of lowering the capillary at the second lowering speed in the wire bonding apparatus to bring the ball portion into contact with the pad;
(D) After the step (c), the step of bonding the wire to the pad by pressing the ball portion against the pad by the capillary in the wire bonding apparatus;
(E) In a section including the steps (b) and (c), and within the first inspection period before the ball portion contacts the pad, the wire, the wire, Performing a first test for detecting the presence or absence of undesired protrusion of the wire from the capillary using a loop circuit including a semiconductor chip and a part of each of the wire bonding apparatus;
(f)前記工程(d)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記キャピラリを前記ワイヤに沿って、前記パッドから後退させる工程;
(g)前記工程(f)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記キャピラリを前記半導体チップの外部のリード部に向けて移動させる工程;
(h)前記工程(g)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ワイヤの側面を前記キャピラリによって、前記リード部に押し付けることによって、前記ワイヤを前記リード部にボンディングする工程;
(i)前記工程(d)の後であって、前記工程(h)の前に、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ワイヤ、前記半導体チップおよび前記ワイヤ・ボンディング装置のそれぞれの一部を含むループ状回路を用いて、前記ワイヤの前記ボンディング・パッドに対するボンディング状態を検出する第2の検査を実行する工程。 The method for manufacturing a semiconductor device according to the item 1, further includes the following steps:
(F) After the step (d), the step of retracting the capillary from the pad along the wire in the wire bonding apparatus;
(G) After the step (f), the step of moving the capillary toward the lead portion outside the semiconductor chip in the wire bonding apparatus;
(H) After the step (g), in the wire bonding apparatus, the side surface of the wire is pressed against the lead portion by the capillary to bond the wire to the lead portion;
(I) After the step (d) and before the step (h), the wire bonding apparatus includes a part of each of the wire, the semiconductor chip, and the wire bonding apparatus. Performing a second test for detecting a bonding state of the wire to the bonding pad using a loop circuit;
(j)前記工程(h)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記キャピラリをワイヤ・クランパが開かれた状態で、前記ワイヤに沿って、前記リード部から後退させる工程;
(k)前記工程(j)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記キャピラリをワイヤ・クランパが開かれた状態で、前記ワイヤに沿って、前記リード部から後退させることにより、前記ワイヤを前記リード部の近傍で切断する工程;
(l)前記工程(k)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記キャピラリを貫通した前記ワイヤの先端部に放電によりボール部を形成する工程;
(m)前記工程(k)の後であって、前記工程(l)の前に、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ボンディング・ワイヤ、前記半導体チップおよび前記ワイヤ・ボンディング装置のそれぞれの一部を含むループ状回路を用いて、前記ワイヤが正常に切断されたか否かを検査する第3の検査を実行する工程。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the item 2,
(J) After the step (h), in the wire bonding apparatus, the capillary is retracted from the lead portion along the wire with the wire clamper opened;
(K) After the step (j), in the wire bonding apparatus, the capillary is retracted from the lead portion along the wire in a state where the wire clamper is opened. Cutting in the vicinity of the lead portion;
(L) After the step (k), in the wire bonding apparatus, a step of forming a ball portion by discharge at the tip of the wire penetrating the capillary;
(M) After the step (k) and before the step (l), in the wire bonding apparatus, a part of each of the bonding wire, the semiconductor chip, and the wire bonding apparatus Performing a third inspection for inspecting whether or not the wire is normally cut using a loop-shaped circuit including:
(b1)前記キャピラリを、前記第1の降下速度より遅く、前記第2の降下速度より速い第3の降下速度まで減速させる工程;
(b2)前記工程(b1)の後、前記キャピラリを、前記第3の降下速度で降下させる工程;
(b3)前記工程(b2)の後、前記第3の降下速度で降下させる工程。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the item 1, the step (b) includes the following sub-steps:
(B1) decelerating the capillary to a third lowering speed that is slower than the first lowering speed and faster than the second lowering speed;
(B2) After the step (b1), lowering the capillary at the third lowering speed;
(B3) A step of lowering at the third lowering speed after the step (b2).
(a)ワイヤ・ボンディング装置内において、先端にボール部を有するワイヤを貫通させたキャピラリを、半導体チップの第1の主面上のパッドに向けて、第1の降下速度で降下させる工程;
(b)前記工程(a)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記キャピラリを、前記第1の降下速度より遅い第2の降下速度まで減速させる工程;
(c)前記工程(b)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記キャピラリを前記第2の降下速度で降下させて、前記ボール部を前記パッドに接触させる工程;
(d)前記工程(c)の後、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記キャピラリにより前記ボール部を前記パッドに押し付けることによって、前記ワイヤを前記パッドにボンディングする工程、
ここで、前記工程(b)の開始の後であって、前記ボール部が前記パッドに接触する前の第1検査期間内に、前記ワイヤ・ボンディング装置内において、前記ワイヤ、前記半導体チップおよび前記ワイヤ・ボンディング装置のそれぞれの一部を含むループ状回路を用いて、前記キャピラリからの前記ボンディング・ワイヤの不所望な突出の有無を検出する第1の検査を実行する。 A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) in the wire bonding apparatus, a step of lowering a capillary having a wire having a ball part at the tip thereof toward the pad on the first main surface of the semiconductor chip at a first lowering speed;
(B) after the step (a), decelerating the capillary to a second lowering speed slower than the first lowering speed in the wire bonding apparatus;
(C) after the step (b), the step of lowering the capillary at the second lowering speed in the wire bonding apparatus to bring the ball portion into contact with the pad;
(D) After the step (c), the step of bonding the wire to the pad by pressing the ball portion against the pad by the capillary in the wire bonding apparatus;
Here, after the start of the step (b) and within a first inspection period before the ball portion contacts the pad, the wire, the semiconductor chip, and the A first test for detecting the presence or absence of undesired protrusion of the bonding wire from the capillary is performed using a loop circuit including a part of each of the wire bonding apparatuses.
(a)先端にボール部を有するワイヤを貫通させたキャピラリを、半導体チップの第1の主面上のパッドに向けて、第1の降下速度で降下させる工程;
(b)前記工程(a)の後、前記第1の降下速度より遅い第2の降下速度まで減速させる工程;
(c)前記工程(b)の後、前記キャピラリを前記第2の降下速度で降下させて、前記ボール部を前記パッドに接触させる工程;
(d)前記工程(c)の後、前記キャピラリにより前記ボール部を前記パッドに押し付けることによって、前記ワイヤを前記パッドにボンディングする工程;
(e)前記工程(b)および(c)を含む区間であって、前記ボール部が前記パッドに接触する前に、前記ワイヤ、前記半導体チップおよび前記ワイヤ・ボンディング装置のそれぞれの一部を含むループ状回路を用いて、前記キャピラリからの前記ワイヤの不所望な突出の有無を検出する第1の検査を実行する工程。 Wire bonding equipment that can perform the following steps:
(A) a step of lowering a capillary through which a wire having a ball part at the tip is directed toward a pad on the first main surface of the semiconductor chip at a first lowering speed;
(B) after the step (a), decelerating to a second lowering speed slower than the first lowering speed;
(C) After the step (b), lowering the capillary at the second lowering speed to bring the ball portion into contact with the pad;
(D) After the step (c), the step of bonding the wire to the pad by pressing the ball portion against the pad with the capillary;
(E) A section including the steps (b) and (c), and includes a part of each of the wire, the semiconductor chip, and the wire bonding apparatus before the ball portion contacts the pad. Performing a first test for detecting the presence or absence of an undesired protrusion of the wire from the capillary using a loop circuit;
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104772417A (en) * | 2014-01-15 | 2015-07-15 | 库利克和索夫工业公司 | Short tail recovery techniques in wire bonding operations |
WO2015122410A1 (en) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | 株式会社新川 | Wire bonding apparatus and semiconductor device manufacturing method |
CN109003909A (en) * | 2017-06-07 | 2018-12-14 | 三菱电机株式会社 | The manufacturing method of semiconductor device |
-
2008
- 2008-11-21 JP JP2008297913A patent/JP2010123854A/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104772417A (en) * | 2014-01-15 | 2015-07-15 | 库利克和索夫工业公司 | Short tail recovery techniques in wire bonding operations |
WO2015122410A1 (en) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | 株式会社新川 | Wire bonding apparatus and semiconductor device manufacturing method |
CN106165076A (en) * | 2014-02-14 | 2016-11-23 | 株式会社新川 | Throwing device and the manufacture method of semiconductor device |
JPWO2015122410A1 (en) * | 2014-02-14 | 2017-03-30 | 株式会社新川 | Wire bonding apparatus and semiconductor device manufacturing method |
US9899348B2 (en) | 2014-02-14 | 2018-02-20 | Shinkawa Ltd. | Wire bonding apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
CN106165076B (en) * | 2014-02-14 | 2019-01-01 | 株式会社新川 | The manufacturing method of throwing device and semiconductor device |
CN109003909A (en) * | 2017-06-07 | 2018-12-14 | 三菱电机株式会社 | The manufacturing method of semiconductor device |
CN109003909B (en) * | 2017-06-07 | 2023-01-06 | 三菱电机株式会社 | Method for manufacturing semiconductor device |
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