JP2011222717A - 半導体製造装置、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤボンディング工程以降に低コストでボンディングワイヤの接続状態を検査する。
【解決手段】半導体製造装置は、半導体チップ２００を搭載するリードフレーム２３０のリード２６０に接続する第１の測子１００と、リード２６０の上面と対向する第２の測子１２０と、第２の測子１２０をリード２６０に向けて移動させる移動部１４０と、第１の測子１００と第２の測子１２０との間に電圧を印加する電圧発生部１６０と、第１の測子１００と第２の測子１２０との間に流れる電流を検出する電流検出部１８０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボンディングワイヤの接続不良を検知することができる半導体製造装置、及び半導体装置の製造方法に関する。

半導体チップをリードフレームへワイヤボンディングする工程において、接続が不十分なためにボンディングワイヤがリードフレームから剥がれる場合がある。従ってワイヤボンディング工程の後、ボンディングワイヤの接続状態を検査することが多い。

ボンディングワイヤの接続状態を検査する方法として、特許文献１及び２に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術は、ボンディングワイヤの接続部に高圧エアを吹き付けた後に、ボンディングワイヤの接続状態を撮像機器により撮像するというものである。

特許文献２に記載の技術は、ボンディング工程中に半導体ペレットを介したリードフレームとボンディングワイヤとの間に自然発生する微小誘導電圧を検出し、その検出結果からボンディングワイヤの接続不良を判断するというものである。

特開平６−２２４２７８号公報 特開平１１−２４３１１９号公報

特許文献１に記載の技術では、高価な撮像機器を必要とする。また特許文献２に記載の技術では、ワイヤカット工程以降に発生した接続不良を検出できない。従って、ボンディングワイヤの接続状態の検査をワイヤボンディング工程以降に低コストでできるようにすることが望ましい。

本発明によれば、半導体チップを搭載するリードフレームのリードに接続する第１の測子と、
前記リードの上面と対向する第２の測子と、
前記第２の測子を前記リードに向けて移動させる移動部と、
前記第１の測子と前記第２の測子との間に電圧を印加する電圧発生部と、
前記第１の測子と前記第２の測子との間に流れる電流を検出する電流検出部と、
を備える半導体製造装置が提供される。

本発明によれば、ワイヤボンディング工程後に、比較的安価な移動部、電圧発生部、及び電流検出部を用いて、第１の測子と第２の測子との間の電気的導通の有無を検出することで、ボンディングワイヤの接続状態を検出する。従って、ワイヤボンディング工程以降に低コストでボンディングワイヤの接続状態を検査することができる。

本発明によれば、リードフレームに搭載された半導体チップと、前記半導体チップの上面よりも高い位置に設けられたリードフレームのリードの上面とをボンディングワイヤにより接続する工程と、前記リードを第１の測子と接続する工程と、前記リードの前記上面に向けて第２の測子を移動させる工程と、前記第２の測子を正常に繋がった状態におけるボンディングワイヤよりも高い位置で停止させる工程と、前記第１の測子と前記第２の測子との間に電圧を印加する工程と、前記第１の測子と前記第２の測子との間に流れる電流を検出し、この検出結果に基づいて、前記ボンディングワイヤが前記リードと正常に接続しているか否かを判断する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、ワイヤボンディング工程以降に低コストでボンディングワイヤの接続状態を検査することができる。

第１の実施形態に係る半導体製造装置を示す断面図である。 図１に示す半導体製造装置を示す平面図である。 図１に示す半導体製造装置を用いた半導体装置の製造方法を示す断面図である。 第２の実施形態に係る半導体製造装置を示す断面図である。 図４に示す半導体製造装置を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１は、第１の実施形態に係る半導体製造装置を示す断面図である。半導体製造装置は第１の測子１００と、第２の測子１２０と、移動部１４０と、電圧発生部１６０と、電流検出部１８０とを備える。まず半導体チップ２００をリードフレーム２３０のダイパッド２４０に搭載する。次いで半導体チップ２００とリードフレーム２３０のリード２６０にボンディングワイヤ２２０を接続する。そして電圧発生部１６０によって第１の測子１００と第２の測子１２０との間に電圧を印加し、電流検出部１８０によって第１の測子１００と第２の測子１２０との間に流れる電流を検出することで、ボンディングワイヤ２２０とリード２６０の接続状態を確認する。

まず半導体チップ２００の構成について説明する。半導体チップ２００は、リードフレーム２３０のダイパッド２４０上に、固定部材２８０により固定されている。固定部材２８０は、例えばはんだである。また半導体チップ２００は、ボンディングワイヤ２２０を介してリードフレーム２３０のリード２６０の上面と接続している。半導体チップ２００とリード２６０とのワイヤボンディングは、例えば超音波接続により行われる。リード２６０の上面は、半導体チップ２００の上面よりも高い位置に設けられている。

次に半導体製造装置の構成について説明する。第１の測子１００は、半導体チップ２００、ダイパッド２４０、及びリード２６０を載置する。そして第１の測子１００はリード２６０と接続する。第１の測子１００は、導電性物質、例えばＳＵＳ、銅、又は金等の金属により構成される。第２の測子１２０は、リード２６０の上面と対向する。第２の測子は、導電性物質、例えばＳＵＳ、銅、又は金等の金属により構成される。移動部１４０は、第２の測子１２０に接続している。移動部１４０は、例えばパルスモータによって構成される。電圧発生部１６０は、第２の測子１２０に接続し、第１の測子１００と第２の測子１２０との間に電圧を印加する。電流検出部１８０は、第１の測子１００に接続し、第１の測子１００と第２の測子１２０との間に流れる電流を検出する。

図２は、図１に示す半導体製造装置の搬送部分を示す平面図である。半導体製造装置は、搬送部（図示せず）と、ボンディング部３２０を備える。搬送部（図示せず）は、半導体チップ２００、リードフレーム２３０を搬送経路３００に沿って移動させる。ボンディング部３２０は、搬送経路３００中に位置し、半導体チップ２００とリード２６０にボンディングワイヤ２２０を接続する。第１の測子１００は、ボンディング部３２０より下流側に位置する。複数のリードフレーム２３０は、リードフレーム２３０の枠部分２７０を介して互いに繋がっている。

半導体装置の製造方法は次の通りである。まず図１に示すように、半導体チップ２００をダイパッド２４０上に搭載する。次いで図２に示すように、半導体チップ２００とリード２６０をワイヤボンディングする。そして後述する図３に示すように、ボンディングワイヤ２２０とリード２６０の接続状態を検査する。その後樹脂封止を行って半導体装置が形成される（図示せず）。

以下図３を用いてボンディングワイヤ２２０とリード２６０の接続状態の検査について詳細に説明する。まず図３に示すように、第２の測子１２０をリード２６０の上面に向けて移動させる。第２の測子１２０は、移動部１４０によって移動される。その後第２の測子１２０を、正常に繋がった状態におけるボンディングワイヤ２２０よりも高い位置で停止させる。第１の測子１００と第２の測子１２０の間隔は、例えばパルスモータの回転数により０．２〜０．５ｍｍに保たれる。

次いで、電圧発生部１６０を用いて、第１の測子１００と第２の測子１２０との間に電圧を印加する。印加する電圧は、例えば０，６Ｖ程度である。そして電流検出部１８０を用いて、第１の測子１００と第２の測子１２０との間に流れる電流を検出する。この検出結果に基づいて、ボンディングワイヤ２２０がリード２６０と正常に接続しているかどうかを判断する。

ボンディングワイヤ２２０には、直線状になろうとする張力が働いている。よって図３に示すように、ボンディングワイヤ２２０がリード２６０から剥がれている場合、ボンディングワイヤ２２０は第２の測子１２０と接触する。これにより第１の測子１００と第２の測子１２０は、ボンディングワイヤ２２０、及びリード２６０を介して導通し、電流が流れる。一方図１に示すように、ボンディングワイヤ２２０がリード２６０に正常に接続している場合、第２の測子１２０とボンディングワイヤ２２０は接触しない。従って第２の測子１２０と第１の測子１００の間に電流は流れない。

次に本実施形態の効果について説明する。本実施形態によれば、ワイヤボンディング工程の後にボンディングワイヤ２２０の接続状態を検査する。またボンディングワイヤ２２０の接続状態の検査は、比較的安価な移動部１４０、電圧発生部１６０、及び電流検出部１８０を用いて行われる。従って、ワイヤボンディング工程以降に低コストでボンディングワイヤの接続状態を検出することができる。

またボンディングワイヤ２２０の接続状態の検査は、ボンディングワイヤ２２０を介した第１の測子１００と第２の測子１２０との間の電気的導通の有無を検出することで行われる。従って、高い検出精度をもってボンディングワイヤの接続状態を検査することができる。

図４は、第２の実施形態に係る半導体製造装置を示す断面図であり、第１の実施形態に係る図１に対応する。図５は図４に示す半導体製造装置を示す平面図であり、第１の実施形態に係る図２に対応している。第２の実施形態に係る半導体製造装置は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る半導体製造装置と同様である。

本実施形態では、まず半導体製造装置は複数の第２の測子１２０を有する。次いで図４に示すように、電圧発生部１６０は第１の測子１００に接続する。また電流検出部１８０は第２の測子１２０に接続する。図５に示すように、複数の第２の測子１２０はそれぞれ、互いに異なるリードフレーム２３０のリード２６０上の、半導体チップ２００と接続する接続部を挟んで、リード２６０の上面と対向するように位置する。

図４に示す半導体製造装置を用いた半導体装置の製造方法についても、第１の実施形態に係る半導体製造装置を用いた半導体装置の製造方法と同様である。

本実施形態においても、ワイヤボンディング工程の後にボンディングワイヤ２２０の接続状態を検査する。またボンディングワイヤ２２０の接続状態の検査は、比較的安価な移動部１４０、電圧発生部１６０、及び電流検出部１８０を用いて行われる。またボンディングワイヤ２２０の接続状態の検査は、ボンディングワイヤ２２０を介した第１の測子１００と第２の測子１２０との間の電気的導通の有無を検出することで行われる。従って、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

１００ 第１の測子
１２０ 第２の測子
１４０ 移動部
１６０ 電圧発生部
１８０ 電流検出部
２００ 半導体チップ
２２０ ボンディングワイヤ
２３０ リードフレーム
２４０ ダイパッド
２６０ リード
２７０ 枠部分
２８０ 固定部材
３００ 搬送経路
３２０ ボンディング部

Claims (5)

1. 半導体チップを搭載するリードフレームのリードに接続する第１の測子と、
   前記リードの上面と対向する第２の測子と、
   前記第２の測子を前記リードに向けて移動させる移動部と、
   前記第１の測子と前記第２の測子との間に電圧を印加する電圧発生部と、
   前記第１の測子と前記第２の測子との間に流れる電流を検出する電流検出部と、
   を備える半導体製造装置。
2. 請求項１に記載の半導体製造装置において、
   前記第２の測子を複数有し、
   複数の前記リードフレームは枠部分を介して互いに繋がった状態にあり、
   複数の前記第２の測子は、互いに異なる前記リードフレームの前記リード上の、前記半導体チップと接続する接続部を挟んで、前記リードの前記上面と対向するようにそれぞれ位置する半導体製造装置。
3. 請求項１または２に記載の半導体製造装置において、
   前記リードフレームを搬送経路に沿って移動させる搬送部と、
   前記搬送経路中に位置し、前記半導体チップと前記リードにボンディングワイヤを接続するボンディング部と、
   を備え、
   前記リードは、前記搬送経路の前記ボンディング部より下流側において前記第１の測子と接続する半導体製造装置。
4. リードフレームに搭載された半導体チップと、前記半導体チップの上面よりも高い位置に設けられたリードフレームのリードの上面とをボンディングワイヤにより接続する工程と、
   前記リードを第１の測子と接続する工程と、
   前記リードの前記上面に向けて第２の測子を移動させる工程と、
   前記第２の測子を正常に繋がった状態におけるボンディングワイヤよりも高い位置で停止させる工程と、
   前記第１の測子と前記第２の測子との間に電圧を印加する工程と、
   前記第１の測子と前記第２の測子との間に流れる電流を検出し、この検出結果に基づいて、前記ボンディングワイヤが前記リードと正常に接続しているか否かを判断する工程と、
   を有する半導体装置の製造方法。
5. 請求項４に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記リードフレームは搬送経路に沿って搬送部により移動され、
   ボンディングワイヤにより接続する前記工程は、搬送経路中に位置するボンディング部において行われ、
   ボンディングワイヤがリードと正常に接続しているか否かを判断する前記工程は、前記搬送経路の前記ボンディング部より下流側において行われる半導体装置の製造方法。

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