JP2020092158A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置の信頼性を向上する。【解決手段】半導体装置の製造方法は、ワイヤボンディング工程の前にプラズマ処理を実施する工程を有し、プラズマ処理工程後におけるパッドＰＤの表面粗さは、３．３ｎｍ以下である。【選択図】図８

Description

本発明は、半導体装置およびその製造技術に関し、例えば、ワイヤを有する半導体装置およびその製造技術に適用して有効な技術に関する。

特開２０００−３４０５９６号公報（特許文献１）には、ワイヤボンディング工程の前にプラズマクリーニング工程を有する技術が記載されている。

特開２０００−３４０５９６号公報

例えば、リードを有する半導体装置においては、リードとワイヤとの接続信頼性を低下させる要因となるコンタミネーションを抑制するために、ワイヤボンディング工程の前にリードの表面を洗浄するプラズマ処理を実施することがある。

ところが、本発明者は、リードの表面を洗浄するために行なわれるプラズマ処理が、半導体チップの表面に形成されているパッドとワイヤとの接合強度に悪影響を及ぼすことを新たに見出した。したがって、ワイヤボンディング工程の前にプラズマ処理を実施しても、パッドとワイヤとの接合強度を低下させない工夫が望まれている。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態における半導体装置の製造方法は、ワイヤボンディング工程の前にプラズマ処理を実施する工程を有し、プラズマ処理工程後におけるパッドの表面粗さは、３．３ｎｍ以下である。

一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上することができる。

ＱＦＰパッケージからなる半導体装置を上面から見た平面図である。 図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。 半導体チップのレイアウト構成を示す図である。 半導体チップに集積回路を形成した後、ＱＦＰパッケージからなる半導体装置を製造する工程の流れを示すフローチャートである。 ワイヤボンディング工程の流れを説明するフローチャートである。 ファーストボンディングによって、パッドとボールとが接合される状態を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、高周波電力が大きい場合のプラズマ処理を模式的に説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、高周波電力が小さい場合のプラズマ処理を模式的に説明する図である。 プラズマ処理における高周波電力と放電圧力とを変化させた場合、パッドの表面に形成される酸化物膜の相対膜厚を示す表である。 プラズマ処理における高周波電力と放電圧力とを変化させた場合、パッドとボールとの間での合金化率を示す図である。 高周波電力と処理時間とを含むプラズマ条件と、パッドとボールとの間の合金化率との関係を示すグラフである。 高周波電力と処理時間とを含むプラズマ条件と、パッドの表面に形成される酸化物膜の膜厚との関係を示すグラフである。 インナーリードとワイヤとの間の引張強度とプラズマ条件との関係を示すグラフである。 （ａ）は、ボールに加える荷重のプロファイルを模式的に示す図であり、（ｂ）は、ボールに加える超音波振動のプロファイルを模式的に示す図である。 ワイヤボンディング工程のボンディング状態を示す図である。 ワイヤボンディング工程のボンディング状態を示す図である。 ワイヤボンディング工程のボンディング状態を示す図である。 （ａ）は、ボールに加える荷重のプロファイルを模式的に示す図であり、（ｂ）は、ボールに加える超音波振動のプロファイルを模式的に示す図である。 ワイヤボンディング工程のボンディング状態を示す図である。 ワイヤボンディング工程のボンディング状態を示す図である。 ワイヤボンディング工程のボンディング状態を示す図である。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

＜半導体装置（ＱＦＰパッケージ）の構成例＞
半導体装置のパッケージ構造には、例えば、ＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケージやＱＦＰ（Quad Flat Package）パッケージなどのように様々な種類がある。本実施の形態における技術的思想は、これらのパッケージに適用可能であり、以下に、一例として、ＱＦＰパッケージからなる半導体装置の構成について説明する。

図１は、ＱＦＰパッケージからなる半導体装置ＳＡ１を上面から見た平面図である。図１に示すように、半導体装置ＳＡ１は矩形形状をしており、半導体装置ＳＡ１の上面は樹脂（封止体）ＭＲで覆われている。そして、樹脂ＭＲの外形を規定する４辺から外側に向ってアウターリードＯＬが突き出ている。

続いて、半導体装置ＳＡ１の内部構造について説明する。図２は、図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図２に示すように、チップ搭載部ＴＡＢの裏面は樹脂ＭＲで覆われている。一方、チップ搭載部ＴＡＢの上面には半導体チップＣＨＰが搭載されており、チップ搭載部ＴＡＢは、インナーリードＩＬ（リード端子）と分離されている。半導体チップＣＨＰの主面には、パッドＰＤが形成されている。そして、半導体チップＣＨＰに形成されているパッドＰＤは、インナーリードＩＬとワイヤＷで電気的に接続されている。これらの半導体チップＣＨＰ、ワイヤＷおよびインナーリードＩＬは樹脂ＭＲで覆われており、インナーリードＩＬと一体化しているアウターリードＯＬ（リード端子）が樹脂ＭＲから突き出ている。樹脂ＭＲから突き出ているアウターリードＯＬは、ガルウィング形状に成形されており、その表面にめっき膜ＰＦが形成されている。

チップ搭載部ＴＡＢ、インナーリードＩＬ、および、アウターリードＯＬは、例えば、銅材や鉄とニッケルとの合金である４２アロイ（４２Alloy）などから形成されており、ワイヤＷは、例えば、金を主成分とする材料から構成されている。半導体チップＣＨＰは、例えば、シリコンや化合物半導体（ＧａＡｓなど）から形成されており、この半導体チップＣＨＰには、ＭＯＳＦＥＴなどの複数の半導体素子が形成されている。そして、半導体素子の上方に層間絶縁膜を介して多層配線が形成されており、この多層配線の最上層に多層配線と接続されるパッドＰＤが形成されている。したがって、半導体チップＣＨＰに形成されている半導体素子は、多層配線を介してパッドＰＤと電気的に接続されていることになる。つまり、半導体チップＣＨＰに形成されている半導体素子と多層配線により集積回路が形成され、この集積回路と半導体チップＣＨＰの外部とを接続する端子として機能するものがパッドＰＤである。このパッドＰＤは、例えば、アルミニウムを主成分とする材料から構成されている。パッドＰＤは、ワイヤＷでインナーリードＩＬと接続され、インナーリードＩＬと一体的に形成されているアウターリードＯＬと接続されている。このことから、半導体チップＣＨＰに形成されている集積回路は、パッドＰＤ→ワイヤＷ→インナーリードＩＬ→アウターリードＯＬ→外部接続機器の経路によって、半導体装置ＳＡ１の外部と電気的に接続することができることがわかる。つまり、半導体装置ＳＡ１に形成されているアウターリードＯＬから電気信号を入力することにより、半導体チップＣＨＰに形成されている集積回路を制御することができることがわかる。また、集積回路からの出力信号をアウターリードＯＬから外部へ取り出すこともできることがわかる。

次に、図３は、半導体チップＣＨＰのレイアウト構成を示す図である。図３において、半導体チップＣＨＰは、例えば、矩形形状をしており、半導体チップＣＨＰの端辺に沿って、複数のパッドＰＤが配置されている。これらの複数のパッドＰＤのそれぞれにおいて、図３では図示されていないが、パッドＰＤの表面の大部分は、表面保護膜に設けられた開口部から露出している一方、パッドＰＤの端部は、表面保護膜で覆われている。

＜半導体装置（ＱＦＰパッケージ）の製造方法＞
ＱＦＰパッケージからなる半導体装置ＳＡ１は上記のように構成されており、以下に、その製造方法について簡単に説明する。

図４は、半導体チップに集積回路を形成した後、ＱＦＰパッケージからなる半導体装置を製造する工程の流れを示すフローチャートである。

まず、リードフレームに形成されているチップ搭載部に半導体チップを搭載した後（Ｓ１０１のダイボンディング）、プラズマ処理を実施する（Ｓ１０２）。次に、半導体チップに形成されているパッドとインナーリードとをワイヤで接続する（Ｓ１０３のワイヤボンディング）。具体的には、まず、キャピラリを半導体チップに形成されているパッドに押し付けてボンディングする（ファーストボンディング）。その後、キャピラリを移動させて、インナーリードにワイヤをボンディングする（セカンドボンディング）。このようにして、半導体チップに形成されているパッドと、リードフレームに形成されているインナーリードとをワイヤで接続することができる。

その後、チップ搭載部、半導体チップ、ワイヤ、インナーリードを樹脂で封止する（Ｓ１０４のモールド）。そして、リードフレームに形成されているダムを切断した後（Ｓ１０５のダム切断）、樹脂から露出しているアウターリードの表面にめっき膜を形成する（Ｓ１０６のめっき）。続いて、樹脂の表面にマークを形成した後（Ｓ１０７のマークキング）、樹脂から突き出ているアウターリードを成形する（Ｓ１０８のリード成形）。このようにして半導体装置ＳＡ１を形成した後、電気的特性検査が実施され（Ｓ１０９のテスティング）、良品と判断された半導体装置ＳＡ１が製品として出荷される。

＜ワイヤボンディング工程の詳細＞
次に、上述したワイヤボンディング工程の詳細について、図面を参照しながら説明する。

図５は、ワイヤボンディング工程の流れを説明するフローチャートである。まず、放電トーチによる放電により、キャピラリから引き出されるワイヤの先端部にボールを形成する（Ｓ２０１）。そして、チップ搭載部上に搭載された半導体チップのパッド上に、キャピラリの先端部に形成されているボールを着地させる（Ｓ２０２）。このとき、キャピラリには、荷重および超音波振動が印加されており、半導体チップのパッド上に着地したボールは、キャピラリに加えられている荷重および超音波振動によって変形し、パッドとボールとの接合が行なわれる（ファーストボンディング）（Ｓ２０３）。具体的に、図６は、ファーストボンディングによって、パッドとボールとが接合される状態を示す模式図である。図６に示すように、例えば、アルミニウムを主成分とする材料から構成されているパッドＰＤの表面には、酸化物膜ＯＸＦが形成されている。そして、キャピラリＣＰによって、酸化物膜ＯＸＦ上に、例えば、金を主成分とする材料から構成されるワイヤＷの先端部に形成されたボールＢＬを着地させる。このとき、キャピラリＣＰには、荷重および超音波振動が加えられており、超音波振動によって、ボールＢＬと接触する酸化物膜ＯＸＦの一部が破られて、ボールＢＬとパッドＰＤとが直接接触するとともに、ボールＢＬに荷重が加わることによって、ボールＢＬを構成する金と、パッドＰＤを構成するアルミニウムとの合金ＡＹが形成される。このようにして、パッドとボールとの接合が行なわれる。

次に、半導体チップ上のパッドが形成されている位置にあるキャピラリからワイヤを引き出しながら（Ｓ２０４）、キャピラリを移動させる。そして、キャピラリを使用して、インナーリードにワイヤをボンディングする（セカンドボンディング）（Ｓ２０５）。その後、セカンドボンディングしたワイヤをキャピラリから切断する。このようにして、半導体チップに形成されているパッドと、リードフレームに形成されているインナーリードとをワイヤで接続することができる。

＜改善の検討＞
次に、本発明者が新規に見出した改善の余地について説明する。

例えば、ワイヤボンディング工程では、パッドとボールとが接合されるが、本発明者が検討したところ、パッドとボールとの接合強度の低下が改善の余地として顕在化することを新たに見出した。この点に関して、まず、ワイヤボンディング工程におけるボンディング条件に原因があるのではないかと考え、パッドとボールとの接合強度の低下という改善の余地に対して、ボンディング条件の変更だけで対応しようとしたが、充分に満足できる結果を得ることができなかった。このことから、本発明者は、パッドとボールとの接合強度の低下が生じる本質的な原因は他に存在すると考えて、さらに鋭意検討した結果、ワイヤボンディング工程の前に実施されるプラズマ処理に原因があることを突き止めた。

このプラズマ処理は、例えば、インナーリードにワイヤをボンディングするセカンドボンディングの際、インナーリードの表面でのコンタミネーションに起因する接合性低下（プル強度（引張強度）の低下）を抑制する目的で実施される。ところが、本発明者は、上述した目的で実施されるプラズマ処理に起因して、パッドとボールとの接合強度に悪影響を及ぼすことを新規に見出したのである。以下では、プラズマ処理が、パッドとボールとの接合強度に悪影響を及ぼすメカニズムについて説明する。

図７は、例えば、高周波電力が大きい場合のプラズマ処理を模式的に説明する図である。まず、プラズマ処理を実施する前には、インナーリードの表面にコンタミネーションが形成されているとともに、パッドＰＤの表面にもコンタミネーションが形成されている。具体的に、例えば、図７（ａ）に示すように、パッドＰＤを構成するアルミニウム原子１０上に、酸化物２０が形成されているとともに、酸化物２０上に炭化物３０が形成されている。この状態で、例えば、図７（ｂ）に示すように、プラズマ処理を実施すると、アルゴン原子４０によるスパッタリングによって、酸化物２０や炭化物３０に代表されるコンタミネーションが除去されるとともに、アルミニウム原子１０からなるパッドＰＤの表面粗さも粗くなる。これは、高周波電力が大きいことから、プラズマ処理で使用されるアルゴン原子４０の運動エネルギーが大きくなる結果、酸化物２０や炭化物３０だけでなく、パッドＰＤを構成するアルミニウム原子１０もアルゴンによるスパッタリングの影響を大きく受けるからである。その後、プラズマ処理が終了すると、例えば、図７（ｃ）に示すように、パッドＰＤの表面には、自然酸化物膜を構成する酸化物５０が形成される。このとき、高周波電力が大きい場合におけるプラズマ処理では、パッドＰＤの表面粗さが粗くなる結果、図７（ｃ）に示すように、パッドＰＤの表面に形成される酸化物５０を含む実効的な酸化物膜の厚さＬ１が厚くなる。

そして、パッドＰＤの表面に形成される酸化物膜の膜厚が厚くなるということは、例えば、図６において、パッドＰＤとボールＢＬとの間に形成される酸化物膜ＯＸＦの膜厚が厚くなることを意味する。この場合、キャピラリＣＰからボールＢＬに超音波振動を印加しても、酸化物膜ＯＸＦの膜厚が厚いために、酸化物膜ＯＸＦが充分に除去されないのである。この結果、ボールＢＬとパッドＰＤとの直接接触が、充分に除去されずに残存する酸化物膜ＯＸＦによって阻害される。これは、ボールＢＬとパッドＰＤとの直接接触による金とアルミニウムの合金化が阻害されることを意味し、これによって、ボールＢＬとパッドＰＤとの接合強度が低下するのである。以上のようなメカニズムによって、プラズマ処理の高周波電力が大きい場合、ボールＢＬとパッドＰＤとの接合強度が低下するという改善の余地が顕在化するのである。

そこで、本実施の形態では、上述した改善の余地に対する工夫を施している。以下では、この工夫を施した本実施の形態における技術的思想について説明する。

＜実施の形態における基本思想＞
本実施の形態における基本思想は、プラズマ処理を実施する際のプラズマ条件を調整することによって、パッドＰＤの表面粗さをできるだけ小さくする思想である。すなわち、本実施の形態における基本思想は、パッドＰＤを構成するアルミニウムのアルゴンによるスパッタリングの影響を受けにくくなるように、プラズマ処理のプラズマ条件を設定することにより、パッドＰＤの表面粗さを小さくする思想である。

例えば、図８は、高周波電力が小さい場合のプラズマ処理を模式的に説明する図である。まず、プラズマ処理を実施する前には、例えば、図８（ａ）に示すように、パッドＰＤを構成するアルミニウム原子１０上に、酸化物２０が形成されているとともに、酸化物２０上に炭化物３０が形成されている。この状態で、例えば、図８（ｂ）に示すように、プラズマ処理を実施すると、アルゴン原子４０によるスパッタリングによって、酸化物２０や炭化物３０に代表されるコンタミネーションが除去されるとともに、アルミニウム原子１０からなるパッドＰＤの表面も削られる。ただし、本実施の形態では、高周波電力が小さいことから、プラズマ処理で使用されるアルゴン原子４０の運動エネルギーが小さくなる結果、パッドＰＤを構成するアルミニウム原子１０は、アルゴンによるスパッタリングの影響を受けにくくなる。これにより、本実施の形態における基本思想によれば、パッドＰＤの表面粗さを小さくすることができる。その後、プラズマ処理が終了すると、例えば、図８（ｃ）に示すように、パッドＰＤの表面には、自然酸化物膜を構成する酸化物５０が形成される。このとき、高周波電力が小さい場合におけるプラズマ処理では、パッドＰＤの表面粗さが小さくなる結果、図８（ｃ）に示すように、パッドＰＤの表面に形成される酸化物５０を含む実効的な酸化物膜の厚さＬ２が薄くなる。

そして、パッドＰＤの表面に形成される酸化物膜の膜厚が薄くなるということは、例えば、図６において、パッドＰＤとボールＢＬとの間に形成される酸化物膜ＯＸＦの膜厚が薄くなることを意味する。この場合、キャピラリＣＰからボールＢＬに超音波振動を印加すると、酸化物膜ＯＸＦの膜厚が薄いために、酸化物膜ＯＸＦを充分に除去することができる。この結果、ボールＢＬとパッドＰＤとの直接接触が、酸化物膜ＯＸＦによって阻害されにくくなる。これは、ボールＢＬとパッドＰＤとの直接接触による金とアルミニウムの合金化が阻害されにくくなることを意味し、これによって、ボールＢＬとパッドＰＤとの接合強度の低下を抑制することができる。

以上のようなメカニズムによって、プラズマ処理の高周波電力が小さい場合、ボールＢＬとパッドＰＤとの接合強度の低下が抑制されることになる。ここでは、パッドＰＤを構成するアルミニウムのアルゴンによるスパッタリングの影響を受けにくくなるように、プラズマ処理のプラズマ条件を設定する一例として、プラズマ処理の高周波電力を調整する例について説明した。ただし、本実施の形態における基本思想は、パッドＰＤを構成するアルミニウムのアルゴンによるスパッタリングの影響を受けにくくなるようにして、パッドＰＤの表面粗さを小さくする点に本質がある。このことから、プラズマ処理の高周波電力に限定されることなく、例えば、プラズマ処理の際の放電圧力や処理時間を調整することもできる。例えば、放電圧力を調整する場合、放電圧力が高くなればなるほど、アルゴン原子４０のパッドＰＤの表面への衝突が抑制されることから、放電圧力を高くなるようにプラズマ条件を調整することによって、パッドＰＤを構成するアルミニウムのアルゴンによるスパッタリングの影響を受けにくくすることができる。また、プラズマ処理の処理時間を短くすることによって、アルゴン原子４０のパッドＰＤの表面への衝突が抑制されることから、プラズマ処理の処理時間が短くなるようにプラズマ条件を調整することによって、パッドＰＤを構成するアルミニウムのアルゴンによるスパッタリングの影響を受けにくくすることができる。このように、例えば、高周波電力や放電圧力や処理時間を調整することによって、パッドＰＤを構成するアルミニウムのアルゴンによるスパッタリングの影響を受けにくくなるようにして、パッドＰＤの表面粗さを小さくするという本実施の形態における基本思想を具現化することができる。

このような本実施の形態における基本思想は、パッドとボールとの間の接合強度の向上を図るために、ワイヤボンディング工程に着目するのではなく、ワイヤボンディング工程とは別工程であるプラズマ処理工程に着目し、プラズマ処理のプラズマ条件を調整している点で着眼点が斬新である。さらに、本実施の形態における基本思想は、パッドの表面粗さと酸化物膜の膜厚との相関関係に基づき（図７および図８参照）、酸化物膜の膜厚を小さくするためには、パッドの表面粗さを小さくすればいいという新規な方針に基づいて、プラズマ処理のプラズマ条件を設定すればいいという指針を示している点で斬新である。

＜具体例＞
図９は、プラズマ処理における高周波電力と放電圧力とを変化させた場合、パッドの表面に形成される酸化物膜の相対膜厚を示す表である。図９において、まず、高周波電力を５００Ｗとし、かつ、放電圧力を１２Ｐａとした場合、高周波電力が大きく、かつ、放電圧力が低いことから、パッドの表面に形成される酸化物膜の膜厚は大きくなる。

次に、高周波電力を５００Ｗとし、かつ、放電圧力を１７Ｐａに上昇させた場合、放電圧力が増加することから、パッドの表面に形成される酸化物膜の膜厚は中程度になる。また、高周波電力を２５０Ｗに減少させ、かつ、放電圧力を１２Ｐａとした場合、高周波電力が減少することから、パッドの表面に形成される酸化物膜の膜厚は中程度となる。

さらに、高周波電力を２５０Ｗに減少させ、かつ、放電圧力を１７Ｐａに上昇させた場合、高周波電力が減少するとともに、放電圧力が増加することから、パッドの表面に形成される酸化物膜の膜厚は小さくなる。

図１０は、プラズマ処理における高周波電力と放電圧力とを変化させた場合、パッドとボールとの間での合金化率を示す図である。まず、高周波電力を５００Ｗとし、かつ、放電圧力を１２Ｐａとした場合、高周波電力が大きく、かつ、放電圧力が低いことから、パッドの表面に形成される酸化物膜の膜厚は大きくなる。この結果、図１０に示すように、パッドとボールとの間での合金化率は、６１．０％となる。一方、高周波電力を５００Ｗとし、かつ、放電圧力を１７Ｐａに上昇させた場合、放電圧力が増加することから、パッドの表面に形成される酸化物膜の膜厚は中程度になる。この結果、図１０に示すように、パッドとボールとの間での合金化率は、７１．５％となる。さらに、高周波電力を２５０Ｗに減少させ、かつ、放電圧力を１２Ｐａとした場合、高周波電力が減少することから、パッドの表面に形成される酸化物膜の膜厚は中程度となる。この結果、図１０に示すように、パッドとボールとの間での合金化率は、７３．１％となる。

以上のことから、酸化物膜の膜厚が薄くなると、パッドとボールとの間での合金化率が向上することがわかる。つまり、パッドの表面に形成される酸化物膜の膜厚と、パッドとボールとの間での合金化率との間には、相関関係があることがわかる。このように、高周波電力や放電圧力に代表されるプラズマ条件を調整することによって、パッドＰＤの表面粗さを小さくするという本実施の形態における基本思想は、パッドの表面に形成される酸化物膜の膜厚を薄くすることを通じて、パッドとボールとの間での合金化率の向上を図ることに寄与することがわかる。すなわち、本実施の形態における基本思想によれば、パッドとボールとの間の接合強度を向上することができる。

次に、図１１は、高周波電力と処理時間とを含むプラズマ条件と、パッドとボールとの間の合金化率との関係を示すグラフである。図１１において、グラフ（１）は、高周波電力が２００Ｗで、かつ、処理時間が３秒である場合の合金化率のデータを示しており、グラフ（２）は、高周波電力が２５０Ｗで、かつ、処理時間が３秒である場合の合金化率のデータを示している。また、図１１において、グラフ（３）は、高周波電力が３００Ｗで、かつ、処理時間が３秒である場合の合金化率のデータを示しており、グラフ（４）は、高周波電力が２００Ｗで、かつ、処理時間が４．５秒である場合の合金化率のデータを示している。まず、図１１において、グラフ（１）〜グラフ（３）に着目すると、プラズマ処理の処理時間を一定（３秒）にした状態で、高周波電力を増加させていくと、パッドとボールとの間の合金化率が低下することがわかる。これは、高周波電力が増加すると、アルゴン原子の運動エネルギーが上昇して、パッドを構成するアルミニウムへのアルゴン原子によるスパッタリング効果が増加して、パッドの表面粗さが粗くなるため、酸化物膜の厚膜化を通じて、合金化率が低下するという定性的なメカニズムを裏付ける結果である。

続いて、図１１において、グラフ（１）とグラフ（４）とに着目すると、高周波電力を一定（２００Ｗ）にした状態で、処理時間を長くすると、パッドとボールとの間の合金化率が低下することがわかる。これは、処理時間が長くなると、パッドを構成するアルミニウムへのアルゴン原子によるスパッタリング時間が長くなって、パッドの表面粗さが粗くなるため、酸化物膜の厚膜化を通じて、合金化率が低下するという定性的なメカニズムを裏付ける結果である。以上のことから、パッドとボールとの間の合金化率を向上するためには、プラズマ条件としての高周波電力を低減することや、プラズマ処理の処理時間を短くすることが有効であることがわかる。

続いて、図１２は、高周波電力と処理時間とを含むプラズマ条件と、パッドの表面に形成される酸化物膜の膜厚との関係を示すグラフである。図１２において、グラフ（１）は、高周波電力が５００Ｗで、かつ、処理時間が４．５秒である場合の酸化物膜の膜厚データを示しており、グラフ（２）は、高周波電力が５００Ｗで、かつ、処理時間が３秒である場合の酸化物膜の膜厚データを示している。また、図１２において、グラフ（３）は、高周波電力が２５０Ｗで、かつ、処理時間が４．５秒である場合の酸化物膜の膜厚データを示しており、グラフ（４）は、高周波電力が２５０Ｗで、かつ、処理時間が３秒である場合の酸化物膜の膜厚データを示している。

図１２に示すように、従来のプラズマ条件を示すグラフ（１）と、本実施の形態でのプラズマ条件を示すグラフ（４）とを比較すると、従来のプラズマ条件を示すグラフ（１）では、酸化物膜の膜厚が４．４ｎｍであるのに対し、本実施の形態でのプラズマ条件を示すグラフ（４）では、酸化物膜の膜厚が３．３ｎｍに減少していることがわかる。このように、図１２に示す結果から、プラズマ条件としての高周波電力を低減することや、プラズマ処理の処理時間を短くすることによって、パッドの表面に形成される酸化物膜の膜厚を薄くできることが裏付けられていることになる。

なお、図１２における酸化物膜の膜厚測定は、オージェ電子分光法（ＡＥＳ：Auger Electron Spectroscopy）を使用して推定している。具体的に、オージェ電子分光法とは、試料表面に細く絞った電子線を照射し、試料表面から放出されるオージェ電子の運動エネルギーを計測することで、試料表面を構成する元素とその組成や化学結合状態を分析する手法である。そして、本実施の形態では、アルミニウム原子の濃度が５０％となる深さを酸化物膜の膜厚と定義している。

以上のことから、本実施の形態における特徴点は、表面にパッドを有する半導体チップに対して、プラズマ処理を実施するプラズマ処理工程と、プラズマ処理工程の後、パッドにワイヤを接続するワイヤボンディング工程とを備える半導体装置の製造方法において、ワイヤボンディング工程前のパッドの表面には、３．３ｎｍ以下の酸化物膜が形成されている点にある。これにより、パッドとボールとの間に形成される酸化物膜の膜厚が薄くなることから、ボールに加えられる超音波振動によって酸化物膜を除去しやすくなる。この結果、パッドとボールとの間に介在する酸化物膜に起因するパッドとボールとの間の合金化率の低下を抑制することができる。

特に、本実施の形態では、プラズマ処理でのプラズマ条件を調整することにより、ワイヤボンディング工程前のパッドの表面には、３．３ｎｍ以下の酸化物膜が形成される。すなわち、本実施の形態では、プラズマ処理のプラズマ条件によって、ワイヤボンディング工程前のパッドの表面に、３．３ｎｍ以下の酸化物膜しか形成されないため、パッドとワイヤ（ボールを含む）との合金化を促進することができる。この結果、本実施の形態によれば、パッドとワイヤ（ボールを含む）との接続強度を向上することができる。このとき、プラズマ条件としては、高周波電力や放電圧力や処理時間を挙げることができる。

ここで、例えば、図７に示すように、パッドＰＤの表面粗さが粗いと、パッドＰＤの表面に形成される酸化物５０を含む実効的な酸化物膜の厚さＬ１が厚くなる。一方、図８に示すように、パッドＰＤの表面粗さが小さいと、パッドＰＤの表面に形成される酸化物５０を含む実効的な酸化物膜の厚さＬ２が薄くなる。このとき、例えば、図７において、酸化物膜の厚さ（膜厚）Ｌ１は、パッドＰＤの表面粗さと見なすこともできる。同様に、図８において、酸化物膜の厚さ（膜厚）Ｌ２は、パッドＰＤの表面粗さと見なすこともできる。したがって、本実施の形態における特徴点は、ワイヤボンディング工程前のパッドの表面粗さは、３．３ｎｍ以下であるということもできる。特に、本実施の形態では、プラズマ処理でのプラズマ条件を調整することにより、ワイヤボンディング工程前のパッドの表面粗さは、３．３ｎｍ以下となる。このとき、プラズマ条件としては、高周波電力や放電圧力や処理時間を挙げることができる。

なお、本実施の形態においては、ワイヤボンディング工程前のパッドの表面粗さは、３．３ｎｍ以下であるが、その後の工程を経て、最終的に半導体装置が完成した状態でも、パッドの表面粗さは、３．３ｎｍ以下となる。すなわち、本実施の形態における半導体装置の製造方法で製造された半導体装置（製品）は、表面にパッドを有する半導体チップと、パッドに接続されたワイヤと、を備え、パッドの表面粗さは、３．３ｎｍ以下である。

本実施の形態では、プラズマ処理のプラズマ条件を変更することにより、パッドの表面粗さを３．３ｎｍ以下に小さくして、パッドとボールとの接合強度の向上を図っている。ここで、プラズマ処理の本来の目的は、インナーリードにワイヤをボンディングするセカンドボンディングの際、インナーリードの表面でのコンタミネーションに起因する接合性低下（プル強度（引張強度）の低下）を抑制することである。したがって、上述したように、プラズマ条件を変更しても、プラズマ処理の本来の目的を達成できる必要がある。

この点に関し、以下では、パッドの表面粗さを３．３ｎｍ以下に小さくするようにプラズマ条件を変更しても、インナーリードとワイヤとの接合強度を問題なく確保できることについて、図面を参照しながら説明する。

図１３は、インナーリードとワイヤとの間の引張強度とプラズマ条件との関係を示すグラフである。図１３において、高周波電力を減少させるようにプラズマ条件を変更する場合や、放電圧力を増加させるようにプラズマ条件を変更する場合であっても、インナーリードとワイヤとの間の引張強度の値に大きな変動は見られないことがわかる。このことは、パッドの表面粗さを３．３ｎｍ以下に小さくするようにプラズマ条件を変更しても、インナーリードとワイヤとの接合強度を問題なく確保できることを意味している。このように、本実施の形態によれば、プラズマ処理の本来の目的を達成しながら、このプラズマ処理に起因するパッドとボールとの間の接合強度の低下という副作用も抑制することができる。つまり、本実施の形態における特徴点によれば、インナーリードとワイヤとの間の接合強度の向上を図りながら、パッドとボールとの間の接合強度の向上も図ることができる。

＜さらなる工夫点＞
本実施の形態における基本思想は、パッドとボールとの間の接合強度の向上を図るために、ワイヤボンディング工程に着目するのではなく、ワイヤボンディング工程とは別工程であるプラズマ処理工程に着目し、プラズマ処理のプラズマ条件を調整している。ただし、本発明者は、さらなるパッドとボールとの間の接合強度の向上を図るため、ワイヤボンディング工程自体にも着目して、さらなる工夫を施している。以下では、この工夫点についても、図面を参照しながら説明する。

＜＜関連技術の説明＞＞
本明細書でいう「関連技術」は、新規に発明者が見出した課題を有する技術であって、公知である従来技術ではないが、新規な技術的思想の前提技術（未公知技術）を意図して記載された技術である。

図１４は、関連技術において、ボールをパッドに接合するファーストボンディングの際に加えられる荷重と超音波振動のプロファイルを模式的に示す図である。

特に、図１４（ａ）は、ボールに加える荷重のプロファイルを模式的に示す図であり、図１４（ｂ）は、ボールに加える超音波振動のプロファイルを模式的に示す図である。

まず、段階Ａ（継続時間ｔ１）では、図１４（ａ）に示すように、ボールに荷重Ｇ１が印加されるとともに、図１４（ｂ）に示すように、ボールに超音波振動Ｕ１が印加される。具体的に、図１５には、ワイヤボンディング工程の段階Ａでのボンディング状態が図示されている。図１５に示すように、キャピラリＣＰを下降させることによって、ワイヤＷの先端部に形成されているボールＢＬは、パッドＰＤ上に着地する。このとき、ボールＢＬには、キャピラリＣＰから荷重と超音波振動が加えられており、図１５に示すように、ボールＢＬとパッドＰＤとの間に介在する酸化物膜ＯＸＦは、超音波振動によって破られる。このように、段階Ａ（継続時間ｔ１）では、主に、酸化物膜ＯＸＦの除去が行なわれる。

次に、段階Ｂ（継続時間ｔ２）では、図１４（ａ）に示すように、ボールＢＬに加える荷重を荷重Ｇ１から荷重Ｇ２まで徐々に増加させるとともに、図１４（ｂ）に示すように、ボールＢＬに印加する超音波振動を超音波振動Ｕ１よりも小さい超音波振動Ｕ２にする。具体的に、図１６は、ワイヤボンディング工程の段階Ｂでのボンディング状態が図示されている。図１６に示すように、キャピラリＣＰをボールＢＬに押し付けることによって、ワイヤＷの先端部に形成されているボールＢＬは、潰れるように変形する。このように、段階Ｂ（継続時間ｔ２）では、主に、ボールＢＬの潰しが行なわれる。

続いて、段階Ｃ（継続時間ｔ３）では、図１４（ａ）に示すように、ボールＢＬに加える荷重を荷重Ｇ２に維持するとともに、図１４（ｂ）に示すように、ボールＢＬに印加する超音波振動Ｕ２を維持する。具体的に、図１７は、ワイヤボンディング工程の段階Ｃでのボンディング状態が図示されている。図１７に示すように、酸化物膜ＯＸＦが破れて、ボールＢＬとパッドＰＤとが直接接触している領域において、合金ＡＹが形成される。このように、段階Ｃ（継続時間ｔ３）では、主に、ボールＢＬを構成する金と、パッドＰＤを構成するアルミニウムとの間で合金反応が進む。

＜＜関連技術に存在する改善の余地＞＞
このように実施される関連技術のワイヤボンディング工程は、パッドＰＤとボールＢＬとの間の合金反応を促進する観点から不充分である。

以下に、この点について説明する。まず、関連技術では、ボールＢＬが着地した際、直ぐに酸化物膜ＯＸＦの除去を主目的とする段階Ａが実施されている。この場合、図１５に示すように、ボールＢＬは潰れるように変形していないことから、ボールＢＬとパッドＰＤとの接触面積は小さい。したがって、この段階で大きな超音波振動Ｕ１をボールＢＬに印加しても、ボールＢＬと接触している僅かな酸化物膜ＯＸＦが除去されるだけである。つまり、ボールＢＬが着地した際、直ぐに酸化物膜ＯＸＦの除去を主目的とする段階Ａを実施する関連技術では、ボールＢＬと接触している酸化物膜ＯＸＦの領域が小さいことから、酸化物膜ＯＸＦを充分に除去することが困難となる。

その後、ボールＢＬの潰しを主目的とする段階Ｂが実施される。この場合、例えば、図１６に示すように、ボールＢＬが潰れて新たに接触する酸化物膜ＯＸＦは、先程の段階Ａでは、ボールＢＬと接触していなかったことから完全に除去されないことになる。なぜなら、段階Ｂにおいても、ボールＢＬに超音波振動Ｕ２が印加されるが、この超音波振動Ｕ２の大きさは、酸化物膜ＯＸＦの除去を主目的とする段階ＡでボールＢＬに印加される超音波振動Ｕ１の大きさよりも小さいからである。したがって、関連技術では、例えば、図１６に示すように、潰れたボールＢＬのわずかな一部分だけが、パッドＰＤと直接接触することになる。この結果、段階Ｂの後に実施される段階Ｃにおいては、ボールＢＬとパッドＰＤとが直接接触している面積が少ないので、ボールＢＬとパッドＰＤとの間での合金反応の進行が不充分となる。以上のようにして、関連技術では、段階Ａ→段階Ｂ→段階Ｃの順番でワイヤボンディング工程が実施されるため、パッドＰＤとボールＢＬとの間の合金形成が不充分となって、パッドＰＤとボールＢＬとの接合強度が不充分となりやすい。

そこで、本実施の形態では、さらなるパッドとボールとの間の接合強度の向上を図るため、ワイヤボンディング工程自体にも着目して、関連技術に対する工夫を施している。

＜＜実施の形態におけるワイヤボンディング工程の工夫点＞＞
図１８は、本実施の形態において、ボールをパッドに接合するファーストボンディングの際に加えられる荷重と超音波振動のプロファイルを模式的に示す図である。

特に、図１８（ａ）は、ボールに加える荷重のプロファイルを模式的に示す図であり、図１８（ｂ）は、ボールに加える超音波振動のプロファイルを模式的に示す図である。

まず、図１８に基づいて、荷重と超音波振動のプロファイルを簡単に説明する。すなわち、本実施の形態におけるワイヤボンディング工程は、荷重Ｇ１と、第１出力の超音波振動Ｕ０とをボールに印加する工程と、第１出力を維持しながら、荷重を増加する工程と、荷重を増加させながら、第１出力よりも大きい第２出力の超音波振動Ｕ３をボールに印加する工程とを有する。そして、本実施の形態におけるワイヤボンディング工程は、荷重を増加させながら、第１出力よりも大きく、かつ、第２出力よりも小さい第３出力の超音波振動Ｕ４をボールに印加する工程と、荷重を荷重Ｇ３に維持しながら、第３出力の超音波振動Ｕ４をボールに印加し続ける工程とを含む。以下に、具体的に説明する。

図１８において、本実施の形態におけるワイヤボンディング工程では、まず、段階Ｂ（継続時間ｔ４）が実施される。この段階Ｂ（継続時間ｔ４）では、図１８（ａ）に示すように、ボールＢＬに加える荷重を荷重Ｇ１から徐々に増加させるとともに、図１４（ｂ）に示すように、ボールＢＬに印加する超音波振動を最も低い超音波振動Ｕ０に維持する。具体的に、図１９は、ワイヤボンディング工程の段階Ｂでのボンディング状態が図示されている。図１９に示すように、キャピラリＣＰをボールＢＬに押し付けることによって、ワイヤＷの先端部に形成されているボールＢＬは、潰れるように変形する。このように、段階Ｂ（継続時間ｔ４）では、主に、ボールＢＬの潰しが行なわれる。この結果、本実施の形態におけるワイヤボンディング工程では、まず、パッドＰＤの表面に形成されている酸化物膜ＯＸＦとボールＢＬとの接触面積が大きくなる。

次に、図１８に示すように、本実施の形態におけるワイヤボンディング工程では、段階Ｂの後に段階Ａ（継続時間ｔ５）が行なわれる。この段階Ａでは、図１８（ａ）に示すように、ボールに加える荷重をさらに荷重Ｇ３まで増加させるとともに、図１８（ｂ）に示すように、ボールに超音波振動Ｕ０よりも大きな超音波振動Ｕ３が印加される。具体的に、図２０は、ワイヤボンディング工程の段階Ａでのボンディング状態が図示されている。図２０に示すように、ボールＢＬには、キャピラリＣＰから荷重と超音波振動が加えられており、ボールＢＬとパッドＰＤとの間に介在する酸化物膜ＯＸＦは、超音波振動によって破られる。このように、段階Ａ（継続時間ｔ５）では、主に、酸化物膜ＯＸＦの除去が行なわれる。このとき、本実施の形態におけるワイヤボンディング工程では、酸化物膜ＯＸＦの除去を主目的とする段階Ａを実施する前に、ボールＢＬの潰しを主目的とする段階Ｂが既に実施されている。このことから、図２０に示すように、ボールＢＬと酸化物膜ＯＸＦとの接触面積が大きい状態で、大きな超音波振動が印加される。したがって、本実施の形態では、潰れたボールＢＬと接触する酸化物膜ＯＸＦを充分に除去することができる。

続いて、本実施の形態におけるワイヤボンディング工程では、段階Ｂの後に、段階Ｃ（継続時間ｔ６）が実施される。この段階Ｃでは、図１８（ａ）に示すように、ボールＢＬに加える荷重を荷重Ｇ３に維持するとともに、図１８（ｂ）に示すように、超音波振動Ｕ３よりも小さな超音波振動Ｕ４をボールＢＬに印加する。具体的に、図２１は、ワイヤボンディング工程の段階Ｃでのボンディング状態が図示されている。図２１に示すように、潰れたボールＢＬと接触する酸化物膜ＯＸＦの大部分が破れて、ボールＢＬとパッドＰＤとが直接接触している。このボールＢＬとパッドＰＤとが直接接触している領域において、合金ＡＹが形成される。このように、段階Ｃでは、主に、ボールＢＬを構成する金と、パッドＰＤを構成するアルミニウムとの間で合金反応が進む。ここで、本実施の形態におけるワイヤボンディング工程では、ボールＢＬとパッドＰＤとが直接接触している領域が大面積となることから、ボールＢＬとパッドＰＤとの間での合金反応が促進される。さらには、本実施の形態におけるワイヤボンディング工程では、段階Ｂ（継続時間ｔ４）と段階Ａ（継続時間ｔ５）と段階Ｃ（継続時間ｔ６）のうち、段階Ｃの継続時間ｔ６が最も長くなっている。このことは、段階Ｃが合金化を主目的としていることを考慮すると、本実施の形態におけるワイヤボンディング工程では、関連技術に比べて、合金化に費やす時間が長くなることを意味する。以上のことから、本実施の形態におけるワイヤボンディング工程では、酸化物膜ＯＸＦが充分に除去されて、ボールＢＬとパッドＰＤとが直接接触している領域が大面積となる点と、合金化に費やす時間が長くなる点との相乗効果によって、ボールＢＬとパッドＰＤとの間での合金反応が充分に促進される。したがって、本実施の形態におけるワイヤボンディング工程では、関連技術に比べて、パッドＰＤとボールＢＬとの接合強度を向上することができる。つまり、本実施の形態では、段階Ｂ→段階Ａ→段階Ｃの順番でワイヤボンディング工程を実施しているとともに、段階Ｃの所要時間を最も長くしているために、パッドＰＤとボールＢＬとの間の合金形成を充分に行なうことができる結果、パッドＰＤとボールＢＬとの接合強度を向上することができる。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

前記実施の形態は、以下の形態を含む。

（付記１）
（ａ）チップ搭載部上に搭載され、かつ、表面にパッドが形成された半導体チップに対して、プラズマ処理を実施する工程、
（ｂ）前記（ａ）工程の後、前記パッドにワイヤを接続する工程、
を備える、半導体装置の製造方法であって、
前記プラズマ処理のプラズマ条件に基づいて、前記パッドと前記ワイヤとの接続強度を向上する、半導体装置の製造方法。

（付記２）
付記１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記プラズマ処理のプラズマ条件に基づいて、前記パッドと前記ワイヤとの合金化を促進する、半導体装置の製造方法。

（付記３）
付記２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記プラズマ条件は、高周波電力である、半導体装置の製造方法。

（付記４）
付記２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記プラズマ条件は、放電圧力である、半導体装置の製造方法。

（付記５）
付記２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記プラズマ条件は、処理時間である、半導体装置の製造方法。

ＢＬ ボール
ＣＨＰ 半導体チップ
ＣＰ キャピラリ
ＰＤ パッド
Ｗ ワイヤ

Claims (20)

1. （ａ）表面にパッドを有する半導体チップに対して、プラズマ処理を実施する工程、
   （ｂ）前記（ａ）工程の後、前記パッドにワイヤを接続する工程、
   を備える、半導体装置の製造方法であって、
   前記（ａ）工程後における前記パッドの表面粗さは、３．３ｎｍ以下である、半導体装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記（ａ）工程でのプラズマ条件を調整することにより、前記（ａ）工程後における前記パッドの表面粗さは、３．３ｎｍ以下になる、半導体装置の製造方法。
3. 請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記プラズマ条件は、高周波電力である、半導体装置の製造方法。
4. 請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記プラズマ条件は、放電圧力である、半導体装置の製造方法。
5. 請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記プラズマ条件は、処理時間である、半導体装置の製造方法。
6. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記パッドは、アルミニウムを主成分とする材料から構成され、
   前記ワイヤは、金を主成分とする材料から構成される、半導体装置の製造方法。
7. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記（ｂ）工程は、
   （ｂ１）前記ワイヤの先端部にボールを形成する工程、
   （ｂ２）前記ボールを前記パッド上に着地させる工程、
   （ｂ３）前記ボールに荷重と超音波振動とを印加する工程、
   を有する、半導体装置の製造方法。
8. 請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記（ｂ３）工程は、
   （ｂ３−１）第１荷重と、第１出力の前記超音波振動とを前記ボールに印加する工程、
   （ｂ３−２）前記第１出力を維持しながら、前記荷重を増加する工程、
   （ｂ３−３）前記荷重を増加させながら、前記第１出力よりも大きい第２出力の前記超音波振動を前記ボールに印加する工程、
   （ｂ３−４）前記荷重を増加させながら、前記第１出力よりも大きく、かつ、前記第２出力よりも小さい第３出力の前記超音波振動を前記ボールに印加する工程、
   （ｂ３−５）前記荷重を第２荷重に維持しながら、前記第３出力の前記超音波振動を前記ボールに印加し続ける工程、
   を含む、半導体装置の製造方法。
9. 請求項８に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記（ｂ３）工程の所要時間のうち、前記（ｂ３−５）工程の所要時間が最も長い、半導体装置の製造方法。
10. （ａ）表面にパッドを有する半導体チップに対して、プラズマ処理を実施する工程、
    （ｂ）前記（ａ）工程の後、前記パッドにワイヤを接続する工程、
    を備える、半導体装置の製造方法であって、
    前記（ｂ）工程前の前記パッドの表面には、３．３ｎｍ以下の酸化物膜が形成されている、半導体装置の製造方法。
11. 請求項１０に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ａ）工程でのプラズマ条件を調整することにより、前記（ｂ）工程前の前記パッドの表面には、３．３ｎｍ以下の酸化物膜が形成される、半導体装置の製造方法。
12. 請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記プラズマ条件は、高周波電力である、半導体装置の製造方法。
13. 請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記プラズマ条件は、放電圧力である、半導体装置の製造方法。
14. 請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記プラズマ条件は、処理時間である、半導体装置の製造方法。
15. 請求項１０に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記パッドは、アルミニウムを主成分とする材料から構成され、
    前記ワイヤは、金を主成分とする材料から構成される、半導体装置の製造方法。
16. 請求項１０に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｂ）工程は、
    （ｂ１）前記ワイヤの先端部にボールを形成する工程、
    （ｂ２）前記ボールを前記パッド上に着地させる工程、
    （ｂ３）前記ボールに荷重と超音波振動とを印加する工程、
    を有する、半導体装置の製造方法。
17. 請求項１６に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｂ３）工程は、
    （ｂ３−１）第１荷重と、第１出力の前記超音波振動とを前記ボールに印加する工程、
    （ｂ３−２）前記第１出力を維持しながら、前記荷重を増加する工程、
    （ｂ３−３）前記荷重を増加させながら、前記第１出力よりも大きい第２出力の前記超音波振動を前記ボールに印加する工程、
    （ｂ３−４）前記荷重を増加させながら、前記第１出力よりも大きく、かつ、前記第２出力よりも小さい第３出力の前記超音波振動を前記ボールに印加する工程、
    （ｂ３−５）前記荷重を第２荷重に維持しながら、前記第３出力の前記超音波振動を前記ボールに印加し続ける工程、
    を含む、半導体装置の製造方法。
18. 請求項１７に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｂ３）工程の所要時間のうち、前記（ｂ３−５）工程の所要時間が最も長い、半導体装置の製造方法。
19. 表面にパッドを有する半導体チップと、
    前記パッドに接続されたワイヤと、
    を備える、半導体装置であって、
    前記パッドの表面粗さは、３．３ｎｍ以下である、半導体装置。
20. 請求項１９に記載の半導体装置において、
    前記パッドは、アルミニウムを主成分とする材料から構成され、
    前記ワイヤは、金を主成分とする材料から構成される、半導体装置。

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