JP6118960B2 - ワイヤボンディング装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ワイヤボンディング装置及び半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置を製造する場合において、例えば半導体チップの電極と基板の電極とをワイヤによって電気的に接続するワイヤボンディングが広く用いられている。ワイヤボンディング方法の一態様としては、ワイヤ先端にボールを形成せずにボンディング対象にワイヤを接続するウェッジボンディング方式が知られている。ウェッジボンディング方式によれば、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続した後、ボンディングツールをボンディング面に平行なＸＹ方向へ移動させることによってワイヤを切断し、これによりボンディングツールの先端にワイヤテールを形成する。その後、ワイヤテールは、ボール形成処理を行うことなく次のワイヤボンディングを行うために第１ボンド点にボンディング
される（特許文献１参照）。
従来、ワイヤを切断するためのボンディングツールの移動処理は、作業者が事前にパラメータ（移動距離）を設定することによって行われていたところ、ワイヤの切断不良の発生を防止するために、余分に移動距離を確保して設定することが一般的であった。そのため、実際にはワイヤが切断されているにもかかわらず、ボンディングツールを余分に移動させてしまっている場合もあり、その分、ワイヤボンディング装置の動作時間が費やされることがあった。また、ワイヤボンディングにおいては、この他にも各種多数のパラメータを設定する必要があり、事前に設定すべきパラメータは少ないほうが好ましい。
特開２００３−３１８２１６号公報
そこで、本発明は、上記課題を解決することができるワイヤボンディング装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様にかかるワイヤボンディング装置は、ワイヤを挿通するボンディングツールと、ボンディング対象物の第１ボンド点と第２ボンド点との間にワイヤループを形成した後にワイヤを切断するためのボンディングツールの移動処理を行う制御部と、ボンディングツールによって挿通されるワイヤとボンディング対象物との間に所定の電気信号を供給し、供給された電気信号の出力に基づいてワイヤが切断されたか否かを監視する監視部と、を備え、制御部は、監視部からの監視結果に基づいて、ワイヤが切断されていないと判定されている期間中ボンディングツールの移動処理を続行するとともに、ワイヤが切断されたと判定されたときボンディングツールの移動処理を停止するよう構成されたものである。
上記構成によれば、ワイヤとボンディング対象物との間に供給した電気信号の出力に基づいてワイヤが切断されたか否かを監視し、その監視結果に基づいて、ワイヤが切断されたと判定されたときワイヤを切断するためのボンディングツールの移動処理を停止する。したがって、例えば、ワイヤが切断されたと同時にボンディングツールの移動処理を終えるとともに、次の移動処理に迅速に移行させることができ、ワイヤボンディングの動作時間の短縮を図ることができる。また、ワイヤの切断処理を自動化することができるので、ワイヤボンディングに伴うパラメータの設定を簡素化することができる。よって、ワイヤボンディングの処理効率を向上させることができる。
上記ワイヤボンディング装置において、所定の電気信号は、交流電気信号であってもよい。
上記ワイヤボンディング装置において、供給された電気信号の出力は、ワイヤとボンディング対象物との間の容量に関する出力であり、監視部は、容量に関する出力と所定のしきい値との比較に基づいてワイヤが切断されたか否かを判定するよう構成されてもよい。
上記ワイヤボンディング装置において、監視部がワイヤを切断するためのボンディングツールの移動処理を開始する前にワイヤが切断されたと判定したとき、ワイヤの切断が異常であることを示すよう構成されてもよい。
上記ワイヤボンディング装置において、ボンディング対象物に行われるワイヤボンディングは、ウェッジボンディング方式であってもよい。
上記ワイヤボンディング装置において、ボンディングツールのワイヤを切断するための移動処理は、ボンディング面に平行方向に移動させることを含んでもよい。
上記ワイヤボンディング装置において、制御部は、監視部によって、ワイヤが切断されたと判定されたときに、ボンディングツールのワイヤを切断するための移動処理を停止するとともにボンディングツールをボンディング面に垂直方向に移動させるよう構成されてもよい。
上記ワイヤボンディング装置において、ワイヤは、アルミニウムワイヤであってもよい。
本発明の一態様にかかる半導体装置の製造方法は、ボンディングツールによってボンディング対象物の第１ボンド点と第２ボンド点との間にワイヤループを形成した後にワイヤを切断することを含む半導体装置の製造方法であって、ボンディングツールによって挿通されるワイヤと、ボンディング対象物との間に所定の電気信号を供給し、供給された電気信号の出力に基づいてワイヤが切断されたか否かを監視することを含み、ワイヤを切断する工程は、監視結果に基づいて、ワイヤが切断されていないと判定されている期間中ボンディングツールのワイヤを切断するための移動処理を続行するとともに、ワイヤが切断されたと判定されたときボンディングツールの移動処理を停止することを含む。
上記構成によれば、ワイヤとボンディング対象物との間に供給した電気信号の出力に基づいてワイヤが切断されたか否かを監視し、その監視結果に基づいて、ワイヤが切断されたと判定されたときワイヤを切断するためのボンディングツールの移動処理を停止する。したがって、例えば、ワイヤが切断されたと同時にボンディングツールの移動処理を終えるとともに、次の移動処理に迅速に移行させることができ、ワイヤボンディングの動作時間の短縮を図ることができる。また、ワイヤの切断処理を自動化することができるので、ワイヤボンディングに伴うパラメータの設定を簡素化することができる。よって、ワイヤボンディングの処理効率を向上させることができる。
本発明によれば、ワイヤボンディングの動作時間の短縮及び処理効率の向上を図ることができる。
図１は、本実施形態に係るワイヤボンディング装置を示した図である。 図２（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態に係るワイヤボンディング装置のボンディングアームの平面における頂面図及び底面図である。 図３は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法のフローチャートである。 図４（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であり、また、本実施形態に係る監視部の構成の一例を示す図でもある。 図５は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法に関するタイミングチャートである。 図６は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法に関するタイミングチャートである。
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本願発明の技術的範囲を当該実施の形態に限定して解するべきではない。
図１は、本実施形態に係るワイヤボンディング装置を示した図であり、図２は、ワイヤボンディング装置におけるボンディングアームの一部拡大図であり、図２（Ａ）は、ボンディングアームの頂面図、図２（Ｂ）は、ボンディングアームの底面図である。
図１に示すように、ワイヤボンディング装置１は、ＸＹ駆動機構１０、Ｚ駆動機構１２、ボンディングアーム２０、超音波ホーン３０、ボンディングツール４０、荷重センサ５０、超音波振動子６０、監視部７０及び制御部８０を備える。
ＸＹ駆動機構１０はＸＹ軸方向（ボンディング面に平行な方向）に移動可能に構成されており、ＸＹ駆動機構（リニアモータ）１０には、ボンディングアーム２０をＺ軸方向（ボンディング面に垂直な方向）に移動可能なＺ駆動機構（リニアモータ）１２が設けられている。
ボンディングアーム２０は、支軸１４に支持され、ＸＹ駆動機構１０に対して揺動自在に構成されている。ボンディングアーム２０は、ＸＹ駆動機構１０から、ボンディング対象物１００が置かれたボンディングステージ１６に延出するように略直方体に形成されている。ボンディングアーム２０は、ＸＹ駆動機構１０に取り付けられるアーム基端部２２と、アーム基端部２２の先端側に位置して超音波ホーン３０が取り付けられるアーム先端部２４と、アーム基端部２２とアーム先端部２４とを連結して可撓性を有する連結部２３とを備える。この連結部２３は、ボンディングアーム２０の頂面２１ａから底面２１ｂの方向へ延出した所定幅のスリット２５ａ、２５ｂ、及び、ボンディングアーム２０の底面２１ｂから頂面２１ａの方向へ延出した所定幅のスリット２５ｃによって構成されている。このように、連結部２３が各スリット２５ａ、２５ｂ、２５ｃによって局部的に薄肉部として構成されているため、アーム先端部２４はアーム基端部２２に対して撓むように構成されている。
図１及び図２（Ｂ）に示すように、ボンディングアーム２０の底面２１ｂ側には、超音波ホーン３０が収容される凹部２６が形成されている。超音波ホーン３０は、ボンディングアーム２０の凹部２６に収容された状態で、アーム先端部２４にホーン固定ネジ３２によって取り付けられている。この超音波ホーン３０は、凹部２６から突出した先端部においてボンディングツール４０を保持しており、凹部２６には超音波振動を発生する超音波振動子６０が設けられている。超音波振動子６０によって超音波振動が発生し、これが超音波ホーン３０によってボンディングツール４０に伝達され、ボンディングツール４０を介してボンディング対象に超音波振動を付与することができる。超音波振動子６０、例えば、ピエゾ振動子である。
また、図１及び図２（Ａ）に示すように、ボンディング２０の頂面２１ａ側には、頂面２１ａから底面２１ｂに向かって順番にスリット２５ａ及び２５ｂが形成されている。上部のスリット２５ａは、下部のスリット２５ｂよりも幅広に形成されている。そして、この幅広に形成された上部のスリット２５ａに、荷重センサ５０が設けられている。荷重センサ５０は、予圧用ネジ５２によってアーム先端部２４に固定されている。荷重センサ５０は、アーム基端部２２とアーム先端部２４との間に挟みこまれるように配置されている。すなわち、荷重センサ５０は、超音波ホーン３０の長手方向の中心軸からボンディング対象に対する接離方向にオフセットして、ボンディングアーム２０の回転中心とアーム先端部２４における超音波ホーン３０の取付面（すなわち、アーム先端部２４におけるボンディングツール４０側の先端面）との間に取り付けられている。そして、上記のように、ボンディングツール４０を保持する超音波ホーン３０がアーム先端部２４に取り付けられているため、ボンディング対象からの反力によりボンディングツール４０の先端に荷重が加わると、アーム基端部２２に対してアーム先端部２４が撓み、荷重センサ５０において荷重を検出することが可能となっている。荷重センサ５０は、例えば、ピエゾ荷重センサである。
ボンディングツール４０は、ワイヤ４２を挿通するためのものであり、例えば挿通穴４１が設けられたキャピラリである（図４（Ａ）参照）。この場合、ボンディングツール４０の挿通穴４１にボンディングに使用するワイヤ４２が挿通され、その先端からワイヤ４２の一部を繰り出し可能に構成されている。また、ボンディングツール４０の先端には、ワイヤ４２を押圧するための押圧部４７（図４（Ａ）参照）が設けられている。押圧部４７は、ボンディングツール４０の挿通穴４１の軸方向の周りに回転対称の形状を有しており、挿通穴４１の周囲の下面に押圧面４８を有している。
ボンディングツール４０は、バネ力等によって交換可能に超音波ホーン３０に取り付けられている。また、ボンディングツール４０の上方には、ワイヤクランパ４４が設けられ、ワイヤクランパ４４は所定のタイミングでワイヤ４２を拘束又は解放するよう構成されている。ワイヤクランパ４４のさらに上方には、ワイヤテンショナ４６が設けられ、ワイヤテンショナ４６はワイヤ４２を挿通し、ボンディング中のワイヤ４２に適度なテンションを付与するよう構成されている。
ワイヤ４２の材料は、加工の容易さと電気抵抗の低さなどから適宜選択され、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）又は銀（Ａｇ）等が用いられる。なお、ワイヤ４２は、ボンディングツール４０の先端から延出した一部４３が第１ボンド点にボンディングされる。
監視部７０は、ワイヤボンディング工程の所定の期間において、ボンディングツール４０によって挿通されるワイヤ４２の状態を監視するものである。具体的には、監視部７０は、ワイヤ４２とボンディング対象物１００との間に所定の電気信号を供給し、その供給された電気信号の出力に基づいてワイヤ４２が切断されたか否かを監視する。
ここで、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、監視部７０は、電源供給部７２と、測定部７４と、判定部７４とを備えており、一方端子がボンディングステージ１６に電気的に接続され、他方端子がワイヤクランパ４４（又はワイヤスプール（図示しない））に電気的に接続されている。電源供給部７２は、ワイヤ４２とボンディング対象物１００との間に所定の電気信号を供給するように構成され、測定部７４は、供給した電気信号の出力を測定するように構成される。そして、判定部７６は、当該出力に基づいてワイヤ４２の状態（ワイヤが切断されたか否か）を判定するように構成されている。例えば、電源供給部７２の電源が交流電圧電源である場合、測定部７４の内部のインピーダンス測定回路（図示しない）によってインピーダンス値を測定することにより、ワイヤ４２とボンディングステージ１６との間の容量成分を検出し、この容量成分に関する出力に基づいて判定部７６が、ワイヤ４２が切断されたか否かを判定する。なお、当該出力は、容量値そのものであってもよい。この場合、判定部７６は、出力である容量値と所定のしきい値とを比較し、例えば、容量値が所定のしきい値以上であるときにワイヤ４２が切断されていないと判定し、容量値が所定のしきい値よりも小さいときにワイヤ４２が切断されたと判定してもよい。あるいは、容量成分に関する出力は、容量値を演算して得られた値であってもよい。例えば、判定部７６は、例えば、容量値の時間的変化に伴う微分値に基づいてワイヤ４２が切断されたか否かを判定してもよい。
ワイヤ４２がボンディング対象物１００に電気的に接続されていない状態となっているとき、ワイヤ４２とボンディングステージ１６との間の容量成分は、ワイヤボンディング装置１の要素の容量値（ワイヤボンディング装置容量値）に等しくなる。これに対して、ワイヤ４２がボンディング対象物１００（例えば半導体チップ１１０及び基板１２０の両方）に電気的に接続されている状態となっているとき、ワイヤ４２とボンディングステージ１６との間の容量成分は、上記ワイヤボンディング装置容量値と、ボンディング対象物１００の容量値（半導体装置容量値）との合計値となる。このようにして、監視部７０は、ボンディングツール４０によって挿通されるワイヤ４２とボンディングステージ１６との間の容量成分に関する出力に基づいて、ボンディング対象物１００の第１ボンド点と第２ボンド点との間にワイヤループを形成した後においてワイヤ４２が切断されたか否かを判定ないし監視することができる。
図１に戻り、制御部８０は、ＸＹ駆動機構１０、Ｚ駆動機構１２、超音波ホーン３０（超音波振動子６０）、荷重センサ５０及び監視部７０に接続されており、制御部８０によってこれらの構成の動作を制御することにより、ワイヤボンディングのための必要な処理を行うことができるようになっている。制御部８０は、例えばＸＹ駆動機構１０、Ｚ駆動機構１２、荷重センサ５０、超音波ホーン３０（超音波振動子６０）、ワイヤクランパ４４、荷重センサ５０及び監視部７０などの各構成との間で信号の送受信を行うインタフェース（図示しない）を備えている。具体的には、制御部８０は、ボンディングツール４０のＸＹＺ軸方向の移動距離やＺ方向の荷重の制御、ワイヤクランパ４４の開閉動作、ボンディングツール４０に付与される超音波振動のタイミングや時間及びスクラブ動作の制御など、ボンディングツールの動作に関わる制御を行う。
また制御部８０には、制御情報を入力するための操作部８２と、制御情報を出力するための表示部８４が接続されており、これにより作業者が表示部８４によって画面を認識しながら操作部８２によって必要な制御情報を入力することができるようになっている。なお、制御部８０は、ＣＰＵ及びメモリなどを備えるコンピュータ装置であり、メモリには予めワイヤボンディングに必要な処理を行うためのボンディングプログラムなどが格納される。制御部８０は、後述する半導体装置の製造方法において説明するボンディングツール４０の動作を制御するための各工程を行うように構成されている（例えば各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを備える）。
次に、図３〜図６を参照して、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。この半導体装置の製造方法は、上記ワイヤボンディング装置１を用いて行われるワイヤボンディング方法を含む。また、本実施形態に係るワイヤボンディングは、ウェッジボンディング方式である。
ここで、図３は、半導体装置の製造方法のフローチャートであり、図４（Ａ）及び（Ｂ）はワイヤボンディングの処理を示したものである。また、図５及び図６は、半導体装置の製造方法に関するタイミングチャートである。なお、図４（Ａ）で示されたＸＹＺ軸の向きは、図４（Ｂ）並びに図５及び図６においても同様に当てはまるものである。
最初に、ボンディングステージ１６にボンディング対象物１００を用意する。
図１に示すように、ボンディング対象物１００は、本実施形態の半導体装置の製造方法によって電気的に接続される第１ボンド点と第２ボンド点とを有する。ここで、第１ボンド点とは、ワイヤで接続する２点間のうちの最初にボンディングする箇所を指し、第２ボンド点とは、当該２点間のうちの後にボンディングする箇所を指す。
ボンディング対象物１００は、少なくとも１つの半導体チップを含む半導体装置であり、例えば、図１に示すように、第１ボンド点としての複数の電極１１２を有する半導体チップ１１０と、第２ボンド点としての複数の電極１２２を有する基板１２０とを備える。半導体チップ１１０における電極１１２の形成面（半導体素子が形成された側の表面）には、保護膜としてのパッシベーション（図示しない）が形成されており、複数の電極１１２はそれぞれパッシベーション１１４の開口部から露出している。半導体チップ１１０は、基板１２０上に搭載されている。このような態様において、半導体チップ１１０の電極１１２から基板１２０の電極１２２の順番にボンディングすることを、通常、正ボンディングと呼び、以下の例では正ボンディングの例を説明するが、本実施形態のワイヤボンディングは基板１２０の電極１２２から半導体チップ１１０の電極１１２の順番にボンディングするいわゆる逆ボンディングに適用することもできる。
＜時刻ｔ０〜ｔ５の処理＞
図３に示すように、第１ボンド点である半導体チップ１１０の電極１１２と、第２ボンド点である基板１２０の電極１２２とをワイヤで接続する（Ｓ１０）。すなわち、図５に示すように、第１ボンディング処理（時刻ｔ０〜ｔ２）、ルーピング処理（時刻ｔ２〜ｔ４）及び第２ボンディング処理（時刻ｔ４〜ｔ５）の各処理を行う。
具体的には、まず、図５に示すように、時刻ｔ０からｔ１にかけてＺ駆動機構１２を作動させることによってボンディングツール４０を高さＺ０からＺ１まで下降させ、時刻ｔ１からｔ２にかけてボンディングツール４０を加圧する。このとき、ボンディングツール４０の押圧部４７（押圧面４８）（図４（Ａ）参照）によってワイヤ４２の一部を加圧するとともに、熱、超音波及びスクラブ動作を作動させることによって、ワイヤ４２と電極１１２とを接合する。
次に、時刻ｔ２からｔ３にかけて、ＸＹ駆動機構１０及びＺ駆動機構１２を適宜作動させることによってワイヤ４２を繰り出しながらボンディングツール４０を所定の軌跡に沿って移動させ、ワイヤ４２をルーピングさせる。時刻ｔ３においてボンディングツール４０を第２ボンド点の上方に配置したら、その後、時刻ｔ３からｔ４にかけてＺ駆動機構１２を作動させることによってボンディングツールを高さＺ２まで下降させる。なお、ワイヤクランパ４４は時刻ｔ１からｔ３まで開いた状態にする。
その後、時刻ｔ３からｔ４にかけてボンディングツール４０を加圧する。このとき、第１ボンド点におけるボンディングと同様に、ボンディングツール４０の押圧部４７（押圧面４８）（図４（Ａ）参照）によってワイヤ４２の一部を加圧するとともに、熱、超音波及びスクラブ動作を作動させることによって、ワイヤ４２と電極１１２とを接合する。
こうして、図４（Ａ）に示すように、第１ボンド点である電極１１２と第２ボンド点である電極１２２との間に両者を接続するワイヤループ９０を形成する。なお、図４（Ａ）は時刻ｔ５に対応する図である。
＜時刻ｔ５〜ｔ８の処理（ワイヤ切断処理）＞
第２ボンド点でのボンディングを終えた後、ワイヤ４２を繰り出しながらボンディングツール４０を上昇させ（Ｓ１１）、その後、ワイヤを切断するためのツールの移動処理を開始する（Ｓ１２）。例えば、図５に示すように、時刻ｔ５にＺ駆動機構１２を作動させてボンディングツール４０を上昇させ、次にＸＹ駆動機構１０を作動させてボンディングツール４０をワイヤループ９０から離れる方向（Ｙ方向）へ移動させる。この間、図５に示すように、ワイヤクランパ４４は開いた状態にする。こうして、ボンディングツール４０の移動量に伴いボンディングツール４０の先端からワイヤ４２を所定量だけ繰り出し、ボンディングツール４０の先端と第２ボンド点との間に所定の長さのワイヤ４２を延出させる。
その後、ワイヤ４２を切断するためのボンディングツール４０の移動処理を続行する（Ｓ１３）。例えば、図５に示すように、ＸＹ駆動機構１０をさらに作動させることによってボンディングツール４０をワイヤループ９０から離れる方向へ移動させる。こうして、時刻ｔ５からｔ６の期間（ＸＹ駆動機構１０の作動期間）において、ワイヤ４２に引っ張り応力を加える。このとき、図５に示すように、時刻ｔ５からｔ６まで間のいずれかのタイミングでワイヤクランパ４４を閉じた状態にすることにより、ワイヤ４２により大きな引っ張り応力を加えることができる。
本実施形態においては、このワイヤ切断処理の期間において、監視部７０によってワイヤが切断されたか否かを監視する（Ｓ１４）。具体的には、監視部７０は、時刻ｔ５以降、ワイヤ４２とボンディング対象物１００との間に所定の電気信号を供給し、供給した電気信号の出力に基づいて、ワイヤ４２が切断されたか否かを判定ないし監視する。電気信号は時間的に連続的に供給され、その連続的応答に対する出力に基づいて監視が行われる。
供給する電気信号が交流電気信号である場合、例えば、ワイヤ４２とボンディングステージ１６との間の容量成分を監視出力として測定することができる。ワイヤ４２がボンディング対象物１００と電気的に接続されている状態においては、ワイヤ４２とボンディングステージ１６との間の容量成分は、ワイヤボンディング装置容量値と、ボンディング対象物１００の容量値（半導体装置容量値）との合計値となるため、図６に示すように時刻ｔ４から時刻ｔ７までは監視出力はハイレベルとなっている。そして、時刻ｔ７において、ワイヤ４２に加えられる引張り応力によってワイヤ４２が切断されると、容量成分がワイヤボンディング装置容量値に下がるため、時刻ｔ７以降は監視出力がロウレベルとなる。こうして、監視部７０（判定部７６）は、監視出力がハイレベルを維持している間、ワイヤ４２が切断されていないと判定し、他方、ワイヤ４２がロウレベルに遷移したとき、ワイヤ４２が切断されたと判定する。なお、このような判定は、所定のしきい値（例えばハイレベルとロウレベルの中間値）と比較することによって行うことができる。
制御部８０は、このような監視結果に基づく信号を監視部７０から受信し、当該監視結果に基づいてボンディングツールの移動処理に関する動作を制御する。
具体的には、制御部８０は、監視部７０によってワイヤ４２が切断されていないと判定された場合、ワイヤ４２を切断するためのボンディングツール４０の移動処理を続行する（図３に示されるＳ１４ Ｎｏ及びＳ１３）。すなわち、図５及び図６に示すように、ＸＹ駆動機構１２によるボンディングツール４０の移動処理を続行する。なお、図３に示されるＳ１３及びＳ１４の一連の処理は、ワイヤ４２が切断されたと判定されるまで繰り返し行われる。
他方、制御部８０は、監視部７０によってワイヤ４２が切断されたと判定された場合、ワイヤ４２を切断するためのボンディングツール４０の移動処理を停止する（図３に示されるＳ１４ Ｙｅｓ及びＳ１５）。すなわち、図５及び図６に示すように、時刻ｔ７において、ＸＹ駆動機構１２によるボンディングツール４０の移動処理を停止する。その後、図３に示すように、その後に行うべき処理として、例えば、Ｚ駆動機構１０を作動させて、ボンディングツール４０をボンディング面に垂直な方向に高さＺ３まで上昇させる（Ｓ１６）。なお、図４（Ｂ）は、時刻ｔ７に対応する図である。
なお、監視部７０がワイヤ４２を切断するためのボンディングツール４０の移動処理を開始する前にワイヤ４２が切断されたと判定したとき、監視部７０又は制御部８０がワイヤ４２の切断が異常であることを示すよう構成されてもよい。例えば、時刻ｔ５からｔ６にかけてワイヤ４２を繰り出しながらボンディングツール４０を上昇させている期間にワイヤ４２が切断されてしまうと、ボンディングツールの先端に所定の長さのワイヤ４２を繰り出すことができていないことから、このようなワイヤ４２の切断は異常であるとみなすことができる。この場合、監視部７０がこのようなタイミングでワイヤ４２が切断されたと判定したとき、制御部８０は、例えば表示部８４の画面にその旨を表示してもよい。
このようにして、ワイヤ４２の一部を切断して、図４（Ｂ）に示すように、ボンディングツール４０の先端にワイヤテール４３を形成する。ボンディングツール４０をボンディング面に平行な方向に移動させることによってワイヤ４２を切断するので、ワイヤテール４３はボンディングツール４０の移動方向に従ってＺ方向に交差する方向に曲がった形状となる。例えば、ボンディングツール４０を第１ボンド点と第２ボンド点とを結ぶＹ方向の直線上に移動させてワイヤテール４３をＹ方向に曲がった形状となるように延出させてもよい。
このようにして、図４（Ｂ）に示すように、第１ボンド点と第２ボンド点との間を接続するために所定形状に延出されたワイヤループ１３０を形成することができる。ワイヤループ１３０は、第１ボンド点である電極１１２上の第１接合部１３２と、第２ボンド点である電極１２２上の接合部１３４とを有している。
＜時刻ｔ８以降の処理＞
ボンディングツール４０をＺ３まで上昇させた後、図３に示すように、ボンディング対象物１００に対して次のワイヤボンディングを行う必要があるか否かを判定し（Ｓ１７）、必要がある場合（Ｓ１７ Ｙｅｓ）は、ボンディングツール４０を次のワイヤボンディングのための第１ボンド点へ移動させてワイヤテール４３を第１ボンド点にボンディングし、Ｓ１０〜Ｓ１６の一連の工程を繰り返し行う。他方、次のワイヤボンディングを行う必要がなく、ボンディング対象物１００に対するワイヤボンディングを全て終えた場合（Ｓ１７ Ｎｏ）は、当該ボンディング対象物１００に対してのワイヤボンディング工程を終了する。
以上のとおり、本実施形態によれば、ワイヤ４２とボンディング対象物１００との間に供給した電気信号の出力に基づいてワイヤが切断されたか否かを監視し、その監視結果に基づいて、ワイヤが切断されたと判定されたときワイヤを切断するためのボンディングツールの移動処理を停止する。したがって、例えば、ワイヤ４２が切断されたと同時にボンディングツール４０の移動処理を終えるとともに、次の移動処理に迅速に移行させることができ、ワイヤボンディングの動作時間の短縮を図ることができる。また、ワイヤ４２の切断処理を自動化することができるので、ワイヤボンディングに伴うパラメータの設定を簡素化することができる。よって、ワイヤボンディングの処理効率を向上させることができる。
本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。
上記実施形態においては、監視部７０によるワイヤの状態を監視する期間は、時刻ｔ５〜ｔ７としたが、これに限るものではなく、例えばＸＹ駆動機構１２の作動を開始する時刻ｔ６〜ｔ７であってもよいし、あるいは、ワイヤボンディング工程の全期間としてもよい。また、ワイヤを切断するためのボンディングツール４０の移動処理は、ＸＹ駆動機構１０及びＺ駆動機構１２の両方を作動させてもよい。なお、図５又は図６のタイミングチャートは一例であり、本発明はこの例に限るものではない。
また、ボンディングツール４０のＸＹＺ方向への移動は、上記実施形態にかかる例で示した構成に限定されるものではなく、例えば直線軌道のみならず曲線軌道を描く処理を含んでいてもよい。またボンディングツール４０の形状も図示するものに限定されるものではない。
また、上記実施形態においては、監視部７０が交流電気信号を供給する例を説明したが、これに限るものではなく、直流パルス電気信号を供給してもよい。この場合、電源供給部７２は、直流パルス電源を供給し、測定部７４がワイヤ４２とボンディングステージ１６との間の電圧値を測定してもよい。すなわち、ワイヤ４２がボンディング対象物１００に電気的に接続されているか否かによる電圧値の変化を読み取ることにより、ワイヤ４２が切断されたか否かを判定ないし監視してもよい。
上記発明の実施形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせ又は変更若しくは改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
１…ワイヤボンディング装置、４０…ボンディングツール（キャピラリ）、４２…ワイヤ、７０…監視部、８０・・・制御部

Claims (9)

  1. ワイヤを挿通するボンディングツールと、
    ボンディング対象物の第１ボンド点と第２ボンド点との間にワイヤループを形成した後にワイヤを切断するための前記ボンディングツールの移動処理を行う制御部と、
    前記ボンディングツールによって挿通されるワイヤと前記ボンディング対象物との間に所定の電気信号を供給し、前記供給された電気信号の出力に基づいて前記ワイヤが切断されたか否かを監視する監視部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記監視部からの監視結果に基づいて、前記ワイヤが切断されていないと判定されている期間中前記ボンディングツールの前記移動処理を続行するとともに、前記ワイヤが切断されたと判定されたとき前記ボンディングツールの前記移動処理を停止するよう構成された、ワイヤボンディング装置。
  2. 前記所定の電気信号は、交流電気信号又は直流パルス信号である、請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
  3. 前記供給された電気信号の出力は、前記ワイヤと前記ボンディング対象物との間の容量に関する出力であり、
    前記監視部は、前記容量に関する出力と所定のしきい値との比較に基づいて前記ワイヤが切断されたか否かを判定するよう構成された、請求項２に記載のワイヤボンディング装置。
  4. 前記監視部が前記ワイヤを切断するための前記ボンディングツールの移動処理を開始する前に前記ワイヤが切断されたと判定したとき、前記ワイヤの切断が異常であることを示すよう構成された、請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
  5. 前記ボンディング対象物に行われるワイヤボンディングは、ウェッジボンディング方式である、請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
  6. 前記ボンディングツールのワイヤを切断するための移動処理は、ボンディング面に平行方向に移動させることを含む、請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
  7. 前記制御部は、前記監視部によって、前記ワイヤが切断されたと判定されたときに、前記ボンディングツールのワイヤを切断するための移動処理を停止するとともに前記ボンディングツールをボンディング面に垂直方向に移動させるよう構成された、請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
  8. 前記ワイヤは、アルミニウムワイヤである、請求項１記載のワイヤボンディング装置。
  9. ボンディングツールによってボンディング対象物の第１ボンド点と第２ボンド点との間にワイヤループを形成した後にワイヤを切断することを含む半導体装置の製造方法であって、
    前記ボンディングツールによって挿通されるワイヤと、前記ボンディング対象物との間に所定の電気信号を供給し、前記供給された電気信号の出力に基づいて前記ワイヤが切断されたか否かを監視することを含み、
    前記ワイヤを切断する工程は、前記監視結果に基づいて、前記ワイヤが切断されていないと判定されている期間中前記ボンディングツールの前記ワイヤを切断するための移動処理を続行するとともに、前記ワイヤが切断されたと判定されたとき前記ボンディングツールの前記移動処理を停止することを含む、半導体装置の製造方法。

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