JP6779188B2 - 半導体製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤボンディングを行う機能を有する半導体製造装置に関する。

近年、接合対象部に金属ワイヤを接合するために、ワイヤボンディングとしてのボールボンディングが行われる状況が増えつつある。接合対象部とは、ワイヤボンディングを行う対象となる部材である。接合対象部は、ワークとも呼ばれる。接合対象部は、例えば、半導体素子のパッド、リードフレーム、制御基盤の電極等である。

ボールボンディングでは、まず、ワイヤボンディング装置が、キャピラリ（ボンディングツール）の先端から金属ワイヤを排出する。そして、スパークを利用して、金属ワイヤの先端にフリーエアボールが形成される。次に、フリーエアボールが、接合対象部にボンディングされる。なお、フリーエアボールのボンディングの際には、超音波振動の印加、および、熱圧着の両方または一方が行われる。

従来、ワイヤボンディングにおいては、酸化、硫化等の化学反応を起こしにくい金で構成された金属ワイヤが用いられていた。なお、近年では、より安価で、優れた電気特性を有する、銀、銅等で構成された金属ワイヤが使用されている。

しかし、銀、銅等で構成された金属ワイヤは、酸化、硫化等の化学反応を起こしやすい。そのため、当該金属ワイヤの先端に、スパークを利用して、フリーエアボールを形成する場合、当該フリーエアボールの表面に、酸化被膜等の不純物層が形成される。

当該不純物層の存在により、接合対象部に対するフリーエアボールの付着性が低下する。そのため、ボンディング不良が発生する場合があった。そこで、銀、銅等で構成された金属ワイヤが用いられる場合、ガスノズルから吹き出されたフォーミングガス（不活性ガス雰囲気）内に当該金属ワイヤが存在する状態で、フリーエアボールを形成する方法が提案されている。フォーミングガスは、例えば、窒素ガス、窒素および水素の混合ガス等である。当該方法により、フリーエアボールの表面の酸化が抑制される。

なお、フォーミングガスを使用した方法では、スパークの発生の際において、フォーミングガスで構成される雰囲気の状態が、不安定な場合もある。例えば、半導体製造ライン内の空調、人の動きにより発生する風等の影響により、フォーミングガスの流れが乱れると、雰囲気の状態が不安定になる。この場合、正常なフリーエアボールを形成できないという問題がある。

そこで、特許文献１，２には、正常なフリーエアボールを形成するために、ガスノズルの中で、フリーエアボールを形成する構成（以下、「関連構成Ａ」ともいう）が開示されている。

特開２００８−１３０８２５号公報 国際公開第２０１４／０５４３０５号パンフレット

関連構成Ａでは、ガスノズルと、スパークを発生するトーチ棒（スパークロッド）とが一体化されている。なお、接合対象部の大きさ等によっては、ガスノズルとトーチ棒とが分離された構成（以下、「分離構成」ともいう）において、ワイヤボンディングを行うことが必要な場合もある。

しかしながら、分離構成では、風等の影響により、フォーミングガスが、キャピラリの周辺に滞留しない場合がある。この場合、正常なフリーエアボールを形成できない。

そこで、ガスノズルとトーチ棒とが分離された分離構成においても、キャピラリの周辺にフォーミングガスを滞留させることが要求される。関連構成Ａでは、この要求を満たすことはできない。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ガスノズルとトーチ棒とが分離された構成において、キャピラリの周辺にフォーミングガスを滞留させることが可能な半導体製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る半導体製造装置は、フォーミングガスが存在する状態でスパークを発生することにより、ワイヤボンディングを行う機能を有する。前記半導体製造装置は、前記フォーミングガスを吹き出すガスノズルと、金属ワイヤを排出するキャピラリと、前記金属ワイヤに向けて、前記スパークを発生する機能を有するトーチ棒を保持しているトーチ棒ホルダと、絶縁性を有するカバーと、を備え、前記トーチ棒ホルダと前記ガスノズルとの間には、当該ガスノズルが前記フォーミングガスを吹き出すための空間が存在し、前記キャピラリは前記空間内に存在し、前記カバーが前記空間を囲むように、当該カバーは前記トーチ棒ホルダおよび前記ガスノズルに取り付けられており、前記カバーは、前記空間に前記フォーミングガスを滞留させる滞留部を有する。

本発明によれば、前記トーチ棒ホルダと前記ガスノズルとの間には、空間が存在する。前記キャピラリは前記空間内に存在している。前記カバーが前記空間を囲むように、当該カバーは前記トーチ棒ホルダおよび前記ガスノズルに取り付けられている。前記カバーは、前記空間に前記フォーミングガスを滞留させる滞留部を有する。これにより、ガスノズルとトーチ棒とが分離された構成において、キャピラリの周辺にフォーミングガスを滞留させることができる。

本発明の実施の形態１に係る半導体製造装置の斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る半導体製造装置の上面図である。 金属ワイヤの先端にフリーエアボールが形成されている状態を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るカバーの湾曲部の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係るカバーの高さを説明するための図である。 本発明の変形例１に係る構成が適用された半導体製造装置の斜視図である。 本発明の変形例１における、トーチ棒ホルダの側面、および、ガスノズルの側面の構成を説明するための図である。 本発明の変形例２に係る構成が適用された半導体製造装置の斜視図である。 本発明の変形例２における、保持部および嵌合部の構成を説明するための図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の図面では、同一の各構成要素には同一の符号を付してある。同一の符号が付されている各構成要素の名称および機能は同じである。したがって、同一の符号が付されている各構成要素の一部についての詳細な説明を省略する場合がある。

なお、実施の形態において例示される各構成要素の寸法、材質、形状、当該各構成要素の相対配置などは、本発明が適用される装置の構成、各種条件等により適宜変更されてもよい。また、各図における各構成要素の寸法は、実際の寸法と異なる場合がある。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体製造装置１００の斜視図である。図１において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに直交する。以下の図に示されるＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向も、互いに直交する。

以下においては、Ｘ方向と、当該Ｘ方向の反対の方向（−Ｘ方向）とを含む方向を「Ｘ軸方向」ともいう。また、以下においては、Ｙ方向と、当該Ｙ方向の反対の方向（−Ｙ方向）とを含む方向を「Ｙ軸方向」ともいう。また、以下においては、Ｚ方向と、当該Ｚ方向の反対の方向（−Ｚ方向）とを含む方向を「Ｚ軸方向」ともいう。

また、以下においては、Ｘ軸方向およびＹ軸方向を含む平面を、「ＸＹ面」ともいう。また、以下においては、Ｘ軸方向およびＺ軸方向を含む平面を、「ＸＺ面」ともいう。また、以下においては、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を含む平面を、「ＹＺ面」ともいう。

図２は、本発明の実施の形態１に係る半導体製造装置１００の上面図である。なお、図２では、半導体製造装置１００の構成を分かりやすくするために、後述の超音波ホーン２１を示していない。また、図２では、後述のカバー１０およびキャピラリ２２を簡易的に示している。例えば、図２では、キャピラリ２２の輪郭が点線でしめされている。

半導体製造装置１００は、詳細は後述するが、フォーミングガスＧｓ１が存在する状態でスパークを発生することにより、ワイヤボンディングとしてのボールボンディングを行う機能を有する装置である。

図１および図２を参照して、半導体製造装置１００は、超音波ホーン２１と、キャピラリ２２と、ガスノズル６と、トーチ棒５と、トーチ棒ホルダ４と、カバー１０とを備える。

カバー１０は、板状の部材が湾曲したものである。カバー１０は、絶縁性を有する。また、カバー１０は、透光性を有する。なお、カバー１０の詳細については後述する。

超音波ホーン２１は、ボンディングヘッド（図示せず）に取り付けられている。超音波ホーン２１は、Ｚ軸方向、および、ＸＹ面に沿った方向において、移動自在なように、構成されている。

キャピラリ２２は、金属ワイヤＷ１を排出する機能を有する。金属ワイヤＷ１は、一例として、銀で構成されている。なお、金属ワイヤＷ１は、銅で構成されていてもよい。

キャピラリ２２は、超音波ホーン２１に取り付けられている。そのため、キャピラリ２２は、超音波ホーン２１の移動に伴い、移動する。

ガスノズル６は、フォーミングガスＧｓ１を吹き出す機能を有する。フォーミングガスＧｓ１は、部材の酸化を防止するためのガスである。フォーミングガスＧｓ１は、例えば、窒素ガス、窒素および水素の混合ガス等である。ガスノズル６は、ボンディングヘッド（図示せず）に取り付けられている。ガスノズル６の形状は、例えば、長尺状（例えば、四角注）である。

トーチ棒５は、金属ワイヤＷ１に向けて、スパークを発生する機能を有する。トーチ棒５は、先端５ｅを有する。トーチ棒５は、先端５ｅからスパークを発生する。

トーチ棒ホルダ４は、トーチ棒５を保持している。トーチ棒ホルダ４の形状は、例えば、長尺状（例えば、略四角注）である。トーチ棒ホルダ４は、ボンディングヘッド（図示せず）に取り付けられている。トーチ棒ホルダ４とガスノズル６との間には、空間Ｓｐ１が存在する。すなわち、トーチ棒ホルダ４（トーチ棒５）およびガスノズル６は、互いに離れて、設けられている。空間Ｓｐ１は、ガスノズル６がフォーミングガスＧｓ１を吹き出すための空間である。また、空間Ｓｐ１は、フリーエアボールを形成するための空間でもある。なお、後述のボンディング処理Ｐｒ１が行われる際の空間Ｓｐ１内には、キャピラリ２２の先端（下端）、金属ワイヤＷ１の先端（下端）、および、トーチ棒５の先端５ｅが存在する。

図１および図２のように、キャピラリ２２は空間Ｓｐ１内に存在する。カバー１０が空間Ｓｐ１（キャピラリ２２）を囲むように、当該カバー１０はトーチ棒ホルダ４およびガスノズル６に取り付けられている。カバー１０は、例えば、キャピラリ２２の位置が、当該カバー１０が囲む領域の略中心となるように、空間Ｓｐ１を囲む。これにより、カバー１０は、空間Ｓｐ１内の気体（ガス）の乱流の発生を抑制する機能を有する。

次に、ワイヤボンディング（ボールボンディング）を行うための、半導体製造装置１００が行う処理（以下、「ボンディング処理Ｐｒ１」ともいう）について簡単に説明する。ボンディング処理Ｐｒ１では、まず、ガス吹き出し処理が行われる。ガス吹き出し処理では、ガスノズル６が、空間Ｓｐ１内に、フォーミングガスＧｓ１を吹き出す。以下においては、ガス吹き出し処理が行われることにより、空間Ｓｐ１内にフォーミングガスＧｓ１が存在する状態を、「状態Ｓｔ１」ともいう。

次に、空間Ｓｐ１内にフォーミングガスＧｓ１が存在する状態Ｓｔ１で、スパーク処理が行われる。スパーク処理では、トーチ棒５が、金属ワイヤＷ１の先端（下端）に向けて、スパークを発生する。スパークが金属ワイヤＷ１の先端にあたることにより、図３のように、当該金属ワイヤＷ１の先端にフリーエアボールＢ１が形成される。

次に、移動処理が行われる。移動処理では、フリーエアボールＢ１が接合対象部に押し付けられるように、超音波ホーン２１およびキャピラリ２２は、−Ｚ方向（下方向）へ移動する。前述したように、接合対象部とは、ワイヤボンディングを行う対象となる部材である。次に、フリーエアボールＢ１が接合対象部に押し付けられた状態で、当該接合対象部に超音波振動が印加される。これにより、金属ワイヤＷ１が、接合対象部に接合される。

（特徴的な構成）
次に、本実施の形態における特徴的な構成について詳細に説明する。図１を参照して、カバー１０は、前述の状態Ｓｔ１において、空間Ｓｐ１にフォーミングガスＧｓ１を滞留させる滞留部Ｃ１０を有する。すなわち、滞留部Ｃ１０は、状態Ｓｔ１において、空間Ｓｐ１に存在するキャピラリ２２の周辺にフォーミングガスＧｓ１を滞留させる構成を有する。滞留部Ｃ１０の存在により、状態Ｓｔ１において、フォーミングガスＧｓ１内に、少なくとも、キャピラリ２２の先端（下端）、および、金属ワイヤＷ１の先端（下端）が存在する。

滞留部Ｃ１０は、湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂ，Ｃ１ｓａ，Ｃ１ｓｂを有する。湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂは、カバー１０の上端部に設けられている。湾曲部Ｃ１ｕａは、カバー１０のうち、トーチ棒ホルダ４側の部分に設けられている。湾曲部Ｃ１ｕｂは、カバー１０のうち、ガスノズル６側の部分に設けられている。

以下においては、前述の移動処理において、超音波ホーン２１およびキャピラリ２２が−Ｚ方向（下方向）へ移動するために必要な領域を、「移動領域Ｒｇ１」ともいう。湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂは、平面視（ＸＹ面）において、移動領域Ｒｇ１と重ならないように、カバー１０の上端部に設けられている。そのため、移動処理において、超音波ホーン２１およびキャピラリ２２は、カバー１０の湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂに接触しない。

湾曲部Ｃ１ｓａ，Ｃ１ｓｂは、カバー１０の側端部に設けられている。湾曲部Ｃ１ｓａは、カバー１０のうち、トーチ棒ホルダ４側の側端部に設けられている。湾曲部Ｃ１ｓｂは、カバー１０のうち、ガスノズル６側の側端部に設けられている。

次に、湾曲部Ｃ１ｓａ，Ｃ１ｓｂの構成について詳細に説明する。平面視（ＸＹ面）における、湾曲部Ｃ１ｓａ，Ｃ１ｓｂの各々の形状は、円弧状である。以下においては、湾曲部Ｃ１ｓａ，Ｃ１ｓｂの各々を、「湾曲部Ｃ１ｓ」ともいう。

なお、図２では、湾曲部Ｃ１ｓａ，Ｃ１ｓｂの構成を分かりやすくするために、湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂは示されていない。図２を参照して、湾曲部Ｃ１ｓは、板状の部材が湾曲したものである。なお、平面視（ＸＹ面）において、湾曲部Ｃ１ｓの先端が空間Ｓｐ１に向くように、当該湾曲部Ｃ１ｓは構成されている。

具体的には、湾曲部Ｃ１ｓａ，Ｃ１ｓｂは、以下のように構成されている。湾曲部Ｃ１ｓａが示す円弧を構成する半径ｒ４は、一例として、トーチ棒ホルダ４の幅ｗ４の０．５倍である。湾曲部Ｃ１ｓａが示す円弧の開き角度は、一例として、１８０度である。湾曲部Ｃ１ｓｂが示す円弧を構成する半径ｒ６は、一例として、ガスノズル６の幅ｗ６の０．５倍である。湾曲部Ｃ１ｓｂが示す円弧の開き角度は、一例として、１８０度である。

次に、湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂの構成について詳細に説明する。湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂの各々の形状は、円弧状である。以下においては、湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂの各々を、「湾曲部Ｃ１ｕ」ともいう。

図４は、本発明の実施の形態１に係るカバー１０の湾曲部Ｃ１ｕの構成を説明するための図である。なお、図４では、湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂの構成を分かりやすくするために、湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂ以外の構成は、簡略化して示されている。例えば、図４では、トーチ棒ホルダ４およびガスノズル６の各々の側面側のみが示されている。そのため、トーチ棒ホルダ４およびガスノズル６の配置は、正確ではない。

また、図４では、カバー１０のうち、湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂ以外の部分の構成も、簡略化して示されている。例えば、カバー１０のうち、湾曲部Ｃ１ｕａの下方の部分の形状は、簡略化して、直線で示されている。

湾曲部Ｃ１ｕは、板状の部材が湾曲したものである。なお、湾曲部Ｃ１ｕの先端が空間Ｓｐ１に向くように、当該湾曲部Ｃ１ｕは構成されている。

具体的には、湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂは、以下のように構成されている。湾曲部Ｃ１ｕａが示す円弧を構成する半径ｒ４ｕは、一例として、前述の半径ｒ４×１／２である。湾曲部Ｃ１ｕａが示す円弧の開き角度は、一例として、１３５度である。湾曲部Ｃ１ｕｂが示す円弧を構成する半径ｒ６ｕは、前述の半径ｒ６×１／２である。湾曲部Ｃ１ｕｂが示す円弧の開き角度は、一例として、１３５度である。

なお、カバー１０の高さ、カバー１０の水平方向の長さによって、湾曲部Ｃ１ｓ，Ｃ１ｕの各々が示す円弧の最適な開き角度は異なる。そのため、湾曲部Ｃ１ｓａ，Ｃ１ｓｂの各々が示す円弧の開き角度は、１８０度に限定されず、例えば、１３５度から２２５度の範囲であってもよい。また、湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂの各々が示す円弧の開き角度は、１３５度に限定されず、例えば、９０度から１８０度の範囲であってもよい。

次に、カバー１０の高さについて説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係るカバー１０の高さを説明するための図である。図５では、カバー１０の上端１０ｅが示されている。なお、図５では、カバー１０の構成を分かりやすくするために、カバー１０は、簡略化して示されている。例えば、図５では、カバー１０の湾曲部Ｃ１ｕ，Ｃ１ｓは示されていない。また、図５では、カバー１０の形状は、簡略化して、四角で示されている。

また、図５では、トーチ棒ホルダ４およびガスノズル６の各々の側面側のみが示されている。図５では、トーチ棒ホルダ４とキャピラリ２２との位置関係は正確に示されているが、ガスノズル６の配置は正確ではない。

以下においては、トーチ棒５が発生するスパークが到達する領域を、「スパーク飛散領域」ともいう。また、以下においては、スパーク飛散領域の最も高い位置を、「領域上端Ｕｅ」ともいう。なお、領域上端Ｕｅは、前述のスパーク処理が行われる直前における、キャピラリ２２の先端（下端）の位置より、高い位置である。なお、領域上端Ｕｅは、例えば、実験等により得られる。領域上端Ｕｅより、カバー１０の上端１０ｅが高い位置にあるように、当該カバー１０は構成されている。なお、好ましくは、領域上端Ｕｅのｋ倍の高さより、カバー１０の上端１０ｅが高い位置にあるように、当該カバー１０は構成されている。ｋは、例えば、１．２から２．０の範囲の値を示す実数である。

具体的には、カバー１０の高さは、一例として、以下のように設定される。なお、トーチ棒５の先端５ｅは、当該トーチ棒５のＺ軸方向の中心に存在する。以下においては、先端５ｅを通過する、ＸＹ面と平行な線を、「線Ｌｅ１」ともいう。また、以下においては、前述の状態Ｓｔ１における、金属ワイヤＷ１の先端を、「ワイヤ先端Ｗ１ｅ」ともいう。

また、以下においては、トーチ棒５の先端５ｅと、ワイヤ先端Ｗ１ｅとを通過する線を、「線Ｌｅｗ」ともいう。また、以下においては、線Ｌｅ１と線Ｌｅｗとがなす角度を、「角度Ａｇ１」ともいう。また、以下においては、角度Ａｇ１が６０度である状態を、「状態Ｓｔ２」ともいう。図５では、状態Ｓｔ２におけるキャピラリ２２が示されている。

カバー１０の高さは、状態Ｓｔ２において、カバー１０の上端１０ｅが、キャピラリ２２の先端よりも高い位置にあるように、当該カバー１０は構成されている。

次に、カバー１０の重さについて説明する。カバー１０は、軽量な材料で構成される。カバー１０の重さは、一例として、２０グラムから２００グラムの範囲の値である。

以下においては、半導体製造装置１００がカバー１０を設けていない従来の構成を、「従来構成」ともいう。なお、ボンディングヘッド（図示せず）に設けられるカバー１０が、仮に重い場合、ボンディングヘッドの動作が、従来構成よりも、遅くなる可能性がある。この場合、半導体製造装置が、ボンディングヘッドを正確に制御できず、ボンディングヘッドの位置を把握できなくなる可能性がある。この場合、例えば、ボンディングヘッドが、半導体製造装置内に接触する可能性がある。

そこで、本実施の形態では、カバー１０の重さは、２０グラムから２００グラムの範囲であるため、カバー１０は軽量である。したがって、ボンディングヘッドの動作速度を低下させることなく、従来構成と同等の速度で、製品処理を行うことが可能となる。また、ボンディングヘッドの衝突を回避することが可能となる。

なお、前述したように、カバー１０は、透光性を有する。カバー１０は、半透明な材料または透明な材料で構成されている。カバー１０の光の透過率は、５０％から１００％の範囲である。すなわち、カバー１０の透過率は、５０％以上である。これにより、作業者が、カバー１０を介して、スパークの飛散状態を確認することができる。そのため、早期に、異常の発見が可能となる。また、作業者は、スパークの飛散状態を定期的に観察することにより、スパークが金属ワイヤＷ１に当たっているか否かの確認、トーチ棒５の位置ずれの確認等を行うことができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、トーチ棒ホルダ４とガスノズル６との間には、空間Ｓｐ１が存在する。キャピラリ２２は空間Ｓｐ１内に存在している。カバー１０が空間Ｓｐ１（キャピラリ２２）を囲むように、当該カバー１０はトーチ棒ホルダ４およびガスノズル６に取り付けられている。カバー１０は、空間Ｓｐ１にフォーミングガスＧｓ１を滞留させる滞留部Ｃ１０を有する。

これにより、ガスノズルとトーチ棒とが分離された構成において、キャピラリの周辺にフォーミングガスを滞留させることができる。また、カバー１０の存在により、空間Ｓｐ１において、気流の乱れ等が発生することを抑制することができる。

そのため、前述のスパーク処理が行われることにより、フォーミングガスＧｓ１が存在する空間Ｓｐ１内において、トーチ棒５が発生したスパークを、金属ワイヤＷ１の先端に当てることが可能となる。したがって、正常なフリーエアボールを形成することができる。また、フリーエアボールの表面が、酸化または硫化することを抑制することができる。以上により、ボンディング品質を向上させることができる。

また、カバー１０は、絶縁性を有する。そのため、スパークが、カバー１０に到達することを防ぐことができる。

また、本実施の形態によれば、前述のボンディング処理Ｐｒ１の移動処理において、超音波ホーン２１およびキャピラリ２２が移動する際、当該超音波ホーン２１およびキャピラリ２２は、カバー１０に接触しない。そのため、フリーエアボールＢ１が接合対象部に押し付けられた状態で、当該接合対象部に、安定した超音波振動を印加することができる。

また、本実施の形態によれば、カバー１０の湾曲部Ｃ１ｓの先端が空間Ｓｐ１に向くように、当該湾曲部Ｃ１ｓは構成されている。また、カバー１０の湾曲部Ｃ１ｕの先端が空間Ｓｐ１に向くように、当該湾曲部Ｃ１ｕは構成されている。これにより、仮に、フォーミングガスＧｓ１が、金属ワイヤＷ１の先端に直接当たらない状況であっても、湾曲部Ｃ１ｓ，Ｃ１ｕの存在により、空間Ｓｐ１内において、フォーミングガスＧｓ１をを効果的に循環させることができる。

そのため、フォーミングガスＧｓ１で構成される雰囲気を安定させることができる。また、安定した雰囲気内で、スパークを発生することにより、正常なフリーエアボールを形成することができる。

また、本実施の形態によれば、スパーク飛散領域の最も高い位置より、カバー１０の上端１０ｅが高い位置にあるように、当該カバー１０は構成されている。そのため、例えば、トーチ棒５、ガスノズル６等において、仮に、Ｚ軸方向（高さ方向）の位置バラつきが存在している状態においても、カバー１０の存在により、空間Ｓｐ１において、気流の乱れ等が発生することを抑制することができる。

なお、前述の関連構成Ａでは、接合対象部において、複数の配線対象箇所の段差が大きい状態においてボンディング処理が行われる場合、ガスノズルの上部に、超音波ホーンが接触する可能性がある。当該段差は、例えば、０．５ｍｍより大きい。超音波ホーンがガスノズルに接触する場合、ワイヤボンディングを行うことができない。その結果、ボンディング品質を、向上させることができる。

また、接合対象部において、複数の配線対象箇所の段差が大きい場合、１回目のボンディング処理が行われた後のルーピング動作中に、ワイヤが、ガスノズルに接触し、当該ワイヤが変形する可能性があるという問題がある。

なお、関連構成Ａでは、ガスノズルの中において、スパークを発生させずに、金属ワイヤにフォーミングガスを吹きかけるだけでは、フリーエアボールを形成することができない。この場合、ボンディング不良が発生するという問題がある。

以上により、ボンディング処理が行われる場合、超音波ホーンがガスノズル等に接触しないことが要求される。また、フォーミングガスを効果的に循環させ、スパークを発生するための雰囲気が安定していることが要求される。

そこで、本実施の形態の半導体製造装置１００は上記のような構成を有する。そのため、本実施の形態の半導体製造装置１００により、上記の各問題を解決することができ、上記の要求を満たすことができる。

＜変形例１＞
以下においては、実施の形態１の構成を「構成Ｃｔ１」ともいう。また、以下においては、本変形例の構成を「構成Ｃｔｍ１」ともいう。本変形例の構成Ｃｔｍ１は、カバーを、トーチ棒ホルダ４およびガスノズル６に取り付けるための構成である。構成Ｃｔｍ１は、構成Ｃｔ１（実施の形態１）に適用される。

図６は、本発明の変形例１に係る構成Ｃｔｍ１が適用された半導体製造装置１００の斜視図である。構成Ｃｔｍ１が適用された半導体製造装置１００は、カバー１０の代わりにカバー１０Ａを備える。

カバー１０Ａは、図１のカバー１０と比較して、突起存在部Ｘ１０ａ，Ｘ１０ｂと、突起部Ｘ１ａ，Ｘ１ｂとをさらに有する点が異なる。カバー１０Ａのそれ以外の形状および構成は、カバー１０と同様なので詳細な説明は繰り返さない。

突起存在部Ｘ１０ａ，Ｘ１０ｂの各々の形状は、板状である。突起存在部Ｘ１０ａは、当該突起存在部Ｘ１０ａがトーチ棒ホルダ４の側面４ｓの一部を覆うように、構成されている。突起存在部Ｘ１０ａのうち、側面４ｓと対向する面には突起部Ｘ１ａが形成されている。

突起存在部Ｘ１０ｂは、当該突起存在部Ｘ１０ｂがガスノズル６の側面６ｓの一部を覆うように、構成されている。突起存在部Ｘ１０ｂのうち、側面６ｓと対向する面には突起部Ｘ１ｂが形成されている。

図７は、本発明の変形例１における、トーチ棒ホルダ４の側面４ｓ、および、ガスノズル６の側面６ｓの構成を説明するための図である。図７では、側面４ｓ，６ｓの構成を分かりやすくするために、突起存在部Ｘ１０ａ，Ｘ１０ｂは示されていない。

図６および図７を参照して、トーチ棒ホルダ４の側面４ｓには、突起部Ｘ１ａが嵌合する溝Ｖ１ａが形成されている。ガスノズル６の側面６ｓには、突起部Ｘ１ｂが嵌合する溝Ｖ１ｂが形成されている。カバー１０Ａは、突起部Ｘ１ａが溝Ｖ１ａに嵌合し、突起部Ｘ１ｂが溝Ｖ１ｂに嵌合するように、トーチ棒ホルダ４およびガスノズル６に取り付けられる。

以上説明したように、本変形例によれば、カバー１０Ａの取り付けにおいて、ネジ等の金具は不要である。そのため、半導体製造装置１００の重量の増加を抑制することができる。また、トーチ棒ホルダ４およびガスノズル６に対する、カバー１０Ａの取り付け、カバー１０Ａの取り外しを容易にすることができる。そのため、作業者による、カバー１０Ａの取り付け等の作業効率を向上させることができる。

また、カバー１０Ａの取り付けにおいて、金具を使用しないため、スパークが当該金具へ飛ぶという現象の発生を防止することができる。

＜変形例２＞
以下においては、本変形例の構成を「構成Ｃｔｍ２」ともいう。構成Ｃｔｍ２は、カバーを、トーチ棒ホルダ４およびガスノズル６に取り付けるための別の構成である。構成Ｃｔｍ２は、構成Ｃｔ１（実施の形態１）に適用される。

図８は、本発明の変形例２に係る構成Ｃｔｍ２が適用された半導体製造装置１００の斜視図である。構成Ｃｔｍ２が適用された半導体製造装置１００は、カバー１０の代わりにカバー１０Ｂを備える。

カバー１０Ｂは、カバー１０と比較して、保持部Ｘ２０，Ｘ３０と、嵌合部Ｘ２、Ｘ３とをさらに有する点が異なる。カバー１０Ｂのそれ以外の形状および構成は、カバー１０と同様なので詳細な説明は繰り返さない。カバー１０Ｂは、カバー１０、保持部Ｘ２０，Ｘ３０、および、嵌合部Ｘ２、Ｘ３が一体化されたものである。

図９は、本発明の変形例２における、保持部Ｘ２０，Ｘ３０および嵌合部Ｘ２、Ｘ３の構成を説明するための図である。図９（ａ）は、保持部Ｘ２０の構成を示す図である。なお、図９（ａ）は、トーチ棒ホルダ４の前面を示す。図９（ｂ）は、保持部Ｘ３０の構成を示す図である。なお、図９（ｂ）は、ガスノズル６の前面を示す。

図８および図９を参照して、保持部Ｘ２０は、板状部Ｘ２０ａ，Ｘ２０ｂから構成されている。トーチ棒ホルダ４は、保持部Ｘ２０の板状部Ｘ２０ａ，Ｘ２０ｂにより、挟まれている。板状部Ｘ２０ａは、トーチ棒ホルダ４の側面４ｓに接触している。板状部Ｘ２０ｂは、トーチ棒ホルダ４の側面４ｓｒに接触している。

保持部Ｘ２０の下端には、嵌合部Ｘ２が接合されている。嵌合部Ｘ２は、トーチ棒ホルダ４と嵌合している。具体的には、嵌合部Ｘ２は、突起部Ｘ２ａ，Ｘ２ｂとから構成される。突起部Ｘ２ａは板状部Ｘ２０ａに接合されており、突起部Ｘ２ｂは板状部Ｘ２０ｂに接合されている。突起部Ｘ２ａ，Ｘ２ｂの各々は、トーチ棒ホルダ４の下面４ｄに係止されている。

保持部Ｘ３０は、板状部Ｘ３０ａ，Ｘ３０ｂから構成されている。ガスノズル６は、保持部Ｘ３０の板状部Ｘ３０ａ，Ｘ３０ｂにより、挟まれている。板状部Ｘ３０ａは、ガスノズル６の側面６ｓに接触している。板状部Ｘ３０ｂは、ガスノズル６の側面６ｓｒに接触している。

保持部Ｘ３０の下端には、嵌合部Ｘ３が接合されている。嵌合部Ｘ３は、ガスノズル６と嵌合している。具体的には、嵌合部Ｘ３は、突起部Ｘ３ａ，Ｘ３ｂとから構成される。突起部Ｘ３ａは板状部Ｘ３０ａに接合されており、突起部Ｘ３ｂは板状部Ｘ３０ｂに接合されている。突起部Ｘ３ａ，Ｘ３ｂの各々は、ガスノズル６の下面６ｄに係止されている。

カバー１０Ｂは、嵌合部Ｘ２がトーチ棒ホルダ４と嵌合し、嵌合部Ｘ３がガスノズル６と嵌合するように、トーチ棒ホルダ４およびガスノズル６に取り付けられる。

以上説明したように、本変形例によれば、変形例１と同じ効果が得られる。すなわち、カバー１０Ｂの取り付けにおいて、ネジ等の金具は不要である。そのため、半導体製造装置１００の重量の増加を抑制することができる。また、トーチ棒ホルダ４およびガスノズル６に対する、カバー１０Ｂの取り付け、カバー１０Ｂの取り外しを容易にすることができる。そのため、作業者による、カバー１０Ｂの取り付け等の作業の効率を向上させることができる。また、カバー１０Ｂの取り付けにおいて、金具を使用しないため、スパークが、金具へ飛ぶという現象の発生を防止することができる。

また、本変形例では、変形例１のように、既存の部品であるトーチ棒ホルダ４およびガスノズル６に、溝を形成するという加工作業が不要である。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態、各変形例を自由に組み合わせたり、実施の形態、各変形例を適宜、変形、省略することが可能である。

例えば、滞留部Ｃ１０は、湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂ，Ｃ１ｓａ，Ｃ１ｓｂの全てを有するとしたが、これに限定されない。滞留部Ｃ１０は、湾曲部Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂ，Ｃ１ｓａ，Ｃ１ｓｂの一部を有してもよい。例えば、滞留部Ｃ１０は、湾曲部Ｃ１ｓａ，Ｃ１ｓｂのみを有してもよい。

４ トーチ棒ホルダ、５ トーチ棒、６ ガスノズル、１０，１０Ａ，１０Ｂ カバー、２２ キャピラリ、１００ 半導体製造装置、Ｃ１ｕ，Ｃ１ｕａ，Ｃ１ｕｂ，Ｃ１ｓ，Ｃ１ｓａ，Ｃ１ｓｂ 湾曲部、Ｃ１０ 滞留部、Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ 溝、Ｘ１ａ，Ｘ１ｂ，Ｘ２ａ，Ｘ２ｂ 突起部、Ｘ２，Ｘ３ 嵌合部、Ｗ１ 金属ワイヤ。

Claims (10)

1. フォーミングガスが存在する状態でスパークを発生することにより、ワイヤボンディングを行う機能を有する半導体製造装置であって、
   前記フォーミングガスを吹き出すガスノズルと、
   金属ワイヤを排出するキャピラリと、
   前記金属ワイヤに向けて、前記スパークを発生する機能を有するトーチ棒を保持しているトーチ棒ホルダと、
   絶縁性を有するカバーと、を備え、
   前記トーチ棒ホルダと前記ガスノズルとの間には、当該ガスノズルが前記フォーミングガスを吹き出すための空間が存在し、
   前記キャピラリは前記空間内に存在し、
   前記カバーが前記空間を囲むように、当該カバーは前記トーチ棒ホルダおよび前記ガスノズルに取り付けられており、
   前記カバーは、前記空間に前記フォーミングガスを滞留させる滞留部を有する
   半導体製造装置。
2. 前記滞留部は、前記カバーの上端部に設けられている第１湾曲部を有する
   請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 前記第１湾曲部は、板状の第１部材が湾曲したものであり、
   前記第１湾曲部の先端が前記空間に向くように、当該第１湾曲部は構成されている
   請求項２に記載の半導体製造装置。
4. 前記滞留部は、前記カバーの側端部に設けられている第２湾曲部を有する
   請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
5. 前記第２湾曲部は、板状の第２部材が湾曲したものであり、
   前記第２湾曲部の先端が前記空間に向くように、当該第２湾曲部は構成されている
   請求項４に記載の半導体製造装置。
6. 前記トーチ棒が発生する前記スパークが到達する領域の最も高い位置より、前記カバーの上端が高い位置にあるように、当該カバーは構成されている
   請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
7. 前記カバーは、２つの突起部を有し、
   前記トーチ棒ホルダには、前記２つの突起部の一方が嵌合する第１溝が形成されており、
   前記ガスノズルには、前記２つの突起部の他方が嵌合する第２溝が形成されている
   請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
8. 前記カバーは、２つの嵌合部を有し、
   前記２つの嵌合部の一方は、前記トーチ棒ホルダと嵌合しており、
   前記２つの嵌合部の他方は、前記ガスノズルと嵌合している
   請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
9. 前記カバーの重さは、２０グラムから２００グラムの範囲の値である
   請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
10. 前記カバーの透過率は、５０％以上である
    請求項１から９のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

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