JPWO2015122410A1 - 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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Abstract
ワイヤボンディング装置は、ワイヤ42を挿通するボンディングツール40と、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90を形成した後にワイヤ42を切断するためのボンディングツール40の移動処理を行う制御部80と、ボンディングツール40によって挿通されるワイヤ42とボンディング対象物100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42が切断されたか否かを監視する監視部70と、を備え、制御部80は、監視部70からの監視結果に基づいて、ワイヤ42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40の移動処理を続行するとともに、ワイヤ42が切断されたと判定されたときボンディングツール40の移動処理を停止するよう構成されたものである。これにより、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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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