KR101910654B1 - 반도체 장치의 제조 방법 및 와이어 본딩 장치 - Google Patents

반도체 장치의 제조 방법 및 와이어 본딩 장치 Download PDF

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나오키 세키네
모토키 나카자와
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가부시키가이샤 신가와
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Abstract

반도체 장치의 제조 방법은, 본딩 툴(40)에 의해 제1 본드점과 제2 본드점 사이에 와이어 루프(130)를 형성한 후에, 본딩 툴(40)의 선단으로부터 연장한 와이어(42)의 일부를 절단하여, 본딩 툴(40)의 선단에 와이어 테일(43)을 형성하는 와이어 테일 형성 공정과, 본딩 툴(40)을 와이어 루프(130)가 형성된 제2 본드점을 향하여 하강시켜, 와이어 테일(43)을 제2 본드점 상의 와이어 루프(130)의 일부에 내리누름으로써, 와이어 테일(43)의 선단(43a)이 상방을 향하도록 와이어 테일(43)을 굽힘 가공하는 와이어 테일 굽힘 공정을 포함한다. 이것에 의해, 간편하고 또한 효율적으로 와이어 테일의 굽힘 가공을 행하는 것이다.

Description

반도체 장치의 제조 방법 및 와이어 본딩 장치{METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR DEVICE AND WIRE BONDING DEVICE}
본 발명은 반도체 장치의 제조 방법 및 와이어 본딩 장치에 관한 것이다.
반도체 장치를 제조하는 경우에 있어서, 예를 들면, 반도체칩의 전극과 기판의 전극을 와이어에 의해 전기적으로 접속하는 와이어 본딩이 널리 사용되고 있다. 반도체 장치의 제조 방법의 1 양태로서는 와이어 선단에 볼을 형성하지 않고 본딩 대상에 와이어를 접속하는 웨지 본딩 방식이 알려져 있다. 웨지 본딩 방식에 의하면, 제1 본드점과 제2 본드점 사이를 와이어로 접속한 후, 본딩 툴의 선단으로부터 연장된 와이어의 일부를 절단하고, 본딩 툴의 선단에 다음의 와이어 본딩을 위한 와이어 테일을 형성하고, 볼 형성 공정을 행하지 않고 당해 와이어 테일을 그대로 다음의 제1 본드점에 본딩한다.
그렇지만, 예를 들면, 제1 본드점을 반도체칩의 전극으로 한 경우, 제1 본드점에 본딩한 후의 와이어 테일의 선단이 반도체칩 위의 인접하는 전극이나 패시베이션 막에 접촉해 버려, 이것에 의해 반도체칩이 손상 혹은 불량이 되어 버리는 경우가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 와이어 테일의 선단을 상방으로 구부리기 위한 부재(형)를 본딩 대상물과는 별개로 준비하고, 제1 본드점에의 본딩을 행하기 전에 본딩 툴을 당해 부재 위로 이동시키고 와이어 테일의 형상을 조정하는 수법이 있다. 그러나, 와이어 본딩을 행할 때마다 본딩 툴을 본딩 대상물로부터 떨어진 위치까지 이동시킬 필요가 있어, 간편하고 또한 효율적인 제조 방법이라고는 하기 어려웠다. 또는, 이러한 문제는 제1 본드점에 있어서만 발생할 수 있는 것을 감안하여, 본딩 순서를 반대로 한 역본딩에 의해 해결하는 것도 생각할 수 있지만, 본딩 순서가 제약되어 버려, 반도체 장치의 제조 방법의 설계 자유도가 높다고는 할 수 없었다.
일본 특개 2003-318216호 공보
(발명의 개요)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
그래서, 본 발명은 상기 과제를 해결할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법 및 와이어 본딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 1 양태에 따른 반도체 장치의 제조 방법은 본딩 툴에 의해 제1 본드점과 제2 본드점 사이에 와이어 루프를 형성한 후에, 본딩 툴의 선단으로부터 연장된 와이어의 일부를 절단하고, 본딩 툴의 선단에 와이어 테일을 형성하는 와이어 테일 형성 공정과, 본딩 툴을 와이어 루프가 형성된 제2 본드점을 향하여 하강시키고, 와이어 테일을 제2 본드점 상의 와이어 루프의 일부에 내리누름으로써, 와이어 테일의 선단이 상방을 향하도록 와이어 테일을 굽힘 가공하는 와이어 테일 굽힘 공정을 포함한다.
상기 구성에 의하면, 본딩 툴을 본딩 완료된 와이어 루프가 형성된 제2 본드를 향하여 하강시켜, 와이어 테일을 제2 본드점 상의 와이어 루프의 일부에 내리누름으로써, 와이어 테일의 굽힘 가공을 행한다. 이것에 의해, 본딩 툴의 이동량을 억제함과 아울러 굽힘 가공을 위한 별개의 부재를 준비할 필요가 없으므로, 간편하고 또한 효율적으로 와이어 테일의 굽힘 가공을 행할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 다음 와이어 본딩에 있어서의 제1 본드점에서의 본딩에 있어서, 와이어의 선단이 다른 인접하는 요소에 접촉하는 것을 방지할 수 있어, 반도체 장치의 손상 혹은 불량의 발생을 방지함과 아울러, 설계 자유가 높고, 간편하며 또한 효율적인 반도체 장치의 제조 방법을 행할 수 있다.
상기 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 와이어 테일 굽힘 공정에 있어서, 와이어 테일을 직전에 본딩한 제2 본드점 상의 와이어 루프의 일부에 내리눌러도 된다.
상기 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 와이어 테일 굽힘 공정에 있어서, 와이어 테일을 제2 본드점 상의 와이어 루프의 선단에 내리눌러도 된다.
상기 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 와이어 테일 굽힘 공정에 있어서, 와이어 테일을 제2 본드점 상의 와이어 루프의 상승부에 내리눌러도 된다.
상기 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 와이어 테일 형성 공정에 있어서, 와이어를 풀어내면서 본딩 툴을 상승시켜, 본딩 툴을 와이어 루프로부터 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써 와이어의 일부를 절단해도 된다.
본 발명의 1 양태에 따른 와이어 본딩 장치는 본딩 툴에 의해 제1 본드점과 제2 본드점 사이에 와이어 루프를 형성하기 위한 와이어 본딩 장치로서, 본딩 툴의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부가 본딩 툴의 선단으로부터 연장된 와이어의 일부를 절단하고, 본딩 툴의 선단에 와이어 테일을 형성하는 공정과, 본딩 툴을 와이어 루프가 형성된 제2 본드점을 향하여 하강시켜, 와이어 테일을 제2 본드점 상의 와이어 루프의 일부에 내리누름으로써, 와이어 테일의 선단이 상방을 향하도록 와이어 테일을 굽힘 가공하는 공정을 실행하도록 구성되어 있다.
상기 구성에 의하면, 와이어 본딩 장치의 제어부가, 본딩 툴을 본딩 완료된 와이어 루프가 형성된 제2 본드를 향하여 하강시켜, 와이어 테일을 제2 본드점 상의 와이어 루프의 일부에 내리누름으로써, 와이어 테일의 굽힘 가공을 하도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 본딩 툴의 이동량을 억제할 수 있음과 아울러 굽힘 가공을 위한 별개의 부재를 준비할 필요가 없으므로, 간편하고 또한 효율적으로 와이어 테일의 굽힘 가공이 가능한 와이어 본딩 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 다음 와이어 본딩에 있어서의 제1 본드점에서의 본딩에 있어서, 와이어의 선단이 다른 인접하는 요소에 접촉하는 것을 방지할 수 있어, 반도체 장치의 손상 혹은 불량의 발생을 방지함과 아울러, 설계 자유가 높고, 간편하며 또한 효율적인 처리를 행할 수 있는 와이어 본딩 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 와이어 본딩에 있어서의 와이어 테일의 굽힘 가공을 간편하고 또한 효율적으로 행할 수 있다. 따라서, 반도체 장치의 손상 혹은 불량의 발생을 방지함과 아울러, 설계 자유가 높고, 간편하며 또한 효율적인 처리를 행할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법 및 와이어 본딩 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 와이어 본딩 장치를 도시한 도면이다.
도 2(a) 및 (b)는 본 실시형태에 따른 와이어 본딩 장치의 본딩 암의 평면에 있어서의 평면도 및 저면도이다.
도 3은 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 플로우차트이다.
도 4(a)∼(c)는 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5(a)∼(d)는 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 관한 타이밍 차트이다.
도 7은 본 실시형태의 변형예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하에 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 부호로 나타내고 있다. 도면은 예시이며, 각 부의 치수나 형상은 모식적인 것이며, 본원 발명의 기술적 범위를 당해 실시형태에 한정하여 해석해서는 안 된다.
도 1은 본 실시형태에 따른 와이어 본딩 장치를 도시한 도면으로, 도 2는 와이어 본딩 장치에 있어서의 본딩 암의 일부 확대도이며, 도 2(a)는 본딩 암의 평면도, 도 2(b)는 본딩 암의 저면도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 와이어 본딩 장치(1)는 XY 구동 기구(10), Z 구동 기구(12), 본딩 암(20), 초음파 혼(30), 본딩 툴(40), 하중 센서(50), 초음파 진동자(60) 및 제어부(80)를 구비한다.
XY 구동 기구(10)는 XY축 방향(평면 방향)으로 이동 가능하게 구성되어 있으며, XY 구동 기구(리니어 모터)(10)에는 본딩 암(20)을 Z축 방향(상하 방향)으로 이동 가능한 Z 구동 기구(리니어 모터)(12)가 설치되어 있다.
본딩 암(20)은 지지축(14)에 지지되며, XY 구동 기구(10)에 대하여 요동 자유롭게 구성되어 있다. 본딩 암(20)은 XY 구동 기구(10)로부터, 본딩 대상물(100)이 놓여진 본딩 스테이지(16)로 연장되도록 대략 직방체로 형성되어 있다. 본딩 암(20)은 XY 구동 기구(10)에 부착되는 암 기단부(22)와, 암 기단부(22)의 선단측에 위치하여 초음파 혼(30)이 부착되는 암 선단부(24)와, 암 기단부(22)와 암 선단부(24)를 연결하여 가요성을 갖는 연결부(23)를 구비한다. 이 연결부(23)는 본딩 암(20)의 정상면(21a)으로부터 바닥면(21b)의 방향으로 연장한 소정 폭의 슬릿(25a, 25b) 및 본딩 암(20)의 바닥면(21b)으로부터 정상면(21a)의 방향으로 연장된 소정 폭의 슬릿(25c)으로 구성되어 있다. 이와 같이, 연결부(23)가 각 슬릿(25a, 25b, 25c)에 의해 국부적으로 박육부(薄肉部)로서 구성되어 있기 때문에, 암 선단부(24)는 암 기단부(22)에 대하여 휘도록 구성되어 있다.
도 1 및 도 2(b)에 도시하는 바와 같이, 본딩 암(20)의 바닥면(21b) 측에는 초음파 혼(30)이 수용되는 오목부(26)가 형성되어 있다. 초음파 혼(30)은, 본딩 암(20)의 오목부(26)에 수용된 상태에서, 암 선단부(24)에 혼 고정 나사(32)에 의해 부착되어 있다. 이 초음파 혼(30)은 오목부(26)로부터 돌출한 선단부에서 본딩 툴(40)을 유지하고 있고, 오목부(26)에는 초음파 진동을 발생하는 초음파 진동자(60)가 설치되어 있다. 초음파 진동자(60)에 의해 초음파 진동이 발생하고, 이것이 초음파 혼(30)에 의해 본딩 툴(40)에 전달되어, 본딩 툴(40)을 통하여 본딩 대상에 초음파 진동을 부여할 수 있다. 초음파 진동자(60)는, 예를 들면, 피에조 진동자이다.
또한 도 1 및 도 2(a)에 도시하는 바와 같이, 본딩(20)의 정상면(21a) 측에는 정상면(21a)으로부터 바닥면(21b)을 향하여 차례로 슬릿(25a 및 25b)이 형성되어 있다. 상부의 슬릿(25a)은 하부의 슬릿(25b)보다도 광폭으로 형성되어 있다. 그리고, 이 광폭으로 형성된 상부의 슬릿(25a)에 하중 센서(50)가 설치되어 있다. 하중 센서(50)는 예압용 나사(52)에 의해 암 선단부(24)에 고정되어 있다. 하중 센서(50)는 암 기단부(22)와 암 선단부(24) 사이에 끼워지도록 배치되어 있다. 즉, 하중 센서(50)는 초음파 혼(30)의 길이 방향의 중심축으로부터 본딩 대상에 대한 접리 방향으로 오프셋하고, 본딩 암(20)의 회전 중심과 암 선단부(24)에 있어서의 초음파 혼(30)의 부착면(즉, 암 선단부(24)에 있어서의 본딩 툴(40)측의 선단면) 사이에 부착되어 있다. 그리고, 상기한 바와 같이, 본딩 툴(40)을 유지하는 초음파 혼(30)이 암 선단부(24)에 부착되어 있기 때문에, 본딩 대상으로의 반력(反力)에 의해 본딩 툴(40)의 선단에 하중이 가해지면, 암 기단부(22)에 대해 암 선단부(24)가 휘어, 하중 센서(50)에서 하중을 검출하는 것이 가능하게 되어 있다. 하중 센서(50)는, 예를 들면, 피에조 하중 센서이다.
본딩 툴(40)은 와이어(42)를 안내하기 위한 것으로, 예를 들면, 삽입통과 구멍(41)이 설치된 캐필러리이다(도 4(a) 참조). 이 경우, 본딩 툴(40)의 삽입통과 구멍(41)에 본딩에 사용하는 와이어(42)가 삽입통과되고, 그 선단으로부터 와이어(42)의 일부를 풀어내기 가능하게 구성되어 있다. 또한 본딩 툴(40)의 선단에는 와이어(42)를 누르기 위한 누름부(47)(도 4(a) 참조)가 설치되어 있다. 누름부(47)는 본딩 툴(40)의 삽입통과 구멍(41)의 축 방향의 둘레로 회전대칭인 형상을 가지고 있고, 삽입통과 구멍(41)의 주위의 하면에 누름면(48)을 가지고 있다.
본딩 툴(40)은 스프링력 등에 의해 교환 가능하게 초음파 혼(30)에 부착되어 있다. 또한 본딩 툴(40)의 상방에는 와이어 클램퍼(44)가 설치되고, 와이어 클램퍼(44)는 소정의 타이밍에 와이어(42)를 구속 또는 해방하도록 구성되어 있다. 와이어 클램퍼(44)의 더욱 상방에는 와이어 텐셔너(46)가 설치되고, 와이어 텐셔너(46)는 와이어(42)를 삽입통과시키고, 본딩 중의 와이어(42)에 적당한 텐션을 부여하도록 구성되어 있다.
와이어(42)의 재료는 가공의 용이성과 낮은 전기 저항 등으로부터 적당히 선택되며, 예를 들면, 금(Au), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 은(Ag) 등이 사용된다. 또한, 와이어(42)는 본딩 툴(40)의 선단으로부터 연장한 일부(43)가 제1 본드점에 본딩된다.
도 1로 되돌아와, 제어부(80)는 XY 구동 기구(10), Z 구동 기구(12), 초음파 혼(30)(초음파 진동자(60)) 및 하중 센서(50)에 접속되어 있고, 제어부(80)에 의해 이것들의 구성의 동작을 제어함으로써, 와이어 본딩을 위한 필요한 처리를 행할 수 있게 되어 있다. 제어부(80)는, 예를 들면, XY 구동 기구(10), Z 구동 기구(12), 하중 센서(50), 초음파 혼(30)(초음파 진동자(60)), 와이어 클램퍼(44) 등의 각 구성 사이에서 신호의 송수신을 행하는 인터페이스(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 구체적으로는, 제어부(80)는 본딩 툴(40)의 XYZ축 방향의 이동거리나 Z 방향의 하중의 제어, 와이어 클램퍼(44)의 개폐 동작, 본딩 툴(40)에 부여되는 초음파 진동의 타이밍이나 시간 및 스크러브 동작의 제어 등, 본딩 툴의 동작에 따른 제어를 행한다.
또한 제어부(80)에는, 제어 정보를 입력하기 위한 조작부(82)와, 제어 정보를 출력하기 위한 표시부(84)가 접속되어 있고, 이것에 의해 작업자가 표시부(84)에 의해 화면을 인식하면서 조작부(82)에 의해 필요한 제어 정보를 입력할 수 있게 되어 있다. 또한, 제어부(80)는 CPU 및 메모리 등을 구비하는 컴퓨터 장치이며, 메모리에는 미리 와이어 본딩에 필요한 처리를 행하기 위한 본딩 프로그램 등이 저장된다. 제어부(80)는 후술하는 반도체 장치의 제조 방법에서 설명하는 본딩 툴(40)의 동작을 제어하기 위한 각 처리를 행하기 위한 수단(각 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램)을 구비한다.
다음에 도 3∼도 6을 참조하여, 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명한다. 이 반도체 장치의 제조 방법은 상기 와이어 본딩 장치(1)를 사용하여 행해진다.
여기에서, 도 3은 반도체 장치의 제조 방법의 플로우차트이며, 도 4(a)∼(c) 및 도 5(a)∼(d)는 와이어 본딩의 처리를 도시한 것이다. 또한 도 6은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 타이밍 차트이다. 또한, 도 4(a)에서 도시된 XYZ축의 방향은 도 4(b)∼(c), 도 5(a)∼(d) 및 도 6에서도 동일하게 부합되는 것이다.
최초로, 본딩 스테이지(16)에 본딩 대상물(100)을 준비한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본딩 대상물(100)은 본 실시형태의 반도체 장치의 제조 방법에 의해 전기적으로 접속되는 제1 본드점과 제2 본드점을 갖는다. 여기에서, 제1 본드점이란 와이어로 접속하는 2점 중의 최초에 본딩하는 개소를 가리키며, 제2 본드점이란 당해 2점 중의 후에 본딩하는 개소를 가리킨다.
본딩 대상물(100)은 적어도 1개의 반도체칩을 포함하는 반도체 장치이며, 예를 들면, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 본드점으로서의 복수의 전극(112)을 갖는 반도체칩(110)과 제2 본드점으로서의 복수의 전극(122)을 갖는 기판(120)을 구비한다. 반도체칩(110)에 있어서의 전극(112)의 형성면(반도체 소자가 형성된 측의 표면)에는, 보호막으로서의 패시베이션 막(114)(도 1에서는 생략. 도 5(d) 참조.)이 형성되어 있고, 복수의 전극(112)은 각각 패시베이션 막(114)의 개구부로부터 노출되어 있다. 반도체칩(110)은 기판(120) 위에 탑재되어 있다. 이러한 양태에 있어서, 반도체칩(110)의 전극(112)으로부터 기판(120)의 전극(122)의 순서로 본딩하는 것을, 통상, 정(正)본딩이라고 부르고, 이하의 예에서는 정본딩의 예를 설명하지만, 본 실시형태의 와이어 본딩은 기판(120)의 전극(122)으로부터 반도체칩(110)의 전극(112)의 순서로 본딩하는 소위 역본딩에 적용할 수도 있다.
<시각 t0 이전 및 시각 t0∼t1의 처리>
도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 본드점인 반도체칩(110)의 전극(112)과, 제2 본드점인 기판(120)의 전극(122)을 와이어로 접속한다(S10).
구체적으로는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 본딩 툴(40)의 선단으로부터 연장된 와이어의 일부(와이어 테일)를 반도체칩(110)의 전극(112)(제1 본드점)에 본딩하고, 그 후에 본딩 툴(40)의 선단으로부터 와이어를 풀어내면서, 본딩 툴(40)을 소정의 궤적으로 이동시켜 기판(120)의 전극(122)(제2 본드점)의 상방으로 이동시키고, 본딩 툴(40)을 하강시킨다. 그리고, 도 6에 도시하는 바와 같이, 시각 t0으로부터 t1까지의 기간에 걸쳐, 와이어 클램퍼(44)를 닫은 상태에서 본딩 툴(40)을 높이(Z0)에서 가압하여, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이, 와이어(42)의 일부(94)를 기판(120)의 전극(122)에 본딩한다. 구체적으로는, 본딩 툴(40)의 누름부(47)(누름면(48))에 의해 와이어(42)의 일부(94)를 가압함과 아울러, 열, 초음파 및 스크러브 동작을 작동시킴으로써 와이어와 전극을 접합한다. 이렇게 하여, 제1 본드점인 전극(112)과 제2 본드점인 전극(122) 사이에 양자를 접속하는 와이어 루프(90)를 형성한다.
<시각 t1∼t3의 처리>
제2 본드점에서의 본딩을 끝낸 후, 와이어(42)를 풀어내면서 본딩 툴(40)을 높이(Z1)까지 상승시킨다(S11). 예를 들면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 시각 t1에 Z 구동 기구(12)를 작동시켜 본딩 툴(40)을 상승시키고, 다음에 XY 구동 기구(10)를 작동시켜 본딩 툴(40)을 와이어 루프(90)로부터 멀어지는 방향(Y 방향)으로 이동시킨다. 이 동안, 도 6에 도시하는 바와 같이, 와이어 클램퍼(44)는 열린 상태로 한다. 이렇게 하여, 본딩 툴(40)의 이동량에 따라 본딩 툴(40)의 선단으로부터 와이어(42)를 소정량만큼 풀어낸다. 이렇게 하여, 시각 t2에서, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 본딩 툴(40)의 선단과 제2 본드점 사이에 소정 길이의 와이어(42)를 연장시킨다.
그 후에 도 3에 도시하는 바와 같이, 본딩 툴(40)을 와이어 루프(90)로부터 멀어지는 방향(Y 방향)으로 더 이동시키고, 와이어(42)를 절단한다(S12). 구체적으로는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 시각 t2에 있어서, 와이어 클램퍼(44)를 닫은 상태에서 XY 구동 기구(10)를 더 작동시킴으로써 본딩 툴(40)을 와이어 루프(90)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키고, 그 후에 Z 구동 기구(12)를 작동시켜, 시각 t3에서, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이, 본딩 툴(40)을 높이 Z2까지 상승시킨다. 이렇게 하여, 시각 t2로부터 t3까지의 기간의 어느 타이밍에, 와이어(42)에 인장응력을 가하여 와이어(42)의 일부를 절단하고, 본딩 툴(40)의 선단에 와이어 테일(43)을 형성한다. 본딩 툴(40)을 와이어 루프(90)로부터 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써 와이어(42)를 절단하므로, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이, 와이어 테일(43)은 본딩 툴(40)의 이동 방향을 따라 Z 방향으로 교차하는 방향으로 구부러진 형상이 된다. 예를 들면, 본딩 툴(40)을 제1 본드점과 제2 본드점을 연결하는 Y 방향의 직선 위로 이동시켜 와이어 테일(43)을 Y 방향으로 구부러진 형상이 되도록 연장시켜도 된다. 또한 와이어(42)가 절단되는 타이밍은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 시각 t2 이후에 XY 구동 기구(10)가 작동하고 있는 기간 동안에 와이어(42)를 절단해도 되고, XY 구동 기구(10)의 작동이 정지한 후에 Z 구동 기구(12)가 작동하여 본딩 툴(40)이 상승해 있는 기간 동안에 와이어(42)를 절단해도 된다.
이러한 처리에 의해, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이, 제1 본드점과 제2 본드점 사이를 접속하기 위해 소정 형상으로 연장된 와이어 루프(130)를 형성할 수 있다. 와이어 루프(130)는 제2 본드점인 전극(122) 위에 접합부(134)를 가지고 있다. 접합부(134)는 본딩 툴(40)의 본딩에 의해 와이어 직경보다도(예를 들면, 1/3 정도) 얇아지도록 소성 변형되어 있다.
<시각 t3∼t6의 처리>
와이어 테일(43)을 형성한 후, 본딩 툴(40)을 이미 본딩 완료된 제2 본드점의 상방으로 이동시킨다(S13). 구체적으로는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 시각 t3으로부터 t4에 걸쳐 XY 구동 기구(10)를 작동시킴으로써 본딩 툴(40)을 이동시키고, 시각 t4에서, 도 5(a)에 도시하는 바와 같이, 와이어 테일(43)을 제2 본드점의 상방에 배치한다. 기판(120) 위에 본딩 완료된 제2 본드점이 복수 있는 경우, 직전에 본딩한 제2 본드점으로 이동시키는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 본딩 툴(40)의 이동량을 최소한으로 할 수 있고, 또한 와이어 테일(43)의 연장 방향과 제2 본드점 상의 와이어 루프(130)의 연장 방향이 대략 일치하고 있으므로, 본딩 툴(40)의 방향을 특별히 조정할 필요가 없어, 후술하는 와이어 테일(43)의 굽힘 가공을 용이하게 행할 수 있다.
다음에, 도 3에 도시하는 바와 같이, 와이어 테일(43)을 제2 본드점 상의 와이어 루프(130)의 일부에 내리누른다(S14). 구체적으로는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 시각 t4로부터 t5에 걸쳐 Z 구동 기구(12)를 작동시켜 본딩 툴(40)을 제2 본드점을 향해 하강시키고, 시각 t5로부터 t6의 기간에 걸쳐 와이어 테일(43)을 와이어 루프(130)의 일부에 내리누르도록 본딩 툴(40)을 높이 Z3에서 가압한다.
예를 들면, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 와이어 테일(43)을 제2 본드점 상의 와이어 루프(130)의 접합부(스티치)(134)(구체적으로는 접합부(134)의 선단(135))에 내리눌러도 된다. 제2 본드점 상의 선단(135)은 전극(122)의 표면(또는 기판(120)의 표면)으로부터 돌기해(단차를 형성하고) 있으므로, 와이어 테일(43)을 와이어 루프(130)의 선단(135)에 내리누름으로써, 선단(135)을 기점으로 하여 와이어 테일(43)의 선단(43a)이 상방을 향하도록 와이어 테일(43)을 굽힘 가공할 수 있다. 또한 와이어 테일의 선단(43a)를 제외한 부분(43b)은, 본딩 툴(40)의 누름부(47)(누름면(48))에 의한 누름에 의해, XY 평면에 대략 평행한 방향으로 연장되도록 가공된다. 이렇게 하여, 와이어 테일(43)을, XY 평면으로부터 비스듬히 상방을 향하도록 연장한 선단(43a)을 갖고, 당해 선단(43a)을 제외한 부분(43b)이 XY 평면에 대략 평행하게 연장된 형상을 갖도록 가공할 수 있다.
<시각 t6∼t7 및 시각 t7 이후의 처리>
그 후에 도 6에 도시하는 바와 같이, 시각 t6으로부터 t7에 걸쳐 Z 구동 기구(12)를 작동시키고 본딩 툴(40)을 높이 Z4까지 상승시킨다(S15). 이렇게 하여, 시각 t7에서, 도 5(c)에 도시하는 바와 같이, 제1 본드점과 제2 본드점을 접속하는 와이어 루프(130)를 형성함과 아울러, 본딩 툴(40)의 선단에 소정 형상으로 굽힘 가공된 와이어 테일(43)을 형성할 수 있다. 그 후에, 도 3에 도시하는 바와 같이, 본딩 대상물(100)에 대하여 다음 와이어 본딩을 행할 필요가 있는지 아닌지를 판정하고(S16), 필요가 있는 경우(S16 Yes)는 본딩 툴(40)을 다음 와이어 본딩을 위한 제1 본드점으로 이동시켜 와이어 테일(43)을 제1 본드점에 본딩하고, S10∼S15의 일련의 공정을 반복하여 행한다. 다른 한편, 다음의 와이어 본딩을 행할 필요가 없고, 본딩 대상물(100)에 대한 와이어 본딩을 모두 마친 경우(S16 No)는 당해 본딩 대상물(100)에 대한 와이어 본딩 공정을 종료한다.
다음의 와이어 본딩을 행하는 경우(S16 Yes), 도 6에 도시하는 바와 같이, 시각 t7 이후에 있어서 XY 구동 기구(10)를 작동시켜 본딩 툴(40)을 다음 제1 본드점의 상방으로 이동시킨다. 그 후에 본딩 툴(40)을 제1 본드점인 반도체칩(110)의 전극(112)을 향하여 하강시켜, 도 5(d)에 도시하는 바와 같이, 본딩 툴(40)의 선단으로부터 연장한 와이어 테일(43)을 전극(112)에 본딩한다. 여기에서, 반도체칩(110)은 기판(120) 위에 탑재되어 있고, 반도체칩(110)에 있어서의 전극(112)의 형성면(반도체 소자가 형성된 측의 표면)에는, 보호막으로서의 패시베이션 막(114)이 설치되어 있다. 그리고, 와이어 테일(43)의 일부(선단을 제외한 부분(43b))가 전극(122)에 있어서의 패시베이션 막(114)의 개구부로부터의 노출 영역에 접합된다. 와이어 테일(43)의 선단(43a)은 XY 평면으로부터 비스듬히 상방을 향하도록 연장되어 있으므로, 와이어 테일(43)이 인접하는 다른 요소(예를 들면, 패시베이션 막(114) 또는 인접하는 다른 전극 등)에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 본딩 툴(40)을 본딩 완료된 와이어 루프(130)가 형성된 제2 본드(전극(122))를 향해서 하강시켜, 와이어 테일(43)을 제2 본드점 상의 와이어 루프(130)의 일부에 내리누름으로써, 와이어 테일(43)의 굽힘 가공을 행한다. 이것에 의해, 본딩 툴(40)의 이동량을 억제함과 아울러 굽힘 가공을 위한 별개의 부재를 준비할 필요가 없으므로, 간편하고 또한 효율적으로 와이어 테일의 굽힘 가공을 행할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 다음의 와이어 본딩에 있어서의 제1 본드점에서의 본딩에 있어서, 와이어의 선단이 다른 인접하는 요소에 접촉하는 것을 방지할 수 있어, 반도체 장치의 손상 혹은 불량의 발생을 방지함과 아울러, 설계 자유가 높고, 간편하고 또한 효율적인 처리를 행할 수 있다.
본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지로 변형하여 적용하는 것이 가능하다.
상기 실시형태에서는, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 와이어 테일(43)을 제2 본드점 상의 와이어 루프(130)의(접합부(134)의) 선단(135)에 내리누르는 예를 게시했지만, 본 발명은 이 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 7에 도시하는 바와 같이, 와이어 테일(43)을 제2 본드점 상의 와이어 루프(130)의 상승부(136)에 내리눌러도 된다. 제2 본드점 상의 상승부(136)는 와이어 루프(130)의 접합부(134)로부터 돌기해(단차를 형성하고) 있으므로, 와이어 루프(130)의 상승부(136)를 기점으로 하여, 이 경우도, 와이어 테일(43)의 선단(43a)이 상방을 향하도록 와이어 테일(43)을 굽힘 가공할 수 있다.
또한 본딩 툴(40)의 XYZ 방향으로의 이동은 상기 실시형태에 따른 예에서 제시한 구성에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 직선 궤도뿐만 아니라 곡선 궤도를 그리는 처리를 포함하고 있어도 된다. 또한 본딩 툴(40)의 형상도 도시하는 것에 한정되는 것은 아니다.
상기 발명의 실시형태를 통해 설명된 실시예나 응용예는, 용도에 따라 적당히 조합하고, 또는 변경 혹은 개량을 가하여 사용할 수 있으며, 본 발명은 상술한 실시형태의 기재에 한정되는 것은 아니다. 그러한 조합 또는 변경 혹은 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이 특허청구범위의 기재로부터 명확하다.
1…와이어 본딩 장치
40…본딩 툴(캐필러리)
42…와이어
43…와이어 테일
43a…와이어 테일의 선단
80…제어부
130…와이어 루프
135…와이어 루프의 선단
136…와이어 루프의 상승부

Claims (6)

  1. 본딩 툴에 의해 제1 본드점과 제2 본드점 사이에 와이어 루프를 형성한 후에, 상기 본딩 툴의 선단으로부터 연장한 와이어의 일부를 절단하고, 상기 본딩 툴의 선단에 와이어 테일을 형성하는 와이어 테일 형성 공정과,
    상기 본딩 툴을 상기 와이어 루프가 형성된 상기 제2 본드점의 상방으로 이동시키는 공정과,
    상기 본딩 툴을 상기 와이어 루프가 형성된 상기 제2 본드점을 향하여 하강시켜, 상기 와이어 테일을 상기 제2 본드점 상의 상기 와이어 루프의 일부에 내리누름으로써, 상기 와이어 테일의 선단이 상방을 향하도록 상기 와이어 테일을 굽힘 가공하는 와이어 테일 굽힘 공정과,
    상기 굽힘 가공한 상기 와이어 테일을, 내리누른 상기 제2 본드점 상의 상기 와이어 루프로부터 떨어지게 하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 와이어 테일 굽힘 공정에서, 상기 와이어 테일을 직전에 본딩한 상기 제2 본드점 상의 상기 와이어 루프의 일부에 내리누르는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 와이어 테일 굽힘 공정에서, 상기 와이어 테일을 상기 제2 본드점 상의 상기 와이어 루프의 선단에 내리누르는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 와이어 테일 굽힘 공정에서, 상기 와이어 테일을 상기 제2 본드점 상의 상기 와이어 루프의 상승부에 내리누르는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 와이어 테일 형성 공정에서, 상기 와이어를 풀어내면서 상기 본딩 툴을 상승시켜, 상기 본딩 툴을 상기 와이어 루프로부터 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써 상기 와이어의 일부를 절단하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 본딩 툴에 의해 제1 본드점과 제2 본드점 사이에 와이어 루프를 형성하기 위한 와이어 본딩 장치로서,
    상기 본딩 툴의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부가,
    상기 본딩 툴의 선단으로부터 연장한 와이어의 일부를 절단하고, 상기 본딩 툴의 선단에 와이어 테일을 형성하는 공정과,
    상기 본딩 툴을 상기 와이어 루프가 형성된 상기 제2 본드점의 상방으로 이동시키는 공정과,
    상기 본딩 툴을 상기 와이어 루프가 형성된 상기 제2 본드점을 향하여 하강시켜, 상기 와이어 테일을 상기 제2 본드점 상의 상기 와이어 루프의 일부에 내리누름으로써, 상기 와이어 테일의 선단이 상방을 향하도록 상기 와이어 테일을 굽힘 가공하는 공정과,
    상기 굽힘 가공한 상기 와이어 테일을, 내리누른 상기 제2 본드점 상의 상기 와이어 루프로부터 떨어지게 하는 공정을
    실행하도록 구성된 와이어 본딩 장치.
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