KR20150068896A - 와이어 본딩의 검사 방법 및 와이어 본딩의 검사 장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 본딩 양부를 효율적으로 판정하는 것이다.
[해결 수단] 와이어 본딩의 검사 방법은 기준 전위로 설정된 리드프레임과, 이 리드프레임에 탑재된 반도체 디바이스를 와이어에 의해 전기적으로 접속하는 것을 포함한다. 이 검사 방법은 (a) 선단으로부터 와이어의 일부가 연장되어 있는 본딩 툴을 반도체 디바이스의 복수의 전극 중 소정 전극을 향하여 하강시키는 것, (b) 와이어의 일부를 반도체 디바이스의 소정 전극에 본딩하는 것, (c) 본딩 툴의 선단으로부터 와이어를 풀어내면서 본딩 툴을 소정의 궤적을 따라 이동시키고, 본딩 툴의 선단으로부터 연장된 와이어의 일부를 리드프레임의 리드 부분의 상방까지 이동시키는 것, (d) 와이어의 일부를 리드프레임의 리드 부분에 본딩하는 것, (e) 와이어를 절단하는 것을 포함하고, 또한, (f) 상기 (b) 및/또는 (c)일 때에, 와이어에 반도체 디바이스의 기판 부분과 본딩하고자 하는 소정 전극 사이의 다이오드에 상당하는 부분에 순방향으로 전류가 흐르는 방향의 전압과는 역극성의 인가 전압을 공급하는 것을 포함하고, 상기 (f)에서, 인가 전압과 리드프레임의 기준 전위 사이의 전위차에 따라 흐르는 전류에 기초하는 전압값을 검출함으로써 본딩 양부를 검사한다.

Description

와이어 본딩의 검사 방법 및 와이어 본딩의 검사 장치{METHOD FOR TESTING WIRE BONDING AND APPARATUS FOR TESTING WIRE BONDING}

본 발명은 와이어 본딩의 검사 방법 및 와이어 본딩의 검사 장치에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 반도체 디바이스와 리드프레임을 와이어에 의해 전기적으로 접속하는 와이어 본딩이 널리 사용되고 있다. 와이어 본딩에서는, 와이어가 반도체 디바이스의 원하는 전극과 리드프레임의 원하는 리드 사이를 확실하게 전기 접속하고 있는지 아닌지를 검사하는 것이 요구된다. 종래, 이러한 검사 방법으로서는, 와이어 본딩 공정을 모두 끝낸 후에, 반도체 장치를 화상 처리함으로써 행해지는 것이 일반적이었다.

그러나, 이러한 화상 처리에 의한 검사 방법은, 본딩 양부(良否)를 시각적으로 판정하게 되기 때문에, 검사 공정에 많은 시간과 노력을 요하는 경우가 있고, 게다가, 본딩 양부를 확실하고 또한 용이하게 판정할 수 없는 경우가 있었다. 또한 와이어 본딩 공정을 모두 끝낸 후에 검사를 행하므로, 와이어 본딩 도중에 발생한 본딩 불량은 발견할 수 없고, 결과적으로, 불필요한 와이어 본딩을 행해 버리는 경우도 있어, 제조 효율이 좋지는 않았다.

이 점, 예를 들면, 와이어 본딩을 행하면서 본딩 양부를 검사하는 수법으로서, 와이어 본딩 공정 중에 와이어에 소정의 전압을 인가하고, 반도체 디바이스의 전극에 접속된 와이어의 일부(디폼드 볼)가 전극으로부터 벗겨져 버렸을 때에 발생하는 전압의 변화를 검출함으로써, 본딩 불량을 발견하는 수법이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).

일본 특개 소63-84132호 공보

(발명의 개요)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그렇지만, 상기 특허문헌 1에 기재된 발명의 검사 방법은, 와이어가 전극으로부터 벗겨졌는지 아닌지를 판정할 수 있을 뿐이며, 예를 들면, 디폼드 볼이 인접하는 다른 전극과 단락되어 있거나, 와이어가 인접하는 다른 와이어와 단락되어 있는 등, 본딩 불량의 발생을 널리 망라적으로 판정하는 것에는 대응할 수 없었다.

특히, 최근 반도체 디바이스의 고집적화 또한 소형화에 따라, 전극 간의 피치도 보다 좁아져 가고 있는 것을 감안하면, 와이어가 본딩하고자 하는 전극에 인접하는 다른 전극이나 다른 와이어 등과 단락되는 것에 수반되는 본딩 불량의 발생은 무시할 수 없게 되고 있다.

그래서, 본 발명은 상기한 과제를 해결할 수 있는 와이어 본딩의 검사 방법 및 와이어 본딩의 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 1태양에 따른 와이어 본딩의 검사 방법은 기준 전위로 설정된 리드프레임과, 이 리드프레임에 탑재된 반도체 디바이스를 와이어에 의해 전기적으로 접속하는 와이어 본딩의 검사 방법으로서, (a) 선단으로부터 와이어의 일부가 연장되어 있는 본딩 툴을, 상기 반도체 디바이스의 복수의 전극 중 소정 전극을 향하여 하강시키는 것, (b) 상기 와이어의 일부를, 상기 반도체 디바이스의 상기 소정 전극에 본딩하는 것, (c) 상기 본딩 툴의 선단으로부터 상기 와이어를 풀어내면서 상기 본딩 툴을 소정의 궤적을 따라 이동시키고, 상기 본딩 툴의 선단으로부터 연장된 상기 와이어의 일부를 상기 리드프레임 리드 부분의 상방까지 이동시키는 것, (d) 상기 와이어의 일부를 상기 리드프레임의 상기 리드 부분에 본딩하는 것, (e) 상기 와이어를 절단하는 것을 포함하고, 상기 검사 방법은, 또한, (f) 상기 (b) 및/또는 상기 (c)일 때에, 상기 와이어에, 상기 반도체 디바이스의 기판 부분과 본딩하고자 하는 상기 소정 전극 사이의 다이오드에 상당하는 부분에 순방향으로 전류가 흐르는 방향의 전압과는 역극성의 인가 전압을 공급하는 것을 포함하고, 상기 (f)에 있어서, 상기 인가 전압과 상기 리드프레임의 상기 기준 전위 사이의 전위차에 따라 흐르는 전류에 기초하는 전압값을 검출함으로써 본딩 양부를 검사하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 와이어 본딩 공정 시에, 와이어에 공급한 인가 전압에 대한 검출 전압값의 변화를 검출함으로써 본딩 양부를 검사한다. 따라서, 본딩 양부를 효율적으로 판정할 수 있다. 또한 전압값의 변화를 검출함으로써 와이어의 단락이나 접촉 불량 등의 여러 태양의 와이어 본딩 불량을 검사할 수 있으므로, 본딩 양부를 용이하고 또한 확실하게 판정할 수 있다.

상기 와이어 본딩의 검사 방법에 있어서, 상기 (f)는, 상기 (b)일 때에, 상기 와이어의 일부가, 본딩하고자 하는 상기 소정 전극에 인접하는 다른 전극 및/또는 디폼드 볼에 접촉했을 때의, 상기 인가 전압과 상기 리드프레임의 상기 기준 전위 사이의 전위차에 따라 흐르는 전류에 기초하는 전압값을 검출하는 것을 포함해도 된다.

상기 와이어 본딩의 검사 방법에 있어서, 상기 (f)는, 상기 (c)일 때에, 상기 본딩 툴의 선단으로부터 풀어내진 상기 와이어의 일부가, 본딩하고자 하는 상기 소정 전극에 인접하는 다른 전극에 전기적으로 접속된 다른 와이어에 접촉했을 때의, 상기 인가 전압과 상기 리드프레임의 상기 기준 전위 사이의 전위차에 따라 흐르는 전류에 기초하여 전압값을 검출하는 것을 포함해도 된다.

상기 와이어 본딩의 검사 방법에 있어서, 상기 (f)는 상기 (d)의 본딩 직전의 소정 기간에 상기 와이어에 상기 인가 전압을 공급하는 것을 포함해도 된다.

상기 와이어 본딩의 검사 방법에 있어서, 상기 (f)는 상기 소정 기간보다도 앞의 기간에, 상기 와이어에 상기 다이오드에 상당하는 부분에 순방향으로 전류가 흐르는 방향의 전압과 동일 극성의 인가 전압을 공급하는 것을 포함해도 된다.

상기 와이어 본딩의 검사 방법에 있어서, 상기 기준 전위는 접지 전위이어도 된다.

본 발명의 1태양에 따른 와이어 본딩의 검사 장치는, 기준 전위로 설정된 리드프레임과, 이 리드프레임에 탑재된 반도체 디바이스를 와이어에 의해 전기적으로 접속하는 와이어 본딩의 검사 장치로서, 상기 와이어 본딩은, (a) 선단으로부터 와이어의 일부가 연장되어 있는 본딩 툴을 상기 반도체 디바이스의 복수의 전극 중 소정 전극을 향하여 하강시키는 것, (b) 상기 와이어의 일부를 상기 반도체 디바이스의 상기 소정 전극에 본딩하는 것, (c) 상기 본딩 툴의 선단으로부터 상기 와이어를 풀어내면서 상기 본딩 툴을 소정의 궤적을 따라 이동시키고, 상기 본딩 툴의 선단으로부터 연장된 상기 와이어의 일부를 상기 리드프레임 리드 부분의 상방까지 이동시키는 것, (d) 상기 와이어의 일부를 상기 리드프레임의 상기 리드 부분에 본딩하는 것, (e) 상기 와이어를 절단함으로써 행해지고, 상기 검사 장치는 상기 와이어에 인가 전압을 공급하는 전압 공급 수단과, 상기 와이어를 통하여 흐르는 전류에 기초하는 전압값을 검출하는 전압 검출 수단을 구비하고, 상기 전압 공급 수단은, 상기 (b) 및/또는 상기 (c)일 때에, 상기 와이어에, 상기 반도체 디바이스의 기판 부분과 본딩하고자 하는 상기 소정 전극 사이의 다이오드에 상당하는 부분에 순방향으로 전류가 흐르는 방향의 전압과는 역극성의 인가 전압을 공급하도록 구성되고, 상기 전압 검출 수단은, 본딩 양부를 검사하기 위하여, 상기 인가 전압과 상기 리드프레임의 상기 기준 전위 사이의 전위차에 따라 흐르는 전류에 기초하는 전압값을 검출하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 와이어 본딩 공정 시에, 와이어에 공급한 인가 전압에 대한 검출 전압값의 변화를 검출함으로써 본딩 양부를 검사한다. 따라서, 본딩 양부를 효율적으로 판정할 수 있다. 또한 전압값의 변화를 검출함으로써 와이어의 단락이나 접촉 불량 등의 여러 태양의 와이어 본딩 불량을 검사할 수 있으므로, 본딩 양부를 용이하고 또한 확실하게 판정할 수 있다.

본 발명에 의하면, 와이어 본딩 공정 시에, 와이어에 공급한 인가 전압에 대한 검출 전압값의 변화를 검출함으로써 본딩 양부를 검사한다. 따라서, 본딩 양부를 효율적으로 판정할 수 있다. 또한 전압값의 변화를 검출함으로써 와이어의 단락이나 접촉 불량 등의 여러 태양의 와이어 본딩 불량을 검사할 수 있으므로, 본딩 양부를 용이하고 또한 확실하게 판정할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 와이어 본딩 장치의 구성도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 와이어 본딩의 검사 장치를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 실시형태에 따른 와이어 본딩의 검사 방법을 나타내는 플로우챠트이다.
도 4(a)∼(d)는 본 실시형태에 따른 와이어 본딩의 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시형태에 따른 와이어 본딩의 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 실시형태에 따른 와이어 본딩의 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7(a)∼(e)는 본 실시형태에 따른 와이어 본딩의 검사 방법에 관한 타이밍 챠트이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하에 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 부호로 나타내고 있다. 도면은 예시로서, 각 부의 치수나 형상은 모식적인 것이며, 본원발명의 기술적 범위를 당해 실시형태에 한정하여 해석해서는 안 된다.

도 1은 본 실시형태에 따른 본딩 장치의 구성도이다. 본 실시형태에 따른 와이어 본딩 장치는 와이어 본딩 공정을 실시하기 위하여 사용되는 장치이며, 일례로서, 본 실시형태에 따른 와이어 본딩의 검사 장치(30)를 구비하고 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 와이어 본딩 장치(1)는 제어 장치(10), 베이스(11), XY 테이블(12), 본딩 헤드(13), 토치 전극(14), 캐필러리(15), 초음파 혼(16), 와이어 클램퍼(17), 와이어 텐셔너(18), 회전 스풀(19), 본딩 스테이지(20), 히터(21), 검사 장치(30), 조작부(40), 디스플레이(41) 및 카메라(42) 등을 구비하여 구성된다.

이하의 실시형태에서는, 본딩 대상이 되는 반도체 디바이스(예를 들면, 반도체 다이)나 리드프레임에 평행한 평면을 XY 평면으로 하고, XY 평면에 수직한 방향을 Z 방향으로 한다. 캐필러리(15)의 선단 위치는 X 좌표, Y 좌표 및 Z 좌표로 표시되는 공간 좌표(X, Y, Z)로 특정된다.

베이스(11)는 XY 테이블(12)을 미끄럼운동 가능하게 재치하여 구성되어 있다. XY 테이블(12)은 제어 장치(10)로부터의 구동 신호에 기인하여 캐필러리(15)를 XY 평면에서 소정의 위치로 이동 가능한 이동 장치이다.

본딩 헤드(13)는 제어 장치(10)로부터의 구동 신호에 기인하여 초음파 혼(16)을 Z 방향으로 이동 가능하게 유지하는 이동 장치이다. 본딩 헤드(13)는 경량인 저중심 구조를 갖추고 있어, XY 테이블(12)의 이동에 따라 발생하는 관성력에 의한 캐필러리(15)의 움직임을 억제 가능하게 구성되어 있다.

초음파 혼(16)은 말단으로부터 선단에 걸쳐, 말단부, 플랜지부, 혼부 및 선단부의 각 부로 구성된 막대 형상 부재이다. 말단부는 제어 장치(10)로부터의 구동 신호에 따라 진동하는 초음파 발진기(161)가 배치되어 있다. 플랜지부는 초음파 진동의 마디가 되는 위치에서 본딩 헤드(13)에 공진 가능하게 부착되어 있다. 혼부는 말단부의 직경에 비해 길게 뻗어 있는 암이며, 초음파 발진기(161)에 의한 진동의 진폭을 확대하여 선단부에 전달하는 구조를 갖추고 있다. 선단부는 캐필러리(15)를 교환 가능하게 유지하는 부착부로 되어 있다. 초음파 혼(16)은 전체적으로 초음파 발진기(161)의 진동에 공명하는 공진 구조를 가지고 있어, 공진시의 진동의 마디에 초음파 발진기(161) 및 플랜지가 위치하고, 진동의 볼록한 부분에 캐필러리(15)가 위치하는 구조로 구성되어 있다. 이들 구성에 의해, 초음파 혼(16)은 전기적인 구동 신호를 기계적인 진동으로 변환하는 트랜스듀서로서 기능한다.

캐필러리(15)는 와이어 본딩에 사용되는 본딩 툴이다. 캐필러리(15)에는 삽입통과 구멍이 설치되어 있고, 본딩에 사용하는 와이어(w)가 삽입통과되어 풀어내기 가능하게 구성되어 있다. 캐필러리(15)는 스프링력 등에 의해 교환 가능하게 초음파 혼(16)에 부착되어 있다.

와이어 클램퍼(17)는 제어 장치(10)의 제어 신호에 기인하여 개폐 동작을 행하는 전자석 구조를 구비하고 있어, 소정의 타이밍에 와이어(w)를 파지하거나 해방하거나 하는 것이 가능하게 구성되어 있다.

와이어 텐셔너(18)는 와이어(w)를 삽입통과하고, 제어 장치(10)의 제어 신호에 기인하여 와이어(w)에 대한 장력을 자유롭게 변경함으로써, 본딩 중의 와이어(w)에 적당한 장력을 주는 것이 가능하게 구성되어 있다.

회전 스풀(19)은 와이어(w)가 둘러감긴 릴을 교환 가능하게 유지하고 있고, 와이어 텐셔너(18)를 통하여 미쳐지는 장력에 따라 와이어(w)를 풀어내도록 구성되어 있다. 또한, 와이어(w)의 재료는 가공의 용이함과 전기 저항이 낮은 것에 선택된다. 통상, 금(Au)이나 알루미늄(Al)이나 구리(Cu) 등이 사용된다.

토치 전극(14)은 도시하지 않은 방전 안정화 저항를 통하여 도시하지 않은 고전압 전원에 접속되어 있고, 제어 장치(10)로부터의 제어 신호에 기인하여 스파크(방전)를 발생하고, 스파크의 열에 의해 캐필러리(15)의 선단으로부터 풀어내져 있는 와이어(w)의 선단에 볼을 형성 가능하게 구성되어 있다. 또한 토치 전극(14)의 위치는 고정되어 있고, 방전 시에는 캐필러리(15)가 토치 전극(14)으로부터 소정의 거리까지 접근하여, 와이어(w)의 선단과 토치 전극(14) 사이에서 적당한 스파크가 발생하게 된다.

본딩 스테이지(20)는 본딩 대상이 되는 반도체 디바이스(50) 및 리드프레임(60)을 가공면에 재치하는 스테이지이다. 본딩 스테이지(20)의 가공면의 하부에는 히터(21)가 설치되어 있고, 반도체 디바이스(50) 및 리드프레임(60)을 본딩에 적합한 온도까지 가열 가능하게 구성되어 있다.

검사 장치(30)는 본 실시형태에 따른 와이어 본딩의 검사 방법에 사용되는 장치이다. 검사 장치(30)와 제어 장치(10) 사이는 일방이 타방의 기능을 작동 또는 정지시킬 수 있도록 신호의 송수신이 가능하게 구성되어 있다.

조작부(40)는 트랙볼, 조이스틱, 터치패널 등의 입력 수단을 구비하고, 오퍼레이터의 조작 내용을 제어 장치(10)에 출력하는 입력 장치이다. 카메라(42)는 본딩 스테이지(20)의 가공면에 재치된 반도체 디바이스(50)나 리드프레임(60)을 촬영 가능하게 구성되어 있다. 디스플레이(41)는 카메라(42)에서 촬상된 화상을 오퍼레이터에 시인 가능한 소정의 배율로 표시한다. 오퍼레이터는 디스플레이(41)에 표시되는 반도체 디바이스(50)의 전극이나 리드프레임(60)을 관찰하면서 조작부(40)를 조작하여 캐필러리(15)의 궤적을 설정해 간다.

제어 장치(10)는 소정의 소프트웨어 프로그램에 기초하여 당해 와이어 본딩 장치(1)를 제어하는 각종 제어 신호를 출력 가능하게 구성되어 있다. 구체적으로는, 제어 장치(10)는 한정이 없는 예시로서 이하의 제어를 행한다.

(1) 도시하지 않은 위치 검출 센서로부터의 검출 신호에 기인하여 캐필러리(15)의 선단의 공간 위치(X, Y, Z)를 특정하고, 상기 프로그램에 의해 규정되는 공간 위치에 캐필러리(15)를 이동시키는 구동 신호를 XY 테이블(12) 및 본딩 헤드(13)에 출력하는 것.

(2) 본딩 점으로의 본딩 시에 초음파 진동을 발생시키는 제어 신호를 초음파 혼(16)의 초음파 발진기(161)에 출력하는 것.

(3) 상기 프로그램에 의해 규정되는 와이어(w)의 풀어내기량이 소정량이 되도록 와이어 클램퍼(17)의 개폐 동작을 제어하는 제어 신호를 출력하는 것. 구체적으로 와이어(w)를 풀어낼 때는 와이어 클램퍼(17)를 해방 상태로 하고, 와이어(w)에 굴곡점을 형성하는 경우 또는 절단하는 경우에는 와이어 클램퍼(17)를 구속 상태로 한다.

(4) 와이어(w)의 선단에 볼을 형성할 때에 토치 전극(14)에 방전시키기 위한 제어 신호를 출력하는 것.

(5) 카메라(42)로부터의 화상을 디스플레이(41)에 출력하는 것.

(6) 조작부(40)의 조작 내용에 기초하여 본딩점, 굴곡점 등의 공간 좌표를 특정하는 것.

또한, 상기 본딩 장치(1)의 구성은 예시이며, 상기에 한정되지 않는다. 예를 들면, X 방향, Y 방향 또는 Z 방향으로 이동시키는 이동 장치는 본딩 스테이지(20)측에 형성해도 되고, 또한 본딩 장치(1)측 및 본딩 스테이지(20)측의 쌍방에 형성해도 된다.

도 2는 본 실시형태에 따른 와이어 본딩의 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다. 이 검사 장치(30)는 반도체 디바이스(50)와 리드프레임(60)을 전기적으로 접속하기 위한 와이어 본딩이 정상적으로 행해졌는지 아닌지(본딩 양부)를 검사하는 것이다.

반도체 디바이스(50)의 일방의 면에는 복수의 전극(52, 54)이 형성되어 있다. 일반적으로, 반도체 디바이스(50)는 각각의 전극마다 극성을 가지고 있다. 예를 들면, 반도체 디바이스(50)의 기판 부분이 n형 기판으로 이루어지고, 전극(52, 54)이 p형 불순물 영역 위에 형성된 경우, 반도체 디바이스(50)는 전체적으로 보면, 기판측을 캐소드로 하고 전극측을 애노드로 한 다이오드(53, 55)에 상당하는 부분(이하, 단지 「다이오드」라고 한다.)을 구비하는 것이 된다.

리드프레임(60)은, 예를 들면, 구리 등의 금속으로 이루어지는 도전성 프레임이다. 리드프레임(60)은 다이 패드(62)와, 복수의 이너 리드(64)와, 복수의 아우터 리드(도 2에서는 생략되어 있다.)의 각 부분을 포함하고, 그것들의 각 부분은 제조 공정의 단계(적어도 와이어 본딩 공정의 단계)에서는 일체로 형성되어 서로 전기적으로 접속된 상태로 되어 있다. 또한 리드프레임(60)은 본딩 스테이지(가공대)(20)에 재치되어 있고, 적어도 와이어 본딩 공정 중에서는 기준 전위(예를 들면, 접지 전위(GND))로 설정되어 있다.

반도체 디바이스(50)는, 도전성 접착제(도시하지 않음)를 통하여, 리드프레임(60)의 다이 패드(62)에 다이본딩되어 있고, 반도체 디바이스(50)의 기판 부분(반도체 디바이스(50)의 이면)은 리드프레임(60)에 실질적으로 동일 전위로 되어 있다. 와이어 본딩 공정에서는, 반도체 디바이스(50)의 복수의 전극과, 리드프레임(60)의 복수의 이너 리드가 서로 복수의 와이어에 의해 결선되고, 일반적으로는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 1개의 전극(54)과 1개의 이너 리드(64)가 1개의 와이어(70)에 의해 전기적으로 접속된다.

본 실시형태에 따른 와이어 본딩의 검사 장치(30)는 전압 공급 수단(32)과, 전압 검출 수단(34)과, 제어 수단(36)과, 판정 수단(38)과, 기억 수단(39)을 구비한다.

전압 공급 수단(32)은, 버퍼(90) 및 전류 제한 저항(92)을 통하여, 캐필러리(15)에 의해 유지된 와이어(w)에 인가 전압을 공급하도록 구성되어 있다. 전압 공급 수단(32)은 직류 전원을 갖는다. 즉, 전압 공급 수단(32)은 반도체 디바이스(50)의 기판 부분과 본딩하고자 하는 소정의 전극(52) 사이에 형성되는 다이오드(53)의 극성에 따라, 와이어(w)에 정전압 또는 부전압을 공급한다.

전압 검출 수단(34)은, 전압 공급 수단(32)의 인가 전압에 따라, 전류 제한 저항(94) 및 버퍼(96)를 통하여, 캐필러리(15)에 의해 유지된 와이어(w)로부터 흐르는 전류에 기초하는 전압값을 검출하도록 구성되어 있다.

제어 수단(36)은 전압 공급 수단(32)의 인가 전압의 전압값(정부의 방향이나 크기) 및 인가 전압의 공급 타이밍 등을 제어하도록 구성되어 있다. 제어 수단(36)은, 제어 장치(10)에 의한 와이어 본딩의 처리에 연동하여, 미리 정해진 프로그램에 기초하여 전압 공급 수단(32)의 동작을 제어한다. 또한, 인가 전압의 전압값이나 인가 전압의 공급 타이밍의 초기 설정은 장치 조작자에 의한 손 입력에 의해 행할 수 있다.

판정 수단(38)은 전압 검출 수단(34)에 의해 검출된 전압값에 기초하여 와이어 본딩의 처리가 정상적으로 행해졌는지 아닌지(본딩 양부)를 판정하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 판정 수단(38)은 전압 공급 수단(32)으로부터의 인가 전압에 관한 데이터, 전압 검출 수단(34)으로부터의 검출 전압에 관한 데이터 및 와이어 본딩을 제어하는 제어 장치(10)로부터의 와이어 본딩의 처리에 관한 데이터(예를 들면, 캐필러리(15)의 Z 위치 및 시간의 각 데이터)에 기초하여, 본딩 양부를 판정한다. 판정 수단(38)에 의한 판정 결과는, 예를 들면, 디스플레이(도시하지 않음)에 표시 함으로써 장치 조작자가 시인할 수 있게 구성되어 있어도 된다. 또한 판정 수단(38)에 의한 판정 결과의 데이터는 와이어 본딩을 제어하는 제어 장치(10)에 송신되고, 이 판정 결과의 데이터에 기초하여 제어 장치(10)가 와이어 본딩 공정을 계속 또는 정지하도록 구성되어 있어도 된다.

기억 수단(39)은 검사 장치(30)의 상기 각 수단의 데이터를 저장하는 것이다. 예를 들면, 기억 수단(39)에 저장된 데이터에 기초하여 제어 수단(32)에 의한 제어가 행해져도 된다. 예를 들면, 다이오드의 극성이 같은 타입의 반도체 디바이스마다, 전압 공급 수단(32)의 인가 전압의 전압값(정부의 방향이나 크기) 및 인가 전압의 공급 타이밍 등의 데이터를 기억 수단(39)에 미리 저장해 두고, 이러한 사전 데이터를 사용하여 와이어 본딩의 검사를 행해도 된다.

다음에 본 실시형태에 따른 와이어 본딩의 검사 방법에 대하여 설명한다. 이하의 예에서는, 상기한 와이어 본딩 장치(1)를 사용하여 와이어 본딩의 검사를 행한다.

우선, 와이어 본딩 장치(1)의 기본적인 동작에 대하여 설명한다.

최초로 해야할 것은 제어 장치(10)에 와이어(w)의 형상(시점, 굴곡점, 종점 등)을 규정하는 캐필러리(15)의 선단의 궤적을 설정점으로서 기록하는 것이다. 본딩 스테이지(20)에는 본딩 대상물, 예를 들면, 반도체 디바이스(50) 및 리드프레임(60)이 재치된다. 와이어 본딩 시점은 반도체 디바이스(50)의 전극(52)이며, 종점은 리드프레임(60)의 이너 리드(65)이다. 또 와이어(w)를 구속한 상태에서 캐필러리(15)의 이동방향을 변경하는 설정점을 기록함으로써, 굴곡점을 포함한 루프가 형성된다.

오퍼레이터는 카메라(42)에서 촬상된 화상을 디스플레이(41)에서 관찰하면서 조작부(40)를 조작하고, 설정점의 공간 좌표를 기록해 간다. 구체적으로는, 조작부(40)로부터 좌표 정보를 입력하거나 디스플레이(41)에 표시되는 마커를 원하는 점에 위치시켜 입력하거나 함으로써 그 점의 X 좌표 및 Y 좌표를 기록한다. 기준면(예를 들면, 리드프레임(60)의 표면)으로부터의 Z 방향의 변위를 조작부(40)로부터 수치 입력함으로써 Z 좌표를 기록한다.

본딩 대상이 되는 모든 와이어(w)에 대하여 상기 설정점의 공간 좌표의 기록을 행하고나서 본딩 동작을 개시시킨다. 제어 장치(10)는 기록된 설정점의 순서를 따라 캐필러리(15)를 반도체 디바이스(50) 및 리드프레임(60)에 대하여 상대적으로 이동시키고, 와이어 클램퍼(17)에 의한 해방 및 파지를 반복하면서 기록된 궤적을 따라 캐필러리(15)를 이동시켜 본딩 동작을 실행한다.

도 3∼도 7은 본 실시형태의 와이어 본딩의 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다. 여기에서, 도 3은 와이어 본딩의 검사 방법에 관한 플로우챠트이며, 도 4(a)∼(d)는 와이어 본딩이 정상적으로 행해진 경우의 1 예를 도시하고, 도 5 및 도 6은 와이어 본딩 불량이 발생한 경우의 1 예를 도시한 것이다.

또한 도 7(a)∼(e)는 와이어 본딩의 검사 방법에 대한 타이밍 챠트이다. 구체적으로는, 도 7(a)가 본딩 툴(즉 캐필러리의 선단의 Z 위치)의 궤적을 나타내고, 도 7(b)가 전압 공급 수단의 인가 전압을 나타내고, 도 7(c)∼(e)가 전압 검출 수단의 검출 전압을 나타낸 것이다. 여기에서, 도 7(c)는 와이어 본딩이 정상적으로 행해진 경우의 타이밍 챠트이며, 도 7(d) 및 (e)는 와이어 본딩 불량이 발생한 경우의 타이밍 챠트이다. 또한, 도 7(d) 및 (e)에서는, 와이어 본딩 불량이 발생한 시간 이후, 와이어 본딩 공정을 정지하지 않고 계속한 경우의 검출 전압값을 도시하고 있다.

이하, 이들 도 3∼도 7을 참조하면서, 본 실시형태의 와이어 본딩의 검사 방법의 일례에 대하여 설명한다. 이하에서는, 리드프레임(60)의 기준 전위를 접지 전위(GND)로 하고, 반도체 디바이스(50)의 기판 부분과 본딩하고자 하는 전극(52) 사이에 기판측을 캐소드로 하고 전극측을 애노드로 한 다이오드(53)가 형성되어 있는 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 도 3의 플로우챠트 중에 기재된 시간 t0∼t9는 도 7(a)∼(e)의 횡축의 시간 t0∼t9에 대응하고 있다.

<시간 t0에서 t1까지>

도 3에 도시하는 바와 같이, 우선, 와이어(w)의 선단에 볼을 형성한다(S11). 즉, 캐필러리(15)의 선단으로부터 연장된 와이어의 일부를 소정의 고전압으로 인가된 토치 전극(14)(도 1참조)에 근접시키고, 당해 와이어의 일부와 토치 전극(14) 사이에서 방전을 발생시킨다. 이렇게 하여, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이, 당해 와이어의 선단이 표면 장력에 의해 용융된 프리에어볼(81)을 형성한다. 와이어(w)의 선단에 프리에어볼(81)을 형성하면, 캐필러리(15)를 이제부터 본딩하고자 하는 반도체 디바이스(50)의 전극(52)을 향하여 하강시킨다.

도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 시간 t0에서 t1까지의 기간에 있어서, 전압 공급 수단(32)은 캐필러리(15)에 유지된 와이어(w)에 인가 전압(+V)을 공급한다. 즉, 반도체 디바이스(50)에서의, 이제부터 본딩하고자 하는 전극(52)에 대응하는 다이오드(53)에 순방향으로 전류가 흐르는 방향의 전압과 동일 극성인 정전압을 공급한다. 이 경우, 와이어(w)는 전극(52)은 물론 다른 도전 부재와는 전기적으로 도통되지 않는 상태이기 때문에, 도 7(c)∼(e)에 도시하는 바와 같이, 전압 검출 수단(34)은 인가 전압(+V)과 마찬가지로 검출 전압(+V)을 검출하게 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이, 시간 t0보다도 앞에서, 반도체 디바이스(50)의 다른 전극(54)(전극(52)에 인접하는 전극)이 와이어(70)를 통하여 리드프레임(60)과 전기적으로 접속되어 있고, 이것에 의해 반도체 디바이스(50)의 전극(54)이 GND에 접속된 상태로 되어 있다. 이것에 의해, 가령 와이어(w)가 전극(54), 디폼드 볼(72) 및 와이어(70) 중 어느 하나에 접촉한 경우에는, 와이어(w)로부터 GND의 방향 또는 GND로부터 와이어(w)의 방향으로 전류가 흐를 수 있다.

<시간 t1에서 t3까지>

다음에 도 3에 도시하는 바와 같이 제 1 본딩을 행한다(S12). 제 1 본딩의 본딩 지점은 반도체 디바이스(50)의 전극(52)이다. 캐필러리(15)가 하강함으로써, 시간 t1에서 프리에어볼(81)이 전극(52)에 맞닿기 시작하고, 그 후 시간 t2로부터 t3에 걸쳐, 프리에어볼(81)이 캐필러리(15)에 부여되어 있는 하중에 의해 더욱 변형된다. 또한, 프리에어볼(81)이 제 1 본딩의 본딩 지점에서 본딩된 후는 프리에어볼(81)은 디폼드 볼(82)이 된다. 이 때, 제어 장치(10)는 초음파 혼(16)에 제어 신호를 공급하여 초음파 발진기(161)에 초음파 진동을 발생시키고, 초음파 혼(16) 및 캐필러리(15)를 통하여, 디폼드 볼(82)에 초음파 진동을 가한다. 또한 반도체 디바이스(50)의 전극(52)은 히터(21)에 의해 소정의 열이 가해지고 있으므로, 디폼드 볼(82)에 가해지고 있는 하중, 초음파 진동 및 히터(21)에 의해 가해지고 있는 열의 상호 작용에 의해, 디폼드 볼(82)이 전극(52)에 본딩된다.

도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 시간 t1에서 t3까지의 기간, 전압 공급 수단(32)은 와이어(w)에 인가 전압(-V1)을 공급한다. 즉, 반도체 디바이스(50)에서의, 이제부터 본딩하고자 하는 전극(52)에 대응하는 다이오드(53)에 순방향으로 전류가 흐르는 방향의 전압과는 역극성인 부전압을 공급한다. 그리고, 본 기간에 있어서, 본딩 불량이 발생하지 않았는지 여부를 판정하기 위한, 제 1 태양에 의한 본딩 양부의 검사를 행한다(S13).

(본딩이 정상인 경우)

도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 디폼드 볼(82)이 본딩하고자 하는 전극(52)에 정확하게 본딩된 경우, 인가 전압(-V1)과 GND 사이의 전위차에 의해, 다이오드(53)에 역방향의 바이어스가 가해지므로, 다이오드(53)를 통하여 전류가 흐르지는 않는다. 또한 그것 이외에 전류가 흐르는 경로는 존재하지 않았다. 따라서, 도 7(c)에 도시하는 바와 같이, 시간 t1에서 t3까지의 기간에 있어서, 전압 검출 수단(34)은 인가 전압과 동일한 전압값(-V1)을 검출하게 된다. 이렇게 하여, 판정 수단(38)은 이러한 검출 전압값에 기초하여, 시간 t1에서 t3까지의 기간의 와이어 본딩 공정이 정상적으로 행해진 것을 판정한다.

(본딩 불량이 발생한 경우)

다른 한편, 도 5에 도시하는 바와 같이, 디폼드 볼(82)이 본딩하고자 하는 전극(52)으로부터 XY 위치가 벗어나 본딩되고, 이것에 의해, 디폼드 볼(82)이 인접하는 전극(54) 및/또는 디폼드 볼(72)에 접촉한 경우, 인가 전압(-V1)과 GND 사이의 전위차에 의해, GND로부터 와이어(70)를 통하여 캐필러리(15)에 유지된 와이어(w)에 전류(I1)가 흐른다. 따라서, 도 7(d)에 도시하는 바와 같이, 전압 검출 수단(34)은, 시간 t2로부터 t3까지의 기간에 있어서, 전류(I1)에 기초하는 전압값(0V)을 검출하게 된다. 이렇게 하여, 판정 수단(38)은 이러한 검출 전압값에 기초하여 시간 t2로부터 t3까지의 기간에 본딩 불량이 발생한 것을 판정한다.

또한, 시간 t1로부터 t2까지의 기간은, 아직 제 1 본딩하기 시작한 기간이며, 디폼드 볼(82)에 하중이 충분히 가해지기 전의 단계이다. 따라서, 판정 수단(38)은 시간 t2로부터 t3의 기간(즉, 디폼드 볼(82)에 하중이 가해지고 있는 기간)에서의 검출 전압값에 기초하여 본딩 양부를 판정하는 것이 바람직하다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 본딩 양부의 검사의 결과, 본딩 불량이 발생했다고 판정된 경우(S13 YES)에는, 검사 장치(30)는 제어 장치(10)에 대하여 와이어 본딩의 처리를 일단 정지하도록 명령한다. 이렇게 하여, 본딩 불량이 발생한 반도체 디바이스(50)는 와이어 본딩의 제조라인으로부터 제외되고, 예를 들면, 폐기되어도 된다. 제어 장치(10)는 검사 장치(30)로부터의 본딩 불량이 있었던 것을 나타내는 신호를 수신한 것에 기초하여 즉시 와이어 본딩의 처리를 정지해도 되고, 또는 즉시 정지하지 않아도 그 후의 어느 것인가의 타이밍(예를 들면, 처리 중의 전극(52)에 대한 일련의 와이어 본딩 공정을 끝내는 타이밍(시간 t9 이후))에 와이어 본딩의 처리를 정지해도 된다. 다른 한편, 본딩이 정상적으로 행해졌다고 판정된 경우(S13 NO)에는, 그 후의 와이어 본딩의 공정이 속행된다.

<시간 t3으로부터 t5까지>

다음에 도 3에 도시하는 바와 같이, 와이어(w)를 제 2 본딩 지점인 리드프레임(60)의 이너 리드(65)를 향하여 루프한다(Sl4). 구체적으로는, 와이어 클램퍼(17)를 개방 상태로 하여 캐필러리(15)의 선단으로부터 와이어(w)를 풀어내면서, 캐필러리(15)를 제 1 본딩 지점인 전극(52)으로부터 상승시키고, 그 후, 캐필러리(15)를 리드프레임(60)의 이너 리드(65)를 향하여 소정의 궤적을 따라 이동시킨다. 캐필러리(15)가 그리는 소정의 궤적은, 예를 들면, 도 7(a)의 시간 t3으로부터 t5의 챠트를 참조할 수 있다.

도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 시간 t3로부터 t5까지의 기간, 전압 공급 수단(32)은 와이어(w)에 인가 전압(+V)을 공급한다. 즉, 반도체 디바이스(50)에서의, 본딩 완료 전극(52)에 대응하는 다이오드(53)에 순방향으로 전류가 흐르는 방향의 전압과 동일 극성인 정전압을 공급한다. 그리고, 본 기간에 있어서, 본딩 불량이 발생 하지 않았는지의 여부를 판정하기 위한, 제 2 태양에 의한 본딩 양부의 검사를 행한다(S15).

(본딩이 정상인 경우)

시간 t3으로부터 t5까지 와이어(w)를 루프시키는 기간에 있어서, 디폼드 볼(82)과 전극(52)이 전기적으로 접속된 상태가 유지되어 있으면, 인가 전압(+V1)과 GND 사이의 전위차에 의해, 다이오드(53)에 순방향의 바이어스가 가해지므로, 와이어(w)로부터 다이오드(53)를 통하여 GND의 방향으로 전류가 흐른다. 따라서, 도 7(c)에 도시하는 바와 같이, 시간 t3으로부터 t5까지의 기간에 있어서, 전압 검출 수단(34)은 상기 전류에 기초하는 전압값(0V)을 검출하게 된다. 이렇게 하여, 판정 수단(38)은 이러한 검출 전압값에 기초하여 시간 t3으로부터 t5까지의 기간의 와이어 본딩 공정이 정상적으로 행해진 것을 판정한다.

(본딩 불량이 발생한 경우)

다른 한편 시간 t3으로부터 t5까지 와이어(w)를 루프시키는 기간에 있어서, 디폼드 볼(82)이 전극(52)으로부터 박리되어 버리면, 와이어(w)는 전극(52)과는 전기적으로 도통되지 않는 상태가 되기 때문에, 전압 검출 수단(34)은 인가 전압(+V)과 마찬가지로, 검출 전압(+V)을 검출하게 된다(도시하지 않음). 이렇게 하여, 판정 수단(38)은 이러한 검출 전압값에 기초하여 시간 t3으로부터 t5까지의 기간(적어도 시간 t4로부터 t5까지의 기간)에 본딩 불량이 발생한 것을 판정한다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 본딩 양부의 결과, 본딩 불량이 발생했다고 판정된 경우(S15 YES)에는, 검사 장치(30)는 제어 장치(10)에 대하여 와이어 본딩의 처리를 일단 정지하도록 명령한다. 또한, 제어 장치(10)에 의한 와이어 본딩의 처리의 정지의 타이밍에 대해서는, 시간 t1로부터 t3까지의 기간에서의 설명과 동일하다. 다른 한편 본딩이 정상적으로 행해졌다고 판정된 경우(S15 NO)에는 그 후의 와이어 본딩의 공정이 속행된다.

<시간 t5로부터 t6까지>

다음에 도 3에 도시하는 바와 같이, 제 2 본딩 직전의 상태로 이행한다(S16). 즉, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(15)를 조작함으로써, 와이어(w)의 일부(캐필러리(15)의 선단으로부터 연장된 일부)를 제 2 본딩 지점인 리드프레임(60)의 이너 리드(65)의 상방(캐필러리(15)의 선단의 높이(Z5))까지 이동시킨다. 이 단계에서는 와이어(w)의 일부는 아직 이너 리드(65)와는 전기적으로 도통되지 않는 상태이다. 시간 t5로부터 t6까지의 기간은, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(15)는 리드프레임(60)을 향하여 하강 도중이어도 되고, 또는 시간 t5로부터 t6의 어느 하나의 시간에 있어서 일시적으로 그 이동을 스톱시켜도 된다.

도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 시간 t5로부터 t6까지의 기간, 전압 공급 수단(32)은 와이어(w)에 인가 전압(-V1)을 공급한다. 즉, 반도체 디바이스(50)에 있어서의, 본딩 완료 전극(52)에 대응하는 다이오드(53)에 순방향으로 전류가 흐르는 방향과는 역극성인 부전압을 공급한다. 그리고, 본기간에 있어서, 본딩 불량이 발생하지 않았는지의 여부를 판정하기 위한, 제 3 태양에 의한 본딩 양부의 검사를 행한다(S17).

(본딩이 정상인 경우)

도 4(c)에 도시하는 바와 같이, 전극(52)에 접속된 와이어(w)가 원하는 루프 형상을 가지고 있고, 다른 인접하는 와이어(70)와는 접촉하고 있지 않은 경우, 인가 전압(-V1)과 GND 사이의 전위차에 의해, 다이오드(53)에 역방향의 바이어스가 가해지므로, 다이오드(53)를 통하여 전류가 흐르지는 않는다. 또한 그 이외에 전류가 흐르는 경로는 존재하지 않았다. 따라서, 도 7(c)에 도시하는 바와 같이, 시간 t5로부터 t6까지의 기간에 있어서, 전압 검출 수단(34)은 인가 전압과 동일한 전압값(-V1)을 검출하게 된다. 이렇게 하여, 판정 수단(38)은 이러한 검출 전압값에 기초하여 시간 t5로부터 t6까지의 기간의 와이어 본딩 공정이 정상적으로 행해진 것을 판정한다.

(본딩 불량이 발생한 경우)

다른 한편, 도 6에 도시하는 바와 같이, 전극(52)에 접속된 와이어(w)가 원하는 루프 형상으로부터 XYZ 위치가 벗어나서 루프되어, 다른 인접하는 와이어(70)에 접촉한 경우, 인가 전압(-V1)과 GND 사이의 전위차에 의해, GND로부터 와이어(70)를 통하여 캐필러리(15)에 유지된 와이어(w)에 전류(I2)가 흐른다. 따라서, 도 7(e)에 도시하는 바와 같이, 전압 검출 수단(34)은 시간 t5로부터 t6까지의 기간에 있어서, 전류(I2)에 기초하는 전압값(0V)을 검출하게 된다. 이렇게 하여, 판정 수단(38)은 이러한 검출 전압값에 기초하여 시간 t5로부터 t6까지의 기간에 본딩 불량이 발생한 것을 판정한다.

본딩 양부의 검사 결과, 본딩 불량이 발생했다고 판정된 경우(S17 YES)에는, 검사 장치(30)는 제어 장치(10)에 대하여 와이어 본딩의 처리를 일단 정지하도록 명령한다. 또한, 제어 장치(10)에 의한 와이어 본딩의 처리의 정지의 타이밍에 대해서는 시간 t1로부터 t3까지의 기간에서의 설명과 동일하다. 다른 한편 본딩이 정상적으로 행해졌다고 판정된 경우(S17 NO)에는 그 후의 와이어 본딩의 공정이 속행된다.

<시간 t6으로부터 t8까지>

다음에 도 3에 도시하는 바와 같이, 제 2 본딩을 행한다(S18). 즉, 제 2 본딩 지점인 리드프레임(60)의 이너 리드(65)에 와이어(w)의 일부를 본딩한다. 구체적으로는 캐필러리(15)가 하강함으로써 시간 t6에서 와이어(w)의 일부가 이너 리드(65)에 맞닿기 시작하고, 그 후, 시간 t7로부터 t8에 걸쳐, 와이어(w)의 일부가 캐필러리(15)에 부여되어 있는 하중에 의해 변형된다. 이 때, 제어 장치(10)는 초음파 혼(16)에 제어 신호를 공급하여 초음파 발진기(161)에 초음파 진동을 발생시키고, 초음파 혼(16) 및 캐필러리(15)를 통하여, 와이어(w)에 초음파 진동을 가한다. 또한 리드프레임(60)은 히터(21)에 의해 소정의 열이 가해지고 있으므로, 와이어(w)에 가해지고 있는 하중, 초음파 진동 및 히터(21)에 의해 가해지고 있는 열의 상호 작용에 의해, 와이어(w)의 일부가 리드프레임(60)의 이너 리드(65)에 본딩된다.

도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 시간 t7로부터 t8까지의 기간, 전압 공급 수단(32)은 와이어(w)에 인가 전압(+V)을 공급한다. 즉, 반도체 디바이스(50)에 있어서의, 본딩 완료 전극(52)에 대응하는 다이오드(53)에 순방향으로 전류가 흐르는 방향의 전압과 동일 극성인 정전압을 공급한다. 또한, 이 경우, 와이어(w)가 전극(52) 및 이너 리드(65) 중 어느 하나에 전기적으로 접속된 상태가 유지되어 있으면, 인가 전압(+V1)과 GND 사이의 전위차에 의해, 와이어(w)로부터 GND의 방향으로 전류가 흘러, 도 7(c)에 도시하는 바와 같이, 전압 검출 수단(34)은 상기 전류에 기초하는 전압값(0V)을 검출하게 된다.

<시간 t8로부터 t9까지>

그 후, 도 3에 도시하는 바와 같이, 와이어(w)를 절단한다(S19). 구체적으로는, 제어 장치(10)는 와이어 클램퍼(17)에 제어 신호를 공급하여 와이어(w)를 구속 상태로 하고나서, 본딩 헤드(13)에 구동 신호를 공급하여 캐필러리(15)를 끌어 올린다. 도 4(d)에 도시하는 바와 같이, 리드프레임(60)으로 본딩된 상태에서 강제적으로 잡아 당겨져 장력이 인가되면, 와이어(w)의 일부에 파단이 발생한다(테일 컷). 이렇게 하여, 반도체 디바이스(50)의 전극(52)과, 리드프레임(60)의 이너 리드(65)는 와이어(80) 및 디폼드 볼(82)을 통하여 전기적으로 접속되고, 반도체 디바이스(50)의 전극(52)에 대한 와이어 본딩 공정이 종료된다. 그 후, 상기한 S11에서 S19까지의 각 검사 공정을 반도체 디바이스(50)의 다음 전극에 대한 와이어 본딩 공정에 대하여 반복해서 행한다.

이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 와이어 본딩 공정 시에, 와이어(w)에 공급한 인가 전압에 대한 검출 전압값의 변화를 검출함으로써 본딩 양부를 검사한다. 따라서, 본딩 양부를 효율적으로 판정할 수 있다. 또한 전압값의 변화를 검출함으로써 와이어의 단락이나 접촉 불량 등의 여러 태양의 와이어 본딩 불량을 검사할 수 있으므로, 본딩 양부를 용이하고 또한 확실하게 판정할 수 있다.

본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지로 변형하여 적용하는 것이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 본딩하고자 하는 전극(52)에 대응하는 다이오드(53)로서 기판측을 캐소드로 하고, 전극측을 애노드로 한 방향의 다이오드를 나타냈지만, 예를 들면, 기판측을 애노드로 하고, 전극측을 캐소드로 한 방향의 다이오드를 사용해도 된다. 이 경우에 있어서도, 상기 실시형태의 내용에 접한 당업자라면 상기 실시형태와는 반대 방향의 인가 전압을 와이어에 공급하고, 당해 인가 전압에 대한 검출 전압값의 변화를 검출함으로써, 상기 실시형태에서 설명한 어느 것인가의 본딩 양부를 검사할 수 있다고 이해할 수 있다.

또한 상기 실시형태에서는, 다른 전극(54)이 와이어(70)를 통하여 리드프레임(60)과 전기적으로 접속된 예를 설명했지만, 반드시, 다른 전극(54)은 이미 와이어 본딩이 될 필요는 없다. 예를 들면, 전극(54)은 당해 전극(54)에 대응하는 다이오드가 기판측을 애노드로 하고, 전극측을 캐소드로 한 방향으로 형성됨으로써, 와이어가 형성되어 있지 않아도, 리드프레임으로부터 당해 다이오드를 통하여 전극(54)의 방향으로 순방향으로 전류가 흐를 수 있게 되어 있으면 된다.

또한 리드프레임(60)의 기준 전위는 반드시 접지 전위(GND)가 아니어도 되고, 어떤 값을 가진 전압값을 기준으로 해도 된다. 이 경우에, 인가 전압 및 검출 전압의 전압값은 기준 전위의 전압값 및 본딩하고자 하는 전극에 대응하는 다이오드의 극성에 기초하여 상기 설명한 내용의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 자유롭게 설정 가능한 것은 상기 실시형태의 내용에 접한 당업자라면 이해할 수 있는 것이다.

또한 상기 실시형태에서는, 제 1 본딩의 전에 와이어(w)의 선단에 볼을 형성하는 공정을 포함하는 예를 설명했지만, 상기 볼 형성 공정은 생략해도 된다. 예를 들면, 와이어의 재료로서 알루미늄을 사용한 경우에는 볼을 형성하지 않고, 와이어의 일부를 제 1 본딩해도 된다.

상기 발명의 실시형태를 통하여 설명된 실시예나 응용예는 용도에 따라 적당히 조합하거나, 또는 변경 혹은 개량을 가하여 사용할 수 있고, 본 발명은 상기한 실시형태의 기재에 한정되는 것은 아니다. 그러한 조합 또는 변경 혹은 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이 특허청구범위의 기재로부터 명확하다.

15 본딩 툴(캐필러리)
30 와이어 본딩의 검사 장치
32 전압 공급 수단,
34 전압 검출 수단,
50 반도체 디바이스
60 리드프레임
52, 54 전극
53 다이오드

Claims (7)

1. 기준 전위로 설정된 리드프레임과, 이 리드프레임에 탑재된 반도체 디바이스를 와이어에 의해 전기적으로 접속하는 와이어 본딩의 검사 방법으로서,
   (a) 선단으로부터 와이어의 일부가 연장되어 있는 본딩 툴을 상기 반도체 디바이스의 복수의 전극 중 미리 정해진 전극을 향하여 하강시키는 단계,
   (b) 상기 와이어의 일부를 상기 반도체 디바이스의 상기 미리 정해진 전극에 본딩하는 단계,
   (c) 상기 본딩 툴의 선단으로부터 상기 와이어를 풀어내면서 상기 본딩 툴을 미리 정해진 궤적을 따라 이동시키고, 상기 본딩 툴의 선단으로부터 연장된 상기 와이어의 일부를 상기 리드프레임의 리드 부분의 상방까지 이동시키는 단계,
   (d) 상기 와이어의 일부를 상기 리드프레임의 상기 리드 부분에 본딩하는 단계,
   (e) 상기 와이어를 절단하는 단계
   를 포함하고,
   상기 검사 방법은 또한 (f) 상기 (b) 및/또는 상기 (c)일 때, 상기 와이어에 상기 반도체 디바이스의 기판 부분과 본딩하고자 하는 상기 미리 정해진 전극 사이의 다이오드에 상당하는 부분에 순방향으로 전류가 흐르는 방향의 전압과는 역극성의 인가 전압을 공급하는 단계를 포함하고,
   상기 (f)에서, 상기 인가 전압과 상기 리드프레임의 상기 기준 전위 사이의 전위차에 따라 흐르는 전류에 기초하는 전압값을 검출함으로써 본딩 양부를 검사하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩의 검사 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 (f)는, 상기 (b)일 때, 상기 와이어의 일부가 본딩하고자 하는 상기 미리 정해진 전극에 인접하는 다른 전극 및/또는 디폼드 볼에 접촉했을 때의, 상기 인가 전압과 상기 리드프레임의 상기 기준 전위 사이의 전위차에 따라 흐르는 전류에 기초하는 전압값을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩의 검사 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 (f)는, 상기 (c)일 때에, 상기 본딩 툴의 선단으로부터 풀어내진 상기 와이어의 일부가, 본딩하고자 하는 상기 미리 정해진 전극에 인접하는 다른 전극에 전기적으로 접속된 다른 와이어에 접촉했을 때의, 상기 인가 전압과 상기 리드프레임의 상기 기준 전위 사이의 전위차에 따라 흐르는 전류에 기초하는 전압값을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩의 검사 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 (f)는 상기 (d)의 본딩 직전의 미리 정해진 기간에, 상기 와이어에 상기 인가 전압을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩의 검사 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 (f)는, 상기 미리 정해진 기간보다도 앞의 기간에, 상기 와이어에 상기 다이오드에 상당하는 부분에 순방향으로 전류가 흐르는 방향의 전압과 동일 극성의 인가 전압을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩의 검사 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기준 전위는 접지 전위인 것을 특징으로 하는 와이어 본딩의 검사 방법.
7. 기준 전위로 설정된 리드프레임과, 이 리드프레임에 탑재된 반도체 디바이스를 와이어에 의해 전기적으로 접속하는 와이어 본딩의 검사 장치로서,
   상기 와이어 본딩은
   (a) 선단으로부터 와이어의 일부가 연장되어 있는 본딩 툴을 상기 반도체 디바이스의 복수의 전극 중 미리 정해진 전극을 향하여 하강시키는 것,
   (b) 상기 와이어의 일부를 상기 반도체 디바이스의 상기 미리 정해진 전극에 본딩하는 것,
   (c) 상기 본딩 툴의 선단으로부터 상기 와이어를 풀어내면서 상기 본딩 툴을 미리 정해진 궤적을 따라 이동시키고, 상기 본딩 툴의 선단으로부터 연장된 상기 와이어의 일부를 상기 리드프레임의 리드 부분의 상방까지 이동시키는 것,
   (d) 상기 와이어의 일부를 상기 리드프레임의 상기 리드 부분에 본딩하는 것,
   (e) 상기 와이어를 절단하는 것
   에 의해 행해지며,
   상기 검사 장치는
   상기 와이어에 인가 전압을 공급하는 전압 공급 수단과,
   상기 와이어를 통하여 흐르는 전류에 기초하는 전압값을 검출하는 전압 검출 수단
   을 구비하고,
   상기 전압 공급 수단은, 상기 (b) 및/또는 상기 (c)일 때에, 상기 와이어에 상기 반도체 디바이스의 기판 부분과 본딩하고자 하는 상기 미리 정해진 전극 사이의 다이오드에 상당하는 부분에 순방향으로 전류가 흐르는 방향의 전압과는 역극성의 인가 전압을 공급하도록 구성되고,
   상기 전압 검출 수단은, 본딩 양부를 검사하기 위하여, 상기 인가 전압과 상기 리드프레임의 상기 기준 전위 사이의 전위차에 따라 흐르는 전류에 기초하는 전압값을 검출하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩의 검사 장치.
   

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