KR20230130123A - 반도체 장치의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

반도체 장치의 제조 장치 및 제조 방법 Download PDF

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히로유키 카사마
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가부시키가이샤 신가와
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Abstract

반도체 장치의 제조 장치는, 캐필러리(30)와 클램퍼(34)와 1 이상의 구동 모터(22)를 가진 이동 기구(18)와, 상기 캐필러리(30)의 위치를 검출하는 위치 센서(28)와, 상기 캐필러리(30), 상기 클램퍼(34), 및 상기 이동 기구(18)의 구동을 제어하는 콘트롤러(50)를 구비하고, 상기 콘트롤러(50)는, 상기 클램퍼(34)를 닫은 상태에서 상기 캐필러리(30)를 대상면으로부터 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써 테일을 절단하는 테일 컷 처리와, 상기 와이어(W)의 절단 직후의 상기 캐필러리(30)의 위치 편차의 피크치, 또는 상기 와이어(W)의 절단시의 상기 구동 모터(22)의 전류치인 파단 지표(Sb)를 측정하는 지표 측정 처리를 실행하도록 구성되어 있다.

Description

반도체 장치의 제조 장치 및 제조 방법
본 명세서는, 와이어가 삽통되는 캐필러리와, 상기 와이어를 파지하는 클램퍼를 구비한 반도체 장치의 제조 장치 및 제조 방법을 개시한다.
반도체 칩의 전극과 기판의 전극을 도전성 와이어로 접속하여 반도체 장치를 제조하는 제조 장치가 종래부터 널리 알려져 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 와이어가 삽통되는 캐필러리(특허 문헌 1에서는 "본딩 툴"이라고 부른다)와, 와이어를 파지하는 클램퍼를 구비한 반도체 장치의 제조 장치(특허 문헌 1에서는 "본딩 장치"라고 부른다)가 개시되어 있다.
이러한 제조 장치에서는, 제1 본드점과 제2 본드점을 와이어로 접속한다. 또, 제조 장치에서는, 제2 본드점에 와이어를 본딩하는 2nd 본드가 완료되면, 클램퍼를 연 상태에서 캐필러리를 이동시켜 Å일을 형성한 후, 클램퍼를 닫은 상태로 캐필러리를 이동시켜 와이어를 컷팅하는 테일 컷을 실행한다.
특허 문헌 1: 일본 특개 2012-256861호 공보
여기서, 2nd 본드 및 테일 컷을 실행할 때의 제조 장치의 동작 조건이 적절하지 않은 경우, 제2 본드점에서 와이어가 충분히 접합되지 않는 NSOL나, 충분한 길이의 테일이 형성되지 않는 Notail, 캐필러리에 삽통된 와이어가 S자형으로 휘는 S자 곡선 등의 불량이 발생한다. 그러나, 종래, 동작 조건의 적합성 여부를 정량적으로 평가하는 지표가 없었다. 그 결과, 종래, 오퍼레이터는, 실제로 제조된 반도체 장치의 품질 검사의 결과를 보면서, 경험에 기초하여 동작 조건을 수정할 수 밖에 없어 동작 조건의 압축에 시간이 걸렸다. 또, 종래, 불량의 유무를 확인하기 위해서는, 실제로 제조된 반도체 장치를 검사할 필요가 있는데, 제조 과정에서 불량의 유무를 판단하기는 어려웠다.
그래서 본 명세서에서는, 제조 장치의 동작 조건의 적합성 여부를 정량적으로 평가하기 위한 평가 지표를 제공하는 반도체 장치의 제조 장치를 개시한다.
본 명세서에서 개시하는 반도체 장치의 제조 장치는, 와이어가 삽통되어 끝단으로부터 연장 돌출되는 상기 와이어를 대상면에 압압하여 접합하는 캐필러리와, 상기 캐필러리와 연동하여 이동하고 상기 와이어를 파지하는 클램퍼와, 1 이상의 구동 모터를 가지고 상기 구동 모터의 동력으로 상기 캐필러리를 이동시키는 이동 기구와, 상기 캐필러리의 위치를 검출 위치로서 검출하는 위치 센서와, 상기 캐필러리, 상기 클램퍼, 및 상기 이동 기구의 구동을 제어하는 콘트롤러를 구비하고, 상기 콘트롤러는, 상기 와이어의 상기 대상면으로의 접합 및 테일의 형성을 실시한 후, 상기 클램퍼를 닫은 상태에서 상기 캐필러리를 상기 이격되는 방향으로 이동시킴으로써 상기 테일을 절단하는 테일 컷 처리와, 상기 와이어의 절단 직후의 상기 캐필러리 이동의 지령 위치와 상기 검출 위치와의 편차의 피크치, 또는 상기 와이어의 절단시에서의 상기 구동 모터의 전류치를 파단(破斷) 지표로서 측정하는 지표 측정 처리를 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 콘트롤러는, 상기 지표 측정 처리에서, 또한 상기 클램퍼를 닫고 나서 상기 와이어가 절단될 때까지의 상기 캐필러리의 이동 거리인 파단 거리도 측정해도 좋다.
또한 오퍼레이터로부터의 조작 입력을 받아들임과 동시에 상기 오퍼레이터에 정보를 출력하는 UI장치를 구비하고, 상기 콘트롤러는, 상기 오퍼레이터로부터 상기 파단 지표의 측정이 지시된 경우, 상기 테일 컷 처리를 2회 이상 반복 실행하고, 2회 이상의 상기 테일 컷 처리 각각에서 얻어진 상기 파단 지표의 측정치를, 상기 UI장치를 통해 상기 오퍼레이터에 제시해도 좋다.
이 경우, 상기 콘트롤러는, 2회 이상의 상기 테일 컷 처리 각각에서 얻어진 상기 파단 지표의 측정치의 일람을 그래프 형식으로 제시해도 좋다.
또 상기 콘트롤러는, 상기 파단 지표가 미리 규정된 기준 범위 이외인 경우, 알람을 출력해도 좋다.
본 명세서에서 개시하는 반도체 장치의 제조 방법은, 캐필러리의 끝단으로부터 연장 돌출되는 와이어를 대상면에 압압하여 접합한 후, 클램퍼를 닫아 상기 와이어를 파지한 상태에서, 상기 캐필러리를 상기 대상면으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 테일 컷 단계와, 상기 테일 컷 처리와 병행하여 실행되고, 상기 와이어의 절단 직후의 상기 캐필러리 이동의 지령 위치와 상기 검출 위치와의 편차의 피크치, 또는 상기 와이어 절단시의 상기 구동 모터의 전류치를 파단 지표로서 측정하는 지표 측정 단계를 구비한, 것을 특징으로 한다.
본 명세서에서 개시하는 기술에 의하면, 파단 강도가 정량적으로 제공되기 때문에, 오퍼레이터는, 동작 조건의 적합성 여부를 용이하게 평가할 수 있다.
[도 1] 제조 장치의 구성을 도시한 도면이다.
[도 2A] 와이어 본딩의 흐름을 도시한 이미지도이다.
[도 2B] 와이어 본딩의 흐름을 도시한 이미지도이다.
[도 2C] 와이어 본딩의 흐름을 도시한 이미지도이다.
[도 2D] 와이어 본딩의 흐름을 도시한 이미지도이다.
[도 2E] 와이어 본딩의 흐름을 도시한 이미지도이다.
[도 2F] 와이어 본딩의 흐름을 도시한 이미지도이다.
[도 3] 테일 컷 처리할 때 얻어지는 위치 편차의 경시(經時) 변화의 일례를 도시한 도면이다.
[도 4] 측정 모드 화면의 일례를 도시한 도면이다.
[도 5A] 오퍼레이터에게 제시되는 파단 지표의 그래프 화면의 일례를 도시한 도면이다.
[도 5B] 오퍼레이터에게 제시되는 파단 거리의 그래프 화면의 일례를 도시한 도면이다.
[도 6] 제품 양산시의 콘트롤러의 처리 흐름을 도시한 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 반도체 장치의 제조 장치(10)에 대해 설명하기로 한다. 도 1은, 제조 장치(10)의 구성을 도시한 도면이다. 이 제조 장치(10)는, 제1 본드점(B1)과 제2 본드점(B2) 사이를 와이어(W)로 접속하는 와이어 본딩 장치이며, 일반적으로, 제1 본드점(B1)은, 반도체 칩(110)의 패드상에 설정되어 있으며, 제2 본드점(B2)은, 반도체 칩(110)을 마운트한 리드 프레임인 기판(100)의 리드상에 설정되어 있다.
제조 장치(10)는, 본딩 헤드(12)와 이동 기구(18)와 스테이지(14)와 회전 스풀(42)과 토치 전극(43)과 콘트롤러(50)와 UI장치(60)를 구비하고 있다.
본딩 헤드(12)는, 초음파 호른(24)과 클램퍼(34)를 구비하고 있다. 초음파 호른(24)은, 기단(基端)에서부터 끝단에 걸쳐 기단부, 플랜지부, 호른부, 및 끝단부의 각 부로 구성된 막대형 부재이다. 기단부에는, 콘트롤러(50)로부터의 구동 신호에 따라 진동하는 초음파 발진기(26)가 배치되어 있다. 플랜지부는 초음파 진동의 마디(節)가 되는 위치에서, 이동 기구(18)에 공진 가능하게 장착되어 있다. 호른부는, 기단부의 직경에 비해 길게 연장되는 암이며, 초음파 발진기(26)에 의한 진동의 진폭을 확대하여 끝단부에게 전달하는 구조를 구비하고 있다. 끝단부에는, 캐필러리(30)가 교환 가능하게 장착되어 있다. 캐필러리(30)는, 와이어(W)가 삽통되는 통형 부재이다. 초음파 호른(24)은, 전체적으로 초음파 발진기(26)의 진동에 공명하는 공진 구조를 구비하고 있으며, 공진시 진동의 마디에 초음파 발진기(26) 및 플랜지가 위치하고, 진동의 배(腹)에 캐필러리(30)가 위치하는 구조로 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 초음파 호른(24)은, 전기적인 구동 신호를 기계적인 진동으로 변환하는 트랜스듀서로서 기능한다.
클램퍼(34)는, 콘트롤러(50)의 제어 신호에 기초하여 개폐 동작을 실시하는 압전 소자를 구비하고 있으며, 소정의 타이밍으로 와이어(W)를 파지하거나 해방할 수 있도록 구성되어 있다. 이 클램퍼(34)는, 캐필러리(30)와 함께 이동할 수 있다.
이동 기구(18)는, 본딩 헤드(12), 나아가서는 캐필러리(30)를 수평 방향 및 연직 방향으로 이동시키기 때문에, XY테이블과 승강 기구(미도시)를 가지고 있다. 이동 기구(18)는, 1 이상의 구동 모터(22)를 가지고 있고, 이 구동 모터(22)로부터 출력되는 동력으로 본딩 헤드(12)를 이동시킨다. 아울러 캐필러리(30)의 위치는 위치 센서(28)에 의해 검출된다.
회전 스풀(42)은, 와이어(W)가 감겨진 릴을 교환 가능하도록 보존 유지한다. 회전 스풀(42)은, 본딩의 진척에 따라 와이어(W)를 풀어내도록 구성되어 있다. 아울러 와이어(W)의 재료는, 가공이 용이하고 전기 저항이 낮은 것으로 선택된다. 와이어(W)의 재료로서는, 통상 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu) 등이 이용된다.
토치 전극(43)은, 미도시된 방전 안정화 저항을 통해 미도시된 고전압 전원에 접속되어 있다. 토치 전극(43)은, 콘트롤러(50)로부터의 제어 신호에 기초하여 스파크(방전)를 발생하고, 스파크의 열에 의해 캐필러리(30)의 끝단으로부터 계속 풀리는 와이어(W)의 끝단에 볼, 즉 FAB(Free Air Ball)를 형성한다.
스테이지(14)는, 기판(100)을 지지한다. 기판에는, 미리 반도체 칩(110)이 마운트되어 있다. 이 스테이지(14)의 내부에는 히터(46)가 설치되어 있고, 기판(100) 및 반도체 칩(110)을 본딩에 적합 온도까지 가열할 수 있다.
UI장치(60)는, 오퍼레이터로부터의 조작 입력을 받아들임과 동시에 오퍼레이터에 정보를 출력하는 장치이다. 이 UI장치(60)는, 입력장치(62)와 출력장치(64)를 가진다. 입력장치(62)는, 오퍼레이터로부터의 조작 입력을 받아들이는 것으로서, 예를 들면, 키보드, 마우스, 트랙볼, 터치 패널, 죠이스틱 등을 가진다. 출력장치(64)는, 오퍼레이터에게 정보를 출력하는 것으로서, 예를 들면, 디스플레이, 스피커, 프린터 등을 가진다.
콘트롤러(50)는, 소정의 소프트웨어 프로그램에 기초하여 제조 장치(10)의 구동을 제어한다. 구체적으로는, 콘트롤러(50)는, 구체적으로는 이동 기구(18)를 구동 제어함으로써 캐필러리(30)의 위치를 제어한다. 또, 콘트롤러(50)는, 본딩 처리의 진행 상황에 따라 클램퍼(34)의 개폐 제어, 방전 전압의 인가 제어, 스테이지(14)의 히터(46)의 구동 제어도 실시한다. 또, 와이어 본딩의 과정에서, 와이어(W)를 제2 본드점(B2)에 본딩하는 2nd 본드 처리, 및 와이어(W)의 테일을 절단하는 테일 컷 처리를 실시하는데, 콘트롤러(50)는, 이 제2 본드 처리, 및 테일 컷 처리에서의 동작 조건의 양호성 여부를 나타내는 소정의 평가 지표도 측정한다. 평가 지표로서는, 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)가 해당되는데, 이들에 대해서는, 후에 상세히 설명하기로 한다. 아울러 콘트롤러(50)는, 물리적으로는 각종 연산을 실행하는 프로세서(52)와 프로그램 및 데이터를 기억하는 메모리(54)를 가진 컴퓨터이다.
다음으로, 제조 장치(10)에서 실시하는 와이어 본딩의 흐름에 대해 설명하기로 한다. 도 2A∼도 2F는, 와이어 본딩의 흐름을 도시한 이미지도이다. 와이어 본딩에서는, 제1 본드점(B1)과 제2 본드점(B2) 사이를 와이어(W)로 접속한다. 제1 본드점(B1)은, 반도체 칩(110)의 상면에 설치된 패드이며, 제2 본드점(B2)은, 기판(100)의 상면에 설치된 리드이다.
와이어 본딩시, 콘트롤러(50)는, 도 2A에 도시한 것처럼, 와이어(W)의 말단에 FAB를 형성한다. 즉, 캐필러리(30)의 끝단으로부터 연장 돌출된 와이어(W)의 일부에, 소정의 고전압으로 인가된 토치 전극(43)을 접근시켜 와이어(W)의 끝단과 토치 전극(43) 사이에서 방전을 발생시킨다. 이 방전에 의해, 와이어(W)의 끝단이 용해된다. 그리고, 용해된 와이어 재료가 표면 양력에 의해 구형(球狀)의 FAB를 형성한다.
계속해서 콘트롤러(50)는, 도 2B에 도시한 것처럼, FAB를 제1 본드점(B1)에 본딩하는 1st 본드를 실행한다. 즉, 콘트롤러(50)는, 캐필러리(30)를 제1 본드점(B1) 바로 위로 이동시킨다. 그 후, 콘트롤러(50)는, 캐필러리(30)를 하강시켜 FAB를 제1 본드점(B1)에 접촉시킴과 동시에 해당 FAB를 캐필러리(30)의 끝단면에서 압압시킨다. 또, 이 때, 콘트롤러(50)는, 초음파 발진기(26)를 구동하여 초음파 호른(24)에 초음파 진동을 발생시키고, FAB에 초음파 진동을 부가한다. 또한 콘트롤러(50)는, 스테이지(14)의 히터(46)를 ON하여 기판(100) 및 반도체 칩(110)을 소정의 온도로 가열한다. 이로써, FAB에는 하중, 초음파 진동, 및 히터(46)에 의한 열이 작용하고, 이로써 FAB가 제1 본드점(B1)에 본딩된다.
다음으로, 콘트롤러(50)는, 도 2C에 도시한 것처럼, 캐필러리(30)를 미리 규정된 궤적에 따라 이동시킴으로써, 제1 본드점(B1)과 제2 본드점(B2)을 접속하는 루프를 형성한다. 즉, 클램퍼(34)를 연 상태에서 캐필러리(30)를 이동시킴으로써, 와이어(W)가 회전 스풀(42)로부터 풀려 루프가 형성된다.
다음으로, 콘트롤러(50)는, 도 2D에 도시한 것처럼, 와이어(W)를 제2 본드점(B2)에 본딩하는 2nd 본드를 실행한다. 구체적으로는, 콘트롤러(50)는, 캐필러리(30)를 제2 본드점(B2)에 착지시키고, 와이어(W)를 캐필러리(30)의 끝단면에서 제2 본드점(B2)에 압압한다. 또 동시에, 초음파 발진기(26)를 구동하여 캐필러리(30)의 끝단에 초음파 진동을 부가한다. 그리고, 이 초음파 진동, 하중 및 히터(46)로부터의 열에 의해, 와이어(W)가 제2 본드점(B2)에 접합된다.
와이어(W)가 제2 본드점(B2)에 접합되면, 계속해서 콘트롤러(50)는, 도 2E에 도시한 것처럼, 테일을 형성한다. 구체적으로는, 콘트롤러(50)는, 클램퍼(34)를 연 상태에서 캐필러리(30)를 기판(100)으로부터 멀어지게 하는 방향으로 이동시킨다. 이 이동에 의해, 캐필러리(30)의 끝단으로부터 연장 돌출되는 와이어 부분인 테일이 형성된다. 또, 이 이동량은, 필요한 테일의 거리에 따라 결정된다.
테일을 형성할 수 있으면, 콘트롤러(50)는, 도 2F에 도시한 것처럼, 테일을 절단한다. 구체적으로는, 콘트롤러(50)는, 클램퍼(34)를 닫은 상태에서 캐필러리(30)를 기판(100)으로부터 멀어지게 하는 방향으로 이동시킨다. 이로써, 와이어(W)가 잡아뜯겨진다. 이후, 동일한 처리가 반복된다.
여기서, 이상의 설명으로부터 알 수 있듯이, 와이어(W)는, 2nd 본드 처리 및 테일 형성 처리 후, 테일 컷 처리시에 기계적으로 당겨져 잡아뜯겨진다. 이렇게 잡아뜯겨질 때, 캐필러리(30)에 삽통된 와이어(W)에는 반력이 작용한다. 이 반력이 지나치면, 캐필러리(30)에 삽통되는 와이어(W)가 S자형으로 구부러지는 S자 곡선이 생긴다. 또, 와이어(W)의 접합 강도, 및 테일 형성 처리 및 테일 컷 처리의 동작 조건에 따라서는, 테일이 원하는 길이에 미치지 못하는 노 테일이나, 접합점이 박리되는 리드 불착(不着)이라는 문제도 생긴다. 이러한 S자 곡선, 노 테일, 리드 불착이라는 문제(이하, 통합하여 "절단 불량"이라고 부른다)는, 반도체 장치의 품질 저하를 초래한다.
따라서 종래부터 오퍼레이터는, 절단 불량이 생기지 않도록 2nd 본드 처리, 테일 형성 처리, 테일 컷 처리에서의 동작 조건을 조정하였다. 여기서, 동작 조건으로서는, 예를 들면, 와이어(W)에 부가하는 하중치나, 캐필러리(30)를 이동시키는 속도, 캐필러리(30)의 이동 궤적, 히터(46)의 가열 온도 등을 포함한다.
오퍼레이터는, 절단 불량의 유무에 따라 동작 조건을 조정하였으나, 종래, 이 동작 조건의 양호성 여부를 정량적으로 평가하는 지표가 없었다. 따라서 종래, 오퍼레이터는, 실제로 제조된 제품을 보고 절단 불량 유무를 확인하고, 그 확인 결과에 따라 동작 조건을 조정할 필요가 있어 매우 번거로웠다.
그래서 본 명세서에서는, 동작 조건의 양호성 여부, 특히, 2nd 본드 처리, 테일 형성 처리, 테일 컷 처리에서의 동작 조건의 양호성 여부를 정량적으로 평가하는 평가 지표로서 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)를 측정하고, 그 측정 결과를 오퍼레이터에게 제시하였다. 이하, 이에 대해 상세히 설명하기로 한다.
처음에, 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)에 대해 설명하기로 한다. 상술한 바와 같이, 본 예에서는, 2nd 본드 처리 및 테일 형성 처리가 완료되면, 계속해서 테일 컷 처리를 실시한다. 이 테일 컷 처리에서, 콘트롤러(50)는 클램퍼(34)를 닫은 후, 캐필러리(30)를 제2 본드점(B2)에서 이간 방향으로 이동시킴으로써 테일을 절단한다. 본 예에서는, 이 테일의 절단에 필요한 힘을 나타내는 파라미터를 파단 지표(Sb)로서 취득한다. 또, 클램퍼(34)를 닫고 나서 테일이 절단될 때까지의 캐필러리(30)의 이동 거리를, 파단 거리(Ds)로서 취득한다.
보다 구체적으로 설명하면, 콘트롤러(50)는, 테일 컷 처리할 때, 캐필러리(30)가 서서히 이간 방향으로 이동하는 지령 위치(P*)를 생성하고, 이동 기구(18)에 입력한다. 이동 기구(18)에 설치된 구동 모터(22)의 드라이버는, 이 지령 위치(P*)와, 위치 센서(28)에서 검출된 검출 위치(Pd)와의 차분인 위치 편차(ΔP)를 산출하고, 위치 편차(ΔP)에 따른 값의 전류를 구동 모터(22)에 인가한다. 구동 모터(22)는, 인가 전류에 비례한 토크(torque)를 출력한다. 토크의 출력에 의해 테일이 절단되면, 그 반동으로, 캐필러리(30)는 일시적으로 이간 방향으로 크게 오버 슈팅한다.
도 3은, 테일 컷 처리할 때 얻어지는 위치 편차의 경시 변화의 일례를 도시한 도면이다. 도 3의 예에서는, 테일은, 시각(t1)에서 절단되어 있으며, 이 시각(t1)의 직후에 위치 편차(ΔP)가 피크를 취한다. 이 피크는, 절단시의 반동이 클수록, 나아가 절단에 필요한 힘이 클수록 커진다. 그래서, 본 예에서는, 이 위치 편차(ΔP)의 피크치를 파단 지표(Sb)로서 측정한다. 또, 이 피크치가 얻어질 때까지의 캐필러리(30)의 이동 거리를, 파단 거리(Ds)로서 측정한다. 이 파단 지표(Sb)나 파단 거리(Ds)는, 와이어(W)의 파단에 필요한 힘의 크기, 즉, 파단 강도를 나타내는 지표로서 이용할 수 있다.
여기서, 이 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)는, 접합 불량의 유무에 크게 영향을 준다. 예를 들면, S자 곡선이 발생하는 경우, S자 곡선이 발생하지 않는 경우에 비해, 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)가 커진다. 특히, 와이어(W)의 종류가 동일한 경우, 파단 지표(Sb)가 일정 이상이 되면, S자 곡선이 발생한다. 따라서 파단 지표(Sb)를 감시함으로써, S자 곡선의 유무를 판단할 수 있다. 아울러 S자 곡선이 생기지 않는 파단 지표(Sb)의 최대치(이하 "허용 최대 강도(Smax)"라고 한다)는, 와이어(W)의 종류에 따라서 다르다. 이 허용 최대 강도(Smax)는, 와이어(W)의 조성이 같은 경우, 와이어(W)의 직경이 클수록 커진다. 또, 와이어(W)가 제2 본드점(B2)에 적절히 접합되지 않은 리드 불착이 발생하는 경우, 리드 불착이 발생하지 않는 경우에 비해 파단 지표(Sb)에 큰 차이는 생기지 않지만, 파단 거리(Ds)가 커진다. 따라서, 그로 인해 파단 거리(Ds)를 감시함으로써 리드 불착의 유무를 판단할 수 있다.
콘트롤러(50)는, 이러한 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)를 측정하고, 측정 결과를, 출력장치(64)를 통해 오퍼레이터에게 제시한다. 오퍼레이터는, 제시된 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)에 기초하여, 접합 불량의 유무, 나아가 동작 조건의 양호성 여부를 판단할 수 있다. 아울러 접합 불량이 생기지 않는 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)의 값의 범위, 즉, 허용 범위는, 와이어(W)의 종류(즉 조성이나 직경, 제법 등)에 따라 다르기 때문에, 미리 실험 등으로 구해 둔다.
다음으로, 본 예의 제조 장치(10)에서의 사용자 인터페이스에 대해 설명하기로 한다. 본 예의 제조 장치(10)에서는, 상술한 동작 조건의 평가 지표, 즉, 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)를 측정하기 위한 측정 모드가 준비되어 있다. 오퍼레이터가 측정 모드를 선택한 경우, 디스플레이에는, 도 4에 도시한 측정 모드 화면(70)이 표시된다. 측정 모드 화면(70)에서, 오퍼레이터는, 평가 지표의 측정을 개시하는 와이어 번호인 개시 번호 71과 측정을 실시하는 와이어의 갯수인 측정 개수 72를 지정할 수 있다. 또, 오퍼레이터는, 미리 와이어 번호마다 다른 동작 조건을 설정할 수 있다.
시작 버튼을 선택하면, 콘트롤러(50)는, 지정된 와이어 번호부터 측정 개수만큼 순서대로 와이어 본딩 처리를 실행한다. 도 4의 예의 경우, 시작 번호가 81, 측정 개수가 15이므로, 콘트롤러(50)는, 와이어 번호 81∼85까지의 15개의 와이어(W)에 대해 본딩 처리를 실행한다.
콘트롤러(50)는, 본딩 처리시마다 평가 지표로서 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)를 측정하고, 결과를 메모리(54)에 일시 저장한다. 그리고, 지정된 측정 개수만큼의 본딩 처리가 종료되면, 콘트롤러(50)는, 그 측정 결과를 오퍼레이터에게 제시한다. 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)는 모두 복수(즉, 측정 개수만큼) 얻을 수 있기 때문에, 콘트롤러(50)는, 이 복수의 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)의 통계치를 측정 결과로서 오퍼레이터에게 제시한다. 도 4의 예에서는, 측정 결과적으로, 복수의 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)의 최종치, 최대치, 최소치, 평균치, 표준 편차를 측정 결과란 73에 표시한다.
또, 측정 모드 화면(70)에는 그래프 버튼(74)이 설치되어 있다. 이 그래프 버튼(74)을 선택하면, 복수의 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)의 측정치가, 그래프 형식으로 오퍼레이터에게 제시된다. 도 5A 및 도 5B는, 각각, 오퍼레이터에게 제시되는 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)의 그래프 화면의 일례를 도시한 도면이다. 도 5A 및 도 5B에 도시한 것처럼, 그래프 화면에는, 표시하는 평가 지표의 종류 선택란 75가 있으며, 선택된 종류의 평가 지표의 그래프가 표시된다. 또, 그래프는, 가로축이 와이어 번호, 세로축이 평가 지표(즉 파단 지표(Sb) 또는 파단 거리(Ds))의 측정치가 된다.
상기 그래프를 참조함으로써, 오퍼레이터는, 접합 불량이 생기는 와이어 번호를 용이하게 특정할 수 있다. 도 5A, 도 5B의 예에서는, 와이어 번호 88은, 파단 지표(Sb) 및 파단 거리(Ds)가 모두 높기 때문에, S자 곡선이 생긴다고 추측할 수 있다. 또, 와이어 번호 91은, 파단 지표(Sb)는 높지 않지만, 파단 거리(Ds)가 높기 때문에, 리드 불착이 생긴다고 추측할 수 있다. 그리고, 이와 같이 평가 지표에 기초하여 접합 불량의 유무를 판단함으로써, 오퍼레이터는, 동작 조건의 적합성 여부를 보다 간단하고 쉽게 판단할 수 있어 동작 조건을 보다 간단하고 쉽게 조정할 수 있다. 아울러 접합 불량이 생기지 않는 평가 지표의 범위, 즉, 허용 범위를 아는 경우에는, 해당 허용 범위의 상한치 및 하한치를 그래프에 표시해도 좋다. 상기 구성으로 함으로써, 오퍼레이터는, 보다 직감적으로 본딩 조건의 적합성 여부를 판단할 수 있다.
이러한 그래프를 참고로 하여 동작 조건을 조정할 수 있다면, 오퍼레이터는, 조정 후의 동작 조건으로 제품의 양산을 개시한다. 이 때, 동작 조건은, 접합 불량이 발생하지 않는 조건으로 조정되어 있다. 그러나 제품의 제조를 반복하면, 온도 변화나 로트마다의 개체 차이, 외란 등에 기인하여 접합 불량이 생기는 경우가 있다. 이러한 접합 불량의 발생을 검지하기 위해, 콘트롤러(50)는, 연속적 또는 간헐적으로 평가 지표를 측정해도 좋다. 그리고 평가 지표가 규정의 허용 범위에서 벗어난 경우, 콘트롤러(50)는, 알람을 출력하여 제품의 제조를 중단해도 좋다.
도 6은, 제품 양산시의 콘트롤러의 처리 흐름을 도시한 흐름도이다. 도 6에 도시한 것처럼, 콘트롤러(50)는, 오퍼레이터에 의해 설정된 동작 조건에 따라 n번째 와이어(W)의 본딩을 실행한다(S12). 그 본딩 처리의 과정에서, 콘트롤러(50)는 파단 지표(Sb)를 측정한다. 그리고, 얻어진 파단 지표(Sb)를, 미리 규정된 허용 최대 강도(Smax)와 비교한다(S14). 비교의 결과, Sb≤Smax인 경우에는 문제는 없다고 판단하고, 다음의 와이어(W)의 본딩 처리를 실행한다(S16, S18, S12). 또한 Sb>Smax인 경우, S자 곡선이 발생할 가능성이 높다. 이 경우, 콘트롤러(50)는 알람을 출력하고(S20), 제품의 제조를 일시 중단한다.
이와 같이, 제품의 양산 과정에서 파단 지표(Sb)를 감시함으로써 접합 불량을 조기에 발견할 수 있어 최종적으로 얻을 수 있는 제품의 품질을 보다 향상시킬 수 있다. 아울러 도 6에서는, 파단 지표(Sb)만을 감시하였으나, 당연히, 파단 지표(Sb)에 추가하여 파단 거리(Ds)도 관리해도 좋다. 또, 지금까지의 설명에서는, 와이어 본딩을 실시하는 제조 장치(10)를 예로 들어 설명하였으나, 본 명세서에서 명시된 기술은, 테일 컷 처리를 실행하는 제조 장치라면, 다른 종류의 제조 장치에 적용되어도 좋다. 따라서, 본 명세서에서 명시된 기술은, 반도체 칩(110)에 범프를 형성하는 범프 본딩 장치에 적용되어도 좋다.
또 지금까지의 설명에서는, 테일의 절단 직후의 위치 편차(ΔP)의 피크치를 파단 지표(Sb)로서 취득하였다. 그러나, 파단 지표(Sb)는, 테일의 절단에 필요한 힘을 나타내는 파라미터라면 다른 파라미터, 예를 들면, 절단시의 구동 모터(22)의 인가 전류치여도 좋다.
10 제조 장치, 12 본딩 헤드, 14 스테이지, 18 이동 기구, 22 구동 모터, 24 초음파 호른, 26 초음파 발진기, 28 위치 센서, 30 캐필러리, 34 클램퍼, 42 회전 스풀, 43 토치 전극, 46 히터, 50 콘트롤러, 52 프로세서, 54 메모리, 60 UI장치, 62입력장치, 64 출력장치, 70 측정 모드 화면, 71 개시 번호, 72 측정 개수, 73 측정 결과란, 74 그래프 버튼, 75 종류 선택란, 100 기판, 110 반도체 칩, B1 제1 본드점, B2 제2 본드점.

Claims (6)

  1. 와이어가 삽통되어 끝단으로부터 연장 돌출되는 상기 와이어를 대상면에 압압하여 접합하는 캐필러리와,
    상기 캐필러리와 연동하여 이동하고 상기 와이어를 파지하는 클램퍼와,
    1 이상의 구동 모터를 가지고 상기 구동 모터의 동력으로 상기 캐필러리를 이동시키는 이동 기구와,
    상기 캐필러리의 위치를 검출 위치로서 검출하는 위치 센서와,
    상기 캐필러리, 상기 클램퍼, 및 상기 이동 기구의 구동을 제어하는 콘트롤러,
    를 구비하고, 상기 콘트롤러는,
    상기 와이어의 상기 대상면으로의 접합 및 테일의 형성을 실시한 후, 상기 클램퍼를 닫은 상태에서 상기 캐필러리를 상기 이격되는 방향으로 이동시킴으로써 상기 테일을 절단하는 테일 컷 처리와,
    상기 와이어의 절단 직후의 상기 캐필러리 이동의 지령 위치와 상기 검출 위치와의 편차의 피크치, 또는 상기 와이어 절단시의 상기 구동 모터의 전류치를 파단 지표로서 측정하는 지표 측정 처리를 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 장치.
  2. 청구항 1에 기재된 반도체 장치의 제조 장치로서,
    상기 콘트롤러는, 상기 지표 측정 처리에서, 또한 상기 클램퍼를 닫고 나서 상기 와이어가 절단될 때까지의 상기 캐필러리의 이동 거리인 파단 거리도 측정하는,
    것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 기재된 반도체 장치의 제조 장치로서,
    또한 오퍼레이터로부터의 조작 입력을 받아들임과 동시에 상기 오퍼레이터에 정보를 출력하는 UI장치를 구비하고,
    상기 콘트롤러는, 상기 오퍼레이터로부터 상기 파단 지표의 측정이 지시된 경우, 상기 테일 컷 처리를 2회 이상 반복 실행하고, 2회 이상의 상기 테일 컷 처리 각각에서 얻어진 상기 파단 지표의 측정치를, 상기 UI장치를 통해 상기 오퍼레이터에 제시하는,
    것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 장치.
  4. 청구항 3에 기재된 반도체 장치의 제조 장치로서,
    상기 콘트롤러는, 2회 이상의 상기 테일 컷 처리 각각에서 얻어진 상기 파단 지표의 측정치의 일람을 그래프 형식으로 제시하는, 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 장치.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 반도체 장치의 제조 장치로서,
    상기 콘트롤러는, 상기 파단 지표가 미리 규정된 기준 범위 이외인 경우, 알람을 출력하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 장치.
  6. 캐필러리의 끝단으로부터 연장 돌출되는 와이어를 대상면에 압압하여 접합한 후, 클램퍼를 닫아 상기 와이어를 파지한 상태에서, 상기 캐필러리를 상기 대상면으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 테일 컷 단계와,
    상기 테일 컷 처리와 병행하여 실행되고, 상기 와이어의 절단 직후의 상기 캐필러리 이동의 지령 위치와 상기 검출 위치와의 편차의 피크치, 또는 상기 와이어 절단시의 상기 구동 모터의 전류치를 파단 지표로서 측정하는 지표 측정 단계,
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
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