WO2022013955A1 - 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

ワイヤボンディング装置及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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ball
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浩章 吉野
森介 手井
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株式会社新川
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Definitions

  • the present invention relates to the structure of a wire bonding device and a method for manufacturing a semiconductor device using the wire bonding device.
  • the capillary is raised to extend the wire tail, then the capillary is raised to cut the wire tail, and the cut wire tail is bonded onto the crimping ball to form a loop height.
  • a bonding method that keeps the height low has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the capillary is moved horizontally to scrape off the ball neck on the crimping ball, and then the capillary is raised to extend the wire tail, and the extended wire tail is used.
  • a method has been proposed in which the loop height is suppressed by pressing the side surface onto the crimping ball a plurality of times and then moving the capillary toward the second bond point (see, for example, Patent Document 2).
  • the cross-sectional area of the wire tail of the pressed portion becomes small, and the loop shape of the wire may be limited.
  • an object of the present invention is to provide a wire bonding apparatus capable of forming a low loop wire having a large degree of freedom in loop shape.
  • the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device in which a first bond point and a second bond point are connected by a wire, and the capillary through which the wire is inserted and a moving mechanism for moving the capillary. After forming a free air ball at the tip of the wire inserted into the capillary, the tip of the capillary is lowered to the crimping height to make the free air ball the first bond point. A ball bonding process of joining to form a crimp ball and a ball neck on the upper side of the crimp ball, and a thin portion having a reduced cross-sectional area between the ball neck and the crimp ball by moving the tip of the capillary horizontally.
  • a thin-walled portion forming step to be formed a wire tail separating step of raising the capillary to extend the wire tail, and then moving the capillary toward the second bond point to separate the wire tail and the crimping ball in the thin-walled portion.
  • the wire tail joining process of lowering the capillary and joining the side surfaces of the separated wire tail onto the crimping ball It is characterized by including.
  • the wire tail is separated from the crimping ball after forming a thin-walled part with a reduced cross-sectional area of the connection part between the ball neck and the crimping ball, so that the wire tail can be separated from the crimping ball with a small tensile load. can.
  • the cut wire tail since the capillary is moved in the direction of the second bond point to separate the wire tail and the crimping ball at the thin wall portion, the cut wire tail enters below the first bond point side of the capillary. Therefore, the side surface of the wire tail can be joined on the crimping ball, and the loop height can be lowered with the wire extending direction as the horizontal direction.
  • the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention may include a wire tail bending step of forming a thin portion and then reciprocating the capillary in an arc shape in the direction of the second bond point to bend and deform the wire.
  • the wire Since the wire is bent and deformed in this way, when the wire tail is separated from the crimping ball, the state in which the wire tail is inserted under the first bond point side of the capillary can be maintained, and the wire tail can be reliably used.
  • the sides can be joined onto the crimp ball to reduce the loop height.
  • the capillary in the thin-walled portion forming step, may be raised to a shear height higher than the crimping height to move the capillary in the horizontal direction.
  • the capillary in the thin-walled portion forming step, may be reciprocated in the horizontal direction when forming the thin-walled portion.
  • the cross-sectional area of the connecting portion between the ball neck and the crimping ball can be made as small as possible, and the variation in the cross-sectional area of the connecting portion can be suppressed.
  • the shape of the wire tail extending from the tip of the capillary can be stabilized.
  • the capillary in the wire tail separating step, may be moved diagonally upward toward the second bond point when the wire tail is separated from the crimping ball in the thin-walled portion.
  • the face portion on the side of the first bond point of the capillary is the second bond point of the crimping ball.
  • the wire bonding device of the present invention is a wire bonding device that connects a first bond point and a second bond point with a wire, and is a capillary through which a wire is inserted, a moving mechanism for moving the capillary, and a moving mechanism.
  • the control unit is provided with a control unit that controls the drive of the capacitor, and the control unit forms a free air ball at the tip of the wire inserted through the capillary, and then lowers the tip of the capillary to the crimping height to bond the free air ball to the first bond.
  • a crimp ball and a ball neck on the upper side of the crimp ball are formed by joining to a point, and the tip of the capillary is moved horizontally to form a thin-walled portion having a reduced cross-sectional area between the ball neck and the crimp ball.
  • the capillary is moved in the direction of the second bond point to separate the wire tail and the crimping ball at the thin wall portion. It is characterized in that the side surface of the wire tail separated by lowering the capillary is joined onto the crimping ball.
  • the control unit raises the capillary to a shear height higher than the crimping height and reciprocates the capillary in the horizontal direction to form a thin portion to form a thin portion.
  • the capillary is reciprocated in an arc shape in the direction of the second bond point to bend and deform the wire, and when the wire tail is separated from the crimping ball in the thin-walled portion, the capillary is slanted toward the second bond point.
  • the capillary may be lowered and the side surface of the bent and deformed wire tail may be joined on the end opposite to the second bond point of the crimping ball at the face portion of the capillary.
  • the present invention can provide a wire bonding apparatus capable of forming a low loop wire having a large degree of freedom in loop shape.
  • the wire bonding apparatus 100 of the embodiment includes a base 10, an XY table 11, a bonding head 12, a Z-direction motor 13, a bonding arm 14, an ultrasonic horn 15, and a capillary 20. , A clamper 17, a discharge electrode 18, a bonding stage 19, and a control unit 60.
  • the extending direction of the bonding arm 14 or the ultrasonic horn 15 will be described as the X direction
  • the direction perpendicular to the X direction on the horizontal plane will be described as the Y direction
  • the vertical direction will be described as the Z direction.
  • the XY table 11 is mounted on the base 10 and is mounted on the upper side to move in the XY direction.
  • the bonding head 12 is mounted on the XY table 11 and moves in the XY direction by the XY table 11.
  • a Z-direction motor 13 and a bonding arm 14 driven by the Z-direction motor 13 are housed in the bonding head 12.
  • the Z-direction motor 13 includes a stator 13b.
  • the bonding arm 14 is a rotor whose root portion 14a faces the stator 13b of the Z-direction motor 13 and is rotatably attached around the shaft 13a of the Z-direction motor 13.
  • An ultrasonic horn 15 is attached to the tip of the bonding arm 14 in the X direction, and a capillary 20 is attached to the tip of the ultrasonic horn 15.
  • the ultrasonic horn 15 ultrasonically vibrates a capillary 20 attached to the tip by vibration of an ultrasonic vibrator (not shown).
  • the capillary 20 is provided with a through hole 21 that penetrates in the vertical direction inside, and a wire 16 is inserted through the through hole 21.
  • a clamper 17 is provided on the upper side of the tip of the ultrasonic horn 15. The clamper 17 opens and closes to grip and open the wire 16.
  • a discharge electrode 18 is provided on the upper side of the bonding stage 19.
  • the discharge electrode 18 may be attached to a frame (not shown) provided on the base 10.
  • the discharge electrode 18 is inserted into the capillary 20 to discharge electricity from the wire 16 extending from the tip 25 of the capillary 20 and melt the wire 16 to form a free air ball 40.
  • the bonding stage 19 sucks and fixes the substrate 30 on which the semiconductor chip 34 is mounted on the upper surface, and heats the substrate 30 and the semiconductor chip 34 by a heater (not shown).
  • the root portion 14a of the bonding arm 14 constituting the rotor When the root portion 14a of the bonding arm 14 constituting the rotor is rotated as shown by the arrow 71 in FIG. 1 by the electromagnetic force of the stator 13b of the Z-direction motor 13 of the bonding head 12, it is attached to the tip of the ultrasonic horn 15.
  • the obtained capillary 20 moves in the Z direction as shown by the arrow 72.
  • the bonding stage 19 is moved in the XY direction by the XY table 11. Therefore, the capillary 20 is moved in the XYZ direction by the XY table 11 and the Z direction motor 13. Therefore, the XY table 11 and the Z-direction motor 13 form a moving mechanism 11a for moving the capillary 20 in the XYZ direction.
  • the XY table 11, the Z-direction motor 13, the clamper 17, the discharge electrode 18, and the bonding stage 19 are connected to the control unit 60 and are driven based on the command of the control unit 60.
  • the control unit 60 adjusts the position of the capillary 20 in the XYZ direction by the moving mechanism 11a composed of the XY table 11 and the Z direction motor 13, opens and closes the clamper 17, drives the discharge electrode 18, and the bonding stage 19. Control the heating.
  • the control unit 60 is a computer including a CPU 61, which is a processor that processes information internally, and a memory 62 that stores an operation program, operation data, and the like.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the tip portion of the capillary 20.
  • the capillary 20 is formed with a through hole 21 penetrating in the direction of the center line 24.
  • the wire 16 is inserted into the through hole 21. Therefore, the inner diameter d1 of the through hole 21 is larger than the outer diameter d2 of the wire 16 (d1> d2).
  • the lower end of the through hole 21 extends in a conical shape. This conical tapered portion is called a chamfer portion 22.
  • the maximum diameter (that is, the diameter at the lowermost end) of this conical space is called the chamfer diameter d3.
  • the lower end surface of the capillary 20 is a face portion 23 that presses the free air ball 40 shown in FIG.
  • the face portion 23 may be a flat horizontal surface or an inclined surface that moves upward as it approaches the outside.
  • the width of the face portion 23, that is, the distance between the chamfer portion 22 and the outer circumference of the lower end of the capillary 20 is referred to as "face width W".
  • the point above the center line 24 at the lower end of the capillary 20 is referred to as the tip 25 of the capillary 20.
  • the free air ball 40 becomes a face. It is pressed by the portion 23 and flattened to form a flat cylindrical crimping ball 41 having a diameter d5 and a thickness hb. Further, a part of the metal forming the free air ball 40 enters the through hole 21 from the chamfer portion 22 and is connected to the conical portion 42a connected to the upper side of the crimping ball 41 and the circle connected to the upper side of the conical portion 42a. A ball neck 42 composed of a columnar portion 42b is formed.
  • FIG. 3 is an image diagram of the loop wire 52 formed by the wire bonding device 100.
  • a plurality of pads 35 are arranged on the semiconductor chip 34, and a plurality of leads 31 are arranged on the substrate 30.
  • the wire bonding apparatus 100 connects the first bond point P1 located on the pad 35 and the second bond point P2 located on the lead 31 with a loop wire 52.
  • a first bond portion 50 formed by pressing one end of the wire 16 against the pad 35 is formed, and the loop wire 52 drawn out from the first bond portion 50 is a second bond. Extends to point P2.
  • a second bond portion 51 formed by pressing the other end of the loop wire 52 against the lead 31 is formed.
  • the second bond portion 51 is usually a stitch bond in which the loop wire 52 is pressed against the lead 31 and crushed.
  • the operation of forming the first bond portion 50, the loop wire 52, and the second bond portion 51 of the wire bonding apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 4 to 9B.
  • the direction approaching the second bond point P2 when viewed from the first bond point P1 is referred to as the "forward direction", and the direction away from the second bond point P2 or the second bond when viewed from the first bond point P1.
  • the direction opposite to the point P2 is called the "reverse direction”.
  • the reference numeral “F” in each figure indicates a forward method, and the reference numeral “R” indicates a reverse direction.
  • the arrows 81 to 91 shown in FIG. 4 correspond to the arrows 81 to 91 shown in FIGS. 5 to 9B.
  • the CPU 61 which is the processor of the control unit 60, first opens the clamper 17 to drive and control the XY table 11 and the Z-direction motor 13 to discharge the tip 25 of the capillary 20. Move to the vicinity of the electrode 18. Then, the CPU 61 generates a discharge between the discharge electrode 18 and the wire 16 extending from the tip 25 of the capillary 20, and forms the wire 16 extending from the tip 25 of the capillary 20 into a free air ball 40.
  • the CPU 61 executes a ball bonding step as shown in FIG.
  • the CPU 61 aligns the XY coordinates of the center line 24 of the capillary 20 with the XY coordinates of the center line 36 of the first bond point P1.
  • the tip 25 is lowered toward the first bond point P1 to the point a.
  • the height h1 from the upper surface of the pad 35 to the tip 25 of the capillary 20, that is, the height h1 from the upper surface of the pad 35 to the point a is set to the target value of the thickness hb of the crimping ball 41 (see FIG. 2). It is decided based on.
  • this height h1 is referred to as "crimping height h1".
  • the free air ball 40 is pressed onto the pad 35 by the face portion 23 of the capillary 20.
  • ultrasonic vibration may be applied to the tip 25 of the capillary 20 via the ultrasonic horn 15.
  • the capillary 20 presses the free air ball 40 onto the pad 35, the face portion 23 and the chamfer portion 22 form the free air ball 40 with the crimping ball 41 and the ball, as described above with reference to FIG. Molded into the neck 42.
  • the CPU 61 ends the ball bonding process when the crimping ball 41 and the ball neck 42 are formed.
  • the CPU 61 executes the thin-walled portion forming step as shown in FIGS. 6A to 6D.
  • the CPU 61 keeps the clamper 17 open.
  • the CPU 61 drives the Z-direction motor 13 as shown in FIG. 6A to slightly raise the tip 25 of the capillary 20 to the point b as shown by the arrow 82 in FIGS. 4 and 6A by the height ⁇ hb.
  • the height of the tip 25 of the capillary 20 is set to the height h2.
  • the height h2 is referred to as "shear height h2".
  • the shear height h2 is the height between the upper end surface of the crimping ball 41 and the upper end surface of the ball neck 42, and is the height at which the tip 25 of the capillary 20 is located on the side surface of the ball neck 42.
  • the CPU 61 drives the XY table 11 while maintaining the height of the tip 25 of the capillary 20 at the shear height h2, as shown by the arrows 83 shown in FIGS. 4 and 6B.
  • the capillary 20 is moved horizontally to the point c in the forward direction toward the second bond point P2 by a distance ⁇ xc.
  • the center line 24 of the capillary 20 is located closer to the second bond point P2 than the center line 36 of the first bond point P1.
  • the CPU 61 drives the XY table 11 in the opposite direction to FIG. 6B while maintaining the height of the tip 25 of the capillary 20 at the shear height h2, and FIGS.
  • the capillary 20 is horizontally moved to the point d in the reverse direction from the second bond point P2 toward the first bond point P1 by a distance ⁇ xd. Since ⁇ xd is larger than ⁇ xc shown in FIG. 6B, the center line 24 of the capillary 20 is on the reverse side of the first bond point P1 as shown in FIG. 6C.
  • the CPU 61 drives the XY table 11 while keeping the height of the tip 25 of the capillary 20 at the shear height h2, and drives the capillary 20 to the point e as shown by the arrow 85 shown in FIGS. 4 and 6B. 2
  • the shear section 43 on the forward side appears in the vicinity of the lower end surface of the ball neck 42. There is a slight gap between the sheared section 43 and the upper surface of the end portion 45 on the opposite side (reverse side) of the second bond point P2 of the crimping ball 41.
  • a thin connecting portion 46 connecting the ball neck 42 and the crimping ball 41 is formed between the shearing section 44 on the forward side and the shearing section 43 on the reverse side.
  • the connecting portion 46 is a thin portion having a smaller cross-sectional area than the wire 16.
  • the cross-sectional area of the connection portion 46 is made as small as possible. At the same time, it is possible to suppress variations in the size of the cross-sectional area of the connecting portion 46.
  • the CPU 61 executes the wire tail bending step as shown in FIGS. 7A to 7C.
  • the CPU 61 drives the Z-direction motor 13 as shown in FIG. 7A to raise the tip 25 of the capillary 20 to the point f as shown by the arrow 86 in FIGS. 4 and 7A, and raise the height of the tip 25 of the capillary 20.
  • the height h3 is referred to as "moving height h3".
  • the moving height h3 is higher than the shear height h2.
  • the CPU 61 moves the tip 25 of the capillary 20 in an arc shape from the point f to the point g as shown by the arrows 87 in FIGS. 4 and 7B.
  • the arcuate movement may be carried out to a point g at a height h4 along an arc whose radius is the distance between the point f and the point e centered on the point e shown in FIG. 7A.
  • the wire tail 47 is bent forward from the connecting portion 46, and the lower side surface is bent toward the upper end surface of the crimping ball 41.
  • the CPU 61 moves the tip 25 of the capillary 20 in an arc shape from the point g to the point f as shown by the arrow 88 in FIGS. 4 and 7C, contrary to FIG. 7B, to move the tip 25 of the capillary 20 in an arc shape.
  • the position of is returned to the point f.
  • the wire tail 47 is curved from the connecting portion 46 toward the forward side and then curved toward the reverse side.
  • the CPU 61 executes the wire tail disconnection step as shown in FIG.
  • the CPU 61 closes the clamper 17 and drives the XY table 11 and the Z-direction motor 13 to move the tip 25 of the capillary 20 diagonally upward toward the second bond point P2. It is moved in the direction to the point h at the height h5. Due to this movement, the wire tail 47 extending from the tip 25 of the capillary 20 is deformed so as to extend diagonally upward from the connecting portion 46 toward the second bond point P2. Further, since the CPU 61 closes the clamper 17 at the time of movement, the connection portion 46 is pulled diagonally upward by the capillary 20 and the clamper 17 toward the second bond point P2 due to the movement.
  • the connecting portion 46 is broken to form a crimp ball side fracture surface 48 and a wire tail side fracture surface 49.
  • the wire tail 47 extends diagonally downward from the tip 25 of the capillary 20 toward the first bond point P1 toward the reverse side, and the capillary 20 It wraps around to the lower side of the face portion 23 on the reverse side of.
  • the CPU 61 executes the wire tail joining step as shown in FIGS. 9A and 9B.
  • the CPU 61 drives the XY table 11 and the Z-direction motor 13 to raise the tip 25 of the capillary 20 from the point h to the point i, and then moves from the point i to the reverse direction. Move towards.
  • the position of the tip 25 of the capillary 20 is positioned so that the face portion 23 on the first bond point side (reverse side) of the capillary 20 is above the end portion 45 on the reverse side of the crimping ball 41. Move to point j at height h6.
  • the CPU 61 lowers the face portion 23 on the reverse side of the capillary 20 toward the end portion 45 on the reverse side of the crimping ball 41 to the point k as shown by the arrow 91 shown in FIGS. 4 and 9B.
  • the side surface of the wire tail 47 extending diagonally downward from the tip 25 of the capillary 20 toward the reverse side at the face portion 23 on the reverse side of the capillary 20 is the reverse side of the crimping ball 41. Press onto the end 45.
  • the wire tail 47 is joined onto the end portion 45 to form the first bond portion 50.
  • the height h7 from the upper surface of the pad 35 to the tip 25 of the capillary 20, that is, the height h7 from the upper surface of the pad 35 to the point k is determined based on the target value of the thickness of the first bond portion 50. ..
  • the first bond portion 50 is joined onto the reverse end 45 of the crimp ball 41, and the side of the second bond point P2 is along the shear section 44 above the crimp ball 41. Extends horizontally toward the second bond point P2.
  • the CPU 61 executes the stitch bonding step.
  • the CPU 61 opens the clamper 17 and raises the capillary 20 as shown by the arrow 92 shown in FIG. 4, extends the loop wire 52 from the tip 25 of the capillary 20, and then shows the arrow 93 of the alternate long and short dash line shown in FIG.
  • the tip 25 of the capillary 20 is looped so that the position of the center line 24 of the capillary 20 is aligned with the position of the center line 37 (see FIG. 3) of the second bond point P2.
  • the tip 25 of the capillary 20 is pressed onto the lead 31 of the substrate 30 and the side surface of the loop wire 52 is stitch-bonded onto the lead 31 to form the second bond portion 51.
  • the loop wire 52 is formed on the sheared cross section 44 of the crimping ball 41 from the first bond portion 50 joined on the end portion 45 on the reverse side of the crimping ball 41.
  • the shape extends horizontally toward the second bond point P2 beyond the shape.
  • looping locus of the tip 25 of the capillary 20 is described in a simplified manner in FIG. 4, various routes may be used depending on the shape of the loop wire 52 to be formed.
  • the CPU 61 closes the clamper 17 and raises the capillary 20 to cut the wire 16.
  • the wire bonding apparatus 100 connects the first bond point P1 and the second bond point P2 as shown in FIG. 3 by the first bond portion 50, the loop wire 52, and the second bond portion 51. do.
  • the cross-sectional area of the connecting portion 46 between the ball neck 42 and the crimping ball 41 is reduced by the thin-walled portion forming step, and then the wire tail 47 is bent and deformed.
  • the capillary 20 is moved toward the second bond point P2 to cut the wire tail 47 from the crimping ball 41, so that the cut wire tail 47 has entered the lower side of the face portion 23 on the reverse side of the capillary 20. Can be retained. Therefore, when the side surface of the wire tail 47 is joined onto the crimping ball 41 to form the first bond portion 50, the second bond point side of the first bond portion 50 is in the horizontal direction along the crimping ball 41. Can be extended toward the second bond point P2. Therefore, as shown in FIGS. 3 and 10, the loop wire 52 can be formed so as to horizontally face the second bond point P2 from above the crimping ball 41, and the height of the loop wire 52 can be lowered. Can be done.
  • the second bond point side of the first bond portion 50 is the crimp ball 41 without pressing the side surface of the wire tail 47 onto the crimp ball 41 multiple times. It can be extended horizontally toward the second bond point P2 along the top. Therefore, since the cross-sectional area of the connection portion between the first bond portion 50 and the loop wire 52 can be made larger than that of the prior art, the tip 25 of the capillary 20 can be freely moved in the stitch bonding step, and the loop wire 52 can be freely moved. The degree of freedom in the shape of the can be increased.
  • the tip 25 of the capillary 20 in the thin-walled portion forming step, is horizontally reciprocated toward the forward side and the reverse side to minimize the cross-sectional area of the connecting portion 46. , The variation in the size of the cross-sectional area of the connecting portion 46 is suppressed. Therefore, in the wire tail disconnection step, the breaking load between the wire tail 47 and the connecting portion 46 is small and constant, so that when the connecting portion 46 breaks, the lower side of the face portion 23 on the reverse side of the capillary 20 The shape of the wire tail 47 that enters does not vary, and the shape becomes stable. As a result, the shape of the first bond portion 50 formed on the end portion 45 on the reverse side of the crimp ball 41 becomes constant, and stable wire bonding can be performed.
  • the tip 25 of the capillary 20 is moved diagonally upward toward the second bond point P2, so that the wire tail 47 is crimped with the cut wire tail 47. It is possible to prevent the balls 41 from coming into contact with each other and being rejoined, and it is possible to improve the stability of wire bonding.
  • the breaking load between the wire tail 47 and the connecting portion 46 is further reduced, and the capillary 20 is moved in the horizontal direction to cut the wire tail 47. You may do it.

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Abstract

第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続する半導体装置の製造方法であって、ボールボンディングにより第１ボンド点に圧着ボールとボールネックとを形成するボールボンディング工程と、ボールネックと圧着ボールとの間に断面積を減らした薄肉部を形成する薄肉部形成工程と、キャピラリを上昇させてワイヤテールを繰り出した後、キャピラリを第２ボンド点の方向に移動させて、薄肉部においてワイヤテールと圧着ボールとを切り離すワイヤテール切り離し工程と、キャピラリを下降させて切り離したワイヤテールの側面を圧着ボールの上に接合するワイヤテール接合工程と、を含む。

Description

ワイヤボンディング装置及び半導体装置の製造方法
　本発明は、ワイヤボンディング装置の構造及びそのワイヤボンディング装置を用いた半導体装置の製造方法に関する。
　近年、半導体チップの薄型化が求められている。この要求を満たすためには、ワイヤボンディングで形成されるループワイヤの高さを低く抑えることが必要となる。そこで、従来から、ループ高さを抑える低ループ技術が多数提案されている。
　例えば、ボールボンディングを行った後、キャピラリを上昇させてワイヤテールを延出させた後、キャピラリを上昇させてワイヤテールを切断し、切断したワイヤテールを圧着ボールの上にボンディングすることでループ高さを低く抑えるボンディング方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　また、第１ボンド点にボールボンディングを行った後、キャピラリを水平移動させて圧着ボールの上のボールネックを削り取り、その後キャピラリを上昇させてワイヤテールを延出させ、延出させたワイヤテールの側面を圧着ボールの上に複数回押圧した後、キャピラリを第２ボンド点に向かって移動させることによりループ高さを抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特許第４８６０１２８号公報 特開２０１９－１７６１１１号公報
　しかし、特許文献１に記載された従来技術の様にキャピラリを真上に上昇させてワイヤテールの延出、切断を行っても、ワイヤテールがキャピラリのフェイス部の下側に位置しないため、キャピラリでワイヤテールを圧着ボールの上に接合することが困難で、実現性の問題があった。
　また、特許文献２の方法では、押し付け部分のワイヤテールの断面積が小さくなってしまい、ワイヤのループ形状が制限される場合があった。
　そこで、本発明は、ループ形状の自由度が大きい低ループワイヤを形成可能なワイヤボンディング装置を提供することを目的とする。
　本発明の半導体装置の製造方法は、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続する半導体装置の製造方法であって、ワイヤが挿通されるキャピラリと、キャピラリを移動させる移動機構と、を備えるワイヤボンディング装置を準備する準備工程と、キャピラリに挿通されたワイヤの先端にフリーエアボールを形成した後、キャピラリの先端を圧着高さまで下降させてフリーエアボールを第１ボンド点に接合して圧着ボールと圧着ボールの上側のボールネックとを形成するボールボンディング工程と、キャピラリの先端を水平方向に移動させて、ボールネックと圧着ボールとの間に断面積を減らした薄肉部を形成する薄肉部形成工程と、キャピラリを上昇させてワイヤテールを繰り出した後、キャピラリを第２ボンド点の方向に移動させて、薄肉部においてワイヤテールと圧着ボールとを切り離すワイヤテール切り離し工程と、キャピラリを下降させて切り離したワイヤテールの側面を圧着ボールの上に接合するワイヤテール接合工程と、
　を含むことを特徴とする。
　薄肉部形成工程により、ボールネックと圧着ボールとの接続部分の断面積を減らした薄肉部を形成してからワイヤテールを圧着ボールから切り離すので、小さな引張荷重でワイヤテールを圧着ボールから切り離すことができる。また、キャピラリを第２ボンド点の方向に移動させて、薄肉部においてワイヤテールと圧着ボールとを切り離すので、切断したワイヤテールがキャピラリの第１ボンド点側の下に入り込む。このため、ワイヤテールの側面を圧着ボールの上に接合することができ、ワイヤの延びる方向を水平方向としてループ高さを低くすることができる。
　本発明の半導体装置の製造方法において、薄肉部を形成した後、キャピラリを第２ボンド点の方向に円弧状に往復移動させてワイヤを曲げ変形させるワイヤテール曲げ工程を含んでもよい。
　このように、ワイヤを曲げ変形させるので、ワイヤテールを圧着ボールから切り離した際に、ワイヤテールがキャピラリの第１ボンド点側の下に入り込んだ状態を保持することができ、確実にワイヤテールの側面を圧着ボールの上に接合することができループ高さを低くすることができる。
　本発明の半導体装置の製造方法において、薄肉部形成工程は、キャピラリを圧着高さより高い剪断高さまで上昇させてキャピラリを水平方向に移動させてもよい。
　これにより、確実にボールネックを変形させて薄肉部を形成することができる。
　本発明の半導体装置の製造方法において、薄肉部形成工程は、薄肉部を形成する際にキャピラリを水平方向に往復動作させてもよい。
　これにより、ボールネックと圧着ボールとの接続部分の断面積を極力小さくすると共に、接続部分の断面積の大きさのバラツキを抑制できる。この結果、ワイヤテールを切断した際にキャピラリの先端から延出するワイヤテールの形状を安定させることができる。
　本発明の半導体装置の製造方法において、ワイヤテール切り離し工程は、薄肉部においてワイヤテールを圧着ボールから切り離す際に、キャピラリを第２ボンド点の方向に向かって斜め上方向に移動させてもよい。
　これにより、切断したワイヤテールと圧着ボールとが接触して再接合されることを抑制でき、ワイヤボンディングの安定性を高めることができる。
　本発明の半導体装置の製造方法において、ワイヤテール接合工程は、ワイヤテールの側面を圧着ボールの上に接合する際に、キャピラリの第１ボンド点の側のフェイス部を圧着ボールの第２ボンド点と反対側の端部の上まで移動させた後、キャピラリを下降させてキャピラリのフェイス部で、曲げ変形したワイヤテールの側面を圧着ボールの第２ボンド点と反対側の端部の上に接合してもよい。
　これにより、ワイヤテールの側面を確実に圧着ボールの上に接合することができる。
　本発明のワイヤボンディング装置は、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング装置であって、ワイヤが挿通されるキャピラリと、キャピラリを移動させる移動機構と、移動機構の駆動を制御する制御部と、を備え、制御部は、キャピラリに挿通されたワイヤの先端にフリーエアボールを形成した後、キャピラリの先端を圧着高さまで下降させてフリーエアボールを第１ボンド点に接合して圧着ボールと圧着ボールの上側のボールネックとを形成し、キャピラリの先端を水平方向に移動させて、ボールネックと圧着ボールとの間に断面積を減らした薄肉部を形成し、キャピラリを上昇させてワイヤテールを繰り出した後、キャピラリを第２ボンド点の方向に移動させて、薄肉部においてワイヤテールと圧着ボールとを切り離し、
　キャピラリを下降させて切り離したワイヤテールの側面を圧着ボールの上に接合すること、を特徴とする。
　本発明のワイヤボンディング装置において、制御部は、ボールネックを形成した後、キャピラリを圧着高さより高い剪断高さまで上昇させてキャピラリを水平方向に往復移動させて薄肉部を形成し、薄肉部を形成した後、キャピラリを第２ボンド点の方向に円弧状に往復移動させてワイヤを曲げ変形させ、薄肉部においてワイヤテールを圧着ボールから切り離す際に、キャピラリを第２ボンド点の方向に向かって斜め上方向に移動させ、ワイヤテールの側面を圧着ボールの上に接合する際に、キャピラリの第１ボンド点の側のフェイス部を圧着ボールの第２ボンド点と反対側の端部の上まで移動させた後、キャピラリを下降させてキャピラリのフェイス部で、曲げ変形したワイヤテールの側面を圧着ボールの第２ボンド点と反対側の端部の上に接合してもよい。
　本発明は、ループ形状の自由度が大きい低ループワイヤを形成可能なワイヤボンディング装置を提供できる。
実施形態のワイヤボンディング装置の構成を示す立面図である。 実施形態のワイヤボンディング装置に取付けられるキャピラリの断面図である。 実施形態のワイヤボンディング装置で形成したループワイヤを示す立面図である。 キャピラリの先端の移動を示す説明図である。 実施形態のワイヤボンディング装置を用いてワイヤボンディングを行う際のボールボンディング工程を示す説明図である。 実施形態のワイヤボンディング装置を用いてワイヤボンディングを行う際の薄肉部形成工程においてキャピラリをわずかに上昇させた状態を示す説明図である。 薄肉部形成工程において、図６Ａに示す状態からキャピラリをフォワード方向に向かって水平移動した状態を示す説明図である。 薄肉部形成工程において、図６Ｂに示す状態からキャピラリをリバース方向に向かって水平移動した状態を示す説明図である。 薄肉部形成工程において、図６Ｃに示す状態からキャピラリを再びフォワード方向に向かって少しだけ水平移動した状態を示す説明図である。 実施形態のワイヤボンディング装置を用いてワイヤボンディングを行う際のワイヤテール曲げ工程においてキャピラリを上昇させてワイヤテールを延出させた状態を示す説明図である。 ワイヤテール曲げ工程において、図７Ａに示す状態からキャピラリを第２ボンド点に向かって円弧状に移動させた状態を示す説明図である。 ワイヤテール曲げ工程において、図７Ｂに示す状態からキャピラリの先端を第１ボンド点の方向に向かって円弧状に移動させた状態を示す説明図である。 実施形態のワイヤボンディング装置を用いてワイヤボンディングを行う際のワイヤテール切り離し工程を示す説明図である。 実施形態のワイヤボンディング装置を用いてワイヤボンディングを行う際のワイヤテール接合工程においてキャピラリを圧着ボールの上まで移動させた状態を示す説明図である。 ワイヤテール接合工程において、図９Ａに示す状態からキャピラリを下降させてワイヤテールの側面を圧着ボールの上に接合した状態を示す説明図である。 実施形態のワイヤボンディング装置を用いて第２ボンド点にループワイヤをステッチボンディングした状態の第１ボンド部とループワイヤとを示す説明図である。
　以下、図面を参照しながら実施形態のワイヤボンディング装置１００について説明する。図１に示す様に、実施形態のワイヤボンディング装置１００は、ベース１０と、ＸＹテーブル１１と、ボンディングヘッド１２と、Ｚ方向モータ１３と、ボンディングアーム１４と、超音波ホーン１５と、キャピラリ２０と、クランパ１７と、放電電極１８と、ボンディングステージ１９と、制御部６０とを備えている。なお、以下の説明では、ボンディングアーム１４又は超音波ホーン１５の延びる方向をＸ方向、水平面でＸ方向と直角方向をＹ方向、上下方向をＺ方向として説明する。
　ＸＹテーブル１１は、ベース１０の上に取付けられて上側に搭載されるものをＸＹ方向に移動させる。
　ボンディングヘッド１２は、ＸＹテーブル１１の上に取付けられてＸＹテーブル１１によってＸＹ方向に移動する。ボンディングヘッド１２の中には、Ｚ方向モータ１３とＺ方向モータ１３によって駆動されるボンディングアーム１４とが格納されている。Ｚ方向モータ１３は、固定子１３ｂを備えている。ボンディングアーム１４は、根元部１４ａがＺ方向モータ１３の固定子１３ｂに対向し、Ｚ方向モータ１３のシャフト１３ａの周りに回転自在に取付けられる回転子となっている。
　ボンディングアーム１４のＸ方向の先端には超音波ホーン１５が取付けられており、超音波ホーン１５の先端にはキャピラリ２０が取付けられている。超音波ホーン１５は、図示しない超音波振動子の振動により先端に取付けられたキャピラリ２０を超音波加振する。キャピラリ２０は後で図２を参照して説明するように内部に上下方向に貫通する貫通孔２１が設けられており、貫通孔２１にはワイヤ１６が挿通されている。
　また、超音波ホーン１５の先端の上側には、クランパ１７が設けられている。クランパ１７は開閉してワイヤ１６の把持、開放を行う。
　ボンディングステージ１９の上側には放電電極１８が設けられている。放電電極１８は、ベース１０に設けられた図示しないフレームに取付けられても良い。放電電極１８は、キャピラリ２０に挿通してキャピラリ２０の先端２５から延出したワイヤ１６との間で放電を行い、ワイヤ１６を溶融させてフリーエアボール４０を形成する。
　ボンディングステージ１９は、上面に半導体チップ３４が実装された基板３０を吸着固定するとともに、図示しないヒータによって基板３０と半導体チップ３４とを加熱する。
　ボンディングヘッド１２のＺ方向モータ１３の固定子１３ｂの電磁力によって回転子を構成するボンディングアーム１４の根元部１４ａが図１中の矢印７１に示す様に回転すると、超音波ホーン１５の先端に取付けられたキャピラリ２０は矢印７２に示す様にＺ方向に移動する。また、ボンディングステージ１９はＸＹテーブル１１によってＸＹ方向に移動する。従って、キャピラリ２０は、ＸＹテーブル１１とＺ方向モータ１３によってＸＹＺ方向に移動する。従って、ＸＹテーブル１１とＺ方向モータ１３とはキャピラリ２０をＸＹＺ方向に移動させる移動機構１１ａを構成する。
　ＸＹテーブル１１と、Ｚ方向モータ１３と、クランパ１７と、放電電極１８と、ボンディングステージ１９とは制御部６０に接続されており、制御部６０の指令に基づいて駆動される。制御部６０は、ＸＹテーブル１１とＺ方向モータ１３とで構成される移動機構１１ａにより、キャピラリ２０のＸＹＺ方向の位置を調整するとともに、クランパ１７の開閉、放電電極１８の駆動、ボンディングステージ１９の加熱制御を行う。
　制御部６０は、内部に情報処理を行うプロセッサであるＣＰＵ６１と、動作プログラムや動作データ等を格納するメモリ６２とを含むコンピュータである。
　次に図２を参照しながらキャピラリ２０の構造についして説明する。図２は、キャピラリ２０の先端部の一例を示す図である。キャピラリ２０には、中心線２４の方向に貫通する貫通孔２１が形成されている。この貫通孔２１の中にはワイヤ１６が挿通される。したがって、貫通孔２１の内径ｄ１は、ワイヤ１６の外径ｄ２よりも大きい（ｄ１＞ｄ２）。貫通孔２１の下端は、円錐状に広がっている。この円錐状に広がるテーパー部は、チャンファー部２２と呼ばれる。また、この円錐状の空間のうち最大の直径（すなわち最下端の直径）は、チャンファー径ｄ３と呼ばれる。
　キャピラリ２０の下端面は、図１に示すフリーエアボール４０を押圧するフェイス部２３となる。このフェイス部２３は、フラットな水平面でもよいし、外側に近づくにつれ上方にすすむような傾斜面でもよい。フェイス部２３の幅、すなわち、チャンファー部２２とキャピラリ２０の下端の外周との距離を、「フェイス幅Ｗ」と呼ぶ。フェイス幅Ｗは、チャンファー径ｄ３とキャピラリ２０の外周径ｄ４により、Ｗ＝（ｄ４－ｄ３）／２で計算される。また、以下の説明では、キャピラリ２０の下端の中心線２４の上の点をキャピラリ２０の先端２５という。
　図２中に一点鎖線で示す様に、キャピラリ２０の先端２５を高さｈ１の点ａまで加工させて図１に示すフリーエアボール４０をパッド３５の上に押圧すると、フリーエアボール４０はフェイス部２３で押圧されて扁平化して直径ｄ５で厚みｈｂの扁平円柱状の圧着ボール４１が形成される。また、フリーエアボール４０を形成する金属の一部は、チャンファー部２２から貫通孔２１に入り込み、圧着ボール４１の上側に接続される円錐状部４２ａと円錐状部４２ａの上側に接続する円柱状部４２ｂとで構成されるボールネック４２が形成される。
　図３は、ワイヤボンディング装置１００により形成されるループワイヤ５２のイメージ図である。半導体チップ３４には、複数のパッド３５が配設されており、基板３０には、複数のリード３１が配設されている。ワイヤボンディング装置１００は、このパッド３５上に位置する第１ボンド点Ｐ１と、リード３１上に位置する第２ボンド点Ｐ２とをループワイヤ５２で接続する。
　第１ボンド点Ｐ１には、ワイヤ１６の一端をパッド３５に押し付けて形成される第１ボンド部５０が形成されており、この第１ボンド部５０から引き出されたループワイヤ５２が、第２ボンド点Ｐ２まで延びる。第２ボンド点Ｐ２には、ループワイヤ５２の他端をリード３１に押し付けて形成される第２ボンド部５１が形成されている。ここで、第２ボンド部５１は、通常、ループワイヤ５２をリード３１に押し当てて潰したステッチボンドである。
　以下、図４～図９Ｂを参照してワイヤボンディング装置１００の第１ボンド部５０とループワイヤ５２と第２ボンド部５１とを形成する動作について説明する。以下の説明では、第１ボンド点Ｐ１からみて第２ボンド点Ｐ２に近づく方向を「フォワード方向」と呼び、第２ボンド点Ｐ２から離れる方向、或いは、第１ボンド点Ｐ１から見て第２ボンド点Ｐ２と反対方向を「リバース方向」と呼ぶ。各図中に示す「Ｆ」の符号はフォワード方法を示し、「Ｒ」の符号は、リバース方向を示す。また、図４に示す矢印８１～９１は、図５～図９Ｂ中に示す矢印８１～９１に対応する。
　第１ボンド部５０を形成する場合、制御部６０のプロセッサであるＣＰＵ６１は、まず、クランパ１７を開放して、ＸＹテーブル１１およびＺ方向モータ１３を駆動制御して、キャピラリ２０の先端２５を放電電極１８の近傍に移動させる。そして、ＣＰＵ６１は、放電電極１８とキャピラリ２０の先端２５から延出したワイヤ１６との間で放電を発生させ、キャピラリ２０の先端２５から延出したワイヤ１６をフリーエアボール４０に成形する。
　続いて、ＣＰＵ６１は、図５に示す様にボールボンディング工程を実行する。ＣＰＵ６１は、図４に示す様に、キャピラリ２０の中心線２４のＸＹ座標を第１ボンド点Ｐ１の中心線３６のＸＹ座標に合わせ、図４、図５に示す矢印８１の様にキャピラリ２０の先端２５を第１ボンド点Ｐ１に向かって点ａまで下降させる。このとき、パッド３５の上面からキャピラリ２０の先端２５までの高さｈ１、即ち、パッド３５の上面から点ａまでの高さｈ１は、圧着ボール４１の厚みｈｂ（図２参照）の目標値に基づいて決められる。以下、この高さｈ１を「圧着高さｈ１」という。
　そして、図５に示す様に、キャピラリ２０のフェイス部２３でフリーエアボール４０をパッド３５の上に押圧する。この際、キャピラリ２０の先端２５には超音波ホーン１５を介して超音波振動が付与されていてもよい。
　キャピラリ２０がフリーエアボール４０をパッド３５の上に押圧すると、先に図２を参照して説明したように、フェイス部２３とチャンファー部２２とは、フリーエアボール４０を圧着ボール４１とボールネック４２とに成形する。ＣＰＵ６１は、圧着ボール４１とボールネック４２とが形成されたらボールボンディング工程を終了する。
　次に、ＣＰＵ６１は、図６Ａ～図６Ｄに示す様に薄肉部形成工程を実行する。ＣＰＵ６１は、クランパ１７を開としておく。そして、ＣＰＵ６１は、図６Ａに示す様にＺ方向モータ１３を駆動して、キャピラリ２０の先端２５を図４、図６Ａ中に示す矢印８２の様に点ｂまで高さΔｈｂだけ僅かに上昇させ、キャピラリ２０の先端２５の高さを高さｈ２にする。以下、高さｈ２を「剪断高さｈ２」という。剪断高さｈ２は、圧着ボール４１の上端面とボールネック４２の上端面との間の高さで、キャピラリ２０の先端２５がボールネック４２の側面に位置する高さである。
　次に、図６Ｂに示す様に、ＣＰＵ６１は、キャピラリ２０の先端２５の高さを剪断高さｈ２に保持したまま、ＸＹテーブル１１を駆動して、図４、図６Ｂに示す矢印８３の様に点ｃまでキャピラリ２０を第２ボンド点Ｐ２に向かうフォワード方向に水平に距離Δｘｃだけ移動する。これにより、キャピラリ２０の中心線２４は、第１ボンド点Ｐ１の中心線３６よりも第２ボンド点Ｐ２に寄った位置となる。
　次に、図６Ｃに示す様に、ＣＰＵ６１は、キャピラリ２０の先端２５の高さを剪断高さｈ２に保持したまま、図６Ｂとは逆に、ＸＹテーブル１１を駆動して、図４、図６Ｃに示す矢印８４の様に点ｄまでキャピラリ２０を第２ボンド点Ｐ２から第１ボンド点Ｐ１に向かうリバース方向に距離Δｘｄだけ水平移動させる。Δｘｄは図６Ｂに示すΔｘｃよりも大きいので、図６Ｃに示す様に、キャピラリ２０の中心線２４は、第１ボンド点Ｐ１よりもリバース側となっている。
　更に、ＣＰＵ６１は、キャピラリ２０の先端２５の高さを剪断高さｈ２に保持したまま、ＸＹテーブル１１を駆動して、図４、図６Ｂに示す矢印８５の様に点ｅまでキャピラリ２０を第２ボンド点Ｐ２に向かうフォワード方向に水平に距離Δｘｅだけ移動する。Δｘｅは図６Ｃに示すΔｘｄよりも小さいので、図６Ｄに示す様に、キャピラリ２０の中心線２４は、第１ボンド点Ｐ１よりもリバース側で、圧着ボール４１の第２ボンド点Ｐ２と反対側（リバース側）の端部４５を通る位置となっている。
　図６Ｂから図６Ｄに示す様に、キャピラリ２０の先端２５の高さを剪断高さｈ２に保持して、キャピラリ２０の先端２５を水平方向にフォワード側とリバース側とに向かって往復移動させると、図６Ｃ、図６Ｄに示す様に、キャピラリ２０の先端２５によってボールネック４２の一部が剪断高さｈ２で剪断破断して水平方向に削り取られる。これにより、フォワード側の剪断面４４と、リバース側の剪断面４３とが形成される。ここでフォワード側の剪断面４４は、圧着ボール４１の上端面近傍に出現する。また、フォワード側の剪断面４３は、ボールネック４２の下端面近傍に出現する。剪断面４３と圧着ボール４１の第２ボンド点Ｐ２と反対側（リバース側）の端部４５の上面との間には、わずかに隙間が空いている。フォワード側の剪断面４４と、リバース側の剪断面４３との間には、ボールネック４２と圧着ボール４１との間を接続する細い接続部４６が形成される。接続部４６は、ワイヤ１６よりも断面積が減少した薄肉部である。
　このように、キャピラリ２０の先端２５を水平方向にフォワード側とリバース側とに向かって往復移動させ、剪断面４３，４４と、接続部４６とを形成すると、接続部４６の断面積を極力小さくすることができると共に、接続部４６の断面積の大きさのバラツキを抑制できる。
　次に、ＣＰＵ６１は、図７Ａ～図７Ｃに示す様に、ワイヤテール曲げ工程を実行する。ＣＰＵ６１は、図７Ａに示す様にＺ方向モータ１３を駆動して、キャピラリ２０の先端２５を図４、図７Ａ中に示す矢印８６の様に点ｆまで上昇させ、キャピラリ２０の先端２５の高さを高さｈ３にする。以下、高さｈ３は、「移動高さｈ３」という。移動高さｈ３は、剪断高さｈ２よりも高い。この際、ボールネック４２と圧着ボール４１との間は、接続部４６によって接続されており、クランパ１７が開となっているので、キャピラリ２０が上昇するとキャピラリ２０の先端２５からワイヤテール４７が繰り出される。
　キャピラリ２０の先端２５を移動高さｈ３まで上昇させたら、ＣＰＵ６１は、キャピラリ２０の先端２５を図４、図７Ｂ中に示す矢印８７の様に点ｆから点ｇまで円弧状に移動させる。円弧状の移動は、図7Ａに示す点ｅを中心として点ｆと点ｅとの距離を半径とする円弧に沿って高さｈ４の点ｇまで移動させてもよい。これにより、ワイヤテール４７は、接続部４６からフォワード側に折り曲げられて下側の側面は、圧着ボール４１の上端面に向かって折り曲げられる。
　次に、ＣＰＵ６１は、図７Ｂとは反対に、キャピラリ２０の先端２５を図４、図７Ｃに中に示す矢印８８の様に点ｇから点ｆまで円弧状に移動させ、キャピラリ２０の先端２５の位置を点ｆまで戻す。これにより、ワイヤテール４７は、接続部４６からフォワード側に向かって湾曲した後、リバース側に湾曲する形状となる。
　次に、ＣＰＵ６１は、図８に示す様に、ワイヤテール切り離し工程を実行する。ＣＰＵ６１は、図４、図８に示す様に、クランパ１７を閉として、ＸＹテーブル１１とＺ方向モータ１３とを駆動してキャピラリ２０の先端２５を第２ボンド点Ｐ２の方向に向かって斜め上方向に高さｈ５の点ｈまで移動させる。この移動によってキャピラリ２０の先端２５から延出していたワイヤテール４７は、接続部４６から第２ボンド点Ｐ２の方向の向かって斜め上方向に延びるように変形する。また、移動の際、ＣＰＵ６１はクランパ１７を閉としているので、移動により、接続部４６はキャピラリ２０とクランパ１７とによって第２ボンド点Ｐ２の方向に向かって斜め上方向に引っ張られる。これにより、図８に示す様に 、接続部４６が破断して圧着ボール側破断面４８と、ワイヤテール側破断面４９とが形成される。接続部４６が破断した際には、図８に示す様に、ワイヤテール４７は、キャピラリ２０の先端２５から第１ボンド点Ｐ１に向かってリバース側に向かって斜め下方向に延びて、キャピラリ２０のリバース側のフェイス部２３の下側に回り込んでいる。
　次にＣＰＵ６１は、図９Ａ、図９Ｂに示す様にワイヤテール接合工程を実行する。ＣＰＵ６１は、図４の矢印９０に示す様に、ＸＹテーブル１１とＺ方向モータ１３とを駆動してキャピラリ２０の先端２５を点ｈから点ｉにまで上昇させた後、点ｉからリバース方向に向かって移動させる。そして、図９Ａに示す様に、キャピラリ２０の第１ボンド点側（リバース側）のフェイス部２３が圧着ボール４１のリバース側の端部４５の上方となるようにキャピラリ２０の先端２５の位置を高さｈ６の点ｊまで移動させる。
　次に、ＣＰＵ６１は、図４、図９Ｂに示す矢印９１の様にキャピラリ２０のリバース側のフェイス部２３を圧着ボール４１のリバース側の端部４５に向かって点ｋまで下降させる。そして、図９Ｂに示す様に、キャピラリ２０のリバース側のフェイス部２３でキャピラリ２０の先端２５からリバース側に向かって斜め下方向に延びているワイヤテール４７の側面を圧着ボール４１のリバース側の端部４５の上に押圧する。これにより、ワイヤテール４７は、端部４５の上に接合されて、第１ボンド部５０が形成される。この際、パッド３５の上面からキャピラリ２０の先端２５までの高さｈ７、即ち、パッド３５の上面から点ｋまでの高さｈ７は、第１ボンド部５０の厚みの目標値に基づいて決められる。
　図９Ｂに示す様に、第１ボンド部５０は、圧着ボール４１のリバース側の端部４５の上に接合され、第２ボンド点Ｐ２の側は、圧着ボール４１の上の剪断面４４に沿って水平方向に第２ボンド点Ｐ２に向かって延びている。
　次に、ＣＰＵ６１は、ステッチボンディング工程を実行する。ＣＰＵ６１は、クランパ１７を開として図４に示す矢印９２のようにキャピラリ２０を上昇させてループワイヤ５２をキャピラリ２０の先端２５から延出させた後、図４に示す一点鎖線の矢印９３に示す様に、キャピラリ２０の先端２５をルーピングさせ、キャピラリ２０の中心線２４の位置を第２ボンド点Ｐ２の中心線３７（図３参照）の位置に合わせる。そして、キャピラリ２０の先端２５を基板３０のリード３１の上に押圧してループワイヤ５２の側面をリード３１の上にステッチボンディングして第２ボンド部５１を形成する。
　これにより、図３、図１０に示す様に、ループワイヤ５２は、圧着ボール４１のリバース側の端部４５の上に接合された第１ボンド部５０から圧着ボール４１の剪断面４４の上を越えて第２ボンド点Ｐ２に向かって水平方向に延びる形状となる。
　尚、図４では、キャピラリ２０の先端２５のルーピングの軌跡は単純化して記載しているが、形成しようとするループワイヤ５２の形状に応じて様々な経路としてもよい。
　その後、ＣＰＵ６１は、クランパ１７を閉としてキャピラリ２０を上昇させてワイヤ１６を切断する。このようにして、ワイヤボンディング装置１００は、図３に示すような第１ボンド点Ｐ１と第２ボンド点Ｐ２とを第１ボンド部５０と、ループワイヤ５２と、第２ボンド部５１とで接続する。
　以上、説明したように、実施形態のワイヤボンディング装置１００は、薄肉部形成工程により、ボールネック４２と圧着ボール４１との接続部４６の断面積を小さくしてから、ワイヤテール４７を曲げ変形させ、キャピラリ２０を第２ボンド点Ｐ２に向かって移動させてワイヤテール４７を圧着ボール４１から切断するので、切断したワイヤテール４７がキャピラリ２０のリバース側のフェイス部２３の下側に入り込んだ状態を保持できる。このため、ワイヤテール４７の側面を圧着ボール４１の上に接合して第１ボンド部５０を形成した際に、第１ボンド部５０の第２ボンド点側が圧着ボール４１の上に沿って水平方向に第２ボンド点Ｐ２に向かって延びるようにできる。このため、図３、図１０に示す様に、ループワイヤ５２を圧着ボール４１の上から水平に第２ボンド点Ｐ２に向かうように形成することができ、ループワイヤ５２の高さを低くすることができる。
　また、特許文献２に記載された従来技術のように、ワイヤテール４７の側面を圧着ボール４１の上に複数回押圧しなくても、第１ボンド部５０の第２ボンド点側が圧着ボール４１の上に沿って水平方向に第２ボンド点Ｐ２に向かって延びるようにできる。このため、第１ボンド部５０とループワイヤ５２との接続部分の断面積を従来技術よりも大きくできるので、ステッチボンディング工程において、キャピラリ２０の先端２５を自由に移動させることができ、ループワイヤ５２の形状の自由度を大きくすることができる。
　また、実施形態のワイヤボンディング装置１００では、薄肉部形成工程において、キャピラリ２０の先端２５を水平方向にフォワード側とリバース側とに向かって往復移動させて接続部４６の断面積を極力小さくすると共に、接続部４６の断面積の大きさのバラツキを抑制するようにしている。このため、ワイヤテール切り離し工程において、ワイヤテール４７と接続部４６との破断荷重が小さく、且つ、一定となるので、接続部４６が破断した際にキャピラリ２０のリバース側のフェイス部２３の下側に入り込むワイヤテール４７の形状がバラつかず、安定した形状となる。これにより、圧着ボール４１のリバース側の端部４５の上に形成する第１ボンド部５０の形状が一定となり、安定したワイヤボンディングを行うことができる。
　更に、実施形態のワイヤボンディング装置１００では、ワイヤテール切り離し工程において、キャピラリ２０の先端２５を第２ボンド点Ｐ２の方向に向かって斜め上方向に移動させているので、切断したワイヤテール４７と圧着ボール４１とが接触して再接合されることを抑制でき、ワイヤボンディングの安定性を高めることができる。
　尚、接続部４６の断面積を更に小さくすることにより、ワイヤテール４７と接続部４６との破断荷重を更に小さくし、キャピラリ２０を水平方向に移動させることにより、ワイヤテール４７の切断を行うようにしてもよい。
　１０　ベース、１１　ＸＹテーブル、１１ａ　移動機構、１２　ボンディングヘッド、１３　Ｚ方向モータ、１３ａ　シャフト、１３ｂ　固定子、１４　ボンディングアーム、１４ａ　根元部、１５　超音波ホーン、１６　ワイヤ、１７　クランパ、１８　放電電極、１９　ボンディングステージ、２０　キャピラリ、２１　貫通孔、２２　チャンファー部、２３　フェイス部、２４，３６，３７　中心線、２５　先端、３０　基板、３１　リード、３４　半導体チップ、３５　パッド、４０　フリーエアボール、４１　圧着ボール、４２　ボールネック、４２ａ　円錐状部、４２ｂ　円柱状部、４３，４４　剪断面、４５　端部、４６　接続部、４７　ワイヤテール、４８　圧着ボール側破断面、４９　ワイヤテール側破断面、５２　ループワイヤ、６０　制御部、６１　ＣＰＵ、６２　メモリ、１００　ワイヤボンディング装置。

Claims (8)

  1. 　第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続する半導体装置の製造方法であって、
    　前記ワイヤが挿通されるキャピラリと、前記キャピラリを移動させる移動機構と、を備えるワイヤボンディング装置を準備する準備工程と、
    　前記キャピラリに挿通された前記ワイヤの先端にフリーエアボールを形成した後、前記キャピラリの先端を圧着高さまで下降させて前記フリーエアボールを前記第１ボンド点に接合して圧着ボールと前記圧着ボールの上側のボールネックとを形成するボールボンディング工程と、
    　前記キャピラリの先端を水平方向に移動させて、前記ボールネックと前記圧着ボールとの間に断面積を減らした薄肉部を形成する薄肉部形成工程と、
    　前記キャピラリを上昇させてワイヤテールを繰り出した後、前記キャピラリを前記第２ボンド点の方向に移動させて、前記薄肉部において前記ワイヤテールと前記圧着ボールとを切り離すワイヤテール切り離し工程と、
    　前記キャピラリを下降させて切り離した前記ワイヤテールの側面を前記圧着ボールの上に接合するワイヤテール接合工程と、
    　を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 　請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
    　前記薄肉部を形成した後、前記キャピラリを前記第２ボンド点の方向に円弧状に往復移動させて前記ワイヤを曲げ変形させるワイヤテール曲げ工程を含むこと、
    　を特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 　　請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法であって、
    　前記薄肉部形成工程は、前記キャピラリを前記圧着高さより高い剪断高さまで上昇させて前記キャピラリを水平方向に移動させること、
    　を特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 　　請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
    　前記薄肉部形成工程は、前記薄肉部を形成する際に前記キャピラリを水平方向に往復動作させること、
    　を特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
    　前記ワイヤテール切り離し工程は、前記薄肉部において前記ワイヤテールを前記圧着ボールから切り離す際に、
    　前記キャピラリを前記第２ボンド点の方向に向かって斜め上方向に移動させること、
    　を特徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
    　前記ワイヤテール接合工程は、前記ワイヤテールの側面を前記圧着ボールの上に接合する際に、前記キャピラリの前記第１ボンド点の側のフェイス部を前記圧着ボールの前記第２ボンド点と反対側の端部の上まで移動させた後、前記キャピラリを下降させて前記キャピラリの前記フェイス部で、曲げ変形した前記ワイヤテールの側面を前記圧着ボールの前記第２ボンド点と反対側の前記端部の上に接合すること、
    　を特徴とする半導体装置の製造方法。
  7. 　第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング装置であって、
    　前記ワイヤが挿通されるキャピラリと、
    　前記キャピラリを移動させる移動機構と、
    　前記移動機構の駆動を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、
    　前記キャピラリに挿通された前記ワイヤの先端にフリーエアボールを形成した後、前記キャピラリの先端を圧着高さまで下降させて前記フリーエアボールを前記第１ボンド点に接合して圧着ボールと前記圧着ボールの上側のボールネックとを形成し、
    　前記キャピラリの先端を水平方向に移動させて、前記ボールネックと前記圧着ボールとの間に断面積を減らした薄肉部を形成し、
    　前記キャピラリを上昇させてワイヤテールを繰り出した後、前記キャピラリを前記第２ボンド点の方向に移動させて、前記薄肉部において前記ワイヤテールと前記圧着ボールとを切り離し、
    　前記キャピラリを下降させて切り離した前記ワイヤテールの側面を前記圧着ボールの上に接合すること、
    　を特徴とするワイヤボンディング装置。
  8. 　請求項７に記載のワイヤボンディング装置であって、
    　前記制御部は、
    　前記ボールネックを形成した後、前記キャピラリを前記圧着高さより高い剪断高さまで上昇させて前記キャピラリを水平方向に往復移動させて前記薄肉部を形成し、
    　前記薄肉部を形成した後、前記キャピラリを前記第２ボンド点の方向に円弧状に往復移動させて前記ワイヤを曲げ変形させ、
    　前記薄肉部において前記ワイヤテールを前記圧着ボールから切り離す際に、前記キャピラリを前記第２ボンド点の方向に向かって斜め上方向に移動させ、
    　前記ワイヤテールの側面を前記圧着ボールの上に接合する際に、前記キャピラリの前記第１ボンド点の側のフェイス部を前記圧着ボールの前記第２ボンド点と反対側の端部の上まで移動させた後、前記キャピラリを下降させて前記キャピラリの前記フェイス部で、曲げ変形した前記ワイヤテールの側面を前記圧着ボールの前記第２ボンド点と反対側の前記端部の上に接合すること、
    　を特徴とするワイヤボンディング装置。
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