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公開番号2025062175
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-14
出願番号2023171062
出願日2023-10-02
発明の名称半導体製造装置
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人高田・高橋国際特許事務所
主分類H01L 21/607 20060101AFI20250407BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】生産性を向上させることができる半導体製造装置を得る。
【解決手段】ワイヤボンディング装置1は、超音波振動を与えてワイヤ2を半導体チップ3に接合するワイヤボンディングを実施する。振動測定器11は、ワイヤボンディングの超音波振動の振動数を測定する。制御部10は、振動数が第1の閾値よりも小さい場合はワイヤボンディング装置1を停止させ、振動数が第1の閾値以上かつ第2の閾値より小さい場合はワイヤボンディング装置1を停止することなく半導体チップ3に対する再ワイヤボンディングを実施させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
超音波振動を与えてワイヤを半導体チップに接合するワイヤボンディングを実施するワイヤボンディング装置と、
前記ワイヤボンディングの前記超音波振動の振動数を測定する振動測定器と、
前記振動数が第１の閾値よりも小さい場合は前記ワイヤボンディング装置を停止させ、前記振動数が前記第１の閾値以上かつ第２の閾値より小さい場合は前記ワイヤボンディング装置を停止することなく前記半導体チップに対する再ワイヤボンディングを実施させる制御部とを備えることを特徴とする半導体製造装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ワイヤボンディング装置は、超音波振動を与えて前記ワイヤの先端のボールを前記半導体チップに接合することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記振動数が前記第１の閾値よりも小さい場合は前記ワイヤの先端の前記ボールが取れており、
前記振動数が前記第１の閾値以上かつ前記第２の閾値より小さい場合は前記ワイヤの先端の前記ボールが取れていないことを特徴とする請求項２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記振動数が前記第２の閾値以上の場合、前記制御部は、前記ワイヤの他端をリード端子又は他の半導体チップに接合するように前記ワイヤボンディング装置を制御することを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記ワイヤボンディング装置は、前記ワイヤを延出するキャピラリと、振動する超音波振動子と、前記超音波振動子の振動を前記キャピラリに伝える超音波ホーンとを有し、
前記振動測定器は、前記超音波ホーンの振動を測定することにより前記ワイヤボンディングの超音波振動の振動数を測定することを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記キャピラリは前記超音波ホーンの先端に取り付けられ、
前記振動測定器は前記超音波ホーンの先端の振動を測定することを特徴とする請求項５に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
前記ワイヤボンディング装置は、前記半導体チップが搭載される固定治具を有し、
前記振動測定器は、前記固定治具の振動を測定することにより前記ワイヤボンディングの超音波振動の振動数を測定することを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項８】
前記振動測定器はレーザードップラー振動計であることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項９】
前記振動測定器はレーザー変位計であることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項１０】
前記振動測定器はピエゾ素子であることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の半導体製造装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波振動を用いたワイヤボンディングを行う半導体製造装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造する際に半導体チップとリードフレームをワイヤにより接続する。しかし、ワイヤボンディング時に異物、装置設定不良、材料のバラツキによりワイヤの剥がれなどの接合不良が発生する場合がある。現在は、人員による目視検査又は通電等により接合不良を検知している。このため、多大な工数が発生して生産阻害となっている。また、ワイヤボンディング後に検査のために通電を行うと半導体チップへの影響も懸念される。これに対して、ワイヤボンディングの振動を検出し、基準値と比較して異常と判定した場合に装置を停止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平８－２６４５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
接合不良が生じてもワイヤ先端のボールが取れていなければそのまま再ワイヤボンディングが可能である。従来はそのような場合も異常と判定して装置を一旦停止し、目視又は画像処理によりワイヤ先端の状態を確認していた。この結果、生産性が低くなるという問題があった。
【０００５】
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は生産性を向上させることができる半導体製造装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る半導体製造装置は、超音波振動を与えてワイヤを半導体チップに接合するワイヤボンディングを実施するワイヤボンディング装置と、前記ワイヤボンディングの前記超音波振動の振動数を測定する振動測定器と、前記振動数が第１の閾値よりも小さい場合は前記ワイヤボンディング装置を停止させ、前記振動数が前記第１の閾値以上かつ第２の閾値より小さい場合は前記ワイヤボンディング装置を停止することなく前記半導体チップに対する再ワイヤボンディングを実施させる制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示では、ワイヤボンディングの超音波振動の振動数を測定し、振動数が第１の閾値よりも小さい場合はワイヤボンディング装置を停止させる。第１の閾値以上かつ第２の閾値より小さい場合はワイヤボンディング装置を停止することなく半導体チップに対する再ワイヤボンディングを実施させる。これにより、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る半導体製造装置を示す図である。
実施の形態１に係る振動測定器の配置を示す側面図である。
ワイヤボンディング後の状態を示す断面図である。
ワイヤボンディングの様子を示す拡大断面図である。
実施の形態１に係るワイヤボンディング方法のフローチャートである。
実施の形態１に係るワイヤボンディング方法を示す斜視図である。
実施の形態１に係るワイヤボンディング方法を示す斜視図である。
実施の形態１に係るワイヤボンディング方法を示す斜視図である。
実施の形態１に係るワイヤボンディング方法を示す斜視図である。
実施の形態１に係るワイヤボンディング方法を示す斜視図である。
実施の形態２に係る振動測定器の配置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態に係る半導体製造装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る半導体製造装置を示す図である。ワイヤボンディング装置１は、超音波振動を与えてワイヤ２を半導体チップ３に接合するワイヤボンディングを実施する。ワイヤボンディング装置１は、固定治具４と、ワイヤ供給装置５と、ワイヤ２を延出するキャピラリ６と、振動する超音波振動子７と、超音波振動子７の振動をキャピラリ６に伝える超音波ホーン８とを有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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