特許 7546314 半導体装置の製造方法、及びワイヤボンディング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-29

(45)【発行日】2024-09-06

(54)【発明の名称】半導体装置の製造方法、及びワイヤボンディング装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20240830BHJP

【ＦＩ】

H01L21/60 301D

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023096336

(22)【出願日】2023-06-12

【審査請求日】2024-02-20

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】519294332

【氏名又は名称】株式会社新川

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(74)【代理人】

【氏名又は名称】全 哲洙

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 裕

(72)【発明者】

【氏名】富山 俊彦

【審査官】小池 英敏

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１２８９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０９９５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１７９２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０７４３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／４４７－Ｈ０１Ｌ ２１／４４９

Ｈ０１Ｌ ２１／６０ －Ｈ０１Ｌ ２１／６０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャピラリを用いてワイヤを第１電極に接合する第１接合工程と、
前記ワイヤを繰り出し可能な状態で前記キャピラリを前記第１電極から離す動作により、前記ワイヤのうち前記第１電極に接合された先端領域、及び前記ワイヤのうち前記先端領域に対して前記第１電極とは反対側に位置する中間領域を前記キャピラリから導出させる繰出工程と、
前記ワイヤを保持した状態で前記キャピラリを前記第１電極に近づける動作と前記キャピラリを前記第１電極から離す動作とを繰り返すことにより、前記ワイヤのうち前記先端領域と前記中間領域との間に位置する第１屈曲部、及び、前記ワイヤのうち前記中間領域に対して前記先端領域とは反対側に位置する基端領域と前記中間領域との間に位置する第２屈曲部のそれぞれを繰り返して屈曲させる屈曲工程と、
前記ワイヤを保持した状態で前記キャピラリを前記第１電極から離す動作により、前記ワイヤが前記第１屈曲部で切断するように前記ワイヤを引っ張ることで、前記第１電極に接合されたピンワイヤを形成する引張工程と、
前記キャピラリを用いて前記中間領域をダミー領域に接合することで、前記中間領域及び前記第２屈曲部を前記ワイヤから除去する除去工程と、
前記キャピラリを用いて前記基端領域を第２電極に接合する第２接合工程と、を備え、
前記第１接合工程、前記繰出工程、前記屈曲工程、前記引張工程、前記除去工程及び前記第２接合工程は、この順に繰り返して実行される、半導体装置の製造方法。

【請求項2】

前記第１接合工程は、前記先端領域の先端を溶融させる工程と、前記先端領域の先端を前記第１電極に接合する工程と、を有し、
前記除去工程は、前記中間領域の先端を溶融させる工程と、前記中間領域の先端を前記ダミー領域に接合する工程と、前記ワイヤが前記第２屈曲部で切断するように前記ワイヤを引っ張る工程と、前記基端領域の先端を溶融させる工程と、を有している、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項3】

前記ダミー領域は、前記第１電極を含む半導体チップの表面のうち前記第１電極から離れた領域である、請求項２に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項4】

ワイヤを供給可能に構成されたキャピラリを含むボンディングユニットと、
前記ボンディングユニットの動作を制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記キャピラリを用いて前記ワイヤを第１電極に接合する第１信号と、
前記ワイヤを繰り出し可能な状態で前記キャピラリを前記第１電極から離す動作により、前記ワイヤのうち前記第１電極に接合された先端領域、及び前記ワイヤのうち前記先端領域に対して前記第１電極とは反対側に位置する中間領域を前記キャピラリから導出させる第２信号と、
前記ワイヤを保持した状態で前記キャピラリを前記第１電極に近づける動作と前記キャピラリを前記第１電極から離す動作とを繰り返すことにより、前記ワイヤのうち前記先端領域と前記中間領域との間に位置する第１屈曲部、及び、前記ワイヤのうち前記中間領域に対して前記先端領域とは反対側に位置する基端領域と前記中間領域との間に位置する第２屈曲部のそれぞれを繰り返して屈曲させる第３信号と、
前記ワイヤを保持した状態で前記キャピラリを前記第１電極から離す動作により、前記ワイヤが前記第１屈曲部で切断するように前記ワイヤを引っ張ることで、前記第１電極に接合されたピンワイヤを形成する第４信号と、
前記キャピラリを用いて前記中間領域をダミー領域に接合することで、前記中間領域及び前記第２屈曲部を前記ワイヤから除去する第５信号と、
前記キャピラリを用いて前記基端領域の先端を第２電極に接合する第６信号と、を前記ボンディングユニットへ送信し、
前記ボンディングユニットは、前記第１信号に応じた動作、前記第２信号に応じた動作、前記第３信号に応じた動作、前記第４信号に応じた動作、前記第５信号に応じた動作及び前記第６信号に応じた動作をこの順に繰り返して実行する、ワイヤボンディング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置の製造方法、及びワイヤボンディング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ワイヤボンディングに関する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような技術では、ワイヤの先端が電極に接合された後、ワイヤのうちの複数の屈曲部のそれぞれが繰り返して屈曲される。ワイヤが複数の屈曲部のうち電極に近い屈曲部で切断されると、電極に接合されたピンワイヤが形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－１２８９８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような技術では、複数の屈曲部のうち電極から離れた屈曲部が、ピンワイヤが形成された後においてもワイヤに残存している場合がある。そのため、次回のワイヤボンディングの際に、ワイヤが予定の切断位置ではなく、上記の残存の屈曲部で切断される場合があり、その場合には、ワイヤボンディングの成功率の改善が求められる。

【0005】

本発明は、ワイヤボンディングの成功率を高めることができる半導体装置の製造方法及びワイヤボディング装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の半導体装置の製造方法は、キャピラリを用いてワイヤを第１電極に接合する第１接合工程と、ワイヤを繰り出し可能な状態でキャピラリを第１電極から離す動作により、ワイヤのうち第１電極に接合された先端領域、及びワイヤのうち先端領域に対して第１電極とは反対側に位置する中間領域をキャピラリから導出させる繰出工程と、ワイヤを保持した状態でキャピラリを第１電極に近づける動作とキャピラリを第１電極から離す動作とを繰り返すことにより、ワイヤのうち先端領域と中間領域との間に位置する第１屈曲部、及び、ワイヤのうち中間領域に対して先端領域とは反対側に位置する基端領域と中間領域との間に位置する第２屈曲部のそれぞれを繰り返して屈曲させる屈曲工程と、ワイヤを保持した状態でキャピラリを第１電極から離す動作により、ワイヤが第１屈曲部で切断するようにワイヤを引っ張ることで、第１電極に接合されたピンワイヤを形成する引張工程と、キャピラリを用いて中間領域をダミー領域に接合することで、中間領域及び第２屈曲部をワイヤから除去する除去工程と、キャピラリを用いて基端領域を第２電極に接合する第２接合工程と、を備える。

【0007】

この半導体装置の製造方法では、第１電極に接合されたピンワイヤが形成された後、中間領域及び第２屈曲部がワイヤから除去される。これにより、ワイヤに残存する第２屈曲部がワイヤから除去されるため、次回の引張工程において、予定の切断位置と異なる位置でのワイヤの切断が抑制される。したがって、この半導体装置の製造方法によれば、ワイヤボンディングの成功率が高まる。

【0008】

第１接合工程は、先端領域の先端を溶融させる工程と、先端領域の先端を第１電極に接合する工程と、を有し、除去工程は、中間領域の先端を溶融させる工程と、中間領域の先端をダミー領域に接合する工程と、ワイヤが第２屈曲部で切断するようにワイヤを引っ張る工程と、基端領域の先端を溶融させる工程と、を有していてもよい。これにより、ワイヤから中間領域及び第２屈曲部を確実に除去することができるだけではなく、第１接合工程及び引張工程のそれぞれの少なくとも一部と同様に除去工程を実施することができ、工程の簡略化を実現することができる。

【0009】

ダミー領域は、第１電極を含む半導体チップの表面のうち第１電極から離れた領域であってもよい。これにより、ダミー領域を容易に確保することができる。

【0010】

本発明のワイヤボンディング装置は、ワイヤを供給可能に構成されたキャピラリを含むボンディングユニットと、ボンディングユニットの動作を制御する制御ユニットと、を備え、制御ユニットは、キャピラリを用いてワイヤを第１電極に接合する第１信号と、ワイヤを繰り出し可能な状態でキャピラリを第１電極から離す動作により、ワイヤのうち第１電極に接合された先端領域、及びワイヤのうち先端領域に対して第１電極とは反対側に位置する中間領域をキャピラリから導出させる第２信号と、ワイヤを保持した状態でキャピラリを第１電極に近づける動作とキャピラリを第１電極から離す動作とを繰り返すことにより、ワイヤのうち先端領域と中間領域との間に位置する第１屈曲部、及び、ワイヤのうち中間領域に対して先端領域とは反対側に位置する基端領域と中間領域との間に位置する第２屈曲部のそれぞれを繰り返して屈曲させる第３信号と、ワイヤを保持した状態でキャピラリを第１電極から離す動作により、ワイヤが第１屈曲部で切断するようにワイヤを引っ張ることで、第１電極に接合されたピンワイヤを形成する第４信号と、キャピラリを用いて中間領域をダミー領域に接合することで、中間領域及び第２屈曲部をワイヤから除去する第５信号と、キャピラリを用いて基端領域の先端を第２電極に接合する第６信号と、をボンディングユニットへ送信する。

【0011】

このワイヤボンディング装置によれば、上述した半導体装置の製造方法と同様に、ワイヤボンディングの成功率が高まる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ワイヤボンディングの成功率を高めることができる半導体装置の製造方法及びワイヤボディング装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係るワイヤボンディング装置の構成図である。

【図2】実施形態に係る半導体装置の平面図である。

【図3】図２のIII-III線に沿っての断面図である。

【図4】実施形態に係る半導体装置の製造方法のフローチャートである。

【図5】実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す図である。

【図6】実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す図である。

【図7】実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す図である。

【図8】実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0015】

図１は、本実施形態に係るワイヤボンディング装置の構成図である。図１に示されるワイヤボンディング装置１０は、半導体装置１（図２参照）を製造するための装置である。図１に示されるように、ワイヤボンディング装置１０は、搬送ユニット２０と、ボンディングユニット３０と、制御ユニット４０と、を備えている。搬送ユニット２０は、半導体チップ１１をボンディングエリアに搬送する。ボンディングユニット３０は、キャピラリ３１と、ワイヤクランパ３２と、ボンディングツール３３と、移動機構３４と、を有している。

【0016】

キャピラリ３１は、ワイヤ５０を供給可能に構成されている。キャピラリ３１は、例えば筒状を呈している。キャピラリ３１の先端３１ａの直径は、キャピラリ３１の基端の直径よりも小さい。ワイヤ５０は、キャピラリ３１の内部空間に挿通される。ワイヤ５０は、キャピラリ３１の基端に対して導入されると共に、キャピラリ３１の先端３１ａから導出される。キャピラリ３１は、ワイヤ５０に対して熱、超音波又は圧力を提供する。キャピラリ３１は、ボンディングツール３３に装着されている。キャピラリ３１は、ボンディングツール３３に対して着脱可能である。

【0017】

ワイヤクランパ３２は、キャピラリ３１に対して半導体チップ１１とは反対側に配置されている。ワイヤクランパ３２は、開閉機構を有している。ワイヤ５０は、ワイヤクランパ３２の開閉機構を通過する。ワイヤクランパ３２が閉状態である場合には、ワイヤ５０がワイヤクランパ３２によって挟持される結果、キャピラリ３１に対するワイヤ５０の移動が停止される。ワイヤクランパ３２が開状態である場合には、ワイヤクランパ３２によるワイヤ５０の挟持が開放される結果、キャピラリ３１に対するワイヤ５０の移動が許可される。

【0018】

ボンディングツール３３は、移動機構３４に固定されている。移動機構３４は、ボンディングツール３３を移動させることで、半導体チップ１１に対してキャピラリ３１を移動させる。

【0019】

制御ユニット４０は、搬送ユニット２０及びボンディングユニット３０の動作を制御する。制御ユニット４０は、搬送ユニット２０及びボンディングユニット３０のそれぞれに対して制御信号を送信する。制御ユニット４０は、移動機構３４の動作の制御によって、半導体チップ１１に対するキャピラリ３１の位置を制御する。制御ユニット４０は、キャピラリ３１による熱、超音波又は圧力の提供を制御する。制御ユニット４０は、ワイヤクランパ３２の開閉を制御する。

【0020】

図２及び図３に示されるように、半導体装置１は、半導体チップ１１と、複数のピンワイヤ１２と、複数のダミーボンディング部（圧着ボール）１３と、を有している。半導体チップ１１は、例えば回路基板の主面上に設けられている。複数のピンワイヤ１２は、半導体チップ１１の表面１１ａ上に設けられている。複数のピンワイヤ１２は、Ｙ軸方向に沿って並んでいる。複数のダミーボンディング部１３は、半導体チップ１１の表面１１ａ上に設けられている。複数のダミーボンディング部１３は、Ｙ軸方向に沿って並んでいる。複数のピンワイヤ１２と複数のダミーボンディング部１３とは、Ｘ軸方向において隣り合っている。

【0021】

半導体チップ１１は、複数の電極（第１電極）１４を有している。複数の電極１４は、Ｙ軸方向に沿って並んでいる。各電極１４は、半導体チップ１１の表面１１ａに露出している。半導体チップ１１の表面１１ａは、複数のダミー領域１１ｂを含んでいる。ダミー領域１１ｂは、半導体チップ１１の表面１１ａのうち電極１４から離れた領域である。複数のダミー領域１１ｂは、Ｙ軸方向に沿って並んでいる。複数の電極１４と複数のダミー領域１１ｂとは、Ｘ軸方向において隣り合っている。

【0022】

各電極１４には、ピンワイヤ１２が形成されている。ピンワイヤ１２は、Ｚ軸方向（半導体チップ１１の表面１１ａに対して垂直な方向）に沿って延びている。ピンワイヤ１２の先端は、その他の半導体チップの電極に接合される。半導体チップ１１とその他の半導体チップとは、ピンワイヤ１２によって電気的に接続される。

【0023】

ピンワイヤ１２の断面は、例えば円形状を呈している。ピンワイヤ１２の直径は、例えば２０μｍ程度である。ピンワイヤ１２の長さは、例えば１００μｍ以上である。ピンワイヤ１２の材料は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、又はこれらの合金である。

【0024】

ダミー領域１１ｂには、ダミーボンディング部１３が形成されている。ダミーボンディング部１３は、その他の半導体チップの電極に接合されない。ダミーボンディング部１３は、半導体装置１の部品として機能しない。

【0025】

次に、半導体装置１の製造方法について説明する。図４に示されるように、半導体装置１の製造方法は、第１接合工程Ｓ１と、繰出工程Ｓ２と、屈曲工程Ｓ３と、引張工程Ｓ４と、除去工程Ｓ５と、第２接合工程Ｓ６と、を備えている。

【0026】

第１接合工程Ｓ１は、工程Ｓ１１及び工程Ｓ１２を含んでいる。第１接合工程Ｓ１では、キャピラリ３１を用いてワイヤ５０を電極１４に接合する。具体的には、図５の（ａ）に示されるように、工程Ｓ１１では、ワイヤ５０の先端（テール）５０ａに球状のＦＡＢ（Free Air Ball）５７が形成される。工程Ｓ１１では、ワイヤ５０がキャピラリ３１に挿通された状態で、先端５０ａで電気トーチによる放電等が発生する。これにより、先端５０ａ（後述する先端領域５１の先端）が溶融する。溶融した先端５０ａが凝固するとＦＡＢ５７が形成される。なお、ＦＡＢは、イニシャルボール又は初期ボールとも称される。

【0027】

図５の（ｂ）に示されるように、工程Ｓ１２では、ワイヤクランパ３２の開状態が維持されつつ、キャピラリ３１から超音波が放射されると共にキャピラリ３１が電極１４に近づけるように移動される。これにより、ＦＡＢ５７が電極１４に対して押圧され、その結果、ＦＡＢ５７が変形すると共に電極１４に接合される。ＦＡＢ５７が電極１４に接合されると、ボンディング部５８が形成される。第１接合工程Ｓ１では、制御ユニット４０が、キャピラリ３１を用いてワイヤ５０を電極１４に接合する第１信号をボンディングユニット３０へ送信する。

【0028】

図４に示されるように、繰出工程Ｓ２は、工程Ｓ２１及び工程Ｓ２２を含んでいる。繰出工程Ｓ２では、ワイヤ５０を繰り出し可能な状態でキャピラリ３１を電極１４から離す動作により、ワイヤ５０の一部をキャピラリ３１から導出させる。具体的には、図５の（ｃ）に示されるように、工程Ｓ２１では、ワイヤクランパ３２の開状態が維持されつつ、キャピラリ３１が、Ｚ軸方向において電極１４から離れた位置であって、ＸＹ面（図２及び図３参照）において電極１４から離れた位置に移動される。工程Ｓ２１では、ワイヤ５０の先端領域５１がキャピラリ３１から導出される。先端領域５１は、ワイヤ５０のうち電極１４に接合された領域である。なお、工程Ｓ２１では、キャピラリ３１が、例えば直線的に移動されてもよく、例えばＺ軸方向に沿って移動された後ＸＹ平面に沿って移動されてもよい。

【0029】

図６の（ａ）に示されるように、工程Ｓ２２では、ワイヤクランパ３２の開状態が維持されつつ、キャピラリ３１が、Ｚ軸方向において電極１４からさらに離れた位置であって、ＸＹ面において電極１４と重なる位置に移動される。工程Ｓ２２では、ワイヤ５０の中間領域５２がキャピラリ３１から導出される。中間領域５２は、ワイヤ５０のうち先端領域５１に対して電極１４とは反対側に位置する領域である。繰出工程Ｓ２では、制御ユニット４０が、ワイヤ５０を繰り出し可能な状態でキャピラリ３１を電極１４から離す動作により、先端領域５１及び中間領域５２をキャピラリ３１から導出させる第２信号をボンディングユニット３０へ送信する。

【0030】

屈曲工程Ｓ３では、ワイヤ５０を保持した状態でキャピラリ３１を電極１４に近づける動作とキャピラリ３１を電極１４から離す動作とを繰り返す。具体的には、図６の（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、屈曲工程Ｓ３では、ワイヤクランパ３２の閉状態が維持されつつ、キャピラリ３１がＺ軸方向に沿って往復移動される。屈曲工程Ｓ３では、第１屈曲部５４、第２屈曲部５５及び第３屈曲部５６のそれぞれが、繰り返して屈曲される。第１屈曲部５４は、ワイヤ５０のうち先端領域５１と中間領域５２との間に位置する領域である。第２屈曲部５５は、ワイヤ５０のうち中間領域５２と基端領域５３との間に位置する領域である。第３屈曲部５６は、ワイヤ５０のうち電極１４に接合された接合部を含む領域である。

【0031】

第１屈曲部５４、第２屈曲部５５及び第３屈曲部５６のそれぞれは、ワイヤ５０の塑性変形によって形成される。キャピラリ３１がＺ軸方向において往復移動すると、第１屈曲部５４の疲労に起因して第１屈曲部５４の機械的強度が低下する。屈曲工程Ｓ２では、制御ユニット４０が、ワイヤ５０を保持した状態でキャピラリ３１を電極１４に近づける動作とキャピラリ３１を電極１４から離す動作とを繰り返すことにより、第１屈曲部５４、第２屈曲部５５及び第３屈曲部５６のそれぞれを繰り返して屈曲させる第３信号をボンディングユニット３０へ送信する。

【0032】

引張工程Ｓ４では、ワイヤ５０を保持した状態でキャピラリ３１を電極１４から離す動作により、ワイヤ５０を引っ張る。具体的には、図７の（ａ）に示されるように、引張工程Ｓ４では、ワイヤクランパ３２の閉状態が維持されつつ、キャピラリ３１がＺ軸方向に沿って電極１４から離れるように移動される。引張工程Ｓ４では、ワイヤ５０が第１屈曲部５４で切断するようにワイヤ５０が引っ張られる。これにより、電極１４に接合されたピンワイヤ１２が形成される。引張工程Ｓ４では、制御ユニット４０が、ワイヤ５０を保持した状態でキャピラリ３１を電極１４から離す動作により、ワイヤ５０が第１屈曲部５４で切断するようにワイヤ５０を引っ張ることで、電極１４に接合されたピンワイヤ１２を形成する第４信号をボンディングユニット３０へ送信する。なお、第１屈曲部５４の一部は、先端領域５１及び中間領域５２のそれぞれに残存する。

【0033】

図４に示されるように、除去工程Ｓ５は、工程Ｓ５１、工程Ｓ５２、工程Ｓ５３及び工程Ｓ５４を含んでいる。除去工程Ｓ５では、キャピラリ３１を用いて中間領域５２をダミー領域１１ｂに接合することで、中間領域５２及び第２屈曲部５５をワイヤ５０から除去する。具体的には、図７の（ｂ）に示されるように、工程Ｓ５１では、工程Ｓ１１と同様に、ワイヤ５０の新たな先端５０ｂ（中間領域５２の先端）が溶融される結果、新たなＦＡＢ５７Ａが形成される。工程Ｓ５１で溶融される中間領域５２の長さは、工程Ｓ１１で溶融される先端領域５１の長さよりも長い。本実施形態では、中間領域５２のほとんどが溶融される。

【0034】

続いて、図７の（ｃ）に示されるように、工程Ｓ５２では、工程Ｓ１２と同様に、ＦＡＢ５７Ａがダミー領域１１ｂに対して押圧される。これにより、ワイヤ５０の先端５０ｂがダミー領域１１ｂに接合される結果、新たなボンディング部５８Ａが形成される。

【0035】

続いて、図８の（ａ）に示されるように、工程Ｓ５３では、ワイヤクランパ３２の閉状態が維持されつつ、キャピラリ３１がＺ軸方向に沿ってダミー領域１１ｂから離れるように移動される。工程Ｓ５３では、ワイヤ５０が第２屈曲部５５で切断するようにワイヤ５０が引っ張られる。これにより、ダミー領域１１ｂに接合されたダミーボンディング部１３が形成されると共に、ワイヤ５０から中間領域５２が除去される。なお、第２屈曲部５５の一部は、基端領域５３に残存する。

【0036】

続いて、図８の（ｂ）に示されるように、工程Ｓ５４では、ワイヤ５０の新たな先端５０ｃ（基端領域５３の先端）が溶融される結果、新たなＦＡＢ５７Ｂが形成される。これにより、基端領域５３に残存している第２屈曲部５５が除去される。このように、除去工程Ｓ５では、中間領域５２及び第２屈曲部５５が、いわゆるボールボンディングによってワイヤ５０から除去される。除去工程Ｓ５では、制御ユニット４０が、キャピラリ３１を用いて中間領域５２をダミー領域１１ｂに接合することで、中間領域５２及び第２屈曲部５５をワイヤ５０から除去する第５信号をボンディングユニット３０へ送信する。除去工程Ｓ５によれば、屈曲による疲労が生じたすべての領域がワイヤ５０から除去される。

【0037】

続いて、図８の（ｃ）に示されるように、第２接合工程Ｓ６では、工程Ｓ１２と同様に、ＦＡＢ５７Ｂが新たな電極（第２電極）１４に対して押圧される。これにより、ワイヤ５０の先端５０ｃが新たな電極１４に接合される結果、新たなボンディング部５８Ｂが形成される。第２接合工程Ｓ６では、制御ユニット４０が、ワイヤ５０の先端５０ｃを新たな電極１４に接合する第６信号をボンディングユニット３０へ送信する。本実施形態では、上述したような工程が繰り返されることで、複数のピンワイヤ１２及び複数のダミーボンディング部１３が形成される。

【0038】

以上説明したように、半導体装置１の製造方法では、電極１４に接合されたピンワイヤ１２が形成された後、中間領域５２及び第２屈曲部５５がワイヤ５０から除去される。これにより、ワイヤ５０に残存する第２屈曲部５５がワイヤ５０から除去されるため、次回の引張工程Ｓ４において、予定の切断位置と異なる位置でのワイヤ５０の切断が抑制される。したがって、この半導体装置１の製造方法によれば、ワイヤボンディングの成功率が高まる。

【0039】

第１接合工程Ｓ１は、ワイヤ５０の先端５０ａ（先端領域５１の先端）を溶融させる工程（工程Ｓ１１）と、先端５０ａを電極１４に接合する工程（工程Ｓ１２）と、を有している。除去工程Ｓ５は、ワイヤ５０の先端５０ｂ（中間領域５２の先端）を溶融させる工程（工程Ｓ５１）と、先端５０ｂをダミー領域１１ｂに接合する工程（工程Ｓ５２）と、ワイヤ５０が第２屈曲部５５で切断するようにワイヤ５０を引っ張る工程（工程Ｓ５３）と、ワイヤ５０の先端５０ｃ（基端領域５３の先端）を溶融させる工程（工程Ｓ５４）と、を有している。これにより、ワイヤ５０から中間領域５２及び第２屈曲部５５を確実に除去することができるだけではなく、第１接合工程Ｓ１及び引張工程Ｓ４のそれぞれの少なくとも一部と同様に除去工程Ｓ５を実施することができ、工程の簡略化を実現することができる。

【0040】

ダミー領域１１ｂは、電極１４を含む半導体チップ１１の表面１１ａのうち電極１４から離れた領域である。これにより、ダミー領域１１ｂを容易に確保することができる。

【0041】

ワイヤボンディング装置１０によれば、上述した半導体装置１の製造方法と同様に、ワイヤボンディングの成功率が高まる。

【0042】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されない。

【0043】

実施形態では、中間領域５２及び第２屈曲部５５が、ボールボンディングによってワイヤ５０から除去される例が示されたが、中間領域５２及び第２屈曲部５５は、例えばウェッジボンディングによってワイヤ５０から除去されてもよい。具体的には、引張工程Ｓ４の後、ワイヤクランパ３２の開状態が維持されつつ、基端領域５３の一部がキャピラリ３１から導出される。続いて、キャピラリ３１がダミー領域１１ｂに近づけるように移動される。これにより、基端領域５３のうちの所定の領域がダミー領域１１ｂに対して押圧されることで、基端領域５３がダミー領域１１ｂに接合される。ダミー領域１１ｂへの基端領域５３の押圧の際には、キャピラリ３１から熱又は超音波が提供されてもよい。続いて、ワイヤクランパ３２の閉状態が維持されつつ、基端領域５３が切断するようにキャピラリ３１がダミー領域１１ｂから離れるように移動される。ウェッジボンディングによっても、ボールボンディングと同様に、屈曲による疲労が生じた領域をワイヤ５０から除去することができる。

【0044】

実施形態では、引張工程Ｓ４においてワイヤ５０が第１屈曲部５４で切断される例が示されたが、ワイヤ５０は、第１屈曲部５４ではなく、第３屈曲部５６で切断される場合がある。その理由は下記のとおりである、工程Ｓ１２でＦＡＢ５７が電極１４に接合される際にＦＡＢ５７の金属結晶の大きさが変化するため、ＦＡＢ５７の金属結晶の大きさと先端領域５１の金属結晶の大きさとが互いに異なる場合がある。その場合、ワイヤ５０のうちＦＡＢ５７と先端領域５１との境界領域（金属結晶の大きさが変化する領域）の機械的強度は、ＦＡＢ５７又は先端領域５１の機械的強度よりも小さい傾向にある。そのため、引張工程Ｓ４でワイヤ５０が引っ張られると、ワイヤ５０が第１屈曲部５４に比べて第３屈曲部５６で切断されやすい場合がある。このような場合には、第３屈曲部５６で切断されたワイヤ５０の新たな先端に新たなＦＡＢが形成されてもよい。これにより、ワイヤ５０の先端に残存する第３屈曲部５６が除去される。続いて、当該新たなＦＡＢが再び電極１４に対して押圧されることで、新たなボンディング部が形成されてもよい。これにより、ワイヤ５０が引っ張られると、ワイヤ５０が第１屈曲部５４で切断されやすくなる。なお、ワイヤ５０が第３屈曲部５６で切断される可能性が比較的高い場合には、工程Ｓ１２では、ＦＡＢ５７がダミー領域に対して押圧されてもよい。第３屈曲部５６がワイヤ５０から除去された後に形成された新たなＦＡＢが電極１４に対して押圧されてもよい。

【0045】

実施形態では、ダミー領域１１ｂが半導体チップ１１の表面１１ａのうち電極１４から離れた領域である例が示されたが、ダミー領域１１ｂは、次回のボンディングの対象である新たな電極（第２電極）１４であってもよい。ダミー領域１１ｂは、半導体装置１から離れた部材（例えばダミーステージ等）の所定の領域であってもよい。

【符号の説明】

【0046】

１…半導体装置、１０…ワイヤボンディング装置、１１…半導体チップ、１１ａ…表面、１１ｂ…ダミー領域、１４…電極、３０…ボンディングユニット、４０…制御ユニット、５０…ワイヤ、５１…先端領域、５２…中間領域、５３…基端領域、５４…第１屈曲部、５５…第２屈曲部。

【要約】

【課題】ワイヤボンディングの成功率を高めることができる半導体装置の製造方法及びワイヤボディング装置を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、キャピラリ３１を用いてワイヤ５０を電極１４に接合する第１接合工程と、ワイヤ５０の先端領域５１及びワイヤ５０の中間領域５２がキャピラリ３１から導出されるように、キャピラリ３１を移動させる繰出工程と、ワイヤ５０の第１屈曲部５４及びワイヤ５０の第２屈曲部５５のそれぞれを繰り返して屈曲させる屈曲工程と、ワイヤ５０が第１屈曲部５４で切断するようにワイヤ５０を引っ張ることで、電極１４に接合されたピンワイヤ１２を形成する引張工程と、中間領域５２をダミー領域１１ｂに接合することで、中間領域５２及び第２屈曲部５５をワイヤ５０から除去する除去工程と、基端領域５３を新たな電極１４に接合する第２接合工程と、を備える。
【選択図】図８

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】