JPH04330743A - 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔目　　次〕 産業上の利用分野 従来の技術（図６） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１，図２）作用 実施例（図３〜図５） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造装置
及び半導体装置の製造方法に関するものであり、更に詳
しく言えばダイスボンディングされた半導体チップのパ
ッド電極とリードフレームとをワイヤ付けをする装置及
びその際のパッド位置決め方法に関するものである。

【０００３】近年、半導体集積回路装置（以下単にＬＳ
Ｉという）は、高密度，高集積化に伴い半導体チップ上
のパッド電極の設置数の増加，その電極面積の縮小化の
傾向にある。

【０００４】ところで、従来例によればダイスボンディ
ングされた半導体チップのパッド電極とリードフレーム
とをワイヤ付けをする際に、ワイヤボンダに取り付けら
れたカメラシステムによりパッド電極が検索され、加熱
雰囲気下において、該半導体チップとワイヤボンダとの
位置合わせが行われている。

【０００５】このため、位置決め時に、陽炎がカメラシ
ステムに悪影響を及ぼし、位置決め精度の悪化を招いて
いる。

【０００６】また、ワイヤボンダの駆動部の重量が増え
、キャピラリの先端を素早く被接続点に安定させること
が困難となっている。

【０００７】そこで、予めワイヤ付け処理領域以外にお
いてパッド電極位置の検索処理を行い、その検索結果に
基づいて精度良くパッド位置決めをし、高密度，高集積
化する半導体装置の生産歩留りの向上を図ることができ
る装置とその方法が望まれている。

【０００８】

【従来の技術】図６は、従来例に係るワイヤボンディン
グ装置の構成図を示している。

【０００９】図６において、ダイスボンディングされた
半導体チップ７Ｂのパッド電極とリードフレーム７Ａと
をワイヤ付けをする装置は、カメラシステム１，ワイヤ
ボンダ２，駆動装置３，リードフレーム送り装置４，制
御装置５及びヒータブロック６から成る。

【００１０】当該装置の機能は、集積回路等を組み込ん
だ半導体チップ７Ｂがパッケージングされる前工程にお
いて、該半導体チップ７Ｂをダイスボンディングしたリ
ードフレーム７Ａがリードフレーム送り装置４により順
送りされる。また、リードフレーム７Ａと半導体チップ
７Ｂのパッド電極とが金線（以下単にワイヤともいう）
等によりワイヤボンダ２により配線接続される。この際
に、半導体チップ７Ｂがヒータブロック６により　３０
０〔°Ｃ〕程度に加熱される。

【００１１】また、半導体チップ７Ｂとワイヤボンダ２
との位置合わせは、該ワイヤボンダ２に取り付けられた
カメラシステム１に基づいて行われる。例えば、半導体
チップ７Ｂのパッド電極等の被接続点とワイヤボンダ２
の金線等を吐出するキャピラリとの位置合わせは、まず
、当該半導体チップ７Ｂがワイヤボンダ２の直下に到達
したことをカメラシステム１により認識し、その後、パ
ッド電極の検索をすることにより、最初に金線等を配線
する被接続点（リードフレーム７Ａ又はパッド電極）に
キャピラリの先端が駆動装置３により移動されている。

【００１２】これにより、位置合わせされた状態におい
て、半導体チップ７Ｂのパッド電極とリードフレーム７
Ａとがワイヤ付け処理される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来例によれ
ば、パッド電極検索（認識）用のカメラシステム１がワ
イヤボンダ２に取り付けられている。また、半導体チッ
プ７Ｂとワイヤボンダ２との位置合わせは加熱雰囲気下
において行われている。

【００１４】このため、ワイヤを配線する被接続点とパ
ッド位置決めをする被接続点とが同一処理領域において
行わざるを得ない。このことから位置決め時に、ヒータ
ブロック６による陽炎がカメラシステム１に悪影響，例
えば、結像不良による解像度の低下を及ぼし、位置決め
精度の悪化を招いている。

【００１５】また、ボンディングヘッドにカメラシステ
ム１が搭載されることから駆動部の重量が増え、駆動装
置３に対する慣性負荷が大きなり、キャピラリの先端を
素早く被接続点に安定させることが困難となる。

【００１６】これにより、ＬＳＩの高集積化に伴い益々
パッド電極面積の縮小，パッド数の増加が要求される中
で、ボンディング処理の高速化の妨げとなること及び位
置合わせ精度が劣化することから半導体装置の生産歩留
りの低下の原因となるという問題がある。

【００１７】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、ワイヤ付け処理と位置決め処理と
を同一処理領域において行うことなく、予めワイヤ付け
処理領域以外においてパッド電極位置の検索処理を行い
、その検索結果に基づいて精度良くパッド位置決めをし
、高密度，高集積化する半導体装置の生産歩留りの向上
を図ることが可能となる半導体装置の製造装置及び半導
体装置の製造方法の提供を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明に係る半
導体装置の製造装置の原理図であり、図２は、本発明に
係る半導体装置の製造方法の原理図をそれぞれ示してい
る。

【００１９】本発明の半導体装置の製造装置は図１に示
すように、半導体装置１７の配置画像を取得して配置画
像データＤを出力する画像取得手段１１と、前記配置画
像データＤを記憶する記憶手段１２と、前記半導体装置
１７の配線接続をする配線接合手段１３と、前記画像取
得手段１１，記憶手段１２及び配線接合手段１３の入出
力を制御する制御手段１４とを具備し、前記画像取得手
段１１が配線接合手段１３の駆動部以外に設けられてい
ることを特徴とする。

【００２０】なお、前記装置において、前記制御手段１
４が配置画像データＤに基づいて配線接合手段１３を半
導体装置１７に位置合わせをすることを特徴とする。さ
らに、前記装置において、前記半導体装置１７の画像取
得処理領域Ａ１から配線接合処理領域Ａ２に該半導体装
置１７を移動させる移動手段１５と、前記配線接合処理
領域Ａ２において半導体装置１７を加熱する加熱手段１
６が設けられていることを特徴とする。

【００２１】また、本発明の半導体装置の製造方法は図
２（ｂ）のフロチャートに示すように、予め、ステップ
Ｐ１で配線接合処理領域Ａ２以外において半導体装置１
７の配置画像の取得処理をし、次に、ステップＰ２で前
記取得処理に基づいて半導体装置１７の配線接合処理を
することを特徴とする。なお、前記方法において、前記
取得処理により記憶された半導体装置１７の配置画像デ
ータＤに基づいて半導体装置１７と配線接合手段１３と
の位置合わせ処理をすることを特徴とし、上記目的を達
成する。

【００２２】

【作用】本発明の半導体装置の製造装置によれば、図１
に示すように画像取得手段１１，記憶手段１２，配線接
合手段１３及び制御手段１４が具備され、該画像取得手
段１１が配線接合手段１３の駆動部以外に設けられてい
る。

【００２３】例えば、半導体装置１７の配線接合処理領
域Ａ２以外の加熱手段１６による陽炎等の影響を受けな
い位置（画像取得処理領域Ａ１）に画像取得手段１１が
固定される。従って、該画像取得処理領域Ａ１において
、パッド位置決めに要する半導体装置１７の配置画像が
取得されると、その配置画像データＤが画像取得手段１
１から記憶手段１２に出力され、該配置画像データＤが
記憶される。

【００２４】このため、半導体装置１７が移動手段１５
により画像取得処理領域Ａ１から配線接合処理領域Ａ２
に移動されると、該処理領域Ａ２において配置画像デー
タＤに基づいて制御手段１４により配線接合手段１３と
半導体装置１７とを自動位置合わせをすることが可能と
なる。

【００２５】また、画像取得手段１１が配線接合手段１
３から取り除かれることから駆動部の軽量化を図ること
ができる。このことで、ボンディングヘッド等を駆動す
る駆動装置に対する慣性負荷が小さくなり、配線接合手
段１３のキャピラリ等の先端を素早く被接続点に移動安
定させることが可能となる。

【００２６】これにより、ＬＳＩの高集積化に伴うパッ
ド電極面積の縮小，パッド数の増加が要求された場合で
あっても、ボンディング処理の高速化を図ることが可能
になる。

【００２７】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、図２（ｂ）のフロチャートに示すように、予め、
ステップＰ１で配線接合処理領域Ａ１以外において半導
体装置１７の配置画像の取得処理をし、次に、ステップ
Ｐ２で取得処理に基づいて半導体装置１７の配線接合処
理をしている。

【００２８】このため、従来例のように金線等のワイヤ
を配線する配線接合処理とパッド位置決めをする被接続
点ｐの探索処理とが同一処理領域において行われない（
図２（ａ）参照）。従って、パッド位置決め処理が先に
取得した半導体装置１７の配置画像データＤに基づいて
行われることから、そのパッド位置決め時に、従来例の
ような加熱処理による陽炎の影響を受けない。このこと
で、結像不良等による解像度の低下を回避することが可
能となる。

【００２９】これにより、位置合わせ精度が向上するこ
とから高密度，高集積化する半導体装置の生産歩留りの
向上を図ることが可能となる。

【００３０】

【実施例】次に図を参照しながら本発明の実施例につい
て説明をする。図３〜５は、本発明の実施例に係る半導
体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法を説明する
図であり、図３は、本発明の実施例に係るワイヤボンデ
ィング装置の構成図を示している。

【００３１】図３において、ダイスボンディングされた
半導体チップ２７Ｂのパッド電極とリードフレーム２７
Ａとをワイヤ付けをする装置は、カメラシステム２１，
画像メモリ２２，ワイヤボンダ２３Ａ，駆動装置２３Ｂ
，リードフレーム送り装置２４，制御装置２５及びヒー
タブロック２６から成る。

【００３２】すなわち、カメラシステム２１は画像取得
手段１１の一実施例であり、半導体装置１７の一例とな
るリードフレーム２７Ａにダイスボンディングされた半
導体チップ２７Ｂの配置画像を取得して配置画像データ
Ｄを出力するものである。なお、カメラシステム２１が
ワイヤボンダ２３Ａの駆動部以外に設けられている。例
えば、カメラシステム２１はヒータブロック２６による
陽炎等の影響を受けない位置に固定される。

【００３３】画像メモリ２２は記憶手段１２の一実施例
であり、配置画像データＤを記憶するものである。配置
画像データＤは、予め設定されたボンディングパッド位
置座標と認識ポイント座標との位置関係に演算処理に利
用される。

【００３４】ワイヤボンダ２３Ａ，駆動装置２３Ｂは配
線接合手段１３の一実施例であり、ダイスボンディング
された半導体チップ２７Ｂのパッド電極とリードフレー
ム２７Ａとをワイヤ付け（配線接続）をするものである
。例えば、両者間のワイヤ付けは、金線等を超音波熱圧
着法により接続する。

【００３５】制御装置２４は制御手段１４の一実施例で
あり、カメラシステム２１，画像メモリ２１，ワイヤボ
ンダ２３Ａの駆動装置２３Ｂ，リードフレーム送り装置
２５及びヒータブロック２６の入出力を制御するもので
ある。例えば、制御装置２４は配置画像データＤに基づ
いてワイヤボンダ２３Ａのキャピラリを半導体チップ２
７Ｂのパッド電極に位置合わせをする。

【００３６】リードフレーム送り装置２５は移動手段１
５の一実施例であり、ダイスボンディングされた半導体
チップ２７Ｂを画像取得処理領域Ａ１から配線接合処理
領域Ａ２に移動するものである。なお、画像取得処理領
域Ａ１は、カメラシステム２１が固定された周辺部であ
り、半導体チップ２７Ｂの配置画像を取得する処理領域
である。また、配線接合処理領域Ａ２はワイヤボンダ２
３Ａやヒータブロック２６が設けられた周辺部であり、
半導体チップ２７Ｂが加熱雰囲気下で配線接合される処
理領域である（図５（ａ）参照）。

【００３７】ヒータブロック２６は加熱手段１６の一実
施例であり、配線接合処理領域Ａ２においてダイスボン
ディングされた半導体チップ２７Ｂを　３００〔°Ｃ〕
程度に加熱するものである。

【００３８】このようにして本発明の実施例に係るワイ
ヤボンディング装置によれば、図３に示すように、カメ
ラシステム２１，画像メモリ２１，ワイヤボンダ２３Ａ
，駆動装置２３Ｂ及び制御装置２４が具備され、該カメ
ラシステム２１がワイヤボンダ２３Ａの駆動部以外のヒ
ータブロック２６による陽炎等の影響を受けない位置（
画像取得処理領域Ａ１）に固定される。

【００３９】このため、半導体チップ２７Ｂの配置画像
が、予め配線接合処理領域Ａ２以外の画像取得処理領域
Ａ１において取得される。その配置画像データＤがカメ
ラシステム２１から画像メモリ２１に出力され、該配置
画像データＤが記憶される。

【００４０】このことで、半導体チップ２７Ｂがリード
フレーム送り装置２５により画像取得処理領域Ａ１から
配線接合処理領域Ａ２に移動されると、該処理領域Ａ２
において配置画像データＤに基づいて制御装置２４によ
りワイヤボンダ２３Ａのキャピラリの先端と半導体チッ
プ２７Ｂとを自動位置合わせをすることが可能となる。

【００４１】また、カメラシステム２１が従来例に比べ
てワイヤボンディングヘッドから取り除かれることから
駆動部の重量を少なくすることができる。このことで、
ボンディングヘッド等を駆動する駆動装置２３Ｂに対す
る慣性負荷が小さくなり、ワイヤボンダ２３Ａのキャピ
ラリ等の先端を素早く被接続点に移動安定させることが
可能となる。

【００４２】これにより、ＬＳＩの高集積化に伴うパッ
ド電極面積の縮小，パッド数の増加が要求された場合で
あっても、ボンディング処理の高速化を図ることが可能
になる。

【００４３】次に、本発明の実施例に係るワイヤボンデ
ィング方法について当該装置の動作を補足しながら説明
をする。

【００４４】図４は、本発明の実施例に係るワイヤボン
ディング方法のフローチャートであり、図５はそれを補
足する形成工程図を示している。

【００４５】例えば、図５に示すようなリードフレーム
２７Ａにダイスボンディングされた複数の半導体チップ
２７Ｂ（以下■〜■という）が所定移動ピッチにより順
次移動されている場合、図４のフローチャートにおいて
、まず、ステップＰ１で画像取得処理領域Ａ１において
半導体チップ■の配置画像の取得処理をする。この際に
、半導体チップ■上（アイランド上）に設けられている
パッド電極等の配置画像がカメラシステム２１により取
得され、その配置画像データＤ１が画像メモリ２２に記
憶される。また、画像取得処理が終了すると、半導体チ
ップ■が所定移動ピッチのみリードフレーム送り装置２
５により移動され、それが画像取得処理領域Ａ１から配
線接合処理領域Ａ２に移動される（図５（ａ），（ｂ）
参照）。

【００４６】次に、ステップＰ２で配線接合処理領域Ａ
２において半導体チップ■の配線接合処理をする。この
際に、制御装置２４は配置画像データＤ１に基づいてワ
イヤボンダ２３Ａのキャピラリの先端を半導体チップ■
のパッド電極に位置合わせをする。ここで、予め設定さ
れたボンディングパッド位置座標と認識ポイント座標と
の位置関係から配置画像データＤに基づいて制御装置２
４が位置ずれ量等の演算処理をし、例えば、キャピラリ
の先端の基準位置（ホームポジション）や送り装置２５
のオフセット量に基づいてパッド位置決め処理をする。 これにより、　３００〔°Ｃ〕の加熱雰囲気下において
半導体チップ■のパッド電極とリードフレーム２７Ａと
が金線２７Ｃによりワイヤ付け（超音波熱圧着接続）処
理される（図５（ｂ）参照）。

【００４７】併せて、ステップＰ３で半導体チップ■の
配置画像の取得処理をする。この際に、半導体チップ■
のパッド電極位置等の配置画像がカメラシステム２１に
より取得され、その配置画像データＤ２が画像メモリ２
２に記憶される。また、画像取得処理が終了すると、半
導体チップ■が所定移動ピッチのみリードフレーム送り
装置２５により移動され、それが画像取得処理領域Ａ１
から配線接合処理領域Ａ２に移動される（図５（ａ），
（ｂ）参照）。

【００４８】その後、ステップＰ４で配線接合処理領域
Ａ２において半導体チップ■の配線接合処理をする。併
せて、ステップＰ５で半導体チップ■の配置画像の取得
処理をする。（図５（ｃ）参照）。

【００４９】これらの処理を繰り返すことにより、所定
移動ピッチにより順次移動されている半導体チップ■〜
■…のパッド電極とリードフレーム２７Ａに金線２７Ｃ
等のワイヤ付け処理をすることができる。

【００５０】このようにして本発明の実施例に係るワイ
ヤボンディング方法によれば、図４のフロチャートに示
すように、予め、ステップＰ１，Ｐ３，Ｐ５で配線接合
処理領域Ａ１以外の画像取得領域Ａ１において半導体チ
ップ２７Ｂの配置画像の取得処理をし、次に、ステップ
Ｐ２，Ｐ４…Ｐｎで取得処理に基づいて半導体チップ２
７Ｂの配線接合処理をしている。

【００５１】このため、従来例のように金線等のワイヤ
を配線する配線接合処理とパッド位置決めをする被接続
点の探索処理とが同一処理領域において行われない。従
って、パッド位置決め処理が先に取得した半導体チップ
２７Ｂの配置画像データＤに基づいて行われることから
、そのパッド位置決め時に、従来例のようなヒータブロ
ック２６による陽炎の影響を受けない。このことで、結
像不良等による解像度の低下を回避することが可能とな
る。

【００５２】これにより、位置合わせ精度が向上するこ
とから高密度，高集積化する半導体装置の生産歩留りの
向上を図ることが可能となる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の装置によ
れば画像取得手段，記憶手段，配線接合手段及び制御手
段が具備され、該画像取得手段が配線接合手段の駆動部
以外に設けられ、画像取得処理領域において、配置画像
データが取得されている。

【００５４】このため、半導体装置が画像取得処理領域
から配線接合処理領域に移動されると、配置画像データ
に基づいて配線接合手段と半導体装置との自動位置合わ
せをすることが可能となる。また、画像取得手段が配線
接合手段から取り除かれることから駆動部の軽量化を図
ることができる。このことで、配線接合手段を素早く被
接続点に移動安定させることが可能となる。

【００５５】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、配線接合処理領域以外において半導体装置の配置
画像の取得処理をし、その後、半導体装置の配線接合処
理をしている。

【００５６】このため、パッド位置決め処理が先に取得
した半導体装置の配置画像データに基づいて行われるこ
とから、そのパッド位置決め時に、従来例のような加熱
処理による陽炎の影響を受けない。このことで、高精度
のパッド位置決めを行うことが可能となる。

【００５７】これにより、位置合わせ精度が向上するこ
とから高密度，高集積化する半導体装置の生産歩留りの
向上を図ること、及びボンディング処理の高速化を図る
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体装置の製造装置の原理図で
ある。

【図２】本発明に係る半導体装置の製造方法の原理図で
ある。

【図３】本発明の実施例に係るワイヤボンディング装置
の構成図である。

【図４】本発明の実施例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。

【図５】本発明の実施例に係るフローチャートを補足す
る形成工程図である。

【図６】従来例に係るワイヤボンディング装置の構成図
である。

【符号の説明】

１１…画像取得手段、 １２…記憶手段、 １３…配線接合手段、 １４…制御手段、 １５…移動手段、 １６…加熱手段、 Ｄ…配置画像データ、 Ａ１…画像取得処理領域、 Ａ２…配線接合処理領域。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体装置（１７）の配置画像を取得
   して配置画像データ（Ｄ）を出力する画像取得手段（１
   １）と、前記配置画像データ（Ｄ）を記憶する記憶手段
   （１２）と、前記半導体装置（１７）の配線接続をする
   配線接合手段（１３）と、前記画像取得手段（１１），
   記憶手段（１２）及び配線接合手段（１３）の入出力を
   制御する制御手段（１４）とを具備し、前記画像取得手
   段（１１）が配線接合手段（１３）の駆動部以外に設け
   られていることを特徴とする半導体装置の製造装置。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の半導体装置の製造装置
   において、前記制御手段（１４）が配置画像データ（Ｄ
   ）に基づいて配線接合手段（１３）を半導体装置（１７
   ）に位置合わせをすることを特徴とする半導体装置の製
   造装置。
3. 【請求項３】　　請求項１記載の半導体装置の製造装置
   において、前記半導体装置（１７）の画像取得処理領域
   （Ａ１）から配線接合処理領域（Ａ２）に該半導体装置
   （１７）を移動させる移動手段（１５）と、前記配線接
   合処理領域（Ａ２）において半導体装置（１７）を加熱
   する加熱手段（１６）が設けられていることを特徴とす
   る半導体装置の製造装置。
4. 【請求項４】　　予め、配線接合処理領域（Ａ２）以外
   において半導体装置（１７）の配置画像の取得処理をし
   、前記取得処理に基づいて半導体装置（１７）の配線接
   合処理をすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】　　請求項４記載の半導体装置の製造方法
   において、前記取得処理により記憶された半導体装置（
   １７）の配置画像データ（Ｄ）に基づいて半導体装置（
   １７）と配線接合手段（１３）との位置合わせ処理をす
   ることを特徴とする半導体装置の製造方法。