(57)【要約】  放電検査装置５０は、トーチ電極４８とワイヤ４２との間に電圧を印加して放電を行うワイヤボンディング装置の放電を検査する放電検査装置５０であって、ワイヤ４２に流れる放電電流を検出する電流検出部５３と、電圧を印加してから放電電流を検出するまでの放電検出時間を計測する計時部５６ｂと、放電検出時間に基づいて、放電が異常か否かを判定する放電判定部５７ａと、を備える。これにより、放電の異常を検出することのできる、放電検査装置、ワイヤボンディング装置、および放電検査方法を提供する。
2015122411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極とワイヤとの間に電圧を印加して放電を行うワイヤボンディング装置の前記放電を検査する放電検査装置であって、
前記ワイヤに流れる放電電流を検出する電流検出部と、
前記電圧を印加してから前記放電電流を検出するまでの放電検出時間を計測する計時部と、
前記放電検出時間に基づいて、前記放電が異常か否かを判定する放電判定部と、を備える放電検査装置。
【請求項２】
前記放電判定部は、前記放電検出時間がしきい値に基づく所定範囲から外れるか否かを判定し、前記放電検出時間が前記所定範囲から外れるときに、前記放電が異常であると判定する、請求項１に記載の放電検査装置。
【請求項３】
前記放電判定部は、前記放電が異常でないと判定するときに、前記放電検出時間を記憶手段に記憶させ、
前記記憶手段に記憶された前記放電検出時間に基づいて、前記しきい値を設定するしきい値設定部をさらに備える、請求項２に記載の放電検査装置。
【請求項４】
前記しきい値設定部は、前記記憶手段に前記放電検出時間が記憶されたときに、直近に記憶された所定数の前記放電検出時間に基づいて、前記しきい値を設定する、請求項３に記載の放電検査装置。
【請求項５】
前記放電判定部により前記放電が異常であると判定されたときに、前記ワイヤボンディング装置に放電の異常を示す放電異常信号を出力する信号出力部をさらに備える、
請求項２に記載の放電検査装置。
【請求項６】
前記電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記放電判定部は、前記放電検出時間と前記電圧とに基づいて、前記放電が異常か否かを判定する、請求項１に記載の放電検査装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の放電検査装置を備える、
ワイヤボンディング装置。
【請求項８】
電極とワイヤとの間に電圧を印加して放電を行うワイヤボンディング装置の放電を検査する放電検査方法であって、
前記ワイヤに流れる放電電流を検出する電流検出工程と、
前記電圧を印加してから前記放電電流を検出するまでの放電検出時間を計測する計時工程と、
前記放電検出時間に基づいて、前記放電が異常か否かを判定する放電判定工程と、を備える放電検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係るいくつかの態様は、放電検査装置、ワイヤボンディング装置、および放電検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造方法において、例えば、半導体デバイスの電極と基板の配線とをワイヤによって電気的に接続するワイヤボンディングが広く用いられている。ワイヤボンディングの典型例として、いわゆるボールボンディング方式が挙げられる。すなわち、電極とボンディングツール（例えばキャピラリ）に挿通されるワイヤとの間に電圧を印加して放電を行い、ワイヤの先端にボールを形成する。そして、ボンディングツールを半導体デバイスの電極に向かって下降させ、当該ボールに荷重及び超音波振動を付与して半導体デバイスの電極上にワイヤのボール部分をボンディングする。【０００３】
ボールボンディング方式のワイヤボンディング装置として、ワイヤの先端に均一なボールを形成するために、電極とワイヤの先端との間に発生する放電電圧および放電電流によりボール形成時のジュール熱相当値を、あらかじめ設定された熱量設定値と比較して放電条件を制御するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１８１９４３号公報
【０００５】
ところで、従来のワイヤボンディング装置では、ボンディングツールにワイヤが挿通しているか否かを判定する不着判定機能を有しており、例えば、ボンディングツールからワイヤが抜け落ちた場合など、ボンディングツールにワイヤが挿通していないときには、ワイヤボンディング装置を停止させていた。【０００６】
一方、ボンディングツールの先端からワイヤが延出していない場合や、ボンディングツールの先端から延出されたワイヤが短い場合、電極とボンディングツールまたはワイヤとの間で放電が発生するものの、ワイヤの先端にボールが形成されないか、所望のボールが形成されないので、このような放電は異常であると考えられる。【０００７】
しかしながら、これらの場合にはボンディングツールにワイヤが挿通されているので、不着判定機能では検出することができなかった。その結果、従来のワイヤボンディング装置は、ボール未形成、または不良ボールのままワイヤボンディングを実施してしまい、半導体デバイスの不良が発生していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明のいくつかの態様は前述の問題に鑑みてなされたものであり、放電が異常であるか否かを判定することのできる、放電検査装置、ワイヤボンディング装置、および放電検査方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様における放電検査装置は、電極とワイヤとの間に電圧を印加して放電を行うワイヤボンディング装置の放電を検査する放電検査装置であって、ワイヤに流れる放電電流を検出する電流検出部と、電圧を印加してから放電電流を検出するまでの放電検出時間を計測する計時部と、放電検出時間に基づいて、放電が異常か否かを判定する放電判定部と、を備える、ことを特徴とする。【００１０】
上記放電検査装置において、放電判定部は、放電検出時間がしきい値に基づく所定範囲から外れるか否かを判定し、放電検出時間が所定範囲から外れるときに、放電が異常であると判定してもよい。【００１１】
上記放電検査装置において、放電判定部は、放電が異常でないと判定するときに、放電検出時間を記憶手段に記憶させ、記憶手段に記憶された放電検出時間に基づいて、しきい値を設定するしきい値設定部をさらに備えてもよい。【００１２】
上記放電検査装置において、しきい値設定部は、記憶手段に放電検出時間が記憶されたときに、直近に記憶された所定数の放電検出時間に基づいて、しきい値を設定してもよい。【００１３】
上記放電検査装置において、放電判定部により放電が異常であると判定されたときに、ワイヤボンディング装置に放電の異常を示す放電異常信号を出力する信号出力部をさらに備えてもよい。【００１４】
上記放電検査装置において、電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、放電判定部は、放電検出時間と電圧とに基づいて、放電が異常か否かを判定してもよい。【００１５】
本発明の一態様におけるワイヤボンディング装置は、上記放電検査装置を備える。【００１６】
本発明の一態様における放電検査方法は、電極とワイヤとの間に電圧を印加して放電を行うワイヤボンディング装置の放電を検査する放電検査方法であって、ワイヤに流れる放電電流を検出する電流検出工程と、電圧を印加してから放電電流を検出するまでの放電検出時間を計測する計時工程と、放電検出時間に基づいて、放電が異常か否かを判定する放電判定工程と、を備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電圧を印加してから放電電流を検出するまでの放電検出時間に基づいて、放電が異常か否かを判定することにより、ボンディングツールからワイヤの先端が全く延出していない場合や、所定の長さのワイヤが延出していない場合、放電が行われたときに、当該放電が異常であると判定することが可能となる。したがって、ワイヤの先端にボールが形成されない場合や所望のボールが形成されない場合に、ワイヤボンディング装置がワイヤボンディングを実施することを抑制することができ、半導体デバイスの不良率を低減（歩留まり率を向上）させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本実施形態に係るワイヤボンディング装置の一例を説明するための概略構成図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る放電検査装置の一例を説明するための概略構成図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る放電検査方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】図４は、ボンディングツールから延出するワイヤを説明するための図である。
【図５】図５（Ａ）ないし図５（Ｃ）は、ボンディングツールから延出するワイヤを説明するための図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る放電検査方法の一例に関するタイミングチャートである。
【図７】図７は、本実施形態に係る放電検査方法の一例に関するタイミングチャートである。
【図８】図８は、本実施形態に係る放電検査方法の一例に関するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。さらに、本願発明の技術的範囲は、当該実施形態に限定して解するべきではない。なお、以下の説明において、図面の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」という。
【００２０】
図１ないし図８は、本発明の放電検査装置、ワイヤボンディング装置、および放電検査方法の一実施形態を示すためのものである。図１は、本実施形態に係るワイヤボンディング装置の一例を説明するための概略構成図である。本実施形態に係るワイヤボンディング装置１は、ワイヤボンディングを実施するために用いられる装置である。このワイヤボンディング装置１は、一例として、本実施形態に係る放電検査装置５０を備えている。
【００２１】
図１に示すように、ワイヤボンディング装置１は、ＸＹ駆動機構１０、ボンディングアーム２０、超音波ホーン３０、ボンディングツール４０、放電検査装置５０、超音波振動子６０、および制御部８０を備える。
【００２２】
ＸＹ駆動機構１０はＸＹ軸方向（平面方向）に移動可能に構成されており、ＸＹ駆動機構（リニアモータ）１０には、ボンディングアーム２０をＺ軸方向（上下方向）に移動可能なＺ駆動機構（リニアモータ）１２が設けられている。
【００２３】
ボンディングアーム２０は、支軸１４に支持され、ＸＹ駆動機構１０に対して揺動自在に構成されている。ボンディングアーム２０は、ＸＹ駆動機構１０から延出するように略直方体に形成されており、ワイヤボンディング時には、ボンディング対象である半導体デバイス１００が置かれたボンディングステージ１６から所定の距離まで接近するようになっている。
【００２４】
超音波ホーン３０は、ボンディングアーム２０の先端部にホーン固定ネジ３２によって取り付けられている。超音波ホーン３０は、その先端部においてボンディングツール４０を保持している。超音波振動子６０によって超音波振動が発生し、これが超音波ホーン３０によってボンディングツール４０に伝達され、ボンディングツール４０を介してボンディング対象に超音波振動を付与することができる。超音波振動子６０、例えば、ピエゾ振動子である。
【００２５】
ボンディングツール４０は、圧着子として機能する共にワイヤ４２を案内するためのものであり、例えば挿通穴が設けられたキャピラリである。この場合、ボンディングツール４０の挿通穴にボンディングに使用するワイヤ４２が挿通され、その先端からワイヤ４２の一部を繰り出し可能に構成されている。ボンディングツール４０は、バネ力などによって交換可能に超音波ホーン３０に取り付けられている。また、ボンディングツール４０の上方には、ワイヤクランパ４４が設けられ、ワイヤクランパ４４は所定のタイミングでワイヤ４２を拘束または解放するよう構成されている。ワイヤクランパ４４のさらに上方には、ワイヤテンショナ４６が設けられ、ワイヤテンショナ４６はワイヤ４２を挿通し、ボンディング中のワイヤ４２に適度なテンションを付与するよう構成されている。
【００２６】
ワイヤ４２の材料は、加工の容易さと電気抵抗の低さなどから適宜選択され、例えば、金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）などが用いられる。
【００２７】
トーチ電極４８は、放電（スパーク）を発生させるためのものである。トーチ電極４８は、放電の熱によってボンディングツール４０の先端から繰り出されているワイヤ４２の先端（一端）に、ボール４３を形成可能に構成されている。また、トーチ電極４８の位置は固定されており、放電時にはボンディングツール４０がトーチ電極４８から所定の距離まで接近し、トーチ電極４８とワイヤ４２の先端（一端）との間で適切な放電を行うようになっている。
【００２８】
放電検査装置５０は、本実施形態に係るワイヤボンディング装置１の放電検査方法に用いられる装置である。また、放電検査装置５０は、トーチ電極４８に接続されており、トーチ電極４８による放電を行うためのものでもある。さらに、放電検査装置５０と制御部８０との間は、一方が他方の機能を作動または停止させることができるよう信号の送受信が可能なように構成されている。
【００２９】
制御部８０は、ＸＹ駆動機構１０、Ｚ駆動機構１２、超音波ホーン３０（超音波振動子６０）、および放電検査装置５０に接続されており、制御部８０によってこれらの構成の動作を制御することにより、ワイヤボンディングのための必要な処理を行うことができるようになっている。制御部８０は、例えば、ＸＹ駆動機構１０、Ｚ駆動機構１２、超音波ホーン３０（超音波振動子６０）、放電検査装置５０など、上記した各構成との間で信号の送受信を行うインタフェース（図示しない）を備えている。
【００３０】
また、制御部８０には、制御情報を入力するための操作部８２と、制御情報を出力するための表示部８４が接続されており、これらにより作業者が表示部８４によって画面を認識しながら操作部８２によって必要な制御情報を入力することができるようになっている。制御部８０は、例えば、ＣＰＵおよびメモリなどを備えるコンピュータ装置で構成することが可能であり、メモリにはあらかじめワイヤボンディングに必要な処理を行うためのプログラムやデータなどが記憶されている。
【００３１】
図２は、本実施形態に係る放電検査装置の一例を説明するための概略構成図である。放電検査装置５０は、ワイヤボンディング装置１の放電を検査するためのものである。図２に示すように、放電検査装置５０は、高電圧回路部５１および制御回路部５５を備える。
【００３２】
高電圧回路部５１は、放電を行わせるため、および、放電に関する電気信号を検出するためものである。高電圧回路部５１は、電圧発生部５２、電流検出部５３、および電圧検出部５４を備える。
【００３３】
電圧発生部５２は、電圧を発生させるためのものである。電圧発生部５２は、制御回路部５５に接続されており、制御回路部５５からの制御信号に基づいて、所定の高電圧、例えば、最大５０００［Ｖ］程度の高電圧を発生させる。また、電圧発生部５２は、トーチ電極４８、およびボンディングツール４０から繰り出されるワイヤ４２の先端（一端）とは反対側のワイヤ４２の他端に接続されている。電圧発生部５２は、発生させた高電圧をトーチ電極４８およびワイヤ４２の間に印加するように構成されている。これにより、トーチ電極４８とワイヤ４２の先端（一端）との間で放電が行われる。
【００３４】
電圧発生部５２は、例えば、昇圧用のトランス（変圧器）を含んで構成することが可能である。昇圧用のトランスとしては、例えば、定電圧機能および定電流機能の両方を有するリニア出力型のトランスが用いられる。
【００３５】
電流検出部５３は、電流を検出するためのものであり、ワイヤ４２の他端に接続されている。また、電流検出部５３は、制御回路部５５に接続されており、放電によりワイヤ４２に放電電流が流れると、放電電流の検出信号を制御回路部５５に出力するように構成されている。
【００３６】
電流検出部５３は、例えば、放電電流検出用の抵抗器、しきい値となる電源、およびコンパレータなどを含んで構成することが可能である。この例の場合、電流検出部５３は、放電電流の電圧値が電源の電圧値より大きいときに、放電電流の検出信号を出力する。
【００３７】
電圧検出部５４は、電圧を検出するためのものであり、トーチ電極４８およびワイヤ４２の他端に接続されている。また、電圧検出部５４は、制御回路部５５に接続されており、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間に電圧が印加されると、制御回路部５５に電圧信号を出力するように構成されている。
【００３８】
制御回路部５５は、放電を制御するため、および、放電の検査を制御するためのもである。制御回路部５５は、放電制御部５６および検査制御部５７を備える。放電制御部５６と検査制御部５７との間は、互いに信号や情報（データ）の送受信が可能なように構成されている。
【００３９】
放電制御部５６は、例えば、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間に印加する電圧の、
開始、終了、電圧値、および当該電圧値を印加する時間などを制御するように構成されている。放電制御部５６は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを含んで構成することが可能であり、 ハードウェア記述言語（ＨＤＬ）で指定されたプログラムに従って作動する。また、放電制御部５６は、例えば、電圧発生部５２、電流検出部５３、電圧検出部５４など、高電圧回路部５１の上記した各構成との間で信号の送受信を行うインタフェース（図示しない）を備えている。さらに、放電制御部５６は、その機能構成の一例として、放電開始部５６ａ、計時部５６ｂ、および放電検出部５６ｃを備える。
【００４０】
放電開始部５６ａは、制御部８０からの制御信号に基づいて、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間への電圧の印加を開始させる電圧印加開始の制御信号を電圧発生部５２に出力する。
【００４１】
また、放電開始部５６ａは、電圧印加開始の制御信号を電圧発生部５２に出力するとともに、時間の計測を開始する開始信号（スタート信号）を計時部５６ｂに出力する。
【００４２】
計時部５６ｂは、所定の期間における時間を計測するためのものである。計時部５６ｂは、例えば、発振回路（クロックジェネレータ）や、ＲＴＣ（Real Time Clock）などの時計機能を有するＩＣチップで構成することが可能であり、開始信号（スタート信号）により時間の計測を開始し、終了信号（ストップ信号）により時間の計測を終了して計測した時間を出力する。
【００４３】
放電検出部５６ｃは、電流検出部５３からの放電電流の検出信号に基づいて、時間の計測を終了する終了信号（ストップ信号）を計時部５６ｂに出力する。このとき、計時部５６ｂにより計測された時間が、放電検出部５６ｃに入力される。これにより、計時部５６ｂによって、電圧を印加してから放電電流を検出するまでの放電検出時間が計測される。
【００４４】
また、放電検出部５６ｃは、計時部５６ｃにより計測された放電検出時間の情報を検査制御部５７に出力する。さらに、放電検出部５６ｃは、電圧検出部５４からの電圧信号に基づいて、電圧値の情報を検査制御部５７に出力する。
【００４５】
検査制御部５７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリ（記憶
手段）などを含んで構成することが可能であり、所定の言語で指定されたプログラムに従って作動する。また、検査制御部５７は、その機能構成の一例として、放電判定部５７ａ、しきい値設定部５７ｂ、および信号出力部５７ｃを備える。
【００４６】
放電判定部５７ａは、放電検出部５６ｃからの放電検出時間の情報に基づいて、放電が異常か否かを判定する。あるいは、放電判定部５７ａは、放電検出部５６ｃからの放電検出時間の情報および電圧値の情報に基づいて、放電が異常か否かを判定する。
【００４７】
また、放電判定部５７ａは、放電が異常でない、すなわち正常であると判定するときに、放電検出部５６ｃからの放電検出時間の情報を、メモリ（記憶手段）に書き込んで記憶させる。
【００４８】
検査制御部５７が備えるメモリ（記憶手段）は、所定数、例えば２０個の放電検出時間の情報を記憶可能な記憶容量（記憶領域）を有している。放電検出時間の情報は、所定数を超えるまでメモリ（記憶手段）に追加して記憶され、所定数を超えると、メモリ（記憶手段）から最も古い情報が削除された後に追加して記憶される。これにより、直近（最新）の所定数の放電検出時間の情報がメモリ（記憶手段）に記憶される。
【００４９】
しきい値設定部５７ｂは、メモリ（記憶手段）に記憶された放電検出時間の情報に基づいて、しきい値を設定する。このしきい値は、放電検出部５６ｃから入力された放電検出時間の情報との比較のために用いられ、あらかじめ初期値がメモリ（記憶手段）に記憶されている。
【００５０】
信号出力部５７ｃは、放電判定部５７ａによる判定結果に基づいて、制御部８０、すなわち、ワイヤボンディング装置１に、判定結果を表す所定の信号を出力する。所定の信号は、例えば、放電が正常であることを示す正常放電信号や放電が異常であることを示す異常放電信号などである。
【００５１】
本実施形態では、放電検出時間の情報を記憶させるメモリ（記憶手段）を、検査制御部５７が備える例を示したが、これに限定されない。放電検出時間の情報を記憶させるメモリ（記憶手段）は、制御部８０が備えていてもよい。
【００５２】
次に、図３ないし図８を参照して、ワイヤボンディング装置１の放電を検査する方法について説明する。
【００５３】
図３は、本実施形態に係る放電検査方法の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、放電検査処理Ｓ１０が開始されると、最初に、放電開始部５６ａは、電圧印加開始の制御信号を電圧発生部５２に出力し、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間への電圧の印加を開始する（Ｓ１１）。これとともに、放電開始部５６ａは、開始信号（スタート信号）を計時部５６ｂに出力し、放電検出時間の計測を開始する（Ｓ１２）。
【００５４】
次に、放電検出部５６ｃは、電流検出部５３から入力される放電電流の検出信号に基づいて、放電電流を検出したか否かを判定し（Ｓ１３）、放電電流を検出するまでＳ１３のステップを繰り返す。
【００５５】
Ｓ１３の判定の結果、放電電流を検出した場合、放電検出部５６ｃは、終了信号（ストップ信号）を計時部５６ｂに出力し、放電検出時間の計測を終了する（Ｓ１４）。
【００５６】
次に、放電判定部５７ａは、放電検出部５６ｃから入力される放電検出時間に基づいて、放電が異常か否かを判定する（Ｓ１５）。
【００５７】
図４はボンディングツールから延出するワイヤを説明するための図であり、ボンディングツールから延出するワイヤが正常である場合の一例を示す図である。図４に示すように、ボンディングツール４０の先端から、所定の長さＬ１のワイヤ４２が延出している場合、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間に電圧を印加して放電が発生すると、ワイヤ４２の先端（一端）に所望のボールを形成することができる。この場合、当該放電は正常（正常放電）であると考えられる。
【００５８】
図５はボンディングツールから延出するワイヤを説明するための図であり、図５（Ａ）
はボンディングツールから延出するワイヤが異常である場合の一例を示す図、図５（Ｂ）
はボンディングツールから延出するワイヤが異常である場合の他の例を示す図、図５（Ｃ）はボンディングツールから延出するワイヤが異常である場合のさらに他の例を示す図である。一方、図５（Ａ）に示すように、ボンディングツール４０にワイヤ４２が挿通されているものの、ボンディングツール４０の先端からワイヤ４２が延出していない場合、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間に電圧を印加しても、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間で放電が発生せず、ワイヤ４２の先端（一端）にボールを形成することができない（ボール未形成）。この場合、ボンディングツール４０内のワイヤ４２を介して放電電流が流れたり放電出来ないこともある。また、図５（Ｂ）に示すように、ボンディングツール４０の先端から、所定の長さＬ１より短い長さＬ２（Ｌ２＜Ｌ１）のワイヤ４２が延出している場合、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間に電圧を印加すると、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間で放電が発生するものの、ワイヤ４２の先端（一端）に所望のボールを形成することができない（不良ボールが形成される）。さらに、図５（Ｃ）に示すように、ボンディングツール４０の先端から、所定の長さＬ１より長い長さＬ３（Ｌ３＞Ｌ１）のワイヤ４２が延出している場合、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間に電圧を印加すると、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間で放電が発生するものの、この場合も同様に、ワイヤ４２の先端（一端）に所望のボールを形成することができない（不良ボールが形成される）。図５（Ａ）、図５（Ｂ）、および図５（Ｃ）の場合、放電が行われて放電電流が検出されるものの、ワイヤ４２の先端にボールが形成されないか、所望のボールを形成することができないので、これらの放電は異常（異常放電）であると考えられる。
【００５９】
ここで、本発明者は、図５（Ａ）および図５（Ｂ）の場合に、電圧を印加してから放電するまでの放電検出時間が、図４の場合と比較して、遅くなっていることを見出した。この要因の一つとして、トーチ電極４８と、ボンディングツール４０またはワイヤ４２の先端との間の距離（ギャップ）が長くなることで、当該距離（ギャップ）の絶縁を破壊して放電するまでに、時間を要するものと考えられる。また、本発明者は、図５（Ｃ）の場合に、電圧を印加してから放電するまでの放電検出時間が、図４の場合と比較して、早くなっていることを見出した。この要因の一つとして、トーチ電極４８と、ワイヤ４２の先端との間の距離（ギャップ）が短くなることで、当該距離（ギャップ）の絶縁を破壊して放電するまでに、時間を要しないものと考えられる。
【００６０】
図６、図７、および図８は、本実施形態に係る放電検査方法の一例に関するタイミングチャートであり、図６は放電が正常である場合の一例、図７は放電が異常である場合の一例、図８は放電が異常である場合の他の例を示したものである。なお、図６のタイミングチャートは図４の例に対応し、図７のタイミングチャートは図５（Ａ）または図５（Ｂ）の例に対応し、図８のタイミングチャートは図５（Ｃ）の例に対応している。図４の例の場合、図６に示すように、時刻ｔ１において、放電開始部５６ａが電圧印加開始の制御信号を電圧発生部５２に出力すると、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間に電圧Ｖｈが印加される。この電圧Ｖｈは、時間の経過とともに増加（上昇）し、時刻ｔ２において、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間に放電が発生と、電圧Ｖｈが所定の値に低下（下降）するとともに、ワイヤ４２に放電電流Ｉｈが流れる。このとき、電流検出部５３は、この放電電流Ｉｈを検出して放電電流の検出信号を放電検出部５６ｃに出力し、計時部５６ｂにより時刻ｔ１および時刻ｔ２の間の時間、つまり、放電検出時間Ｔｈ１が計測される。図６の例の場合、放電検出時間Ｔｈ１は、正常な時間、例えば、３３［μｓ］程度である。
【００６１】
一方、図５（Ａ）または図５（Ｂ）の例の場合、図７に示すように、時刻ｔ１において、放電開始部５６ａが電圧印加開始の制御信号を電圧発生部５２に出力すると、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間に電圧Ｖｈが印加される。この電圧Ｖｈは、時間の経過とともに増加（上昇）する。しかしながら、ボンディングツール４０からワイヤ４２の先端が全く延出していないか、所定の長さＬ１より短い長さＬ２のワイヤ４２が延出しているので、時刻ｔ２に放電が発生しない。その後、時刻ｔ４において、例えば、トーチ電極４８とボンディングツール４０との間で放電が発生し、電圧Ｖｈが所定の値に低下（下降）するとともに、ボンディングツール４０を介してワイヤ４２に放電電流Ｉｈが流れる。このとき、電流検出部５３は、この放電電流Ｉｈを検出して放電電流の検出信号を放電検出部５６ｃに出力し、計時部５６ｂにより時刻ｔ１および時刻ｔ４の間の時間、つまり、放電検出時間Ｔｈ２が計測される。図６の例の場合、放電開始時間Ｔｈ２は、異常な時間、例えば、６０［μｓ］程度である。また、図５（Ｃ）の例の場合、図８に示すように、時刻ｔ１において、放電開始部５６ａが電圧印加開始の制御信号を電圧発生部５２に出力すると、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間に電圧Ｖｈが印加される。この電圧Ｖｈは、時間の経過とともに増加（上昇）する。しかしながら、ボンディングツール４０から所定の長さＬ１より短い長さＬ３のワイヤ４２が延出しているので、時刻ｔ２に達する前に、時刻ｔ５において、トーチ電極４８およびワイヤ４２の間に放電が発生し、電圧Ｖｈが所定の値に低下（下降）するとともに、ワイヤ４２に放電電流Ｉｈが流れる。このとき、電流検出部５３は、この放電電流Ｉｈを検出して放電電流の検出信号を放電検出部５６ｃに出力し、計時部５６ｂにより時刻ｔ１および時刻ｔ５の間の時間、つまり、放電検出時間Ｔｈ３が計測される。
【００６２】
よって、電圧を印加してから放電電流を検出するまでの放電検出時間に基づいて、放電が異常か否かを判定することにより、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、および図５（Ｃ）に示すように、ボンディングツール４０からワイヤ４２の先端が全く延出していないか、所定の長さＬ１のワイヤ４２が延出していない場合、放電が行われたときに、当該放電が異常であると判定することが可能となる。
【００６３】
図３に示すＳ１５のステップにおいて、放電が異常であるか否かの判定は、例えば、しきい値Ｔｔｈを用いて行われる。具体的には、放電判定部５７ａは、メモリ（記憶手段）からしきい値Ｔｔｈを読み出し、読み出したしきい値Ｔｔｈに所定値αを加算および減算してしきい値Ｔｔｈに基づく所定範囲Ｔｔｈ±αを定める。なお、所定値αは、メモリ（記憶手段）にあらかじめ記憶された値であってもよいし、操作部８２および制御部８０を介して、作業者により入力された値であってもよい。そして、放電判定部５７ａは、放電検出部５６ｃから入力される放電検出時間が、当該所定範囲Ｔｔｈ±αから外れるか否かを判定する。判定の結果、図６に示すように、放電検出時間Ｔｈ１が所定範囲Ｔｔｈ±αから外れない、すなわち、所定範囲Ｔｔｈ±αに含まれる（所定範囲Ｔｔｈ±α内である）ときに（Ｔｔｈ−α≦Ｔｈ１≦Ｔｔｈ＋α）、放電判定部５７ａは放電が正常であると判定する。一方、図７に示すように、放電検出時間Ｔｈ２が所定範囲の上限値より大きく、所定範囲Ｔｔｈ±αから外れるときに（Ｔｈ２＞Ｔｔｈ＋α）、放電判定部５７ａは放電が異常であると判定する。また、図８に示すように、放電検出時間Ｔｈ３が所定範囲の下限値より小さく、所定範囲Ｔｔｈ±αから外れるときに（Ｔｈ３＜Ｔｔｈ−α）、放電判定部５７ａは放電が異常であると判定する。このように、放電検出時間が、しきい値Ｔｔｈに基づく所定範囲Ｔｔｈ±αから外れるか否かを判定することにより、放電が異常か否かを容易に判定することができる。
【００６４】
本実施形態では、放電判定部５７ａが放電検出部５６ｃから入力される放電検出時間に基づいて、放電が異常であるか否かを判定する例を示したが、これに限定されない。例えば、放電判定部５７ａは、放電検出部５６ｃから入力される放電検出時間および電圧値に基づいて、放電が異常であるか否かを判定してもよい。
【００６５】
図３に示すように、Ｓ１５の判定の結果、放電が異常でない（正常である）場合、放電判定部５７ａは、放電検出部５６ｃから入力された放電検出時間をメモリ（記憶手段）に記憶させる（Ｓ１６）。
【００６６】
次に、しきい値設定部５７ｂは、記憶手段（メモリ）に記憶された放電検出時間に基づいて、しきい値を設定（変更）する（Ｓ１７）。これにより、放電が正常であるときの放電検出時間に基づくしきい値Ｔｔｈが判定の基準値となるので、放電が異常か否かを高精度に判定することが可能となる。
【００６７】
具体的には、しきい値設定部５７ｂは、例えば、放電検出時間をメモリ（記憶手段）から読み出し、当該放電検出時間をしきい値Ｔｔｈとして設定（変更）する。最後に、しきい値設定部５７ｂは、設定（変更）したしきい値Ｔｔｈをメモリ（記憶手段）に書き込んで記憶させる。
【００６８】
あるいは、しきい値設定部５７ｂは、例えば、直近に記憶された所定数の放電検出時間をメモリ（記憶手段）から読み出し、当該所定数の放電検出時間の平均値を算出してもよい。この場合、しきい値設定部５７ｂは、算出した平均値をしきい値Ｔｔｈとして設定（変更）する。最後に、しきい値設定部５７ｂは、設定（変更）したしきい値Ｔｔｈをメモリ（記憶手段）に書き込んで記憶させる。これにより、放電が正常であるときの直近（最新）の所定数の放電検出時間に基づくしきい値Ｔｔｈが判定の基準値となるので、例えば、トーチ電極４８の劣化などにより、正常な放電の放電検出時間が変化（シフト）する場合でも、放電が異常か否かを高精度に判定することができる。
【００６９】
Ｓ１７のステップの後、しきい値設定部５７ｂは放電検査処理Ｓ１０を終了する。
【００７０】
一方、Ｓ１５の判定の結果、放電が異常である場合、信号出力部５７ｃは、異常放電信号を制御部８０に出力する。（Ｓ１８）。これにより、ワイヤボンディング装置１を停止させることが可能となるので、ボール未形成、または不良ボールのままワイヤボンディングを実施するのを防止することができる。
【００７１】
Ｓ１８のステップの後、信号出力部５７ｃは放電検査処理Ｓ１０を終了する。
【００７２】
本実施形態では、放電が異常である場合に、信号出力部５７ｃが異常放電信号を制御部８０に出力する例を示したが、これに限定されない。例えば、信号出力部５７ｃは、放電が正常である場合にも、正常放電信号を制御部８０に出力するようにしてもよい。
【００７３】
このように、本実施形態によれば、電圧を印加してから放電電流を検出するまでの放電検出時間に基づいて、放電が異常か否かを判定することにより、図４（Ｂ）および図４（ｃ）に示すように、ボンディングツール４０からワイヤ４２の先端が全く延出していない場合や、所定の長さＬ１のワイヤ４２が延出していない場合、放電が行われたときに、当該放電が異常であると判定することが可能となる。したがって、ワイヤ４２の先端にボールが形成されない場合や所望のボールが形成されない場合に、ワイヤボンディング装置１がワイヤボンディングを実施することを抑制することができ、半導体デバイスの不良率を低減（歩留まり率を向上）させるとができる。
【００７４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。
【００７５】
また、上記発明の実施形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、または変更もしくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせまたは変更もしくは改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００７６】
１…ワイヤボンディング装置、４０…ボンディングツール（キャピラリ）、４２…ワイヤ、４８…トーチ電極、５０…放電検査装置、５３…電流検出部、５６ｂ…計時部、５７ａ…放電判定部、Ｓ１０…放電検査処理
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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