(57)【要約】【課題】ボンディングツール、ワイヤ、半導体チップなどの干渉なくボンディングを行う。【解決手段】  ワイヤボンディング装置は、ステージと、ウェッジボンディング法によるボンディングを行うツールを取り付け可能なアームと、アームを制御する制御部とを有する。ツールは底面に第１方向に並ぶ第１フット、第２フットを有する。第１方向と反対方向を第２方向とした場合、ツールは第１方向に向かって挿通口を有し、配線基板上に第１のパッド、半導体チップ上に第２のパッドを有する。制御部は第１パッド上にワイヤによる第１ボンディングを形成し、ツールを第２方向斜め上に移動させてワイヤが繰り出され、第１方向に移動させてワイヤにループが形成されるようにアームを操作し、第２パッド上に圧接部を有する第２のボンディングを形成し、ワイヤを引っ張ることにより破断させて第１方向端部に破断部を形成する。【選択図】図１
2016062962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを搭載した配線基板を載置可能なステージと、
ウェッジボンディング法によるボンディングを行うためのツールを取り付け可能なアームと、
前記アームの動作を制御する制御部と、を有するワイヤボンディング装置であって、
前記ツールは、底面に第１フット及び第２フットを有し、
前記第１フットと前記第２フットは順に第１方向に向かって配列しており、
第１方向と反対方向を第２方向とした場合に、
前記ツールの第２方向側面から第１方向下側に向かい、前記ツールの底面であって前記第１フットと前記第２フットの間に開口する挿通口を有し、
前記配線基板上には第１パッド、半導体チップ上には第２パッドを有し、
前記第２パッドは、前記第１パッドから見て第１方向に位置するように配置されており、
前記挿通口には、ワイヤが、前記ツールの前記第２方向側面から挿通口を通り、底面の開口部から前記第１フット側に突出部を有するように第１方向に向いて挿通しており、
前記制御部は、
前記ワイヤが挿通された前記アームを操作することにより、前記第１パッド上に前記ワイヤを用いて第１ボンディングを形成し、
前記ツールが、第２方向に移動し、さらに第２方向であって斜め上方向に移動することにより前記ワイヤが繰り出される様にアームを操作し、
前記ツールが、第１方向に移動することによりワイヤにループが形成されるようにアームを操作し、
前記ツールが、前記第２パッド上に移動するようにアームを操作し、
前記第２パッド上に圧接部を有する第２ボンディングを形成し、
前記ワイヤを引っ張ることにより前記ワイヤを破断させて前記圧接部の第１方向端部に破断部を形成するような制御を行うワイヤボンディング装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記ツールが、第２方向に移動した後、
さらに第２方向であって斜め上方向に移動することにより前記ワイヤが繰り出される前に、
前記ツールが下方向に移動するようにアームを操作して、前記ワイヤにキンクを形成するような制御を行う請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記第１のボンディングを形成する場合には、前記ワイヤを前記第１フットによって第１のパッドに圧接し、
前記第２ボンディングを形成する場合には、前記ワイヤを前記第２フットによって第２パッドに圧接するような制御を行う請求項１又は２に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項４】
配線基板と、
前記配線基板上に配置された半導体チップと、
前記配線基板上に設けられた第１パッドと、
前記第１パッド上に設けられた第１ボンディングと、
前記半導体チップ上に設けられた第２パッドと、
前記半導体チップ上に設けられた第２ボンディングと、
前記第１ボンディングと前記第２ボンディング間を接続するワイヤと、
前記第１パッドと前記第２パッドとの間に、前記半導体チップの端部が位置し、
前記第１パッドから、前記端部及び前記第１パッドに向かう方向を第１方向とし、第１方向と反対方向を第２方向とした場合に、
前記第１ボンディングは、第１圧接部と、前記第１圧接部から第１方向に向かって伸びるように設けられたテールと、前記第１圧接部の第２方向に向くように接続されたワイヤを有し、
前記第２ボンディングは、第２圧接部と、前記第２圧接部の第１方向に向くように設けられた破断部と、前記第２圧接部の第２方向に向くように接続されたワイヤを有する半導体装置。
【請求項５】
前記ワイヤには、キンクが設けられている請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１パッド及び前記第２パッドは長方形であり、
前記第１ボンディングの前記テールは、前記第１パッドの第１方向に位置する辺の幅の範囲内の方向を向いており、
前記第２ボンディングの前記破断部は、前記第２パッドの第１方向に位置する辺の幅の範囲内の方向を向いている請求項４又は５に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ワイヤボンディング装置、及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップのボンディングにおいて、超音波を用いてワイヤを接続させるウェッジボンディング法がある。例えば、半導体チップが立体的に積層された積層チップをボンディングする場合で、半導体チップに近接してボンディングを行う場合、立体的な位置関係から、ボンディングツール、ワイヤ、半導体チップなどが相互に干渉してしまい、ボンディングに支障を来す場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１-１０２９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ボンディングツール、ワイヤ、半導体チップなどが相互に干渉することなくボンディングを行うことを可能とするワイヤボンディング装置、及び半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るワイヤボンディング装置は、半導体チップを搭載した配線基板を載置可能なステージと、ウェッジボンディング法によるボンディングを行うためのツールを取り付け可能なアームと、前記アームの動作を制御する制御部と、を有する。前記ツールは、底面に第１フット及び第２フットを有し、前記第１フットと前記第２フットは順に第１方向に向かって配列しており、第１方向と反対方向を第２方向とした場合に、前記ツールの第２方向側面から第１方向下側に向かい、前記ツールの底面であって前記第１フットと前記第２フットの間に開口する挿通口を有する。前記配線基板上には第１パッド、半導体チップ上には第２パッドを有し、前記第２パッドは、前記第１パッドから見て第１方向に位置するように配置されている。前記挿通口には、ワイヤが、前記ツールの前記第２方向側面から挿通口を通り、底面の開口部から前記第１フット側に突出部を有するように第１方向に向いて挿通している。前記制御部は、前記ワイヤが挿通された前記アームを操作することにより、前記第１パッド上に前記ワイヤを用いて第１ボンディングを形成し、前記ツールが、第２方向に移動し、さらに第２方向であって斜め上方向に移動することにより前記ワイヤが繰り出される様にアームを操作する。また、前記ツールが、第１方向に移動することによりワイヤにループが形成されるようにアームを操作し、前記ツールが、前記第２パッド上に移動するようにアームを操作し、前記第２パッド上に圧接部を有する第２ボンディングを形成する。続いて、前記ワイヤを引っ張ることにより前記ワイヤを破断させて前記圧接部の第１方向端部に破断部を形成するような制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係る、ワイヤボンディング装置の構成を模式的に示した図の一例
【図２】実施形態に係るボンディング方法を、手順を追って順に示す図の一例
【図３】実施形態に係るボンディング方法を、手順を追って順に示す図の一例
【図４】実施形態に係るボンディング方法を、手順を追って順に示す図の一例
【図５】実施形態に係るボンディング方法を、手順を追って順に示す図の一例
【図６】実施形態に係るボンディング方法を、手順を追って順に示す図の一例
【図７】実施形態に係るボンディング方法を、手順を追って順に示す図の一例
【図８】実施形態に係るボンディング方法を、手順を追って順に示す図の一例
【図９】実施形態に係るボンディング方法を、手順を追って順に示す図の一例
【図１０】実施形態に係るボンディング方法を、手順を追って順に示す図の一例
【図１１】ウェッジボンディングツールの先端部の拡大図の一例
【図１２】実施形態に係る半導体装置の適用例を示す図の一例
【図１３】実施形態に係るワイヤの形状を模式的に示す図の一例
【図１４】（Ａ）は、配線基板、第１半導体チップ、及び第２半導体チップを模式的に示す平面図の一例。（Ｂ）は、図１４（Ａ）の１４−１４線における断面図の一例
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合がある。本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。また、以下の説明において、説明の便宜上、前後上下を規定した座標系を用いる。この座標系においては、ウェッジボンディングツール３０の後フット３０２から見て前フット３０１方向を前（第１方向）、前フット３０１から見て後フット３０２方向を後（第２方向）とする。また、第１ボンディングパッド６６ａから見て第２ボンディングパッド６６ｂ方向を前（第１方向）、その逆を後ろ（第２方向）とする方向と一致する。また、第１ボンディング９０から見て第２ボンディング９２方向を前（第１方向）、その逆を後ろ（第２方向）とする方向と一致する。
【０００８】
（実施形態）
以下に、図を参照して、実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る、ワイヤボンディング装置（半導体製造装置）１００の構成を模式的に示した図の一例である。図１１は、ウェッジボンディングツール３０の先端部の拡大図の一例である。ワイヤボンディング装置１００は、ボンディングステージ１２、及びＸＹテーブル１４を有している。ボンディングステージ１２は、被ボンディング体としての半導体装置１０を載置している。ＸＹテーブル１４は、その上部にボンディング駆動部を備えているＸＹテーブル１４上にはサポート１６が立設されている。アーム１８は、サポート１６の中間部において、上下方向に移動自在となるようにサポート１６によって支持されている。アーム１８は、ＸＹテーブル１４上に設置されたＺモータ２０により、上下運動が実行可能となっている。Ｚモータ２０は例えばリニアモータにより構成されている。
【０００９】
アーム１８のボンディングステージ１２側の端部には、超音波振動子２２が装備されている。超音波振動子２２としては、例えば圧電素子を用いることができる。アーム１８には、ホーン２６がほぼ水平に支持されて接続されている。ホーン２６は、超音波振動子２２からの超音波エネルギーが伝達され得るように連結されている。ホーン２６は超音波エネルギー伝達部材として機能する。ホーン２６の先端部には、例えば棒状をなすウェッジボンディングツール３０が、略垂直に取り付けられている。ウェッジボンディングツール３０の下端部には挿通孔３０ａが設けられている。挿通孔３０ａには、リール３２に巻装されたワイヤ３４の先端部が挿通されている。
【００１０】
アーム１８の先端部には、クランパサポート３６が固定されている。クランパサポート３６は、クランパホルダ３８に中間部を軸支されて、略垂直に吊持されている。クランパホルダ３８は、ホーン２６の延長方向に対して平行に回動するように設けられている。クランパホルダ３８は、クランパサポート３６に設置されたクランパ移動機構４０により往復動を実行可能となっている。クランパホルダ３８の下端部には、クランパ４２が吊持されている。クランパ４２は、ワイヤ３４の両側に配置される１組の挟み板（図示せず）を有しており、例えばソレノイド等からなるクランパ開閉装置４４により開閉可能となっている。クランパ４２はワイヤ３４の挟持具として機能する。クランパ４２は、この向かい合う挟み板の間を開くことでワイヤ３４を自由に延出しうる状態とし、向かい合う挟み板の間を閉じることで、ワイヤ３４の延出を停止させることができる。
【００１１】
ワイヤボンディング装置１００はコンピュータ５０を有している。ＸＹテーブル１４、Ｚモータ２０、超音波振動子２２、及びクランパ開閉装置４４は、コンピュータ５０に接続されている。ワイヤボンディング装置１００は、コンピュータ５０に予めプログラムされたシーケンスにより、制御される。
【００１２】
コンピュータ５０は、ワイヤボンディング装置１００の各要素の動作を全体として制御する。コンピュータ５０は、例えばＣＰＵである制御部５０１と、各種のインタフェース回路と、メモリ５０２を有している。これらは互いに内部バス５１０で接続されている。
【００１３】
各種インタフェース回路は、ＣＰＵである制御部５０１とワイヤボンディング装置１００の各要素との間に設けられる駆動回路またはバッファ回路である。図１では、インタフェース回路をＩ／Ｆと表記する。コンピュータ５０は、各種インタフェース回路として、ボンディングステージ１２に接続されるステージ駆動インタフェース回路５０９、Ｚモータ２０に接続されるＺモータ駆動インタフェース回路５０８、超音波振動子２２に接続される超音波振動子インタフェース回路５０７、クランパ開閉装置４４に接続されるクランパ開閉インタフェース回路５０６を有している。
【００１４】
メモリ５０２は、プログラムやデータを格納する記憶装置である。メモリ部５０２は、ワイヤボンディング処理に関するボンディングプログラム５０４を備えている。また、メモリ５０２はボンディングプログラム５０４で使用される制御データ５０５を備えている。
【００１５】
図１１にウェッジボンディングツール３０の先端部分を拡大した図を示す。ウェッジボンディングツール３０は、例えば超硬合金などの金属により形成されている。ウェッジボンディングツール３０の先端部（底部）には、前フット３０１と、後フット３０２を有している。前フット３０１はウェッジボンディングツール３０底部の前側に配置されており、後フット３０２は後ろ側に配置されている。前フット３０１と後フット３０２の間には、挿通孔３０ａが開口している。挿通孔３０ａはウェッジボンディングツール３０底部から、後ろ斜め上方向に貫通しており、ウェッジボンディングツール３０後方で開口している。ワイヤ３４は後方の開口部から、底部の開口部に向けて、前斜め下方向に向かって挿通される。
【００１６】
前フット３０１及び後フット３０２は略平面となっている。前フット３０１及び後フット３０２は、ボンディング時にパッドにワイヤを圧接し、印可された超音波エネルギーによって接合させることによって、ボンディングを形成する加工部として機能する。前フット３０１及び後フット３０２に、ワイヤ３４を案内するための溝を設けてもよい。
【００１７】
次に、実施形態に係るボンディングの手順を、図を用いて詳細に説明する。図２から図１０は、本実施形態に係るボンディング方法と、ワイヤボンディング装置１００及び半導体装置１０の状態を、手順を追って順に示す図の一例である。
【００１８】
図２から図１０において、実施形態に係る半導体装置１０は、配線基板６０上に第１半導体チップ６２ａ及び第２半導体チップ６２ｂを有している。第１半導体チップ６２ａと第２半導体チップ６２ｂは、前後方向にずれて積層されている。第２半導体チップ６２ｂはチップ端８０を有している。配線基板６０、第１半導体チップ６２ａ、及び第２半導体チップ６２ｂの間にはダイアタッチ材８２が設けられている。配線基板６０上には第１ボンディングパッド６６ａが設けられている。第２半導体チップ６２ｂ上には第２ボンディングパッド６６ｂが設けられている。第１ボンディングパッド６６ａ−第２ボンディングパッド６６ｂ間にチップ端８０が位置している。第１ボンディングパッド６６ａと第２半導体チップ６２ｂ（チップ端８０）は近接して配置されている。
【００１９】
ワイヤボンディング方法の各手順は、コンピュータ５０のメモリ５０２に格納されるボンディングプログラム５０４の処理手順に対応し、制御部５０１により制御される。処理に必要となる座標などは制御データ５０５に格納されており、必要に応じて呼び出される。
【００２０】
先ず、図２に示すように、ボンディング対象物である半導体装置１０が搭載された配線基板６０がボンディングステージ１２上に位置決めされて固定される。ワイヤ３４は、ウェッジボンディングツール３０の挿通孔３０ａに、ウェッジボンディングツール３０の後方から斜めに供給されている。ワイヤ３４先端部は、ウェッジボンディングツール３０先端より所定の長さが突出している。この突出した部分は後にテール７６となる。
【００２１】
ここで、ウェッジボンディングツール３０後方には、ワイヤ３４がリール３２から供給され、挿通孔３０ａに挿通するためのスペースが必要となる。そのため、ウェッジボンディングツール３０の後方に、例えば第１半導体チップ６２ａのような立体物が近接して位置するようにアーム１８を操作すると、ワイヤ３４と当該立体物が接触することになる。従って、立体物に近接して位置するボンディングパッドに第１ボンディング９０の形成を行う場合、ウェッジボンディングツール３０の前側を、当該立体物の方向を向くようにアーム１８を操作すれば、ワイヤ３４と立体物との接触を回避することができる。ここで、立体物に近接して位置するボンディングパッドは、本実施形態では第１ボンディングパッド６６ａに相当し、第１のボンディングは本実施形態では第１ボンディング９０に相当する。
【００２２】
次に、ボンディングプログラム５０４が制御部５０１によって実行される。ウェッジボンディングツール３０の移動は、アーム１８を移動させて行う。ボンディングプログラム５０４により、制御部５０１は、第１ボンディングパッド６６ａ上に第１ボンディング９０を形成する指令（信号）を出力する。この指令により、ステージ駆動インタフェース回路５０９とＺモータ駆動インタフェース回路５０８からの信号が、ボンディングステージ１２とＺモータ２０に出力され、ウェッジボンディングツール３０を第１ボンディングパッド６６ａの上方に移動する。ウェッジボンディングツール３０の挿通孔３０ａにはワイヤ３４が挿通されている。
【００２３】
第１ボンディング９０の形成予定位置は、配線基板６０の第１ボンディングパッド６６ａ上であって、その座標データはあらかじめ制御データ５０５に格納されている。ウェッジボンディングツール３０の精密な位置制御は、位置決め用カメラ等（図示せず）を用いて行われる。
【００２４】
次に、ボンディングプログラム５０４により、制御部５０１は、超音波振動子２２に超音波を発信させる指令（信号）を出力する。この指令により、超音波振動子インタフェース回路５０７からの信号が超音波振動子２２に入力され、超音波振動子２２は超音波を発する。発せられた超音波は、ホーン２６を介してウェッジボンディングツール３０に伝達される。
【００２５】
次に、ステージ駆動インタフェース回路５０９とＺモータ駆動インタフェース回路５０８からの指令（信号）が、ボンディングステージ１２とＺモータ２０に出力され、ウェッジボンディングツール３０を第１ボンディングパッド６６ａ表面まで下降させる。ワイヤ３４はウェッジボンディングツール３０の前フット３０１下に当接している。前フット３０１の前方向にはワイヤ３４がその先端部が突出するように繰り出されている。この部分はボンディング後にテール７６となる。前フット３０１を、第１ボンディングパッド６６ａに押圧（加圧）する。この時、前フット３０１と第１ボンディングパッド６６ａの間にワイヤ３４が挟まれている。ウェッジボンディングツール３０には超音波エネルギーが印可されているため、押圧されたワイヤ３４は、第１ボンディングパッド６６ａに押しつぶされるように圧着される。圧接部７２において、ワイヤ３４は第１ボンディングパッド６６ａに接合されている。これにより、第１ボンディングパッド６６ａ上には第１ボンディング９０が形成され、ワイヤ３４の前フット３０１によって圧着された部分には圧接部７２が形成される。圧接部７２の前方向にはテール７６が形成されている。テール７６の先端は前方向（第１ボンディングパッド６６ａから見て第１半導体チップ６２ａ方向、第１方向）を向いている。
【００２６】
次に、図３に示すように、ボンディングプログラム５０４により、制御部５０１は、ウェッジボンディングツール３０に対し、軌跡６８ａに示すように、ワイヤ３４を挿通孔３０ａに挿通させたまま、後ろ斜め上方向に向かって移動させる動作を実施する指令（信号）を出力する。この指令により、Ｚモータ駆動インタフェース回路５０８及びステージ駆動インタフェース回路５０９からの指令（信号）が、ボンディングステージ１２とＺモータ２０に出力され、ウェッジボンディングツール３０を後ろ斜め上に向かって移動させる。ここで、後ろ方向は、第１ボンディングパッド６６ａから見て、チップ端８０、及び第２ボンディングパッド６６ｂから遠ざかる方向でもある。
【００２７】
また、この時、制御部５０１は、クランパ４２がワイヤ３４をクランプしないようにする指令を出力する。これにより、クランパ開閉インタフェース回路５０６からの指令がクランパ４２に出力され、クランパ４２はワイヤ３４をクランプしない。これにより、ウェッジボンディングツール３０の上述の移動に応じてワイヤ３４が必要な分だけ繰り出される。なお、軌跡６８（ａ〜ｆ）はウェッジボンディングツール３０が移動した軌跡を示している。
【００２８】
次に、図４に示すように、ボンディングプログラム５０４により、制御部５０１は、ウェッジボンディングツール３０に、軌跡６８ｂに示すように後方向に移動する動作を実施する指令を出力する。この指令により、Ｚモータ駆動インタフェース回路５０８及びステージ駆動インタフェース回路５０９からの指令（信号）が、ボンディングステージ１２とＺモータ２０に出力され、ウェッジボンディングツール３０は後ろ方向に移動する。
【００２９】
また、この時、制御部５０１はクランパ４２にワイヤ３４をクランプするようにする指令を出力する。これにより、クランパ開閉インタフェース回路５０６からの指令がクランパ４２に出力され、クランパ４２はワイヤ３４をクランプする。クランパ４２はワイヤ３４をクランプしているため、ワイヤ３４にウェッジボンディングツール３０の動きに応じた応力が加えられ、ワイヤ３４にキンク７０（屈曲部）が形成される。
【００３０】
なお、キンク７０は、ウェッジボンディングツール３０の動きを制御することにより、その曲率や、曲がり具合を任意に調整することができる。また、キンク７０は必要に応じて形成されるものであり、キンク７０を設けないようにルーピングを行ってもよい。
【００３１】
さらに、図５の軌跡６８ｃに示すように、ウェッジボンディングツール３０を下方向に移動させる動作をさせてもよい。この場合、ボンディングプログラム５０４により、制御部５０１は、ウェッジボンディングツール３０を軌跡６８ｃに示すように下方向に移動する動作を実施する指令を出力する。この指令により、Ｚモータ駆動インタフェース回路５０８及びステージ駆動インタフェース回路５０９からの指令（信号）が、ボンディングステージ１２とＺモータ２０に出力され、ウェッジボンディングツール３０は下方向に移動する。
【００３２】
また、この時、制御部５０１はクランパ４２にワイヤ３４をクランプするようにする指令を出力する。これにより、クランパ開閉インタフェース回路５０６からの指令がクランパ４２に出力され、クランパ４２はワイヤ３４をクランプする。これにより、ワイヤ３４にウェッジボンディングツール３０による応力がさらに加えられ、キンク７０の曲りが追加される。
【００３３】
次に、図６の軌跡６８ｄに示すように、ボンディングプログラム５０４により、制御部５０１は、ウェッジボンディングツール３０に、後ろ斜め上方向に移動させる動作を実施する指令を出力する。この指令により、Ｚモータ駆動インタフェース回路５０８及びステージ駆動インタフェース回路５０９からの指令（信号）が、ボンディングステージ１２とＺモータ２０に出力され、ウェッジボンディングツール３０は後ろ斜め上方向に移動する。
【００３４】
また、この時、制御部５０１はクランパ４２にワイヤ３４をクランプしないようにする指令を出力する。これにより、クランパ開閉インタフェース回路５０６からの指令がクランパ４２に出力され、クランパ４２はワイヤ３４をクランプしない。これにより、ワイヤ３４がウェッジボンディングツール３０の動きに応じて繰り出される。この時のワイヤ３４の繰り出し量は、この後にワイヤ３４に加えられるループ形状、及び、第２ボンディングパッド６６ｂの位置などに応じて設定される。
【００３５】
次に、図７に示すように、ボンディングプログラム５０４により、制御部５０１は、ウェッジボンディングツール３０に、軌跡６８ｅに示すように前方向に移動し、第２ボンディングパッド６６ｂ上方に移動する動作を実施する指令を出力する。この指令により、Ｚモータ駆動インタフェース回路５０８及びステージ駆動インタフェース回路５０９からの指令（信号）が、ボンディングステージ１２とＺモータ２０に出力される。ウェッジボンディングツール３０は前方向に移動し、第２ボンディングパッド６６ｂの上方位置に移動する。
【００３６】
また、この時、制御部５０１は、クランパ４２にワイヤ３４をクランプするようにする指令を出力する。これにより、クランパ開閉インタフェース回路５０６からの指令がクランパ４２に出力され、クランパ４２はワイヤ３４をクランプする。これにより、ワイヤ３４はウェッジボンディングツール３０の動きに合わせて引っ張られ、応力が加わることにより、ワイヤ３４が曲げられてループが形成される。
【００３７】
続いて、図８に示すように、ボンディングプログラム５０４により、制御部５０１は、ウェッジボンディングツール３０が、軌跡６８ｆに示すように下方向に移動し、ワイヤ３４を第２ボンディングパッド６６ｂ上面に位置させる動作を実施する指令を出力する。この指令により、Ｚモータ駆動インタフェース回路５０８及びステージ駆動インタフェース回路５０９からの指令（信号）が、ボンディングステージ１２とＺモータ２０に出力され、ウェッジボンディングツール３０は下方向に移動し、ワイヤ３４先端部を第２ボンディングパッド６６ｂ上面に位置するところまで移動させる。
【００３８】
また、この時、制御部５０１はクランパ４２にワイヤ３４をクランプするようにする指令を出力する。クランパ開閉インタフェース回路５０６からの指令がクランパ４２に出力され、クランパ４２はワイヤ３４をクランプしている。
【００３９】
次に、ボンディングプログラム５０４により、制御部５０１は、超音波振動子２２に超音波を発信させる指令（信号）を出力する。この指令により、超音波振動子インタフェース回路５０７からの信号が超音波振動子２２に入力され、超音波振動子２２は超音波を発する。発せられた超音波は、ホーン２６を介してウェッジボンディングツール３０に伝達される。これにより、ウェッジボンディングツール３０の後フット３０２には超音波が印加される。
【００４０】
続いて、ボンディングプログラム５０４により、制御部５０１は、第２ボンディング工程を行う指令（信号）を出力する。この指令により、ステージ駆動インタフェース回路５０９とＺモータ駆動インタフェース回路５０８からの信号が、ボンディングステージ１２とＺモータ２０に出力される。これにより、ウェッジボンディングツール３０を第２ボンディングパッド６６ｂ上に移動させ、ワイヤ３４を第２ボンディングパッドの第２ボンディングパッド６６ｂの上面（ボンディング面）に接触させる。この時、ワイヤ３４は、後フット３０２と第２ボンディングパッド６６ｂ上面に挟まれて圧接されるように保持される。第２ボンディング９２の形成予定位置は、配線基板６０の第２ボンディングパッド６６ｂ上である。その座標データはあらかじめ制御データ５０５に格納されている。
【００４１】
後フット３０２による超音波の印可とワイヤ３４に対する加圧により、ワイヤ３４はその先端部を押し潰されるようにして第２ボンディングパッド６６ｂ上面に接合される。これにより、後フット３０２下部に位置する部分において、ワイヤ３４に圧接部７２が形成される。
【００４２】
次に、図９に示すように、ボンディングプログラム５０４により、制御部５０１は、ワイヤ３４を切断させる指令（信号）を出力する。制御部５０１はクランパ４２にワイヤ３４をクランプするようにする指令を出力する。これにより、クランパ開閉インタフェース回路５０６からの指令がクランパ４２に出力され、クランパ４２はワイヤ３４をクランプする。ワイヤ３４をクランパ４２でクランプした状態でクランパ４２を後ろ斜め上方向に引く。これにより、ワイヤ３４は引きちぎられ、後フット３０２で押圧されている圧接部７２前方の位置で破断部７４が形成される。
【００４３】
次いで、図１０に示すように、ウェッジボンディングツール３０を後ろ斜め上方向に移動させ、半導体装置１０上方からウェッジボンディングツール３０が離される。
以上により、第１ボンディング９０、及び第２ボンディング９２が形成される。破断部７４は圧接部７２の前方向（第１ボンディングパッド６６ａから見て第２ボンディングパッド６６ｂ方向、第１方向）を向いて形成される。
【００４４】
以上により、本実施形態に係るボンディング工程が完了する。
本実施形態によれば、ウェッジボンディングツール３０は前フット３０１及び後フット３０２を有している。これにより、ウェッジボンディングツール３０に対して、ワイヤ３４が前方向に位置するように挟んでも、後ろ方向に位置するように挟んでも、ボンディングパッド６６に圧接することが可能となる。従って、ボンディング形成工程において、第１ボンディング９０を形成した後にウェッジボンディングツール３０を後ろ方向に移動してルーピングを行い、次いで、ウェッジボンディングツール３０を前方向に移動させ、第２ボンディング９２を形成することが可能となる。この時、第１ボンディング９０においては前フット３０１によってワイヤ３４を加圧し、第２ボンディング９２においては後フット３０２によってワイヤ３４を加圧する。
【００４５】
本実施形態によれば、ワイヤ３４、ウェッジボンディングツール３０、第２半導体チップ６２ｂなどが相互に干渉することなくボンディングを行うことが可能となる。従って、半導体装置１０の製造歩留まりを向上させることができる。また、半導体装置１０の信頼性を向上させることができる。
【００４６】
本実施形態においては、ウェッジボンディングツール３０の前側が立体物である半導体チップ６２（第２半導体チップ６２ｂ）方向（第１方向）に向くようにして第１ボンディング９０の形成を行っている。従って、第１ボンディングパッド６６ａ（及びその上に形成される第１ボンディング９０）と、第２半導体チップ６２ｂとを近接して形成することが可能となり、半導体装置１０の縮小化を実現することができる。
【００４７】
なお、上述した本実施形態に係るボンディングの手順では、下に位置する第１ボンディングパッド６６ａを先にボンディングし、次に上側に位置する第２ボンディングパッド６６ｂをボンディングした。この手順を逆にすると、以下の支障が生じる。すなわち、先に上側に位置する第２ボンディングパッド６６ｂをボンディングし、次に、下側に位置する第１ボンディングパッド６６ａをボンディングする手順にすると、以下の支障が生じる。
【００４８】
上に位置する第２ボンディングパッド６６ｂを先にボンディングした場合、ワイヤ３４はウェッジボンディングツール３０の前側に繰り出されながら下に位置する第１ボンディングパッド６６ａ上まで伸びる。この時、ワイヤ３４はウェッジボンディングツール３０の前側（第１方向側）と第２半導体チップ６２ｂとの間に挟まれる位置でルーピングされる。ウェッジボンディングツール３０と第２半導体チップ６２ｂ（チップ端８０）が近接して位置する場合、ワイヤ３４は、第２半導体チップ６２ｂや、ウェッジボンディングツール３０に接触する可能性が高くなる。
【００４９】
これに対して、本実施形態においては、ウェッジボンディングツール３０は、最初に下側に位置する第１ボンディングパッド６６ａ上に第１ボンディング９０を形成し、その後、前方向であって上側に位置する第２ボンディングパッド６６ｂに至る軌跡を移動する。これにより、ワイヤ３４はウェッジボンディングツール３０の後方に繰り出されて、ルーピングが行われるため、ワイヤ３４はウェッジボンディングツール３０や第２半導体チップ６２ｂなどに接触することがない。
【００５０】
なお、上述した図２から図１０に示す半導体装置１０は、説明を理解しやすくするため簡略化して示したものであり、実際には、例えば図１２に示すような、複数の半導体チップ６２が積層された積層型の半導体装置１０において適用することができる。図１２には、配線基板６０上に、複数の半導体チップ６２が、途中で折り返された階段状に積層されている半導体装置１０の一例を示している。ここでは８枚の半導体チップ６２が積層されている一例を示しているが、積層数は任意に設定できる。半導体チップ６２の間にはダイアタッチ材８２が設けられている。ダイアタッチ材８２により複数の半導体チップ６２が接着固定されている。各半導体チップ６２はワイヤ３４により配線基板６０に電気的に接続されている。
【００５１】
図１３は、本実施形態に係るワイヤの形状を模式的に示す図の一例である。図１３に示すように、第１ボンディング９０は、圧接部７２及びテール７６を有している。また、第２ボンディング９２は、圧接部７２及び破断部７８を有している。第１ボンディング９０から見て、第２ボンディング９２に向かう方向を前方向（第１方向）とすると、第１ボンディング９０において、テール７６は前方向を向いている。ワイヤ３４は、第１ボンディング９０の圧接部７２の後ろ方向（第２方向）に接続しており、一旦後ろ方向に延伸した後、前方向にループを描きながら曲がっていき、第２ボンディング９２に接続する。ワイヤ３４は、全体として、上に凸のループ形状となるように形成されている。第２ボンディング９２において、破断部７８は圧接部７２の前方向の端部に設けられている。ワイヤ３４は、第２ボンディング９２の圧接部７２の後ろ方向の端部に接続している。なお、図１３における方向は、ウェッジボンディングツール３０によってボンディングを行う際の、前フット３０１側に対応する方向を前、後フット３０２側に対応する方向を後とする方向に一致している。
【００５２】
図１４（Ａ）は、配線基板６０、第１半導体チップ６２ａ、及び第２半導体チップ６２ｂを模式的に示す平面図の一例である。図１４（Ａ）において、ワイヤ３４、第１ボンディング９０及び第２ボンディング９２は省略して示している。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）の１４−１４線における断面図の一例である。なお、図１４（Ａ）においては、左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向とする。また、図１４（Ａ）、（Ｂ）において、第１ボンディングパッド６６ａから見て第２ボンディングパッド６６ｂ方向を前方向、その逆を後ろ方向とする。
【００５３】
配線基板６０上に、第１ボンディングパッド６６ａを備えている。第２半導体チップ６２ｂ上に、第２ボンディングパッド６６ｂを備えている。複数の第１ボンディングパッド６６ａ及び第２ボンディングパッド６６ｂは各々が例えば長方形となっており、図中Ｙ方向に複数が並んで配置されている。第１ボンディングパッド６６ａと第２ボンディングパッド６６ｂは図中Ｘ方向（前後方向）に略平行に配置されている。Ｘ方向において、第２半導体チップ６２ｂはチップ端８０を有している。第１ボンディングパッド６６ａと第２ボンディングパッド６６ｂの間には、チップ端８０が位置している。
【００５４】
第１ボンディングパッド６６ａは、チップ端８０に近接した辺６７ａを有し、辺６７ａは幅Ｗ１を有している。第２ボンディングパッド６６ｂは、チップ端８０から遠ざかる方向（第１方向）に辺６７ｂを有し、辺６７ｂは幅Ｗ２を有している。第１ボンディングパッド６６ａ上に形成された第１ボンディング９０のテール７６は、第１ボンディングパッド６６ａから見てチップ端８０及び第２ボンディングパッド６６ｂ方向（前方向、第１方向）に向いており、幅Ｗ１の範囲内の方向を向いている。これにより、隣接する第１ボンディングパッド６６ａ間でのショートが抑制されるため、歩留まり向上に寄与する。
【００５５】
また、第２ボンディングパッド６６ｂ上の第２ボンディング９２の破断部７４は、第２ボンディングパッド６６ｂから見てチップ端８０及び第２ボンディングパッド６６ｂから遠ざかる方向（前方向、第１方向）に向いており、幅Ｗ２の範囲内の方向を向いている。これにより、ワイヤ３４のループもほぼ幅Ｗ２内の領域に存在しており、隣接する第２ボンディングパッド６６ｂ間でのショートが抑制されるため、歩留まり向上に寄与する。
【００５６】
（他の実施形態）
上記に説明した実施形態は、様々な半導体装置に適用することができる。例えば、ＮＡＮＤ型又はＮＯＲ型のフラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、あるいはＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、その他の半導体記憶装置、あるいは種々のロジックデバイス、その他の半導体装置に適用しても良い。
【００５７】
上述のように、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
図面中、１００はワイヤボンディング装置、１０は半導体装置、１２はボンディングステージ、１４はＸＹテーブル、２０はＺモータ、２２は超音波振動子、２６はホーン、３０はウェッジボンディングツール、３０ａは挿通孔、３４はワイヤ、４２はクランパ、５０はコンピュータ、５０１は制御部（ＣＰＵ）、６０は配線基板、６２、６２ａ、６２ｂは半導体チップ、６６ａ、６６ｂはボンディングパッド、７０ａはキンク、７２は圧接部、７４は破断部、７６はテール、９０は第１ボンディング、９２は第２ボンディング、である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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