(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤボンディング装置によって低腐食性物質からなるワイヤがボンディングされるワイヤリング用パッドと、このワイヤリング用パッドとは別途に設けたパッドを有し、ワイヤリング用パッドとは別途に設けたパッドに凹部が形成された半導体チップを具備する半導体装置であって、
凹部を有するパッドの凹部には前記ワイヤボンディング装置によってワイヤを圧着してからワイヤを切断することにより凹部に低腐食性物質を充填し、ワイヤリング用パッドには前記ワイヤボンディング装置によってワイヤをボンディングしてワイヤリングを行ったことを特徴とする半導体チップを具備する半導体装置。
【請求項２】
低腐食性物質からなるワイヤがボンディングされるワイヤリング用パッドと、このワイヤリング用パッドとは別途に設けた機能試験用パッドを有する半導体チップの機能試験用パッドに形成されたプローブ跡孔を、
制御プログラムによってワイヤリングモードと補修モードとを連続して実行するワイヤボンディング装置のワイヤリングモードにおいてワイヤリング用パッドへのワイヤリングを行うとともに、補修モードにおいて機能試験用パッドにワイヤを圧着するとともにワイヤを切断することにより、プローブ跡孔を低腐食性物質で埋め戻すことを特徴とする半導体チップの機能試験痕跡補修方法。
【請求項３】
ワイヤリングモードは、半導体チップへ行う一次ワイヤボンディング工程と、同半導体チップを搭載したリードフレームへ行う二次ワイヤボンディング工程と、ボンディング終了後のワイヤ切断工程とからなり、補修モードでは、二次ワイヤボンディング工程を省略して、一次ワイヤボンディング工程から、直接ワイヤ切断工程に移行することを特徴とする請求項２記載の半導体チップの機能試験痕跡補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機能試験済みの半導体チップを具備する半導体装置及び同チップの機能試験痕跡補修方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体チップには、ワイヤリング用パッドとは別途に、ＩＣの製造工程中に半導体チップの機能試験を行うための機能試験用パッドが形成されており、パッケージ工程に先立ち、上記機能試験用パッドに機能試験装置のプローブを圧接導通させて、上記半導体チップの機能試験を行うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記プローブが針状であるため、機能試験用パッドの上面に針で突いた跡のようなプローブ跡孔が残り、モールド樹脂で封止しても、この跡孔を充分に充填することができず、そのため、モールド樹脂での封止後も、上記跡孔に水分や空気が残留することになり、この水分や空気中の酸素が、機能試験用パッドやこれに隣接したワイヤリング用パッドを腐食したり、酸化させたりして、不良品発生や信頼性低下の一因となっていた。
【０００４】
そこで、本発明の半導体チップを具備する半導体装置では、ワイヤボンディング装置によって低腐食性物質からなるワイヤがボンディングされるワイヤリング用パッドと、このワイヤリング用パッドとは別途に設けたパッドを有し、ワイヤリング用パッドとは別途に設けたパッドに凹部が形成された半導体チップを具備する半導体装置であって、凹部を有するパッドの凹部には前記ワイヤボンディング装置によってワイヤを圧着してからワイヤを切断することにより凹部に低腐食性物質を充填し、ワイヤリング用パッドには前記ワイヤボンディング装置によってワイヤをボンディングしてワイヤリングを行った半導体チップを具備する半導体装置とした。
【０００５】
また、本発明の半導体チップの機能試験痕跡補修方法では、低腐食性物質からなるワイヤがボンディングされるワイヤリング用パッドと、このワイヤリング用パッドとは別途に設けた機能試験用パッドを有する半導体チップの機能試験用パッドに形成されたプローブ跡孔を、制御プログラムによってワイヤリングモードと補修モードとを連続して実行するワイヤボンディング装置のワイヤリングモードにおいてワイヤリング用パッドへのワイヤリングを行うとともに、補修モードにおいて機能試験用パッドにワイヤを圧着するとともにワイヤを切断することにより、プローブ跡孔を低腐食性物質で埋め戻すこととした。さらに、ワイヤリングモードは、半導体チップへ行う一次ワイヤボンディング工程と、同半導体チップを搭載したリードフレームへ行う二次ワイヤボンディング工程と、ボンディング終了後のワイヤ切断工程とからなり、補修モードでは、二次ワイヤボンディング工程を省略して、一次ワイヤボンディング工程から、直接ワイヤ切断工程に移行することにも特徴を有するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体装置では、半導体チップの上面側に形成された凹部を低腐食性物質で覆っており、また、半導体チップは、機能試験用パッドのプローブ跡孔を低腐食性物質で埋め戻しているので、モールド樹脂で封止した後に、プローブ跡孔に空気や水分が残留せず、従って、機能試験用パッドの酸化や腐食が防止され、不良品発生や信頼性低下を防止することができる。
【０００７】
また、本発明の補修方法では、半導体チップのワイヤリング用パッドに対して行うワイヤボンディングと同一処理を、機能試験用パッドに残ったプローブ跡孔に施し、その後、ワイヤを切断することにより、プローブ跡孔に溶着した残留ワイヤたるボールで埋め戻して跡孔を補修するものである。
【０００８】
即ち、ワイヤリングのためのボンディング制御を一部変更して、機能試験用パッドのプローブ跡孔の直上方にキャピラリを位置させ、この状態でキャピラリを下動させて、キャピラリを挿通したワイヤの先端の金ボールを機能試験用パッドのプローブ跡孔に圧着してワイヤボンディングを行い、同ワイヤボンディング後、キャピラリを上動させてワイヤリング用パッドから離隔し、ワイヤを切断することにより、プローブの痕跡を補修するようにしている。
【０００９】
なお、本来のワイヤリングのためのボンディングでは、ワイヤリング用パッドの直上方にキャピラリを位置させ、キャピラリを下動させて、キャピラリを挿通したワイヤの先端に形成されたボールをワイヤリング用パッドに圧着して一次ワイヤボンディングを行い、同一次ワイヤボンディング後、キャピラリを上動させてワイヤリング用パッドから離隔し、次いで、キャピラリをインナーリード上方に移動させて、キャピラリを下動させて二次ワイヤボンディングを行い、その後、ワイヤを切断するという制御動作を一連して行うようにしている。
【００１０】
ところが、本発明の補修方法で行うワイヤボンディング制御では、本来のワイヤリングのためのボンディング制御にはない制御、即ち、機能試験用パッドのプローブ跡孔上にキャピラリを位置させるという制御があり、更には、本来のワイヤリングのためのボンディング制御、即ち、キャピラリをリードフレーム上に移動させ、二次ワイヤボンディングを行う制御が省略されており、一次ワイヤボンディング終了後、本来の二次ワイヤボンディング後に行われるワイヤ切断制御に直ちに移行するものである。
【００１１】
従って、本来のワイヤボンディング装置の制御プログラム中に、本来のワイヤリング工程よりなるワイヤリングモードと、本発明に係るプローブ跡孔補修のための補修モードとを設定しておけば、一台のワイヤボンディング装置で本来のワイヤリングと本発明のプローブ跡孔補修とを実行することができ、しかも、これらを連続して行うことができる。
【００１２】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明に使用するワイヤボンディング装置Ａを示しており、同装置Ａは、半導体チップＣを搭載したリードフレーム17を供給・搬送・収納するためのローダ部１、フィーダ部２及びアンローダ部３と、フィーダ部２の一側に設置したＸ−Ｙテーブル４と、同Ｘ−Ｙテーブル４上に載設したボンディングヘッド部５とで構成されている。
【００１４】
ボンディングヘッド部５は、フィーダ部２の上方に延出したツールホルダ６と、同ツールホルダ６の先端に垂設したキャピラリ７と、同キャピラリの上方に設置したクランパ８と、キャピラリ７の斜め上方に設置したカメラ９とで構成されている。図中、10はモニタ用ＣＲＴである。
【００１５】
かかる構成によって、通常のワイヤリング作業を行う場合には、カメラ９が撮影した画像からワイヤリングすべきパッドとリードフレームとの座標を判断し、同座標に基づきＸ−Ｙテーブル４を作動させて、半導体チップＣとリードフレームとの間のワイヤリングを行うことができる。
【００１６】
図２及び図３は、プローブ跡孔11がある機能試験用パッド12を示しており、機能試験用パッド12は、半導体チップＣに形成された集積回路の所要箇所に導通したアルミニウム薄膜で形成されており、同機能試験用パッド12には機能試験装置のプローブを圧着して欠陥の有無を検出するために、プローブ跡孔11が形成され痕跡として残っている。
【００１７】
プローブ跡孔11には、図２及び図３に示すような機能試験用パッド12の上面中央に形成された略円錐形状の凹部の他に、プローブ先端の形状によっては断面視略Ｕ字形状の凹部になる場合もある。
【００１８】
図４は、上記プローブ跡孔11を埋め戻しにより補修するための補修モードにおけるキャピラリ７上下動のタイミングチャートを示している。
【００１９】
同補修モードは、位置決め工程P0と、一次ワイヤボンディング工程P1と、ワイヤ切断工程P3とで構成されている。
【００２０】
図５〜図７は、上記タイミングチャートの各時点における各部の作動状態を示しており、図中、13は金線よりなるワイヤ14を巻回したスプールである。
【００２１】
位置決め工程P0では、Ｘ−Ｙテーブル４を作動させて、図５で示すように、キャピラリ７を機能試験用パッド12のプローブ跡孔11の直上方に位置させる。
【００２２】
一次ワイヤボンディング工程P1では、加熱手段15により、キャピラリ７を挿通した金ワイヤ14の先端を溶融させて金ボール16を形成させ、図６で示すように、キャピラリ７を下降させてプローブ跡孔11上に溶融した金ボール16を圧着して同プローブ跡孔11を埋め戻す。なお、上記埋め戻しに際して、プローブ跡孔11を金ボール16で完全に充填するのが望ましいが、酸化や腐食の悪影響を及ぼさない程度であれば僅かな空間が残っても差支えない。
【００２３】
また、上記金ボール16の圧着に際して、キャピラリ７を高周波振動（超音波）させて、金ボール16の充填効果を高めることもできる。
【００２４】
次いで、ワイヤ切断工程P3に移行し、図７で示すように、クランパ８でワイヤ14を把持しながら、キャピラリ７を直上方に上昇させてワイヤ14を切断して、プローブ跡孔11の補修を終了する。
【００２５】
なお、上記加熱手段15には、小さな火炎を噴出するトーチでワイヤ14の先端を溶融して金ボール16を形成したり、ワイヤ14の先端にスパークを発生させて同先端に金ボール16を形成する方法がある。図５〜図７中、18はアイランドである。
【００２６】
図８は、プローブ跡孔11補修後の機能試験用パッド12を示しており、このようにプローブ跡孔11が金ボール16で充填閉塞されていることから、モールド樹脂で封止した後にもプローブ跡孔11に空気や水分が残留せず、同空気や水分による機能試験用パッド12や、その周辺のパッド及び配線の酸化や腐食を防止することができ、かかる酸化や腐食による導通不良等の不良の発生を防止することができる。
【００２７】
なお、上記した本発明の実施例以外にも、半導体チップを具備した半導体装置において、機能試験用パッドに限らず、一般的なパッドの上面側に、プローブ跡孔11に限らない凹部が形成された場合にも、同凹部を低腐食性物質で覆うことにより、モールド樹脂で封止後、パッドの凹部に空気や水分が滞溜せず、従って、パッドの酸化や腐食が防止され、不良品発生や信頼性低下を防止することができる。
【００２８】
なお、プローブ跡孔11に限らない凹部としては、ボンデイング時に、キャピラリ等の治具が移動する際、同治具の先端がパッドの表面に接触して形成された凹部が考えられる。
【００２９】
図９は、本来のワイヤリングモードおけるキャピラリ７上下動のタイミングチャートを示しており、この場合は、目標値をワイヤリングのためのパッドの座標としたＸ−Ｙテーブル４の作動により、キャピラリ７をワイヤリングのためのパッドの直上方に位置させる位置決め工程P0を行い、次に、同パッドに一次ワイヤボンディング工程P1を施し、次いで、二次ワイヤボンディングP2、即ち、Ｘ−Ｙテーブル４の作動によるキンクやリバースと、リードフレーム17へのワイヤボンディングとを施し、最後に、ワイヤ切断工程P3を行うものである。なお、本来のワイヤリングモードにおける二次ワイヤボンディング工程P2では、半導体チップＣとリードフレーム17との間に高低差があるため、その分だけキャピラリ７の下動量にオフセット19を設けている。
【００３０】
かかる本来のワイヤリングモードのタイムチャート（図９）と、前記補修モードのタイミングチャート（図４）とを比較すると、キャピラリ７の上下動に関しては、ワイヤリングモードのタイミングチャート（図９）から、二次ワイヤボンディング工程P2の動作を省略したものと、補修モード（図４）とが等しいことがわかる。
【００３１】
従って、本来のワイヤリングモードの制御プログラムの簡単な改造、即ち、前記位置決め工程P0の目標値をプローブ跡孔11の座標として一次ワイヤボンディングP1を行い、二次ワイヤボンディングP2のための制御プログラムを省略して、一次ワイヤボンディングP1から、直接、切断工程P3に移行させることにより、容易に補修モードの制御プログラムを構成することができる。
【００３２】
また、これらのモードの切換えにより、一台のワイヤボンディング装置Ａで、半導体チップＣとリードフレーム17との間のワイヤリングと、プローブ跡孔11の埋め戻し補修とを連続して行うことができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体チップの機能試験用パッド等のパッドに形成されたプローブ跡孔等の凹部を、低腐食性物質で埋め戻しているので、モールド樹脂で半導体チップを封止した後に、プローブ跡孔等の凹部に空気や水分が残留せず、従って、機能試験用パッド等のパッドの酸化や腐食が防止され、不良品発生や信頼性低下を防止することができる。しかも、低腐食性物質での埋め戻しをワイヤボンディング装置によって行う場合に、ワイヤボンディング装置に、半導体チップへ行う一次ワイヤボンディング工程と、半導体チップを搭載したリードフレームへ行う二次ワイヤボンディング工程と、ボンディング終了後のワイヤ切断工程とよりなるワイヤリングモードと、このワイヤリングモードの二次ワイヤボンディング工程を省略して、一次ワイヤボンディング工程から、直接ワイヤ切断工程に移行する補修モードを設定して、制御プログラムによってワイヤリングモードと補修モードとを切換えることにより、一台のワイヤボンディング装置で、半導体チップとリードフレーム間のワイヤリングと、プローブ跡孔補修とを連続して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワイヤボンディング装置の構成を示す斜視説明図。
【図２】プローブ跡孔がある機能試験用パッドの平面図。
【図３】図２におけるＩ−Ｉ線による断面図。
【図４】補修モードにおけるキャピラリ上下動のタイミングチャート。
【図５】一次ワイヤボンディング工程開始時の状態を示す説明図。
【図６】一次ワイヤボンディング工程終了時の状態を示す説明図。
【図７】ワイヤ切断工程を示す説明図。
【図８】プローブ跡孔補修後の機能試験用パッドの側面図。
【図９】本来のワイヤリングモードにおけるキャピラリ上下動のタイミングチャート。
【符号の説明】
Ｃ  半導体チップ
P1  一次ワイヤボンディング工程
P2  二次ワイヤボンディング工程
P3  ワイヤ切断工程
11  プローブ跡孔
12  機能試験用パッド
14  ワイヤ
17  リードフレーム
【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】
0003756234.tif 000009
【図９】
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