[相關申請案]

本申請享有以日本專利申請案2016-53320號(申請日：2016年3月17日)為基礎申請案的優(yōu)先權。本申請通過參照該基礎申請案而包含基礎申請案的所有內(nèi)容。

本發(fā)明的實施方式涉及一種半導體裝置的制造方法。

背景技術：

nand型閃速存儲器等內(nèi)置存儲芯片的半導體存儲裝置中，小型化及高容量化快速發(fā)展。半導體存儲裝置這樣的半導體裝置中，為了兼顧小型化與高容量化，例如，應用如下構成：在電路基材上依次層疊多個存儲芯片等半導體芯片，且用樹脂層將這些半導體芯片密封。另外，關于電路基材的端子或半導體芯片的電極墊，形成間距的窄間距化不斷發(fā)展。用接合線將這種電路基材的端子與半導體芯片的電極墊電連接時，相鄰接合線間會產(chǎn)生接觸，或者即使在打線接合時未產(chǎn)生接觸，也會因線間隔變窄而容易由后續(xù)步驟的樹脂密封步驟中的線偏移引起接合線間的接觸。

打線接合步驟或樹脂密封步驟等中，相鄰接合線間產(chǎn)生接觸的半導體裝置會作為不良品處理，導致半導體裝置的良率降低。雖提出了各種防止相鄰接合線間的接觸的技術，但如果使用附加的構造物，會導致半導體裝置的制造成本或制造工時增加。另外，越使電路基材的端子或半導體芯片的電極墊的形成間距窄間距化，越容易產(chǎn)生接合線間的接觸，所以線間接觸的防止變得越來越困難。此外，還研究出利用可進行微細控制的檢查裝置等，由作業(yè)者手動擴大接合線間的間隔，但這種作業(yè)生產(chǎn)效率極低，不可避免地帶來半導體裝置的制造成本或制造工時的增加。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施方式提供一種半導體裝置的制造方法，能有效擴大有可能在打線接合時產(chǎn)生接觸、或者在后續(xù)步驟中產(chǎn)生接觸的接合線間的間隔。

實施方式的半導體裝置的制造方法包括以下步驟：使用插有接合線的毛細管，分別用接合線將多個第1接合部和多個第2接合部之間電連接，所述多個第1接合部設置在第1裝置構成零件，所述多個第2接合部設置在第2裝置構成零件；對連接所述多個第1接合部與所述多個第2接合部的多個所述接合線，相鄰的所述接合線間的間隙進行測定；選擇測定出的所述相鄰接合線間的間隙為設定值以下的一組接合線；及在所選擇的所述一組接合線間，配置所述毛細管，使所述毛細管邊與至少一條所述接合線接觸邊沿所述接合線的接線方向移動，而擴大所述一組接合線間的間隙。

附圖說明

圖1是表示實施方式的半導體制造裝置的剖視圖。

圖2是表示圖1所示的半導體制造裝置中所使用的毛細管的一例的圖。

圖3是表示使用圖1所示的半導體制造裝置實施打線接合步驟的半導體零件的一例的圖。

圖4是表示圖1所示的半導體制造裝置的動作控制的第1例的流程圖。

圖5是表示使用圖1所示的半導體制造裝置進行線修復步驟的圖。

圖6是表示使用圖1所示的半導體制造裝置進行線修復步驟的圖。

圖7是表示使用圖1所示的半導體制造裝置進行線修復步驟的圖。

圖8是表示使用圖1所示的半導體制造裝置實施線修復步驟后的接合線的圖。

圖9是表示圖1所示的半導體制造裝置的動作控制的第2例的流程圖。

圖10是表示圖1所示的半導體制造裝置的動作控制的第3例的流程圖。

圖11是表示圖1所示的半導體制造裝置的動作控制的第4例的流程圖。

圖12是表示圖1所示的半導體制造裝置的動作控制的第5例的流程圖。

圖13是表示圖1所示的半導體制造裝置的動作控制的第5例的變化例的流程圖。

具體實施方式

以下，參考附圖對實施方式的半導體裝置的制造方法進行說明。圖1是表示實施方式的制造方法中使用的半導體制造裝置的構成的圖。圖1所示的半導體制造裝置(打線接合裝置)1不僅實施打線接合動作(步驟)，即，分別用接合線將第1裝置構成零件的多個第1接合部與第2裝置構成零件的多個第2接合部電連接，還實施線修復動作(步驟)，即，當連接多個第1接合部與多個第2接合部的多條接合線中，相鄰接合線間的間隙為設定值以下時擴大間隙。

圖1所示的半導體制造裝置1包括設置在x-y平臺2上的接合頭3。在接合頭3，安裝有接合臂4。在接合頭3的接合臂4的前端側，配置有接合平臺5。在接合平臺5上，例如載置裝有多個半導體芯片6的襯底7，作為接合零件。接合平臺5能通過未圖示的移動機構沿x-y方向移動。

接合臂4構成為，由未圖示的z方向馬達繞旋轉中心驅動，其前端相對于作為接合面的半導體芯片6的墊面及襯底7的端子面呈弧狀進行相接及分離動作。在接合臂4的前端，安裝有毛細管8。接合頭3構成為能利用x-y平臺2在沿接合面的面內(nèi)(x-y面內(nèi))自由移動。另外，接合臂4的前端及安裝在接合臂4的前端的毛細管8構成為，能通過用z方向馬達驅動接合臂4而沿x-y-z方向自由移動。

毛細管8例如使用瓶頸形狀的毛細管。如圖2所示，毛細管8包括具有圓錐狀前端部9的圓柱體，在其中心沿軸方向設置有貫通孔10。毛細管8的貫通孔10中插有接合線11。接合線11是由配置在接合頭3上的線軸12供給。接合線11可使用金細線、銀細線、銅細線等。接合臂4包括超聲振子13，從超聲振子13向毛細管8供給超聲能量。

接合頭3包括線夾14，所述線夾14固持插在毛細管8中的接合線11。線夾14位于毛細管8的上方，能與毛細管8一起沿x-y-z方向自由移動。線夾14還能單獨沿z方向移動。線夾14包括開合機構15，利用開合機構15對線夾14進行開合驅動。

在接合頭3安裝有作為拍攝部的相機(例如cmos(complementarymetaloxidesemiconductor，互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器或ccd(chargecoupleddevice，電荷耦合器件)圖像傳感器)16，以獲取半導體芯片6或襯底7等的圖像、以及下述連接半導體芯片6與襯底7的接合線11的圖像。構成為根據(jù)相機16所拍攝的圖像，進行打線接合步驟時及線修復步驟時毛細管8在x-y方向的定位，并且控制線修復步驟時毛細管8向x-y方向的移動。半導體制造裝置1的各部分的位置檢測及動作是由控制部17控制。

作為使用實施方式的半導體制造裝置1實施打線接合動作及線修復動作的接合零件，如圖3所示，列舉以下半導體零件：在作為第1裝置構成零件的配線襯底或插入式襯底等電路襯底7上，裝有作為第2裝置構成零件的半導體芯片6。半導體芯片6包括沿外形邊以特定間距形成的多個電極墊21。電路襯底7包括以與多個電極墊21對應的方式，以特定間距形成的多個接合墊22。接合零件中，也可使用引線框代替電路襯底7。

接合零件也可以是以下半導體零件：包括作為第1裝置構成零件的第1半導體芯片、及作為第2裝置構成零件層疊在第1半導體芯片上的第2半導體芯片。作為被層疊的第1及第2半導體芯片的例子，列舉nand型閃速存儲器等的存儲芯片。在層疊有多個存儲芯片的半導體零件中，存儲芯片的電極墊間、及電路基材的第1接合部(端子)與存儲芯片的電極墊由接合線電連接。接合零件還可以是以下半導體零件：在作為第1半導體芯片的單層或層疊而成的多個存儲芯片上，作為第2半導體芯片層疊有控制器芯片、接口芯片、邏輯芯片、rf(radiofrequency，射頻)芯片等系統(tǒng)lsi(largescaleintegratedcircuit，大規(guī)模集成電路)芯片等。

在如上所述的半導體零件中，電路襯底7的接合墊22與半導體芯片6的電極墊21由接合線23電連接?；蛘撸?半導體芯片的第1電極墊與層疊在第1半導體芯片上的第2半導體芯片的第2電極墊由接合線電連接。另外，如圖3所示，連接接合墊21與電極墊22的接合線231產(chǎn)生彎曲或傾斜等，與相鄰的接合線232接觸，或者，即使未接觸，相鄰接合線231、232的間隙也在設定值以下時，例如進行接合線231的修復。通過這些步驟，制造目標半導體裝置。

接著，對實施方式的半導體制造裝置(打線接合裝置)1的動作及步驟進行說明。首先，參考圖4所示的流程圖對半導體制造裝置1的第1動作控制例進行敘述。另外，以下主要對用接合線23將電路襯底7的接合墊22與半導體芯片6的電極墊21電連接的情況進行說明，使用引線框代替電路襯底7時、或將第1半導體芯片的第1電極墊與第2半導體芯片的第2電極墊電連接時的動作及步驟也相同。

首先，實施打線接合步驟(s101)。在打線接合步驟之前，先利用相機16拍攝電路襯底7的接合墊22及半導體芯片6的電極墊21。根據(jù)該拍攝結果，識別接合墊22及電極墊21在x-y方向的各位置。打線接合步驟及線修復步驟中的毛細管8的移動等是根據(jù)接合墊22及電極墊21的位置識別結果進行控制。

在打線接合步驟中，例如使毛細管8在第1接合墊22a上移動，且將形成在接合線11的前端的球連接于第1接合墊22a(球形接合)。從毛細管8抽出接合線11，同時使毛細管8以特定軌跡在第1電極墊21a上移動。將接合線11連接(針腳式接合)于第1電極墊21a后，用線夾14固持接合線11進行切斷。由此，用第1接合線23a將第1接合墊22a與第1電極墊21a連接。對所有的接合墊22及電極墊21實施如上所述的打線接合步驟。

利用接合線23實現(xiàn)的接合墊22與電極墊21的接線結構并不限于上述接合結構(逆向(逆)接合)。接合結構也可以是以下結構(正向(正)接合)：將形成在接合線11的前端的球連接(球形接合)于電極墊21后，將接合線11連接(針腳式接合)于接合墊22。其中，通過逆向接合，能降低接合線23的回路高度，并且也能相對簡化回路形狀。

接著，通過利用相機16對連接接合墊22與電極墊21的所有接合線23進行拍攝，測定相鄰接合線23間的間隔(余隙(clearance))(s102)。根據(jù)相鄰接合線23間的余隙的測定結果，選擇設定值以下的接合線23。相鄰接合線23間的余隙的測定例如是根據(jù)接合線23的拍攝結果測量一接合線23偏離設定軌跡(虛擬線)的量，當該測量值為設定值以上時設定為需要修復的接合線23。另外，判斷與當測量值為設定值以上時需要修復的接合線23相鄰的接合線23中，在偏離設定軌跡的方向是否有相鄰的接合線23。當在偏離設定軌跡的方向有相鄰的接合線23時，選擇測量值為設定值以上而需要修復的接合線23、與在偏離設定軌跡的方向相鄰的接合線23，作為需要修復的一組接合線23?；蛘撸部芍苯訙y定相鄰接合線23間的間隔，當間隙的最小值為設定值以下(包括接觸(余隙＝零))時，選擇它們作為需要修復的一組接合線23。

用來選擇需要修復的接合線23的設定值(閾值)并不僅限于能判斷出相鄰接合線23間接觸的值，也可設定為包括例如在后續(xù)步驟中相鄰接合線23間的接觸可能性高的值(間隔)。例如，一般來說，在打線接合步驟后，實施對半導體芯片6進行樹脂密封的步驟。如果在半導體芯片6的樹脂密封中使用轉移成形，有可能會引起接合線的偏移(線偏移)，而導致相鄰接合線間接觸。也可以將這種后續(xù)步驟中接合線23間的接觸可能性高的線間隔設為設定值(閾值)。如果在后續(xù)步驟中接合線23間無接觸的可能性，也可僅選擇能判斷出相鄰接合線23間接觸的接合線23。

接著，使毛細管8在上述線間隔測定步驟中判定(選擇)為需要修復的一組接合線23的附近移動(s103)，使毛細管8的前端部9邊與該一組接合線23中的至少一條接觸邊沿接線方向移動，修復接合線23(s104)。線修復步驟中是使用圖2所示的毛細管8的瓶頸結構的前端部9。接觸接合線23的部分優(yōu)選例如比前端部9的前端直徑t大、且比瓶頸高度h低的部分。通過使用如上所述的部分，容易使毛細管8的前端部9邊與連接于窄間距化不斷發(fā)展的接合墊22與電極墊21間的接合線23接觸邊移動。

在線修復步驟中，如圖5及圖6所示，以毛細管8的前端部9位于所選擇的一組接合線23中需要修復的接合線231與和其相鄰的接合線232之間的方式，使毛細管8移動。如圖5及圖6所示，前端部9的配置位置例如是接近相鄰電極墊21間的位置。毛細管8的移動是根據(jù)電極墊21的x-y面內(nèi)的位置識別結果及電極墊21的設定高度(半導體芯片6的接合等級(bondlevel))來實施。使毛細管8的前端部9從上述位置邊與接合線231接觸邊沿接線方向朝接合墊22移動。

如圖5所示，毛細管8的前端部9既可按擴大相鄰的接合線231與接合線232之間的間隔的方式移動，換句話說邊與兩接合線231、232分別接觸邊移動，也可根據(jù)一接合線23的彎曲或傾斜等的變形方向，邊與一接合線23接觸邊移動。毛細管8的前端部9的移動也可根據(jù)接合線23的變形模式進行調整。而且，前端部9既可僅沿與電路襯底7的接合面大致平行的部分移動(沿x-y方向移動)，也可沿接合線23的立起部分移動到接合墊22附近(沿x-y-z方向移動)。

如圖7所示，線修復步驟中的毛細管8的前端部9也可首先配置在電極墊21的附近位置，從該位置開始后從接合線23的立起部分沿與接合面大致平行的部分移動到電極墊21附近(沿x-y-z方向移動)。在該情況下，前端部9的包括z方向在內(nèi)的移動例如是根據(jù)接合線23的設定軌跡(設定回路形狀)進行控制。而且，也可另行設置拍攝接合線23在z方向的位置的相機，根據(jù)拍攝結果，控制前端部9的包括z方向在內(nèi)的移動。對判定為需要修復的所有接合線23實施這種線修復步驟。

通過實施上述線修復步驟，如圖8所示，可擴大判定為需要修復的接合線231、232間的間隔。因此，可抑制打線接合步驟中產(chǎn)生的相鄰接合線23間的接觸、或者因后續(xù)步驟中產(chǎn)生的接合線23間的接觸所導致的半導體裝置良率的降低。接合線23間的接觸容易在接合墊22或電極墊21的形成間距窄間距化的情況、及接合線23細線化的情況下產(chǎn)生。因此，包括實施方式的線修復步驟的半導體裝置的制造方法在接合墊22的形成間距為100μm以下、進而為60μm以下，且電極墊21的形成間距為60μm以下的情況下效果顯著。且在接合線23的直徑為30μm以下、進而為20μm以下的情況下效果顯著。

接著，參考圖9所示的流程圖對半導體制造裝置1的第2動作控制例進行敘述。第2動作控制例包括在接合線23的修復步驟后再次測定相鄰接合線23間的間隔的動作(步驟)。即，與第1動作控制例同樣地，實施打線接合步驟(s201)、及相鄰接合線23間的間隔(余隙)的測定步驟(s202)。接著，比較間隔的測定結果與設定值(閾值)，如果測定結果為設定值以下，選擇為需要修復的接合線23(s203)。實施使毛細管8向判定(選擇)為需要修復的接合線23附近移動的步驟(s204)、及利用毛細管8的前端部9修復該接合線23的步驟(s205)。

實施接合線23的修復步驟(s205)后，再次測定接合線23間的間隔(s202)。接著，比較間隔的測定結果與設定值(閾值)，反復進行接合線23的修復步驟，直到所有測定結果均超過設定值。通過實施以上步驟，即使相鄰接合線23間的間隔經(jīng)一次修復步驟未得到充分擴大，最終也可使所有相鄰接合線23間的間隔為超過設定值的狀態(tài)。因此，可使半導體裝置的良率進一步提高。

接著，參考圖10所示的流程圖對半導體制造裝置1的第3動作控制例進行敘述。第3動作控制例在接合線23的修復步驟之前，包括以下動作(步驟)：用線夾14固持接合線11使其上升，將接合線11的前端收納在毛細管8內(nèi)。實施打線接合步驟后，接合線11的前端從毛細管8的前端突出。如果在該狀態(tài)下實施接合線23的修復步驟，有可能在突出部分產(chǎn)生彎曲等，會在下一打線接合步驟產(chǎn)生異常。對于上述情況，通過在接合線23的修復步驟之前將接合線11的前端收納在毛細管8內(nèi)，能防止突出部分的彎曲等。

即，與第2動作控制例同樣地實施打線接合步驟(s301)、相鄰接合線23間的間隔(余隙)的測定步驟(s302)、間隔的測定結果與設定值(閾值)的比較步驟(需要修復的接合線23的選擇步驟)(s303)后，實施將接合線11的前端收納在毛細管8內(nèi)的步驟(s304)。接著，與第2動作控制例同樣地，實施毛細管8的移動步驟(s305)、接合線23的修復步驟(s306)、及相鄰接合線23間的間隔的再次測定步驟(s302)。反復進行接合線23的修復步驟，直到所有測定結果超過設定值。通過實施上述步驟，能不對打線接合步驟帶來不良影響地，實施接合線23的修復步驟。

接著，參考圖11所示的流程圖對半導體制造裝置1的第4動作控制例進行敘述。第4動作控制例包括在接合線23的修復步驟之后僅測定經(jīng)修復的接合線23的間隔的動作(步驟)。如此，通過將修復步驟后的間隔測定對象限定為經(jīng)修復的接合線23，能縮短間隔的再次測定所需的時間。

即，與第3動作控制例同樣地實施打線接合步驟(s401)、相鄰接合線23間的間隔的測定步驟(s402)、間隔的測定結果與設定值(閾值)的比較步驟(需要修復的接合線23的選擇步驟)(s403)、毛細管8的移動步驟(s404)、及接合線23的修復步驟(s405)。之后，實施對經(jīng)修復的接合線23的線間隔進行測定的步驟(s407)。反復進行接合線23的修復步驟，直到該測定結果超過設定值。通過實施上述步驟，能在縮短半導體裝置的制造步驟的基礎上進一步提高良率。

上述第2至第4動作控制能分別組合使用。例如圖12是將半導體制造裝置1的第3動作控制例與第4動作控制例組合的第5動作控制例的流程圖。即，第5動作控制例包括將接合線11的前端收納在毛細管8內(nèi)的步驟(s504)、及測定經(jīng)修復的接合線23的線間隔的步驟(s508)。此時，如圖13所示，也可在毛細管8的移動步驟(s604)之后實施將接合線11的前端收納在毛細管8內(nèi)的步驟(s605)。

另外，雖對本發(fā)明的若干實施方式進行了說明，但這些實施方式是作為例子提出的，并非意圖限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實施方式能以其它各種方式實施，且在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，能進行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變化包含在發(fā)明的范圍或主旨中，且包含在權利要求書記載的發(fā)明及其均等范圍內(nèi)。

符號的說明

1半導體制造裝置

2x-y平臺

3接合頭

4接合臂

5接合平臺

6半導體芯片

7電路襯底

8毛細管

9前端部

10貫通孔

11、23接合線

14線夾

16相機

17控制部

21電極墊

22接合墊