JP2013179367A - Wire bonding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワイヤ洗浄機能を有するワイヤボンディング装置の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a wire bonding apparatus having a wire cleaning function.
半導体チップの電極と基板の電極との間を金属製のワイヤで接続するワイヤボンディング装置が多く用いられている。これらのワイヤボンディング装置では、接続線であるワイヤの表面が酸化してしまうと電極との接合性が低下して接合強度、電気特性等が劣化してしまう場合がある。このためワイヤボンディング装置では、表面が酸化しない金ワイヤを用いて各電極間の接続を行うものが多い。 A wire bonding apparatus for connecting a semiconductor chip electrode and a substrate electrode with a metal wire is often used. In these wire bonding apparatuses, when the surface of the wire that is the connection line is oxidized, the bondability with the electrode is lowered, and the bonding strength, electrical characteristics, and the like may be deteriorated. For this reason, many wire bonding apparatuses use a gold wire whose surface is not oxidized to connect each electrode.
しかし、金ワイヤは、接合特性で優れるものの、価格が高く、銅などに比較して電気的な特性が低いという問題がある。このため、近年、銅ワイヤを用いたワイヤボンディング装置が提案されている。銅ワイヤを用いたワイヤボンディング装置では、銅の表面を清浄な状態として電極に接合することが良好な接続状態を確保するために必要となってくる。そこで、ボンディングを行う前に、銅ワイヤの表面にプラズマを当てて洗浄し、ワイヤ表面に付着している有機不純物を除去した後、還元性または希ガスをワイヤに吹き付けてワイヤ表面の酸化を抑制し、清浄表面のワイヤをボンディングツールに供給する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 However, although the gold wire is excellent in bonding characteristics, there is a problem that the price is high and the electric characteristics are low as compared with copper or the like. For this reason, in recent years, wire bonding apparatuses using copper wires have been proposed. In a wire bonding apparatus using a copper wire, it is necessary to ensure a good connection state by bonding the copper surface to the electrode in a clean state. Therefore, before bonding, plasma is applied to the surface of the copper wire to clean it, and after removing organic impurities adhering to the wire surface, reducing or blowing rare gas is blown onto the wire to suppress the oxidation of the wire surface. However, a method for supplying a wire having a clean surface to a bonding tool has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
ところで、大気圧の状態でプラズマを発生させようとする場合には、電極間に高周波の交流電圧を印加する方法が用いられることが多いが、この場合、発生するプラズマの温度が高くなってしまい、プラズマが照射されるワイヤが高温となり、ワイヤが冷却される間にワイヤの表面が酸化してしまう場合があった。一方、大気圧以下に減圧した雰囲気でプラズマを発生させ場合には、低電圧で低温のプラズマを発生させることが可能となる。そこで、特許文献1では、大気圧以下に減圧したチャンバの中で低温のプラズマを発生させて、そのプラズマをワイヤに照射することによって、プラズマ照射によるワイヤの加熱を低減する方法が提案されている。 By the way, when plasma is generated in an atmospheric pressure state, a method of applying a high-frequency AC voltage between the electrodes is often used, but in this case, the temperature of the generated plasma becomes high. In some cases, the surface of the wire is oxidized while the wire irradiated with plasma becomes high temperature and the wire is cooled. On the other hand, when plasma is generated in an atmosphere reduced to atmospheric pressure or lower, it is possible to generate low-temperature plasma at a low voltage. Therefore, Patent Document 1 proposes a method of reducing the heating of the wire by plasma irradiation by generating a low-temperature plasma in a chamber whose pressure is reduced to atmospheric pressure or lower and irradiating the plasma with the plasma. .
ところが、特許文献1に記載されたような大気圧以下に減圧されたチャンバでは、内部に少量の大気が残っており、この少量の残存大気の中には、酸素が含まれている。このため、特許文献1に記載された大気圧以下に減圧されたチャンバ内で発生するプラズマは酸化性のプラズマとなり、ワイヤ表面に付着した有機不純物を除去すると同時にワイヤ表面を酸化させてしまうものであった。このため、特許文献1に記載された従来技術では、プラズマによってワイヤの洗浄を行った後、還元性ガスまたは希ガスをワイヤ表面に吹き付ける補償装置を取り付け、ワイヤ表面の酸化を抑制することが必要となる。 However, in the chamber reduced in pressure below atmospheric pressure as described in Patent Document 1, a small amount of air remains inside, and this small amount of remaining air contains oxygen. For this reason, the plasma generated in the chamber depressurized below the atmospheric pressure described in Patent Document 1 becomes oxidative plasma, which removes organic impurities adhering to the wire surface and simultaneously oxidizes the wire surface. there were. For this reason, in the prior art described in Patent Document 1, it is necessary to attach a compensator that blows a reducing gas or a rare gas onto the wire surface after cleaning the wire with plasma, and to suppress oxidation of the wire surface. It becomes.
しかし、酸化性のプラズマ照射によって酸化されたワイヤに還元性ガスや希ガスを吹き付けた場合、ワイヤの冷却はできるものの、一旦酸化したワイヤ表面の酸化状態を酸化していない状態としたり、表面に形成された酸化皮膜を除去したりすることは難しく、最終的には、表面が酸化されたワイヤによってボンディングを行うこととなり、ワイヤと電極との接合性が不十分となる場合があった。この問題は、表面が酸化しやすい銅ワイヤにおいて顕著に表れてくる。 However, when reducing gas or rare gas is sprayed on the wire oxidized by oxidizing plasma irradiation, the wire can be cooled, but the oxidized state of the oxidized wire surface can be made unoxidized or It is difficult to remove the formed oxide film. Finally, bonding is performed with a wire whose surface is oxidized, and the bondability between the wire and the electrode may be insufficient. This problem becomes prominent in copper wires whose surfaces are easily oxidized.
本発明は、ワイヤボンディング装置においてボンディングに用いるワイヤ表面を効果的に洗浄することを目的とする。 An object of the present invention is to effectively clean the surface of a wire used for bonding in a wire bonding apparatus.
本発明のワイヤボンディング装置は、基体部と、ボンディングツールを基体部に対してXYZ方向に移動させるボンディングヘッドと、基体部に取り付けられ、ボンディングツールにワイヤを供給するワイヤスプールと、ワイヤスプールとボンディングツールとの間に配置されたワイヤ洗浄用プラズマユニットと、を備え、ワイヤ洗浄用プラズマユニットは、大気圧よりも内圧が高くなるように不活性ガスが導入される中空のケーシングと、ワイヤが挿通されるように対向する各ケーシング壁にそれぞれ設けられる各孔と、各孔の周縁の各ケーシング壁の内面に対向して設けられる各電極と、を含み、各電極間に通電し、前記ケーシング内の各電極間の空間に大気の入り込まない状態で発生させたプラズマ中にワイヤを通してワイヤの洗浄を行うこと、を特徴とする。 The wire bonding apparatus of the present invention includes a base portion, a bonding head that moves the bonding tool in the XYZ directions with respect to the base portion, a wire spool that is attached to the base portion and supplies a wire to the bonding tool, a wire spool, and a bonding A wire cleaning plasma unit disposed between the tool and the wire cleaning plasma unit. The wire cleaning plasma unit includes a hollow casing into which an inert gas is introduced so that the internal pressure is higher than the atmospheric pressure, and the wire is inserted. Each hole provided in each facing casing wall, and each electrode provided facing the inner surface of each casing wall at the periphery of each hole, and energized between each electrode, Wash the wire through the wire in the plasma generated without the air entering the space between the electrodes. Ukoto, characterized by.
本発明のワイヤボンディング装置において、ワイヤ洗浄用プラズマユニットは、ボンディングヘッドに取り付けられていること、としても好適であるし、基体部に取り付けられ、ワイヤスプールから供給されるワイヤを直線方向にガイドする少なくとも2つのワイヤガイドと、を含み、ワイヤ洗浄用プラズマユニットは、各ワイヤガイドの間の基体部に取り付けられていること、としても好適であるし、ケーシングは、各孔に連通し、ワイヤが挿通される各パイプを各壁の外面に備えること、としても好適である。 In the wire bonding apparatus of the present invention, the wire cleaning plasma unit is preferably attached to the bonding head, and is attached to the base portion and guides the wire supplied from the wire spool in the linear direction. The wire cleaning plasma unit is preferably attached to a base portion between each wire guide, and the casing communicates with each hole, and the wire is It is also preferable to provide each pipe to be inserted on the outer surface of each wall.
本発明のワイヤボンディング装置は、基体部と、ボンディングツールを基体部に対してXYZ方向に移動させるボンディングヘッドと、基体部に取り付けられ、ボンディングツールにワイヤを供給するワイヤスプールと、基体部に取り付けられ、ワイヤスプールから供給されるワイヤを直線方向にガイドする少なくとも2つのワイヤガイドと、を含むワイヤボンディング装置であって、各ワイヤガイドの間のワイヤに向かって大気開放状態で洗浄用プラズマジェットを吹き付ける洗浄プラズマユニットと、を備えることを特徴とする。また、本発明のワイヤボンディング装置において、洗浄プラズマユニットのボンディンツール側に配置され、洗浄用プラズマが吹き付けられたワイヤに各ワイヤガイドの間で更に大気開放状態で還元用プラズマを吹き付ける還元プラズマユニットを備えることとしても好適である。 The wire bonding apparatus of the present invention includes a base part, a bonding head that moves the bonding tool in the XYZ directions with respect to the base part, a wire spool that is attached to the base part and supplies a wire to the bonding tool, and is attached to the base part A wire bonding apparatus comprising: at least two wire guides for guiding a wire supplied from a wire spool in a linear direction, wherein the cleaning plasma jet is opened to the air between the wire guides in an open state to the air. And a cleaning plasma unit to be sprayed. Further, in the wire bonding apparatus of the present invention, the reducing plasma unit is disposed on the bonding tool side of the cleaning plasma unit, and the reducing plasma is sprayed to the wire on which the cleaning plasma is sprayed between the wire guides in an open state between the wire guides. It is also suitable as providing.
本発明のワイヤボンディング装置は、基体部と、ボンディングツール基体部に対してXYZ方向に移動させるボンディングヘッドと、基体部に取り付けられ、ボンディングツールにワイヤを供給するワイヤスプールと、を含むワイヤボンディング装置であって、ボンディングヘッドに取り付けられ、ワイヤに向かって大気開放状態で洗浄用プラズマジェットを吹き付ける洗浄プラズマユニットと、を備えることを特徴とする。また、本発明のワイヤボンディング装置において、洗浄プラズマユニットのボンディングツール側のボンディングヘッドに取り付けられ、洗浄用プラズマが吹き付けられたワイヤに更に大気開放状態で還元用プラズマを吹き付ける還元プラズマユニットを備えることとしても好適である。 A wire bonding apparatus according to the present invention includes a base portion, a bonding head that moves in a XYZ direction with respect to the bonding tool base portion, and a wire spool that is attached to the base portion and supplies a wire to the bonding tool. And a cleaning plasma unit that is attached to the bonding head and blows a cleaning plasma jet toward the wire in an air-released state. Further, the wire bonding apparatus of the present invention includes a reduction plasma unit that is attached to the bonding head on the bonding tool side of the cleaning plasma unit and that blows the reduction plasma to the wire on which the cleaning plasma is sprayed in an open state. Is also suitable.
本発明は、ワイヤボンディング装置においてボンディングに用いるワイヤ表面を効果的に洗浄することができるという効果を奏する。 The present invention has an effect that a wire surface used for bonding in a wire bonding apparatus can be effectively cleaned.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1に示すように、本実施形態のワイヤボンディング装置100は、基体部であるベース11と、ベース11の上に取り付けられてその上面がXY方向に移動するXYテーブル12と、XYテーブル12の上面の上に取り付けられたボンディングヘッド13と、ボンディングヘッド13の内部に設けられたZ方向駆動機構により先端に取り付けたボンディングツールであるキャピラリ15をZ方向に移動させるボンディングアーム14とを備えている。つまり、ボンディングヘッド13は、XYテーブル12と内部に取り付けたZ方向駆動機構によってボンディングアーム14をZ方向に移動させることによって、キャピラリ15をXYZ方向に移動させることができる。また、ワイヤボンディング装置100のベース11には、ワイヤボンディングを行う半導体ダイ46が取り付けられた基板47を吸引固定するボンディングステージ16が取り付けられている。なお、図1において、ワイヤボンディング装置100の上下方向がZ方向、ボンディングステージ16からボンディングヘッド13に向かう方向がY方向、YZ面に垂直な方向がX方向である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
ベース11に固定された上部フレーム11aには、キャピラリ15にワイヤ21を供給するワイヤスプール20と、ワイヤスプール20から繰り出されたワイヤ21の送り方向をZ方向に変換するエアガイド19とが取り付けられている。また、上部フレーム11aには、エアガイド19によってZ方向に送り方向が変更されたワイヤ21の方向をZ方向に直線状にガイドする2つのワイヤガイド17,18が取り付けられている。2つのワイヤガイド17,18の間には、ワイヤ21の表面の洗浄を行うワイヤ洗浄用プラズマユニット30が取り付けられている。図1に示すように、ワイヤ21は、ワイヤ洗浄用プラズマユニット30に設けられた孔33a,33bを貫通するようにワイヤ洗浄用プラズマユニット30に挿通されている。ワイヤ洗浄用プラズマユニット30はベース11に固定された上部フレーム11aに取り付けられている。ワイヤ洗浄用プラズマユニット30には洗浄用のプラズマを発生させるためのガス入り口管34と、プラズマ発生用の直流パルス電源を供給する直流パルス電源装置45とが接続されている。
A
ワイヤスプール20から繰り出されたワイヤ21は、2つのワイヤガイド17,18の間では、XY方向にはほとんど移動しないが、下側に配置されているワイヤガイド18とキャピラリ15との間では、ボンディングヘッド13及びキャピラリ15の移動に従って図1に示す一点鎖線のようにXY方向に移動する。ワイヤ21はキャピラリ15に挿通されてキャピラリ15の先端によって半導体ダイ46あるいは基板47の各電極の上に接合される。
The
図2、図3に示すように、ワイヤ洗浄用プラズマユニット30は、セラミックス製の上半ケーシング31aと下半ケーシング31bを組み合わせたもので、各ケーシング31a,31bの上下の壁31c,31dには、ワイヤ21が貫通する孔33a,33bがそれぞれ設けられている。また、各ケーシング31a,31bには、直流パルス電源装置45からの電線が接続される電極35a,35bが設けられている。図3に示すように、各ケーシング31a,31bの内側には、各ケーシング31a,31bを組み合わせた際に内部に図4に示す中空部36cを形成する凹部36a,36bが形成され、孔33a,33bの周囲には、内部に円環状のプラズマ発生用電極41a,41bが埋め込まれたボス37a,37bが突出している。ボス37a,37bの先端面39a,39bは、各ケーシング31a,31bの合わせ面よりも低くなっており、各ケーシング31a、31bを合わせた際に各ボス37a,37bの各先端面39a,39bの間に空間が形成されるように構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the wire
各ケーシング31a,31bの各孔33a,33bの設けられている側と反対側の端部には、半円形断面の窪み39がそれぞれ設けられている。この半円形断面の窪み39は、各ケーシング31a,31bが組合されると、ガス入り口管34が取り付けられる円筒形の孔を形成する。また、ガス入り口管34が接続される窪み39の近傍の凹部36a,36bには、ガス入り口管34から流入したガスを図4に示す中空部36cに均等に流すための突起38a,38bが配置されている。
A
図4を参照しながら、以上のように構成された上半ケーシング31aと下半ケーシング31bとを組み合わせた状態の構成を説明する。上半ケーシング31aと下半ケーシング31bとを各凹部36a,36bが向き合うように重ね合わせると、各ケーシング31a,31bの周囲の合わせ面が互いに密着し、内部に中空部36cが形成される。また、各ボス37a,37bの各先端面39a,39bは、各ケーシング31a,31bの合わせ面よりも高さが低くなっているので、各ケーシング31a,31bを組み合わせた場合には、各先端面39a,39bの間には空間50が形成される。各ケーシング31a,31bの壁の設けられた各孔33a,33bは各ケーシング31a,31bを組み合わせた際には対向した位置に配置され、各ボス37a,37bは各孔33a,33bと同心状に形成されていることから、各ボス37a,37bの各先端面39a,39bも互いに対向した位置となっている。
With reference to FIG. 4, the structure of the state which combined the
突起38a,38bの高さは各ケーシング31a,31bの合わせ面の高さと同様の高さとなっているので、各ケーシング31a,31bが合わせられると、その先端面は互いに密着し、図4の矢印で示すように、ガス入り口管34から流入したガスをその両側から中空部36cに流入させ、中空部36cでのガスの流れが均一化される。
Since the heights of the
図4に示すように、各ケーシング31a,31bの壁31c,31dに埋め込まれた電極35a,35bの一部は各ケーシング31a,31bの各壁31c,31dの表面から露出している。そして、各電極35a,35bと各ボス37a,37bに埋め込まれた各プラズマ発生用電極41a,41bとの間は各壁31c,31dの中に埋め込まれた接続線42a,42bによって接続されている。
As shown in FIG. 4, parts of the
図5を参照して以上のように構成されたワイヤ洗浄用プラズマユニット30の動作について説明する。図1に示すように、ワイヤ洗浄用プラズマユニット30は、上部フレーム11aに固定されており、ワイヤ21が各孔33a,33bを貫通して上から下に延びている。図1に示すガス入り口管34からプラズマ生成用のガスが図5に示す矢印aのように中空部36cに流入する。ガスは、例えば、窒素やアルゴンなどの不活性ガスである。また、プラズマ発生用電極41a,41bは接続線42a,42bによって直流パルス電源装置45に接続されている。最初、プラズマ発生用電極41a,41bに通電する前は、ガスは、中空部36cからボス37a,37bの周囲に流れ、各ボス37a,37bの各先端面39a,39bの外周側から内側の孔33a,33bに向かって水平に流れ、孔33a,33bを通ってそれぞれ上下方向に流れ出ている。このため、中空部36cの圧力は大気圧よりも若干高い圧力となっており、各孔33a,33bから中空部36cには大気が入り込まず、ワイヤ洗浄用プラズマユニット30の中空部36cは、不活性ガスが充満した不活性ガス雰囲気に保たれる。
The operation of the wire cleaning
そして、直流パルス電源装置45から供給される直流パルス電力が各プラズマ発生用電極41a,41bに通電されると、ボス37a,37bの先端面39a,39bの間の空間50にプラズマが発生する。プラズマは、円環状のプラズマ発生用電極41a,41b間で発生し、その後、不活性ガスの流れに沿って孔33a,33b中心部に流れ、各孔33a,33bの中を上下に向かって流れて行く。この間に発生したプラズマは空間50及び各孔33a,33bの内部で各孔33a,33bを貫通して上下に延びるワイヤ21の表面に当たり、その表面の異物、例えば、有機不純物を除去する。プラズマ発生用電極41a,41bの間で発生したプラズマの寿命は非常に短く、発生後、各孔33a,33bから外部に流出しないうちに消滅し、元の不活性ガスに戻る。そして、プラズマから戻った不活性ガスが図5に示す矢印bに示すように、各孔33a,33bから外部に排出される。
When the DC pulse power supplied from the DC pulse
以上説明したように、本実施形態のワイヤ洗浄用プラズマユニット30は、各ケーシング31a,31b内の空間50において大気の入り込まない状態でプラズマを発生させるので、発生させたプラズマが酸化プラズマにならない。このため、ワイヤ21の表面を酸化させること無く洗浄を行うことができる。従って、特許文献1に記載されたようなプラズマでワイヤ表面に付着している有機不純物を除去した後に還元性または希ガスをワイヤに吹き付けてワイヤ表面の酸化を抑制する補償装置等を取り付ける必要が無く、簡便な装置でワイヤ21の表面を効果的に洗浄することができる。
As described above, the wire cleaning
以上説明した実施形態では、ワイヤ洗浄用プラズマユニット30は、2つのワイヤガイド17,18の間に配置され、ワイヤガイド17,18の間のワイヤ21が各孔33a,33bを貫通することとして説明したが、ベース11に固定された上部フレーム11aに取り付けられていれば、ワイヤガイド17,18の間に配置されていなくともよい。
In the embodiment described above, the wire cleaning
次に図6、図7を参照しながら本発明の他の実施形態について説明する。図1から図5を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。図6に示すように、本実施形態では、上半ケーシング31a,下半ケーシング31bに設けられた各孔33a,33bに連通し、ワイヤ21が挿通される各パイプ32a,32bを各ケーシング31a,31bの各壁31c,31dの外面に取り付けたものである。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Parts similar to those of the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. As shown in FIG. 6, in this embodiment, the
例えば、ワイヤ21の汚れの状況によって、より強力なプラズマによってワイヤ21を洗浄することが必要となる場合がある。この場合には、発生するプラズマの温度が高くなってしまい、図1から図5を参照して説明した実施形態のワイヤ洗浄用プラズマユニット30では、各孔33a,33bから流出する不活性ガスの温度が高く、下側の孔33bから下向きに送り出される洗浄後のワイヤ21は、その表面の温度が高い状態のまま、孔33bの外側で大気に触れることとなる。この場合、ワイヤ21の表面温度によっては、大気に含まれている酸素によってその表面が酸化してしまい、ボンディング品質が低下してしまう場合がある。
For example, depending on the state of contamination of the
そこで、本実施形態では、図7に示すように、各パイプ32a,32bを取り付けることによって、プラズマ発生用電極41a,41bの間で発生したプラズマが各孔33a,33bの中で元の不活性ガスに戻った後、各パイプ32a,32bの中を流れる間に各パイプ32a,32bの外面から冷却されるようにしている。このため、各パイプ32a,32bの中に挿通されているワイヤ21の温度もワイヤ21が各パイプ32a,32bの出口から外に出た際に、その表面が酸化されないような温度まで低下している。これによって、ワイヤ21の汚れの状態に応じ、温度の高いプラズマを用いてワイヤ21の表面洗浄を行った場合でも、洗浄後のワイヤ21の表面を酸化させずにキャピラリ15に送ることができ、ボンディング品質を向上させることができる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, by attaching the
以上説明した各実施形態では、ワイヤ洗浄用プラズマユニット30はベース11に対して固定された上部フレーム11aに取り付けられていることとして説明したが、図8に示すように、ボンディングヘッド13に取り付けてもよい。この場合、よりキャピラリ15に近い位置においてワイヤ21の洗浄を行うことができることから、より効果的にワイヤ21の洗浄を行うことができる。また、このようにボンディングヘッド13にワイヤ洗浄用プラズマユニット30を取り付ける場合には、各孔33a,33bの大きさは、図8に示すようなボンディングヘッド13のXY方向の移動に伴うワイヤ21の振れを吸収できる程度の大きさの孔とすることとしてもよい。
In each of the embodiments described above, the wire cleaning
図9、図10を参照して本発明の他の実施形態について説明する。図1から図8を参照して説明した部分と同様の部分については同様の符号を付して説明は省略する。図9に示すように本実施形態は、図1を参照して説明した実施形態のワイヤ洗浄用プラズマユニット30に代えて、ワイヤガイド17,18の間のワイヤ21に向かって洗浄用プラズマジェットを吹き付ける洗浄プラズマユニット60と、洗浄プラズマユニット60のキャピラリ側に配置され、洗浄プラズマが吹き付けられたワイヤ21に各ワイヤガイド17,18の間で更に還元用プラズマを吹き付ける還元プラズマユニット70とを備えるようにしたものである。図9に示すように、洗浄プラズマユニット60には、洗浄プラズマ用ガスとして不活性ガスのアルゴンが供給され、還元プラズマユニット70には還元プラズマ用ガスとしてアルゴンと水素の混合ガスが供給される。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those described with reference to FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. As shown in FIG. 9, in this embodiment, instead of the wire cleaning
図10に示すように、各プラズマユニット60,70は、洗浄プラズマ用ガスのアルゴンガスタンク56から供給されるアルゴンガスまたは還元プラズマ用ガスのアルゴンと水素との混合ガスタンク57から供給される混合ガスが導入されるガス入り口63,73が取り付けられたチャンバ61,71と、チャンバ61,71から延びる円筒形のプラズマノズル62,72と、プラズマノズル62,72の中心に配置された中心電極66,76と、プラズマノズル62,72の外部に配置された円筒形の外部電極65,75と、外部電極65,75の外部を覆うケーシング64,74と、を備えている。中心電極66,76は接地線67,77によって接地接続され、外部電極65,75はコイル68,78、整合装置69,79を介して高周波電源装置55に接続されている。
As shown in FIG. 10, each of the
ガス入り口63,73からチャンバ61,71に導入されたアルゴンガスまたは混合ガスは中心電極66,76と外部電極65,75との間に印加される高周波電力によって洗浄用プラズマまたは還元用プラズマとなってプラズマノズル62,72の先端から噴射される。 Argon gas or mixed gas introduced into the chambers 61 and 71 from the gas inlets 63 and 73 becomes cleaning plasma or reducing plasma by high-frequency power applied between the center electrodes 66 and 76 and the external electrodes 65 and 75. The plasma nozzles 62 and 72 are ejected from the tip.
図9に示すように、洗浄プラズマユニット60は洗浄用プラズマをワイヤ21に向かって噴出させ、ワイヤ21の表面に付着している有機物などの異物を除去する。洗浄プラズマユニット60は、大気開放状態で洗浄用プラズマガスをプラズマ化するので、酸化プラズマとなる。このため、ワイヤ21の表面から異物の除去を効率的に行うことができるものの、ワイヤ21の表面が酸化されてしまう。ワイヤ21は洗浄プラズマユニット60によって洗浄用プラズマを噴射された後、下方向に送られ、還元プラズマユニット70から還元用プラズマを噴射される。還元用プラズマはアルゴンと水素との混合ガスをプラズマとしたものであり、ワイヤ21の表面を還元する作用を持つ。従って、還元用プラズマが噴射されるとワイヤ21の表面の酸化膜あるいは酸化物が除去され、ワイヤ21は清浄な表面となってキャピラリ15に送られる。このように、本実施形態はワイヤ21の表面の異物の除去を行った後に還元を行うので、ワイヤ21の表面を異物及び酸化皮膜あるいは酸化物の無い清浄な表面とすることができるので、ボンディング品質を向上させることができる。
As shown in FIG. 9, the cleaning
図11を参照しながら本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、図9を参照した実施形態の洗浄プラズマユニット60と還元プラズマユニット70をボンディングヘッド13に取り付けたものである。本実施形態は先に図9を参照して説明したと同様の効果を奏する。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the cleaning
11 ベース、11a 上部フレーム、12 XYテーブル、13 ボンディングヘッド、14 ボンディングアーム、15 キャピラリ、16 ボンディングステージ、17,18 ワイヤガイド、19 エアガイド、20 ワイヤスプール、21 ワイヤ、30 ワイヤ洗浄用プラズマユニット、31a 上半ケーシング、31b 下半ケーシング、31c,31d 壁、32a,32b パイプ、33a,33b 孔、34 ガス入り口管、35a,35b 電極、36a,36b 凹部、36c 中空部、37a,37b ボス、38a,38b 突起、39 窪み、39a,39b 先端面、41a,41b プラズマ発生用電極、42a,42b 接続線、45 直流パルス電源装置、46 半導体ダイ、47 基板、50 空間、55 高周波電源装置、56 アルゴンガスタンク、57 混合ガスタンク、60 洗浄プラズマユニット、61,71 チャンバ、62,72 プラズマノズル、63,73 ガス入り口、64,74 ケーシング、65,75 外部電極、66,76 中心電極、67,77 接地線、68,78 コイル、69,79 整合装置、70 還元プラズマユニット、100 ワイヤボンディング装置。 11 Base, 11a Upper frame, 12 XY table, 13 Bonding head, 14 Bonding arm, 15 Capillary, 16 Bonding stage, 17, 18 Wire guide, 19 Air guide, 20 Wire spool, 21 Wire, 30 Wire cleaning plasma unit, 31a Upper half casing, 31b Lower half casing, 31c, 31d Wall, 32a, 32b Pipe, 33a, 33b Hole, 34 Gas inlet pipe, 35a, 35b Electrode, 36a, 36b Recessed part, 36c Hollow part, 37a, 37b Boss, 38a , 38b protrusion, 39 recess, 39a, 39b tip surface, 41a, 41b plasma generating electrode, 42a, 42b connection line, 45 DC pulse power supply device, 46 semiconductor die, 47 substrate, 50 space, 55 high frequency power supply device Device, 56 argon gas tank, 57 mixed gas tank, 60 cleaning plasma unit, 61, 71 chamber, 62, 72 plasma nozzle, 63, 73 gas inlet, 64, 74 casing, 65, 75 external electrode, 66, 76 center electrode, 67 , 77 Ground wire, 68, 78 Coil, 69, 79 Matching device, 70 Reduction plasma unit, 100 Wire bonding device.
Claims (8)
ボンディングツールを前記基体部に対してXYZ方向に移動させるボンディングヘッドと、
前記基体部に取り付けられ、前記ボンディングツールにワイヤを供給するワイヤスプールと、
前記ワイヤスプールと前記ボンディングツールとの間に配置されたワイヤ洗浄用プラズマユニットと、を備え、
前記ワイヤ洗浄用プラズマユニットは、
大気圧よりも内圧が高くなるように不活性ガスが導入される中空のケーシングと、
前記ワイヤが挿通されるように対向する各ケーシング壁にそれぞれ設けられる各孔と、
前記各孔の周縁の前記各ケーシング壁の内面に対向して設けられる各電極と、を含み、
前記各電極間に通電し、前記ケーシング内の前記各電極間の空間に大気の入り込まない状態で発生させたプラズマ中に前記ワイヤを通して前記ワイヤの洗浄を行うこと、
を特徴とするワイヤボンディング装置。 A base part;
A bonding head for moving a bonding tool in the XYZ directions with respect to the base portion;
A wire spool attached to the base portion and supplying a wire to the bonding tool;
A wire cleaning plasma unit disposed between the wire spool and the bonding tool,
The wire cleaning plasma unit comprises:
A hollow casing into which an inert gas is introduced so that the internal pressure is higher than atmospheric pressure;
Each hole provided in each casing wall facing so that the wire is inserted;
Each electrode provided facing the inner surface of each casing wall at the periphery of each hole, and
Conducting electricity between the electrodes, and cleaning the wires through the wires in plasma generated in a state where no air enters the space between the electrodes in the casing;
A wire bonding apparatus.
前記ワイヤ洗浄用プラズマユニットは、前記ボンディングヘッドに取り付けられていること、
を特徴とするワイヤボンディング装置。 The wire bonding apparatus according to claim 1,
The wire cleaning plasma unit is attached to the bonding head;
A wire bonding apparatus.
前記基体部に取り付けられ、前記ワイヤスプールから供給される前記ワイヤを直線方向にガイドする少なくとも2つのワイヤガイドと、を含み、
前記ワイヤ洗浄用プラズマユニットは、各ワイヤガイドの間の前記基体部に取り付けられていること、
を特徴とするワイヤボンディング装置。 The wire bonding apparatus according to claim 1,
And at least two wire guides that are attached to the base portion and guide the wires supplied from the wire spool in a linear direction,
The wire cleaning plasma unit is attached to the base between the wire guides;
A wire bonding apparatus.
前記ケーシングは、前記各孔に連通し、前記ワイヤが挿通される各パイプを前記各壁の外面に備えること、
を特徴とするワイヤボンディング装置。 The wire bonding apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The casing is provided on the outer surface of each wall with each pipe communicating with each hole and through which the wire is inserted.
A wire bonding apparatus.
ボンディングツールを前記基体部に対してXYZ方向に移動させるボンディングヘッドと、
前記基体部に取り付けられ、前記ボンディングツールにワイヤを供給するワイヤスプールと、
前記基体部に取り付けられ、前記ワイヤスプールから供給される前記ワイヤを直線方向にガイドする少なくとも2つのワイヤガイドと、を含むワイヤボンディング装置であって、
前記各ワイヤガイドの間の前記ワイヤに向かって大気開放状態で洗浄用プラズマジェットを吹き付ける洗浄プラズマユニットと、
を備えることを特徴とするワイヤボンディング装置。 A base part;
A bonding head for moving a bonding tool in the XYZ directions with respect to the base portion;
A wire spool attached to the base portion and supplying a wire to the bonding tool;
A wire bonding apparatus including: at least two wire guides that are attached to the base portion and guide the wires supplied from the wire spool in a linear direction;
A cleaning plasma unit that sprays a cleaning plasma jet in an air-released state toward the wires between the wire guides,
A wire bonding apparatus comprising:
前記洗浄プラズマユニットのボンディンツール側に配置され、前記洗浄用プラズマが吹き付けられた前記ワイヤに前記各ワイヤガイドの間で更に大気開放状態で還元用プラズマを吹き付ける還元プラズマユニットと、
を備えることを特徴とするワイヤボンディング装置。 The wire bonding apparatus according to claim 5,
A reducing plasma unit that is disposed on the bonding tool side of the cleaning plasma unit and sprays the reducing plasma to the wires on which the cleaning plasma has been sprayed between the wire guides in an open state between the wire guides;
A wire bonding apparatus comprising:
ボンディングツールを前記基体部に対してXYZ方向に移動させるボンディングヘッドと、
前記基体部に取り付けられ、前記ボンディングツールにワイヤを供給するワイヤスプールと、を含むワイヤボンディング装置であって、
前記ボンディングヘッドに取り付けられ、前記ワイヤに向かって大気開放状態で洗浄用プラズマジェットを吹き付ける洗浄プラズマユニットと、
を備えることを特徴とするワイヤボンディング装置。 A base part;
A bonding head for moving a bonding tool in the XYZ directions with respect to the base portion;
A wire bonding apparatus including a wire spool attached to the base portion and supplying a wire to the bonding tool,
A cleaning plasma unit attached to the bonding head and spraying a cleaning plasma jet toward the wire in an air-released state;
A wire bonding apparatus comprising:
前記洗浄プラズマユニットのボンディングツール側の前記ボンディングヘッドに取り付けられ、前記洗浄用プラズマが吹き付けられた前記ワイヤに更に大気開放状態で還元用プラズマを吹き付ける還元プラズマユニットと、
を備えることを特徴とするワイヤボンディング装置。 The wire bonding apparatus according to claim 7, wherein
A reduction plasma unit that is attached to the bonding head on the bonding tool side of the cleaning plasma unit and that blows a reduction plasma to the wire on which the cleaning plasma has been sprayed in a state of being opened to the atmosphere;
A wire bonding apparatus comprising:
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