JPH067542B2 - 製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は製造装置に関し、特に半導体素子チップの組立
に際し、ワークとしての素子チップ等への埃の付着を防
止することのできる半導体装置の組立装置に適用して有
効な製造装置に関するものである。

〔背景技術〕

ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体装置の製造装置、とりわけ形成
された半導体素子チップをパッケージングするまでの所
謂後処理工程では、素子チップが露呈された状態で工程
が進行されるために、素子チップやその他の部品の表面
への埃の付着が問題になる。例えば、パッケージベース
へ素子チップを固着するチップボンディングではパッケ
ージベース表面に埃が付着するとチップの固着の信頼性
が低下される。また、ワイヤボンディングやレジンモー
ルド（プラスチック型パッケージ）では、素子チップの
表面に埃が付着するとワイヤのボンディング不良が発生
し、あるいはレジンモールド不良が発生する。

第３図は従来使用されているワイヤボンダを示してお
り、電気制御部などの種々の制御部１０１を内装した下
側ハウジング１００上にワイヤボンダ機構１０２を上載
し、このワイヤボンダ機構１０２のボンディングステー
ジ１０３上にセットされたワークＷ，つまりパッケージ
ベース上に固着した素子チップにワイヤを接続するよう
に構成している。また、下側ハウジング１００内にはフ
ァン１０４やフィルタ１０５を設けて内部にエアーを循
環させ、前記制御部１０１を冷却するようにもなってい
る。

このようなワイヤボンダでは、ワイヤボンダ機構（例え
ばカム機構）１０２内での機械要素の摩耗部分において
摩擦粉が生じ、これが埃となってボンディングステージ
上のワークＷ表面に付着する。また、制御部１０１の冷
却用ファン１０４によってエアー流に乱れが生じ、下側
ハウジング１００内の埃はもとよりハウジング１００外
の埃も上方へ舞い立ってワークＷの表面に付着すること
になる。

このように、ワーク（チップ）Ｗの表面に付着した埃
は、電極パッド上ではワイヤの接続不良を発生させ、或
いは後工程でのレジンモールドにおいてチップとレジン
との密着性を低下させ、耐湿性低下等の問題を引き起
す。

同様に、第４図に示すレジンモールド装置では、モール
ド機構１１１のハウジング１１０上部に排気ダクト１１
２を接続し、ここからハウジング１１０内の埃をエアー
と一緒に排出するように構成しているが、上，下に対向
配置した上，下のキャビティブロック１１３，１１４と
排気ダクト１１２の位置関係からハウジング１１０内に
エアーの乱流が発生し易く、特に上，下のキャビティブ
ロック１１３，１１４間で埃が巻上げられ易くなり、レ
ジンモールド直前のワークＷ表面に埃が付着して前述の
ような耐湿性の問題を生じることになる。

このようなことから、従来ではワイヤボンダやレジンモ
ールド装置の作業環境の清浄化を図り、例えば特開昭５
６−162335号に記載のようなクリーンルームやクリーン
ベンチを使用している。しかしながら、この種のクリー
ンルームでは清浄度の向上には限度があり、またクリー
ンベンチではワイヤボンダやレジンモールド装置の設置
に制約を受け、工場レイアウトの自由度が低下される。
また、クリーンベンチ内における他の装置や作業者又は
その一部の存在、更にはワイヤボンダ自身等によってエ
アーの乱流が生じると、埃の付着防止に十分な効果を得
ることは困難である。

〔発明の目的〕

本発明の目的はワイヤボンダ，レジンモールド装置、そ
の他の製造装置において、ワークへの埃の付着を抑制な
いし防止して製造される半導体装置の信頼性を向上する
ことができる製造装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は装置の単独構成でワーク近傍
における埃の巻上がりを防止でき、これにより、クリー
ンルーム，クリーンベンチにかかわりなく装置の設置を
可能とし、工場内における設置の自由度を高めることの
できる製造装置を提供することにある。

更に本発明の他の目的は既存の装置を殆んどそのまま或
いは若干の変更を行なうだけで、前述の目的を達成する
ことのできる製造装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、半導体製造部は基台上に設けられており、こ
の基台の下方には制御部を有する下側ハウジングが配置
され、この下側ハウジング内には冷却エア供給手段によ
り冷却エアが導入される。また、半導体製造部の一部に
は少なくともワークがセットされる領域に向けてクリー
ンエアがクリーンエア供給手段から下向きに供給され
る。基台と下側ハウジングとの間に配置された排気手段
により、基台に形成された透孔からのエアと下側ハウジ
ングに形成された開口からのエアとが流入して、クリー
ンエアと冷却エアは一緒に外部に排出される。これによ
り、排気手段により前記それぞれのエアが案内されて、
制御部の冷却を達成しつつ、装置の内部はもとより外部
において発生する埃がワーク近傍にまで移動されること
がなくなり、さらに、装置を自由に設置することができ
る。

一方、半導体製造部および下側ハウジングを有する半導
体製造装置本体と、クリーンエア供給手段を有するエア
ベンチ構体とをそれぞれ別体に形成してこれらを隣接配
置し、半導体製造装置本体には、下側ハウジング内に冷
却エアを供給する冷却エア供給手段と、排気ダクトとを
設け、半導体製造部を通ったエアと下側ハウジングを通
った冷却エアとが一緒に排気ダクトを介して、エアベン
チ構体に設けられた排出手段により外部に排出される。
これにより、装置本体内外で発生した埃をすみやかにエ
アベンチ構体外へ排出でき、制御部の冷却を図りつつ、
ワークへの埃の付着を防止し、かつ装置全体の設置の自
由度を向上できる。

〔実施例１〕 第１図(A),(B)は本発明を、半導体素子チップと外部導
出リードとの間にワイヤを接続するワイヤボンダに適用
した実施例である。このワイヤボンダ１は下側のハウジ
ング２内に詳細を省略する制御部３を構成し、その上側
に所謂ワイヤボンダ機構４を配設している。このワイヤ
ボンダ機構４は、基台５の略中央にＸＹテーブル６を設
置すると共に、正面から見た左右には夫々ローダ部７と
アンローダ部８を設け、かつこれらローダ部７とアンロ
ーダ部８の間にはローダ部７からアンローダ部８に向け
てワークとしての半導体構体Ｗを移送するためのガイド
レール９を延設し、このガイドレール９の略中間位置を
ボンディングステージ１０としている。このボンディン
グステージ位置には、ヒータやワーク移送機構等の図外
の機構が設けられることはいうまでもない。

前記ＸＹテーブル６上にはボンディングヘッド１１を搭
載し、Ｘ，Ｙの各駆動モータ１２，１３によってボンデ
ィングヘッド１１をＸ，Ｙ方向に移動できる。ボンディ
ングヘッド１１にはカム機構１４を立設すると共に、先
端にボンディングツール１５を取着したボンディングア
ーム１６を枢支し、カム機構１４によってボンディング
アーム１６を上下に揺動させ前記ボンディングツール１
５を前記ボンディングステージ１０上で上下移動でき
る。このボンディングツール１５の上方位置には、ワイ
ヤ１７を巻回したスプール１８やステーション１０上の
ワークＷ表面を撮像するＴＶカメラ１９を配設し、前記
基台５と一体に構成した上側ハウジング２０に取着支持
している。

この上側ハウジング２０内にも若干の制御部品を内装し
ているが、その最上位置には偏平なダクト２１を構成
し、少なくともその一部は前記ボンディングステージ１
０上に張出すように形成している。そして、このダクト
の後方位置には大型のファン２２を内装して外部からダ
クト２１内にエアーを吸入するよう構成すると共に、そ
の張出部位、つまりボンディングステージ１０の直上部
位の下面には開口２３およびフィルタ２４を配設し、ダ
クト２１内のエアーをフィルタ２４で清浄化した上で開
口２３から下方に吹出させるように構成している。

一方、前記基台５は中空状に形成して内部に排出ダクト
２５を形成し、その後側部には排出ダクト２５内のエア
ーを外部に排出するファン２６およびフィルタ２７を設
けている。また、この中央基台５の上面には多数個の透
孔２７を開設し、前記上側ハウジング２０の内部，換言
すれば、ワイヤボンダ機構４のカム機構１４やボンディ
ングステージ１０一帯の空間領域を排出ダクト２５に連
通させている。

なお、前記下側ハウジング２内には、ボンダの諸機構の
電気制御部などの内装する制御部３を冷却するためのフ
ァンを多数個設けているが、本例では下側ハウジング２
内にエアーを導入するファン２８とフィルタ２９を後面
位置に設け、一方下側ハウジング２内のエアーを排出す
る開口３０およびファン３０ａを前記基台５の下面に設
け、排出ダクト２５に連通させている。

以上の構成によれば、上側ハウジング２０の上部に設け
たダクト２１はファン２２，フィルタ２４と共にクリー
ンエア供給手段を構成し、外部のエアーをファン２２に
よってダクト２１内に吸い込みかつこれをフィルタ２４
によって清浄化した上でクリーンエアとして開口２３か
ら下方へ吹き出させる。そして、このクリーンエアは、
図示矢印のようにボンディングステージ１０やボンディ
ングヘッド１１の周囲を流下してこれらの雰囲気を清浄
化し、更に流下したところでエア排出手段としての排出
ダクト２５のファン２６の作用によって透孔２７から排
出ダクト２５内に流入し、ここから外部へ排出される。
一方、これと同時に下側ハウジング２ではファン２８お
よびフィルタ２９によって清浄化されたエアーが図示矢
印のように下側ハウジング２内に流入され、内部の制御
部３間を通流してこれを冷却した上で上方のファン３０
ａの作用によって開口３０から排出ダクト２５へ排出さ
れ、以下前述と同じにファン２６によってダクト２５外
へ排出されることになる。

したがって、このワイヤボンダ１によれば、ローダ部７
内のワークＷはガイドレール９上を図示右方に移動され
てボンディングステージ１０位置にセットされ、ここで
ＸＹテーブル６，カム機構１４，ボンディングアーム１
６等の作用によってワイヤボンディングが行なわれるこ
とになるが、この間ボンディングステージ１０では上方
のダクト２１の開口２４からのクリーンエアが常時通流
されているためにその雰囲気の清浄度は極めて高く、ワ
ークＷ上に埃や異物が付着することはない。また、仮に
ボンディングステージ１０部で埃等が発生しても、クリ
ーンエアの通流によって埃を下方へ排除することができ
る。

一方、カム機構１４やＸＹテーブル６において機械の摩
耗等による埃が発生しても、クリーンエアの前述した流
れによってこれらの埃は下方へ運び去られ、ここよりも
上流でかつ陽圧状態のボンディングステージ１０にまで
埃が侵入されることはない。下方へ移動された埃は、透
孔２７を通して排出ダクト２５へ入り、ここから外部へ
排出されることになる。このとき、下側ハウジング２外
の床近傍で発生した埃を含むエアーはファン２８，フィ
ルタ２９を通って下側ハウジング２内に吸入される時点
で清浄化され、ボンディングステージ１０にまで到達す
ることがないと共に、下側ハウジング２内で埃が生じた
としてもファン２８と３１の作用によってダクト２５を
通して外部に排出される。

これにより、ワイヤボンダ機構４，特にボンディングス
テージ１０の空気清浄度を1,000〜10,000の範囲、更に
は５００程度にまで向上でき、ワークＷへの埃の付着を
有効に防止して製造される半導体装置の信頼性を向上で
きる。また、このワイヤボンダ１単独でかかる効果が得
られるため、ワイヤボンダの設置場所に制約を受けるこ
とはない。

〔実施例２〕 第２図（Ａ），（Ｂ）は、本発明を他のタイプのワイヤ
ボンダに適用した実施例である。このワイヤボンダ６１
はエアベンチ構体６２と、ワイヤボンダ本体６３とを別
体に構成した上で両者を互に関係づけて一体的に構成し
たものである。

前記エアベンチ構体６２は基板６４、立壁６５および上
壁６６で大略コ字状に形成し、基板６４上にワイヤボン
ダ本体６３を設置している。前記立壁６５には前後方向
に貫通する横孔６７を形成し、ここにエアーを前から後
方へ通流させるファン６８とフィルタ６９を配設してい
る。また、上壁６６は中空の偏平ダクト７０として構成
し、その後側に外部エアーをダクト７０内に供給するフ
ァン７１を設けると共に、下面の略全域を開口７２と
し、ここにフィルタ７３を延設し、外部のエアーをダク
ト７０からフィルタ７３を通して清浄化し、クリーンエ
アとして開口７２から下方へ流下させる。

一方、ワイヤボンダ本体６３は、これまでのワイヤボン
ダをそのまま利用することができるが、同図のように、
下側ハウジング７４と、その上のワイヤボンダ機構７５
の間に排出ダクト７６を設け、この排出ダクト７６の後
側にファン７７を設けた構成とすることが好ましい。排
出ダクト７６の上面には多数個の透孔７８を形成してワ
イヤボンダ構体７５近傍のエアーを透孔７８を通して排
出ダクト７６に通流させる。また、排出ダクト７６の下
面にも開口７９を形成し、下側ハウジング７４内の制御
部８０を冷却するためのファン８１をこれに臨設させ
る。なお、下側ハウジング７４の後面には、冷却用エア
ーを下側ハウジング７４内に導入するためのファン８２
およびフィルタ８３を配設している。

図中、第１図(A)，(B)と同一部分には同一符号を付して
説明は省略する。

以上の構成によれば、エアベンチ構体６２のファン７１
を作動すれば、外部エアーはダクト７０内に導入されフ
ィルタ７３を通って清浄化された上で開口７２から下方
に通流される。そして、このクリーンエアはワイヤボン
ダ本体６３の上部空間に通流されてこの周囲やワイヤボ
ンダ機構７５の内部に通流され、特にボンディングステ
ージ８５におけるワークＷの雰囲気を清浄化する。そし
て、流下されたクリーンエアは透孔７８を通して排気ダ
クト７６に入り、ファン７７の作用によってワイヤボン
ダ本体６３の後方へ排出され、更にエアベンチ構体６２
のファン６７およびフィルタ６８によって清浄化されて
外部に排出される。このとき、ワイヤボンダ機構７５の
外部を通流したエアーもファン６７によってエアベンチ
構体６２の後方へ排出される。

一方、下側ハウジング７４では、ファン８２およびフィ
ルタ８３によってクリーンエアがハウジング７４内に通
流され、制御部８０を冷却する。冷却後のエアーはファ
ン８１によって排出ダクト７６に排出され、更に排出ダ
クト７６からエアベンチ構体６２の後方へと排出され
る。

本例によれば、エアベンチ構体６２の上壁６６の開口７
２から流下されるクリーンエアによって、ボンディング
ステージ８５上のワークＷへの埃の付着を防止でき、か
つこのクリーンエア流によってワイヤボンダ機構７５や
外部で発生した埃がボンディングステージ８５位置にま
で到達されることはない。一方、下側ハウジング７４内
外で発生する埃も排気ダクト７６を経て又は直接にファ
ン６８によってエアベンチ構体６２の後方へ排出される
ため、ボンディングステージ８５のワークＷに付着する
こともない。

本例によれば、従来のワイヤボンダ本体又はその一部構
成を変更したものをそのまま利用できるので、既存の装
置を有効に利用して容易に構成でき、かつ一方ではワー
クへの埃付着を有効に防止することができる。

〔効 果〕

(1)半導体製造部と一体にクリーンエア供給手段と排出
手段とを設けてクリーンエアをワークを含む領域に通流
させているので、ワーク領域は常に陽圧状態のクリーン
エア雰囲気に保持されることになり、装置内部はもとよ
り外部で発生した埃がワーク領域に移動されることはな
く、ワークへの埃の付着を良好に防止できる。

(2)半導体製造部および下側ハウジングを有する装置本
体とは別体にエアベンチ構体を構成し、このエアベンチ
構体のクリーンエア供給部に半導体製造部を臨ませ、排
気手段に排気ダクトを臨ませて、エアベンチ構体を装置
本体に隣接して配置しているので、装置本体の内，外部
に陽圧状態でクリーンエアを通流することができ、装置
本体における清浄度を高めてワークへの埃の付着を効果
的に防止できる。

(3)装置と一体にクリーンエアを通流する手段を設け、
或いは別体のエアーベンチを一体的に組立てて構成して
いるので、装置単独でワーク雰囲気の清浄化を達成で
き、工場内における装置の設置に際しての制約を低減で
き、設置の自由度を向上できる。

(4)ワイヤボンダにクリーンエア供給手段と、排出手段
とを設けることにより、特にボンディングステージ領域
の清浄度を向上でき、ワイヤボンディングされるワーク
ヘの埃の付着を防止してワイヤボンディングの信頼性を
向上すると共に、後工程のレジンモールド工程において
ワークとレジンとの界面の密着性を向上でき、耐湿性等
の信頼性の向上を図ることができる。

(5)クリーンエア供給部から供給され半導体製造部を通
ったエアと、冷却エア供給部から供給され制御部を通っ
たエアとを一緒に排気手段により外部に排気するように
したので、１つの排気手段で確実に半導体製造部を通る
クリーンエアと制御部を冷却する冷却エアとの流れを形
成することできる。

(6)ワイヤボンダ本体に対して別体に構成したエアーベ
ンチを一体的に構成しているので、ワイヤボンダ本体に
クリーンエアを通流してボンディングステージ上のワー
クへの埃の付着を防止でき前述と同様にワイヤボンディ
ングやレジンモールドの信頼性の向上を図ると共に、ワ
イヤボンダ本体は既存のものをそのまま或いは若干の変
更で使用することができ、装置の構成上有利である。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、クリーンエ
ア供給手段や排出手段を構成するダクト，ファン，フィ
ルタ等の具体的な構成は適宜に変更可能であり、更にク
リーンエアの一部を装置内で循環させるように構成して
もよい。また、クリーンエア供給手段には、温度，湿度
をコントロールする手段を付設することもできる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるワイヤボンダに適用
した場合について説明したが、それに限定されるもので
はなく、チップ（ペレット）ボンダ，アライナ等種々の
製造工程の製造装置に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図(A)，(B)は本発明をワイヤボンダに適用した実施
例の正面図と側面図、 第２図(A)，(B)は他の発明をワイヤボンダに適用した実
施例の正面図と側面図、 第３図は従来のワイヤボンダの不具合を説明する側面
図、 第４図は従来のレジンモールド装置の不具合を説明する
側面図である。 １…ワイヤボンダ、２…下側ハウジング、３…制御部、
４…ワイヤボンダ機構、５…基台、６…ＸＹテーブル、
７…ローダ部、８…アンローダ部、１０…ボンディング
ステージ、１６…ボンディングアーム、１８…スプー
ル、２０…上側ハウジング、２１…ダクト、２２…ファ
ン、２４…フィルタ、２５…排出ダクト、２６…ファ
ン、２７…フィルタ、２８…ファン、２９…フィルタ、
３０…開口、３０ａ…ファン、６１…ワイヤボンダ、６
２…エアベンチ構体、６３…ワイヤボンダ本体、６８…
ファン、６９…フィルタ、７０…ダクト、７１…ファ
ン、７２…開口、７３…フィルタ、７５…ワイヤボンダ
機構、７６…排出ダクト、７７…ファン、７８…透孔、
８１，８２…ファン、８３…フィルタ、８５…ボンディ
ングステージ、Ｗ…ワーク（チップ構体）。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基台上に設けられる半導体製造部と、前記
   基台の下方に配置され、内部に制御部が設けられる下側
   ハウジングと、前記半導体製造部の一部に少なくともワ
   ークがセットされる領域に向けて下向きにクリーンエア
   を供給するクリーンエア供給手段と、前記下側ハウジン
   グ内に冷却エアを供給する冷却エア供給手段と、前記基
   台と前記下側ハウジングとの間に配置され、前記基台に
   形成された透孔から流入するエア、および前記下側ハウ
   ジングに形成された開口から流入するエアを一緒に外部
   に排出する排出手段とを一体に構成したことを特徴とす
   る製造装置。
2. 【請求項２】前記半導体製造部はワイヤボンディング機
   構を構成してなる特許請求の範囲第１項記載の製造装
   置。
3. 【請求項３】前記クリーンエア供給手段は、前記半導体
   製造部の上方に設けられたダクトを有してなる特許請求
   の範囲第１項記載の製造装置。
4. 【請求項４】基台上に設けられる半導体製造部、および
   前記基台の下方に配置され、内部に制御部が設けられる
   下側ハウジングを有する半導体製造装置本体と、前記半
   導体製造部の一部に少なくともワークがセットされる領
   域に向けて下向きにクリーンエアを供給するクリーンエ
   ア供給手段が設けられたエアベンチ構体とを夫々別体に
   形成してこれらを隣接配置し、 前記下側ハウジングに冷却エアを供給する冷却エア供給
   手段を設けると共に、前記基台に形成された透孔と前記
   下側ハウジングに形成された開口とから流入するエアを
   排出する排気ダクトを前記基台と前記下側ハウジングと
   の間に設け、 前記排気ダクトからのエアを外部に排出する排出手段を
   前記エアベンチ構体に設けたことを特徴とする製造装
   置。
5. 【請求項５】エアベンチ構体を大略コ字状に形成し、そ
   の上壁にクリーンエア供給手段を形成すると共に、側壁
   に排気手段を形成してなる特許請求の範囲第４項記載の
   製造装置。
6. 【請求項６】半導体製造部としてのボンダ本体のボンデ
   ィングステージを前記クリーンエア供給手段の直下に位
   置して配設してなる特許請求の範囲第４項又は第５項記
   載の製造装置。