[发明专利]焊线用降氧化系统

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的焊线，特别涉及向焊线机焊点区提供保护气体。

背景技术

在制造各种半导体器件时，焊线(wire bonding)技术常被用于连接器件中的元件。例如，线材接合部(或线环)常被用于在晶圆与引线框上的触点之间提供互连。一种代表性传统焊线操作涉及：(1)向晶圆上的第一接合位置进行接合(例如使用球焊)，(2)将线材朝向引线框上的第二接合位置延伸，(3)将延伸的线材的端部接合至第二接合位置，以及(4)切断线材。在这种球焊中，电子火焰熄灭(即EFO)棒或类似物通常被使用，以在线材端部形成“焊球”(例如无空气球)。

通常，金线(对于氧气来说基本上是非活性的)被用于焊线工艺；然而，在一些特定应用中，更为活性的金属(例如铜、银、钯、铝等等)被使用。这些更为活性的金属可能发生反应，例如，在存在氧气的情况下，并且在线材(和/或线材端部或尾部)形成氧化物/氧化作用，这对于焊线来说是不理想的。

考虑到这样的潜在氧化，一些焊线系统包括子系统，用于在利用EFO棒形成焊球的过程中向线材端部提供保护气体。例如，整体引用于此作为参考的专利No.6,234,376公开了一种这样的系统。

遗憾的是，这种保护气体子系统不能保护整个线材(或焊线工艺的整个过程)不受潜在氧化，并且，活性金属的线材成环过程中的氧化问题仍然存在。

因此，期望提供一种可降低焊线中的氧化的方法和设备。

发明内容

根据本发明的一个代表性实施例，提供了一种焊线机。所述焊线机包括：焊点区，其用于在焊线操作中保持半导体器件；电子火焰熄灭棒；电子火焰熄灭气体供应管线，所述电子火焰熄灭气体供应管线被构造成当利用电子火焰熄灭棒在线材端部形成焊球时提供气体；以及气体供应管线，其被构造成在焊线操作中从焊点区的上方向焊点区提供气体，所述气体供应管线与所述电子火焰熄灭气体供应管线不同。由所述气体供应管线和所述电子火焰熄灭气体供应管线提供的气体可以是相同类型的气体，事实上，可以从所述气体源提供。

根据本发明的另一代表性实施例，提供了一种半导体器件加工方法。所述方法包括以下步骤：提供焊线机，其包括焊点区，用于在焊线操作中保持半导体器件，所述焊线机还包括电子火焰熄灭棒，用于在线材端部形成无空气球；利用电子火焰熄灭气体供应管线向线材端部供应气体；然后，利用所述电子火焰熄灭棒形成所述无空气球；以及然后，进行焊线操作，其中利用气体供应管线从焊点区的上方向焊点区供应气体，所述气体供应管线与所述电子火焰熄灭气体供应管线不同。

本发明的所述方法的一些部分还可以被构造成设备的形式(例如，作为焊线机的智能部分)，或者作为计算机可读载体(例如，与焊线机结合使用的计算机可读载体)上的计算机程序指令。

附图说明

参照附图阅读下面的详细描述，本发明可被最好地理解。需要强调，根据通常实践，附图中的各种特征并未按比例绘制。相反，为了清楚，各种特征的尺寸被任意地加大或减小。附图中包括下述各图：

图1是根据本发明的一个代表性实施例的焊线系统的一部分的透视图；

图2是根据本发明的一个代表性实施例的气体管件的分解图；以及

图3A-3H是顺序示出根据本发明的一个代表性实施例的用于降低焊点区潜在氧化的工艺的框图。

具体实施方式

美国专利No.5,205,463、6,062,462、6,156,990以及美国专利申请公开文献No.2004/0152292涉及焊线技术，并且整体引用于此作为参考。

这里使用的术语“气体供应管线”指的是被构造成将气体(例如保护气体，诸如氮气、氩气等)引导至焊线机(wire bondingmachine)的焊点区(bond site area)的任何结构(例如这里公开的气体供应管件，诸如管件20)。术语“气体供应管线”并不意味着局限于任何特定的构造或设计。

根据本发明的特定代表性实施例，气体(例如保护气体，诸如包含有氮气、氩气的气体)(其中，所述气体可以包括、也可以不包括诸如氢气等还原气体)被提供于焊线机的焊点区附近。例如，在焊线操作中，恒定供应量的所述气体可以被提供在焊点区，从而使得，在所述焊线操作中，线材氧化的趋势降低。取决于所使用的气体(和温度)，还可以降低已经存在于线材上的氧化物/氧化作用，类似于在形成无空气球的过程中施加还原气体的效果。