低いループ高さのボールボンディング方法およびその装置
本発明によれば、バンプが、ボールボンドをそこに形成することによって、ダイボンドパッドの上面に形成される。そして、ワイヤを切断することなく、キャピラリーは、ボールボンドの上面にワイヤを折り曲げるための調整された一連の運動をなす。そして、ワイヤは、ワイヤを切断することなく、ボールボンドバンプの上面にステッチボンディングされる。そして、ループを形成しかつ第２のボンドサイト（例えば、リードフレーム）の上方へキャピラリーを動かすための調整されたさらなる一連のｘｙ運動が、これに続く。そして、ワイヤは、第２のボンドサイトにステッチボンディングされ、テイルが切断され、ワイヤループ配線が完成する。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
[001]本発明は、半導体デバイス上におけるワイヤボンディングに関する。
【発明の背景】
【０００２】
[002]ボールボンディングは、半導体ダイ上のボンドパッドを、ダイが取り付けられるリードフレームまたはその他の基板上の接点と相互接続するための一般的な技術である。ダイが樹脂封止された後に、ダイ上の回路をパッケージから延びるリードフレームのピンに電気的に接続するために、典型的には、電気的な配線ワイヤが、ダイの上面のボンドパッドから、リードフレーム上のリードフィンガーまで延びる。ダイのボンドパッドとリードフィンガーとの間のワイヤボンドは、一般的には、ボールボンディングマシンを用いて形成される。図１Ａ〜図１Ｉは、従来技術によるボールボンディングにおけるステップを示す。従来のルーピング技術（本明細書では、順方向ルーピングと呼ばれる）は、金ワイヤの一端をダイ上のボンドパッドにボールボンディングし、ワイヤの他端をリードフレームにステッチボンディングすることを含む。より詳細には、ボールボンディングマシンを用いて、ワイヤ１７は、一組のクランプ１８に挿入され、そして、キャピラリー１１の中心内腔に挿入される。プロセスの開始時点において、ワイヤ「テイル」２３は、図１Ａに示すように、キャピラリー１１の先端から突き出ている。ワイヤ１７の端部におけるテイル２３は、電気的フレームオフ（ＥＦＯ）と呼ばれるＥＦＯワンド２４からの電気スパーク１６によって加熱される。スパークは、ワイヤの端部を溶かし、そして、その端部は、図１Ｂに示すように、それが溶けると、ボール１９となる。クランプ１８は、電流がクランプを介して戻るための経路を提供するために、ＥＦＯ中には閉じられ、そして、ボール自身がキャピラリーの先端に着座するのを可能にするために開かれる。そして、キャピラリー１１は、図１Ｃに示すように、ダイ１５のボンドパッド１３の上方における位置まで動かされる。
【０００３】
[003]そして、キャピラリー１１は、キャピラリーの初期加速中に、クランプ１８が開いたままの状態で下方へ動かされ、そして、キャピラリーの減速中に、クランプ１８が閉じられ、そのために、キャピラリーの下方への運動中には、ボールは着座したままである。そして、クランプは、ボールがボンドパッド１３に接触する直前に開く。ボール１９は、図１Ｄに示すように、クランプ１８が開いたままの状態で、ダイ１５上のボンドパッド１３に接触した状態となる。熱および／または超音波エネルギーが、ダイに加えられ、ボールを、ボンドパッド１３にボンディングされた状態にする。このボンディングは、典型的には、ボールボンドまたは第１のボンドと呼ばれる。そして、クランプ１８が開いた状態で、キャピラリー１１は、図１Ｅに示すように、引き上げられ、ボールボンドの上面に取り付けられたままのワイヤが、わずかな長さだけ繰り出される。次に、クランプ１８が開いた状態で、キャピラリー１１は、予め定められたルーピング運動によって動かされ、ワイヤ（これは、ボールボンドに接続されたままである）は、キャピラリー１１から一般的にはリードフィンガー２１の近傍かつ上方における位置まで引きずられる。キャピラリー１１が、リードフィンガー２１の上方に配置されると、図１Ｆに示すように、クランプ１８は閉じられる。そして、図１Ｇに示すように、キャピラリー１１が引き下げられ、ワイヤをキャピラリーとリードフィンガー２１の表面との間に挟む。この場合にも、ワイヤの挟まれた部分をリードフィンガー２１にボンディングするために、熱および／または超音波エネルギーが加えられてもよい。このボンディングは、ステッチボンドまたは第２のボンドと呼ばれる。ここで、図１Ｈに示すように、クランプ１８が、再び、開かれ、そして、キャピラリー１１が、ワイヤがステッチボンドに取り付けられたままの状態で引き上げられ、それによって、余分のワイヤ「テイル」２３が、キャピラリーから繰り出される。そして、クランプ１８が、閉じられ、ステッチボンドロケーションに存在する最も弱い点においてワイヤテイル２３を切断するために、キャピラリー１１がさらに引き上げられる。完成した接続２２は、ワイヤループと呼ばれ、図１Ｉに示される。
【０００４】
[004]この時点において、キャピラリーは、ダイ上の次のボンドパッドのためのワイヤルーピングプロセスを開始するために、ダイ１５の次のボンドパッドの近傍に動かされる。先行するワイヤループの形成を終了した後にキャピラリーの先端から突き出たままのワイヤテイル２３は、上述したように、ＥＦＯによって溶かされ、次のボールボンディング処理を開始するために、次のボールを形成する。上述した従来の順方向ボールボンディング技術は、迅速で、信頼性が高く、かつ、安価である。しかしながら、それは、制限を有する。とりわけ、最小ループ高さは、通常、１５０ミクロンよりも高い。ループ高さは、ボンディング表面、例えば、ボンドパッドの上面の上方におけるワイヤの最大の高さとして定義される。より低いループ高さを実現することを試みることは、ワイヤループにネックダメージを発生させることがある。ネックは、ボールボンドに直接に隣接するワイヤループの部分である。ループ高さを１５０ミクロン以下に減少させることは、ネックの強度を減少させあるいはネックを切断する恐れがある。
【０００５】
[005]より小さい集積回路パッケージングが、益々、要求されている。集積チップパッケージングの寸法を減少させることの意義のある特徴の１つは、それの厚さまたは高さを減少させることである。より薄いパッケージは、一般的に、当分野では、低プロフィールパッケージと呼ばれる。パッケージの高さを減少させるという要求は、ワイヤループの最も高い点の高さを減少させるという要求に対応し、それは、多くの場合、集積回路パッケージの高さに関する制約要因である。
【０００６】
[006]集積回路パッケージングおよびその他の目的に使用されるループの高さを減少させるために、逆方向ルーピングとして既知であるワイヤルーピング技術が開発された。逆方向ルーピングの背後にある前提は、ワイヤループの最も高い点はボールボンドに隣接するので、ルーピングプロセスを逆方向にすることは望ましいことであり、そのために、リードフレームの表面はダイの表面よりも低いので、リードフレーム（または、その他の基板）上に第１のボールボンドを形成し、そして、ダイのボンドパッド上に第２のステッチボンドを形成するということである。したがって、ワイヤループの最も高い点は、より低いボンディング表面の近くに存在し、それによって、全体の高さを減少させる。
【０００７】
[007]しかしながら、ルーピングプロセスの方向をただ単に逆にすることは、ステッチボンドはキャピラリーがボンディング表面に接触した状態になることを必要とするので、不可能である。ダイ上のボンドパッドは、通常、極めて小さく、そのために、キャピラリーを接触させずに、したがって、ダイ上の周囲の回路を損傷させずに、ダイのボンドパッド上にステッチボンドを形成することは困難である。さらに、ワイヤループは、ステッチボンドに近いそれらの最も低い点へたるむ傾向がある。したがって、ステッチボンドサイトが、ボールボンドサイトよりも高ければ、ワイヤは、ダイのエッジまたは上面に接触する可能性がある。これは、電気的な短絡またはワイヤの切断をもたらすことがある。
【０００８】
[008]そのために、図２Ａ〜図２Ｃに示されるような逆方向ルーピング技術が開発され、この技術においては、第１のステップは、ボールボンドを形成するための本質的に標準的な技術に基づいてボールボンド２５をダイ２９上のボンドパッド２７の上面に形成することである。しかしながら、従来の順方向ルーピング技術によってボールボンドを形成した後の場合と同じようにワイヤ１７を繰り出す代わりに、キャピラリー１１は引き上げられ、クランプ１８は閉じられ、そして、キャピラリーは、さらに引き上げられ、ワイヤをボールボンドから切り離し、図２Ａに示すように、ボンドパッド２７上にボールボンド（バンプ）２５だけを残す。そして、全部のワイヤルーピングプロセスが、逆方向に、すなわち、基板からボンドパッドまで実行される。すなわち、その後に、第２のボールボンド３７が、リードフレーム３９上に形成され、そして、キャピラリー１１が、一連の運動によって動かされ、第１のボールボンド２５の上方に配置され、図２Ｂに示すように、所望のワイヤループ形状を生成する。そして、ステッチボンド４３が、第１のボールボンド（または、バンプ）２５の上面に形成される。完成したワイヤループが、図２Ｃに示される。
【０００９】
[009]この逆方向ルーピングプロセスは、低プロフィールパッケージングのための低いループ高さを提供することができる。しかしながら、それは、順方向ルーピングよりも極めて時間のかかるプロセスである。なぜなら、それは、１つのループごとに２つのボールボンドを形成しなければならないからである。さらに、ダイは、より大きな衝撃を受けなければならない。なぜなら、キャピラリーは、１つのワイヤループごとに２回、ダイ上にボンドを形成しなければならないからである（すなわち、１回目は、第１のボールボンドを生成するために、そして、２回目は、ボールボンドの上面にステッチボンドを生成するために）。逆方向ルーピングのもう１つの制約は、それが、しばしば、ダイ上のボンドパッドのピッチがどれほど微細であるかということに関する制約要因であることである。より詳細には、ダイボンドパッドの上面のバンプ２５は、ステッチボンドを支持できるほど十分に大きいものでなければならない。さらに、ステッチボンドが、それの上面に形成されるとき、バンプの直径は、横方向に増加する。
【００１０】
[010]したがって、本発明の目的は、改善されたワイヤループ形成方法およびその装置を提供することである。
【００１１】
[011]本発明の別の目的は、極めて低いループ高さを備えるワイヤループ配線を提供することである。
【発明の概要】
【００１２】
[012]本発明によれば、ボールボンドをダイボンドパッド上に形成することによって、バンプがそのボンドパッド上に形成される。そして、ワイヤを切断せずに、かつ、クランプを開いた状態で、キャピラリーが、調整された一連のｘｙｚ運動をなし、ボールボンドの上面においてワイヤを折り曲げる。そして、ワイヤは、テイルを切断することなく、バンプの上面にステッチボンディングされる。調整されたさらなる一連のｘｙｚ運動がこれに続き、キャピラリーを第２のボンドサイト（例えば、リードフレームまたはその他の基板）へ動かし、基板上において第２のステッチボンドを実行し、そして、テイルを切断し、プロセスを完了する。
【００１３】
[013]上述したワイヤ折り曲げ部を形成するための本発明の特定の一実施形態によれば、ボールボンドが形成され、そして、キャピラリーが、指定された高さ（本明細書では、分離高さと呼ばれる）だけｚ方向に引き上げられる。そして、キャピラリーは、一般的には第２のボンドロケーションから遠ざかるような方向に指定された距離（本明細書では、折り曲げオフセット距離と呼ばれる）だけ水平方向に（ｘｙ平面において）動かされる。キャピラリーは、再度、さらに別の距離（本明細書では、折り曲げ係数と呼ばれる）だけｚ方向に引き上げられてもよく、あるいは、引き上げられなくてもよい。上述したステッチボンドをバンプの上面に形成するために、ｘｙ平面における別の運動がこれに続き、一般的には、キャピラリーをバンプの上面に逆戻りさせる。そして、調整された別のｘｙｚ運動がこれに続き、キャピラリーを第２のボンドサイトの（例えば、リードフレーム上の）ロケーションへ動かし、そこで、第２のステッチボンドが形成される。
【発明の詳細な説明】
【００１４】
[022]図３は、本発明に基づいて形成された折り曲げられた順方向ワイヤループ４５の側面絵画図である。図３は、それの上面にボンドパッド５３を含む集積回路ダイ５１、およびボンドパッド５３とリードフレーム５５との間のワイヤループ配線を備えるリードフレーム基板５５を示す。ワイヤループ４５は、本発明の技術に基づいて形成され、５つの基本的な構成要素を備えると考えることができる。図３を参照すると、それらは、（１）バンプ５６、（２）バンプの上面に存在するワイヤ折り曲げ部５７、（３）バンプの上面に存在するステッチボンド５８、（４）第１のボンドサイトと第２のボンドサイトとを相互接続するワイヤループ５９、および（５）第２のステッチボンド６０である。
【００１５】
[023]上述した５つの基本的な構成要素は、ボールボンディングマシンを用いて形成されてもよい。
【００１６】
[024]図５Ａ〜図５Ｏは、本発明の特定の一実施形態に基づいて折り曲げられた順方向ワイヤループを形成するための例示的なプロセスの様々なステージにおけるボールボンディングマシンのキャピラリーの位置およびワイヤの状態を示す。本明細書において使用される用語において、垂直方向はｚ方向と呼ばれ、水平方向はｘｙ方向と呼ばれる。本出願における図面は、当然ながら、２次元であり、そのために、すべてのｘｙ運動は、紙面の平面内に存在するように示され、したがって、単純に、１次元の運動として、すなわち、ｘｙ運動ではなく、ｘ運動またはｙ運動であると考えてもよい。しかしながら、現実の世界において、与えられたダイ上のワイヤループは、すべてがお互いに平行であるとは限らないので、ボールボンディングマシンのキャピラリーの運動を制御する機械コードにおいては、すべての横方向の運動は、ｘｙ運動として定義されなければならない。したがって、本明細書においては、同じ用語が、使用される。さらに、垂直という用語および水平という用語は、ダイの上面が水平に配置されるという仮定に基づいた単なる例示的なものであり、その仮定は、典型的なものではあるが、常に当然な仮定であるとは限らない。
【００１７】
[025]図５Ａに示すように、折り曲げられた順方向ループを形成するプロセスは、先行するルーピングプロセスの終了時点におけるキャピラリー１１から開始し、ワイヤテイル２３が、キャピラリーから延び、かつ、クランプ１８は閉じられている。キャピラリーは、ダイ６３のボンドパッド６１および関連するリードフィンガー６５の近傍に配置され、それらのボンドパッド６１とリードフィンガー６５との間に、次のワイヤループ配線が、形成されることになる。
【００１８】
[026]ワイヤは、電気的フレームオフ６７によって溶かされ、ワイヤの端部が溶かされる。溶けるとき、それは、その性質上、図５Ｂに示すように、ボール７２を形成する。図５Ｃに示すように、キャピラリーが引き下げられ、ボンドパッド６１に向かって動かされる。そして、キャピラリーは引き下げられ、ボール７２をボンドパッド６１に接触させる。熱および／または超音波エネルギーが加えられ、ボールをボンドパッドにボンディングする。図５Ｄは、この時点におけるプロセスを示し、これは、本質的には、折り曲げられた順方向のワイヤループの第１の部分、すなわち、バンプ５６を形成することの終了時点である。
【００１９】
[027]次に、バンプ５６の上面から延びるワイヤを所定の長さだけ繰り出すために、キャピラリー１１が、クランプ１８が開いた状態で上昇する。この上昇の距離は、本明細書では、分離高さと呼ばれ、図４において、符号７５で示される。図５Ｅは、このステップの後のキャピラリーの位置を示す。そして、キャピラリー１１は、ｘｙ平面において、第２のボンドサイト６５への方向とは一般的に反対の第１の方向に移動する（図５Ａ〜図５Ｃにおいて、左へ）。好ましくは、折り曲げオフセットの方向は、第２のボンドサイト６５へのｘｙ方向とは正反対である。このｘｙ運動の距離は、本明細書では、折り曲げオフセットと呼ばれ、図４において、符号７６で示される。折り曲げオフセット運動の後のキャピラリーの位置が、図５Ｆに示される。
【００２０】
[028]本発明の実施形態の中には、折り曲げオフセット運動の終了時点において、キャピラリー１１が、再度、わずかな距離（本明細書では、折り曲げ係数と呼ばれる）だけ引き上げられ（正のｚ方向へ）、ワイヤをさらに繰り出すものもある。折り曲げ係数は、図４において、符号７７で示される。しかしながら、本発明の用途によっては、ゼロの折り曲げ係数が、適切であるものもある。図５Ｇは、プロセスのこの時点におけるキャピラリーおよびワイヤの位置を示す。折り曲げオフセットおよび折り曲げ係数は、ワイヤ折り曲げ部におけるワイヤの量を制御する。
【００２１】
[029]そして、キャピラリー１１は、バンプ５６に向かって逆方向に動かされ、バンプ５６自身の上面にワイヤを折り返し、バンプの上面にワイヤ折り曲げ部を形成することを開始する。図５Ｈは、キャピラリーが折り曲げ部を形成するために移動しているときのキャピラリー１１の位置およびワイヤの状態を示す。この最後に述べた運動は、図４において符号７８で示されるように、本明細書では、折り曲げ戻し運動と呼ばれる。好ましくは、折り曲げ戻し運動は、折り曲げオフセット運動のｘｙ方向とは正反対のｘｙ方向である。折り曲げ係数７７がゼロである実施形態においては、折り曲げ戻し運動は、好ましくは、完全に水平な運動（すなわち、ｘｙ運動）である。折り曲げ係数７７が、ゼロでなければ、折り曲げ戻し運動７８は、ボールボンディング中にキャピラリーが存在していたときと同じ高さにまでキャピラリーを戻すために、負のｚ成分を含んでもよい。いずれの場合にも、折り曲げ戻し運動の終了時点において、キャピラリーを分離高さにまで戻す。しかしながら、これは、必要条件ではない。実際には、本発明の少なくともいくつかの好ましい実施形態においては、以下でさらに説明するように、キャピラリーは、分離高さよりも低い高さに戻る。実際には、折り曲げ戻し運動７８は、折り曲げ係数７７がたとえゼロであっても、正の（上方への）または負の（下方への）ｚ成分を含んでもよい。重要な特徴は、ワイヤ折り曲げ部が、バンプ５６の上面に形成され、好ましくは、第２のボンドサイト６５から遠ざかる方向へまっすぐに延びることである。分離高さと折り曲げ戻し運動７８の終了時点におけるキャピラリーの位置との差は、本明細書では、バンプ高さと呼ばれる。それは、正の値であってもよく、あるいは、負の値であってもよい。しかしながら、上述したように、本発明の実施形態によっては、分離高さに到達することとワイヤ折り曲げ部の完成および／または折り曲げ係数との間にキャピラリーのｚ運動が存在しないものもあり、折り曲げ戻し運動のｚ成分は、正確に等しくかつ反対方向であり、そのために、バンプ高さは、ゼロとなる。
【００２２】
[030]さらに、折り曲げ戻し運動７８の水平成分は、折り曲げオフセット運動と同じ距離でなくてもよい。特定の用途によっては、折り曲げオフセット運動の前のキャピラリーの元々のｘｙ座標よりも短い位置（図４において経路７８ａによって示されるように）、その元々のｘｙ座標と正確に同じの位置（図４において経路７８ｂによって示されるように）、あるいは、その元々のｘｙ座標よりも長い位置（図４において経路７８ｃによって示されるように）においてステッチボンドを実行するために、ある特定の位置に戻ることが望ましい。
【００２３】
[031]バンプが形成されたときのキャピラリーのｘｙ位置とこの時点におけるキャピラリーのｘｙ座標との水平方向における差は、折り曲げ戻しオフセットと呼ばれる。換言すれば、折り曲げ戻しオフセットは、折り曲げオフセット運動と折り曲げ戻し運動の水平方向成分とのｘｙ次元における差である。折り曲げ戻し運動７８のｘｙ成分が、折り曲げオフセット運動７６よりも小さければ、折り曲げ戻しオフセットは、正の値として表現される。折り曲げ戻し運動７８の水平方向成分が、折り曲げオフセット運動７６よりも長ければ、折り曲げ戻しオフセットは、負の値として表現される。折り曲げオフセット運動７６と折り曲げ戻し運動７８とが、同じｘｙ（すなわち、水平方向）の量を有するならば、折り曲げ戻しオフセットはゼロである。
【００２４】
[032]折り曲げ戻し運動の終了時点において、キャピラリーは、図５Ｉに示すように、バンプ５６の上面に接触しており、かつ、キャピラリー１１の先端とバンプとの間にワイヤを挟んでいる。この時点において、ワイヤは、挟まれてはいるが、切断されてはいない。また、この時点において、折り曲げられた順方向ワイヤループ全体の上述した５つの部分の中の２番目（すなわち、折り曲げ部５７）が完成する。プロセスの開始時点から、ワイヤは、切断されておらず、したがって、折り曲げ部５７は、バンプ５６と接続している。
【００２５】
[033]そして、ワイヤは、バンプ５６の上面にステッチボンディングされる。ワイヤの押しつけられた部分をバンプ５６の上面にボンディングするのを助けるために、熱および／または超音波エネルギーが加えられてもよい。この時点において、ループ全体の上述した５つの部分の中の３番目（すなわち、第１のステッチボンド５８）が、完成する。図５Ｊは、この時点におけるプロセスを示し、これは、本質的には、図５Ｉに示される位置と同じである。なぜなら、キャピラリーは、典型的には、ステッチボンディング中に移動しないからである。
【００２６】
[034]ここで、キャピラリーは、所望のワイヤループ形状（ループ全体の第４の部分）を形成しかつキャピラリーを第２のボンドサイト６５の上方に配置するために、一連の調整されたｘｙｚ運動によって、第２のボンドサイトに近づくように動かされる。図５Ｋおよび図５Ｌは、第２のボンドサイト６５までの例示的な軌跡に沿った２つの点におけるキャピラリー１１の位置を示す。
【００２７】
[035]調整されたｘｙｚ運動は、第２のボンドサイトに近づくような直線のｘｙ運動からなる比較的に単純なものであってもよい。しかしながら、典型的には、最も好ましい形状になるようにワイヤループを形成するのを助けるｚ方向への運動が存在する。プロセスの開始時点から、ワイヤは、まだ、切断されていないので、ワイヤループ５９は、第１のボンドサイトにおいて、バンプ５６、折り曲げ部５７、およびステッチボンド５８と接続している。
【００２８】
[036]次に、キャピラリーが引き下げられ、第２のボンド表面６５とキャピラリー１１の先端との間にワイヤを挟み、そして、ワイヤが、第２のボンドサイトにステッチボンディングされる。ボンディングを助けるために、熱および／または超音波エネルギーが、加えられてもよい。この時点において、ワイヤは、図５Ｍに示すように、挟まれてはいるが、完全には切断されていない。そして、キャピラリー１１が、クランプ１８が依然として開いた状態で、かつ、ワイヤが依然として第２のステッチボンド６０に取り付けられた状態で引き上げられ、それによって、ワイヤテイル６９が、キャピラリー１１から繰り出される。図５Ｎは、プロセスのこの時点におけるキャピラリーの位置を示す。そして、図５Ｏに示すように、第２のステッチボンド６０においてワイヤを切断するために、クランプ１８が閉じられ、キャピラリー１１がさらに引き上げられる。ここで、折り曲げられた順方向ワイヤループ全体の中の第５の部分、すなわち、第２のステッチボンド６０が完成し、折り曲げ順方向ルーピングプロセス全体が完了する。
【００２９】
[037]バンプ５６の主たる目的は、キャピラリーがボンドパッドに直接に接触するのを防止することであり、かつ、ワイヤが第１のボンドサイトから引き出される高さ（ｚ方向）を高くすることである。より詳細には、ワイヤは、バンプの上面からワイヤループが開始することによって提供されるダイ表面の上方の余分な高さがもしなければ、ワイヤループ５９が第１のボンドサイトと第２のボンドサイトとの中間に存在するダイ表面にあるいは接触する可能性のある低い位置において第１のボンドサイトから引き出される。
【００３０】
[038]折り曲げ部５７をバンプの上面に形成することの主たる目的は、ワイヤが、第１のボンドサイトから一般的には水平方向に引き出され、第２のボンドサイトに向けて延ばされ、それによって、低いループ高さをもたらすことである。折り曲げ部は、一般的には、形状が楕円形であり、その楕円形の長軸は、ｘｙ平面に存在し、ワイヤは、折り曲げ部の端部を水平方向に引き出され、そして、一般的には、第２のボンドサイトに向けて直接に延ばされる。このような方向を有する配置は、従来の順方向ワイヤループにおいてワイヤが第１のボンドサイトから引き出されるときに一般的にはまっすぐに上方向へ配置されるワイヤと対照されるべきである。このように、本発明のルーピング技術は、極めて低いループ高さを提供する。なぜなら、ワイヤは、ボールボンドサイトから引き出され、垂直に上方向にではなく水平方向に延ばされるからである。
【００３１】
[039]さらに、ダイに与える衝撃は、従来の逆方向ボールボンディングと比較すれば減少する。なぜなら、それは、逆方向ルーピングの場合のように、通常の第２のボンドをバンプの上面において実行しないからである。逆方向ボンディングの場合における図７Ｂに類似する通常のステッチボンドと比較すれば、図７Ａに示すように、ワイヤは、ほんのわずかに押しつけられ、ループおよびボールの上面のステッチボンドを形成する。
【００３２】
[040]さらに、本発明によれば、逆方向ボールボンディングと比較して、より微細なピッチを実現することができる。なぜなら、バンプは、逆方向ワイヤルーピング技術の場合と同じほどには、押しつけられず、そして、横方向に押しつぶされないからである。
【００３３】
[041]ワイヤボンディングマシンは、本明細書で説明されたプロセスをマシンに実行させることのできる制御回路を備える運動制御システムによって制御される。一般的には、回路は、プログラムされた汎用コンピュータのようなディジタル処理装置、ディジタル信号プロセッサー、ステートマシン、組み合わせ論理回路、マイクロプロセッサー、特定用途向け集積回路、または、その他の何らかの既知であるディジタル処理手段を備える。回路が、コンピュータを備える場合、本発明は、限定はされないが、その大部分が、本明細書で説明されたプロセスを実行するようにワイヤボンディングマシンを制御するためにコンピュータをプログラムするソフトウェア内に存在してもよい。
【００３４】
[042]図４を参照して説明された様々な運動成分を最適化することによって、低いループ高さを備えかつネックダメージのない所望の形状を達成することができる。一例として、図６は、図７に示される折り曲げ部を形成しその後に図８Ａおよび図８Ｂに示されるループプロフィールを形成するのに使用された例示的なパラメータを示す。最初の３つの運動（分離高さ７５、折り曲げオフセット７６、および折り曲げ係数７７）は、折り曲げ部におけるワイヤの量および折り曲げ部の形状を集合的に決定する。これらの運動が、大きすぎる場合、所望の折り曲げ部よりも大きな折り曲げ部が形成される可能性がある。これらの運動が、小さすぎる場合、折り曲げ部は、まったく形成されない可能性があり、ワイヤのネック領域が損傷を受ける可能性がある。
【００３５】
[043]本発明者らは、実験によって、ワイヤ直径よりもわずかに大きい分離高さおよび折り曲げオフセット（例えば、ワイヤ直径の約１．０１倍〜約１．５５倍）は優れた結果を達成できることを見出している。さらに、折り曲げ係数は、正の値であるべきである。図７の例においては、１ミルのワイヤ直径の場合、分離高さ７５は、１．５ミルであり、折り曲げオフセット７６は、１．３ミルであり、そして、折り曲げ係数７７は１ミルである。これらの設定値は、適切な量のワイヤを繰り出し、折り曲げ戻し運動７８が開始する前に、垂直線から約３０°だけワイヤを曲げる。
【００３６】
[044]折り曲げ戻し運動７８は、バンプの最終的な形状を決定する。本発明者らが使用した特定のマシンにおいては、折り曲げ戻し運動７８は、２つのパラメータが指定された。より詳細には、（１）上述した折り曲げ戻しオフセットパラメータ（これは、折り曲げオフセットとともに、折り曲げ戻し運動の水平方向成分を決定する）、および（２）バンプ高さ（これは、折り曲げ係数とともに、戻し運動の垂直方向成分を決定する）である。
【００３７】
[045]バンプを過度に平坦化することなく、折り曲げ部を支持するための十分な変形を備える良好な折り曲げ部を形成するために、バンプは、通常、負の値であるべきである（バンプ高さは、分離高さからの垂直方向距離である）。この例においては、バンプ高さは、−１．２５ミルであり、分離高さは、１．５ミルである。したがって、キャピラリーの最終的な位置は、約０．２５ミルだけバンプ５６の上方にある。これは、過不足のないワイヤの平坦化を提供し、バンプを大きく平坦化することなく、折り曲げ部を形成する。この例における折り曲げ戻しオフセットは、０．５ミルであり、これは、折り曲げ戻し運動７８の後のキャピラリーの最終的な位置がバンプの中心から０．５ミルだけ水平方向に（第２のボンド６０から遠ざかるように）ずらされることを意味する。これらの設定値は、ステッチボンド５８のサイトがバンプ５６の上面の中心に配置されることを保証する。
【００３８】
[046]これらのパラメータを用いたボンディングから得られたワイヤループが、図８に示される。複数の実験サンプルのすべてにおいて、これらのパラメータを用いた平均ループ高さは、２．３ミルであった。最大ループ高さは、２．５ミルであった。
【００３９】
[047]本発明のいくつかの特定の実施形態を説明したが、当業者は、様々な変形、変更、および改良を容易に考え出すことができる。本明細書から明らかなそのような変形、変更、および改良は、ここには明示的に述べられてはいないが、本明細書の一部と解釈されるべきであり、本発明の精神および範囲に含められる。したがって、これまでの説明は、ただ単に例にすぎず、また、本発明を限定するものではない。本発明は、特許請求の範囲に定義されるものによってのみ、かつ、それらに同等なものによってのみ、限定される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１Ａ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｂ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｃ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｄ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｅ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｆ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｇ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｈ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｉ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図２Ａ】逆方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図２Ｂ】逆方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図２Ｃ】逆方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図３】本発明による折り曲げられたワイヤループ配線の正面絵画図である。
【図４】本発明による折り曲げられたバンプを形成する際に含まれる一連のｘｙｚ運動の様々な成分を示す正面絵画図である。
【図５Ａ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｂ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｃ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｄ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｅ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｆ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｇ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｈ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｉ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｊ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｋ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｌ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｍ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｎ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｏ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図６】本発明の特に好ましい例示的な実施形態による折り曲げられたバンプを形成する際に含まれる一連のｘｙｚ運動の様々な成分を示す正面絵画図である。
【図７】図６に示される例示的なパラメータを用いて形成されたバンプおよび折り曲げ部の側面図である。
【図８Ａ】図７Ａに示されるバンプを形成した後に生成された完成ループの走査電子顕微鏡写真である。
【図８Ｂ】図７Ａに示されるバンプを形成した後に生成された完成ループの走査電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００４１】
１１…キャピラリー、１３…ボンドパッド、１５…ダイ、１７…ワイヤ、１８…クランプ、２１…リードフィンガー、２３…テイル。
【発明の分野】
【０００１】
[001]本発明は、半導体デバイス上におけるワイヤボンディングに関する。
【発明の背景】
【０００２】
[002]ボールボンディングは、半導体ダイ上のボンドパッドを、ダイが取り付けられるリードフレームまたはその他の基板上の接点と相互接続するための一般的な技術である。ダイが樹脂封止された後に、ダイ上の回路をパッケージから延びるリードフレームのピンに電気的に接続するために、典型的には、電気的な配線ワイヤが、ダイの上面のボンドパッドから、リードフレーム上のリードフィンガーまで延びる。ダイのボンドパッドとリードフィンガーとの間のワイヤボンドは、一般的には、ボールボンディングマシンを用いて形成される。図１Ａ〜図１Ｉは、従来技術によるボールボンディングにおけるステップを示す。従来のルーピング技術（本明細書では、順方向ルーピングと呼ばれる）は、金ワイヤの一端をダイ上のボンドパッドにボールボンディングし、ワイヤの他端をリードフレームにステッチボンディングすることを含む。より詳細には、ボールボンディングマシンを用いて、ワイヤ１７は、一組のクランプ１８に挿入され、そして、キャピラリー１１の中心内腔に挿入される。プロセスの開始時点において、ワイヤ「テイル」２３は、図１Ａに示すように、キャピラリー１１の先端から突き出ている。ワイヤ１７の端部におけるテイル２３は、電気的フレームオフ（ＥＦＯ）と呼ばれるＥＦＯワンド２４からの電気スパーク１６によって加熱される。スパークは、ワイヤの端部を溶かし、そして、その端部は、図１Ｂに示すように、それが溶けると、ボール１９となる。クランプ１８は、電流がクランプを介して戻るための経路を提供するために、ＥＦＯ中には閉じられ、そして、ボール自身がキャピラリーの先端に着座するのを可能にするために開かれる。そして、キャピラリー１１は、図１Ｃに示すように、ダイ１５のボンドパッド１３の上方における位置まで動かされる。
【０００３】
[003]そして、キャピラリー１１は、キャピラリーの初期加速中に、クランプ１８が開いたままの状態で下方へ動かされ、そして、キャピラリーの減速中に、クランプ１８が閉じられ、そのために、キャピラリーの下方への運動中には、ボールは着座したままである。そして、クランプは、ボールがボンドパッド１３に接触する直前に開く。ボール１９は、図１Ｄに示すように、クランプ１８が開いたままの状態で、ダイ１５上のボンドパッド１３に接触した状態となる。熱および／または超音波エネルギーが、ダイに加えられ、ボールを、ボンドパッド１３にボンディングされた状態にする。このボンディングは、典型的には、ボールボンドまたは第１のボンドと呼ばれる。そして、クランプ１８が開いた状態で、キャピラリー１１は、図１Ｅに示すように、引き上げられ、ボールボンドの上面に取り付けられたままのワイヤが、わずかな長さだけ繰り出される。次に、クランプ１８が開いた状態で、キャピラリー１１は、予め定められたルーピング運動によって動かされ、ワイヤ（これは、ボールボンドに接続されたままである）は、キャピラリー１１から一般的にはリードフィンガー２１の近傍かつ上方における位置まで引きずられる。キャピラリー１１が、リードフィンガー２１の上方に配置されると、図１Ｆに示すように、クランプ１８は閉じられる。そして、図１Ｇに示すように、キャピラリー１１が引き下げられ、ワイヤをキャピラリーとリードフィンガー２１の表面との間に挟む。この場合にも、ワイヤの挟まれた部分をリードフィンガー２１にボンディングするために、熱および／または超音波エネルギーが加えられてもよい。このボンディングは、ステッチボンドまたは第２のボンドと呼ばれる。ここで、図１Ｈに示すように、クランプ１８が、再び、開かれ、そして、キャピラリー１１が、ワイヤがステッチボンドに取り付けられたままの状態で引き上げられ、それによって、余分のワイヤ「テイル」２３が、キャピラリーから繰り出される。そして、クランプ１８が、閉じられ、ステッチボンドロケーションに存在する最も弱い点においてワイヤテイル２３を切断するために、キャピラリー１１がさらに引き上げられる。完成した接続２２は、ワイヤループと呼ばれ、図１Ｉに示される。
【０００４】
[004]この時点において、キャピラリーは、ダイ上の次のボンドパッドのためのワイヤルーピングプロセスを開始するために、ダイ１５の次のボンドパッドの近傍に動かされる。先行するワイヤループの形成を終了した後にキャピラリーの先端から突き出たままのワイヤテイル２３は、上述したように、ＥＦＯによって溶かされ、次のボールボンディング処理を開始するために、次のボールを形成する。上述した従来の順方向ボールボンディング技術は、迅速で、信頼性が高く、かつ、安価である。しかしながら、それは、制限を有する。とりわけ、最小ループ高さは、通常、１５０ミクロンよりも高い。ループ高さは、ボンディング表面、例えば、ボンドパッドの上面の上方におけるワイヤの最大の高さとして定義される。より低いループ高さを実現することを試みることは、ワイヤループにネックダメージを発生させることがある。ネックは、ボールボンドに直接に隣接するワイヤループの部分である。ループ高さを１５０ミクロン以下に減少させることは、ネックの強度を減少させあるいはネックを切断する恐れがある。
【０００５】
[005]より小さい集積回路パッケージングが、益々、要求されている。集積チップパッケージングの寸法を減少させることの意義のある特徴の１つは、それの厚さまたは高さを減少させることである。より薄いパッケージは、一般的に、当分野では、低プロフィールパッケージと呼ばれる。パッケージの高さを減少させるという要求は、ワイヤループの最も高い点の高さを減少させるという要求に対応し、それは、多くの場合、集積回路パッケージの高さに関する制約要因である。
【０００６】
[006]集積回路パッケージングおよびその他の目的に使用されるループの高さを減少させるために、逆方向ルーピングとして既知であるワイヤルーピング技術が開発された。逆方向ルーピングの背後にある前提は、ワイヤループの最も高い点はボールボンドに隣接するので、ルーピングプロセスを逆方向にすることは望ましいことであり、そのために、リードフレームの表面はダイの表面よりも低いので、リードフレーム（または、その他の基板）上に第１のボールボンドを形成し、そして、ダイのボンドパッド上に第２のステッチボンドを形成するということである。したがって、ワイヤループの最も高い点は、より低いボンディング表面の近くに存在し、それによって、全体の高さを減少させる。
【０００７】
[007]しかしながら、ルーピングプロセスの方向をただ単に逆にすることは、ステッチボンドはキャピラリーがボンディング表面に接触した状態になることを必要とするので、不可能である。ダイ上のボンドパッドは、通常、極めて小さく、そのために、キャピラリーを接触させずに、したがって、ダイ上の周囲の回路を損傷させずに、ダイのボンドパッド上にステッチボンドを形成することは困難である。さらに、ワイヤループは、ステッチボンドに近いそれらの最も低い点へたるむ傾向がある。したがって、ステッチボンドサイトが、ボールボンドサイトよりも高ければ、ワイヤは、ダイのエッジまたは上面に接触する可能性がある。これは、電気的な短絡またはワイヤの切断をもたらすことがある。
【０００８】
[008]そのために、図２Ａ〜図２Ｃに示されるような逆方向ルーピング技術が開発され、この技術においては、第１のステップは、ボールボンドを形成するための本質的に標準的な技術に基づいてボールボンド２５をダイ２９上のボンドパッド２７の上面に形成することである。しかしながら、従来の順方向ルーピング技術によってボールボンドを形成した後の場合と同じようにワイヤ１７を繰り出す代わりに、キャピラリー１１は引き上げられ、クランプ１８は閉じられ、そして、キャピラリーは、さらに引き上げられ、ワイヤをボールボンドから切り離し、図２Ａに示すように、ボンドパッド２７上にボールボンド（バンプ）２５だけを残す。そして、全部のワイヤルーピングプロセスが、逆方向に、すなわち、基板からボンドパッドまで実行される。すなわち、その後に、第２のボールボンド３７が、リードフレーム３９上に形成され、そして、キャピラリー１１が、一連の運動によって動かされ、第１のボールボンド２５の上方に配置され、図２Ｂに示すように、所望のワイヤループ形状を生成する。そして、ステッチボンド４３が、第１のボールボンド（または、バンプ）２５の上面に形成される。完成したワイヤループが、図２Ｃに示される。
【０００９】
[009]この逆方向ルーピングプロセスは、低プロフィールパッケージングのための低いループ高さを提供することができる。しかしながら、それは、順方向ルーピングよりも極めて時間のかかるプロセスである。なぜなら、それは、１つのループごとに２つのボールボンドを形成しなければならないからである。さらに、ダイは、より大きな衝撃を受けなければならない。なぜなら、キャピラリーは、１つのワイヤループごとに２回、ダイ上にボンドを形成しなければならないからである（すなわち、１回目は、第１のボールボンドを生成するために、そして、２回目は、ボールボンドの上面にステッチボンドを生成するために）。逆方向ルーピングのもう１つの制約は、それが、しばしば、ダイ上のボンドパッドのピッチがどれほど微細であるかということに関する制約要因であることである。より詳細には、ダイボンドパッドの上面のバンプ２５は、ステッチボンドを支持できるほど十分に大きいものでなければならない。さらに、ステッチボンドが、それの上面に形成されるとき、バンプの直径は、横方向に増加する。
【００１０】
[010]したがって、本発明の目的は、改善されたワイヤループ形成方法およびその装置を提供することである。
【００１１】
[011]本発明の別の目的は、極めて低いループ高さを備えるワイヤループ配線を提供することである。
【発明の概要】
【００１２】
[012]本発明によれば、ボールボンドをダイボンドパッド上に形成することによって、バンプがそのボンドパッド上に形成される。そして、ワイヤを切断せずに、かつ、クランプを開いた状態で、キャピラリーが、調整された一連のｘｙｚ運動をなし、ボールボンドの上面においてワイヤを折り曲げる。そして、ワイヤは、テイルを切断することなく、バンプの上面にステッチボンディングされる。調整されたさらなる一連のｘｙｚ運動がこれに続き、キャピラリーを第２のボンドサイト（例えば、リードフレームまたはその他の基板）へ動かし、基板上において第２のステッチボンドを実行し、そして、テイルを切断し、プロセスを完了する。
【００１３】
[013]上述したワイヤ折り曲げ部を形成するための本発明の特定の一実施形態によれば、ボールボンドが形成され、そして、キャピラリーが、指定された高さ（本明細書では、分離高さと呼ばれる）だけｚ方向に引き上げられる。そして、キャピラリーは、一般的には第２のボンドロケーションから遠ざかるような方向に指定された距離（本明細書では、折り曲げオフセット距離と呼ばれる）だけ水平方向に（ｘｙ平面において）動かされる。キャピラリーは、再度、さらに別の距離（本明細書では、折り曲げ係数と呼ばれる）だけｚ方向に引き上げられてもよく、あるいは、引き上げられなくてもよい。上述したステッチボンドをバンプの上面に形成するために、ｘｙ平面における別の運動がこれに続き、一般的には、キャピラリーをバンプの上面に逆戻りさせる。そして、調整された別のｘｙｚ運動がこれに続き、キャピラリーを第２のボンドサイトの（例えば、リードフレーム上の）ロケーションへ動かし、そこで、第２のステッチボンドが形成される。
【発明の詳細な説明】
【００１４】
[022]図３は、本発明に基づいて形成された折り曲げられた順方向ワイヤループ４５の側面絵画図である。図３は、それの上面にボンドパッド５３を含む集積回路ダイ５１、およびボンドパッド５３とリードフレーム５５との間のワイヤループ配線を備えるリードフレーム基板５５を示す。ワイヤループ４５は、本発明の技術に基づいて形成され、５つの基本的な構成要素を備えると考えることができる。図３を参照すると、それらは、（１）バンプ５６、（２）バンプの上面に存在するワイヤ折り曲げ部５７、（３）バンプの上面に存在するステッチボンド５８、（４）第１のボンドサイトと第２のボンドサイトとを相互接続するワイヤループ５９、および（５）第２のステッチボンド６０である。
【００１５】
[023]上述した５つの基本的な構成要素は、ボールボンディングマシンを用いて形成されてもよい。
【００１６】
[024]図５Ａ〜図５Ｏは、本発明の特定の一実施形態に基づいて折り曲げられた順方向ワイヤループを形成するための例示的なプロセスの様々なステージにおけるボールボンディングマシンのキャピラリーの位置およびワイヤの状態を示す。本明細書において使用される用語において、垂直方向はｚ方向と呼ばれ、水平方向はｘｙ方向と呼ばれる。本出願における図面は、当然ながら、２次元であり、そのために、すべてのｘｙ運動は、紙面の平面内に存在するように示され、したがって、単純に、１次元の運動として、すなわち、ｘｙ運動ではなく、ｘ運動またはｙ運動であると考えてもよい。しかしながら、現実の世界において、与えられたダイ上のワイヤループは、すべてがお互いに平行であるとは限らないので、ボールボンディングマシンのキャピラリーの運動を制御する機械コードにおいては、すべての横方向の運動は、ｘｙ運動として定義されなければならない。したがって、本明細書においては、同じ用語が、使用される。さらに、垂直という用語および水平という用語は、ダイの上面が水平に配置されるという仮定に基づいた単なる例示的なものであり、その仮定は、典型的なものではあるが、常に当然な仮定であるとは限らない。
【００１７】
[025]図５Ａに示すように、折り曲げられた順方向ループを形成するプロセスは、先行するルーピングプロセスの終了時点におけるキャピラリー１１から開始し、ワイヤテイル２３が、キャピラリーから延び、かつ、クランプ１８は閉じられている。キャピラリーは、ダイ６３のボンドパッド６１および関連するリードフィンガー６５の近傍に配置され、それらのボンドパッド６１とリードフィンガー６５との間に、次のワイヤループ配線が、形成されることになる。
【００１８】
[026]ワイヤは、電気的フレームオフ６７によって溶かされ、ワイヤの端部が溶かされる。溶けるとき、それは、その性質上、図５Ｂに示すように、ボール７２を形成する。図５Ｃに示すように、キャピラリーが引き下げられ、ボンドパッド６１に向かって動かされる。そして、キャピラリーは引き下げられ、ボール７２をボンドパッド６１に接触させる。熱および／または超音波エネルギーが加えられ、ボールをボンドパッドにボンディングする。図５Ｄは、この時点におけるプロセスを示し、これは、本質的には、折り曲げられた順方向のワイヤループの第１の部分、すなわち、バンプ５６を形成することの終了時点である。
【００１９】
[027]次に、バンプ５６の上面から延びるワイヤを所定の長さだけ繰り出すために、キャピラリー１１が、クランプ１８が開いた状態で上昇する。この上昇の距離は、本明細書では、分離高さと呼ばれ、図４において、符号７５で示される。図５Ｅは、このステップの後のキャピラリーの位置を示す。そして、キャピラリー１１は、ｘｙ平面において、第２のボンドサイト６５への方向とは一般的に反対の第１の方向に移動する（図５Ａ〜図５Ｃにおいて、左へ）。好ましくは、折り曲げオフセットの方向は、第２のボンドサイト６５へのｘｙ方向とは正反対である。このｘｙ運動の距離は、本明細書では、折り曲げオフセットと呼ばれ、図４において、符号７６で示される。折り曲げオフセット運動の後のキャピラリーの位置が、図５Ｆに示される。
【００２０】
[028]本発明の実施形態の中には、折り曲げオフセット運動の終了時点において、キャピラリー１１が、再度、わずかな距離（本明細書では、折り曲げ係数と呼ばれる）だけ引き上げられ（正のｚ方向へ）、ワイヤをさらに繰り出すものもある。折り曲げ係数は、図４において、符号７７で示される。しかしながら、本発明の用途によっては、ゼロの折り曲げ係数が、適切であるものもある。図５Ｇは、プロセスのこの時点におけるキャピラリーおよびワイヤの位置を示す。折り曲げオフセットおよび折り曲げ係数は、ワイヤ折り曲げ部におけるワイヤの量を制御する。
【００２１】
[029]そして、キャピラリー１１は、バンプ５６に向かって逆方向に動かされ、バンプ５６自身の上面にワイヤを折り返し、バンプの上面にワイヤ折り曲げ部を形成することを開始する。図５Ｈは、キャピラリーが折り曲げ部を形成するために移動しているときのキャピラリー１１の位置およびワイヤの状態を示す。この最後に述べた運動は、図４において符号７８で示されるように、本明細書では、折り曲げ戻し運動と呼ばれる。好ましくは、折り曲げ戻し運動は、折り曲げオフセット運動のｘｙ方向とは正反対のｘｙ方向である。折り曲げ係数７７がゼロである実施形態においては、折り曲げ戻し運動は、好ましくは、完全に水平な運動（すなわち、ｘｙ運動）である。折り曲げ係数７７が、ゼロでなければ、折り曲げ戻し運動７８は、ボールボンディング中にキャピラリーが存在していたときと同じ高さにまでキャピラリーを戻すために、負のｚ成分を含んでもよい。いずれの場合にも、折り曲げ戻し運動の終了時点において、キャピラリーを分離高さにまで戻す。しかしながら、これは、必要条件ではない。実際には、本発明の少なくともいくつかの好ましい実施形態においては、以下でさらに説明するように、キャピラリーは、分離高さよりも低い高さに戻る。実際には、折り曲げ戻し運動７８は、折り曲げ係数７７がたとえゼロであっても、正の（上方への）または負の（下方への）ｚ成分を含んでもよい。重要な特徴は、ワイヤ折り曲げ部が、バンプ５６の上面に形成され、好ましくは、第２のボンドサイト６５から遠ざかる方向へまっすぐに延びることである。分離高さと折り曲げ戻し運動７８の終了時点におけるキャピラリーの位置との差は、本明細書では、バンプ高さと呼ばれる。それは、正の値であってもよく、あるいは、負の値であってもよい。しかしながら、上述したように、本発明の実施形態によっては、分離高さに到達することとワイヤ折り曲げ部の完成および／または折り曲げ係数との間にキャピラリーのｚ運動が存在しないものもあり、折り曲げ戻し運動のｚ成分は、正確に等しくかつ反対方向であり、そのために、バンプ高さは、ゼロとなる。
【００２２】
[030]さらに、折り曲げ戻し運動７８の水平成分は、折り曲げオフセット運動と同じ距離でなくてもよい。特定の用途によっては、折り曲げオフセット運動の前のキャピラリーの元々のｘｙ座標よりも短い位置（図４において経路７８ａによって示されるように）、その元々のｘｙ座標と正確に同じの位置（図４において経路７８ｂによって示されるように）、あるいは、その元々のｘｙ座標よりも長い位置（図４において経路７８ｃによって示されるように）においてステッチボンドを実行するために、ある特定の位置に戻ることが望ましい。
【００２３】
[031]バンプが形成されたときのキャピラリーのｘｙ位置とこの時点におけるキャピラリーのｘｙ座標との水平方向における差は、折り曲げ戻しオフセットと呼ばれる。換言すれば、折り曲げ戻しオフセットは、折り曲げオフセット運動と折り曲げ戻し運動の水平方向成分とのｘｙ次元における差である。折り曲げ戻し運動７８のｘｙ成分が、折り曲げオフセット運動７６よりも小さければ、折り曲げ戻しオフセットは、正の値として表現される。折り曲げ戻し運動７８の水平方向成分が、折り曲げオフセット運動７６よりも長ければ、折り曲げ戻しオフセットは、負の値として表現される。折り曲げオフセット運動７６と折り曲げ戻し運動７８とが、同じｘｙ（すなわち、水平方向）の量を有するならば、折り曲げ戻しオフセットはゼロである。
【００２４】
[032]折り曲げ戻し運動の終了時点において、キャピラリーは、図５Ｉに示すように、バンプ５６の上面に接触しており、かつ、キャピラリー１１の先端とバンプとの間にワイヤを挟んでいる。この時点において、ワイヤは、挟まれてはいるが、切断されてはいない。また、この時点において、折り曲げられた順方向ワイヤループ全体の上述した５つの部分の中の２番目（すなわち、折り曲げ部５７）が完成する。プロセスの開始時点から、ワイヤは、切断されておらず、したがって、折り曲げ部５７は、バンプ５６と接続している。
【００２５】
[033]そして、ワイヤは、バンプ５６の上面にステッチボンディングされる。ワイヤの押しつけられた部分をバンプ５６の上面にボンディングするのを助けるために、熱および／または超音波エネルギーが加えられてもよい。この時点において、ループ全体の上述した５つの部分の中の３番目（すなわち、第１のステッチボンド５８）が、完成する。図５Ｊは、この時点におけるプロセスを示し、これは、本質的には、図５Ｉに示される位置と同じである。なぜなら、キャピラリーは、典型的には、ステッチボンディング中に移動しないからである。
【００２６】
[034]ここで、キャピラリーは、所望のワイヤループ形状（ループ全体の第４の部分）を形成しかつキャピラリーを第２のボンドサイト６５の上方に配置するために、一連の調整されたｘｙｚ運動によって、第２のボンドサイトに近づくように動かされる。図５Ｋおよび図５Ｌは、第２のボンドサイト６５までの例示的な軌跡に沿った２つの点におけるキャピラリー１１の位置を示す。
【００２７】
[035]調整されたｘｙｚ運動は、第２のボンドサイトに近づくような直線のｘｙ運動からなる比較的に単純なものであってもよい。しかしながら、典型的には、最も好ましい形状になるようにワイヤループを形成するのを助けるｚ方向への運動が存在する。プロセスの開始時点から、ワイヤは、まだ、切断されていないので、ワイヤループ５９は、第１のボンドサイトにおいて、バンプ５６、折り曲げ部５７、およびステッチボンド５８と接続している。
【００２８】
[036]次に、キャピラリーが引き下げられ、第２のボンド表面６５とキャピラリー１１の先端との間にワイヤを挟み、そして、ワイヤが、第２のボンドサイトにステッチボンディングされる。ボンディングを助けるために、熱および／または超音波エネルギーが、加えられてもよい。この時点において、ワイヤは、図５Ｍに示すように、挟まれてはいるが、完全には切断されていない。そして、キャピラリー１１が、クランプ１８が依然として開いた状態で、かつ、ワイヤが依然として第２のステッチボンド６０に取り付けられた状態で引き上げられ、それによって、ワイヤテイル６９が、キャピラリー１１から繰り出される。図５Ｎは、プロセスのこの時点におけるキャピラリーの位置を示す。そして、図５Ｏに示すように、第２のステッチボンド６０においてワイヤを切断するために、クランプ１８が閉じられ、キャピラリー１１がさらに引き上げられる。ここで、折り曲げられた順方向ワイヤループ全体の中の第５の部分、すなわち、第２のステッチボンド６０が完成し、折り曲げ順方向ルーピングプロセス全体が完了する。
【００２９】
[037]バンプ５６の主たる目的は、キャピラリーがボンドパッドに直接に接触するのを防止することであり、かつ、ワイヤが第１のボンドサイトから引き出される高さ（ｚ方向）を高くすることである。より詳細には、ワイヤは、バンプの上面からワイヤループが開始することによって提供されるダイ表面の上方の余分な高さがもしなければ、ワイヤループ５９が第１のボンドサイトと第２のボンドサイトとの中間に存在するダイ表面にあるいは接触する可能性のある低い位置において第１のボンドサイトから引き出される。
【００３０】
[038]折り曲げ部５７をバンプの上面に形成することの主たる目的は、ワイヤが、第１のボンドサイトから一般的には水平方向に引き出され、第２のボンドサイトに向けて延ばされ、それによって、低いループ高さをもたらすことである。折り曲げ部は、一般的には、形状が楕円形であり、その楕円形の長軸は、ｘｙ平面に存在し、ワイヤは、折り曲げ部の端部を水平方向に引き出され、そして、一般的には、第２のボンドサイトに向けて直接に延ばされる。このような方向を有する配置は、従来の順方向ワイヤループにおいてワイヤが第１のボンドサイトから引き出されるときに一般的にはまっすぐに上方向へ配置されるワイヤと対照されるべきである。このように、本発明のルーピング技術は、極めて低いループ高さを提供する。なぜなら、ワイヤは、ボールボンドサイトから引き出され、垂直に上方向にではなく水平方向に延ばされるからである。
【００３１】
[039]さらに、ダイに与える衝撃は、従来の逆方向ボールボンディングと比較すれば減少する。なぜなら、それは、逆方向ルーピングの場合のように、通常の第２のボンドをバンプの上面において実行しないからである。逆方向ボンディングの場合における図７Ｂに類似する通常のステッチボンドと比較すれば、図７Ａに示すように、ワイヤは、ほんのわずかに押しつけられ、ループおよびボールの上面のステッチボンドを形成する。
【００３２】
[040]さらに、本発明によれば、逆方向ボールボンディングと比較して、より微細なピッチを実現することができる。なぜなら、バンプは、逆方向ワイヤルーピング技術の場合と同じほどには、押しつけられず、そして、横方向に押しつぶされないからである。
【００３３】
[041]ワイヤボンディングマシンは、本明細書で説明されたプロセスをマシンに実行させることのできる制御回路を備える運動制御システムによって制御される。一般的には、回路は、プログラムされた汎用コンピュータのようなディジタル処理装置、ディジタル信号プロセッサー、ステートマシン、組み合わせ論理回路、マイクロプロセッサー、特定用途向け集積回路、または、その他の何らかの既知であるディジタル処理手段を備える。回路が、コンピュータを備える場合、本発明は、限定はされないが、その大部分が、本明細書で説明されたプロセスを実行するようにワイヤボンディングマシンを制御するためにコンピュータをプログラムするソフトウェア内に存在してもよい。
【００３４】
[042]図４を参照して説明された様々な運動成分を最適化することによって、低いループ高さを備えかつネックダメージのない所望の形状を達成することができる。一例として、図６は、図７に示される折り曲げ部を形成しその後に図８Ａおよび図８Ｂに示されるループプロフィールを形成するのに使用された例示的なパラメータを示す。最初の３つの運動（分離高さ７５、折り曲げオフセット７６、および折り曲げ係数７７）は、折り曲げ部におけるワイヤの量および折り曲げ部の形状を集合的に決定する。これらの運動が、大きすぎる場合、所望の折り曲げ部よりも大きな折り曲げ部が形成される可能性がある。これらの運動が、小さすぎる場合、折り曲げ部は、まったく形成されない可能性があり、ワイヤのネック領域が損傷を受ける可能性がある。
【００３５】
[043]本発明者らは、実験によって、ワイヤ直径よりもわずかに大きい分離高さおよび折り曲げオフセット（例えば、ワイヤ直径の約１．０１倍〜約１．５５倍）は優れた結果を達成できることを見出している。さらに、折り曲げ係数は、正の値であるべきである。図７の例においては、１ミルのワイヤ直径の場合、分離高さ７５は、１．５ミルであり、折り曲げオフセット７６は、１．３ミルであり、そして、折り曲げ係数７７は１ミルである。これらの設定値は、適切な量のワイヤを繰り出し、折り曲げ戻し運動７８が開始する前に、垂直線から約３０°だけワイヤを曲げる。
【００３６】
[044]折り曲げ戻し運動７８は、バンプの最終的な形状を決定する。本発明者らが使用した特定のマシンにおいては、折り曲げ戻し運動７８は、２つのパラメータが指定された。より詳細には、（１）上述した折り曲げ戻しオフセットパラメータ（これは、折り曲げオフセットとともに、折り曲げ戻し運動の水平方向成分を決定する）、および（２）バンプ高さ（これは、折り曲げ係数とともに、戻し運動の垂直方向成分を決定する）である。
【００３７】
[045]バンプを過度に平坦化することなく、折り曲げ部を支持するための十分な変形を備える良好な折り曲げ部を形成するために、バンプは、通常、負の値であるべきである（バンプ高さは、分離高さからの垂直方向距離である）。この例においては、バンプ高さは、−１．２５ミルであり、分離高さは、１．５ミルである。したがって、キャピラリーの最終的な位置は、約０．２５ミルだけバンプ５６の上方にある。これは、過不足のないワイヤの平坦化を提供し、バンプを大きく平坦化することなく、折り曲げ部を形成する。この例における折り曲げ戻しオフセットは、０．５ミルであり、これは、折り曲げ戻し運動７８の後のキャピラリーの最終的な位置がバンプの中心から０．５ミルだけ水平方向に（第２のボンド６０から遠ざかるように）ずらされることを意味する。これらの設定値は、ステッチボンド５８のサイトがバンプ５６の上面の中心に配置されることを保証する。
【００３８】
[046]これらのパラメータを用いたボンディングから得られたワイヤループが、図８に示される。複数の実験サンプルのすべてにおいて、これらのパラメータを用いた平均ループ高さは、２．３ミルであった。最大ループ高さは、２．５ミルであった。
【００３９】
[047]本発明のいくつかの特定の実施形態を説明したが、当業者は、様々な変形、変更、および改良を容易に考え出すことができる。本明細書から明らかなそのような変形、変更、および改良は、ここには明示的に述べられてはいないが、本明細書の一部と解釈されるべきであり、本発明の精神および範囲に含められる。したがって、これまでの説明は、ただ単に例にすぎず、また、本発明を限定するものではない。本発明は、特許請求の範囲に定義されるものによってのみ、かつ、それらに同等なものによってのみ、限定される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１Ａ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｂ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｃ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｄ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｅ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｆ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｇ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｈ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図１Ｉ】従来の順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図２Ａ】逆方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図２Ｂ】逆方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図２Ｃ】逆方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図３】本発明による折り曲げられたワイヤループ配線の正面絵画図である。
【図４】本発明による折り曲げられたバンプを形成する際に含まれる一連のｘｙｚ運動の様々な成分を示す正面絵画図である。
【図５Ａ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｂ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｃ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｄ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｅ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｆ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｇ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｈ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｉ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｊ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｋ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｌ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｍ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｎ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図５Ｏ】本発明による折り曲げ順方向ルーピング処理のステップを示す正面図である。
【図６】本発明の特に好ましい例示的な実施形態による折り曲げられたバンプを形成する際に含まれる一連のｘｙｚ運動の様々な成分を示す正面絵画図である。
【図７】図６に示される例示的なパラメータを用いて形成されたバンプおよび折り曲げ部の側面図である。
【図８Ａ】図７Ａに示されるバンプを形成した後に生成された完成ループの走査電子顕微鏡写真である。
【図８Ｂ】図７Ａに示されるバンプを形成した後に生成された完成ループの走査電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００４１】
１１…キャピラリー、１３…ボンドパッド、１５…ダイ、１７…ワイヤ、１８…クランプ、２１…リードフィンガー、２３…テイル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のボンドサイトと第２のボンドサイトとの間のワイヤループ相互コネクタを形成する方法であって、
ワイヤを前記第１のボンドロケーションにボールボンディングし、前記第１のボンドロケーション上にバンプを形成するステップ（１）と、
ワイヤの折り曲げ部を前記ボールボンドの上面に形成するステップ（２）であって、前記ワイヤの折り曲げ部が、前記ボールボンドに接続されている、形成するステップ（２）と、
前記ワイヤの折り曲げ部を前記ボールボンドの上面にステッチボンディングするステップ（３）と、
前記ワイヤ折り曲げ部と前記第２のボンドサイトとの間にワイヤループを連続的に形成するステップ（４）と、
前記第２のボンドサイトにおいて、前記ワイヤをステッチボンディングし、前記ワイヤループを終端するステップ（５）と、
を備える方法。
【請求項２】
前記ワイヤの折り曲げ部が、水平方向に延びる長軸を有するほぼ楕円形である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ワイヤの折り曲げ部が、第１のボンドサイトから第２のボンドサイトへの方向と実質的に反対の方向へ延びる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ワイヤループが、ボールボンドの上面から実質的に水平方向に引き出される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ワイヤループが、少なくともキャピラリーを備えるボールボンディングマシンによって形成され、
ステップ（２）が、
キャピラリーをボールボンドの上方へ垂直方向に引き上げるステップ（２．１）と、
キャピラリーを前記第２のボンドサイトから遠ざかるように水平方向に動かすステップ（２．２）と、
キャピラリーを前記第２のボンドサイトに向かって戻るような方向へ水平方向に動かすステップ（２．３）と、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ステップ（２）が、
ステップ（２．２）とステップ（２．３）との間において、キャピラリーを引き上げるステップ（２．４）、
をさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ステップ（２．３）が、前記キャピラリーを下方向へ動かすことを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（２．３）が、ステップ（２．２）において移動した水平方向距離よりも小さい距離だけキャピラリーを水平方向に動かすことを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のボンドサイトが、前記第２のボンドサイトよりも高い、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のボンドサイトが、半導体ダイ上に存在し、前記第２のボンドサイトが、前記半導体ダイを保持する基板上に存在する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ステップ（２．１）が、前記ワイヤの直径よりもわずかに大きい距離だけキャピラリーを引き上げることを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
ステップ（２．１）における前記距離が、前記ワイヤの前記直径の約１．５倍である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ステップ（２．２）が、前記ワイヤの直径よりもわずかに大きい距離だけキャピラリーを動かすことを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
ステップ（２．２）における前記距離が、前記ワイヤの前記直径の約１．３倍である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ステップ（２．４）が、前記ワイヤの直径にほぼ等しい垂直方向距離だけキャピラリーを引き上げることを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ステップ（２．１）、ステップ（２．４）、およびステップ（２．２）における距離が、お互いに関連して、かつ、前記ワイヤの直径に関連して選択され、それによって、ステップ（２．２）の終了時点において、前記ワイヤが、垂直線から約３０°の角度で前記バンプから延びる、請求項６に記載の方法。
【請求項１７】
ステップ（２．３）が、ステップ（２．４）における前記移動の距離よりも大きい垂直方向距離だけ前記キャピラリーを引き下げることを備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１８】
第１のボンドサイトと第２のボンドサイトとの間のワイヤループ相互コネクタであって、
（１）前記第１のボンドロケーションにおけるボールボンドと、
（２）前記ボールボンドに接続するワイヤを備える前記ボールボンドの上面に存在するワイヤの折り曲げ部であって、前記ワイヤの折り曲げ部が、前記ボールボンドの上面にステッチボンディングされた、ワイヤ折り曲げ部と、
（３）前記ワイヤ折り曲げ部と前記第２のボンドサイトとの間に存在するワイヤループであって、前記ワイヤループが、前記ワイヤ折り曲げ部に接続するワイヤを備える、ワイヤループと、
（４）前記ワイヤループを終端する前記第２のボンドサイトにおけるステッチボンドと、
を備えるワイヤループ相互コネクタ。
【請求項１９】
前記ワイヤの折り曲げ部が、水平方向に延びる長軸を有するほぼ楕円形である、請求項１８に記載のワイヤループ。
【請求項２０】
前記ワイヤの折り曲げ部が、第１のボンドサイトから第２のボンドサイトへの方向と実質的に反対の方向に水平方向に延びる、請求項１９に記載のワイヤループ。
【請求項２１】
ワイヤループが、ボールボンドの上面から実質的に水平方向に引き出される、請求項２０に記載のワイヤループ。
【請求項２２】
前記第１のボンドサイトが、前記第２のボンドサイトよりも高い請求項１８に記載のワイヤループ。
【請求項２３】
前記第１のボンドサイトが、半導体ダイ上に存在し、前記第２のボンドサイトが、前記半導体ダイを保持する基板上に存在する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
半導体を電気的に相互接続するためのワイヤループを形成する方法であって、
ワイヤとともにキャピラリーを有するワイヤボンディングマシンを用いて、ボールボンドを第１のボンドロケーションに形成するステップ（１）と、
前記キャピラリーを第１の高さまで引き上げ、それによって、前記ボールボンドに取り付けられたワイヤが、前記キャピラリーから繰り出されるステップ（２）と、
前記キャピラリーを第１の距離だけ第１の方向に水平方向に動かすステップ（３）と、
前記キャピラリーを前記第１の水平方向とは実質的に反対の第２の水平方向に動かすステップ（４）と、
第１のステッチボンドを前記ボールボンドの上面に形成するステップ（５）と、
前記第１のボンドサイトから所定の距離だけ離れた第２のボンドサイトまで前記キャピラリーを動かすステップ（６）と、
第２のステッチボンドを前記第２のボンドサイトに形成するステップ（７）と、
前記第２のボンドサイトに隣接する前記ワイヤを切断するステップ（８）と、
を備える方法。
【請求項２５】
前記ワイヤループが、少なくともキャピラリーを備えるボールボンディングマシンによって形成され、前記第１の方向が、前記第２のボンドサイトから実質的に遠ざかるものであり、前記第２の方向が、前記第２のボンドサイトに実質的に近づくものである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２６】
ワイヤボンディングマシンであって、
キャピラリーと、
前記キャピラリーの内腔を介してワイヤを供給するためのワイヤ送り出しシステムと、
前記キャピラリーの運動を制御するための運動制御システムと
を備え、
前記運動制御システムが、
（１）ボールボンドを第１のボンドロケーションに形成し、
（２）前記ボールボンドに接続するワイヤの折り曲げ部を前記ボールボンドの上面に形成し、
（３）前記ワイヤの折り曲げ部を前記ボールボンドの上面にステッチボンディングし、
（４）前記ワイヤ折り曲げ部と第２のボンドサイトとの間にワイヤループを連続的に形成し、
（５）ステッチボンドを前記第２のボンドサイトに形成して前記ワイヤループを終端するための、
回路を含む、ワイヤボンディングマシン。
【請求項２７】
タスク（２）を実行するための前記回路が、前記ワイヤの折り曲げ部が第１のボンドサイトから第２のボンドサイトへの方向とは実質的に反対の水平方向に延びるように前記ワイヤの折り曲げ部を形成するための回路を備える、請求項２６に記載のワイヤボンディングマシン。
【請求項２８】
タスク（３）を実行するための前記回路が、ワイヤループをボールボンドの上面から実質的に水平方向に引き出す、請求項２７に記載のワイヤボンディングマシン。
【請求項２９】
タスク（２）を実行するための前記回路が、
（２．１）キャピラリーをボールボンドの上方に垂直方向に引き上げ、
（２．２）キャピラリーを前記第２のボンドサイトから遠ざかるように水平方向に動かし、
（２．３）前記第１のボンドサイトに向かって戻るような方向へ水平方向にキャピラリーを動かすための、
回路を備える、請求項２７に記載のワイヤボンディングマシン。
【請求項３０】
タスク（２．３）を実行するための前記回路が、キャピラリーをステップ（２．２）において移動した水平方向距離よりも小さい距離だけ水平方向に動かすための回路を備える、請求項２９に記載のワイヤボンディングマシン。
【請求項３１】
前記回路が、ディジタル処理装置を備える、請求項３０に記載のワイヤボンディングマシン。
【請求項３２】
前記ディジタル処理装置が、コンピュータソフトウェアを実行するコンピュータを備える、請求項３０に記載のワイヤボンディングマシン。
【請求項３３】
キャピラリーを備えるワイヤボンディングマシンを制御するためのコンピュータ可読プロダクトであって、
前記コンピュータ可読プロダクトが、
（１）ボールボンドを前記第１のボンドロケーションに形成し、
（２）前記ボールボンドに接続するワイヤの折り曲げ部を前記ボールボンドの上面に形成し、
（３）前記ワイヤの折り曲げ部を前記ボールボンドの上面にステッチボンディングおよびテイルボンディングし、
（４）前記ワイヤ折り曲げ部と前記第２のボンドサイトとの間にワイヤループを連続的に形成し、
（５）ステッチボンドを前記第２のボンドサイトに形成して前記ワイヤループを終端するための、
コンピュータ実行可能命令を備える、コンピュータ可読プロダクト。
【請求項３４】
前記ワイヤの折り曲げ部を形成するための前記コンピュータ実行可能命令が、前記ワイヤの折り曲げ部を水平方向に延びる長軸を備えるほぼ楕円形にする、請求項３３に記載のコンピュータ可読プロダクト。
【請求項３５】
前記ワイヤの折り曲げ部を形成するための前記コンピュータ実行可能命令が、第１のボンドサイトから第２のボンドサイトへの方向とは実質的に反対の方向へ水平方向に前記ワイヤの折り曲げ部を延ばす、請求項３４に記載のコンピュータ可読プロダクト。
【請求項３６】
前記ステッチボンドを形成するための前記コンピュータ実行可能命令が、前記ワイヤループがボールボンドの上面から実質的に水平方向に引き出されるように前記ステッチボンドを形成する、請求項３５に記載のコンピュータ可読プロダクト。
【請求項３７】
前記ワイヤ折り曲げ部を形成するための前記コンピュータ実行可能命令が、
（２．１）キャピラリーをボールボンドの上方に垂直方向に引き上げ、
（２．２）キャピラリーを前記第２のボンドサイトから遠ざかるように水平方向に動かし、
（２．３）前記第１のボンドサイトに向かって戻るような方向へ水平方向にキャピラリーを動かすための、
コンピュータ実行可能命令を備える、請求項３６に記載のコンピュータ可読プロダクト。
【請求項１】
第１のボンドサイトと第２のボンドサイトとの間のワイヤループ相互コネクタを形成する方法であって、
ワイヤを前記第１のボンドロケーションにボールボンディングし、前記第１のボンドロケーション上にバンプを形成するステップ（１）と、
ワイヤの折り曲げ部を前記ボールボンドの上面に形成するステップ（２）であって、前記ワイヤの折り曲げ部が、前記ボールボンドに接続されている、形成するステップ（２）と、
前記ワイヤの折り曲げ部を前記ボールボンドの上面にステッチボンディングするステップ（３）と、
前記ワイヤ折り曲げ部と前記第２のボンドサイトとの間にワイヤループを連続的に形成するステップ（４）と、
前記第２のボンドサイトにおいて、前記ワイヤをステッチボンディングし、前記ワイヤループを終端するステップ（５）と、
を備える方法。
【請求項２】
前記ワイヤの折り曲げ部が、水平方向に延びる長軸を有するほぼ楕円形である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ワイヤの折り曲げ部が、第１のボンドサイトから第２のボンドサイトへの方向と実質的に反対の方向へ延びる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ワイヤループが、ボールボンドの上面から実質的に水平方向に引き出される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ワイヤループが、少なくともキャピラリーを備えるボールボンディングマシンによって形成され、
ステップ（２）が、
キャピラリーをボールボンドの上方へ垂直方向に引き上げるステップ（２．１）と、
キャピラリーを前記第２のボンドサイトから遠ざかるように水平方向に動かすステップ（２．２）と、
キャピラリーを前記第２のボンドサイトに向かって戻るような方向へ水平方向に動かすステップ（２．３）と、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ステップ（２）が、
ステップ（２．２）とステップ（２．３）との間において、キャピラリーを引き上げるステップ（２．４）、
をさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ステップ（２．３）が、前記キャピラリーを下方向へ動かすことを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（２．３）が、ステップ（２．２）において移動した水平方向距離よりも小さい距離だけキャピラリーを水平方向に動かすことを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のボンドサイトが、前記第２のボンドサイトよりも高い、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のボンドサイトが、半導体ダイ上に存在し、前記第２のボンドサイトが、前記半導体ダイを保持する基板上に存在する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ステップ（２．１）が、前記ワイヤの直径よりもわずかに大きい距離だけキャピラリーを引き上げることを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
ステップ（２．１）における前記距離が、前記ワイヤの前記直径の約１．５倍である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ステップ（２．２）が、前記ワイヤの直径よりもわずかに大きい距離だけキャピラリーを動かすことを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
ステップ（２．２）における前記距離が、前記ワイヤの前記直径の約１．３倍である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ステップ（２．４）が、前記ワイヤの直径にほぼ等しい垂直方向距離だけキャピラリーを引き上げることを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ステップ（２．１）、ステップ（２．４）、およびステップ（２．２）における距離が、お互いに関連して、かつ、前記ワイヤの直径に関連して選択され、それによって、ステップ（２．２）の終了時点において、前記ワイヤが、垂直線から約３０°の角度で前記バンプから延びる、請求項６に記載の方法。
【請求項１７】
ステップ（２．３）が、ステップ（２．４）における前記移動の距離よりも大きい垂直方向距離だけ前記キャピラリーを引き下げることを備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１８】
第１のボンドサイトと第２のボンドサイトとの間のワイヤループ相互コネクタであって、
（１）前記第１のボンドロケーションにおけるボールボンドと、
（２）前記ボールボンドに接続するワイヤを備える前記ボールボンドの上面に存在するワイヤの折り曲げ部であって、前記ワイヤの折り曲げ部が、前記ボールボンドの上面にステッチボンディングされた、ワイヤ折り曲げ部と、
（３）前記ワイヤ折り曲げ部と前記第２のボンドサイトとの間に存在するワイヤループであって、前記ワイヤループが、前記ワイヤ折り曲げ部に接続するワイヤを備える、ワイヤループと、
（４）前記ワイヤループを終端する前記第２のボンドサイトにおけるステッチボンドと、
を備えるワイヤループ相互コネクタ。
【請求項１９】
前記ワイヤの折り曲げ部が、水平方向に延びる長軸を有するほぼ楕円形である、請求項１８に記載のワイヤループ。
【請求項２０】
前記ワイヤの折り曲げ部が、第１のボンドサイトから第２のボンドサイトへの方向と実質的に反対の方向に水平方向に延びる、請求項１９に記載のワイヤループ。
【請求項２１】
ワイヤループが、ボールボンドの上面から実質的に水平方向に引き出される、請求項２０に記載のワイヤループ。
【請求項２２】
前記第１のボンドサイトが、前記第２のボンドサイトよりも高い請求項１８に記載のワイヤループ。
【請求項２３】
前記第１のボンドサイトが、半導体ダイ上に存在し、前記第２のボンドサイトが、前記半導体ダイを保持する基板上に存在する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
半導体を電気的に相互接続するためのワイヤループを形成する方法であって、
ワイヤとともにキャピラリーを有するワイヤボンディングマシンを用いて、ボールボンドを第１のボンドロケーションに形成するステップ（１）と、
前記キャピラリーを第１の高さまで引き上げ、それによって、前記ボールボンドに取り付けられたワイヤが、前記キャピラリーから繰り出されるステップ（２）と、
前記キャピラリーを第１の距離だけ第１の方向に水平方向に動かすステップ（３）と、
前記キャピラリーを前記第１の水平方向とは実質的に反対の第２の水平方向に動かすステップ（４）と、
第１のステッチボンドを前記ボールボンドの上面に形成するステップ（５）と、
前記第１のボンドサイトから所定の距離だけ離れた第２のボンドサイトまで前記キャピラリーを動かすステップ（６）と、
第２のステッチボンドを前記第２のボンドサイトに形成するステップ（７）と、
前記第２のボンドサイトに隣接する前記ワイヤを切断するステップ（８）と、
を備える方法。
【請求項２５】
前記ワイヤループが、少なくともキャピラリーを備えるボールボンディングマシンによって形成され、前記第１の方向が、前記第２のボンドサイトから実質的に遠ざかるものであり、前記第２の方向が、前記第２のボンドサイトに実質的に近づくものである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２６】
ワイヤボンディングマシンであって、
キャピラリーと、
前記キャピラリーの内腔を介してワイヤを供給するためのワイヤ送り出しシステムと、
前記キャピラリーの運動を制御するための運動制御システムと
を備え、
前記運動制御システムが、
（１）ボールボンドを第１のボンドロケーションに形成し、
（２）前記ボールボンドに接続するワイヤの折り曲げ部を前記ボールボンドの上面に形成し、
（３）前記ワイヤの折り曲げ部を前記ボールボンドの上面にステッチボンディングし、
（４）前記ワイヤ折り曲げ部と第２のボンドサイトとの間にワイヤループを連続的に形成し、
（５）ステッチボンドを前記第２のボンドサイトに形成して前記ワイヤループを終端するための、
回路を含む、ワイヤボンディングマシン。
【請求項２７】
タスク（２）を実行するための前記回路が、前記ワイヤの折り曲げ部が第１のボンドサイトから第２のボンドサイトへの方向とは実質的に反対の水平方向に延びるように前記ワイヤの折り曲げ部を形成するための回路を備える、請求項２６に記載のワイヤボンディングマシン。
【請求項２８】
タスク（３）を実行するための前記回路が、ワイヤループをボールボンドの上面から実質的に水平方向に引き出す、請求項２７に記載のワイヤボンディングマシン。
【請求項２９】
タスク（２）を実行するための前記回路が、
（２．１）キャピラリーをボールボンドの上方に垂直方向に引き上げ、
（２．２）キャピラリーを前記第２のボンドサイトから遠ざかるように水平方向に動かし、
（２．３）前記第１のボンドサイトに向かって戻るような方向へ水平方向にキャピラリーを動かすための、
回路を備える、請求項２７に記載のワイヤボンディングマシン。
【請求項３０】
タスク（２．３）を実行するための前記回路が、キャピラリーをステップ（２．２）において移動した水平方向距離よりも小さい距離だけ水平方向に動かすための回路を備える、請求項２９に記載のワイヤボンディングマシン。
【請求項３１】
前記回路が、ディジタル処理装置を備える、請求項３０に記載のワイヤボンディングマシン。
【請求項３２】
前記ディジタル処理装置が、コンピュータソフトウェアを実行するコンピュータを備える、請求項３０に記載のワイヤボンディングマシン。
【請求項３３】
キャピラリーを備えるワイヤボンディングマシンを制御するためのコンピュータ可読プロダクトであって、
前記コンピュータ可読プロダクトが、
（１）ボールボンドを前記第１のボンドロケーションに形成し、
（２）前記ボールボンドに接続するワイヤの折り曲げ部を前記ボールボンドの上面に形成し、
（３）前記ワイヤの折り曲げ部を前記ボールボンドの上面にステッチボンディングおよびテイルボンディングし、
（４）前記ワイヤ折り曲げ部と前記第２のボンドサイトとの間にワイヤループを連続的に形成し、
（５）ステッチボンドを前記第２のボンドサイトに形成して前記ワイヤループを終端するための、
コンピュータ実行可能命令を備える、コンピュータ可読プロダクト。
【請求項３４】
前記ワイヤの折り曲げ部を形成するための前記コンピュータ実行可能命令が、前記ワイヤの折り曲げ部を水平方向に延びる長軸を備えるほぼ楕円形にする、請求項３３に記載のコンピュータ可読プロダクト。
【請求項３５】
前記ワイヤの折り曲げ部を形成するための前記コンピュータ実行可能命令が、第１のボンドサイトから第２のボンドサイトへの方向とは実質的に反対の方向へ水平方向に前記ワイヤの折り曲げ部を延ばす、請求項３４に記載のコンピュータ可読プロダクト。
【請求項３６】
前記ステッチボンドを形成するための前記コンピュータ実行可能命令が、前記ワイヤループがボールボンドの上面から実質的に水平方向に引き出されるように前記ステッチボンドを形成する、請求項３５に記載のコンピュータ可読プロダクト。
【請求項３７】
前記ワイヤ折り曲げ部を形成するための前記コンピュータ実行可能命令が、
（２．１）キャピラリーをボールボンドの上方に垂直方向に引き上げ、
（２．２）キャピラリーを前記第２のボンドサイトから遠ざかるように水平方向に動かし、
（２．３）前記第１のボンドサイトに向かって戻るような方向へ水平方向にキャピラリーを動かすための、
コンピュータ実行可能命令を備える、請求項３６に記載のコンピュータ可読プロダクト。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図１Ｉ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図５Ｈ】
【図５Ｉ】
【図５Ｊ】
【図５Ｋ】
【図５Ｌ】
【図５Ｍ】
【図５Ｎ】
【図５Ｏ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図１Ｉ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図５Ｈ】
【図５Ｉ】
【図５Ｊ】
【図５Ｋ】
【図５Ｌ】
【図５Ｍ】
【図５Ｎ】
【図５Ｏ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【公表番号】特表２００７−５１２７１４（Ｐ２００７−５１２７１４Ａ）
【公表日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５４１４４３（Ｐ２００６−５４１４４３）
【出願日】平成１６年１１月２４日（２００４．１１．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３９６７６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５５２８２
【国際公開日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【出願人】（５０６２１４８９５）キューリック アンド ソファ インダストリーズ， インコーポレイテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２４日（２００４．１１．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３９６７６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５５２８２
【国際公開日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【出願人】（５０６２１４８９５）キューリック アンド ソファ インダストリーズ， インコーポレイテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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