【事件の表示】
　特許第２６５６８６４号「ボンディングツール」の特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結論】
　訂正を認める。
　本件特許異議の申立てを却下する。
【理由】
Ｉ．手続の経緯
　本件特許第２６５６８６４号発明は、平成３年９月１０日に特許出願され、平成９年５月３０日に設定登録がなされ、その後、株式会社神戸製鋼所により特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１１年４月１９日に訂正請求がなされたものである。
ＩＩ．訂正の適否
１．訂正の内容
　１）訂正事項ａ
　特許公報第１頁第１欄から第２頁第４欄第１５行目に記載の特許請求の範囲請求項１から請求項１９を以下の請求項１から請求項３に訂正する。
「【請求項１】　ダイヤモンドまたはｃＢＮを主成分とする硬質物質のいずれかを工具先端部とし、前記工具先端部が少なくとも１層以上の応力緩和層を介在してシャンクと接合されており、前記工具先端部と前記応力緩和層および／または前記応力緩和層と前記工具先端部との接合が、熱圧着により形成された金により行なわれていることを特徴とする、ボンディングツール。
　【請求項２】　前記応力緩和層が、室温から６００℃までの線膨張率が１０×１０−６／℃以下である材料から構成される第１の層と、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａのうちから選ばれた少なくとも１種類の材料から構成される第２の層とを含んでいる、請求項１記載のボンディングツール。
　【請求項３】　前記工具先端部および／またはシャンクの接合表面には、周期律表ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ、ＶＩＩａ族元素の少なくとも１種以上からなる合金、またはこれら元素の化合物からなる接着強化層が形成され、さらに前記接着強化層の表面には、ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｉのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる金属あるいは合金の拡散防止層が形成されている、請求項１又は２記載のボンディングツール。」
　２）訂正事項ｂ
　公報の明細書第３頁第５欄第５０行目から第６欄第１行目に記載の「請求項１ないし請求項１９に係るボンディングツールは」を、
「請求項１ないし請求項３に係るボンディングツールは」と訂正する。
　３）訂正事項ｃ
　公報第４頁第７欄第５０行目の【００２９】から第５頁第９欄第４４行目の「使用できなかった。」までの記載全体を削除し、かつ該削除に伴い、表【表２】全体、第６頁第１２欄第１９行から第２６行の図５から図８に関する図面の簡単な説明の記載を削除する。
　４）訂正事項ｄ
　公報第２頁第４欄第３２行の「図９」を「図５」に、第３頁第５欄３６行の「図１０」を「図６」に、第３頁第６欄第３９行の「および図５ないし図７」を削除、同第４１行目「および図８」を削除、第６頁第１１欄第６行目「および実施例２」を削除、また、同頁第１２欄第２７行の【図９】を【図５】に、【図１０】を【図６】に訂正する。
　５）訂正事項ｅ
　【図５】から【図８】の図面を全て削除し、図面の番号について【図９】を【図５】に、【図１０】を【図６】に訂正する。
２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　訂正事項ａにおける訂正された請求項１は、訂正前の請求項１３の請求項１を引用したボンディングツールを独立形式に書き直したものであり、訂正された請求項２は、訂正前の請求項１３の請求項７を引用したボンディングツールを独立形式に書き直したものであるであり、訂正された請求項３は、訂正前の請求項１４に記載のボンディングツールでそのものあり、それ以外の請求項はすべて削除したものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当し、訂正事項ｂ乃至ｅは、訂正事項ａに伴い、記載内容の整合性をはかるためのものであって、明りょうでない記載の釈明に該当し、これらの訂正は新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
３．独立特許要件について
　訂正請求により訂正された請求項１乃至３に係る発明は、特許出願の際独立して特許を受けることがでないとする理由を見出せない。
４．むすび
　以上のとおりであるから、前記訂正請求は、特許法第１２０条の４第３項で準用する同法第１２６条第２項乃至第４項の規定について、平成６年法律第１１６号附則第６条第１項の規定により、なお従前の例によるとされることから適用される平成５年特許法第１２６条第１項ただし書き及び同条第２及び３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
ＩＩＩ．特許異議の申立てについての判断
　請求項Ｉ，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１５、請求項１６、請求項１７に係る発明は、訂正の結果削除され、特許異議申立の対象が存在しないので、上記請求項に係る発明に対する異議の申し立ては却下する。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１１年７月７日（１９９９．７．７）
【訂正の要旨】
　　訂正の要旨
　特許第２６５６８６４号発明の明細書を、訂正請求書に添付された訂正明細書及び図面のとおり訂正する。
　すなわち、
１．特許請求の範囲の減縮を目的として
　特許公報第１頁第１欄から第２頁第４欄第１５行目に記載の特許請求の範囲に記載の請求項１から請求項１９を以下の請求項１から請求項３に訂正する。
「【請求項１】　ダイヤモンドまたはｃＢＮを主成分とする硬質物質のいずれかを工具先端部とし、前記工具先端部が少なくとも１層以上の応力緩和層を介在してシャンクと接合されており、前記工具先端部と前記応力緩和層および／または前記応力緩和層と前記工具先端部との接合が、熱圧着により形成された金により行なわれていることを特徴とする、ボンディングツール。
　【請求項２】　前記応力緩和層が、室温から６００℃までの線膨張率が１０×１０−６／℃以下である材料から構成される第１の層と、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａのうちから選ばれた少なくとも１種類の材料から構成される第２の層とを含んでいる、請求項１記載のボンディングシール。
　【請求項３】　前記工具先端部および／またはシャンクの接合表面には、周期律表ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ、ＶＩＩａ族元素の少なくとも１種以上からなる合金、またはこれら元素の化合物からなる接着強化層が形成され、さらに前記接着強化層の表面には、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｉのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる金属あるいは合金の拡散防止層が形成されている、請求項１又は２記載のボンディングツール。」
２．明りょうでない記載の釈明として
　▲１▼公報の明細書第３頁第５欄第５０行目から第６欄第１行目に記載の「請求項１ないし請求項１９に係るボンディングツールは」を、
　「請求項１ないし請求項３に係るボンディングツールは」と訂正する。
　▲２▼公報第４頁第７欄第５０行目の【００２９】から第５頁第９欄第４４行目の「使用できなかった。」までの記載全体を削除し、かつ該削除に伴い、表【表２】全体、第６頁第１２欄第１９行から第２６行の図５から図８に関する図面の簡単な説明の記載を削除する。
　▲３▼公報第２頁第４欄第３２行の「図９」を「図５」に、第３頁第５欄３６行の「図１０」を「図６」に、第３頁第６欄第３９行の「および図５ないし図７」を削除、同第４１行目「および図８」を削除、第６頁第１１欄第６行目「および実施例２」を削除、また、同頁第１２欄第２７行の【図９】を【図５】に、【図１０】を【図６】に訂正する。
　▲４▼【図５】から【図８】の図面を全て削除し、図面の番号について【図９】を【図５】に、【図１０】を【図６】に訂正する。
（５４）【発明の名称】
ボンディングツール
（５７）【特許請求の範囲】
　　【請求項１】　ダイヤモンドまたはｃＢＮを主成分とする硬質物質のいずれかを工具先端部とし、前記工具先端部が少なくとも１層以上の応力緩和層を介在してシャンクと接合されており、前記工具先端部と前記応力緩和層および／または前記応力緩和層と前記工具先端部との接合が、熱圧着により形成された金により行なわれていることを特徴とする、ボンディングツール。
　　【請求項２】　前記応力緩和層が、室温から６００℃までの線膨張率が１０×１０−６／℃以下である材料から構成される第１の層と、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａのうちから選ばれた少なくとも１種類の材料から構成される第２の層とを含んでいる、請求項１記載のボンディングツール。
　　【請求項３】　前記工具先端部および／またはシャンクの接合表面には、周期律表ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ、ＶＩＩａ族元素の少なくとも１種以上からなる合金、またはこれら元素の化合物からなる接着強化層が形成され、さらに前記接着強化層の表面には、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｉのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる金属あるいは合金の拡散防止層が形成されている、請求項１又は２記載のボンディングツール。
【発明の詳細な説明】
　　　【０００１】
　　【産業上の利用分野】
　この発明は、半導体チップの製造過程で使用されるＴＡＢ（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）用ボンディングツールの構造に関するものである。
　　　【０００２】
　　【従来の技術】
　半導体チップ上の電極パッドとパッケージのリードあるいはプリント配線基板のパターンとを電気的に接続する方法の１つとしてＴＡＢ方式がある。ＴＡＢ方式は、耐熱樹脂テープの表面にリードパターンを形成し、半導体チップの電極パッドとこのリードバターンが形成されたフィルムキャリアテープのリードとを位置合わせして接合する方法であり、半導体チップの多ピン化、薄型化の点でワイヤボンディング方式に比べて優れている。
　　　【０００３】
　図５はＴＡＢ方式のボンディング装置の構造図である。リードパターンが形成されたフィルムキャリアテープ１２はリール状に成形されており、一方のリールから他方のリールに連続的に送り出される。加熱ステージ１５の表面上には半導体チップ１４が載置される。そして、半導体チッブ１４のバンプとフィルムキャリアテープ１２のインナーリード１３とが位置合わせされる。この状態で、５００〜６００℃に加熱されたボンディングツール１１がインナーリード１３を半導体チップ１４のバンプに押付けることにより両者が接合される。両者の接合は、たとえばフィルムキャリアテープ１２に形成されたリードパターンがＳｎメッキされた銅であり、半導体テップのバンプがＡｕの場合には、両者の間でＡｕ／Ｓｎ共晶合金が形成されることにより行なわれる。現在、半導体チップは大きいもので１６ｍｍ角を超えており、そのほぼ全周囲にわたって形成されたバンプに対してすべてのインナーリード１３を均一に接合するために、ボンディングツール１１はその表面が平坦であることが要求される。たとえば、使用温度が５００〜６００℃の場合には、ボンディング面（先端面）の平坦度は最大でも３μｍ以内、理想的には１μｍ以内が要求される。
　　　【０００４】
　ボンディングツール１１はツールの基体をなし、装置の所定の位置に取付けるためのシャンク部と、ボンディング動作を行なうための先端表面を有するブランク（工具先端部）とから構成される。ボンディングツールには以下の条件が要求される。
　　　【０００５】
　（１）上述したように、ボンディングツールのボンディング面の平坦度が最大３μｍ以内であること。
　　　【０００６】
　（２）５００〜６００℃の使用温度において、ブランク内の温度の差が１０℃以内であること。温度分布のばらつきが大きいと、ボンディング面の場所によってはインナーリードと半導体チップのバンプとの接合部にＡｕ／Ｓｎ共品の形成が不均一になる。
　　　【０００７】
　（３）数万〜数百万回のボンディング動作の繰り返しに耐え得る耐摩耗性があること。
　　　【０００８】
　このような条件を満足するために、従来はボンディングツールのブランクの材料として気相合成ダイヤモンド、バインダレスｃＢＮ焼結体、ダイヤモンド焼結体あるいはダイヤモンド単結晶などが用いられてきた。
　　　【０００９】
　　【発明が解決しようとする課題】
　近年、半導体チップが多機能高集積化のために大型化傾向を示し、今後は２０ｍｍ角あるいはそれ以上の半導体チップの実現が予測される。半導体チップが大型化すると、それに対応してボンディングツールのボンディング面も大きく形成する必要がある。ところが、ボンディング面を大きくすることによってブランクが大型化すると、シャンクとブランクとの熱膨張率の違いに起因する熱応力が増大する。そして、この熱応力によりブランクの先端面に歪が生じる。この歪量は５〜１０μｍのオーダで生じる。このためボンディングツールに要求される表面の平坦性の条件を満たすことができなくなる。図６は、表面に反りを生じたボンディングツールのボンディング動作を示す構造図である。半導体チップ１４の表面には多数のバンプ１６とインナーリード１３どの接合部が示されている。ブランクＡの表面に熱応力に起因する反りＲが発生すると、ボンディング時にすべてのインナーリード１３表面に均一に接触することができない。このため、インナーリードと半導体チップのバンプ１６との共晶接合の不良が生じるという問題があった。
　　　【００１０】
　したがって、この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、熱応力に起因する表面歪の低い、かつボンディング面の大型化が可能なボンディングツールを提供することを目的とする。
　　　【００１１】
　　【課題を解決するための手段】
　請求項１ないし請求項３に係るボンディングツールは、工具先端部とシャンクとの間に少なくとも１層の応力緩和層を介在して接合されている。工具先端部はＳｉ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＡｌＮのいずれかを主成分とする焼結体またはこれらの複合体からなる基体に気相合成法で析出させた多結晶ダイヤモンドを被覆したもの、あるいはダイヤモンド単結晶、バインダレスｃＢＮ焼結体、ダイヤモンド焼結体のいずれかから構成される。
　　　【００１２】
　応力緩和層としては、室温から６００℃までの線膨張率が１０×１０−６／℃以下である材料、あるいはＡｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａのうちから選ばれた１種以上の材料のいずれかから構成される。
　　　【００１３】
　応力緩和層を２層設ける場合には、第１の層は室温から６００℃までの線膨張率が１０×１０−６／℃以下である材料から構成され、第２の層がＡｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａのうちから選ばれた１種以上の材料から構成される。
　　　【００１４】
　　【作用】
　応力緩和層は、シャンクと工具先端部との熱膨張率の差に起因して、特に工具先端部に生じる熱応力を緩和する。これにより、熱応力による工具先端部の表面の歪を抑制する。
　　　【００１５】
　応力緩和層としてＡｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａなどの軟質の材料が用いられた場合には、この応力緩和層が変形することによりシャンクと工具先端部との熱変形量の差を吸収し熱応力を緩和する。
　　　【００１６】
　また、応力緩和層が室温から６００℃までの線膨張率が１０×１０−６／℃以下の材料、すなわちシャンクと工具先端部の各々の線膨張率の間にある材料を用いた場合には、シャンクと応力緩和層および応力緩和層と工具先端部との相対的な熱変形量を小さくすることにより、熱応力を緩和する。
　　　【００１７】
　特に、上記の各々の材料からなる２層の応力緩和層を用いることにより、熱応力の吸収効果はより増大する。
　　　【００１８】
　　【実施例】
　以下、この発明の実施例を図を用いて説明する。
　　　【００１９】
　図１ないし図３はこの発明によるボンディングツールの断面構造図である。また、図４は、比較のために作成された従来のボンディングツールの断面構造図である。
　　　【００２０】
　実施例１
　図１を参照して、ボンディングツールは工具先端部Ａ、第１応力緩和層Ｂ１、第２応力緩和層Ｂ２およびシャンク４とを備える。工具先端部Ａは、マイクロ波プラズマ法により、１辺２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ３ｍｍのＳｉＣ焼結体１ｂの上に膜厚５０μｍの気相合成ダイヤモンド１ａを被覆して構成されている。第１応力緩和層Ｂ１は厚さ３ｍｍで線膨張率が４．２×１０−６／℃のＳｉＣ焼結体２から構成されている。第２応力緩和層Ｂ２は膜厚０．１ｍｍの９９．９９％のＡｕ３から構成されている。シャンク４はＮｉ含有量２９％、Ｃｏ含有量１７％のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）から構成されている。工具先端部Ａと第１応力緩和層Ｂ１はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ合金ろう材１０によって接合されている。また、第１応力緩和層Ｂ１と第２応力緩和層Ｂ２は第１接合層Ｃ１により接合されている。第１接合層Ｃ１は第１応力緩和層Ｂ１側から順にＴｉ層７、ｐｔ層８およびＡｕ層９から構成されている。また、第２応力緩和層Ｂ２とシャンク４とは第２接合層Ｃ２によって接合されている。第２接合層Ｃ２は第２応力緩和層Ｂ２側から順にＡｕ層６とＮｉ層５とから構成されている。
　　　【００２１】
　図１に示すボンディングツールは以下の手順で作製された。シャンク４の表面に拡散防止層として１μｍ厚さのＮｉ層５を形成し、さらにその表面上に３μｍ厚さのＡｕ層６を被覆し、第２応力緩和層Ｂ２のＡｕ層３と熱圧着により接合した。
　　　【００２２】
　（２）第１応力緩和層Ｂ１のＳｉＣ焼結体２の表面に接合強化層としてＴｉ層７を膜厚１０００Å形成し、さらにその表面上に拡散防止層としてＰｔ層８を膜厚３０００Åに、さらにその表面上にＡｕ層９を膜厚３μｍに被覆し、第２応力緩和層Ｂ２のＡｕ層３と熱圧着により接合した。
　　　【００２３】
　（３）工具先端部ＡのＳｉＣ焼結体１と第１応力緩和層Ｂ１のＳｉＣ焼結体２とＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ合金ろう材１０により真空中で８７０℃でろう付け接合した。
　　　【００２４】
　（４）接合後、工具先端面Ａの多結晶ダイヤモンド層１ａをラッピングすることにより鏡面仕上を行ない、常温での平坦度が１μｍ以内、面粗さでＲｍａｘ０．０４μｍのボンディングツールを作製した。
　　　【００２５】
　また、変形例として、図２および図３に示すボンディングツールを作製した。図２に示すボンディングツールは、図１に示すボンディングツールに対して、応力緩和層としてＡｕ層３からなる第２応力緩和層Ｂ２のみから構成されている。また、図３に示すボンディングツールは、図１に示すボンディングツールに対して、応力緩和層としてＳｉＣ焼結体２からなる第１応力緩和層Ｂ１のみを設けたものである。さらに、比較のために、図４に示すように応力緩和層を全く設けていないボンディングツールを作製した。
　　　【００２６】
　図１ないし図４に示す４種類のボンディングツールに対し、各々温度６００℃でのボンディング面の平坦度を測定した。表１は４種類のボンディングツールのボンディング面の平坦度を示している。
　　　【００２７】
　【表１】
　　　【００２８】
　表１に示されるように、高温時の平坦度は応力緩和層を２層設けたものが最もよい結果を示している。また、図４に示す応力緩和層を設げていないボンディングツールは、ボンディング面の平坦度の温度変化が大きく、ボンディングツールとしては使用できなかった。
　　　【００２９】
　このように、この発明によるボンディングツールは、工具先端部Ａと第１応力緩和層Ｂ１、第２応力緩和層Ｂ２のいずれか一方またはその両者と、シャンク４とを備えている。第１応力緩和層Ｂ１は、工具先端部Ａのブランク材（線膨張係数３〜６×１０−６／℃）とシャンク材（線膨張係数１０〜２０×１０−６／℃）の中間程度かあるいはブランク材と同等の線膨張率（１０×１０−６／℃）以下の材料で構成される。そして、その厚みは０．３〜５．０ｍｍの範囲が好ましい。厚みが０．３ｍｍ以下では応力緩和の効果が顕著に現われない。また、５．０ｍｍ以上では経済的な問題や設計上の問題が生じる。
　　　【００３０】
　第２応力緩和層は軟質の金属から構成される。すなわち、ヤング率の小さい材料を採用することにより、熱歪によって生じる熱応力を小さくすることができる。また、厚みは０．０５〜１ｍｍの範囲が好ましい。あまり薄い場合には、効果が現われず、また厚すぎる場合には経済的な問題などが発生する。
　　　【００３１】
　また、工具先端部Ａ、第１および第２応力緩和層Ｂ１、Ｂ２およびシャンク４の接合には各層を構成する材料に応じてこれらの材料と反応性に富んだ元素をろう材に添加して接合する必要がある。このため、上記の実施例１では主に３つの接合方法が示されている。
　　　【００３２】
　（１）第１の方法は、周期律表ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ、ＶＩＩａ族元素の少なくとも１種以上からなる合金のろう材を使用して接合する。
　　　【００３３】
　（２）第２の方法は、工具先端部Ａや第１および第２応力緩和層Ｂ１、Ｂ２の接合表面に、周期律表ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ、ＶＩＩａ族元素のうち少なくとも１種以上からなる金属あるいは合金、またはこれら元素の化合物からなる薄膜を被覆し、さらにその表面に周期律表第ＶＩＩＩ族、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕのうちの１種以上からなる薄膜を被覆して酸化防止層を形成する。その後６００℃以上の融点を有するろう材を用いてろう付け接合を行なう。
　　　【００３４】
　（３）第３の方法は、工具先端部Ａ、第１および第２応力緩和層Ｂｌ、Ｂ２およびシャンク４の接合表面に周期律表ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ、ＶＩＩａ族元素のうち少なくとも１種以上からなる合金またはこれらの化合物からなる薄膜を接着強化層として被覆する。さらに、その表面に拡散防止層としてＰｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｉの少なくとも１種以上からなる金属あるいは合金の薄膜を形成する。そして、このような下地処理が施された後、Ａｕを用いた熱圧着法によって接合する。
　　　【００３５】
　また、工具先端部Ａのブランク材としてはＳｉ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＡＩＮのいずれかとする焼結体を基体とする気相合成ダイヤモンド、あるいはダイヤモンド単結晶、ダイヤモンド焼結体、バインダレスｃＢＮ焼結体などが用いられる。
　　　【００３６】
　また、シャンク材としてはコバール、インコネル、インバー合金、ステンレス鋼、Ｍｏ、Ｗ、Ｗ−Ｃｕ合金、Ｗ−Ｎｉ合金、超硬合金などが用いられる。
　　　【００３７】
　　【発明の効果】
　このように、この発明によるボンディングツールは、ボンディング面が形成された工具先端部とシャンクとの間に少なくとも１層以上の応力緩和層を設けたことにより、シャンクと工具先端部との熱膨張係数の相違に起因する熱応力を応力緩和層が緩和することによってボンディング動作時の高温度下におけるボンディング面の熱歪を低下させ、大型化した半導体チップへのボンディング作業を良好に行なわすことができる。
【図面の簡単な説明】
　　【図１】
　この発明のボンディングツールの第１の例を示す断面構造図である。
　　【図２】
　この発明によるボンディングツールの第２の例を示す断面構造図である。
　　【図３】
　この発明によるボンディングツールの第３の例を示す断面構造図である。
　　【図４】
　従来のボンディングツールの一例を示す断面構造図である。
　　【図５】
　ＴＡＢ方式のボンディング装置のボンディング動作を示す装置構造図である。
　　【図６】
　熱歪の生じたボンディングツールのボンディング作業状態を示す説明図である。
　　【符号の説明】
　　　　４　シャンク
　　　　Ａ　工具先端部
　　　　Ｂ１　第１応力緩和層
　　　　Ｂ２　第２応力緩和層
　　　　Ｃ１　第１接合層
　　　　Ｃ２　第２接合層
　　　　Ｃ３　第３接合層
【図面】