(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンディングツールを洗浄可能に構成されたボンディング装置であって、
ワイヤの先端にフリーエアーボールを形成する放電装置と、
前記ワイヤの先端に形成された前記フリーエアーボールを第１ボンディング位置にボンディングするボンディングツールと、
プラズマを照射して前記ボンディングツールを洗浄するプラズマ照射装置と、
前記放電装置、前記ボンディングツール、および前記プラズマ照射装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
（ａ）ボンディングツール先端から延出した前記ワイヤの先端へ前記フリーエアーボールを形成するボール形成工程、
（ｂ）前記ボンディングツール先端から延出した前記ワイヤの先端に形成された前記フリーエアーボールを前記ボンディングツールで前記第１ボンディング位置へボンディングしてデフォームドボールを形成する第１ボンディング工程、
（ｃ）前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを繰り出しながら前記ボンディングツールを所定の軌跡に沿って第２ボンディング位置の方向に前記ワイヤをルーピングさせるワイヤルーピング工程、
（ｄ）前記ボンディングツール先端から延出する前記ワイヤを前記第２ボンディング位置にボンディングさせる第２ボンディング工程、
（ｅ）前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを繰り出しながら上昇させ、所定の高さに達したらクランパを閉じて前記ワイヤを前記第２ボンディングサイトから切断し、前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを延出させるワイヤカット工程、
を含むワイヤボンディング工程（Ａ）と、
（ｆ）前記プラズマの照射により前記ボンディングツールを洗浄するボンディングツール洗浄工程を含む洗浄工程（Ｂ）と、
を実行可能に構成されており、
所定回数の前記ワイヤボンディング工程（Ａ）を実行した後、前記洗浄工程（Ｂ）を実行するものであり、
前記制御装置は、
前記ワイヤボンディング工程（Ａ）時には、前記ボール形成工程（ａ）、前記第１ボンディング工程（ｂ）、前記ワイヤルーピング工程（ｃ）、前記第２ボンディング工程（ｄ）、前記ワイヤカット工程（ｅ）の順で実行し、
洗浄工程（Ｂ）時には、前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行し、次いで前記洗浄工程（Ｂ）の一部として前記ボール形成工程（ａ）を実行した後、前記ワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールをダミーボンディング位置へボンディングするダミーボンディング工程（ｇ）を実行することにより、
前記洗浄工程（Ｂ）の前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）により付与された前記プラズマの照射のエネルギーが、前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用の前記ボール形成工程（ａ）で形成される前記フリーエアーボールに及ぶことを禁止する、
ボンディング装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記ダミーボンディング工程（ｇ）を実行した後、前記洗浄工程（Ｂ）の一部として前記ワイヤカット工程（ｅ）を実行し、続いて次の前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用の前記ボール形成工程（ａ）を実行する、
請求項１に記載のボンディング装置。
【請求項３】
前記ダミーボンディング位置は、位置合わせ用パターンである、
請求項１に記載のボンディング装置。
【請求項４】
ボンディングツールを洗浄可能に構成されたボンディング装置であって、
ワイヤの先端にフリーエアーボールを形成する放電装置と、
前記ワイヤの先端に形成された前記フリーエアーボールを第１ボンディング位置にボンディングするボンディングツールと、
プラズマを照射して前記ボンディングツールを洗浄するプラズマ照射装置と、
前記放電装置、前記ボンディングツール、および前記プラズマ照射装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
（ａ）ボンディングツール先端から延出した前記ワイヤの先端へ前記フリーエアーボールを形成するボール形成工程、
（ｂ）前記ボンディングツール先端から延出した前記ワイヤの先端に形成された前記フリーエアーボールを前記ボンディングツールで前記第１ボンディング位置へボンディングしてデフォームドボールを形成する第１ボンディング工程、
（ｃ）前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを繰り出しながら前記ボンディングツールを所定の軌跡に沿って第２ボンディング位置の方向に前記ワイヤをルーピングさせるワイヤルーピング工程、
（ｄ）前記ボンディングツール先端から延出する前記ワイヤを前記第２ボンディング位置にボンディングさせる第２ボンディング工程、
（ｅ）前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを繰り出しながら上昇させ、所定の高さに達したらクランパを閉じて前記ワイヤを前記第２ボンディングサイトから切断し、前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを延出させるワイヤカット工程、
を含むワイヤボンディング工程（Ａ）と、
（ｆ）前記プラズマの照射により前記ボンディングツールを洗浄するボンディングツール洗浄工程を含む洗浄工程（Ｂ）と、
を実行可能に構成されており、
所定回数の前記ワイヤボンディング工程（Ａ）を実行した後、前記洗浄工程（Ｂ）を実行するものであり、
前記制御装置は、
前記ワイヤボンディング工程（Ａ）時には、前記ボール形成工程（ａ）、前記第１ボンディング工程（ｂ）、前記ワイヤルーピング工程（ｃ）、前記第２ボンディング工程（ｄ）、前記ワイヤカット工程（ｅ）の順で実行し、
前記洗浄工程（Ｂ）時には、次の前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用のボール形成工程（ａ）を実行した後、前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行することにより、
前記洗浄工程（Ｂ）の前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）により付与された前記プラズマの照射のエネルギーが、前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用の前記ボール形成工程（ａ）で形成される前記フリーエアーボールに及ぶことを禁止する、
ボンディング装置。
【請求項５】
前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行した後、少なくとも前記プラズマの照射により付与されたエネルギーが減衰するまでの禁止期間が経過してから次の第１ボンディング工程（ｂ）を実行する、
請求項４に記載のボンディング装置。
【請求項６】
ボンディングツールを洗浄可能に構成されたボンディング装置であって、
ワイヤの先端にフリーエアーボールを形成する放電装置と、
前記ワイヤの先端に形成された前記フリーエアーボールを第１ボンディング位置にボンディングするボンディングツールと、
プラズマを照射して前記ボンディングツールを洗浄するプラズマ照射装置と、
前記放電装置、前記ボンディングツール、および前記プラズマ照射装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
（ａ）ボンディングツール先端から延出した前記ワイヤの先端へ前記フリーエアーボールを形成するボール形成工程、
（ｂ）前記ボンディングツール先端から延出した前記ワイヤの先端に形成された前記フリーエアーボールを前記ボンディングツールで前記第１ボンディング位置へボンディングしてデフォームドボールを形成する第１ボンディング工程、
（ｃ）前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを繰り出しながら前記ボンディングツールを所定の軌跡に沿って第２ボンディング位置の方向に前記ワイヤをルーピングさせるワイヤルーピング工程、
（ｄ）前記ボンディングツール先端から延出する前記ワイヤを前記第２ボンディング位置にボンディングさせる第２ボンディング工程、
（ｅ）前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを繰り出しながら上昇させ、所定の高さに達したらクランパを閉じて前記ワイヤを前記第２ボンディングサイトから切断し、前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを延出させるワイヤカット工程、
を含むワイヤボンディング工程（Ａ）と、
（ｆ）前記プラズマの照射により前記ボンディングツールを洗浄するボンディングツール洗浄工程を含む洗浄工程（Ｂ）と、
を実行可能に構成されており、
所定回数の前記ワイヤボンディング工程（Ａ）を実行した後、前記洗浄工程（Ｂ）を実行するものであり、
前記制御装置は、
前記ワイヤボンディング工程（Ａ）時には、前記ボール形成工程（ａ）、前記第１ボンディング工程（ｂ）、前記ワイヤルーピング工程（ｃ）、前記第２ボンディング工程（ｄ）、前記ワイヤカット工程（ｅ）の順で実行し、
前記洗浄工程（Ｂ）時には、前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行し、その後少なくとも前記プラズマの照射により付与されたエネルギーが減衰するまでの禁止期間だけ次の前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用の前記ボール形成工程（ａ）の実行を禁止することにより、
前記洗浄工程（Ｂ）の前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）により付与された前記プラズマの照射のエネルギーが、前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用の前記ボール形成工程（ａ）で形成される前記フリーエアーボールに及ぶことを禁止する、
ボンディング装置。
【請求項７】
前記禁止期間は、前記プラズマの照射後、前記プラズマの照射により付与されたエネルギーによる前記フリーエアーボールの直径の増大が実質的に観察されなくなるまでの期間である、
請求項６に記載のボンディング装置。
【請求項８】
前記制御装置は、
所定回数の前記ワイヤボンディング工程（Ａ）を実行した後、前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行する、
請求項１から７のいずれかに記載のボンディング装置。
【請求項９】
ボンディングツールの洗浄方法であって、
（ａ）ボンディングツール先端から延出したワイヤの先端へフリーエアーボールを形成するボール形成工程、
前記ボール形成工程の後、（ｂ）前記ボンディングツール先端から延出した前記ワイヤの先端に形成された前記フリーエアーボールを前記ボンディングツールで第１ボンディング位置へボンディングさせてデフォームドボールを形成する第１ボンディング工程、
前記第１ボンディング工程の後、（ｃ）前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを繰り出しながら前記ボンディングツールを所定の軌跡に沿って第２ボンディング位置の方向に前記ワイヤをルーピングさせるワイヤルーピング工程、
前記ワイヤルーピング工程の後、（ｄ）前記ボンディングツール先端から延出する前記ワイヤを前記第２ボンディング位置にボンディングさせる第２ボンディング工程、
前記第２ボンディング工程の後、(ｅ)前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを繰り出しながら上昇させ、所定の高さに達したらクランパを閉じて前記ワイヤを前記第２ボンディング位置から切断し、前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを延出させるワイヤカット工程、
を含むワイヤボンディング工程（Ａ）と、
所定回数のワイヤボンディング工程（Ａ）を実行した後、前記プラズマの照射により前記ボンディングツールを洗浄するボンディングツール洗浄工程（ｆ）を含む洗浄工程（Ｂ）と、
を備え、
前記洗浄工程（Ｂ）において、
前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行し、前記洗浄工程（Ｂ）の一部として前記ボール形成工程（ａ）を実行した後、前記ワイヤの先端に形成された前記フリーエアーボールをダミーボンディング位置にボンディングするダミーボンディング工程(ｇ)を実行することにより、
前記洗浄工程（Ｂ）の前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）により付与された前記プラズマの照射のエネルギーが、前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用の前記ボール形成工程（ａ）で形成される前記フリーエアーボールに及ぶことを禁止する、
ボンディングツールの洗浄方法。
【請求項１０】
前記ダミーボンディング工程(ｇ)を実行した後、前記洗浄工程（Ｂ）の一部として前記ワイヤカット工程(ｅ)を実行し、続いて次の前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用の前記ボール形成工程（ａ）を実行する、
請求項９に記載のボンディングツールの洗浄方法。
【請求項１１】
ボンディングツールの洗浄方法であって、
（ａ）ボンディングツール先端から延出したワイヤの先端へフリーエアーボールを形成するボール形成工程、
前記ボール形成工程の後、（ｂ）前記ボンディングツール先端から延出した前記ワイヤの先端に形成された前記フリーエアーボールを前記ボンディングツールで第１ボンディング位置へボンディングさせてデフォームドボールを形成する第１ボンディング工程、
前記第１ボンディング工程の後、（ｃ）前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを繰り出しながら前記ボンディングツールを所定の軌跡に沿って第２ボンディング位置の方向に前記ワイヤをルーピングさせるワイヤルーピング工程、
前記ワイヤルーピング工程の後、（ｄ）前記ボンディングツール先端から延出する前記ワイヤを前記第２ボンディング位置にボンディングさせる第２ボンディング工程、
前記第２ボンディング工程の後、(ｅ)前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを繰り出しながら上昇させ、所定の高さに達したらクランパを閉じて前記ワイヤを前記第２ボンディング位置から切断し、前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを延出させるワイヤカット工程、
を含むワイヤボンディング工程（Ａ）と、
所定回数のワイヤボンディング工程（Ａ）を実行した後、前記プラズマの照射により前記ボンディングツールを洗浄するボンディングツール洗浄工程（ｆ）を含む洗浄工程（Ｂ）と、
を備え、
所定回数のワイヤボンディング工程（Ａ）を実行した後、次の前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用の前記ボール形成工程（ａ）を実行し、その後前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行することにより、
前記洗浄工程（Ｂ）の前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）により付与された前記プラズマの照射のエネルギーが、前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用の前記ボール形成工程（ａ）で形成される前記フリーエアーボールに及ぶことを禁止する、
ボンディングツールの洗浄方法。
【請求項１２】
ボンディングツール洗浄工程（ｆ）の実行した後、少なくとも前記プラズマの照射により付与されたエネルギーが減衰するまでの禁止期間が経過してから次の前記第１ボンディング工程（ｂ）を実行する、
請求項１１に記載のボンディングツールの洗浄方法。
【請求項１３】
ボンディングツールの洗浄方法であって、
（ａ）ボンディングツール先端から延出したワイヤの先端へフリーエアーボールを形成するボール形成工程、
前記ボール形成工程の後、（ｂ）前記ボンディングツール先端から延出した前記ワイヤの先端に形成された前記フリーエアーボールを前記ボンディングツールで第１ボンディング位置へボンディングさせてデフォームドボールを形成する第１ボンディング工程、
前記第１ボンディング工程の後、（ｃ）前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを繰り出しながら前記ボンディングツールを所定の軌跡に沿って第２ボンディング位置の方向に前記ワイヤをルーピングさせるワイヤルーピング工程、
前記ワイヤルーピング工程の後、（ｄ）前記ボンディングツール先端から延出する前記ワイヤを前記第２ボンディング位置にボンディングさせる第２ボンディング工程、
前記第２ボンディング工程の後、(ｅ)前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを繰り出しながら上昇させ、所定の高さに達したらクランパを閉じて前記ワイヤを前記第２ボンディング位置から切断し、前記ボンディングツール先端から前記ワイヤを延出させるワイヤカット工程、
を含むワイヤボンディング工程（Ａ）と、
所定回数のワイヤボンディング工程（Ａ）を実行した後、前記プラズマの照射により前記ボンディングツールを洗浄するボンディングツール洗浄工程（ｆ）を含む洗浄工程（Ｂ）と、
を備え、
前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行し、その後少なくとも前記プラズマの照射により付与されたエネルギーが減衰するまでの禁止期間だけ次の前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用の前記ボール形成工程（ａ）の実行を禁止することにより、
前記洗浄工程（Ｂ）の前記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）により付与された前記プラズマの照射のエネルギーが、前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用の前記ボール形成工程（ａ）で形成される前記フリーエアーボールに及ぶことを禁止する、
ボンディングツールの洗浄方法。
【請求項１４】
前記禁止期間は、前記プラズマの照射後、前記プラズマの照射により付与されたエネルギーによる前記フリーエアーボールの直径の増大が実質的に観察されなくなるまでの期間である、
請求項１３に記載のボンディングツールの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンディングツール先端部の洗浄機能を備えたボンディング装置およびボンディングツールの洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、リードフレームに載置された半導体ダイのパッドとリードフレームのリードとを接続するボンディング装置が用いられている。このようなボンディング装置は、ウェッジツールやキャピラリと呼ばれるボンディングツールを備え、ボンディングツールに挿通したワイヤを用いて、半導体ダイのパッドとリードフレームのリードとを接合(ボンディング)可能に構成されている。
【０００３】
ワイヤをより多く接続すればするほど、ボンディングツールの先端部に多くの異物が付着することになり、ボンディングに不都合を生じる可能性が大きくなる。このような不都合を抑制するために、ボンディングツールの先端部に付着した異物を洗浄する技術が開発されている。
【０００４】
例えば、特開２００８−２１９４３号公報には、キャピラリの先端が挿入可能な洗浄用ケースにプラズマトーチを設け、プラズマトーチのプラズマ噴出口からプラズマを噴出させてキャピラリの先端部を洗浄し、排ガスを排気口から排出するボンディング装置が開示されている（特許文献１）。
【０００５】
また特開２００８−２１８７８９号公報には、被接合(ボンディング)部材の周囲にプラズマ照射部を設け、被接合(ボンディング)部材へのワイヤ接合(ボンディング)に先立ってキャピラリをプラズマ照射部にまで異動させプラズマ照射によりキャピラリの先端部に付着している有機物を除去するワイヤボンディング方法が開示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１９４３号公報
【特許文献２】特開２００８−２１８７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１および特許文献２に記載された発明では、ボンディングツール先端及びその側面部の洗浄後に実施されるボンディング作業において、ボンディング位置における接合(以下、「接合」を「ボンディング」という。)したデフォームドボールの径が予定していたサイズを超えてしまい、隣接するパッドとの間で電気的な短絡を生じる等の種々の不都合を生じる可能性があったり、ボンディング位置にボンディング後のボールの厚みが厚くなったりして、ボンディング強度が低下する可能性があった。
【０００８】
そこで、上記問題点に鑑み、本発明は、ボンディング位置におけるボンディングしたデフォームドボールの直径を増大させずにボンディングツールを洗浄可能なボンディング技術を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者は、鋭意分析したところ、ボンディングツールの洗浄時に照射されるプラズマの照射によってワイヤに与えられるエネルギーの残留が原因であることをつきとめた。プラズマ照射によって与えられたエネルギーがワイヤに残留していると、その後のボンディング作業時においてボール形成のために与えられるエネルギーに上記プラズマ照射による残留エネルギーが余計に加えられる。過剰に加えられたエネルギーにより、予定より大きなボールが形成されてしまう。この大きすぎるボールをパッドにボンディングすると、ボンディング位置におけるボンディングしたデフォームドボールの径が大きくなりすぎてしまったり、ボンディング位置にボンディング後のボールの厚みが厚くなったりして、上記問題を生ずるのである。
【００１０】
そこで、本発明のボンディング装置は共通して以下の構成を備える。
（１）ボンディングツールを洗浄可能に構成されたボンディング装置であって、ワイヤの先端にフリーエアーボールを形成する放電装置と、ワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールを第１ボンディング位置にボンディングするボンディングツールと、プラズマを照射してボンディングツールを洗浄するプラズマ照射装置と、放電装置、ボンディングツール、およびプラズマ照射装置を制御する制御装置と、を備える。
制御装置は、ワイヤボンディング工程（Ａ）と洗浄工程（Ｂ）とを実行可能に構成されている。ワイヤボンディング工程（Ａ）は以下の工程を備える。
（ａ）ボンディングツール先端から延出したワイヤの先端へフリーエアーボールを形成するボール形成工程、
（ｂ）ボンディングツール先端から延出したワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールをボンディングツールで第１ボンディング位置へボンディングしてデフォームドボールを形成する第１ボンディング工程、
（ｃ）ボンディングツール先端からワイヤを繰り出しながらボンディングツールを所定の軌跡に沿って第２ボンディング位置の方向にワイヤをルーピングさせるワイヤルーピング工程、
（ｄ）ボンディングツール先端から延出するワイヤを第２ボンディング位置にボンディングさせる第２ボンディング工程、および
（ｅ）ボンディングツール先端からワイヤを繰り出しながら上昇させ、所定の高さに達したらクランパを閉じてワイヤを第２ボンディング位置から切断し、ボンディングツール先端からワイヤを延出させるワイヤカット工程。
洗浄工程（Ｂ）は、（ｆ）プラズマの照射によりボンディングツールを洗浄するボンディングツール洗浄工程を含む。
そして、所定回数のワイヤボンディング工程（Ａ）を実行した後、洗浄工程（Ｂ）を実行するものであり、洗浄工程（Ｂ）のボンディングツール洗浄工程（ｆ）により付与されたプラズマの照射のエネルギーが、前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用のボール形成工程（ａ）で形成されるフリーエアーボールに及ぶことを禁止する。
【００１１】
特に本発明のボンディング装置は以下の特徴のいずれかの態様を備える。
（２）制御装置は、ワイヤボンディング工程（Ａ）時には、ボール形成工程（ａ）、第１ボンディング工程（ｂ）、ワイヤルーピング工程（ｃ）、第２ボンディング工程（ｄ）、ワイヤカット工程（ｅ）の順で実行し、洗浄工程（Ｂ）時には、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行し、次いで洗浄工程（Ｂ）の一部としてボール形成工程（ａ）を実行した後、ワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールをダミーボンディング位置へボンディングするダミーボンディング工程（ｇ）を実行する。
【００１２】
（３）上記（２）において、制御装置は、ダミーボンディング工程（ｇ）を実行した後、洗浄工程（Ｂ）の一部としてワイヤカット工程（ｅ）を実行し、続いて次のワイヤボンディング工程（Ａ）用のボール形成工程（ａ）を実行する。
【００１３】
（４）上記（２）において、ダミーボンディング位置は、位置合わせ用パターンである。
【００１４】
（５）制御装置は、ワイヤボンディング工程（Ａ）時には、ボール形成工程（ａ）、第１ボンディング工程（ｂ）、ワイヤルーピング工程（ｃ）、第２ボンディング工程（ｄ）、ワイヤカット工程（ｅ）の順で実行し、洗浄工程（Ｂ）時には、次のワイヤボンディング工程（Ａ）用のボール形成工程（ａ）を実行した後、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行する。
【００１５】
（６）上記（５）において、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行した後、少なくともプラズマの照射により付与されたエネルギーが減衰するまでの禁止期間が経過してから次の第１ボンディング工程（ｂ）を実行する。
【００１６】
（７）制御装置は、ワイヤボンディング工程（Ａ）時には、ボール形成工程（ａ）、第１ボンディング工程（ｂ）、ワイヤルーピング工程（ｃ）、第２ボンディング工程（ｄ）、ワイヤカット工程（ｅ）の順で実行し、洗浄工程（Ｂ）時には、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行し、その後少なくともプラズマの照射により付与されたエネルギーが減衰するまでの禁止期間だけ次のワイヤボンディング工程（Ａ）用のボール形成工程（ａ）の実行を禁止する。
【００１７】
（８）上記（７）において、禁止期間は、プラズマの照射後、プラズマの照射により付与されたエネルギーによるフリーエアーボールの直径の増大が実質的に観察されなくなるまでの期間である。
【００１８】
（９）上記（２）−（８）において、制御装置は、所定回数のワイヤボンディング工程（Ａ）を実行した後、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行する。
【００１９】
また、本発明のボンディングツールの洗浄方法は共通して以下の工程を備える。
（１０）本発明のボンディングツールの洗浄方法はワイヤボンディング工程（Ａ）と洗浄工程（Ｂ）とを備える。
ワイヤボンディング工程（Ａ）は以下の各工程を備える。
（ａ）ボンディングツール先端から延出したワイヤの先端へフリーエアーボールを形成するボール形成工程、
ボール形成工程の後、（ｂ）ボンディングツール先端から延出したワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールをボンディングツールで第１ボンディング位置へボンディングさせてデフォームドボールを形成する第１ボンディング工程、
第１ボンディング工程の後、（ｃ）ボンディングツール先端からワイヤを繰り出しながらボンディングツールを所定の軌跡に沿って第２ボンディング位置の方向にワイヤをルーピングさせるワイヤ−ルーピング工程、
ワイヤルーピング工程の後、（ｄ）ボンディングツール先端から延出するワイヤを第２ボンディング位置にボンディングさせる第２ボンディング工程、および
第２ボンディング工程の後、(ｅ)ボンディングツール先端からワイヤを繰り出しながら上昇させ、所定の高さに達したらクランパを閉じてワイヤを第２ボンディング位置から切断し、ボンディングツール先端からワイヤを延出させるワイヤカット工程。
洗浄工程（Ｂ）は、所定回数のワイヤボンディング工程（Ａ）を実行した後に実行され、プラズマの照射によりボンディングツールを洗浄するボンディングツール洗浄工程（ｆ）を含む。
そして、洗浄工程（Ｂ）のボンディングツール洗浄工程（ｆ）により付与されたプラズマの照射のエネルギーが、前記ワイヤボンディング工程（Ａ）用のボール形成工程（ａ）で形成されるフリーエアーボールに及ぶことを禁止する。
【００２０】
上記した本発明のボンディング装置における態様（２）−（９）の各々は、本発明のボンディングツールの洗浄方法に適用される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ボンディングツールに付与された残留エネルギーの影響がワイヤに形成されるフリーエアーボールに及ぼされることが禁止されるので、ボンディング位置におけるボンディングしたデフォームドボールの直径の増大を抑制し、隣接するパッド間のショートや、ボンディング強度の低下等を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る半導体製造装置（ボンディング装置）の構成図。
【図２】実施形態に係るキャピラリとプラズマトーチの拡大断面図。
【図３】実施形態に係るボール形成工程（ａ）と第１ボンディング位置への第１（ボール）ボンディング工程（ｂ）とを説明する拡大断面図であり、（Ａ）および（Ｂ）はボール形成工程（ａ）、（Ｃ）−（Ｅ）は第１ボンディング工程（ｂ）。
【図４】実施形態に係る。第２ボンディング位置に向かってワイヤループを形成するワイヤルーピング工程（ｃ）、第２ボンディング位置への第２（ステッチ）ボンディング工程（ｄ）、および第２ボンディング位置からワイヤを切断するワイヤカット工程（ｅ）を説明する、およびボンディングツール洗浄工程（ｆ）を説明する概略・拡大断面図であり、（Ａ）−（Ｃ）はワイヤルーピング工程（ｃ）、（Ｄ）は第２ボンディング工程（ｄ）、（Ｅ）はワイヤカット工程（ｅ）。
【図５】実施形態に係るボンディングツール洗浄工程（ｆ）を説明する断面図。
【図６】プラズマ照射により付与されるエネルギーの経時変化特性と各タイミングにおいてボールを形成した場合のボンディング位置におけるボンディングしたデフォームドボールの直径の変化を説明する図。
【図７】ダミーボンディング工程（ｇ）直前の半導体ダイの一部拡大平面図。
【図８】ダミーボンディング工程（ｇ）実行中の半導体ダイの一部拡大平面図。
【図９】ダミーボンディング工程（ｇ）終了後の半導体ダイの一部拡大平面図。
【図１０】実施形態１に係るボンディングツールの洗浄方法を説明するフローチャート。
【図１１】実施形態２に係るボンディングツールの洗浄方法を説明するフローチャート。
【図１２】実施形態２に係るボール形成工程（ａ）およびボンディングツール洗浄工程（ｆ）を説明する拡大断面図。
【図１３】実施形態３に係るボンディングツールの洗浄方法を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本願発明の技術的範囲を当該実施の形態に限定して解するべきではない。
【００２４】
（定義）
本明細書で使用する用語を以下のとおり定義する。
「ボンディングツール」：ワイヤボンディング方法の実施に使用する装置をいい、その構造に限定はない。ボンディングツールは、少なくともボンディング過程で異物が付着してプラズマ照射による洗浄対象となる構造物である。例えば、ネイルヘッドボンディングに用いるキャピラリやウェッジボンディングに用いるウェッジツールを含む。本実施形態ではキャピラリを例示するが、異物除去の必要性が生ずる限り、これに限定されない。
【００２５】
「洗浄」：プラズマ化したガス（以下、「プラズマ」と略記）を異物に衝突させることにより異物を除去することをいう。
【００２６】
「異物」：ボンディング過程でボンディングツールに付着する物質をいう。主には加熱によってリードフレームや基板、ワイヤから蒸発した有機物が含まれる。
【００２７】
「被ボンディング面」：ワイヤをボンディングする対象となる面をいい、例えば半導体ダイや基板に形成されたパッド、リードフレームを含む。
【００２８】
「ボール」：ワイヤの先端にエネルギーを供給することによってワイヤを構成する金属が溶融して形成される部位をいい、おおよそ正確な球体形状を有する。この「ボール」の「直径」という場合には平均直径をいう。
【００２９】
「ボンディング」：ワイヤと被ボンディング面とを金属結合可能に接続することをいい、圧着、溶着、またはこれらの混合等の方法によって電気的に接続することを含む。
【００３０】
（実施形態）
次に本発明の好適な実施の形態を以下の流れに沿って説明する。
（１．実施形態に係るボンディング装置の構成）
［１］全体構成
図１に、本実施形態に係るボンディング装置の構成図を示す。
図１に示すように、本実施形態に係るボンディング装置１は、制御装置１０、基台１１、ＸＹテーブル１２、ボンディングヘッド１３、トーチ電極１４、キャピラリ１５、ボンディングアーム１６、ワイヤクランパ１７、ワイヤテンショナ１８、回転スプール１９、フィーダ２０、ヒータ２１、プラズマ照射装置３０、操作部４０、ディスプレイ４１、およびカメラ４２等を備えて構成される。
【００３１】
以下の実施形態では、ボンディング対象となる半導体ダイやリードフレームに平行な平面をＸＹ平面とし、ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向とする。キャピラリ１５の先端位置は、Ｘ座標、Ｙ座標、およびＺ座標で表される空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で特定される。
【００３２】
基台１１は、ＸＹテーブル１２を摺動可能に載置して構成されている。ＸＹテーブル１２は、制御装置１０からの駆動信号に基づいてキャピラリ１５をＸＹ平面で所定の位置に移動可能な移動装置である。
【００３３】
ボンディングヘッド１３は、制御装置１０からの駆動信号に基づいてボンディングアーム１６をＺ方向に移動可能に保持する移動装置である。ボンディングヘッド１３は軽量な低重心構造を備えており、ＸＹテーブル１２の移動に伴って発生する慣性力によるキャピラリ１５の動きを抑制可能に構成されている。
【００３４】
ボンディングアーム１６は、末端から先端にかけて、末端部、フランジ部、ホーン部、および先端部の各部で構成された棒状部材である。末端部は、制御装置１０からの駆動信号に応じて振動する超音波発振器１６１が配置されている。フランジ部は超音波振動の節となる位置でボンディングヘッド１３に共振可能に取り付けられている。ホーン部は、末端部の径に比べて長く延在するアームであり、超音波発振器１６１による振動の振幅を拡大して先端部に伝える構造を備えている。先端部はキャピラリ１５を交換可能に保持する取付部となっている。ボンディングアーム１６は全体として超音波発振器１６１の振動に共鳴する共振構造を備えており、共振時の振動の節に超音波発振器１６１およびフランジが位置し、振動の腹にキャピラリ１５が位置するような構造に構成されている。これらの構成により、ボンディングアーム１６は電気的な駆動信号を機械的な振動に変換するトランスデューサとして機能する。
【００３５】
キャピラリ１５は、本実施形態に係る洗浄対象であるボンディングツールの一部位である。キャピラリ１５には、挿通穴が設けられており、ボンディングに使用するワイヤｗが挿通され繰り出し可能に構成されている。キャピラリ１５はバネ力等により交換可能にボンディングアーム１６に取り付けられている。
【００３６】
ワイヤクランパ１７は、制御装置１０の制御信号に基づいて開閉動作を行う電磁石構造を備えており、所定のタイミングでワイヤｗを把持したり解放したりが可能なように構成されている。
【００３７】
ワイヤテンショナ１８は、ワイヤｗを挿通し、制御装置１０の制御信号に基づいてワイヤｗに対する摺動力を自在に変更することにより、ボンディング中のワイヤｗに適度な張力を与えることが可能に構成されている。
【００３８】
回転スプール１９は、ワイヤｗが巻き回されたリールを交換可能に保持しており、ワイヤテンショナ１８を通じて及ぼされる張力に応じてワイヤｗを繰り出すように構成されている。なおワイヤｗの材料は、加工の容易さと電気抵抗の低さから選択される。通常、金（Ａｕ）やアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等が用いられる。
【００３９】
トーチ電極１４は、図示しない放電安定化抵抗を介して図示しない高電圧電源に接続されており、制御装置１０からの制御信号に基づいてスパーク（放電）を発生し、スパークの熱によってキャピラリ１５の先端から繰り出されているワイヤｗの先端にボールを形成可能に構成されている。また、トーチ電極１４の位置は固定されており、放電時にはキャピラリ１５がトーチ電極１４から所定の距離まで接近し、ワイヤｗの先端とトーチ電極１４との間で適度なスパークを発生するようになっている。
【００４０】
フィーダ２０は、ボンディング対象となる半導体ダイ２２およびリードフレーム２４を加工面に載置する加工台である。フィーダ２０の加工面の下部にはヒータ２１が設けられており、半導体ダイ２２およびリードフレーム２４をボンディングに適する温度にまで加熱可能に構成されている。
【００４１】
プラズマ照射装置３０は、フィーダ２０の近傍に設けられており、制御装置１０の制御信号に基づいてプラズマを照射可能に構成されている。図２において詳述する。
【００４２】
操作部４０は、トラックボール、ジョイスティック、タッチパネル等の入力手段を備え、オペレータの操作内容を制御装置１０に出力する入力装置である。カメラ４２は、フィーダ２０の加工面に載置された半導体ダイ２２やリードフレーム２４を撮影可能に構成されている。ディスプレイ４１は、カメラ４２で撮像された画像をオペレータに視認可能な所定の倍率で表示するようになっている。オペレータはディスプレイ４１に表示される半導体ダイ２２のパッド２３やリードフレーム２４を観察しながら操作部４０を操作してキャピラリ１５の軌跡を設定していく。
【００４３】
制御装置１０は、所定のソフトウェアプログラムに基づき当該ボンディング装置１を制御する各種制御信号を出力可能に構成されている。具体的には、制御装置１０は限定のない例示として以下の制御を行う。
【００４４】
（１）図示しない位置検出センサからの検出信号に基づいてキャピラリ１５の先端の空間位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を特定し、上記プログラムにより規定される空間位置へキャピラリ１５を移動させる駆動信号をＸＹテーブル１２およびボンディングヘッド１３に出力すること。
【００４５】
（２）ボンディング点へのボンディング時に超音波振動を発生させる制御信号をボンディングアーム１６の超音波発振器１６１に出力すること。
【００４６】
（３）上記プログラムにより規定されるワイヤｗの繰り出し状況となるようにワイヤクランパ１７の開閉動作を制御する制御信号を出力すること。具体的にワイヤｗを繰り出す際にはワイヤクランパ１７を解放状態とし、ワイヤｗに屈曲点を形成する場合または切断する場合にはワイヤクランパ１７を拘束状態とする。
【００４７】
（４）ワイヤｗの先端にボールを形成する時にトーチ電極１４に放電させるための制御信号を出力すること。
（５）カメラ４２からの画像をディスプレイ４１に出力すること。
（６）操作部４０の操作内容に基づいてボンディング点、屈曲点等の空間座標を特定すること。
【００４８】
（７）プラズマ照射時にプラズマ照射装置３０に制御信号を出力すること。
なお、上記ボンディング装置１の構成は例示であり、上記に限定されない。例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、またはＺ方向に移動させる移動装置はフィーダ２０側に設けてもよく、またボンディング装置１側およびフィーダ２０側の双方に設けてもよい。
【００４９】
［２］洗浄に係る具体的構成
図２に、プラズマ照射時の配置におけるキャピラリ１５およびプラズマ照射装置３０の拡大断面図を示す。図２に示すように、プラズマ照射装置３０は、ガスチャンバ３１、高周波信号発生装置３２、プラズマトーチ３３、負荷電極３４、接地電極３５、ガス配管３６、および遮断弁３７を備えている。
【００５０】
ガスチャンバ３１は、プラズマトーチ３３と連通しており、プラズマトーチ３３にプラズマ発生用のガスを供給するためのガス充填室である。ガス配管３６は、図示しないガス供給源からプラズマ発生用のガスをガスチャンバ３１に供給する供給路である。遮断弁３７は、制御装置１０からの制御信号に基づいて遮断および開放する電磁弁であり、ガス配管３６を流通するプラズマ発生用のガスを遮断したり流通させたりが可能になっている。
【００５１】
なお、プラズマ発生に用いるガスとしては、ＡｒもしくはＮ2、またはこれらと微量のＨ2、Ｏ2ガスとの混合ガスもしくはＣＤＡ(Ｃｌｅａｎ Ｄｒｙ Ａｉｒ)を用いることが可能である。
【００５２】
高周波信号発生装置３２は、図示しないが、例えば、高周波電源、進行波・反射波検出装置、高電圧発生装置、重畳コイル等を備えて構成されている。高周波信号発生装置３２は、制御装置１０からの制御信号に基づいて、プラズマ発生用のガスに点火するための高電圧ＨＶおよびプラズマを発生・維持させるための高周波信号ＨＳを生成する。
【００５３】
プラズマトーチ３３は、プラズマに対する耐食性およびプラズマの高温に対する耐熱性を有する絶縁材料で構成された中空構造体であり、例示として円筒形状に形成されている。プラズマトーチ３３に外周面を取り囲むように負荷電極３４が設けられている。負荷電極３４は、高周波信号発生装置３２から高周波信号ＨＳ（高電圧ＨＶ）が印加されるようになっている。またプラズマトーチ３３の中空には長手方向に延在して接地電極３５が設けられている。接地電極３５は、負荷電極３４の対になる電極であり、ガスチャンバ３１の壁面を介して電気的に接地されている。
【００５４】
その他図示しないが、高周波信号発生装置３２と負荷電極３４とは同軸ケーブルで接続されており、プラズマ照射装置の系としてのインピーダンスを調整する整合装置が設けられている。整合装置は、プラズマが安定的に生成された状態での負荷インピーダンスが所定の特性インピーダンスとなるように設計されている。
【００５５】
上記のプラズマ照射装置３０の動作を説明する。
制御装置１０からの制御信号により遮断弁３７が開放されると、ガスチャンバ３１からプラズマトーチ３３に加圧されたプラズマ発生用のガスが流入し、接地電極３５の周囲を高速に流通する。次いで制御装置１０からの制御信号により高周波信号発生装置３２にプラズマ点火指示が出力されると、所定の高周波信号ＨＳと所定の高電圧ＨＶとが重畳されて負荷電極３４に出力される。例えば、プラズマ発生用のガスとして不活性のアルゴンを用いる場合、高電圧ＨＶが重畳された高周波信号ＨＳが供給されると、アルゴンの雰囲気下で負荷電極３４と接地電極３５との間に高周波電界が発生し、それにより、アルゴン原子は励起され、アルゴンの電子は加速され、周囲のアルゴン気体粒子（分子）との衝突によって新たな電子が叩き出され、この電子が電界で加速されてさらに別の気体粒子と衝突して加速度的に電子数が増え、アルゴン原子はＡｒ+(アルゴン・イオン)とｅ-(電子)とＡｒ*(アルゴン・ラジカル)とに電離されて、プラズマが発生する。プラズマが発生したら、高電圧ＨＶの重畳は中止される。整合装置は、公知のインピーダンスマッチング処理を実行して高周波信号発生装置３２側から見たインピーダンスを整合させる。アルゴンガスは、接地電極３５の周囲で励起又は電離される。そしてプラズマトーチ３３の開口３８からイオン化したプラズマ３９として照射される。
【００５６】
ここで図２には、ワイヤｗが挿通されているキャピラリ１５の先端部の断面図が示されている。図２に示すように、キャピラリ１５の先端部は、ストレート孔１５１、チャンファ部１５２、フェイス部１５３、アウタラディウス部１５４を備える。ストレート孔１５１は、ワイヤｗが挿通されている内壁である。フェイス部１５３は、キャピラリ１５の先端面であり、被ボンディング面とわずかな角度を成して設けられた面である。チャンファ部１５２は、ストレート孔１５１とフェイス部１５３とを繋ぐ面であり、ストレート孔１５１からフェイス部１５３にかけてテーパ状に形成されている。アウタラディウス部１５４は、フェイス部１５３とキャピラリ１５の外周面１５５とを繋ぐ面である。ストレート孔１５１に挿通されているワイヤｗの先端にはワイヤーテールｗｔが形成されている。
【００５７】
図２に示すように、ボンディング作業を繰り返すと、キャピラリ１５のチャンファ部１５２とフェイス部１５３との角部付近には金属性異物ｄ１が付着する。また外周面１５５には有機性異物ｄ２が付着する。有機性異物ｄ２は、ボンディング時の熱によりリードフレームや基板、ワイヤ表面に塗布されている有機物が蒸発または飛散してキャピラリ１５表面に付着することで生成される。
【００５８】
プラズマトーチ３３の開口３８からプラズマ３９がキャピラリ１５の先端部に照射されると、プラズマ３９が有機性異物ｄ２に衝突し、これら異物を除去する。
【００５９】
有機性異物ｄ２を除去し易くするため、プラズマ照射時に制御装置１０からボンディングアーム１６の超音波発振器１６１へ制御信号を供給し、キャピラリ１５に超音波振動を印加することが好ましい。超音波振動は、キャピラリ１５に首振り運動を生じさせ、ワイヤｗに微小運動を与える。この微小運動によって、プラズマ３９がくまなく、ストレート孔１５１、チャンファ部１５２、フェイス部１５３、アウタラディウス部１５４、外周面１５５に当たるようになり、効果的に異物を除去可能である。また微小運動によって、異物が剥離し易くなり、効果的に異物を除去可能である。
【００６０】
なお、上記プラズマ照射装置３０は、単なる例示であり、種々の構造を採用可能である。ボンディング環境が大気圧雰囲気であれば大気圧プラズマ装置の構成を採用し、真空雰囲気であれば真空プラズマ装置の構成を採用すればよい。プラズマ発生の具体的な構造も上記実施形態に限定されない。例えば複数のプラズマトーチを備えていてもよい。さらにプラズマには異物を効果的に除去可能であれば限定がなく、例えば、酸素による酸素ラジカル照射や水素による水素プラズマ照射を適用可能である。
【００６１】
また、除去された異物をボンディング領域に飛散させることなく排除する必要がある場合には、プラズマ照射装置３０の近傍に排気機構を設けることが好ましい。
【００６２】
［３］装置の基本動作
次に本実施形態におけるボンディング装置１の動作を説明する。
最初にすべきことは、制御措置１０に、ワイヤｗの形状（始点、屈曲点、終点等）を規定するキャピラリ１５の先端の軌跡を設定点として記録することである。フィーダ２０には、ボンディング対象物、例えば、半導体ダイ２２およびリードフレーム２４が載置される。半導体ダイ２２は、接着剤によりリードフレーム２４のアイランド部分にボンディングされている。始点は例えば半導体ダイ２２のパッド２３であり、終点は例えばリードフレーム２４である。またワイヤｗを拘束した状態でキャピラリ１５の移動方向を変更する設定点を記録することにより、屈曲点を含んだループが形成される。
【００６３】
オペレータはカメラ４２で撮像された画像をディスプレイ４１にて観察しながら操作部４０を操作して、設定点の空間座標を記録していく。具体的には、操作部４０から座標情報を入力したりディスプレイ４１に表示されるマーカを所望の点に位置させて入力したりすることで、その点のＸ座標およびＹ座標を記録する。基準面（例えばリードフレーム２４の表面）からのＺ方向の変位を操作部４０から数値入力することで、Ｚ座標を記録する。
【００６４】
ボンディング対象となる総てのワイヤｗに対して上記設定点の空間座標の記録を行ってからボンディング動作を開始させる。制御装置１０は、記録された設定点の順番に従ってキャピラリ１５を半導体ダイ２２およびリードフレーム２４に対して相対的に移動させ、ワイヤクランパ１７による解放および把持を繰り返しながら記録された軌跡に沿ってキャピラリ１５を移動させてボンディング動作を実行する。以下詳細に説明する。
【００６５】
（２．実施形態に係るボンディング方法の説明）
［１］基本的工程の説明
本実施形態におけるボンディング方法は、（ａ）ボール形成工程、（ｂ）第１ボンディング位置への第１（ボール）ボンディング工程、（ｃ）第２ボンディング位置に向かってワイヤループを形成するワイヤルーピング工程、（ｄ）第２ボンディング位置への第２（ステッチ）ボンディング工程、（ｅ）第２ボンディング位置からワイヤを切断するワイヤカット工程、および（ｆ）ボンディングツール洗浄工程からなる。ボール形成工程（ａ）、第１ボンディング工程（ｂ）、ワイヤルーピング工程（ｃ）、第２ボンディング工程（ｄ）、およびワイヤカット工程（ｅ）は一つのワイヤｗをボンディングするための典型的なワイヤボンディング工程（Ａ）であり、これら工程（ａ）から（ｅ）を繰り返して複数のワイヤｗをボンディングしている。
【００６６】
一方、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）はこれら典型的なワイヤボンディング工程（Ａ）であるボール形成工程（ａ）からワイヤカット工程（ｅ）を一定回数（例えば、５０万〜１００万回）繰り返した毎に実行すればよい工程である。ボンディングツール洗浄工程（ｆ）の実行頻度は、異物の堆積量などの汚染状態に応じて定めればよい。
【００６７】
（ａ）ボール形成工程
図３（Ａ）および（Ｂ）に、本実施形態におけるボール形成工程を説明する断面図を示す。図３（Ａ）および（Ｂ）は、キャピラリ１５の軸芯に沿った拡大断面図である。
【００６８】
ボール形成工程は、ワイヤｗの先端へボールを形成する工程である。図３（Ａ）に示すように、前回のワイヤボンデイング工程（Ａ）（工程（ａ）から（ｅ））終了すると、キャピラリ１５の先端部から延出されたワイヤｗの先端にはワイヤーテールｗｔが形成される。制御装置１０は、ＸＹテーブル１２およびボンディングヘッド１３に駆動信号を供給し、固定されているトーチ電極１４から所定の距離にキャピラリ１５の先端のワイヤーテールｗｔ位置させる。次いで制御装置１０は制御信号を出力して、トーチ電極１４とワイヤーテールｗｔとの間でスパークを発生させる。ワイヤｗ等の金属性部材は総て接地電位に固定されているため、トーチ電極１４に所定の高電圧を印加すれば、トーチ電極１４とワイヤーテールｗｔとの間で放電が発生するのである。
【００６９】
図３（Ｂ）に示すように、スパークが発生すると、その熱でワイヤーテールｗｔを構成する金属部材が溶解し、表面張力によりフリーエアーボール（以下、「ボール」と略記）ｆａｂが形成される。ボールｆａｂの直径は、スパーク発生時のトーチ電極１４とワイヤーテールｗｔとの距離や、スパーク時の放電電流、および放電時間等の印加エネルギー量によって定まる。キャピラリ１５で第１ボンディング位置にボンディングした後に適正な直径のデフォームドボールｄｂ１となるような体積のボールｆａｂが形成されるように、トーチ電極１４とワイヤーテールｗｔとの距離、および、放電電流、および放電時間等が調整される。
【００７０】
（ｂ）第１（ボール）ボンディング工程
図３（Ｃ）−（Ｅ）に、本実施形態における第１（ボール）ボンディング工程（ｂ）を示す。図３（Ｃ）−（Ｅ）は、キャピラリ１５の軸芯に沿った拡大断面図である。
【００７１】
第１ボンディング位置への第１（ボール）ボンディング工程は、ワイヤｗの先端に形成されたボールｆａｂを被ボンディング面へボンディングする工程であり、具体的には、第１ボンディング位置にデフォームドボールｄｂ１の形成工程（図３（Ｃ）−（Ｅ））を備える。
【００７２】
第１ボンディング位置のデフォームドボールｄｂ１形成工程としては、図３（Ｃ）に示すように、まず制御装置１０はＸＹテーブル１２およびボンディングヘッド１３に駆動信号を供給して、予め設定された始点に向けてキャピラリ１５の空間位置を移動させる。この始点は、例えば半導体ダイ２２に形成されたパッド２３である。制御装置１０はボンディングヘッド１３に駆動信号を供給し、位置検索を行いながら半導体ダイ２２のパッド２３の中心部に向けて、ボールｆａｂが形成されたキャピラリ１５を降下させる。
【００７３】
図３（Ｄ）に示すように、ボールｆａｂがパッド２３に当接すると、所定の降下速度による衝撃でボールｆａｂの先端が潰れだし、キャピラリ１５に付与されている荷重によりさらに変形する。同時に制御装置１０はボンディングアーム１６に制御信号を供給して超音波発振器１６１に超音波振動を発生させ、ボンディングアーム１６およびキャピラリ１５を介して、ボールｆａｂに超音波振動を加える。このとき、半導体ダイ２２のパッド２３は、ヒータ２１により所定の熱が加えられているので、ボールｆａｂに加えられている荷重、超音波振動、およびヒータ２１により加えられている熱の相互作用によって、ボールｆａｂがパッド２３にボンディングされる。これが始点であるデフォームドボールｄｂ１となる。第１ボンディング位置のデフォームドボールｄｂ１は、キャピラリ１５の先端部（チャンファ部１５２、フェイス部１５３、アウタラディウス部１５４）の形状に対応して変形し、ボールｆａｂよりも大きな直径となってボンディングされる。
【００７４】
図３（Ｅ）に示すように、第１ボンディング位置にデフォームドボールｄｂ１が形成されたら、制御装置１０はボンディングヘッド１３に駆動信号を供給し、キャピラリ１５の先端の空間位置を引き上げる。
【００７５】
（ｃ）ワイヤルーピング工程
図４（Ａ）−（Ｃ）に、本実施形態におけるワイヤルーピング工程（ｃ）を示す。図４（Ａ）−（Ｃ）は、パッド２３に対するキャピラリ１５の動きを概略説明する図である。
【００７６】
ワイヤルーピング工程（ｃ）は、図４（Ａ）に示すように、まずキャピラリ１５を予め設定した高さまで引き上げる。次いで図４（Ｂ）に示すように、制御装置１０は、ワイヤクランパ１７に対して制御信号を供給してワイヤｗを拘束状態とし、ＸＹテーブル１２およびボンディングヘッド１３に駆動信号を供給してキャピラリ１５に第２ボンディング位置とは反対の方向に一旦移動させるリバース動作を実施する。次いで、図４（Ｃ）（i）に示すように、制御装置１０は、ワイヤクランパ１７を開放状態にしてキャピラリ１５を引き上げ、ワイヤボンディングに必要な長さだけワイヤｗを繰り出す。
【００７７】
次いで図４（Ｃ）(ii)に示すように、制御装置１０は、再びワイヤクランパ１７を拘束状態として、キャピラリ１５を第２ボンディング位置であるリードフレーム２４の方向に移動させる。この移動によりワイヤｗに屈曲点ｗｒを含むループが形成される。
【００７８】
ループが形成されたら、図４（Ｃ）（iii）に示すように、制御装置１０は、ＸＹテーブル１２およびボンディングヘッド１３に駆動信号を供給して、予め設定された終点に向けてキャピラリ１５の空間位置を移動させる。この終点は、例えばリードフレーム２４上に設定された第２ボンディング位置である。制御装置１０はボンディングヘッド１３に駆動信号を供給し、位置検索を行いつつキャピラリ１５を降下させ、リードフレーム２４上の第２ボンディング位置にワイヤｗを当接させる。
【００７９】
なお、屈曲点ｗｒを形成の後、図４（Ｃ）に示す以外の所定の軌跡に沿ってキャピラリ１５を移動させて、第２異なる形状のワイヤループをワイヤｗに形成してもよい。
【００８０】
（ｄ）第２（ステッチ）ボンディング工程
図４（Ｄ）に、本実施形態における第２（ステッチ）ボンディング工程を示す。図４（Ｄ）は、キャピラリ１５の軸芯に沿った拡大断面図である。
【００８１】
図４（Ｄ）に示すように、キャピラリ１５に保持されたワイヤｗがリードフレーム２４に当接すると、キャピラリ１５の降下速度による衝撃とキャピラリ１５に付与されている荷重とによりキャピラリ１５の先端部（チャンファ部１５２、フェイス部１５３、アウタラディウス部１５４）とリードフレーム２４とに挟まれた部分のワイヤｗが変形する。同時に制御装置１０はボンディングアーム１６に制御信号を供給して超音波発振器１６１に超音波振動を発生させ、ボンディングアーム１６およびキャピラリ１５を介して、ワイヤｗに超音波振動を加える。またリードフレーム２４は、ヒータ２１により所定の熱が加えられているので、ワイヤｗに加えられている荷重、超音波振動、およびヒータ２１により加えられている熱の相互作用によって、ワイヤｗのリードフレーム２４への当接部がリードフレーム２４にボンディングされる。このとき、ワイヤｗはキャピラリ１５に荷重がかけられているので、ボンディングされたボンディング位置のすぐ近くでチャンファ部１５２の形状に沿った曲がりが生じている。
【００８２】
（ｅ）ワイヤカット工程
図４（Ｅ）に、本実施形態におけるワイヤカット工程を示す。図４（Ｅ）は、キャピラリ１５の軸芯に沿った拡大断面図である。
【００８３】
図４（Ｅ）に示すように、ワイヤｗがリードフレーム２４へ圧着されたら、制御装置１０はワイヤクランパ１７に制御信号を供給してワイヤｗを拘束状態としてから、ボンディングヘッド１３に駆動信号を供給してキャピラリ１５を引き上げる。リードフレーム２４へボンディングされた状態で強制的に引っ張られ張力が印加されると、チャンファ部１５２の形状に沿って曲がりが生じて薄くなっている部分からワイヤｗに破断が生じる（テールカット）。この破断したリードフレーム２４とのボンディング位置が第２ボンディング位置ｂｐ２となる。また第２ボンディング位置ｂｐ２から破断して分離されたワイヤｗの先端は、チャンファ部１５２の形状に沿って薄くなったワイヤｗが破断するまで引き延ばされているため、先細り状の形状となり、これがワイヤーテールｗｔとなり、第２ボンディング位置へのステッチボンディング工程は完了する。
【００８４】
上記第１ボンディング位置への第１（ボール）ボンディング工程（ｂ）とワイヤルーピング工程（ｃ）と第２ボンディング位置への第２（ステッチ）ボンディング工程（ｄ）と第２ボンディング位置からワイヤを切断するワイヤカット工程（ｅ）とからなるワイヤボンディング工程（Ａ）で、一本のワイヤｗのボンディングが終了する。上記ボール形成工程（ａ）らワイヤカット工程（ｅ）までを繰り返して半導体ダイ２２に形成されたパッド２３とリードフレーム２４とのワイヤボンディングを繰り返していく。
【００８５】
（ｆ）ボンディングツール洗浄工程
ボンディングツール洗浄工程は、プラズマ照射装置３０によりキャピラリ１５を洗浄する工程である。図２で説明したように、上記ワイヤボンディング工程（Ａ）を繰り返すと、キャピラリ１５の先端部に金属性異物ｄ１と有機性異物ｄ２が付着する。そこで上記ワイヤボンディング工程（Ａ）を所定回数繰り返す毎に、以下のボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実施する。
【００８６】
図５に、本実施形態における洗浄工程を説明する断面図を示す。図５は、キャピラリ１５およびプラズマトーチ３３の軸芯に沿った拡大断面図である。
【００８７】
ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実施すべきタイミングになったら、図５（Ａ）に示すように、制御装置１０はＸＹテーブル１２およびボンディングヘッド１３に駆動信号を供給して、予め設定された洗浄位置に向けてキャピラリ１５の空間位置を移動させる。この洗浄位置は、プラズマ照射装置３０によって洗浄可能な位置である。例えば、プラズマトーチ３３の開口３８の直上であって、プラズマ３９のジェット流が有機性異物ｄ２を除去可能な強さで衝突するような位置である。
【００８８】
キャピラリ１５の先端部が上記洗浄位置に位置したら、図５（Ｂ）に示すように、制御装置１０は遮断弁３７に制御信号を供給して、ガスチャンバ３１からプラズマトーチ３３に加圧されたプラズマ発生用不活性ガスとしてのアルゴンガスを流入させる。アルゴンガスは接地電極３５の周囲を高速に流通する。次いで制御装置１０は高周波信号発生装置３２に制御信号を供給する。高周波信号発生装置３２からは、高電圧ＨＶが重畳された高周波信号ＨＳが接地電極３５と負荷電極３４との間に出力される。高電圧ＨＶが重畳された高周波信号ＨＳが供給されると、負荷電極３４と接地電極３５との間に高周波電界が発生し、それにより、アルゴン原子は励起され、アルゴンの電子は加速され、周囲のアルゴン気体粒子（分子）との衝突によって新たな電子が叩き出され、この電子が電界で加速されてさらに別の気体粒子と衝突して加速度的に電子数が増え、アルゴン原子はＡｒ＋(アルゴン・イオン)とｅ-(電子)とＡｒ*(アルゴン・ラジカル)とに電離されて、プラズマが発生する。発生したプラズマの電離又は励起作用によって一部イオン化したアルゴン気体粒子は、プラズマトーチ３３の開口３８からプラズマ３９としてキャピラリ１５の先端部に向けて照射される。プラズマ３９がキャピラリ１５の先端部に照射されると、プラズマ３９が有機性異物ｄ２に衝突し、これら異物を除去する。
【００８９】
また制御装置１０は、好適にはボンディングアーム１６の超音波発振器１６１へ制御信号を供給し、キャピラリ１５に超音波振動を印加する。超音波振動がキャピラリ１５に首振り運動を生じさせワイヤｗに微小運動を与えることによって、プラズマ３９がキャピラリ１５の先端部の総ての面に衝突するようになり、効果的に異物が除去される。
【００９０】
プラズマを照射する時間は、付着している有機性異物ｄ２が除去されうる時間とする。本ディイングツール洗浄工程（ｆ）を実施する頻度に応じてキャピラリ１５の先端部に付着する異物の平均的な量が推測できる。その平均的な量の異物を確実に除去できる程度の洗浄時間に設定する。ただし、洗浄時間が長ければ長いほど確実に異物を除去できるが、生産性が悪くなる。また洗浄時間が長ければ長いほど、後述するようにプラズマ照射に伴うエネルギーが多く付与され、次のワイヤボンディング工程（Ａ）を実施可能となるまでの時間が長くなり、さらに生産性が悪くなる。よって、プラズマ照射による洗浄効果と生産性の悪化とを比較考量して洗浄時間を決定すべきである。
【００９１】
上記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）が終了したら、制御装置１０は上記ボール形成工程（ａ）からワイヤカット工程（ｅ）を含むワイヤボンディング工程（Ａ）の実施を再開する。
【００９２】
［２］問題点の所在
従来、ボール形成工程（ａ）からワイヤカット工程（ｅ）を含むワイヤボンディング工程（Ａ）とボンディングツール洗浄工程（ｆ）との組み合わせは、上述したように異物の洗浄効果と生産性との関係のみを条件として考えられていた。しかし、本願発明者は、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）において付与されるプラズマの照射に伴うエネルギーがデフォームドボールｄｂ１の形成に問題を生じることを発見した。以下説明する。
【００９３】
図６に、プラズマ照射により付与されるエネルギーの経時変化特性と各タイミングにおいてボールを形成した場合のボンディング点におけるボンディングしたデフォームドボールｄｂ１の直径の変化を示す。図６の上半分に示すエネルギーの経時変化特性のうち、特性ｆｒはプラズマ照射中においてキャピラリ１５の先端部に蓄積されるエネルギーＥの増加を示し、特性ｆｆはプラズマの照射を中止後にワイヤーテールｗｔに蓄積されたエネルギーＥの減衰を示している。図６の下半分に示す各時間に対応する平面図は第１ボンディング位置のパッド２３にボンディングされて形成されたデフォームドボールｄｂ１のボンディング面を示す。
【００９４】
時刻ｔｒにおける平面図は、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）におけるプラズマ照射の影響がない状況においてボール形成工程（ａ）を実施した場合に得られるデフォームドボールｄｂ１の平面図である。パッド２３の幅ＰＯに対する第１ボンディング位置に形成されたデフォームドボールｄｂ１の直径Ｄ０は、パッド２３へのボンディング強度の観点および隣接する他のパッド２３との距離の観点から、最適になるように調整されている。すなわち、パッド２３の幅ＰＯに対する第１ボンディング位置のデフォームドボールｄｂ１の直径Ｄ０が小さければ小さいほど、隣接するボンディング点との空間距離が大きくなって短絡やパッド２３からのはみ出しの危険等が少なくなり、かつ、ボンディング時間が短縮可能である。一方、のデフォームドボールｄｂ１の直径Ｄ０が小さくなればなるほど、パッド２３とのボンディング面積が減少し、パッド２３に対するデフォームドボールｄｂ１のボンディング強度が減少する。ボンディング強度が減少すると、ワイヤｗに所定の屈曲点を形成するルーピング工程や第２ボンディング位置への第２（ステッチ）ボンディング工程の実施時に第１ボンディング位置に形成されたデフォームドボールｄｂ１がパッド２３から剥離したりせん断したりする可能性が大きくなる。また第１ボンディング位置に形成されたデフォームドボールｄｂ１とパッド２３とのボンディング面積が小さければ小さいほど、接触抵抗が大きくなる可能性がある。そこで、ボンディング装置１においては上記事情を考慮し、パッド２３に対する第１ボンディング位置に形成されたデフォームドボールｄｂ１の直径Ｄ０が適正になるように、キャピラリ１５により接触衝撃や静荷重、ヒータ２１による加熱温度、キャピラリ１５に及ぼされる超音波振動の周波数や振幅が調整されている。
【００９５】
ところが、上記洗浄工程（ｆ）の実施直後ではプラズマの照射によりキャピラリ１５の先端部から延在しているワイヤーテールｗｔとしてのワイヤ先端部（以下「ワイヤ先端部等」という。）にエネルギーが蓄積しているため、この残留エネルギーによりボンディングツール洗浄工程（ｆ）の直後のボール形成工程（ａ）によって形成される第１ボンディング位置に形成されたデフォームドボールｄｂ１の直径が大きくなるのである。
【００９６】
図６においてボンディングツール洗浄工程（ｆ）におけるプラズマ照射は時刻ｔ０から開始し時刻ｔ１で終了する。プラズマ照射中は特性ｆｒに示すようにワイヤ先端部等に付与されたエネルギーＥが激増し、時刻ｔ１のプラズマ照射終了時において最大値Ｅｍａｘに達する。プラズマ照射が終了するとワイヤ先端部等に蓄積されたエネルギーＥは空気または金属の熱伝導により特性ｆｆで示すように減衰していく。
【００９７】
しかしながら、時刻ｔ２においては十分に大きなエネルギーＥがワイヤ先端部等に残留しているため、この時刻にボール形成工程（ａ）を実行して形成される第１ボンディング位置に形成されたデフォームドボールｄｂ１の直径Ｄ１は、パッド２３の幅ＰＯよりも大きく、パッド２３からはみ出してしまっている。これでは、隣接するボンディング点と短絡を生ずる危険性が高く、不適である。
【００９８】
さらに時間が経過した時刻ｔ３においても、ボールｆａｂの形成に影響を及ぼすだけのエネルギーがワイヤ先端部等に残留しているため、この時刻にボール形成工程（ａ）を実行して第１ボンディング位置に形成されたデフォームドボールｄｂ１の直径Ｄ２は、パッド２３の幅ＰＯより小さくなっていても、安全性の観点から設けるべき十分なマージンが得られておらず、依然として不適である。
【００９９】
さらに時間が経過すれば、ワイヤ先端部等に残留しているエネルギーが、形成されるボールｆａｂのデフォームドボールｄｂ１の直径に大きな影響を与えなくなるようになる。この時のしきい値となるワイヤ先端部等の残留エネルギーがＥｔｈであり、残留エネルギーがＥｔｈとなる時刻がｔｔｈで示されている。この時刻ｔｔｈを経過した後はワイヤ先端部等の残留エネルギーＥが十分低くなっている。例えば図６における時刻ｔ４では、この時刻にボール形成工程（ａ）を実行して形成される第１ボンディング位置に形成されたデフォームドボールｄｂ１の直径は、通常状態として調整したＤ０となり、適正なものである。
【０１００】
［３］解決原理
以上の考察から判るように、ワイヤ先端部等に残留するエネルギーＥがＥｔｈとなるまでの期間にパッド２３の第１ボンディング位置にデフォームドボールｄｂ１が形成されることを禁止できれば、また、ワイヤ先端部等に残留するエネルギーＥがＥｔｈとなるまでの期間に形成されたフリーエアーボールｆａｂが第１ボンディング位置にボンディングされることを禁止できれば、ワイヤ先端部等の残留エネルギーに伴う上記不都合を回避可能である。よって、本願発明者は、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）におけるプラズマの照射後、プラズマの照射に伴うエネルギーが減衰するまでの時刻ｔ１から時刻ｔｔｈまでの期間を「禁止期間」とし、この禁止期間中に形成されたボールｆａｂが被ボンディング面へボンディングされることを禁止することが上記問題点を解消する解決原理として見出した。そのためには、（１）禁止期間中に形成されたボールｆａｂをワイヤｗのボンディングに使用しないこと、または、（２）禁止期間中にボールｆａｂを形成しないこと、のいずれかであり、具体的な以下の３つの解決方法に想到したのである。上記禁止期間は、プラズマの照射に伴うエネルギーによるボールｆａｂの径の増大が実質的に観察されなくなる期間と言い換えることもできる。
【０１０１】
（第１の解決方法）
まず第１の解決方法として、ワイヤボンディング工程時（Ａ）には、ボール形成工程（ａ）、第１（ボール）ボンディング工程（ｂ）、ワイヤルーピング工程（ｃ）、第２（ステッチ）ボンディング工程（ｄ）、ワイヤカット工程（ｅ）の順で実行し、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）時には、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）に続いてボール形成工程（ａ）を実行した後に、さらに（ｇ）ワイヤｗの先端に形成されたボールｆａｂをダミーボンディング面へボンディングするダミーボンディング工程（ｇ）を実施することが考えられる。
【０１０２】
図６において説明したように、ワイヤ先端部等に相対的に大きなエネルギーＥが残留している禁止期間においてボール形成工程（ａ）を実行すると、実用上問題となる第１ボンディング位置にデフォームドボールｄｂ１が形成される。逆に考えると、禁止期間に形成されたボールｆａｂを捨ててしまえば、パッド２３にボンディングされることがなく、製造上の上記問題を生じない。上記第１の解決方法によれば、ボール形成工程（ａ）が禁止期間中に実行された場合には、正規の被ボンディング面ではないダミーボンディング面にボールｆａｂがボンディングされる。このため上記第１の解決方法によれば、プラズマ照射による残留エネルギーが減衰するまで待つ必要がないため、生産性を悪化させることが無い。またボール形成工程（ａ）からワイヤカット工程（ｅ）に至るまでのワイヤボンディング工程（Ａ）合間にボンディングツール洗浄工程（ｆ）を不定期にまたは定期的に挿入した場合でも、工程の繰り返しのリズムを崩すことない。さらに禁止期間の経過直後から正規のボール形成工程（ａ）を再開することが可能であり生産性を向上させることが可能である。
【０１０３】
（ｇ）ダミーボンディング工程
図７〜図９に基づいて、上記ダミーボンディング工程（ｇ）を説明する。図７はダミーボンディング工程（ｇ）直前の半導体ダイの一部拡大平面図であり、図８はダミーボンディング工程（ｇ）実行中の半導体ダイの一部拡大平面図であり、図９はダミーボンディング工程（ｇ）終了後の半導体ダイの一部拡大平面図である。
【０１０４】
図７−図９において、半導体ダイ２２の一部が拡大して示されている。半導体ダイ２２には、第１ボンディング位置となるパッド２３（２３ａ−２３ｃ）が形成されている。第２ボンディング位置となるリードフレーム２４が示されている。リードフレーム２４には第２ボンディング位置の他に直接ボンディングには使用されない位置合わせ用パターン２６が形成されている。位置合わせ用パターン２６は、ワイヤボンディング動作を行なう際の位置合わせのためのマークとして用意されているものである。なお、位置合わせ用パターン２６は、リードフレーム２４と同一面に形成されたものであるため、ボンディングすることも可能な領域になっている。そこで本実施形態では、この位置合わせ用パターン２６をダミーボンディング工程で使用するダミーボンディング面として利用することにする。
【０１０５】
図７の時点では、ボール形成工程（ａ）からワイヤカット工程（ｅ）を含む一連のワイヤボンディング工程（Ａ）により、パッド２３ａとリード２４ａとがワイヤｗａでボンディングされ、パッド２３ｂとリード２４ｂとがワイヤｗｂでボンディングされている。ワイヤｗｂがボンディングされた後に上記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）が実行されたものとする。ボンディングツール洗浄工程（ｆ）の直後にボール形成工程（ａ）を実施すると、上述のようにプラズマ照射の残留エネルギーの影響で通常より直径の大きなボールｆａｂが形成される。そこでダミーボンディング工程（ｇ）に移行する。
【０１０６】
ダミーボンディング工程（ｇ）を実施する場合には、図７に示すように、制御装置１０はＸＹテーブル１２に駆動信号を供給し、キャピラリ１５の平面位置を位置合わせ用パターン２６の位置まで移動させる。
【０１０７】
次いで図８に示すように、制御装置１０はボンディングヘッド１３に駆動信号を供給し、キャピラリ１５を降下させて位置合わせ用パターン２６にダミーボンディングｄｂｐ１を形成する。このときキャピラリ１５の先端部に形成されているボールｆａｂは通常より大きな直径に形成されている。このため位置合わせ用パターン２６に形成されるダミーボンディングｄｂｐ１は、通常の第１ボンディング位置にボンディングされるデフォームドボールｄｂ１より大きな直径（例えば、図６における時刻ｔ２やｔ３のときのもの）に形成されている。その後、通常のルーピング形成工程と同様にルーピング形成動作を行う。なお、この位置合わせ用パターン２６にダミーボンディングｄｂｐ１を形成し、続いて繰り出されたワイヤｗｄは正規のボンディング接続に使用しないものであるため短絡等の不都合とは無関係である。
【０１０８】
次いで図９に示すように、制御装置１０は、ＸＹテーブル１２およびボンディングヘッド１３に駆動信号を供給し、通常の第２ボンディング位置へのステッチボンディング工程と同様に位置合わせ用パターン２６にダミーボンディングｄｂｐ２を形成する。このダミーボンディング工程（ｇ）を実行することにより、ワイヤ先端部等に残留していたエネルギーはしきい値Ｅｔｈ以下に減衰する。そのため、その後パッド２３ｃの位置にキャピラリ１５を戻して、パッド２３ｃとリードフレーム２４ｃとをワイヤｗｃでボンディングする際には、第１ボンディング位置にボンディングされたデフォームドボールｄｂ１の直径は適正なＤ０となっており、不都合を生じない通常のボンディング処理となっている。
【０１０９】
上述の実施形態では、ダミーボンディング工程（ｇ）中に第２（ステッチ）ボンディング工程に相当するダミーボンディングｄｂｐ２を形成する工程を含む形態となっている。しかし、生産性の向上の観点からダミーボンディング工程（ｇ）は、ワイヤルーピング工程（ｃ）およびステッチボンディング工程（ｄ）の２工程を除く、ボール形成工程（ａ）および第１（ボール）ボンディング工程（ｂ）により実施しても好適である。
【０１１０】
なお、ダミーボンディング工程（ｇ）を実施すると、残留エネルギーがワイヤ先端部のボールからダミーボンド面へ熱として伝導するので、図６に示したような禁止期間の経過を待たなくても好適である。また、ダミーボンディング工程（ｇ）の終了時にまだ禁止期間が経過していない場合には、禁止期間が経過するまで待ってから次のボール形成工程（ａ）に移行しても好適である。
【０１１１】
また、ダミーボンディング工程（ｇ）を実施するダミーボンディング面は、正規のボンディング対象面以外の金属表面であればよく、位置合わせパターン２６に限定されない。例えば位置合わせとは無関係な金属パターンでもよく、リードフレーム２４の一部やその他の基板上の空きスペースであってもよい。１つのワイヤのワイヤボンディング工程（Ａ）完了後、次のワイヤボンディング工程（Ａ）の開始するまで期間を中断してダミーボンディング工程（ｇ）を実施するものであるため、キャピラリ１５の移動距離を短くすることが好ましい。そのため、中断した位置からなるべく近くの金属面をダミーボンディング面とすることが生産性を良くするために好ましい。
【０１１２】
（第２の解決方法）
第２の解決方法として、ワイヤボンディング工程（Ａ）時には、ボール形成工程（ａ）および第１（ボール）ボンディング工程（ｂ）、ワイヤルーピング工程（ｃ）、第２（ステッチ）ボンディング工程（ｄ）、ワイヤカット工程（ｅ）の順で実行し、洗浄工程時には、ボール形成工程（ａ）、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）の順で実行することが考えられる。
【０１１３】
上記ボンディングツール洗浄工程（ｆ）においてプラズマの照射により付与されるエネルギーは、ボールｆａｂの形成時におけるスパークのエネルギーより遙かに小さい。トーチ電極１４からのスパークにより一瞬にしてワイヤーテールｗｔが溶解し再結晶してボールｆａｂとなってしまった後は、プラズマがボールｆａｂに照射されたとしても再び溶解することがない。このため、上記ボール形成工程（ａ）によりワイヤｗの先端部にボールｆａｂを一旦形成しさえすれば、その後にボールｆａｂに対してプラズマを照射してもボールｆａｂの直径が大きくなることはないのである。上記第２の解決方法によれば、プラズマ照射による残留エネルギーが減衰するまで待つ必要がないため生産性を悪化させることがない。
【０１１４】
（第３の解決方法）
第３の解決方法として、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行した後、少なくとも禁止期間だけ次のワイヤボンディング工程（Ａ）用のボール形成工程（ａ）の実行を禁止することが考えられる。
【０１１５】
禁止期間にボールｆａｂを形成した場合には不都合な大きさのボールｆａｂが形成されてしまうのであるから、禁止期間が経過するまで待ってからボール形成工程（ａ）を実行すればよい。上記第３の態様によれば、禁止期間が経過するまで待つ必要はあるものの、ダミーボンディングや後述するボール形成後の洗浄など、不規則な工程管理のための設定が必要なくなるというメリットがある。
【０１１６】
（３．解決原理を適用した具体的実施の態様）
上記した第１の解決方法、第２の解決方法、および第３の解決方法の各々を上記ボンディング装置１に適用した場合の具体的な実施形態１−３を以下に説明する。
【０１１７】
［１］実施形態１
図１０に、上記第１の解決方法を適用した実施形態１に係るボンディングツールの洗浄方法を説明するフローチャートを示す。最初は洗浄工程の直後であることを示す洗浄フラグはリセットされている。
【０１１８】
ステップＳ１０においてボンディング処理の準備を実施する。上述したようにオペレータによる操作部４０の操作内容に対応させて、制御装置１０は、キャピラリ１５の移動軌跡を記録していく。またリードフレーム２４にダイボンディングされた半導体ダイ２２がフィーダ２０の上に載置されたら、制御装置１０は制御信号を供給し、ヒータ２１を所定の温度にまで加熱させる。
【０１１９】
ステップＳ１１においてボンディング処理開始の指示を待ち（ＮＯ）、ボンディング処理の開始が指示されると（ＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行し、制御装置１０は、洗浄タイミングであるか否かを判定する。洗浄タイミングは、上述したようにボンディング装置の仕様やボンディング対象の汚染状況に応じて、異物を除去するために適当な頻度として予め設定されたものである。
【０１２０】
洗浄タイミングではない場合には（ＮＯ）、ステップＳ１３に移行し、制御装置１０はボール形成工程（ａ）を実行する。図３（Ａ）および（Ｂ）を参照して説明したように、制御装置１０は、トーチ電極１４とワイヤーテールｗｔとの間でスパークを発生させ、スパークの熱でワイヤｗの先端にボールｆａｂを形成する。
【０１２１】
次いでステップＳ１４に移行し、制御装置１０は第１（ボール）ボンディング工程（ｂ）を実行する。図３（Ｃ）−（Ｅ）を参照して説明したように、第１ボンディング位置への第１（ボール）ボンディング工程を実行するために、制御装置１０は半導体ダイ２２のパッド２３の中心部に向けて、その１５先端にボールｆａｂが形成されたキャピラリ１５を降下させる。そして、超音波振動を与えながらボールｆａｂをパッド２３にボンディングさせ、第１ボンディング位置にデフォームドボールｄｂ１を形成する。
【０１２２】
次いでステップＳ１５に移行し、制御装置１０はワイヤルーピング工程（ｃ）を実行する。図４（Ａ）−（Ｃ）を参照して説明したように、制御装置１０は、ワイヤクランパ１７を拘束状態にして第２ボンディング位置とは反対方向にキャピラリ１５を移動させてから、ワイヤクランパ１７を解放状態にしてワイヤｗを繰り出し、再びワイヤクランパ１７を拘束状態にして第２ボンディング位置へキャピラリ１５を移動させる。この工程によりワイヤループが形成される。
【０１２３】
次いでステップＳ１６に移行し、制御装置１０は第２（ステップ）ボンディング工程（ｄ）およびワイヤカット工程（ｅ）を実行する。図４（Ｄ）および（Ｅ）を参照して説明したように、制御装置１０は、リードフレーム２４に向けてキャピラリ１５の空間位置を移動させ、超音波振動を与えながらワイヤｗをリードフレーム２４へボンディングさせ、その後、第２ボンディング位置からワイヤｗを切断するワイヤカット工程を実施して第２ボンディング位置にｂｐ２を形成する。
【０１２４】
次いでステップＳ１８に移行し、制御装置１０はワイヤボンディング処理を終了するか否かを判断する。ワイヤボンディング処理が継続する限り（ステップＳ１８：ＮＯ）、また、洗浄タイミングが到来しない限り（ステップＳ１２：ＮＯ）、ボール形成工程（ａ）（ステップＳ１３）、第１（ボール）ボンディング工程（ｂ）（ステップＳ１４）、ワイヤルーピング工程（ｃ）（ステップＳ１５）、第２（ステッチ）ボンディング工程（ｄ）（ステップＳ１６）、およびワイヤカット工程（ｅ）（ステップＳ１７）が繰り返される。
【０１２５】
さて、ステップＳ１２において洗浄タイミングが到来した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２０に移行し、制御装置１０はボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行する。図５（Ａ）および（Ｂ）を参照して説明したように、制御装置１０はキャピラリ１５をプラズマ照射装置３０のプラズマトーチ３３の直上に移動させる。そしてキャピラリ１５の先端部にプラズマ３９を照射して、キャピラリ１５の先端部に付着した有機性異物ｄ２を除去する。必要に応じて、制御装置１０は、キャピラリ１５に超音波振動を印加する。
【０１２６】
ボンディングツール洗浄工程（ｆ）が終了したらステップＳ２１に移行し、制御装置１０は、通常状態と同様にボール形成工程（ａ）を実行する。このとき形成されるボールｆａｂは、プラズマ照射の残留エネルギーの影響で通常状態のときより大きなものとなっている。そこでステップＳ２２に移行し、制御装置１０はダミーボンディング工程（ｇ）を実行する。制御装置１０は、図７に示したように半導体ダイ２２の位置合わせ用パターン２６にキャピラリ１５を移動させ、図８に示したようにダミーボンディング工程に係るダミーボンディングｄｂｐ１およびダミーボンディングｄｂｐ２を形成する。
【０１２７】
ダミーボンディング工程（ｇ）を終了したらステップＳ１８に移行し、ワイヤボンディング処理が継続する限り（ステップＳ１８：ＮＯ）、次の洗浄タイミングが到来するまで（ステップＳ１２：ＮＯ）、ワイヤボンディング工程（Ａ）（ステップＳ１３−Ｓ１７）を繰り返す。
【０１２８】
以上実施態様１によれば、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）の直後にボール形成工程（ａ）が実行された場合には、正規の被ボンディング面ではない位置合わせ用パターン２６にボールｆａｂがボンディングされる。よって、プラズマ照射による残留エネルギーが減衰するまで待つことなくボンディング処理を継続することが可能であり、生産性を悪化させることが無い。またボール形成工程（ａ）からワイヤカット工程（ｅ）に至るワイヤボンディング工程（Ａ）の繰り返しの合間にボンディングツール洗浄工程（ｆ）を不定期にまたは定期的に挿入した場合でも、工程の繰り返しのリズムを崩すことない。さらに禁止期間の経過直後から正規のボール形成工程（ａ）を再開することが可能であり生産性を向上させることが可能である。
【０１２９】
［２］実施形態２
図１１に、上記第２の解決方法を適用した実施形態２に係るボンディングツールの洗浄方法を説明するフローチャートを示す。
【０１３０】
ステップＳ１０においてボンディング処理の準備を実施する。上述したようにオペレータによる操作部４０の操作内容に対応させて、制御装置１０は、キャピラリ１５の移動軌跡を記録していく。またリードフレーム２４にボンディングされた半導体ダイ２２がフィーダ２０の上に載置されたら、制御装置１０は制御信号を供給し、ヒータ２１を所定の温度にまで加熱させる。
【０１３１】
ステップＳ１１においてボンディング処理開始の指示を待ち（ＮＯ）、ボンディング処理の開始が指示されると（ＹＥＳ）、ステップＳ１３に移行し、制御装置１０は、ボール形成工程（ａ）を実行する。制御装置１０は、トーチ電極１４とワイヤーテールｗｔとの間でスパークを発生させ、スパークの熱でワイヤｗの先端にボールｆａｂを形成する。
【０１３２】
次いでステップＳ１２に移行し、制御装置１０は洗浄タイミングであるか否かを判断する。洗浄タイミングではない場合には（ＮＯ）、制御装置１０はステップＳ１４に移行して第１（ボール）ボンディング工程（ｂ）を実行し、ステップＳ１５に移行してワイヤルーピング工程（ｃ）を実行し、ステップＳ１６に移行して第２（ステッチ）ボンディング工程（ｄ）を実行し、ステップＳ１７に移行してワイヤカット工程（ｅ）を実行する。
【０１３３】
一方、ステップＳ１２において洗浄タイミングである場合（ＹＥＳ）、制御装置１０はステップＳ２０に移行し、制御装置１０はボンディングツール洗浄工程（ｇ）を実行する。すなわち、図１２（Ａ）に示すように、制御装置１０はボールｆａｂが形成されたままのキャピラリ１５をプラズマ照射装置３０のプラズマトーチ３３の直上に移動させる。そして図１２（Ｂ）に示すように、キャピラリ１５の先端部にイオン化したプラズマ３９を照射して、キャピラリ１５の先端部に付着した有機性異物ｄ２を除去する。必要に応じて、制御装置１０は、キャピラリ１５に超音波振動を印加する。ワイヤｗの先端にボールｆａｂが形成されていても、ボールｆａｂの再結晶は終了しており、プラズマ照射により与えられるエネルギーによりボールが大きくなることはなく、ボールｆａｂの大きさは通常のままである。
【０１３４】
ボンディングツール洗浄工程（ｇ）が終了したら、制御装置１０は、ステップＳ１４に移行して第１（ボール）ボンディング工程（ｂ）を実行し、ステップＳ１５に移行してワイヤルーピング工程（ｃ）を実行し、ステップＳ１６に移行して第２（ステッチ）ボンディング工程（ｄ）を実行し、ステップＳ１７に移行してワイヤカット工程（ｅ）を実行する。このときのボールｆａｂの大きさは通常の大きさであるため、形成される第１ボンディング位置にボンディングされたデフォームドボールの直径も通常どおりとなる。
【０１３５】
次いでステップＳ１８に移行し、制御装置１０はボンディング処理が終了であるか否かを判定し、終了しない場合には（ＮＯ）、再びステップＳ１３に戻る。一方、ステップＳ１８においてボンディング処理を終了する場合には（ＹＥＳ）、ボンディング作業を終了させる。
【０１３６】
以上実施態様２によれば、プラズマ照射による残留エネルギーが減衰するまで待つことなく第１（ボール）ボンディング工程（ｂ）、ワイヤルーピング工程（ｃ）、第２（ステッチ）ボンディング工程（ｄ）、ワイヤカット工程（ｅ）を実施できるので、生産性を悪化させることがない。
【０１３７】
［３］実施形態３
図１３に、上記第３の解決方法を適用した実施形態３に係るボンディングツールの洗浄方法を説明するフローチャートを示す。
【０１３８】
ステップＳ１０においてボンディング処理の準備を実施する。上述したようにオペレータによる操作部４０の操作内容に対応させて、制御装置１０は、キャピラリ１５の移動軌跡を記録していく。またリードフレーム２４にダイボンディングされた半導体ダイ２２がフィーダ２０の上に載置されたら、制御装置１０は制御信号を供給し、ヒータ２１を所定の温度にまで加熱させる。
【０１３９】
ステップＳ１１においてボンディング処理開始の指示を待ち（ＮＯ）、ボンディング処理の開始が指示されると（ＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行し、制御装置１０は洗浄タイミングであるか否かを判断する。
【０１４０】
洗浄タイミングでない限り（ステップＳ１２：ＮＯ）、制御装置１０は、ステップＳ１３に移行してボール形成工程（ａ）を実行し、ステップＳ１４に移行して第１（ボール）ボンディング工程（ｂ）を実行し、ステップＳ１５に移行してワイヤルーピング工程（ｃ）を実行し、ステップＳ１６に移行して第２（ステッチ）ボンディング工程（ｄ）を実行し、ステップＳ１７に移行してワイヤカット工程（ｅ）を実行する。
【０１４１】
一方、ステップＳ１２において洗浄タイミングである場合（ＹＥＳ）、制御装置１０はステップＳ２０に移行し、制御装置１０はボンディングツール洗浄工程（ｆ）を実行する。すなわち、制御装置１０はキャピラリ１５をプラズマ照射装置３０のプラズマトーチ３３の直上に移動させる。そしてキャピラリ１５の先端部にイオン化したプラズマ３９を照射して、キャピラリ１５の先端部に付着した有機性異物ｄ２を除去する。必要に応じて、制御装置１０は、キャピラリ１５に超音波振動を印加する。
【０１４２】
ボンディングツール洗浄工程（ｆ）が終了したらステップＳ２３に移行し、制御装置１０は禁止期間Ｔｉが経過したか否かを判定する。禁止期間Ｔｉが経過しない場合には（ＮＯ）、引き続き待機する。待機の間にプラズマ照射によりワイヤ先端部等に付与された残留エネルギーが減衰していく。
【０１４３】
ステップＳ２３において禁止期間Ｔｉが経過したと判定した場合（ＹＥＳ）、制御装置１０は再びワイヤボンディング工程（Ａ）の各工程（ステップＳ１３−Ｓ１７）に移行する。ステップＳ１８において、制御装置１０はボンディング処理が終了であるか否かを判定し、終了しない場合には（ＮＯ）、再びステップＳ１２に戻る。禁止期間Ｔｉが経過していれば、ワイヤ先端部等に付与された残留エネルギーは形成されるボールｆａｂの直径に影響を与えない程度に減衰しているので、次のワイヤボンディング工程（Ａ）のボール形成工程（ａ）に移行しても問題を生じない。
【０１４４】
一方、ステップＳ１８においてボンディング処理を終了する場合には（ＹＥＳ）、ボンディング作業を終了させる。
【０１４５】
以上実施態様３によれば、禁止期間Ｔｉが経過するまで待つ必要はあるものの、ダミーボンディングやボール形成後の洗浄など、不規則な工程管理のための設定が必要なくなるというメリットがある。
【０１４６】
［４］その他の実施形態
本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。
【０１４７】
例えば上記第１〜第３の解決方法は互いに組み合わせて実行することが可能である。具体的には、第１の解決方法を適用した上記実施形態１において、ダミーボンディング工程（ｇ）を実行した後に、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）におけるプラズマ照射後からまだ禁止期間Ｔｉが経過していない場合、第３の解決方法を適用し、禁止期間Ｔｉが経過するまで次のボール形成工程（ａ）の実行を待つことが可能である。また禁止期間Ｔｉが経過していない場合に再度ダミーボンディング工程（ｇ）を繰り返してもよい。
【０１４８】
また第２の解決方法を適用した上記実施形態２において、ボール形成工程（ａ）、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）、第１（ボール）ボンディング工程（ｂ）の順で実行した時点において、ボンディングツール洗浄工程（ｆ）におけるプラズマ照射後からまだ禁止期間Ｔｉが経過していない場合、第３の解決方法を適用し、禁止期間Ｔｉが経過するまで次のボール形成工程（ａ）の実行を待つことが可能である。
【０１４９】
上記したワイヤボンディング工程（Ａ）の各工程（ａ）〜（ｅ）は典型的な工程の例示であり、必要に応じて処理の内容を変更して適用してもよい。例えば、ワイヤルーピング工程（ｃ）は、図４（Ａ）−（Ｃ）で示したようなルーピング処理である必要は無く、異なる軌跡に沿ってキャピラリ１５を移動させて所望のルーピング形状をワイヤｗに付与してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明は、ボンディング装置におけるボンディングツールの洗浄のみならず、プラズマ照射を利用する他の装置の洗浄方法に適用することも可能である。所定の通常処理の間に定期的にまたは不定期にプラズマによる洗浄工程を挿入する必要があり、かつ、プラズマ照射によって付与されるエネルギーが上記通常処理に悪影響を与えるような場合に適用可能である。
【符号の説明】
【０１５１】
Ｄ０−２…直径、ＨＳ…高周波信号、ＨＶ…高電圧、ＰＯ…幅、Ｔｉ…禁止期間、ｂｐ１、ｂｐ２…ボンディング点、ｄ１…金属性異物、ｄ２…有機性異物、ｄｂｐ１、ｄｂｐ２…ダミーボンディング点、ｄｐ１…ボンディング点、ｆａｂ…ボール、ｗ、ｗａ−ｄ…ワイヤ、ｗｔ…ワイヤーテール、１…ボンディング装置、１０…制御装置、１１…基台、１２…ＸＹテーブル、１３…ボンディングヘッド、１４…トーチ電極、１５…キャピラリ、１６…ボンディングアーム、１７…ワイヤクランパ、１８…ワイヤテンショナ、１９…回転スプール、２０…フィーダ、２１…ヒータ、２２…半導体ダイ、２３…パッド、２４…リードフレーム、２６…位置合わせ用パターン、３０…プラズマ照射装置、３１…ガスチャンバ、３２…高周波信号発生装置、３３…プラズマトーチ、３４…負荷電極、３５…接地電極、３６…ガス配管、３７…遮断弁、３８…開口、３９…プラズマ、４０…操作部、４１…ディスプレイ、４２…カメラ、１５１…ストレート孔、１５２…チャンファ部、１５３…フェイス部、１５４…アウタラディウス部、１５５…外周面、１６１…超音波発振器
【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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