(57)【要約】集積回路チップ又はパッケージ上のボンディングパッドにワイヤーボンディングにより電気接続するための、消散性セラミック製ボンディングツールチップ（１２）の製造方法及び使用方法に関する。この消散性セラミック製ボンディングツールチップ（１２）の使用方法は、蓄積された電荷の突然のサージにより繊細な電子機器がダメージを受けるボンディング中に電荷を消散することを含む。このツールチップ（１２）の製造方法には、電荷構築を阻止するのに十分高いが、ボンディングされているこの装置を過負荷するのには十分でない静電気を接触するように、その導電性に影響を及ぼすことを含む。最良の結果として、このチップ組立体自体の抵抗は、５×１０４又は１０５から１０１２Ωの範囲であるべきである。加えて、また、このチップ（１２）は、満足のいくように機能すべく特別な機械的特性を有しているべきである。
2004535665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードを集積回路ボンディングパッドに接続するためのワイヤーボンディング機器に使用する消散性材料を有するチップを備えており、
前記消散性材料は、５×１０４又は１０５以上１０１２Ω以下の範囲の抵抗を有していることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記チップは、ワイヤーを供するためのチューブを有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記チップは溝を有していることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項４】
リードを集積回路ボンディングパッドに接続するためのワイヤーボンディング機器に使用する消散性材料を有するチップを備えており、
前記消散性材料は、実質的に一定の電流を伝導するのに十分低い抵抗及びボンディングされている装置への放電から、２０ｍＡ以上の電流を阻止するのに十分高い抵抗を有していることを特徴とする装置。
【請求項５】
前記抵抗は、５ｍＡ以下の電流を阻止するのに十分高いことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記抵抗は、３ｍＡ以下の電流を阻止するのに十分高いことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記抵抗は、前記チップから消散される前記電流が、２ｍＡ以下であるように十分高いことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項８】
リードを集積回路ボンディングパッドに接続するためのワイヤーボンディング機器に使用する消散性材料を有するボンディングツールのチップを備えており、該チップは、０．１以上０．５秒以下の静電放電時間を有していることを特徴とする装置。
【請求項９】
リードを集積回路ボンディングパッドに接続するためのキャピラリーウェッジ型ワイヤーボンディング機器に使用する電気的消散性セラミックを有するボンディングツールチップを備えている装置。
【請求項１０】
１０５以上１０１２Ω以下の抵抗を有する消散性セラミック製ボンディングツールチップの製造方法であって、該消散性セラミックチップを形成するように微粒子を焼結することを有する方法。
【請求項１１】
前記の微粒子の焼結は：
前記消散性材料を形成するのに適した組成の微粒子と、溶媒、分散剤、バインダー及び焼結補助剤とを混和し混液を形成し；
前記混液を、少なくとも一つのウェッジへと鋳造成形し；
前記の少なくとも一つのウェッジを乾燥し；
低温にて前記バインダーの除去を促進し、かつ、ドーパント原子の価数を制御する熱処理雰囲気を供し；
前記バインダー及び前記分散剤を除去するのに適した温度で、前記雰囲気にて前記の少なくとも一つのウェッジを加熱し；
前記雰囲気にて、粒子と共に、低空隙率を有する固体構造へと焼結するのに十分高い温度へと前記の少なくとも一つのウェッジを加熱し；かつ
前記固体構造を冷却する；
ことを有していることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
バインダーを除去するように、５００℃以上２５００℃以下にて前記微粒子を加熱することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
バインダーを除去するように、４０００℃にて前記微粒子を焼結することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記微粒子は、溶媒、分散剤、バインダー及び焼結補助剤と混合されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記微粒子は、イットリウム及び水のみからなる群から選択された溶媒と混合されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記微粒子は、セリア、マグネシア、イットリア、ホウ素、カーボンコロイダルシリカ、アルミナ溶媒、エチルシリケート、リン酸類、希少金属酸化物及びイットリウムのみからなる群から選択されたバインダーと混合されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記微粒子は、セリア、マグネシア、イットリア、ホウ素、カーボンコロイダルシリカ、アルミナ溶媒、エチルシリケート、リン酸類、希少金属酸化物及びイットリウムからなる群から選択された溶媒と混和されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記セラミック製ボンディングツールチップは、１．５μｍ未満の粒子径を有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
１０５以上１０１２Ω以下の抵抗を有する消散性セラミック製ボンディングツールチップの製造方法であって、該チップを形成するように、反応性微粒子をホットプレスすることを有する方法。
【請求項２０】
前記のホットプレスするステップは：
消散性材料を形成するのに適した組成の微粒子とバインダー及び焼結補助剤とを、混液へと混合し；
ドーパント原子の価数を制御するように、ホットプレス雰囲気を選択し；
前記粒子を、低空隙率を有する固体構造へと硬化し、かつ、結合するのに十分高い温度にて、前記混液を鋳型にてプレスし；かつ
冷却し、かつ、前記鋳型から前記固体構造を除去する；
ことを有する請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記微粒子は、バインダー及び焼結補助剤と混合されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
ホットプレスは、１０００℃以上２５００℃以下の温度にて実施されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記微粒子は、イットリウム及び水のみからなる群から選択された溶媒と混合されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記微粒子は、セリア、マグネシア、イットリア、ホウ素、カーボンコロイダルシリカ、アルミナ溶媒、エチルシリケート、リン酸類、希少金属酸化物及びイットリウムのみからなる群から選択されたバインダーと混合されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記微粒子は、セリア、マグネシア、イットリア、ホウ素、カーボンコロイダルシリカ、アルミナ溶媒、エチルシリケート、リン酸類、希少金属酸化物及びイットリウムのみからなる群から選択された溶媒と混合されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
前記セラミック製ボンディングツールチップは、１．５μｍ未満の粒子径を有することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
１０５以上１０１２Ω以下の抵抗を有する消散性セラミック製ボンディングツールチップの製造方法であって、該消散性セラミック製チップを形成するように、微粒子を溶解鋳込みすることを有する方法。
【請求項２８】
前記の鋳造鋳込みは：
消散性材料を形成するのに適した組成の金属を非反応性るつぼ内にて融解し；
前記融解金属をインゴットにて鋳造し；
前記インゴットを圧延インゴットに圧延し；
前記圧延インゴットを押出鋳造物材料へと押出鋳造し；
前記押出鋳造材料を引抜き材料へと引抜き；
前記引抜き材料をプレス材料へとプレスし；かつ
前記プレス材料を加熱する；
ことを有する請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記セラミック製ボンディングツールチップは、１．５μｍ未満の粒子径を有していることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
電気的消散性ボンディングツールチップを供し；
装置に材料をボンディングし；かつ
実質的に平滑な電流を、装置に消させる；
ことを有し、
前記電流は、ボンディングされている前記装置にダメージを与えないのに十分低く、かつ、
前記電流は、ボンディングされている装置に対して放電する可能性がありボンディングされている装置にダメージを与える可能性のある帯電の構築を阻止するのに十分高い；
ことを特徴とするボンディングツールチップの使用方法。
【請求項３１】
前記ボンディングは：
電気的抵抗加熱法を用いて、前記ボンディングツールチップを加熱し；
ボンディング材料を融解するように、前記ボンディングツールチップを使用する；
ことを有する請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記ボンディングは、前記材料をフローさせるように、該材料を側方向に洗浄することを有する請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記ボンディングツールチップは、１０５以上１０１２Ω以下の抵抗を有していることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記ボンディングツールチップとボンディングされている前記装置との間に電位差を構築することをさらに有する請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
前記構築は、リードを、ボンディングされている前記装置へと接地することをさらに有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記ボンディングツールチップを、ボンディングされている前記装置と電気的に接続するように配置することをさらに有する請求項３０に記載の方法。
【請求項３７】
ボンディングされている前記装置に接触すべく配置する前に、前記ボンディングツールチップに、管状チャネルを介してワイヤーを供することをさらに有する請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
ワイヤーのビットを融解するように、前記ボンディングツールチップにて電気放電を供し；かつ
前記ワイヤーのビットをボンディングボールへと形成する；
ことをさらに有する請求項３０に記載の方法。
【請求項３９】
前記ボールを前記装置に近接させ、帯電の消散を開始させることをさらに有する請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記ボンディングツールを、該ボンディングツールが移動するにつれ供されるワイヤーを伴った前記装置から、該装置の異なる位置へと移動することをさらに有していることを特徴とする請求項３８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連特許）
本願は、“Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｖｅ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｂｏｎｄｉｎｇ  Ｔｏｌｌ  Ｔｉｐ”なるタイトルの１９９９年２月２５日出願の仮特許出願番号６０／１２１，６９４号明細書の利点を請求した“Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｖｅ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｂｏｎｄｉｎｇ  Ｔｏｌｌ  Ｔｉｐ”なるタイトルの２０００年２月２５日出願の継続出願番号０９／５１４，４５４号明細書の一部である。また、本願は、仮出願番号６０／２８８，２０３号明細書の利点も請求している。上述の出願内容は、参照文としてここに組み込まれる。
【０００２】
（本発明の背景）
（発明の技術分野）
本発明は、一般に、ボンディングツールチップに係り、さらに特に、電気接続を接合するためのセラミック製ツールチップに関する。
【０００３】
（先行技術）
集積回路は、典型的にリードフレームに取り付けられており、個々のリードは集積回路上のパッドに個々にボンディングすべくワイヤーに結合されている。このワイヤーは、出力端部にボンディングパッドを有するチューブ状のボンディングツールチップを介して供されている。これらチップはキャピラリーチップと呼ばれている。電子フレームオフ（ＥＦＯ）装置により供された、ボンディングツールチップでの放電は、ワイヤーの小片（ｂｉｔ）を融解し、ボンディングボールを形成する。その他のボンディングツールは、中心のチューブを有していないが、必要に応じて、単独でワイヤーを供するべく、フィードホールやその他の特性を有している。いくつかのボンディングツールチップは、磁気ディスク記録装置のためのボンディングツールチップのように、絶縁性であり、磁気ヘッドに結合されており、その後、フレキシブルワイヤー回路へと至っているワイヤーを供するためのこのような配置物を有していない。
【０００４】
ボンディングツールチップが、ワイヤーが結合しているダイ側の集積回路上に存在する場合、このワイヤーは、上述のように、ダイボンディングパッドへと至る手前で、ワイヤーの端部上に形成されているボールを有している。その後、このボールは、集積回路上のダイパッド上に形成された膜に接触している。その後、ボンディングツールチップは、ツールとして金製のワイヤーを供している集積回路ダイパッドから、リードフレーム上のボンドパッド上へと移動され、かつその後、超音波振動子により側方的に洗浄される。ビンディングツールチップとこの振動子からの圧力及び毛細管作用は、分子結合が信頼性の高い電気的かつ機械的接続を形成するボンディングパッド上へとワイヤーが「フロー」することを生じさせる。
【０００５】
ボンディングツールチップは、圧力下での変形を阻止すべく十分強固でなければならず、かつ、多くの結合が移動の前に製作されるように、機械的耐久性を有していなければならない。先行技術におけるボンディングツールチップは、数千のボンディング接合を形成すべく十分な耐久性を有する絶縁体である酸化アルミニウム製である。また、ボンディングツールは、接合されている部品への静電的なダメージを阻止すべく、信頼性の高い電気接合を形成するようにデザインされていなければならない。特定の先行技術における装置は、チップがボンディング接着を形成する際、一定量の電圧を放射する。１ボルトの静電気放電が、集積回路や磁気記録ヘッドにダメージを与える可能性のある２０ミリアンペアの電流を生じるという問題を生じる可能性がある。
【０００６】
Ｌｉｎｎによる特許文献１は、絶縁体である「電気的導電性金属バインダーを有していない」耐久性のあるアルミナボンディングツールについて述べている。Ｈａｒａｄａらによる特許文献５は、大型の静電放電を起こすべく、一定の半径を有するボンディングボールを形成している、絶縁キャップ又は「セラミック製材料」で覆われたボンディングツール電極を覆うことについて述べている。Ｐｏｌｉによる特許文献６は、大型の静電気的放電を阻止すべく、「制御された導電性」を有するセラミックコーティングを有するバキュームウェハーハンドリングツールについて述べている。
【０００７】
（特許文献１）米国特許第４、３１５、１２８号明細書
（特許文献２）米国特許第３、８１６、４７２号明細書
（特許文献３）米国特許第４、５０２、９８３号明細書
（特許文献４）米国特許第６、０３０、４７２号明細書
（特許文献５）米国特許第５，６１６，２５７号明細書
（特許文献６）米国特許第５，２８０，９７９号明細書
（特許文献７）米国特許第６，３５４，４７９号明細書
（特許文献８）米国特許第５，２１７，１５４号明細書。
【０００８】
（発明の概要）
本発明は、電気装置上にて、電気接続がボンディングパッドへとボンディングするための電気的消散性であるセラミックボンディングツールチップを供してもよい。本発明の原理に従うと、本発明を用いた方法は、ボンディングされる装置の過負荷に十分なほど高くはないが、電荷構造を阻害するのに十分高い電荷を消散する追加ステップを含んでいる。この追加ステップは、少なくとも部分的に直感とは反したものである。なぜなら、通常の帯電消散は、回路が過負荷されないように避けられるからである。したがって、いくつかの静電気的電荷により繊細な電子機器を障害から避けるために、ボンディングされる装置の過負荷に十分なほど高くはないが、電荷構造を阻害するのに十分高い電力を誘導するように、このボンディングツールチップが作られる。言い換えれば、ボンディングツールチップに関し、緩徐に放電することが望ましい。チップは、結合されたパーツを障害する突然の電流サージを阻止すべく、放電する必要がある。最も良好な結果に関し、チップ組立体自身の抵抗は、約５×１０４あるいは１０５から１０１２オームの範囲であるべきである。この抵抗範囲は、抵抗を特徴付けている方法を問わず、十分である。また、このツールは、長寿命を有するように、高い剛性と高い研磨抵抗を有していてもよい。しかしながら、短寿命でなければ、低い剛性及び低い研磨抵抗を有するボンディングチツールチップで製造されていてもよい。高い磨耗抵抗及び高い剛性を有するボンディングツールチップに使用される可能な材料には、セラミック（電気的に非導電性）か、タングステンカーバイド（電気的導電体）などの金属が含まれる。
【０００９】
本発明において、所望の電気的導電性を有するボンディングツールチップは、少なくとも３つの異なる形状にて製造されてもよい。
【００１０】
第１に、このツールは、適切な濃度にてドーパント原子を有し、かつ、所望の範囲の電気的導電性をもたらす十分な移動性を示す電荷キャリア濃度（非結合電子又はホール）を形成する価数状態を有する、単一な外因性半導体材料から製造されてもよい。例えば、このツールは、ホウ素で単一にドープされた多結晶シリコンカーバードから製造されてもよい。
【００１１】
第２に、このツールは、絶縁コア上に高度にドープされた半導体の薄層にて製造されていてもよい。この場合、このコアは、機械的剛性を供し、並びに、この半導体表面層は、研磨耐性及び許容可能な比率にて静電気的電荷の消散を可能としている、チップからマウントへと至る電荷キャリアパスを供している。例えば、このツールは、ホウ素にて埋め込まれた表面を有するダイアモンドチップウェッジで製造されていてもよい。
【００１２】
第３に、このツールは、導電性コア上に軽微にドープされた半導体層にて製造されていてもよい。この導電性コアは、機械的剛性を供し、この半導体層は、研磨耐性及び電気的にマウントに結合されている、チップから導電性コアへと至る電荷キャリアパスを供している。ドーピングのレベルは、許容可能な比率にて静電的電荷の消散を可能としている、層を介した伝導性を形成すべく選択される。例えば、このツールは、チタンナイトライドカーバイドにてコートされたコバルト結合型タングステンカーバイドから製造されていてもよい。
【００１３】
（本発明の詳細な記載）
図１は、本発明に従った、典型的なキャピラリーボンディングツール１０を示している。このボンディングツール１０は、長さが約１．５インチ（１２から１３ｍｍ）、径は約１／６インチ（１．６ｍｍ）であってもよい。ボンディングツールチップ１２の長さは、１から８ミル、２から６ミル、あるいは３から１０ミル（０．０８から０．２５ｍｍ）であってもよい。図１には示していないが、このツール自体の長さを延ばしている、連続的な長さを供されたゴールドワイヤーを収納するツールホールである（示していない）。
【００１４】
図２は、図１に示したキャピラリーボンディングツール１０の大型拡大断面図である。図１の破線の円形で示されたボンディングツール１０の一部分のみが図２に示されている。ツールチップ１２は、ボンディングツール１０の全長に延びてもよいツールホールを有している。このワイヤー（示していない）は、出口ホール１８を介してツールチップ１２から抜け出ている。このワイヤーは、例えば金製であってもよいが、その他の導電性金属又は導電性金属の混液で製造されていてもよい。出口ホール１８におけるチャンファー１６は、少なくとも二つの目的を有している。第１に、チャンファー１６は、ワイヤーの端部にて形成されているボールを収納する。第２に、ボンディングツール１０が、集積回路（示していない）上のボンディングパッドから集積回路組立品（示していない）のリードフレーム（示していない）上のボンディングパッド（示していない）へと移動されているので、チャンファー１６表面は、ワイヤーのルーピングをより滑らかにしている。ボンディングツールチップ１０の内径は、このチップを介して供されているワイヤーの長さの約１．５倍であってもよい。例えば、この内径は、１．３又は１．４から１．６μｍであってもよい。
【００１５】
ボンディングツール１０の寸法は、製造される部材の寸法に従って変更されてもよいが、ツールチップ１２の径は、実質的に同様であってもよい。
【００１６】
図３は、ツールホール１４、チャンファー表面１６及び出口ホール１８などの同様な構造を有するボンディングツール１０に関する代替的実施例を示している。このボンディングツールチップは、ボトルネック型キャピラリーチップと呼ばれ、ボンディングピッチ（ボンディングパッドの中心間の距離）が小型である場合、より狭いボンディング条件のために供されている。ダイ領域が一定以上又は一定以下である一方、集積回路の寸法がより小型になるにつれ、あるいは、チップ上の回路数が多くなるにつれ、ボンディングツールチップ及びビンディングピッチは、より小さくなる傾向にある。
【００１７】
図４は、端部１４、突起部分１６及び溝１８を有する、ウェジツールと呼ばれるその他のタイプのボンディングツール１０を示している。ボンディングツール１０に関する図４の実施例は、絶縁ワイヤーを捕獲し、ボンディングチップ１２のヘッド上に横たえ、かつ例えばディスクドライブシステムの一部分やボンディングされているその他の装置の一部に超音波的にボンディングさせるために使用されているディスクドライブボンディングに使用されてもよい。また、ボンディングツール１０は、リードフレーム（示していない）上に取り付けられた集積回路ダイに使用されてもよい。磁気記録ヘッド又は集積回路ダイをボンディングする場合、磁気記録ヘッド又は集積回路ダイからのワイヤーは、このダイから集積回路パッケージのコネクションへと直接接続されていなくてもよいが、当業者公知である、磁気記録ヘッド又は集積回路ダイからリードフレームへと接続されていてもよい。このリードフレームの組成は、集積回路パッケージの組成と異なっていてもよい。図５Ａ及び５Ｂのボンディングツール１０のチップ１２は、異なる集積回路鉛フレームの物理的に異なる特性を有している。図４、５ａ及び５ｂにおける溝１８は、超音波ボンディング中、接合されているパッドを摩擦的に保持している。この溝１８は、典型的にｖ型であるが、円柱などのその他の形状であっても機能する。溝１８及び／又はダイ領域の寸法は、部材の寸法が異なってはいるが、本質的に一定に保たれていてもよい。溝１８の幅は、ボンディングされているワイヤーの径とおよそ同等か、若干小さくてもよい。一つの実施例において、溝１８は、１から３０μｍの幅であり、１から３０μｍの深さである。溝１８は、１から３０μｍの深さであってもよい突起部分１６の全体の深さにて切断されてもよい。一つの実施例において、突起部分１６は、６から７μｍの深さであり、溝１８は、２．５から４．５μｍの深さであり、突起部分１６は、１００から１５０μｍの幅である。突起部分１６及び端部１４は、８から３５又は４０μｍの幅であってもよい。図４、５ａ及び５ｂでは、二つの溝１８は十字を形成しているように示されているが、ボンディングツールチップ１２は、一つの溝又は溝を交叉及び／又は平行するメッシュのみを有していてもよい。溝１８は、垂直的に示されているが、その他に対していかなる角度を有していてもよい。
【００１８】
図６Ａは、磁気ディスクドライブユニットをもたらす、ボンディングワイヤーにて使用される典型的なワイヤーボンディングマシーン６０を示している。破線の円の内部に示されているのは、ボンディングツール１０である。ボンディングツール１０は、ワイヤーボンディングマシーン６０の装置により所望の方向に可動するアーム６６に取り付けられている。このようなマシーンは、Ｗｅｓｔ  Ｂｏｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ社製（Ａｎａｈｅｉｍ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から発売されているモデル７４００が利用可能である。
【００１９】
今日の市場にて利用可能な典型的なボンディングツールチップは、酸化アルミニウムとも称されるアルミナ（Ａｌ２０３）、ルビー又はサファイアなる絶縁体で製造されており、いずれも市販機器にて首尾よく使用されている非常に硬い化合物である。アルミナ、ルビー、又はサファイアにて製造されているワイヤーボンディングツールチップは、合理的な長寿命を有している。先行技術において、ツールチップが絶縁体であることを確かなものとするために、これらボンディングツールチップには、導電性バインダーを使用しない。しかしながら、上述のように、回路のボンディングパッドに接触しているボンディングツールに由来する静電気放電が、ワイヤーされている回路にダメージを与えるという問題が存在している。
【００２０】
本発明の趣旨によると、この静電気放電による、繊細な電子装置をダメージから回避するために、ボンディングツールチップ１２は、電荷形成を阻止するだけ十分高く、接合されている装置に過負荷を与えるほど高くない割合にて、静電気を接続すべきである。ボンディングツール１０は、モー（ｍｈｏ）の１億分の１以上高い導電率（つまり、１×１０−１２以上の電力のオームの逆数（Ω−１））を有していてもよく、かつその導電率は、モーの１０−５以下（つまり、１×１０−５Ω−１）であってもよいことを示してきた。この抵抗は、材料が電荷消散を起こさない絶縁体でない場合に十分低くかつ、接合されている装置に影響を与える電流を許容する導電体でない場合に十分高くあるべきである。最良の結果に関し、チップ組立品自体の抵抗は、５×１０４又は１０５から１０１２Ωである。例えば、昨今の磁気記録ヘッドは、５ｍＡの電流によりダメージを受ける。磁気記録ヘッドを使用してもよい実施例において、ボンディングツールチップ１２からこのヘッドへと２から３ｍＡ以下の電流が流れることを許容すべきである。
【００２１】
一つの実施例において、高い剛性及び高い研磨抵抗性を達成するために、セラミック（電気的非導電体）又はタングステンカーバイド（導電体）などの金属を使用している。この実施例におけるボンディングツールチップは、約２５以上のロックウェル硬さを有してもよく、好ましくは約３２以上であってもよい。チップは少なくとも二つのボンディングに関して存続可能でなければならない。
【００２２】
本発明において、所望の導電性を有するボンディングツールチップは、少なくとも三つの特性を有すべく作られてもよい。
【００２３】
第１に、このツールは、所望の範囲において電気的導電性をもたらす十分な電荷キャリア密度（非結合電子又はホール）を形成すべく、適切な濃度及び価数状態にて、ドーパント原子を有する単一な外因性半導体材料から製造されてもよい。例えば、ホウ素を単一にドープされた多結晶シリコンカーバイドは、所望の範囲の導電性を与える。好ましくは、ここに使用されるホウ素の量は、多結晶シリコンカーバイドの重量に対して５から７％である。
【００２４】
第２に、このツールは、絶縁性コア上に高度にドープされた半導体でできた薄層の形成により製造されてもよい。例えば、ダイアモンド製チップウェッジは、ホウ素を埋め込まれた表面又はドープされたセラミックの表面を有していてもよい。この場合、コアは、機械的剛性を供し、並びに、半導体表面層は、研磨抵抗性を供し、及び、ツールチップ１２からマウント（示していない）へと至る、許容範囲内の比率により静電気電荷の消散を許容する電荷キャリアパスを供している。半導体表面層の伝導力は、約１０８から１０９Ω−１であるべきである。
【００２５】
第３に、このツールは、導電性コア上に軽微にドープされた半導体層を形成することにより製造されてもよく、例えば、チタンナイトライドカーバイドでコートされたタングステンカーバイドコアにボンディングされたコバルトなどがある。この導電性コアは、機械的剛性を供してもよく、半導体層は研磨抵抗性を供し、かつマウントに対して電気的に接続されている導電性コアに接合された装置に由来する電荷キャリアパスを供している。ドーピングのレベルは、許容範囲の割合にて静電気電荷の消散を可能としている、層を介した伝導性を供すべく選択される。半導体表面層の導電性は、約１０７から１０８Ω−１であるべきである。
【００２６】
図７、８及び９は、残りの二つの構造に関する二層構造物を示している。この構造物は、ツールチップのタイプを特定することを意図するものではない。むしろ、種々のボンディングツールチップに使用されてもよい。層７１、８１及び９１は、例えば、１００から１０００Åの厚みを有していてもよい。第２及び第３の構造物において、外部層は、７１、８１及び９１とラベルされており、コアは、７２、８２及び９２とラベルされている。第２構造物において、上述したように、層７１、８１及び９１は、高度にドープされた半導体であって、コア７２、８２及び９２は絶縁体である。第３の構造物においては、上述したように、層７１、８１及び９１は、軽微にドープされた半導体であり、コア７２、８２及び９２は、導電体である。層７１、８１及び９１に関する部分の相対的な厚み及び寸法に対して有意性は付随されるべきではなく、単一な厚みを有していても、有していなくてもよい。
【００２７】
消散性ツールは、種々の方法により製造されてもよい。
【００２８】
図１０は、消散性ツールを製造するための一般的な方法１０００を示している。セラミック部分を製作する工程は、製作すべき所望のセラミック部分と同一又は同様の組成を有する粉末から開始してもよい。このセラミック組成の質は、使用するセラミック粉末の質に影響される可能性がある。この質を確実なものにするために、このセラミック粉末は、検査され、複数回加工されてもよい。セラミック粉末の純度、凝集濃度、及び粒子径をモニターしてもよい。この粉末は、研磨されてもよい（例えば、摩砕、ボールミル、又はターボミル（ｔｕｒｂｏ  ｍｉｌｌｅｄ）。研磨制御は、工程１０００を開始する前に、セラミック粉末の粒子径を生成する。ステップ１００２において、初期的に粉末であってもよい材料は、所望の組成を有すべく形成される。次に、ステップ１００４において、材料は、ツールに適切な形状へと成形され寸法付けされる。材料は、さらに、ステップ１００６において、所望の機械的、化学的及び／又は電気的特性に影響を与えるべく処理されてもよい。実施例に依存して、ステップ１００２、１００４及び１００６は、一つの工程の一部として同時に行われてもよい。材料の特性は、製造工程及び組成物を製造するために使用する材料に依存するので、ステップ１００６の一部又は全部は、ステップ１００４に先だって行われてもよい。任意のステップ１００８では、交差へと寸法付けされる。任意のステップ１０１０では、層が形成される。任意のステップ１０１２では、材料はさらに、層に所望の特性を与えるべく、あるいは、層の所望の特性を影響すべく、処理される。
【００２９】
図１１から１３は、図１０における三つの例を示している。
【００３０】
図１１は、方法１１００を示しており、反応粉末を混合、成形及び焼結することを含む、例えば、この反応粉末には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３），ジルコニア（Ｚｒ２Ｏ３），酸化鉄（ＦｅＯ２）又は酸化チタン（Ｔｉ２Ｏ３）などがある。
【００３１】
一般に、焼結は、粉末の融点以下にて粉末を緻密化することを含む。粒子間の空隙が消失するまで減少する、凝集が起こる。この焼結工程の駆動力は、表面エネルギーの低下である。二つの球状粒子の焼結の間、例えば、粒子間のネックへの成長が増加するにつれ、粒子間接触領域は増加する。焼結工程には、三つの基本段階が存在する。第１段階では、粒子間の材料は、粘性流、塑性流又は体積拡散により外側へと移動し、このネック領域上に堆積される。粒子中心部間の距離は減少し、凝集が起こる。蒸着−縮合又は表面拡散により、材料が周辺部からこのネックへと移動されると、凝集は起こらない。第２段階において、成長するネックは融合し、オリジナルの粒子構造は消失し、かつ、粒子境界端部に沿った粒子間空隙ネットワークを伴う多結晶体により置き換えられる。粒子成長は、粒子境界の移動により、これらの曲線の中心部に向かって起こる。第３段階において、粒子成長は継続し、空隙は、粒子の角に近接するようになり、空隙が減縮するので、さらなる緻密化が起こる。粒子境界が十分曲線を描いている場合、空隙全体へと移動し、この空隙は粒子に単離される。空隙が粒子内部に一旦存在すると、さらなる凝集の工程は緩慢に行われてもよい。
【００３２】
ステップ１１０２において、所望の組成物の微粒子（例えば、０．５マイクロの径）は、有機溶媒、無機溶媒、分散剤、バインダー及び焼結補助物と混和される。この溶媒は、例えば、イットリウムやＨ２Ｏであってもよい。バインダー及び／又は焼結補助物は、セリア、マグネシア、イットリア、ホウ素、カーボンコロイダルシリカ、アルミナ溶媒、エチルシリケート、種々のリン酸物、種々の希少金属酸化物若しくはイットリウムのいずれか、組合せ物、又はこれらすべての材料であってもよい。ステップ１１０４において、この混合は、過剰な寸法のウェッジへと鋳造される。ステップ１１０６において、バインダー及び分散剤を除去すべく、この小片を注意深く乾固し、緩慢に加熱し、ステップ１１０８では、個々の粒子が低い空隙率を伴った固形構造物へと互いに焼結するのに十分高い温度にて、加熱される。この緩慢な加熱は、低い空隙率及び均一性を得るべく、例えば、３から５時間かけて、１５分当たり５０から２００℃へと至るように行われ、その圧力５００又は１０００℃から２５００℃へと３から２４時間行われてもよい。この焼結は、例えば、４０００℃にて行ってもよい。この加熱処理雰囲気は、低温にてバインダーの除去が促進され、より高い温度及び冷却にて、ドーパント原子の価数を制御すべく選択される。低い空隙率は、０．５マイクロ以下の粒子径にて保持することにより確実なものとされてもよい。次に、ステップ１１１０において、この固体構造は、好ましくは１から２時間冷却される。冷却後、任意のステップ１１１２では、この小片は、要求される交差を達成すべく、機械加工され、あるいはその他の寸法付けが行われる。任意のステップ１１１４では、この小片は、所望の表面層を形成すべく、イオン注入、蒸着、化学蒸着、物理蒸着、電子プレーティング蒸着（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｐｌａｔｉｎｇ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、中性子衝撃、又は上述の組合せにより処理される。拡散、再結晶、ドーパント活性化又は金属イオンの価数変化により、所望の層特性を形成すべく、任意のステップ１１１６では、制御された環境下にて続いて熱処理されてもよい。
【００３３】
一つの例において、ステップ１１１４では、シリコンナイトライド又はジルコニアセラミックなる材料は、粒子の凝集が、表面領域及び粒子成形体の空隙率の減少が起こるまで、適切な温度にて、粉末成形体を焼成することにより製造されてもよい。この工程は、化学反応、結晶成長及び／又は液相及び固体状態拡散形成を含んでいてもよい。未処理のシリコンナイトライドセラミック粉末は、典型的にα位相の状態にある。ステップ１１０６の焼結工程は、この粉末を好ましいベータ−Ｓｉ３Ｎ４状態へと変換すべく、セラミック粉末を２０００℃にまで加熱することを含む。このベータ−Ｓｉ３Ｎ４状態は、高い熱機械的特性を有しており、限定的加熱などの高温適用に適している。シリコンナイトライドは、焼結補助物を添加することなく、部分的に焼結されてもよいが、このセラミック粉末は、焼結補助物を用いないこの加熱工程では、α位相からベータ−Ｓｉ３Ｎ４位相へと完全に変換されない可能性がある。希少金属酸化物及びその他の酸化物なる焼結補助物は、粒子形成を核生成すべく、ベータ−Ｓｉ３Ｎ４粉末に関する核生成物質として機能してもよい。イットリア（Ｙ２Ｏ３）及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）は、焼結補助物として使用されてもよいが、その他の焼結補助物も作用可能である。
【００３４】
その他の例において、ボンディングチップ１２に、シリコンカーバイド、ジルコニア、又はシリコンナイトライドを使用してもよい。シリコンナイトライドはステップ１１０６の焼結ステップに入る前に、調製する必要はないが、シリコンカーバイド及びジルコニアは、最終製品の質に影響を及ぼす可能性がある二つの位相を有している。シリコンナイトライドは二つの位相、つまり、α及びベータ−Ｓｉ３Ｎ４の六方晶系を有しており、多結晶セラミックの製造に使用されてもよい。同様に、ジルコニアは、室温において、単斜晶系結晶として存在しており、１２００℃以上で四方晶系位相へと転換する。言い換えれば、ジルコニアは、低温では単斜晶系であり、高温では、四方晶系状態である。シリコンナイトライドのβ位相及びジルコニアの四方晶系結晶は、それぞれの位相においてより高度な強度特性を有しているが、冷却ステップ１１１０において、シリコンナイトライド及びジルコニアをそれぞれβ位相及び四方晶系位相への保持を誘導するため、ステップ１１０２において、いくつかの安定化剤を添加すべきである。例えば、ステップ１１１０の冷却において、転換を阻止すべく、ステップ１１０２において、酸化マグネシウムなどの安定化剤を加えてもよい。ステップ１１０２において、イットリアを添加することにより、四方晶系ジルコニア多結晶体（ＴＺＰ）として公知のマイクロ構造を有する高度な微粒子（１μｍ以下）を得ることができる。
【００３５】
高度な強度位相を達成すべく、ステップ１１０２にて添加物を混合する工程は、未焼成体の形成と呼ばれる。
【００３６】
ボンディングツールチップの製造に使用されてもよい焼成工程には数種類のその他のタイプが存在する。ボンディング焼成反応において、ステップ１１０６では、この未焼成体は、チャンバー内に配置され、そこで、化合物を形成すべく、加熱され、かつ反応性ガスにて、浸透される。シリコンナイトライド製ボンディングツールチップを形成するためのシリコンナイトライドのボンディング反応工程には、ステップ１１０６及び１１０８においてシリコン未焼成体をとり、この未焼成体を水素及び窒素ガスと反応させＳｉ３Ｎ４を形成することを含む。未焼成体を水素及び窒素ガスに曝露することは、窒化として公知である。このガス中での未焼成体の窒化は、１１５０℃から開始され、１４２０℃まで徐々に温度を上昇させる。得られる製品は、１８から２５％の空隙率を有するα及びβシリコンナイトライドの混液である。シリコン成形体の元の寸法は、この窒化で実質的に変化しない。このボンディングツールチップは、ステップ１１１２にて、部分的に窒化された後、機械成形されてもよい。ボンディング反応は、比較的安価である。
【００３７】
ボンディングツールチップを形成するためにホットプレス焼成を使用する際、セラミックパウダーはダイに配置され、その後、ステップ１１０４にて加熱される一方、高圧にて圧縮される。シリコンナイトライド粉末を用いて成形する場合、この粉末は、グラファイトダイにて、適切な酸化添加物にてホットプレスされる。また、例えば、完全に濃密で高い強度のβシリコンナイトライドを得るために、１７００から１８００℃にて加熱されてもよい。ダイアモンド機械加工は、このホットプレスの後に行う。ボンディングツールチップを形成するために熱間等静圧圧縮成形を使用する場合、ステップ１１０４では、粉末は、真空圧力容器に配置される。この容器は、３１０ＭＰａ（４５，０００ｐｓｉ）の圧力、２０００℃以上の温度にて、不活性ガスと共にこの材料を同時に加熱し、平衡にプレスする。この粉末は、同時に、緻密化するまで、不活性ガス圧縮により加熱され、平衡に圧縮される。
【００３８】
図１２は、反応粉末のホットプレスに関する方法１２００を示している。所望の塑性の微粒子（例えば、０．５μｍ）は、ステップ１２０２において、バインダー及び焼結補助物と混和され、ステップ１２０４において、個々の粒子を固体構造へと、低空隙率（例えば、１．５μｍ以下の粒子径）を以て硬化及びボンディングするのに十分高い温度（例えば１０００°から４０００℃、好ましくは２０００℃）にて鋳型内にてプレスされる。このホットプレス雰囲気は、ドーパント原子の価数を調節すべく選択される。ステップ１２０６において冷却及びホットプレスからの除去の後、この小片は、ステップ１２０８において、所望の許容性を達成すべく、機械加工又はその他の成形法を施されてもよい。その後、小片は、任意のステップ１２１０において、所望の表面層を形成すべく処理されてもよく、この処理は、イオン注入、蒸着、化学蒸着、物理蒸着、電子プレーティング蒸着、中性子衝撃、又はこれらの組み合わせた方法により処理されてもよい。任意のステップ１２１２では、この小片は、拡散、再結晶、ドーパント活性化、及び／又は金属イオンの価数変更を介して、所望の層特性を形成すべく、制御された雰囲気内にて、熱処理（例えば２０００℃から２５００℃にて３から５分）されてもよい。
【００３９】
図１３は、融解鋳込みに関する方法１３００を示している。ステップ１３０２において、所望の組成の金属を、非反応性るつぼ内にて、融解し、インゴット内へと鋳造する。このインゴットは、その後、ステップ１３０４にてロールされ、ステップ１３０６にて押出鋳造され、ステップ１３０８にて引抜きされ、ステップ１３１０にてプレスされ、ステップ１３１２にて、適切な雰囲気内にて熱処理（例えば、１０００℃又は５００℃から２５００℃にて１から２時間）され、ステップ１３１４にて、化学的処理を施される。ローリング（ｒｏｌｌｉｎｇ）１３０４、押出鋳造１３０６、引抜き１３０８及びプレス１３１０ステップでは、チップを成形し、熱処理１３１２及び化学処理１３１４ステップは、硬度や抵抗などの機械的及び電気的特性を影響し付与するためのものである。この小片は、その後、ステップ１３１６において、所望の許容性を達成すべく、任意で機械加工又はその他の成形を施される。この金属小片は、その後、ステップ１３１８にて、所望の表面層を形成すべく、蒸着、化学蒸着、物理蒸着、電子プレーティング蒸着、中性子衝撃、又はこれらの組み合わせた方法により熱処理される。この小片は、その後、拡散、再結晶、ドーパント活性化又は金属イオンの価数変更を介して、ステップ１３２０において、所望の層特性を形成すべく、制御雰囲気内にて熱処理（例えば、４０００℃にて３から４時間）される。
【００４０】
ステップ１００８、１１１２、１２０８、及び１３０６；１０１０、１１１４、１２１及び１３１８；並びに１０１２、１１１６、１２１２及び１３２０は、同様の記述を共有するが、異なるラベルを与えられている。これは、これらのステップの最も良好な実行方法の詳細が、部分的に、先行するステップの詳細に依存する可能性があるためである。
【００４１】
上述の三つの方法において、熱処理、ホットプレス、及び制御雰囲気は、好ましくは、初期的に、窒素をベースとした加熱路を使って、窒素などの不活性ガス内にて行われる。
【００４２】
ボンディングツールチップに関する未焼成体は、高温セラミックを鋳造するその他の種々の方法により形成されてもよく、例えば、射出成形、コールドアイソスタティック、押出鋳造、スリップキャスティング、熱間等静圧圧縮成形及びゲルキャスティングなどがある。
【００４３】
射出成形は、すべてのタイプのセラミックに使用されてもよい。射出成形に関する基礎的特徴は、粉末を熱硬化性ポリマーバインダーに配置し、経時的に硬化される鋳型に注入し、かつ、その後、鋳型から排出されることである。射出成形に関する関心事は、ワックスの除去及び樹脂の除去は、未焼成体の表面の分解を伴うことなく行わなければならないことである。
【００４４】
スリップキャスティングを使用する場合、スリップは、水及びセラミック粉末にて製造されてもよい。このスリップは、吸着性鋳型へと鋳造される。この鋳造率は、スリップキャストに適用される圧力及びキャストの厚みに依存する。鋳造表面の幾何学性は、鋳造時間に影響される。
【００４５】
押出鋳造において、共押出に関するフィードロッドは、ホウ素ナイトライド充填材料にて被覆したシリコンナイトライド充填コアにて製造されてもよい混合物材料にて形成される。このフィードロッドは、その後、ファインフィラメントを形成すべく、加熱ダイを介して押出鋳造される。
【００４６】
浸漬塗装法において、単一な部材フィラメント（例えば、シリコンナイトライド充填ポリマー）は、ホウ素ナイトライドなるフィラメントを介して引き抜かれ、セル境界材料を形成すべく乾燥される。
【００４７】
ゲルキャスティングは、高品質で複合体方のセラミック部品を形成するためのセラミック形成工程である。ゲルキャスティングは、本明細書中に記述している、種々のセラミック粉末と用いて、ボンディングツールチップ１２に関して使用されてもよい。ゲルキャスティングは、重合可能水性モノマー溶液にセラミック粉末を混合し、その後鋳型内にてゲル化される工程を含んでいる。この鋳型体は、その化学性において均一であり、特定の密度を有しており、この鋳型体全体で一定であり、単一な容量変化を有する乾燥及び焼結においても一定の材料特性をもたらす。ゲルキャスティングを使用することにより、デザインから最終的な焼成部品までの鋳造時間は、１週間であってもよい。
【００４８】
ボンディングツールチップ１２の層７１、８１及び９１は、種々の組成物から製造されてもよい。消散性セラミックに関する化合物には、アルミナ及びジルコニア及び／又はその他の要素を有していてもよい。この混液は、一定の導電性及び機械的寿命の両方を有している。ボンディングツールのチップは、この材料にてコートされ、あるいは、この材料を完全に含まなくてもよい。このチップは、例えば、図１から５にて示され述べられたウェッジ型又は円形であってもよい。
【００４９】
一つの実際のサンプルは、以下の要素にて構築される。
【００５０】
要素
鉄
酸素
ナトリウム
炭素
ジルコニウム
シリコン
アルミニウム
イットリウム。
【００５１】
アルミナの含量は、１５から８５％であってもよく、ジルコニアの場合は、１５から８５％の範囲である一方で、一つの実施例において、サンプルは、４０％のアルミナ、６０％のジルコニアを含有している。
【００５２】
図１４は、本発明を使用した方法に関するフローチャートである。任意のステップ１４０２において、開始電位は、ボンディングツールチップとボンディングされるアイテムとの間で構築され、電気的放電に感受性を有している。必要ではないが、電位を構築することは、ユーザーに、チップの放電方法に関し、追加的な制御を与える可能性がある。電位を構築することは、電気的接続を構築し又はリードフレーム、集積回路上の個々のリード、及び／又は集積回路上の個々のボンドパッドを接地することを含む。ステップ１４０４において、ボンディングツールチップは、これらを互いに保持すべく結合されているアイテムに接触するように配置される。ステップ１４０６において、このボンドは形成される。ステップ１４０４及び１４０６は、同様のステップの一部として同時に行われてもよい。ステップ１４０８において、電荷は消散される。このステップは、ステップ１４０４及び１４０６と同時に実行されてもよい。チップ及び静電気放電感受性部材が、放電を阻止すべく接触している何れの場合であっても、このステップが実行されることは重要である。
【００５３】
例えば、キャピラリーチップの場合、ワイヤーは、接合されるアイテムに接触すべく配される前に、管状のボンディングツールチップを介して供される。その後、ボンディングツールチップにおいて、ワイヤーのビットを融解するための分離したＥＦＯ装置により、静電気放電が供給され、ボンディングボールを形成する。ボールは、その後、集積回路上のダイパッド上に形成された膜に近接的に接触し、電荷の消散を開始する。ボンディングツールチップは、その後、供された金製ワイヤーとともに、集積回路ダイパッドから、リードフレーム上のボンドパッドへと移動され、超音波振動子により側方的に洗浄される。ボンディングツールチップ及びこの振動子からの圧力並びに毛細管現象は、ワイヤーを、電荷が消散される間、分子結合が信頼性のある電気的及び機械的接続を形成しているボンディングパッドへと「フロー」させる。この例において、ボンディング、ボンディングツールチップと静電気放電感受性集積回路との間の接触並びにエネルギー損失のすべては、実質的に同時に起こる。
【００５４】
図１５は、ワイヤー１５０２のパッド１５０４への結合に使用されているキャピラリーボンディングツール１０を示している。ボール１５０６は、ワイヤー１５０２を次の地点へと接合させるべく使用されている。ボンディングジョイント１５０８は、１５０６と同様にボールにより形成されている。本方法と先行技術における方法との差異は、初期的には、ボンディングツール１０に由来する電荷の消散にある。
【００５５】
本発明におけるボンディングツールチップ１２は、簿種々の異なるタイプのボンディングに使用されてもよい。二つの例として、超音波ボンディング及びサーマルボンディングがある。
【００５６】
図１６は、端部１６０２及びポイント１６０４から１６１４を有するボンディングツール１０の一部分を示している。ポイント１６０４は、端部１６０２から１インチの場所にあり、この場所にて抵抗を測定している。ポイント１６０４から１６１４は、それぞれ１インチずつ離れている。
【００５７】
二つのセラミック製ロッド＃１及び＃２（示していない）は、本発明に従ったボンディングツール１０を形成すべく、セラミック製ワイヤーボンディングツールチップ１２に関するベース材料として使用されている。この二つのロッドは、それぞれ、約０．０７インチなる半径を有している。両ロッドに沿った両位置間の抵抗は、１０から１００ボルトにて、このツールチップに沿って、種々の位置にて、ボンディングツールチップの端部からの値として測定された。それぞれの電圧における抵抗は、６回測定され、それぞれの時間において、端部１６０２から、ポイント１６０４から１６１４のうちの異なる一つとの間で測定され、端部１６０２から開始され、１、２、３、４、５及び６インチセクションの側低値をそれぞれ得た。
【００５８】
図１７は、図１６に示したポイントにおいて測定された二つのセラミック製ボンディングツールの抵抗に関する表である。表に示し、以下のパラグラフで述べているように、抵抗は、１０Ｖ及び１００Ｖにて、１、２、３、４、５及び６インチにて測定された。二つのボンディングツールは、ポイント間で、１．８×１０８から１．９×１０９Ωと、種々の抵抗を有している。図１６に従った抵抗値の測定の後に静電気放電が測定された。
【００５９】
図１８は、静電気放電の測定のために使用する実験的セットアップの概略図であり、ボンディングツール１０、クランプ１８０２、電流プローブ１８０６、オシロスコープ１８０８及び静電放電（ＥＳＤ）シミュレーター１８１０を有している。
【００６０】
静電放電は、ボンディングツール１０を帯電させ、消散するための帯電に必要な時間を測定することにより測定される。この帯電は、ボンディングツールから地面への電流が、初期値よりも有意に一旦降下した際（例えば、初期値に対してこの電流が１０％以下になる場合）、消散されると予想される。この電流は、帯電され設置された際、ボンディングツール１０に由来して測定される。ボンディングツール１０は、リングスタンド（示していない）上の絶縁性クランプ１８０２に保持され、ＥＳＤシミュレーター１８１０を用いて、既知の電圧に帯電されている。この電圧は、電圧計１８０４を用いて検証され、その後、ボンディングツール１０は、接地される。接地ワイヤーを介して移動する電流は、オシロスコープ１８０８に接続された電流プローブ１８０６により測定される。ボンディングツール１０に対して種々の電圧レベルにて１０回の測定が行われた。図１８のセットアップを使用して、ボンディングツール１０は、帯電され、首尾よく放電されてもよい。電流の上がり下がりは、種々の連続的な放電サイクルに関する放電時間を観察でき、図示的な測定を可能にしているオシロスコープ１８０８上のトレースによりプロットされる。
【００６１】
電圧計１８０４は、限定しないが、ＴＲＥＫモデル３４１非接触電圧計であってもよい。電流プローブ１８０６は、限定しないが、ＣＴ−１電流プローブであってもよい。オシロスコープ１８０８は、限定しないが、Ｔｅｋｔｒｏｎｉｃｓ  ＴＤＳ５２０Ａでデジタルオシロスコープであってもよい。ＥＳＤシミュレーター１８１０は、限定しないが、ＫｅｙＴｅｃｈ  ＭＺ−１５であってもよい。
【００６２】
図１９は、図１８の実験的セットアップを用いて測定された静電衰退時間を示した表である。１０００ボルトから１０ボルトへの静電衰退も、＃１及び＃２の両ロッドにて測定された。この静電衰退時間は、０．１から０．５秒との間で変化し、より正確にいうと、０．１２から０．４８病との間で変化した。このことは、帯電の消散が急速に起こることを示している。この衰退時間は、抵抗時間の産物である。図１７及び１９における表のデータを使って、ボンディングツール１０に関連した位置の機能としての電気容量の算出を行ってもよく、このことは、ボンディングツール１０内にいかに多くの帯電が構築されるかを示している。
【００６３】
図２０は、セラミック製ボンディングツールから金属ロッドへの種々の電圧における放電電流を比較したプロットである。それぞれの電圧レベルにおける電流の平均を、図２０にプロットした。ボンディングツールの一つ（＃１）は、５つの異なる電圧にて測定され、他のボンディングツール（＃２）は、放電電流を検証すべく二つの電圧レベルにて測定された。二つのボンディングツールチップを示すデータポイントは、一つのツールチップに関しては四角を使って、そのたに関しては三角を用いてマークされている。金属ロッドを示すデータポイントは、ダイアモンドにてマークされている。この測定値に関連する抵抗値は、１×１０５Ω近辺であり、より正確には、７．５×１０４から２．８×１０５Ωの間であった。この電流は、放電率を示している。明らかに、ボンディングツールは、金属ロッドよりも低い放電率を有している。
【００６４】
本発明は、特定の実施例に関連する参照文と共に述べられてきたが、当業者に理解されるであろう事柄は、種々の変更を行ってもよく、等価な改変は、本発明の精神及び特許請求の範囲から解離することなくこれらの要素が置換されてもよいということである。加えて、改良は、本発明の本質的な教示から解離することなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】キャピラリーボンディングツールチップの拡大断面図である。
【図２】制御端部又はボンディングツールのチップに関するキャピラリー型構造の拡大断面図である。
【図３】ボトルネック型キャピラリーボンディングツールチップの断面図である。
【図４】ウェッジ型ボンディングツールチップの等角図である。
【図５Ａ】図４に示した、ウェッジ型ボンディングツールチップの側面図である。
【図５Ｂ】図４に示した、ウェッジ型ボンディングツールチップの端部図である。
【図６Ａ】半導体集積回路のワイヤーボンディングに利用している装置又はその他の装置に関する等角図である。
【図６Ｂ】半導体集積回路のワイヤーボンディングに利用している装置又はその他の装置に関する詳細接近図である。
【図７】二つの層を有する図２に示した実施例の断面図である。
【図８】二つの層を有する図３に示した実施例の断面図である。
【図９】二つの層を有する図５に示した実施例の断面図である。
【図１０】消散性ツールを製造するための一般的な方法に関するフローチャートである。
【図１１】図１０の方法に関する典型的な第１実施例のフローチャートである。
【図１２】図１０の方法に関する典型的な第２実施例のフローチャートである。
【図１３】図１０の方法に関する典型的な第３実施例のフローチャートである。
【図１４】本発明に従った、ボンディングツールチップを用いた方法に関するフローチャートである。
【図１５】本発明に従った、キャピラリーボンディングツールチップを使った方法を示した図である。
【図１６】抵抗が測定されたボンディングツールのセクションを示している。
【図１７】図１６の位置にて測定された二つのセラミック製ボンディングツールに関する抵抗に関する表である。
【図１８】静電放電を測定するために使用する実験的セットアップに関する概観図である。
【図１９】図１８の実験的セットアップを用いて測定された静電気減衰時間を示している表である。
【図２０】セラミック製ボンディングツールから金属ロッドに対する種々の電圧における放電電流を比較したプロットである。
【図２】
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【図３】
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【図５Ｂ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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