(57)【要約】本発明は、表面（１５）を有するコア（２）とコア（２）の表面（１５）上に少なくとも部分的に重ねられたコーティング層（３）とを含むボンディングワイヤであって、コア（２）が銅および銀から成る群から選択されるコア主要成分を含み、コーティング層（３）がパラジウム、プラチナ、金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、およびイリジウムの群から選択されるコーティング成分を含み、ワイヤコア前駆体上に液体の膜を堆積させることによってコーティング層をコアの表面上に適用し、液体がコーティング成分前駆体を含み、コーティング成分前駆体を金属相に分解するために堆積させた膜を加熱するボンディングワイヤに関する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面（１５）を有するコア（２）と前記コア（２）の表面（１５）上に少なくとも部分的に重ねられたコーティング層（３）とを含むボンディングワイヤであって、前記コア（２）が銅および銀から成る群から選択されるコア主要成分を含み、前記コーティング層（３）がパラジウム、プラチナ、金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、およびイリジウムの群から選択されるコーティング成分を含み、ワイヤコア前駆体上に液体の膜を堆積させることによって前記コーティング層（３）を前記コアの表面（１５）上に適用し、前記液体がコーティング成分前駆体を含み、前記コーティング成分前駆体を金属相に分解するために前記堆積させた膜を加熱することを特徴とする、ボンディングワイヤ。
【請求項２】
前記ワイヤコアが最終径になるまで引き伸ばされた後、前記液体の膜が適用される、請求項１に記載のボンディングワイヤ。
【請求項３】
前記ワイヤを引き伸ばす間に新たに生成される表面上に、前記液体の膜を適用する、請求項１または２に記載のボンディングワイヤ。
【請求項４】
前記液体の膜が伸線ダイスの位置で適用される、請求項３に記載のボンディングワイヤ。
【請求項５】
前記液体が、２０℃で０．４ｍＰａ＊ｓ超の動的粘性率を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のボンディングワイヤ。
【請求項６】
前記コーティング成分前駆体が分岐カルボン酸の塩を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のボンディングワイヤ。
【請求項７】
前記コーティング成分前駆体が、第二級カルボン酸の塩、または第三級カルボン酸の塩を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のボンディングワイヤ。
【請求項８】
前記カルボン酸が飽和酸である、請求項６または７に記載のボンディングワイヤ。
【請求項９】
前記カルボン酸が、
ａ．ジメチルプロピオン酸（ピバル酸）、
ｂ．ジメチル酪酸、および
ｃ．ジメチルペンタン酸、
またはそのうちの少なくとも２つからなる群から選択される、請求項６〜８のいずれか一項に記載のボンディングワイヤ。
【請求項１０】
前記カルボン酸の炭素原子数が４〜１５である、請求項６〜９のいずれか一項に記載のボンディングワイヤ。
【請求項１１】
前記カルボン酸が窒素原子を１つも含まない、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のボンディングワイヤ。
【請求項１２】
前記ワイヤの径が５μｍ〜２００μｍである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のボンディングワイヤ。
【請求項１３】
前記コーティング層中の前記コーティング成分の全量が３０％未満である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のボンディングワイヤ。
【請求項１４】
前記コーティング層中の前記コーティング成分の局所量が３０％未満であり、前記コーティング層中のコア主要成分量が６０％〜９５％である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のボンディングワイヤ。
【請求項１５】
ａ．コア主要成分として銅または銀を有するワイヤのコア前駆体（２）を供給する工程と、
ｂ．前記コア前駆体上に層（３）を形成するために材料を堆積させる工程であって、前記堆積させた材料が、パラジウム、プラチナ、金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、およびイリジウムの群から選択されるコーティング成分を含む工程と、
を含むボンディングワイヤの製造方法であって、
工程ｂが液体の膜を前記ワイヤコア前駆体上に堆積させることによって行われ、前記液体がコーティング成分前駆体を含み、前記コーティング成分前駆体を金属相に分解するために前記堆積させた膜を加熱する、製造方法。
【請求項１６】
前記液体が、２０℃で０．４ｍＰａ＊ｓ超の動的粘性率を有する、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記堆積させた膜の加熱が１５０℃より高い温度で行われる、請求項１５または１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記膜の堆積が、前記ワイヤの最後の伸線工程の後に行われる、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記ボンディングワイヤが請求項１〜１４のいずれか一項に記載のワイヤである、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２０】
第１のボンディングパッド（１１）と、第２のボンディングパッド（１１）と、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のワイヤ（１）とを含む電子装置を接合するためのシステムであって、前記ワイヤ（１）がボールボンディングによって前記ボンディングパッド（１１）の少なくとも１つに接続されるシステム。
【請求項２１】
ａ．請求項１〜１４のいずれか一項に記載のワイヤ（１）を供給する工程と、
ｂ．ボールボンディングまたはウェッジボンディングによって、前記ワイヤ（１）を前記装置の第１のボンディングパッドに接合する工程と、
ｃ．ウェッジボンディングによって、前記ワイヤを前記装置の第２のボンディングパッドに接合する工程と、
を含み、工程ｂおよびｃがフォーミングガスを使用することなく行われる、電気装置の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面を有するコアとコアの表面上に少なくとも部分的に重ねられたコーティング層とを含むボンディングワイヤであって、コアが銅および銀から成る群から選択されるコア主要成分を含み、コーティング層がパラジウム、プラチナ、金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、およびイリジウムの群から選択されるコーティング成分を含み、ワイヤコア前駆体上に液体の膜を堆積させることによってコーティング層をコアの表面上に適用し、液体がコーティング成分前駆体を含み、コーティング成分前駆体を金属相に分解するために堆積させた膜を加熱するボンディングワイヤに関する。
【０００２】
本発明はさらに、第１のボンディングパッドと、第２のボンディングパッドと、本発明によるワイヤとを含む電子装置を接合するためのシステムに関し、本発明のワイヤは、ウェッジボンディングによってボンディングパッドの少なくとも１つに接続される。
【０００３】
本発明はさらに、ａ．コア主要成分として銅または銀を有するワイヤのコア前駆体を供給する工程と、ｂ．コア前駆体上に層を形成するために材料を堆積させる工程であって、堆積させた材料が、パラジウム、プラチナ、金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、およびイリジウムの群から選択されるコーティング成分を含む工程とを含むボンディングワイヤの製造方法に関し、
工程ｂは液体の膜をワイヤコア前駆体上に堆積させることによって行われ、液体はコーティング成分前駆体を含み、堆積させた膜はコーティング成分前駆体を金属相に分解するために加熱される。
【背景技術】
【０００４】
ボンディングワイヤは、半導体装置の組立の間に集積回路とプリント基板を電気的に相互接続するために半導体装置の製造に使用される。さらに、ボンディングワイヤは、トランジスタ、ダイオードなどをハウジングのパッドまたはピンと電気的に接続する電力工学応用に使用される。ボンディングワイヤは最初は金から作製されていたが、最近では銅などのより安価な材料が使用されている。銅ワイヤは非常に高い電気伝導性および熱伝導性を提供する一方で、銅ワイヤのウェッジボンディングには課題がある。さらに銅ワイヤはワイヤの酸化を受けやすい。
【０００５】
ボンディングワイヤは、ボールボンディングおよび／またはウェッジボンディング機で使用されるそれらの適合性によって定義される特定のアイテムである。これは普通のワイヤには通常当てはまらない。一方、ボンディングワイヤは、普通のワイヤの標準的な用途にも良く使用できる。
【０００６】
ワイヤ形状に関して、円形の横断面のボンディングワイヤおよびほぼ矩形の横断面を有するボンディングリボンが最も一般的である。両タイプのワイヤ形状は、特定の応用で有用なそれぞれの利点を有する。よって、両タイプの形状が市場に出ている。例えば、ボンディングリボンは所定の断面積に対してより大きな接触面積を有する。しかしながら、ボンディングリボンの屈曲は制限され、リボンとリボンが接合する素子との間の許容電気接触に達するために、接合時にリボンの方向に注意しなければならない。ボンディングワイヤに関しては、屈曲にはより柔軟性がある。しかしながら、接合には、接合プロセスでのワイヤのはんだ付けまたはより大きな変形が伴い、ボンディングパッドおよび接合する素子の基本電気構造に損傷を与えたり、あるいは破壊すら引き起こす可能性がある。
【０００７】
本発明に関して、円形の横断面および細い径を有するボンディングワイヤが好ましいが、ボンディングワイヤの語は、全ての横断面の形および全ての通常のワイヤ径を含む。
【０００８】
いくつかの最近の開発は、銅コアおよび保護コーティング層を有するボンディングワイヤを対象とした。コア材料として、高い電気伝導性のため銅が選択されている。コーティング層に関して、パラジウムが可能な選択の１つである。これらのコーティングされたボンディングワイヤは、酸化に対する感受性が低い銅ワイヤの利点を兼ね備える。それにもかかわらず、ボンディングワイヤ自体および接合プロセスに関するボンディングワイヤ技術をさらに向上させることは必要とされ続けている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の目的は改良されたボンディングワイヤを提供することである。
【００１０】
そして、本発明の別の目的は、良好な加工性を有し、相互接続の際に特定の必要な事がなく、よってコストを節減するボンディングワイヤを提供することである。
【００１１】
また本発明の目的は、優れた電気伝導性および熱伝導性を有するボンディングワイヤを提供することである。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、向上した信頼性を示すボンディングワイヤを提供することである。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、特にボールボンディング手順の間にフリーエアボール（ＦＡＢ）を形成することに関して優れた接合性を示すボンディングワイヤを提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、ウェッジボンディングおよび／または第２の接合に関して良好な接合性を示すボンディングワイヤを提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、腐食および／または酸化への耐性が向上したボンディングワイヤを提供することである。
【００１６】
別の目的は、標準的なチップおよび接合技術を用いて使用される電子装置を接合するためのシステムを提供することであり、システムは第１の接合に関して少なくとも失敗率の低下を示す。
【００１７】
別の目的は、発明のボンディングワイヤの製造方法を提供することであり、本方法は、基本的に、既知の方法と比べて製造コストの増加は見られない。
【００１８】
驚いたことに、本発明のワイヤは、上記の目的の少なくとも１つを解決することがわかった。さらに、いくつかの代替的なこれらのワイヤの製造プロセスが、ワイヤを製造する課題の少なくとも１つを解消することがわかった。さらに、本発明のワイヤを含むシステムは、本発明によるワイヤと他の電気素子、例えばプリント基板、パッド／ピンなどとの間の接点でより信頼性があることがわかった。
【００１９】
上記の目的の少なくとも１つの解決法への寄与は、カテゴリー形成クレームの主題によって提供され、カテゴリー形成独立クレームの従属サブクレームは、本発明の好ましい態様を示し、その主題は同様に上述の目的の少なくとも１つを解決するのに寄与する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第１の態様は、表面を有するコアとコアの表面上に少なくとも部分的に重ねられたコーティング層とを含むボンディングワイヤであって、コアが銅および銀から成る群から選択されるコア主要成分を含み、コーティング層がパラジウム、プラチナ、金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、およびイリジウムの群から選択されるコーティング成分を含み、ワイヤコア前駆体上に液体の膜を堆積させることによってコーティング層をコアの表面上に適用し、液体がコーティング成分前駆体を含み、コーティング成分前駆体を金属相に分解するために堆積させた膜を加熱する、ボンディングワイヤである。
【００２１】
より好ましい実施形態は、コア主要成分とコーティング成分の以下の組み合わせの１つを有する。
コア主要成分    コーティング成分
Ｃｕ            Ｐｄ  
Ｃｕ            Ｐｔ  
Ａｇ            Ａｕ  
Ａｇ            Ｐｄ  
Ａｇ            Ｐｔ
【００２２】
本発明によるそのようなワイヤは、製造コストおよび有効性に関して最適化されたコーティング層を有する。驚いたことに、コーティング層は純粋なコーティング成分から構成されないで、コア主要成分がかなりの部分を占める場合、耐腐食性または他の特性に関係する欠点がないことがわかった。
【００２３】
他の特定の定義が与えられない場合、本明細書では、成分の全ての含有量または占有率は、モル％の占有率として記載する。特に、パーセントで記載された占有率は、モル％として理解され、ｐｐｍ（百万分率）で記載された占有率はモルｐｐｍとして理解される。
【００２４】
本発明の場合、オージェ深さ方向分析を、コーティング層の組成の定義方法として選択している。この方法では、元素組成を、ワイヤのそれぞれの表面に関してオージェ分析によって測定する。コーティング層の表面に関して異なる深さのコーティング層の組成は、スパッタ深さ方向分析によって測定する。コーティング層を、所定の速度でイオンビームを用いてスパッタし、組成を付随するオージェ分析によって観察する。
【００２５】
コア主要成分および／またはコーティング層中のコーティング成分の量は、他の明細が記載されていない場合、コーティング層の全体の体積の平均と理解される。
【００２６】
コーティング層とワイヤコアの界面領域は通常、層状構造の全ての実在する系におけるように存在する。そのような界面領域は、ワイヤの製造方法およびさらなるパラメーターによって、いくぶん狭い可能性がある。以下、明確性のために、コーティング層および／またはワイヤコアの境界は通常、深さ方向分析測定において成分シグナルの一定の割合減少として定義される。
【００２７】
本発明の文脈における「重ねられる」の語は、第１のアイテム、例えば銅コアの、第２のアイテム、例えばコーティング層に対する相対位置を表現するために用いられる。場合により、さらなるアイテム、例えば中間層などが第１のアイテムと第２のアイテムとの間に配置される可能性がある。好ましくは、第２のアイテムは、第１のアイテムに、少なくとも部分的に重ねられ、例えば、第１のアイテムの全表面に対して少なくとも３０％、５０％、７０％、または少なくとも９０％重ねられる。最も好ましくは、第２のアイテムは、第１のアイテムに完全に重ねられる。通常好ましくは、コーティング層は、ボンディングワイヤの最外層である。他の実施形態では、コーティング層はさらなる層によって重ねられてもよい。
【００２８】
ワイヤは特にマイクロエレクトロニクスでの接合のためのボンディングワイヤである。ワイヤは好ましくはワンピースの物体である。
【００２９】
ある成分の占有率が、言及されている物質の全ての他の成分より上回る場合、この成分は主要成分である。好ましくは、主要成分は物質の全重量の少なくとも５０％を構成する。
【００３０】
ワイヤのコアは好ましくは少なくとも９０％、より好ましくは少なくとも９５％の量の銅または銀を含む。他の実施形態では、銅および銀は同時に存在し、２つの元素のうちの１つがコア主要成分となる。本発明の最も好ましい実施形態では、ワイヤコアは純銅で構成され、この場合、銅以外の他の成分の合計は０．１％未満である。
【００３１】
本発明の代替的な有利な実施形態の場合では、コア主要成分は銅であり、少量のパラジウムを、特に５％未満、成分として含み得る。より好ましくは、コア中のパラジウムの量は０．５％〜２％、最も好ましくは１．１％〜１．８％である。そのような場合、銅およびパラジウム以外の他の成分の合計は、好ましくは０．１％未満である。
【００３２】
通常好ましい実施形態は、コーティング層の厚さが０．５μｍ未満である。コーティング層が十分に薄い場合、接合プロセスでのコーティング層の起こり得る影響が減少する。本発明の文脈での「厚さ」の語は、ワイヤコアの長手軸に対して垂直方向の層のサイズを定義するように用いられ、層はワイヤコアの表面に少なくとも部分的に重ねられる。
【００３３】
本発明は、細いボンディングワイヤに特に関する。確認された効果は、細いワイヤに特に有益であり、例えば、当該ワイヤの酸化に対する感受性のために有益である。この場合、「細いワイヤ」は、８μｍ〜８０μｍの範囲の径を有するワイヤとして定義される。最も好ましくは、本発明による細いボンディングワイヤは１２μｍ〜５０μｍの範囲の厚さを有する。
【００３４】
そのような細いワイヤは、必ずしもではないが大抵は、基本的に円形の横断面図を有する。本文脈の「横断面図」の語は、ワイヤ切断した図のことを意味し、切断面は、ワイヤの長手方向の延伸に垂直である。横断面図はワイヤの長手方向の延伸上のどの位置でも見ることできる。横断面におけるワイヤを通る「最長経路」は横断面図の平面内のワイヤの横断面を通過する最長の絃である。横断面におけるワイヤを通る「最短経路」は、上記の横断面図の平面内の最長の経路に垂直な最長の絃である。ワイヤが完全な円形の横断面を有する場合、最長の経路と最短の経路は区別できず、同じ値を共有する。「径」とは、任意の平面の、および任意の方向における全ての幾何学的な径の算術平均であり、全ての平面はワイヤの長手方向の延伸に垂直である。
【００３５】
コーティング層の厚さは、少なくとも特定の範囲内のワイヤの径を用いて大まかに見積もることが通常好ましい。少なくとも細いワイヤの場合は、コーティング層の全体の厚さが、好ましくはワイヤ径の約０．３％〜０．６％である。
【００３６】
特定の実施形態では、大量のコア主要成分はまた、コーティング層の外面まで及ぶが、他の実施形態は、コーティング層の最外部が炭素または酸素のようなさらなる物質を大部分含む場合がある。
【００３７】
さらなる他の実施形態では、コーティング層の最外面は、金またはプラチナのような貴金属のいくつかの単分子層で、または貴金属の混合物で覆われてもよい。本発明の特に好ましい実施形態では、コーティング層は１ｎｍ〜１００ｎｍの厚さの最上層で覆われる。好ましくは、最上層の厚さは１ｎｍ〜５０ｎｍであり、最も好ましくは１ｎｍ〜２５ｎｍである。そのような最上層は、好ましくは貴金属または１つ以上の貴金属の合金から成る。好ましい貴金属は、金、銀、およびそれらの合金の群から選択される。
【００３８】
通常有利なことには、コーティング層の外面領域は炭素を主要成分として含む。炭素は元素炭素または有機物質として存在し得る。通常、そのような外面領域はごくわずかの単分子層の厚さ、特に５ｎｍ未満の厚さを有する。
【００３９】
本発明の好ましい実施形態では、液体の膜は、ワイヤコアが最終径になるまで引き伸ばされた後、適用される。これは、堆積させた材料が最初の粒状構造を維持するのを確実にし、特に高度に等方性の粒子を可能にする。そのような粒状構造は、良好なフリーエアボールの形成に役立ち得る。さらに、堆積させた層は、伸線ダイスの摩耗の増加のような、伸線手順に悪影響を及ぼす可能性がない。
【００４０】
伸線の間に新たにに生成される表面上に、液体の膜を適用することが通常好ましい。新たな表面を生成することは、その表面が１分超、特に１秒未満、反応環境（空気、酸素など）にさらされていないことを意味する。そのような新たな表面を生成することは、伸線ダイスによって伸線されるような機械的手段によって達成することができる。あるいは、新たな表面は、例えば化学エッチングのような他の手段によって生成することができる。伸線ダイスによる伸線の間または直後に液体をワイヤに適用することによって、酸化物の蓄積および／または汚染物質の吸着を効果的に防ぐ。
【００４１】
本発明の最も好ましい実施形態では、液体の膜は伸線ダイスの位置で適用される。そのような実施形態では、伸線ダイスの開口部の周囲を液体の十分な蒸気で湿らせてもよいし、あるいは伸線ダイスを液体で満たしたリザーバの中に浸してもよい。
【００４２】
最終コーティング層の厚さを調整するためには、堆積させた膜の厚さが影響し得る。これは、コーティング成分前駆体の濃度を調整することによって達成することができる。さらなる手段として、液体の粘度を調整することができる。
【００４３】
好ましくは、液体は動的粘性率が２０℃で０．４ｍＰａ＊ｓ超になるように選択および／または調整される。より好ましくは動的粘性率は１．０ｍＰａ＊ｓ超であり、最も好ましくは２．０ｍＰａ＊ｓ超である。
【００４４】
一つの考えられる方法は、液体の粘度に影響を及ぼす添加物を使用することである。そのような添加物は、例えばグリセリン、または任意の適切な高粘度の物質である。
【００４５】
代わりに、または加えて、コーティング成分前駆体の溶媒は、要望の粘度になるように選択することができる。例えば、イソプロピルアルコールは、室温で２．０ｍＰａ＊ｓ（ミリパスカル秒）超の粘度を有する極性溶媒として選択され得る。溶媒の選択は、要望によってさらに添加物を併用してもよい。
【００４６】
さらに代わりに、または加えて、溶媒の堆積は、高い粘度および／または所定の粘度にするために、制御された低温、特に１０℃未満で行われてもよい。
【００４７】
通常好ましい実施形態では、コーティング成分前駆体は、標準条件（２０℃大気圧）で樹脂またはワックスまたは油様の物質である。最も好ましくは、樹脂またはワックス様のものである。驚いたことに、そのような物質は、加熱または分解されたとき、コーティング成分と結晶を形成しない傾向があることがわかった。これは、均一で性能の良いコーティング層の形成に有利である。
【００４８】
通常、コーティング成分は、適切な溶媒、特に有機溶媒に溶解することができる。これは、粘度のような液体の特性を調整しやすくする。溶媒は、液体を加熱したときに大部分が蒸発する液体の揮発性部分として考えられ、コーティングされたワイヤ上またはワイヤ中の炭素含有残留物に加えられない。
【００４９】
コーティング成分前駆体が樹脂またはワックスまたは油様の物質の場合、液体が前駆体と溶媒または溶媒の混合物のみを含むことが特に好ましい。これは、ワイヤ上に非揮発性添加物の望ましくない残留物が存在することを防ぐ。
【００５０】
本発明の通常好ましい実施形態では、コーティング成分前駆体は分岐カルボン酸の塩を含む。カルボン酸の分岐が塩の非結晶性を支持し、コーティング層の性質を向上させることができる。さらに、分岐カルボン酸の塩は、高粘度を示す傾向があり、および／または要望の粘度は、溶媒を加えることによって容易に調整することができる。
【００５１】
コーティング成分前駆体は第二級カルボン酸または第三級カルボン酸の塩を含むことがさらに一層好ましい。
【００５２】
これは、分岐が官能基の第１の炭素原子で始まり、それゆえ少ない総炭素原子数を必要としながら、要望の性質を可能する。
【００５３】
そのようなカルボン酸は「コッホ酸」とも呼ばれ、あるいは「コッホ反応」によって生成された酸とも呼ばれる。
【００５４】
カルボン酸は、酸化に対して安定性を高くする飽和酸がさらに一層好ましい。
【００５５】
特に好ましい実施形態では、カルボン酸は、
ａ．ジメチルプロピオン酸（ピバル酸）、
ｂ．ジメチル酪酸、および
ｃ．ジメチルペンタン酸、
またはそのうちの少なくとも２つからなる群から選択される。
【００５６】
これらの特定の酸は、上述の意味で特に好ましい性質を示すことがわかった。コーティング成分前駆体の有機部分は、少なくとも３０％の１つ以上のこれらの酸を含むことが特に好ましい。最も好ましい選択はピバル酸である。コーティング成分前駆体の有機部分は少なくとも３０％のピバル酸を含むことが好ましい。
【００５７】
ワイヤ中の残留炭素の量を低く抑えるために、カルボン酸の炭素原子数は４〜１５である。より好ましくは、炭素原子数は４〜１０、最も好ましくは５〜１０である。カルボン酸の分子量は好ましくは２２０ダルトン未満であり、特に１８０ダルトン未満である。
【００５８】
さらなる元素、特に窒素は、コーティング性、特にワイヤのボールボンディングおよびウェッジボンディングの挙動に悪影響を及ぼし得ることがわかった。従って、カルボン酸は窒素原子を１つも含まないことが通常好ましい。さらに一層好ましくは、コーティング成分前駆体はコーティング成分、炭素、酸素、および水素以外の元素を含まない。
【００５９】
ワイヤの径は、５μｍ〜２００μｍであることが通常好ましい。さらに一層好ましくは、本発明は上述のように細いボンディングワイヤに関する。
【００６０】
驚いたことに、コーティング層中のコーティング成分の濃度が低くても、ワイヤの酸化または経年劣化を良く防げることがわかった。よって、コーティング層中のコーティング成分の全量は、好ましくは３０％未満であり、より好ましくは２０％未満であり、最も好ましくは１０％未満である。
【００６１】
加えて、あるいは代わりに、コーティング層中のコーティング成分の局所量は３０％未満であり、コーティング層中のコア主要成分の量は６０％〜９５％である。
【００６２】
成分の量はオージェ深さ方向分析によって測定する。全量はワイヤの全体の深さにわたって積分した量として理解される。ワイヤコアのバルク材料の始まりに関して考えられる定義として、コーティング成分の最大シグナルに対して１０％未満のコーティング成分シグナルの下落を用いる。ワイヤコアのバルク材料中にコーティング成分の一定のシグナルがある場合、例えば、添加物としてコーティング成分を用いるために、コーティング層の境界のそれぞれの定義が、この一定のシグナルを差し引くことによってなされる。ただし他の目的では、特に界面の深さの定義には、コーティング成分シグナルの５０％の値が用いられることに留意する。これは、この値に対してさまざまな試料のより鋭い定義およびより良い比較を可能にするためである。
【００６３】
本発明のさらなる態様は、
ａ．コア主要成分として銅または銀を有するワイヤのコア前駆体を供給する工程と、
ｂ．コア前駆体上に層を形成するために材料を堆積させる工程であって、堆積させた材料が、パラジウム、プラチナ、金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、およびイリジウムの群から選択されるコーティング成分を含む工程と、
を含むボンディングワイヤの製造方法であり、工程ｂは液体の膜をワイヤコア前駆体上に堆積させることによって行われ、液体はコーティング成分前駆体を含み、堆積させた膜はコーティング成分前駆体を金属相に分解するために加熱される。
【００６４】
通常、そのようなコーティング成分前駆体は、金属イオンとしてコーティング成分を含む適切な有機化合物であってもよい。一つの具体的な実施例として、コーティング成分の有機塩、例えば酢酸塩がある。
【００６５】
他の表面上でのパラジウムの直接堆積の方法が公知である。例えば、国際公開第９８／３８３５１号（出願人：Ｔｈｅ  Ｗｈｉｔａｋｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、出願日：１９９８年２月２４日）の文献は、金属表面にパラジウムを堆積させる方法を記載している。その金属パラジウムの堆積に電流が用いられていないことが指摘される。この文献、国際公開第９８／３８３５１号およびそこに記載された堆積方法の詳細は、参照することにより本明細書に援用される。特定の溶媒の例としては、国際公開第９８／３８３５１号に記載のメタノールまたはＤＭＳＯが挙げられる。ボンディングワイヤをコーティングする目的では、硫黄を含む溶媒、例えばＤＭＳＯは、硫黄が接合およびその関連する構造に影響を及ぼす可能性があるため、通常好ましくない。液体中に含まれる元素はコア主要成分（銅または銀）、コーティング成分（例えばパラジウムなど）、貴金属、Ｃ、Ｈ、Ｏ、およびＮの群に限定されることが好ましい。他の元素は１％未満、好ましくは０．１％未満の混入レベルで含有されるべきである。
【００６６】
また窒素は、液体中の元素として含まれない、および／またはこの混入レベル未満であることが最も好ましい。
【００６７】
より好ましい具体例は、上述のような分岐カルボン酸およびその具体的な選択物を含む。
【００６８】
本発明の特定の実施形態では、この方法は銅ワイヤ上にコーティング層をもたらすために使用され、コーティング層はパラジウムと銅を含む。驚いたことに、たとえ液体が銅化合物を１つも含まなくても、最終コーティング層は、そのほとんど全体の深さにわたって銅をかなりの量含むことがわかった。この驚くべきことを説明するための一つの試みは、銅コアの表面上に通常存在する酸化銅が、堆積させた液体の膜中で銅または銅化合物を溶解させるということである。本発明によれば、この堆積方法は、上述のようなコーティング成分とコア主要成分のさらなる組み合わせにも適用される。
【００６９】
良好なコーティングの厚さおよび安定した加工状態を達成するために、液体は２０℃で０．４ｍＰａ＊ｓ超の動的粘性率を有することが好ましい。より好ましくは、動的粘性率は１．０ｍＰａ＊ｓ超、最も好ましくは２．０ｍＰａ＊ｓ超である。
【００７０】
好ましい実施形態では、堆積させた膜の加熱は、１５０℃超の温度で、特に１５０℃〜３５０℃の温度で行う。これはパラジウムの迅速で効果的な堆積をもたらす。さらに一層好ましくは、加熱は２００℃超、特に２００℃〜３００℃で行う。好ましくは、加熱が開始されたとき、膜は液体状態のままである。
【００７１】
好ましくは、堆積および／または加熱は、動いているワイヤ上で動的に行う。
【００７２】
膜の堆積が最後の伸線工程の後に行われる場合、最も的確で効果的なボンディングワイヤの製造方法が提供される。
【００７３】
ボンディングワイヤが本発明によるワイヤの場合、ボンディングワイヤの特に好ましい製造方法が与えられる。ゆえに、発明のボンディングワイヤの任意の特徴が、発明のボンディングワイヤの製造方法に適用できる。
【００７４】
通常、発明のワイヤは、少なくとも３７０℃の温度のアニール工程で処理することが好ましい。さらに一層好ましくは、アニール工程の温度は少なくとも４３０℃であり、より高いアニール温度はワイヤのより高い伸長値をもたらすことができる。
【００７５】
アニールのさらなるパラメーターに関して、特に細いワイヤは、そのアニール温度に長い間さらす必要はない。ほとんどの場合、アニールは、一定の長さのアニール炉の中で、所定の温度プロファイルを用いて一定の速度でワイヤを引くことによってなされる。そのアニール温度に対する細いワイヤの暴露時間は典型的には０．１秒〜１０秒の範囲である。
【００７６】
上述のアニール工程は、ワイヤの製造方法によって、コーティング層の堆積の前または後に行えることが指摘される。いくつかの場合では、高いアニール温度によってコーティング層に影響を及ぼすことは避けるのが好ましい。そのような場合、最後の製造工程としてコーティング層の堆積が可能な上述の方法が好ましい。
【００７７】
本発明のさらなる態様は、電子装置を接合するためのシステムであり、このシステムは、第１のボンディングパッド、第２のボンディングパッド、および本発明によるワイヤを含み、ワイヤはボールボンディングによって、これらのボンディングパッドの少なくとも１つに接続される。システム内の発明のワイヤのこの組み合わせは、ワイヤがボールボンディングに関して特に有益な特性を有するということから好ましい。
【００７８】
本発明のさらに別の態様は、電気装置の接続方法であり、
ａ．本発明によるワイヤを供給する工程と、
ｂ．ボールボンディングまたはウェッジボンディングによって、ワイヤを装置の第１のボンディングパッドに接合する工程と、
ｃ．ウェッジボンディングによって、ワイヤを装置の第２のボンディングパッドに接合する工程と、
を含み、工程ｂおよびｃがフォーミングガスを使用することなく行われる。
【００７９】
本発明によるワイヤは酸化作用に対して優れた特性を示す。これは、コーティング層を有する銅コアの完全な被包が存在する場合、特に当てはまる。結果として生じる特性は、フォーミングガスを使用しない加工を可能にし、その結果、コストの大幅な削減および危険の予防につながる。
【００８０】
フォーミングガスは、窒素のような不活性ガスと水素の混合物として当技術分野で公知であり、水素の含有は酸化されたワイヤ材料の還元反応をもたらし得る。本発明の意味において、フォーミングガスを省くことは、水素のような反応性化合物を使用しないことを意味する。それでも窒素のような不活性ガスの使用は依然として有利である。
【００８１】
本発明の主題を、図で例示している。しかしながら、図は、本発明または請求項の範囲を限定することは全く意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】ワイヤ１を示している。
【図２】ワイヤ１の横断面図を示している。この横断面図では、銅コア２が横断面図の中央にある。銅コア２はコーティング層３で覆われている。銅ワイヤ２の端には銅コアの表面１５が位置している。ワイヤ１の中心２３を通る線Ｌ上に銅コア２の径が、表面１５と線Ｌの交差点間の端部から端部の距離として示される。ワイヤ１の径は、中心２３およびワイヤ１の外端を通る線Ｌの交差点間の端部から端部の距離である。加えて、コーティング層３の厚さを示している。
【図３】本発明によるワイヤの製造プロセスを示している。
【図４】２つの素子１１およびワイヤ１を含む電気装置１０を示している。ワイヤ１は２つの素子１１を電気的に接続する。破線は、素子１１を素子１１の周囲の包装装置の外部配線と接続するさらなる接続部または電気回路を意味する。素子１１はボンドパッド、集積回路、ＬＥＤ等を含んでもよい。
【図５】ワイヤコーティング機器の略図を示している。ワイヤ１は第１のリール３０からほどかれ、堆積装置３１および炉３２を通って動的に引っ張られ、最終的に第２のリール３３に巻かれる。堆積装置３１は液体３５を含むリザーバ３４を備え、液体は、リザーバ３４に接続されたディスペンサ３６によってワイヤ１上に分注される。ディスペンサ３６は、動いているワイヤ１と接触するブラシのようなものを備えてもよい。
【図６】下記の「実施例」で記載する発明の第１のワイヤのオージェ深さ方向分析を示している。
【図７】下記の「実施例」で記載する発明の第２のワイヤのオージェ深さ方向分析を示している。
【発明を実施するための形態】
【００８３】
試験方法
全ての試験および測定は、温度２０℃、相対湿度５０％で行った。試験に使用したワイヤは本発明によるコーティングを用いた純銅コア（４ｎ銅）を有する細いワイヤである。試験ワイヤの径は２０μｍ（＝０．８ミル）である。
【００８４】
層の厚さ
コーティング層の厚さ、中間層の厚さ、およびコアの径を判定するために、ワイヤは、ワイヤの最大伸長に垂直に切断した。切断部は、軟質材料のスミアリング（ｓｍｅａｒｉｎｇ）を避けるために、入念に研磨して滑らかにした。画像を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて記録し、倍率はワイヤの全横断面が見えるように選択した。
【００８５】
この手順を少なくとも１５回繰り返した。全ての値を、少なくとも１５の測定値の算術平均で与える。
【００８６】
粒度
ワイヤ表面の微構造に関して、特に電子後方散乱回析測定（ＥＢＳＤ）によって、いくつかの測定を行った。使用した分析ツールは、ＦＥ−ＳＥＭ日立Ｓ−４３００Ｅであった。測定およびデータ評価に使用したソフトウェアパッケージはＴＳＬと呼ばれ、米国のＥｄａｘ  Ｉｎｃ．（ｗｗｗ．ｅｄａｘ．ｃｏｍ）製のものである。これらの測定によって、ワイヤのコーティング層の結晶粒のサイズおよび分布および結晶方位を判定した。結晶粒の測定および評価をＥＢＳＤ測定によって行うとき、許容角度５°を粒界の判定のために設定したことが理解される。ＥＢＳＤ測定をコーティング層の未処理表面上で直接行った。
【００８７】
ボールウェッジボンディング−パラメーターの定義
ワイヤを金でめっきした基板に接合することを２０℃で行い、接合は金の表面に適用した。装置のボンドパッドは０．３μｍ超の金で覆った１μｍの厚さのＡｌが１％、Ｓｉが０．５％のＣｕであった。ワイヤと基板の間の角度４５度で第１のボールボンドを形成した後、ワイヤを第２の端部で基板に押し込んだ。ワイヤの２つの端部間の接合の距離は５〜２０ｍｍの範囲であった。この距離は、ワイヤと基板の間で４５度の角度を確保するために選択した。ウェッジボンディングの間、６０〜１２０ｋＨｚの範囲の超音波周波数を、４０〜５００ミリ秒の間、ボンドツールに適用した。
【００８８】
使用したボールボンダ装置は、銅キットを備えたＫ＆Ｓ  ｉＣｏｎｎ（Ｓ／Ｗ  ８−８８−４−４３Ａ−１）であった。使用した試験装置はＫ＆Ｓ  ＱＦＰ  ２ｘ２試験装置であった。
【００８９】
オージェ深さ方向分析
図６の深さプロファイルは、一定のスパッタ電流密度で標的表面をスパッタしながら、それぞれの種類（例えばＣｕ、Ｐｄ、Ｃ）の以下のオージェシグナルによって測定する。使用した装置はＰＨＩ  ５８００  ＥＳＣＡである。
【００９０】
スパッタパラメーターは次のとおりである。
スパッタイオン：キセノン  
スパッタ角度：９０°  
スパッタエネルギー：４ｋｅＶ
【００９１】
深さプロファイルは公知の標準試料との比較によって較正する。ここで使用する標準試料はＴａ２Ｏ５層である。試料と標準試料のスパッタ速度の最終的な差はそれに応じて修正する。これは、図６のプロファイルで８．０ｎｍ／分のスパッタ速度という結果になった。スパッタ時間を測定し、スパッタ電流密度を一定に保つとき、プロファイルの時間尺度は、スパッタ速度との乗算によって深さ尺度に容易に変換される。
【実施例】
【００９２】
本発明を実施例によってさらに例示する。これらの実施例は本発明の例示的な説明に役立ち、本発明または請求項の範囲を限定することは全く意図していない。
【００９３】
以下の具体例は、本発明の意味において、コア主要成分として銅、コーティング成分としてパラジウムのシステムについて言及する。他の実施形態では、これらの成分は、本発明によるそれぞれの他の好ましい成分によって置き換えることができる。特に、これはコア主要成分の銅の代わりに銀、コーティング成分のパラジウムの代わりにＰｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｏｓ、およびＩｒの群の１つ以上であり得る。
【００９４】
少なくとも９９．９９％純度（「４Ｎ銅」）の銅材料は坩堝で溶解する。次に５ｍｍ径のワイヤコア前駆体をその溶解物から鋳造する。
【００９５】
まず、ワイヤコア前駆体を、１ｍｍ未満の径のさらなるコア前駆体が得られるまで、押し出しプレスによって押し出す。次に、このワイヤコア前駆体を、いくつかの伸線工程で引き伸ばし、２０μｍの径を有するワイヤコア２を形成する。ワイヤコア２の横断面は基本的に円形である。ワイヤ径は、横断面の形、コーティング層の厚さ等の変動のため正確性の高い値とは見なされないことが理解される。ここで、ワイヤが例えば２０μｍの径を有すると定義される場合、この径は１９．５〜２０．５μｍの範囲であると理解される。
【００９６】
本発明の第１の実施例
発明のワイヤの第１の実施例では、このワイヤコアを第１のリール３０に巻く。第１のリール３０は図５に示す装置の一部である。次に、ワイヤ１を、第１のリール３１からほどき、第２のリール３３に巻く。このとき、第２のリール３３を回転させることによって、またはさらなる搬送装置によって（図示せず）、ワイヤを直接引いてもよい。
【００９７】
リール３１、３３の間の長さに沿った途中に、ワイヤは最初に堆積装置３１を通過する。リザーバ３４は液体３５を含み、その液体はディスペンサ３６によってワイヤ１上に適用される。液体３５はイソプロピルアルコールを溶媒として含む。酢酸パラジウム（ＣＨ３ＣＯＯ）２Ｐｄを飽和水準に近い溶媒中で溶解する。液体３５の動的粘性率を約２．５ｍＰａ＊ｓの値に調整する。
【００９８】
液体を動いているワイヤ１上に分注した後、液体はワイヤコアの表面上に均一な厚さの膜を形成する。次に、この覆われたワイヤコアは、２５０℃に加熱された炉３２に入る。炉の長さおよびワイヤの搬送速度は、ワイヤが高温に約５秒間さらされるように調整される。このように熱にさらすことによって、膜が乾燥し、パラジウム含有物質を金属パラジウムに還元する。金属パラジウムをワイヤコア１上に堆積させ、コーティング層３の形成に加える。コーティング層のさらなる成分は銅および炭素または炭素化合物であり、後者は典型的にコーティング層の外面領域に集まる。
【００９９】
ワイヤ１を第１のリール３０から供給する代わりに、堆積装置３１および炉３２を伸線配置に直接設けてもよく、好ましくは最後の伸線ダイスの下方に設ける。本発明の意味において、コーティング工程に関して、そのような直接配置が選択されても、ワイヤが中間のリール３０から供給されても、違いはない。
【０１００】
本実施例では、ワイヤは、上述のコーティング手順の前にアニール工程でアニールする。このアニールは、伸長、硬さ、結晶構造等のようなパラメーターをさらに調整するために公知の方法で行ってもよい。アニールは、所定の長さおよび温度のアニール炉に、所定の速度でワイヤを通過させることによって動的に行う。炉から出た後、コーティングされていないワイヤを第１のリール３０に巻く。ほとんどの応用のために、例えばワイヤの伸長値の調整のためにそのようなアニール工程の温度は、コーティング層の堆積に必要な温度よりはるかに高い（典型的に３７０℃より高い）。それゆえ、コーティングを最後の工程として行う場合、それはワイヤコアの微細構造に大きく影響を及ぼさない。
【０１０１】
本発明の他の実施形態では、層の堆積およびワイヤコアのアニールは一つの加熱工程で組み合わせることができる。そのような配置では、特別な炉の設定によって調整することができる所定の加熱プロファイルを用いてもよい。
【０１０２】
本実施形態の結果として生じたワイヤは、非常に対称な粒子および狭い粒度分布を有する表面を示した。このデータはＥＢＳＤ測定によって収集した。
【０１０３】
【表１】
2016537819.tif 000003
【０１０４】
上記の表１は、発明のワイヤおよび従来のワイヤの粒度の比較を示している。従来のワイヤの場合、コアは純パラジウムで電気めっきし、その後いくつかの伸線工程を経た。
【０１０５】
長手方向の、本発明のワイヤの平均粒度は３００ｎｍであり、長手方向の平均粒度の円周方向の平均粒度に対する比は０．９４の値という結果であった。
【０１０６】
さらに、ワイヤの試料を、上述のように、ＳＥＭによる層の厚さの判定のために切断した。異なる位置で測定された層の厚さの平均は、９２．６ｎｍと算出された。
【０１０７】
図６に、試料ワイヤのオージェプロファイルを示している。材料はイオンビームによって所定の領域内でワイヤ表面から均一にスパッタした。スパッタ時間によって、異なる元素（炭素はＣ、銅はＣｕ、パラジウムはＰｄを表す）からいくつかのオージェシグナルが生じた。スパッタ速度は、毎分約８ｎｍのスパッタ速度の公知のＴａ２Ｏ５試料を用いて較正した。コーティング層とコアの界面は最大値からＰｄシグナルの５０％下落と定義した。これによって、コーティング層が約８４ｎｍの厚さであることが推定され、ＳＥＭによって測定された平均層厚さと高い相関がある。
【０１０８】
ワイヤが２０μｍの径を有し、コーティング層が９２．６ｎｍの厚さを有するとき、コーティング層はワイヤ径の０％の深さからワイヤ径の０．４８％の深さまでに及ぶ。
【０１０９】
図６の深さプロファイルは、層の半径方向外向きの表面で始まり、外側領域で炭素が主要成分であることを示す。最初のいくつかの単分子層内で、炭素シグナルが急激に下落し、一方、パラジウムおよび銅シグナルが上昇する。パラジウムシグナルはスパッタリングの開始直後から増加しているが、最外表面上でほとんどないことが指摘される。
【０１１０】
次にパラジウムシグナルまたは濃度は深さ約３ｎｍで炭素シグナルを上回り、表面の主要成分の最初の変化を示す。
【０１１１】
銅シグナルは約８ｎｍの深さで極大に達する。パラジウムおよび銅シグナルは、深さ１０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲でほとんど一定の値を示し、パラジウムは５５％〜６０％のレベルで、銅は４０％〜４５％のレベルである。この領域では、他の元素は相当量で存在しない。
【０１１２】
その後パラジウムシグナルは下落し始め、約６５ｎｍの深さで銅が主要成分となり、コーティング層内の主要成分の第２の変化を示す。
【０１１３】
本発明に関して理解されるコーティング層の平均厚さはＳＥＭによって測定された平均厚さである。
【０１１４】
上述のオージェ深さ方向分析は、コーティング層の組成および層中の単一成分の分布の定義に用いられる。
【０１１５】
コーティング層の外側範囲は、０．１％ワイヤ径（＝２０ｎｍ）〜０．２５％ワイヤ径（＝約５０ｎｍ）に及ぶと定義される。この範囲では、銅が３０％超の量で存在することが明らかである。さらに、パラジウムは外側範囲内で深さが増すにつれて低い値へ下落し始める。それでも、パラジウム濃度はこの範囲内でごくわずかの割合だけ下落する。
【０１１６】
オージェプロファイルの所定の深さ尺度は、ＳＥＭによって測定された平均層厚さと高い相関が確認されているので、十分に正確であることが指摘される。
【０１１７】
ワイヤ試料はボールボンディングおよびウェッジボンディング（第２の接合）に関する上述の試験手順で試験した。引き試験およびボールせん断試験を通常の試験手順として行った。その結果、本発明による試料ワイヤは、高い再現性を有して非常に対称なフリーエアボールを生じた。さらに、第２の接合は第２の接合ウィンドウに関して欠点を全く示さなかった。
【０１１８】
本発明の第２の実施例：
本発明によるワイヤの第２のより好ましい実施例では、銅ワイヤを上述のように作製する。
【０１１９】
上述の第１の実施例とは異なって、コーティング成分前駆体をピバル酸パラジウム、ピバル酸のパラジウム塩、Ｐｄ（（Ｈ３Ｃ）３Ｃ−ＣＯＯ）２として選択する。
【０１２０】
コーティング成分前駆体としてピバル酸パラジウムの合成
酢酸Ｐｄ２２．０１ｇ（４８．３５％Ｐｄ）をピバル酸２０．４ｇと混合し、結果として生じる酢酸が完全に蒸発するまで１２６℃で加熱し、かき混ぜる。これは約３５分後に達成される。結果として生じる前駆体は橙黄色の樹脂様の物質である。
【０１２１】
この前駆体をテトラリン（テトラヒドロナフタレン）に１：５の割合で溶解させ、ワイヤコア上に堆積させる液体を得る。
【０１２２】
第１の実施例とは異なって、液体によるワイヤのコーティングは、最後の伸線工程の直後に行う。これは、伸線ダイスの摩擦によってワイヤコアの新たな金属表面が生成され、それと同時に液体がその新たな表面上に堆積するという利点を有する。
【０１２３】
このために、ディスペンサダイスという従来の伸線ダイスを最終ワイヤ径（２０μｍ）よりわずかに大きい径（４０μｍ）で選択する。この伸線ダイスは液体用のカップ形のリザーバに修正し、ダイスの開口部はリザーバの底部の中心に配置する。ワイヤは垂直方向に配向し、このディスペンサダイスの中を下方向に通り抜ける。
【０１２４】
この配置では、最後の伸線工程の伸線ダイスは、ディスペンサダイスの直前に配置する。また他の実施形態では、液体は最後の伸線工程の伸線ダイスで直接分注してもよいことが理解される。
【０１２５】
液体から溶媒を乾燥させるために、赤外線加熱灯を伸線ダイスの直後に配置する。この乾燥工程を、有機結合を大きく分解しない温度で行う。典型的な温度は１５０℃未満である。
【０１２６】
この乾燥工程の後、ワイヤはアニール炉の中に入る。炉の温度は約４００℃に調整する。この炉では、コーティング成分前駆体の分解を、結晶構造および機械的性質（例えば伸長）の調整のためのワイヤコアのアニールと同時に行う。炉の長さは０．５４ｍである。ワイヤを４７ｍ／秒の速度で連続してリールに巻く。
【０１２７】
炉から出た後、ワイヤは銀色に仕上がり、５０ｍｍ径のリールに巻かれる。
【０１２８】
このワイヤはいくつかの接合試験を受けた。また８５℃の気候室内に８５％の湿度で７日間置いた。この処理の後、ワイヤの接合および他の性質の劣化は見られなかったことがわかった。
【０１２９】
ＩＣＰ測定を含む試験は、ワイヤの全パラジウム占有率は４００ｐｐｍであり、それは純パラジウムの１１単分子層に理論的に等しいであろう。
【０１３０】
図７は、第２の実施例のワイヤのオージェ深さプロファイルを示している。表面から始まって、炭素および銅が存在しているが、パラジウムは存在していない。パラジウムシグナルは約３０ｎｍの深さで始まる。次にパラジウムは、深さ５０ｎｍ超にわたってほぼガウス曲線状に分布する。Ｐｄシグナルの５０％下落で定義されるコーティング層の全厚さはおおよそ９０ｎｍである。
【０１３１】
コーティング層中のパラジウム量は幾分少ないことが明らかである。コーティング層全体にわたるパラジウムのシグナルの積分は全層材料の約３％である。局所強度を考慮すると、パラジウムの最大シグナルはわずか１０％に到達する。このパラジウムのピーク強度は、銅シグナルが約９０％に増している領域で到達される。
【０１３２】
良い結果のために、Ｐｄ含有層は、銅の酸化を防ぐ有効な酸素障壁として作用することが想定される。Ｐｄ層を上回ってコーティング層中に大量の酸素が存在するように見えるが、この酸素の量は無害であり、むしろウェッジボンディング挙動を向上させることがわかった。
【０１３３】
本発明の第３の実施例
第３の実施例では、１７μｍの径の純銀のボンディングワイヤをワイヤコア前駆体として使用する。上述の第２の実施例と同じコーティング前駆体およびコーティング方法を用いる。わずかに小さいワイヤ径に応じて、３５μｍのより小さい穴を有するディスペンサダイスを選択する。他の全てのパラメーターは変わらない。
【０１３４】
Ｐｄコーティングした銀ワイヤを試験し、優れた接合挙動を示した。
【０１３５】
ワイヤを、電気接触および接続に関して一般的な標準試験である、腐食性大気の１ｐｐｍのＨ２Ｓ、７５％湿度、２５℃で１２０時間さらした。コーティングされたワイヤはこの処理によって色が変わらない。優れた結果を生じて接合することができる。
【０１３６】
オージェ深さ方向分析による測定値は、第２の実施例と同様に低いＰｄ濃度を示している。
【０１３７】
さらなる試験および比較を、使用したカルボン酸に関して行った。ピバル酸に加えて、他の分岐カルボン酸を用いて試験を行った。より低い炭素数の酸、特にジメチル酪酸およびジメチルペンタン酸を用いた結果が特に良いことがわかった。原則として、液体中のＰｄの量は５ｗｔ％〜１０ｗｔ％の値に調整した。
【０１３８】
バーサチック酸１０に関して、より低いワイヤの搬送速度が妥当であることがわかった。より高い搬送速度に関しては、結果として生じるワイヤがそれ以上の十分な接合性を示さなかった。バーサチック酸１０はネオデカン酸としても知られ、１０個の炭素原子および約１７５の分子量を含む。
【０１３９】
テトラリン以外の他の溶媒を、付加的または代替的に使用することができる。一つの考えられる他の溶媒はブタノン（メチルエチルケトン、ＭＥＫ）である。
【０１４０】
上述の実施例におけるコーティング成分前駆体は、それぞれＰｄ塩であることが理解される。プラチナ、金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、およびイリジウムのような他の金属がコーティング成分として望まれる場合、パラジウムはこれらの金属の１つ以上によって全体的または部分的に置換されてもよい。
【図１】
2016537819.tif 000004
【図２】
2016537819.tif 000005
【図３】
2016537819.tif 000006
【図４】
2016537819.tif 000007
【図５】
2016537819.tif 000008
【図６】
2016537819.tif 000009
【図７】
2016537819.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月24日(2016.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を有するコアと前記コアの表面上に少なくとも部分的に重ねられたコーティング層とを含み、前記コアが銅および銀から成る群から選択されるコア主要成分を含み、前記コーティング層がパラジウム、プラチナ、金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、およびイリジウムの群から選択されるコーティング成分を含む、ボンディングワイヤの製造方法であって、前記製造方法が、
ａ．コア主要成分として銅または銀を有するワイヤのコア前駆体を供給する工程と、
ｂ．前記コア前駆体上に層を形成するために材料を堆積させる工程であって、前記堆積させた材料が、パラジウム、プラチナ、金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、およびイリジウムの群から選択されるコーティング成分を含む工程と、
を含み、
工程ｂが液体の膜を前記ワイヤコア前駆体上に堆積させることによって行われ、前記液体がコーティング成分前駆体を含み、前記コーティング成分前駆体を金属相に分解するために前記堆積させた膜を加熱し、
前記コーティング成分前駆体が、第二級カルボン酸の塩、または第三級カルボン酸の塩を含む、ボンディングワイヤの製造方法。
【請求項２】
前記ワイヤの径が５μｍ〜２００μｍである、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記カルボン酸が飽和酸である、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記カルボン酸の炭素原子数が４〜１５である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記カルボン酸が、
ａ．ジメチルプロピオン酸（ピバル酸）、
ｂ．ジメチル酪酸、および
ｃ．ジメチルペンタン酸、
またはそのうちの少なくとも２つからなる群から選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記コーティング層中の前記コーティング成分の全量が３０％未満である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記コーティング層中の前記コーティング成分の局所量が３０％未満であり、前記コーティング層中のコア主要成分量が６０％〜９５％である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記液体が、２０℃で０．４ｍＰａ＊ｓ超の動的粘性率を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記堆積させた膜の加熱が１５０℃より高い温度で行われる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記膜の堆積が、前記ワイヤの最後の伸線工程の後に行われる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記ワイヤを引き伸ばす間に新たに生成される表面上に、前記液体の膜を適用する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記液体の膜が伸線ダイスの位置で適用される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の製造方法によって製造されたボンディングワイヤ。
【国際調査報告】
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