JP2011514673A - ワイヤーボンディング機械上でボンディング位置を教示し、ワイヤーループを検査する方法およびこの方法を実施する機器 - Google Patents

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Abstract

【解決手段】 本明細書では、ワイヤーボンディング機械上で半導体装置のボンディング位置を教示する方法が提供される。この方法は、(1)前記半導体装置の(a)第1の構成要素のボンディング位置および(b)第2の構成要素のボンディング位置に関する位置データをワイヤーボンディング機械に提供する工程と、(2)前記ワイヤーボンディング機械のパターン認識システムを使って、前記半導体装置の前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置を教示することにより、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置の少なくとも一部について、より精密な位置データを取得する工程とを含む。この教示する工程は、前記ワイヤーボンディング機械上でボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で前記ボンディング位置を教示することにより行われる。
【選択図】 図18

Description

本願は、2007年12月21日付けで出願した国際出願第PCT/US2007/088482号(参照によりその内容を本明細書に組み込むものとする)に対する利益を主張するものである。
本発明は、ワイヤーボンディング機械の動作に関し、より具体的には、ワイヤーボンディング機械上でボンディング位置を教示し、ワイヤーループを検査する改善された方法に関する。
米国特許第5,119,435号、第5,119,436号、第5,125,036号、第5,600,733号、および第6,869,869号は、ワイヤーボンディングシステムおよびそれに伴うワイヤーボンディングシステム操作方法に関するものであり、参照によりこれらの全体を本明細書に組み込むものとする。
半導体装置の処理およびパッケージングでは、ワイヤーボンディングが、パッケージ内の2つの位置間(半導体ダイのダイパッドとリードフレームのリードとの間など)の電気的相互接続を提供する主な方法であり続けている。より具体的には、ワイヤーボンダー(ワイヤーボンディング機械とも呼ばれる)を使って、電気的に相互接続すべき各位置間にワイヤーループが形成される。図1Aは、光学アセンブリ18(カメラ部分18aを含む)と、トランスデューサ14(超音波トランスデューサなど)と、ボンディングツール16(キャピラリーワイヤーボンディングツール、ウェッジボンディングツールなど)と、装置用クランプ12と、加熱ブロック10とを含むワイヤーボンディング機械の一部の例示的な構成要素を例示したものである。当業者に周知のとおり、要素14、要素18、および要素18aは(図示していない他の構成要素も含め)、ワイヤーボンディング機械の「ボンドヘッド」として知られるものの一部であり、このボンドヘッドは、ワイヤーボンディング中(および教示など他の動作中)、XYテーブルを使って移動する。当業者に周知のとおり、ワイヤーボンディングされる装置(基板またはリードフレーム上に配置された半導体ダイなど)は、加熱ブロック10上に配置されたのち、装置用クランプ12で固定される。前記装置が定位置に固定されると、ボンディングツール16を使ってワイヤーボンディング操作が行われ、ボンディングツール16は、ワイヤーボンディングの対象である当該装置のボンディング接合間でワイヤーループのボンディング(接合)を行う。ワイヤーボンディングされる装置は、開口部12aを通じてアクセス可能である。
図1Bには、例示的な半導体装置の一部を破断側面図として示している。この装置には、基板100(リードフレーム100など)で支持された半導体ダイ102が含まれる。ワイヤーループ104は、(1)半導体ダイ102(ダイパッド102a、102iなど)上のボンディング位置と、(2)リードフレーム(リード100a、100iなど)上のボンディング位置との間でボンディングされている。図2は、図1Bと同様な装置の上面図である。この図2に示すように、リードフレーム100には、リード100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h、100i、100j、100k、および100lが含まれる。リードフレーム100には、リードフレームのアイポイント100a1および100a2も含まれる。半導体ダイ102には、ダイパッド102a、102b、102c、102d、102e、102f、102g、102h、102i、102j、102k、および102lが含まれる。半導体ダイ102には、アイポイント102a1および102a2も含まれる。図2に示すように、ワイヤーループ104は、この半導体ダイ102の各ダイパッドと、それに対応するリードフレーム100の各リードとの間に延在する。例えば、ワイヤーループ104は、ダイパッド102aとリード100aとの間に電気的な相互接続を提供する。同様に、別のワイヤーループ104は、ダイパッド102bとリード100bとの間などに電気的な相互接続を提供する。
視覚システム(パターン認識システム(Pattern Recognition Systems:PRS)など)を使った教示操作は、ワイヤーボンディング操作に関連して利用されることが多い。例えば、半導体装置のバッチ(リードフレームに搭載された半導体ダイなどの装置など)に対しワイヤーボンディング操作が行われる前には、一般にサンプル装置の(1つまたは複数の)アイポイント(eyepoint)を「教示」することが望ましい。さらに、サンプル装置(半導体ダイのダイパッドなど)のボンディング位置を教示することもできる。サンプル装置への「教示」により、そのサンプル装置に関する特定の物理データが(ワイヤーボンディング機械のメモリなどに)格納される。この物理データは前記装置バッチを処理する間の基準として使用され、これにより、例えば(ワイヤーボンディングなどで)処理する半導体装置のバッチをそれぞれ確実かつ適切に位置決め(ポジショニング)または位置合わせ(アラインメント)できるようになる。
上記のようなワイヤーボンディング機械上での教示操作では、サンプル装置のボンディング位置およびアイポイントの位置に関するデータが、ワイヤーボンディング機械のメモリに初めて提供される。例えば、利用可能な位置データがないサンプル装置にワイヤーボンディングを行う状況を考慮する。そのような装置については、前記ワイヤーボンディング機械の視覚システムを使って教示を行う。ただし特定の応用では、ワイヤーボンディング機械上での教示操作は、それ以前に当該ワイヤーボンディング機械に提供されていた位置データ(CADデータなどを使ったオフライン提供など)の確認となる。
視覚システムは、前記教示操作を行う上で、従来の特定技術(教示された情報を選択、走査(スキャン)、および格納するアルゴリズムなど)と併用されている。従来システムの多くでは、基板またはリードフレームのアイポイントまたはボンディング位置が、前記基板に搭載された半導体ダイのアイポイントまたはボンディング位置とは独立に教示される。例えば、図3では基板100のアイポイントまたはボンディング位置を教示する例示的な従来シーケンスを例示しており、図4では、半導体ダイ102のアイポイントまたはボンディング位置を教示する従来のシーケンスを例示している。具体的に図3を参照すると、アイポイント100a1および100a2については、第一の工程で教示される(シーケンスラベル「a」および「b」で示す)。次に、リードに関する教示が順次行われる。より具体的にいうと、リード100a(ラベル「1」で示す)に次いでリード100b(ラベル「2」)が教示されたのち、リード100c(ラベル「3」)が教示され、その後も100l(ラベル「12」)まで同様に教示が行われる。
具体的に図4を参照すると、アイポイント102a1および102a2は、第一の工程で教示される(シーケンスラベル「a」および「b」で示す)。次に、半導体ダイ102のダイパッドに関する教示が順次行われる。より具体的にいうと、ダイパッド102a(ラベル「1」で示す)に次いでダイパッド102b(ラベル「2」)が教示されたのち、ダイパッド102c(ラベル「3」)が教示され、その後もリード102l(ラベル「12」)まで同様に教示が行われる。
図5は、Kulicke and Soffa Industries, Inc.社製1488 Plus Automatic Gold Ball Bonderのオプションの1つを例示する上で有用な代替アプローチを例示したものである。この場合、時間を短縮(し、許容範囲レベルの精度を提供)するため、相互接続すべきボンディング位置は複数の行ごとに教示される。図5を参照すると、行「A」には、ダイパッド102a、102b、および102cと、リード100a、100b、および100cとが含まれる。図5に示したシーケンスでは、ダイパッド102a(ラベル「1」で示す)が教示される。次に、リード100a(ラベル「2」)が教示される。このように、まず行Aの一端にある2つのボンディング位置が教示される。次いで、この視覚システムは、この行の他端へ進んでダイパッド102c(ラベル「3」)を教示し、続けてリード100c(ラベル「4」)を教示する。この教示する工程のこの時点で、行Aの各端部に関する教示が済む。このシステムは、その後、当該行の2つの端部の間にあるボンディング位置を教示するよう構成されており、1つのダイパッドからそれに対応するリードへ、次いでその次に対応するダイパッド、さらに次に対応するリードへと、順次進んでいく。すなわち図5に示すように、ダイパッド102b(ラベル「5」)が教示され、続けてリード100b(ラベル「6」)が教示される。さらに他のボンディング位置が行Aにある場合は、それらが教示され、その場合ダイパッドからそれに対応するリードへ、そして次に対応するダイパッドへ、さらに次対応するリードへと、順次教示が行われていく。これは、リード100bから延びたジグザグ(鋸歯状)の点線で例示されている。
以上に説明した従来の教示する工程(および他の従来の教示する工程)は、ボンディング位置の間隔(およびサイズ)が比較的大きい場合および/または前記間隔が比較的均一な場合には、許容範囲内の結果を提供してきたであろうが、望ましくないレベルの測定値変動を招く種々の誤差源の影響を受けやすい。従来の技術は、ボンディング位置の間隔(および間隔の均一性とボンディング位置のサイズ)が縮小するに伴い、ますます問題を生じる傾向がある。
これを受け、ワイヤーボンディング機械を使ってボンディング位置を教示する改善された方法を提供することが望ましい。
本発明の例示的な一実施形態によれば、ワイヤーボンディング機械上で半導体装置のボンディング位置を教示する方法が提供される。この方法は、(1)前記半導体装置の(a)第1の構成要素のボンディング位置および(b)第2の構成要素のボンディング位置に関する位置データをワイヤーボンディング機械に提供する工程と、(2)前記ワイヤーボンディング機械のパターン認識システムを使って、前記半導体装置の前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置を教示することにより、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置の少なくとも一部について、より精密な位置データを取得する工程とを含む。この教示する工程は、ワイヤーボンディング機械上でボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で前記ボンディング位置を教示して行われる。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、ワイヤーボンディング機械上で半導体装置のボンディング位置を教示する方法が提供される。この方法には、(1)前記ワイヤーボンディング機械のパターン認識システムを使って、前記半導体装置の第1の構成要素および第2の構成要素の複数のボンディング位置を教示する工程であって、当該教示する工程は、ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で前記ボンディング位置を教示することにより行われ、且つ前記ボンディング位置の前記教示を所定の回数反復して、前記反復される教示工程ごとに前記ボンディング位置の各々に関する位置データを取得する工程を含むものである、前記教示する工程と、(2)前記ボンディング位置の前記反復される教示工程から得られた位置データを使って、前記ボンディング位置に関するより精密な位置データを算術的に導出する工程とが含まれる。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、ワイヤーボンディング機械上で半導体装置のワイヤーループを検査する方法が提供される。この方法には、(1)複数のワイヤーループを含む半導体装置を提供する工程であって、前記ワイヤーループの各々は、前記半導体装置の第1のボンディング位置と第2のボンディング位置との間に電気的な相互接続を提供するものである、前記提供する工程と、(2)前記ワイヤーボンディング機械のパターン認識システムを使って前記ワイヤーループの所定の部分を検査する工程であって、当該検査する工程は、前記パターン認識システムの一部を移動させて、前記ワイヤーループの所定の部分を当該ワイヤーループの各前記ボンディング位置で当該ワイヤーループがワイヤーボンディング機械上でワイヤーボンディングされた順序で走査することにより行われるものである、前記検査する工程とが含まれる。
また、本発明の方法は、機器として(ワイヤーボンディング機械の情報処理部の一部などとして)、あるいはコンピュータ可読媒体(ワイヤーボンディング機械に関連して使用されるコンピュータ可読媒体など)上のコンピュータプログラム命令として具現化できる。
本発明は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を読むことにより最もよく理解される。一般的な慣行に従い、これら図面の種々の特徴は縮尺どおりでないため、留意されたい。むしろ種々の特徴の寸法は、任意に拡大されているか、明瞭性のため縮小されている。図面に含まれる図は以下のとおりである。
図1Aは、本発明の例示的な一実施形態に基づいて使用されるワイヤーボンディング機械の構成要素のブロック斜視図である。 図1Bは、リードフレームと半導体ダイとの間に電気的な相互接続を提供するワイヤーループを含む半導体装置の破断側面図である。 図2は、リードフレームと半導体ダイとの間に電気的な相互接続を提供するワイヤーループを含む半導体装置のブロック上面図である。 図3は、リードフレームのリードについて教示する従来の技術を例示した前記リードフレームのブロック上面図である。 図4は、半導体ダイのダイパッドについて教示する従来の技術を例示した前記半導体ダイのブロック上面図である。 図5は、半導体装置のボンディング位置を教示する従来の技術を例示した前記半導体装置のブロック上面図である。 図6は、本発明の例示的な一実施形態に基づいて半導体装置のボンディング位置を教示する技術を例示した前記半導体装置のブロック上面図である。 図7は、本発明の別の例示的な実施形態に基づいて半導体装置のボンディング位置を教示する技術を例示した前記半導体装置のブロック上面図である。 図8は、本発明のさらに別の例示的な実施形態に基づいて半導体装置のボンディング位置を教示する技術を例示した前記半導体装置のブロック上面図である。 図9は、ワイヤーボンディング機械の装置用クランプのブロック上面図であり、ワイヤーボンディングされる複数の半導体装置は、当該装置用クランプが画成する開口部を通じてアクセス可能で、このブロック図では、本発明の例示的な一実施形態に基づいて前記半導体装置の1つのボンディング位置を教示する技術を例示している。 図10は、ワイヤーボンディング機械の装置用クランプのブロック上面図であり、ワイヤーボンディングされる複数の半導体装置は、当該装置用クランプが画成する開口部を通じてアクセス可能で、このブロック図では、本発明の別の例示的な実施形態に基づいて前記半導体装置の1つのボンディング位置を教示する技術を例示している。 図11は、ワイヤーボンディング機械の装置用クランプのブロック上面図であり、ワイヤーボンディングされる複数の半導体装置は、当該装置用クランプが画成する開口部を通じてアクセス可能で、このブロック図では、本発明の別の例示的な実施形態に基づいて前記半導体装置の1つのボンディング位置を教示する技術を例示している。 図12は、ワイヤーボンディング機械の装置用クランプのブロック上面図であり、ワイヤーボンディングされる複数の半導体装置は、当該装置用クランプが画成する開口部を通じてアクセス可能で、このブロック図では、本発明の例示的な一実施形態に基づいて各前記半導体装置のボンディング位置を教示する技術を例示している。 図13Aは、ワイヤーボンディング機械の装置用クランプのブロック上面図であり、ワイヤーボンディングされる別の複数の半導体装置は、当該装置用クランプが画成する開口部を通じてアクセス可能で、このブロック図では、本発明の別の例示的な実施形態に基づいて前記半導体装置の1つのボンディング位置を教示する技術を例示している。 図13Bは、ワイヤーボンディング機械の装置用クランプのブロック上面図であり、ワイヤーボンディングされる別の複数の半導体装置は、当該装置用クランプが画成する開口部を通じてアクセス可能で、このブロック図では、本発明のさらに別の例示的な実施形態に基づいて各前記半導体装置のボンディング位置を教示する技術を例示している。 図14は、ボンディング位置を教示する技術を例示した図であり、この場合、本発明のさらに別の例示的な実施形態に基づき、前記ボンディング位置に関するより精密な位置データが算術的に導出される。 図15は、本発明の例示的な一実施形態に基づいてワイヤーループの部分を検査する技術を例示した前記半導体装置のブロック上面図である。 図16は、本発明の別の例示的な実施形態に基づいてワイヤーループの部分を検査する技術を例示した前記半導体装置のブロック上面図である。 図17は、本発明のさらに別の例示的な実施形態に基づいてワイヤーループの一部に関するより精密な検査データを算術的に導出することにより、前記ワイヤーループの前記一部を検査する技術を例示した図である。 図18は、本発明の例示的な一実施形態に基づいて半導体装置のボンディング位置を教示する方法と、追加工程とを例示したフローチャートである。 図19は、本発明の例示的な一実施形態に係るワイヤーボンディング機械の情報処理部の一部のブロック図である。
本明細書における用語、半導体装置の「構成要素」(components)とは、ワイヤーループを使って接続すべきボンディング位置を含む半導体装置の任意の2つの部分をいう。例えば、半導体装置の第1の構成要素は、ボンディング位置を含む基板(リードを含むリードフレームなど)であってよく、半導体装置の第2の構成要素は、前記基板上に搭載された半導体ダイであってよい。このような構成では、これら2つの構成要素(前記リードフレーム上のリードおよび前記半導体ダイのダイパッドなど)をワイヤーループを使って接続することができる。別の例では、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素がそれぞれ半導体ダイであってよく、その場合、各前記半導体ダイのダイパッドは、ダイからダイへのボンディングで接続される(これら2つの半導体ダイのダイパッド間の相互接続をワイヤーループにより提供する)。ワイヤーループを使って相互接続すべきボンディング位置を含む構成要素としては、他のものも考えられることは言うまでもない。
本明細書における用語「ワイヤーボンディング機械」は、ワイヤー部分をボンディング(接合)するため使用できる任意クラスの機械を広義に指すよう意図されている。例えば、このような機械は、ワイヤーループを形成するよう構成することができる。他の例において、この機械は、導電性のバンプ(ワイヤーを使って形成されたスタッドバンプなど)を形成するよう構成することができる。ワイヤーループや導電性のバンプを形成するよう単一の機械を構成できることは言うまでもない。同様に、当業者であれば、本発明の態様の多くが、半導体装置の導電性のバンプの教示および検査に応用可能であることが理解されるであろう。
当業者に周知のとおり、ワイヤーボンディング機械上でのアイポイントおよびボンディング位置の教示は、アイポイントおよびボンディング位置を走査(スキャン)して画像にする工程である。その走査画像を(パターン認識システム(Pattern Recognition Systems:PRS)などで)解析すると、アイポイントまたはボンディング位置に関する情報を決定することができる(アイポイントまたはボンディング位置の相対位置などの情報)。
本発明の種々の観点は、教示する工程、教示技術、または教示アルゴリズムに関連する。言うまでもなく、「教示」という表現の使用については、初期教示操作や再教示操作を含むいくつかの教示操作がすべて包含されることを意図している。
上記のように、アイポイントおよびボンディング位置の教示は、測定値変動を招くいくつかの誤差源の影響を受けやすい。例示的な誤差源としては、XYテーブルの追従誤差、XYテーブルのマッピング誤差、サーボのディザ誤差、機械の振動誤差、ヒステリシス誤差、熱ドリフト誤差、光学解像度誤差、および他の多くの潜在的誤差源などがある。そのため、アイポイントおよびボンディング位置を位置決めし教示する工程によって、アイポイントおよびボンディング位置の実際の位置が位置的に不確実になる可能性がある。前記教示する工程中においては、これらの測定値の不確実性により、アイポイント位置に対するボンディング位置に体系的な誤差が反映されて教示されてしまうため、教示されたボンディング位置がワイヤーボンディング操作に関して使用される場合、ワイヤーボンドの配置精度誤差につながるおそれがある。
当業者に周知のとおり、多くの場合には、ワイヤーループ(またはワイヤーループの一部)を検査して、例えばワイヤーループの各部(ワイヤーループの最初のボールボンド部分など)が所与のボンディング位置に正確にワイヤーボンディングされたか決定することが望ましい。そのような検査する工程および測定工程は、当業者からボンディング後検査(post bond inspection:PBI)と呼ばれることが多い。配置精度のため、PBI操作では、ワイヤーボンダー視覚システム(パターン認識システムすなわちPRSなど)を使ってボンディングされたワイヤー部分を見つけ、それ以前に教示されたボンディング位置に対する(または同時にボンディング位置を見つけ、そのボンディング位置に対する)ボンディングされたワイヤー部分の相対位置を決定する。前記教示する工程のとおり、ボンディングされたワイヤーを見つける工程は、教示されたボンディング位置に対するボンディングされたワイヤーの実際の相対位置に位置的な不確実性を導入する種々の誤差源の影響を受けやすい。さらに、PBI操作中の従来XYテーブルの経路は、いかに誤差源が測定値の不確実性に寄与するかに著しい影響を及ぼす
本発明の種々の例示的な実施形態によれば、教示する工程中のXYテーブルの移動経路(方向および距離を含む)が、ワイヤーボンディング工程中のXYテーブルの移動経路に等しくなるよう構成することにより、教示する工程への誤差源の寄与を実質的に低減することができる。このように教示する工程を行うと、(1)教示操作中のXYテーブルの移動経路と(2)ワイヤーボンディング操作中のXYテーブルの移動経路との差に関する種々の誤差の寄与が省かれて、教示する工程の精度が向上する。本発明の特定の例示的な実施形態では、各ボンディング位置から複数の画像を得て、これらをサンプリング(あるいは数学的に操作)し、ボンディング位置についてより精密な位置データを得ることにより、潜在的な測定誤差を低減できるよう、教示する工程が自動的に複数回反復される。
さらに、進歩性のある特定の例示的技術をPBI工程に関連して利用すると、PBI工程中、検査する工程への誤差源の寄与を低減して、実際のワイヤーボンディング工程中に使用されるXYテーブル経路に等しくすることができる。さらに、PBI操作を反復し、またサンプリングして(または数学的に操作して)、誤差の寄与をさらに低減することもできる。
図6は、リードフレーム100により支持された半導体ダイ102を含む半導体装置を例示したものである。半導体ダイ102およびリードフレーム100の例示部分は図2と同じであるため、図6ではラベルを一部省略した部分もある。例えば、図6ではダイパッド102a、102b、102c、102d、102g、および102lだけにラベルを付けている。ただし、例示された残りのダイパッドが図2に示したものと同じことは明らかである。
図6は、本発明の例示的な一実施形態に基づき、アイポイントおよびボンディング位置(図6でのボンディング位置はダイパッドとリード)を教示する方法を例示している。アイポイントは、まず所定の順序で教示される(例えば、本発明の例示的な実施形態によれば、アイポイントを教示する所定の順序は、ワイヤーボンディング操作中に当該アイポイントが教示または走査される順序と同じである)。図6に示した例において、この順序はaからdへとなり、すなわちまずリードフレームアイポイント100a1(ラベル「a」で示す)が教示され、次にリードフレームアイポイント100a2(ラベル「b」)が教示されたのち、3番目に半導体ダイアイポイント102a2(ラベル「c」)が教示され、4番目に半導体ダイアイポイント102a2(ラベル「d」)が教示される。言うまでもなく、この順序は例示的な性質のものであり、アイポイントが教示される順序は場合により異なる。
アイポイントが教示または走査された後に、ボンディング位置が教示される。図6に示した例の場合、ボンディング位置は、ワイヤーボンディングが行われる順序で教示される(図6のラベル1から24の順)。このように、例示した半導体装置(ダイ102およびリードフレーム100を含む)の場合、ワイヤーボンダープログラムは、ダイパッド102aからリード100aへのワイヤーを始めとして、ワイヤーをボンディングするよう構成される。より具体的にいうと、このボンディングプログラムは、ダイパッド102aにおいてワイヤーループの第1のボンディングを形成し、次に第2のボンディング位置(リード100a)までワイヤーを延長させたのち、リード100aにおいて当該ワイヤーループの第2のボンディングを形成するよう構成されている。これは、ダイパッド102aがラベル「1」で示されリード100aが「2」で示されているように、図6で明確にされている。ワイヤーボンディングされるボンディング位置の教示順序を保ちつつ、当該教示する工程は、引き続きダイパッド102b(ラベル「3」)へ、次いでリード100b(ラベル「4」)へ進む(ワイヤーループは、ダイパッド102bとリード100bとの間で延長するよう構成される)。次に、この教示する工程は、ダイパッド102c(ラベル「5」)へ、次いでリード100c(ラベル「6」)へと進む。次に、この教示する工程は、ダイパッド102d(ラベル「7」)へ、次いでリード100d(ラベル「8」)へ、その後も当該教示する工程がダイパッド102l(ラベル「23」)および次のリード100l(ラベル「24」)を教示するまで同様に進む。ワイヤーボンディングが行われる順序でボンディング位置を教示することにより、上述した例示的な潜在的な誤差源の大部分を、大幅に制限または回避することができる。
図6では、所与の応用におけるXYテーブルの例示的な運動経路を(ラベル「1」〜「24」で示すように)例示している。上記のように、前記教示する工程中の実際の運動経路は、ボンディング位置がワイヤーボンディングされる経路である。このように、単純化した図6の例(ボンディング位置が「正方形」パターンに配置構成され、反時計回り方向に教示される)と対照的に、教示操作中のXYテーブルの実際の動きは、任意の数の経路であってよい(往復運動、方向の変更、ファンイン形およびファンアウト形の運動など)。別の例では、スタンドオフステッチボンドタイプのワイヤーループ(導電性のバンプを含むワイヤーループであって、前記バンプはそれ以外のワイヤーループ部分とは別個に形成され、前記バンプ以外のワイヤーループの一部が前記バンプの頂部にボンディングされているもの)が、図6の教示する工程に関連して示した運動経路より複雑な運動経路を有する傾向がある。
図6に示したように、ダイパッド102a、102b、および102cは一列に(明確に区別できる軸に沿って)配置され、リード100a、100b、および100cも一列に(明確に区別できる軸に沿って)配置されている。同様に、ダイパッド102d、102e、および102fも一列に(明確に区別できる軸に沿って)構成されており、この軸は、ダイパッド102a、102b、および102cが延在する軸と異なる(実際には、実質的に垂直である)。上記のように、本発明の特定の態様によれば、ボンディング位置は、当該ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で教示することができ、その場合、ボンディング位置には、半導体装置の1若しくはそれ以上の構成要素上で明確に区別できる少なくとも2つの軸に沿って延在するボンディング位置が含まれる。
本発明の特定の例示的実施形態によれば、教示する工程中に各ボンディング位置を複数回走査することが望ましく(望ましい場合は、アイポイントもその教示する工程中に複数回走査でき)、したがって前記走査に関連付けられた位置データを集合的に使うと、各ボンディング位置についてより精密な位置データを決定(望ましい場合には、前記アイポイントについて、より精密な位置データを提供)することができる。例えば、所与のボンディング位置の複数走査の各々に関する位置データを使用してそのボンディング位置について、(各走査の位置データを平均するなど数学的に操作して)より精密な位置データを算術的に導出することができる。各ボンディング位置を複数回走査する技術は各種存在する。図7〜8は、そのような例示的技術を2つ例示したものである。図7〜8の各々のアイポイント教示によれば(「a」から「d」への例示的な順序で)、ボンディング位置は以下のように教示される。
具体的に図7を参照すると、例示した半導体装置には、リードフレーム100により支持された半導体ダイ102が含まれる。図中のアイポイント、リード、およびダイパッドは、図2および図6に示したものと同じである。図7は、ボンディング位置(ダイパッドおよびリード)がワイヤーボンディングされる順序で、それらのボンディング位置が教示されるボンディング位置教示する工程を例示している点で図6に類似しているが、教示する工程中、各ボンディング位置について複数の走査結果または画像が得られる点で図6と異なる。図7に示す例において、ワイヤーボンディング機械(当該ワイヤーボンディングシステムのパターン認識システム)は、前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で次のボンディング位置へ移動する前に、各前記ボンディング位置に関する複数の画像を得る。すなわち、最初のボンディング位置(ダイパッド102a)では、ラベル(「1,2,3」)で示すように3つの画像が取得される。次いでこの教示する工程は、次のボンディング位置(リード100a)へ進み、ラベル(「4,5,6」)で示すように3つの画像が取得される。この教示する工程は、前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で(図6のように)続くが、各ボンディング位置で3つの画像が取得される。これにより、ボンディング位置がワイヤーボンディング用に構成された順序を1回通過する間に、各ボンディング位置ごとに3つの画像が取得される。以下さらに詳しく説明するように、これら複数の画像を集合的に使用すると、各ボンディング位置の場所をより精密な単一表現にすることができる。
具体的に図8を参照すると、例示した半導体装置には、リードフレーム100により支持された半導体ダイ102が含まれる。図中のアイポイント、リード、およびダイパッドは、図2、図6、および図7に示したものと同じである。図8は、ボンディング位置(ダイパッドおよびリード)がワイヤーボンディングされる順序で、前記ボンディング位置が教示される工程を例示している点で図6に類似しているが、図7と同様、教示する工程中に各ボンディング位置について複数の走査結果または画像が得られる点で図6と異なる。図8に示す例において、ワイヤーボンディング機械(当該ワイヤーボンディングシステムのパターン認識システム)は、ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序を複数回たどることにより、各前記ボンディング位置に関する複数の画像を得る。すなわち、最初のボンディング位置(ダイパッド102a)では、ラベル(「1,25,49」)で示すように3つの画像が取得される。次のボンディング位置(リード100a)では、ラベル(「2,26,50」)で示すように3つの画像が取得される。言い換えると、第1の通過時にはダイパッド102a(ラベル「1」で示す)で画像が取得され、次いでリード100a(ラベル「2」)で画像が取得されたのち、ダイパッド102b(ラベル「3」)で画像が取得され、その後もリード100l(ラベル「24」)まで同様に画像が取得される。この第1の通過経路が完了したら(各ボンディング位置で1画像ずつ、合計24の画像が取得される)、同じ順序で第2の通過がダイパッド102a(ラベル「25」)から始まり、次いでリード100a(ラベル「26」)で画像が取得され、同様にリード100l(ラベル「48」)まで画像が取得されて、この第2の通過経路が完了する。前記第2の通過経路が完了したら(各ボンディング位置で1画像ずつ、合計24の画像が取得される)、同じ順序で第3の通過がダイパッド102a(ラベル「49」)から始まり、次いでリード100a(ラベル「50」)で画像が取得され、同様にリード100l(ラベル「72」)まで画像が取得されて、この第3の通過経路が完了する。各通過経路の合間に、アイポイント(アイポイント100a1、100a2、102a1、102a2、またはこれらアイポイントの一部)を再走査することもできる(また、アイポイントのより精密な位置データを得るため、各通過経路に関連してアイポイントを複数回走査することもできる)。これにより、前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序を3回通過することにより、各ボンディング位置ごとに3つの画像が取得される。以下さらに詳しく説明するように、これら複数の画像を集合的に使用すると、各ボンディング位置の場所をより精密な単一表現にすることができる。
本明細書に開示する例示的な技術を使うと、ボンディング位置について導出され、ワイヤーボンディング機械のメモリに格納される位置データを改善することができる。装置のバッチにワイヤーボンディングを行う際には、この改善された位置データを使って、ボンディング位置をまったく再教示せずに、装置のバッチにボンディングを行うことができる。ただし、1より多くの(複数の)サンプル装置のボンディング位置を教示することが望ましい場合もある。
図9は、(図1Aに示した装置用クランプ12と同様な)装置用クランプ106の上面図である。装置用クランプ106は開口部または窓106aを画成しており、ワイヤーボンディングされる装置は、この開口部または窓106aを通じて、ボンディングツールでアクセスされる。当業者に周知のとおり、リードフレームストリップの上にはワイヤーボンディングされる装置を複数個配置でき、リードフレームストリップは、ワイヤーボンディングされる装置の一部が装置用クランプの開口部内に配置されるようインデキシングされる。装置の前記一部がPRSを使って教示されると、リードフレームストリップ上の装置の別の一部が(ワイヤーボンディングインデクサーシステムを使って)装置用クランプの開口部内に位置付けられて教示され(または、その後、ワイヤーボンディングされ)る。再び図9を参照すると、リードフレームストリップ100Aが、装置用クランプ106の下に配置されている(図9では、リードフレームストリップ100Aの一部のみ見えている)。リードフレームストリップ100A上でワイヤーボンディングされる装置の一部は、ワイヤーボンディングの際、開口部106aを通じて、アクセス可能である。すなわち、(リードフレーム100により支持された)半導体ダイ102と、(リードフレーム200により支持された)半導体ダイ202と、(リードフレーム300により支持された)半導体ダイ302と、(リードフレーム400により支持された)半導体ダイ402とは、開口部106aを通じてアクセスできる。図9に例示したように、半導体ダイ102およびリードフレーム100の上のボンディング位置は、図6での例示と同様な態様で教示済みである(ボンディング位置は、それらがワイヤーボンディングされる順序で教示されている)。これは、本発明の例示的な一実施形態に基づいて教示(または再教示)されたサンプル装置であってよい。このように、図9の半導体ダイ102およびリードフレーム100のボンディング位置についてより精密な位置データの教示を済ませると、より精密なその位置データをワイヤーボンディングすべき装置のバッチに適用することができる(その場合、前記装置のバッチには、リードフレーム200により支持された半導体ダイ202と、リードフレーム300により支持された半導体ダイ302と、リードフレーム400により支持された半導体ダイ402とを含めることができる)。
図10〜11は、本発明の例示的な一実施形態に基づき教示されたサンプル装置のボンディング位置が、図7〜8に関して上述したように複数回走査可能であることを例示したものである。すなわち図10では、図7に示した半導体ダイ102およびリードフレーム100のボンディング位置に対応した態様で教示される、半導体ダイ102およびリードフレーム100のボンディング位置を例示している。同様に図11では、図8に示した半導体ダイ102およびリードフレーム100のボンディング位置に対応した態様で教示される、半導体ダイ102およびリードフレーム100のボンディング位置を例示している。サンプル装置の教示する工程中、各ボンディング位置について複数の走査を実施する上記の厳密な方法論に関係なく、前記複数の走査の各々で得られた位置データを集合的に利用すると、実際のボンディング位置をより精密に表現することができる。その後、各走査からの集合的な位置データを利用して得られた位置データは、半導体装置のバッチをワイヤーボンディングする際に使用することができる(その場合、前記装置バッチには、リードフレーム200により支持された半導体ダイ202と、リードフレーム300により支持された半導体ダイ302と、リードフレーム400により支持された半導体ダイ402とを含めることができる)。
図12は、本発明に基づき、1より多くの(複数の)サンプル装置のボンディング位置を教示すると、各前記ボンディング位置についてより精密な位置データを取得できることを例示している。すなわち図12では、開口部106aを通じてアクセス可能な前記4つの装置の各々(リードフレーム100により支持された半導体ダイ102、リードフレーム200により支持された半導体ダイ202、リードフレーム300により支持された半導体ダイ302、およびリードフレーム400により支持された半導体ダイ402)が、進歩性のある技術に基づき教示される。複数の装置を教示することにより位置データの追加サンプルが得られ、これを利用すると、(平均化など、何らかのタイプの統計的または数学的な分析により)実際のワイヤーボンディング工程中、各ボンディング位置についてより精密な位置データをもたらすことができる。
図9〜12と同様、図13A〜13Bは、開口部106aを画成する装置用クランプ106を例示したものであるが、図13A〜13Bでは、装置用クランプ106の開口部106aの下の位置でインデキシングされるリードフレームストリップ100Aの一部について図9〜12とは異なる部分を例示している。すなわち、図13A〜13Bの開口部106aを通じてアクセス可能な4つの装置は、リードフレーム500により支持された半導体ダイ502、リードフレーム600により支持された半導体ダイ602、リードフレーム700により支持された半導体ダイ702、およびリードフレーム800により支持された半導体ダイ802である。図13A〜13Bは、ボンディング位置についてより精密な位置データを得る上で行える追加教示操作のさらに別の例を例示している。
図13Aでは、図6および図9に示した態様で教示される1つの装置(リードフレーム500により支持された半導体ダイ502)を例示している。すなわち図13Aでは、装置用クランプの開口部を通じてアクセス可能な1つの装置(図9、10、および11)または複数の装置(図12)を教示した後、ボンディング位置に新しい装置グループをインデキシングすれば、追加で1つの装置(または図13Bのように複数の装置)を教示できることを例示するよう意図している。
このように、本発明によれば、複数の教示操作または走査操作を行うことにより取られる位置データを改善する方法は種々存在することが明らかである。以上説明した方法のいくつかを要約すると、次のようになる。(1)教示される単一のサンプル装置の各ボンディング位置について複数の走査を行うと、各ボンディング位置の位置データについて複数のサンプルを得ることができる(図7〜8および図10〜11など)。複数のサンプル装置を1回ずつ走査すると、各ボンディング位置の位置データについて複数の例を得ることができる(図12および13Bなど)。複数のサンプル装置の各ボンディング位置について複数の走査を行うと、各ボンディング位置の位置データについて複数のサンプルを得ることができる(図7〜8および図10〜11の教示に、図12および図13Bの教示を組み合わせるなど)。言うまでもなく、他の変形形態も考えられる。いずれの技術を使用するにせよ、所与のボンディング位置の位置データについて種々のサンプリングが得られる。これら種々のサンプリングの使用例としては、(装置のバッチなどに)実際のワイヤーボンディング操作を行う際に有用な、より精密な位置データを算術的に導出するなどがある。
図14は、実際のワイヤーボンディング操作を行う際に使用するより精密な位置データを、種々のサンプリングを使って算術的に導出する例示的技術の説明に役立つ図である。ここでも図7に示した例を考慮し、この場合、各ボンディング位置は1回の通過で3回ずつ走査される。これにより、各ボンディング位置について3つの画像が取得される。ダイパッド102aについて取得された3つの画像を考慮し、ダイパッド102aの1つの画像は図14の画像1401、ダイパッド102aの別の画像は図14の画像1402、ダイパッド102aのさらに別の画像は図14の画像1403であったとする。これら3つの画像(1401、1402、および1403)を、図14の座標軸セット上に数学的な描画図としてプロットした。このように、これら各画像は座標軸上の位置を有する(この場合の座標軸は、ワイヤーボンディング機械上の半導体ダイの座標系における位置を例示したものである)。位置データについては、いくつかの態様のいずれでも記述できる(ダイパッドの頂縁部、ダイパッドの底縁部、ダイパッドの左縁部、ダイパッドの右縁部、ダイパッドの中心、これらの組み合わせなど)。位置データを各ダイパッドの中心で表すと、画像1401の位置データ(XY座標)は(x=4.8,y=4.4)、画像1402の位置データ(XY座標)は(x=5.7,y=4.2)、画像1403の位置データ(XY座標)は、(x=5.1,y=3.7)である。次に、ダイパッド102aについてより精密な位置データを算術的に導出するため、集合的な位置データを数学的操作で得ることができる。例えば、これら集合的な位置データを平均して、ダイパッド102aのより精密な位置データを導出することができる。
集合的な位置データを平均する表現の一例は、次式のようになる。
Figure 2011514673
これにより、(各画像の中心点のX位置を使って)X位置の平均が決定され、(各画像の中心点のY位置を使って)Y位置の平均が決定される。前記3つのデータ点の位置データを上式に代入すると、次の関係が得られる。
Figure 2011514673
これにより、位置データは(x=5.2,y=4.1)となる(この例の位置データは、各画像の中心点を平均して算出される)。図14では、この中心点を点1,400aとして示し、ダイパッド全体の平均位置は、実線のボックス(箱)1400として示した。
よって図14に関連して上述したように、いくつかの技術のいずれかで得られた種々の走査結果を平均または数学的に操作すると、各ボンディング位置に関するより精密な位置データを算術的に導出することができる。この(各ボンディング位置に関する)より精密な位置データは、ワイヤーボンディング機械(ボンディングプログラムなど)のメモリに保存して、半導体装置のバッチをワイヤーボンディングする際に使用可能である。アイポイントに関する複数の走査を行った場合は、上記と同様な技術を使うと、アイポイントについてより精密な位置データを提供することができる。
図14に関連して上述した例は、図7の例に関連付けて説明したが(各ボンディング位置について1回の通過で画像が3つ取得される)、これは明らかに単なる一例である。すなわち、図14に関連して上述した技術は(または他のいかなる数学的操作技術も)、いくつかの技術のいずれを使って取得された複数の画像にも適用することができる。さらに、図14の例に関しては3つの画像を使用したが、ボンディング位置についてより精密な位置データを算術的に導出するため、いかなる数の画像を取得し利用してもよい。
本発明の教示技術を使ってもたらされる利点(上述した誤差源の影響を実質的に制限できるなど)は、すでに形成されたワイヤーループの検査技術(PBIなど)にも適用できる。例えば、図15は(図2や6のように)リードフレーム100により支持された半導体ダイ102を例示したもので、この場合、ワイヤーループ104は、各ダイパッド(ダイパッド102a、102bなど)と、リード(リード100a、100bなど)との間に相互接続を提供する。各ワイヤーループには、それぞれ半導体ダイ102のダイパッド上に形成された第1のボンド(接合)部分(ボールボンド104aなど)と、リードフレーム100のリード上に形成された第2のボンド部分(ステッチボンド104aなど)とが含まれる。多くの場合、ワイヤーループ前記第1のボンド部分(ボールボンド部分)を検査することが望まれる。例えば、ボールボンド部分の直径や、ダイパッドに対するボールボンド部分の相対位置など、前記第1のボンド部分および各アイポイント位置に関する情報を決定することが望ましい(その場合、例えばダイパッドの位置は、アイポイントを走査して決定され、あるいはダイ本明細書に開示した教示技術からわかっている)。
図15におけるワイヤーループ104の検査は、前述した誤差源の影響を確実かつ実質的に制限するため、ワイヤーループがワイヤーボンディングされた経路に沿って行われる。そのため、PRSの撮像機器は、図15に例示したように1〜24の順に移動する(例えば、図15に示した操作は、アイポイント100a1、100a2、102a1、102a2をそれぞれ1回ずつ若しくは複数回ずつ走査した後で行われる)。この場合、前記PRSは、まず半導体ダイ102のダイパッド102a(ラベル「1」で示す)へ移動し、次にリードフレーム100のリード100a(ラベル「2」)へ移動した後、ダイパッド102b(ラベル「3」)へ移動し、その後もリード100l(ラベル「24」)に達するまで同様に移動する。特定の応用では、各ボンディング位置(前記第1のボンディング位置および前記第2のボンディング位置を含む)について画像または位置データを取得することが望ましいが、特定の実施形態では、特定のボンディング位置のワイヤーループを一部だけ検査することが望ましい。例えば、ワイヤーループの第1のボンド部分だけを検査することが望ましい場合がある(図15では、ワイヤーループの第1のボンド部分は、半導体ダイ102の各ダイパッド上に形成されたボールボンド部分である)。それにもかかわらず、図15に例示した態様でPRSの撮像機器を移動させる(前記第2のボンディング位置への移動を含む)ことは有益な可能性がある。
代替態様として、図16に示す別の例では、PRSシステムの該当部分を、検査すべきボンディング位置だけへと移動させることが望ましい。図16では、望ましい位置合わせまたは再位置合わせがすべてアイポイント(アイポイント100a1、100a2、102a1、102a2など)の走査により行われた後、運動経路がダイパッド102a(ラベル「1」で示す)から開始し、次いでダイパッド102b(ラベル「2」)へ進んだのち、ダイパッド102c(ラベル「3」)へ進み、その後も102l(ラベル「12」)で最後の画像が取得されるまで同様に続く。図16に例示した経路は、ワイヤーループが形成される経路(図16)に沿ったものではないため、潜在的誤差源の補正に関する特定の利点は得られない。それでも、例えば本明細書に開示した進歩性のある教示技術により、取得済みのボンディング位置の位置データを前記経路が利用する場合には、上記の利点の多くが提供される。
また、本明細書に開示する検査技術は、ボンディング位置の教示を参照して上述した態様で反復することもできる。例えば、検査すべきワイヤーループの所定の部分について、(図7のボンディング位置の教示する工程に関連して説明したように)複数の画像を1回の通過で取得することができ、検査すべきワイヤーループの所定の部分について、(図8のボンディング位置の教示に関連して説明したように)複数の画像を複数回の通過で取得することができ、検査すべきワイヤーループの所定の部分について、複数回の通過の各々で複数の画像を取得することにより、複数の画像を複数回の通過で取得すること(図7〜8のボンディング位置教示に関連して説明した技術同士の組み合わせ)などができる。
図17は、ワイヤーループの部分的な検査に使用するより精密な位置データを、種々のサンプリングを使って算術的に導出する例示的技術の説明に役立つ図である。図14で上述したように、走査されるワイヤーループの各第1のボールボンド部分(実質的に円形の画像)が、1回の通過で3回走査される例を考慮する。この場合、各第1のボールボンド部分について3つの画像が取得される。所与のワイヤーループのボールボンド部分(図15に示したワイヤーループ104のボールボンド部分104aなど)について取得された3つの画像を、図17ではラベル1701、1702、および1703で示すとする。これら3つの画像(1701、1702、および1703)は、図17の座標軸セット上に数学的な描画図としてプロットしている。このように、これらの各画像は、座標軸上でそれぞれの位置を占める。その位置データは、いくつかの態様のいずれかで説明することができる(ボールボンドの中心、ボールボンドの中心からの半径、ボールボンドの直径、これらの組み合わせなど)。位置データを各ボールボンドの中心で表すとすると、各中心点は、図14に関連して上述したように、XY座標で得られる。次に、それらのXY位置を数学的に操作する(例えば平均する)と、各ボールボンドに関するより精密な位置データ(中心点など)を算術的に導出することができる。図17では、そのボールボンドの中心点を点1700aとして示し、ボールボンド全体の平均位置は、実線の円形1700として示した。PBI中、(ボールボンド部分に関する複数の走査結果を数学的に操作して)そのボールボンドのより精密な位置データを取得することにより、より精密なPBI結果を達成することができる。
本明細書で説明する本発明の種々の例示的な実施形態に基づいて、改善された検査データを提供すると、多数の利点をもたらすことが可能である。例えば、当業者に周知のとおり、ボンディングツール(図1のボンディングツール16など)と、そのボンディングツールに隣接してボンドヘッドに搭載された光学アセンブリ部分(図1のカメラ部分18aなど)との間にはオフセットがある。そのオフセット(「クロスヘアオフセット」と呼ばれる場合もある)については、高精度で調べることが重要である。例えば教示する工程(カメラ部分18aを使ったボンディング位置およびアイポイントの教示など)後には、ワイヤーボンディング機械のボンドヘッドが移動され、ボンディングツールを使ってワイヤーボンディング操作が行われる。前記オフセットが精確にわかっていない場合、ボンディングツールは、ワイヤーボンディング操作を行う上で望ましい位置に配置されず、ダイパッド上などの望ましくない位置にワイヤーボンドが形成されるおそれがある。この問題は、(1)(PRSを使った)撮像操作と、(2)(ボンディングツールを使った)ワイヤーボンディング操作との実施時で、それぞれ前記オフセットに伴う潜在的誤差が異なるため、さらに複雑である。さらに、前記オフセットは、温度などの影響により、(教示する工程中またはワイヤーボンディング工程中)経時的に変化する可能性がある。本発明に従ってより精密な検査データを導出すると、前記オフセットの特定の不精確さを調べることができ、より精密なワイヤーボンディング工程が可能になる。
上記の検査技術は主にワイヤーループの前記第1のボンド部分の検査に関するが、本発明は、これに限定されるものではない。この進歩性のある技術は、ワイヤーループの種々の部分(第2のボンド部分など)に適用することができる。
図18は、本発明の種々の例示的な実施形態を示したフローチャートである。当業者であれば理解されるように、このフローチャートでは、これに含まれる特定の工程を省略してもよく、特定の追加工程を加えてもよく、またこれら工程の順序を、例示した順序から変更してもよい。
より具体的には、図18のフローチャートには、(1)半導体装置のボンディング位置を教示する工程と、(2)ワイヤーループを形成して検査する工程とが含まれる。工程1800では、(1)半導体装置の第1の構成要素のボンディング位置と、(2)当該半導体装置の第2の構成要素のボンディング位置とに関する位置データが、ワイヤーボンディング機械に提供される。例えば図6に例示した半導体装置を参照すると(この場合、前記第1の構成要素が半導体ダイ102で、前記第2の構成要素がリードフレーム100である)、半導体ダイ102の各ダイパッドと、リードフレーム100の各リードとに関する位置データが提供される。このデータは、例えば教示する工程により提供でき、またはオフラインデータ(CADデータなど)でも提供できる。工程1802では、各前記第1の構成要素および各前記第2の構成要素のアイポイントが、前記ワイヤーボンディング機械のPRSシステムを使って走査される。再び図6の例を参照すると、リードフレームのアイポイント100a1および100a2と、アイポイント102a1および102a2とが、前記PRSにより所定の順序で教示される。
工程1804では、前記半導体装置の前記第1の構成要素および当該半導体装置の前記第2の構成要素のボンディング位置が、前記ワイヤーボンディング機械のPRSを使って教示され、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置の少なくとも一部について、より精密な位置データが取得される。この教示する工程は、ワイヤーボンディング機械上でボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で前記ボンディング位置を教示して行われる。例えば、図6ではボンディング位置の教示順序を例示しており、この順序はダイパッド102a(ラベル「1」で示す)から始まり、リード100l(ラベル「24」)で終了している。工程1806では、工程1804の教示する工程(および工程1802のアイポイント走査)が、所定の回数反復される。例えば図7〜8を参照すると、図6の教示する工程を反復する2例が示されている。工程1808では、前記ボンディング位置の教示を反復して得られた位置データを使って、それらのボンディング位置に関するより精密な位置データが算術的に導出される。例えば、図14では、所与のボンディング位置を3回走査して得られた位置データを平均する方法を例示している。
工程1810では、上記のより精密な位置データを使って、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置間にワイヤーループが形成される。例えば、図15は、半導体ダイ102の各ダイパッドと、それに対応するリードフレーム100の各リードとの間に、ワイヤーループ104が電気的な相互接続を提供している。工程1812では、前記ワイヤーボンディング機械のPRSを使って、前記ワイヤーループの少なくとも一部が検査される。例えば、図15〜16では、ワイヤーループ104の各部分(第1のボールボンド部分など)を走査する例示的な技術を例示している。
図19は、本発明の特定の例示的技術に関連して使用できる、ワイヤーボンディング機械の情報処理部分1900のブロック図である。前記ワイヤーボンディング機械の部分1900には、制御システム1902およびパターン認識システム1904が含まれる。パターン認識システム1904は、(a)半導体装置の第1の構成要素(半導体ダイ102のダイパッドなど)のボンディング位置および(b)半導体装置の第2の構成要素(リードフレーム100のリードなど)のボンディング位置を教示するよう構成されている。制御システム1902には、算術演算ユニット1902aが含まれる。制御システム1902は、パターン認識システム1904の動作を制御するよう構成されており、これによりパターン認識システム1904は、ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置を教示する。この場合、また図19に例示するように、制御システム1902とパターン認識システム1904との間では、特定の情報が渡される。例えば、制御システム1902は、パターン認識システム1904の操作に関する命令をパターン認識システム1904に送信する。また、パターン認識システム1904は、制御システム1902に画像データを送信する。教示する工程でボンディング位置について複数の画像が取得される場合(または検査する工程でワイヤーループの所定の部分について複数の画像が取得される場合)は、算術演算ユニット1902aがそれらの画像データを使って、より精密な位置データ(または検査する工程における検査データ)を算術的に導出することができる。言うまでもなく、これらの構成要素は例示的な性質のものであり、ワイヤーボンディング機械分野の当業者に周知のとおり、数々の形態で提供できる。例えば、パターン認識システム1904の各部は、制御システム1902の一部と見なすことができる。
上記では、主に1若しくはそれ以上のサンプル装置上で行われる教示操作に関して本発明を説明してきたが、前記教示操作に続けて半導体装置のバッチにワイヤーボンディング操作が行われる場合(そのワイヤーボンディング操作において、前記サンプル装置の教示から得られたより精密な位置データが使用される場合)は、その限りではない。本発明によれば、ワイヤーボンディング工程中、システムの変化(温度シフトや機械的シフトなど)を明らかにするため、異なる間隔で特定の進歩性のある教示技術を実施することが望ましい。これを受け、(本明細書に開示し、または本明細書の特許請求の範囲に記載した進歩性のある技術のいずれかを使って)所定の間隔で再教示操作を行うことが望ましい。例えば、このような所定の間隔は、時間に基づいた間隔(ワイヤーボンディング中、15分ごと、6時間ごとなど)、ワイヤーループ数に基づいた間隔(ワイヤーボンディング中、形成されたワイヤーループ千本ごとなど)、装置に基づいた間隔(ワイヤーボンディングされた装置100個ごとなど)といったものであってよい。特定の間隔で再教示操作を行うことにより、導出される位置データを改善し、ワイヤーボンディング機械およびワイヤーボンディングされる装置の現在の実状により適切に適用することができる。
本明細書では、ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で前記ボンディング位置(および/またはアイポイント)を教示する工程に関連して本発明の特定の例示的な実施形態を説明してきた。そのような本発明の実施形態に関連して、教示中におけるXYテーブル経路の方向および距離は、ワイヤーボンディング用に構成されたXYテーブル経路の方向および距離と同じであってよい。ただし、本発明の特定の実施形態において、教示する工程中のXYテーブル運動の他の特定の特性も、ワイヤーボンディング工程用に構成されたXYテーブル運動に従ってよい。例えば、教示する工程中の特定の運動に関する速度、加速度、および運動時間が、ワイヤーボンディング工程用に構成されたXYテーブル運動の速度、加速度、および運動時間に従ってもよい。これにより特定の用途における精度を改善できるが、特定の操作では実用的でない場合もある。例えば、第1のボンディング位置から第2のボンディング位置への(例えば、ダイパッド102aからリード100aへの)ワイヤーループ作成運動中、XYテーブルの速度は、ワイヤーループ作成サイクルの各部分で異なる傾向がある。さらに、その結果、ワイヤーボンディング操作またはループ作成操作にかかる時間が比較的長くなる場合がある。教示操作中に、このレベルの複雑度(および時間損失)が生じるのは望ましいことではない。それにもかかわらず、このようなアプローチは、(ワイヤーループ完成後の、次のワイヤーループの第1のボンド位置への運動や、アイポイントから第1のボンディング位置への運動といった)他の運動において、必要に応じ取ることができる。
上記では、アイポイントが教示または走査されたのち、ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序でそれらのボンディング位置が教示または走査される教示操作に関連して、本発明の特定の例示的な実施形態を説明してきたが、当業者であれば理解されるように、教示操作中、アイポイントが走査された後、それらのアイポイントから第1のボンディング位置への運動は、ワイヤーボンディング操作中の対応する運動と異なる傾向がある。これは、上記のように、前記カメラ部分と前記ボンディングツールとの間の「オフセット」によるものである。ワイヤーボンディング操作中、最後のアイポイント走査(その場合、前記カメラ部分は前記アイポイントの上位にある)から、第1のボンディング位置(その場合、前記ボンディングツールは前記第1のボンディング位置の上位にある)への運動は、望ましい運動位置制御点が、前記カメラ部分から前記ボンディングツールへと変化する運動である。ただし、教示シーケンス中の場合は、前記カメラ部分が、前記アイポイントにおいて望ましい運動位置制御点であり、教示操作中も前記第1のボンディング位置で望ましい運動位置制御点であるため、上記にはあてはまらない。そのため、特定の用途では、教示操作中における前記最後のアイポイント走査から前記第1のボンディング位置への運動に関連して、前記オフセットを補正することが望ましい。
本明細書で提供した種々の図では、各ボンディング位置が教示する工程中に教示され、ボンディングされる各ワイヤー部分が検査する工程中に検査される例を示したが、本発明は、それに限定されるものではない。教示する工程中、実際には、複数あるボンディング位置のわずか一部しか教示されないことは明らかである。同様に、検査操作中も、実際には、(ボンディングされるワイヤーの一部の)ボンディングされた部分の一部しか検査されないことは明らかである。
本発明は、いくつかの代替媒体において実施(実装)できる。例えば、前記技術は、既存のコンピュータシステムまたはサーバー(ワイヤーボンディング機械に関連して使用され、またはワイヤーボンディング機械に統合されたコンピュータシステム)に、ソフトウェアとしてインストール可能である。さらに、当該技術は、進歩性のある当該技術に関するコンピュータ命令(コンピュータプログラム命令)を含むコンピュータ可読媒体(固体メモリ、光ディスク、磁気ディスク、高周波キャリア媒体、音声周波数キャリア媒体など)から操作することができる。
本発明については、本明細書において具体的な実施形態を参照して例示および説明しているが、示した詳細事項に限定されることを意図したものではない。むしろ、本発明の範囲を逸脱しない、特許請求の範囲の均等物の範囲内で、細部において種々の変更形態が可能である。

Claims (48)

  1. ワイヤーボンディング機械上で半導体装置のボンディング位置を教示する方法であって、
    (1)前記半導体装置の(1)第1の構成要素のボンディング位置および(2)第2の構成要素のボンディング位置に関する位置データをワイヤーボンディング機械に提供する工程と、
    (2)前記ワイヤーボンディング機械のパターン認識システムを使って、前記半導体装置の前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置を教示することにより、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置の少なくとも一部について、より精密な位置データを取得する工程であって、この教示する工程は、ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で前記ボンディング位置を教示することにより行われるものである、前記教示する工程と
    を有する方法。
  2. 請求項1記載の方法において、前記教示する工程は、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素の少なくとも一方の上で明確に区別できる少なくとも2つの軸上に延在する前記ボンディング位置を教示する工程を含むものである。
  3. 請求項1記載の方法において、前記第1の構成要素は半導体ダイであり、前記第2の構成要素は、前記半導体ダイが搭載された基板であり、前記教示する工程は、前記半導体ダイの各々および前記基板各々の上における前記ボンディング位置を、前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で教示する工程を含むものである。
  4. 請求項1記載の方法において、この方法は、さらに、
    前記工程(1)の後で、且つ前記工程(2)の前に、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素それぞれのアイポイントを走査する工程を有するものである。
  5. 請求項1記載の方法において、前記教示する工程は、前記ボンディング位置の前記教示する工程を所定の回数反復する工程を含むものである。
  6. 請求項5記載の方法において、この方法は、さらに、
    前記反復される各々の教示工程の前に、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素の各々のアイポイントを走査する工程
    を有するものである。
  7. 請求項5記載の方法において、前記ボンディング位置の前記教示を反復する工程の少なくとも一部は、前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で、順次且つ1回通過する形で行われ、これにより前記パターン認識システムは、次のボンディング位置へ移動する前に、前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で前記ボンディング位置の各々について複数の画像を取得するものである。
  8. 請求項5記載の方法において、前記ボンディング位置の前記教示を反復する工程の少なくとも一部は、前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で、順次且つ複数回通過する形で行われ、これにより前記パターン認識システムは、前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で、前記複数回の通過における各通過中に、前記ボンディング位置の各々について少なくとも1つの画像を取得するものである。
  9. 請求項5記載の方法において、この方法は、さらに、
    前記ボンディング位置の反復される教示工程から得られた位置データを使って、前記ボンディング位置に関するより精密な位置データを算術的に導出する工程を有するものである。
  10. 請求項9記載の方法において、前記より精密な位置データを算術的に導出する工程は、前記反復される教示工程の各教示する工程から得られた各前記ボンディング位置について前記位置データを平均する工程を含むものである。
  11. 請求項1記載の方法において、この方法は、さらに、
    前記より精密な位置データを使って、前記第1の構成要素上のボンディング位置と、前記第2の構成要素上のボンディング位置との間にワイヤーループを形成する工程を有するものである。
  12. 請求項11記載の方法において、この方法は、さらに、
    前記ワイヤーループの少なくとも一部を検査する工程を有し、この検査する工程は、前記ワイヤーボンディング機械の前記パターン認識システムを使って前記ワイヤーループの一部分を走査する工程を含むものである。
  13. 請求項12記載の方法において、前記検査する工程は、前記ワイヤーボンディング機械の前記パターン認識システムを使って前記ワイヤーループの一部の第1のボンド(接合)部分を走査する工程を含み、且つ前記ワイヤーループの第1のボンド部分を順次走査し、当該ワイヤーループの他のいかなる部分も検査しないことにより行われるものである。
  14. 請求項12記載の方法において、前記検査する工程は、前記ワイヤーボンディング機械の前記パターン認識システムを使って、前記ワイヤーループの部分を、当該ワイヤーループの各ボンディング位置で、当該ワイヤーループが前記ワイヤーボンディング機械上でワイヤーボンディングされた順序で走査する工程を含むものである。
  15. 請求項14記載の方法において、前記検査する工程は、
    前記ワイヤーループの少なくとも一部の第1のボールボンド部分を走査する工程と、
    前記走査されたボールボンド部分の走査された位置を、前記ボンディング位置の各々の前記第1のボールボンド部分の望ましい位置と比較する工程と
    を含むものである。
  16. 請求項14記載の方法において、前記検査する工程は所定の回数反復され、この検査する工程を反復する工程は、
    (a)前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされた順序で、順次且つ1回通過する形で行われ、これにより前記パターン認識システムは、前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で次のボンディング位置へ移動する前に、前記ボンディング位置の各々について複数の画像を取得し、または
    (b)前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされた順序で、順次且つ複数回通過する形で行われ、これにより前記パターン認識システムは、前記複数回の通過の各通過中に、前記ボンディング位置の各々について少なくとも1つの画像を取得するものである。
  17. ワイヤーボンディング機械上で半導体装置のボンディング位置を教示する方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム命令を含むコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
    (1)前記半導体装置の(1)第1の構成要素のボンディング位置および(2)第2の構成要素のボンディング位置に関する位置データを前記ワイヤーボンディング機械に提供する工程と、
    (2)前記ワイヤーボンディング機械のパターン認識システムを使って、前記半導体装置の前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置を教示することにより、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置の少なくとも一部について、より精密な位置データを取得する工程であって、この教示する工程は、前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で前記ボンディング位置を教示することにより行われるものである、前記教示する工程と
    を有する、コンピュータ可読媒体。
  18. ワイヤーボンディング機械であって、
    半導体装置の(a)第1の構成要素のボンディング位置および(b)第2の構成要素のボンディング位置を教示するパターン認識システムと、
    前記パターン認識システムの動作を制御するよう構成された制御システムであって、この制御により、前記パターン認識システムは前記第1の構成要素および前記第2の構成要素の前記ボンディング位置を、当該ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で教示するものである、前記制御システムと
    を有するワイヤーボンディング機械。
  19. ワイヤーボンディング機械上で半導体装置のボンディング位置を教示する方法であって、
    (1)前記ワイヤーボンディング機械のパターン認識システムを使って、前記半導体装置の第1の構成要素および第2の構成要素における複数のボンディング位置を教示する工程であって、当該教示する工程は、前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で前記ボンディング位置を教示することにより行われ、且つ前記ボンディング位置の前記教示を所定の回数反復して、前記反復される教示工程ごとに前記ボンディング位置各々に関する位置データを取得する工程を含むものである、前記教示する工程と、
    (2)前記ボンディング位置の前記反復される教示工程から得られた位置データを使って、前記ボンディング位置に関するより精密な位置データを算術的に導出する工程と
    を有する方法。
  20. 請求項19記載の方法において、前記ボンディング位置の前記教示を反復する工程の少なくとも一部は、前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で、順次且つ1回通過する形で行われ、これにより前記パターン認識システムは、前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で次のボンディング位置へ移動する前に、前記ボンディング位置の各々について複数の画像を取得するものである。
  21. 請求項19記載の方法において、前記ボンディング位置の前記教示を反復する工程の少なくとも一部は、前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で、順次且つ複数回通過する形で行われ、これにより前記パターン認識システムは、前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で、前記複数回の通過の各通過中に、前記ボンディング位置の各々について少なくとも1つの画像を取得するものである。
  22. 請求項19記載の方法において、前記より精密な位置データを算術的に導出する工程は、前記教示反復の各教示する工程から得られた各前記ボンディング位置について前記位置データを平均する工程を含むものである。
  23. 請求項19記載の方法において、前記教示する工程は、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素の少なくとも一方の上で明確に区別できる少なくとも2つの軸上に延在する前記ボンディング位置を教示する工程を含むものである。
  24. 請求項19記載の方法において、この方法は、さらに、
    前記工程(1)の前に、前記半導体装置の前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置に関する位置データを前記ワイヤーボンディング機械に提供する工程を有するものである。
  25. 請求項19記載の方法において、前記第1の構成要素は半導体ダイであり、前記第2の構成要素は前記半導体ダイが搭載された基板であり、前記教示する工程は、前記半導体ダイの各々および前記基板の各々の上の前記ボンディング位置を、前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で教示する工程を含むものである。
  26. 請求項19記載の方法において、この方法は、さらに、
    前記反復される各々の教示工程の前に、前記第1の構成要素および各前記第2の構成要素の各々のアイポイントを走査する工程を有するものである。
  27. 請求項19記載の方法において、この方法は、さらに、
    前記より精密な位置データを使って、前記第1の構成要素上のボンディング位置と、前記第2の構成要素上のボンディング位置との間にワイヤーループを形成する工程を有するものである。
  28. 請求項19記載の方法において、この方法は、さらに、
    前記ワイヤーループの少なくとも一部を検査する工程を有し、この検査する工程は、前記ワイヤーボンディング機械の前記パターン認識システムを使って前記ワイヤーループの一部分を走査する工程を含むものである。
  29. 請求項28記載の方法において、前記検査する工程は、前記ワイヤーボンディング機械の前記パターン認識システムを使って前記ワイヤーループの一部の第1のボンド部分を走査する工程を含み、前記検査する工程は、前記ワイヤーループの第1のボンド部分を順次走査し、複数の前記第1のボンド部分のうちの1つから別の1つへと進むことにより行われるものである。
  30. 請求項28記載の方法において、前記検査する工程は、前記ワイヤーボンディング機械の前記パターン認識システムを使って、前記ワイヤーループの部分を、当該ワイヤーループの各ボンディング位置において当該ワイヤーループが前記ワイヤーボンディング機械上でワイヤーボンディングされた順序で走査する工程を含むものである。
  31. 請求項30記載の方法において、前記検査する工程は、
    前記ワイヤーループの少なくとも一部の第1のボールボンド部分を走査する工程と、
    前記走査されたボールボンド部分の走査されたボールボンド位置を、前記ボンディング位置の各々の前記第1のボールボンド部分の望ましい位置と比較する工程と
    を含むものである。
  32. 請求項30記載の方法において、前記検査する工程は所定の回数反復され、この検査する工程を反復する工程は、
    (a)前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされた順序で、順次且つ1回通過する形で行われ、これにより前記パターン認識システムは、前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされた順序で次のボンディング位置へ移動する前に、前記ボンディング位置の各々について複数の画像を取得し、または
    (b)前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされた順序で、順次且つ複数回の通過する形で行われ、これにより前記パターン認識システムは、前記複数回の通過の各通過中に、前記ボンディング位置の各々について少なくとも1つの画像を取得するものである。
  33. ワイヤーボンディング機械上で半導体装置のボンディング位置を教示する方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム命令を含むコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
    (1)前記半導体装置の(1)第1の構成要素のボンディング位置および(2)第2の構成要素のボンディング位置とに関する位置データを前記ワイヤーボンディング機械に提供する工程と、
    前記ワイヤーボンディング機械のパターン認識システムを使って、前記半導体装置の前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置を教示することにより、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素のボンディング位置の少なくとも一部について、より精密な位置データを取得する工程であって、この教示する工程は、前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で前記ボンディング位置を教示することにより行われるものである、前記教示する工程と
    を有する、コンピュータ可読媒体。
  34. ワイヤーボンディング機械であって、
    半導体装置の(a)第1の構成要素のボンディング位置および(b)第2の構成要素のボンディング位置を教示するパターン認識システムと、
    前記パターン認識システムの動作を制御するよう構成された制御システムであって、この制御により、前記パターン認識システムは、(1)前記第1の構成要素および前記第2の構成要素の前記ボンディング位置を、当該ボンディング位置がワイヤーボンディングされる順序で教示し、且つ(2)前記ボンディング位置の前記教示を所定の回数反復して、前記反復される教示工程ごとに前記ボンディング位置各々に関する位置データを取得するものであり、
    前記ボンディング位置の前記反復される教示工程から得られた位置データを使って、前記ボンディング位置に関するより精密な位置データを算術的に導出するよう構成されているものである
    前記制御システムと
    を有するワイヤーボンディング機械。
  35. ワイヤーボンディング機械上で半導体装置のワイヤーループを検査する方法であって、
    (1)複数のワイヤーループを含む半導体装置を提供する工程であって、前記ワイヤーループの各々は、前記半導体装置の第1のボンディング位置と第2のボンディング位置との間に電気的な相互接続を提供するものである、前記提供する工程と、
    (2)前記ワイヤーボンディング機械のパターン認識システムを使って前記ワイヤーループの所定の部分を検査する工程であって、当該検査する工程は、前記パターン認識システムの一部を移動させて、前記ワイヤーループの所定の部分を当該ワイヤーループの前記ボンディング位置の各々において、当該ワイヤーループが前記ワイヤーボンディング機械上でワイヤーボンディングされた順序で走査することにより行われるものである、前記検査する工程と
    を有する方法。
  36. 請求項35記載の方法において、前記半導体装置は、半導体ダイと当該半導体ダイが搭載された基板とを含み、前記検査する工程は、前記ワイヤーループの第1のボンド部分を含む当該ワイヤーループの所定の部分を検査する工程を含み、前記ワイヤーループの前記第1のボンド部分は、前記半導体ダイ上または前記基板上に形成されているものである。
  37. 請求項35記載の方法において、前記半導体装置は、前記第1のボンディング位置を含む第1の構成要素と、前記第2のボンディング位置を含む第2の構成要素とを含み、この方法は、さらに、
    前記工程(1)の後で、且つ前記工程(2)の前に、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素の各々のアイポイントを走査する工程を有するものである。
  38. 請求項35記載の方法において、前記検査する工程は、前記ワイヤーループの前記所定の部分の検査を所定の回数反復する工程を含み、この反復される各検査する工程中に検査データが取得されるものである。
  39. 請求項38記載の方法において、前記半導体装置は、前記第1のボンディング位置を含む第1の構成要素と、前記第2のボンディング位置を含む第2の構成要素とを含み、この方法は、さらに、
    前記反復される各検査する工程の前に、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素の各々のアイポイントを走査する工程を有するものである。
  40. 請求項38記載の方法において、前記ワイヤーループの前記所定の部分の検査を所定の回数反復する工程の少なくとも一部は、前記ワイヤーボンディング機械上で前記ワイヤーループがワイヤーボンディングされた順序で、順次且つ1回の通過する形で行われ、これにより前記パターン認識システムは、前記ワイヤーループがワイヤーボンディングされた順序で次のボンディング位置へ移動する前に、前記ワイヤーループの前記所定の部分の各々について複数の画像を取得するものである。
  41. 請求項38記載の方法において、前記ワイヤーループの前記所定の部分の検査を所定の回数反復する工程の少なくとも一部は、前記ワイヤーボンディング機械上で前記ボンディング位置がワイヤーボンディングされた順序で、順次且つ複数回の通過する形で行われ、これにより前記パターン認識システムは、前記複数回の通過の各通過中に、前記ワイヤーループの前記所定の部分について少なくとも1つの画像を取得するものである。
  42. 請求項38記載の方法において、この方法は、さらに、
    前記ワイヤーループの前記所定の部分の検査反復から得られた検査データを利用して、前記ワイヤーループの前記所定の部分に関するより精密な検査データを算術的に導出する工程を有するものである。
  43. 請求項42記載の方法において、前記より精密な検査データを算術的に導出する工程は、前記反復される検査工程の各々から得られた前記ボンディング位置の各々について前記検査データを平均する工程を含むものである。
  44. 請求項35記載の方法において、前記検査する工程は、
    前記ワイヤーループの少なくとも一部の第1のボールボンド部分を走査する工程と、
    前記走査されたボールボンド部分の走査されたボールボンド位置を、前記ボンディング位置の前記第1のボールボンド部分の望ましい位置と比較する工程と
    を含むものである。
  45. 請求項35記載の方法において、この方法は、さらに、
    別の半導体装置上のワイヤーループの所定の部分を検査する工程(3)
    を有するものである。
  46. 請求項45記載の方法において、前記工程(3)は、前記ワイヤーボンディング機械の前記パターン認識システムを使って前記別の半導体装置上の前記ワイヤーループの第1のボンド部分を走査する工程を含み、且つ前記ワイヤーループの第1のボンド部分を順次走査し、当該ワイヤーループの他のいかなる部分も検査しないことにより行われるものである。
  47. ワイヤーボンディング機械上で半導体装置のワイヤーループを検査する方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム命令を含むコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
    (1)複数のワイヤーループを含む半導体装置を提供する工程であって、前記ワイヤーループの各々は、前記半導体装置の第1のボンディング位置と第2のボンディング位置との間に電気的な相互接続を提供するものである、前記提供する工程と、
    前記ワイヤーボンディング機械のパターン認識システムを使って前記ワイヤーループの所定の部分を検査する工程(2)であって、当該検査する工程は、前記パターン認識システムの一部を移動させて、前記ワイヤーループの所定の部分を当該ワイヤーループの前記ボンディング位置の各々において、当該ワイヤーループが前記ワイヤーボンディング機械上でワイヤーボンディングされた順序で走査することにより行われるものである、前記検査する工程と
    を有する、コンピュータ可読媒体。
  48. ワイヤーボンディング機械であって、
    前記ワイヤーボンディング機械を使ってすでにボンディング済みのワイヤーループの部分を検査するパターン認識システムであって、前記ワイヤーループの各々は、半導体装置の第1のボンディング位置と第2のボンディング位置との間に電気的な相互接続を提供するものである、前記パターン認識システムと、
    前記パターン認識システムの動作を制御して前記ワイヤーループの所定の部分に関する検査データを取得するよう構成された制御システムであって、前記パターン認識システムの一部を移動させて、前記ワイヤーループの所定の部分を当該ワイヤーループの各ボンディング位置で当該ワイヤーループがワイヤーボンディング機械上でワイヤーボンディングされた順序で走査するよう構成されているものである、前記制御システムと
    を有するワイヤーボンディング機械。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9677493B2 (en) 2011-09-19 2017-06-13 Honeywell Spol, S.R.O. Coordinated engine and emissions control system
JP5164230B1 (ja) * 2011-09-28 2013-03-21 株式会社カイジョー ボンディング装置
US9650934B2 (en) 2011-11-04 2017-05-16 Honeywell spol.s.r.o. Engine and aftertreatment optimization system
US20130111905A1 (en) 2011-11-04 2013-05-09 Honeywell Spol. S.R.O. Integrated optimization and control of an engine and aftertreatment system
US8752751B2 (en) * 2012-07-13 2014-06-17 Asm Technology Singapore Pte Ltd Lead frame support plate and window clamp for wire bonding machines
EP3051367B1 (en) 2015-01-28 2020-11-25 Honeywell spol s.r.o. An approach and system for handling constraints for measured disturbances with uncertain preview
EP3056706A1 (en) 2015-02-16 2016-08-17 Honeywell International Inc. An approach for aftertreatment system modeling and model identification
EP3091212A1 (en) 2015-05-06 2016-11-09 Honeywell International Inc. An identification approach for internal combustion engine mean value models
EP3125052B1 (en) 2015-07-31 2020-09-02 Garrett Transportation I Inc. Quadratic program solver for mpc using variable ordering
US10272779B2 (en) 2015-08-05 2019-04-30 Garrett Transportation I Inc. System and approach for dynamic vehicle speed optimization
US10415492B2 (en) 2016-01-29 2019-09-17 Garrett Transportation I Inc. Engine system with inferential sensor
US10036338B2 (en) 2016-04-26 2018-07-31 Honeywell International Inc. Condition-based powertrain control system
US10124750B2 (en) 2016-04-26 2018-11-13 Honeywell International Inc. Vehicle security module system
EP3548729B1 (en) 2016-11-29 2023-02-22 Garrett Transportation I Inc. An inferential flow sensor
EP3577686B1 (de) * 2017-02-03 2021-04-14 Hesse GmbH Verfahren zum festlegen eines bondguts in einem arbeitsbereich eines bonders
US11057213B2 (en) 2017-10-13 2021-07-06 Garrett Transportation I, Inc. Authentication system for electronic control unit on a bus
TWI697656B (zh) 2017-12-20 2020-07-01 日商新川股份有限公司 線形狀檢查裝置以及線形狀檢查方法
CN111566804B (zh) * 2018-01-09 2023-10-24 库利克和索夫工业公司 包括夹持系统的焊线机的操作系统及方法
JP2020034280A (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 多摩川精機株式会社 マグネットワイヤ接合方法及び接合構造
US11540399B1 (en) * 2020-04-09 2022-12-27 Hrl Laboratories, Llc System and method for bonding a cable to a substrate using a die bonder
US20220230314A1 (en) * 2021-01-15 2022-07-21 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Intelligent pattern recognition systems for wire bonding and other electronic component packaging equipment, and related methods
WO2023158625A1 (en) * 2022-02-15 2023-08-24 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Methods of determining a sequence for creating a plurality of wire loops in connection with a workpiece
CN114633042B (zh) * 2022-05-19 2022-08-30 深圳市大族封测科技股份有限公司 球焊质量监控方法、控制器及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63299134A (ja) * 1987-05-29 1988-12-06 Hitachi Ltd ワイヤボンディング方法
JPH05315389A (ja) * 1991-03-22 1993-11-26 Shinkawa Ltd ワイヤボンデイング装置のボンデイング座標データ入力方法及び装置
JPH08306730A (ja) * 1995-04-27 1996-11-22 Toshiba Mechatronics Kk ワイヤボンディング装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4759073A (en) * 1985-11-15 1988-07-19 Kulicke & Soffa Industries, Inc. Bonding apparatus with means and method for automatic calibration using pattern recognition
EP0383091B1 (en) * 1989-02-13 1993-11-10 Nihon Bayer Agrochem K.K. Insecticidally active nitro compounds
US5119436A (en) * 1990-09-24 1992-06-02 Kulicke And Soffa Industries, Inc Method of centering bond positions
JP2913565B2 (ja) * 1991-01-31 1999-06-28 株式会社新川 ワイヤループ曲がり検査方法及びその装置
JP3178567B2 (ja) * 1993-07-16 2001-06-18 株式会社カイジョー ワイヤボンディング装置及びその方法
US5600733A (en) * 1993-11-01 1997-02-04 Kulicke And Soffa Investments, Inc Method for locating eye points on objects subject to size variations
JPH11191568A (ja) * 1997-12-25 1999-07-13 Shinkawa Ltd ワイヤボンディング方法及び装置
US6468813B1 (en) * 2000-05-01 2002-10-22 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Method of automatically identifying and skipping defective work pieces for wire-bonding operation
CN1211178C (zh) * 2000-05-04 2005-07-20 德克萨斯仪器股份有限公司 减少集成电路焊接机焊接程序误差的系统与方法
US20020014515A1 (en) * 2000-08-02 2002-02-07 Koduri Sreenivasan K. Method of self-correcting bond placement errors of integrated circuit bonders
JP4467175B2 (ja) * 2000-12-22 2010-05-26 株式会社新川 ボンディングデータ設定装置および方法
KR100548795B1 (ko) * 2004-02-09 2006-02-02 삼성전자주식회사 자동 와이어 본딩 시스템의 본더 뷰어 시스템
JP4234661B2 (ja) * 2004-09-30 2009-03-04 株式会社カイジョー ワイヤボンディングにおけるボールの検査方法
KR101133130B1 (ko) * 2006-03-28 2012-04-06 삼성테크윈 주식회사 기준 본드 패드들을 이용한 본딩 좌표 보정 방법
KR101136708B1 (ko) * 2007-03-13 2012-04-19 쿨리케 앤드 소파 인더스트리즈, 인코포레이티드 와이어 본딩을 위한 아이포인트의 티칭 방법과 관련 반도체프로세싱 동작

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63299134A (ja) * 1987-05-29 1988-12-06 Hitachi Ltd ワイヤボンディング方法
JPH05315389A (ja) * 1991-03-22 1993-11-26 Shinkawa Ltd ワイヤボンデイング装置のボンデイング座標データ入力方法及び装置
JPH08306730A (ja) * 1995-04-27 1996-11-22 Toshiba Mechatronics Kk ワイヤボンディング装置

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