KR100896828B1 - 와이어 본더를 보정하는 방법 - Google Patents

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미카엘 마이어
위르그 슈비처
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외르리콘 어셈블리 이큅먼트 아게, 슈타인하우젠
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Abstract

와이어 본더는 혼에 클램핑된 모세관(10)을 구비한다. 초음파 변환기는 혼에 초음파를 인가하고, 여기서 초음파 변환기는 파라미터 P에 의해 제어된다. 파라미터 P의 보정을 위해, 반도체 칩에 집적된 압전 저항 센서(1)가 사용된다. 모세관(10)은 반도체 칩 상으로 하강되고, 결합력이 모세관에 인가된다. 그 후, 파라미터 P의 P1값은 초음파 변환기에 인가되고, 센서(1)의 출력 신호는 과도 전류 반응이 종결되자마자 기준값 URef로서 저장된다. 결합력은 모세관(10)이 전후로 활주되지 않게 하기에 충분하도록 크게 선택된다.
와이어 본더는, 예를 들면 모세관이 교체된 후, 초음파 변환기가 P2=
Figure 112007037055821-pat00001
×P1 값을 가지고 작동될 때 센서 신호의 진폭이 URef값을 갖도록 보정 인자
Figure 112007037055821-pat00002
가 유사하게 결정됨으로써 재보정된다.

Description

와이어 본더를 보정하는 방법{METHOD FOR THE CALIBRATION OF A WIRE BONDER}
도 1 및 도 2는 4개의 압전 저항 소자를 포함하는, 반도체 칩에 집적된 센서를 도시한 도면들이다.
도 3은 4개의 압전 저항 소자의 전기 회로를 도시한 도면이다.
도 4는 와이어 본더의 부품을 도시한 도면이다.
도 5는 센서의 출력 신호를 도시한 도면이다.
도 6은 또 다른 센서를 도시한 도면이다.
본 발명은 와이어 본더(wire bonder)의 보정 방법에 관한 것이다.
와이어 본더는 반도체 칩이 기판에 장착된 후 와이어 연결이 이루어지도록 하는 기구이다. 와이어 본더는 혼(horn)의 끝단에 부착된 모세관을 구비한다. 모세관은 와이어를 반도체 칩 상의 연결점 및 기판상의 연결점에 단단히 고정할 뿐만 아니라 2개의 연결점 사이에서 와이어를 인도하는 데 사용된다. 반도체 칩 상의 연결점과 기판상의 연결점 사이에서 와이어 연결을 수행함에 있어서, 모세관으로부터 돌출된 와이어의 끝단은 먼저 볼(ball) 모양으로 용융된다. 그 후, 와이어 볼은 압력 및 초음파에 의해 반도체 칩 상의 연결점에 단단히 고정된다. 이렇게 함에 있어서, 초음파가 초음파 변환기로부터 혼에 인가된다. 이러한 과정은 볼 결합(ball bonding)으로 공지되어 있다. 와이어는 그 다음 요구된 길이로 잡아 당겨지고 와이어 고리로 형성되어 기판상의 연결점에 용접된다. 이러한 마지막 과정은 웨지 결합(wedge bonding)으로 공지되어 있다. 와이어가 기판상의 연결점에 단단히 고정된 후, 와이어는 떼어지고, 다음 결합 사이클이 시작된다.
이러한 볼 결합은 다양한 인자에 의해 영향받을 수 있다. 소정의 품질의 결합 연결을 달성하기 위해서, 몇몇의 물리적 및/또는 기술적 파라미터의 최적값이 특별한 공정을 위해 결정되어야 한다. 이러한 파라미터의 예는 결합력인데, 이는 결합 공정 동안 볼 상의 모세관 또는 반도체 칩 상의 연결점 또는 초음파 변환기가 혼에 초음파를 공급하는 데 수반되는 교류 전류의 진폭에 의해 영향받는다.
결합되는 동안 모세관은 마멸되므로, 때로는 새로운 모세관으로 교체되어야 한다. 모세관이 교체될 때, 모세관 끝단의 진동은 각 모세관이 다소 상이한 특성을 가지며 또한 혼에 상이하게 부착되므로 일반적으로 변화한다. 그래서, 각 모세관이 교체된 후 와이어 본더의 특정한 파라미터는 재보정되어야 하고, 특히 초음파 변환기에 의해 혼에 인가되는 교류 전류의 진폭은 새로운 조건에 적응되어야 한다.
혼의 진동 진폭을 보정하는 방법은 유럽 공개 특허 공보 제498 936호에 공지되어 있다. 이러한 방법으로, 대기 중에서 자유롭게 진동하는 혼 끝단의 진폭이 측정되고, 초음파 변환기에 의해 혼에 인가되는 교류 전류의 진폭은 대기 중에서 자유롭게 진동하는 혼의 끝단이 소정의 값을 갖도록 재결정된다.
모세관의 끝단 또는 테스트 칩 상의 연결점에 접촉하는 모세관의 끝단에 의해 인도되는 결합 볼을 구비한 와이어 본더의 파라미터를 보정하는 방법은 유럽 공개 특허 공보 제953 398호에 공지되어 있다. 테스트 칩은 연결점 부근에서 보정에 사용된 신호를 집적하는 센서를 포함한다. 예를 들어 온도를 측정하는 센서는 초음파 전원의 보정을 위해 활용된다.
결합되는 동안 실리콘에서 발생하는 기계적인 스트레스의 기록을 가능하게 하는 압전 저항 센서는 "동일한 공정 조건의 압전 저항 마이크로센서에 의한 초음파 와이어 결합의 분석(analysis of ultrasonic wire bonding by in-situ piezoresistive microsensors)"이라는 문헌에 공지되어 있는데, 이는 2001년 6월 10일부터 14일까지 뮌헨에서 개최된 "변환기 '01 유로센서 XV(Transducers '01 Eurosensors XV)"의 컨퍼런스 회보에 공표되었다.
본 발명의 목적은, 대량 생산시 모세관 교체 전후에 동일한 공정 조건하에서 반도체 칩이 와이어 결합되도록 하는 와이어 본더 보정 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 대량 생산시 1개의 와이어 본더에서 발견되는 최적 파라미터가 다른 와이어 본더로 전달되도록 하는 데 있다. 본 발명은 이러한 목적을 위한 해결 방안을 제공하며, 간단하면서도 확실한 방식으로 와이어 본더로부터 와이어 본더로 해결 방안이 전해지도록 한다.
이러한 목적은, 본 발명에 따르면, 반도체 칩에 집적되는 센서에 의해 먼저 제1 와이어 본더를 위한 기준값이 결정되도록 하는 방법과, 동일한 센서 또는 동일한 유형의 센서가 예를 들면 모세관이 교체된 후 제1 와이어 본더를 재보정하는 데 사용되거나 또는 상기 기준값을 참고로 또 다른 와이어 본더를 보정하는 데 사용되도록 하는 방법에 의해 달성된다.
모든 와이어 본더는 혼에 부착된 모세관을 구비한다. 초음파는 초음파 변환기에 의해 혼에 인가되고, 여기서 초음파 변환기는 파라미터 P에 의해 제어된다. 파라미터 P의 보정을 위해서, 기준값 URef는 다음 단계에 따라 결정된다. 즉,
a1) 센서의 접촉 영역에 와이어 또는 와이어 볼 없는 모세관을 위치시키는 단계와,
b1) 다음 단계에서 모세관이 센서(1)의 표면에서 활주되지 않게 하기에 충분히 큰 결합력 FC를 모세관에 인가시키는 단계와,
c1) 파라미터의 소정값 P1을 초음파 변환기에 인가시켜 정상 상태(stationary condition)에 도달된 후 센서 신호의 진폭값 U1을 얻는 단계와,
d1) 기준값 URef로서 센서 신호값 U1을 저장하는 단계.
제1 와이어 본더는 그 다음 예를 들면 모세관이 교체된 후 재보정되거나, 또는 또 다른 와이어 본더는 보정 인자
Figure 112007037055821-pat00003
가 다음 단계에 따라 결정되는 때에 보정된다. 즉,
a2) 동일한 센서 또는 동일한 유형의 또 다른 센서의 접촉 영역에 와이어 또는 와이어 볼 없는 모세관을 위치시키는 단계와,
b2) 동일한 결합력 FC를 모세관에 인가시키는 단계와,
c2) 파라미터 P의 제어하에서 초음파 변환기를 작동시키는 단계와,
d2) 초음파 변환기가 P2=
Figure 112007037055821-pat00004
×P1 값을 가지고 작동될 때 센서 신호의 진폭이 URef값을 가지도록 보정 인자
Figure 112007037055821-pat00005
를 결정하는 단계.
따라서, 만일 이러한 방법으로 보정된 와이어 본더의 초음파 변환기가 파라미터 P의 P2=
Figure 112007037055821-pat00006
×P1값을 가지고 작동된다면, 반도체 칩이 기준값 URef의 결정 직후에 제1 와이어 본더의 반도체 칩과 동일한 물리적 공정 조건하에서 와이어 연결되는 것이 보장된다.
바람직한 실시예에 있어서, 단계 c2)에서 파라미터의 값 P1은 초음파 변환기에 인가되고, 센서 신호의 진폭값 U는 정상 상태에 도달된 후에 얻어지며, 단계 d2)에서 보정 인자
Figure 112007037055821-pat00007
는
Figure 112007037055821-pat00008
=URef/U로서 결정된다.
또 다른 실시예에 있어서, 단계 c2)에서 파라미터 P의 값은 센서 신호의 진폭이 URef값을 가질 때까지 변화되며, 이러한 조건에서 파라미터 P값은 P2로서 지정된다. 보정 인자
Figure 112007037055821-pat00009
는 그 다음
Figure 112007037055821-pat00010
=P2/P1으로서 결정된다.
이러한 방법으로 보정된 파라미터 P는 예를 들면 초음파 변환기를 통하여 흐르는 전류 또는 초음파 변환기에 인가되는 전압이다.
이하 본 발명의 실시예들을 도면들에 기초하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 휘트스톤 브리지로서 전기적으로 연결된 4개의 압전 저항 소자(2 내지 5)를 포함하는, 반도체 칩에 집적된 센서(1)의 평면도 및 횡단면도이다. 센서(1)의 출력 신호는 휘트스톤 브리지의 출력 신호에 대응된다. 센서는 p도핑된(p-doped) 실리콘으로 구성된 웨이브형(wave-form)의 저항 경로로서 압전 저항 소자(2 내지 5)의 1개의 표면(7)에 매립된 n도핑된(n-doped) 실리콘(6)으로 구성되는 것이 바람직하다. 센서(1)의 표면(7)은 종래의 수동층(passivation layer; 8)으로 덮여 있다. 압전 저항 소자(2 내지 5)는 대략 사각형인 접촉 영역(9)의 외부에 배치되고, 그 내부에서 와이어 본더 모세관(10)의 끝단은 초음파 전원을 보정할 때 반도체 칩으로 프레스된다. 모세관(10)의 끝단이 센서(1)에 이상적으로 프레스되는 영역은 파선의 둥근 원(10')으로 표시된다. 도 1에서, 직교 좌표계의 축은 X 및 Y로 표시되어 있다. X 방향은 실리콘 결정의 [110] 축에 평행하게 연장된다. 압전 저항 소자(2 내지 5)의 웨이브형 경로는 X 방향으로 연장되며, X 방향에서 볼 때 접촉 영역(9)의 좌우 바깥쪽에 배치된다. 이는 초음파를 모세관(10)에 인가할 때 센서(1)에 X 방향으로 유도되는 전단력(shear force; Fx)에 의해 야기되는 기계적인 스트레스를 감지한다. 보정시에, 센서(1)는 모세관(10)의 진동 방향이 X 방향과 가능한 한 평행하도록 와이어 본더에 대해 배치된다.
도 3은 4개의 압전 저항 소자(2 내지 5)에 의해 형성된 휘트스톤 브리지의 전기 회로 상태도를 도시하고 있다. 4개의 압전 저항 소자(2 내지 5)는 알루미늄으로 제조된 통상의 컨덕터를 통하여 배선된다. 휘트스톤 브리지는 일정한 전압원으로부터 전압 U가 공급되는 것이 바람직하다. 휘트스톤 브리지의 출력 전압(UOut=V1-V2)은 다음식에 의해 계산된다.
Figure 112007037055821-pat00011
(1)
여기서 R2 내지 R5는 압전 저항 소자(2 내지 5)의 옴 저항을 나타낸다.
센서(1)는 와이어 본더의 초음파 변환기 또는 더욱 정확하게는 초음파 변환기를 제어하는 파라미터 P의 보정에 적합하다. 도 4는 와이어 본더의 부품, 즉 혼(17), 압전 저항 소자(미도시)를 포함하여 형성되는 초음파 변환기(18), 초음파 변환기(18)에 에너지를 제공하는 에너지 소스(19)를 개략적으로 도시하고 있다. 도입부에 서술된 절차상의 단계에 따른 와이어 본더에 의해 반도체 칩이 와이어링(wiring)될 때, 다양한 결합 파라미터들이 특정한 결과, 즉 반도체 칩과 기판의 특정한 조합을 위해 최적화되어야 한다. 문헌들과 특허 문헌들에서도, 수없이 많은 볼 결합에 대한 세부 내용이 기술되어 있다. 다음의 볼 결합 공정의 간단한 실시예는 본 발명을 이해하는 데 사용된다. 모세관의 끝단에서 와이어 볼이 형성된 후, 모세관은 와이어 볼이 반도체 칩의 접촉 영역에 접촉될 때까지, 그리고 모세관은 소위 결합력 FB이라는 소정의 힘을 가지고 와이어 볼을 접촉 영역상에 프레스할 때까지 하강된다. 그 다음, 초음파가 결합 시간(τ)을 미리 결정하기 위해 모세관에 인가된다. 그 후, 모세관은 다시 상승되고 와이어 고리가 형성된다. 모세관은 혼(17)의 끝단에 부착된다. 결합되는 동안, 초음파는 초음파 변환기(18)에 의해 혼(17)에 인가된다. 이렇게 함에 있어서, 일정한 교류 전류 또는 일정한 교류 전압 또는 일정한 에너지가 에너지 소스(19)로부터 초음파 변환기(18)에 인가된다. 이러한 실시예에 있어서, 교류 전류 I=IT×sin(ωt)가 초음파 변환기(18)에 인가되고, 여기서 IT는 진폭, ω는 주파수, t는 시간을 지칭한다. 따라서, 이러한 실시예에서 초음파 변환기(18)에 인가되는 파라미터 P는 에너지 소스(19)에 의해 공급되는 교류 전류 I이다.
새로운 제품의 와이어링이 시작되기 전에, 새로운 제품에 적합한 결합력 FB,교류 전류의 진폭 IT 및 결합 시간 τ에 대한 적당한 파라미터가 먼저 결정되어야 한다. 이러한 파라미터의 결정은 제1 모세관을 가지고 이루어지며, 이러한 파라미터에 대해 발견된 최적값은 FB1, IT1 및 τ로 지칭된다. 이러한 파라미터가 결정된 후, 기준값 URef가 다음 단계에 따라 결정된다. 즉,
1. 모세관을 와이어 또는 와이어 볼 없이 센서(1)의 접촉 영역(9)에 위치시킨다. 이러한 모세관은 접촉 영역(9)의 중앙에 가능한 한 가깝게 위치되어야 한다.
2. 다음 단계 3에서 모세관이 센서(1)의 표면에서 활주되지 않게 하기에 충분히 큰 결합력 FC가 모세관에 인가된다. 1N의 결합력이 신뢰할만한 것으로 판명되었다.
3. 진폭 IT1값을 갖는 일정한 교류 전류를 초음파 변환기에 인가한다. 그 다음 과도(transient) 전류 반응이 종결되고 정상 상태에 도달될 때까지 대기한다. 이러한 정상 상태는 센서 신호 UOut(t)의 진폭 U0가 더 이상 변하지 않는 것을 특징으로 한다.
4. 정상 상태에서 발생되는 센서 신호 UOut(t)의 진폭 U0는 기준값 URef:
URef=U0로 저장된다. (2)
삭제
그 후, 와이어는 다시 모세관에 꿰어지고, 제조는 결합력에 대한 미리 발견된 FB1값, 초음파 변환기를 통해 흐르는 교류 전류의 진폭에 대한 IT1 및 결합 시간 τ를 가지고 시작된다.
모세관이 교체되거나 혼이 교체된 후 또는 제조되는 동안의 재보정을 위해, 새로운 값 IT2가 초음파 변환기를 통하여 흐르는 교류 전류의 진폭 IT에 대해 항상 결정된다. 이는 예를 들면 다음 단계에 따라 보정 인자
Figure 112008073858474-pat00012
가 결정됨에 따라 행해진다.
1. 다시 한번 와이어 또는 와이어 볼이 없는 새로운 모세관을 접촉 영역(9)의 중앙에 가능한 한 가깝게 센서(1)에 위치시킨다.
2. 결합력 FC를 모세관에 인가한다.
3. 진폭 IT1값을 갖는 일정한 교류 전류를 초음파 변환기에 인가한다. 그 다음 과도 전류 반응이 종결되고 정상 상태에 도달될 때까지 대기한다. 정상 상태에서 발생하는 센서 신호 UOut(t)의 진폭은 값 U로서 얻어진다.
4. 보정 인자
Figure 112007037055821-pat00013
는
Figure 112007037055821-pat00014
=URef/U로서 결정된다.
그 후, 제조는 IT2=
Figure 112007037055821-pat00015
×IT1에 의해 주어지는 진폭을 갖는 일정한 교류 전류가 초음파 변환기에 인가됨으로써 다시 시작된다.
동일한 방법이 기준 와이어 본더로부터 또 다른 와이어 본더로의 파라미터 변환에 또한 적합하다. 기준 와이어 본더의 파라미터 URef 및 IT1뿐만 아니라 결합력과 같은 다른 공정 파라미터들도 기준값으로서 다른 와이어 본더에 저장된다. 그 후, 보정 인자
Figure 112008073858474-pat00016
는 상술한 단계에 따른 보정에 의해 결정된다. 제조는 IT2=
Figure 112008073858474-pat00017
×IT1으로 주어지는 진폭을 갖는 일정한 교류 전류가 초음파 변환기에 인가됨에 따라 이루어진다.
본 발명에 따른 방법의 결정적인 요소는 보정 중에 모세관(10)이 센서(1) 상에서 활주되지 않는다는 것이다. 그럼에도 불구하고, 초음파를 인가할 때, 모세관(10)은 압전 저항 소자(2 내지 5)에 의해 전기적 신호로 변환되는 전단력을 센서(1)에 가한다. 도 5는 휘트스톤 브리지의 진동하는 출력 신호 UOut(t)의 진폭 A(포락선의 절대값)를 시간 t의 함수로서 도시하고 있으며, 모세관(10)이 활주되지 않을 때는 실선으로 그리고 모세관(10)이 갑자기 활주되기 시작할 때는 파선으로 도시하고 있다. 시점 t1에서 초음파가 초음파 변환기에 인가된다. 모세관은 진동하기 시작하고 진동 진폭은 연속적으로 증가된다. 만일 모세관이 활주되지 않으면, 진폭 A는 과도 전류 반응이 종결될 때까지 과도 전류 반응 동안 연속적으로 증가된 다음에, 진폭 A는 일정값 U0를 갖는다. 반면에, 만일 결합력이 초음파 진폭에 비해 너무 작으면, 모세관(10)은 갑자기 활주되기 시작한다. 이때, 센서(1)에 유도된 전단력 Fx는 더 이상 증가되지 않는다. 따라서, 진폭 A(파선)는 과도 전류 반응이 종결되기 전에 일정한 수준을 유지하게 되며, 진폭 A(파선)의 곡선은 꺾임부(kink)(16)를 갖게 된다.
이러한 방법으로 결정되는 휘트스톤 브리지의 출력 신호 UOut의 U0값은 초음파 변환기에 인가되는 교류 전류의 진폭 IT에 비해 매우 직선적이다. 온도 의존성은 또한 매우 낮고, 이는 다양한 보정 공정 동안 온도가 ±5℃ 부근에서 일정하게 유지될 때 충분하다. 나아가서, 보정은 제조에 있어서 결합이 행해지는 온도에서 행해질 수 있다. 이에 의하면, 모세관을 교체할 때 와이어 본더가 냉각될 필요가 없고 또 공정 온도로 다시 가열될 필요가 없기 때문에 소중한 시간의 손실이 없다는 것이 이점이다.
게다가, 센서들 간의 차이가 충분히 작기 때문에, 동일한 센서를 항상 사용할 필요도 없다. 이는 심지어 센서가 각 와이어 본더에 영구적으로 설치될 때에도 수단의 대체를 가능하게 한다.
여기서, 파라미터 P, 예를 들면 초음파 변환기를 통하여 흐르는 교류 전류의 진폭의 재보정을 위해서, 약간 수정된 절차가 초음파 변환기를 통하여 흐르는 교류 전류의 진폭 IT2가 직접적으로 재결정되는 데 사용될 수 있다는 것이 언급되어야 한다. 이렇게 함에 있어서, 전술한 방법의 단계 a2 및 b2가 먼저 수행된다. 그 후, 단계 c2에서 진폭 IT1값을 갖는 일정한 교류 전류가 초음파 변환기에 인가된다. 그 다음 과도 전류 반응이 종결되고 정상 상태에 도달될 때까지 대기한다. 이제, 단계 d2에서 진폭 IT1은 센서 신호 UOut(t)의 진폭이 URef값을 가질 때까지 변화된다. 진폭 IT2에 상응하는 값이 저장된다. 보정 인자
Figure 112008073858474-pat00018
는
Figure 112008073858474-pat00019
=IT2/IT1에 의해 계산된다.
그 후, 제조는 IT2=
Figure 112007037055821-pat00020
×IT1에 의해 새롭게 결정된 IT2값으로 주어지는 진폭을 갖는 일정한 교류 전류가 초음파 변환기에 인가됨에 따라 다시 시작될 수 있다.
도 6은 X 방향으로 유도된 전단력 Fx를 측정하기 위한 4개의 압전 저항 소자(2 내지 5)를 포함하며, y 방향으로 유도된 전단력 Fy를 측정하기 위한 4개의 또 다른 압전 저항 소자(11 내지 14)를 포함하는 센서(1)의 평면도를 도시하고 있다. 이러한 4개의 압전 저항 소자(2 내지 5)는 UOut,x(t)로 지칭된 출력 신호를 갖는 제1 휘트스톤 브리지에 전기적으로 연결된다. 4개의 압전 저항 소자(11 내지 14)는 UOut,y(t)로 지칭된 출력 신호를 갖는 제2 휘트스톤 브리지에 전기적으로 연결된다. 이러한 센서(1)의 경우에, 기준값 URef는 모세관의 진동 방향이 센서(1)의 X 방향에 평행하게 정렬될 필요없이 결정될 수 있다. 과도 반응이 종결되고 정상 상태에 도달되자마자 기준값 URef는 출력 신호 UOut,x(t) 및 UOut,y(t)의 진폭 UO,x 및 UO,y로부터 다음과 같이 결정된다.
Figure 112007037055821-pat00021
(3)
접촉 영역(9)의 크기는 전형적으로 80㎛×80㎛에 이르는데 반해, 모세관(10) 끝단의 직경은 약 20㎛ 내지 30㎛에 이른다.
출력 신호 UOut,x 및 UOut,y의 진폭은 모세관(10)이 접촉 영역(9)에 프레스되는 위치에 따른다. 보정의 정확도를 증가시키기 위해, 모세관(10)을 접촉 영역(9) 상의 다양한 위치에 위치시키고 이러한 위치에서 얻은 측정값에 기초하여 보정 인자
Figure 112008073858474-pat00022
및 기준값 URef를 결정하는 것이 제안된다. 예를 들면 다음과 같다.
도 6에서, 모세관(10)의 중앙 접촉점(15)은 좌표쌍(xi,k, yi,k)이 정해진 각각에 대해 개략적으로 도시되어 있으며, 여기서 첨자 i 및 k는 실시예에서 5개의 상이한 값을 각각 갖는다. 2개의 접촉점(15) 사이의 간격은 전형적으로 5㎛와 10㎛ 사이에 이른다. 상술한 방법 중 하나에 따라 측정된 진폭 UO,x(xi,k, yi,k) 및 필요하다면 UO,y(xi,k, yi,k)는 각각 새들(saddle)을 가진 영역을 형성한다. 이제, 함수 UO,x의 새들 좌표 (xs,x, ys,x) 및 UO,x(xs,x, ys,x) 뿐만 아니라, 필요하다면 함수 UO,y의 새들 좌표 (xs,y, ys,y) 및 UO,y(xs,y, ys,y)는 수학적으로 결정되고, 마지막으로 기준값 URef는 각각 식 (2) 또는 (3)에 따라 계산된다.
초음파 변환기에 일정한 교류 전류가 공급되지 않고 일정한 교류 전압이 공급되는 경우에, 보정은 전류가 전압에 의해 대체됨으로써 유사하게 행해진다.
본 발명에 따르면, 대량 생산시 모세관 교체 전후에 동일한 공정 조건하에서 반도체 칩이 와이어 결합되도록 와이어 본더를 효과적으로 보정할 수 있으며, 대량 생산시 1개의 와이어 본더에서 발견되는 최적 파라미터가 다른 와이어 본더로 변환되도록 할 수 있고, 간단하면서도 확실한 방식으로 와이어 본더로부터 와이어 본더로의 해결 수단의 대체가 가능하다.

Claims (7)

  1. 반도체 칩에 집적된 센서(1)에 의해 1개 또는 수개의 와이어 본더를 보정하는 방법으로서, 각각의 와이어 본더는 혼에 클램핑된 모세관(10)을 구비하고, 초음파는 초음파 변환기에 의해 혼에 인가되며, 초음파 변환기는 파라미터 P에 의해 제어되고, 기준값 URef는,
    a1) 센서(1)의 접촉 영역(9)에 와이어 또는 와이어 볼 없는 모세관(10)을 위치시키는 단계와,
    b1) 다음 단계에서 모세관(10)이 센서(1)의 접촉 영역(9)에서 활주되지 않도록 하는 결합력을 모세관(10)에 인가시키는 단계와,
    c1) 파라미터의 소정값 P1을 초음파 변환기에 인가시켜 정상 상태(stationary condition)의 시작시 센서 신호의 진폭값 U1을 얻는 단계와,
    d1) 기준값 URef로서 센서 신호값 U1을 저장하는 단계에 따라 제1 와이어 본더에 의해 결정되며,
    제1 와이어 본더의 파라미터 P는 재보정되거나, 또는 또 다른 와이어 본더의 파라미터 P가 초음파 변환기를 작동시키기 위해 파라미터 P의 값 P2=
    Figure 112008073858474-pat00039
    ×P1으로 보정되고,
    Figure 112008073858474-pat00040
    는,
    a2) 동일한 센서(1) 또는 동일한 유형의 상이한 센서(1)의 접촉 영역(9)에 와이어 또는 와이어 볼 없는 모세관(10)을 위치시키는 단계와,
    b2) 동일한 결합력을 모세관(10)에 인가시키는 단계와,
    c2) 파라미터 P의 제어하에서 초음파 변환기를 작동시키는 단계와,
    d2) P2=
    Figure 112008073858474-pat00041
    ×P1값이 초음파 변환기에 인가될 때 센서 신호의 진폭이 URef값을 갖도록 보정 인자
    Figure 112008073858474-pat00042
    를 결정하는 단계에 따라 결정되는 보정 인자인 것을 특징으로 하는 와이어 본더 보정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    단계 c2)에서, 파라미터값 P1은 초음파 변환기에 인가되고, 센서 신호의 진폭값 U는 정상 상태의 시작시 얻어지며, 단계 d2)에서 보정 인자
    Figure 112007037055821-pat00027
    는
    Figure 112007037055821-pat00028
    =URef/U로서 결정되는 것을 특징으로 하는 와이어 본더 보정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    단계 c2)에서, 파라미터 P의 값은 센서 신호의 진폭이 URef값을 가질 때까지 변화되며, 보정 인자
    Figure 112007037055821-pat00029
    는
    Figure 112007037055821-pat00030
    =P2/P1으로서 결정되는 것을 특징으로 하는 와이어 본더 보정 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    모세관(10)은 센서(1)의 접촉 영역(9)의 수개의 위치들에 위치되고, 기준값 URef 및 보정 인자
    Figure 112008073858474-pat00031
    는 상기 위치들에서 얻어진 측정값을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 와이어 본더 보정 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    파라미터 P는 초음파 변환기를 통해 흐르는 교류 전류인 것을 특징으로 하는 와이어 본더 보정 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서(1)는 압전 저항 소자(2, 3, 4, 5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본더 보정 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서(1)는 제1 방향으로 유도된 전단력을 측정하기 위한 제1 압전 저항 소자(2, 3, 4, 5) 및 제2 방향으로 유도된 전단력을 측정하기 위한 제2 압전 저항 소자(11, 12, 13, 14)를 포함하며, 상기 제1 압전 저항 소자 및 제2 압전 저항 소자에 의해 전달된 신호는 기준값 URef 및 보정 인자
    Figure 112008073858474-pat00032
    를 결정하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 와이어 본더 보정 방법.
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