JP3667241B2 - ボンディング方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンプボンディングおよびワイヤボンディングについてのボンディング方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ベアチップタイプの半導体集積回路チップ（ＩＣチップ）等の半導体電子部品を基板、部品等の回路形成体へ実装する技術として、フリップチップ法とワイヤボンディング法が知られている。フリップチップ法は、バンプボンディング装置によりＩＣチップの電極パッドに金製の凸状電極（バンプ）を形成し、このバンプと、基板上に形成された配線電極とをリード線を介さずに直接接合する方法である。他方、ワイヤボンディング法は、ワイヤボンディング装置によりＩＣチップの電極パッドと基板の配線電極とを金、アルミニウム等のワイヤで接続する方法である。
【０００３】
近年、携帯電子機器の小型化に伴い、ＩＣチップも小型化、薄型化が進んでいる。このようなＩＣチップへのバンプボンディング若しくはワイヤボンディングにおいては、ＩＣチップの大きさ、厚さによってはそのハンドリングが困難となっている。そのため、バンプボンディング装置に関しては、ダイシング前の半導体ウエハ上の各電極パッドにバンプボンディングを行う形態の設備が存在する。
【０００４】
図１１は、上記のウエハ対応バンプボンディング装置の一例を示している。このボンディング装置１０１は大別して、図に示すようなボンディングステージ１１０と、ボンディングヘッド１２０と、搬送装置１３０と、移載装置１４０と、収納装置１５０とから構成されている。以下に各構成部分について説明する。
【０００５】
ボンディングステージ１１０は、図１５に示すように、半導体ウエハ２０１を載置するとともに複数の吸引孔１１１によって吸着固定し、さらにこのボンディングステージ１１０に設けられたヒータ３０によって、半導体ウエハ２０１上に形成されている回路上の電極にバンプを形成するのに必要な温度まで加熱する。
【０００６】
ボンディングヘッド１２０は、図１５に示すように、ボンディングステージ１１０に載置された半導体ウエハ２０１上の電極にバンプを形成するための装置であり、バンプの材料となる金線３１を供給するワイヤ供給部１２１の他、前記金線３１を溶融して溶融ボールを形成しこのボールを前記電極に押圧するボール押圧ツール１２２、前記押圧時にバンプに超音波を作用させる超音波発生部（図示せず）を備える。また、ボンディングヘッド１２０は、ボールねじ構造を有し平面状で互いに直交するＸ、Ｙ方向に移動可能なＸ−Ｙテーブル１６０上に設置されており、このＸ−Ｙテーブル１６０の駆動によって、ボンディングヘッド１２０は移動し、ボンディングステージ１１０上に固定されている半導体ウエハ２０１の所定の電極にバンプを形成することができる。
【０００７】
前記収納装置１５０は、搬入側収納装置２０５と搬出側収納装置２０６とからなり、前者の搬入側収納装置２０５は、バンプ形成前の半導体ウエハ２０１を収納する第１収納容器２０５ａとこれを昇降させる第１昇降装置１５１を備えている。後者の搬出側収納装置２０６は、バンプ形成後の半導体ウエハ２０１を収納する第２収納容器２０６ａとこれを昇降させる第２昇降装置１５２を備えている。なお、第１収納容器２０５ａ、第２収納容器２０６ａに収納した半導体ウエハ２０１は、前記収納容器２０５ａ、２０６ａ内に形成された鍔で支えられている。
【０００８】
前記搬送装置１３０は、搬入装置１３１と搬出装置１３２とからなり、前者の搬入装置１３１は搬入側収納装置２０５から半導体ウエハ２０１を取り出す装置である。後者の搬出装置１３２は搬出側収納装置２０６に半導体ウエハ２０１を収納する装置である。図１１に示すように搬入装置１３１と搬出装置１３２との間には、前記ボンディングステージ１１０が配置されており、搬入装置１３１は前記第１収納容器２０５ａとボンディングステージ１１０との間で移動し、搬出装置１３２はボンディングステージ１１０と上記第２収納容器２０６ａとの間で移動する。詳しくは、図１２に示すように、前記搬入装置１３１及び搬出装置１３２は図に示すＸ方向に沿って同一直線上に設けられ、エアシリンダ１３４により、それぞれ独立してＸ方向に移動する。
【０００９】
前記搬入装置１３１は、図１２に示すように、支持部材１３１４に取付けられた搬入ステージ１３１１を有し、この搬入ステージ１３１１上はバンプ形成前の半導体ウエハ２０１を載置できるように形成されている。搬入ステージ１３１１上面には半導体ウエハ２０１を吸着保持するための複数の吸引孔１３１２が設けられている。このように構成される搬入装置１３１の動作は、先ず、エアシリンダの可動部１３４ａにて搬入ステージ１３１１が、前記第１収納容器２０５ａ内の半導体ウエハ２０１の取り出し位置に対応する位置まで移動し、次いで、第１収納容器２０５ａ内の半導体ウエハ２０１を搬入ステージ１３１１上に載置するために、第１昇降装置１５１が昇降する。搬入ステージ１３１１上に載置された半導体ウエハ２０１は、吸引孔１３１２により吸着保持される。この後、搬入ステージ１３１１上の半導体ウエハ２０１は、図１１に示す移載装置１４０により挟持され、ボンディングステージ１１０へ移載される。
【００１０】
前記搬出装置１３２は、図１２に示すように、支持部材１３１４に取付けられた搬出ステージ１３２１を有し、この搬出ステージ１３２１上はバンプ形成後の半導体ウエハ２０１を載置できるように形成されている。搬出ステージ１３２１上面には、半導体ウエハ２０１を吸着保持するための複数の吸引孔１３２２が設けられている。このように構成される搬出装置１３２の動作は、ボンディングステージ１１０上の半導体ウエハ２０１が移載装置１４０により搬出ステージ１３２１に移載された後、エアシリンダの可動部１３４ａにて搬出ステージ１３２１が、前記第２収納容器２０６ａ内への収納位置に対応する位置まで移動し、次いで、搬出ステージ１３２１上に載置された半導体ウエハ２０１を第２収納容器２０６ａ内へ収納するために第２昇降装置１５２が昇降する。
【００１１】
移載装置１４０は、バンプ形成前の半導体ウエハ２０１を搬入装置１３１からボンディングステージ１１０へ移動させたり、バンプ形成後の半導体ウエハ２０１をボンディングステージ１１０から搬出装置１３２へ移動させる装置である。前記移載装置１４０は、図１３に示すように、半導体ウエハ２０１を保持する１つの保持部１４１と、この保持部１４１を前記Ｘ方向に沿って移動させるボールねじ機構を有したモータ１４２１にて駆動される駆動部１４２と、保持した半導体ウエハ２０１の厚み方向へ前記保持部１４１を昇降させる移動部１４３とを備えている。前記保持部１４１は、ボンディングステージ１１０、搬入装置１３１並びに搬出装置１３２間で半導体ウエハ２０１の移載を行う。
【００１２】
前記保持部１４１は、半導体ウエハ２０１を挟持するクランプ部材１４１１、１４１２と、これらを図に示すＸ方向に近離させる駆動機構１４１３を有する。前記クランプ部材１４１１、１４１２には、これらの間に互いに対向する位置に２組のクランプ１４１４が設けられている。このクランプ１４１４は、図１４に示すように、前記クランプ部材１４１１、１４１２をその厚み方向に貫通するハウジング１４１５と、このハウジング１４１５内をその軸方向に滑動可能なピン１４１６と、このピン１４１６の下端部に軸回り方向に回転自在な状態で取付けられた、ウエハ落下防止用鍔１４１９を有するクランプ用ローラ１４１７と、前記ピン１４１６を下向きに付勢するスプリング１４１８とを有する。このようなクランプ１４１４は、前記クランプ部材１４１１によって挟持される半導体ウエハ２０１の周囲に沿った４箇所に配置され、この４箇所のクランプ用ローラ１４１７にて半導体ウエハ２０１を保持する。
【００１３】
以上説明したように構成される従来のウエハ対応バンプボンディング装置１０１の動作を説明する。
【００１４】
まず、搬入装置１３１において、第１昇降装置１５１がバンプ形成前の半導体ウエハ２０１を第１収納容器２０５ａから搬入ステージ１３１１にて取出し可能な高さに配置されるように動作し、第１収納容器２０５ａを昇降させる。次に、搬入ステージ１３１１を第１収納容器２０５ａ内に挿入するように移動させ、収納されている半導体ウエハ２０１がこの第１収納容器２０５ａ内の鍔から浮き上がる程度に第１昇降装置１５１により第１収納容器２０５ａを降下させ、搬入ステージ１３１１上面に設けられている吸引孔１３１２により半導体ウエハ２０１を吸着保持し、半導体ウエハ２０１を取出す。
【００１５】
次に、取出した半導体ウエハ２０１を移載装置１４０によりボンディングステージ１１０上へ移動する。その後、Ｘ−Ｙテーブル１６０にてボンディングヘッド１２０をそれぞれのバンプ形成箇所へ移動させながら、このボンディングヘッド１２０にて半導体ウエハ２０１上にバンプを形成する。
【００１６】
必要箇所の全てにバンプを形成した後、半導体ウエハ２０１を移載装置１４０にてボンディングステージ１１０上から搬出装置１３２の搬出ステージ１３２１へ移載し、搬出ステージ１３２１上面に設けられている吸引孔１３２２により半導体ウエハ２０１を吸着保持する。
【００１７】
次に、搬出ステージ１３２１上に載置された半導体ウエハ２０１が第２収納容器２０６ａへ収納できる高さに配置されるように第２昇降装置１５２が動作する。次に、搬出ステージ１３２１が第２収納容器２０６ａ内に挿入されるように移動し、さらに、吸引孔１３２２による半導体ウエハ２０１の吸着保持を切った後に、第２昇降装置１５２を上昇させることにより第２収納容器２０６ａ内への半導体ウエハ２０１の収納を行う。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のウエハ対応バンプボンディング装置では、図１５に示す厚さＴ１が０．２ｍｍ程度以下の比較的薄型の半導体ウエハ２０１を使用する場合、以下の問題がある。
【００１９】
まず、半導体ウエハ２０１の厚さＴ１が０．２ｍｍ程度以下であると、前記移載装置１４０の保持部１４１により半導体ウエハを挟持した際に、機械的負荷によりウエハに割れ、欠けを発生させる可能性が高くなる。
【００２０】
また、半導体ウエハをボンディングステージ１１０上に設けられた吸引孔１１１によって吸着固定した際、半導体ウエハ２０１の吸引孔１１１上に位置する領域２００ａ（図１６参照）が吸引孔１１１の奥へ向かって凹み、ウエハの回路が破壊されたり、あるいは前記領域２００ａ全体に損傷が発生する可能性がある。また、前記領域２００ａにおいては、空中に懸架されていることによりバンプ形成もしくはワイヤー接合時に用いられる超音波の伝達が悪化しバンプの不着が発生したり、ボンディング時にボンディングヘッド１２０のボール押圧ツールが、半導体ウエハ２０１へ押圧された際に、半導体ウエハ２０１に亀裂を生じさせたり孔が開いたりする可能性がある。
【００２１】
また、回路形成面に回路保護用のポリイミド膜が形成された薄型ウエハの場合、多くの場合、ウエハ中心を起点としてウエハ周縁部が上方変位となるような形で、回路形成面側へ向かって反り上がっており、このような半導体ウエハ２０１は吸引孔１１１によってボンディングステージ１１０上面へ密着させることが困難であり、往々にしてウエハ周縁部付近の反りが発生したままになっている。この状態でボンディングステージ１１０上の半導体ウエハ２０１へのバンプ形成を実施したとき、もしボンディングに必要な荷重が、ウエハ周縁部付近の反りを矯正するために必要な下向きの荷重以下であった場合、半導体ウエハの周縁部が空中に浮いたまま前記溶融ボールへ超音波が加えられる場合が多く、前記溶融ボールへ超音波が十分に伝達されず、バンプ不着の起こる確率が高い。
【００２２】
本発明は、上記従来例の問題点に鑑み、半導体ウエハの搬送、およびボンディング中におけるその固定に関する上記課題を解決するためになされたものである。すなわち本発明は、半導体ウエハを割れ・欠け・回路破壊等の損傷を発生させることなく搬送しボンディングステージ上に固定すると共に、半導体ウエハを吸引固定した際に、吸引孔上にある領域が吸引力により凹状に変形することによるウエハ損傷及び回路破壊、及び前記領域における、超音波伝達の悪化に起因するバンプもしくはワイヤの不着及びボンディング時におけるボール押圧ツールによるウエハ破壊、孔開き及びウエハ周縁部の浮き上がりを防止することができるボンディング方法および装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、保護リングの下面にシートが張架されてなる搬送具を用い、前記シート上に半導体ウエハを貼付し、半導体ウエハを収納装置からボンディングステージに搬入し、ボンディングステージ上でボンディング作業を行い、ボンディングステージから収納装置に搬出するボンディング方法であって、ボンディングステージ上における半導体ウエハの固定は、ボンディングステージ上面に開口し、半導体ウエハの周縁部に位置する複数の吸引孔または半導体ウエハの周縁部に位置する環状溝を伴った吸引孔によってシートを介して半導体ウエハをボンディングステージに吸着することにより行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、保護リングの下面に耐熱性樹脂シート等のシートが張架されてなる搬送具を用い、この搬送具のシート上に半導体ウエハを貼付し、半導体ウエハが保護リングによって周囲を囲まれる形態で、半導体ウエハを搬出入し、かつボンディングステージ上に配置することができるので、半導体ウエハを直接挟持することなく、保護リングを挟持したり吸着したりすることで搬送（搬出入）を行なうことができ、搬送時に機械的負荷がかかることによって生ずるウエハ割れ・欠けを防止することができる。さらに、半導体ウエハをボンディングステージ上に固定・ボンディングを行う際には、ボンディンステージ上面に設けられた吸引孔などの吸着固定手段に、半導体電子部品の下面が直接吸引されることはなく、前記シートを介して載置されるため、凹状に変形するのを軽減でき、ウエハ損傷や回路破壊を防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
本実施形態では、ウエハ対応バンプボンディング装置について説明する。なお、以下に述べるボンディング装置内容は、バンプボンディング装置に限定されるものではなく、ワイヤボンディング装置にも適用可能である。
【００２７】
本実施形態では図２、図３に示すように、保護リング１の下面にウエハ貼付用のシート２が張架されてなる搬送具３を用い、この搬送具３のシート２上に半導体ウエハ２０１を貼付し、半導体ウエハ２０１が保護リング１によって周囲を囲まれる形態で、半導体ウエハ２０１を搬送し、ボンディング作業を行なうように構成されている。
【００２８】
保護リング１は金属等で構成され、半導体ウエハ２０１を囲むのに十分な内径を有する円環状に形成されている。シート２は、ボンディングステージ上においてバンプ形成前の半導体ウエハ２０１を必要なボンディング温度まで加熱できるよう、このボンディング温度に対する十分な耐熱性を有する耐熱性樹脂シートで構成されている。またシート２は、保護リング１の底面に接着固定されると共に保護リング１の下面全体を覆うように保護リング１に張架されている。さらにシート２の上面は接着性を有し、半導体ウエハ２０１を貼付しうるようになっている。
【００２９】
ボンディング装置の基本的構成は、図１１に示す従来のバンプボンディング装置１０１と変わるものではない（従って共通する部分の詳細な説明は省略する。）。
【００３０】
すなわち第１収納容器２０５ａ、第１昇降装置１５１等からなり、ボンディング前の半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を収納する搬入側収納装置２０５、および第２収納容器２０６ａ、第２昇降装置１５２等からなり、ボンディング後の半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を収納する搬出側収納装置２０６を備えている。
【００３１】
またボンディングステージ１１０、ボンディングヘッド１２０等からなり、ボンディングステージ１１０上に移載された搬送具３に保持した半導体ウエハ２０１を保持固定し、半導体ウエハ２０１にボンディング作業を行うボンディング手段を有している。
【００３２】
また搬入装置１３１および移載装置１４０等からなり、前記搬入側収納装置２０５からボンディングステージ１１０に、半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を移載する搬入手段と、搬出装置１３２および移載装置１４０等からなり、前記ボンディングステージ１１０から搬出側収納装置２０６に、半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を移載する搬出手段とを備えている。
【００３３】
本実施形態における図１１等に示す従来例と相違する点は、最初に述べたように保護リング１の下面にシート２が張架されてなる搬送具３を用い、この搬送具３のシート２上に半導体ウエハ２０１を貼付し、半導体ウエハ２０１が保護リング１によって周囲を囲まれる形態で、半導体ウエハ２０１を搬送し、ボンディング作業を行うようにした点、および以下の点にある。
【００３４】
すなわちボンディング前の半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を、搬入側収納装置２０５の第１収納容器２０５ａからボンディングステージ１１０に移載するに際し、先ず搬入装置１３１によって、搬入ステージ１３１１上に保護リング１を吸着固定した状態で、第１収納容器２０５ａから半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を取り出し、次いで移載装置１４０により前記搬送具３を保護リング１の外周部を挟持しながらボンディングステージ１１０上に移載している。
【００３５】
またボンディング作業時には、ボンディングステージ１１０に設けられた吸引手段により、シート２を介して半導体ウエハ２０１をボンディングステージ１１０に吸着固定している。
【００３６】
さらにボンディング後の半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を、ボンディングステージ１１０から搬出側収納装置２０６の第２収納容器２０６ａに移載するに際し、先ず移載装置１４０により前記搬送具３を保護リング１の外周部を挟持しながらボンディングステージ１１０から搬出装置１３２の搬出ステージ１３１２上に移載し、次いで搬出ステージ１３１２上に保護リング１を吸着固定した状態で前記搬送具３を搬出側収納装置２０６の第２収納容器２０６ａに収納している。
【００３７】
前記搬入ステージ１３１１および搬出ステージ１３１２には、前記搬送具３を吸着固定するための複数の吸引孔（図示省略）が、前記保護リング１に沿った円周上に形成されている。このように構成することにより、半導体ウエハ２０１に吸引力を働かせることなく、これを搬出入することができる。
【００３８】
次に半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３をボンディングステージ１１０上に吸着する具体的構成を、図１、図４、図５を参照して説明する。
【００３９】
すなわちボンディングステージ１１０は、前記搬送具３を載置した際に、半導体ウエハ２０１の外周縁が位置するラインに沿って、このラインよりも少しウエハ中央寄りに吸引孔１１１が複数配置されている。この吸引孔１１１によって半導体ウエハ２０１をシート２を介して吸引することによりバンプ形成前ウエハ２０１を固定する。尚、耐熱性シート２には、ボンディングステージ１１０上に設けられた吸引孔１１１と同じ位置にウエハ吸着を確実にするための貫通穴３５を複数設けてもよい。このように構成することにより、半導体保護リング１を直接吸引できるため、より確実に固定することができる。
【００４０】
上記のようにボンディングステージ１１０上面に開口し、半導体ウエハ２０１の周縁部付近に位置する複数の吸引孔１１１によって、シート２を介して半導体ウエハ２０１をボンディングステージ１１０に吸着するように構成すると、半導体ウエハ２０１の固定を確実にでき、しかもウエハ周縁部はウエハ製造工程における回路パターン形成不良がしばしば発生するために製品として用いられることは少なく、この領域に限りウエハの吸着保持を行なうことが容認できるというメリットがある。なお、半導体ウエハ２０１の周辺部付近に位置する環状溝を伴った吸引孔をボンディングステージ１１０に設けてもよい。
【００４１】
半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３をボンディングステージ１１０上に固定する方法としては、種々のものがあり、それを以下に説明する。
【００４２】
他の形態としては、図６に示すように、ボンディングステージ１１０上のウエハ載置領域内の全体に多孔質プレート１１４を備え、この多孔質プレート１１４に吸引孔１１１を接続して構成している。この吸引孔１１１に接続された減圧装置（図示せず）によって多孔質プレート１１４内部を減圧することにより、前記シート２を介して半導体ウエハ２０１を吸着固定する。なお、多孔質プレート１１４をウエハ載置領域内のウエハ周縁付近にだけに配されるように形成してもよい。また、シート２に１つないし複数の貫通穴を設けてもよい。このように構成することにより、半導体ウエハ２０１を直接吸引できるため、ウエハをより確実に固定できる。また従来のボンディングステージにおける吸引孔の直径は加工上の限界により最小で０．２ｍｍ程度であるが、多孔質プレートを用いた場合、空孔部の大きさは０．０５ｍｍ程度まで小さく形成できるため、周縁部付近を含むウエハの全ての部位において、吸引力による凹状の変形を防止し、ウエハ損傷及び回路破壊を発生させることなくウエハを固定することができる。尚、前記多孔質プレートはセラミックからなることが好ましい。
【００４３】
別の形態としては、図７、図８に示すように、ボンディングステージ１１０上における半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３の固定は、図に示すような半導体ウエハ２０１と略同一大でリング形状の半導体押圧ツール１３によって半導体ウエハ２０１の周縁部を押圧することにより行う。このような構成にすると半導体押圧ツール１３を用いて半導体ウエハ２０１固定を行うことができるため、上記実施形態のように吸引孔１１１を備える必要がなくなり、吸引力によって凹状に変形するなどのウエハ損傷および回路破壊を発生させることなくウエハを固定することができる。
【００４４】
さらに別の形態としては、図９、図１０に示すように、半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３をボンディングステージ１１０上面に載置した際に、半導体ウエハ２０１の所定箇所のみを押圧することができる電極パッド押圧ツール４を備えている。
【００４５】
具体的には、ボンディングステージ１１０上へ移載された搬送具３は、その保護リング１が吸引孔１１１によって固定される。次に図に示す認識カメラ６によって半導体ウエハ２０１上に形成されているIC形成領域２０を確認し、その結果に基づき、X、Y、Z方向に沿って移動可能な電極パッド押圧ツール４によってＩC搭載位置２０のダイシングライン上を押圧固定され、ボンディングが行われる。なお、前記電極パッド押圧ツール４先端に設けられている爪部４１は、IC形状（長方形）をなすダイシングラインの向かい合う一組の辺または二組の辺を押圧するように設けられており、向かい合う爪部４１の間隔L1、L２はそれぞれ、半導体ウエハ２０１のウエハダイシングラインのX方向間隔、Y方向間隔に等しい。所定のIC形成領域２０へのバンプボンディングが終了すると、次のIC形成領域２０を位置認識カメラ６によって認識し、電極パッド押圧ツール４はそのIC形成領域２０のダイシングライン上を押圧固定し、ボンディングを行う。以降、半導体ウエハ２０１上の全てのIC形成領域２０へのボンディングを完了するまで上記の動作を繰返す。
【００４６】
電極パッド押圧ツール４を用いてウエハ固定を行うことにより、半導体ウエハ２０１の全ての部位において、吸引力により凹状に変形することによるウエハ損傷および回路破壊を発生させることなくウエハを固定することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、薄型の半導体ウエハを割れ・欠け・回路破壊等の損傷を発生させることなく搬送しボンディングステージ上に固定することができるボンディング方法および装置を提供することができる。
【００４８】
また本発明によれば薄型の半導体ウエハを吸引固定した際に、吸引孔上にある領域が吸引力により凹状に変形することによるウエハ損傷及び回路破壊、及び前記領域における、超音波伝達の悪化に起因するバンプもしくはワイヤの不着及びボンディング時におけるボール押圧ツールによるウエハ破壊及びウエハ周縁部の浮き上がりを防止することができるボンディング方法および装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のウエハ対応バンプボンディング装置であって、ボンディングステージ上でのウエハ固定形態を示す側面図である。
【図２】本実施形態の半導体ウエハを保持した搬送具を示す断面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】本実施形態のボンディングステージ上でのウエハ固定形態を示す断面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】本発明の他の形態のボンディングステージ上でのウエハ固定形態を示す断面図である。
【図７】本発明の別の形態のボンディングステージ上でのウエハ固定形態を示す断面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】本発明のさらに別の形態のボンディングステージ上でのウエハ固定形態を示す断面図である。
【図１０】図９の一部の拡大平面図である。
【図１１】従来のウエハ対応バンプボンディング装置を示す全体斜視図である。
【図１２】従来のウエハ対応バンプボンディング装置に設けられている搬送装置を示す斜視図である。
【図１３】従来のウエハ対応バンプボンディング装置に設けられている移載装置を示す斜視図である。
【図１４】クランプ機構の詳細図である。
【図１５】従来のウエハ対応バンプボンディング装置におけるボンディングヘッド、ボンディングステージを示す側面図である。
【図１６】図１５の一部拡大図である。
【符号の説明】
１ 保護リング
２ シート
３ 搬送具
４ 電極パッド押圧ツール（押圧ツール）
１３ 半導体押圧ツール（押圧ツール）
３５ 貫通穴
１１０ ボンディングステージ
１１１、１３１１、１３２２ 吸引孔
１１４ 多孔質プレート
１２０ ボンディングヘッド
１３０ 搬送装置
１３１ 搬入装置
１３２ 搬出装置
１４０ 移載装置
１５０ 収納装置
２０５ 搬入側収納装置
２０６ 搬出側収納装置
１３１１ 搬入ステージ
１３２１ 搬出ステージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンプボンディングおよびワイヤボンディングについてのボンディング方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ベアチップタイプの半導体集積回路チップ（ＩＣチップ）等の半導体電子部品を基板、部品等の回路形成体へ実装する技術として、フリップチップ法とワイヤボンディング法が知られている。フリップチップ法は、バンプボンディング装置によりＩＣチップの電極パッドに金製の凸状電極（バンプ）を形成し、このバンプと、基板上に形成された配線電極とをリード線を介さずに直接接合する方法である。他方、ワイヤボンディング法は、ワイヤボンディング装置によりＩＣチップの電極パッドと基板の配線電極とを金、アルミニウム等のワイヤで接続する方法である。
【０００３】
近年、携帯電子機器の小型化に伴い、ＩＣチップも小型化、薄型化が進んでいる。このようなＩＣチップへのバンプボンディング若しくはワイヤボンディングにおいては、ＩＣチップの大きさ、厚さによってはそのハンドリングが困難となっている。そのため、バンプボンディング装置に関しては、ダイシング前の半導体ウエハ上の各電極パッドにバンプボンディングを行う形態の設備が存在する。
【０００４】
図１１は、上記のウエハ対応バンプボンディング装置の一例を示している。このボンディング装置１０１は大別して、図に示すようなボンディングステージ１１０と、ボンディングヘッド１２０と、搬送装置１３０と、移載装置１４０と、収納装置１５０とから構成されている。以下に各構成部分について説明する。
【０００５】
ボンディングステージ１１０は、図１５に示すように、半導体ウエハ２０１を載置するとともに複数の吸引孔１１１によって吸着固定し、さらにこのボンディングステージ１１０に設けられたヒータ３０によって、半導体ウエハ２０１上に形成されている回路上の電極にバンプを形成するのに必要な温度まで加熱する。
【０００６】
ボンディングヘッド１２０は、図１５に示すように、ボンディングステージ１１０に載置された半導体ウエハ２０１上の電極にバンプを形成するための装置であり、バンプの材料となる金線３１を供給するワイヤ供給部１２１の他、前記金線３１を溶融して溶融ボールを形成しこのボールを前記電極に押圧するボール押圧ツール１２２、前記押圧時にバンプに超音波を作用させる超音波発生部（図示せず）を備える。また、ボンディングヘッド１２０は、ボールねじ構造を有し平面状で互いに直交するＸ、Ｙ方向に移動可能なＸ−Ｙテーブル１６０上に設置されており、このＸ−Ｙテーブル１６０の駆動によって、ボンディングヘッド１２０は移動し、ボンディングステージ１１０上に固定されている半導体ウエハ２０１の所定の電極にバンプを形成することができる。
【０００７】
前記収納装置１５０は、搬入側収納装置２０５と搬出側収納装置２０６とからなり、前者の搬入側収納装置２０５は、バンプ形成前の半導体ウエハ２０１を収納する第１収納容器２０５ａとこれを昇降させる第１昇降装置１５１を備えている。後者の搬出側収納装置２０６は、バンプ形成後の半導体ウエハ２０１を収納する第２収納容器２０６ａとこれを昇降させる第２昇降装置１５２を備えている。なお、第１収納容器２０５ａ、第２収納容器２０６ａに収納した半導体ウエハ２０１は、前記収納容器２０５ａ、２０６ａ内に形成された鍔で支えられている。
【０００８】
前記搬送装置１３０は、搬入装置１３１と搬出装置１３２とからなり、前者の搬入装置１３１は搬入側収納装置２０５から半導体ウエハ２０１を取り出す装置である。後者の搬出装置１３２は搬出側収納装置２０６に半導体ウエハ２０１を収納する装置である。図１１に示すように搬入装置１３１と搬出装置１３２との間には、前記ボンディングステージ１１０が配置されており、搬入装置１３１は前記第１収納容器２０５ａとボンディングステージ１１０との間で移動し、搬出装置１３２はボンディングステージ１１０と上記第２収納容器２０６ａとの間で移動する。詳しくは、図１２に示すように、前記搬入装置１３１及び搬出装置１３２は図に示すＸ方向に沿って同一直線上に設けられ、エアシリンダ１３４により、それぞれ独立してＸ方向に移動する。
【０００９】
前記搬入装置１３１は、図１２に示すように、支持部材１３１４に取付けられた搬入ステージ１３１１を有し、この搬入ステージ１３１１上はバンプ形成前の半導体ウエハ２０１を載置できるように形成されている。搬入ステージ１３１１上面には半導体ウエハ２０１を吸着保持するための複数の吸引孔１３１２が設けられている。このように構成される搬入装置１３１の動作は、先ず、エアシリンダの可動部１３４ａにて搬入ステージ１３１１が、前記第１収納容器２０５ａ内の半導体ウエハ２０１の取り出し位置に対応する位置まで移動し、次いで、第１収納容器２０５ａ内の半導体ウエハ２０１を搬入ステージ１３１１上に載置するために、第１昇降装置１５１が昇降する。搬入ステージ１３１１上に載置された半導体ウエハ２０１は、吸引孔１３１２により吸着保持される。この後、搬入ステージ１３１１上の半導体ウエハ２０１は、図１１に示す移載装置１４０により挟持され、ボンディングステージ１１０へ移載される。
【００１０】
前記搬出装置１３２は、図１２に示すように、支持部材１３１４に取付けられた搬出ステージ１３２１を有し、この搬出ステージ１３２１上はバンプ形成後の半導体ウエハ２０１を載置できるように形成されている。搬出ステージ１３２１上面には、半導体ウエハ２０１を吸着保持するための複数の吸引孔１３２２が設けられている。このように構成される搬出装置１３２の動作は、ボンディングステージ１１０上の半導体ウエハ２０１が移載装置１４０により搬出ステージ１３２１に移載された後、エアシリンダの可動部１３４ａにて搬出ステージ１３２１が、前記第２収納容器２０６ａ内への収納位置に対応する位置まで移動し、次いで、搬出ステージ１３２１上に載置された半導体ウエハ２０１を第２収納容器２０６ａ内へ収納するために第２昇降装置１５２が昇降する。
【００１１】
移載装置１４０は、バンプ形成前の半導体ウエハ２０１を搬入装置１３１からボンディングステージ１１０へ移動させたり、バンプ形成後の半導体ウエハ２０１をボンディングステージ１１０から搬出装置１３２へ移動させる装置である。前記移載装置１４０は、図１３に示すように、半導体ウエハ２０１を保持する１つの保持部１４１と、この保持部１４１を前記Ｘ方向に沿って移動させるボールねじ機構を有したモータ１４２１にて駆動される駆動部１４２と、保持した半導体ウエハ２０１の厚み方向へ前記保持部１４１を昇降させる移動部１４３とを備えている。前記保持部１４１は、ボンディングステージ１１０、搬入装置１３１並びに搬出装置１３２間で半導体ウエハ２０１の移載を行う。
【００１２】
前記保持部１４１は、半導体ウエハ２０１を挟持するクランプ部材１４１１、１４１２と、これらを図に示すＸ方向に近離させる駆動機構１４１３を有する。前記クランプ部材１４１１、１４１２には、これらの間に互いに対向する位置に２組のクランプ１４１４が設けられている。このクランプ１４１４は、図１４に示すように、前記クランプ部材１４１１、１４１２をその厚み方向に貫通するハウジング１４１５と、このハウジング１４１５内をその軸方向に滑動可能なピン１４１６と、このピン１４１６の下端部に軸回り方向に回転自在な状態で取付けられた、ウエハ落下防止用鍔１４１９を有するクランプ用ローラ１４１７と、前記ピン１４１６を下向きに付勢するスプリング１４１８とを有する。このようなクランプ１４１４は、前記クランプ部材１４１１によって挟持される半導体ウエハ２０１の周囲に沿った４箇所に配置され、この４箇所のクランプ用ローラ１４１７にて半導体ウエハ２０１を保持する。
【００１３】
以上説明したように構成される従来のウエハ対応バンプボンディング装置１０１の動作を説明する。
【００１４】
まず、搬入装置１３１において、第１昇降装置１５１がバンプ形成前の半導体ウエハ２０１を第１収納容器２０５ａから搬入ステージ１３１１にて取出し可能な高さに配置されるように動作し、第１収納容器２０５ａを昇降させる。次に、搬入ステージ１３１１を第１収納容器２０５ａ内に挿入するように移動させ、収納されている半導体ウエハ２０１がこの第１収納容器２０５ａ内の鍔から浮き上がる程度に第１昇降装置１５１により第１収納容器２０５ａを降下させ、搬入ステージ１３１１上面に設けられている吸引孔１３１２により半導体ウエハ２０１を吸着保持し、半導体ウエハ２０１を取出す。
【００１５】
次に、取出した半導体ウエハ２０１を移載装置１４０によりボンディングステージ１１０上へ移動する。その後、Ｘ−Ｙテーブル１６０にてボンディングヘッド１２０をそれぞれのバンプ形成箇所へ移動させながら、このボンディングヘッド１２０にて半導体ウエハ２０１上にバンプを形成する。
【００１６】
必要箇所の全てにバンプを形成した後、半導体ウエハ２０１を移載装置１４０にてボンディングステージ１１０上から搬出装置１３２の搬出ステージ１３２１へ移載し、搬出ステージ１３２１上面に設けられている吸引孔１３２２により半導体ウエハ２０１を吸着保持する。
【００１７】
次に、搬出ステージ１３２１上に載置された半導体ウエハ２０１が第２収納容器２０６ａへ収納できる高さに配置されるように第２昇降装置１５２が動作する。次に、搬出ステージ１３２１が第２収納容器２０６ａ内に挿入されるように移動し、さらに、吸引孔１３２２による半導体ウエハ２０１の吸着保持を切った後に、第２昇降装置１５２を上昇させることにより第２収納容器２０６ａ内への半導体ウエハ２０１の収納を行う。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のウエハ対応バンプボンディング装置では、図１５に示す厚さＴ１が０．２ｍｍ程度以下の比較的薄型の半導体ウエハ２０１を使用する場合、以下の問題がある。
【００１９】
まず、半導体ウエハ２０１の厚さＴ１が０．２ｍｍ程度以下であると、前記移載装置１４０の保持部１４１により半導体ウエハを挟持した際に、機械的負荷によりウエハに割れ、欠けを発生させる可能性が高くなる。
【００２０】
また、半導体ウエハをボンディングステージ１１０上に設けられた吸引孔１１１によって吸着固定した際、半導体ウエハ２０１の吸引孔１１１上に位置する領域２００ａ（図１６参照）が吸引孔１１１の奥へ向かって凹み、ウエハの回路が破壊されたり、あるいは前記領域２００ａ全体に損傷が発生する可能性がある。また、前記領域２００ａにおいては、空中に懸架されていることによりバンプ形成もしくはワイヤー接合時に用いられる超音波の伝達が悪化しバンプの不着が発生したり、ボンディング時にボンディングヘッド１２０のボール押圧ツールが、半導体ウエハ２０１へ押圧された際に、半導体ウエハ２０１に亀裂を生じさせたり孔が開いたりする可能性がある。
【００２１】
また、回路形成面に回路保護用のポリイミド膜が形成された薄型ウエハの場合、多くの場合、ウエハ中心を起点としてウエハ周縁部が上方変位となるような形で、回路形成面側へ向かって反り上がっており、このような半導体ウエハ２０１は吸引孔１１１によってボンディングステージ１１０上面へ密着させることが困難であり、往々にしてウエハ周縁部付近の反りが発生したままになっている。この状態でボンディングステージ１１０上の半導体ウエハ２０１へのバンプ形成を実施したとき、もしボンディングに必要な荷重が、ウエハ周縁部付近の反りを矯正するために必要な下向きの荷重以下であった場合、半導体ウエハの周縁部が空中に浮いたまま前記溶融ボールへ超音波が加えられる場合が多く、前記溶融ボールへ超音波が十分に伝達されず、バンプ不着の起こる確率が高い。
【００２２】
本発明は、上記従来例の問題点に鑑み、半導体ウエハの搬送、およびボンディング中におけるその固定に関する上記課題を解決するためになされたものである。すなわち本発明は、半導体ウエハを割れ・欠け・回路破壊等の損傷を発生させることなく搬送しボンディングステージ上に固定すると共に、半導体ウエハを吸引固定した際に、吸引孔上にある領域が吸引力により凹状に変形することによるウエハ損傷及び回路破壊、及び前記領域における、超音波伝達の悪化に起因するバンプもしくはワイヤの不着及びボンディング時におけるボール押圧ツールによるウエハ破壊、孔開き及びウエハ周縁部の浮き上がりを防止することができるボンディング方法および装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、保護リングの下面にシートが張架されてなる搬送具を用い、前記シート上に半導体ウエハを貼付し、半導体ウエハを収納装置からボンディングステージに搬入し、ボンディングステージ上でボンディング作業を行い、ボンディングステージから収納装置に搬出するボンディング方法であって、ボンディングステージ上における半導体ウエハの固定は、ボンディングステージ上面に開口し、半導体ウエハの周縁部に位置する複数の吸引孔または半導体ウエハの周縁部に位置する環状溝を伴った吸引孔によってシートを介して半導体ウエハをボンディングステージに吸着することにより行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、保護リングの下面に耐熱性樹脂シート等のシートが張架されてなる搬送具を用い、この搬送具のシート上に半導体ウエハを貼付し、半導体ウエハが保護リングによって周囲を囲まれる形態で、半導体ウエハを搬出入し、かつボンディングステージ上に配置することができるので、半導体ウエハを直接挟持することなく、保護リングを挟持したり吸着したりすることで搬送（搬出入）を行なうことができ、搬送時に機械的負荷がかかることによって生ずるウエハ割れ・欠けを防止することができる。さらに、半導体ウエハをボンディングステージ上に固定・ボンディングを行う際には、ボンディンステージ上面に設けられた吸引孔などの吸着固定手段に、半導体電子部品の下面が直接吸引されることはなく、前記シートを介して載置されるため、凹状に変形するのを軽減でき、ウエハ損傷や回路破壊を防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
本実施形態では、ウエハ対応バンプボンディング装置について説明する。なお、以下に述べるボンディング装置内容は、バンプボンディング装置に限定されるものではなく、ワイヤボンディング装置にも適用可能である。
【００２７】
本実施形態では図２、図３に示すように、保護リング１の下面にウエハ貼付用のシート２が張架されてなる搬送具３を用い、この搬送具３のシート２上に半導体ウエハ２０１を貼付し、半導体ウエハ２０１が保護リング１によって周囲を囲まれる形態で、半導体ウエハ２０１を搬送し、ボンディング作業を行なうように構成されている。
【００２８】
保護リング１は金属等で構成され、半導体ウエハ２０１を囲むのに十分な内径を有する円環状に形成されている。シート２は、ボンディングステージ上においてバンプ形成前の半導体ウエハ２０１を必要なボンディング温度まで加熱できるよう、このボンディング温度に対する十分な耐熱性を有する耐熱性樹脂シートで構成されている。またシート２は、保護リング１の底面に接着固定されると共に保護リング１の下面全体を覆うように保護リング１に張架されている。さらにシート２の上面は接着性を有し、半導体ウエハ２０１を貼付しうるようになっている。
【００２９】
ボンディング装置の基本的構成は、図１１に示す従来のバンプボンディング装置１０１と変わるものではない（従って共通する部分の詳細な説明は省略する。）。
【００３０】
すなわち第１収納容器２０５ａ、第１昇降装置１５１等からなり、ボンディング前の半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を収納する搬入側収納装置２０５、および第２収納容器２０６ａ、第２昇降装置１５２等からなり、ボンディング後の半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を収納する搬出側収納装置２０６を備えている。
【００３１】
またボンディングステージ１１０、ボンディングヘッド１２０等からなり、ボンディングステージ１１０上に移載された搬送具３に保持した半導体ウエハ２０１を保持固定し、半導体ウエハ２０１にボンディング作業を行うボンディング手段を有している。
【００３２】
また搬入装置１３１および移載装置１４０等からなり、前記搬入側収納装置２０５からボンディングステージ１１０に、半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を移載する搬入手段と、搬出装置１３２および移載装置１４０等からなり、前記ボンディングステージ１１０から搬出側収納装置２０６に、半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を移載する搬出手段とを備えている。
【００３３】
本実施形態における図１１等に示す従来例と相違する点は、最初に述べたように保護リング１の下面にシート２が張架されてなる搬送具３を用い、この搬送具３のシート２上に半導体ウエハ２０１を貼付し、半導体ウエハ２０１が保護リング１によって周囲を囲まれる形態で、半導体ウエハ２０１を搬送し、ボンディング作業を行うようにした点、および以下の点にある。
【００３４】
すなわちボンディング前の半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を、搬入側収納装置２０５の第１収納容器２０５ａからボンディングステージ１１０に移載するに際し、先ず搬入装置１３１によって、搬入ステージ１３１１上に保護リング１を吸着固定した状態で、第１収納容器２０５ａから半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を取り出し、次いで移載装置１４０により前記搬送具３を保護リング１の外周部を挟持しながらボンディングステージ１１０上に移載している。
【００３５】
またボンディング作業時には、ボンディングステージ１１０に設けられた吸引手段により、シート２を介して半導体ウエハ２０１をボンディングステージ１１０に吸着固定している。
【００３６】
さらにボンディング後の半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３を、ボンディングステージ１１０から搬出側収納装置２０６の第２収納容器２０６ａに移載するに際し、先ず移載装置１４０により前記搬送具３を保護リング１の外周部を挟持しながらボンディングステージ１１０から搬出装置１３２の搬出ステージ１３１２上に移載し、次いで搬出ステージ１３１２上に保護リング１を吸着固定した状態で前記搬送具３を搬出側収納装置２０６の第２収納容器２０６ａに収納している。
【００３７】
前記搬入ステージ１３１１および搬出ステージ１３１２には、前記搬送具３を吸着固定するための複数の吸引孔（図示省略）が、前記保護リング１に沿った円周上に形成されている。このように構成することにより、半導体ウエハ２０１に吸引力を働かせることなく、これを搬出入することができる。
【００３８】
次に半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３をボンディングステージ１１０上に吸着する具体的構成を、図１、図４、図５を参照して説明する。
【００３９】
すなわちボンディングステージ１１０は、前記搬送具３を載置した際に、半導体ウエハ２０１の外周縁が位置するラインに沿って、このラインよりも少しウエハ中央寄りに吸引孔１１１が複数配置されている。この吸引孔１１１によって半導体ウエハ２０１をシート２を介して吸引することによりバンプ形成前ウエハ２０１を固定する。尚、耐熱性シート２には、ボンディングステージ１１０上に設けられた吸引孔１１１と同じ位置にウエハ吸着を確実にするための貫通穴３５を複数設けてもよい。このように構成することにより、半導体保護リング１を直接吸引できるため、より確実に固定することができる。
【００４０】
上記のようにボンディングステージ１１０上面に開口し、半導体ウエハ２０１の周縁部付近に位置する複数の吸引孔１１１によって、シート２を介して半導体ウエハ２０１をボンディングステージ１１０に吸着するように構成すると、半導体ウエハ２０１の固定を確実にでき、しかもウエハ周縁部はウエハ製造工程における回路パターン形成不良がしばしば発生するために製品として用いられることは少なく、この領域に限りウエハの吸着保持を行なうことが容認できるというメリットがある。なお、半導体ウエハ２０１の周辺部付近に位置する環状溝を伴った吸引孔をボンディングステージ１１０に設けてもよい。
【００４１】
半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３をボンディングステージ１１０上に固定する方法としては、種々のものがあり、それを以下に説明する。
【００４２】
他の形態としては、図６に示すように、ボンディングステージ１１０上のウエハ載置領域内の全体に多孔質プレート１１４を備え、この多孔質プレート１１４に吸引孔１１１を接続して構成している。この吸引孔１１１に接続された減圧装置（図示せず）によって多孔質プレート１１４内部を減圧することにより、前記シート２を介して半導体ウエハ２０１を吸着固定する。なお、多孔質プレート１１４をウエハ載置領域内のウエハ周縁付近にだけに配されるように形成してもよい。また、シート２に１つないし複数の貫通穴を設けてもよい。このように構成することにより、半導体ウエハ２０１を直接吸引できるため、ウエハをより確実に固定できる。また従来のボンディングステージにおける吸引孔の直径は加工上の限界により最小で０．２ｍｍ程度であるが、多孔質プレートを用いた場合、空孔部の大きさは０．０５ｍｍ程度まで小さく形成できるため、周縁部付近を含むウエハの全ての部位において、吸引力による凹状の変形を防止し、ウエハ損傷及び回路破壊を発生させることなくウエハを固定することができる。尚、前記多孔質プレートはセラミックからなることが好ましい。
【００４３】
別の形態としては、図７、図８に示すように、ボンディングステージ１１０上における半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３の固定は、図に示すような半導体ウエハ２０１と略同一大でリング形状の半導体押圧ツール１３によって半導体ウエハ２０１の周縁部を押圧することにより行う。このような構成にすると半導体押圧ツール１３を用いて半導体ウエハ２０１固定を行うことができるため、上記実施形態のように吸引孔１１１を備える必要がなくなり、吸引力によって凹状に変形するなどのウエハ損傷および回路破壊を発生させることなくウエハを固定することができる。
【００４４】
さらに別の形態としては、図９、図１０に示すように、半導体ウエハ２０１を保持した搬送具３をボンディングステージ１１０上面に載置した際に、半導体ウエハ２０１の所定箇所のみを押圧することができる電極パッド押圧ツール４を備えている。
【００４５】
具体的には、ボンディングステージ１１０上へ移載された搬送具３は、その保護リング１が吸引孔１１１によって固定される。次に図に示す認識カメラ６によって半導体ウエハ２０１上に形成されているIC形成領域２０を確認し、その結果に基づき、X、Y、Z方向に沿って移動可能な電極パッド押圧ツール４によってＩC搭載位置２０のダイシングライン上を押圧固定され、ボンディングが行われる。なお、前記電極パッド押圧ツール４先端に設けられている爪部４１は、IC形状（長方形）をなすダイシングラインの向かい合う一組の辺または二組の辺を押圧するように設けられており、向かい合う爪部４１の間隔L1、L２はそれぞれ、半導体ウエハ２０１のウエハダイシングラインのX方向間隔、Y方向間隔に等しい。所定のIC形成領域２０へのバンプボンディングが終了すると、次のIC形成領域２０を位置認識カメラ６によって認識し、電極パッド押圧ツール４はそのIC形成領域２０のダイシングライン上を押圧固定し、ボンディングを行う。以降、半導体ウエハ２０１上の全てのIC形成領域２０へのボンディングを完了するまで上記の動作を繰返す。
【００４６】
電極パッド押圧ツール４を用いてウエハ固定を行うことにより、半導体ウエハ２０１の全ての部位において、吸引力により凹状に変形することによるウエハ損傷および回路破壊を発生させることなくウエハを固定することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、薄型の半導体ウエハを割れ・欠け・回路破壊等の損傷を発生させることなく搬送しボンディングステージ上に固定することができるボンディング方法および装置を提供することができる。
【００４８】
また本発明によれば薄型の半導体ウエハを吸引固定した際に、吸引孔上にある領域が吸引力により凹状に変形することによるウエハ損傷及び回路破壊、及び前記領域における、超音波伝達の悪化に起因するバンプもしくはワイヤの不着及びボンディング時におけるボール押圧ツールによるウエハ破壊及びウエハ周縁部の浮き上がりを防止することができるボンディング方法および装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のウエハ対応バンプボンディング装置であって、ボンディングステージ上でのウエハ固定形態を示す側面図である。
【図２】本実施形態の半導体ウエハを保持した搬送具を示す断面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】本実施形態のボンディングステージ上でのウエハ固定形態を示す断面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】本発明の他の形態のボンディングステージ上でのウエハ固定形態を示す断面図である。
【図７】本発明の別の形態のボンディングステージ上でのウエハ固定形態を示す断面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】本発明のさらに別の形態のボンディングステージ上でのウエハ固定形態を示す断面図である。
【図１０】図９の一部の拡大平面図である。
【図１１】従来のウエハ対応バンプボンディング装置を示す全体斜視図である。
【図１２】従来のウエハ対応バンプボンディング装置に設けられている搬送装置を示す斜視図である。
【図１３】従来のウエハ対応バンプボンディング装置に設けられている移載装置を示す斜視図である。
【図１４】クランプ機構の詳細図である。
【図１５】従来のウエハ対応バンプボンディング装置におけるボンディングヘッド、ボンディングステージを示す側面図である。
【図１６】図１５の一部拡大図である。
【符号の説明】
１ 保護リング
２ シート
３ 搬送具
４ 電極パッド押圧ツール（押圧ツール）
１３ 半導体押圧ツール（押圧ツール）
３５ 貫通穴
１１０ ボンディングステージ
１１１、１３１１、１３２２ 吸引孔
１１４ 多孔質プレート
１２０ ボンディングヘッド
１３０ 搬送装置
１３１ 搬入装置
１３２ 搬出装置
１４０ 移載装置
１５０ 収納装置
２０５ 搬入側収納装置
２０６ 搬出側収納装置
１３１１ 搬入ステージ
１３２１ 搬出ステージ
Claims (4)
- 保護リングの下面にシートが張架されてなる搬送具を用い、前記シート上に半導体ウエハを貼付し、半導体ウエハを収納装置からボンディングステージに搬入し、ボンディングステージ上でボンディング作業を行い、ボンディングステージから収納装置に搬出するボンディング方法であって、ボンディングステージ上における半導体ウエハの固定は、ボンディングステージ上面に開口し、半導体ウエハの周縁部に位置する複数の吸引孔または半導体ウエハの周縁部に位置する環状溝を伴った吸引孔によってシートを介して半導体ウエハをボンディングステージに吸着することにより行うことを特徴とするボンディング方法。
- シートには、ボンディングステージ上面に開口する複数の吸引孔または環状溝を伴った吸引孔に対応する位置に貫通孔を設けている請求項１記載のボンディング方法。
- 保護リングの下面にシートが張架され、半導体ウエハを保護リングによって周囲を囲まれた状態でシート上に貼付して保持する搬送具と、
ボンディング前の半導体ウエハを保持した搬送具を収納する搬入側収納装置と、
ボンディング後の半導体ウエハを保持した搬送具を収納する搬出側収納装置と、
ボンディングステージを有し、ボンディングステージ上に移載された搬送具に保持した半導体ウエハをシートを介してボンディングステージに吸着固定し、半導体ウエハにボンディング作業を行うボンディング手段と、
搬入側収納装置からボンディングステージに、半導体ウエハを保持した搬送具を、その保護リングを吸着保持し、次いで挟持して移載する搬入手段と、
ボンディングステージから搬出側収納装置に、半導体ウエハを保持した搬送具を、その保護リングを挟持し、次いで吸着保持して移載する搬出手段とを、
備えたことを特徴とするボンディング装置。 - 保護リングおよび半導体ウエハを貼付して保持するシートを備えた搬送具と、
ボンディング前の半導体ウエハを保持した搬送具を収納する搬入側収納装置と、
ボンディング後の半導体ウエハを保持した搬送具を収納する搬出側収納装置と、
搬送具に保持した半導体ウエハをシートを介して吸着固定するボンディングステージと、
ボンディングステージ上の半導体ウエハにボンディング作業を行うボンディング手段と、
搬入側収納装置からボンディングステージに、半導体ウエハを保持した搬送具を、半導体ウエハに接触することなく移載する搬入手段と、
ボンディングステージから搬出側収納装置に、半導体ウエハを保持した搬送具を、半導体ウエハに接触することなく移載する搬出手段とを、
備えたことを特徴とするボンディング装置。
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