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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Flip-Chip-Bondgerät zum Bonden
bzw. Verbinden eines Halbleiterchips, der eine Mehrzahl von Elektroden
von seiner vorderen Oberfläche
vorragend aufweist, auf ein Substrat, das zu implementieren ist.
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Ein
Halbleitenrwafer, der eine Mehrzahl von Halbleiterchips aufweist,
die in individuelle Halbleiterchips durch ein Schneidgerät bzw. eine
Zerteileinrichtung oder dgl. unterteilt sind, und die erhaltenen Halbleiterchips
werden weit verbreitet in elektrischen Anlagen, wie Mobiltelefon
und Personal Computern verwendet.
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Um
elektrische Vorrichtungen leicht und kompakt zu machen, wurde ein
Halbleiterchip, der "Flip-Chip" genannt wird, der
vorragende Bumps bzw. Kontakthöcker
in der Höhe
von 50 bis 100 μm aufweist,
welche auf den Elektroden des Halbleiterchips ausgebildet sind und
direkt an Elektroden gebondet sind bzw. werden, die auf einem "zu implementierenden
Substrat" (der Einfachheit
halber als "Substrat" nachfolgend bezeichnet)
gebildet sind, entwickelt und in praktische Verwendung gebracht. Da
der oben genannte Halbleiterchip, der "Flip-Chip" genannt wird, durch ein Ausbilden einer
Vielzahl von Stifthöckern
(Elektroden) auf der vorderen bzw. Vorderoberfläche des Halbleiterchips und
durch ein Bonden desselben auf ein Substrat über die Stifthöcker (Elektroden)
hergestellt ist, müssen
die vorragenden Höcker
bzw. Kontakthügel
(Elektroden) in der Höhe gleichmäßig gemacht
sein. Die Stifhöcker
bzw. Kontakthöcker
bzw. -hügel
sind durch ein Stifthöcker-Bondgerät unter
Verwendung eines Verfahrens, in welchem ein Ball durch ein Schmelzen
unter Erhitzen gebildet ist, das Spitzenende eines Drahts, wie eines
Golddrahts, durch Erhitzen und Ultraviolettwellen auf die Elektrodenplatte
eines Halbleiterchips preßgebondet
ist und an seiner Basis abgeschnitten wird. Jedoch sie sind die
so ausgebildeten Stifthöcker nicht
gleichmäßig in der
Höhe. Da
der Flip-Chip an ein Substrat durch ein Flip-Chip-Bondgerät gebondet wird,
müssen
die Stifthöcker
(Elektroden) in der Höhe gleichmäßig sein.
Um dies zu realisieren, wird üblicherweise
ein Schleifen verwendet. Jedoch werden, wenn die Stiftkontakthöcker (Elektroden)
geschliffen werden, Grate ausgebildet, wenn die Höcker (Elektroden)
aus einem zähen
Metall, wie Gold oder dgl. gefertigt sind, wodurch ein Problem veranlaßt wird, daß ein Kurzschluß zwischen
benachbarten Kontakt- bzw. Verbindungshöckern (Elektroden) bewirkt
wird.
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Als
eine Technologie zum Ausbilden einer Vielzahl von Stifthöckern (Elektroden),
die an der Vorderoberfläche
eines Halbleiterchips gleichmäßig in der
Höhe ausgebildet
sind, schlägt
eine nicht geprüfte,
veröffentlichte
japanische Patentanmeldung
JP-A
2001-53097 vor, sie in der Höhe durch Pressen einer erhitzten
Platte gegen sie zu vergleichmäßigen.
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Wenn
die Bumps bzw. Höcker
durch Drücken
der erhitzten Platte gegen sie in der Höhe vergleichmäßigt werden,
werden jedoch die Köpfe
der Kontakthöcker
zerdrückt,
wobei ein Problem auftritt, daß ein
Kurzschluß zwischen
benachbarten Höckern bewirkt
wird. Um dieses Problem zu lösen,
ist in der Erfindung, die durch die obige Publikation geoffenbart
ist, ein zusätzlicher
Schritt zum Entfernen der Spitzenendabschnitte der Höcker vorgesehen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Flip-Chip-Bondgerät zur Verfügung zu
stellen, das fähig
ist, leicht eine Vielzahl von Elektroden, die von der Vorderoberfläche eines
Halbleiterchips vorragen, in der Höhe gleichmäßig auszubilden, ohne einen
Kurzschluß zu
bewirken.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann das obige Ziel durch ein Flip-Chip-Bondgerät erreicht werden,
umfassend Substrathaltemittel, die in einer Chipmatrizen-Bondfläche angeordnet
sind, und ein Chipmatrizen-Bondgerät zum Verbinden bzw. Bonden
eines Halbleiterchips, der eine Mehrzahl von Elektroden von seiner
vorderen Oberfläche
vorragend aufweist, auf ein auf den Substrathaltemitteln gehaltenes
Substrat, das zu implementieren ist, wobei
das Flip-Chip-Bondgerät einen
Ansaug- bzw. Einspanntisch zum Halten eines Halbleiterchips, welcher
zu einem Halbleiterchip-Aufnahmebereich, einem Halbleiterchip-Entnahmebereich
und einem Elektrodenschneidbereich bewegbar ist, Schneidmittel,
die ein Schneidwerkzeug zum Schneiden einer Mehrzahl von Elektroden
aufweisen, die von der vorderen Oberfläche des Halbleiterchips vorragen,
der in dem Elektrodenschneidbereich angeordnet ist und auf dem Einspanntisch
gehalten ist, um sie in der Höhe
zu vergleichmäßigen, Halbleiterchip-Aufnahmemittel
zum Führen
bzw. Tragen eines Halbleiterchips vor einem Bearbeiten auf dem Einspanntisch, der
in dem Halbleiterchip-Aufnahmebereich angeordnet ist, und Halbleiterchip-Fördermittel
zum Fördern bzw.
Tragen eines Halbleiterchips nach einem Bearbeiten, welcher auf
dem Einspanntisch gehalten ist, der in dem Halbleiterchip-Ausgabebereich
angeordnet ist, zu dem Chipmatrizen-Bondgerät umfaßt.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Flip-Chip-Bondgerät
weiters Bearbeitungsfluid-Zufuhrmittel
zum Zuführen
eines Be- bzw. Verarbeitungsfluids zu dem Halbleiterchip, der auf
dem Einspanntisch in dem Elektrodenschneidbereich gehalten ist,
und die Bearbeitungsfluid-Zufuhrmittel führen ionisierte Luft zu.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische
Ansicht eines Flip-Chip-Bondgeräts,
das gemäß einer
Ausbildung der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;
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2 ist eine perspektivische
Ansicht des wesentlichen Abschnitts des Flip-Chip-Bondgeräts, das in 1 gezeigt ist;
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3 ist eine perspektivische
Ansicht eines Beispiels eines Schneidwerkzeugs bestehend aus einem
Schneidmitteln, die in dem Flip-Chip-Bondgerät vorgesehen sind, das in 1 gezeigt ist;
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4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht
des wesentlichen Abschnitts des Schneidwerkzeugs, das in 3 gezeigt ist, wenn es von
der Bodenseite gesehen wird;
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5 ist eine vergrößerte, perspektivische Ansicht
des wesentlichen Abschnitts eines weiteren Beispiels des Schneidwerkzeugs;
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6 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht
des wesentlichen Abschnitts von noch einem weiteren Beispiel des
Schneidwerkzeugs;
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7 ist eine perspektivische
Ansicht eines weiteren Beispiels des Schneidewerkzeugs, das an den
Schneidmitteln festgelegt ist;
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8 ist eine perspektivische
Ansicht eines Halbleiterwafers, der Stifthöcker bzw. Kontakthügel an der
Vorderoberfläche
ausgebildet aufweist;
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9(a), 9(b) und 9(c) sind
Diagramm zum Erläutern
der Ausbildung von Stifthöckern
an der Vorderoberfläche
eines Halbleiterchips;
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10 ist ein Diagramm, das
die Beziehung zwischen einem Halbleiterchip, der auf einem Einspanntisch
gehalten ist, und dem Schneidwerkzeug zeigt; und
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11 ist ein Diagramm, das
einen Zustand von Höckern
(Elektroden) zeigt, die auf dem Halbleiterchip ausgebildet sind,
der geschnitten wird bzw. ist.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausbildungen
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Ein
Flip-Chip-Bondgerät
gemäß den bevorzugten
Ausbildungen der vorliegenden Erfindung wird im Detail nachfolgend
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine perspektivische
Ansicht eines Flip-Chip-Bondgeräts,
das gemäß der vorliegenden Erfindung
konstruiert bzw. aufgebaut ist.
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Das
Flip-Chip-Bondgerät
in der illustrierten Ausbildung hat ein rechteckiges, parallelepipedisches
Gehäuse,
das als Gesamtes mit 2 bezeichnet ist. Ein Chip-Matrizen-Bondbereich 21 ist
in dem unteren linken Eck des Gehäuses 2 in der Zeichnung ausgebildet.
In diesem Chip-Matrizen-Bondbereich 21 ist ein Substrathaltemittel 3 angeordnet.
Dieses Substrathaltemittel 3 besteht aus einem Einspann- bzw.
Ansaugtisch 31, der aus geeignetem porösem Material, wie porösen Keramiken,
und einem Saugmittel (nicht gezeigt) ausgebildet ist, um einen negativen
Druck bzw. Unterdruck auf den Ansaugtisch 31 aufzubringen.
In dem Chip-Matrizen-Bondbereich 21 ist
ein Chip-Matrizen-Bondgerät 4 zum
Bonden eines Halbleiterchips, der später beschrieben werden wird, an
ein Substrat, welches auf dem Ansaugtisch 31 gehalten ist
und später
im Detail beschrieben werden wird, in stalliert. Das Chip-Matrizen-Bondgerät 4 umfaßt einen
Bondkopf 41 und Bondkopf-Bewegungsmittel 42, um den
Bondkopf 41 in der X-, Y- und Z-Richtung zu bewegen. Der
Bondkopf 41 hat einen Kragen 411 zum Saughalten des Halbleiterchips, welcher
später
beschrieben werden wird.
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Ein
Kassettenanordnungsabschnitt 22 und ein temporärer Substratspeicherabschnitt 23 sind
in der unteren linken Ecke des obigen Chip-Bondbereichs 21 des Gehäuses 2 in
der Zeichnung angeordnet.
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Ein
Kassettenanordnungstisch 51, der auf Anhebemitteln (nicht
gezeigt) abgestützt
bzw. unterstützt
ist, ist an dem Kassettenanordnungsabschnitt 22 angeordnet
und eine Kassette 53, die ein Substrat 52 speichert,
ist auf diesem Kassettenanordnungstisch 51 angeordnet.
Ein temporäres
Substratspeichermittel 54 ist an dem obigen temporären Substratspeicherabschnitt 23 angeordnet.
Dieses temporäre Substratspeichermittel 54 besteht
aus einem Gurt- bzw. Bandmechanismus, welcher aus einer Antriebswalze
besteht, die in einer normalen Richtung oder einer umgekehrten Richtung
durch einen Elektromotor angetrieben ist, welcher nicht gezeigt
ist, einer angetriebenen Walze, die unter einem vorbestimmten Abstand
von der Antriebswalze angeordnet ist, und einem Endlosband, das
um die Antriebswalze und die angetriebene Walze geführt ist.
Ein Substratentnahmemittel 55 ist an der Seite gegenüberliegend
zudem temporären
Substratspeicherabschnitt 23 über den Kassettenanordnungsabschnitt 22 installiert. Diese
Substratentnahmemittel 55 können sich in der X-Richtung
in der Zeichnung bewegen und führen bzw.
tragen ein Substrat 52, das in der Kassette 53 gespeichert
ist, die auf dem Kassettenanordnungstisch 51 angeordnet
ist, zu den temporären
Substratspeichermitteln 54. Das dargestellte bzw. illustrierte Flip-Chip-Bondgerät umfaßt Substratfördermittel 56 zum
Fördern
des Substrats 52, das auf dem temporären Substratspeichermittel 54 auf
der Oberseite des Ansaugtischs 31 der obigen Substrathaltemittel 3 gehalten
ist. Die Substratfördermittel 56 umfassen ein
Saughaltewerkzeug 561 zum Halten des Substrats 52 durch
Ansaugen und ein Saughaltewerkzeug-Bewegungsmittel 562,
um das Saughaltewerkzeug 561 in der Y- und Z-Richtung zu bewegen.
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Ein
Halbleiterchip-Aufnahmebereich 24, ein Halbleiterchip-Entnahmebereich 25 und
ein Elektrodenschneidbereich 26 sind in dem zentralen Abschnitt
in der X- Richtung
des Gehäuses 2 vorgesehen.
Eine Einspann- bzw. Ansaugtischeinheit 6 ist zwischen dem
Halbleiterchip-Entnahmebereich 25 und dem Elektrodenschneidbereich 26 installiert.
Die Ansaugtischeinheit 6 hat einen Ansaugtisch 61,
der aus einem geeigneten porösen
Material, wie porösen Keramiken,
gefertigt ist, Saugmittel (nicht gezeigt) zum Aufbringen eines negativen
Drucks auf den Ansaugtisch 61 und einen Ansaugtisch-Bewegungsmechanismus
(nicht gezeigt), um den Ansaugtisch 61 in der X-Richtung
zu bewegen, um ihn in dem Halbleiterchip-Aufnahmebereich 24,
dem Halbleiterchip-Entnahme- bzw. -Ausgabebereich 25 und
dem Elektrodenschneidbereich 26 zu positionieren. Die Ansaugtischeinheit 6 hat
einen Rotationsantriebsmechanismus, um den Ansaugtisch 61 zu
rotieren.
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In
dem Elektrodenscheidbereich 26 des Gehäuses 2 sind Schneidmittel 7 installiert.
Diese Schneidmittel 7 sind auf einer aufgerichteten Wand 27 festgelegt,
die in dem Gehäuse 2 vorgesehen
ist. D.h. ein Paar von Führungsschienen 271 und 271, die
sich in der vertikalen Richtung erstrecken, ist an der Vorderseite
der aufgerichteten Wand 22 installiert, und die Schneidmittel 7 sind
auf dem Paar von Führungsschienen 271 und 271 in
einer derartigen Weise festgelegt bzw. montiert, daß es sich
in der vertikalen Richtung bewegen kann. Die Schneidmittel 7 werden
nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Die Schneidmittel 7 haben eine bewegbare Basis 71 und
eine Spindeleinheit 72, die auf der bewegbaren Basis 71 festgelegt
ist. Die bewegbare Basis 71 ist mit einem Paar von Schenkeln 711 und 711 versehen,
die sich in der vertikalen Richtung auf beiden Seiten der Rückseite
erstrecken, und zu führende
Nuten bzw. Rillen 712 und 712, um in gleitenden
Eingriff mit dem Paar von Führungsschienen 271 und 271 zu
gelangen, sind in dem Paar von Schenkeln 711 und 711 ausgebildet.
Ein Abstütz- bzw.
Supportabschnitt 713, der sich nach vorne erstreckt, ist
auf der Vorderseite der bewegbaren Basis 71 installiert,
die gleitend auf dem Paar von Führungsschienen 271 und 271 festgelegt
bzw. montiert ist, die auf der aufgerichteten Wand 22 vorgesehen sind.
Die Spindeleinheit 72 ist an den Supportabschnitt 713 angelenkt.
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Die
Spindeleinheit 72 umfaßt
ein Spindelgehäuse 721,
das in den Supportabschnitt 713 eingepaßt ist, eine rotierende bzw.
drehbare Spindel 722, die drehbar in dem Spindelgehäuse 721 angeordnet ist,
und einen Servomotor 723 als eine Antriebsquelle für ein drehendes
Antreiben der Drehspindel 722. Der untere Endabschnitt
der drehbaren bzw. drehenden Spindel 722 ragt nach unten über das
untere Ende des Spindelgehäuses 721 vor,
und ein scheibenartiges Werkzeugfestlegungsglied 724 ist
an dem unteren Endabschnitt vorgesehen. Eine Vielzahl von Schrauben-
bzw. Bolzeneinsetzlöchern
(nicht gezeigt) ist in dem Werkzeugfestlegungsglied 724 an vorbestimmten
Intervallen bzw. Abständen
in der Umfangsrichtung vorgesehen. Ein Schneidwerkzeug 73 ist
an der unteren Oberfläche
des Werkzeugsfestlegungsglieds 724 festgelegt.
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Ein
Beispiel des Schneidwerkzeugs 73 wird unter Bezugnahme
auf 3 und 4 beschrieben.
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Das
in 3 und 4 gezeigte Schneidwerkzeug 73 umfaßt eine
ringartige Basis 731 und eine Schneidklinge 732,
die an wenigstens eine Position von einer Oberflächenseite der Basis 731 angelenkt
ist. Die Basis 731 ist aus einer Aluminiumlegierung oder
dgl. gefertigt und eine Vielzahl von Blind- bzw. Sack-Schraubenlöchern 731a,
die sich von einer Oberflächenseite
zu der anderen Oberflächenseite
erstrecken, ist in der Basis 731 ausgebildet. Die Schneidklinge 732 ist
aufgerichtet bzw. aufragend von der Basis 731 installiert,
weist ein spitzwinkeliges Ende auf und ist beispielsweise aus einem Diamantschneidwerkzeug
ausgebildet. Das so ausgebildete Schneidwerkzeug 73 ist
auf dem Werkzeugfestlegungsglied 724 durch Positionieren
desselben an der unteren Oberfläche
des Werkzeugfestlegungsglieds 724, das an dem unteren Endabschnitt der
drehbaren Spindel 722 festgelegt ist, in einer solchen
Weise, daß eine
Seite, die die Schneidklinge 732 des Schneidwerkzeugs 73 aufweist,
nach unten schaut bzw. gerichtet ist und durch Einschrauben von Festlegungsbolzen
bzw. -schrauben 725 in die Blind-Schraubenlöcher 731a,
die in der Basis 731 ausgebildet sind, über Durchtritts- bzw. Durchgangslöcher montiert,
die in dem Werkzeugfestlegungsglied 724 ausgebildet sind.
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Andere
Beispiele des Schneidwerkzeugs werden unter Bezugnahme auf 5 bis 7 beschrieben.
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Ein
Schneidwerkzeug 74, das in 5 gezeigt
ist, ist durch Ausbilden von wenigstens einer Vertiefung 741a auf
einer Seite einer ringartigen Basis 741 und durch Festlegen
bzw. Montieren einer Schneidklinge 742, wie beispielsweise
eines rechtwinkeligen Superstahl-Schneidwerkzeugs oder Diamantschneidwerkzeugs
mit einer Dicke von mehreren Millimetern, in der Nachbarschaft der
Vertiefung 741a ausgebildet bzw. konstruiert.
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Ein
Schneidwerkzeug 75, das in 6 gezeigt
ist, ist derart ausgebildet, daß eine
ringförmige Basis 751 aus
Werkzeugstahl, wie Superstahllegierung, gefertigt ist und wenigstens
eine Schneidklinge 752 (mehrere in dem Beispiel, das in 6 gezeigt ist), die in der
Rotationsrichtung spitzwinkelig sind, an wenigstens einer Position
von einer Seite der Basis 751 ausgebildet ist. Ein Diamantchip
bzw. -stück kann
an der Oberfläche
der Schneidklinge 752 vorgesehen sein.
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Ein
Schneidwerkzeug 76, das in 7 gezeigt
ist, hat eine Schneidklinge 762, die aus Diamant gefertigt
ist, an dem Ende ihres Werkzeugskörpers 761, welcher
wie eine Stange gefertigt ist und aus Werkzeugstahl, wie Superstahllegierung,
gefertigt bzw. hergestellt ist. Wenn das Schneidwerkzeug 76, das
in 7 gezeigt ist, verwendet
wird, wird das Werkzeugfestlegungsglied 77 direkt an der
bewegbaren Basis 71 festgelegt, die die Schneidmittel 7 ausbildet,
und der Werkzeugkörper 761 ist
an dem Werkzeugfestlegungsglied 77 festgelegt.
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Zurückkommend
auf 2 weist das Flip-Chip-Bondgerät in der
illustrierten Ausbildung einen Schneidmittel-Zufuhrmechanismus 8 zum
Bewegen der obigen Schneidmittel 7 entlang des Paars von
Führungsschienen 271 und 271 in
der vertikalen Richtung (Richtung senkrecht zu der Anordnungsoberfläche auf
dem Ansaugtisch 61) auf. Dieser Schneidmittel-Zufuhrmechanismus 8 hat
eine aufzunehmende Schraubenstange 81, die an der Vorderseite
der aufgerichteten Wand 22 angeordnet ist und sich im wesentlichen
vertikal erstreckt. Der obere Endabschnitt und der untere Endabschnitt
dieser aufzunehmenden Schraubenstange 81 sind drehbar durch Lagermittel 82 und 83 unterstützt, die
auf der aufgerichteten Wand 22 festgelegt sind. Ein Schritt-
bzw. Pulsmotor 84 als eine Antriebsquelle für ein drehbares
Antreiben der aufzunehmenden Schraubenstange bzw. Gewindestange 81 ist
an dem oberen Lagerglied 82 festgelegt und die Abtriebswelle
dieses Pulsmotors ist mit der aufzunehmenden Gewindestange 81 gekoppelt.
Ein Koppelabschnitt (nicht gezeigt), der nach rückwärts von dem zentralen Abschnitt
in der Breitenrichtung der Rückseite
der bewegbaren Basis 71 vorragt, ist auf der Rückseite
davon ausgebildet, ein Gewindeschraubenloch, das sich in der vertikalen
Richtung erstreckt, ist in dem Kopplungsabschnitt ausgebildet, und
die obige aufzunehmende Schrauben- bzw. Gewindestange 81 ist
in das Gewindeschraubenloch eingeschraubt. Wenn sich der Pulsmotor 84 in
einer normalen Richtung dreht, wird daher die bewegbare Basis 71,
d.h. das Schneidmittel 7 abgesenkt, d.h. vorgetrieben,
während,
wenn sich der Pulsmotor 84 in einer umgekehrten bzw. Umkehrrichtung
dreht, die bewegbare Basis 71, d.h. das Schneidmittel 7,
nach oben bewegt, d.h. zurückgezogen
wird.
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Das
Flip-Chip-Bondgerät
in der dargestellten bzw. illustrierten Ausbildung umfaßt eine
Düse 9,
die Bearbeitungsfluid-Zufuhrmittel zum Zuführen eines Arbeitsfluids zu
einem Halbleiterchip, der auf dem Ansaugtisch 61 in dem
Elektrodenschneidbereich 26 gehalten ist, in der Seitenrichtung
des Elektrodenschneidbereichs 26 des Gehäuses 2 ist.
Das Bearbeitungsfluid kann Luft, Schneidwasser, Dunst bzw. Nebel
oder ionisierte Luft sein. Ionisierte Luft ist bevorzugt, um statische
Elektrizität
zu entfernen. Daher ist die Düse 9 in
der illustrierten Ausbildung mit einem Zufuhrmittel für ionisierte
Luft verbunden, welches nicht gezeigt ist.
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Zurückkommend
auf 1 weist das Flip-Chip-Bondgerät in der
dargestellten Ausbildung ein Halbleiterchip-Aufnahmemittel 11 auf,
das über dem
Halbleiterchip-Aufnahmebereich 24 angeordnet ist.
Dieses Halbleiterchip-Aufnahmemittel 11 hat eine Hülse 111 und
ein Bewegungsmittel 112 zum Bewegen der Hülse 111 in
der X- und Z-Richtung.
Das so ausgebildete Halbleiterchip-Aufnahmemittel 11 trägt einen
Halbleiterchip vor einem Be- bzw. Verarbeiten, welches später beschrieben
werden wird, zu der Oberseite des Einspanntisches 61 durch
Absorbieren bzw. Ansaugen desselben mit der Hülse 111. Weiters weist
das Flip-Chip-Bondgerät
in der illustrierten Ausbildung ein Halbleiterchip-Fördermittel 12 auf,
das zwischen dem Halbleiterchip-Entnahmebereich 25 und
dem obigen Chipmatrizen-Bondbereich 21 angeordnet ist.
Dieses Halbleiterchip-Fördermittel 12 hat
eine Hülse 121 und
einen Schwenk- bzw. Dreharm 122, der die Hülse 121 an
einem Ende davon aufweist, und der Basisabschnitt des Dreharms 122 ist
an einem Supportglied 123 durch eine Supportwelle 124 in
einer derartigen Weise unterstützt, daß es sich
unter einem Winkel von bis zu 180° drehen
kann. Das Halbleiterchip-Fördermittel 12 hat
Antriebsmittel (nicht gezeigt) zum Drehen bzw. Schwenken des Dreharms 122 auf der
Supportwelle 124 unter einem Winkel von bis zu 180°. Das so
ausgebildete Halbleiterchip-Fördermittel 12 hält den Halbleiterchip
durch Saugen und dreht ihn um, nachdem er auf dem Einspanntisch 61 gehalten
bearbeitet wurde, der in dem Halbleiterchip-Entnahmebereich 25 mittels
der Hülse 121 positioniert
ist, und führt
ihn zu einer Halbleiterchip-Empfangsposition in dem Arbeitsbereich
des obigen Chipmatrizen-Bondgeräts 4.
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Unter
Bezugnahme auf 1 sind
ein erstes Schalen- bzw. Tablettanordnungsmittel 13 und
ein zweites Tablettanordnungsmittel 14 an dem unteren rechten
Endabschnitt des Gehäuses 2 in
der Zeichnung installiert. Ein Tablett bzw. ein Magazin 15,
das einen Halbleiterchip 10 vor einem Bearbeiten speichert,
ist an dem ersten Tablett- bzw. Magazinanordnungsmittel 13 angeordnet,
während
ein leeres Magazin 15, von welchem der Halbleiterchip vor
einem Be- bzw. Verarbeiten entnommen wurde, an dem zweiten Tablett-
bzw. Magazinanordnungsmittel 14 angeordnet ist. Der Halbleiterchip 10,
der vor der Verarbeitung in dem Magazin 15 gespeichert
ist, wird unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben. Der Halbleiterchip 10 vor
einem Verarbeiten hat eine Vielzahl (acht in der illustrierten Ausbildung)
von Stifthöckern
bzw. Kontakthügeln
(Elektroden) 100, die von seiner Vorderoberfläche vorragen,
wie dies in 8 gezeigt
ist. Die Stifthöcker
(Elektroden) 100 sind beispielsweise durch ein Stifthöcker-Ausbildungsverfahren
ausgebildet. D.h., wie dies in 9(a) gezeigt
ist, wird das Spitzenende eines Golddrahts 102, das in
eine Kapillare 101 eingesetzt ist, unter Entladungserhitzen
mit einer elektrischen Fackel geschmolzen, um eine Kugel 103 auszubilden,
und diese Kugel 103 wird durch Hitze und Ultraschallwellen
auf eine Elektrodenplatte 110 preßgebondet, die aus Aluminium
gefertigt bzw. hergestellt ist, die auf dem Halbleiterchip 10 ausgebildet
ist, wie dies in 9(b) gezeigt
ist, und wird an seiner Basis abgeschnitten. Eine Mehrzahl von Stifthöckern (Elektroden) 100,
die so ausgebildet sind, haben nadelförmige Whisker 104 und
sind in der Höhe
nicht gleichmäßig bzw.
einheitlich, wie dies in 9(c) gezeigt
ist.
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Rückkehrend
zu 1 sind in dem Flip-Chip-Bondgerät in der
illustrierten Ausbildung ein erster Magazinfestlegungsabschnitt 28 und
ein zweiter Magazinfestlegungsabschnitt 29 an der oberen
rechten Seite der Zeichnung der ersten Magazinanordnungsmittel 13 und
der zweiten Magazin- bzw.
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Tablettanordnungsmittel 14 des
Gehäuses 2 angeordnet
und eine erste Magazinhaltebasis 16 und eine zweite Magazinhaltebasis 17 sind
auf dem ersten Magazineinstell- bzw. -festlegungsabschnitt 28 bzw.
dem zweiten Magazinfestlegungsabschnitt 29 angeordnet.
Die erste Magazinhaltebasis 16 und die zweite Magazinhaltebasis 17 werden
in der Y-Richtung zwischen dem ersten Magazinanordnungsmittel 13 und
dem Magazinanordnungsmittel 14 bewegt und durch einen Bewegungsmechanismus
(nicht gezeigt) unterstützt
bzw. getragen, welcher sich in der vertikalen Richtung bewegen kann,
wie dies durch den Pfeil Z gezeigt ist. Das dargestellte Flip-Chip-Bondgerät hat ein
Magazinfördermittel 18 zum
Tragen des Magazins 16, das auf der ersten Magazinhaltebasis 16 angeordnet,
die an dem ersten Magazinfestlegeabschnitt 28 positioniert
ist, zu der Oberseite der zweiten Magazinhaltebasis 17,
die auf dem zweiten Magazinfestlegungsabschnitt 29 positioniert
ist.
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Das
Flip-Chip-Bondgerät
in der illustrierten Ausbildung ist wie oben ausgebildet bzw. konstruiert und
seine Arbeitsweise wird nachfolgend beschrieben.
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Eine
Mehrzahl von Tabletts bzw. Magazinen 15, die eine vorbestimmte
Anzahl von Halbleiterchips 10 als Werkstücke vor
einer Verarbeitung speichern, sind auf dem ersten Magazinanordnungsmittel 13 angeordnet.
Um das Magazin 15, das auf dem ersten Magazinanordnungsmittel 13 angeordnet
ist, zu der Oberseite der ersten Magazinhaltebasis 16 zu
bewegen, wird die erste Magazinhaltebasis 16, die auf dem
ersten Magazinfestlegungsabschnitt 28 angeordnet bzw. positioniert
ist, nach unten durch einen Bewegungsmechanismus (nicht gezeigt)
bewegt und unter dem ersten Magazinanordnungsmittel 13 angeordnet.
Die erste Magazinhaltemittelbasis 16 wird nach oben bewegt
und das unterste Magazin 15, das auf dem ersten Magazinanordnungsmittel 13 angeordnet
ist, wird auf der ersten Magazinhaltebasis 16 angeordnet.
Ein Haltemittel zum Halten des am untersten positionierten Magazins 15 ist
an dem unteren Ende des ersten Magazinanordnungsmittels 13 vorgesehen,
und wenn sich die erste Magazinhaltebasis 16 nach oben
bewegt und in Kontakt mit den Haltemitteln gelangt, wird das Halten
des am untersten positionierten Magazins 15 gelöst, so daß das unterste
Magazin 15 auf der ersten Magazinhaltebasis 16 angeordnet
wird. Nachdem das am untersten positionierte Magazin 15,
das auf dem ersten Magazinanordnungsmittel 13 plaziert
ist, so auf der ersten Magazinhaltebasis 16 angeordnet
wurde, wird die erste Magazinhaltebasis 16 in ihrer Position
zu dem ersten Magazinfestlegungsabschnitt 28 durch Bewegen
des Mechanismus gebracht, der nicht gezeigt ist. Das Magazin 15,
das eine vorbestimmte Anzahl von Halbleiterchips 10 vor
einem Verarbeiten speichert, welches auf dem ersten Magazinfestlegungsabschnitt 28 positioniert
wurde, wird auf die zweite Magazinhaltebasis 17, die auf
dem zweiten Magazinfestlegungsabschnitt 29 positioniert
ist, durch die Magazinfördermittel 18 tragen.
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Als
nächstes
werden die Halbleiterchip-Aufnahmemittel 11 betätigt, um
es der Hülse 111 zu
ermöglichen,
einen der Halbleiterchips 110 durch Saugen als ein Werkstück vor einem
Verarbeiten zu halten, der in dem Magazin 15 gespeichert
ist, das auf die zweite Magazinhaltebasis 17 getragen ist,
die auf dem zweiten Magazinfestlegungsabschnitt 29 positioniert
ist, und trägt
ihn zu der Oberseite des Ansaugtischs 61 der Ansaugtischeinheit 6,
die in dem Halbleiterchip-Aufnahmebereich 24 positioniert
ist. Nachdem der Halbleiterchip 10 vor einem Verarbeiten
so auf den Ansaugtisch 61 gefördert bzw. getragen wurde,
wird der Halbleiterchip 10, der auf dem Ansaugtisch 61 angeordnet
ist, auf den Ansaugtisch 61 durch ein Saugmittel, das nicht
gezeigt ist, durch Saugen gehalten.
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Nachdem
der Halbleiterchip 10 auf dem Ansaugtisch 61 durch
Saugen gehalten wird, wird der Ansaugtisch 61 zu dem Elektrodenschneidbereich 26 geführt und
zu einer Position gebracht, wo er dem Schneidwerkzeug 73 des
Schneidmittels 7 gegenüberliegt.
Ein Schneiden wird mit dem Schneidmittel 7 durchgeführt, um
die Mehrzahl von Stifthöckern (Elektroden) 100 in
der Höhe
gleichmäßig zu machen,
die an der Vorderoberfläche
des Halbleiterchips 10 ausgebildet sind. Die Schneidwerkzeuge 73,
die in 2 und 3 gezeigt sind, werden als das
Schneidwerkzeug verwendet.
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Wenn
der Einspann- bzw. der Ansaugtisch 61 in dem Elektrodenschneidbereich 26 angeordnet ist,
ist bzw. wird das Schneidmittel 7 abgesenkt, während der
Einspanntisch 61 und die drehbare Spindel 722 der
Schneidmittel 7 zum Drehen veranlaßt werden. Als ein Ergebnis
wird die Schneidklinge 732 des Schneidwerkzeugs 73,
welche gemeinsam mit der Umdrehung der drehenden bzw. Drehspindel 722 gedreht
wird, in Kontakt mit der Mehrzahl von Stifthöckern (Elektroden) 100 gebracht,
die an der vorderen bzw. Vorderoberfläche des Halb leiterchips 10 ausgebildet
sind, um die oberen Endabschnitte der Stifthöcker (Elektroden) 120 stufenweise
bzw. zunehmend wegzuschneiden.
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Die
Beziehung zwischen dem Halbleiterchip 10, der auf dem Einspanntisch 61 gehalten
ist, und des Schneidwerkzeugs 73 wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
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Der
Halbleiterchip 10 ist an einer Position angeordnet, wo
die Schneidklinge 732 des Schneidwerkzeugs 73 den
zentralen Abschnitt des Halbleiterchips 10 passiert. Der
Ansaugtisch 61, d.h. der Halbleiterchip 10, wird
in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, mit einer Umdrehung
von 10 Umdrehungen/min oder weniger gedreht wird und gleichzeitig
das Schneidwerkzeug 73 veranlaßt wird, in der durch den Pfeil
angezeigten Richtung mit einer Umdrehung von 3000 Umdrehungen/min
oder mehr zu rotieren. Es werden nämlich der Halbleiterchip 10 und
das Schneidwerkzeug 73 in derselben Richtung gedreht. Indem
es dem Halbleiterchip 10 und dem Schneidwerkzeug 73 ermöglicht wird,
wie oben beschrieben zu rotieren, wird die Vielzahl von Stifthöckern (Elektroden) 100,
die an der vorderen Oberfläche
des Halbleiterchips 10 ausgebildet sind, durch Schneiden
an ihrem Endabschnitt weggeschnitten, wie dies in 11 gezeigt ist, um sie in der Höhe gleichmäßig zu machen.
Daher ist bzw. wird die Vielzahl von Stifthöckern (Elektroden) 100 leicht
in der Höhe
gleichmäßig gemacht,
ohne einen Kurzschluß zu
verursachen.
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Wenn
das Schneidwerkzeug 76, das in 7 gezeigt ist, als das Schneidwerkzeug
verwendet wird, wird, wenn das Schneidwerkzeug 76 festgelegt
ist, der Schneidtisch 61 um einen Abstand entsprechend
der Länge
des Halbleiterchips 10 in der X-Richtung bewegt, während er
zum Rotieren veranlaßt
wird.
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Zur
Zeit der obigen Verarbeitung wird ionisierte Luft zu dem Halbleiterchip 10,
der bearbeitet wird, von der Düse 9 ausgebracht
bzw. ausgestoßen, die
in der Seitenrichtung des Elektrodenschneidbereichs 26 installiert
ist. Indem ionisierte Luft zu dem Halbleiterchip 10, der
bearbeitet wird, ausgetragen wird, kann statische Elektrizität, die zum
Zeitpunkt der Verarbeitung gebildet wird, entfernt werden und weiters
wird ein Kühleffekt
erhalten.
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Nachdem
die Vielzahl von Bumps bzw. Höckern
(Elektroden) 100, die an der Vorderoberseite des Halbleiterchips 10 ausgebildet
sind, geschnitten ist, werden die Schneidmittel 7 nach
oben bewegt und die Umdrehung der drehenden Spindel 722 und die
Umdrehung des Ansaugtischs 61 werden ausgesetzt. Danach
wird der Ansaugtisch 61 in dem Halbleiterchip-Entnahme-
bzw. -Austragsbereich 25 positioniert und das Saughalten
des geschnittenen Halbleiterchips 10 auf dem Ansaugtisch 61 wird
gelöst bzw.
aufgehoben. Der Halbleiterchip 10, dessen Saughalten gelöst wurde,
wird zu der Halbleiterchip-Empfangsposition in dem Arbeitsbereich
des Chipmatrizen-Bondgeräts 4 durch
die Halbleiterchip-Fördermittel 12 getragen.
Bei dieser Gelegenheit wird der Halbleiterchip 10, dessen
vordere Oberfläche
durch die Hülse 121 der
Halbleiterchip-Fördermittel 12 gehalten
ist, durch den Dreharm 122 umgekehrt, der die Hülse 121 aufweist,
welche auf der Supportwelle 124 um 180° gedreht wird, so daß die rückwärtige Oberfläche nach
oben schaut.
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Eines
der Substrate 52, die in der Kassette 53 gespeichert
sind, die auf dem Kassettenanordnungstisch 51 angeordnet
ist, wird auf den Ansaugtisch 31 der Substrathaltemittel 3 während des
obigen Verfahrens getragen. D.h. die Substratentnahmemittel 55 werden
zu dem Kassettenanordnungstisch 51 bewegt, um das Substrat 52,
das an einer vorbestimmten Position der Kassette 53 gespeichert ist,
herauszuzwingen bzw. zu beaufschlagen und es zu der Oberseite der
temporären
Substratspeichermittel 54 zu tragen. Die temporären Substratspeichermittel 54,
welche ein Gurt- bzw. Bandmechanismus sind, bewegen das Substrat 52 zu
einer vorbestimmten Position. Dann werden die Substratfördermittel 56 aktiviert,
um das Substrat 52 auf die temporären Substratspeichermittel 54 zu
der Oberseite des Einspanntisches 31 der Substrathaltemittel 3 zu
tragen. Das Substrat 52, das zu der Oberseite des Ansaugtisches 31 getragen
wird, wird durch Saugen gehalten.
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Nachdem
der Halbleiterchip 10, dessen Bumps bzw. Höcker (Elektroden) 100,
die an der Vorderoberfläche
ausgebildet sind, geschnitten wurden, zu der Halbleiterchip-Empfangsposition
in dem Arbeitsbereich des Chipmatrizen-Bondgeräts 4 durch die Halbleiterchip-Fördermittel 12,
wie oben beschrieben, getragen wurde, wird das Chipmatrizen-Bondgerät 4 aktiviert,
so daß die
Hülse 411 die rückwärtige Oberfläche des
Halbleiterchips 10 durch Ansaugen hält. Die Bond kopfbewegungsmittel 42 werden
aktiviert, um den Halbleiterchip 10, der durch den Ring
bzw. die Hülse 411 an
einer vorbestimmten Position des Substrats 52 durch Saugen
gehalten ist, das an dem Ansaugtisch 31 gehalten ist, um
den Halbleiterchip 10 auf das Substrat 52 zu pressen
und zu bonden. In diesem Bonden kann, da die Vielzahl von Höckern (Elektroden) 100,
die an der vorderen Oberfläche
des Halbleiterchips 10 ausgebildet sind, geschnitten wurde
und in der Höhe
gleichmäßig gemacht
wurde, der Halbleiterchip 10 ohne Versagen bzw. Fehler
gebondet werden. Da die Vielzahl von Bumps bzw. Kontakthügeln (Elektroden) 100 geschnitten
ist und ihre bondenden Oberflächen
aktiviert sind, kann der Halbleiterchip 10 ohne Versagen einfach
durch Pressen desselben gegen die vorbestimmte Position des Substrats 52 gebondet
werden.
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Nachdem
die obige Arbeitsweise wiederholt wird, um eine vorbestimmte Anzahl
von Halbleiterchips 10 an das Substrat zu bonden, wird
das Saughalten des Substrats 52 an dem Ansaugtisch 31 gelöst bzw.
aufgehoben. Die Substratfördermittel 56 werden
aktiviert, um das Substrat 52 auf den Ansaugtisch 31 zu
der Oberseite der temporären
Substratspeichermittel 54 zu tragen. Die temporären Substratspeichermittel 54 werden
aktiviert, um das Substrat 52 zu dem Kassettenanordnungstisch 51 zu
bewegen, um das Substrat 52 in die Kassette 53 an
einer vorbestimmten Position einzusetzen. An diesem Punkt werden
die Substratentnahmemittel 55 aktiviert, um das Substrat 52,
das in die Kassette 53 eingesetzt ist, an der vorbestimmten
Position zu halten und es an der vorbestimmten Speicherposition
der Kassette 53 zu positionieren.
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Das
Flip-Chip-Bondgerät,
das gemäß der vorliegenden
Erfindung konstituiert bzw. ausgebildet ist, umfaßt einen
Ansaug- bzw. Einspanntisch zum Halten eines Halbleiterchips, welcher
zu einem Halbleiterchip-Aufnahmebereich, einem Halbleiterchip-Entnahmebereich
und einem elektronischen Schneidbereich bewegt werden kann, Schneidmittel, die
ein Schneidwerkzeug zum Schneiden einer Vielzahl von Elektroden
aufweisen, die von der Vorderoberfläche des Halbleiterchips vorragen,
der auf dem Ansaugtisch gehalten ist und in dem Elektrodenschneidbereich
angeordnet ist, um sie in der Höhe
zu vergleichmäßigen, Halbleiterchip-Aufnahmemittel zum
Tragen des Halbleiterchips vor einem Bearbeiten zu dem Ansaugtisch,
der in dem Halbleiterchip-Aufnahmebereich positioniert ist, und Halbleiterchip-Fördermittel
zum Tragen des Halbleiterchips nach einem Bearbeiten auf dem Ansaugtisch,
der in dem Halbleiterchip-Austragsbereich positioniert ist, zu dem
Chipmatrizen-Bondgerät.
Da die Endabschnitte der Elektroden, die von der Vorderoberfläche des
Halbleiterchips vorragen, weggeschnitten sind, können die Elektroden leicht
in der Höhe
vergleichmäßigt bzw.
einheitlich gemacht werden, ohne einen Kurzschluß zu bewirken. Folglich kann
die Vielzahl von Höcker-
bzw. Bump-Elektroden,
die an der Vorderoberfläche
des Halbleiterchips ausgebildet sind, an das Substrat ohne Versagen
gebondet werden.