JP2001332576A - バンプ強度改善装置及び方法、並びにバンプ形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体部品の電極上に形成されたバンプと上
記電極との接合強度を低下させることなく、上記半導体
部品の品質を従来に比べて向上可能な、バンプ強度改善
装置及び方法、並びにバンプ形成装置を提供する。 【解決手段】 バンプ形成後、制御装置１１７の加熱制
御によってボンディングステージ１１６にてバンプ形成
済半導体部品を接合強度改善条件にて加熱する。該加熱
により上記バンプ形成済半導体部品の電極１とバンプ２
との材料の拡散が行なわれ、電極とバンプとの接合強度
は向上する。よって、上記半導体部品上の全バンプの上
記接合強度をほぼ均一化し、バンプ形成済みの半導体ウ
エハの品質を従来に比べて向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハや、半導体チップの電極上にバンプを形成したバンプ
形成済部品に対して、上記電極と上記バンプとの接合強
度の改善を図るためのバンプ強度改善装置、及びバンプ
強度改善方法、並びに上記バンプ強度改善装置を備えた
バンプ形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子機
器における近年の小型化を支える手法の一つとして、例
えば、半導体ウエハより切り分けた半導体チップの電極
と、回路基板上の電極部とを対向させてワイヤを用いる
ことなく接続する手法がある。該手法を採るため、上記
半導体ウエハ及び上記半導体チップは加熱されながら、
図１７に示すように、上記半導体ウエハの、又は上記半
導体チップの電極１上に金等にてなるバンプ２が形成さ
れる。又、上記小型化に伴い上記半導体チップ自体も微
小化しており、上記半導体チップの耐熱温度は低下傾向
にある。したがってバンプ形成時における上記加熱温度
の低減が要求されている。そこで本発明は、バンプ形成
時における上記加熱温度の低減を図った場合において
も、半導体部品の電極上に形成されたバンプと上記電極
との接合強度を低下させることなく、上記半導体部品の
品質を従来に比べて向上可能な、バンプ強度改善装置及
び方法、並びにバンプ形成装置を提供することを目的と
する。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１態様のバン
プ強度改善装置は、半導体部品の電極上にバンプが形成
されたバンプ形成済部品に対してバンプ形成時の上記電
極と上記バンプとの接合強度に比して該接合強度の改善
を図る接合強度改善条件にて加熱を行う加熱装置と、上
記接合強度改善条件による加熱制御を上記加熱装置に行
う制御装置と、を備えたことを特徴とする。

【０００４】上記接合強度改善条件は、所望の上記接合
強度を得るための加熱時間及び該加熱温度を変数とした
条件であり、上記制御装置は、上記半導体部品の材質、
上記半導体部品の大きさ、上記電極の材質、上記電極の
大きさ、上記バンプの材質、及び上記バンプの大きさの
少なくとも一つについて、上記所望接合強度に達するた
めの加熱温度と該加熱時間との関係情報にてなる上記接
合強度改善条件を有し、該接合強度改善条件に基づいて
上記加熱装置の加熱制御を行うことができる。

【０００５】上記制御装置が有する上記接合強度改善条
件は、上記半導体部品の材質及び大きさ、上記電極の材
質及び大きさ、並びに上記バンプの材質及び大きさの少
なくとも一組について、又は各組の組合せについて、上
記所望接合強度に達するための加熱温度と該加熱時間と
の関係情報であってもよい。

【０００６】上記半導体部品は、半導体ウエハから切り
分けたチップ部品でであってもよい。

【０００７】上記加熱装置は、それぞれが少なくとも一
つの上記チップ部品を載置する複数の加熱処理部を有す
ることができる。

【０００８】上記制御装置は、上記加熱処理部に対して
それぞれ独立して、各加熱処理部に備わるそれぞれの上
記チップ部品におけるバンプ形成後経過時間に応じた温
度管理を行うことができる。

【０００９】上記加熱装置は、上記半導体部品上にバン
プを形成するボンディングステージ、又は上記バンプ形
成済部品におけるバンプ高さを揃えるためのバンプレベ
リングステージ、又は上記バンプ形成済部品を収納する
バンプ形成済部品収納部のいずれかに設けることができ
る。

【００１０】上記半導体部品が半導体ウエハであると
き、上記制御装置は、上記半導体ウエハ上へのほぼすべ
てのバンプ形成に要したバンプ形成時間（ＴＥ−ＴＳ）
に基づいて上記接合強度改善条件を求め、求めた接合強
度改善条件にて上記加熱装置の加熱制御を行うことがで
きる。

【００１１】上記加熱による上記接合強度の改善が得ら
れる加熱適切時間（Ｔ）が上記バンプ形成時間を超える
とき、上記接合強度改善条件は、上記接合強度の目標値
（Ｐ０）を得る第１加熱時間（ＴＢ）による上記半導体
ウエハの加熱を行うことができる。

【００１２】上記加熱による上記接合強度の改善が得ら
れる加熱適切時間（Ｔ）が上記バンプ形成時間以下であ
るとき、上記接合強度改善条件は、上記バンプ形成時間
から上記加熱適切時間を差し引いた第２加熱時間（Ｔ
Ａ）による上記半導体ウエハの加熱を行うことができ
る。

【００１３】上記加熱装置は、上記半導体ウエハを載置
し上記半導体ウエハにおけるバンプ形成順に対応した複
数の加熱処理部を有し、上記制御装置は、上記加熱処理
部に対してそれぞれ独立して、各加熱処理部に対応する
上記半導体ウエハにおけるバンプ形成後経過時間に応じ
た温度管理を行うことができる。

【００１４】本発明の第２態様のバンプ形成装置は、上
記第１態様のバンプ強度改善装置と、半導体部品を載置
しかつ加熱して上記半導体部品の電極上にバンプを形成
するバンプ形成部と、を備えたことを特徴とする。

【００１５】上記バンプ強度改善装置に備わる制御装置
は、さらに、上記バンプ形成部におけるバンプ形成時に
上記半導体部品に損傷を生じさせない非損傷温度に上記
バンプ形成部を温度制御し、バンプ形成後、上記加熱装
置に対して上記非損傷温度を超える温度による接合強度
改善条件による加熱制御を行うことができる。

【００１６】本発明の第３態様のバンプ強度改善方法
は、半導体部品の電極上にバンプが形成されたバンプ形
成済部品を搬入し、上記バンプ形成済部品に対して、バ
ンプ形成時の上記電極と上記バンプとの接合強度に比し
て該接合強度の改善を図る接合強度改善条件に基づいて
加熱制御を行う、ことを特徴とする。

【００１７】上記接合強度改善条件は、所望の上記接合
強度を得るための加熱時間及び該加熱温度を変数とした
条件であり、上記半導体部品の材質、上記半導体部品の
大きさ、上記電極の材質、上記電極の大きさ、上記バン
プの材質、及び上記バンプの大きさの少なくとも一つに
ついて、上記所望接合強度に達するための加熱温度と該
加熱時間との関係情報にてなる条件であり、該関係情報
に基づいて上記加熱制御が行うことができる。

【００１８】上記接合強度改善条件は、上記半導体部品
の材質及び大きさ、上記電極の材質及び大きさ、並びに
上記バンプの材質及び大きさの少なくとも一組につい
て、又は各組の組み合わせについて、上記所望接合強度
に達するための加熱温度と該加熱時間との関係情報にて
なる条件であり、該関係情報に基づいて上記加熱制御が
行うことができる。

【００１９】上記バンプ形成済部品の搬入前にて、上記
半導体部品の上記電極上に上記バンプを形成し、該バン
プ形成時には、上記半導体部品に損傷を生じさせない非
損傷温度に、上記バンプが形成されるバンプ形成部を温
度制御し、上記バンプ形成後、上記非損傷温度を超える
温度による上記接合強度改善条件による加熱制御を行う
ことができる。

【００２０】ほぼ全てのバンプ形成に要したバンプ形成
時間（ＴＥ−ＴＳ）に基づいて上記接合強度改善条件を
求め、求めた接合強度改善条件にて上記加熱制御を行う
ことができる。

【００２１】上記加熱による上記接合強度の改善が得ら
れる加熱適切時間（Ｔ）が上記バンプ形成時間を超える
とき、上記接合強度改善条件は、上記接合強度の目標値
（Ｐ０）を得る第１加熱時間（ＴＢ）による加熱を行う
ことができる。

【００２２】上記加熱による上記接合強度の改善が得ら
れる加熱適切時間（Ｔ）が上記バンプ形成時間以下であ
るとき、上記接合強度改善条件は、上記バンプ形成時間
から上記加熱適切時間を差し引いた第２加熱時間（Ｙ
Ａ）による加熱を行うことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態である、バンプ
強度改善装置、及び該バンプ強度改善装置にて実行され
る方法、並びに上記バンプ強度改善装置を備えたバンプ
形成装置について、図を参照しながら以下に説明する。
尚、各図において同じ構成部分については同じ符号を付
している。図１は、本実施形態の一例である上記バンプ
強度改善装置を備えた上記バンプ形成装置１０１を示し
ている。該バンプ形成装置１０１では、処理対象である
半導体部品は、半導体ウエハ上に形成された各電子回路
を切り分けて得られる半導体チップであり、該半導体チ
ップの電極１上にバンプ２が形成される。しかしながら
上記半導体部品は上記半導体チップに限定されるもので
はなく、上記半導体ウエハであってもよく、この場合、
半導体ウエハの電極１上にバンプ２を形成するバンプ形
成装置が構成される。

【００２４】上記バンプ形成装置１０１は、半導体チッ
プ供給装置１１１と、半導体チップ搬送装置１１２と、
バンプ形成部１１３と、レベリング装置１１４と、完成
品収納装置１１５と、ボンディングステージ１１６と、
制御装置１１７と、を備える。上記半導体チップ供給装
置１１１は、上記半導体チップを上記半導体チップ搬送
装置１１２へ供給する装置であり、収納トレイ部１１１
１と、トレイ搬送装置１１１２とを有する。上記収納ト
レイ部１１１１は、上記半導体チップを収納するトレイ
を図示するように層状に収納可能である。トレイ搬送装
置１１１２は、上記収納トレイ部１１１１を図示するＸ
方向に沿って装荷位置と取出位置との間にて搬送する装
置であり、本実施形態ではボールネジを駆動モータ１１
１３にて駆動して移動動作を行う送り機構を有する。
尚、上記装荷位置は、トレイ搬送装置１１１２に収納ト
レイ部１１１１を装荷可能な位置であり、上記取出位置
は上記半導体チップ搬送装置１１２にて収納トレイ部１
１１１から収納されている半導体チップを取り出し可能
な位置である。尚、トレイ搬送装置１１１２は、制御装
置１１７に接続され動作制御される。

【００２５】上記半導体チップ搬送装置１１２は、上記
半導体チップ供給装置１１１から上記半導体チップを取
り出して上記ボンディングステージ１１６上に載置し、
さらに、後述するバンプ形成済半導体チップ１１を上記
ボンディングステージ１１６上から後述のレベリング装
置１１４を介して完成品収納装置１１５まで搬送する装
置であり、チップ搬送機構１１２１と、チップ規正機構
１１２２とを有する。上記チップ搬送機構１１２１は、
図２に示すように、上記Ｘ方向への搬送を行うＸ方向移
動機構１１２１１と、上記Ｘ方向に直交するＹ方向への
搬送を行うＹ方向移動機構１１２１２と、チップ保持部
１１２１３とを有する。上記Ｘ方向移動機構１１２１１
は、本実施形態ではボールネジを駆動モータ１１２１４
にて駆動して移動動作を行う送り機構を有し、該送り機
構には上記Ｙ方向移動機構１１２１２が取り付けられて
いる。上記Ｙ方向移動機構１１２１２は、駆動モータ１
１２１５にて駆動する送り機構を有し、該送り機構には
上記チップ保持部１１２１３が取り付けられている。該
チップ保持部１１２１３は、本実施形態では吸引装置１
１２１６による吸着動作にて上記半導体チップを保持す
る。上記駆動モータ１１２１４、上記Ｙ方向移動機構１
１２１２、上記駆動モータ１１２１５、及び上記吸引装
置１１２１６は、制御装置１１７にて動作制御される。
このようなチップ搬送機構１１２１は以下のように動作
する。

【００２６】即ち、Ｘ方向移動機構１１２１１及びＹ方
向移動機構１１２１２を駆動しチップ保持部１１２１３
を上記取出位置に配置させて、チップ保持部１１２１３
にて上記半導体チップ供給装置１１１から上記半導体チ
ップを取り出し保持する。該保持後、再びＸ方向移動機
構１１２１１及びＹ方向移動機構１１２１２を駆動し
て、上記半導体チップを保持しているチップ保持部１１
２１３を上記ボンディングステージ１１６まで移動さ
せ、上記半導体チップを上記ボンディングステージ１１
６上に載置する。上記半導体チップの電極１上にバンプ
２が形成された後、再びチップ保持部１１２１３にてバ
ンプ形成済半導体チップ１１を保持し、該保持後、再び
Ｘ方向移動機構１１２１１及びＹ方向移動機構１１２１
２を駆動して、上記ボンディングステージ１１６上から
上記レベリング装置１１４のレベリングステージ１１４
１上にバンプ形成済半導体チップ１１を載置する。さら
に、レベリング装置１１４にてバンプ高さを揃えた後、
チップ保持部１１２１３にてバンプ形成済半導体チップ
１１を保持し、該保持後、再びＸ方向移動機構１１２１
１及びＹ方向移動機構１１２１２を駆動して、レベリン
グステージ１１４１上から完成品収納装置１１５へ搬送
する。

【００２７】上記チップ規正機構１１２２は、上記ボン
ディングステージ１１６上に載置された半導体チップの
位置規正を行う装置であり、位置規正用部材１１２２１
と、該位置規正用部材１１２２１をＸ，Ｙ方向に移動さ
せる部材移動機構１１２２２とを有する。

【００２８】上記ボンディングステージ１１６は、載置
され位置規正された上記半導体チップを、本実施形態で
は吸着により保持するとともにバンプ形成用温度に加熱
するステージであり、該ボンディングステージ１１６に
は上記吸着用の吸引装置１１６１及び上記加熱用の加熱
装置１１６２が接続されている。尚、吸引装置１１６１
及び上記加熱用の加熱装置１１６２は、制御装置１１７
に接続されそれぞれ動作制御がなされる。又、本実施形
態では、上記ボンディングステージ１１６は、図３に示
すように、２つの半導体チップ１０を載置可能なスペー
スを有し、該２つのスペースに交互に半導体チップ１０
を載置することでタクトの向上を図ることができる。
尚、ボンディングステージ１１６の大きさは、半導体チ
ップ１０を２つ載置可能な大きさに限定されるものでは
なく、３つ以上載置可能な大きさであってもよく、一
方、タクト向上を考慮しなければ１つの半導体チップ１
０を載置可能な大きさでもよい。

【００２９】さらに、本実施形態では、上記加熱装置１
１６２は、半導体チップ１０の電極１上にバンプ２が形
成された、バンプ形成済部品に相当するバンプ形成済半
導体チップ１１に対して電極１とバンプ２との接合強度
の改善を図る接合強度改善条件による加熱をも行う。該
接合強度改善条件による加熱の詳細については後述す
る。又、本実施形態では、ボンディングステージ１１６
において上記接合強度改善条件による加熱が行なわれ
る、加熱処理部に相当する接合強度改善用スペース１１
６３は、網目模様にて示した場所であるが、この位置に
限定されるものではなく、例えば図３に点線にて示すよ
うな場所に設けることもできるし、さらには後述のよう
にボンディングステージ１１６以外の構成部分に設ける
こともできる。又、接合強度改善用スペース１１６３
は、本実施形態では、２つのバンプ形成済半導体チップ
１１を載置可能な大きさを有するが、これに限定される
ものではなく、３つ以上又は１つのバンプ形成済半導体
チップ１１を載置可能な大きさでもよい。

【００３０】上記バンプ形成部１１３は、上記ボンディ
ングステージ１１６上に保持されている半導体チップ１
０の電極１にバンプ２を形成する装置であり、バンプ形
成用ヘッド１１３１と、Ｘ，Ｙテーブル１１３２とを有
する。尚、本実施形態では、1台のバンプ形成部１１３
にてバンプ形成を行う。上記バンプ形成用ヘッド１１３
１は、バンプ２となる金線を供給すると伴に該金線先端
部分を溶融させてバンプ２となる、イニシャルボールと
呼ばれる溶融ボールを形成する金線供給部と、電極１上
へのバンプ形成時に上記溶融ボールを上記電極１上へ押
圧すると伴に超音波振動を付与する押圧振動部１１３１
１とを有し、上記Ｘ，Ｙテーブル１１３２に取り付けら
れている。Ｘ，Ｙテーブル１１３２は、バンプ形成用ヘ
ッド１１３１をＸ方向に移動させる、例えばモータにて
なる第１駆動源１１３２１と、バンプ形成用ヘッド１１
３１をＹ方向に移動させる、例えばモータにてなる第２
駆動源１１３２２とを有し、第１駆動源１１３２１及び
第２駆動源１１３２２による駆動によりバンプ形成用ヘ
ッド１１３１をＸ，Ｙ方向に移動させ、半導体チップ１
０の所望の電極１上に上記溶融ボールを配置する。上記
第１駆動源１１３２１、第２駆動源１１３２２、及び押
圧振動部１１３１１は制御装置１１７に接続され、上述
のように半導体チップ１０の所望の電極１上に上記溶融
ボールを配置して、かつ電極１上にバンプ２を形成する
ように、制御装置１１７にて動作制御される。

【００３１】上記レベリング装置１１４は、上記バンプ
形成部１１３にて上記半導体チップ１０の電極１上に形
成されたバンプ２の高さを揃えるための装置であり、図
５に示すように、レベリングステージ１１４１と、プレ
ス装置１１４２と、バンプ高さ検査装置１１４３とを有
する。上記レベリングステージ１１４１は、バンプ形成
済半導体チップ１１を載置して吸着により保持するとと
もに、例えばモータにてなる駆動源１１４４１を有する
移動機構１１４４によりＹ方向に可動である。上記プレ
ス装置１１４２は、バンプ形成済半導体チップ１１上に
形成されている全てのバンプ２に接触する押圧板１１４
２１を有し、ステージ１１４上に保持されているバンプ
形成済半導体チップ１１の厚み方向に上記押圧板１１４
２１を移動させることで各バンプ２を押圧して、バンプ
形成済半導体チップ１１の例えばバンプ形成面からのバ
ンプ２の高さを揃える。バンプ高さ検査装置１１４３
は、上記プレス装置１１４２にて処理されたバンプ２の
高さを検査する装置であり、例えばモータにてなる駆動
源１１４３２を有する移動機構１１４３１に取り付けら
れてＸ方向に可動である。尚、上記駆動源１１４１２、
１１４３２、プレス装置１１４２、及びバンプ高さ検査
装置１１４３のそれぞれは、制御装置１１７に接続され
動作制御される。

【００３２】上記完成品収納装置１１５は、上記バンプ
形成済半導体チップ１１を収納する装置であり、上述の
半導体チップ供給装置１１１と同様に、上記バンプ形成
済半導体チップ１１を収納する収納トレイ１１５１と、
該収納トレイ１１５１を搬送するトレイ搬送装置とを有
する。尚、完成品収納装置１１５は制御装置１１７にて
動作制御される。

【００３３】以上説明したようなバンプ形成装置１０１
では、特徴的な構成部分の一つとして、さらに、上述の
制御装置１１７を含むバンプ強度改善装置が設けられて
いる。該バンプ強度改善装置について以下に詳しく説明
する。図６は、Ｓｉ半導体基板にてなる半導体チップ
の、又はＳｉ半導体ウエハの、アルミニウムの電極１上
に金にてなるバンプ２を形成したバンプ形成済半導体チ
ップについて、５０℃及び１００℃にてそれぞれ加熱し
た場合、電極１とバンプ２との接合界面におけるせん断
力とバンプ形成後の経過時間との関係を示している。該
図６から明らかなように、バンプ形成後、適切な温度に
てバンプ形成済半導体チップ又はバンプ形成済半導体ウ
エハを適切な時間にて保温することで、上記せん断力、
即ち電極１とバンプ２との接合強度を増加させることが
できることがわかる。該現象は、適切な温度にてバンプ
形成済半導体チップ又はバンプ形成済半導体ウエハを保
温することで、上記接合界面部分において電極１のアル
ミニウムとバンプ２の金との材料拡散が進行し、それに
より上記接合強度が増すものと考えられる。

【００３４】又、例えば半導体チップの電極１上にバン
プ２を形成する場合には、従来から上記半導体チップの
加熱を行なっているが、図６の結果から、バンプ形成時
における半導体チップの加熱温度は比較的低温なバンプ
形成時温度であっても、バンプ形成後、上記バンプ形成
時温度を超える温度にてバンプ形成済半導体チップを加
熱することで上記接合強度を向上させることができるこ
とがわかる。さらに図６から判るように、必要以上に上
記バンプ形成済半導体チップ又はバンプ形成済半導体ウ
エハを加熱すると、逆に上記接合強度は劣化してくる。
これは、電極１のアルミニウムが熱劣化してくることに
起因すると考えられる。

【００３５】又、図７は、バンプ形成時における上記半
導体チップ又は上記半導体ウエハのバンプ形成時温度
と、上記せん断力との関係を示しており、この図７から
判るように、上記せん断力を向上させるためには比較的
高温、つまり図７から判断すると約１００〜約２５０℃
程度にてバンピングするのが好ましい。又、図６を参照
して上述したように、必要以上の加熱は上記せん断力の
劣化を招くことから、例えば図８に示すような、加熱温
度と加熱時間との関係が存在する。よって、バンプ２の
形成後、上記接合強度を増加させるように接合強度の改
善を図る接合強度改善条件としては、上記バンプ形成済
半導体チップ又はバンプ形成済半導体ウエハを加熱する
温度及び時間を変数とする条件と言える。

【００３６】尚、図８において、例えば上記バンプ形成
済半導体チップについて、１００℃にて加熱するときに
は一例として約３時間±α時間の加熱時間が好ましく、
２００℃にて加熱するときには一例として約１時間±β
分の加熱時間が好ましく、３００℃にて加熱するときに
は一例として約１分±γ秒の加熱時間が好ましい。ここ
で、上記α時間の一例としては約１時間であり、上記β
分の一例としては約１５分であり、上記γ秒の一例とし
ては約２０秒である。上述のように上記接合強度の増加
は、電極１の材料とバンプ２の材料との拡散の促進に起
因すると考えられるため、このような接合強度改善条件
は、電極１の材質、電極１の大きさ、バンプ２の材質、
バンプ２の大きさ、上記半導体チップや上記半導体ウエ
ハを構成する半導体基板の材質、及び該半導体基板の大
きさの少なくとも一つについて決定され、好ましくは、
電極１の材質及び大きさ、バンプ２の材質及び大きさ、
並びに上記半導体チップや上記半導体ウエハを構成する
半導体基板の材質及び大きさの少なくとも一組につい
て、又はこれら各組の組合せによって決定される。

【００３７】上記接合強度改善条件の一例として、Ｓｉ
半導体基板の一辺６ｍｍの正方形状の半導体チップであ
り、電極１は、アルミニウムにてなり一つの大きさが一
辺１００μｍの正方形であり厚みが１μｍであり、バン
プ２は、金にてなり図１７に示すＤ寸法がφ８０μｍ、
台座高さであるＨ寸法が２０μｍである。このような半
導体チップに対して、バンプ形成後、２００℃で１時間
の加熱を行なった。この結果、上記せん断力は、バンプ
形成時では５００ｍＮであったのが加熱処理後で８００
ｍＮと向上した。

【００３８】上記半導体チップにおいても、１チップ当
たり例えば１００個前後の電極１が存在しそれらに順次
バンプ２が形成されていくことから、１番目にバンプ２
が形成されてから全ての電極１にバンプ２が形成される
までには時間が経過する。上述のように、バンプ形成時
には半導体チップや半導体ウエハは加熱されており、バ
ンプ形成後の加熱により上記接合強度は向上することか
ら、例えば１番目に形成されたバンプ２の接合強度と、
最後に形成されたバンプ２の接合強度とでは差異が生じ
る。よって、１チップ内における各バンプ２の接合強度
は不均一であるという問題がある。該問題は、半導体ウ
エハ上の全ての電極１にバンプ２を形成するときにはさ
らに大きくなる。

【００３９】又、Ｓｉ半導体基板の場合には、バンプ形
成時の温度及びその後の加熱温度は、ともに比較的粗い
温度管理でも良いが、ＧａＡｓ、ＬｉＴａＯ₃、及びＬ
ｉＮｂＯ₃のような化合物半導体基板の場合や水晶基板
の場合には、Ｓｉ基板の場合における温度にてバンプ形
成を行なったときには反り等による基板損傷発生の可能
性が高い。よってバンプ形成時には、上記損傷が発生し
ない非損傷温度にて、具体的にはＳｉ基板の場合よりも
低い温度にて半導体チップや半導体ウエハの加熱を行な
い、かつバンプ形成後の加熱温度も比較的低温で行う必
要がある。尚、Ｓｉ半導体基板の場合には、バンプ形成
用温度を超える温度にてバンプ形成後の加熱を行うこと
ができる。よって、上記非損傷温度を超える温度にてバ
ンプ形成後の加熱を行うことができる。

【００４０】そこで、図６〜図８を参照して説明したよ
うにバンプ形成後の加熱温度及び加熱時間にて上記接合
強度を増すことが可能であることを利用して、本実施形
態では、上記接合強度の不均一さを改善し半導体部品の
品質を従来に比べて向上させる上記バンプ強度改善装置
を備えている。該バンプ強度改善装置は、本実施形態の
バンプ形成装置１０１では、上記制御装置１１７と、上
記接合強度改善用スペース１１６３を有するボンディン
グステージ１１６に備えた加熱装置１１６２とによって
構成される。制御装置１１７は、上記接合強度改善条件
による加熱制御を上記加熱装置に行う。本実施形態のよ
うに、ボンディングステージ１１６に加熱装置１１６２
及び接合強度改善用スペース１１６３を設けることで、
加熱装置１１６２をバンプ形成する際の加熱用と、バン
プ形成後の加熱用との両方に兼用できる点で有益であ
る。本実施形態では、加熱装置１１６２は、ヒータと該
ヒータ電力供給部とから構成される。

【００４１】しかしながら、上記接合強度の向上のた
め、バンプ形成後のバンプ形成済半導体部品を加熱すれ
ばよいことから、加熱装置１１６２及び該加熱装置１１
６２にて加熱制御される部分である接合強度改善用スペ
ース１１６３は、上記ボンディングステージ１１６に設
ける形態に限定されるものではない。例えば図９に示す
ように、上記レベリング装置１１４のレベリングステー
ジ１１４１に相当するレベリング装置２１４におけるス
テージ２１４１を上記接合強度改善用スペース１１６３
とし、上記ステージ２１４１に上記加熱装置１１６２を
備え、バンプ２の高さ揃えのためにステージ２１４１上
に載置された一若しくは複数のバンプ形成済半導体部品
に対して上記接合強度改善条件による加熱制御を行うよ
うに構成することもできる。

【００４２】又、図１０に示すように、上記完成品収納
装置１１５の収納トレイ１１５１に相当する完成品収納
装置２１５の収納トレイ２１５１に上記加熱装置１１６
２を備え、一若しくは複数のバンプ形成済半導体部品に
対して上記接合強度改善条件による加熱制御を行うよう
に構成することもできる。より具体的に説明すると、上
記加熱装置１１６２として、例えば、収納トレイ２１５
１を構成する筐体側面にヒータを設けたり、又は収納ト
レイ１１５１を移動させる上記トレイ搬送装置にヒータ
を設け、該ヒータの加熱を制御して該収納トレイ２１５
１又は収納トレイ１１５１内に収納される上記バンプ形
成済半導体部品に対して上記接合強度改善条件による加
熱制御を行う。この場合、上記収納トレイ２１５１の内
部、及び収納トレイ１１５１の内部が上記接合強度改善
用スペース１１６３に相当する。又、この場合、上記バ
ンプ形成済半導体部品を収納トレイ２１５１に収納して
いる間に接合強度の改善が図られるため、タクト面から
も有利である。

【００４３】さらに又、図１１に示すように、バンプ形
成装置に新たに加熱ステージ２８０を設け、該加熱ステ
ージ２８０上に一若しくは複数のバンプ形成済半導体部
品を載置し、該バンプ形成済半導体部品に対して上記接
合強度改善条件による加熱制御を行うように構成するこ
ともできる。

【００４４】上記制御装置１１７が上記加熱装置１１６
２に対して実行する上記接合強度改善条件による加熱制
御について説明する。図６〜図８を参照して上述したよ
うに、上記接合強度改善条件は、電極１の材質及び大き
さ、バンプ２の材質及び大きさ、並びに上記半導体チッ
プや上記半導体ウエハを構成する半導体基板の材質及び
大きさのそれぞれについて、又はこれらの組合せによっ
て決定され、バンプ形成済半導体部品に相当するバンプ
形成済半導体チップやバンプ形成済半導体ウエハを加熱
する温度及び時間を変数とする条件である。よって、本
実施形態では制御装置１１７の記憶部１１７１に、予
め、図６〜図８を参照して上述した上記接合強度改善条
件による上記加熱温度及び時間を制御する接合強度改善
用プログラムを格納している。尚、該プログラムは、記
憶部１１７１に予め格納しなくてもよく、上記接合強度
改善用プログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体
から読み出して格納するようにしてもよく、又、通信線
を介して格納するようにしてもよい。

【００４５】上記接合強度改善用プログラムの一例とし
て、例えばＳｉ半導体基板にてなる半導体チップや半導
体ウエハの場合、上記ボンディングステージ１１６上で
のバンプ２の形成時における半導体チップや半導体ウエ
ハの加熱温度は、約２００℃とし、バンプ形成後、上記
接合強度改善用スペース１１６３に載置したバンプ形成
済半導体チップやバンプ形成済半導体ウエハの接合強度
改善用の温度は、約２５０℃とし、加熱時間は３０分と
する。上述のように半導体基板の材質がＳｉであるとき
には、バンプ形成時温度、及び接合強度改善用の温度は
比較的粗く制御でき、上記接合強度改善用の温度はバン
プ形成時温度に比べて、高くても、低くても、又は同温
でもかまわない。

【００４６】一方、上述の化合物半導体基板にてなる半
導体チップや半導体ウエハや、物理的な損傷を受けやす
い半導体チップや半導体ウエハの場合には、バンプ形成
時温度を約２５０℃以上とすると割れ等の損傷が生じる
可能性があるので、バンプ形成時温度、及び接合強度改
善用温度ともに、Ｓｉ半導体基板にてなる場合に比べて
低い、上記非損傷温度とする。よって、接合強度改善用
温度による加熱時間は、Ｓｉ半導体基板の場合に比べて
長くなる。具体例としては、バンプ形成時におけるバン
プ形成用温度は、１５０℃であり、バンプ形成後におけ
る接合強度改善用温度は、２００℃であり、接合強度改
善用温度による加熱時間は、１時間である。

【００４７】さらに又、上記制御装置１１７は次のよう
な動作制御を行うこともできる。上述のように上記接合
強度改善用スペース１１６３には、上記バンプ形成済半
導体チップやバンプ形成済半導体ウエハが複数個配置さ
れ、又、上述のようにバンプ形成後の加熱時間の経過に
より上記接合強度は向上する。よって、例えば上記加熱
ステージ２８０を例に採り図１２を参照して説明する
が、加熱ステージ２８０における接合強度改善用スペー
ス１１６３を予め複数に区画し、各区画毎に加熱装置１
１６２を設ける。図１２に示す例では、接合強度改善用
スペース１１６３を５つに区画２８０１−１〜２８０１
−５に分割し、それぞれの区画２８０１−１〜２８０１
−５を加熱処理部として別個に加熱制御可能なように、
各区画２８０１−１〜２８０１−５毎に、加熱装置１１
６２−１〜１１６２−５を配置するとともに、各区画２
８０１−１〜２８０１−５毎の温度測定を行う、例えば
熱電対である温度測定センサ２８０２−１〜２８０２−
５を設けている。加熱装置１１６２−１〜１１６２−５
及び温度測定センサ２８０２−１〜２８０２−５は、制
御装置１１７に接続されている。

【００４８】このような構成において、制御装置１１７
は、各区画２８０１−１〜２８０１−５毎に、上記バン
プ形成済半導体チップやバンプ形成済半導体ウエハの載
置後の経過時間と加熱温度とを、それぞれの区画２８０
１−１〜２８０１−５に載置されたバンプ形成済半導体
チップやバンプ形成済半導体ウエハにおける上記接合強
度が適切値以上となるように、上記接合強度改善条件に
て制御する。

【００４９】さらに又、図１３に示すように、個々の半
導体チップ１０に切り分ける前の半導体ウエハ２０に対
して、各半導体チップ１０となる回路部分で１番目の回
路部分２１−１から最後の回路部分２１−ｎまで、矢印
にて示す順にて、全ての回路部分２１の電極１に、1台
のバンプ形成部１１３にてバンプ２を形成するような場
合、上記制御装置１１７は、特に次のような動作制御を
行うのが好ましい。即ち、特に半導体ウエハ２０の場
合、上記回路部分２１−１にバンプ２が形成された後、
上記回路部分２１−ｎにバンプ２が形成終了するまで比
較的長時間を要することから、バンプ形成後の加熱時間
が各回路部分２１によって異なる。該半導体ウエハ２０
にバンプ２が形成された後のバンプ形成後半導体チップ
及びバンプ形成後半導体ウエハに対して加熱を行なった
場合、上述の説明でも述べたが上記接合強度の変化は、
具体的には例えば図６に示すように、概念的には図１４
に示す接合強度曲線１９０のように、バンプ形成後、あ
る時間までは加熱時間の経過とともに増していくが、ピ
ーク値を過ぎると低下するという経過をたどる。つま
り、必要以上にバンプ形成後の加熱を行なったときには
上記接合強度は劣化してしまう。よって、初期にバンプ
形成が行なわれた回路部分２１に対するバンプ形成後の
加熱は、短時間若しくは不要であり、後期にバンプ形成
が行なわれた回路部分２１については上記初期のものに
比べて長い時間の加熱が可能である。このように、バン
プ２の上記接合強度は、それぞれの回路部分２１で異な
ることから、半導体ウエハ２０の全ての回路部分２１に
おいて、バンプ２の接合強度を向上させ、かつできるだ
け均一化するためには、制御装置１１７による以下に説
明するような加熱制御が必要となる。

【００５０】つまり、図１５に示すように、制御装置１
１７は、ステップ（図内では「Ｓ」にて示す）１にて、
半導体ウエハ２０上に最初にバンプ２を形成し始めたと
きの開始時刻ＴＳと、全ての電極１にバンプ２を形成し
終わったときの終了時刻ＴＥとを計測し記憶する。次の
ステップ２では、上記半導体チップ搬送装置１１２に対
応したウエハ用の搬送装置にて、ボンディングステージ
１１６から例えば上記加熱ステージ２８０における接合
強度改善用スペース１１６３にバンプ形成済半導体ウエ
ハ２０を載置する。

【００５１】次に、ステップ３にて制御装置１１７は、
上記終了時刻ＴＥから上記開始時刻ＴＳを差し引いた時
間である全バンプ形成時間（ＴＥ−ＴＳ）に基づいて上
記接合強度改善条件を求め、求めた接合強度改善条件に
て上記加熱装置１１６２の加熱制御を行う。即ち、上記
接合強度曲線１９０にて示されるように予め上記接合強
度の変化が判っており、さらにバンプ形成後の加熱によ
り得られる最大接合強度値Ｐ２が判っており、又、バン
プ形成後の加熱によって得たい最低の接合強度値である
最低接合強度値Ｐ１を設定したとき、ステップ３におい
て、まず、制御装置１１７は、上記接合強度曲線１９０
が上記最低接合強度値Ｐ１を通過する時刻であるＴ４及
び時刻Ｔ１から求まる時間、つまりバンプ形成後におけ
る加熱にて上記接合強度の改善が得られる加熱適切時間
Ｔを求める。次に、制御装置１１７は、全てのバンプ形
成に要した実際の時間である上記全バンプ形成時間（Ｔ
Ｅ−ＴＳ）を、上記加熱適切時間Ｔが超えるか否かを判
断する。

【００５２】上記加熱適切時間Ｔが上記全バンプ形成時
間（ＴＥ−ＴＳ）を超えるとき、換言すると、バンプ形
成後最も長く加熱が行なわれている１番目にバンプ形成
を行なった上記回路部分２１−１について、さらに加熱
を続行しても上記接合強度の劣化が始まらず上記接合強
度の向上が確実であるとき、ステップ４及びステップ５
が実行される。ステップ４では、上記接合強度の目標値
Ｐ０を得ることができる上記接合強度改善条件を制御装
置１１７は求める。具体的には、上記接合強度曲線１９
０に基づいて上記目標値Ｐ０以上の接合強度が得られる
時間ＴＢを求め、該時間ＴＢに対応する第１加熱時間Ｔ
０Ｂを求める。そしてステップ５にて、制御装置１１７
は、上記接合強度改善条件にて、具体的には上記第１加
熱時間Ｔ０Ｂにて上記加熱装置１１６２の加熱制御を行
ない上記バンプ形成済半導体ウエハ２０のバンプ形成後
加熱を行う。このときの加熱温度は、上述のように、半
導体基板の材質や、電極１の材質及びサイズや、バンプ
２の材質及びサイズ等に基づいて、制御装置１１７によ
って決定される。

【００５３】一方、ステップ３にて上記加熱適切時間Ｔ
が上記全バンプ形成時間（ＴＥ−ＴＳ）以下であると
き、換言すると、バンプ形成後最も長く加熱が行なわれ
ている１番目にバンプ形成を行なった上記回路部分２１
−１について、これ以上、加熱を続行すると上記接合強
度が上記最低接合強度値Ｐ１未満となってしまうとき、
ステップ６及びステップ７が実行される。ステップ６で
は、上記接合強度改善条件に相当する、上記全バンプ形
成時間（ＴＥ−ＴＳ）から上記加熱適切時間Ｔを差し引
いた時間ＴＡを制御装置１１７は求め、該時間ＴＡに対
応する第２加熱時間Ｔ０Ａを求める。そしてステップ７
にて、制御装置１１７は、上記接合強度改善条件にて、
具体的には上記第２加熱時間Ｔ０Ａにて上記加熱装置１
１６２の加熱制御を行ない上記バンプ形成済半導体ウエ
ハ２２のバンプ形成後加熱を行う。このときの加熱温度
も、上述のように、半導体基板の材質や、電極１の材質
及びサイズや、バンプ２の材質及びサイズ等に基づい
て、制御装置１１７によって決定される。

【００５４】次に、ステップ８では、ウエハ用の上記搬
送装置にて、上記加熱ステージ２８０における接合強度
改善用スペース１１６３からバンプ形成済半導体ウエハ
２２を、次工程の上記レベリング装置１１４のステージ
上へ搬送する。

【００５５】上述の説明では、上記全バンプ形成時間
（ＴＥ−ＴＳ）に基づいて上記接合強度改善条件を求め
たが、全てのバンプ２の形成時間に基づかなくとも、ほ
ぼ全てのバンプ２の形成時間に基づいて上記接合強度改
善条件を求めてもよい。ここで、ほぼ全てのバンプ２と
は、全バンプの約８割以上のバンプ２が相当する。

【００５６】又、上述の説明では、処理対象としての半
導体部品に半導体ウエハを例に採ったが、上記半導体チ
ップに対しても上記全バンプ形成時間（ＴＥ−ＴＳ）に
基づいて上記接合強度改善条件を求める、上述の制御方
法を適用することもできる。

【００５７】又、上述したステップ１〜ステップ８の制
御動作は、バンプ形成済半導体ウエハ２２の全体を一様
に加熱する場合の動作であるが、図１２を参照して説明
した加熱制御方法に準じてバンプ形成済半導体ウエハ２
２を加熱することもできる。例えば図１６に図示するよ
うに、区画２８０１−１には、最初にバンプ２が形成さ
れた回路部分２１−１を含む第１群の回路部分２１が配
置され、次の区画２８０１−２には、上記第１群よりも
時間的に遅くバンプ２が形成された第２群の回路部分２
１が配置され、次の区画２８０１−３には、上記第２群
よりも時間的に遅くバンプ２が形成された第３群の回路
部分２１が配置され、次の区画２８０１−４には、上記
第３群よりも時間的に遅くバンプ２が形成された第４群
の回路部分２１が配置され、次の区画２８０１−５に
は、最後にバンプ２が形成された回路部分２１−ｎを含
む第５群の回路部分２１が配置される。

【００５８】よって、制御装置１１７の制御により、バ
ンプ形成済半導体ウエハ２２内において、他の回路部分
２１へのバンプ形成のための加熱によるバンプ形成後の
加熱時間が比較的長い上記第１群の回路部分２１が配置
されている区画２８０１−１に設けられている加熱装置
１１６２−１に対しては加熱を行なわない、若しくは比
較的短時間の加熱を行う、若しくは加熱温度を他の区画
２８０１に比べて低くして加熱を行うことができる。以
下、区画２８０１−２〜区画２８０１−５の加熱装置１
１６２−２〜加熱装置１１６２−５に対して、制御装置
１１７は、バンプ形成後経過時間に応じた温度管理を行
うことが可能である。具体的には、区画２８０１−２〜
区画２８０１−５の加熱装置１１６２−２〜加熱装置１
１６２−５に対して、順次、加熱温度を高く設定した
り、若しくは加熱時間を長く設定したり、又は加熱温度
を高くかつ加熱時間を長く設定したりすることができ
る。

【００５９】このようにバンプ形成済半導体ウエハ２２
において、バンプ形成後経過時間に応じて区画された各
領域をそれぞれ独立して加熱制御することでも、バンプ
形成済半導体ウエハ２２の全ての回路部分２１において
バンプ２の接合強度を向上させ、かつ均一化することが
できる。

【００６０】以上のように構成されるバンプ形成装置１
０１において、半導体部品が搬入されバンプ形成済部品
が完成品収納装置１１５に収納されるまでの動作につい
て説明する。尚、上記動作は制御装置１１７にて制御さ
れる。又、上記半導体部品は上記半導体チップを例に採
る。

【００６１】半導体チップ供給装置１１１の収納トレイ
１１１から、半導体チップ搬送装置１１２に備わるチッ
プ保持部１１２１３によって半導体チップ１０が保持さ
れ、該チップ保持部１１２１３が半導体チップ搬送装置
１１２に備わるＸ方向移動機構１１２１１及びＹ方向移
動機構１１２１２にて移動されて、半導体チップ１０は
ボンディングステージ１１６上に載置される。ボンディ
ングステージ１１６上に載置された半導体チップ１０
は、バンプ形成用温度に加熱されながら、半導体チップ
１０の各電極１に対してバンプ形成部１１３にてバンプ
２が形成される。

【００６２】バンプ２が形成されたバンプ形成済半導体
チップ１１は、上記チップ保持部１１２１３にて、当該
ボンディングステージ１１６に備わる接合強度改善用ス
ペース１１６３上に配置され、上述したように、制御装
置１１７による接合強度改善条件にてバンプ形成後の加
熱が行なわれる。

【００６３】該バンプ形成後の加熱が終了後、バンプ形
成済半導体チップ１１は、再びチップ保持部１１２１３
にて保持され、レベリング装置１１４のレベリングステ
ージ１１４１上に載置される。載置されたバンプ形成済
半導体チップ１１に対してレベリング装置１１４にてバ
ンプ高さが均一化される。バンプ高さが均一化されたバ
ンプ形成済半導体チップ１１は、再びチップ保持部１１
２１３にて保持され、搬送されて、完成品収納装置１１
５の収納トレイ１１５１に収納される。

【００６４】尚、上述したように本実施形態では、ボン
ディングステージ１１６及び接合強度改善用スペース１
１６３には複数のバンプ形成済半導体チップ１１が載置
可能であるので、ボンディングステージ１１６でのバン
プ形成時にバンプ形成済半導体チップ１１を接合強度改
善用スペース１１６３へ移送したり、接合強度改善条件
による加熱を開始する前、若しくはほぼ同時に、既に接
合強度改善条件による加熱がなされたバンプ形成済半導
体チップ１１をレベリング装置１１４へ移送したりする
ことができる。該動作により、タクトの改善を図ること
ができる。

【００６５】上述した実施形態は、バンプ形成装置１０
１に上記バンプ強度改善装置を備えた場合を例に採って
いる。しかしながらこれに限定されるものではなく、上
記制御装置１１７及び上記加熱装置１１６２を有する例
えば上記ボンディングステージ１１６を有するバンプ強
度改善装置を別個独立して構成してもよい。又、このよ
うに構成した場合、上記独立したバンプ強度改善装置に
は、既にバンプ２が形成されたバンプ形成済半導体チッ
プ１１やバンプ形成済半導体ウエハ２２を搬入すること
になる。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の第１態様の
バンプ強度改善装置、及び第２態様のバンプ強度改善方
法、並びに第３態様のバンプ形成装置によれば、加熱装
置及び制御装置を備え、バンプ形成後において、上記接
合強度の改善を図る接合強度改善条件にて半導体部品の
加熱を行うようにした。よって、バンプ形成時には、上
記半導体部品の各バンプにおける接合強度が当該半導体
部品において不均一であっても、上記接合強度改善条件
による加熱を行うことで、ほぼ均一化することができ
る。よって、上記半導体部品の品質を従来に比べて向上
することができる。又、弱耐熱部品の接合強度確保にも
有益である。

【００６７】上記接合強度改善条件は、加熱時間及び加
熱温度を変数とした条件であり、例えば半導体部品の材
質及び大きさ等によって変化可能である。よって、例え
ばバンプ形成時におけるバンプ形成用温度を比較的高温
とすると、材質上、物理的に損傷が発生する半導体部品
に対しては、上記バンプ形成用温度を比較的低い温度に
設定し、上記接合強度改善条件においても比較的低温で
長い時間にわたり上記半導体部品を加熱することで、上
記接合強度をほぼ均一化し、上記半導体部品の品質を従
来に比べて向上することができる。

【００６８】又、上記加熱装置には、複数の半導体部品
を載置可能に構成することで、上記接合強度改善条件に
よる加熱と、他の動作とを並行処理することができ、タ
クトの向上を図ることができる。

【００６９】又、処理対象である上記半導体部品が半導
体ウエハであるときには、半導体チップである場合に比
べて、バンプ形成開始から終了までの時間が長いので、
上記バンプ形成開始から終了までの時間と、バンプ形成
後の加熱により接合強度の改善が得られる加熱適切時間
との関係に基づいて上記接合改善条件を定めることがで
きる。このように上記接合改善条件を定めることで、上
記半導体ウエハ上の全バンプの上記接合強度をほぼ均一
化し、バンプ形成済みの半導体ウエハの品質を従来に比
べて向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態のバンプ形成装置の斜視図
である。

【図２】 図１に示す半導体チップ搬送装置を拡大した
斜視図である。

【図３】 図１に示すボンディングステージの拡大斜視
図である。

【図４】 図１に示すバンプ形成部の拡大斜視図であ
る。

【図５】 図１に示すレベリング装置の拡大斜視図であ
る。

【図６】 バンプと電極との接合強度について、加熱時
間との関係を加熱温度毎に示したグラフである。

【図７】 バンプ形成用温度とバンプの接合強度との関
係を示すグラフである。

【図８】 上記接合強度について、加熱時間と加熱温度
との関係を示すグラフである。

【図９】 図１に示すレベリング装置の変形例における
斜視図である。

【図１０】 図１に示す完成品収納装置の変形例におけ
る斜視図である。

【図１１】 図１に示すバンプ形成装置の変形例であっ
て加熱ステージを設けた場合の配置図である。

【図１２】 図１に示すバンプ形成装置の変形例であっ
て加熱ステージを複数の区画に分割して各区画毎の温度
制御を可能にする上記加熱ステージを示す図である。

【図１３】 処理対象が半導体ウエハであるときの、バ
ンプ形成順を示す図である。

【図１４】 処理対象が半導体ウエハであるとき、接合
強度改善条件を求め方の一例を説明するための図であ
り、接合強度とバンプ形成後加熱時間との関係を示すグ
ラフである。

【図１５】 図１４を参照した上記接合強度改善条件の
求め方を示すフローチャートである。

【図１６】 図１に示すバンプ形成装置の変形例であっ
て、処理対象が半導体ウエハであるとき、加熱ステージ
を複数の区画に分割して各区画毎の温度制御を可能にす
る上記加熱ステージを示す図である。

【図１７】 電極上に形成されるバンプの形状を示す図
である。

【符号の説明】

１…電極、２…バンプ、１０…半導体チップ、１１…バ
ンプ形成済半導体チップ、２０…半導体ウエハ、２２…
バンプ形成済半導体ウエハ、１０１…バンプ形成装置、
１１４…レベリングステージ、１１５…完成品収納装
置、１１６…ボンディングステージ、１１７…制御装
置、１１６２…加熱装置、１１６３…接合強度改善用ス
ペース。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前 貴晴 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 東 和司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 金山 真司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 福本 健治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 和田 浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 成田 正力 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体部品（１０、２０）の電極（１）
   上にバンプ（２）が形成されたバンプ形成済部品（１
   １、２２）に対してバンプ形成時の上記電極と上記バン
   プとの接合強度に比して該接合強度の改善を図る接合強
   度改善条件にて加熱を行う加熱装置（１１６２）と、 上記接合強度改善条件による加熱制御を上記加熱装置に
   行う制御装置（１１７）と、を備えたことを特徴とする
   バンプ強度改善装置。
2. 【請求項２】 上記接合強度改善条件は、所望の上記接
   合強度を得るための加熱時間及び該加熱温度を変数とし
   た条件であり、上記制御装置は、上記半導体部品の材
   質、上記半導体部品の大きさ、上記電極の材質、上記電
   極の大きさ、上記バンプの材質、及び上記バンプの大き
   さの少なくとも一つについて、上記所望接合強度に達す
   るための加熱温度と該加熱時間との関係情報にてなる上
   記接合強度改善条件を有し、該接合強度改善条件に基づ
   いて上記加熱装置の加熱制御を行う、請求項１記載のバ
   ンプ強度改善装置。
3. 【請求項３】 上記制御装置が有する上記接合強度改善
   条件は、上記半導体部品の材質及び大きさ、上記電極の
   材質及び大きさ、並びに上記バンプの材質及び大きさの
   少なくとも一組について、又は各組の組合せについて、
   上記所望接合強度に達するための加熱温度と該加熱時間
   との関係情報である、請求項２記載の請求項１記載のバ
   ンプ強度改善装置。
4. 【請求項４】 上記半導体部品は、半導体ウエハから切
   り分けたチップ部品である、請求項１から３のいずれか
   に記載のバンプ強度改善装置。
5. 【請求項５】 上記加熱装置は、それぞれが少なくとも
   一つの上記チップ部品を載置する複数の加熱処理部（２
   ８０１）を有する、請求項４記載のバンプ強度改善装
   置。
6. 【請求項６】 上記制御装置は、上記加熱処理部に対し
   てそれぞれ独立して、各加熱処理部に備わるそれぞれの
   上記チップ部品におけるバンプ形成後経過時間に応じた
   温度管理を行う、請求項５記載のバンプ強度改善装置。
7. 【請求項７】 上記加熱装置は、上記半導体部品上にバ
   ンプを形成するボンディングステージ（１１６）、又は
   上記バンプ形成済部品におけるバンプ高さを揃えるため
   のバンプレベリングステージ（１１４）、又は上記バン
   プ形成済部品を収納するバンプ形成済部品収納部（１１
   ５）のいずれかに設けられる、請求項１から６のいずれ
   かに記載のバンプ強度改善装置。
8. 【請求項８】 上記半導体部品が半導体ウエハであると
   き、上記制御装置は、上記半導体ウエハ上へのほぼすべ
   てのバンプ形成に要したバンプ形成時間（ＴＥ−ＴＳ）
   に基づいて上記接合強度改善条件を求め、求めた接合強
   度改善条件にて上記加熱装置の加熱制御を行う、請求項
   １記載のバンプ強度改善装置。
9. 【請求項９】 上記加熱による上記接合強度の改善が得
   られる加熱適切時間（Ｔ）が上記バンプ形成時間を超え
   るとき、上記接合強度改善条件は、上記接合強度の目標
   値（Ｐ０）を得る第１加熱時間（ＴＢ）による上記半導
   体ウエハの加熱である、請求項８記載のバンプ強度改善
   装置。
10. 【請求項１０】 上記加熱による上記接合強度の改善が
    得られる加熱適切時間（Ｔ）が上記バンプ形成時間以下
    であるとき、上記接合強度改善条件は、上記バンプ形成
    時間から上記加熱適切時間を差し引いた第２加熱時間
    （ＴＡ）による上記半導体ウエハの加熱である、請求項
    ８記載のバンプ強度改善装置。
11. 【請求項１１】 上記加熱装置は、上記半導体ウエハを
    載置し上記半導体ウエハにおけるバンプ形成順に対応し
    た複数の加熱処理部（２８０１）を有し、上記制御装置
    は、上記加熱処理部に対してそれぞれ独立して、各加熱
    処理部に対応する上記半導体ウエハにおけるバンプ形成
    後経過時間に応じた温度管理を行う、請求項８から１０
    のいずれかに記載のバンプ強度改善装置。
12. 【請求項１２】 請求項１から１１のいずれかに記載さ
    れたバンプ強度改善装置（１１７、１１６２）と、 半導体部品（１０、２０）を載置しかつ加熱して上記半
    導体部品の電極（１）上にバンプ（２）を形成するバン
    プ形成部（１１３）と、を備えたことを特徴とするバン
    プ形成装置。
13. 【請求項１３】 上記バンプ強度改善装置に備わる制御
    装置（１１７）は、さらに、上記バンプ形成部における
    バンプ形成時に上記半導体部品に損傷を生じさせない非
    損傷温度に上記バンプ形成部を温度制御し、バンプ形成
    後、上記加熱装置に対して上記非損傷温度を超える温度
    による接合強度改善条件による加熱制御を行う、請求項
    １２記載のバンプ形成装置。
14. 【請求項１４】 半導体部品（１０、２０）の電極
    （１）上にバンプ（２）が形成されたバンプ形成済部品
    （１１、２２）を搬入し、 上記バンプ形成済部品に対して、バンプ形成時の上記電
    極と上記バンプとの接合強度に比して該接合強度の改善
    を図る接合強度改善条件に基づいて加熱制御を行う、こ
    とを特徴とするバンプ強度改善方法。
15. 【請求項１５】 上記接合強度改善条件は、所望の上記
    接合強度を得るための加熱時間及び該加熱温度を変数と
    した条件であり、上記半導体部品の材質、上記半導体部
    品の大きさ、上記電極の材質、上記電極の大きさ、上記
    バンプの材質、及び上記バンプの大きさの少なくとも一
    つについて、上記所望接合強度に達するための加熱温度
    と該加熱時間との関係情報にてなる条件であり、該関係
    情報に基づいて上記加熱制御が行われる、請求項１４記
    載のバンプ強度改善方法。
16. 【請求項１６】 上記接合強度改善条件は、上記半導体
    部品の材質及び大きさ、上記電極の材質及び大きさ、並
    びに上記バンプの材質及び大きさの少なくとも一組につ
    いて、又は各組の組み合わせについて、上記所望接合強
    度に達するための加熱温度と該加熱時間との関係情報に
    てなる条件であり、該関係情報に基づいて上記加熱制御
    が行われる、請求項１５記載のバンプ強度改善方法。
17. 【請求項１７】 上記バンプ形成済部品の搬入前にて、
    上記半導体部品の上記電極上に上記バンプを形成し、 該バンプ形成時には、上記半導体部品に損傷を生じさせ
    ない非損傷温度に、上記バンプが形成されるバンプ形成
    部を温度制御し、 上記バンプ形成後、上記非損傷温度を超える温度による
    上記接合強度改善条件による加熱制御を行う、請求項１
    ４から１６のいずれかに記載のバンプ強度改善方法。
18. 【請求項１８】 ほぼ全てのバンプ形成に要したバンプ
    形成時間（ＴＥ−ＴＳ）に基づいて上記接合強度改善条
    件を求め、求めた接合強度改善条件にて上記加熱制御を
    行う、請求項１４から１７のいずれかに記載のバンプ強
    度改善方法。
19. 【請求項１９】 上記加熱による上記接合強度の改善が
    得られる加熱適切時間（Ｔ）が上記バンプ形成時間を超
    えるとき、上記接合強度改善条件は、上記接合強度の目
    標値（Ｐ０）を得る第１加熱時間（ＴＢ）による加熱で
    ある、請求項１８記載のバンプ強度改善方法。
20. 【請求項２０】 上記加熱による上記接合強度の改善が
    得られる加熱適切時間（Ｔ）が上記バンプ形成時間以下
    であるとき、上記接合強度改善条件は、上記バンプ形成
    時間から上記加熱適切時間を差し引いた第２加熱時間
    （ＹＡ）による加熱である、請求項１８記載のバンプ強
    度改善方法。