JP2002190463A - 半導体部品の製造方法及びプラズマ洗浄装置 - Google Patents

半導体部品の製造方法及びプラズマ洗浄装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一度に大量の半導体チップのプラズマ洗浄を
行うことができ、リードフレームがプラズマ処理され
ず、かつリールから巻き出してリールに巻き取る長尺状
のリードフレームを使用できるようにした半導体部品の
製造方法を提供する。 【解決手段】 ウエハ２０１から切り分けた半導体チッ
プ２０３または半導体チップ２０３に切り分ける前のウ
エハ２０１がウエハシート３０２に固定された状態でウ
エハリング３０１にプラズマ洗浄処理を施すようにした
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体部品の製造
方法及び該方法に用いるプラズマ洗浄装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】半導体部品の製造方法は、シリコンウエ
ハ上にＩＣ回路を形成する前工程と、前工程で製造され
たウエハを個々の半導体部品に仕上げる後工程とから成
っており、後工程において、ウエハから切り分けた半導
体チップの電極パッドとリードを電気的に接続するボン
ディングが行われる。ボンディングの方式は、ワイヤボ
ンディングとワイヤレスボンディングとに大別され、ワ
イヤボンディングは、半導体チップをリードフレーム上
の所定の位置に接着固定した後、電極パッドとリードと
をボンディングワイヤで接続するもので、ワイヤレスボ
ンディングは、半導体チップの電極パッドにバンプを介
して直接リードを接続するものである。
【０００３】後工程について詳しく説明すると、図５、
６に示すように、まず、前工程で製造されたウエハ２０
１をウエハリング３０１上のウエハシート３０２に粘着
テープ等により固定し、ウエハ２０１をダイシングソー
に搬送し、スクラブライン２０２に沿って個々の半導体
チップ２０３に切り分けた後、ウエハシート３０２を引
き延ばして各半導体チップ２０３を互いに分離する。
【０００４】そして、ワイヤボンディング方式の場合に
は、図７、８に示すように、ウエハシート３０２から取
り外した半導体チップ２０３を熱硬化性接着剤を介して
リードフレーム４０１のダイパッド４０２上にマウント
し、リードフレーム４０１をキュア炉に入れて熱硬化性
接着剤を硬化させた後、半導体チップ２０３の電極パッ
ド２０４とリードフレーム４０１のインナーリード４０
３とを金やアルミニウムのボンディングワイヤ５０１に
より電気的に接続する。その後、半導体チップ２０３が
樹脂で封止され、リードメッキ、リード成形、検査等の
工程を経て半導体部品が完成する。
【０００５】一方、ワイヤレスボンディング方式には種
々の方式が有るが、特にフリップチップ方式とＴＡＢ方
式が良く知られている。前者は、図９に示すように、ウ
エハシート３０２から取り外した半導体チップ２０３の
電極パッド２０４をＡｕ等のバンプ６０１を介して配線
基板７０１のリードに接続するもので、後者は、図１０
〜１２に示すように、ウエハシート３０２から取り外し
た半導体チップ２０３の電極パッド２０４に、テープ状
の絶縁フィルム８０１上に形成されたインナーリード８
０２を位置合わせし、バンプ９０１を介して電極パッド
２０４に接続するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ワイヤボンディング方
式を用いた従来の半導体部品の製造方法では、熱硬化性
接着剤を硬化させる工程で、キュア炉の熱により半導体
チップ２０３の電極パッド２０４に酸化物や水酸化物が
析出して電極パッド２０４の表面が汚れるため、電極パ
ッド２０４とボンディングワイヤ５０１の接合強度が低
下して接合不良等の電気的不良が生じることが有る。そ
こで、半導体チップ２０３をリードフレーム４０１上に
マウントした後にプラズマ処理して電極パッド２０４表
面の汚れを取り除くようにしているが、一枚のリードフ
レーム（すなわち一枚のチップ）毎にプラズマ処理を行
わなければならないため、生産性が良くないという問題
が有った。
【０００７】また、この場合、半導体チップ２０３とと
もにリードフレーム４０１もプラズマ処理されるが、リ
ードフレーム４０１がガス（Ｈ2、Ｏ2、ＣＯ等）を内包
している場合には、そのガスがリードフレーム４０１表
面を覆っている膜と反応を起こして膜の剥離や膜の強度
の低下をもたらし、錆や腐食が発生しやすくなるという
問題とが有った。
【０００８】さらに、図１３、１４に示すように、リー
ドフレーム４０１が、リールＲ1から巻き出してリール
Ｒ2に巻き取られるフープ状のものである場合には、真
空チャンバ内に搬入することができないため、プラズマ
処理を行うことができないという問題も有った。
【０００９】また、最近では、半導体チップ２０３とリ
ードフレーム４０１を接合する接着剤として、キュアの
必要が無いことから、熱可塑性樹脂から成るものを使用
することが多くなってきている。この場合、キュアによ
る電極パッド２０４の汚れは生じないものの、電極パッ
ド２０４表面には、ダイシング時に発生する汚れや酸化
被膜等が付着しているため、ワイヤボンディング工程の
前に半導体チップ２０３にプラズマ処理をして電極パッ
ド２０４表面を洗浄するのが好ましい。この場合におい
ても、半導体チップ２０３がリードフレーム４０１上に
マウントされた状態でプラズマ処理を行うと、上述した
ような種々の問題が生じることになる。
【００１０】また、ワイヤレスボンディング方式を用い
た製造方法の場合についても、電極パッド２０４とリー
ドをバンプで接続する前に半導体チップ２０３にプラズ
マ処理を行うようにすると、電極パッド２０４表面の酸
化被膜やダイシング時の汚れ等が除去されて接合強度が
向上するので好ましいが、ウエハシート３０２から取り
外した半導体チップ２０３にプラズマ処理を行うと、半
導体チップ２０３の取り扱いが煩雑で、生産性が良くな
いという問題が有る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した事情に
鑑みてなされたものであり、請求項１記載の発明は、Ｉ
Ｃ回路が形成されたウエハをウエハリング上のウエハシ
ートに固定し、前記ウエハを個々の半導体チップに切り
分け、得られた半導体チップを接着剤を介してリードフ
レーム上にマウントし、前記接着剤を硬化させた後、前
記半導体チップの電極パッドと前記リードフレームのリ
ードとをボンディングワイヤにより電気的に接続する半
導体部品の製造方法であって、前記ウエハから切り分け
た半導体チップまたは前記半導体チップに切り分ける前
のウエハが前記ウエハシートに固定された状態で前記ウ
エハリングにプラズマ洗浄処理を施すようにしたことを
特徴とする半導体部品の製造方法である。
【００１２】また、請求項２記載の発明は、ＩＣ回路が
形成されたウエハをウエハリング上のウエハシートに固
定し、前記ウエハを個々の半導体チップに切り分け、得
られた半導体チップの電極パッドにバンプを介してリー
ドを電気的に接続する半導体部品の製造方法であって、
前記ウエハから切り分けた半導体チップまたは前記半導
体チップに切り分ける前のウエハが前記ウエハシートに
固定された状態で前記ウエハリングにプラズマ洗浄処理
を施すようにしたことを特徴とする半導体部品の製造方
法である。
【００１３】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは２に記載の半導体部品の製造方法において、前記ウ
エハリングにプラズマ洗浄処理を施すプラズマ洗浄装置
として、気密状態に密閉可能なチャンバと、このチャン
バ内にプラズマ反応ガスを供給する手段と、前記チャン
バ内に設けられた一対の電極と、これらの電極間に高周
波電圧を印加する手段と、前記チャンバに設けられ、前
記ウエハリングを前記一対の電極間で支持する手段とを
備えたものを用いることを特徴とするものである。
【００１４】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の半導体部品の製造方法において、前記プラズマ洗浄
装置が前記チャンバを二個備えるとともにこれらのチャ
ンバが交互にプラズマ洗浄処理を行うように構成された
ことを特徴とするものである。
【００１５】また、請求項５記載の発明は、請求項３ま
たは４に記載の半導体部品の製造方法において、前記プ
ラズマ洗浄装置が、前記チャンバに前記ウエハリングを
搬入・搬出する手段を備えたことを特徴とするものであ
る。
【００１６】また、請求項６記載の発明は、気密状態に
密閉可能なチャンバと、このチャンバ内にプラズマ反応
ガスを供給する手段と、前記チャンバ内に設けられた一
対の電極と、これらの電極間に高周波電圧を印加する手
段と、前記チャンバに設けられ、ＩＣ回路が形成された
ウエハが固定されるウエハシートを有するウエハリング
を前記一対の電極間で支持する手段とを備えたことを特
徴とするプラズマ洗浄装置である。
【００１７】また、請求項７記載の発明は、請求項６記
載のプラズマ洗浄装置が、前記チャンバを二個備えると
ともにこれらのチャンバが交互にプラズマ洗浄処理を行
うように構成されたことを特徴とするものである。
【００１８】また、請求項８記載の発明は、請求項６ま
たは７記載のプラズマ洗浄装置が、前記チャンバに前記
ウエハリングを搬入・搬出する手段を備えたことを特徴
とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
を図面を参照しながら説明する。図１及び図２は本実施
形態のプラズマ洗浄装置の全体構造を示した斜視図、図
３は本実施形態のプラズマ洗浄装置のチャンバの構成を
示す断面図、図４は本実施形態のプラズマ洗浄装置によ
るウエハリングの処理方法の説明図である。
【００２０】図１及び図２に示すように、このプラズマ
洗浄装置１は、内部にプラズマが発生し、導入したウエ
ハリング３０１に洗浄処理を行う一対のチャンバ２と、
一対のチャンバ２に交互に高周波電圧を印加する電源部
３と、一対のチャンバ２にプラズマ反応ガスであるアル
ゴンガス及びリークのための窒素ガスを交互に供給する
ガス供給装置４と、チャンバ２内を真空状態にする一対
の真空吸引装置５と、第１の受け渡し位置Ｐ1に配置さ
れた供給側マガジン７ａから未処理ウエハリング３０１
ａを取り出して一対のチャンバ２に対して交互に搬入す
るとともに、チャンバ２で洗浄処理された処理ウエハリ
ング３０１ｂを第２の受け渡し位置Ｐ2に配置された排
出側マガジン７ｂに収納する搬入・搬出機構６とを備え
ている。
【００２１】各チャンバ２は、真空容器である箱状のチ
ャンバ本体２１と、チャンバ本体２１の前面に設けられ
たフランジ状の蓋体２２とを有している。蓋体２２は、
両側に設けた蓋ガイド２３によりチャンバ本体２１に対
して進退自在に構成され、且つチャンバ本体２１の側面
に設けたチャンバ開閉シリンダ（エアシリンダ）２４の
ピストンロッド２５と連結板２６を介して連結されてい
る。
【００２２】また、蓋体２２の内側には、２枚のウエハ
リング３０１を載置するトレイ２７が取り付けられてい
る。トレイ２７は導電性材料から成り、蓋体２２ととも
に進退する。チャンバ開閉シリンダ２４が駆動されて蓋
体２２が前進すると、チャンバ本体２１が開放されると
ともに、ウエハリング３０１を載置したトレイ２７が引
き出され、蓋体２２が後退すると、トレイ２７が押し込
まれるとともにチャンバ本体２１が閉塞される。
【００２３】また、図３に示すように、各チャンバ２内
には、電源部３に接続された第１高周波電極２８と、ア
ースされた第２高周波電極２９とが設けられている。こ
の場合、第１高周波電極２８は、上記トレイ２７の下方
に位置するように配される一方、第２高周波電極２９
は、チャンバ本体２１を形成するケーシングにより構成
されている。なお、チャンバ開閉シリンダ２４は、図示
左側のチャンバ２では、その左側面に取り付けられ、右
側のチャンバ２では、その右側面に取り付けられてい
る。また、図示しないが、チャンバ本体２１と蓋２２の
間には、チャンバ２の気密性を保持すべく、Ｏリング等
のシール部材が介在している。
【００２４】電源部３は、高周波電源３１と、自動整合
器３２と、高周波切替器３３とを有している。高周波切
替器３３は、図示しない制御装置（パソコン）に接続さ
れ、この制御装置の切替指令により、一対のチャンバ２
に対し高周波電源３１を交互に切り替える。また、高周
波切替器３３とチャンバ２間は、通常、銅板を介してネ
ジ止めにより接続されるが、処理時間が短いか電力が低
い等、導通時の導体温度上昇特性上問題が無ければ、両
端にコネクタを取り付けた同軸ケーブルにより接続する
ようにしてもよい。このようにすると、チャンバ２の洗
浄装置本体からの取り外し及び洗浄装置本体への取り付
けが容易となるため、メンテナンス及びトラブル処理を
作業性良く行うことができる。
【００２５】また、本実施形態では、高周波切替器３３
は真空リレーを用いたものであり、小型であるため、自
動整合器３２のシャーシ内に組み込むことができ、スペ
ースの削減を図ることができる。なお、高周波切替器３
３をシリンダ等を用いたメカ的なものとして、自動整合
器３２のシャーシに外付けするようにしてもよい。自動
整合器３２は、チャンバ２に印加した高周波の反射波に
よる干渉を防止するものであり、この場合には、一対の
チャンバ２に対し１台の自動整合器３２を対応させてい
るが、各チャンバ２に対しそれぞれ１台の自動整合器３
２を対応させるようにしてもよい。かかる場合には、高
周波電源３１、真空リレー３３、自動整合器３２の順で
結線される。なお、本実施形態では、高周波電源３１、
自動整合器３２がそれぞれ１台ずつであるため、低コス
トで、スペースの削減を図ることができるという利点を
有している。
【００２６】ガス供給装置４は、図外のアルゴンガスボ
ンベに連なるアルゴンガス供給管４１と、図外の窒素ガ
スボンベに連なる窒素ガス供給管４２と、各チャンバ２
に連なる一対のガス導入管４３と、アルゴンガス供給管
４１及び窒素ガス供給管４２と一対のガス導入管４３と
を接続するガス切替管４４とを有している。アルゴンガ
ス供給管４１及び窒素ガス供給管４２には、それぞれマ
ニュアルで操作されるアルゴンガス供給バルブ４５及び
窒素ガス供給バルブ４６が設けられている。また、アル
ゴンガス供給管４１にはマスフローコントローラ４７が
介設され、また窒素ガス供給管４２にはパージ流量計４
８が介設され、それぞれガス流量を制御できるようにな
っている。
【００２７】ガス切替管４４は、アルゴンガス供給管４
１に連なる２本のアルゴン側分岐管４４ａと、窒素ガス
供給管４２に連なる２本の窒素側分岐管４４ｂとを有
し、各アルゴン側分岐管４４ａと各窒素側分岐管４４ｂ
の合流部分に上記の各ガス導入管４３が接続されてい
る。両アルゴン側分岐管４４ａには、それぞれ電磁弁で
構成されたアルゴン側切替バルブ４９が介設され、ま
た、両窒素側分岐管４４ｂには、それぞれ電磁弁で構成
された窒素側切替バルブ５０が介設されている。一対の
アルゴン側切替バルブ４９及び一対の窒素側切替バルブ
５０は制御装置に接続され、制御装置の切替指令によ
り、開閉する。この場合、アルゴンガスのガス量を精度
良く制御するため、上記のマスフローコントローラ４７
は、制御信号に基づいて、フィードバック制御される。
【００２８】アルゴンガス供給バルブ４５及び窒素ガス
供給バルブ４６は、それぞれ常時「開」となっており、
一対のチャンバ２に交互にアルゴンガスを導入する場合
には、両窒素側切替バルブ５０が「閉」となり、両アル
ゴン側切替バルブ４９の一方が「開」、他方が「閉」と
なる。また、後述するリークの為に窒素ガスを導入する
場合には、両アルゴン側切替バルブ４９が「閉」とな
り、両窒素側切替バルブ５０の一方が「開」、他方が
「閉」となる。なお、図中の符号５１は、プラズマ反応
ガスとして、アルゴンガスの他、酸素ガスを導入可能と
する場合（仮想線にて図示）に、開閉される開閉電磁弁
である。
【００２９】各真空吸引装置５は、真空ポンプ６１と、
真空ポンプ６１と各チャンバ２を接続する真空配管６２
とを有している。真空配管６２には、チャンバ２側から
真空計６３、圧力調整バルブ６４及びメインバルブ６５
が介設されている。メインバルブ６５は電磁弁で構成さ
れており、メインバルブ６５が「開」状態で、フレキシ
ブル管６７を介して真空配管６２と真空ポンプ６１とが
連通し、チャンバ２内の真空引きが行われる。
【００３０】搬入・搬出機構６は、両チャンバ２と、第
１及び第２のウエハリング受け渡し位置Ｐ1、Ｐ2に配置
された供給側・排出側両マガジン７ａ、７ｂとの間でウ
エハリング３０１を搬送するウエハリング搬送機構１２
と、このウエハリング搬送機構１２と両チャンバ２との
間でウエハリング３０１を移載するチャンバ側移載機構
１３と、ウエハリング搬送機構１２と供給側・排出側両
マガジン７ａ、７ｂとの間でウエハリング３０１を移載
するマガジン側移載機構１４と、供給側マガジン７ａを
駆動するウエハリングローダ１５と、排出側マガジン７
ｂを駆動するウエハリングアンローダ１６とを有してい
る。
【００３１】供給側マガジン７ａに収容されている未処
理ウエハリング３０１ａは、マガジン側移載機構１４に
よりウエハリング搬送機構１２に移載され、ウエハリン
グ搬送機構１２により下動位置からチャンバ２近傍の上
動位置まで搬入される。ここで、チャンバ側移載機構１
３が駆動され、未処理ウエハリング３０１ａをウエハリ
ング搬送機構１２からチャンバ２のトレイ２７に移載す
る。一方、処理ウエハリング３０１ｂは、チャンバ側移
載機構１３によりトレイ２７からウエハリング搬送機構
１２に移載され、ウエハリング搬送機構１２により上動
位置から供給・排出側両マガジン７ａ、７ｂ近傍の下動
位置まで搬出される。ここで、マガジン側移載機構１４
が駆動され、処理ウエハリング３０１ｂをウエハリング
搬送機構１２から排出側マガジン７ｂに移載する。
【００３２】ウエハリング搬送機構１２は、図２に示す
ように、図外の機台に取り付けられたウエハリング昇降
装置７１と、ウエハリング昇降装置７１に取り付けられ
たウエハリングＹ動装置７２と、ウエハリングＹ動装置
７２により図示の前後方向に移動するウエハリング載置
ステージ７３とを有している。
【００３３】ウエハリング載置ステージ７３は、ベース
プレート７５上に、相互に平行に配設した３条の突条７
６により、上段及び下段にそれぞれ２枚のウエハリング
３０１を棚板状に載置できるようになっている。すなわ
ち、３条の突条７６には、それぞれ上下に内向きの受け
部（図示省略）が突出形成されており、この受け部によ
り上段に２枚の未処理ウエハリング３０１ａを支持する
前後一対の第１支持部７７が、下段に２枚の処理ウエハ
リング３０１ｂを支持する前後一対の第２支持部７８が
構成されている。すなわち、供給側マガジン７ａから移
載される未処理ウエハリング３０１ａは第１支持部７７
に支持され、各チャンバ２のトレイ２７から移載される
処理ウエハリング３０１ｂは第２支持部７８に支持され
る。
【００３４】ウエハリングＹ動装置７２は、後述するウ
エハリング昇降装置７１の昇降ブロック８５に取り付け
られており、減速機付きのウエハリングＹ動モータ８０
と、ウエハリングＹ動モータ８０により回転するボール
ネジ８１を有している。図示では省略されているが、ウ
エハリング載置ステージ７３は、ウエハリング昇降装置
７１の昇降ブロック８５との間で前後方向に進退自在に
構成（案内）されており、ウエハリング載置ステージ７
３の一部に螺合するボールネジ８１が、ウエハリングＹ
動モータ８０により正逆回転することにより、ウエハリ
ング載置ステージ７３が昇降ブロック８５に対し、前後
方向に進退する。
【００３５】ウエハリング昇降装置７１は、減速機付き
のウエハリング昇降モータ８３と、ウエハリング昇降モ
ータ８３により回転するボールネジ８４と、ボールネジ
８４に螺合する雌ネジ部（図示省略）が形成された昇降
ブロック８５とを有している。上述のように、ウエハリ
ング載置ステージ７３及びウエハリングＹ動装置７２は
昇降ブロック８５に支持されており、昇降ブロック８５
は、ウエハリング昇降モータ８３を介して正逆回転する
ボールネジ８４により、昇降する。なお、ウエハリング
昇降装置７１をウエハリングＹ動装置７２に取り付け、
ウエハリング昇降装置７１でウエハリング載置ステージ
７３を昇降させ、ウエハリングＹ動装置７２でウエハリ
ング昇降装置７１及びウエハリング載置ステージ７３を
前後動させるようにしてもよい。
【００３６】供給側マガジン７ａから未処理ウエハリン
グ３０１ａを受け取る場合には、供給側マガジン７ａの
該当する未処理ウエハリング３０１ａの位置に、ウエハ
リング載置ステージ７３の第１支持部７７が合致するよ
うに、ウエハリング昇降装置７１及びウエハリングＹ動
装置７２を駆動する。具体的には、ウエハリング載置ス
テージ７３をホーム位置から後退及び上昇させ、先ず一
方の第１支持部７７を該当する未処理ウエハリング３０
１ａに位置合わせし、さらにウエハリング支持ステージ
７３の後退（前進）により、他方の第１支持部７７を該
当する次の未処理ウエハリング３０１ａに位置合わせす
る。なお、詳細は後述するが、供給側マガジン７ａは昇
降するようになっており、未処理ウエハリング３０１ａ
の移載高さ位置（レベル）は、特定の位置に設定されて
いる。
【００３７】また、処理ウエハリング３０１ｂを排出側
マガジン７ｂに受け渡す場合には、同様に第２支持部７
８の２枚の処理ウエハリング３０１ｂを、それぞれ排出
側マガジン７ｂの該当する収容位置に位置合わせする。
この場合も、排出側マガジン７ｂは昇降するようになっ
ており、処理ウエハリング３０１ｂの移載高さ位置（上
記の移載高さ位置とは異なるが）は、特定の位置に設定
されている。なお、ウエハリング載置ステージ７３に対
し供給側マガジン７ａ及び排出側マガジン７ｂは、その
左右両側に近接して配置されているため（図示では離れ
ているが）、ウエハリング３０１の移載に際しウエハリ
ング載置ステージ７３を左右方向に移動させる必要はな
い。
【００３８】一方、未処理ウエハリング３０１ａ及び処
理ウエハリング３０１ｂをチャンバ２との間でやりとり
する場合には、先ずウエハリング昇降装置７１及びウエ
ハリングＹ動装置７２を駆動して、トレイ２７上の処理
ウエハリング３０１ｂと第２支持部７８を位置合わせ
し、２枚の処理ウエハリング３０１ｂを第２支持部７８
に同時に受け取る（詳細は後述する）。次に、ウエハリ
ング載置ステージ７３をわずかに下降させ、第１支持部
７７の未処理ウエハリング３０１ａとトレイ２７（の上
面）とを位置合わせし、２枚の未処理ウエハリング３０
１ａをトレイ２７上に受け渡す。なお、この場合も、ウ
エハリング載置ステージ７３に対し、両チャンバ２は、
その左右両側に近接して配置されているため（図示では
離れているが）、ウエハリング３０１の移載に際しウエ
ハリング載置ステージ７３を左右方向に移動させる必要
はない。
【００３９】マガジン側移載機構１４は、未処理ウエハ
リング３０１ａを供給側マガジン７ａからウエハリング
搬送機構１２に送り出す供給側シリンダ９１と、処理ウ
エハリング３０１ｂをウエハリング搬送機構１２から排
出側マガジン７ｂに送り込む排出側シリンダ９２とを有
している。供給側シリンダ９１は図外の機台に取り付け
られており、そのピストンロッド９４により、該当する
未処理ウエハリング３０１ａの端を押して、これを供給
側マガジン７ａからウエハリング搬送機構１２に送り出
す。
【００４０】排出側シリンダ９２は、図外の機台に取り
付けられ、ウエハリングローダ１５とウエハリングアン
ローダ１６の間に亘って延在するシリンダ本体９５と、
シリンダ本体９５により左右方向に移動する送り爪装置
９６とを有している。送り爪装置９６は、ハウジング内
にモータ等のアクチュエータを収容するとともに、アク
チュエータにより上下動する送り爪９７を有している。
アクチュエータにより送り爪９７を所定の下動位置に移
動させ、シリンダ本体９５により送り爪装置９６を図示
左方に移動させることにより、送り爪９７が処理ウエハ
リング３０１ｂの端を押して、これをウエハリング搬送
機構１２から排出側マガジン７ｂに送り込む。
【００４１】供給側シリンダ９１のピストンロッド９４
の高さ位置及び排出側シリンダ９２の送り爪９７の高さ
位置は、上記の移載高さ位置に設定され、且つ、ピスト
ンロッド９４側の移載高さ位置と送り爪９７の移載高さ
位置とは、ウエハリング載置ステージ７３の第１支持部
７７と第２支持部７８との間の段差分の差を有してい
る。このため、ウエハリング載置ステージ７３の第１支
持部７７と第２支持部７８を、それぞれ両移載高さ位置
に位置合わせしておいて、先ず排出側シリンダ９２を駆
動することで、処理ウエハリング３０１ｂが第２支持部
７８から排出側マガジン７ｂに送り込まれ、次に供給側
シリンダ９１を駆動すれば、未処理ウエハリング３０１
ａが供給側マガジン７ａから第１支持部７７に送り出さ
れる。
【００４２】なお、詳細は後述するが、供給側マガジン
７ａから送り出されるべき任意の１枚の未処理ウエハリ
ング３０１ａの選択、及び処理ウエハリング３０１ｂが
送り込まれるべき排出側マガジン７ｂの任意の１つの収
容位置（何段目か）の選択は、供給側マガジン７ａを昇
降させること、及び排出側マガジン７ｂを昇降すること
で行われる。
【００４３】図１に示すように、チャンバ側移載機構１
３は、一対のチャンバ２、２間に亘って左右方向に延在
するガイドケース１０１と、ガイドケース１０１の一方
の端に取り付けられた減速機付きのＸ動モータ１０２
と、Ｘ動モータ１０２により回転するボールネジ１０３
と、ボールネジ１０３により左右方向に移動する移載爪
装置１０４とを有している。移載爪装置１０４は、ハウ
ジング内にモータ等のアクチュエータを収容するととも
に、アクチュエータにより上下動する移載爪１０５を有
している。
【００４４】移載爪１０５の先端は二股に形成されてお
り、トレイ２７とウエハリング搬送機構１２との間で、
２枚のウエハリング３０１を同時に移載可能に構成され
ている。移載爪装置１０４は、ハウジングの部分でガイ
ドケース１０１により左右方向の移動をガイドされてお
り、Ｘ動モータ１０２を介してボールネジ１０３が正逆
回転することにより、移載爪装置１０４はガイドケース
１０１に沿って左右方向に移動する。また、アクチュエ
ータの正逆駆動により、移載爪１０５が上下動する。
【００４５】ウエハリング搬送機構１２が第１支持部７
７に未処理ウエハリング３０１ａを載置してチャンバ２
に臨むと、Ｘ動モータ１０２が駆動されて移載爪装置１
０４をトレイ２７の端位置に移動させ、続いて移載爪装
置１０４が駆動されて移載爪１０５をトレイ２７の上面
位置まで下動させる。次に、Ｘ動モータ１０２が駆動さ
れて移載爪装置１０４をウエハリング搬送機構１２側に
移動させる。これにより、移載爪１０５がトレイ２７上
の２枚の処理ウエハリング３０１ｂを押すようにして移
動させ、処理ウエハリング３０１ｂをウエハリング搬送
機構１２の第２支持部７８に受け渡す。次に、移載爪１
０５を未処理ウエハリング３０１ａに合わせてわずかに
上動させた後、移載爪装置１０４をトレイ２７側に移動
させることにより、移載爪１０５が２枚の未処理ウエハ
リング３０１ａを第１支持部７７からトレイ２７上に受
け渡す。
【００４６】図２に示すように、ウエハリングローダ１
５は、複数個の供給側マガジン７ａを載置可能な供給側
マガジン載置台１１１と、供給側マガジン載置台１１１
から供給された供給側マガジン７ａを昇降させる供給側
昇降装置１１２と、供給側マガジン７ａを供給側マガジ
ン載置台１１１から供給側昇降装置１１２に送り込む供
給側マガジンシリンダ１１３とを有している。供給側マ
ガジン７ａは、複数段に亘ってウエハリング３０１を棚
板状に収容できるように、両側壁にそれぞれ複数の受け
部が形成されている。そして、このように構成された供
給側マガジン７ａは、未処理ウエハリング３０１ａを収
容した状態で、前面をウエハリング搬送機構１２側に向
けて配設されている。なお、排出側マガジン７ｂは、こ
の供給側マガジン７ａと全く同一のものである。
【００４７】供給側マガジンシリンダ１１３は、供給側
昇降装置１１２の供給側マガジン７ａが空になったとき
に、そのピストンロッド１１５により、供給側マガジン
載置台１１１に載置されている複数個の供給側マガジン
７ａを順に送り込んで、新たに供給側マガジン７ａを供
給側昇降装置１１２に供給する。なお、供給側マガジン
載置台１１１に新たに投入される供給側マガジン７ａ
は、ピストンロッド１１５が後退した状態で、供給側マ
ガジン載置台１１１のピストンロッド１１５側に投入さ
れる。
【００４８】供給側昇降装置１１２は、減速機付きのマ
ガジン昇降モータ１１６と、マガジン昇降モータ１１６
により回転するボールネジ１１７と、ボールネジ１１７
に螺合する雌ネジ部（図示省略）が形成された昇降ブロ
ック１１８とを有している。未処理ウエハリング３０１
ａを送り出す供給側マガジン７ａは、昇降ブロック１１
８に支持されており、昇降ブロック１１８は、マガジン
昇降モータ１１６を介して正逆回転するボールネジ１１
７により、昇降する。
【００４９】供給側昇降装置１１２に送り込まれた供給
側マガジン７ａは適宜昇降し、その際上記の供給側シリ
ンダ９１が、供給側マガジン７ａに収容した未処理ウエ
ハリング３０１ａを１枚ずつ送り出してゆく。この場
合、未処理ウエハリング３０１ａを、供給側マガジン７
ａの最下段のものから順に送り出してゆく。すなわち、
最初に最下段の未処理ウエハリング３０１ａを移載高さ
位置に位置合わせしてこれを送り出し、次に下から２段
目の未処理ウエハリング３０１ａを移載高さ位置に位置
合わせ（下降）してこれを送り出す。このようにして、
最上段の未処理ウエハリング３０１ａを送り出したとこ
ろで、供給側マガジン７ａが空になるため、これをさら
に下降させてマガジン移送部１０に受け渡すようにして
いる。
【００５０】ウエハリングアンローダ１６は、ウエハリ
ングローダ１５と同様に、複数個の排出側マガジン７ｂ
を載置可能な排出側マガジン載置台１２１と、排出側マ
ガジン７ｂを昇降させる排出側昇降装置１２２と、処理
ウエハリング３０１ｂで満杯になった排出側マガジン７
ｂを排出側昇降装置１２２から排出側マガジン載置台１
２１に送り込む排出側マガジンシリンダ１２３とを有し
ている。排出側マガジンシリンダ１２３は、そのピスト
ンロッド１２５により、満杯になった排出側マガジン７
ｂを順次排出側マガジン載置台１２１に送り込んでゆ
く。
【００５１】排出側昇降装置１２２は、供給側昇降装置
１１２と同様に、マガジン昇降モータ１２６と、ボール
ネジ１２７と、昇降ブロック１２８とを有している。処
理ウエハリング３０１ｂが送り込まれる排出側マガジン
７ｂは、昇降ブロック１２８に支持されており、昇降ブ
ロック１２８は、マガジン昇降モータ１２６を介して正
逆回転するボールネジ１２７により、昇降する。この場
合、空の排出側マガジン７ｂは、マガジン移送部１０を
介して供給側昇降装置１１２から供給される。
【００５２】そして、この場合も、排出側昇降装置１２
２の排出側マガジン７ｂは適宜昇降し、その際上記の排
出側シリンダ９２が、排出側マガジン７ｂに処理ウエハ
リング３０１ｂを１枚ずつ送り込んでゆく。この場合に
は、排出側マガジン７ｂを間欠上昇させながら、処理ウ
エハリング３０１ｂを最上段から順に収容してゆくこと
が好ましい。なお、供給側昇降装置１１２及び排出側昇
降装置１２２の各昇降ブロック１１８、１２８は、各マ
ガジン７ａ、７ｂを載置するプレート部位１１８ａ、１
２８ａの中央が、広く「コ」字状に切り欠かれており、
後述するチャック装置１３１が上下方向にすり抜け得る
ようになっている。
【００５３】マガジン移送部１０は、空マガジン（空に
なった供給側マガジン７ａ）７ｃを受け取って把持する
チャック装置１３１と、先端部でチャック装置１３１を
支持する回転アーム１３２と、回転アーム１３２を基端
部を中心に回転させる減速機付きの回転モータ１３３と
を有している。回転モータ１３３は、図外の機台に固定
されており、回転アーム１３２を水平面内において角度
１８０度、往復回転（回動）させ、チャック装置１３１
に把持した空マガジン７ｃをウエハリングローダ１５か
らウエハリングアンローダ１６に移送する。チャック装
置１３１は、上面に空マガジン７ｃが載置されるハウジ
ング１３５と、ハウジング１３５内に収容したシリンダ
（図示省略）と、ハウジング１３５の上面から突出しシ
リンダにより離接方向に相互に移動する一対のチャック
１３６とを有している。
【００５４】一対のチャック１３６を離間する方向に開
いておいて、供給側昇降装置１１２に臨ませ、この状態
で、供給側昇降装置１１２に載置されている空マガジン
７ｃを下降させると、昇降ブロック１１８のプレート部
位１１８ａがチャック１３６を上側から下側にすり抜け
たところで、空マガジン７ｃがハウジング１３５の上面
に載る。これにより、空マガジン７ｃが供給側昇降装置
１１２からマガジン移送部１０に受け渡される。ここ
で、一対のチャック１３６を閉じるようにして、空マガ
ジン７ｃを把持する。空マガジン７ｃがチャック装置１
３１に不動に把持されたら、回転アーム１３２を回動さ
せて空マガジン７ｃを排出側昇降装置１２２に臨ませ
る。
【００５５】このとき、排出側昇降装置１２２の昇降ブ
ロック１２８には排出側マガジン７ｂは無く、また、昇
降ブロック１２８は下降位置にある。空マガジン７ｃが
排出側昇降装置１２２に臨んだら、チャック装置１３１
による把持状態を解除し、昇降ブロック１２８を上昇さ
せる。昇降ブロック１２８が上昇し、そのプレート部位
１２８ａがチャック１３６を下側から上側にすり抜ける
と、昇降ブロック１２８が空マガジン７ｃを自動的に受
け取ってそのまま上昇する。なお、マガジン移送部１０
により、ウエハリングローダ１５からウエハリングアン
ローダ１６に移送された空マガジン７ｃは、ウエハリン
グアンローダ１６で排出側マガジン７ｂとして利用され
るが、空マガジン７ｃは回転して移送されるため、その
前部が搬入・搬出機構６側に向いた姿勢で、ウエハリン
グアンローダ１６に受け渡される。このため、移送の前
後で別の装置により空マガジン７ｃの姿勢を変える必要
がない。
【００５６】なお、搬入・搬出機構１６及びマガジン移
送部１０におけるモータやシリンダ等のアクチュエータ
は制御装置に接続され、制御装置により総括的に制御さ
れる。ここで、図４を参照して、各部の動作を順を追っ
て説明する。
【００５７】同図において、左側のチャンバ２ａはウエ
ハリング３０１の洗浄工程にあり、右側のチャンバ２ｂ
はウエハリング３０１の搬入・搬出工程にあるものとす
る。右側のチャンバ２ｂで洗浄済みのウエハリング（処
理ウエハリング３０１ｂ）が外部に引き出される動きに
合わせて、搬入・搬出機構６は、第１の受け渡し位置Ｐ
1の未処理ウエハリング３０１ａを右側のチャンバ２ｂ
の近傍まで搬送する。ここで、搬入・搬出機構６は、右
側のチャンバ２ｂから処理ウエハリング３０１ｂを受け
取り、続いて未処理ウエハリング３０１ａを右側のチャ
ンバ２ｂに受け渡す。
【００５８】右側のチャンバ２ｂは、未処理ウエハリン
グ３０１ａを受け取ると、これを内部に持ち込む。同時
に、搬入・搬出機構６は、処理ウエハリング３０１ｂを
第２の受け渡し位置Ｐ2に搬送する。右側のチャンバ２
ｂが未処理ウエハリング３０１ａを内部に持ち込むと、
真空リレー３３が右側のチャンバ２ｂに切り替えられて
右側のチャンバ２ｂが洗浄工程に移行する。これと同時
に、左側のチャンバ２ａは、窒素ガスによるリークを経
て搬入・搬出工程に移行する。
【００５９】そして今度は、左側のチャンバ２ａで処理
ウエハリング３０１ｂが引き出される動きに合わせて、
搬入・搬出機構６は、第１の受け渡し位置Ｐ1の未処理
ウエハリング３０１ａを左側のチャンバ２ａに搬入す
る。そして、真空リレー３３が左側のチャンバ２ａに切
り替えられて左側のチャンバ２ａが洗浄工程に移行す
る。一方、右側のチャンバ２ｂは、窒素ガスによるリー
クを経て搬入・搬出工程に移行する。
【００６０】すなわち、左右のチャンバ２ａ、２ｂは交
互に搬入・搬出工程と洗浄工程とを繰り返し、これに合
わせて搬入・搬出機構６は左右のチャンバ２ａ、２ｂに
対し、未処理ウエハリング３０１ａ及び処理ウエハリン
グ３０１ｂを交互に搬入・搬出する。このようにするこ
とで、大量のウエハリング３０１を効率良く処理するこ
とができる。
【００６１】洗浄工程について詳細に説明する。チャン
バ２内にウエハリング３０１が搬入されると、真空吸引
装置５が駆動されてチャンバ２内が真空状態にされ、ガ
ス導入管４３を介してチャンバ２内にプラズマ反応ガス
が供給される。そして、高周波電源３１が駆動され、下
部電極２８と上部電極２９の間に高周波電圧が印加され
る。これによってチャンバ２内にプラズマが発生し、プ
ラズマ中のプラスイオンが主として負に帯電した下部電
極２８に引き寄せられるため、下部電極２８と上部電極
２９の間に配置されたウエハリング３０１に固定された
ウエハ２０１の表面にプラスイオンが衝突して不純物が
削り取られる。
【００６２】次に、上述したプラズマ洗浄装置１を用い
た半導体部品の製造方法（ワイヤボンディング方式）
を、図５〜８を参照しながら説明する。なお、ウエハに
ＩＣ回路を形成する前工程については、従来と同様であ
るので説明を省略する。
【００６３】まず、前工程で製造されたウエハ２０１を
ウエハリング３０１上のウエハシート３０２に粘着テー
プ等により固定する。そして、ウエハリング３０１をダ
イシングソーに搬送し、ウエハ２０１をスクラブライン
２０２に沿って個々の半導体チップ２０３に切り分け
る。次いで、上述したプラズマ洗浄装置１によってウエ
ハリング３０１にプラズマ洗浄処理を行う。これによっ
て、電極パッド２０４の表面に付着した酸化被膜やダイ
シングによる汚れ等が除去される。
【００６４】次いで、ウエハシート３０２を引き延ばし
て各半導体チップ２０３を互いに分離した後、各半導体
チップ２０３をウエハシート３０２から取り外し、熱可
塑性接着剤を介してリードフレーム４０１のダイパッド
４０２上にマウントする。そして、熱可塑性接着剤を硬
化させた後、半導体チップ２０３の電極パッド２０４と
リードフレーム４０１のインナーリード４０３とを金や
アルミニウムのボンディングワイヤ５０１により電気的
に接続する。その後、半導体チップ２０３が樹脂で封止
され、リードメッキ、リード成形、検査等の工程を経て
半導体部品が完成する。
【００６５】このように、本発明では、半導体チップが
ウエハシートに固定された状態でプラズマ処理を行うた
め、一度に大量の半導体チップ（２００００〜５０００
０個程度）の洗浄を行うことができ、生産性が非常に良
い。また、半導体チップをリードフレームにマウントす
る以前にプラズマ処理を行うため、リードフレームがプ
ラズマ処理されず、リードフレーム表面を覆っている膜
の剥離や強度の低下等をもたらすことがない。さらに、
リードフレームがリールから巻き出してリールに巻き取
る長尺状のものである場合でも問題はない。
【００６６】なお、上述した実施形態では、ウエハを個
々の半導体チップに切り分けた後にウエハリングにプラ
ズマ処理を行うようにしているが、ウエハシートに固定
されたウエハを半導体チップに切り分ける前にウエハリ
ングにプラズマ処理を行うようにしてもよい。
【００６７】また、本発明は、ワイヤレスボンディング
方式を用いた製造方法にも適用することができる。すな
わち、半導体チップの電極パッドにバンプを介してリー
ドを接続する前に、ウエハから切り分けた半導体チップ
または半導体チップに切り分ける前のウエハがウエハシ
ートに固定された状態でウエハリングにプラズマ洗浄処
理を行うことで、半導体チップの取り扱い性が向上し、
生産性が向上する。
【００６８】その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で上述した実施形態に種々の変形を施すことができ
る。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体部品の製造方法によれば、ウエハから切り分けた半導
体チップまたは半導体チップに切り分ける前のウエハが
ウエハシートに固定された状態でウエハリングにプラズ
マ洗浄処理を行うようにしたことにより、一度に大量の
半導体チップの洗浄を行うことができるため、生産性が
向上する。また、半導体チップをリードフレームにマウ
ントする以前にプラズマ処理を行うため、リードフレー
ムがプラズマ処理されず、リードフレーム表面を覆って
いる膜の剥離や強度の低下等をもたらすことがない。さ
らに、リードフレームが、リールから巻き出してリール
に巻き取る長尺状のものである場合でも問題はない。
【００７０】また、ウエハリングにプラズマ処理を行う
プラズマ洗浄装置が、チャンバを二個備えるとともにこ
れらのチャンバが交互にプラズマ洗浄処理を行うように
構成されたものである場合には、短時間に多くのウエハ
リングを効率良く処理することができるため、生産性が
さらに向上する。
【００７１】また、プラズマ洗浄装置が、チャンバにウ
エハリングを搬入・搬出する手段を備えている場合に
は、人手によるウエハリングの搬入・搬出を行う必要が
ないため、省力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態のプラズマ洗浄装置の全体構造を示
した斜視図。
【図２】 実施形態のプラズマ洗浄装置の全体構造を示
した斜視図。
【図３】 実施形態のプラズマ洗浄装置のチャンバの断
面図。
【図４】 実施形態のプラズマ洗浄装置によるウエハリ
ングの処理方法の説明図。
【図５】 ウエハリングの一部平面図。
【図６】 図５の要部拡大断面図。
【図７】 ワイヤボンディング方式の説明図。
【図８】 ワイヤボンディング方式により製造された半
導体部品の断面図。
【図９】 フリップチップ方式により製造された半導体
部品の斜視図。
【図１０】 ＴＡＢ方式により製造された半導体部品の
断面図。
【図１１】 図１０の要部拡大図。
【図１２】 図１１の平面図。
【図１３】 フープ状のリードフレームの側面図。
【図１４】 図１３の要部拡大平面図。
【符号の説明】
２０１ ウエハ ２０３ 半導体チップ ２０４ 電極パッド ３０１ ウエハリング ３０２ ウエハシート ４０１ リードフレーム ４０３ リード ５０１ ボンディングワイヤ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＩＣ回路が形成されたウエハをウエハリ
    ング上のウエハシートに固定し、前記ウエハを個々の半
    導体チップに切り分け、得られた半導体チップを接着剤
    を介してリードフレーム上にマウントし、前記接着剤を
    硬化させた後、前記半導体チップの電極パッドと前記リ
    ードフレームのリードとをボンディングワイヤにより電
    気的に接続する半導体部品の製造方法であって、前記ウ
    エハから切り分けた半導体チップまたは前記半導体チッ
    プに切り分ける前のウエハが前記ウエハシートに固定さ
    れた状態で前記ウエハリングにプラズマ洗浄処理を施す
    ようにしたことを特徴とする半導体部品の製造方法。
  2. 【請求項２】 ＩＣ回路が形成されたウエハをウエハリ
    ング上のウエハシートに固定し、前記ウエハを個々の半
    導体チップに切り分け、得られた半導体チップの電極パ
    ッドにバンプを介してリードを電気的に接続する半導体
    部品の製造方法であって、前記ウエハから切り分けた半
    導体チップまたは前記半導体チップに切り分ける前のウ
    エハが前記ウエハシートに固定された状態で前記ウエハ
    リングにプラズマ洗浄処理を施すようにしたことを特徴
    とする半導体部品の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記ウエハリングにプラズマ洗浄処理を
    施すプラズマ洗浄装置として、気密状態に密閉可能なチ
    ャンバと、このチャンバ内にプラズマ反応ガスを供給す
    る手段と、前記チャンバ内に設けられた一対の電極と、
    これらの電極間に高周波電圧を印加する手段と、前記チ
    ャンバに設けられ、前記ウエハリングを前記一対の電極
    間で支持する手段とを備えたものを用いることを特徴と
    する請求項１または２に記載の半導体部品の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記プラズマ洗浄装置が前記チャンバを
    二個備えるとともにこれらのチャンバが交互にプラズマ
    洗浄処理を行うように構成されたことを特徴とする請求
    項３に記載の半導体部品の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記プラズマ洗浄装置が前記チャンバに
    前記ウエハリングを搬入・搬出する手段を備えたことを
    特徴とする請求項３または４に記載の半導体部品の製造
    方法。
  6. 【請求項６】 気密状態に密閉可能なチャンバと、この
    チャンバ内にプラズマ反応ガスを供給する手段と、前記
    チャンバ内に設けられた一対の電極と、これらの電極間
    に高周波電圧を印加する手段と、前記チャンバに設けら
    れ、ＩＣ回路が形成されたウエハが固定されるウエハシ
    ートを有するウエハリングを前記一対の電極間で支持す
    る手段とを備えたことを特徴とするプラズマ洗浄装置。
  7. 【請求項７】 前記チャンバを二個備えるとともにこれ
    らのチャンバが交互にプラズマ洗浄処理を行うように構
    成されたことを特徴とする請求項６に記載のプラズマ洗
    浄装置。
  8. 【請求項８】 前記チャンバに前記ウエハリングを搬入
    ・搬出する手段を備えたことを特徴とする請求項６また
    は７に記載のプラズマ洗浄装置。
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