JP2002313837A - 半導体チップ装着装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来に比べて接合品質の均一化が図れる半導
体チップ装着装置及び方法を提供する。 【解決手段】 半導体チップ１５０の超音波振動の変化
を超音波装置１３３にて検出し、該検出結果に基づいて
チップ接触面９５ａの汚れ又は変形を制御装置１１０に
て判定する。上記チップ接触面９５ａの汚れ有りと判断
されたときには、洗浄装置１６１にて上記汚れを洗浄す
る。したがって、チップ接触面は、半導体チップと回路
基板２０との接合状態が劣悪とならない程度の清浄度を
維持することができ、半導体チップと回路基板との接合
品質の均一化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波振動を作用
させてバンプを介して、半導体チップに相当するいわゆ
るベアチップの装着を行なう半導体チップ装着装置、及
び該半導体チップ装着装置にて実行される半導体チップ
装着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハから切り分けられた半導体
チップである、いわゆるベアチップを回路形成体上へ電
気的に接続しかつ固定する方法として、ベアチップ及び
回路形成体のいずれか一方に形成されたバンプと、いず
れかの他方における電極箇所とを接合する方法がある。
以下では、ベアチップの電極に形成したバンプを回路形
成体上の電極部へ接合する方法を例に採る。又、上記回
路形成体として回路基板を例に採る。このようなバンプ
接合方法を実行する装置として、図２３に示すベアチッ
プ装着装置１が存在する。該ベアチップ装着装置１は、
大別して、ベアチップ供給装置２、ボンディングステー
ジ３、部品反転装置４、バンプ接合装置５、及び回路基
板搬送装置６を備える。

【０００３】上記ベアチップ供給装置２は、半導体ウエ
ハより切り分けたベアチップを供給する装置であり、上
記回路基板搬送装置６は当該ベアチップ装着装置１へ回
路基板２０を搬入、搬出する装置である。上記ボンディ
ングステージ３は、上記回路基板搬送装置６にて搬入さ
れた上記回路基板２０を載置して上記バンプ接合を行う
ためのステージであり、Ｙ軸ロボット７にてＹ方向へ可
動であり、又、バンプ接合のため上記回路基板２０の加
熱を行う。上記部品反転装置４は、上記ベアチップ供給
装置２から図２５に示すベアチップ１５０を保持し該ベ
アチップ１５０の電極１３に形成されているバンプ１１
が上記ボンディングステージ３に載置されている上記回
路基板２０に対向するように、保持したベアチップ１５
０を反転する装置である。上記バンプ接合装置５は、上
記ベアチップ１５０を保持する保持装置と、保持したベ
アチップ１５０をその厚み方向へ移動させるＺ方向駆動
装置５１と、詳細後述する超音波振動発生装置９とを備
える。該バンプ接合装置５は、Ｘ軸ロボット８に取り付
けられ、該Ｘ軸ロボット８にてＸ方向へ可動であり、上
記部品反転装置４から上記ベアチップ１５０を受け取り
上記ボンディングステージ３へ搬送した後、上記ボンデ
ィングステージ３に載置されている上記回路基板２０の
所定位置へ、保持しているベアチップ１５０を上記Ｚ方
向駆動装置５１の駆動により押圧するとともに超音波を
加えて上記バンプ１１の接合を行う装置である。

【０００４】尚、上記回路基板２０の電極部２１へ押圧
される前における上記バンプ１５０は図２５に示すよう
な形状であり、直径寸法Ｉは、約１００μｍであり、ベ
アチップ１５０の電極１３上における土台部分１１ａの
高さ寸法IIIは約３０〜３５μｍであり、全高寸法IIは
約７０〜７５μｍである。又、上記押圧後のつぶれた上
記バンプ（以後、つぶれたバンプ１１に対して符号「１
２」を付す）は、図２６に示すような形状であり、バン
プ１２の高さ寸法IVは、上記土台部分１１ａの高さ寸法
IIIにほぼ等しい。

【０００５】又、上記回路基板２０上へ接合すべきベア
チップ１５０の位置合わせは、上記Ｘ軸ロボット８及び
上記Ｙ軸ロボット７にて行われる。又、上記バンプ１１
の接合を行うとき、上記バンプ１１を上記Ｙ方向又はＸ
方向へ振動させて上記バンプ１１と回路基板２０側の電
極部２１との間に摩擦熱を発生させて、上記ボンディン
グステージ３の加熱温度の低減を図りかつ上記バンプの
接合を強固なものにするため、上記バンプ接合装置５に
は上記バンプを振動させるための超音波振動発生装置９
を備えている。該超音波振動発生装置９は、図２４に示
すように、圧電素子９１と該圧電素子９１が一端部に接
続される超音波ホーン９２とを備え、圧電素子９１を複
数積層しており、これらの圧電素子９１に電圧が印加さ
れることで超音波振動を発生し、発生する例えば上記Ｙ
方向への振動を超音波ホーン９２にて増幅する。超音波
ホーン９２の他端部にはノズル９３が固定されている。
該ノズル９３の先端部分は、ベアチップ１５０を吸着保
持するチップ保持部９５を形成している。このような構
成において、圧電素子９１の上記振動により、ノズル９
３及びチップ保持部９５、即ちチップ保持部９５に保持
されているベアチップ１５０が上記Ｙ方向へ超音波振動
する。尚、圧電素子９１は例えば上記Ｙ方向へ振動する
が、発生した振動が上記ベアチップ１５０へ伝導する過
程にて種々の方向への振動が生じ、上記ベアチップ１５
０では主たる振動方向は上記Ｙ方向であるが実際には種
々の方向へ振動している。

【０００６】上述のような従来のベアチップ装着装置１
では、上記ボンディングステージ３にて約１５０℃に加
熱された上記回路基板２０に対して上記ベアチップ１５
０の上記バンプ１１を押圧した後、上記ベアチップ１５
０を介して上記バンプ１１を超音波振動して上記バンプ
１１と上記電極部２１との間に摩擦熱を発生させて上記
接合を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記超音波振動の印加
により、特に、バンプ１１と電極部２１とが接合し始め
ると、ベアチップ１５０が振動し難くなることから、ベ
アチップ１５０とチップ保持部９５との接触部分にてベ
アチップ１５０に対してチップ保持部９５が擦れる場合
がある。よって接合動作を繰り返す内に、チップ保持部
９５のチップ接触面９５ａには、ベアチップ１５０の材
料であるＳｉが例えば図２７に示すような形状にて堆積
して固着しチップ接触面９５ａが汚れる。このようなチ
ップ接触面９５ａの汚れは、チップ保持部９５とベアチ
ップ１５０との接触面積を減少させることから、チップ
保持部９５とベアチップ１５０との間の摩擦力が低下す
る。よって、チップ保持部９５の超音波振動がベアチッ
プ１５０に有効に作用しなくなり、その結果、規定の接
合強度を得られず、ベアチップ１５０と回路基板２０と
の接合品質が低下するという問題が生じる。又、ベアチ
ップ１５０とチップ保持部９５との擦れの発生により、
チップ保持部９５が例えばステンレス鋼にて作製されて
いるときでさえ、上記チップ接触面９５ａは削られ、図
２８に誇張して図示するように、チップ接触面９５ａに
はベアチップ１５０の大きさに対応した窪み９６が形成
されてしまう。該窪み９６は、上記汚れの場合と同様に
チップ保持部９５とベアチップ１５０との接触面積を減
少させる場合や、逆に、ベアチップ１５０を嵌め込んだ
状態となったときには通常に比して強い振動を作用させ
ることになることから、バンプ１１が規定値を超えて潰
れてしまう場合を生じさせる。いずれの場合においても
上記接合品質の低下を招くという問題がある。

【０００８】上述のような接合品質の低下を防止するた
め、従来、ベアチップ装着装置１の例えばベアチップの
装着回数等に基づいて作業者の経験により、チップ接触
面９５ａの洗浄や、チップ保持部９５の交換が行なわれ
ている。しかしながら、作業者の経験に頼ることから、
接合品質の均一化を図るのは困難であった。本発明はこ
のような問題点を解決するためになされたもので、超音
波振動を作用させてバンプを介して半導体チップの装着
を行なう半導体チップ装着装置において、従来に比べて
接合品質の均一化が図れる半導体チップ装着装置、及び
該半導体チップ装着装置にて実行される半導体チップ装
着方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１態様の半導
体チップ装着装置は、半導体ウエハより切り分けた半導
体チップと回路形成体とを相対的に振動させて上記半導
体チップの電極と上記回路形成体の電極部とをバンプを
介して接合する半導体チップ装着装置において、上記相
対的振動の変化を検出する振動変化検出装置と、上記半
導体チップを保持するチップ接触面を有するバンプ接合
装置と、上記振動変化検出装置にて検出された上記振動
変化、及び上記回路形成体への上記半導体チップの装着
回数に基づき上記チップ接触面の不良の有無を判定する
判定装置と、を備えたことを特徴とする。

【００１０】又、上記振動変化検出装置は、上記半導体
チップと上記回路形成体とを相対的に振動させる振動発
生装置に関するインピーダンス値であって上記振動変化
に応じて変化するインピーダンス値を検出し、上記判定
装置は、上記インピーダンス値の変化に基づき上記チッ
プ接触面の不良の有無を判定するように構成することが
できる。

【００１１】又、上記判定装置は、上記チップ接触面の
不良有りと判断した回数を計数するカウンタを有し、該
カウンタにおける計数値が設定値以上のときに上記判定
装置は上記半導体チップの上記回路形成体への装着を停
止させるように構成することができる。

【００１２】又、上記チップ接触面の不良改良後におい
て上記カウンタの計数値が上記設定値未満であるとき、
上記判定装置は、上記バンプ接合装置に対して上記半導
体チップに代えて擬似半導体チップを保持させ、該擬似
半導体チップにおいて上記チップ接触面の不良の有無を
判断するように構成することができる。

【００１３】又、上記判定装置にて上記チップ接触面の
不良有りと判断されたとき、上記チップ接触面の洗浄を
行なう洗浄装置をさらに備えるように構成することがで
きる。

【００１４】又、上記半導体チップと上記回路形成体と
の相対的振動は、上記回路形成体を固定して上記半導体
チップを振動させてもよい。

【００１５】又、上記振動変化検出装置は、上記半導体
チップと上記回路形成体とを相対的に振動させる振動発
生装置に接続され上記振動発生装置における振動成分電
流を分離する振動成分電流分離部を備え、上記判定装置
は、上記振動成分電流分離部から出力される上記振動成
分電流に基づき上記チップ接触面の不良の有無を判定す
るように構成することができる。

【００１６】さらに、本発明の第２態様の半導体チップ
装着方法は、半導体ウエハより切り分けた半導体チップ
と回路形成体とを相対的に振動させて上記半導体チップ
の電極と上記回路形成体の電極部とをバンプを介して接
合する半導体チップ装着方法において、上記振動の変化
を検出し、検出した振動変化、及び上記回路形成体への
上記半導体チップの装着回数に基づいて、上記半導体チ
ップを保持するチップ接触面の不良の有無を判定する、
ことを特徴とする。

【００１７】又、上記第２態様において、上記振動の変
化検出は、上記半導体チップと上記回路形成体とを相対
的に振動させる振動発生装置におけるインピーダンス値
の複数回の検出にて行い、複数回の上記インピーダンス
値変化に基づき、上記チップ接触面の不良の有無を判定
するようにしてもよい。

【００１８】又、上記第２態様において、上記チップ接
触面の不良が当該チップ接触面の汚れであり、該チップ
接触面の汚れ有りと判断されたとき、上記インピーダン
ス値の変化に基づいて判断される汚れの程度に従って上
記洗浄方法を変化させるようにしてもよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態における、半導
体チップ装着装置、及び該半導体チップ装着装置にて実
行される半導体チップ装着方法について、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。又、「半導体チップ」
は、本実施形態では、シリコンウエハ等の半導体基板上
に集積回路を形成し該集積回路の電極にバンプが形成さ
れ、さらに個々の上記集積回路部分に切り分けられた、
いわゆるベアチップである。又、「回路形成体」とは、
樹脂基板、紙−フェノール基板、セラミック基板、ガラ
ス・エポキシ（ガラエポ）基板、フィルム基板等の回路
基板、単層基板若しくは多層基板などの回路基板、部
品、筐体、又は、フレーム等、回路が形成されている対
象物を意味する。尚、本実施形態では、上記回路基板を
例に採る。

【００２０】又、「振動変化検出装置」の機能を果たす
一例として、下記の、実施形態においては超音波装置１
３３に備わるインピーダンス測定装置１３３２の振動成
分電流分離部や、測長装置が相当するが、これらに限定
されるものではない。又、「判定装置」の機能を果たす
一例として、制御装置が相当するが、これに限定される
ものではない。又、「振動発生装置」の機能を果たす一
例として本実施形態ではバンプ接合装置１０５に備わり
圧電素子９１を有する超音波振動発生装置９が相当する
が、これに限定されるものではない。さらに振動につい
て、上記バンプと回路基板の電極部との間に摩擦熱が発
生しボンディングステージによる上記回路基板の加熱温
度を低下させることができるような振動であれば良く、
上記超音波振動に限定されるものではない。又、振幅値
としては、最低約０．５μｍ程度である。

【００２１】又、以下に説明する実施形態では、バンプ
は上記半導体チップに形成されており該バンプを回路形
成体上の電極部へ接合する場合を例に採るが、本発明の
実施形態における半導体チップ装着装置及び方法は、こ
れに限定されるものではなく、上述の場合とは逆の場
合、つまり図１９に示すように回路基板２０上の電極部
２１にバンプ１１を形成した場合を含めて、電子部品及
び回路基板のいずれか一方に形成されたバンプと、いず
れか他方における電極箇所とを接合させるときに適用可
能である。

【００２２】図１に示すように、上記実施形態のバンプ
接合判定装置を有する半導体チップ装着装置１０１の構
造は、基本的に上述したベアチップ装着装置１の構造に
類似するが、半導体チップ装着装置１０１では詳細後述
する、バンプ接合装置のチップ接触面の不良、例えば汚
れ又は変形の判定を実行する制御装置１１０を備えた点
が特徴となる。即ち、半導体チップ装着装置１０１は、
大別して、バンプ接合装置１０５、及び制御装置１１０
を備え、さらに洗浄装置１６１、部品供給装置１０２、
ボンディングステージ１０３、部品反転装置１０４、回
路基板搬送装置１０６、認識装置１７１を備えることも
できる。

【００２３】ここで、上記部品供給装置１０２は上述し
た従来のベアチップ供給装置２に相当し、上記ボンディ
ングステージ１０３は上述した従来のボンディングステ
ージ３に相当し、上記部品反転装置１０４は上述した従
来の部品反転装置４に相当し、上記バンプ接合装置１０
５は上述した従来のバンプ接合装置５に相当し、上記回
路基板搬送装置１０６は上述した従来の回路基板搬送装
置６に相当する。よって、部品供給装置１０２、ボンデ
ィングステージ１０３、部品反転装置１０４、バンプ接
合装置１０５、及び回路基板搬送装置１０６について、
以下に示すように補足説明を加えるものを除き、ここで
の詳しい説明は省略する。

【００２４】上記部品供給装置１０２には、上述のよう
に半導体ウエハに形成された集積回路の電極１３にバン
プ１１が形成され、さらに個々の集積回路部分にダイシ
ングされた状態のウエハ１１２がマガジンリフタから供
給される。部品供給装置１０２は、ウエハ１１２のいわ
ゆる引き延ばしを行い個々の上記半導体チップ１５０に
分割する。又、部品供給装置１０２に供給されたウエハ
１１２及び個々の上記半導体チップ１５０の状態は、部
品供給装置１０２の上方に設置されたウエハ認識装置１
１３にて撮像され、その撮像情報は制御装置１１０に供
給される。尚、上記ウエハ１１２では、当然に、上記バ
ンプを有する回路形成部分が上を向いている。そして、
分割された上記半導体チップ１５０のそれぞれは、部品
供給装置１０２に備わる突き上げ装置にて上記半導体チ
ップ１５０の厚み方向に突き上げられた後、部品反転装
置１０４にて一つずつ保持され、上記バンプ１１が回路
基板２０の電極部２１に対向するように反転される。
又、バンプ１１の材料は、本実施形態では金である。

【００２５】上記ボンディングステージ１０３は、図５
に示すように、いわゆるボールねじ構造にてなり駆動部
の一例としてのモータ１１４を有するＹ軸ロボット１０
７にて、Ｙ方向へ滑動する。又、ボンディングステージ
１０３は、回路基板搬送装置１０６から供給される回路
基板２０の大きさに応じて、該回路基板２０をボンディ
ングステージ１０３上に載置するため、上記回路基板２
０のＹ方向に沿った周縁部分を保持しＸ方向に可動な基
板規正部１１５と、上記回路基板２０のＸ方向に沿った
周縁部分を保持しＹ方向に可動な基板規正部１１６とを
備える。又、上記ボンディングステージ１０３には、上
記回路基板２０を吸着保持するための吸入用通路が形成
されており上記吸入用通路は吸引装置１１７に連通して
いる。又、バンプ接合のために上記回路基板２０を約１
５０℃に加熱する加熱装置１１８が備わる。

【００２６】バンプ接合装置１０５は、図２４を参照し
て上述したように、下端部分に超音波振動発生装置９及
びノズル９３を備える。該ノズル９３の先端部には、上
記半導体チップ１５０を保持し半導体チップ１５０に接
触する上記チップ接触面９５ａを有するチップ保持部９
５が備わる。本実施形態では、上記チップ接触面９５ａ
の面積は、保持する半導体チップ１５０の面積よりも大
きい。上記超音波振動発生装置９を構成する圧電素子９
１は、図２及び図３に示すように、超音波装置１３３を
介して制御装置１１０に接続される。詳細後述するが制
御装置１１０は、圧電素子９１におけるインピーダンス
の変化を検出することで上記チップ接触面９５ａの不
良、本実施形態ではチップ接触面９５ａの汚れ又は変形
の有無若しくは上記汚れ及び変形の有無を判定する。
又、以下の説明では、主に上記汚れを例に採り説明す
る。尚、図３では、バンプ接合装置１０５について圧電
素子９１及び超音波ホーン９２周りのみを図示してい
る。

【００２７】上記超音波装置１３３は、上記圧電素子９
１に接続され圧電素子９１を発振させる発振器１３３１
と、インピーダンス測定装置１３３２とを備える。イン
ピーダンス測定装置１３３２は、図４に示すように、発
振素子９１へ供給される電流を振動成分電流と熱成分電
流とに分離して制御装置１１０にて上記振動成分電流に
基づき上記発振素子９１におけるインピーダンスを測定
する。上記インピーダンス測定装置１３３２は、図４の
等価回路にて示される構成をなし、コンデンサ１３３３
部分の振動成分電流分離部と、コイル１３３４部分、コ
ンデンサ１３３５部分、抵抗１３３６部分から構成され
る熱成分、即ち損失成分の電流分離部とを有し、上記振
動成分電流分離部にて分離された上記振動成分電流のみ
を制御装置１１０へ送出する。本実施形態では、上記コ
ンデンサ１３３３は、１．２２７１２ｎＦであり、上記
コイル１３３４は２０．９４０７ｍＨであり、上記コン
デンサ１３３５は２９５．１４４ｐＦであり、上記抵抗
１３３６は１０．６７９７Ωに設定している。尚、この
ように振動成分電流及び損失成分電流を分離する動作及
び構成は、既に公知であるので、ここでの詳しい説明は
省略する。

【００２８】さらに、図２４に示すように上記ノズル９
３には、本実施形態では上記半導体チップ１５０を吸着
保持するための吸引用通路９４がノズル９３内をその軸
方向に沿って形成させており、該吸引用通路９４は吸引
装置１１９に連通している。又、本実施形態では、上記
バンプ１１と上記回路基板２０の電極部２１とを接合す
るため、上記電極部２１に対して上記バンプ１１を対向
させてバンプ１１と上記電極部２１とが互いに近接する
方向（本実施形態では、Ｚ方向）へ上記半導体チップ１
５０を移動し、バンプ１１と上記電極部２１とを押圧す
る。よって、上記半導体チップ１５０を移動、押圧の駆
動装置として本実施形態では、図２に示すように、公知
のボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１２１を用いている。
さらにバンプ接合装置１０５には、ノズル９３をその軸
周り方向へ回転させる軸回り用モータ１２２を備えてい
る。バンプ接合装置１０５の動作制御は制御装置１１０
にて行われる。このようなバンプ接合装置１０５をＸ軸
方向へ移動させるＸ軸ロボット１０８は、本実施形態で
は図２に示すようにいわゆるボールねじ構造を有し、駆
動部としてのモータ１２３を有する。

【００２９】上記認識装置１７１は、上記チップ接触面
９５ａを撮像可能に配置される撮像カメラ１７２と、該
撮像カメラ１７２から供給される撮像情報を解析する解
析部とを有する。本実施形態では、上記解析部は制御装
置１１０に含まれている。

【００３０】上記洗浄装置１６１は、上記ボンディング
ステージ１０３に並設され、上記チップ接触面９５ａの
上記汚れを除去する装置であり、図６に示すように、い
わゆるボールねじ構造にてなり駆動部の一例としてのモ
ータ１６２１にてＹ方向へ滑動するＹテーブル１６２２
を有する洗浄用Ｙ軸ロボット１６２を備える。尚、上記
モータ１６２１は、制御装置１１０にて動作制御され
る。Ｙテーブル１６２２上には、洗浄用部材の一例とし
て本実施形態では、いわゆるサンドペーパ等の研磨部材
１６３が貼付されている。尚、研磨部材１６３は、粗さ
８０００〜１００００番程度のものがよい。

【００３１】このように構成される洗浄装置１６１は、
図６から図８に示すように動作する。即ち、上記チップ
接触面９５ａの洗浄を行うときには、まず、チップ接触
面９５ａを研磨部材１６３上に位置させるため、図６に
示すように、上記Ｘ軸ロボット１０８にてバンプ接合装
置１０５をＸ軸方向へ移動させるとともに、洗浄用Ｙ軸
ロボット１６２にてＹテーブル１６２２をＹ軸方向に移
動させる。研磨部材１６３の上方にチップ接触面９５ａ
が配置されたところで、図７に示すように、バンプ接合
装置１０５にてチップ保持部９５をＺ方向に移動させ、
チップ接触面９５ａを研磨部材１６３に接触させる。チ
ップ接触面９５ａと研磨部材１６３とが接触した状態に
て、図８に示すように、Ｘ軸ロボット１０８を動作させ
てバンプ接合装置１０５をＸ軸方向に往復動させるとと
もに、洗浄用Ｙ軸ロボット１６２を動作させてＹテーブ
ル１６２２をＹ軸方向に往復動させる。該動作にて、チ
ップ接触面９５ａは、研磨部材１６３にて研磨され、チ
ップ接触面９５ａの汚れを除去することができる。

【００３２】又、上記洗浄装置１６１として、図９に示
すように、洗浄液を入れた洗浄用容器１６４を設けるこ
ともできる。上記洗浄液として、例えばアセトン等の溶
剤を用いることができる。上記洗浄用容器１６４を設け
ることで、上記研磨動作を行う代わりに、又は研磨動作
と並行して、チップ保持部９５を上記洗浄液に漬けるこ
とでチップ接触面９５ａの汚れを除去することもでき
る。

【００３３】チップ接触面９５ａの汚れを洗浄するた
め、本実施形態では上述のように、チップ接触面９５ａ
及び研磨部材１６３の両方を移動させたが、該動作に限
定されるものではない。即ち、チップ接触面９５ａ及び
研磨部材１６３のいずれか一方を移動させてもよいし、
又、さらに超音波振動発生装置９を動作させてチップ接
触面９５ａに超音波振動を生じさせてもよい。又、Ｘ軸
ロボット１０８及び洗浄用Ｙ軸ロボット１６２は動作さ
せず、上記超音波振動のみをチップ接触面９５ａに作用
させて上記洗浄動作を行っても良い。

【００３４】このようにチップ接触面９５ａの洗浄方法
には、いくつかの形態が考えられ、例えば上記汚れの程
度にて、どの洗浄方法を採るかを制御装置１１０にて選
択するように構成することもできる。上記汚れの程度の
判断基準としては、上記超音波装置１３３に備わるイン
ピーダンス測定装置１３３２にて測定されたインピーダ
ンス変化や、上記認識装置１７１にてチップ接触面９５
ａを撮像しその認識結果等を用いることができる。

【００３５】又、上記汚れの程度に応じて、制御装置１
１０は、Ｘ軸ロボット１０８によるバンプ接合装置１０
５のＸ軸方向への移動量、及び洗浄用Ｙ軸ロボット１６
２によるＹテーブル１６２２のＹ軸方向への移動量、さ
らに超音波振動発生装置９によるチップ接触面９５ａの
超音波印加量を制御することができる。又、同じ洗浄動
作を行なっても、チップ接触面９５ａの面積の大小によ
ってチップ接触面９５ａの洗浄良否に差が生じることか
ら、上述のＸ軸方向、Ｙ軸方向への移動量、及び上記超
音波印加量は、チップ接触面９５ａの面積に応じて制御
することもできる。

【００３６】上記制御装置１１０は、上述したそれぞれ
の装置、例えば部品供給装置１０２、ボンディングステ
ージ１０３、部品反転装置１０４、ボイスコイルモータ
１２１及び圧電素子９１を含めたバンプ接合装置１０
５、回路基板搬送装置１０６、洗浄装置１６１等と電気
的に接続され、それぞれの動作制御を行う。

【００３７】又、本実施形態における制御装置１１０で
は、図３に示すように、上記超音波装置１３３との関係
において、チップ接合面９５ａの不良を判定する判定装
置の一例としてのクリーニング要否判定装置１１０１
と、不良情報の一例としてのクリーニング情報を格納す
る格納部１１０２と、半導体チップ１５０の回路基板２
０への装着回数を計数する装着回数カウンタ１１０４と
を有する。上記クリーニング要否判定装置１１０１は、
上記インピーダンス測定装置１３３２にて測定された圧
電素子９１におけるインピーダンス値の変化、及び装着
回数カウンタ１１０４の計数値に基づいて、上記チップ
接触面９５ａの汚れを除去するための洗浄動作が必要か
否かを判断する。上記インピーダンス値の変化のみなら
ず、上記装着回数カウンタ１１０４の計数値も判断要素
とする理由は、上記汚れ及び変形は、複数回にわたり半
導体チップ１５０を回路基板２０へ装着することで生じ
る現象であることから、例えば第１回目の装着動作にお
いて不良のインピーダンス値変化が現れたとしてもこれ
を上記汚れ及び変形の発生有りと誤認するのを防止する
ためである。

【００３８】インピーダンス値の変化の具体例として、
例えば図１０及び図１１に示すグラフにて表される変化
があり、図１０に示す変化は、チップ接触面９５ａの洗
浄が必要と判断される場合のインピーダンス変化であ
り、図１１に示す変化は洗浄不要と判断される場合の変
化である。本実施形態では、チップ保持部９５に保持さ
れた半導体チップ１５０をバンプ１１を介して回路基板
２０の電極部２１へ押圧しながら超音波振動発生装置９
にて超音波振動を半導体チップ１５０に作用させるが、
チップ保持部９５のチップ接触面９５ａが汚れていると
きにはチップ接触面９５ａに凹凸ができておりチップ接
触面９５ａと半導体チップ１５０との接触面積が少なく
なることから、チップ保持部９５と半導体チップ１５０
との間の摩擦力が低下する。よって、上記超音波振動を
作用させたとき、チップ接触面９５ａと半導体チップ１
５０との間で滑りが生じ、半導体チップ１５０が有効に
振動しない状態となる。したがって圧電素子９１から得
られるインピーダンス値は、図１０に示すように、符号
１９１ａに示すように上記押圧動作により一旦低下した
後、符号１９１ｂにて示すようにほとんど変化しない。

【００３９】一方、チップ接触面９５ａが汚れていない
ときにはチップ接触面９５ａに凹凸がなくチップ保持部
９５における半導体チップ１５０の吸着保持力は大き
い。よって、上記超音波振動を作用させたとき、チップ
接触面９５ａと半導体チップ１５０との間で滑りは生じ
ず、半導体チップ１５０は振動する。したがって圧電素
子９１から得られるインピーダンス値は、図１１に示す
ように、符号１９２ａに示すように上記押圧動作により
一旦低下した後、バンプ１１と電極部２１とが徐々に接
合するにつれて半導体チップ１５０及びチップ保持部９
５が振動できなくなることから、符号１９２ｂにて示す
ように徐々に上昇する。

【００４０】このようにチップ接触面９５ａの汚れの有
無に起因してインピーダンス値の変化に特徴があること
から、クリーニング要否判定装置１１０１は、装着回数
を加味しながらインピーダンス値の変化を検出すること
でチップ接触面９５ａの洗浄の要否を判定することがで
きる。尚、バンプ１１を介して半導体チップ１５０を上
記電極部２１に押圧したときのインピーダンス値は、半
導体チップ１５０、バンプ１１の接合状態等により変化
するので、図１０及び図１１に示すように、しきい値１
９３を設定しており、該しきい値１９３を外れるときに
は初期押圧異常と判断し警告を発して接合動作を中止す
る等の措置を採る。又、半導体チップ１５０が回路基板
２０に接合したときのインピーダンス値も諸条件により
変化するので、図１１に示すように、しきい値１９４を
設けている。よって、クリーニング要否判定装置１１０
１は、上記電極部２１への半導体チップ１５０の押圧
後、符号１９２ｂに示すようにインピーダンス値が上昇
した場合でも、上記しきい値１９４に満たないときに
は、チップ接触面９５ａに汚れ有りと判断する。

【００４１】さらに又、図２８に示すように、チップ接
触面９５ａに、窪み９６のような変形が生じたときに
は、窪み９６にて半導体チップ１５０の滑りが抑制され
ることから、図１１に点線１９５に示すように、正常な
場合に比べてインピーダンス値の上昇割合が大きくな
る。よって、クリーニング要否判定装置１１０１は、装
着回数を加味しながら、上記電極部２１への半導体チッ
プ１５０の押圧後、経過時間と、インピーダンス値の変
化とに基づいてチップ接触面９５ａの変形の有無を判定
する。

【００４２】制御装置１１０の上記格納部１１０２に
は、予め、又は接合動作中に、チップ接触面９５ａの汚
れ有りの場合及び変形有りの場合における、インピーダ
ンス値の変化情報に相当するクリーニング情報を格納す
る。よって、クリーニング要否判定装置１１０１は、格
納部１１０２に格納されているクリーニング情報に基づ
いて、チップ接触面９５ａの汚れ及び変形の有無を判断
する。尚、上記クリーニング情報は、通信回線等を用い
て上記格納部１１０２へ供給するように構成することも
できる。

【００４３】尚、本実施形態では制御装置１１０は、半
導体チップ装着装置１０１の全体にて一つ設けられ、例
えばバンプ接合動作の制御等を行うが、もちろん、例え
ばバンプ接合装置１０５に備わりチップ接触面９５ａの
汚れの判定動作制御を行うように、それぞれの装置に対
応して個々に制御装置を設けることもできる。

【００４４】以上のように構成される半導体チップ装着
装置１０１における動作、つまり半導体チップの装着方
法について以下に説明する。但し、上記部品供給装置１
０２から部品反転装置１０４及びバンプ接合装置１０５
にて、半導体チップ１５０をボンディングステージ１０
３上の回路基板２０上に装着するまでの動作については
従来の動作に基本的に類似することから、ここでの説明
は省略する。よって以下では、特にチップ接触面９５ａ
の汚れ及び変形の判定動作について詳しく説明する。
尚、上記半導体チップ装着方法は、上記制御装置１１０
にて動作制御されて実行される。又、図１２を参照して
説明する、チップ接触面９５ａの汚れ及び変形の判定動
作を第１判定動作とし、その変形動作である第２判定動
作について図１３を参照して説明し、さらに第２判定動
作の変形動作である第３判定動作について図１４を参照
して説明し、さらに第２判定動作の変形動作である第４
判定動作について図１５を参照して説明する。さらに、
上記第１判定動作の変形動作である第５判定動作につい
て図２０を参照して説明し、該第５判定動作の変形動作
である第６判定動作について図２１を参照して説明し、
さらに第７判定動作について図２２を参照して説明す
る。尚、上記第１〜第７の判定動作において、同じ動作
については同じステップ番号を付し説明を省略する。

【００４５】図１２のステップ（図では「Ｓ」にて示
す）１にて、制御装置１１０は、上記Ｘ軸ロボット１０
８及びＹ軸ロボット１０７の動作制御を行い、接合すべ
き上記電極部２１に対向して半導体チップ１５０のバン
プ１１を配置した後、上記ボイスコイルモータ１２１を
駆動してバンプ１１と上記電極部２１とを接触させ、バ
ンプ１１を電極部２１へ押圧していき図２６に示すバン
プ１２の形状とする。バンプ１２の状態になった時点で
超音波振動発生装置９を動作させることでバンプ１２に
超音波振動を作用させる。尚、このときバンプ１２はさ
らにつぶれるほど押圧されず、そのままの形状を維持す
る。このようなバンプ１２への上記超音波振動は、上記
超音波装置１３３から圧電素子９１へ電流、電圧を供給
することで発生する。又、バンプ１２へ作用する上記超
音波振動は、本実施形態では、超音波振動発生装置９の
圧電素子９１にて発生する周波数６３ＫＨｚの超音波振
動であり、これにてノズル９３の上記チップ保持部９５
において０．７〜１μｍの振幅が得られる。

【００４６】上記超音波振動をバンプ１２へ作用させる
期間中、上記発振器１３３１は圧電素子９１に対して一
定の電流、電圧を供給しようとするが、回路基板２０の
加熱、及び上記超音波振動の作用による摩擦熱の発生に
よりバンプ１２は徐々に上記電極部２１へ固着していく
ので、それにつれてバンプ１２は徐々に振動しにくくな
る。このようにバンプ１２が振動しにくくなることは、
半導体チップ１５０を保持しているチップ保持部９５を
介して圧電素子９１の振動を抑制することになり、その
結果、発振器１３３から圧電素子９１へ供給される電流
値が徐々に低下していく。一方、圧電素子９１へ印加さ
れる電圧は理論上一定であることから、圧電素子９１に
おけるインピーダンス値は、オームの法則に従い、バン
プ１２が徐々に振動しにくくなるにつれて即ちバンプ１
２の電極部２１への接合が進むにつれて、徐々に上昇す
ることになる。

【００４７】次のステップ２では、インピーダンス測定
装置１３３２は、発振器１３３１から圧電素子９１へ供
給される電流値を検出し、制御装置１１０に備わるクリ
ーニング要否判定装置１１０１は、インピーダンス測定
装置１３３２にて検出された上記電流値変化に基づいて
上記インピーダンス値の変化を求める。後述の第４判定
動作におけるステップ１１、１２の動作に同等である、
次のステップ３では、上述したように、上記装着回数、
及び上記インピーダンス値の変化に基づき、クリーニン
グ要否判定装置１１０１は、格納部１１０２に格納され
ている上記クリーニング情報に基づいて、チップ保持部
９５のチップ接触面９５ａの汚れ及び変形の有無を判定
する。そして洗浄必要と判断したときには、ステップ４
にて、上述した洗浄装置１６１を用いてチップ接触面９
５ａの洗浄を行なう。又、クリーニング要否判定装置１
１０１にてチップ接触面９５ａの変形有りと判断された
ときには、制御装置１１０は警告を発し、チップ保持部
９５の交換を促す。

【００４８】次に図１３を参照して第２判定動作につい
て説明する。該第２判定動作は、複数回に渡って連続的
に洗浄動作必要と判断されるのを防止し、接合不良とな
る半導体チップ１５０及び回路基板２０の発生を防止す
ることを目的とする。即ち、接合不良を生じる程度にチ
ップ接触面９５ａが汚れているときには、接合させる半
導体チップ１５０を変えたとしても、例えば図１０に示
すような、不良を示すインピーダンス値の変化が現れ
る。一方、接合不良が生じる程度まではチップ接触面９
５ａが汚れていないときには、一つの半導体チップ１５
０について、何らかの原因で上記不良を示すインピーダ
ンス値の変化が現れたとしても、通常、次の半導体チッ
プ１５０については良好を示すインピーダンス値の変化
が現れる。そこで、第２判定動作では、連続的に複数
回、不良を示すインピーダンス値の変化が現れた場合に
は設備を停止して半導体チップ１５０と回路基板２０の
消費を防止する。以下により具体的に説明する。

【００４９】該第２判定動作の実行に当たっては、例え
ばクリーニング要否判定装置１１０１に洗浄動作を実行
した回数を計数する計数装置としてのクリーニングカウ
ンタ１１０３を設ける。そして、上記ステップ３にてチ
ップ接触面９５ａの洗浄必要と判断されたときには、ス
テップ５へ移行する。ステップ５では、クリーニング要
否判定装置１１０１は、クリーニングカウンタ１１０３
の計数値をチェックし、該計数値が設定値以上であると
きには、当該半導体チップ装着装置１０１の動作を停止
させる。上記設定値としては、上述の趣旨に基づき、
「２」以上の数を設定することができる。一方、ステッ
プ５にて上記計数値が設定値未満であるときには、上記
ステップ４に進み、チップ接触面９５ａの洗浄動作を実
行する。そして、ステップ６にて、上記クリーニングカ
ウンタ１１０３の計数値を一つカウントアップして、次
工程へ進む。

【００５０】一方、ステップ３にてチップ接触面９５ａ
の洗浄不要と判断されたときには、上記クリーニングカ
ウンタ１１０３の計数値をクリアして「０」に戻し、次
工程に進む。

【００５１】次に図１４を参照して第３判定動作につい
て説明する。上述の第２判定動作では、チップ接触面９
５ａの洗浄後に回路基板２０に装着されるものは、実際
の半導体チップ１５０を使用している。しかしながら、
洗浄後においても何らかの原因で上記不良を示すインピ
ーダンス値の変化が現れたときには、このとき使用した
半導体チップ１５０は無駄になってしまう。本第３判定
動作はこの点を解消する動作である。以下に詳しく説明
する。図１４において、ステップ３にてチップ接触面９
５ａの洗浄が必要と判断されたときには、次のステップ
４にて洗浄動作が実行され、次のステップ６にて上記ク
リーニングカウンタ１１０３の計数値を一つ増加させ
る。そして次のステップ５にてクリーニングカウンタ１
１０３の計数値が上記設定値以上か否かを判断する。こ
こで上記計数値が上記設定値以上であれば、制御装置１
１０は、当該半導体チップ装着装置１０１の動作を停止
させる。

【００５２】一方、上記計数値が上記設定値未満である
ときには、部品装着動作を続行するが、このとき、ステ
ップ８において制御装置１１０は、バンプ接合装置１０
５に対して、図３にしめすように、製品である半導体チ
ップ１５０ではなく、製品ではない擬似半導体チップ１
５２を保持させ、回路基板２０に装着させる。尚、この
とき、使用する回路基板は擬似基板とするのが好まし
い。そして、ステップ９では、上記インピーダンス測定
装置１３３２にて上記擬似半導体チップ１５２における
上記インピーダンス値の変化を検出し、ステップ１０に
て、上記インピーダンス値の変化に基づいてクリーニン
グ要否判定装置１１０１はチップ接触面９５ａの洗浄の
要否を判断する。そしてステップ１０にてチップ接触面
９５ａの洗浄が必要と判断されたときには、再びステッ
プ４に戻りステップ４、ステップ６、ステップ５、ステ
ップ８、ステップ９、ステップ１０を実行する。一方、
ステップ１０にてチップ接触面９５ａの洗浄不要と判断
されたときには、次工程へ進む。

【００５３】このように上記擬似半導体チップ１５２を
使用することで、洗浄動作後においても不良と判定され
るインピーダンス値変化が現れたときであっても、製品
となる半導体チップ１５０を無駄に消費するのを防止す
ることができる。又、上記半導体チップ１５０を上記擬
似回路基板に装着することもできる。

【００５４】次に図１５を参照して第４判定動作につい
て説明する。上述したように当該半導体チップ装着装置
１０１にはチップ接触面９５ａを撮像可能な撮像装置１
７１を備え、チップ接触面９５ａの汚れ程度を撮像し該
撮像情報に基づいて洗浄方法等の洗浄動作を制御するこ
とができる。該第４判定動作では、上記撮像装置１７１
を使用して洗浄後にてチップ接触面９５ａを撮像して洗
浄の良否を判定しようとする動作である。以下に詳しく
説明する。図１５に示すように、ステップ１の次のステ
ップ１１において制御装置１１０は、各半導体チップ１
５０の装着動作毎に、上記装着回数カウンタ１１０４の
計数値をカウントアップする。次のステップ１２にて、
制御装置１１０は、上記装着回数がチップ接触面９５ａ
の洗浄要求回数未満か否かを判断する。ここで上記洗浄
要求回数とは、予め制御装置１１０に設定され、洗浄要
求を指示するための数である。

【００５５】ステップ１２にて、半導体チップ１５０の
装着回数が上記洗浄要求回数以上となったときには、チ
ップ接触面９５ａに汚れが堆積してきていると判断でき
るので、ステップ４に移行してチップ接触面９５ａの洗
浄動作が実行され、次のステップ６にて上記クリーニン
グカウンタ１１０３の計数値を一つ増加させる。次のス
テップ１３では、洗浄後におけるチップ接触面９５ａの
状態を上記撮像装置１７１の撮像カメラ１７２にて撮像
し認識する。次のステップ１４では、該認識情報に基づ
いてチップ接触面９５ａの汚れの有無を判定する。汚れ
無しと判断したとき、ステップ１５にて、制御装置１１
０は上記装着回数をクリアし、次工程へ進む。一方、ス
テップ１４にてチップ接触面９５ａの汚れの有りと判定
されたときには、ステップ１６に移行し上記クリーニン
グカウンタ１１０３の計数値が上記設定値以上か否かを
判断する。ここで、上記計数値が上記設定値以上のとき
には、当該半導体チップ装着装置１０１の動作を停止さ
せ、一方、上記計数値が上記設定値未満のときには、上
記ステップ４に戻りステップ６、ステップ１３、ステッ
プ１４を実行する。一方、ステップ１２において、装着
回数が洗浄要求回数未満であるときには、チップ接触面
９５ａは未だ汚れていないと判断できるので、次工程へ
進む。

【００５６】このように洗浄後のチップ接触面９５ａの
状態を撮像カメラ１７２にて撮像し、該撮像結果に基づ
いて半導体チップの装着動作続行、又は設備の動作停
止、又は再洗浄を行なうことから、チップ接触面９５ａ
の状態に応じた適切な措置を採ることができる。よって
従来に比べて接合品質の向上、均一化を図ることができ
る。

【００５７】次に図２０を参照して第５判定動作につい
て説明する。上述の第１判定動作のように、設定した装
着回数毎に上記チップ接触面９５ａの洗浄を行なうが、
該洗浄動作を複数回繰り返していく内に残留した汚れが
徐々に蓄積されていき同一の洗浄条件では汚れが除去し
きれないようになってくる。該第５判定動作は、このよ
うな状態を改善するための洗浄方法である。即ち、ステ
ップ１による部品装着動作毎に、上記ステップ２に相当
するステップ２１にて、クリーニング要否判定装置１１
０１に備わる装着カウンタ１１０５を１ずつインクリメ
ントする。次のステップ３１では、クリーニング要否判
定装置１１０１にて上記装着カウンタ１１０５の計数値
が第１設定値（ＮＢ）以上か否かが判断され、上記計数
値が第１設定値（ＮＢ）以上のときにはステップ４１へ
移行して洗浄条件Ｂによる洗浄動作が実行され、未満の
ときはステップ３２へ移行する。尚、これらステップ３
１、３２が上記ステップ３に対応する。上記ステップ３
２では、ステップ３１と同様に、上記装着カウンタ１１
０５の計数値が第２設定値（ＮＡ）以上か否かが判断さ
れ、上記計数値が第２設定値（ＮＡ）以上のときにはス
テップ４３へ移行して洗浄条件Ａによる洗浄動作が実行
され、未満のときは次動作へ移行する。ここで、上記第
１設定値は、上記第２設定値よりも大きい値であり、例
えば第１設定値を１０００、第２設定値を１００の値に
設定される。又、上記洗浄条件Ｂは、上記洗浄条件Ａよ
りも強力な洗浄条件であり、例えば、上記研磨部材１６
３をサンドペーパとしたときその粗さを８０００番、上
記研磨部材１６３への上記チップ接触面９５ａの押圧荷
重を２ｋｇ、印加する超音波の出力を１Ｗ、上記チップ
接触面９５ａを上記研磨部材１６３に擦りつける長さを
１００ｍｍとした条件である。一方、上記洗浄条件Ａ
は、例えば、上記研磨部材の粗さを１００００番、上記
押圧荷重を１ｋｇ、上記超音波出力を０．５Ｗ、上記擦
りつけ長さを５０ｍｍとする条件である。又、ステップ
４１の次にはステップ４２にて上記装着カウンタ１１０
５の計数値がリセットされ、次動作へ移行する。

【００５８】この第５判定動作によれば、装着回数が上
記第１設定値（ＮＢ）未満のときには、上記洗浄条件Ａ
による比較的軽めの洗浄が繰り返され、そのうちに装着
回数が上記第１設定値（ＮＢ）以上になったときには上
記洗浄条件Ａよりも強力な洗浄条件Ｂにて上記チップ接
触面９５ａの洗浄が実行される。よって、洗浄条件Ａで
は完全に除去しきれずに徐々に蓄積された汚れを洗浄条
件Ｂにて除去することができる。

【００５９】第６判定動作では、上述の第５判定動作に
おける、例えば上記洗浄条件Ｂによる洗浄動作を複数回
実行する。即ち、図２１に示すように、上記ステップ３
１にて洗浄必要と判断されたときには、まずステップ５
１にて、上記クリーニングカウンタ１１０３の計数値を
リセットし、次のステップ５２にて上記洗浄条件Ｂによ
る洗浄動作を実行し、ステップ５３にてクリーニングカ
ウンタ１１０３の計数値をカウントアップする。次のス
テップ５４では、該クリーニングカウンタ１１０３の計
数値が設定値以上か否かが判断され、該設定値未満であ
るときには、再びステップ５２へ戻る。一方、上記設定
値以上であるときには、ステップ５５へ移行し、上記装
着カウンタ１１０５の計数値をリセットした後、次動作
へ移行する。尚、当該第６判定動作の趣旨によれば、上
記設定値は２以上の整数とすることができる。又、上記
ステップ５２にて実行する洗浄の条件は、上記洗浄条件
Ａとすることもできる。このように第６判定動作によれ
ば、装着回数が上記第１設定値（ＮＢ）以上になったと
きには、洗浄条件Ｂ又は洗浄条件Ａにより洗浄動作が複
数回実行されることから、上記徐々に蓄積された汚れを
より確実に除去することができる。

【００６０】さらに第７判定動作は、上述の第５判定動
作及び第６判定動作を組み合わせた洗浄動作である。即
ち、第７判定動作は、図２２に示すように、装着回数の
判定動作を３以上設け、装着回数レベルに応じて各種の
洗浄条件による洗浄動作を複数回実行可能に構成した動
作である。該第７判定動作によれば、装着回数に応じ
て、より木目細かな洗浄を行なうことができ、上記チッ
プ接触面９５ａの洗浄を的確に実行することができる。

【００６１】上述の実施形態では、バンプ１２と電極部
２１との接合の進行に起因する半導体チップ１５０の振
動の変化について圧電素子９１のインピーダンス値の変
化を検出して、制御装置１１０にて上記インピーダンス
値の変化に基づき上記接合の良否を判定したが、上記振
動の変化を測定する方法としてはこれに限定されるもの
ではない。例えば、図１６に示すように、測長装置４１
１及び制御装置４１０を備え、測長装置４１１にて例え
ば半導体チップ１５０における振動を直接に測定し、該
測定情報に基づき制御装置４１０にて上記接合の良否を
判断するように構成することもできる。尚、上記制御装
置４１０は、上記半導体チップ装着装置１０１における
制御装置１１０に代わるものである。その他の構成につ
いては半導体チップ装着装置１０１における構成と変わ
るところはない。

【００６２】上記測長装置４１１は、図１６に示すよう
に、レーザ光を半導体チップ１５０における振動測定面
１５１に対して直角に照射し、反射してきたレーザ光を
受光することで、半導体チップ１５０の振動の変化を直
接に測定する。このような測長装置４１１は、レーザ光
の光軸と、圧電素子９１の積層方向とが同方向、本実施
形態ではＹ方向に沿うように、配置される。又、測長装
置４１１にて測定される上記振動変化は、図１７に示す
グラフ４１２のような変化を示す。制御装置４１０は、
測長装置４１１から供給されるグラフ４１２のような変
化を示す振動変化情報に基づいてチップ接触面９５ａの
汚れ及び変形の有無を判断する。尚、上述のように上記
レーザ光を半導体チップ１５０に照射して、バンプ１２
が形成されている半導体チップ１５０の振動を測定する
のが最も好ましいが、半導体チップ１５０の厚みは本例
の場合０．３５ｍｍであり、振動測定面１５１に対して
直角にレーザ光を照射するのが難しい場合がある。この
ような場合には、図１６に示すように、ノズル９３にお
ける半導体チップ保持部９５の側面９５ｂや、超音波ホ
ーン９２の側面９２ａに対して直角にレーザ光を照射す
るように構成してもよい。

【００６３】又、上述の実施形態では、バンプ１１と上
記電極部２１との押圧のためバンプ１１を回路基板２０
へ移動させたが、これに限定されるものではない。例え
ば図１８に示すように、バンプ接合時においてバンプ接
合装置２０５を固定しておき上記回路基板２０を載置し
たボンディングステージ２０３をバンプ接合装置２０５
へ移動させてもよい。その移動用の駆動装置としては、
例えば上述したようなボイスコイルモータ２２１を使用
し、上述のように該ボイスコイルモータ２２１へ供給す
る電流値にて移動量を制御しても良い。要するにバンプ
接合時においてバンプ１１と電極部２１とを相対的に移
動させれば良い。尚、図１８において、符号２０７はＹ
軸ロボットを示し、符号２０８はＸ軸ロボットを示す。

【００６４】又、上述の実施形態では超音波振動をノズ
ル９３に作用させたが、これに限定されるものではな
く、図１８に示すように回路基板２０側を超音波振動発
生装置２０９にて超音波振動させてもよい。要するに、
バンプ１１と回路基板２０とを相対的に振動させれば良
い。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の第１態様の
半導体チップ装着装置、及び第２態様の半導体チップ装
着方法によれば、振動変化検出装置、判定装置、及び洗
浄装置を備えることで、上記振動変化検出装置にて検出
された振動変化、及び装着回数に基づいてチップ接触面
の不良の有無を上記判定装置にて判定するようにした。
よって、上記不良と判断されたときには、チップ保持部
の洗浄や交換が可能になることから、チップ接触面は、
半導体チップと回路形成体との接合状態が劣悪とならな
い程度の清浄度を維持することができる。よって、半導
体チップと回路形成体との接合品質の均一性を従来に比
べて向上させることができる。

【００６６】又、上記振動変化検出装置は、振動発生装
置のインピーダンス値を検出するように構成することも
でき、該構成により、簡易な装置構成にて振動変化を検
出することができる。又、上記インピーダンス値の検出
は、複数回行ない、複数回のインピーダンス値変化に基
づいてチップ接触面の不良の有無を判定することで、確
実に上記不良の有無を判断することができる。

【００６７】又、上記判定装置に設けたカウンタにてチ
ップ接触面の不良有りと判定された回数を計数し、該計
数値が設定値を超えたときには半導体チップの装着動作
を停止させることもできる。該構成により、チップ接触
面は、半導体チップと回路形成体との接合状態が劣悪と
ならない程度の清浄度を維持することができるので、半
導体チップと回路形成体との接合品質の均一化を従来に
比べて図ることができる。

【００６８】又、チップ接触面の不良を改良後、擬似半
導体チップを装着させるときの振動変化に基づいてチッ
プ接触面の不良を検出するよう構成することもできる。
該構成によれば、不良改良後、万一、回路形成体への擬
似半導体チップの接合状態が不良となったときでも、製
品となる半導体チップの消費を防ぐことができる。

【００６９】さらに洗浄装置を備えることで、チップ接
触面が不良と判断されたときにはチップ接触面を洗浄し
て不良状態を改良することができる。よって、該構成に
より、チップ接触面は、半導体チップと回路形成体との
接合状態が劣悪とならない程度の清浄度を維持すること
ができるので、半導体チップと回路形成体との接合品質
の均一化を従来に比べて図ることができる。

【００７０】又、半導体チップと回路形成体との相対的
振動は、回路形成体を固定して半導体チップを振動させ
て行なうことができ、該構成により、簡易な装置構成に
て上記相対的振動を生じさせることができる。

【００７１】又、上記振動変化検出装置は振動成分電流
分離装置を備えることができ、該構成により、該構成に
より、簡易な装置構成にて振動変化を検出することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態における半導体チップ装着
装置の斜視図である。

【図２】 図１に示すバンプ接合装置部分の拡大斜視図
である。

【図３】 図１に示すバンプ接合装置に接続される超音
波装置及び制御装置における機能を説明するためのブロ
ック図である。

【図４】 図３に示すインピーダンス測定装置の等価回
路図である。

【図５】 図１に示すボンディングステージ部分の拡大
斜視図である。

【図６】 図１に示す洗浄装置の拡大斜視図であり動作
説明図である。

【図７】 図１に示す洗浄装置の拡大斜視図であり動作
説明図である。

【図８】 図１に示す洗浄装置の拡大斜視図であり動作
説明図である。

【図９】 図１に示す洗浄装置の拡大斜視図であり動作
説明図である。

【図１０】 図３に示すインピーダンス測定装置にて検
出されるインピーダンス値の変化を示すグラフであり、
チップ接触面が汚れている場合におけるグラフである。

【図１１】 図３に示すインピーダンス測定装置にて検
出されるインピーダンス値の変化を示すグラフであり、
チップ接触面が清浄な場合におけるグラフである。

【図１２】 図１に示す半導体チップ装着装置にて実行
されるチップ接触面の汚れ又は変形を判定するための第
１判定動作を示すフローチャートである。

【図１３】 図１に示す半導体チップ装着装置にて実行
されるチップ接触面の汚れ又は変形を判定するための第
２判定動作を示すフローチャートである。

【図１４】 図１に示す半導体チップ装着装置にて実行
されるチップ接触面の汚れ又は変形を判定するための第
３判定動作を示すフローチャートである。

【図１５】 図１に示す半導体チップ装着装置にて実行
されるチップ接触面の汚れ又は変形を判定するための第
４判定動作を示すフローチャートである。

【図１６】 図１に示す半導体チップ装着装置の変形例
において、半導体チップの振動変化をインピーダンス値
の変化検出に代えて測定する方法を説明する図である。

【図１７】 図１６に示す装置にて検出される半導体チ
ップの振動変化を表すグラフである。

【図１８】 図１に示す半導体チップ装着装置の他の装
置構成例であってバンプ接合装置周り及びボンディング
ステージ周りを示す図である。

【図１９】 回路基板の電極部にバンプを形成した場合
を示す図である。

【図２０】 図１に示す半導体チップ装着装置にて実行
されるチップ接触面の汚れ又は変形を判定するための第
５判定動作を示すフローチャートである。

【図２１】 図１に示す半導体チップ装着装置にて実行
されるチップ接触面の汚れ又は変形を判定するための第
６判定動作を示すフローチャートである。

【図２２】 図１に示す半導体チップ装着装置にて実行
されるチップ接触面の汚れ又は変形を判定するための第
７判定動作を示すフローチャートである。

【図２３】 従来の半導体チップ装着装置の斜視図であ
る。

【図２４】 バンプ接合装置において半導体チップの保
持部分及び振動発生装置部分を示す図である。

【図２５】 電子部品に形成されているバンプの形状を
示す図である。

【図２６】 押しつぶされたバンプが接合した状態を示
す図である。

【図２７】 チップ接触面が汚れた状態を示す図であ
る。

【図２８】 チップ保持部の変形状態を示す図である。

【符号の説明】

９…超音波振動発生装置、１１、１２…バンプ、１３…
電極、２０…回路基板、２１…電極部、９５ａ…チップ
接触面、１０１…半導体チップ装着装置、１０５…バン
プ接合装置、１１０…制御装置、１５０…半導体チッ
プ、１６１…洗浄装置、１１０１…クリーニング要否判
定装置、１１０３…クリーニングカウンタ、１３３２…
インピーダンス測定装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋田 誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E313 AA03 AA11 AA23 CC03 CD06 EE02 EE03 EE24 FG10 5F044 PP15

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハより切り分けた半導体チッ
   プ（１５０）と回路形成体（２０）とを相対的に振動さ
   せて上記半導体チップの電極（１３）と上記回路形成体
   の電極部（２１）とをバンプ（１１、１２）を介して接
   合する半導体チップ装着装置において、 上記相対的振動の変化を検出する振動変化検出装置（１
   ３３２）と、 上記半導体チップを保持するチップ接触面（９５ａ）を
   有するバンプ接合装置（１０５）と、 上記振動変化検出装置にて検出された上記振動変化、及
   び上記回路形成体への上記半導体チップの装着回数に基
   づき上記チップ接触面の不良の有無を判定する判定装置
   （１１０１）と、を備えたことを特徴とする半導体チッ
   プ装着装置。
2. 【請求項２】 上記振動変化検出装置は、上記半導体チ
   ップと上記回路形成体とを相対的に振動させる振動発生
   装置（９）に関するインピーダンス値であって上記振動
   変化に応じて変化するインピーダンス値を検出し、 上記判定装置は、上記インピーダンス値の変化に基づき
   上記チップ接触面の不良の有無を判定する、請求項１記
   載の半導体チップ装着装置。
3. 【請求項３】 上記判定装置は、上記チップ接触面の不
   良有りと判断した回数を計数するカウンタ（１１０３）
   を有し、該カウンタにおける計数値が設定値以上のとき
   に上記判定装置は上記半導体チップの上記回路形成体へ
   の装着を停止させる、請求項２記載の半導体チップ装着
   装置。
4. 【請求項４】 上記チップ接触面の不良改良後において
   上記カウンタの計数値が上記設定値未満であるとき、上
   記判定装置は、上記バンプ接合装置に対して上記半導体
   チップに代えて擬似半導体チップ（１５２）を保持さ
   せ、該擬似半導体チップにおいて上記チップ接触面の不
   良の有無を判断する、請求項３記載の半導体チップ装着
   装置。
5. 【請求項５】 上記判定装置にて上記チップ接触面の不
   良有りと判断されたとき、上記チップ接触面の洗浄を行
   なう洗浄装置（１６１）をさらに備えた、請求項１から
   ４のいずれかに記載の半導体チップ装着装置。
6. 【請求項６】 上記半導体チップと上記回路形成体との
   相対的振動は、上記回路形成体を固定して上記半導体チ
   ップを振動させてなされる、請求項１から５のいずれか
   に記載の半導体チップ装着装置。
7. 【請求項７】 上記振動変化検出装置は、上記半導体チ
   ップと上記回路形成体とを相対的に振動させる振動発生
   装置（９）に接続され上記振動発生装置における振動成
   分電流を分離する振動成分電流分離部（１３３３）を備
   え、 上記判定装置は、上記振動成分電流分離部から出力され
   る上記振動成分電流に基づき上記チップ接触面の不良の
   有無を判定する、請求項１から６のいずれかに記載の半
   導体チップ装着装置。
8. 【請求項８】 半導体ウエハより切り分けた半導体チッ
   プ（１５０）と回路形成体（２０）とを相対的に振動さ
   せて上記半導体チップの電極（１３）と上記回路形成体
   の電極部（２１）とをバンプ（１１、１２）を介して接
   合する半導体チップ装着方法において、 上記振動の変化を検出し、 検出した振動変化、及び上記回路形成体への上記半導体
   チップの装着回数に基づいて、上記半導体チップを保持
   するチップ接触面（９５ａ）の不良の有無を判定する、
   ことを特徴とする半導体チップ装着方法。
9. 【請求項９】 上記振動の変化検出は、上記半導体チッ
   プと上記回路形成体とを相対的に振動させる振動発生装
   置（９）におけるインピーダンス値の複数回の検出にて
   行い、複数回の上記インピーダンス値変化に基づき、上
   記チップ接触面の不良の有無を判定する、請求項８記載
   の半導体チップ装着方法。
10. 【請求項１０】 上記チップ接触面の不良が当該チップ
    接触面の汚れであり、該チップ接触面の汚れ有りと判断
    されたとき、上記インピーダンス値の変化に基づいて判
    断される汚れの程度に従って上記洗浄方法を変化させ
    る、請求項８又は９記載の半導体チップ装着方法。