JP2003023039A - ボンディングダメージの計測方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接合部に発生するダメージの要因についての
データを定量的に計測することができるボンディングダ
メージの計測方法を提供すること。 【解決手段】 ボンディングによりチップ１０に生じる
ダメージを歪みゲージ１３により計測するボンディング
ダメージの計測方法において、中央部の１つの電極１１
に形成された歪みゲージ１３の信号線１４を他の電極１
１に接続した計測用のチップ１０を準備し、チップ１０
を基板４にボンディングする際の歪み計測においては、
信号線１４と導通する電極１１とこれらの電極１１に形
成されたバンプ１２が接合された基板４のボンディング
パッド１６を順次介して、歪みゲージ１３を計測手段９
に接続する。これにより、チップ１０に計測線を直接結
線することなく、ボンディングにおいてチップ１０に発
生するダメージの要因についてのデータを定量的に計測
することができる。
データを定量的に計測することができるボンディングダ
メージの計測方法を提供すること。 【解決手段】 ボンディングによりチップ１０に生じる
ダメージを歪みゲージ１３により計測するボンディング
ダメージの計測方法において、中央部の１つの電極１１
に形成された歪みゲージ１３の信号線１４を他の電極１
１に接続した計測用のチップ１０を準備し、チップ１０
を基板４にボンディングする際の歪み計測においては、
信号線１４と導通する電極１１とこれらの電極１１に形
成されたバンプ１２が接合された基板４のボンディング
パッド１６を順次介して、歪みゲージ１３を計測手段９
に接続する。これにより、チップ１０に計測線を直接結
線することなく、ボンディングにおいてチップ１０に発
生するダメージの要因についてのデータを定量的に計測
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、フリップチップな
どのバンプ付きチップのボンディングにおいてバンプ付
きチップに生じるダメージを計測するボンディングダメ
ージの計測方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】フリップチップなどのバンプ付きチップ
の基板への実装においては、フリップチップボンディン
グなどの超音波接合が多用されている。この超音波接合
は、バンプを被接合対象である電極に対して押圧すると
ともに接合物に超音波振動を付与するものである。これ
により、バンプの金属成分が電極表面の金属中に拡散
し、接合界面が形成される。 【０００３】この超音波接合においては、接合対象とな
るフリップチップに対して荷重と超音波振動という機械
的負荷が作用するため、荷重や超音波出力などの接合条
件が適正でない場合には、クラックなどのダメージを発
生させるおそれがある。このため、ボンディングに際し
ては、個々の半導体チップについて適切な接合条件を設
定する必要がある。従来よりこの接合条件の設定は、超
音波接合を実際に行った後に剥離試験などによって接合
部の評価を行い、試行錯誤的に適正条件を求める条件出
し作業によって行われていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接合後
の評価のみに依存する従来の条件出し作業では、接合条
件と発生したダメージとの対応関係を知ることができる
ものの、接合部のクラックなどのダメージの発生メカニ
ズムを具体的に特定するための定量的なデータを得るこ
とができず、適切な接合条件の設定やダメージ防止対策
の立案のための有効なデータ入手が困難であるという問
題点があった。 【０００５】そこで本発明は、接合部に発生するダメー
ジの要因についてのデータを定量的に計測することがで
きるボンディングダメージの計測方法を提供することを
目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】請求項１記載のボンディ
ングダメージの計測方法は、ボンディングによってバン
プ付きチップに生じるダメージを歪みゲージにより計測
するボンディングダメージの計測方法であって、前記歪
みゲージが形成された第１の電極と、この第１の電極に
形成された第１のバンプと、前記歪みゲージの信号線が
接続された少なくとも１つの第２の電極と、この第２の
電極に形成された第２のバンプとを備えた計測用バンプ
付きチップを準備する工程と、前記第１のバンプと第２
のバンプがそれぞれ接合される第１の接合電極と第２の
接合電極とを備えた基板を準備する工程と、前記バンプ
付きチップの第１のバンプと第２のバンプをそれぞれ前
記基板の第１の接合電極と第２の接合電極にボンディン
グするとともにボンディング時の前記歪みゲージの電気
的変化を計測手段によって計測する工程とを含み、前記
電気的変化を計測する工程において、前記歪みゲージが
前記信号線と前記第２の電極と前記第２のバンプと前記
第２の接合電極とを順次介して計測手段に接続される。 【０００７】本発明によれば、ボンディングダメージの
計測用バンプ付きチップを、歪みゲージが形成された第
１の電極と、この第１の電極に形成された第１のバンプ
と、歪みゲージの信号線が接続された第２の電極と、こ
の第２の電極に形成された第２のバンプとで構成し、第
１のバンプと第２のバンプがそれぞれ接合される第１の
接合電極と第２の接合電極とを備えた基板に計測用バン
プ付きチップをボンディングしてボンディング時のバン
プ付きチップに発生する歪みを計測することにより、バ
ンプ付きチップに歪みゲージを計測手段に接続するため
の計測線を結線することなく、ボンディングにおいてバ
ンプ付きチップに発生するダメージの要因についてのデ
ータを定量的に計測することができる。 【０００８】 【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のボン
ディングダメージの計測装置の側面図、図２は本発明の
一実施の形態のボンディングダメージの計測用バンプ付
きチップの斜視図、図３（ａ）は本発明の一実施の形態
のボンディングダメージのバンプ付きチップの平面図、
図３（ｂ）は本発明の一実施の形態のボンディングダメ
ージのバンプ付きチップの側断面図、図４（ａ）は本発
明の一実施の形態のボンディングダメージの計測装置の
基板ユニットの平面図、図４（ｂ）は本発明の一実施の
形態のボンディングダメージの計測装置の基板ユニット
の側面図、図５は本発明の一実施の形態のボンディング
ダメージの計測方法の説明図である。 【０００９】まず図１を参照してボンディングダメージ
の計測装置の構成について説明する。ボンディングダメ
ージの計測装置は、基板にフリップチップなどのバンプ
付きチップをボンディングする際にバンプ付きチップに
生じるダメージを計測するものである。計測には後述す
るように、歪みゲージを内蔵した専用の計測用バンプ付
きチップが用いられる。ダメージの計測においては、こ
の計測用バンプ付きチップを基板にボンディングしたと
きの歪みゲージの電気的変化を計測手段で計測する。こ
れにより、ボンディング過程においてバンプ付きチップ
に生じる歪みの経時的変化が求められる。 【００１０】図１において、基板保持部１（保持手段）
上には、基板ユニット２が保持されている。基板ユニッ
ト２は、外部接続用のサブ基板３上にボンディング用の
基板４を載置して構成されている。基板保持部１の上方
には、ツール駆動機構７によって駆動されるボンディン
グツール６を備えたフリップチップボンディング装置５
が配設されており、ボンディングツール６には下面にバ
ンプ１２が形成されたボンディングダメージの計測用バ
ンプ付きチップ１０（以下、単に「チップ１０」と略記
する。）が保持されている。 【００１１】ボンディングツール６にチップ１０を保持
させた状態で、ボンディングツール６によってチップ１
０を基板４のボンディングパッド上に押しつけるととも
に、超音波振動をバンプ付きチップ１０に印加すること
により、チップ１０は基板４にボンディングされる。 【００１２】このフリップチップボンディングの過程に
おいては、チップ１０に内蔵された歪みゲージの電気的
変化が、サブ基板３の端子３ｂに接続された計測手段９
によって計測される。このとき歪みゲージは、後述する
ようにバンプ１２及び基板４に形成されたボンディング
パッドを介して、計測手段９と導通する。 【００１３】次に図２、図３を参照して、チップ１０に
ついて説明する。図２はチップ１０を反転した状態を示
しており、チップ１０の下面（図２において上面）に
は、複数の電極１１が格子状に形成されており、さらに
各電極１１には金属の突出電極であるバンプ１２が形成
されている。なお、本明細書においてこれらの電極１１
またはバンプ１２について記述する際には、個々の電極
またはバンプを区別する必要がある場合には電極１１
ａ，１１ｂ・・、バンプ１２ａ，１２ｂ・・のように添
字を付して区別し、区別する必要のない場合には単に電
極１１、バンプ１２と総称する。 【００１４】図３（ｂ）に示すように、チップ１０は、
シリコンチップ１０ａの上面に絶縁層１０ｂを形成した
構成となっており、電極１１は絶縁層１０ｂの表面に形
成されている。これらの電極１１のうち、図３（ａ）に
示すようにチップ１０の中心部に位置する電極１１ｇの
下方（反転状態において下方）には、細長形状の歪みゲ
ージ１３がシリコンチップ１０ａ上面に形成されてい
る。歪みゲージ１３はピエゾ抵抗素子であり、２軸方向
（水平方向、すなわちチップ１０の表面に平行な方向、
およびこの方向と直交する垂直方向）の微小歪みを計測
することができる。 【００１５】歪みゲージ１３は、１本の抵抗素子に複数
の結線電極１３ａを等ピッチで形成することにより複数
の歪みゲージを直列に連結した構成となっている。この
ような構成により、歪み計測の空間分解能を向上させる
とともに、結線電極の総数を減少させて所要計測チャン
ネル数の低減が可能となっている。各結線電極１３ａに
は絶縁層１０ｂに形成された信号線１４が接続されてい
る。これらの４本の信号線１４は、電極１１ｃ，１１
ｄ，１１ｅ，１１ｆにそれぞれ接続されている。またチ
ップ１０の歪みゲージ１３近傍には、熱電対等の温度検
出部１５が形成されており、温度検出部１５は、２つの
電極１１ａ，１１ｂに接続されている。 【００１６】すなわちチップ１０は、歪みゲージ１３が
形成された第１の電極である電極１１ｇと、この第１の
電極に形成された第１のバンプであるバンプ１２ｇと、
歪みゲージ１３の信号線１４が接続された第２の電極で
ある電極１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆと、これらの
第２の電極に形成された第２のバンプであるバンプ１２
ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆを備え、さらにチップ１０
の温度を検出する温度検出部１５が接続された第３の電
極である電極１１ａ，１１ｂと、この第３の電極に形成
された第３のバンプであるバンプ１２ａ，１２ｂとを備
えた構成となっている。 【００１７】次に図４を参照して、チップ１０がボンデ
ィングされる基板４および基板ユニット２について説明
する。図４に示すように、基板ユニット２は、基板４を
サブ基板３に載置してして構成されている。基板４の上
面には、チップ１０のバンプ１２の配置に対応した位置
に、ボンディングパッド（接続電極）１６が形成されて
いる。 【００１８】基板４にチップ１０をボンディングした状
態では、バンプ１２ｇがボンディングパッド１６ｇに接
合されるとともに、電極１１ａ，１１ｂはボンディング
パッド１６ａ，１６ｂと、電極１１ｃ，１１ｄ，１１
ｅ，１１ｆはボンディングパッド１６ｃ，１６ｄ，１６
ｅ，１６ｆと、それぞれバンプ１２を介して導通する。
なお、ボンディングパッド１６についても同様に、個別
に区別する必要がある場合のみ、１６ａ，１６ｂ・・の
ように添字を付して区別している。 【００１９】すなわち基板４は、第１のバンプであるバ
ンプ１２ｇと、第２のバンプであるバンプ１２ｃ，１２
ｄ，１２ｅ，１２ｆとがそれぞれ接合される第１の接合
電極であるボンディングパッド１６ｇと、第２の接合電
極であるボンディングパッド１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，
１６ｆとを備えた構成となっている。 【００２０】サブ基板３の両側端部の上面には電極３ａ
が設けられており、各電極３ａは、基板４のボンディン
グパッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１
６ｆとそれぞれワイヤボンディングによって接続されて
いる。図４（ｂ）に示すように、各電極３ａはさらにサ
ブ基板３の内部に形成された接続回路３ｃによって、サ
ブ基板３の端面に設けられた端子３ｂに接続されてお
り、端子３ｂはさらに図１に示すように計測手段９に接
続されている。 【００２１】このボンディングダメージの計測装置は上
記のように構成されており、以下ボンディングダメージ
の計測について説明する。この計測は、基板のボンディ
ングパッドにチップ１０をフリップチップボンディング
する際の、歪みゲージ１３の抵抗値の変化を計測手段９
によって計測することにより、バンプ位置におけるチッ
プ１０の歪みを求めるものである。そしてこの歪みによ
り、チップ１０に生じる応力を知ることができ、ボンデ
ィングによるチップ１０のダメージを計測することがで
きる。 【００２２】まず前記構成の計測用のチップ１０を準備
して、ボンディングツール６に保持させる。これととも
に、ボンディングに用いられる上記構成の基板４を準備
してサブ基板３に載置し、各電極３ａと、基板４のボン
ディングパッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６
ｅ，１６ｆとをそれぞれワイヤボンディングによって接
続し、計測用の基板ユニット２を準備する。この後、基
板ユニット２を基板保持部１に保持させるとともに、端
子３ｂと計測手段９とを接続する。 【００２３】次いで、ボンディングツール６によってチ
ップ１０を基板４にボンディングする。すなわち図５に
示すように、チップ１０のバンプ１２を基板４のボンデ
ィングパッド１６に対して押圧するとともに、ボンディ
ングツール６を介してバンプ１２には超音波振動が印加
される。これにより、バンプ１２は、ボンディングパッ
ド１６にボンディングされる。そして、このボンディン
グ過程における歪みゲージ１３の電気的変化が計測手段
９によって計測される。 【００２４】この電気的変化を計測する工程において、
図５に示すように歪みゲージ１３は、まずチップ１０内
部の信号線１４を介して電極１１に接続され、さらに電
極１１上のバンプ１２（第２のバンプ・・・図３に示す
バンプ１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ参照）を介して
ボンディングパッド１６（第２の接続電極・・・図４に
示すボンディングパッド１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６
ｆ参照）に導通する。そしてさらにワイヤによってボン
ディングパッド１６に接続された電極３ａ、接続回路３
ｃ、端子３ｂを順次介して、計測手段９に接続される。 【００２５】したがって、ボンディングツール６によっ
て昇降するチップ１０に、歪みゲージ１３を計測手段９
に接続するための計測線を結線する必要がなく、昇降動
作や超音波振動などに起因する接続不良などの不具合の
ない安定した信号取り出しを行うことができる。 【００２６】 【発明の効果】本発明によれば、ボンディングダメージ
の計測用バンプ付きチップを、歪みゲージが形成された
第１の電極と、この第１の電極に形成された第１のバン
プと、歪みゲージの信号線が接続された第２の電極と、
この第２の電極に形成された第２のバンプとで構成し、
第１のバンプと第２のバンプがそれぞれ接合される第１
の接合電極と第２の接合電極とを備えた基板に計測用バ
ンプ付きチップをボンディングしてボンディング時のバ
ンプ付きチップに発生する歪みを計測するようにしたの
で、バンプ付きチップに歪みゲージを計測手段に接続す
るための計測線を結線することなく、ボンディングにお
いてバンプ付きチップに発生するダメージの要因につい
てのデータを定量的に計測することができる。
どのバンプ付きチップのボンディングにおいてバンプ付
きチップに生じるダメージを計測するボンディングダメ
ージの計測方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】フリップチップなどのバンプ付きチップ
の基板への実装においては、フリップチップボンディン
グなどの超音波接合が多用されている。この超音波接合
は、バンプを被接合対象である電極に対して押圧すると
ともに接合物に超音波振動を付与するものである。これ
により、バンプの金属成分が電極表面の金属中に拡散
し、接合界面が形成される。 【０００３】この超音波接合においては、接合対象とな
るフリップチップに対して荷重と超音波振動という機械
的負荷が作用するため、荷重や超音波出力などの接合条
件が適正でない場合には、クラックなどのダメージを発
生させるおそれがある。このため、ボンディングに際し
ては、個々の半導体チップについて適切な接合条件を設
定する必要がある。従来よりこの接合条件の設定は、超
音波接合を実際に行った後に剥離試験などによって接合
部の評価を行い、試行錯誤的に適正条件を求める条件出
し作業によって行われていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接合後
の評価のみに依存する従来の条件出し作業では、接合条
件と発生したダメージとの対応関係を知ることができる
ものの、接合部のクラックなどのダメージの発生メカニ
ズムを具体的に特定するための定量的なデータを得るこ
とができず、適切な接合条件の設定やダメージ防止対策
の立案のための有効なデータ入手が困難であるという問
題点があった。 【０００５】そこで本発明は、接合部に発生するダメー
ジの要因についてのデータを定量的に計測することがで
きるボンディングダメージの計測方法を提供することを
目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】請求項１記載のボンディ
ングダメージの計測方法は、ボンディングによってバン
プ付きチップに生じるダメージを歪みゲージにより計測
するボンディングダメージの計測方法であって、前記歪
みゲージが形成された第１の電極と、この第１の電極に
形成された第１のバンプと、前記歪みゲージの信号線が
接続された少なくとも１つの第２の電極と、この第２の
電極に形成された第２のバンプとを備えた計測用バンプ
付きチップを準備する工程と、前記第１のバンプと第２
のバンプがそれぞれ接合される第１の接合電極と第２の
接合電極とを備えた基板を準備する工程と、前記バンプ
付きチップの第１のバンプと第２のバンプをそれぞれ前
記基板の第１の接合電極と第２の接合電極にボンディン
グするとともにボンディング時の前記歪みゲージの電気
的変化を計測手段によって計測する工程とを含み、前記
電気的変化を計測する工程において、前記歪みゲージが
前記信号線と前記第２の電極と前記第２のバンプと前記
第２の接合電極とを順次介して計測手段に接続される。 【０００７】本発明によれば、ボンディングダメージの
計測用バンプ付きチップを、歪みゲージが形成された第
１の電極と、この第１の電極に形成された第１のバンプ
と、歪みゲージの信号線が接続された第２の電極と、こ
の第２の電極に形成された第２のバンプとで構成し、第
１のバンプと第２のバンプがそれぞれ接合される第１の
接合電極と第２の接合電極とを備えた基板に計測用バン
プ付きチップをボンディングしてボンディング時のバン
プ付きチップに発生する歪みを計測することにより、バ
ンプ付きチップに歪みゲージを計測手段に接続するため
の計測線を結線することなく、ボンディングにおいてバ
ンプ付きチップに発生するダメージの要因についてのデ
ータを定量的に計測することができる。 【０００８】 【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のボン
ディングダメージの計測装置の側面図、図２は本発明の
一実施の形態のボンディングダメージの計測用バンプ付
きチップの斜視図、図３（ａ）は本発明の一実施の形態
のボンディングダメージのバンプ付きチップの平面図、
図３（ｂ）は本発明の一実施の形態のボンディングダメ
ージのバンプ付きチップの側断面図、図４（ａ）は本発
明の一実施の形態のボンディングダメージの計測装置の
基板ユニットの平面図、図４（ｂ）は本発明の一実施の
形態のボンディングダメージの計測装置の基板ユニット
の側面図、図５は本発明の一実施の形態のボンディング
ダメージの計測方法の説明図である。 【０００９】まず図１を参照してボンディングダメージ
の計測装置の構成について説明する。ボンディングダメ
ージの計測装置は、基板にフリップチップなどのバンプ
付きチップをボンディングする際にバンプ付きチップに
生じるダメージを計測するものである。計測には後述す
るように、歪みゲージを内蔵した専用の計測用バンプ付
きチップが用いられる。ダメージの計測においては、こ
の計測用バンプ付きチップを基板にボンディングしたと
きの歪みゲージの電気的変化を計測手段で計測する。こ
れにより、ボンディング過程においてバンプ付きチップ
に生じる歪みの経時的変化が求められる。 【００１０】図１において、基板保持部１（保持手段）
上には、基板ユニット２が保持されている。基板ユニッ
ト２は、外部接続用のサブ基板３上にボンディング用の
基板４を載置して構成されている。基板保持部１の上方
には、ツール駆動機構７によって駆動されるボンディン
グツール６を備えたフリップチップボンディング装置５
が配設されており、ボンディングツール６には下面にバ
ンプ１２が形成されたボンディングダメージの計測用バ
ンプ付きチップ１０（以下、単に「チップ１０」と略記
する。）が保持されている。 【００１１】ボンディングツール６にチップ１０を保持
させた状態で、ボンディングツール６によってチップ１
０を基板４のボンディングパッド上に押しつけるととも
に、超音波振動をバンプ付きチップ１０に印加すること
により、チップ１０は基板４にボンディングされる。 【００１２】このフリップチップボンディングの過程に
おいては、チップ１０に内蔵された歪みゲージの電気的
変化が、サブ基板３の端子３ｂに接続された計測手段９
によって計測される。このとき歪みゲージは、後述する
ようにバンプ１２及び基板４に形成されたボンディング
パッドを介して、計測手段９と導通する。 【００１３】次に図２、図３を参照して、チップ１０に
ついて説明する。図２はチップ１０を反転した状態を示
しており、チップ１０の下面（図２において上面）に
は、複数の電極１１が格子状に形成されており、さらに
各電極１１には金属の突出電極であるバンプ１２が形成
されている。なお、本明細書においてこれらの電極１１
またはバンプ１２について記述する際には、個々の電極
またはバンプを区別する必要がある場合には電極１１
ａ，１１ｂ・・、バンプ１２ａ，１２ｂ・・のように添
字を付して区別し、区別する必要のない場合には単に電
極１１、バンプ１２と総称する。 【００１４】図３（ｂ）に示すように、チップ１０は、
シリコンチップ１０ａの上面に絶縁層１０ｂを形成した
構成となっており、電極１１は絶縁層１０ｂの表面に形
成されている。これらの電極１１のうち、図３（ａ）に
示すようにチップ１０の中心部に位置する電極１１ｇの
下方（反転状態において下方）には、細長形状の歪みゲ
ージ１３がシリコンチップ１０ａ上面に形成されてい
る。歪みゲージ１３はピエゾ抵抗素子であり、２軸方向
（水平方向、すなわちチップ１０の表面に平行な方向、
およびこの方向と直交する垂直方向）の微小歪みを計測
することができる。 【００１５】歪みゲージ１３は、１本の抵抗素子に複数
の結線電極１３ａを等ピッチで形成することにより複数
の歪みゲージを直列に連結した構成となっている。この
ような構成により、歪み計測の空間分解能を向上させる
とともに、結線電極の総数を減少させて所要計測チャン
ネル数の低減が可能となっている。各結線電極１３ａに
は絶縁層１０ｂに形成された信号線１４が接続されてい
る。これらの４本の信号線１４は、電極１１ｃ，１１
ｄ，１１ｅ，１１ｆにそれぞれ接続されている。またチ
ップ１０の歪みゲージ１３近傍には、熱電対等の温度検
出部１５が形成されており、温度検出部１５は、２つの
電極１１ａ，１１ｂに接続されている。 【００１６】すなわちチップ１０は、歪みゲージ１３が
形成された第１の電極である電極１１ｇと、この第１の
電極に形成された第１のバンプであるバンプ１２ｇと、
歪みゲージ１３の信号線１４が接続された第２の電極で
ある電極１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆと、これらの
第２の電極に形成された第２のバンプであるバンプ１２
ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆを備え、さらにチップ１０
の温度を検出する温度検出部１５が接続された第３の電
極である電極１１ａ，１１ｂと、この第３の電極に形成
された第３のバンプであるバンプ１２ａ，１２ｂとを備
えた構成となっている。 【００１７】次に図４を参照して、チップ１０がボンデ
ィングされる基板４および基板ユニット２について説明
する。図４に示すように、基板ユニット２は、基板４を
サブ基板３に載置してして構成されている。基板４の上
面には、チップ１０のバンプ１２の配置に対応した位置
に、ボンディングパッド（接続電極）１６が形成されて
いる。 【００１８】基板４にチップ１０をボンディングした状
態では、バンプ１２ｇがボンディングパッド１６ｇに接
合されるとともに、電極１１ａ，１１ｂはボンディング
パッド１６ａ，１６ｂと、電極１１ｃ，１１ｄ，１１
ｅ，１１ｆはボンディングパッド１６ｃ，１６ｄ，１６
ｅ，１６ｆと、それぞれバンプ１２を介して導通する。
なお、ボンディングパッド１６についても同様に、個別
に区別する必要がある場合のみ、１６ａ，１６ｂ・・の
ように添字を付して区別している。 【００１９】すなわち基板４は、第１のバンプであるバ
ンプ１２ｇと、第２のバンプであるバンプ１２ｃ，１２
ｄ，１２ｅ，１２ｆとがそれぞれ接合される第１の接合
電極であるボンディングパッド１６ｇと、第２の接合電
極であるボンディングパッド１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，
１６ｆとを備えた構成となっている。 【００２０】サブ基板３の両側端部の上面には電極３ａ
が設けられており、各電極３ａは、基板４のボンディン
グパッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１
６ｆとそれぞれワイヤボンディングによって接続されて
いる。図４（ｂ）に示すように、各電極３ａはさらにサ
ブ基板３の内部に形成された接続回路３ｃによって、サ
ブ基板３の端面に設けられた端子３ｂに接続されてお
り、端子３ｂはさらに図１に示すように計測手段９に接
続されている。 【００２１】このボンディングダメージの計測装置は上
記のように構成されており、以下ボンディングダメージ
の計測について説明する。この計測は、基板のボンディ
ングパッドにチップ１０をフリップチップボンディング
する際の、歪みゲージ１３の抵抗値の変化を計測手段９
によって計測することにより、バンプ位置におけるチッ
プ１０の歪みを求めるものである。そしてこの歪みによ
り、チップ１０に生じる応力を知ることができ、ボンデ
ィングによるチップ１０のダメージを計測することがで
きる。 【００２２】まず前記構成の計測用のチップ１０を準備
して、ボンディングツール６に保持させる。これととも
に、ボンディングに用いられる上記構成の基板４を準備
してサブ基板３に載置し、各電極３ａと、基板４のボン
ディングパッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６
ｅ，１６ｆとをそれぞれワイヤボンディングによって接
続し、計測用の基板ユニット２を準備する。この後、基
板ユニット２を基板保持部１に保持させるとともに、端
子３ｂと計測手段９とを接続する。 【００２３】次いで、ボンディングツール６によってチ
ップ１０を基板４にボンディングする。すなわち図５に
示すように、チップ１０のバンプ１２を基板４のボンデ
ィングパッド１６に対して押圧するとともに、ボンディ
ングツール６を介してバンプ１２には超音波振動が印加
される。これにより、バンプ１２は、ボンディングパッ
ド１６にボンディングされる。そして、このボンディン
グ過程における歪みゲージ１３の電気的変化が計測手段
９によって計測される。 【００２４】この電気的変化を計測する工程において、
図５に示すように歪みゲージ１３は、まずチップ１０内
部の信号線１４を介して電極１１に接続され、さらに電
極１１上のバンプ１２（第２のバンプ・・・図３に示す
バンプ１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ参照）を介して
ボンディングパッド１６（第２の接続電極・・・図４に
示すボンディングパッド１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６
ｆ参照）に導通する。そしてさらにワイヤによってボン
ディングパッド１６に接続された電極３ａ、接続回路３
ｃ、端子３ｂを順次介して、計測手段９に接続される。 【００２５】したがって、ボンディングツール６によっ
て昇降するチップ１０に、歪みゲージ１３を計測手段９
に接続するための計測線を結線する必要がなく、昇降動
作や超音波振動などに起因する接続不良などの不具合の
ない安定した信号取り出しを行うことができる。 【００２６】 【発明の効果】本発明によれば、ボンディングダメージ
の計測用バンプ付きチップを、歪みゲージが形成された
第１の電極と、この第１の電極に形成された第１のバン
プと、歪みゲージの信号線が接続された第２の電極と、
この第２の電極に形成された第２のバンプとで構成し、
第１のバンプと第２のバンプがそれぞれ接合される第１
の接合電極と第２の接合電極とを備えた基板に計測用バ
ンプ付きチップをボンディングしてボンディング時のバ
ンプ付きチップに発生する歪みを計測するようにしたの
で、バンプ付きチップに歪みゲージを計測手段に接続す
るための計測線を結線することなく、ボンディングにお
いてバンプ付きチップに発生するダメージの要因につい
てのデータを定量的に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のボンディングダメージ
の計測装置の側面図 【図２】本発明の一実施の形態のボンディングダメージ
の計測用バンプ付きチップの斜視図 【図３】（ａ）本発明の一実施の形態のボンディングダ
メージのバンプ付きチップの平面図 （ｂ）本発明の一実施の形態のボンディングダメージの
バンプ付きチップの側断面図 【図４】（ａ）本発明の一実施の形態のボンディングダ
メージの計測装置の基板ユニットの平面図 （ｂ）本発明の一実施の形態のボンディングダメージの
計測装置の基板ユニットの側面図 【図５】本発明の一実施の形態のボンディングダメージ
の計測方法の説明図 【符号の説明】 １ 基板保持部 ４ 基板 ５ フリップチップボンディング装置 ６ ボンディングツール ９ 計測手段 １０ チップ １１ 電極 １２ バンプ １３ 歪みゲージ １４ 信号線 １５ 温度検出部 １６ ボンディングパッド
の計測装置の側面図 【図２】本発明の一実施の形態のボンディングダメージ
の計測用バンプ付きチップの斜視図 【図３】（ａ）本発明の一実施の形態のボンディングダ
メージのバンプ付きチップの平面図 （ｂ）本発明の一実施の形態のボンディングダメージの
バンプ付きチップの側断面図 【図４】（ａ）本発明の一実施の形態のボンディングダ
メージの計測装置の基板ユニットの平面図 （ｂ）本発明の一実施の形態のボンディングダメージの
計測装置の基板ユニットの側面図 【図５】本発明の一実施の形態のボンディングダメージ
の計測方法の説明図 【符号の説明】 １ 基板保持部 ４ 基板 ５ フリップチップボンディング装置 ６ ボンディングツール ９ 計測手段 １０ チップ １１ 電極 １２ バンプ １３ 歪みゲージ １４ 信号線 １５ 温度検出部 １６ ボンディングパッド
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】ボンディングによってバンプ付きチップに
生じるダメージを歪みゲージにより計測するボンディン
グダメージの計測方法であって、前記歪みゲージが形成
された第１の電極と、この第１の電極に形成された第１
のバンプと、前記歪みゲージの信号線が接続された少な
くとも１つの第２の電極と、この第２の電極に形成され
た第２のバンプとを備えた計測用バンプ付きチップを準
備する工程と、前記第１のバンプと第２のバンプがそれ
ぞれ接合される第１の接合電極と第２の接合電極とを備
えた基板を準備する工程と、前記バンプ付きチップの第
１のバンプと第２のバンプをそれぞれ前記基板の第１の
接合電極と第２の接合電極にボンディングするとともに
ボンディング時の前記歪みゲージの電気的変化を計測手
段によって計測する工程とを含み、前記電気的変化を計
測する工程において、前記歪みゲージが前記信号線と前
記第２の電極と前記第２のバンプと前記第２の接合電極
とを順次介して計測手段に接続されることを特徴とする
ボンディングダメージの計測方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001204340A JP3599003B2 (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | ボンディングダメージの計測方法 |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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2001
- 2001-07-05 JP JP2001204340A patent/JP3599003B2/ja not_active Expired - Fee Related
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