JP2004311524A - Bump flattening device, bump flattening method, and bump bonding unit - Google Patents
Bump flattening device, bump flattening method, and bump bonding unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004311524A JP2004311524A JP2003099511A JP2003099511A JP2004311524A JP 2004311524 A JP2004311524 A JP 2004311524A JP 2003099511 A JP2003099511 A JP 2003099511A JP 2003099511 A JP2003099511 A JP 2003099511A JP 2004311524 A JP2004311524 A JP 2004311524A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bump
- mounting table
- rotating roller
- roller
- bumps
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
- A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using visual displays
- A61B5/7425—Displaying combinations of multiple images regardless of image source, e.g. displaying a reference anatomical image with a live image
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
- B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
- B42D15/00—Printed matter of special format or style not otherwise provided for
- B42D15/0073—Printed matter of special format or style not otherwise provided for characterised by shape or material of the sheets
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F23/00—Advertising on or in specific articles, e.g. ashtrays, letter-boxes
- G09F23/10—Advertising on or in specific articles, e.g. ashtrays, letter-boxes on paper articles, e.g. booklets, newspapers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
- A61B5/0537—Measuring body composition by impedance, e.g. tissue hydration or fat content
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
- A61B5/4519—Muscles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/4869—Determining body composition
- A61B5/4872—Body fat
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/4869—Determining body composition
- A61B5/4875—Hydration status, fluid retention of the body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に形成されたバンプの高さを揃えるバンプフラットニング装置およびその方法およびバンプボンディング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、半導体素子上の複数の電極にバンプと呼ばれる突起電極を形成し、これにより半導体素子上の電極と配線基板上の電極とを接続実装する方法が知られている。バンプは、溶融状態の金属を半導体素子上の電極に付着させたものである。そして、この半導体素子をバンプと配線基板上の電極とが接続するように配線基盤に取り付けることにより、これらを電気的に接続している。
【0003】
このような接続を行うためには、バンプの頭部の高さが揃っていることが望ましい。バンプの高さが揃っていない場合、一部の電極で接続不良が発生するからである。また、その上面(潰し面)は、ほぼ円形であり、バンプ自体に倒れが生じていないことが望ましい。バンプの潰し面が楕円形状である場合、接触面である潰し面が配線基板の電極からはみ出すなどし、短絡や接触不良の原因となる。また、バンプに倒れが生じると、配線基板との接触面である潰し面の位置がずれてしまうという問題が発生する。そのため、従来から、バンプ形成後にその高さを形よく揃えるバンプフラットニングがなされている。
【0004】
例えば、特許文献1には、複数のバンプが形成された半導体素子に対して押圧面を有した加圧部材で加圧し、バンプの高さを一定に揃えるバンプフラットニング装置が開示されている。これにより、半導体素子上の複数のバンプの高さを形よく揃えることができる。しかしながら、特許文献1の装置では、ウェハから個片化された半導体素子単位でしかフラットニングできないという問題があった。つまり、ウェハの状態でバンプを形成した後、これを個片化し、各半導体素子毎に取り出してバンプフラットニングをすることになる。そのため、全体の工程が複雑となり、半導体装置の生産時間が長くなっていた。
【0005】
ここで、特許文献1における加圧部材の押圧面を拡大し、ウェハ全体に対してフラットニングする技術が考えられる。しかしながら、ウェハ全体に形成されるバンプは非常に多数であり、これらすべてを押圧するためには非常に大きな押圧力が必要となる。このような押圧力を有するバンプフラットニング装置は大型かつ高価になり、実現性に乏しかった。
【0006】
この問題を解決するものとして、特許文献2には、バンプが形成されたウェハ上でローラを移動させることにより、バンプを押圧する方法が開示されている。このようにローラで部分的に加圧しながら移動することにより、小さな力でバンプを押圧することができる。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−40766号公報
【特許文献2】
特公平7−93305号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献2に記載の方法では、バンプの形状が潰れやすいという問題がある。すなわち、ローラで部分的に加圧しながら移動すると、バンプの頭部に対して垂直下向きの押圧力のみならず、ローラの移動方向の力も与えることとなる。そのため、バンプ頭部は、平坦化されるが、同時に移動方向に引っ張られ、潰し面が楕円形状になりやすい。また、バンプ自体の倒れも発生しやすくなる。その場合、上述したように短絡や位置ずれなど種々の問題が発生する。
【0009】
そこで、本発明では、ウェハのような多数のバンプが形成された基板に対して形よくバンプフラットニングができる装置および方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のバンプフラットニング装置は、上面にバンプが複数配設された基板を載置する載置台と、下端部で基板上のバンプの頭部を押圧する回転ローラと、回転ローラを回転させる回転駆動機構と、載置台を回転ローラに対して相対的に水平移動させる水平移動機構と、を備え、回転ローラの下端部と載置台とを相対的にほぼ静止させることを特徴とする。
【0011】
そのため、基板上のバンプ頭部に対して垂直下向きの押圧力のみを加えつつ、ローラを移動させることができる。これにより、ウェハのような高面積の基板に形成されたバンプの頭部の高さを形よく揃えることができる。
【0012】
ここで、基板はウェハであることが好適であるが、例えば、多数のバンプが形成された半導体素子などであってもよい。フラットニングの対象となるバンプの材質は金バンプであることが好適であるが、他の材質のものであってもよい。また、水平移動機構は、載置台を回転ローラに対して相対的に移動させるものであれば、載置台、回転ローラのいずれを移動させるものであってもよい。また、回転ローラの下端部と載置台とを相対的にほぼ静止させるとは、回転ローラと載置台の移動速度および方向を揃えることをいう。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【0014】
図1に本発明の実施の形態であるバンプフラットニング装置10のブロック図を示す。これは、装置本体12とその制御部14に大別される。
【0015】
装置本体12は、ウェハ40を載置するための載置台16、回転ローラ18およびその周辺機構から構成されている。載置台16には、水平移動機構26、上下移動機構22、回転機構24から構成される移動ユニット20が設けられている。この移動ユニット20から伝達される駆動力により載置台16は、水平、上下および回転移動が可能となっている。また、載置台16の位置、角度および移動速度は、それぞれの検出器28、30で検出され、後述する制御部14に出力される。制御部14では、出力された情報に基づいて移動ユニット20に駆動制御のための信号を算出、出力する。
【0016】
回転ローラ18には、回転ローラ18を回転駆動させるためのローラ駆動機構32が付設されており、駆動制御装置38からの信号に基づいて駆動するようになっている。また、回転ローラ18の回転速度は、速度検出器34により検出され、主制御部36に出力される。
【0017】
制御部14は、移動ユニット20とローラ駆動機構32の駆動制御信号を出力する駆動制御装置38と速度検出器30、34等からの情報に基づいて制御値を算出する主制御部36とに大別される。主制御部36では、位置・角度検出器や速度検出器30、34で検出された速度などを記録するとともに、それらの情報に基づき、駆動制御のための制御値を算出する。算出された値は、駆動制御装置38に出力され、駆動制御装置では、その値に基づいて、移動ユニット20とローラ駆動機構32に駆動制御信号を出力する。
【0018】
なお、このバンプフラットニング装置10は、単体であってもよいし、バンプボンディング装置に併設または組み込んでもよい。
【0019】
つぎに、バンプフラットニング装置10の装置本体12に関して図2を用いて詳説する。図2は、装置本体の斜視図である。なお、図中、各移動機構に付設され、駆動力を発生させるモータについては、図示を省略している。
【0020】
回転ローラ18は、載置台16の上方に設けられた直径50mmの回転ローラ18であり、X方向の軸を中心に回転できるようになっている。回転ローラ18には、モータが付設されており、駆動制御装置38によりモータの回転方向および速度が制御される。これにより、回転ローラ18の回転方向および速度が制御される。
【0021】
載置台16は、ウェハ40を載置、保持するための台であり、ウェハ40の位置あわせのための切り欠き部16aが形成されている。ウェハ40を載置する場合は、この切り欠き部16aとウェハ40のオリエンテーションフラットとをあわせるようにする。また、載置されたウェハ40のずれを防止するため、載置台16は真空吸着機構を有しており、その吸着力でウェハ40を保持する。
【0022】
さらに、載置台16には、図示しない回転機構24が設けられており、載置台16を水平面内で360度回転できるようなっている。この回転機構の駆動も駆動制御装置38により制御されている。また、角度検出器28により、回転角度が検出され、主制御部36に出力されるようになっている。
【0023】
上下移動機構22は、載置台16に固着された摺動部材42とその下側に設けられた傾斜部材44および摺動部材42をY方向に摺動させる駆動手段(図示せず)から構成されている。傾斜部材44の上面は所定の角度を有した傾斜面となっており、図中、手前側になるほどその上面位置が高くなっている。摺動部材42の底面は傾斜部材44の傾斜と同じ角度の傾斜面となっており、駆動手段により傾斜部材44の上面をY方向に摺動できるようになっている。そして、摺動部材42を傾斜部材44上面で摺動させることにより、摺動部材42上面に固着された載置台16を上下方向に移動させることができる。この摺動部材42の移動距離および方向は、駆動制御装置38により制御され、1μm単位で載置台16の高さを調整できるようになっている。
【0024】
傾斜部材44の下側には、水平移動機構26が設けられている。これは、図示しないモータにより傾斜部材44をY方向に移動させる移動ステージである。傾斜部材44を移動させることにより、その上側にある載置台16をY方向、すなわち、回転ローラ18に対して直行する方向に移動させることができる。
【0025】
なお、本実施の形態では、載置台16を移動させる構成としたが、回転ローラ18に対して相対的に移動移動させるものであれば、回転ローラ18を移動させるものであってもよい。例えば、載置台16を固定とし、回転ローラ18を水平、上下方向に移動させる移動手段を備えるものであってもよい。また、回転、水平、上下の移動機構は、いずれも上記以外の構成であってもよい。さらに、回転および上下の移動機構があることが好適であるが、いずれかの移動機構が欠けていてもよい。
【0026】
次に、フラットニングの対象となる金バンプ46およびウェハ40について説明する。ウェハ40上面には、形状の金バンプ46が多数配設されている。バンプフラットニング前の金バンプ46は、図3(A)に示すように、その頭部が細く突き出したような形状であり、その高さhは約60μmである。しかしながら、この高さは、およその数値であり、全体として金バンプ46の高さは不揃いとなっている。この状態で配線基板に取り付けると、一部の金バンプ46において接続不良が生じる。そのため、バンプフラットニングでは、金バンプ46を図3(B)に示すように、その頭部の細い突き出しを潰して平坦化するとともに、その高さを揃える。このとき、金バンプ46の高さhは約35μmである。すなわち、約25μmを潰すこととなる。このとき、金バンプ46の上面である潰し面46aがほぼ円形であり、金バンプ自体は倒れが生じていないことが望ましい。
【0027】
なお、例えば、8インチのウェハ40において、金バンプ46が1mm2当たり8個(8bump/mm2)の割合で形成された場合、そのバンプ数は、ウェハ40全体で約250000個となる。この金バンプ1個を押圧するために1Nの力を必要とすると、これらすべてを同時に面で押圧するには約25.5tの力が必要となる。このような押圧力を有するバンプフラットニング装置は、実現性が乏しいことがわかる。そこで、後述するように、部分的に押圧力をかけることができるローラで押圧しながら移動することによりバンプフラットニングを行う。
【0028】
次に、このバンプフラットニング装置10を用いてウェハ40の上面に配設された金バンプ46をフラットニングする流れを説明する。
【0029】
金バンプ46をフラットニングする場合は、まず、載置台16にウェハ40を載置する。この場合は、摺動部材42を摺動させて、載置台16を最も低い位置に移動させておく。また、水平移動機構26を駆動させて、載置台16を回転ローラ18からずれた位置に移動させておく。そして、その状態で、ウェハ40を載置台16に載置する。このとき、載置台16に設けられた切り欠き部16aとウェハ40のオリエンテーションフラットとが合わさるように載置する。載置されたウェハ40は、載置台16に設けられた真空吸着手段により、保持されるとともに、その位置ずれが防止される。
【0030】
次に、回転機構により載置台16を回転させ、ウェハ40の角度を調整する。これは、回転ローラ18と金バンプ46の配設方向とが交叉するような角度に調整される。これについて図4を用いて説明する。図4は、載置台16に載置されたウェハ40と回転ローラ18を上面からみた図である。回転ローラ18を金バンプ46の配設方向とを非平行になるようにした場合、回転ローラ18で押圧される金バンプ46(図中黒色塗りつぶしで表示)の数は、回転ローラ18と配設方向とが平行な場合に比べて少ないことがわかる。金バンプ46は上述したように1個を押圧するのに約1N必要であり、押圧する金バンプ数が多い場合は、より大きい押圧力が必要となる。つまり、回転ローラ18と金バンプ46の配設方向を平行すると、大きな押圧力が必要となる。そのため、回転機構により、載置台16を回転させ、回転ローラ18が、金バンプ46の配設方向に対して交叉する方向となるようにする。これにより少ない力で押圧することができる。
【0031】
次に、回転ローラ18を回転させるとともに、水平移動機構26により載置台16を水平往復移動させる。また、往復の折り返しの際には、摺動部材42を微小距離、摺動させることにより、載置台16を約1μm上昇させる。つまり、回転ローラ18と載置台16との距離を徐々に縮めながら、載置台16を往復水平移動させるのである。これにより、徐々に、金バンプ46の頭部を押圧することができる。
【0032】
これについて図5を用いてより詳細に説明する。1μmずつ距離を縮めた場合、回転ローラ18は金バンプ46の頭部を1μm押圧することになる。そのときの押圧幅dは、回転ローラ18の半径をR、載置台16の上昇距離をpとすると式(1)であらわすことができる。
【数1】
d=√(2×p×R−p2)・・・・・・・・・・・(1)
【0033】
ここで、本実施の形態では回転ローラ18の半径は25mmなので、dは約220μmとなる。すなわち、ある瞬間における回転ローラ18での金バンプ46の押圧面は220μmの幅であり、このとき、押圧される金バンプ46の数は上述の条件と同じとすると最大で約350個となる。この場合必要となる押圧力は、約350Nとなる。このように、面での押圧ではなく、回転ローラ18により線で押圧することにより、小さい押圧力でバンプフラットニングを行うことができる。また、この微小幅の押圧面を載置台16の移動により移動させるため、ウェハ40のような広い面積全体のバンプフラットニングも短時間で行うことができる。
【0034】
このように、回転ローラ18を回転させるとともに、水平移動機構26により載置台16を水平移動させることにより、少ない力で広い面積のバンプフラットニングができる。
【0035】
なお、本実施の形態では、1μmずつ上昇移動させているが、これ以外の数値であってもよい。この上昇距離pは、押圧力やウェハ40の面積、金バンプ46の数、あるいは、フラットニング速度にあわせて適宜変更してもよい。
【0036】
次に、押圧する際の回転ローラ18の回転および載置台16の移動速度および方向について説明する。押圧する際の回転ローラ18の回転および載置台16の移動は、回転ローラ18の下端部と金バンプ46の頭部とが相対的にほぼ静止するような速度および方向で行う。
【0037】
回転ローラ18は一定の速度で回転しており、載置台16の水平移動により金バンプ46も一定の速度で水平移動していることになる。ここで、回転ローラ18は、金バンプ46に対して十分大きいため、その下端部18aの移動は、金バンプ46に対してほぼ水平移動とみなすことができる。そのため、載置台16の移動速度を回転ローラ18の回転速度とほぼ同じにするとともに、その移動方向を同じにすると、回転ローラ18の下端部18aは、金バンプ46の頭部と相対的にほぼ静止することになる。
【0038】
このように、下端部18aと金バンプ46の頭部と相対的にほぼ静止させると、金バンプ46に対して垂直方向の押圧力のみがかかることとなる。そのため、金バンプ46の頭部が回転ローラ18によりこすられることがなく、金バンプ46の潰し面形状が潰れることがない。すなわち、金バンプ46に対して移動方向の力がかかった場合、図6(A)に示すように金バンプ46は、移動方向に引っ張られ、その潰し面は図6(B)のように略楕円形状となる。また、場合によっては、図7(A)のように金バンプ自体が倒れる場合もある。しかし、金バンプ46に対して垂直方向の押圧力のみをかけることによりこのような問題を防止することができる。
【0039】
また、回転ローラ18と載置台16との距離を徐々に縮めながら、水平移動を繰り返すことにより、金バンプ46の頭部を徐々に潰すことが可能となり、金バンプ46の形状の潰れが軽減される。すなわち、上述したように回転ローラ18と載置台16を相対的に静止させることにより、垂直方向のみの押圧力をかけることが可能であるが、現実には、微小な速度差が生じる。その際、潰し量pが多いと、速度差の影響が大きくなる。そのため、上述した問題が発生し、潰し面が楕円形状になったり、金バンプが倒れやすくなる。また、潰し量pが多い場合、つまり押圧力が大きい場合、金バンプの反力よりはるかに大きい押圧力をかけることになる。その場合、金バンプ全体に押圧力が行き渡らず、その上面にのみ大きな押圧力がかかることになる。その結果、上面(潰し面)のみが広がった不安定な形状(図7(B))になる。本実施の形態のように、回転ローラ18と載置台16との距離を徐々に縮めながら、水平移動を繰り返すとこのような種々の問題を回避することができる。
【0040】
以上、説明したように回転ローラ18と載置台16との距離を徐々に縮めながら、水平移動を繰り返す。そして、約10から15往復繰り返すことにより、図3(A)のような形状の金バンプ46が図3(B)のように形よくフラットニングされる。
【0041】
なお、往復折り返しの際に、載置台16の垂直移動だけでなく、角度の変更を行ってもよい。すなわち、折り返しの際に回転ローラ18と金バンプ46の配設方向との角度を変更するのである。これは、折り返しの際に、載置台16を回転機構により回転させることにより変更できる。このように回転ローラ18の配設方向との角度を変更することにより、潰し面形状が楕円となることをより防止できる。
【0042】
上述したように、回転ローラ18と載置台16が相対的にほぼ静止した状態は成立することが困難であり、図6(A)のように、金バンプ46の頭部が、載置台16の移動方向に引っ張られることがある。この現象は、潰し量が多い場合、すなわち、垂直移動距離が大きい場合に特に顕著に発生する。そして、このとき、金バンプ46の潰し面は、図6(B)のように楕円形状となりがちである。このような問題を防止するために、往復移動の折り返しの際に、載置台16を回転させ、各水平移動の度に、回転ローラ18と金バンプ46の配設方向との角度を変更する。これにより、様々な方向から金バンプ46を押圧することができ、楕円形状に押圧されることを防止することができる。
【0043】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、容易にウェハ40のような広い面積に多数配設された金バンプ46を形よくフラットニングすることができる。
【0044】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、ウェハのような多数のバンプが形成された基板に対して形よくバンプフラットニングができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態であるバンプフラットニング装置のブロック図である。
【図2】バンプフラットニング装置の装置本体の斜視図である。
【図3】フラットニングの対象となる金バンプの側面図である。
【図4】ウェハと回転ローラを上面から見た図である。
【図5】バンプフラットニングの側面図である。
【図6】(A)バンプフラットニングの側面図である。(B)金バンプの上面図である。
【図7】(A)倒れが生じた金バンプの側面図である。(B)上面のみが潰れた金バンプの側面図である。
【符号の説明】
10 バンプフラットニング装置
12 装置本体
16 載置台
18 回転ローラ
18a 下端部
20 移動ユニット
22 上下移動機構
24 回転機構
26 水平移動機構
28 位置・角度検出器
30 速度検出器
32 ローラ駆動機構
36 主制御部
38 駆動制御装置
40 ウェハ
42 摺動部材
44 傾斜部材
46 金バンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a bump flattening apparatus and method for aligning bumps formed on a substrate, and a bump bonding apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a method of forming projecting electrodes called bumps on a plurality of electrodes on a semiconductor element and connecting and mounting the electrodes on the semiconductor element and the electrodes on a wiring board. The bump is formed by attaching a metal in a molten state to an electrode on a semiconductor element. Then, the semiconductor element is attached to the wiring board so that the bumps and the electrodes on the wiring board are connected to each other, thereby electrically connecting them.
[0003]
In order to make such a connection, it is desirable that the heads of the bumps have the same height. This is because if the heights of the bumps are not uniform, connection failure occurs in some of the electrodes. Further, it is desirable that the upper surface (crushed surface) is substantially circular and that the bump itself does not fall down. When the crushed surface of the bump has an elliptical shape, the crushed surface, which is the contact surface, protrudes from the electrode of the wiring board, which causes a short circuit or poor contact. Further, when the bumps fall down, there is a problem that the position of the crushed surface, which is the contact surface with the wiring board, is shifted. For this reason, conventionally, bump flattening has been performed in which the heights of the bumps are uniformly adjusted after the bumps are formed.
[0004]
For example, Patent Document 1 discloses a bump flattening apparatus in which a semiconductor element on which a plurality of bumps are formed is pressed by a pressing member having a pressing surface to make the height of the bump uniform. Thereby, the heights of the plurality of bumps on the semiconductor element can be made uniform. However, the apparatus disclosed in Patent Literature 1 has a problem that flattening can be performed only in units of semiconductor elements singulated from a wafer. In other words, after bumps are formed in the state of a wafer, they are singulated, taken out for each semiconductor element, and bump flattened. As a result, the entire process becomes complicated, and the production time of the semiconductor device is prolonged.
[0005]
Here, a technique of enlarging the pressing surface of the pressing member in Patent Literature 1 and flattening the entire wafer can be considered. However, a large number of bumps are formed on the entire wafer, and a very large pressing force is required to press all of them. A bump flattening apparatus having such a pressing force is large and expensive, and is not practical.
[0006]
As a solution to this problem, Patent Document 2 discloses a method of pressing a bump by moving a roller on a wafer on which the bump is formed. As described above, the bump can be pressed with a small force by moving while partially pressing the roller.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-40766 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. Hei 7-93305
[Problems to be solved by the invention]
However, the method described in Patent Literature 2 has a problem that the shape of the bump is easily crushed. That is, when the roller is moved while being partially pressed by the roller, not only a vertical downward pressing force on the head of the bump but also a force in the moving direction of the roller is applied. For this reason, the bump head is flattened, but is simultaneously pulled in the moving direction, and the crushed surface tends to have an elliptical shape. In addition, the bumps themselves tend to fall down. In that case, as described above, various problems such as a short circuit and displacement occur.
[0009]
In view of the above, an object of the present invention is to provide an apparatus and a method capable of forming a flat bump on a substrate on which a large number of bumps are formed, such as a wafer.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The bump flattening apparatus of the present invention includes a mounting table for mounting a substrate having a plurality of bumps disposed on an upper surface, a rotating roller for pressing a head of the bump on the substrate at a lower end, and a rotation for rotating the rotating roller. A driving mechanism and a horizontal movement mechanism for horizontally moving the mounting table relative to the rotary roller are provided, and the lower end of the rotary roller and the mounting table are relatively almost stationary.
[0011]
Therefore, the roller can be moved while applying only a vertically downward pressing force to the bump head on the substrate. Thereby, the heights of the heads of the bumps formed on a substrate having a large area such as a wafer can be made uniform.
[0012]
Here, the substrate is preferably a wafer, but may be, for example, a semiconductor element having a large number of bumps formed thereon. The material of the bump to be flattened is preferably a gold bump, but may be another material. Further, the horizontal moving mechanism may move any of the mounting table and the rotating roller as long as the mounting table is relatively moved with respect to the rotating roller. Further, to make the lower end portion of the rotating roller and the mounting table relatively relatively stationary means to make the moving speed and direction of the rotating roller and the mounting table uniform.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0014]
FIG. 1 shows a block diagram of a bump
[0015]
The apparatus
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
Next, the apparatus
[0020]
The
[0021]
The mounting table 16 is a table for mounting and holding the
[0022]
Further, the mounting table 16 is provided with a rotating mechanism 24 (not shown) so that the mounting table 16 can be rotated 360 degrees in a horizontal plane. The driving of the rotation mechanism is also controlled by the
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
In the present embodiment, the mounting table 16 is moved. However, as long as the mounting table 16 is moved relatively to the
[0026]
Next, the
[0027]
Incidentally, for example, in an 8-
[0028]
Next, a flow of flattening the gold bumps 46 disposed on the upper surface of the
[0029]
When flattening the
[0030]
Next, the mounting table 16 is rotated by the rotation mechanism, and the angle of the
[0031]
Next, the
[0032]
This will be described in more detail with reference to FIG. When the distance is reduced by 1 μm, the rotating
(Equation 1)
d = √ (2 × p × R−p 2 ) (1)
[0033]
Here, in the present embodiment, since the radius of the
[0034]
In this way, by rotating the
[0035]
Note that, in the present embodiment, the ascending movement is performed by 1 μm, but other values may be used. The rising distance p may be appropriately changed according to the pressing force, the area of the
[0036]
Next, the rotation of the
[0037]
The rotating
[0038]
As described above, when the
[0039]
Further, by repeating horizontal movement while gradually reducing the distance between the
[0040]
As described above, the horizontal movement is repeated while the distance between the
[0041]
At the time of reciprocating turning, not only the vertical movement of the mounting table 16 but also the change of the angle may be performed. That is, the angle between the
[0042]
As described above, it is difficult to establish a state in which the
[0043]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to easily flatten a large number of gold bumps 46 arranged in a wide area such as the
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, bump flattening can be performed on a substrate, such as a wafer, on which a large number of bumps are formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a bump flattening apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of an apparatus main body of the bump flattening apparatus.
FIG. 3 is a side view of a gold bump to be flattened.
FIG. 4 is a diagram of a wafer and a rotating roller as viewed from above.
FIG. 5 is a side view of bump flattening.
FIG. 6A is a side view of bump flattening. (B) It is a top view of a gold bump.
FIG. 7A is a side view of a collapsed gold bump. (B) It is a side view of the gold bump which crushed only the upper surface.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (11)
下端部で基板上のバンプの頭部を押圧する回転ローラと、
回転ローラを回転させるローラ駆動機構と、
載置台を回転ローラに対して相対的に水平移動させる水平移動機構と、
を備え、
回転ローラの下端部と載置台とを相対的にほぼ静止させることを特徴とするバンプフラットニング装置。A mounting table for mounting a substrate on which a plurality of bumps are disposed,
A rotating roller that presses the head of the bump on the substrate at the lower end,
A roller drive mechanism for rotating the rotating roller;
A horizontal moving mechanism for horizontally moving the mounting table relative to the rotating roller;
With
A bump flattening apparatus characterized in that a lower end of a rotating roller and a mounting table are relatively almost stationary.
載置台を回転ローラに対して相対的に上下移動させる上下移動機構を有することを特徴とするバンプフラットニング装置。The bump flattening apparatus according to claim 1, further comprising:
A bump flattening device comprising a vertical movement mechanism for vertically moving a mounting table relative to a rotation roller.
回転ローラの回転軸の方向は、バンプの配設方向に対して交叉する方向であることを特徴とするバンプフラットニング装置。The bump flattening apparatus according to claim 1 or 2,
The direction of the rotation axis of the rotating roller is a direction crossing the direction in which the bumps are arranged, wherein the flattening device is a bump flattening apparatus.
載置台を回転ローラに対して相対的に水平面内で回転させる回転機構を有することを特徴とするバンプフラットニング装置。The bump flattening apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
A bump flattening device comprising a rotation mechanism for rotating a mounting table relative to a rotation roller in a horizontal plane.
下端部で基板上のバンプの頭部を押圧する回転ローラを回転させるとともに載置台を回転ローラに対して相対的に水平移動させる押圧工程と、
を有し、
押圧工程では、載置台を回転ローラの下端部と載置台とが相対的にほぼ静止することを特徴とするバンプフラットニング方法。A mounting step of mounting a substrate on which a plurality of bumps are arranged on a mounting table,
A pressing step of rotating the rotating roller pressing the head of the bump on the substrate at the lower end and horizontally moving the mounting table relative to the rotating roller,
Has,
In the pressing step, the lower end of the rotating roller and the mounting table are relatively substantially stationary with respect to the mounting table.
押圧工程では、回転ローラの回転軸の方向は、バンプの配設方向と交叉する方向であることを特徴とするバンプフラットニング方法。It is a bump flattening method of Claim 5, Comprising:
In the pressing step, the direction of the rotation axis of the rotating roller is a direction intersecting with the direction in which the bumps are arranged.
水平移動方向の異なる複数の押圧工程を備えることを特徴とするバンプフラットニング方法。The bump flattening method according to claim 5 or 6,
A bump flattening method comprising a plurality of pressing steps having different horizontal moving directions.
第1の水平移動方向への水平移動を有する第1の押圧工程と、
第1の水平移動方向と逆の第2の水平移動方向への水平移動を有する第2の押圧工程と、
を備えることを特徴とするバンプフラットニング方法。The bump flattening method according to any one of claims 5 to 7,
A first pressing step having a horizontal movement in a first horizontal movement direction;
A second pressing step having a horizontal movement in a second horizontal movement direction opposite to the first horizontal movement direction;
A bump flattening method, comprising:
載置台と回転ローラの下端部との距離の異なる複数の押圧工程を備えることを特徴とするバンプフラットニング方法。The bump flattening method according to any one of claims 5 to 8, wherein
A bump flattening method, comprising a plurality of pressing steps in which a distance between a mounting table and a lower end of a rotary roller is different.
バンプの配設方向と回転ローラの成す角度が異なる複数の押圧工程を備えることを特徴とするバンプフラットニング方法。The bump flattening method according to any one of claims 5 to 9,
A bump flattening method, comprising: a plurality of pressing steps in which an arrangement direction of a bump and an angle formed by a rotating roller are different.
上面にバンプが複数配設された基板を載置する載置台と、
下端部で基板上のバンプの頭部を押圧する回転ローラと、
回転ローラを回転させるローラ駆動機構と、
載置台を回転ローラに対して相対的に水平移動させる水平移動機構と、
を備え、
回転ローラの下端部と載置台とを相対的にほぼ静止させることを特徴とするバンプボンディング装置。A bump bonding apparatus for bonding a bump to a plurality of electrodes on a substrate, further comprising:
A mounting table for mounting a substrate on which a plurality of bumps are disposed,
A rotating roller that presses the head of the bump on the substrate at the lower end,
A roller drive mechanism for rotating the rotating roller;
A horizontal moving mechanism for horizontally moving the mounting table relative to the rotating roller;
With
A bump bonding apparatus, wherein a lower end portion of a rotating roller and a mounting table are relatively almost stationary.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003099511A JP3961442B2 (en) | 2003-04-02 | 2003-04-02 | Bump flattening apparatus, bump flattening method and bump bonding apparatus |
TW093103737A TW200428542A (en) | 2003-04-02 | 2004-02-17 | Bump planarization device, bump planarization method, and bump bonding device |
KR1020040016801A KR100599057B1 (en) | 2003-04-02 | 2004-03-12 | Bump flattening device, bump flattening method and bump bonding device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003099511A JP3961442B2 (en) | 2003-04-02 | 2003-04-02 | Bump flattening apparatus, bump flattening method and bump bonding apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004311524A true JP2004311524A (en) | 2004-11-04 |
JP3961442B2 JP3961442B2 (en) | 2007-08-22 |
Family
ID=33463942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003099511A Expired - Fee Related JP3961442B2 (en) | 2003-04-02 | 2003-04-02 | Bump flattening apparatus, bump flattening method and bump bonding apparatus |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3961442B2 (en) |
KR (1) | KR100599057B1 (en) |
TW (1) | TW200428542A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006332191A (en) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Kyocer Slc Technologies Corp | Bump flattening device and method for flattening using same |
-
2003
- 2003-04-02 JP JP2003099511A patent/JP3961442B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-02-17 TW TW093103737A patent/TW200428542A/en not_active IP Right Cessation
- 2004-03-12 KR KR1020040016801A patent/KR100599057B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006332191A (en) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Kyocer Slc Technologies Corp | Bump flattening device and method for flattening using same |
JP4714504B2 (en) * | 2005-05-24 | 2011-06-29 | 京セラSlcテクノロジー株式会社 | Bump flattening apparatus and bump flattening method using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW200428542A (en) | 2004-12-16 |
KR100599057B1 (en) | 2006-07-12 |
JP3961442B2 (en) | 2007-08-22 |
TWI335056B (en) | 2010-12-21 |
KR20040086178A (en) | 2004-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5018062B2 (en) | Solder ball printing device | |
US6271139B1 (en) | Polishing slurry and method for chemical-mechanical polishing | |
JP3796089B2 (en) | Thin plate positioning device | |
CN1275800A (en) | Semiconductor device and making method thereof | |
JP3961442B2 (en) | Bump flattening apparatus, bump flattening method and bump bonding apparatus | |
JP2004006653A (en) | Polishing head for cmp apparatus for manufacturing semiconductor element and cmp apparatus including the same | |
JP2015177038A (en) | Dipping mechanism for die bonder and flip chip bonder | |
JP2010504633A (en) | Method and apparatus for applying soldering flux to bumps of semiconductor chip | |
US3997100A (en) | Method of beam lead bonding | |
US20060125112A1 (en) | Apparatus and method for manufacturing semiconductor device | |
JP3833812B2 (en) | Bonding method for electronic parts with bumps | |
JP5517958B2 (en) | Squeegee module | |
JP4195757B2 (en) | Screen printing method and printing machine | |
US20030183676A1 (en) | Production of a tailless ball bump | |
JP3474798B2 (en) | Bump leveling device | |
JP2006210414A (en) | Bump leveling device | |
JP4536074B2 (en) | Method for transferring microball and method for manufacturing semiconductor device using the same | |
KR102671911B1 (en) | Substrate procesing apparatus and control method thereof | |
JPH07283262A (en) | Wire bonding device | |
JP2013115090A (en) | Flattening device of solder bump | |
JP3313669B2 (en) | Thermocompression bonding equipment | |
JPH1084060A (en) | Flattening method and equipment | |
JPH04184948A (en) | Supporting base of wire-bonding substrate | |
JP4010960B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method and bonding apparatus used therefor | |
JPH1126502A (en) | Method of leveling bumps |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050520 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060703 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060711 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060816 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061017 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061206 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070424 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070516 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |