JP2616026B2 - 接合金属膜形成方法 - Google Patents
接合金属膜形成方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体装置のウェハに接合金属膜を形成する
方法、及びそのウェハから得たチップを用いて被ボンデ
ィング体上にボンディングする方法に関するものであ
り、例えばパワーIC等のチップから発生した熱を放散さ
せるために、このチップと回路基板の間に介装されるヒ
ートシンクにチップをボンディングする場合等に好適に
適用できるダイボンディング方法に関するものである。
方法、及びそのウェハから得たチップを用いて被ボンデ
ィング体上にボンディングする方法に関するものであ
り、例えばパワーIC等のチップから発生した熱を放散さ
せるために、このチップと回路基板の間に介装されるヒ
ートシンクにチップをボンディングする場合等に好適に
適用できるダイボンディング方法に関するものである。
従来の技術 従来、ヒートシンクにチップを接合する際には、第６
図に示すように、ヒートシンク30を、ヒータ32にて加熱
されたトンネル炉31内に挿入し、N2ガスとH2ガスの混合
ガス雰囲気中で搬送しながら加熱し、このトンネル炉31
の上壁の所定位置に形成した開口部33からヒートシンク
30上に半田箔34を装着し、トンネル炉31内を搬送される
間にこの半田箔34を溶融させて溶融半田膜35を形成し、
その後トンネル炉31の後方位置で上壁に形成した開口部
36から、ヒートシンク30上にチップ37を装着している。
なお、チップ37の接合面には、銀又は金を蒸着しち下地
処理層38が形成されている。
図に示すように、ヒートシンク30を、ヒータ32にて加熱
されたトンネル炉31内に挿入し、N2ガスとH2ガスの混合
ガス雰囲気中で搬送しながら加熱し、このトンネル炉31
の上壁の所定位置に形成した開口部33からヒートシンク
30上に半田箔34を装着し、トンネル炉31内を搬送される
間にこの半田箔34を溶融させて溶融半田膜35を形成し、
その後トンネル炉31の後方位置で上壁に形成した開口部
36から、ヒートシンク30上にチップ37を装着している。
なお、チップ37の接合面には、銀又は金を蒸着しち下地
処理層38が形成されている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、溶融半田膜35は、チップ37の接合面に
形成された下地処理層38の銀又は金に対して濡れ性が高
くないために、チップ37を載置して接合した場合、第７
図に示すように、チップ37と溶融半田膜35の間にかみこ
んだ気体により空隙（ボイド）39が発生し易く、チップ
37の動作時の発熱によってこのボイド39内のガスが膨張
してチップ37にクラックを発生したり、ストレスのため
に特性に悪影響を与えるという問題があった。
形成された下地処理層38の銀又は金に対して濡れ性が高
くないために、チップ37を載置して接合した場合、第７
図に示すように、チップ37と溶融半田膜35の間にかみこ
んだ気体により空隙（ボイド）39が発生し易く、チップ
37の動作時の発熱によってこのボイド39内のガスが膨張
してチップ37にクラックを発生したり、ストレスのため
に特性に悪影響を与えるという問題があった。
又、トンネル炉31内を高度に不活性又は還元性ガス雰
囲気にしないと、このトンネル炉31内を搬送される間に
溶融半田膜35が酸化して適正な接合状態が得られないた
め、ガスの消費量が多くなりしかも酸化し易いという問
題があった。
囲気にしないと、このトンネル炉31内を搬送される間に
溶融半田膜35が酸化して適正な接合状態が得られないた
め、ガスの消費量が多くなりしかも酸化し易いという問
題があった。
本発明は上記従来の問題点に鑑み、ウェハに接合金属
膜を形成する方法、及びそのウェハから得たチップを用
いることによりボンディングしたときに接合金属部にボ
イドが発生せず、かつ加熱接合時に不活性又は還元性雰
囲気に保つためのガス消費量を少なくできるとともに接
合金属が酸化し難いダイボンディング方法を提供するこ
とを目的とする。
膜を形成する方法、及びそのウェハから得たチップを用
いることによりボンディングしたときに接合金属部にボ
イドが発生せず、かつ加熱接合時に不活性又は還元性雰
囲気に保つためのガス消費量を少なくできるとともに接
合金属が酸化し難いダイボンディング方法を提供するこ
とを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明の接合金属膜形成方法は、ウエハに接合金属箔
を積層するとともに、この接合金属箔側を、接合金属に
対して濡れ性の悪い材料から成る支持板上に載置して、
不活性又は還元性雰囲気中で加熱することにより、ウエ
ハに接合金属膜を形成した後、前記支持板に載置したま
まダイジングすることを特徴とする。
を積層するとともに、この接合金属箔側を、接合金属に
対して濡れ性の悪い材料から成る支持板上に載置して、
不活性又は還元性雰囲気中で加熱することにより、ウエ
ハに接合金属膜を形成した後、前記支持板に載置したま
まダイジングすることを特徴とする。
作用 本発明の接合金属膜形成方法によると、ウェハと支持
板の間に接合金属箔を挟んで加熱することにより、接合
金属箔が支持板にて表面を規制された状態で溶融し、平
滑な表面性状接合金属膜を容易に形成でき、かつその際
にバッチ方式の加熱炉を用いることができ、接合金属の
酸化を防止するための不活性又は還元性ガスの消費量も
少なくて済む。
板の間に接合金属箔を挟んで加熱することにより、接合
金属箔が支持板にて表面を規制された状態で溶融し、平
滑な表面性状接合金属膜を容易に形成でき、かつその際
にバッチ方式の加熱炉を用いることができ、接合金属の
酸化を防止するための不活性又は還元性ガスの消費量も
少なくて済む。
また、ウェハの接合金属膜形成面と積層金属箔との間
の気体を脱気しておくことにより、接合金属膜にボイド
が発生するのを確実に防止でき、さらに透明の支持板を
用いて裏面から検査することにより、ボイドの有無を予
め知ることができる。
の気体を脱気しておくことにより、接合金属膜にボイド
が発生するのを確実に防止でき、さらに透明の支持板を
用いて裏面から検査することにより、ボイドの有無を予
め知ることができる。
又、本発明のダイボンディング方法によると、上記の
ように表面の平滑な接合金属膜を備えたチップを用い、
加熱された被ボンディング体の接合面に載置して接合す
るので、ボイドのない状態で接合することができるとと
もに、不活性又は還元性ガスの消費量を少なくしながら
その酸化を防止できる。又、被ボンディング体の接合面
に予め溶融接合金属を塗布しておくと、互いの濡れ性が
良いため、より信頼性の高い接合が可能となる。
ように表面の平滑な接合金属膜を備えたチップを用い、
加熱された被ボンディング体の接合面に載置して接合す
るので、ボイドのない状態で接合することができるとと
もに、不活性又は還元性ガスの消費量を少なくしながら
その酸化を防止できる。又、被ボンディング体の接合面
に予め溶融接合金属を塗布しておくと、互いの濡れ性が
良いため、より信頼性の高い接合が可能となる。
実 施 例 以下、本発明の接合金属膜形成方法及びそれを利用し
たダイボンディング方法の一実施例を第１図〜第４図に
基づいて説明する。
たダイボンディング方法の一実施例を第１図〜第４図に
基づいて説明する。
まず、接合金属膜としての半田膜を形成したチップを
得る方法を、第１図（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明
する。
得る方法を、第１図（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明
する。
第１図において、１は縦横に多数のパワーIC等を形成
したウェハであり、接合金属膜を形成すべき面には銀又
は金を蒸着した下地処理層２が形成されている。３は半
田箔、４は透明でかつ表面が高精度の平面度に仕上げら
れたガラス基板である。
したウェハであり、接合金属膜を形成すべき面には銀又
は金を蒸着した下地処理層２が形成されている。３は半
田箔、４は透明でかつ表面が高精度の平面度に仕上げら
れたガラス基板である。
まず、第１図（ａ）に示すように、ガラス基板４上に
半田箔３及びウェハ１を積層する。このとき、第２図に
示すように、ウェハ１の下地処理層２の上に半田箔３を
積層した後、押圧ローラ５にて一端側から順次押圧して
密着させることによってそれらの間に介在する空気を脱
気しておくのが好ましい。
半田箔３及びウェハ１を積層する。このとき、第２図に
示すように、ウェハ１の下地処理層２の上に半田箔３を
積層した後、押圧ローラ５にて一端側から順次押圧して
密着させることによってそれらの間に介在する空気を脱
気しておくのが好ましい。
次に、この積層したものを、第１図（ｂ）に示すよう
に、酸化防止のためにバッチ式還元炉６内に挿入して略
350℃に加熱し、半田箔３を加熱溶融し、ウェハ１に一
体化した半田膜７を形成するとともに、その表面をガラ
ス基板４にて平面に形成する。還元炉６内にはN2ガスと
H2ガスの混合ガスが充填されるが、バッチ式であるた
め、その消費量は少なくて済む。
に、酸化防止のためにバッチ式還元炉６内に挿入して略
350℃に加熱し、半田箔３を加熱溶融し、ウェハ１に一
体化した半田膜７を形成するとともに、その表面をガラ
ス基板４にて平面に形成する。還元炉６内にはN2ガスと
H2ガスの混合ガスが充填されるが、バッチ式であるた
め、その消費量は少なくて済む。
その後、還元炉６から取り出し、第１図（ｃ）に示す
ように、ガラス基板４の裏面から形成された半田膜７の
表面性状を検査し、ボイドの有無を検査する。即ち、第
３図に詳細に示すように、ガラス基板４を通してこれに
密着している半田膜７の表面を検査することによりボイ
ド８を容易に検出することができ、又そのボイド８の位
置を記録しておく。
ように、ガラス基板４の裏面から形成された半田膜７の
表面性状を検査し、ボイドの有無を検査する。即ち、第
３図に詳細に示すように、ガラス基板４を通してこれに
密着している半田膜７の表面を検査することによりボイ
ド８を容易に検出することができ、又そのボイド８の位
置を記録しておく。
次に、第１図（ｄ）に示すように、ウェハ１を各IC毎
にダイシングして各チップ９に分離し、ガラス基板４か
ら取り出す。このとき、半田に対してガラス基板４は濡
れ性が悪いので、各チップ９は簡単に取り出すことがで
きる。又、上記のようにボイド８位置が記録されている
ので、各チップ９にダイシングしたときの不良半田膜を
有するチップ９を一々検査しなくても特定することがで
きる。
にダイシングして各チップ９に分離し、ガラス基板４か
ら取り出す。このとき、半田に対してガラス基板４は濡
れ性が悪いので、各チップ９は簡単に取り出すことがで
きる。又、上記のようにボイド８位置が記録されている
ので、各チップ９にダイシングしたときの不良半田膜を
有するチップ９を一々検査しなくても特定することがで
きる。
次に、このチップ９をヒートシンク10にボンディング
する際には、第４図に示すように、底壁に適当ピッチで
ヒータ12を内蔵したトンネル炉11内にヒートシンク10を
挿入し、N2ガスとH2ガスの混合ガス雰囲気中で搬送しな
がら加熱し、このトンネル炉11の上壁の所定位置に形成
した開口部13から加熱されたヒートシンク10上にチップ
９を装着し、加圧することによってボイドを生ずること
なく接合することができる。
する際には、第４図に示すように、底壁に適当ピッチで
ヒータ12を内蔵したトンネル炉11内にヒートシンク10を
挿入し、N2ガスとH2ガスの混合ガス雰囲気中で搬送しな
がら加熱し、このトンネル炉11の上壁の所定位置に形成
した開口部13から加熱されたヒートシンク10上にチップ
９を装着し、加圧することによってボイドを生ずること
なく接合することができる。
尚、ヒートシンク10は銅のブロックにて構成され、そ
の上面には半田との濡れ性を良くするためにニッケルメ
ッキ14が形成されている。
の上面には半田との濡れ性を良くするためにニッケルメ
ッキ14が形成されている。
上記実施例では、ヒートシンク10側には半田層を形成
していないが、第５図に示すように、ヒートシンク10上
に溶融半田層を形成し、その上にチップ９を装着するよ
うにしてもよい。
していないが、第５図に示すように、ヒートシンク10上
に溶融半田層を形成し、その上にチップ９を装着するよ
うにしてもよい。
第５図において、トンネル炉11の上壁11aの所定位置
に形成した開口部16の上方には、接合材としての溶融半
田15を滴下するディスペンサ17が配置されている。この
ディスペンサ17は、内部に溶融半田15を収容するととも
に、その上部空間にエアやN2ガス等の加圧気体18を供給
することによって所定量の溶融半田15を下方に位置する
ヒートシンク10の上面に滴下するように構成されてい
る。又、溶融半田15の収容部の外周にはヒータ19が設け
られている。
に形成した開口部16の上方には、接合材としての溶融半
田15を滴下するディスペンサ17が配置されている。この
ディスペンサ17は、内部に溶融半田15を収容するととも
に、その上部空間にエアやN2ガス等の加圧気体18を供給
することによって所定量の溶融半田15を下方に位置する
ヒートシンク10の上面に滴下するように構成されてい
る。又、溶融半田15の収容部の外周にはヒータ19が設け
られている。
ディスペンサ17からヒートシンク10の搬送方向後方の
位置において、トンネル炉11の上壁11a内面には、ステ
ンレス鋼や超硬材等の溶融半田15に対して濡れ性の悪い
板材から成るプレーナ20が、ヒートシンク10の上面との
間に適当な間隙が形成されるように固定されている。
位置において、トンネル炉11の上壁11a内面には、ステ
ンレス鋼や超硬材等の溶融半田15に対して濡れ性の悪い
板材から成るプレーナ20が、ヒートシンク10の上面との
間に適当な間隙が形成されるように固定されている。
又、このプレーナ20からヒートシンク10の搬送方向後
方の位置において、トンネル炉11の上壁11aに形成され
た開口部21から、チップ９を吸着したコレット22にてヒ
ートシンク10上にチップ９を装着するように構成されて
いる。
方の位置において、トンネル炉11の上壁11aに形成され
た開口部21から、チップ９を吸着したコレット22にてヒ
ートシンク10上にチップ９を装着するように構成されて
いる。
以上の構成において、トンネル炉11内に挿入したヒー
トシンク10は、開口部16の下方位置でディスペンサ17に
てその上面に所定量の溶融半田15が滴下、塗布され、次
にプレーナ20の下を通過する際に、塗布された溶融半田
15が均一な所定の厚さに平坦化され、その後開口部21の
下方位置でチップ９がヒートシンク10上に装着される。
この時、溶融半田15が平坦化されているので、チップ９
の半田膜７との間に空隙ぎ生じず、ボイドなしに確実に
接合される。
トシンク10は、開口部16の下方位置でディスペンサ17に
てその上面に所定量の溶融半田15が滴下、塗布され、次
にプレーナ20の下を通過する際に、塗布された溶融半田
15が均一な所定の厚さに平坦化され、その後開口部21の
下方位置でチップ９がヒートシンク10上に装着される。
この時、溶融半田15が平坦化されているので、チップ９
の半田膜７との間に空隙ぎ生じず、ボイドなしに確実に
接合される。
尚、上記実施例では接合材として半田を用いた例を示
したが、本発明はその他の接合材を用いる場合にも適用
可能である。
したが、本発明はその他の接合材を用いる場合にも適用
可能である。
発明の効果 本発明の金属膜形成方法によれば、ウェハと支持板の
間に接合金属箔を挟んで加熱することにより、接合金属
箔が支持板にて表面を規制されて溶融し、平滑な表面性
状の接合金属膜を容易に形成することができる。また、
その際にバッチ方式の加熱炉を用いることができ、接合
金属の酸化を防止するための不活性又は還元性ガスの消
費量も少なくて済むという効果を発揮する。
間に接合金属箔を挟んで加熱することにより、接合金属
箔が支持板にて表面を規制されて溶融し、平滑な表面性
状の接合金属膜を容易に形成することができる。また、
その際にバッチ方式の加熱炉を用いることができ、接合
金属の酸化を防止するための不活性又は還元性ガスの消
費量も少なくて済むという効果を発揮する。
また、ウェハの接合金属膜形成面と積層金属箔との間
の気体を脱気すると、それらの間にボイドが発生するの
をより確実に防止でき、さらに透明の支持板を用いて裏
面から検査することにより、ボイドの有無を予め知るこ
とができる。
の気体を脱気すると、それらの間にボイドが発生するの
をより確実に防止でき、さらに透明の支持板を用いて裏
面から検査することにより、ボイドの有無を予め知るこ
とができる。
又、本発明のダイボンディング方法によると、上記の
ように表面の平滑な接合金属膜を備えたチップを用い、
加熱された被ボンディング体の接合面に載置して接合す
るので、ボイドのない状態で接合することができるとと
もに、不活性又は還元性ガスの消費量を少なくしながら
その酸化を防止できる。又、被ボンディング体の接合面
に予め溶融接合金属を塗布しておくと、互いの濡れ性が
良いため、より信頼性の高い接合が可能となる等、大な
る効果を発揮する。
ように表面の平滑な接合金属膜を備えたチップを用い、
加熱された被ボンディング体の接合面に載置して接合す
るので、ボイドのない状態で接合することができるとと
もに、不活性又は還元性ガスの消費量を少なくしながら
その酸化を防止できる。又、被ボンディング体の接合面
に予め溶融接合金属を塗布しておくと、互いの濡れ性が
良いため、より信頼性の高い接合が可能となる等、大な
る効果を発揮する。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の接合金属膜の形成方法
の一実施例の工程説明図、第２図は同ウェハと接合金属
箔の押圧工程の説明図、第３図は同接合金属膜の検査工
程の詳細説明図、第４図は本発明のダイボンディング方
法の一実施例のボンディング工程を示す断面図、第５図
は本発明のダイボンディング方法の他の実施例のボンデ
ィング工程を示す断面図、第６図は従来例のダイボンデ
ィング装置の断面図、第７図は同チップ装着時の問題点
を示す断面図である。 １……ウェハ、３……半田箔、４……ガラス基板、５…
…押圧ローラ、６……バッチ式還元炉、７……半田膜、
８……ボイド、９……チップ、10……ヒートシンク、11
……トンネル炉、15……溶融半田。
の一実施例の工程説明図、第２図は同ウェハと接合金属
箔の押圧工程の説明図、第３図は同接合金属膜の検査工
程の詳細説明図、第４図は本発明のダイボンディング方
法の一実施例のボンディング工程を示す断面図、第５図
は本発明のダイボンディング方法の他の実施例のボンデ
ィング工程を示す断面図、第６図は従来例のダイボンデ
ィング装置の断面図、第７図は同チップ装着時の問題点
を示す断面図である。 １……ウェハ、３……半田箔、４……ガラス基板、５…
…押圧ローラ、６……バッチ式還元炉、７……半田膜、
８……ボイド、９……チップ、10……ヒートシンク、11
……トンネル炉、15……溶融半田。
Claims (1)
- 【請求項１】接合金属箔を積層したウエハを、接合金属
箔側下にして、接合金属に対して濡れ性の悪い材料から
なり、かつ透明な支持板上に載置して、不活性または還
元性雰囲気中で加熱することにより、ウエハ接合金属膜
を形成した後、前記接合金属膜の形成状態を前記支持板
の下面より検査して、前記支持板に載置したままダイシ
ングすることを特徴とした接合金属膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1187850A JP2616026B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 接合金属膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1187850A JP2616026B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 接合金属膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0352242A JPH0352242A (ja) | 1991-03-06 |
| JP2616026B2 true JP2616026B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=16213311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1187850A Expired - Lifetime JP2616026B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 接合金属膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616026B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4544675B2 (ja) * | 1999-12-21 | 2010-09-15 | ローム株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62147736A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-01 | Nec Corp | 半導体素子の搭載方法 |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP1187850A patent/JP2616026B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352242A (ja) | 1991-03-06 |
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