JP3399344B2 - バンプ形成方法 - Google Patents

バンプ形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハの半導体素
子およびウェハ上に載置されたテープなどの基板にバン
プを形成するバンプ形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体素子に突出電極であるバンプを形
成する工程においては、導電性ボールなどのバンプ形成
材料を半導体素子の電極上に搭載することが行われる。
このとき、半導体素子は個片に切り出された状態の半導
体素子である場合と、切り出される前のウェハの状態で
バンプ形成材料を搭載する場合がある。後者の場合には
ウェハ上に直接あるいはウェハ上に載置されたテープな
どの基板上にバンプ形成材料が搭載される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ウェハに直
接バンプ形成材料を搭載するに際して、ウェハの形状に
起因して以下に述べるような問題点があった。ウェハは
円柱状のシリコン素材から薄片状に切り出されて製造さ
れるためその形状は円形状である。このウェハから多数
の半導体素子が切り出されるが、半導体素子は一般に矩
形状であるため、半導体素子を切り出す際にはウェハの
外周と半導体素子の切り出し線とは一致せず、外周近傍
では、半導体素子は階段状の切り出し線で切り出され
る。
【0004】このためバンプ形成材料の搭載時に複数個
の半導体素子をまとまりの良いブロックで括ることがで
きず、1個単位での搭載を余儀されていた。このように
従来のバンプ形成方法は、1つのウェハにバンプ形成材
料を搭載するのに長時間を要し、効率が悪いという問題
点があった。
【0005】そこで本発明は、ウェハ上に効率良くバン
プ形成材料を搭載することができるバンプ形成方法を提
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記載のバンプ形
成方法は、ウェハに形成された複数個の半導体素子の外
部接続用電極上に金属の突出電極であるバンプを形成す
るバンプ形成方法であって、少くとも、複数個の半導体
素子分のバンプ形成材料を吸着保持可能な第1の吸着ツ
ールと、第1の吸着ツールとは異なる数の半導体素子分
のバンプ形成材料を吸着保持可能な第2の吸着ツールと
によって前記ウェハに形成された複数個の半導体素子の
外部接続用電極にバンプ形成材料を搭載または圧着する
ようにした。
【0007】請求項2記載のバンプ形成方法は、請求項
1記載のバンプ形成方法であって、前記第2の吸着ツー
ルは半導体素子1個分のバンプ形成材料を吸着保持する
ようにした。
【0008】請求項3記載のバンプ形成方法は、請求項
2記載のバンプ形成方法であって、予め前記ウェハ上に
前記第1の吸着ツールによる作業エリアと、前記第2の
吸着ツールによる作業エリアとに区画設定しておくよう
にした。
【0009】請求項4記載のバンプ形成方法は、請求項
3記載のバンプ形成方法であって、前記区画設定は、吸
着するバンプ形成材料の個数が多い方の吸着ツールの作
業エリアから優先的に設定するようにした。
【0010】各請求項記載の発明によれば、複数個のバ
ンプ形成材料を吸着保持可能な第1の吸着ツールと、こ
れと異なる数のバンプ形成材料を吸着保持可能な第2の
吸着ツールとを含む複数の吸着ツールを組合せて搭載を
行うことにより、複数の半導体素子をまとまりのよい一
括りのブロックとして扱うことができ、バンプ形成材料
を効率良く搭載することができる。
【0011】
【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バン
プ形成装置の斜視図、図2、図3は同ウェハの断面図、
図4,図5,図6は同ウェハの平面図である。
【0012】まず図1を参照してバンプ形成装置の構成
を説明する。図1において、バンプ形成装置1は2台の
導電性ボールの搭載装置2A,2Bおよびリフロー装置
3より構成されている。導電性ボールの搭載装置2A,
2Bについて説明する。基台4A,4Bの垂直フレーム
部にはそれぞれ可動テーブル5A,5Bが水平方向に固
着されている。可動テーブル5A,5Bにはそれぞれ搭
載ヘッド6A,6Bが下向きに装着されている。搭載ヘ
ッド6A,6Bは図示しない上下動手段により上下動す
る。
【0013】可動テーブル5A,5Bの下方の基台4
A,4B上には搬送レール7A,7Bが配設されてい
る。搬送レール7A,7B上にはウェハ9が装着された
トレー8が載置され、Y方向に向って搬送される。搬送
レール7A,7Bの前方の基台4A,4B上にはボール
供給部10A,10Bが配設されている。ボール供給部
10A,10B内には導電性ボール11が多数貯溜され
ている。
【0014】トレー8が搬送レール7A,7B上の所定
位置に位置決めされた状態で可動テーブル5A,5Bお
よび上下動手段を駆動することにより、搭載ヘッド6
A,6Bはボール供給部10A,10Bから導電性ボー
ル11をピックアップし、トレー8上のウェハ9に搭載
する。ここで、搭載ヘッド6A,6Bの下端部にはそれ
ぞれ第1の吸着ツール12Aおよび第2の吸着ツール1
2Bが装着されており、第1の吸着ツール12Aは複数
個(本実施の形態では4個)の半導体子素子分のバンプ
形成材料としての導電性ボール11を吸着可能となって
おり、第2の吸着ツール12Bは第1の吸着ツール12
Aとは異なる数(本実施の形態では1個)の半導体素子
分の導電性ボール11を吸着可能となっている。
【0015】導電性ボールの搭載装置2Bの下流側には
リフロー装置3が配設されている。リフロー装置3の搬
送レール7Cは搬送レール7Bと連結されており、導電
性ボールの搭載装置2A,2Bによって導電性ボール1
1が搭載されたトレー8上のウェハ9はリフロー装置3
に受け渡される。ウェハ9はリフロー装置3内を所定時
間搬送されることにより加熱され、導電性ボール11が
溶融して固化することによりウェハ9の各半導体素子上
にバンプが形成される。
【0016】このバンプ形成装置は上記のように構成さ
れ、以下バンプ形成方法について各図を参照して説明す
る。まずバンプ形成に先立ってウェハ9上にはフラック
スなどの接合材料が塗布される。このときの塗布方法と
しては、スプレーノズルを用いる方法、またはウェハ9
を回転させてウェハ9上に接合材料を拡散させるスピン
コート法などを用いることができる。この後ウェハ9が
装着されたトレー8は搬送レール7A上に載置され、搭
載ヘッド6Aの下方の所定位置に位置決めされる。
【0017】このトレー8上のウェハ9に対して導電性
ボール11が搭載される。図2はウェハ9上に直接導電
性ボール11が搭載される例を示している。ウェハ9は
各半導体素子20に分割予定線Lによって区分されてお
り、各半導体素子20上に設けられた外部接続用電極と
してのパッド20aに、吸着ツール12Aによって導電
性ボール11が搭載される。また、図3は、ウェハ9の
各半導体素子20上にテープ状の基板21が接着層21
bを介して接着された例を示している。この場合では、
基板21はリードまたはワイヤ22によって半導体素子
20のパッド20aと接続されており、基板21上に設
けられた外部接続用電極としてのパッド21a上に導電
性ボール11が搭載される。21cはリードやワイヤ2
2を保護するための封止剤である。
【0018】このときのウェハ9上での導電性ボール2
の搭載順序について説明する。図4に示すように、ウェ
ハ9には24個の半導体素子20が配列されている。ウ
ェハ9は円形であるため矩形の半導体素子20を密に配
列した場合には、ウェハ9の外周近傍近は半導体素子2
0が階段状に切り出される部分が不可避的に生じる。し
たがって、ウェハ9内の半導体素子20を適切な大きさ
のブロックとして括っても、同一のブロックでウェハ9
の全ての半導体素子20をカバーすることができず、複
数種類のブロックを準備することが必要となる。なお、
ここでは1個のみの場合も1つのブロックに含めてい
る。
【0019】そこで、ウェハ9上の半導体素子20を図
5に示すように4個の半導体素子20より成るブロック
Aと、残余の単体の半導体素子20のみのブロックBと
に区分する。すなわちブロックAは搭載装置2Aの第1
の吸着ツール12Aによる作業エリアとして、残余の単
体の半導体素子20のみのブロックBは搭載装置2Bの
第2の吸着ツール12Bによる作業エリアに区画設定さ
れる。そしてバンプ形成材料としての導電性ボール2
は、搭載装置2Aにより導電性ボール11の個数が多い
方の吸着ツール、すなわち第1の吸着ツール12Aを用
いてまずブロックAの範囲が搭載される。
【0020】次いでウェハ9はトレー8ごと下流の搭載
装置2Bに搬送され、ここで前記の残余の単体の半導体
素子20上に吸着ツール12Bを用いて導電性ボール1
1が搭載される。これにより、従来単体の半導体素子ご
とに導電性ボール11を搭載していた場合と比較して、
導電性ボールの総搭載回数を著しく減少させることがで
きる。因みに、本実施の形態で示すように24個の半導
体素子20がある場合には、従来の単体の半導体素子ご
とに搭載していた場合には24回の搭載回数を要してい
たのと比較して、本実施の形態では第1の吸着ツール1
2Aにて5回その後第2の吸着ツール12Bにて4回計
9回の搭載回数でよい。
【0021】また、上述と同様の対象において、図6に
示すように4個の半導体素子20より成るブロックA
と、2個の半導体素子20より成るブロックCとを組み
合わせるようにすれば、第1の吸着ツール12Aにて4
回、第2の吸着ツール12Bにて4回、計8回の搭載回
数でよい。このように対象に応じて最適な組み合わせを
選定することにより、搭載回数を減少させて効率のよい
導電性ボールの搭載を行うことができる。実際のウェハ
では半導体素子の数は更に多く数1000にも及ぶ場合
があり、このような場合には搭載回数を減少させる効果
は更に大きい。
【0022】この後、全ての半導体素子20上に導電性
ボール11が搭載されたウェハ9は下流のリフロー装置
3に搬送され、ここで加熱されることにより導電性ボー
ル11が半導体素子20に接合され、バンプが形成され
る。
【0023】なお本発明は上記実施の形態には限定され
ないのであって、例えば本実施の形態では2台の導電性
ボールの搭載装置を用い、2つのブロックに区分して区
画設定しているが、ウェハ9に配列される半導体素子の
数が多い場合には、適切な区画設定が行えるよう、ブロ
ックの種類を増やし、それに従って多数台の導電性ボー
ルの搭載装置を連結させるようにしてもよい。
【0024】
【発明の効果】本発明は、複数個のバンプ形成材料を吸
着保持可能な第1の吸着ツールと、これと異なる数のバ
ンプ形成材料を吸着保持可能な第2の吸着ツールとを含
む複数の吸着ツールを組合せて搭載を行うようにしてい
る。したがってウェハに多数の半導体素子が配列されて
いる場合に、半導体素子を適切なブロックに括って搭載
回数を減少させることができ、バンプ形成を効率的に行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のバンプ形成装置の斜視
【図2】本発明の一実施の形態のウェハの断面図
【図3】本発明の一実施の形態のウェハの断面図
【図4】本発明の一実施の形態のウェハの平面図
【図5】本発明の一実施の形態のウェハの平面図
【図6】本発明の一実施の形態のウェハの平面図
【符号の説明】 1 バンプ形成装置 2A、2B 導電性ボールの搭載装置 3 リフロー装置 6A、6B 搭載ヘッド 9 ウェハ 10A、10B ボール供給部 11 導電性ボール 12A、12B 吸着ツール

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウェハに形成された複数個の半導体素子の
    外部接続用電極上に金属の突出電極であるバンプを形成
    するバンプ形成方法であって、少くとも、複数個の半導
    体素子分のバンプ形成材料を吸着保持可能な第1の吸着
    ツールと、第1の吸着ツールとは異なる数の半導体素子
    分のバンプ形成材料を吸着保持可能な第2の吸着ツール
    とによって前記ウェハに形成された複数個の半導体素子
    の外部接続用電極にバンプ形成材料を搭載または圧着す
    ることを特徴とするバンプ形成方法。
  2. 【請求項2】前記第2の吸着ツールは、半導体素子1個
    分のバンプ形成材料を吸着保持することを特徴とする請
    求項1記載のバンプ形成方法。
  3. 【請求項3】予め前記ウェハ上に前記第1の吸着ツール
    による作業エリアと、前記第2の吸着ツールによる作業
    エリアとに区画設定しておくことを特徴とする請求項2
    記載のバンプ形成方法。
  4. 【請求項4】前記区画設定は、吸着するバンプ形成材料
    の個数が多い方の吸着ツールの作業エリアから優先的に
    設定することを特徴とする請求項3記載のバンプ形成方
    法。
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