JP3519277B2 - バンプボンディング装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＩＣチップの電
極部に電気接続用のバンプをワイヤボンディング技術に
よって形成するバンプボンディング装置、特に、各ＩＣ
チップに分割する前のウエハの状態でバンプを形成する
バンプボンディング装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、特に携帯型のものを中心として、
種々の電子機器について一層の小型軽量化が求められて
おり、これに伴って、これら電子機器に内蔵されるＩＣ
チップに関しても、その小型化が著しい。従って、ＩＣ
チップの電極部にバンプを設けるに際しても、ウエハを
ダイシングにより分割して得られた各ＩＣチップを、１
個づつボンディングステージに移載し、位置決めしてボ
ンディングを行うという方式のバンプボンディング装置
では、生産能率が悪く、また、ＩＣチップの移載・トレ
ーによる搬送などにおける取扱いも容易でなく、更に、
精度の良い位置決めも難しくなる等、種々の技術的な困
難が生じる。

【０００３】そこで、ＩＣチップをダイシングにより個
別のものに分離する前のウエハの状態で、各ＩＣチップ
に対してバンプを形成することが考えられる。しかし、
このようにウエハの状態で当該ウエハに直接バンプを形
成するに際しても、以下に述べるように、分離された個
別のＩＣチップにおける場合とはまた異質な種々の技術
的問題が伴い、実用化に当たってはこれらの問題を解決
することが必要となる。

【０００４】例えば、ウエハはキャリアに形成された多
段の棚に積み重ねた状態で収納されてバンプボンディン
グ装置に供給されるが、ウエハはキャリア内にがたつき
のある状態で収納されているので、ウエハをキャリアか
ら引き出して位置決めテーブル上に引き出して位置規制
した後、ボンディングステージに移載することになる
が、ウエハは円板状でかつ外周部を直線的に切断して形
成した異径部（以下、オリフラと称する）が形成されて
おり、位置決めテーブルではウエハの中心位置を規制す
るとともにオリフラの周方向位置を正確に規制する必要
があり、回転テーブル及び４方からの位置規制手段を必
要とする等、構成が複雑になるとともに、位置決めに時
間がかかり、またキャリア内に収容されているウエハが
動作中に振動によって飛び出す惧れもある等の問題があ
る。

【０００５】また、大面積のウエハを固定したままで、
その全面にバンプを形成するようにすると、ボンディン
グヘッドとボンディングステージの相対移動距離が長く
なり、ボンディング作業機構の腕の長さを長くする必要
があるため、十分な精度を得ることが機構上困難になる
という問題がある。このため、ウエハを周方向に複数区
画に分割し、ある区画のバンプ形成が終了すると、ウエ
ハをその中心回りに回転させて次の区画をバンプ形成域
に位置決めしてその区画のバンプ形成を行うことが考え
られる。その際、ウエハを固定したステージを回転させ
るようにすると、ステージはバンプ形成のためにヒート
アップされているので、回転機構の熱伸縮のために精度
の高い、安定した位置決めが困難であるという問題があ
り、またウエハの下面に旋回するエアを吹き出し、ウエ
ハを浮き上がらせて旋回させ、作業者の目視又はタイマ
ーによって旋回止めタイミングを図ることが考えられる
が、旋回エアの微妙な乱れによってウエハに変則的な動
きが発生し、回転位置むらが生じ易く、安定的に適正に
位置決めするのが困難である等の問題がある。

【０００６】そこで、本願発明者は、ウエハの状態で当
該ウエハに直接バンプを形成する際に生じる以上のよう
な問題を含む種々の技術的な課題に鑑みて鋭意研究を重
ね、特願平３−３２３０６４号において、これら技術的
課題に有効に対処し得るバンプボンディング装置及びバ
ンプ形成方法を提案した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この本願発明者が提案
したバンプボンディング装置及びバンプ形成方法によれ
ば、上述の従来の技術的課題は有効に解消し得るのであ
るが、より一層の生産性の向上，コストの低減あるいは
品質の向上等を図るためには、更に解決すべき種々の技
術的な課題がある。例えば、上記従来のバンプボンディ
ング装置では、ウエハはキャリアに形成された多段の棚
に積み重ね状態で収容されてバンプボンディング装置に
供給されるが、ボンディングステージに移載した際の位
置決めを容易に行えるように、ウエハをキャリヤから取
り出す取出手段に位置規制手段を設け、これによって予
めオリフラ位置を所定方向に規制した上で４点把持式の
チャック手段でボンディングステージに移載するように
している。また、上記キャリヤ内へのウエハの収納はバ
ンプボンディング装置のオペレータ（作業者）の手作業
で行われており、作業者は、後工程での位置決めがスム
ースに行われるように、オリフラが所定方向に向くよう
に揃えながら慎重にウエハをキャリヤ内に挿入する必要
がある。

【０００８】従って、オリフラ位置を揃えるために作業
者がウエハを手作業で繰り返して取り扱う機会が多くな
り、作業者にとっては作業負担が増すとともに、高価な
ウエハを損傷させる惧れもそれだけ多くなる。また、ボ
ンディングステージへの移載に先立って予備的にウエハ
の位置規制が行われるが、これについても、それだけウ
エハのハンドリング回数が多くなり、その損傷の機会も
多くなる。更に、ウエハの外周部をチャックで把持する
際、チャックの把持部の一部がオリフラに掛かることが
考えられるが、４点把持式など把持点数の少ないチャッ
クの場合には、チャッキング時にウエハのセンタがずれ
る惧れがあり、折角ウエハの位置規制を行っても、ボン
ディングステージへの移載時には、オリフラの位置ずれ
が生じ得るという問題がある。

【０００９】また、上記従来のバンプボンディング装置
では、ボンディングステージでのオリフラ位置の検出
は、ボンディングステージに設けた検出センサによって
行われるが、このボンディングステージは約３００℃程
度にまで昇温されるので、上記オリフラ検出センサも耐
熱性を備えた高価なものが必要で、コスト高になるとい
う難点がある。更に、従来では、このオリフラ検出セン
サは、ボンディングステージの片側にのみしか設けられ
ていないので、ウエハを周方向に複数区画に分割しウエ
ハをその中心回りに順次回転させて区画ごとにバンプ形
成する場合にはウエハの位置決めが難しい。尚、ウエハ
を片寄せする片寄せエアも、オリフラ検出センサが設け
られている方向にのみ設けられている。また、オリフラ
検出センサは１個だけしか設けられていないが、オリフ
ラ検出の精度を高めるためには、オリフラのライン（ウ
エハの外周切断ライン）の基準線に沿って複数設けるこ
とが好ましい。

【００１０】また、更に、従来技術では、上述のよう
に、ウエハを周方向に複数区画に分割しウエハをその中
心回りに順次回転させて区画ごとにバンプ形成すること
が提案され、このため、ウエハをエアで浮上させて旋回
させる構成が開示されているが、この際、ボンディング
ステージで加熱されたウエハが浮上エアや旋回あるいは
片寄せエアによって冷却されることとなるので、これに
よる温度の急変がウエハに悪影響を及ぼすことが考えら
れる。

【００１１】また、更に、ボンディングステージ上で、
ウエハをエアで浮上させて旋回させる場合、オリフラ検
出の精度を高めるためには、より安定したウエハ旋回が
好ましい。しかしながら、従来技術では、ウエハの材質
及び形状等の種類により、所定条件下でのウエハ旋回の
安定化が難しくなる場合がある。例えば水晶，リチウム
タンタル製のウエハ等、裏面の表面粗さが一定以上粗い
ウエハについては、ボンディングステージ表面に対する
摩擦係数が高くて滑りが良くないので、ウエハに対して
比較的強いエアをかける必要があるが、エアを強くする
と、ウエハ裏面の表面粗さによるエアの流れの乱れが著
しくなり、ウエハ旋回の安定化が難しくなる。また、重
いウエハ若しくは大きなウエハについても、旋回を開始
させるためには比較的強いエアを要するが、強いエアを
かけると慣性力が大きく作用するため、旋回動作の終了
時に、その停止精度が悪く、オリフラを誤検出する可能
性がある。

【００１２】この発明は、以上のような諸問題に鑑みて
なされたもので、ウエハの状態で当該ウエハに直接バン
プを形成するに際して、より一層の生産性の向上，コス
トの低減あるいは品質の向上等を図ることができるバン
プボンディング装置及びバンプ形成方法を提供すること
を基本的な目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため、本願の請求項
１に係る発明は、外周の一部に形成されたオリフラが所
定方向に向くように予め位置決めされたウエハを移載手
段にてボンディングステージ上に移載し、この移載され
たウエハに対してボンディングヘッドにてバンプを形成
するようにしたバンプボンディング装置において、上記
移載手段に、ボンディングステージ上における上記ウエ
ハのオリフラ位置を検出するオリフラ位置検出手段が設
けられていることを特徴としたものである。

【００１４】このように上記オリフラ検出手段を移載手
段に設けたことにより、従来、かかる検出手段をボンデ
ィングステージ側に設けていた場合のように、オリフラ
検出手段が高温に曝されることがなくなり、従って、こ
の検出手段としては、特に耐熱用のものを用いる必要が
なくなる。また、上記オリフラ検出手段は移載手段の移
動動作に伴って移動可能であるので、従来、検出手段が
ボンディングステージの一側に固定して設けられていた
場合のように、オリフラ検出の方向がボンディングステ
ージの片側に限定されることがなくなる。

【００１５】また、本願の請求項２に係る発明は、上記
請求項１の発明において、上記検出手段は、発光部と受
光部とを備えた光センサでなり、上記移載手段のチャッ
ク手段に設けられていることを特徴としたものである。

【００１６】この場合、検出手段に光センサを用いたこ
とにより確実なオリフラ検出を行うことができ、また、
これを移載手段のチャック手段に設けたので、オリフラ
検出をウエハの上方から（つまり、ボンディングステー
ジの上方から）行うことができ、ボンディングステージ
からの熱影響を確実に回避できる。

【００１７】更に、本願の請求項３に係る発明は、上記
請求項１または請求項２の発明において、上記検出手段
は、上記移載手段の移載方向と直交する方向に複数個並
べて配置されていることを特徴としたものである。

【００１８】このように、上記検出手段を移載手段の移
載方向と直交する方向に複数個並べて配置したことによ
り、一層高いオリフラ検出精度を得ることができる。

【００１９】また、更に、本願の請求項４に係る発明
は、上記請求項２または請求項３の発明において、上記
ボンディングステージの外周部およびその近傍の上面側
が、所定角度の斜面状に形成されていることを特徴とし
たものである。

【００２０】このように、ボンディングステージの外周
部およびその近傍の上面側を所定角度の斜面状に形成し
たことにより、オリフラ検出をウエハの上方から（つま
り、ボンディングステージの上方から）行う場合におい
て、オリフラが検出手段の下方に位置している際には、
検出手段の発光部からの検出光は上記斜面で入射時と異
なる方向に反射される。すなわち、オリフラが検出手段
の下方に位置している場合でも、上記検出光がボンディ
ングステージの上面で反射され検出手段の受光部に入光
してオリフラ検出に支障を来す惧れをなくすることがで
きる。

【００２１】また、更に、本願の請求項５に係る発明
は、上記請求項１〜請求項４の発明のいずれか一におい
て、上記ボンディングステージ上面には、左右両側に各
一対の規制ローラが設けられるとともに、ウエハを浮上
させる浮上用エア噴出手段と、ウエハを旋回させる旋回
用エア噴出手段と、旋回状態のウエハを一側の規制ロー
ラ対に当て止める第１片寄せ用エア噴出口と、旋回状態
のウエハを他側の規制ローラ対に当て止める第２片寄せ
用エア噴出口とが設けられ、第１および第２片寄せ用エ
ア噴出口へのエア供給を切り換える切換手段が備えられ
ていることを特徴としたものである。

【００２２】このような構成を採用したことにより、ウ
エハをいずれの側にも片寄せすることができる。この場
合において、上記オリフラ検出手段は移載手段の移動動
作に伴って移動可能であるので、従来のようにオリフラ
検出の方向がボンディングステージのいずれか片側に限
定されることはなく、いずれの側においてもオリフラ検
出を行うことができる。

【００２３】また、更に、本願の請求項６に係る発明
は、ボンディングステージ上面に、左右両側の各一対の
規制ローラが設けられるとともに、ウエハを浮上させる
浮上用エア噴出手段と、ウエハを旋回させる旋回用エア
噴出手段と、旋回状態のウエハを少なくともいずれか一
側の規制ローラ対に当て止める片寄せ用エア噴出口とが
設けられ、上記ボンディングステージ上に供給されたウ
エハに対してボンディングヘッドにてバンプを形成する
バンプボンディング装置において、上記ボンディングス
テージを、上記各エア噴出口が設けられたステージプレ
ートと、その下部に配置されたヒートブロックとで構成
し、上記ステージプレートに、各々のエア噴出口に連通
し外部からの供給エアを一旦蓄えるエアチャンバが設け
られていることを特徴としたものである。

【００２４】このような構成を採用したことにより、外
部からの供給エアは上記エアチャンバに蓄えられてエア
噴出口からウエハ下面に向かって噴出させられるまでに
ある程度暖められる。従って、ボンディングステージで
加熱されたウエハが、上記噴出口からのエアによって浮
上や旋回あるいは片寄せされる場合に、エアによる冷却
の温度勾配を従来に比べて緩やかなものとすることがで
き、噴出エアによる冷却作用がウエハに悪影響を及ぼす
ことを回避することが可能になる。

【００２５】また、更に、本願の請求項７に係る発明
は、ボンディングステージ上面側に、ウエハを浮上させ
る浮上用エア噴出手段と、ウエハを旋回させる旋回用エ
ア噴出手段とが設けられ、上記ボンディングステージ上
に供給されたウエハに対してボンディングヘッドにてバ
ンプを形成するバンプボンディング装置において、ウエ
ハ旋回時に、上記旋回用エア噴出手段によってウエハの
裏面側に噴出するエア流量が可変であることことを特徴
としたものである。

【００２６】このように、ウエハ旋回に際して、ウエハ
の裏面側に噴出するエア流量が可変であることにより、
ウエハの材質，形状及びサイズに応じてエア流量を変化
させ、安定したウエハ旋回を実現する流量のエアを供給
することが可能となる。

【００２７】また、更に、本願の請求項８に係る発明
は、上記請求項７の発明において、上記旋回用エア噴出
手段が、ボンディングステージ上面側で、略同一円周上
に配置された複数の旋回用エア噴出口と、一端側で該旋
回用エア噴出口に連通し他端側で分岐するエア供給通路
と、分岐したエア供給通路の一方に設けられた通常旋回
用エア供給手段と、分岐したエア供給通路の他方に設け
られた、通常旋回用エア供給手段に加えて作動させられ
得る旋回補助用エア供給手段とを備えており、上記各エ
ア供給手段において所定流量のエアが供給制御されるこ
とにより、上記旋回用エア噴出口からウエハの裏面側に
噴出するエア流量が可変であることを特徴としたもので
ある。

【００２８】このように、複数の旋回用エア噴出口に連
通するエア供給通路の他端側に設けられた各エア供給手
段において所定流量のエアが供給制御されて、上記旋回
用エア噴出口からウエハの裏面側に噴出するエア流量が
可変であるので、ウエハの材質，形状及びサイズに応じ
てエア流量を変化させ、安定したウエハ旋回を実現する
流量のエアを供給することができる。この場合において
は、上記各供給手段により供給されたエアが、同じエア
噴出口から噴出させられるため、ウエハの速い旋回から
遅い旋回への移行を、エアの供給を絶つことなくスムー
スに行うことが可能である。

【００２９】また、更に、本願の請求項９に係る発明
は、上記請求項７の発明において、上記旋回用エア噴出
手段が、ボンディングステージ上面側で、第１の円周上
に配置された複数の旋回用エア噴出口と、第２の円周上
に配置された旋回補助用エア噴出口と、一端側で上記旋
回用エア噴出口に連通するエア供給通路の他端側に設け
られた通常旋回用エア供給手段と、一端側で上記旋回補
助用エア噴出口に連通するエア供給通路の他端側に設け
られた、通常旋回用エア供給手段に加えて作動させられ
得る旋回補助用エア供給手段とを備えており、上記各エ
ア供給手段から所定流量のエアが供給されることによ
り、ウエハの裏面側に噴出するエア流量が可変であるこ
とを特徴としたものである。

【００３０】このように、複数の旋回用エア噴出口に連
通するエア供給通路の他端側に設けられた各エア供給手
段において所定流量のエアが供給制御されて、上記旋回
用エア噴出口からウエハの裏面側に噴出するエア流量が
可変であるので、ウエハの材質，形状及びサイズに応じ
てエア流量を変化させ、安定したウエハ旋回を実現する
流量のエアを供給することができる。

【００３１】また、更に、本願の請求項１０に係る発明
は、上記請求項８又は請求項９の発明において、上記旋
回用エア噴出手段の各エア噴出口が、それぞれ、ボンデ
ィングステージ上面側で、ウエハの周縁部又はその近傍
に対応する円周上、若しくは、更にそれより内側の円周
上に設けられていることを特徴としたものである。

【００３２】この場合には、ボンディングステージの比
較的広い範囲にて旋回用エアが噴出し、ウエハの裏面全
体に旋回力を分散して加えることができるので、安定し
たウエハ旋回が可能である。このことは、特にサイズの
大きいウエハについて有用である。

【００３３】また、更に、本願の請求項１１に係る発明
は、上記請求項８〜請求項１０のいずれか一の発明にお
いて、上記旋回用エア供給手段及び旋回補助用エア供給
手段の少なくとも一方において、エア流量が制御可能で
あることを特徴としたものである。

【００３４】この場合には、ウエハ旋回時に、エア噴出
口から噴出するエア流量をより細かく可変制御すること
が可能となり、エア流量をよりスムースに変化させて、
ウエハ旋回を一層安定させることができる。

【００３５】また、更に、本願の請求項１２に係る発明
は、上記請求項８〜請求項１１のいずれか一の発明にお
いて、ウエハ旋回時に、上記旋回補助用エア供給手段か
ら旋回補助用エアが段階的に供給されることによって、
ウエハの裏面側に噴出するエア流量が可変制御されるこ
とを特徴としたものである。

【００３６】この場合には、ウエハ旋回の開始から旋回
補助用エアの流量が段階的に増やされるため、エア噴出
口から噴出するエア流量をよりスムースに変化させて、
ウエハ旋回を緩やかに開始させ、ウエハの飛び出しを抑
制することができる。

【００３７】また、更に、本願の請求項１３に係る発明
は、上記請求項８〜請求項１１のいずれか一の発明にお
いて、ウエハ旋回時に、上記旋回補助用エア供給手段か
ら旋回補助用エアが断続的に供給されることによって、
ウエハの裏面側に噴出するエア流量が可変制御されるこ
とを特徴としたものである。

【００３８】この場合には、ウエハ旋回の間に、旋回補
助用エアが断続的に供給されるので、例えば裏面が一定
以上の粗さをもち、ボンディングステージ上で停止し易
いウエハについても、安定した低速でのウエハ旋回を維
持することができる。

【００３９】また、更に、本願の請求項１４に係る発明
は、上記請求項６〜請求項１３のいずれか一の発明にお
いて、上記ボンディングステージ上におけるウエハのオ
リフラ位置を検出するオリフラ位置検出手段が設けられ
ていることを特徴としたものである。

【００４０】このような構成を採用したことにより、旋
回後のウエハのオリフラ位置を検出して、ボンディング
ステージ上におけるウエハの方向を確認することができ
る。

【００４１】また、更に、本願の請求項１５に係る発明
は、外周の一部に形成されたオリフラが所定方向に向く
ように予め位置決めされたウエハを移載手段にてボンデ
ィングステージ上に移載し、この移載されたウエハに対
してボンディングヘッドにてバンプを形成するようにし
たバンプボンディング装置において、上記移載手段は、
６点把持式のチャック手段を備えていることを特徴とし
たものである。

【００４２】この場合、移載手段のチャックを６点把持
式としたことにより、ウエハの外周部をチャックで把持
するに際してチャックの把持部の一部がオリフラに掛か
った場合でも、従来、４点把持式のチャックを用いた場
合のように、チャッキング時にウエハのセンタがずれる
惧れがなく、ボンディングステージへの移載時にオリフ
ラの位置ずれが生じることを有効に防止できる。

【００４３】また、更に、本願の請求項１６に係る発明
は、ウエハを互いに所定間隔をあけて積み重ね状態で収
納し得るキャリアと該キャリヤを所定の上下位置に設置
するリフタとを備えた搬入ステーションを有し、上記キ
ャリア内から取出手段にて取り出されたウエハを移載手
段にてボンディングステージ上に移載し、この移載され
たウエハに対してボンディングヘッドにてバンプを形成
するようにしたバンプボンディング装置において、上記
搬入ステーションに、キャリア内のウエハのオリフラ位
置が基準位置から所定範囲内にあるか否かを検出する検
出手段と、該検出手段によりウエハのオリフラ位置が基
準位置から所定範囲内にないことが検出された場合に作
業者に報知する報知手段とが設けられていることを特徴
としたものである。

【００４４】この場合、上記検出手段を設けたことによ
り、ウエハのオリフラ位置が適正であるか否かを確実に
判断でき、また、その判断結果が上記報知手段により作
業者に報知されるので、作業者がウエハをキャリヤ内に
挿入セットする際の作業負担を軽減され、また、オリフ
ラ位置の修正作業も簡略化されるので、手作業でウエハ
を取り扱う機会も少なくなる。尚、上記検出手段は、よ
り好ましくは、上記搬入ステーションのリフタに設けら
れる。

【００４５】また、本願の請求項１７に係る発明は、上
記請求項１６の発明において、上記検出手段が、発光部
と受光部とを備えた光センサでなり、ウエハのキャリヤ
からの取出方向と直交する方向に複数個並べて配置され
ていることを特徴としたものである。

【００４６】この場合、検出手段に光センサを用いたこ
とにより確実なオリフラ検出を行うことができ、また、
検出手段自体およびその取付構造が簡素化できる。更
に、かかる検出手段を上述のように複数個並べて配置し
たことにより、より一層高い検出精度を得ることができ
る。

【００４７】また、更に、本願の請求項１８に係る発明
は、ボンディングステージ上に供給されたウエハに対し
てボンディングヘッドにてバンプを形成するバンプボン
ディング方法において、上記ボンディングステージに、
ウエハを浮上させる浮上用エア噴出手段と、ウエハを旋
回させる旋回用エア噴出手段とを設け、ウエハ旋回時
に、上記旋回用エア噴出手段によってウエハの裏面側に
噴出させられるエア流量を可変制御することを特徴とし
たものである。

【００４８】このように、ウエハ旋回に際して、ウエハ
の裏面側に噴出するエア流量が可変であることにより、
ウエハの材質，形状及びサイズに応じてエア流量を変化
させ、安定したウエハ旋回を実現する流量のエアを供給
することが可能となる。

【００４９】また、更に、本願の請求項１９に係る発明
は、上記請求項１８の発明において、ウエハ旋回時に、
上記旋回用エア噴出手段からエアを段階的に供給して、
ウエハの裏面側に噴出させられるエア流量を可変制御す
ることを特徴としたものである。

【００５０】この場合には、ウエハ旋回の開始から旋回
用エアの流量が段階的に増やされるため、エア噴出口か
ら噴出するエア流量をよりスムースに変化させて、ウエ
ハ旋回を緩やかに開始させ、ウエハの飛び出しを抑制す
ることができる。

【００５１】また、更に、本願の請求項２０に係る発明
は、上記請求項１８の発明において、ウエハ旋回時に、
上記旋回用エア噴出手段からエアを断続的に供給して、
ウエハの裏面側に噴出させられるエア流量を可変制御す
ることを特徴としたものである。

【００５２】この場合には、ウエハ旋回の間に、旋回用
エアが断続的に供給されるので、例えば裏面が一定以上
の粗さをもち、ボンディングステージ上で停止し易いウ
エハについても、安定した低速でのウエハ旋回を維持す
ることができる。

【００５３】また、更に、本願の請求項２１に係る発明
は、上記請求項１８〜請求項２０のいずれか一におい
て、上記ボンディングステージ上におけるウエハのオリ
フラ位置を検出するオリフラ位置検出手段を設け、ウエ
ハ旋回後のウエハのオリフラ位置を検出することを特徴
としたものである。

【００５４】この場合には、旋回後のウエハのオリフラ
位置を検出して、ボンディングステージ上におけるウエ
ハの方向を確認することができる。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜図２３を参照しながら詳細に説明する。ま
ず、本発明の実施形態に係るバンプボンディング装置の
全体配置構成を図１を参照して説明する。このバンプボ
ンディング装置は、円板状で且つ結晶の方向性を特定す
るようにその外周部が直線的に切断されてなるオリエン
テーションフラット（以下、オリフラという）を備えた
ウエハ１をボンディング対象とするものである。このバ
ンプボンディング装置では、ＩＣチップをダイシングに
より個別に分離する前のウエハの状態で、各ＩＣチップ
に対してバンプを形成する主構成として、ウエハ１を収
容したキャリアが搬入される搬入ステーション２と、キ
ャリアから引き出したウエハ１が位置決めされる搬入側
の移載ステーション３と、バンプを形成するボンディン
グステーション４と、バンプを形成されたウエハ１が位
置決めされる搬出側の移載ステーション５と、バンプを
形成されたウエハ１を順次キャリアに収容して搬出する
搬出ステーション６とがライン上に等間隔に配設されて
いる。このウエハ１の移動ラインの前部には、ウエハ１
を搬入ステーション２から搬入側移載ステーション３に
取り出す取出手段７と、ウエハ１を搬出側移載ステーシ
ョン５から搬出ステーション６に挿入する挿入手段８が
配設されている。さらに、その前部に搬入側移載ステー
ション３のウエハ１をボンディングステーション４に移
載し、ボンディングステーション４のウエハ１を搬出側
移載ステーション５に移載する移載手段９が配設されて
いる。

【００５６】上記ボンディングステーション４には、超
音波熱圧着によるボンディングのためにヒートステージ
からなるボンディングステージ１０が配設されるととも
にその後部にボンディングヘッド１１が配設されてい
る。ボンディングヘッド１１は、ＸＹ２方向に移動でき
るように支持されるとともにＸ軸モータ１２ａ、Ｙ軸モ
ータ１２ｂにてＸ方向とＹ方向の任意の位置に移動・位
置決め可能なＸＹテーブル１２上に搭載されている。

【００５７】上記ボンディングヘッド１１は、図２に示
すように、ワイヤリール１３と、このワイヤリール１３
からのワイヤ１４を上方から通されて、ボンディングス
テージ１０上のボンディング対象物であるウエハ１にボ
ンディングを行うボンディング作業機構１５との間に、
ワイヤリール１３からボンディング作業機構１５側に至
るワイヤ１４の途中を上向きの湾曲状態にエアー１６で
吹き上げてワイヤ１４にテンションを与えるワイヤテン
ショナー１７と、ボンディング作業機構１５におけるク
ランパ１８のワイヤガイド１８ａの真上でワイヤ１４を
上方への吹き上げエアー２０にさらしてワイヤ１４に上
向きのテンションを掛けるワイヤテンショナー２１とが
配設され、ワイヤリール１３からのワイヤ１４をエアー
１６、２０にて所定の供給経路およびテンションを保つ
ようにフローティング支持しながらボンディング作業機
構１５に無理なく供給できるように構成されている。

【００５８】ボンディング作業機構１５は、図２及び図
３に示すように、上記ワイヤ１４を把持するクランパ１
８と、先端にワイヤ１４が挿通されるキャピラリ２２ａ
を有するとともに形成されたボール１４ａ（図４参照）
に超音波振動を印加するホーン２２と、放電用のトーチ
２３とを備えている。また、ボンディング作業の状態を
視覚認識する認識カメラ２４が上部に配設され、認識画
像を認識用モニタ（図示せず）に表示するとともにデー
タ処理装置（図示せず）に認識信号を入力してデータ処
理するように構成されている。また、ボンディング作業
機構１５を図示しない支点軸を中心に往復回動させて先
端部を上下動させる上下動電磁駆動部２５と、クランパ
１８を開閉する開閉電磁駆動部２６とが設けられてい
る。

【００５９】ボンディング作業を、図４を参照して説明
すると、ワイヤ１４はキャピラリ２２ａを通じて送り出
され、これがウエハ１の所定の電極２７と対向する位置
にボンディングヘッド１１が移動する都度、トーチ２３
からのスパーク電流によって先端部が溶かされ、図４の
（ａ）に示すようなボール１４ａが形成される。ワイヤ
１４の各電極２７との対向位置は認識カメラ２４の視覚
認識のもとに高精度に制御される。形成されたボール１
４ａはウエハ１の電極２７上に熱圧着と超音波振動とに
よって図４の（ｂ）に示すように接合される。この際の
圧着力は３０ｇ〜５０ｇ程度が好適であり、超音波振動
は水平方向にかけられ、振幅０．５μｍ、振動数６０〜
７０ＫＨＺ （具体例としては６３．５ＫＨＺ ）程度と
するのが好適である。次いで、ワイヤ１４を挟持したク
ランパ１８およびキャピラリ２２ａの上動によって、図
４の（ｃ）に示すようにワイヤ１４を切断して、電極２
７の上にボール１４ａと、ボール１４ａから３０μｍ〜
４０μｍ程度の高さに突出したワイヤ部分１４ｂとから
なる突出長約６０μｍ程度のバンプ２８が形成される。
ワイヤ１４は、上記切断が所定位置で確実に行われるよ
うに高ヤング率・低熱伝導率のものが用いられる。

【００６０】次に、ウエハ１の各ステーション２〜６間
における移動・移載・位置決めについて順次説明する。
まず、ウエハ１の搬入及び搬出用のキャリア３０Ａ及び
３０Ｂについて、図５を参照して説明する。キャリア３
０Ａ及び３０Ｂは、ウエハ１を上下に多数段互いに適当
間隔あけて積層状態で収容するもので、前面と後面が開
放されるとともに後部がウエハ１が後方に抜け出さない
ように後端に向けて先細状に絞られた略矩形枠状の枠体
から成り、その両側壁３１に各ウエハ１の両側部を嵌入
させて支持する多段（図示例では２４段）の受棚列３２
が形成されている。またＨ字状の底壁３３の下面には左
右方向に横断するリブ３４が突設され、その両端の前後
の角部が位置決め部３５とされている。

【００６１】搬入ステーション２には、図６及び図７に
示すリフタ４０Ａが配設され、その昇降台４１上に搬入
用のキャリア３０Ａが上方から搭載される。昇降台４１
は固定フレーム４２にて上下端が保持された左右２本の
垂直なガイドシャフト４３にてスライドベアリング４４
を介して上下動自在に支持され、固定フレーム４２の背
面に取付けられたサーボモータ（不図示）とこれによっ
て正逆転駆動されるタイミングベルト４６とによって昇
降動作させるように構成されている。昇降台４１の上面
にはキャリア３０Ａの位置決め部３５に係合して位置決
めする４本の位置決めピン４７が突設されている。ま
た、昇降台４１上のキャリア３０Ａを上方から弾性的に
押圧するようにバネ４９にて上方に退避回動可能に水平
姿勢に向けて付勢された押えレバー４８が配設されてい
る。この昇降台４１の昇降動作によって、キャリア３０
Ａ内に収容された各ウエハ１が最下段のものから順次所
定の取り出し高さ位置に位置決めされる。昇降台４１の
上昇限位置及び下降限位置，それらをオーバーしたとき
の安全停止位置並びに原点位置は、上記固定フレーム４
２の前面に設けられたリミットスイッチ５８により検出
される。

【００６２】更に、ウエハ１のキャリア３０Ａからの取
出し方向を前方として、昇降台４１の後部（図の右端
部）にはキャリア３０Ａ内のウエハ１の後端縁両側部に
係合する一対の位置決めバー５０が立設されている。ま
た、このリフタ４０Ａでは、ウエハ１のキャリア３０Ａ
からの飛び出しを防止すべく、キャリア３０Ａの前面部
に入り込んで内部に収容されているウエハ１のオリフラ
１ａにほぼ係合するようなシャッタ５１が固定フレーム
４２側から延設されている。シャッタ５１の下端はウエ
ハ１の取出し高さ位置より若干上方に位置し、ウエハ１
の取り出し動作と干渉しないように配設されている。こ
のシャッタ５１は、固定フレーム４２の背面側にスライ
ドガイド５２にて取り出し方向に移動自在に支持された
摺動部材５３に取付けられており、この摺動部材５３を
取出し方向後方側に付勢するバネ５４が配設されてい
る。このシャッタ機構では、上記ウエハ１が位置決めバ
ー５０に当接した状態でシャッタ５１がオリフラ１ａと
の間に微小隙間（０．５ｍｍ程度）をあけた位置で停止
するように設定されている。

【００６３】また、更に、上記リフタ４０Ａには、オリ
フラ１ａの位置に基づいてキャリヤ３０Ａ内に収納され
たウエハ１の向きを検出する検出手段が構成されてい
る。すなわち、上記固定フレーム４２の上端部近傍に、
昇降台４１の前部に沿って延びるアーム部材５７が取り
付けられ、このアーム部材５７の先端には、キャリア３
０Ａ内のウエハ１のオリフラ１ａの位置が所定範囲内に
あるか否かを検出するために、２つの検出センサ５６
（５６Ａ及び５６Ｂ）が、キャリヤ３０Ａからの取出し
方向と直交する方向に並べて配置されている。本実施の
形態では、この検出センサ５６として、発光部と受光部
とを備えた光センサが用いられる。

【００６４】図８ａ〜図８ｄを参照しながら、キャリア
３０Ａ内のウエハ１の種々の状態についての検出センサ
５６の検出動作を説明する。図８ａは、ウエハ１の円弧
部分が一方のセンサ５６Ａにかかる状態を示している。
この状態では、ウエハ１のオリフラ１ａが取出し方向に
向いておらず、オリフラ１ａの位置が適正でないことが
検出される。図８ｂには、ウエハ１の円弧部分が両方の
センサ５６Ａ及び５６Ｂにかかる状態が示されている。
この状態では、また、ウエハ１のオリフラ１ａが取出し
方向とほぼ反対側に向いており、オリフラ１ａの位置が
適正でないことが検出される。更に、図８ｃは、ウエハ
１のオリフラ１ａが、一方のセンサ５６Ａにかかる状態
を示している。この状態では、オリフラ１ａが取出し方
向に向いているものの、センサ５６Ａ及び５６Ｂの配列
方向に対して所定以上傾斜しているため、オリフラ１ａ
の位置が適正でないことが検出される。図８ｄに示す状
態において、ウエハ１は、そのオリフラ１ａがセンサ５
６Ａ及び５６Ｂの配列方向に平行になるように収納され
ている。この状態では、ウエハ１がキャリア３０Ａ内に
適正に収納され、いずれのセンサにも検出されることは
ない。かかるオリフラ位置検出において、オリフラ１ａ
の位置が所定範囲内にないことが検出された場合には、
警報音あるいは警報ランプ等の所定の報知手段（不図
示）により作業者に報知され、作業者が、キャリア３０
Ａ内のウエハ１を手作業で位置修正する。

【００６５】以上のような検出手段により、上記キャリ
ア３０Ａ内へのウエハの収納に際して、オリフラ１ａの
位置を所定方向に調整する必要がなく、エラー検出され
たウエハ１についてのみ位置修正すればよいため、オペ
レータの負担が削減されるとともに、オペレータがウエ
ハ１を手作業で取り扱う機会を減らすことができる。

【００６６】また、図９に搬出ステーション６のリフタ
４０Ｂを示す。このリフタ４０Ｂも搬入ステーション２
におけるリフタ４０Ａとほぼ同一の構成であり、以下の
説明では、対応する構成要素に同一番号を付し、それ以
上の説明は省略する。このリフタ４０Ｂでは、位置決め
バー５０や摺動部材５３のセンサ５６は不要であるため
に設けられておらず、キャリア３０Ｂの有無を検出する
キャリア有無検出センサ５９が設けられている。なお、
このリフタ４０Ｂではシャッタ５１を固定的に設けても
よい。

【００６７】次に、ウエハ引出し手段７及び挿入手段８
について、図１０を参照して説明する。なお、両者はほ
ぼ同一構成であるので、ウエハ引出し手段７を取り上げ
て説明する。図１０において、前部固定フレーム６０の
背面側に配設されたスライドガイド６１にて可動支持部
材６３の下部が左右方向（ウエハ１の取り出し方向）に
往復移動自在に支持され、かつ同じく前部固定フレーム
６０の背面側に配設されたロッドレスシリンダ６２の可
動部６２ａに連結されて駆動及び位置決め可能に構成さ
れている。可動支持部材６３の上部にはスライドガイド
６４を介して支持アーム６５の基部６５ａが可動支持部
材６３の移動方向に移動可能に取付けられ、この支持ア
ーム６５の昇降台４１（図６参照）側に延出された先端
部にウエハ１を下方から受けて支持するウエハ受け部６
６が設けられ、このウエハ受け部６６には吸着チャック
６７が設けられている。支持アーム６５の基部６５ａ
は、バネ６８にてストッパ６９に当接する位置まで昇降
台４１側に向けて移動付勢され、さらに移動時にウエハ
受け部６６が障害物に衝突してバネ６８に抗して移動し
たときにこれを検出するセンサ７０が設けられ、直ちに
動作を停止して破損防止を図るように構成されている。

【００６８】このようなウエハ引出し手段による引出し
動作では、まず、支持アーム６５の先端のウエハ受け部
６６がキャリア３０Ａにおける現在最下段のウエハ１の
下方に挿入され、その状態で昇降台４１が下降してウエ
ハ１がウエハ受け部６６上に支持される。その後、ウエ
ハ１が、上記吸着チャック６７によりウエハ受け部６６
に吸着したまま、キャリア３０Ａから搬入側移載ステー
ション３まで引き出される。他方、ウエハ挿入手段８に
よるキャリヤ３０Ｂへの挿入動作では、搬出側移載ステ
ーション５において、バンプ形成済みのウエハ１が、ウ
エハ受け部６６に吸着したまま搬送され、搬出ステーシ
ョン６のキャリア３０Ｂ内に挿入される。

【００６９】次に、移載手段９について、図１１〜図１
４を参照して説明する。図１１は、移載手段９の全体斜
視図である。上記ウエハ１の移動ラインと平行な移動手
段７１にて駆動されて搬入側移載ステーション３とボン
ディングステーション４と搬出側移載ステーション５と
の間で移動及び位置決め可能な移動台７２が設けられて
いる。移動手段７１はその移動範囲に配設されたボール
ねじ７３をサーボモータ７４にて回転駆動するように構
成され、このボールねじ７３に螺合させたナット体が移
動体７２に固定されている。移動体７２には昇降体７５
が上下移動自在に取付けられ、バネ７５ａにて常時上限
位置に向けて付勢されるとともに内蔵されたシリンダに
て下限位置に移動駆動される。この昇降体７５の上端部
からウエハ１の移動ラインの直上に位置するようにチャ
ック手段７６が延設されている。

【００７０】このチャック手段７６は、シリンダ７６ａ
により互いに接近離間可能な一対のチャック杆７７Ａ
と、それらチャック杆７７Ａの間に水平に延設されたチ
ャック杆７７Ｂを備えている。チャック杆７７Ａには、
それぞれ一対のチャッキングピン７８Ａがフローティン
グ機構７９Ａを介して垂設されている。また一方、チャ
ック杆７７Ｂには、シリンダ（不図示）により互いに接
近離間可能な一対のチャッキングピン７８Ｂがフローテ
ィング機構７９Ｂを介して垂設されている。各チャッキ
ングピン７８Ａ，７８Ｂの下端には、それぞれ、ウエハ
１の落下防止用の鍔７８ａ，７８ｂが突設されている。
尚、このチャック手段７６は、上記チャック杆７７Ａ及
び７７Ｂにおけるチャッキングピン７８Ａ及び７８Ｂの
取付け位置を変えることにより、各種サイズのウエハ１
に対応可能である。

【００７１】更に、チャック杆７７Ｂの途中部には、ブ
ラケット部材８４を介して２つの検出センサ８５（８５
Ａ及び８５Ｂ）が取り付けられている。この検出センサ
８５としては、種々の態様が考えられるが、上記搬入ス
テーション２におけるオリフラ検出センサ５６と同様
に、発光部と受光部とを備えた光センサが用いられる。
詳しくは後述するが、本実施の形態では、このチャック
手段７６に設けた検出センサ８５により、ボンディング
ステージ１０上に載置されたウエハ１のオリフラ検出又
は旋回不良検出が行われる。この場合において、上記検
出センサ８５は、オリフラ１ａの位置検出をボンディン
グステージ１０の上方から行うことができ、ボンディン
グステージ１０からの熱影響を確実に回避することがで
きる。

【００７２】かかる移載手段９によるウエハ１の移載に
際しては、まず、搬入側移載ステーション３又はボンデ
ィングステーション４においてチャック手段７６を開い
た状態、すなわち、チャック杆７７Ａを互いに離間させ
るとともに、チャック杆７７Ｂにおけるチャッキングピ
ン７８Ｂを互いに離間させた状態で、昇降体７５を下降
させ、チャック手段７６を閉じることによって６つのチ
ャッキングピン７８Ａ及び７８Ｂにより外周部６点でウ
エハ１を把持する。次に、上記昇降体７５を上限位置ま
で上昇させ、移動手段７１によりボンディングロッドレ
スシリンダ６２（図１０参照）の可動部６２ａに連結さ
れた移動体７２を駆動させる。可動支持部材６３の上部
にはスライドガイド６４を介して支持アーム６５の基部
６５ａが可動支持部材６３の移動方向に移動可能に取付
けられ、ボンディングステーション４又は搬出側移載ス
テーション５の位置まで移動させ、昇降体７５を下降さ
せ、上記チャック手段７６を開くことによってウエハ１
を移載することができる。

【００７３】このように、ウエハ１の外周部をチャック
手段７６で把持するに際してチャッキングピン７８Ａ，
７８Ｂのいずれかがオリフラ１ａにかかった場合でも、
従来、４点把持式のチャック手段を用いた場合のよう
に、チャッキング時にウエハのセンタがずれる惧れがな
く、ボンディングステージ１０への移載時にオリフラの
位置ずれが生じることを有効に防止できる。

【００７４】次に、ボンディングステージ１０につい
て、図１５〜図１７を参照して説明する。このボンディ
ングステージ１０は、ステージプレート９１とその下部
のヒートブロック９２とを備え、ステージプレート９１
の上面には、ウエハ１が余裕を持って嵌まり込むように
両側にそれぞれ規制ローラ対９３Ａ，９３Ｂが配設さ
れ、更にステージプレート９１の両側にはオリフラ１ａ
に係合する一対の当接ローラ９４Ａ，９４Ｂを有する規
制部９５Ａ，９５Ｂがそれぞれ反対側に位置する規制ロ
ーラ対９３Ｂ，９３Ａに対向するように配設され、例え
ば規制部９５Ａによりウエハ１を規制ローラ対９３Ｂ側
に押し付けてウエハ１の位置規制を行うように構成され
ている。この規制部９５Ａ及び９５Ｂはバネ９６にて規
制方向に向けて常時付勢されるとともに、規制解除方向
に移動駆動させるシリンダ（不図示）がステージプレー
ト９１の裏面側に配設されている。尚、上記ステージプ
レート９１は、ボンディング対象となるウエハ１のサイ
ズに応じて、好適なサイズのものが用いられる。

【００７５】上記ステージプレート９１には、ウエハ１
の吸着及び浮上用の吸着・浮上兼用エア口１０１と、ウ
エハ１を旋回させるように周方向に同一方向に斜めに傾
斜させて開口させた旋回用エア噴出口１０２と、旋回状
態のウエハ１が振れ回りしてふらつくことがないように
ウエハ１を一方の規制ローラ対９３Ａ又は９３Ｂに当て
止める第１及び第２片寄せ用エア噴出口１０３Ａ，１０
３Ｂとが設けられている。第１及び第２片寄せ用エア噴
出口１０３Ａ，１０３Ｂへのエア供給はバルブ制御さ
れ、所定の切換手段（不図示）により切換え可能であ
る。第１及び第２片寄せ用エア噴出口１０３Ａ及び１０
３Ｂは、ウエハ１を確実に旋回させるようにウエハ周縁
部近傍に対応する部位に設けられた旋回旋回用エア噴出
口１０２から噴出させられる旋回気流と干渉し合わない
ように、その旋回気流の半径の内側に配置され、吸着・
浮上兼用エア口１０１は旋回気流の半径の外側と内側と
に配置されている。また、上記ステージプレート９１に
は、その周縁部の適当箇所に捨てボンディング部１０４
が配設され、捨てボンディング用のチップを吸着する吸
着穴１０４ａが設けられている。更に、ウエハ１が割れ
や欠けを有する場合に、そのウエハ１を吸着固定してボ
ンディングを行うべく、割れや欠けを有するウエハ用の
吸着穴１０８が設けられている。

【００７６】本実施の形態では、上記ステージプレート
９１において、第１及び第２片寄せ用エア噴出口１０３
Ａ及び１０３Ｂを設けたことにより、旋回状態のウエハ
１を規制ローラ対９３Ａ及び９３Ｂのいずれにも片寄せ
することができる。また、この場合において、上記移載
手段９のチャック手段７６に取り付けられたオリフラ位
置検出センサ８５は、移載手段９の移動動作に伴って移
動可能であるので、いずれの側においてもオリフラ１ａ
の位置検出を行うことができる。

【００７７】更に、図１７から分かるように、上記ステ
ージプレート９１及びヒートブロック９２内には、それ
ぞれエア経路９１ａ及び９２ａが設けられ、ウエハ１の
浮上・旋回・片寄せ用のエアは、これらエア経路９１ａ
及び９２ａを通じて、上記吸着・浮上兼用エア口１０
１，旋回用エア噴出口１０２若しくは片寄せ用エア噴出
口１０３に供給される。また、上記ヒートブロック９２
内には、上記各エア噴出口に連通し外部から上記エア経
路９１ａ及び９２ａを通じて供給されたエアを一旦蓄え
るエアチャンバ９２ｂが設けられている。これにより、
外部から供給されたエアは、上記エアチャンバ９２ｂに
蓄えられて上記各エア噴出口からウエハ１の下面に向か
って噴出させられるまでに、ある程度暖められる。従っ
て、ボンディングステージ１０で加熱されたウエハ１
が、上記各エア噴出口からのエアによって、浮上や旋回
あるいは片寄せされる場合に、エアによる冷却の温度勾
配を従来に比べて緩やかなものとすることができ、噴出
エアによる冷却作用がウエハ１に悪影響を及ぼすことを
回避することが可能になる。

【００７８】この実施の形態では、また、上記ヒートブ
ロック９２内に、６本のカートリッジヒータ１０５が並
列して挿入されるとともに、それぞれ２本のヒータ１０
５に対応する３つの熱電対１０６が埋設され、ヒートブ
ロック９２の温度制御（本実施の形態では３００℃程度
までの温度制御）を３系統で行うように構成されてい
る。このヒートブロック９２は、左右一対の放熱性の高
い脚部材１０７によって支持されている。このように、
ヒートブロック９２の温度制御手段を複数系備えること
により、各ヒータ対１０５を個々に温度制御することが
できる。この場合において、ボンディング対象となるウ
エハ１のサイズに応じて選択される上記ヒートブロック
９２上のステージプレート９１のサイズに合わせて、精
密な温度制御が可能となる。

【００７９】かかるボンディングステージ１０上に、上
記移載手段９によりウエハ１が移載されると、まず、前
述した移載手段９におけるチャック杆７７Ｂの途中部に
取り付けられた２つの検出センサ８５を用いて、ウエハ
１のオリフラ１ａの位置検出が行われる。本実施の形態
では、上記ステージプレート９１の外周部およびその近
傍の上面側が、所定角度の斜面状に形成されており、移
載手段９は、ボンディングステージ１０上にウエハ１を
載置した後、図１８からよく分かるように、上記検出セ
ンサ８５が、ステージプレート９１の外周部に形成され
た傾斜部９１ａの真上に位置するように移動させられ
る。このとき、２つの検出センサ８５は、上記移載手段
９の移載方向と直交する方向に並べて配置される。

【００８０】２つの検出センサ８５を用いて、オリフラ
１ａの位置検出をウエハ１の上方から（つまり、ボンデ
ィングステージの上方から）行う場合において、ウエハ
１の種々の状態に対する検出動作は、先に図８を参照し
て説明した搬入ステーション２における２つのオリフラ
検出センサ５６の検出動作と同様である。すなわち、ウ
エハ１の一部が検出センサ８５のいずれかの真下に位置
している際には、検出センサ８５の発光部からの検出光
がウエハ１の上面で入射時と同じ方向に反射されて、オ
リフラ１ａの位置が適正でないことが検出される。ま
た、一方、ウエハ１が検出センサ８５から外れている際
には、オリフラ１ａの位置が適正であると判断される。
この場合には、上記検出センサ８５の発光部からの検出
光は、上記傾斜部９１ａで外方に反射される。

【００８１】検出センサ８５からの検出光を反射する傾
斜部９１ａは、反射光がチャック手段７６等の周辺の反
射物体を回避する角度であれば、いかなる角度に設定さ
れてもよい。図１９ａ〜図１９ｂを参照しながら、傾斜
角度の異なる傾斜部９１ａについての検出光の反射作用
について説明する。図１９ａは、垂直方向に対して３０
°の角度をなす傾斜部９１ａを示している。検出センサ
８５からの検出光は、この傾斜部９１ａで反射された
後、更に、ステージ１０の上面で反射されて外方へ飛び
出す。この場合、反射光が検出センサ８５に入光するこ
とはない。また、図１９ｂは、垂直方向に対して４５°
の角度をなす傾斜部９１ａを示している。この態様で
は、傾斜部９１ａとともに対向傾斜部９１ｂが形成さ
れ、検出センサ８５からの検出光は、傾斜部９１ａで反
射された後、更に、対向傾斜部９１ｂで反射されて外方
に飛び出す。この場合にも、反射光が検出センサ８５に
入光することはない。更に、図１９ｃは、垂直方向に対
して６０°の角度をなす傾斜部９１ａを示している。こ
の場合には、検出センサ８５からの検出光が、傾斜部９
１ａで反射されて直接外方に飛び出し、反射光が検出セ
ンサ８５に入光することはない。

【００８２】このように、上記ステージプレート９１の
外周部およびその近傍の上面側に、所定角度の傾斜部９
１ａを設けたことにより、オリフラ１ａの位置検出をウ
エハ１の上方から行う場合において、オリフラ１ａの位
置が適正である際には、検出センサ８５の発光部からの
検出光は上記傾斜部９１ａで入射時と異なる方向に反射
される。すなわち、上記検出光がボンディングステージ
１０の上面で反射され検出センサ８５の受光部に入光し
てオリフラ１ａの位置検出に支障を来す惧れをなくする
ことができる。

【００８３】かかるボンディングステージ１０によるバ
ンプボンディング工程においては、まず、ウエハ１が移
載手段９によりボンディングステージ１０上の規制ロー
ラ対９３Ａ及び９３Ｂの内側に移載されると、図中左側
の規制部９５Ｂが規制動作し、その当接ローラ９４Ｂが
オリフラ１ａに係合してウエハ１を右側の規制ローラ対
９３Ａに向けて押し付ける。このとき、第１片寄せ用エ
ア噴出口１０３Ａからウエハ１にエアを吹き出し、ウエ
ハ１を規制ローラ対９３Ｂに係合させる。これら当接ロ
ーラ９４Ｂと規制ローラ対９３Ａにてウエハ１を位置規
制する。この状態で、吸着・浮上兼用エア口１０１によ
り、ウエハ１を吸着固定し、ウエハ１の半分の領域のＩ
Ｃチップに対してバンプを形成する。

【００８４】次いで、ウエハ１の吸着及び左側の規制部
９５Ｂによる規制を解除し、吸着・浮上兼用エア口１０
１からエアを吹き出してウエハ１を浮上させるととも
に、第２片寄せ用エア噴出口１０３Ｂからエアを吹き出
してウエハ１を図の右側の規制ローラ対９３Ａに係合さ
せ、その状態で旋回用エア噴出口１０２から所定流量の
エアを吹き出してウエハ１を旋回させる。このようにウ
エハ１の旋回状態でウエハ１を規制ローラ対９３Ａに係
合させることによりウエハ１が振れ回りしてふらつくこ
とがなく、一定位置で旋回させることができる。この旋
回動作中に、上記検出センサ８５が、ヒートステージ９
１の右側の外周部に設けられた傾斜部９１ａの真上に位
置するように、移載手段９を移動させる。そして、ウエ
ハ１のオリフラ１ａが右側の規制部９５Ａに対向する位
置までウエハ１が反転旋回すると、上記検出センサ８５
によりウエハ１のオリフラ１ａが検出されるので直ちに
浮上と旋回を停止させる。ここでは、２点でオリフラ１
ａの検出を行うため、ウエハ１の旋回流量に左右されず
に、高精度のオリフラ検出が可能である。また、上記検
出センサ８５は、移載手段９の移動動作に伴い、ボンデ
ィングステージ１０の上方で移動可能であるので、例え
ば過旋回等の旋回不良が生じた場合にも、上記検出セン
サ８５を、オリフラ１ａの過旋回を検出し得る位置に移
動させることにより、確実に旋回不良の検出を行うこと
ができる。尚、例えば直径３インチのウエハ等の比較的
小さくて軽いウエハを対象とする場合には、浮上及び旋
回初期に、ウエハ旋回が不安定になり易いため、所定時
間経過後にウエハ旋回が安定した上で、オリフラ１ａの
検出を行うようにした。

【００８５】続いて、右側の規制部９５Ａを規制動作さ
せ、その当接ローラ９４Ａをオリフラ１ａに係合させて
ウエハ１を左側の規制ローラ対９３Ｂに向けて押し付
け、これら当接ローラ９４Ａと規制ローラ対９３Ｂによ
りウエハ１を位置規制する。そして、吸着・浮上兼用エ
ア口１０１にてウエハ１を吸着固定し、ボンディングヘ
ッド１１にてウエハ１のボンディングヘッド１１に近い
側となった残りの半分の領域のＩＣチップに対してバン
プを形成し、ウエハ１の全面に対するバンプ形成が完了
する。このように、ウエハ１を半分の領域ずつバンプを
形成することにより、ボンディングヘッド１１の移動範
囲を小さくでき、それによってボンディングヘッド１１
の剛性や寸法精度を確保して高精度のバンプ形成が実現
できる。

【００８６】次に、本実施の形態に係るバンプボンディ
ング装置によるウエハ上の各ＩＣチップへのボンディン
グプロセスの概略について、図２０〜図２３のフローチ
ャートを参照しながら説明する。バンプボンディング装
置が駆動されてシステムがスタートすると、まず、ステ
ップ＃１でウエハの予熱が行われる。ウエハ１は、ボン
ディングステージ１０で、約１５０℃以上（場合によっ
ては約３００℃程度）にまで加熱されるが、この予熱を
行うことにより、急激な昇温によってウエハ１が割れる
等の不具合が生じることを防止できる。この予熱は種々
の方法で行うことが可能で、例えば、ウエハ１をキャリ
ア３０から取り出した後、ボンディングステージ１０に
搬送する前に、別設の予熱ステーション（不図示）で予
熱を行うようにしても良い。また、ウエハ１をキャリア
３０から取り出す直前に、別設の予熱ステーションで予
熱を行って再度キャリア３０内に挿入するようにしても
良い。予熱条件は、ボンディングステージ１０での加熱
温度等に基づいて適宜定められる。

【００８７】次に、所定温度に予熱されたウエハ１を移
載手段９によってボンディングステージ１０上に移載す
る（ステップ＃２）。このとき、前述のように、ウエハ
１は予備的に位置決めされた状態で、６点把持式のチャ
ック手段７６で把持されて移載される。そして、ボンデ
ィングステージ１０上で、一定時間保持してウエハ１の
温度を安定化させる（ステップ＃３）。これにより、予
熱によって生じたウエハ１の全体的な歪み（熱による
「そり」）が是正される。その後、ステップ＃４で、ウ
エハ１のオリフラ方向の検出が行われる。このとき、ウ
エハ１は、浮上エアで浮上させられ、片寄せエアで左右
のいずれか片側（例えば左側「Ｌ」）に片寄せさせら
れ、この状態でオリフラ方向の検出が行われる。

【００８８】そして、このステップ＃４での検出結果が
ＯＫ（良）の場合には、浮上および片寄せが共にＯＦＦ
（停止）されてウエハ１がボンディングステージ１０の
表面に吸着固定される（ステップ＃７）。一方、ステッ
プ＃４での検出結果がＮＧ（不良）の場合には、ウエハ
１は旋回エアで旋回させられ（ステップ＃５）、この旋
回を停止した後に再度オリフラ方向の検出が行われ（ス
テップ＃６）、その検出結果がＯＫとなるまで、ステッ
プ＃５及びステップ＃６が繰り返して実行される。そし
て、ステップ＃６での検出結果がＯＫになると、ステッ
プ＃７でウエハ１の吸着が行われる。

【００８９】以上のようにして、ボンディングステージ
１０上でのオリフラ方向の検出を終えた後、ウエハ１の
位置規正が行われる。すなわち、ステップ＃１２で、左
側の規制部９５を駆動してその当接ローラ９４をウエハ
１のオリフラ１ａに係合させて押し付けることにより、
反対側（右側）の規制ローラ９３と協働してウエハ１の
位置規制を行うようになっている。このように、位置規
制を行った後、ウエハ１をボンディングステージ１０の
表面にウエハ１を吸着固定した状態で、規制が解除され
る（ステップ＃１４）。尚、例えば水晶，リチウムタン
タル（ＬｉＴａ）製のウエハなど、裏面の表面粗さが一
定以上粗いウエハの場合には、ボンディングステージ表
面に対する摩擦係数が高くて滑りが悪いので、そのまま
ではスムースな規制を行えないことが考えられる。この
ような場合には、浮上エアでウエハを浮かせ（ステップ
＃１１）、この浮上状態でステップ＃１２の位置規制を
行えば良い。尚、このとき、ウエハを確実に浮かせるた
めに、タイマを駆動して浮上エアを一定時間作用させる
ことが好ましい。そして、位置規制が終了すると、浮上
エアをＯＦＦしてウエハを吸着固定する。

【００９０】ウエハ１の位置規制が完了すると、次に、
ウエハ１上の各ＩＣチップの電極部にバンプを形成する
ボンディング工程が行われる。このとき、ウエハ１上の
ＩＣチップの位置認識を繰り返しながらボンディングが
行われる（ステップ＃２１及びステップ＃２２）。そし
て、ウエハ１の所定の片側半分についてボンディングが
終了すると（ステップ＃２３）、ウエハ１の旋回（反
転）が行われる（ステップ＃３１）。このウエハ１の旋
回反転は、吸着をＯＦＦ（停止）するとともに、浮上エ
アおよび片寄せエアを共にＯＮした状態で旋回エアをＯ
Ｎして行われる。そして、このウエハ旋回後、ステップ
＃３２〜ステップ＃３５で、オリフラ方向の検出および
ウエハ１の吸着固定が行われる。この工程は、上述のス
テップ＃４〜ステップ＃７の一連の工程と、左右が異な
るだけで、対応する各ステップでの実行内容は同じであ
る。

【００９１】上記ステップ＃３５を終えた後、ステップ
＃３６〜ステップ＃３９でウエハ１の位置規正が行われ
る。この工程は、ステップ＃１１〜ステップ＃１４の一
連の工程と、左右が異なるだけで、対応する各ステップ
での実行内容は同じである。この後、ウエハ１の残り半
分に対するボンディングが行われる（ステップ＃２１及
びステップ＃２２）。以上のようにして、ウエハ１の残
り半分に対するボンディングが行われて両側（つまりウ
エハ１の全面）へのバンプの形成が終了すると（ステッ
プ＃４１）、移載手段９が駆動され（ステップ＃４
２）、ボンディングステージ１０からウエハ１が搬出さ
れる（ステップ＃４４）。尚、このとき、例えばリチウ
ムタンタル（ＬｉＴａ）製のウエハなど、裏面の表面粗
さが一定以上粗いウエハの場合には、ウエハ１の移載お
よび搬出をスムースに行えるように、ウエハ１を浮上エ
アで浮上させる（ステップ＃４３）。

【００９２】その後、ステップ＃４５で、ボンディング
ステージ１０で高温に加熱されたウエハ１が常温まで急
激に冷却されることがないように、ウエハ１を所定以下
の温度勾配で徐冷するアフタ・クーリングが行われる。
これにより、ウエハ１の急冷による割れの発生が確実に
防止される。以上により、１枚のウエハ１を略半分ずつ
に分割し、その片側半分および残りの半分に順次ボンデ
ィングを行い、最終的にその全面にわたって、各ＩＣチ
ップの電極部にバンプが形成されるようになっている。

【００９３】続いて、前述したフローチャート中の＃
５，＃３１及び＃３３の「ウエハ旋回」におけるエア供
給プロセスについて、図２４〜２６を参照しながら説明
する。まず、図２４に、本実施の形態に係る旋回用エア
噴出手段の簡単な構成を示す。この旋回用エア噴出手段
１２０は、前述したようにウエハ１を旋回させるべく略
同一円周上に配置された旋回用エア噴出口１０２と、一
端側で旋回用エア噴出口１０２に連通する一方、他端側
で分岐するエア供給通路１２１と、分岐したエア供給通
路の一方に設けられた旋回用エア供給手段１２２と、該
旋回用エア供給手段１２２に加えて作動させられ得る旋
回補助用エア供給手段１２５と、各エア供給手段１２
２，１２５にエアを供給するエア源１２８とから構成さ
れている。上記旋回用エア供給手段１２２は、所定流量
の旋回用エアを通過させる旋回流量ニードル１２３と、
上記エア源１２８から旋回流量ニードル１２３へのエア
供給を開閉動作により制御する旋回ブローバルブ１２４
とを有している。また、この旋回用エア供給手段１２２
と同様に、上記旋回補助用エア供給手段１２５は、所定
流量の旋回補助用エアを通過させる旋回補助流量ニード
ル１２６と、上記エア源１２８から旋回補助流量ニード
ル１２６へのエア供給を開閉動作により制御する旋回ブ
ローバルブ１２７とを有している。上記各エア供給手段
１２２，１２５における旋回ブローバルブ１２４，１２
７は、所望のタイミングで開閉可能である。なお、上記
エア供給通路１２１には、各エア供給手段１２２，１２
５から供給されるエアの総流量を計量する流量計１２９
が設けられている。

【００９４】かかる構成を備えた旋回用エア噴出手段１
２０によれば、上記各エア供給手段１２２，１２５にお
ける旋回ブローバルブ１２４，１２７の開閉パターンを
変えることによって、上記エア噴出口１０２から噴出す
るエアの流量を変化させることができる。例えば、旋回
用エア供給手段１２２における旋回ブローバルブ１２４
を開き、旋回補助用エア供給手段１２５における旋回ブ
ローバルブ１２７を閉じた状態では、上記旋回流量ニー
ドル１２３において設定された所定流量の旋回用エアの
みが、エア供給通路１２１を介して、上記エア噴出口１
０２から噴出させられる。続いて、旋回補助用エア供給
手段１２５における旋回ブローバルブ１２７を開くと、
旋回補助流量ニードル１２６において設定された所定流
量の補助旋回用エアが、エア供給通路１２１を介して、
上記旋回用エアに加算され、合計された流量のエアが上
記エア噴出口１０２から噴出させられることになる。

【００９５】図２５及び２６は、それぞれ、本実施の形
態に係る上記旋回用エア噴出手段１２０を用いたエア供
給プロセスのフローチャート及び該プロセスにおけるエ
ア流量の変化を示すグラフである。ウエハ旋回時に、ま
ず、上記各エア供給手段１２２，１２５における旋回ブ
ローバルブ１２４，１２７が開かれて、旋回用エア及び
旋回補助用エアが供給され、上記ボンディングステージ
１０上面側で、旋回用エア噴出口１０２から総流量Ｑ₁
（図２６参照）のエアが噴出する（ステップ＃５１）。
旋回用エア及び旋回補助用エアの流量は、それぞれ、毎
分３．３〜３．４リットル及び毎分９リットルに設定さ
れることが好ましい。この強いエアによって、旋回開始
に大きな力を要するウエハ、例えば水晶，リチウムタン
タル製の裏面の表面粗さが一定以上粗いウエハ（表面粗
さ１０〜８０μｍ），重いウエハ又は大きなウエハにつ
いても、スムースにウエハ旋回を開始させることができ
る。なお、旋回補助用エアの供給は、タイマを駆動して
一定時間（０．３〜０．８秒）行われる。ｔ＝Ｔ₁時間
経過後にタイマがカウントアップされると、旋回補助用
エア供給手段１２５における旋回ブローバルブ１２７が
閉じられて、旋回補助用エアの供給がＯＦＦされる（ス
テップ＃５２）。この状態では、旋回を維持するのに必
要な流量Ｑ₀の旋回用エアのみが、上記エア噴出口１０
２から噴出する。更に、ｔ＝Ｔ₂時間経過後には、旋回
用エア供給手段１２２における旋回ブローバルブ１２４
が閉じられて、旋回用エアの供給がＯＦＦされる（ステ
ップ＃５３）。その後、ウエハ１は次第に回転速度を失
い、ボンディングステージ１０上で停止する。

【００９６】このように、上記旋回用エア噴出手段１２
０によれば、ウエハ１の材質，重さ及びサイズ等の種類
にかかわらず、強いエアを用いてスムースにウエハ旋回
を開始させることができるとともに、旋回中には、供給
エアを弱くして、安定したウエハ旋回を行うことができ
る。また、この実施の形態では、旋回用エア及び旋回補
助用エアが共に供給される状態から、旋回補助用エアが
ＯＦＦされることにより、ウエハ１へのエア流量が変え
られるため、ウエハの速い旋回から遅い旋回への移行
を、エアの供給を絶つことなくスムースに行うことが可
能である。

【００９７】次に、図２７及び２８を参照しながら、本
発明の他の実施の形態に係る「ウエハ旋回」におけるエ
ア供給プロセスについて説明する。図２７及び２８は、
それぞれ、旋回用エア噴出手段によるエア供給プロセス
のフローチャート及び該プロセスにおけるエア流量の変
化を示すグラフである。尚、旋回用エア噴出手段の構成
については、前述した実施の形態における場合（図２４
参照）と同様であるため、同じものには同一の符号を付
して、これ以上の説明は省略する。この実施の形態で
は、ウエハ旋回に際して、まず、上記各エア供給手段に
おける旋回ブローバルブが共に開かれ、旋回用エア及び
旋回補助用エアが供給されて、上記ボンディングステー
ジ上面側で、旋回用エア噴出口１０２から総流量Ｑ
₁（図２８参照）のエアが噴出する（ステップ＃６
１）。この強いエアによって、旋回開始に大きな力を要
するウエハ、例えば裏面の表面粗さが一定以上粗いウエ
ハ（表面粗さ１０〜８０μｍ），重いウエハ若しくは大
きなウエハについても、スムースにウエハ旋回を開始さ
せることができる。

【００９８】ｔ＝Ｔ₁時間経過後に、旋回補助用エア供
給手段１２５における旋回ブローバルブ１２７が閉じら
れて、旋回補助用エアの供給がＯＦＦされる（ステップ
＃６２）。この状態では、旋回を維持するのに必要な流
量Ｑ₀の旋回用エアのみが、上記エア噴出口１０２から
噴出する。この状態が、ステップ＃６３において、所定
時間（Ｔ₁〜Ｔ₂）維持された後、再度、旋回補助用エア
供給手段１２５における旋回ブローバルブ１２７が開か
れて、各エア供給手段１２２，１２５から総流量Ｑ₁の
エアが供給される（ステップ＃６４）。なお、このステ
ップ＃６４では、より安定したウエハ旋回を実現するた
めに、旋回補助用エア供給手段１２５における旋回補助
流量ニードル１２６でエアの設定流量を変え、ステップ
＃６１のエア供給時とは異なる流量のエアを供給するよ
うにしてもよい。

【００９９】ｔ＝Ｔ₃時間経過後、旋回補助用エア供給
手段１２５における旋回ブローバルブ１２７が閉じられ
て、旋回補助用エアの供給がＯＦＦされる（ステップ＃
６５）。この状態では、流量Ｑ₀の旋回用エアのみが、
上記エア噴出口１０２から噴出する。更に、ｔ＝Ｔ₄時
間経過後には、旋回用エア供給手段１２２における旋回
ブローバルブ１２４が閉じられて、旋回用エアの供給が
ＯＦＦされる（ステップ＃６６）。その後、ウエハ１は
次第に回転速度を失い、ボンディングステージ１０上で
停止する。

【０１００】通常、ウエハ旋回は、オリフラ検出精度を
確保するために、低速で行われることが好ましいが、ウ
エハを低速で旋回させた場合、例えば水晶，リチウムタ
ンタル製のウエハなど、裏面の表面粗さが一定以上粗い
ウエハ（表面粗さ１０〜８０μｍ）については、オリフ
ラ検出の位置に到達するまでに停止する可能性がある。
前述した他の実施の形態では、旋回補助用エアの供給を
一旦ＯＦＦした後、ウエハ旋回中に再度ＯＮする、すな
わち旋回補助用エアを断続的に供給するため、かかるウ
エハについても、安定した低速でのウエハ旋回を維持す
ることができる。なお、ここでは、旋回補助用エアの断
続的な供給を複数回にわたって行ってもよい。例えば直
径１２インチのウエハ等の大きなウエハ若しくは重いウ
エハについては、通常では旋回に比較的長い時間を要す
るが、複数回にわたって断続的に旋回補助用エアを供給
することにより、その旋回に必要な時間を短縮すること
ができる。

【０１０１】また、更に、図２９及び３０を参照しなが
ら、本発明のまた別の実施の形態に係る「ウエハ旋回」
におけるエア供給プロセスについて説明する。図２９及
び３０は、それぞれ、旋回用エア噴出手段によるエア供
給プロセスのフローチャート及び該プロセスにおけるエ
ア流量の変化を示すグラフである。この実施の形態で
は、ウエハ旋回に際して、まず、上記各エア供給手段１
２２，１２５における旋回ブローバルブ１２４，１２７
が共に開かれて、旋回用エア及び旋回補助用エアが供給
され、上記ボンディングステージ１０上面側で、旋回用
エア噴出口１０２から総流量Ｑ₁（図３０参照）のエア
が噴出する（ステップ＃７１）。ｔ＝Ｔ₁時間経過後、
旋回補助流量ニードル１２６にて設定されるエア流量を
変え、旋回補助用エアの供給量を増やす（ステップ＃７
２）。この状態では、旋回用エア噴出口１０２から総流
量Ｑ₂（＞Ｑ₁）のエアが噴出する（ステップ＃７２）。
次に、ｔ＝Ｔ₂時間経過後、再度、旋回補助流量ニード
ル１２６にて設定されるエア流量を変えて、旋回補助用
エアの供給量を更に増やす（ステップ＃７３）。このと
き、旋回用エア噴出口１０２から総流量Ｑ₃（＞Ｑ₂）の
エアが噴出する。

【０１０２】ｔ＝Ｔ₃時間経過後、旋回補助用エア供給
手段１２５における旋回ブローバルブ１２７が閉じられ
て、旋回補助用エアの供給がＯＦＦされる（ステップ＃
７４）。この状態では、旋回を維持するのに必要な流量
Ｑ₀の旋回用エアのみが、上記エア噴出口１０２から噴
出する。更に、ｔ＝Ｔ₄時間経過後には、旋回用エア供
給手段１２２における旋回ブローバルブ１２４が閉じら
れて、旋回用エアの供給がＯＦＦされる（ステップ＃７
５）。その後、ウエハ１は次第に回転速度を失い、ボン
ディングステージ１０上で停止する。

【０１０３】このように、本発明のまた別の実施の形態
では、ウエハ旋回の開始から旋回補助用エアの流量が段
階的に増やされるため、ウエハの旋回を緩やかに開始さ
せ、ウエハの飛び出しを抑制することができる。

【０１０４】また、更に、安定したウエハ旋回を実現す
る手段として、ボンディングステージ１０において、ウ
エハ１を旋回させるべく略同一円周上に配置されるエア
噴出口を、前述した実施の形態におけるウエハ周縁部近
傍に対応する部位に加え、更にその内側に設けてもよ
い。図３１に、更に別の実施の形態に係るボンディング
ステージを示す。このボンディングステージ１０におけ
るステージプレート９１は、ウエハ周縁部近傍に対応す
る部位に設けられたエア噴出口１０２Ａ（以下、外側エ
ア噴出口という）と、その内側に設けられたエア噴出口
１０２Ｂ（以下、内側エア噴出口という）とを備えてい
る。前述した実施の形態における場合と同様にエア供給
手段からエア供給通路を介して供給されたエアは、これ
ら外側エア噴出口１０２Ａ及び内側エア噴出口１０２Ｂ
から均等な流量で噴出させられる。なお、図３１中の符
号９３Ａ,９３Ｂは、規制ローラ対をあらわすものであ
る。

【０１０５】これによれば、ステージプレート９１の比
較的広い範囲において、ウエハ１を旋回させるエアが噴
出させられるため、ウエハ１の裏面全体に旋回力を分散
して加えることができ、安定したウエハ旋回が可能であ
る。このことは、特にサイズの大きいウエハについて有
用である。

【０１０６】なお、前述した旋回用エア噴出手段１２０
（図２４参照）では、旋回用エア供給手段１２２及び旋
回補助用エア供給手段１２５から供給されるエアが同じ
エア噴出口１２０から噴出するが、これに限定されるこ
となく、各エア供給手段１２２，１２５からのエアを別
々のエア噴出口から噴出させてもよい。例えば、上記旋
回用エア供給手段１２２から供給されるエアを内側エア
噴出口１０２Ｂから、また、上記旋回補助用エア供給手
段１２５から供給されるエアを外側エア噴出口１０２Ａ
から噴出させる場合が考えられ、この場合には、比較的
弱いエア流量で旋回補助の効果をもたらすことが可能と
なる。

【０１０７】尚、本発明は、例示された実施の形態に限
定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て、種々の改良あるいは設計上の変更が可能であること
は言うまでもない。

【０１０８】

【発明の効果】本願の第１の発明によれば、外周の一部
に形成されたオリフラが所定方向に向くように予め位置
決めされたウエハを移載する移載手段に、ボンディング
ステージ上における上記ウエハのオリフラ位置を検出す
る検出手段が設けられているので、従来、かかる検出手
段をボンディングステージ側に設けていた場合のよう
に、検出手段が高温に曝されることがなくなり、従っ
て、この検出手段としては、特に耐熱用のものを用いる
必要がなくなる。また、上記検出手段は移載手段の移動
動作に伴って移動可能であるので、従来、検出手段がボ
ンディングステージの一側に固定して設けられていた場
合のように、オリフラ検出の方向がボンディングステー
ジの片側に限定されることがなくなる。

【０１０９】また、本願の第２の発明によれば、上記検
出手段は、発光部と受光部とを備えた光センサでなり、
上記移載手段のチャック手段に設けられているので、確
実なオリフラ検出を行うことができ、また、これを移載
手段のチャック手段に設けたので、オリフラ検出をウエ
ハの上方から行うことができ、ボンディングステージか
らの熱影響を確実に回避できる。

【０１１０】更に、本願の第３の発明によれば、上記検
出手段は、上記移載手段の移載方向と直交する方向に複
数個並べて配置されているので、一層高いオリフラ検出
精度を得ることができる。

【０１１１】また、更に、本願の第４の発明によれば、
ボンディングステージの外周部およびその近傍の上面側
が、所定角度の斜面状に形成されているので、オリフラ
検出をウエハの上方から行う場合において、オリフラが
検出手段の下方に位置している際には、検出手段の発光
部からの検出光は上記斜面で入射時と異なる方向に反射
される。すなわち、オリフラが検出手段の下方に位置し
ている場合でも、上記検出光がボンディングステージの
上面で反射され検出手段の受光部に入光してオリフラ検
出に支障を来す惧れをなくすることができる。

【０１１２】また、更に、本願の第５の発明によれば、
ボンディングステージ上面には、左右両側に各一対の規
制ローラが設けられるとともに、ウエハを浮上させる浮
上用エア噴出手段と、ウエハを旋回させる旋回用エア噴
出手段と、旋回状態のウエハを一側の規制ローラ対に当
て止める第１片寄せ用エア噴出口と、旋回状態のウエハ
を他側の規制ローラ対に当て止める第２片寄せ用エア噴
出口とが設けられ、第１および第２片寄せ用エア噴出口
へのエア供給を切り換える切換手段が備えられているの
で、ウエハをいずれの側にも片寄せすることができる。
この場合において、上記オリフラ検出手段は移載手段の
移動動作に伴って移動可能であるので、従来のようにオ
リフラ検出の方向がボンディングステージのいずれか片
側に限定されることはなく、いずれの側においてもオリ
フラ検出を行うことができる。

【０１１３】また、更に、本願の第６の発明によれば、
ボンディングステージを、上記各エア噴出口が設けられ
たステージプレートと、その下部に配置されたヒートブ
ロックとで構成し、上記ステージプレートに、各々のエ
ア噴出口に連通し外部からの供給エアを一旦蓄えるエア
チャンバが設けられているので、外部からの供給エアは
上記エアチャンバに蓄えられてエア噴出口からウエハ下
面に向かって噴出するまでにある程度暖められる。従っ
て、ボンディングステージで加熱されたウエハが、上記
噴出口からのエアによって浮上や旋回あるいは片寄せさ
れる場合に、エアによる冷却の温度勾配を従来に比べて
緩やかなものとすることができ、噴出エアによる冷却作
用がウエハに悪影響を及ぼすことを回避することが可能
になる。

【０１１４】本発明の第７の発明によれば、ウエハ旋回
に際して、上記旋回用エア噴出手段によりウエハの裏面
側に噴出するエア流量が可変であるので、ウエハの材
質，形状及びサイズにかかわらず、安定したウエハ旋回
を実現する流量のエアを供給することが可能となる。更
に、この場合においては、エア流量を変えるタイミング
を適正に調整するようにして、より安定したウエハ旋回
を実現することができる。

【０１１５】また、本発明の第８の発明によれば、複数
の旋回用エア噴出口に連通するエア供給通路の他端側に
設けられたエア供給手段においてエア流量が制御可能
で、上記旋回用エア噴出口からウエハの裏面側に噴出す
るエア流量が可変であるため、ウエハの材質，形状及び
サイズに応じてエア流量を変化させ、安定したウエハ旋
回を実現する流量のエアを供給することができる。ま
た、この場合においては、各エア供給手段からのエア
が、同じエア噴出口から噴出させられるため、ウエハの
速い旋回から遅い旋回への移行を、エアの供給を絶つこ
となくスムースに行うことが可能である。

【０１１６】更に、本発明の第９の発明によれば、複数
の旋回用エア噴出口に連通するエア供給通路の他端側に
設けられた各エア供給手段において所定流量のエアが供
給制御されて、上記旋回用エア噴出口からウエハの裏面
側に噴出するエア流量が可変であるので、ウエハの材
質，形状及びサイズに応じてエア流量を変化させ、安定
したウエハ旋回を実現する流量のエアを供給することが
できる。

【０１１７】また、更に、本発明の第１０の発明によれ
ば、ボンディングステージの比較的広い範囲にて旋回用
エアが噴出し、ウエハの裏面全体に旋回力を分散して加
えることができるので、安定したウエハ旋回が可能であ
る。このことは、特にサイズの大きいウエハについて有
用である。

【０１１８】また、更に、本発明の第１１の発明によれ
ば、ウエハ旋回時に、エア噴出口から噴出するエア流量
をより細かく可変制御することが可能となり、エア流量
をよりスムースに変化させて、ウエハ旋回を一層安定さ
せることができる。

【０１１９】また、更に、本発明の第１２の発明によれ
ば、ウエハ旋回の開始から旋回補助用エアの流量が段階
的に増やされるため、エア噴出口から噴出するエア流量
をよりスムースに変化させて、ウエハ旋回を緩やかに開
始させ、ウエハの飛び出しを抑制することができる。

【０１２０】また、更に、本発明の第１３の発明によれ
ば、ウエハ旋回の間に、旋回補助用エアが断続的に供給
されるので、例えば裏面が一定以上の粗さをもち、ボン
ディングステージ上で停止し易いウエハについても、安
定した低速でのウエハ旋回を維持することができる。

【０１２１】また、更に、本願の第１４の発明によれ
ば、旋回後のウエハのオリフラ位置を検出して、ボンデ
ィングステージ上におけるウエハの方向が適切であるか
否かを確認することができる。

【０１２２】また、更に、本願の第１５の発明によれ
ば、外周の一部に形成されたオリフラが所定方向に向く
ように予め位置決めされたウエハを移載する移載手段
が、６点把持式のチャック手段を備えているので、ウエ
ハの外周部をチャックで把持するに際してチャックの把
持部の一部がオリフラに掛かった場合でも、従来、４点
把持式のチャックを用いた場合のように、チャッキング
時にウエハのセンタがずれる惧れがなく、ボンディング
ステージへの移載時にオリフラの位置ずれが生じること
を有効に防止できる。

【０１２３】また、更に、本願の第１６の発明によれ
ば、搬入ステーションに、キャリア内のウエハのオリフ
ラ位置が基準位置から所定範囲内にあるか否かを検出す
る検出手段と、該検出手段によりウエハのオリフラ位置
が基準位置から所定範囲内にないことが検出された場合
に作業者に報知する報知手段とが設けられているので、
ウエハのオリフラ位置が適正であるか否かを確実に判断
でき、また、その判断結果が上記報知手段により作業者
に報知されるので、作業者がウエハをキャリヤ内に挿入
セットする際の作業負担を軽減され、また、オリフラ位
置の修正作業も簡略化されるので、手作業でウエハを取
り扱う機会も少なくなる。

【０１２４】また、更に、本願の第１７の発明によれ
ば、上記検出手段が、発光部と受光部とを備えた光セン
サでなり、ウエハのキャリヤからの取出方向と直交する
方向に複数個並べて配置されているので、検出手段に光
センサを用いたことにより確実なオリフラ検出を行うこ
とができ、また、検出手段自体およびその取付構造が簡
素化できる。更に、かかる検出手段を上述のように複数
個並べて配置したことにより、より一層高い検出精度を
得ることができる。

【０１２５】また、更に、本発明の第１８の発明によれ
ば、ウエハ旋回に際して、上記旋回用エア噴出手段によ
ってウエハの裏面側に噴出させられるエア流量を可変制
御するので、ウエハの材質，形状及びサイズにかかわら
ず、安定したウエハ旋回を実現する流量のエアを供給す
ることが可能となる。

【０１２６】また、更に、本発明の第１９の発明によれ
ば、ウエハ旋回の開始から旋回用エアの流量を段階的に
増やすため、エア噴出口から噴出するエア流量をよりス
ムースに変化させて、ウエハ旋回を緩やかに開始させ、
ウエハの飛び出しを抑制することができる。

【０１２７】また、更に、本発明の第２０の発明によれ
ば、ウエハ旋回の間に、旋回用エアが断続的に供給する
ので、例えば裏面が一定以上の粗さをもち、ボンディン
グステージ上で停止し易いウエハについても、安定した
低速でのウエハ旋回を維持することができる。

【０１２８】また、更に、本願の第２１の発明によれ
ば、旋回後のウエハのオリフラ位置を検出して、ボンデ
ィングステージ上におけるウエハの方向が適切であるか
否かを確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係るバンプボンディン
グ装置の全体配置構成を示す平面図である。

【図２】 上記実施の形態に係るボンディングヘッドに
おけるワイヤ供給機構の斜視図である。

【図３】 上記ボンディングヘッドをワイヤ供給機構を
省略して示した斜視図である。

【図４】 上記実施の形態に係るボンディング作業工程
を示し、（ａ）はボール形成工程の断面図、（ｂ）はボ
ールを電極に接合する工程の断面図、（ｃ）はワイヤを
切断してバンプを形成する工程の断面図である。

【図５】 上記実施の形態に係るウエハ搬送用のキャリ
アを示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面平面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。

【図６】 上記実施の形態に係る搬入ステーションに配
設されるリフタの要部構成を示す斜視図である。

【図７】 上記リフタの平面図である。

【図８】 上記リフタにおけるオリフラ検出手段による
検出動作の説明図である。

【図９】 上記実施の形態に係る搬出ステーションに配
設されるリフタの要部構成を示す斜視図である。

【図１０】 上記実施の形態に係る取出手段及び挿入手
段の概略構成を示す斜視図である。

【図１１】 上記実施の形態に係る移載手段の斜視図で
ある。

【図１２】 上記移載手段におけるチャック手段の平面
図である。

【図１３】 上記チャック手段における把持部を示す側
面図である。

【図１４】 上記チャック手段における検出手段を示す
側面図である。

【図１５】 上記実施の形態に係るボンディングステー
ジの斜視図である。

【図１６】 上記ボンディングステージの平面図であ
る。

【図１７】 上記ボンディングステージの断面説明図で
ある。

【図１８】 上記ボンディングステージの外周部に対し
てチャック手段における検出手段が位置決めされた状態
を示す説明図である。

【図１９】 上記ボンディングステージの外周部及びそ
の近傍に形成された各種の傾斜部による検出光反射作用
の説明図である。

【図２０】 上記バンプボンディング装置によるウエハ
上の各ＩＣチップへのボンディングプロセスの第１フロ
ーチャートである。

【図２１】 上記ボンディングプロセスの第２フローチ
ャートである。

【図２２】 上記ボンディングプロセスの第３フローチ
ャートである。

【図２３】 上記ボンディングプロセスの第４フローチ
ャートである。

【図２４】 上記ボンディングステージにおける旋回用
エア噴出手段の構成を示すブロック図である。

【図２５】 上記ボンディングステージにおけるウエハ
旋回時の旋回用エア供給プロセスのフローチャートであ
る。

【図２６】 図２５の旋回用エア供給プロセスにおける
エア流量の変化を示すグラフである。

【図２７】 本発明の他の実施の形態に係るボンディン
グステージにおけるウエハ旋回時のエア供給プロセスに
ついてのフローチャートである。

【図２８】 図２７の旋回用エア供給プロセスにおける
エア流量の変化を示すグラフである。

【図２９】 本発明の別の実施の形態に係るボンディン
グステージにおけるウエハ旋回時の旋回用エア供給プロ
セスについてのフローチャートである。

【図３０】 図２９の旋回用エア供給プロセスにおける
エア流量の変化を示すグラフである。

【図３１】 本発明の更に別の実施の形態に係るボンデ
ィングステージにおける旋回用エア噴出口を示す説明図
である。

【符号の説明】

１…ウエハ １ａ…オリフラ ２…搬入ステーション ３…搬入側移載ステーション ４…ボンディングステーション ７…取出手段 ９…移載手段 １０…ボンディングステージ １１…ボンディングヘッド ３０Ａ，３０Ｂ…キャリア ４０Ａ，４０Ｂ…リフタ ５６…検出センサ ８５…オリフラ位置検出センサ ９１…ステージプレート ９１ａ…傾斜部 ９２…ヒートブロック ９２ｂ…エアチャンバ １０１…吸着・浮上兼用エア口 １０２…旋回用エア噴出口 １０３Ａ…第１片寄せ用エア噴出口 １０３Ｂ…第２片寄せ用エア噴出口 １２０…旋回用エア噴出手段 １２１…エア供給通路 １２２…旋回用エア供給手段 １２５…旋回補助用エア供給手段

フロントページの続き (72)発明者 金山 真司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 渡辺 展久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−349632（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−349633（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−273636（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−299492（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−257148（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/60 H01L 21/68

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周の一部に形成されたオリフラが所定
   方向に向くように予め位置決めされたウエハを移載手段
   にてボンディングステージ上に移載し、この移載された
   ウエハに対してボンディングヘッドにてバンプを形成す
   るようにしたバンプボンディング装置において、 上記移載手段に、ボンディングステージ上における上記
   ウエハのオリフラ位置を検出するオリフラ位置検出手段
   が設けられていることを特徴とするバンプボンディング
   装置。
2. 【請求項２】 上記検出手段は、発光部と受光部とを備
   えた光センサでなり、上記移載手段のチャック手段に設
   けられていることを特徴とする請求項１記載のバンプボ
   ンディング装置。
3. 【請求項３】 上記検出手段は、上記移載手段の移載方
   向と直交する方向に複数個並べて配置されていることを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載のバンプボン
   ディング装置。
4. 【請求項４】 上記ボンディングステージの外周部およ
   びその近傍の上面側が、所定角度の斜面状に形成されて
   いることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の
   バンプボンディング装置。
5. 【請求項５】 上記ボンディングステージ上面には、左
   右両側に各一対の規制ローラが設けられるとともに、ウ
   エハを浮上させる浮上用エア噴出手段と、ウエハを旋回
   させる旋回用エア噴出手段と、旋回状態のウエハを一側
   の規制ローラ対に当て止める第１片寄せ用エア噴出口
   と、旋回状態のウエハを他側の規制ローラ対に当て止め
   る第２片寄せ用エア噴出口とが設けられ、第１および第
   ２片寄せ用エア噴出口へのエア供給を切り換える切換手
   段が備えられていることを特徴とする請求項１〜請求項
   ４のいずれか一に記載のバンプボンディング装置。
6. 【請求項６】 ボンディングステージ上面に、左右両側
   の各一対の規制ローラが設けられるとともに、ウエハを
   浮上させる浮上用エア噴出手段と、ウエハを旋回させる
   旋回用エア噴出手段と、旋回状態のウエハを少なくとも
   いずれか一側の規制ローラ対に当て止める片寄せ用エア
   噴出口とが設けられ、上記ボンディングステージ上に供
   給されたウエハに対してボンディングヘッドにてバンプ
   を形成するバンプボンディング装置において、 上記ボンディングステージを、上記各エア噴出口が設け
   られたステージプレートと、その下部に配置されたヒー
   トブロックとで構成し、上記ステージプレートに、各々
   のエア噴出口に連通し外部からの供給エアを一旦蓄える
   エアチャンバが設けられていることを特徴とするバンプ
   ボンディング装置。
7. 【請求項７】 ボンディングステージ上面側に、ウエハ
   を浮上させる浮上用エア噴出手段と、ウエハを旋回させ
   る旋回用エア噴出手段とが設けられ、上記ボンディング
   ステージ上に供給されたウエハに対してボンディングヘ
   ッドにてバンプを形成するバンプボンディング装置にお
   いて、 ウエハ旋回時に、上記旋回用エア噴出手段によってウエ
   ハの裏面側に噴出させられるエア流量が可変であること
   を特徴とするバンプボンディング装置。
8. 【請求項８】 上記旋回用エア噴出手段が、ボンディン
   グステージ上面側で、略同一円周上に配置された複数の
   旋回用エア噴出口と、一端側で該旋回用エア噴出口に連
   通し他端側で分岐するエア供給通路と、分岐したエア供
   給通路の一方に設けられた通常旋回用エア供給手段と、
   分岐したエア供給通路の他方に設けられた、通常旋回用
   エア供給手段に加えて作動させられ得る旋回補助用エア
   供給手段とを備えており、 上記各エア供給手段において所定流量のエアが供給制御
   されることにより、上記旋回用エア噴出口からウエハの
   裏面側に噴出するエア流量が可変であることを特徴とす
   る請求項７記載のバンプボンディング装置。
9. 【請求項９】 上記旋回用エア噴出手段が、ボンディン
   グステージ上面側で、第１の円周上に配置された複数の
   旋回用エア噴出口と、第２の円周上に配置された旋回補
   助用エア噴出口と、一端側で上記旋回用エア噴出口に連
   通するエア供給通路の他端側に設けられた通常旋回用エ
   ア供給手段と、一端側で上記旋回補助用エア噴出口に連
   通するエア供給通路の他端側に設けられた、通常旋回用
   エア供給手段に加えて作動させられ得る旋回補助用エア
   供給手段とを備えており、 上記各エア供給手段において所定流量のエアが供給制御
   されることにより、ウエハの裏面側に噴出するエア流量
   が可変であることを特徴とする請求項７記載のバンプボ
   ンディング装置。
10. 【請求項１０】 上記旋回用エア噴出手段の各エア噴出
    口が、それぞれ、ボンディングステージ上面側で、ウエ
    ハの周縁部又はその近傍に対応する円周上、若しくは、
    それより内側の円周上に設けられていることを特徴とす
    る請求項８又は請求項９に記載のバンプボンディング装
    置。
11. 【請求項１１】 上記旋回用エア供給手段及び旋回補助
    用エア供給手段の少なくとも一方において、エア流量が
    制御可能であることを特徴とする請求項８〜請求項１０
    のいずれか一に記載のバンプボンディング装置。
12. 【請求項１２】 ウエハ旋回時に、上記旋回補助用エア
    供給手段からエアが段階的に供給されることによって、
    ウエハの裏面側に噴出するエア流量が可変制御されるこ
    とを特徴とする請求項８〜請求項１１のいずれか一に記
    載のバンプボンディング装置。
13. 【請求項１３】 ウエハ旋回時に、上記旋回補助用エア
    供給手段からエアが断続的に供給されることによって、
    ウエハの裏面側に噴出するエア流量が可変制御されるこ
    とを特徴とする請求項８〜請求項１１のいずれか一に記
    載のバンプボンディング装置。
14. 【請求項１４】 上記ボンディングステージ上における
    ウエハのオリフラ位置を検出するオリフラ位置検出手段
    が設けられていることを特徴とする請求項６〜請求項１
    ３のいずれか一に記載のバンプボンディング装置。
15. 【請求項１５】 外周の一部に形成されたオリフラが所
    定方向に向くように予め位置決めされたウエハを移載手
    段にてボンディングステージ上に移載し、この移載され
    たウエハに対してボンディングヘッドにてバンプを形成
    するようにしたバンプボンディング装置において、 上記移載手段は、６点把持式のチャック手段を備えてい
    ることを特徴とするバンプボンディング装置。
16. 【請求項１６】 ウエハを互いに所定間隔をあけて積み
    重ね状態で収納し得るキャリアと該キャリヤを所定の上
    下位置に設置するリフタとを備えた搬入ステーションを
    有し、上記キャリア内から取出手段にて取り出されたウ
    エハを移載手段にてボンディングステージ上に移載し、
    この移載されたウエハに対してボンディングヘッドにて
    バンプを形成するようにしたバンプボンディング装置に
    おいて、 上記搬入ステーションに、キャリア内のウエハのオリフ
    ラ位置が基準位置から所定範囲内にあるか否かを検出す
    る検出手段と、該検出手段によりウエハのオリフラ位置
    が基準位置から所定範囲内にないことが検出された場合
    に作業者に報知する報知手段とが設けられていることを
    特徴とするバンプボンディング装置。
17. 【請求項１７】 上記検出手段は、発光部と受光部とを
    備えた光センサでなり、ウエハのキャリヤからの取出方
    向と直交する方向に複数個並べて配置されていることを
    特徴とする請求項１６記載のバンプボンディング装置。
18. 【請求項１８】 ボンディングステージ上に供給された
    ウエハに対してボンディングヘッドにてバンプを形成す
    るバンプボンディング方法において、 上記ボンディングステージに、ウエハを浮上させる浮上
    用エア噴出手段と、ウエハを旋回させる旋回用エア噴出
    手段とを設け、 ウエハ旋回時に、上記旋回用エア噴出手段によってウエ
    ハの裏面側に噴出させられるエア流量を可変制御するこ
    とを特徴とするバンプボンディング方法。
19. 【請求項１９】 ウエハ旋回時に、上記旋回用エア噴出
    手段からエアを段階的に供給して、ウエハの裏面側に噴
    出させられるエア流量を可変制御することを特徴とする
    請求項１８記載のバンプボンディング方法。
20. 【請求項２０】 ウエハ旋回時に、上記旋回用エア噴出
    手段からエアを断続的に供給して、ウエハの裏面側に噴
    出させられるエア流量を可変制御することを特徴とする
    請求項１８記載のバンプボンディング方法。
21. 【請求項２１】 上記ボンディングステージ上における
    ウエハのオリフラ位置を検出するオリフラ位置検出手段
    を設け、 ウエハ旋回後のウエハのオリフラ位置を検出することを
    特徴とする請求項１８〜請求項２０のいずれか一に記載
    のバンプボンディング方法。