JP3673051B2 - バンプ形成方法及びバンプボンダー - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバンプ形成方法及びバンプボンダーに関し、特にダイシングしてエキスパンドされた状態のエキスパンドウエハを供給し、各ＩＣチップのパッドにワイヤボンディング技術にてバンプを形成し、バンプを有するＩＣチップを生産するバンプ形成方法及びそれに用いるバンプボンダーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤボンディング技術によりＩＣチップのパッド（電極部）とパッケージ導体部との電気的接続を行うボンダーは、「半導体ハンドブック（第２版）」株式会社オーム社発行に種々紹介されている。この種の従来のワイヤボンディングを行うボンダーでも、その用い方によってＩＣチップのパッドに電気接続用のバンプを形成することはでき、例えば特願平８−２４９７２４号等において既に提案されている。
【０００３】
そのバンプボンダーを用いてＩＣチップにバンプを形成する際には、前工程として、まず図１８（ａ）に示すように、ＩＣチップを多数形成したウエハ９１をエキスパンディングシート９２上でダイシングして各ＩＣチップ９３に分割した後エキスパンドすることにより各ＩＣチップ９３に分割したエキスパンドウエハ９４とし、次いで図１８（ｂ）に示すように、このエキスパンドウエハ９４をダイスピッカーと呼ばれる装置に供給して各ＩＣチップ９３をトレイ９５に移載し、その後図１８（ｃ）に示すように、トレイ９５を上記バンプボンダーに供給することによりトレイ９５からＩＣチップ９３を順次取り出して各ＩＣチップ９３にバンプを形成し、バンプを形成したＩＣチップ９３をトレイ９６に収容して後続工程へ供給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のバンプボンダーを用いてＩＣチップにバンプを形成する場合には、上述のようにダイスピッカーを用いてエキスパンドウエハ９４からトレイ９５にＩＣチップ９３を収容し、そのトレイ９５をバンプボンダーに供給するという工程が必要であるため、ＩＣを自社供給可能なユーザーにおいては設備費が余計にかかるとともに設備の設置スペースも大きくなるという問題があった。
【０００５】
特に、近年の携帯式電子機器のさらなる小型軽量化の要請に伴い、ＩＣチップ９３に関してもその小型化が著しいため、ＩＣチップ９３を１個づつトレイ９５に移載して収容するのに多くの工数を要するとともに、トレー９５の搬送等における取扱いも困難となる等の問題が現れてくる。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、エキスパンドウエハを供給することによりバンプを有するＩＣチップを生産することができるバンプ形成方法及びそれに用いるバンプボンダーを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のバンプ形成方法は、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出してボンディングステージ上に移載する工程と、ボンディングステージ上でボンディングヘッドにてＩＣチップにバンプを形成する工程と、バンプを形成されたＩＣチップをレベリング部に移載する工程と、レベリング部でバンプ上端を押圧してレベリングする工程と、レベリングの終了したＩＣチップをテープ状保持体又はトレイに収容する工程と、レベリングの終了したＩＣチップのバンプの位置及び形状を認識して適否を検査する工程とを有し、不良品は廃棄するものであり、ウエハにより、バンプを有するＩＣチップを生産して、不良品は廃棄部へ廃棄して良品の製品のみをテープ状保持体又はトレイに収容した状態で製品を取り出すことができる。
【００１０】
請求項２の発明のバンプボンダーは、ボンディングステージ上でＩＣチップにバンプを形成するボンディングヘッドと、バンプ上端を押圧してレベリングするレベリング部と、レベリングの終了したＩＣチップを収納するテープ状保持体又はトレイが配置されたＩＣチップ収納部と、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出し、ボンディングステージ、レベリング部、ＩＣチップ収納部に順次ＩＣチップを移載する手段とを備え、レベリング部でレベリングされたバンプの位置又は形状を検査するバンプ検査手段をレベリング部とＩＣチップ収納部の間の移載経路途中に配置したものであり、エキスパンドウエハを供給することにより、バンプを有するＩＣチップを生産し、良品の製品を選別してテープ状保持体又はトレイに収容した状態で製品を取り出すことができる。
【００１５】
請求項３の発明は、ボンディングステージ上でＩＣチップにバンプを形成するボンディングヘッドと、バンプ上端を押圧してレベリングするレベリング部と、レベリングの終了したＩＣチップを収納するテープ状保持体又はトレイが配置されたＩＣチップ収納部と、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出し、ボンディングステージ、レベリング部、ＩＣチップ収納部に順次ＩＣチップを移載する手段とを備え、バッドマークが付されたＩＣチップ又は検査不良ＩＣチップを収納する廃棄部を移載手段の移動経路に配設したものであり、ウエハにより、バンプを有するＩＣチップを生産し、不良品を廃棄して良品のみを製品として供給することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のバンプボンダーの一実施形態について図１〜図１７を参照しながら説明する。
【００２３】
まず、本実施形態のバンプボンダーの全体配置構成を図１、図２を参照して説明する。ダイシングしてエキスパンドされた状態のウエハ（本明細書ではエキスパンドウエハと略称する）１を多数枚積層状態で収容したキャリア１０１が搬入され、エキスパンドウエハ１を一枚づつ順次受入部５に供給する搬入部４と、受入部５のエキスパンドウエハ１からボンディングステージ１０上に１つづつ移載されたＩＣチップ２のパッドにバンプ３を形成するボンディングヘッド１１が配設されたボンディング部６と、形成されたバンプ３上端を押圧してレベリングするレベリング部７と、レベリングの終了したＩＣチップ２を収納するテープ状保持体２７又はトレイが配置されたＩＣチップ収納部８と、受入部５からＩＣチップ２を取り出し、ボンディングステージ１０、レベリング部７、ＩＣチップ収納部８に順次ＩＣチップ２を移載する移載手段９とを備えている。また、移載手段９の移動経路の適所に、バッドマークが付されたＩＣチップ２や、検査不良のＩＣチップ２を廃棄する廃棄部１９が配設されている。
【００２４】
搬入部４には、キャリア１０１を支持して昇降し、受入部５への送出高さ位置にエキスパンドウエハ１を位置決めするリフタ２８と、エキスパンドウエハ１を受入部５へ送出する送出手段（図示せず）が配設されている。
【００２５】
受入部５は、エキスパンドウエハ１を保持してＹ方向に移動可能な移動テーブル２９と、Ｘ方向に移動可能な可動アーム３０の先端部に設置された認識カメラ３１を備えており、認識カメラ３１にてエキスパンドウエハ１の各ＩＣチップ２を認識してその正確な位置を検出するとともに、ＩＣチップ２に付されているバッドマークを検出するように構成されている。ＩＣチップ２の正確な位置を検出することにより、移載手段９でＩＣチップ２を吸着保持する際に、ＩＣチップ２が微小な場合でも確実かつ適正に保持することができる。また、バッドマークは前工程のＩＣ検査時に不良のＩＣチップ２に付されたものであり、その検出により不良ＩＣチップ２に対してもバンプ３を形成するという無駄を無くすことができる。
【００２６】
ＩＣチップ２の移載手段９は、図３に示すように、受入部５とＩＣチップ収納部８との間をＸ方向に移動可能なＸ方向移動台３２と、その上端に設置されたＹ方向に移動可能なＹ方向スライダ３３と、Ｙ方向スライダ３３に装着された吸着ヘッド３４を備えている。吸着ヘッド３４には、図４に示すように、Ｘ方向に並列して一対の吸着ノズル３５が配設され、ＩＣチップ２の各種移載を合理的に行うように構成されている。Ｘ方向移動台３２はＸ方向ガイド３６に案内され、ボールネジ３７のサーボモータ３８による正逆回転でＸ方向に往復移動される。Ｙ方向スライダ３３はＹ方向ガイド３９に案内され、サーボモータ４０の正逆回転によって回動するタイミングベルト（図示せず）に連結されてＹ方向に往復移動される。
【００２７】
吸着ヘッド３４においては、図４に示すように、吸着ノズル３５が中空のノズルロッド４１の下端に装着され、このノズルロッド４１の上端に吸着用エアホース４２が接続されている。ノズルロッド４１の上端部には水平方向に突出する係合部４３が設けられ、この係合部４３の下面に基端を枢支された揺動レバー４４の先端の係合ローラ４５が係合されている。揺動レバー４４の中間部にはカムローラ４６が設けられ、サーボモータ４８にて正逆回転駆動可能なカム４７の上端部に係合している。また、ノズルロッド４１を下方に向けて付勢するバネ４９が設けられている。かくして、サーボモータ４８による一対のカム４７の正逆回転によって何れかの吸着ノズル３５が選択されて昇降移動する。また、サーボモータ４８の正逆回転の回転範囲によって各吸着ノズル３５の下降端位置を可変することができる。
【００２８】
ボンディング部６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Ｘ方向及びＹ方向に移動可能なＸＹテーブル１２上に搭載されて配設されている。ボンディングステージ１０にはＩＣチップ２を位置決め固定してボンディングを行うボンディング位置１０ａ、１０ｂがＸ方向に適当間隔あけて並列して設けられ、一方のボンディング位置でバンプを形成している間に他方のボンディング位置に対してＩＣチップ２の移載を行って生産能率を向上するように構成されている。
【００２９】
ボンディングヘッド１１は、図５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ＩＣチップ２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。
【００３０】
ボンディング作業機構１５は、図５、図６に示すように、ワイヤ１４を把持するクランパ１８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８を開閉する開閉電磁駆動部２６とが設けられている。
【００３１】
ボンディング作業を、図７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ＩＣチップ２の所定のパッド（電極部）２ａと対向する位置にボンディングヘッド１１のキャピラリ２２ａ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７の（ａ）に示すようなボール１４ａが形成される。ワイヤ１４の各パッド２ａ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１４ａはＩＣチップ２のパッド２ａ上に熱圧着と超音波振動とによって図７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７の（ｃ）に示すようにワイヤ１４を切断して、パッド２ａの上にボール部１４ａと、ボール部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３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。
【００３２】
また、ボンディングヘッド１１にて上記のようにＩＣチップ２のパッド２ａにバンプ３を形成する際には、それに先立って制御部に格納されているボンディング座標データに基づいて認識カメラ２４を順次すべてのパッド２ａ位置に位置決めし、図８に示すように、各パッド２ａを認識してその中心位置５０と認識カメラ２４の中心位置５１の位置ずれ量ｄ１、ｄ２を検出してボンディング時における実際のＩＣチップ２の正確なパッド２ａの位置を検出し、それに基づいてボンディング座標データを補正するように構成されている。５２は、認識カメラ２４の視野である。このように、パッド２ａの位置データをボンディング動作に先立って補正することにより、ボンディング座標データを目視で入力した場合やＣＡＤデータから作成した場合に、データ入力時の誤差や常温におけるＣＡＤデータに対してボンディング時の２００〜３００℃における熱膨張による誤差が発生していても、実際にボンディングする際にボンディング位置を自動的に補正するので、高い位置精度でバンプを形成することができる。なお、このボンディング座標データの補正は、生産開始時とそれ以降は適当数のＩＣチップ２毎に行うのが好適である。
【００３３】
また、キャピラリ２２ａを交換した時や、生産開始時等においてボンディングステージ１０の温度が変化する期間や、さらにはボンディングヘッド１１の各機構部の経時変化によって、認識カメラ２４の中心位置とパッド２ａの中心位置が一致していても、図９に示すように、形成されたバンプ３の中心位置５３がパッド２ａの中心位置５０と位置ずれを生じる恐れがあるため、ＩＣチップ２のパッド２ａにバンプ３を形成した後、認識カメラ２４にてバンプ３を認識してその中心位置５３を検出し、パッド２ａの中心位置５０又は認識カメラ２４の中心位置５１との位置ずれ量を検出してボンディング座標データを補正するように構成されている。このボンディング座標データの補正は、キャピラリ２２ａの交換時に、またボンディングステージ１０が温度変化過程にある場合に適当時間間隔置きに、その後は必要に応じて適当数のＩＣチップ毎又は適当数のバンプ３の形成毎に行うのが好適である。
【００３４】
また、ボンディングステージ１０にはＩＣチップ２をボンディング位置１０ａ、１０ｂに位置決め固定するため、図１０に示すような位置規正手段５５が設けられている。この位置規正手段５５は、固定ブロック５６と固定ブロック５６に対して遠近方向に移動可能な規正爪５７との間でＩＣチップ２を挟持して位置決めするように構成されている。規正爪５７の先端にはその左右両側に、ＩＣチップ２の角部に係合する位置決めコーナ５５ａ、５５ｂが形成され、それぞれボンディング位置１０ａ、１０ｂにＩＣチップ２を位置決めする。さらに、その規正爪５７は、爪本体５８と、爪本体５８の先端部に上下に変位可能に装着されてＩＣチップ２に当接する規正片５９にて構成されており、かつボンディングステージ１０に規正片５９を真空吸着する吸着穴６０が設けられている。また、規正爪５７はＩＣチップ２の挟持状態でバネ６１にて所定の付勢力で固定ブロック５６に向けて付勢されている。
【００３５】
以上の構成の位置規正手段５５では、ＩＣチップ２を固定ブロック５６と規正爪５７の間で挟持固定するので、ＩＣチップ２が微小な場合にも確実に固定することができ、更に規正爪５７を爪本体５８と真空吸着されてボンディングステージ１０上面に密着する規正片５９にて構成して固定ブロック５６と規正片５９との間でＩＣチップ２を挟持するようにしているので、ＩＣカード用のＩＣチップ２など、極めて厚さの薄いＩＣチップ２の場合にも確実に挟持固定することができる。
【００３６】
なお、あまり薄いＩＣチップ２を適用することがないバンプボンダーの場合には、図１１に示すように、固定ブロック５６と単体の規正爪５７にて位置規正手段５５を構成しても良いことは言うまでもない。
【００３７】
図１２に規正爪５７に位置規正動作を行わせる規正駆動機構６２を示す。規正駆動機構６２は、Ｘ方向移動機構６３とＹ方向移動機構６４にて移動台６５をＸ方向とＹ方向の２方向に移動可能に構成されており、この移動台６５上にスライドガイド６６にてＹ方向に移動可能に規正爪取付脚６７が支持され、この規正爪取付脚６７上端に規正爪５７が固定されている。また、このスライドガイド６６の基端と規正爪取付脚６７との間に規正爪５７を固定ブロック５６に向けて移動付勢する上記バネ６１が介装されている。Ｘ方向移動機構６３とＹ方向移動機構６４はそれぞれサーボモータ６８にてボールネジ６９を正逆回転駆動することにより往復移動するように構成されている。
【００３８】
レベリング部７は、図１３に示すように、レベリングユニット７０と、移載手段９による移載位置とレベリングユニット７０との間でＩＣチップ２を保持してＹ方向に移動する可動受台７１と、可動受台７１の移動経路の途中に配設されたバンプ検査用の認識カメラ７２とを備えている。
【００３９】
レベリングユニット７０は、図１４に示すように、ＩＣチップ２が設置される可動受台７１上の下部レベリングプレート７３と、バンプ３の上端に当接して加圧変形させる上部レベリングプレート７４と、加圧力を負荷する加圧プレート７５と、加圧プレート７５と上部レベリングプレート７４の間に介装されたロードセル７６と、加圧プレート７５をＺ方向に下降駆動する加圧機構７７とを備えており、ロードセル７６にて加圧力を検出して任意の加圧力を負荷できるように構成されている。これにより、ボンディング部６で形成された図１５（ａ）に示すようなバンプ３のワイヤ部分１４ｂが加圧変形されて同一高さにレベリングされることにより、図１５（ｂ）に示すように、台座部３ａから小径の頭頂部３ｂが突出したバンプ３が形成される。この台座部３ａの上に頭頂部３ｂが突出したバンプ３の形状は、ＩＣチップ２を基板に接着剤を用いて接合する場合に適した形状である。
【００４０】
可動受台７１は、スライドガイド７８にて移動自在に支持されるとともに、サーボモータ７９にてボールネジ８０を正逆回転させることにより、Ｙ方向に移動及び任意位置に位置決め可能に構成されている。また、認識カメラ７２は、Ｘ方向に移動可能な可動台８１上に搭載されており、可動台８１はスライドガイド８２にて移動自在に支持されるとともに、サーボモータ８３にてボールネジ８４を正逆回転させることにより、Ｘ方向に移動及び任意位置に位置決め可能に構成されている。これにより可動受台７１上のＩＣチップ２の各バンプ３を順次認識カメラ７２にて認識して、バンプ３の位置及び形状を検査することができる。
【００４１】
認識カメラ７２によるバンプ３の検査は、図１６に示すように、バンプ３の有無、バンプ３の台座部３ａの径Ｄ１、Ｄ２、頭頂部３ｂの径Ｄ３、Ｄ４、及びパッド２ａの中心位置５０に対するパッド３の中心位置５３の位置ずれ量ｄ３、ｄ４を検出しそれぞれ予め設定された許容範囲内にあるか否かを判定する。検査の結果、許容範囲内の場合は良品として移載手段９にてＩＣチップ収納部８に移載されてテープ状保持体２７やトレイに収納される。一方、範囲外の場合は不良品として移載手段９にて廃棄部１９に移載・収納される。
【００４２】
さらに、レベリングユニット７０は加圧力を任意に選択設定可能に構成されており、これによって図１７（ａ）に示すボンディング部６で形成したバンプ３の形状から、上記のように台座部３ａから頭頂部３ｂが突出した図１７（ｂ）に示すようなバンプ形状にレベリングする場合と、図１７（ｃ）に示すように、頭頂部３ｂを完全に圧縮変形させて台座部３ｂのみから成る円柱状のバンプ形状にレベリングする場合とで選択可能とされている。レベリングにより円柱状のバンプ３を形成した場合、図１７（ｄ）に示すように、ＩＣチップ２の金バンプ３を基板８６の金電極８７に超音波８８にて接合することでＩＣチップ２を基板８６に実装する場合に、接合面積が大であることにより高い接合強度が得られるために好適である。
【００４３】
以上の構成において、エキスパンドウエハ１を収容したキャリア１０１を搬入部４に搬入すると、エキスパンドウエハ１は順次受入部５に送出される。受入部５にエキスパンドウエハ１が設置されると、移動テーブル２９と可動アーム３０が移動して認識カメラ３１がエキスパンドウエハ１における各ＩＣチップ２の配置位置上に位置決めされ、実際のＩＣチップ２の位置が検出され、またバッドマークが付されたＩＣチップ２を検出する。
【００４４】
次に、移載手段９にて受入部５のＩＣチップ２が順次ボンディング部６のボンディングステージ１０上に移載され、位置規正手段５５にて所定位置に位置決め固定され、ボンディングヘッド１１にてパッド２ａ上にバンプ３が形成される。
【００４５】
その際に、必要に応じて上述のようにボンディング位置データの補正がボンディングに先立って行われる。また、ボンディングステージ１０には２つのボンディング位置１０ａ、１０ｂが設けられているので、上述の如く一方のボンディング位置でボンディング動作を行っている間に他方のボンディング位置に対してＩＣチップ２の移載動作が行われる。また、バッドマークが付されたＩＣチップ２は適当な時期に移載手段９にて廃棄部１９に廃棄される。
【００４６】
バンプ３の形成が終了したＩＣチップ２は移載手段９にてレベリング部７の可動受台７１上に移載され、レベリングユニット７０に移動して各バンプ３のレベリングが行われる。レベリングが終了したＩＣチップ２は認識カメラ７２の下部に位置決めされ、可動受台７１のＹ方向の移動と認識カメラ７２を搭載した可動台８１のＸ方向の移動により各バンプ３が認識カメラ７２で認識して適否が検査される。その後、可動受台７１が原点位置に復帰し、すべてのバンプ３が適正であったＩＣチップ２は移載手段９にてＩＣチップ収納部８に移載されたテープ状保持体２７又はトレイに収容され、不良のバンプ３があったＩＣチップ２は移載手段９にて廃棄部１９に廃棄される。
【００４７】
以上のように本実施形態のバンプボンダーによれば、エキスパンドウエハ１をキャリア１０１に収容した状態で搬入部４に搬入することにより、バンプ３が形成されたＩＣチップ２をテープ状保持体２７又はトレイに収容した状態で得ることができ、そのままＩＣチップ２の実装装置に供給することができる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明のバンプ形成方法によれば、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出してボンディングステージ上に移載し、ボンディングステージ上でボンディングヘッドにてＩＣチップにバンプを形成し、バンプを形成されたＩＣチップをレベリング部に移載し、レベリング部でバンプ上端を押圧してレベリングし、レベリングの終了したＩＣチップをテープ状保持体又はトレイに収容するので、ウエハによってバンプを有するＩＣチップを生産してテープ状保持体又はトレイに収容した状態で製品を取り出すことができ、ＩＣチップをトレイに収容するダイスピッカーなどを設備する必要がなく、設備コストの低廉化と設備の省スペース化を図ることができ、またＩＣチップを収容したトレイの搬送等の取扱いの面倒な作業も不要となるため、生産性を大幅に向上することができる。特に、レベリングの終了したＩＣチップのバンプの位置又は形状を認識して適否を検査し、不良品は廃棄部に廃棄するので、良品の製品のみを取り出すことができる。
【００５１】
請求項２の発明のバンプボンダーによれば、ボンディングステージ上でＩＣチップにバンプを形成するボンディングヘッドと、バンプ上端を押圧してレベリングするレベリング部と、レベリングの終了したＩＣチップを収納するテープ状保持体又はトレイが配置されたＩＣチップ収納部と、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出し、ボンディングステージ、レベリング部、ＩＣチップ収納部に順次ＩＣチップを移載する手段とを備え、レベリング部でレベリングされたバンプの位置又は形状を検査するバンプ検査手段をレベリング部とＩＣチップ収納部の間の移載経路途中に配置しているので、ウエハにより、バンプを有するＩＣチップを生産し、良品の製品を選別してテープ状保持体又はトレイに収容した状態で製品を取り出すことができる。
【００５６】
請求項３の発明によれば、ボンディングステージ上でＩＣチップにバンプを形成するボンディングヘッドと、バンプ上端を押圧してレベリングするレベリング部と、レベリングの終了したＩＣチップを収納するテープ状保持体又はトレイが配置されたＩＣチップ収納部と、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出し、ボンディングステージ、レベリング部、ＩＣチップ収納部に順次ＩＣチップを移載する手段とを備え、バッドマークが付されたＩＣチップ又は検査不良ＩＣチップを収納する廃棄部を移載手段の移動経路に配設しているので、ウエハにより、バンプを有するＩＣチップを生産し、不良品を廃棄して良品のみを製品として供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のバンプボンダーの全体構成を示す斜視図である。
【図２】同実施形態のバンプボンダーの全体配置構成を示す平面図である。
【図３】同実施形態の移載手段の斜視図である。
【図４】同実施形態の移載手段における吸着ヘッドの斜視図である。
【図５】同実施形態の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６】同実施形態の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７】同実施形態の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８】同実施形態におけるＩＣチップのパッドと認識カメラの位置ずれ補正の説明図である。
【図９】同実施形態における認識カメラとボンディングホーンの位置ずれ補正の説明図である。
【図１０】同実施形態におけるボンディングステージ上でのＩＣチップの位置規正手段を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断側面図である。
【図１１】同実施形態における位置規正手段の他の構成例の縦断側面図である。
【図１２】同実施形態における位置規正手段の全体斜視図である。
【図１３】同実施形態におけるレベリング部の全体斜視図である。
【図１４】同実施形態におけるレベリング部の要部の概略構成図である。
【図１５】同実施形態におけるレベリング動作を示し、（ａ）はレベリング前のバンプの斜視図、（ｂ）はレベリングしたバンプの斜視図である。
【図１６】同実施形態におけるレベリング後のバンプの検査の説明図である。
【図１７】同実施形態における円柱状バンプのレベリング動作と基板への接合動作の説明図である。
【図１８】従来例におけるＩＣチップにバンプを形成する工程を示し、（ａ）はウエハをダイシングしてエキスパンドする工程の説明図、（ｂ）はダイスピッカーにてＩＣチップをトレイに収容する工程の説明図、（ｃ）はバンプボンダーにてＩＣチップにバンプを形成する工程の説明図である。
【符号の説明】
１ エキスパンドウエハ
２ ＩＣチップ
２ａ パッド
３ バンプ
４ 搬入部
５ 受入部
６ ボンディング部
７ レベリング部
８ ＩＣチップ収納部
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
１９ 廃棄部
２２ ホーン
２４ 認識カメラ
３１ 認識カメラ
３５ 吸着ノズル
４４ 揺動レバー
４７ カム
４８ サーボモータ
５０ パッド中心位置
５１ 認識カメラ中心位置
５３ バンプ中心位置
５５ 位置規正手段
５６ 固定ブロック
５７ 規正爪
５８ 爪本体
５９ 規正片
６０ 吸着穴
７０ レベリングユニット
７２ 認識カメラ
【発明の属する技術分野】
本発明はバンプ形成方法及びバンプボンダーに関し、特にダイシングしてエキスパンドされた状態のエキスパンドウエハを供給し、各ＩＣチップのパッドにワイヤボンディング技術にてバンプを形成し、バンプを有するＩＣチップを生産するバンプ形成方法及びそれに用いるバンプボンダーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤボンディング技術によりＩＣチップのパッド（電極部）とパッケージ導体部との電気的接続を行うボンダーは、「半導体ハンドブック（第２版）」株式会社オーム社発行に種々紹介されている。この種の従来のワイヤボンディングを行うボンダーでも、その用い方によってＩＣチップのパッドに電気接続用のバンプを形成することはでき、例えば特願平８−２４９７２４号等において既に提案されている。
【０００３】
そのバンプボンダーを用いてＩＣチップにバンプを形成する際には、前工程として、まず図１８（ａ）に示すように、ＩＣチップを多数形成したウエハ９１をエキスパンディングシート９２上でダイシングして各ＩＣチップ９３に分割した後エキスパンドすることにより各ＩＣチップ９３に分割したエキスパンドウエハ９４とし、次いで図１８（ｂ）に示すように、このエキスパンドウエハ９４をダイスピッカーと呼ばれる装置に供給して各ＩＣチップ９３をトレイ９５に移載し、その後図１８（ｃ）に示すように、トレイ９５を上記バンプボンダーに供給することによりトレイ９５からＩＣチップ９３を順次取り出して各ＩＣチップ９３にバンプを形成し、バンプを形成したＩＣチップ９３をトレイ９６に収容して後続工程へ供給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のバンプボンダーを用いてＩＣチップにバンプを形成する場合には、上述のようにダイスピッカーを用いてエキスパンドウエハ９４からトレイ９５にＩＣチップ９３を収容し、そのトレイ９５をバンプボンダーに供給するという工程が必要であるため、ＩＣを自社供給可能なユーザーにおいては設備費が余計にかかるとともに設備の設置スペースも大きくなるという問題があった。
【０００５】
特に、近年の携帯式電子機器のさらなる小型軽量化の要請に伴い、ＩＣチップ９３に関してもその小型化が著しいため、ＩＣチップ９３を１個づつトレイ９５に移載して収容するのに多くの工数を要するとともに、トレー９５の搬送等における取扱いも困難となる等の問題が現れてくる。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、エキスパンドウエハを供給することによりバンプを有するＩＣチップを生産することができるバンプ形成方法及びそれに用いるバンプボンダーを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のバンプ形成方法は、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出してボンディングステージ上に移載する工程と、ボンディングステージ上でボンディングヘッドにてＩＣチップにバンプを形成する工程と、バンプを形成されたＩＣチップをレベリング部に移載する工程と、レベリング部でバンプ上端を押圧してレベリングする工程と、レベリングの終了したＩＣチップをテープ状保持体又はトレイに収容する工程と、レベリングの終了したＩＣチップのバンプの位置及び形状を認識して適否を検査する工程とを有し、不良品は廃棄するものであり、ウエハにより、バンプを有するＩＣチップを生産して、不良品は廃棄部へ廃棄して良品の製品のみをテープ状保持体又はトレイに収容した状態で製品を取り出すことができる。
【００１０】
請求項２の発明のバンプボンダーは、ボンディングステージ上でＩＣチップにバンプを形成するボンディングヘッドと、バンプ上端を押圧してレベリングするレベリング部と、レベリングの終了したＩＣチップを収納するテープ状保持体又はトレイが配置されたＩＣチップ収納部と、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出し、ボンディングステージ、レベリング部、ＩＣチップ収納部に順次ＩＣチップを移載する手段とを備え、レベリング部でレベリングされたバンプの位置又は形状を検査するバンプ検査手段をレベリング部とＩＣチップ収納部の間の移載経路途中に配置したものであり、エキスパンドウエハを供給することにより、バンプを有するＩＣチップを生産し、良品の製品を選別してテープ状保持体又はトレイに収容した状態で製品を取り出すことができる。
【００１５】
請求項３の発明は、ボンディングステージ上でＩＣチップにバンプを形成するボンディングヘッドと、バンプ上端を押圧してレベリングするレベリング部と、レベリングの終了したＩＣチップを収納するテープ状保持体又はトレイが配置されたＩＣチップ収納部と、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出し、ボンディングステージ、レベリング部、ＩＣチップ収納部に順次ＩＣチップを移載する手段とを備え、バッドマークが付されたＩＣチップ又は検査不良ＩＣチップを収納する廃棄部を移載手段の移動経路に配設したものであり、ウエハにより、バンプを有するＩＣチップを生産し、不良品を廃棄して良品のみを製品として供給することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のバンプボンダーの一実施形態について図１〜図１７を参照しながら説明する。
【００２３】
まず、本実施形態のバンプボンダーの全体配置構成を図１、図２を参照して説明する。ダイシングしてエキスパンドされた状態のウエハ（本明細書ではエキスパンドウエハと略称する）１を多数枚積層状態で収容したキャリア１０１が搬入され、エキスパンドウエハ１を一枚づつ順次受入部５に供給する搬入部４と、受入部５のエキスパンドウエハ１からボンディングステージ１０上に１つづつ移載されたＩＣチップ２のパッドにバンプ３を形成するボンディングヘッド１１が配設されたボンディング部６と、形成されたバンプ３上端を押圧してレベリングするレベリング部７と、レベリングの終了したＩＣチップ２を収納するテープ状保持体２７又はトレイが配置されたＩＣチップ収納部８と、受入部５からＩＣチップ２を取り出し、ボンディングステージ１０、レベリング部７、ＩＣチップ収納部８に順次ＩＣチップ２を移載する移載手段９とを備えている。また、移載手段９の移動経路の適所に、バッドマークが付されたＩＣチップ２や、検査不良のＩＣチップ２を廃棄する廃棄部１９が配設されている。
【００２４】
搬入部４には、キャリア１０１を支持して昇降し、受入部５への送出高さ位置にエキスパンドウエハ１を位置決めするリフタ２８と、エキスパンドウエハ１を受入部５へ送出する送出手段（図示せず）が配設されている。
【００２５】
受入部５は、エキスパンドウエハ１を保持してＹ方向に移動可能な移動テーブル２９と、Ｘ方向に移動可能な可動アーム３０の先端部に設置された認識カメラ３１を備えており、認識カメラ３１にてエキスパンドウエハ１の各ＩＣチップ２を認識してその正確な位置を検出するとともに、ＩＣチップ２に付されているバッドマークを検出するように構成されている。ＩＣチップ２の正確な位置を検出することにより、移載手段９でＩＣチップ２を吸着保持する際に、ＩＣチップ２が微小な場合でも確実かつ適正に保持することができる。また、バッドマークは前工程のＩＣ検査時に不良のＩＣチップ２に付されたものであり、その検出により不良ＩＣチップ２に対してもバンプ３を形成するという無駄を無くすことができる。
【００２６】
ＩＣチップ２の移載手段９は、図３に示すように、受入部５とＩＣチップ収納部８との間をＸ方向に移動可能なＸ方向移動台３２と、その上端に設置されたＹ方向に移動可能なＹ方向スライダ３３と、Ｙ方向スライダ３３に装着された吸着ヘッド３４を備えている。吸着ヘッド３４には、図４に示すように、Ｘ方向に並列して一対の吸着ノズル３５が配設され、ＩＣチップ２の各種移載を合理的に行うように構成されている。Ｘ方向移動台３２はＸ方向ガイド３６に案内され、ボールネジ３７のサーボモータ３８による正逆回転でＸ方向に往復移動される。Ｙ方向スライダ３３はＹ方向ガイド３９に案内され、サーボモータ４０の正逆回転によって回動するタイミングベルト（図示せず）に連結されてＹ方向に往復移動される。
【００２７】
吸着ヘッド３４においては、図４に示すように、吸着ノズル３５が中空のノズルロッド４１の下端に装着され、このノズルロッド４１の上端に吸着用エアホース４２が接続されている。ノズルロッド４１の上端部には水平方向に突出する係合部４３が設けられ、この係合部４３の下面に基端を枢支された揺動レバー４４の先端の係合ローラ４５が係合されている。揺動レバー４４の中間部にはカムローラ４６が設けられ、サーボモータ４８にて正逆回転駆動可能なカム４７の上端部に係合している。また、ノズルロッド４１を下方に向けて付勢するバネ４９が設けられている。かくして、サーボモータ４８による一対のカム４７の正逆回転によって何れかの吸着ノズル３５が選択されて昇降移動する。また、サーボモータ４８の正逆回転の回転範囲によって各吸着ノズル３５の下降端位置を可変することができる。
【００２８】
ボンディング部６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Ｘ方向及びＹ方向に移動可能なＸＹテーブル１２上に搭載されて配設されている。ボンディングステージ１０にはＩＣチップ２を位置決め固定してボンディングを行うボンディング位置１０ａ、１０ｂがＸ方向に適当間隔あけて並列して設けられ、一方のボンディング位置でバンプを形成している間に他方のボンディング位置に対してＩＣチップ２の移載を行って生産能率を向上するように構成されている。
【００２９】
ボンディングヘッド１１は、図５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ＩＣチップ２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。
【００３０】
ボンディング作業機構１５は、図５、図６に示すように、ワイヤ１４を把持するクランパ１８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８を開閉する開閉電磁駆動部２６とが設けられている。
【００３１】
ボンディング作業を、図７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ＩＣチップ２の所定のパッド（電極部）２ａと対向する位置にボンディングヘッド１１のキャピラリ２２ａ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７の（ａ）に示すようなボール１４ａが形成される。ワイヤ１４の各パッド２ａ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１４ａはＩＣチップ２のパッド２ａ上に熱圧着と超音波振動とによって図７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７の（ｃ）に示すようにワイヤ１４を切断して、パッド２ａの上にボール部１４ａと、ボール部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３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。
【００３２】
また、ボンディングヘッド１１にて上記のようにＩＣチップ２のパッド２ａにバンプ３を形成する際には、それに先立って制御部に格納されているボンディング座標データに基づいて認識カメラ２４を順次すべてのパッド２ａ位置に位置決めし、図８に示すように、各パッド２ａを認識してその中心位置５０と認識カメラ２４の中心位置５１の位置ずれ量ｄ１、ｄ２を検出してボンディング時における実際のＩＣチップ２の正確なパッド２ａの位置を検出し、それに基づいてボンディング座標データを補正するように構成されている。５２は、認識カメラ２４の視野である。このように、パッド２ａの位置データをボンディング動作に先立って補正することにより、ボンディング座標データを目視で入力した場合やＣＡＤデータから作成した場合に、データ入力時の誤差や常温におけるＣＡＤデータに対してボンディング時の２００〜３００℃における熱膨張による誤差が発生していても、実際にボンディングする際にボンディング位置を自動的に補正するので、高い位置精度でバンプを形成することができる。なお、このボンディング座標データの補正は、生産開始時とそれ以降は適当数のＩＣチップ２毎に行うのが好適である。
【００３３】
また、キャピラリ２２ａを交換した時や、生産開始時等においてボンディングステージ１０の温度が変化する期間や、さらにはボンディングヘッド１１の各機構部の経時変化によって、認識カメラ２４の中心位置とパッド２ａの中心位置が一致していても、図９に示すように、形成されたバンプ３の中心位置５３がパッド２ａの中心位置５０と位置ずれを生じる恐れがあるため、ＩＣチップ２のパッド２ａにバンプ３を形成した後、認識カメラ２４にてバンプ３を認識してその中心位置５３を検出し、パッド２ａの中心位置５０又は認識カメラ２４の中心位置５１との位置ずれ量を検出してボンディング座標データを補正するように構成されている。このボンディング座標データの補正は、キャピラリ２２ａの交換時に、またボンディングステージ１０が温度変化過程にある場合に適当時間間隔置きに、その後は必要に応じて適当数のＩＣチップ毎又は適当数のバンプ３の形成毎に行うのが好適である。
【００３４】
また、ボンディングステージ１０にはＩＣチップ２をボンディング位置１０ａ、１０ｂに位置決め固定するため、図１０に示すような位置規正手段５５が設けられている。この位置規正手段５５は、固定ブロック５６と固定ブロック５６に対して遠近方向に移動可能な規正爪５７との間でＩＣチップ２を挟持して位置決めするように構成されている。規正爪５７の先端にはその左右両側に、ＩＣチップ２の角部に係合する位置決めコーナ５５ａ、５５ｂが形成され、それぞれボンディング位置１０ａ、１０ｂにＩＣチップ２を位置決めする。さらに、その規正爪５７は、爪本体５８と、爪本体５８の先端部に上下に変位可能に装着されてＩＣチップ２に当接する規正片５９にて構成されており、かつボンディングステージ１０に規正片５９を真空吸着する吸着穴６０が設けられている。また、規正爪５７はＩＣチップ２の挟持状態でバネ６１にて所定の付勢力で固定ブロック５６に向けて付勢されている。
【００３５】
以上の構成の位置規正手段５５では、ＩＣチップ２を固定ブロック５６と規正爪５７の間で挟持固定するので、ＩＣチップ２が微小な場合にも確実に固定することができ、更に規正爪５７を爪本体５８と真空吸着されてボンディングステージ１０上面に密着する規正片５９にて構成して固定ブロック５６と規正片５９との間でＩＣチップ２を挟持するようにしているので、ＩＣカード用のＩＣチップ２など、極めて厚さの薄いＩＣチップ２の場合にも確実に挟持固定することができる。
【００３６】
なお、あまり薄いＩＣチップ２を適用することがないバンプボンダーの場合には、図１１に示すように、固定ブロック５６と単体の規正爪５７にて位置規正手段５５を構成しても良いことは言うまでもない。
【００３７】
図１２に規正爪５７に位置規正動作を行わせる規正駆動機構６２を示す。規正駆動機構６２は、Ｘ方向移動機構６３とＹ方向移動機構６４にて移動台６５をＸ方向とＹ方向の２方向に移動可能に構成されており、この移動台６５上にスライドガイド６６にてＹ方向に移動可能に規正爪取付脚６７が支持され、この規正爪取付脚６７上端に規正爪５７が固定されている。また、このスライドガイド６６の基端と規正爪取付脚６７との間に規正爪５７を固定ブロック５６に向けて移動付勢する上記バネ６１が介装されている。Ｘ方向移動機構６３とＹ方向移動機構６４はそれぞれサーボモータ６８にてボールネジ６９を正逆回転駆動することにより往復移動するように構成されている。
【００３８】
レベリング部７は、図１３に示すように、レベリングユニット７０と、移載手段９による移載位置とレベリングユニット７０との間でＩＣチップ２を保持してＹ方向に移動する可動受台７１と、可動受台７１の移動経路の途中に配設されたバンプ検査用の認識カメラ７２とを備えている。
【００３９】
レベリングユニット７０は、図１４に示すように、ＩＣチップ２が設置される可動受台７１上の下部レベリングプレート７３と、バンプ３の上端に当接して加圧変形させる上部レベリングプレート７４と、加圧力を負荷する加圧プレート７５と、加圧プレート７５と上部レベリングプレート７４の間に介装されたロードセル７６と、加圧プレート７５をＺ方向に下降駆動する加圧機構７７とを備えており、ロードセル７６にて加圧力を検出して任意の加圧力を負荷できるように構成されている。これにより、ボンディング部６で形成された図１５（ａ）に示すようなバンプ３のワイヤ部分１４ｂが加圧変形されて同一高さにレベリングされることにより、図１５（ｂ）に示すように、台座部３ａから小径の頭頂部３ｂが突出したバンプ３が形成される。この台座部３ａの上に頭頂部３ｂが突出したバンプ３の形状は、ＩＣチップ２を基板に接着剤を用いて接合する場合に適した形状である。
【００４０】
可動受台７１は、スライドガイド７８にて移動自在に支持されるとともに、サーボモータ７９にてボールネジ８０を正逆回転させることにより、Ｙ方向に移動及び任意位置に位置決め可能に構成されている。また、認識カメラ７２は、Ｘ方向に移動可能な可動台８１上に搭載されており、可動台８１はスライドガイド８２にて移動自在に支持されるとともに、サーボモータ８３にてボールネジ８４を正逆回転させることにより、Ｘ方向に移動及び任意位置に位置決め可能に構成されている。これにより可動受台７１上のＩＣチップ２の各バンプ３を順次認識カメラ７２にて認識して、バンプ３の位置及び形状を検査することができる。
【００４１】
認識カメラ７２によるバンプ３の検査は、図１６に示すように、バンプ３の有無、バンプ３の台座部３ａの径Ｄ１、Ｄ２、頭頂部３ｂの径Ｄ３、Ｄ４、及びパッド２ａの中心位置５０に対するパッド３の中心位置５３の位置ずれ量ｄ３、ｄ４を検出しそれぞれ予め設定された許容範囲内にあるか否かを判定する。検査の結果、許容範囲内の場合は良品として移載手段９にてＩＣチップ収納部８に移載されてテープ状保持体２７やトレイに収納される。一方、範囲外の場合は不良品として移載手段９にて廃棄部１９に移載・収納される。
【００４２】
さらに、レベリングユニット７０は加圧力を任意に選択設定可能に構成されており、これによって図１７（ａ）に示すボンディング部６で形成したバンプ３の形状から、上記のように台座部３ａから頭頂部３ｂが突出した図１７（ｂ）に示すようなバンプ形状にレベリングする場合と、図１７（ｃ）に示すように、頭頂部３ｂを完全に圧縮変形させて台座部３ｂのみから成る円柱状のバンプ形状にレベリングする場合とで選択可能とされている。レベリングにより円柱状のバンプ３を形成した場合、図１７（ｄ）に示すように、ＩＣチップ２の金バンプ３を基板８６の金電極８７に超音波８８にて接合することでＩＣチップ２を基板８６に実装する場合に、接合面積が大であることにより高い接合強度が得られるために好適である。
【００４３】
以上の構成において、エキスパンドウエハ１を収容したキャリア１０１を搬入部４に搬入すると、エキスパンドウエハ１は順次受入部５に送出される。受入部５にエキスパンドウエハ１が設置されると、移動テーブル２９と可動アーム３０が移動して認識カメラ３１がエキスパンドウエハ１における各ＩＣチップ２の配置位置上に位置決めされ、実際のＩＣチップ２の位置が検出され、またバッドマークが付されたＩＣチップ２を検出する。
【００４４】
次に、移載手段９にて受入部５のＩＣチップ２が順次ボンディング部６のボンディングステージ１０上に移載され、位置規正手段５５にて所定位置に位置決め固定され、ボンディングヘッド１１にてパッド２ａ上にバンプ３が形成される。
【００４５】
その際に、必要に応じて上述のようにボンディング位置データの補正がボンディングに先立って行われる。また、ボンディングステージ１０には２つのボンディング位置１０ａ、１０ｂが設けられているので、上述の如く一方のボンディング位置でボンディング動作を行っている間に他方のボンディング位置に対してＩＣチップ２の移載動作が行われる。また、バッドマークが付されたＩＣチップ２は適当な時期に移載手段９にて廃棄部１９に廃棄される。
【００４６】
バンプ３の形成が終了したＩＣチップ２は移載手段９にてレベリング部７の可動受台７１上に移載され、レベリングユニット７０に移動して各バンプ３のレベリングが行われる。レベリングが終了したＩＣチップ２は認識カメラ７２の下部に位置決めされ、可動受台７１のＹ方向の移動と認識カメラ７２を搭載した可動台８１のＸ方向の移動により各バンプ３が認識カメラ７２で認識して適否が検査される。その後、可動受台７１が原点位置に復帰し、すべてのバンプ３が適正であったＩＣチップ２は移載手段９にてＩＣチップ収納部８に移載されたテープ状保持体２７又はトレイに収容され、不良のバンプ３があったＩＣチップ２は移載手段９にて廃棄部１９に廃棄される。
【００４７】
以上のように本実施形態のバンプボンダーによれば、エキスパンドウエハ１をキャリア１０１に収容した状態で搬入部４に搬入することにより、バンプ３が形成されたＩＣチップ２をテープ状保持体２７又はトレイに収容した状態で得ることができ、そのままＩＣチップ２の実装装置に供給することができる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明のバンプ形成方法によれば、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出してボンディングステージ上に移載し、ボンディングステージ上でボンディングヘッドにてＩＣチップにバンプを形成し、バンプを形成されたＩＣチップをレベリング部に移載し、レベリング部でバンプ上端を押圧してレベリングし、レベリングの終了したＩＣチップをテープ状保持体又はトレイに収容するので、ウエハによってバンプを有するＩＣチップを生産してテープ状保持体又はトレイに収容した状態で製品を取り出すことができ、ＩＣチップをトレイに収容するダイスピッカーなどを設備する必要がなく、設備コストの低廉化と設備の省スペース化を図ることができ、またＩＣチップを収容したトレイの搬送等の取扱いの面倒な作業も不要となるため、生産性を大幅に向上することができる。特に、レベリングの終了したＩＣチップのバンプの位置又は形状を認識して適否を検査し、不良品は廃棄部に廃棄するので、良品の製品のみを取り出すことができる。
【００５１】
請求項２の発明のバンプボンダーによれば、ボンディングステージ上でＩＣチップにバンプを形成するボンディングヘッドと、バンプ上端を押圧してレベリングするレベリング部と、レベリングの終了したＩＣチップを収納するテープ状保持体又はトレイが配置されたＩＣチップ収納部と、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出し、ボンディングステージ、レベリング部、ＩＣチップ収納部に順次ＩＣチップを移載する手段とを備え、レベリング部でレベリングされたバンプの位置又は形状を検査するバンプ検査手段をレベリング部とＩＣチップ収納部の間の移載経路途中に配置しているので、ウエハにより、バンプを有するＩＣチップを生産し、良品の製品を選別してテープ状保持体又はトレイに収容した状態で製品を取り出すことができる。
【００５６】
請求項３の発明によれば、ボンディングステージ上でＩＣチップにバンプを形成するボンディングヘッドと、バンプ上端を押圧してレベリングするレベリング部と、レベリングの終了したＩＣチップを収納するテープ状保持体又はトレイが配置されたＩＣチップ収納部と、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出し、ボンディングステージ、レベリング部、ＩＣチップ収納部に順次ＩＣチップを移載する手段とを備え、バッドマークが付されたＩＣチップ又は検査不良ＩＣチップを収納する廃棄部を移載手段の移動経路に配設しているので、ウエハにより、バンプを有するＩＣチップを生産し、不良品を廃棄して良品のみを製品として供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のバンプボンダーの全体構成を示す斜視図である。
【図２】同実施形態のバンプボンダーの全体配置構成を示す平面図である。
【図３】同実施形態の移載手段の斜視図である。
【図４】同実施形態の移載手段における吸着ヘッドの斜視図である。
【図５】同実施形態の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６】同実施形態の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７】同実施形態の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８】同実施形態におけるＩＣチップのパッドと認識カメラの位置ずれ補正の説明図である。
【図９】同実施形態における認識カメラとボンディングホーンの位置ずれ補正の説明図である。
【図１０】同実施形態におけるボンディングステージ上でのＩＣチップの位置規正手段を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断側面図である。
【図１１】同実施形態における位置規正手段の他の構成例の縦断側面図である。
【図１２】同実施形態における位置規正手段の全体斜視図である。
【図１３】同実施形態におけるレベリング部の全体斜視図である。
【図１４】同実施形態におけるレベリング部の要部の概略構成図である。
【図１５】同実施形態におけるレベリング動作を示し、（ａ）はレベリング前のバンプの斜視図、（ｂ）はレベリングしたバンプの斜視図である。
【図１６】同実施形態におけるレベリング後のバンプの検査の説明図である。
【図１７】同実施形態における円柱状バンプのレベリング動作と基板への接合動作の説明図である。
【図１８】従来例におけるＩＣチップにバンプを形成する工程を示し、（ａ）はウエハをダイシングしてエキスパンドする工程の説明図、（ｂ）はダイスピッカーにてＩＣチップをトレイに収容する工程の説明図、（ｃ）はバンプボンダーにてＩＣチップにバンプを形成する工程の説明図である。
【符号の説明】
１ エキスパンドウエハ
２ ＩＣチップ
２ａ パッド
３ バンプ
４ 搬入部
５ 受入部
６ ボンディング部
７ レベリング部
８ ＩＣチップ収納部
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
１９ 廃棄部
２２ ホーン
２４ 認識カメラ
３１ 認識カメラ
３５ 吸着ノズル
４４ 揺動レバー
４７ カム
４８ サーボモータ
５０ パッド中心位置
５１ 認識カメラ中心位置
５３ バンプ中心位置
５５ 位置規正手段
５６ 固定ブロック
５７ 規正爪
５８ 爪本体
５９ 規正片
６０ 吸着穴
７０ レベリングユニット
７２ 認識カメラ
Claims (3)
- 受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出してボンディングステージ上に移載する工程と、ボンディングステージ上でボンディングヘッドにてＩＣチップにバンプを形成する工程と、バンプを形成されたＩＣチップをレベリング部に移載する工程と、レベリング部でバンプ上端を押圧してレベリングする工程と、レベリングの終了したＩＣチップをテープ状保持体又はトレイに収容する工程と、レベリングの終了したＩＣチップのバンプの位置及び形状を認識して適否を検査する工程とを有し、不良品は廃棄部へ廃棄することを特徴とするバンプ形成方法。
- ボンディングステージ上でＩＣチップにバンプを形成するボンディングヘッドと、バンプ上端を押圧してレベリングするレベリング部と、レベリングの終了したＩＣチップを収納するテープ状保持体又はトレイが配置されたＩＣチップ収納部と、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出し、ボンディングステージ、レベリング部、ＩＣチップ収納部に順次ＩＣチップを移載する手段とを備え、レベリング部でレベリングされたバンプの位置又は形状を検査するバンプ検査手段をレベリング部とＩＣチップ収納部の間の移載経路途中に配置したことを特徴とするバンプボンダー。
- ボンディングステージ上でＩＣチップにバンプを形成するボンディングヘッドと、バンプ上端を押圧してレベリングするレベリング部と、レベリングの終了したＩＣチップを収納するテープ状保持体又はトレイが配置されたＩＣチップ収納部と、受入部に供給されたエキスパンドウエハからＩＣチップを取り出し、ボンディングステージ、レベリング部、ＩＣチップ収納部に順次ＩＣチップを移載する手段とを備え、バッドマークが付されたＩＣチップ又は検査不良ＩＣチップを収納する廃棄部を移載手段の移動経路に配設したことを特徴とするバンプボンダー。
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