JP4053907B2

JP4053907B2 - フラックス供給方法及び装置、バンプ形成方法、コンピュータプログラム、並びにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

Info

Publication number: JP4053907B2
Application number: JP2003071862A
Authority: JP
Inventors: 信二石川; 英児橋野; 行雄佐々木; 太郎河野
Original assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2023-03-17
Also published as: JP2004281754A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハやプリント配線基板等のワーク上のバンプ形成部にフラックスを供給するフラックス供給方法及び装置、バンプ形成方法、コンピュータプログラム、並びにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体チップの電気的接続に半田ボール等の導電性ボールを使用したバンプ形成技術が用いられるようになっている。この場合、ウェハ上の多数のバンプ形成部に半田ボールを搭載し、これら半田ボールをリフローして溶融させ、冷却固化させてバンプを形成する。その後、ウェハを個々のチップに切断するダイシング工程を経て、バンプの形成された半導体チップが完成する。
【０００３】
かかるバンプ形成技術にあって、ぬれ性を確保するために各バンプ形成部にフラックスを供給することは不可欠である。フラックスの供給方法としては、スタンプ転写方式やスクリーン印刷方式等が知られている。また、特許文献１には、ノズルからフラックスを滴状に吐出する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
国際公開第９８／０９４８７号パンフレット
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているフラックス吐出方式では、バンプ形成部にフラックスを均一に供給しにくいという問題がある。すなわち、ノズルからバンプ形成部の中心に向かってフラックスを吐出するので、バンプ形成部の中心付近ではフラックス量が多く、縁に近づくほどフラックス量が少なくなってしまう。
【０００６】
また、上記特許文献１に開示されているフラックス吐出方式では、多数のバンプ形成部に一つ一つフラックスを吐出しなければならず、フラックス供給工程に時間がかかってしまう。
【０００７】
図７に示すように、複数のノズル１０１ａが並べられた供給ヘッド１０１を用いて複数のバンプ形成部１０２にフラックス１０３を同時供給することも考えられるが、その場合、ノズル１０１ａ間のピッチと、隣り合うバンプ形成部１０２の中心間距離とが一致していなければならない。そのため、この供給ヘッド１０１とバンプ形成部１０２の位置（配列パターンやピッチ）が異なる場合には対応することができないという不都合が生ずる。特に、ウェハの大径化が進む中においては、多数のバンプ形成部にフラックスを一括供給可能で、しかも、バンプ形成部の位置が異なる場合にも対応可能とすることが強く要求されている。
【０００８】
このことは、例えばスタンプ転写方式等にあっても同様である。スタンプ転写方式では、転写ヘッドにフラックス転写位置（バンプ形成部の位置）に対応する複数の突起が設けられており、これら突起をウェハに接触させて、各突起に付着させておいたフラックスを転写する。しかしながら、フラックス転写位置が異なる場合には、そのフラックス転写位置に対応する突起を有する転写ヘッドを新たに用意しなければならないという不都合が生ずる。
【０００９】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、バンプ形成部にフラックスを均一に供給可能とすることを目的とし、更には、多数のバンプ形成部にフラックスを一括供給可能とし、しかも、バンプ形成部の位置が異なる場合にも容易に対応可能とすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のフラックス供給方法は、ワーク上のバンプ形成部にフラックスを供給するフラックス供給方法であって、所定ピッチで並べられた複数のフラックス吐出部を有するフラックス供給手段を用い、上記ワークと上記フラックス供給手段とを相対移動させながら、上記所定ピッチで並べられた複数のフラックス吐出部のうち上記バンプ形成部上部に位置する各フラックス吐出部からフラックスを吐出して、１つのバンプ形成部上の複数領域にそれぞれフラックスを供給する点に特徴を有する。
【００１２】
本発明のバンプ形成方法は、上記本発明のフラックス供給方法によりワーク上のバンプ形成部にフラックスを供給する工程と、上記フラックスが供給されたバンプ形成部に半田ボールを搭載する工程と、上記各バンプ形成部に搭載された半田ボールを溶融させ、冷却固化させてバンプを形成する工程とを含む点に特徴を有する。
【００１３】
本発明のフラックス供給装置は、ワーク上のバンプ形成部にフラックスを供給するフラックス供給装置であって、所定ピッチで並べられた複数のフラックス吐出部を有するフラックス供給手段と、上記ワークと上記フラックス供給手段とを相対移動させる移動手段と、上記ワークと上記フラックス供給手段とが相対移動する際に、上記所定ピッチで並べられた複数のフラックス吐出部のうち上記バンプ形成部上部に位置する各フラックス吐出部から、１つのバンプ形成部上の複数領域にフラックスを吐出するよう制御する制御手段とを備えた点に特徴を有する。
【００１５】
本発明のコンピュータプログラムは、ワーク上のバンプ形成部にフラックスを供給するための処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、所定ピッチで並べられた複数のフラックス吐出部を有するフラックス供給手段を用いて、上記ワークと上記フラックス供給手段とを相対移動させながら、上記所定ピッチで並べられた複数のフラックス吐出部のうち上記バンプ形成部上部に位置する各フラックス吐出部から、１つのバンプ形成部上の複数領域にフラックスを吐出する処理を実行させる点に特徴を有する。
【００１６】
本発明のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、上記本発明のコンピュータプログラムを格納した点に特徴を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明のフラックス供給方法及び装置、バンプ形成方法、コンピュータプログラム、並びにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体の好適な実施の形態について説明する。
【００１８】
まず、図１〜３を参照して、本実施の形態におけるバンプ形成の全体工程について説明する。図１は、本実施の形態におけるバンプ形成の全体工程を説明するためのフローチャートである。図２は、本実施の形態で用いられるバンプ形成システムの構成を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、ウェハ等のワーク１を受け取ったならば（ステップＳ１０１）、検査を行い（ステップＳ１０２）、必要であれば洗浄した後（ステップＳ１０３）、ワーク１上にバンプ形成部２として、スパッタ法、無電解メッキ法、電解メッキ法等により多数のバンプ下地金属（ＵＢＭ：under bump metal）を形成する（ステップＳ１０４）。
【００２０】
バンプ下地金属の形成後、検査を行ってから（ステップＳ１０５）、各バンプ形成部２（バンプ下地金属）上にフラックス３を供給する（ステップＳ１０６）。図２に示すように、ワーク１は搬送ラインＬによりＸ軸方向に搬送されるが、その途中にフラックス供給装置５０が配置されている。フラックス供給装置５０は、図中Ｙ軸方向に移動可能なフラックス供給ヘッド５１を備えている。なお、このフラックス供給工程の詳細については後述する。
【００２１】
続いて、半田ボール４を各バンプ形成部２上に搭載する（ステップＳ１０７）。図２に示すように、搬送ラインＬにおいて上記フラックス供給装置５０よりも下流側にはボール搭載装置６０が配置されている。ボール搭載装置６０は、図中Ｙ−Ｚ軸方向に移動可能なボール搭載ヘッド６１を備えている。図３（ａ）に示すように、ボール搭載ヘッド６１は、バンプ形成部２に対応する多数の吸着孔２０ａが形成された配列板２０を有し、加振機６２上のボールトレー１４内で跳躍する半田ボール４を、吸引機構によって各吸着孔２０ａに吸着する。そして、図３（ｂ）に示すように、半田ボール４を吸引配列した状態でボール搭載ヘッド６１をワーク１上に移動させて、半田ボール４を各バンプ形成部２上にフラックス３の粘着力を利用して一括搭載する。
【００２２】
上記のように半田ボール４を各バンプ形成部２上に搭載した後、半田ボール４の搭載ミスの有無について検査を行う（ステップＳ１０８）。この場合、図２に示すように、カメラ７０により得られた画像情報から半田ボール４の搭載ミスの有無を検査すればよい。
【００２３】
そして、搭載ミスがなければそのまま、搭載ミスがあれば半田ボール４を再搭載するリペア工程を経て（ステップＳ１０９）、半田ボール４をリフローして溶融させ、冷却固化させてバンプを形成する（ステップＳ１１０）。
【００２４】
バンプ形成後、洗浄したならば（ステップＳ１１１）、不良バンプの有無について検査を行う（ステップＳ１１２）。上記のようにリフロー前に検査工程及びリペア工程（ステップＳ１０８、Ｓ１０９）を経ているので、不良バンプはほとんど存在しないが、例えばリフロー中に不良バンプが生じることもある。この場合も、カメラにより得られた画像情報から不良バンプの有無を検査すればよい。
【００２５】
そして、不良バンプがなければそのまま一連の工程を終了し、不良バンプがあれば新たなバンプを形成するリペア工程を経て（ステップＳ１０９）、半田ボール４をリフローして溶融させ、冷却固化させてバンプを形成し（ステップＳ１１０）、不良バンプがなくなれば（ステップＳ１１１、Ｓ１１２）一連の工程を終了する。
【００２６】
ここで、図２、４（ａ）に示すように、搬送ラインＬの途中に配置されたフラックス供給装置５０は、図中Ｙ軸方向に移動可能なフラックス供給ヘッド５１を備えている。フラックス供給ヘッド５１は制御装置８０の制御下にて駆動され、その位置が図示しないセンサによって検出されるようになっている。
【００２７】
図４（ｂ）に示すように、フラックス供給ヘッド５１の下面には、Ｘ方向にピッチｐで一列に並べられた複数のフラックス吐出ノズル５２が配置されている。各フラックス吐出ノズル５２からはフラックス３を微小な液滴として吐出可能であり、各フラックス吐出ノズル５２からの吐出は制御装置８０によりそれぞれ独立に制御される。
【００２８】
フラックス吐出方式としては、圧電素子を用いて振動させ、フラックスを押し出す圧電方式等が挙げられる。すなわち、図５に示すように、フラックス供給ヘッド５１内の適所、図５の例では各フラックス吐出ノズル５２の内壁にフラックス３を加振する圧電素子５３を設けておく。圧電素子５３は制御装置８０により制御され、フラックス吐出ノズル５２内に充填されたフラックス３に内圧変化を起こさせて、微小な液滴として吐出する。また、この圧電方式以外にも、発熱素子を用いて熱を加え、泡を作ってフラックスを吹き出す方式等を用いてもかまわない。
【００２９】
図４（ｂ）に説明を戻して、多数のバンプ形成部２は、所定の配列パターン及びピッチでワーク１上に配置されている。各バンプ形成部２は略円形を呈し、その直径がＲであるとする。
【００３０】
この場合に、フラックス吐出ノズル５２間のピッチｐは、バンプ形成部２の直径Ｒより小さく設定される。
【００３１】
以下、本実施の形態におけるフラックス供給工程について説明する。本実施の形態では、フラックス供給ヘッド５１がワーク１上の１チップ分の幅に対応する大きさとされ、１列のチップ群（図４（ａ）の斜線部分）ごとにフラックス３を供給する。
【００３２】
すなわち、搬送ラインＬによりＸ軸方向に搬送されるワーク１上の対象列のチップ群がフラックス供給ヘッド５１の位置に到達したら（図４（ａ）に示す状態）、搬送ラインＬがいったん停止される。
【００３３】
その状態で、ワーク１に対してフラックス供給ヘッド５１を移動させながら（図中Ｙ軸方向）、ピッチｐで並べられた複数のフラックス吐出ノズル５２のうちバンプ形成部２上部に位置する各フラックス吐出ノズル５２からフラックス３を吐出する。
【００３４】
図４（ｂ）に示す例では、例えばフラックス供給ヘッド５１がバンプ形成部２ａ上を通過するに際して、まず、フラックス供給ヘッド５１がバンプ形成部２ａの一端（図中左端）上部に位置した時点で、バンプ形成部２ａ上部に位置する３つのフラックス吐出ノズル５２ａからフラックス３を吐出している。続いて、フラックス供給ヘッド５１がバンプ形成部２ａの中央付近上部に位置した時点で、５つのフラックス吐出ノズル５２ｂからフラックス３を吐出することを３回繰り返している。最後に、フラックス供給ヘッド５１がバンプ形成部２ａの他端（図中右端）上部に位置した時点で、３つのフラックス吐出ノズル５２ａからフラックス３を吐出している。
【００３５】
また、図４（ｂ）に示すように、バンプ形成部２ａのＸ方向隣りには別のバンプ形成部２ｂが配置されている。フラックス供給ヘッド５１がバンプ形成部２ｂ上を通過するに際しても、同様に、フラックス供給ヘッド５１の３つのフラックス吐出ノズル５２ａからフラックス３を吐出し、続いて５つのフラックス吐出ノズル５２ｂからフラックス３を吐出することを３回繰り返し、最後に３つのフラックス吐出ノズル５２ａからフラックス３を吐出している。
【００３６】
なお、フラックス３を厚く塗布したい場合には、フラックス３が既に供給されたバンプ形成部２上を、フラックス供給ヘッド５１を再度通過させるように制御すればよい。
【００３７】
以下、具体例について説明すると、例えば８インチウェハ上に６１６チップが形成され、１チップには２５×２５＝６２５個のバンプ形成部２（すなわちバンプ下地金属２）が形成される。そして、図４（ｂ）を参照して、バンプ下地金属２の直径Ｒが１００μｍ、隣り合うバンプ下地金属２の中心間距離Ｌが２５０μｍとされる一方、フラックス吐出ノズル５２間のピッチｐが２０μｍに設定されているとする。
【００３８】
この場合、図６に示すように、バンプ下地金属２の図中左右両端の１列では３箇所にフラックス３を、バンプ下地金属２の図中中央付近の３列では５箇所にフラックス３を供給し、１つのバンプ下地金属２上で計２１箇所の領域にそれぞれフラックス３を供給することになる。なお、図６に示すのは典型的な例であって、フラックス吐出ノズル５２とバンプ下地金属２との位置関係によっては、例えばバンプ下地金属２の図中左右端で２箇所、中央付近で４箇所というようなこともあり得る。
【００３９】
なお、図６に示すように、バンプ下地金属２端部の領域（図中斜線領域）では、フラックス３がバンプ下地金属２の縁からはみ出る可能性もあるが、僅かにはみ出す分には不都合はない。すなわち、バンプ下地金属２間の距離はフラックス吐出ノズル５２間のピッチｐに比べれば長い（本例ではフラックス吐出ノズル５２間のピッチｐが２０μｍであるのに対して、バンプ下地金属２間の距離は１５０μｍ（２５０μｍ−１００μｍ））ことからも、隣り合うバンプ下地金属２間ではみ出したフラックス３同士が重なることはない。また、図中斜線領域にはフラックス３を供給しないようにフラックス吐出ノズル５２を制御することも可能であるが、バンプ下地金属２の全面にフラックス３を塗布するという観点からいえば、はみ出してでもフラックス３を供給したほうが良いと考えられる。
【００４０】
以上述べたように、１つのバンプ形成部２上の複数領域にそれぞれフラックス３を供給するので、各バンプ形成部２にフラックス３を均一に供給することができる。
【００４１】
また、図４（ｂ）からも理解されるように、複数のバンプ形成部２の配列パターンやピッチにかかわらず、微小なピッチｐで並べられた複数のフラックス吐出ノズル５２のうちバンプ形成部２上部に位置する各フラックス吐出ノズル５２からフラックス３を吐出する制御を行えばよいので、多数のバンプ形成部２にフラックス３を一括供給することができ、しかも、バンプ形成部２の位置が異なる場合にも、その位置に応じた吐出制御を行えばよいので容易に対応することができる。
【００４２】
（他の実施の形態）
上記実施の形態で説明した制御装置８０は、コンピュータのＣＰＵ或いはＭＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成されるものであり、上述のようにＲＡＭやＲＯＭ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現される。
【００４３】
したがって、プログラム自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、本発明を構成する。プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネット等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバ等の有線回線や無線回線等）を用いることができる。
【００４４】
さらに、上記プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを格納した記憶媒体は本発明を構成する。かかる記憶媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００４５】
なお、上記実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００４６】
例えば、上記実施の形態では、バンプ形成部２としてワーク１（ウェハ）上にバンプ下地金属が形成されている例を説明したが、例えばワーク１がプリント配線基板等であれば、バンピングに際して下地金属が不要な場合もあり、この場合はプリント配線基板上のバンピングすべき電極がそのままバンプ形成部２となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、１つのバンプ形成部上の複数領域にそれぞれフラックスを供給するので、各バンプ形成部にフラックスを均一に供給することができる。更には、所定ピッチで並べられた複数のフラックス吐出部のうちバンプ形成部上部に位置する各フラックス吐出部からフラックスを吐出するようにすれば、多数のバンプ形成部にフラックスを一括供給することができ、しかも、バンプ形成部の位置が異なる場合にも容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態におけるバンプ形成の全体工程について説明するためのフローチャートである。
【図２】本実施の形態で用いられるバンプ形成システムの構成を示す図である。
【図３】ボール搭載工程を説明するための図である。
【図４】フラックス供給装置５０を示す図であり、（ａ）がフラックス供給装置５０の全体構成を示す図、（ｂ）が１チップの拡大図である。
【図５】フラックス吐出ノズル５２の一例を示す図である。
【図６】バンプ形成部２とフラックス供給領域との関係を表す図である。
【図７】従来のフラックス供給方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１ワーク
２バンプ形成部
３フラックス
４半田ボール
５０フラックス供給装置
５１フラックス供給ヘッド
５２フラックス吐出ノズル
６０ボール搭載装置
８０制御装置

Claims

ワーク上のバンプ形成部にフラックスを供給するフラックス供給方法であって、
所定ピッチで並べられた複数のフラックス吐出部を有するフラックス供給手段を用い、
上記ワークと上記フラックス供給手段とを相対移動させながら、上記所定ピッチで並べられた複数のフラックス吐出部のうち上記バンプ形成部上部に位置する各フラックス吐出部からフラックスを吐出して、
１つのバンプ形成部上の複数領域にそれぞれフラックスを供給することを特徴とするフラックス供給方法。
上記バンプ形成部は略円形とされ、上記所定ピッチが上記バンプ形成部の直径より小さく設定されることを特徴とする請求項１に記載のフラックス供給方法。
請求項１又は２に記載のフラックス供給方法によりワーク上のバンプ形成部にフラックスを供給する工程と、
上記フラックスが供給されたバンプ形成部に半田ボールを搭載する工程と、
上記各バンプ形成部に搭載された半田ボールを溶融させ、冷却固化させてバンプを形成する工程とを含むことを特徴とするバンプ形成方法。
ワーク上のバンプ形成部にフラックスを供給するフラックス供給装置であって、
所定ピッチで並べられた複数のフラックス吐出部を有するフラックス供給手段と、
上記ワークと上記フラックス供給手段とを相対移動させる移動手段と、
上記ワークと上記フラックス供給手段とが相対移動する際に、上記所定ピッチで並べられた複数のフラックス吐出部のうち上記バンプ形成部上部に位置する各フラックス吐出部から、１つのバンプ形成部上の複数領域にフラックスを吐出するよう制御する制御手段とを備えたことを特徴とするフラックス供給装置。
ワーク上のバンプ形成部にフラックスを供給するための処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
所定ピッチで並べられた複数のフラックス吐出部を有するフラックス供給手段を用いて、上記ワークと上記フラックス供給手段とを相対移動させながら、上記所定ピッチで並べられた複数のフラックス吐出部のうち上記バンプ形成部上部に位置する各フラックス吐出部から、１つのバンプ形成部上の複数領域にフラックスを吐出する処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
請求項５に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。