JP4088628B2 - バンプ形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば圧電基板のように温度変化に伴い電荷を発生する電荷発生半導体基板上にバンプを形成するためのバンプ形成装置、該バンプ形成装置にて実行される上記電荷発生半導体基板の除電方法、及び上記バンプ形成装置に備わる上記電荷発生半導体基板用除電装置に関する。

近年、例えば携帯電話のように電子部品が取り付けられる機器が非常に小型化するのに伴い上記電子部品も小型化している。よって、半導体ウエハ上に形成された個々の回路形成部分を上記半導体ウエハから切り出すことなく上記半導体ウエハ上のそれぞれの上記回路形成部分における電極部分にバンプを形成するバンプ形成装置が存在する。このようなバンプ形成装置には、バンプ形成前の半導体ウエハを収納する第１収納容器から上記バンプ形成前ウエハを取り出す搬入装置と、上記バンプが形成されたバンプ形成後ウエハを収納する第２収納容器と、上記バンプ形成前ウエハを載置して上記電極部分とバンプとの接合のために上記半導体ウエハを通常２５０℃から２７０℃程度まで加熱するボンディングステージと、上記バンプ形成後ウエハを上記第２収納容器へ収納する搬出装置と、上記搬入装置から上記ボンディングステージへ、及び上記ボンディングステージから上記搬出装置へ上記ウエハの移載を行う移載装置とが備わる。

又、上記携帯電話等に使用されるＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタが形成される圧電基板や、基板が従来のシリコンではなく、水晶からなる場合や、リチウムタンタルや、リチウムニオブや、ガリウムヒ素等からなるいわゆる化合物半導体ウエハがある。このような化合物半導体ウエハ等においても、上記バンプを形成するときには、通常１５０℃程度で最大２００℃程度まで加熱されるが、従来のシリコンウエハに比べて加熱及び冷却の速度を遅くする必要がある。

例えば、図５７に示すようなＳＡＷフィルタ１０は、圧電基板１１上に、入力側回路１２と出力側回路１３とが対をなして形成されている。尚、図６０に示すようにＳＡＷフィルタ１０の電極部分１８にバンプ１９が上記バンプ形成装置に備わるバンプ形成ヘッドにて形成される。入力側回路１２及び出力側回路１３は、共に、微細なくし歯状の形態にてなり、供給された入力電気信号にて入力側回路１２が発振し、該振動が圧電基板１１の表面１１ａを伝播して出力側回路１３を振動させ、該振動に基づき出力側回路１３にて電子信号が生成され、出力される。このような動作によりＳＡＷフィルタ１０は、特定周波数の信号のみを通過させる。尚、図５７に示すＳＡＷフィルタ１０は、ウエハ状の圧電基板１１上に格子状に形成した多数のＳＡＷフィルタ１０の１個を図示しており、各ＳＡＷフィルタ１０における回路部分に対する例えばバンプ形成動作等は、ウエハ状の圧電基板１１に対して行われ、最終的に上記ウエハ状の圧電基板１１から各ＳＡＷフィルタ１０に切り分けられる。このようなウエハ状の圧電基板１１は、帯電し難いが、一旦帯電するとこれを除去するのが困難であるという特質がある。

このように圧電基板１１を用いていることから、室温と上記約１５０℃との間の昇温、降温によるウエハ状の圧電基板１１の変形等により電荷が発生し、ウエハ状の圧電基板１１の表面及び裏面に帯電が生じる。該帯電量としては最高約９千Ｖにも達する。
又、上記ウエハ状の圧電基板１１そのものも薄いため、上記表面１１ａに発生させた振動に起因して裏面側も振動してしまう可能性がある。裏面側も振動すると、表面側の振動に悪影響を及ぼすことから、上記裏面側における振動発生を防止するため、ウエハ状の圧電基板１１の裏面側には、図５９に示すように微細な溝１４が形成されている。よって、ウエハ状の圧電基板１１の裏面全面を金属体上に接触させても上記溝１４内における電荷は除電できず残留してしまう。尚、図５９では溝１４を誇張して図示しており、実際には溝１４は、上記ＳＡＷフィルタにて処理される周波数に対応した寸法にて形成されるもので、数μｍ〜数百Å程度のピッチにて配列されている。
特開平６−２３２１３２号公報

従って、このように帯電したウエハ状の圧電基板１１を例えば上記ボンディングステージ上に載置するときに、該ボンディングステージと圧電基板１１との間、又はウエハ状の圧電基板１１の表、裏面の間でスパークが発生する場合がある。該スパークが生じると、図５８に符号１５〜１７にて示すように、上記くし歯部分が溶融してしまい、回路を破壊してしまう。又、ウエハ状の圧電基板１１が例えば上記ボンディングステージの上方に位置したとき、上記帯電によりウエハ状の圧電基板１１がボンディングステージ側に引き寄せられ、該引力によりウエハ状の圧電基板１１が割れてしまうという現象や、ボンディングステージに載置後、再び圧電基板１１を移載しようとしたとき、ボンディングステージへの接着力が強く無理に離そうとすることで割れてしまうという現象が生じる。
このように、ウエハ状の圧電基板１１や、上記水晶基板のウエハや、上記化合物半導体ウエハのように、昇温、降温による温度変化に基づいて電荷が発生する基板にバンプを形成するバンプ形成装置では、シリコンウエハにバンプを形成する従来のバンプ形成装置では重大な問題とならなかった、バンプ形成のために行うウエハの昇温、降温により発生する電荷を除電することが重要な課題となってくる。

尚、例えば特開昭５５−８７４３４号公報に開示されるように、ウエハの表面に施されたダイシングラインに沿ってアルミニウム膜を形成して上記表面側の帯電を上記ダイシングラインにてウエハ周囲に逃がして該ウエハ周囲から除電したり、ウエハ裏面全面にアルミニウム膜を形成し上記裏面の除電を容易にしたウエハが提案されている。このような方法によりウエハの除電は行われると思われるが、ウエハから各チップに切り離された後、例えばバンプを介して上記チップを基板にフリップチップ実装するようなときには上記裏面に押圧部材を接触させながら押圧及び超音波振動を作用させる。このとき、上記押圧部材の上記超音波振動により上記裏面のアルミニウム膜が剥離し不具合発生の要因となる可能性がある。よって、除電のために施した上記アルミニウム膜を実装前には除去する必要があり、工程及びコストの増加という問題がある。

本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたもので、電荷発生半導体基板のバンプ形成前後における当該基板の昇温、降温により発生する電荷の除電を有効に行い、かつ電荷発生半導体基板の破損を生じない、即ち、電荷発生半導体基板に対して焦電破壊及び物理的破損を防止可能な、バンプ形成装置、該バンプ形成装置にて実行される電荷発生半導体基板の除電方法、及び上記バンプ形成装置に備わる上記電荷発生半導体基板用除電装置を提供することを目的とする。

本発明の第１態様のバンプ形成装置は、温度変化に伴い電荷発生する電荷発生圧電基板ウエハ上の回路に形成された電極上にバンプを形成するバンプ形成ヘッドと、
上記バンプ形成ヘッドで上記電極上にバンプを形成する前に、バンプ形成に必要な温度であるバンプボンディング用温度程度まで上記電荷発生基板を加熱可能なヒータを備えた一つの加熱装置であって、当該加熱装置と上記電荷発生圧電基板ウエハとの間に物体を介在させることなくかつ上記電荷発生圧電基板ウエハを当該加熱装置に対して非接触に配置した状態にて、電荷発生圧電基板ウエハが破壊しない単位時間当たりの昇温傾き値にて、上記バンプボンディング用温度程度まで上記電荷発生圧電基板ウエハを加熱するために必要な昇温目標温度まで加熱される加熱装置と、
バンプを形成した後に、上記電荷発生圧電基板ウエハが破壊しない単位時間当たりの降温傾き値にて降温目標温度まで、上記電荷発生圧電基板ウエハとの間に物体を介在させることなくかつ上記電荷発生電荷発生圧電基板ウエハに対して非接触な状態にて上記電荷発生圧電基板ウエハを加熱・冷却可能とする、ヒータ及び冷却材通過用通路とを備えた一つの冷却装置と、
上記加熱装置を上記昇温傾き値にて加熱制御し、かつ上記冷却装置を上記降温傾き値にて加熱冷却制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする。

以上詳述したように本発明の第１態様のバンプ形成装置によれば、制御装置を備え、少なくとも電荷発生半導体基板へのバンプボンディングが行われた後に電荷発生半導体基板を冷却するときに、該冷却により上記電荷発生半導体基板の裏面に蓄積する電荷を除去する温度降下制御を行うようにしたことから、上記裏面の帯電量を従来に比べて低減することができる。よって、上記電荷発生半導体基板に除電用の手段を施すことなく、上記帯電が原因となる上記電荷発生半導体基板に形成されている回路の損傷や当該電荷発生半導体基板自体の割れ等の損傷の発生を防止することができる。

本発明の実施形態であるバンプ形成装置、該バンプ形成装置にて実行される電荷発生半導体基板の除電方法、及び上記バンプ形成装置に備わる上記電荷発生半導体基板用除電装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において同じ構成部分については同じ符号を付している。
又、図１及び図２に示す、本実施形態のバンプ形成装置１０１は、上記ＳＡＷフィルタを形成するウエハ状の圧電基板（以下、「圧電基板ウエハ」と記す）を処理するのに適しており、以下の説明でも上記圧電基板ウエハにバンプを形成する場合を例に採るが、処理対象を上記圧電基板ウエハに限定するものではない。即ち、温度変化に伴い電荷を発生する電荷発生半導体基板に相当する、例えばＬｉＴａＯ_３やＬｉＮｂＯ_３等の化合物半導体ウエハや、水晶を基板とする水晶半導体ウエハ等に対しても本実施形態のバンプ形成装置１０１は適用可能である。又、Ｓｉを基板とするＳｉ半導体ウエハにも適用可能である。尚、その場合、バンプを形成するときのウエハの温度を上述のように約２５０℃〜約２７０℃まで加熱することになる。

又、上記バンプ形成装置１０１は、バンプ形成前の圧電基板ウエハ２０１を層状に収納した第１収納容器２０５と、バンプ形成後の圧電基板ウエハ２０２を層状に収納する第２収納容器２０６との両方を備えた、いわゆる両マガジンタイプであるが、該タイプに限定されるものではなく、上記バンプ形成前圧電基板ウエハ２０１及び上記バンプ形成後圧電基板ウエハ２０２を一つの収納容器に収納するいわゆる片マガジンタイプを構成することもできる。
又、以下に説明する、ボンディングステージ１１０、プリヒート装置１６０、及びポストヒート装置１７０が加熱冷却装置の機能を果たす一例に相当し、又、冷却装置の機能を果たす一例がポストヒート装置１７０に相当し、反り矯正装置及び気体供給装置の機能を果たす一例がブロー装置１１５に相当する。
又、上記加熱冷却装置、及び以下に説明する制御装置１８０にて除電装置を構成する。

上記バンプ形成装置１０１の基本的な構成は従来のバンプ形成装置の構成に類似する。即ち、該バンプ形成装置１０１は、大別して、一つのボンディングステージ１１０と、一つのバンプ形成ヘッド１２０と、搬送装置１３０と、搬入側と搬出側にそれぞれ設けた移載装置１４０と、上記収納容器２０５，２０６についてそれぞれ設けられそれぞれの収納容器２０５，２０６を昇降させる昇降装置１５０と、プリヒート装置１６０と、ポストヒート装置１７０と、制御装置１８０とを備える。しかしながら、当該バンプ形成装置１０１では、後述の動作説明に示すように、バンプ形成のために必要となるバンプボンディング用温度と室温との間の温度変化により、バンプ形成前の圧電基板ウエハ２０１及びバンプ形成後の圧電基板ウエハ２０２の表裏面に生じる帯電を除去する動作が可能なように、上記制御装置１８０の制御による除電動作を実行する点が従来のバンプ形成装置とは大きく相違する。又、バンプ形成装置１０１は、バンプを形成する装置であるから、最も基本的な構成部分は、上記ボンディングステージ１１０及びバンプ形成ヘッド１２０である。
以下に、上述の各構成部分について説明する。

上記ボンディングステージ１１０は、上記バンプ形成前の圧電基板ウエハ（以下、単に「バンプ形成前ウエハ」と記す）２０１を載置するとともに、該バンプ形成前ウエハ２０１上に形成されている回路における電極上にバンプを形成するに必要なバンプボンディング用温度までバンプ形成前ウエハ２０１を加熱する。
尚、上述の、バンプを形成するに必要なバンプボンディング用温度とは、上記電極とバンプとを設計上の強度にて接合するために必要な温度であり、バンプが形成されるウエハや基板の材質や上記設計上の強度に応じて設定される温度である。本実施形態の場合、約１５０℃である。
ボンディングステージ１１０では、バンプ形成前ウエハ２０１が載置されるウエハ載置台１１１に、図３９に示すように、バンプ形成前ウエハ２０１を吸着するための、及び気体を噴出するための出入孔１１３を開口させており、該出入孔１１３には、制御装置１８０にて動作制御される吸引装置１１４、及び気体供給装置として機能する一例であるブロー装置１１５が接続されている。尚、本実施形態では、上記気体は空気である。又、ボンディングステージ１１０のウエハ載置台１１１は、ヒータ１１２側に接触している加熱位置と電荷発生半導体基板を移載するための移載位置との間を、昇降装置にて昇降可能である。

さらに、本実施形態では、ウエハ載置台１１１におけるバンプ形成前ウエハ２０１との接触面には、銀メッキを施している。銀メッキを施すことで、ウエハ載置台１１１とバンプ形成前ウエハ２０１との間の熱伝導率が良くなり、又、後述するようにバンプ形成前ウエハ２０１の除電効果も高くなる。

上記バンプ形成ヘッド１２０は、上記ボンディングステージ１１０に載置され上記バンプボンディング用温度に加熱されたバンプ形成前ウエハ２０１の上記電極にバンプを形成するための公知の装置であり、バンプの材料となる金線を供給するワイヤ供給部１２１の他、上記金線を溶融してボールを形成し該溶融ボールを上記電極に押圧するバンプ作製部、上記押圧時にバンプに超音波を作用させる超音波発生部等を備える。又、このように構成されるバンプ形成ヘッド１２０は、例えばボールねじ構造を有し平面上で互いに直交するＸ，Ｙ方向に移動可能なＸ，Ｙテーブル１２２上に設置されており、固定されている上記バンプ形成前ウエハ２０１の各上記電極にバンプを形成可能なように上記Ｘ，Ｙテーブル１２２によって上記Ｘ，Ｙ方向に移動される。

当該バンプ形成装置１０１では、上記搬送装置１３０として２種類設けられている。その一つである搬入装置１３１は、上記第１収納容器２０５から上記バンプ形成前ウエハ２０１を取り出す装置であり、他の一つである搬出装置１３２は、バンプ形成後の圧電基板ウエハ（以下、単に「バンプ形成後ウエハ」と記す）２０２を上記第２収納容器２０６へ搬送し収納する装置である。図３に示すように、搬入装置１３１には、バンプ形成前ウエハ２０１を吸着動作にて保持する保持台１３１１と、該保持台１３１１をＸ方向に沿って移動させる搬入装置用移動装置１３１２とが備わる。搬入装置用移動装置１３１２に含まれる駆動部１３１３は、制御装置１８０に接続され動作制御される。よって、上記駆動部１３１３が動作することで保持台１３１１がＸ方向に沿って移動し、第１収納容器２０５からバンプ形成前ウエハ２０１を取り出してくる。

搬出装置１３２も搬入装置１３１と同様の構造を有し、同様に動作することから、略説する。つまり搬出装置１３２は、図３０に示すように、バンプ形成後ウエハ２０２を本実施形態では吸着動作により保持する保持台１３２１と、該保持台１３２１をＸ方向に沿って移動させ、第２収納容器２０６へ上記バンプ形成後ウエハ２０２を収納させる搬出装置用移動装置１３２２と、バンプ形成後ウエハ２０２の裏面２０２ｂに吸着しバンプ形成後ウエハ２０２を保持する保持部１３２３と、上記保持台１３２１の下方に配置され保持台１３２１に保持されているバンプ形成後ウエハ２０２の厚み方向へ保持部１３２３を移動させる駆動部１３２４とを備える。上記搬出装置用移動装置１３２２及び駆動部１３２４は、制御装置１８０にて動作制御される。

又、搬入装置１３１の設置箇所には、第１収納容器２０５から搬入装置１３１にて取り出したバンプ形成前ウエハ２０１のオリエンテーションフラットを所定方向に配向させる、オリフラ合わせ装置１３３が設けられている。該オリフラ合わせ装置１３３には、図４に示すように、駆動部１３３２にてＹ方向に移動してバンプ形成前ウエハ２０１を挟持する挟持板１３３１と、バンプ形成前ウエハ２０１の厚み方向に移動可能であり、かつバンプ形成前ウエハ２０１を保持可能であり、かつ保持したバンプ形成前ウエハ２０１のオリエンテーションフラットの配向を行うためにバンプ形成前ウエハ２０１の周方向に回転可能な保持部１３３３と、該保持部１３３３の駆動部１３３４とが備わる。上記駆動部１３３２、１３３４は、制御装置１８０にて動作制御される。

移載装置１４０は、当該バンプ形成装置１０１では、搬入側移載装置１４１と搬出側移載装置１４２とを備える。搬入側移載装置１４１は、上記搬入装置１３１の保持台１３１１に保持された上記バンプ形成前ウエハ２０１を挟持し、プリヒート装置１６０への搬送と、プリヒート装置１６０からボンディングステージ１１０への搬送を行う。一方、搬出側移載装置１４２は、ボンディングステージ１１０上に保持されている上記バンプ形成後ウエハ２０２を挟持し、ポストヒート装置１７０への搬送と、ポストヒート装置１７０から上記搬出装置１３２の保持台１３２１への搬送とを行う。このような搬入側移載装置１４１は、図２に示すように、バンプ形成前ウエハ２０１を挟持しかつバンプ形成前ウエハ２０１の表面及び裏面の帯電を除去するウエハ保持部１４１１と、上記挟持動作のためにウエハ保持部１４１１を駆動する、本実施形態ではエアーシリンダを有する駆動部１４１２と、これらウエハ保持部１４１１及び駆動部１４１２の全体をＸ方向に移動させる、本実施形態ではボールねじ機構にて構成される移動装置１４１３とを備える。上記駆動部１４１２及び移動装置１４１３は、制御装置１８０に接続され、動作制御される。
搬出側移載装置１４２も、上記搬入側移載装置１４１と同様に、ウエハ保持部１４２１と、駆動部１４２２と、移動装置１４２３とを備え、駆動部１４２２及び移動装置１４２３は制御装置１８０にて動作制御される。

上記ウエハ保持部１４１１、１４２１について説明する。ウエハ保持部１４１１は、図５に示すように、上記駆動部１４１２にてＸ方向に可動な、第１保持部材１４１４及び第２保持部材１４１５と、これらに挟まれて配置される除電用部材１４１６とが互いに平行に配列されている。これら第１保持部材１４１４、第２保持部材１４１５、及び除電用部材１４１６は、ともに鉄又はその他の導電性材料から作製されている。ウエハ保持部１４２１も、ウエハ保持部１４１１と同様に、第１保持部材１４２４及び第２保持部材１４２５と、これらに挟まれて配置される除電用部材１４２６とが互いに平行に配列されている。これら第１保持部材１４２４、第２保持部材１４２５、及び除電用部材１４２６は、ともに鉄又はその他の導電性材料から作製されている。尚、ウエハ保持部１４１１、１４２１は同じ構造にてなるので、以下には代表してウエハ保持部１４１１を例に説明する。

第１保持部材１４１４及び第２保持部材１４１５には、図示するようにバンプ形成前ウエハ２０１を保持するためのＬ字形の保持爪１４１７がそれぞれ２個ずつ設けられている。該保持爪１４１７は、第１保持部材１４１４及び第２保持部材１４１５と同じ材料である鉄や、導電性樹脂にて作製され、バンプ形成前ウエハ２０１と直接に接触する部分には、図６に示すように、緩衝材として導電性樹脂膜１４１７１を取り付けるのが好ましい。尚、第１保持部材１４１４及び第２保持部材１４１５並びに保持爪１４１７を鉄又は導電性材料にて作製するのは、保持するバンプ形成前ウエハ２０１の裏面２０１ｂの帯電をアース可能にするためである。

一方、図５５に示すように、上記保持爪１４１７に対応する保持爪１４１７２を例えばデュポン社製の商品名ベスペルのような断熱部材にて作製することで、ウエハ保持部１４１１、１４２１における温度変化を小さくすることができ、バンプ形成前ウエハ２０１及び後述のバンプ形成後ウエハ２０２に対して温度変化を生じさせにくくなる。よってバンプ形成前ウエハ２０１及びバンプ形成後ウエハ２０２における割れ等の損傷防止を図ることができる。尚、図５５に示す構造の場合、バンプ形成前ウエハ２０１及びバンプ形成後ウエハ２０２と、保持爪１４１７２との接触部分には、導電性材料１４１７３を設け、バンプ形成前ウエハ２０１及びバンプ形成後ウエハ２０２における電荷の第１保持部材１４１４及び第２保持部材１４１５へのアースを行う。又、ウエハ保持部１４１１、１４２１における第１保持部材１４１４及び第２保持部材１４１５等の外面には、以下に記すように、絶縁材料１４１７４にてコーティングを施す。

バンプ形成前ウエハ２０１及び後述のバンプ形成後ウエハ２０２から、より効率的に除電を行うため、後述するように、イオン発生装置１９０を設けるのが好ましい。該イオン発生装置１９０を設けたとき、イオン発生装置１９０から発生したイオンが、鉄又は導電性材料にて作製されている第１保持部材１４１４及び第２保持部材１４１５並びに保持爪１４１７にアースされてしまい、バンプ形成前ウエハ２０１及びバンプ形成後ウエハ２０２に効果的に作用しなくなる場合も考えられる。よって、上記イオンのアースを防ぎ上記イオンをバンプ形成前ウエハ２０１及びバンプ形成後ウエハ２０２に効果的に作用させるため、少なくとも、イオン発生装置１９０から発生したイオンが作用する箇所に、好ましくは第１保持部材１４１４及び第２保持部材１４１５並びに保持爪１４１７の外面全面に、絶縁材料にてコーティングを施すのが好ましい。

除電用部材１４１６には、当該ウエハ保持部１４１１にて保持されるバンプ形成前ウエハ２０１の表面２０１ａにおける周縁部分２０１ｃに接触可能なように、本実施形態ではウエハ２０１の直径方向に沿った２箇所にてウエハ２０１の厚み方向に突出して除電用接触部材１４１６１が設けられている。除電用接触部材１４１６１は、図７に示すように除電用部材１４１６に対して摺動可能に貫通して取り付けられ、除電用接触部材１４１６１の軸方向にスプリング１４１６２にて付勢されている。又、除電用接触部材１４１６１におけるウエハ接触端部には、緩衝材として導電性樹脂１４１６３が設けられている。
このような除電用接触部材１４１６１は、上記導電性樹脂１４１６３がバンプ形成前ウエハ２０１の表面２０１ａに接触することで、該表面２０１ａにおける帯電をアースする。又、保持爪１４１７にてバンプ形成前ウエハ２０１が保持される前の状態では、除電用接触部材１４１６１は、バンプ形成前ウエハ２０１の厚み方向において、保持爪１４１７と同レベルもしくは保持爪１４１７を超えて突出している。該構成により、当該ウエハ保持部１４１１がバンプ形成前ウエハ２０１を保持しようとするとき、保持爪１４１７がバンプ形成前ウエハ２０１に接触する前に除電用接触部材１４１６１がバンプ形成前ウエハ２０１の表面２０１ａに接触可能となる。よって、まず、上記表面２０１ａの除電を行うことができる。

又、除電用接触部材１４１６１に直接、アース線を接続する構成を採ることもできる。又、除電用部材１４１６に除電用接触部材１４１６１を取り付ける構造に限定されるものではなく、例えば図８に示すように、保持爪１４１７が設けられる第１保持部材１４１４及び第２保持部材１４１５に、金属の又は導電性の材料にてなり上記表面２０１ａに接触可能な板バネ１４１６４を取り付ける構成を採ることもできる。

一方、ウエハ２０１、２０２において、除電用接触部材１４１６１が接触する、ウエハ２０１、２０２の表面２０１ａの周縁部分２０１ｃには、表面２０１ａの帯電を効率的に除去可能なように、図９に示すようにアルミニウム膜２０３が全周にわたり形成されたウエハも存在する。このようなウエハの場合には、除電用接触部材１４１６１がアルミニウム膜２０３に接触することで効果的に表面２０１ａの除電を行うことができる。又、図１０に示すように、上記周縁部分２０１ｃにて、３箇所以上の箇所に除電用接触部材１４１６１を配置するように構成することもできる。さらに、ウエハの中央部分からも除電が行えるように、図１０に示すように、ウエハの中央部分に除電用接触部材１４１６１が接触しても支障の生じないダミーセル１４１６５を形成しておき、該ダミーセル１４１６５に対応する位置に除電用接触部材１４１６１を配置し、ダミーセル１４１６５に収集される電荷を効率的に取り除くこともできる。尚、上述のような除電用接触部材１４１６１の数を増加させ、又はその接触面積を大きくすることにより、除電性能を向上させることもできる。

後述の動作説明にて述べるが、例えばＬｉＴａＯ_３やＬｉＮｂＯ_３等の化合物半導体ウエハの場合のように、処理する電荷発生半導体基板によっては、図４０に示すように、該基板に生じる温度差により該基板に反りが生じる場合がある。尚、上記反り量として、図４０に示す寸法Ｉは、厚み０．３５ｍｍ、直径７６ｍｍの、ＬｉＴａＯ_３ウエハの場合で１〜１．５ｍｍ、ＬｉＮｂＯ_３の場合で１．５〜２ｍｍとなる。
一方、除電用接触部材１４１６１は、電荷発生半導体基板において上記反り量が大きくなる周縁部分に対応するように配置されている。又、上述したような、除電用部材１４１６への除電用接触部材１４１６１の取り付け構造では、図７に示すように、除電用接触部材１４１６１は、除電用接触部材１４１６１の軸方向にのみ移動可能であるので、電荷発生半導体基板の上記反りに対応して揺動する、つまり反った面に対してほぼ直交して除電用接触部材が延在するように除電用接触部材自体が傾くことはできない。よって、反りが生じた電荷発生半導体基板に対して除電用接触部材１４１６１が接触したとき、反っていない状態の電荷発生半導体基板の厚み方向に沿って延在しかつ移動可能な除電用接触部材１４１６１から上記電荷発生半導体基板へ不要な力が作用し、電荷発生半導体基板が割れたり欠けたりして損傷する場合も考えられる。したがって、除電用部材１４１６への除電用接触部材１４１６１の取り付け構造及びその関連部分は、図４１〜図５０及び図５６に示す以下のような構造等が好ましい。尚、取り付け構造及びその関連部分の変更に伴い除電用部材１４１６にも構造変更が生じるので、厳格には除電用部材の符号変更が必要であるが、説明の便宜上、「１４１６」をそのまま付すこととする。

図４１に示す除電用接触部材の取り付け構造の一変形例では、除電用部材１４１６にすり鉢状の穴１４１６６を設け、該穴１４１６６に線径１．５〜２ｍｍ程度の導電性の、例えば金属の棒材にてなる除電用接触部材１４１００を挿通し、スプリング１４１６２にて除電用接触部材１４１００の軸方向に除電用接触部材１４１００を付勢している。該付勢力は、本実施形態では、一つの除電用接触部材１４１００当たり約４９〜９８×１０^−３Ｎとしている。又、電荷発生半導体基板に接触する除電用接触部材１４１００の一端における角部１４１０１は、上記反りを生じた電荷発生半導体基板の曲率に応じて除電用接触部材１４１００が矢印１４１１０方向に揺動しやすいように、例えば面取りや円弧状に整形してもよいし、除電用接触部材１４１００の一端に、図４２に示すように例えば直径５ｍｍ程度の導電性の、例えば金属の球１４１０５や、図４９に示すような円筒１４１０６を取り付けても良いし、又、上記一端を図５０に示すように半球状に整形してもよい。尚、揺動する除電用接触部材１４１００の軌跡を含む平面と電荷発生半導体基板の直径方向とが平行になるように、除電用接触部材１４１００は上記矢印１４１００方向に揺動する。上記円筒１４１０６を取り付ける場合には、該円筒１４１０６の軸方向が電荷発生半導体基板の直径方向及び厚み方向に直交する方向に沿うように円筒１４１０６を配置する。又、本実施形態では、除電用接触部材１４１００の他端に、直接、アース線１４１０９を接続する構成を採っている。
このような構造を採ることで、除電用接触部材１４１００は、すり鉢状の穴１４１６６の小径部分を支点として首を振ることができるので、反りを生じた電荷発生半導体基板の曲率に応じて、除電用接触部材１４１００は矢印１４１１０方向に揺動可能であり、電荷発生半導体基板の損傷を防止することができる。

他の変形例として、図４２に示す構造を採ることもできる。該構造では、図４３に示すように、除電用部材１４１６に形成した取付穴１４１０２内に、２つのローラ１４１０３を適宜な間隔にて配置して、ピン１４１０４にて回転可能に除電用部材１４１６へ取り付け、上記２つのローラ１４１０３にて矢印１４１００方向に揺動可能なように除電用接触部材１４１０７が設けられる。除電用接触部材１４１０７の他端部には、図４４に示すように、回転可能に支持されたローラ１４１０８を有し、除電用接触部材１４１０７の一端には上記球１４１０５が取り付けられる。このような除電用接触部材１４１０７は、スプリング１４１６２にて軸方向に付勢されて除電用部材１４１６に取り付けられる。よって、除電用接触部材１４１０７のローラ１４１０８は、除電用部材１４１６の２つのローラ１４１０３にて両側から回転可能に支持されるので、除電用接触部材１４１０７は矢印１４１００方向に揺動可能であり、電荷発生半導体基板の損傷を防止することができる。

さらに他の変形例として、図４５に示す構造を採ることもできる。該構造は、図４２に示す構造を発展させたもので、除電用部材１４１６に十字状にて４つのローラ１４１１１を回転可能に設け、一方、他端に球１４１１２を設けた除電用接触部材１４１１３を、上記球１４１１２が上記４つのローラ１４１１１の中央部に位置するようにして除電用部材１４１６に取り付ける。尚、球１４１１２はスプリング１４１６２により４つのローラ１４１１１に付勢されている。又、アース線は、図４８に示すような形態にて上記球１４１１２に取り付けてもよいし、除電用部材１４１６に取り付けるようにしてもよい。このような構造をとることで、除電用接触部材１４１１３は、上記矢印１４１１０方向のみならず、該矢印１４１１０方向に直交する矢印１４１１４方向にも滑らかに回転可能となり、電荷発生半導体基板の損傷を防止することができる。

さらに他の変形例として、図４６〜図４８に示す構造を採ることもできる。該構造では、除電用部材１４１６にはすり鉢状の穴１４１６６を設け、一方、他端に球１４１１５を設けた除電用接触部材１４１１６が、上記球１４１１５を上記穴１４１６６に回転可能な状態にて支持させて、除電用部材１４１６に取り付けられる。球１４１１５は、スプリング１４１６２にて穴１４１６６の壁面に付勢されている。又、球１４１１５には、除電用部材１４１６との間にアース線１４１１９を接続した集電部材１４１１７がスプリング１４１１８にて押圧されている。よって、電荷発生半導体基板の電荷は、除電用接触部材１４１１６、集電部材１４１１７、アース線１４１１９を通り、除電用部材１４１６に取り付けたアース線１４１０９へ流れる。このような構造をとることで、除電用接触部材１４１１６は、図４６に示す取付状態に対していずれの方向にも回転することができ、電荷発生半導体基板の損傷を防止することができる。

又、図４６に示す取付け構造の変形例として、図４７に示すようにスプリング１４１６２を除いた、除電用接触部材１４１２０を用いた構造とすることもできる。この場合、図４６に示す構造に比べてコスト低減、組み立て容易の効果に加えて、さらに以下の効果が得られる。つまり、球１４１０５の重量により、例えば１９．６×１０^−３Ｎ程度の微小な力にて電荷発生半導体基板に接触可能となる。よって、例えば０．１ｍｍ程度の厚みにてなる薄い電荷発生半導体基板に対しても割れ等の損傷を与えないようにすることができる。
又、図４８に示すように、集電部材１４１１７及びスプリング１４１１８を削除し、球１４１１５に直接、アース線１４１０９を取り付けた、除電用接触部材１４１２１を用いた構造を採ることもできる。この場合、図４６に示す構造に比べて部品点数を削減でき構造を単純化できるので、コスト削減を図ることができる。

さらに他の変形例として、図５０に示す構造を採ることもできる。上述の図４１から図４８に示す構造では、除電用接触部材が揺動可能なように構成したが、図５０に示す除電用接触部材１４１２２では、除電用部材１４１６における除電用接触部材１４１２２の支持部分にリニアガイドベアリング１４１２３を設けている。よって、図５０に示す構造では、除電用接触部材１４１２２の軸方向への移動は、図７に示す構造における除電用接触部材１４１６１の軸方向への移動に比べて非常に滑らかになる。したがって、図５０に示す構造では、除電用接触部材１４１２２が揺動しない構造ではあるが、上述のような反りを生じる電荷発生半導体基板に対して除電用接触部材１４１２２の半球状の一端が接触したとき、除電用接触部材１４１２２はその軸方向に移動するので、反りを生じる電荷発生半導体基板に対しても割れ等の損傷を与えないようにすることができる。

上記除電用接触部材１４１２２において、リニアガイドベアリング１４１２３を嵌合している支持部材１４１２４は鉄製でも良いが、上記ベスペルのような断熱材料にて作製するのがより好ましい。例えば上記ベスペルにて作製した支持部材１４１２４は、鉄にて作製した場合に比べて、熱伝導率にて約１／８４となる。よって、断熱材料にてなる支持部材１４１２４を設けることで、除電用接触部材１４１２２が電荷発生半導体基板に接触して電荷発生半導体基板を急激に冷却するのを防止でき、電荷発生半導体基板への熱ダメージを防止することができる。

又、上記除電用接触部材１４１２２の変形例として、図５６に示すように、スプリング１４１６２に代えて重り１４１２６を設けた除電用接触部材１４１２５を構成することもできる。スプリング１４１６２を使用した場合、スプリング１４１６２の縮み量、つまり除電用接触部材の軸方向への移動量により電荷発生半導体基板への除電用接触部材の押圧力が変化するが、重り１４１２６を使用することで、除電用接触部材の上記移動量に関係なく一定の押圧力を電荷発生半導体基板へ作用させることができるという効果がある。
尚、上述の、図４１、図４２、図４５、図４６、図４８に示す各除電用接触部材においても、スプリング１４１６２に代えて重り１４１２６を設ける構造とすることができ、又、図４７に示す除電用接触部材１４１２０においても、重り１４１２６を設ける構造とすることができる。

上記プリヒート装置１６０は、図１１及び図１２に示すように、搬入装置１３１からウエハ保持部１４１１にて保持したバンプ形成前ウエハ２０１を、保持した状態のままプリヒート装置１６０に非接触な状態にて、室温から、ボンディングステージ１１０にてバンプ形成を行うときの上記バンプボンディング用温度である約１５０℃付近まで昇温する装置であり、発熱源としてのパネルヒータ１６１を有するパネルヒータ枠１６２上に熱拡散部材としてのアルミニウム板１６３を取り付けた構造を有する。
パネルヒータ１６１による昇温動作は、アルミニウム板１６３の温度を測定する例えば熱電対のような温度センサ１６６からの温度情報を参照しながら制御装置１８０にて制御される。該昇温動作は、本実施形態のバンプ形成装置１０１における特徴的動作の一つであり、詳細については後述する。又、この特徴的な昇温制御を可能とするため、アルミニウム板１６３には、冷却材通過用の通路１６４がジグザグ状に形成されている。本実施形態では、上記冷却材として室温の空気を使用し、制御装置１８０にて動作制御される空気供給装置１６５にて空気が冷却材用通路１６４へ供給される。又、上記冷却材として水を使用することもできる。但し、水を使用する場合、昇降温の応答が遅いため昇降温制御がし難く、水と比べたときには上記空気を使用する方が好ましい。
又、バンプ形成前ウエハ２０１は、本実施形態では、プリヒート装置１６０のアルミニウム板１６３との隙間を約１ｍｍとして、ウエハ保持部１４１１にて保持された状態でアルミニウム板１６３上に配置される。よって、アルミニウム板１６３のウエハ対向面には、ウエハ保持部１４１１の保持爪１４１７との干渉を避けるための溝１６７がウエハ保持部１４１１の進行方向に沿って形成されている。

上記ポストヒート装置１７０は、バンプ形成後、ボンディングステージ１１０からウエハ保持部１４２１にて保持したバンプ形成後ウエハ２０２を、保持した状態のままポストヒート装置１７０に非接触な状態にて、上記バンプボンディング用温度の約１５０℃付近から室温付近まで徐々に降温するための装置であり、構造的には上述のプリヒート装置１６０と同様の構造を有する。つまり、ポストヒート装置１７０においても、パネルヒータ１７１、パネルヒータ枠１７２、アルミニウム板１７３、冷却材用通路１７４、空気供給装置１７５、温度センサ１７６、及び溝１７７を有する。よって、図１１及び図１２には、プリヒート装置１６０及びポストヒート装置１７０の両者における符号を記している。但し、パネルヒータ１７１は、バンプ形成後ウエハ２０２の降温を制御するために制御装置１８０にて動作制御され、該降温制御動作は、本実施形態のバンプ形成装置１０１における特徴的動作の一つであり、詳細については後述する。

又、上記プリヒート装置１６０及び上記ポストヒート装置１７０に備わるアルミニウム板１６３、１７３における、バンプ形成前ウエハ２０１及びバンプ形成後ウエハ２０２に対向する表面には、絶縁性の遠赤外線輻射塗装を施すのが好ましい。該塗装を行うことで、バンプ形成前ウエハ２０１及びバンプ形成後ウエハ２０２に対する熱放出性を向上させることができる。

上記昇降装置１５０は、上記第１収納容器２０５を載置する第１昇降装置１５１と、上記第２収納容器２０６を載置する第２昇降装置１５２とを備える。第１昇降装置１５１は、上記バンプ形成前ウエハ２０１が上記搬入装置１３１によって取り出し可能な位置に配置されるように、上記第１収納容器２０５を昇降する。第２昇降装置１５２は、上記搬出装置１３２にて保持されているバンプ形成後ウエハ２０２を第２収納容器２０６内の所定位置へ収納可能なように、第２収納容器２０６を昇降する。

以上説明したような構成を有する本実施形態のバンプ形成装置１０１における動作について以下に説明する。上述した各構成部分は制御装置１８０にて動作制御がなされることで、バンプ形成前ウエハ２０１にバンプが形成され、そしてバンプ形成後ウエハ２０２が第２収納容器２０６へ収納される、という一連の動作が実行される。又、制御装置１８０は、本実施形態にて特徴的な動作である、バンプ形成前ウエハ２０１の帯電除去を考慮したプリヒート動作、及びバンプ形成後ウエハ２０２の帯電除去を考慮したポストヒート動作を含んだ、ウエハ２０１、２０２の帯電除去動作を実行する。又、ボンディングステージ１１０にて実行するバンプ形成前ウエハ２０１に対する反り矯正用ブロー動作を制御する。
これらの各動作については以下に詳しく説明する。尚、以下の説明において、ウエハ保持部１４１１、１４２１に備わる除電用接触部材は、上述した反りを生じる電荷発生半導体基板等、いずれのウエハ、基板に対しても適用可能な、図４１に示す除電用接触部材１４１００を例に採る。該除電用接触部材１４１００に代えて、上述の除電用接触部材１４１０７、１４１１３、１４１１６、１４１２０、１４１２１、１４１２２を使用することもできる。

本実施形態のバンプ形成装置１０１では、図１３に示すステップ（図内では「Ｓ」にて示す）１からステップ１０までの各工程により、バンプ形成前ウエハ２０１にバンプが形成され、バンプ形成後ウエハ２０２が第２収納容器２０６へ収納される。即ち、ステップ１では、第１収納容器２０５からバンプ形成前ウエハ２０１が搬入装置１３１によって取り出し可能な位置に配置されるように、第１昇降装置１５１により第１収納容器２０５が昇降し、その後、バンプ形成前ウエハ２０１が搬入装置１３１によって第１収納容器２０５から取り出される。さらに、搬入装置１３１にて保持されたバンプ形成前ウエハ２０１は、オリフラ合わせ装置１３３にてオリエンテーションフラットの配向が行われる。

オリエンテーションフラットの配向終了後、ステップ２では、搬入装置１３１の保持台１３１１に保持されているバンプ形成前ウエハ２０１が搬入側移載装置１４１にて挟持される。該動作について図１４〜１７を参照して詳しく説明する。
図１４に示すように、上記配向後、オリフラ合わせ装置１３３の保持部１３３３が上昇し保持台１３１１からバンプ形成前ウエハ２０１を吸着保持し上昇する。一方、ウエハ保持部１４１１がバンプ形成前ウエハ２０１の上方に配置され、かつ駆動部１４１２にて第１保持部材１４１４及び第２保持部材１４１５がＸ方向に沿って開く方向に移動する。次に、図１５に示すように、保持部１３３３が上昇し、それによりまず、ウエハ保持部１４１１の除電用接触部材１４１００の先端がバンプ形成前ウエハ２０１の表面２０１ａに接触する。よって、除電用接触部材１４１００の接触直前において上記表面２０１ａが帯電していたとしても、除電用接触部材１４１００の接触により除電が行われる。
尚、本実施形態で使用しているバンプ形成前ウエハ２０１、バンプ形成後ウエハ２０２は、上述のように、帯電し難いが、一旦帯電すると除電し難いという特質を持っている。よって、除電用接触部材１４１００の接触によっても表面２０１ａの完全な除電は困難であり、表面２０１ａには約＋１０Ｖ〜約＋２５Ｖ程度の初期電荷が存在する。ここで、＋は正の電荷であることを示す。
そして、図１６に示すように、駆動部１４１２にて第１保持部材１４１４及び第２保持部材１４１５がＸ方向に沿って閉じる方向に移動する。

次に、図１７に示すように、上記保持台１３１１が下降し、バンプ形成前ウエハ２０１はウエハ保持部１４１１の保持爪１４１７にて保持される。このとき、除電用接触部材１４１００部分に設けたスプリング１４１６２による付勢力によりバンプ形成前ウエハ２０１は保持爪１４１７へ押圧される。尚、該押圧力は、ウエハ保持部１４１１によるバンプ形成前ウエハ２０１の搬送時に落下等の不具合を生じさせない程度であり、バンプ形成前ウエハ２０１に変形を生じさせるものではない。
又、バンプ形成前ウエハ２０１の裏面２０１ｂと保持爪１４１７とが接触することで、上記裏面２０１ｂにおける電荷の一部はアースされる。しかしながら、上述のように上記裏面２０１ｂに形成されている溝１４内の電荷を除電するのは、当該バンプ形成装置１０１の構成では困難であり、上述の表面２０１ａの場合と同様に、裏面２０１ｂにも約−２０Ｖ〜約−３０Ｖ程度の初期電荷が存在する。ここで−は、負の電荷であることを示す。尚、後述の変形例にて説明するように、さらにイオン発生装置を用いて除電することでより効率的に除電が可能となる。

次のステップ３では、図２に示すように、バンプ形成前ウエハ２０１を保持した状態にてウエハ保持部１４１１が移動装置１４１３にてプリヒート装置１６０の上方に搬送され配置される。

次のステップ４では、プリヒート装置１６０により室温から約１５０℃付近までバンプ形成前ウエハ２０１はプリヒートされる。
しかしながら、該プリヒート動作によりバンプ形成前ウエハ２０１に生じる温度変化に伴い、バンプ形成前ウエハ２０１には電荷が発生し、その表面２０１ａ及び裏面２０１ｂは帯電を起こす。該帯電量は、温度変化の緩急に対応して変化するので、極力温度変化を抑えながらプリヒートを行うことで帯電量を少なくすることはできる。しかしながら、該方法は、処理時間が長くなり現実的ではないので、本実施形態では、以下のようなプリヒート動作を行い帯電量の低減を図っている。尚、上述したように、バンプ形成前ウエハ２０１の表面２０１ａには、除電用接触部材１４１００が接触しており、かつ上記溝１４が存在しないことから、表面２０１ａの帯電量は裏面２０１ｂの帯電量に比べて問題になり難い。

バンプ形成前ウエハ２０１及びバンプ形成後ウエハ２０２は、昇温に伴い正電荷が発生し、降温に伴い負電荷が発生する。この現象を利用し、プリヒート動作では、バンプ形成前ウエハ２０１を室温から上記バンプボンディング用温度まで一気に昇温するのではなく、例えば図１８に示すように、昇温、降温を交互に繰り返す温度上昇制御を行い、上記バンプボンディング温度まで昇温する。このようなプリヒート動作を行うことで、昇温により生じた正電荷を、降温により生じる負電荷にて中和することができる。つまり、本実施形態におけるプリヒート動作の基本的な思想は、増加した帯電分をその都度逆帯電により除電することで、バンプボンディング温度まで昇温された時点においても上記初期電荷分の帯電量にするという考え方である。本実施形態におけるプリヒート動作について、より具体的に以下に説明する。

図１９には、上記プリヒート動作全体の動作の流れを示しており、該動作制御は制御装置１８０にて行われる。つまり、ステップ１０１では、プリヒート装置１６０のアルミニウム板１６３の温度が開始温度か否かが判断され、開始温度にないときには、ステップ１０２にてパネルヒータ１６１による加熱又は空気供給装置１６５による空気供給による冷却により上記開始温度に調節される。本実施形態では、上記開始温度は４０℃であり、アルミニウム板１６３の温度は上記温度センサ１６６にて測定される。
ステップ１０３では、昇温傾きを制御して、アルミニウム板１６３、つまりバンプ形成前ウエハ２０１の昇温が開始され、ステップ１０４では昇温目標温度にアルミニウム板１６３が到達したか否かが判断される。尚、本実施形態では、上述のようにバンプ形成前ウエハ２０１の上記バンプボンディング用温度は約１５０℃であるので、これに対応してアルミニウム板１６３における上記昇温目標温度は約２００℃である。アルミニウム板１６３が上記昇温目標温度に達していないときには、図２０に示すステップ１２１〜ステップ１２４が実行される。
これらステップ１０３、１０４、及びステップ１２１〜１２４にて実行される温度上昇制御動作にて、本実施形態にて特徴的な動作の一つである、上述した、昇温、降温を交互に繰り返しながら上記バンプボンディング温度までの昇温動作が実行されることになる。尚、該動作については以下に詳述する。

ステップ１０４にて上記昇温目標温度に達していると判断されたときには、ステップ１０５に移行し、プリヒート動作は完了する。よって、ステップ１０６にてバンプ形成前ウエハ２０１はボンディングステージ１１０へ移載される。該移載後、ステップ１０７では、空気供給装置１６５による空気供給を開始して、アルミニウム板１６３を上記開始温度まで降温させ、ステップ１０８にて上記開始温度まで降温したか否かが判断される。そして上記開始温度まで降温したときにはステップ１０９にて空気供給装置１６５の空気供給を停止し、上記開始温度を保持する。そして再びステップ１０３に戻り、次のバンプ形成前ウエハ２０１のプリヒート動作に備える。

上記ステップ１０３、１０４、及びステップ１２１〜１２４の上記温度上昇制御動作について説明する。
ステップ１０３では、予め設定された上記昇温傾きに従いアルミニウム板１６３を昇温する。尚、本実施形態では２０℃／分に設定している。ステップ１０４にて、アルミニウム板１６３が上記昇温目標温度に達していないときには、ステップ１２１へ移行し、降温開始条件を満たしているか否かが判断される。ここで、上記降温開始条件となる物理量としては、アルミニウム板１６３の温度、昇温開始からの時間、又はバンプ形成前ウエハ２０１の裏面２０１ｂの帯電量等が考えられ、本実施形態ではアルミニウム板１６３の温度を使用している。

尚、上記裏面２０１ｂの帯電量を使用する場合には、図２２に示すように、上記パネルヒータ１６１、上記パネルヒータ枠１６２、及びアルミニウム板１６３には、これらを貫通する貫通穴２５２を複数設けておき、パネルヒータ１６１の下方に静電センサ２５１を配置して、貫通穴２５２を通して静電センサ２５１にて裏面２０１ｂの帯電量を測定する。測定値は制御装置１８０へ送出され、帯電量が求められる。尚、上記静電センサ２５１にて裏面２０１ｂの帯電量を測定する場合や、後述するようにイオン発生装置１９０を使用して除電を行うような場合には、静電イオンが導電体に引っ張られ正確に帯電量を測定したり除電を行うことができなくなるのを防止するために、上記貫通穴２５２の内面及びその周辺、並びにパネルヒータ１６１、パネルヒータ枠１６２、及びアルミニウム板１６３の表面は、絶縁材料にてコーティングを施しておくのが好ましい。

本実施形態のように上記降温開始条件の物理量としてアルミニウム板１６３の温度を選択したとき、ステップ１２１では、図２１に符号２７１にて示す、昇温開始時と現在とにおけるアルミニウム板１６３の各温度から温度幅を求め該温度幅２７１が所定値に達しているか否かが判断される。そして上記所定値に達しているときには、次のステップ１２２に移行し、達していないときにはステップ１０３に戻る。
本実施形態では、上記温度幅２７１は３０℃に設定している。尚、上記降温開始条件の物理量として「時間」を選択したときには、「時間」の場合には符号２７３の方がより適切な対応部分と思われるが、符号２７１は時間に相当し、昇温開始時刻から降温開始時刻までの時間を例えば２分に設定可能であり、「帯電量」を選択したときには符号２７１は帯電量差に相当し、例えば３００Ｖ±１０％に設定可能である。

ステップ１２２では、空気供給装置１６５による冷却材用通路１６４への空気供給を開始して、アルミニウム板１６３の降温が開始される。このときの降温傾きは予め設定されている。本実施形態では−３０℃／分に設定している。
次のステップ１２３では、降温目標条件を満たしているか否かが判断される。ここで、上記降温目標条件となる物理量としては、本実施形態における「温度」の他、上述のように「時間」や「帯電量」等がある。本実施形態では、ステップ１２３にて、図２１に符号２７２にて示す、降温開始時と現在とのアルミニウム板１６３の各温度から温度幅を求め該温度幅２７２が所定値に達しているか否かが判断される。そして上記所定値に達しているときには、次のステップ１２４に移行し、達していないときにはステップ１２２に戻る。上記温度幅２７２は、上記温度幅２７１未満の値であり温度幅２７１の約１／２から約１／３程度の値であり、本実施形態では１５℃に設定している。尚、上記降温目標条件の物理量として「時間」を選択したときには符号２７２は時間に相当し、例えば１分と設定可能であり、「帯電量」を選択したときには符号２７２は帯電量差に相当し、例えば１００Ｖ±１０％と設定可能である。

ステップ１２４では、空気供給装置１６５による冷却材用通路１６４への空気供給を停止し、アルミニウム板１６３の降温を停止する。ステップ１２４における動作終了後、再びステップ１０３へ戻る。
このように上記ステップ１０３、１０４、及びステップ１２１〜１２４の温度上昇制御動作により、アルミニウム板１６３、つまりバンプ形成前ウエハ２０１の昇温、降温を交互に繰り返しながら上記バンプボンディング温度までの昇温動作が実行されることになる。このように昇、降温を交互に繰り返すことで、バンプ形成前ウエハ２０１の主に裏面２０１ｂにおける電荷は、昇温により正電荷が増えるが降温により負電荷が生じるので電荷の中和が行われる。実際には、上述のように昇温幅よりも降温幅の方が小さいので、図１８に示すように上記プリヒート動作によりバンプ形成前ウエハ２０１の裏面２０１ｂには正電荷が蓄積されていくが、帯電量は、昇、降温を交互に繰り返さずに一様に昇温する場合に比べて、大幅に低減することができる。例えば一例として、上記一様に昇温した場合には＋２０００Ｖを超え、約＋３０００Ｖ程度まで帯電するが、昇、降温を交互に繰り返すことで約＋１００Ｖ程度に抑えることができる。

以上のプリヒート動作後、ステップ５に移行する。ステップ５では、移動装置１４１３にて搬入側移載装置１４１がプリヒート装置１６０からボンディングステージ１１０へ移動され、ウエハ保持部１４１１にて保持されているバンプ形成前ウエハ２０１がボンディングステージ１１０に載置され、ボンディングステージ１１０に備わり制御装置１８０にて動作制御されるヒータ１１２にて上記バンプボンディング用温度に加熱されながらバンプ形成前ウエハ２０１上の回路における、例えば図６０に示すような電極部分１８へバンプ形成ヘッド１２０にてバンプ１９が形成される。

ウエハ保持部１４１１にて保持されているバンプ形成前ウエハ２０１のボンディングステージ１１０への載置動作について、図２３〜２６を参照して説明する。
上述したようにバンプ形成前ウエハ２０１はプリヒート動作により約１５０℃まで昇温されるが、ボンディングステージ１１０上へ載置されるまでの時間にて若干その温度は下がる。このように温度が若干下がったバンプ形成前ウエハ２０１を約１５０℃に加熱されているボンディングステージ１１０に載置したとき、バンプ形成前ウエハ２０１の温度とボンディングステージ１１０の温度との差に起因して、バンプ形成前ウエハ２０１の材質によっては図４０に示すように反りが生じる場合がある。該反りを生じるバンプ形成前ウエハ２０１としては、例えばＬｉＴａＯ_３ウエハや、ＬｉＮｂＯ_３ウエハがある。そこで本実施形態では、ボンディングステージ１１０のバンプ形成前ウエハ２０１に対して、反りを矯正する動作を施している。本実施形態では、ＬｉＮｂＯ_３ウエハの場合にはボンディングステージ１１０に載置後に熱風を吹き付けることで上記反りを矯正し、一方、ＬｉＴａＯ_３ウエハの場合には載置後の熱風吹き付け動作ではＬｉＮｂＯ_３ウエハの場合に比べて反り矯正に要する時間が長くなってしまうので、熱風の吹き付けは行わない。このような差異が生じるのは、ＬｉＴａＯ_３ウエハは、ＬｉＮｂＯ_３ウエハに比べて熱伝導率が悪く、熱風の吹き付けは逆効果であり載置後における加熱動作のみの方がＬｉＴａＯ_３ウエハの温度が均一になりやすいためと考えられる。以下に、図５１を参照して上記熱風吹き付けによる反り矯正動作を、図５２を参照して熱風吹き付け無しの反り矯正動作について説明する。

図５１に示すステップ５０７では、図２３に示すように、搬入側移載装置１４１のウエハ保持部１４１１に保持されているバンプ形成前ウエハ２０１がボンディングステージ１１０上に搬入される。次のステップ５３１では、ボンディングステージ１１０へのバンプ形成前ウエハ２０１の搬入角度調整のためボンディングステージ１１０の回転が行われる。次のステップ５３２では、図２４に示すようにウエハ載置台１１１がバンプ形成前ウエハ２０１の厚み方向に上昇して、バンプ形成前ウエハ２０１の裏面２０１ｂに接触し、さらに若干ウエハ２０１を押し上げる。尚、ウエハ載置台１１１が上昇したとき、上記ウエハ保持部１４１１の各保持爪１４１７はウエハ載置台１１１に形成されている逃がし溝１１６に進入する。

該押し上げのとき、バンプ形成前ウエハ２０１の表面２０１ａに接触している除電用接触部材１４１００は、スプリング１４１６２の付勢力に逆らいながら上記表面２０１ａに接触した状態を維持したまま押し上げられる。
このようにバンプ形成前ウエハ２０１の裏面２０１ｂが金属材料にてなるウエハ載置台１１１に接触するとき、裏面２０１ｂに蓄積された電荷の一部がウエハ載置台１１１へアースされ、又、裏面２０１ｂに蓄積された電荷の一部は上記表面２０１ａ側に移動することもある、しかしながら本実施形態では、プリヒート動作のとき上述した温度上昇制御を行っているので、表面２０１ａ及び裏面２０１ｂ、特に裏面２０１ｂにおける帯電量は、上記温度上昇制御を行っていない従来に比べて低減されている。さらに又、上記表面２０１ａに除電用接触部材１４１００を接触させている。よって、表面２０１ａにおけるスパークの発生を防止することができる。尚、上記裏面２０１ｂの帯電量は、上記ウエハ載置台１１１へのアース、及びプリヒート装置１６０から外れることでバンプ形成前ウエハ２０１が若干、温度低下することによる負電荷の増加により、図１８に符号３０２にて示すように低下する。

次のステップ５３３では、図２５に示すように、搬入側移載装置１４１の駆動部１４１２の動作により第１保持部材１４１４及び第２保持部材１４１５が開く方向に移動し、ウエハ保持部１４１１によるバンプ形成前ウエハ２０１の保持が解除される。尚、このときもまだ、除電用接触部材１４１００は、スプリング１４１６２の付勢力により上記表面２０１ａに接触した状態を維持している。
この状態にて、次のステップ５３４にて、ブロー装置１１５を動作させて、ウエハ載置台１１１に開口されている空気出入孔１１３から１３０〜１４０℃程度の上記反り矯正用熱風をバンプ形成前ウエハ２０１へ吹き付ける。該ブロー動作により、約０．５ｍｍ程、バンプ形成前ウエハ２０１はウエハ載置台１１１より浮き上がるが、バンプ形成前ウエハ２０１の周囲には第１保持部材１４１４及び第２保持部材１４１５の保持爪１４１７が存在するので、浮き上がったバンプ形成前ウエハ２０１がウエハ載置台１１１上から脱落することはない。本実施形態では、上記ＬｉＮｂＯ_３ウエハに対して上記反り矯正が達成される約２〜４分間、上記反り矯正用熱風の吹き付けを行うが、該熱風の吹き付け時間、及び温度は、反り矯正動作の対象となる電荷発生半導体基板の材質によって設定されるものであり、上述の値に限定されるものではない。

上記熱風吹き付け時間の経過後、ステップ５３５にてブロー装置１１５の動作を停止し反り矯正用熱風の吹き付けを終了する。そしてステップ５３６では、吸引装置１１４を動作させて上記空気出入孔１１３から吸引を開始しバンプ形成前ウエハ２０１をウエハ載置台１１１上へ吸着する。ステップ５３７にて上記吸着が行われたことを検出し、ステップ５３８にて、図２６に示すようにウエハ載置台１１１がバンプ形成前ウエハ２０１を保持した状態のまま、元の位置まで下降する。このとき、除電用接触部材１４１００は上記表面２０１ａから離れる。
以上の動作にて上記反り矯正動作は終了する。その後、搬入側移載装置１４１のウエハ保持部１４１１が上記搬送装置１３０の上方へ移動する。

次に、熱風吹き付け無しの反り矯正動作について説明する。尚、図５２に示す動作の内、ステップ５０７、５３１、５３２、５３６、５３７の各動作については、図５１を参照して上述した動作に同じであるので、ここでの説明は省略する。ステップ５３２にてウエハ載置台１１１が上昇し、ステップ５４１ではウエハ載置台１１１上にバンプ形成前ウエハ２０１が載置される。このとき、ウエハ載置台１１１は、バンプ形成前ウエハ２０１を吸着しない。これは、バンプ形成前ウエハ２０１に上記反りが生じたとき、吸着しているとバンプ形成前ウエハ２０１の変形動作が制限されてしまい、バンプ形成前ウエハ２０１に割れ等の損傷が発生する可能性があるからである。次のステップ５４２ではウエハ載置台１１１を元の位置まで下降させる。
ウエハ載置台１１１が降下したことで、ウエハ載置台１１１はヒータ１１２にて約１５０℃程度に再び加熱され、ステップ５４３では、ウエハ載置台１１１上にバンプ形成前ウエハ２０１が載置された状態で、上述した反り矯正用熱風の吹き付けを行うことなく、本実施形態では、上記ＬｉＴａＯ_３ウエハに対して上記反り矯正が達成される約２分間、経過させる。よってこの間に、ＬｉＴａＯ_３ウエハは、ウエハ載置台１１１にて加熱され、反りが矯正される。尚、上記反り矯正用の放置時間、及び温度は、反り矯正動作の対象となる電荷発生半導体基板の材質によって設定されるものであり、上述の値に限定されるものではない。
上述した、熱風吹き付け有り及び熱風吹き付け無しのいずれかの反り矯正動作を行うことで、バンプ形成前ウエハ２０１の反りを矯正でき、従って、バンプ形成前ウエハ２０１の割れ等の損傷を防止することができる。

以上説明したような反り矯正用動作後、バンプ形成前ウエハ２０１はウエハ載置台１１１へ吸着され、ウエハ保持部１４１１がボンディングステージ１１０の上方から離れた後、バンプ形成前ウエハ２０１上の回路における電極部分へバンプ形成ヘッド１２０にてバンプが形成される。尚、バンプ形成の間、バンプ形成前ウエハ２０１は上記バンプボンディング用温度に維持され温度変化はほとんどないので、バンプ形成前ウエハ２０１に電荷が発生することはほとんどない。

上記バンプ形成後、ステップ６では、図２３〜２６を参照して上述したバンプ形成前ウエハ２０１のボンディングステージ１１０上への載置動作を逆に動作させることで、搬出側移載装置１４２のウエハ保持部１４２１における第１保持部材１４２４及び第２保持部材１４２５にてバンプ形成後ウエハ２０２は保持される。つまり、ボンディングステージ１１０の上方に配置され駆動部１４２２にて第１保持部材１４２４及び第２保持部材１４２５が開かれ、次にボンディングステージ１１０のウエハ載置台１１１を上昇させる。該上昇動作により、バンプ形成後ウエハ２０２の表面２０２ａに除電用部材１４２６に備わる除電用接触部材１４１００がまず接触する。次に、上記駆動部１４２２にて第１保持部材１４２４及び第２保持部材１４２５を閉じた後、ボンディングステージ１１０のウエハ載置台１１１を下降させることで、バンプ形成後ウエハ２０２は搬出側移載装置１４２のウエハ保持部１４２１に保持される。
ウエハ保持部１４２１にて保持されたバンプ形成後ウエハ２０２は、搬出側移載装置１４２の移動装置１４２３の駆動にてウエハ保持部１４２１がＸ方向に移動することで、図２に示すように、ポストヒート装置１７０の上方に配置される。

次のステップ７では、ポストヒート装置１７０にてバンプ形成後ウエハ２０２を加熱することで該ウエハ２０２の降温を制御しながら、約１５０℃の上記バンプボンディング用温度から、室温を１０℃程上回る温度までバンプ形成後ウエハ２０２のポストヒートを行う。
しかしながら、上述のプリヒート動作と同様に、降温動作によるバンプ形成後ウエハ２０２に生じる温度変化に伴い、バンプ形成後ウエハ２０２には電荷が発生し、図１８に符号３０３、３０４にて示すように、その表面２０２ａ及び裏面２０２ｂは帯電を起こす。
そこで、上記ポストヒート動作においても、上述したプリヒート動作の場合と同様に、降温、昇温を交互に繰り返す、温度降下制御を行うことで、特に裏面２０２ｂの帯電量を抑える。尚、表面２０２ａには、除電用接触部材１４１００が接触しており、表面２０２ａの帯電はアースされる。

図２７には、上記ポストヒート動作全体の動作の流れを示しており、該動作制御は制御装置１８０にて行われる。つまり、ステップ１３１では、ポストヒート装置１７０のアルミニウム板１７３の温度が開始温度か否かが判断され、開始温度にないときには、ステップ１３２にてパネルヒータ１７１による加熱又は空気供給装置１７５による空気供給による冷却により上記開始温度に調節される。本実施形態では、上記開始温度は約２００℃であり、アルミニウム板１７３の温度は上記温度センサ１７６にて測定される。
ステップ１３３では、降温傾きを制御して、上記空気供給装置１７５による空気供給によりアルミニウム板１７３、つまりバンプ形成後ウエハ２０２の降温が開始され、ステップ１３４では降温目標温度にアルミニウム板１７３が到達したか否かが判断される。尚、本実施形態では、アルミニウム板１７３における上記降温目標温度は、４０℃である。アルミニウム板１７３が上記降温目標温度に達していないときには、図２８に示すステップ１５１〜ステップ１５４が実行される。
これらステップ１３３、１３４、及びステップ１５１〜１５４にて実行される動作にて、本実施形態にて特徴的な動作の一つである、上述した、降温、昇温を交互に繰り返しながら上記降温目標温度までの降温動作が実行されることになる。尚、該温度降下制御動作については以下に詳述する。

ステップ１３４にて上記降温目標温度に達していると判断されたときには、ステップ１３５に移行し、ポストヒート動作は完了する。よって、ステップ１３６にてバンプ形成後ウエハ２０２は搬出装置１４２へ移載される。該移載後、ステップ１３７では、パネルヒータ１７１への通電を開始し、アルミニウム板１７３を上記開始温度まで昇温させ、ステップ１３８にて上記開始温度まで昇温したか否かが判断される。そして上記開始温度まで昇温したときにはステップ１３９にてパネルヒータ１７１への通電を停止し、上記開始温度を保持する。そして再びステップ１３３に戻り、次のバンプ形成後ウエハ２０２のポストヒート動作に備える。

上記ステップ１３３、１３４、及びステップ１５１〜１５４における上記温度降下制御動作について説明する。
ステップ１３３では、予め設定された上記降温傾きに従いアルミニウム板１７３を降温する。尚、上記降温傾きは、本実施形態では−２０℃／分に設定している。ステップ１３４にて、アルミニウム板１７３が上記降温目標温度に達していないときには、ステップ１５１へ移行し、昇温開始条件を満たしているか否かが判断される。ここで、上記昇温開始条件となる物理量としては、上述のプリヒート動作制御の場合と同様に、アルミニウム板１７３の温度や、降温開始からの時間や、又はバンプ形成後ウエハ２０２の裏面２０２ｂの帯電量等が考えられ、本実施形態ではアルミニウム板１７３の温度を使用している。

尚、上記裏面２０２ｂの帯電量を使用する場合には、上記プリヒート動作制御の説明の際に参照した図２２に示すように、アルミニウム板１７３等に貫通穴２５２を複数設け、パネルヒータ１７１の下方に静電センサ２５１を配置して、貫通穴２５２を通して静電センサ２５１にて裏面２０２ｂの帯電量を測定する。測定値は制御装置１８０へ送出され、帯電量が求められる。

本実施形態のように上記昇温開始条件の物理量としてアルミニウム板１６３の温度を選択したとき、ステップ１５１では、図２９に符号２７５にて示す、降温開始時と現在とのアルミニウム板１６３の各温度から温度幅を求め該温度幅２７５が所定値に達しているか否かが判断される。そして上記所定値に達しているときには、次のステップ１５２に移行し、達していないときにはステップ１３３に戻る。
本実施形態では、上記温度幅２７５は３０℃に設定している。尚、上記昇温開始条件の物理量として「時間」を選択したときには符号２７５は時間に相当し、例えば２分に設定可能であり、「帯電量」を選択したときには符号２７５は帯電量差に相当し、例えば３００Ｖ±１０％に設定可能である。

ステップ１５２では、ポストヒート装置１７０のパネルヒータ１７１への通電を開始して、アルミニウム板１７３の昇温が開始される。このときの昇温傾きは予め設定されている。本実施形態では、＋３０℃／分に設定している。尚、パネルヒータ１７１への通電開始に対応して上記空気供給装置１７５による空気供給は停止する。
次のステップ１５３では、昇温目標条件を満たしているか否かが判断される。ここで、上記昇温目標条件となる物理量としては、本実施形態における「温度」の他、上述のように「時間」や「帯電量」等がある。本実施形態では、ステップ１５３にて、図２９に符号２７６にて示す、昇温開始時と現在とのアルミニウム板１７３の各温度から温度幅を求め該温度幅２７６が所定値に達しているか否かが判断される。そして上記所定値に達しているときには、ステップ１５４に移行し、達していないときにはステップ１５２に戻る。上記温度幅２７６は、上記温度幅２７５未満の、温度幅２７５の約１／２から約１／３程度の値であり、本実施形態では１５℃に設定している。尚、上記昇温目標条件の物理量として「時間」を選択したときには符号２７６は時間に相当し、例えば１分間に設定可能であり、「帯電量」を選択したときには符号２７６は帯電量差に相当し、例えば１００Ｖ±１０％に設定可能である。

ステップ１５４では、ポストヒート装置１７０のパネルヒータ１７１への通電を停止し、アルミニウム板１７３の昇温を停止する。ステップ１５４における動作終了後、再びステップ１３３へ戻る。
このように上記ステップ１３３、１３４、及びステップ１５１〜１５４の温度降下制御動作により、アルミニウム板１７３、つまりバンプ形成後ウエハ２０２の降温、昇温を交互に繰り返しながら上記降温目標温度までの降温動作が実行されることになる。このように降、昇温を交互に繰り返すことで、バンプ形成後ウエハ２０２の主に裏面２０２ｂにおける電荷は、降温により負電荷が増えるが昇温により正電荷が生じるので電荷の中和が行われる。実際には、上述のように降温幅よりも昇温幅の方が小さいので、図１８に符号３０３にて示すように、上記ポストヒート動作によりバンプ形成後ウエハ２０２の裏面２０２ｂには負電荷が蓄積されていくが、帯電量は、降、昇温を交互に繰り返さずに一様に降温する場合に比べて、大幅に低減することができる。例えば一例として、上記一様に降温した場合には約−２０００Ｖ〜約−３０００Ｖ程度まで帯電するが、降、昇温を交互に繰り返すことで約−１００Ｖ程度に抑えることができる。

上記ポストヒート動作後、ステップ８へ移行し以下の動作が実行される。搬出側移載装置１４２のウエハ保持部１４２１は、バンプ形成後ウエハ２０２を保持した状態にて、移動装置１４２３の駆動によりＸ方向に沿って搬出装置１３２の上方へ移動する。移動後の状態を図３０に示している。
上記移動後、搬出装置１３２の駆動部１３２４が動作し、図３１に示すように、保持部１３２３がバンプ形成後ウエハ２０２の裏面２０２ｂに接触し、かつバンプ形成後ウエハ２０２がウエハ保持部１４２１の保持爪１４１７から約１mm程浮き上がるように上昇する。保持部１３２３が上記裏面２０２ｂに接触することで、裏面２０２ｂの帯電が保持部１３２３を通じてアースされることから、図１８に符号３０５にて示すように裏面２０２ｂの帯電量は減少する。又、上記上昇のときにも、除電用接触部材１４１００はバンプ形成後ウエハ２０２の表面２０２ａに接触した状態を維持している。よって、搬入装置１３１及びボンディングステージ１１０におけるウエハ２０１、２０２の受け渡しの場合と同様に、保持部１３２３がバンプ形成後ウエハ２０２の裏面２０２ｂの接触することで、裏面２０２ｂの帯電量が変化することに伴い表面２０２ａの電荷に変化が生じたときでも、該変化分の電荷を除去することができる。
又、上記上昇後、保持部１３２３は吸着動作によりバンプ形成後ウエハ２０２を保持する。

保持部１３２３がバンプ形成後ウエハ２０２を保持した後、図３２に示すように、ウエハ保持部１４２１の第１保持部材１４２４及び第２保持部材１４２５が駆動部１４２２により開き、バンプ形成後ウエハ２０２の保持を解除する。
上記保持解除後、図３３及び図３４に示すように、上記保持部１３２３が下降しバンプ形成後ウエハ２０２を保持台１３２１上に載置する。該載置後、保持台１３２１は、本実施形態では吸着動作によりバンプ形成後ウエハ２０２を保持する。

次のステップ９では、バンプ形成後ウエハ２０２を保持した上記保持台１３２１が搬出装置用移動装置１３２２の動作によりＸ方向に移動しバンプ形成後ウエハ２０２を第２収納容器２０６側へ搬送する。
そして、次のステップ１０では、保持台１３２１はバンプ形成後ウエハ２０２を第２収納容器２０６へ収納する。

以上説明したように、本実施形態のバンプ形成装置１０１によれば、電荷発生半導体基板、例えば圧電基板ウエハのように温度変化に伴い電荷を発生するウエハに対して、例えばウエハのダイシングラインに沿ってアルミニウム膜を形成したり、ウエハ裏面全面にアルミニウム膜を形成したりすることなく、上記ウエハに対する上記温度上昇制御及び温度降下制御により当該ウエハに発生する電荷を、当該ウエハに形成されている回路に損傷を与えない程度、及び当該ウエハ自体に割れ等が生じない程度にまで低減することができる。
特に、ウエハの厚みが０．２ｍｍ以下である場合や、ウエハ上に形成されている回路の線間距離が１μｍより小さく特に隣接する線の線幅の差が大きい場合には、上述したプリヒート動作及びポストヒート動作における温度上昇制御及び温度降下制御を行うことにより、大きな除電効果を得ることができる。

尚、上述の実施形態におけるバンプ形成装置１０１では、上記プリヒート動作における上記昇温傾きは２０℃／分の一定値に、上記ポストヒート動作における上記降温傾きは−２０℃／分の一定値にそれぞれ設定したが、これに限定されるものではない。例えば、プリヒート動作及びポストヒート動作における開始及び終了付近と、中間付近とで傾き値を異ならせてもよい。

又、バンプを形成するウエハの種類毎、つまりその材質、大きさ等毎に、上記プリヒート動作における上記昇温傾き値、上記昇温目標温度や、上記降温開始温度や、降温傾き値や、上記降温目標値を設定し、及び上記ポストヒート動作における上記降温傾き値、上記降温目標温度や、上記昇温開始温度や、昇温傾き値や、上記昇温目標値を設定し、制御装置１８０に備わる記憶装置１８１に予め記憶させておき、処理するウエハの種類に応じて制御を変更するように構成することもできる。

又、本実施形態では上述したように、バンプ形成前ウエハ２０１に対する昇温時及びバンプ形成後ウエハ２０２に対する降温時の両方において、本実施形態に特有の温度制御を行ったが、最低限、上記バンプボンディング用温度から室温までの降温時のみに上記温度降下制御を行えばよい。なぜならば、上述したようにウエハ２０１，２０２は一旦帯電するとなかなか除電されないという特質を有し、上記バンプボンディング用温度から室温までの降温後、ウエハ２０２は第２収納容器２０６に収納されることから帯電状態ままでは不具合発生の要因にも成りかねないことから、除電を十分に行っておく必要があるからである。

上述のように、第２収納容器２０６への収納前にはバンプ形成後ウエハ２０２の帯電量を減少させておく必要があることから、図３５に示すように、搬出側移載装置１４２のウエハ保持部１４２１から搬出装置１３２へのバンプ形成後ウエハ２０２の受け渡し動作の間、バンプ形成後ウエハ２０２の少なくとも裏面２０２ｂ側、好ましくはさらに表面２０２ａ側をも加えた両面側に、イオン発生装置１９０を設けるのが好ましい。上記受け渡しのとき、バンプ形成後ウエハ２０２の裏面２０２ｂには負電荷が、表面２０２ａには正電荷がそれぞれ帯電しているので、各電荷を中和するため、裏面２０２ｂ側に配置されたイオン発生装置１９０−１は正イオンを、表面２０２ａ側に配置されたイオン発生装置１９０−２は負イオンを発生する。各イオン発生装置１９０−１、１９０−２は、制御装置１８０に接続され動作制御される。尚、図３５は、バンプ形成後ウエハ２０２を保持したウエハ保持部１４２１が搬出装置１３２の上方に配置されたときに、イオン発生装置１９０−１、１９０−２からイオンをバンプ形成後ウエハ２０２に作用させている状態を図示しているが、上述のように受け渡し動作の間、つまり図３１から図３４に至るまでの各動作の間、バンプ形成後ウエハ２０２にイオンを作用させる。

このようにイオン発生装置１９０を設けることで、設けない場合に比べて、以下のように帯電量をより低減させることができる。尚、下記の帯電量値は一例である。本実施形態における上述の温度上昇制御や温度降下制御を行わない場合において、ウエハ保持部１４２１が搬出装置１３２の上方に配置されたとき、バンプ形成後ウエハ２０２の表面２０２ａの帯電量は約＋１８Ｖであり、裏面２０２ｂは上述のように約−２２００Ｖである。このようなバンプ形成後ウエハ２０２の表裏両面にイオン発生装置１９０にてイオンを４分間作用させることで、表面２０２ａの帯電量は約＋２２Ｖになり、裏面２０２ｂは約＋２２Ｖにすることができる。よって、本実施形態における上述の温度上昇制御や温度降下制御を行い、さらにイオン発生装置１９０にて少なくとも上記裏面２０２ｂにイオンを作用させることで、裏面２０２ｂの帯電量をより低減することができる。

さらに又、イオン発生装置１９０−１、１９０−２から発生したイオンを、より効率的に少なくとも上記裏面２０２ｂに作用させるため、図３５に示すように、少なくとも裏面２０２ｂ側には、発生したイオンを裏面２０２ｂへより効率的に移動させるための送風装置１９１を設けてもよい。尚、送風装置１９１は制御装置１８０にて動作制御される。
又、図３５に示すように、静電センサ２５１を設け、少なくとも裏面２０２ｂ、好ましくはさらに表面２０２ａをも加えた両面の帯電量を静電センサ２５１にて測定しながら、測定された帯電量に基づき制御装置１８０にて上記イオン発生装置１９０のイオン発生量や、送風装置１９１の送風量を制御するようにしてもよい。

さらに、ウエハ保持部１４２１から搬出装置１３２へのバンプ形成後ウエハ２０２の受け渡し動作前の、上記ポストヒート動作においてもより効率的に除電を行うため、図３６に示すように、上記イオン発生装置１９０によるイオンをバンプ形成後ウエハ２０２の少なくとも裏面２０２ｂ側、好ましくはさらに表面２０２ａ側をも加えた両面側に作用させるのが好ましい。さらに上記送風装置１９１を併設することで、より効果的な除電が行える。又、少なくとも裏面２０２ｂ、好ましくはさらに表面２０２ａをも加えた両面の帯電量を静電センサ２５１にて測定しながら、測定された帯電量に基づき制御装置１８０にて上記イオン発生装置１９０のイオン発生量や、送風装置１９１の送風量を制御するようにしてもよい。
尚、裏面２０２ｂへ上記イオンを作用させるためには、上記ポストヒート装置１７０の上記パネルヒータ１７１の下方にイオン発生装置１９０を配置するため、図３６に示すように、図２２を参照し上述した貫通穴２５２を設ける必要がある。

さらには、上記プリヒート動作においても上記イオン発生装置１９０によるイオンをバンプ形成前ウエハ２０１の少なくとも裏面２０１ｂ側、好ましくはさらに表面２０１ａ側をも加えた両面側に作用させる構成を採ることもできる。又、該構成に上記送風装置１９１や静電センサ２５１を併設してもよい。このように構成することで、プリヒート動作のときにも、より効率的に除電を行うことができる。尚、裏面２０１ｂへ上記イオンを作用させるため、上記プリヒート装置１６０には、図３７に示すように、上記貫通穴２５２を設ける必要がある。

又、上述の実施形態では、上記プリヒート装置１６０及びポストヒート装置１７０を設け、ポストヒート装置１７０を用いて上述した温度降下制御を行い、さらにはプリヒート装置１６０を用いて上述した温度上昇制御を行った。このようにそれぞれ独立した動作を行うことで、ウエハ搬入からウエハ搬出までの工程をより効率的に処理でき、タクト短縮を図ることができる。しかしながら、例えば工程に時間的余裕がある場合等には、図５３に示すようなバンプ形成装置１０２のようにプリヒート装置１６０及びポストヒート装置１７０の設置を省略し、上記ボンディングステージ１１０にて、上記バンプボンディング用温度へのウエハ２０１の保温、上記ポストヒート動作における上記温度降下制御、及び上記プリヒート動作における上記温度上昇制御を、制御装置１８０にて制御して実行するように構成することもできる。
又、このような構成を採ったときには、上記搬入側移載装置１４１又は上記搬出側移載装置１４２のいずれか一方のみを設ければよく、プリヒート装置１６０及びポストヒート装置１７０の設置の省略と相まって、バンプ形成装置全体の構成をコンパクト化することができる。

図５４には、上述のバンプ形成装置１０２の構造、つまりプリヒート装置１６０及びポストヒート装置１７０の設置を省略し、ボンディングステージ１１０のウエハ載置台１１１に非接触な状態に、具体的にはウエハ載置台１１１から約１〜数ｍｍ離れた状態に、上記バンプ形成前ウエハ２０１のような電荷発生半導体基板を配置してプリヒート動作を行い、該プリヒート動作後、上記電荷発生半導体基板をウエハ載置台１１１上に載置してボンディング動作を行い、該ボンディング動作後、再びウエハ載置台１１１に非接触な状態に上記電荷発生半導体基板を配置してポストヒート動作を行う場合の動作を示している。図５４のステップ１００１では、例えば上記搬入側移載装置１４１のような移載装置１４３を使用して、電荷発生半導体基板としてのバンプ形成前ウエハ２０１を搬送装置１３０からボンディングステージ１１０のウエハ載置台１１１の上方へ配置する。尚、このときウエハ載置台１１１は約４０℃程度の温度である。

ステップ１００３では、上述のように、２０℃／分の昇温速度にて、昇温、降温を繰り返しながらバンプ形成前ウエハ２０１の昇温が行われる。
次のステップ１００５にてブロー装置１１５を動作させてウエハ載置台１１１の空気出入孔１１３から熱風をバンプ形成前ウエハ２０１へ吹き付け、バンプ形成前ウエハ２０１に帯電している電荷を空中へ放電させることで除電を行う。該除電用ブロー動作後、ステップ１００６にて、バンプ形成前ウエハ２０１をウエハ載置台１１１上に移載し、吸引装置１１４を動作させてバンプ形成前ウエハ２０１をウエハ載置台１１１上に吸着する。

次のステップ１００７では、バンプ形成前ウエハ２０１へバンプボンディングを行う。
次のステップ１００９では、ウエハ載置台１１１を上昇させて上記電荷発生半導体基板を移載装置１４３に保持させ、電荷発生半導体基板とウエハ載置台１１１との隙間が約１〜数ｍｍとなるようにウエハ載置台１１１を下降させる。そして、ウエハ載置台１１１の温度を約１５０℃から約４０℃まで、例えば上記２０℃／分の降温速度にて、降温と昇温とを繰り返しながら降下させる。又、このとき、ステップ１００５にて行った除電用ブロー動作を並行して行うこともできる。

プリヒート装置１６０及びポストヒート装置１７０を備えたバンプ形成装置１０１においてプリヒート装置１６０及びポストヒート装置１７０にそれぞれブロー装置を設けた構造を採ることで、上述した除電用ブロー動作は、プリヒート装置１６０及びポストヒート装置１７０を備えたバンプ形成装置１０１におけるプリヒート動作及びポストヒート動作においても、上記ブロー装置を動作させて気体を噴出させて実行することもできる。
このように除電用ブロー動作を行うことで、上記電荷発生半導体基板の除電を行うことができ、特に、上記電荷発生半導体基板の裏面に溝１４が形成されているときには、該溝１４内の電荷を効率的に空中に放電させることができる。よって、上記電荷発生半導体基板に対する、昇、降温によるジグザグの温度制御と並行して、さらには上記イオンブロー動作と並行して上記除電用ブロー動作を実行することで、より効率的に上記電荷発生半導体基板の除電を行うことができる。

又、上述の説明では、バンプ形成前ウエハ２０１の裏面２０１ｂ側には、いわゆるサブプレートと呼ばれる、ウエハの割れを保護するための保護部材を設けていない場合を例に採ったが、例えば図３８に示すサブプレート１９５を裏面２０１ｂ側に取り付けることもできる。該サブプレート１９５は例えばアルミニウムのような金属材料にて作製されており、バンプ形成前ウエハ２０１は、上記裏面２０１ｂをサブプレート１９５に接触させ、当該サブプレート１９５に設けた板バネ１９６にてサブプレート１９５に保持される。
サブプレート１９５を設けることで、ウエハ２０１，２０２の割れを防止することができるとともに、上記裏面２０１ｂは常にサブプレート１９５に接触しており、かつ板バネ１９６を介して表面２０１ａに導通しているので、表裏面間での帯電量の差を小さくすることができ、バンプ形成前ウエハ２０１に形成されている回路の帯電に起因する損傷発生を低減することができる。
又、サブプレート１９５を設けたとき、上記プリヒート動作及びポストヒート動作における上記パネルヒータ１６１，１７１の熱が有効にウエハ２０１，２０２に作用するように、さらには上記イオン発生装置１９０にて生じたイオンがウエハ２０１，２０２の裏面２０１ｂ、２０２ｂに有効に作用するように、サブプレート１９５には、当該サブプレート１９５の厚み方向に貫通する複数の貫通穴１９７が設けられている。

本発明は、例えば圧電基板のように温度変化に伴い電荷を発生する電荷発生半導体基板上にバンプを形成するためのバンプ形成装置、該バンプ形成装置にて実行される上記電荷発生半導体基板の除電方法に適用可能である。

本発明の実施形態におけるバンプ形成装置の全体構成を示す斜視図である。 図１に示すバンプ形成装置の主要部分の詳細な構造を示す斜視図である。 図１及び図２に示す搬入装置の構成の詳細を示す斜視図である。 図１及び図２に示すオリフラ合わせ装置の構成の詳細を示す斜視図である。 図１及び図２に示す移載装置の構成の詳細を示す斜視図である。 図５に示すウエハ保持部の保持爪部分の詳細を示す図である。 図５に示すウエハ保持部の除電用接触部材の構成の詳細を示す図である。 図５に示すウエハ保持部の除電用接触部材の他の例における構成を示す図である。 ウエハの周縁部分に設けたアルミニウム膜と上記除電用接触部材の接触位置との関係を示す図である。 上記除電用接触部材の変形例を示す図である。 図１及び図２に示すプリヒート装置及びポストヒート装置の構成の詳細を示す斜視図である。 図１及び図２に示すプリヒート装置及びポストヒート装置の構成を示す断面図である。 図１に示すバンプ形成装置の動作を示すフローチャートである。 図１３に示すステップ２における動作を説明するための図であり、搬入装置にてウエハを上昇させている状態を示す図である。 図１３に示すステップ２における動作を説明するための図であり、搬入側移載装置にてウエハを保持する直前の状態を示す図である。 図１３に示すステップ２における動作を説明するための図であり、搬入側移載装置にてウエハを保持した直後の状態を示す図である。 図１３に示すステップ２における動作を説明するための図であり、搬入側移載装置にてウエハを保持した状態を示す図である。 図１に示すバンプ形成装置の動作の流れと、ウエハの温度変化と、ウエハの帯電量との関係を示す図である。 図１３に示すプリヒート動作を示すフローチャートである。 図１９に示す温度上昇制御動作を示すフローチャートである。 図２０に示す温度上昇制御動作による温度上昇を示すグラフである。 上記プリヒート動作及びポストヒート動作においてウエハの帯電量を静電センサにて測定する構造を示す図である。 図１３に示すステップ５における動作を説明するための図であり、バンプ形成前ウエハをボンディングステージの上方に配置した状態を示す図である。 図１３に示すステップ５における動作を説明するための図であり、ボンディングステージにてウエハを保持する直前の状態を示す図である。 図１３に示すステップ５における動作を説明するための図であり、ボンディングステージにてウエハを保持し搬入側移載装置がウエハの保持を解除した状態を示す図である。 図１３に示すステップ５における動作を説明するための図であり、ボンディングステージにてウエハを保持した状態を示す図である。 図１３に示すポストヒート動作を示すフローチャートである。 図２７に示す温度降下制御動作を示すフローチャートである。 図２８に示す温度降下制御動作による温度降下を示すグラフである。 図１３に示すステップ８における動作を説明するための図であり、搬出側移載装置にて保持されたバンプ形成後ウエハを搬出装置の上方に配置した状態を示す図である。 図１３に示すステップ８における動作を説明するための図であり、搬出装置の保持部をバンプ形成後ウエハに接触させた状態を示す図である。 図１３に示すステップ８における動作を説明するための図であり、搬出側移載装置によるウエハの保持を解除した直後の状態を示す図である。 図１３に示すステップ８における動作を説明するための図であり、搬出装置の保持部に保持されたバンプ形成後ウエハを保持台に載置する直前の状態を示す図である。 図１３に示すステップ８における動作を説明するための図であり、上記バンプ形成後ウエハを保持台に載置した状態を示す図である。 図１に示す搬出側移載装置から搬出装置へバンプ形成後ウエハを移載するときに、イオン発生装置にてイオンをウエハに作用させる状態を示す図である。 図１３に示すポストヒート動作のときに、イオン発生装置にてイオンをバンプ形成後ウエハに作用させる状態を示す図である。 図１３に示すプリヒート動作のときに、イオン発生装置にてイオンをバンプ形成前ウエハに作用させる状態を示す図である。 上記バンプ形成前ウエハに取り付けるサブプレートの平面図である。 図１に示すバンプボンディング装置の構造を示す図である。 ウエハの反りを説明するための図である。 上記除電用接触部材の変形例を示す図である。 上記除電用接触部材の変形例を示す図である。 図４２に示す除電用部材の構造を説明するための斜視図である。 図４２に示す除電用部材の構造を説明するための斜視図である。 上記除電用接触部材の変形例を示す斜視図である。 上記除電用接触部材の変形例を示す図である。 図４６に示す除電用接触部材の変形例を示す図である。 上記除電用接触部材の変形例を示す図である。 上記除電用接触部材の一端に取り付ける部材の変形例を示す斜視図である。 上記除電用接触部材の変形例を示す図である。 図１３に示すステップ５における、バンプボンディングステージへのバンプ形成前ウエハの移載の際に実行される、熱風吹き付けを行う場合の反り矯正動作を説明するためのフローチャートである。 図１３に示すステップ５における、バンプボンディングステージへのバンプ形成前ウエハの移載の際に実行される、熱風吹き付けを行なわない場合の反り矯正動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示すバンプ形成装置の変形例における斜視図である。 図５３に示すバンプ形成装置にて実行される除電用ブロー動作を説明するためのフローチャートである。 図１及び図２に示す搬入側移載装置及び搬出側移載装置の変形例を示す図である。 上記除電用接触部材の変形例を示す図である。 ＳＡＷフィルタの構造を示す斜視図である。 上記ＳＡＷフィルタにおけるくし歯回路部分における損傷を示す図である。 圧電基板ウエハの表裏における帯電状態を説明するための図である。 回路の電極部分にバンプを形成した状態を示す平面図である。

符号の説明

１０１…バンプ形成装置、１１０…ボンディングステージ、
１２０…バンプ形成ヘッド、１６０…プリヒート装置、
１７０…ポストヒート装置、１８０…制御装置、
１９０…イオン発生装置、
２０１…バンプ形成前ウエハ、２０１ａ…表面、２０１ｂ…裏面、
２０２…バンプ形成後ウエハ、２０２ａ…表面、２０２ｂ…裏面、
１４１００、１４１６１…除電用接触部材。

Claims (1)

1. 温度変化に伴い電荷発生する電荷発生圧電基板ウエハ上の回路に形成された電極上にバンプを形成するバンプ形成ヘッドと、
   上記バンプ形成ヘッドで上記電極上にバンプを形成する前に、バンプ形成に必要な温度であるバンプボンディング用温度程度まで上記電荷発生基板を加熱可能なヒータを備えた一つの加熱装置であって、当該加熱装置と上記電荷発生圧電基板ウエハとの間に物体を介在させることなくかつ上記電荷発生圧電基板ウエハを当該加熱装置に対して非接触に配置した状態にて、電荷発生圧電基板ウエハが破壊しない単位時間当たりの昇温傾き値にて、上記バンプボンディング用温度程度まで上記電荷発生圧電基板ウエハを加熱するために必要な昇温目標温度まで加熱される加熱装置と、
   バンプを形成した後に、上記電荷発生圧電基板ウエハが破壊しない単位時間当たりの降温傾き値にて降温目標温度まで、上記電荷発生圧電基板ウエハとの間に物体を介在させることなくかつ上記電荷発生電荷発生圧電基板ウエハに対して非接触な状態にて上記電荷発生圧電基板ウエハを加熱・冷却可能とする、ヒータ及び冷却材通過用通路とを備えた一つの冷却装置と、
   上記加熱装置を上記昇温傾き値にて加熱制御し、かつ上記冷却装置を上記降温傾き値にて加熱冷却制御する制御装置と、
   を備えたことを特徴とするバンプ形成装置。

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