JP6816992B2 - Mounting device - Google Patents
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Description
本発明は、実装装置に関する。詳しくは、基板上に熱硬化性樹脂を介して仮固定された半導体チップを熱圧着して実装する実装装置に関する。 The present invention relates to a mounting device. More specifically, the present invention relates to a mounting device in which a semiconductor chip temporarily fixed on a substrate via a thermosetting resin is thermocompression-bonded and mounted.
半導体装置製造分野において、高密度実装への要望から、三次元実装の一種であるチップオンウェハ工法(以下「COW工法と記す」)への注目が集まっている。COW工法は、分割して半導体チップになる回路部品が作り込まれた半導体ウェハ基板上に、半導体チップを接合して実装する工法であり、図8のように(半導体ウェハ基板の上面図が図8(a)、このA−A断面図が図8(b))、一枚の半導体ウェハ基板Wに多数の半導体チップCを実装するものである。 In the field of semiconductor device manufacturing, the chip-on-wafer method (hereinafter referred to as "COW method"), which is a kind of three-dimensional mounting, is attracting attention due to the demand for high-density mounting. The COW method is a method of joining and mounting a semiconductor chip on a semiconductor wafer substrate in which circuit components that are divided into semiconductor chips are built, and is as shown in FIG. 8 (the top view of the semiconductor wafer substrate is a diagram). 8 (a), this AA cross-sectional view is FIG. 8 (b), in which a large number of semiconductor chips C are mounted on one semiconductor wafer substrate W.
このように、多数の半導体チップCを半導体ウェハ基板W上に実装するのに際して、図9(a)のように未硬化の熱硬化性接着剤Rを介して半導体チップCを半導体ウェハ基板W上に仮固定してから加熱圧着を行い、半導体チップCのバンプBを溶融して半導体ウェハ基板Wの電極Eに接合するとともに、熱硬化性接着剤Rを硬化(図9(b))して機械的に固定するプロセス(以下「仮本分割プロセス」と記す)が用いられる。この仮本分割プロセスでは、仮固定状態にある複数の半導体チップCを同時に熱圧着することができる。このため、半導体チップ1つずつ所定箇所に配置して熱圧着するプロセスに比べて、全体としてのタクトタイム短縮が可能となる。 In this way, when a large number of semiconductor chips C are mounted on the semiconductor wafer substrate W, the semiconductor chips C are mounted on the semiconductor wafer substrate W via the uncured thermosetting adhesive R as shown in FIG. 9A. The bump B of the semiconductor chip C is melted and bonded to the electrode E of the semiconductor wafer substrate W, and the heat-curable adhesive R is cured (FIG. 9 (b)). A mechanical fixing process (hereinafter referred to as "temporary book division process") is used. In this temporary book splitting process, a plurality of semiconductor chips C in a temporarily fixed state can be thermocompression bonded at the same time. Therefore, the overall tact time can be shortened as compared with the process of arranging each semiconductor chip at a predetermined position and performing thermocompression bonding.
すなわち、仮本分割プロセスでは、半導体ウェハ基板W上に実装すべき多数の半導体チップCを(未硬化の)熱硬化性接着剤Rで仮固定してから、複数の半導体チップCを包含する範囲を同時に押圧して熱圧着を行なう(図10(a))。具体的には、図10(b)のように複数の半導体チップCを同時に押圧する押圧面SAを有するボンディングヘッド7で熱圧着する(図10(c))。図10では、一度に4個の半導体チップCを熱圧着する場合を示しており、ボンディングヘッド7で4個の半導体チップCを加熱しながら半導体ウェハ基板側に加圧して熱圧着を行なう。
That is, in the temporary book splitting process, a large number of semiconductor chips C to be mounted on the semiconductor wafer substrate W are temporarily fixed with a (uncured) thermosetting adhesive R, and then a range including a plurality of semiconductor chips C. Are pressed at the same time to perform thermocompression bonding (FIG. 10 (a)). Specifically, as shown in FIG. 10 (b), thermocompression bonding is performed with a
仮本分割プロセスにおいては、前述のとおり、半導体ウェハ基板W上に実装すべき多数の半導体チップCを仮固定してからボンディングヘッド7を用いて熱圧着する。このため、順次熱圧着を進める過程において、熱圧着対象の半導体チップCの周囲には、仮固定状態の半導体チップCが隣接している。ところで、これら仮固定状態の半導体チップCでは熱圧着が未実施であるため、熱硬化性接着剤Rの硬化が開始することは好ましくない。すなわち、熱圧着を行なう前に熱硬化性接着剤が硬化すると、加圧しても半導体チップCのバンプBと半導体ウェハ基板Wの電極との間の距離が縮まらずに接合不良になることがある。
In the temporary book splitting process, as described above, a large number of semiconductor chips C to be mounted on the semiconductor wafer substrate W are temporarily fixed and then thermocompression bonded using the
このため、ボンディングヘッド7が熱圧着する半導体チップCに隣接する半導体チップCを仮固定している熱硬化性接着剤Rの硬化開始を防ぐ必要がある。
Therefore, it is necessary to prevent the start of curing of the thermosetting adhesive R that temporarily fixes the semiconductor chip C adjacent to the semiconductor chip C to which the
そこで、半導体ウェハ基板Wを半導体チップCが仮固定された面の反対側から支持する手段として、従来のような全面を支持するステージ400(図11(a))に代わり、ボンディングヘッド7が熱圧着する領域SAのみを支持するバックアップステージ4(図11(b))が用いられるようになってきている(例えば特許文献1)。このような構成にすることにより、半導体ウェハ基板Wを支持するステージを経由して、熱圧着される領域SAの外側まで加熱することはない。また、ボンディングヘッド7とバックアップステージ4による同時加熱により、熱圧着時間が短縮でき、熱圧着領域の周囲への熱影響を低減することも可能となる。
Therefore, as a means for supporting the semiconductor wafer substrate W from the opposite side of the surface on which the semiconductor chip C is temporarily fixed, the
なお、熱圧着対象の領域を移動させるに際して、従来のステージ400を用いる場合はステージ400全体で移動させるが、バックアップステージ4はボンディングヘッド7と対向させた位置に固定することが望ましいため、バックアップステージ4を用いる場合は半導体ウェハ基板Wを移動させるための手段が別途必要である。
When moving the region to be thermocompression bonded, when the
このため、図12に一例を示すような、半導体ウェハ基板Wの周縁部を保持部8を用いて部分的に把持する手法が採用されている。保持部8は、図12(a)に示すように、保持領域8Cで半導体ウェハ基板を保持する機能を有しており、保持部8が半導体ウェハ基板Wを把持した状態で移動することにより、半導体ウェハ基板Wを移動させ、ボンディングヘッド7とバックアップステージ4に対して位置合わせを行うことができる。
Therefore, as shown in FIG. 12, a method of partially gripping the peripheral edge of the semiconductor wafer substrate W by using the
保持部8により半導体ウェハ基板Wを把持した状態で、仮固定された半導体チップCを熱圧着して実装するのに際して、半導体ウェハ基板Wの面内位置により実装品質に差が生じることがある。すなわち、図13において、領域SA1で良好な実装品質が得られていても領域SA2では熱硬化性樹脂Rの硬化不良が生じ、領域SA2で良好な実装品質が得られる場合においては領域SA1で実装不良が生じることがある。このような、半導体ウェハ基板Wの面内位置による実装品質差は、加熱温度のプロセスマージンが狭いバンプ材料や熱硬化性接着剤Rを用いた場合に顕著である。
When the temporarily fixed semiconductor chip C is thermocompression-bonded and mounted while the semiconductor wafer substrate W is held by the
この半導体ウェハ基板Wの面内位置による実装品質の差は、保持部8を介した熱伝導による放熱に起因している。このため、保持部8に近い部分ほど放熱が大きくなり、半導体チップCを加熱する温度が上昇し難くなっている。
The difference in mounting quality depending on the in-plane position of the semiconductor wafer substrate W is due to heat dissipation due to heat conduction through the
そこで、保持部8を介した熱伝導を低減するために、図14のように保持領域8Cを狭くすることが考えられるが、保持領域8Cを狭くすると、半導体ウェハ基板Wを安定に把持することが困難になり、半導体ウェハ基板Wの位置合わせ精度が低下してしまう。
Therefore, in order to reduce heat conduction through the
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、半導体ウェハ基板上に仮固定された半導体チップを熱圧着して実装するのに際して、熱圧着位置の位置合わせ精度を確保しつつ、半導体ウェハ基板面内位置での実装品質に差の生じ難い実装装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and when mounting a semiconductor chip temporarily fixed on a semiconductor wafer substrate by thermocompression bonding, the semiconductor wafer substrate is mounted while ensuring the alignment accuracy of the thermocompression bonding position. It provides a mounting device in which a difference in mounting quality at an in-plane position is unlikely to occur.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、
半導体ウェハ基板上に熱硬化性接着剤を介して仮固定された多数の半導体チップを複数単位で順次熱圧着する実装装置であって、
前記半導体ウェハ基板の周縁部を部分的に把持する保持部と、前記保持部で把持された前記半導体ウェハ基板に前記半導体チップを複数単位で熱圧着するボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドが熱圧着する領域において、前記半導体チップが仮固定されていない側の面を吸着して、前記半導体ウェハ基板を支持するバックアップステージとを備え、
前記保持部は、前記半導体ウェハ基板の前記半導体チップが仮固定されていない側の面を吸着する、熱伝導率が1W/mK以下の部材からなる吸着手段を有する実装装置である。
In order to solve the above problems, the invention of
A mounting device that sequentially thermocompression-bonds a large number of semiconductor chips temporarily fixed on a semiconductor wafer substrate via a thermosetting adhesive in multiple units .
A holding portion that partially grips the peripheral edge portion of the semiconductor wafer substrate, a bonding head that thermocompression-bonds the semiconductor chip to the semiconductor wafer substrate gripped by the holding portion in a plurality of units, and the bonding head thermocompression-bonds. in the region, the semiconductor chip to adsorb the surface on the side that is not temporarily fixed, and a backup stage of the semiconductor wafer substrate for supporting lifting,
The holding portion is a mounting device having a suction means composed of a member having a thermal conductivity of 1 W / mK or less, which sucks a surface of the semiconductor wafer substrate on the side where the semiconductor chip is not temporarily fixed .
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の実装装置であって、
前記半導体ウェハ基板の前記半導体チップが仮固定されていない側の面と前記保持部の上面との距離を可変できるよう、前記保持部上面に対して前記吸着手段の先端部が変位可能な実装装置である。
The invention according to
A mounting device in which the tip of the suction means can be displaced with respect to the upper surface of the holding portion so that the distance between the surface of the semiconductor wafer substrate on which the semiconductor chip is not temporarily fixed and the upper surface of the holding portion can be changed. Is.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の実装装置であって、
前記半導体ウェハ基板を移動させるときは、前記吸着手段の先端部を前記保持部の上面に揃え、前記熱圧着を行う際は、前記吸着手段の先端部を前記保持部の上面から突出させる実装装置である。
The invention according to
A mounting device that aligns the tip of the suction means with the upper surface of the holding portion when moving the semiconductor wafer substrate, and projects the tip of the suction means from the upper surface of the holding portion when performing thermocompression bonding. Is.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の実装装置であって、
前記熱圧着を行う際の、前記吸着手段の先端部が前記上面から突出する高さが0.1mm以上2.0mm以下である実装装置である。
The invention according to
This is a mounting device in which the height at which the tip of the suction means protrudes from the upper surface when performing the thermocompression bonding is 0.1 mm or more and 2.0 mm or less.
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4の何れかに記載の実装装置であって、
前記保持部の少なくとも前記半導体ウェハ基板と接触する範囲において、熱伝導率が1W/mK以下の部材を用いる実装装置である。
The invention according to
It is a mounting device that uses a member having a thermal conductivity of 1 W / mK or less in at least a range of contact with the semiconductor wafer substrate of the holding portion.
本発明により、半導体ウェハ基板上に仮固定された半導体チップを熱圧着して実装するのに際して、熱圧着位置の位置合わせ精度を確保しつつ、半導体ウェハ基板面内位置での実装品質に差が生じ難くなる。 According to the present invention, when a semiconductor chip temporarily fixed on a semiconductor wafer substrate is thermocompression-bonded and mounted, there is a difference in mounting quality at the in-plane position of the semiconductor wafer substrate while ensuring the alignment accuracy of the thermocompression-bonding position. It becomes difficult to occur.
本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
まず、図1に示した本発明に係わる一実施形態である実装装置1について説明する。図1の説明において、図の左右方向をX方向、これに直行する奥行き方向をY方向、上下方向をZ方向、Z方向を回転軸として回転する方向をθ方向として説明する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the mounting
実装装置1は、図10に示したような状態で半導体ウェハ基板Wに仮固定された半導体チップCを熱圧着するものである。本実施形態において、半導体ウェハ基板Wの材質としてシリコンを想定しているが、シリコンに限定されるものではなくシリコンカーバイド(SiC)や窒化ガリウム(GaN)等の化合物半導体であってもよく、サポート基板等と貼り合せた積層体であってもよい。本発明は熱伝導率の高い材質からなる半導体ウェハ基板Wに対して有効に作用する。
The mounting
実装装置1は、半導体ウェハ基板Wに仮固定された半導体チップCを複数個ずつ同時に熱圧着することが可能なものであり、基台2、可動テーブル3、バックアップステージ4、フレーム5、圧着ユニット6、ボンディングヘッド7、保持部8および保持部可動手段9を備えている。
The mounting
基台2は実装装置1を構成する主な構造体であり、可動テーブル3、バックアップステージ4およびフレーム5を支持している。
The
可動テーブル3は、保持部8によって把持された半導体ウェハ基板Wを(半導体ウェハ基板Wの面方向の)任意な位置に移動させるものである。図1の実装装置1においては、基台2に対してY方向に移動可能なY方向可動部3aを設け、Y方向可動部3a上にX方向可動部3bを設け、X方向可動部3b上にθ方向可動部3cを設けた構造となっているが、これに限定されるものではなく、X、Yおよびθの各方向に移動して位置調整が可能な構成であればよい。ただし、可動テーブル3の可動範囲内において、可動テーブル3がバックアップステージ4に接触しない構造である必要がある。
The movable table 3 moves the semiconductor wafer substrate W gripped by the holding
バックアップステージ4は、ボンディングヘッド7により半導体ウェハ基板W上の半導体チップCを熱圧着する際に、半導体チップCが仮固定されている面(上面)の反対面(下面)から半導体ウェハ基板Wを支持するものであり、図示しない吸着機構により半導体ウェハ基板Wを部分的に吸着保持する機能を備えていることが望ましい。また、バックアップステージ4は加熱手段であるヒータを内蔵していてもよい。このヒータは、ボンディングヘッド7による熱圧着時に半導体ウェハ基板W側から加熱を行なうものである。
In the
バックアップステージ4の上面は、ボンディングヘッド7によって押圧される領域を支持する形状である必要があるが、広すぎると他の機械要素との干渉が起こりやすいので好ましくない。適切な形状にすることにより、ボンディングヘッド7の押圧面とバックアップステージ4の上面は一対を成すことになるので、半導体ウェハ基板Wの位置とは無関係に同一の平行度で加圧を行なうことができる。
The upper surface of the
フレーム5は、圧着ユニット6を支持するものである。図1の実装装置1において、支持フレーム5は門型形状としている。これは、圧着ユニットによる加圧力が大きな場合にも適しているためである。
The
圧着ユニット6は、ボンディングヘッド7をZ方向に移動させるものである。圧着ユニット6は、図示しないサーボモータとボールねじとから構成される。圧着ユニット6は、サーボモータによってボールねじを回転させることによりボールねじの軸方向の駆動力を発生するように構成されている。圧着ユニット6は、ボールねじの軸方向がバックアップステージ4の上面に対して垂直なZ方向になるように支持フレーム5に取り付けられている。つまり、圧着ユニット6は、Z方向の駆動力(加圧力)を発生できるように構成されている。圧着ユニット6は、サーボモータの出力を制御することによりZ方向の加圧力を任意に設定できるように構成されている。なお、本実施形態において、圧着ユニット6は、サーボモータとボールねじの構成としたが、これに限定されるものではなく、空圧アクチュエータ、油圧アクチュエータやボイスコイルモータから構成してもよい。
The crimping unit 6 moves the
ボンディングヘッド7は、圧着ユニット6の駆動力を半導体チップCに伝達するとともに、半導体チップCを加圧して熱圧着を行うものである。ボンディングヘッド7には、半導体チップCを加熱するためのヒータが内蔵されている。またボンディングヘッド7の先端部は、複数の半導体チップCを同時に加圧する形状を有している。
The
ボンディングヘッド7は、圧着ユニット6を構成している図示しないボールねじナットに取り付けられている。つまり、ボンディングヘッド7は、バックアップステージ4と平行に対向するように配置されている。すなわち、ボンディングヘッド7は圧着ユニット6によってZ方向に移動されることで、バックアップステージ4に近接する。
The
保持部8は、半導体ウェハ基板Wを部分的に把持するものである。バランス良く把持するという観点から、半導体ウェハ基板Wの周縁部を保持することが好ましい。
The holding
その例を図2に示す。図2(a)はX方向に対向した保持部8と半導体ウェハ基板Wの位置関係を示した上面図であり、図2(a)のA−A部の断面図が図2(b)である。図2(a)、図2(b)では、保持部8と半導体ウェハ基板Wの位置関係を説明するために半導体チップCの図示を省いているが、実際には半導体ウェハ基板上面WA側には多数の半導体チップCが仮固定されている。
An example thereof is shown in FIG. FIG. 2A is a top view showing the positional relationship between the holding
図2(b)において、保持部8には半導体ウェハ基板Wを吸着保持する吸着手段81を設けてあり、吸着手段81は吸着パッド81Pを有している。吸着パッド81Pは吸着手段81の先端部にあって、半導体ウェハ基板下面WB側(半導体ウェハ基板Wの反対面側)を部分的に吸着保持するものである。吸着パッド81Pによる吸着保持は、排気管81Vを経由した減圧によって行なわれる。ここで、吸着パッド81Pは断熱性を有し、熱伝導率が1W/mk以下の材質が用いられることが望ましい。
In FIG. 2B, the holding
また、吸着手段81は吸着パッド81Pを、保持部上面8Aに対して垂直方向に変位させる機能を有している。ここで、保持部上面8Aは平坦で半導体ウェハ基板下面WB(半導体ウェハWの反対面)と平行とすることが好ましく、その場合、吸着パッド81Pによる吸着面を保持部上面8Aと揃えることで、半導体ウェハ基板下面WBは保持部上面8Aに密着保持することが可能である。一方において、吸着パッド81Pが保持部上面8Aから突出した状態にすれば、吸着パッド81P以外の領域で、半導体ウェハ基板下面WBと保持部上面8Aの間に空間を設けた状態で保持することができる。この空間が生じることにより、半導体ウェハ基板Wから保持部8への伝熱は低減する。この吸着パッド81pの突出高さは0.1mm以上あれば有効で、突出高さが大なほど伝熱性は低下するが、突出高さを大にするほど動作時間を要してタクトタイムに影響を及ぼす。実測検討から、吸着パッド81Pの突出高さは2.0mm以下が好ましい。
Further, the suction means 81 has a function of displaces the
図2において、保持部8は2箇所に配置され、両保持部8に各2個で合計4個の吸着手段81を設けたが、これに限定されるものではない。ただし、吸着保持の安定性のために保持部8は半導体ウェハ基板Wの周縁上2箇所以上に配置され、吸着手段81は各保持部に1個以上設けられ、合計では3個以上あることが好ましい。ただし、保持部8は多すぎると平坦性が出し難くなるので配置箇所は4以下が望ましい。また、吸着手段81が多すぎると吸着手段81を介した伝熱が無視できなくなるので各保持部に3個以下であることが好ましい。
In FIG. 2, the holding
保持部可動手段9は、可動テーブル3に対する保持部8の位置を可変する機能を有するものである。保持部可動手段9は可動テーブル3の移動に合わせて、半導体ウェハ基板Wと平行な面内で保持部8を移動させる機能を有している。また、保持部可動手段9は保持部8をZ方向(半導体ウェハ基板Wの面に垂直な方向)に移動し位置調整する機能も有している。
The holding portion
以下に、実装装置1により、半導体ウェハ基板Wに半導体チップCを熱圧着する前後の状態について、図3を用いて保持部8の動作を中心に説明する。
Below, the state before and after thermocompression bonding of the semiconductor chip C to the semiconductor wafer substrate W by the mounting
図3(a)は、半導体ウェハ基板Wの所望の箇所をボンディングヘッド7とバックアップステージ4によって熱圧着される領域に位置合わせする状態を示す断面図である。ここで、ボンディングヘッド7は上部に待機した状態であり、半導体ウェハ基板Wは保持部8に把持され、半導体ウェハ基板下面WB(半導体ウェハ基板Wの反対面)がバックアップステージ4の上面に接触しない状態が維持されている。また、保持部上面8Aが半導体ウェハ基板下面WBに密着するよう、吸着手段81は吸着パッド81Pの吸着面を保持部上面8Aと揃う高さにしている。このため、半導体ウェハ基板Wは保持部8に密着把持され、保持部8の移動に合わせた半導体ウェハ基板Wの位置調整を安定的に行える。
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a state in which a desired portion of the semiconductor wafer substrate W is aligned with a region thermocompression bonded by the
図3(b)は、半導体ウェハ基板Wの位置合わせが終わって、熱圧着を開始する前の状態を示す断面図である。半導体ウェハ基板Wの位置合わせが終わった後に、保持部可動手段9により保持部8を下げて、半導体ウェハ基板下面WBはバックアップステージ4の上面に接触した状態となっている。この状態では、バックアップステージ4の吸着機能を稼働させることで、半導体ウェハ基板Wの(熱圧着すべき)所望の箇所をバックアップステージ4によって吸着保持することが可能となる。この後、ボンディングヘッド7を下降させることで熱圧着が行なえる。なお、タクトタイムを短縮するために、半導体ウェハ基板Wがバックアップステージ4に吸着するタイミングに合わせてボンディングヘッド7を下降することもできる。
FIG. 3B is a cross-sectional view showing a state after the alignment of the semiconductor wafer substrate W is completed and before thermocompression bonding is started. After the alignment of the semiconductor wafer substrate W is completed, the holding
図3(c)は、熱圧着を行なっている状態を示す断面図である。図3(b)の状態から熱圧着を開始するまでの段階で、保持部8の吸着手段81は吸着パッド81Pを保持部上面8Aから突出させている。このため、半導体ウェハ基板Wと保持部8の間の伝熱は密着している状態に比べて大幅に低減できる。結果として、半導体ウェハ基板Wの面内位置による熱圧着時の昇温特性のバラツキが低減でき、実装品質のバラツキも低減する。
FIG. 3C is a cross-sectional view showing a state in which thermocompression bonding is performed. At the stage from the state of FIG. 3B to the start of thermocompression bonding, the suction means 81 of the holding
ところで、図3(c)においては、半導体ウェハ基板Wの中心付近の熱圧着を行なう際に、吸着パッド81Pを突出させる状態を示しているが、半導体ウェハ基板Wの中心付近の熱圧着に関しては、吸着パッド81Pの突出を省いてもよい。すなわち、熱圧着時に吸着パッド81Pを突出させるのは、保持部8を介した放熱が問題となる、保持部8に近い領域の熱圧着に限定してもよい。
By the way, FIG. 3C shows a state in which the
図3(b)から図3(c)に示すように、吸着パッド81Pを突出するよう変位させる機構の一例として、図4に示すような構成がある。図4において、吸着手段81はボールスプラインバッファ付パッドによって構成されており外筒81Tに対してストローク部81Sを滑らせることで機能するものである。
As shown in FIGS. 3 (b) to 3 (c), there is a configuration as shown in FIG. 4 as an example of a mechanism for displacing the
また、吸着パッド81Pの位置を変位させる機構の別例として、図5に示すようなベロー81Bを用いることも可能である。ベロー81Bは蛇腹状で伸縮可能であるため、図5(a)のように保持部上面8Aが半導体ウェハ基板下面WBに密着した状態から、保持部稼働手段9が保持部8を下げることにより、(半導体ウェハ基板Wがバックアップステージ4に保持されている状態であれば)吸着パッド81Pが突出し、保持部上面8Aと半導体ウェハ基板下面WBの間に隙間が生じる。
Further, as another example of the mechanism for displacing the position of the
なお、ここで用いるベロー81Bは、図6(a)のように、吸着状態ではないときは吸着パッド81Pを含めた先端部が保持部上面8Aから突出しており、吸着パッド81Pが半導体ウェハ基板下面WBに密着して吸着を開始することで(図6(b))、内部が減圧され収縮して図5(a)のように半導体ウェハ基板下面WBに保持部上面8Aを密着させる。
As shown in FIG. 6A, in the
以上、本発明の実施形態として、保持部8に吸着手段81を設けることで、熱圧着時半導体ウェハ基板Wと保持部8に空隙を設け、熱伝導を低減する例について説明したが、別な手段により熱伝導を低減する例についても図7を用いて説明する。
As described above, as an embodiment of the present invention, an example in which a suction means 81 is provided in the holding
図7(a)はX方向に対向した保持部8と半導体ウェハ基板Wの位置関係を示した上面図であり、図7(a)のA−A部の断面図が図7(b)である。図7(a)、図7(b)では、保持部8と半導体ウェハ基板Wの位置関係を説明するために半導体チップCの図示を省いているが、実際には半導体ウェハ基板上面WA側には多数の半導体チップCが仮固定されている。
7 (a) is a top view showing the positional relationship between the holding
図7(a)、図7(b)において、保持部8の少なくとも半導体ウェハ基板Wと接触する範囲において、低熱伝導部80が設けられている。低熱伝道部80は熱伝導率が1W/mk以下の材質が用いられている。具体的な材質としては、保持部8がステンレス材等の金属によって構成されているのに対して、低熱伝導部は、セメント、ガラスクロス、セラミックファイバーまたはセラミックスによって構成されている。なお、保持部8全体が低熱伝導部80によって構成されていてもよい。ただし、低熱伝導部80に半導体ウェハ基板Wを把持するための吸着手段を設ける必要がある。
In FIGS. 7 (a) and 7 (b), the low
保持部8に低熱伝導部80を設けた場合、半導体ウェハ基板Wと保持部8に空間を設けた場合に比べて熱伝導を低減する効果は小さいものの、簡易な構成で保持部8を介した放熱を低減することが出来る。このため、加熱温度のプロセスマージンに応じて有効に活用することが出来る。
When the low
更に、低熱伝導部80に設けた吸着手段が図1の吸着手段81と同様に、半導体ウェハ基板Wの垂直方向に変位可能に設けて、低熱伝導部80上面から突出可能な構成としてもよい。
Further, the suction means provided in the low heat
1 実装装置
2 基台
3 可動テーブル
3a Y方向可動部
3b X方向可動部
3c θ方向可動部
4 バックアップステージ
5 フレーム
6 圧着ユニット
7 ボンディングヘッド
8 保持部
8A 保持部上面
9 保持部可動手段
80 低熱伝導部
81 吸着手段
81P 吸着パッド
81S ストローク部
81T 外筒
81V 排気管
B バンプ
C 半導体チップ
E 電極
R 熱硬化性接着剤
W 半導体ウェハ基板
WA 半導体ウェハ基板上面(半導体ウェハ基板の半導体チップ搭載面)
WB 半導体ウェハ基板下面(半導体ウェハ基板の反対面)
1 Mounting
7
Underside of WB semiconductor wafer substrate (opposite surface of semiconductor wafer substrate)
Claims (5)
前記半導体ウェハ基板の周縁部を部分的に把持する保持部と、
前記保持部で把持された前記半導体ウェハ基板に前記半導体チップを複数単位で熱圧着するボンディングヘッドと、
前記ボンディングヘッドが熱圧着する領域において、前記半導体チップが仮固定されていない側の面を吸着して、前記半導体ウェハ基板を支持するバックアップステージとを備え、
前記保持部は、前記半導体ウェハ基板の前記半導体チップが仮固定されていない側の面を吸着する、熱伝導率が1W/mK以下の部材からなる吸着手段を有する実装装置。 A mounting device that sequentially thermocompression-bonds a large number of semiconductor chips temporarily fixed on a semiconductor wafer substrate via a thermosetting adhesive in multiple units .
A holding portion that partially grips the peripheral edge portion of the semiconductor wafer substrate, and a holding portion.
A bonding head that thermocompression-bonds the semiconductor chip to the semiconductor wafer substrate gripped by the holding portion in a plurality of units .
In the region where the bonding head is thermocompression said semiconductor chip to adsorb the surface on the side that is not temporarily fixed, and a backup stage of the semiconductor wafer substrate for supporting lifting,
The holding portion is a mounting device having a suction means including a member having a thermal conductivity of 1 W / mK or less, which sucks a surface of the semiconductor wafer substrate on the side where the semiconductor chip is not temporarily fixed .
前記半導体ウェハ基板の前記半導体チップが仮固定されていない側の面と前記保持部の上面との距離を可変できるよう、
前記保持部上面に対して前記吸着手段の先端部が変位可能な実装装置。 The mounting device according to claim 1.
The distance between the surface of the semiconductor wafer substrate on which the semiconductor chip is not temporarily fixed and the upper surface of the holding portion can be changed.
A mounting device in which the tip of the suction means can be displaced with respect to the upper surface of the holding portion.
前記半導体ウェハ基板を移動させるときは、前記吸着手段の先端部を前記保持部の上面に揃え、
前記熱圧着を行う際は、前記吸着手段の先端部を前記保持部の上面から突出させる実装装置。 The mounting device according to claim 2.
When moving the semiconductor wafer substrate, the tip of the suction means is aligned with the upper surface of the holding portion.
A mounting device that projects the tip of the suction means from the upper surface of the holding portion when performing the thermocompression bonding.
前記熱圧着を行う際の、前記吸着手段の先端部が前記上面から突出する高さが0.1mm以上2.0mm以下である実装装置。 The mounting device according to claim 3.
A mounting device in which the height at which the tip of the suction means protrudes from the upper surface when performing the thermocompression bonding is 0.1 mm or more and 2.0 mm or less.
前記保持部の少なくとも前記半導体ウェハ基板と接触する範囲において、熱伝導率が1W/mK以下の部材を用いる実装装置。 The mounting device according to any one of claims 1 to 4.
A mounting device that uses a member having a thermal conductivity of 1 W / mK or less in at least a range of contact with the semiconductor wafer substrate of the holding portion.
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