JP6914815B2 - 半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法に関するものである。

半導体装置の製造においては、多数個の素子を一括して造り込まれたウェーハをダイシングして個々の半導体チップに分離し、これを一個ずつリードフレーム等の所定位置にボンディングするというチップボンディングの手法が採用されている。そして、このチップボンディングにはダイボンダ（半導体装置の製造装置）が用いられる。

半導体装置の製造装置は、図６に示すように、供給部２の半導体チップ１を吸着するコレット３を有するボンディングアーム（図示省略）と、供給部２の半導体チップ１を観察する確認用カメラ（図示省略）と、ボンディング位置でリードフレーム４のアイランド部５を観察する確認用カメラ（図示省略）とを備える。

供給部２は半導体ウェーハ６（図７参照）を備え、半導体ウェーハ６が多数の半導体チップ１に分割されている。すなわち、ウェーハ６は粘着シート（ダイシングシート）に貼り付けられ、このダイシングシートが環状のフレームに保持される。そして、このダイシングシート上のウェーハ６に対して、円形刃（ダイシング・ソー）等を用いて、個片化してチップ１を形成する。また、コレット３を保持しているボンディングアームは搬送手段を介して、ピックアップ位置とボンディング位置との間の移動が可能となっている。

また、このコレット３は、その下端面に開口した吸着孔を介してチップ１が真空吸引され、このコレット３の下端面にチップ１が吸着する。なお、この真空吸引（真空引き）が解除されれば、コレット３からチップ１が外れる。

次にこのダイボンダを使用したダイ半導体装置の製造方法を説明する。まず、供給部２の上方に配置される確認用カメラにてピックアップすべきチップ１を観察して、コレット３をこのピックアップすべきチップ１の上方に位置させた後、矢印Ｂのようにコレット３を下降させてこのチップ１をピックアップする。その後、矢印Ａのようにコレット３を上昇させる。

次に、ボンディング位置の上方に配置された確認用カメラにて、ボンディングすべきリードフレーム４のアイランド部５を観察して、コレット３を矢印Ｅ方向へ移動させて、このアイランド部５の上方に位置させた後、コレット３を矢印Ｄのように下降移動させて、このアイランド部５にチップ１を供給する。また、アイランド部５にチップを供給した後は、コレット３を矢印Ｃのように上昇させた後、矢印Ｆのように、ピップアップ位置の上方の待機位置に戻す。

コレット３は、移動機構（図示省略）にて、ピックアップポジションＰ上での矢印Ａ方向の上昇および矢印Ｂ方向の下降と、ボンディングポジションＱ上での矢印Ｃ方向の上昇および矢印Ｄ方向の下降と、ピックアップポジションＰとボンディングポジションＱとの間の矢印Ｅ、Ｆ方向の往復動とが可能とされる。移動機構は図示省略の制御手段にて前記矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの移動が制御される。なお、移動機構としては、シリンダ機構、ボールねじ機構、リニアモータ機構等の種々の機構にて構成することができ，ＸＹＺ軸ステージ（ステージ装置）を使用することができる。

ところで、このようなボンディング工程では、ピックアップ時には予め設定されたピックアップ荷重にてピックアップし、ボンディング時には予め設定されたボンディング荷重にてボンディングされる。

そこで、従来では、荷重検出器としてのロードセルを用い、設定荷重がコレットに付与されているか検出するものがある（特許文献１）。このようにロードセルを備えたものでは、コレットに設定荷重が加わっていることを確認できる。

また、このような設定荷重を監視しない場合、荷重を与える機構、例えばエア圧で荷重を発生する機構においてエア圧を監視することができる。電動機構で荷重を与えるものでは、出力側で荷重を測定することにより所定の荷重がコレットに加わることを監視できる。すなわち、電動機構で荷重を与えるものでは、電圧制御でコレットに加わる荷重を調整することができる。

特開２００４−２００３７９号公報

コレットの押圧部は通常は、弾性変形可能なゴムや樹脂等にて構成されている。このため、コレットの押圧部にてチップを押圧した場合、この押圧部が弾性変形することになる。このように弾性変形した場合、設定した荷重をコレットに付与しても、チップに対して設定した荷重を付与できないことがある。

すなわち、チップに荷重を加える動作を行うボンディングヘッドにおける停止高さが、荷重によるコレットの変形完了高さに到達しないことがある。このため、ヘッド高さを設定した後に更に高さを下げる必要があったり、逆にコレット表面温度が上昇するような場合には、コレット膨張分だけヘッド高さを上げる必要があったりする。

このように設定した荷重（ピックアップ荷重やボンディング荷重）を付与できない場合、荷重過多になってチップにクラックが発生したり、または荷重不足でピックアップできなかったり、ボンディング貼付け強度が不足したりする。

また、エア圧を監視する場合、配管等が損傷していれば、いわゆる荷重抜けが発生し、ボンディング品質の低下を招いていた。電圧制御で所定の荷重をコレットに付与する場合も、断線等によりボンディング品質の低下を招いていた。

本発明は、上記課題に鑑みて、コレットの押圧部の弾性体の硬度、接合温度変化、コレットサイズ、ワークサイズ（チップサイズ）、被接合体（リードフレームや基板）の高さ、及び／又は基板上にあらかじめ搭載されてチップの高さにバラツキがあっても、このようなバラツキに影響されることなく付与すべき荷重をチップに付与することができる半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。

本発明の半導体装置の製造装置は、チップを押圧する弾性変形可能な押圧部を有するコレットを備えた半導体装置の製造装置であって、コレットに荷重を付与する荷重付与手段と、荷重付与手段にて、コレットに荷重が付与されてコレットの押圧部の弾性変形完了後にコレットが上昇する荷重が付与された状態で、その上昇を検出する上昇検出手段と、コレットの押圧部がチップに接触してからの反力が入力され、コレットが上昇し始めた荷重を検出する荷重検出手段と、荷重検出手段にて検出された上昇し始めの荷重検出値と、予め設定された荷重付与手段の設定荷重とを比較して、設定荷重の過不足を算出する算出手段と、算出手段にて過不足が算出された際に、この設定荷重の過不足を調整する調整手段とを備え、予め設定した設定荷重をコレットに付与して、前記過不足が生じた際に、その過不足を調整し、その調整後の荷重をコレットに付与するものである。

本発明の半導体装置の製造装置によれば、荷重付与手段にてコレットに荷重を付与した場合、弾性変形する押圧部を有するコレットは、その押圧部はチップ側から反力を受けて弾性変形する。このため、設定したボンディング荷重をはチップに付与するために、荷重付与手段にてコレットに荷重を付与しても、チップにその設定した荷重が付与されない場合が生じる。そこで、本発明では、荷重検出手段にて、コレットが上昇し始める荷重を検出することができるようにし、そして、算出手段にて、予め設定された荷重付与手段の設定荷重と、荷重検出手段にて検出した検出値とを比較して、設定荷重の過不足を算出することができるようにした。荷重付与手段にてコレットに荷重を付与した場合、初期段階では、まず押圧部が弾性変形し、このように弾性変形すれば、荷重付与手段にて付与しようとする荷重がチップに伝達されない。この弾性変形が完了して、さらに荷重が付与されれば、コレットが浮き上がり（荷重付与手段が押し戻され）、この浮き上がった高さが、コレットの変形後の荷重が加わった高さとなる。すなわち、荷重付与手段にてコレットに荷重を付与した場合、弾性変形分の荷重が、チップに付与される荷重から差し引かれる。そこで、この弾性変形分の荷重を考慮して、荷重付与手段によって付与される荷重の補正を行うことになる。このため、チップに対して、付与すべき荷重が過多や不足になることを有効に防止できる。

荷重付与手段は、コレットにてピックアップするピックアップポジションでピックアップ荷重を付与するものであっても、コレットにてボンディングポジションでボンディング荷重を付与するものであってもよい。このように、荷重付与手段がピックアップ荷重を付与するものであれば、このピックアップ荷重が過多や不足になることなくピックアップ工程を行うことができる。また、荷重付与手段がボンディング荷重を付与するものであれば、このボンディング荷重が過多や不足になることなくボンディング工程を行うことができる。

前記荷重検出手段は、荷重測定器であるロードセルを用いることができる。ロードセルとは、作用した荷重を電気信号に変換する荷重変換器であり、一般に、磁歪式、静電容量型、ジャイロ式、圧電式、電磁式、音叉式、ひずみゲージ式などがある。この場合、精度が高く温度変化の影響が小さい、出力が電気信号で長距離伝送が可能、計測できる荷重に対し小型であるなどの特徴を有するひずみゲージ式を用いるのが好ましい。

本発明の第１の半導体製造装置の製造方法は、ピックアップポジションで弾性変形するコレットにてチップをピックアップし、ボンディングポジションで弾性変形するコレットにて吸着しているチップをボンディングする半導体装置の製造方法であって、ピックアップポジションでコレットに荷重付与手段によって荷重を付与し、コレットに荷重が付与されてコレットの変形完了後、さらに荷重を付与することによって、コレットを上昇させ、上昇し始めの荷重と、予め設定された荷重付与手段の設定荷重とを比較して、設定荷重の過不足を算出し、予め設定した設定荷重をコレットに付与して、前記過不足が生じた際に、その過不足を調整し、その調整後の荷重をコレットに付与して、チップのピックアップを行うものである。

本発明の第１の半導体装置の製造方法によれば、荷重付与手段にてコレットに荷重を付与した場合、弾性変形分の荷重が、チップに付与される荷重から差し引かれる。そこで、この弾性変形分の荷重を考慮して、荷重付与手段によって付与される荷重の補正を行うことになる。このため、チップに対して、付与すべきピックアップ荷重が過多や不足になることを有効に防止できる。

本発明の第２の半導体製造装置の製造方法は、ピックアップポジションで弾性変形するコレットにてチップをピックアップし、ボンディングポジションで弾性変形するコレットにて吸着しているチップをボンディングする半導体装置の製造方法であって、
ボンディングポジションでコレットに荷重付与手段によって荷重を付与し、コレットに荷重が付与されてコレットの変形完了後、さらに荷重を付与することによって、コレットを上昇させ、上昇し始めの荷重と、予め設定された荷重付与手段の設定荷重とを比較して、設定荷重の過不足を算出し、予め設定した設定荷重をコレットに付与して、前記過不足が生じた際に、その過不足を調整し、その調整後の荷重をコレットに付与して、チップのボンディングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。

本発明の第２の半導体装置の製造方法によれば、荷重付与手段にてコレットに荷重を付与した場合、弾性変形分の荷重が、チップに付与される荷重から差し引かれる。そこで、この弾性変形分の荷重を考慮して、荷重付与手段によって付与される荷重の補正を行うことになる。このため、チップに対して、付与すべきボンディング荷重が過多や不足になることを有効に防止できる。

本発明では、チップに対して、付与すべき荷重が過多や不足になることを有効に防止できる。すなわち、コレットの押圧部の弾性体の硬度、接合温度変化、コレットサイズ、ワークサイズ（チップサイズ）、被接合体（リードフレームや基板）の高さ、及び／又は基板上にあらかじめ搭載されてチップの高さにバラツキがあっても、このようなバラツキに影響されることなく付与すべき荷重をチップに付与することができ、安定したピックアップ工程や安定したボンディング工程が可能である。特に、ボンディング中に荷重を切り換えるようなボンディング工程（例えば、低い荷重でのボンディングを開始して途中で高い荷重に切り替える工程）においてもそれぞれの荷重を正しく付与できる。

本発明の半導体装置の製造装置を示す簡略ブロック図である。 図１に示す半導体装置の製造装置の要部簡略断面図である。 チップに付与される荷重を示すグラフ図である。 本発明の半導体装置の製造方法のフローチャート図である。 本発明の半導体装置の製造装置の動作を示す簡略図である。 従来の半導体装置の製造方法の全体を示す簡略図である。 チップを示す簡略斜視図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。

図５は本発明に係るダイボンダ（半導体装置の製造装置）を示す。このような半導体装置の製造装置は、ウェーハから切り出されるチップ（半導体チップ）２１をピックアップポジションＰにてコレット２３でピックアップして、リードフレームなどの基材２２のボンディングポジションＱに移送（搭載）するものである。ウェーハは、金属製のリング（ウェーハリング）に張設されたウェーハシート（粘着シート２５）上に粘着されており、ダイシング工程によって、多数のチップ２１に分断（分割）される。

コレット２３は、図５に示すように、ピックアップポジションＰ上での矢印Ａ方向の上昇および矢印Ｂ方向の下降と、ボンディングポジションＱ上での矢印Ｃ方向の上昇および矢印Ｄ方向の下降と、ピックアップポジションＰとボンディングポジションＱとの間の矢印Ｅ、Ｆ方向の往復動とが可能とされる。コレット２３は、後述するボンディングヘッド３４に付設され、このボンディングヘッド３４はボンディングアーム（図示省略）に付設される。そこで、このボンディングアームが図示省略の制御手段にて制御されて、コレット２３が前記矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの移動が制御される。制御手段は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心としてＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピューターである。なお、ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。

この半導体装置の製造装置は、図１に示すように、コレット２３に荷重を付与する荷重付与手段３０と、コレット２３の上昇を検出する上昇検出手段３１と、コレット２３が上昇し始めた荷重を検出する荷重検出手段３２と、荷重検出手段３２にて検出された上昇し始めの荷重検出値と、予め設定された荷重付与手段の設定荷重とを比較して、設定荷重の過不足を算出する算出手段３３と、算出手段３３にて過不足が算出された際に、この設定荷重の過不足を調整する調整手段３４とを備える。

荷重付与手段３０は、図２に示すように、略Ｌ字形状のアーム３５と、このアーム３５を揺動させる駆動機構３６とを備える。すなわち、アーム３５が、水平方向に延びる第１バー３５ａと、この第１バー３５ａの基端部からこの第１バー３５ａと直角なすように延びる第２バー３５ｂとからなり、第１バー３５ａと第２バー３５ｂとのコーナ部に荷重支点３５ｃが設けられる。また、第１バー３５ａは、コレット２３を支持しているボンディングヘッド３９の上部に設けられている。

駆動機構３６は、ボールねじ機構、シリンダ機構、リニアモータ機構等の種々の機構にて構成できる。すなわち、駆動機構３６の駆動によって、第２バー３５ｂが矢印Ｇの方向の荷重を受け、これによって、アーム３５が荷重支点３５ｃを中心に矢印Ｈ方向に揺動し、第１バー３５ａは矢印Ｉの荷重を受ける。第１バー３５ａが矢印Ｉの荷重を受けると、ボンディングヘッド３９を介してコレット２３に矢印Ｉの荷重を付与することができる。

コレット２３は、押圧部２３ａと、この押圧部２３ａを支持する軸部材２３ｂとを有する。軸部材２３ｂは、軸本体部３７ａと、この軸本体部３７ａの下部に設けられる本体受け部３７ｂとからなる。押圧部２３ａはゴム材又は樹脂材等の弾性材から構成されている。そして、コレット２３には、押圧部２３ａの下面である吸着面２３ａ１に開口する吸着孔（図示省略）が形成され、この吸着孔には、真空発生器（図示省略）が接続されている。このため、コレット２３の吸着面２３ａ１をチップと接触状として、真空発生器を駆動すれば、吸着孔のエアが吸引され、この吸着面２３ａ１にチップ２１を吸着することができる。なお、真空発生器としては、真空ポンプを使用した真空発生装置であっても、ノズルとディフューザと呼ばれる基本パーツで構成されるエジェクタ式の真空発生装置であってもよい。

ところで、コレット２３の軸部材２３ｂの軸本体部３７ａが、ボンディングヘッド３９内に、吊り下げられた状態で収容されている。また、軸本体部３７ａの上部には、荷重検出手段３２としてのロードセル４１が配置されている。このため、図３に示すように、チップ２１をコレット２３にて吸着している状態で、コレット２３に矢印Ｉの荷重が付与されば、チップ２１からの反力をコレット２３が受け、この反力をロードセル４１にて検出することができる。

すなわち、コレット２３が反力を受けない状態では、軸本体部３７ａとボンディングヘッド３９との間に設けられる係合構造Ｍによって、コレット２３はボンディングヘッド３９に対して吊り下げられ、この状態では、コレット２３はボンディングヘッド３９に対して上昇が可能となっている。しかしながら、軸本体部３７ａとボンディングヘッド３９の受け部材３８との間にロードセル４１が介在されているので、コレット２３が反力を受ければ、コレット２３が上昇しようとして、ロードセル４１が上昇する荷重を受ける。このため、ボンディングヘッド３９の受け部材３８にロードセル４１が押し付けられ、これによって、ロードセル４１はチップ２１からの反力を検出することができる。

ロードセルとは、作用した荷重を電気信号に変換する荷重変換器であり、一般に、磁歪式、静電容量型、ジャイロ式、圧電式、電磁式、音叉式、ひずみゲージ式などがある。この場合、精度が高く温度変化の影響が小さい、出力が電気信号で長距離伝送が可能、計測できる荷重に対し小型であるなどの特徴を有するひずみゲージ式を用いるのが好ましい。

駆動機構３６による第２バー３５ｂの矢印Ｇ方向の荷重、延いては、コレット２３への矢印Ｉ方向の荷重の付与は、例えば、マイクロコンピューター等からなる荷重制御手段４５に制御されている。なお、係合構造Ｍとしては、この実施形態では、軸本体部３７ａの設けられる鍔部４２と、ボンディングヘッド３９の内径面に設けられる大径部４３等で構成され、鍔部４２がこの大径部４３に上下動可能として嵌合している。

上昇検出手段３１は、接触式又は非接触式の変位センサ等にて構成でき、算出手段３３はマイクロコンピューターにて構成できる。また、調整手段３４は、算出手段３３からの指令により、駆動機構３６により付与する押圧力を調整するものであり、この駆動機構３６が、ボールねじ機構であれば、ナット部材の回転数を調整したり、ピストン機構であれば、ピストンロッドの突出量を調整したりすることになる。このため、前記荷重制御手段４５がこの調整手段３４を兼ねることになる。

この場合、ボンディング荷重算出手段３３とコレット２３の移動を制御する図示省略の制御手段と調整手段３４と算出手段３３とを共用しても、それぞれ別の制御手段を用いても、さらには、いずれか２つを共用するとともに他の一つを別の制御手段を用いるようにしてもよい。

次に、前記のように構成された半導体装置の製造装置にてチップ２１をピックアップポジションＰでピックアップする方法を図４と図５を用いてまず説明する。図５に示すように、コレット２３をピックアップポジションＰの上方に配置した状態から矢印Ｂのように下降させて、ピックアップポジションＰのチップ２１に当接させる。

その後は、コレット２３に荷重付与手段３０にて予め設定された荷重（ピックアップ荷重）を付与する（図４のステップＳ１）。この際、真空発生器を駆動させて、吸着孔のエアを吸引して、吸着面２３ａ１（図２参照）にチップ２１を吸着するようにする。

ところで、押圧部２３ａは弾性材にて構成されているので、荷重付与手段３０にてコレット２３に荷重を付与していけば、弾性変形して押しつぶされた状態となっていく。すなわち、弾性変形する押圧部２３ａを有するコレット２３は、その押圧部２３ａがチップ側から反力を受けて弾性変形する。このため、この弾性変形が完了すれば、コレット２３は上昇を始める。そこで、コレット２３が上昇し始めたか否かを判断する（ステップＳ２）。ステップＳ２で上昇し始めていない場合、ステップＳ１に戻る。また、ステップＳ２で上昇し始めた場合、ステップＳ３へ移行して、上昇し始めたときの荷重を、荷重検出手段３２で検出する。この際、荷重付与手段３０にて予め設定されている荷重まで付与する。

その後、ステップＳ４へ移行して、ステップＳ３で測定した荷重（検出値）と予め設定されている荷重（設定荷重）を比較して、過不足があるか否かが判定される（ステップＳ５）。すなわち、荷重付与手段３０にてコレット２３に荷重を付与した場合、初期段階では、まず押圧部２３ａが弾性変形する。このように弾性変形すれば、荷重付与手段３０にて付与しようとする荷重がチップ２１に伝達されない。この弾性変形が完了して、さらに荷重が付与されれば、コレット２３が浮き上がれば、この浮き上がった高さが、コレット２３の変形後の荷重が加わった高さとなる。すなわち、荷重付与手段３０にてコレット２３に荷重を付与した場合、弾性変形分の荷重が、チップ２１に付与される荷重から差し引かれる。

そこで、この弾性変形分の荷重を考慮して、荷重付与手段３０によって付与される荷重の補正を調整手段３４にて調整を行って、その調整した荷重でピックアップ工程を行うことになる。すなわち、ステップＳ５で過不足があれば、ステップＳ６へ移行して、過不足を調整してその調整した荷重を付与するピックアップ工程を行う。また、ステップＳ５で過不足が検出されない場合、ステップＳ７へ移行して、荷重を調整することなく、設定値の荷重で付与することになる。

ところで、過不足とは、予め設定した設定値の荷重をコレット２３に付与したとしても、チップ２１に付与されるピックアップ荷重が設定したものにならないことである。図３において、予め設定した設定値の荷重をコレット２３に付与したときに、チップ２３に付与されるべきピックアップ荷重をＷとしたときに、実際には、Ｗ１やＷ２の荷重がチップ２１に付与されている場合がある。このため、Ｗ１では、（Ｗ−Ｗ１）の荷重が不足し、Ｗ２では、（Ｗ２−Ｗ）の荷重が過多である。

従って、この半導体装置の製造装置を用いれば、チップ２１に対して、付与すべき荷重が過多や不足になることを有効に防止でき、安定したピックアップ工程を行うことができる。

次に、チップ２１をボンディングポジションＱにボンディングする方法を説明する。ボンディングポジションＱにおいても、荷重付与手段３０と、上昇検出手段３１と、荷重検出手段３２と、算出手段３３と、調整手段３４とを備える。この場合、各手段をピックアップ工程において使用したものであっても、ピックアップ工程に用いたものと相違するものを用いてもよい。しかしながら、少なくとも、荷重検出手段３２としてのロードセルの共通化が図られる。各種の手段を共用する場合、ピックアップポジジョンＰとボンディングポジションＱとの間のコレット２３の移動に追従する必要がある。

この場合、チップ２１を吸着しているコレット２３を、図５に示すように、ボンディングポジションＱの上方に位置させ、矢印Ｄのように下降させて、チップ２１を基材２２上に載置する。この際、コレット２３に、設定した荷重（予め設定した荷重付与手段３０による荷重）を付与する。この際、真空発生器を停止して、吸着孔のエアの吸引を停止する。

荷重付与手段３０にてコレット２３に荷重を付与していけば、弾性変形して押しつぶされた状態となっていく。すなわち、弾性変形する押圧部２３ａを有するコレット２３は、その押圧部２３ａがチップ側から反力を受けて弾性変形する。このため、ピックアップ工程と同様の図４に示す工程を行うことになる。

従って、この半導体装置の製造装置を用いれば、チップ２１に対して、付与すべき荷重が過多や不足になることを有効に防止でき、安定したボンディング工程を行うことができる。

本発明に係る半導体装置の製造装置では、荷重検出手段３０にて、コレット２３が上昇し始める荷重を検出することができ、算出手段３３にて、予め設定された荷重付与手段３０の設定荷重と、荷重検出手段３２にて検出した検出値とを比較して、設定荷重の過不足を算出することができる。荷重付与手段３１にてコレットに荷重を付与した場合、初期段階では、まず押圧部２３ａが弾性変形する。このように弾性変形すれば、荷重付与手段３０にて付与しようとする荷重がチップ２１に伝達されない。この弾性変形が完了して、さらに荷重が付与されれば、コレット２３が浮き上がれば、この浮き上がった高さが、コレット２３の変形後の荷重が加わった高さとなる。すなわち、荷重付与手段にてコレット２３に荷重を付与した場合、弾性変形分の荷重が、チップ２１に付与される荷重から差し引かれる。そこで、この弾性変形分の荷重を考慮して、荷重付与手段３０によって付与される荷重の補正を行うことになる。このため、チップ２１に対して、付与すべき荷重が過多や不足になることを有効に防止できる。

このように、本発明では、チップ２１に対して、付与すべき荷重が過多や不足になることを有効に防止できる。すなわち、コレット２３の押圧部２３ａの弾性体の硬度、接合温度変化、コレットサイズ、ワークサイズ（チップサイズ）、被接合体（リードフレームや基板）の高さ、及び／又は基板上にあらかじめ搭載されてチップの高さにバラツキがあっても、このようなバラツキに影響されることなく付与すべき荷重をチップ２１に付与することができ、安定したピックアップ工程や安定したボンディング工程が可能である。特に、ボンディング中に荷重を切り換えるようなボンディング工程（例えば、低い荷重でのボンディングを開始して途中で高い荷重に切り替える工程）においてもそれぞれの荷重を正しく付与できる。

本実施形態では、荷重検出手段３２に、荷重測定器であるロードセル４１を用いている。ロードセルとは、作用した荷重を電気信号に変換する荷重変換器であり、一般に、磁歪式、静電容量型、ジャイロ式、圧電式、電磁式、音叉式、ひずみゲージ式などがある。この場合、精度が高く温度変化の影響が小さい、出力が電気信号で長距離伝送が可能、計測できる荷重に対し小型であるなどの特徴を有するひずみゲージ式を用いるのが好ましい。

本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、荷重付与手段３０として、前記実施形態では、略Ｌ字形状のアームを用いて、コレット２３の同軸上に駆動機構３６を配設しないようにしているが、駆動機構３６をコレット２３の同軸上に配設する機構のものであってもよい。なお、略Ｌ字形状のアームを用いた場合、装置レイアウト性に優れるとともに、また、荷重の増幅が可能となる等の利点がある。

この半導体装置の製造装置においてボンディングされる半導体装置として、複数枚のチップ２１が積層されてなる積層体を備えたものであってもよい。この場合、ピックアップ工程において、本発明の半導体装置の製造装置を用いない。なお、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。

２１ チップ
２３ コレット
２３ａ 押圧部
３０ 荷重付与手段
３１ 上昇検出手段
３２ 荷重検出手段
３３ 算出手段
３４ 調整手段
４１ ロードセル
Ｐ ピックアップポジション
Ｑ ボンディングポジション

Claims (6)

1. チップを押圧する弾性変形可能な押圧部を有するコレットを備えた半導体装置の製造装置であって、
   コレットに荷重を付与する荷重付与手段と、
   荷重付与手段にて、コレットに荷重が付与されてコレットの押圧部の弾性変形完了後にコレットが上昇する荷重が付与された状態で、その上昇を検出する上昇検出手段と、
   コレットの押圧部がチップに接触してからの反力が入力され、コレットが上昇し始めた荷重を検出する荷重検出手段と、
   荷重検出手段にて検出された上昇し始めの荷重検出値と、予め設定された荷重付与手段の設定荷重とを比較して、設定荷重の過不足を算出する算出手段と、
   算出手段にて過不足が算出された際に、この設定荷重の過不足を調整する調整手段とを備え、
   予め設定した設定荷重をコレットに付与して、前記過不足が生じた際に、その過不足を調整し、その調整後の荷重をコレットに付与することを特徴とする半導体装置の製造装置。
2. 荷重付与手段は、コレットにてピックアップするピックアップポジションでピックアップ荷重を付与することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造装置。
3. 荷重付与手段は、コレットにてボンディングポジションでボンディング荷重を付与することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造装置。
4. 前記荷重検出手段は、荷重測定器であるロードセルを用いたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造装置。
5. ピックアップポジションで弾性変形するコレットにてチップをピックアップし、ボンディングポジションで弾性変形するコレットにて吸着しているチップをボンディングする半導体装置の製造方法であって、
   ピックアップポジションでコレットに荷重付与手段によって荷重を付与し、コレットに荷重が付与されてコレットの変形完了後、さらに荷重を付与することによって、コレットを上昇させ、上昇し始めの荷重と、予め設定された荷重付与手段の設定荷重とを比較して、設定荷重の過不足を算出し、予め設定した設定荷重をコレットに付与して、前記過不足が生じた際に、その過不足を調整し、その調整後の荷重をコレットに付与して、チップのピックアップを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. ピックアップポジションで弾性変形するコレットにてチップをピックアップし、ボンディングポジションで弾性変形するコレットにて吸着しているチップをボンディングする半導体装置の製造方法であって、
   ボンディングポジションでコレットに荷重付与手段によって荷重を付与し、コレットに荷重が付与されてコレットの変形完了後、さらに荷重を付与することによって、コレットを上昇させ、上昇し始めの荷重と、予め設定された荷重付与手段の設定荷重とを比較して、設定荷重の過不足を算出し、予め設定した設定荷重をコレットに付与して、前記過不足が生じた際に、その過不足を調整し、その調整後の荷重をコレットに付与して、チップのボンディングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。

Images