JP7346190B2 - 半導体製造装置 - Google Patents

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Description

本実施形態は、半導体製造装置に関する。
半導体チップをボンディングする半導体製造装置では、ボンディングツールの表面と半導体チップとの間にテープ（フィルム）を介在させボンディングツールがテープ越しに半導体チップを押圧することで基板に複数のバンプ電極を介してボンディングすることがある。このとき、適切にボンディングを行うことが望まれる。
特許第５６１２９６３号公報 特許第５８２７０４３号公報
一つの実施形態は、適切にボンディングを行うことができる半導体製造装置を提供することを目的とする。
一つの実施形態によれば、ステージとボンディングツールとコントローラとを有する半導体製造装置が提供される。ステージは、載置面を有する。載置面には、基板と半導体チップとが載置される。半導体チップは、複数のバンプ電極を介して基板にボンディングされるべきチップである。ボンディングツールは、表面と第１の吸着構造と第２の吸着構造とを有する。表面は、載置面に対向する面である。第１の吸着構造は、第１の領域に配されている。第１の領域は、表面における半導体チップに重なる領域である。第２の吸着構造は、第２の領域に配されている。第２の領域は、表面における第１の領域の周囲の領域である。コントローラは、第１の期間に、少なくとも第１の吸着構造により表面にテープを介して半導体チップを吸着させた状態で、ボンディングツールをステージに相対的に近づける。コントローラは、第２の期間に、ボンディングツールから半導体チップへの加圧力を目標圧力に維持しながら、ボンディングツールの温度を第１の目標温度に制御する。第２の期間は、第１の期間に続く期間である。コントローラは、第３の期間に、ボンディングツールから半導体チップへの加圧力が目標圧力に維持されるようにボンディングツール及びステージの距離を相対的に制御するとともにボンディングツールの温度を第２の目標温度に制御する。第３の期間は、第２の期間に続く期間である。第２の目標温度は、第１の目標温度より高い温度である。コントローラは、第４の期間に、第１の吸着構造及び第２の吸着構造による吸着を解除した状態でボンディングツールをステージから相対的に遠ざける。第４の期間は、第３の期間に続く期間である。ボンディングツールは、診断穴をさらに有する。診断穴は、表面における第２の吸着構造の周囲に配される。コントローラは、第１の期間に第１の吸着構造により表面にテープを介して半導体チップを吸着させた状態でボンディングツールをステージに相対的に近づける。コントローラは、第３の期間に診断穴を介してテープの吸着状態の異常を検知した場合に第２の吸着構造により表面にテープを吸着させる。
図１は、第１の実施形態にかかる半導体製造装置の構成を示す図である。 図２は、第１の実施形態におけるボンディングツールの構成を示す図である。 図３は、第１の実施形態におけるボンディングツールの構成を示す図である。 図４は、第１の実施形態における半導体装置の実装状態を示す図である。 図５は、第１の実施形態における半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。 図６は、第１の実施形態における半導体装置の製造方法を示す図である。 図７は、第１の実施形態における半導体装置の製造方法を示す図である。 図８は、第１の実施形態における半導体装置の製造方法を示すタイミングチャートである。 図９は、第１の実施形態における半導体装置の製造方法を示す図である。 図１０は、第１の実施形態の第１の変形例～第２の変形例におけるボンディングツールの構成を示す図である。 図１１は、第１の実施形態の第３の変形例～第５の変形例におけるボンディングツールの構成を示す図である。 図１２は、第１の実施形態の第６の変形例～第８の変形例におけるボンディングツールの構成を示す図である。 図１３は、第１の実施形態の第９の変形例～第１０の変形例におけるボンディングツールの構成を示す図である。 図１４は、第１の実施形態の第１１の変形例～第１２の変形例におけるボンディングツールの構成を示す図である。 図１５は、第１の実施形態の第１３の変形例～第１４の変形例におけるボンディングツールの構成を示す図である。 図１６は、第１の実施形態の第１５の変形例～第１６の変形例におけるボンディングツールの構成を示す図である。 図１７は、第２の実施形態における半導体製造装置の構成を示す図である。 図１８は、第２の実施形態におけるボンディングツールの構成を示す図である。 図１９は、第２の実施形態における半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。 図２０は、第２の実施形態における半導体装置の製造方法を示す図である。 図２１は、第２の実施形態における半導体装置の製造方法を示すタイミングチャートである。 図２２は、第２の実施形態における半導体装置の製造方法を示す図である。 図２３は、第２の実施形態における半導体装置の製造方法を示す図である。 図２４は、第２の実施形態の変形例におけるボンディングツールの構成を示す図である。
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる半導体製造装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかる半導体製造装置は、隙間が接着樹脂（アンダーフィル）で埋められた複数のバンプ電極を介して配線基板上に半導体チップを熱圧着して半導体装置を構成するフリップチップ実装を行う。半導体製造装置は、半導体チップ裏面（回路が施された面と逆の裏面）と熱圧着ツール（以下ボンディングツール）との間にテープ（フィルム）を介在させたＦＡＢ（Ｆｉｌｍ Ａｓｓｉｓｔ Ｂｏｎｄｉｎｇ）を行う。これにより、熱圧着時にチップの外形よりはみだした接着樹脂がボンディングツールに付着しないようにする。
ＦＡＢでは、フリップチップ時のボンディングツールと半導体チップとの間に介在するテープがボンディングツールの熱でテープにしわがよることがある。チップの外形よりはみだした接着樹脂は、テープのしわを伝わり、顕著に飛び出すことがある。すなわち、ＦＡＢを用いたフリップチップ実装において、チップ外周の基板上にテープのしわが原因で、基板上に接着樹脂の一部が飛び出したフィレット（以下、飛び出しフィレット）、チップと離れた場所に島状にフィレット（以下、飛び島フィレット）が発生し得る。すなわち、飛び出したフィレット、チップと離れた場所に発生する島状のフィレットは、テープが垂れて基板に接触した状態で、接着樹脂がテープおよび基板表面を伝って基板と接触した場所に発生し得る。これにより、安定した接着樹脂のはみ出しが得られずチップの剥離などが生じたり、接着樹脂が隣接チップまたは隣接部品へ汚染し不良となったりする可能性がある。
そこで、本実施形態では、半導体製造装置において、チップ用の吸着構造より外側にテープ用の吸着構造が設けられたボンディングツールからチップへの加圧力が一定になるように制御しつつステージからチップへの加熱が２段階で行われるように制御することで、ボンディングの円滑化及びそれによるテープのしわの低減を図る。
具体的には、フリップチップ時に半導体チップを加圧すべきボンディングツールにおいて、半導体チップが接触すべき領域にチップ用の吸着構造を設け、その領域の外側にテープ用の吸着構造を設ける。半導体チップ（の電極パッド）には、バンプ電極が接合される。ボンディングツール及び半導体チップの間にテープを介在させ、テープ用の吸着構造でテープを吸着する。そして、テープにチップ用の吸着構造の空間に連通する穴をあけ、その穴を介してチップ用の吸着構造で半導体チップを吸着させる。この状態で、半導体チップを吸着しているボンディングツールを基板もくしは、予め接着剤が所定の位置で部分的に覆った（塗布または貼り付けられた）基板が載置されたステージに近づけ、半導体チップ上のバンプ電極を基板上の配線に接触させる。そして、ボンディングツールから半導体チップへの加圧力を目標圧力に維持しながらボンディングツールの温度を第１の目標温度に制御する。これにより、半導体チップと基板の配線との間に介在するバンプ電極が適度に変形してバンプ電極と基板との接触面積がそれぞれ確保され得る。その後、ボンディングツールから半導体チップへの加圧力を目標圧力に維持しながらボンディングツールの温度を第１の目標温度より高い第２の目標温度に制御する。このとき、バンプ電極と基板との接触面積が確保された状態でバンプ電極が溶融し得るので、バンプ電極の周辺への溶出を抑制でき、バンプ電極と基板との接合が円滑に行われ得る。また、加圧力を目標圧力に維持する制御を行っていることに加えて、２段階の加熱によりバンプ電極の急激な変形を抑制できボンディングツールから半導体チップへの圧力の急激な変動を抑制できるので、テープのしわの発生を抑制できる。そして、ボンディングツールの温度を第２の目標温度に所定時間維持した後、チップ用の吸着構造による半導体チップの吸着を解除し、その状態でボンディングツールをステージから遠ざける。その後、テープ用の吸着構造によるテープの吸着を解除し、テープを送る。これにより、テープ用の吸着構造でテープを吸着し保持していることに加えて、半導体チップの基板へのボンディングを円滑に行うことができボンディングツールから半導体チップへの加圧力が急減に変動することを抑制できるので、ボンディング時におけるテープのしわを低減できる。
より具体的には、半導体製造装置１は、図１に示すように構成される。図１は、半導体製造装置１の構成を示す図である。
半導体製造装置１は、ステージ１０、ボンディングツール２０、コントローラ３０、駆動機構４１、駆動機構４２、送りリール５１、巻き取りリール５２、テープ５３、温度センサ６１、加圧センサ６２、配管系９１、配管系９２、真空装置８１、及び真空装置８２を有する。以下では、ステージ１０の主面１０ａに垂直な方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な面内で互いに直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とする。
ステージ１０は、その表面１０ａにおける－Ｙ側の領域に針部１１が配され、表面１０ａにおける＋Ｙ側の領域に基板１００が載置される。またステージ１０に針部１１が配置されていなく、ステージ１０と針部のユニットが別でも構わない。基板１００は、配線基板又はプリント回路基板（ＰＣＢ）とも呼ばれる。基板１００は、ステージ１０の表面１０ａに載置された姿勢において、表面１００ａにおける半導体チップのバンプ電極に対応した位置に基板のＳＲ開口(solder resist)１００ａ１，１００ａ２を有する。表面１００ａは、基板１００における＋Ｚ側の主面である。穴１００ａ１，１００ａ２の底面１００ａ１１，１００ａ２１には、半導体チップのバンプ電極が接合されるべき配線１０１ａ、１０１ｂが配されている。基板１００の表面１００ａ、基板のＳＲ開口(solder resist)１００ａ１，１００ａ２の底面１００ａ１１，１００ａ２１、及び配線１０１ａ、１０１ｂは、接着樹脂（アンダーフィル）１１０で部分的に覆われる。接着樹脂１１０は、例えば、ＮＣＰ（Ｎｏｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｐａｓｔｅ）であってもよいし、ＮＣＦ（Ｎｏｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｆｉｌｍ）であってもよい。またＮＣＦにおいては、基板側を部分に覆うのではなく、予め半導体チップ側の電極が施されたチップ表面（全面）を覆っていても良い。
ステージ１０は、ヒータ等の加熱素子１２が埋め込まれている。加熱素子１２は、コントローラ３０による制御に従い、ステージ１０を介して基板１００を加熱する。
ボンディングツール２０は、半導体チップを吸着固定する。ボンディングツール２０は、その＋Ｚ側に配されたボンディングヘッド（図示せず）により吸着等で保持されている。ボンディングツール２０は、半導体チップのサイズよりも大きく、半導体チップのサイズよりも大きい外周位置にテープ５３を吸着できる吸着構造が付与されている。
ボンディングツール２０は、例えば、図２に示すような構成を有する。図２（ａ）は、ボンディングツールの構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は、ボンディングツールの構成を示す正面図であり、図２（ｃ）は、ボンディングツールの構成を示す側面図である。ボンディングツール２０は、ベース部２１及び突起部２２を有する。ボンディングツール２０は一つの材料から切削加工等を施し、ベース部２１及び突起部２２を有するようにしてもよい。この場合ベース部２１と突起部２２とは一体のツールである。
ベース部２１は、ＸＹ方向に沿って延びた板形状を有する。ベース部２１は、ＸＹ平面視において、略矩形状を有していてもよい。突起部２２は、ベース部２１の表面２１ａに台座状に隆起している。表面２１ａは、ベース部２１における＋Ｚ側の主面である。
突起部２２は、ベース部２１の表面２１ａにおける中心を含む領域に配され、ベース部２１の表面２１ａに固定されていてもよい。突起部２２は、ＸＹ平面視において、略矩形状を有していてもよい。突起部２２は、表面２２ａ、吸着構造（第１の吸着構造）２３、吸着構造（第２の吸着構造）２４を有する。表面２２ａは、突起部２２における＋Ｚ側の主面である。表面２２ａは、領域ＲＧ１及び領域ＲＧ２を有する。領域ＲＧ１は、ボンディングツール２０が半導体チップを吸着した際に半導体チップに重なるべき領域である。領域ＲＧ２は、領域ＲＧ１の周囲の領域である。
吸着構造２３は、領域ＲＧ１に配されている。吸着構造２３は、半導体チップを吸着する。例えば、吸着構造２３は、図３に示すような構成を有する。図３（ａ）は、ボンディングツールにおける突起部の構成を示す拡大平面図であり、図３（ｂ）は、ボンディングツールにおける突起部の構成を示す拡大断面図であり、図３（ａ）の構成をＡ－Ａ線で切った場合の断面を示す。
吸着構造２３は、複数の吸着穴２３ａ～２３ｃ及び吸着溝２３ｄを有する。各吸着穴２３ａ～２３ｃは、Ｚ方向に沿って延び、突起部２２及びベース部２１を貫通している。複数の吸着穴２３ａ～２３ｃは、Ｙ方向に沿って配列されている。吸着溝２３ｄは、突起部２２の表面２２ａに配され、複数の吸着穴２３ａ～２３ｃを＋Ｚ側で連絡するようにＹ方向に沿って延びている。
吸着構造２４は、領域ＲＧ２に配されている。吸着構造２４は、半導体チップの外周に存在するテープを吸着する。吸着構造２４は、複数の吸着穴２４ａ～２４ｐを有する。各吸着穴２４ａ～２４ｐは、Ｚ方向に沿って延び、突起部２２及びベース部２１を貫通している。複数の吸着穴２４ａ～２４ｐは、領域ＲＧ１を囲むように配列されている。複数の吸着穴２４ａ～２４ｐは、領域ＲＧ１の外縁に沿って配列されている。
図１に示す駆動機構４１及び駆動機構４２は、コントローラ３０による制御に従い、ステージ１０及びボンディングツール２０をＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に相対的に移動可能である。例えば、駆動機構４１は、コントローラ３０による制御に従い、ステージ１０をＸ方向及びＹ方向に移動可能である。駆動機構４２は、コントローラ３０による制御に従い、ステージ１０をＺ方向の移動も可能である。
送りリール５１は、ボンディングツール２０の－Ｙ側において、ボンディングツール２０より若干＋Ｚ側に配されている。巻き取りリール５２は、ボンディングツール２０の＋Ｙ側において、ボンディングツール２０より若干＋Ｚ側に配されている。ボンディングツール２０の突起部２２の先端（半導体チップを吸着する表面２２ａ側）には、接着樹脂１１０がボンディングツール２０の突起部２２の表面２２ａに付着し無いようにボンディングヘッド２０の両脇にリール状に巻かれている。すなわち、テープ５３がボンディングツール２０の突起部２２の表面２２ａに介在する状態で設けられている。
これにより、送りリール５１と巻き取りリール５２との間のテープ５３がボンディングツール２０の突起部２２の表面２２ａに接触するように配されることで、テープ５３に張力が働くようになっている。
送りリール５１は、ボンディングに使用されていないテープ５３が巻かれている。送りリール５１は、コントローラ３０による制御に従い、テープ５３を送り出し可能である。巻き取りリール５２は、コントローラ３０による制御に従い、テープ５３を巻き取り可能である。巻き取りリール５２は、半導体チップの実装が１つ終了する毎に回転してテープ５３を巻き取っていく。テープ５３は、ボンディングツール２０の突起部２２の表面２２ａと半導体チップ（図７（ａ）参照）との間に挟まれ、半導体チップが基板１００に実装されるときに接着樹脂１１０がボンディングツール２０の突起部２２の表面２２ａに付着することを防止する。
温度センサ６１は、ボンディングヘッドのボンディングツール２０を保持する表面に配されている。またボンディングツール２０内に埋め込まれている場合もある。温度センサ６１は、ボンディングツール２０の温度を検知し、検知結果をコントローラ３０へ供給する。
加圧センサ６２は、ボンディングツール２０又はボンディングヘッドに配されている。加圧センサ６２は、ボンディングツール２０が半導体チップを吸着固定する際に、ボンディングツール２０から半導体チップへの加圧力を検知し、検知結果をコントローラ３０へ供給する。
配管系９１は、吸着構造２３に対応し、吸着構造２３と真空装置８１との間に配されている。配管系９１は、複数の排気管９１ａ～９１１を有する。排気管９１ａ～９１ｃは、吸着構造２３における空間に連通されている。排気管９１ａ～９１ｃは、それぞれ、吸着穴２３ａ～２３ｃに連通されている。排気管９１１は、排気管９１ａ～９１ｃと真空装置８１との間に配されている。
真空装置８１は、コントローラ３０による制御に従い、配管系９１を介して吸着構造２３における空間を真空排気する。真空装置８１は、吸着穴２３ａ～２３ｃから排気管９１ａ～９１ｃ経由で排気された気体を排気管９１１経由で排気する。配管系９１は、配管系９２と独立して設けられている。すなわち、真空装置８１は、配管系９２を介さずに、配管系９１を介して吸着構造２３における空間を真空排気する。
配管系９２は、吸着構造２４に対応し、吸着構造２４と真空装置８２との間に配されている。配管系９２は、複数の排気管９２ａ～９２ｏ，９２１を有する。排気管９２ａ～９２ｏ，９２１は、吸着構造２４における空間に連通されている。排気管９２ａ～９２ｏは、それぞれ、吸着穴２４ａ～２４ｐに連通されている。排気管９２１は、排気管９２ａ～９２ｏと真空装置８２との間に配されている。
真空装置８２は、コントローラ３０による制御に従い、配管系９２を介して吸着構造２４における空間を真空排気する。真空装置８２は、吸着穴２４ａ～２４ｐから排気管９２ａ～９２ｏ経由で排気された気体を排気管９２１経由で排気する。配管系９２は、配管系９１と独立して設けられている。すなわち、真空装置８２は、配管系９１を介さずに、配管系９２を介して吸着構造２４における空間を真空排気する。しかし、製造装置の構造的に難しい場合は、配管系９２は、配管系９１と合流し配管系９１と同じ真空装置８１で真空排気されるように構成されても構わない。
半導体製造装置１は、隙間が接着樹脂１１０で埋められた複数のバンプ電極を介して基板１００上に半導体チップ（図７（ａ）参照）を熱圧着して半導体装置を構成するフリップチップ実装を行う。半導体製造装置１は、半導体チップの裏面とボンディングツール２０との間にテープ５３を介在させたＦＡＢ（Ｆｉｌｍ Ａｓｓｉｓｔ Ｂｏｎｄｉｎｇ）を行う。
ＦＡＢでは、フリップチップ時のボンディングツール２０と半導体チップとの間に介在するテープ５３がボンディングツール２０の熱でテープ５３にしわがよることがある。半導体チップ２００の外形よりはみだした接着樹脂１１０は、図４に示すように、テープ５３（図１参照）のしわを伝わり、顕著に飛び出すことがある。図４は、半導体装置の実装状態を示す図である。すなわち、ＦＡＢを用いたフリップチップ実装において、半導体チップ２００外周の基板１００上にテープ５３のしわが原因で接着樹脂１１０の飛び出しフィレット１１０ａ、飛び島フィレット１１０ｂが発生し得る。すなわち、飛び出しフィレット１１０ａ、飛び島フィレット１１０ｂは、テープ５３が垂れて基板１００に接触した状態で、接着樹脂１１０がテープ５３を伝って基板１００に接触した場所に発生し得る。これにより、安定した接着樹脂１１０のはみ出しが得られず半導体チップの基板１００からの剥離などが生じたり、接着樹脂１１０が隣接チップまたは隣接部品へ汚染し不良となったりする可能性がある。
それに対して、半導体製造装置１では、吸着構造２３に加えて吸着構造２４が設けられているので、半導体チップ２００の外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着でき、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
また、吸着構造２４における空間を真空排気するための配管系９２が吸着構造２３における空間を真空排気するための配管系９１と別系統になっている。これにより、吸着構造２４における空間の真空排気と吸着構造２３における空間の真空排気とを互いに独立して行うことができ、配管系９２を配管系９１から独立してテープ５３の吸着に適したタイミングで真空排気できることなどにより、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
次に、半導体製造装置１を用いた半導体装置の製造方法について図５～図９を用いて説明する。図５は、半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図６（ａ）は、導体装置の製造方法を示す斜視図であり、図６（ｂ）～図７（ｂ）、図９（ａ）～図９（ｂ）は、半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。図８は、半導体装置の製造方法を示すタイミングチャートである。
図６（ａ）に、予め所定の軌跡で接着樹脂１１０が塗布された基板１００及び、その一部の拡大部を示す。図６（ａ）では、複数の半導体チップに対応した複数の矩形領域を含む基板１００において、各矩形領域の対角線に沿った軌跡で接着樹脂１１０が塗布される場合が例示されている。基板１００は半導体製造装置１に投入される。半導体製造装置１は、半導体チップをフリップチップ実装するための装置である。投入された基板１００は、加熱素子１２により加温されているステージ（熱圧着ステージ）１０まで搬送される（Ｓ１）。
半導体ウエハをダイシングテープに貼り付けてダイシングを行い、複数の半導体チップへ個片化し、個片化された半導体チップ２００をダイシングテープから剥離する（Ｓ２）。
図６（ｂ）に示すように、ボンディングツール２０の吸着構造２３，２４でテープ５３を真空吸着する（Ｓ４）。その吸着固定されたテープ５３に、図６（ｃ）に示すように、所定の配置で針部（ピン）１１で穴５３ａ～５３ｃを開ける（Ｓ５）。その後、搬送系からボンディングツール２０への半導体チップの受け渡しを行い、図７（ａ）に示すように、半導体チップ２００をテープ５３の穴５３ａ～５３ｃ及びボンディングツール２０の吸着穴２３ａ～２３ｃを介して裏面２００ｂから真空吸着し固定する（Ｓ６）。半導体チップ２００において、表面２００ａは、素子のパターンが形成された面であり、裏面２００ｂは、表面２００ａと反対側の面である。半導体チップ２００の表面２００ａには電極パッドが配され、その電極パッドにはバンプ電極２１０が接合されている。
吸着された半導体チップ２００とステージ１０に搭載された基板１００とを熱圧着するために、基板１００のアライメントと半導体チップ２００のアライメントとを行い（Ｓ７）、指定された位置と条件（荷重、温度、時間）で半導体チップ２００と基板１００とを熱圧着する。
熱圧着においては、コントローラ３０が、予め指定された条件で動作できるように加圧力（荷重）とボンディングツール温度と吸着圧力と時間とをモニターする。コントローラ３０は、熱圧着毎（常時）モニタリングをする。また予め指定された荷重（加圧力）、ボンディングツール温度、吸着圧力で半導体チップ２００とボンディングツール２０に介在されたテープ５３吸着のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて半導体チップ２００を基板１００に熱圧着する。
例えば、その条件は、図８に示すように指定されている。図８では、縦軸が値の大きさを示し、横軸が時間を示している。図８には、駆動機構４２による目標Ｚ位置Ｚｈ、ボンティングツール２０の目標温度Ｔｈ、ボンティングツール２０による目標加圧力Ｆｈ、配管系９１，９２の目標真空度Ｐｈが例示されている。目標Ｚ位置Ｚｈは、コントローラ３０が駆動機構４２からＺ軸移動量の情報を受け、そのＺ軸移動量に基づいて、駆動機構４２に指示すべきＺ軸移動量を調整することで制御できる。目標温度Ｔｈは、コントローラ３０が温度センサ６１で検知される温度に基づき加熱素子１２による加熱量を調節することで制御できる。目標加圧力Ｆｈは、コントローラ３０が加圧センサ６２で検知される加圧力に基づき駆動機構４２によるＺ軸移動量を調節することで制御できる。コントローラ３０は、目標加圧力Ｆｈに応じた駆動機構４２のＺ軸移動量と目標加圧力Ｆｈに応じた駆動機構４２のＺ軸移動量とが異なる場合、目標加圧力Ｆｈに応じた駆動機構４２のＺ軸移動量を優先することができる。目標真空度Ｐｈは、コントローラ３０が真空装置８１，８２の動作を調節することで制御できる。
期間ＴＰ１より前から（すなわち、Ｓ４から）、真空装置８１，８２が稼働され、配管系９１，９２の真空度が目標真空度Ｐｈ＝Ｐ１（＞０）に制御されている。すなわち、配管系９１，９２が減圧状態に制御されている。
期間ＴＰ１において、図７（ａ）に点線の矢印で示すように、ボンディングツール２０を－Ｚ方向に高速に下降させ（Ｓ８）、半導体チップ２００の－Ｚ側のバンプ電極２１０が接着樹脂１１０に接触する位置までボンディングツール２０をステージ１０に近づける。
期間ＴＰ２において、バンプ電極２１０が接着樹脂１１０に接触すると、ボンディングツール２０の下降速度を若干緩め、ボンディングツール２０を－Ｚ方向にその緩めた速度で下降させる（Ｓ９）。図７（ｂ）に示すように、半導体チップ２００の－Ｚ側のバンプ電極２１０が基板１００の穴１００ａ１，１００ａ２の底に接触する位置までボンディングツール２０をステージ１０に近づける。
期間ＴＰ３において、ボンディングツール２０から半導体チップ２００への加圧力を図８に示す目標圧力Ｆｈ＝Ｆ１に維持しながらボンディングツール２０を図８に示す目標温度Ｔｈ＝Ｔ１に制御する（Ｓ１０）。
期間ＴＰ４において、ボンディングツール２０から半導体チップ２００への加圧力が目標圧力Ｆｈ＝Ｆ１に維持されるようにボンディングツール２０及びステージ１０の距離を相対的に制御するとともに、ボンディングツール２０の温度を目標温度Ｔｈ＝Ｔ２（＞Ｔ１）に制御する（Ｓ１０）。すなわち、図９（ａ）に点線の矢印で示すように、加圧力が目標圧力Ｆｈ＝Ｆ１に維持されるようにボンディングヘッド２０のＺ位置を＋Ｚ方向又は－Ｚ方向に制御する。図８には、徐々に＋Ｚ方向にボンディングヘッド２０のＺ位置を制御する場合について例示されている。
期間ＴＰ５において、図９（ｂ）に点線の矢印で示すように、その状態でボンディングツール２０を＋Ｚ方向に上昇させ（Ｓ１１）、ボンディングツール２０をステージ１０から相対的に遠ざける。ボンディングヘッド２０の吸着構造２３，２４による吸着を解除する（Ｓ１２）。すなわち、真空装置８１，８２の稼働が停止され、配管系９１，９２の減圧状態が解除される。そして、図９（ｂ）に一点鎖線の矢印で示すように、送りリール５１から巻き取りリール５２までテープ５３を所定量巻き取り、ボンディングヘッド２０の突起部２２の表面２２ａの－Ｚ側に、新しいテープ５３が位置するようにする（Ｓ１３）。またボンディング後の吸着構造２３，２４による吸着を解除するタイミングとボンディングヘッドをステージから遠ざけるタイミングは、半導体チップサイズ等により任意に変えられる。
半導体基板の取り数分（指定分）の半導体チップが処理されるまで（Ｓ１４でＹｅｓ）、Ｓ２～Ｓ１３を繰り返す。半導体基板の取り数分（指定分）の半導体チップが処理され、処理すべき他のチップがない状態になると（Ｓ１４でＮｏ）、半導体基板内の全ての半導体チップの熱圧着が終了したものとして、終了した半導体基板が、装置から払い出され（Ｓ１５）、次の工程に運ばれる。
以上のように、本実施形態では、半導体製造装置１において、チップ用の吸着構造２３より外側にテープ用の吸着構造２４が設けられたボンディングツール２０からチップへの加圧力が一定になるように制御しつつステージ１０からチップへの加熱が２段階で行われるように制御する。これにより、ボンディングを円滑化できるので、テープ５３のしわを低減できる。この結果、安定した接着樹脂のはみ出しを得ることができ、チップの剥離を抑制でき、接着樹脂の隣接チップまたは隣接部品への汚染を抑制できる。
なお、ボンディングツール１２０の吸着構造１２４は、図１０（ａ）に示すように、複数の吸着穴２４ａ～２４ｐに加えて、吸着溝１２４ｑをさらに有していてもよい。図１０（ａ）は、第１の実施形態の第１の変形例におけるボンディングツール１２０の構成を示す図である。吸着溝１２４ｑは、領域ＲＧ１の外縁に沿って延びている。吸着溝１２４ｑは、複数の吸着穴２４ａ～２４ｐを連絡するように領域ＲＧ１を囲んで延びていてもよい。吸着溝１２４ｑの幅は、ＸＹ平面視において、各吸着穴２４ａ～２４ｐの直径に略等しい。この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着でき、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール２２０の吸着構造２２４は、図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）に示す構成に対して、吸着穴２４ａ～２４ｐが間引かれた構成であってもよい。図１０（ｂ）は、第１の実施形態の第２の変形例におけるボンディングツール２２０の構成を示す図である。図１０（ｂ）では、複数の吸着穴２４ａ～２４ｐが１つおきに間引かれた構成が例示されている。この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着でき、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール３２０の吸着構造３２４は、図１１（ａ）に示すように、図１０（ａ）に示す構成に対して、吸着溝３２４ｑの幅が各吸着穴２４ａ～２４ｐの直径より狭くなるように変更された構成であってもよい。図１１（ａ）は、第１の実施形態の第３の変形例におけるボンディングツール３２０の構成を示す図である。この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着でき、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール４２０の吸着構造４２４は、図１１（ｂ）に示すように、図１０（ａ）に示す構成に対して、吸着溝１２４ｑが吸着溝４２４ｑ１，４２４ｑ２に２分割された構成であってもよい。図１１（ｂ）は、第１の実施形態の第４の変形例におけるボンディングツール４２０の構成を示す図である。各吸着溝４２４ｑ１，４２４ｑ２の幅は、ＸＹ平面視において、各吸着穴２４ａ～２４ｐの直径に略等しい。吸着溝４２４ｑ１，４２４ｑ２は、ＸＹ平面視において、互いに開口端が向かい合った略Ｕ字形状を有する。吸着溝４２４ｑ１は、吸着穴２４ｍ～２４ｐ，２４ａ～２４ｄを連絡するように略横Ｕ字形状に沿って延びている。吸着溝４２４ｑ２は、吸着穴２４ｆ～２４ｌを連絡するように略横Ｕ字形状に沿って延びている。吸着溝４２４ｑ１及び吸着溝４２４ｑ２の間には、吸着穴２４ｅ，２４ｍが配されている。この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着でき、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール５２０の吸着構造５２４は、図１１（ｃ）に示すように、図１０（ａ）に示す構成に対して、吸着溝１２４ｑが吸着溝５２４ｑ１～５２４ｑ４に４分割された構成であってもよい。図１１（ｃ）は、第１の実施形態の第５の変形例におけるボンディングツール５２０の構成を示す図である。各吸着溝５２４ｑ１～５２４ｑ４の幅は、ＸＹ平面視において、各吸着穴２４ａ～２４ｐの直径に略等しい。吸着溝５２４ｑ１～５２４ｑ４は、ＸＹ平面視において、互いに開口端が向かい合った略Ｌ字形状を有する。吸着溝５２４ｑ１は、吸着穴２４ｂ～２４ｄを連絡するように略Ｌ字形状に沿って延びている。吸着溝５２４ｑ２は、吸着穴２４ｆ～２４ｈを連絡するように略Ｌ字形状に沿って延びている。吸着溝５２４ｑ３は、吸着穴２４ｊ～２４ｌを連絡するように略Ｌ字形状に沿って延びている。吸着溝５２４ｑ４は、吸着穴２４ｎ～２４ｐを連絡するように略Ｌ字形状に沿って延びている。吸着溝５２４ｑ１～５２４ｑ４の間には、吸着穴２４ｅ，２４ｉ，２４ｍ，２４ａが配されている。この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着でき、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール６２０の吸着構造６２４は、図１２（ａ）に示すように、図３に示す構成に対して、表面２２ａにおける複数の吸着穴２４ａ～２４ｐの外側の部分が傾斜面２２ａ２に変更された構成であってもよい。図１２（ａ）は、第１の実施形態の第６の変形例におけるボンディングツール６２０の構成を示す図である。すなわち、表面２２ａは、平坦面２２ａ１及び傾斜面２２ａ２を有する。傾斜面２２ａ２は、平坦面２２ａ１の外側において、平坦面２２ａ１から離れるにつれてＺ高さが低くなるように傾斜している。これにより、ボンディングツール６２０がテープ５３を吸着する際に半導体チップの外側でテープ５３までの距離を大きくすることができるので、接着樹脂１１０のテープ５３への付着をさらに抑制できる。また、この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着できるとともに、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール７２０の吸着構造７２４は、図１２（ｂ）に示すように、図１０（ｂ）に示す構成に対して、表面２２ａにおける複数の吸着穴２４ａ～２４ｏの外側の部分が傾斜面２２ａ２に変更された構成であってもよい。図１２（ｂ）は、第１の実施形態の第７の変形例におけるボンディングツール７２０の構成を示す図である。すなわち、表面２２ａは、平坦面２２ａ１及び傾斜面２２ａ２を有する。傾斜面２２ａ２は、平坦面２２ａ１の外側において、平坦面２２ａ１から離れるにつれてＺ高さが低くなるように傾斜している。吸着溝１２４ｑは、平坦面２２ａ１内で平坦面２２ａ１及び傾斜面２２ａ２の境界に沿って延びている。複数の吸着穴２４ａ～２４ｏは、平坦面２２ａ１内で平坦面２２ａ１及び傾斜面２２ａ２の境界に沿って配列されている。これにより、ボンディングツール７２０がテープ５３を吸着する際に半導体チップの外側でテープ５３までの距離を大きくすることができるので、接着樹脂１１０のテープ５３への付着をさらに抑制できる。また、この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着できるとともに、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール８２０の吸着構造８２４は、図１２（ｃ）に示すように、図１１（ｂ）に示す構成に対して、表面２２ａにおける複数の吸着穴２４ａ～２４ｐの外側の部分が傾斜面２２ａ２に変更された構成であってもよい。図１２（ｃ）は、第１の実施形態の第８の変形例におけるボンディングツール８２０の構成を示す図である。すなわち、表面２２ａは、平坦面２２ａ１及び傾斜面２２ａ２を有する。傾斜面２２ａ２は、平坦面２２ａ１の外側において、平坦面２２ａ１から離れるにつれてＺ高さが低くなるように傾斜している。吸着溝４２４ｑ１，４２４ｑ２は、平坦面２２ａ１内で平坦面２２ａ１及び傾斜面２２ａ２の境界に沿って延びている。複数の吸着穴２４ａ～２４ｏは、平坦面２２ａ１内で平坦面２２ａ１及び傾斜面２２ａ２の境界に沿って配列されている。これにより、ボンディングツール８２０がテープ５３を吸着する際に半導体チップの外側でテープ５３までの距離を大きくすることができるので、接着樹脂１１０のテープ５３への付着をさらに抑制できる。また、この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着できるとともに、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール９２０の吸着構造９２４は、図１３（ａ）に示すように、図１０（ｂ）に示す構成に対して、吸着溝１２４ｑの外側の部分が吸着溝１２４ｑの底面と同じＺ高さになるように変更された構成であってもよい。図１３（ａ）は、第１の実施形態の第９の変形例におけるボンディングツール９２０の構成を示す図である。すなわち、表面２２ａは、平坦面２２ａ１１、段差面２２ａ１２及びテラス面２２ａ１３を有する。テラス面２２ａ１３は、平坦面２２ａ１１の外側に配され、平坦面２２ａ１１よりＺ高さが低い。段差面２２ａ１２は、平坦面２２ａ１１の外端とテラス面２２ａ１３の内端とを接続するようにＺ方向に延びている。複数の吸着穴２４ａ～２４ｏは、テラス面２２ａ１３内で平坦面２２ａ１及びテラス面２２ａ１３の境界に沿って（すなわち、段差面２２ａ１２に沿って）配列されている。これにより、ボンディングツール９２０がテープ５３を吸着する際に半導体チップの外側でテープ５３までの距離を大きくすることができるので、接着樹脂１１０のテープ５３への付着をさらに抑制できる。また、この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着できるとともに、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール１０２０の吸着構造１０２４は、図１３（ｂ）に示すように、図１０（ａ）に示す構成に対して、吸着溝１２４ｑの外側の部分が吸着溝１２４ｑの底面と同じＺ高さになるように変更された構成であってもよい。図１３（ｂ）は、第１の実施形態の第１０の変形例におけるボンディングツール１０２０の構成を示す図である。すなわち、表面２２ａは、平坦面２２ａ１１、段差面２２ａ１２及びテラス面２２ａ１３を有する。テラス面２２ａ１３は、平坦面２２ａ１１の外側に配され、平坦面２２ａ１１よりＺ高さが低い。段差面２２ａ１２は、平坦面２２ａ１１の外端とテラス面２２ａ１３の内端とを接続するようにＺ方向に延びている。複数の吸着穴２４ａ～２４ｐは、テラス面２２ａ１３内で平坦面２２ａ１及びテラス面２２ａ１３の境界に沿って（すなわち、段差面２２ａ１２に沿って）配列されている。これにより、ボンディングツール１０２０がテープ５３を吸着する際に半導体チップの外側でテープ５３までの距離を大きくすることができるので、接着樹脂１１０のテープ５３への付着をさらに抑制できる。また、この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着できるとともに、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール１１２０の吸着構造１１２４は、図１４（ａ）に示すように、図１３（ａ）に示す構成に対して、テラス面２２ａ１３における複数の吸着穴２４ａ～２４ｏの外側の部分が傾斜テラス面２２ａ１３２に変更された構成であってもよい。図１４（ａ）は、第１の実施形態の第１１の変形例におけるボンディングツール１１２０の構成を示す図である。すなわち、テラス面２２ａ１３は、平坦テラス面２２ａ１３１及び傾斜テラス面２２ａ１３２を有する。傾斜テラス面２２ａ１３２は、平坦テラス面２２ａ１の外側において、平坦テラス面２２ａ１３１から離れるにつれてＺ高さが低くなるように傾斜している。複数の吸着穴２４ａ～２４ｏは、平坦テラス面２２ａ１３１内で平坦テラス面２２ａ１３１及び傾斜テラス面２２ａ１３２の境界に沿って配列されている。これにより、ボンディングツール１１２０がテープ５３を吸着する際に半導体チップの外側でテープ５３までの距離を大きくすることができるので、接着樹脂１１０のテープ５３への付着をさらに抑制できる。また、この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着できるとともに、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール１２２０の吸着構造１２２４は、図１４（ｂ）に示すように、図１３（ｂ）に示す構成に対して、テラス面２２ａ１３における複数の吸着穴２４ａ～２４ｏの外側の部分が傾斜テラス面２２ａ１３２に変更された構成であってもよい。図１４（ｂ）は、第１の実施形態の第１２の変形例におけるボンディングツール１２２０の構成を示す図である。すなわち、テラス面２２ａ１３は、平坦テラス面２２ａ１３１及び傾斜テラス面２２ａ１３２を有する。傾斜テラス面２２ａ１３２は、平坦テラス面２２ａ１の外側において、平坦テラス面２２ａ１３１から離れるにつれてＺ高さが低くなるように傾斜している。複数の吸着穴２４ａ～２４ｏは、平坦テラス面２２ａ１３１内で平坦テラス面２２ａ１３１及び傾斜テラス面２２ａ１３２の境界に沿って配列されている。これにより、ボンディングツール１２２０がテープ５３を吸着する際に半導体チップの外側でテープ５３までの距離を大きくすることができるので、接着樹脂１１０のテープ５３への付着をさらに抑制できる。また、この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着できるとともに、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール１３２０の吸着構造１３２４は、図１５（ａ）に示すように、図１０（ａ）に示す構成に対して、表面２２ａにおける領域ＲＧ１の外側の部分が傾斜面２２ａ１４に変更され、吸着溝１２４ｑが吸着溝１３２４ｑに変更された構成であってもよい。図１５（ａ）は、第１の実施形態の第１３の変形例におけるボンディングツール１３２０の構成を示す図である。すなわち、表面２２ａは、平坦面２２ａ１１及び傾斜面２２ａ１４を有する。傾斜面２２ａ１４は、平坦面２２ａ１１の外側において、平坦面２２ａ１１から離れるにつれてＺ高さが低くなるように傾斜している。吸着溝１３２４ｑの開口端は、傾斜面２２ａ１４上に位置し、そのＺ位置が平坦面２２ａ１１のＺ位置より低くなり得る。吸着溝１３２４ｑは、複数の吸着穴２４ａ～２４ｐを連絡するように領域ＲＧ１を囲んで延びていてもよい。これにより、ボンディングツール１３２０がテープ５３を吸着する際に半導体チップの外側でテープ５３までの距離を大きくすることができるので、接着樹脂１１０のテープ５３への付着をさらに抑制できる。また、この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着できるとともに、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール１４２０の吸着構造１４２４は、図１５（ｂ）に示すように、図１５（ａ）に示す構成に対して、吸着穴２４ａ～２４ｐが間引かれた構成であってもよい。図１５（ｂ）は、第１の実施形態の第１４の変形例におけるボンディングツール１４２０の構成を示す図である。図１５（ｂ）では、複数の吸着穴２４ａ～２４ｐが１つおきに間引かれた構成が例示されている。この構成によっても、ボンディングツール１１４２０がテープ５３を吸着する際に半導体チップの外側でテープ５３までの距離を大きくすることができるので、接着樹脂１１０のテープ５３への付着をさらに抑制できる。また、この構成によっても、半導体チップの外側（すなわち、領域ＲＧ１の外側）においてもテープ５３を吸着できるとともに、テープ５３のしわの発生を抑制できる。
あるいは、ボンディングツール１５２０の吸着構造１５２３は、図１６（ａ）に示すように、図３に示す構成に対して、チップ用の吸着穴が１つに変更された構成であってもよい。図１６（ａ）は、第１の実施形態の第１５の変形例におけるボンディングツール１５２０の構成を示す図である。すなわち、吸着構造１５２３は、吸着構造２３に対して、吸着穴２３ａ，２３ｃ及び吸着溝２３ｄが省略された構成になっている。これにより、吸着構造１５２３を簡略化でき、ボンディングツール１５２０のコストを低減できる。また、この構成によっても、ボンディングツール１５２０で半導体チップを吸着できる。
あるいは、ボンディングツール１６２０の吸着構造１４２３は、図１６（ｂ）に示すように、図３に示す構成に対して、チップ用の吸着穴及び吸着溝が増加された構成であってもよい。図１６（ｂ）は、第１の実施形態の第１６の変形例におけるボンディングツール１６２０の構成を示す図である。すなわち、吸着構造１４２３は、吸着構造２３に対して、吸着穴２３ｅ，２３ｆ及び吸着溝２３ｇが追加された構成になっている。吸着穴２３ｅ，２３ｆは、それぞれ、Ｚ方向に沿って延び、突起部２２及びベース部２１を貫通している。複数の吸着穴２３ｅ，２３ｂ，２３ｆは、Ｘ方向に沿って配列されている。吸着溝２３ｇは、突起部２２の表面２２ａに配され、複数の吸着穴２３ｅ，２３ｂ，２３ｆを＋Ｚ側で連絡するようにＸ方向に沿って延びている。吸着溝２３ｄ及び吸着溝２３ｇは、ＸＹ平面視において、互いに構成し、略十字形状を形成している。これにより、吸着構造１６２３の吸着能力をさらに向上できる。また、この構成によっても、ボンディングツール１６２０で半導体チップを吸着できる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態にかかる半導体製造装置について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第２実施形態では、半導体製造装置１７０１は、ボンディングツールにテープのしわの監視用の診断穴を設け、熱圧着時にテープ５３のしわが起きた現象を診断穴の真空度の低下で読み取るモニターニング機能を持つ。そして、半導体製造装置１５０１は、テープのしわが起きた時にテープ吸着の真空をＯＮさせてチップ外周のテープを吸着し、チップを基板に熱圧着する。
具体的には、半導体製造装置１７０１は、図１７に示すように、ボンディングツール２０（図１参照）に代えてボンディングツール１７２０を有し、吸引センサ６３、配管系９３、真空装置８３を有する。
ボンディングツール１７２０は、例えば、図１８に示すような構成を有する。図１８（ａ）は、ボンディングツール１７２０の突起部１７２２の構成を示す拡大平面図であり、図１８（ｂ）は、ボンディングツール１７２０における突起部１７２２の構成を示す拡大断面図であり、図１８（ａ）の構成をＢ－Ｂ線で切った場合の断面を示す。ボンディングツール１７２０は、突起部２２（図３参照）に代えて突起部１７２２を有する。突起部１７２２は、複数の診断穴２５ａ～２５ｄをさらに有する。診断穴２５ａ～２５ｄは、吸着構造２４の周囲に配されている。診断穴２５ａは、吸着穴２４ａの周囲に排されている。診断穴２５ｂは、吸着穴２４ｅの周囲に排されている。診断穴２５ｃは、吸着穴２４ｉの周囲に排されている。診断穴２５ｄは、吸着穴２４ｍの周囲に排されている。図１８では、ＸＹ平面視において、診断穴２５ａ～２５ｄが複数の吸着穴２４ａ～２４ｐの外側に配される構成が例示されている。ボンディングツール１７２０は一つの材料から切削加工等を施し、ベース部２１及び突起部１７２２を有するようにしてもよい。この場合ベース部２１と突起部１７２２とは一体となっている。
図１７に示す配管系９３は、診断穴２５ａ～２５ｄに対応し、診断穴２５ａ～２５ｄと真空装置８３との間に配されている。配管系９３は、複数の排気管９３ａ～９３１を有する。排気管９３ａ～９３ｄは、それぞれ、診断穴２５ａ～２５ｄに連通されている。排気管９３１は、排気管９３ａ～９３ｄと真空装置８３との間に配されている。
真空装置８３は、コントローラ３０による制御に従い、配管系９３を介して診断穴２５ａ～２５ｄを真空排気する。配管系９３は、配管系９１及び配管系９２と独立して設けられている。すなわち、真空装置８３は、配管系９１及び配管系９２を介さずに、配管系９３を介して診断穴２５ａ～２５ｄを真空排気する。
吸引センサ６３は、配管系９３の途中に配される。図１７では、吸引センサ６３が排気管９３ｂの途中に配される構成が例示されている。吸引センサ６３は、配管系９３内を通る気体の圧力を検知し、検知結果をコントローラ３０へ供給する。吸引センサ６３の検知結果は、配管系９３の真空度を表している。すなわち、配管系９３内を通る気体の圧力が低ければ、真空度が高いことを表し、配管系９３内を通る気体の圧力が高ければ、真空度が低いことを表す。
また、半導体製造装置１７０１を用いた半導体装置の製造方法が、図１９～図２３に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる。図１９は、半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図２０、図２２（ａ）～図２３（ｂ）は、半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。図２１は、半導体装置の製造方法を示すタイミングチャートである。
Ｓ１～Ｓ２を行われた後、コントローラ３０は、真空装置８１，８３を稼働するが、真空装置８２を稼働しない。図２０に示すように、吸着構造２３（複数の吸着穴２４ａ～２４ｐ）による吸着と診断穴２５ａ～２５ｄによる吸着とは行われる（Ｓ２４）が、吸着構造２４による吸着はまだ行われない。
例えば、図２１に示す期間ＴＰ１より前から（すなわち、Ｓ２４から）、真空装置８１，８３が稼働され、図２２（ａ）に示すように、配管系９１，９３の真空度が目標真空度Ｐｈ＝Ｐ１（＞０），Ｐｄ＝Ｐ１（＞０）に制御されている。すなわち、配管系９１，９３が減圧状態に制御されている。真空装置８２が稼働されないので、配管系９２の真空度が目標真空度Ｐｔｒ≒０に制御されている。
その後、Ｓ５～Ｓ９が行われた後、コントローラ３０は、吸引センサ６３による検知結果に基づき、配管系９３における真空度が低下した場合に、図２２（ｂ）に示すように、テープ５３のしわが発生したとして、真空装置８２を稼働し、図２３（ａ）に示すように、吸着構造２４による吸着を行う。
例えば、図２１に示す期間ＴＰ４において、ボンディングツール２０から半導体チップ２００への加圧力が目標圧力Ｆｈ＝Ｆ１に維持されるようにボンディングツール２０及びステージ１０の距離を相対的に制御するとともに、ボンディングツール２０の温度を目標温度Ｔｈ＝Ｔ２（＞Ｔ１）に制御する。それとともに、配管系９３の真空度をモニターしている（Ｓ１０）。期間ＴＰ４中のタイミングｔ１において、配管系９３の真空度が所定の閾値Ｐｄｔｈより下がると、センサーがＯＮ（すなわち、しわが発生した）として、真空装置８２が稼働され、配管系９２の真空度が目標真空度Ｐｔｒ＝Ｐ１（＞０）に制御される。
その後、Ｓ１１～Ｓ１５の処理（図２３（ｂ）参照）が行われる点は、第１の実施形態と同様である。
以上のように、第２の実施形態では、半導体製造装置１７０１において、吸着構造２４の周辺に配された診断穴２５ａ～２５ｄを介してテープ５３の異常（例えば、しわの発生）の診断を行い、異常発生に応じて吸着構造２４による吸着を行う。これにより、テープ５３の異常（例えば、しわの発生）に対して適応的にテープ５３の吸着を行うので、テープ５３の異常を効果的に抑制できる。
なお、ボンディングツール１８２０の突起部１８２２は、図２４に示すように、診断穴１８２５ａ～１８２５ｄが複数の吸着穴２４ａ～２４ｐの間に配される構成であってもよい。図２４は、第２の実施形態の変形例におけるボンディングツール１８２０の構成を示す図である。診断穴１８２５ａは、吸着穴２４ａと吸着穴２４ｂとの間に配されている。診断穴１８２５ｂは、吸着穴２４ｅと吸着穴２４ｆとの間に配されている。診断穴１８２５ｃは、吸着穴２４ｉと吸着穴２４ｊとの間に配されている。診断穴１８２５ｄは、吸着穴２４ｌと吸着穴２４ｍとの間に配されている。このような構成によっても、テープ５３の異常（例えば、しわの発生）に対して適応的にテープ５３の吸着を行うことができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１，１７０１ 半導体製造装置、１０ ステージ、２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，８２０，９２０，１０２０，１１２０，１２２０，１３２０，１４２０，１５２０，１６２０，１７２０，１８２０ ボンディングツール、３０ コントローラ。

Claims (11)

  1. 基板と複数のバンプ電極を介して前記基板にボンディングされるべき半導体チップとが載置される載置面を有するステージと、
    前記載置面に対向する表面と前記表面における前記半導体チップに重なる第１の領域に配された第１の吸着構造と前記表面における前記第１の領域の周囲の第２の領域に配された第２の吸着構造とを有するボンディングツールと、
    第１の期間に少なくとも前記第１の吸着構造により前記表面にテープを介して前記半導体チップを吸着させた状態で前記ボンディングツールを前記ステージに相対的に近づけ、前記第１の期間に続く第２の期間に前記ボンディングツールから前記半導体チップへの加圧力を目標圧力に維持しながら前記ボンディングツールの温度を第１の目標温度に制御し、前記第２の期間に続く第３の期間に前記ボンディングツールから前記半導体チップへの加圧力が前記目標圧力に維持されるように前記ボンディングツール及び前記ステージの距離を相対的に制御するとともに前記ボンディングツールの温度を前記第１の目標温度より高い第２の目標温度に制御し、前記第３の期間に続く第４の期間に前記ボンディングツールを前記ステージから相対的に遠ざけ前記第１の吸着構造及び前記第２の吸着構造による吸着を解除するコントローラと、
    を備え、
    前記ボンディングツールは、前記表面における前記第２の吸着構造の周囲に配された診断穴をさらに有し、
    前記コントローラは、前記第１の期間に前記第１の吸着構造により前記表面に前記テープを介して前記半導体チップを吸着させた状態で前記ボンディングツールを前記ステージに相対的に近づけ、前記第３の期間に前記診断穴を介して前記テープの吸着状態の異常を検知した場合に前記第２の吸着構造により前記表面に前記テープを吸着させる
    半導体製造装置。
  2. 前記コントローラは、前記第１の期間に前記第２の吸着構造により前記表面に前記テープを吸着させ前記第１の吸着構造により前記表面に前記テープを介して前記半導体チップを吸着させた状態で前記ボンディングツールを前記ステージに相対的に近づける
    請求項１に記載の半導体製造装置。
  3. 前記第１の吸着構造における空間に連通された第１の排気管と、
    前記第１の排気管と独立して設けられ、前記第２の吸着構造における空間に連通された第２の排気管と、
    をさらに備え、
    前記コントローラは、前記第１の期間に前記第１の排気管を介して前記第１の吸着構造における空間を減圧状態に制御するとともに前記第２の排気管を介して前記第２の吸着構造における空間を減圧状態に制御し、前記第４の期間に前記第１の排気管を介して前記第１の吸着構造における空間の減圧状態を解除するとともに前記第２の排気管を介して前記第２の吸着構造における空間の減圧状態を解除する
    請求項２に記載の半導体製造装置。
  4. 前記第１の吸着構造における空間に連通された第１の排気管と、
    前記第１の排気管と独立して設けられ、前記第２の吸着構造における空間に連通された第２の排気管と、
    前記第１の排気管及び前記第２の排気管と独立して設けられ、前記診断穴に連通された第３の排気管と、
    をさらに備え、
    前記コントローラは、前記第１の期間に前記第１の排気管を介して前記第１の吸着構造における空間を減圧状態に制御し、前記第３の期間に前記第３の排気管及び前記診断穴を介して前記テープの異常を検知した場合に前記第２の排気管を介して前記第２の吸着構造における空間を減圧状態に制御し、前記第４の期間に前記第１の排気管を介して前記第１の吸着構造における空間の減圧状態を解除するとともに前記第２の排気管を介して前記第２の吸着構造における空間の減圧状態を解除する
    請求項１に記載の半導体製造装置。
  5. 前記第２の吸着構造は、前記第１の領域の外縁に沿って延びた溝を含む
    請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
  6. 前記第２の吸着構造は、前記第１の領域の外縁に沿って配列された複数の吸着穴を含む
    請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
  7. 前記第２の吸着構造は、
    段差面と、
    前記段差面に対して外側に隣接するテラス面と、
    前記テラス面に配された吸着穴と、
    を有する
    請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
  8. 基板と前記基板にボンディングされるべき半導体チップとが載置される載置面を有するステージと、
    平面視で矩形状であり、前記載置面に対向する表面と前記表面における前記半導体チップに重なる第１の領域に配された第１の吸着構造と前記表面における前記第１の領域の周囲の第２の領域に配された第２の吸着構造とを有するボンディングツールと、
    を備え、
    前記第１の吸着構造は、前記ボンディングツールの長手方向に沿って配列された複数の第１の吸着穴を有し、
    前記第２の吸着構造は、前記第１の領域を囲むように配列された複数の第２の吸着穴を有し、
    前記ボンディングツールは、前記表面における前記第２の吸着構造の周囲に配された診断穴をさらに有する
    半導体製造装置。
  9. 前記第２の吸着構造は、
    段差面と、
    前記段差面に対して外側に隣接するテラス面と、
    をさらに有し、
    前記複数の第２の吸着穴は、前記テラス面に配されている
    請求項８に記載の半導体製造装置。
  10. 前記第１の吸着穴に連通された第１の排気管と、
    前記第１の排気管と独立して設けられ、前記第２の吸着穴に連通された第２の排気管と、
    前記第１の排気管を介した前記第１の吸着穴の減圧制御と前記第２の排気管を介した前記第２の吸着穴の減圧制御とを互いに独立して行うコントローラと、
    をさらに備えた
    請求項８又は９に記載の半導体製造装置。
  11. 前記第１の吸着穴に連通された第１の排気管と、
    前記第１の排気管と独立して設けられ、前記第２の吸着穴に連通された第２の排気管と、
    前記第１の排気管及び前記第２の排気管と独立して設けられ、前記診断穴に連通された第３の排気管と、
    前記第１の排気管を介した前記第１の吸着穴の減圧制御と前記第２の排気管を介した前記第２の吸着穴の減圧制御と前記第３の排気管を介した前記診断穴の減圧制御とを互いに独立して行うコントローラと、
    をさらに備えた
    請求項８に記載の半導体製造装置。
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