JPS6386551A - バンプ形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明のト１的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体チップのパッドとケースの端子とをワ
イヤレスボンディングするため、半導体チップのパッド
にバンプを形成する方法に関する。

（従来の技術） ＬＳＩなどの半導体装置の製造においては、高密度実装
を行なうためバンプを用いたワイヤレスボンディングが
行なわれている。

このワイヤレスボンディングにあっては、半導体チップ
のパッドにボール状のバンプを形成し、このバンプをケ
ースの端子と直接にボンディングすることが行なわれて
いる。従って、半導体装置の製造工程中にバンプ形成玉
梓が必要となり、−般に次に小ず方法でバンプが形成さ
れている。

■　メッキ注によってパッドに導電性金属を付着させて
バンプとする。

■　ハンプ形成のための導電性パターンを印刷し、印刷
されたパターンを半導体ウェーハに転写する。

■　粘着性の液状の導電性金属を半導体チップのパッド
に落下させてバンプとする。

■　ボンディングワイヤの先端を溶融してボール状とし
、このボールを半導体チップのパッドに圧着してボンデ
ィングワイヤから切断する（特開昭６１−２３３２９号
）。

これらの方法の内、方法■および■は゛Ｖ導体ウェーハ
の形態でのバンプ形成がＩＩＪ能となっている。

一方、方法■および■では、分離された半導体チップを
一個ずつ取り出し、各半導体チップ毎にバンプを形成す
るようにしている。

かかる半導体チップ毎の処理においては、従来、良品と
判定された半導体チップをトレイに・１１ζべた後、作
業者かビンセット等の把み具によってバンプ形成装置の
チップホルダに個々にセットするか、あるいは、粘着層
が形成された基板に半導体チップをグイボンディングし
て、バンプ形成装置に供給してハンプを形成し、その後
、作業省かピンセット等によって？１′導体チップを剥
かずことによって行なわれている。従って、いずれの方
法においても、作業者の手作業が不可欠となっている。

（発明が解決しようとする問題点） このように個々の半導体チップにバンプを形成する場合
においては、半導体チップの取り出しやセントに−ｆ１
作業を必要となっており、その所要時間が長く、生産性
に劣るものとなっている。

本発明は上記り■情を考慮してなされ、半導体チップ毎
のバンプ形成を自動的に効率良く行なう方法を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） Ｉ記［１的を達成するため本発明は、半導体チップを優
送しながらバンプ形成を行なうようにしたものであり、
半導体チップをピックアップアームによって個々に取り
出し、搬送路上のキャリヤに載置し、前記半導体チップ
がバンプ形成装置下に達するように前記キャリヤを移送
し、バンプ形成装置下に達した１１′導体チップを真空
チャックによって固定しなから半導体チップのパッドに
バンプを形成するようにしたことを特徴とする。

（作　用） ピンクアップアームの作動によって半導体チップは半導
体ウェーハから１個すつ取り出されてギヤリヤに載置さ
れる。従って、キャリヤの移送によって１１専体チップ
は順に搬送されて、バンプ形成が順に行なわれる。

（実施例） 以下、本発明をさらに具体的に説明する。

第１図は本発明を実施するための装置の一実施例の平面
図、第２図はその要部の断面図である。

この装置は半導体チップ１０を半導体ウェーハ１から個
々に取り出すピックアップ装置３１と、半導体チップ１
０を搬送する搬送手段３２と、゛Ｖ導体チップ１０にバ
ンプを形成するバンプ形成装置３３とを備えている。ピ
ックアップ装置３１は、対向方向に設けられたモータ３
ａ、３ｂによって水平面内を前後、左右に移動するＸ−
Ｙテーブル３と、半導体チップ１０を搬送装置′３２に
移し替えるピックアップアーム６とを備えている。゛Ｖ
導体ウェーハ１は半導体チップが形成された状態でＸ−
Ｙテーブル３上に載置される。ここで半導体チップに分
断された半導体つ１丁−ハ１はウェーハリング２に張設
された支持シート４上に貼着され、Ｘ−Ｙテーブル３上
にセットされる。Ｘ−Ｙテーブル３の半導体ウェーハか
セットされる部分の下ｈ゛にはンー１−４を突きＬげる
ニードル（図示せず）か昇降口１能に設けられると共に
、Ｘ−Ｙテーブル３の１．ノＪにはパターン認識カメラ
５が設けられている。ピックアップアーム６は水平面内
をスイングすると共に、半導体チップ１０を真空吸引、
機械チャックなどによりチャッキングし、搬送装置３２
のキャリヤ７上に移し替えるものである。

搬送装置３２は搬送路となるガイドレール９の前後端に
ローダマガジン８とアンローダマガジン１つとが設けら
れて構成される。各マガジン８゜１９にはいずれも昇降
作動するエレベータ（図示せず）が複数段、設けられて
おり、それぞれのエレベータにキャリヤ７か収納されて
いる。キャリヤ７はローダマガジン８から取り出され、
図示しない駆動源によってガイドレール９に沿って矢印
方向に移送された後、アンローダマガジン１９内に収納
されるようになっている。半導体チップ１０はガイドレ
ール９移動中のキャリヤ７に載置されてキャリヤ７と共
に移動し、この移動中にバンプ形成装置３３によってバ
ンプが形成される。

この場合、キャリヤ７の移送はピックアップアーム６に
よる半導体チップ１０の取り出しタイミングと同期する
ように所定ピッチで間欠的に行なうのか好ましい。

バンプ形成装置３３はモータ１３ａ、１３ｂによって前
後・左右に移動するＸ−Ｙテーブル１３と、Ｘ−Ｙテー
ブル１３に支持されたバンプボンディングヘッド１４と
、このヘッド４からガイドレール９方向に延びたボンデ
ィングアームの先端に取り付けられるキャピラリ１５と
、ヘッド４に同様に取り付けられたパターン認識カメラ
１２とを備えている。又、ガイドレール９の間には上ド
動するヒータブロック１１が設けられており、バンプ形
成装置３３に達したキャリヤ７にＦ方から当接してキャ
リヤ７上の半導体チップ１０を適温に加熱するようにな
っている。このため、ヒータブロック１１には熱雷対２
２とカートリッジヒータ２３とか長手通しに貫通してい
る。ここでバンプ形成装置３３は、ボンディングワイヤ
１８を溶融してボール１６を形成し、このボール１６を
キャピラリ１５によって半導体チップ１０のパッドに圧
青するネイルヘッドワイヤボンディングを行なう構造の
ものが用いられている。又、ヒータブロック１１の−１
−面には吸引溝２１が形成され、この吸引溝２１がチュ
ーブ２０を介して真空ポンプ（図示せず）に連結されて
いる。従って、ヒータブロック１１がガイドレール９を
移動するキャリヤ７上面に当接すると、キャリヤ７を介
して半導体チップ１０の加熱を行なうと共に、半導体チ
ップ１０の真空チャックが行なわれ、この状態でバンプ
３４か形成されるようになっている。

次に、以上の装置を使用してバンプを形成する方法を説
明する。

半導体ウェーハ１には半導体チップ１０か多数形成され
た後、ウェーハリング２に支持された状態でピックアッ
プ装置３１のＸ−Ｙテーブル３−Ｌにセットされる。セ
ットされた半導体ウェーハ１はパターン認識カメラ５に
よって半導体チップ１０の良否の判定が行なわれると共
に基準位置からの位置ズレｍが算出される。そして、算
出された位置ズレｍを修正するようにＸ−Ｙテーブル３
が移動し、その後、ピックアップアーム６のチャッキン
グとニードルの突き上げとが行なわれて半導体チップ１
０が半導体ウエーノ１１から１個ずつ取り出される。

一方、ローダマガジン８からは空のキャリヤ７がガイド
レール９に送り出されて間欠移動しており、ピックアッ
プアーム６によって取り出された半導体チップ１０はピ
ックアップアーム６のスイングによってキャリヤ７−に
に整列載置される。これにより、半導体チップ１０の取
り出しが自動的に行なわれる。キャリヤ７はガイドレー
ル９に沿って矢印方向に移動しており、半導体チップ１
０がバンプ形成装置３３に達すると、ヒータブロッり１
１か１゜昇してキャリヤ７に当接し、キャリヤ７と半導
体チップ１０とを真空チャッキングによって同定すると
共に、半導体チップ１ｏを加熱する。叉、この半導体チ
ップ１０はパターン認識カメラ１２によって認識されて
位置ズレが算出される。この算出値を基準にＩ７てＸ−
Ｙテーブル１３とバンプボンディングヘッド１４とが移
動し、半導体チップ１０の各パッドにバンプ３４を形成
する。この場合、半導体チップ１０はヒートブロック１
１の真空チャックによって固定されているから正確な位
置にバンプを形成することができ、これにより、半導体
チップを単位としたバンプ形成が自動的に行なわれる。

バンプ３４が形成された後は、真空チャックか解除され
、キャリヤ７がガイドレール９に沿って移動し、アンロ
ーダマガジン１９に収納されて次工程に送られる。次工
程としては、Ｔ　Ａ　Ｂ　（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔ
ｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープへのインナリードボンデ
ィングが行なわれ、このボンディングが終了した後はキ
ャリヤが空となり、ローダマガジン８に回収されて、再
使用され第３図は本発明の別の実施例の断面図である。

この実施例ではヒータブロック１１が熱雷対２２、カー
トリッジヒータ２３を備えた下部ブロック２５と、上部
ブロック２５−Ｌに着脱ｎＪ能に俄り付けられた上部ブ
ロック３５とに分割されている。

■一部ジブロック３５上端部はキャリヤ７の間がらキャ
リヤ７Ｌ方に延びていると共に、真空チャックを行なう
吸引溝２１が形成されている。叉、半導体チップ１０が
載置されるキャリヤ７には゛１′−導体チツブ１０の位
置決めを行なうガイドピン２４が＼γ設されている。こ
の実施例ではキャリヤ７に載１ｉ′された半導体チップ
１０か１一部ブロック３５によって直接に真空チャック
されてバンプ形成が行なわれるが、上部ブロック３５を
半導体チップ１０のサイズに合わせて交換することが可
能となっている。

第４図は本発明のさらに別の実施例を示す平面図である
。ガイドレール９上方に斜め方向から進退する一対のゲ
ージングアーム２７．２７ａが配設されており、バンプ
形成位置に達した半導体チップ１０の対向する２隅部を
押圧して半導体チップ１０の位置決め精度を向上させる
ようになっている。この場合、半導体チップ１ｏはキャ
リヤ７トのガイドピン２４の間に嵌められて搬送され、
ヒータブロック７によって真空チャックが行なわれるが
、同時にゲージングアーム２７．２７ａによって機械的
に同定されるから位置ズレをより一層防１１．すること
ができ、超音波振動にも十分、耐えることが可能となっ
ている。従って、超音波ボンディングに最適な構造とな
っている。なお、このゲージングアーム２７の進出量あ
るいはキャリヤ７の移動ｍはデジタル設定することで確
実な作動が可能となり、又、ゲージングアーム２７をば
ねによって付勢し、このばね力による押込量もデジタル
設定することができる。

第５図および第６図は本発明のさらに別の実施例を示す
平面図および断面図である。ヒータブロック２９が支軸
３０を中心に１８０度回軸回転構造となっている。すな
わち、ヒータブロック２９は支軸３０によって支持され
、支軸３０が南中列３５を介してモータ３６の出力軸に
連結されており、モータ３６の駆動で支軸３０とヒータ
ブロック２９とが一体回転するものである。又、半導体
チップ１０はトレイ状のキャリヤ２８に基盤ｌ」状に配
列されてヒータブロック２９にセットされ、ガイドピン
３７によって位置決めされるようになっている。この実
施例ではキャリヤ２８が支軸３０の両側に２基セツトさ
れて、ヒータブロック２つに真空チャックされる。従っ
て、一方のキャリヤ２８上の全ての半導体チップ１０へ
のバンプ形成を終了する間に、新たなキャリヤをセット
でき、ヒータブロック２９を回転させてキャリヤの交換
ができるから連続的処理か可能となっている。

なお、本発明は種々変更か可能である。ヒータブロック
とは別個にチャック装置を設けて半導体チップの真空チ
ャックを行なってもよく、搬送路として無端ベルトを使
用してもよい。又、キャリヤおよびヒータブロックの形
状、材質も耐熱性と気密性との相関関係で変形でき、バ
ッキングを併用してもよい。

〔発明の効果〕

以Ｉのとおり本発明によると、半導体チップのＪＩＶり
出りと、バンプ形成のための固定を自動的に行なうよう
にしたから、手作業か不要となり、生＋７γ性か白しす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の一実施例の平面
図、第２図はその要部の断面図、第３図は別の実施例の
断面図、第４図はさらに別の実施例のｊＰＰＮ２第５図
および第６図は又、さらに別の実施例のヤ面図およびＩ
Ｖ−ＩＶ線断面図である。 １・・パ１２専体ウェーハ、６・・・ピックアップアー
ム、７．２８・・・キャリヤ、９・・・ガイドレール（
搬送路）１０・・・２１′導体チップ、１１．２９・・
・ヒータブロック、３′３・・・バンプ形成装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体チップをピックアップアームによって個々に
   取り出し、半導体チップを搬送する搬送路上のキャリヤ
   に載置する工程と、 前記半導体チップがバンプ形成装置下に達するように前
   記キャリヤを移送する工程と、 前記バンプ形成装置下に達した半導体チップを真空チャ
   ックによって固定しながら半導体チップ上にバンプを形
   成する工程と、 を有することを特徴とするバンプ形成方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、 前記キャリヤを前記半導体チップの取り出しタイミング
   と同期するように間欠的に移送することを特徴とするバ
   ンプ形成方法。 ３、特許請求の範囲第１項記載の方法において、 前記半導体チップをヒータブロックによって下方から加
   熱しながらバンプを形成することを特徴とするバンプ形
   成方法。 ４、特許請求の範囲第１項又は第３項記載の方法におい
   て、 前記ヒータブロックによって半導体チップの真空チャッ
   クを行なうことを特徴とするバンプ形成方法。 ５、特許請求の範囲第４項記載の方法において、 前記ヒータブロックの真空チャック部分が交換可能とな
   っていることを特徴とするバンプ形成方法。 ６、特許請求の範囲第１項記載の方法において、 前記真空チャックによる固定と共に半導体チップを機械
   的に固定しながらバンプを形成することを特徴とするバ
   ンプ形成方法。