KR100446262B1 - 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치, 전하발생 반도체기판의 제전방법, 전하발생 반도체 기판용 제전장치, 및 전하발생 반도체 기판 - Google Patents
전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치, 전하발생 반도체기판의 제전방법, 전하발생 반도체 기판용 제전장치, 및 전하발생 반도체 기판 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 전하발생 반도체 기판(201, 202)에 대해서 초전(焦電) 파괴 및 물리적 파손을 방지할 수 있는, 범프 형성장치(101, 501), 이 범프 형성장치에 의해서 실행되는 전하발생 반도체 기판의 제전방법, 전하발생 반도체 기판용 제전장치, 및 전하발생 반도체 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 적어도, 웨이퍼(202)에의 범프 본딩후 해당 웨이퍼를 냉각할 때에, 이 냉각에 의해서 상기 웨이퍼에 축적되는 전하를 후가열장치(170)로써 직접 접촉시켜서 제거하거나, 또는, 비접촉한 상태에서 전하를 제거시키는 온도강하 제어로써 제거한다. 따라서, 상기 웨이퍼의 대전량을 종래에 비해서 저감시킬 수 있으므로, 상기 웨이퍼의 초전 파괴를 방지할 수 있고, 또한 웨이퍼 자체의 깨어짐 등의 손상의 발생을 방지할 수 있다.
Description
최근, 예를 들면, 휴대전화와 같이 전자부품이 부착되는 기기가 극히 소형화됨에 따라서 상기 전자부품도 소형화되고 있다. 따라서, 반도체 웨이퍼상에 형성된 각각의 회로형성부분을 상기 반도체 웨이퍼로부터 잘라내지 않고 상기 반도체 웨이퍼상의 각각의 상기 회로형성부분에서의 전극부분에 범프를 형성하는 범프 형성장치가 존재한다. 이러한 범프 형성장치에는, 범프 형성전의 반도체 웨이퍼를 적재(積載)(수납)하는 제1적재용기로부터 상기 범프 형성전 웨이퍼를 취출하는 반입장치와, 상기 범프가 형성된 범프 형성후 웨이퍼를 적재하는 제2적재용기와, 상기 범프 형성전 웨이퍼를 장착하여 상기 전극부분과 범프와의 접합을 위해서 상기 반도체 웨이퍼를 통상 250℃로부터 270℃ 정도까지 가열하는 본딩(bonding) 스테이지와, 상기 범프 형성후의 웨이퍼를 상기 제2적재용기에 적재하는 반출장치와, 상기 반입장치로부터 상기 본딩 스테이지에, 그리고 상기 본딩 스테이지로부터 상기 반출장치에 상기 웨이퍼의 이송을 실행하는 이송장치가 구비되어 있다.
또한 상기 휴대전화 등에 사용되는 SAW(Surface Acoustic Wave; 표면탄성파) 필터가 형성되는 압전기판이나, 기판이 종래의 실리콘이 아닌, 수정(水晶)으로 구성되는 경우나, 리튬탄탈이나, 리튬니오븀이나, 갈륨비소 등으로 구성되는 소위 화합물 반도체 웨이퍼가 있다. 이러한 화합물 반도체 웨이퍼 등에 있어서도, 상기 범프를 형성할 때에는, 통상 150℃ 정도에서 200℃ 정도까지 가열되지만, 종래의 실리콘 웨이퍼에 비해서 가열 및 냉각 속도를 느리게 할 필요가 있다.
예를 들면, 도 85에 나타내는 바와 같은 SAW 필터(10)는, 압전기판(11)상에, 입력측 회로(12)와 출력측 회로(13)가 쌍을 이루어 형성되어 있다. 또한, 도 88에 나타내는 바와 같이, SAW 필터(10)의 전극부분(18)에 범프(19)가 상기 범프 형성장치에 구비된 범프 형성 헤드에 의해서 형성된다. 입력측 회로(12)와 출력측 회로(13)는 모두, 미세한 빗살 모양의 형태로 구성되고, 공급되는 입력 전기신호에 의해서 입력측 회로(12)가 발진해서, 이 진동이 압전기판(11)의 표면(11a)을 전파(傳播)하여 출력측 회로(13)를 진동시키고, 이 진동에 따라서 출력측 회로(13)에서 전자신호가 생성되어 출력된다. 이러한 동작에 의해서 SAW 필터(10)는, 특정 주파수의 신호만을 통과시킨다. 또한, 도 85에 나타내는 SAW 필터(10)는, 웨이퍼 형상의 압전기판(11)상에 격자상(格子狀)으로 형성한 다수의 SAW 필터(10) 1개를 나타내고 있고, 각각의 SAW 필터(10)에 있어서의 회로부분에 대한, 예를 들면, 범프 형성 동작 등은, 웨이퍼 형상의 압전기판(11)에 대해서 실행되고, 최종적으로 상기 웨이퍼 형상의 압전기판(11)으로부터 각각의 SAW 필터(10)로 나누어진다. 이러한 웨이퍼 형상의 압전기판(11)은, 대전(帶電)되기가 어렵지만, 일단 대전되면 이것을 제거하는 것이 곤란한 특질이 있다.
이와 같이 압전기판(11)을 사용하므로, 실온과 상기 약 150℃와의 사이의 승온(昇溫), 강온(降溫)에 의한 웨이퍼 형상의 압전기판(11)의 변형 등에 의해서 전하가 발생하고, 웨이퍼 형상의 압전기판(11)의 표면 및 이면(裏面)에 대전이 발생한다. 이 대전량(帶電量)으로서는 최고 약 9000V에 도달하기도 한다.
또한, 상기 웨이퍼 형상의 압전기판(11) 그 자체도 얇으므로, 상기 표면 (11a)에 발생시킨 진동에 기인하여 이면측도 진동하게 될 가능성이 있다. 이면측도 진동하면, 표면측의 진동에 악영향을 미치게 하므로, 상기 이면측에서의 진동 발생을 방지하기 위해서, 웨이퍼 형상의 압전기판(11)의 이면측에는, 도 87에 나타내는 바와 같이, 미세한 홈(14)이 형성되어 있다. 따라서, 홈(14)내에 존재하는 전하를 제전하는 것은 곤란하다. 그리고, 도 87에는 홈(14)을 과장(誇張)해서 도시하고 있으며, 실제로 홈(14)은, 상기 SAW 필터에 의해서 처리되는 주파수에 대응하는 치수로 형성되는 것으로, 수 ㎛~수 백Å 정도의 간격으로 배열되어 있다.
따라서, 이와 같이 대전된 웨이퍼 형상의 압전기판(11)을 예를 들면, 상기 본딩 스테이지상에 장착할 때에, 이 본딩 스테이지와 압전기판(11)과의 사이에, 또는 웨이퍼 형상의 압전기판(11)의 표면, 이면의 사이에 스파크(spark)가 발생하는 경우가 있다. 이러한 스파크가 발생하면, 도 86에서 부호 15~17로서 나타내는 바와 같이, 상기 빗살 부분이 용용되어서, 회로를 파괴하게 된다. 또한, 웨이퍼 형상의 압전기판(11)이 예를 들면, 상기 본딩 스테이지의 상방에 위치했을 때, 상기 대전에 의해서 웨이퍼 형상의 압전기판(11)이 본딩 스테이지측에 끌어당겨지고, 이 인력에 의해서 웨이퍼 형상의 압전기판(11)이 깨지는 현상, 및 본딩 스테이지에 장착후, 다시 압전기판(11)을 이송하려고 할 때, 본딩 스테이지에의 접착력이 강해서 무리하게 떼어내려고 함으로써 깨어져 버리는 현상이 발생한다.
이와 같이, 웨이퍼 형상의 압전기판(11)이나, 상기 수정 기판 웨이퍼나, 상기 화합물 반도체 웨이퍼와 같이, 승온, 강온에 의한 온도 변화에 따라서 전하가 발생하는 기판에 범프를 형성하는 범프 형성장치에서는, 실리콘 웨이퍼에 범프를 형성하는 종래의 범프 형성장치에서는 중대한 문제가 되지 않았던, 범프 형성을 위해서 실행하는 웨이퍼의 승온, 강온에 의해서 발생하는 전하를 제전하는 것이 중요한 과제가 된다.
또한, 예를 들면, 일본국 특허공개 소55-87434호 공보에 개시되는 바와 같이, 웨이퍼의 표면에 실시된 다이싱 라인(dicing line)을 따라서 알루미늄막을 형성하여 상기 표면측의 대전을, 상기 다이싱 라인으로써 웨이퍼 주위로 이동시켜 이 웨이퍼 주위로부터 제전하거나, 웨이퍼 이면 전면에 알루미늄막을 형성하여 상기 이면의 제전을 용이하게 하는 웨이퍼가 제안되어 있다. 이러한 방법에 의해서 웨이퍼의 제전이 실행된다고 생각되지만, 웨이퍼로부터 각각의 칩으로 잘려져 분리된 후, 예를 들면, 범프를 거쳐서 상기 칩을 기판에 플립칩(flip chip) 실장하려고 할 때에는 상기 이면에 압압부재(押壓部材)를 접촉시키면서 압압 및 초음파 진동을 작용시킨다. 이 때, 상기 압압부재의 상기 초음파 진동에 의해서 상기 이면의 알루미늄막이 박리하여 문제를 일으키는 요인이 될 가능성이 있다. 따라서, 제전을 위해서 실시된 상기 알루미늄막을 실장전에 제거할 필요가 있고, 공정 및 코스트 증가하는 문제가 있다.
한편, 상기한 바와 같이, 웨이퍼 형상의 압전기판(11)이나, 상기 수정 기판 웨이퍼나, 상기 화합물 반도체 웨이퍼에서는, 승온, 강온에 의한 온도 변화에 기인하여 전하가 발생하므로, 종래의 실리콘 웨이퍼에 대한 승온, 강온의 속도에 비해서 저속으로 할 필요가 있다. 따라서, 상기 압전기판(11) 등에서는, 종래의 실리콘 웨이퍼와 같은 대전을 일으키지 않는 웨이퍼의 택트 타임(tact time)에 비해서 택트 타임이 길어지는 문제도 발생한다.
그리고, 또한, 웨이퍼 형상의 압전기판(11)이나, 상기 수정 기판 웨이퍼나, 상기 화합물 반도체 웨이퍼에서는, 예를 들면, 상기 승온후 상기 본딩 스테이지상에 장착했을 때와 같이 온도 변화가 발생했을 때에, 예를 들면, 상기 웨이퍼 형상의 압전기판 (11)에서는, 상기 승온시에서의 온도와 상기 본딩 스테이지와의 온도의 차이에 의해서, 휨이 발생한다. 이러한 휨이 발생한 채로 범프 형성을 실행하면, 웨이퍼 형상의 압전기판(11)이 갈라지거나 이지러지기도 하여 파손되므로, 상기 휘어짐을 교정할 필요가 있다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 전하발생 반도체 기판의 범프 형성 전후에 있어서의 상기 기판의 승온, 강온에 의해서 발생하는 전하의 제전을 유효하게 실행하고, 또한 온도차가 생겨도 대전을 일으키지 않는 기판에서의 택트 타임에 비교해서 손색이 없는 택트 타임으로써 동작하고, 더욱이, 전하발생 반도체 기판의 파손을 일으키지 않는, 즉, 전하발생 반도체 기판에 대해서 초전 파괴(焦電破壞) 및 물리적 파손을 방지할 수 있는, 범프 형성장치, 이 범프 형성장치에 의해서 실행되는 전하발생 반도체 기판의 제전방법, 상기 범프 형성장치에 구비되는 상기 전하발생 반도체 기판용 제전장치, 및 전하발생 반도체 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 예를 들면, 압전기판과 같이 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생형 반도체 기판, 즉, 전하발생 반도체 기판상에 범프(bump)를 형성하기 위한 범프 형성장치, 이 범프 형성장치에 의해서 실행되는 상기 전하발생 반도체 기판의 제전(除電)방법, 상기 범프 형성장치에 구비된 상기 전하발생 반도체 기판용 제전장치, 및 전하발생 반도체 기판에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 범프 형성장치의 전체 구성을 나타내는 사시도.
도 2는, 도 1에 나타낸 범프 형성장치의 주요 부분의 상세한 구조를 나타내는 사시도.
도 3은, 도 1 및 도 2에 나타낸 반입장치의 구성의 상세를 나타내는 사시도.
도 4는, 도 1 및 도 2에 나타낸 배향(配向) 및 평탄도(orientation-flat) 조정장치의 구성의 상세를 나타내는 사시도.
도 5는, 도 1 및 도 2에 나타낸 이송장치의 구성의 상세를 나타내는 사시도.
도 6은, 도 5에 나타낸 웨이퍼 지지부의 지지 핑거 부분의 상세를 나타내는 도면.
도 7은, 도 5에 나타낸 웨이퍼 지지부의 제전용 접촉부재의 구성의 상세를 나타내는 도면.
도 8은, 도 5에 나타낸 웨이퍼 지지부의 제전용 접촉부재의 기타의 예의 구성을 나타내는 도면.
도 9는, 웨이퍼 주위의 가장자리 부분에 설치된 알루미늄막과 상기 제전용 접촉부재의 접촉위치와의 관계를 나타내는 도면.
도 10은, 상기 제전용 접촉부재의 변형예를 나타내는 도면.
도 11은, 도 1에 나타낸 범프 본딩장치의 구조를 나타내는 도면.
도 12는, 웨이퍼의 휨을 설명하기 위한 도면.
도 13은, 상기 제전용 접촉부재의 변형예를 나타내는 도면.
도 14는, 상기 제전용 접촉부재의 변형예를 나타내는 도면.
도 15는, 도 14에 나타낸 제전용 부재의 구조를 설명하기 위한 사시도.
도 16은, 도 14에 나타낸 제전용 부재의 구조를 설명하기 위한 사시도.
도 17은, 상기 제전용 접촉부재의 변형예를 나타내는 사시도.
도 18은, 상기 제전용 접촉부재의 변형예를 나타내는 도면.
도 19는, 도 18에 나타낸 제전용 접촉부재의 변형예를 나타내는 도면.
도 20은, 상기 제전용 접촉부재의 변형예를 나타내는 도면.
도 21은, 상기 제전용 접촉부재의 일단(一端)에 부착하는 부재의 변형예를 나타내는 사시도.
도 22는, 예열장치 및 후가열장치의 사시도.
도 23은, 도 22에 나타낸 예열장치 및 후가열장치의 동작 설명용 도면.
도 24는, 도 22에 나타낸 예열장치 및 후가열장치의 동작 설명용 도면.
도 25는, 도 22에 나타낸 예열장치 및 후가열장치의 알루미늄판 및 히터판 프레임(frame)의 사시도.
도 26은, 도 22에 나타낸 예열장치 및 후가열장치의 알루미늄판 및 패널 히터 프레임의 사시도.
도 27은, 도 1에 나타낸 범프 형성장치의 동작을 나타내는 흐름도.
도 28은, 도 27에 나타낸 단계 2에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서 반입장치로써 웨이퍼를 상승시킨 상태를 나타내는 도면.
도 29는, 도 27에 나타낸 단계 2에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서 반입측 이송장치로써 웨이퍼를 지지하기 직전의 상태를 나타내는 도면.
도 30은, 도 27에 나타낸 단계 2에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서 반입측 이송장치로써 웨이퍼를 지지한 직후의 상태를 나타내는 도면.
도 31은, 도 27에 나타낸 단계 2에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서 반입측 이송장치로써 웨이퍼를 지지한 상태를 나타내는 도면.
도 32는, 도 27에 나타낸 단계 3에서의 동작을 설명하기 위한 흐름도로서, 패널 히터 프레임 및 알루미늄판을 분리하는 경우의 동작을 나타내는 흐름도.
도 33은, 도 27에 나타낸 단계 3에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 예열장치의 상방에 범프 형성전의 웨이퍼를 반송시킨 상태를 나타내는 도면.
도 34는, 도 27에 나타낸 단계 3에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 범프 형성전의 웨이퍼를 알루미늄판상에 장착한 상태를 나타내는 도면.
도 35는, 도 27에 나타낸 단계 3에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 웨이퍼 지지부에 의한 범프 형성전의 웨이퍼의 지지를 해제한 상태를 나타내는 도면.
도 36은, 도 27에 나타낸 단계 3에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 범프 형성전의 웨이퍼를 장착한 알루미늄판을 하강시킨 상태를 나타내는 도면.
도 37은, 도 27에 나타낸 단계 3에서의 동작을 설명하기 위한 흐름도로서, 패널 히터 프레임 및 알루미늄판을 분리하지 않은 경우의 동작을 나타내는 흐름도.
도 38은, 도 27에 나타낸 단계 4에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서,예열동작에 있어서의 승온 제어를 나타내는 도면.
도 39는, 예열동작에 있어서의 승온 제어의 변형예를 나타내는 도면.
도 40은, 도 27에 나타낸 단계 5에서의, 예열장치로부터 범프 본딩장치에의 이송 동작을 설명하기 위한 흐름도로서, 패널 히터 프레임 및 알루미늄판을 분리하는 경우의 동작을 나타내는 흐름도.
도 41은, 도 27에 나타낸 단계 5에서의, 예열장치로부터 범프 본딩장치에의 이송 동작을 설명하기 위한 흐름도로서, 패널 히터 프레임 및 알루미늄판을 분리하지 않은 경우의 동작을 나타내는 흐름도.
도 42는, 도 27에 나타낸 단계 5에서의, 범프 본딩 스테이지에의 범프 형성전 웨이퍼 이송시에 실행되는, 열풍 분출을 실행하는 경우의 휨 교정 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 43은, 도 27에 나타낸 단계 5에서의, 범프 본딩 스테이지에의 범프 형성전 웨이퍼 이송시에 실행되는, 열풍 분출을 실행하지 않는 경우의 휨 교정 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 44는, 예열동작에 있어서의 온도상승 제어동작에 의한 온도상승을 나타내는 그래프.
도 45는, 도 27에 나타낸 단계 5에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 범프 형성전의 웨이퍼를 본딩 스테이지의 상방에 배치한 상태를 나타내는 도면.
도 46은, 도 27에 나타낸 단계 5에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 본딩 스테이지로써 웨이퍼를 지지하기 직전의 상태를 나타내는 도면.
도 47은, 도 27에 나타낸 단계 5에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 본딩 스테이지로써 웨이퍼를 지지하고, 반입측 이송장치가 웨이퍼의 지지를 해제한 상태를 나타내는 도면.
도 48은, 도 27에 나타낸 단계 5에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 본딩 스테이지로써 웨이퍼를 지지한 상태를 나타내는 도면.
도 49는, 후가열 동작에 있어서의 온도강하 제어동작에 의한 온도강하를 나타내는 그래프.
도 50은, 상기 후가열 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 51은, 상기 후가열 동작을 개시할 때에, 웨이퍼 지지부의 가열을 실행하는 경우의 동작을 나타내는 흐름도.
도 52는, 상기 후가열 동작에 있어서의 온도강하 패턴을 나타내는 그래프.
도 53은, 상기 후가열 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 54는, 상기 후가열 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 55는, 상기 후가열 동작후, 범프 형성후의 웨이퍼를 후가열장치로부터 반출하는 동작을 나타내는 흐름도.
도 56은, 도 27에 나타낸 단계 8에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 반출측 이송장치에 의해서 지지된 범프 형성후의 웨이퍼를 반출장치의 상방에 배치한 상태를 나타내는 도면.
도 57은, 도 27에 나타낸 단계 8에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 반출장치의 지지부를 범프 형성후의 웨이퍼에 접촉시킨 상태를 나타내는 도면.
도 58은, 도 27에 나타낸 단계 8에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 반출측 이송장치에 의한 웨이퍼의 지지를 해제한 직후의 상태를 나타내는 도면.
도 59는, 도 27에 나타낸 단계 8에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 반출장치의 지지부에 지지된 범프 형성후 웨이퍼를 지지대에 장착하기 직전의 상태를 나타내는 도면.
도 60은, 도 27에 나타낸 단계 8에서의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 상기 범프 형성후 웨이퍼를 지지대에 장착한 상태를 나타내는 도면.
도 61은, 도 1에 나타낸 반출측 이송장치로부터 반출장치에 범프 형성후 웨이퍼를 이송할 때에, 이온 발생장치로써 이온을 웨이퍼에 작용시키는 상태를 나타내는 도면.
도 62는, 도 1에 나타낸 범프 형성장치의 변형예의 사시도.
도 63은, 도 62에 나타낸 범프 형성장치에 의해서 실행되는 제전용 블로 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 64는, 상기 범프 형성전 웨이퍼에 부착하는 서브플레이트(subplate) 평면도.
도 65는, 상기 제전용 접촉부재의 변형예를 나타내는 도면.
도 66은, 도 1 및 도 2에 나타낸 반입측 이송장치 및 반출측 이송장치의 변형예를 나타내는 도면.
도 67은, 상기 제전용 접촉부재의 변형예를 나타내는 도면.
도 68은, 도 1 및 도 2에 나타낸 예열장치, 후가열장치, 및 본딩 스테이지에 있어서, 전하발생 반도체 기판과의 접촉면에 은(銀) 도금을 실시한 상태의 도면.
도 69는, 전하 제거용 영역을 형성한 전하발생 반도체 기판의 평면도.
도 70은, 도 69에 나타낸 전하 제거용 영역의 변형예를 나타내는 도면.
도 71은, 도 1에 나타낸 범프 형성장치의 변형예에서의 범프 형성장치의 주요 부분의 상세한 구조를 나타내는 사시도.
도 72는, 도 71에 나타낸 예열장치 및 후가열장치의 구성의 상세를 나타내는 사시도.
도 73은, 도 71에 나타낸 예열장치 및 후가열장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 74는, 도 71에 나타낸 범프 형성장치의 동작의 흐름과, 웨이퍼의 온도 변화와, 웨이퍼의 대전량과의 관계를 나타내는 도면.
도 75는, 도 27에 나타낸 예열동작을 나타내는 흐름도.
도 76은, 도 75에 나타낸 온도상승 제어동작을 나타내는 흐름도.
도 77은, 도 76에 나타낸 온도상승 제어동작에 의한 온도상승을 나타내는 그래프.
도 78은, 상기 예열동작 및 후가열동작에 있어서 웨이퍼의 대전량을 정전(靜電) 센서로써 측정하는 구조를 나타내는 도면.
도 79는, 도 27에 나타낸 후가열동작을 나타내는 흐름도.
도 80은, 도 79에 나타낸 온도강하 제어동작을 나타내는 흐름도.
도 81은, 도 80에 나타낸 온도강하 제어동작에 의한 온도강하를 나타내는 그래프.
도 82는, 도 27에 나타낸 후가열동작시에, 이온 발생장치로써 이온을 범프 형성후의 웨이퍼에 작용시키는 상태를 나타내는 도면.
도 83은, 도 27에 나타낸 예열동작시에, 이온 발생장치로써 이온을 범프 형성전의 웨이퍼에 작용시키는 상태를 나타내는 도면.
도 84는, 도 62에 나타낸 범프 형성장치에 의해서 실행되는 제전용 블로 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 85는, SAW 필터의 구조를 나타내는 사시도.
도 86은, 상기 SAW 필터에서의 빗살 모양의 회로부분의 손상을 나타내는 도면.
도 87은, 압전기판 웨이퍼의 표면과 이면에서의 대전상태를 설명하기 위한 도면.
도 88은, 회로의 전극부분에 범프를 형성한 상태를 나타내는 평면도.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해서, 이하와 같이 구성되어 있다.
본 발명의 제1특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판이 범프를 형성하는 데에 필요한 범프 본딩용 온도로 가열된 상태에서, 상기 전하발생 반도체 기판상의 회로에 형성되어 있는 전극상에 상기 범프를 형성하는 범프 형성 헤드를 구비한 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치로서,
상기 가열된 상기 전하발생 반도체 기판에의 범프의 본딩후, 상기 전하발생 반도체 기판을 냉각할 때, 이 냉각에 의한 온도 강하로써 해당 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하는 가열냉각장치와,
상기 본딩후에 상기 전하발생 반도체 기판을 냉각하기 위한 온도강하 제어를 상기 가열냉각장치에 대해서 실행하는 제어장치를 구비한다.
상기 구성에 의하면, 가열냉각장치 및 제어장치를 구비함으로써, 최소한 전하발생 반도체 기판에의 범프 본딩이 실행된 후에 전하발생 반도체 기판을 냉각할 때, 이 냉각으로써 상기 전하발생 반도체 기판에 축적되는 전하를 제전하도록 하였다. 따라서, 상기 전하발생 반도체 기판의 대전량을 종래에 비해서 저감할 수 있다. 그러므로, 상기 전하발생 반도체 기판에 제전용 수단을 설치하지 않고 상기 대전이 원인이 되는 상기 전하발생 반도체 기판에 형성되어 있는 회로의 초전 파괴나 상기 전하발생 반도체 기판 자체의 깨어짐 등의 손상의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 상기 가열냉각장치는, 상기 냉각을 실행할 때, 상기 전하발생 반도체 기판의 회로 형성면인 표면에 대향하는 이면에 접촉하여, 상기 냉각에 의한 온도 강하로써 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하도록 구성할 수도 있다.
또한, 본 발명의 제3특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판상의 회로에 형성되어 있는 전극상에 범프를 형성하는 데에 필요한 범프 본딩용 온도로 가열되어, 상기 전하발생 반도체 기판에의 범프 본딩이 실행된 후, 상기 전하발생 반도체 기판을 냉각할 때,
상기 냉각에 의한 온도 강하로써 상기 전하발생 반도체 기판에 발생하는 전하를, 상기 전하발생 반도체 기판을 장착하는 장착부재를 통해서 접지(接地)하여 제전을 실행한다.
이 구성에 의하면, 범프 형성후에 상기 전하발생 반도체 기판이 냉각될 때, 상기 가열냉각장치는 상기 전하발생 반도체 기판에 직접 접촉하므로, 상기 제전이 가능하다.
또한, 본 발명의 제4특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 상기 가열냉각장치는, 상기 전하발생 반도체 기판을 상기 범프 본딩용 온도로 가열하기 전에 상기 범프 본딩용 온도 부근까지 상기 전하발생 반도체 기판의 예열동작을 추가로 실행하고, 또한 상기 예열동작에 의한 온도상승으로써 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 이면에 접촉하여 제거하고,
상기 제어장치는, 또한, 상기 예열동작을 실행하기 위한 온도상승 제어를 상기 가열냉각장치에 대해서 실행하도록 구성할 수도 있다.
이 구성에 의하면, 상기 전하발생 반도체 기판을 상기 범프 본딩용 온도로 가열하는 예열동작에 의해서 상기 전하발생 반도체 기판에 발생하는 전하에 대해서도 제전할 수 있게 된다. 따라서, 상기 제전 파괴나 상기 깨어짐 등의 손상의 발생을 더욱 저감할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제5특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 상기 가열냉각장치는, 상기 범프 본딩용 온도로 상기 전하발생 반도체 기판을 가열하는 범프 본딩 스테이지와, 상기 제어장치에 의한 상기 온도강하 제어에 따라서 상기 전하발생 반도체 기판의 냉각을 실행하는 냉각장치를 구비하고, 상기 냉각장치는, 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 이면에 접촉하는 열확산부재와, 상기 열확산부재에 대해서 착탈이 자유롭고 상기 열확산부재를 승온하는 가열부와, 상기 열확산부재와 상기 가열부를 분리시켜서 상기 열확산부재의 냉각을 촉진시키는 분리장치를, 구비하도록 구성할 수도 있다.
또한, 본 발명의 제6특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 상기 가열냉각장치는, 상기 범프 본딩용 온도로 상기 전하발생 반도체 기판을 가열하는 범프 본딩 스테이지와, 상기 제어장치에 의한 상기 온도상승 제어에 따라 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 예열동작을 실행하는 예열장치를 구비하고, 상기 예열장치는, 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 이면에 접촉하는 열확산부재와, 상기 열확산부재에 접촉하여 상기 열확산부재를 승온하는 가열부와, 상기 열확산부재와 상기 가열부를 분리시켜 상기 열확산부재의 냉각을 촉진시키는 분리장치를, 구비하도록 구성할 수도 있다.
이러한 구성에 의하면, 상기 분리장치에 의해서 상기 열확산부재와 상기 가열부의 분리가 실행되므로, 상기 열확산부재의 냉각을 촉진하여 종래에 비해서 택트 타임의 단축을 도모할 수 있고, 또한, 상기 가열부의 수명을 길게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제7특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 상기 가열냉각장치에 장착된 상기 전하발생 반도체 기판에 대해서 기체를 공급하는, 기체공급장치를 추가로 구비하고,
상기 제어장치는, 상기 가열냉각장치에 장착된 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 휨을 교정하기 위한 휨 교정동작 제어를 상기 기체공급장치 및 상기 가열냉각장치의 어느 한 쪽에 대해서 실행하도록 구성할 수도 있다.
이 구성에 의하면, 기체공급장치로부터 전하발생 반도체 기판에 기체를 내뿜도록 함으로써, 전하발생 반도체 기판의 휨을 교정할 수 있고, 깨어짐 등의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제8특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 상기 제어장치는, 상기 가열냉각장치에 장착된 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하기 위한 제전용 블로(blow) 동작 제어를 상기 기체공급장치에 대해서 실행하도록 구성할 수도 있다.
이 구성에 의하면, 상기 제어장치는 상기 기체공급장치에 대해서 제전용 블로 동작을 실행하므로, 전하발생 반도체 기판의 제전을 실행할 수 있고, 상기 초전 파괴나, 깨어짐 등의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제9특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 표면에 접촉하여, 상기 표면에 발생한 분(分)에 해당하는 전하를 제거하는 제전용 접촉부재를 추가로 구비하도록 구성할 수도 있다.
이 구성에 의하면, 제전용 접촉부재로써 전하발생 반도체 기판의 표면의 전하도 제전할 수 있고, 또한, 상기 초전 파괴나, 깨어짐 등의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제10특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 상기 전하발생 반도체 기판에 축적된 전하를 중화하는 이온을 발생하는 이온 발생장치를 추가로 구비하도록 구성할 수도 있다.
이 구성에 의하면, 이온 발생장치로써 전하발생 반도체 기판의 전하의 중화를 실행할 수 있고, 또한, 상기 초전 파괴나, 깨어짐 등의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제11특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 상기 전하발생 반도체 기판을 지지하는 지지 핑거(finger)를 구비하고 이 지지 핑거로써 상기 전하발생 반도체 기판을 지지함과 동시에 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 가열냉각장치에의 반송을 실행하는 웨이퍼 지지부를 추가로 구비하고, 상기 웨이퍼 지지부 및 상기 지지 핑거에 있어서, 상기 이온 발생장치로부터 발생한 상기 이온이 작용하는 개소(箇所)에는 절연재료로써 코팅을 실시하도록 구성할 수도 있다.
이 구성에 의하면, 웨이퍼 지지부의 지지 핑거 부분에는 절연재료로써 코팅을 실시했으므로, 상기 이온 발생장치로부터 발생된 이온이 금속 부분에 작용하여 상기 제전작용이 저감하게 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제12특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 상기 가열냉각장치에 있어서, 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 이면에 접촉하는 부분에는, 해당 가열냉각장치와 상기 전하발생 반도체 기판과의 열전달률을 향상시키고 상기 전하발생 반도체 기판의 제전을 도모하는 금속 도금을 실시하도록 구성할 수도 있다.
이 구성에 의하면, 금속 도금을 실시함으로써, 가열냉각장치와 전하발생 반도체 기판 사이의 열전달률이 양호하게 되고, 또한, 전하발생 반도체 기판의 제전효과를 높일 수 있다.
그리고, 또한, 본 발명의 제13특징의 전하발생 반도체 기판용 제전장치에 의하면, 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판을 가열냉각할 때, 상기 전하발생 반도체 기판의 회로 형성면인 표면에 대향하는 이면에 접촉하여, 상기 냉각에 의한 온도 강하로써 해당 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하는 가열냉각장치와,
상기 전하발생 반도체 기판을 냉각하기 위한 온도강하 제어를 상기 가열냉각장치에 대해서 실행하는 제어장치를 구비하고 있다.
그리고, 또한, 본 발명의 제14특징의 전하발생 반도체 기판에 의하면, 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판의 회로 형성면인 표면에 형성되어, 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하기 위한 도체로 되는 전하제거용 영역과,
상기 전하제거용 영역에 접속되고, 또한 상기 표면에 형성된 회로형성부분을 해당 전하발생 반도체 기판으로부터 잘라내기 위한 다이싱 라인을 구비하고 있다.
또한, 본 발명의 제15특징의 전하발생 반도체 기판용 제전방법에 의하면, 제14특징의 전하발생 반도체 기판에, 제9특징의 제전용 접촉부재를 접촉시켜서 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거한다.
상기 제14특징의 전하발생 반도체 기판, 및 상기 제15특징의 전하발생 반도체 기판의 제전방법에 의하면, 전하제거용 영역 및 다이싱 라인을 구비하고, 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 상기 전하제거용 영역으로부터, 또는 전하제거용 영역 및 다이싱 라인을 통해서 제거할 수 있다. 따라서, 대전이 원인이 되는 상기 전하발생 반도체 기판에 형성되어 있는 회로의 초전 파괴나 상기 전하발생 반도체 기판 자체의 깨어짐 등의 손상의 발생을 방지할 수 있다. 여기서, 전하발생 반도체 기판에서의 대전량은, 예를 들면, 상기 전하발생 반도체 기판에 형성한 회로형성부분으로부터 상기 전하발생 반도체 기판에서의 다이싱 라인에의 접지방법에 따라서도 변화한다. 가장 효과적으로 제전을 실행했을 때에는 이온 발생장치를 사용하지 않아도 상기 대전량을 약 ±20V까지 저감할 수 있고, 평균하면 약 ±200V로 저감할 수 있다.
그리고, 또한, 본 발명의 제16특징의 전하발생 반도체 기판에 의하면, 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판에 대전된 전하의 제거를 실행하여, 대전량이 ±200V이하이다.
그리고, 또한, 본 발명의 제17특징의 전하발생 반도체 기판에 의하면, 상기 제3특징의 제전방법에 의해서 전하발생 반도체 기판의 전하의 제거가 실행된다.
또한, 본 발명의 제18특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 상기 제어장치에 의해서 실행되는 상기 온도강하 제어는, 상기 냉각에 의한 온도 강하로써 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하는 온도강하 제어이고,
상기 가열냉각장치는, 상기 전하발생 반도체 기판에 대해서 비접촉한 상태에서 상기 전하발생 반도체 기판을 상기 범프 본딩용 온도로 가열함과 동시에, 상기 비접촉한 상태에서 상기 본딩후에 상기 제어장치에 의한 상기 온도강하 제어에 따라서 상기 전하발생 반도체 기판의 냉각을 실행하도록 구성할 수도 있다.
또한, 본 발명의 제19특징의 전하발생 반도체 기판용 제전방법에 의하면, 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판상의 회로에 형성되어 있는 전극상에 범프를 형성하는 데에 필요한 범프 본딩용 온도로 가열되어 상기 전하발생 반도체 기판에의 범프의 본딩이 실행된 후, 상기 전하발생 반도체 기판에 비접촉한 상태로 배치되어 상기 전하발생 반도체 기판을 가열하여 상기 전하발생 반도체 기판의 강온을 조정하는 냉각장치를 이용해서 상기 전하발생 반도체 기판을 냉각할 때, 이 냉각에 의한 온도강하에 의해서 상기 전하발생 반도체 기판에 발생하는 전하를 제거하는 온도강하 제어를 상기 냉각장치에 대하여 실행한다.
이러한 구성에 의하면, 범프 형성후에 상기 전하발생 반도체 기판이 냉각될 때, 상기 가열냉각장치는 상기 전하발생 반도체 기판에 비접촉한 상태로, 상기 전하발생 반도체 기판에 축적되는 전하를 제거하는 온도강하 제어를 실행하도록 했으므로, 상기 대전량을 종래에 비해서 저감할 수 있다. 따라서, 상기 전하발생 반도체 기판에 제전용 수단을 설치하지 않고, 상기 대전이 원인이 되는 상기 전하발생 반도체 기판에 형성되어 있는 회로의 손상이나 상기 전하발생 반도체 기판 자체의 깨어짐 등의 손상의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제20특징의 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치에 의하면, 상기 제18특징의 범프 형성장치에 있어서, 상기 온도강하 제어는, 강온과, 이 강온에서의 하강 온도폭 미만의 온도폭에 의한 승온을 번갈아서 반복 실행하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 제18특징의 범프 형성장치에 있어서, 상기 가열냉각장치에서의 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 범프 본딩용 온도에의 가열은, 상기 범프 본딩용 온도 부근까지 상기 전하발생 반도체 기판을 미리 가열하는 예열동작을 포함하고,
상기 제어장치는, 또한, 상기 예열동작에 의한 온도상승에 의해서 발생하고 또한 상기 전하발생 반도체 기판에 발생하는 전하를 제거하는 온도상승 제어를 상기 가열냉각장치에 대해서 실행하도록 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 온도상승 제어는, 승온과, 이 승온에서의 상승 온도폭 미만의 온도폭에 의한 강온을 번갈아서 반복 실행하도록 구성할 수도 있다.
또한, 본 발명의 제21특징의 전하발생 반도체 기판용 제전장치에 의하면, 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판을 가열후 냉각할 때, 이 냉각에 의한 온도강하에 의해서 해당 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하는 온도강하 제어를 실행하는 제어장치와,
상기 전하발생 반도체 기판에 대하여 비접촉한 상태로, 상기 전하발생 반도체 기판을 가열함과 동시에, 이 가열후에 상기 제어장치에 의한 상기 온도강하 제어에 따라서 상기 전하발생 반도체 기판의 냉각을 실행하는 가열냉각장치를 구비하고 있다.
또한, 본 발명의 제22특징의 전하발생 반도체 기판에 의하면, 상기 제19특징의 제전방법에 의해서 전하발생 반도체 기판의 전하의 제거가 실행된다.
본 발명의 실시형태인, 범프 형성장치, 이 범프 형성장치에 의해서 실행되는 전하발생 반도체 기판의 제전방법, 및 상기 범프 형성장치에 구비된 상기 전하발생 반도체 기판용 제전장치, 그리고 전하발생 반도체 기판에 대해서, 도면을 참조하여 이하에 설명한다. 그리고, 각각의 도면에서 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.
또한, 도 1 및 도 2에 나타내는, 본 실시형태의 범프 형성장치(101)는, 상기 SAW 필터를 형성하는 웨이퍼 형상의 압전기판(이하, "압전기판 웨이퍼"라고 기재한다)을 처리하는 데에 적합하고, 이하의 설명에서도 상기 압전기판 웨이퍼에 범프를 형성하는 경우를 예로 들지만, 처리 대상을 상기 압전기판 웨이퍼에 한정하는 것은 아니다. 즉, 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생형 반도체 기판(이하에서, 간단히, "전하발생 반도체 기판"이라고 기재한다)에 상당하는, 예를 들면, LiTaO3및 LiNbO3등의 화합물 반도체 웨이퍼나, 수정을 기판으로 하는 수정 반도체 웨이퍼 등에 대해서도 본 실시형태의 범프 형성장치(101)는 적용가능하다. 또한, Si를 기판으로 하는 Si 반도체 웨이퍼에도 적용가능하다. 그리고, 이 경우, 범프를 형성할 때의 웨이퍼의 온도를 상기한 바와 같이 약 250℃~약 270℃까지 가열하게 된다.
또한, 상기 범프 형성장치(101)는, 범프 형성전의 압전기판 웨이퍼(201)를 층상(層狀)으로 적재한 제1적재용기(205)와, 범프 형성후의 압전기판 웨이퍼(202)를 층상으로 적재한 제2적재용기(206) 모두를 구비한, 소위 2 매거진(magazine) 타입이지만, 이 타입에 한정되는 것은 아니고, 상기 범프 형성전 압전기판 웨이퍼 (201) 및 상기 범프 형성후 압전기판 웨이퍼(202)를 1개의 적재용기에 적재하는 소위, 1 매거진 타입을 구성할 수도 있다.
또한, 이하에 설명하는, 본딩 스테이지(110), 예열장치(160), 및 후가열장치 (170)가 가열냉각장치에 상당하고, 후가열장치(170)는 냉각장치의 기능을 달성하는 일례이다.
또한, 상기 가열냉각장치, 및 이하에 설명하는 제어장치(180)로써 제전장치를 구성한다.
상기 범프 형성장치(101)는, 대체로, 1개의 본딩 스테이지(110)와, 1개의 범프 형성 헤드(120)와, 반송장치(130)와, 반입측과 반출측에 각각 설치된 이송장치 (140)와, 상기 적재용기(205, 206)에 대해서 각각 설치되고 각각의 적재용기(205, 206)를 승강시키는 승강장치(150)와, 예열장치(160)와, 후가열장치(170)와, 제어장치(180)를 구비하고 있다. 그러나, 상기 범프 형성장치(101)에서는, 이하의 구조 설명 및 동작 설명에 나타내는 바와 같이, 범프 형성을 위해서 필요한 범프 본딩용 온도와 실온과의 사이의 온도 변화에 따라서 범프 형성전의 압전기판 웨이퍼(201) 및 범프 형성후의 압전기판 웨이퍼(202)의 표면과 이면에 발생하는 대전을 제거하기 위한 구조 및 동작, 그리고 범프 형성전의 압전기판 웨이퍼(201)에 있어서의, 예열장치(160)에의 장착동작 및 예열장치(160)로부터 본딩 스테이지(110)에의 이송동작, 범프 형성후의 압전기판 웨이퍼(202)에 있어서의, 본딩 스테이지(110)로부터 후가열장치(170)에의 이송동작으로 인하여, 압전기판 웨이퍼(201, 202)에 손상을 발생시키지 않는 구조 및 동작이, 종래의 범프 형성장치와는 크게 상이하다. 또한, 범프 형성장치(101)는, 범프를 형성하는 장치이므로, 가장 기본적인 구성부분은, 상기 본딩 스테이지(110) 및 범프 형성 헤드(120)이다.
이하에, 상기의 각각의 구성부분에 대해서 설명한다.
상기 본딩 스테이지(110)는, 상기 범프 형성전의 압전기판 웨이퍼(이하, 간단히 "범프 형성전 웨이퍼"라고 기재한다)(201)를 장착함과 동시에, 이 범프 형성전 웨이퍼(201)상에 형성되어 있는 회로의 전극상에 범프를 형성하는 데에 필요한 범프 본딩용 온도까지 범프 형성전 웨이퍼(201)를 가열한다. 또한, 상기의, 범프를 형성하는 데에 필요한 범프 본딩용 온도란, 상기 전극과 범프를 설계상의 강도로써 접합하기 위하여 필요한 온도이고, 범프가 형성되는 웨이퍼나 기판의 재질이나 상기 설계상의 강도에 따라서 설정되는 온도이다. 본 실시형태의 경우, 약 210℃이다.
본딩 스테이지(110)에는, 범프 형성전 웨이퍼(201)가 적재되는 웨이퍼 장착대(111)에, 도 11에 나타내는 바와 같이, 범프 형성전 웨이퍼(201)를 흡착(吸着)하기 위한, 그리고 기체를 분출하기 위한 출입공(出入孔)(113)이 개구(開口)되어 있고, 이 출입공(113)에는 제어장치(180)에 의해서 동작되는 흡인장치(114), 및 기체공급장치로서 기능을 하는 일례인 블로(blow) 장치(115)가 접속되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는, 상기 기체는 공기이다. 또한, 본딩 스테이지(110)의 웨이퍼 장착대 (111)는, 히터(112)측에 접촉되어 있는 가열위치와 전하발생 반도체 기판을 이송하기 위한 이송위치와의 사이를, 승강장치에 의해 승강할 수 있다. 또한, 웨이퍼 장착대(111)에 있어서, 범프 형성전 웨이퍼(201)와의 접촉면에는, 도 68에 나타내는 바와 같이 금속 도금, 본 실시형태에서는 은 도금(261)을 실시한다. 은 도금을 실시함으로써, 웨이퍼 장착대(111)와 범프 형성전 웨이퍼(201)와의 사이의 열전도율이 양호하게 되고, 또한, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 제전효과도 높아진다.
상기 범프 형성 헤드(120)는, 상기 본딩 스테이지(110)에 장착되어서 상기 범프 본딩용 온도로 가열된 범프 형성전 웨이퍼(201)의 상기 전극에 범프를 형성하기 위한 장치이고, 범프의 재료인 금선(金線)을 공급하는 와이어 공급부(121) 이외에, 상기 금선을 용융해서 볼(ball)을 형성하고, 이 용융 볼을 상기 전극에 압압하는 범프 제작부, 상기 압압시에 범프에 초음파를 작용시키는 초음파 발생부 등을 구비하고 있다. 또한, 이와 같이 구성되는 범프 형성 헤드(120)는, 예를 들면, 볼 나사(ball screw) 구조를 가지며 평면상으로 서로 직교하는 X, Y 방향으로 이동 가능한 X, Y 테이블(122)상에 설치되어, 고정되어 있는 상기 범프 형성전 웨이퍼 (201) 각각의 상기 전극에 범프를 형성 가능하도록 상기 X, Y 테이블(122)에 의해서 상기 X, Y 방향으로 이동된다.
상기 범프 형성장치(101)에는, 상기 반송장치(130)로서 2 종류 설치되어 있다. 그 중 1개인 반입장치(131)는, 상기 제1적재용기(205)로부터 상기 범프 형성전 웨이퍼(201)를 취출하는 장치이고, 다른 1개의 반출장치(132)는, 범프 형성후의 압전기판 웨이퍼(이하, 간단히 "범프 형성후 웨이퍼"라고 기재한다)(202)를 상기 제2적재용기(206)에 반송하여 적재하는 장치이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 반입장치(131)에는, 범프 형성전 웨이퍼(201)를 흡착동작으로써 지지하는 지지대(1311)와, 이 지지대(1311)를 X 방향을 따라서 이동시키는 반입장치용 이동장치(1312)가 구비되어 있다. 반입장치용 이동장치(1312)에 포함되는 구동부(1313)는, 제어장치 (180)에 접속되어서 동작 제어된다. 따라서, 상기 구동부(1313)가 동작함으로써 지지대(1313)가 X 방향을 따라서 이동하여, 제1적재용기(205)로부터 범프 형성전 웨이퍼(201)를 취출해 온다.
반출장치(132)도 반입장치(131)와 동일한 구조를 가지며, 동일하게 동작하므로, 대략적으로 설명한다. 즉, 반출장치(132)는, 도 56에 나타내는 바와 같이, 범프 형성후 웨이퍼(202)를 본 실시형태에서는 흡착동작으로써 지지하는 지지대 (1321)와, 이 지지대(1321)를 X 방향을 따라서 이동시키고, 제2적재용기(206)에 상기 범프 형성후 웨이퍼(202)를 적재하는 반출장치용 이동장치(1322)와, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 이면(202b)에 흡착하여 범프 형성후 웨이퍼(202)를 지지하는 지지부(1323)와, 상기 지지대(1321)의 하방에 배치되어 지지대(1321)에 지지되어 있는 범프 형성후 웨이퍼(202)의 두께 방향으로 지지부(1323)를 이동시키는 구동부 (1324)를 구비하고 있다. 상기 반출장치용 이동장치(1322) 및 구동부(1324)는, 제어장치(180)에 의해서 동작 제어된다.
또한, 반입장치(131)의 설치 개소에는, 제1적재용기(205)로부터 반입장치 (131)로써 취출한 범프 형성전 웨이퍼(201)의 배향 및 평탄도(orientation-flat)를 소정방향으로 배향시키는, 배향 및 평탄도 조정장치(133)가 설치되어 있다. 이 배향 및 평탄도 조정장치(133)에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 구동부(1332)에 의해서 Y 방향으로 이동되어 범프 형성전 웨이퍼(201)를 사이에 끼워 지지(이하 협지(挾持)라함)하는 협지판(1331)과, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 두께 방향으로 이동 가능하며, 또한 범프 형성전 웨이퍼(201)를 지지 가능하고, 또한 지지한 범프 형성전 웨이퍼(201)의 배향 및 평탄도의 배향을 실행하기 위해서 범프 형성전 웨이퍼(201)의 주위 방향으로 회전 가능한 지지부(1333)와, 이 지지부(1333)의 구동부(1334)가 구비되어 있다. 상기 구동부(1332, 1334)는 제어장치(180)에 의해서 동작 제어된다.
이송장치(140)는, 상기 범프 형성장치(101)에서는, 반입측 이송장치(141)와 반출측 이송장치(142)를 구비하고 있다. 반입측 이송장치(141)는, 상기 반입장치 (131)의 지지대(1311)에 지지된 상기 범프 형성전 웨이퍼(201)를 협지하여, 예열장치(160)에의 반송과, 예열장치(160)로부터 본딩 스테이지(110)에의 반송을 실행한다. 한편, 반출측 이송장치(142)는, 본딩 스테이지(110)상에 지지되어 있는 상기 범프 형성후 웨이퍼(202)를 협지하여, 후가열장치(170)에의 반송과, 후가열장치 (170)로부터 상기 반출장치(132)의 지지대(1321)에의 반송을 실행한다. 이러한 반입측 이송장치(141)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 범프 형성전 웨이퍼(201)를 협지하면서 범프 형성전 웨이퍼(201)의 표면 및 이면의 대전을 제거하는 웨이퍼 지지부(1411)와, 상기 협지동작을 위해서 웨이퍼 지지부(1411)를 구동하는, 본 실시형태에서는 에어실린더를 갖는 구동부(1412)와, 이 웨이퍼 지지부(1411) 및 구동부 (1412) 전체를 X 방향으로 이동시키는, 본 실시형태에서는 볼 나사 기구로써 구성되는 이동장치(1413)를 구비하고 있다. 상기 구동부(1412) 및 이동장치(1413)는, 제어장치(180)에 접속되어, 동작 제어된다.
반출측 이송장치(142)도, 상기 반입측 이송장치(141)와 동일하게, 웨이퍼 지지부(1421)와, 구동부(1422)와, 이동장치(1423)를 구비하고 있으며, 구동부(1422) 및 이동장치(1423)는 제어장치(180)에 의해 동작 제어된다.
상기 웨이퍼 지지부(1411, 1421)에 대해서 설명한다. 웨이퍼 지지부(1411)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 구동부(1412)에 의해서 X 방향으로 이동 가능한, 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)와, 이 지지부재들 사이에 끼워져서 배치되는 제전용 부재(1416)가 서로 평행으로 배열되어 있다. 이 제1지지부재 (1414), 제2지지부재(1415), 및 제전용 부재(1416)는, 모두 철 또는 기타의 도전성 재료로 제작되어 있다. 웨이퍼 지지부(1421)도 웨이퍼 지지부(1411)와 동일하게 제1지지부재(1424) 및 제2지지부재(1425)와 이 지지부재들 사이에 끼워져서 배치되는 제전용 부재(1426)가 서로 평행하게 배열되어 있다. 이들 제1지지부재(1424), 제2지지부재(1425) 및 제전용 부재(1426)는 모두 철 또는 기타의 도전성 재료로 만들어져 있다. 또한, 웨이퍼 지지부(1411, 1421)는 동일한 구조로 구성되어 있으므로, 이하에는 대표적으로 웨이퍼 지지부(1411)를 예로 설명한다.
제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)에는, 도시한 바와 같이 범프 형성전 웨이퍼(201)를 지지하기 위한 L자형의 지지 핑거(1417)가 각각 2개씩 설치되어 있다. 이 지지 핑거(1417)는, 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)와 동일한 재료인 철이나, 도전성 수지로써 제작되고, 범프 형성전 웨이퍼(201)와 직접 접촉하는 부분에는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 완충재로서 도전성 수지막(14171)을 부착하는 것이 바람직하다. 또한, 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)와 함께, 지지 핑거(1417)를 철 또는 도전성 재료로써 제작하는 것은, 지지할 범프 형성전 웨이퍼(201)의 이면(201b)의 대전을 접지 가능하게 하기 위한 것이다.
한편, 도 66에 나타내는 바와 같이, 상기 지지 핑거(1417)에 대응하는 지지 핑거(14172)를, 예를 들면, 듀폰(Du Pont)사의 상품명 베스펠(vespel) 등의 단열부재로써 제작함으로써, 웨이퍼 지지부(1411, 1421)에서의 온도 변화를 작게 할 수 있고, 범프 형성전 웨이퍼(201) 및 후에 설명하는 범프 형성후 웨이퍼(202)에 대해서 온도 변화를 일으키기 어렵게 된다. 따라서, 범프 형성전 웨이퍼(201) 및 범프 형성후 웨이퍼(202)에서의 깨어짐 등의 손상 방지를 도모할 수 있다. 그리고, 도 55에 나타내는 구조의 경우, 범프 형성전 웨이퍼(201) 및 범프 형성후 웨이퍼(202)와, 지지 핑거(14172)와의 접촉부분에는, 도전성 재료(14173)를 배치하여, 범프 형성전 웨이퍼 (201) 및 범프 형성후 웨이퍼(202)에서의 전하의 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)에의 접지를 실행한다. 또한, 웨이퍼 지지부(1411, 1421)에서의 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415) 등의 외면에는, 이하에 기술하는 바와 같이, 절연재료(14174)로써 코팅을 실시한다.
범프 형성전 웨이퍼(201) 및 후에 설명하는 범프 형성후 웨이퍼(202)로부터, 보다 효율적으로 제전을 실행하기 위해서, 후에 설명하는 바와 같이, 이온 발생장치(190)를 설치하는 것이 바람직하다. 이 이온 발생장치(190)를 설치했을 때, 이온 발생장치(190)로부터 발생한 이온이, 철 또는 도전성 재료로써 제작되어 있는 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)와 함께 지지 핑거(1417)에 접지되고, 범프 형성전 웨이퍼(201) 및 범프 형성후 웨이퍼(202)에 효과적으로 작용하지 않게 되는 경우도 생각할 수 있다. 따라서, 상기 이온의 접지를 방지하고 상기 이온을 범프 형성전 웨이퍼(201) 및 범프 형성후 웨이퍼(202)에 효과적으로 작용시키기 위해서, 최소한, 이온 발생장치(190)로부터 발생한 이온이 작용하는 개소에, 바람직하게는 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)와 함께 지지 핑거(1417)의 외면 전면에, 도 66에 나타내는 바와 같이 절연재료로써 코팅을 실시하는 것이 바람직하다.
제전용 부재(1416)에는, 해당 웨이퍼 지지부(1411)에 의해서 지지되는 범프 형성전 웨이퍼(201)의 표면(201a)의 주변 가장자리 부분(201c)에 접촉 가능하도록, 본 실시형태에서는 웨이퍼(201)의 직경 방향을 따라서 2개소에 웨이퍼(201)의 두께 방향으로 돌출되어서 제전용 접촉부재(14161)가 설치되어 있다. 제전용 접촉부재 (14161)는, 도 7에 나타내는 바와 같이 제전용 부재(1416)에 대해서 미끄러질 수 있게 관통하여 부착되어서, 제전용 접촉부재(14161)의 축방향으로 스프링(14162)으로써 힘을 가한다. 또한, 제전용 접촉부재(14161)에서의 웨이퍼 접촉단부에는, 완충재로서 도전성 수지(14163)가 부착되어 있다.
이러한 제전용 접촉부재(14161)는, 상기 도전성 수지(14163)가 범프 형성전 웨이퍼(201)의 표면(201a)에 접촉함으로써, 이 표면(201a)에서의 대전을 접지한다. 또한, 지지 핑거(1417)에 의해서 범프 형성전 웨이퍼(201)가 지지되기 전의 상태에서는, 제전용 접촉부재(14161)는, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 두께 방향에서, 지지 핑거(1417)와 동일 레벨 또는 지지 핑거(1417)를 초과하여 돌출되어 있다. 이러한 구성으로써, 상기 웨이퍼 지지부(1411)가 범프 형성전 웨이퍼(201)를 지지하려고 할 때, 지지 핑거(1417)가 범프 형성전 웨이퍼(201)에 접촉하기 전에 제전용 접촉부재(14161)가 범프 형성전 웨이퍼(201)의 표면(201a)에 접촉 가능하게 된다. 따라서, 우선, 상기 표면(201a)의 제전을 실행할 수 있다.
또한, 제전용 접촉부재(14161)에 직접, 접지선을 접속하는 구성도 택할 수 있다. 그리고, 제전용 부재(1416)에 제전용 접촉부재(14161)를 부착하는 구조에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 지지 핑거(1417)가 설치되는 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)에, 금속 또는 도전성 재료로써 구성되고 상기 표면(201a)에 접촉 가능한 판(板) 스프링(14164)을 부착하는 구성을 택할 수도 있다.
한편, 웨이퍼(201, 202)에 있어서, 제전용 접촉부재(14161)가 접촉하는 웨이퍼(201, 202)의 표면(201a)의 주변 가장자리 부분(201c)에는, 표면(201a)의 대전을 효율적으로 제거 가능하도록, 도 9에 나타내는 바와 같이 알루미늄막(203)이 전체 둘레에 걸쳐서 형성된 웨이퍼도 존재한다. 이러한 웨이퍼의 경우에는, 제전용 접촉부재(14161)가 알루미늄막(203)에 접촉함으로써 효과적으로 표면(201a)의 제전을실행할 수 있다. 또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 상기 주변 가장자리 부분 (201c)에서, 3개소 이상의 개소에 제전용 접촉부재(14161)를 배치하도록 구성할 수도 있다. 더욱이, 웨이퍼의 중앙부분으로부터도 제전을 실행하도록, 도 10에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼의 중앙부분에 제전용 접촉부재(14161)가 접촉해도 지장이 발생하지 않는 가상전지(dummy cell)(14165)를 형성해 놓고, 이 가상전지(14165)에 대응하는 위치에 제전용 접촉부재(14161)를 배치하여, 가상전지(14165)에 수집되는 전하를 효율적으로 제거할 수도 있다. 또한, 상기와 같은 제전용 접촉부재(14161)의 수를 증가시켜서, 또는 그 접촉면적을 크게 함으로써, 제전성능을 향상시킬 수도 있다.
그리고, 또한 도 69에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 상기 SAW 필터를 형성하는 회로형성부분(211)을 웨이퍼로부터 잘라내기 위한 다이싱 라인(212)에, 전하 제거용 영역에 상당하고 도체로 구성되는 상기 가상전지(14165)를 접속하도록 구성할 수도 있다. 여기서, 상기 다이싱 라인(212)은, 상기 알루미늄막(203)까지 연장되어 있다. 발생하는 전하는 웨이퍼의 상기 표면(201a)에 축적되므로, 상기 구성을 채택함으로써, 상기한 바와 같이, 제전용 접촉부재(14161)가 알루미늄막(203)에 접촉하게 되어, 가상전지(14165)상의 전하도 다이싱 라인(212) 및 알루미늄막(203)을 통해서 제전되어, 효과적으로 표면(201a)의 제전을 실행할 수 있다. 물론, 상기한 바와 같이 제전용 접촉부재(14161)를 가상전지(14165)에 직접 접촉시킴으로써, 표면 (201a)의 제전을 실행해도 좋다.
도 10 및 도 69에 나타낸 어느 구조에 있어서도, 상기 가상전지(14165)의 웨이퍼상에서의 형성위치는, 상기한 바와 같이 제전용 접촉부재(14161)에 대응하여 결정할 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 초전 파괴 등에 의해서 손상이 발생하기 쉬운, 웨이퍼상의 손상발생 장소에 가상전지(14165)를 형성해도 좋고, 이러한 구조는 제전효과 및 수율(收率)의 관점에서 효과적이다. 또한, 이 경우, 상기 손상발생 장소에 형성한 가상전지(14165)에 대응하도록, 제전용 접촉부재(14161)가 배치된다.
그리고, 도 69에 나타내는 구조에서는, 가상전지(14165)는, 대략 1개의 회로형성부분(211)을 점유하는 크기의 사각형상으로 형성했지만, 가상전지(14165)의 면적은 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 가상전지(14165)의 형상도 상기 사각형상에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 도 70에 나타내는 가상전지(14165-1)와 같이, 예를 들면, 1개의 회로형성부분(211)을 둘러싼 프레임 형상이라도 좋다.
또한, 상기 표면(201a)의 제전방법도 상기의 제전용 접촉부재(14161)에 의한 방법에 한정되지 않고, 예를 들면, 상기 이온 발생장치(190)를 제전용 접촉부재(14161)에 대신하여, 또는 제전용 접촉부재(14161)와 병용해도 좋다.
그리고, 도 69의 구성에서는, 가상전지(14165)를 설치하여 이 가상전지 (14165)를 다이싱 라인(212)에 접속하고 있지만, 가상전지(14165)를 설치하지 않고, 간단히, 알루미늄막(203)까지 연장되어 있는 다이싱 라인(212)을 설치한 구조라도 좋다. 상기의 가상전지(14165)를 설치한 구조에 비하면, 제전효율, 제전효과는 떨어지지만, 이 구조로써도, 다이싱 라인(212)을 통해서 알루미늄막(203)으로부터 전하를 제거할 수 있고, 상기 표면(201a)의 제전을 실행할 수 있다.
이후의 동작 설명에서 기술할 것이지만, 예를 들면, LiTaO3나 LiNbO3등의 화합물 반도체 웨이퍼의 경우와 같이, 처리하는 전하발생 반도체 기판에 따라서는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 이 기판에 발생하는 온도차에 의해서 기판에 휨이 발생하는 경우가 있다. 또한, 상기 휨 양(量)으로서, 도 12에 나타내는 치수 I는, 두께 0.35mm, 직경 76mm의, LiTaO3웨이퍼의 경우에 1~1.5mm, LiNbO3의 경우에 1.5~2mm가 된다.
한편, 제전용 접촉부재(14161)는, 전하발생 반도체 기판에 있어서 상기 휨 양이 커지는 주변 가장자리 부분에 대응하도록 배치되어 있다. 또한, 상기한 바와 같은, 제전용 부재(1416)에의 제전용 접촉부재(14161)의 부착 구조에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제전용 접촉부재(14161)는, 제전용 접촉부재(14161)의 축방향으로만 이동 가능하므로, 전하발생 반도체 기판의 상기 휨에 대응하여 요동하는, 즉, 휘어진 면에 대해서 대략 직교하여 제전용 접촉부재가 연장되도록 제전용 접촉부재 자체가 기울어질 수는 없다. 따라서, 휨이 발생한 전하발생 반도체 기판에 대해서 제전용 접촉부재(14161)가 접촉했을 때, 휘어져 있지 않은 상태의 전하발생 반도체 기판의 두께 방향을 따라서 연장되고 또한 이동 가능한 제전용 접촉부재(14161)로부터 상기 전하발생 반도체 기판에 불필요한 힘이 작용하여, 전하발생 반도체 기판이 깨지기도 하고 이지러지기도 하여 손상되는 경우도 생각할 수 있다. 따라서, 제전용 부재(1416)에의 제전용 접촉부재(14161)의 부착 구조 및 그 관련부분은, 도13~도21, 도 65에 나타내는 이하의 구조 등이 바람직하다.
또한, 부착 구조 및 그 관련부분의 변경에 따라서 제전용 부재(1416)에도 구조 변경이 발생하므로, 엄격하게는 제전용 부재의 부호 변경이 필요하지만, 설명의 편의상, 「1416」을 그대로 붙이는 것으로 한다.
도 13에 나타내는 제전용 접촉부재의 부착 구조의 하나의 변형예에서는, 제전용 부재(1416)에 절구(すり鉢) 형상의 구멍(14166)을 설치하고, 이 구멍(14166)에 선경(線徑) 1.5~2mm 정도의 도전성인, 예를 들면, 금속 봉재(棒材)로 된 제전용 접촉부재(14100)를 삽입, 통과시켜서, 스프링(14162)에 의해 제전용 접촉부재(14100)의 축방향으로 제전용 접촉부재(14100)에 힘을 가하고 있다. 이 바이어스 힘(bias force)은, 본 실시형태에서는, 1개의 제전용 접촉부재(14100) 당 약 49~98 ×10-3N으로 하고 있다. 또한, 전하발생 반도체 기판에 접촉하는 제전용 접촉부재(14100)의 일단에서의 각부(角部)(14101)는, 상기 휨이 발생한 전하발생 반도체 기판의 곡률에 따라서 제전용 접촉부재(14100)가 화살표(14110) 방향으로 요동하기 쉽도록, 예를 들면, 모따기나 원호상(圓弧狀)으로 정형해도 좋고, 제전용 접촉부재(14100)의 일단에, 도 14에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 직경 5mm 정도의 도전성인, 예를 들면, 금속구(金屬球)(14105)나, 도 21에 나타내는 바와 같은 원통(14106)을 부착해도 좋으며, 또한, 상기 일단을 도 65에 나타내는 바와 같이 반구상(半球狀)으로 정형해도 좋다. 더욱이, 요동하는 제전용 접촉부재(14100)의 궤적을 포함하는 평면과 전하발생 반도체 기판의 직경 방향이 평행이 되도록, 제전용 접촉부재(14100)는 상기 화살표(14110) 방향으로 요동한다. 상기 원통(14106)을 부착하는 경우에는, 이 원통(14106)의 축방향이 전하발생 반도체 기판의 직경 방향 및 두께 방향으로 직교하는 방향을 따르도록 원통(14106)을 배치한다. 또한, 본 실시형태에서는, 제전용 접촉부재(14100)의 타단에, 직접, 접지선(14109)을 접속하는 구성을 채택하고 있다.
이러한 구조를 채택함으로써, 제전용 접촉부재(14100)는, 절구 형상의 구멍 (14166)의 소경(小徑) 부분을 지점(支點)으로 하여 머리 부분을 요동할 수 있으므로, 휨이 발생한 전하발생 반도체 기판의 곡률에 따라서, 제전용 접촉부재(14100)는 화살표(14110) 방향으로 요동 가능하고, 전하발생 반도체 기판의 손상을 방지할 수 있다.
다른 변형예로서, 도 14에 나타내는 구조를 채택할 수도 있다. 이 구조에서는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 제전용 부재(1416)에 형성한 부착공(14102)내에, 2개의 롤러(roller)(14103)를 적절한 간격으로 배치하여, 핀(14104)으로써 회전 가능하게 제전용 부재(1416)에 부착하고, 상기 2개의 롤러(14103)로써 화살표(14110) 방향으로 요동 가능하도록 제전용 접촉부재(14107)가 설치된다. 제전용 접촉부재 (14107)의 타단부에는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 회전 가능하게 지지된 롤러 (14108)를 구비하고, 제전용 접촉부재(14107)의 일단에는 상기 금속구(14105)가 부착된다. 이러한 제전용 접촉부재(14107)는, 스프링(14162)에 의해서 축방향으로 힘이 가해져서 제전용 부재(1416)에 부착된다. 따라서, 제전용 접촉부재(14107)의 롤러(14108)는, 제전용 부재(1416)의 2개의 롤러(14103)에 의해서 양측으로부터 회전 가능하게 지지되므로, 제전용 접촉부재(14107)는 화살표(14110) 방향으로 요동 가능하고, 전하발생 반도체 기판의 손상을 방지할 수 있다.
또 다른 변형예로서, 도 17에 나타내는 구조를 채택할 수도 있다. 이 구조는, 도 14에 나타내는 구조를 발전시킨 것으로서, 제전용 부재(1416)에 십자형으로 4개의 롤러(14111)를 회전가능하게 설치하는 한편, 타단에 구(球)(14112)를 설치한 제전용 접촉부재(14113)를, 상기 구(14112)가 상기 4개의 롤러(14111)의 중앙부에 위치하도록 하여 제전용 부재(1416)에 부착한다. 그리고, 구(14112)는 스프링(14162)에 의해서 4개의 롤러(14111)에 힘을 가한다. 또한, 접지선은, 도 20에 나타내는 바와 같은 형태로써 상기 구(14112)에 부착해도 좋고, 제전용 부재(1416)에 부착하도록 해도 좋다. 이러한 구조를 채택함으로써, 제전용 접촉부재(14113)는, 상기 화살표 (14110) 방향만이 아니고, 이 화살표(14110) 방향에 직교하는 화살표(14114) 방향으로도 미끄러지게 회전 가능하게 되어서, 전하발생 반도체 기판의 손상을 방지할 수 있다.
또 다른 변형예로서, 도 18~도 20에 나타내는 구조를 채택할 수도 있다. 이 구조에서는, 제전용 부재(1416)에 절구 형상의 구멍(14166)을 설치하는 한편, 타단에 구(14115)를 설치한 제전용 접촉부재(14116)가, 상기 구(14115)를 상기 구멍 (14166)에 회전 가능한 상태로 지지해서, 제전용 부재(1416)에 부착되어 있다. 구 (14115)는, 스프링(14162)으로써 구멍(14166)의 벽면에 힘을 가하고 있다. 또한, 구(14115)에는, 제전용 부재(1416)와의 사이에 접지선(14119)을 접속한 집전(集電)부재(14117)가 스프링(14118)에 의해서 압압되어 있다. 따라서, 전하발생 반도체 기판의 전하는, 제전용 접촉부재(14116), 집전부재(14117), 접지선(14119)을 통하여, 제전용 부재(1416)에 부착된 접지선(14109)으로 흐른다. 이러한 구조를 채택함으로써, 제전용 접촉부재(14116)는, 도 18에 나타내는 부착상태에 대해서 어느 방향으로도 회전할 수 있어서, 전하발생 반도체 기판의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 도 18에 나타내는 부착 구조의 변형예로서, 도 19에 나타내는 바와 같이, 스프링(14162)을 제외한, 제전용 접촉부재(14120)를 이용한 구조로 할 수도 있다. 이 경우, 도 18에 나타내는 구조에 비해서, 코스트 저감, 조립 용이의 효과에 추가하여, 또한 이하의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 구(14105)의 중량에 의해서, 예를 들면, 19.6 ×10-3N 정도의 미세한 힘으로써 전하발생 반도체 기판에 접촉 가능하게 된다. 따라서, 예를 들면, 0.1mm 정도의 두께로 된 얇은 전하발생 반도체 기판에 대해서도 깨어짐 등의 손상을 주지 않도록 할 수 있다.
또한, 도 20에 나타내는 바와 같이, 집전부재(14117) 및 스프링(14118)을 삭제하고, 구(14115)에 직접, 접지선(14109)을 부착한, 제전용 접촉부재(14121)를 이용한 구조를 채택할 수도 있다. 이 경우, 도 18에 나타낸 구조에 비해서 부품수를 삭감할 수 있고 구조를 단순화할 수 있으므로, 코스트 삭감을 도모할 수 있다.
또 다른 변형예로서, 도 65에 나타내는 구조를 채택할 수도 있다. 상기의 도 13으로부터 도 20에 나타내는 구조에서는, 제전용 접촉부재가 요동 가능하도록 구성했지만, 도 65에 나타내는 제전용 접촉부재(14122)에서는, 제전용 부재(1416)에서의 제전용 접촉부재(14122)의 지지부분에 선형 가이드 베어링(14123)을 배치하였다. 따라서, 도 65에 나타내는 구조에서는, 제전용 접촉부재(14122)의 축방향에의 이동은, 도 7에 나타내는 구조에서의 제전용 접촉부재(14161)의 축방향에의 이동에 비해서 매우 미끄럽게 된다. 그러므로, 도 65에 나타내는 구조에서는, 제전용 접촉부재(14122)가 요동하지 않는 구조이지만, 상기와 같은 휨이 발생하는 전하발생 반도체 기판에 대해서 제전용 접촉부재(14122)의 반구상의 일단이 접촉했을 때, 제전용 접촉부재(14122)는 그 축방향으로 미끄러지게 이동하므로, 휨이 발생하는 전하발생 반도체 기판에 대해서도 깨어짐 등의 손상을 주지 않도록 할 수 있다.
상기 제전용 접촉부재(14122)에 있어서, 선형 가이드 베어링(14123)을 끼워맞추는 지지부재(14124)는 철제(鐵製)라도 좋지만, 상기 베스펠 등의 단열재료로써 제작하는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들면, 상기 베스펠로써 제작한 지지부재(14124)는, 철로써 제작한 경우에 비해서, 열전도율이 약 1/84이 된다. 따라서, 단열부재로 된 지지부재(14124)를 설치함으로써, 제전용 접촉부재(14122)가 전하발생 반도체 기판에 접촉하여 전하발생 반도체 기판을 급격하게 냉각하는 것을 방지할 수 있어서, 전하발생 반도체 기판에의 열 손상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제전용 접촉부재(14122)의 변형예로서, 도 67에 나타내는 바와 같이, 스프링(14162)에 대신하여, 추(錘)(14126)를 설치한 제전용 접촉부재(14125)를 구성할 수도 있다. 스프링(14162)을 사용한 경우, 스프링(14162)의 수축량, 즉, 제전용 접촉부재의 축방향에의 이동량에 의해서 전하발생 반도체 기판에의 제전용 접촉부재의 압압력이 변화하지만, 추(14126)를 사용함으로써, 제전용 접촉부재의 상기 이동량에 관계없이 일정한 압압력을 전하발생 반도체 기판에 작용시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 상기의, 도 13, 도 14, 도 17, 도 18, 도 20에 나타내는 제전용 접촉부재에 있어서도, 스프링(14162)에 대신하여, 추(14126)를 설치한 구조로 할 수 있고, 또한, 도 19에 나타내는 제전용 접촉부재(14120)에 있어서도, 추(14126)를 설치한 구조로 할 수 있다.
상기 예열장치(160)는, 도 22~도 24에 나타내는 바와 같이, 반입장치(131)로부터 웨이퍼 지지부(1411)로써 지지한 범프 형성전 웨이퍼(201)를 장착하여, 실온으로부터, 본딩 스테이지(110)에서 범프 형성을 실행할 때의 상기 범프 본딩용 온도인 약 210℃ 부근까지 승온하는 장치이며, 가열부로서의 패널 히터(161)를 구비한 패널 히터 프레임(frame)(162)상에 열확산부재로서, 본 실시형태에서는 6mm 두께의 알루미늄판(163)을 장착하고 있다. 알루미늄판(163)의 웨이퍼 장착면(163a)에는, 도 68에 나타내는 바와 같이, 금속 도금, 본 실시형태에서는 은 도금(261)을 실시하고 있다. 은 도금을 실시함으로써, 알루미늄판(163)과 범프 형성전 웨이퍼(201)와의 사이의 열전도율이 양호하게 되고, 또한, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 제전효과도 높아진다. 패널 히터(161)에 의한 승온동작은, 알루미늄판(163)의 온도를 측정하는 예를 들면, 열전쌍과 같은 온도 센서(166)로부터의 온도 정보를 참조하면서 제어장치(180)에 의해서 제어된다. 그리고, 상기 열확산부재(163)의 재질은, 상기의 알루미늄에 한정되는 것은 아니고, 열전도율이 양호한 재질로서 범프 형성전 웨이퍼 (201)와 화학적 반응을 일으키지 않는 재질, 예를 들면, 듀랄루민 등이라도 좋다.
본 실시형태에서는, 상기 반입측 이송장치(141) 및 반출측 이송장치(142)는, 어느 것도 웨이퍼 지지부(1411) 및 웨이퍼 지지부(1421)를, 이것들이 지지하고 있는 범프 형성전 웨이퍼(201) 및 범프 형성후 웨이퍼(202)의 두께 방향으로 이동시키는 기구를 구비하고 있지 않다. 따라서, 예열장치(160)는, 범프 형성전 웨이퍼 (201)를 상기 알루미늄판(163)상에 장착하기 위해, 패널 히터(161)를 갖춘 패널 히터 프레임(162) 및 알루미늄판(163)을 상기 두께 방향으로 도 23에 나타내는 하강위치(167)와 도 24에 나타내는 상승위치(168)와의 사이에서 승강시키는 승강기구를 구비하고 있다. 이 승강기구는, 상기 두께 방향으로의 승강 동작을 하기 위한 구동원으로서의 에어실린더(1601)와, 이 에어실린더(1601)에 의해서 승강되는 T자형의 지지부재(1602)와, 이 지지부재(1602)에 세워져 설치되어서 패널 히터 프레임(162) 및 알루미늄판(163)을 지지하는 2개의 지지봉(1603)을 구비하고 있다. 그리고, 상기 에어실린더(1601)는, 제어장치(180)에 의해서 동작 제어되는 실린더 구동장치 (1604)에 의해서 동작된다. 또한, 본 실시형태에서는, 이후에 설명하는 바와 같이 에어실린더(1601)에 의한 승강 동작에 의해서, 패널 히터 프레임(162) 및 알루미늄판(163)과는 분리하여 알루미늄판(163)의 냉각을 촉진시키므로, 상기 실린더 구동장치(1604) 및 상기 에어실린더(1601)는 분리장치로서의 기능을 갖는다.
본 실시형태에서는, 도시하는 바와 같이 지지봉(1603)은 패널 히터 프레임 (162)을 관통하여, 그 선단부가 알루미늄판(163)에 삽입되어 있다. 지지봉(1603)이 관통된 상태에서 패널 히터 프레임(162)은 지지봉(1603)의 축방향으로 미끄러지게 이동 가능하고, 지지봉(1603)의 선단부에서 알루미늄판(163)은 지지봉(1603)에 고정된다. 또한, 패널 히터 프레임(162)은 바이어스 수단의 일례인 스프링(1605)에 의해서 알루미늄판(163)에 압압되어 있다. 따라서, 에어실린더(1601)가 동작함으로써, 도 23에 나타내는 바와 같이, 하강위치(167)로부터 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)은 일체적으로 승강하지만, 상승시, 접촉위치에 설치되어 있는 스토퍼(stopper)(1606)에 패널 히터 프레임(162)이 맞닿은 후는, 도 24에 나타내는 바와 같이, 스토퍼(1606)에 의해서 패널 히터 프레임(162)의 상승이 정지되므로, 알루미늄판(163)만이 상승하고, 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)과의 분리가 실행된다. 그리고 알루미늄판(163)이 상승위치(168)까지 상승한다. 본 실시형태에서는, 분리 완료시에 있어서의 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)과의 간격은, 약 2~4mm이다. 이 분리후의 강하시에는, 상기 상승위치(168)로부터 상기 스토퍼(1606)가 설치되어 있는 상기 접촉위치까지는 알루미늄판(163)만이 하강하고, 상기 접촉위치부터는 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)은 일체적으로 상기 하강위치(168)까지 하강한다.
예열후, 다음의 새로운 범프 형성전 웨이퍼(201)를 장착하는 경우에 알루미늄판(163)의 온도를 약 40℃까지 낮출 필요가 있지만, 상기한 바와 같이, 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)을 분리 가능한 구조로 함으로써, 종래에 비해서 알루미늄판(163)의 냉각속도를 향상시킬 수 있어서 택트 타임의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 양산전에 실행하는 시작(試作) 단계시나, 또는 동종의 웨이퍼에 대해서 1, 2매 정도밖에 범프를 형성을 실행하지 않을 때에, 상기 분리 구조를 채택함으로써, 상기 냉각속도의 향상을 도모할 수 있으므로 택트 타임에 대해서, 특히 유효하게 된다.
또한, 알루미늄판(163)의 온도가 내려간 시점에서 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)을 합체시키면 좋고, 패널 히터 프레임(162)이 상기 약 40℃까지내려가는 것을 기다릴 필요는 없으므로, 패널 히터 프레임(162)에서의 온도차는 종래에 비해서 작게 된다. 따라서, 패널 히터(161)의 부하를 저감시킬 수 있으므로, 종래에 비해서 패널 히터(161)의 수명을 길게 할 수 있다.
그리고, 상기한 바와 같이 본 실시형태에서는 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)은 분리 가능한 구조로 했지만, 간이형으로서 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)은 분리시키지 않고 항상 일체로서 승강하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기한 바와 같이 2개의 지지봉(1603)으로써 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)을 지지하고 있으므로, 패널 히터 프레임(162)로부터의 열이 지지부재(1602)나 에어실린더(1601) 등에 전달되기 어렵다. 따라서, 패널 히터 프레임 (162)으로부터의 열은, 대부분 알루미늄판(163)에 전도시킬 수 있으므로, 알루미늄판(163)에서의 온도분포를 대략 균일하게 할 수 있어서, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 전체를 균일하게 가열할 수 있다. 더욱이, 연속 운전해도, 지지부재(1602) 등이 열이 대전되는 일도 없다.
알루미늄판(163)의 웨이퍼 장착면(163a)에는, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 이송시에 상기 웨이퍼 지지부(1411)에 구비된 지지 핑거(1417)가 진입하기 위한 도피 홈(1607), 및 공기 출입공(1608)이 형성되어 있다. 공기 출입공(1608)은, 도 25에 나타내는 바와 같이, 알루미늄판(163)내에 형성된 블로 흡인용 통로(1609)에 연통되어 있고, 이후의 동작 설명에서도 기술하지만, 범프 형성전 웨이퍼(201)를 반송할 때에 범프 형성전 웨이퍼(201)와 웨이퍼 장착면(163a)을 분리시키거나, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 이면의 대전을 제거하거나 할 때에 공기를 분출하기 위한 구멍이며, 또는 본 실시형태에서는 기본적으로는 실행하지 않지만 범프 형성전 웨이퍼(201)를 웨이퍼 장착면(163a)에 흡착 지지할 때의 공기 흡인용 구멍이다. 그리고, 상기 블로 흡인용 통로(1609)는, 도 22에 나타내는 바와 같이, 제어장치 (180)에 의해서 동작 제어되는 블로 흡인장치(1611)에 연결관(1610)을 통해서 접속된다. 또한, 본 실시형태에서는, 분출하는 기체로서 전술한 바와 같이 공기를 이용하지만, 기타의 기체를 이용해도 좋다. 또한, 상기 블로 흡인장치(1611)는, 이후에 설명하는 휨 교정동작 및 제전동작의 경우에 기체를 공급하는 기체공급장치로서의 기능을 달성하는 일례에 상당한다.
더욱이, 알루미늄판(163)내에는, 알루미늄판(163)을 냉각하기 위한 냉매용 통로(1612)가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 냉매로서 상온의 공기를 사용하지만, 기타의 기체나 물 등을 사용해도 좋다. 냉매용 통로(1612)는, 도 22에 나타내는 바와 같이, 제어장치(180)에 의해서 동작 제어되는 냉각공기 공급장치(1613)에 연결관(11614)을 통해서 접속되어 있다. 그리고, 냉매용 통로(1612)에 공급된 냉매용 공기는, 도시된 화살표를 따라서 이 냉매용 통로(1612)를 흘러서, 연결관 (1615)을 통해서 배기된다.
본 실시형태에서는 도 25에 나타내는 바와 같이, 블로 흡인용 통로(1609) 및 냉매용 통로(1612)는, 드릴(drill) 등으로써 알루미늄판(163)내에 구멍을 뚫어서, 사선(斜線)으로서 도시하는 바와 같이 스톱 콕(stop cock)을 구성하여 형성했지만, 블로 흡인용 통로(1609) 및 냉매용 통로(1612)의 형성방법은, 공지의 방법을 채택할 수 있고, 예를 들면, 도 26에 나타내는 바와 같이, 알루미늄판(163)의 이면에 홈을 파서 형성할 수도 있다. 단, 이 경우에는, 알루미늄판(163)과 패널 히터 프레임(162)과의 사이에 냉매의 누설을 방지하기 위한 밀봉판을 설치할 필요가 있다.
상기 후가열장치(170)는, 범프 형성후, 본딩 스테이지(110)로부터 웨이퍼 지지부(1421)로써 지지한 범프 형성후 웨이퍼(202)를 장착하여, 상기 범프 본딩용 온도인 약 210℃ 부근으로부터 실온 부근까지 서서히 강온하기 위한 장치로서, 구조적으로는 상기의 예열장치(160)와 동일한 구조를 가지며, 본 실시형태에서는 패널 히터 프레임과 알루미늄판과는 분리하는 구조이다. 즉, 상기 예열장치(160)의 각각의 구성부분에 대응하여, 후가열장치(170)에 있어서도, 패널 히터(171), 패널 히터 프레임(172), 알루미늄판(173), 온도 센서(176), 에어실린더(1701), 지지부재 (1702), 지지봉(1703), 실린더 구동장치(1704), 스프링(1705), 스토퍼(1706), 도피 홈(1707), 공기 출입공(1708), 블로 흡인용 통로(1709), 연결관(1710), 블로 흡인장치(1711), 냉매용 통로(1712), 냉각공기 공급장치(1713), 연결관(1714, 1715)을 구비하고 있다. 따라서, 도 22~도 26에는, 예열장치(160) 및 후가열장치(170) 양자에서의 부호를 기재하고 있다. 단, 패널 히터(171)는, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 강온을 제어하기 위해서 제어장치(180)에 의해서 동작 제어된다. 그리고, 알루미늄판(173)의 웨이퍼 장착면(173a)에는, 알루미늄판(163)의 경우와 동일하게, 도 68에 나타내는 바와 같이 금속 도금, 본 실시형태에서는 은 도금(261)을 실시하고 있다. 은 도금을 실시함으로써, 알루미늄판(173)과 범프 형성후 웨이퍼(202)와의 사이의 열전도율이 양호하게 되고, 또한, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 제전효과도 높아진다.
또한, 후가열장치(170)에서의 동작은, 상기한 예열장치(160)에서의 동작과 유사하므로, 후가열의 동작 설명을 대신하여 예열장치(160)의 예열에 관한 동작 설명을 읽음으로써 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상세한 설명은 생략한다.
상기 승강장치(150)는, 상기 제1적재용기(205)를 장착하는 제1승강장치(151)와, 상기 제2적재용기(206)를 장착하는 제2승강장치(152)를 구비하고 있다. 제1승강장치(151)는, 상기 범프 형성전 웨이퍼(201)가 상기 반입장치(131)에 의해서 취출 가능한 위치에 배치되도록, 상기 제1적재용기(205)를 승강한다. 제2승강장치 (152)는 상기 반출장치(132)에 의해서 지지되어 있는 범프 형성후 웨이퍼(202)를 제2적재용기(206) 내의 소정 위치에 적재 가능하도록, 제2적재용기(206)를 승강한다.
이상 설명한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시형태의 범프 형성장치(101)의 동작에 대해서 이하에 설명한다. 상기한 각각의 구성부분은 제어장치(180)에 의해서 동작 제어가 실행되어, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 범프가 형성되고, 범프 형성후 웨이퍼(202)가 제2적재용기(206)에 적재되는, 일련의 동작이 실행된다. 또한, 제어장치(180)는, 범프 형성후 웨이퍼(202)를 후가열장치(170)의 알루미늄판(173)에 접촉시킨 상태에서 후가열 동작을 제어하고, 더욱이, 후가열장치(170)로써 실행 가능한 범프 형성후 웨이퍼(202)에 대한 제전용 블로 동작이나 휨 교정용 블로 동작을 제어할 수도 있다. 그리고, 또한, 범프 형성전 웨이퍼(201)를 예열장치(160)의 알루미늄판(163)에 접촉시킨 상태에서 예열 동작을 제어하고, 예열장치(160)로써 실행 가능한 범프 형성전 웨이퍼(201)에 대한 제전용 블로 동작이나 휨 교정용 블로 동작을 제어할 수도 있다. 또한, 본딩 스테이지(110)에서 실행하는 범프 형성전 웨이퍼(201)의 휨 교정용 블로 동작을 제어한다.
이러한 각각의 동작에 대해서는 이하에 상세하게 설명한다. 그리고, 이하의 설명에서, 웨이퍼 지지부(1411, 1412)에 구비된 제전용 접촉부재는, 상기의 휨이 발생하는 전하발생 반도체 기판 등, 어느 웨이퍼, 기판에 대해서도 적용 가능한, 도 13에 나타내는 제전용 접촉부재(14100)를 예로 채택한다. 이 제전용 접촉부재 (14100)에 대신하여, 상기의 제전용 접촉부재(14107, 14113, 14116, 14120, 14121)를 사용할 수도 있다.
본 실시형태의 범프 형성장치(101)에서는, 도 27에 나타내는 단계(도면에서는 「S」로 나타낸다) 1로부터 단계 10까지의 각각의 공정에 따라서, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 범프가 형성되고, 범프 형성후 웨이퍼(202)가 제2적재용기(206)에 적재된다. 즉, 단계 1에서는, 제1적재용기(205)로부터 범프 형성전 웨이퍼(201)가 반입장치(131)에 의해서 취출 가능한 위치에 배치되도록, 제1승강장치(151)에 의해서 제1적재용기(205)가 승강하고, 그 후, 범프 형성전 웨이퍼(201)가 반입장치(131)에 의해서 제1적재용기(205)로부터 취출된다. 또한, 반입장치(131)에 의해서 지지된 범프 형성전 웨이퍼(201)는, 배향 및 평탄도 조정장치(133)에 의해서 배향 및 평탄도의 배향이 실행된다.
배향 및 평탄도의 배향 종료후, 단계 2에서는, 반입장치(131)의 지지대(1311)에 지지되어 있는 범프 형성전 웨이퍼(201)가 반입측 이송장치(141)에 의해서 협지된다. 이 동작에 대해서 도 28~도 31을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 28에 나타내는 바와 같이, 상기 배향후, 배향 및 평탄도 조정장치(133)의 지지부(1333)가 상승하고, 지지대(1311)로부터 범프 형성전 웨이퍼(201)를 흡착 지지하여 상승한다. 한편, 웨이퍼 지지부(1411)가 범프 형성전 웨이퍼(201)의 상방에 배치되고, 또한 구동부(1412)에 의해서 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)가 X 방향을 따라서 열린 방향으로 이동한다. 이어서, 도 29에 나타내는 바와 같이, 지지부(1333)가 상승하고, 이에 따라서 우선, 웨이퍼 지지부(1411)의 제전용 접촉부재(14100)의 선단이 범프 형성전 웨이퍼(201)의 표면(201a)에 접촉한다. 따라서, 제전용 접촉부재(14100)의 접촉 직전에 상기 표면(201a)이 대전되어 있다고 하더라도, 제전용 접촉부재(14100)의 접촉에 의해서 제전이 실행된다.
또한, 본 실시형태에서 사용하는 범프 형성전 웨이퍼(201), 범프 형성후 웨이퍼(202)는, 상기한 바와 같이, 대전되기 어렵지만, 일단 대전되면 제전하기 어려운 특성을 갖는다. 따라서, 제전용 접촉부재(14100)의 접촉에 의해서도 표면(201a)의 완전한 제전은 곤란하고, 표면(201a)에는 약 +10V~약 +25V 정도의 초기 전하가 존재한다. 여기서, +는 양전하(陽電荷)인 것을 나타낸다.
그리고, 도 30에 나타내는 바와 같이, 구동부(1412)에 의해서 제1지지부재 (1414) 및 제2지지부재(1415)가 X 방향을 따라서 닫히는 방향으로 이동된다.
이어서, 도 31에 나타내는 바와 같이, 상기 지지대(1311)가 하강하고, 범프 형성전 웨이퍼(201)는 웨이퍼 지지부(1411)의 지지 핑거(1417)에 의해서 지지된다. 이 때, 제전용 접촉부재(14100) 부분에 설치된 스프링(14162)에 의한 바이어스 힘에 의해서 범프 형성전 웨이퍼(201)는 지지 핑거(1417)에 압압된다. 그리고, 이 압압력은, 웨이퍼 지지부(1411)에 의한 범프 형성전 웨이퍼(201)의 반송시에 낙하 등의 지장을 일으키지 않는 정도이고, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 변형을 일으키는 것은 아니다.
또한, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 이면(201b)과 지지 핑거(1417)가 접촉함으로써, 상기 이면(201b)에서의 전하의 일부는 접지된다. 그러나, 상기한 바와 같이 상기 이면(201b)에 형성되어 있는 홈(14) 내의 전하를 제전하는 것은, 상기 범프 형성장치(101)의 구성에서는 곤란하고, 상기 표면(201a)의 경우와 마찬가지로, 이면(201b)에도 약 -20V~약 -30V 정도의 초기 전하가 존재한다. 여기서, -는 음전하(陰電荷)인 것을 나타낸다. 그리고, 이후의 변형예에서 설명하는 바와 같이, 또한 이온 발생장치를 사용하여 제전함으로써 더욱 효율적으로 제전이 가능하게 된다.
이후의 단계 3에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 범프 형성전 웨이퍼(201)를 지지한 상태에서 웨이퍼 지지부(1411)가 이동장치(1413)에 의해서 예열장치 (160)의 상방으로 반송되어 배치된다.
한편, 도 22에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 예열장치(160)는 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)과는 분리 가능한 구조이다. 따라서, 알루미늄판(163)이 상온 이상의 온도일 때에는, 범프 형성전 웨이퍼(201)가 예열장치 (160)의 상방으로 반송되어 오기 전에, 도 32에 나타내는 단계 510~515가 실행되어 알루미늄판(163)의 냉각이 실행된다. 이 단계 510~515에 대해서는, 도 40을 참조하여 이후에 설명한다.
알루미늄판(163)이 소정 온도, 본 실시형태에서는 약 40℃까지 냉각된 시점에서 알루미늄판(163)은 상기 하강위치(167)까지 내려간다. 그리고, 다음의 단계 303에서, 도 33에 나타내는 바와 같이, 범프 형성전 웨이퍼(201)를 지지한 상태에서 웨이퍼 지지부(1411)가 이동장치(1413)에 의해서 예열장치(160)의 상방에 반송되어 배치된다.
다음 단계 304에서, 다시, 알루미늄판(163)을 상승위치(168)까지 상승시킨다. 이 때, 웨이퍼 지지부(1411)에 구비된 지지 핑거(1417)는, 도 34에 나타내는 바와 같이, 알루미늄판(163)에 형성되어 있는 상기 도피 홈(1607)내에 진입한다. 따라서, 웨이퍼 지지부(1411)에 지지되어 있는 범프 형성전 웨이퍼(201)는, 알루미늄판(163)상에 장착된다. 또한, 상기한 바와 같이, 본 실시형태에서는 반입측 이송장치(141) 및 반출측 이송장치(142)에는 승강기구를 설치하고 있지 않으므로, 예열장치(160)에의 범프 형성전 웨이퍼(201)의 반입 동작 및 알루미늄판(163)에의 장착 동작을 실행하기 위해서, 알루미늄판(163)의 승강을 실행할 필요가 있다.
다음 단계 305에서는, 도 35에 나타내는 바와 같이, 반입측 이송장치(141)의 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)가 열리고, 다음 단계 306에서, 도 36에 나타내는 바와 같이, 알루미늄판(163)을 상기 하강위치(167)까지 하강시킨다. 그리고, 단계 4로 이행(移行)하여 예열 동작을 개시한다.
또한, 상기한 바와 같이 예열장치(160)의 변형예로서, 패널 히터 프레임 (162)과 알루미늄판(163)은 분리시키지 않고 항상 일체로서 승강하는 구성을 채택했을 때에는, 예열장치(160)에의 범프 형성전 웨이퍼(201)의 반입 동작은 도 37에 나타내는 단계 311~316의 동작으로 된다. 이 동작에 대해서 설명한다. 그리고 이 설명에 있어서, 분리 불가능한 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)을 총칭해서 예열 스테이지라고 기재한다.
단계 311에서는, 웨이퍼 지지부(1411)에 지지되어 있는 범프 형성전 웨이퍼 (201)가 상기 예열 스테이지의 상방에 반입된다. 다음의 단계 312에서는, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 온도를 안정시키기 위해서, 상기 예열 스테이지의 상방에서, 예를 들면, 30초 내지 2분간, 반입상태가 유지된다. 이후의 단계 313에서, 상기 예열 스테이지를 상기 상승위치(168)까지 상승시킨다. 다음 단계 314에서는, 반입측 이송장치(141)의 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)가 열린다. 다음 단계 315에서는, 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)이 분리되지 않는 구조에 기인하는, 상기 변형예 특유의 동작이 실행된다. 즉, 이후에 설명하는 예열 동작 종료후, 반입측 이송장치(141)로써 범프 형성전 웨이퍼(201)를 상기 예열 스테이지로부터 본딩 스테이지(110)상에 이송하지만, 이 경우, 상기 지지 핑거(1417)와 예열된 범프 형성전 웨이퍼(201)와의 온도차가 크면 범프 형성전 웨이퍼(201)는 국부적으로 냉각되어 문제를 일으키는 것도 생각할 수 있다. 따라서, 단계 315에서 지지 핑거(1417)를 가열할 것인가 아닌가를 판단하여, 가열하는 경우에는, 상승위치(168)에 예열 스테이지를 상승시킨 상태에서 예열 동작을 개시한다. 이 동작에 의해서, 지지 핑거(1417)는, 도피 홈(1607)에 진입한 상태로 상기 예열 스테이지의 가열에 의해서 지지 핑거(1417)도 가열할 수 있어서, 상기 문제의 발생을 방지할 수 있다. 한편, 가열하지 않는 경우에는, 이후의 단계 316에서 예열 스테이지를 하강위치(167)까지 하강시켜서 예열 동작을 개시한다.
후속하는 단계 4에서는, 예열장치(160)에 의해서 실온으로부터 약 210℃ 부근까지 범프 형성전 웨이퍼(201)가 예열된다. 이 예열 동작에 의한 범프 형성전 웨이퍼(201)의 온도 변화에 따라서, 범프 형성전 웨이퍼(201)에는 전하가 발생하지만, 범프 형성전 웨이퍼(201)는 알루미늄판(163)에 장착되어 있으므로, 전하가 축적되기 쉬운 이면(201b)측의 전하는 알루미늄판(163)을 통해서 접지되게 되어 효율적인 제전이 가능하다. 따라서, 범프 형성전 웨이퍼(201)를 예열하기 위한 온도상승 속도는, 급격한 온도 변화로 인하여 범프 형성전 웨이퍼(201)가 파손되는 온도상승 속도 이내, 즉, 약 50℃/분 정도의 온도상승 속도 이내이면, 온도 변화에 따라서 전하가 발생하는 전하발생 반도체 기판에 있어서도 도 38에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 5~10℃/분 정도의 완만한 온도상승 속도나, 예를 들면, 20~40℃/분 정도의 급격한 온도상승 속도 등, 여러 가지의 온도상승 속도를 채택할 수 있다. 따라서 예열 동작을 실행하는 경우라도 종래와 동일한 정도의 택트 타임을 유지할 수 있다.
또한, 전술한, 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)을 분리시키지 않고 항상 일체로 승강하는 구성을 채택했을 때에는, 도 39에 나타내는 바와 같은 온도상승 제어를 실행할 수 있다. 즉, 상기 단계 312의 동작이 시각 t1으로부터 시각 t2까지 실행되어서 범프 형성전 웨이퍼(201)는 약 40℃부터 약 60~120℃까지 승온된다. 그 후, 상기와 같이, 완만한, 또는 급격한 온도상승 속도로써 약 210℃까지의 승온 제어가 실행된다.
범프 형성전 웨이퍼(201)가 상기 약 210℃까지 승온된 시점에서, 다음의 단계 5로 이행된다. 단계 5에서는, 우선 도 40에 나타내는 바와 같이, 예열장치(160)로부터 본딩 스테이지(110)에 범프 형성전 웨이퍼(201)의 이송 동작이 실행된다. 그리고, 상기 210℃ 전후의 온도에서는 예를 들면, 100℃ 정도의 경우에 비해서 범프 형성전 웨이퍼(201)의 대전량은 적고, 예열장치(160)로부터 본딩 스테이지(110)에의 이송 동작의 경우에 범프 형성전 웨이퍼(201)에 스파크가 발생할 가능성은 낮다. 또한, 도 40은, 예열장치(160)에 있어서의 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)이 분리 가능한 구조의 경우의 동작을 나타내고 있다.
도 40의 단계 501에서는, 반입측 이송장치(141)의 구동부(1412)의 동작에 의해서 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)가 열리는 방향으로 이동한다. 다음 단계 502에서는 예열장치(160)의 알루미늄판(163)을 하강위치(167)로부터 상승위치(168)까지 이동시킨다. 이 때, 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)에 구비된 각각의 지지 핑거(1417)는 알루미늄판(163)의 각각의 도피 홈(1607)에 진입한다. 그리고, 다음 단계 503에서 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)를 닫는다. 다음 단계 504에서는, 블로 흡인장치(1611)를 동작시켜서 알루미늄판(163)의 공기 출입공(1608)으로부터 공기를 분출하고, 알루미늄판(163)과 범프 형성전 웨이퍼(201)를 분리시킨다. 그리고, 분출하는 공기의 온도는, 예열된 범프 형성전 웨이퍼(201)의 온도 저하를 극력 방지 가능한 정도의 온도, 예를 들면, 약 160℃ 전후의 온도이다. 그리고, 이러한 블로 동작중에, 단계 505에서 알루미늄판(163)을 하강시키고, 범프 형성전 웨이퍼(201)를 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)를 구비한 웨이퍼 지지부(1411)에 지지시킨다. 다음 단계 506에서는 상기 블로 흡인장치(1611)의 동작을 정지해서 블로 동작을 종료하고, 단계 507에서, 승온된 범프 형성전 웨이퍼(201)를 지지하고 있는 상기 웨이퍼 지지부(1411)를 본딩 스테이지(110)의 상방으로 이동시킨다. 이후, 후에 설명하는 본딩 스테이지 (110)에의 장착 동작으로 이행한다.
한편, 약 210℃까지 승온된 예열장치(160)의 알루미늄판(163)은, 실온에 있는 다음의 범프 형성전 웨이퍼(201)를 장착하기 전에 다시 실온 정도까지 강온시킬 필요가 있다. 그래서, 도 40에 나타내는 단계 510에서, 냉각공기 공급장치(1613)를 동작시켜서 알루미늄판(163) 내의 냉매용 통로(1612)에 냉각용 공기를 공급한다. 또한, 다음의 단계 511 및 단계 512에서는, 예열장치(160)의 에어실린더(1601)를 동작시켜서 상기 하강위치(167)로부터 상기 상승위치(168)까지 알루미늄판(163)을 상승시키고, 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)을 분리시켜서 알루미늄판 (163)의 온도를 약 30℃까지 냉각시킨다. 그리고, 본 실시형태에서는 알루미늄판 (163)의 냉각 온도를 상기 약 30℃로 설정하고 있지만, 이 온도에 한정하는 것은 아니다. 즉, 상온에 있는 범프 형성전 웨이퍼(201)와의 온도차에 따라서, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 대전량이 허용량을 초과하지 않고, 또한, 휨이 발생하지 않는 정도의 알루미늄판(163)의 냉각 온도로 설정할 수 있다. 상기한 바와 같이, 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)을 분리시킴으로써 알루미늄판(163)을 효율적으로 냉각할 수 있다. 알루미늄판(163)의 온도가 약 30℃까지 냉각된 후, 단계 513에서 냉각공기 공급장치(1613)의 동작을 정지하고 냉각용 공기의 공급을 종료한다. 그리고, 단계 514에서 알루미늄판(163)을 하강시키고, 단계 515에서 반입측 이송장치(141)의 웨이퍼 지지부(1411)를 반송장치(130)의 상방에 복귀시킨다.
한편, 전술한, 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)을 분리시키지 않고 항상 일체로 승강하는 구성을 채택했을 때에는, 도 41에 나타내는 동작을 실행한다. 그리고, 도 41에 나타내는 동작에 있어서 도 40을 참조하여 설명한 동작과 동일한 동작에 대해서는 도 40의 경우와 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 41에 나타내는 단계 521, 522는, 도 40에 나타내는 단계 502, 505에 각각 대응하는 동작이고, 패널 히터 프레임(162)과 알루미늄판(163)이 일체적으로 구성된 예열 스테이지가 상승, 하강하는 동작을 실행한다.
이어서, 예열장치(160)로부터 본딩 스테이지(110)에의 범프 형성전 웨이퍼 (201)의 이송 동작에 대해서 설명한다.
상기한 바와 같이 범프 형성전 웨이퍼(201)는 예열 동작에 의해서 약 210℃까지 승온되지만, 본딩 스테이지(110)상에 장착될 때까지의 시간으로 인하여 그 온도는 약간 내려간다. 이와 같이 온도가 약간 내려간 범프 형성전 웨이퍼(201)를 약 210℃로 가열되어 있는 본딩 스테이지(110)에 장착했을 때, 범프 형성전 웨이퍼 (201)의 온도와 본딩 스테이지(110)의 온도와의 차이에 기인하여, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 재질에 따라서는 도 12에 나타내는 바와 같이 휨이 발생하는 경우가 있다. 이 휨이 발생하는 범프 형성전 웨이퍼(201)로서는, 예를 들면, LiTaO3웨이퍼나, LiNbO3웨이퍼가 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 본딩 스테이지(110)의 범프 형성전 웨이퍼(201)에 대해서, 휨을 교정하는 동작을 실시한다. 본 실시형태에서는, LiNbO3웨이퍼의 경우에는 본딩 스테이지(110)에 장착후에 열풍을 분출(불어냄)함으로써 상기 휨을 교정하고, 한편, LiTaO3웨이퍼의 경우에는 장착후의 열풍 분출 동작에서는 LiNbO3웨이퍼의 경우에 비해서 휨 교정에 필요한 시간이 길어지게 되므로, 열풍 분출은 실행하지 않는다. 이러한 차이가 발생하는 것은, LiTaO3웨이퍼는, LiNbO3웨이퍼에 비해서 열전도율이 나쁘고, 열풍 분출은 역효과적이며 장착후에 가열 동작만 실행하는 편이 LiTaO3웨이퍼의 온도가 균일하게 되기 쉽기 때문이라고 생각된다. 이하에 도 42를 참조하여 상기 열풍 분출에 의한 휨 교정동작을, 또한 도 43을 참조하여 열풍 분출이 없는 휨 교정동작에 대해서 설명한다.
도 42에 나타내는 단계 507에서는, 도 45에 나타내는 바와 같이, 반입측 이송장치(141)의 웨이퍼 지지부(1411)에 지지되어 있는 범프 형성전 웨이퍼(201)가 본딩 스테이지(110)상에 반입된다. 다음 단계 531에서는, 본딩 스테이지(110)에의 범프 형성전 웨이퍼(201)의 반입각도 조정을 위해서 본딩 스테이지(110)의 회전이 실행된다. 또 다음 단계 532에서는, 도 46에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 장착대 (111)가 범프 형성전 웨이퍼(201)의 두께 방향으로 상승하여, 범프 형성전 웨이퍼 (201)의 이면(201b)에 접촉하고, 또한 웨이퍼(201)를 약간 밀어올린다. 그리고, 웨이퍼 장착대(111)가 상승했을 때, 상기 웨이퍼 지지부(1411)의 각각의 지지 핑거 (1417)는 웨이퍼 장착대(111)에 형성되어 있는 도피 홈(116)에 진입한다.
이 밀어올림의 경우에, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 표면(201a)에 접촉하고 있는 제전용 접촉부재(14100)는, 스프링(14162)의 바이어스 힘에 대항하면서 상기 표면(201a)에 접촉한 상태를 유지한 채로 밀어올려진다. 상기한 바와 같이, 210℃ 부근의 온도에서는 범프 형성전 웨이퍼(201)의 대전량은 감소하고, 또한, 상기 표면(201a)에 제전용 접촉부재(14100)를 접촉시키고 있다. 따라서, 표면(201a)에서의 스파크의 발생을 방지할 수 있다.
다음 단계 533에서는, 도 47에 나타내는 바와 같이, 반입측 이송장치(141)의 구동부(1412)의 동작에 의해서 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)가 열리는 방향으로 이동하고, 웨이퍼 지지부(1411)에 의한 범프 형성전 웨이퍼(201)의 지지가 해제된다.
이 상태에서, 다음 단계 534에서, 블로 장치(115)를 동작시켜서, 웨이퍼 장착대(111)에 개구되어 있는 공기 출입공(113)으로부터 약 160℃ 정도의 상기 휨 교정용 열풍을 범프 형성전 웨이퍼(201)에 불어낸다. 이 블로 동작에 의해서, 약 0.5mm 정도, 범프 형성전 웨이퍼(201)는 웨이퍼 장착대(111)로부터 부상(浮上)하지만, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 주위에는 제1지지부재(1414) 및 제2지지부재(1415)의 지지 핑거(1417)가 존재하므로, 부상한 범프 형성전 웨이퍼(201)가 웨이퍼 장착대(111) 위에서 탈락하는 일은 없다. 본 실시형태에서는, 상기 LiNbO3웨이퍼에 대해서 상기 휨 교정이 달성되는 약 2~4분간, 상기 휨 교정용 열풍 분출을 실행하지만, 이 열풍 분출 시간 및 온도는 휨 교정동작의 대상이 되는 전하발생 반도체 기판의 재질에 따라서 설정되는 것이며, 상기의 값에 한정되는 것은 아니다.
상기 열풍 분출 시간의 경과후, 단계 535에서 블로 장치(115)의 동작을 정지하여 휨 교정용 열풍 분출을 종료한다. 그리고, 단계 536에서는, 흡인장치(114)를 동작시켜서 상기 공기 출입공(113)으로부터 흡인을 개시하여 범프 형성전 웨이퍼(201)를 웨이퍼 장착대(111)상에 흡착한다. 단계 537에서 상기 흡착이 실행된 것을 검출하고, 단계 538에서, 도 48에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 장착대(111)가 범프 형성전 웨이퍼(201)를 지지한 상태인 채로, 원래의 위치까지 하강한다.
이상의 동작으로써, 상기 휨 교정동작은 종료한다. 이 후에, 반입측 이송장치(141)의 웨이퍼 지지부(1411)가 상기 반송장치(130)의 상방으로 이동한다.
이어서, 열풍 분출이 없는 휨 교정동작에 대해서 설명한다. 그리고, 도 43에 나타내는 동작 중, 단계 507, 531, 532, 536, 537의 각각의 동작에 대해서는, 도 42를 참조하여 상기에서 설명한 동작과 동일하므로, 여기서의 설명은 생략한다. 단계 532에서 웨이퍼 장착대(111)가 상승하고, 단계 541에서는 웨이퍼 장착대(111)상에 범프 형성전 웨이퍼(201)가 장착된다. 이 때, 웨이퍼 장착대(111)는, 범프 형성전 웨이퍼(201)를 흡착하지 않는다. 이것은, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 상기 휨이 발생했을 때, 흡착되어 있으면 범프 형성전 웨이퍼(201)의 변형 동작이 제한되어 버리고, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 깨어짐 등의 손상이 발생할 가능성이 있기 때문이다. 다음 단계 542에서는 웨이퍼 장착대(111)를 원래의 위치까지 하강시킨다.
웨이퍼 장착대(111)가 하강함으로써, 웨이퍼 장착대(111)는 히터(112)에 의해서 약 210℃ 정도로 다시 가열되고, 단계 543에서는, 웨이퍼 장착대(111)상에 범프 형성전 웨이퍼(201)가 장착된 상태에서, 상기한 휨 교정용 열풍 분출을 실행하지 않고, 본 실시형태에서는, 상기 LiTaO3웨이퍼에 대해서 상기 휨 교정이 달성되는 약 2분간, 경과시킨다. 따라서, 이 동안에, LiTaO3웨이퍼는, 웨이퍼 장착대 (111)에 의해서 가열되어, 휨이 교정된다. 또한, 상기 휨 교정용 방치시간, 및 온도는, 휨 교정동작의 대상이 되는 전하발생 반도체 기판의 재질에 따라서 설정되는 것이고, 상기의 값에 한정되는 것은 아니다.
상기한, 열풍 분출이 있는 것 및 열풍 분출이 없는 것 중의 어느 하나의 휨 교정동작을 실행함으로써, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 휨을 교정할 수 있고, 따라서, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 깨어짐 등의 손상을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 휨 교정용 동작후, 범프 형성전 웨이퍼(201)상의 회로의 전극부분에 범프 형성 헤드(120)에 의해서 범프가 형성된다. 또한, 범프 형성 동안에, 범프 형성전 웨이퍼(201)는 상기 범프 본딩용 온도로 유지되어서 온도 변화는 거의 없으므로, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 전하가 발생하는 일은 거의 없다.
상기 범프 형성후, 단계 6에서는, 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부 (1421)의 제1지지부재(1424) 및 제2지지부재(1425)로써 범프 형성후 웨이퍼(202)를 지지하고, 반출측 이송장치(142)의 이동장치(1423)의 구동으로써 웨이퍼 지지부 (1421)가 X 방향으로 이동하여, 도 2에 나타내는 바와 같이, 후가열장치(170)의 상방에 범프 형성후 웨이퍼(202)가 배치되고, 그 후, 후가열장치(170)에 장착된다. 이것에 대한 더욱 상세한 동작을 도 50 및 도 51을 참조하여 이하에 설명한다.
도 50에 나타내는 단계 601에서는 후가열장치(170)의 알루미늄판(173)을 약 210℃로 가열한다. 다음 단계 602에서는, 웨이퍼 지지부(1421)에 지지되어 있는 범프 형성후 웨이퍼(202)를 후가열장치(170)의 상방에 반입한다. 이후의 단계 603에서는, 상기 가열된 알루미늄판(173)을 하강위치(167)로부터 상승위치(168)에 상승시킨다. 이 상승동작에 의해서, 상기 범프 형성후 웨이퍼(202)는 알루미늄판(173)에 접촉하여 장착된다. 또한, 이 때, 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부(1421)의 제1지지부재(1424) 및 제2지지부재(1425)에 구비된 각각의 지지 핑거(1417)는, 알루미늄판(173)에 형성되어 있는 도피 홈(1707)에 진입한다. 그리고, 다음 단계 604에서, 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부(1421)의 제1지지부재(1424) 및 제2지지부재(1425)를 열어서, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 지지를 해제한다. 이 후의 단계 7에서의 후가열 동작은, 후가열장치(170)가 본 실시형태와 같이 패널 히터 프레임(172)과 알루미늄판(173)이 분리 가능한 구조인 경우와, 상기한 변형예와 같이 분리되지 않는 일체형의 경우로서 동작이 약간 상이하다.
상기 일체형의 경우에는, 상기 단계 601과 단계 602와의 사이에, 하기의 단계 641~단계 647의 동작을 실행할 수 있다.
즉, 도 51에 나타내는 단계 641에서는, 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부(1421)의, 특히 지지 핑거(1417)의 가열이 필요한가 아닌가를 판단한다. 즉, 상기한 바와 같이, 본딩 스테이지(110)에 의해서 약 210℃로 가열된 범프 형성후 웨이퍼(202)를 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부(1421)로써 지지하여 후가열장치(170)에 반송하지만, 상기 지지할 때에, 웨이퍼 지지부(1421)의, 특히 지지 핑거(1417)의 온도와 범프 형성후 웨이퍼(202)의 온도의 차이가 범프 형성후 웨이퍼(202)에 손상을 주는 정도, 예를 들면, 40℃ 전후일 때에는, 범프 형성후 웨이퍼 (202)에 손상을 줄 가능성이 있다. 상기 온도차 및 손상을 일으키는지 여부는, 취급하는 전하발생 반도체 기판의 재질 등에 따라 다르므로, 단계 641에서 웨이퍼 지지부(1421)의 가열의 유무를 판단한다. 이 가열을 실행할 때에는 단계 642로 이행하고, 실행하지 않을 때에는 단계 646으로 이행한다.
상기 가열하는 경우, 상기 단계 642에서는, 반출측 이송장치(142)의 이동장치(1423)를 동작시켜서, 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부(1421)를 후가열장치(170)의 상방에 이동시킨다. 다음 단계 643에서는, 후가열장치(170)에 구비된 패널 히터 프레임(172) 및 알루미늄판(173)으로써 일체적으로 구성되는 후가열 스테이지를 하강위치(167)로부터 상승위치(168)까지 상승시킨다. 이 상승 동작에 의해서, 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부(1421)의 제1지지부재(1424) 및 제2지지부재(1425)에 구비된 각각의 지지 핑거(1417)는, 알루미늄판(173)에 형성되어 있는 도피 홈(1707)에 진입한다. 다음 단계 644에서는, 상기 후가열 스테이지를 약 210℃까지 승온하고, 이후의 단계 645에서, 도피 홈(1707)에 존재하는 상기 지지 핑거 (1417), 또한 웨이퍼 지지부(1421)의 가열을 실행한다. 가열후, 단계 646에서, 상기 후가열 스테이지를 하강위치(167)까지 하강시킨다.
다음 단계 647에서는, 가열된 상기 웨이퍼 지지부(1421)를 본딩 스테이지 (110)의 상방까지 이동시키고, 단계 648에서 본딩 스테이지(110)의 웨이퍼 장착대 (111)를 상승시켜서 웨이퍼 장착대(111)상의 범프 형성후 웨이퍼(202)를 웨이퍼 지지부(1421)로써 지지한다. 그리고 상기의 단계 602로 이행하고, 단계 603, 단계 604를 거쳐서, 상기 단계 7로 이행한다.
단계 7에서는, 후가열장치(170)로써 범프 형성후 웨이퍼(202)를 가열함으로써 이 웨이퍼(202)의 강온을 제어하면서, 약 210℃의 상기 범프 본딩용 온도로부터, 실온을 10℃ 정도 상회하는 온도까지 범프 형성후 웨이퍼(202)의 후가열을 실행한다.
전하발생 반도체 기판인, 범프 형성후 웨이퍼(202)는, 강온시의 온도 변화에 기인하여 대전하지만, 상기한 바와 같이, 범프 형성후 웨이퍼(202)는, 후가열장치 (170)의 알루미늄판(173)에 직접 접촉하여 장착되어 있으므로, 특히 대전하기 쉬운 이면측의 전하는 알루미늄판(173)을 통해서 효율적으로 접지할 수 있다. 따라서, 상기한 예열 동작의 경우와 동일하게, 전하발생 반도체 기판을 취급함에도 불구하고 도 52에 나타내는 바와 같이, 여러 가지의 강온 제어를 실행할 수 있다. 즉, 패널 히터(171)의 온도 제어로써 강온 제어를 실행하는 경우는 물론, 후가열장치(170)에 구비된 패널 히터 프레임(172)과 알루미늄판(173)이 본 실시형태와 같이 분리 가능한 구조인 경우에는, 또한, 상기 패널 히터 프레임(172)과 상기 알루미늄판(173)을 분리하는 경우, 분리하지 않는 경우, 냉각용 공기를 공급하는 경우, 공급하지 않는 경우의 각종의 동작 제어에 의해서도 강온 제어가 가능하다.
도 52에서, 부호 1101로 나타내는 강온 곡선은, 패널 히터 프레임(172)과 알루미늄판(173)을 분리하고, 또한 알루미늄판(173)에의 냉각용 공기의 공급을 실행한 경우의 곡선이고, 부호 1102로 나타내는 강온 곡선은, 상기 분리는 실행하지 않고 상기 냉각용 공기의 공급만을 실행한 경우의 곡선이고, 부호 1103으로 나타내는 강온 곡선은, 상기 분리를 실행하고, 상기 냉각용 공기의 공급은 실행하지 않는 경우의 곡선이며, 부호 1104로 나타내는 강온 곡선은, 상기 분리 동작 및 상기 냉각용 공기의 공급 동작을 모두 실행하지 않는 경우의 곡선이다. 이하에, 상기의 각각의 강온 제어 동작에 대해서 설명한다.
도 53에 나타내는 동작은, 패널 히터 프레임(172)과 알루미늄판(173)을 분리하여, 알루미늄판(173), 즉, 이 알루미늄판(173)에 장착되어 있는 범프 형성후 웨이퍼(202)의 강온 제어를 실행하는 경우를 나타낸다. 도 53의 단계 611에서는, 패널 히터(171)의 온도 제어에 의해서, 또는 자연 냉각에 의해서 패널 히터(171)의 온도를 약 210℃로부터 약 100℃까지 낮춤과 동시에, 알루미늄판(173)을 상기 상승위치(168)까지 상승시켜서, 패널 히터 프레임(172)과 알루미늄판(173)을 분리한다. 이 강온 동작에 의해서, 단계 612에서는 후가열장치(170)의 알루미늄판(173)의 온도가, 본 실시형태에서는 약 150℃에 도달했는지 여부가 판단된다. 그리고, 상기 150℃는, 상기 약 210℃로부터 냉각을 시작한 경우, 상기 약 210℃로부터 상기 150℃ 정도까지에서의 강온 속도에 비해서 상기 150℃ 이후에서의 강온 속도가 늦어지는, 즉, 강온 속도에 변화가 발생하는 온도이고, 출원인의 실험으로부터 취득된 값이다. 이와 같이 상기 150℃의 값은, 전하발생 반도체 기판의 재질이나, 본딩용 온도 등에 따라 설정하는 값이며, 상기 150℃의 값에 한정되는 것은 아니다. 알루미늄판(173)이 상기 약 150℃로 된 후, 또한 단계 613에서 냉각공기 공급장치(1713)를 동작시켜서 냉각용 공기를 알루미늄판(173)에 공급한다. 단계 614에서 알루미늄판(173)의 온도가 약 40℃까지 하강했는지 여부를 판단하고, 하강했을 때에는 상기 냉각공기 공급장치(1713)의 동작을 정지시켜서 알루미늄판(173)에의 냉각용 공기의 공급을 정지한다. 또한, 상기 40℃는 전하발생 반도체 기판의 재질 등에 따라서 설정하는 값이며, 이 값에 한정되는 것은 아니다.
이러한, 단계 611로부터 단계 615까지의 동작에 따라서, 도 52에 부호 1101로 나타낸 강온 제어가 실행된다. 이 경우, 알루미늄판(173)을 약 210℃로부터 약 40℃까지 약 10분에 강온시킬 수 있다.
또한, 상기 단계 613~단계 615의 동작을 실행하지 않는 경우, 도 52에 부호 1103으로 나타낸 강온 제어가 실행된다. 이 경우, 알루미늄판(173)은 약 210℃로부터 약 40℃까지 약 25~30분에 강온된다.
또한, 도 54에 나타내는 동작은, 패널 히터 프레임(172)과 알루미늄판(173)을 분리시키지 않고, 알루미늄판(173), 즉, 이 알루미늄판(173)에 장착되어 있는 범프 형성후 웨이퍼(202)의 강온 제어를 실행하는 경우를 나타내고 있다. 상기 도 53에 나타내는 강온 제어 동작과 도 54에 나타내는 강온 제어 동작의 차이점은, 패널 히터 프레임(172)과 알루미늄판(173)과의 분리의 유무뿐이므로, 여기에서의 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도 54에 나타내는 단계 621~단계 625의 각각의 동작은, 도 53에 나타내는 단계 611~단계 615의 각각의 동작에 대응한다.
이러한, 단계 621로부터 단계 625까지의 동작에 따라서, 도 52에 부호 1102로 나타낸 강온 제어가 실행된다. 이 경우, 알루미늄판(173)을 약 210℃로부터 약 40℃까지 약 20분에 강온시킬 수 있다.
또한, 상기 단계 623~단계 625의 동작을 실행하지 않는 경우, 도 52에 부호 1104로 나타낸 강온 제어가 실행된다. 이 경우, 알루미늄판(173)은 약 210℃로부터 약 40℃까지 약 50분에 강온된다.
이상 설명한 후가열 동작의 종료후, 단계 8에 이행하여 이하의 동작이 실행된다. 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부(1421)로 범프 형성후 웨이퍼(202)를 지지하고, 이동장치(1423)의 구동에 의해서 X 방향을 따라서 반출장치(132)의 상방으로 이동한다. 이동후의 상태를 도 56에 나타낸다. 도 55를 참조하여 이하에 후가열장치(170)로부터 반출장치(132)에의 범프 형성후 웨이퍼(202)의 반출 동작을 설명한다. 또한, 이 반출 동작에 있어서도, 후가열장치(170)의 패널 히터 프레임 (172)과 알루미늄판(173)과의 분리 동작의 유무에 따라서 동작에 약간 차이가 있다. 도 55에 나타내는 단계 801, 802는, 패널 히터 프레임(172)과 알루미늄판(173)과의 분리 동작을 행하는 경우에 실행되고, 한편, 단계 803~806의 동작은 상기 분리 동작을 행하지 않는 경우에 실행된다. 그리고, 단계 807~810은, 양자에 공통인 동작이다.
상기 분리 동작이 실행되는 경우, 상기한 바와 같이 후가열동작에 있어서의 냉각 동작을 위하여 이미 패널 히터 프레임(172)과 알루미늄판(173)은 분리되어, 알루미늄판(173)은 상기 상승위치(168)에 위치하므로, 상기 단계 801에서는, 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부(1421)의 제1지지부재(1424) 및 제2지지부재 (1425)를 닫아서, 알루미늄판(173)상의, 냉각된 범프 형성후 웨이퍼(202)를 지지한다. 그리고 단계 802에서, 블로 흡인장치(1711)를 동작시켜서 알루미늄판(173)의 공기 출입공(1708)으로부터 블로용 공기를 분출시켜서, 상기 범프 형성후 웨이퍼 (202)를 알루미늄판(173)으로부터 부상시킨다. 그리고 이후에 설명하는 단계 807로 이행한다.
한편, 상기 분리 동작을 실행하지 않는 경우, 단계 803에서는, 후가열장치 (170)의 상방에 배치된 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부(1421)의 제1지지부재(1424) 및 제2지지부재(1425)를 연다. 다음 단계 804에서는, 패널 히터 프레임 (172)과 알루미늄판(173)이 일체적으로 구성된 후가열 스테이지를 상기 상승위치 (168)까지 상승시킨다. 그리고 단계 805에서 상기 제1지지부재(1424) 및 제2지지부재(1425)를 닫아서, 냉각된 범프 형성후 웨이퍼(202)를 지지한다. 다음 단계 806에서는, 블로 흡인장치(1711)를 동작시켜서 알루미늄판(173)의 공기 출입공(1708)으로부터 블로용 공기를 분출시켜, 상기 범프 형성후 웨이퍼(202)를 알루미늄판 (173)으로부터 부상시킨다.
단계 807에서는, 상기 분리 동작을 실행한 경우에는 알루미늄판(173)만을, 상기 분리 동작이 아닌 경우에는 상기 후가열 스테이지를, 상기 하강위치(167)에 하강시킨다. 따라서 상기 웨이퍼 지지부(1421)에 의해서 지지되어 있는 범프 형성후 웨이퍼(202)는 후가열장치(170)의 상방에 위치하게 된다. 다음 단계 808에서는, 블로 흡인장치(1711)의 동작을 정지시켜서 상기 블로용 공기의 분출을 정지시킨다. 이후의 단계 809에서는, 반출측 이송장치(142)의 이동장치(1423)의 구동에 의해서 X 방향을 따라서 반출장치(132)의 상방에 이동한다.
단계 810에서는, 후가열장치(170)가 또 다음의 범프 형성후 웨이퍼(202)를받아들이는 경우에는, 알루미늄판(173)을 약 40℃로부터 다시 약 210℃까지 승온시킨다.
상기 이동후, 반출장치(132)의 구동부(1324)가 동작하여, 도 57에 나타내는 바와 같이, 지지부(1323)가 범프 형성후 웨이퍼(202)의 이면(202b)에 접촉하고, 또한 범프 형성후 웨이퍼(202)가 웨이퍼 지지부(1421)의 지지 핑거(1417)로부터 약 1mm 정도 부상하도록 상승한다. 지지부(1323)가 상기 이면(202b)에 접촉함으로써, 이면(202b)의 대전이 지지부(1323)를 통해서 접지되므로 이면(202b)의 대전량은 감소한다. 또한 상기 상승시에도, 제전용 접촉부재(14100)는 범프 형성후 웨이퍼 (202)의 표면(202a)에 접촉된 상태를 유지한다. 따라서, 반입장치(131) 및 본딩 스테이지(110)에서의 웨이퍼(201, 202)의 수도(受渡)의 경우와 마찬가지로, 지지부 (1323)가 범프 형성후 웨이퍼(202)의 이면(202b)에 접촉함으로써, 이면(202b)의 대전량이 변화함에 따라서 표면(202a)의 전하에 변화가 생겼을 때에도, 이 변화 만큼의 전하를 제거할 수 있다.
또한, 상기 상승후, 지지부(1323)는 흡착 동작으로써 범프 형성후 웨이퍼 (202)를 지지한다.
지지부(1323)가 범프 형성후 웨이퍼(202)를 지지한 후, 도 58에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 지지부(1421)의 제1지지부재(1424) 및 제2지지부재(1425)가 구동부(1422)에 의해서 열리고, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 지지를 해제한다.
상기 지지 해제후, 도 59 및 도 60에 나타내는 바와 같이, 상기 지지부 (1323)가 하강하여 범프 형성후 웨이퍼(202)를 지지대(1321)상에 장착한다. 이러한장착후, 지지대(1321)는, 본 실시형태에서는 흡착 동작으로써 범프 형성후 웨이퍼 (202)를 지지한다.
후속하는 단계 9에서는, 범프 형성후 웨이퍼(202)를 지지한 상기 지지대 (1321)가 반출장치용 이동장치(1322)의 동작에 의해서 X 방향으로 이동하여 범프 형성후 웨이퍼(202)를 제2적재용기(206)측에 반송한다.
그리고, 다음 단계 10에서는, 지지대(1321)는 범프 형성후 웨이퍼(202)를 제2적재용기(206)에 적재한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 범프 형성장치(101)에 의하면, 전하발생 반도체 기판, 예를 들면, 압전기판 웨이퍼와 같이 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 웨이퍼에 대해서, 예열 동작 및 후가열 동작 등, 온도를 변화시킬 때에는, 전하발생 반도체 기판을 직접, 예열장치(160) 및 후가열장치(170)를 구성하고 있는 알루미늄판(163, 173)상에 접촉시켜 접지하고 있다. 따라서, 예를 들면, 웨이퍼의 다이싱 라인을 따라서 알루미늄막을 형성하거나, 웨이퍼 이면 전면에 알루미늄막을 형성하는 일 없이, 상기 온도 변화에 따라서 발생하는 전하를, 상기 웨이퍼에 형성되어 있는 회로에 손상을 주지 않는 정도, 그리고 예를 들면, 스테이지에의 접착력이 저하함으로써 웨이퍼 자체에 깨어짐 등이 발생하지 않는 정도까지 저감할 수 있다.
특히, 웨이퍼의 두께가 0.2mm 이하인 경우나, 웨이퍼상에 형성되어 있는 회로의 선간(線間) 거리가 1㎛보다 작고 특히 인접하는 선의 선폭의 차가 큰 경우에는, 상기한 예열 동작 및 후가열 동작에 있어서의 온도상승 제어 및 온도강하 제어를 실행함으로써, 큰 제전효과를 얻을 수 있다.
또한, 범프를 형성하는 웨이퍼의 종류마다, 즉, 그 재질, 크기 등마다, 상기 예열 동작에서의 승온 속도, 및 상기 후가열 동작에서의 강온 속도를 설정하여, 제어장치(180)에 구비된 기억장치(181)에 미리 기억시켜 놓고, 처리할 웨이퍼의 종류에 따라서 제어를 변경하도록 구성할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 대한 승온시 및 범프 형성후 웨이퍼(202)에 대한 강온시의 양쪽에 있어서 온도 제어를 실행했지만, 최소한 상기 범프 본딩용 온도로부터 실온까지의 강온시에만 상기 온도강하 제어를 실행하면 된다. 왜냐하면, 상기한 바와 같이 웨이퍼(201, 202)는 일단 대전하면 쉽게 제전되지 않는 특성을 가지며, 상기 범프 본딩용 온도로부터 실온까지의 강온후, 웨이퍼(202)는 제2적재용기(206)에 적재되므로 대전상태 그대로는 문제 발생의 요인으로도 될지 모르므로, 제전을 충분히 실행해 둘 필요가 있기 때문이다.
상기한 바와 같이, 제2적재용기(206)에의 적재전에는 범프 형성후 웨이퍼 (202)의 대전량을 감소시켜 놓을 필요가 있으므로, 도 61에 나타내는 바와 같이, 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부(1421)로부터 반출장치(132)에의 범프 형성후 웨이퍼(202)의 수도 동작 동안에, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 적어도 이면(202b)측, 바람직하게는 또한 표면(202a)측도 추가한 양면측에, 이온 발생장치 (190)를 설치하는 것이 바람직하다. 상기 수도시에, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 이면(202b)에는 음전하가, 표면(202a)에는 양전하가 각각 대전되어 있으므로, 각각의 전하를 중화하기 위하여, 이면(202b)측에 배치된 이온 발생장치(190-1)는 양이온을, 표면(202a)측에 배치된 이온 발생장치(190-2)는 음이온을 발생한다. 각각의 이온 발생장치(190-1, 190-2)는, 제어장치(180)에 접속되어 동작 제어된다. 또한, 도 61은, 범프 형성후 웨이퍼(202)를 지지한 웨이퍼 지지부(1421)가 반출장치(132)의 상방에 배치되었을 때에, 이온 발생장치(190-1, 190-2)로부터 이온을 범프 형성후 웨이퍼(202)에 작용시키는 상태를 도시하고 있지만, 상기한 바와 같이 수도 동작 동안에, 즉, 도 57부터 도 60에 이르기까지의 각각의 동작 동안에, 범프 형성후 웨이퍼(202)에 이온을 작용시킨다.
이와 같이, 이온 발생장치(190)를 설치함으로써, 설치하지 않는 경우에 비해서, 이하와 같이 대전량을 더욱 저감시킬 수 있다. 그리고, 하기의 대전량 값은 일례이다. 본 실시형태에서의 상기의 온도상승 제어나 온도강하 제어를 실행하지 않는 경우에 있어서, 웨이퍼 지지부(1421)가 반출장치(132)의 상방에 배치되었을 때, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 표면(202a)의 대전량은 약 +18V이고, 이면(202b)은 상기한 바와 같이 약 -1000V이다. 이러한 범프 형성후 웨이퍼(202)의 표리(表裏) 양면에 이온 발생장치(190)로써 이온을 4분간 작용시킴으로써, 표면(202a)의 대전량은 약 +22V로 되고, 이면(202b)은 약 +22V로 할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서의 상기의 온도상승 제어나 온도강하 제어를 실행하고, 또한 이온 발생장치(190)로써 적어도 상기 이면(202b)에 이온을 작용시킴으로써, 이면(202b)의 대전량을 더욱 저감시킬 수 있다.
그리고 또한, 이온 발생장치(190-1, 190-2)로부터 발생된 이온을, 보다 효율적으로 적어도 상기 이면(202b)에 작용시키기 위해서, 도 61에 나타내는 바와 같이, 적어도 이면(202b)측에는, 발생한 이온을 이면(202b)에 보다 효율적으로 이동시키기 위한 송풍장치(191)를 설치해도 좋다. 또한, 송풍장치(101)는 제어장치 (181)에 의해서 동작 제어된다.
또한, 도 61에 나타내는 바와 같이, 정전(靜電) 센서(251)를 설치하여, 적어도 이면(202b), 바람직하게는 또한 표면(202a)도 추가한 양면의 대전량을 정전 센서(251)로써 측정하면서, 측정된 대전량에 따라서 제어장치(180)로써 상기 이온 발생장치(190)의 이온 발생량이나, 송풍장치(191)의 송풍량을 제어하도록 해도 좋다.
더욱이, 웨이퍼 지지부(1421)로부터 반출장치(132)에의 범프 형성후 웨이퍼 (202)의 수도 동작전의, 상기 후가열 동작에 있어서도 더욱 효율적으로 제전을 실행하기 위하여, 상기 이온 발생장치(190)에 의한 이온을 작용시키도록 구성해도 좋다.
또한, 상기 예열 동작에 있어서도 상기 이온 발생장치(190)에 의한 이온을 작용시키도록 구성해도 좋다.
그리고, 상기의 실시형태에서는, 본딩 스테이지(110)에 범프 형성전 웨이퍼 (201)를 장착했을 때에, 상기 휨 교정동작을 실행했지만, 이것에 추가하여 또한, 예열장치(160)에 범프 형성전 웨이퍼(201)를 장착했을 때, 및 후가열장치(170)에 범프 형성후 웨이퍼(202)를 장착했을 때에도, 상기 블로 흡인장치(1611, 1711)를 동작시켜서 기체를 분출시켜 상기 휨 교정동작을 실행해도 좋다.
또한, 범프 형성전 웨이퍼(201) 및 범프 형성후 웨이퍼(202)는, 승온에 따라서 양전하가 발생하고, 강온에 따라서 음전하가 발생한다. 이 현상을 이용하여, 예열 동작에서는, 범프 형성전 웨이퍼(201)를 실온으로부터 상기 범프 본딩용 온도까지 일시에 승온하지 않고, 예를 들면, 도 44에 나타내는 바와 같이, 승온, 강온을 번갈아서 반복하는 온도상승 제어를 실행하여, 상기 범프 본딩 온도까지 서서히 승온한다. 이러한 예열 동작을 실행함으로써, 승온에 따라서 발생한 양전하를, 강온에 따라서 발생하는 음전하로써 중화할 수 있다. 즉, 증가한 대전분을 그 때마다 역대전(逆帶電)으로써 제전함으로써, 범프 본딩 온도까지 승온된 시점에서도 범프 형성전 웨이퍼(201)의 초기 전하분의 대전량으로 한다고 하는 사고 방식이다. 마찬가지로, 도 49에 나타내는 바와 같이, 후가열 동작에 있어서도, 범프 본딩용 온도로부터 실온까지 범프 형성후 웨이퍼(202)를 일시에 강온시키지 않고, 강온, 승온을 번갈아서 반복하여 서서히 강온하는 온도강하 제어를 실행할 수 있다.
이러한 지그재그(zigzag)형의 온도상승 제어 및 온도강하 제어를, 예열장치 (160) 및 후가열장치(170)에 있어서의 상기한 예열 동작 및 후가열 동작에 채택해 넣어도 좋다.
또한, 상기의 실시형태에서는, 예열장치(160) 및 후가열장치(170)에 있어서, 범프 형성전 웨이퍼(201) 및 범프 형성후 웨이퍼(202)는, 그 이면의 거의 전면을 알루미늄판(163, 173)에 접촉시키지만, 제전을 실행하는 동작만을 고려한 경우에는, 반드시 상기 거의 전면을 접촉할 필요는 없고, 범프 형성전 웨이퍼(201) 및 범프 형성후 웨이퍼(202)의 외주로부터 중심을 향해서, 반경의 약 1/3 정도가 원환상 (圓環狀)으로 도전성 부재에 접촉되어 있으면 된다.
또한, 상기의 실시형태에서는, 상기 예열장치(160) 및 후가열장치(170)를 설치하여, 후가열장치(170)를 이용해서 상기한 온도강하 제어를 실행하고, 또한, 예열장치(160)를 이용해서 상기한 온도상승 제어를 실행하였다. 이와 같이 각각 독립된 동작을 실행함으로써, 웨이퍼 반입으로부터 웨이퍼 반출까지의 공정을 더욱 효율적으로 처리할 수 있고, 택트 타임의 단축을 도모할 수 있다. 그러나, 예를 들면, 공정에 시간적 여유가 있는 경우에는, 도 62에 나타내는 바와 같은 범프 형성장치(102)와 같이, 예열장치(160) 및 후가열장치(170)의 설치를 생략하고, 상기 본딩 스테이지(110)에서, 상기 범프 본딩용 온도에의 웨이퍼(201)의 보온, 상기 후가열 동작에서의 상기 온도강하 제어, 및 상기 예열 동작에서의 상기 온도상승 제어를, 제어장치(180)로 제어하여 실행하도록 구성할 수도 있다.
또한, 이러한 구성을 채택했을 때에는, 상기 반입측 이송장치(141) 또는 상기 반출측 이송장치(142)의 어느 한 쪽만을 설치하면 좋고, 예열장치(160) 및 후가열장치(170)의 설치를 생략함과 더불어, 범프 형성장치 전체의 구성을 컴팩트화할 수 있다.
도 63에는, 상기의 범프 형성장치(102)의 구조, 즉 예열장치(160) 및 후가열장치(170)의 설치를 생략하고, 본딩 스테이지(110)의 웨이퍼 장착대(111)에, 상기 범프 형성전 웨이퍼(201) 등의 전하발생 반도체 기판을 장착하여, 예열 동작, 본딩 동작, 후가열 동작을 실행하는 경우의 동작을 나타내고 있다. 도 63의 단계 1001에서는, 예를 들면, 상기 반입측 이송장치(141) 등의 이송장치(143)를 사용하여, 전하발생 반도체 기판으로서의 범프 형성전 웨이퍼(201)를 반송장치(130)로부터 본딩 스테이지(110)의 웨이퍼 장착대(111)상에 장착한다. 또한, 이 때, 웨이퍼 장착대 (111)는 약 40℃ 정도의 온도이다. 그리고 다음 단계 1002에서는, 이후에 설명하는 서브플레이트(subplate; 195)를 사용하는 경우에는, 본딩 스테이지(110)의 흡인장치(114)를 동작시켜서 장착된 서브플레이트(195)를 웨이퍼 장착대(111)상에 흡착한다. 그러나, 상기 범프 형성전 웨이퍼(201)를 직접 웨이퍼 장착대(111)에 장착하는 경우에는, 상기 흡착 동작은 실행하지 않는다, 이러한 이유는, 다음 단계 1003에서는, 상기 약 40℃로부터 약 210℃까지 범프 형성전 웨이퍼(201)는 승온되지만, 이 때의 온도 변화에 의해서 범프 형성전 웨이퍼(201)에는, 상기한 휨 등의 변형이 발생한다. 따라서 흡착 동작에 의해서 상기 변형을 제한함으로써 범프 형성전 웨이퍼 (201)에 손상이 발생하는 경우를 생각할 수 있으므로, 이러한 손상을 방지하기 위한 것이다.
단계 1003에서는, 예를 들면, 10℃/분의 승온 속도로써, 상기와 같이 범프 형성전 웨이퍼(201)의 승온이 실행된다. 또한, 범프 형성전 웨이퍼(201)는, 웨이퍼 장착대(111)에 직접 접촉하고 있으므로, 상기 승온의 경우에 온도 변화에 의해서 범프 형성전 웨이퍼(201)에 발생하는 전하는 웨이퍼 장착대(111)로부터 효율적으로 제거할 수 있다. 따라서, 상기 승온 속도는, 상기한 바와 같이 여러 가지의 속도를 설정할 수 있다.
다음 단계 1004에서는, 예를 들면, 반입측 이송장치(141)의 웨이퍼 지지부(1411)의 지지 핑거(1417)로써, 웨이퍼 장착대(111)상에서의 범프 형성전 웨이퍼(201)의 움직임을 제한하고, 다음 단계 1005에서 블로 장치(115)를 동작시켜서 웨이퍼 장착대(111)의 공기 출입공(113)으로부터 열풍을 범프 형성전 웨이퍼(201)에 불어내서, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 대전되어 있는 전하를 공중에 방전시킴으로써 제전을 실행한다. 그 후, 단계 1006에서, 흡인장치(114)를 동작시켜서 범프 형성전 웨이퍼(201)를 웨이퍼 장착대(111)상에 흡착시킨다. 또한, 본 실시형태에서는, 상기 단계 1005 및 단계 1006을 실행한 후, 재차 단계 1005 및 단계 1006을 실행한다. 즉 2회, 상기한 제전용 블로 동작을 실행한다. 그리고, 상기 제전용 블로 동작의 회수 및 블로 동작을 실행하는 시간은, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 대전량에 따라서 설정하면 좋다. 예를 들면, 상기 대전량이 약 -50V 이하일 때에는 상기 제전용 블로 동작은 1회로서 설정한 시간만큼 실행하도록 하고, 상기 대전량이 약 -800V 정도일 때에는 상기 제전용 블로 동작은 1회로서 연속적으로 실행하며, 상기 대전량이 약 -1000V 정도일 때에는 상기와 같이 상기 제전용 블로 동작을, 복수회 또한 연속적으로 실행하도록 할 수 있다.
다음 단계 1007에서는, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 범프 본딩을 실행하고, 이후의 단계 1008에서는, 흡인장치(114)의 동작을 정지하여 상기 흡착을 정지시킨다. 이 시점에서, 흡착 동작을 정지하는 이유는, 상기 단계 1002에서 흡착을 실행하지 않는 취지와 같으며, 온도 변화에 의한 범프 형성후 웨이퍼(202)의 변형을 제한하지 않음으로써, 손상의 발생을 방지하기 위한 것이다.
다음 단계 1009에서는, 웨이퍼 장착대(111)의 온도를 약 210℃로부터 약 40℃까지, 예를 들면, 10℃/분의 강온 속도로써 강온시킨다. 또한, 범프 형성후 웨이퍼(202)는, 웨이퍼 장착대(111)에 직접 접촉하고 있으므로, 상기 강온의 경우에 온도 변화에 의해서 범프 형성후 웨이퍼(202)에 발생하는 전하는 웨이퍼 장착대(111)로부터 효율적으로 제거할 수 있다. 따라서, 상기 강온 속도는, 상기한 바와 같이 여러 가지의 속도를 설정할 수 있다. 그리고, 단계 1010에서는, 범프 형성후 웨이퍼(202)에 대해서 블로를 실행하여 웨이퍼 장착대(111)로부터 부상시켜서, 상기 이송장치로써 웨이퍼 장착대(111)로부터 반출장치(132)에 범프 형성후 웨이퍼(202)를 이송한다.
상기한 제전용 블로 동작은, 예열장치(160) 및 후가열장치(170)를 구비한 범프 형성장치(101)에서의 예열 동작 및 후가열 동작에 있어서도, 상기 블로 흡인장치(1611, 1711)를 동작시켜서 기체를 분출시켜 실행해도 좋다.
또한, 상기의 설명에서는, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 이면(201b)측에는, 소위 서브플레이트라고 하는, 웨이퍼 깨어짐을 보호하기 위한 보호부재를 설치하지 않은 경우를 예로 채택했지만, 예를 들면, 도 64에 나타내는 서브플레이트(195)를 이면(201b)측에 부착할 수도 있다. 이 서브플레이트(195)는 예를 들면, 알루미늄과 같은 금속재료로써 제작되고, 범프 형성전 웨이퍼(201)는, 상기 이면(201b)을 서브플레이트(195)에 접촉시키고, 해당 서브플레이트(195)에 설치된 판 스프링(196)에 의해서 서브플레이트(195)에 지지된다.
서브플레이트(195)를 설치함으로써, 웨이퍼(201, 202)의 깨어짐을 방지할 수 있음과 동시에, 상기 이면(201b)은 항상 서브플레이트(195)에 접촉하고, 또한 판 스프링(196)을 거쳐서 표면(201a)에 도통하고 있으므로, 표면과 이면간에서의 대전량의 차를 작게 할 수 있어서, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 형성되어 있는 회로의 대전에 기인하는 손상 발생을 저감할 수 있다.
또한, 서브플레이트(195)를 설치했을 때, 상기 예열 동작 및 후가열 동작에서의 상기 패널 히터(161, 171)의 열이 유효하게 웨이퍼(201, 202)에 작용하도록, 또한 상기 이온 발생장치(190)에 의해서 발생된 이온이 웨이퍼(201, 202)의 이면 (201b, 202b)에 유효하게 작용하도록, 서브플레이트(195)에는, 이 서브플레이트(195)의 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍(197)이 형성되어 있다.
이상 설명한, 범프 형성장치(101) 및 범프 형성장치(102)에 의해서 상기 전하발생 반도체 기판에 대해서 실행되는 제전 동작에 의해서, 대전량이 평균으로 대략 ±200V로 저감된 전하발생 반도체 기판을 제작할 수 있고, 또한 상기 이온 발생장치(190)를 사용함으로써 상기와 같이 약 ±20~30V의 대전량으로 저감된 전하발생 반도체 기판을 제작할 수 있다. 따라서, 대전이 원인이 되는 상기 전하발생 반도체 기판에 형성되어 있는 회로의 초전 파괴나 해당 전하발생 반도체 기판 자체의 깨어짐 등의 손상의 발생을 방지할 수 있다.
상기의 실시형태의 범프 형성장치(101)에서는, 예열장치(160) 및 후가열장치 (170)에 접촉시킨 상태로 전하발생 반도체 기판을 배치하여 이 전하발생 반도체 기판에서의 대전을 제거, 저감했지만, 이하에 설명하는 변형예와 같이, 예열장치 및 후가열장치에 대해서 전하발생 반도체 기판을 접촉시키지 않고 이 전하발생 반도체 기판에서의 대전을 제거, 저감할 수 있도록 구성할 수도 있다.
도 71은 상기 도 2에 대응하는 도면으로서, 상기 변형예에 상당하는 범프 형성장치(501)를 나타낸다. 이 범프 형성장치(501)와 상기의 범프 형성장치(101)에 있어서, 주요한 상위점은, 예열장치(560) 및 후가열장치(570), 및 상기 대전의 제거, 저감 동작이다. 더욱이, 예열장치(560)는, 상기의 예열장치(160)에 상당하고, 후가열장치(570)는 상기의 후가열장치(170)에 상당한다. 또한, 범프 형성장치(501)와 범프 형성장치(101)에 있어서, 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다. 따라서, 이하에는, 예열장치(560) 및 후가열장치(570)에 있어서, 상기의 예열장치(160) 및 후가열장치(170)와 구성상 상위한 점, 및 상기 대전의 제거, 저감 동작에 대해서만 설명한다.
상기 예열장치(560)는, 도 72 및 도 73에 나타내는 바와 같이, 반입장치 (131)로부터 웨이퍼 지지부(1411)로써 지지한 범프 형성전 웨이퍼(201)를, 지지한 상태로 예열장치(560)에 비접촉한 상태에서, 실온으로부터, 본딩 스테이지(110)에서 범프 형성을 실행할 때의 상기 범프 본딩용 온도인 약 210℃ 부근까지 승온하는 장치로서, 발열원으로서의 패널 히터(161)를 구비한 패널 히터 프레임(162)상에 열확산부재로서의 알루미늄판(163)을 부착한 구조를 갖는다. 그리고, 상기 범프 본딩용 온도, 약 210℃는, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 재질 등에 따라서 약 150℃~상기 약 210℃의 사이에서 변경 가능하다.
패널 히터(161)에 의한 승온 동작은, 알루미늄판(163)의 온도를 측정하는, 예를 들면, 열전쌍 등의 온도 센서(166)로부터의 온도 정보를 참조하면서 제어장치 (180)에 의해서 제어된다. 이 승온 동작은, 본 범프 형성장치(501)의 특징적 동작의 하나이고, 상세한 것에 대해서는 후에 설명한다. 또한, 이 특징적인 승온 제어를 가능하게 하기 위해서, 알루미늄판(163)에는, 냉각재 통과용 통로(164)가 지그재그형으로 형성되어 있다. 본 예에서는, 상기 냉각재로서 실온의 공기를 사용하고, 제어장치(180)에 의해서 동작 제어되는 공기공급장치(165)에 의해서 공기가 냉각재용 통로(164)에 공급된다. 또한, 상기 냉각재로서 물을 사용할 수도 있다. 단, 물을 사용하는 경우, 승온, 강온의 응답이 늦으므로 승온, 강온 제어가 하기 어렵고, 물과 비교했을 때에는 상기 공기를 사용하는 편이 바람직하다.
또한, 범프 형성전 웨이퍼(201)는, 본 예에서는, 예열장치(560)의 알루미늄판(163)과의 간격을 약 1mm로 하여, 웨이퍼 지지부(1411)에 의해서 지지된 상태에서 알루미늄판(163)상에 배치된다. 따라서, 알루미늄판(163)의 웨이퍼 대향면에는, 웨이퍼 지지부(1411)의 지지 핑거(1417)와의 간섭을 피하기 위한 홈(567)이 웨이퍼 지지부(1411)의 진행 방향을 따라서 형성되어 있다.
상기 후가열장치(570)는, 범프 형성후, 본딩 스테이지(110)로부터 웨이퍼 지지부(1421)로써 지지한 범프 형성후 웨이퍼(202)를, 지지한 상태로 후가열장치 (570)에 비접촉한 상태에서, 상기 범프 본딩용 온도, 약 210℃ 부근으로부터 실온 부근까지 서서히 강온하기 위한 장치이고, 구조적으로는, 상기의 예열장치(560)와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 후가열장치(570)에 있어서도, 패널 히터(171), 패널 히터 프레임(172), 알루미늄판(173), 냉각재용 통로(174), 공기공급장치(175), 온도 센서(176), 및 홈(577)을 구비하고 있다. 따라서, 도 72 및 도 73에는, 예열장치(560) 및 후가열장치(570)의 양자에서의 부호를 기재한다. 단, 패널 히터(171)는, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 강온을 제어하기 위해서 제어장치(180)에 의해서 동작 제어되고, 이 강온 제어동작은, 본 예의 범프 형성장치(501)에서의 특징적 동작의 하나로서, 상세한 것에 대해서는 이후에 설명한다.
또한, 상기 예열장치(560) 및 상기 후가열장치(570)에 구비된 알루미늄판 (163, 173)에서의, 범프 형성전 웨이퍼(201) 및 범프 형성후 웨이퍼(202)에 대향하는 표면에는, 절연성 원적외선복사 도장(塗裝)을 실시하는 것이 바람직하다. 이 도장을 실시함으로써, 범프 형성전 웨이퍼(201) 및 범프 형성후 웨이퍼(202)에 대한 열방출성을 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 구성되는 예열장치(560) 및 후가열장치(570)를 구비한 범프 형성장치(501)의 동작 중에서, 예열장치(560) 및 후가열장치(570)에 대해서 전하발생 반도체 기판을 접촉시키지 않고, 이 전하발생 반도체 기판에서의 대전을 제거, 저감하는 동작에 대해서 이하에 설명한다. 더욱이, 상기의 범프 형성장치 (101)와 마찬가지로, 상기 범프 형성장치(501)에서도, 각각의 구성부분은 제어장치 (180)에 의해서 동작이 제어됨으로써, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 범프가 형성되고, 범프 형성후 웨이퍼(202)가 제2적재용기(206)에 적재되는, 일련의 동작이 실행된다. 그리고, 제어장치(180)는 본딩 스테이지(110)에서 실행하는 범프 형성전 웨이퍼(201)에 대한 휨 교정용 블로 동작을 제어한다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 웨이퍼 지지부(1411, 1412)에 구비된 제전용 접촉부재는, 상기한 휨을 발생하는 전하발생 반도체 기판 등, 어느 웨이퍼, 기판에 대해서도 적용 가능한, 도 13에 나타내는 제전용 접촉부재(14100)를 예로 채택한다. 이 제전용 접촉부재(14100)를 대신하여, 상기의 제전용 접촉부재(14107, 14113, 14116, 14120, 14121, 14122)를 사용할 수도 있다.
범프 형성전 웨이퍼(201) 및 범프 형성후 웨이퍼(202)는, 승온에 따라서 양전하가 발생하고, 강온에 따라서 음전하가 발생한다. 이 현상을 이용하여, 예열 동작에서는, 범프 형성전 웨이퍼(201)를 실온으로부터 상기 범프 본딩용 온도까지 일시에 승온시키지 않고, 예를 들면, 도 74에 나타내는 바와 같이, 승온, 강온을 번갈아서 반복하는 온도상승 제어를 실행하여, 상기 범프 본딩 온도까지 승온한다. 이러한 예열 동작을 실행함으로써, 승온에 따라서 발생한 양전하를, 강온에 따라서 발생하는 음전하로써 중화할 수 있다. 즉, 본 예에서의 예열 동작의 기본적인 사상은, 증가한 대전분(分)을 그 때마다 역대전으로써 제전함으로써, 범프 본딩 온도까지 승온된 시점에서도 상기 초기 전하분의 대전량으로 한다고 하는 사고 방식이다. 본 예에서의 예열 동작에 대해서, 보다 구체적으로 이하에 설명한다.
도 75에는, 상기 예열 동작 전체의 동작 흐름을 나타내고, 이 동작 제어는 제어장치(180)에 의해서 실행된다. 즉, 단계 2101에서는, 예열장치(560)의 알루미늄판(163)의 온도가 개시온도인지 여부가 판단되고, 개시온도가 아닐 때에는, 단계 2102에서 패널 히터(161)에 의한 가열, 또는 공기공급장치(165)에 의한 공기 공급에 따른 냉각에 의해서 상기 개시온도로 조절된다. 본 예에서는, 상기 개시온도는 40℃이고, 알루미늄판(163)의 온도는 상기 온도 센서(166)에 의해서 측정된다.
단계 2103에서는, 승온 기울기를 제어하여, 알루미늄판(163), 즉, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 승온이 개시되고, 단계 2104에서는 알루미늄판(163)이 승온 목표온도에 도달했는지 여부가 판단된다. 또한, 본 예에서는, 상기한 바와 같이 범프 형성전 웨이퍼(201)의 상기 범프 본딩용 온도는 약 210℃이므로, 이것에 대응하여 알루미늄판(163)에서의 상기 승온 목표온도는 약 200℃이다. 알루미늄판(163)이 상기 승온 목표온도에 도달하지 않았을 때에는, 도 76에 나타내는 단계 2121~단계 2124가 실행된다. 또한, 상기와 같이, 상기 범프 본딩용 온도는, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 재질 등에 따라서 가변이므로, 이 범프 본딩용 온도에 대응하여 상기 승온 목표온도도 변경 가능하다.
이러한 단계 2103, 2104, 및 단계 2121~2124에서 실행되는 온도상승 제어동작에 의해서, 본 예에서 특징적인 동작의 하나인, 상기한, 승온, 강온을 번갈아서 반복하면서 상기 범프 본딩용 온도까지의 승온 동작이 실행된다. 그리고, 이 동작에 대해서는 이하에 상세하게 설명한다.
단계 2104에서 상기 승온 목표온도에 도달했다고 판단되었을 때에는, 단계 2105로 이행하고, 예열 동작은 완료된다. 따라서, 단계 2106에서 범프 형성전 웨이퍼(201)는 본딩 스테이지(110)에 이송된다. 이 이송후, 단계 2107에서는, 공기공급장치(165)에 의한 공기 공급을 개시하여, 알루미늄판(163)을 상기 개시온도까지 강온시키고, 단계 2108에서 상기 개시온도까지 강온되었는지 여부를 판단된다. 그리고 상기 개시온도까지 강온되었을 때에는 단계 2109에서 공기공급장치(165)의 공기 공급을 정지하여, 상기 개시온도를 유지한다. 그리고 다시 단계 2103으로 복귀하여, 후속하는 범프 형성전 웨이퍼(201)의 예열 동작에 대비한다.
상기 단계 2103, 2104, 및 단계 2121~2124의 상기 온도상승 제어동작에 대해서 설명한다.
단계 2103에서는, 미리 설정된 승온 기울기에 따라서 알루미늄판(163)을 승온한다. 그리고, 본 예에서는 20℃/분으로 설정하고 있다. 단계 2104에서, 알루미늄판(163)이 상기 승온 목표온도에 도달하지 않았을 때에는, 단계 2121로 이행하여, 강온 개시조건을 만족하는지 여부를 판단된다. 여기서, 상기 강온 개시조건이 되는 물리량으로서는, 알루미늄판(163)의 온도, 승온개시로부터의 시간, 또는 범프 형성전 웨이퍼(201)의 이면(201b)의 대전량 등을 고려할 수 있고, 본 예에서는 알루미늄판(163)의 온도를 사용하고 있다.
또한, 상기 이면(201b)의 대전량을 사용하는 경우에는, 도 78에 나타내는 바와 같이, 상기 패널 히터(161), 상기 패널 히터 프레임(162), 및 알루미늄판(163)에는, 이것들을 관통하는 관통 구멍(252)을 복수 개 설치해 놓고, 패널 히터(161)의 하방에 정전 센서(251)를 배치하여, 관통 구멍(252)을 통해서 정전 센서(251)로써 이면(201b)의 대전량을 측정한다. 측정치는 제어장치(180)에 송출되어서, 대전량이 구하여진다. 또한, 상기 정전 센서(251)로써 이면(201b)의 대전량을 측정하는 경우나, 이후에 설명하는 바와 같이 이온 발생장치(190)를 사용하여 제전을 실행하는 경우에는, 정전 이온이 도전체에 끌어당겨져서 정확하게 대전량을 측정하거나 제전을 실행할 수 없게 되는 것을 방지하기 위하여, 상기 관통 구멍(252)의 내면 및 그 주변, 또한 패널 히터(161), 패널 히터 프레임(162), 및 알루미늄판(163)의 표면은, 절연재료로써 코팅을 실시해 두는 것이 바람직하다.
본 예와 같이 상기 강온 개시조건의 물리량으로서, 알루미늄판(163)의 온도를 선택했을 때, 단계 2121에서는, 도 77에 부호 271로써 나타내는, 승온개시시와 현재의 알루미늄판(163)의 각각의 온도로부터 온도폭을 구하여 이 온도폭(271)이 소정치에 도달했는지 여부가 판단된다. 그리고 상기 소정치에 도달했을 때에는, 다음 단계 2122로 이행하고, 도달하지 않았을 때에는 단계 2103으로 복귀한다.
본 예에서는, 상기 온도폭(271)은 30℃로 설정되어 있다. 또한, 상기 강온 개시조건의 물리량으로서, 「시간」을 선택했을 때에는, 「시간」의 경우에는 부호 273 쪽이 더욱 적절한 대응부분이라고 생각되지만, 부호 271은 시간에 상당하고, 승온 개시시각으로부터 강온 개시시각까지의 시간을 예를 들면, 2분으로 설정할 수 있고, 「대전량」을 설정했을 때에는 부호 271은 대전량차에 상당하고, 예를 들면, 300V ±10%로 설정 가능하다.
단계 2122에서는, 공기공급장치(165)에 의한 냉각재용 통로(164)에의 공기 공급을 개시하여, 알루미늄판(163)의 강온이 개시된다. 이 때의 강온 기울기는 미리 설정되어 있다. 본 예에서는 -30℃/분으로 설정되어 있다.
다음 단계 2123에서는, 강온 목표조건을 만족하는지 여부가 판단된다. 여기서, 상기 강온 목표조건이 되는 물리량으로서는, 본 예에서의 「온도」 이외에, 상기와 같이 「시간」이나 「대전량」 등이 있다. 본 예에서는, 단계 2123에서, 도 77에 부호 272로 나타내는, 강온개시시와 현재의 알루미늄판(163)의 각각의 온도로부터 온도폭을 구하여 이 온도폭(272)이 소정치에 도달했는지 여부가 판단된다. 그리고 상기 소정치에 도달했을 때에는, 다음 단계 2124로 이행하고, 도달하지 않았을 때에는 단계 2122로 복귀한다. 상기 온도폭(272)은, 상기 온도폭(271) 미만의 값으로서 온도폭(271)의 약 1/2부터 약 1/3 정도의 값이며, 본 예에서는 15℃로 설정되어 있다. 또한, 상기 강온 목표조건의 물리량으로서, 「시간」을 선택했을 때에는, 부호 272는 시간에 상당하고, 예를 들면, 1분으로 설정할 수 있고, 「대전량」을 선택했을 때에는 부호 272는 대전량차에 상당하고, 예를 들면, 100V ±10%로 설정 가능하다.
단계 2124에서는, 공기공급장치(165)에 의한 냉각재용 통로(164)에의 공기 공급을 정지하여, 알루미늄판(163)의 강온을 정지한다. 단계 2124에서의 동작 종료후, 다시 단계 2103으로 복귀한다.
이와 같이 상기 단계 2103, 2104, 및 단계 2121~2124의 온도상승 제어동작에 의해서, 알루미늄판(163), 즉, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 승온, 강온을 번갈아서 반복하면서 상기 범프 본딩용 온도까지의 승온 동작이 실행된다. 이렇게 승온, 강온을 번갈아서 반복함으로써, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 주로 이면(201b)에서의 전하는, 승온에 따라서 양전하가 증가하지만 강온에 따라서 음전하가 발생하므로 전하의 중화가 실행된다. 실제로는, 상기와 같이 승온폭보다도 강온폭 쪽이 작으므로, 도 74에 나타내는 바와 같이, 상기 예열 동작에 의해서 범프 형성전 웨이퍼 (201)의 이면(201b)에는 양전하가 축적되어 가지만, 대전량은, 승온, 강온을 번갈아서 반복하지 않고 똑같이 승온하는 경우에 비해서, 대폭으로 저감할 수 있다. 예를 들면, 일례로서, 상기 똑같이 승온한 경우에는 +2000V를 초과하여, 약 +3000V 정도까지 대전되지만, 승온, 강온을 번갈아서 반복함으로써 약 +100V 정도로 억제할 수 있다.
이상의 예열 동작후, 상기의 범프 형성장치(101)에서 설명한 단계 5로 이행한다. 단계 5에서는, 이동장치(1413)에 의해서 반입측 이송장치(141)가 예열장치 (560)로부터 본딩 스테이지(110)로 이동되고, 웨이퍼 지지부(1411)에 의해서 지지되어 있는 범프 형성전 웨이퍼(201)가 본딩 스테이지(110)에 장착된다. 또한, 범프 형성전 웨이퍼(201)의 이면(201b)이, 금속재료로써 구성되는, 본딩 스테이지(110)의 웨이퍼 장착대(111)에 접촉할 때, 이면(201b)에 축적된 전하의 일부가 웨이퍼 장착대(111)에 접지되고, 또한, 이면(201b)에 축적된 전하의 일부는 상기 표면 (201a)측에 이동하는 수도 있다. 그러나 본 예에서는, 예열 동작시 상기한 온도상승 제어를 실행하고 있으므로, 표면(201a) 및 이면(201b), 특히 이면(201b)에서의 대전량은, 상기 온도상승 제어를 실행하지 않는 종래에 비해서 저감되어 있다. 그리고 또한, 상기 표면(201a)에 제전용 접촉부재(14100)를 접촉시키고 있다. 따라서, 표면(201a)에서의 스파크의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 상기 이면(201b)의 대전량은, 상기 웨이퍼 장착대(111)에의 접지, 및 예열장치(560)로부터 이격에 의해 범프 형성전 웨이퍼(201)가 약간 온도저하함에 의한 음전하의 증가에 의해서, 도 74에 부호 302로써 나타내는 바와 같이 저하한다.
범프 형성전 웨이퍼(201)는, 본딩 스테이지(110)에 장착된후, 본딩 스테이지 (110)에 구비되고, 또한 제어장치(180)에 의해서 동작 제어되는 히터(112)에 의해서 상기 범프 본딩용 온도로 가열되면서 범프 형성전 웨이퍼(201)상의 회로의, 예를 들면, 도 88에 나타내는 바와 같은 전극부분(18)에 범프 형성 헤드(120)에 의해서 범프(19)가 형성된다.
이어서, 범프 형성후, 본딩 스테이지(110)상으로부터 범프 형성후 웨이퍼 (202)가 반출된다. 즉, 본딩 스테이지(110) 상방에 배치되어 구동부(1422)에 의해서 제1지지부재(1424) 및 제2지지부재(1425)가 열리고, 이어서 본딩 스테이지 (110)의 웨이퍼 장착대(111)를 상승시킨다. 이 상승 동작에 의해서, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 표면(202a)에 제전용 부재(1426)에 구비된 제전용 접촉부재(14100)가 우선 접촉한다. 이어서, 상기 구동부(1422)로써 제1지지부재(1424) 및 제2지지부재(1425)를 닫은 후, 본딩 스테이지(110)의 웨이퍼 장착대(111)를 하강시킴으로써, 범프 형성후 웨이퍼(202)는 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부(1421)에 지지된다.
웨이퍼 지지부(1421)에 지지된 범프 형성후 웨이퍼(202)는, 반출측 이송장치 (142)의 이동장치(1423)의 구동으로써 웨이퍼 지지부(1421)가 X 방향으로 이동함으로써, 도 71에 나타내는 바와 같이, 후가열장치(570)의 상방에 배치된다.
상기 도 27에 나타내는, 다음 단계 7에서는, 후가열장치(570)로써 범프 형성후 웨이퍼(202)를 가열함으로써 이 웨이퍼(202)의 강온을 제어하면서, 약 210℃의 상기 범프 본딩용 온도로부터, 실온을 10℃ 정도 상회하는 온도까지 범프 형성후 웨이퍼(202)의 후가열을 실행한다.
그러나, 상기의 예열 동작과 마찬가지로, 강온 동작에 의한 범프 형성후 웨이퍼(202)에 발생하는 온도 변화에 따라서, 범프 형성후 웨이퍼(202)에는 전하가 발생하고, 도 74에 부호 303, 304로써 나타내는 바와 같이, 그 표면(202a) 및 이면 (202b)은 대전을 일으킨다.
그래서, 상기 후가열 동작에 있어서도, 상기의 예열 동작의 경우와 마찬가지로, 강온, 승온을 번갈아서 반복하는, 온도강하 제어를 실행함으로써, 특히, 이면(202b)의 대전량을 억제한다. 또한, 표면(202a)에는, 제전용 접촉부재(14100)가 접촉되어 있어서, 표면(202a)의 대전은 접지된다.
도 79에는, 상기 후가열 동작 전체의 동작 흐름을 나타내고 있으며, 이 동작 제어는 제어장치(180)에 의해서 실행된다. 즉, 단계 2131에서는, 후가열장치(570)의 알루미늄판(173)의 온도가 개시온도인지 여부가 판단되고, 개시온도가 아닐 때에는, 단계 2132에서 패널 히터(171)에 의한 가열 또는 공기공급장치(175)에 의한 공기 공급에 의한 냉각에 의해서 상기 개시온도로 조절된다. 본 예에서는, 상기 개시온도는 약 200℃이고, 알루미늄판(173)의 온도는 상기 온도 센서(176)에 의해서 측정된다.
단계 2133에서는, 강온 기울기를 제어하여, 상기 공기공급장치(175)에 의한 공기 공급에 의해서 알루미늄판(173), 즉, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 강온이 개시되고, 단계 2134에서는 알루미늄판(173)이 강온 목표온도에 도달했는지 여부가 판단된다. 또한, 본 예에서는, 알루미늄판(173)에서의 상기 강온 목표온도는 40℃이다. 알루미늄판(173)이 상기 강온 목표온도에 도달하지 않았을 때에는, 도 80에 나타내는 단계 2151~단계 2154가 실행된다.
이러한 단계 2133, 2134, 및 단계 2151~2154에서 실행되는 동작에 의해서, 본 예에서 특징적인 동작의 하나인, 상기한, 강온, 승온을 번갈아서 반복하면서 상기 강온 목표온도까지의 강온 동작이 실행된다. 그리고, 이 온도강하 제어동작에 대해서는 이하에 상세하게 설명한다.
단계 2134에서 상기 강온 목표온도에 도달했다고 판단되었을 때에는, 단계 2135로 이행하고, 후가열 동작은 완료한다. 따라서, 단계 2136에서 범프 형성후 웨이퍼(202)는 반출장치(142)에 이송된다. 이 이송후, 단계 2137에서는, 패널 히터 (171)에의 통전을 개시하여, 알루미늄판(173)을 상기 개시온도까지 승온시켜, 단계 2138에서 상기 개시온도까지 승온되었는지 여부가 판단된다. 그리고 상기 개시온도까지 승온되었을 때에는 단계 2139에서 패널 히터(171)에의 통전을 정지하여, 상기 개시온도를 유지한다. 그리고 다시 단계 2133으로 복귀하여, 후속하는 범프 형성후 웨이퍼(202)의 후가열 동작에 대비한다.
상기 단계 2133, 2134, 및 단계 2151~2154의 상기 온도강하 제어동작에 대해서 설명한다.
단계 2133에서는, 미리 설정된 강온 기울기에 따라서 알루미늄판(173)을 강온한다. 그리고, 상기 강온 기울기는, 본 예에서는 -20℃/분으로 설정되어 있다. 단계 2134에서, 알루미늄판(173)이 상기 강온 목표온도에 도달하지 않았을 때에는, 단계 2151로 이행하여, 승온 개시조건을 만족하는지 여부가 판단된다. 여기서, 상기 승온 개시조건이 되는 물리량으로서는, 상기의 예열 동작제어의 경우와 마찬가지로, 알루미늄판(173)의 온도나, 강온개시로부터의 시간이나, 또는 범프 형성후 웨이퍼(202)의 이면(202b)의 대전량 등을 고려할 수 있고, 본 예에서는 알루미늄판 (173)의 온도를 사용한다.
또한, 상기 이면(202b)의 대전량을 사용하는 경우에는, 상기 예열 동작제어의 설명시에 참조한 78에 나타내는 바와 같이, 알루미늄판(173) 등에, 관통 구멍 (252)을 복수개 설치하고, 패널 히터(171)의 하방에 정전 센서(251)를 배치하여, 관통 구멍(252)을 통해서 정전 센서(251)로써 이면(202b)의 대전량을 측정한다. 측정치는 제어장치(180)에 송출되어서, 대전량이 구하여진다.
본 예와 같이 상기 승온 개시조건의 물리량으로서, 알루미늄판(163)의 온도를 선택했을 때, 단계 2151에서는, 도 81에 부호 275로 나타내는, 강온개시시와 현재의 알루미늄판(163)의 각각의 온도로부터 온도폭을 구하여 이 온도폭(275)이 소정치에 도달했는지 여부가 판단된다. 그리고 상기 소정치에 도달했을 때에는, 다음 단계 2152로 이행하고, 도달하지 않았을 때에는 단계 2133으로 복귀한다.
본 예에서는, 상기 온도폭(275)은 30℃에 설정되어 있다. 또한, 상기 승온 개시조건의 물리량으로서, 「시간」을 선택했을 때에는, 부호 275는 시간에 상당하고, 예로서 2분으로 설정할 수 있고, 「대전량」을 설정했을 때에는 부호 275는 대전량차에 상당하고, 예를 들면, 300V ±10%에 설정 가능하다.
단계 2152에서는, 후가열장치(570)의 패널 히터(171)에의 통전을 개시하여, 알루미늄판(173)의 승온이 개시된다. 이 때의 승온 기울기는 미리 설정되어 있다. 본 예에서는 +30℃/분으로 설정되어 있다. 또한, 패널 히터(171)에의 통전 개시에 대응하여 상기 공기공급장치(175)에 의한 공기 공급은 정지한다.
다음 단계 2153에서는, 승온 목표조건을 만족하는지 여부가 판단된다. 여기서, 상기 승온 목표조건이 되는 물리량으로서는, 본 예에서의 「온도」 이외에, 상기와 같이 「시간」이나 「대전량」 등이 있다. 본 예에서는, 단계 2153에서, 도 81에 부호 276으로 나타내는, 승온개시시와 현재의 알루미늄판(173)의 각각의 온도로부터 온도폭을 구하여 이 온도폭(276)이 소정치에 도달했는지 여부가 판단된다. 그리고 상기 소정치에 도달했을 때에는, 단계 2154로 이행하고, 도달하지 않았을 때에는 단계 2152로 복귀한다. 상기 온도폭(276)은, 상기 온도폭(275) 미만인, 온도폭(275)의 약 1/2부터 약 1/3 정도의 값이며, 본 예에서는 15℃로 설정되어 있다. 또한, 상기 승온 목표조건의 물리량으로서, 「시간」을 선택했을 때에는, 부호 276은 시간에 상당하고, 예를 들면, 1분간으로 설정할 수 있고, 「대전량」을 선택했을 때에는 부호 276은 대전량차에 상당하고, 예를 들면, 100V ±10%로 설정 가능하다.
단계 2154에서는, 후가열장치(570)의 패널 히터(171)에의 통전을 정지하여, 알루미늄판(173)의 승온을 정지한다. 단계 2154에서의 동작 종료후, 다시 단계 2133으로 복귀한다.
이와 같이 상기 단계 2133, 2134, 및 단계 2151~2154의 온도강하 제어동작에 의해서, 알루미늄판(173), 즉, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 강온, 승온을 번갈아서 반복하면서 상기 강온 목표온도까지의 강온 동작이 실행된다. 이렇게 강온, 승온을 번갈아서 반복함으로써, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 주로 이면(202b)에서의 전하는, 강온에 따라서 음전하가 증가하지만 승온에 따라서 양전하가 발생하므로 전하의 중화가 실행된다. 실제로는, 상기와 같이 강온폭보다도 승온폭 쪽이 작으므로, 도 74에 부호 303으로 나타내는 바와 같이 상기 후가열 동작에 의해서 범프 형성후 웨이퍼(202)의 이면(202b)에는 음전하가 축적되어 가지만, 대전량은, 강온, 승온을 번갈아서 반복하지 않고 똑같이 강온하는 경우에 비해서, 대폭으로 저감할 수 있다. 예를 들면, 일례로서, 상기 한결같이 강온한 경우에는, 약 -2000V~약 -3000V 정도까지 대전되지만, 강온, 승온을 번갈아서 반복함으로써 약 -100V 정도로 억제할 수 있다.
상기 후가열 동작후, 상기 도 27의 단계 8로 이행하여 이하의 동작이 실행된다. 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부(1421)는, 범프 형성후 웨이퍼(202)를 지지한 상태에서, 이동장치(1423)의 구동에 의해서 X 방향을 따라서 반출장치(132)의 상방으로 이동한다. 이동후의 상태를 상기 도 56에 나타내고 있다.
상기 이동후, 반출장치(132)의 구동부(1324)가 동작하여, 상기 도 57에 나타내는 바와 같이, 지지부(1323)가 범프 형성후 웨이퍼(202)의 이면(202b)에 접촉하고, 또한 범프 형성후 웨이퍼(202)가 웨이퍼 지지부(1421)의 지지 핑거(1417)로부터 약 1mm 정도 부상하도록 상승한다. 지지부(1323)가 상기 이면(202b)에 접촉함으로써, 이면(202b)의 대전이 지지부(1323)를 통해서 접지되므로, 도 74에 부호 305로써 나타내는 바와 같이 이면(202b)의 대전량은 감소한다. 또한, 상기 상승시에도, 제전용 접촉부재(14100)는 범프 형성후 웨이퍼(202)의 표면(202a)에 접촉된 상태를 유지한다. 따라서, 반입장치(131) 및 본딩 스테이지(110)에서의 웨이퍼(201, 202)의 수도의 경우와 마찬가지로, 지지부(1323)가 범프 형성후 웨이퍼(202)의 이면(202b)에 접촉함으로써, 이면(202b)의 대전량이 변화함에 따라서 표면 (202a)의 전하에 변화가 생겼을 때에도, 이 변화 만큼의 전하를 제거할 수 있다.
또한, 상기 상승후, 지지부(1323)는 흡착 동작으로써 범프 형성후 웨이퍼 (202)를 지지한다.
지지부(1323)가 범프 형성후 웨이퍼(202)를 지지한 후, 상기 도 58에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 지지부(1421)의 제1지지부재(1424) 및 제2지지부재(1425)가구동부(1422)에 의해서 열리고, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 지지를 해제한다.
상기 지지 해제후, 상기 도 59 및 도 60에 나타내는 바와 같이, 상기 지지부 (1323)가 하강하여 범프 형성후 웨이퍼(202)를 지지대(1321)상에 장착한다. 이러한 장착후, 지지대(1321)는, 본 실시형태에서는 흡착 동작으로써 범프 형성후 웨이퍼 (202)를 지지한다.
상기 도 27에 나타내는, 다음의 단계 9에서는, 범프 형성후 웨이퍼(202)를 지지한 상기 지지대(1321)가 반출장치용 이동장치(1322)의 동작에 의해서 X 방향으로 이동하여 범프 형성후 웨이퍼(202)를 제2적재용기(206)측에 반송한다.
그리고, 다음 단계 10에서는, 지지대(1321)는 범프 형성후 웨이퍼(202)를 제2적재용기(206)에 적재한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 예의 범프 형성장치(501)에 의하면, 전하발생 반도체 기판, 예를 들면, 압전기판 웨이퍼와 같이 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 웨이퍼에 대해서, 예를 들면, 웨이퍼의 다이싱 라인을 따라서 알루미늄막을 형성하기도 하거나, 웨이퍼 이면 전면에 알루미늄막을 형성하지 않고, 상기 웨이퍼에 대한 상기 온도상승 제어 및 온도강하 제어에 의해서 해당 웨이퍼에 발생하는 전하를, 해당 웨이퍼에 형성되어 있는 회로에 손상을 주지 않는 정도, 및 해당 웨이퍼 자체에 깨어짐 등이 발생하지 않는 정도까지 저감할 수 있다.
특히, 웨이퍼의 두께가 0.2mm 이하인 경우나, 웨이퍼상에 형성되어 있는 회로의 선간 거리가 1㎛보다 작고 특히 인접하는 선의 선폭의 차가 큰 경우에는, 상기한 예열 동작 및 후가열 동작에 있어서의 온도상승 제어 및 온도강하 제어를 실행함으로써, 큰 제전효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기한 변형예에 있어서의 범프 형성장치(501)에서는, 상기 예열 동작에서의 상기 승온 기울기는 20℃/분의 일정치로, 상기 후가열 동작에서의 상기 강온 기울기는 -20℃/분의 일정치로 각각 설정했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 예열 동작 및 후가열 동작에서의 개시 및 종료 부근과, 중간 부근에서 기울기 값을 상이하게 해도 좋다.
또한, 범프를 형성하는 웨이퍼의 종류마다, 즉 그 재질, 크기 등마다, 상기 예열 동작에서의 상기 승온 기울기 값, 상기 승온 목표온도나, 상기 강온 개시온도나, 강온 기울기 값이나, 상기 강온 목표치를 설정하고, 또한 상기 후가열 동작에서의 상기 강온 기울기 값, 상기 강온 목표온도나, 상기 승온 개시온도나, 승온 기울기 값이나, 상기 승온 목표치를 설정하여, 제어장치(180)에 구비된 기억장치(181)에 미리 기억시켜 놓고, 처리하는 웨이퍼의 종류에 따라서 제어를 변경하도록 구성할 수도 있다.
또한, 본 예에 있어서도 상기와 같이, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 대한 승온시 및 범프 형성후 웨이퍼(202)에 대한 강온시의 양쪽에 있어서, 특유의 온도 제어를 실행했지만, 본 예에 있어서도 최저한, 상기 범프 본딩용 온도로부터 실온까지의 강온시에만 상기 온도강하 제어를 실행하면 좋다. 왜냐하면, 상기한 바와 같이 웨이퍼(201, 202)는 일단 대전하면 쉽게 제전되지 않는 특성을 가지며, 상기 범프 본딩용 온도로부터 실온까지의 강온후, 웨이퍼(202)는 제2적재용기(206)에 적재되므로 대전상태로는 문제 발생의 요인으로도 될지 모르므로, 제전을 충분히 실행해 둘 필요가 있기 때문이다.
또한, 상기의 범프 형성장치(101)의 경우와 마찬가지로 본 예에 있어서도, 상기 도 61에 나타내는 바와 같이, 반출측 이송장치(142)의 웨이퍼 지지부(1421)로부터 반출장치(132)에의 범프 형성후 웨이퍼(202)의 수도 동작 동안에, 범프 형성후 웨이퍼(202)의 적어도 이면(202b)측, 바람직하게는 또한 표면(202a)측도 추가한 양면측에, 이온 발생장치(190)를 설치하는 것이 바람직하다.
더욱이, 웨이퍼 지지부(1421)로부터 반출장치(132)에의 범프 형성후 웨이퍼 (202)의 수도 동작전의, 상기 후가열 동작에 있어서도 더욱 효율적으로 제전을 실행하기 위하여, 도 82에 나타내는 바와 같이, 상기 이온 발생장치(190)에 의한 이온을 범프 형성후 웨이퍼(202)의 적어도 이면(202b)측, 바람직하게는 또한 표면(202a)측도 추가한 양면측에 작용시키는 것이 바람직하다. 그리고 상기 송풍장치(191)를 병설함으로써 보다 효과적인 제전이 실행된다. 또한, 적어도 이면 (202b), 바람직하게는 또한 표면(202a)도 추가한 양면의 대전량을 정전 센서(251)로써 측정하면서, 측정된 대전량에 따라서 제어장치(180)로써 상기 이온 발생장치 (190)의 이온 발생량이나, 송풍장치(191)의 송풍량을 제어하도록 해도 좋다.
그리고, 이면(202b)에 상기 이온을 작용시키기 위해서는, 상기 후가열장치 (570)의 상기 패널 히터(171)의 하방에 이온 발생장치(190)를 배치하기 위한, 도 82에 나타내는 바와 같이, 도 78을 참조하여 상기한 관통 구멍(252)을 설치할 필요가 있다.
또한, 상기 예열 동작에 있어서도 상기 이온 발생장치(190)에 의한 이온을 범프 형성전 웨이퍼(202)의 적어도 이면(201b)측, 바람직하게는 또한 표면(201a)측도 추가한 양면측에 작용시키는 구성을 채택할 수도 있다. 그리고, 이 구성에 상기 송풍장치(191)나 정전 센서(251)를 병설해도 좋다. 이와 같이 구성함으로써, 예열 동작시에도, 더욱 효율적으로 제전을 실행할 수 있다. 더욱이, 이면(201b)에 상기 이온을 작용시키기 위해서, 상기 예열장치(560)에는, 도 83에 나타내는 바와 같이, 상기 관통 구멍(252)을 설치할 필요가 있다.
또한, 상기 도 62 및 도 63을 참조하여 설명한 경우와 마찬가지로, 본 예의 범프 형성장치(501)에 있어서도, 예열장치(560) 및 후가열장치(170)의 설치를 생략한 구성을 채택할 수도 있으며, 도 84에 나타내는 동작을 실행한다. 즉, 웨이퍼 장착대(111)로부터 약 1~수 mm 떨어진 상태로 상기 범프 형성전 웨이퍼(201) 등의 전하발생 반도체 기판을 배치하여 예열 동작을 실행하고, 이 예열 동작후, 상기 전하발생 반도체 기판을 웨이퍼 장착대(111)상에 장착하여 본딩 동작을 실행하고, 이 본딩 동작후, 다시 웨이퍼 장착대(111)에 비접촉한 상태로 상기 전하발생 반도체 기판을 배치하여 후가열 동작을 실행하는 경우의 동작을 나타내고 있다. 도 84의 단계 2201에서는, 예를 들면, 상기 반입측 이송장치(141)와 같은 이송장치(143)를 사용하여, 전하발생 반도체 기판으로서 범프 형성전 웨이퍼(201)를 반송장치(130)로부터 본딩 스테이지(110)의 웨이퍼 장착대(111)의 상방에 배치한다. 또한, 이 때, 웨이퍼 장착대(111)는 약 40℃ 정도의 온도이다.
단계 2203에서는, 상기한 바와 같이, 20℃/분의 승온 속도로, 승온, 강온을 반복하면서 범프 형성전 웨이퍼(201)의 승온이 실행된다.
다음 단계 2205에서 블로 장치(115)를 동작시켜서 웨이퍼 장착대(111)의 공기 출입공(113)으로부터 열풍을 범프 형성전 웨이퍼(201)에 불어내어서, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 대전되어 있는 전하를 공중에 방전시킴으로써 제전을 실행한다. 이 제전용 블로 동작후, 단계 2206에서, 범프 형성전 웨이퍼(201)를 웨이퍼 장착대 (111)상에 이송하고, 흡인장치(114)를 동작시켜서 범프 형성전 웨이퍼(201)를 웨이퍼 장착대(111)상에 흡착한다.
이후의 단계 2207에서는, 범프 형성전 웨이퍼(201)에 범프 본딩을 실행한다.
후속 단계 2209에서는, 웨이퍼 장착대(111)를 상승시켜서 상기 전하발생 반도체 기판을 이송장치(143)에 지지시키고, 전하발생 반도체 기판과 웨이퍼 장착대 (111)와의 간격이 약 1~수 mm로 되도록 웨이퍼 장착대(111)를 하강시킨다. 그리고, 웨이퍼 장착대(111)의 온도를 약 210℃로부터 약 40℃까지, 예를 들면, 상기 20℃/분의 강온 속도로 강온과 승온을 반복하면서 강하시킨다. 또한, 이 때, 단계 2205에서 실행한 제전용 블로 동작을 병행해서 실행할 수도 있다. 그리고, 단계 2210에서는, 상기 이송장치로써 웨이퍼 장착대(111)로부터 반출장치(132)에 범프 형성후 웨이퍼(202)를 이송한다.
또한, 예열장치(560) 및 후가열장치(570)를 구비한 범프 형성장치(501)에 있어서, 예열장치(560) 및 후가열장치(570)에 각각 상기 블로 장치를 설치한 구조를 채택함으로써, 상기한 제전용 블로 동작은, 예열장치(560) 및 후가열장치(570)를 구비한 범프 형성장치(501)에서의 예열 동작 및 후가열 동작에 있어서도, 상기 블로 장치를 동작시켜 기체를 분출시켜서 실행할 수도 있다.
이와 같이 제전용 블로 동작을 실행함으로써, 상기 전하발생 반도체 기판의 제전을 실행할 수 있고, 특히, 상기 전하발생 반도체 기판의 이면에 홈(14)이 형성되어 있을 때에는, 이 홈(14)내의 전하를 효율적으로 공중에 방전시킬 수 있다. 따라서, 상기 전하발생 반도체 기판에 대한, 승온, 강온에 의한 지그재그형의 온도제어와 병행하여, 또한 상기 이온 블로 동작과 병행하여 상기 제전용 블로 동작을 실행함으로써, 보다 효율적으로 상기 전하발생 반도체 기판의 제전을 실행할 수 있다.
또한, 본 예의 범프 형성장치(501)에 있어서도, 상기의 서브플레이트를 이용하여 처리를 실행할 수도 있다.
명세서, 청구의 범위, 도면, 요약서를 포함하는, 1999년 7월 2일에 출원된 일본특허출원 제11-189053호, 1999년 10월 29일에 출원된 일본특허출원 제11-308855호, 1999년 10월 15일에 출원된 일본특허출원 제11-293702호, 1999년 11월 15일에 출원된 일본특허출원 제11-323979호, 및 2000년 6월 20일에 출원된 일본특허출원 제2000-184467호에 개시된 것 모두는, 참고로서 여기에 모두 포함된다.
본 발명은, 첨부 도면을 참조하면서 바람직한 실시형태에 관련하여 충분히 기재되어 있지만, 이 기술에 숙련된 당업자로서는 여러가지의 변형이나 수정은 명백하다. 이러한 변형 및 수정은, 첨부한 청구의 범위에 의한 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한, 그 안에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
Claims (43)
- 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판(201, 202)이 범프를 형성하는 데에 필요한 범프 본딩용 온도로 가열된 상태에서, 상기 전하발생 반도체 기판상의 회로에 형성되어 있는 전극상에 상기 범프를 형성하는 범프 형성 헤드(120)를 구비한 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치로서,상기 가열된 상기 전하발생 반도체 기판에의 범프의 본딩후, 상기 전하발생 반도체 기판을 냉각할 때, 상기 냉각에 의한 온도 강하로써 해당 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하는 가열냉각장치(110, 160, 170)와,상기 본딩후에 상기 전하발생 반도체 기판을 냉각하기 위한 온도강하 제어를 상기 가열냉각장치에 대해서 실행하는 제어장치(180)를 구비한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제1항에 있어서, 상기 가열냉각장치는, 상기 냉각을 실행할 때, 상기 전하발생 반도체 기판의 회로 형성면인 표면(202a)에 대향하는 이면(202b)에 접촉하여, 상기 냉각에 의한 온도 강하로써 해당 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하는, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제2항에 있어서, 상기 가열냉각장치는, 상기 전하발생 반도체 기판을 상기 범프 본딩용 온도로 가열하기 전에 상기 범프 본딩용 온도 부근까지 상기 전하발생 반도체 기판의 예열동작을 추가로 실행하고, 또한, 상기 예열동작에 의한 온도상승으로써 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 이면에 접촉하여 제거하고,상기 제어장치는, 또한 상기 예열동작을 실행하기 위한 온도상승 제어를 상기 가열냉각장치에 대해서 실행하는, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제3항에 있어서, 상기 가열냉각장치는, 상기 범프 본딩용 온도로 상기 전하발생 반도체 기판을 가열하는 범프 본딩 스테이지(110)와, 상기 제어장치에 의한 상기 온도강하 제어에 따라서 상기 전하발생 반도체 기판의 냉각을 실행하는 냉각장치(170)를 구비한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제3항에 있어서, 상기 가열냉각장치는, 상기 범프 본딩용 온도로 상기 전하발생 반도체 기판을 가열하는 범프 본딩 스테이지(110)와, 상기 제어장치에 의한 상기 온도상승 제어에 따라서 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 예열 동작을 실행하는 예열장치(160)를 구비한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제4항에 있어서, 상기 냉각장치는, 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 이면에 접촉하는 열확산부재(163, 173)와, 상기 열확산부재에 대해서 착탈이 자유롭고 상기 열확산부재를 승온(昇溫)하는 가열부(161, 171)와, 상기 열확산부재와 상기가열부를 분리시켜서 상기 열확산부재의 냉각을 촉진시키는 분리장치(1601, 1701)를 구비한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제5항에 있어서, 상기 예열장치는, 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 이면에 접촉하는 열확산부재(163, 173)와, 상기 열확산부재에 접촉하여 상기 열확산부재를 승온하는 가열부(161, 171)와, 상기 열확산부재와 상기 가열부를 분리시켜서 상기 열확산부재의 냉각을 촉진시키는 분리장치(1601, 1701)를 구비한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제2항에 있어서, 상기 가열냉각장치에 장착된 상기 전하발생 반도체 기판에 대해서 기체를 공급하는 기체공급장치(115, 1611, 1711)를 추가로 구비하고,상기 제어장치는, 상기 가열냉각장치에 장착된 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 휨을 교정하기 위한 휨 교정동작 제어를 상기 기체공급장치 및 상기 가열냉각장치의 어느 한 쪽에 대해서 실행하는, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제8항에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 가열냉각장치에 장착된 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하기 위한 제전용 블로(blow) 동작 제어를 상기 기체공급장치에 대해서 실행하는, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제2항에 있어서, 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 표면에 접촉하여, 상기 표면에 발생한 분(分)에 해당하는 전하를 제거하는 제전용 접촉부재(14100, 14161)를 추가로 구비한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제2항에 있어서, 상기 전하발생 반도체 기판에 축적된 전하를 중화하는 이온을 발생하는 이온 발생장치(190)를 추가로 구비한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제11항에 있어서, 상기 전하발생 반도체 기판을 지지하는 지지 핑거(finger) (1417)를 구비하고 이 지지 핑거로써 상기 전하발생 반도체 기판을 지지함과 동시에, 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 가열냉각장치에의 반송을 실행하는 웨이퍼 지지부(1411, 1412)를 추가로 구비하고, 상기 웨이퍼 지지부 및 상기 지지 핑거에 서, 상기 이온 발생장치로부터 발생한 상기 이온이 작용하는 개소(箇所)에는 절연재료로써 코팅(14172, 14174)을 실시하는, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제2항에 있어서, 상기 가열냉각장치의, 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 이면에 접촉하는 부분에는, 상기 가열냉각장치와 상기 전하발생 반도체 기판과의 열전달률을 향상시키고, 상기 전하발생 반도체 기판의 제전을 도모하는 금속 도금(261)을 실시하는, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판상의 회로에 형성되어 있는 전극상에 범프를 형성하는 데에 필요한 범프 본딩용 온도로 가열되어 상기 전하발생 반도체 기판에의 범프 본딩이 실행된 후, 상기 전하발생 반도체 기판을 냉각할 때,상기 냉각에 의한 온도 강하로써 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를, 상기 전하발생 반도체 기판을 장착하는 장착부재를 거쳐서 접지하여 제전을 실행하는, 전하발생 반도체 기판의 제전방법.
- 제14항에 있어서, 상기 장착부재에 장착되어 있는 상기 전하발생 반도체 기판에 대해서 기체를 불어내어서 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 추가로 제전하는, 전하발생 반도체 기판의 제전방법.
- 제14항에 있어서, 상기 전하발생 반도체 기판에 축적된 전하를 중화하는 이온을 상기 전하발생 반도체 기판에 추가로 작용시키는, 전하발생 반도체 기판의 제전방법.
- 제14항에 있어서, 상기 전하발생 반도체 기판의 회로 형성면에 제전용 접촉부재(14100)를 접촉시켜서, 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 회로 형성면에 발생한 전하를 추가로 제거하는, 전하발생 반도체 기판의 제전방법.
- 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판을 가열냉각할 때, 상기 전하발생 반도체 기판의 회로 형성면인 표면(202a)에 대향하는 이면 (202b)에 접촉하여, 상기 냉각에 의한 온도 강하로써 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하는 가열냉각장치(110, 160, 170)와,상기 전하발생 반도체 기판을 냉각하기 위한 온도강하 제어를 상기 가열냉각장치에 대해서 실행하는 제어장치(180)를 구비한, 전하발생 반도체 기판용 제전장치.
- 온도 변화에 따라 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판(201, 202)의 회로 형성면인 표면(202a)에 형성되어, 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하기 위한 도체로 되는 전하제거용 영역(14165)과,상기 전하제거용 영역에 접속되고, 또한 상기 표면에 형성된 회로형성부분 (211)을 상기 전하발생 반도체 기판으로부터 잘라내기 위한 다이싱 라인(212)을 구비한, 전하발생 반도체 기판.
- 제19항에 기재된 전하발생 반도체 기판에, 제10항에 기재된 제전용 접촉부재 (14100, 14161)를 접촉시켜서 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하는, 전하발생 반도체 기판의 제전방법.
- 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판(201,202)을 가열냉각할 때, 상기 전하발생 반도체 기판의 회로 형성면인 표면에 대향하는 이면에 접촉하여, 상기 냉각에 의한 온도 강하로써 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하는 가열냉각장치(110, 160, 170)와,상기 전하발생 반도체 기판을 냉각하기 위한 온도강하 제어를 상기 가열냉각장치에 대해서 실행하는 제어장치(180)에 의해,상기 전하발생 반도체 기판에 대전된 전하의 제거를 실행하여, 대전량이 ±200V이하인, 전하발생 반도체 기판.
- 제21항에 있어서, 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 제전방법에 의해서 상기 전하의 제거가 실행된, 전하발생 반도체 기판.
- 제21항에 있어서, 제18항에 기재된 전하발생 반도체 기판용 제전장치에 의해, 상기 전하의 제거가 실행된, 전하발생 반도체 기판.
- 제21항에 있어서, 제20항에 기재된 제전방법에 의해서 상기 전하의 제거가 실행된, 전하발생 반도체 기판.
- 제1항에 있어서, 상기 제어장치에 의해서 실행되는 상기 온도강하 제어는, 상기 냉각에 의한 온도 강하로써 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하는 온도강하 제어이고,상기 가열냉각장치는, 상기 전하발생 반도체 기판에 대해서 비접촉한 상태에서 상기 전하발생 반도체 기판을 상기 범프 본딩용 온도로 가열함과 동시에, 상기 비접촉한 상태에서 상기 본딩후에 상기 제어장치에 의한 상기 온도강하 제어에 따라 상기 전하발생 반도체 기판의 냉각을 실행하는, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제25항에 있어서, 상기 온도강하 제어는, 강온(降溫)과, 이 강온에서의 하강 온도폭 미만의 온도폭에 의한 승온을 번갈아서 반복 실행하는, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제25항에 있어서, 상기 가열냉각장치에서의 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 범프 본딩용 온도에의 가열은, 상기 범프 본딩용 온도 부근까지 상기 전하발생 반도체 기판을 미리 가열하는 예열동작을 포함하고,상기 제어장치는, 또한, 상기 예열동작에 의한 온도상승에 의해 발생하고 또한 상기 전하발생 반도체 기판에 발생하는 전하를 제거하는 온도상승 제어를 상기 가열냉각장치에 대해서 실행하는, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제27항에 있어서, 상기 온도상승 제어는, 승온과, 이 승온에서의 상승 온도폭 미만의 온도폭에 의한 강온을 번갈아서 반복 실행하는, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제25항에 있어서, 상기 가열냉각장치는, 상기 범프 본딩용 온도로 상기 전하발생 반도체 기판을 가열하는 범프 본딩 스테이지(110)와, 상기 제어장치에 의한 상기 온도강하 제어에 따라 상기 전하발생 반도체 기판의 냉각을 실행하는 냉각장치(170)를 구비한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제27항에 있어서, 상기 가열냉각장치는, 상기 범프 본딩용 온도로 상기 전하발생 반도체 기판을 가열하는 범프 본딩 스테이지(110)와, 상기 제어장치에 의한 상기 온도상승 제어에 따라 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 예열 동작을 실행하는 예열장치(160)를 구비한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제29항에 있어서, 상기 전하발생 반도체 기판의 전하를 중화하는 이온을 발생하여 상기 전하발생 반도체 기판에 작용시키는 이온 발생장치(190)를, 상기 냉각장치에 배치된 상기 전하발생 반도체 기판에 대향하여 설치한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제31항에 있어서, 상기 가열냉각장치는, 상기 범프 본딩용 온도로 상기 전하발생 반도체 기판을 가열하는 범프 본딩 스테이지(110)와, 상기 전하발생 반도체 기판을 상기 범프 본딩용 온도로 가열하기 전에 상기 전하발생 반도체 기판에 비접촉한 상태에서 상기 범프 본딩용 온도 부근까지 상기 전하발생 반도체 기판의 예열 동작을 실행하고, 이 예열 동작에 의한 온도 상승으로써 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하는 온도상승 제어가 상기 제어장치에 의해서 이루어지는 예열 장치(160)를 구비하고, 상기 이온 발생장치를, 또한, 상기 예열장치에 배치된 상기 전하발생 반도체 기판에 대향해서 설치한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제31항에 있어서, 상기 전하발생 반도체 기판을 지지하는 지지 핑거(1417)를 구비하고, 이 지지 핑거로써 상기 전하발생 반도체 기판을 지지함과 동시에 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 가열냉각장치에의 반송을 실행하는 웨이퍼 지지부(1411, 1412)를 추가로 구비하고, 상기 웨이퍼 지지부 및 상기 지지 핑거에 서, 상기 이온 발생장치로부터 발생한 상기 이온이 작용하는 개소에는 절연재료로써 코팅을 실시하는, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제29항에 있어서, 상기 냉각장치는, 상기 전하발생 반도체 기판에 대향해서 배치되고, 상기 전하발생 반도체 기판의 대향면에는 원적외선 복사 도료를 도포한 열확산부재(173)를 구비한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제30항에 있어서, 상기 예열장치는, 상기 전하발생 반도체 기판에 대향해서 배치되고, 상기 전하발생 반도체 기판과의 대향면에는 원적외선 복사 도료를 도포한 열확산부재(163)를 구비한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제29항에 있어서, 상기 범프 본딩 스테이지에 접속되어, 상기 범프 본딩 스테이지에 장착된 상기 전하발생 반도체 기판에 대해서, 상기 전하발생 반도체 기판의 휨을 교정하는 휨 교정장치(115)를 추가로 구비한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제29항에 있어서, 상기 제어장치는, 또한, 상기 범프 본딩 스테이지에 대해서, 상기 범프 본딩 스테이지에 장착된 상기 전하발생 반도체 기판에 대해서 이 전하발생 반도체 기판의 휨을 교정하는 휨 교정용 온도 제어를 실행하는, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제29항에 있어서, 상기 본딩 스테이지에 접속되고, 상기 본딩 스테이지에 장착된 상기 전하발생 반도체 기판에 대해서 이 전하발생 반도체 기판에 대전되어 있는 전하를 제거하기 위한 기체 공급을 실행하는 기체공급장치(115)를 추가로 구비하고, 상기 제어장치는, 또한, 상기 기체공급장치에 대해서 전하 제거용 기체공급 동작 제어를 실행하는, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 제25항에 있어서, 상기 전하발생 반도체 기판의 회로 형성면인 표면(202a)에 접촉하여, 상기 전하발생 반도체 기판의 상기 표면에 발생한 분에 해당하는 전하를 제거하는 제전용 접촉부재(14100, 14107, 14113, 14116, 14120, 14121, 14122, 14161)를 추가로 구비한, 전하발생 반도체 기판용 범프 형성장치.
- 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판상의 회로에 형성되어 있는 전극상에 범프를 형성하는 데에 필요한 범프 본딩용 온도로 가열되어 상기 전하발생 반도체 기판에의 범프 본딩이 실행된 후, 상기 전하발생 반도체 기판에 비접촉한 상태로 배치되어 상기 전하발생 반도체 기판을 가열해서 상기 전하발생 반도체 기판의 강온을 조정하는 냉각장치(170)를 이용하여 상기 전하발생 반도체 기판을 냉각할 때, 상기 냉각에 의한 온도 강하로써 상기 전하발생 반도체 기판에 발생하는 전하를 제거하는 온도강하 제어를 상기 냉각장치에 대해서 실행하는, 범프 형성장치에 의해서 실행되는, 전하발생 반도체 기판의 제전방법.
- 제40항에 있어서, 상기 온도강하 제어는, 강온과, 이 강온에서의 하강 온도폭 미만의 온도폭에 의한 승온을 번갈아서 반복 실행하는, 전하발생 반도체 기판의 제전방법.
- 온도 변화에 따라서 전하를 발생하는 전하발생 반도체 기판을 가열냉각할 때, 이 냉각에 의한 온도 강하로써 상기 전하발생 반도체 기판에 발생한 전하를 제거하는 온도강하 제어를 실행하는 제어장치(180)와,상기 전하발생 반도체 기판에 대해서 비접촉한 상태에서, 상기 전하발생 반도체 기판을 가열함과 동시에, 이 가열후에 상기 제어장치에 의한 상기 온도강하 제어에 따라서 상기 전하발생 반도체 기판의 냉각을 실행하는 가열냉각장치(110, 160, 170)를 구비한, 전하발생 반도체 기판용 제전장치.
- 제40항에 기재된 전하발생 반도체 기판 제전방법에 의해서 상기 전하의 제거가 실행된 전하발생 반도체 기판.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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