(57)【要約】【課題】ウエハ上のねらいの位置に正確にバンプを形成するように位置補正をすることをできる、バンプ位置の導出方法およびバンプ形成位置の補正方法、バンプボンダー並びにバンプの外観検査装置を提供する。【解決手段】バンプボンダーのバンプ形成位置の補正方法は、ウエハ上に、バンプボンダーのキャピラリでバンプを形成する、バンプ形成工程と、バンプ形成工程により形成されたバンプにおける、キャピラリ形状が転写されたチャンファ痕部を認識する、チャンファ痕部認識工程と、チャンファ痕部認識工程で取得した画像から、実際のバンプ形成位置を導出する、バンプ形成位置導出工程と、実際のバンプ形成位置と、予め設定したバンプ形成位置とを比較して、次に実行するバンプ形成位置を補正する位置補正工程と、を有する。
2012165030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンプボンダーによりウエハ上に形成されたバンプ位置の導出方法であって、
バンプボンダーのキャピラリ形状が転写されたバンプのチャンファ痕部を、平面視したときの画像からバンプの位置及び／又はバンプのセンターを求めるバンプ位置の導出方法。
【請求項２】
第１の照明の斜光照明によりチャンファ痕部を認識カメラで認識させ、
第２の照明の同軸落射照明によりバンプの台座部を認識カメラで認識させることによりバンプの位置及び／又はバンプのセンターを求める請求項１に記載のバンプ位置の導出方法。
【請求項３】
バンプボンダーのバンプ形成位置の補正方法であって、
ウエハ上に、バンプボンダーのキャピラリでバンプを形成するバンプ形成工程と、
バンプ形成工程により形成されたバンプにおける、キャピラリ形状の転写されたチャンファ痕部を認識するチャンファ痕部認識工程と、
チャンファ痕部認識工程で取得した画像から、実際のバンプ形成位置を導出するバンプ形成位置導出工程と、
実際のバンプ形成位置と予め設定したバンプ形成位置とを比較して、次に実行するバンプ形成位置を補正する位置補正工程と、
を有するバンプ形成位置の補正方法。
【請求項４】
バンプボンダーのバンプ形成位置の補正方法であって、
ウエハ上に、バンプボンダーのキャピラリでバンプを形成するバンプ形成工程と、
バンプ形成工程により形成されたバンプにおける、キャピラリ形状の転写されたチャンファ痕部を認識するチャンファ痕部認識工程と、
ウエハ上に元々形成されているパッドを認識するパッド認識工程と、
チャンファ痕部認識工程およびパッド認識工程で取得した画像から、パッドの位置とチャンファ痕部の形成位置を導出するパッドおよびチャンファ痕部の形成位置導出工程と、
パッドの位置とチャンファ痕部の形成位置とを比較して、次に実行するバンプ形成位置を補正する位置補正工程と、
を有するバンプ形成位置の補正方法。
【請求項５】
超音波振動を伝達するホーンと、
ホーンに取付けられ、ボンディングワイヤを案内するキャピラリと、
ホーンおよびキャピラリを上下させることによりボンディングワイヤをウエハに接触離脱させ、ウエハのパッド上にバンプを形成するボンディングヘッドと、
ボンディングヘッドを水平方向に駆動するテーブルと、
ウエハを固定し、かつウエハを加熱するウエハステージと、
を備えたバンプボンダーであって、
キャピラリ形状が転写されたバンプのチャンファ痕部を認識する認識カメラと、
チャンファ痕部のカメラ画像から実際のバンプ形成位置を導出する画像処理部と、
実際のバンプ形成位置と予め設定したバンプ形成位置との関係から、補正後のバンプ形成位置の信号を出力する位置補正信号部と、
を有するバンプボンダー。
【請求項６】
超音波振動を伝達するホーンと、
ホーンに取付けられ、ボンディングワイヤを案内するキャピラリと、
ホーンおよびキャピラリを上下させることによりボンディングワイヤをウエハに接触離脱させ、ウエハのパッド上にバンプを形成するボンディングヘッドと、
ボンディングヘッドを水平方向に駆動するテーブルと、
ウエハを固定し、かつウエハを加熱するウエハステージと、
を備えたバンプボンダーであって、
ウエハのパッドおよびキャピラリ形状が転写されたバンプのチャンファ痕部を認識する認識カメラと、
パッドおよびチャンファ痕部のカメラ画像から、パッドおよびチャンファ痕部の形成位置を導出する画像処理部と、
パッドとチャンファ痕部との位置関係から、補正後のバンプ形成位置の信号を出力する、位置補正信号部と、
を有するバンプボンダー。
【請求項７】
バンプのチャンファ痕部を認識カメラで認識させるための斜光照明を有する請求項５または請求項６に記載のバンプボンダー。
【請求項８】
斜光照明によりチャンファ痕部を認識カメラで認識させるための第１の照明と、
同軸落射照明によりバンプの台座部を認識カメラで認識させるための第２の照明と、
第１の照明と第２の照明の照射タイミングを切換えるための照明切換部と、
を有する、請求項５または請求項６に記載のバンプボンダー。
【請求項９】
バンプの台座部とキャピラリ形状が転写されたバンプのチャンファ痕部とを認識する認識カメラと、
斜光照明によりチャンファ痕部を、認識カメラで認識させるための第１の照明と、
同軸落射照明によりバンプの台座部を、前記認識カメラで認識させるための第２の照明と、
バンプの台座部およびチャンファ痕部のカメラ画像から、バンプの外観を検査する画像処理部とを備えた、バンプの外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バンプ位置の導出方法およびバンプ形成位置の補正方法、バンプボンダー並びにバンプの外観検査装置に関し、特に例えば電子部品を構成するためのウエハにバンプを形成するためのバンプ位置の導出方法およびバンプ形成位置の補正方法、バンプボンダー並びにバンプの外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の製造工程において、ウエハを位置決めする位置決めステージ上に載置されたウエハにバンプを打つバンプボンダーが用いられている。
バンプボンダーは、ステージのヒータ等の熱によりホーンが熱膨張し、バンプの実装位置がずれるという問題があり、次のような形成位置補正の方法が提案されている。【０００３】
ボールバンプボンディング技術を用いた半導体装置の製造方法において、不良ＩＣチップ上にボンディングヘッドを移動する工程と、任意の第ｉボンディング点（ｉ＝１，２，３…）へボンディングヘッドを移動する工程と、前記ＩＣチップ上の電極パッドの位置検出を行う工程と、電極パッド上へボールバンプボンディングを行う工程と、第ｉボンディング点における電極パッドとボールバンプのずれ量の有無を判断し、ボールバンプの位置検出を行う工程と、電極パッドとボールバンプのずれ量の補正を行う工程とを有する一連の原点補正作業をずれ量が無くなるまで自動で行う（特許文献１参照）。【０００４】
ＩＣチップを所定位置に位置決めして支持するボンディングステージと、バンプを形成するボンディングホーンとボンディング位置の認識カメラとを有するボンディングヘッドとを備えたバンプボンダーにおいて、ＩＣチップの各パッド位置を認識カメラで検出して認識カメラの中心位置と各パッドの中心位置の位置ずれを検出し、さらに認識カメラの中心位置とボンディングホーンで形成したバンプ中心位置の位置ずれを検出し、両位置ずれの検出結果に応じてボンディング位置を補正する手段を設け、ボンディングの位置補正を行う（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１０２１５９号（図１２）
【特許文献２】特開平１０−２４２１５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記文献ではバンプの台座部（後述する図１参照）を元にバンプ位置を算出しているが、バンプの台座部は、バンプ形成時に荷重を受けて変形する箇所であり、台座部の外径や形状のばらつきが大きい。また、台座部のセンター（中心位置）と理想的なバンプ位置のセンターは一致せず偏心することが多い。そのために、バンプの台座部を認識して位置補正する方法では、正確な位置補正ができない。
この発明の主たる目的は、ウエハ上のバンプ位置を正確に認識することにより、ウエハ上のねらいの位置に正確にバンプを形成することのできるバンプ位置の導出方法およびバンプ形成位置の補正方法、バンプボンダー並びにバンプの外観検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この出願の請求項１にかかるバンプ位置の導出方法は、バンプボンダーによりウエハ上に形成されたバンプ位置の導出方法であって、バンプボンダーのキャピラリ形状が転写されたバンプのチャンファ痕部を、平面視したときの画像からバンプの位置及び／又はバンプのセンターを求めるバンプ位置の導出方法である。
この出願の請求項２にかかるバンプ位置の導出方法は、第１の照明の斜光照明によりチャンファ痕部を認識カメラで認識させ、第２の照明の同軸落射照明によりバンプの台座部を認識カメラで認識させることによりバンプの位置及び／又はバンプのセンターを求める請求項１に記載のバンプ位置の導出方法である。
この出願の請求項３にかかるバンプ形成位置の補正方法は、バンプボンダーのバンプ形成位置の補正方法であって、ウエハ上に、バンプボンダーのキャピラリでバンプを形成するバンプ形成工程と、バンプ形成工程により形成されたバンプにおける、キャピラリ形状の転写されたチャンファ痕部を認識するチャンファ痕部認識工程と、チャンファ痕部認識工程で取得した画像から、実際のバンプ形成位置を導出するバンプ形成位置導出工程と、実際のバンプ形成位置と予め設定したバンプ形成位置とを比較して、次に実行するバンプ形成位置を補正する位置補正工程と、を有するバンプ形成位置の補正方法である。
この出願の請求項４にかかるバンプ形成位置の補正方法は、バンプボンダーのバンプ形成位置の補正方法であって、ウエハ上に、バンプボンダーのキャピラリでバンプを形成するバンプ形成工程と、バンプ形成工程により形成されたバンプにおける、キャピラリ形状の転写されたチャンファ痕部を認識するチャンファ痕部認識工程と、ウエハ上に元々形成されているパッドを認識するパッド認識工程と、チャンファ痕部認識工程およびパッド認識工程で取得した画像から、パッドとチャンファ痕部の形成位置を導出するパッドの位置およびチャンファ痕部の形成位置導出工程と、パッドの位置とチャンファ痕部の形成位置とを比較して、次に実行するバンプ形成位置を補正する位置補正工程と、を有するバンプ形成位置の補正方法である。
この出願の請求項５にかかるバンプボンダーは、超音波振動を伝達するホーンと、ホーンに取付けられ、ボンディングワイヤを案内するキャピラリと、ホーンおよびキャピラリを上下させることによりボンディングワイヤをウエハに接触離脱させ、ウエハのパッド上にバンプを形成するボンディングヘッドと、ボンディングヘッドを水平方向に駆動するテーブルと、ウエハを固定し、かつウエハを加熱するウエハステージと、を備えたバンプボンダーであって、キャピラリ形状が転写されたバンプのチャンファ痕部を認識する認識カメラと、チャンファ痕部のカメラ画像から実際のバンプ形成位置を導出する画像処理部と、実際のバンプ形成位置と予め設定したバンプ形成位置との関係から、補正後のバンプ形成位置の信号を出力する位置補正信号部と、を有するバンプボンダーである。
この出願の請求項６にかかるバンプボンダーは、超音波振動を伝達するホーンと、ホーンに取付けられ、ボンディングワイヤを案内するキャピラリと、ホーンおよびキャピラリを上下させることによりボンディングワイヤをウエハに接触離脱させ、ウエハのパッド上にバンプを形成するボンディングヘッドと、ボンディングヘッドを水平方向に駆動するテーブルと、ウエハを固定し、かつウエハを加熱するウエハステージと、を備えたバンプボンダーであって、ウエハのパッドおよびキャピラリ形状が転写されたバンプのチャンファ痕部を認識する認識カメラと、パッドおよびチャンファ痕部のカメラ画像から、パッドおよびチャンファ痕部の形成位置を導出する画像処理部と、パッドとチャンファ痕部との位置関係から、補正後のバンプ形成位置の信号を出力する、位置補正信号部と、を有するバンプボンダーである。
この出願の請求項７にかかるバンプボンダーは、バンプのチャンファ痕部を認識カメラで認識させるための斜光照明を有する請求項５または請求項６に記載のバンプボンダーである。
この出願の請求項８にかかるバンプ位置の導出方法は、斜光照明によりチャンファ痕部を認識カメラで認識させるための第１の照明と、同軸落射照明によりバンプの台座部を認識カメラで認識させるための第２の照明と、第１の照明と第２の照明の照射タイミングを切換えるための照明切換部と、を有する、請求項５または請求項６に記載のバンプボンダーである。
この出願の請求項９にかかるバンプの外観検査装置は、バンプの台座部とキャピラリ形状が転写されたバンプのチャンファ痕部とを認識する認識カメラと、斜光照明によりチャンファ痕部を、認識カメラで認識させるための第１の照明と、同軸落射照明によりバンプの台座部を、前記認識カメラで認識させるための第２の照明と、バンプの台座部およびチャンファ痕部のカメラ画像から、バンプの外観を検査する画像処理部とを備えた、バンプの外観検査装置である。
【発明の効果】
【０００８】
この出願の請求項１にかかるバンプ位置の導出方法によれば、チャンファ痕部はキャピラリ形状が転写される箇所であり、形状の再現性が高いために、バンプ位置（バンプのセンター）を正確に求めることができる。
この出願の請求項２にかかるバンプ位置の導出方法によれば、斜光照明により、チャンファ痕部の認識を確実に行う事ができるとともに、同軸落射照明により、台座部の形状異常も把握できる。
この出願の請求項３にかかるバンプ形成位置の補正方法によれば、キャピラリのチャンファの形状がそのまま転写されて、形状が安定しているチャンファ痕部の外形を、認識カメラで認識することによって、バンプのセンター（キャピラリのセンター）を正確に算出するために、パッド上のねらいの位置に正確にバンプを形成するように位置補正をすることができる。
この出願の請求項４にかかるバンプ形成位置の補正方法によれば、キャピラリのチャンファの形状がそのまま転写されて、形状が安定しているチャンファ痕部の外形を、認識カメラで認識することによって、バンプのセンター（キャピラリのセンター）を正確に算出するために、パッド上のねらいの位置に正確にバンプを形成するように位置補正をすることができ、さらに、実際の配線パターンに合致した位置にバンプを形成することができる。
この出願の請求項５にかかるバンプボンダーによれば、キャピラリのチャンファの形状がそのまま転写されて、形状が安定しているチャンファ痕部の外形を、認識カメラで認識することによって、バンプのセンター（キャピラリのセンター）を正確に算出するために、パッド上のねらいの位置に正確にバンプを形成するように位置補正をすることができる。
この出願の請求項６にかかるバンプボンダーによれば、キャピラリのチャンファの形状がそのまま転写されて、形状が安定しているチャンファ痕部の外形を、認識カメラで認識することによって、バンプのセンター（キャピラリのセンター）を正確に算出するために、パッド上のねらいの位置に正確にバンプを形成するように位置補正をすることができ、さらに、実際の配線パターンに合致した位置にバンプを形成することができる。
この出願の請求項７にかかるバンプボンダーによれば、斜光照明により、チャンファ痕部の認識を確実に行う事ができる。
この出願の請求項８にかかるバンプボンダーによれば、斜光照明により、チャンファ痕部の認識を確実に行う事ができるとともに、同軸落射照明により、台座部の形状異常も把握できる。
この出願の請求項９にかかるバンプの外観検査装置によれば、バンプの外観を測定して、斜光照明により、チャンファ痕部の認識を確実に行う事ができるとともに、同軸落射照明により、台座部の形状異常も把握できる。【０００９】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴及び利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】バンプボンダーの正面図解図である。
【図２】バンプボンダーにより形成されたバンプの平面図解図である。
【図３】バンプボンダーによるボンディング方法を示す正面図解図である。
【図４】ステージ移動装置の構成図である。
【図５】バンプボンダーにおける認識カメラとホーンの位置関係を示す平面図解図である。
【図６】バンプボンダーにおいて用いられるチップの一例を示した図解図である。
【図７】認識カメラにより取得された２値画像であり、（Ａ）は、バンプ台座部画像の２値画像であり、（Ｂ）は、チャンファ痕部画像の２値画像である。
【図８】バンプボンダーによる位置補正方法を示す図解図である。
【図９】バンプボンダーにおける制御部を含む図解図である。
【図１０】バンプボンダーによる位置補正動作の説明図である。
【図１１】外観検査装置による外観検査動作の説明図である。
【図１２】従来のバンプのモニタの２値画像である。（従来例）
【符号の説明】
【００１１】
２  ウエハ
４  チップ
６  パッド
８  アライメントマーク
１０  バンプボンダー
１２  キャピラリ
１４  ホーン
１６  ボンディングヘッド
１８  トーチ
２０  認識カメラ
２０ａ  レンズ
３０  制御部
３２  照明切換部
３４  画像処理部
３６  位置補正信号部
３８  水平駆動機構制御部
４０  上下駆動機構制御部
４２  超音波付与部
４４  温度制御部
４６  搬送機構制御部
４８  ステージ温度制御部
５０  照明
５２  同軸落射照明（第２の照明）
５４  斜光照明（第1の照明）
６０  ステージ移動装置
６２，６４  ヒートステージ
６４ａ  鎖線
６６  移動テーブル
６８  ヒータ
７０  ＸＹテーブル
１００  ワイヤ
１０２ａ  ボール
１０４  バンプ
１０６  台座部
１０８  チャンファ痕部
１２０  ワイヤ挿通用ホール
１２２  チャンファ
【発明を実施するための形態】
【００１２】
この発明の一実施の形態であるボンディング装置のバンプボンダー１０は、例えば表面波フィルタ（ＳＡＷフィルタ）を形成するためのＬｉＴａＯ3（タンタル酸リチウム）やＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）等の焦電性を有する圧電体等の基板を構成するウエハ２に、ボンディングワイヤ１００によりワイヤバンプを形成するための装置である。
【００１３】
図１は、バンプボンダーの正面図解図であり、図２は、該バンプボンダーにより形成されたバンプの平面図解図である。
図１に示すように、バンプボンダー１０により打たれたバンプ１０４は、基板を構成するウエハ２の上に形成された台座部１０６と、台座部１０６の上に形成されたチャンファ痕部１０８とを有する。前記チャンファ痕部１０８は、円錐台状に形成されている。
【００１４】
また、図３は、バンプボンダーによるボンディング方法を示す正面図解図である。図４は、ステージ移動装置の構成図である。また、図５は、バンプボンダーにおける認識カメラとホーンの位置関係を示す平面図解図である。図６は、バンプボンダーにおいて用いられるチップの一例を示した図解図である。
【００１５】
図３、４に示すように、バンプボンダー１０は、ボンディングワイヤ１００を把持するクランパ（図示せず）と、先端にボンディングワイヤ１００が挿通されるキャピラリ１２を有するとともにボンディングワイヤ１００により形成されたボール１０２ａに超音波振動を印加するホーン１４を有するボンディングヘッド１６と、放電用のトーチ１８とを備えている。
そして、バンプボンダー１０には、ボンディングの結果を視覚認識する認識カメラ２０がステージ移動装置６０の上部に配設されている。認識カメラ２０は、認識画像を認識用モニタ（図示せず）に表示するとともにデータ処理をする制御部３０に認識信号を出力する。
【００１６】
ボンディングヘッド１６は、ホーン１４およびキャピラリ１２を上下させることによりボンディングワイヤ１００を、基板を構成するウエハ２に接近ないしは接触又は離脱させ、ウエハ２のパッド６上にバンプ１０４を形成する。なお、パッド６は、図６に示すように、例えば、チップ４上に複数設けられている。また、チップ４上には、アライメントマーク８も設けられている。ここで、チップ４において、パッド６の位置は、該アライメントマーク８を基準位置として設定される。
【００１７】
ボンディングヘッド１６は、連設されたＸＹテーブル７０によりＸＹ方向に移動する。
すなわち、ボンディングヘッド１６は、ホーン１４ののびる方向と交差するＸ方向と、ホーン１４ののびる方向であるＹ方向に移動する。
【００１８】
キャピラリ１２は、ホーン１４に取付けられ、ホーン１４の先端でボンディングワイヤ１００を案内する。
キャピラリ１２は、ワイヤボンディングをするためのワイヤ挿通用ホール１２０を有している。前記ワイヤ挿通用ホール１２０の先端に、少なくとも１個のチャンファ１２２が形成されている。
前記チャンファ１２２は、キャビラリ１２の先端の出口から奥に至るに従って径が小さくなる載頭円錐状に形成され、出口が底面視真円状に形成されている。
【００１９】
認識カメラ２０は、ウエハ２の表面に形成されたパッド６並びにバンプ１０４の台座部１０６及びキャピラリ形状が転写されたバンプ１０４のチャンファ痕部１０８を認識する。
【００２０】
バンプボンダー１０は、検査されるバンプ１０４及びウエハ２の表面に形成されたパッド６を照射する、照明５０を備える。
照明５０は、主として、パッド６及びバンプ１０４の台座部１０６を認識カメラ２０で認識させるための第２照明としての、同軸落射照明５２と、主として、バンプ１０４のチャンファ痕部１０８を認識カメラ２０で認識させるための第１照明としての、斜光照明５４とを備える。
【００２１】
同軸落射照明５２は、認識カメラ２０のレンズ２０ａの光軸に沿って真上から、対象物たるバンプ１０４及びパッド６に対して垂直に照明するように構成されている。同軸落射照明５２は、例えば、赤色系の高輝度ＬＥＤ又はハロゲンランプ光源を用いる。
斜光照明５４は、認識カメラ２０のレンズ２０ａの光軸と交差する方向、例えば認識カメラ２０とは半径方向に離れた位置に配置されている。斜光照明５４は、斜め上方から、下方に存在する対象物たるバンプ１０４、特に台座部１０６に対し直接光を照射するように構成されている。斜光照明５４は、例えば、白色バロンゲン光源を用いる。
斜光照明５４は、認識カメラ２０の周囲に環状の光源を備えている。斜光照明５４の環状の光源は、バンプ１０４と略々同一の距離を隔て、略々同一の角度で、台座部１０６の表面に斜め上方から光を照射するように構成されている。
【００２２】
図７は、認識カメラにより取得された２値画像であり、（Ａ）は、バンプ台座部１０６の画像の２値画像を示し、（Ｂ）は、チャンファ痕部１０８の画像の２値画像を示す。
【００２３】
同軸落射照明５２による真上からの光により、認識カメラ２０がパッド６からの反射光を受光する。これによりパッド６とバンプ１０４の台座部１０６との境界を判別することができる。しかし、バンプ１０４の台座部１０６とチャンファ痕部１０８の反射光は共に受光できず、図７（Ａ）に示すように、台座部１０６とチャンファ痕部１０８の境界を判別できない。そのため、斜光照明５４が必要である。
環状の光源を使って斜め上方から斜光照明５４を当てると、認識カメラ２０はバンプ１０４の台座部１０６からの反射光を受光する。しかし、認識カメラ２０は、チャンファ痕部１０８からの反射光を受光しないので、台座部１０６とチャンファ痕部１０８との境界を判別できる。
すなわち、照明５０は、同軸落射照明５２では、台座部１０６とチャンファ痕部１０８との区別がつかないため、図７（Ｂ）に示すように、斜光照明５４にて台座部１０６を明るくし、チャンファ痕部１０８を検出するように構成されている。
【００２４】
バンプボンダー１０は、図４に示すように、ステージ移動装置６０を備え、ステージ移動装置６０の駆動により、２台のヒートステージ６２、６４に載置されたウエハ２に対して、交互に、バンプ１０４を形成するように構成されている。
【００２５】
２台のヒートステージ６２、６４は、ステージ移動装置６０によって左右（Ｘ方向）に移動し、各ヒートステージ６２、６４が、バンプボンダー１０のボンディングヘッド１６の直下に位置するバンプ形成領域に交互に配置される。ボンディングヘッド１６は、ヒートステージ６２又はヒートステージ６４上に載置されたウエハ２に、バンプ１０４を形成する。ステージ移動装置６０の両側には、供給用のウエハマガジン（図示せず）と、収納用のウエハマガジン（図示せず）とが配置されている。
【００２６】
ウエハ２は、ステージ移動装置６０及びウエハマガジンに沿って移動する搬送装置（図示せず）によって搬送される。
【００２７】
ステージ移動装置６０は、左右（Ｘ方向）に移動する１台の移動テーブル６６の上に、ヒートステージ６２及びヒートステージ６４が固定されている。移動テーブル６６は、モータなどのアクチュエータ（図示せず）によって駆動され、左右の２位置間を移動する。ヒートステージ６２、６４は、移動テーブル６６の移動によって、一体的に移動する。
【００２８】
移動テーブル６６が図４において左側に位置するとき、ヒートステージ６２、６４は、実線で示したように、右側のヒートステージ６４がボンディングヘッド１６の直下に位置するバンプ形成領域に配置される。左側のヒートステージ６２は、バンプ形成領域以外の位置、すなわち退避領域に配置される。
【００２９】
移動テーブル６６が図４において右側に位置するとき、左側のヒートステージ６２は、ボンディングヘッド１６の直下に位置するバンプ形成領域に配置される。右側のヒートステージ６４は、２点鎖線６４ａで示したように、バンプ形成領域以外の位置、すなわち退避領域に配置される。
【００３０】
ヒートステージ６２、６４には、ヒータ６８が内蔵され、載置されたウエハ２を、バンプ１０４を形成する前に所定温度まで加熱する。
【００３１】
図９に示すように、ボンディング装置の制御部３０は、中央演算処理装置、記憶装置等を含む次のような構成を備え、ボンディングヘッド１６、認識カメラ２０、照明５０及びステージ移動装置６０を制御する。
【００３２】
照明切換部３２は、斜光照明５４により主としてチャンファ痕部１０８を認識カメラ２０で認識させるための第１の照明と、同軸落射照明５２により主としてパッド６及びバンプ１０４の台座部１０６を認識カメラ２０で認識させるための第２の照明との照射タイミングを切換える。
画像処理部３４は、パッド６、台座部１０６およびチャンファ痕部１０８のカメラ画像から、バンプ１０４の実際の形成位置及び外形（外観）を導出する。
【００３３】
制御部３０は、画像処理部３４により導出された実際のバンプ形成位置と、予め設定したバンプ形成位置とを比較して、次に実行するバンプ形成位置に関するボンディング座標データを演算する。位置補正信号部３６は、演算後のバンプ形成位置の信号を水平駆動機構制御部３８へ出力する。
【００３４】
水平駆動機構制御部３８は、位置補正信号部３６からバンプ形成位置の信号を受信し、ボンディングヘッド１６を含む水平駆動機構（例えばＸＹテーブル７０）を制御して、ボンディングヘッド１６を水平移動させるための信号を出力する。
【００３５】
上下駆動機構制御部４０は、ボンディングヘッド１６の上下動すなわち、ボンディングヘッド１６及びボンディングワイヤ１００をヒートステージ６２、６４のウエハ２に接近ないしは接触又は離脱させるための信号を出力する。
【００３６】
超音波付与部４２は、超音波伝導を伝達するホーン１４を制御する信号を出力する。
温度制御部４４は、ボンディングワイヤ１００を溶融させるトーチ１８等を制御するための信号を出力する。
【００３７】
搬送機構制御部４６は、ステージ移動装置６０及び搬送装置を作動させるための信号を出力する。
ステージ温度制御部４８は、ヒータ６８の温度を制御する信号を出力する。
【００３８】
次に、バンプ１０４を形成するためのボンディング作業について、主として図３、図４、図９及び図１０を参照して説明する。
ボンディングヘッド１６のキャビラリ１２は、制御部３０の水平駆動機構制御部３８からの信号により、パッド（電極部）６と対向する位置に移動する。ボンディングワイヤ１００は、キャピラリ１２を通じて、ボンディングの対象物たるチップ４に向けて送り出される。ボンディングワイヤ１００は、温度制御部４４からの信号に基づきトーチ１８からのスパーク電流によって先端部が溶かされ、表面張力により図３の（Ａ）に示すようなボール１０２ａが形成される。
【００３９】
形成されたボール１０２ａは、制御部３０からの信号により、熱圧着と超音波振動とによって、図３の（Ｂ）に示すようにパッド６上に接合される。
パッド６に接合されたボール１０２ａは、超音波付与部４２からの信号によりキャピラリ１２で超音波振動が与えられながら、キャピラリ１２の先端で押しつぶされて台座部１０６が形成される。
【００４０】
同時に前記台座部１０６の上に、台座部１０６に連続してチャンファ痕部１０８が形成される。チャンファ痕部１０８は、キャピラリ１２の開口部の形状（載頭円錐状）が転写された、円錐台状に形成される。チャンファ痕部１０８は、ボンディングヘッド１６の上昇駆動によりキャピラリ１２が離脱してもその痕跡を保持している。
【００４１】
次いで、ボンディングワイヤ１００を挟持したクランパおよびキャピラリ１２の更なる上動によってボンディングワイヤ１００が切断される。
このようにして、パッド６の上に形成された台座部１０６と、台座部１０６から３０μｍ〜４０μｍ程度の高さに突出したチャンファ痕部１０８とからなる、突出長約６０μｍ程度のバンプ１０４が形成される。
【００４２】
ボンディングワイヤ１００は、上記切断が所定位置で確実に行われるように、高ヤング率・低熱伝導率のものが用いられる。ボンディングワイヤ１００は、一般的には、銅、金等の断面円形の線状材が用いられる。
【００４３】
次に、バンプボンダー１０のバンプ形成位置の補正方法の実施の形態１について、位置補正の必要性も含めて説明する。図１０は、バンプボンダーによるバンプ形成位置の補正動作についての実施の形態１の説明図である。
【００４４】
１枚のウエハ２にバンプ１０４を打つ間にヒートステージ６２、６４の熱により、ホーン１４は、熱膨張によりＹ軸方向に伸びるとともにＸ軸方向にもずれる場合がある。
バンプボンダー１０内の制御部３０の記憶装置に入力されている認識カメラ２０とキャピラリ１２間の距離（座標）と、熱膨張後の実際の距離（座標）とは異なり、それが位置ずれとなる。
このように位置ずれが止むを得ず発生する場合があるので、定期的に位置補正する必要がある。
【００４５】
表１は、台座部１０６とチャンファ痕部１０８についての外形寸法および、パッド中心と外形中心のずれを示したデータである。表１に示すとおり、台座部１０６の外形寸法のＭａｘ−Ｍｉｎより、チャンファ痕部１０８の外形寸法のＭａｘ−Ｍｉｎの方が小さい。すなわち、台座部１０６の形状は、バンプ１０４の形成時にキャピラリ１２の荷重を受けて変形する箇所であるため、台座部１０６のＭａｘ−Ｍｉｎは比較的大きくなる。一方、チャンファ痕部１０８は、キャピラリ１２のチャンファ１２２の形状がそのまま転写される箇所であることから、形状の再現性が高いため、チャンファ痕部１０８のＭａｘ−Ｍｉｎは小さくなる。
また、パッド中心と外形中心のずれも、台座部１０６のＭａｘ−Ｍｉｎより、チャンファ痕部１０８のＭａｘ−Ｍｉｎの方が小さい。よって、台座部１０６よりチャンファ痕１０８の方が、バンプ形状として安定しているといえる。なお、ｎ数は６０である。
【００４６】
【表１】
2012165030.tif 000003
【００４７】
ここで、ウエハ２上にバンプ１０４を形成する位置に対応するパッド６の位置情報は、予め設定したバンプ形成位置の座標データ（以下、設計データという）として存在している。すなわち、該設計データをもとにして、ウエハ２上におけるバンプ形成位置が予め設定される。そして、該設計データは、例えば、位置データ記憶部に予め格納されている。
【００４８】
なお、ウエハ２の表面は、任意のブロックにより区画されている。そして、図８に示すように、各ブロックは、それぞれ、例えば、１２個のチップ４により構成されている。設計データは、１ブロックを構成する複数のチップのうち、代表的な、例えば、右下のチップ４にあるアライメントマーク８を基準位置とし、その基準位置に基づく各パッド６の位置座標として設定されている。
以下、そのバンプ１０４の形成位置の補正方法について、図１０に基づいて説明する。
【００４９】
まず、ステップＳ１において、制御部３０の位置データ記憶部に格納されている設計データに基づいて、ウエハ２上に、ボンディングヘッド１６及び認識カメラ２０が移動する。
【００５０】
次に、認識カメラ２０は、１ブロックの代表的なチップ４におけるアライメントマーク８に移動した後、ステップＳ２において、アライメントマーク８の位置を検出する。すなわち、ここで認識カメラ２０により検出されたアライメントマーク８の位置が、１ブロックに対する基準位置となる。
【００５１】
次に、ステップＳ３において、認識カメラ２０によるアライメントマーク８の位置の検出により基準位置が確認されて、予め位置データ記憶部に格納されている設計データに基づく制御部３０の水平駆動機構制御部３８の信号により、アライメントマーク８の位置を確定するために、ＸＹテーブル７０が作動する。
【００５２】
次に、設計データに基づく制御部３０の水平駆動機構制御部３８の信号により、予め設定したバンプ形成位置にボンディングヘッド１６を移動させる。
そして、ステップＳ４において、チップ４のパッド６上に、制御部３０の温度制御部４４の信号により、バンプボンダー１０のボンディングヘッド１６のキャピラリ１２でバンプ１０４が形成される（バンプ形成工程）。
このバンプ１０４の形成は、１ブロックを構成するチップ４（１２個）の全てのパッド６上で行う。
【００５３】
次に、ステップＳ５において、制御部３０の水平駆動機構制御部３８の信号によるＸＹテーブル７０の移動により認識カメラ２０の位置を水平移動させて、第１パッド６上に位置させる。
【００５４】
次に、ステップＳ６ないしステップＳ９において、認識カメラ２０によりバンプ１０４の形成位置及び形状が導出される。
認識カメラ２０によるバンプ１０４の認識は、図７（Ａ）に示すような、２値化法で映し出したバンプ１０４の台座部１０６の画像の認識と、図７（Ｂ）に示すような、チャンファ痕部１０８の画像の認識とがある。
【００５５】
バンプ１０４の形成位置及び形状を導出するためには、搭載された２種類の照明５０を切り替えて画像を取得する。
すなわち、前記第１の照明と第２の照明の照射タイミングを照明切換部３２により切換えることにより、第１の照明の斜光照明５４によりチャンファ痕部１０８を認識カメラ２０で認識させ、第２の照明の同軸落射照明５２によりバンプ１０４の台座部１０６及びパッド６を認識カメラ２０で認識させて行う。
【００５６】
そこで、制御部３０の画像処理部３４により、前記バンプ形成工程により形成されたバンプ１０４における、キャピラリ形状の転写されたチャンファ痕部１０８が認識される（チャンファ痕部認識工程）。
【００５７】
チャンファ痕部１０８の認識は、バンプボンダー１０のキャピラリ形状を転写されたバンプ１０４のチャンファ痕部１０８を、平面視したときの認識カメラ２０の画像から、画像処理部３４により２値化して行う。そして、画像処理部３４により２値化したチャンファ痕部１０８の画像から、チャンファ痕部１０８の外形及び中心を導出してバンプ１０４の形成位置及びバンプ１０４のセンターを求める（バンプ形成位置導出工程）。なお、チャンファ痕部１０８の中心は、例えば、チャンファ痕部１０８として得られた図形の重心として算出され、その重心の座標が、バンプ形成位置（センター）とみなされる。
【００５８】
次に、ステップＳ１０において、制御部３０により、実際のバンプ１０４の形成位置と、予め設定したバンプ形成位置とが比較され、実際のバンプ形成位置と、予め設定したバンプ形成位置とのずれ量が導出され、ずれの有無が確認される。
【００５９】
ずれが存在した場合は、ステップＳ１１において、導出された実際の座標データに基づき、設計データが修正され、次に実行するバンプ形成位置としてのボンディング座標データが、位置データ記憶部に格納される（形成位置補正工程）。そして、位置補正信号部３６は、格納されたボンディング座標データに基づくバンプ形成位置の信号を水平駆動機構制御部３８へ出力する。
【００６０】
そして、形成位置補正が終了すると、ステップＳ１２において、水平駆動機構制御部３８へ出力されたバンプ形成位置の信号に基づきボンディングヘッド１６が移動し、ウエハ２上の例えば、次に実行するバンプ形成位置として隣接するブロックのパッド６に自動でボンディングする動作に移行する。そして、該パッド６上に、順次ボンディングすることにより、バンプ１０４が形成される。
【００６１】
ここで、表２において、この実施の形態１にかかるバンプ１０４の形成位置の補正方法により補正を行った場合と補正を行わなかった場合の結果が示される。すなわち、表２は、補正を行った場合と補正を行わなかった場合における予め設定したバンプ形成位置と実際に形成したバンプ形成位置とのそれぞれ理想位置に対するずれ量の平均値を示している。表２によると、補正を行った場合と行わなかった場合とを比較したとき、Ｘ軸方向のずれ量の平均値、Ｙ軸方向のずれ量の平均値のいずれも改善されていることが確認された。従って、以上のように、フィードバック制御により、定期的に位置補正をすれば、ねらいの位置に正確にバンプを形成することができる（表２参照）。なお、表２におけるｎ数は、６０である。
【００６２】
【表２】
2012165030.tif 000004
【００６３】
なお、ウエハ２には複数のブロックが存在するが、どのブロックを用いて位置補正を実行するかは任意である。また、ブロック内のどのチップ４を用いて位置補正を実行するかも任意である。また、１つのブロックに含まれるチップ４の数も任意である。さらに、チップ４内のどのバンプ１０４を用いて位置補正を実行するかも任意である。位置補正のために検出するバンプ１０４は、１つでもよいし複数でもよい。
【００６４】
また、この実施の形態１にかかるバンプ形成位置の方法では、バンプ１０４の形成位置および形状を導出するために、ステップＳ６およびステップＳ７において、第１の照明の斜光照明５４によりチャンファ痕部１０８の画像が取得され、ステップＳ８およびステップＳ９において、第２の照明の同軸落射照明５２によりバンプ１０４の台座部１０６およびパッド６の画像が取得されたが、それぞれの画像の取得の順番は、これに限られるものではない。例えば、バンプ１０４の台座部１０６およびパッド６の画像が取得された後、チャンファ痕部１０８の画像が取得されてもよい。
また、バンプ形成位置を認識するだけでよいのであれば、チャンファ痕部１０８の画像のみが取得されればよいので、第１の照明の斜光照明５４のみを用いるだけでもよいことから、この場合、ステップＳ８およびステップＳ９は省略されてもよい。
さらに別の方法として、第２の照明の同軸落射照明５２を常時点灯し、バンプ形成位置を認識する必要があるか否かに応じて、第１の照明の斜光照明５４のみをＯＮ／ＯＦＦして切替させる方法でも構わない。
【００６５】
次に、バンプボンダー１０のバンプ形成位置の補正方法について、実施の形態２について説明する。実施の形態２にかかるバンプ形成位置の補正方法は、図１０において説明されるバンプ形成位置の補正動作の流れと同様である。したがって、実施の形態２におけるステップＳ１ないしステップＳ９、およびステップＳ１２の説明は、上述した実施の形態１において行った図１０の説明と重複するため省略する。しかしながら、上述した実施の形態１と比較したとき、図１０におけるステップＳ１０において行われるずれ量の導出方法、およびステップＳ１１において行われるバンプ形成位置の座標データの修正の方法が異なる。
【００６６】
実施の形態２にかかるバンプ形成位置の補正方法では、図１０のステップＳ１０において、制御部３０により、パッド６の位置とチャンファ痕部１０８の形成位置とが比較される。そして、パッド６の位置とチャンファ痕部１０８の形成位置とのずれ量が導出され、ずれの有無が確認される。この場合、ずれ量の導出は、例えば、パッド６の中心位置と、チャンファ痕部１０８の中心位置との差に基づいて行われる。
【００６７】
ずれが存在した場合は、ステップＳ１１において、導出されたデータに基づき、次に実行するバンプ形成位置としてのボンディング座標データが、位置データ記憶部に格納される（形成位置補正工程）。
【００６８】
実施の形態２にかかるバンプ形成位置の補正方法は、上述した実施の形態１にかかるバンプ形成位置の補正方法と同様の効果を奏するとともに、次の効果も奏する。すなわち、実施の形態２にかかるバンプ形成位置の補正は、バッド６の位置とチャンファ痕部１０８の形成位置とにより行われることから、実際の配線パターンに合致した位置にバンプ形成できる。
【００６９】
次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３は、バンプ形成位置の導出方法の一部を、バンプの外観検査装置として利用することとしたものである。
【００７０】
実施の形態３にかかるバンプの外観検査装置は、バンプ１０４の台座部１０６とキャピラリ形状が転写されたバンプ１０４のチャンファ痕部１０８とを認識する認識カメラ２０と、斜光照明５４によりチャンファ痕部１０８を、認識カメラ２０で認識させるための第１の照明と、同軸落射照明５２によりバンプ１０４の台座部１０６を、前記認識カメラ２０で認識させるための第２の照明と、バンプ１０４の台座部１０６およびチャンファ痕部１０８のカメラ画像から、バンプ１０４の外観を検査する画像処理部３４を有する制御部３０とを備えるバンプ１０４の外観検査装置である。
【００７１】
図１１は、外観検査装置による外観検査動作についての一実施の形態の説明図である。なお、図１１におけるステップＳ１ないしステップＳ５の説明は、図１０におけるステップＳ５ないしステップＳ９に対応している。そのため、図１１におけるステップ１ないしステップＳ５の説明は省略する。
【００７２】
図７に示すように、バンプ１０４の台座部１０６は、長円（または楕円）になったり、偏心（台座部１０６とチャンファ痕部１０８の中心がずれること）したり、異形となることがある。
そこで、実施の形態３にかかる外観検査装置は、図１１におけるステップＳ６において、例えば、ウエハ２上の全体に形成されたバンプ１０４における、台座部１０６とキャピラリ形状が転写されたチャンファ痕部１０８との偏心の有無を検査する。
あるいは、外観検査装置は、ステップＳ６において、予め定められている台座部１０６の仮想の平面視円形とボンディングされたバンプ１０４の台座部１０６の平面視円形との相違を検査するようにしてもよい。
【００７３】
ステップＳ６における偏心の検査の結果、偏心が存在せず、バンプ１０４の台座部１０６に外観の形状異常が認められなかったウエハ２（Ｇ品）は、ステップＳ７において、次の加工工程に進められる。
【００７４】
一方、ステップＳ６における偏心の検査の結果、偏心が存在することにより、バンプ１０４の台座部１０６に外観の形状異常が認められた場合は、ステップＳ８において、その形状異常のあるｎ番目のパッド６が存するＮ番目のチップ４を除去するための信号は、制御部３０に送られ、その情報を位置データ記憶部に蓄積される。そして、ステップＳ９（外観検査装置と異なる後工程で）において、ウエハ２から切り出されたチップ４を除去するようにする。すなわち、バンプ１０４の台座部１０６に外観の形状異常を含むウエハ２（ＮＧ品）は、必要に応じて、ウエハ２の一部または全体が排除される。
【００７５】
なお、図１１におけるステップＳ１ないしステップＳ９に示されるバンプ１０４の外観検査は、ウエハ２上の全体に形成されたバンプ１０４に対して行ってもよいし、ウエハ２上の全体に形成されたバンプ１０４のうちの一部に対して、抜き取り検査として行ってもよい。
【００７６】
このバンプ１０４の外観検査装置によれば、斜光照明５４により、チャンファ痕部１０８の認識を確実に行うことにより、台座部１０６とチャンファ痕部１０８との偏心の有無について検査することができるとともに、同軸落射照明５２により、台座部１０６の形状異常も把握することができる。
【００７７】
次に、バンプボンダーについて、さらに実施の形態４について説明する。実施の形態４では、ウエハ２上に対するバンプ１０４の形成が、例えば、ブロック単位で行われず、ウエハ２全体に対して行われる。
【００７８】
ウエハ２全体に対してバンプ１０４を形成したとき、バンプボンダー１０及びステージ移動装置６０の機差による位置ずれの存在が顕著にみられる場合がある。すなわち、ウエハ２上全体にバンプ１０４を形成し、各バンプ１０４の形成位置のずれ量をみると、表１及び図８において示すように、ＸＹステージの実際のＸ座標及びＸＹステージの実際のＹ座標にずれが生じる場合があり、微小領域内のＸ座標の位置決め誤差及び微小領域内のＹ座標の位置決め誤差が生じる場合がある。また、ＸＹテーブル７０は、Ｘ座標の位置決め誤差を生じる場合があり、ＸＹテーブル７０は、Ｙ座標の位置決め誤差を生じる場合がある。
【００７９】
実施の形態４にかかるバンプボンダー１０およびバンプ形成位置の補正方法によれば、ウエハ２全体にバンプ１０４を形成することにより、マッピングデータを作成し、次のウエハ２の実装位置の補正（フィードバック制御）を行うことができる。
【００８０】
なお、実施の形態４においても、ウエハ２上にバンプ１０４を形成するパッド６の位置情報は、予め設定したバンプ形成位置の座標データ（すなわち、設計データ）として存在している。実施の形態４における該設計データは、ウエハ２上全体におけるバンプ形成位置として予め設定される。そして、例えば、図１０におけるステップＳ６ないしステップＳ９に示す方法と同様の方法を用いて、ウエハ２上全体における全てのバンプ１０４に対して、認識カメラ２０によりバンプ１０４の形成位置および形状が導出される。
【００８１】
すなわち、例えば、１のバンプ１０４に対して、第１の照明の斜光照明５４によりチャンファ痕部１０８を認識カメラ２０で認識させ、第２の照明の同軸落射照明５２によりバンプ１０４の台座部１０６を認識カメラ２０で認識させる。
そして、前記第１の照明と第２の照明の照射タイミングを照明切換部３２により切換えて、実際のバンプ形成位置と、予め設定したバンプ形成位置とが比較され、実際のバンプ形成位置と、予め設定したバンプ形成位置とのずれ量が導出される。導出された実際の座標データに基づき、設計データが修正される。
【００８２】
そして、ウエハ２上全体における全てのバンプ１０４に対して、設計データの修正が実行されることにより、修正実行後の設計データが、次にボンディングするウエハ２全体のマッピングデータとして作成される。
【００８３】
実施の形態４にかかるバンプボンダー１０およびバンプ形成位置の補正方法によれば、ウエハ２全体にバンプ１０４を形成することによりマッピングデータを作成することが可能であることから、このマッピングデータを利用することで、ウエハ２全体における熱膨張以外の装置の軸走り精度など機械的な傾向のある精度も取得できるため、複数枚のウエハ２のバンプ位置の精度も向上させることを可能にする。
【図１】
2012165030.tif 000005
【図２】
2012165030.tif 000006
【図３】
2012165030.tif 000007
【図４】
2012165030.tif 000008
【図５】
2012165030.tif 000009
【図６】
2012165030.tif 000010
【図７】
2012165030.tif 000011
【図８】
2012165030.tif 000012
【図９】
2012165030.tif 000013
【図１０】
2012165030.tif 000014
【図１１】
2012165030.tif 000015
【図１２】
2012165030.tif 000016
【国際調査報告】
2012165030.tif 000017
2012165030.tif 000018
2012165030.tif 000019
2012165030.tif 000020