(57)【要約】【課題】半導体基板のボンディングパッド上に、バンプボールを一括圧着することができ、圧着工程の短縮、生産効率の向上を図ることが可能なバンプボール圧着装置を提供する。【解決手段】バンプボールを整列する整列プレート３１と、バンプボールが圧着されるウエハを載置する圧着テーブル３２と、バンプボールをウエハのボンディングパッド上に圧着する圧着プレート４２と、整列プレート３１をＹ軸方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能なＹ軸移動機構３５と、整列プレート３１をＸ軸方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能なＸ軸移動機構３６と、圧着テーブル３２をＹ軸方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能な第２のＹ軸移動機構３７とを備えてなることを特徴とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバンプボールを整列するための整列具と、該整列具の下方に配置され前記バンプボールが圧着される板状試料を載置するための試料台と、前記整列具の上方に配置され前記バンプボールを前記板状試料に圧着するための圧着機構と、前記整列具及び前記試料台の下方に配置され前記整列具を平面上の互いに直交する２方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能な第１の移動機構とを備えてなるバンプボール圧着装置において、
前記試料台の下方に、該試料台を前記２方向のうちの少なくとも１方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能な第２の移動機構を備えてなることを特徴とするバンプボール圧着装置。
【請求項２】
前記第２の移動機構は、前記第１の移動機構上に固定されてなることを特徴とする請求項１記載のバンプボール圧着装置。
【請求項３】
前記整列具に前記バンプボールを供給するための供給手段を備えてなることを特徴とする請求項１または２記載のバンプボール圧着装置。
【請求項４】
複数の前記バンプボールが前記整列具に整列されたことを検知するための検知手段を備えてなることを特徴とする請求項１、２または３記載のバンプボール圧着装置。
【請求項５】
前記整列具を自動的に交換する整列具交換手段を備えてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載のバンプボール圧着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンプボール圧着装置に関し、特に、シリコン基板等の半導体基板上に形成された半導体装置のボンディングパッド上に、バンプボールを一括圧着する際に用いて好適なバンプボール圧着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の半導体装置の製造工程においては、シリコンウエハ等の半導体基板の上に形成された半導体装置のパッド上にバンプボールを一括形成する装置として、バンプボール圧着装置が用いられている。
このバンプボール圧着装置は、吸着口に多数のバンプボールが吸着される整列プレート（整列具）と、この整列プレートの下方に配置され多数のボンディングパッドが形成されたシリコンウエハを載置する圧着テーブル（試料台）と、前記整列プレート上方に配置され整列プレートに吸着された多数のバンプボールをシリコンウエハのボンディングパッドに圧着させる圧着機構とを備えたもので、このバンプボール圧着装置については、これまでにも様々な装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−８２７４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のバンプボール圧着装置は、圧着テーブル上に載置されたシリコンウエハ上の数万から数十万個のボンディングパッドに、整列プレートに吸着された同数のバンプボールを圧着させるものであるが、圧着テーブルが整列プレートと干渉するために、シリコンウエハのボンディングパッド上にバンプボールを一括圧着することができないという問題点があった。そこで、シリコンウエハ上を複数の小ブロックに区画し、各小ブロック毎にバンプボールを圧着する方法が取られているが、この方法では、バンプの高さにばらつきが生じ易いという問題点があった。また、各小ブロック毎にバンプボールを圧着するために、圧着工程に要する時間が長くなり、生産効率が低下するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、シリコン基板等の半導体基板上に形成された半導体装置のボンディングパッド上に、バンプボールを一括圧着することができ、圧着工程の短縮、生産効率の向上を図ることが可能なバンプボール圧着装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次の様なバンプボール圧着装置を提供した。
すなわち、本発明の請求項１記載のバンプボール圧着装置は、複数のバンプボールを整列するための整列具と、該整列具の下方に配置され前記バンプボールが圧着される板状試料を載置するための試料台と、前記整列具の上方に配置され前記バンプボールを前記板状試料に圧着するための圧着機構と、前記整列具及び前記試料台の下方に配置され前記整列具を平面上の互いに直交する２方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能な第１の移動機構とを備えてなるバンプボール圧着装置において、前記試料台の下方に、該試料台を前記２方向のうちの少なくとも１方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能な第２の移動機構を備えてなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載のバンプボール圧着装置は、請求項１記載のバンプボール圧着装置において、前記第２の移動機構は、前記第１の移動機構上に固定されてなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載のバンプボール圧着装置は、請求項１または２記載のバンプボール圧着装置において、前記整列具に前記バンプボールを供給するための供給手段を備えてなることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載のバンプボール圧着装置は、請求項１、２または３記載のバンプボール圧着装置において、複数の前記バンプボールが前記整列具に整列されたことを検知するための検知手段を備えてなることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載のバンプボール圧着装置は、請求項１ないし４のいずれか１項記載のバンプボール圧着装置において、前記整列具を自動的に交換する整列具交換手段を備えてなることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のバンプボール圧着装置の一実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１は本実施形態のバンプボール圧着装置の全体構成を示す平面図であり、図において、符号１はカセットセットユニット、２はウエハ搬送ユニット、３はバンプボール圧着テーブルユニット、４はバンプボール圧着形成ユニット（圧着機構）、５はアライメントユニット、６はバンプボール送り出しユニット（供給手段）、７はバンプボール整列プレート自動交換ユニット（整列具交換手段）、８はバンプボール整列プレート収納庫である。
【００１２】
カセットセットユニット１は、シリコンウエハ等の半導体ウエハ（板状試料）を複数葉収納するウエハカセットを支持・昇降させるエレベータ機能を有するもので、図２に示すように、直方体状に枠組されたフレーム１１と、フレーム１１中央部に立設された支柱１２と、この支柱１２に沿って上下方向（Ｚ軸方向）移動自在かつ所定の位置に固定可能なウエハカセット載置用のテーブル１３と、テーブル１３を下降させることでカセットを下降させた際にカセット内のウエハの配列及び枚数を検知する投下式センサ１４と、テーブル１３及び投下式センサ１４を含むカセットセットユニット１全体の動作を制御する制御部１５とにより構成されている。
【００１３】
ウエハ搬送ユニット２は、カセットセットユニット１とバンプボール圧着テーブルユニット３との間でウエハを移動させるもので、図３に示すように、旋回基台２１と、この旋回基台２１上に設けられ垂直軸２２の周りに回転させる旋回機構２４と、旋回フレーム２３に設けられウエハを吸着保持するとともに垂直軸の周りに回転可能なセンターチャックテーブル２５と、一対のウエハ移送用専用アームであるウエハを吸着保持した状態で搬送する搬送用アーム２６及びウエハを回収する回収用アーム２７と、ウエハのノッチまたはオリフラを検出するための検出センサ２８とにより構成されている。
【００１４】
バンプボール圧着テーブルユニット３は、平面上に整列された複数個のバンプボールをウエハの各ボンディングパッド上に配置するためのもので、図４に示すように、複数のバンプボールを整列するための整列穴が多数形成された整列プレート（整列具）３１と、この整列プレート３１の下方に配置されバンプボールが圧着されるウエハを載置するためのウエハ受け渡し用３ピン（図示せず）が上面に設けられた圧着テーブル（試料台）３２と、圧着テーブル３２を垂直軸の周りに回転させるθ軸可動機構３３と、圧着テーブル３２を垂直軸により上下動させるＺ軸可動機構３４と、整列プレート３１をＹ軸方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能なＹ軸移動機構３５と、整列プレート３１をＸ軸方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能なＸ軸移動機構３６と、圧着テーブル３２をＹ軸方向（２方向のうちの少なくとも１方向）に移動可能かつ所定の位置に固定可能な第２のＹ軸移動機構３７とにより構成されている。
【００１５】
このバンプボール圧着テーブルユニット３には、整列プレート３１の整列穴全てにバンプボールが埋め込まれたことを検知するための検知手段（図示せず）が設けられている。この検知手段は、整列穴全てにバンプボールが埋め込まれたことを検知できるものであればよく、例えば、画像認識技術を用いた高感度カメラ、あるいは半導体レーザ（発光素子）とホトダイオード（受光素子）を用いた検知システム等が好適に用いられる。
【００１６】
Ｙ軸移動機構３５は、水平に設置されたテーブル３８上に設けられたもので、Ｙ軸に沿って配置された一対の長尺のガイド３５ａ、３５ａと、ボールスクリュー及びパルスモータを備えたＹ軸可動機構３５ｂと、Ｙ軸可動機構３５ｂによりＹ軸方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能な天板３５ｃとにより構成されている。
【００１７】
Ｘ軸移動機構３６は、Ｙ軸移動機構３５上に一体に設けられたもので、天板３５ｃ上に設けられＸ軸に沿う一対の長尺のガイド３６ａ、３６ａと、ボールスクリュー及びパルスモータを備えたＸ軸可動機構３６ｂと、Ｘ軸可動機構３６ｂによりＸ軸方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能な天板３６ｃとにより構成されている。この天板３６ｃ上の周縁部には、整列プレート３１支持用の支柱３９、３９、…が立設され、これら支柱３９、３９、…上端部に整列プレート３１が固定されている。
【００１８】
第２のＹ軸移動機構３７は、Ｘ軸移動機構３６上に一体に設けられて圧着テーブル３２をＹ軸方向に微少移動させるもので、天板３６ｃ上に設けられＹ軸に沿う一対の長尺のガイド３７ａ、３７ａと、ボールスクリュー及びパルスモータを備えた第２のＹ軸可動機構３７ｂと、第２のＹ軸可動機構３７ｂによりＹ軸方向に微少移動可能かつ所定の位置に固定可能な天板３７ｃとにより構成されている。この天板３７ｃには、上述した圧着テーブル３２、θ軸可動機構３３及びＺ軸可動機構３４が設けられている。
【００１９】
このように、Ｘ軸移動機構３６の天板３６ｃに支柱３９、３９、…を介して整列プレート３１が固定される一方、第２のＹ軸移動機構３７の天板３７ｃに圧着テーブル３２、θ軸可動機構３３及びＺ軸可動機構３４が設けられているので、整列プレート３１の上面位置及び下面位置が変化することなく、常に一定の位置を確保することが可能である。したがって、この位置を絶対位置とすることにより、第２のＹ軸移動機構３７上の圧着テーブル３２が整列プレート３１の下方をＹ軸方向に自在に移動することが可能になる。
その結果、ウエハを載置した圧着テーブル３２は、整列プレート３１に干渉されることが無くなる。
【００２０】
バンプボール圧着形成ユニット４は、図４に示すように、垂直に立設された側板４１と、この側板４１の前方に水平に配置され加熱用のヒータが内蔵された圧着プレート４２と、圧着プレート４２上面に設けられた超音波発振器４３と、側板４１の前面に設けられて圧着プレート４２を支柱４４ａを介して垂直方向（Ｚ軸方向）に移動可能なＺ軸可動機構４４と、Ｚ軸可動機構４４の両側に設けられ圧着プレート４２に補助的な加圧を行うための加圧補助用エアシリンダ４５、４５とにより構成されている。
【００２１】
そして、図１及び図５に示すように、バンプボール圧着テーブルユニット３の支柱等（図示せず）にバンプボール圧着形成ユニット４を取り付け、バンプボール圧着テーブルユニット３の整列プレート３１を移動して位置合わせを行い、Ｚ軸可動機構４４により圧着プレート４２を押下させ、加圧と同時に加熱することにより、整列プレート３１に整列されたバンプボールをウエハ上面に圧着するようになっている。
【００２２】
アライメントユニット５は、圧着テーブル３２上に載置されたウエハ上のボンディングパッドと整列プレート３１に整列されたバンプボールとの位置及び方向を正確に調整するためのもので、低倍率用カメラと高倍率用カメラを搭載したものである。これらのカメラを用いてウエハ上のボンディングパッドと整列プレート３１に整列されたバンプボールとの位置及び方向を正確に検出する操作、及び上述したθ軸可動機構３３及びＺ軸可動機構３４を駆動させる操作により、正確な位置合わせを行うようになっている。
【００２３】
バンプボール送り出しユニット６は、図６に示すように、箱状体からなるバンプボール収納庫６１と、このバンプボール収納庫６１内に傾斜した状態で配置される一対の選別プレート６２、６３と、バンプボール収納庫６１の側面に設けられて選別プレート６２、６３により選別されたバンプボールを一旦収納し間欠的に送り出す送出部６４と、送出部６４から送り出されるバンプボールを整列プレート３１上に投入するためのバンプボール投入バー６５及びエアー吹き出しバー６６と、これらバンプボール投入バー６５及びエアー吹き出しバー６６を個々に一軸方向（バンプボール収納庫６１の長手方向に沿う方向）に移動可能かつ所定の位置に固定可能とするための水平可動機構６７とにより構成されている。
【００２４】
選別プレート６２は、選別すべきバンプボールの外径の上限値を決定する矩形板状のもので、上限値以下の外径を有するバンプボールを通過させるために、上限値を越える径の選別用穴６２ａが多数個、不規則に形成されている。この選別用穴６２ａの径は、例えば、５０μｍのバンプ径（Ｄ）に対して＋５μｍ等である。
この選別プレート６２は、水平面に対して傾斜角が１〜３°になるように配置されている。
【００２５】
選別プレート６３は、上記の選別プレート６２の下方に配置されて選別プレート６２を通過したバンプボールの外径の下限値を決定する矩形板状のもので、下限値未満の外径を有するバンプボールを通過させるために、下限値未満の径の選別用穴６３ａが多数個、不規則に形成されている。この選別用穴６３ａの径は、例えば、５０μｍのバンプ径（Ｄ）に対して−５μｍ等である。
この選別プレート６３は、選別プレート６２と逆方向に傾斜するように、かつ水平面に対する傾斜角が１〜３°になるように配置されている。
【００２６】
送出部６４は、バンプボール収納庫６１より小さい箱状体の底面に上述したバンプボール投入バー６５が接続され、このバンプボール投入バー６５の開口にバンプボール投入バー６５開閉用のシャッター６８が取り付けられ、このシャッター６８はシャッター開閉用エアシリンダ６９により開閉自在とされている。
このバンプボール送り出しユニット６では、水平可動機構６７によりバンプボール投入バー６５及びエアー吹き出しバー６６を移動させるとともに、シャッター開閉用エアシリンダ６９によりシャッター６８を開閉することにより、選別されたバンプボールを整列プレート３１上に投入・整列するようになっている。
【００２７】
このバンプボール収納庫６１、あるいはバンプボール投入バー６５の先端部等に、静電気によるバンプボール同士の付着を防止するために、イオナイザー等の静電気帯電防止手段を設けることとしてもよい。このような静電気帯電防止手段を設けることにより、バンプボールに静電気が帯電するのを防止することが可能になり、バンプボール同士の付着を防止することができる。
【００２８】
バンプボール整列プレート自動交換ユニット７は、整列プレート３１を自動的に交換することにより、整列プレート３１の交換時に生じる取り付け精度不備を防止するためのもので、図８に示すように、矩形状の整列プレート支持用の整列プレートフレーム７１と、この整列プレートフレーム７１上に重ねられて該整列プレートフレーム７１と同形状の整列プレートフレーム７２と、重ね合わせた整列プレートフレーム７１、７２と共に、水平に配置された整列プレート３１を外側から挟み固定する複数個の整列プレートクランプユニット７３（この場合、４個）と、これら整列プレートクランプユニット７３、７３、…を保持しＺ軸方向（上下方向）に移動可能かつ所定の位置に固定可能なＺ軸可動機構７４とにより構成されている。
【００２９】
整列プレートフレーム７１の四隅には、図９に示すように、後述する取付金具８１を挿通する穴７５が形成され、整列プレートフレーム７２の四隅の前記穴７５に対応する位置には、円筒状の取り外し金具７６が設けられている。この取り外し金具７６の穴７６ａの径は取付金具８１の最大径より小さい径とされている。
一方、整列プレートフレーム７１の真下には、バンプボール圧着テーブルユニット３のＸ軸移動機構３６によりＸ軸方向に移動可能とされた整列プレート３１設置用の設置台７７が配置されている。
【００３０】
この設置台７７は、前記整列プレートフレーム７１、７２と略同形状の矩形状のフレーム７８と、このフレーム７８を支持する複数本の支柱７９（この場合、４本）とを備えたもので、このフレーム７８の上面には、フレーム７１、７２を取り付ける際の位置合わせ用のピン８０、８０が設けられ、四隅には取付金具８１が設けられている。
この取付金具８１は、外形が円錐台状（断面が逆扇型）の金具本体８２に垂直方向の切り込み８３が形成され、この金具本体８２の下端には同軸的に軸が設けられ、この軸にはワッシャ８４及びスプリング８５が取り付けられている。
【００３１】
このフレーム７８に前記フレーム７１、７２を取り付ける場合には、取付金具８１の金具本体８２を穴７５に挿通させ、ワッシャ８４及びスプリング８５によりフレーム７１、７２を保持することにより、取り付けることができる。
また、フレーム７８から前記フレーム７１、７２を取り外す場合、取り外し金具７６を用いて、取付金具８１の金具本体８２を上方から押圧することにより縮径させ、この金具本体８２を穴７５から抜き取ることにより、取り外すことができる。なお、バンプボール整列プレート収納庫８の設置台も、この設置台７７と同様の仕様とされている。
【００３２】
このバンプボール整列プレート自動交換ユニット７では、バンプボール整列プレート収納庫８に各品種毎の整列プレート３１を常時収納しておき、圧着テーブル３２に載置されるウエハの種類、１チップ当たりのボンディングパッドの数及び配置に対応した整列プレート３１を自動的に選択し、バンプボール圧着テーブルユニット３の所定位置に固定されている不要となった整列プレート３１を取り外すとともに、必要な整列プレート３１をバンプボール整列プレート収納庫８より取り出し、バンプボール圧着テーブルユニット３の所定位置に固定するようになっている。
【００３３】
次に、このバンプボール圧着装置の動作について説明する。
予め、カセットセットユニット１の制御部１５を作動させてテーブル１３を最上部の位置に移動しておく。
ここで、テーブル１３にバンプ付けウエハが複数葉収納されたウエハカセットを載置（セット）すると、制御部１５が作動してテーブル１３を下降させる。これにより、載置されたウエハカセットも下降する。この間に、投下式センサ１４によりウエハカセット内のウエハの配列及び枚数を検知し、その後、再度テーブル１３を上昇させ、ウエハカセットに収納された最下段のウエハが所定の位置になるようにテーブル１３を停止させる。
【００３４】
次いで、ウエハ搬送ユニット２を作動させ、搬送用アーム２６によりウエハカセット内の所望のウエハを吸着保持し、このウエハをウエハカセットから引き出し、センターチャックテーブル２５上に搬送する。次いで、このセンターチャックテーブル２５を上昇させて搬送用アーム２６に吸着保持されたウエハを吸着保持する。次いで、このウエハを回転すると同時に検出センサ２８によりウエハのノッチまたはオリフラ位置を検出し、このノッチまたはオリフラ位置を所定の位置に合わせる。
【００３５】
この間に、バンプボール圧着テーブルユニット３の圧着テーブル３２をウエハ受け渡し位置に移動させて待機させておく。
次いで、センターチャックテーブル２５を下降させて搬送用アーム２６によりウエハを吸着保持し、このウエハを、ウエハ受け渡し位置に待機している圧着テーブル３２上に搬送し、この圧着テーブル３２上に載置する。
【００３６】
次いで、圧着テーブル３２上に載置されたウエハのθ方向の調整を行う。
まず、ウエハが載置された圧着テーブル３２をアライメントユニット５の真下に移動し、低倍率用カメラと高倍率用カメラを用いてウエハのθ方向の調整を行う。このとき、バンプボール圧着テーブルユニット３のＺ軸可動機構３４を作動させてウエハをＺ方向に移動させ、ウエハの焦点を調整する。また、θ軸可動機構３３を作動させてウエハを回転させ、ウエハのθ方向を調整する。この場合、圧着テーブル３２の表面を基準としてウエハの焦点位置を測定することにより、ウエハの厚みを求めることが可能である。
【００３７】
このθ方向調整後、この圧着テーブル３２を基準位置に戻した後、整列プレート３１の真下に移動させ、この圧着テーブル３２の上面と整列プレート３１の下面との間隔が５〜１０μｍになるように、この圧着テーブル３２を上昇させる。
その後、この圧着テーブル３２を再度、アライメントユニット５の真下に移動させ、整列プレート３１の整列穴の位置とウエハ上のボンディングパッドの位置との間の位置微調整を行う。
【００３８】
この位置微調整後、整列プレート３１を所定位置に移動させ、待機させる。
次いで、バンプボール送り出しユニット６を用いて、待機している整列プレート３１上に選別プレート６２、６３により選別されたバンプボールを投入し、整列プレート３１の整列穴各々にバンプボールを送り込む。
ここで、バンプボールの選別方法について説明する。
まず、用いるバンプボールの外径の規格値に合った一対の選別プレート６２、６３を選択する。例えば、５０μｍのバンプ径（Ｄ）のバンプボールを用いる場合、選別プレート６２の選別用穴６２ａの径は５５μｍ、選別プレート６３の選別用穴６３ａの径は４５μｍである。
【００３９】
次いで、これらの選別プレート６２、６３各々の傾斜角が１〜３°となるように、かつ同一方向の傾斜とならないように、バンプボール収納庫６１内に配置する。
ここで、バンプボール収納庫６１にバンプボールを投入すると、バンプボールは、選別プレート６２、６３各々における傾斜角及びバンプボール自体の自重により、選別プレート６２、６３各々の上を転がり落ちる間に所望のバンプ径の範囲内になるように選別される一方、選別プレート６２上及び選別プレート６２下には規格外のバンプボールが残ることとなる。
【００４０】
選別プレート６２、６３により選別されたバンプボールは、送出部６４のシャッター開閉用エアシリンダ６９を作動させシャッター６８を間欠的に開閉させることにより、バンプボール投入バー６５より整列プレート３１上に投入・整列される。その後、この整列プレート３１を圧着テーブル３２毎チップブロック（図示せず）に移動させ、検知手段を用いて、整列プレート３１の整列穴全てにバンプボールが埋め込まれたことを確認する。
【００４１】
次いで、これら整列プレート３１及び圧着テーブル３２を、バンプボール圧着形成ユニット４の圧着プレート４２の真下に移動させ、圧着プレート４２をＺ軸可動機構４４及び加圧補助用エアシリンダ４５、４５により整列プレート３１の上面まで下降させ、加圧することにより、バンプボールをボンディングパッド上に圧着させる。
【００４２】
この圧着プレート４２が上下方向に可動可能な距離は、例えば、整列プレート３１の下面と圧着プレート４２の上面との間の絶対距離を２０００μｍと設定した場合に、ウエハのアライメント時にウエハの焦点位置の測定値により求められたウエハの厚みが、例えば、７２５μｍであった場合には、「絶対距離」−「ウエハ厚み」、すなわち２０００−７２５＝１２７５μｍが圧着プレート４２の下面と整列プレート３１の上面との距離となり、この１２７５μｍが圧着プレート４２が上下方向に可動可能な距離となる。
【００４３】
一方、整列プレート３１の整列穴と圧着テーブル３２上のウエハのボンディングパッドとの位置合わせを行うためには、この整列プレート３１と圧着テーブル３２との間に５〜１０μｍの隙間が必要になる。これを考慮すると、圧着プレート４２が上下方向に可動可能な距離は１２６５〜１２７０μｍとなる。
これにより、整列プレート３１と圧着テーブル３２上のウエハが接触することなく、位置微調整を行うことができる。
【００４４】
圧着プレート４２により加圧する際に、例えば、バンプボールの最大径を５０μｍ、整列プレート３１の厚みを２５〜３０μｍとした場合、バンプボールの最大径と整列プレート３１の厚みとの差が２０〜２５μｍとなる。一方、圧着テーブル３２の上面は、整列プレート３１の下面より５〜１０μｍ下方にあるから、圧着プレート４２の下降の際に下方に向かう加圧力はバンプボールに最大限加わることとなり、このバンプボールに加わる圧力によりウエハにストレスが加わることとなる。このウエハへのストレスを緩和するためには、圧着テーブル３２を再度、５〜１０μｍ下降させる必要がある。
【００４５】
バンプボール圧着後、圧着テーブル３２を原点位置に下降させるとともに、圧着プレート４２を原点位置に上昇させる。
この圧着テーブル３２は、下降後、整列プレート３１から移動し、ウエハ受け渡しを行うために所定位置に戻り、ウエハ吸着保持を解除する。その後、さらに圧着テーブル３２を下降させるか、あるいはウエハ受け渡し用３ピンを上昇させ、回収用アーム２７にてウエハを回収すると同時に、次に処理するウエハを搬送用アーム２６により搬送し、ウエハ受け渡し用３ピン上に載置し、バンプボールの圧着を繰り返す。
【００４６】
上記の作業が終了した後、整列プレート３１を交換する必要が生じた場合、ウエハの種類、１チップ当たりのボンディングパッドの数及び配置に対応した整列プレート３１を自動的に選択し、この整列プレート３１をバンプボール整列プレート収納庫８から取り出し、Ｚ軸可動機構７４を可動させて整列プレートクランプユニット７３、７３、…により固定された整列プレートフレーム７１、７２を下降させる。
【００４７】
その後、整列プレートフレーム７１の四隅に設けられたマイクロスイッチ（図示せず）により、整列プレート３１のフレーム上面を感知し、Ｚ軸可動機構７４の下降を停止させると共に、整列プレート３１及び整列プレートフレーム７１、７２を整列プレートクランプユニット７３、７３、…によりクランプし、再度Ｚ軸可動機構７４を可動させて整列プレートクランプユニット７３、７３、…により固定された整列プレートフレーム７１、７２及び整列プレート３１を上昇させ、待機させる。
【００４８】
その後、整列プレートフレーム７１の真下に、バンプボール圧着テーブルユニット３のＸ軸移動機構３６を可動させて設置台７７を移動させる。
この設置台７７の移動終了後、再度Ｚ軸可動機構７４を可動させて整列プレートクランプユニット７３、７３、…により固定された整列プレートフレーム７１、７２及び整列プレート３１を下降させ、設置台７７に整列プレート３１を設置する。ここでは、設置台７７と整列プレートフレーム７１、７２との位置合わせは、ピン８０、８０により行う。
その後、再びＺ軸可動機構７４を可動させて整列プレートフレーム７１、７２を上昇させ、所定位置に待機させる。
【００４９】
以上詳細に説明したように、本実施形態のバンプボール圧着装置によれば、整列プレート３１を平面上の互いに直交するＹ軸方向及びＸ軸方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能なＹ軸移動機構３５及びＸ軸移動機構３６と、圧着テーブル３２をＹ軸方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能な第２のＹ軸移動機構３７とを備えたので、整列プレート３１を固定したまま圧着テーブル３２を可動することができ、整列プレート３１の整列穴と圧着テーブル３２上のウエハのボンディングパッドとの位置合わせを容易に行うことができ、整列プレート３１と圧着テーブル３２との間の調整を容易に行うことができる。したがって、ウエハを載置した圧着テーブル３２は、整列プレート３１に干渉されることが無くなり、バンプボールの一括圧着をボンディングパッド数に影響されずに行うことができる。
【００５０】
また、第２のＹ軸移動機構３７をＸ軸移動機構３６上に一体に設けたので、Ｘ軸移動機構３６に固定された整列プレート３１と、第２のＹ軸移動機構３７に固定された圧着テーブル３２とは、常に一定の位置を確保することができる。したがって、この位置を絶対位置とすることにより、第２のＹ軸移動機構３７上の圧着テーブル３２を整列プレート３１の下方をＹ軸方向に自在に移動することができ、その結果、ウエハを載置した圧着テーブル３２を、整列プレート３１に干渉されることなく移動させることができる。
【００５１】
また、バンプボール整列プレート自動交換ユニット７を用いて、整列プレート３１を自動的に交換することとしたので、整列プレート３１の交換時に生じる取り付け精度不備を防止することができ、整列プレート３１の上面精度を向上させることができる。
【００５２】
以上、本発明のバンプボール圧着装置の一実施形態について図面に基づき説明してきたが、具体的な構成は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計の変更等が可能である。
例えば、上記の実施形態においては、圧着テーブル３２をＹ軸方向に移動可能とするために第２のＹ軸移動機構３７を設けた構成としたが、この第２のＹ軸移動機構３７は、圧着テーブル３２を平面上の一方向に移動させる機構であればよく、この第２のＹ軸移動機構の替わりに第２のＸ軸移動機構としてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明のバンプボール圧着装置によれば、複数のバンプボールを整列するための整列具と、該整列具の下方に配置され前記バンプボールが圧着される板状試料を載置するための試料台と、前記整列具の上方に配置され前記バンプボールを前記板状試料に圧着するための圧着機構と、前記整列具及び前記試料台の下方に配置され前記整列具を平面上の互いに直交する２方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能な第１の移動機構とを備え、前記試料台の下方に、該試料台を前記２方向のうちの少なくとも１方向に移動可能かつ所定の位置に固定可能な第２の移動機構を備えたので、整列具を固定したまま試料台を可動することができ、整列具に整列されたバンプボールと試料台上の板状試料のバンプボール圧着位置との位置合わせを容易に行うことができ、整列具と試料台との間の調整を容易に行うことができる。したがって、板状試料を載置した試料台と整列具との干渉が無くなり、バンプボールの一括圧着を容易に行うことができる。
【００５４】
また、前記第２の移動機構を前記第１の移動機構上に固定することにより、第１の移動機構に固定された整列具と、第２の移動機構に固定された試料台との間の距離を常に一定に保持することができる。したがって、この位置を絶対位置とすることにより、第２の移動機構上の試料台を整列具に関係なく自在に移動することができ、その結果、試料台を、整列具に干渉されることなく移動させることができる。
【００５５】
また、整列具を自動的に交換する整列具交換手段を備えたことにより、必要な整列具を必要に応じて適宜、自動的に交換することができ、整列具の交換時に生じる取り付け精度不備を防止することができ、整列具の上面精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のバンプボール圧着装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態のバンプボール圧着装置のカセットセットユニットを示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態のバンプボール圧着装置のウエハ搬送ユニットを示す正面図である。
【図４】本発明の一実施形態のバンプボール圧着装置のバンプボール圧着テーブルユニット及びバンプボール圧着形成ユニットを示す分解斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態のバンプボール圧着装置のバンプボール圧着テーブルユニット及びバンプボール圧着形成ユニットの組立後の状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態のバンプボール圧着装置のバンプボール送り出しユニットを示す一部破断斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態のバンプボール圧着装置のバンプボール送り出しユニットの送出部を示す一部破断斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態のバンプボール圧着装置のバンプボール整列プレート自動交換ユニットを示す斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態のバンプボール圧着装置のバンプボール整列プレート自動交換ユニットの整列プレートフレームを示す斜視図である。
【符号の説明】
１  カセットセットユニット
２  ウエハ搬送ユニット
３  バンプボール圧着テーブルユニット
４  バンプボール圧着形成ユニット
５  アライメントユニット
６  バンプボール送り出しユニット
７  バンプボール整列プレート自動交換ユニット
８  バンプボール整列プレート収納庫
１３  テーブル
１４  投下式センサ
２１  旋回基台
２２  垂直軸
２３  旋回フレーム
２４  旋回機構
２５  センターチャックテーブル
２６  搬送用アーム
２７  回収用アーム
２８  検出センサ
３１  整列プレート（整列具）
３２  圧着テーブル（試料台）
３３  θ軸可動機構
３４  Ｚ軸可動機構
３５  Ｙ軸移動機構
３６  Ｘ軸移動機構
３７  第２のＹ軸移動機構
４２  圧着プレート
４３  超音波発振器
４４  Ｚ軸可動機構
４５  加圧補助用エアシリンダ
６１  バンプボール収納庫
６２、６３  選別プレート
６２ａ、６３ａ  選別用穴
６４  送出部
６５  バンプボール投入バー
６６  エアー吹き出しバー
６７  水平可動機構
６８  シャッター
６９  エアシリンダ
７１、７２  整列プレートフレーム
７３  整列プレートクランプユニット
７４  Ｚ軸可動機構
７５  穴
７６  取り外し金具
７７  設置台
７８  フレーム
７９  支柱
８０  ピン
８１  取付金具
８２  金具本体
８３  切り込み
８４  ワッシャ
８５  スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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