(57)【要約】【課題】  バンプ電極の高さを抑制しつつ、半導体チップの端部とテープ基板のリード端子との間のクリアランスを増加させる。【解決手段】  突き上げ部１８の端部を半導体チップ３５の端部位置に対応させて配置し、吸引溝１７を介してテープ基板３１を吸引しながら、突き上げ部１８を上昇させることにより、テープ基板３１の半導体チップ搭載領域を上方に突き上げ、半導体チップ３５の端部を境界としてテープ基板３１に傾斜面３１ａを形成する。【選択図】      図４
2005072359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板を支えるボンディングステージと、
前記ボンディングステージに挿入され、前記回路基板の内側を突き上げ可能な突き上げ部と、
前記ボンディングステージに設けられ、前記突き上げ部の周囲に配置された吸引部と、
前記回路基板上に半導体チップを搭載する搭載手段とを備えることを特徴とするボンディング装置。
【請求項２】
前記突き上げ部の端部は、前記半導体チップに設けられたバンプ電極より外側で前記半導体チップの端部より内側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のボンディング装置。
【請求項３】
前記突き上げ部の外周は、前記半導体チップの外周に対応して配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のボンディング装置。
【請求項４】
半導体チップを保持するボンディングヘッドと、
前記ボンディングヘッドの温度を制御する第１温度制御手段と、
テープ基板を支えるボンディングステージと、
前記テープ基板を前記ボンディングステージ上に搬送する搬送手段と、
前記ボンディングステージの温度を制御する第２温度制御手段と、
前記ボンディングステージに挿入され、前記回路基板の内側を突き上げ可能な突き上げ部と、
前記ボンディングステージに設けられ、前記突き上げ部の周囲に配置された吸引溝と、
前記テープ基板をクランプするクランプ手段と、
前記半導体チップの画像認識を行う第１画像認識手段と、
前記テープ基板の画像認識を行う第２画像認識手段と、
前記第２画像認識手段による画像認識結果に基づいて、前記ボンディングステージのＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行う第１位置合わせ手段と、
前記第１および第２画像認識手段による画像認識結果に基づいて、前記ボンディングヘッドのＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行う第２位置合わせ手段と、
前記第１位置合わせ手段によるボンディングステージの位置合わせ後に、前記ボンディングステージを前記テープ基板に押し付ける第１押し付け手段と、
前記吸引溝を介し前記ボンディングステージに押し付けられたテープ基板を吸引する吸引手段と、
前記第２位置合わせ手段によるボンディングヘッドの位置合わせ後に、前記ボンディングヘッドで保持された半導体チップを前記テープ基板に押し付ける第２押し付け手段と、
前記半導体チップが前記テープ基板に押し付けられた状態で、前記突き上げ部を上昇させる昇降手段とを備えることを特徴とするボンディング装置。
【請求項５】
ボンディングステージ上に回路基板を搬送する工程と、
前記回路基板の半導体チップ搭載領域の周囲を吸引することにより、前記半導体チップ搭載領域を固定する工程と、
前記回路基板の半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する工程と、
前記ボンディングステージに収納された突き上げ部を上昇させることにより、前記回路基板の前記半導体チップ搭載領域を突き上げる工程と、
前記回路基板に搭載された半導体チップを樹脂封止する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
ボンディングステージ上に回路基板を搬送する工程と、
前記回路基板に樹脂を塗布する工程と、
前記回路基板の半導体チップ搭載領域の周囲を吸引することにより、前記半導体チップ搭載領域を固定する工程と、
前記樹脂が塗布された回路基板の半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する工程と、
前記ボンディングステージに収納された突き上げ部を上昇させることにより、前記回路基板の前記半導体チップ搭載領域を突き上げる工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
テープ基板をボンディングステージ上に搬送する工程と、
前記ボンディングステージ上に搬送されたテープ基板をクランプする工程と、
前記テープ基板の画像認識を行う工程と、
前記テープ基板の画像認識結果に基づいて、前記ボンディングステージのＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行う工程と、
前記位置合わせされたボンディングステージを前記テープ基板の裏面に押し付ける工程と、
前記ボンディングステージに設けられた吸引溝内を吸引することにより、前記テープ基板の半導体チップ搭載領域を前記ボンディングステージに吸着させる工程と、
前記ボンディングステージに吸着されたテープ基板および半導体チップの画像認識を行う工程と、
前記テープ基板および前記半導体チップの画像認識結果に基づいて、前記半導体チップを保持するボンディングヘッドのＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行う工程と、
前記位置合わせされたボンディングヘッドで保持される半導体チップを前記テープ基板上に押し付ける工程と、
前記ボンディングステージに収納された突き上げ部を上昇させることにより、前記半導体チップが押し付けられた回路基板の前記半導体チップ搭載領域を突き上げる工程と、
前記ボンディングヘッドの押し付けを解除する工程と、
前記突き上げ部を降下させる工程と、
前記吸引溝内の吸引を解除する工程と、
前記ボンディングステージの押し付けを解除する工程と、
前記クランプを解除する工程と、
前記回路基板に搭載された半導体チップを樹脂封止する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
テープ基板をボンディングステージ上に搬送する工程と、
前記回路基板に樹脂を塗布する工程と、
前記ボンディングステージ上に搬送されたテープ基板をクランプする工程と、
前記テープ基板の画像認識を行う工程と、
前記テープ基板の画像認識結果に基づいて、前記ボンディングステージのＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行う工程と、
前記位置合わせされたボンディングステージを前記テープ基板の裏面に押し付ける工程と、
前記ボンディングステージに設けられた吸引溝内を吸引することにより、前記テープ基板の半導体チップ搭載領域を前記ボンディングステージに吸着させる工程と、
前記ボンディングステージに吸着されたテープ基板および半導体チップの画像認識を行う工程と、
前記テープ基板および前記半導体チップの画像認識結果に基づいて、前記半導体チップを保持するボンディングヘッドのＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行う工程と、
前記位置合わせされたボンディングヘッドで保持される半導体チップを、前記樹脂が塗布されたテープ基板上に押し付ける工程と、
前記ボンディングステージに収納された突き上げ部を上昇させることにより、前記半導体チップが押し付けられた回路基板の前記半導体チップ搭載領域を突き上げる工程と、
前記ボンディングヘッドの押し付けを解除する工程と、
前記突き上げ部を降下させる工程と、
前記吸引溝内の吸引を解除する工程と、
前記ボンディングステージの押し付けを解除する工程と、
前記クランプを解除する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボンディング装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、ＣＯＦ（チップ・オン・フィルム）におけるＦＤＢ（フェイス・ダウン・ボンディング）に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置では、例えば、特許文献１に開示されているように、加熱・加圧下でのＡｕ−Ａｕ接合により、ＣＯＦにおけるＦＤＢを実現する方法があった。
図８は、従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図８（ａ）において、テープ基板１１１には、インナーリードとしてＣｕ配線層１１２が形成され、Ｃｕ配線層１１２の周囲は保護膜１１３で覆われるとともに、Ｃｕ配線層１１２の露出部分はＡｕメッキ層１１４で覆われている。
【０００３】
なお、テープ基板１１１としては、例えば、ポリイミドフィルムなどを用いることができ、保護膜１１３としては、例えば、ソルダレジストなどを用いることができる。
一方、半導体チップ１１５には、パッド電極１１６が設けられ、パッド電極１１６の周囲は保護膜１１７で覆われるとともに、パッド電極１１６上には、高さＨ２のＡｕバンプ電極１１８が形成されている。
【０００４】
なお、パッド電極１１６としては、例えば、Ａｌなどを用いることができ、保護膜１１７としては、例えば、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜などを用いることができる。
そして、半導体チップ１１５をテープ基板１１１に実装する場合、図８（ｂ）に示すように、加熱されたボンディングステージ１０１上にテープ基板１１１を載置する。そして、半導体チップ１１５をボンディングヘッド１０２で吸着保持しながら、Ａｕメッキ層１１４で覆われたＣｕ配線層１１２上にＡｕバンプ電極１１８を押し付ける。
【０００５】
ここで、Ａｕメッキ層１１４で覆われたＣｕ配線層１１２上にＡｕバンプ電極１１８を押し付けると、Ａｕバンプ電極１１８下のテープ基板１１１が沈み込み、半導体チップ１１５の端部と、Ａｕメッキ層１１４で覆われたＣｕ配線層１１２との間のクリアランスＣＬ２が減少するため、半導体チップ１１５の端部がＡｕメッキ層１１４に接触することがある。
【０００６】
このため、従来の半導体装置では、半導体チップ１１５の端部がＡｕメッキ層１１４に接触することを防止するため、Ａｕバンプ電極１１８の高さＨ２を高くしていた。
例えば、半導体チップ１１５をテープ基板１１１に実装した場合、半導体チップ１１５の端部と、Ａｕメッキ層１１４で覆われたＣｕ配線層１１２との間のクリアランスＣＬ２は１０〜１２μｍ程度となる。このため、例えば、Ａｕバンプ電極１１８の高さＨ２を２２．５μｍ程度に設定することにより、半導体チップ１１５の端部がＡｕメッキ層１１４に接触することを防止していた。
【特許文献１】特開２０００−１３８２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、Ａｕバンプ電極１１８の高さＨ２を高くすると、Ａｕバンプ電極１１８は、１個の半導体チップ１１５当たり４００〜５００個程度設けられることもあり、コストアップの要因となるとともに、Ａｕバンプ電極１１８間の高さＨ２のバラツキが大きくなり、Ａｕバンプ電極１１８の接続信頼性が劣化するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、バンプ電極の高さを抑制しつつ、半導体チップの端部とテープ基板のリード端子との間のクリアランスを増加させることが可能なボンディング装置および半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係るボンディング装置によれば、回路基板を支えるボンディングステージと、前記ボンディングステージに挿入され、前記回路基板の内側を突き上げ可能な突き上げ部と、前記ボンディングステージに設けられ、前記突き上げ部の周囲に配置された吸引部と、前記回路基板上に半導体チップを搭載する搭載手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
これにより、半導体チップを回路基板に搭載する際に、回路基板の周囲をボンディングステージに吸着させながら、回路基板の内側を浮き上がらせることが可能となる。このため、回路基板の外周部が半導体チップの端部から遠ざかるように、回路基板を折り曲げることが可能となり、半導体チップのマウント精度を維持しつつ、半導体チップの端部と回路基板のリード端子との間のクリアランスを増加させることが可能となる。この結果、バンプ電極の高さを低減させることを可能として、コストダウンを図ることが可能となるとともに、バンプ電極間の高さの均一性を向上させて、半導体チップと回路基板との間の接続信頼性を向上させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の一態様に係るボンディング装置によれば、前記突き上げ部の端部は、前記半導体チップに設けられたバンプ電極より外側で前記半導体チップの端部より内側に配置されていることを特徴とする。
これにより、半導体チップの実装位置がばらついた場合においても、バンプ電極の高さを増大させることなく、半導体チップの端部から回路基板を遠ざけることが可能となり、半導体チップの端部が回路基板に接触することを防止することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の一態様に係るボンディング装置によれば、前記突き上げ部の外周は、前記半導体チップの外周に対応して配置されていることを特徴とする。
これにより、回路基板上のリード端子を半導体チップの端部から遠ざけることが可能となり、バンプ電極の高さを増大させることなく、半導体チップがリード端子とショートすることを防止することができる。
【００１２】
また、本発明の一態様に係るボンディング装置によれば、半導体チップを保持するボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドの温度を制御する第１温度制御手段と、テープ基板を支えるボンディングステージと、前記テープ基板を前記ボンディングステージ上に搬送する搬送手段と、前記ボンディングステージの温度を制御する第２温度制御手段と、前記ボンディングステージに挿入され、前記回路基板の内側を突き上げ可能な突き上げ部と、前記ボンディングステージに設けられ、前記突き上げ部の周囲に配置された吸引溝と、前記テープ基板をクランプするクランプ手段と、前記半導体チップの画像認識を行う第１画像認識手段と、前記テープ基板の画像認識を行う第２画像認識手段と、前記第２画像認識手段による画像認識結果に基づいて、前記ボンディングステージのＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行う第１位置合わせ手段と、前記第１および第２画像認識手段による画像認識結果に基づいて、前記ボンディングヘッドのＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行う第２位置合わせ手段と、前記第１位置合わせ手段によるボンディングステージの位置合わせ後に、前記ボンディングステージを前記テープ基板に押し付ける第１押し付け手段と、前記吸引溝を介し前記ボンディングステージに押し付けられたテープ基板を吸引する吸引手段と、前記第２位置合わせ手段によるボンディングヘッドの位置合わせ後に、前記ボンディングヘッドで保持された半導体チップを前記テープ基板に押し付ける第２押し付け手段と、前記半導体チップが前記テープ基板に押し付けられた状態で、前記突き上げ部を上昇させる昇降手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、ボンディングステージ上にテープ基板を精度よく載置することが可能となるとともに、半導体チップの端部位置に対応して回路基板を精度よく折り曲げることが可能となる。
このため、ボンディングステージをテープ基板に押し付けることで、回路基板の外周部を半導体チップの端部から遠ざけることが可能となり、マウント精度を劣化させることなく、半導体チップの端部とテープ基板のリード端子との間のクリアランスを増加させることが可能となる。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、ボンディングステージ上に回路基板を搬送する工程と、前記回路基板の半導体チップ搭載領域の周囲を吸引することにより、前記半導体チップ搭載領域を固定する工程と、前記回路基板の半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する工程と、前記ボンディングステージに収納された突き上げ部を上昇させることにより、前記回路基板の前記半導体チップ搭載領域を突き上げる工程と、前記回路基板に搭載された半導体チップを樹脂封止する工程とを備えることを特徴とする。
【００１５】
これにより、回路基板の半導体チップ搭載領域がボンディングステージ上に固定された状態で、半導体チップを回路基板に搭載することが可能となるとともに、半導体チップの端部位置に沿って回路基板を精度よく折り曲げることが可能となる。
このため、回路基板の半導体チップ搭載領域上に半導体チップを精度よくマウントすることを可能としつつ、半導体チップの端部と回路基板のリード端子との間のクリアランスを増加させることが可能となり、半導体チップと回路基板との間の接続信頼性を向上させることが可能となるとともに、半導体チップの接触不良を低減させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、ボンディングステージ上に回路基板を搬送する工程と、前記回路基板に樹脂を塗布する工程と、前記回路基板の半導体チップ搭載領域の周囲を吸引することにより、前記半導体チップ搭載領域を固定する工程と、前記樹脂が塗布された回路基板の半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する工程と、前記ボンディングステージに収納された突き上げ部を上昇させることにより、前記回路基板の前記半導体チップ搭載領域を突き上げる工程とを備えることを特徴とする。
【００１７】
これにより、回路基板の半導体チップ搭載領域の周囲をボンディングステージ上に固定しつつ、回路基板の半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載することが可能となるとともに、半導体チップの端部位置に沿って回路基板を精度よく折り曲げることを可能としつつ、半導体チップを樹脂封止することが可能となる。
このため、製造工程の簡略化を図りつつ、半導体チップの端部と回路基板のリード端子との間のクリアランスを増加させることが可能となり、半導体チップと回路基板との間の接続信頼性を向上させることが可能となるとともに、半導体チップの接触不良を低減させることが可能となる。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、テープ基板をボンディングステージ上に搬送する工程と、前記ボンディングステージ上に搬送されたテープ基板をクランプする工程と、前記テープ基板の画像認識を行う工程と、前記テープ基板の画像認識結果に基づいて、前記ボンディングステージのＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行う工程と、前記位置合わせされたボンディングステージを前記テープ基板の裏面に押し付ける工程と、前記ボンディングステージに設けられた吸引溝内を吸引することにより、前記テープ基板の半導体チップ搭載領域を前記ボンディングステージに吸着させる工程と、前記ボンディングステージに吸着されたテープ基板および半導体チップの画像認識を行う工程と、前記テープ基板および前記半導体チップの画像認識結果に基づいて、前記半導体チップを保持するボンディングヘッドのＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行う工程と、前記位置合わせされたボンディングヘッドで保持される半導体チップを前記テープ基板上に押し付ける工程と、前記ボンディングステージに収納された突き上げ部を上昇させることにより、前記半導体チップが押し付けられた回路基板の前記半導体チップ搭載領域を突き上げる工程と、前記ボンディングヘッドの押し付けを解除する工程と、前記突き上げ部を降下させる工程と、前記吸引溝内の吸引を解除する工程と、前記ボンディングステージの押し付けを解除する工程と、前記クランプを解除する工程と、前記回路基板に搭載された半導体チップを樹脂封止する工程とを備えることを特徴とする。
【００１９】
これにより、ボンディングステージをテープ基板に対して精度よく位置合わせすることが可能となり、ボンディングステージ上にテープ基板を精度よく載置することが可能となるとともに、半導体チップ搭載領域の周囲をボンディングステージに吸着させつつ、半導体チップの端部位置に沿ってテープ基板を精度よく折り曲げることが可能となる。
このため、ボンディングステージをテープ基板に押し付けることで、半導体チップを回路基板に精度よく搭載することを可能としつつ、半導体チップの端部位置をテープ基板から遠ざけることが可能となり、マウント精度を劣化させることなく、半導体チップの端部とテープ基板のリード端子との間のクリアランスを増加させることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、テープ基板をボンディングステージ上に搬送する工程と、前記回路基板に樹脂を塗布する工程と、前記ボンディングステージ上に搬送されたテープ基板をクランプする工程と、前記テープ基板の画像認識を行う工程と、前記テープ基板の画像認識結果に基づいて、前記ボンディングステージのＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行う工程と、前記位置合わせされたボンディングステージを前記テープ基板の裏面に押し付ける工程と、前記ボンディングステージに設けられた吸引溝内を吸引することにより、前記テープ基板の半導体チップ搭載領域を前記ボンディングステージに吸着させる工程と、前記ボンディングステージに吸着されたテープ基板および半導体チップの画像認識を行う工程と、前記テープ基板および前記半導体チップの画像認識結果に基づいて、前記半導体チップを保持するボンディングヘッドのＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行う工程と、前記位置合わせされたボンディングヘッドで保持される半導体チップを、前記樹脂が塗布されたテープ基板上に押し付ける工程と、前記ボンディングステージに収納された突き上げ部を上昇させることにより、前記半導体チップが押し付けられた回路基板の前記半導体チップ搭載領域を突き上げる工程と、前記ボンディングヘッドの押し付けを解除する工程と、前記突き上げ部を降下させる工程と、前記吸引溝内の吸引を解除する工程と、前記ボンディングステージの押し付けを解除する工程と、前記クランプを解除する工程とを備えることを特徴とする。
【００２１】
これにより、ボンディングステージをテープ基板に対して精度よく位置合わせすることが可能となり、ボンディングステージ上にテープ基板を精度よく載置することが可能となるとともに、半導体チップの端部位置に沿って回路基板を精度よく折り曲げることを可能としつつ、半導体チップを樹脂封止することが可能となる。
このため、製造工程の簡略化を図りつつ、半導体チップの端部と回路基板のリード端子との間のクリアランスを増加させることが可能となり、半導体チップと回路基板との間の接続信頼性を向上させることが可能となるとともに、半導体チップの接触不良を低減させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態に係るボンディング装置および半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るボンディング装置の概略構成を示す斜視図である。
図１において、テープ基板１上には、半導体チップ４を搭載する半導体チップ搭載領域２が設けられるとともに、半導体チップ搭載領域２にかかるように、インナーリード３が形成されている。なお、テープ基板１は、例えば、ポリイミドフィルムなどで構成することができ、インナーリード３は、例えば、ＡｕメッキされたＣｕ配線層で構成することができる。
【００２３】
そして、テープ基板１の上方には、半導体チップ４を吸着するボンディングヘッド１２が設けられ、ボンディングヘッド１２にはヒータブロック１１が取り付けられている。そして、ボンディングヘッド１２は、半導体チップ４を吸引する真空ポンプ１４に接続されるとともに、ヒータブロック１１は、ボンディングヘッド１２の温度を制御する温度制御装置１３に接続されている。
【００２４】
また、テープ基板１の上方には、テープ基板１および半導体チップ４の画像認識を行うカメラ２０ａが設けられ、ボンディングヘッド１２は、カメラ２０ａによる画像認識結果に基づいて、ＸＹ方向の位置およびＸＹ面内での回転角θが制御される。
また、テープ基板１の下方には、テープ基板１の半導体チップ搭載領域２を固定するボンディングステージ１６が設けられている。ここで、ボンディングステージ１６の中央部には、テープ基板１の内側を突き上げ可能な突き上げ部１８が挿入されるとともに、突き上げ部１８の周囲には、テープ基板１を吸着する吸引溝１７が設けられている。なお、吸引溝１７の代わりに、吸引孔をボンディングステージ１６に配置するようにしてもよく、吸引溝および吸引孔を混在させて設けるようにしてもよい。
【００２５】
ここで、突き上げ部１８の端部は半導体チップ４の端部位置に対応するように構成することができ、例えば、突き上げ部１８の外周は、半導体チップ４の外周に対応して配置することができる。なお、突き上げ部１８の端部は、半導体チップ４に設けられたバンプ電極と半導体チップ４の端部位置との間の領域に配置されるようにしてもよい。
そして、ボンディングステージ１６は、吸引溝１７内を吸引する真空ポンプ１８に接続されるとともに、ボンディングステージ１６にはヒータブロック１５が取り付けられ、ヒータブロック１５は、ボンディングステージ１６の温度を制御する温度制御装置１９に接続されている。
【００２６】
また、テープ基板１の下方には、テープ基板１の画像認識を行うカメラ２０ｂが設けられ、ボンディングステージ１６は、カメラ２０ｂによる画像認識結果に基づいて、ＸＹ方向の位置およびＸＹ面内での回転角θが制御される。
さらに、テープ基板１の上下には、半導体チップ搭載領域２の周囲を上下から挟み込むことにより、テープ基板１をクランプするテープ押え枠２１ａ、２１ｂがそれぞれ設けられている。
【００２７】
図２は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
図２において、図１のヒータブロック１１がオンされ、温度制御装置１３によりボンディングヘッド１２の温度が調整されるとともに、真空ポンプ１４がオンされ、半導体チップ４がボンディングヘッド１２で吸着保持されている。また、ヒータブロック１５がオンされ、温度制御装置１９によりボンディングステージ１６の温度が調整されている。
【００２８】
そして、テープ基板１がボンディングステージ１６上に搬送されると、テープ押え枠２１ａを下降させるとともに、テープ押え枠２１ｂを上昇させることにより、半導体チップ搭載領域２の周囲を上下から挟み込み、テープ基板１をクランプする（ステップＳ１）。
ここで、テープ押え枠２１ａ、２１ｂを用いてテープ基板１をクランプすることにより、ボンディングステージ１６でテープ基板１を支えることなく、テープ基板１の半導体チップ搭載領域２を平らに固定することが可能となる。
【００２９】
このため、テープ基板１の画像認識を精度よく行うことが可能となり、ボンディングステージ１６の位置合わせを精度よく行うことが可能となるとともに、ボンディングステージ１６をθ方向にも移動可能とすることで、テープ基板１のθ方向の位置ずれにも対応することが可能となる。
次に、ボンディングステージ１６の位置合わせが完了すると、突き上げ部１８をボンディングステージ１６内に収納したまま、ボンディングステージ１６を上昇させ、ボンディングステージ１６をテープ基板１の裏面に押し付ける。そして、ボンディングステージ１６がテープ基板１の裏面に押し付けられると、真空ポンプ１８をオンし、吸引溝１７を介してテープ基板１を吸引する（ステップＳ４）。
【００３０】
ここで、突き上げ部１８をボンディングステージ１６内に収納したまま、ボンディングステージ１６を上昇させることにより、吸引溝１７上にテープ基板１を押し付けることが可能となり、テープ基板１をボンディングステージ１６上に安定して吸着することが可能となる。
次に、テープ押え枠２１ａの枠内にカメラ２０ａを移動させ、カメラ２０ａを用いてテープ基板１および半導体チップ４の画像認識を行う（ステップＳ５、Ｓ６）。そして、テープ基板１および半導体チップ４の像認識結果に基づいて、ボンディングヘッド１２のＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行う。
【００３１】
次に、ボンディングヘッド１２の位置合わせが完了すると、ボンディングヘッド１２を下降させ、ボンディングヘッド１２により吸着保持されている半導体チップ４をテープ基板１上に搭載する（ステップＳ７）。
次に、半導体チップ４がテープ基板１上に搭載されると、吸引溝１７を介して半導体チップ搭載領域２の周囲を吸引しながら、昇降制御装置２４にて突き上げ部１８を上昇させるとともに、突き上げ部１８の上昇分だけボンディングヘッド１２を上昇させる（ステップＳ８）。
【００３２】
ここで、突き上げ部１８の端部を半導体チップ４の端部位置に対応させて配置することにより、半導体チップ４の端部を境界としてテープ基板１を浮き上がらせることが可能となる。
このため、テープ基板１の外周部が半導体チップ１の端部から遠ざかるように、テープ基板１を折り曲げることが可能となり、半導体チップ４のマウント精度を維持しつつ、半導体チップ１の端部とテープ基板１のインナーリード３との間のクリアランスを増加させることが可能となる。この結果、バンプ電極の高さを低減させることを可能として、コストダウンを図ることが可能となるとともに、バンプ電極間の高さの均一性を向上させて、半導体チップ４とテープ基板１との間の接続信頼性を向上させることが可能となる。
【００３３】
また、半導体チップ搭載領域２の周囲を吸引しながら突き上げ部１８を上昇させることにより、テープ基板１の半導体チップ搭載領域２の周囲をボンディングステージ１６上に固定しながら、半導体チップ搭載領域２を浮き上がらせることができる。このため、テープ基板１の折り曲げ位置を精度よく規定することが可能となり、半導体チップ１の端部とテープ基板１のインナーリード３との間のクリアランスを安定して確保することが可能となる。
【００３４】
また、ボンディングヘッド１２にて半導体チップ４をテープ基板１上に押し付けながら、突き上げ部１８を上昇させることにより、半導体チップ搭載領域２が浮き上がる際に、半導体チップ４の位置ずれを防止することが可能となり、半導体チップ４のマウント精度の劣化を抑制しつつ、テープ基板１の外周部を半導体チップ１の端部から遠ざけることが可能となる。
【００３５】
次に、ボンディングヘッド１２から放射される輻射熱を用いることにより、テープ基板１のフォーミングを行い、半導体チップ搭載領域２の周囲に配置された傾斜部をテープ基板１に形成する（ステップＳ９）。
ここで、テープ基板１の半導体チップ搭載領域２の周囲に傾斜部を形成することにより、半導体チップ４をテープ基板１上に搭載した際に、テープ基板１を半導体チップ４の端部から遠ざけることが可能となり、半導体チップ４の端部とテープ基板１との間のクリアランスを増加させることが可能となる。
【００３６】
また、ボンディングヘッド１２から放射される輻射熱を用いることにより、半導体チップ搭載領域２の境界部分を効率よく軟化させることが可能となり、熱によるテープ基板１全体の変形を抑制して、半導体チップ４のマウント精度の劣化を抑制することが可能となる。
次に、テープ基板１のフォーミングが完了すると、ボンディングヘッド１２を上昇させる（ステップＳ１０）。そして、突き上げ部１８を降下させて、突き上げ部１８をボンディングヘッド１２内に収納するとともに、テープ基板１の吸着を解除する（ステップＳ１１）。さらに、ボンディングステージ１６を降下させ（ステップＳ１２）、テープ基板１のクランプを解除して（ステップＳ１３）、テープ基板１を搬送する（ステップＳ１４）。
【００３７】
なお、半導体チップ４をテープ基板１上に実装する場合、例えば、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）接合、ＮＣＦ（Ｎｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）接合、ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）接合、ＮＣＰ（Ｎｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）接合などの圧接接合を用いるようにしてもよいし、半田接合や合金接合などの金属接合を用いるようにしてもよい。
【００３８】
図３〜図５は、本発明の第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図３（ａ）において、テープ基板３１には、インナーリードとしてＣｕ配線層３２が形成され、Ｃｕ配線層３２の周囲は保護膜３３で覆われるとともに、Ｃｕ配線層３２の露出部分はＡｕメッキ層３４で覆われている。
【００３９】
なお、テープ基板３１としては、例えば、ポリイミドフィルムなどを用いることができ、保護膜３３としては、例えば、ソルダレジストなどを用いることができる。
一方、半導体チップ３５には、パッド電極３６が設けられ、パッド電極３６の周囲は保護膜３７で覆われるとともに、パッド電極３６上には、高さＨ１のＡｕバンプ電極３８が形成されている。
【００４０】
なお、パッド電極３６としては、例えば、Ａｌなどを用いることができ、保護膜３７としては、例えば、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜などを用いることができる。また、Ａｕバンプ電極３８の代わり、Ａｕメッキまたはハンダメッキなどの被膜処理が施されたＣｕバンプ電極やＮｉバンプ電極、あるいはハンダバンプなどを用いるようにしてもよい。
【００４１】
そして、テープ基板３１が搬送されると、テープ押え枠２１ａを下降させるとともに、テープ押え枠２１ｂを上昇させることにより、テープ基板３１をクランプする。
ここで、テープ押え枠２１ａ、２１ｂを用いてテープ基板２１をクランプすることにより、ボンディングステージ１６でテープ基板２１を支えることなく、テープ基板２１を平らに固定することが可能となり、ボンディングステージ１６をテープ基板３１に対して精度よく位置合わせすることができる。
【００４２】
そして、図３（ｂ）に示すように、突き上げ部１８をボンディングステージ１６内に収納したまま、ボンディングステージ１６を上昇させ、ボンディングステージ１６をテープ基板３１の裏面に押し付ける。そして、真空ポンプ１８をオンし、吸引溝１７を介してテープ基板３１を吸引する。
ここで、突き上げ部１８をボンディングステージ１６内に収納したまま、ボンディングステージ１６を上昇させることにより、ボンディングステージ１６の上面を平坦に保つことが可能となる。このため、吸引溝１７上にテープ基板４１を押し付けることが可能となり、テープ基板３１をボンディングステージ１６上に安定して吸着することが可能となる。
【００４３】
次に、図４（ａ）に示すように、ボンディングヘッド１２で吸着保持された半導体チップ３５をテープ基板３１上に搬送する。そして、吸引溝１７を介してテープ基板３１を吸引しながら、Ａｕメッキ層３４で覆われたＣｕ配線層３２上にＡｕバンプ電極３８を押し付けることにより、Ａｕバンプ電極３８とＡｕメッキ層３４とを接合する。
また、突き上げ部１８をボンディングステージ１６内に収納したまま、半導体チップ３５をテープ基板３１上に配置することにより、テープ基板３１を平坦に維持したまま、半導体チップ３５をテープ基板３１上に実装することが可能となり、半導体チップ３５の実装時のテープ基板３１の変形を防止して、半導体チップ３５のマウント位置精度の劣化を防止することが可能となる。
【００４４】
次に、図４（ｂ）に示すように、吸引溝１７を介してテープ基板３１を吸引しながら、突き上げ部１８を上昇させるとともに、突き上げ部１８の上昇分だけボンディングヘッド１２を上昇させることにより、テープ基板３１の半導体チップ搭載領域を上方に突き上げる。
ここで、突き上げ部１８の端部を半導体チップ３５の端部位置に対応させて配置することにより、半導体チップ３５の端部を境界としてテープ基板３１に傾斜面３１ａを形成することができ、半導体チップ３５の端部３５ａとテープ基板３１との間のクリアランスＣＬ１を増加させることが可能となる。
【００４５】
また、ボンディングヘッド１２にて半導体チップ３５をテープ基板３１上に押し付けながら、突き上げ部１８を上昇させることにより、半導体チップ搭載領域が浮き上がる際に、半導体チップ３５の位置ずれを防止することが可能となり、半導体チップ３５のマウント精度の劣化を抑制しつつ、テープ基板３１に傾斜面３１ａを形成することができる。
そして、図５（ａ）に示すように、テープ基板３１に傾斜面３１ａが形成されると、突き上げ部１８を降下させるとともに、テープ基板３１の吸着を解除する。そして、ボンディングヘッド１２およびボンディングステージ１６を除去するとともに、テープ押え枠２１ａ、２１ｂによるクランプを解除する。
【００４６】
そして、図５（ｂ）に示すように、テープ基板３１に搭載された半導体チップ３５の周囲に樹脂３９を注入することにより、半導体チップ３５を封止する。
これにより、テープ基板３１の半導体チップ搭載領域がボンディングステージ１６上に固定された状態で、半導体チップ３５をテープ基板３１に搭載することが可能となるとともに、半導体チップ３５の端部３５ａの位置を境界として、テープ基板３１に傾斜面３１ａを精度よく形成することが可能となる。
【００４７】
このため、半導体チップ３５をテープ基板３１上に精度よくマウントすることを可能としつつ、Ａｕバンプ電極３８の高さＨ１を低くすることが可能となり、コストダウンを図りつつ、半導体チップ３５とテープ基板３１との間の接続信頼性を向上させることが可能となるとともに、半導体チップ３５の接触不良を低減させることが可能となる。
なお、上述した実施形態では、突き上げ部１８の端部を半導体チップ３５の端部３５ａの位置に対応させる方法について説明したが、必ずしも、突き上げ部１８の端部を半導体チップ３５の端部３５ａの位置に厳密に一致させる必要はなく、突き上げ部１８の端部を、Ａｕバンプ電極３８と半導体チップ３５の端部位置との間の領域に配置するようにしてもよい。
【００４８】
また、上述した実施形態では、半導体チップ３５をテープ基板３１上に押し付けてから、突き上げ部１８を上昇させる方法について説明したが、半導体チップ３５をテープ基板３１上に押し付ける前に、突き上げ部１８を上昇させるようにしてもよい。
この場合、突き上げ部１８を上昇させた後に、図１のカメラ２０ａを用いてテープ基板１および半導体チップ４の画像認識を行い（図２のステップＳ５、Ｓ６）、ボンディングヘッド１２のＸ・Ｙ・θ方向の位置合わせを行うことができる。そして、位置合わせされたボンディングヘッド１２を下降させ、ボンディングヘッド１２により吸着保持されている半導体チップ４をテープ基板１上に搭載することができる。
【００４９】
図６、図７は、本発明の第４実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図６（ａ）において、テープ基板４１には、インナーリードとしてＣｕ配線層４２が形成され、Ｃｕ配線層４２の周囲は保護膜４３で覆われるとともに、Ｃｕ配線層４２の露出部分はＡｕメッキ層４４で覆われている。
【００５０】
一方、半導体チップ４５にはパッド電極４６が設けられ、パッド電極４６の周囲は保護膜４７で覆われるとともに、パッド電極４６上には、Ａｕバンプ電極４８が形成されている。
そして、テープ基板４１が搬送されると、テープ基板４１の半導体チップ搭載領域に封止樹脂４９を配置する。ここで、半導体チップ搭載領域に配置される封止樹脂４９はペースト状であってもよいし、フィルム上であってもよい。そして、テープ押え枠２１ａを下降させるとともに、テープ押え枠２１ｂを上昇させることにより、テープ基板４１をクランプする。
【００５１】
次に、図６（ｂ）に示すように、突き上げ部１８をボンディングステージ１６内に収納したまま、ボンディングステージ１６を上昇させ、ボンディングステージ１６をテープ基板４１の裏面に押し付ける。そして、真空ポンプ１８をオンし、吸引溝１７を介してテープ基板１を吸引する。
ここで、突き上げ部１８をボンディングステージ１６内に収納したまま、ボンディングステージ１６を上昇させることにより、ボンディングステージ１６の上面を平坦に保つことが可能となる。このため、吸引溝１７上にテープ基板４１を押し付けることが可能となり、テープ基板４１をボンディングステージ１６上に安定して吸着することが可能となる。
【００５２】
次に、図７（ａ）に示すように、ボンディングヘッド１２で吸着保持された半導体チップ４５をテープ基板４１上に搬送する。そして、吸引溝１７を介してテープ基板４１を吸引しながら、Ａｕメッキ層４４で覆われたＣｕ配線層４２上にＡｕバンプ電極４８を押し付けることにより、Ａｕバンプ電極４８とＡｕメッキ層４４とを接合するとともに、テープ基板４１に搭載された半導体チップ４５の周囲を封止樹脂４９で封止する。
【００５３】
次に、図７（ｂ）に示すように、吸引溝１７を介してテープ基板４１を吸引しながら、突き上げ部１８を上昇させるとともに、突き上げ部１８を上昇分だけボンディングヘッド１２を上昇させることにより、テープ基板４１の半導体チップ搭載領域を上方に突き上げる。
ここで、突き上げ部１８の端部を半導体チップ４５の端部位置に対応させて配置することにより、半導体チップ４５の端部を境界としてテープ基板４１に傾斜面４１ａを形成することができ、半導体チップ４５の端部４５ａとテープ基板４１との間のクリアランスを増加させることが可能となる。
【００５４】
また、ボンディングヘッド１２にて半導体チップ４５をテープ基板４１上に押し付けながら、突き上げ部１８を上昇させることにより、半導体チップ搭載領域が浮き上がる際に、半導体チップ４５の位置ずれを防止することが可能となり、半導体チップ４５のマウント精度の劣化を抑制しつつ、テープ基板４１に傾斜面４１ａを形成することができる。
そして、図７（ｃ）に示すように、テープ基板４１に傾斜面４１ａが形成されると、突き上げ部１８を降下させるとともに、テープ基板４１の吸着を解除する。そして、ボンディングヘッド１２およびボンディングステージ１６を除去するとともに、テープ押え枠２１ａ、２１ｂによるクランプを解除する。
【００５５】
これにより、テープ基板４１の半導体チップ搭載領域がボンディングステージ１６上に固定された状態で、半導体チップ４５をテープ基板４１に搭載することが可能となるとともに、半導体チップ４５の端部４５ａの位置を境界として、テープ基板４１に傾斜面４１ａを精度よく形成することが可能となる。
また、テープ基板４１上に封止樹脂４９を塗布してから、半導体チップ４５をテープ基板４１上に搭載することにより、Ａｕバンプ電極４８とＡｕメッキ層４４とを接合する際に、半導体チップ４５を封止樹脂４９で封止することが可能となる。
【００５６】
このため、半導体チップ４５をテープ基板４１上に搭載した後に、半導体チップ４５を封止樹脂で封止する必要がなくなるとともに、半導体チップ４５をテープ基板４１上に精度よくマウントすることを可能としつつ、Ａｕバンプ電極４８の高さを低くすることが可能となり、製造工程の簡略化を図りつつ、半導体チップ４５とテープ基板４１との間の接続信頼性を向上させることが可能となるとともに、半導体チップ４５の接触不良を低減させることが可能となる。
【００５７】
また、突き上げ部１８を上昇させた状態で封止樹脂４９を硬化させることにより、テープ基板４１に形成されたフォーミングを固定することが可能となる。このため、突き上げ部１８を降下させた場合においても、テープ基板４１に形成された傾斜面４１ａをそのまま維持することが可能となり、傾斜面４１ａの形状を安定させることを可能として、半導体チップ４５の端部４５ａとテープ基板４１との間のクリアランスを安定して保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１実施形態に係るボンディング装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャート。
【図３】第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図４】第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図５】第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図６】第４実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図７】第４実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図８】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１、３１、４１  テープ基板、２  半導体チップ搭載領域、３  インナーリード、４、３５、４５  半導体チップ、１１、１５  ヒータブロック、１２  ボンディングヘッド、１３、２２  温度制御装置、１４、２３  真空ポンプ、１６  ボンディングステージ、１７  吸引溝、１８  突き上げ部、２０ａ、２０ｂ  カメラ、２１ａ、２１ｂ  テープ押え枠、２４  昇降制御装置、３２、４２  Ｃｕ配線層、３３、３７、４３、４７  保護膜、３４、４４  Ａｕメッキ層、３６、４６  パッド電極、３８、４８  Ａｕバンプ電極、３１ａ、４１ａ  傾斜部、３９、４９  封止樹脂
【図１】
2005072359.tif 000003
【図２】
2005072359.tif 000004
【図３】
2005072359.tif 000005
【図４】
2005072359.tif 000006
【図５】
2005072359.tif 000007
【図６】
2005072359.tif 000008
【図７】
2005072359.tif 000009
【図８】
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