(57)【要約】【課題】ボンディング過程で接合不良を検出し接合不良を防止可能なボンディング方法を提供すること。【解決手段】第１の部品１０を第１の保持部１２に保持する第１の工程と、第２の部品２０を第２の保持部２２に保持する第２の工程と、第１又は第２の保持部を駆動させて第１及び第２の部品の位置関係を変化させる第３の工程と、第１及び第２の部品が導電性部材２６を介して接合される前に、導電性部材が非固化状態で、第１及び第２の部品の接触状態を接触状態検出部３４によって検出する第４の工程とを有する。接触状態から電気的接続不良を検出でき、被接合部品間の傾斜を制御して接合精度不良の発生を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部品を第１の保持部に保持する第１の工程と、
第２の部品を第２の保持部に保持する第２の工程と、
前記第１の保持部又は前記第２の保持部を駆動させて前記第１の部品と前記第２の部
品との位置関係を変化させる第３の工程と、
前記第１の部品と前記第２の部品とを導電性部材を介して接合する前に、前記導電性
部材の非固化状態で、前記第１の部品と前記第２の部品との接触状態を検出する第４の
工程と
を有する、ボンディング方法。
【請求項２】
検出された前記接触状態が予め設定された許容範囲にあるか否かを判定する第５の工程を有する、請求項１に記載のボンディング方法。
【請求項３】
前記第４の工程において、前記第１の部品と前記第２の部品との複数の測定端子間の前記接触状態を検出する、請求項１に記載のボンディング方法。
【請求項４】
前記測定端子間の電流又は電気抵抗を検出する、請求項３に載のボンディング方法。
【請求項５】
前記測定端子間の電流又は電気抵抗を、前記第１の部品又は前記第２の部品に形成された前記測定端子に接続されたパッド端子に着脱可能なプローブを用いて検出する、請求項４に記載のボンディング方法。
【請求項６】
第１の部品を第１の保持部に保持する第１の工程と、
第２の部品を第２の保持部に保持する第２の工程と、
前記第１の保持部又は前記第２の保持部を駆動させて前記第１の部品と前記第２の部
品との位置関係を変化させる第３の工程と、
前記第１の部品と前記第２の部品とを導電性部材を介して接合する前に、前記導電性
部材の非固化状態で、前記第１の部品と前記第２の部品との接触状態を検出する第４の
工程と、
前記第４の工程による検出情報に基づいて前記第１の部品と前記第２の部品との傾斜
を求め、この傾斜を前記第１の保持部又は前記第２の保持部の駆動によって制御する第
５の工程と
を有する、ボンディング方法。
【請求項７】
検出された前記接触状態が予め設定された許容範囲にあるか否かを判定する第６の工程を有する、請求項６に記載のボンディング方法。
【請求項８】
前記第４の工程において、前記第１の部品と前記第２の部品との複数の測定端子間の前記接触状態を検出する、請求項６に記載のボンディング方法。
【請求項９】
前記測定端子間の電流又は電気抵抗を検出する、請求項８に載のボンディング方法。
【請求項１０】
前記測定端子間の電流又は電気抵抗を、前記第１の部品又は前記第２の部品に形成された前記測定端子に接続されたパッド端子に着脱可能なプローブを用いて検出する、請求項９に記載のボンディング方法。
【請求項１１】
前記第５の工程において、前記第１の部品の接合面と前記第２の部品の接合面とが略平行となるように、前記検出情報に基づいて前記第１の部品の接合面又は前記第２の部品の接合面の位置を補正する、請求項６に記載のボンディング方法。
【請求項１２】
前記第１の部品の接合面と前記第２の部品の接合面とがなす角度を求める処理を行う、請求項１１に記載のボンディング方法。
【請求項１３】
第１の部品を保持する第１の保持部と、
第２の部品を保持する第２の保持部と、
前記第１の保持部又は前記第２の保持部を駆動させて前記第１の部品と前記第２の部
品との位置関係を変化させるための駆動部と、
前記第１の部品と前記第２の部品とを電性部材を介して接合する前に、前記導電性
部材の非固化状態で、前記第１の部品と前記第２との接触状態を検出する接触状態検出
部と
を有する、ボンディング装置。
【請求項１４】
第１の部品を保持する第１の保持部と、
第２の部品を保持する第２の保持部と、
前記第１の保持部又は前記第２の保持部を駆動させて前記第１の部品と前記第２の部
品との位置関係を変化させるための駆動部と、
前記第１の部品と前記第２の部品とを導電性部材を介して接合する前に、前記導電性
部材の非固化状態で、前記第１の部品と前記第２との接触状態を検出する接触状態検出
部と、
前記接触状態検出部による検出情報に基づいて前記第１の部品と前記第２の部品との
傾斜を求め、この傾斜を前記駆動部によって制御する駆動制御部と
を有する、ボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの被接合部品の接合を行うボンディング方法及びボンディング装置に関し、特に、２つの被接合部品を導電性部材を介して接合する際に、導電性部材が非固化の状態で２つの被接合部品の接触状態を検出することによって接合不良を検出することができるボンディング方法及びボンディング装置、並びに、検出された接触状態に基づいて２つの被接合部品の間の傾斜を求め、この傾斜を何れか一方の被接合部品の移動によって制御することによって、接合不良の発生を防止することが可能なボンディング方法及びボンディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化を実現するための高密度実装を可能とする技術として、フリップチップ方式による半導体チップ（以下、単にチップという。）の実装（以下、フリップチップボンディングという。）技術が普及している。フリップチップボンディングにより、チップを実装基板に精度よく実装するためには、チップの電極パッドと実装基板表面の配線パターンとを接続するバンプが均一な高さをもち、チップのフェース面及び実装基板表面が所定の平面度をもち互いに平行になっていることが要求される。このような要求が満たされない場合の対応策が報告されている（例えば、後記する特許文献１、特許文献２を参照。）。
【０００３】
特許文献１には、チップに対して、フリップチップボンディングに先立って電気的特性試験用基板によって加圧されバンプ電極の高さが揃えられかつ電気的特性試験がなされることの記載がある。
【０００４】
特許文献２には、チップを実装基板にフリップチップ接続する際に、実装基板に熱による反り等の変形が生じていても、チップのフェース面と実装基板表面との平行度を確保することが可能なボンディングツール及びそれを用いたチップのボンディング方法の記載がある。
【０００５】
特許文献２では、チップをフェースダウンに保持する吸着ヘッド部のヘッド面の傾斜を調整するヘッド面調整部を用いて、吸着ヘッド部に保持されたチップのフェース面が実装基板表面に平行になるようにした後、チップを実装基板にフリップチップ接続する。ヘッド面調整部は、以下で説明する圧力センサや間隔測定器による検出値に基づいて吸着ヘッド部のヘッド面の傾斜の調整を行い、この状態において、加熱及び加圧により、チップのバンプと実装基板表面の配線パターンとをフリップチップ接続している。
【０００６】
圧力センサを用いる場合、吸着ヘッド部に保持されたチップのフェース面と、実装基板表面とが平行になっていないと、チップのフェース面上のバンプが実装基板表面の配線パターンに不均一に接触するので、その際の圧力値のバラツキを複数個の圧力センサによって検出すると共に、圧力値のバラツキを是正して圧力値が均一になるように、ヘッド面調整部を用いて吸着ヘッド部のヘッド面の傾斜を調整する。
【０００７】
間隔測定器を用いる場合、チップのフェース面と、実装基板表面とが平行になっていないと、吸着ヘッド部に保持されたチップが実装基板に接近する際のチップのフェース面と実装基板面との間の近接した複数箇所の間隔にバラツキを生じるので、その際の複数箇所の間隔のバラツキを、レーザ変位計やＣＣＤ（電荷結合デバイス）カメラ等の間隔測定器によって検出し、検出された複数箇所の間隔のバラツキを是正してチップのフェース面と実装基板面との近接した間隔が全体に渡って均一になるように、ヘッド面調整部により、吸着ヘッド部のヘッド面の傾斜の調整を行う。
【０００８】
フリップチップボンディングによるチップと実装基板との接合の後、半田バンプを補強するために、チップと実装基板との間隙に補強用樹脂（以下、アンダーフィル材という。）を注入するが、実装基板の検査ランドへの配線と補強用樹脂のフィレット部とが接しているところから剥離が進展し、補強用樹脂の十分な補強が得られず半田にクラックが生じるという問題が知られている（例えば、後記する特許文献３を参照。）。
【０００９】
特許文献３には、上記の問題を解決するために、チップの検査に用いる検査ランドを、実装基板に形成したビア及び内層配線により、補強用樹脂のフィレット部をバイパスして、導体ランドに電気的に接続する半導体素子の実装構造が報告されている。
【００１０】
図１４は、特許文献３に記載の従来技術におけるチップと基板の接合を説明する図である。
【００１１】
図１４（Ａ）は、フリップチップＩＣ９７をアルミナ積層基板９１に実装する状態を示す断面図、及び、アルミナ積層基板９１の平面図であり、図１４（Ｂ）は、フリップチップＩＣ９７をアルミナ積層基板９１に実装した後の状態を示す断面図及び平面図であり、図１４（Ｃ）、（Ｄ）は、フリップチップボンディングの状態を説明する図である。
【００１２】
図１４（Ａ）示すように、アルミナ積層基板９１には、ビア９２と内層配線９３による内層配線が形成されており、アルミナ積層基板９１の表面にはビア９２と接続された導体ランド９４、検査ランド９６が形成されている。ビア９２と内層配線９３は、アルミナ積層基板９１に実装された種々の電子部品、例えば半導体素子、コンデンサ、抵抗などを電気的に接続すると共に、導体ランド９４と検査ランド９６を電気的に接続する。フリップチップＩＣ９７の電極には半田バンプ９８が形成されており、半田バンプ９８を導体ランド９４と位置合せし、半田を溶融させてフリップチップＩＣ９７をアルミナ積層基板９１に実装する。
【００１３】
この後、図１４（Ｂ）示すように、フリップチップＩＣ９７とルミナ積層基板９１の間に、補強用樹脂９９を注入する。図１４（Ｂ）示す実装構造では、検査ランド９６を、その直下のビア９２と内層配線９３を介して導体ランド９４に電気的に接続し、ビア９２及び内層配線９３により補強用樹脂９９のフィレット部９９Ａをバイパスした配線構造となっている。従って、補強用樹脂９９のフィレット部９９Ａは、検査ランド９６への配線と接しなく、全て密度強度の高いアルミナと接することになるため、冷熱サイクル、湿気などのストレスに対し、補強用樹脂９９の剥離を防止できる。
【００１４】
なお、後記する特許文献４には、半導体チップの電極数が多くても高い接合強度でフリップチップボンディングができるフリップチップボンディング装置の構成及び動作に関する詳細な記載がある。
【００１５】
【特許文献１】特開平１０−２２３６８７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平１１−２９７７６４号公報（段落００１１、００１６、００１７）
【特許文献３】特開平１０−２２３８０１号公報（段落００１１〜００１６、図１、図２）
【特許文献４】特開２００１−３４５３５４号公報（段落０００２〜０００７、図９、図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
以下の説明では、２つの被接合部品（チップと基板（インターポーザ基板やモジュール基板等）、又は、チップとチップ）が対向して導電性部材を介して電気的に接続される面を接合面と呼び、被接合部品がチップ、基板である場合それぞれ、チップの接合面、基板の接合面と呼ぶ。また、２つの被接合部品が接合されたものを接合品と呼ぶ。
【００１７】
２つの被接合部品を精度よく信頼性高く接合するためには、ボンディング装置では、２つの被接合部品の接合面を平行に保持することが要求される。従って、ボンディング装置では、２つの被接合部品の接合面の間の間隔、傾斜を制御して、所定数の接合すべき端子同士の位置合せを行い接続する必要がある。しかし、従来技術では、２つの被接合部品の接合面の平行度を確保するには、例えば、特許文献２に記載されるように非常に複雑な構成を必要とするという問題があった。
【００１８】
このため、接合面の間隔や傾斜を調整するためには、試験的にボンディングを行った後に、検査装置を用いて接合品のサンプル検査によって、接合品における２つの被接合部品の接合面の間の傾斜を測定した後、ボンディング装置を調整する必要があるため、時間や検査費用がかかるという問題がある。
【００１９】
接合品を量産する場合、ボンディング装置が安定に動作しないと、図１４（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、チップ９７を保持するボンディングヘッド１２を下降させた時、ボンディングヘッド１２が傾いていた場合、チップ９７は基板９１に傾いて接続されてしまう。このように基板９１の面とチップ９７の面とが平行に接合されず、平行度が所定の許容範囲からはずれてしまうと、接合品の信頼性、歩留りの低下の原因となる。
【００２０】
従来技術では、接合品における２つの被接合部品の接合面の間隔と傾斜の状態を、ボンディング装置によって検出することができないため、装置の機械的に動作する部分の履歴によりボンディングヘッドに保持されたチップ面が傾斜してしまう場合等には、この傾斜を補正することができず、不良品を多量に作製してしまう危険性がある。
【００２１】
半田バンプ等の加熱により溶融可能な導電性部材によってボンディングを行う際、導電性部材の加熱温度が、導電性部材の種類に応じた適正な温度範囲でないと接合品の信頼性に問題を生じる。例えば、加熱温度が適正な温度範囲よりも低すぎると半田の溶融は不十分であり、加熱温度が適正な温度範囲よりも高すぎると半田の溶融は十分であるが、半田は酸化されてしまうため、接合部の電気抵抗は、半田の種類に応じた適正な溶融状態を保持した後に生成される電気抵抗の範囲から外れてしまう。半田の溶融状態が適正でない場合には、被接合部品の間隙に注入されたアンダーフィル材の硬化物に残存する水分等の影響によって、半田による接合部の劣化を招き易くなり信頼性が低下するという問題がある。半田の溶融状態が接合品毎に異なると歩留りが低下してしまう。アンダーフィル材の充填後に不良を生じてしまうと修理が不可能であり、不良品は廃棄しなければならず、低コスト化の障害となる。
【００２２】
本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、２つの被接合部品が導電性部材を介して接合する前に、導電性部材が非固化の状態で２つの被接合部品の接触状態を検出することによって接合不良を検出することが可能なボンディング方法及びボンディング装置、並びに、検出された接触状態に基づいて２つの被接合部品の傾斜を求め、この傾斜を何れか一方の被接合部品の移動によって制御することによって、接合不良の発生を防止することが可能なボンディング方法及びボンディング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
即ち、本発明は、第１の部品を第１の保持部に保持する第１の工程と、第２の部品を第２の保持部に保持する第２の工程と、前記第１の保持部又は前記第２の保持部を駆動させて前記第１の部品と前記第２の部品との位置関係を変化させる第３の工程と、前記第１の部品と前記第２の部品とを導電性部材を介して接合する前に、前記導電性部材の非固化状態で、前記第１の部品と前記第２の部品との接触状態を検出する第４の工程とを有する、ボンディング方法に係るものである。
【００２４】
また、本発明は、第１の部品を第１の保持部に保持する第１の工程と、第２の部品を第２の保持部に保持する第２の工程と、前記第１の保持部又は前記第２の保持部を駆動させて前記第１の部品と前記第２の部品との位置関係を変化させる第３の工程と、前記第１の部品と前記第２の部品とを導電性部材を介して接合する前に、前記導電性部材の非固化状態で、前記第１の部品と前記第２の部品との接触状態を検出する第４の工程と、前記第４の工程による検出情報に基づいて前記第１の部品と前記第２の部品との傾斜を求め、この傾斜を前記第１の保持部又は前記第２の保持部の駆動によって制御する第５の工程とを有する、ボンディング方法に係るものである。
【００２５】
また、本発明は、第１の部品を保持する第１の保持部と、第２の部品を保持する第２の保持部と、前記第１の保持部又は前記第２の保持部を駆動させて前記第１の部品と前記第２の部品との位置関係を変化させるための駆動部と、前記第１の部品と前記第２の部品とを導電性部材を介して接合する前に、前記導電性部材の非固化状態で、前記第１の部品と前記第２との接触状態を検出する接触状態検出部とを有する、ボンディング装置に係るものである。
【００２６】
また、本発明は、第１の部品を保持する第１の保持部と、第２の部品を保持する第２の保持部と、前記第１の保持部又は前記第２の保持部を駆動させて前記第１の部品と前記第２の部品との位置関係を変化させるための駆動部と、前記第１の部品と前記第２の部品とを導電性部材を介して接合する前に、前記導電性部材の非固化状態で、前記第１の部品と前記第２との接触状態を検出する接触状態検出部と、前記接触状態検出部による検出情報に基づいて前記第１の部品と前記第２の部品との傾斜を求め、この傾斜を前記駆動部によって制御する駆動制御部とを有する、ボンディング装置に係るものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、複数の被接合部品を導電性部材を介して接合する前に、導電性部材が非固化の状態で複数の被接合部品の接触状態を検出するので、この接触状態から電気的な接続不良をボンディング過程の早い時点で検出することができ、歩留りを向上させると共に、検査時間を短縮することができる。また、検出された接触状態に基づいて複数の被接合部品の傾斜を求め、この傾斜を何れか一方の被接合部品の移動によって制御して、被接合部品の接合面が略平行になるようにするので、接合精度不良の発生を防止し、歩留りを向上させると共に検査時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の第１のボンディング方法では、検出された前記接触状態が予め設定された許容範囲にあるか否かを判定する第５の工程を有するのがよい。これによって、被接合部品のボンディングの早い過程で不良品を検出することができ、検査に要する時間を短縮することができる。
【００２９】
また、前記第４の工程において、前記第１の部品と前記第２の部品との複数の測定端子間の前記接触状態を検出するのがよい。これによって、より正確に接触状態を把握することができる。
【００３０】
また、前記測定端子間の電流又は電気抵抗を検出するのがよい。これによって、単純な構成により、第１の部品と第２の部品との電気的な接続状態の良否を検出すると共に、第１の部品と第２の部品との３次元的な接触位置を検出することができ、第１の部品と第２の部品との間の傾斜を検出することが容易にできる。
【００３１】
また、前記測定端子間の電流又は電気抵抗を、前記第１の部品又は前記第２の部品に形成された前記測定端子に接続されたパッド端子に着脱可能なプローブを用いて検出するのがよい。これによって、第１の部品と第２の部品との接合が終了した時にプローブを取り外す操作と、新たな第１の部品と第２の部品との接合の開始に時に、プローブをセットする操作とを短時間で行うことができる。
【００３２】
本発明の第２のボンディング方法では、検出された前記接触状態が予め設定された許容範囲にあるか否かを判定する第６の工程を有するのがよい。また、前記第４の工程において、前記第１の部品と前記第２の部品との複数の測定端子間の前記接触状態を検出するのがよい。また、前記測定端子間の電流又は電気抵抗を検出するのがよい。また、前記測定端子間の電流又は電気抵抗を、前記第１の部品又は前記第２の部品に形成された前記測定端子に接続されたパッド端子に着脱可能なプローブを用いて検出するのがよい。これらによって、第１のボンディング方法と同様の作用効果を得ることができる。
【００３３】
また、前記第５の工程において、前記第１の部品の接合面と前記第２の部品の接合面とが略平行となるように、前記検出情報に基づいて前記第１の部品の接合面又は前記第２の部品の接合面の位置を補正するのがよい。これによって、ボンディング過程において、第１及び第２の部品の接合面を略平行とすることでき、接合精度を向上させ、第１及び第２の部品の接合品の信頼性を向上させ、歩留りを向上させると共に、検査に要する時間を短縮させることができる。
【００３４】
また、前記第１の部品の接合面と前記第２の部品の接合面とがなす角度を求める処理を行うのがよい。これによって、ボンディング時の装置の動作状況に関する定量的な情報を得ることができると共に、この角度情報を装置の駆動系に対する定量的なフィードバック情報として使用することができる。
【００３５】
本発明の第１のボンディング装置では、前記接触状態検出部は、検出された前記接触状態が予め設定された許容範囲にあるか否かを判定するのがよい。これによって、被接合部品のボンディングの早い過程で不良品を検出することができ、検査に要する時間を短縮することができる。
【００３６】
また、前記接触状態検出部は、前記第１の部品と前記第２の部品との複数の測定端子間の前記接続状態を検出するのがよい。また、前記複数の端子は、前記第１の部品と前記第２の部品との接合すべき部位を取囲むように配置されているのがよい。これによって、より正確に接触状態を把握することができる。
【００３７】
また、前記接合状態検出部は、前記測定端子間の電流又は電気抵抗を検出するのがよい。これによって、単純な構成により、第１の部品と第２の部品との電気的な接続状態の良否を検出すると共に、第１の部品と第２の部品との３次元的な接触位置を検出することができ、第１の部品と第２の部品との間の傾斜を検出することが容易にできる。
【００３８】
また、前記接合状態検出部は、前記第１の部品又は前記第２の部品に形成された前記測定端子に接続されたパッド端子に着脱可能なプローブを有するのがよい。これによって、第１の部品と第２の部品との接合が終了した時にプローブを取り外す操作と、新たな第１の部品と第２の部品との接合の開始に時に、プローブをセットする操作とを短時間で行うことができる。
【００３９】
また、前記接合状態検出部が前記第１の保持部又は前記第２の保持部に搭載されるのがよい。これによって、第１の部品又は第２の部品と接合状態検出部との間の配線距離を短縮することができ、装置全体をコンパクトにすることができる。
【００４０】
本発明の第２のボンディング装置では、前記接触状態検出部は、検出された前記接触状態が予め設定された許容範囲にあるか否かを判定するのがよい。また、触状態検出部は、前記第１の部品と前記第２の部品との複数の測定端子間の前記接続状態を検出するのがよい。また、前記複数の端子は、前記第１の部品と前記第２の部品との接合すべき部位を取囲むように配置されているのがよい。また、前記接合状態検出部は、前記測定端子間の電流又は電気抵抗を検出するのがよい。また、前記接合状態検出部は、前記第１の部品又は前記第２の部品に形成された前記測定端子に接続されたパッド端子に着脱可能なプローブを有するのがよい。また、前記接合状態検出部が前記第１の保持部又は前記第２の保持部に搭載されるのがよい。これらによって、第１のボンディング装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００４１】
また、前記検出情報に基づいて前記第１の部品の接合面又は前記第２の部品の接合面の位置を補正して、前記第１の部品の接合面と前記第２の部品の接合面とが略平行となるように、前記駆動部を制御するのがよい。これによって、ボンディング過程において、第１及び第２の部品の接合面を略平行とすることでき、接合精度を向上させ、第１及び第２の部品の接合品の信頼性を向上させ、歩留りを向上させると共に、検査に要する時間を短縮させることができる。
【００４２】
また、前記第１の部品の接合面と前記第２の部品の接合面とがなす角度を求める処理を行う駆動補正処理部を有し、前記駆動補正処理部の出力に基づいて前記駆動部を制御するのがよい。これによって、ボンディング時の装置の動作状況に関する定量的な情報を得ることができると共に、この角度情報を装置の駆動系に対する定量的なフィードバック情報として使用することができる。
【００４３】
本発明では、チップとインターポーザ等の基板、又は、チップとチップの２つの被接合部品（Ａ、Ｂとする）を電気的接続状態にするために、フェースダウン又はフェースアップに保持した一方の被接合部品を下降又は上昇させて他方の被接合部品に接合するボンディング装置に、電流計、電気抵抗計などの電気測定装置を組み合せる。被接合部品の角部又は辺部の面の数箇所に、非固化状態の導電性部材による被接合部品Ａ、Ｂの触状態を検出するために対をなす検出端子を配置する。被接合部品Ａの対をなす検出端子は導体線路により接続されており、接合部品Ｂの対をなす検出端子は導体線路により外部端子に接続されている。被接合部品Ａ、Ｂの検出端子同士が接触した時に一つの電流経路となる配線が形成される。
【００４４】
本発明で、非固化状態とは、接合部材（例えば後記の１７、２６、２７）が固化した固体の状態にない、接合部材（例えば後記の１７、２６、２７）の一部が溶融した状態、接合部材が完全に溶融した状態を含むものとする。
【００４５】
被接合部品Ａ、Ｂを非固化状態の導電性部材を介して接触させた時に、被合部品Ｂに配置された外部端子から、被接合部品Ａ、Ｂに流れる電流又は電気抵抗を検出することで、例えば、被接合部品Ａ、Ｂの接触部が電気的な接続状態が高抵抗である等の異常を、ボンディング過程で検出することにより、電気的接続の良否を即時に検出することができる。
【００４６】
また、被接合部品の接触部で電流を検出した時点での一方の被接合部品の保持部の押し込み高さ（下降量）（又は押し上げ量（上昇量））を検出することにより、２つの被接合部品の接合面の間の間隔を知ることができ、被接合部品の数箇所の検出端子のそれぞれにおいて電流が検出された時の一方の被接合部品の保持部の押し込み高さ（下降量）（又は押し上げ量（（上昇量））の差分を計算することにより、２つの被接合部品の接合面の間の傾斜を検出できる。
【００４７】
例えば、４箇所の角部の何れかで電流を外部端子から検出したファーストコンタクト（第１接触点）における、一方の被接合部品の保持部の押し込み高さ（下降量）（又は押し上げ量（（上昇量））から、全ての角部で電流を検出した時の一方の被接合部品の保持部の押し込み高さ（下降量）（又は押し上げ量（（上昇量））を差し引くことにより、被接合部品Ａ、Ｂの接続後の両者の間の傾斜を検出できる。この傾斜が所定の許容範囲にあるか否か、即ち、接合精度の良否をボンディング過程で即時に検出することができる。
【００４８】
このようにして検出された間隔、傾斜が異常値である場合には、検出された間隔、傾斜を、一方の被接合部品を押し込む（下降させる）（又は押し上げる（（上昇させる））駆動系にフィードバックすることによって、被接合部品間の間隔、傾斜を補正することによって、大量の不良接合品の製造を防止することが可能となる。 
本発明では、被接合部品のボンディングをしながら、不良を検出し装置の動作を補正するため、不良品の製造を回避でき、更に、良品のスペックばらつきを低減でき、早い時点で不良を検出し接合品の量産後に不良品に関しては検査をする必要が無くなるため、検査コストを低減でき、装置補正値のログを保存することで装置動作状態の管理が可能であり、メンテナンス時期を把握できる等の効果を得ることができる。
【００４９】
以下、ボンディングによって接合する２つの被接合部品としてチップと基板を例にとって、本発明によるボンディング方法及びボンディング装置について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、チップとチップを接合する場合には、以下の説明で基板をチップと読み替えればよい。
【００５０】
チップ及び基板の接合面が理想的な平面度をもち平面度公差がゼロ、パッドの高さが一定であり、チップと基板は、機械的変形、熱変形を生じないという仮定が成立する場合には、チップの接合面の傾斜はこの接合面上の３点によって決定することができる。しかし、実際にはチップ及び基板の接合面の平面度公差はゼロではない。
【００５１】
以下の説明では、被接合部品であるチップ、基板の接合面はそれぞれ所定の許容範囲の平面度公差をもち、被接合部品を接続するバンプ(導電性部材)の高さは所定の許容範囲で一定であり、チップと基板は機械的変形、熱変形を生じないものと仮定（図２（Ａ）を参照。）し、チップ、基板の接合面にそれぞれ配置される４箇所の検査点(後述する)は略同一平面にあると仮定する。
【００５２】
第１の実施の形態
【００５３】
図１は、本発明の第１の実施の形態における、チップ１０をフェースダウンに保持して、チップ１０と基板２０との接合を行うボンディング装置の主要部の概略構成を説明する図である。
【００５４】
図１において、チップ１０、ボンディングヘッド１２、ボンディングヘッド保持部１４、基板２０、基板ホルダ２２、基台２４はＡ−Ａ部の断面により示す。図１の下部に基板２０の接合面の平面図を示す。
【００５５】
図２は、チップ１０と基板２０の構造を説明する図である。
【００５６】
図２（Ｂ）はチップ１０の接合面の平面図、Ａ−Ａ部の断面図、図２（Ｃ）は基板２０の接合面の平面図、Ａ−Ａ部の断面図、図２（Ｄ）はチップ１０と基板２が接合された接合品のＡ−Ａ部の断面図をそれぞれ示す。
【００５７】
図１において、基板２０を水平に保持する基板ホルダ２２は基台２４に保持され、チップ１０はフェースダウンにボンディングヘッド１２に例えば吸引によって保持される。ボンディングヘッド１２は、ボンディングヘッド駆動部１６に機械的に結合されるボンディングヘッド保持部１４により保持される。
【００５８】
ボンディングヘッド駆動部１６は、ボンディングヘッド駆動制御部１８によって制御される。ボンディングヘッド駆動部１６は、ボンディングヘッド１２をｘ、ｙ、ｚ方向の各方向で移動させるためのｘ、ｙ、ｚ方向駆動部、ボンディングヘッド駆動部と連動して動作するマグネスケールやレーザ等を用いて、ｘ、ｙ、ｚ方向の各方向でのチップ１０の位置を検出する距離測定器を含み、（ｘ、ｙ、ｚ）空間におけるチップ１０の接合面の傾斜を変更するチップ面傾斜駆動部等を含んでいてもよい。
【００５９】
チップの大きさは、例えば、７ｍｍ×７ｍｍ、基板の大きさは、例えば、１０ｍｍ×１０ｍｍである。基板はインターポーザ基板やモジュール基板等であり、基板の代わりにチップとしてもよい。チップ、基板の形状は特に限定されず任意の形状でよく、正方形、長方形、円形、楕円形でもよい。
【００６０】
なお、フリップチップボンディングの装置構成、動作手順はについては特許文献４に記載されているので、装置全体の構成、動作についての詳細な説明を以下では省略する。
【００６１】
なお、ボンディングヘッド駆動部１６を設けずに、ボンディングヘッド１２を固定した構成としてチップ１０の接合面を水平に保持する構成として、基板ホルダ２２と基台２４との間に、基板ホルダ駆動部（基板ホルダ２２をｘ、ｙ、ｚ方向で移動させるためのｘ、ｙ、ｚ方向駆動部、基板ホルダ駆動部と連動して動作するマグネスケールやレーザ等を用いて、ｘ、ｙ、ｚ方向の各方向での基板２０の位置を検出する距離測定器を含み、（ｘ、ｙ、ｚ）空間における基板２０の接合面の傾斜を変更する基板面傾斜駆動部を含んでもよい）を設ける構成としてもよい。
【００６２】
ここで、図１、図２に示す、チップ１０のチップ接合領域１５及び基板２０の基板接合領域２５において、本来、チップ１０と基板２０とが接合されるものとする。即ち、チップ１０のチップ接合領域１５に配置されるチップ接合部材１７と、基板２０の基板接合領域２５に配置される基板接合部材２７とが接続されるものとする。チップ接合部材１７、基板接合部材２７は、例えば半田バンプである。半田バンプ以外に、金バンプ、導電性接着剤材からなるバンプを使用することもできる。
【００６３】
ボンディングヘッド１２及び基板ホルダ２２はそれぞれ図示しないヒータによって、チップ１０と基板２０が加熱されており、チップ１０と基板２０を接続する接合部材１７、２６、２７（例えば、半田バンプ）の種類に応じて適正に溶融する温度範囲に加熱されている。
【００６４】
チップ１０と基板２０との接続状態を検出するための検出用接合部材２６が、チップ１０及び基板２０の４箇所の角部で対をなす電極端子（パッド）（図示せず）にそれぞれ配置されている。検出用接合部材２６は、例えば半田バンプである。基板２０に配置される検出用接合部材（測定端子）２６は基板接合領域２５の外側に配置され、検出用端子３２に内部配線３３によって接続されている。チップ接合領域１５の外側に配置された検出用接合部材２６は内部配線１３によって接続されている。
【００６５】
４箇所の角部の配置された検出用端子３２に着脱可能にそれぞれセットされたプローブ３０が接続される接触状態検出部３４によって、チップ１０と基板２０とが検出用接合部材２６（導電性部材）を介して接合する前に、検出用接合部材２６が非固化状態で、チップ１０と基板２０との接触状態が、検出される。
【００６６】
触状態検出部３４は、チップ１０及び基板２０に配置されている検査用接合部材２６の接触状態、即ち、チップ１０と基板２０の電気的な接続状態を検出すると共に、ボンディングヘッド駆動部１６のｘ、ｙ、ｚ方向駆動部、ｘ、ｙ、ｚ方向の各方向でのチップ１０の位置を検出する距離測定器と連携して、チップ１０及び基板２０に配置されている検査用接合部材２６が接触するｚ方向における位置を検出する。
【００６７】
以下の説明では、検査用接合部材２６が対をなして配置される箇所を指し示し、チップ１０、基板２０のそれぞれにおいて対をなし配置される検査用接合部材２６の中心を結ぶ中点を検査点と呼ぶ。図２（Ｂ）に示すＱ1、Ｑ2、Ｑ3、Ｑ4はそれぞれチップ１０の４箇所の角部に配置された２つの検査用接合部材２６の中心を結ぶ線分の中点、及び、図２（Ｃ）に示すＰ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4はそれぞれ基板２０の４箇所の角部に配置された２つの検査用接合部材２６の中心を結ぶ線分の中点が、検査点である。先述のように、検査点Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3、Ｑ4は略同一平面にあり、検査点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4は略同一平面にあると仮定する。
【００６８】
なお、検査用接合部材２６及びこれに繋がる内部配線１３、３３は、チップ接合領域１５、基板接合領域２５に既に形成されている電極端子に配置された導電性部材及びこれに繋がる内部配線を用いることもできる。
【００６９】
また、チップ１０を保持するボンディングヘッド１２が下降した時に、ボンディングヘッド１２が、検査用端子部材２６に接続される検出用端子３２にプローブ３０が着脱可能にセットされるのを妨害しないことは言うまでもない。
【００７０】
チップ１０をボンディングヘッド１２に吸引によって保持し、基板２０を基板ホルダ２２に吸引によって保持した後、ボンディングヘッド駆動部１６のｘ、ｙ方向駆動部によって、ｘ、ｙ方向でのチップ１０と基板の接合面の位置合わせが行われ初期設定され、４箇所の各検査点のｘ、ｙ方向での座標の位置が定まる。次に、ボンディングヘッド１２が、ボンディングヘッド駆動部１６のｚ方向駆動部によって、下降される。
【００７１】
ボンディングヘッド１２が下降していく時、チップ１０と基板２０とが検査用接合部材２６を介して接合する前に、検査用接合部材２６が非固化状態において、チップ１０及び基板２０の検査用接合部材２６接触状態、即ち、チップ１０と基板２０との接触状態を検出する。ボンディングヘッド１２が下降していく時、チップ１０と基板２０との間の検出用接合部材２６は予備加熱下の非固化状態で、４箇所の角部の何れかの検査点での最初の接触点（第１接触点）で接触して、検出用端子３２に電流が流れた時点（電気抵抗検出の場合には有限な電気抵抗が検出された時点）を検出時点として、この時のボンディングヘッド１２の初期設定位置からの移動距離に基づいて、第１接触点のｚ座標の位置が求められる。
【００７２】
更に、ボンディングヘッド１２が下降していくと、チップ１０と基板２０との間の検出用接合部材２６はパルス加熱下の非固化状態で、一般的には、他の検査点での第２、３、４回目の第２、３、４接触点で順次接触して、検出用端子３２に電流が流れた時点（電気抵抗検出の場合には有限な電気抵抗が検出された時点）を検出時点として、この時のボンディングヘッド１２の初期設定位置又は前回の接触点からの移動距離に基づいて、第２、３、４接触点のｚ座標の位置がそれぞれ求められる。
【００７３】
図３は、加熱及び加圧による、チップ１０と基板２０との接触、接合の状態を説明するＡ−Ａ部（図１）の断面図である。
【００７４】
図３（Ａ）は、チップ１０と基板２０の接合面が略平行の状態で接合した正常な接合状態を示し、図３（Ｂ）は、チップ１０と基板２０とが図の左側の第１接触点で接触し、チップ１０の接合面が基板２０の接合面に対してｘ方向で傾斜している状態を示し、図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）の状態からチップ１０を更に下降させた後、チップ１０と基板２０の接合面がｘ方向で傾斜した状態で接合された異常な接合状態を示している。本発明は、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示す異常な接触、接合状態とならずに、図３（Ａ）に示す正常な接合状態を得るためのものである。
【００７５】
図４は、チップ１０と基板２０の構造の他の例を説明する図である。
【００７６】
図４（Ａ）は、チップ１０における検査用接続部材２６の配置の他の例を示す接合面の平面図、図４（Ｂ）は、基板２０における検査用接続部材２６、検査用端子３２の他の例を示す接合面の平面図、図４（Ｃ）は、被接合部品（チップ、基板）の組合せの例、図４（Ｄ）は、被接合部品の接合領域の接合部材、検査用接合部材の構成の組合せの例を示す断面図をそれぞれ示す。
【００７７】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、対をなす検査用接合部材２６を、チップ１０、基板２０の辺部に配置してもよい。この時、検査用接合部材２６は、チップ接合領域１５、基板接合領域２５の外側に配置することは言うまでもない。基板に配置する検査用端子３２は、検査用接合部材２６に近接して基板接合領域２５の外側に配置する。
【００７８】
図４（Ｃ）に示すように、上部側に配置される被接合部品(上部部品)と下部側に配置される被接合部品(下部部品)との組合せとして、（１）チップとチップ、（２）基板とチップが可能である。
【００７９】
図４（Ｄ）に示すように、被接合部品の接合領域の接合部材、検査用接合部材の構成の組合せとして、（１）上部及び下部部品に形成されたパッド（電極端子）３５に接合部材として、例えば半田バンプ３６を配置する構成、（２）上部部品に形成されたパッド（電極端子）３５に接合部材として、例えば半田バンプ３６を配置し、下部部品にパッド３５を形成する構成、（３）上部部品にパッド３５を形成し、下上部部品に形成されたパッド（電極端子）３５に接合部材として、例えば半田バンプ３６を配置する構成が可能である。
【００８０】
図５は、チップ１０と基板２０の接合の手順を説明する流れ図である。
【００８１】
以下、各工程（Ｓｉ）を説明する。
【００８２】
Ｓ１：チップ１０をボンディングヘッド１２に、基板２０を基板ホルダ２２にセットし、チップ１０と基板２０をｘ、ｙ方向で位置合わせして初期セッティングを行う。
Ｓ２：基板２０の検査用端子３２にプルーブ３０をセッティングする。
【００８３】
Ｓ３：チップ１０、基板２０の予備加熱を開始する。
【００８４】
Ｓ４：ボンディングヘッド１２を下降させチップ１０の下降を開始する。
【００８５】
Ｓ５：検査点における検出用端子３２での電流又は電気抵抗の検出により、検査用接合部材２６が非固化状態での最初の接触点である第１接触点を検出する。
【００８６】
Ｓ６：初期セッティングのチップ１０の位置からのボンディングヘッド１２の移動距離ｄ1を検出する。
【００８７】
Ｓ７：チップ１０と基板２０のパルス加熱を開始する。
【００８８】
Ｓ８：検査用接合部材２６が溶融した状態における、第１接触点の数Ｎcを検出する。これは、Ｓ５での最初の接触点の数である。
【００８９】
Ｓ９：チップ１０と基板２０の接合面がｘ及びｙ方向で傾斜している場合であり、
Ｎc＝１の場合の手順である。
【００９０】
Ｓ１０：チップ１０と基板２０の接合面がｘ又はｙ方向で傾斜している場合であり、
Ｎc＝２の場合の手順である。
【００９１】
Ｓ１１：チップ１０と基板２０の接合面が平行である場合であり、Ｎc＝４の場合の手順である。
【００９２】
Ｓ２０：検査点における検出用端子３２での電流又は電気抵抗の検出により、検査用接合部材２６が溶融した状態における２回目の接触点である第２接触点を検出する。
【００９３】
Ｓ２１：第１接触点からのボンディングヘッド１２の移動距離ｄ2を検出する。
【００９４】
Ｓ２２：検査点における検出用端子３２での電流又は電気抵抗の検出により、検査用接合部材２６が溶融した状態における３回目の接触点である第３接触点を検出する。
【００９５】
Ｓ２３：第２接触点からのボンディングヘッド１２の移動距離ｄ3を検出する。
【００９６】
Ｓ２４：検査点における検出用端子３２での電流又は電気抵抗の検出により、検査用接合部材２６が溶融した状態における４回目の接触点である第４接触点を検出する。
【００９７】
Ｓ２５：第３接触点からのボンディングヘッド１２の移動距離ｄ4を検出する。
【００９８】
Ｓ３０：検査点における検出用端子３２での電流又は電気抵抗の検出により、検査用接合部材２６が溶融した状態における２回目の接触点である第２接触点を検出する。
【００９９】
Ｓ３１：第１接触点からのボンディングヘッド１２の移動距離ｄ2を検出する。
【０１００】
Ｓ４０：ボンディングヘッド１２をΔｄ（例えば、１０μｍ）だけ下降させる。
【０１０１】
なお、Ｓ４からＳ４０の終了までボンディングヘッド１２の下降は所定の速度で行い、チップ１０と基板２０との接続状態は実時間(リアルタイム)でモニタされている。
【０１０２】
Ｓ４１：チップ１０の接合面の基板２０の接合面に対する傾斜が所定の許容範囲にあるか否かを判定し、この判定が、ｙｅｓの場合は接合良品であると判定しＳ４４へ、ｎｏの場合は接合不良品であると判定しＳ４２へ移る。
【０１０３】
Ｓ４２：チップ１０の接合面の基板２０の接合面に対する傾斜の補正において、チップ１０及び基板２０の接合面が略平行となる操作を行うか否かの分岐選択を行い、傾斜の補正を行う場合はＳ４３へ移行し、傾斜の補正を行わない場合はＳ４４へ移行する。
【０１０４】
Ｓ４３：後述する第２の実施の形態による処理を行う。
【０１０５】
Ｓ４４：チップ１０及び基板２０のパルス加熱を停止する。
【０１０６】
Ｓ４５：所定の温度以下に冷却したチップ１０及び基板２０を収納室に収納する。この時、接合良品は良品収納室に、接合不良品は不良品収納室に収納する。
【０１０７】
図６は、チップ１０と基板２０の各接合面の位置関係と接合過程を説明する図であり、基板２０の接合面がｘｙ面にある。
【０１０８】
図６（Ａ）は、チップ１０と基板２０の接合面を重畳させた図であり、チップ１０と基板２０の接合面の位置関係を示す平面図、及び、チップ１０と基板２０のセッティング位置の座標を示す。
【０１０９】
図６（Ｂ）は、チップ１０の接合面が基板の２０の接合面に対して傾斜がなくｘｙ面に平行である場合（Ｎc＝４の場合）、図６（Ｃ）は、チップ１０の接合面が基板の２０の接合面に対してｘ又はｙ方向に傾斜している場合（ｘ方向に傾斜する場合を図示）（Ｎc＝２の場合）、図６（Ｄ）は、チップ１０の接合面が基板の２０の接合面に対してｘ及びｙ方向に傾斜している場合（Ｎc＝１の場合）についてそれぞれ、チップ１０と基板２０の接合過程を示す図である。
【０１１０】
図６（Ａ）に示すように、チップ１０と基板２０の接合面に配置された接合部材１６、２６、２７は同一面に投影した時それぞれ重なるようにｘ及びｙ方向で位置合わせされている。図６（Ａ）に示す例では、基板２０の接合面は水平に保持され、チップ１０の接合面は基板２０の接合面から、第１から第４検査点でそれぞれＤ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4だけ離れた位置に保持され初期セッティングされている。
【０１１１】
初期セッティングされた基板２０、チップ１０の検査点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、及び、Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3、Ｑ4の座標位置は図６（Ａ）に示すとおりである。基板２０の接合面は水平に固定され初期セッティングされ、チップ１０は初期セッティングされた位置から平行に変形することなく下降移動するものとし、チップ１０の４つの検査点は略同一平面にあると仮定する。お、ｄ1＞０、ｄ2＞０、ｄ3＞０、ｄ4＞０、０＜Ｄ1＜Ｄ2＜Ｄ3＜Ｄ4、Ｌx＞０、Ｌy＞０である。
【０１１２】
チップ１０の接合面を初期セッティングの位置からｄ1だけ下降させ時に生じる第１回目の接触による第１接触点のｚ軸の値をゼロとする座標系の平行移動を行ってもよいので、Ｄ1＝ｄ1＝０としてもよく、チップ１０の第１から第４の検査点Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3、Ｑ4が同一平面上にあると仮定すると、ｄ2＝ｄ4、Ｄ4＝Ｄ2＋Ｄ3である。
【０１１３】
図６に示す例では、第１から第４検査点におけるチップ１０と基板２０の接合面の間のｚ方向での距離はそれぞれ、Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4であるが、例えば、それぞれＤ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ1であってもよく、第１から第４検査点におけるチップ１０と基板２０の接合面の間のｚ方向での距離とＤ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4との対応付けは任意である。
【０１１４】
なお、図６では、検査点がチップ１０、基板２０の４つ角部に配置されているが、図４に示すように４つの辺部に配置されていてもよい。
【０１１５】
先述のように、チップ、基板の接合面に配置される４箇所検査点は略同一平面にあると仮定しているので、チップの接合面の基板の接合面に対する傾斜の状態は図６（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示す３通りとなる。
【０１１６】
チップ１０及び基板２０の接合面が平行である場合には、図６（Ｂ）に示すように、チップ１０の接合面をｄ1を下降させ時に生じる第１回目の接触による第１接触点は第１から第４の検査点で同時に生じる。第１回目の接触の後、Δｄ（例えば、１０μｍ）だけチップ１０の接合面を下降させ、チップ１０と基板２０との電気的な接触面積を大きくするために、接合部材１７、２６、２７を押し潰す操作を行う。
【０１１７】
チップ１０及び基板２０の接合面がｘ又はｙ方向に傾斜している場合（ｘ方向に傾斜する場合を図６（Ｃ）に図示している。）場合には、図６（Ｃ）に示すように、チップ１０の接合面をｄ1だけ下降させ時に生じる第１回目の接触による第１接触点は、第１、第２検査点で同時に生じ、チップ１０の接合面を更にｄ2だけ下降させる時に生じる第２回目の接触による第２接触点は、第３、第４検査点で同時に生じる。第２回目の接触の後、Δｄ(例えば、１０μｍ)だけチップ１０の接合面を下降させ、チップ１０と基板２０との電気的な接触面積を大きくするために、接合部材１７、２６、２７を押し潰す操作を行う。
【０１１８】
チップ１０の接合面が基板２０の接合面から、第１から第４検査点でそれぞれＤ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4だけ離れた位置に保持され初期セッティングされている場合には、図６（Ｄ）に示すように、チップ１０の接合面をｄ1だけ下降させ時に生じる第１回目の接触による第１接触点は、第１検査点のみで生じ、チップ１０の接合面を更にｄ2だけ下降させる時に生じる第２回目の接触による第２接触点は第２検査点のみで生じ、チップ１０の接合面を更にｄ3だけ下降させる時に生じる第３回目の接触による第３接触点は第３検査点のみで生じ、チップ１０の接合面を更にｄ4だけ下降させる時に生じる第４回目の接触による第４接触点は第４検査点のみで生じる。第４回目の接触の後、Δｄ（例えば、１０μｍ）だけチップ１０の接合面を下降させ、チップ１０と基板２０との電気的な接触面積を大きくするために、接合部材１７、２６、２７を押し潰す操作を行う。
【０１１９】
図６、後述する図７及び図８において、白丸はチップ１０及び基板２０が導電性部材である検査用接合部材（バンプ）２６を介して接触する接触点を示し、黒丸はバンプ２６が潰れている接触点を示し、×印は非接触点を示している。
【０１２０】
第１から第４接触点のｘ、ｙ方向での位置は既知であり、ｚ方向での各接触点の位置は検出されるので、第４回目の接触の後における第１から第４接触点の（ｘ、ｙ、ｚ）座標におけるｚ軸の値を求めることができるので、これらのｚ軸の値を用いて、４箇所の全ての検査点でチップ１０と基板２０が接触した状態における、各接触点の（ｘ、ｙ、ｚ）座標値を知ることができる。
【０１２１】
図７は、チップ１０と基板２０の接合において第１接触点が２点である場合、チップ１０、基板２０の検出用接合部材２６の状態を説明する図である。
【０１２２】
図７において、チップ１０、ボンディングヘッド１２、ボンディングヘッド保持部１４、基板２０、基板ホルダ２２、基台２４は、図１に示すＡ−Ａ部の断面により示す。
【０１２３】
図７（Ａ）は検出用接合部材２６が第１接触点Ｐ1、Ｐ2で接触して、プルーブ３０により電流又は電気抵抗が検出され、接触点Ｐ3、Ｐ4で非接触であり、プルーブ３０により電流又は電気抵抗が検出されない状態を示し、図７（Ｂ）は検出用接合部材２６が第１接触点Ｐ1、Ｐ2、及び第２接触点Ｐ3、Ｐ4で接触している状態であり、第１及び第２接触点において、プルーブ３０により電流又は電気抵抗が検出される状態を示す。図７（Ｂ）の状態の時の、チップ１０の接合面の基板２０の接合面に対する傾斜θはｔａｎ-1（ｄ2／Ｌx）である（図７（Ｃ））。
【０１２４】
図８は、チップ１０と基板２０の接合において第１接触点が１点である場合の、チップ１０と基板２０の各接合面の位置関係と接合過程、チップ１０、基板２０の検出用接合部材２６の状態を説明する図である。
【０１２５】
図８（Ａ）は、チップ１０と基板２０の初期セッティング位置を示す斜視図であり、図８（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）はそれぞれ、チップ１０がｄ1、ｄ2、ｄ3、ｄ4だけ下降したチップ１０の接合面の位置５１、５２、５３、５４でチップ１０及び基板２０に配置された検出用接合部材２６が接触する、第１から第４接触点の状態を示す斜視図であり、（Ｆ）は検査用接合部材２６の接触点とバンプ（検出用接合部材２６）の状態を示す図である。
【０１２６】
図８（Ａ）において、基板２０の接合面は水平に固定され初期セッティングされており、実際にセッティングされるチップ１０の接合面の位置４５は、基板２０の接合面に対してチップ１の接合面が傾斜していない点線で示した位置、即ち、チップ１０の接合面が基板２０の接合面に対して傾斜がない場合の位置４０とは、一般的に異なる。位置４０、４５におけるチップ１０の基板２０への垂直投影面５０は一致する。
【０１２７】
図８（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、チップ１０が変形せずに初期セッティングされた位置４５から平行に下降移動した状態を示す。図８（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、第１から第４接触点において順次、チップ１０及び基板２０に配置された検出用接合部材２６は接触し、この接触点における電流又は電気抵抗が検出され、チップ１０と基板２０との検出用部材（非固化状態にある。）２６による接続状態が検出されると共に、検出用接合部材２６はチップ１０と基板２０との間で潰されていく。図８（Ｆ）において、白丸で示す接触点ではチップ１０、基板２０の検出用接合部材２６（バンプ）は接触した状態でほとんど潰れていない。
【０１２８】
本実施の形態では、チップとチップ、又は、チップと基板の２つの被接合部品のボンディングにおいて、２つの被接合部品の接続を検出するため２つの被接合部品の少なくとも一方に配置した非固化状態にある導電性の検査用接合部材を介して２つの被接合部品が接触した状態で、一方の被接合部品の接合面の他方の被接合部品の接合面に対する傾斜を検出（接合品における２つの被接合部品の接合面の平行度の検出）をしながら、接合品を量産した後に、傾斜が所定の許容範囲にある良品について、接合品における被接合部品の間の電気的な接続状態及び接合品の電気的特性検査を行う。量産時には、傾斜が所定の許容範囲にある接合精度良品は良品収納室に、傾斜が所定の許容範囲外にある接合精度不良品は不良品収納室にそれぞれ収納する。
【０１２９】
傾斜が所定の許容範囲外にある接合精度不良品に関しては、検査やアンダーフィル材充填等の後工程は実行しない。本実施の形態では、早い時点で不良品を検出して歩留りを向上させ、量産された接合品の検査完了までに要する時間を大幅に短縮することができる。
【０１３０】
図９は、本実施の形態の変形例の装置主要部の概略構成を説明する図である。
【０１３１】
図９（Ａ）は、図１において、結合状態検出部３４を基板ホルダ２２に搭載した構成を示す断面図、図９（Ｂ）は、図１において、基板２０、基板ホルダ２２をそれぞれ、チップ１１、チップホルダ１９（チップ１１を水平に保持する。）に置換えて、結合状態検出部３４をチップホルダ１９に搭載した構成を示す断面図、図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）において、結合状態検出部３４をボンディングヘッド１２に搭載した構成を示す断面図である。
【０１３２】
図９において、チップ１０、ボンディングヘッド１２、ボンディングヘッド保持部１４、基板２０、基板ホルダ２２、基台２４、チップ１１、チップホルダ１９は、図１に示すＡ−Ａ部の断面により示す。
【０１３３】
図９に示す構成では、図１に関して説明したように、ボンディングヘッド１２をｘ、ｙ、ｚ方向の各方向で移動させるためのｘ、ｙ、ｚ方向駆動部、ボンディングヘッド駆動部と連動して動作するマグネスケールやレーザ等を用いて、ｘ、ｙ、ｚ方向の各方向でのチップ１０の位置を検出する距離測定器を含み（更に、(ｘ、ｙ、ｚ)空間におけるチップ１０の接合面の傾斜を変更するチップ面傾斜駆動部を含んでもよい。）、ボンディングヘッド駆動部１６によって、チップ１０の移動（更に、チップ１０の傾斜を行ってもよい。）を行う。
【０１３４】
なお、図９（Ａ）の構成において、ボンディングヘッド駆動部１６を設けずに、ボンディングヘッド１２を固定した構造としてチップ１０の接合面を水平に保持する構成として、基板ホルダ２２と基台２４との間に、基板ホルダ駆動部（基板ホルダ２２をｘ、ｙ、ｚ方向の各方向で移動させるためのｘ、ｙ、ｚ方向駆動部、基板ホルダ駆動部と連動して動作するマグネスケールやレーザ等を用いて、ｘ、ｙ、ｚ方向の各方向での基板２０の位置を検出する距離測定器を含む。（更に、(ｘ、ｙ、ｚ)空間における基板２０の接合面の傾斜を変更する基板面傾斜駆動部を含んでもよい。）を設ける構成として、基板２０を移動させて基板２０とチップ１０との接合の過程を検出する構成としてもよいことは言うまでもない。
【０１３５】
また、同様に、図９（Ｂ）、（Ｃ）の構成において、図１に示したボンディングヘッド駆動部１６を設けずに、ボンディングヘッド１２を固定した構造としてチップ１０の接合面を水平に保持する構成として、チップ１１を保持するチップホルダ１９と基台２４との間に、チップホルダ駆動部（チップ１１をｘ、ｙ、ｚ方向の各方向で移動させるためのｘ、ｙ、ｚ方向駆動部、チップホルダ駆動部と連動して動作するマグネスケールやレーザ等を用いて、ｘ、ｙ、ｚ方向の各方向でのチップ１１の位置を検出する距離測定器を含む。（更に、(ｘ、ｙ、ｚ)空間におけるチップ１１の接合面の傾斜を変更するチップ面傾斜駆動部を含んでもよい。）を設ける構成として、チップ１１を移動させてチップ１１とチップ１０との接合の過程を検出する構成としてもよいことは言うまでもない。
【０１３６】
第２の実施の形態
【０１３７】
図１０は、本発明の第２の実施の形態における、ボンディング装置の主要部の概略構成を説明する図である。
【０１３８】
図１０において、チップ１０、ボンディングヘッド１２、ボンディングヘッド保持部１４、基板２０、基板ホルダ２２、基台２４はＡ−Ａ部の断面により示す。
【０１３９】
第２の実施の形態の構成は、図１から図９で説明した第１の実施の形態の構成にボンディングヘッド駆動補正処理部３８を付加するものである。
【０１４０】
図１０に示すボンディングヘッド駆動部１６は、ボンディングヘッド１２をｘ、ｙ、ｚ方向の各方向で移動させるためのｘ、ｙ、ｚ方向駆動部、ボンディングヘッド駆動部と連動して動作するマグネスケールやレーザ等を用いて、ｘ、ｙ、ｚ方向の各方向でのチップ１０の位置を検出する距離測定器、及び、（ｘ、ｙ、ｚ）空間におけるチップ１０の接合面の傾斜を変更するチップ面傾斜駆動部等を含む構成とする。
【０１４１】
ボンディングヘッド駆動補正処理部３８は、接合状態検出部３４による検出結果に基づいて、現在のチップ１０の接合面の基板２０の接合面に対する傾斜の補正を行うには、チップ１０及び基板２０の接合面が略平行となるように、チップ１０の接合面を基板２０の接合面に対して傾斜させる角度を求める処理を行う。ボンディングヘッド駆動補正処理部３８の出力に基づいて、ボンディングヘッド駆動制御部１８は動作して、ボンディングヘッド駆動部１６のチップ面傾斜駆動部を駆動させる。
【０１４２】
第１の実施の形態で説明したように第１から第４の接触点の位置が検出されるので、第１から第４の接触点によって規定される平面と、水平に初期セッティングされる基板２０の接合面とのなす角度(傾斜角度)は、算出することができる。基板毎にその接合面の検査点の（ｘ、ｙ、ｚ）座標が図６に示すように設定されるので、基板２０の接合面を基準とした、チップ１０の接合面の傾斜を検出することができる。
【０１４３】
チップ面傾斜駆動部によって現在設定されているチップ１０の接合面の傾斜角度を、今回検出された傾斜角度に基づいて補正して、次に新しくセットされるチップと基板との接合を行う。チップ及び基板の平面度、平行度、バンプ高さのバラツキが小さい場合には、次に新しくセットされるチップと基板との接合を行う際に、上記の傾斜角度の補正を行うことなくチップ及び基板の接合面を略平行として接合することができる。従って、この場合は歩留りが向上する。
【０１４４】
なお、接合状態検出部３４による検出結果に基づいて、現在のチップ１０の接合面の基板２０の接合面に対する傾斜の補正を行う上で、チップ１０及び基板２０の接合面が略平行となるようにするには、チップ面傾斜駆動部を使用しない構成も可能である。例えば、チップ１０をボンディングヘッド１２に保持する構成に、４つの検査点におけるｚ方向のチップ１０の位置を変更する構成を付加して行ってもよい。また、基板ホルダ２２の構成に、４つの検査点におけるｚ方向の基板２０の位置を変更する構成を付加して行ってもよい。このような構成によりチップ１０及び基板２０の接合面を平行とすることができる。
【０１４５】
図７に示される傾斜を補正する場合、即ち、ｘ又はｙ方向にチップ１０の接合面が傾斜している場合には、チップ１０の第１接触点をその位置に保持して、チップ１０の第２接触点をｄ2だけ下方に移動させる、又は、基板２０の第１接触点をその位置に保持して、基板２０の第２接触点をｄ２だけ上方に移動させると、第１、２接触点でのバンプの潰し量はｄ2となり、チップ１０及び基板２０の接合面は平行となる。
【０１４６】
図８に示される傾斜を補正する場合、即ち、チップ１０が、ｄ1、ｄ2、ｄ3、ｄ4だけ初期セッティング位置から下降して、チップ１０の接合面と基板２０の接合面との第１、２、３、４回目の接触がそれぞれ各１個所の位置、第１、２、３、４接触点においてそれぞれ生じた場合には、チップ１０の第１接触点をその位置に保持して（ｄ1＝０として）、チップ１０の第２、３、４接触点をそれぞれｄ2、ｄ2＋ｄ3、２ｄ2＋ｄ3だけ下方に移動させる、又は、基板２０の第１接触点をその位置に保持して、基板２０の第２、３、４接触点をそれぞれｄ2、ｄ2＋ｄ3、２ｄ2＋ｄ3だけ上方に移動させると、第１、２、３、４接触点でのバンプの潰し量は同じく２ｄ2＋ｄ3となる。
【０１４７】
図１１は、チップ１０の接合面の基板２０の接合面に対する傾斜の補正を実行する手順を説明する流れ図である。
【０１４８】
以下、図５に示すＳ４３に続く各工程（Ｓｉ）を説明する。
【０１４９】
Ｓ５０：第１接触点の数Ｎcは図５に示すＳ８で与えられる。
【０１５０】
Ｓ５１：Ｓ９に対応しチップ１０と基板２０の接合面がｘ及びｙ方向で傾斜している場合であり、Ｎc＝１の場合の手順である。
【０１５１】
Ｓ５２：Ｓ１０に対応しチップ１０と基板２０の接合面がｘ又はｙ方向で傾斜している場合であり、Ｎc＝２の場合の手順である。
【０１５２】
Ｓ５３：Ｓ１１に対応しチップ１０と基板２０の接合面が平行である場合であり、
Ｎc＝４の場合の手順である。
【０１５３】
Ｓ５４：図６に示す、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、Ｌx、Ｌyからチップ１０の接合面の基板２０の接合面に対する傾斜を算出する。
【０１５４】
Ｓ５６：Ｓ５４で求められた傾斜の角度を、図１０に示すボンディングヘッド駆動補正処理部３８のメモリに記憶する。ボンディング毎に記憶された傾斜の角度のデータは必要に応じて統計的処理がなされ、ボンディング装置の稼動履歴が解析され、ボンディング装置のメンテナンスに有効に利用される。
【０１５５】
Ｓ５７：ボンディングヘッド駆動補正処理部３８の出力に基づいて、ボンディングヘッド駆動部１６はボンディングヘッド駆動制御部１８によって制御され、チップ１０の接合面は基板２０の接合面に略平行にされる。
【０１５６】
Ｓ５８：チップ１０と基板２０の接合面が平行である場合であり、傾斜の補正は必要がない。
【０１５７】
Ｓ５９：Ｓ５１又はＳ５２からＳ５７の処理によって傾斜が補正された接合良品を収納し、次の被接合部品の接合を実行するために図５の＊１へ移る。
【０１５８】
本実施の形態では、第１の実施の形態の実行後、一方の被接合部品の接合面の他方の被接合部品の接合面に対する傾斜を検出（接合品における２つの被接合部品の接合面の平行度の検出）を行い、傾斜が所定の許容範囲外にある接合精度不良品が検出された場合には、２つの被接合部品の少なくとも一方を移動させて２つの被接合部品の接合面が略平行になるように駆動部を制御することによって接合精度不良品の接合補正を行いながら、接合品を量産した後に、接合品における被接合部品の間の電気的な接続状態及び接合品の電気的特性検査を行う。
【０１５９】
接合精度不良品が検出された場合には傾斜を考慮し接合補正を行うことにより、２つの被接合部品の接合面の平行度を改善させて、接合精度不良品を接合精度良品とするので、歩留りを向上させることができ、量産された接合品の検査完了までに要する時間を大幅に短縮することができる。
【０１６０】
第３の実施の形態
【０１６１】
図１２は、本発明の第３の実施の形態における、チップ１０と基板２０の接合の手順を説明する流れ図である。
【０１６２】
本実施の形態では、チップ１０と基板２０とが導電性部材である検出用接続部材を介して接合する前に、検出用接続部材が非固化状態においてチップ１０と基板２０との接触部の接触状態を電気抵抗により検出する。
【０１６３】
本実施の形態による手順と、図５に示す第１の実施の形態による手順との相違点は、図５に示すＳ４０とＳ４１の間に、上記の接触部の電気抵抗が所定の許容範囲にあるか否かを判定する工程Ｓ６０を新たに設けた点、図５に示すＳ４３をＳ６２（図１３に示す第４の実施の形態の実行へ移る。）に変更した点、図５に示す＊１（Ｓ５９）を＊２（Ｓ６３）に変更した点であり、実質的な相違点である新たに設けた工程Ｓ６０について以下に説明する。
【０１６４】
本実施の形態では、チップ１０と基板２０との接触状態を、電気抵抗により実時間でモニタしチェックすることによって、チップ１０と基板２０との接合過程を実時間でモニタする。
【０１６５】
加熱温度によりで半田の溶融状態が異なり電気抵抗が異なり、チップ１０と基板２０との検査用接続部材２６による接触部分の程度、接触部分の体積の大小によっても電気抵抗は異なるので、チップ１０と基板２０との検査用接続部材２６による接触部分の電気的な接続状態のチェックをボンディング過程ですることができる。
【０１６６】
この加熱温度は導電性の検査用接合部材２６、例えばバンプを形成する半田の種類に応じて適正な温度範囲が存在する。加熱温度が適正な温度範囲よりも低すぎると半田の溶融状態が不十分となり、加熱温度が適正な温度範囲よりも高すぎると半田の溶融状態は十分であるが、半田は酸化されてしまうため、半田バンプによる接触部の電気抵抗は半田の種類に応じた適正な電気抵抗の範囲から外れてしまう。加熱温度が何らかの理由で低くなってしまい電気抵抗が異常な場合には、加熱温度を上昇させればよいが、加熱温度が高すぎる場合は加熱温度を低下させても半田の酸化状態は変化しないので、電気的な接触状態の改善を期待することは困難である。
【０１６７】
チップ１０の検査用接合部材２６に接続される内部配線１３、基板２０の検査用接合部材２６と検出用端子３２を接続する内部配線３３の材質、太さ、長さは既知であるので、接合過程における検査用接合部材２６による接触部の電気抵抗に対して、所定の許容範囲を予め設定することができる。検出された電気抵抗が所定の許容範囲と比較して高抵抗である場合などでは、電気的な接続状態が異常であるとし電気的接続不良と判定する。
【０１６８】
例えば、第１の実施の形態で示したチップ１０、基板２０の場合には、４箇所の検査点の全ての点での電気抵抗が所定の許容範囲にあれば、電気的に正常な接続状態にあると判定し、許容範囲外の場合は電気的な接続状態が異常であると判定する。電気的な接続状態が異常である場合、不良品とする。４箇所の検査点の何れかで接触状態（電気抵抗）の異常があれば、本来接合しようとしている接合領域１５、２５においても異常があると判断する。
【０１６９】
なお、４箇所の検査点での電気抵抗の平均値が所定の許容範囲にあれば、電気的に正常な接続状態にあると判定し、許容範囲外の場合は電気的な接続状態が異常であると判定してもよい。
【０１７０】
本実施の形態では、２つの被接合部品の少なくとも一方に配置した導電性の検査用接合部材２６によって、２つの被接合部品が、非固化状態の検査用接合部材２６を介して接触した状態で電気抵抗を検出しながら接合品を量産した後に、電気抵抗が所定の許容範囲にある良品についてのみ、接合品における被接合部品の間の電気的な接続状態及び接合品の電気的特性検査を行う。量産時には、電気抵抗が所定の許容範囲にある良品は良品収納室に、電気抵抗が所定の許容範囲外にある不良品は不良品収納室にそれぞれ収納する。
【０１７１】
電気抵抗が所定の許容範囲外にある電気的接続不良品に関しては、検査やアンダーフィル材充填等の後工程は実行しないので、早い時点で不良品を検出し、量産された接合品の検査完了までに要する時間を大幅に短縮することができる。
【０１７２】
第４の実施の形態
【０１７３】
図１３は、本発明の第４の実施の形態における、チップ１０の接合面の基板２０の接合面に対する傾斜の補正を実行する手順を説明する流れ図である。
【０１７４】
本実施の形態では、第３の実施の形態において、検査用接合部材２６によるチップ１０と基板２０との接触部分の電気抵抗が所定の許容範囲にあると判定された場合、続いて、チップ１０の接合面の基板２０の接合面に対する傾斜を先に説明したように検出してこの傾斜の補正を実行する。図１３に示す手順と、図１１に示した第２の実施の形態による手順とは、実質的に同一であるので説明は省略する。
【０１７５】
本実施の形態では、接触部の電気抵抗が所定の許容範囲にある良品について、第１及び第２の実施の形態と同様にして、チップ１０の接合面の基板２０の接合面に対する傾斜を検出（２つの被接合部品の接合面の平行度の検出）をしながら、接合品を量産した後に、電気抵抗及び傾斜が所定の許容範囲にある良品について、接合品における被接合部品の間の電気的な接続状態及び接合品の電気的特性検査を行う。量産時には、電気抵抗及び傾斜が所定の許容範囲にある良品は良品収納室に、電気抵抗及び傾斜が所定の許容範囲外にある不良品は不良品収納室にそれぞれ収納する。
【０１７６】
電気的接続不良品、傾斜が所定の許容範囲外にある接合精度不良品に関しては、検査やアンダーフィル材充填等の後工程は実行しないので、早い時点で不良品を検出し、量産された接合品の検査完了までに要する時間を大幅に短縮することができる。
【０１７７】
以上、本発明を実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１７８】
先述のようにチップ、基板の接合面はそれぞれ所定の許容範囲の平面度公差をもちバンプ（導電性部材）の高さは所定の許容範囲で一定であるものとしたが、チップ又は／及び基板に形成される検査用接合部材としてのバンプの高さのバラツキは、複数の箇所に配置されるバンプの高さの平均値の１／５程度以下とし、チップ、基板の接合面の平面度公差の許容範囲は、複数の箇所に配置されるバンプの高さ方向の最大値と最小値との差の１／２程度以下とすれば、上記の各実施の形態は適用可能である。この理由は、接合後のチップと基板の間隔をバンプ高さの２／３程度に保ち、接続の信頼性を確保するためである。
【０１７９】
また、上記の各実施の形態において、（１）バンプ（導電性部材）の高さのバラツキが大きく、バンプの高さが所定の許容範囲で一定でない場合、（２）被接合部品（チップ、基板）が大きく反っていて、所定の許容範囲の平面度公差をもたない場合、（３）被接合部品が機械的変形、熱変形によって反りを生じるような場合等が発生して、先述した、チップ及び基板の接合面が理想的な平面度をもち平面度公差がゼロ、パッドの高さが一定であり、チップと基板は、機械的変形、熱変形を生じないという仮定が成立しない場合には、ボンディング過程において２つの被接合部品の接合面の位置関係は複雑になるが、以下のようにして、上記した各実施の形態を適用することができる。
【０１８０】
（ａ）４箇所の検査点において１箇所も接触点が検出されなかった場合、被接合部品の反りが大であると判定して、ボンディング作業を中止して、この２つの被接合部品を不良部品収納室に収納し、次の被接合部品のボンディング作業に移行する。
【０１８１】
（ｂ）４箇所の検査点のうち一部の検査点でのみしか接触点が検出されなかった場合、（ａ）と同様に被接合部品の反りが大であると判定して、ボンディング作業を中止して、この２つの被接合部品を不良部品収納室に収納し、次の被接合部品のボンディング作業に移行する。
【０１８２】
（ｃ）２つの被接合部品の接合面の距離がゼロとなり、２つの被接合部品の接合面が１箇所の検査点で接触したことが検出された後に、２つの被接合部品の接合面の間の距離を小さくしていっても、他の３箇所の検査点において導電性部材を介した２つの被接合部品の新たな接触が検出されない場合にも、（ａ）と同様に被接合部品の反りが大であると判定して、ボンディング作業を中止して、この２つの被接合部品を不良部品収納室に収納し、次の被接合部品のボンディング作業に移行する。
【０１８３】
（ｄ）２つの被接合部品の接合面の距離がゼロとなり２つの被接合部品の接合面が１箇所の検査点で接触したことが検出された後に、２つの被接合部品の接合面の間の距離を小さくしていった時、他の３箇所の全ての検査点において導電性部材を介した２つの被接合部品の接触が電流又は電気抵抗の測定により検出された場合には、一方の被接合部品の接合面の他方の被接合部品の接合面に対する傾斜を補正することができる。
【０１８４】
（ｅ）２つの被接合部品の接合面の間の距離を小さくしていった時、４箇所のいずれの検査点においても２つの被接合部品の接合面の距離がゼロとならず、４箇所の全ての検査点において、導電性部材を介した２つの被接合部品の接触が電流又は電気抵抗の測定により検出された場合には、一方の被接合部品の接合面の他方の被接合部品の接合面に対する傾斜を補正することができる。
【０１８５】
以上で説明した各実施の形態では検査点を４箇所としたが、Ｎ（Ｎ≧５）箇所としてもよいことは言うまでもない。この場合にも、上記の（ａ）から（ｃ）は適用可能である。
【０１８６】
更に、上記の（ｄ）において検査点をＮ（Ｎ≧５）箇所とする場合、及び、上記の（ｅ）に対応する場合であり、２つの被接合部品の接合面の間の距離を小さくしていった時、Ｎ箇所のいずれの検査点においても２つの被接合部品の接合面の距離がゼロとならず、Ｎ（Ｎ≧５）箇所の全ての検査点において、導電性部材を介した２つの被接合部品の接触が電流又は電気抵抗の測定により検出された場合には、一方の被接合部品の接合面の他方の被接合部品の接合面に対する傾斜を、Ｎ箇所の検査点における接触点の（ｘ、ｙ、ｚ）座標値を用いて求める。この傾斜の求め方は、上記の（ｄ）にも適用できる。
【０１８７】
具体的には、例えば、２つの被接合部品のＮ（以下ではＮ≧４とする。）箇所の検査点が、第１回目から第Ｎ回目の接触の時点で生じる第１から第Ｎ接触点として検出された場合に、第１から第Ｎ接触点のｘ、ｙ方向での位置は既知であり、ｚ方向での各接触点の位置は検出されているので、第Ｎ回目の接触の後における第１から第Ｎ接触点の（ｘ、ｙ、ｚ）座標におけるｚ軸の値を求めることができるので、これらのｚ軸の値を用いて、Ｎ箇所の検査点における接触点の（ｘ、ｙ、ｚ）座標値に基づいて、第１から第Ｎ接触点がその上に最も近接するような１つの平面の式を最小二乗法を用いて求めることができる。
【０１８８】
この最小二乗法の実行に際して、２つの被接合部品の接合面の間の距離の平均値を求め、この平均値と被接合部品の接合面の間の各検査点における距離との差の絶対値に反比例又は比例する重みを使用する重み付き最小二乗法を用いることもできる。なお、同じ第ｉ回目（１≧ｉ≧Ｎ）の接触の時点において複数箇所の検査点で被接合部品が同時に接触する場合にも、同様な方法によって上記の１つの平面の式を求めることができる。
【０１８９】
以上のようにして求められた面の式から、この面が水平面に対してなす傾斜を求めることができる。この求められた傾斜が許容範囲外にある場合には、この求められた傾斜をゼロにする角度方向に一方の被接合部品の接合面を回転させることによって、一方の被接合部品の接合面の他方の被接合部品の接合面に対する傾斜を平均的に補正することができる。この結果、２つの被接合部品はその反りの存在の影響を考慮して接合されることになる。
【０１９０】
また、検査点をＮ（Ｎ≧５）箇所とする場合、複数箇所の全ての検査点で電流が検出されない場合には、被接合部品の反りが大であると判定し、ボンディング作業を中止して、２つの被接合部品を不良部品収納室に収納する。
【０１９１】
複数箇所の全ての検査点で電流、電気抵抗が検出された場合、全ての検査点での電気抵抗、又は、電気抵抗の平均値が所定の許容範囲にあるか否かにより、正常、異常の判定を行う。電気的な接続状態が異常である場合、接合品は不良品収納室に収納する。
【０１９２】
以上のように、被接合部品の反りを考慮したボンディングを行うことができ、被接合部品の反りが大であると判定された場合には、ボンディング作業を中止して、この２つの被接合部品を不良部品収納室に収納するので、早い時点で検査を行うことになり、不必要に不良品を作り出すことがなく、量産された接合品の検査完了までに要する時間を短縮することができる。
【０１９３】
ボンディングヘッド、基板（又はチップ）ホルダは接合時にそれぞれヒータによって、チップ、基板（又はチップ）が、チップ、基板（又はチップ）を接続する接合部材（例えば、半田バンプ）の種類に応じて適正に溶融する温度範囲に加熱されるが、検出された電気抵抗が所定の許容範囲外となる場合に、加熱温度を変更して、電気抵抗の変化を調べてもよい。これにより、電気抵抗の不良の発生原因を探ることができる。
【０１９４】
半田バンプを例にとって説明したが、半田バンプ以外にも加熱により溶融可能な部材であれば接合部材として使用することができことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１９５】
以上説明したように、本発明に係るボンディング方法及びボンディング装置は、電気的な接合不良及び接合精度不良を早い時点で検出することが可能であり、更に、接合精度不良の発生を防止することができ、歩留りの向上と検査時間の短縮が可能であり、信頼性の高い接合品を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９６】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるボンディング装置の主要部の概略構成を説明する図である。
【図２】同、チップと基板の構造を説明する図である。
【図３】同、チップと基板との接触、接合の状態を説明する断面図である。
【図４】同、チップと基板の構造の他の例を説明する図である。
【図５】同、チップと基板の接合の手順を説明する流れ図である。
【図６】同、チップと基板の各接合面の位置関係と接合過程を説明する図である。
【図７】同、チップと基板の接合において第１接触点が２点である場合、検出用接合部の状態を説明する図である。
【図８】同、チップと基板の接合において第１接触点が１点である場合、検出用接合部の状態を説明する図である。
【図９】同、変形例の装置主要部の概略構成を説明する図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるボンディング装置の主要部の概略構成を説明する図である。
【図１１】同、チップの接合面の傾斜の補正を実行する手順を説明する流れ図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態におけるチップと基板の接合の手順を説明する流れ図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態におけるチップの接合面の傾斜の補正を実行する手順を説明する流れ図である。
【図１４】従来技術におけるチップと基板の接合を説明する図である。
【符号の説明】
【０１９７】
１０、１１…チップ、１２…ボンディングヘッド、１３、３３…内部配線、
１４…ボンディングヘッド保持部、１５…チップ接合領域、
１６…ボンディングヘッド駆動部、１７…チップ接合部材、
１８…ボンディングヘッド駆動制御部、１９…チップホルダ、２０…基板、
２２…基板ホルダ、２４…基台、２５…基板接合領域、２６…検査用接合部材、
２７…基板接合部材、３０…プローブ、３２…検査用端子、３４…接合状態検出部、
３５…パッド、３６…半田バンプ、３８…ヘッド駆動補正処理部、
４０…チップに傾斜がない場合の位置、４５…実際のチップのセッティング位置、
５０…チップの投影面、５１…ｄ1だけ下降したチップの位置、
５２…ｄ2だけ下降したチップの位置、５３…ｄ3だけ下降したチップの位置、
５４…ｄ4だけ下降したチップの位置
【図１】
2007157970.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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