(57)【要約】      （修正有）【課題】製造工程に要する時間を短縮でき、テープ基材が清浄な状態でボンディングを行うことができる、半導体製造装置、および半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体製造装置は、テープ基材８を供給するテープ供給部２と、前記供給されたテープ基材８を巻き取り、収納する、テープ収納部３と、前記テープ供給部２と前記テープ収納部３との間に設けられ、前記テープ基材８にＵＶ照射を行なう、ＵＶ照射部６と、前記テープ供給部２と前記テープ収納部３との間に設けられ、前記テープ基材８にプラズマを照射する、プラズマ照射部５と、前記テープ供給部２と前記テープ収納部３との間に設けられ、ＵＶ照射及びプラズマ照射後の前記テープ基材８上に半導体チップをボンディングする、ボンディング部とを具備する。【選択図】図３
2013171935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ基材を供給するテープ供給部と、
半導体チップを搭載されたテープを巻き取り、収納する、テープ収納部と、
前記テープ供給部と前記テープ収納部との間に設けられ、前記テープ基材にＵＶ照射を行なう、ＵＶ照射部と、
前記テープ供給部と前記テープ収納部との間に設けられ、前記テープ基材にプラズマを照射する、プラズマ照射部と、
前記テープ供給部と前記テープ収納部との間に設けられ、ＵＶ照射及びプラズマ照射後の前記テープ基材上に前記半導体チップをボンディングして搭載する、ボンディング部と、
を具備する
半導体製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載された半導体製造装置であって、
前記プラズマ照射部は、常温かつ常圧でプラズマを照射するように構成されている
半導体製造装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された半導体製造装置であって、
前記ＵＶ照射部は、常温かつ常圧でＵＶを照射するように構成されている
半導体製造装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された半導体製造装置であって、
前記プラズマ照射部は、ＵＶ照射後の前記テープ基材にプラズマを照射する
半導体製造装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載された半導体製造装置であって、
前記ＵＶ照射部は、プラズマ照射後の前記テープ基材にＵＶを照射する
半導体製造装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載された半導体製造装置であって、
前記テープ基材上には、長さ方向に沿って複数の単位製品領域が設けられており、
前記複数の単位製品領域は、第１ピッチで設けられており、
前記ボンディング部は、前記複数の単位製品領域の各々に前記半導体チップを搭載し、
前記ボンディング部と前記プラズマ照射部との間の間隔は、前記ボンディング部によりボンディングが行われる部分と、前記プラズマ照射部によってプラズマが照射される部分との間の距離が、前記第１ピッチの整数倍になるように、設定されており、
前記ボンディング部と前記ＵＶ照射部との間の間隔は、前記ボンディング部によりボンディングが行われる部分と、前記ＵＶ照射部によってＵＶが照射される部分との間の距離が、前記第１ピッチの整数倍になるように、設定されており、
前記プラズマ照射部と前記ＵＶ照射部との間の間隔は、前記プラズマが照射される部分と前記ＵＶが照射される部分との間の距離が、前記第１ピッチの整数倍になるように、設定されている
半導体製造装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載された半導体製造装置であって、
前記テープ基材上には、長さ方向に沿って複数の単位製品領域が設けられており、
前記プラズマ照射部及び前記ＵＶ照射部の各々の照射範囲は、少なくとも２つの単位製品領域を含むような範囲である
半導体製造装置。
【請求項８】
テープ基材を供給するステップと、
前記テープ基材に、ＵＶ照射を行なうステップと、
前記テープ基材に、プラズマを照射するステップと、
前記ＵＶ照射を行うステップおよび前記プラズマを照射するステップの後に、前記テープ基材上に半導体チップを搭載し、前記搭載された半導体チップと前記テープ基材とをボンディングするステップと、
前記ボンディングするステップの後に、前記半導体チップを搭載したテープを巻き取り、収納するステップと、
を具備する
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、半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置として、テープキャリア型半導体装置が知られている。テープキャリア型半導体装置では、テープ基材（ＣＯＦテープを含むＴＡＢテープ）上に半導体チップが搭載される。テープ基材には配線が設けられており、搭載された半導体チップは接続端子（ＰＡＤ）にバンプを持ち、バンプとテープ基材上の配線端子とを直接熱圧着する、所謂フリップチップボンディングすることでその配線に電気的に接続され、さらに樹脂封止等でテープ基材に固着されるのが一般的である。
【０００３】
テープキャリア型半導体装置の製造工程では、テープ基材上に半導体チップが搭載され、搭載された半導体チップがテープ基材上の配線に設けられた端子（インナーリード端子）と、ボンディングにより結線される。この際、テープ基材の端子に異物が付着していると、接続不良が発生し、接続信頼性が低下することがある。従って、テープ基材の端子を清浄化することが望まれる。尚、付着する異物として、一般的には、製造工程中で発生する金属屑、および、製造工程中で使用される洗剤に起因する有機性の洗剤残り等が考えられる。
【０００４】
関連技術が、特許文献１（特開２００３−７７７６号公報）に記載されている。図１は、特許文献１に記載された半導体装置用テープキャリアの製造装置を示す概略図である。図１に示されるように、この製造装置は、プラズマ照射部１０１を有する大気圧プラズマ装置１０２、ＴＡＢテープ巻出し装置１０３、およびＴＡＢテープ巻取り装置１０４を備えている。この製造装置においては、ＴＡＢテープ１０７が、ＴＡＢテープ巻き出し装置１０３から巻き出され、プラズマ照射部１０１の下方のプラズマ放電空間部分を通過し、ＴＡＢテープ巻取り装置１０４により巻き取られる。これにより、ボンディング性や表面清浄性に優れたＴＡＢテープを、安価に、効率良く製造することができるようになることが開示されている。
【０００５】
また、特許文献１には、紫外線を利用して汚染を除去する点が開示されている。図２は、特許文献１に記載された紫外線による乾式清浄装置を示す図である。この乾式清浄装置では、巻き出し部１２３から送り出されるＴＡＢテープ１２７が、紫外線ランプ１２１からの照射光に晒された後、搬送ロール１２６を経て巻き取り部１２４により巻き取られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−７７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された発明では、プラズマ洗浄処理又はＵＶ洗浄処理が行われた後に、ＴＡＢテープがリールに巻き取られる。従って、その後のボンディング工程においては、リールをボンディング装置に取り付け、リールからテープ基材を繰り出す必要がある。従って、掛け替え等に時間が費やされてしまう、という問題点があった。
【０００８】
また、ＴＡＢテープをリールに巻き取った後に、リールを保管し、ボンディング装置まで移動させる必要があるため、その過程においてＴＡＢテープが再度汚染されてしまう可能性がある、という問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る半導体製造装置は、テープ基材を供給するテープ供給部と、前記供給されたテープ基材を巻き取り、収納する、テープ収納部と、前記テープ供給部と前記テープ収納部との間に設けられ、前記テープ基材にＵＶ照射を行なう、ＵＶ照射部と、前記テープ供給部と前記テープ収納部との間に設けられ、前記テープ基材にプラズマを照射する、プラズマ照射部と、前記テープ供給部と前記テープ収納部との間に設けられ、ＵＶ照射及びプラズマ照射後の前記テープ基材上に半導体チップを搭載し、前記搭載された半導体チップと前記テープ基材とをボンディングする、ボンディング部とを具備する。
【００１０】
本発明によれば、テープ基材が供給されてから巻き取られるまでの間に、ＵＶ照射、プラズマ照射、およびボンディングが行なわれる。ＵＶ照射およびプラズマ照射の後に、テープ基材が巻き取られることなく、ボンディングが行なわれる。そのため、リールの掛け替え等に時間が費やされることはない。また、ＵＶ照射およびプラズマ照射の後に、すぐにボンディングが行なわれる。従って、洗浄処理からボンディング処理までの間にテープ基材が汚染されることが防止される。
【００１１】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、テープ基材を供給するステップと、前記テープ基材に、ＵＶ照射を行なうステップと、前記テープ基材に、プラズマを照射するステップと、前記ＵＶ照射を行うステップおよび前記プラズマを照射するステップの後に、前記テープ基材上に半導体チップを搭載し、前記搭載された半導体チップと前記テープ基材とをボンディングするステップと、前記ボンディングするステップの後に、前記半導体チップを搭載したテープを巻き取り、収納するステップとを具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、製造工程に要する時間を短縮でき、テープ基材が清浄な状態でボンディングを行うことができる、半導体製造装置、および半導体装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】特許文献１に記載された半導体装置用テープキャリアの製造装置を示す概略図である。
【図２】特許文献１に記載された紫外線による乾式清浄装置を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体製造装置を示す概略図である。
【図４】プラズマ照射部、ＵＶ照射部、およびボンディング部の設置間隔の一例を示す概略図である。
【図５】第１の実施形態に係る半導体製造装置の変形例を示す概略図である。
【図６】第２の実施形態に係る半導体製造装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図３は、本実施形態に係る半導体製造装置１を示す概略図である。図３に示されるように、半導体製造装置１は、テープ供給部２、プラズマ照射部５、ＵＶ照射部６、ボンディング部７、およびテープ収納部３を有している。
【００１６】
テープ供給部２は、テープ基材８を供給する部分である。テープ供給部２はリールを備えており、テープ基材８はリールに巻かれている。テープ基材８の主面上には、長さ方向に沿って、複数の単位製品領域（図示せず）が設けられている。尚、テープ基材８は、例えば、配線（リード）が設けられたポリイミド樹脂材などにより構成される。テープ基材８の主面には、半導体チップの端子と接続する端子（インナーリード端子）を含む配線が形成されている。テープ基材８の主面は、２つの搬送ロール４の間では、図３の上方向を向いている。
【００１７】
テープ収納部３は、テープ供給部２から供給されたテープ基材８を収納する部分である。テープ収納部３はリールを備えており、テープ基材８はリールに巻き取られる。すなわち、テープ供給部２から供給されたテープ基材８は、搬送ロール４を介して、テープ収納部３に収納される。
【００１８】
プラズマ照射部５、ＵＶ照射部６、およびボンディング部７は、テープ供給部２とテープ収納部３との間に配置されている。
【００１９】
プラズマ照射部５は、テープ基材８の主面に、常温かつ常圧でプラズマを照射する部分である。
【００２０】
ＵＶ照射部６は、テープ基材８の主面に、常温かつ常圧でＵＶ（紫外線）を照射する部分である。ＵＶ照射部６は、プラズマ照射部５とテープ収納部３との間に設けられている。すなわち、テープ基材８の主面は、プラズマ照射部５においてプラズマ照射を受けた後、ＵＶ照射部６によりＵＶ照射を受ける。
【００２１】
ボンディング部７は、テープ基材８の主面上の単位製品領域に半導体チップ（図示せず）を搭載する部分である。ボンディング部７は、半導体チップを搭載し、半導体チップに設けられた端子とテープ基材８上の配線に設けられたインナーリード端子とを、ボンディングにより結線する。ボンディング部７は、ＵＶ照射部６とテープ収納部３との間に設けられている。すなわち、ボンディング部７は、ＵＶ照射およびプラズマ照射後のテープ基材８に対して、半導体チップを搭載し、ボンディングを行なう。
【００２２】
続いて、本実施形態に係る半導体製造装置１の動作方法について説明する。
【００２３】
テープ基材８は、テープ供給部２から、単位製品領域が設けられた面が上向きになるように、繰り出される（供給される）。テープ基材８は、搬送ローラー４によって搬送され、プラズマ照射部５の下方に導かれる。
【００２４】
プラズマ照射部５は、テープ基材８の単位製品領域に対し、常温かつ常圧の状態で、プラズマを連続的に照射する。プラズマ照射により、テープ基材８上から、金属製の汚染物質が除去される。また、単位製品領域にはリード端子が設けられており、リード端子の表面に金属酸化物が形成されている場合がある。このような金属酸化物も、プラズマ照射により、除去される。更に、プラズマ照射により、テープ基材８の表面（テープ基材８における樹脂部分）が改質される。具体的には、テープ基材８の表面における表面粗さが、大きくなる。半導体装置の製造過程では、半導体チップがテープ基材８上に搭載された後に、半導体チップとテープ基材８との間に流動性の樹脂を塗布した後に熱硬化することにより封止される。テープ基材８の表面を改質することにより、樹脂封止工程において、テープ基材８と封止樹脂との間の接着力が増し、信頼性を高めることができる。
【００２５】
プラズマ照射部５においてプラズマ照射を受けた後、テープ基材８は、単位製品領域が設けられた面を上向きとして、ＵＶ照射部６の下方に導かれる。ＵＶ照射部６は、単位製品領域に対し、常温かつ常圧の状態で、ＵＶを連続的に照射する。テープ基材８上には、有機汚染物質が付着している場合がある。例えば、テープ基材８は、前工程において洗浄される。テープ基材８上には、洗浄時に使用された洗剤などが、有機汚染物質として残っている場合がある。ＵＶ照射により、そのような有機汚染物質等が除去される。
【００２６】
ＵＶ照射を受けた後、テープ基材８は、単位製品領域が設けられた主面を上向きにして、ボンディング部７の下方に導かれる。ボンディング部７は、半導体チップを単位製品領域に搭載し、ボンディングによって半導体チップとテープ基材８とを電気的に接続する。
【００２７】
ボンディング処理が行なわれた後、テープ基材８は、テープ収納部３に導かれ、テープ収納部３においてリールに巻き取られる。この際、巻き取り時における機械的なストレスを軽減する為に、テープ基材８は、スペーサーテープ（図示せず）を挟みながら巻き取られることが好ましい。
【００２８】
本実施形態によれば、プラズマ処理部５、ＵＶ照射部６、およびボンディング部７が、テープ供給部２とテープ収納部３との間に設けられている。ＵＶ照射およびプラズマ照射が行なわれた後、テープ基材８を巻き取る前に、ボンディング処理が行なわれる。テープ基材８の清浄化処理が行われた後、直ちにボンディング処理が行なわれるため、清浄化処理からボンディング処理までの間にテープ基材８が汚染されることが防止できる。また、リールなどの架け替えが必要ないため、製造工程に要する時間も短縮できる。
【００２９】
更に、本実施形態によれば、プラズマ照射部５、ＵＶ照射部６、およびボンディング部７の設置間隔を適切に設定することにより、製造時間をより短縮することが可能である。以下に、設置間隔について説明する。
【００３０】
図４は、プラズマ照射部５、ＵＶ照射部６、およびボンディング部７の設置間隔の一例を示す概略図である。図４に示される例において、テープ基材８の主面上には、長さ方向に沿って、ピッチａ（第１ピッチ）で複数の単位製品領域９が設けられている。ボンディング部７及びプラズマ照射部５は、ボンディング部７によりボンディングが行われる部分と、プラズマ照射部５によってプラズマが照射される部分との間の距離が、ピッチａの整数倍（ｌ×ａ）になるように、配置されている。また、ボンディング部７及びＵＶ照射部６は、ボンディング部７によりボンディングが行われる部分と、ＵＶ照射部６によってＵＶが照射される部分との間の距離が、ピッチａの整数倍（ｍ×ａ）になるように、配置されている。プラズマ照射部５及びＵＶ照射部６は、プラズマが照射される部分とＵＶが照射される部分との間の距離が、ピッチａの整数倍（ｎ×ａ）になるように、配置されている。
【００３１】
図４に示されるような構成を採用すれば、単位製品領域９がボンディング部７の直下に位置するときに、プラズマ照射部５およびＵＶ照射部６の直下にも、それぞれ、他の単位製品領域９が配置される。ボンディング時には、テープ基材８が停止している必要がある。従って、ボンディング処理のためにテープ基材８が停止している時に、他の単位製品領域９に対してプラズマ照射及びＵＶ照射を行うことができる。テープ基材８が停止している時間を、ボンディング処理に要する時間、ＵＶ照射処理に要する時間、およびプラズマ照射処理に要する時間のうちの最も長い時間に対応するように設定すれば、ＵＶ照射処理、プラズマ照射処理、およびボンディング処理を同時に実行することが可能になる。ＵＶ照射処理、プラズマ照射処理、およびボンディング処理のそれぞれをスタンドアロンで行う場合と比較して、全体としての製造時間を短縮することができる。
【００３２】
また、プラズマ照射部５およびＵＶ照射部６の各々において、照射領域が複数の単位製品領域９を含むような広さであれば、設置間隔の制限を受けることなく、ＵＶ照射処理、プラズマ照射処理、およびボンディング処理を同時に実行することが可能になる。
【００３３】
図５は、本実施形態に係る半導体製造装置１の変形例を示す概略図である。図５に示されるように、プラズマ照射部５及びＵＶ照射部６は、それぞれ、複数（２つ）の単位製品領域９を含むような領域に、プラズマ又はＵＶを照射するように構成されている。このような構成を採用すれば、各単位製品領域９は、プラズマ照射部５を通過する際に、プラズマ照射部５の照射領域内で必ず停止することになる。ＵＶ照射部６を通過する際も同様である。従って、図４に示した例と同様に、テープ基材８が停止する時間を適切な時間に設定することにより、ＵＶ照射処理、プラズマ照射処理、およびボンディング処理を同時に実行することが可能になる。さらにこの例では、１つの単位製品領域９に対してプラズマ照射及びＵＶ照射をボンディング時間の２倍行うことができる。プラズマ照射及びＵＶ照射に必要な時間が、ボンディング処理時間より長くボンディング処理時間の２倍以内まで必要な場合でも、全体のスループットを落とすことなく全ての処理を行うことができるようになる。もちろん、ボンディング処理時間の２倍以上のプラズマ照射及びＵＶ照射が必要な場合は、その倍数以上の単位製品領域９を含む領域に、プラズマ又はＵＶを照射するようにすれば良い。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、プラズマ処理部５、ＵＶ照射部６、およびボンディング部７が、テープ供給部２とテープ収納部３との間に設けられているため、テープ基材８を清浄な状態に保ったままボンディング処理を実行することができる。また、清浄化処理からボンディング処理までの間に、リールの保管及び移動を行なう必要がなく、製造工程に要する時間を短縮できる。更には、プラズマ処理部５、ＵＶ照射部６、およびボンディング部７の設置間隔、または、プラズマ照射部５及びＵＶ照射部６における照射領域のテープ長さ方向の長さを工夫することにより、製造工程に要する時間をより短縮することが可能になる。
【００３５】
また、本実施形態によれば、テープ基材８は、プラズマ処理部５においてプラズマ照射を受けた後、ＵＶ照射部６においてＵＶの照射を受ける。前工程においては、テープ基材８が洗剤により洗浄された後、リールに巻き取られる場合がある。このような場合、洗剤に起因する有機汚染物質の上に、リールに巻き取る際に発生した金属屑が付着し易い。従って、プラズマ処理をＵＶ処理よりも先に実施することにより、有機汚染物質上に付着した金属屑を除去することができ、有機汚染物質を露出させ易くなる。そして、プラズマ処理の後にＵＶ処理を実施することにより、露出した有機汚染物質が除去され易くなり、テープ基材８を効果的に清浄化できる。
【００３６】
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。図６は、本実施形態に係る半導体製造装置１を示す概略図である。本実施形態においては、ＵＶ処理部６が、テープ供給部２とプラズマ処理部５との間に設けられている。すなわち、テープ基材８は、ＵＶ処理部６においてＵＶの照射を受けた後、プラズマ処理部５においてプラズマの照射を受ける。その他の点については、第１の実施形態と同様の構成が採用される。
【００３７】
本実施形態のような構成を採用しても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００３８】
また、前工程においては、テープ基材８上に配線を形成する際に、金属屑などの金属製の汚染物質が、配線に含まれる端子の上に残存する場合がある。そして、その後に洗浄工程が実行され、洗剤に起因する有機汚染物質が、端子の上に残存する場合がある。すなわち、金属製の汚染物質の上に、有機汚染物質が残存することがある。このような場合には、ＵＶ処理を先に実施することにより、金属製の汚染物質上の有機汚染物質を除去でき、金属製の汚染物質を露出させることができる。そして、プラズマ処理を後に実施することにより、露出した金属製の汚染物質を除去できる。すなわち、金属屑などの金属製の汚染物質上に有機汚染物質が付着していることが多い場合には、本実施形態のような構成を採用することが、第１の実施形態よりも有利になる。
【００３９】
以上、本発明について、第１及び第２の実施形態を用いて説明した。尚、これら実施形態は独立するものではなく、矛盾のない範囲内で組み合わせて用いることも可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  半導体製造装置
２  テープ供給部
３  テープ収納部
４  搬送ロール
５  プラズマ照射部
６  ＵＶ照射部
７  インナーリードボンディング部
８  ＣＯＦテープ（テープ基材）
９  単位製品領域
１０１  プラズマ照射部
１０２  大気圧プラズマ装置
１０３  ＴＡＢテープ巻出し装置
１０４  ＴＡＢテープ巻き取り装置
１０７  ＴＡＢテープ
１２１  紫外線ランプ
１２３  巻き出し部
１２４  巻き取り部
１２６  搬送ロール
１２７  ＴＡＢテープ
【図１】
2013171935.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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