【手続補正書】
【提出日】平成19年11月19日(2007.11.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードパッドを有する基板にボンディングパッドを有するチップをフリップチップボンダーにより接着する半導体パッケージング方法において、
ウェーハ状態のチップのボンディングパッドにメッキバンプを形成した後、ダイシングを行い、メッキバンプが形成された個別のチップを得るチップ処理ステップと、
前記基板のリードパッドに超音波によりスタッドバンプを形成する基板処理ステップと、
前記フリップチップボンダーのブロックに前記リードパッドにバンプが形成された基板をローディングし、前記フリップチップボンダーのコレットに前記ボンディングパッドにメッキバンプが形成された個別のチップをローディングした後、前記基板と個別チップを配置する配置ステップと、
前記フリップチップボンダーのコレット側からＸ軸方向に超音波を印加し前記ブロック側からＹ軸方向に超音波を印加するか、または、前記コレット側からＹ軸方向に超音波を印加し前記ブロック側からＸ軸方向に超音波を印加するか、または、前記コレット側と前記ブロック側から同じ軸方向に互いに交叉しながら超音波を印加しながら圧着してチップと基板を接合させる接合ステップ、
からなることを特徴とするフリップチップ接合方法。
【請求項２】
前記メッキバンプは、ＡｕまたはＡｌまたはＡｕがコーティングされたＮｉのうちのいずれか１つで形成され、前記スタッドバンプは、ＡｕまたはＡｇまたはＡｌまたはＣｕの中のいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ接合方法。
【請求項３】
前記超音波を用いた接合ステップは、超音波エネルギーを７０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの安定化された領域で印加するか、フリップチップボンディング時に超音波エネルギーの喪失を最小限にするため１００ＫＨｚ〜２５０ＫＨｚの間で熱と一緒に印加することを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ接合方法。
【請求項４】
前記超音波を用いた接合ステップは、前記フリップチップボンダーのコレット側からは７０〜１００ＫＨｚの超音波を印加し、前記フリップチップボンダーのブロック側からは１００〜２５０ＫＨｚの超音波を印加するか、または、前記フリップチップボンダーのコレット側からは１００〜２５０ＫＨｚの超音波を印加し、前記フリップチップボンダーのブロック側からは７０〜１００ＫＨｚの超音波を印加するか、または、コレット側とブロック側では同様の領域の超音波を印加することを特徴とする請求項３に記載のフリップチップ接合方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】フリップチップパッケージング工程における接合力が向上するフリップチップ接合方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
〔スタッドバンプの形成と形状〕
ウェーハ１０または基板２１にスタッドバンプ５３を形成する方法は、図５（ａ）に示されたように、Ａｕワイヤ５１が挿入されたキャピラリー５２を用いてパッド１２（または２２）上にスタッドバンプ５３を形成する。即ち、Ａｕワイヤ５１にアークを加えて溶かしながらキャピラリー５２をウェーハ１０または基板２１に向いてパッド上に溶融されたＡｕを接触した後、超音波を印加して接着させ、横軸に少し移動して突起部分をプラットにした後、再びキャピラリー５２を載せてパッド上にスタッドバンプ５３のみを残す。
前述のような方式で形成されたスタッドバンプ５３の形状例は、図５（ｂ）に示されたように、スタッドバンプのボディ部５３−１の中央に長くネック部５３−２が形成されたものと、図５（ｃ）に示されたように、ボディ５３−１上のネック部５３−２が短い形状のもの、または、図５（ｄ）に示されたように、ボディ５３−１上の中央に突起がない凸凹状のものがあげられる。また、図５（ｅ）に示されたように、ボディ部５３−１が梯形であり中央にネック部５３−２を有しない形状のもの、または、図５（ｆ）に示されたように、ボディ部５３−１が非常に太くネック部５３−２を有しない形状のものがあげられる。このようなスタッドバンプの形成工程は、有害なフラックスなどを使用しないため、ソルダリング方式に比べて環境にやさしい方式であり、また、工程が単純である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
〔ウェッジバンプの形成と形状〕
本発明によってウェーハ１０または基板２１にウェッジバンプ６３を形成する方法は、図６（ａ）に示されたように、Ａｕワイヤ６１やＡｌ、Ｃｕ、Ａｇなどの高伝導性のワイヤが挿入されたウェッジボンディングツール６５を用いてパッド１２（または２２）上にウェッジバンプ６３を形成する。即ち、Ａｕワイヤ６１またはＡｌワイヤ６１−２またはＣｕワイヤ６１−３をウェッジボンディングツール６５に挿入した後、ウェッジボンディングツール６５がウェーハ１０または基板２１に向いてパッド上に溶融されたＡｕを接触した後、超音波を印加して接着させ、横軸に少し移動してそれぞれのワイヤを接着させてから直にそれぞれのワイヤをカットすることで、ウェーハ１０または基板２１にウェッジバンプ６３を形成させる。
このような方式で形成されたウェッジバンプ６３の形状例は、図６の（ｂ）乃至（ｄ）に示されたように、２つの突起を有する形状のものと、突起を有しない形状のものなどさまざまなウェッジツールの形状に応じて形成することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
〔接合工程〕
図９（ａ）は、本発明に係るフリップチップボンディングを行うためのボンディング装備を示す概略図である。本発明に適用されるボンディング装備は、チップ１１を固定させるコレット９５と基板２１を支持するブロック１００とで構成される。
図９（ａ）を参照するに、チップ１１を固定しているコレット９５は、Ｘ軸方向に振動しながら超音波エネルギーをチップに伝達し、基板２１を支持しているブロック１００はＹ軸方向に振動しながら、または、コレット９５はＹ軸方向に、ブロック１００はＸ軸方向に、または、コレット９５とブロック１００とが互いに同じ軸方向に交叉しながら超音波エネルギーを伝達することで、既存のコレット９５からのみ伝達している方式と混用して使用することができる。従って、チップ１１側からのみ与えられる超音波エネルギーを、基板２１側からも与えることができるため、短時間でフリップチップボンディングを行うことができ、チップ１１と基板２１との接合強度が向上すると共に生産歩留まりが向上する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
第１０の実施例
図１０（ｊ）は、チップ１１のＡｌボンディングパッド１２に、ＡｕまたはＡｌまたはＡｕがコーティングされたＮｉからなるメッキバンプ３２Ｃを形成して使用するか、メッキバンプ３２Ｃを形成せずにＡｌボンディングパッド１２のみを使用してドーピングバンプ４３が形成された基板２１上に超音波を接着させる例を示すものである。
このように、本発明に係るフリップチップ接合工程（Ｓ５）における接着手段は、基板２１には熱を加え、チップ１１にはコレット９５により超音波を印加すると共に基板２１側に圧力を加えることで、両側を熱、超音波および圧力から発生したエネルギーにより接合する。このように、本発明では、既存の熱圧着フリップチップ工法とは異なり、熱圧着と同時に超音波を印加することで、従来に比べて工程時間を短縮することができ、Ｓｎメッキが施された基板を使用するか、基板上にＡＣＦ、ＡＣＰ、ＮＣＦ、ＮＣＰなどを塗布して使用する場合、より優れた接着力を発揮することができる。