(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンプボンディングが行われる半導体ウエハ（２０１）を載置し、載置された上記半導体ウエハの周方向へ旋回されるウエハ旋回部材（１１１）と、
上記ウエハ旋回部材を上記周方向へ旋回させる旋回装置（１１２）と、
上記ウエハ旋回部材を載置し該ウエハ旋回部材を介して上記半導体ウエハをバンプボンディング温度に加熱し、かつ旋回する上記ウエハ旋回部材に対して非旋回状態に設置されるウエハ加熱装置（１１３）と、を備え、
上記ウエハ旋回部材は、上記半導体ウエハが載置されるウエハ載置台（１１１１）と、上記ウエハ載置台を載置し吸着動作にて上記ウエハ載置台を保持するとともに上記ウエハ加熱装置上に載置され、周囲には歯（１１１２７）が形成されたターンテーブル（１１１２）と、を有し、
上記旋回装置は、駆動源（１１２１）と、上記ターンテーブルの上記歯に係合する歯車（１１２２）と、上記ターンテーブルの熱が上記駆動源に伝達するのを防止し、かつ上記駆動源にて発生した駆動力を上記歯車に伝達して上記歯車を回転させる回転力伝達機構（１１２３）と、を有する
ことを特徴とするバンプボンディング用加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハに形成された回路上の電極部分にバンプを形成する際に上記半導体ウエハを載置し該半導体ウエハをバンプボンディング温度に加熱するバンプボンディング用加熱装置、該バンプボンディング用加熱装置を使用して実行されるバンプボンディング方法、及び上記バンプボンディング用加熱装置を備えたバンプ形成装置、並びに半導体ウエハに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バンプ形成装置には、上記バンプボンディング用加熱装置が備わる。図２４及び図２５に示すように、従来のバンプボンディング用加熱装置１では、上記バンプボンディング温度に加熱するために当該バンプボンディング用加熱装置に搬入され、ヒートステージ２に載置された半導体ウエハ３に対して、ヒートステージ２に開口する気体噴出孔４から気体が噴出される。該気体噴出により、半導体ウエハ３はヒートステージ２上で半導体ウエハ３の周方向へ回転され、予め設定された回転角度に配置される。このような気体浮上式による半導体ウエハ３のダイレクト旋回方法は、半導体ウエハ３を旋回させる構造としては気体供給装置５のみを備えれば良く、バンプボンディング用加熱装置１のコンパクト化を図れる点で好ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造のものでは以下のような問題がある。即ち、半導体ウエハ３が、上記バンプボンディング温度までの加熱等による温度差に起因して電荷を生じるような電荷発生半導体基板であるときには、ヒートステージ２に載置されるとき帯電により上記電荷発生半導体基板がヒートステージ２に静電付着してしまう。又、半導体ウエハ３を設定角度分旋回させるためには、半導体ウエハ３の大きさや重さによって噴出する気体の圧力、流量等を制御しなければならず取り扱いが容易ではなく、又、高い精度にて設定角度分旋回させるのは困難である。
【０００４】
一方、上記気体浮上式による半導体ウエハ３の旋回方法を採らない場合には、半導体ウエハ３を保持したヒートステージ２を回転させる構造が考えられるが、該構造では装置が大型化するという問題がある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、装置構成が大型化せず、かつ取り扱い容易なバンプボンディング用加熱装置、該バンプボンディング用加熱装置にて実行されるバンプボンディング方法、及び上記バンプボンディング用加熱装置を備えたバンプ形成装置、並びに半導体ウエハを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第１態様のバンプボンディング用加熱装置によれば、バンプボンディングが行われる半導体ウエハを載置し、載置された上記半導体ウエハの周方向へ旋回されるウエハ旋回部材と、
上記ウエハ旋回部材を上記周方向へ旋回させる旋回装置と、
上記ウエハ旋回部材を載置し該ウエハ旋回部材を介して上記半導体ウエハをバンプボンディング温度に加熱し、かつ旋回する上記ウエハ旋回部材に対して非旋回状態に設置されるウエハ加熱装置と、を備え、
上記ウエハ旋回部材は、上記半導体ウエハが載置されるウエハ載置台と、上記ウエハ載置台を載置し吸着動作にて上記ウエハ載置台を保持するとともに上記ウエハ加熱装置上に載置され、周囲には歯が形成されたターンテーブルと、を有し、
上記旋回装置は、駆動源と、上記ターンテーブルの上記歯に係合する歯車と、上記ターンテーブルの熱が上記駆動源に伝達するのを防止し、かつ上記駆動源にて発生した駆動力を上記歯車に伝達して上記歯車を回転させる回転力伝達機構と、を有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態であるバンプボンディング用加熱装置、該バンプボンディング用加熱装置にて実行されるバンプボンディング方法、及び上記バンプボンディング用加熱装置を備えたバンプ形成装置、並びに上記バンプボンディング方法を使用してバンプが形成された半導体ウエハについて、図を参照しながら説明する。尚、各図において、同じ構成部分については同じ符号を付している。
又、本実施形態では、処理対象となる半導体ウエハとして、室温から上記バンプボンディング温度までの温度変化に伴い電荷を生じ帯電する電荷発生半導体基板を例に採る。その中でも特に、上記ＳＡＷフィルタを形成するウエハ状の圧電基板（以下、「圧電基板ウエハ」と記す）を処理するのに適している。しかしながら、処理対象を上記圧電基板ウエハに限定するものではない。即ち、上記電荷発生半導体基板に相当する、例えばＬｉＴａＯ3やＬｉＮｂＯ3等の化合物半導体ウエハや、水晶を基板とする水晶半導体ウエハ等に対しても本実施形態のバンプボンディング用加熱装置は適用可能である。又、Ｓｉを基板とするＳｉ半導体ウエハにも適用可能である。尚、その場合、バンプを形成するときのウエハの温度を約２５０℃〜約２７０℃まで加熱することになる。
【００１１】
又、所定の周波数の信号のみを伝達する半導体素子としてＳＡＷ（surface Acoustic wave)フィルタがあるが、近年では扱う周波数の数が増えたことに起因して、従来の図２２に示すような、ウエハの結晶の方位に対して直交方向に素子２５０を形成するものだけではなく、図２３に示すように、傾斜した方向に例えば上記ＳＡＷフィルタ素子を形成しバンプ２５１をボンディングした半導体ウエハ２０２を作製する場合も生じている。このような上記傾斜方向に素子を形成したウエハに対してバンプを形成するときには、バンプ形成ヘッドの可動方向との関係で、その傾斜角度分、ウエハを旋回させる必要が生じる。つまり従来に比べてより高い精度にてウエハを旋回させる必要が生じてきている。本実施形態のバンプボンディング用加熱装置、バンプボンディング方法、及びバンプ形成装置は、上記傾斜角度の旋回が必要な半導体ウエハに特に有効である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態のバンプボンディング用加熱装置１１０は、大きく分けて、ウエハ旋回部材１１１と、旋回装置１１２と、ウエハ加熱装置１１３とを備える。上記ウエハ旋回部材１１１は、バンプボンディングが行われるバンプ形成前の上記圧電基板ウエハ（以下、「バンプ形成前ウエハ」と記す）２０１を載置し、載置した上記バンプ形成前ウエハ２０１の周方向へ旋回される。尚、本実施形態では約２１０℃である上記バンプボンディング温度にて、ウエハ旋回部材１１１に載置されているバンプ形成前ウエハ２０１の電極部に対してバンプ形成ヘッド１２０にてバンプが形成され、バンプ形成後の上記圧電基板ウエハを、以下「バンプ形成後ウエハ２０２」と記す。
【００１３】
又、このようなウエハ旋回部材１１１は、バンプ形成前ウエハ２０１が載置されバンプ形成前ウエハ２０１よりも大径にてなる金属製で円板状のウエハ載置台１１１１と、上記ウエハ載置台１１１１とほぼ同じ大きさにてなる金属製で円板状のターンテーブル１１１２とを有する。
ターンテーブル１１１２は、上記２１０℃を超える温度にて焼戻しして製造されているので、上記約２１０℃程度の加熱により反りが生じることはない。ターンテーブル１１１２は、上記ウエハ載置台１１１１を載置し、当該ターンテーブル１１１２の周囲には、上記旋回装置１１２に備わる後述の歯車１１２２に係合する歯１１１２７が本実施形態では全周に渡って形成されている。
【００１４】
又、図５に示すように、ウエハ載置台１１１１を載置する、ターンテーブル１１１２の載置面１１１２１には、同心円状にて大径の第１吸着溝１１１２２と、小径の第２吸着溝１１１２３とが形成されている。第１吸着溝１１１２２と第２吸着溝１１１２３とは、連通部１１１２４にて互いにつながっている。又、第１吸着溝１１１２２及び第２吸着溝１１１２３は、ターンテーブル１１１２内に形成されている吸引用通路１１１２６に連通しており、後述するように第１吸着溝１１１２２及び第２吸着溝１１１２３並びに上記吸引用通路１１１２６内の空気は、吸引装置１１７にて吸引される。よって、上記載置面１１１２１に載置されたウエハ載置台１１１１を上記吸引動作にて上記載置面１１１２１に吸着することができる。又、ターンテーブル１１１２の全周にわたり第１吸着溝１１１２２及び第２吸着溝１１１２３を形成することで、全周にわたり均一にウエハ載置台１１１１を上記載置面１１１２１に吸着することができる。
【００１５】
このようにターンテーブル１１１２に対してウエハ載置台１１１１を吸着にて保持するように構成した理由は、処理対象である半導体ウエハの厚みや大きさに応じてウエハ載置台１１１１を交換する必要があり、該交換動作を容易にするためであり、又、ターンテーブル１１１２及びウエハ載置台１１１１は、バンプ形成前ウエハ２０１を本実施形態では約２１０℃のバンプボンディング用温度に加熱するため約２１０℃まで加熱されるが、このときのウエハ載置台１１１１の熱膨張を許容するためである。
又、ターンテーブル１１１２の載置面１１１２１には、載置されるウエハ載置台１１１１を位置決めするため、円柱状の２本の位置決め用ピン１１１２５−１、１１１２５−２が立設されている。
【００１６】
上述のように構成されたターンテーブル１１１２の中央部には、図２に示すように、Ｔ字形の継手１１５が取り付けられる。該継手１１５は、ターンテーブル１１１２内に埋設される円板状の取り付け部１１５１と、該取り付け部１１５１に立設され取り付け部１１５１と一体的に形成された通路形成部１１５２とから構成される。ターンテーブル１１１２に継手１１５が取り付けられた状態において、上記通路形成部１１５２は、ターンテーブル１１１２の裏面１１１２８を超えて突出し、ターンテーブル１１１２を載置している上記加熱装置１１３に対して回転自在な状態にて加熱装置１１３を貫通して延在し、当該通路形成部１１５２の接続部分１１５３にて接続部材１１６に回転可能に嵌合される。
【００１７】
上記接続部分１１５３は、ベース板１１４に取り付けられ制御装置１８０にて動作制御される、本実施形態ではエアーシリンダを有する昇降装置１１９にて加熱位置１１９１と移載位置１１９２との間を昇降される昇降用板１２０に固定されている。尚、昇降用板１２０は、２つのガイド部材１２１にて支持されるとともに、昇降が案内される。
【００１８】
ターンテーブル１１１２に継手１１５が取り付けられたとき、継手１１５の取り付け部１１５１は、ターンテーブル１１１２の載置面１１１２１と上記継手１１５の一端面１１５１ａとが同一面に位置するようにしてターンテーブル１１１２内に埋設される。継手１１５内には、ターンテーブル１１１２に上記継手１１５が埋設された状態にて、ターンテーブル１１１２内の上記吸引用通路１１１２６に連通し上記通路形成部１１５２に沿って当該通路形成部１１５２内を延在する気体吸引通路１１５４と、ウエハ載置台１１１１内の上記気体出入用通路１１１１５に連通し上記通路形成部１１５２に沿って当該通路形成部１１５２内を延在する吸引ブロー通路１１５５とが設けられている。
【００１９】
上記気体吸引通路１１５４は、上記接続部材１１６を介して吸引装置１１７に接続される。吸引装置１１７は制御装置１８０にて動作制御され、吸引装置１１７の動作により気体吸引通路１１５４、上記吸引用通路１１１２６を介して第１吸着溝１１１２２及び第２吸着溝１１１２３内の空気が吸引される。又、上記吸引ブロー通路１１５５は、上記接続部材１１６を介して吸引ブロー装置１１８に接続される。吸引ブロー装置１１８は制御装置１８０にて動作制御され、吸引ブロー装置１１８の動作により吸引ブロー通路１１５５、上記気体出入用通路１１１１５を介して上記気体出入孔１１１１２から、気体の吸引又はブローが行われる。
上記接続部材１１６と、上述のように該接続部材１１６に回転可能に嵌合されている上記通路形成部１１５２の接続部分１１５３とは、Ｏ−リング等のシール部材を用いたシール構造にて気密を保持している。よって上記気体吸引通路１１５４及び上記吸引ブロー通路１１５５を流れる気体が外部へ漏れることはない。
【００２０】
上記ウエハ載置台１１１１は、上記２１０℃を超える温度にて焼戻しして製造されているので、上記約２１０℃程度の加熱により反りが生じることはない。よって上述のように吸着によりターンテーブル１１１２に保持可能である。又、バンプ形成前ウエハ２０１を載置するウエハ載置台１１１１の載置面１１１１１には、図４に示すように、バンプ形成前ウエハ２０１を吸着さらにはブローするための気体の出入孔１１１１２が開口され、又、バンプ形成前ウエハ２０１を上記載置面１１１１１に載置するときに、バンプ形成前ウエハ２０１を保持しているウエハ保持部１４１１の保持爪１４１２が進入する逃がし溝１１１１３が設けられ、さらに、載置面１１１１１に載置されたバンプ形成前ウエハ２０１のオリエンテーションフラット部分が接触しバンプ形成前ウエハ２０１の規正を行うために使用される位置決めローラ１１１１４が２つ設置されている。上記気体出入孔１１１１２は、ウエハ載置台１１１１内に形成した気体出入用通路１１１１５に連通している。
【００２１】
上記載置面１１１１１に対向するウエハ載置台１１１１の裏面１１１１６には、ターンテーブル１１１２に立設されている上記位置決め用ピン１１１２５−１、１１１２５−２に対応して、ピン挿入穴１１１１７−１、１１１１７−２がそれぞれ形成されている。上記ピン挿入穴１１１１７−１は、上記位置決め用ピン１１１２５−１と嵌合する程度の穴径の円柱状にてなるが、上記ピン挿入穴１１１１７−２は、ウエハ載置台１１１１の直径方向に延在する長穴形状にてなる。この理由は、上記約２１０℃にウエハ載置台１１１１が加熱されたとき、該熱によるウエハ載置台１１１１の熱膨張分を吸収可能とするためである。
上述したようにウエハ載置台１１１１は、ターンテーブル１１１２に吸着にて保持され、かつ上記ピン挿入穴１１１１７−２を長穴形状にしたことより、上記約２１０℃に加熱されたときにおいてもウエハ載置台１１１１は自由に延伸でき、延伸が制限されたときに生じる変形が生じることはない。よって、ウエハ載置台１１１１の裏面１１１１６の全面がターンテーブル１１１２の載置面１１１２１に接触できるので、ウエハ載置台１１１１の温度は、ウエハ載置台１１１１の全体においてほぼ均一となる。したがって、載置しているバンプ形成前ウエハ２０１をほぼ均一に加熱することができる。
【００２２】
上記ウエハ加熱装置１１３は、上述のようにターンテーブル１１１２を載置し、ウエハ旋回部材１１１のターンテーブル１１１２及びウエハ載置台１１１１を介してバンプ形成前ウエハ２０１を上記バンプボンディング温度に加熱する。又、詳細後述するように、ウエハ旋回部材１１１は、上記旋回装置１１２にて上記周方向へ旋回するが、このときウエハ加熱部材１１３は旋回しないように構成している。
【００２３】
このようなウエハ加熱装置１１３は、図６に示すように、上記ターンテーブル１１１２を載置するターンテーブル載置板１１３１と、ヒータ１１３２と、支持部材１１３３とを有する。ターンテーブル載置板１１３１には、図６に示すように、制御装置１８０にて動作制御される吸引装置１１３１１が接続されており、該吸引装置１１３１１の吸引動作によりターンテーブル載置板１１３１上に載置されるターンテーブル１１１２は、ターンテーブル載置板１１３１に保持される。上記ヒータ１１３２は、ターンテーブル載置板１１３１に該ターンテーブル載置板１１３１の厚み方向に直交する方向にあけられた穴１１３４に挿入された、本実施形態ではカートリッジヒータであり、本実施形態では４本のヒータ１１３２が互いに平行に並列されている。上記支持部材１１３３は、当該バンプボンディング用加熱装置１１０のベース板１１４上に上記ターンテーブル載置板１１３１を支持する部材である。
【００２４】
ヒータ１１３２の加熱によりターンテーブル載置板１１３１は加熱され、ターンテーブル載置板１１３１の熱は、ターンテーブル１１１２へ伝導するとともに、その一部は支持部材１１３３へも伝導する。このとき、もし支持部材１１３３をヒータ１１３２の延在方向と同方向に延在させたとすると、支持部材１１３３に近いヒータ１１３２の熱は、支持部材１１３３から遠いヒータ１１３２の熱に比べて、より多く支持部材１１３３へ伝導しやすい。よって、ターンテーブル載置板１１３１における温度が全体でほぼ均一にならず、ターンテーブル載置板１１３１に載置されているターンテーブル１１１２、ひいてはバンプ形成前ウエハ２０１が全体的にほぼ均一な温度にならないという問題を生じる。又、ヒータ１１３２においても、加熱開始当初では、その全長に渡りほぼ均一に発熱することは困難であり、両端部分は中央部分に比べると温度が低くなってしまう。
【００２５】
そこで本実施形態では、支持部材１１３３へのヒータ１１３２の熱の伝導が偏らずターンテーブル載置板１１３１の全体がほぼ均一な温度になるように、ヒータ１１３２の延在方向及びターンテーブル載置板１１３１の厚み方向に直交する方向に沿って、又、各ヒータ１１３２の上記両端部分に対応して支持部材１１３３が延在するように、支持部材１１３３を延在させている。
このように構成することで、４本のヒータ１１３２のそれぞれから支持部材１１３３へ熱が伝導するので、ターンテーブル載置板１１３１の全体をほぼ均一な温度にすることができ、バンプ形成前ウエハ２０１の全体をほぼ均一な温度にすることができる。
【００２６】
上記旋回装置１１２は、本実施形態ではサーボモータにてなり制御装置１８０にて動作制御される駆動源１１２１と、上記ターンテーブル１１１２の上記歯１１１２７に係合する歯車１１２２と、ターンテーブル１１１２の熱が上記駆動源１１２１に伝達するのを防止し、かつ駆動源１１２１にて発生した駆動力を上記歯車１１２２に伝達して歯車１１２２を回転させる回転力伝達機構１１２３とを有する。本実施形態では、回転力伝達機構１１２３としてタイミングベルトを使用しているが、該構造に限定されるものではない。
【００２７】
上記昇降装置１１９にて上記加熱位置１１９１と上記移載位置１１９２との間にて昇降する上記昇降用板１２０には、図９〜図１１に示すように、ターンテーブル１１１２の周囲にて周方向に等間隔で４箇所に対応するように４本の支柱１２３が立設されている。各支柱１２３の先端には、上記ターンテーブル１１１２の周囲に形成されている歯１１１２７に係合し、かつ昇降用板１２０の上記昇降に対応して上記ターンテーブル１１１２を上記加熱位置１１９１と上記移載位置１１９２との間にて昇降させるガイドローラ１２２が、各支柱１２３に回転可能に支持されている。
各ガイドローラ１２２は、上記支柱１２３にベアリング１２２５にて回転可能に支持された円筒体と、該円筒体の下端部及び上端部にて該円筒体の直径方向に突出した下フランジ１２２１及び上フランジ１２２２とを一体的に形成し、さらに、図７に示すように、下フランジ１２２１及び上フランジ１２２２の各周縁部にて下フランジ１２２１及び上フランジ１２２２の間にピン１２２３を設けた構造をなす。下フランジ１２２１及び上フランジ１２２２の周方向に沿って配列されたピン１２２３のピッチは、ターンテーブル１１１２の歯１１１２７の配列ピッチに等しい。よって、上記旋回装置１１２の動作によるターンテーブル１１１２の回転に応じて、ガイドローラ１２２も回転する。
このように構成されるガイドローラ１２２は、上記ターンテーブル載置板１１３１上でのターンテーブル１１１２の直径方向へのずれを防止するとともに、下フランジ１２２１とターンテーブル１１１２の歯１１１２７との接触により上述のようにターンテーブル１１１２の昇降を行う。
【００２８】
ガイドローラ１２２の上述の機能によればガイドローラ１２２は、必ずしも、ターンテーブル１１１２とともに一対一に旋回する必要はなく、図８に示すように、ピン１２２３を設けず、下フランジとターンテーブル１１１２の歯１１１２７とを接触させても良い。しかしながら該構造では、ガイドローラはターンテーブル１１１２の旋回に一対一に対応して回転しないので、本実施形態における上記ガイドローラ１２２の場合に比べて、上記下フランジと歯１１１２７とはより多く擦れ合う。よって、摩耗による粉塵が発生する可能性が高いので別途粉塵対策が必要となる。
本実施形態のガイドローラ１２２では上述のように粉塵の発生は少ないが、下フランジ１２２１には耐蝕耐熱焼入れ鋼を使用して粉塵発生をさらに低減させている。
【００２９】
又、図１２に示すように、４つのガイドローラ１２２は、上記旋回装置１１２の歯車１１２２によってターンテーブル１１１２が旋回したとき、上記歯車１１２２に対して遠い位置に設けられる２つのガイドローラ１２２−１では、ターンテーブル１１１２の歯１１１２７における谷と該谷に係合する上記ピン１２２３との間に隙間が生じず、一方、上記歯車１１２２に対して近い位置に設けられる２つのガイドローラ１２２−２では、ターンテーブル１１１２の歯１１１２７における谷と該谷に係合する上記ピン１２２３との間に隙間１２２６が生じるように配置されている。尚、本実施形態では、上記隙間１２２６は、ターンテーブル１１１２の直径方向において常温時で０．２７ｍｍに設定している。
上述のようにターンテーブル１１１２は約２１０℃程度に加熱されるが、上記隙間１２２６を設けることで、熱によるターンテーブル１１１２の熱膨張分を吸収でき、ターンテーブル１１１２の反り等の変形を防止しターンテーブル１１１２の全体がほぼ均一の温度となるように作用し、ひいてはウエハ載置台１１１１上のバンプ形成前ウエハ２０１の全体がほぼ均一の温度になるように作用する。
【００３０】
さらに当該バンプボンディング用加熱装置１１０には、ウエハ載置台１１１１上にバンプ形成前ウエハ２０１が載置されたとき、バンプ形成前ウエハ２０１をウエハ載置台１１１上の規定位置にセットするため、図３及び図１３に示すように、ウエハ規正装置１２５が設けられる。該ウエハ規正装置１２５は、ウエハ載置台１１１上のバンプ形成前ウエハ２０１の周囲に接触する２つの規正ローラ１２５２と、該規正ローラ１２５２を上記バンプ形成前ウエハ２０１の直径方向へ移動させる、制御装置１８０にて動作制御される駆動部１２５１とを有する。
該ウエハ規正装置１２５は、バンプ形成前ウエハ２０１をウエハ載置台１１１１から浮上させた状態で、駆動部１２５１にて規正ローラ１２５２を上記直径方向に移動させて、ウエハ載置台１１１上に設けられている上記位置決めローラ１１１１４に上記バンプ形成前ウエハ２０１のオリエンテーションフラットがならうようにバンプ形成前ウエハ２０１を数回回転してバンプ形成前ウエハ２０１の位置決めを行う。
【００３１】
以上説明したバンプボンディング用加熱装置１１０は、図３に示すように、上記バンプ形成前ウエハ２０１上の回路部分の電極にバンプを形成するバンプ形成装置１０１に組み込むことができる。尚、該バンプ形成装置１０１は、バンプ形成前の圧電基板ウエハ２０１を層状に収納した第１収納容器と、バンプ形成後の圧電基板ウエハ２０２を層状に収納する第２収納容器との両方を備えた、いわゆる両マガジンタイプであるが、該タイプに限定されるものではなく、上記バンプ形成前圧電基板ウエハ２０１及び上記バンプ形成後圧電基板ウエハ２０２を一つの収納容器に収納するいわゆる片マガジンタイプを構成することもできる。
上記バンプ形成装置１０１は、大別して、一つの上記バンプボンディング用加熱装置１１０と、一つのバンプ形成ヘッド１９０と、搬送装置１３０と、搬入側と搬出側にそれぞれ設けた移載装置１４０と、上記収納容器についてそれぞれ設けられそれぞれの収納容器を昇降させる昇降装置１５０と、プリヒート装置１６０と、ポストヒート装置１７０と、制御装置１８０とを備える。
【００３２】
上記バンプ形成ヘッド１９０は、上記バンプボンディング用加熱装置１１０に載置され上記バンプボンディング用温度に加熱されたバンプ形成前ウエハ２０１の上記電極にバンプを形成するための公知の装置であり、バンプの材料となる金線を供給するワイヤ供給部１９１の他、上記金線を溶融してボールを形成し該溶融ボールを上記電極に押圧するバンプ作製部、上記押圧時にバンプに超音波を作用させる超音波発生部等を備える。又、このように構成されるバンプ形成ヘッド１９０は、例えばボールねじ構造を有し平面上で互いに直交するＸ，Ｙ方向に移動可能なＸ，Ｙテーブル１９２上に設置されており、固定されている上記バンプ形成前ウエハ２０１の各上記電極にバンプを形成可能なように上記Ｘ，Ｙテーブル１２２によって上記Ｘ，Ｙ方向に移動される。
【００３３】
当該バンプ形成装置１０１では、上記搬送装置１３０として２種類設けられている。その一つである搬入装置１３１は、上記第１収納容器から上記バンプ形成前ウエハ２０１を取り出す装置であり、他の一つである搬出装置１３２は、バンプ形成後のバンプ形成後ウエハ２０２を上記第２収納容器へ搬送し収納する装置である。搬出装置１３２も搬入装置１３１と同様の構造を有し、同様に動作する。
又、搬入装置１３１の設置箇所には、第１収納容器２０５から搬入装置１３１にて取り出したバンプ形成前ウエハ２０１のオリエンテーションフラットを所定方向に配向させる、オリフラ合わせ装置１３３が設けられている。
【００３４】
上記移載装置１４０は、当該バンプ形成装置１０１では、搬入側移載装置１４１と搬出側移載装置１４２とを備える。搬入側移載装置１４１は、上記搬入装置１３１の保持台１３１１に保持された上記バンプ形成前ウエハ２０１をウエハ保持部１４１１にて挟持し、プリヒート装置１６０への搬送と、プリヒート装置１６０からバンプボンディング用加熱装置１１０への搬送を行う。一方、搬出側移載装置１４２は、バンプボンディング用加熱装置１１０の上記ウエハ載置台１１１上の上記バンプ形成後ウエハ２０２をウエハ保持部１４２１にて挟持し、ポストヒート装置１７０への搬送と、ポストヒート装置１７０から上記搬出装置１３２の保持台１３２１への搬送とを行う。
【００３５】
上記昇降装置１５０は、上記第１収納容器を載置する第１昇降装置１５１と、上記第２収納容器を載置する第２昇降装置１５２とを備える。第１昇降装置１５１は、上記バンプ形成前ウエハ２０１が上記搬入装置１３１によって取り出し可能な位置に配置されるように、上記第１収納容器を昇降する。第２昇降装置１５２は、上記搬出装置１３２にて保持されているバンプ形成後ウエハ２０２を第２収納容器内の所定位置へ収納可能なように、上記第２収納容器を昇降する。
【００３６】
上記プリヒート装置１６０は、搬入装置１３１からウエハ保持部１４１１にて保持したバンプ形成前ウエハ２０１を載置して、室温から、バンプボンディング用加熱装置１１０にてバンプ形成を行うときの上記バンプボンディング用温度である約２１０℃付近まで昇温する装置である。
上記ポストヒート装置１７０は、バンプ形成後、バンプボンディング用加熱装置１１０からウエハ保持部１４２１にて保持したバンプ形成後ウエハ２０２を載置して、上記バンプボンディング用温度の約２１０℃付近から室温付近まで徐々に降温するための装置である。
【００３７】
尚、本実施形態のバンプ形成装置では、プリヒート装置１６０及びポストヒート装置１７０を設けた場合を示しているが、プリヒート装置１６０及びポストヒート装置１７０を設けず、バンプボンディング用加熱装置１１０にてプリヒート動作からポストヒート動作までの昇降温動作を行うように構成することもできる。
【００３８】
以上説明したバンプ形成装置１０１に備わるバンプボンディング用加熱装置１１０の動作について以下に説明する。尚、各動作は、制御装置１８０にて制御される。
図１４のステップ（図では「Ｓ」にて示す）１０１では、図１５に示すように、上述したように上記ウエハ保持部１４１１にて保持されたバンプ形成前ウエハ２０１が上記プリヒート装置１６０からバンプボンディング用加熱装置１１０へ搬入される。
次のステップ１０２では、上記加熱装置１１３に備わる上記ターンテーブル載置板１１３１へのターンテーブル１１１２の上記吸引装置１１３１１による吸着動作を停止する。尚、該吸着動作停止前に、ターンテーブル１１１２及びウエハ載置台１１１は、加熱装置１１０にて既に上記約２１０℃程度に昇温されている。
【００３９】
次のステップ１０３では、上記昇降装置１１９を動作させ、昇降用板１２０を上記加熱位置１１９１から上記移載位置１１９２へ向かって上昇させる。該上昇動作により、昇降用板１２０に固定されている接続部材１１６、及び昇降用板１２０に立設されている支柱１２３に回転自在に支持されている上記ガイドローラ１２２がともに同時に上昇する。ガイドローラ１２２の上昇により、図１１に示すように、ガイドローラ１２２の下フランジ１２２１に接触している歯１１１２７を介してウエハ載置台１１１を載置しているターンテーブル１１１２が上記移載位置１１９２まで上昇する。尚、ターンテーブル１１１２に固定されている上記継手１１５もターンテーブル１１１２とともに上昇するので、上記接続部材１１６と継手１１５の接続部分１１５３とは昇降方向に位置ずれを起こすことなく一体的に上昇する。又、下降するときも上昇時と同様に動作するので、上記接続部材１１６と継手１１５の接続部分１１５３とが上記昇降方向に位置ずれを起こすことはない。
【００４０】
上記ステップ１０３にてウエハ載置台１１１が移載位置１１９２に到達することで、ステップ１０４にて図１６及び図１９に示すように、ウエハ載置台１１１が上記ウエハ保持部１４１１に保持されているバンプ形成前ウエハ２０１に接触し、バンプ形成前ウエハ２０１のウエハ載置台１１１上への受け取りが行われ、ウエハ載置台１１１上にバンプ形成前ウエハ２０１が載置される。
この状態において、ステップ１０５では、ウエハ載置台１１１上でのバンプ形成前ウエハ２０１の位置規正動作が行われる。即ち、図１７に示すようにウエハ保持部１４１１の保持爪１４１２が開きバンプ形成前ウエハ２０１の保持を解除し、さらに、上記吸引ブロー装置１１８が動作し上記吸引ブロー通路１１５５及び気体出入用通路１１１１５を介して気体、本実施形態ではクリーンエアー又は窒素ガスがウエハ載置台１１１の上記気体出入孔１１１１２から噴出される。尚、このときバンプ形成前ウエハ２０１はプリヒートされているので、噴出する気体は、バンプ形成前ウエハ２０１の温度をほとんど低下させない温度に加熱されている。
上記気体の噴出により、バンプ形成前ウエハ２０１はウエハ載置台１１１上より約０．５ｍｍ程度浮き上がる。該浮上している間に、図２０に示すように、ウエハ規正装置１２５の規正ローラ１２５２が駆動部１２５１によってバンプ形成前ウエハ２０１の直径方向に移動して、バンプ形成前ウエハ２０１の外周に接触し、バンプ形成前ウエハ２０１のオリエンテーションフラットが上記位置決めローラ１１１１４に当接するまでバンプ形成前ウエハ２０１を押し進め、位置決めローラ１１１１４に上記オリエンテーションフラットがならうように、バンプ形成前ウエハ２０１のオリエンテーションフラットの規正を行う。該動作にて上記位置規正が行われる。
該位置規正動作の終了後、吸引ブロー装置１１８は気体噴出動作を停止し、吸引動作を開始する。よって該吸引動作により上記気体出入孔１１１１２から空気が吸引され、バンプ形成前ウエハ２０１はウエハ載置台１１１上に吸着される。
【００４１】
次のステップ１０６では、旋回装置１１２の駆動源１１２１が動作し、図２１に示すように、上記歯車１１２２にてターンテーブル１１１２がボンディング角度分旋回する。ここで、上記ボンディング角度とは以下のような角度である。即ち、バンプ形成ヘッド１９０がＸ，Ｙテーブル１９２にてＸ，Ｙ方向にのみ移動可能であることから、ウエハの結晶の方位に対して傾斜した方向に素子を形成したウエハに対してバンプを形成するときには、上記Ｘ，Ｙ方向のいずれか一方向と上記傾斜方向とを一致させた方がＸ，Ｙテーブル１９２の移動量が少なくなりタクト短縮を図れることから好ましい。よって上記ボンディング角度とは、上記Ｘ，Ｙ方向のいずれか一方向、即ち、回路素子を形成する前の半導体ウエハにおける例えば結晶方位又は該結晶方位方向に直交する方向と、上記傾斜方向とを一致させるための、ウエハの回転角度である。
又、このようなボンディング角度は、処理対象であるウエハの種類毎に制御装置１８０内の記憶部に記憶されており、必要に応じて制御装置１８０にて読み出さる。そして制御装置１８０は、上記ボンディング角度分の旋回がなされるように、駆動源１１２１の動作制御を行う。
【００４２】
上述のように本実施形態では、駆動源１１２１としてサーボモータを使用し、かつ歯車１１２２に係合する歯１１１２７を設けたターンテーブル１１１２を上記サーボモータにて回転される上記歯車１１２２にて旋回させるように構成したことから、従来の気体浮上式に比べて、遥かに高い精度にてバンプ形成前ウエハ２０１を旋回させることができる。したがって、上記ボンディング角度分の旋回を要する場合であっても、高精度にてバンプ形成前ウエハ２０１を旋回させることができる。
尚、歯車１１２２と歯１１１２７とを係合させていることから、旋回動作を行ったときにはバックラッシュに起因する旋回量誤差が生じる。よって、本実施形態でも、例えば正転、反転を行う等の公知の誤差是正方法を採っている。
【００４３】
次のステップ１０７では、図１８に示すように、上記昇降装置１１９を動作させ、昇降用板１２０を上記移載位置１１９２から上記加熱位置１１９１へ向かって下降させる。該下降動作により、ガイドローラ１２２も下降するのでターンテーブル１１１２が下降し、ターンテーブル１１１２上のウエハ載置台１１１が上記加熱位置１１９１へ配置される。そして次のステップ１０８では、再び上記吸引装置１１３１１を動作させて、ターンテーブル１１１２を加熱装置１１０のターンテーブル載置板１１３１へ吸着させる。これにてターンテーブル１１１２は、上述の上昇動作にて若干冷えた分、再び約２１０℃程度に加熱され、バンプ形成前ウエハ２０１はバンプボンディング用温度に加熱される。尚、バンプ形成前ウエハ２０１もプリヒート動作にて既にほぼバンプボンディング用温度に加熱されている。
そして次のステップ１０９では、バンプ形成ヘッド１９０によってバンプ形成前ウエハ２０１の回路部分の電極上にバンプが形成されていく。該バンプ形成終了後、ステップ１１０にて、バンプ形成後ウエハ２０２は、搬出側移載装置１４２のウエハ保持部１４２１にてウエハ載置台１１１上から搬出される。
【００４４】
上記実施形態によれば、上記バンプボンディング用加熱装置１１０を備えたことで、従来の気体浮上式のような半導体ウエハの大きさや重さによって噴出する気体の圧力、流量等の制御を要するという煩わしさはなくなり、取り扱いが容易になる。さらに又、従来の気体浮上式に比べて、遥かに高い精度にてバンプ形成前ウエハ２０１を旋回させることができ、上記ボンディング角度分の旋回を要する場合であっても、高精度にてバンプ形成前ウエハ２０１を旋回させることができる。さらに又、ターンテーブル１１１２等を加熱する加熱装置１１０は旋回しない構造であるので、コンパクトな装置構成を図ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の第１態様のバンプボンディング用加熱装置によれば、旋回部材、旋回装置、及びウエハ加熱装置を備え、上記ウエハ加熱装置を旋回させることなく、上記旋回装置にて上記旋回部材を旋回させ上記旋回部材に載置されている半導体ウエハの旋回を行うようにした。したがって、ウエハ加熱装置が旋回しないので装置構成をコンパクト化でき、かつ上記旋回装置にて上記旋回部材を直接に旋回させるので、従来の気体浮上式の旋回方法に比べて、半導体ウエハの旋回角度を高精度にて実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態にかかるバンプボンディング用加熱装置の斜視図である。
【図２】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置の断面図である。
【図３】  本発明の実施形態にかかるバンプ形成装置の斜視図である。
【図４】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置に備わるウエハ載置台部分を示す斜視図である。
【図５】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置に備わるターンテーブルを示す斜視図である。
【図６】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置に備わる加熱装置を示す斜視図である。
【図７】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置に備わるガイドローラを示す斜視図である。
【図８】  図７に示すガイドローラの変形例を示す斜視図である。
【図９】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置に備わるガイドローラを昇降させる部分を示す斜視図である。
【図１０】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置に備わるターンテーブル及びウエハ載置台が加熱位置にあるときの図である。
【図１１】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置に備わるターンテーブル及びウエハ載置台が移載位置にあるときの図である。
【図１２】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置に備わるターンテーブルとガイドローラとの位置関係を示す図である。
【図１３】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置に備わるウエハ規正装置の斜視図である。
【図１４】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置にウエハが搬入された状態を示す図である。
【図１６】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置が移載位置へ上昇しウエハの受け取りを行う状態の図である。
【図１７】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置がウエハの受け取った状態の図である。
【図１８】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置がウエハの受け取り加熱位置に戻った状態を示す図である。
【図１９】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置にウエハが載置された状態を示す平面図である。
【図２０】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置に備わるウエハ規正装置がウエハの規正を行う状態を示す図である。
【図２１】  図１に示すバンプボンディング用加熱装置に備わるウエハ規正装置によるウエハ規正動作が行われた後の状態を示す平面図である。
【図２２】  半導体ウエハの結晶方位に沿って回路を形成した、従来のウエハを示す図である。
【図２３】  半導体ウエハの結晶方位に対して傾斜した方向に沿って回路を形成したウエハを示す図である。
【図２４】  従来のバンプボンディング用加熱装置の斜視図である。
【図２５】  従来のバンプボンディング用加熱装置にて行われる気体噴出にてウエハが浮上した状態を示す図である。
【符号の説明】
１０１…バンプ形成装置、
１１０…バンプボンディング用加熱装置、１１１…ウエハ旋回部材、
１１２…旋回装置、１１３…加熱装置、１１８…吸引ブロー装置、
１１９…将校機構、１２５…ウエハ規正装置、
１８０…制御装置、
１１１１…ウエハ載置台、１１１２…ターンテーブル、
１１２１…駆動源、１１２２…歯車、１１２３…回転力伝達機構、
１１３１…ターンテーブル載置板、１１３２…ヒータ、１１３３…支持部材、
１１９１…加熱位置、１１９２…載置位置、
１１１２７…歯。
【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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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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