JP2002118151A - 半導体装置の製造方法および半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ツール調整時間を短縮して作業性の向上を図
るとともに、調整のばらつきを低減する。 【解決手段】 加圧面１２ｄが設けられたマウントツー
ル１２ｃを備えたツールブロック１２ｆと、ツールブロ
ック１２ｆの外側球面部１２ｊと接触する球面部１２ｋ
を備えたガイドブロック１２ｇと、ツールブロック１２
ｆをガイドブロック１２ｇに押し当てて固定する固定部
材１２ｈと、配線基板を支持する載置面１２ｅを備えた
マウントステージ１２ｂとが設けられ、フリー状態のツ
ールブロック１２ｆを自在運動させてマウントツール１
２ｃの加圧面１２ｄがマウントステージ１２ｂの載置面
１２ｅに倣うように両者を接触させて平行度を調整し、
調整後、ツールブロック１２ｆをガイドブロック１２ｇ
に押し当てて固定部材１２ｈによって固定してチップマ
ウントを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造技術に
関し、特に、フリップチップボンダなどの半導体製造装
置の作業性向上に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。

【０００３】半導体チップをフリップチップ実装で配線
基板（チップ支持部材）に接合する半導体製造装置とし
て、フリップチップボンダが知られている。

【０００４】フリップチップボンダでは、マウントステ
ージとマウントツールとが対向して配置され、チップマ
ウント（チップボンディング）の際には、マウントステ
ージに配線基板を配置し、一方、マウントツールによっ
て半導体チップを支持し、マウントステージとマウント
ツールとによって半導体チップと配線基板を加圧してチ
ップマウントを行う。

【０００５】ここで、前記フリップチップボンダのマウ
ントツールは、ＸまたはＹ方向にそれぞれ円弧状に移動
可能な別々のステージを組み合わせて構成されたＸＹス
テージに搭載されている。

【０００６】したがって、チップマウントの際には、そ
れぞれのステージを別々に調整してマウントツールとマ
ウントステージの平行出しを行っている。

【０００７】なお、種々のフリップチップボンダについ
ては、例えば、株式会社プレスジャーナル１９９８年７
月２７日発行、「月刊Semiconductor World 増刊号 '99
半導体組立・検査技術」、１１９〜１２３頁に記載され
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術のフリップチップボンダでは、製品の品種交換時など
に、マウントステージやマウントツールも交換の必要が
あり、品種交換ごとに、毎回作業者が手動で前記ＸＹス
テージの調整を行うことになり、したがって、マウント
ツールとマウントステージの平行出しの調整に時間がか
かることが問題となる。

【０００９】また、マウントツールとマウントステージ
の交換後の平行出しを作業者が行うため、その調整にば
らつきが生じることが問題となる。

【００１０】さらに、前記調整では、実際に感圧紙を用
いてマウントツールとマウントステージとによってこの
感圧紙を加圧し、感圧紙の被加圧部の色が均一になる
（許容範囲になる）まで、加圧と感圧紙の色確認との作
業が延々と続けられる。

【００１１】これにより、前記調整に非常に時間がかか
ることが問題である。

【００１２】本発明の目的は、ツール調整時間を短縮し
て作業性の向上を図るとともに、調整のばらつきを低減
する半導体装置の製造方法および半導体製造装置を提供
することにある。

【００１３】さらに、本発明のその他の目的は、自動ツ
ール交換を図る半導体装置の製造方法および半導体製造
装置を提供することにある。

【００１４】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１６】すなわち、本発明の半導体装置の製造方法
は、マウントツールが設けられたツールブロックの前記
マウントツールの加圧面と、ステージの載置面とを対向
して配置する工程と、前記マウントツールの前記加圧面
と前記ステージの前記載置面とを接触させて前記ツール
ブロックを自在運動させて両者の平行度を調整する工程
と、前記ツールブロックを固定部材によってガイドブロ
ックに固定する工程と、前記ツールブロックの前記マウ
ントツールの前記加圧面によって半導体チップを支持す
る工程と、前記ステージの前記載置面にチップ支持部材
を配置する工程と、前記マウントツールと前記ステージ
とによって前記半導体チップと前記チップ支持部材とを
加圧して両者を接合する工程とを有するものである。

【００１７】本発明によれば、マウントツールの加圧面
とマウントステージの載置面とを接触させた際に、マウ
ントツールを支持するツールブロックが自在運動可能で
あるため、マウントツールの加圧面をマウントステージ
の載置面に倣わせることができる。

【００１８】したがって、マウントツールの加圧面とマ
ウントステージの載置面の両者の平行出しを容易に、か
つ安定して行うことができるとともに、ツールブロック
を下降させてマウントツールをマウントステージに押し
当てるだけであるため、その平行度調整を自動化するこ
とができる。

【００１９】その結果、品種切り換え時のマウントツー
ルとマウントステージの平行度調整を容易に行うことが
でき、平行度調整に費やす時間を短縮することができ
る。

【００２０】また、本発明の半導体製造装置は、半導体
チップを支持可能な加圧面が設けられたマウントツール
を備え、自在運動可能なツールブロックと、前記ツール
ブロックと接触する球面部を備えたガイドブロックと、
前記ツールブロックを前記ガイドブロックに押し当てて
固定する固定部材と、前記半導体チップと接合可能なチ
ップ支持部材を支持する載置面を備え、前記チップ支持
部材を前記載置面に前記半導体チップと対向して配置可
能なように設けられた移動自在なステージと、前記マウ
ントツールと前記ステージとにより前記半導体チップと
前記チップ支持部材とを加圧して両者の接合が行われる
マウント処理部とを有し、前記固定部材によって前記ツ
ールブロックを前記ガイドブロックに固定する際に、前
記マウントツールの前記加圧面と前記ステージの前記載
置面とを接触させて前記ツールブロックを自在運動させ
て両者の平行度を調整して固定するものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【００２２】図１は本発明の実施の形態の半導体製造装
置の一例であるフリップチップボンダの構造を示す構成
概略図、図２は図１に示すフリップチップボンダにおけ
るチップマウント動作の一例を示す動作概略図、図３は
図１に示すフリップチップボンダにおけるマウント処理
部の構造の一例を示す図であり、（ａ）はマウントツー
ルとマウントステージの断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢
視図、図４は図１に示すフリップチップボンダを用いて
製造された半導体装置の一例であるＣＳＰの構造を示す
断面図、図５は本発明の実施の形態の半導体装置である
ＣＳＰの製造方法の組み立て手順の一例を示す製造プロ
セスフロー図、図６〜図８は図１に示すフリップチップ
ボンダにおけるマウントツールとマウントステージの平
行度の調整方法の原理の一例を示す断面図である。

【００２３】図１に示す本実施の形態の半導体製造装置
の一例であるフリップチップボンダは、図４に示す小形
の半導体装置の一例であるＣＳＰ６を組み立てる際に、
半導体チップ１の配線基板（チップ支持部材）４へのマ
ウント（ボンディング）を行う製造装置であり、半導体
チップ１と配線基板４との接合を行うものである。

【００２４】本実施の形態では、配線基板４の一例とし
てテープ状の薄膜の配線基板４を用いた場合を説明す
る。したがって、図１に示すフリップチップボンダは、
チップ支持部材であるテープ状の配線基板４に半導体チ
ップ１をマウントするものである。

【００２５】図１〜図４を用いて、本実施の形態のフリ
ップチップボンダの概略全体構成について説明すると、
ダイシング後の半導体ウェハ７から個々の半導体チップ
１をピックアップするウェハセット部１１と、マウント
ツール１２ｃとマウントステージ（ステージ）１２ｂと
によって半導体チップ１と配線基板４とを加圧して両者
の接合が行われるマウント処理部１２と、マウント処理
部１２に配線基板４を搬送供給する搬送部９とからな
る。

【００２６】さらに、マウント処理部１２には、半導体
チップ１を支持した状態で移動自在なマウントヘッド１
２ａと、図３（ａ）に示すような内側球面部１２ｉおよ
び外側球面部１２ｊが形成されるとともに半導体チップ
１を支持可能な加圧面１２ｄが設けられたマウントツー
ル１２ｃを備え、かつ自在運動可能にマウントヘッド１
２ａの先端に設けられたツールブロック１２ｆと、ツー
ルブロック１２ｆの外側球面部１２ｊと接触する球面部
１２ｋを備えたガイドブロック１２ｇと、ツールブロッ
ク１２ｆの内側球面部１２ｉと接触する固定用球面部１
２ｔを備え、かつ固定用球面部１２ｔによってツールブ
ロック１２ｆをガイドブロック１２ｇに押し当てて固定
する固定部材１２ｈと、半導体チップ１と接合可能な配
線基板４を支持する載置面１２ｅを備え、かつ配線基板
４を載置面１２ｅに半導体チップ１と対向して配置可能
なように設けられた移動自在なマウントステージ１２ｂ
とが設けられている。

【００２７】そこで、本実施の形態のフリップチップボ
ンダの特徴は、チップマウントにおいてマウントツール
１２ｃの加圧面１２ｄとマウントステージ１２ｂの載置
面１２ｅとの平行度調整（平行出し調整）を行う際に、
マウントヘッド１２ａを下降させてマウントツール１２
ｃの加圧面１２ｄがマウントステージ１２ｂの載置面１
２ｅに倣うように両者を接触させる。この際、フリー状
態のツールブロック１２ｆを自在運動させて両者の平行
度を調整し（平行出しを行い）、調整後、ツールブロッ
ク１２ｆをガイドブロック１２ｇに押し当てて固定して
この状態でチップマウントを行うものである。

【００２８】したがって、マウントヘッド１２ａに設け
られたマウントツール１２ｃと、マウントステージ１２
ｂとの平行度調整を自動化することができ、これによ
り、平行度の調整時間の短縮化を図るものである。

【００２９】なお、マウントツール１２ｃ、ツールブロ
ック１２ｆ、ガイドブロック１２ｇおよび固定部材１２
ｈなどは、例えば、成形または切削可能な材料によって
成形されている。

【００３０】また、マウントツール１２ｃとマウントス
テージ１２ｂとによるその平行度調整は、図１に示す制
御部１３によって制御される。

【００３１】ここで、マウントヘッド１２ａの先端に
は、図３（ａ),（ｂ）に示すベースブロック１２ｌが取
り付けられ、このベースブロック１２ｌにガイドブロッ
ク１２ｇが固定され、さらに、ツールブロック１２ｆの
先端面に加圧面１２ｄを有したマウントツール１２ｃが
ネジ１２ｍによって固定されている。

【００３２】また、ガイドブロック１２ｇと固定部材１
２ｈとは、ツールブロック１２ｆを挟んでシリンダとピ
ストンの関係で係合しており、固定部材１２ｈは、ガイ
ドブロック１２ｇに往復運動自在に支持されるととも
に、ガイドブロック１２ｇのエアー供給部１２ｑから供
給されるエアー１２ｒの圧力によってツールブロック１
２ｆを押し上げてガイドブロック１２ｇに押し当てて固
定するものである。

【００３３】すなわち、ガイドブロック１２ｇには、固
定部材１２ｈのピストン部１２ｎを配置し、かつこれの
往復運動を可能にする空洞部１２ｐが形成され、エアー
供給部１２ｑから空洞部１２ｐにエアー１２ｒを供給す
ると、ピストン部１２ｎとともに固定部材１２ｈが上昇
し、固定部材１２ｈとガイドブロック１２ｇとによって
ツールブロック１２ｆを挟んで固定する構造となってい
る。

【００３４】したがって、マウントツール１２ｃとマウ
ントステージ１２ｂとによる両者の平行度調整の際に
は、エアー１２ｒをガイドブロック１２ｇの空洞部１２
ｐに供給せずに固定部材１２ｈを最下方位置に配置して
おき、これにより、図６に示すように、ツールブロック
１２ｆをフリー状態とし、この状態でマウントツール１
２ｃの加圧面１２ｄをマウントステージ１２ｂの載置面
１２ｅに押し当てて両面の平行出しを行った後、空洞部
１２ｐに所望のエアー１２ｒを供給してピストン部１２
ｎを上昇させて固定部材１２ｈとガイドブロック１２ｇ
とによってツールブロック１２ｆを挟んで固定する。

【００３５】なお、ツールブロック１２ｆには、その外
周のガイドブロック１２ｇの球面部１２ｋとの接触箇所
に外側球面部１２ｊが形成され、かつ内側の固定部材１
２ｈの固定用球面部１２ｔとの接触箇所に内側球面部１
２ｉが形成されている。

【００３６】これにより、ツールブロック１２ｆのフリ
ー状態（自在運動可能状態）でマウントツール１２ｃの
加圧面１２ｄをマウントステージ１２ｂの載置面１２ｅ
に押し当てて両面の平行出しを行った後、ツールブロッ
ク１２ｆの外側球面部１２ｊとガイドブロック１２ｇの
球面部１２ｋ、およびツールブロック１２ｆの内側球面
部１２ｉと固定部材１２ｈの固定用球面部１２ｔがそれ
ぞれ球面接触をするため、マウントツール１２ｃの加圧
面１２ｄとマウントステージ１２ｂの載置面１２ｅとを
押し当てて両者が平行となった際のそのままの角度でツ
ールブロック１２ｆの固定を行うことができ、その結
果、マウントツール１２ｃの加圧面１２ｄとマウントス
テージ１２ｂの載置面１２ｅの平行出しを容易に、かつ
安定して行うことができる。

【００３７】また、図１に示すマウントヘッド１２ａ
は、ＸＹ方向に移動自在なＸＹテーブル１０に取り付け
られ、かつ、Ｚ移動機構によってガイドされており、こ
れによってＸＹＺ方向に移動可能となっている。

【００３８】さらに、マウントステージ１２ｂとマウン
トヘッド１２ａは、半導体チップ１と配線基板４とに対
して荷重および熱または超音波などを付与して両者を接
合するものである。

【００３９】また、図２に示すように、ウェハセット部
１１には、ダイシング済みの半導体ウェハ７が配置され
たウェハ支持台１１ａと、このウェハ支持台１１ａに搭
載されたダイシング済みの半導体ウェハ７からボンディ
ングすべき半導体チップ１をピックアップコレット１１
ｃによってピックアップするとともに、ピックアップし
た半導体チップ１を表裏反転させてマウントヘッド１２
ａのマウントツール１２ｃの先端に設けられたコレット
１２ｓに受け渡すフリップヘッド１１ｂとが設置されて
おり、このウェハセット部１１では、ダイシング済みの
半導体ウェハ７からの半導体チップ１のピックアップ
と、この半導体チップ１のマウントヘッド１２ａへの移
載とが行われる。

【００４０】なお、ウェハセット部１１への半導体ウェ
ハ７の移載は、図１に示すウェハリフタ８によって行わ
れる。

【００４１】また、搬送部９への配線基板４の送り出し
は、ローダ１７によって行われ、さらに、チップボンデ
ィング後の配線基板４は、アンローダ１８に収容され
る。

【００４２】次に、本実施の形態の図１および図２に示
すフリップチップボンダ（半導体製造装置）を用いてチ
ップマウント（チップボンディング）が行われた図４に
示すＣＳＰ６の構造について説明する。

【００４３】このＣＳＰ６は、その外観サイズが半導体
チップ１より若干大きい程度の小形のものであり、半導
体チップ１の主面１ａ（半導体集積回路が形成されてい
る面）の外周部にその表面電極である複数のパッド１ｂ
が配置されている場合を説明する。

【００４４】ただし、パッド１ｂが設置される箇所につ
いては、特に限定されるものではなく、半導体チップ１
の主面１ａの外周部であっても、または、内方（例え
ば、センターパッド配列）であっても、あるいは、その
両者などであってもよい。

【００４５】前記ＣＳＰ６の構成は、半導体チップ１の
パッド１ｂと接続されるリード４ｃを有し、かつこのリ
ード４ｃと接続されるとともに、外部端子であるバンプ
電極２とも接続される配線４ａが設けられた薄膜のテー
プ状の配線基板４と、半導体チップ１と配線基板４との
間に配置された弾性部材であるエラストマ３と、配線基
板４の開口部４ｂにおいて封止樹脂などによりパッド１
ｂとリード４ｃとを封止して形成された封止部５とから
なる。

【００４６】ここで、薄膜のテープ状の配線基板４は、
例えば、ポリイミド系のフィルム基材などによって形成
されたものである。

【００４７】また、封止部５に用いられる前記封止樹脂
は、例えば、エポキシ系の熱硬化性樹脂などであり、モ
ールドあるいはポッティングなどによって樹脂封止が行
われる。

【００４８】次に、本実施の形態による半導体装置（Ｃ
ＳＰ６）の製造方法をチップマウント（チップボンディ
ング）方法を含めて図５に示す製造プロセスフロー図に
したがって説明する。

【００４９】まず、ステップＳ１に示すように、ポリイ
ミドなどからなる薄膜のテープ状の配線基板４を準備
し、これに弾性部材であるエラストマ３を張り付けるエ
ラストマ付けを行う（ステップＳ２）。

【００５０】一方、図１に示すフリップチップボンダの
ウェハセット部１１のウェハ支持台１１ａに、ウェハリ
フタ８によってダイシング済みの半導体ウェハ７をセッ
トする。

【００５１】続いて、図１に示す本実施の形態のフリッ
プチップボンダを用いて、ステップＳ３に示すチップマ
ウント（チップボンディング）を行う。

【００５２】まず、フリップチップボンダにおいて、図
６に示すように、図２に示すマウントヘッド１２ａの先
端に設けられたマウントツール１２ｃの加圧面１２ｄ
と、マウントステージ１２ｂの載置面１２ｅとを対向し
て配置する。

【００５３】この時、ピストン部１２ｎを含む固定部材
１２ｈと、これに支持されたツールブロック１２ｆは、
共にフリーな状態である。

【００５４】この状態で、マウントヘッド１２ａを下降
させて（またはマウントステージ１２ｂを上昇させても
よい）、図７に示すように、マウントツール１２ｃの加
圧面１２ｄとマウントステージ１２ｂの載置面１２ｅと
を接触させる。

【００５５】すなわち、マウントヘッド１２ａを下降さ
せてマウントツール１２ｃの加圧面１２ｄをマウントス
テージ１２ｂの載置面１２ｅに押し当てる。

【００５６】その際、マウントツール１２ｃが取り付け
られているツールブロック１２ｆは自在運動可能に支持
されているため、フリーに動き、これによって、マウン
トツール１２ｃの加圧面１２ｄがマウントステージ１２
ｂの載置面１２ｅに倣う。

【００５７】つまり、マウントツール１２ｃをマウント
ステージ１２ｂに押し当てたことにより、マウントツー
ル１２ｃがマウントステージ１２ｂに倣うと同時に、ツ
ールブロック１２ｆもマウントステージ１２ｂに倣うよ
うに動く。

【００５８】さらに、この状態で、図８に示すように、
空洞部１２ｐに所望のエアー１２ｒを供給して固定部材
１２ｈのピストン部１２ｎを上昇させ（持ち上げ）、こ
れにより、固定部材１２ｈとガイドブロック１２ｇとに
よってツールブロック１２ｆを挟んで固定する。

【００５９】なお、ツールブロック１２ｆには、その外
周のガイドブロック１２ｇの球面部１２ｋとの接触箇所
に外側球面部１２ｊが形成され、かつ内側の固定部材１
２ｈの固定用球面部１２ｔとの接触箇所に内側球面部１
２ｉが形成されている。

【００６０】したがって、ツールブロック１２ｆのフリ
ー状態でマウントツール１２ｃの加圧面１２ｄをマウン
トステージ１２ｂの載置面１２ｅに押し当てて両面の平
行出しを行った後、ツールブロック１２ｆの外側球面部
１２ｊとガイドブロック１２ｇの球面部１２ｋ、および
ツールブロック１２ｆの内側球面部１２ｉと固定部材１
２ｈの固定用球面部１２ｔがそれぞれ球面接触をし、そ
の結果、マウントツール１２ｃの加圧面１２ｄとマウン
トステージ１２ｂの載置面１２ｅとを押し当てて両者が
平行となった際のそのままの角度（状態）でツールブロ
ック１２ｆの固定が行われる。

【００６１】これによって、加圧面１２ｄと載置面１２
ｅとが平行となった状態でツールブロック１２ｆの固定
が行われ、したがって、マウントツール１２ｃの加圧面
１２ｄとマウントステージ１２ｂの載置面１２ｅの平行
出しすなわち平行度調整を行うことができる。

【００６２】前記平行度調整後、図２に示すように、ウ
ェハセット部１１においてチップマウントが行われる半
導体チップ１をフリップヘッド１１ｂのピックアップコ
レット１１ｃによって半導体ウェハ７からピックアップ
し、さらに、フリップヘッド１１ｂによって半導体チッ
プ１の表裏を反転させてマウント処理部１２に移動させ
る。

【００６３】その後、この半導体チップ１の裏面１ｃを
マウントヘッド１２ａの先端に設けられたコレット１２
ｓによって吸着保持し、マウントステージ１２ｂの上方
で待機する。すなわち、マウントツール１２ｃの加圧面
１２ｄ（図３（ａ）参照）によって半導体チップ１を支
持する。

【００６４】一方、ローダ１７から搬送部９にテープ状
の配線基板（チップ支持部材）４を送り出し、搬送部９
からマウント処理部１２のマウントステージ１２ｂ上に
エラストマ３が張り付けられた配線基板４を配置させ
る。すなわち、マウントステージ１２ｂの載置面１２ｅ
に配線基板４を配置する。

【００６５】これにより、平行度調整が行われたマウン
トツール１２ｃの加圧面１２ｄに支持された半導体チッ
プ１と、マウントステージ１２ｂの載置面１２ｅに支持
された配線基板４とが対向して配置される。

【００６６】その後、マウントツール１２ｃとマウント
ステージ１２ｂとによって半導体チップ１および配線基
板４に荷重および熱を付与して両者を熱圧着により接合
してチップマウントする（チップボンディングする）。

【００６７】なお、前記熱圧着の際には、超音波を印加
してもよい。

【００６８】チップマウント後、配線基板４をアンロー
ダ１８に送り、そこに収容する。

【００６９】その後、図５のステップＳ４に示すリード
ボンディングを行う。

【００７０】ここでは、図４に示す半導体チップ１のパ
ッド１ｂと配線基板４のリード４ｃとをインナリードボ
ンダなどを用いて接続する。

【００７１】その後、ステップＳ５に示す封止を行う。

【００７２】封止工程では、封止樹脂を用いてポッティ
ングなどによって（モールドでもよい）半導体チップ１
のパッド１ｂおよびリード４ｃの樹脂封止を行い、これ
により、封止部５を形成する。

【００７３】続いて、ステップＳ６に示すボール付けを
行う。

【００７４】ここでは、配線基板４の配線４ａとつなが
る所定位置のランドにそれぞれ１つずつ外部端子である
半田ボールを搭載して所定数のバンプ電極２を形成す
る。

【００７５】その後、ステップＳ７に示す選別・マーク
を行って図４に示すＣＳＰ６の組み立てを終了する。

【００７６】本実施の形態の半導体装置（ＣＳＰ６）の
製造方法および半導体製造装置（フリップチップボン
ダ）によれば、以下のような作用効果が得られる。

【００７７】すなわち、マウントヘッド１２ａを下降さ
せてマウントツール１２ｃの加圧面１２ｄとマウントス
テージ１２ｂの載置面１２ｅとを接触させた際に、マウ
ントツール１２ｃを支持するツールブロック１２ｆが自
在運動可能であるため、マウントツール１２ｃの加圧面
１２ｄをマウントステージ１２ｂの載置面１２ｅに倣わ
せることができる。

【００７８】したがって、マウントツール１２ｃの加圧
面１２ｄとマウントステージ１２ｂの載置面１２ｅの両
者の平行出しを容易に、かつ安定して行うことができる
とともに、ツールブロック１２ｆを下降させてマウント
ツール１２ｃをマウントステージ１２ｂに押し当てるだ
けであるため、その平行度調整を自動化することができ
る。

【００７９】その結果、品種切り換え時のマウントツー
ル１２ｃとマウントステージ１２ｂの平行度調整を容易
に行うことができ、前記平行度調整に費やす時間を短縮
することができる。

【００８０】したがって、マウントツール１２ｃとマウ
ントステージ１２ｂとを備えたフリップチップボンダ
（半導体製造装置）におけるツール調整時間の短縮によ
り、その作業性を向上させることができる。

【００８１】さらに、前記平行度調整を自動調整方式に
できるため、作業者による調整のばらつきの発生がなく
なり、したがって、前記平行度調整のばらつきを低減で
きる。

【００８２】また、前記平行度調整が、マウントヘッド
１２ａの先端のマウントツール１２ｃを下降させてマウ
ントステージ１２ｂに押し当てて固定するだけであるた
め、前記平行度調整の自動化とともに、マウントツール
１２ｃが取り付けられたマウントヘッド１２ａの自動交
換も実現可能となり、したがって、前記平行度調整を含
む自動ツール交換が可能になる。

【００８３】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。

【００８４】例えば、図９（ａ),（ｂ）に示す変形例の
マウントツール、ツールブロックおよびガイドブロック
のように、ツールブロック１２ｆとガイドブロック１２
ｇとの間で水平方向（マウントツール１２ｃの加圧面１
２ｄに平行な方向）の回転防止手段が設けられていても
よい。

【００８５】すなわち、ツールブロック１２ｆの両側の
側部に回転防止凸部１２ｖが設けられ、この回転防止凸
部１２ｖが嵌合する回転防止ガイド１２ｕが、同じくガ
イドブロック１２ｇの両側の側部に設けられており、回
転防止凸部１２ｖと回転防止ガイド１２ｕとが嵌合する
ことにより、マウントツール１２ｃにおける加圧面１２
ｄに平行な方向に対してのθ回転を防止できる。

【００８６】これにより、チップマウント時のマウント
精度を向上できる。

【００８７】また、図１０（ａ),（ｂ）に示す変形例の
マウントツール、ツールブロックおよびガイドブロック
のように、ツールブロック１２ｆ（図３参照）が、Ｘ軸
ツールブロック１４とＹ軸ツールブロック１５とからな
り、ガイドブロック１２ｇにＹ軸用溝部１５ａが形成さ
れ、このＹ軸用溝部１５ａに嵌合するＹ軸用凸部１５ｂ
がＹ軸ツールブロック１５に設けられている。

【００８８】一方、Ｙ軸ツールブロック１５にＸ軸用溝
部１４ａが形成され、このＸ軸用溝部１４ａに嵌合する
Ｘ軸用凸部１４ｂがＸ軸ツールブロック１４に設けられ
ており、これにより、図９の変形例と同様に、マウント
ツール１２ｃにおける加圧面１２ｄに平行な方向に対し
てのθ回転を防止できる。

【００８９】なお、Ｘ軸ツールブロック１４およびＹ軸
ツールブロック１５は、球状に限らず円弧状のものであ
ってもよい。

【００９０】また、図１１に示す変形例のマウントツー
ル、ツールブロックおよびガイドブロックのように、固
定部材１２ｈのガイドブロック１２ｇの空洞部１２ｐに
おける往復運動の駆動源をコイルモータ１６などを用い
た電動式としてもよい。

【００９１】すなわち、空洞部１２ｐを真空状態とし
て、ガイドブロック１２ｇの空洞部１２ｐを形成する内
周壁に電磁石１６ａ（ソレノイドでもよい）を埋め込む
ことにより、固定部材１２ｈの往復運動の駆動を電動式
にすることができる。

【００９２】これにより、省スペース化および省エネル
ギ化を図ることができる。

【００９３】また、前記実施の形態では、半導体装置が
ＣＳＰ６の場合について説明したが、前記半導体装置
は、半導体チップ１とチップ支持部材とが前記実施の形
態のチップマウント方法によって接合されて組み立てら
れたものであれば、ＣＳＰ６以外のフリップチップ製品
（例えば、マルチチップモジュール）などであってもよ
く、その際、チップ支持部材は、テープ状の薄膜の配線
基板４に限らず、比較的硬質なプリント配線基板やセラ
ミック基板などであってもよい。

【００９４】さらに、前記実施の形態では、半導体製造
装置がフリップチップボンダの場合について説明した
が、前記半導体製造装置は、前記実施の形態のチップマ
ウント方法によって半導体チップ１とチップ支持部材と
を接続するものであれば、ダイボンダやチップマウンタ
あるいはハンドリング装置やマテリアルハンドリング装
置などの他の組み立て装置であってもよい。

【００９５】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００９６】（１）．マウントツールの加圧面とマウン
トステージの載置面とを接触させた際に、マウントツー
ルを支持するツールブロックが自在運動可能であるた
め、マウントツールの加圧面をマウントステージの載置
面に倣わせることができる。したがって、両者の平行出
しを容易に、かつ安定して行うことができるとともに、
その平行度調整を自動化することができる。

【００９７】（２）．前記（１）により、品種切り換え
時のマウントツールとマウントステージの平行度調整を
容易に行うことができ、平行度調整に費やす時間を短縮
することができる。したがって、半導体製造装置におけ
るツール調整時間の短縮により、その作業性を向上させ
ることができる。

【００９８】（３）．前記（１）により、平行度調整を
自動調整方式にできるため、作業者による調整のばらつ
きの発生がなくなり、前記平行度調整のばらつきを低減
できる。

【００９９】（４）．前記平行度調整が、マウントツー
ルを下降させてマウントステージに押し当てて固定する
だけであるため、前記平行度調整の自動化とともに、マ
ウントツールが取り付けられたヘッドの自動交換も実現
可能となり、前記平行度調整を含む自動ツール交換が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の半導体製造装置の一例で
あるフリップチップボンダの構造を示す構成概略図であ
る。

【図２】図１に示すフリップチップボンダにおけるチッ
プマウント動作の一例を示す動作概略図である。

【図３】（ａ),（ｂ）は図１に示すフリップチップボン
ダにおけるマウント処理部の構造の一例を示す図であ
り、（ａ）はマウントツールとマウントステージの断面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。

【図４】図１に示すフリップチップボンダを用いて製造
された半導体装置の一例であるＣＳＰの構造を示す断面
図である。

【図５】本発明の実施の形態の半導体装置であるＣＳＰ
の製造方法の組み立て手順の一例を示す製造プロセスフ
ロー図である。

【図６】図１に示すフリップチップボンダにおけるマウ
ントツールとマウントステージの平行度の調整方法の原
理の一例を示す断面図である。

【図７】図１に示すフリップチップボンダにおけるマウ
ントツールとマウントステージの平行度の調整方法の原
理の一例を示す断面図である。

【図８】図１に示すフリップチップボンダにおけるマウ
ントツールとマウントステージの平行度の調整方法の原
理の一例を示す断面図である。

【図９】（ａ),（ｂ）は本発明の実施の形態のフリップ
チップボンダにおけるマウントツール、ツールブロック
およびガイドブロックの変形例の構造を示す図であり、
（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。

【図１０】（ａ),（ｂ）は本発明の実施の形態のフリッ
プチップボンダにおけるマウントツール、ツールブロッ
クおよびガイドブロックの変形例の構造を示す図であ
り、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視図であ
る。

【図１１】本発明の実施の形態のフリップチップボンダ
におけるマウントツール、ツールブロックおよびガイド
ブロックの変形例の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体チップ １ａ 主面 １ｂ パッド １ｃ 裏面 ２ バンプ電極 ３ エラストマ ４ 配線基板（チップ支持部材） ４ａ 配線 ４ｂ 開口部 ４ｃ リード ５ 封止部 ６ ＣＳＰ（半導体装置） ７ 半導体ウェハ ８ ウェハリフタ ９ 搬送部 １０ ＸＹテーブル １１ ウェハセット部 １１ａ ウェハ支持台 １１ｂ フリップヘッド １１ｃ ピックアップコレット １２ マウント処理部 １２ａ マウントヘッド １２ｂ マウントステージ（ステージ） １２ｃ マウントツール １２ｄ 加圧面 １２ｅ 載置面 １２ｆ ツールブロック １２ｇ ガイドブロック １２ｈ 固定部材 １２ｉ 内側球面部 １２ｊ 外側球面部 １２ｋ 球面部 １２ｌ ベースブロック １２ｍ ネジ １２ｎ ピストン部 １２ｐ 空洞部 １２ｑ エアー供給部 １２ｒ エアー １２ｓ コレット １２ｔ 固定用球面部 １２ｕ 回転防止ガイド １２ｖ 回転防止凸部 １３ 制御部 １４ Ｘ軸ツールブロック １４ａ Ｘ軸用溝部 １４ｂ Ｘ軸用凸部 １５ Ｙ軸ツールブロック １５ａ Ｙ軸用溝部 １５ｂ Ｙ軸用凸部 １６ コイルモータ １６ａ 電磁石 １７ ローダ １８ アンローダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 明 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 須田 富司 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 小野 樹生 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 5F044 PP16 5F047 FA07 FA12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マウントツールが設けられたツールブロ
   ックの前記マウントツールの加圧面と、ステージの載置
   面とを対向して配置する工程と、 前記マウントツールの前記加圧面と前記ステージの前記
   載置面とを接触させて前記ツールブロックを自在運動さ
   せて両者の平行度を調整する工程と、 前記ツールブロックを固定部材によってガイドブロック
   に固定する工程と、 前記ツールブロックの前記マウントツールの前記加圧面
   によって半導体チップを支持する工程と、 前記ステージの前記載置面にチップ支持部材を配置する
   工程と、 前記マウントツールと前記ステージとによって前記半導
   体チップと前記チップ支持部材とを加圧して両者を接合
   する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
   方法。
2. 【請求項２】 マウントツールが設けられたツールブロ
   ックの前記マウントツールの加圧面と、ステージの載置
   面とを対向して配置する工程と、 前記マウントツールの前記加圧面が前記ステージの前記
   載置面に倣うように前記ツールブロックを自在運動させ
   て両者を接触させて前記マウントツールの前記加圧面と
   前記ステージの前記載置面との平行度を調整する工程
   と、 前記ツールブロックを固定部材の固定用球面部によって
   前記ガイドブロックに押し当てて固定する工程と、 前記ツールブロックの前記マウントツールの前記加圧面
   によって半導体チップを支持する工程と、 前記ステージの前記載置面にチップ支持部材を配置する
   工程と、 前記マウントツールと前記ステージとによって前記半導
   体チップと前記チップ支持部材とを加圧して両者を接合
   する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
   方法。
3. 【請求項３】 半導体チップを支持可能な加圧面が設け
   られたマウントツールを備え、自在運動可能なツールブ
   ロックと、 前記ツールブロックと接触する球面部を備えたガイドブ
   ロックと、 前記ツールブロックを前記ガイドブロックに押し当てて
   固定する固定部材と、 前記半導体チップと接合可能なチップ支持部材を支持す
   る載置面を備え、前記チップ支持部材を前記載置面に前
   記半導体チップと対向して配置可能なように設けられた
   移動自在なステージと、 前記マウントツールと前記ステージとにより前記半導体
   チップと前記チップ支持部材とを加圧して両者の接合が
   行われるマウント処理部とを有し、 前記固定部材によって前記ツールブロックを前記ガイド
   ブロックに固定する際に、前記マウントツールの前記加
   圧面と前記ステージの前記載置面とを接触させて前記ツ
   ールブロックを自在運動させて両者の平行度を調整して
   固定することを特徴とする半導体製造装置。
4. 【請求項４】 内側球面部および外側球面部が形成さ
   れ、半導体チップを支持可能な加圧面が設けられたマウ
   ントツールを備え、自在運動可能なツールブロックと、 前記ツールブロックの前記外側球面部と接触する球面部
   を備えたガイドブロックと、 前記ツールブロックの前記内側球面部と接触する固定用
   球面部を備え、前記固定用球面部によって前記ツールブ
   ロックを前記ガイドブロックに押し当てて固定する固定
   部材と、 前記半導体チップと接合可能なチップ支持部材を支持す
   る載置面を備え、前記チップ支持部材を前記載置面に前
   記半導体チップと対向して配置可能なように設けられた
   移動自在なステージと、 前記マウントツールと前記ステージとにより前記半導体
   チップと前記チップ支持部材とを加圧して両者の接合が
   行われるマウント処理部とを有し、 前記固定部材によって前記ツールブロックを前記ガイド
   ブロックに固定する際に、前記マウントツールの前記加
   圧面が前記ステージの前記載置面に倣うように前記ツー
   ルブロックを自在運動させて両者を接触させて両者の平
   行度を調整して固定することを特徴とする半導体製造装
   置。
5. 【請求項５】 半導体チップを支持可能な加圧面が設け
   られたマウントツールを備え、自在運動可能なツールブ
   ロックと、 前記ツールブロックと接触する球面部を備えたガイドブ
   ロックと、 前記ガイドブロックに往復運動自在に支持され、エアー
   圧によって前記ツールブロックを前記ガイドブロックに
   押し当てて固定する固定部材と、 前記半導体チップと接合可能なチップ支持部材を支持す
   る載置面を備え、前記チップ支持部材を前記載置面に前
   記半導体チップと対向して配置可能なように設けられた
   移動自在なステージと、 前記マウントツールと前記ステージとにより前記半導体
   チップと前記チップ支持部材とを加圧して両者の接合が
   行われるマウント処理部とを有し、 前記固定部材によって前記ツールブロックを前記ガイド
   ブロックに固定する際に、前記マウントツールの前記加
   圧面が前記ステージの前記載置面に倣うように前記ツー
   ルブロックを自在運動させて両者の平行度を調整して固
   定することを特徴とする半導体製造装置。