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公開番号2024176705
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023095455
出願日2023-06-09
発明の名称ボンディング装置
出願人澁谷工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/60 20060101AFI20241212BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体チップと基板との接合位置の周囲を高いレベルで雰囲気ガスに置換する。
【解決手段】半導体ウェハ2(基板)を支持するボンディングステージ4と、半導体チップ1を保持するボンディングヘッド5と、上記ボンディングステージ4の上方に配置されたカバー部材7と、当該カバー部材7と上記基板支持部4aとの間に雰囲気ガスを供給するステージ側ガス供給手段8とを備えたボンディング装置3に関する。
上記ステージ側ガス供給手段8は、雰囲気ガスを流通させるノズル13と、上記カバー部材7とボンディングステージ4との間に設けた整流ガイド14とを備え、上記ノズル13の噴射口13aを上記基板支持部4aに対して一方の側部に隣接した位置に設け、上記噴射口13aを上記基板支持部4aに支持された基板よりも幅広に形成し、整流ガイド14の上部と上記カバー部材7との間に隙間gを形成した。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
上面に基板を支持する基板支持部が形成されたボンディングステージと、半導体チップを保持するボンディングヘッドと、上記ボンディングステージの上方に配置され、上記ボンディングヘッドが通過可能な開口部を有するカバー部材と、当該カバー部材と上記基板支持部との間に雰囲気ガスを供給するステージ側ガス供給手段とを備えたボンディング装置において、
上記ステージ側ガス供給手段は、雰囲気ガスを供給するガス供給源と、当該ガス供給源の雰囲気ガスを流通させるノズルと、上記カバー部材とボンディングステージとの間に設けた整流ガイドとを備え、
上記ノズルの噴射口を上記基板支持部に対して一方の側部に隣接した位置に設けるとともに、上記噴射口を上記基板支持部に支持された基板よりも幅広に形成し、
上記整流ガイドは、上記噴射口に沿って設けられるとともに上記基板支持部の反対側に立設された主ガイド部と、当該主ガイド部の両端部から基板支持部に向けて設けられたサイドガイド部とを備え、さらに上記整流ガイドの上部と上記カバー部材との間に隙間を形成したことを特徴とするボンディング装置。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
上記整流ガイドの上記サイドガイド部は、上記主ガイド部に連接される始端部から平行に伸びる平行区間と、終端部にかけて相互に離間するように形成される末広がり区間とを有することを特徴とする請求項１に記載のボンディング装置。
【請求項３】
上記ボンディングヘッドは、上記半導体チップを保持する保持部と、上記保持部に保持された半導体チップとボンディングステージに保持された基板との間に雰囲気ガスを供給するヘッド側ガス供給手段とを備え、
上記半導体チップと基板との接合位置近傍における、上記ヘッド側ガス供給手段が形成する雰囲気ガスの流速を、上記ステージ側ガス供給手段が形成する雰囲気ガスの流速よりも高く設定したことを特徴とする請求項１に記載のボンディング装置。
【請求項４】
上記ノズルの噴射口に抵抗部材を設けて、ノズルの内部を外部雰囲気に対して陽圧にすることを特徴とする請求項１に記載のボンディング装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はボンディング装置に関し、詳しくは半導体チップを基板に接合する際に、上記半導体チップと基板との接合位置の周囲に雰囲気ガスを流通させるボンディング装置に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、上面に基板を支持するボンディングステージと、半導体チップを保持するボンディングヘッドと、上記ボンディングステージの上方に配置され、上記ボンディングヘッドが通過可能な開口部を有するカバー部材と、当該カバー部材と上記基板支持部との間に窒素ガスやアルゴンガスなどの雰囲気ガスを供給するステージ側ガス供給手段とを備えたボンディング装置が知られている（特許文献１）。
特許文献１によれば、上記カバー部材とボンディングステージとの間に雰囲気ガスを流通させることで、半導体チップと基板との接合位置の周囲に雰囲気ガスを充満させ、溶融したバンプが固化する際の酸化による接合不良を防止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７１５７３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１の構成の場合、雰囲気ガスを噴射する噴射口が基板を囲撓するように配置されているため、各噴射口より排出された雰囲気ガスの流量差によってカバー部材と基板支持部との間に渦が発生してしまい、外部雰囲気を巻き込んで酸素濃度が下がりきらないという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は半導体チップと基板との接合位置の周囲を高いレベルで雰囲気ガスに置換することが可能なボンディング装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち請求項１の発明にかかるボンディング装置は、上面に基板を支持する基板支持部が形成されたボンディングステージと、半導体チップを保持するボンディングヘッドと、上記ボンディングステージの上方に配置され、上記ボンディングヘッドが通過可能な開口部を有するカバー部材と、当該カバー部材と上記基板支持部との間に雰囲気ガスを供給するステージ側ガス供給手段とを備えたボンディング装置において、
上記ステージ側ガス供給手段は、雰囲気ガスを供給するガス供給源と、当該ガス供給源の雰囲気ガスを流通させるノズルと、上記カバー部材とボンディングステージとの間に設けた整流ガイドとを備え、
上記ノズルの噴射口を上記基板支持部に対して一方の側部に隣接した位置に設けるとともに、上記噴射口を上記基板支持部に支持された基板よりも幅広に形成し、
上記整流ガイドは、上記噴射口に沿って設けられるとともに上記基板支持部の反対側に立設された主ガイド部と、当該主ガイド部の両端部から基板支持部に向けて設けられたサイドガイド部とを備え、さらに上記整流ガイドの上部と上記カバー部材との間に隙間を形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
上記発明によれば、ノズルの噴射口を上記基板支持部に対して一方の側部に設けて、噴射口より噴射した雰囲気ガスを上記整流ガイドによって整流することにより、基板支持部によって支持された基板を覆う、雰囲気ガスによる一方向流を形成することができる。
これにより、渦の発生による外部雰囲気の巻き込みを可及的に防止し、半導体チップと基板との接合位置の周囲の空気を高いレベルで雰囲気ガスに置換することが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本実施例にかかるボンディング装置の側面図
ボンディング装置の平面図
ボンディングヘッドを説明する側面図
ヘッド側ガス供給手段を説明する図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図示実施形態について説明すると、図１は、半導体チップ１を基板としての半導体ウェハ２に接合するボンディング装置３を示しており、半導体ウェハ２を支持するボンディングステージ４と、半導体チップ１を保持するボンディングヘッド５と、上記ボンディングステージ４とボンディングヘッド５とを相対移動させる移動手段６とを備えている。
また上記ボンディングステージ４の上方には、上記ボンディングヘッド５が通過可能な開口部７ａを有するカバー部材７が設けられ、当該カバー部材７とボンディングステージ４との間には、ステージ側ガス供給手段８が雰囲気ガスを供給するようになっている。
さらに上記ボンディングヘッド５には、当該ボンディングヘッド５に保持された半導体チップ１の周囲に雰囲気ガスを供給するヘッド側ガス供給手段９（図３参照）が設けられている。
そして、上記構成を有するボンディング装置３は、コンピュータなどからなる図示しない制御手段によって制御されるようになっている。
【０００９】
上記半導体チップ１は略正方形を有しており、裏面には複数の電極が設けられ、各電極にはハンダからなるバンプが形成されている。
上記半導体ウェハ２は円盤状を有しており、複数の半導体チップ１が接合可能となっている。また上記半導体チップ１を接合する位置には、上記半導体チップ１の電極と同じ配置で電極が設けられ、各電極にはバンプが形成されている。
そして上記ボンディング装置３は、上記ボンディングステージ４とボンディングヘッド５とを相対移動させて、半導体チップ１をボンディングステージ４に支持された半導体ウェハ２の所要の位置に密着させ、その状態で上記バンプを溶融させることにより、半導体チップ１と半導体ウェハ２とを接合するようになっている。
なお、本実施形態を説明する図面においては、説明のため、上記半導体チップ１と半導体ウェハ２との大きさの比率を実際の比率とは異ならせており、半導体チップ１を大きめに表示したものとなっている。
【００１０】
上記ボンディングステージ４は、上記半導体ウェハ２を支持する基板支持部４ａと、当該基板支持部４ａを囲繞する外周ガイド４ｂとを備え、これらは上記移動手段６を構成するＸ－Ｙステージ１１によって水平方向に移動可能となっている。
上記基板支持部４ａの上面は平坦に加工され、図２に示す平面視においては、上記半導体ウェハ２よりも大径な円形を有している。また基板支持部４ａは図示しない吸着手段によってその上面で上記半導体ウェハ２を吸着保持することが可能となっている。
上記外周ガイド４ｂは上記基板支持部４ａの外側を囲繞するように設けられており、その上面は上記基板支持部４ａと同じ高さに形成されている。
また外周ガイド４ｂの大きさは、後述する雰囲気ガスを流通させた際に、半導体ウェハ２の周囲で雰囲気ガスの乱れが生じない程度の広さに設定されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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