JP2000294592A - バンプボンディング装置、及びバンプ検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ＩＣチップにバンプをボンディングす
る際に、非接触でバンプ形状の良否、バンプの不着の検
出を行うバンプボンディング装置及びバンプ検査方法を
提供する。 【解決手段】 バンプ形成ヘッド１１０と、超音波ホー
ン駆動部１２５と、電流検出器１２１と、ボンディング
制御部５１１とを備え、上記バンプ形成ヘッドを上記ア
クチュエータにて駆動して電極上にバンプを形成すると
きの電流を上記電流検出器にて検出し、上記ボンディン
グ制御部にて正常電流値と比較してバンプ形状の良否、
上記電極への固着の良否を判断する。よって、検査装置
が直接に半導体部品に接触することなく、バンプ形成毎
にバンプ検査が行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体部品の電極を
ボンディングするバンプボンディング装置、及び該バン
プボンディング装置にて実行されるバンプ検査方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣ（半導体集積回路）の高周波
化に伴ってその耐ノイズ性を高めるため、ＩＣを回路基
板へ実装する際には、上記ＩＣ上に形成されている内部
電極と上記回路基板上に形成されている外部電極との接
続距離を短縮することができるフリップチップボンディ
ングが行われている。このフリップチップボンディング
が行われるＩＣの上記内部電極には、当該内部電極と上
記外部電極とを接続するためのバンプ、すなわち突起電
極が形成されている。例えば半導体ＩＣチップの電極に
上記バンプを形成するバンプボンディング装置にてバン
プが上記電極上にボンディングされた後、該バンプ形状
の良否又はバンプと上記電極との不着の判定は、従来、
上記ボンディング装置から上記半導体ＩＣチップを検査
装置へ搬送し該検査装置にて行うか、又は目視によって
行われていた。一方、上記ボンディング装置内に設けた
検出機構で上記良否や上記不着を検出する方法もある。
該方法ではボンディングの際にワイヤーに高周波の電流
を流し、その結果を上記検出機構でモニターしてバンプ
の良否又はバンプの不着の判定を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ボンディン
グ後に上記検査装置によってバンプの良否又はバンプ不
着の判定を行う場合、バンプボンディングした半導体Ｉ
Ｃチップを所定数、連続生産した後に行うことになり、
不良品の数が増大したり、該不良品のリペアが困難にな
るという問題が生じ、又それを検出する装置や人が必要
となり、多くの労力と時間とコストがかかるという問題
がある。さらに、上記検出機構による方法の場合、上記
半導体ＩＣチップに必要以上の上記高周波電流が流れて
しまい、不良品を作るという問題もある。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、バン
プボンディング装置にて上記バンプの良否又は上記不着
の検査を行う一方、不良品数の増加防止、不良品のリペ
アをする為の労力、時間とコストの削減が可能な、バン
プボンディング装置、及び該バンプボンディング装置を
使用したバンプ検査方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為、
本発明では以下のように構成している。本発明の第１態
様のバンプボンディング装置は、金属ワイヤの先端部に
形成された溶融ボールを半導体部品の電極に移動させ上
記電極にバンプを形成するバンプ形成装置と、上記電極
への上記バンプ形成に関するバンプ形成情報を検出する
バンプ形成情報検出器と、上記バンプ形成情報検出器に
て検出された実際の上記バンプ形成情報と、正常にバン
プ形成が行われたときの正常バンプ形成情報とを比較し
て、上記バンプ形成の良否を判断するボンディング制御
部と、を備えたことを特徴とする。

【０００５】上記バンプ形成情報検出器は、上記バンプ
形成装置に備わり上記溶融ボールの移動を行う駆動装置
に供給される、上記バンプ形成情報としての実際の電流
値を検出する電流検出器であり、上記ボンディング制御
部は、上記電流検出器にて検出された上記実際の電流値
と、正常にバンプ形成が行われたときの正常電流値とを
比較して、上記バンプ形成の良否を判断するように構成
してもよい。

【０００６】又、上記バンプ形成情報検出器は、上記溶
融ボールを形成した金属ワイヤを保持し上記バンプ形成
装置に備わるバンプ形成部材の実際の位置を検出する位
置検出器であり、上記ボンディング制御部は、上記位置
検出器にて検出された上記実際の位置と、正常にバンプ
形成が行われたときの正常位置とを比較して、上記バン
プ形成の良否を判断するように構成してもよい。

【０００７】又、上記バンプ形成情報検出器は、上記溶
融ボールを形成した金属ワイヤを保持し上記バンプ形成
装置に備わるバンプ形成部材の実際の位置の時間的変化
率である位置偏差を検出する位置偏差検出器であり、上
記ボンディング制御部は、上記位置検出器にて検出され
た上記実際の位置偏差と、正常にバンプ形成が行われた
ときの正常位置偏差とを比較して、上記バンプ形成の良
否を判断するように構成してもよい。

【０００８】本発明の第２態様のバンプ検査方法は、金
属ワイヤの先端部に形成された溶融ボールを半導体部品
の電極に移動させ上記電極にバンプを形成するときのバ
ンプ形成に関するバンプ形成情報を検出し、検出した実
際の上記バンプ形成情報と、正常にバンプ形成が行われ
たときの正常バンプ形成情報とを比較して上記バンプ形
成の良否を判断する、ことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態であるバンプボ
ンディング装置、及び該バンプボンディング装置にて実
行されるバンプ検査方法について図を参照しながら以下
に説明する。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、上記「課題を解決するた
めの手段」に記載する、「駆動装置」の機能を果たす一
例として本実施形態では超音波ホーン駆動部１２５を例
に採り、「バンプ形成装置」の機能を果たす一例として
本実施形態ではバンプ形成ヘッド１１０を例に採り、
「バンプ形成情報」の機能を果たす一例として本実施形
態では上記超音波ホーン駆動部１２５へ供給される電流
の値、上記バンプ形成ヘッド１１０に備わる超音波ホー
ン１１２の先端部１１２ａの位置の情報、又は該位置の
偏差の情報を例に採るが、勿論、これらの実施形態に限
定されるものではない。又、以下の実施形態に記載する
「半導体部品」は、半導体チップが封止され電極のみが
露出しているような素子は勿論のこと、封止前の半導体
チップであってバンプ形成用の電極を有するような素子
も含む。

【００１０】図３に示す上記バンプボンディング装置１
００は、大別して、搬入装置１０１と、搬出装置１０２
と、半導体部品移送装置１０５と、バンプ形成ヘッド１
１０と、制御装置５０１とを備える。搬入装置１０１
は、バンプを形成するための半導体部品１０３がトレイ
１０４ｂに収められた状態でトレイ１０４ｂを当該バン
プボンディング装置１００へ搬入する装置である。搬出
装置１０２は、バンプが形成された半導体部品１０３を
収納するトレイ１０４ａを当該バンプボンディング装置
１００の外部へ搬出する装置である。半導体部品移送装
置１０５は、平面上で互いに直交するＸ，Ｙ方向へ移動
してトレイ１０４ｂ及びトレイ１０４ａ（総称して「ト
レイ１０４」と記す場合もある）と、バンプ形成ステー
ジ１０６との間で半導体部品１０３を移送する。バンプ
形成ヘッド１１０は、図１に示すように、上記Ｘ，Ｙ方
向に移動可能なＸ，Ｙステージ１１５上に設置されたフ
レーム１１６に取り付けられた超音波ホーン１１２と、
上記フレーム１１６に取り付けられ該フレーム１１６に
おける支点１１７を回転中心として超音波ホーン１１２
を矢印VI方向に揺動させる可動側の磁石１１８と、該磁
石１１８が取りつけられた固定側のコイル１２３と、上
記超音波ホーン１１２に超音波を発生させる超音波発生
器１１９と、ワイヤ処理装置１２０とを備える。尚、上
記磁石１１８と上記コイル１２３にて、いわゆるボイス
コイルモータを構成し、上記超音波ホーン１１２を揺動
させる。又、上記ボイスコイルモータ部分を超音波ホー
ン駆動部１２５とする。

【００１１】上記超音波ホーン１１２の先端部１１２ａ
には、該先端部１１２ａに取り付けられワイヤ１４４を
保持し、かつ上記超音波ホーン１１２の揺動とともに半
導体部品１０３の厚み方向に移動可能なバンプ形成部材
１４６が設けられている。上記ワイヤ処理装置１２０
は、上記バンプ形成部材１４６へのワイヤ１４４の供給
を行うワイヤ供給装置と、バンプ形成部材１４６に保持
されるワイヤ１４４の先端との間で高電圧を印加し放電
させその熱でワイヤ１４４の先端を溶融してボールを形
成するワイヤ溶融装置と、バンプ形成後、バンプからワ
イヤ１４４を引きちぎるためにワイヤ１４４を挟持する
クランパとを備える。上記バンプ形成部材１４６は、図
示するように、上記超音波ホーン１１２と一体的に動作
するフレーム部材１２４に取り付けられている。

【００１２】上記超音波ホーン駆動部１２５の上記コイ
ル１２３には、電流検出器１２１が接続されている。上
記電流検出器１２１は、半導体部品１０３の電極上への
バンプ形成中のみならず形成されたバンプからワイヤ１
４４が引きちぎられた直後までにおいて、コイル１２３
に供給される電流を検出し、検出した電流値に基づい
て、形成したバンプの形状の良否判定、及び該バンプと
上記電極との不着判定を行う。又、変形例として、電流
検出器１２１の代わりに、又は電流検出器１２１に加え
てアクチュエータ位置検出器１２２を備えることもでき
る。アクチュエータ位置検出器１２２は、上記超音波ホ
ーン１１２の先端部１１２ａ、つまりバンプ形成部材１
４６の位置決めを行うための装置であり、本実施形態で
は例えば上記先端部１１２ａに設けたミラーに光を反射
させ、その反射光を検出することで上記先端部１１２ａ
の変位を検出するように構成されている。該アクチュエ
ータ位置検出器１２２にて検出された位置、又は該位置
の時間的変化を示す位置偏差の情報は、アクチュエータ
位置検出器１２２から制御装置５０１のボンディング制
御部５１１へ送出される。該ボンディング制御部５１１
は、検出された位置検出値又は位置偏差検出値に基づい
て、形成したバンプ形状の良否判定、及び該バンプと上
記電極との不着判定を行う。

【００１３】制御装置５０１は、図２に示すように大別
して、ボンディング制御部５１１と、装置制御部５１２
とを備える。又、制御装置５０１とは別に、他設備制御
部５１３が設けられている。装置制御部５１２は、上記
Ｘ，Ｙステージ１１５、超音波発生器１１９、ワイヤ処
理装置１２０、上記アクチュエータ位置検出器１２２、
及び上記コイル１２３に接続される他、上記搬入装置１
０１、搬出装置１０２、及び半導体部品移送装置１０５
にも接続され、これらの動作制御を行う。他設備制御部
５１３は、バンプ形成の良否の情報を格納するバンプ形
成良否記憶器５１７から、バンプ形成の良否の情報を読
み出す他設備の制御部である。

【００１４】ボンディング制御部５１１は、本実施形態
では、電流値比較器５１５と、電流値記憶器５１６とを
備える。尚、ボンディング制御部５１１の変形例とし
て、図７に示すボンディング制御部５３１を設けること
もできる。ボンディング制御部５３１では、電流値比較
器５１５及び電流値記憶器５１６に代えて、可動部位置
検出値比較器５１８及び可動部位置検出値記憶器５１９
を備える。さらに又、図８に示すボンディング制御部５
３２のように、可動部位置偏差検出値比較器５２０と、
可動部位置偏差検出値記憶器５２１とを備えることもで
きる。さらに又、図９に示すボンディング制御部５３３
のように、電流値比較器５１５及び電流値記憶器５１６
と、可動部位置検出値比較器５１８及び可動部位置検出
値記憶器５１９とを備えることもできる。さらに又、図
１０に示すボンディング制御部５３４のように、電流値
比較器５１５及び電流値記憶器５１６と、可動部位置偏
差検出値比較器５２０及び可動部位置偏差検出値記憶器
５２１とを備えることもできる。

【００１５】上記電流値比較器５１５は、上記コイル１
２３に接続されている上記電流検出器１２１に接続され
るとともに、上記電流値記憶器５１６に接続されてい
る。該電流値比較器５１５は、予め電流値記憶器５１６
に記憶している、正常形状のバンプを形成したときの電
流値である正常電流値を上記電流値記憶器５１６から読
み出し、該正常電流値と、バンプ形成中における実際の
形成中電流値との比較を行うとともに、本実施形態では
さらに、バンプと上記電極とが正常にボンディングされ
たときにおける上記引きちぎり動作に要する引きちぎり
正常電流値を上記電流値記憶器５１６から読み出し、該
正常電流値と、実際の引きちぎり動作における引きちぎ
り電流値との比較を行う。尚、上記２つの比較動作の
内、いずれか一方についてのみを上記電流値比較器５１
５にて実行するようにしてもよい。

【００１６】又、上記可動部位置検出値比較器５１８
は、上記アクチュエータ位置検出器１２２に接続される
とともに、上記可動部位置検出値記憶器５１９に接続さ
れている。該可動部位置検出値比較器５１８は、予め上
記可動部位置検出値記憶器５１９に記憶している、正常
形状のバンプを形成したときの可動部位置検出値である
正常可動部位置検出値を上記可動部位置検出値記憶器５
１９から読み出し、該正常可動部位置検出値と、バンプ
形成中における実際の形成中可動部位置検出値との比較
を行う。さらに、上記可動部位置検出値比較器５１８
は、バンプと上記電極とが正常にボンディングされたと
きにおける上記引きちぎり動作に要する引きちぎり正常
可動部位置検出値を上記可動部位置検出値記憶器５１９
から読み出し、上記引きちぎり正常可動部位置検出値
と、実際の引きちぎり動作における引きちぎり可動部位
置検出値との比較を行う。尚、上記２つの比較動作の
内、いずれか一方についてのみを上記可動部位置検出値
比較器５１８にて実行するようにしてもよい。

【００１７】又、上記可動部位置偏差検出値比較器５２
０を設けた場合については、上述の説明において、上記
可動部位置検出値比較器５１８を可動部位置偏差検出値
比較器５２０に、上記可動部位置検出値記憶器５１９を
可動部位置偏差検出値記憶器５２１に、上記正常可動部
位置検出値を正常可動部位置偏差検出値に、上記形成中
可動部位置検出値を形成中可動部位置偏差検出値に、上
記引きちぎり正常可動部位置検出値を引きちぎり正常可
動部位置偏差検出値に、上記引きちぎり可動部位置検出
値を引きちぎり可動部位置偏差検出値に、それぞれ読み
替えることで説明することができる。

【００１８】上記電流値比較器５１５を用いた場合にお
ける比較動作について詳しく説明する。比較動作説明の
前に、まず図５を参照して、バンプ形成ヘッド１１０を
用いたバンプ形成動作を概説する。バンプ形成ステージ
１０６にて所定位置にセットされた半導体部品１０３に
対して、昇降自在な押圧用キャピラリとしての上記バン
プ形成部材１４６に保持されたワイヤ１４４の先端に形
成したボール１４５を上記半導体部品１０３の電極に押
圧する。即ち、先端にボール１４５が形成されたワイヤ
１４４を保持しているバンプ形成部材１４６を、上記超
音波ホーン駆動部１２５の動作により、図５に符号２０
１にて示すように、高さＨから高さｈ₁まで下降させ
る。次に、符号２０２にて示すように、上記高さｈ₁か
ら、上記ボール１４５が上記電極に押圧される高さｈ₂
までさらにバンプ形成部材１４６を下降させる。そして
符号２０３にて示すように、半導体部品１０３の電極に
ボール１４５を時間Ｔにわたり押圧しながら、超音波発
生器１１９によって超音波を印加し接合する。次に、符
号２０４、２０５にて示すように、上記押圧終了後、バ
ンプ形成部材１４６を一旦上昇させた後、符号２０６に
て示すようにワイヤ処理装置１２０に備わるクランパに
てワイヤ１４４をはさみながらバンプ形成部材１４６を
上昇させることにより、形成されたバンプとクランプさ
れているワイヤ１４４とが切断され、上記電極にバンプ
が形成される。その後、ワイヤ処理装置１２０のワイヤ
溶融装置を用いてワイヤ１４４の先端部を溶融して該先
端部に再びボール１４５を形成し、再度上述と同様の工
程を繰り返して、半導体部品１０３におけるそれぞれの
電極にバンプを順次形成していく。

【００１９】上記符号２０２及び符合２０３にて示され
る、上記電極への上記ボール１４５の押圧開始時におい
て、上記電流検出器１２１にて検出される、バンプ形成
部材１４６を駆動するコイル１２３への供給電流値、つ
まり上述の実際の形成中電流値は、正常な形状にてバン
プが上記電極に形成されているときには、図５に符号２
１２にて示すような正常電流値変化を示す。一方、例え
ば、上記ボール１４５の上記電極への押圧に失敗したと
きや、何らかの問題でバンプ形成時に超音波ホーン１１
２が振動したときには、バンプが形成されなかったり正
常な形状でバンプは形成されない。このようなときには
超音波ホーン１１２が正常時に比べて大きく振動するこ
とから、図５に符号２１３にて示すように、上記実際の
形成中電流値はオーバーシュートし、その結果、異常電
流値変化を示す。

【００２０】又、上記符号２０５にて示されるワイヤ１
４４の切断動作時における供給電流値、つまり上述の実
際の引きちぎり電流値は、バンプと上記電極とが正常に
固着しているときには符号２１４にて示すような正常電
流値変化を示し、一方、バンプと上記電極との固着状態
が不十分なときには符号２１５にて示すような異常電流
値変化を示す。即ち、バンプと上記電極とが正常に固着
している場合に比べて上記固着状態が不十分なときに
は、ワイヤ１４４が分断する前に上記バンプと上記電極
とが外れてしまうことから、自ずとバンプ形成部材１４
６を駆動する上記超音波ホーン駆動部１２５のコイル１
２３への供給電流値は、上記符号２１５にて示すよう
に、符号２１４にて示される正常の場合に比べて小さく
なる。尚、本実施形態では、図５に示すように、バンプ
形成部材１４６を半導体部品１０３側へ移動させるため
にコイル１２３へ供給する電流値をプラス、逆に、バン
プ形成部材１４６を半導体部品１０３とは逆方向側へ移
動させるためにコイル１２３へ供給する電流値をマイナ
スとして、グラフが描かれている。

【００２１】ボンディング制御部５１１の電流値記憶器
５１６には、一例として上記符号２１２及び符合２１４
にて示されるような各正常電流値変化のデータが格納さ
れている。よって、上記電流値比較器５１５は、バンプ
形成開始時、及びワイヤ１４４の切断動作時のそれぞれ
において、上記正常電流値変化と、実際に検出された電
流値変化とを比較する。即ち、上記バンプ形成開始時に
あっては、電流値比較器５１５は、例えば上記符号２１
２にて示される電流値変化と、実際に検出された電流値
変化とを比較し、上記ワイヤ１４４の切断動作時にあっ
ては、電流値比較器５１５は、例えば上記符号２１４に
て示される電流値変化と、実際に検出された電流値変化
とを比較する。そして、電流値比較器５１５の比較結果
に基づき、ボンディング制御部５１１は、上記バンプ形
成開始時及び上記切断動作時のそれぞれにおいて、上記
正常電流値変化と実際の電流値変化とが一致した、又は
予め設定している許容誤差範囲内の差異であれば、バン
プ形状が正常であり、かつバンプと上記電極とが正常に
固着されていると判断する。一方、上記許容誤差範囲外
の差異であるときには、ボンディング制御部５１１は、
バンプ形状が異常であり、又はバンプと上記電極との固
着が不十分であると判断する。このようにして、ボンデ
ィング制御部５１１は、形成される全てのバンプについ
て、バンプ形状、及びバンプと上記電極との固着の正
常、異常を判断する。ここで、上述の、「電流値変化」
とは、単に電流値の大小の変化のみならず、電流値の変
化パターンをも含む。又、上記許容誤差範囲は、例えば
顧客の仕様等によって設定されるものであることから、
上記仕様等に基づき、例えば実験等により決定される。

【００２２】本実施形態では、図６に示すように、バン
プ形状、及びバンプと上記電極との固着のそれぞれにつ
いて、正常又は異常を判断しているが、これに限定され
るものではなく、当業者が考える変形例を適用可能であ
る。即ち、例えば、１バンプ当たり、バンプ形状、及び
上記バンプの固着の両者が正常であるときのみ正常と判
断し少なくとも一方が異常であるときには当該バンプは
異常であると判断してもよいし、さらには、１半導体チ
ップについて、該半導体チップに備わるバンプの少なく
とも一つに異常があれば、当該半導体チップは異常であ
ると判断してもよい。

【００２３】次に、上記可動部位置検出値比較器５１８
又は可動部位置偏差検出値比較器５２０を用いた場合に
おける比較動作について説明する。これらの比較動作
は、比較対象が上述の電流値に代えて、上記可動部位置
検出値比較器５１８の場合には上記超音波ホーン１１２
の本実施形態では先端部１１２ａの位置の情報を、上記
可動部位置偏差検出値比較器５２０の場合には上記先端
部１１２ａの位置偏差の情報をそれぞれ用いる。よっ
て、比較動作自体は上述の電流値の場合と基本的に同じ
であるので、以下には、上述の電流値の場合と相違する
点の内、ポイントとなるべき点についてのみ説明する。
又、上記可動部位置偏差検出値比較器５２０を用いた場
合の比較動作は、可動部位置検出値比較器５１８の場合
における「位置」の情報を「位置偏差」の情報に読み替
えればよいことから、以下には、可動部位置検出値比較
器５１８を例に採り説明し、上記可動部位置偏差検出値
比較器５２０の場合については、ワイヤ１４４の切断動
作時における説明を除いて、その説明を省略する。

【００２４】可動部位置検出値記憶器５１９には、図５
に符号２０１〜２０６に示すような、正常なバンプ形成
時における上記先端部１１２ａの位置の情報である、正
常位置変化の情報が格納されている。一方、上述のよう
に、上記ボール１４５の上記電極への押圧に失敗した場
合等にて、超音波ホーン１１２が振動したときには、超
音波ホーン１１２が正常時に比べて大きく振動すること
から、異常位置変化を示す。又、ワイヤ１４４の切断動
作時において、バンプと上記電極とが正常に固着してい
るときには符号２０６にて示すような正常位置変化を示
すが、一方、バンプと上記電極との固着状態が不十分な
ときには、符号２０６にて示すような位置の変化率、つ
まりグラフの傾きに比べて、例えば急峻な傾きを示す等
の異常位置変化を示す。

【００２５】よって、上記可動部位置検出値比較器５１
８は、バンプ形成開始時、及びワイヤ１４４の切断動作
時のそれぞれにおいて、上記正常位置変化と、実際に検
出された位置変化とを比較する。そして、可動部位置検
出値比較器５１８の比較結果に基づき、ボンディング制
御部５１１は、上記バンプ形成開始時及び上記切断動作
時のそれぞれにおいて、上記正常位置変化と実際の位置
変化とが一致した、又は予め設定している許容誤差範囲
内の差異であれば、バンプ形状が正常であり、かつバン
プと上記電極とが正常に固着されていると判断する。一
方、上記許容誤差範囲外の差異であるときには、ボンデ
ィング制御部５１１は、バンプ形状が異常であり、又は
バンプと上記電極との固着が不十分であると判断する。
このようにして、ボンディング制御部５１１は、形成さ
れる全てのバンプについて、バンプ形状、及びバンプと
上記電極との固着の正常、異常を判断する。

【００２６】又、検出対象として位置偏差値を用いる場
合、ワイヤ１４４の切断動作時には、図５に符号２２
１、２２２にて示すような、位置偏差値の変化が生じ
る。ここで、上記符号２２１は、正常にバンプ形成がな
されたときの位置偏差値の変化を示し、上記符号２２２
は、異常なバンプ形成がなされたときの位置偏差値の変
化を示す。即ち、例えばバンプと電極との固着力が弱い
という異常時には、上述のようにワイヤ１４４の切断が
行われる前に、上記電極からバンプが外れてしまうの
で、正常時に比べて時間的に速く、かつ位置偏差値も小
さい、位置偏差の変化が生じる。上記可動部位置偏差検
出値記憶器５２１には、上記正常な場合の位置偏差値の
変化に関する情報が格納されている。よって、上記可動
部位置偏差検出値比較器５２０は、バンプ形成開始時、
及びワイヤ１４４の切断動作時のそれぞれにおいて、正
常位置偏差変化と、実際に検出された位置偏差変化とを
比較する。そして、可動部位置偏差検出値比較器５２０
の比較結果に基づき、ボンディング制御部５１１は、バ
ンプ形状の正常又は異常、かつバンプと上記電極との固
着の正常又は異常を判断する。

【００２７】又、図９に示すボンディング制御部５３３
及び図１０に示すボンディング制御部５３４の場合に
は、上述した、検出対象が電流値の場合の動作に加え
て、検出対象が位置又は位置偏差の場合の動作が行われ
る。

【００２８】このように構成されるバンプボンディング
装置１００における動作を以下に説明する。尚、上述の
ように当該バンプボンディング装置１００の動作制御
は、制御装置５０１内の装置制御部５１２にて行われ、
装置制御部５１２には、予め、搬入装置１０１及び搬出
装置１０２の動作や、搬入装置１０１のトレイ１０４ｂ
からバンプ形成ステージ１０６へ移送される半導体部品
１０３の移送順や、バンプ形成にかかる基本的動作等の
プログラムが格納されている。又、搬入装置１０１及び
搬出装置１０２における動作や、バンプ形成にかかる基
本的動作等は、従来のバンプボンディング装置にて実行
される動作と同様であるので、ここでの説明は省略す
る。よって、以下には、バンプボンディング装置１００
における動作の内、本実施形態にて特徴的な部分であ
る、ボンディング制御部５１１によるバンプ検査方法に
ついて説明する。

【００２９】上記バンプ検査方法、即ち、バンプ形状の
良否、及びバンプ不着判別の動作を示すフローチャート
を図４に示す。ボンディング動作を行う際に、装置制御
部５１２は、ステップ（図内では「Ｓ」にて示す）１に
て、バンプ条件作成を行うか否かを判定する。操作者の
指令により、又は例えば、新たにバンプボンディング動
作を開始する場合等の、予め設定されたタイミングにて
自動的に、ステップ１は実行される。ステップ１にて、
バンプ条件作成を行うと判定したときには、装置制御部
５１２は、ステップ２にて、ボンディング制御部５１１
に条件作成ボンディング動作を指示するとともに、バン
プ形成ヘッド１１０等の装置を動作させて半導体部品１
０３の電極にバンプを形成していく。該バンプ形成動作
において、ステップ３では、バンプボンディング動作中
のコイル１２３に供給される電流値が電流値検出器１２
１によって検出される。ステップ４では、ステップ３に
て得られた上記電流値を上記電流値記憶部５１６へ記憶
するか否かが装置制御部５１２にて判定され、記憶を行
うときにはステップ５にて上記電流値が正常電流値とし
て電流値記憶部５１６に記憶される。尚、電流値記憶部
５１６に既に別の正常電流値が記憶されているときに
は、上述の新しい正常電流値に更新される。一方、記憶
しないときには上記ステップ１へ戻る。尚、該記憶を行
うか否かは、例えば当該バンプボンディング装置１００
以外の設備でバンプ形成が良好と判断されたとき、その
指示により記憶が行われる。

【００３０】一方、ステップ１で上記バンプ条件作成を
行わないと判断した場合、例えば既に上記正常電流値が
電流値記憶部５１６に既に格納されている場合、ステッ
プ６にて、実生産におけるバンプボンディング動作が開
始され、ステップ７では、バンプボンディング動作中の
コイル１２３に供給される電流値が実際の電流値として
電流値検出器１２１によって検出される。検出された実
際の電流値は、ステップ８にて、電流値記憶部５１６に
記憶されている上記正常電流値と比較される。そして該
ステップ８での比較結果に基づき、ステップ９ではステ
ップ６，７にて形成された一つのバンプについて、バン
プ形状の良否、及び当該バンプと上記電極との固着状態
の良否がボンディング制御部５１１にて判断される。
尚、上記ステップ８，９における比較、判断動作は、図
５を参照して上述した比較、判断動作である。又、ステ
ップ９にて得られた判断結果は、装置制御部５１２へ送
出され、図６に示すように、各半導体部品１０３につい
て、それぞれの電極毎に集計されていく。

【００３１】ステップ９での判定の結果、バンプ形状、
及び当該バンプと上記電極との固着状態の少なくとも一
方が正常ではないと判断され、ステップ１０にて装置制
御部５１２がバンプボンディング動作停止を判断したと
きには、ステップ１１にてバンプボンディング動作は停
止される。一方、ステップ９での判定の結果、バンプ形
状、及び上記固着状態の両者が正常な場合、並びにステ
ップ１０にてバンプボンディング動作続行を判断した場
合には、ステップ６へ戻り、次のバンプ形成が行われ
る。以後、すべての電極について同様にバンプが形成さ
れその良否が判定されていく。尚、ステップ１０にてバ
ンプボンディング動作続行を判断するときとは、次のよ
うな場合がある。つまり、当該バンプボンディング装置
１００以外にバンプリペア装置を備えているような場合
には、当該バンプボンディング装置１００にて判断され
たバンプ形成不良発生率が低いときには、取りあえず全
ての半導体チップについてバンプ形成を終了し、その
後、バンプ形成不良の半導体チップについて上記バンプ
リペア装置にて再ボンディングを行うように構成するこ
ともできる。このような場合には、ステップ１０にてバ
ンプボンディング動作の続行が判断される。

【００３２】又、上述したボンディング制御部５３１、
５３２のいずれかを設けた場合には、図１１に示す動作
が行われる。図１１に示す動作では、図４に示すステッ
プ３に代えてステップ２３が、ステップ４に代えてステ
ップ２４が、ステップ７に代えてステップ２７が、ステ
ップ８に代えてステップ２８が、それぞれ実行される。
さらに、上述したボンディング制御部５３３、５３４の
いずれかを設けた場合には、ステップ３、４、７、８を
実行し、さらにステップ２３、２４、２７、２８をも実
行される。

【００３３】上述の実施形態では、ボンディング制御部
５１１には電流値記憶部５１６を備えているが、これに
限定されるものではない。即ち、ボンディング制御部５
１１は、例えば、当該バンプボンディング装置１００の
外部から通信回線を介して上記正常電流値の供給を受け
ても良い。尚、上記ボンディング制御部５３１〜５３４
のいずれかを設けた場合においても、例えば、当該バン
プボンディング装置１００の外部から通信回線を介して
上記正常位置又は正常位置偏差値の供給を受けても良
い。

【００３４】

【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装置、及び該バンプボンディング
装置にて実行される本発明の第２態様のバンプ検査方法
によれば、バンプ形成情報検出器として電流検出器、位
置検出器、及び位置偏差検出器の少なくとも一つを備え
るとともにボンディング制御部を備え、半導体部品の電
極へのバンプ形成時におけるバンプ形成情報としての電
流値、位置、又は位置偏差の情報を上記バンプ形成情報
検出器にて検出し、検出した実際のバンプ形成情報と、
正常なバンプ形成情報とを比較することでバンプ形成の
良否を判定する。したがって、第１に、バンプを形成し
ている半導体部品に対して非接触にて電気的にバンプ検
査が行えるので、例えばバンプボンディング装置内に機
械的な検査装置を設けていないので、機構的なメンテナ
ンスは不要である。又、従来のように半導体部品等に高
周波電流等を流すことはないので、バンプを形成する半
導体部品の破損の可能性がなくなる。第２に、バンプの
ボンディング毎に、そのバンプの形状の良否、及びバン
プと電極との固着の良否を検出することから、後工程の
検査に必要となる時間を削減することができ、かつバン
プ形状の不良、及びバンプの不着が発生したときに、当
該バンプボンディング装置を停止させることができ、そ
のときに、当該バンプボンディング装置の不良、ワイヤ
ーの不良、半導体部品の不良等の確認ができる。よって
不良品の生産を最小限にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態におけるバンプボンディン
グ装置に備わるバンプ形成ヘッドを含む部分の構成を示
す図である。

【図２】 図１に示す制御装置の構成を示すブロック図
である。

【図３】 本発明の実施形態におけるバンプボンディン
グ装置の斜視図である。

【図４】 図１に示すバンプ形成ヘッドを使用したバン
プ検査方法の動作を示すフローチャートである。

【図５】 図１に示すバンプ形成ヘッドにてバンプ形成
を行うときの超音波ホーン先端部の軌跡、及び超音波ホ
ーン駆動部に供給される電流の変化を示すグラフであ
る。

【図６】 図４にて示すバンプ検査方法にて得られたバ
ンプ形状良否及びバンプ不着の判別結果を示す図であ
る。

【図７】 図２に示すボンディング制御部の変形例を示
すブロック図である。

【図８】 図２に示すボンディング制御部の別の変形例
を示すブロック図である。

【図９】 図２に示すボンディング制御部のさらに別の
変形例を示すブロック図である。

【図１０】 図２に示すボンディング制御部のさらに他
の変形例を示すブロック図である。

【図１１】 図４に示すバンプ検査方法の動作の変形例
であって、図７〜図１０に示すボンディング制御部の変
形例を使用した場合におけるバンプ検査方法の動作を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１００…バンプボンディング装置、１１０…バンプ形成
ヘッド、１１８…磁石、１２１…電流検出器、１２２…
アクチュエータ位置検出器、１２３…コイル、１２５…
超音波ホーン駆動部、５０１…制御装置、５１１…ボン
ディング制御部、５１５…電流値比較器、５１６…電流
値記憶器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 雅也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4M106 AA02 AD26 BA14 CA04 CA50 DA20 DH16 DJ18 DJ20 DJ21 DJ27 5F044 QQ04

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属ワイヤの先端部に形成された溶融ボ
   ールを半導体部品の電極に移動させ上記電極にバンプを
   形成するバンプ形成装置（１１０）と、 上記電極への上記バンプ形成に関するバンプ形成情報を
   検出するバンプ形成情報検出器（１２１、１２２）と、 上記バンプ形成情報検出器にて検出された実際の上記バ
   ンプ形成情報と、正常にバンプ形成が行われたときの正
   常バンプ形成情報とを比較して、上記バンプ形成の良否
   を判断するボンディング制御部（５１１）と、を備えた
   ことを特徴とするバンプボンディング装置。
2. 【請求項２】 上記バンプ形成情報検出器は、上記バン
   プ形成装置に備わり上記溶融ボールの移動を行う駆動装
   置（１２５）に供給される、上記バンプ形成情報として
   の実際の電流値を検出する電流検出器（１２１）であ
   り、 上記ボンディング制御部は、上記電流検出器にて検出さ
   れた上記実際の電流値と、正常にバンプ形成が行われた
   ときの正常電流値とを比較して、上記バンプ形成の良否
   を判断する、請求項１記載のバンプボンディング装置。
3. 【請求項３】 上記正常電流値の情報を格納した電流値
   記憶器（５１６）をさらに備え、上記ボンディング制御
   部は上記バンプ形成の良否判断を行うに際し上記電流値
   記憶器から上記正常電流値を読み出す、請求項２記載の
   バンプボンディング装置。
4. 【請求項４】 上記バンプ形成情報検出器は、上記溶融
   ボールを形成した金属ワイヤを保持し上記バンプ形成装
   置に備わるバンプ形成部材（１４６）の実際の位置を検
   出する位置検出器（１２２）であり、 上記ボンディング制御部は、上記位置検出器にて検出さ
   れた上記実際の位置と、正常にバンプ形成が行われたと
   きの正常位置とを比較して、上記バンプ形成の良否を判
   断する、請求項１記載のバンプボンディング装置。
5. 【請求項５】 上記正常位置の情報を格納した位置検出
   値記憶器（５１９）をさらに備え、上記ボンディング制
   御部は上記バンプ形成の良否判断を行うに際し上記位置
   検出値記憶器から上記正常位置を読み出す、請求項４記
   載のバンプボンディング装置。
6. 【請求項６】 上記バンプ形成情報検出器は、上記溶融
   ボールを形成した金属ワイヤを保持し上記バンプ形成装
   置に備わるバンプ形成部材（１４６）の実際の位置の時
   間的変化率である位置偏差を検出する位置偏差検出器
   （１２２）であり、 上記ボンディング制御部は、上記位置検出器にて検出さ
   れた上記実際の位置偏差と、正常にバンプ形成が行われ
   たときの正常位置偏差とを比較して、上記バンプ形成の
   良否を判断する、請求項１記載のバンプボンディング装
   置。
7. 【請求項７】 上記正常位置偏差の情報を格納した位置
   偏差検出値記憶器（５２１）をさらに備え、上記ボンデ
   ィング制御部は上記バンプ形成の良否判断を行うに際し
   上記位置偏差検出値記憶器から上記正常位置偏差を読み
   出す、請求項６記載のバンプボンディング装置。
8. 【請求項８】 上記バンプ形成の良否は、形成されたバ
   ンプの形状の良否、及び上記半導体部品の上記電極と形
   成されたバンプとの固着状態の良否の少なくとも一方で
   ある、請求項１ないし７のいずれかに記載のバンプボン
   ディング装置。
9. 【請求項９】 金属ワイヤの先端部に形成された溶融ボ
   ールを半導体部品の電極に移動させ上記電極にバンプを
   形成するときのバンプ形成に関するバンプ形成情報を検
   出し、 検出した実際の上記バンプ形成情報と、正常にバンプ形
   成が行われたときの正常バンプ形成情報とを比較して上
   記バンプ形成の良否を判断する、ことを特徴とするバン
   プ検査方法。
10. 【請求項１０】 上記バンプ形成情報は、上記溶融ボー
    ルを半導体部品の電極に移動させる駆動装置（１２５）
    に供給される実際の電流値であり、該実際の電流値と、
    正常にバンプ形成が行われたときの正常電流値とを比較
    して上記バンプ形成の良否を判断する、請求項９記載の
    バンプ検査方法。
11. 【請求項１１】 上記正常電流値は、予め、上記溶融ボ
    ールを半導体部品の電極に移動させたときに上記駆動装
    置に供給され、記憶されていた電流値である、請求項１
    ０記載のバンプ検査方法。
12. 【請求項１２】 上記バンプ形成情報は、上記溶融ボー
    ルを形成した金属ワイヤを保持するバンプ形成部材（１
    ４６）の実際の位置であり、該実際の位置と、正常にバ
    ンプ形成が行われたときの正常位置とを比較して、上記
    バンプ形成の良否を判断する、請求項９記載のバンプ検
    査方法。
13. 【請求項１３】 上記正常位置は、予め、上記溶融ボー
    ルを半導体部品の電極に移動させたときの上記バンプ形
    成部材の位置であって記憶されていた位置である、請求
    項１２記載のバンプ検査方法。
14. 【請求項１４】 上記バンプ形成情報は、上記溶融ボー
    ルを形成した金属ワイヤを保持するバンプ形成部材（１
    ４６）の実際の位置の時間的変化率としての位置偏差で
    あり、該実際の位置偏差と、正常にバンプ形成が行われ
    たときの正常位置偏差とを比較して、上記バンプ形成の
    良否を判断する、請求項９記載のバンプ検査方法。
15. 【請求項１５】 上記正常位置偏差は、予め、上記溶融
    ボールを半導体部品の電極に移動させたときの上記バン
    プ形成部材の位置偏差であって記憶されていた位置偏差
    である、請求項１４記載のバンプ検査方法。