JPH11312696A - 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体製造装置及び半導体装置の製造方法

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JPH11312696A
JPH11312696A JP10121081A JP12108198A JPH11312696A JP H11312696 A JPH11312696 A JP H11312696A JP 10121081 A JP10121081 A JP 10121081A JP 12108198 A JP12108198 A JP 12108198A JP H11312696 A JPH11312696 A JP H11312696A
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JP
Japan
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bonding material
substrate
manufacturing apparatus
semiconductor
bonding
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JP10121081A
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Yukinori Sumi
幸典 角
Takeshi Yokouchi
武 横打
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は半導体素子と基板とを接合材を用いて
固定する半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に関
し、スクラブを実施することなく半導体素子と基板との
確実な接合を確保することを課題とする。 【解決手段】半導体素子17を基板15上に接合する工程に
用いられ、基板15に半導体素子17を接合するための接合
材13を塗布する塗布治具10A を有する半導体製造装置に
おいて、塗布治具10A が基板15に向かう一方向移動動作
中に、塗布治具10A が接合材13を塗布する処理と、この
塗布された接合材13を押し拡げる処理とを行うよう構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置及び
半導体装置の製造方法に係り、特に半導体素子とＩＣパ
ッケージ等の基板とを接合材を用いて固定する半導体製
造装置及び半導体装置の製造方法に関する。近年、半導
体装置の低コスト化，量産化が急速に進んでいる。これ
に伴い、半導体を製造する半導体製造装置及び半導体製
造工程においても、更なる省力化及びインデックスタイ
ムの短縮が要求されている。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、半導体装置はウェーハ製
造工程、ウェーハ処理工程，組み立て工程，及び検査工
程等の各工程を経ることにより製造される。この各工程
の内、組み立て工程にはベアチップ状の半導体素子を回
路基板或いはリードフレーム等（以下、基板という）に
接合（ダイボンディング）する素子接合工程（いわゆ
る、ダイス付け工程）が実施される。この素子接合工程
では、一般にマウンティング装置と称せられる半導体製
造装置が用いられている。
【０００３】また、半導体素子を基板に接合する方法も
種々提案され、また実施されている。具体的には、半導
体素子を基板に接合する方法としては、Ａｕ／Ｓｉの
共晶合金を使用する方法、エポキシ樹脂を使用する方
法、導電性フィラー（Ａｇなど）を含有する導電性樹
脂を使用する方法があり、本発明は主に、に関連す
るものである。
【０００４】ここで、上記した及びに係る方法につ
いて、図１を用いて更に詳細に説明する。半導体素子７
を基板５にエポキシ樹脂或いは導電性樹脂（以下、接合
材３という）を使用してダイボンディングするには、先
ず図１（Ａ）に示されるように、接合材塗布治具１Ａ
（以下、単に塗布治具という）の直下に基板５を配置す
る。この塗布治具１Ａは前記したマウンティング装置に
設けられているものであり、大略すると接合材３を内包
したシリンジ２と、接合材３を吐出するノズル４とによ
り構成されている。
【０００５】続いて、図１（Ｂ）に示されるように、塗
布治具１Ａを下降させ、所定位置からノズル４から基板
５に対し接合材３を一定量吐出する。そして、図１
（Ｃ）に示されるように、塗布治具１Ａを上昇させるこ
とにより、基板５上には所定量の接合材３が塗布され
る。続いて、図１（Ｄ）に示されるように、ベアチップ
状の半導体素子７を専用治具６（コレット）で掴んで、
基板５上に塗布された接合材３上に搭載される。しかる
に、図１（Ａ）〜（Ｃ）で示した従来の接合材３の塗布
方法では、基板５上に塗布された接合３の平面的な面積
は半導体素子７の面積に比べて小さいため、単に半導体
素子７を接合材３上に搭載したのみでは、半導体素子７
の下面全面に接合材３が行き渡らない。
【０００６】そこで従来では、コレット６により半導体
素子７を接合材３上に搭載した後、コレット６を図中矢
印で示すように半導体素子７を基板５の面方向に移動さ
せ、半導体素子７の背面で接合材３を押し拡げる処理を
行っていた（この動作をスクラブと称する）。このスク
ラブにより、基板５と半導体素子７との間に接合材３の
十分なフィレット３ａが形成されると、コレット６は上
動して図１（Ｅ）に示す状態となる。そして、この状態
となった後、図１（Ｆ）に示すように、Ａｕ線等のワイ
ヤ８により基板５と半導体素子７を電気的に接続するこ
とが行われていた。
【０００７】このワイヤ接続を行う際、半導体素子７は
基板５に接合材３により強固に固定されているため、超
音波ボンディングを良好な状態で行うことができ、よっ
てワイヤ８と半導体素子７との接合を確実に行うことが
できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記のよう
に従来の方法では、半導体素子７と基板５を接合するに
はスクラブを行う必要があるため、塗布治具１Ａにはス
クラブのためにコレット６を図中前後左右に振幅させる
振幅機構を持たせる必要があり、装置構成が複雑化して
しまうという問題点があった。また、コレット６にスク
ラブを行わせることにより、個々の半導体素子７を基板
５に搭載するのに要する時間（インデックスタイム）が
長くなり、半導体装置の製造効率が低下してしまうとい
う問題点もの生じる。
【０００９】また、コレット６は半導体素子７の上面
（回路形成面）を保護するために、図１（Ｄ）に示すよ
うに内側４面がテーパ面とされており、よってコレット
６は半導体素子７の上部外周辺に接触することにより半
導体素子７を保持する構成とされている。よって、スク
ラブによりコレット６が前後左右に振幅させると、この
振幅により半導体素子７を移動させようとする力は、前
記の半導体素子７の上部外周辺に集中的に印加さること
となる。これにより、スクラブ処理中に半導体素子７に
割れや欠けが発生するおそれがあるという問題点もあっ
た。この問題点は、特にコレット６に対し半導体素子７
が傾いて発生した場合、半導体素子７に印加される力に
偏りが発生するため、重大な問題点となる。
【００１０】そこで、図２に示されるように、ノズルを
複数設けたマルチノズル９を設けた塗布治具１Ｂが提案
されている。しかるに、この塗布治具１Ｂも基板５上の
複数箇所に接合材３を点在的に塗布することができるも
のの押し拡げることはできず、よってスクラブ回数の低
減は図れるものの、スクラブを全廃することはできなか
った。
【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、スクラブを実施することなく半導体素子と基板と
の確実な接合を確保でき、かつ、これに伴い装置機構の
簡素化及びインデックスタイム低減を図りうる半導体製
造装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、下記の手
段を講じることにより解決することができる。請求項１
記載の発明では、半導体素子を基板上に接合する工程に
用いられ、前記基板に前記半導体素子を接合するための
接合材を塗布する接合材塗布治具を有する半導体製造装
置において、前記接合材塗布治具が、前記基板に向かう
一方向移動動作中に、前記接合材を塗布する処理と、塗
布された前記接合材を押し拡げる処理とを行いうるよう
構成したことを特徴とするものである。
【００１３】また、請求項２記載の発明では、前記請求
項１記載の半導体製造装置において、前記接合材塗布治
具の前記基板に対向する先端部に、前記接合材を吐出す
る一または複数の吐出口と、吐出された前記接合材を押
し拡げる押し拡げ部とを配設したことを特徴とするもの
である。
【００１４】また、請求項３記載の発明では、前記請求
項２記載の半導体製造装置において、前記押し拡げ部
を、変形可能な軟質材料よりなる可変形ノズルにより構
成すると共に、前記吐出口を、該可変形ノズルの前記先
端部に配設したことを特徴とするものである。
【００１５】また、請求項４記載の発明では、前記請求
項２記載の半導体製造装置において、前記押し拡げ部
を、変形可能な軟質材料よりなり内部に一定量の前記接
合材を内包しうる内包室を有した内包ノズルにより構成
すると共に、前記吐出口を、該内包ノズルの前記先端部
に配設したことを特徴とするものである。
【００１６】また、請求項５記載の発明では、前記請求
項２記載の半導体製造装置において、前記押し拡げ部
を、前記吐出口の近傍位置に配設されると共に、前記移
動動作に伴い外側に向け押し拡げられる短冊状部材によ
り構成したことを特徴とするものである。
【００１７】また、請求項６記載の発明では、前記請求
項２記載の半導体製造装置において、前記押し拡げ部
を、前記吐出口に配設された多孔質部材により構成した
ことを特徴とするものである。また、請求項７記載の発
明では、前記請求項２記載の半導体製造装置において、
前記押し拡げ部を、前記吐出口近傍に配設されると共
に、前記移動動作に伴いクランク動作を行うことにより
前記接合材を押し拡げるクランク部材により構成したこ
とを特徴とするものである。
【００１８】また、請求項８記載の発明では、前記請求
項２記載の半導体製造装置において、前記押し拡げ部
を、前記吐出口近傍に配設された細毛状の筆状部材によ
り構成したことを特徴とするものである。また、請求項
９記載の発明では、前記請求項２記載の半導体製造装置
において、前記押し拡げ部を、前記吐出口近傍に配設さ
れた軟質材料よりなる複数の円柱状部材により構成した
ことを特徴とするものである。
【００１９】更に、請求項１０記載の発明では、基板上
に半導体素子を接合するための接合材を塗布すると共
に、前記半導体素子を前記接合材上に搭載することによ
り前記半導体素子を前記基板に固定する素子接合工程を
有する半導体装置の製造方法において、前記素子接合工
程は、前記接合材塗布治具が前記基板に向かう一方向移
動動作中に、前記接合材を塗布する処理と、塗布された
前記接合材を押し拡げる処理とを行うことにより、前記
基板上に前記接合材を塗布する接合材塗布工程と、前記
半導体素子を搬送するコレットにより、前記半導体素子
を接合材塗布工程において押し拡げられた前記接合材上
に搭載する素子搭載工程とを有することを特徴とするも
のである。
【００２０】上記の各手段は、次のように作用する。請
求項１記載の発明によれば、接合材塗布治具が、基板に
向かう一方向移動動作中に接合材を塗布する処理と、塗
布された接合材を押し拡げる処理とを行うよう構成した
ことにより、接合材塗布治具により接合材を押し拡げる
ことができる。よって、後に実施される半導体素子の搭
載時に接合材を押し拡げる必要はなくなり、コレットに
よるスクラブを不要とすることができる。
【００２１】これにより、コレットに基板の面方向に振
幅機構を設ける必要はなくなり、コレットの構成を簡単
化できると共に、インデックスタイム低減を図ることが
できる。また、接合材塗布治具は基板に向かう一方向移
動動作中に塗布された接合材を押し拡げる処理を行うた
め、接合材塗布治具においても振幅機構を設ける必要は
なくなり、接合材塗布治具の構成を簡単化できると共
に、インデックスタイム低減を図ることができる。
【００２２】また、請求項２記載の発明によれば、接合
材塗布治具の基板に対向する先端部に、接合材を吐出す
る一または複数の吐出口と、吐出された接合材を押し拡
げる押し拡げ部とを配設したことにより、接合材塗布治
具が基板に向かう一方向移動動作中に、接合材を塗布す
る処理と塗布された接合材を押し拡げる処理とを共に行
うことが可能となる。
【００２３】また、吐出口を複数設けることにより、広
い面積を有する半導体素子であっても、１回の接合材塗
布治具の移動動作で、接合材を塗布する処理と押し拡げ
る処理とを確実に行うことができる。また、請求項３記
載の発明によれば、押し拡げ部を変形可能な軟質材料よ
りなる可変形ノズルにより構成すると共に、吐出口を可
変形ノズルの先端部に配設したことにより、吐出口から
吐出された接合材は可変形ノズルが変形しつつ押し拡げ
られる。このため、接合材塗布治具の動作が基板に向か
う一方向移動動であっても、接合材を基板上の広い面積
に略均一の厚さで塗布することができる。
【００２４】また、請求項４記載の発明によれば、内部
に一定量の接合材を内包しうる内包室を有した内包ノズ
ルにより押し拡げ部を構成したことにより、内包室の容
積を予め半導体素子の大きさに対応した容量とすること
が可能となり、素子毎に変わる接合材の基板への吐出量
に対し容易に対応することが可能となる。
【００２５】また、請求項５記載の発明によれば、押し
拡げ部を接合材塗布治具の移動動作に伴い外側に向け押
し拡げられる短冊状部材により構成したことにより、こ
の短冊状部材が押し拡げられることにより接合材を押し
拡げることが可能となる。この際、短冊状部材の長さに
より、塗布面積及び塗布形状を調整することができる。
【００２６】また、請求項６記載の発明によれば、押し
拡げ部を吐出口に配設された多孔質部材により構成した
ことにより、吐出後の接合材を多孔質部材の中へ蓄える
ことができ、この状態で多孔質部材を押し潰して接合材
を押し拡げるため、特に粘性の低い接合材を使用する場
合に非常に有効である。
【００２７】また、請求項７記載の発明によれば、接合
材塗布治具の移動動作に伴いクランク動作を行い、この
クランク動作により接合材を押し拡げるクランク部材に
より押し拡げ部を構成したことにより、接合材の押し拡
げ範囲を広くすることができ、一つの吐出口でも面積の
大きな半導体素子に十分対応させることができる。
【００２８】また、請求項８記載の発明によれば、吐出
口近傍に配設された細毛状の筆状部材により押し拡げ部
を構成したことにより、接合材塗布治具の移動動作に伴
い細毛状の筆状部材は拡がり、これにより接合材を押し
拡げることができる。また、請求項９記載の発明によれ
ば、吐出口近傍に配設された軟質材料よりなる複数の円
柱状部材により押し拡げ部を構成したことにより、接合
材塗布治具の移動動作に伴い円柱状部材は基板に押し付
けられて潰され、この変形により接合材は押し拡げられ
る。この際、円柱状部材は複数設けられているため、接
合材を均一に押し拡げることができる。
【００２９】更に、請求項１０記載の発明によれば、接
合材塗布工程において基板上に接合材を塗布すると共に
押し拡げる処理を行うため、素子搭載工程において半導
体素子をコレットを用いて接合材上に搭載する際にスク
ラブを行う必要がなくなる。また、接合材塗布工程で
は、接合材塗布治具が基板に向かう一方向移動動作中
に、接合材の塗布処理と押し拡げる処理とを行うため、
接合材塗布治具においても振幅機構を設ける必要はなく
なり、接合材塗布治具の構成を簡単化できると共に、イ
ンデックスタイム低減を図ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図３は本発明の第１実施例であ
る半導体製造装置に設けられる接合材塗布治具１０Ａ
（以下、単に塗布治具という）を示しており、また図４
は塗布治具１０Ａを用いた本発明の一実施例である半導
体装置の製造方法を示している。
【００３１】尚、本発明は半導体装置の製造工程の内、
回路基板或いはリードフレーム等の基板にベアチップ状
の半導体素子を接合する素子接合工程（ダイス付け工
程）に特徴があり、他のウェーハ製造工程、ウェーハ処
理工程，及び検査工程等は従来と変わるところがないた
め、素子接合工程についてのみ説明するものとする。図
３に示す塗布治具１０Ａは、素子接合工程で用いられる
マウンティング装置に配設されるものである。この塗布
治具１０Ａは、大略するとシリンジ１２，固定部１１，
及び可変ノズル１４Ａ（押し拡げ部）等よりなり、図示
しない駆動機構により図中矢印Ｚ１，Ｚ２方向に移動す
る構成とされている。
【００３２】半導体素子１７が搭載される基板１５（回
路基板或いはリードフレーム等）は、塗布治具１０Ａの
下部に配設される。よって、塗布治具１０Ａは矢印Ｚ１
方向に移動することにより基板１５に近接し、矢印Ｚ２
方向に移動することにより基板１５から離間する構成と
されている。塗布治具１０Ａを構成するシリンジ１２
は、基板１５に半導体素子１７を接合するための接合材
１３（エポキシ樹脂，導電性樹脂等）が装填されるもの
であり、その下部先端部は固定部１１に固定されてい
る。この固定部１１は、例えば金属等により形成されて
おり、この部位が前記した駆動機構に接続されることに
より、塗布治具１０Ａは矢印Ｚ１，Ｚ２方向にのみ移動
する構成とされている。
【００３３】可変ノズル１４Ａは、塗布治具１０Ａの基
板１５と対向する先端部に設けられている。この可変ノ
ズル１４Ａは、例えば軟質ゴム（シリコンゴム）等の変
形可能な軟質材料よりなり、本実施例では半球状の形状
とされている。また、可変ノズル１４Ａの中央には１個
の吐出通路３０Ａが形成されると共に、その先端部には
吐出口１９Ａが形成されている。シリンジ１２に装填さ
れた接合材１３は、この吐出口１９Ａより基板１５に所
定量吐出される構成とされている。後述するように、可
変ノズル１４Ａは基板１５に吐出された接合材１３を押
し拡げる押し拡げ部材として機能する。
【００３４】次に、半導体装置の製造方法の内、上記し
た塗布治具１０Ａを用いた素子接合工程について、図４
を用いて説明する。半導体素子１７を基板１５に接合材
１３（エポキシ樹脂或いは導電性樹脂等）を使用してダ
イボンディングするには、先ず図４（Ａ）に示されるよ
うに、塗布治具１０Ａの直下に基板１５を配置する。こ
の基板１５の所定位置への配置は、塗布治具１Ａと共に
マウンティング装置に設けられている基板搬送装置（図
示せず）により行われる。
【００３５】続いて、図４（Ｂ）に示されるように、塗
布治具１０Ａを基板１５に近接するように移動（即ち、
矢印Ｚ１方向に移動）させる。そして、可変形ノズル１
４Ａが基板１５から所定距離まで近接した時点で、先ず
吐出口１９Ａから基板１５に対して所定量の接合材１３
を吐出する。この時の接合材１３の吐出量は、接合しよ
うとする半導体素子１７の面積に応じて予め決定されて
いる。
【００３６】上記のように、吐出口１９Ａから基板１５
に対して接合材１３が吐出され塗布された後も、塗布治
具１０Ａは矢印Ｚ１方向に移動を維持する。よって、可
変形ノズル１４Ａは、接合材１３を介して基板１５に押
圧される。この際、前記のように可変形ノズル１４Ａは
変形可能な軟質材料により形成されているため、図示さ
れるように押し潰されるように変形を行う。また、この
可変形ノズル１４Ａの変形により、可変形ノズル１４Ａ
と基板１５との間に介在している接合材１３は、可変形
ノズル１４Ａの変形に伴い押し拡げられる。
【００３７】上記のように接合材１３が可変形ノズル１
４Ａの変形に伴い押し拡げられると、続いて図４（Ｃ）
に示されるように、塗布治具１０Ａは図中矢印Ｚ２方向
に移動し基板１５から離間する。これにより、接合材１
３は基板１５上に押し拡げられた状態で塗布された状態
となる。また、変形していた可変形ノズル１４Ａは、塗
布治具１０Ａが上動することにより、弾性復元して元の
半球形状に戻る（以上、図４（Ａ）〜（Ｃ）を用い説明
した処理を接合材塗布工程という）。
【００３８】このように、本実施例の接合材塗布工程で
は、塗布治具１０Ａが基板１５に向かう一方向のみの移
動動作中（矢印Ｚ１方向の移動中）に、接合材１３を塗
布する処理と、塗布された接合材１３を押し拡げる処理
とを共に行うことが可能となる。また、吐出口１９Ａか
ら吐出された接合材１３は、可変形ノズル１４Ａが変形
することにより押し拡げられる構成とされているため、
塗布治具１０Ａの動作が基板１５に向かう一方向移動動
であっても、接合材１３を基板１５上の広い面積に略均
一の厚さ（実際は、中央部分が外周部分に対し若干窪ん
だ状態となっている）で塗布することが可能となる。
【００３９】上記した接合材塗布工程が終了すると、続
いて図４（Ｄ）に示されるように、ベアチップ状の半導
体素子１７を専用治具１６（コレット）で吸引吸着し、
基板５上に塗布された接合材３上に搭載する。この際、
上記のように、接合材塗布工程において接合材１３は押
し拡げられた状態となっており、よってこの半導体素子
１７の搭載時に接合材１３を押し拡げる必要はない。即
ち、本実施例の方法によれば、半導体素子１７の搭載時
にコレット１６によるスクラブを不要とすることができ
る。
【００４０】これにより、コレット１６を基板１５の面
方向に振幅させる振幅機構を設ける必要はなくなり、コ
レット１６は単に上下動（即ち、図中矢印Ｚ１，Ｚ２方
向の動作）のみが行える構成であれば足り、よってコレ
ット１６の駆動機構の構成を従来のスクラブを必要とし
た構成に比べて簡単化することができる。また、スクラ
ブが不要となることにより、スクラブに要していた時間
を短縮することができ、よってインデックスタイムの低
減を図ることができる。
【００４１】尚、前記した塗布治具１０Ａも基板１５に
向かう一方向の移動動作中に接合材１３の塗布処理と押
し拡げる処理を行うため、塗布治具１０Ａにおいても振
幅機構を設ける必要はなくなり構成の簡単化を図ること
ができ、かつ接合材塗布工程におけるインデックスタイ
ム低減を図ることができる。一方、図４（Ｃ）を用いて
説明したように、接合材塗布工程による押し拡げ処理が
終了した後における接合材１３は、中央部分が外周部分
に対し若干窪んだ状態となっている。よって、この状態
の接合材１３に半導体素子１７を搭載することにより、
図４（Ｅ）に示すように、基板１５の外周位置に十分な
接合材１３のフィレット１３ａを形成することができ、
よって半導体素子１７を基板１５に確実に固定すること
ができる。
【００４２】上記のように、半導体素子１７が基板１５
上に接合材１３により固定されると、続いて図４（Ｆ）
に示すように、Ａｕ線等のワイヤ１８により基板１５と
半導体素子１７を電気的に接続する。この際、半導体素
子１７は基板１５に接合材１３により強固に固定されて
いるため、超音波ボンディングを良好な状態で行うこと
ができ、よってワイヤ１８と半導体素子１７との接合を
確実に行うことができる（以上、図４（Ｄ）〜（Ｆ）を
用い説明した処理を素子搭載工程という）。
【００４３】続いて、本発明の第２実施例である半導体
製造装置に設けられる塗布治具１０Ｂについて説明す
る。図５は、第２実施例である塗布治具１０Ｂを示して
おり、図５（Ａ）は塗布治具１０Ｂが基板１５から離間
した状態を、また図５（Ｂ）は塗布治具１０Ｂが接合材
１３を押し拡げている状態を示している。尚、図５にお
いて、図３及び図４に示した構成と同一構成について
は、同一符号を付してその説明を省略する。また、以下
説明する各実施例で用いる図面及び説明においても同様
とする。
【００４４】先に説明した第１実施例に係る塗布治具１
０Ａは、可変形ノズル１４Ａに１個の吐出口１９Ａ及び
吐出通路３０Ａを設けた構成としていた。これに対し、
本実施例に係る塗布治具１０Ｂは、可変形ノズル１４Ｂ
に複数（本実施例では４個）の吐出口１９Ｂ及び吐出通
路３０Ｂを設けたことを特徴としている。また、これに
伴い可変形ノズル１４Ｂの形状も横長な形状としてい
る。
【００４５】本実施例のように、吐出口１９Ｂ及び吐出
通路３０Ｂを複数設けることにより、広い面積を有する
半導体素子１７であっても、１回の塗布治具１０Ｂの移
動動作で、接合材１３を塗布する処理と押し拡げる処理
とを確実に行うことが可能となる。続いて、本発明の第
３実施例である半導体製造装置に設けられる塗布治具１
０Ｃについて説明する。
【００４６】図６は、第３実施例である塗布治具１０Ｃ
を示しており、図６（Ａ）は塗布治具１０Ｃが基板１５
から離間した状態を、また図６（Ｂ）は塗布治具１０Ｃ
が接合材１３を押し拡げている状態を示している。本実
施例に係る塗布治具１０Ｃは、接合材１３を押し拡げる
押し拡げ部として、内部に一定量の接合材１３を内包で
きる内包室２１Ａを有した内包ノズル２０Ａを用いたこ
とを特徴とするものである。
【００４７】この内包ノズル２０Ａは、変形可能な軟質
ゴム（シリコンゴム）等により形成されており、またそ
の基板１５と対向する先端部には１個の吐出口１９Ｃが
設けられている。また、内包室２１Ａの容積は、接合し
ようとする半導体装置１７の大きさに合わせた容量に予
め設定されている。本実施例に係る塗布治具１０Ｃで
は、図６（Ｂ）に示されるように、内包ノズル２０Ａが
基板１５に押し付けられ潰された状態において、内包室
２１Ａ内に装填されていた半導体素子１７の大きさに対
応した量の接合材１３を基板１５上に塗布し、かつ押し
拡げることができる。
【００４８】よって、本実施例に係る塗布治具１０Ｃに
おいても、塗布治具１０Ｃが矢印Ｚ１方向に移動する動
作中に、接合材１３を塗布する処理と押し拡げる処理と
を確実に行うことが可能となり、素子搭載工程において
スクラブを不要とすることができる。また、本実施例に
係る塗布治具１０Ｃでは、半導体素子１７の大きさによ
り変化する接合材１３の吐出量に対し、単に内包ノズル
２０Ａを変更（取り換える）ことにより対応することが
可能となり、よって種々の大きさを有した半導体素子１
７に対し容易に対応することができる。
【００４９】続いて、本発明の第４実施例である半導体
製造装置に設けられる塗布治具１０Ｄについて説明す
る。図７は、第４実施例である塗布治具１０Ｄを示して
おり、図７（Ａ）は塗布治具１０Ｄが基板１５から離間
した状態を、また図７（Ｂ）は塗布治具１０Ｄが接合材
１３を押し拡げている状態を示している。
【００５０】先に説明した第３実施例に係る塗布治具１
０Ｃは、内包ノズル２０Ａに１個の吐出口１９Ｃを設け
た構成としていた。これに対し、本実施例に係る塗布治
具１０Ｄは、内包ノズル２０Ｂに複数（本実施例では３
個）の吐出口１９Ｄを設けたことを特徴としている。本
実施例のように、吐出口１９Ｄを複数設けることによ
り、広い面積を有する半導体素子１７であっても、１回
の塗布治具１０Ｄの移動動作で、接合材１３を塗布する
処理と押し拡げる処理とを確実に行うことが可能とな
る。
【００５１】続いて、本発明の第５実施例である半導体
製造装置に設けられる塗布治具１０Ｅについて説明す
る。図８は、第５実施例である塗布治具１０Ｅを示して
おり、図８（Ａ）は塗布治具１０Ｅが基板１５から離間
した状態を、また図８（Ｂ）は塗布治具１０Ｅが接合材
１３を押し拡げている状態を示している。
【００５２】本実施例に係る塗布治具１０Ｅは、接合材
１３を押し拡げる押し拡げ部として短冊状部材２２を用
いたことを特徴とするものである。この短冊状部材２２
は、例えば長方形状に成形された軟質ゴム等の変形可能
部材よりなり、固定ピン３１により固定部１１に固定さ
れている。また、本実施例では固定部１１は断面正方形
状とされており、この固定部１１の外周４辺に夫々設け
られた構成とされている。即ち、固定部１１は固定部１
１を囲繞するように配設されている。更に、各短冊状部
材２２は、固定ピン３１による固定位置を中心として外
側に向けて可撓変形しうる構成とされている。
【００５３】一方、吐出口１９Ｅは、固定部１１の下端
中央部に配設されている。よって、吐出口１９Ｅは、複
数の短冊状部材２２に囲繞された位置に配設されてい
る。上記構成とされた塗布治具１０Ｅは、基板１５に向
けて矢印Ｚ１方向に移動する際、各短冊状部材２２の下
方先端部が基板１５に当接した時点で吐出口１９Ｅから
接合材１３を吐出する。そして、更に塗布治具１０Ｅが
矢印Ｚ１方向に移動するに伴い、図８（Ｂ）に示される
ように、各短冊状部材２２は外側に向け可撓変形する。
従って、この各短冊状部材２２の可撓変形により、吐出
口１９Ｅから吐出された接合材１３は、この各短冊状部
材２２により押し拡げられる。
【００５４】よって、本実施例に係る塗布治具１０Ｅに
おいても、塗布治具１０Ｅが矢印Ｚ１方向に移動する動
作中に、接合材１３を塗布する処理と押し拡げる処理と
を確実に行うことが可能となり、素子搭載工程において
スクラブを不要とすることができる。また、この各処理
の際、短冊状部材２２の長さを調整することにより、接
合材１３の塗布面積及び塗布形状を調整することがで
き、各種半導体素子１７の形状及び面積に容易に対応す
ることができる。
【００５５】続いて、本発明の第６実施例である半導体
製造装置に設けられる塗布治具１０Ｆについて説明す
る。図９は、第６実施例である塗布治具１０Ｆを示して
おり、図９（Ａ）は塗布治具１０Ｆが基板１５から離間
した状態を、また図９（Ｂ）は塗布治具１０Ｆが接合材
１３を押し拡げている状態を示している。
【００５６】本実施例に係る塗布治具１０Ｆは、接合材
１３を押し拡げる押し拡げ部として多孔質部材２３を用
いたことを特徴とするものである。この多孔質部材２３
は、例えばスポンジ状の部材であり、内部に多数の気泡
を有した構成とされている。また、吐出口１９Ｆは多孔
質部材２３の内部に位置するよう設けられている。本実
施例のように、押し拡げ部を多孔質部材２３により構成
すると共に吐出口１９Ｆをその内部に位置するよう構成
したことにより、吐出口１９から吐出された接合材１３
を多孔質部材２３の中に蓄えることが可能となる。よっ
て、塗布治具１０Ｆの基板１５に向けた移動に伴い、接
合材１３を蓄えた状態の多孔質部材２３が基板１５に押
圧されると、多孔質部材２３は押し潰れて含浸されてい
る接合材１３を基板１５上に押し拡げる。
【００５７】従って、本実施例に係る塗布治具１０Ｆに
おいても、塗布治具１０Ｆが矢印Ｚ１方向に移動する動
作中に、接合材１３を塗布する処理と押し拡げる処理と
を確実に行うことが可能となり、素子搭載工程において
スクラブを不要とすることができる。また、本実施例の
構成では、多孔質部材２３内に接合材１３を蓄える構成
となっているため、特に接合材１３として粘性の低いも
のを使用する場合に有効である。
【００５８】続いて、本発明の第７実施例である半導体
製造装置に設けられる塗布治具１０Ｇについて説明す
る。図１０は、第７実施例である塗布治具１０Ｇを示し
ており、図１０（Ａ）は塗布治具１０Ｇが基板１５から
離間した状態を、また図１０（Ｂ）は塗布治具１０Ｇが
接合材１３を押し拡げている状態を、更に図１０（Ｃ）
は図１０（Ａ）において塗布治具１０Ｇを矢印Ａ方向か
ら見た矢視図を示している。
【００５９】本実施例に係る塗布治具１０Ｇは、接合材
１３を押し拡げる押し拡げ部としてクランク部材２４を
用いたことを特徴とするものである。このクランク部材
２４は、大略するとクランクアーム部２５、支軸部２
６，３２、及びローラー２７Ａ等により構成されてい
る。クランクアーム部２５及び各支軸部２６，３２は一
体的に形成されており、支軸部２６は固定部１１に回転
可能に軸承され、また支軸部３２にはローラー２７Ａが
回転自在に取り付けられている。このローラー２７は、
図１０（Ｃ）に示されるように円柱状のローラーであ
り、接合材１３との付着性が低い材質が選定されてい
る。よって、接合材１３が不要にローラー２７に付着す
ることを防止している。
【００６０】また、クランクアーム部２５は所定の長さ
を有しており、よってクランクアーム部２５は支軸部２
６を中心として揺動可能な構成となっている。よって、
クランクアーム部２５が支軸部２６を中心として揺動可
能することにより、ローラー２７Ａも支軸２６を中心と
して揺動変位する（即ち、基板１５に対しクランク動作
する）構成とされている。
【００６１】また、吐出口１９Ｇは、固定部材１１の下
部中央位置にローラー２７Ａと対向するよう配設されて
いる。よって、吐出口１９Ｇから吐出された接合材１３
は、先ずローラー２７Ａに吐出され、続いてローラー２
７Ａが回転することにより基板１５に塗布される構成と
されている。上記構成とされたクランク部材２４は、塗
布治具１０Ｇが基板１５から離間した状態においては、
図１０（Ａ）に示されるように、垂下した状態となって
いる。しかるに、塗布治具１０Ｇの矢印Ｚ１方向への移
動動作に伴い、吐出口１９Ｇから接合材１３を吐出させ
つつローラー２７Ａが基板１５に当接すると、ローラー
２７Ａは基板１５上でクランク動作を行い、このクラン
ク動作により接合材１３を基板上に押し拡げる。
【００６２】従って、本実施例に係る塗布治具１０Ｇに
おいても、塗布治具１０Ｇが矢印Ｚ１方向に移動する動
作中に、接合材１３を塗布する処理と押し拡げる処理と
を確実に行うことが可能となり、素子搭載工程において
スクラブを不要とすることができる。また、クランク部
材２４を構成するクランクアーム部２５の長さを調整す
ることにより、接合材１３の押し拡げ範囲（即ち、塗布
範囲）を調整することができ、各種の大きさの半導体素
子１７に対応できると共に、面積の大きな半導体素子１
７に対しても１個の吐出口１９Ｇで対応するとができ、
構造の簡単化を図ることができる。
【００６３】続いて、本発明の第８実施例である半導体
製造装置に設けられる塗布治具１０Ｈについて説明す
る。図１１は、第８実施例である塗布治具１０Ｈを示し
ており、図１１（Ａ）は塗布治具１０Ｈが基板１５から
離間した状態を、また図１１（Ｂ）は塗布治具１０Ｇが
接合材１３を押し拡げている状態を示している。
【００６４】本実施例に係る塗布治具１０Ｈは、接合材
１３を押し拡げる押し拡げ部として筆状部材２８を用い
たことを特徴とするものである。この筆状部材２８は、
例えば樹脂或いは金属よりなる細線を多数本束ねたもの
であり、固定部１１の下部に複数設けられている吐出口
１９Ｈに取り付けられた構成とされている。しかるに、
吐出口１９Ｈに塗布治具１０Ｈを設けても、吐出口１９
Ｈからの接合材１３の吐出は確保されている。
【００６５】上記構成とされた塗布治具１０Ｈは、吐出
口１９Ｈから接合材１３を吐出しつつ基板１５に向かい
矢印Ｚ１方向へ移動する。そして、細毛状の筆状部材２
８が基板１５に当接して押し拡げられることにより、筆
状部材２８に付着している接合材１３も押し拡げられ
る。これにより、接合材１３は基板１５の上部に略均一
の厚さで塗布された状態となる。
【００６６】従って、本実施例に係る塗布治具１０Ｈに
おいても、塗布治具１０Ｈが矢印Ｚ１方向に移動する動
作中に、接合材１３を塗布する処理と押し拡げる処理と
を確実に行うことが可能となり、素子搭載工程において
スクラブを不要とすることができる。また、接合材１３
は細毛状の筆状部材２８により押し広げられるため、簡
単な構成で確実に塗布することができる。
【００６７】続いて、本発明の第９実施例である半導体
製造装置に設けられる塗布治具１０Ｉについて説明す
る。図１２は、第９実施例である塗布治具１０Ｉを示し
ており、図１２（Ａ）は塗布治具１０Ｉが基板１５から
離間した状態を、また図１２（Ｂ）は塗布治具１０Ｉが
接合材１３を押し拡げている状態を、また図１２（Ｃ）
は塗布治具１０Ｉを底面視した状態を示している。
【００６８】本実施例に係る塗布治具１０Ｉは、接合材
１３を押し拡げる押し拡げ部として複数の円柱状部材２
９を用いたことを特徴とするものである。この各円柱状
部材２９は、例えば軟質ゴム等の軟質材料（変形可能部
材）により形成されており、夫々円柱形状とされてい
る。また、各円柱状部材２９は固定部１１の下部に並設
された構成とされている。更に、接合材１３を吐出する
吐出口（図に現れず）も固定部１１の下部に配設されて
いる。よって、各円柱状部材２９は、吐出口の近傍位置
に配設された構成とされている。
【００６９】上記構成とされた塗布治具１０Ｉは、基板
１５に向かい矢印Ｚ１方向に移動することにより、各円
柱状部材２９は基板１５に押し付けられて潰され、この
変形により接合材１３は押し拡げられる。この際、円柱
状部材２９は複数設けられているため、接合材１３を均
一に押し拡げることができる。従って、本実施例に係る
塗布治具１０Ｉにおいても、塗布治具１０Ｉが矢印Ｚ１
方向に移動する動作中に、接合材１３を塗布する処理と
押し拡げる処理とを確実に行うことが可能となり、素子
搭載工程においてスクラブを不要とすることができる。
【００７０】続いて、接合材１３を基板１５上に塗布す
る他の実施例について説明する。図１３は、他の実施例
である塗布治具１０Ｊを示しており、図１３（Ａ）は塗
布治具１０Ｊが基板１５から離間した状態を、また図１
３（Ｂ）は塗布治具１０Ｊが接合材１３を押し拡げてい
る状態を、また図１３（Ｃ）は図３（Ａ）における塗布
治具１０Ｊを矢印Ｂ方向から見た矢視図を示している。
【００７１】本実施例に係る塗布治具１０Ｊは、固定部
１１の下部に回転自在の構成とされたローラー２７Ｂを
設けると共に、図示しない吐出口を設けた構成とされて
いる。よって、図１３（Ｃ）に示されるように、吐出口
から吐出された接合材１３はローラー２７Ｂに付着する
構成とされている。ところで、前記した各実施例におけ
る塗布治具１０Ａ〜１０Ｉは、各塗布治具１０Ａ〜１０
Ｉが矢印Ｚ１方向に移動する動作中に、接合材１３を塗
布する処理と押し拡げる処理とを行う構成とされてい
た。これに対し、本実施例の塗布治具１０Ｊは、矢印Ｚ
１，Ｚ２方向の移動に加え、図中１３（Ｂ）に矢印Ｘで
示す移動をも行いうる構成とされている。
【００７２】上記構成とされた塗布治具１０Ｊを用いて
接合材１３を基板１５上に塗布するには、先ず塗布治具
１０Ｊをローラー２７Ｂが基板１５と当接するまで矢印
Ｚ１方向に移動させ、続いて図中１３（Ｂ）に示すよう
に塗布治具１０Ｊを矢印Ｘ方向に移動させる。これによ
り、ローラー２７Ｂに付着している接合材１３は、基板
１５上に所定の膜厚で押し拡げられる。
【００７３】上記した本実施例に係る塗布治具１０Ｊで
は、前記した各実施例における塗布治具１０Ａ〜１０Ｉ
の構成と異なり、塗布治具１０Ｊを矢印Ｚ１，Ｚ２方向
ばかりでなく矢印Ｘ方向にも移動させる必要がある。し
かるに、従来ではスクラブを行うためにコレットを３方
向に移動させる必要があったのに対し、本実施例では塗
布治具１０Ｊを２方向にのみ移動させればよく、よって
スクラブを行うためコレットに設けられていた駆動機構
に比べ、塗布治具１０Ｊの駆動機構を簡単化することが
できる。
【００７４】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる
種々の効果を実現することができる。請求項１及び請求
項１０記載の発明によれば、半導体素子の搭載時に接合
材を押し拡げる必要はなくなり、コレットによるスクラ
ブを不要とすることができる。これにより、コレットに
基板の面方向に振幅機構を設ける必要はなくなり、コレ
ットの構成を簡単化できると共に、インデックスタイム
低減を図ることができる。
【００７５】また、接合材塗布治具は基板に向かう一方
向移動動作中に塗布された接合材を押し拡げる処理を行
うため、接合材塗布治具においても振幅機構を設ける必
要はなくなり、接合材塗布治具の構成を簡単化できると
共に、インデックスタイム低減を図ることができる。ま
た、請求項２記載の発明によれば、接合材塗布治具が基
板に向かう一方向移動動作中に、接合材を塗布する処理
と塗布された接合材を押し拡げる処理とを共に行うこと
が可能となる。
【００７６】また、吐出口を複数設けた場合には、広い
面積を有する半導体素子であっても、１回の接合材塗布
治具の移動動作で、接合材を塗布する処理と押し拡げる
処理とを確実に行うことができる。また、請求項３記載
の発明によれば、吐出口から吐出された接合材は可変形
ノズルが変形しつつ押し拡げられるため、接合材塗布治
具の動作が基板に向かう一方向移動動であっても、接合
材を基板上に広い面積に略均一の厚さで塗布することが
できる。
【００７７】また、請求項４記載の発明によれば、内包
室の容積を予め半導体素子の大きさに対応した容量とす
ることが可能となり、素子毎に変わる接合材の基板への
吐出量に対し容易に対応することが可能となる。また、
請求項５記載の発明によれば、短冊状部材が押し拡げら
れることにより接合材を押し拡げることが可能となり、
また短冊状部材の長さを可変することにより塗布面積及
び塗布形状を調整することが可能となる。
【００７８】また、請求項６記載の発明によれば、吐出
後の接合材を多孔質部材の中へ蓄えることができ、この
状態で多孔質部材を押し潰して接合材を押し拡げるた
め、特に粘性の低い接合材を使用する場合に有効とな
る。また、請求項７記載の発明によれば、接合材の押し
拡げ範囲を広くすることが可能となり、一つの吐出口で
も面積の大きな半導体素子に十分に対応させることがで
きる。
【００７９】更に、請求項８記載の発明によれば、接合
材塗布治具の移動動作に伴い細毛状の筆状部材は拡が
り、これにより接合材を押し拡げることができる。ま
た、請求項９記載の発明によれば、接合材塗布治具の移
動動作に伴い複数の円柱状部材は基板に押し付けられて
潰され、この変形により接合材は押し拡げられるため、
接合材を均一に押し拡げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半導体装置の製造方法（素子接合工程）
の一例を説明するための図である。
【図２】従来の半導体製造装置の一例を説明するための
図である。
【図３】本発明の第１実施例である半導体装置に設けら
れる塗布治具を示す構成図である。
【図４】本発明の一実施例である半導体装置の製造方法
を説明するための図である。
【図５】本発明の第２実施例である半導体装置に設けら
れる塗布治具を示す構成図である。
【図６】本発明の第３実施例である半導体装置に設けら
れる塗布治具を示す構成図である。
【図７】本発明の第４実施例である半導体装置に設けら
れる塗布治具を示す構成図である。
【図８】本発明の第５実施例である半導体装置に設けら
れる塗布治具を示す構成図である。
【図９】本発明の第６実施例である半導体装置に設けら
れる塗布治具を示す構成図である。
【図１０】本発明の第７実施例である半導体装置に設け
られる塗布治具を示す構成図である。
【図１１】本発明の第８実施例である半導体装置に設け
られる塗布治具を示す構成図である。
【図１２】本発明の第９実施例である半導体装置に設け
られる塗布治具を示す構成図である。
【図１３】塗布治具の他実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｊ 塗布治具 １１ 固定部 １２ シリンジ １３ 接合材 １４Ａ，１４Ｂ 可変形ノズル １５ 基板 １６ コレット １７ 半導体素子 １９Ａ〜１９Ｈ 吐出口 ２０Ａ，２０Ｂ 内包ノズル ２１Ａ，２１Ｂ 内包室 ２２ 短冊状部材 ２３ 多孔質部材 ２４ クランク部材 ２５ クランクアーム部 ２６，３２ 支軸部 ２７Ａ，２７Ｂ ローラー ２８ 筆状部材 ２９ 円柱状部材

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体素子を基板上に接合する工程に用
    いられ、前記基板に前記半導体素子を接合するための接
    合材を塗布する接合材塗布治具を有する半導体製造装置
    において、 前記接合材塗布治具が、 前記基板に向かう一方向移動動作中に、前記接合材を塗
    布する処理と、塗布された前記接合材を押し拡げる処理
    とを行いうるよう構成したことを特徴とする半導体製造
    装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体製造装置におい
    て、 前記接合材塗布治具の前記基板に対向する先端部に、前
    記接合材を吐出する一または複数の吐出口と、吐出され
    た前記接合材を押し拡げる押し拡げ部とを配設したこと
    を特徴とする半導体製造装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の半導体製造装置におい
    て、 前記押し拡げ部を、変形可能な軟質材料よりなる可変形
    ノズルにより構成すると共に、 前記吐出口を、該可変形ノズルの前記先端部に配設した
    ことを特徴とする半導体製造装置。
  4. 【請求項４】 請求項２記載の半導体製造装置におい
    て、 前記押し拡げ部を、変形可能な軟質材料よりなり内部に
    一定量の前記接合材を内包しうる内包室を有した内包ノ
    ズルにより構成すると共に、 前記吐出口を、該内包ノズルの前記先端部に配設したこ
    とを特徴とする半導体製造装置。
  5. 【請求項５】 請求項２記載の半導体製造装置におい
    て、 前記押し拡げ部を、前記吐出口の近傍位置に配設される
    と共に、前記移動動作に伴い外側に向け押し拡げられる
    短冊状部材により構成したことを特徴とする半導体製造
    装置。
  6. 【請求項６】 請求項２記載の半導体製造装置におい
    て、 前記押し拡げ部を、前記吐出口に配設された多孔質部材
    により構成したことを特徴とする半導体製造装置。
  7. 【請求項７】 請求項２記載の半導体製造装置におい
    て、 前記押し拡げ部を、前記吐出口近傍に配設されると共
    に、前記移動動作に伴いクランク動作を行うことにより
    前記接合材を押し拡げるクランク部材により構成したこ
    とを特徴とする半導体製造装置。
  8. 【請求項８】 請求項２記載の半導体製造装置におい
    て、 前記押し拡げ部を、前記吐出口近傍に配設された細毛状
    の筆状部材により構成したことを特徴とする半導体製造
    装置。
  9. 【請求項９】 請求項２記載の半導体製造装置におい
    て、 前記押し拡げ部を、前記吐出口近傍に配設された軟質材
    料よりなる複数の円柱状部材により構成したことを特徴
    とする半導体製造装置。
  10. 【請求項１０】 基板上に半導体素子を接合するための
    接合材を塗布すると共に、前記半導体素子を前記接合材
    上に搭載することにより前記半導体素子を前記基板に固
    定する素子接合工程を有する半導体装置の製造方法にお
    いて、 前記素子接合工程は、 前記接合材塗布治具が前記基板に向かう一方向移動動作
    中に、前記接合材を塗布する処理と、塗布された前記接
    合材を押し拡げる処理とを行うことにより、前記基板上
    に前記接合材を塗布する接合材塗布工程と、 前記半導体素子を搬送するコレットにより、前記半導体
    素子を接合材塗布工程において押し拡げられた前記接合
    材上に搭載する素子搭載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。
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