发明名称 连接突块形成装置及方法
摘要 本发明系具有预热装置(160),对于在朝电极部分(15)之连接突块(16)之形成前之半导体基板(201),在连接突块形成时实行促进上述电极部分与上述连接突块的接合之形成前接合促进用温度控制。藉此,在连接突块形成前,可以使上述电极部分之金属粒子变化成适当之状态,在现象上,与知相比可以谋求电极部分与连接突块的接合状态的改善。更进一步,本发明,系在连接突块形成后,藉控制装置(317)之加热控制,亦可以构成在焊接载物台(316)使其以接合强度改善条件加热连接突块形成完成半导体零件。
申请公布号 TW530357 申请公布日期 2003.05.01
申请号 TW090116269 申请日期 2001.07.03
申请人 松下电器产业股份有限公司 发明人 成田正力;吉田幸一;池谷雅彦;前贵晴;金山真司;今西诚;东和司;福本健治
分类号 H01L21/60 主分类号 H01L21/60
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种连接突块形成装置,系对于在半导体基板(201)上之电极部分(15)形成连接突块(16)时之连接突块焊接用温度(T2)之前述半导体基板,具有一朝前述电极部分形成前述连接突块之连接突块形成头(120)者,其特征在于:该连接突块形成装置具有一对朝前述电极部分之连接突块形成前之前述半导体基板,实行一促进连接突块形成时之前述电极部分与前述连接突块的接合之形成前接合促进用温度控制之预热装置(160)者。2.如申请专利范围第1项之连接突块形成装置,其中前述预热装置之前述形成前接合促进用温度控制,系在前述连接突块焊接用温度以上,加热前述半导体基板至前述半导体基板之损伤防止温度(TB)以下之形成前接合促进用温度(T1)者。3.如申请专利范围第2项之连接突块形成装置,其中前述预热装置之前述形成前接合促进用温度控制,系进一步于形成前接合促进用时间(T1)内维持前述半导体基板在前述形成前接合促进用温度,且在经过前述形成前接合促进用时间后,设定于前述连接突块焊接温度者。4.如申请专利范围第3项之连接突块形成装置,其中前述预热装置之前述形成前接合促进用温度控制,系进一步依据前述电极部分及前述连接突块的材质,设定前述形成前接合促进用温度及前述形成前接合促进用时间者。5.如申请专利范围第3项之连接突块形成装置,其中前述预热装置之前述形成前接合促进用温度控制,系进一步依据前述电极部分之厚度(15a)及前述连接突块之台座部分(16a)之直径,设定前述形成前接合促进用温度及前述形成前接合促进用时间者。6.如申请专利范围第2项之连接突块形成装置,其中前述形成前接合促进用温度,系在前述连接突块焊接用温度加上30~60℃之温度者。7.如申请专利范围第6项之连接突块形成装置,其中前述形成前接合促进用时间为10~30分者。8.如申请专利范围第1项之连接突块形成装置,其中朝前述电极部分之前述连接突块形成后,对于前述半导体基板,更具有一实行一促进连接突块形成后之前述电极部分与前述连接突块的接合之形成后接合促进用温度控制之后热装置(170)者。9.如申请专利范围第8项之连接突块形成装置,其中前述后热装置之前述形成后接合促进用温度控制,系在前述连接突块焊接用温度以上,加热前述半导体基板至前述半导体基板之损伤防止温度以下之形成后接合促进用温度(T3)者。10.如申请专利范围第9项之连接突块形成装置,其中前述后热装置之前述形成后接合促进用温度控制,进一步在形成后接合促进用时间(t3)内维持前述半导体基板在前述形成后接合促进用温度,且在经过前述形成后接合促进用时间后降温者。11.如申请专利范围第8项之连接突块形成装置,更具有控制装置(180),用以控制相互具有关联之藉前述预热装置之前述形成前接合促进用温度控制、及藉前述后热装置之形成后接合促进用温度控制之前述预热装置及前述后热装置者。12.一种连接突块形成方法,系对于在半导体基板(201)上之电极部分(15)形成连接突块(16)时之连接突块焊接用温度(T2)之前述半导体基板,朝前述电极部分形成前述连接突块,并对朝前述电极部分之连接突块形成前之前述半导体基板,实行一促进连接突块形成时之前述电极部分与前述连接突块的接合之形成前接合促进用温度控制者。13.如申请专利范围第12项之连接突块之形成方法,其中前述形成前接合促进用温度控制,系在前述连接突块焊接用温度以上,加热前述半导体基板至前述半导体基板之损伤防止温度(TB)以下之形成前接合促进用温度(T1),再在形成前接合促进用时间(t1)内维持前述半导体基板在前述形成前接合促进用温度,且经过前述形成前接合促进用时间后设定于前述连接突块焊接温度者。14.如申请专利范围第12项之连接突块之形成方法,在朝前述电极部分之前述连接突块形成后,对于前述半导体基板,实行一促进连接突块形成后之前述电极部分与前述连接突块的接合之形成后接合促进用温度控制者。15.如申请专利范围第14项之连接突块之形成方法,其中前述形成后接合促进用温度控制,系在前述连接突块焊接用温度以上,加热前述半导体基板至前述半导体基板之损伤防止温度以下之形成后接合促进用温度(T3),再在形成后接合促进用时间(t3)内维持前述半导体基板在前述形成后接合促进用温度,并且在经过前述形成后接合促进用时间后降温者。16.如申请专利范围第14项之连接突块之形成方法,更包含控制相互具有关联之前述形成前接合促进用温度控制及前述形成后接合促进用温度控制。17.一种电脑可读取之记录媒体,系对于在半导体基板(201)上之电极部分(15)形成连接突块(16)时之连接突块焊接用温度(T2)之前述半导体基板,记录为了实行朝前述电极部分形成前述连接突块之连接突块形成方法之程式,并于朝前述电极部分之连接突块形成前之前述半导体基板,记录有一用以实行促进在连接突块形成时之前述电极部分与前述连接突块的接合之形成前接合促进用温度控制的处理者。18.如申请专利范围第17项之电脑可读取之记录媒体,其中前述形成前接合促进用温度控制,系在前述连接突块焊接用温度以上,加热前述半导体基板至前述半导体基板之损伤防止温度(TB)以下之形成前接合促进用温度(T1),再在形成前接合促进用时间(t1)内维持前述半导体基板在前述形成前接合促进用温度,且在经过前述形成前接合促进用时间后设定前述连接突块焊接温度者。19.如申请专利范围第17项之电脑可读取之记录媒体,更包含在朝前述电极部分之前述连接突块之形成后,对于前述半导体基板,记录一实行促进连接突块形成后之前述电极部分与前述连接突块的接合之形成后接合促进用温度控制的处理者。20.如申请专利范围第19项之电脑可读取之记录媒体,其中前述形成后接合促进用温度控制,系在前述连接突块焊接用温度以上,加热前述半导体基板至前述半导体基板之损伤防止温度以下之形成后接合促进用温度(T3),再在形成后接合促进用时间(t3)维持内前述半导体基板在前述形成后接合促进用温度,且在经过前述形成后接合促进用时间后降温者。21.如申请专利范围第19项之电脑可读取之记录媒体,更包含记录有控制相互具有关联之前述形成前接合促进用温度控制及前述形成后接合促进用温度控制的处理者。22.一种半导体基板,其特征系在如申请专利范围第1项之连接突块形成装置形成有连接突块者。23.一种半导体基板,其中形成于电极部分(15)上之连接突块(16)之台座部分(16a)之直径约为90m之前述连接突块,系具有平均每1连接突块约680~800mN之破裂力者。24.一种连接突块强度改善装置,包含有:加热装置(3162),系用以对连接突块(52)在半导体零件(60.70)之电极(51)上所形成之连接突块形成完成零件(61.72),比较连接突块形成时之前述电极与前述连接突块之接合强度,以在谋求改善该接合强度的接合强度改善条件下进行加热;及,控制装置(317),系依据前述接合强度改善条件于前述加热装置进行加热控制者。25.如申请专利范围第24项之连接突块强度改善装置,其中前述接合强度改善条件,系以用以得到所希望之前述接合强度之加热时间及该加热温度为变数之条件,前述控制装置系针对前述半导体零件之材质、前述半导体零件之大小、前述电极之材质、前述电极之大小、前述连接突块的材质、及前述连接突块的大小之至少1个,具有由为了达到前述所希望接合强度之加热温度与该加热时间之关系资讯所形成之前述接合强度改善条件,并依据该接合强度改善条件进行前述加热装置之加热控制者。26.如申请专利范围第25项之连接突块强度改善装置,其中前述控制装置具有之前述接合强度改善条件,系针对前述半导体零件之材质及大小、前述电极之材质及大小、及前述连接突块之材质及大小之至少一组、或针对其各组的组合,为了达到前述所希望接合强度之加热温度及该加热时间之关系资讯者。27.如申请专利范围第24项之连接突块强度改善装置,其中前述半导体零件,系切割来自半导体晶圆之晶片零件者。28.如申请专利范围第27项之连接突块强度改善装置,其中前述加热装置系具有载置分别之至少1个之前述晶片零件之多数加热处理部(4801)者。29.如申请专利范围第28项之连接突块强度改善装置,其中前述控制装置系对于前述加热处理部分别独立,并进行配合在具备于各加热处理部之各个前述晶片零件中之连接突块形成后经过时间的温度管理者。30.如申请专利范围第24项之连接突块强度改善装置,其中前述加热装置系设置于在前述半导体零件上形成连接突块之焊接载物台(316)、或用以使在前述连接突块形成完成零件中连接突块之高度齐一之连接突块测平载物台(314)、或收纳前述连接突块形成完成零件之连接突块完成零件收纳部(315)之任何一者。31.如申请专利范围第24项之连接突块强度改善装置,其中前述半导体零件为半导体晶圆时,前述控制装置,系依据朝前述半导体晶圆上之约略全部之连接突块形成所需要之连接突块形成时间(TE-TS)求得前述接合强度改善条件,并以所求得之接合强度改善条件进行前述加热装置之加热控制者。32.如申请专利范围第31项之连接突块强度改善装置,其中当依照前述加热得到前述接合强度之改善之加热适当时间(T)超过前述连接突块形成时间时,前述接合强度改善条件为藉达到前述接合强度之目标値(P0)之第1加热时间(TB)之前述半导体晶圆之加热者。33.如申请专利范围第31项之连接突块强度改善装置,其中当依照前述加热得到前述接合强度之改善之加热适当时间(T)少于前述连接突块形成时间时,前述接合强度改善条件为藉由前述连接突块形成时间扣除前述加热适当时间之第2加热时间(TA)之前述半导体晶圆之加热者。34.如申请专利范围第31项之连接突块强度改善装置,其中前述加热装置,载置前述半导体晶圆且具有在前述半导体晶圆中因应连接突块形成顺序之多数加热处理部(4801),前述控制装置系对前述加热处理装置分别独立,以进行配合在对应各加热处理部之前述半导体晶圆中之连接突块形成后经过时间的温度管理者。35.一种连接突块形成装置,系包含有:如申请专利范围24项之连接突块强度改善装置(317.3162);及,连结突块形成部(313),系载置且加热半导体零件(60.70),以于前述半导体零件之电极(51)上形成连接突块(52)者。36.如申请专利范围第35项之连接突块形成装置,其中具备于前述连接突块强度改善装置之控制装置(317),系进一步在前述连接突块形成部中之连接突块形成时,以不使损伤发生于前述半导体零件之非损伤温度,控制前述连接突块之连接突块形成部的温度,且在连接突块形成后,以超过前述非损伤温度之温度之接合强度改善条件对前述加热装置进行加热控制者。37.一种连接突块强度改善方法,系搬入于半导体零件(60.70)之电极(51)形成有连接突块(52)之连接突块形成完成零件(61.72),且对于前述连接突块形成完成零件,比较于连接突块形成时之前述电极与前述连接突块之接合强度,以依据谋求改善该接合强度之接合强度改善条件进行加热控制者。38.如申请专利范围第37项之连接突块强度改善方法,其中前述接合强度改善条件,系以用以得到所希望之前述接合强度之加热时间及该加热温度作为变数之条件,并为针对前述半导体零件之材质、前述半导体零件之大小、前述电极之材质、前述电极之大小、前述连接突块的材质、及前述连接突块的大小之至少1个,具有由为了达到前述所希望接合强度之加热温度与该加热时间之关系资讯所形成之条件,并依据该关系资讯进行前述加热控制者。39.如申请专利范围第38项之连接突块强度改善方法,其中前述接合强度改善条件,系针对前述半导体零件之材质及大小、前述电极之材质及大小、及各组的组合,由为了达到前述所希望接合强度之加热温度与该加热时间之关系资讯所形成之条件,依据该关系资讯进行前述加热控制者。40.如申请专利范围第37项之连接突块强度改善方法,其中在前述连接突块形成完成零件之搬入前,在前述半导体零件之前述电极上形成前述连接突块,在该连接突块形成时,以不使损伤发生于前述半导体零件之非损伤温度,控制形成前述连接突块之连接突块形成部的温度,又,前述连接突块形成后,以超过前述非损伤温度之温度之前述接合强度改善条件进行加热控制者。41.如申请专利范围第37项之连接突块强度改善方法,其中依据形成约略全部之连接突块所需要的连接突块形成时间(TE-TS)求得前述接合强度改善条件,以所求得之接合强度改善条件进行前述加热控制者。42.如申请专利范围第41项之连接突块强度改善方法,其中当依照前述加热得到前述接合强度之改善之加热适当时间(T)超过前述连接突块形成时间时,前述接合强度改善条件为藉达到前述接合强度之目标値(P0)之第1加热时间(TB)之加热者。43.如申请专利范围第41项之连接突块强度改善方法,其中当依照前述加热得到前述接合强度之改善之加热适当时间(T)少于前述连接突块形成时间时,前述接合强度改善条件为藉由前述连接突块形成时间扣除前述加热适当时间之第2加热时间(TA)之加热者。图式简单说明:第1图为表示在本发明之第1实施型态中之连接突块形成装置之全体构造之透视图。第2图为表示在第1图所示之连接突块形成装置之主要部分之详细构造之透视图。第3图为表示在第1图所示之连接突块焊接装置之构造图。第4图为在第1图及第2图所示预热装置、后热装置、及焊接中,在与电荷发生半导体基板之接触面实施镀银状态之图。第5图为表示在第1图及第2图所示之搬入装置之构造之详细透视图。第6图为用以说明在第17图所示步骤8中之动作之图,表示将在搬出侧移载装置被保持之连接突块形成后之晶圆,配置于搬出装置之上方之状态图。第7图为表示配合在第1图及第2图所示图表之装置的构造之详细透视图。第8图为表示在第1图及第2图所示移载装置之构造之详细透视图。第9图为表示在第1图及第2图所示搬入移载装置及搬出移载装置之变形例之图。第10图为表示在第8图所示晶圆保持部之除电用接触构件之构造之详细图。第11图为燠热装置及后热装置之透视图。第12图为在第11图所示之预热装置及后热装置之动作说明用之图。第13图为在第11图所示之预热装置及后热装置之动作说明用之图。第14图为在第11图所示之预热装置及后热装置之铝板及热板框之透视图。第15图为表示在连接突块形成场所附近部分的表面中,在实行形成前接合促进用温度控制前之状态之金属粒子之图。第16图为表示在连接突块形成场所附近部分的表面中,在实行形成前接合促进用温度控制后之状态之金属粒子之图。第17图为表示在第1图所示连接突块形成装置之动作之流程图。第18图为用以说明在第17图所示步骤2中之动作之图,表示在搬入装置使晶圆上升之状态图。第19图为用以说明在第17图所示步骤2中之动作之图,表示在搬入侧移载装置即将保持晶圆之前之状态图。第20图为用以说明在第17图所示步骤2中之动作之图,表示在搬入侧移载装置在即将保持晶圆之后之状态图。第21图为用以说明在第17图所示步骤2中之动作之图,表示在搬入侧移载装置在保持了晶圆之状态图。第22图为在第1图所示在具备于连接突块形成装置之预热装置中之预热动作之流程图。第23图为在第17图之步骤5中,用以说明由预热装置朝连接突块焊接装置之移载动作之流程图,表示分离崁板式加热器框及铝板的场合之动作的流程图。第24图为用以说明在第17图所示步骤3中之动作之图,表示将连接突块形成前之晶圆向预热装置的上方搬送之状态图。第25图为在第26图所示Ⅲ部分之扩大图。第26图为表示在第1图所示在连接突块装置被实行,在形成前接合促进用温度控制及形成后接合促进用温度控制中之半导体基板的温度变化之图表。第27图为用以说明在第17图所示步骤3中之动作之图,表示将连接突块形成前之晶圆朝铝板上载置之状态之图。第28图为用以说明在第17图所示步骤3中之动作之图,表示藉晶圆保持部解除连接突块形成前晶圆之保持之状态图。第29图为用以说明在第17图所示步骤3中之动作之图,表示使载置连接块形成前晶圆之铝板下降之状态之图。第30图为用以说明形成于电极部分之连接突块之剪断力的测定方法之图。第31图为表示在第1图所示在连接突块装置被实行,在形成前接合促进用温度控制及形成后接合促进用温度控制中之半导体基板的温度变化之图表,表示第26图之变形例之图表。第32图为在第17图所示步骤5中,用以说明连接突块焊接载物台之连接突块形成前晶圆之移载动作之流程图。第33图为用以说明在第17图所示步骤5中之动作之图,表示将连接突块形成前晶圆配置于焊接载物台的上方之状态图。第34图为用以说明在第17图所示步骤5中之动作之图,表示在焊接载物台即将保持晶圆之状态图。第35图为用以说明在第17图所示步骤5中之动作之图,表示在焊接载物台保持晶圆之搬入侧移载装置解除晶圆的保持之状态图。第36图为用以说明在第17图所示步骤5中之动作之图,表示在焊接载物台保持晶圆之状态图。第37图为在第1图所示在具备于连接突块形成装置之后热装置中之后热动作之流程图。第38图为在上述后热动作中,用以说明形成后接合促进用温度与该温度之保持时间之间中之相关关系之图。第39图为在第26图所示Ⅳ部分之扩大图。第40图为用以说明在第17图所示步骤8中之动作之图,表示使搬出装置之保持部接触于连接突块形成后晶圆之状态图。第41图为用以说明在第17图所示步骤8中之动作之图,表示藉搬出侧移载装置即将解除晶圆的保持后之状态图。第42图为用以说明在第17图所示步骤8中之动作之图,表示将被保持于搬出装置之保持部之连接突块形成后晶圆,即将载置于保持台之前之状态图。第43图为用以说明在第17图所示步骤8中之动作之图,表示将上述连接突块形成后晶圆载置于保持台之状态图。第44图为在第1图所示由搬出侧移载装置向搬出装置移载连接突块形成后晶圆时,在离子发生装置使离子作用于晶圆之状态图。第45图为表示SAW滤波器之构造之透视图。第46图为表示连接突块形成于电极部分之状态图。第47图为本发明之第2实施型态之连接突块形成装置之透视图。第48图为在第47图所示扩大半导体晶片搬送装置之透视图。第49图为在第47图所示焊接载物台之扩大透视图。第50图为在第47图所示连接突块形成部之扩大透视图。第51图为在第47图所示测平装置之扩大透视图。第52图为针对连接突块与电极之接合强度,将与加热时间之关系以各加热温度表示之图表。第53图为表示连接突块形成用温度与连接突块之接合强度之关系之图表。第54图为针对上述接合强度,表示加热时间与加热温度之关系之图表。第55图为在第47图所示测平装置之变形例中之透视图。第56图为在第47图所示完成品收纳装置之变形例中之透视图。第57图为在第47图所示设置连接突块形成装置之加热载物台的场合之配置图。第58图为表示在第47图所示将连接突块形成装置之变形例之加热载物台分割成多数区域,并作成可以控制每一区域之温度之上述加热载物台之图。第59图为表示处理对象为半导体晶圆时之连结突块形成顺序之图。第60图为处理对象为半导体晶圆时,用以求得接合强度改善条件之方法之一例之图,表示接合强度与连结突块形成后加热时间之关系之图表。第61图为表示参照第60图之上述接合强度改善条件之求得的方法之流程图。第62图为表示在第47图所示之连接突块形成装置之变形例,当处理对象为半导体晶圆时,将加热载物台分割成多数区域,并作成可以控制每一区域之温度之上述加热载物台之图。第63图为表示形成于电极上之连接突块之形状之图。
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