(57)【要約】【課題】  損傷や吸着ミスが少なくかつ低費用で実現可能な搬送用冶具（吸着コレット）を提供する。【解決手段】  半導体チップ５２を吸着して搬送するための吸着コレット５００であって、吸着コレット５００の先端部に、半導体チップ５２を吸着するための粘着性シート５０を設けた。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送対象物を吸着して搬送するための搬送用冶具であって、
前記冶具の先端部に、前記搬送対象物を吸着するための粘着手段を設けたことを特徴とする搬送用冶具。
【請求項２】
前記粘着手段は、前記搬送対象物の表面に密着して粘着力により前記搬送対象物を吸着することを特徴とする請求項１に記載の搬送用冶具。
【請求項３】
前記粘着手段は、耐熱性を有しかつ洗浄により前記粘着力が再生可能な素材から成ることを特徴とする請求項２に記載の搬送用冶具。
【請求項４】
前記冶具には、前記粘着手段によって吸着された前記搬送対象物を前記冶具から取外すための取外し手段が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の搬送用冶具。
【請求項５】
前記取外し手段は、前記冶具を貫通するイジェクタピンであり、前記イジェクタピンを押し下げることにより前記吸着された搬送対象物を前記冶具から取外すことを特徴とする請求項４に記載の搬送用冶具。
【請求項６】
前記イジェクタピンは複数設けられていることを特徴とする請求項５に記載の搬送用冶具。
【請求項７】
前記取外し手段は、空気を吹出す空気吹出手段であり、
前記空気を前記吸着された搬送対象物に吹きかけることにより前記吸着された搬送対象物を前記冶具から取外すことを特徴とする請求項４に記載の搬送用冶具。
【請求項８】
前記冶具には貫通孔が設けられており、前記空気は前記貫通孔を介して前記搬送対象物に吹きかけられることを特徴とする請求項７に記載の搬送用冶具。
【請求項９】
前記搬送対象物の表面には突起部が設けられており、前記粘着手段は少なくとも前記突起部の一部分を包み込むように変形することにより前記搬送対象物を吸着することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の搬送用冶具。
【請求項１０】
前記搬送対象物は、貫通電極が設けられた半導体チップであり、
前記半導体チップの一面には、前記貫通電極に接続された複数のバンプパッドが設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の搬送用冶具。
【請求項１１】
前記粘着手段は、粘着性シートであり、
前記粘着性シートは、粘着性のあるレジン樹脂を表面層に配置し、耐熱性ガラスエポキシ層又は接着剤層を下位層に配置して構成された粘着性多層シートであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の搬送用冶具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送対象物を吸着して搬送するための搬送用冶具であって、特に、半導体チップを吸着して搬送するのに好適な搬送用冶具に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを持ち上げ所定の位置まで搬送するための従来の冶具（吸着コレット）では、貫通電極が無い半導体チップの回路形成面側及び他面側の両面とも接続パッドによる凹凸の高さが低く、どちらの面が上側を向いても、吸着コレットの先端部を半導体チップ中央部付近に接触させて吸着コレットの吸着穴を真空状にすることで、半導体チップを容易に吸着し搬送することが可能であった。
【０００３】
一方、近年は半導体チップの多機能・高速化とそれに伴う高密度実装化を実現するために、チップ内に貫通電極を形成してバンプ接続によるフリップチップ積層を行うＣｏＣ（チップオンチップ）技術が開発されつつある。
【０００４】
貫通電極がある半導体チップは、チップ中央部付近まで貫通電極が配置されることが多い。また、チップ表面に形成される貫通電極両端の接続用バンプパッドは、上下に積層される半導体チップのバンプパッドと接合するために従来の半導体チップの接続パッドより高く突出した構造をとる場合が多い。
【０００５】
以下、回路形成面側に高さが高いCuバンプパッド構造があるＣｏＣ用半導体チップを例に説明する。
【０００６】
高さが高いバンプパッドが下向きの場合は吸着コレット接触面側には低いバンプパッドしか無いため凹凸が少なく、従来の真空吸着方式のコレットを利用することが可能であるが、高さが高いバンプパッドが上向きの場合は以下の問題が発生し従来の真空吸着方式のコレットを利用できない。
【０００７】
すなわち、吸着コレットの先端部をチップ中央部付近に接触させ真空吸着させようとしても、高さが高いバンプパッドのために、コレット接触面の凹凸が大きくなり空気が隙間から進入して真空度が下がり吸着できない。
【０００８】
また、真空度を上げるために空気吸引力を大きくすると、吸着コレット周辺部に隣接する半導体チップまで吸引されようとする力が働く弊害がでてくる。さらに、バンプパッドが無い領域に対応させて吸着コレットを密着させようとすると、吸着コレット及び吸着穴を細くすることによる吸着力の悪化、バンプパッドの配置に対応させてコレット先端部形状を個別準備する費用の増加や加工精度の限界、さらに吸着コレットの位置合せ精度の向上などの問題が発生する。
【０００９】
従って、高さが高いバンプパッドを吸着コレット側に向けた半導体チップを吸着し搬送する場合は、チップ裏面を強力な接着シートで抑えて吸引力を強化するなどの工夫を実施する必要がある。
【００１０】
なお、バンプ付半導体チップのピックアップ用コレットの例として、特開平５−１９０６６５号公報（特許文献１）があるが、高さが高いバンプパッドによる隙間拡大を想定しておらず、前述の空気進入の問題を解決できないと考えられる。
【００１１】
なお、粘着物を利用した吸着方式の例として、特開２００１−１４４４３０号公報（特許文献２）、特開２００５−１９１５３２号公報（特許文献３）、特開２００６−１７２１６６号公報（特許文献４）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平５−１９０６６５号公報
【特許文献２】特開２００１−１４４４３０号公報
【特許文献３】特開２００５−１９１５３２号公報
【特許文献４】特開２００６−１７２１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、損傷や吸着ミスが少なくかつ低費用で実現可能な搬送用冶具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、搬送対象物を吸着して搬送するための搬送用冶具であって、前記冶具の先端部に、前記搬送対象物を吸着するための粘着手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、損傷や吸着ミスが少なくかつ低費用で実現可能な搬送用冶具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】既存の吸着コレットの構造を示す図である。
【図２】貫通電極が無い半導体チップの構造説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】下向きに高いCuバンプパッド構造がある半導体チップの構造説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】上向きに高いCuバンプパッド構造がある半導体チップの構造説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る半導体チップ用吸着コレットを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は粘着性シートの平面図である。
【図６】図５（ａ）の先端のD−D’部分の断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る半導体チップ用吸着コレットを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は粘着性シートの平面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る半導体チップ用吸着コレットを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は粘着性シートの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（既存の技術）
最初に、本発明の特徴がより明確になるように、図１から図４を参照して、既存の技術について説明する。
【００１８】
半導体チップを持ち上げ所定の位置まで搬送するための既存の冶具（吸着コレット）は、図１に示すような構造である。図１に示すように、吸着コレット１００には、吸着エア１０が通る吸着孔１１が形成されている。このような構成の下、吸着コレット１００の吸着穴１１を真空状にすることで半導体チップ１２を吸着する。
【００１９】
図２は、貫通電極が無い半導体チップの構造説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００２０】
貫通電極が無い半導体チップ２００は、回路形成面２０側及び他面２１側の両面とも接続パッド２２による凹凸の高さが低く、どちらの面が上側を向いても、吸着コレット１００（図１参照）の先端部を半導体チップ２００の中央部付近に接触させて吸着コレット１００の吸着穴１１を真空状にすることで半導体チップ２００を容易に吸着し搬送することが可能である。
【００２１】
一方、近年は半導体チップの多機能・高速化とそれに伴う高密度実装化を実現するために、チップ内に貫通電極を形成してバンプ接続によるフリップチップ積層を行うＣｏＣ（チップオンチップ）技術が開発されつつある。貫通電極がある半導体チップは、チップ中央部付近まで貫通電極が配置されることが多く、また、チップ表面に形成される貫通電極両端の接続用バンプパッドは、上下に積層される半導体チップのバンプパッドと接合するために既存の半導体チップの接続パッドより高く突出した構造をとる場合が多い。以下、回路形成面側に高さが高いCuバンプパッド構造があるＣｏＣ用半導体チップを例に説明する。
【００２２】
図３は下向きに高いCuバンプパッド構造がある半導体チップ３００の構造説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【００２３】
また、図４は上向きに高いCuバンプパッド構造がある半導体チップ４００の構造説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。
【００２４】
図３に示すように、半導体チップ３００のチップ中央周辺にバンプパッド領域３０を有する。そして、半導体チップ３００の回路形成面３１には、高さが高いCuバンプパッド３２が形成されている。一方、半導体チップ３００の他面３３には、高さが低いCuバンプパッド３４が形成されている。
【００２５】
このように、高さが高いバンプパッド３２が下向きの場合は、吸着コレット接触面側には低いバンプパッド３４しか無いため凹凸が少なく、既存の真空吸着方式のコレット１００（図１参照）を利用することが可能である。
【００２６】
しかし、図４に示すように、回路形成面４４に形成された高さが高いバンプパッド４０（例：バンプパッドの高さH1=３０μｍ）が上向きで、高さが低いバンプパッド４３が下向きの場合は、以下の問題が発生し既存の真空吸着方式のコレット１００を利用できない。
【００２７】
すなわち、吸着コレット１００の先端部をチップ中央部付近に接触させ真空吸着させようとしても、高さが高いバンプパッド４０のために、コレット接触面の凹凸が大きくなり空気が隙間から進入して真空度が下がり吸着できない。また、真空度を上げるために空気吸引力を大きくすると、吸着コレット１００の周辺部に隣接する半導体チップまで吸引されようとする力が働く弊害が出てくる。
【００２８】
さらに、図４に示すように、バンプパッドが無い領域４１（例：領域幅＝ｄ２）に対応させて吸着コレット１００を密着させようとすると、吸着コレット１００及び吸着穴１１を細く（例：コレット外径ｄ１＜ｄ２）することによる吸着力の悪化、バンプパッド４０の配置に対応させてコレット先端部形状を個別準備する費用の増加や加工精度の限界、さらに吸着コレット１００の位置合せ精度の向上などの問題が発生する。
【００２９】
従って、図４のように高さが高いバンプパッド４０を吸着コレット１００側に向けた半導体チップ４００（貫通電極４２を有する）を吸着し搬送する場合は、チップ裏面を強力な接着シートで抑えて吸引力を強化するなどの工夫を実施する必要がある。
【００３０】
なお、バンプ付半導体チップのピックアップ用コレットの例として、上記特許文献１があるが、高さが高いバンプパッド４０による隙間拡大を想定しておらず、前述の空気進入の問題を解決できないと考えられる。
【００３１】
そこで、本発明では、吸着コレットを作成することにより、高さが高いバンプパッドにより凹凸があるＣｏＣ用半導体チップであっても、どちらのチップ面を上に向けてもチップ損傷や吸着ミスが少ない吸着コレットを低費用で実現することができ、製造条件や機能によりチップ面の向きを指定されることが多いＣｏＣ型半導体装置の搭載を容易に実現する。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
本発明の実施の形態では、吸着コレットの先端部に粘着性のある素材を配置し、大きい凹凸のある半導体チップの表面に密着させ、粘着力により吸着し搬送する。粘着性素材としては、粘着性シート（例えば、大昌電子製のマジックレジンシート）のような耐熱性があり洗浄により粘着力が再生可能な素材を使用する。
【００３４】
本発明の実施の形態では、コレット先端部の粘着力により半導体チップを吸着するため、真空吸着のようにコレット先端部外周を半導体チップに隙間なく密着させたり吸引力を強くする必要がない。また、粘着性素材は凹凸構造に柔軟に対応するため、高さが高いバンプパッドの配置、数量、高さに影響されずに汎用的な形状のコレットであればよく、品種別にコレットを準備する費用が削減できる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態により、高さが高いバンプパッドが一面に多数ある半導体チップであっても、バンプパッドがどちら側を向いていてもチップ損傷や吸着ミスによる設備停止が少なく吸着できる半導体チップ用吸着コレットが低費用で実現可能になる。
【００３６】
なお、上述のように、粘着物を利用した吸着方式の例として特許文献２〜４があるが、特許文献２〜４には、本発明の特徴である「粘着性素材を先端部に配置した吸着コレット」は開示されていない。
【００３７】
（第１の実施の形態）
次に、図５及び図６を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る半導体チップ用吸着コレットについて説明する。
【００３８】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体チップ用吸着コレットを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は粘着性シートの平面図である。また、図６は、図５（ａ）の先端のD−D’部分の断面図である。
【００３９】
吸着コレット５００は、コレット先端部（図６の６０）に、図５（ｂ）で示すような四角形状の粘着性シート５０（例えば、大昌電子製のマジックレジンシート）を設置している。また、吸着コレット５００及び粘着性シート５０は、中央部付近にイジェクタピン５１を貫通して設置しており、イジェクタピン５１を押し下げることで吸着した半導体チップ（図６の貫通電極６１を有する）５２を粘着性シート５０から剥がし所定の位置に配置する。なお、真空吸着用の空気吸引機構は持っていない。半導体チップ５２の一面には、高さが高いＣｕバンプパッド５３が複数設けられている。
【００４０】
粘着性シート５０は粘着性のあるレジン樹脂を表面層に配置し、耐熱性ガラスエポキシ層や接着剤層を下位層に構築した粘着性多層シートであり、リフローに耐える耐熱性があり、シート表面が汚れても中性洗剤やエタノールの洗浄により粘着性が復活する。
【００４１】
第１の実施の形態では、粘着性シート５０を、図５（ｂ）に示す形状に切断し、吸着コレット先端部６０に貼り付けて利用し、定期的に先端部シートの洗浄や交換などのメンテナンス作業を実施する。
【００４２】
次に、第１の実施の形態の半導体チップ用の吸着コレット５００を図示しないダイボンディング半導体製造装置に組み込み、半導体ウェハから個片半導体チップをピックアップして搬送し、BGA用基板に設置する動作を説明する。
【００４３】
まず、図５に示す吸着コレット５００は、高さが高いバンプパッド５３が上向きに配置してある半導体チップ５２の上部に移動し、先端部の粘着性シート５０がバンプパッド５３に十分密着するまで吸着コレット５００を押し下げて圧着させる。このとき、イジェクタピン５１は上昇させておく。
【００４４】
粘着性シート５０は、図６に示すように、バンプパッド５３の頭頂部周辺を包み込むような形状に変形しながらバンプパッド５３の頭頂部上側及び上部周辺部を粘着保持する。なお、バンプパッド５３の数が少なかったりパッド配置が特定箇所に偏向している場合は、粘着シート５０の一部または全部を半導体チップ面に直接接触するまで吸着コレット５００を押し下げ半導体チップ５２を粘着してもよい。
【００４５】
次に、吸着コレット５００を上昇させると、貫通電極６１を有する半導体チップ５２を粘着した状態を保持したまま上昇し、このままBGA基板（図示せず）の所定の位置まで横方向に搬送される。所定の位置まで搬送後、吸着コレット５００を下降してBGA基板に密着設置し、最後にイジェクタピン５１を押し下げて半導体チップ５２を吸着コレット５００から剥がすことで、ダイボンディング半導体製造装置における半導体チップ５２の搬送動作が完了する。
【００４６】
（第２の実施の形態）
次に、図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る半導体チップ用吸着コレットについて説明する。
【００４７】
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体チップ用吸着コレットを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は粘着性シートの平面図である。
【００４８】
第２の実施の形態として図７に示す構造は、イジェクタピン７０を複数設置して吸着した半導体チップ７１を剥がし易くした構造である。吸着コレット７００の先端部及び粘着性シート７２の部分に５箇所の貫通穴７３を持ち、イジェクタピン７０を５箇所から押し出すことで吸着コレット７００から引き剥がす時に１箇所のイジェクタピン７０にかかる圧力を弱め、半導体チップ７１の損傷の低減及び安定性向上をはかる。
【００４９】
なお、イジェクタピン７０の配置は５箇所に限定されず何本でもよく、また、イジェクタピン７０が棒状でなくロ型などの面状であってもよい。また、イジェクタピン７０の先端が粘着性シート７２の表面を貫通して突出せずに、粘着性シート７２の内側から円錐状等に突き出すことで剥がす構造でも良い。この構造によれば、イジェクタピン７０による半導体チップ７１の表面の損傷を防止することが可能になる。
【００５０】
（第３の実施の形態）
次に、図８を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る半導体チップ用吸着コレットについて説明する。
【００５１】
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体チップ用吸着コレットを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は粘着性シートの平面図である。
【００５２】
第３の実施の形態として図８に示す構造は、イジェクタピンの代わりにエアブローで空気を吹き出して引き剥がす構造である。
【００５３】
吸着コレット８００は、コレット先端部に、図８（ｂ）で示すような四角形状の粘着性シート８０を設置している。また、吸着コレット８００は中央部付近に貫通孔８１が設けられている。粘着性シート８０は、中央部付近にエアブロー穴８２が設けられている。
【００５４】
このような構成の下、貫通孔８１及びエアブロー穴８２をエアブローで吹き出すことにより、吸着した半導体チップ８３を粘着性シート８０から剥がし所定の位置に配置する。
【００５５】
本構造ではイジェクタピンが半導体チップ８３に接触しないため半導体チップ８３の表面の損傷を防止できる。また、貫通孔８１をエアブローで吹き出すだけではなく吸着する機能にも利用すれば、粘着性と真空吸着の双方の機能により吸着力が小さくても搬送機能を確実に実施することが可能になり、チップ損傷を防ぐことができる。
【００５６】
本発明の実施の形態によれば、高さが高いバンプパッドにより凹凸があるＣｏＣ用半導体チップであっても、どちらのチップ面を上に向けてもチップ損傷や吸着ミスが少ない吸着コレットを低費用で実現することができ、製造条件や機能によりチップ面の向きを指定されることが多いＣｏＣ型半導体装置の搭載を容易に実現できる。
【００５７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき説明したが、本発明は上記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。
【００５８】
本実施の形態では、高さが高いバンプパッドにより凹凸がある半導体チップ用の吸着コレットについて説明したが、凹凸が無い通常の半導体チップに利用しても良い。
【００５９】
また、本実施の形態では、半導体チップを吸着し搬送する吸着コレットについて説明したが、搬送対象物は半導体チップに限らず、凹凸のある小型プリント基板や小型電子部品などでも良い。
【００６０】
さらに、本実施の形態では、粘着性シートとして大昌電子製のマジックレジンシートを使用したが、同等の粘着性と柔軟性がある素材であれば他社製の粘着性素材を使用しても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１０  吸着エア
１１  吸着穴
１２  半導体チップ
２０  回路形成面
２１  他面
２２  接続パッド
３０  バンプパッド領域
３１  回路形成面
３２  バンプパッド
３３  他面
３４  バンプパッド
４０  バンプパッド
４１  バンプパッドが無い領域
４２  貫通電極
４３  バンプパッド
４４  回路形成面
５１  イジェクタピン
５２  半導体チップ
５３  バンプパッド
６０  コレット先端部
６１  貫通電極
７０  イジェクタピン
７１  半導体チップ
７２  粘着性シート
７３  貫通穴
８０  粘着性シート
８１  貫通穴
８２  エアブロー穴
８３  半導体チップ
１００  吸着コレット
２００  半導体チップ
３００  半導体チップ
５００  吸着コレット
７００  吸着コレット
８００  吸着コレット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010287679.tif 000009
【図８】
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