(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの表面を真空吸着することによって半導体チップを搬送する搬送コレットと、半導体チップを搬送コレットで所望の位置まで搬送する途上において半導体チップの位置補正を行う中間ステージに設けられ、搬送コレットから離脱された半導体チップが載置される載置面を備える中間コレットとを含み、半導体チップをダイボンドするダイボンド装置において、
前記搬送コレットの前記半導体チップを真空吸着する吸着面の表面粗さが、半導体チップの表面粗さよりも大きく、
前記中間コレットの前記半導体チップが載置される載置面の表面粗さが、前記半導体チップの表面粗さよりも大きいことを特徴とするダイボンド装置。
【請求項２】
前記半導体チップの表面は、
日本工業規格Ｂ０６０１に規定される最大高さＲmaxが、０．１μｍ以下であり、
前記搬送コレットの吸着面は、
最大高さＲmaxが、０．３〜１．５μｍであることを特徴とする請求項１記載のダイボンド装置。
【請求項３】
前記半導体チップの表面は、
日本工業規格Ｂ０６０１に規定される最大高さＲmaxが、０．１μｍ以下であり、
前記中間コレットの載置面は、
最大高さＲmaxが、０．３〜１．５μｍであることを特徴とする請求項１または２記載のダイボンド装置。
【請求項４】
前記搬送コレットの吸着面および中間コレットの載置面のうちいずれか一方または両方が、
放電加工によって表面仕上げされることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のダイボンド装置。
【請求項５】
前記搬送コレットの吸着面および中間コレットの載置面のうちいずれか一方または両方が、
ブラスト加工によって表面仕上げされることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のダイボンド装置。
【請求項６】
前記搬送コレットおよび中間コレットのうちいずれか一方または両方が、
導電性材料からなり、
前記半導体チップを発光させるために用いられる電極であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のダイボンド装置。
【請求項７】
前記導電性材料は、
炭化タングステン（ＷＣ）を含む焼結材料であることを特徴とする請求項６記載のダイボンド装置。
【請求項８】
前記導電性材料は、
酸化ジルコニウムを含む複合セラミック材料であることを特徴とする請求項６記載のダイボンド装置。
【請求項９】
半導体チップの表面を真空吸着することによって半導体チップを搬送する搬送コレットと、半導体チップを搬送コレットで所望の位置まで搬送する途上において半導体チップの位置補正を行う中間ステージに設けられ、搬送コレットから離脱された半導体チップが載置される載置面を備える中間コレットとを含み、半導体チップをダイボンドするダイボンド装置において、
前記中間コレットの前記半導体チップが載置される載置面の表面粗さが、前記半導体チップの表面粗さよりも大きいことを特徴とするダイボンド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップを搬送しチップ基板上に固着するダイボンド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップはダイボンド装置によってチップ基板にろう材を介して固着、いわゆるダイボンドされる。半導体チップをダイボンドするに際し、半導体チップをダイボンドするべきチップ基板の予め定められる位置まで精度よく搬送する必要がある。半導体チップは微細部品であるので、マニピュレータのように対象物を挟圧して搬送することは困難であり、一般的には半導体チップを真空吸着して搬送する方法が多用されている。ダイボンド装置に備わり半導体チップを搬送する搬送コレットは、たとえば軸線方向に吸引孔が形成され、この吸引孔が減圧源に接続されている。減圧源からの減圧作用によって半導体チップが搬送コレットの先端に真空吸着され、まず位置補正を行う中間ステージへ搬送される。中間ステージは、搬送され載置面に載置された半導体チップを真空吸着する中間コレットと、中間コレットを移動させるＸＹθステージからなり、位置認識手段によって検出された半導体チップの位置情報に基づいて半導体チップの位置補正を行う。位置が補正された半導体チップは、再び搬送コレットによって真空吸着され、ボンディングステージへ搬送され位置補正されたチップ基板上へ搬送される。半導体チップは搬送コレットによって真空吸着されたままろう材を介してチップ基板上に押圧される。このような状態において、ボンディングステージに備わる加熱手段によってチップ基板が加熱されろう材が加熱溶融し、その後冷却過程においてろう材が固化することによって半導体チップがチップ基板上にダイボンドされる。
【０００３】
前述の中間ステージにおける位置認識手段によって半導体チップの位置を認識する方法としては、外形認識方法と発光点認識方法とがある。外形認識方法は、中間コレットの載置面に載置された半導体チップに光を照射してたとえば電荷結合素子（Charged-Coupled Device；略称：ＣＣＤ）カメラで撮影し、画像処理モニタに表示される白黒映像から半導体チップの位置を認識する位置認識方法である。発光点認識方法は、レーザ光を出射している半導体チップのレーザ光出射面をたとえばＣＣＤカメラによって撮影し、画像処理モニタに表示される画像から認識される発光点の位置に基づいて半導体チップの位置を認識する方法である。
【０００４】
図１１は、外形認識方法および発光点認識方法に用いられるそれぞれのＣＣＤカメラ１，２の配置を簡略化して示す概略側面図である。外形認識方法に用いられるＣＣＤカメラ１は、中間コレット３の軸線４上に配置され、発光点認識方法に用いられるＣＣＤカメラ２は、半導体チップ５がレーザ光を出射する面６を臨んで配置される。各方法によって半導体チップ５の位置が認識され、ＣＣＤカメラ１，２の検出出力に応答して、制御手段が位置制御信号を図示しないＸＹθステージに与えることによって、半導体チップ５は所望の位置に補正される。
【０００５】
このようなダイボンド装置に備わる搬送コレットの１つとして、先端に角錐台状の凹所を形成した搬送コレット（以後、角錐コレットと呼ぶ）が知られている。図１２は、従来のダイボンド装置に備わる角錐コレット７の構成を簡略化して示す概略図である。角錐コレット７は角錐部８を備え、角錐部８は傾斜した４面と吸引孔９を有する１面からなる角錐台状の凹所である吸着部を構成する。角錐部８は、半導体チップ５の表面に接触することなくエッジ１０に接した状態で半導体チップ５を保持することができる。このような角錐コレット７によって真空吸着された半導体チップ５は、角錐部８によって固定されて位置ずれを起こすことなく所望の位置へ搬送される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した角錐コレット７には以下の問題がある。角錐コレット７は、角錐部８の加工が複雑なため高価であるという問題がある。またチップサイズ毎に専用の大きさの角錐コレット７が必要であり、１種類の角錐コレット７で大きさの種々に異なる半導体チップに対応することができないという問題がある。また半導体チップが微小である場合は、対応する大きさの角錐部を加工することが困難であるという問題がある。
【０００７】
このため、コレットの先端形状が平坦である搬送コレット（以後、先端形状が平坦に加工されたコレットを総称して平コレットと呼ぶことがある）を備えるダイボンド装置が使用されている。図１３は、もう１つの従来のダイボンド装置に備わる搬送コレット１１の構成を簡略化して示す概略図である。搬送コレット１１は、平コレット１１であり、軸線１２に直交し吸引孔を有する一面からなる吸着面１３を有する。この吸着面１３によって、半導体チップ５の表面１４が吸着されて搬送される。平コレットである搬送コレット１１は、角錐コレット７と比較して形状が単純であり、１種類の搬送コレット１１で大きさの種々に異なる半導体チップに対応することができる。
【０００８】
しかしながら、このようなもう１つの従来のダイボンド装置に備わる搬送コレット１１には以下の問題がある。搬送コレット１１は平坦に加工された吸着面１３が鏡面仕上げされているので、搬送中に半導体チップ５が吸着面１３上を滑り、位置ずれが発生するという問題がある。
【０００９】
また、半導体チップの位置認識方法が外形認識方法である場合には以下の問題がある。図１４は、外形認識方法の構成を簡略化して示す概略図である。中間コレット３に平コレットを用いる場合、半導体チップ５の表面１４と中間コレット３の載置面１５とは照射された光をほぼ同じ反射率で反射するので、画像処理モニタに表示される画像では半導体チップ５の表面１４と中間コレット３の載置面１５との境界を認識することができない。このため、半導体チップ５の外形認識が困難であり位置補正を正確に行うことが困難であるという問題がある。
【００１０】
また位置認識方法が発光点認識方法である場合には以下の問題がある。半導体チップを発光させるためには半導体チップ表面にコンタクトプローブを接続し電圧を印加する必要があるけれども、半導体チップは微小であるので、搬送コレットまたは中間コレットによって吸着されている状態でコンタクトプローブを半導体チップ表面に接続することは困難である。このため、コンタクトプローブを半導体チップに接触させるための精度のよい装置が必要となり装置のコストが高くなるとともに、多くの操作手順および時間を要するという問題がある。また搬送コレットが平コレットである場合、平コレットの吸着面は鏡面仕上げされているので、半導体チップの表面の汚れおよび塵などが搬送コレットの吸着面に付着し、搬送コレットの吸着面と半導体チップの表面との接触が不良になるという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、コレットの半導体チップとの接触面を半導体チップの表面粗さよりは大きい表面粗さにすることによって、半導体チップを所望の位置に精度よくダイボンドすることができるダイボンド装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体チップの表面を真空吸着することによって半導体チップを搬送する搬送コレットと、半導体チップを搬送コレットで所望の位置まで搬送する途上において半導体チップの位置補正を行う中間ステージに設けられ、搬送コレットから離脱された半導体チップが載置される載置面を備える中間コレットとを含み、半導体チップをダイボンドするダイボンド装置において、
前記搬送コレットの前記半導体チップを真空吸着する吸着面の表面粗さが、半導体チップの表面粗さよりも大きく、
前記中間コレットの前記半導体チップが載置される載置面の表面粗さが、前記半導体チップの表面粗さよりも大きいことを特徴とするダイボンド装置である。
【００１３】
本発明に従えば、搬送コレットの吸着面の表面粗さは、半導体チップの表面粗さよりも大きいので、搬送コレットの吸着面上で半導体チップが滑ることなく保持される。このことによって、搬送コレットによる半導体チップ吸着時の位置ずれを抑制することができるので、半導体チップを所望の位置に精度よくダイボンドすることが可能になる。
中間コレットの載置面の表面粗さは、半導体チップの表面粗さよりも大きいので、中間コレットの載置面上で半導体チップがずれることなく保持される。また中間コレットの載置面における半導体チップの位置を認識する方法である外形認識方法によって載置面上の半導体チップの位置を正確に認識し位置補正することが可能になる。このことによって、半導体チップを所望の位置に精度よくダイボンドすることができる。
【００１４】
また本発明は、前記半導体チップの表面は、
日本工業規格Ｂ０６０１に規定される最大高さＲmaxが、０．１μｍ以下であり、
前記搬送コレットの吸着面は、
最大高さＲmaxが、０．３〜１．５μｍであることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、半導体チップの表面は最大高さＲmaxが０．１μｍ以下であり、搬送コレットの吸着面の最大高さＲmaxが０．３〜１．５μｍである。半導体チップの表面および搬送コレットの吸着面における最大高さＲmaxを最適な範囲に設定することによって、半導体チップの表面に傷を付けることなく吸着することができ、また搬送コレットの吸着面と半導体チップ表面との摩擦抵抗が増加し半導体チップの滑りを抑制することができる。また、半導体チップの表面の汚れおよび塵などが搬送コレットの吸着面に付着することが抑えられるので、搬送コレットの吸着面と半導体チップの表面との接触を良好に保つことができる。
【００１８】
また本発明は、前記半導体チップの表面は、
日本工業規格Ｂ０６０１に規定される最大高さＲmaxが、０．１μｍ以下であり、
前記中間コレットの載置面は、
最大高さＲmaxが、０．３〜１．５μｍであることを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、半導体チップの表面は最大高さＲmaxが０．１μｍ以下であり、中間コレットの載置面の最大高さＲmaxが０．３〜１．５μｍである。半導体チップの表面および中間コレットの載置面における最大高さＲmaxを最適な範囲に設定することによって、半導体チップの表面に傷を付けることなく吸着することができ、また中間コレットの載置面と半導体チップの表面との摩擦抵抗が増加し半導体チップの滑りを抑制することができる。また、半導体チップの表面の汚れおよび塵などが中間コレットの載置面に付着することが抑えられるので、中間コレットの載置面と半導体チップの表面との接触を良好に保つことができる。
【００２０】
また本発明は、前記搬送コレットの吸着面および中間コレットの載置面のうちいずれか一方または両方が、
放電加工によって表面仕上げされることを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、搬送コレットの吸着面および中間コレットの載置面のうちいずれか一方または両方が放電加工によって表面仕上げされるので、平面度を確保しながら所望の表面粗さの面に加工することができる。また、放電加工によって表面仕上げされた面のエッジは加工ダレを起こすことなく形成されるので、搬送コレットによって半導体チップを押圧したとき搬送コレットの吸着面のエッジが半導体チップの表面に全て接触するか否かによって、搬送コレットの軸線が半導体チップの表面に対して垂直であるか否かを確認することができる。
【００２２】
また本発明は、前記搬送コレットの吸着面および中間コレットの載置面のうちいずれか一方または両方が、
ブラスト加工によって表面仕上げされることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、搬送コレットの吸着面および中間コレットの載置面のうちいずれか一方または両方がブラスト加工によって表面仕上げされるので、平面度を確保しながら所望の表面粗さの面に加工することができる。また、ブラスト加工によって表面仕上げされた面のエッジはＲ面取りされるので、半導体チップを吸着するに際し搬送コレットによって押圧するとき半導体チップの表面を傷付けることがない。
【００２４】
また本発明は、前記搬送コレットおよび中間コレットのうち、いずれか一方または両方が、
導電性材料からなり、
前記半導体チップを発光させるために用いられる電極であることを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、搬送コレットおよび中間コレットのうちいずれか一方または両方が導電性材料からなり、半導体チップを発光させるために用いられる電極であるので、半導体チップにコンタクトプローブを直接接続する操作を行うことなく半導体チップを発光させることができる。このことによって、操作手順の削減および時間の短縮が可能になるとともに、コンタクトプローブを接触させる装置を省くことができるので、装置の構成が簡易になりコストを低減することが可能になる。
【００２６】
また本発明は、前記導電性材料は、
炭化タングステン（ＷＣ）を含む焼結材料であることを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、導電性材料は炭化タングステン（ＷＣ）を含む焼結材料であり、ＷＣを含む焼結材料は電極として良好な導電性を有し、安価かつ容易に入手することができる。このことによって、半導体チップを発光させるための電極となるコレットの製造コストを低減することが可能になる。
【００２８】
また本発明は、前記導電性材料は、
酸化ジルコニウムを含む複合セラミック材料であることを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、導電性材料は酸化ジルコニウムを含む複合セラミック材料であり、酸化ジルコニウムを含む複合セラミック材料は熱伝導率が低い。したがって、熱圧着時に半導体チップに伝達された熱のコレットへの伝導損失が抑制されるので、半導体チップを効率よくダイボンドすることができる。このことによって、製品１つ当たりの製造時間であるタクトタイムを短縮し生産効率を向上することが可能になる。
また本発明は、半導体チップの表面を真空吸着することによって半導体チップを搬送する搬送コレットと、半導体チップを搬送コレットで所望の位置まで搬送する途上において半導体チップの位置補正を行う中間ステージに設けられ、搬送コレットから離脱された半導体チップが載置される載置面を備える中間コレットとを含み、半導体チップをダイボンドするダイボンド装置において、
前記中間コレットの前記半導体チップが載置される載置面の表面粗さが、前記半導体チップの表面粗さよりも大きいことを特徴とするダイボンド装置である。
本発明に従えば、中間コレットの載置面の表面粗さは、半導体チップの表面粗さよりも大きいので、中間コレットの載置面上で半導体チップがずれることなく保持される。また中間コレットの載置面における半導体チップの位置を認識する方法である外形認識方法によって載置面上の半導体チップの位置を正確に認識し位置補正することが可能になる。このことによって、半導体チップを所望の位置に精度よくダイボンドすることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態であるダイボンド装置２１の構成を簡略化して示す系統図であり、図２は図１に示すダイボンド装置２１に備わる搬送コレット２２の要部拡大図である。
【００３１】
ダイボンド装置２１は、半導体チップ２３の一方の表面２４ａ（半導体チップ２３の表面全体を表す場合は添字を省いて２４とする）を真空吸着することによって半導体チップ２３を搬送する搬送コレット２２と、半導体チップ２３を搬送コレット２２で所望の位置まで搬送する途上において半導体チップ２３の位置補正を行う中間ステージ８０に設けられ、搬送コレット２２から離脱された半導体チップ２３が載置される載置面２５を備える中間コレット２６と、半導体チップ２３のダイボンドを行うボンディングステージ２７とを含む。
【００３２】
搬送コレット２２には平コレットが用いられ、たとえば軸線方向に減圧源に接続される吸引孔２８が形成されており、減圧源からの減圧作用によって半導体チップ２３が搬送コレット２２の吸着面２９に吸着される。搬送コレット２２の吸着面２９の表面粗さは、半導体チップ２３の表面粗さよりも大きい。半導体チップ２３の表面２４は、日本工業規格Ｂ０６０１に規定される最大高さＲmaxが０．１μｍ以下であり、搬送コレット２２の吸着面２９は、最大高さＲmaxが０．３〜１．５μｍである。このことによって、半導体チップ２３の一方の表面２４ａに傷を付けることなく吸着することができ、また搬送コレット２２の吸着面２９と半導体チップ２３の一方の表面２４ａとの摩擦抵抗が増加し、半導体チップ２３の滑りを抑制することができる。
【００３３】
図３は、本発明の第１の実施の形態であるダイボンド装置２１における中間コレット２６上での外形認識方法の構成を簡略化して示す側面図である。中間コレット２６には、搬送コレット２２と同様に平コレットが用いられる。中間コレット２６の半導体チップ２３が載置される載置面２５の表面粗さは、半導体チップ２３の表面粗さより大きい。半導体チップ２３の表面２４は、日本工業規格Ｂ０６０１に規定される最大高さＲmaxが０．１μｍ以下であり、中間コレット２６の載置面２５は、最大高さＲmaxが０．３〜１．５μｍである。このことによって、半導体チップ２３の他方の表面２４ｂに傷を付けることなく吸着することができ、また中間コレット２６の載置面２５と半導体チップ２３の他方の表面２４ｂとの摩擦抵抗が増加し半導体チップ２３の滑りを抑制することができる。
【００３４】
中間ステージ８０は、中間コレット２６と図示しないＸＹθステージとを備える。ＸＹθステージには、中間コレット２６の軸線上に中間コレット２６の載置面２５を臨んで配置されたとえばＣＣＤカメラを備える外形認識カメラ３０からの検出信号に応答してＸＹθステージを駆動する制御手段が設けられる。搬送コレット２２によって搬送される半導体チップ２３は、ダイボンドの前に位置補正を目的として中間ステージ８０に備わる中間コレット２６の載置面２５上に載置される。半導体チップ２３の位置は以下のようにして認識される。外形認識カメラ３０によって、半導体チップ２３と中間コレット２６の載置面２５とに光が照射されて撮影される。撮影された画像は画像処理モニタ３１によって表示される。中間コレット２６の載置面２５の表面粗さよりも半導体チップ２３の一方の表面２４ａの表面粗さの方が小さく光の反射率が異なるので、中間コレット２６の載置面２５と半導体チップ２３の一方の表面２４ａとの境界を画像処理モニタ３１に表示された画像によって確認することができる。外形認識カメラ３０からの検出出力に応答して制御手段がＸＹθステージを駆動させ中間コレット２６を移動させることによって、半導体チップ２３が予め定められる所望の位置になるように補正される。このことによって、半導体チップ２３を所望の位置に精度よくダイボンドすることができる。
【００３５】
搬送コレット２２の吸着面２９および中間コレット２６の載置面２５は、放電加工によって表面仕上げされる。放電加工は、被加工物であるコレットを一方の電極に装着し、一方の電極に装着されたコレットと他方の電極を成すたとえばタングステン線とを処理液中に浸漬し、コレットの加工されるべき表面と前記電極線との間で放電させることによって表面仕上げするものであり、平面度を確保しながら所望の表面粗さの面に加工することができる。また放電加工によって表面仕上げされた面はエッジに加工ダレを生じることがないので、搬送コレット２２によって半導体チップ２３を押圧したとき搬送コレット２２の吸着面２９のエッジが全て半導体チップ２３の表面２４ａに接触するか否かによって、搬送コレット２２の軸線が半導体チップ２３の表面２４ａに対して垂直であるか否かを確認することができる。
【００３６】
本実施の形態では、搬送コレット２２の吸着面２９および中間コレット２６の載置面２５は、放電加工によって表面仕上げされるけれども、これに限定されることなくブラスト加工によって表面仕上げされてもよい。ブラスト加工は、たとえばガラスビーズなどを、空気圧を利用して被加工面であるコレットの表面に向けて噴出し衝突させて表面仕上げするものである。ブラスト加工もまた、平面度を確保しながら所望の表面粗さの面に加工することができる。またブラスト加工によって表面仕上げされた面はエッジがＲ面取りされるので、搬送コレット２２によって半導体チップ２３の表面２４ａに傷をつけることなく押圧しダイボンドを行うことができる。
【００３７】
また、搬送コレット２２の吸着面２９および中間コレット２６の載置面２５の加工は、放電加工またはブラスト加工のうちそれぞれ異なる加工方法によって加工されてもよい。
【００３８】
以下、本実施の形態のダイボンド装置２１におけるダイボンドの手順を説明する。図４は図１に示すダイボンド装置２１においてダイボンドを行う操作手順を示すフローチャートである。図１を参照し、図４に示す操作手順を説明する。
【００３９】
ステップａ１では、ダイボンド操作を開始し、ウェハシート３２上の半導体チップ２３の位置を認識し所定の位置に設定する。たとえば図示しないＣＣＤカメラなどによって半導体チップ２３を撮影し画像処理モニタに表示される画像によってウェハシート３２上に保持された半導体チップ２３の位置を認識する。ＣＣＤカメラによる検出出力に応答して図示しないＸＹステージが駆動しウェハシートを移動させ突上げ針を備える所定の位置に半導体チップ２３を設定する。
【００４０】
ステップａ２では、位置設定を行った半導体チップ２３を突上げ針で突上げ、突上げられた半導体チップ２３を搬送コレット２２によって真空吸着して取出す。ステップａ３では、搬送コレット２２によって半導体チップ２３を搬送し、中間ステージ８０に備わる中間コレット２６の載置面２５上に載置する。ステップａ４では、外形認識方法によって中間ステージ８０における半導体チップ２３の位置を認識し、所望の位置へ補正する。
【００４１】
ステップａ１〜ａ４と併行し、ステップａ５ではたとえば図示しないＣＣＤカメラなどによってもう１つのウェハシート３３上のサブチップ３４を撮影し画像処理モニタに表示される画像によってもう１つのウェハシート３３上に保持されたサブチップ３４の位置を認識し、ＣＣＤカメラによる検出出力に応答して図示しないＸＹステージが駆動しもう１つのウェハシート３３を移動させることによって、突上げ針を備える所定の位置にサブチップ３４を設定する。ステップａ６では、位置設定を行ったサブチップ３４を突上げ針で突上げ、搬送コレット２２によって真空吸着して取出す。ステップａ７では、搬送コレット２２によってサブチップ３４をボンディングステージ２７上に搬送する。ステップａ８では、ボンディングステージ２７上にサブチップ３４を載置してサブチップ３４の位置を決定する。
【００４２】
ステップａ９では、位置が補正された半導体チップ２３を搬送コレット２２によって再び搬送し、ろう材を介してサブチップ３４上に載置する。このとき搬送コレット２２は、半導体チップ２３をサブチップ３４へ押圧する。ステップａ１０では、ボンディングステージ２７に備わる加熱手段３５であるヒータヘッド３５によってサブチップ３４を加熱し、サブチップ３４の温度が上昇することによってろう材が溶融する。加熱中に搬送コレット２２の減圧源を停止させて搬送コレット２２を半導体チップ２３から離脱させることによって、半導体チップ２３に伝達された熱の搬送コレット２２への伝導損失を防止することができる。
【００４３】
ステップａ１１では、ヒータヘッド３５が冷却されることによってサブチップ３４の温度が低下し、ろう材が固化する。ステップａ１２では、半導体チップ２３とサブチップ３４とが固着されてダイボンドが完了する。ステップａ１３では、搬送コレット２２によってダイボンドが完了したサブチップ３４をサブチップ収納ウェハシート３６へ搬送する。ステップａ１４では、搬送コレット２２がダイボンド開始前の位置に戻る。以上によって一連のダイボンド操作を終了する。
【００４４】
本実施の形態において半導体チップ２３がダイボンドされるのはサブチップ３４であるけれども、サブマウントであってもよい。
【００４５】
このように本実施の形態によれば、ダイボンド装置２１は、搬送コレット２２および中間コレット２６によって位置ずれを抑えて半導体チップ２３を吸着することができ、また外形認識方法によって半導体チップ２３の位置を正確に認識し位置補正を行うことができるので、半導体チップ２３を所望の位置に精度よくダイボンドさせることが可能になる。
【００４６】
図５は本発明の第２の実施の形態であるダイボンド装置３７の構成を簡略化して示す系統図であり、図６は図５に示すダイボンド装置３７に備わる中間ステージ８１における搬送コレット３８および中間コレット３９の要部拡大図である。本実施の形態のダイボンド装置３７は、第１の実施の形態のダイボンド装置２１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、ダイボンド装置３７に備わる搬送コレット３８および中間コレット３９は導電性材料からなり、半導体チップ２３を発光させるために用いられる電極であることである。
【００４７】
搬送コレット３８および中間コレット３９は、導電性材料である炭化タングステン（ＷＣ）を含む焼結材料によって作製される。ＷＣを含む焼結材料は、電極として良好な導電性を有し、安価かつ容易に入手することができるので、半導体チップ２３を発光させるための電極となるコレット３８，３９の製造コストの低減を実現することが可能になる。
【００４８】
また、導電性材料は酸化ジルコニウムを含む複合セラミック材料であってもよい。酸化ジルコニウムを含む複合セラミック材料は熱伝導率が低く、半導体チップ２３をサブチップ３４にダイボンドするべく熱圧着する時に、半導体チップ２３に伝達された熱のコレットへの伝導損失が抑制されるので、半導体チップ２３を効率よくダイボンドすることができる。このことによって、製品１つ当りの製造時間であるタクトタイムを短縮し生産効率を向上することが可能になる。
【００４９】
搬送コレット３８は、吸引孔４０にコンタクトプローブ４２が備えられる。このため、半導体チップ２３が搬送コレット３８の吸着面４１に吸着されるときコンタクトプローブ４２が半導体チップ２３の表面２４ａに接触する。中間コレット３９には、コレット側面４３に接触するようにコンタクトプローブ４２が備えられる。
【００５０】
以上のような構成の搬送コレット３８および中間コレット３９を用いる場合、たとえばＣＣＤカメラを備える発光点認識カメラ６０が半導体チップ２３のレーザ光出射面７０を臨む位置に配置される。中間ステージ８１に備わる図示しないＸＹθステージには、発光点認識カメラ６０によって検出される信号に応答してＸＹθステージを駆動する制御手段が備わる。半導体チップ２３が搬送コレット３８によって真空吸着されコンタクトプローブ４２と接触し中間コレット３９上に載置されている状態でスイッチ４４をＯＮ状態にすることによって半導体チップ２３に電圧が印加されレーザ光が出射される。発光点認識カメラ６０によってレーザ光出射面７０が撮影され、画像処理モニタに画像が表示される。発光点認識カメラ６０の検出出力に応答して制御手段がＸＹθステージを駆動し中間コレット３９を移動させることによって半導体チップ２３の位置を補正する。
【００５１】
搬送コレット３８および中間コレット３９は、いずれも導電性材料で作製されているので、搬送コレット３８および中間コレット３９にコンタクトプローブ４２を備えるそれぞれの方法は、吸引孔に備える方法またはコレット側面に接触させる方法のいずれあってもよい。また、コンタクトプローブを吸引孔に備える方法の場合、導電性材料で作製したコレットを用いなくてもよい。
【００５２】
このことによって、半導体チップ２３を所望の位置に精度よくダイボンドすることができる。また、半導体チップ２３にコンタクトプローブ４２を直接接続する操作を行うことなく半導体チップ２３を発光させることができるので、操作手順の削減および時間の短縮が可能になる。また、コンタクトプローブ４２を半導体チップ２３に接触させる装置を省くことができるので、装置の構成が簡易になりコストを低減することが可能になる。
【００５３】
また搬送コレット３８の吸着面４１および中間コレット３９の載置面４５は、放電加工またはブラスト加工によって半導体チップ２３の表面粗さより大きい表面粗さに表面仕上げされる。このことによって、半導体チップ２３の表面２４の汚れおよび塵などが搬送コレット３８の吸着面４１および中間コレット３９の載置面４５に付着することが抑えられる。このことによって、搬送コレット３８の吸着面４１および中間コレット３９の載置面４５と半導体チップ２３の表面２４との接触が良好に保たれるので、コンタクトプローブ４２を介して通電することによって半導体チップ２３を発光させることができる。
【００５４】
図７は、図５に示すダイボンド装置３７においてダイボンドを行う操作手順を示すフローチャートである。ダイボンド装置３７においてダイボンドを行う操作手順は、先の図４に示すステップａ４において、半導体チップ２３の位置認識方法が外形認識方法ではなく発光点認識方法である点のみが異なるので説明を省略する。
【００５５】
図８は本発明の第３の実施の形態であるダイボンド装置４６の構成を簡略化して示す系統図であり、図９は図８に示すダイボンド装置４６に備わるボンディングステージ４７における位置認識方法の構成を簡略化して示す概略断面図である。本実施の形態のダイボンド装置４６は、第１および第２の実施の形態のダイボンド装置３７に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態のダイボンド装置４６は、中間ステージ８１において半導体チップ２３の位置を外形認識方法および発光点認識方法によって認識し位置補正を行い、さらにボンディングステージ４７においてサブチップ４８に対する半導体チップ２３の位置を発光点認識方法によって認識し位置補正を行うことである。
【００５６】
ボンディングステージ４７での半導体チップ２３の位置補正は、次のように行われる。搬送コレット５０側に図示しないＸＹ微動ステージを設け、発光点認識方法によって検出したずれ量に応答して、半導体チップ２３を吸着した搬送コレット５０を移動させ位置補正を行う。
【００５７】
またボンディングステージ４７上の半導体チップ２３のレーザ光出射面７０を撮影する発光点認識カメラ４９がボンディングステージ４７上の半導体チップ２３のレーザ光出射面７０を臨む位置に配置される。
【００５８】
中間ステージ８１において位置補正された半導体チップ２３が、ボンディングステージ４７上へ搬送されたサブチップ４８上へ搬送コレット５０によって搬送され、ろう材を介して載置される。この状態でサブチップ４８の表面５１へコンタクトプローブ５２を接触させる。半導体チップ２３の表面２４ａには搬送コレット５０の吸引孔５３に備わるコンタクトプローブ５２が接触しているので、スイッチ５４をＯＮ状態にすることによって半導体チップ２３に電圧が印加され、半導体チップ２３が発光する。
【００５９】
図１０は図８に示すダイボンド装置４６においてダイボンドを行う操作手順を示すフローチャートである。ステップｃ１〜ｃ３は、先の図４に示すステップａ１〜ａ３と同じであるので説明を省略する。ステップｃ４では、外形認識方法によって中間ステージ８１における半導体チップ２３の位置を認識し位置補正を行った後、さらに発光点認識方法によって半導体チップ２３の位置を認識し位置補正を行う。また半導体チップ２３の位置補正は、外形認識方法または発光点認識方法のいずれか１つの方法によって行ってもよい。ステップｃ５〜ステップｃ９は、先の図４に示すステップａ５〜ステップａ９と同じであるので説明を省略する。
【００６０】
ステップｃ１０では、コンタクトプローブ５２をサブチップ４８の表面５１に接触させ、発光点認識方法によってサブチップ４８上の半導体チップ２３の位置を認識する。ステップｃ１１では、サブチップ４８上の半導体チップ２３の位置が所望の位置からずれているか否かを判断する。この判断結果が肯定であるとき、ステップｃ１２に進む。ステップｃ１２では、発光点認識方法によって検出されたずれ量に応答して半導体チップ２３を吸着した搬送コレット５０を移動させ位置補正を行う。半導体チップ２３の位置調整が完了すれば、ステップｃ９に戻って以降のステップを繰返す。
【００６１】
ステップｃ１１での判断が否定であればステップｃ１３へ進む。ステップｃ１３では、コンタクトプローブ５２をサブチップ４８の表面５１から離脱させ、ヒータヘッド３５によってサブチップ４８を加熱し、サブチップ４８の温度が上昇することによってろう材が溶融する。加熱中に搬送コレット５０を半導体チップ２３から離脱させることによって、半導体チップ２３に伝達された熱の搬送コレット５０への伝導損失を防止することができる。ステップｃ１４以降については先の図４に示すステップａ１１以降と同じであるので説明を省略する。
【００６２】
以上本実施の形態によれば、中間ステージ８１における半導体チップ２３の位置補正に加えて、さらにボンディングステージ４７においても発光点認識方法によってサブチップ４８上の半導体チップ２３の位置を認識し、所望の位置に補正することによって、半導体チップ２３を正確にダイボンドすることが可能になる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、搬送コレットの吸着面の表面粗さは半導体チップの表面粗さより大きいので、搬送コレットの吸着面上で半導体チップが滑ることなく保持される。このことによって、搬送コレットによる半導体チップ吸着時の位置ずれを抑制することができるので、半導体チップを所望の位置に精度よくダイボンドすることが可能になる。
【００６４】
また本発明によれば、中間コレットの載置面の表面粗さは半導体チップの表面粗さより大きいので、中間コレットの載置面上で半導体チップがずれることなく保持される。また外形認識方法によって、載置面上の半導体チップの位置を正確に認識し位置補正することができるので、半導体チップを所望の位置に精度よくダイボンドすることができる。
【００６５】
また本発明によれば、半導体チップの表面、搬送コレットの吸着面および中間コレットの載置面の最大高さＲmaxを最適な範囲にそれぞれ設定することによって、搬送コレットおよび中間コレットによって半導体チップの表面に傷を付けることなく吸着することができ、また搬送コレットの吸着面および中間コレットの載置面上での半導体チップの滑りを抑制することができる。また、搬送コレットの吸着面および中間コレットの載置面と半導体チップの表面との接触を良好に保つことができる。
【００６６】
また本発明によれば、搬送コレットの吸着面および中間コレットの載置面のうちいずれか一方または両方が放電加工によって表面仕上げされるので、平面度を確保しながら所望の表面粗さの面に加工することができる。また、搬送コレットの吸着面のエッジが半導体チップの表面に全て接触するか否かによって、搬送コレットの軸線が半導体チップの表面に対して垂直であるか否かを確認することができる。
【００６７】
また本発明によれば、搬送コレットの吸着面および中間コレットの載置面のうちいずれか一方または両方がブラスト加工によって表面仕上げされるので、平面度を確保しながら所望の表面粗さの面に加工することができる。また、ブラスト加工によって表面仕上げされた面のエッジはＲ面取りされるので、半導体チップを吸着するに際し搬送コレットによって押圧するとき半導体チップの表面を傷付けることがない。
【００６８】
また本発明によれば、搬送コレットおよび中間コレットのうちいずれか一方または両方が導電性材料からなり、半導体チップを発光させるために用いられる電極であるので、半導体チップにコンタクトプローブを直接接続する操作を行うことなく半導体チップを発光させることができる。このことによって、操作手順および時間の軽減が可能になるとともに、コンタクトプローブを接触させる装置を省くことができるので、装置の構成が簡易になりコストを低減することが可能になる。
【００６９】
また本発明によれば、導電性材料は電極として良好な導電性を有し、安価かつ容易に入手することができる炭化タングステン（ＷＣ）を含む焼結材料であるので、半導体チップを発光させるための電極となるコレットの製造コスト低減を実現できる。
【００７０】
また本発明によれば、導電性材料は熱伝導率が低い酸化ジルコニウムを含む複合セラミック材料であるので、熱圧着時に放熱が抑制され半導体チップを効率よくダイボンドすることができる。このことによって、製品１つ当たりの製造時間であるタクトタイムを短縮し生産効率を向上することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるダイボンド装置２１の構成を簡略化して示す系統図である。
【図２】図１に示すダイボンド装置２１に備わる搬送コレット２２の要部拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態であるダイボンド装置２１における中間コレット２６上での外形認識方法の構成を簡略化して示す側面図である。
【図４】図１に示すダイボンド装置２１においてダイボンドを行う操作手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態であるダイボンド装置３７の構成を簡略化して示す系統図である。
【図６】図５に示すダイボンド装置３７に備わる中間ステージ８１における搬送コレット３８および中間コレット３９の要部拡大図である。
【図７】図５に示すダイボンド装置３７においてダイボンドを行う操作手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施の形態であるダイボンド装置４６の構成を簡略化して示す系統図である。
【図９】図８に示すダイボンド装置４６に備わるボンディングステージ４７における位置認識方法の構成を簡略化して示す概略断面図である。
【図１０】図８に示すダイボンド装置４６においてダイボンドを行う操作手順を示すフローチャートである。
【図１１】外形認識方法および発光点認識方法に用いられるそれぞれのＣＣＤカメラ１，２の配置を簡略化して示す概略側面図である。
【図１２】従来のダイボンド装置に備わる角錐コレット７の構成を簡略化して示す概略図である。
【図１３】もう１つの従来のダイボンド装置に備わる搬送コレット１１の構成を簡略化して示す概略図である。
【図１４】外形認識方法の構成を簡略化して示す概略図である。
【符号の説明】
２１，３７，４６  ダイボンド装置
２２，３８，５０  搬送コレット
２３  半導体チップ
２４ａ  一方の表面
２４ｂ  他方の表面
２５，４５  載置面
２６，３９  中間コレット
２７，４７  ボンディングステージ
２８，４０，５３  吸引孔
２９，４１  吸着面
３０  外形認識カメラ
３２  ウェハシート
３３  もう１つのウェハシート
３４，４８  サブチップ
３５  ヒータヘッド
３６  サブチップ収納ウェハシート
４９，６０  発光点認識カメラ
８０，８１  中間ステージ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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