JP2000323504A - 半導体チップ吸着用コレット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェーハ上に飛散したシリコンダスト等をチ
ップ表面の中央部に集めてしまうことがない半導体チッ
プ吸着用コレットを提供する。 【解決手段】 吸着すべき半導体チップの表面に対し微
小隙間を介して対向する吸着面１０ａと、この吸着面に
開口する吸着孔１２とを有し、前記微小隙間を形成する
ための複数の微小突起１１が前記吸着面１０ａの周縁部
に形成された半導体チップ吸着用コレット１０におい
て、前記吸着孔１２を、前記吸着面１０ａの中央部以外
の周辺部の複数ヵ所に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体チップ吸
着用コレットに関する。より詳しくは、ダイボンダー等
におけるチップ移載(運搬)用の半導体チップ吸着用コレ
ットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、パッケージやリードフレーム等に
半導体チップを装着するダイボンド工程において、ダイ
ボンダーによりウェーハから切り出された半導体チップ
を吸着して所定のボンディング位置に移送する際に用い
られる半導体チップ吸着用コレットが知られている。

【０００３】図１０は、従来のダイボンダーの概略図、
図１１は、図１０のダイボンダーにおけるチップの動き
に伴うダイボンド工程の説明図である。図１０及び図１
１に示すように、半導体組み立て装置であるダイボンダ
ー１は、ダイシングしたウェーハ２のチップ３を、ピッ
クアップコレット（吸着用コレット）４により１個ずつ
ピックアップして、矢印Ａ→Ｂ→Ｃのように移送して、
接着剤５を塗布したリードフレームやパッケージ６等に
ボンディングする。

【０００４】このダイボンダー１による、ダイシング後
のチップ３をリードフレーム等に接着する工程では、１
個ずつピックアップコレット４により吸着されたチップ
３（図１１参照）が、ピックアップコレット４と共に、
搬送ライン上を移動する搬送キャリア（図示しない）に
搬送されるパッケージ６（図１０参照）に移され、載置
される。

【０００５】ピックアップコレット４には、底面（吸着
面）のほぼ中央に開口する１個の吸着孔８（図１１参
照）が開けられており、 ピックアップコレット４を、
ピックアップコレット４底面の０．０５ｍｍ程度の微小
突起４ａを介して、チップ３上面にほぼ密着させた状態
（微小突起４ａによる微小隙間を介して対向した状態）
にし、吸着孔８を通じて減圧することにより、チップ３
がピックアップコレット４に真空吸着される（図１１参
照）。

【０００６】パッケージ６に載置されたチップ３は、パ
ッケージ６に付けた接着剤５の上から押圧され、接着剤
５を介してパッケージ６上に接着される。チップ３接着
後は、減圧解除により真空破壊を行ってチップ吸着状態
を解消し（図１１参照）、パッケージ６上にチップ３を
残して、ピックアップコレット４のみがダイシング済み
ウェーハ２のもとへ復帰する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のピックアップコレット４によるチップ３吸着の場
合、ダイシング後のウェーハ２に直接ピックアップコレ
ット４を接触させてチップ３を１個ずつピックアップす
るため、チップ３吸着時に、ウェーハ２上に飛散したシ
リコンダスト等がチップ３に付着してしまう。

【０００８】この際、ウェーハ２上に飛散したシリコン
ダスト等は、吸着孔８が底面（吸着面）のほぼ中央に開
けられていることから、チップ３表面の中央部に集まっ
てしまう。従って、例えば、電荷結合素子（ｃｈａｒｇ
ｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）の場合、
チップ３表面の中央部分に光検知センサ部である有効画
素が位置しているため、この有効画素にシリコンダスト
等が付着してしまうことになる。

【０００９】現在のＣＣＤ等の特殊な半導体の組立工程
において、１μｍから１０μｍ程の微少なゴミ（ダス
ト）の製品への付着は致命的な欠陥であり、ダスト付着
により製品は不良となる。従って、ＣＣＤ等の品質向
上、即ち、歩留まりの改善は、ダスト改善といっても過
言ではない。

【００１０】この発明の目的は、ウェーハ上に飛散した
シリコンダスト等をチップ表面の中央部に集めてしまう
ことがない半導体チップ吸着用コレットを提供すること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、吸着すべき半導体チップの表面に対
し微小隙間を介して対向する吸着面と、この吸着面に開
口する吸着孔とを有し、前記微小隙間を形成するための
複数の微小突起が前記吸着面の周縁部に形成された半導
体チップ吸着用コレットにおいて、前記吸着孔は、前記
吸着面の中央部以外の周辺部の複数ヵ所に設けられたこ
とを特徴とする半導体チップ吸着用コレットを提供す
る。

【００１２】上記構成を有することにより、パッケージ
等にチップをボンディングする際に用いられ前記チップ
を吸着する半導体チップ吸着用コレットは、吸着面の中
央部以外の周辺部に複数配置した吸着孔を介して、チッ
プ表面とチップに対向する吸着面との間を減圧状態にす
る。これにより、ウェーハ上に飛散したシリコンダスト
等をチップ表面の中央部に集めてしまうことがない。

【００１３】さらに本発明では、吸着すべき半導体チッ
プの表面に対し微小隙間を介して対向する吸着面と、こ
の吸着面に開口する吸着孔とを有し、前記微小隙間を形
成するための複数の微小突起が前記吸着面の周縁部に形
成された半導体チップ吸着用コレットにおいて、前記吸
着孔は、前記吸着面に開口する縁部が、無段差で同一径
のストレートな貫通孔の状態で開口することを特徴とす
る半導体チップ吸着用コレットを提供する。

【００１４】この構成によれば、吸着孔が、吸着面側に
座ぐり等を設けず同一径のストレートな貫通孔により形
成されるため、チップ吸着の際に吸着用コレットとチッ
プの隙間に発生した気流が吸着孔入口の座ぐり等の面積
拡大部により減速されることがなく、高速のまま吸引さ
れるため、ダストが吸着孔の入口部の遅い流れのために
流れから脱落してチップ表面に付着することが防止され
る。

【００１５】好ましい構成例では、前記吸着孔に加え
て、減圧による真空吸着を破壊する真空破壊用配管を設
けたことを特徴としている。

【００１６】この構成によれば、コレット内部に真空吸
着用と真空破壊用の２系統を分岐させ独立して持つこと
になり、従来のようにコレットに接続する１本の配管を
真空吸着時と真空解除時に切換えて共通に用いる場合と
異なり、一旦配管内に吸着したダストが再びチップの表
面に戻って付着することがない。

【００１７】更に、吸着孔に連通する、減圧による真空
吸着を破壊する真空破壊用配管を備えた、別部材からな
るコレット取付部品を有すれば、加工上簡単な構造とす
ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は、この発明の第１の実施の
形態に係る半導体チップ吸着用コレットを示し、（ａ）
は底面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。図
２は、図１の吸着用コレットが取付板に取り付けられた
状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

【００１９】図１に示すように、半導体チップ吸着用コ
レット（ピックアップコレット）１０は、立方体状に形
成され、吸着面である矩形の底面１０ａには、４個の微
小突起１１と、中央ではなく周辺部に２個の吸着孔１２
とが設けられている（（ａ）参照）。

【００２０】微小突起１１は、対向する辺に沿って底面
（吸着面）１０ａの四隅に位置し、０．０５ｍｍ程度突
出しており、各吸着孔１２は、底面１０ａに対しほぼ直
角に円形或いは楕円形等に開口すると共に、それぞれ底
面１０ａの片側半面のほぼ中央に位置している（（ａ）
参照）。各吸着孔１２は、例えば、幅が約４．２ｍｍの
底面１０ａの、両端辺から約１ｍｍずつ離間すると共
に、両吸着孔１２，１２間が約２．２ｍｍ離間してい
る。

【００２１】図２に示すように、この吸着用コレット１
０は、薄い長方形状の取付板１３の表面ほぼ中央に取り
付けられており（（ａ）参照）、裏面には、取付板１３
の厚みのほぼ半分の深さからなる座ぐり１４（（ｂ）参
照）を有する。この座ぐり１４は、ダイボンダー側の真
空配管を装着するためのものである。

【００２２】この吸着用コレット１０は、ダイボンダー
により、ダイシング後のチップをリードフレーム等に接
着するダイボンド工程において、チップを１個ずつ吸着
し、吸着したチップを、搬送ライン上を移動する搬送キ
ャリアに搬送されるリードフレームやパッケージ等に移
し載置する。パッケージ等に載置されたチップは、接着
剤によりパッケージ等にボンディングされる（図１０及
び図１１参照）。

【００２３】図３は、図１の吸着用コレットに設けられ
る吸着孔の他の例を示す説明図である。図３に示すよう
に、吸着用コレット１０は、（ａ）のように対向する辺
に沿って吸着面（底面）１０ａの四隅、即ち、突起１１
の近傍に位置する４個の長孔状の吸着孔１２を設けた場
合や、（ｂ）のように吸着面１０ａの各対向辺のほぼ中
央に位置する４個の吸着孔１２を設けた場合や、（ｃ）
のように２個の吸着孔１２を図１（ａ）の例よりさらに
外側に広げた場合等、２個に限らず複数個の吸着孔１２
を吸着面１０ａの中央ではなく周辺部に設けた様々な例
が可能である。また、吸着孔１２の形状についても、真
円形や長円形その他の形状が可能である。

【００２４】ところで、ＣＣＤ等の特殊な半導体の組み
立て工程では、チップを移動し載置する吸着用コレット
１０が、チップ上の光検知センサ部（有効画素）に接触
することにより傷やダストが発生すると、有効画素にと
って致命的な欠陥になる。

【００２５】図４は、ＣＣＤのチップ吸着面を示すチッ
プ平面図である。図４に示すように、ＣＣＤの場合、周
辺部を除くチップ１５の大部分が光検知センサ部（有効
画素）１６とされている。このため、ダイボンド工程等
におけるチップ１５の移動や載置には、有効画素１６以
外の部分（例えば、接触部１７）４個所のみでチップ１
５面に接触させ、チップ１５を支持し吸着しているのが
現状であり、チップ１５の有効画素１６に接触しないよ
うな吸着用コレットしか使用することができない。この
ような状況において、吸着孔が底面のほぼ中央に開けら
れている吸着用コレット（図１１参照）を使用した場
合、チップ吸着の際に、チップ１５と吸着面の間に微小
な隙間（約０．０５ｍｍ）ができ、チップ１５の周辺か
ら吸着面中心の吸着孔に向かう気流の流れが生じる。こ
の気流は、ダイシング後の溝に残ったダストや、ピック
アップの際にチップ１５の表面に付着したダストを巻き
込み、吸着面中央部へダストを収集してしまう。この結
果、有効画素１６の上にダストが残ってしまうと、たと
え傷がなくても残ったダストが原因で不良品となってし
まう。これが、本発明による吸着面１０ａの中央以外に
設けた複数の吸着孔１２からなる吸着用コレット１０
（図１及び図３参照）により解決できる。

【００２６】図５は、図１の吸着用コレットがチップ上
に位置した状態を示す断面図である。図５に示すよう
に、チップ吸着の際に、チップ１５の表面と吸着用コレ
ット１０の吸着面１０ａとの間に微小隙間（約０．０５
ｍｍ）ができ、吸着面１０ａの中央以外に設けた複数の
吸着孔１２に向かう気流の流れが生じる。この気流は、
ダイシング後の溝に残ったダストや、ピックアップの際
にチップ１５の表面に付着したダストを巻き込む。つま
り、チップ１５の中心ではなく外周部に位置する２個の
吸着孔１２を介して吸着することにより、チップ１５の
中心（有効画素１６上）へのダスト付着を防止すること
ができる。

【００２７】これにより、チップ１５の回路形成面や有
効画素面上にダストを付着させない吸着用コレットとす
ることができ、半導体ダストを起因とするチップの不良
品の発生やダストを起因とするダイボンダー等の装置側
の設備トラブルを低減させ、ＣＣＤ等の特殊半導体の品
質及び歩留まりを向上させることができる。

【００２８】（第２の実施の形態）図６は、この発明の
第２の実施の形態に係る半導体チップ吸着用コレットを
示し、（ａ）は底面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面
図である。図７は、図６の吸着用コレットが取付板に取
り付けられた状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正
面図である。

【００２９】図６に示すように、吸着用コレット１８
は、吸着孔１２を、吸着面１８ａ側の先端に座ぐり加工
を施さず、チップ１５に対しその吸着面までほぼ垂直な
同一径のストレートな貫通孔で形成している。また、こ
の吸着用コレット１８は、図７に示すように、薄い長方
形状の取付板１３の表面、ほぼ中央に取り付けられてい
る（（ａ），（ｂ）参照）。

【００３０】ＣＣＤに対して用いられる吸着用コレット
の場合、チップとの接触面を有効画素以外のチップ外周
に持つことから、外周における吸着力の安定化を目的と
して、吸着孔１２の吸着面１８ａ側の先端に座ぐり加工
を施しホール状にしたものがある。

【００３１】図８は、吸着孔の吸着面側先端に座ぐり加
工を施した場合と座ぐり加工を施さない場合を比較して
示す吸着用コレットの断面図である。図８に示すよう
に、吸着孔１２の先端を座ぐり加工した吸着コレットの
場合（（ａ）参照）、座ぐりによるホール状部分１２ａ
が、チップ吸着の際に吸着用コレットとチップ１５の隙
間（約０．０５ｍｍ）に発生した気流の速度を減速させ
てしまい、気流中に含まれる収集したダストが吸着孔１
２の周囲の座ぐり部分のチップ上で気流から落ち、チッ
プ上に収集したダストが残って付着してしまうことにな
る。

【００３２】これに対し、改善された吸着用コレット１
８については、ホール状部を無くし、吸着孔１２の径を
チップ１５上面に当接する先端部まで直線状にしている
（（ｂ）参照）ので、チップ吸着の際に吸着用コレット
１８とチップ１５の隙間（約０．０５ｍｍ）に発生した
気流の速度を変えることがなく、チップ１５を吸着する
と同時に収集したダストを確実に吸着孔内に導いて真空
排気し掃除することができる。

【００３３】（第３の実施の形態）図９は、この発明の
第３の実施の形態に係る半導体チップ吸着用コレット及
びコレット取付部品を示し、（ａ）は吸着用コレットの
断面図、（ｂ）はコレット取付部品の断面図である。

【００３４】図９に示すように、吸着用コレット１９
は、内部で、真空吸着用の吸着孔１２に連通して、真空
破壊用の破壊孔２０と真空吸引用の真空孔２２の各エア
ー配管をそれぞれ独立に形成している（（ａ）参照）。
従来のように、１本の配管で吸着孔１２と破壊孔２０と
を共用している場合、真空吸着の際に配管内に付着した
ダストは、真空破壊の際に再びチップ１５の表面に付着
してしまう。これに対し、本発明の改善された吸着用コ
レット１９の場合、コレット内部に真空吸着用と真空破
壊用の２系統を分岐させ独立して持つことにより、一旦
吸着したダストを再びチップ１５の表面に付着させるこ
とがない。

【００３５】また、（ｂ）に示す構造では、コレット取
付部品２１は、 加工上簡単な構造とするために、真空
吸着用と真空破壊用の２系統のエアー配管を分岐させ独
立して持ち、これを標準の吸着用コレット（例えば、図
８（ｂ）の吸着用コレット１８）とは別部材のブロック
として形成する。このコレット取付部品２１を標準の吸
着用コレットに追加し、真空破壊用配管が吸着孔１２に
連通するように、一体化して用いる。

【００３６】このようなコレット取付け部品２１は、前
述の図２および図７の取付け板１３に設けることができ
る。

【００３７】このように、この発明によれば、吸着用コ
レットの吸着孔１２を、吸着面の中央ではなく周辺に複
数配置し、チップ１５の中央にダストを寄せつけない構
造とし、また吸着孔の開口面周縁に座ぐり加工を施さ
ず、中央に集まって吸着配管に吸い込ませたダストをチ
ップ１５上に残さない構造とし、更に、チップ吸着配管
とチップ解放に使用する真空破壊用配管を吸着用コレッ
トの直前で合流させ、吸着配管内のダストをチップ１５
上に戻さない構造としている。

【００３８】従って、ダイボンド工程において、チップ
１５にダストを付着させず、またチップ１５からダスト
を除去することができるダイボンダーとすることがで
き、特に、ＣＣＤ等の画像処理用デバイスにおいて使用
されるガラスボンダーにも対応できる。更に、チップ移
載機にも対応可能な吸着用コレットとすることができ
る。

【００３９】この結果、半導体ダストを起因とする製品
不良の発生を低減し、ダストを起因とする設備トラブル
の発生を低減させ、またＣＣＤ等の特殊半導体の品質を
向上させると共に歩留まりを向上させる。

【００４０】なお、上記実施の形態における吸着用コレ
ットは、チップ及び製品・材料の運搬や移載等におい
て、真空により吸着する機構を有する半導体組立装置に
適用することもできる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、パッケージ等にチップをボンディングする際に用い
られ前記チップを吸着する半導体チップ吸着用コレット
は、吸着面の中央部以外の周辺部に複数配置した吸着孔
を介して、チップ表面とチップに対向する吸着面との間
を減圧状態にするので、ウェーハ上に飛散したシリコン
ダスト等をチップ表面の中央部に集めてしまうことがな
い。

【００４２】よって、半導体ダストを起因とするチップ
の製品不良の発生を低減し、ダストを起因とする装置側
の設備トラブルの発生を低減させ、またＣＣＤ等の特殊
半導体の品質を向上させると共に歩留まりを向上させ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１の実施の形態に係る半導体チ
ップ吸着用コレットを示し、（ａ）は底面図、（ｂ）は
側面図、（ｃ）は正面図。

【図２】 図１の吸着用コレットが取付板に取り付けら
れた状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。

【図３】 図１の吸着用コレットに設けられる吸着孔の
他の例を示す説明図。

【図４】 ＣＣＤのチップ吸着面を示すチップ平面図。

【図５】 図１の吸着用コレットがチップ上に位置した
状態を示す断面図。

【図６】 この発明の第２の実施の形態に係る半導体チ
ップ吸着用コレットを示し、（ａ）は底面図、（ｂ）は
側面図、（ｃ）は正面図。

【図７】 図６の吸着用コレットが取付板に取り付けら
れた状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。

【図８】 吸着孔の吸着面側先端に座ぐり加工を施した
場合と座ぐり加工を施さない場合を比較して示す吸着用
コレットの断面図。

【図９】 この発明の第３の実施の形態に係る半導体チ
ップ吸着用コレット及びコレット取付部品を示し、
（ａ）は吸着用コレットの断面図、（ｂ）はコレット取
付部品を取付けた場合の断面図。

【図１０】 従来のダイボンダーの概略図。

【図１１】 図１０のダイボンダーにおけるチップの動
きに伴うダイボンド工程の説明図。

【符号の説明】

１０，１８，１９：吸着用コレット、１０ａ，１８ａ：
底面（吸着面）、１１：微小突起、１２：吸着孔、１２
ａ：ホール状部分、１３：取付板、１４：座ぐり、１
５：チップ、１６：光検知センサ部、１７：接触部、２
０：破壊孔、２１：コレット取付部品。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸着すべき半導体チップの表面に対し微小
   隙間を介して対向する吸着面と、 この吸着面に開口する吸着孔とを有し、 前記微小隙間を形成するための複数の微小突起が前記吸
   着面の周縁部に形成された半導体チップ吸着用コレット
   において、 前記吸着孔は、前記吸着面の中央部以外の周辺部の複数
   ヵ所に設けられたことを特徴とする半導体チップ吸着用
   コレット。
2. 【請求項２】前記吸着孔は、前記吸着面に開口する縁部
   が、無段差で同一径のストレートな貫通孔の状態で開口
   することを特徴とする請求項１に記載の半導体チップ吸
   着用コレット。
3. 【請求項３】前記吸着孔に加えて、減圧による真空吸着
   を破壊する真空破壊用配管を設けたことを特徴とする請
   求項１に記載の半導体チップ吸着用コレット。
4. 【請求項４】前記吸着孔に連通する、減圧による真空吸
   着を破壊する真空破壊用配管を備えた、別部材からなる
   コレット取付部品を有することを特徴とする請求項１に
   記載の半導体チップ吸着用コレット。