吸着部材、ピックアップ装置およびピックアップ方法

【課題】半導体チップへの静電気によるダメージを十分に防ぐことができ、既存の半導体チップに幅広く適用することができる吸着部材を提供する。
【解決手段】半導体チップ２０に接触させるための接触面１１ａと、接触面１１ａにつながる側面１１ｃとを有する吸着部１１と、側面１１ｃから外方向に向かって突き出る第１放電部１２とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造装置に関し、特に、個片化された半導体チップをピックアップする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、個片化された半導体チップは、コレットと呼ばれる部品が先端に取り付けられたピックアップ装置に吸着されながら移送される。しかし、半導体チップを移送するためにコレットが半導体チップに接近したとき、半導体チップの角部分からコレットの角部分に向けて、半導体チップに帯電していた電荷が静電気放電されることがある。放電現象の起点が半導体チップの内部（例えばフューズ開口部）であった場合には、半導体チップが静電気破壊されるおそれが高まる。そこで、ピックアップ工程における静電気放電を抑える様々な検討がなされており、例えば、特許文献１（特開平９−４５７４９号公報）及び特許文献２（特開２００８−２０５３７５号公報）に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、半導体素子を次工程へ移送する工程の静電気の抑制方法が開示されている。この静電気の抑制方法は、接地された吸着装置で半導体素子を吸着した時に、吸着装置と半導体素子の端子とを接触させることを特徴としている。特許文献１の静電気の抑制方法によれば、トランジスタなどの半導体素子の静電放電による静電破壊が防止できるというものである。
【０００４】
特許文献２には、ピックアップ工程において、コレットとの間の静電気放電による故障を防止できる半導体装置が開示されている。この半導体装置は、半導体基板の導電型領域に接続された金属配線の表層の保護膜が除去され、その金属配線が露出していることを特徴としている。このような半導体装置は、コレットと金属配線との間で静電気放電が生じると、金属配線に流入した中和電荷が直ちに半導体基板に達するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−４５７４９号公報
【特許文献２】特開２００８−２０５３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術は、コレットが半導体チップに接触した後の静電気を抑えることを目的としている。しかし、コレットが半導体チップに接触する前に、半導体チップ内部からコレットに対して静電気放電が発生する場合、静電気破壊を十分に防止することは難しい。一方、特許文献２に記載の技術は、コレットが半導体チップに接近したときの静電気放電による故障を防止できるとある。しかし、コレットと半導体チップとの間で生じる静電気の放電経路が半導体チップ内部に設けられているため、配線をつなぐスルーホール等の半導体チップ内部のダメージが懸念される。しかも、特許文献２の技術では、新規に放電経路を成す冗長な回路を形成する必要があり、既存の半導体チップへ展開できない問題もある。このように、ピックアップ工程では、半導体チップへの静電気によるダメージを十分に防ぐことができ、更に、既存の半導体チップにも幅広く適用できることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、発明を実施するための形態で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００８】
本発明の吸着部材（３）は、半導体チップ（２０）に接触させるための接触面（１１ａ）と、接触面（１１ａ）につながる側面（１１ｃ）とを有する吸着部（１１）と、側面（１１ｃ）から外方向に向かって突き出る第１放電部（１２）とを備える。
【０００９】
本発明のピックアップ装置（１）は、前述した吸着部材（３）と、半導体チップ（２０）をピックアップするために、吸着部（１１）と第１放電部（１２）とを半導体チップ（２０）の表面に近づける駆動部（４）とを具備する。第１先端部（１２ｂ）は、接触面（１１ａ）よりも半導体チップ（２０）の近くに位置し、駆動部（４）は、第１先端部（１２ｂ）を半導体チップ（２０）の外周部の近傍に位置するように近づける。
【００１０】
本発明のピックアップ方法は、半導体チップ（２０）に接触させるための接触面（１１ａ）と、接触面（１１ａ）につながる側面（１１ｃ）とを有する吸着部（１１）と、接触面（１１ａ）よりも第１先端部（１２ｂ）が半導体チップ（２０）の近くに位置し、側面（１１ｃ）から外方向に向かって突き出る第１放電部（１２）と、吸着部（１１）と第１放電部（１２）とを移動させる駆動部（４）とを具備するピックアップ装置（１）のピックアップ方法であって、駆動部（４）が、吸着部（１１）と第１放電部（１２）とを半導体チップ（２０）の表面に近づけるステップと、駆動部（４）が、接触面（１１ａ）を半導体チップ（２０）の表面に接触させるステップとを具備する。表面に近づけるステップは、駆動部（４）が、第１先端部（１２ｂ）を半導体チップ（２０）の外周部の近傍に位置するように近づけるステップを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の吸着部材は、半導体チップへの静電気によるダメージを十分に防ぐことができ、更に、既存の半導体チップに幅広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態による吸着部材３を具備するピックアップ装置１の構成図である。
【図２】図２は、半導体チップ２０に接触する側から見た吸着部材３である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の吸着部材３を具備するピックアップ装置１のピックアップ方法を示した図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の比較例として、吸着部材５を具備するピックアップ装置のピックアップ方法を示した図である。
【図４Ａ】図４Ａは、半導体チップ２０と接触する側から見た吸着部材６である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａのｙ方向から見た吸着部材６及び接続部２である。
【図５Ａ】図５Ａは、半導体チップ２０と接触する側から見た吸着部材７である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａのｙ方向から見た吸着部材７及び接続部２である。
【図６】図６は、本発明の第４の実施の形態による吸着部材８を具備するピックアップ装置１ａの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態による吸着部材、ピックアップ装置およびピックアップ方法を説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態による吸着部材３を具備するピックアップ装置１の構成図である。ピックアップ装置１は、個片化された半導体チップ２０を吸着し、所定の場所に移送する。図１を参照すると、ピックアップ装置１は、接続部２と、吸着部材３と、駆動部４とを具備する。
【００１５】
接続部２は、一方の先端に吸着部材３が取り付けられ、他方に図示しない接地された吸引装置が接続される。
【００１６】
図２は、半導体チップ２０に接触する側から見た吸着部材３である。図１及び図２を参照すると、吸着部材３は、吸着部１１と、放電部１２とを備える。
【００１７】
吸着部１１は、半導体チップ２０を吸着する部位である。図１及び図２を参照すると、吸着部１１は、接触面１１ａと、上面１１ｂと、側面１１ｃと、吸引口１１ｄとを有する。接触面１１ａは、半導体チップ２０に接触させるための面である。上面１１ｂは、接触面１１ａに対向する面である。側面１１ｃは、接触面１１ａと上面１１ｂとにつながる面である。吸引口１１ｄは、吸引装置に繋がっており、吸引装置によって吸われた空気の通り道である。吸着部１１は、吸引装置の吸引力に基づいて吸引口１１ｄ付近が負圧になると、半導体チップ２０を接地面１１ａに吸着する。また、吸着部１１は、半導体チップ２０に対して物理的な損傷を与えないように、十分な弾性を有する導電性のゴム状物質で形成される。
【００１８】
放電部１２は、吸着部１１の側面１１ｃから外方向に向かって突き出る部位である。詳細には、放電部１２は、吸着部１１から外方向に向かって徐々に細くなり、途中から先端まで細長く突き出る。放電部１２は、接続部位１２ａと、先端部１２ｂとを有する。接続部位１２ａは、吸着部１１の側面１１ｃとの接続部である。吸着部１１の接触面１１ａの輪郭には静電気放電の起点となる角があるため、接続部位１２ａはその角が静電気放電の起点とならないように、接続面１１ａの近傍に位置して角を覆う。
【００１９】
先端部１２ｂは、放電部１２の先端であり、接続部位１２ａよりも細く鋭い形状に形成される。先端部１２ｂは、接触面１１ａの方向を基準として、側面１１ｃのある側とは反対の側（接触面１１ａに対して、上面１１ｂと反対の側）に位置する。言い換えると、先端部１２ｂは、吸着部１１が半導体チップ２０に近づく方向（Ｚ方向）に対して、吸着部１１の接触面１１ａよりも半導体チップ２０の近く（図１では接触面１１ａよりも下方向）に位置する。そして、接続部位１２ａから先端部１２ｂまでの長さは、半導体チップ２０の外周部の角に到達可能な長さである。従って、放電部１２は、ピックアップ装置１が半導体チップ２０を吸着するために近づいたとき、最初に半導体チップ２０に接触する部位であり、特に先端部１２ｂが半導体チップ２０の角に接触することが好ましい。また、放電部１２は、半導体チップ２０に対して物理的な損傷を与えないように、十分な弾性を有する導電性のゴム状物質で形成される。
【００２０】
駆動部４は、半導体チップ２０をピックアップするために、吸着部材３（吸着部１１、放電部１２）を水平及び鉛直方向に移動させて半導体チップ２０の表面に近づける。このとき、駆動部４は、放電部１２の先端部１２ｂを半導体チップ２０の外周部の角の近傍に位置するように近づけることが好ましい。静電気放電は、形状が鋭利な部分より発生する特性を持っている。従って、駆動部４が放電部１２の先端部１２ｂを半導体チップ２０の角に位置するように近づけることで、半導体チップ２０内部からの静電気放電が発生する前に、半導体チップ２０の外周部からの放電を誘発させやすい効果を奏する。
【００２１】
図３Ａは、本発明の吸着部材３を具備するピックアップ装置１のピックアップ方法を示した図である。図３Ａを参照しながら本発明によるピックアップ方法を説明する。
【００２２】
まず、ピックアップ対象となる半導体チップ２０を説明する。半導体チップ２０は、図示しない外部電極端子と接続されるボンディングパッド２１と、半導体チップ２０内部の電位設定等に用いられるフューズ（図示略）と、フューズをトリミングするために表面保護膜が開口されたフューズ開口部２２とを備える。
【００２３】
駆動部４は吸着部１１と放電部１２とを、半導体チップ２０の表面に近づける。このとき、駆動部４は、先端部１２ｂが半導体チップ２０の外周部の角の近傍に位置するように近づける。即ち、放電部１２の先端部１２ｂが、半導体チップ２０の外周部に最初に接近する部位となる。両者間の距離が静電気放電の起こりうる距離まで接近すると、半導体チップ２０に帯電した電荷量が静電気放電に十分な量であれば、半導体チップ２０の外周部の角より放電部１２の先端部１２ｂに向けて静電気放電が発生する。その際の放電は、半導体チップ２０の外周部にて発生するため、半導体チップ２０内部に構成される回路群へのダメージは発生しない。
【００２４】
次に、駆動部４は、接触面１１ａを半導体チップ２０の表面（回路形成面）に接触させる。そして、ピックアップ装置１は、吸引装置の吸引力に基づいて、半導体チップ２０を吸着部１１の接触面１１ａに吸着してピックアップする。
【００２５】
図３Ｂは、本発明の比較例として、吸着部材５を具備するピックアップ装置のピックアップ方法を示した図である。尚、図３Ｂのピックアップ装置は、本発明のピックアップ装置１と同様の構成には同じ符号を付けている。図３Ｂを参照すると、吸着部材５は放電部を備えていない。従って、吸着部材５が、半導体チップ２０に接近したとき、半導体チップ２０のフューズ開口部２２から吸着部材５の角部分に向けて、半導体チップ２０に帯電していた電荷が静電気放電される。つまり、放電現象の起点が半導体チップ２０の内部であり、その結果、半導体チップ２０が静電気破壊されるおそれがある。
【００２６】
本発明の第１の実施の形態による吸着部材３は、半導体チップ２０と接触する前に、放電部１２によって静電気放電を誘発させることができ、しかも、誘発させた放電経路は、半導体チップ２０の外周部から放電部１２、吸着部１１へと繋がるため、半導体チップ２０へのダメージを著しく低下させる効果を奏する。更に、本発明の第１の実施の形態による吸着部材３は、半導体チップ２０に対する変更を必要としないため、既存の半導体チップ２０に対する汎用性も高い。以上のように、本発明の吸着部材３は、半導体チップ２０への静電気によるダメージを十分に防ぎ、更に、既存の製品にも幅広く適用できる効果を奏する。
【００２７】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態の吸着部材３の形状を変形したものである。従って、第２の実施の形態におけるピックアップ装置は、吸着部材以外の構成が、第１の実施の形態のピックアップ装置１と同様である。図４Ａは、半導体チップ２０と接触する側から見た吸着部材６である。図４Ｂは、図４Ａのｙ方向から見た吸着部材６及び接続部２である。
【００２８】
図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、吸着部材６は、吸着部１４と、放電部１５とを備える。吸着部１４は、吸着部１１と同様に、半導体チップ２０を吸着する部位である。図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、吸着部１４は、接触面１４ａと、上面１４ｂと、側面１４ｃと、吸引口１４ｄとを有する。吸着部１４の各部は、第１の実施の形態の吸着部１１の各部に相当し、詳細には接触面１４ａは接触部１１ａに相当し、上面１４ｂは上面１１ｂに相当し、側面１４ｃは側面１１ｃに相当し、吸引口１４ｄは吸引口１１ｄに相当する。そして、吸着部１４は、半導体チップ２０に対して物理的な損傷を与えないように、十分な弾性を有する導電性のゴム状物質で形成される。
【００２９】
放電部１５は放電部１２と同様に、吸着部１４の側面１４ｃから外方向に向かって突き出る部位である。詳細には、放電部１５は、吸着部１４から外方向に向かって徐々に細くなる。図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、放電部１５は、接続部位１５ａと、先端部１５ｂとを有する。接続部位１５ａは、吸着部１４の側面１４ｃとの接続部である。吸着部１４の接触面１４ａの輪郭には静電気放電の起点となる角があるため、接続部位１５ａはその角が静電気放電の起点とならないように、接続面１４ａの近傍に位置して角を覆う。
【００３０】
先端部１５ｂは、放電部１５の先端であり、接続部位１５ａよりも細く鋭い形状に形成される。先端部１５ｂは、接触面１４ａの方向を基準として、側面１４ｃのある側とは反対の側（接触面１４ａに対して、上面１４ｂと反対の側）に位置する。言い換えると、先端部１５ｂは、吸着部１４が半導体チップ２０に近づく方向（Ｚ方向）に対して、吸着部１４の接触面１４ａよりも半導体チップ２０の近く（図４Ｂでは接触面１４ａよりも下方向）に位置する。そして、接続部位１５ａから先端部１５ｂまでの長さは、半導体チップ２０の外周部の角に到達可能な長さである。従って、放電部１５は、ピックアップ装置が半導体チップ２０を吸着するために近づいたとき、最初に半導体チップ２０に接触する部位であり、特に先端部１５ｂが半導体チップ２０の角に接触することが好ましい。また、放電部１５は、半導体チップ２０に対して物理的な損傷を与えないように、十分な弾性を有する導電性のゴム状物質で形成される。
【００３１】
本発明の第２の実施の形態による吸着部材６は、放電部１５の先端部１５ｂが最初に半導体チップ２０の角に近づいて静電気放電を誘発することができるため、第１の実施の形態と同様に、半導体チップ２０への静電気によるダメージを十分に防ぎ、更に、既存の製品にも幅広く適用できる効果を奏する。特に、本発明の第２の実施の形態による吸着部材６は、放電部１５を太く頑丈な形状にする事により、製造上の加工を容易にし、さらに使用環境下においても、磨耗等による構成部材の飛散を防止する効果を奏している。
【００３２】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を説明する。第３の実施の形態は、第１の実施の形態の吸着部材３の形状を変形したものである。従って、第３の実施の形態におけるピックアップ装置は、吸着部材以外の構成が、第１の実施の形態のピックアップ装置１と同様である。図５Ａは、半導体チップ２０と接触する側から見た吸着部材７である。図５Ｂは、図５Ａのｙ方向から見た吸着部材７及び接続部２である。
【００３３】
図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、吸着部材７は、吸着部１６と、放電部１７とを備える。吸着部１６は、吸着部１１と同様に、半導体チップ２０を吸着する部位である。吸着部１６は、接触面１６ａと、上面１６ｂと、側面１６ｃと、吸引口１６ｄとを有する。吸着部１６の各部は、第１の実施の形態の吸着部１１の各部に相当し、詳細には接触面１６ａは接触部１１ａに相当し、上面１６ｂは上面１１ｂに相当し、側面１６ｃは側面１１ｃに相当し、吸引口１６ｄは吸引口１１ｄに相当する。そして、吸着部１６は、半導体チップ２０に対して物理的な損傷を与えないように、十分な弾性を有する導電性のゴム状物質で形成される。
【００３４】
放電部１７は放電部１２と同様に、吸着部１６の側面１６ｃから外方向に向かって突き出る部位である。図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、放電部１７は、接続部位１７ａと、先端部１７ｂとを有する。放電部１７の各部は、第２の実施の形態の放電部１５の各部に相当し、詳細には接触部位１７ａは接触部位１５ａに相当し、先端部１７ｂは先端部１５ｂに相当する。従って、放電部１７は、ピックアップ装置が半導体チップ２０を吸着するために近づいたとき、最初に半導体チップ２０に接触する部位であり、特に先端部１７ｂが半導体チップ２０の角に接触することが好ましい。また、放電部１７は、半導体チップ２０に対して物理的な損傷を与えないように、十分な弾性を有する導電性のゴム状物質で形成される。
【００３５】
第３の実施の形態における放電部１７は、第１の実施の形態で説明した放電部１２に相当する構造であってもよい。
【００３６】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態を説明する。本発明の第４の実施の形態の吸着部材は、複数の放電部を備えるものである。図６は、本発明の第４の実施の形態による吸着部材８を具備するピックアップ装置１ａの構成図である。図６を参照すると、ピックアップ装置１ａは、接続部２と、吸着部材８と、駆動部４とを具備する。吸着部材８は、吸着部１１と、複数の放電部１２とを備える。吸着部１１と、複数の放電部１２の各々は、第１の実施の形態と同じである。尚、接続部２と、駆動部４とも第１の実施の形態と同様である。
【００３７】
本発明の第４の実施の形態によるピックアップ方法を説明する。駆動部４は吸着部１１と複数の放電部１２とを、半導体チップ２０の表面に近づける。このとき、駆動部４は、複数の先端部１２ｂの各々が、半導体チップ２０の外周部の異なる角の近傍に位置するように近づける。半導体チップ２０に帯電した電荷量が静電気放電に十分な量であれば、半導体チップ２０の何れかの外周部の角より、対応する放電部１２の先端部１２ｂに向けて静電気放電が発生する。本発明の第４の実施の形態によるピックアップ装置１ａは、複数の放電部１２を具備することで、半導体チップ２０に対してより確実に静電気放電を誘発できることができ、半導体チップ２０の静電気によるダメージを防ぐ効果を高めている。
【００３８】
以上説明した第１から第４の実施の形態は、矛盾のない範囲で組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１、１ａピックアップ装置
２接続部
３、５、６、７、８吸着部材
１１、１４、１６吸着部
１１ａ、１４ａ、１６ａ接触面
１１ｂ、１４ｂ、１６ｂ上面
１１ｃ、１４ｃ、１６ｃ側面
１１ｄ、１４ｄ、１６ｄ吸引口
１２、１５、１７放電部
１２ａ、１５ａ、１７ａ接続部位
１２ｂ、１５ｂ、１７ｂ先端部
４駆動部
２０半導体チップ
２１ボンディングパッド
２２フューズ開口部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップに接触させるための接触面と、前記接触面につながる側面とを有する吸着部と、
前記側面から外方向に向かって突き出る第１放電部と
を備える
吸着部材。
【請求項２】
請求項１に記載の吸着部材であって、
前記第１放電部は、第１先端部が前記接触面の方向を基準として、前記側面のある側とは反対の側に位置する
吸着部材。
【請求項３】
請求項２に記載の吸着部材であって、
前記第１放電部は、前記側面との接続部位が前記接触面の近傍に位置する
吸着部材。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の吸着部材と、
前記半導体チップをピックアップするために、前記吸着部と第１放電部とを前記半導体チップの表面に近づける駆動部と
を具備し、
前記第１先端部は、前記接触面よりも前記半導体チップの近くに位置し、
前記駆動部は、前記第１先端部を前記半導体チップの外周部の近傍に位置するように近づける
ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のピックアップ装置であって、
前記半導体チップの外周部は、角である
ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のピックアップ装置であって、
前記吸着部材は、
前記側面から外方向に向かって突き出る第２放電部
を更に備え、前記第２放電部の第２先端部は前記接触面よりも前記半導体チップの近くに位置し、
前記駆動部は、前記第２先端部を前記半導体チップの外周部の他の角の近傍に位置するように近づける
ピックアップ装置。
【請求項７】
半導体チップに接触させるための接触面と、前記接触面につながる側面とを有する吸着部と、前記接触面よりも第１先端部が前記半導体チップの近くに位置し、前記側面から外方向に向かって突き出る第１放電部と、前記吸着部と前記第１放電部とを移動させる駆動部とを具備するピックアップ装置のピックアップ方法であって、
前記駆動部が、前記吸着部と前記第１放電部とを前記半導体チップの表面に近づけるステップと、
前記駆動部が、前記接触面を前記半導体チップの表面に接触させるステップと
を具備し、
前記表面に近づけるステップは、
前記駆動部が、前記第１先端部を前記半導体チップの外周部の近傍に位置するように近づけるステップ
を含む
ピックアップ方法。
【請求項８】
請求項７に記載のピックアップ方法であって、
前記半導体チップの外周部は、角である
ピックアップ方法。
【請求項９】
請求項８に記載のピックアップ方法であって、
前記吸着部材は、前記接触面よりも第２先端部が前記半導体チップの近くに位置し、前記側面から外方向に向かって突き出る第２放電部を更に備え、
前記表面に近づけるステップは、
前記駆動部が、前記第２先端部を前記半導体チップの外周部の他の角の近傍に位置するように近づけるステップ
を含む
ピックアップ方法。

【図１】