特許 6985580 コレット及び半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6985580

(24)【登録日】2021年11月30日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】コレット及び半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20211213BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/52 F

【請求項の数】2

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-190928(P2016-190928)

(22)【出願日】2016年9月29日

(65)【公開番号】特開2018-56346(P2018-56346A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2019年8月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】久龍 誠司

【審査官】 今井 聖和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１６４９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１００７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３５１８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０７３８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０５５９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００７８１２５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面に２つのパッド電極を備えた半導体素子を吸着する長方形の端面を先端部に備えたコレットであって、
前記端面は、前記２つのパッド電極のそれぞれと対向する位置に配置された非吸着面である２つの第１面と、前記２つの第１面よりも先端側に突出すると共に、吸着孔の開口部を備えた吸着面である１つの第２面と、
を備え、
前記１つの第２面は、前記長方形の２つの短辺に配置される２つの第１面に挟まれ、
前記第２面は、前記開口部を備える中央部と、前記中央部から前記長方形の４つの角部に向けて延伸する４つの延伸部と、を備え、
前記２つの第１面のそれぞれは、前記中央部及び前記延伸部によって３方を囲まれることを特徴とするコレット。

【請求項2】

半導体層の上面に２つのパッド電極を備えた半導体素子を準備する工程と、
長方形の端面を先端に備えるコレットであって、前記端面は、前記２つのパッド電極のそれぞれと対向する非吸着面である２つの第１面と、前記２つの第１面よりも先端側に突出し吸着孔の開口部を備えた吸着面である１つの第２面と、を有するコレットを準備する工程と、
前記２つの第１面を、前記２つのパッド電極のそれぞれと対向して配置させ、前記第２面の前記吸着孔によって前記パッド電極以外の半導体素子の上面を吸着してピックアップする工程と、
を備え、
前記１つの第２面は、前記長方形の２つの短辺に配置される２つの第１面に挟まれ、
前記第２面は、前記開口部を備える中央部と、前記中央部から前記長方形の４つの角部に向けて延伸する４つの延伸部と、を備え、
前記２つの第１面のそれぞれは、前記中央部及び前記延伸部によって３方を囲まれる半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体素子用のコレット及び半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子を搬送する際に、吸着孔を備えたコレットが用いられることが知られている。例えば、ダイボンド工程においては、まず、ウエハシート上に載置された半導体素子の上面にコレットの先端を当接させ、その先端に設けられた吸着孔の開口部によって半導体素子を吸着する。コレットで半導体素子を吸着した状態で、ウエハシート上から半導体素子をピックアップする。所定のダイボンド位置にコレットを移動し、吸着を解除することで半導体素子を移送する。コレットとして、吸着孔を複数備えたタイプが知られている（例えば、特許文献１）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−３２３５０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

コレットは、硬質な材料によって形成されているため、吸着時にパッド電極を変形させたり、あるいは、損傷させたりする場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本実施形態は、以下の構成を含む。
上面にパッド電極を備えた半導体素子を吸着する端面を先端部に備えたコレットであって、端面は、パッド電極と対向する位置に配置される第１面と、第１面よりも先端側に突出すると共に、吸着孔の開口部を備えた第２面と、を備えるコレット。

【発明の効果】

【0006】

以上により、パッド電極に当接しにくく、パッド電極の損傷を低減したコレットとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1A】図１Ａは、実施形態１、２に係るコレットを示す概略側面図である。

【図1B】図１Ｂは、図１Ａに示すコレットの概略断面図である。

【図1C】図１Ｃは、図１Ａに示すコレットの先端部を拡大した概略斜視図である。

【図1D】図１Ｄは、図１Ａに示すコレットの先端部の端面側から見た概略図である。

【図1E】図１Ｅは、図１Ｃの１Ｅ−１Ｅ線における概略断面図である。

【図2A】図２Ａは、実施形態１、２に係る半導体素子の概略上面図である。

【図2B】図２Ｂは、図２Ａの２Ｂ−２Ｂ線における概略断面図である。

【図3A】図３Ａは、実施形態１、２に係るコレットと半導体素子を重ねた状態を示す概略図である。

【図3B】図３Ｂは、実施形態１、２に係る半導体素子をコレットで吸着した状態を示す概略断面図である。

【図4A】図４Ａは、実施形態３、４に係るコレットの先端部を拡大した概略斜視図である。

【図4B】図４Ｂは、図４Ａに示すコレットの先端部の端面側から見た概略図である。

【図4C】図４Ｃは、図４Ａの４Ｃ−４Ｃ線における概略断面図である。

【図5A】図５Ａは、実施形態３、４に係る半導体素子の概略上面図である。

【図5B】図５Ｂは、図５Ａの５Ｂ−５Ｂ線における概略断面図である。

【図6A】図６Ａは、実施形態３、４に係るコレットと半導体素子を重ねた状態を示す概略図である。

【図6B】図６Ｂは、実施形態３、４に係る半導体素子をコレットで吸着した状態を示す概略断面図である。

【図7A】図７Ａは、実施形態５、６に係るコレットの先端部を拡大した概略斜視図である。

【図7B】図７Ｂは、図７Ａに示すコレットの先端部の端面側から見た概略図である。

【図7C】図７Ｃは、図７Ａの７Ｃ−７Ｃ線における概略断面図である。

【図8A】図８Ａは、実施形態５、６に係る半導体素子の概略上面図である。

【図8B】図８Ｂは、図８Ａの８Ｂ−８Ｂ線における概略断面図である。

【図9】図９は、実施形態５、６に係るコレットと半導体素子を重ねた状態を示す概略図である。

【図10】図１０は、変形例に係る半導体素子の概略上面図である。

【図11A】図１１Ａは、変形例に係るコレットの先端部の端面側から見た概略図である。

【図11B】図１１Ｂは、変形例に係るコレットの先端部の端面側から見た概略図である。

【図12A】図１２Ａは、変形例に係るコレットと半導体素子を重ねた状態を示す概略図である。

【図12B】図１２Ｂは、変形例に係るコレットと半導体素子を重ねた状態を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具現化するためのコレット及び半導体装置の製造方法を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではい。尚、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。また、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」および、それらの用語を含む別の用語）を用いる。これらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、これらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。

【0009】

実施形態に係るコレットは、半導体素子を吸着する端面を先端部に備えている。コレットによって吸着される半導体素子は、上面にパッド電極を備えている。

【0010】

コレットの端面は、単一の面ではなく、同一面上に位置しない少なくとも２つの面で構成されている。詳細には、端面は、半導体素子のパッド電極と対向する位置に配置される第１面と、第１面よりも先端側に突出する第２面と、を備える。第２面と対向する位置にはパッド電極が配置されていない。第１面は、吸着孔の開口部を備えない非吸着面であり、第２面は、吸着孔の開口部を備えた吸着面である。つまり、コレットは、より先端側に突出した面である第２面に吸着孔の開口部を備えている。

【0011】

コレットで半導体素子を吸着する際に、コレットの吸着面である第２面を半導体素子に当接させる。詳細には、半導体素子の上面であって、パッド電極が形成されていない領域にコレットの第２面を当接させる。その際に、パッド電極と対向するコレットの第１面は、最先端である第２面よりも後退した面であるため、パッド電極と当接しない。これにより、パッド電極が変形することを抑制することができる。尚、「パッド電極と対向する位置」は、パッド電極と対向するように配置される予定の位置を含む。

【0012】

コレットは、硬質な材料で構成される。例えば、セラミックス、超硬、硬質樹脂等が挙げられる。コレットのサイズは、半導体素子の大きさ等に応じて適宜変更することができる。また、各実施形態では、コレットの端面の形状は略正方形、略長方形などの四角形であり、それらを用いて吸着する半導体素子の上面視形状は略正方形、略長方形などの四角形である例を示しているが、形状は四角形に限らない。例えば、コレットの端面は六角形等の多角形や、円形などでもよく、半導体素子の上面視形状も六角形等の多角形でもよい。また、コレットの端面形状と半導体素子の上面視形状は、必ずしも同じでなくてもよい。例えば、略正方形の端面を備えたコレットで、上面視が六角形の半導体素子を吸着してもよい。又は、略六角形の端面を備えたコレットで、上面視が四角形の半導体素子を吸着してもよい。つまり、半導体素子の上面視形状にかかわらず、半導体素子の上面のパッド電極の配置に応じて、コレットの端面の第１面及び第２面を配置させることが好ましい。

【0013】

＜実施形態１＞
実施形態１に係るコレット１０を図１Ａ〜図１Ｅに示す。図２Ａ〜図２Ｂは、実施形態１に係るコレット１０によって吸着するのに適した半導体素子１Ａを示す。コレット１０は、図１Ａに示すような外観を示す部材であり、コレット１０は、本体部１１と、その先端側に備えられ外径が先細り形状となる先端部１２と、を有する長尺状の部材である。また、コレット１０は、図１Ｂに示すような内部構造を備えた部材であり、上端から下端（端面）まで、つまり、本体部１１内と先端部１２内とを貫通する吸着孔Ｖ１を内部に備えた筒状部材である。

【0014】

先端部１２の端面１２１は、半導体素子を吸着するための吸着面を含み、外形が略正方形の面である。図１Ｃ、図１Ｄに示すように、端面１２１は、１つの第１面１２１１と、その第１面１２１１を挟み、対向する２つの辺に沿って配置される２つの第２面１２１２と、を備えている。第２面１２１２は、第１面１２１１の右側に位置する第１辺部１２１２ａと、左側に位置する第２辺部１２１２ｂと、備える。第１辺部１２１２ａと第２辺部１２１２ｂは同一面上に位置しており、それぞれ第１面１２１１よりも先端側（図１Ｅにおいて下側）に突出している。第１面１２１１及び第２面１２１２はそれぞれ略長方形であり、これら３つの面を備えた端面を、端面側から見た外形が略正方形である。

【0015】

コレット１０の端面１２１の幅Ｗｃ１は、半導体素子１Ａの幅Ｗｄと同程度であればよい。例えば、コレット１０の端面１２１の幅Ｗｃ１は、半導体素子１Ａの幅Ｗｄの±１０％程度の大きさとすることができ、好ましくは、±５％程度の大きさである。尚、図面では横方向の幅を示しているが、縦方向の幅（長さ）も同様である。

【0016】

コレット１０の第１面１２１１の幅（図１Ｄにおける横方向の幅）Ｗｆ１は、２つの第２面１２１２ａ、１２１２ｂ間の距離でもあり、半導体素子１Ａのパッド電極２Ａの幅Ｗｐよりも大きい。コレット１０の第１面１２１１の幅Ｗｆ１は、半導体素子１Ａのパッド電極２Ａの幅Ｗｐよりも３００％〜５００％程度大きいことが好ましい。例えば、パッド電極の位置がずれたり、半導体素子をウエハシート上からピックアップする際に、コレットと半導体素子の位置にずれが生じたりした場合、上述のようなクリアランスを有することで、パッド電極とコレットとが当接することを抑制し易くすることができる。コレット１０の第２面１２１２の高さＨ１（第１面と第２面の距離）は、半導体素子１Ａのパッド電極２Ａの高さＨｐよりも高い。コレット１０の端面の各部位のサイズを上述のようにすることで、コレット１０が半導体素子１Ａのパッド電極２Ａに接触するのを抑制することができる。第２面の高さＨ１は、パッド電極の高さＨｐに対して２００％以上高ければよい。ただし、あまり高すぎる場合、すなわち、第１面と第２面との高低差が大きすぎると、第２面を支持する部分の強度が低下し易くなり、折れなどの破損がし易くなる。そのため、例えば、パッド電極に対して２００％〜３０００％程度の高さとすることができる。

【0017】

第１面１２１１の右側に位置する第１辺部１２１２ａと、左側に位置する第２辺部１２１２ｂとは、それぞれ吸着孔の開口部Ｖｏ１を３つずつ備えた吸着面である。つまり、外形が略正方形の端面のうち、実質的に吸着面として機能するのは、長方形である第１辺部１２１２ａと第２辺部１２１２ｂである。第１辺部１２１２ａ、第２辺部１２１２ｂは、共に、コレットの中心軸に対して略垂直な面である。第１面１２１１は、非吸着面であるため、平面又は曲面などとすることができる。

【0018】

第１辺部１２１２ａと第２辺部１２１２ｂとは、それぞれ同じ幅Ｗｇ１とすることができる。また、第１辺部１２１２ａと第２辺部１２１２ｂは、端面１２１の右辺及び左辺にそれぞれ沿って配置されることが好ましい。また、図１Ｄに示すように、第１辺部１２１２ａと第２辺部１２１２ｂは、それぞれ端面１２１の上辺及び下辺に達する長さとすることが好ましい。また、図１Ｄ等では、第２面１２１２は右辺と左辺に分かれて２つ配置されているが、上辺又は下辺、あるいは、中央に、２つの第２面を繋ぐ連結部を備えていてもよい。例えば、第１面を囲む枠状の第２面とし、その２つの辺に吸着部を備える第２面としてもよい。

【0019】

吸着孔Ｖ１は、先端部１２の内部であって、端面１２１に開口部Ｖｏ１を備えた小径部Ｖｎ１と、主として本体部１１の内部であって、小径部Ｖｎ１よりも太い内径の大径部Ｖｗ１と、を備える。１つの大径部Ｖｗ１と６つの小径部Ｖｎ１とは、コレット１０の内部で繋がっており、これらがまとめて１つの吸引孔として機能する。大径部Ｖｗ１はコレット１０の本体部１１の上端に開口部を備えており、吸引機器に接続される。大径部Ｖｗ１及び小径部Ｖｎ１を含む吸着孔Ｖ１内を、大径部Ｖｗ１側から吸引して減圧することにより、端面１２１の開口部Ｖｏ１において半導体素子を吸着することができる。複数の小径部Ｖｎ１を備える場合、それらを同じ内径とすることで、大径部Ｖｗ１側から吸引した際に、各小径部にかかる吸引力を均等にすることができ、バランスよく半導体素子を吸着することができる。

【0020】

実施形態１では、吸着孔Ｖ１は、本体部１１の中心を貫通する１つの大径部Ｖｗ１と、端面１２１に開口部Ｖｏ１を備える６つの小径部Ｖｎ１と、を備える。各小径部Ｖｎ１はそれぞれ同じ内径であり、断面視が円形である。また、第２面１２１２の第１辺部１２１２ａ及び第２辺部１２１２ｂに設けられる各開口部Ｖｏ１は、それぞれ円形である。大径部Ｖｗ１は、断面視が円形である。また、図１Ｂに示すように、大径部Ｖｗ１と小径部Ｖｎ１との間に、中径部Ｖｍ１を備えている。中径部Ｖｍ１の内径は、大径部Ｖｗ１よりも小さく、小径部Ｖｎ１の内径よりも大きい。このような中径部は、必ずしも必須ではなく、省略することができる。また、中径部を備える場合は、１又は２以上備えることができる。

【0021】

吸着孔Ｖ１の小径部Ｖｎ１の開口部Ｖｏ１は、端面１２１において、線対称となる位置に配置されるのが好ましい。例えば、図１Ｃ、図１Ｄに示すように、第１辺部１２１２ａ及び第２辺部１２１２ｂにおいて、それぞれ中央部に１つの開口部Ｖｏ１と、中央部から同じ距離だけ上下方向に離間した位置に配置される２つの開口部Ｖｏ１と、を備えている。開口部Ｖｏ１をこのような配置とすることで、半導体素子の吸着時に、バランスよく吸着することができる。

【0022】

また、各第２面において、複数の開口部Ｖｏ１を離間して配置していることで、それら開口部Ｖｏ１の間の面を半導体素子の上面と当接させることができる。例えば、図１Ｄに示す第２面１２１２ａ、１２１２ｂでは、開口部Ｖｏ１の径よりも、開口部Ｖｏ１間の距離を大きくしている。換言すると、開口部Ｖｏ１の面積よりも、半導体素子の上面と接する第２面の当接面の面積を大きくすることができる。これにより、吸着時に半導体素子の上面にかかる負荷をその面内で分散させることができ、半導体素子の上面を損傷させにくくすることができる。

【0023】

上述のように、実施形態１に係るコレット１０は、非吸着面として第１面１２１１を備えることで、半導体素子１Ａのパッド電極２Ａが損傷しにくくすることに加え、開口部Ｖｏ１の周辺に開口部よりも広い面積の当接面を備えた吸着面である第２面１２１２を備えることで、半導体素子１Ａの上面１ａにかかる負荷の集中を抑制して半導体素子１Ａの損傷を抑制することができる。

【0024】

上述のようなコレット１０は、図２Ａに示すような上面視が略正方形の半導体素子１Ａを吸着するのに適している。また、上面視が六角形などの半導体素子を用いることもできる。

【0025】

図２Ａ、図２Ｂに示すように、上面視が略正方形の半導体素子１Ａは、その上面１ａに、２つのパッド電極２Ａが備えられている。２つのパッド電極２Ａは、図２Ａに示すように、略正方形の半導体素子１Ａの上辺側の中央近傍に１つ、下辺側の中央近傍に１つ、配置されている。コレット１０の端面１２１の第１面１２１１は、この２つのパッド電極２Ａの両方と対向するように、端面１２１の中央において上辺側から下辺側に連続するような１つの面として設けられている。

【0026】

＜実施形態２＞
実施形態２は、実施形態１に係るコレットを用いて半導体素子をピックアップする工程を含む半導体装置の製造方法であり、以下の工程を備える。１）半導体素子を準備する工程、２）コレットを準備する工程、３）半導体素子をコレットでピックアップする工程、を少なくとも備える。以下、各工程について詳説する。

【0027】

１）半導体素子を準備する工程
図２Ａは、準備された半導体素子１Ａの上面であり、図２Ｂは、図２Ａに示す半導体素子１Ａの２Ｂ−２Ｂ線における断面図である。半導体素子１Ａは、積層構造体４Ａと、積層構造体４Ａの上面１ａに配置されるパッド電極２Ａと、を備える。図２Ａに示す例では、さらにパッド電極２Ａに接続される補助電極３Ａを備えている。半導体素子１Ａは、例えば、半導体発光素子や、ツェナーダイオードなどの保護素子、受光素子、トランジスタ等が挙げられる。これら半導体素子の組成や構造は、公知のものを用いることができる。

【0028】

図２Ａは、半導体発光素子を例示したものであり、上面視が略正方形の積層構造体４Ａは、発光層を含む半導体層と、素子基板と、を備えている。パッド電極２Ａは、積層構造体４Ａの半導体層と接続されており、ｎ型半導体層に１つ、ｐ型半導体層に１つ、あわせて２つ配置されている。

【0029】

２つのパッド電極２Ａは、図２Ａにおいて、略正方形の半導体素子１Ａの上辺側の中央近傍に１つ、下辺側の中央近傍に１つ、配置されている。各パッド電極２Ａは、上面視が円形又は四角形、更にそれらを面取りした形状など、任意の形状とすることができる。

【0030】

２）コレットを準備する工程
実施形態１に係るコレット１０を準備する。準備したコレットは、図１Ａ〜図１Ｅに示すように、先端部１２の端面１２１は、外形が略正方形であり、パッド電極と対向する位置に配置される第１面１２１１と、第１面１２１１よりも先端側に突出する第２面１２１２と、を備えている。第２面１２１２には吸着孔Ｖｏ１を備えている。第２面１２１２は、第１面１２１１を挟むように、対向する２つの辺に沿って配置されている。

【0031】

３）半導体素子をコレットでピックアップする工程
図３Ａは、コレット１０の端面１２１と、半導体素子１Ａの上面とを重ねた状態を示す図であり、薄墨で示す部分が、コレット１０の第２面１２１２と半導体素子１Ａとが当接する領域である。図３Ｂは、半導体素子１Ａの上面１ａに、コレット１０の先端部１２の端面１２１のうち、第２面１２１２を当接させた状態を示す図である。コレット１０の第１面１２１１が、半導体素子１Ａのパッド電極２Ａの上方に配置されている。第１面１２１１と第２面１２１２との距離Ｈ１は、パッド電極２Ａの高さよりも高いため、パッド電極２Ａの上面にコレット１０の第１面１２１１は接していない。また、第１面１２１１の幅Ｗｆ１が、パッド電極２Ａの幅Ｗｐよりも大きいため、パッド電極２Ａの側面も、コレットに接していない。このようなコレットを用いて半導体素子１Ａを吸着することで、パッド電極２Ａが損傷することを抑制することができる。

【0032】

図２Ａに示すような、上面視が正方形であって、パッド電極が正方形の略中央線上に配置され、中央線を挟む両側に、パッド電極が配置されない領域が比較的広い面積を備えた半導体素子の場合、上述のように、吸着面として２つの第２面を備えたコレットを用いることが好ましい。尚、正方形の中央線は、例えば、半導体素子の上面の中心を通るほか、少しずれた位置を通る中央線も含む。さらに、例えば、上辺に垂直な中央線のほか、上辺に対して９０度±５度程度傾斜する線上に位置する中央線も含む。

【0033】

＜実施形態３＞
実施形態３に係るコレット３０を図４Ａ〜図４Ｃに示す。コレット３０は、実施形態１で示したコレット１０の本体部と同様の本体部を備え、先端部の端面の形状が異なる。そのため、主として端面について説明し、他の部分の説明は省略する。

【0034】

図４Ａは、実施形態３に係るコレット３０の先端部３２の斜視図である。図５Ａ〜図５Ｂは、実施形態３に係るコレット３０によって吸着するのに適した半導体素子１Ｂを示す。図４Ｂは、コレット３０を端面３２１側から見た図である。図４Ｃは、図４Ａの４Ｃ−４Ｃ線における断面図である。

【0035】

コレット３０の端面３２１は、外形が略正方形の面である。端面３２１は、１つの第１面３２１１と、その第１面３２１１を挟み、対向する２つの角部に配置される２つの第２面３２１２と、を備える。第２面３２１２は、図４Ａにおいて第１面３２１１の右側に位置する第１角部３２１２ａと、第１面３２１１の左側に位置する第２角部３２１２ｂと、を備える。第１角部３２１２ａと第２角部３２１２ｂは同一面上に位置しており、それぞれ第１面３２１１よりも先端側に突出している。第１角部３２１２ａ及び第２角部３２１２ｂは、それぞれ略三角形であり、それに挟まれた第１面３２１１は、細長い六角形であり、これら３つの面を備えた端面３２１を、端面側から見た外形が略正方形となる。第１面３２１１の幅Ｗｆ３は、半導体素子１Ｂのパッド電極２Ｂの幅よりも大きい。

【0036】

第１角部３２１２ａと第２角部３２１２ｂは、それぞれ吸着孔の小径部Ｖｎ３の開口部Ｖｏ３を１つずつ備えた吸着面である。このような端面３２１を備えたコレット３０は、図５Ａに示すような、上面視が略正方形の半導体素子１Ｂであって、対角位置にパッド電極２Ｂを備えた半導体素子１Ｂを吸着するのに適している。

【0037】

上述のように、実施形態３に係るコレット３０は、非吸着面として第１面３２１１を備えることで、半導体素子１Ｂのパッド電極２Ｂが損傷しにくくすることに加え、開口部Ｖｏ３の周辺に開口部よりも広い面積の当接面を備えた吸着面である第２面３２１２を備えることで、半導体素子１Ｂの上面１ｂにかかる負荷の集中を抑制して半導体素子１Ｂの損傷を抑制することができる。

【0038】

＜実施形態４＞
実施形態４は、実施形態３に係るコレット３０を用いて半導体素子１Ｂをピックアップする工程を含む半導体装置の製造方法である。実施形態２とは、準備する半導体素子と、準備するコレットが異なる。

【0039】

図５Ａ、図５Ｂは、準備された半導体素子１Ｂを例示したものであり、積層構造体４Ｂと、その上面１ｂにパッド電極２Ｂを備える点は、実施形態２と同様である。実施形態４では、上面視が略正方形の半導体素子１Ｂの２つのパッド電極２Ｂが、半導体素子１Ｂの上面１ｂの対角線上に配置されている。

【0040】

図６Ａは、コレット３０の先端部３２の端面３２１と、半導体素子１Ｂの上面とを重ねた状態を示す図であり、薄墨で示す部分が、コレット３０の第２面３２１２と半導体素子１Ｂとが当接する領域である。図６Ｂは、半導体素子１Ｂの上面１ｂに、コレット３０の先端部３２の端面３２１のうち、第２面３２１２を当接させた状態を示す図である。実施形態２と同様に、コレット３０と、半導体素子１Ｂのパッド電極２Ｂが接していないため、パッド電極２Ｂが損傷することを抑制することができる。

【0041】

実施形態４では、実施形態２と同様に、吸着面として２つの第２面３２１２を備えたコレット３０を用いている。上面視が略正方形の半導体素子の場合、対向する２つの角部を結ぶ中央線（対角線）上に、２つのパッド電極を備えることができる。このような構造の半導体素子の場合、パッド電極が配置されない２つの角部に、比較的広い面積の領域が配置される。実施形態４では、半導体素子１Ｂの上面１ｂのうち、パッド電極２Ｂが配置されない２つの領域に、コレット３０の吸着面である第２面３２１２を当接させることで、パッド電極２Ｂが損傷することを抑制することができる。

【0042】

＜実施形態５＞
実施形態５に係るコレット５０を図７Ａ〜図７Ｃに示す。図８Ａ〜図８Ｂは、実施形態５に係るコレット５０によって吸着するのに適した半導体素子１Ｃを示す。コレット５０は、実施形態１で示したコレット１０の本体部と同様の本体部を備え、先端部の端面の形状が異なる。そのため、主として端面について説明し、他の部分の説明は省略する。

【0043】

図７Ａは、実施形態５に係るコレット５０の先端部５２の斜視図である。図７Ｂは、コレット５０を端面５２１側から見た図である。図７Ｃは、図７Ａの７Ｃ−７Ｃ線における断面図である。

【0044】

コレット５０の端面５２１は、外形が略長方形の面である。端面５２１は、１つの第２面５２１２と、その第２面５２１２を挟み、対向する２つの短辺に配置される２つの第１面５２１１と、を備える。第２面５２１２は、中央部５２１２ａと、中央部５２１２ａから端面５２１の角部に向かって延伸する延伸部５２１２ｂと、を備えている。中央部５２１２ａは、その中央に１つの貫通孔の開口部Ｖｏ５を備える。

【0045】

第２面５２１２を構成する中央部５２１２ａと延伸部５２１２ｂとは、同一面上にあり、半導体素子の上面に当接される面である。延伸部５２１２ｂを設けることで、半導体素子の上面にコレットが当接する際にかかる負荷を分散させることができる。これにより、半導体素子が損傷することを抑制することができる。

【0046】

実施形態１、３では、非吸着面である第１面を、吸着面である第２面で挟んでいたのに対し、実施形態５では、吸着面である第２面を、非吸着面である第１面で挟んでいる。また、実施形態１、３に示すコレットは、複数の開口部を備えているのに対し、実施形態５に示すコレット５０は、１つの開口部Ｖｏ５を備える。そのため、コレット５０の内部において吸着孔は分岐することなく、コレット５０の中心軸を含む１つの貫通孔として形成されている。つまり、大径部と小径部Ｖｎ５とが同じ中心軸を含む１つの貫通孔として形成されている。

【0047】

図７Ｂに示すように、２つの第１面５２１１は、端面５２１の短辺側にそれぞれ位置している。詳細には、上辺及び下辺に配置される延伸部５２１２ｂと右辺又は左辺に配置される中央部５２１２ａとによって３方を囲まれた略四角形の領域である。第１面５２１１の横方向の幅Ｗｆ５は、延伸部５２１２ｂの横方向の幅Ｗｓ５と同じである。また、第１面５２１１の縦方向の幅（長さ）Ｌｆ５は、コレットの端面５２１の縦方向の長さＬｃ５、すなわち、短辺の長さよりも小さい。第１面５２１１の縦方向の長さＬｆ５は、その上下に配置される２つの延伸部５２１２ｂの間の距離のことでもあり、半導体素子１Ｃのパッド電極２Ｃの縦方向の幅よりも大きい。

【0048】

第２面５２１２は、端面５２１の中央に位置する中央部５２１２ａと、中央部５２１２ａから端面５２１の角部に向かって延伸する延伸部５２１２ｂと、を備えている。中央部５２１２ａは、中央に１つの開口部Ｖｏ５を備えている。

【0049】

中央部５２１２ａの縦方向の長さＬｇ５は、端面５２１の一方の長辺（上辺）から他方の長辺（下辺）に達する長さであり、換言すると端面５２１の短辺の長さＬｃ５と同じ長さである。また、中央部５２１２ａは、端面５２１の左右の短辺からは離間している。

【0050】

第２面５２１２の延伸部５２１２ｂは、中央部５２１２ａから端面の長方形の４つの角部に向けて延伸する部分である。ここでは、４つの延伸部５２１２ｂを備えた例を示しており、後述の変形例のように２つの延伸部とすることもできる。図７Ａ等に示すように、端面５２１上辺と下辺は、延伸部５２１２ｂと中央部５２１２ａと延伸部５２１２ｂとで構成される。つまり、端面５２１の１つの長辺は、第２面５２１２のみで構成されている。

【0051】

図７Ｂにおいて、中央部５２１２ａの横方向の幅Ｗｇ５は、後述の半導体素子１Ｃの２つのパッド電極２Ｃの間の距離よりも小さい。例えば、パッド電極２Ｃの間の距離よりも、５０％〜７０％程度小さいことが好ましい。中央部５２１２ａの縦方向の幅（長さ）Ｌｇ５は、コレットの端面５２１の縦方向の長さＬｃ５と同じである。また、中央部５２１２ａに配置される開口部Ｖｏ５の横方向の幅Ｗｖ５は、中央部５２１２ａの横方向の幅Ｗｇ５の４０％〜６０％程度とすることができる。開口部Ｖｏ５の縦方向の長さＬｖ５は、例えば、第１面５２１１の縦方向の幅（長さ）Ｌｆ５と同じ幅とすることができる。

【0052】

延伸部５２１２ｂの横方向の幅（端面の長辺に沿った方向の幅）Ｗｓ５は、パッド電極２Ｃの横方向の幅よりも大きい。例えば、延伸部５２１２ｂの横方向の幅Ｗｓ５は、パッド電極の横方向の幅の２００％〜２５０％程度とすることができる。延伸部５２１２ｂの縦方向の長さＬｓ５は、例えば、端面５２１の縦方向の長さＬｃ５の１５％〜２０％程度とすることができる。

【0053】

実施形態５に係るコレット５０は、非吸着面として第１面５２１１を設けることで、半導体素子１Ｃのパッド電極２Ｃが損傷しにくくすることに加え、開口部を備えた中央部と延伸部とを有する当接面である第２面を備えることで、半導体素子の上面にかかる負荷の集中を抑制して半導体素子の損傷を抑制することができる。

【0054】

上述のようなコレット５０は、図８Ａ、図８Ｂに示すような上面視が略長方形の半導体素子１Ｃを吸着するのに適している。

【0055】

図８Ａに示すように、上面視が略長方形の半導体素子１Ｃは、その上面に、２つのパッド電極２Ｃが備えられている。２つのパッド電極２Ｃは、略長方形の半導体素子１Ｃの右辺側の中央近傍に１つ、左辺側の中央近傍に１つ、配置されている。コレット５０の端面５２１の第１面５２１１は、この２つのパッド電極２Ｃとそれぞれ対向するように、端面５２１の短辺において、第２面の中央部５２１２ａ及び延伸部５２１２ｂに３方を囲まれた領域に配置されている。

【0056】

＜実施形態６＞
実施形態６は、実施形態５に係るコレットを用いて半導体素子をピックアップする工程を含む半導体装置の製造方法である。実施形態２、４とは、準備する半導体素子と、準備するコレットが異なる。

【0057】

図８Ａ、図８Ｂは、準備された半導体素子１Ｃを例示したものであり、積層構造体４Ｃと、その上面１ｃに配置されるパッド電極２Ｃを備える点は、実施形態１と同様である。実施形態６では、半導体素子１Ｃの上面視が長方形であり、パッド電極２Ｃの位置が、半導体素子１Ｃの上面の対向する２つ短辺の略中央に位置する。

【0058】

図９は、コレット５０の端面５２１と、半導体素子１Ｃの上面とを重ねた状態を示す図であり、薄墨で示す部分が、コレット５０の第２面と半導体素子１Ｃとが当接する領域である。他の実施形態と同様に、コレット５０と、半導体素子１Ｃのパッド電極２Ｃが接していないため、パッド電極２Ｃが損傷することを抑制することができる。

【0059】

実施形態６では、吸着面として開口部を備えた中央部５２１２ａと、中央部５２１２ａから延伸する延伸部５２１２ｂとを備えた第２面５２１２を備えたコレット５０を用いている。半導体素子が小さいサイズの場合、実施形態１等のように、分離する２つの吸着面（第２面）で、半導体素子の上面でパッド電極を避けた位置を吸着することが困難な場合がある。そのため、このような上面視が長方形の小型の半導体素子を、パッド電極と当接しないように吸着するには、半導体素子の中央と吸着面とを当接させることが好ましい。実施形態６では、半導体素子の中央に開口部を備えると共に、延伸部を備える第２面（吸着面）とすることで、パッド電極が損傷することを抑制することができる。

【0060】

＜変形例＞
図１０は半導体素子１Ｄの上面図、図１１Ａ及び図１１Ｂは、コレット６０、７０をそれぞれ端面側から見た図である。図１２Ａ及び図１２Ｂは、コレット６０及びコレット７０を、それぞれ半導体素子１Ｄと重ねた状態を示す図である。半導体素子１Ｄは、コレット６０、７０のいずれを用いても吸着することができる。

【0061】

コレット６０は、図７Ａ〜図７Ｃに示すコレット５０の端面を、縦方向に長くした端面であり、中央部６２１２ａ及び４つの延伸部６２１２ｂを備えた第２面６２１２と、２つの第１面６２１１を備え、中央部６２１２ａに開口部Ｖｏ６を備える点はコレット５０と同じである。

【0062】

コレット７０は、端面７２１の大きさは、コレット６０の端面６２１の大きさと同じであり、第２面７２１２の延伸部７２１２ｂが２つである点がコレット６０と異なる。さらに、右辺に位置する第１面７２１１ａが、第２面７２１２の延伸部７２１２ｂに挟まれており、左辺に位置する第１面７２１１ｂがそれらに挟まれていない。そのため、２つの第１面７２１１ａ、７２１１ｂの縦方向の長さが異なる。また、左側に延伸部を備えていないため、中央部７２１２ａの幅が、コレット６０に比して大きくなっている。開口部Ｖｏ７は、端面７２１の中央に位置しているため、中央部７２１２ａの中心と開口部Ｖｏ７の中心とは一致していない。延伸部７２１２ｂの縦方向の幅も、コレット６０の延伸部６２１２ｂの縦方向の幅よりも大きくなっている。

【0063】

上述の２種のコレットを、半導体素子１Ｄと重ねた場合、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、いずれのコレットもパッド電極２Ｄに対応する位置に第１面が配置されているため、パッド電極２Ｄの損傷を抑制することができる。延伸部の数や配置等は、パッド電極の配置や、補助電極の配置等によって適宜選択することができる。

【実施例】

【0064】

各実施形態で示したコレット及び半導体素子について、実施例を示す。

【実施例1】

【0065】

図１Ｃ〜図１Ｅに示すコレット１０の例として、材質が超硬からなり、本体部及び先端部を含めた長さが１．７２ｃｍ、本体部の外径が３．１５７ｍｍ、大径部の径が１．２００μｍ、小径部の径が８０μｍ、開口部の径が８０μｍのコレットを用いる。コレットの端面１２１は、縦の長さが７００μｍ、横の長さＷｃ１が７００μｍであり、第１面１２１１の幅は３４０μｍ、第２面１２１２の幅はそれぞれ１８０μｍ、第２面の高さＨ１は５０μｍである。

【0066】

図２Ａ、図２Ｂに示す半導体素子は、窒化ガリウム系半導体層を備えた青色発光素子であり、幅Ｗｄが６５０μｍ、厚みが１５０〜２５０μｍである。パッド電極２Ａは、幅Ｗｐが７０μｍ、高さＨｐが１．６μｍである。このような半導体素子を上述のコレットで吸着することで、パッド電極の損傷を低減することができる。

【実施例2】

【0067】

図４Ａ〜図４Ｃに示すコレット３０の例として、材質が超硬からなり、本体部及び先端部を含めた長さが１．７２ｃｍ、本体部の外径が３．１５７ｍｍ、大径部の径が１，２００μｍ、小径部の径が１２０μｍ、開口部の径が１２０μｍのコレットを用いる。コレットの端面３２１は、縦の長さが６５０μｍ、横の長さが６５０μｍであり、第１面３２１１の幅は３４０μｍ、第２面の高さは５０μｍである。

【0068】

図５Ａ、図５Ｂに示す半導体素子は、窒化ガリウム系半導体層を備えた青色発光素子であり、幅が６５０μｍ、厚みが１５０〜２５０μｍである。パッド電極２Ｂは、幅が７０μｍ、高さが１．６μｍである。このような半導体素子を上述のコレットで吸着することで、パッド電極の損傷を低減することができる。

【実施例3】

【0069】

図７Ａ〜図７Ｃに示すコレット５０の例として、材質が超硬からなり、本体部及び先端部を含めた長さが１．７２ｃｍ、本体部の外径が３．１５７ｍｍ、大径部の径が１，２００μｍ、小径部の径が１４０μｍ、開口部の横方向の幅Ｗｖ５が１４０μｍ、開口部の縦方向の幅が２００μｍのコレットを用いる。コレットの端面５２１は、縦の長さＬｃ５が３４０μｍ、横の長さＷｃ５が５４０μｍであり、第１面５２１１の幅Ｗｆ５は１５０μｍ、第２面５２１２の中央部５２１２ａの幅は２４０μｍ、延伸部５２１２ｂの幅Ｗｓ５は１５０μｍ、第１面の縦方向の長さＬｆ５は２００μｍ、第２面の高さは５０μｍである。

【0070】

図８Ａ、図８Ｂに示す半導体素子は、窒化ガリウム系半導体層を備えた青色発光素子であり、横方向の長さが５６０μｍ、縦方向の長さが３６０μｍ、厚みが２００μｍである。パッド電極２Ｃは、幅が７０μｍ、高さが１．６μｍである。このような半導体素子を上述のコレットで吸着することで、パッド電極の損傷を低減することができる。

【実施例4】

【0071】

図１１Ａに示すコレット６０の例として、材質が超硬からなり、本体部及び先端部を含めた長さが１．７２ｃｍ、本体部の外径が３．１５７ｍｍ、大径部の径が１，２００μｍ、小径部の径が１５０μｍ、開口部の横方向の幅が１５０μｍ、開口部の縦方向の幅が４００μｍのコレットを用いる。コレットの端面６２１は、縦の長さが５９０μｍ、横の長さが７９０μｍであり、第１面６２１１の幅は２７０μｍ、第２面６２１２の中央部６２１２ａの幅は２５０μｍ、延伸部６２１２ｂの幅は２７０μｍ、第１面６２１１の縦方向の長さは４００μｍ、第２面６２１２の高さは５０μｍである。

【0072】

図１０に示す半導体素子は、窒化ガリウム系半導体層を備えた青色発光素子であり、横方向の長さが８５０μｍ、縦方向の長さが６５０μｍ、厚みが１５０〜２００μｍである。パッド電極２Ｃは、幅が７０μｍ、高さが１．６μｍである。このような半導体素子を上述のコレットで吸着することで、パッド電極の損傷を低減することができる。

【実施例5】

【0073】

図１１Ｂに示すコレット７０の例として、材質が超硬からなり、本体部及び先端部を含めた長さが１．７２ｃｍ、本体部の外径が３．１５７ｍｍ、大径部の径が１，２００μｍ、小径部の径が１５０μｍ、開口部の横方向の幅が１５０μｍ、開口部の縦方向の幅が４００μｍのコレットを用いる。コレットの端面７２１は、縦の長さが５９０μｍ、横の長さが７９０μｍであり、第１面７２１１ａの幅は２７０μｍ、第１面７２１１ｂの幅は1７０μｍ、第２面７２１２の中央部７２１２ａの幅は３５０μｍ、延伸部７２１１ａの幅は２７０μｍ、第１面７２１１ａの縦方向の長さは３００μｍ、第１面７２１１ｂの縦方向の長さは５９０μｍ、第２面７２１２の高さは５０μｍである。このコレット７０は、実施例４に示す半導体素子と同じものを吸着することができ、パッド電極の損傷を低減することができる。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明に係るコレット及び半導体装置の製造方法は、パッド電極を備えた半導体素子を吸着する工程において適用することができる。

【符号の説明】

【0075】

１０、３０、５０、６０、７０…コレット
１１…本体部
１２、３２、５２…先端部
１２１、３２１、５２１…端面
１２１１、３２１１、５２１１、６２１１、７２１１ａ、７２１１ｂ…第１面
１２１２、３２１２、５２１２、６２１２、７２１２…第２面
１２１２ａ…第１辺部、
１２１２ｂ…第２辺部
３２１２ａ…第１角部
３２１２ｂ…第２角部
５２１２ａ、６２１２ａ、７２１２ｂ…中央部
５２１２ｂ、６２１２ｂ、７２１２ｂ…延伸部
Ｖ１…吸着孔（Ｖｎ１、Ｖｎ３、Ｖｎ５…小径部、Ｖｍ１…中径部、Ｖｗ１…大径部、Ｖｏ１、Ｖｏ３、Ｖｏ５、Ｖｏ６、Ｖｏ７…開口部）
Ｈ１…第２面の高さ（第１面から第２面までの距離）
Ｗｃ１…端面の幅
Ｌｃ５…端面の長さ
Ｗｆ１、Ｗｆ３、Ｗｆ５…第１面の幅
Ｌｆ５…第１面の長さ
Ｗｇ１…第２面の幅
Ｗｇ５…中央部の幅
Ｌｇ５…中央部の長さ
Ｗｓ５…延伸部の幅
Ｌｓ５…延伸部の長さ
Ｗｖ５…開口部の幅
Ｌｖ５…開口部の長さ
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ…半導体素子
１ａ、１ｂ、１ｃ…半導体素子の上面
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ…パッド電極
Ｈｐ…パッド電極の高さ
Ｗｐ…パッド電極の幅
３Ａ…補助電極
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ…積層構造体

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】