JP2014038954A - 半導体製造装置用吸着ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上の実装部品の実装密度が高い半導体装置であっても、吸着保持することのできる半導体製造装置用吸着ヘッドを提供する。
【解決手段】吸着ヘッド１０は、多孔質材１１と、多孔質材１１が固定される弾性材１２とを備えている。多孔質材１１と弾性材１２とは、積層された積層体１３を構成する。弾性材１２は、多孔質材１１よりも剛性が高い。そして、積層体１３には、積層方向に貫通する吸着孔１３ａが形成されている。吸着孔１３ａの一端側をＢＧＡ１００で塞ぐように多孔質材１１をＢＧＡ１００に当接させて縮小変形し、吸着孔１３ａの他端側からの吸引によって、半導体装置ＢＧＡ１００が吸着される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造装置用吸着ヘッド（以下、吸着ヘッドともいう。）およびその製造技術に関し、特に、半導体製造装置内の各処理機構間で半導体装置（半導体チップやこれを実装した半導体パッケージをいう。）を搬送する搬送機構に設けられる吸着ヘッドに適用して有効な技術に関する。

特開２０００−２６９２３９号公報（特許文献１）には、吸着コレット（本願の吸着ヘッドに対応する。）を用いて、ＩＣチップ（本願の半導体チップに対応する。）を搬送する技術が記載されている。例えば、特許文献１（明細書段落［００２６］、図６）には、吸着コレットの下端部がＩＣチップのバンプと接触した状態で、ＩＣチップを吸引、保持する技術が記載されている。

特開２００５−３４７４２１号公報（特許文献２）には、吸着ヘッドを用いて、ワークや半導体装置を搬送するなどの技術が記載されている。例えば、特許文献２（明細書段落［００４８］、図８）には、半導体装置に当接し、該半導体装置を保持した状態で吸着ヘッドを上昇させることによって、半導体装置をピックアップする技術が記載されている。

特開２０００−２６９２３９号公報 特開２００５−３４７４２１号公報

電子機器の小型化、薄型化に伴い、電子機器に搭載される半導体装置においても、小型化、薄型化が要求されている。このため、例えば、ＢＧＡ（Ball Grid Array）型の半導体装置では、基体（ＢＧＡ基板）上にグリッド状に配置されるボールが基体の端部近傍（外周側）にまで配置されるようになってきている。また、例えば、多数の電子部品（チップ部品）が配線基板上に実装される半導体装置では、電子部品が配線基板の端部近傍にまで配置されるようになってきている。このように半導体装置では、基体上のボールや電子部品などの実装部品の実装密度を高めて小型化が図られている。

小型化されたＢＧＡ型の半導体装置（以下、ＢＧＡともいう。）を、吸着ヘッドを用いて吸着（ピックアップ）して搬送する際に、以下のような不具合が生じることを本発明者は見出した。図６、図７は、本発明者が見出した不具合を説明するための図であり、ワークとしてのＢＧＡ１００を吸着する吸着ヘッド１１０を垂直断面で示している。

図６に示すように、吸着ヘッド１１０の先端には、ＢＧＡ基板１０１上に配列されたはんだボール１０２のボールエリア全体を覆う吸着凹部１１１が形成されている。また、ヘッド１１０には、吸着凹部１１１の底部と連通する吸着孔１１２が形成されている。このような吸着ヘッド１１０では、吸着凹部１１１でＢＧＡ基板１０１上のすべてのはんだボール１０２を覆い、吸着ヘッド１１０の先端がＢＧＡ基板１０１の端部近傍側基板面と当接して密閉空間が形成される。そして、吸着ヘッド１１０は、図示しない吸着装置によって吸着孔１１２を介してＢＧＡ１００を吸着する。

しかしながら、例えば、ＢＧＡ基板１０１の端部近傍にまではんだボール１０２を配置した小型化されたＢＧＡ１００（ＣＳＰと言う場合もある）を吸着しようとしたとき、はんだボール１０２とＢＧＡ１００基板端までの距離が短くなり、図６、図７に示すような問題が生じる場合がある。図６に示すように、ＢＧＡ基板１０１の端部近傍に吸着ヘッド１１０の当接領域が狭くなってくるため、はんだボール１０２と吸着ヘッド１１０の先端（吸着凹部１１１の縁部）が干渉し、密閉空間（真空チャンバ）を形成できず、ＢＧＡ１００を吸着保持できない場合がある。また、図７に示すように、吸着ヘッド１１０の先端がＢＧＡ基板１０１と当接することすらできず、ＢＧＡ１００を吸着保持できない場合がある。

本発明の目的は、基板の端部近傍にまで実装部品が実装された半導体装置であっても、吸着保持することのできる半導体製造装置用吸着ヘッドを提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。本発明の一実施形態における半導体製造装置用吸着ヘッドは、柔軟性を有する多孔質材と、前記多孔質材より剛性が高い弾性材とが積層された積層体を備え、前記積層体には、積層方向に貫通する吸着孔が形成され、前記多孔質材を前記半導体装置に当接させて積層方向に縮小変形させ、前記半導体装置に臨む前記吸着孔の一端側が塞がれて密閉空間が形成され、前記吸着孔の他端側からの吸引によって、前記半導体装置が吸着されることを特徴とする。

これによれば、基板の端部近傍に半導体製造装置用吸着ヘッドの当接領域が確保できないような、基板上の実装部品の実装密度が高い半導体装置であっても、半導体装置を吸着保持することができる。また、半導体製造装置用吸着ヘッドの先端が柔軟性を有する多孔質材であるため、多孔質材で実装部品の凹凸を吸収でき、吸着漏れを防止することができる。また、半導体装置の吸着の際、多孔質材がつぶれてもそれよりも剛性のある弾性材がバックアップするので、半導体製造装置用吸着ヘッドの姿勢の乱れを防止することができる。また、半導体装置の吸着の際、半導体製造装置用吸着ヘッドを半導体装置に押し付けすぎたとしても、弾性材が押圧力を吸収するので、半導体装置への負荷を少なくすることができる。

また、ダイシング装置、樹脂封止装置などの半導体製造装置内の各処理機構間で半導体装置を搬送する搬送機構に設けられる半導体製造装置用吸着ヘッドは、吸着姿勢が安定するので、搬送途中の画像取り込み工程において乱れなく半導体装置の画像を得ることができる。また、半導体製造装置用吸着ヘッドの吸着姿勢が安定するので、次の処理機構へ半導体装置を渡す際に、半導体製造装置用吸着ヘッドからの半導体装置の離隔（落下）姿勢が安定し、受け渡しミスを防止することができる。

また、誤動作による搬送機構へのダメージも吸着ヘッドの弾性材によって抑えることができる。また、半導体製造装置用吸着ヘッド（積層体）全体のクッション性によって、半導体製造装置用吸着ヘッドに衝撃吸収機構などの他の機構をあえて設ける必要がなくなる。すなわち、半導体製造装置用吸着ヘッドが用いられる半導体製造装置への適応において、設備の改造をする必要がなくなる。

また、本発明の他の実施形態における半導体製造装置用吸着ヘッドにおいて、前記吸着孔に同心状に嵌め込まれる筒状の吸着ピンを備え、前記吸着ピンの一端に設けられたフランジ部により、前記構造体が抜け止めされて一体に組み付けられていることを特徴とする。これによれば、吸着ピンが中軸となって半導体製造装置用吸着ヘッドを安定させることができる。また、半導体装置を吸着する際、半導体装置が傾くような多孔質材の縮小変形を防止し、より積層方向に多孔質材を縮小変形させることができる。

また、本発明の他の実施形態における半導体製造装置用吸着ヘッドにおいて、前記積層体の形状が、円筒状であることを特徴とする。これによれば、半導体製造装置用吸着ヘッドは、基板の平面形状に関わらず半導体装置に対する位置合わせが容易となって半導体装置を吸着することができる。

また、本発明の他の実施形態における半導体製造装置用吸着ヘッドにおいて、前記多孔質材は、独泡スポンジであることを特徴とする。これによれば、半導体装置を吸着する際、より吸着漏れを防止することができる。

また、本発明の一実施形態における半導体製造装置用吸着ヘッドの製造方法は、（ａ）柔軟性を有する多孔質材と、前記多孔質材よりも剛性が高い弾性材とを積層して貼り合わせる工程と、（ｂ）前記弾性材側から前記弾性材および前記多孔質材を切断加工して積層方向に貫通する吸着孔を形成する工程と、（ｃ）前記弾性材側から前記弾性材および前記多孔質材を前記吸着孔の周囲で切断加工し、前記吸着孔を有する積層体を形成する工程とを含むことを特徴とする。

これによれば、基板上の実装部品の実装密度が高い半導体装置を吸着保持することのできる半導体製造装置用吸着ヘッドを提供することができる。また、弾性材と多孔質材とを貼り合わせる工程では、高精度の位置合わせが必要ないので、位置合わせに必要な治具が必要なく、また、短時間で実施することができる。また、弾性材と多孔質材とを貼り合わせる工程の、加圧量や、加圧時間、温度などの管理もしやすくなる。また、外形寸法の管理は、積層体の完成形状での管理のみとなるので、弾性材と多孔質材の材料ごとの管理が不要となるばかりでなく、それぞれの外形が揃う点では、合わせズレによる不良の発生を防止することができる。また、弾性材と多孔質材を一体として切断加工を行うので、材料ごとの数量管理が不要となり、積層体の完成形状での数量管理のみとなるため、数量管理が簡単になる。また、薄くて柔らかい多孔質材を単体で加工するには、その固定（保持）が困難であったが、多孔質材よりも剛性の高い（硬度の）弾性材と一体化することにより剛性を上げ、切断加工中の固定が簡単となる。

また、本発明の他の実施形態における半導体製造装置用吸着ヘッドの製造方法において、前記（ａ）工程後の前記弾性材の前記多孔質材側とは反対側の面には、外側に剥離紙を残したままの両面テープが貼り付けられており、前記（ｂ）、（ｃ）工程では、前記剥離紙を介して切断加工をすることを特徴とする。これによれば、剥離紙でより剛性が上がり、切断加工がし易くなる。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。本発明の一実施形態によれば、基板の端部近傍にまで実装部品が実装された半導体装置であっても、吸着保持することのできる半導体製造装置用吸着ヘッドを提供することができる。

本発明の実施形態における半導体製造装置用吸着ヘッドを模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態における製造工程中の半導体製造装置用吸着ヘッドを模式的に示す斜視図である。 図２に続く製造工程中の半導体製造装置用吸着ヘッドを模式的に示す斜視図である。 図３に続く製造工程中の半導体製造装置用吸着ヘッドを模式的に示す斜視図である。 図４に続く製造工程中の半導体製造装置用吸着ヘッドを模式的に示す斜視図である。 本発明者が検討した半導体製造装置用吸着ヘッドを模式的に示す断面図である。 本発明者が検討した半導体製造装置用吸着ヘッドを模式的に示す断面図である。 本発明者が検討した半導体製造装置用吸着ヘッドを模式的に示す断面図である。 本発明者が検討した半導体製造装置用吸着ヘッドを模式的に示す断面図である。

以下の本発明に係る実施形態では、必要な場合に複数のセクションなどに分けて説明するが、原則、それらはお互いに無関係ではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細などの関係にある。このため、全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

また、構成要素の数（個数、数値、量、範囲などを含む）については、特に明示した場合や原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。また、構成要素などの形状に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。

本発明の実施形態における吸着ヘッドは、ダイシング装置、樹脂モールド装置などの半導体製造装置内の各処理機構間で半導体装置を搬送する搬送機構に設けられるものである。図１に、本実施形態における搬送機構の要部である吸着ヘッド１０の断面を示す。この図１では、１つの吸着ヘッド１０が１つのワークであるＢＧＡ１００（半導体装置）を吸着保持している状態を示している。

ＢＧＡ１００では、ＢＧＡ基板１０１上に複数のはんだボール１０２（実装部品）がグリッド状（マトリクス状）に配置して実装されている。このはんだボール１０２は、ＢＧＡ１００の外部接続端子となり、ＢＧＡ基板１０１の内部に実装されている半導体チップなどの電子部品と電気的に接続されている。このようなＢＧＡ１００は、例えば、大きさが２０ｍｍ角、ボール数が４００個、ボール径が０．２〜０．３ｍｍのものである。

吸着ヘッド１０は、パッド状の柔軟性を有する多孔質材１１と、多孔質材１１より剛性の高い弾性材１２とが積層された積層体１３を備えている。弾性材１２が有する固定面１２ａに、多孔質材１１の一方の面１１ａが両面テープや接着剤などの接続部材（図示せず）、あるいは溶着（超音波）によって貼り付けて固定されている。これにより、多孔質材１１と弾性材１２とは、２層で積層された積層体１３を構成する。この積層体１３において、多孔質材１１は、弾性材１２よりも弾性力が高く（柔らかく）なっている。言い換えると、弾性材１２は、多孔質材１１よりも剛性が高く、積層体１３の躯体となっている。

多孔質材１１の材料としては、例えば、合成樹脂などのスポンジがあげられる。弾性材１２の材料としては、例えば、天然ゴム、合成ゴム、エラストマー、ウレタンなどがあげられる。ここで、積層体１３として、弾性材１２の厚さ（例えば、５ｍｍ）を多孔質材１１の厚さ（例えば、１〜２ｍｍ）よりも厚くしている。後述するが、多孔質材１１は、その柔軟性（弾性力）によって、はんだボール１０２の形状に合わせて縮小変形するものである。また、多孔質材１１が独泡スポンジ（厚さ方向に孔が形成されたスポンジ）であることで、ＢＧＡ１００を吸着する際、吸着漏れをより防止することができる。

このような積層体１３は、多孔質材１１と弾性材１２の積層方向（長さ方向）に貫通する吸着孔１３ａが、例えば、多孔質材１１と弾性材１２とを一体に貼り合わせた後に孔開け加工を施すことによって形成されて、筒状体となっている。多孔質材１１には、一方の面１１ａから反対側の他方の面１１ｂに、積層方向に貫通する貫通孔１１ｃが形成されている。また、弾性材１２には、一方の面１２ｂから固定面１２ａ（他方の面）に、積層方向に貫通し、貫通孔１１ｃと連通する貫通孔１２ｃが形成されている。このため、連通した貫通孔１１ｃと貫通孔１２ｃとによって吸着孔１３ａが構成されているともいえる。

本実施形態における吸着ヘッド１０では、多孔質材１１をＢＧＡ１００に当接させて積層方向に縮小変形させ、ＢＧＡ１００に臨む吸着孔１３ａの一端側が塞がれて密閉空間が形成され、吸着孔１３ａの他端側からの吸引によって、ＢＧＡ１００が吸着される。吸引には、図示しない固定部を介して吸着孔１３ａの他端と連通して接続されている吸着装置２０（例えば、真空ポンプ）が用いられる。このような吸着ヘッド１０の使用方法によれば、ＢＧＡ基板１０１の端部近傍に吸着ヘッド１０の当接領域が確保できないような、ＢＧＡ基板１０１上のはんだボール１０２の実装密度が高いＢＧＡ１００であっても、密閉空間を形成して吸着保持することができる（図１参照）。

このように、吸着ヘッド１０の先端を多孔質材１１とするとシール性が良く、吸着可能になる。ここで、図８、図９に示すように、躯体として弾性材を用いずに、筒状体の多孔質材２１１を用いた吸着ヘッド２１０とすることも考えられる。図８、図９は、本発明者が検討した吸着ヘッド２１０を模式的に示す断面図である。この吸着ヘッド２１０では、ＢＧＡ１００を吸着する際、多孔質材２１１の縮小変形が発生するが、長さ方向にバランスよく変異する場合や（図８）、アンバランスに変異する場合（図９）もある。

多孔質材２１１がアンバランスに変異すると、ＢＧＡ１００は傾いて吸着された姿勢となる（水平状態に対する傾きθ）。これは、多孔質材２１１に形成された貫通孔２１１ａ（吸着孔）に、中軸として貫通孔２１４ａが形成された筒状の吸着ピン２１４（例えば、金属製から構成される。）を同心状に嵌め込んだ構成としても、ＢＧＡ１００は傾いてしまう。なぜならば、吸着ヘッド２１０に対してＢＧＡ１００が当接する方向（吸着ヘッド２１０の長さ方向）には、本願発明のように弾性材はなく、多孔質材２１１しかないからである。

このＢＧＡ１００の姿勢の乱れは、半導体製造装置内において以下に示すような不具合を生じさせる。例えば、搬送途中で行うＢＧＡ１００の画像検査において不具合が生じる場合がある。また、吸着破壊によりＢＧＡ１００を次工程へ渡す場合、ＢＧＡ１００落下時の姿勢に乱れが生じ、良好に受け取られない場合がある。他方、多孔質材２１１から弾性材のみへと変更した吸着ヘッドでは、ＢＧＡ１００の姿勢は改善されるが、ヘッド先端とＢＧＡ１００との間に隙間ができ、吸着漏れが発生して吸着（ピックアップ）が難しくなる。

そこで、本実施形態における吸着ヘッド１０では、多孔質材１１と弾性材１２とを含んだ積層体１３を用い、弾性材１２を積層体１３の躯体とし、多孔質材１１を吸着する際のシール材としている。このように、吸着ヘッド１０の先端が多孔質材１１であるため、その柔軟性により複数のはんだボール１０２の凹凸を吸収でき、吸着漏れを防止することができる。また、ＢＧＡ１００の吸着の際、吸着ヘッド１０をＢＧＡ１００に押し付けすぎたとしても、弾性材１２が押圧力を吸収するので、ＢＧＡ１００への負荷を少なくすることができる。

また、ＢＧＡ１００の吸着の際、多孔質材１１がつぶれても弾性材１２がバックアップするので、吸着ヘッド１０の姿勢の乱れを防止することができる。このように吸着ヘッド１０の吸着姿勢が安定するので、半導体製造装置内の各処理機構間でＢＧＡ１００を搬送する際、搬送途中の画像取り込み工程において乱れなく画像を得ることができる。また、次の処理機構へＢＧＡ１００を渡す際に、吸着ヘッド１０からのＢＧＡ１００の離隔（落下）姿勢が安定し、受け渡しミスを防止することができる。

また、誤動作による搬送機構へのダメージも吸着ヘッド１０の弾性材１２によって抑えることができる。また、吸着ヘッド１０（積層体１３）全体のクッション性によって、吸着ヘッド１０に衝撃吸収機構などの他の機構をあえて設ける必要がなくなる。すなわち、吸着ヘッド１０が用いられる半導体製造装置への適応において、設備の改造をする必要がなくなる。

また、本実施形態における吸着ヘッド１０では、積層体１３の形状を円筒状（平面視円形状）としている（図５参照）。これによれば、吸着ヘッド１０は、ＢＧＡ基板１０１の平面形状に関わらずＢＧＡ１００に対する位置合わせが容易となってＢＧＡ１００を吸着することができる。

また、本実施形態における吸着ヘッド１０では、さらに、積層体１３の吸着孔１３ａに同心状に嵌め込まれる筒状の吸着ピン１４を備えている（図１参照）。吸着ピン１４には、長さ方向、すなわち吸着ピン１４の一端１４ａから他端１４ｂの方向へ貫通するピン孔１４ｃが形成されている。吸着ピン１４の一端１４ａには、フランジ部１４ｄが形成され、吸着ピン１４は段付きとなっている。ピン孔１４ｃが吸着孔１３ａと連通するように吸着ピン１４ｃの他端１４ｂ側から吸着孔１３ａを通して、フランジ部１４ｄで積層体１３が抜け止めされて一体に組み付けられる。言い換えると、吸着孔１３ａに吸着ピン１４が同心状に嵌め込まれることで、吸着ピン１４に積層体１３が固定される。また、弾性材１２の面１２ｂには両面テープ２２（図５参照）が設けられており、この両面テープ２２によってフランジ部１４ｄで積層体１３が固定される。

このような吸着ピン１４を設けることで、吸着ピン１４が中軸となって吸着ヘッド１０を安定させることができる。また、ＢＧＡ１００を吸着する際、ＢＧＡ１００が傾くような多孔質材１１の縮小変形を防止し、より積層方向に多孔質材１１をより縮小変形させることができる。

吸着ピン１４の材料としては、例えば、金属や樹脂などがあげられる。吸着ピン１４が金属で構成されることで、例えば、搬送機構本体側の図示しない固定部（例えば、吸着ピン１４と同じ金属から構成される。）と吸着ピン１４とがボルト止めできる。したがって、吸着ピン１４を介して搬送機構に吸着ヘッド１０を組み付ける（固定する）ことが容易となる。

なお、図１では、吸着ピン１４の他端１４ｂが弾性材１２の固定面１２ａと面一の状態を示しているが、固定面１２ａから引っ込んだ状態、すなわち吸着ピン１４から貫通孔１２ｃ内面が露出した状態であってもよい。また、吸着ピン１４の他端１４ｂが、固定面１２ａから出っ張る状態も考えられるが、ＢＧＡ１００を吸着した際、多孔質材１１が縮小変形しすぎて、吸着ピン１４がＢＧＡ１００に当接してダメージを与えないように注意する必要がある。

次に、吸着ヘッド１０の製造方法について図面を参照して説明する。図２〜図５は、製造工程中の吸着ヘッド１０を模式的に示す斜視図（組立図）である。

まず、図２に示すようなシート状の多孔質材１１と、多孔質材１１よりも剛性が高いシート状の弾性材１２とを積層して貼り合わせる（図３）。この多孔質材１１と弾性材１２の貼り合わせには、接続部材として両面テープ２１を用いている。両面テープ２１の両面の剥離紙が剥がされて、多孔質材１１と弾性材１２が両面テープ２１を介して貼り合わせられている。また、弾性材１２の多孔質材１１側とは反対側の面１２ｂには、外側に剥離紙（図示せず）を残したままの両面テープ２２が貼り付けられている。

続いて、図４に示すように、弾性材１２側から弾性材１２および多孔質材１１を切断加工して積層方向に貫通する吸着孔１３ａを形成する。具体的には、切断加工としてウォータジェット加工を用い、図示しない剥離紙を介して両面テープ２２、弾性材１２、両面テープ２１、多孔質材１１をこの順に、平面視において円形を描きながら切断して、吸着孔１３ａを形成する。この剥離紙を介して切断することで、加工対象の剛性が上がり、切断加工がし易くなる。

続いて、弾性材１２側から弾性材１２および多孔質材１１を吸着孔１３ａの周囲で切断加工し、吸着孔１３ａを有する積層体１３を形成する（図５）。具体的には、切断加工としてウォータジェット加工を用い、図示しない剥離紙を介して両面テープ２２、弾性材１２、両面テープ２１、多孔質材１１をこの順に、平面視において吸着孔１３ａと同心となるような円形を描きながら切断して、吸着孔１３ａを形成する。この剥離紙を介して切断することで、加工対象の剛性が上がり、切断加工がし易くなる。

このようにして、ＢＧＡ基板１０１上のはんだボール１０２の実装密度が高いＢＧＡ１００を吸着保持することのできる吸着ヘッド１０を提供することができる。この吸着ヘッド１０は、素材の異なる２つの多孔質材１１および弾性材１２から構成される。

ここで、吸着ヘッド１０を製作する場合、それぞれの材料を所望の形状に切断した後、それらを貼り合わせて構成することも考えられる。これにより、各材料にあった加工方法で加工することが可能となるが、加工後の多孔質材１１および弾性材１２の貼り合わせが難しく、積層体１３の形状（完成形状）の精度が低くなる場合もある。また、貼り合わせ工程での加工条件の管理がしにくく、貼り付け強度が安定せずに剥離する場合もある。

そこで、本実施形態における吸着ヘッド１０の製造方法では、素材の異なる２つの多孔質材１１および弾性材１２を先に貼り合わせた後、一体加工している。また、弾性材１２と多孔質材１１とを貼り合わせる工程では、高精度の位置合わせが必要ないので、位置合わせに必要な治具が必要なく、また、短時間で実施することができる。また、弾性材１２と多孔質材１１とを貼り合わせる工程の、加圧量や、加圧時間、温度などの管理もしやすくなる。

また、外形寸法の管理は、積層体１３の完成形状での管理のみとなるので、弾性材１２や多孔質材１１の材料ごとの管理が不要となるばかりでなく、それぞれの外形が揃う点では、合わせズレによる不良の発生を防止することができる。また、弾性材１２と多孔質材１１を一体として切断加工を行うので、材料ごとの数量管理が不要となり、積層体１３の完成形状での数量管理のみとなるため、数量管理が簡単になる。また、薄くて柔らかい多孔質材１１を単体で加工するには、材料（シート材）の固定（保持）が困難であったが、多孔質材１１よりも硬度な弾性材１２と一体化することにより剛性を上げ、切断加工中の材料固定が簡単となる。

以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、代表的なものの新規な特徴およびこれによって得られる作用、効果を簡単に説明すれば、次のとおりである。

吸着ヘッド１０は、柔軟性を有する多孔質材１１と、多孔質材１１より剛性が高い弾性材１２とが積層された積層体１３を備えている。この積層体１３には、積層方向に貫通する吸着孔１３ａが形成されている。そして、吸着ヘッド１０では、多孔質材１１をＢＧＡ１００に当接させて積層方向に縮小変形させ、ＢＧＡ１００に臨む吸着孔１３ａの一端側が塞がれて密閉空間が形成され、吸着孔１３ａの他端側からの吸引によって、ＢＧＡ１００が吸着される。

これによれば、ＢＧＡ基板１０１の端部近傍に吸着ヘッド１０の当接領域が確保できないような、ＢＧＡ基板１０１上のはんだボール１０２の実装密度が高いＢＧＡ１００であっても、ＢＧＡ１００を吸着保持することができる。

さらに、本発明は前記実施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いうまでもない。

前記実施形態では、吸着ピン１４を介して吸着ヘッド１０（積層体１３）を搬送機構の固定部に固定する場合について説明した。これに限らず、吸着ピン１４を介さずに積層体１３を搬送機構の固定部に両面テープ２２によって固定する場合も考えられる。

また、前記実施形態では、積層体１３の外形を円柱、その内部の吸着孔１３ａの平面視形状を円形とした円筒状の積層体１３の場合について説明した。これに限らず、積層体１３の外形を四角柱、多角柱またはそれ以外の形状としてもよく、また吸着孔１３ａの平面視形状を四角、多角形またはそれ以外の形状としてもよい。

また、前記実施形態では、多孔質材１１として独泡スポンジを用いた場合について説明した。これに限らず、吸引装置２０からの吸引能力を高めることで、連続気泡スポンジを用いる場合も考えられる。

また、前記実施形態では、剥離紙を残したままの両面テープ２２を介して弾性材１２および多孔質材１１を切断加工した場合について説明した。これに限らず、両面テープ２２を介さずに直接弾性材１２側から弾性材１２および多孔質材１１を切断加工する場合も考えられる。

また、前記実施形態では、積層体１３を形成するための弾性材１２および多孔質材１１の切断加工方法として、ウォータジェット加工を用いた場合について説明した。これに限らず、例えば、切削、研削、型を使った成形や打ち抜き、レーザ加工などを用いることもできる。

１０ 吸着ヘッド
１１ 多孔質材
１２ 弾性材
１３ 積層体
１３ａ 吸着孔
１００ ＢＧＡ（半導体装置）
１０１ ＢＧＡ基板
１０２ はんだボール（実装部品）

Claims (5)

1. 柔軟性を有する多孔質材と、前記多孔質材より剛性が高い弾性材とが積層された積層体を備え、
   前記積層体には、積層方向に貫通する吸着孔が形成され、
   前記多孔質材を前記半導体装置に当接させて積層方向に縮小変形させ、前記半導体装置に臨む前記吸着孔の一端側が塞がれて密閉空間が形成され、前記吸着孔の他端側からの吸引によって、前記半導体装置が吸着されることを特徴とする半導体製造装置用吸着ヘッド。
2. 請求項１記載の半導体製造装置用吸着ヘッドにおいて、
   前記吸着孔に同心状に嵌め込まれる筒状の吸着ピンを備え、
   前記吸着ピンの一端に設けられたフランジ部により、前記構造体が抜け止めされて一体に組み付けられていることを特徴とする半導体製造装置用吸着ヘッド。
3. 請求項１または２記載の半導体製造装置用吸着ヘッドにおいて、
   前記積層体の形状が、円筒状であることを特徴とする半導体製造装置用吸着ヘッド。
4. 請求項１、２または３記載の半導体製造装置用吸着ヘッドにおいて、
   前記多孔質材は、独泡スポンジであることを特徴とする半導体製造装置用吸着ヘッド。
5. （ａ）柔軟性を有する多孔質材と、前記多孔質材よりも剛性が高い弾性材とを積層して貼り合わせる工程と、
   （ｂ）前記弾性材側から前記弾性材および前記多孔質材を切断加工して積層方向に貫通する吸着孔を形成する工程と、
   （ｃ）前記弾性材側から前記弾性材および前記多孔質材を前記吸着孔の周囲で切断加工し、前記吸着孔を有する積層体を形成する工程と
   を含むことを特徴とする半導体製造装置用吸着ヘッドの製造方法。

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