半導体素子製造装置
【課題】真空ポンプを使用することなく、メンテナンス作業の作業効率を高めてコストダウンを図ると共に省スペース化を実現し、これにより優れた経済性・スペース性を獲得できる半導体素子製造装置を提供する。
【解決手段】吸着保持ユニット６には、圧縮エアを流すことで負圧つまり真空を発生させて半導体素子Ｓを吸着するエジェクタ８が組み込まれており、エジェクタ８の正圧側にはエジェクタ８のオンオフを行う電磁弁９が設置されている。また、エジェクタ８の排気側には集塵機１１が接続されている。
【解決手段】吸着保持ユニット６には、圧縮エアを流すことで負圧つまり真空を発生させて半導体素子Ｓを吸着するエジェクタ８が組み込まれており、エジェクタ８の正圧側にはエジェクタ８のオンオフを行う電磁弁９が設置されている。また、エジェクタ８の排気側には集塵機１１が接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気特性テストや表面へのマーキング、さらには梱包（テーピング）といった各種の工程処理を施して半導体素子を製造する半導体素子製造装置に係り、特に、工程処理を実施する工程処理部への搬送に際して半導体素子を吸着し保持する保持機構に改良を加えた半導体素子製造装置を関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ミニモールドトランジスタ等の半導体素子は、短冊状のリードフレームを用いて数多くの素子を一括して製造しており、これを個々の半導体素子に分けて出荷している。この場合、リードフレームから半導体素子を取り出して搬送し、この搬送過程で、外観の寸法や電気特性の測定、捺印など出荷に際して必要とされる一連の工程処理を経てから、梱包用のキャリアテープのポケット部に挿入するのが一般的である。また、リードレスの半導体素子についても、ブレージング工程で細かく分断された素子に関して、特性測定や外観検査等の複合処理を行ってから品質ランク別にテーピング梱包して出荷している。
【０００３】
以上のような各種の工程処理を実施して半導体素子を製造する半導体素子製造装置には、半導体素子の搬送機構が必須である。搬送機構による搬送方法としては、直線搬送やターンテーブル搬送があるが、いずれの場合でも搬送機構を所定の工程順に従って進行させるステップと、各工程処理部において半導体素子の処理開始から終了まで搬送機構を停止させるステップを繰り返す、いわゆる間欠搬送が採用されている。また、搬送中の半導体素子が所定の位置からずれないように半導体素子を吸着、保持する必要がある。そのため、半導体素子の搬送機構には半導体素子の吸着保持機構部が不可欠な要素となっている。
【０００４】
このような搬送機構及び吸着保持機構部を備えた半導体素子製造装置は、従来から様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１記載の技術は、各工程処理部にて間欠的に停止しながら半導体素子を搬送する搬送機構を備えたものであるが、一回の停止箇所に複数の工程処理部を設けて、搬送機構の一回の停止あたりでの工程処理数を増やし、複数の工程を複合的に処理する点に特徴がある。この技術によれば、搬送機構の停止回数が低減するので、作業効率及び生産性の向上に寄与することができる。
【０００５】
また、前述したように、半導体素子製造装置の最終工程では、半導体素子をキャリアテープのポケット部へ挿入するテーピング梱包を実施している。この工程処理において、キャリアテープを搬送機構として捉えた場合、ここにも半導体素子の吸着保持機構部は不可欠である。
【０００６】
例えば、特許文献２記載の技術では、ポケット部の下方にバキューム機構が設置されており、このバキューム機構は真空装置に接続されている。この技術によれば、ポケット部から真空引きを行うことで、ポケット部における半導体素子の姿勢保持と、ポケット部内への半導体素子挿入ミスを防ぐことが可能である。
【０００７】
ところで、従来の半導体素子の吸着保持機構には、真空ポンプが組み込まれており、その真空力を利用して半導体素子の吸着、保持が実施される。ここで、真空ポンプによるエア回路について説明する。図８に示すように、吸着保持機構には、真空力のオンオフ制御を行う電磁弁１４が設置されている。さらに、電磁弁１４の後段には真空ポンプへのゴミの侵入を防止するために、フィルタ１５が取り付けられているのが一般的である。
【特許文献１】特開２００６−３０６６１７号公報
【特許文献２】特開２００７−１４５３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の半導体素子製造装置には、以下のような課題が指摘されていた。
すなわち、図８に示した吸着保持機構では、半導体素子を吸着する際に細かなゴミを吸い込むと、電磁弁４１にゴミが詰まって動作不良を起こす心配がある。また、電磁弁１４の後段にあるフィルタ１５でもゴミによる目詰まりが起き、真空力が低下するおそれがあった。
【０００９】
したがって、真空ポンプを有する吸着保持機構では、フィルタ１５の清掃や電磁弁１４の点検を定期的に行う必要があり、メンテナンス作業が面倒であった。なお、半導体素子製造装置では通常、真空チャンバ用として拡散ポンプが用いられるが、このような拡散ポンプは勿論のこと、汎用性の高いロータリーポンプであっても、フィルタ交換やオイルの補充等、メンテナンス作業は不可欠であった。
【００１０】
以上のような真空ポンプを含む半導体素子製造装置では、真空ポンプのメンテナンス作業が煩雑であるため、半導体素子の製造コストを上昇させる要因となっていた。したがって、メンテナンス作業の簡略化を図ることが求められていた。また、真空ポンプは、それ自体が高価であり、且つ大形のものが多い。すなわち、真空ポンプが、半導体素子製造装置のコスト高や大形化を招いていた。このような状況に鑑みて、真空ポンプを用いることなく、半導体素子の吸着保持を実現することが望まれていた。
【００１１】
一方で、真空ポンプの代わりに工場に設置された集中真空配管を使用する方式もある。この方式では真空ポンプは省略されるが、集中真空配管に接続される半導体素子製造装置の台数が増えると真空圧が低下する、あるいは真空圧が不安定となるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するために提案されたものであり、真空ポンプを使用することなく、メンテナンス作業の作業効率を高めてコストダウンを図ると共に省スペース化を実現し、これにより優れた経済性・スペース性を獲得できる半導体素子製造装置を提供することを、目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明は、半導体素子を搬送する搬送機構が設けられ、前記搬送機構に前記半導体素子を吸着、保持する吸着保持機構が設置された半導体素子製造装置において、前記吸着保持機構には、圧縮エアを流すことで負圧を発生させて前記半導体素子を吸着するエジェクタが設けられたことを特徴としている。
【００１４】
以上のような構成を有する本発明では、エジェクタによる負圧を用いて、半導体素子を吸着、保持することができる。エジェクタとは、高速で流す圧縮エアを利用して負圧を発生させる真空発生器であって、真空発生部に可動部がなく、しかも圧縮エアの排気はエジェクタから流れ出るので、エジェクタがゴミを吸い込む心配が無い。また、ゴミを捕らえるためのフィルタをエジェクタに設置する必要もない。このため、高価で大形の真空ポンプが不要となるだけではなく、フィルタ清掃を含むメンテナンス作業も軽減することができ、経済的にきわめて有利である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半導体素子製造装置によれば、エジェクタを利用して半導体素子を吸着、保持することにより、高価で大形な真空ポンプを用いる必要が無く、メンテナンスフリーとなるので、大幅なコストダウンと省スペース化を実現することが可能であり、優れた経済性・スペース性を得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（１）代表的な実施形態
［１］構成
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、本実施形態という）について、図１〜図６に従って具体的に説明する。
【００１７】
［１−１］全体の構成
まず、本実施形態に係る半導体素子製造装置１の全体構成について、図４を用いて説明する。図４に示すように、半導体素子製造装置１には、半導体素子Ｓの搬送機構としてターンテーブル３が配設されている。
【００１８】
ターンテーブル３は、ダイレクトドライブモータ２により進行及び停止する間欠搬送サイクルを繰り返しながら回転するように構成されている。また、ターンテーブル３の周囲には、パーツフィーダ等の搬送手段から送られてくる半導体素子Ｓをターンテーブル３上に供給する供給機構４と、半導体素子Ｓに対し所定の工程処理を施す工程処理ユニット５ａ〜５ｋとが等間隔に配置されている。
【００１９】
また、工程処理ユニット５ａ〜５ｋのうち、５ｆはマーキングユニット、５ｉは外観検査ユニットであり、この２つの工程処理ユニット５ｆ、５ｉと、ターンテーブル３との間には、衛星テーブル１０ａ、１０ｂがそれぞれ設けられている。さらに、ターンテーブル３の円周等配位置には、ターンテーブル３と、供給機構４及び各工程処理ユニット５ａ〜５ｋとの間で、半導体素子Ｓの受渡し及び受取りを行う吸着保持ユニット６が設けられている。
【００２０】
［１−２］吸着保持ユニット
図５は、図４のＡ―Ａ側面図である。この図５に示すように、ターンテーブル３に設けられた吸着保持ユニット６には、該吸着保持ユニット６を上下方向に移動させる駆動ユニット７が取り付けられている。また、吸着保持ユニット６の下部には、工程処理ユニット５ａ、５ｇに対して半導体素子Ｓの受渡し及び受取りを行うための保持ノズル６ａが設置されている。
【００２１】
保持ノズル６ａは、ターンテーブル３が進行及び停止するサイクルに合わせて間欠回転すると共に、駆動ユニット７の上下に伴って搬送位置と処理位置とを上下動するように構成されている。より詳しくは、保持ノズル６ａは、ターンテーブル３が停止すると下降を開始し、停止中は下降位置を保持し、さらにターンテーブル３が回転動作を再開する前に上昇して、回転時には上昇位置を保持するようになっている。
【００２２】
［１−３］エジェクタ
上記の吸着保持ユニット６が半導体素子Ｓを吸着、保持するための吸着保持機構であって、本実施形態の構成上の特徴は、この吸着保持ユニット６にエジェクタ８が組み込まれた点にある。ここで、エジェクタ８について、図１〜図３を用いて説明する。図１の（ａ）、（ｂ）は、吸着保持ユニット６に組み込まれたエジェクタ８の構成図で、（ａ）は吸着保持ユニット６が下降位置にある状態、（ｂ）は吸着保持ユニット６が上昇位置にある状態を示している。また、図２はエジェクタ８を含むエア回路、図３はエジェクタ８の原理図を示している。
【００２３】
図１、図２に示すように、吸着保持ユニット６には、圧縮エアを流すことで負圧つまり真空を発生させて半導体素子Ｓを吸着するエジェクタ８が組み込まれており、エジェクタ８の正圧側にはエジェクタ８のオンオフを行う電磁弁９が設置されている。また、エジェクタ８の排気側には集塵機１１（図２に図示）が接続されている。
【００２４】
図３の原理図に示すように、エジェクタ８には、圧縮エアを拡散させる拡散室８ａが設けられている。拡散室８ａには、正圧側開口部８ｂと、負圧側開口部８ｃが形成されており、正圧側開口部８ｂには内部ノズル８ｄが取り付けられている。また、拡散室８ａを挟み内部ノズル８ｄと向かい合うようにして圧縮エアを排気するディフューザ部８ｅが設けられている。さらに、ディフューザ部８ｅには集塵機１１が接続されている。また、エジェクタ８の負圧側開口部８ｃは弾力性を有する配管チューブ８ｆが取り付けられており、この配管チューブ８ｆを介して保持ノズル６ａの内部に接続されている。
【００２５】
［１−４］衛星テーブル
続いて、図６を用いて、衛星テーブル１０ａ，１０ｂ（以下、まとめて衛星テーブル１０という）の具体的な構成を説明する。図６に示すように、衛星テーブル１０は、中心軸Ｃをターンテーブル３の回転外側に傾け（ここでは、４５度）、９０度間隔で半導体素子Ｓを搭載する搭載面２１を４箇所備えている（図４では衛星テーブル１０上の円形部にて図示）。
【００２６】
搭載面２１は、前記中心軸Ｃに対して４５度外側に傾けて設けられると共に、半導体素子Ｓを吸着保持する吸着孔２２を備え、この吸着孔２２にエジェクタ８の負圧側開口部８ｃが接続されることで、半導体素子Ｓが吸着孔２２に吸着保持されるように構成されている。
【００２７】
なお、衛星テーブル１０には、図４及び図６に示すように、ターンテーブル３に設けられた吸着ノズル６ａの中心位置と上下同位置に半導体素子Ｓの受渡し位置Ｔと、そこから１８０度回転した位置にマーキング又は外観検査等を行う半導体素子Ｓの処理位置Ｄとが設けられている。
【００２８】
［２］作用
［２−１］全体の作用
以上のような構成を有する本実施形態における全体の作用は、次の通りである。すなわち、前工程を終了すると、パーツフィーダ等の搬送手段を介して供給機構４はターンテーブル３へ半導体素子Ｓを供給する。
【００２９】
ターンテーブル３は、１サイクルで回転と停止を繰返す間欠回転を行う。ターンテーブル３の停止後、駆動ユニット７の駆動力により吸着保持ユニット６の保持ノズル６ａが下降し、ターンテーブル３の停止中は、保持ノズル６ａは下降位置を保持する（図１の（ａ）の状態）。また、ターンテーブル３が再度回転動作を再開する前に、駆動ユニット７の駆動力により吸着保持ユニット６の保持ノズル６ａは上昇し、ターンテーブル３の回転時には保持ノズル６ａは上昇位置を保持する（図１の（ｂ）の状態）。
【００３０】
このようにして、保持ノズル６ａは、ターンテーブル３の回転が停止している間は、下降位置に留まり、供給機構４や工程処理ユニット５ａ〜５ｋに半導体素子Ｓを受渡し、また受け取る。各工程処理ユニット５ａ〜５ｋでは、所定の工程処理を半導体素子Ｓに施す。
【００３１】
［２−２］エジェクタの作用
以上の構成を有する本実施形態では、吸着保持ユニット６及び衛星テーブル１０にエジェクタ８を組み込んでおり、このエジェクタ８を用いて、半導体素子Ｓを吸着、保持する。すなわち、図３に示すように、エジェクタ８では、正圧側開口部８ｂから圧縮エアを取り込み、内部ノズル８ｄにてこれを絞って拡散室８ａに放出する。内部ノズル８ｄによって絞られた圧縮エアは、拡散室８ａに放出された時点で急速に膨張し、高速度でディフューザ部８ｅに流入する。
【００３２】
この高速流により拡散室８ａ内の圧力は低下し、負圧が生じることになる。これにより、負圧側開口部８ｃ及び配管チューブを介して、保持ノズル６ａの内部から拡散室８ａに大気が流れ込む。拡散室８ａに流れ込んだ大気は、内部ノズル８ｄを通過した高速の圧縮エアと混合して、ディフューザ部８ｅを通って集塵機１１へと流れ込む。このようなエジェクタ８は、正圧側開口部８ｂ側に圧縮エアを連続して供給することで、負圧の発生状態を維持することができ、この負圧を利用して、保持ノズル６ａにて半導体素子Ｓを保持することが可能である（図１参照）。
【００３３】
［３］効果
以上述べたように、本実施形態に係る半導体素子製造装置１では、エジェクタ８にて発生する負圧を用いて、半導体素子Ｓを確実に吸着、保持することができる。このようなエジェクタ８は、真空を発生させる部分に可動部がなく、構成がシンプルなので、従来技術のように真空力のオンオフを制御する電磁弁が故障する心配もなく、動作信頼性が高い。しかも、本実施形態では圧縮エアを集塵機１１にて回収しているので、エジェクタ８がゴミを吸引することができ、電磁弁９にゴミが付着して不良となるおそれも無い。したがって、優れた清浄度を確保可能であり、クリーンルームにも適用可能である。
【００３４】
また、ゴミを集める集塵機１１はエジェクタ８の外部に設置しているので、エジェクタ８の内部にはゴミを捕らえるためのフィルタは不要である。そのため、エジェクタ８に関してはフィルタの清掃や交換を省くことができ、フィルタの目詰まりもないので安定して高い真空力を発揮することが可能である。このように、エジェクタ８を使用することにより、メンテナンスフリーとなるだけでなく、優れた吸着保持力を獲得することができる。
【００３５】
上記のような本実施形態によれば、真空ポンプに代えてエジェクタ８を利用するといった、きわめて簡単な構成により、大幅なコストダウンと省スペース化を実現することができ、半導体素子製造装置１は優れた経済性・スペース性を持つことができた。
【００３６】
（２）他の実施形態
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば、エジェクタ８のディフューザ部８ｅを、集塵機１１ではなく、工場の集中真空配管に接続してもよい。このような実施形態では、既存設備を有効に利用可能であり、しかも、半導体素子製造装置ごとにエジェクタ８を設置しているので、半導体素子製造装置の台数が増えても、真空圧の低下や不安定さを招くおそれがなく、優れた信頼性を維持することができる。
【００３７】
また、エジェクタ８の設置箇所は適宜変更可能であって、吸着保持ユニット６や衛星テーブル１０以外に、例えば、キャリアテープ１２のポケット部１３へ半導体素子Ｓを挿入する際のバキューム装置として、エジェクタ８を利用した実施形態も包含する（図７参照）。
【００３８】
以上の実施形態によれば、ポケット部１３からの真空引きを、エジェクタ８によって行うことができる。このため、ポケット部１３における半導体素子Ｓの姿勢保持並びにポケット部１３内への半導体素子Ｓの挿入ミス防止を、低コスト、省スペースで、実現することが可能である。
【００３９】
また、各構成部材の形状や配置などは適宜選択自由であり、例えば衛星テーブルを円形のターンテーブル状で構成したが、この構成に限られることなく、受け取り位置及び受渡し位置を共通にして、ターンテーブルの停止中に保持機構から電子部品を受け取るとともに工程処理済みの電子部品を受け渡すことのできる構成であれば、例えば、三角形で構成してもよい。
【００４０】
なお、上記の実施形態では、衛星テーブルの中心軸を傾け、より省スペース化を狙ったが、中心軸を垂直に設けても本発明の作用効果を奏することができることは言うまでもない。さらに、上記実施形態では、衛星テーブルを介在させて設ける工程処理ユニットとしてマーキングユニットと外観検査ユニットを例に挙げたが、衛星テーブルを用いる工程処理を何にするかは、装置の目的等に応じて適宜変更可能である。
【００４１】
また、上記実施形態において、吸着保持ユニットは半導体素子を保持した状態で、移動機構によって、上下動するように構成したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、吸着保持ユニットを工程処理ユニットの配置に応じていかなる方向へも移動可能とすることもできる。
【００４２】
例えば、本発明の工程処理ユニット群における各工程処理ユニットを搬送機構の中心から外側に向かって並列させ、吸着保持ユニットを直径方向に移動させるように構成することも可能である。また、吸着保持ユニットの駆動源についても、適宜選択可能であり、リニアモータ、回転モータ、ソレノイドコイル、シリンダ等既知のいかなる駆動手段で駆動して良い。さらに、ギア、レバー、カム、ベルト、ボールネジ等いかなる既知の駆動力伝達機構を組み合わせも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の代表的な実施形態における主要部の構成図であって、（ａ）は吸着保持ユニット６が下降位置にある状態、（ｂ）は吸着保持ユニット６が上昇位置にある状態を示す。
【図２】本実施形態におけるエア回路図。
【図３】本実施形態の主要部の原理図。
【図４】本実施形態の全体構成を示す平面図。
【図５】図４のＡ―Ａ側面図。
【図６】本実施形態の一部拡大断面図。
【図７】本発明における他の実施形態の一部拡大断面図。
【図８】従来の半導体素子製造装置におけるエア回路図。
【符号の説明】
【００４４】
１…半導体素子製造装置
２…ダイレクトドライブモータ
３…ターンテーブル
４…供給機構
５，５ａ〜５ｋ…工程処理ユニット
５ｆ…マーキングユニット
５ｉ…外観検査ユニット
６…吸着保持ユニット
６ａ…保持ノズル
７…駆動ユニット
８…エジェクタ
８ａ…拡散室
８ｂ…正圧側開口部
８ｃ…負圧側開口部
８ｄ…内部ノズル
８ｅ…ディフューザ部
８ｆ…配管チューブ
９、１４…電磁弁
１０，１０ａ，１０ｂ…衛星テーブル
１１…集塵機
１５…フィルタ
２１…搭載面
２２…吸着孔
Ｄ…半導体素子の処理位置
Ｓ…半導体素子
Ｔ…半導体素子の受渡し位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気特性テストや表面へのマーキング、さらには梱包（テーピング）といった各種の工程処理を施して半導体素子を製造する半導体素子製造装置に係り、特に、工程処理を実施する工程処理部への搬送に際して半導体素子を吸着し保持する保持機構に改良を加えた半導体素子製造装置を関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ミニモールドトランジスタ等の半導体素子は、短冊状のリードフレームを用いて数多くの素子を一括して製造しており、これを個々の半導体素子に分けて出荷している。この場合、リードフレームから半導体素子を取り出して搬送し、この搬送過程で、外観の寸法や電気特性の測定、捺印など出荷に際して必要とされる一連の工程処理を経てから、梱包用のキャリアテープのポケット部に挿入するのが一般的である。また、リードレスの半導体素子についても、ブレージング工程で細かく分断された素子に関して、特性測定や外観検査等の複合処理を行ってから品質ランク別にテーピング梱包して出荷している。
【０００３】
以上のような各種の工程処理を実施して半導体素子を製造する半導体素子製造装置には、半導体素子の搬送機構が必須である。搬送機構による搬送方法としては、直線搬送やターンテーブル搬送があるが、いずれの場合でも搬送機構を所定の工程順に従って進行させるステップと、各工程処理部において半導体素子の処理開始から終了まで搬送機構を停止させるステップを繰り返す、いわゆる間欠搬送が採用されている。また、搬送中の半導体素子が所定の位置からずれないように半導体素子を吸着、保持する必要がある。そのため、半導体素子の搬送機構には半導体素子の吸着保持機構部が不可欠な要素となっている。
【０００４】
このような搬送機構及び吸着保持機構部を備えた半導体素子製造装置は、従来から様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１記載の技術は、各工程処理部にて間欠的に停止しながら半導体素子を搬送する搬送機構を備えたものであるが、一回の停止箇所に複数の工程処理部を設けて、搬送機構の一回の停止あたりでの工程処理数を増やし、複数の工程を複合的に処理する点に特徴がある。この技術によれば、搬送機構の停止回数が低減するので、作業効率及び生産性の向上に寄与することができる。
【０００５】
また、前述したように、半導体素子製造装置の最終工程では、半導体素子をキャリアテープのポケット部へ挿入するテーピング梱包を実施している。この工程処理において、キャリアテープを搬送機構として捉えた場合、ここにも半導体素子の吸着保持機構部は不可欠である。
【０００６】
例えば、特許文献２記載の技術では、ポケット部の下方にバキューム機構が設置されており、このバキューム機構は真空装置に接続されている。この技術によれば、ポケット部から真空引きを行うことで、ポケット部における半導体素子の姿勢保持と、ポケット部内への半導体素子挿入ミスを防ぐことが可能である。
【０００７】
ところで、従来の半導体素子の吸着保持機構には、真空ポンプが組み込まれており、その真空力を利用して半導体素子の吸着、保持が実施される。ここで、真空ポンプによるエア回路について説明する。図８に示すように、吸着保持機構には、真空力のオンオフ制御を行う電磁弁１４が設置されている。さらに、電磁弁１４の後段には真空ポンプへのゴミの侵入を防止するために、フィルタ１５が取り付けられているのが一般的である。
【特許文献１】特開２００６−３０６６１７号公報
【特許文献２】特開２００７−１４５３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の半導体素子製造装置には、以下のような課題が指摘されていた。
すなわち、図８に示した吸着保持機構では、半導体素子を吸着する際に細かなゴミを吸い込むと、電磁弁４１にゴミが詰まって動作不良を起こす心配がある。また、電磁弁１４の後段にあるフィルタ１５でもゴミによる目詰まりが起き、真空力が低下するおそれがあった。
【０００９】
したがって、真空ポンプを有する吸着保持機構では、フィルタ１５の清掃や電磁弁１４の点検を定期的に行う必要があり、メンテナンス作業が面倒であった。なお、半導体素子製造装置では通常、真空チャンバ用として拡散ポンプが用いられるが、このような拡散ポンプは勿論のこと、汎用性の高いロータリーポンプであっても、フィルタ交換やオイルの補充等、メンテナンス作業は不可欠であった。
【００１０】
以上のような真空ポンプを含む半導体素子製造装置では、真空ポンプのメンテナンス作業が煩雑であるため、半導体素子の製造コストを上昇させる要因となっていた。したがって、メンテナンス作業の簡略化を図ることが求められていた。また、真空ポンプは、それ自体が高価であり、且つ大形のものが多い。すなわち、真空ポンプが、半導体素子製造装置のコスト高や大形化を招いていた。このような状況に鑑みて、真空ポンプを用いることなく、半導体素子の吸着保持を実現することが望まれていた。
【００１１】
一方で、真空ポンプの代わりに工場に設置された集中真空配管を使用する方式もある。この方式では真空ポンプは省略されるが、集中真空配管に接続される半導体素子製造装置の台数が増えると真空圧が低下する、あるいは真空圧が不安定となるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するために提案されたものであり、真空ポンプを使用することなく、メンテナンス作業の作業効率を高めてコストダウンを図ると共に省スペース化を実現し、これにより優れた経済性・スペース性を獲得できる半導体素子製造装置を提供することを、目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明は、半導体素子を搬送する搬送機構が設けられ、前記搬送機構に前記半導体素子を吸着、保持する吸着保持機構が設置された半導体素子製造装置において、前記吸着保持機構には、圧縮エアを流すことで負圧を発生させて前記半導体素子を吸着するエジェクタが設けられたことを特徴としている。
【００１４】
以上のような構成を有する本発明では、エジェクタによる負圧を用いて、半導体素子を吸着、保持することができる。エジェクタとは、高速で流す圧縮エアを利用して負圧を発生させる真空発生器であって、真空発生部に可動部がなく、しかも圧縮エアの排気はエジェクタから流れ出るので、エジェクタがゴミを吸い込む心配が無い。また、ゴミを捕らえるためのフィルタをエジェクタに設置する必要もない。このため、高価で大形の真空ポンプが不要となるだけではなく、フィルタ清掃を含むメンテナンス作業も軽減することができ、経済的にきわめて有利である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半導体素子製造装置によれば、エジェクタを利用して半導体素子を吸着、保持することにより、高価で大形な真空ポンプを用いる必要が無く、メンテナンスフリーとなるので、大幅なコストダウンと省スペース化を実現することが可能であり、優れた経済性・スペース性を得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（１）代表的な実施形態
［１］構成
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、本実施形態という）について、図１〜図６に従って具体的に説明する。
【００１７】
［１−１］全体の構成
まず、本実施形態に係る半導体素子製造装置１の全体構成について、図４を用いて説明する。図４に示すように、半導体素子製造装置１には、半導体素子Ｓの搬送機構としてターンテーブル３が配設されている。
【００１８】
ターンテーブル３は、ダイレクトドライブモータ２により進行及び停止する間欠搬送サイクルを繰り返しながら回転するように構成されている。また、ターンテーブル３の周囲には、パーツフィーダ等の搬送手段から送られてくる半導体素子Ｓをターンテーブル３上に供給する供給機構４と、半導体素子Ｓに対し所定の工程処理を施す工程処理ユニット５ａ〜５ｋとが等間隔に配置されている。
【００１９】
また、工程処理ユニット５ａ〜５ｋのうち、５ｆはマーキングユニット、５ｉは外観検査ユニットであり、この２つの工程処理ユニット５ｆ、５ｉと、ターンテーブル３との間には、衛星テーブル１０ａ、１０ｂがそれぞれ設けられている。さらに、ターンテーブル３の円周等配位置には、ターンテーブル３と、供給機構４及び各工程処理ユニット５ａ〜５ｋとの間で、半導体素子Ｓの受渡し及び受取りを行う吸着保持ユニット６が設けられている。
【００２０】
［１−２］吸着保持ユニット
図５は、図４のＡ―Ａ側面図である。この図５に示すように、ターンテーブル３に設けられた吸着保持ユニット６には、該吸着保持ユニット６を上下方向に移動させる駆動ユニット７が取り付けられている。また、吸着保持ユニット６の下部には、工程処理ユニット５ａ、５ｇに対して半導体素子Ｓの受渡し及び受取りを行うための保持ノズル６ａが設置されている。
【００２１】
保持ノズル６ａは、ターンテーブル３が進行及び停止するサイクルに合わせて間欠回転すると共に、駆動ユニット７の上下に伴って搬送位置と処理位置とを上下動するように構成されている。より詳しくは、保持ノズル６ａは、ターンテーブル３が停止すると下降を開始し、停止中は下降位置を保持し、さらにターンテーブル３が回転動作を再開する前に上昇して、回転時には上昇位置を保持するようになっている。
【００２２】
［１−３］エジェクタ
上記の吸着保持ユニット６が半導体素子Ｓを吸着、保持するための吸着保持機構であって、本実施形態の構成上の特徴は、この吸着保持ユニット６にエジェクタ８が組み込まれた点にある。ここで、エジェクタ８について、図１〜図３を用いて説明する。図１の（ａ）、（ｂ）は、吸着保持ユニット６に組み込まれたエジェクタ８の構成図で、（ａ）は吸着保持ユニット６が下降位置にある状態、（ｂ）は吸着保持ユニット６が上昇位置にある状態を示している。また、図２はエジェクタ８を含むエア回路、図３はエジェクタ８の原理図を示している。
【００２３】
図１、図２に示すように、吸着保持ユニット６には、圧縮エアを流すことで負圧つまり真空を発生させて半導体素子Ｓを吸着するエジェクタ８が組み込まれており、エジェクタ８の正圧側にはエジェクタ８のオンオフを行う電磁弁９が設置されている。また、エジェクタ８の排気側には集塵機１１（図２に図示）が接続されている。
【００２４】
図３の原理図に示すように、エジェクタ８には、圧縮エアを拡散させる拡散室８ａが設けられている。拡散室８ａには、正圧側開口部８ｂと、負圧側開口部８ｃが形成されており、正圧側開口部８ｂには内部ノズル８ｄが取り付けられている。また、拡散室８ａを挟み内部ノズル８ｄと向かい合うようにして圧縮エアを排気するディフューザ部８ｅが設けられている。さらに、ディフューザ部８ｅには集塵機１１が接続されている。また、エジェクタ８の負圧側開口部８ｃは弾力性を有する配管チューブ８ｆが取り付けられており、この配管チューブ８ｆを介して保持ノズル６ａの内部に接続されている。
【００２５】
［１−４］衛星テーブル
続いて、図６を用いて、衛星テーブル１０ａ，１０ｂ（以下、まとめて衛星テーブル１０という）の具体的な構成を説明する。図６に示すように、衛星テーブル１０は、中心軸Ｃをターンテーブル３の回転外側に傾け（ここでは、４５度）、９０度間隔で半導体素子Ｓを搭載する搭載面２１を４箇所備えている（図４では衛星テーブル１０上の円形部にて図示）。
【００２６】
搭載面２１は、前記中心軸Ｃに対して４５度外側に傾けて設けられると共に、半導体素子Ｓを吸着保持する吸着孔２２を備え、この吸着孔２２にエジェクタ８の負圧側開口部８ｃが接続されることで、半導体素子Ｓが吸着孔２２に吸着保持されるように構成されている。
【００２７】
なお、衛星テーブル１０には、図４及び図６に示すように、ターンテーブル３に設けられた吸着ノズル６ａの中心位置と上下同位置に半導体素子Ｓの受渡し位置Ｔと、そこから１８０度回転した位置にマーキング又は外観検査等を行う半導体素子Ｓの処理位置Ｄとが設けられている。
【００２８】
［２］作用
［２−１］全体の作用
以上のような構成を有する本実施形態における全体の作用は、次の通りである。すなわち、前工程を終了すると、パーツフィーダ等の搬送手段を介して供給機構４はターンテーブル３へ半導体素子Ｓを供給する。
【００２９】
ターンテーブル３は、１サイクルで回転と停止を繰返す間欠回転を行う。ターンテーブル３の停止後、駆動ユニット７の駆動力により吸着保持ユニット６の保持ノズル６ａが下降し、ターンテーブル３の停止中は、保持ノズル６ａは下降位置を保持する（図１の（ａ）の状態）。また、ターンテーブル３が再度回転動作を再開する前に、駆動ユニット７の駆動力により吸着保持ユニット６の保持ノズル６ａは上昇し、ターンテーブル３の回転時には保持ノズル６ａは上昇位置を保持する（図１の（ｂ）の状態）。
【００３０】
このようにして、保持ノズル６ａは、ターンテーブル３の回転が停止している間は、下降位置に留まり、供給機構４や工程処理ユニット５ａ〜５ｋに半導体素子Ｓを受渡し、また受け取る。各工程処理ユニット５ａ〜５ｋでは、所定の工程処理を半導体素子Ｓに施す。
【００３１】
［２−２］エジェクタの作用
以上の構成を有する本実施形態では、吸着保持ユニット６及び衛星テーブル１０にエジェクタ８を組み込んでおり、このエジェクタ８を用いて、半導体素子Ｓを吸着、保持する。すなわち、図３に示すように、エジェクタ８では、正圧側開口部８ｂから圧縮エアを取り込み、内部ノズル８ｄにてこれを絞って拡散室８ａに放出する。内部ノズル８ｄによって絞られた圧縮エアは、拡散室８ａに放出された時点で急速に膨張し、高速度でディフューザ部８ｅに流入する。
【００３２】
この高速流により拡散室８ａ内の圧力は低下し、負圧が生じることになる。これにより、負圧側開口部８ｃ及び配管チューブを介して、保持ノズル６ａの内部から拡散室８ａに大気が流れ込む。拡散室８ａに流れ込んだ大気は、内部ノズル８ｄを通過した高速の圧縮エアと混合して、ディフューザ部８ｅを通って集塵機１１へと流れ込む。このようなエジェクタ８は、正圧側開口部８ｂ側に圧縮エアを連続して供給することで、負圧の発生状態を維持することができ、この負圧を利用して、保持ノズル６ａにて半導体素子Ｓを保持することが可能である（図１参照）。
【００３３】
［３］効果
以上述べたように、本実施形態に係る半導体素子製造装置１では、エジェクタ８にて発生する負圧を用いて、半導体素子Ｓを確実に吸着、保持することができる。このようなエジェクタ８は、真空を発生させる部分に可動部がなく、構成がシンプルなので、従来技術のように真空力のオンオフを制御する電磁弁が故障する心配もなく、動作信頼性が高い。しかも、本実施形態では圧縮エアを集塵機１１にて回収しているので、エジェクタ８がゴミを吸引することができ、電磁弁９にゴミが付着して不良となるおそれも無い。したがって、優れた清浄度を確保可能であり、クリーンルームにも適用可能である。
【００３４】
また、ゴミを集める集塵機１１はエジェクタ８の外部に設置しているので、エジェクタ８の内部にはゴミを捕らえるためのフィルタは不要である。そのため、エジェクタ８に関してはフィルタの清掃や交換を省くことができ、フィルタの目詰まりもないので安定して高い真空力を発揮することが可能である。このように、エジェクタ８を使用することにより、メンテナンスフリーとなるだけでなく、優れた吸着保持力を獲得することができる。
【００３５】
上記のような本実施形態によれば、真空ポンプに代えてエジェクタ８を利用するといった、きわめて簡単な構成により、大幅なコストダウンと省スペース化を実現することができ、半導体素子製造装置１は優れた経済性・スペース性を持つことができた。
【００３６】
（２）他の実施形態
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば、エジェクタ８のディフューザ部８ｅを、集塵機１１ではなく、工場の集中真空配管に接続してもよい。このような実施形態では、既存設備を有効に利用可能であり、しかも、半導体素子製造装置ごとにエジェクタ８を設置しているので、半導体素子製造装置の台数が増えても、真空圧の低下や不安定さを招くおそれがなく、優れた信頼性を維持することができる。
【００３７】
また、エジェクタ８の設置箇所は適宜変更可能であって、吸着保持ユニット６や衛星テーブル１０以外に、例えば、キャリアテープ１２のポケット部１３へ半導体素子Ｓを挿入する際のバキューム装置として、エジェクタ８を利用した実施形態も包含する（図７参照）。
【００３８】
以上の実施形態によれば、ポケット部１３からの真空引きを、エジェクタ８によって行うことができる。このため、ポケット部１３における半導体素子Ｓの姿勢保持並びにポケット部１３内への半導体素子Ｓの挿入ミス防止を、低コスト、省スペースで、実現することが可能である。
【００３９】
また、各構成部材の形状や配置などは適宜選択自由であり、例えば衛星テーブルを円形のターンテーブル状で構成したが、この構成に限られることなく、受け取り位置及び受渡し位置を共通にして、ターンテーブルの停止中に保持機構から電子部品を受け取るとともに工程処理済みの電子部品を受け渡すことのできる構成であれば、例えば、三角形で構成してもよい。
【００４０】
なお、上記の実施形態では、衛星テーブルの中心軸を傾け、より省スペース化を狙ったが、中心軸を垂直に設けても本発明の作用効果を奏することができることは言うまでもない。さらに、上記実施形態では、衛星テーブルを介在させて設ける工程処理ユニットとしてマーキングユニットと外観検査ユニットを例に挙げたが、衛星テーブルを用いる工程処理を何にするかは、装置の目的等に応じて適宜変更可能である。
【００４１】
また、上記実施形態において、吸着保持ユニットは半導体素子を保持した状態で、移動機構によって、上下動するように構成したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、吸着保持ユニットを工程処理ユニットの配置に応じていかなる方向へも移動可能とすることもできる。
【００４２】
例えば、本発明の工程処理ユニット群における各工程処理ユニットを搬送機構の中心から外側に向かって並列させ、吸着保持ユニットを直径方向に移動させるように構成することも可能である。また、吸着保持ユニットの駆動源についても、適宜選択可能であり、リニアモータ、回転モータ、ソレノイドコイル、シリンダ等既知のいかなる駆動手段で駆動して良い。さらに、ギア、レバー、カム、ベルト、ボールネジ等いかなる既知の駆動力伝達機構を組み合わせも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の代表的な実施形態における主要部の構成図であって、（ａ）は吸着保持ユニット６が下降位置にある状態、（ｂ）は吸着保持ユニット６が上昇位置にある状態を示す。
【図２】本実施形態におけるエア回路図。
【図３】本実施形態の主要部の原理図。
【図４】本実施形態の全体構成を示す平面図。
【図５】図４のＡ―Ａ側面図。
【図６】本実施形態の一部拡大断面図。
【図７】本発明における他の実施形態の一部拡大断面図。
【図８】従来の半導体素子製造装置におけるエア回路図。
【符号の説明】
【００４４】
１…半導体素子製造装置
２…ダイレクトドライブモータ
３…ターンテーブル
４…供給機構
５，５ａ〜５ｋ…工程処理ユニット
５ｆ…マーキングユニット
５ｉ…外観検査ユニット
６…吸着保持ユニット
６ａ…保持ノズル
７…駆動ユニット
８…エジェクタ
８ａ…拡散室
８ｂ…正圧側開口部
８ｃ…負圧側開口部
８ｄ…内部ノズル
８ｅ…ディフューザ部
８ｆ…配管チューブ
９、１４…電磁弁
１０，１０ａ，１０ｂ…衛星テーブル
１１…集塵機
１５…フィルタ
２１…搭載面
２２…吸着孔
Ｄ…半導体素子の処理位置
Ｓ…半導体素子
Ｔ…半導体素子の受渡し位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を搬送する搬送機構が設けられ、前記搬送機構に前記半導体素子を吸着、保持する吸着保持機構が設置された半導体素子製造装置において、
前記吸着保持機構には、圧縮エアを流すことで負圧を発生させて前記半導体素子を吸着するエジェクタが設けられたことを特徴とする半導体素子製造装置。
【請求項２】
前記エジェクタの正圧側に該エジェクタのオンオフを行う電磁弁が設置されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子製造装置。
【請求項３】
前記エジェクタには圧縮エア排気用のディフューザ部が設けられ、
前記ディフューザ部は集塵機または工場の集中真空配管に接続されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体素子製造装置。
【請求項４】
前記吸着保持機構には前記半導体素子を保持するための保持ノズルを有する吸着保持ユニットと、前記吸着保持ユニットを前記半導体素子に対して往復動させる駆動ユニットが設けられ、
前記保持ノズルは前記エジェクタの負圧側に弾力性を有する配管チューブを介して接続されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体素子製造装置。
【請求項５】
前記搬送機構には、前記半導体素子挿入用のポケット部を有したキャリアテープが設置され、
前記キャリアテープのポケット部に前記エジェクタが設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体素子製造装置。
【請求項１】
半導体素子を搬送する搬送機構が設けられ、前記搬送機構に前記半導体素子を吸着、保持する吸着保持機構が設置された半導体素子製造装置において、
前記吸着保持機構には、圧縮エアを流すことで負圧を発生させて前記半導体素子を吸着するエジェクタが設けられたことを特徴とする半導体素子製造装置。
【請求項２】
前記エジェクタの正圧側に該エジェクタのオンオフを行う電磁弁が設置されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子製造装置。
【請求項３】
前記エジェクタには圧縮エア排気用のディフューザ部が設けられ、
前記ディフューザ部は集塵機または工場の集中真空配管に接続されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体素子製造装置。
【請求項４】
前記吸着保持機構には前記半導体素子を保持するための保持ノズルを有する吸着保持ユニットと、前記吸着保持ユニットを前記半導体素子に対して往復動させる駆動ユニットが設けられ、
前記保持ノズルは前記エジェクタの負圧側に弾力性を有する配管チューブを介して接続されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体素子製造装置。
【請求項５】
前記搬送機構には、前記半導体素子挿入用のポケット部を有したキャリアテープが設置され、
前記キャリアテープのポケット部に前記エジェクタが設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体素子製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２９０１６２（Ｐ２００９−２９０１６２Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４４２７５（Ｐ２００８−１４４２７５）
【出願日】平成２０年６月２日（２００８．６．２）
【出願人】（５９１０４８０７０）上野精機株式会社 (60)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２日（２００８．６．２）
【出願人】（５９１０４８０７０）上野精機株式会社 (60)
【Ｆターム（参考）】
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