JP2017043478A - 半導体製造装置および半導体製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チャック位置の変化に影響を受けることなく製品を１つずつ搬送することが可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】半導体製造装置は、側方に突出したリードフレーム１１を有する製品１０が上下方向に複数重ねた状態で保持されている状態に対し、製品１０を１つずつ持ち上げて搬送する製品搬送ユニット１を備えている。製品搬送ユニット１は、複数のチャックハンド２と、各チャックハンド２に取り付けられ、かつ、製品１０の外周端を保持可能なチャック爪３とを備え、チャック爪３は、チャック爪３における製品１０に対向する側の上下方向に沿って形成される鋸歯状のチャック面３ａと、チャック爪３における製品１０に対向する側においてチャック面３ａの下側に形成され、かつ、下方へ行く程製品１０から離間する方向に傾斜するテーパー部３ｂとを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、パワーモジュール等の半導体装置を製造するための半導体製造装置、および、その装置を用いた半導体製造方法に関するものである。

従来、製品搬送ユニットを備える半導体製造装置を用いた半導体製造方法では、次のような搬送方法が採用されている。シリンダで直方体状のチャック爪を開閉動作させて、製品供給マガジンの一番上に保持されている製品を挟み込む。この状態で製品を持ち上げて、１つずつ搬送するという方法である。

製品のチャック爪との接触面に変形があった場合または製品の厚みにばらつきが生じた場合、チャック位置が変化する。この場合、製品は複数重ねた状態で製品供給マガジンに保持されているため、２つの製品が同時に挟み込まれて搬送されてしまうという問題があった。

このような問題を解消するために、例えば、特許文献１には、転送手段の吸着パッドがスタッカーのリードフレームに着地して吸着する際に、弾接部材がリードフレームの縁部に弾接することで、リードフレームを下層のリードフレームから分離させる装置が開示されている。

特開平４−４５０３２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置は、吸着方式により製品を保持するものであり、吸着パッドにより製品を吸着する際に、弾接部材による弾接により製品を毎回意図的に分離するものである。そのため、特許文献１に記載の装置は、チャック位置の変化に対応するものではなく、２つの製品が同時に搬送される可能性がある。

そこで、本発明は、チャック位置の変化に影響を受けることなく製品を１つずつ搬送することが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体製造装置は、側方に突出したリードフレームを有する半導体製品が上下方向に複数重ねた状態で保持されている状態に対し、前記製品を１つずつ持ち上げて搬送する製品搬送ユニットを備える半導体製造装置であって、前記製品搬送ユニットは、複数のハンド部と、各前記ハンド部に取り付けられ、かつ、前記製品の外周端を保持可能なチャック爪とを備え、前記チャック爪は、前記チャック爪における前記製品に対向する側の上下方向に沿って形成される鋸歯状のチャック面と、前記チャック爪における前記製品に対向する側において前記チャック面の下側に形成され、かつ、下方へ行く程前記製品から離間する方向に傾斜するテーパー部とを備えるものである。

本発明によれば、製品搬送ユニットは、複数のハンド部と、各ハンド部に取り付けられ、かつ、製品の外周端を保持可能なチャック爪とを備え、チャック爪は、チャック爪における製品に対向する側の上下方向に沿って形成される鋸歯状のチャック面と、チャック爪における製品に対向する側においてチャック面の下側に形成され、かつ、下方へ行く程製品から離間する方向に傾斜するテーパー部とを備える。

したがって、チャック爪により搬送対象の製品の外周端を保持する際、搬送対象の製品はチャック爪のチャック面に位置し、かつ、搬送対象の製品の１つ下側の製品はテーパー部に位置するため、当該製品はチャック爪で保持されない。これにより、製品の変形または製品の厚みのばらつき等によりチャック位置が変化した場合にも、製品を１つずつ分離することができるため、チャック位置の変化に影響を受けることなく製品を１つずつ搬送することができる。

実施の形態に係る半導体製造装置の製品搬送ユニットの概略正面図である。 製品搬送ユニットのハンド部に取り付けられたチャック爪の正面図である。 チャック爪のテーパー部の拡大図である。 実施の形態の変形例の図３相当図である。 前提技術に係る半導体製造装置の製品搬送ユニットのチャック爪の開動作を示す斜視図である。 前提技術に係る半導体製造装置の製品搬送ユニットの下降動作を示す斜視図である。 前提技術に係る半導体製造装置の製品搬送ユニットの搬送動作を示す斜視図である。

＜前提技術＞
本発明の実施の形態を説明する前に、前提となる技術について説明する。図５は、前提技術に係る半導体製造装置の製品搬送ユニット１００のチャック爪１０３の開動作を示す斜視図である。図６は、製品搬送ユニット１００の下降動作を示す斜視図である。図７は、製品搬送ユニット１００の搬送動作を示す斜視図である。なお、図５、図６および図７の紙面において右方が前方であり、左方が後方である。

図５に示すように、前提技術に係る半導体製造装置は、製品搬送ユニット１００を備え、製品搬送ユニット１００は、搬送板５、シリンダ６、複数（例えば４つ）のチャックハンド２、およびチャック爪１０３を備えている。

搬送板５は、平面視で矩形状に形成され、搬送板５の前後方向両端部にシリンダ６がそれぞれ取り付けられている。シリンダ６の下端における搬送板５の角部に対応する位置に、チャックハンド２がそれぞれ取り付けられ、チャックハンド２は、シリンダ６の駆動により開閉動作を行う。また、搬送板５には昇降機構（図示省略）が連結され、昇降機構の駆動により搬送板５とともにチャックハンド２が昇降可能となっている。チャックハンド２の下部における製品１０に対向する側に、チャック爪１０３が取り付けられており、チャック爪１０３のチャック面は平面状に形成されている。製品搬送ユニット１００は、製品供給マガジン（図示省略）によって、側方に突出したリードフレーム１１を有する製品１０が上下方向に複数重ねた状態で保持されている状態に対し、製品１０を１つずつ持ち上げて搬送する。より具体的には、製品搬送ユニット１００は、製品１０の外周端（製品１０のリードフレーム１１の外周端）を、４つのチャック爪１０３のチャック面で挟み込んで（保持して）搬送する。ここで、製品１０とは半導体製品である。

次に、製品搬送ユニット１００の搬送動作について説明する。図５に示すように、製品搬送ユニット１００は、シリンダ６の駆動によりチャックハンド２およびチャック爪１０３の開動作を行った後、チャック爪１０３のチャック面が上から１番目の製品１０の外周端に対向する位置に位置するように、昇降機構の駆動により搬送板５の下降動作を行う。

図６に示すように、製品搬送ユニット１００は、シリンダ６の駆動によりチャックハンド２およびチャック爪１０３の閉動作を行い、複数のチャック爪１０３により製品１０を挟み込む。より具体的には、図６の紙面手前側に位置するチャック爪１０３と、図６の奥側に位置するチャック爪１０３とで製品１０が挟み込まれる。

次に、図７に示すように、製品搬送ユニット１００は、昇降機構の駆動により搬送板５の上昇動作を行うことで１つの製品１０を持ち上げて搬送する。

しかしながら、製品１０は複数重ねた状態で製品供給マガジンに保持されているため、製品１０のチャック爪１０３との接触面に変形があった場合または製品１０の厚みにばらつきが生じた場合はチャック位置が変化することから、２つの製品１０が同時に挟み込まれて搬送されてしまうという問題があった。

＜実施の形態＞
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態に係る半導体製造装置の製品搬送ユニット１の概略正面図である。図２は、製品搬送ユニットのチャックハンド２に取り付けられたチャック爪３の正面図である。図３は、チャック爪３のテーパー部３ｂの拡大図である。

図１に示すように、実施の形態に係る半導体製造装置は、製品搬送ユニット１を備え、製品搬送ユニット１は、複数（例えば４つ）のチャックハンド２（ハンド部）およびチャック爪３を備えている。製品搬送ユニット１はさらに、搬送板５（図５参照）およびシリンダ６（図５参照）を備えているが、これらは前提技術の場合と同様であるため説明は省略する。また、実施の形態において、前提技術で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

図１、図２および図３に示すように、チャックハンド２の下部における製品１０に対向する側に、チャック爪３が複数のネジ４で取り付けられており、チャック爪３は、略直方体状に形成され、製品１０の外周端（より具体的には、製品１０のリードフレーム１１の外周端）を保持可能とするためにチャック面３ａを備えている。チャック面３ａは、チャック爪３における製品１０に対向する側の上下方向に沿って、尖った凹凸が繰り返される鋸歯状に形成されている。チャック爪３はさらに、テーパー部３ｂも備えており、テーパー部３ｂは、チャック爪３における製品１０に対向する側においてチャック面３ａの下側に形成され、かつ、下方へ行く程製品１０から離間する方向に傾斜するように形成されている。

チャック爪３における製品１０に対向する側においてチャック面３ａの下側にテーパー部３ｂを形成したことで、チャック爪３により製品１０の外周端を保持する際、搬送対象の製品１０はチャック爪３のチャック面３ａに位置し、かつ、搬送対象の製品１０の１つ下側の製品１０はテーパー部３ｂに位置することになる。これにより、実施の形態に係る半導体製造装置は、製品供給マガジンに重ねられた状態で保持されている製品１０のうち搬送対象である１番上の製品１０を搬送する際、この製品１０の１つ下側の製品１０を分離させ、搬送対象の製品１０のみを確実に保持することができるという作用効果を奏する。

なお、チャック面３ａとテーパー部３ｂとの距離は、上下方向に隣接する製品１０のリードフレーム１１同士の距離に基づいて設定されている。図２と図３では、チャック面３ａとテーパー部３ｂとの間の部分は平面状に形成されているが、搬送対象の製品１０の１つ下側の製品１０を分離させるという目的においては、テーパー部３ｂはチャック面３ａに隣接する位置に形成される方が望ましい。

次に、半導体製造装置が備える製品搬送ユニット１を用いた半導体製造方法について説明する。最初に、側方に突出したリードフレーム１１を有する製品１０が上下方向に複数積み上げられる（工程（ａ））。次に、製品搬送ユニット１を用いて製品１０が１つずつ持ち上げられて搬送される（工程（ｂ））。

次に、工程（ｂ）、すなわち、製品搬送ユニット１の搬送動作の詳細について説明する。製品搬送ユニット１は、シリンダ６の駆動によりチャックハンド２およびチャック爪３の開動作を行い、昇降機構の駆動により搬送板５の下降動作を行う。ここで、昇降機構は、搬送対象（上から１番目）の製品１０がチャック爪３のチャック面３ａに位置し、かつ、搬送対象の製品１０の１つ下側（上から２番目）の製品１０がテーパー部３ｂに位置する位置で搬送板５を停止させる。

製品搬送ユニット１は、シリンダ６の駆動によりチャックハンド２およびチャック爪３の閉動作を行い、複数のチャック爪３により上から１番目の製品１０を挟み込む。このとき、上から２番目の製品１０のリードフレーム１１は、チャック爪３のテーパー部３ｂに位置するため、昇降機構の駆動による搬送板５の上昇動作に伴ってテーパー部３ｂに沿って下側に移動する。換言すると、上から２番目の製品１０は、テーパー部３ｂにより分離され下に落下する。よって、製品チャック時の２枚取りを防止することができ、簡単かつ確実に製品１０を１つずつ供給することができる。

以上のように、実施の形態に係る半導体製造装置では、製品搬送ユニット１は、複数のチャックハンド２と、各チャックハンド２に取り付けられ、かつ、製品１０の外周端を保持可能なチャック爪３とを備え、チャック爪３は、チャック爪３における製品１０に対向する側の上下方向に沿って形成される鋸歯状のチャック面３ａと、チャック爪３における製品１０に対向する側においてチャック面３ａの下側に形成され、かつ、下方へ行く程製品１０から離間する方向に傾斜するテーパー部３ｂとを備える。

したがって、チャック爪３により搬送対象の製品１０の外周端を保持する際、搬送対象の製品１０はチャック爪３のチャック面３ａに位置し、かつ、搬送対象の製品１０の１つ下側の製品１０はテーパー部３ｂに位置するため、当該製品１０はチャック爪３で保持されない。これにより、製品１０の変形または製品の厚みのばらつき等によりチャック位置が変化した場合にも、製品１０を１つずつ分離することができるため、チャック位置の変化に影響を受けることなく製品１０を１つずつ搬送することができる。

また、製品１０を１つずつ搬送することで搬送中に製品１０が破損することを抑制できるため、製品１０である半導体装置の歩留り向上を図ることが可能となる。

テーパー部３ｂは、チャック面３ａに隣接する位置に形成されるため、搬送対象の製品１０の１つ下側の製品１０を一層分離しやすくなり、チャック位置の変化に影響を受けることなく製品１０を１つずつ搬送することができる。

実施の形態に係る半導体製造方法は、側方に突出したリードフレーム１１を有する製品１０を上下方向に複数積み上げておく工程（ａ）と、製品搬送ユニット１を用いて、製品１０を１つずつ持ち上げて搬送する工程（ｂ）とを備えるため、安定した製品搬送が可能となる。

なお、上記では、チャック爪３におけるチャック面３ａの下側にテーパー部３ｂを形成したが、図４に示すように、テーパー部３ｂの代わりに窪み３ｃを形成してもよい。図４は、実施の形態の変形例の図３相当図である。窪み３ｃは、製品１０から離間する方向に窪むように丸取りを施して正面視で円弧状に形成されており、テーパー部３ｂと同様の機能を有している。

この場合にも、チャック爪３により搬送対象の製品１０の外周端を保持する際、搬送対象の製品１０はチャック爪３のチャック面３ａに位置し、搬送対象の製品１０の１つ下側の製品１０は窪み３ｃに位置するため、当該製品１０はチャック爪３で保持されない。これにより、製品１０の変形または製品の厚みのばらつき等によりチャック位置が変化した場合にも、製品１０を１つずつ分離することができるため、チャック位置の変化に影響を受けることなく製品１０を１つずつ搬送することができる。

また、窪み３ｃは正面視で円弧状に形成されているため、搬送対象の製品１０の１つ下側の製品１０を分離しやすくなる。

また、図４では、チャック面３ａと窪み３ｃとの間の部分は平面状に形成されているが、搬送対象の製品１０の１つ下側の製品１０を分離させるという目的においては、窪み３ｃはチャック面３ａに隣接する位置に形成される方が望ましい。窪み３ｃは、チャック面３ａに隣接する位置に形成されるため、搬送対象の製品１０の１つ下側の製品１０を一層分離しやすくなり、チャック位置の変化に影響を受けることなく製品１０を１つずつ搬送することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 製品搬送ユニット、２ チャックハンド、３ チャック爪、３ａ チャック面、３ｂ テーパー部、３ｃ 窪み。

Claims (5)

1. 側方に突出したリードフレームを有する半導体製品が上下方向に複数重ねた状態で保持されている状態に対し、前記製品を１つずつ持ち上げて搬送する製品搬送ユニットを備える半導体製造装置であって、
   前記製品搬送ユニットは、
   複数のハンド部と、
   各前記ハンド部に取り付けられ、かつ、前記製品の外周端を保持可能なチャック爪と、
   を備え、
   前記チャック爪は、
   前記チャック爪における前記製品に対向する側の上下方向に沿って形成される鋸歯状のチャック面と、
   前記チャック爪における前記製品に対向する側において前記チャック面の下側に形成され、かつ、下方へ行く程前記製品から離間する方向に傾斜するテーパー部と、
   を備える、半導体製造装置。
2. 前記テーパー部は、前記チャック面に隣接する位置に形成される、請求項１記載の半導体製造装置。
3. 側方に突出したリードフレームを有する半導体製品が上下方向に複数重ねた状態で保持されている状態に対し、前記製品を１つずつ持ち上げて搬送する製品搬送ユニットを備える半導体製造装置であって、
   前記製品搬送ユニットは、
   複数のハンド部と、
   各前記ハンド部に取り付けられ、かつ、前記製品の外周端を保持可能なチャック爪と、
   を備え、
   前記チャック爪は、
   前記チャック爪における前記製品に対向する側の上下方向に沿って形成される鋸歯状のチャック面と、
   前記チャック爪における前記製品に対向する側において前記チャック面の下側に形成される窪みと、
   を備える、半導体製造装置。
4. 前記窪みは、前記チャック面に隣接する位置に形成される、請求項３記載の半導体製造装置。
5. （ａ）側方に突出したリードフレームを有する半導体製品を上下方向に複数積み上げておく工程と、
   （ｂ）請求項１または請求項３記載の半導体製造装置が備える製品搬送ユニットを用いて、前記製品を１つずつ持ち上げて搬送する工程と、
   を備える、半導体製造方法。

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