JP3500048B2 - 球状被処理物の搬送雰囲気変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、球状半導体チップ
等に使用される球状物を異なる雰囲気の中を通して搬送
する際に搬送雰囲気を変換する搬送雰囲気変換装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体チップは、板状の単結晶シ
リコンウェハー上に回路パターンを形成していたが、近
年、直径１ｍｍ以下の球状のシリコン上に回路パターン
を形成して半導体素子を製造する技術が開発されてい
る。そして、この球状の半導体素子を効率的に製造する
ためには、球状のシリコンの処理搬送工程を連結してラ
イン化し、連続化する必要がある。

【０００３】しかしながら、このようなライン化するに
当たっては、前工程から被処理物を搬送する雰囲気を後
工程に持ち込まないようにしなければならず、工程間に
おいて被処理物から前工程の雰囲気を除去し、そして後
工程に合った雰囲気に変換して被処理物を搬送すること
が必要である。しかも、この作業は生産性並びに品質の
点からも高速処理と、高い信頼性を要求される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、球体物を保護雰囲気が異なる連続する前後
の工程間を高速で搬送するに当たって、前後の工程間で
変換する雰囲気の漏れを防止することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体チップ
に使用される球状被処理物を異なる雰囲気中を通して搬
送する際に搬送雰囲気を変換する搬送雰囲気変換装置で
あって、球状被処理物の収容室を円周方向に間隔をおい
て複数箇所設けた円板状の回転受継器を有し、前記回転
受継器は、この回転受継器に対してハウジングとなる容
器部と、この容器部に対してカバーとなる蓋部とからな
る支持器の内部に回転自在に支持されており、また、前
記容器部には、球状被処理物を前記収容室に供給するた
めの受取通路と、球状被処理物を前記収容室から取り出
すための送り出し通路とが対称位置に設けられ、前記受
取通路の先端部は、前記収容室の外周面に密着した球状
被処理物供給通路を形成し、前記送り出し通路の先端部
は、前記収容室の外周面に密着した球状被処理物取出し
通路を形成しており、前記回転受継器には、前記それぞ
れの収容室に連通する雰囲気通路が、円周方向に間隔を
おいて回転中心方向に向けて形成されており、前記支持
器の蓋部あるいは容器部には、それぞれ前記雰囲気通路
と連通可能な雰囲気取出し通路と雰囲気供給通路が設け
られており、前記回転受継器の回転に伴い、前記収容室
の位置が前記雰囲気取出し通路の位置と一致したときに
前記雰囲気通路及び雰囲気取出し通路を介して前記収容
室から雰囲気が取り出され、その後、前記収容室の位置
が前記雰囲気供給通路の位置と一致したときに前記雰囲
気供給通路及び前記雰囲気通路を介して次工程で使用さ
れる雰囲気が前記収容室に供給されるようにしたことを
特徴とする球状被処理物の搬送雰囲気変換装置である。

【０００６】前記構成を有する本発明に係る搬送雰囲気
変換装置には、その球状被処理物の受取通路と送り出し
通路に、光ファイバーセンサーのような光センサーや超
音波センサ一、さらには、振動検出センサーなどの位置
検出手段を設置することができる。

【０００７】これによって、被処理物である球状物の位
置を確実に認識することができるので、球状物をｌ個づ
つ確実に搬送することができ、搬送途中での詰まりがな
いライン化が可能となる。

【０００８】また、搬送中のトラブルが即検出できると
同時に、ラインストップしても各工程で不良が出ず、何
れかの工程で不良が発生した場合は球状物を次工程へ搬
送しない。さらには、これによって、シリアル番号をつ
けることができ、より確実な工程管理が可能となる。

【０００９】さらに、雰囲気取出し通路に連通する雰囲
気取出し管と雰囲気供給通路に連通する雰囲気供給管
に、その雰囲気ガスの通過を制御するソレノイドバルブ
のような開閉弁を配置し、前記位置検出手段の位置確認
信号により、この開閉弁の開閉を制御する制御手段を備
えることができる。

【００１０】この場合は、前記開閉弁のＯＮ、ＯＦＦを
制御することにより雰囲気流量を必要最小限とすること
ができ、省エネ、省資源、低コスト化が実現できる。

【００１１】また、各工程間の雰囲気のシール性を向上
させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を球状の半導体素子
の搬送に適用した実施例によって、その実施の形態を具
体的に説明する。

【００１３】実施例１ 図１は、本発明の球状被処理物の搬送雰囲気変換装置の
蓋部を取り外して示す正面図であり、図２は図１をＡ−
Ａ線から見た断面図を示し、図３は被処理物である球状
の収容室４周辺の詳細を示すための断面図である。

【００１４】図１において、１は回転自在な円板状の回
転受継器を示し、その外周に、球状の半導体素子３を収
容するための収容部２が円周方向に所定の間隔をおいて
複数箇所設けられている。この収容部２には、図３に示
すように、被処理物３を収容できる程度の空間を有する
収容室４と、この収容室４に連通して回転受継器１の回
転中心方向に向けて形成された雰囲気通路５を備えてい
る。

【００１５】回転受継器１は、図２に示すように、支持
器６の内部に回転自在に支持されている。この支持器６
は、回転受継器１に対してハウジングとなる容器部７
と、この容器部７に対してカバーとなる蓋部８とに分割
されて構成されている。

【００１６】容器部７には、回転受継器１を収納すると
ともに蓋部８を嵌合するための凹部９が形成されてお
り、また、回転受継器１に一体に形成された回転軸１０
を回転自在に支持するためのベアリング１１が設けら
れ、その外周部の対称位置に受取通路１２と送り出し通
路１３が設けられている。

【００１７】受取通路１２は、被処理物３を回転受継器
１の収容室４に供給するためのものであり、その先端部
は収容室４と同じ程度の径を有し収容部２の外周面に密
着して被処理物供給通路１４とされている。また、送り
出し通路１３は、被処理物３を回転受継器１の収容室４
から取り出すためのものであり、その先端部は収容室４
と同じ程度の径を有し収容部２の外周面に密着可能な被
処理物取出し通路１５とされている。

【００１８】図１において、３９ａ及び３９ｂはそれぞ
れ、回転受継器１の対称位置に配置された受取通路１２
及び送り出し通路１３に、相対向して設けられた光ファ
イバーセンサからなる位置検知手段であり、それぞれの
通路を通過する球状の被処理物３の位置を確認するため
に配置されている。

【００１９】位置検出手段３９ａ及び３９ｂはそれぞ
れ、図１のように、受取通路１２の被処理物供給通路１
４の部分及び送り出し通路１３の被処理物取出し通路１
５の部分に相対向して位置させてもよく、また、受取通
路１２及び送り出し通路１３の、支持器６の外部に延び
る部分に位置させてもよい。さらに、それぞれの通路に
複数設けてもよい。その場合は、被処理物３の位置をよ
り確実に把握することが可能となる。

【００２０】また、蓋部８の側面には雰囲気取出し管１
６と雰囲気供給管１７が設けられている。雰囲気取出し
管１６は、受取通路１２と対応する位置に設けられてお
り、この雰囲気取出し管１６は、回転受継器１の収容部
２の雰囲気通路５と連通可能な雰囲気取出し通路１８を
備えている。また、雰囲気供給管１７は、送り出し通路
１３と対応する位置に設けられており、この雰囲気供給
管１７は、回転受継器１の収容部２の雰囲気通路５と連
通可能な雰囲気供給通路１９を備えている。

【００２１】この雰囲気取出し管１６と雰囲気供給管１
７のそれぞれには、雰囲気ガスの通過を制御するソレノ
イドバルブのような開閉弁４０ａ及び４０ｂを配置し、
位置検出手段３９ａ又は３９ｂからの位置確認信号によ
り、例えば、バネを駆動させてそれぞれの弁の開閉を制
御するようになっている。

【００２２】蓋部８は、容器部７に対して気密状態で取
り付けられており、また、回転受継器１の外周面は、容
器部７の凹部９の内周面と密接した状態で摺動可能とな
っている。

【００２３】さらに、支持器６は、フランジ２０を介し
てモータ２１に取り付けられている。モータ２１の回転
軸２２は、ジョイント２３を介して回転受継器１の回転
軸１０に連結されており、モータ２１により、回転受継
器１が回転駆動される。

【００２４】以下、この搬送雰囲気変換装置の作動につ
いて説明する。

【００２５】回転受継器１はモータ２１により回転駆動
され、また、受取通路１２からは複数の被処理物３が連
続して供給される。雰囲気取出し管１６には図示しない
雰囲気取出し装置が連結されており、雰囲気取出し管１
６の内部は負圧となっている。また、雰囲気供給管１７
には図示しない雰囲気供給装置が連結されており、雰囲
気供給管１７の内部は正圧となっている。

【００２６】回転受継器１が回転して収容室４の位置が
受取通路１２の被処理物供給通路１４と雰囲気取出し通
路１８の位置に一致すると、収容室４の内部の雰囲気が
雰囲気通路５および雰囲気取出し通路１８を通して雰囲
気取出し管１６側に引かれる。このとき、受取通路１２
から供給され被処理物３は供給通路１４を通って負圧を
保持した回転受継器１の収容室４内部に収容される。こ
のとき、被処理物供給通路１４を通る被処理物３が位置
検知手段３９ａによって検知され、位置検出手段３９ａ
から位置確認信号が図示しない回線を通って雰囲気取出
し管１６に設けられたソレノイドバルブのような開閉弁
４０ａに伝達される。

【００２７】そして、前記位置確認信号により、開閉弁
４０ａが制御作動され、これによって、受取通路１２か
ら流れ込む前工程で使用している雰囲気は、雰囲気取出
し管１６により回収されるので、収容室４の内部に前工
程の雰囲気が残留することはない。なお、本明細書にお
いては、雰囲気とは、活性ガス、不活性ガス等の気体の
みを意味するものではなく、水や各種溶液等の液体によ
って形成される媒体による雰囲気をも含む。

【００２８】回転受継器１が回転すると、この回転に従
って、被処理物３は収容室４内に保持された状態で回転
受継器１の円周に沿って移動する。

【００２９】収容室４の位置が送り出し通路１３の被処
理物取出し通路１５と雰囲気供給管１７の位置に一致す
ると、雰囲気供給管１７から供給される次工程で使用さ
れるガス等の雰囲気は、雰囲気供給通路１９及び雰囲気
通路５を通って収容室４内に吹き込まれる。これによ
り、収容室４内の被処理物３は被処理物取出し通路１５
を通って、送り出し通路１３に送り出される。

【００３０】そして、雰囲気供給通路１９から流れ込ん
でくる次工程で使用している雰囲気は、被処理物３とと
もに次の工程に送られる。このとき、上記供給の場合と
同様に、被処理物３は被処理物取出し通路１５に配置さ
れた位置検知器３９ｂによって検知され、これから発信
される位置確認信号により、雰囲気供給管１７に設けら
れたソレノイドバルブのような開閉弁４０ｂが制御作動
され、これによって、次工程にはその工程で使用される
雰囲気のみが供給される。したがって、前工程で使用し
た雰囲気が混入することはなく、前工程の雰囲気に対す
るシール性を高くすることができる。実験によれば、受
取通路１２側での前工程の雰囲気の濃度が１ｐｐｍであ
る時に、送り出し通路１３側での前工程の雰囲気の濃度
を１／１０００ｐｐｍ以下にすることができた。

【００３１】また、回転受継器１の円周上に多数の収容
室を設け、回転受継器１を回転させながら被処理物の受
け取りと送り出しを連続的に行っているので、雰囲気の
変換処理を、たとえば、２，５００個／ｓｅｃ程度の高
速で実施することができる。なお、回転受継器１ならび
に支持器６の材質には、搬送雰囲気、たとえば、水、不
活性ガス等に合わせて、樹脂あるいはステンレス及びス
テンレスにテフロン樹脂をコーティングしたものを用い
ることができる。

【００３２】実施例２ 図４は、本発明の第２の実施例を蓋部を取り外して示す
正面図であり、図５は図４のＤ−Ｄ線から見た断面図で
ある。

【００３３】この第２の実施例においては、上記実施例
１に対して、収容室２６が回転受継器２４の外周面から
外側に露出した状態で設けられている例を示す。

【００３４】図４において、回転自在な円板状の回転受
継器２４の外周部に、被処理物である球状の半導体素子
を収容するための収容部２５が円周方向に所定の間隔を
おいて複数設けられている。この収容部２５は、図６に
示すように、被処理物３を収容できる程度の空間を有す
る収容室２６が回転受継器２４の外周面から外側に露出
した状態で設けられている。

【００３５】ここで、図６（ａ）は、図５の破線の円で
囲んだ部分Ａの拡大図であり、図６（ｂ）は、図４の破
線の円で囲んだ部分Ｂの拡大図である。

【００３６】回転受継器２４は、支持器２７の内部に回
転自在に支持されている。この支持器２７は、回転受継
器２４に対してハウジングとなる容器部２８と、この容
器部２８に対してカバーとなる蓋部２９とに分割されて
構成されている。

【００３７】容器部２８には、回転受継器２４を収納す
るとともに蓋部２９を嵌合するための凹部３０が形成さ
れている。蓋部２９は、容器部２８に対して気密状態で
取り付けられる。なお、回転受継器２４を回転する駆動
機構に関しては第１の実施例と同様であるので、対応す
る部材には同一符号を付して説明は省略する。

【００３８】上記回転受継器２４の収容部２５と対応す
る蓋部２９の円周上の対称位置には、蓋部２９を貫通し
て受取通路３１と送り出し通路３２が設けられている。
受取通路３１は、被処理物３を回転受継器２４の収容室
２６に供給するためのものであり、その先端部は収容室
２６と同じ程度の径を有し収容部２５の外周側面に密着
可能な被処理物供給通路３３とされている。また、送り
出し通路３２は、被処理物３を回転受継器２４の収容室
２６から取り出すためのものであり、その先端部は収容
室２６と同じ程度の径を有し収容部２５の外周面に密着
可能な被処理物取出し通路３４とされている。

【００３９】また、容器部２８の外周側面には雰囲気取
出し管３５と雰囲気供給管３６が設けられている。雰囲
気取出し管３５は、受取通路３１と対応する位置に設け
られており、この雰囲気取出し管３５は、回転受継器２
４の収容部２５と連通可能な雰囲気取出し通路３７を備
えている。また、雰囲気供給管３６は、送り出し通路３
２と対応する位置に設けられており、この雰囲気供給管
３６は、回転受継器２４の収容部２５と連通可能な雰囲
気供給通路３８を備えている。

【００４０】回転受継器２４はモータ２１により回転駆
動され、また、受取通路３１からは複数の被処理物３が
連続して供給される。雰囲気取出し管３５には図示しな
い雰囲気取出し装置が上記開閉弁を介して連結されてお
り、雰囲気取出し管３５の内部は負圧となっている。ま
た、雰囲気供給管３６には図示しない雰囲気供給装置が
上記開閉弁を介して連結されており、雰囲気供給管３６
の内部は正圧となっている。

【００４１】回転受継器２４が回転して収容室２６の位
置が受取通路３１の被処理物供給通路３３と雰囲気取出
し通路３７の位置に一致すると、収容室２６の内部の雰
囲気が雰囲気取出し通路３７を通して雰囲気取出し管３
５側に引かれる。これにより、受取通路３１から供給さ
れた被処理物３は、被処理物供給通路３３を通って回転
受継器２４の収容室２６内部に収容されて、収容室２６
内に負圧で保持される。

【００４２】このとき、受取通路３１から流れ込んでく
る前工程で使用しているガス等の雰囲気は、雰囲気取出
し管３５により回収されるので、収容室２６の内部に前
工程の雰囲気が残留することはない。

【００４３】回転受継器２４が回転すると、被処理物３
は収容室２６内に保持された状態で回転受継器２４の円
周に沿って移動し、収容室２６の位置が送り出し通路３
２の被処理物取出し通路３４と雰囲気供給管３６の位置
に一致すると、雰囲気供給管３６から供給される次工程
で使用されるガス等の雰囲気は、雰囲気供給通路３８を
通って収容室２６内に吹き込まれる。これにより、収容
室２６内の被処理物３は被処理物取出し通路３４を通っ
て被処理物取出し通路３４に押し出されて、送り出し通
路３２に送り出される。

【００４４】実施例３ 図７は、本発明の第３の実施例を蓋部を取り外して示す
正面図であり、図８は図７のＥ−Ｅ線から見た断面図で
ある。図９（ａ）は、図８の破線の円で囲んだ部分Ａの
拡大図であり、図９（ｂ）は、図７の破線の円で囲んだ
部分Ｂの拡大図である。なお、第２の実施例と対応する
部材には同一符号を付している。

【００４５】この第３の実施例は、第２の実施例と同様
な構成を有しているが、第２の実施例においては、収容
室２６が回転受継器２４の外周面から外側に露出した状
態で設けられているのに対して、回転受継器２４の外周
面から若干内側に寄った位置に丸穴状の収容室２６ａが
形成されている点が異なっている。

【００４６】実施例４ 図１０は、本発明の第４の実施例を蓋部を取り外して示
す正面図であり、図１１は図１０のＦ−Ｆ線から見た断
面図を示す。なお、第２の実施例と対応する部材には同
一符号を付している。

【００４７】この第４の実施例は、第２の実施例におい
ては、受取通路３１が回転受継器２４の回転面に垂直に
設けられているのに対して、このの実施例においては、
受取通路３１ａが回転受継器２４の回転面に平行に設け
られている点が異なっている。

【００４８】なお、実施例２から実施例４に示す例を示
す各図においては、図示してはいないが、被処理物の受
取通路３１と送り出し通路３２には、実施例１に示すも
のと同様の位置検出手段を取り付け、また、雰囲気取出
し管３５と雰囲気供給管３６の延長上に、各雰囲気の通
過を制御するソレノイドバルブ等の開閉弁を取り付け、
前記位置検知手段からの位置確認信号によって、その開
閉を制御できるようにすることができる。

【００４９】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。

【００５０】（１）被処理物を搬送する前工程の雰囲気
の変換処理が高速で行うことができ、極めて生産性が高
い。

【００５１】（２）前工程より被処理物を搬送してくる
雰囲気の後工程への侵入を確実に防止することができる
高シール性を有する。

【００５２】（３） 位置検出手段を配置することによ
って、被処理物を搬送状態を確実に認識することができ
るので、それぞれにシリアル番号をつけることができ、
工程管理を的確に行うことができる。

【００５３】（４） また、被処理物をｌ個づつ確実に
搬送することができるので、搬送途中での詰まりがない （５） さらに、搬送中のトラブルが、直ちに検知でき
るので、安定した処理工程の連続化が可能となる。

【００５４】（６） 雰囲気媒体の供給量が、必要最小
限となり、省エネ、省資源、低コスト化が実現できる。

【００５５】（７） 雰囲気媒体の流量を最小限にでき
るので、各工程間の雰囲気のシール性を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例を蓋部を取り外して示
す正面図である。

【図２】 図１をＡ−Ａ線からみた断面図である。

【図３】 搬送雰囲気変換装置の収容部近傍を示す拡大
断面図である。

【図４】 本発明の第２の実施例を蓋部を取り外して示
す示す正面図である。

【図５】 図４をＤ−Ｄ線からみた断面図である。

【図６】 （ａ）は、図５の破線の円で囲んだ部分Ａの
拡大図であり、（ｂ）は、図４の破線の円で囲んだ部分
Ｂの拡大図である。

【図７】 本発明の第３の実施例を蓋部を取り外して示
す正面図である。

【図８】 図７をＥ−Ｅ線からみた断面図である。

【図９】 （ａ）は、図８の破線の円で囲んだ部分Ａの
拡大図であり、（ｂ）は、図７の破線の円で囲んだ部分
Ｂの拡大図である。

【図１０】 本発明の第４の実施例を蓋部を取り外して
示す正面図である。

【図１１】 図１０をＦ−Ｆ線からみた断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 暁一 福岡県北九州市八幡西区小嶺２丁目10番 １号株式会社 三井ハイテック内 (56)参考文献 特開 平６−135542（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−204586（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−278848（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68 B65G 47/86 B65G 49/00 H01L 21/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップに使用される球状被処理物
   を異なる雰囲気中を通して搬送する際に搬送雰囲気を変
   換する搬送雰囲気変換装置であって、 球状被処理物（３）の収容室（４）を円周方向に間隔を
   おいて複数箇所設けた円板状の回転受継器（１）を有
   し、 前記回転受継器（１）は、この回転受継器（１）に対し
   てハウジングとなる容器部（７）と、この容器部（７）
   に対してカバーとなる蓋部（８）とからなる支持器
   （６）の内部に回転自在に支持されており、 また、前記容器部（７）には、球状被処理物（３）を前
   記収容室（４）に供給するための受取通路（１２）と、
   球状被処理物（３）を前記収容室（４）から取り出すた
   めの送り出し通路（１３）とが対称位置に設けられ、 前記受取通路（１２）の先端部は、前記収容室（４）の
   外周面に密着した球状被処理物供給通路（１４）を形成
   し、 前記送り出し通路（１３）の先端部は、前記収容室
   （４）の外周面に密着した球状被処理物取出し通路（１
   ５）を形成しており、前記回転受継器（１）には、 前記それぞれの収容室
   （４）に連通する雰囲気通路（５）が、円周方向に間隔
   をおいて回転中心方向に向けて形成されており、前 記支持器（６）の蓋部（８）あるいは容器部（７）に
   は、それぞれ前記雰囲気通路（５）と連通可能な雰囲気
   取出し通路（１８）と雰囲気供給通路（１９）が設けら
   れており、 前記回転受継器（１）の回転に伴い、前記収容室（４）
   の位置が前記雰囲気取出し通路（１８）の位置と一致し
   たときに前記雰囲気通路（５）及び雰囲気取出し通路
   （１８）を介して前記収容室（４）から雰囲気が取り出
   され、その後、前記収容室（４）の位置が前記雰囲気供
   給通路（１９）の位置と一致したときに前記雰囲気供給
   通路（１９）及び前記雰囲気通路（５）を介して次工程
   で使用される雰囲気が前記収容室（４）に供給されるよ
   うにした ことを特徴とする球状被処理物の搬送雰囲気変
   換装置。
2. 【請求項２】 受取通路（１２）と送り出し通路（１
   ３）には、球状被処理物（３）の位置検出手段（３９
   ａ，３９ｂ）が設けられた請求項１に記載の球状 被処理
   物の搬送雰囲気変換装置。
3. 【請求項３】 雰囲気供給通路（１９）に連通する雰囲
   気供給管（１７）と雰囲気取出し通路（１８）に連通す
   る雰囲気取出し管（１６）に搬送雰囲気の流量を調整す
   る開閉弁（４０ａ，４０ｂ）を設け、さらに、位置検出
   手段（３９ａ，３９ｂ）の位置確認信号により、この開
   閉弁（４０ａ，４０ｂ）の開閉を制御する制御手段が設
   けられている請求項２に記載の球状被処理物の搬送雰囲
   気変換装置。