(57)【要約】【課題】半導体装置の製造処理工程において、工程処理機構を簡略化することによって、装置の縮小化、生産性の向上を図ることができる半導体製造装置の反転及び位置決め機構を提供する。【解決手段】本発明の半導体製造装置の反転及び位置決め機構は、ダイシング・マウンティング・ボンディング・シーリングの各組立工程を経て、振動式パーツフィーダから供給される半導体装置Ｓを吸着保持し次工程へ搬送する吸着ノズル２と、この半導体装置Ｓの方向を反転させる回転軸３と、半導体装置Ｓを挟持し、位置決めを行う１対のガイド４と、この回転軸３とガイド４を同軸上で回転させる回転駆動部５と、機構１全体の動作を制御する制御部Ｃ（図示せず）とからなる。ガイド４によって、半導体装置Ｓを挟持すると共に、回転軸３に設けられた溝部６に半導体装置Ｓが挿入され、回転駆動部５が回転軸３及びガイド４を回転させることによって、パーツフィーダから位置ズレ及び逆方向に供給された半導体装置Ｓの位置決めと方向補正とを一つの処理工程で行うことができる。【選択図】  図１
2004186328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を吸着保持しながら搬送する吸着ノズルと、
前記吸着ノズルに吸着保持された半導体装置が挿入される溝部を備えた回転軸と、
前記吸着ノズルに吸着保持された半導体装置を挟持する少なくとも１対のガイドとを有し、
前記回転軸と前記ガイドとが、同一処理工程において同一軸線上で回転可能に構成されていることを特徴とする半導体装置の反転及び位置決め機構。
【請求項２】
前記半導体装置の側面の一方の対向する面にはそれぞれ異なる形状または極性を有する電極が設けられ、
前記溝部は、前記回転軸を通過する直線上に設けられ、前記溝部上部には前記半導体装置の前記吸着ノズルによる保持状態における前記溝部長軸方向に対する位置ズレ分の幅を持ってテーパ加工が施され、前記溝部下部の幅は前記半導体装置の非電極側の幅と略同一に構成され、
前記吸着ノズルは、前記半導体装置の電極が設けられた側を前記溝部の長軸方向に向けて保持し、
前記溝部には、前記吸着ノズルに保持された前記半導体装置が、前記テーパ加工部分下部まで前記半導体装置の電極が設けられた端部を前記溝部の長軸方向に向けて挿入され、
前記テーパ加工部分下部では、前記半導体装置が前記溝部長軸方向に対して位置決めされ、
前記ガイドは、前記溝部両端から前記半導体装置挿入地点に向けて前記溝部長軸方向に沿ってスライドし、前記半導体装置の電極が設けられた端部側面を挟持し、
前記回転軸及び前記ガイドは、前記半導体装置の溝部長軸方向に対する電極の方向を反転させるべく回転することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の反転及び位置決め機構。
【請求項３】
前記ガイドは、前記半導体装置の電極が設けられた側面と電極が設けられていない側面の両側面から前記半導体装置を挟持するように２対設けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の反転及び位置決め機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置に係り、特にウェハから個別に切り出され、外部電極が形成された半導体装置に工程処理を行う半導体装置の反転及び位置決め機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイシング、マウンティング、ボンディング、シーリングの各組立工程を経た半導体装置は、オートハンドラと呼ばれる複合処理装置に供給される。そして、オートハンドラに設けられた保持機構によってピックアップ、保持され、オートハンドラ内を搬送されながら、外部電極切断及び加工、電気特性測定、分類、マーキング、外観検査、梱包（テープ梱包）等の各工程処理が施される。
【０００３】
この組立工程から、オートハンドラへの半導体装置の供給方法には、以下の二通りの方法がある。すなわち、個片の半導体装置をリードフレームに搭載し、リードフレーム供給ユニットによって供給する方法と、振動式パーツフィーダによって一定の方向・姿勢に整列して供給する方法である。
【０００４】
このうち、振動式パーツフィーダを用いて整列して半導体装置を供給する方法においては、パーツフィーダの振動等によって、半導体装置が必ず正確な姿勢で供給されるとは限らない。すなわち、次の工程のオートハンドラの保持機構にピックアップされる際の半導体装置の位置精度が悪く、ときには正方向、逆方向の二通りの方向のままピックアップされることがある。このような場合には、半導体装置はオートハンドラで正確な位置に保持されない状態のまま各処理工程を経ることとなり、これにより、半導体製造装置の処理精度の低下や稼動率の低下を招くこととなる。
【０００５】
そのため、振動式パーツフィーダによって個片化された半導体装置を供給する場合、オートハンドラによる半導体装置のピックアップ後において、何らかの手段によって、半導体装置の位置精度を向上させる必要がある。そして、このような機構としては、従来より、以下に示すような、方向反転機構、位置決め機構が応用されてきた。
【０００６】
例えば、特許文献１では、図６に示すように、半導体装置Ｓを回転ベース２１上に載置、固定し、回転ベース２１を回転軸を中心として回転させ、半導体装置Ｓの方向位置を補正する方向反転機構が提案されている。このような技術を応用することによって、オートハンドラによる半導体装置のピックアップ後において、正逆方向の半導体装置の方向を補正することが可能となっている。
【０００７】
また、特許文献２では、図７（Ａ）に示すように、吸着気孔を有するステージＰ上に固定された半導体装置Ｓを、前後左右に設けられたスライド式の爪上部材３１で挟み込むことによって、同図（Ｂ）に示すように、半導体装置Ｓの位置決めをする機構が開示されている。このような機構によって、半導体装置Ｓの位置補正を的確に行い、次の処理工程へ供給することによって、ストレスなく半導体装置Ｓに所望の加工を施すこととしたものである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−３０３２２４号
【特許文献２】
特開２００１−２２３２５５号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の位置決め機構では、半導体装置を反転させる機構と、位置決め機構とが別個の機構で処理されており、それぞれの工程処理機構を設ける必要があった。一方、半導体装置がリードフレームにて供給される場合、あらかじめ方向がそろえられているため、反転機構は不要である。したがって、リードフレーム供給型のオートハンドラでは反転機構は不要であるが、振動式パーツフィーダ供給型との装置の互換性から、リードフレーム供給型にも反転機構用のスペースが設けられ、装置の縮小化の妨げとなっていた。
【００１０】
また、一般的に、生産性向上を目的として搬送速度を高めることが行われるが、その場合、搬送機構を軽量化する必要がある。そのため、反転機構や位置決め機構等は搬送機構には搭載せず、工程処理機構として設けられることとなり、結果として装置の寸法が大きくなるという問題があった。同様に、生産性を上げるために、２個の半導体装置に並行して工程処理を行うためには、反転機構や位置決め機構もそれぞれ２つ設ける必要があり、装置全体の拡大及びそれに伴うメンテナンス性の劣化という問題があった。
【００１１】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、半導体装置の製造処理工程において、工程処理機構を簡略化することによって、装置の縮小化、生産性の向上を図ることができる半導体製造装置の反転及び位置決め機構を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、半導体装置を吸着保持しながら搬送する吸着ノズルと、前記吸着ノズルに吸着保持された半導体装置が挿入される溝部を備えた回転軸と、前記吸着ノズルに吸着保持された半導体装置を挟持する少なくとも１対のガイドとを有し、前記回転軸と前記ガイドとが、同一処理工程において同一軸線上で回転可能に構成されていることを特徴とする。
【００１３】
以上のような請求項１記載の発明では、パーツフィーダから逆方向あるいは位置ズレした状態で供給される半導体装置を、回転軸に設けられた溝部に挿入し、回転軸の回転によって方向補正を行う反転処理と、ガイドにより挟持して位置ズレを補正する位置決め処理とを一つの処理工程で行うことが可能となる。したがって、方向反転機構と位置決め機構とを別個に設ける必要がなくなり、２つの工程処理機構を一つにまとめることができるため、装置全体の縮小化が可能となると共に、生産性の向上を図ることができるようになる。また、半導体の方向、位置決め工程処理機構を一つにまとめる分、他の処理工程を増加することへの対応が容易になる。
【００１４】
さらに、オートハンドラを、複数個の半導体装置に対して並行して工程処理を行うよう構成した場合でも、方向反転機構と位置決め機構を一つの処理装置にまとめることによって、装置規模の拡大、それに伴うメンテナンス性の劣化を最小限に抑えることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の半導体装置の反転及び位置決め機構において、前記半導体装置の側面の一方の対向する面にはそれぞれ異なる形状または極性を有する電極が設けられ、前記溝部は、前記回転軸を通過する直線上に設けられ、前記溝部上部には前記半導体装置の前記吸着ノズルによる保持状態における前記溝部長軸方向に対する位置ズレ分の幅を持ってテーパ加工が施され、前記溝部下部の幅は前記半導体装置の非電極側の幅と略同一に構成され、前記吸着ノズルは、前記半導体装置の電極が設けられた側を前記溝部の長軸方向に向けて保持し、前記溝部には、前記吸着ノズルに保持された前記半導体装置が、前記テーパ加工部分下部まで前記半導体装置の電極が設けられた端部を前記溝部の長軸方向に向けて挿入され、前記テーパ加工部分下部では、前記半導体装置が前記溝部長軸方向に対して位置決めされ、前記ガイドは、前記溝部両端から前記半導体装置挿入地点に向けて前記溝部長軸方向に沿ってスライドし、前記半導体装置の電極が設けられた端部側面を挟持し、前記回転軸及び前記ガイドは、前記半導体装置の溝部長軸方向に対する電極の方向を反転させるべく回転することを特徴とする。
【００１６】
以上のような請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明に加えて、以下のような作用効果を奏する。すなわち、半導体装置の電極が設けられた側面は、溝部長軸方向に向けられており、電極の設けられていない面のみが溝部の側面と接することとなるため、半導体装置の破損等を招くことがない。また、溝部上部がテーパ加工され、下部は半導体装置の幅と略同一の幅に形成されているため、半導体装置の溝部挿入時に、そのテーパ面に沿って挿入されることによって、半導体装置の溝部長軸方向に対する位置ズレを補正することが可能となる。一方、ガイドは、半導体装置の電極が設けられた側面を挟持するため、これにより溝部短軸方向の位置ズレが補正できる。さらに、回転軸及びガイドは、電極の極性を反転させるように回転するため、パーツフィーダによって正逆反対方向にして供給された半導体装置の向きを正しい方向に変化することが可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の半導体装置の反転及び位置決め機構において、前記回転軸及び前記ガイドは、前記半導体装置の溝部長軸方向に対する電極の方向を反転させるべく回転することを特徴とする。以上のような請求項３に記載の発明では、半導体装置の位置決めを、２対のガイドによって半導体装置の両側面を挟持することによって行うことができるので、請求項１に記載の発明に加えて、半導体装置の反転及び位置決め処理をより正確に行うことが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態（以下、本実施の形態という）について図１から図５を参照して具体的に説明する。
【００１９】
〔１．実施の形態〕
〔１−１．実施の形態の構成〕
本実施の形態における半導体装置の反転及び位置決め機構１（以下、機構１と言う）は、図１に示すように、ダイシング・マウンティング・ボンディング・シーリングの各組立工程を経て、図示しない振動式パーツフィーダから供給される半導体装置Ｓを、吸着保持し次工程へ搬送する吸着ノズル２と、この半導体装置Ｓの方向を反転させる回転軸３と、半導体装置Ｓを挟持し、位置決めを行う１対のガイド４と、この回転軸３とガイド４を同軸上で回転させる回転駆動部５と、機構１全体の動作を制御する制御部Ｃ（図示せず）とからなる。
【００２０】
吸着ノズル２は、円筒形状で、その端部面である吸着面２ａには、複数の真空吸着孔２ｂが設けられ、内部には、この真空吸着孔２ｂと連結して吸引道２ｃが設けられている。そして、この真空吸着孔２ｂが半導体装置Ｓ表面に接触し、吸着ノズル２内部の吸引道及び外部に設けられた吸引機（図示せず）を介して、半導体装置Ｓを吸着保持するように構成されている。
【００２１】
このような吸着ノズル２は、図示しないパーツフィーダの部品取出し口から半導体装置Ｓをピックアップし、ノズル２上部に設けられた搬送機構を介して、回転軸３に半導体装置Ｓを移送するようになっている。なお、パーツフィーダから吸着ノズル２よって移送される半導体装置Ｓは、回転軸３の反転・位置決め工程に移送される前に、判定部Ｊによって、正方向であるか逆方向であるかを判定されている。この判定方法としては、以下の二通りが考えられる。すなわち、被判定物としての半導体装置が、電極の左右の形状あるいは位置が異なるものである場合には、光電センサを用いてその違いを検出する方法が用いられる。一方、電極が対称的な半導体装置であれば、電流を流すことによって電極の違いを検出する方法が用いられる。そして、その検出結果に応じて、保持されている半導体装置の方向が正方向であるか逆方向であるかを判定するのである。本実施形態においては、このような方法により半導体装置の方向を判定し、この判定結果を制御部Ｃに送信することによって、本機構１の動作を制御するものである。
【００２２】
回転軸３は、直径が半導体装置Ｓの電極が設けられている側の長さよりも若干長く構成された円筒棒状体で、上面の直径線上には凹型の溝部６が設けられている。また、この回転軸３は、後述する回転駆動部５の回転に伴って１８０°間欠回転するように構成されている。溝部６は、上面からテーパ加工されており、上部の幅は半導体装置Ｓの非電極側の幅よりも若干広く形成されている。具体的には、図３（ａ）に示すように、振動式パーツフィーダにおいて生じるズレ角の最大値をαとすると、その状態における半導体装置Ｓの頂点ａと頂点ｂとの幅βが溝部６上部の幅となる。また、溝部６下部の幅Ｘは、半導体装置Ｓの幅Ｙと略同一になっている。
【００２３】
ガイド４は、逆Ｌ字型のアーム部４ａ、４ｂを備え、下部には、アームの開閉を支持する開閉駆動部４ｃを備えている。ここで、このガイド４と上記回転軸３は、回転軸３の中心を軸として回転する回転駆動部５上に設けられており、２つの位置関係は、ガイド４のアーム部４ａ、４ｂが、回転軸３の溝部６軸線上両端部に位置する。そして、アーム部４ａ、４ｂは、前記開閉駆動部４ｃの作用により溝部６の溝に沿って水平方向にスライドするように構成されている。また、図１（ｂ）に示すように、回転軸３に半導体装置Ｓが挿入された状態において、ガイド４のアーム部４ａ、４ｂは、半導体装置Ｓの電極上端部をその両側から挟持するようになっている。
【００２４】
回転駆動部５は、上述したように、回転軸３とガイド４を同一軸上で１８０°ごとに間欠回転するように構成されている。また、機構１全体の動作を制御する制御部Ｃは、前記判定部Ｊ、開閉駆動部４ｃ及び前記回転駆動部５の動作を制御するものである。
【００２５】
〔１−２．実施の形態の作用効果〕
以上のような構成からなる本実施形態の機構１は、具体的に以下のように作用する。
【００２６】
まず、ダイシング・マウンティング・ボンディング・シーリングの各組立工程を経た半導体装置Ｓが、図示しない振動式パーツフィーダの取出し口に送られ、そこから搬送手段である吸着ノズル２が、半導体装置Ｓを吸着によりピックアップされる。次に、半導体装置Ｓの正逆方向を判定する判定部Ｊに移送され、正逆方向が判定され、その後、本機構１の反転・位置決め処理工程に移送されてくる。
【００２７】
上記のように半導体装置Ｓが本工程に移送されると、装置Ｓは、電極側を回転軸３の溝部６に挿入されるのであるが、この際の挿入方向は、装置Ｓの電極側を溝部６の長軸方向に向けて行われる。ここで、上述の通り、溝部６はテーパ加工がなされており、その下部の幅Ｘは装置Ｓの幅Ｙと略同一であるため、この挿入過程において、振動式パーツフィーダにおいて生じる上記ズレ角αが、修正されることとなる。
【００２８】
挿入が完了すると、制御部Ｃは、図２に示すように、判定部Ｊから送信された判定結果に基づいて、開閉駆動部４ｃ及び前記回転駆動部５の動作を制御するようになる。すなわち、上記判定結果において、半導体装置Ｓの方向が正常であるとの判定信号を受けている場合には、開閉駆動部４ｃにのみ作動させる信号を送信し、半導体装置Ｓの方向が反対である信号を受けた場合には、まず、開閉駆動部４ｃに作動信号を送信し、続いて回動駆動部５に作動信号を送信する。
【００２９】
作動信号を受けた開閉駆動部４ｃは、この信号に応じて、ガイド４を開閉方向にスライドさせる。これにより、ガイド４は、回転軸３の溝部６に沿ってスライドし、半導体装置Ｓの上端部分を挟持することとなる。この時点で、半導体装置Ｓの図３中Ａ−Ａ’方向の位置決めがなされる。
【００３０】
制御部Ｃが上記正常信号を受けていた場合には、上記のようにガイド４による位置決め動作のみで、本機構１の装置の処理工程を終了し、吸着ノズル２で半導体装置Ｓを溝部６からピックアップして、次の処理工程へ搬送されることとなる。一方、異常（反対）信号を受けていた場合には、上記動作に続いて回転駆動部５が、回転軸３及びガイド４を１８０°間欠回転させる。この間、半導体装置Ｓは、吸着ノズル２に吸着保持された状態で、吸着ノズル２の端部表面を滑りながら回転する。これにより、半導体装置Ｓは、正常姿勢となり、上記正常信号受信時同様、吸着ノズル２で半導体装置Ｓがピックアップされ、次の処理工程へ搬送されることとなる。
【００３１】
以上のように作用する本実施の形態は、次のような効果を奏する。すなわち、ガイド４によって、半導体装置Ｓを挟持すると共に、回転軸３に設けられた溝部６に半導体装置Ｓが挿入され、回転駆動部５が回転軸３及びガイド４を回転させることによって、パーツフィーダから位置ズレ及び逆方向に供給された半導体装置Ｓの位置決めと方向補正とを一つの処理工程で行えることとなる。したがって、方向反転機構と位置決め機構という２つの工程処理機構を一つの処理機構１にまとめることができるため、機構１全体の縮小化が可能となると共に、生産性の向上を図ることができるようになる。また、半導体の方向、位置決め工程処理機構を一つにまとめる分、他の処理工程を増加することへの対応が容易になる。
【００３２】
また、従来技術として示した、オートハンドラを、複数個の半導体装置に対して並行して工程処理を行うよう構成した場合でも、方向反転機構と位置決め機構を一つの処理装置にまとめた本実施形態の機構１を応用することによって、装置規模の拡大、それに伴うメンテナンス性の劣化を最小限に抑えることができる。
【００３３】
具体的には、以下のような効果を奏するものである。すなわち、半導体装置Ｓの電極が設けられた側面は、溝部６長軸方向に向けられており、電極の設けられていない面のみが溝部６の側面と接することとなるため、位置決め処理中において、半導体装置Ｓの破損等を招くことがない。また、溝部６上部がテーパ加工され、下部は半導体装置Ｓの幅と略同一の幅に形成されているため、半導体装置Ｓの溝部６挿入時に、そのテーパ面に沿って挿入されることによって、半導体装置Ｓの溝部６長軸方向に対する位置ズレを補正することが可能となる。一方、ガイド４は、半導体装置Ｓの電極が設けられた側面を挟持するため、これにより溝部短軸方向の位置ズレが補正できる。さらに、回転軸３及びガイド４は、判定部Ｊが回転駆動部５を作動させることによって、電極の極性を反転させるように回転するため、パーツフィーダによって正逆反対方向にして供給された半導体装置Ｓの向きを正しい方向に変化することが可能となる。
【００３４】
〔２．他の実施の形態〕
本発明は、上記のような実施の形態に限定されるものではなく、例えば、次のような実施の形態も含む。すなわち、本発明にかかる半導体製造装置の反転及び位置決め機構のガイドは、上記のように１対で構成されるものに限定されるものではなく、回転軸と同一処理工程において構成可能で、半導体装置の位置決めを行うことのできるものであれば、その構成は問わない。例えば、図５に示すように、半導体装置Ｓを十字方向から２対のガイド１４で挟持するように構成することも可能である。このように２対のガイド１４で半導体装置Ｓを保持することによって、反転及び位置決めをより正確に行うことが可能となる。
【００３５】
本発明における回転軸は、上記実施の形態に示した形状、大きさに限られるものではなく、例えば、図５に示すように、直方体で、半導体装置の側面のみを保持する程度のもので構成することも可能である。
【００３６】
また、本発明における回転軸及びガイドの回転駆動部による回転角度は、本実施例に示した１８０°に限定されるものではなく、例えば、ピックアップされた半導体装置の方向に応じて＋９０°または−９０°回転するように構成してもよいし、＋１４０°または−４０°回転するように構成してもよい。すなわち、ピックアップされた半導体装置の角度及び方向と、それ以降の工程処理で半導体装置に要求される角度及び方向に応じて、左右回転方向及び回転角度を適宜変更し、半導体装置を整列させることが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体装置の製造処理工程において、工程処理機構を簡略化することによって、装置の縮小化、生産性の向上を図ることができる半導体製造装置の反転及び位置決め機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の反転及び位置決め機構の全体構成を示す斜視図（ａ）及び側断面図（ｂ）。
【図２】本発明の実施の形態に係る制御部の作用を示すブロック図。
【図３】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の反転及び位置決め機構の作用を示す模式図。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る半導体製造装置の反転及び位置決め機構の全体構成を示す模式図。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る半導体製造装置の反転及び位置決め機構の全体構成を示す斜視図。
【図６】従来技術における半導体装置の反転機構を示す斜視図。
【図７】従来技術における半導体装置の位置決め機構を示す斜視図。
【符号の説明】
１…半導体装置の反転及び位置決め機構
２…吸着ノズル
２ａ…吸着面
２ｂ…真空吸着孔
２ｃ…吸引道
３…回転軸
４…ガイド
４ａ、４ｂ…アーム部
４ｃ…開閉駆動部
５…回転駆動部
６…溝部
１４…ガイド
２１…回転ベース
３１…爪上部材
Ｃ…制御部
Ｓ…半導体装置
Ｊ…判定部
【図１】
2004186328.tif 000003
【図２】
2004186328.tif 000004
【図３】
2004186328.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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