(57)【要約】【課題】本発明の目的は、吸着ノズルの吸着孔に詰まった異物の清掃を、吸着ノズルを吸着搬送機構部から取外すことなく、効率的かつ確実に清掃できる清掃方法及び清掃装置を提供するものである。【解決手段】吸着ノズル清掃装置１０１は、レーザ１０２を発振するＹＡＧレーザ発振部１０３と、ミラー部１０４と、集光レンズ１０５を内設したレーザ照射ノズル１０６と、一端を圧力計１０に他端をＹＡＧレーザ発振部１０３に接続したレーザ照射量制御部１０７とで構成され、レーザ照射ノズル１０６の先端は、吸着孔６の中心とレーザ１０２の中心との軸合わせの役目をするガイド部１０６ａとなっており、集光レンズ１０５近傍の側壁には開口窓１０６ｂが設けられている。また、レーザ照射量制御部１０７は、圧力計１０からの信号に基づいて、ＹＡＧレーザ発振部１０３で発生させるレーザパワーを制御可能となっている。【選択図】　図１
2004014931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被吸着物を真空吸着し搬送する吸着搬送機構部に取付けた吸着ノズルの吸着孔に詰まった異物の清掃方法であって、前記吸着孔にレーザを照射して清掃することを特徴とする吸着ノズルの清掃方法。
【請求項２】
前記吸着ノズルを前記吸着搬送機構部に取付けたまま、前記レーザ照射を行うことを特徴とする請求項１に記載の吸着ノズルの清掃方法。
【請求項３】
前記吸着ノズルと連通した真空吸引経路内の圧力の測定結果に基づいて前記レーザの照射量を制御することを特徴とする請求項１に記載の吸着ノズルの清掃方法。
【請求項４】
前記レーザは、ＹＡＧレーザであることを特徴とする請求項１に記載の吸着ノズルの清掃方法。
【請求項５】
前記被吸着物は、半導体ペレットであることを特徴とする請求項１に記載の吸着ノズルの清掃方法。
【請求項６】
被吸着物を真空吸着し搬送する吸着搬送機構部に取付けた吸着ノズルの吸着孔に詰まった異物の清掃装置であって、前記吸着孔にレーザを照射するレーザ照射部を備えたことを特徴とする吸着ノズルの清掃装置。
【請求項７】
前記レーザ照射部を前記吸着ノズルの可動範囲内に配置し、前記吸着ノズルを前記吸着搬送機構部に取付けたまま、前記レーザ照射を行うことを特徴とする請求項６に記載の吸着ノズルの清掃装置。
【請求項８】
前記吸着ノズルと連通した真空吸引経路内の圧力を測定する圧力測定部からの信号に基づいて、前記レーザの照射量を制御するレーザ照射量制御部を備えたことを特徴とする請求項６に記載の吸着ノズルの清掃装置。
【請求項９】
前記レーザは、ＹＡＧレーザであることを特徴とする請求項６に記載の吸着ノズルの清掃装置。
【請求項１０】
前記被吸着物は、半導体ペレットであることを特徴とする請求項６に記載の吸着ノズルの清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被吸着物を真空吸着して、別の場所に搬送する吸着搬送機構部に取付けた吸着ノズルの吸着孔に詰まった異物の清掃方法及び清掃装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体装置の製造装置には、被吸着物としての半導体ペレットを吸着ノズルで真空吸着して別の場所に搬送する吸着搬送機構部を備えた装置が多い。ところが、この吸着ノズルの吸着孔は、どうしても半導体ペレット表面に付着した不所望な異物を吸い込んでしまう場合があり、異物が吸着孔に詰まると吸着力が低下するため吸着孔を清掃してやる必要があった。また、半導体ペレットのサイズの小型化が進むと、当然それに伴って吸着孔も小さくなり、異物が詰まり易くなるとともに、その清掃も困難となった。
【０００３】
従来の吸着搬送機構部の動作及び吸着ノズルの清掃方法の一例を図３，図４に示す。図３は、吸着搬送機構部の要部断面図であり、図４は、吸着ノズルの清掃方法の説明図である。図３に示すように、吸着搬送機構部１は、主に、半導体ペレット２（例えば、サイズ３００×２５０μｍ）を真空吸着する吸着ノズル３と、吸着ノズル３と連結し吸着ノズル３を上下動作させる第１エアシリンダ４と、水平動作させる第２エアシリンダ５とで構成されている。
【０００４】
ここで、吸着ノズル３は、例えば、耐摩耗性に優れた超硬合金で成り、中央に吸着孔６（例えば、直径１５０μｍ程度の貫通孔）を有し、エア配管７で末端を真空ポンプ８に接続したノズルホルダ９に取付けられている。また、エア配管７の途中には圧力計１０を配置し真空吸引経路内の圧力を測定できるようになっており、吸着孔６に異物が全く詰まっていない状態で真空ポンプ８を作動し、そのときの圧力値を基準に異物の詰まり具合を圧力変化として観察できる。
【０００５】
次に、この吸着搬送機構部１の動作は、先ず、半導体ペレット２の上方の吸着ノズル３を、第１エアシリンダ４を作動し、半導体ペレット２の表面に当接する高さまで下降させる。
【０００６】
その後、真空ポンプ８を作動し、吸着ノズル３に半導体ペレット２を吸着する。そして、第１エアシリンダ４を作動し、吸着ノズル３を上昇させる。尚、真空ポンプ８は、半導体ペレット２を吸着搬送するときと、後述する異物をエアブローするときと、真空吸引経路内の圧力を圧力計１０で測定するときに作動する。
【０００７】
次に、第２エアシリンダ５を作動し、吸着ノズル３を所望の搬送位置の上方まで移動させた後、第１エアシリンダ４を作動し、吸着ノズル３を下降させ、所望の搬送位置に半導体ペレット２を載置し真空を開放する。
【０００８】
その後、第１エアシリンダ４を作動し、吸着ノズル３を上昇させ、次の半導体ペレット２の上方に移動させる。
【０００９】
順次、以上の動作を繰り返し、多数の半導体ペレット２を所望の搬送位置に吸着搬送する。尚、これら一連の動作をする吸着ノズル３は、半導体ペレット２の表面に直接、接触するため、半導体ペレット２に不所望な応力が加わらないように、その取付けの高さや角度など多くの調整要素を最適な状態に微調整してやる必要があった。
【００１０】
また、吸着ノズル３は、多数の半導体ペレット２を繰り返し吸着するため、半導体ペレット２表面に異物（例えば、Ｓｉ屑やＧａＡｓ屑など）が付着していた場合、これを吸い込み、吸着孔６を塞いで吸着力を低下させることがあった。吸着力が低下すると、搬送途中で半導体ペレット２が吸着ノズル３に対し、位置ずれを起こし所望の搬送位置に精度よく移載することができなかったり、あるいは、搬送途中で半導体ペレット２を落下させたり、さらには、吸着不可能となり吸着ミスエラーを起こし半導体製造装置本体（図示せず）の稼動率を著しく悪化させたりする原因となった。このため、吸着ノズル３の吸着孔６を定期的に清掃するか、あるいは、圧力計１０の圧力値により吸着孔６の詰まりを検出したときには、吸着搬送作業を中断し、吸着ノズル３の清掃をしてやる必要があった。
【００１１】
従来の吸着ノズルの清掃方法は、図４に示すように、異物１１の詰まった吸着ノズル３を一旦、吸着搬送機構部１から取外して、吸着孔６に専用の細い金属ワイヤ１２を挿入し、一方から他方へ異物１１を突き出したり、エアブローしたり、あるいは、それらを交互に繰り返したりして清掃していた。吸着ノズル３を吸着搬送機構部１から取外すのは、微妙な力の加減が必要な細い金属ワイヤ１２での清掃をやり易くするためである。しかしながら、金属ワイヤ１２での清掃は、無理に異物１１を押すと却って異物１１を吸着孔６に頑固に詰まらせてしまうことになったり、金属ワイヤ１２自身の強度が弱いため、異物１１の固着力に負けて曲ったり、折れたりする場合があった。また、吸着孔６は細いため、吸着孔６に送り込めるエアブローにも限界があった。それでも何とか清掃が完了すると、再度、吸着ノズル３を、その取付けの高さや角度など多くの調整要素を最適な状態に微調整して吸着搬送機構部１に取付けねばならなかった。また、清掃の出来映えは、吸着ノズル３を吸着搬送機構部１に取付けて真空ポンプ８を作動し、圧力計１０の圧力値で確認していた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の吸着ノズルの清掃方法には以下の問題があった。先ず、吸着孔に詰まった異物が頑固に固着している場合、細い金属ワイヤでの清掃では、力の入れ加減が微妙であり、吸着ノズルを一旦、吸着搬送機構部から取外して行っても、中々上手く清掃出来なかった。また、細い吸着孔に対するエアブローによる清掃も、頑固に固着した異物に対しては限界があった。また、せっかく苦労して吸着搬送機構部に取付けた吸着ノズルを清掃のために取外すと、当然、清掃後に再度これを取付ける必要があり、吸着ノズルを再現性よく取付けることは非常に面倒な作業であった。また、清掃の出来映えの確認は、吸着ノズルを実際の真空吸引経路に取付けて真空ポンプを作動し、圧力計の圧力値を測定することが最も直接的で確実な方法であるが、再度、吸着ノズルを取付て、万一、清掃不充分と判明した場合、もう一度、面倒な吸着ノズルの脱着及び清掃を行わねばならないという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、吸着ノズルの吸着孔に詰まった異物の清掃を、吸着ノズルを吸着搬送機構部から取外すことなく、効率的かつ確実に清掃できる清掃方法及び清掃装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の吸着ノズルの清掃方法は、被吸着物を真空吸着し搬送する吸着搬送機構部に取付けた吸着ノズルの吸着孔に詰まった異物の清掃方法であって、吸着孔にレーザを照射して清掃することを特徴とする吸着ノズルの清掃方法である。
【００１５】
本発明の吸着ノズルの清掃装置は、被吸着物を真空吸着し搬送する吸着搬送機構部に取付けた吸着ノズルの吸着孔に詰まった異物の清掃装置であって、吸着孔にレーザを照射するレーザ照射部を備えたことを特徴とする吸着ノズルの清掃装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の吸着搬送機構部の動作と吸着ノズルの清掃方法及び清掃装置の一例を図１，図２に示す。図１は、吸着搬送機構部及び吸着ノズル清掃装置の要部断面図であり、図２は、清掃装置を使用した清掃方法の説明図である。尚、図３と同一部分には同一符号を付す。
【００１７】
図１に示すように、吸着搬送機構部１は、主に、半導体ペレット２（例えば、サイズ３００×２５０μｍ）を真空吸着する吸着ノズル３と、吸着ノズル３と連結し吸着ノズル３を上下動作させる第１エアシリンダ４と、水平動作させる第２エアシリンダ５とで構成されている。また、吸着ノズル清掃装置１０１は、吸着ノズル３の可動範囲内の任意位置に配設され、吸着ノズル３の清掃を行う際には、吸着ノズル３がその位置に移動する。
【００１８】
ここで、吸着ノズル３は、例えば、耐摩耗性に優れた超硬合金で成り、中央に吸着孔６（例えば、直径１５０μｍ程度の貫通孔）を有し、エア配管７で末端を真空ポンプ８に接続したノズルホルダ９に取付けられている。また、エア配管７の途中には圧力計１０を配置し真空吸引経路内の圧力を測定できるようになっており、吸着孔６に異物が全く詰まっていない状態で真空ポンプ８を作動し、そのときの圧力値を基準に異物の詰まり具合を圧力変化として観察できる。
【００１９】
また、吸着ノズル清掃装置１０１は、レーザ１０２（図中破線矢印）を発振するＹＡＧレーザ発振部１０３と、レーザ１０２を所望の方向に向けるミラー部１０４と、集光レンズ１０５を内設したレーザ照射ノズル１０６と、一端を圧力計１０に他端をＹＡＧレーザ発振部１０３に接続したレーザ照射量制御部１０７とで構成されている。レーザ照射ノズル１０６の先端は、吸着ノズル３の外径と丁度、嵌合する開口径を有し、吸着孔６の中心とレーザ１０２の中心との軸合わせの役目をするガイド部１０６ａとなっており、集光レンズ１０５近傍の側壁には開口窓１０６ｂが設けられている。この開口窓１０６ｂは、吸着孔６から落下する異物の排出口の役目と、外気と連通し吸着ノズル３をレーザ照射ノズル１０６内に挿入した状態で圧力計１０で圧力測定を可能とする通気孔の役目を有している。また、レーザ照射量制御部１０７は、圧力計１０からの信号に基づいて、ＹＡＧレーザ発振部１０３で発生させるレーザパワーを制御可能となっている。尚、レーザ１０２は光ファイバー（図示せず）で導光できるため、吸着搬送機構部１近傍には、レーザ照射ノズル１０６を取付けるスペースさえあればよく、広いスペースを要するＹＡＧレーザ発振部１０３は、吸着搬送機構部１から遠く離れた場所に配置できる。
【００２０】
次に、上記の吸着搬送機構部１の動作は、先ず、半導体ペレット２の上方の吸着ノズル３を、第１エアシリンダ４を作動し、半導体ペレット２の表面に当接する高さまで下降させる。
【００２１】
その後、真空ポンプ８を作動し、吸着ノズル３に半導体ペレット２を吸着する。そして、第１エアシリンダ４を作動し、吸着ノズル３を上昇させる。尚、真空ポンプ８は、半導体ペレット２を吸着搬送するときと、真空吸引経路内の圧力を圧力計１０で測定するときに作動する。
【００２２】
次に、第２エアシリンダ５を作動し、吸着ノズル３を所望の搬送位置の上方まで移動させた後、第１エアシリンダ４を作動し、吸着ノズル３を下降させ、所望の搬送位置に半導体ペレット２を載置し真空を開放する。
【００２３】
その後、第１エアシリンダ４を作動し、吸着ノズル３を上昇させ、次の半導体ペレット２の上方に移動させる。
【００２４】
順次、以上の動作を繰り返し、多数の半導体ペレット２を所望の搬送位置に吸着搬送する。尚、これら一連の動作をする吸着ノズル３は、半導体ペレット２の表面に直接、接触するため、半導体ペレット２に不所望な応力が加わらないように、その取付けの高さや角度など多くの調整要素を最適な状態に微調整してやる必要があった。
【００２５】
また、吸着ノズル３は、多数の半導体ペレット２を繰り返し吸着するため、半導体ペレット２表面に異物（例えば、Ｓｉ屑やＧａＡｓ屑など）が付着していた場合、これを吸い込み、吸着孔６を塞いで吸着力を低下させることがあった。吸着力が低下すると、搬送途中で半導体ペレット２が吸着ノズル３に対し、位置ずれを起こし所望の搬送位置に精度よく移載することができなかったり、あるいは、搬送途中で半導体ペレット２を落下させたり、さらには、吸着不可能となり吸着ミスエラーを起こし半導体製造装置本体（図示せず）の稼動率を著しく悪化させたりする原因となった。このため、吸着ノズル３の吸着孔６を定期的に清掃するか、あるいは、圧力計１０の圧力値により吸着孔６の詰まりを検出したときには、吸着搬送作業を中断し、吸着ノズル３の清掃をしてやる必要があった。
【００２６】
上記の清掃装置１０１を使用した清掃方法は、先ず、図２（ａ）に示すように、異物１１の詰まった吸着ノズル３をレーザ照射ノズル１０６の上方に移動させ、ガイド部１０６ａ内にゆっくりと吸着ノズル３を下降させ挿入する。これにより、吸着孔６とレーザ１０２の中心が軸合わせされる。
【００２７】
次に、図２（ｂ）に示すように、ＹＡＧレーザ発振器１０３を作動し、レーザ１０２を吸着孔６内に照射する。レーザ１０２のスポットサイズは、例えば、１０〜３０μｍ程度にしておき、レーザ１０２が異物１１のみに照射され吸着ノズル３の先端や内壁に極力、吸収されないようにしておく。このレーザ照射により異物１１は溶融温度以上に加熱され溶融変形し、その表面が滑りやすくなった異物１１ａは吸着孔６の下方に落下するか、または、落下しやすくなる。ここで、レーザパワーは、圧力計１０の信号に基づいてレーザ照射量制御部１０７によって制御され、吸着孔６の詰まり具合に応じて効率のよいレーザ照射が行われる。
【００２８】
次に、図２（ｃ）に示すように、真空ポンプ８を逆転し、吸着孔６内をエアブローする。これにより、滑りやすくなった異物１１ａは確実に吸着孔６の外に吹き出され、レーザ照射ノズル１０６に設けられた開口窓１０６ｂから外部に放出される。
【００２９】
その後、図２（ｄ）に示すように、真空ポンプ８を正転させ圧力計１０で真空吸引経路内の圧力を測定し、その圧力値により清掃の出来映えを確認する。万一、清掃不足であれば、前述の清掃動作（レーザ照射、エアブロー）を繰り返す。また、異物１１の側方を通り抜けたレーザ１０２は、ノズルホルダ９内壁に照射されるが、ノズルホルダ９をレーザ吸収率が極めて低く熱伝導率が大きいアルミニウム製にしておくと溶融のおそれがなく好適である。
【００３０】
尚、上記では、清掃装置１０１を吸着搬送機構部１の近傍に配置し、吸着ノズルの移動機構を利用して吸着ノズル３を取外すことなく清掃する構成で説明したが、当然、清掃装置１０１を単独で使用することも可能であることは言うまでもない。また、レーザ１０２を光ファイバーで導光が可能で、微細加工に適した発振波長（１．０６μｍ）の短いＹＡＧレーザで説明したが、これに限るものではなく、例えば、ＣＯ２レーザでもよい。また、吸着孔６とレーザ１０２との軸合わせ方法として、レーザ照射ノズル１０６先端にガイド部１０６ａを設ける構成で説明したが、例えば、可視光発光部（図示せず）を具備して可視光を利用した非接触な方法で軸合わせする方法でもよい。また、圧力計１０の圧力値に基づいてレーザパワーを制御することで説明したが、レーザパワーは一定とし、レーザ照射回数を制御する方法であってもよい。これは、レーザ１０２は繰り返し照射すると溶融する面積はほとんど変化せず、深さ方向に加熱が進行するという性質を利用した方法であり、異物１１を集中的に加熱し、吸着ノズル３を加熱させることが少ない照射方法である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の吸着ノズルの清掃方法及び清掃装置によれば、吸着孔の異物にレーザを照射して異物を加熱溶融させ異物を滑りやすく溶融変形させて清掃するため、金属ワイヤでの清掃方法のように却って詰まらせたりすることのない確実な清掃が可能となる。また、レーザはミラーや光ファイバーで導光できるため、レーザ照射ノズルを取付けるスペースさえあれば吸着搬送機構部の近傍に配設でき、吸着ノズルを吸着搬送機構部から取外すことなく清掃が可能となる。また、吸着ノズルを取付けたまま清掃するため、清掃の出来映えを確認するのに新たな装置を準備しなくても、既設の真空ポンプや圧力計で直接的にタイムリーに清掃の出来映えが確認出来る。また、レーザが発振波長の短いＹＡＧレーザであると光ファイバーでの導光が可能であり、かつ、微細加工に適しており好適である。また、サイズの小型化が進み、それに伴って吸着ノズルの吸着孔も小さくなる半導体ペレットのような被吸着物に対して特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸着搬送機構部及び吸着ノズル清掃装置の一例を示す要部断面図
【図２】本発明の清掃装置を使用した清掃方法の一例を示す説明図
【図３】従来の吸着搬送機構部を示す要部断面図
【図４】従来の吸着ノズルの清掃方法を示す説明図
【符号の説明】
１　吸着搬送機構部
２　半導体ペレット
３　吸着ノズル
６　吸着孔
１１　異物
１０１　清掃装置
１０２　レーザ
１０３　ＹＡＧレーザ発振器
１０６　レーザ照射ノズル
【図１】
2004014931.tif 000003
【図２】
2004014931.tif 000004
【図３】
2004014931.tif 000005
【図４】
2004014931.tif 000006