JPH07135191A - 基板のプラズマクリーニング装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数枚の基板が搭載されたパレットをプラズ
マ発生用のケーシング内に収納して基板のプラズマクリ
ーニングを行う装置において、全体のタクトタイムを大
幅に短縮できる手段を提供すること。 【構成】 プラズマクリーニングを行うケーシング３の
上方に配設されてパレット２を昇降手段２０から一時的
に退避させる支壁１３，１４と、昇降手段２０に載置さ
れたパレット２をケーシング３およびこの支壁１３，１
４に出し入れするための出し入れ手段３０〜３６と、搬
送路４０の上方にあって、搬送路４０と昇降手段２０に
載置されたパレット２の間で基板１を受け渡しする受け
渡し手段５０とを構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップが搭載さ
れる基板をプラズマによりクリーニングする基板のプラ
ズマクリーニング装置及び方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程において、リ
ードフレームなどの基板に搭載された半導体チップの電
極と基板の電極とをワイヤで接続することが行われる。
このようなワイヤボンディング工程において、チップや
基板の電極に不純物が付着していると、ワイヤを電極に
しっかりボンディングすることはできない。この不純物
としては、作業者が基板を手で取り扱った場合に付着す
る手脂、空気中に浮遊するガス化したオイル、電極表面
に自然形成される酸化膜、空気中の酸素やチッソなどの
ガス吸着膜等がある。

【０００３】このため本出願人は、ワイヤボンディング
に先立ってプラズマ手段により基板をクリーニングする
装置を先に提案した（特開平３−１５９１４３号公
報）。このものは特に同公報の図１及び図２に示される
ように、コンベヤ１７（符号は同公報援用、以下同）で
搬送されてきた基板２０を、受け渡し手段２１により一
枚づつ載置部１０に移載しながら、この載置部１０をケ
ーシング１内にピッチ送りして収納し、蓋部材１１で開
口部２を遮蔽した後、ケーシング１内にプラズマを発生
させて基板２０の表面をクリーニングし、クリーニング
が終了したならば、上述と逆動作を行って基板２０を一
枚づつコンベヤ１８に受け渡して次工程へ送るようにな
っていた。図１３は、この従来手段による動作のタイミ
ングチャートを示している。図示するように、基板２０
の受け渡しとプラズマクリーニングは交互に行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
手段は、載置部１０をケーシング１内へ前進させながら
受け渡し手段２１によりコンベヤ１７上の基板２０を載
置部１０に移載し、またプラズマクリーニングが終了し
たならば、載置部１０をケーシング１から引出しながら
基板２０を載置部１０からコンベヤ１８に移載するよう
になっていたため、基板２０のケーシング１に対する出
し入れのために多大な時間を要し、図１６に示すような
タイミングチャートになるため、作業能率があがらない
という問題点があった。

【０００５】そこで本発明は、基板のプラズマクリーニ
ングに要するタクトタイムを大巾に短縮できる基板のプ
ラズマクリーニング装置及び方法を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、高
電圧を印加することによりプラズマを発生させて基板を
クリーニングするケーシングと、このケーシングの上方
に配設されて基板を搬送する搬送路と、このケーシング
の開閉扉の前方に設置されて基板が搭載されたパレット
を上下動させる昇降手段と、開閉扉の開閉手段と、ケー
シングの上方に配設されてパレットを昇降手段から一時
的に退避させる退避部と、昇降手段に載置されたパレッ
トをケーシングおよびこの退避部に出し入れするための
出し入れ手段と、搬送路の上方にあって、搬送路と昇降
手段に載置されたパレットの間で基板を受け渡しする受
け渡し手段とから基板のプラズマクリーニング装置を構
成したものである。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、プラズマクリーニングが終
了済のパレット上の基板を搬送路に回収する作業と、搬
送路へ送られてきてこれからプラズマクリーニングを行
う基板をパレット上に移載する作業を同時に行えるの
で、基板のプラズマクリーニングに要するタクトタイム
を大幅に短縮できる。

【０００８】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。

【０００９】図１は基板のプラズマクリーニング装置の
斜視図、図２は同断面図である。このプラズマクリーニ
ング装置は、多数枚の基板１をパレット２上に載置し、
バッチ方式にて複数枚の基板１を同時にクリーニングす
るものである。３は箱形のケーシングであって、図２に
示すように基板１が載せられたパレット２を載置する支
持板４が収納されており、また高電圧を印加する交流電
源５が設けられている。またケーシング３の後面にはパ
イプ６が連結されている。このパイプ６はロータリーポ
ンプ（図外）に接続されており、ケーシング３の内部を
真空吸引する。またこのケーシング３内には、図外の手
段によりプラズマ放電用ガスが供給される。

【００１０】図２において、支持板４上にはローラ７が
水平な姿勢でＹ方向にピッチをおいて設けられており、
パレット２はこのローラ７上に載置されている。なお本
実施例では、ケーシング３に対するパレット２の出し入
れ方向をＹ方向とする。ケーシング３の前面には、パレ
ット２を出し入れするための開口部８が開口されてい
る。９は開閉扉であって、シリンダ１０のロッド１１に
結合されており、シリンダ１０が作動してロッド１１が
上下動すると、開閉扉９も上下動して開口部８を開閉す
る。１２はシリンダ１０をケーシング３に固定するため
のブラケットである。

【００１１】図１において、ケーシング３の上面には、
支壁１３，１４が左右２枚立設されている。支壁１３，
１４の内面には上段のローラ１５と下段のローラ１６が
Ｙ方向にピッチをおいて突設されている。後述するよう
に、この支壁１３，１４は、パレット２を上段のローラ
１５上または下段のローラ１６上に進入させることによ
り、パレット２を一時的に退避させるための退避部とな
るものである。またケーシング３の上面には、パレット
２およびその上の基板１を冷却するためのファン７０お
よびそのフード７１が設けられている。

【００１２】次に、図１および図２を参照しながら、ケ
ーシング３の前面側に設けられたパレット２の昇降手段
２０を説明する。２１は台板であって、その左右には支
壁２２，２３が立設されている。支壁２２，２３の内面
には、パレット２を支持するためのローラ２４がＹ方向
にピッチをおいて設けられている。

【００１３】一方の支壁２２の外側には、駆動用ボック
ス２５が立設されている。駆動用ボックス２５の内部に
はボールねじ２６が立設されており、また駆動用ボック
ス２５上にはボールねじ２６を回転させるモータ２７が
設けられている。また一方の支壁２２の外面にはナット
２８が装着されており、ボールねじ２６はナット２８に
螺入している。したがってモータ２７が正回転あるいは
逆回転すると、ナット２８はボールねじ２６に沿って上
下動し、台板２１や支壁２２，２３は上下動する。図２
において、上記支壁１３，１４の上段のローラ１５のレ
ベルを第１レベルＡ、下段のローラ１６のレベルを第２
レベルＢ、ケーシング３内のローラ７のレベルを第３レ
ベルＣとする。後述するように、昇降手段２０が駆動し
て、昇降手段２０のローラ２４がこの第１レベルＡ、第
２レベルＢ、第３レベルＣの何れかのレベルを選択的に
とることにより、昇降手段２０と支壁１３，１４の間
と、昇降手段２０とケーシング３の間で、パレット２を
互いに受け渡しすることができる。

【００１４】図１および図２において、台板２１上に
は、その長手方向にベルト３０が設けられている。３１
はベルト３０が調帯されたプーリ、３２はプーリ３１を
回転させるモータである。ベルト３０にはブロック３３
が固着されている。ブロック３３には支柱３４が立設さ
れている。支柱３４にはシリンダ３５が支持されてい
る。３６はチャック爪であり、シリンダ３５に駆動され
て開閉し、パレット２の上面後部に立設された突起３７
をチャックする。後述するように、チャック爪３６がパ
レット２の突起３７をチャックした状態で、モータ３２
が駆動してベルト３０がプーリ３１に沿って回動する
と、チャック爪３６はＹ方向に水平移動し、昇降手段２
０とケーシング３の間と、昇降手段２０と支壁１３，１
４の間でパレット２の受け渡しが行われる。

【００１５】上記支壁１３，１４の上方には基板１の搬
送路であるコンベヤ４０が設けられている。４１はコン
ベヤ４０が調帯されたプーリ、４２はプーリ４１を回転
させるモータである。このコンベヤ４０はプラズマクリ
ーニングを行う基板１をケーシング３の上方へ搬送し、
またプラズマクリーニングが終了した基板１を次工程へ
搬送するものであり、その搬送方向はチャック爪３６の
移動方向であるＹ方向と直交するＸ方向となっている。
またコンベヤ４０の上方には基板１の受け渡し手段５０
が設けられている。以下、受け渡し手段５０の構造を説
明する。

【００１６】５１はブロックであり、その両面には第１
のシリンダ５２と第２のシリンダ５３が装着されてい
る。第１のシリンダ５２にはパイプ５４が垂設されてお
り、パイプ５４の下端部には基板１を真空吸着する第１
のパッド５５が装着されている。また第２のシリンダ５
３もパイプ５６を有しており、パイプ５６の下端部には
第２のパッド５７が装着されている。第１のシリンダ５
２が作動すると、第１のパッド５５は上下動し、また第
２のシリンダ５３が作動すると第２のパッド５７は上下
動する。

【００１７】ブロック５１の上方には第３のシリンダ５
８が設けられている。第３のシリンダ５８のロッド５９
はブロック５１に結合されており、第３のシリンダ５８
が作動すると、ブロック５１は上下動し、第１のパッド
５５と第２のパッド５７は同時に上下動する。また第３
のシリンダ５８はロータリーアクチュエータ６０に保持
されており、ロータリーアクチュエータ６０が作動する
と、ブロック５１は１８０°水平回転する。６１はロー
タリーアクチュエータ６０の取り付けフレームである。
なお第１のパッド５５と第２のパッド５７は、吸引装置
（図外）に接続されており、基板１を真空吸着する。

【００１８】図３（ａ）（ｂ）（ｃ）、図４（ａ）
（ｂ）（ｃ）は、基板１をパレット２とコンベヤ４０の
間で受け渡す方法を一連の作業順に示している。図３
（ａ）は、第１のパッド５５と第２のパッド５７がそれ
ぞれパレット２の上方とコンベヤ４０の上方に退去して
いる状態を示している。パレット２上にはケーシング３
内においてプラズマクリーニングが終了した基板１（黒
く塗りつぶしている）があり、またコンベヤ４０上には
これからプラズマクリーニングを行う基板１（白ヌキ）
が載せられている。

【００１９】まず第３のシリンダ５８が作動することに
より、第１のパッド５５と第２のパッド５７は同時に下
降し、それぞれパレット２上の基板１とコンベヤ４０上
の基板１を真空吸着する（図３（ｂ））。次に第３のシ
リンダ５８が作動することにより、第１のパッド５５と
第２のパッド５７は上昇して基板１をピックアップする
が（図３（ｃ））。このとき第１のシリンダ５２も作動
することにより、第１のパッド５５は第２のパッド５７
と同レベルまで上昇する。

【００２０】次に図４（ａ）に示すようにロータリーア
クチュエータ６０が作動することにより、第１のパッド
５５と第２のパッド５７は１８０°水平回転し、第１の
パッド５５はコンベヤ４０の上方へ移動し、第２のパッ
ド５７はパレット２の上方へ移動する。次に第２のシリ
ンダ５３が作動して、第２のパッド５７は図４（ａ）の
鎖線位置まで下降する。

【００２１】次に第３のシリンダ５８が作動して、第１
のパッド５５と第２のパッド５７は下降し、基板１をコ
ンベヤ４０とパレット２に着地させる（図４（ｂ））。
次に真空吸着状態を解除したうえで、第３のシリンダ５
８が作動することにより、第１のパッド５５と第２のパ
ッド５７は上昇し、図３（ａ）と同じ状態に戻る。以上
のようにして、パレット２上のプラズマクリーニング済
の基板１のコンベヤ４０上への回収と、これからプラズ
マクリーニングを行うコンベヤ４０上の基板１のパレッ
ト２への移載が同時に行われる。

【００２２】この基板１のプラズマクリーニング装置は
上記のような構成より成り、次に図５〜図１０を参照し
ながらプラズマクリーニングの動作を説明する。なお図
５〜図１４は一連の動作を示している。

【００２３】図２は当初の状態であって、プラズマクリ
ーニングが終了した基板１が載せられたパレット２が、
支壁２２，２３のローラ２４に載せられて、第１レベル
Ａに位置している状態を示している。次に図５に示すよ
うに、チャック爪３６でパレット２の突起３７をチャッ
クし、モータ３２を駆動してチャック爪３６をａ方向へ
ピッチ送りしてパレット２を支壁１３，１４の上段のロ
ーラ１５上へ送りながら、パレット２上のプラズマクリ
ーニング済の基板（黒く塗りつぶしている）１のコンベ
ヤ４０上への回収と、コンベヤ４０上のこれからプラズ
マクリーニングが行われる基板（白ヌキ）１のパレット
２上への移載を行う。このパレット２とコンベヤ４０間
の基板１の受け渡しは、図３および図４を参照しながら
説明したように、受け渡し手段５０により行われる。

【００２４】図５において鎖線は、基板１の受け渡しが
終了して、パレット２が上段のローラ１５上に完全に進
入した状態を示している。このときケーシング３内には
パレット２があり、交流電源５により高電圧を印加する
ことにより、パレット２上の基板１のプラズマクリーニ
ングが行われている。

【００２５】次にチャック爪３６で突起３７をチャック
したまま、図６において矢印ｂで示すようにパレット２
を左方へスライドさせて支壁２２のローラ２４上へ移動
させ、次にモータ２７を駆動して、パレット２を第１レ
ベルＡから第２レベルＢへ下降させる（矢印ｃ）。

【００２６】次に図７において矢印ｄに示すように、チ
ャック爪３６を右方へ移動させてパレット２を下段のロ
ーラ１６上へ退避させ、次にチャック状態を解除してチ
ャック爪３６を左方へ復帰させ（矢印ｅ）、次にモータ
２７を駆動してチャック爪３６を鎖線で示す第２レベル
Ｂから実線で示す第３レベルＣに下降させる（矢印
ｆ）。以上のようにして、次にプラズマクリーニングさ
れる基板１が載置されたパレット２を支壁１３，１４の
ローラ１５上に一時的に退避させる。

【００２７】次にケーシング３内の基板１のプラズマク
リーニングが終了したならば、図８に示すようにシリン
ダ１０を作動させて開閉扉９を下降させて開口部８を開
き、次にチャック爪３６を右方へ移動させてケーシング
３内のパレット２の突起３７をチャックする（矢印
ｇ）。

【００２８】次に矢印ｈで示すようにチャック爪３６を
左方へスライドさせてプラズマクリーニングが終了した
パレット２を上段のローラ２４上に引き出し、次にロー
ラ２４を第３レベルＣから第１レベルＡへ上昇させ（矢
印ｉ）、次にチャック爪３６を右方へ移動させて（矢印
ｊ）、パレット２を上段のローラ１５上へ退避させる。
図８において鎖線は、パレット２を上段のローラ１５上
に回収した状態を示している。以上のようにして、ケー
シング３内のパレット２を上段のローラ１５上に回収し
たならば、ファン７０を回転させて、パレット２や基板
１を冷却する。

【００２９】次に図９において矢印ｋで示すように、チ
ャック状態を解除してチャック爪３６を左方へ移動さ
せ、次にチャック爪３６を第１レベルＡから第２レベル
Ｂへ下降させ（矢印ｌ）、次にチャック爪３６を右方へ
移動させて下段のローラ１６上のパレット２の突起３７
をチャックする（矢印ｍ）。次に図１０においてチャッ
ク爪３６を左方へ移動させてこのパレット２をローラ２
４上へ移動させ（矢印ｎ）、次にチャック爪３６を第２
レベルＢから第３レベルＣへ下降させ（矢印ｏ）、次に
チャック爪３６を右方へ移動させて、パレット２をケー
シング３内に収納する（矢印ｐ）。

【００３０】次に図１１に示すようにチャック状態を解
除してチャック爪３６を左方へ移動させ（矢印ｑ）、次
にチャック爪３６を第３レベルＣから第１レベルＡへ上
昇させ（矢印ｒ）、次にチャック爪３６を右方へ移動さ
せて上段のローラ１５上のパレット２の突起３７をチャ
ックし（矢印ｓ）、次にチャック爪３６を左方へ移動さ
せれば（矢印ｔ）、図２に示す最初の状態に復帰する。
以上のようにして一連の動作が完了し、以下、上記動作
が繰り返される。

【００３１】図１２は上記動作のタイミングチャートを
示している。図示するように、第２回目の受け渡し中
に、第１回目のプラズマクリーニングが行われ、また第
３回目の受け渡し中に第２回目のプラズマクリーニング
が行われる。以下、同様にして受け渡し中にプラズマク
リーニングが行われる。但し、第１回目の受け渡し中に
は、ケーシング３内には未だ基板１は収納されていない
ので、プラズマクリーニングは行われない。したがって
図１３に示した従来方法よりも、全体の作業時間を大幅
に短縮できる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、パレット上に複数枚の
基板を搭載してクリーニングを行うバッチ方式の基板の
プラズマクリーニング装置において、パレット上への基
板の供給、プラズマクリーニングが終了したパレット上
の基板の搬送路への回収、パレットのケーシングに対す
る出し入れなどを短時間で行うことができるので、全体
のタクトタイムを大幅に短縮できる。また支壁１３，１
４などから成る退避部をケーシングの上方に設けること
により、全体の長さを短くしてコンパクトに構成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における基板のプラズマクリ
ーニング装置の斜視図

【図２】本発明の一実施例における基板のプラズマクリ
ーニング装置の断面図

【図３】（ａ）は本発明の一実施例における基板のプラ
ズマクリーニング装置の基板の受け渡し中の部分正面図 （ｂ）は本発明の一実施例における基板のプラズマクリ
ーニング装置の基板の受け渡し中の部分正面図 （ｃ）は本発明の一実施例における基板のプラズマクリ
ーニング装置の基板の受け渡し中の部分正面図

【図４】（ａ）は本発明の一実施例における基板のプラ
ズマクリーニング装置の基板の受け渡し中の部分正面図 （ｂ）は本発明の一実施例における基板のプラズマクリ
ーニング装置の基板の受け渡し中の部分正面図 （ｃ）は本発明の一実施例における基板のプラズマクリ
ーニング装置の基板の受け渡し中の部分正面図

【図５】本発明の一実施例における基板のプラズマクリ
ーニング装置の動作中の断面図

【図６】本発明の一実施例における基板のプラズマクリ
ーニング装置の動作中の断面図

【図７】本発明の一実施例における基板のプラズマクリ
ーニング装置の動作中の断面図

【図８】本発明の一実施例における基板のプラズマクリ
ーニング装置の動作中の断面図

【図９】本発明の一実施例における基板のプラズマクリ
ーニング装置の動作中の断面図

【図１０】本発明の一実施例における基板のプラズマク
リーニング装置の動作中の断面図

【図１１】本発明の一実施例における基板のプラズマク
リーニング装置の動作中の断面図

【図１２】本発明の一実施例における基板のプラズマク
リーニング装置の動作のタイミングチャート

【図１３】従来の基板のプラズマクリーニング装置の動
作のタイミングチャート

【符号の説明】

１ 基板 ２ パレット ３ ケーシング ９ 開閉扉 １０ シリンダ（開閉扉の開閉手段） １３，１４ 支壁（退避部） １５ 上段のローラ １６ 下段のローラ ２０ 昇降手段 ３０ ベルト（出し入れ手段） ３２ モータ（出し入れ手段） ３５ シリンダ（出し入れ手段） ３６ チャック爪（出し入れ手段） ４０ コンベヤ（搬送路） ５０ 受け渡し手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高電圧を印加することによりプラズマを発
   生させて基板をクリーニングするケーシングと、このケ
   ーシングの上方に配設されて基板を搬送する搬送路と、
   このケーシングの開閉扉の前方に設置されて前記基板が
   搭載されたパレットを上下動させる昇降手段と、前記開
   閉扉の開閉手段と、前記ケーシングの上方に配設されて
   前記パレットを前記昇降手段から一時的に退避させる退
   避部と、前記昇降手段に載置された前記パレットを前記
   ケーシングおよびこの退避部に出し入れするための出し
   入れ手段と、前記搬送路の上方にあって、前記搬送路と
   前記昇降手段に載置されたパレットの間で前記基板を受
   け渡しする受け渡し手段とを備えたことを特徴とする基
   板のプラズマクリーニング装置。
2. 【請求項２】基板を順次搬送し、搬送されて来た基板の
   複数を第１のパレットに載せ、前記第１のパレットをプ
   ラズマクリーニングを行うケーシングに押入してプラズ
   マクリーニングを開始し、前記プラズマクリーニングの
   動作中に搬送されて来た基板の複数を第２のパレットに
   載せて待避させ、前記第１のパレット上の基板のプラズ
   マクリーニングの終了後前記第１のパレットを前記ケー
   シングから抜き出して待避させ、前記第２のパレットを
   ケーシングに押入してから、待避させた第１のパレット
   上の基板を搬送過程に戻すことを特徴とする基板のプラ
   ズマクリーニング方法。