JP2010251348A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スライド機構により被加工物を収納する際に、被加工物が収納手段から飛び出してしまうのを確実に防止する。
【解決手段】搬送手段が収納手段３１から被加工物Ｗ１を搬出して保持手段に搬送し、保持手段に保持された被加工物Ｗ１が加工される加工装置において、収納手段３１は、搬送手段側に開口する第一の搬送口３２０とオペレータ側に開口する第二の搬送口３２１とを有する枠体３２と、第二の搬送口３２１を介して枠体３２から引き出し可能な被加工物載置台３３と、被加工物載置台３３を第二の搬送口３２１を介して引き出された状態から枠体３２の中に押し込む際の慣性力によって被加工物載置台３３０に載置された被加工物Ｗ１が第一の搬送口３２０から飛び出すのを一定の力で防止する掛止部３３４とを有し、搬送手段が被加工物Ｗ１を第一の搬送口３２０を介して搬出入する際には掛止部３３４による掛止を解除する。
【選択図】図９

Description

本発明は、被加工物を収納可能な収納手段を有する加工装置に関するものである。

各種の被加工物を加工する加工装置には、被加工物を収納する収納手段を備えている。例えば、半導体ウェーハ等の被加工物を切削加工する切削装置においては、被加工物がカセットと呼ばれる収納手段に収納され、カセット載置機構に載置されたカセットから被加工物が取り出されて切削され、切削が終了した被加工物は再びカセットに収納される。また、被加工物が複数収納されるカセットの下に、検査用の被加工物や砥石のドレッシング用のドレスボード等を収納する収納手段が載置されることもある（例えば特許文献１参照）。

収納手段に収納された被加工物は、搬送機構によって取り出されて保持テーブルに搬送されて加工される構成となっており、収納手段は搬送機構側とオペレータ側の双方に開口している。オペレータが収納手段に対して被加工物を出し入れするために、オペレータ側に被加工物の収納部をスライドさせる機構も提案されている（例えば特許文献２参照）。

ところが、スライド機構を押すことにより被加工物の収納部を装置側に収納する際には、その押す勢いによって被加工物が搬送機構側に飛び出してしまうことがある。こうして被加工物が搬送機構側に飛び出すと、カセット載置機構や搬送機構と半導体ウェーハとが衝突するおそれがある。そのため、収納手段に、被加工物が飛び出しそうになるのを検知するセンサーを設けたり、被加工物が飛び出さないように突き当てとなる段差を設けたりする等の対策も講じられている。

特開２００６−７４００４号公報 特許第２９９７７６６号

しかし、センサーを用いる場合は、飛び出しを検知するに止まり、飛び出しを防止することはできない。また、段差を設けても、被加工物に反りがある場合等、飛び出し防止が十分でないこともある。

本発明は、これらの事実に鑑みてなされたものであり、その主な技術的課題は、スライド機構により被加工物を収納する際に、被加工物が収納手段から飛び出してしまうのを確実に防止することにある。

本発明は、被加工物を保持する保持手段と、保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段と、被加工物を収納する収納手段と、収納手段から被加工物を搬出して保持手段に搬送する搬送手段とを有する加工装置に関し、収納手段は、搬送手段側に開口する第一の搬送口と第一の搬送口に対向しオペレータ側に開口する第二の搬送口とを有する枠体と、第二の搬送口を介して枠体から引き出し可能な被加工物載置台と、被加工物載置台を第二の搬送口を介して引き出された状態から枠体の中に押し込む際の慣性力によって被加工物載置台に載置された被加工物が第一の搬送口から飛び出すのを一定の力で防止する掛止部とを有し、当該一定の力は、慣性力によって被加工物が第一の搬送口方向に向かって動く際に掛止部に作用する力より大きく、搬送手段によって第一の搬送口を介して被加工物が搬出入される際に掛止部に作用する力より小さく、搬送手段が被加工物を第一の搬送口を介して搬出入する際には掛止部による掛止が解除される。
加工装置。

掛止部としては、例えば板バネを使用することができる。

本発明では、被加工物が第一の搬送口から飛び出すのを防止する掛止部を有しているため、加工装置に備えた搬送機構等と半導体ウェーハとが衝突するのを確実に回避することができる。また、掛止部から被加工物に対して働く力は、慣性力によって被加工物が第一の搬送口方向に向かって動く際に掛止部に作用する力より大きく、搬送手段によって第一の搬送口を介して被加工物が搬出入される際に掛止部に作用する力より小さいため、搬送手段による被加工物の搬出入機能が阻害されることはない。

また、掛止部として板バネを用いると、板の厚さを変えたり、板の面と被加工物またはそれを支持する部材との接触面が成す角度を変化させるように形状を変えたりすることで、被加工物やそれを支持する部材の形状や大きさ、搬送手段の性能等にあわせて、前記一定の力を容易に調節することができる。

切削装置の一例を示す斜視図である。 切削装置の内部構造を示す斜視図である。 収納手段の一例を示す斜視図である。 収納手段の一例を示す分解斜視図である。 収納手段の被加工物載置台が回転した状態を示す斜視図である。 収納手段の被加工物載置台を元の状態に戻した状態を示す斜視図である。 被加工物載置台に被加工物が収納された状態を示す斜視図である。 被加工物載置台から被加工物が搬出される状態を示す斜視図である。 被加工物載置台に備えた掛止部の一例を示す斜視図である。 被加工物がテープを介してフレームに支持された状態を示す平面図である。 掛止部の変化の状態を示す平面図である。 掛止部によってフレームが支持された状態を示す平面図である。 被加工物載置台の第二の例において被加工物を収納する状態を示す斜視図である。 同第二の例における被加工物載置台に被加工物が収納された状態を示す斜視図である。

図１に示す切削装置１は、加工装置の一種であり、被加工物を保持して水平方向（図１におけるＸ軸方向）に移動可能であると共に回転可能な保持手段２を備えている。保持手段２は、半導体ウェーハ等の被加工物を吸引する吸引部２０と、周囲を固定するクランプ部２１とを有している。

保持手段２の可動域の前方には、切削対象の被加工物が収納される第一の収納手段３０、検査用の被加工物が収納される第二の収納手段３１のいずれか一方または双方が載置され昇降可能な収納手段載置機構３を備えている。図示の例では、収納手段載置機構３に第二の収納手段３１が載置され、更にその上に第一の収納手段３０が載置されている。図１の例では、第一の収納手段３０には、被加工物であるウェーハＷがリング状のフレームＦに貼着されたテープに貼着されており、ウェーハＷがテープＴを介してフレームＦによって支持された状態となっている。

保持手段２の可動域の後部側には、切削後の被加工物を洗浄する洗浄手段４が配設されている。洗浄手段４は、被加工物を保持して回転可能であると共に昇降可能な保持テーブル４０と、洗浄水及び高圧エアーを噴出する図示しないノズル類とを備えている。

保持手段２の可動域の上方には、第一の搬送手段５、第二の搬送手段６、第三の搬送手段７が配設されている。第一の搬送手段５は、保持手段２と第一の収納手段３０または第二の収納手段３１との間で被加工物を搬送する機能を有しており、搬送方向（Ｙ軸方向）に延びるガイドレール５０と、ガイドレール５０に沿って移動するアーム部５１と、アーム部５１の下端に設けられ被加工物を上下方向に挟持する挟持部５２とを備えている。なお、Ｙ軸方向は、保持手段２の移動方向であるＸ軸方向に対して水平面上において直交する方向である。

第二の搬送手段６は、切削後の被加工物を洗浄手段４に搬送する機能を有しており、搬送方向（Ｙ軸方向）に延びるガイドレール６０と、ガイドレール６０に沿って移動するアーム部６１と、アーム部６１に対して昇降する昇降部６２と、昇降部６２の下端に設けられ被加工物を吸着する吸着部６３とを備えている。

第三の搬送手段７は、洗浄手段４において洗浄された被加工物を第一の収納手段３０または第二の収納手段３１に収納するために搬送する機能を有しており、搬送方向（Ｙ軸方向）に延びるガイドレール７０と、ガイドレール７０に沿って移動するアーム部７１と、アーム７１に対して昇降する昇降部７２と、昇降部７２の下端に設けられ被加工物を吸着する吸着部７３とを備えている。

切削装置１の前部側には、オペレータが各種操作を行う際のガイド画面や被加工物の画像等を表示させる表示手段８を備えている。

切削装置１の内部には、図２に示すように、加工手段である第一の切削手段１０及び第二の切削手段１１が配設されている。第一の切削手段１０は第一の送り手段１２によって駆動されてＹ軸方向に移動可能であり、第二の切削手段１１は、第二の送り手段１３によって駆動されてＹ軸方向に移動可能となっている。

第一の切削手段１０は、回転可能な第一のブレード１００を備えており、第二の切削手段１１は、図２においては図示されていないが、回転可能な第二のブレードを備えている。

第一の送り手段１２は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ１２０と、ボールネジ１２０と平行に配設されたガイドレール１２１と、ボールネジ１２０を回動させる図示しないパルスモータと、内部のナットがボールネジ１２０に螺合し側部がガイドレール１２１に摺接する可動部１２２と、第一の切削手段１０を昇降させる昇降機構１２３とから構成される。また、第二の送り手段１３は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ１３０と、ボールネジ１３０と平行に配設されたガイドレール１２１と、ボールネジ１３０を回動させるパルスモータ１３１と、内部のナットがボールネジ１３０に螺合し側部がガイドレール１２１に摺接する可動部１３２と、第二の切削手段１１を昇降させる昇降機構１３３とから構成される。

保持手段２に保持された被加工物は、保持手段２がＸ軸方向に移動しながら、第一の送り手段１２による駆動によって下降した第一の切削手段１０及び第二の送り手段１３による駆動によって下降した第二の切削手段１１の作用を受けて切削される。

図３に示すように、第二の収納手段３１は、枠体３２と、枠体３２に対して抜き差し可能な被加工物載置台３３とを有している。枠体３２は、前後方向に貫通しており、図４に示すように、後部側には図１に示した第一の搬送手段５側に開口した第一の搬送口３２０が形成され、後部側の第一の搬送口３２０に対して対向する前部側にはオペレータ側に開口した第二の搬送口３２１が形成されている。

被加工物載置台３３には、一または複数の被加工物が載置される。図４及び図５に示すように、被加工物載置台３３は、第二の搬送口３２１を介して枠体３２から引き出し可能であり、被加工物載置台３３をオペレータ側に引き出すための把持部３３０ａ及び被加工物の端部を支持する複数の溝状のスロット３３０ｂを有する回転部３３０と、回転部３３０を回転可能に支持すると共に枠体３２に対して摺動可能なスライド部３３１とを備えている。回転部３３０の後部側には、被加工物の第二の収納手段３１への搬入または被加工物の第二の収納手段３１からの搬出時に被加工物の搬出入口となる入出部３３２が開口した状態で設けられている。

回転部３３０は、回転機構３３３によってスライド部３３１に対して回転可能となっている。回転機構３３３は、被加工物の搬出入方向であるＹ軸方向と水平面内において直交する方向の回転軸３３３ａを有しており、この回転軸３３３ａを中心として回転部３３０が回転する構成となっている。図５に示すように、回転部３３０が起立した状態では、入出部３３２が上方を向いた状態となり、オペレータが被加工物を出し入れしやすい状態となる。ここで、上方とは真上のみを意味するものではなく、入出部３３２が枠体３２側またはオペレータ側のいずれかに傾いて向いた状態をも含む意味である。

このように、入出部３３２が上方を向いた状態で、回転部３３０に、例えばテープＴを介してフレームＦによって支持されたインスペクションワークＷ１が収納され、また、回転部３３０から同インスペクションワークＷ１が取り出される。したがって、オペレータから入出部３３２を見やすくなり、それぞれのスロットに被加工物を収納しやすくなると共に、所望の被加工物を取りだしやすくなる。回転部３３０の高さがオペレータの目線より下の位置にあると、被加工物の収納と取り出しをより行いやすくなる。

なお、回転部３３０には、インスペクションワークのほか、テストカットに用いるプリカットボード、図２に示した第一の切削ブレード１００及び第二のブレードの目だし、真円だし、ならし等に用いるドレスボード、通常のワーク等も収納される。

被加工物を回転部３３０に収納した後は、図６に示すように、回転部３３０を倒して寝かせた状態として元の状態に戻す。そして、図７に示すように、被加工物載置台３３を枠体３２に押し込む。こうして被加工物載置台３３に被加工物が収納され枠体３２に枠体３２が収容されると、第一の搬送手段５によって被加工物を搬出できる状態となる。

図１にも示した第一の搬送手段５の挟持部５２が被加工物載置台３３の後部側から内部に進入してフレームＦを挟持し、図８に示すように、挟持状態を維持したまま挟持部５２が被加工物載置台３３の外部に出ることにより、フレームＦに支持されたインスペクションワークＷ１が第二の収納手段３１から搬出される。そして、搬出されたインスペクションワークＷ１は、図１に示した保持手段２に搬送されて保持され、加工される。

図９に示すように、被加工物載置台３３には、収納されたインスペクションワークＷ１が入出部３３２から被加工物載置台３３の外部に飛び出すのを防止する掛止部３３４が形成されている。図９に示す掛止部３３４は、複数段あるスロット３３０ｂを貫通して形成されているが、スロットの各段にそれぞれ個別に掛止部を設けてもよい。

図示の例の掛止部３３４は板バネであり、図９において拡大して示すように、スロット３３０ｂの側壁３３０ｃから前面側（オペレータ側）に向けて立ち上がった立ち上がり部３３４ａと、先端が側壁３３０ｃに対して摺動可能に接しているストッパ部３３４ｂと、立ち上がり部３３４ａとストッパ部３３４ｂとを連結する山部３３４ｃとから構成されている。

山部３３４ｃは、フレームＦが入出部３３２から出し入れされる際に出没しながらフレームＦの周縁側面を摺動させる。図１０に示すように、フレームＦの外周は、円形の曲線部Ｆ１の外周の一部を直線状に切り取って形成された一対の対向する直線部Ｆ２を有している形状となっている。図７、８に示した第一の搬送手段５によってフレームＦが挟持されてインスペクションウェーハＷ１が被加工物載置台３３に搬入されるときは、図１１において実線で示すように、フレームＦの直線部Ｆ２が掛止部３３４の山部３３４ａを押圧しながらスライドする。そして、図１１において二点鎖線で示すように、直線部Ｆ２が山部３３４ｃを通過し終わり山部３３４ａよりも前部側まで進入すると、曲線部Ｆ１に沿って山部３３４ｃが徐々に突出し、図１２にも示すように掛止部３３４がフレームＦによって押圧される前の状態に復帰してストッパ部３３４ｂ及び山部３３４ｃがフレームＦの曲線部Ｆ１と接し、フレームＦが入出部３３２側に動かなくなる。一方、インスペクションウェーハＷ１が入出部３３２を介して被加工物載置第３３の外部に搬出される場合は、フレームＦのスライドによって直線部Ｆ２がストッパ部３３４ｂ及び山部３３４ｃを押圧して没入させ、直線部Ｆ２が山部３３４ｃと摺接した状態で入出部３３２側に引き出される。そして、直線部Ｆ２が山部３３４ｃを完全に通過すると、掛止部３３４がフレームＦによって押圧される前の状態に復帰する。

図９に示したように被加工物を収納した被加工物載置台３３が第二の搬送口３２１を介して引き出された状態から、図７に示したように被加工物載置台３３を枠体３２の中に押し込んだ際には、被加工物載置台３３に収納された被加工物には第一の搬送口３２０側に向けて慣性力が働くが、掛止部３３４は、その慣性力によって被加工物が第一の搬送口３２０から飛び出すのを一定の力で防止することができる。ここにいう一定の力とは、当該慣性力によって被加工物が第一の搬送口３２０に向かって動く際に掛止部３３４に作用する力より大きく、第一の搬送手段５が被加工物を第一の搬送口３２０を介して搬入するまたは搬出する際に掛止部３３４に作用する力より小さい力である。したがって、被加工物が第一の搬送口３２０から飛び出すのを防止しつつ、第一の搬送手段５が被加工物を第一の搬送口３２０を介して搬出入する際には、掛止部３３４による被加工物の掛止が解除されるため、第一の搬送手段５による搬出入機能が阻害されることがない。

また、掛止部３３４として板バネを用いると、立ち上がり部３３４ａ、ストッパ部３３４ｂ、山部３３４ｃの板厚を変えたり、板の面とフレームＦの接触面とが成す角度を変化させるように板バネの形状を変えたりすることで、フレームＦの形状や大きさ、第一の搬送手段５のアーム部５１等の性能にあわせて、前記一定の力を容易に調節することができる。

図３〜９に示した第二の収納手段３１に代えて、図１３、１４に示す収納手段９を使用することもできる。この収納手段９は、枠体９０と、枠体９０に対して抜き差し可能な被加工物載置台９１とを有している。枠体９０は、前後方向に貫通しており、後部側には図１に示した第一の搬送手段５側に開口した第一の搬送口９００が形成され、後部側の第一の搬送口９００に対して対向する前部側にはオペレータ側に開口した第二の搬送口９０１が形成されている。

一または複数の被加工物が載置される被加工物載置台９１は、第二の搬送口９０１を介して枠体９０から引き出し可能であり、起立状態と前方（オペレータ側）に向けて倒した状態とをとりうる開閉部９１０と、枠体９０に対して摺動可能なスライド部９１１と、開閉部材９１０の内側に配設され被加工物を複数収納する収容部９１２とを備えている。収容部９１２は、被加工物の端部を支持する複数の溝状のスロット９１２ａを有している。また、収容部９１２の後部側には、被加工物の搬出入口となる入出部９１３が開口した状態で設けられている。

図１４に示すように、開閉部９１０には、開閉時にオペレータが把持する部分である把持部９１０ａが形成されている。図１３に示したように、開閉部９１０を倒して開状態とすると、被加工物を収容部９１２に対して出し入れすることができる。一方、被加工物の出し入れをしないときは、図１４に示すように、開閉部９１０を起立させて閉状態とする。図１３では、テープＴを介してフレームＦに支持されたインスペクションウェーハＷ１が、スロット９１２ａに支持された状態で収納された状態を示しているが、インスペクションウェーハＷ１のほかにも、テストカットに用いるプリカットボード、図２に示した第一の切削ブレード１００及び第二のブレードの目だし、真円だし、ならし等に用いるドレスボード、通常のワーク等が収容されることもある。

収容部９１２には、収容されたインスペクションワークＷ１が入出部９１３から被加工物載置台９１の外部に飛び出すのを防止する掛止部９１４が形成されている。図１３、１４９に示す掛止部９１４は、複数段あるスロット９１２ａを貫通して形成されているが、スロットの各段にそれぞれ個別に掛止部を設けてもよい。掛止部９１４の構造及び作用は、図９、１１、１２に示した掛止部３３４と同様である。

１：切削装置
２：保持手段 ２０：吸引部 ２１：クランプ部
３：収納手段載置機構
３０：第一の収納手段
３１：第二の収納手段
３２：枠体
３２０：第一の搬送口 ３２１：第二の搬送口
３３：被加工物載置台
３３０：回転部 ３３０ａ：把持部 ３３０ｂ：スロット
３３１：スライド部 ３３２：入出部
３３３：回転機構 ３３３ａ：回転軸
３３４：掛止部 ３３４ａ：立ち上がり部 ３３４ｂ：ストッパ部 ３３４ｃ：山部
４：洗浄手段 ４０：保持テーブル
５：第一の搬送手段 ５０：ガイドレール ５１：アーム部 ５２：挟持部
６：第二の搬送手段 ６０：ガイドレール ６１：アーム部 ６２：昇降部
６３：吸着部
７：第三の搬送手段 ７０：ガイドレール ７１：アーム部 ７２：昇降部
７３：吸着部
８：表示手段
９：収納手段
９０：枠体 ９００：第一の搬送口 ９０１：第二の搬送口
９１：被加工物載置台
９１０：開閉部 ９１０ａ：把持部
９１１：スライド部
９１２：収容部 ９１２ａ：スロット
９１３：入出部 ９１４：掛止部
１０：第一の切削手段 １００：第一のブレード
１１：第二の切削手段
１２：第一の送り手段
１２０：ボールネジ １２１：ガイドレール １２２：可動部 １２３：昇降機構
１３：第二の送り手段
１３０：ボールネジ １３１：パルスモータ １３２：可動部 １３３：昇降機構
Ｗ：ウェーハ Ｗ１：インスペクションウェーハ Ｔ：テープ Ｆ：フレーム

Claims (2)

1. 被加工物を保持する保持手段と、
   該保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段と、
   該被加工物を収納する収納手段と、
   該収納手段から該被加工物を搬出して該保持手段に搬送する搬送手段と
   を有する加工装置であって、
   該収納手段は、該搬送手段側に開口する第一の搬送口と、該第一の搬送口に対向しオペレータ側に開口する第二の搬送口とを有する枠体と、
   該第二の搬送口を介して該枠体から引き出し可能な被加工物載置台と、
   該被加工物載置台を該第二の搬送口を介して引き出された状態から該枠体の中に押し込む際の慣性力によって該被加工物載置台に載置された該被加工物が該第一の搬送口から飛び出すのを一定の力で防止する掛止部と
   を有し、
   該一定の力は、該慣性力によって該被加工物が該第一の搬送口方向に向かって動く際に該掛止部に作用する力より大きく、該搬送手段によって該第一の搬送口を介して該被加工物が搬出入される際に該掛止部に作用する力より小さく、
   該搬送手段が該被加工物を該第一の搬送口を介して搬出入する際には該掛止部による掛止が解除される
   加工装置。
2. 前記掛止部は、板バネによって構成される
   請求項１に記載の加工装置。

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