JP2013045966A

JP2013045966A - 加工装置

Info

Publication number: JP2013045966A
Application number: JP2011183931A
Authority: JP
Inventors: Seiji Inaba; 誠治稲葉
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2013-03-04

Abstract

【課題】オペレータが加工装置の操作以外に振り分け可能な時間を正確に把握することが可能とし、ひいては、加工装置を無駄に休止させることを防ぐための技術を提案する。
【解決手段】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、加工条件を入力する入力手段と、加工条件を表示する表示手段と、加工条件毎に被加工物１枚あたりの加工に要する単位加工時間があらかじめ記憶された記憶手段と、を含む加工装置であって、加工条件と被加工物の処理枚数に基づき、当該処理枚数の被加工物の加工に要する処理時間が予測加工時間として表示手段に表示される。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を加工する加工装置に関する。

半導体デバイスの製造工程では、略円盤形状の半導体ウェーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成される。こうしたウェーハは、裏面を研削装置のスピンドルに装着された研削ホイールや研磨パッドによって研削、研磨されて所定の厚みに形成され、最終的には切削装置のスピンドルに装着された切削ブレードによってストリートが切削され個々のデバイスに分割される。

これらの研削装置や切削装置の中でも、フルオートと呼ばれる種類の加工装置では、ウェーハを複数枚収容可能なカセットを装置にセットし、ウェーハを加工する加工条件を選択するとともに、加工スタートの指示を下すことによって、自動的に加工処理を施すことが可能である。

即ち、自動的にカセットから装置内へとウェーハを順次搬入させ、カセット内のすべてのウェーハの加工が自動的に終了されるといったものである（特許文献１、２参照）。カセット内のすべてのウェーハの加工がなされた後は、未加工のウェーハを収容した別のカセットに交換される。

このようなフルオートと呼ばれる種類の加工装置では、オペレータは加工スタートの指示を下した後は、加工装置についての特段の作業の必要はなくなる。

このため、オペレータは、すべてのウェーハについての加工が終了する時間を予測し、その時間が近づくまでは加工装置から離れるなどして、他の仕事を行うことが可能である。

特許第４４４７０７４号明細書特開平１０−０８６０４８号公報

しかしながら、加工条件はウェーハの品種によって大きく異なることが多いという現状があり、一つの被加工物（一枚のウェーハ）の加工に要する時間、即ち、単位加工時間（被加工物１枚あたりに要する加工時間）についても加工条件に応じて変動するものである。

また、多品種小ロットの生産を実施している工場では、前段の工程から供給されてくるカセット内のウェーハ枚数にバラツキが生じることが想定される。即ち、数枚程度が収容されている、或いは、容量一杯まで収容されているといったことが生じ得る。

以上のように、単位加工時間やウェーハ枚数に変動が生じるため、オペレータは現在セットされているカセット内のすべてのウェーハについて加工が終了する時間を予測することが難しく、次のカセットに交換されるまでの加工時間を、感を頼りに予測している場合が多い。

その結果、例えば、実際の加工終了時間よりも長い加工時間を予測してしまった場合には、既に加工が終了しているにもかかわらず、次のカセットへの交換がなされないため、加工装置が休止状態となり、稼働時間を少なくしてしまうことになる。

そこで、本発明は、オペレータが加工装置の操作以外に振り分け可能な時間を正確に把握することが可能とし、ひいては、加工装置を無駄に休止させることを防ぐための技術を提案する。

請求項１に記載の発明によると、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、加工条件を入力する入力手段と、加工条件を表示する表示手段と、加工条件毎に被加工物１枚あたりの加工に要する単位加工時間があらかじめ記憶された記憶手段と、を含む加工装置であって、加工条件と被加工物の処理枚数に基づき、当該処理枚数の被加工物の加工に要する処理時間が予測加工時間として表示手段に表示される、ことを特徴とする加工装置が提供される。

本発明によると、加工に要する予測加工時間が表示手段に表示されるため、オペレータは加工装置の操作以外に振り分け可能な時間を正確に把握することが可能となり、ひいては、加工装置を無駄に休止させることを防ぐことができる。

加工装置の一例である切削装置の外観斜視図である。制御手段と記憶手段について示すブロック図である。テーブルについて示す図である。表示モニタに表示される表示例について示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。加工装置の一例として、半導体ウェーハの切削装置２の外観斜視図が図１に示されている。切削装置２は、切削ブレードを有する切削ユニット１０等の加工手段がハウジング８内に収容された加工装置本体４と、加工装置本体４のハウジング８に装着された表示モニタ６などを有して構成される。

切削ユニット１０に隣接してチャックテーブル１２がＸ軸方向に移動可能に配設されている。１４は内部に複数のウェーハ２２を収容したカセット２４を載置するカセット載置台（エレベータ）であり、上下方向に移動可能に構成されている。

１６は切削装置２の稼働状況を表示する表示ランプであり、切削装置２が正常作動時には例えば緑色で点灯し、何らかの故障が生じた場合には赤色が点滅する。１８，２０は非常停止ボタンであり、作業者がこの非常停止ボタン１８，２０を押すと切削装置２の作動を直ちに停止することができる。

切削装置２は、フルオートで加工を行うべく構成されている。具体的には、ウェーハ２２を収容したカセット２４がカセット載置台１４にセットされた状態において、オペレータが表示モニタ６にて加工スタートの操作を行うと、自動的にカセット２４から図示せぬ搬送手段により装置内へとウェーハ２２が順次搬入され、加工がなされる。具体的には、各ウェーハ２２は、カセット２４→仮置きテーブル（待機）→チャックテーブル１２（加工）→洗浄手段（洗浄）→仮置きテーブル（待機）→カセット２４、といった順に搬送、加工される。仮置きテーブル（不図示）では、前のウェーハ２２の加工や洗浄が終わるまで次に加工されるウェーハ２２が待機する。以上のようにしてカセット２４内のすべてのウェーハ２２の加工がなされた後は、未加工のウェーハを収容した別のカセットに交換される。

切削装置２には、所定の加工条件に基づいた加工を実施するために、切削装置２を自動制御するための制御手段３０が設けられている。図２の概略図に示されるように、制御手段３０はマイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理するＣＰＵ（中央処理装置）３１と、制御プログラム等を格納するＲＯＭ（リードオンリーメモリ）３２と、演算結果等を格納する読み書き可能なＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３と、入出力インターフェース３４とを備えて構成される。

ＲＯＭ３２には、所定の加工条件に基づいて切削ユニット１０などを自動制御するための制御プログラムや、後述する予測加工時間計算プログラムなど格納されている。

ＲＡＭ３３は、制御プログラムや予測加工時間計算プログラムなどの読み込みや、後述する被加工物の加工条件Ｋ１，Ｋ２・・・や属性情報Ｚ１，Ｚ２の一時的な記憶などを行うためのものである。

入出力インターフェース３４には、加工条件を入力する入力手段として機能するとともに、各種情報を表示する表示手段としても機能する表示モニタ６（図１参照）が接続されている。

入出力インターフェース３４には、切削ユニット１０を回転させるモータや、チャックテーブル１２を移動させるモータなどの各種駆動装置が接続されており、制御プログラムの実行による演算結果に基づいて、各種駆動装置が加工条件に則って駆動されるようになっている。

入出力インターフェース３４には、記憶手段４０が接続されている。この記憶手段４０は、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３を主記憶装置とした場合に、いわゆる補助記憶装置として機能する装置であり、磁気ディスク、フラッシュメモリなどの形態で実現されるものである。記憶手段４０には、後述する単位加工時間ＴＡ（被加工物１枚あたりに要する加工時間）や加工条件などの各種情報が記憶される。

記憶手段４０は、本実施形態では磁気ディスクの形態として、制御手段３０と別の筐体４１内に設置され、入出力インターフェース３４とケーブルにて接続される構成としている。筐体４１は、切削装置２内に収容するほか、切削装置２の外部に付設されることもできる。もしくは、切削装置２から離れた位置にあるサーバーに記憶手段４０を構成し、ネットワーク（イントラネット、或いは、インターネット）を通じて、記憶手段４０とのデータ通信を行う構成としてもよい。このほかにも、記憶手段４０は、例えばＵＳＢメモリにて構成され、入出力インターフェース３４に挿し込んだ状態で使用される形態なども考えられる。

さらには、制御手段３０内に補助記憶装置として機能する装置を設けることで記憶手段４０の代替とすることや、前述のＲＯＭ３２を書き込み可能なメモリに構成して記憶手段４０の代替とすることも考えられる。

記憶手段４０には、図３に示されるように、被加工物の加工条件Ｋ１，Ｋ２・・・と、各加工条件Ｋ１，Ｋ２・・・についての各種の属性情報Ｚ１，Ｚ２・・・を対応づけて記憶したテーブルＴが記憶されている。これにより、例えば、オペレータが表示モニタ６にて加工条件Ｋ１を指定することで、加工条件Ｋ１に対応する属性情報Ｚ１をＲＡＭ３３上に読み出すことが可能となっている。

属性情報Ｚ１，Ｚ２・・・には、具体的には、ウェーハ２２をカセット２４からチャックテーブル１２にセットするまでに要する時間Ｔ１、チャックテーブル１２にセットされたウェーハ２２の切削加工が完了するまでに要する時間Ｔ２、切削加工が完了してからウェーハ２２をカセット２４内に戻すまでに要する時間Ｔ３、などが含まれる。なお、ａ１，ｂ１，ｃ１は、それぞれ、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の具体的な値（パラメータ）である。

そして、これらの時間Ｔ１〜Ｔ３などを合計した時間が単位加工時間ＴＡ（被加工物１枚あたりに要する加工時間）とされる。即ち、一枚のウェーハ２２の加工に要する単位加工時間ＴＡが、予め定義される属性情報Ｚ１，Ｚ２・・・に基づいて求められるようになっている。

各属性情報Ｚ１，Ｚ２・・・には、加工時間Ｔ１〜Ｔ３に加え、例えば、切削ブレードの切り込み深さＳ１、切削ブレードの回転数Ｓ２、チャックテーブル１２の加工送り速度Ｓ３などの詳細な条件（詳細加工条件Ｓ）や、被加工物であるウェーハ２２の径Ｗ１、厚みＷ２、切削ラインの本数Ｗ３などといったウェーハの属性情報Ｗを定義する情報も含まれる。

テーブルＴに記憶される情報、即ち、加工条件と、この加工条件に対応する属性情報は、例えば、カセット２４内の一枚目のウェーハ２２を加工する際に、加工時間Ｔ１〜Ｔ３を測定してテーブルＴに記憶することが考えられる。また、例えば、特定の品種のウェーハについて、一枚のウェーハを条件設定用のサンプルとして用い、このサンプルによって当該特定の品種のウェーハについての加工条件と属性情報をテーブルＴに記憶することも考えられる。

そして、前述のＲＯＭ３２には、単位加工時間ＴＡに処理枚数Ｍを乗じることで、予測加工時間Ｙを算出するための予測加工時間計算プログラムが格納されている。これにより、オペレータが表示モニタ６にて加工条件Ｋ１と、カセット２４内に収容されるウェーハ２２の処理枚数Ｍを入力することで、全てのウェーハ２２についての加工が終了するまでに要する予測加工時間Ｙが自動的に求められるようになっている。

以上の構成において、本発明の一実施形態として以下の処理が実行され得る。即ち、入力手段などにて指定される加工条件Ｋ１及び処理枚数ＭをＲＡＭ３３上に一時的に記憶する第１の処理と、ＲＡＭ３３に一時的に記憶された加工条件Ｋ１に対応する単位加工時間ＴＡを、記憶手段４０に記憶されたテーブルＴからＲＡＭ３３上に読み出す第２の処理と、予測加工時間計算プログラムにより単位加工時間ＴＡに処理枚数Ｍを乗じることで予測加工時間Ｙを算出する第３の処理と、予測加工時間Ｙを表示モニタ６に表示する第４の処理、が実行され得る。

具体的には、まず、第１の処理は、オペレータが表示モニタ６を操作した際になされる。例えば、図４に示すように、オペレータがカセット２４の側面に表記された加工条件Ｋ１や、処理枚数Ｍ（本実施形態では、カセット２４に収容されるウェーハ２２の枚数）を確認するとともに、表示モニタ６にてこれらの情報を入力することで、第１の処理が行われる。

このほか、カセット２４やウェーハ２２に表示された加工条件Ｋ１（バーコードやコード番号など）を図示せぬセンサにて自動的に認識させることで、加工条件Ｋ１をＲＡＭ３３上に一時的に記憶させる実施形態も考えられる。

処理枚数Ｍについては、カセット２４からウェーハ２２を一枚ずつ搬送する搬送手段に設けたセンサにて、ウェーハ２２の枚数を自動的にカウントし、カウント枚数をＲＡＭ３３上に一時的に記憶させる実施形態も考えられる。なお、このカウントの際に、ウェーハ２２が存在しない場合には、処理を終わらせるようにすることもできる。

次に、第２の処理では、ＲＡＭ３３に一時的に記憶された加工条件Ｋ１に対応する単位加工時間ＴＡを、記憶手段４０に記憶されたテーブルＴからＲＡＭ３３上に読み出す処理がなされる。この処理はＲＯＭ３２に記憶されたプログラムにより自動的に実施されることができる。

次に、第３の処理では、予測加工時間計算プログラムにより単位加工時間ＴＡに処理枚数Ｍを乗じることで予測加工時間Ｙが算出される。例えば、単位加工時間ＴＡが１０分であり、処理枚数Ｍが２５枚である場合には、予測加工時間Ｙが２５０分として算出される。

次に、第４の処理では、予測加工時間Ｙが表示モニタ６に表示されるものであり、図４に示す例では、加工条件（値Ｋ１）と処理枚数（値２５）が入力されることにより、予測加工時間Ｙが２５０ｍｉｎとして表示されることとしている。また、現在時刻ＴＧから予測加工時間Ｙを経過した後の予測終了時刻ＹＧも合わせて表示されることとしている。

以上のようにして、本発明を実施することができる。
即ち、本実施形態では、被加工物としてのウェーハ２２を保持する保持手段としてチャックテーブル１２のと、チャックテーブル１２に保持されたウェーハ２２を加工する加工手段としての切削ユニット１０と、加工条件を入力する入力手段、および、加工条件を表示する表示手段としての表示モニタ６と、加工条件毎にウェーハ２２１枚あたりの加工に要する単位加工時間ＴＡがあらかじめ記憶された記憶手段４０と、を含む切削装置２であって、加工条件Ｋ１とウェーハ２２の処理枚数Ｍに基づき、処理枚数Ｍのウェーハ２２の加工に要する処理時間が予測加工時間Ｙとして表示モニタ６に表示されることとするものである。

この構成によれば、加工に要する予測加工時間Ｙが表示モニタ６に表示されるため、オペレータは加工装置の操作以外に振り分け可能な時間を正確に把握することが可能となる。これにより、例えば、予測加工時間Ｙが経過する直前に加工装置の操作に戻り、処理がなされていたカセット２４についての加工が終了次第、新たなカセットをセットして加工を開始させることが可能となり、加工装置を無駄に休止させることを防ぐことができる。また、オペレータは自身の勘に頼らずに、予測加工時間Ｙが経過するまでの時間を、安心して他の作業に有効活用することができる。

なお、以上の実施形態では、チャックテーブル１２でのウェーハ２２の単位加工時間ＴＡに処理枚数Ｍを乗じて予測加工時間Ｙを求め、この予測加工時間Ｙをオペレータに認識させることとしたが、この予測加工時間Ｙに補正時間Ｈを加えたものを全処理時間としてオペレータに認識させることとしてもよい。

つまり、上述の実施形態においては、各ウェーハ２２は、カセット２４→仮置きテーブル（待機）→チャックテーブル１２（加工）→洗浄手段（洗浄）→仮置きテーブル（待機）→カセット２４、といった順に搬送、加工されることになるが、全てのウェーハ２２がカセット２４から取り出されてから、再び収容されるまでに要する全処理時間は、予測加工時間Ｙよりも長くなる。つまり、予測加工時間Ｙに加え、１枚目のウェーハ２２がカセット２４からチャックテーブル１２に搬送されるまでの「前工程時間」、最後の１枚のウェーハ２２がチャックテーブル１２からカセット２４に収容されるまでの「後工程時間」、を加算したものが全処理時間となる。

そこで、「前工程時間」、「後工程時間」を補正時間Ｈとし、この補正時間Ｈを予測加工時間Ｙに加えたものを全処理時間としてオペレータに認識させることも考えられる。「前工程時間」、「後工程時間」は、加工装置の仕様としてＲＯＭ３２に記憶され、予測加工時間計算プログラムでは、予測加工時間Ｙに補正時間Ｈを加算する演算がなされ、表示モニタ６には、予測加工時間Ｙに代えて、あるいは、並べるように、全処理時間が表示されることとする。

なお、以上に説明した実施形態においては、被加工物を板状のウェーハとする例を用いて説明したが、被加工物については板状の物に限られるものではない。また、本発明は、まとまった数の被加工物をセットするとともに、すべての被加工物について連続的に加工を行う形態の装置について、幅広く適用することが可能である。

２切削装置
４加工装置本体
６表示モニタ
８ハウジング
１０切削ユニット
１２チャックテーブル
２２ウェーハ
２４カセット
３０制御手段
３１ＣＰＵ
３２ＲＯＭ
３３ＲＡＭ
３４入出力インターフェース
４０記憶手段
４１筐体

Claims

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該被加工物を加工する加工手段と、加工条件を入力する入力手段と、加工条件を表示する表示手段と、該加工条件毎に該被加工物１枚あたりの加工に要する単位加工時間があらかじめ記憶された記憶手段と、を含む加工装置であって、
該加工条件と該被加工物の処理枚数に基づき、当該処理枚数の該被加工物の加工に要する処理時間が予測加工時間として該表示手段に表示される、
ことを特徴とする加工装置。