JP2013157381A - ウェーハ処理装置 - Google Patents

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優爾 中西
Sumio Masuchi
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Abstract

【課題】カセットがカセット載置台に載置されている状態においてウェーハの飛び出しを防止可能なウェーハ処理装置を提供すること。
【解決手段】カセット(4)を載置するカセット載置台(31)と、ウェーハ(W1)を処理するウェーハ処理手段(8)と、ウェーハを搬送する搬送手段(51)と、を備え、カセットは、一対の側板(41a,41b)と、開口部(O1)と、ウェーハを背部(E1)で支持する背止部(41f)と、ウェーハを収容するための収容棚(42)と、収容棚に収容されたウェーハの搬出を規制する閉状態及びウェーハを搬出可能な開状態に上下にスライド可能に開口部近傍に配設されたウェーハ規制部(44)と、を有し、カセット載置台は、カセットが所定位置に載置された際にウェーハ規制部の下端に当接して位置づけられウェーハ規制部を開状態と閉状態とに選択的に位置づける上下駆動部(33)を備えるようにした。
【選択図】図2

Description

本発明は、ウェーハを加工処理するウェーハ処理装置に関し、特に、ウェーハを収容するカセットを載置するためのカセット載置台を備えるウェーハ処理装置に関する。
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、集積回路毎にウェーハを切断分離するダイシング工程が行われる。ダイシング工程の前工程において、ウェーハは、粘着テープを介して環状のフレームに固定され、搬送用のカセットに収容される。ウェーハの収容されたカセットは、オペレータによって切削装置まで搬送され、カセット載置台に載置される。その後のダイシング工程において、ウェーハはカセットから搬出されて加工処理される。このカセットは、通常、複数枚のウェーハを収容できるように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載されるカセットは、複数の水平な溝を有する一対の側板を対向させた構成を有しており、溝の一端側の挿入口から各溝に沿ってフレームが挿入されることで、複数枚のウェーハを収容できるようになっている。このカセットは、溝に保持されたフレーム(及びウェーハ)の脱落を防止するために、側板と同ピッチの溝を有するストッパー部材を備えている。ストッパー部材は、側板の溝に対してストッパー部材の溝が平行な状態で鉛直方向にスライドされるように、側板の挿入口側に取り付けられている。
例えば、搬送時などにおいてカセットが持ち上げられると、ストッパー部材は側板に対して下方にスライドされて、側板の溝とストッパー部材の溝とにずれが生じる。これにより、側板の溝に挿入されたフレームの一端はストッパー部材により係止され、フレームの脱落は防止される。一方、カセット載置台などの平面にカセットが載置されると、ストッパー部材は上方にスライドされ、側板の溝に対してストッパー部材の溝が段差なく連続される。この状態においては、ストッパー部材によるフレームの係止が解除されてフレームを搬出できる。
登録実用新案第3014870号公報
上述のように、カセットの搬送時にカセットを持ち上げると、ストッパー部材によりフレームが係止され、挿入口からのフレームの脱落は防止される。しかしながら、カセットが平面に載置されている状態においては、ストッパー部材によるフレームの係止は解除されるため、僅かな衝撃が加わるだけでもフレームはカセットから飛び出してしまう。このため、例えば、カセット載置台からカセットを持ち上げる際に、オペレータや搬送手段などが誤ってカセットに接触すると、カセットからフレームが飛び出してウェーハが破損してしまう恐れがある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、カセットがカセット載置台に載置されている状態においてウェーハの飛び出しを防止可能なウェーハ処理装置を提供することを目的とする。
本発明のウェーハ処理装置は、ウェーハを収容するためのカセットを載置するカセット載置台と、ウェーハ処理領域に搬送されたウェーハを処理するウェーハ処理手段と、前記カセットと前記ウェーハ処理領域との間でウェーハを搬送する搬送手段と、を備えるウェーハの処理装置であって、前記カセットは、対向して形成された一対の側板と、ウェーハを出し入れできる開口部と、ウェーハを背部で支持する背止部と、前記側板に複数形成されたウェーハを収容するための収容棚と、前記収容棚の一部が上下にずれて前記収容棚に収容されたウェーハの搬出を規制する閉状態及びウェーハを搬出可能な開状態に上下にスライド可能に前記開口部近傍に配設されたウェーハ規制部と、を有し、前記カセット載置台は、前記カセットが所定位置に載置された際に前記ウェーハ規制部の下端に当接して位置づけられ前記ウェーハ規制部を開状態と閉状態とに選択的に位置づける上下駆動部を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、カセット載置台が、カセットに設けられたウェーハ規制部を開状態と閉状態とに選択的に位置づける上下駆動部を備えているため、カセットがカセット載置台に載置されている状態においても、必要に応じてウェーハ規制部を閉状態に位置付けることができる。これにより、例えば、ウェーハを搬出又は搬入するタイミングのみにおいてウェーハ規制部を開状態に位置付け、それ以外において閉状態に位置付けるようにすれば、カセットがカセット載置台に載置されている状態においてウェーハの飛び出しを防止できる。
本発明によれば、カセットがカセット載置台に載置されている状態においてウェーハの飛び出しを防止可能なウェーハ処理装置を提供できる。
本実施の形態に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。 本実施の形態に係るカセットエレベータ及びカセットの構成例を示す模式図である。 ウェーハが収容された状態のカセットを示す模式図である。 カセット載置台に載置されたカセットからウェーハが搬出される様子を示す模式図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下においては、切削ブレードによってウェーハを切削加工する切削装置について説明するが、本発明のウェーハ処理装置は切削装置に限定されるものではない。本発明のウェーハ処理装置は、レーザ発振器からのレーザ光を集光してウェーハを加工するレーザ加工装置であっても良い。また、本発明のウェーハ処理装置は、他の研削装置、研磨装置、洗浄装置、検査装置、ダイボンディング装置などであっても良い。
図1は、本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。切削装置(ウェーハ処理装置)1は、カセット4に収容されるウェーハW1を搬送手段51によって搬出し、チャックテーブル(ウェーハ処理領域)62上に保持させて、切削ユニット(ウェーハ処理手段)8によって切削加工できるように構成されている。
切削装置1の加工対象となるウェーハW1は、略円板状の外形形状を有している。ウェーハW1の裏面側は、ダイシングテープT1を介して円環状のフレームF1に貼着されている。ウェーハW1の表面は、格子状に配列されたストリート(加工予定ライン)によって複数の領域に区画されている。ウェーハW1において、ストリートで区画された各領域には、デバイス(デバイスパターン)が形成されている。ウェーハW1は、各ストリートに沿って切削され、個々のデバイスに分割される。なお、切削装置1の加工対象は半導体ウェーハに限定されるものではない。
切削装置1は、上面形状が略平坦な基台2を有している。基台2は、略直方体状の基部21と、その一部の角部において前方に突設された突設部22とを備える。突設部22には内部空間が形成されており、この内部空間には、カセットエレベータ3が上下動可能に設けられている。カセットエレベータ3の上面には、フレームF1に保持されたウェーハW1を収容するカセット4が載置される。カセットエレベータ3及びカセット4の構成については後に詳述する。
基部21の上面には、カセットエレベータ3と隣接する位置に仮置き機構5が設けられている。仮置き機構5は、搬送手段51と一対のレール52とを備えている。搬送手段51は第1方向(Y軸方向)に移動可能に構成されており、カセットエレベータ3の上下動により搬送手段51と同じ高さに位置付けられたウェーハW1(フレームF1)をレール52側に引き出す。レール52は略L字型の断面形状を有しており、第1方向に垂直な第2方向(X軸方向)において相互に離間接近可能に構成されている。ウェーハW1は、搬送手段51によってレール52上の所定位置まで引き出され、一対のレール52の相互の接近によって第2方向において挟み込まれる。これにより、ウェーハW1は、X軸方向及びY軸方向において位置合わせされる。
基部21の仮置き機構5に隣接する位置には、X軸方向に延在する開口が形成されている。開口は、テーブル移動基台6及び防水カバー61により覆われている。防水カバー61の下方には、テーブル移動基台6をX軸方向に移動可能なX軸移動機構(不図示)が設けられている。X軸移動機構は、X軸方向に平行な一対のガイドレール、ガイドレール間のX軸ボールねじ、及びX軸ボールねじを回転駆動するX軸パルスモータ(いずれも不図示)を備える。テーブル移動基台6は、ナット部(不図示)を介してX軸ボールネジと連結され、X軸ボールネジの回転によりガイドレールに沿って移動される。
テーブル移動基台6上には、チャックテーブル62が設けられている。チャックテーブル62は小径の円板状に形成されており、その上面中央部分にはポーラスセラミック材による吸着面63が設けられている。吸着面63においてウェーハW1を裏面側から吸着することで、ウェーハW1はチャックテーブル62上の所定位置に保持される。チャックテーブル62は、回転機構(不図示)によりテーブル移動基台6上でZ軸周りに回転可能に支持されている。チャックテーブル62には、仮置き機構5でX軸方向及びY軸方向に位置合わせされたウェーハW1が不図示の搬送手段によって搬送される。
Y軸方向においてテーブル移動基台6と隣接する位置には、テーブル基台7が配置されている。テーブル基台7には、Y軸移動機構71が設けられている。Y軸移動機構71は、Y軸方向に平行な一対のガイドレール72、ガイドレール72間のY軸ボールねじ(不図示)、及びY軸ボールねじを回転駆動するY軸パルスモータ73を備える。テーブル基台7の上面には、Y軸テーブル74が支持されている。Y軸テーブル74は、テーブル基台7に接する基部74aと、基部74aに対して立設された壁部74bとを備えている。Y軸テーブル74は、基部74aに設けたナット部(不図示)を介してY軸ボールネジと連結され、Y軸ボールネジの回転によりガイドレール72に沿って移動される。
Y軸テーブル74の壁部74bには、Z軸移動機構75が設けられている。Z軸移動機構75は、壁部74bの前面に配置されZ軸方向に平行な一対のガイドレール76と、ガイドレール76間のZ軸ボールねじ77と、Z軸ボールねじ77と連結されるZ軸パルスモータ78とを備える。壁部74bの前面には、Z軸テーブル79が支持されている。Z軸テーブル79は、壁部74bに接する基部79aと、基部79aの端部において前方(Y軸方向)に突設された壁部79bとを備えている。Z軸テーブル79は、基部79aに設けたナット部を介してZ軸ボールねじ77と連結され、Z軸ボールねじ77の回転によりガイドレール76に沿って移動される。
Z軸テーブル79の壁部79bには、チャックテーブル62の上方の位置において切削ユニット8が支持されている。切削ユニット8は、円筒状のスピンドル81と、スピンドル81の一端部に着脱可能に装着される切削ブレード82とを備える。スピンドル81の他端部側にはモータ83が連結されており、スピンドル81に装着された切削ブレード82を回転できるようになっている。この切削ブレード82を回転させてウェーハW1に接触させることで、ウェーハW1は切削される。切削ユニット8には、切削ブレード82に隣接して撮像ユニット9が設けられている。
切削装置1の制御部(不図示)は、撮像ユニット9で撮像された撮像画像に基づいて、X軸移動機構及びY軸移動機構71を制御して、切削ユニット8の切削ブレード82をウェーハW1のストリートに位置合わせする。切削ブレード82と位置合わせされたウェーハW1は、切削水を噴き付けられながら、回転された切削ブレード82によって切り込まれる。切削されたウェーハW1は、搬送手段(不図示)によってピックアップされて、基部21の上面に設けられた洗浄乾燥機構10に移動される。
洗浄乾燥機構10は、基台2に形成された円筒状の空間においてウェーハW1を保持するスピンナテーブル101を備えている。また、洗浄乾燥機構10は、洗浄液噴射機構及び気体噴射機構(いずれも不図示)を備えている。スピンナテーブル101の下方には、回転機構(不図示)が設けられている。回転機構は、スピンナテーブル101に対して回転力を付与するスピンナテーブルモータ(不図示)を有しており、スピンナテーブル101を所定の速度で回転できるようになっている。スピンナテーブル101にウェーハW1が保持されると、円筒状の空間内においてスピンナテーブル101は回転される。この状態において、洗浄液噴射機構から洗浄液が噴射されることでウェーハW1は洗浄される。洗浄後において、ウェーハW1は、気体噴射機構から噴射されるエアによって乾燥される。
図2は、カセットエレベータ3及びカセット4の構成例を示す模式図である。図3は、ウェーハW1(フレームF1に保持されたウェーハW1)が収容された状態のカセット4を示す模式図であり、図3Aはカセット4の上面を示し、図3Bは図3AのA−A矢視断面を示し、図3Cは図3AのB−B矢視断面を示している。なお、図2及び図3においては、説明の便宜上、構成の一部を省略するなどして模式的に示している。
図2に示すように、カセットエレベータ3は、略平坦な上面形状を有するカセット載置台31を備えている。カセット載置台31の下方には、カセット載置台31を上下に移動させる昇降機構(不図示)が設けられている。カセット載置台31の上面側の一部には凹部32が形成されており、凹部32内には、カセット4に設けられたストッパー部材(ウェーハ規制部)44を上下動させる駆動部(上下駆動部)33が配置されている。この駆動部33は、後述するように、カセット4のストッパー部材44の下端に当接されて、ストッパー部材44を上下にスライドさせる。駆動部33は、例えば、シリンダで形成されている。
図2及び図3に示すように、カセット4は、左側板41aと右側板41bとを対向配置させた構成を有している。左側板41aの上端部及び下端部と、右側板41bの上端部及び下端部とは、それぞれ上板41c及び下板41dにより連結されている。なお、図3においては、上板41cなどの構成は省略されている。左側板41a及び右側板41bの内側面には、水平方向に延びる複数の横板41eが略等間隔に設けられており、隣接する横板41eの間に溝D1が形成されている。溝D1は、左側板41a及び右側板41bにおいて略等しい高さにそれぞれ形成されており、対向する溝D1の組によってウェーハW1を収容する収容棚42が構成されている。
収容棚42の一端には、フレームF1(ウェーハW1が保持されたフレームF1)を搬入、又は搬出するための開口部O1が設けられている。開口部O1から溝D1に沿ってフレームF1が挿入されることで、ウェーハW1は収容棚42に収容される。収容棚42の他端側には、上下方向に延在し、フレームF1の端部(背部)E1に当接される縦板(背止部)41fが設けられている(図3A及び図3C参照)。フレームF1が収容棚42に収容された状態においては、縦板41fにフレームF1の端部E1が当接される。このため、フレームF1は、縦板41fと端部E1との当接位置より奥(収容棚42の他端側)に移動されない。これにより、収容棚42の他端側からウェーハW1が脱落しないようになっている。
左側板41aにおいて、横板41eの開口部O1側の一部は切り欠かれており、収容棚42の一端側において複数の溝D1を上下方向に連通する連通部43が形成されている。連通部43には、上下にスライド可能な縦長のストッパー部材(ウェーハ規制部)44が配置されている。ストッパー部材44は、水平方向に延在する複数の横板44aを略等間隔に備えており、隣接する横板44aの間に溝D2が形成されている。
横板44aは横板41eに対して略平行に設けられており、また、横板44aのピッチは横板41eのピッチと略等しくなっている。これにより、横板41eと横板44aとの高さ位置を合わせるようにストッパー部材44をスライドさせると、横板41eと横板44aとは段差なく連続されて、溝D1と溝D2とでフレームF1の搬出経路(又は搬入経路)が形成される。上下に延在するストッパー部材44の下端部には、カセット載置台31にカセット4が載置された状態で、駆動部33の上端部が当接される(図4B参照)。
図3B及び図3Cに示すように、左側板41aの上端部には、ストッパー部材44に対応する凹部45が設けられており、この凹部45には、巻きばねにより構成される付勢部材46が配置されている。付勢部材46の上端部は凹部45の内壁に当接されており、付勢部材46の下端部はストッパー部材44の上端部に当接されている。このようにして、ストッパー部材44は、付勢部材46によって下向きに付勢されている。
このストッパー部材44は、連通部43において上下にスライドされることで、溝D1と溝D2とが上下にずれる閉位置(閉状態)と、溝D1と溝D2とが連続される開位置(開状態)とを移動される。閉位置は、付勢部材46の付勢力によりストッパー部材44が下方側にスライドされた位置に相当する。この閉位置においては、左側板41aの横板41eに対してストッパー部材44の横板44aがずれた状態になる。これにより、収容棚42に収容されるフレームF1の高さ位置と横板44aの高さ位置とが略等しくなって、横板44aにフレームF1の端部(開口部O1側の端部)E2が当接される。また、フレームF1は、横板44aと端部E1との当接位置よりも開口部O1側に移動されなくなる。つまり、閉位置においては、開口部O1からのウェーハW1の搬出は規制される。
付勢部材46の付勢力に抗する上向きの力が加えられると、ストッパー部材44は上方にスライドされて開位置に移動される。開位置においては、横板41eと横板44aとの高さ位置が合わせられてこれらが段差なく連続され、横板44aとフレームF1の端部E2との当接は解除される。これにより、溝D1と溝D2とによるフレームF1の搬出経路が形成されて、収容棚42に収容されたウェーハW1を、開口部O1を介して搬出可能になる。また、溝D1と溝D2とによる搬入経路が形成されて、収容棚42にウェーハW1を搬入できるようになる。
このように構成されたカセット4は持ち上げられて運ばれるため、搬送時にはストッパー部材44に上向きの力は加わらない。このため、ストッパー部材44は付勢部材46の付勢力により閉位置に位置付けられる。この状態において、収容棚42に収容されるフレームF1は、左側板41aの縦板41fとストッパー部材44の横板44aとにより規定される位置に係止される。このように、カセット4が持ち上げられる搬送時には、ストッパー部材44は閉位置に位置付けられるため、開口部O1からのフレームF1の脱落は防止される。
一方、カセット4がカセット載置台31に載置された状態においては、ストッパー部材44の下端部に駆動部33の上端部が当接される。このため、ストッパー部材44の位置は、駆動部33によって制御されるようになる。つまり、カセット4がカセット載置台31に載置された状態においては、任意のタイミングでストッパー部材44を閉位置又は開位置のいずれかに位置付けることができる。
具体的には、例えば、基本状態として、ストッパー部材44を閉位置に位置付けるようにしておく。これに対して、フレームF1の搬出時(又は搬入時)には、ストッパー部材44を開位置に位置付けるようにする。このように、フレームF1を搬出又は搬入するタイミングにおいてのみストッパー部材44を開位置に位置付けるようにすれば、カセット4がカセット載置台31に載置されている状態においてもフレームF1の飛び出しを防止できる。
図4は、ダイシング工程において、カセット載置台31に載置されたカセット4からウェーハW1が搬出される様子を示す模式図である。図4Aはカセット4の上面を示し、図4B及び図4Cは、図4AのB−B矢視断面を示している。図4Bは、基本状態におけるカセットエレベータ3及びカセット4を示し、図4Bは、フレームF1の搬出時におけるカセットエレベータ3及びカセット4を示す。なお、図4においては、説明の便宜上、構成の一部を模式的に示している。
図4Bに示すように、ダイシング工程の前工程においては、オペレータによりウェーハW1の収容されたカセット4が搬送され、カセット載置台31に載置される。搬送時には、付勢部材46によって付勢されてストッパー部材44は閉位置に位置付けられるため、開口部O1からのフレームF1の脱落は防止される。
カセット載置台31の規定位置にカセット4が載置されると、ストッパー部材44の下端部は駆動部33の上端部に当接され、ダイシング工程が開始される。図4Bに示すように、カセット載置台31にカセット4が載置された状態(基本状態)において、ストッパー部材44は駆動部33により閉位置に位置付けられる。これにより、フレームF1の飛び出しは防止される。
図4Cに示すように、フレームF1の搬出時には、搬送手段51に対して加工対象となるウェーハW1の高さを合わせるようにカセット載置台31が上下に移動される。カセット載置台31の移動が完了されると、ストッパー部材44は駆動部33により付勢部材46の付勢力に抗して上昇され、開位置に位置付けられる。これにより、横板41eと横板44aとが段差なく連続されて、溝D1と溝D2とによりフレームF1の搬出経路が形成される。フレームF1は、搬送手段51により収容棚42から引き出されるようにして搬出される。
フレームF1がカセット4から搬出された後には、駆動部33はストッパー部材44を閉位置に位置付けるように制御される。これにより、付勢部材46の付勢力によってストッパー部材44は下降され閉位置に位置付けられて、再びフレームF1の搬出が規制された状態になる。このように、フレームF1を搬出又は搬入するタイミングのみにおいてストッパー部材44を開位置に位置付けるようにすれば、ダイシング工程中においてもフレームF1の飛び出しを防止できる。
以上のように、本実施の形態に係る切削装置(ウェーハ処理装置)1は、カセット載置台31が、カセット4に設けられたストッパー部材(ウェーハ規制部)44を開状態と閉状態とに選択的に位置づける駆動部(上下駆動部)33を備えているため、カセット4がカセット載置台31に載置された状態においても、ストッパー部材44を閉状態に位置付けてウェーハW1の搬出を規制できる。これにより、例えば、ウェーハW1を搬出又は搬入するタイミングのみにおいてストッパー部材44を開位置に位置付け、それ以外において閉状態に位置付けるようにすれば、カセット4がカセット載置台31に載置されている状態においてウェーハW1の飛び出しを防止できる。
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態においては、ストッパー部材(ウェーハ規制部)を左側板に設ける構成を例示しているが、ストッパー部材は右側板に設けても良い。また、ストッパー部材を、右側板及び左側板の両方に設けても良い。この場合、右側板に設けられるストッパー部材と左側板に設けられるストッパー部材とを同期させてスライドさせるのが望ましい。
また、上記実施の形態においては、ストッパー部材が下方にスライドされた位置を閉位置とし、ストッパー部材が上方にスライドされた位置を開位置としているが、閉位置及び開位置の位置関係はこれに限定されない。ストッパー部材が上方にスライドされた位置を閉位置とし、ストッパー部材が下方にスライドされた位置を開位置としても良い。ストッパー部材の形状なども、閉位置(閉状態)においてウェーハの搬出を規制することができ、開位置(開状態)においてウェーハを搬出できるのであれば特に限られない。
また、上記実施の形態においては、フレームに保持されたウェーハをカセットに収容する構成について説明しているが、カセットに収容されるウェーハの態様はこれに限られない。例えば、フレームに保持されていないウェーハをカセットに直接収容する構成としても良い。また、ストッパー部材を付勢する付勢部材は巻きばねに限られない。板ばねなどを適用しても良い。その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
本発明は、切削装置やレーザ加工装置などのウェーハ処理装置に有用である。
1 切削装置(ウェーハ処理装置)
3 カセットエレベータ
4 カセット
5 仮置き機構
6 テーブル移動基台
8 切削ユニット(ウェーハ処理手段)
31 カセット載置台
32,45 凹部
33 駆動部(上下駆動部)
41a 左側板
41b 右側板
41e,44a 横板
41f 縦板(背止部)
42 収容棚
44 ストッパー部材(ウェーハ規制部)
46 付勢部材
51 搬送手段
52 レール
62 チャックテーブル(ウェーハ処理領域)
63 吸着面
D1,D2 溝
E1 端部(背部)
E2 端部
F1 フレーム
O1 開口部
T1 ダイシングテープ
W1 ウェーハ

Claims (1)

  1. ウェーハを収容するためのカセットを載置するカセット載置台と、ウェーハ処理領域に搬送されたウェーハを処理するウェーハ処理手段と、前記カセットと前記ウェーハ処理領域との間でウェーハを搬送する搬送手段と、を備えるウェーハの処理装置であって、
    前記カセットは、対向して形成された一対の側板と、ウェーハを出し入れできる開口部と、ウェーハを背部で支持する背止部と、前記側板に複数形成されたウェーハを収容するための収容棚と、前記収容棚の一部が上下にずれて前記収容棚に収容されたウェーハの搬出を規制する閉状態及びウェーハを搬出可能な開状態に上下にスライド可能に前記開口部近傍に配設されたウェーハ規制部と、を有し、
    前記カセット載置台は、前記カセットが所定位置に載置された際に前記ウェーハ規制部の下端に当接して位置づけられ前記ウェーハ規制部を開状態と閉状態とに選択的に位置づける上下駆動部を備えていることを特徴とするウェーハ処理装置。
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