JP2014078657A - カセット着脱台車 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物が収容されて重量の重い収容カセットのハンドリングを容易とするとともに、加工装置に対する収容カセットの交換をスムーズに行い生産性を損なわないようにする。
【解決手段】台車本体２と、台車本体２内に配設され収容カセット１ａ、１ｂを保持する保持面２００、２０１を有する保持手段２１と、台車本体２を移動させる移動手段３とからなり、台車本体２の側面には加工装置４と当接する当接面２ａを有し、収容カセット１ａ、１ｂの下部とカセット載置手段４０の載置面４００及び保持面２００、２０１との間に摩擦軽減手段１５ａを配設したカセット着脱台車１を構成し、移動手段３によって台車本体２を移動させて当接面２ａを加工装置４の側面４ａに当接させて行う収容カセット１ａ、１ｂのカセット載置手段４０の載置面４００への移動を、摩擦軽減手段１５ａによってスムーズかつ容易とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、被加工物を収容した収容カセットを加工装置に対して着脱するカセット着脱台車に関する。

半導体デバイスの製造プロセスでは、ウェーハの表面にＩＣ、ＬＳＩ等の回路素子が複数形成される。そして、回路素子が複数形成されたウェーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みへと薄化された後、切削装置によって切削されて各回路素子ごとの半導体デバイスが製造される。

上記ウェーハをはじめとする各種被加工物の加工に使用される切削装置や研削装置は、例えば特許文献１、２にそれぞれ開示されているように、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物に対して切削加工や研削加工を施すための切削ブレードや研削ホイールを含む加工手段とを備えている。被加工物は、収容カセットに複数枚収容された状態で、切削装置や研削装置等の加工装置に供給される。すなわち、作業者が収容カセットへ被加工物を収容し、被加工物が収容された収容カセットを加工装置のカセット台に載置することにより、収容カセットから被加工物が取り出されて加工可能な状態となる。

ところが、サイズの大きさ又は厚み、材質の重さ等に起因して重い被加工物を収容カセットに収容すると、収容カセットの重量が非常に重くなり、作業者によるハンドリングが困難となるおそれがある。そこで、収容カセットを移動させることができるワゴン本体と、ワゴン本体上に載置されるか又はワゴン本体に固定された被加工物収容ボックスとから構成される被加工物収容ユニットを備えた加工装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平１１−７４２２８号公報 特開２００２−２００５４５号公報 特開２０１２−５１０９３号公報

しかし、上記特許文献３に開示された加工装置においては、ワゴン本体上に被加工物収容ボックスが載置又は固定された状態で、被加工物収容ユニットごと加工装置にセットされて被加工物の加工が行われるため、収容カセットを何度も交換して引き続き量産を行う場合等においては、収容カセットを交換するたびに加工を停止する必要が生じ、効率的でない。また、収容カセットごとにワゴンを用意する必要性が生じ、非経済的であるという問題もある。

本発明は、このような点にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは、重量の重い収容カセットのハンドリングを容易とするとともに、収容カセットの交換をスムーズに行い生産性を損なわないようにすることにある。

本発明は、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物に加工を施す加工手段と、被加工物が収容された収容カセットが載置される載置面を有するカセット載置手段と、チャックテーブルと収容カセットとの間で被加工物を搬送する搬送手段と、を備えた加工装置において、カセット載置手段の載置面に対する収容カセットの着脱を行うカセット着脱台車であって、台車本体と、台車本体内に配設され収容カセットを保持する保持面を有する保持手段と、台車本体を移動させる移動手段とからなり、台車本体の側面には加工装置と当接する当接面を有し、収容カセットの下部とカセット載置手段の載置面及び保持面との間に摩擦軽減手段が配設され、移動手段によって台車本体を移動させて当接面を加工装置の側面に当接させ、収容カセットがカセット載置手段の載置面に移動すること、を特徴とする。

上記カセット着脱台車は、保持手段を昇降させる昇降手段を備え、保持面は上下方向に２以上配設されており、２以上の保持面は、昇降手段により順次カセット載置手段の載置面と同じ高さ位置に位置づけられ、カセット載置手段の載置面に対し、加工済みの被加工物が収容された収容カセットと未加工の被加工物が収容された収容カセットとを入れ替え可能とすること、が望ましい。

本発明に係るカセット着脱台車は、収容カセットの下部と、加工装置に備えたカセット載置手段の載置面及び収容カセットを保持する保持手段の保持面との間に摩擦軽減手段を配設し、台車本体の側面と加工装置の側面とを当接させることにより、収容カセットをカセット載置手段の載置面に移動可能としたため、収容カセットを持ち上げることなく、カセット着脱台車と加工装置の載置面との間で収容カセットを移動させることができる。したがって、ハンドリングが容易であり、重い収容カセットであっても、その移動をスムーズに行うことができ、生産性が損なわれない。

また、保持手段を昇降させる昇降手段を備え、保持手段を構成する保持面が上下方向に２以上配設されていることにより、１台のカセット着脱台車に２以上の収容カセットを載せることができるとともに、保持手段を昇降させることによって、加工済みの被加工物が収容された収容カセットと未加工の被加工物が収容された収容カセットとを加工装置との間で入れ替え可能となり、入れ替えをスムーズに行うことができる。

カセット着脱台車の一例を示す斜視図である。 収容カセット及び被加工物の一例を示す斜視図である。 カセット着脱台車及び加工装置の一例を示す斜視図である。 加工装置のカセット載置手段に収容カセットが載置された状態を示す模式図である。 収容カセットが加工装置のカセット載置手段からカセット着脱台車に移動する状態を示す模式図である。 収容カセットがカセット着脱台車から加工装置のカセット載置手段に移動する状態を示す模式図である。 収容カセットから被加工物が搬出される状態を示す模式図である。 収容カセットから搬出された被加工物が仮置きテーブルに置かれた状態を示す模式図である。 仮置きテーブルに置かれた被加工物が第１の搬送手段により持ち上げられた状態を示す模式図である。 第１の搬送手段により持ち上げられた被加工物がチャックテーブルに載置された状態を示す模式図である。 摩擦軽減手段の別の例を示す模式図である。

図１に示すカセット着脱台車１は、少なくとも２つの収容カセット１ａ、１ｂを載せることが可能な台車本体２と、台車本体２を移動させる移動手段３とを備えている。図１の例における移動手段３は、４つの車輪３０によって構成されている。

台車本体２の前部には開口部２０を備えており、開口部２０が収容カセット１ａ、１ｂの出し入れ口となっている。また、台車本体２の内部には、収容カセット１ａを保持する保持手段２１と、保持手段２１を昇降させる昇降手段２２とを備えている。保持手段２１は、上下方向に離れた２つの保持面２００、２０１を備えており、保持面２００には収容カセット１ａが載置され、保持面２０１には収容カセット１ｂが載置されている。

昇降手段２２は、鉛直方向の軸心を有するとともに保持手段２１の内部に備えたナットに螺合するボールネジ２２０と、ボールネジ２２０の下端部に巻かれたベルト２２１と、ベルト２２１を介してボールネジ２２０を回動させるモータ２２２とを備えており、ボールネジ２２０の回動によって保持手段２１を昇降させることで、保持手段２１によって保持された収容カセット１ａ、１ｂを所望の高さ位置に位置づけすることができる。

図２に示すように、各収容カセット１ａ、１ｂは、対向する２枚の側板１０を備え、２枚の側板１０の上端部には１枚の天井版１１が連結され、２枚の側板１０の下端部には１枚の底板１２が連結されている。

収容カセット１の後部側（図２における手前側）には、２枚の側板１０と天井板１１と底板１２との後部に連結された板部材からなる背止部１３が形成されている。一方、収容カセット１の前部側（図２における奥側）は、開口部１４において開口した構成となっており、収容カセット１は、開口部１４において開口した箱状に形成されている。

２枚の側板１０のそれぞれには、対向する内側の面に、板状物を収容する収容棚１００が複数形成されている。複数の収容棚１００は、すべてが平行に形成されているとともに、２枚の側板１０の向かい合う収容棚１００どうしが同じ高さ位置に形成されている。

それぞれの側板１０の下部には摩擦軽減手段１５ａが配設されている。本実施形態における摩擦軽減手段１５ａは複数の車輪１５からなり、収容カセット１は、全体として下部に４つの車輪１５を有している。なお、車輪１５は、底板１２の外側に配設するようにしてもよい。収容カセット１は、車輪１５の回転によって水平方向に移動可能となっている。また、天井板１１には、収容カセット１を移動させる際に作業者が持つための把持部１１０が形成されている。

収容カセット１ａ、１ｂに収容される被加工物としては、例えば図２に示す半導体ウェーハＷがある。この半導体ウェーハＷの表面Ｗ１には、切削ラインＳによって区画されてデバイスＤが形成されている。半導体ウェーハＷは、その裏面Ｗ２が粘着テープＴに貼着されており、粘着テープＴの外周部に環状のフレームＦが貼着されることにより、半導体ウェーハＷが粘着テープＴを介してフレームＦに支持された状態となっている。このようにしてフレームＦに支持された半導体ウェーハＷは、収容カセット１に対して開口部１４を介して搬入又は搬出され、開口部１４は、半導体ウェーハＷの搬出入口となる。

図３に示す加工装置４は、図１及び図２に示した収容カセット１ａ、１ｂに収容された被加工物を切削する切削装置であり、収容カセット１を載置させるカセット載置手段４０を備えている。カセット載置手段４０は昇降可能であり、カセット載置手段４０の上面は、収容カセット１ａ、１ｂが載置される載置面４００となっている。

カセット載置手段４０のＹ軸方向奥側には、収容カセット１ａ、１ｂに対する被加工物の搬出入を行う際の被加工物の通り道となる搬出入口４１が形成されている。搬出入口４１のＹ軸方向奥側は、被加工物を保持する図４に示すチャックテーブル５０に対する被加工物の着脱が行われる着脱領域４２となっている。

図３に示すように、着脱領域４２のＸ軸方向奥側は、実際の切削加工が行われる加工領域４３となっている。また、着脱領域４２のＹ軸方向奥側は、切削加工後の被加工物を洗浄する洗浄領域４４となっている。

図４に示すように、台車本体２の前方側面の当接面２ａは、加工装置４の前方の側面４ａと当接可能な面であり、カセット着脱台車１を加工装置４に向けて前進させることにより、当接面２ａと側面４ａとが当接する。当接面２ａには凸部２ｂが形成され、側面４ａには凸部２ｂを収容可能な凹部４ｂが凸部２ｂに対面する位置に形成されており、凸部２ｂを凹部４ｂに収容させることにより、加工装置４に対するカセット着脱台車１の位置決めを行うことができる。

図４に示すように、加工装置４には、被加工物を保持するチャックテーブル５０を備えている。チャックテーブル５０は、図３に示した着脱領域４２と加工領域４３との間を移動可能となっている。

図４に示すように、加工装置４には、チャックテーブル５０に保持された被加工物に加工を施す加工手段５１を備えている。加工手段５１は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成され、図３に示した加工領域４３に配設されている。本実施形態における加工手段５１は、切削ブレード５１０を備えた切削手段であるが、これに限定されるものではない。

図４に示すように、加工装置４の洗浄領域４４には、洗浄テーブル５２０を備えた洗浄手段５２が配設されている。洗浄手段５２は、被加工物を保持した洗浄テーブル５２０を回転させ、その被加工物に向けて洗浄水及び高圧水を噴出することにより、切削加工後の被加工物を洗浄することができる。

図４に示すように、加工装置４には、チャックテーブル５０と収容カセット１ａ、１ｂとの間で被加工物を搬送する第１の搬送手段５３を備えている。搬送手段５３は、図２に示したフレームＦを挟持してＹ軸方向に移動する搬出入部５３０と、被加工物をチャックテーブル５０から洗浄手段５２に移送する移送部５３１と、被加工物が一時的に置かれる仮置きテーブル５３２とを備えている。移送部５３１は、Ｙ軸方向にのびるボールネジ５３１ａと、ボールネジ５３１ａと平行に配設された一対のガイドレール５３１ｂと、ボールネジ５３１ａに連結されたモータ５３１ｃと、ボールネジ５３１ａに螺合するとともにガイドレール５３１ｃに摺接するガイドブロック５３１ｄとを備えており、ボールネジ５３１ａの回転によりガイドブロック５３１ｄがガイドレール５３１ｃにガイドされてＹ軸方向に移動する構成となっている。また、ガイドブロック５３１ｄは、フレームＦを吸着する吸着部５３１ｅを昇降可能に支持している。

図４に示すように、加工装置４には、被加工物を洗浄手段５２から搬送手段５３の仮置きテーブル５３２に搬送する第２の搬送手段５４を備えている。第２の搬送手段５４は、Ｙ軸方向にのびるボールネジ５４０と、ボールネジ５４０と平行に配設された一対のガイドレール５４１と、ボールネジ５４１に連結されたモータ５４２と、ボールネジ５４０に螺合するとともにガイドレール５４１に摺接するガイドブロック５４３とを備えており、ボールネジ５４０の回転によりガイドブロック５４３がガイドレール５４１にガイドされてＹ軸方向に移動する構成となっている。また、ガイドブロック５４３、フレームＦを吸着する吸着部５４４を昇降可能に支持している。

図４に示す収容カセット１ａには、加工前又は加工後の半導体ウェーハＷがフレームＦに支持された状態で複数収容される。カセット載置手段４０には、載置面４００に対して出没自在なストッパ４０１を複数備えており、収容カセット１ａは、載置面４００から上方に突出したストッパ４０１によって前後左右に動かないように固定される。

すべての半導体ウェーハＷが加工され収容カセット１ａに収容されると、作業者がカセット着脱台車１を加工装置４に近づく方向に押し、移動手段３によって台車本体２を移動させて台車本体２の当接面２ａと加工装置４の側面４ａとを当接させる。このとき、保持手段２１の保持面２００とカセット載置手段４０の載置面４００とが同じ高さになるように、カセット載置手段４０の高さ位置を調節する。また、図５に示すように、凸部２ｂが凹部４ｂに収容されてカセット着脱台車１が位置決めされた状態とする。

次に、図４に示したストッパ４０１を降下させてカセット載置手段４０の内部に収容し、収容カセット１ａの車輪１５を回転させながら、カセット載置手段４０の載置面４００から台車２の保持手段２１の保持面２００に収容カセット１ａを移動させることにより、収容カセット１ａをカセット載置手段４０から保持手段２１に移動させる。収容カセット１ａには車輪１５からなる摩擦軽減手段１５ａを備えているため、収容カセット１ａが重い場合でも、ハンドリングが容易であり、保持手段２１への移動をスムーズに行うことができ、生産性が損なわれない。特に、図２に示した半導体ウェーハＷのサイズが大きい場合、半導体ウェーハＷの厚みが厚い場合などは、そのような半導体ウェーハＷが複数収容された収容カセット１は非常に重くなるが、摩擦軽減手段１５ａを備えていることにより、作業者の負担が大幅に軽減され、健康を害するおそれもなくなる。

このようにして収容カセット１ａが保持手段２１の保持面２００上に移動すると、図１に示した昇降手段２２が保持手段２１を降下させることにより、図６に示すように、収容カセット１ａを下方に退避させるとともに、収容カセット１ｂが載置された保持面２０１をカセット載置手段４０の載置面４００と同じ高さ位置に位置づけする。

そして、収容カセット１ｂの車輪１５を回転させながら、台車２の保持手段２１の保持面２０１からカセット載置手段４０の載置面４００に収容カセット１ｂを移動させる。このときも、収容カセット１ｂには車輪１５からなる摩擦軽減手段１５ａを備えているため、収容カセット１ｂが重い場合でも、ハンドリングが容易であり、載置面４００への移動をスムーズに行うことができる。

このように、昇降手段２２によって２つの保持面２００、２０１を昇降させてカセット載置手段４０の載置面４００と同じ高さに位置づけすることにより、載置面４００に対し、加工済みの半導体ウェーハＷが収容された収容カセット１ａと、未加工の半導体ウェーハＷが収容された収容カセット１ｂとを入れ替えることが可能となる。

図７に示すように、収容カセット１ｂが載置面４００上に移動すると、ストッパ４０１を突出させて収容カセット１ｂを固定する。そして、カセット載置手段４０の高さを調整し、搬出しようとする半導体ウェーハＷを支持するフレームＦを、搬出入部５３０の高さに合わせ、搬出入部５３０を収容カセット１ｂ側に移動させた後、そのフレームＦを挟持して加工装置４側に引き出し、図８に示すように、半導体ウェーハＷ及びフレームＦを仮置きテーブル５３２上に載置する。

次に、図９に示すように、第２の搬送手段５４を構成する吸着部５４４を半導体ウェーハＷ及びフレームＦの上方に移動させ、吸着部５４４を降下させてフレームＦを吸着する。そして、第１の搬送手段５３をチャックテーブル５０の上方から退避させた後、図１０に示すように、吸着部５４４を降下させてフレームＦの吸着を解除することにより、フレームＦに支持された半導体ウェーハＷをチャックテーブル５０に載置し、吸引保持させる。

こうしてチャックテーブル５０に半導体ウェーハＷが保持されると、チャックテーブル５０がＸ軸方向に移動するとともに加工手段５１を構成する切削ブレードが回転しながら半導体ウェーハＷに切り込み、図２に示した切削ラインＳが切削される。また、切削が終了した半導体ウェーハＷは、第１の搬送手段５３を構成する移送部５１によってチャックテーブル５０から洗浄手段５２に搬送され、洗浄手段５２において洗浄された後、第２の搬送手段５４によって仮置きテーブル５３２に戻される。そして、その半導体ウェーハＷは、搬出入部５３０によって収容カセット１ｂに戻される。

図１１に示すように、摩擦軽減手段１５ａは、例えば、複数のローラからなるローラーコンベア１５０を載置面４００及び保持面２００、２０１に敷設した構成としてもよい。また、載置面４００及び保持面２００、２０１に、空気を噴出して収容カセット１ａ、１ｂを浮上させるローラーレスコンベアを配設するようにしてもよい。さらに、収容カセット１ａ、１ｂの下面と、載置面４００及び保持面２００とに、摩擦低減シートを被覆するようにしてもよい。このように、摩擦軽減手段１５ａは、収容カセット１ａ、１ｂの下部と、カセット載置手段４０の載置面４００及び保持手段２１の保持面２００との間に配設され、収容カセット１ａ、１ｂが移動する際の摩擦を軽減するものであれば、特に限定されるものではない。

１：カセット着脱台車
１ａ、１ｂ：収容カセット
１０：側板 １００：収容棚
１１：天井板 １１０：把持部
１２：底板 １３：背止部 １４：開口部
１５ａ：摩擦軽減手段 １５：車輪
２：台車本体 ２ａ：当接面 ２ｂ：凸部
２０：開口部
２１：保持手段 ２１０、２０１：保持面
２２：昇降手段
２２０：ボールネジ ２２１：ベルト ２２２：モータ
３：移動手段 ３０：車輪
４：加工装置 ４ａ：側面 ４ｂ：凹部
４０：カセット載置手段 ４００：載置面 ４０１：ストッパ
４１：搬出入口 ４２：着脱領域
４３：加工領域 ４４：洗浄領域
５０：チャックテーブル
５１：加工手段 ５１０：切削ブレード
５２：洗浄手段 ５２０：洗浄テーブル
５３：第１の搬送手段 ５３０：搬出入部
５３１：移送部
５３１ａ：ボールネジ ５３１ｂ：ガイドレール ５３１ｃ：モータ
５３１ｄ：ガイドブロック ５３１ｅ：吸着部
５３２：仮置きテーブル
５４：第２の搬送手段
５４０：ボールネジ ５４１：ボールネジ ５４２：モータ ５４３：ガイドブロック
５４４：吸着部
Ｗ：半導体ウェーハ（被加工物） Ｗ１：表面 Ｗ２：裏面
Ｄ：デバイス Ｓ：切削ライン
Ｔ：粘着テープ Ｆ：フレーム

Claims (2)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に加工を施す加工手段と、被加工物が収容された収容カセットが載置される載置面を有するカセット載置手段と、該チャックテーブルと該収容カセットとの間で被加工物を搬送する搬送手段と、を備えた加工装置において、該カセット載置手段の載置面に対する該収容カセットの着脱を行うカセット着脱台車であって、
   台車本体と、該台車本体内に配設され該収容カセットを保持する保持面を有する保持手段と、該台車本体を移動させる移動手段とからなり、該台車本体の側面には該加工装置と当接する当接面を有し、
   該収容カセットの下部と該カセット載置手段の該載置面及び該保持面との間に摩擦軽減手段が配設され、
   該移動手段によって該台車本体を移動させて該当接面を該加工装置の側面に当接させ、該収容カセットが該カセット載置手段の該載置面に移動すること、を特徴とするカセット着脱台車。
2. 前記保持手段を昇降させる昇降手段を備え、
   前記保持面は上下方向に２以上配設されており、
   該２以上の保持面は、該昇降手段により順次該カセット載置手段の該載置面と同じ高さ位置に位置づけられ、
   該カセット載置手段の該載置面に対し、加工済みの被加工物が収容された該収容カセットと未加工の被加工物が収容された収容カセットとを入れ替え可能とすること、を特徴とする請求項１に記載のカセット着脱台車。

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