JP2014204020A - 加工装置 - Google Patents

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Eiichi Yoshimura
栄一 吉村
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【課題】カセット中に挿入されたフレームユニットの環状フレームが撓んでいても、環状フレームを搬出手段の挟持部で確実に挟持が可能な加工装置【解決手段】粘着テープを介して板状の被加工物を固定したフレームユニット17を保持するチャックテーブルと、該フレームユニットの被加工物を加工する加工手段と、を備えた加工装置であって、カセット載置台16上に載置されたカセット18に収容された各フレームユニットの環状フレームの位置を検出する位置検出センサ44を具備し、該位置検出センサーは、該カセットの開口の幅方向中央に対面するように配設され、該カセットと鉛直方向に相対移動しつつ該各フレームユニットの該カセットの幅方向中央部分の該環状フレームの鉛直方向の位置を検出し、検出位置に応じて制御手段は昇降手段又は搬出手段の一方を制御して、該搬出手段の挟持部40を該カセット中に挿入して該挟持部により該環状フレームを挟持する。【選択図】図3

Description

本発明は、切削装置、研削装置、レーザー加工装置等の加工装置に関し、特に、フレームユニットをカセットに対して出し入れするフレームユニット搬出入装置を備えた加工装置に関する。
半導体デバイス製造プロセスにおいては、略円板形状であるシリコンウエーハ、ガリウムヒ素ウエーハ等の半導体ウエーハの表面に格子状に形成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、区画された各領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。
次いで、半導体ウエーハ(以下、単にウエーハと略称することがある)の裏面を研削してウエーハを所定の厚みに加工した後、切削装置又はレーザー加工装置によってウエーハは個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。
ウエーハのダイシングはダイシング装置と称される切削装置によって通常実施され、ウエーハは外周部が環状フレームに貼着されたダイシングテープに貼着されてフレームユニットとされ、フレームユニットの状態でカセット中に収容される。フレームユニットを収容したカセットは切削装置のカセット載置台上に載置され、カセットから一枚ずつフレームユニットが搬出されてウエーハに加工が施される。
切削装置では、所定の高さに位置付けられてカセットに挿入される搬出入手段によって環状フレームが保持されてフレームユニットはカセットに対して水平方向に搬出入される。所定の高さに位置付けられた搬出入手段に対し、カセットはカセットエレベータ(昇降手段)によって昇降され、カセットに対してフレームユニットが次々に搬出入される。
環状フレームはSUS等の金属から形成されているため、ある程度の剛性があるが、長年の使用により撓みが発生したり、大口径化によって重量が増した被加工物の重みで撓んだりすることがしばしばある。カセット内には数mmの間隔でフレームユニットが上下方向に整列されて収容されているので、搬出手段はその間隔に沿って次々とフレームユニットをカセットから搬出する。
特開2010−129776号公報 特開2001−11075号公報
しかしながら、環状フレームが撓んでいた場合、フレームとフレームとの狭い間隙に挿入される搬出手段の挟持部(クランプ)が撓んだ環状フレームに衝突してしまい、環状フレームを更に撓ませたり、搬出手段を損傷してしまう恐れがあった。
また、あるフレームの撓みに合わせて搬出手段の挿入位置を決定しても、他にフレームの撓み量が異なるフレームユニットが混在していた場合、搬出手段の挟持部の挿入位置が合わずに、結局搬出手段で掴めない環状フレームを発生してしまう場合もあった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カセット中に挿入されたフレームユニットの環状フレームが撓んでいても、環状フレームを搬出手段の挟持部で確実に挟持することが可能な加工装置を提供することである。
本発明によると、粘着テープを介して板状の被加工物を環状フレームの開口に固定したフレームユニット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該フレームユニットの被加工物を加工する加工手段と、を備えた加工装置であって、該フレームユニットを出し入れする開口を有し複数の該フレームユニットを収容したカセットを載置するカセット載置台と、該カセット載置台を鉛直方向に昇降させる昇降手段と、挟持部を有し、該挟持部を該カセット載置台上に載置された該カセットの該開口から水平に挿入し、該カセットから搬出する該フレームユニットの該カセットの幅方向中央部分の該環状フレームを該挟持部で挟持して該フレームユニットを該カセットから水平に搬出する搬出手段と、該カセット載置台上に載置された該カセットに収容された該各フレームユニットの該カセットの幅方向中央部分の該環状フレームの鉛直方向の位置を検出する位置検出センサーと、該位置検出センサーの検出信号に応じて該昇降手段と該搬出手段とを制御する制御手段と、を具備し、該位置検出センサーは、該カセットの該開口の幅方向中央に対面するように配設され、該カセットと鉛直方向に相対移動しつつ該各フレームユニットの該カセットの幅方向中央部分の該環状フレームの鉛直方向の位置を検出し、該位置検出センサーによって検出された該環状フレームの鉛直方向の位置に応じて、該制御手段は該昇降手段又は該搬出手段を制御して、該搬出手段の該挟持部を該カセット中に挿入して該挟持部により該環状フレームを挟持することを特徴とする加工装置が提供される。
好ましくは、位置検出センサーは、昇降手段を囲繞する側壁のうち、カセット載置台に載置されたカセットの開口が昇降時に対面する側壁面に設置された光学センサーから構成される。
あるいは、位置検出センサーは、挟持部に隣接した搬出手段の先端部分に設置された光学センサーから構成される。
本発明の加工装置では、搬出手段の挟持部をフレームとフレームとの隙間に挿入する搬出作業を行う前に、予め位置検出センサーでカセットの幅方向中央のフレームの鉛直方向位置を検出し、実際にフレームがある位置を狙って搬出手段の挟持部をカセット中に挿入するため、撓んだフレームと搬出手段とが衝突する恐れがないという効果を奏する。
また、特許文献2に記載された装置に比較して、フレーム挟持部が環状フレームの中央に対応して一つだけ設けられている構造であるため、環状フレームのサイズが変更になったとしても、例えば一対の挟持部の間隔等の設定を変更する必要がなく、フレームの位置を検出する位置検出センサーが一つでよいという利点もある。
更に、カセットのフレームユニットを収容する棚のサイズ(棚のピッチ)が変更される場合、通常はオペレータがそのサイズに合わせた搬出手段の位置合わせを目視で行うが、本発明の加工装置では全て自動で行うことが可能となる。
本発明実施形態に係る切削装置の斜視図である。 フレームユニットの斜視図である。 カセット載置台上に載置され、内部にフレームユニットが収容されたカセットの断面図である。 カセット及び光学センサーの配置関係を示す要部拡大模式図である。 フレームユニットの搬出作業を説明する平面断面図である。 本発明の作用を説明するカセット載置上に載置されたフレームユニットを収容したカセットの正面図である。
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。図1を参照すると、本発明実施形態に係る切削装置2の斜視図が示されている。4は切削装置2のベースであり、このベース4に図示しない切削送り機構によってチャックテーブル6がX軸方向に往復動可能に配設されている。8は切削送り機構をカバーする蛇腹である。
10は切削装置2の外装カバーであり、この外装カバー10内には先端に切削ブレードが装着された切削ユニットがY軸方向に往復動可能に配設されている。外装カバー10の前面10aには切削装置2の各動作部のコマンドを入力するとともに切削装置の稼働状況が表示されるタッチパネル式のモニタ14が配設されている。
ベース4には、図3に最もよく示されるように、カセット載置台16がカセットエレベータ(昇降手段)20により鉛直方向(Z軸方向)に昇降可能に配設されている。カセット載置台16上には被加工物を収容したカセット18が位置決めして載置される。カセット18はその側壁内面に所定間隔で複数の棚60が形成されており、左右で対向する一対の棚60に図2に示すフレームユニット17が挿入されて支持されている。
外装カバー10の側面10bには二対のガイドレール32,56が固定されている。22はカセット載置台16上に載置されたカセット18に対して被加工物を出し入れする搬出入ユニット(搬出手段)であり、搬出入ユニット22のY軸移動ブロック24がボールねじ26とボールねじ26の一端に連結されたパルスモータ28とからなるY軸移動機構30により、ガイドレール32に沿ってY軸方向に往復動可能に配設されている。
搬出入ユニット22は、Y軸移動ブロック24にZ軸方向に移動可能に取り付けられたH形状の吸着部34を有しており、吸着部34のH形状の端部にはフレームユニット17の環状フレームFを吸着する吸着パッド36が取り付けられている。
カセット載置台16上に載置されたカセット18内には、被加工物としての図2に示すようなフレームユニット17が収容される。フレームユニット17は、外周部が環状フレームFに貼着された粘着テープであるダイシングテープTと、ダイシングテープTに貼着された半導体ウエーハ(以下、単にウエーハと略称されることがある)11とから構成される。
半導体ウエーハ11の表面には複数の分割予定ライン(ストリート)13が格子状に形成されているとともに、分割予定ライン13で区画された各領域にIC、LSI等のデバイス15が形成されている。
搬出入ユニット22のH形状の吸着部34には水平部材38が前方に突出するように固定されており、この水平部材38の先端に環状フレームFを挟持する挟持部(クランプ)40が配設されている。
搬出入ユニット22の挟持部(クランプ)40で挟持されてカセット18から引き出されたフレームユニット17は、一対の位置合わせバー42上に載置され、位置合わせバー42が互いに近づく方向に移動することによりフレームユニット17の中心位置合わせが実施される。
図3に示されるように、カセット載置台16上に載置されたカセット18の開口18aに対向するベース4の側壁4aには、カセット載置台16上に載置されたカセット18に収容された各ウエーハユニット17のカセット18の幅方向中央の環状フレームFの鉛直方向の位置を検出する位置検出センサー44が配設されている。本実施形態では、位置検出センサー44として、反射式の光学センサーを採用した。
50はチャックテーブル6とスピンナ洗浄ユニット46との間で切削加工後のウエーハ11を支持したフレームユニット17を搬送する搬送ユニットであり、搬送ユニット50のY軸移動ブロック52がボールねじとパルスモータとから構成されるY軸移動機構54によりガイドレール56に沿ってY軸方向に往復動される。
搬送ユニット50の吸着部58は図示しないエアシリンダによりZ軸方向に移動可能にY軸移動ブロック52に取り付けられている。スピンナ洗浄ユニット46は、回転可能なスピンナテーブル48を有しており、搬送ユニット50によりチャックテーブル6から搬送されたフレームユニット17のウエーハ11は洗浄ユニット46によりスピン洗浄及びスピン乾燥される。
12はチャックテーブル6のフレームユニット17の着脱位置とウエーハ11に切削加工を施す加工位置との間で、チャックテーブル6のX軸方向の移動を許容する外装カバー10の側面10bに形成された開口部である。
図3に示すように、搬出入ユニット22の挟持部40に隣接して、搬出入ユニット22の水平部材38の先端部に位置検出センサー41が選択的に取り付けられる。しかし、ベース4の壁面4aに位置検出センサー44を取り付けた場合には、搬出入ユニット22に位置検出センサー41を取り付ける必要はない。
位置検出センサー44又は位置検出センサー41は切削装置2のコントローラ(制御手段)に接続されており、コントローラは位置検出センサー44又は41の検出信号に応じて、カセットエレベータ20又は搬出入ユニット22の挟持部40の鉛直方向(Z軸方向)の高さ位置を制御する。
以下、上述した位置検出センサー44の作用について説明する。初期設定では、カセット載置台16はカセットエレベータ20により図1に示した最上方位置まで上昇されている。この状態で、カセット載置台16上に内部に複数のフレームユニット17を収容したカセット18を位置決めして載置する。
カセット18がカセット載置台16上に載置されたならば、カセットエレベータ20によりカセット載置台16を鉛直方向下方に移動しながら、位置検出センサー44でカセット18内に収容された各フレームユニット17のカセット18の幅方向中央の環状フレームFの手前側の鉛直方向位置を検出し、切削装置2のコントローラのメモリに各位置を格納する。
本実施形態では、環状フレームFはSUS(ステンレス鋼)から形成されているため、反射式の光学センサー44から出射された光線は各フレームユニット17の環状フレームFの側面で反射されて光学センサー44の受光部でその反射光が検出され、この検出動作に応じて各フレームユニット17の環状フレームFの鉛直方向位置がコントローラのメモリに格納される。
位置検出センサーとしての光学センサー44はカセット18内に収容された各フレームユニット17の環状フレームFに対向して非常に近距離に配設され、しかも、環状フレームFのカセット18の幅方向中央の側面に対向して配設されているため、フレームユニット17の環状フレームFが厚さ方向に撓んでいる場合にも、搬出入ユニット22の挟持部40で挟持する環状フレームFの手前側中央の側面位置を正確に検出することができる。検出する環状フレームFの側面位置はカセット載置台16からの鉛直方向位置(Z軸方向位置)である。
このようにカセット18に収容されている各フレームユニット17の環状フレームFのカセット18の幅方向中央の側面位置をコントローラのメモリに格納した後、図5(A)に示すように、搬出入ユニット22の挟持部(クランプ)40を矢印Y1方向に移動し、図5(B)に示すように、挟持部40でフレームユニット17の環状フレームFのカセット18の幅方向中央の手前側を挟持する。
そして、図5(C)に示すように、搬出入ユニット22の挟持部40を矢印Y2方向に移動してフレームユニット17をカセット18から引き出し、一対の位置合わせバー42上に載置する。
次に、図6を参照して、環状フレームFが撓んでいた場合の、制御動作について説明する。この実施形態の説明では、カセットエレベータ20を作動してカセット載置台16上に載置されたカセット18を下降させながら各フレームユニット17の環状フレームFのカセット18の幅方向中央の側面位置を検出後、カセットエレベータ20でカセット載置台16を一番上方まで上昇させて、最下段のフレームユニット17から順次搬出するものとして説明する。
図6(A)に示すように、撓んでいないフレームユニット17Aを搬出する場合には、コントローラのメモリに格納されたフレームユニット17Aの環状フレームFのカセット18の幅方向中央の側面位置に応じて、カセットエレベータ20を停止させ、搬出入ユニット22の挟持部40で環状フレームFを挟持して、フレームユニット17Aをカセット18中から搬出する。
環状フレームFが撓んでいるフレームユニット17Bを搬出する場合には、図6(B)に示すように、環状フレームFの位置検出ステップでコントローラのメモリに格納した環状フレームFが撓んでいるフレームユニット17Bの鉛直方向位置に応じて、カセットエレベータ20を停止させる。
このようにフレームユニット17Bが撓んでいる場合には、所定間隔でカセット18を下げた場合の二点鎖線で示すフレームユニット17B´より上方位置でカセット18の下降を停止することにより、搬出入ユニット22の挟持部40でフレームユニット17B´の環状フレームFを正確に挟持することができる。二点鎖線で示すフレームユニット17B´の位置では、挟持部40がフレームユニット17B´の環状フレームFに衝突して、環状フレームFを挟持することができない。
図6を参照して説明したフレームユニット17の搬出方法では、カセット18を下げながら一番下方の棚60に収容されているフレームユニット17から段階的にフレームユニット17を搬出する例について説明したが、カセット18を上昇させながら一番上方の棚60に収容されているフレームユニット17から段階的にフレームユニット17を排出するようにしてもよい。
この場合にも、各フレームユニット17の環状フレームFの中央手前側の側面位置はコントローラのメモリに格納されているため、搬出入ユニット22の挟持部40を各フレームユニット17の環状フレームFを挟持する位置に正確に位置付けることができる。
次に、ベース4の側壁4aに位置検出センサー44を設けずに、搬出入ユニット22の挟持部40に隣接して位置検出センサー41を配設した実施形態の検出作用について説明する。
この場合には、カセット18内の全てのフレームユニット17の環状フレームFの中央手前側の側面位置を検出する位置検出ステップを実施せずに、カセットエレベータ20を駆動してカセット18を徐々に下げながら最下段のフレームユニット17の環状フレームFの中央手前側の側面位置を位置検出センサー41で検出し、検出に応じて環状フレームFの中央手前側の側面位置をコントローラのメモリに格納するとともに、カセットエレベータ20の作動を直ちに停止する。
カセットエレベータ20の停止信号がコントローラから発信されてからカセットエレベータ20が実際に停止するまでのZ軸方向の移動距離は個々の切削装置2によって予め判明している。
従って、搬出入ユニット22の挟持部34をメモリに格納されている検出位置を補正値で補正した分だけZ軸方向に移動して、搬出入ユニット22の挟持部40を撓んでいるフレームユニット17の環状フレームFを挟持できる位置に正確に位置付け、撓んでいるフレームユニット17の環状フレームFを挟持部40で挟持して、カセット18中からフレームユニット17を搬出する。尚、Z軸方向の位置補正は、カセットエレベータ20を作動して実施することもできる。
殆どのフレームユニット17は撓んでいないため、カセットエレベータ20を棚60のピッチ分ずつ段階的に作動して、カセットエレベータ20を停止した状態で位置検出センサー41で各フレームユニット17の環状フレームFのZ軸方向の位置を検出し、環状フレームFが撓んでいて位置が検出できない場合に、カセットエレベータ20を上下に移動して撓んでいるフレームユニット17の環状フレームFの中央手前側の側面位置を検出するようにしてもよい。
上述した実施形態では、本発明を切削装置2に適用した例について説明したが、本発明は切削装置に限定されるものではなく、フレームユニット17をカセット18内に収容してウエーハ11に加工を施す、レーザー加工装置又は研削装置等の加工装置にも同様に適用することができる。
上述した実施形態の切削装置2では、搬出入ユニット22の挟持部40をフレームユニット17の各環状フレームFの隙間に挿入する搬出作業を行う前に、予め環状フレームFの中央手前側の側面位置を検出し、実際に環状フレームがある位置を狙って搬出入ユニット22の挟持部40を挿入するため、撓んだ環状フレームFと搬出入ユニット22の挟持部40とが衝突する恐れを防止できる。
また、環状フレームFを挟持する挟持部40が環状フレームFのカセット18の幅方向中央部に対応して一つ設けられている構造であるため、環状フレームFのサイズが変更になったとしても、搬出入ユニット22の設定を変更する必要がなく、配設する位置検出センサー44は一つでよいという利点がある。
更に、カセット18のフレームユニット17を収容する棚60の位置を変更する場合、通常はオペレータがその位置に合わせた搬出入ユニット22の位置合わせを目視で行うが、本実施形態の切削装置2では全て自動で行うことが可能となる。
2 切削装置
6 チャックテーブル
11 半導体ウエーハ
16 カセット載置台
17 フレームユニット
18 カセット
20 カセットエレベータ(昇降手段)
22 搬出入ユニット(搬出手段)
40 挟持部(クランプ)
41 位置検出センサー
44 位置検出センサー
60 棚

Claims (3)

  1. 粘着テープを介して板状の被加工物を環状フレームの開口に固定したフレームユニット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該フレームユニットの被加工物を加工する加工手段と、を備えた加工装置であって、
    該フレームユニットを出し入れする開口を有し複数の該フレームユニットを収容したカセットを載置するカセット載置台と、
    該カセット載置台を鉛直方向に昇降させる昇降手段と、
    挟持部を有し、該挟持部を該カセット載置台上に載置された該カセットの該開口から水平に挿入し、該カセットから搬出する該フレームユニットの該カセットの幅方向中央部分の該環状フレームを該挟持部で挟持して該フレームユニットを該カセットから水平に搬出する搬出手段と、
    該カセット載置台上に載置された該カセットに収容された該各フレームユニットの該カセットの幅方向中央部分の該環状フレームの鉛直方向の位置を検出する位置検出センサーと、
    該位置検出センサーの検出信号に応じて該昇降手段と該搬出手段とを制御する制御手段と、を具備し、
    該位置検出センサーは、該カセットの該開口の幅方向中央に対面するように配設され、該カセットと鉛直方向に相対移動しつつ該各フレームユニットの該カセットの幅方向中央部分の該環状フレームの鉛直方向の位置を検出し、
    該位置検出センサーによって検出された該環状フレームの鉛直方向の位置に応じて、該制御手段は該昇降手段又は該搬出手段を制御して、該搬出手段の該挟持部を該カセット中に挿入して該挟持部により該環状フレームを挟持することを特徴とする加工装置。
  2. 前記位置検出センサーは、前記昇降手段を囲繞する側壁のうち、前記カセット載置台上に載置された前記カセットの前記開口が昇降時に対面する側壁に設置された光学センサーから構成されることを特徴とする請求項1記載の加工装置。
  3. 前記位置検出センサーは、前記挟持部に隣接した前記搬出手段の先端部分に設置された光学センサーから構成されることを特徴とする請求項1記載の加工装置。
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