JP2015012263A

JP2015012263A - 加工装置

Info

Publication number: JP2015012263A
Application number: JP2013138858A
Authority: JP
Inventors: 伸太郎松岡; shintaro Matsuoka
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2015-01-19

Abstract

【課題】加工装置で使用するエアーの使用量を削減するとともに、加工装置の製造コスト・維持コストを削減する。【解決手段】板状物２１と、板状物２１の裏面に貼着されたテープ２２と、少なくとも一部が磁性体で形成されテープ２２の外周に貼着された環状フレーム２３とを備える板状物ユニット２０を搬送する搬送手段３０，４０に、環状フレーム２３の磁性体部を磁力で吸着し環状フレーム２３を保持する電磁石を備えることで、磁力によって環状フレーム２３の磁性体を吸着する。板状物ユニット２０の吸着のためにエアーを使用せずに済むため、エアーの使用量を削減することができるとともに、電磁弁を使用する必要がないため、加工装置のコストを削減することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、環状フレームに固定された板状物を加工する加工装置に関する。

板状物に対して切削や研削などの加工を行う加工装置においては、環状フレームに貼着されたテープに半導体ウェーハなどの板状物を貼着して板状物ユニットとし、その状態で、加工及び加工前後の搬送を行う場合がある。例えば特許文献１や特許文献２には、環状フレームをクランプして搬送する方式や、環状フレームを吸引源により吸引保持して搬送する方式が記載されている。環状フレームを吸引し、あるいは、クランプを動作させるためには、エアーが用いられる。また、エアーの制御には、電磁弁が用いられる。

特開２０１１−１５９８２３号公報特開２００３−２４３４８３号公報

しかし、電磁弁は、高価であるとともに、定期的に交換する必要があるため、製造コスト及び維持コストがかさみ、非経済的である。また、加工装置で使用されるエアーの使用量の削減も望まれている。
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、加工装置で使用するエアーの使用量を削減するとともに、加工装置の製造コスト・維持コストを削減することを目的とする。

本発明は、板状物と、板状物の裏面に貼着されたテープと、テープの外周が貼着され少なくとも一部に磁性体からなる磁性体部を有した環状フレームとを少なくとも備える板状物ユニットの該板状物を加工する加工装置であって、板状物ユニットを保持する保持手段と、保持手段により保持された板状物ユニットの板状物を加工する加工手段と、板状物ユニットが供給される供給部と、供給部に供給された板状物ユニットを加工装置内で搬送する搬送手段と、を備え、搬送手段は、環状フレームの磁性体部を磁力で吸着し環状フレームを保持する電磁石を有する。

搬送手段は、少なくとも第一の電磁石と第二の電磁石とを有し、第一電磁石と第二の電磁石とが板状物ユニットを構成する環状フレームの磁性体部を磁力で吸着したことを第一電磁石と第二の電磁石との間の導通により検出する検出手段を備えることが望ましい。

本発明に係る加工装置は、搬送手段が電磁石を有し、電磁石が環状フレームを吸着することにより、板状物ユニットの吸着のためにエアーを使用せずに済むため、エアーの使用量を削減することができる。また、電磁弁を使用する必要がないため、加工装置のコストを削減することができる。

また、電磁石が環状フレームを吸着したことを第一の電磁石と第二の電磁石との間の導通により検出する検出手段を設けることで、簡易な構成で吸着を検出でき、加工装置のコストを削減することができる。

加工装置を示す斜視図。板状物ユニットを示す平面図。第一搬送手段の保持部を示す拡大斜視図。第二搬送手段の保持部を下方側から示す拡大斜視図。別の板状物ユニットを示す平面図。

図１に示す加工装置１０は、板状物ユニット２０を収容したカセット１１０が載置されるカセット台１１と、板状物ユニット２０を保持する保持手段１２と、保持手段１２により保持された板状物ユニット２０を構成する板状物を加工する加工手段（不図示）が内部に設けられた加工室１３と、加工手段により加工された板状物ユニット２０を洗浄する洗浄手段１４と、板状物ユニット２０を位置決めする位置決め手段１５と、カセット台１１に載置されたカセット１１０に対して板状物ユニット２０を搬出入する第一搬送手段３０と、保持手段１２から洗浄手段１４へ板状物ユニット２０を搬送する第二搬送手段４０と、第一搬送手段３０が板状物ユニット２０を保持したことを検出する検出手段１６とを備えている。

図２に示すように、板状物ユニット２０は、表面に多数のデバイスＤが形成された半導体ウェーハなどの板状物２１と、板状物２１の裏面に貼着されたテープ２２と、テープ２２の外周が貼着された環状フレーム２３とを備える。環状フレーム２３は、例えば４００系ステンレスなどの磁性体（強磁性体）で形成されており、全体が磁性体部となっている。

図１に示すカセット１１０は、板状物ユニット２０を鉛直方向に複数段収容可能となっており、カセット台１１は、カセット１１０を所定の高さに合わせるために、±Ｚ方向に移動可能となっている。

保持手段１２は、±Ｘ方向に移動可能であり、保持手段１２が板状物ユニット２０を保持した状態で−Ｘ方向に移動することにより、板状物ユニット２０を加工室１３の中へ搬入することができる。加工室１３では、例えば切削手段などの加工手段が、保持手段１２に保持された板状物ユニット２０を構成する板状物に対して切削などの加工をする。板状物に対する加工が終了すると、チャックテーブルが＋Ｘ方向に移動することにより、保持した板状物ユニットを加工室１３から搬出する。

洗浄手段１４は、例えば、回転可能なチャックテーブル１４０と、回転しているチャックテーブル１４０が保持した板状物２１に対して水などの洗浄液を吹き付けて洗浄する洗浄ノズル（不図示）とを備えている。

位置決め手段１５は、±Ｘ方向に移動可能な２つのガイドフレーム１５０ａ，１５０ｂを備えている。各ガイドフレーム１５０ａ，１５０ｂは、ＸＹ平面に平行な長方形板状の載置部１５１と、載置部１５１の外側（ガイドフレーム１５０ａでは−Ｘ方向側、ガイドフレーム１５０ｂでは＋Ｘ方向側）の長辺から＋Ｚ方向に突設した当接部１５２とを備えており、±Ｙ方向に延びる長尺形状に形成されている。カセット台１１に載置されたカセットから第一搬送手段３０が板状物ユニットを引き出して、２つのガイドフレーム１５０ａ，１５０ｂの間に渡し架けた状態で載置部１５１の上に載置し、２つのガイドフレーム１５０ａ，１５０ｂが互いに近づく方向に移動することにより、板状物ユニット２０の環状フレーム２３に当接部１５２が当接し、±Ｘ方向における板状物ユニット２０の位置決めがなされる。位置決め手段１５は、カセット１１０から板状物ユニット２０の供給を受け、板状物ユニット２０を加工室１３に供給する供給部として機能する。

第一搬送手段３０は、板状物ユニット２０を磁力によって吸着保持する保持部３１と、保持部３１を±Ｚ方向に移動させる垂直移動部３２と、保持部３１及び垂直移動部３２を±Ｙ方向に移動させる水平移動部３３とを備える。水平移動部３３は、±Ｙ方向に延びるねじ軸３３０及びガイドレール３３１と、ねじ軸３３０に連結されたモータ３３２と、ねじ軸３３０に螺合するとともにガイドレール３３１に摺接する移動部３３３とを備え、モータ３３２がねじ軸３３０を回動させることにより移動部３３３が±Ｙ方向に移動し、保持部３１も±Ｙ方向に移動する構成となっている。第一搬送手段３０は、カセット台１１に載置されたカセット１１０から板状物ユニット２０を引き出して位置決め手段１５に載置し、位置決め手段１５により位置決めされた板状物ユニット２０を搬送して保持手段１２に載置し、洗浄が終わった板状物ユニット２０を洗浄手段１４から搬送してカセット１１０に収容する機能を有する。

第二搬送手段４０は、板状物ユニット２０を磁力によって吸着保持する保持部４１と、保持部４１を覆う蓋部４４と、保持部４１及び蓋部４４を±Ｚ方向に移動させる垂直移動部４２と、保持部４１及び蓋部４４及び垂直移動部４２を±Ｙ方向に移動させる水平移動部４３とを備える。水平移動部４３は、±Ｙ方向に延びるねじ軸４３０及びガイドレール４３１と、ねじ軸４３０に連結されたモータ４３２と、ねじ軸４３０に螺合するとともにガイドレール４３１に摺接する移動部４３３とを備え、モータ４３２がねじ軸４３０を回動させることにより移動部４３３が±Ｙ方向に移動し、保持部４１も±Ｙ方向に移動する構成となっている。蓋部４４は、洗浄手段１４の上部に設けられた開口とほぼ同じ大きさであり、洗浄手段１４が板状物ユニット２０を洗浄している間、洗浄手段１４の蓋として機能する。第二搬送手段４０は、加工手段による加工が終わった板状物ユニット２０を保持手段１２から搬送して洗浄手段１４に載置する機能を有する。

図３に示す第一搬送手段３０は、５つの電磁石３１１ａ〜３１１ｅと、電磁石３１１ａ〜３１１ｄを支持するブラケット３１２と、±Ｘ方向に延びブラケット３１２を支持する支持部３１３と、支持部３１３の中央付近から−Ｙ方向に突設した押引部３１４とを備える。ブラケット３１２及び支持部３１３は、例えばアルミ等の金属からなる。

電磁石３１１ａ〜３１１ｄは、ブラケット３１２の下面に配設され、ＸＹ平面に平行な長方形の頂点に配置されている。一方、電磁石３１１ｅは、押引部３１４の−Ｙ方向先端の下側に配設されている。

電磁石３１１ａ〜３１１ｅは、例えば±Ｚ方向に平行な棒状の鉄心に電線を巻きつけたコイルを備え、コイルに電流を流すことにより磁石となり、環状フレーム２３などの磁性体に吸着する。電線は、絶縁体で被覆されている。電磁石３１１ａ〜３１１ｅが環状フレーム２３を吸着すると、鉄心と環状フレーム２３とが接触して、電気的に導通する。電磁石３１１ａ〜３１１ｄのうちの２つの電磁石（第一の電磁石と第二の電磁石）が環状フレーム２３を吸着すると、その第一の電磁石と第二の電磁石との鉄心の間が導通する。検出手段１６は、第一の電磁石と第二の電磁石とが環状フレーム２３の磁性体部を磁力によって吸着したことを、第一の電磁石と第二の電磁石（例えば、電磁石３１１ｂと電磁石３１１ｃ）の間の導通により検出する。すなわち、検出手段１６は、２つの電磁石の間が導通している場合に、第一搬送手段３０が板状物ユニット２０を吸着したと判定する。

図４に示す第二搬送手段４０は、下面が開口した円筒状の蓋部４４のなかに、４つの電磁石４１１ａ〜４１１ｄと、電磁石４１１ａ〜４１１ｄを支持するブラケット４１２と、±Ｙ方向に延びる直方体状でブラケット４１２を支持する支持部４１３とを備える。

電磁石４１１ａ〜電磁石４１１ｄは、ブラケット４１２の下面に配設され、ＸＹ平面に平行な長方形の頂点に配置されている。電磁石４１１ａ〜４１１ｄは、例えば±Ｚ方向に平行な棒状の鉄心に電線を巻きつけたコイルを備え、コイルに電流を流すことにより磁石となり、環状フレーム２３などの磁性体を吸着する。電線は、絶縁体で被覆されている。

図１に示したカセット１１０から板状物ユニット２０を取り出す場合は、まず、取り出すべき板状物ユニット２０が位置決め手段１５のガイドフレーム１５０と同じ高さになるよう、カセット台１１が移動する。次に、第一搬送手段３０が保持部３１を−Ｙ方向に移動させて、カセット台１１に収容されたカセットの中に押引部３１４を挿入し、第一搬送手段３０が保持部３１を−Ｚ方向に移動させて、カセットに収容された板状物ユニット２０の環状フレーム２３に電磁石３１１ｅを接近させ、電磁石３１１ｅの磁力により環状フレーム２３を吸着して保持する。次に、第一搬送手段３０が保持部３１を＋Ｙ方向に移動させて、保持した板状物ユニット２０をカセットから位置決め手段１５の上へ引き出す。最後に、第一搬送手段３０が電磁石３１１ｅをオフにして板状物ユニット２０を解放することで、板状物ユニット２０が位置決め手段１５に載置される。

位置決め手段１５においては、２つのガイドフレーム１５０ａ，１５０ｂが互いに近づく方向に移動することにより、板状物ユニット２０が所定の位置に位置決めされる。そして、第一搬送手段３０が保持部３１を移動させて、位置決め手段１５に載置された板状物ユニット２０の環状フレーム２３に４つの電磁石３１１ａ〜３１１ｄを接近させ、電磁石３１１ａ〜３１１ｄの磁力により環状フレーム２３を吸着して保持する。電磁石３１１ａ〜３１１ｄのうちの２つの電磁石間の導通により、板状物ユニット２０が第一搬送手段３０に保持されたことを検出手段１６が検出すると、位置決め手段１５は、ガイドフレーム１５０ａ，１５０ｂを互いに遠ざかる方向に移動させて退避させる。次に、第一搬送手段３０が保持部３１を−Ｚ方向に移動させて、板状物ユニット２０を保持手段１２に載置する。そして、載置された板状物ユニット２０を保持手段１２が吸引保持し、第一搬送手段３０が電磁石３１１ａ〜３１１ｄをオフにして板状物ユニット２０を解放する。

こうして板状物ユニット２０を保持した保持手段１２は、−Ｘ方向に移動し加工室１３内に進入する。そして、加工室１３内において加工手段により板状物２１の加工が行われた後、保持手段１２が＋Ｘ方向に移動し、位置決め手段１５の下方に戻る。

次に、第一搬送手段３０が保持部３１を−Ｙ方向に移動させて位置決め手段１５の上方から退避させる。そして、第二搬送手段４０が保持部４１を移動させて、保持手段１２に保持された板状物ユニット２０の環状フレーム２３に電磁石４１１ａ〜４１１ｄを接近させ、電磁石４１１ａ〜４１１ｄの磁力により環状フレーム２３を吸着して保持する。次に、第二搬送手段４０が保持部４１を移動させて、保持した板状物ユニット２０を洗浄手段１４のチャックテーブル１４０に載置する。次に、保持手段１２が吸引源による吸引を停止し、板状物ユニット２０を解放し、載置された板状物ユニット２０をチャックテーブル１４０が吸引保持し、第二搬送手段４０が電磁石４１１ａ〜４１１ｄをオフにして板状物ユニット２０を解放する。そして、チャックテーブル１４０が回転しながら板状物ユニット２０に対して洗浄液が噴出され、洗浄が行われる。

洗浄手段１４による洗浄が終了した板状物ユニット２０を洗浄手段１４から搬送してカセット１１０に収納する場合、まず、第二搬送手段４０が保持部４１及び蓋部４４を＋Ｚ方向に移動させて退避させる。次に、第一搬送手段３０が保持部３１を移動させて、洗浄手段１４のチャックテーブル１４０に保持された板状物ユニット２０の環状フレーム２３に４つの電磁石３１１ａ〜３１１ｄを接近させ、電磁石３１１ａ〜３１１ｄの磁力により環状フレーム２３を吸着して保持する。板状物ユニット２０が第一搬送手段３０に保持されたことを検出手段１６が検出すると、洗浄手段１４が吸引源による吸引を停止し、板状物ユニット２０を解放する。次に、第一搬送手段３０が保持部３１を移動させて、保持した板状物ユニット２０を搬送し、位置決め手段１５の２つのガイドフレーム１５０ａ，１５０ｂの間に渡し架けた状態とし、第一搬送手段３０が電磁石３１１ａ〜３１１ｄをオフにして板状物ユニット２０を解放する。

次に、位置決め手段１５のガイドフレーム１５０ａ，１５０ｂを互いに近づけて板状物ユニット２０を所定位置に位置決めした後、位置決め手段１５に載置された板状物ユニット２０の環状フレーム２３に電磁石３１１ｅを接近させ、電磁石３１１ｅの磁力により環状フレーム２３を吸着して保持する。次に、ガイドフレーム１５０ａ，１５０ｂを互いに遠ざかる方向に移動させた後、第一搬送手段３０が保持部３１を−Ｙ方向に移動させて、保持した第一搬送手段３０をカセットに押し込む。最後に、第一搬送手段３０が電磁石３１１ｅをオフにして板状物ユニット２０を解放する。

このように、搬送手段３０，４０は、電磁石の磁力によって、磁性体で形成された環状フレーム２３を吸着して保持することにより、板状物ユニット２０を搬送する。したがって、吸引源が吸引することによって板状物ユニット２０を保持する構成と異なり、エアーを使わずに板状物ユニット２０を搬送することができるので、エアーの使用量を削減することができる。また、クランプで挟持する構成と異なり、クランプを動かすためのエアーシリンダや電磁弁などが不要となるため、エアーの使用量を削減することができる。

さらに、電磁石は、電磁弁よりも安価なので、加工装置の製造コストを抑えることができる。加えて、電磁石は、電磁弁と異なり、定期的に交換する必要がないので、加工装置の維持コストを抑えることができる。

また、電磁石３１１ａ〜３１１ｄのうち２つの電磁石の間の導通により、板状物ユニット２０を第一搬送手段３０が吸着保持したか否かを検出するので、簡易な構成で吸着保持を検出でき、加工装置の製造コスト・維持コストを抑えることができる。

図５に示す板状物ユニット２０Ａは、環状フレーム２３の一部のみが、磁性体（強磁性体）で形成された磁性体部２４ａ〜２４ｅであり、それ以外の部分は、例えば３００系ステンレスや樹脂などの非磁性体（常磁性体）で形成されている。磁性体部２４ａは電磁石３１１ａ，４１１ａが吸着する位置、磁性体部２４ｂは電磁石３１１ｂ，４１１ｂが吸着する位置、磁性体部２４ｃは電磁石３１１ｃ，４１１ｃが吸着する位置、磁性体部２４ｄは電磁石３１１ｄ，４１１ｄが吸着する位置、磁性体部２４ｅは電磁石３１１ｅが吸着する位置に、それぞれ設けられている。それ以外の点は、上述した板状物ユニット２０と同様である。

このように、環状フレーム２３は、電磁石が吸着する部分のみ磁性体で形成されていればよく、それ以外の部分は、非磁性体で形成されている構成であってもよい。なお、検出手段１６が、２つの電磁石間の導通により吸着保持を検出するため、環状フレーム２３の非磁性体で形成された部分は、導体で形成されていることが望ましい。

以上説明した実施形態は、一例であり、本発明は、これに限定されるものではなく、本質的でない部分の構成を、他の構成に置き換えてもよい。例えば、加工手段は、切削手段に限らず、レーザ加工手段や研削手段であってもよい。
また、検出手段１６は、第一搬送手段３０が板状物ユニット２０を保持したことを検出するだけでなく、第二搬送手段４０が板状物ユニット２０を保持したことを検出する構成であってもよい。

１０加工装置、
１１カセット台、１１０カセット
１２保持手段、１３加工室、１４洗浄手段、１４０チャックテーブル
１５位置決め手段（供給部）、１５０ａ，１５０ｂガイドフレーム、
１５１載置部、１５２当接部、
１６検出手段、
２０板状物ユニット、２１板状物、２２テープ、２３環状フレーム、
２４ａ〜２４ｅ磁性体部、
３０第一搬送手段、４０第二搬送手段、
３１，４１保持部、３１１ａ〜３１１ｅ，４１１ａ〜４１１ｄ電磁石、
３１２，４１２ブラケット、３１３，４１３支持部、３１４押引部、
３２，４２垂直移動部、３３，４３水平移動部、４４蓋部

Claims

板状物と、該板状物の裏面に貼着されたテープと、該テープの外周が貼着され少なくとも一部に磁性体からなる磁性体部を有した環状フレームとを少なくとも備える板状物ユニットの該板状物を加工する加工装置であって、
板状物ユニットを保持する保持手段と、
該保持手段により保持された板状物ユニットの板状物を加工する加工手段と、
板状物ユニットが供給される供給部と、
該供給部に供給された板状物ユニットを該加工装置内で搬送する搬送手段と、を備え、
該搬送手段は、該環状フレームの該磁性体部を磁力で吸着し該環状フレームを保持する電磁石を有する、
加工装置。
前記搬送手段は、少なくとも第一の電磁石と第二の電磁石とを有し、
該第一電磁石と該第二の電磁石とが前記板状物ユニットを構成する前記環状フレームの該磁性体部を磁力で吸着したことを該第一電磁石と該第二の電磁石との間の導通により検出する検出手段、を備えた、
請求項１記載の加工装置。