JP2015115592A

JP2015115592A - 加工装置

Info

Publication number: JP2015115592A
Application number: JP2013259232A
Authority: JP
Inventors: 健太呂飯塚; Kentaro Iizuka
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2015-06-22

Abstract

【課題】装置の大型化を抑制することができる加工装置を提供する。
【解決手段】カセットテーブルに載置されたカセットから搬出されたウエーハＷを、ウエーハ保持手段に保持してウエーハに加工を施す加工手段とを具備する加工装置であって、ウエーハ搬出機構はウエーハの外周部を支持するウエーハ支持手段８１と、ウエーハ支持手段を前記カセットの開口部を通して進退するとともに前記ウエーハ保持手段に搬送する搬送移動手段とを具備し、ウエーハＷの一方の外周部を支持する第１の支持部材８１１と、対向し他方の外周部を支持する第２の支持部材８１２を、対向する方向に接近および離隔せしめる作動手段８１３とを備え、該作動手段は第１の支持部材と第２の支持部材を前記カセットの開口部を通して侵入させて、ウエーハ外周部を支持する第１の位置と、第１の支持部材と該第２の支持部材との間隔をウエーハの通過を許容する第２の位置に位置付ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削する切削装置や被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工装置等の加工装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成された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等のデバイスを形成する。このように複数のデバイスが形成された半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。

上述したウエーハの分割予定ラインに沿った切断は、切削装置やレーザー加工装置によって行われている。
切削装置は、複数のウエーハが収容されたカセットを載置するカセットテーブルと、該カセットテーブルに載置されたカセットに収容されたウエーハを搬出するウエーハ搬出手段と、該ウエーハ搬出手段によって搬出されたウエーハを仮置きする仮置きステージと、ウエーハを保持するウエーハ保持手段と、該ウエーハ保持手段に保持されたウエーハを切削する切削ブレードを備えた切削手段と、仮置きステージに搬出されたウエーハをウエーハ保持手段に搬送するウエーハ搬送手段と、を具備している（例えば、特許文献１参照）。

また、レーザー加工装置は、複数のウエーハが収容されたカセットを載置するカセットテーブルと、該カセットテーブルに載置されたカセットに収容されたウエーハを搬出するウエーハ搬出手段と、該ウエーハ搬出手段によって搬出されたウエーハを仮置きする仮置きステージと、ウエーハを保持するウエーハ保持手段と、該ウエーハ保持手段に保持されたウエーハにレーザー光線を照射する集光器を備えたレーザー光線照射手段と、仮置きステージに搬出されたウエーハをウエーハ保持手段に搬送するウエーハ搬送手段と、を具備している（例えば、特許文献２参照）。

特開平７−４５５５６号公報特開２００７−２０１１７８号公報

而して、ウエーハの直径が４５０mm、６００mmと大口径になる連れ比例して装置が大型化し、設置場所のコストが増大するという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、装置の大型化を抑制することができる加工装置を提供することである。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、複数のウエーハを収容する収容部とウエーハの出し入れを許容する開口部を備えたカセットを載置するカセットテーブルと、該カセットテーブルに載置されたカセットの開口部からウエーハを搬出するウエーハ搬出機構と、該ウエーハ搬出機構によって搬出されたウエーハを保持する保持面を有するウエーハ保持手段と、該ウエーハ保持手段に保持されたウエーハに加工を施す加工手段と、を具備する加工装置であって、
該ウエーハ搬出機構は、ウエーハの被支持面における外周部を支持するウエーハ支持手段と、該ウエーハ支持手段を該カセットテーブルに載置されたカセットの開口部を通して進退するとともに該ウエーハ保持手段に搬送する搬送移動手段と、を具備し、
該ウエーハ支持手段は、ウエーハの被支持面における一方の外周部を支持する第１の支持部材と、該第１の支持部材と対向しウエーハの被支持面における他方の外周部を支持する第２の支持部材と、該第１の支持部材と該第２の支持部材を対向する方向に接近および離隔せしめる作動手段とを備え、
該作動手段は、該第１の支持部材と該第２の支持部材を該カセットテーブルに載置されたカセットの開口部を通して侵入してウエーハの被支持面における外周部を支持する第１の位置と、該第１の支持部材と該第２の支持部材との間隔をウエーハの通過を許容する第２の位置に位置付ける、
ことを特徴とする加工装置が提供される。

上記第１の支持部材および第２の支持部材の上面には吸引手段に連通する吸引孔が形成されている。
また、上記第１の位置に位置付けられた第１の支持部材と第２の支持部材との間隔は、ウエーハ保持手段の通過を許容する値に設定されている。

本発明による加工装置は、カセットテーブルに載置されたカセットの開口部からウエーハを搬出してウエーハ保持手段に搬送するウエーハ搬出機構を具備しているので、従来の加工装置における仮置きステージおよび該仮置きステージからウエーハ保持手段にウエーハを搬送する搬送手段を省くことができる。
また、ウエーハ搬出機構を構成するウエーハ支持手段は、ウエーハの被支持面における一方の外周部を支持する第１の支持部材と、第１の支持部材と対向しウエーハの被支持面における他方の外周部を支持する第２の支持部材と、第１の支持部材と第２の支持部材を対向する方向に接近および離隔せしめる作動手段とを備え、作動手段は、第１の支持部材と第２の支持部材をカセットテーブルに載置されたカセットの開口部を通して侵入してウエーハの被支持面の外周部を支持する第１の位置と、第１の支持部材と第２の支持部材との間隔をウエーハの通過を許容する第２の位置に位置付けるように構成されているので、ウエーハ保持手段にウエーハを載置した後、第１の支持部材と第２の支持部材を第２の位置に位置付けて上昇させることにより第１の支持部材および第２の支持部材をウエーハ保持手段に保持されたウエーハの上方に位置付けることができる。従って、ウエーハ保持手段の保持面からウエーハ支持手段を構成する第１の支持部材および第２の支持部材を退避させる領域が不要となるので、加工装置の大型化を抑制することができる。

本発明に従って構成された加工装置としてのレーザー加工装置の斜視図。図１に示すレーザー加工装置に装備されるカセットテーブルに載置されたカセットおよびウエーハ搬出機構の斜視図。図２に示すウエーハ搬出機構のウエーハ支持手段を構成する第１の支持部材および第２の支持部材の作動状態を示す説明図。

以下、本発明に従って構成された加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には、本発明に従って構成された加工装置としてのレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動可能に配設され被加工物としてのウエーハを保持するウエーハ保持機構３と、静止基台２上に配設されたレーザー光線照射手段としてのレーザー光線照射ユニット４とを具備している。

上記ウエーハ保持機構３は、静止基台２上にＸ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上にＸ軸方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に加工送り方向（Ｘ軸方向）と直交する矢印Yで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持された支持テーブル３５と、ウエーハ保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１の上面である保持面上に被加工物である例えば円板形状のウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。

上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面にY軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動させるための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第１の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動せしめられる。

上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、Y軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿ってY軸方向に移動させるための割り出し送り手段３８を具備している。割り出し送り手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿ってY軸方向に移動せしめられる。

上記レーザー光線照射ユニット４は、上記静止基台２上に配設された支持部材４１と、該支持部材４１によって支持され実質上水平に延出するケーシング４２と、該ケーシング４２に配設されたレーザー光線照射手段４３と、ケーシング４２の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段４４を具備している。レーザー光線照射手段４３は、ケーシング４２内に配設された図示しないパルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光して上記保持手段４に保持された被加工物に照射する集光器４３１を具備している。なお、上記撮像手段４４は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を図示しない制御手段に送る。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、静止基台２におけるレーザー光線照射ユニット４を構成する支持部材４１の前側に複数のウエーハを収容するカセット６を載置するカセットテーブル７が設けられている。なお、カセット６は、ウエーハを収容する複数の載置棚６１１を備えた収容部６１とウエーハの出し入れを許容する開口部６２を備えている。このように構成されたカセット６の複数の載置棚６１１には、ウエーハWが収容される。

また、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、カセットテーブル７に載置されたカセット６の開口部６２を通して侵入してウエーハWを搬出し上記ウエーハ保持手段としてのチャックテーブル３６に搬送するウエーハ搬出機構８を具備している。このウエーハ搬出機構８について図２を参照して説明する。図示の実施形態におけるウエーハ搬出機構８は、ウエーハWの被支持面(下面)における外周部を支持するウエーハ支持手段８１と、該ウエーハ支持手段８１を所定位置に搬送する搬送移動手段８２を備えている。

ウエーハ搬出機構８を構成するウエーハ支持手段８１は、図２に示すようにウエーハWの被支持面(下面)における一方の外周部を支持する湾曲部８１１aを備えた第１の支持部材８１１と、該第１の支持部材８１１と対向しウエーハWの被支持面(下面)における他方の外周部の支持する湾曲部８１２aを備えた第２の支持部材８１２と、第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２を対向する方向に接近および離隔せしめる作動手段８１３とからなっている。第１の支持部材８１１および第２の支持部材８１２は、中空状に形成されており、それぞれ上面に複数の吸引孔８１１bおよび８１２bが形成されている。この複数の吸引孔８１１bおよび８１２bは、図示しない吸引手段に連通されている。従って、図示しない吸引手段を作動することにより、第１の支持部材８１１および第２の支持部材８１２の上面には負圧が作用せしめられる。作動手段８１３は、例えばエアーシリンダ機構からなっており、第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２を図２において実線で示す第１の位置と、図２において２点鎖線で示す第２の位置に位置付ける。第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２が図２において実線で示す第１の位置に位置付けられると、カセットテーブル７に載置されたカセット６の開口部６２を通して侵入することができる。なお、図示の実施形態においては、第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２が図２において実線で示す第１の位置に位置付けられると、第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２との間隔が、ウエーハWの通過を許容しないがチャックテーブル３６の通過を許容できる状態となる。一方、第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２が図２において２点鎖線で示す第２の位置に位置付けられると、第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２との間隔がウエーハWの通過を許容できる状態となる。

ウエーハ搬出機構８を構成する搬送移動手段８２は、ウエーハ支持手段８１を支持するアーム機構８３と該アーム機構８３を上下方向に移動する昇降機構８４およびアーム機構８３を旋回せしめる旋回機構８５を具備している。アーム機構８３は、第１のアーム８３１と第２のアーム８３２とからなっており、第２のアーム８３２に上記ウエーハ支持手段８１を構成する作動手段８１３が取付けられる。一方、アーム機構８３を構成する第１のアーム８３１は、ケース８６に回転可能でかつ上下方向に移動可能に支持された作動軸８７に取り付けられる。この作動軸８７は、昇降機構８４および旋回機構８５によって上下方向に作動せしめられるとともに、旋回動せしめられる。昇降機構８４は、正転・逆転可能な電動モータおよび該電動モータによって駆動されるスクリュー機構を含んでおり、電動モータを正転駆動すると作動軸８７を上昇せしめ、電動モータを逆転駆動すると作動軸８７を下降せしめる。旋回手段８５は、正転・逆転可能な電動モータおよび該電動モータによって駆動される駆動機構を含んでおり、電動モータを正転駆動すると作動軸８７を一方向に回動せしめ、電動モータを逆転駆動すると作動軸８７を他方向に回動せしめる。このように構成された搬送移動手段８２は、図１に示すように静止基台２におけるカセットテーブル７と対向する領域に配置される。

図示の実施形態におけるウエーハ搬出機構８は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
カセットテーブル７に載置されたカセット６に収容されたウエーハWを搬出しウエーハ保持手段としてのチャックテーブル３６に搬送するには、ウエーハ搬出機構８のウエーハ支持手段８１を構成する作動手段８１３を作動して第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２を図２において実線で示す第１の位置に位置付ける。次に、搬送移動手段８２を作動してウエーハ支持手段８１を構成する第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２をカセットテーブル７に載置されたカセット６の開口部６２を通して所定の載置棚６１１間に侵入せしめ、第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２の上面の上側に位置するウエーハWの被支持面(下面)を支持する。そして、図示しない吸引手段を作動し第１の支持部材８１１および第２の支持部材８１２の上面に負圧を作用せしめることにより、ウエーハWの被支持面(下面)を確実に吸引保持する。

上述したようにウエーハ支持手段８１を構成する第１の支持部材８１１および第２の支持部材８１２の上面にウエーハWの被支持面(下面)を吸引保持したならば、搬送移動手段８２を作動してウエーハWを吸引保持した第１の支持部材８１１および第２の支持部材８１２を図３の(a)に示すようにチャックテーブル３６の直上に位置付ける。次に、搬送移動手段８２の昇降機構８４を作動してウエーハ支持手段８１を構成する第１の支持部材８１１および第２の支持部材８１２を下降せしめるとともに、図示しない吸引手段の作動を停止する。この結果、図３の(b)に示すように第１の支持部材８１１および第２の支持部材８１２がチャックテーブル３６を挿通してチャックテーブル３６の上面である保持面より下側に位置付けられるとともに、ウエーハWの被支持面(下面)がチャックテーブル３６の上面である保持面に載置される。そして、ウエーハ保持機構３の図示しない吸引手段を作動することにより、チャックテーブル３６の上面である保持面にウエーハWを吸引保持する。

チャックテーブル３６上にウエーハWを吸引保持したならば、ウエーハ支持手段８１を構成する作動手段８１３を作動して図３の(c)に示すように第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２を第２の位置に位置付ける。次に、搬送移動手段８２の昇降機構８４を作動してウエーハ支持手段８１を構成する第１の支持部材８１１および第２の支持部材８１２を上昇せしめる。このとき、第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２は第２の位置に位置付けられウエーハWの通過を許容できる状態となっているので、図３の(d)に示すように第１の支持部材８１１および第２の支持部材８１２はウエーハWを通過してウエーハWの上方に位置付けられる。そして、ウエーハ支持手段８１を構成する第１の支持部材８１１および第２の支持部材８１２は、搬送移動手段８２の作動により図１および図２に示すカセットテーブル７に載置されたカセット６と対向する位置に位置付けられる。

上述したようにチャックテーブル３６の上面である保持面にウエーハWを吸引保持したならば、加工送り手段３７を作動してウエーハWを保持したチャックテーブル３６を撮像手段４４の直下に位置付け、ウエーハWに形成された分割予定ラインとレーザー光線照射手段４３の集光器４３１との位置合わせを行うアライメント工程を実施する。そして、ウエーハWを保持したチャックテーブル３６をレーザー光線照射手段４３による加工領域に移動し、レーザー光線照射手段４３による所定のレーザー加工を実施する。
なお、レーザー加工が実施されたウエーハWをカセットテーブル７に載置されたカセット６に戻す際には、ウエーハ搬出機構８を上述した作動と逆の順序で作動せしめる。

以上のように、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、カセットテーブル７に載置されたカセット６の開口部６２からウエーハWを搬出してウエーハ保持手段としてのチャックテーブル３６に搬送するウエーハ搬出機構８を具備しているので、従来の加工装置における仮置きステージおよび該仮置きステージからウエーハ保持手段にウエーハを搬送する搬送手段を省くことができる。また、ウエーハ搬出機構８を構成するウエーハ支持手段８１は、第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２との間隔をチャックテーブル３６の通過を許容する第１の位置とウエーハWの通過を許容する第２の位置に位置付けられるように構成されているので、ウエーハWを支持した第１の支持部材８１１および第２の支持部材８１２をウエーハ保持手段としてのチャックテーブル３６の直上に位置付けて下降せしめることによりウエーハWをチャックテーブル３６の上面である保持面に載置することができるとともに、第１の支持部材８１１と第２の支持部材８１２を第２の位置に位置付けて上昇させることにより第１の支持部材８１１および第２の支持部材８１２をウエーハWの上方に位置付けることができる。従って、ウエーハ保持手段としてのチャックテーブル３６の保持面からウエーハ支持手段８１を構成する第１の支持部材８１１および第２の支持部材８１２を退避させる領域が不要となるので、加工装置の大型化を抑制することができる。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。上述した実施形態においては本発明をレーザー加工装置に適用した例を示したが、本発明は半導体ウエーハ等の被加工物を切削する切削装置に適用しても同様の作用効果が得られる。

３：ウエーハ保持機構
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３８：割り出し送り手段
４：レーザー光線照射ユニット
４３：レーザー光線照射手段
４３１：集光器
４４：撮像手段
６：カセット
７：カセットテーブル
８：ウエーハ搬出機構
８１：ウエーハ支持手段
８１１：第１の支持部材
８１２：第２の支持部材
８１３：作動手段
８２：搬送移動手段
Ｗ：ウエーハ

Claims

複数のウエーハを収容する収容部とウエーハの出し入れを許容する開口部を備えたカセットを載置するカセットテーブルと、該カセットテーブルに載置されたカセットの開口部からウエーハを搬出するウエーハ搬出機構と、該ウエーハ搬出機構によって搬出されたウエーハを保持する保持面を有するウエーハ保持手段と、該ウエーハ保持手段に保持されたウエーハに加工を施す加工手段と、を具備する加工装置であって、
該ウエーハ搬出機構は、ウエーハの被支持面における外周部を支持するウエーハ支持手段と、該ウエーハ支持手段を該カセットテーブルに載置されたカセットの開口部を通して進退するとともに該ウエーハ保持手段に搬送する搬送移動手段と、を具備し、
該ウエーハ支持手段は、ウエーハの被支持面における一方の外周部を支持する第１の支持部材と、該第１の支持部材と対向しウエーハの被支持面における他方の外周部を支持する第２の支持部材と、該第１の支持部材と該第２の支持部材を対向する方向に接近および離隔せしめる作動手段とを備え、
該作動手段は、該第１の支持部材と該第２の支持部材を該カセットテーブルに載置されたカセットの開口部を通して侵入してウエーハの被支持面における外周部を支持する第１の位置と、該第１の支持部材と該第２の支持部材との間隔をウエーハの通過を許容する第２の位置に位置付ける、
ことを特徴とする加工装置。
該第１の支持部材および該第２の支持部材の上面には吸引手段に連通する吸引孔が形成されている、請求項１記載の加工装置。
該第１の位置に位置付けられた該第１の支持部材と該第２の支持部材との間隔は、該ウエーハ保持手段の通過を許容する値に設定されている、請求項１記載の加工装置。