JP2015119079A

JP2015119079A - 加工装置

Info

Publication number: JP2015119079A
Application number: JP2013262362A
Authority: JP
Inventors: 万平田中; Manpei Tanaka
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25

Abstract

【課題】カセットの交換を簡易化しながらも、低コスト化を図ることができる加工装置を提供すること。
【解決手段】加工装置１は、複数の切削装置４０からなり互いに隣接した切削装置４０が連なって円弧Ｃを形成する加工ユニット群１０とカセット載置ユニット２０と搬送ユニット３０とを備える。カセット載置ユニット２０は、複数の被加工物を収容したカセット２１を載置する。搬送ユニット３０は、カセット載置ユニット２０に載置されたカセット２１と、切削装置４０のチャックテーブル４１との間で被加工物を搬出入する。搬送ユニット３０は、加工ユニット群１０の形成する円弧Ｃの中心Ｃ１付近に位置付けられ、搬送ハンド３３を伸縮して被加工物を搬出入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、加工装置に関する。

半導体ウエーハや各種電子部品の製造には、切削装置やレーザー加工装置、研削装置等様々な加工装置が用いられる。これら加工装置には、通常、被加工物が複数枚収容されたカセットと呼ばれる容器がセットされ、加工装置内でカセットから被加工物を取り出し、加工し、再度カセットに収容するという工程が実施される。

加工装置は長年の開発の末、非常に長い時間の無人ランニングが可能となっており、オペレータの主な仕事がカセットの交換のみという装置も存在する。その場合、カセットの交換をできるだけ簡易化したいという要求が出てきた。

そこで、一列に並べた複数の装置に対しカセットを所定箇所に配置し、各装置にカセットからフレームユニット（被加工物をフレームにダイシングテープで固定した状態のユニット）を供給するＦＡシステム（ファクトリーオートメーションシステム）を実施してきた（特許文献１参照）。

特開平０７−６０５８０号公報

特許文献１に示されたシステムの場合、搬出入手段は、一直線のライン上を移動し、カセットと各装置との間でフレームユニットを搬送する機能を有している。この場合、搬出入手段は、複数の装置と平行に移動する必要があるので、構成が比較的複雑であり、コストが高騰する傾向であった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、カセットの交換を簡易化しながらも、低コスト化を図ることができる加工装置を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工装置は、板状の被加工物を加工する加工装置であって、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を加工する加工手段とを備えた複数の加工ユニットからなり、互いに隣接した該加工ユニットが連なって円弧を形成する加工ユニット群と、複数の被加工物を収容したカセットを載置するカセット載置ユニットと、該カセット載置ユニットに載置された該カセットと、該加工ユニットの該チャックテーブルとの間で被加工物を搬出入する搬送ハンドを備えた搬送ユニットと、を備え、該搬送ユニットは、該加工ユニット群の形成する該円弧の中心付近に位置付けられ、該搬送ハンドを伸縮して被加工物を搬出入することを特徴とする。

また、前記加工装置は、前記カセット載置ユニットが、前記加工ユニット群が形成する円弧上に配設されていることが望ましい。

また、前記加工装置は、前記加工ユニットが、切削ブレードを装着して切削加工を実施する前記加工手段を有する切削装置であることが望ましい。

そこで、本願発明の加工装置は、加工ユニットを円弧状に連結し、搬送ユニットを円弧の中心付近に位置付けているので、カセットの交換を簡易化しながらも、低コスト化を図ることができる。

図１は、実施形態に係る加工装置の構成例を示す平面図である。図２は、実施形態に係る加工装置により加工される被加工物などの一例を示す斜視図である。図３は、実施形態の変形例に係る加工装置の構成例を示す平面図である。図４は、実施形態の他の変形例に係る加工装置の構成例を示す平面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
実施形態に係る加工装置を、図１及び図２に基づいて説明する。図１は、実施形態に係る加工装置の構成例を示す平面図である。図２は、実施形態に係る加工装置により加工される被加工物などの一例を示す斜視図である。

実施形態に係る加工装置１は、板状の被加工物Ｗを加工する装置である。なお、本実施形態に係る加工装置１により加工される被加工物Ｗは、本実施形態ではシリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。被加工物Ｗは、図２に示すように、上面Ｗａに格子状に形成された分割予定ラインＬで区画された各領域にデバイスＤが形成されている。被加工物Ｗは、上面Ｗａの裏側の裏面ＷｂにダイシングテープＴが貼着され、ダイシングテープＴに環状フレームＦが貼着されて、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦに貼着される。被加工物Ｗは、加工装置１により分割予定ラインＬに沿って切削加工（加工に相当）されて、個々のデバイスＤに分割される。また、本発明では、被加工物Ｗは、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板などであってもよく、デバイスが樹脂により封止されかつデバイスの周りに電極が形成されたパッケージ基板であってもよい。

加工装置１は、図１に示すように、加工ユニット群１０と、カセット載置ユニット２０と、搬送ユニット３０と、制御手段１００を備えている。加工ユニット群１０は、複数の切削装置４０（加工ユニットに相当）からなる。加工ユニット群１０は、複数の切削装置４０を円弧Ｃ（図１に一点鎖線で示す）上に配設して、互いに隣接した切削装置４０が連なって円弧Ｃを形成する。なお、本発明でいう円弧Ｃとは、円の一部又は全体である所謂円弧と、円の一部又は全体である所謂円弧に非常に等しい曲線とを含んだものをいう。本実施形態では、円弧Ｃは、円の全体である。

切削装置４０は、それぞれ、被加工物Ｗを保持するチャックテーブル４１と、切削ブレード４２を装着してチャックテーブル４１に保持された被加工物Ｗに切削加工を実施する切削手段４３（加工手段に相当）と、切削手段４３をチャックテーブル４１に対して相対的に移動する図示しない移動手段と、切削加工された被加工物Ｗを洗浄加工する洗浄手段４４とを有する。切削装置４０は、切削手段４３を２つ備えた、即ち、２スピンドルのダイサ、いわゆるフェイシングデュアルタイプの切削装置である。なお、本実施形態では、複数の切削装置４０は、同一構成の被加工物Ｗに同一工程の切削加工を実施する。工程とは、切削ブレード４２の種類、切削ブレード４２の回転数、送り速度、切り込み量などをいう。

チャックテーブル４１は、切削加工前の被加工物Ｗが載置されて、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦの開口に貼着された被加工物Ｗを保持するものである。チャックテーブル４１は、表面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面に載置された被加工物Ｗを吸引することで保持する。チャックテーブル４１は、図示しない移動手段により加工ユニット群１０が形成する円弧Ｃの径方向に沿って円弧Ｃの中心Ｃ１寄りの搬出入位置（図１中に実線で示す）と切削手段４３の下方の加工位置（図１中に二点鎖線で示す）とに亘って移動自在に設けられ、かつ、回転駆動源（図示せず）により鉛直方向と平行な中心軸線回りに回転自在に設けられている。

切削手段４３は、チャックテーブル４１に保持された被加工物Ｗに加工水を供給しながら切削加工するものである。切削手段４３は、それぞれ、チャックテーブル４１に保持された被加工物Ｗに対して、移動手段により移動自在に設けられている。

切削手段４３には、被加工物Ｗの上面Ｗａを撮像する図示しない撮像手段が一体的に移動するように固定されている。撮像手段は、チャックテーブル４１に保持された分割加工前の被加工物Ｗの分割すべき領域を撮像するＣＣＤカメラを備えている。ＣＣＤカメラは、チャックテーブル４１に保持された被加工物Ｗを撮像して、被加工物Ｗと切削ブレード４２との位置合わせを行なうアライメントを遂行するための画像を得る。

洗浄手段４４は、搬出入位置のチャックテーブル４１の隣に設けられかつ被加工物Ｗを保持する保持テーブル４５と、保持テーブル４５に保持された被加工物Ｗに洗浄水を噴射する図示しない洗浄ノズルなどを備えている。保持テーブル４５は、切削加工前の被加工物Ｗが載置されて、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦの開口に貼着された被加工物Ｗを保持するものである。保持テーブル４５は、表面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面に載置された被加工物Ｗを吸引することで保持する。保持テーブル４５は、図示しない回転駆動源により鉛直方向と平行な中心軸線回りに回転自在に設けられている。

切削装置４０は、搬送ユニット３０により搬出入位置のチャックテーブル４１の表面に被加工物Ｗが載置されると、チャックテーブル４１の表面に被加工物Ｗを吸引保持して、チャックテーブル４１を加工位置に向けて移動する。切削装置４０は、切削手段４３に固定された撮像手段の下方にチャックテーブル４１に保持された被加工物Ｗを位置付け、撮像手段で撮像する。切削装置４０は、チャックテーブル４１に保持された被加工物Ｗの分割予定ラインＬと、切削手段４３の切削ブレード４２との位置合わせを行なうためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、チャックテーブル４１に保持された被加工物Ｗと切削手段４３との相対位置を調整する。

そして、切削装置４０は、移動手段と回転駆動源により切削手段４３とチャックテーブル４１に保持された被加工物Ｗとを相対的に移動させて、各分割予定ラインＬを順に切削加工する。切削装置４０は、全ての分割予定ラインＬを切削加工して、被加工物Ｗを複数のデバイスＤに分割すると、チャックテーブル４１を加工位置から搬出入位置に向けて移動させた後、チャックテーブル４１の吸引保持を解除する。そして、切削装置４０は、搬送ユニット３０によりチャックテーブル４１上の被加工物Ｗが保持テーブル４５上に載置される。切削装置４０は、保持テーブル４５の表面に被加工物Ｗを吸引保持して、保持テーブル４５を回転駆動源により中心軸心回りに回転させながら洗浄ノズルから洗浄水を噴射して、被加工物Ｗを洗浄加工する。

カセット載置ユニット２０は、複数の被加工物Ｗを収容したカセット２１を載置するものである。カセット載置ユニット２０は、切削装置４０よりも少数設けられるのが望ましく、本実施形態では、カセット載置ユニット２０は、二つ設けられ、各々一つのカセット２１を載置する。カセット載置ユニット２０は、加工ユニット群１０が形成する円弧Ｃ上に並べられて配設されている。カセット載置ユニット２０に載置されるカセット２１は、被加工物Ｗを上下方向に間隔をあけて複数収容する収容容器である。カセット２１は、円弧Ｃの中心Ｃ１側に被加工物Ｗを出し入れ自在とする開口が形成されている。なお、本実施形態では、二つのカセット２１は、同一構成の被加工物Ｗを収容する。

搬送ユニット３０は、カセット載置ユニット２０に載置されたカセット２１と、切削装置４０のチャックテーブル４１との間で被加工物Ｗを搬出入するものである。搬送ユニット３０は、カセット載置ユニット２０に載置されたカセット２１から切削加工前の被加工物Ｗを取り出して切削装置４０のチャックテーブル４１の表面上に載置し、チャックテーブル４１の表面上の切削加工済みの被加工物Ｗをチャックテーブル４１から取り外して洗浄手段４４の保持テーブル４５の表面上に載置し、保持テーブル４５の表面上の洗浄加工済みの被加工物Ｗを保持テーブル４５上から取り外してカセット２１内に収容する。搬送ユニット３０は、本実施形態では、一つ設けられ、加工ユニット群１０が形成する円弧Ｃの中心Ｃ１付近に位置付けられている。

搬送ユニット３０は、加工ユニット群１０が形成する円弧Ｃの中心Ｃ１に設置される基台３１と、基台３１に取り付けられたアーム部３２と、アーム部３２の先端に取り付けられた搬送ハンド３３とを備えている。基台３１は、アーム部３２の基端を上下方向に昇降自在に設けられているとともに、アーム部３２の基端を上下方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。なお、アーム部３２の基端の回転中心は、円弧Ｃの中心Ｃ１に配置されている。アーム部３２は、上下方向と平行な軸心回りに屈曲自在な関節３４を複数備えている。搬送ハンド３３は、被加工物Ｗを吸着するなどして、被加工物Ｗを保持するものである。搬送ユニット３０は、基台３１が円弧Ｃの中心Ｃ１に設置されることで、円弧Ｃの中心Ｃ１付近に位置付けられている。搬送ユニット３０は、搬送ハンド３３に被加工物Ｗを保持し、アーム部３２の間隔を屈曲するとともに、アーム部３２の基端を軸心回りに回転することで、搬送ハンド３３を伸縮して被加工物Ｗをカセット２１などに搬出入する。

制御手段１００は、加工装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物Ｗに対する分割加工などを加工装置１に行わせるものである。なお、制御手段１００は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、加工動作の状態や前記画像などを表示する表示手段や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない操作手段と接続されている。

次に、実施形態に係る加工装置１を用いた加工方法について説明する。加工方法では、オペレータが加工内容情報を制御手段１００に登録し、オペレータが切削加工前の被加工物Ｗを収容したカセット２１をカセット載置ユニット２０に載置する。オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、加工装置１が加工動作を開始する。加工装置１の加工動作では制御手段１００は、搬送ユニット３０にカセット２１から切削加工前の被加工物Ｗを取り出させて、任意の順番で切削装置４０のチャックテーブル４１に載置させる。そして、制御手段１００は、チャックテーブル４１に被加工物Ｗが載置された切削装置４０に切削加工を実施させ、搬送ユニット３０に切削加工済みの被加工物Ｗを洗浄手段４４の保持テーブル４５上に載置させる。制御手段１００は、保持テーブル４５に被加工物Ｗが載置された洗浄手段４４に被加工物Ｗを洗浄させ、搬送ユニット３０に切削加工及び洗浄加工済みの被加工物Ｗをカセット２１内に収容させる。

以上のように、実施形態に係る加工装置１によれば、複数の切削装置４０を円弧状に連結し、加工ユニット群１０を円弧Ｃ上に配設している。また、複数の切削装置４０が同一の被加工物Ｗに同一工程の切削加工を実施するものである。さらに、搬送ユニット３０の基台３１によるアーム部３２の基端の回転中心を円弧Ｃの中心Ｃ１に配置している。このために、搬送ユニット３０の各切削装置４０に被加工物Ｗを搬送する際の関節３４の屈曲具合などを等しくすることができ、アーム部３２の基端の回転角度を異ならせるだけで、一つの搬送ユニット３０が複数の切削装置４０への搬出入動作を実施することができる。したがって、複数の切削装置４０への搬出入動作を実施するために、搬送ユニット３０の構成が複雑になることを抑制することができる。したがって、複数の切削装置４０に対して、切削装置４０よりも少数のカセット２１を特定の位置に配置して、カセット２１の交換を簡易化しながらも搬送ユニット３０の構成が複雑になることを抑制することができるので、低コスト化を図ることができる。

また、加工装置１は、カセット載置ユニット２０を加工ユニット群１０が形成する円弧Ｃ上に配設しているので、搬送ユニット３０がカセット２１に被加工物Ｗを搬出入する際の関節３４の屈曲具合などと、切削装置４０に被加工物Ｗを搬出入する際の関節３４の屈曲具合などとを非常に近い動きとすることができる。したがって、加工装置１は、搬送ユニット３０の関節３４などが複雑になることを抑制でき、搬送ユニット３０の構成が複雑になることを確実に抑制することができる。

前述した実施形態では、カセット２１が同一構成の被加工物Ｗを複数収容し、複数の切削装置４０が同一工程の切削加工を実施するようにしている。しかしながら、本発明では、カセット２１が複数種類の被加工物Ｗを収容し、複数の切削装置４０のうち少なくとも２以上の切削装置４０が異なる工程の切削加工を実施するようにしてもよい。この場合、制御手段１００は、カセット２１の各位置に収容された被加工物Ｗと、切削装置４０との対応関係などを記憶しておき、記憶された対応関係通りに搬送ユニット３０に被加工物Ｗを搬出入させるのが望ましい。

また、本発明では、加工ユニット群１０を構成する加工ユニットは、切削装置４０に限ることなく、レーザー加工装置、研削装置、研磨装置などの被加工物Ｗを種々の加工する加工装置であってもよい。さらに、本発明では、搬送ユニット３０の基台３１によるアーム部３２の基端の回転中心を円弧Ｃの中心Ｃ１から若干離れた位置に設けて、搬送ユニット３０を円弧Ｃの中心Ｃ１付近に位置付けてもよい。これらの場合も、搬送ユニット３０の各加工ユニットに対する搬出入動作時の関節３４の曲がり具合を近づけることができるので、搬送ユニット３０の複雑化を抑制でき、低コスト化を図ることができる。

また、本発明では、図３に示すように、円弧Ｃの中心Ｃ１付近に複数の搬送ユニット３０を位置付けてもよく、図４に示すように、加工ユニット群１０を半円状の円弧Ｃ上に配設してもよい。なお、図３は、実施形態の変形例に係る加工装置の構成例を示す平面図であり、図４は、実施形態の他の変形例に係る加工装置の構成例を示す平面図である。なお、図３及び図４において、前述した実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１加工装置
１０加工ユニット群
２０カセット載置ユニット
２１カセット
３０搬送ユニット
４０切削装置（加工ユニット）
４１チャックテーブル
４２切削ブレード
４３切削手段（加工手段）
Ｗ被加工物
Ｃ円弧
Ｃ１中心

Claims

板状の被加工物を加工する加工装置であって、
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を加工する加工手段とを備えた複数の加工ユニットからなり、互いに隣接した該加工ユニットが連なって円弧を形成する加工ユニット群と、
複数の被加工物を収容したカセットを載置するカセット載置ユニットと、
該カセット載置ユニットに載置された該カセットと、該加工ユニットの該チャックテーブルとの間で被加工物を搬出入する搬送ハンドを備えた搬送ユニットと、
を備え、
該搬送ユニットは、該加工ユニット群の形成する該円弧の中心付近に位置付けられ、該搬送ハンドを伸縮して被加工物を搬出入する加工装置。
前記カセット載置ユニットは、前記加工ユニット群が形成する円弧上に配設されている請求項１記載の加工装置。
前記加工ユニットは、切削ブレードを装着して切削加工を実施する前記加工手段を有する切削装置である請求項１または請求項２記載の加工装置。