JP2019195015A - 加工装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ウエーハの結晶方位の位置合わせを簡単に行うことができ、検出ユニットのメンテナンス性の向上を図った加工装置を提供する。【解決手段】ウエーハカセット３０Ａが載置されるカセット載置機構４０と、ウエーハ１の切り欠き２Ａの向きを検出する検出ユニット８０と、ウエーハカセット３０Ａからウエーハ１を搬出してチャックテーブル１０に搬入するカセット搬送部６０及び洗浄搬送部７０と、を備え、検出ユニット８０は、ウエーハ１を保持すると共に、ウエーハ１より小径な検出テーブル８２と、検出テーブル８２に保持されたウエーハ１の切り欠き２Ａを検出する発光部８４及び受光部と、検出テーブル８２を回転させて検出した切り欠き２Ａを所定の方向に向ける回転制御部９１と、を備え、検出テーブル８２は、カセット搬送部６０がウエーハカセット３０Ａからウエーハ１を搬出した搬送経路に設けた。【選択図】図３

Description

本発明は、加工装置に関する。
半導体ウエーハや各種板状の被加工物を切削する切削装置やレーザー加工するレーザー加工装置などの加工装置が知られている。ＤＢＧ（Dicing Before Grinding）加工やＳＤＢＧ（Stealth Dicing Before Grinding）加工など、半導体ウエーハのストリート（分割予定ライン）に沿って加工を行う加工装置では、ウエーハはカセットに収容されて加工装置に投入され、ウエーハの結晶方位の向きを所定向きに調整されてチャックテーブルに保持される。これにより、ウエーハのパターンは所定の向きに位置付けられることで、ストリートの位置を割り出すアライメントを容易にしている。従来、ウエーハの結晶方位を検出して位置合わせを行う検出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１参照）。
特開２００５−１１９１７号公報
この種の加工装置では、上記した検出ユニットは、カセット載置台の下方に設けられた専用の箱体内に設置されており、カセットから搬出されたウエーハは、一度、カセット載置台の下方の箱体内に収容されて該箱体内で結晶方位の位置合わせを行った後、箱体内からチャックテーブルへ搬送される。このため、ウエーハの搬送経路が煩雑になり、ウエーハの結晶方位の位置合わせが煩雑になるという問題がある。また、従来の検出ユニットは、カセット載置台の下方に設けられた箱体内に設置されるため、該検出ユニットのメンテナンスを容易に行うことができないといった問題もあった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ウエーハの結晶方位の位置合わせを簡単に行うことができ、検出ユニットのメンテナンス性の向上を図った加工装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ウエーハを保持面で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ウエーハを加工する加工ユニットと、該チャックテーブルを該保持面と平行な方向に加工送りする加工送りユニットと、ウエーハを収容するカセットが載置される昇降可能なカセット載置台と、ウエーハの結晶方位を示す切り欠きの向きを検出する検出ユニットと、該カセット載置台に載置された該カセットからウエーハを搬出して該チャックテーブルに搬入する搬送ユニットと、を備え、該検出ユニットは、ウエーハを保持すると共に、該ウエーハより小径な検出テーブルと、該検出テーブルに保持されたウエーハの外周に設けられて該切り欠きを検出するセンサー部と、該検出テーブルを回転させて検出した該切り欠きを所定の方向に向ける回転制御部と、を備え、該検出テーブルは、該搬送ユニットが該カセットから該ウエーハを搬出した搬送経路に設けられる加工装置である。
この構成において、該検出テーブルの中心と該カセットとの距離は該ウエーハの半径より小さく、該検出テーブルに保持された該ウエーハの一部が該カセットに入ったままの状態で該切り欠き部を検出する構成としてもよい。
また、該検出ユニットは、該センサー部が検出する該ウエーハの外周縁の位置からウエーハの中心と該検出テーブルの中心との距離を算出する算出ユニットを備え、該算出ユニットは、該ウエーハの該切り欠きを該所定の方向に向けた状態での該ウエーハの中心と該検出テーブルの中心との距離を算出し、該搬送ユニットは、該チャックテーブルの中心に該ウエーハの中心を位置付けるよう、算出された該距離に基づいて移動距離を調整してもよい。
また、該カセットは、ウエーハを直接支持するウエーハカセットと、環状フレームの開口に板状物が粘着テープで支持されたフレームユニットを収容するフレームカセットとから選択されて該カセット載置台に載置され、該搬送ユニットは、該ウエーハを吸引保持するウエーハ保持部と、該フレームユニットの該環状フレームを保持するフレーム保持部とを有し、該フレームカセットから搬出された該フレームユニットを該チャックテーブルに搬入する前に仮置きする仮置き領域を更に備えてもよい。
また、該カセット載置台の下側に設けられ、該カセット載置台と共に昇降し、検査用のウエーハ又はフレームユニットが仮置きされる検査用収容部、を備え、該検査用収容部は、該搬送ユニットによって水平に搬入される該ウエーハ又は該フレームユニットを支持する支持トレーと、該支持トレーを該カセット載置台の下方から引出可能に支持するスライダと、を備えてもよい。
本発明によれば、検出ユニットは、ウエーハを保持すると共に、ウエーハより小径な検出テーブルと、検出テーブルに保持されたウエーハの外周に設けられて切り欠きを検出するセンサー部と、検出テーブルを回転させて検出した該切り欠きを所定の方向に向ける回転制御部と、を備え、該検出テーブルは、該搬送ユニットが該カセットから該ウエーハを搬出した搬送経路に設けられるため、ウエーハの搬送経路の煩雑化を抑え、ウエーハの結晶方位の位置合わせを簡単に行うことができると共に、検出ユニットのメンテナンス性の向上を実現できる。
図１は、本実施形態に係る加工装置の加工対象のウエーハの一例を示す斜視図である。 図２は、図１に示されたウエーハを環状フレームで支持したフレームユニットの一例を示す斜視図である。 図３は、本実施形態に係る加工装置の斜視図である。 図４は、加工装置が備えるカセット載置機構とカセット搬送部及び洗浄搬送部とを示す部分断面図である。 図５は、カセット搬送部の移動ユニットの斜視図である。 図６は、図５の移動ユニットからウエーハ搬送アームを除いた要部を示す平面図である。 図７は、検出テーブルに保持されたウエーハを示す平面図である。 図８は、検出テーブルからカセット搬送部がウエーハを離脱させる方向に搬送した状態を示す図である。 図９は、洗浄搬送部がウエーハをチャックテーブルに搬送した状態を示す図である。 図１０は、フレームユニットを検査用収容部の収容箱本体に搬入する状態を示す図である。 図１１は、収容箱本体を検査用収容部から取り出す状態を示す図である。 図１２は、ウエーハを支持する支持トレーの斜視図である。 図１３は、図１２の部分断面図である。 図１４は、支持トレーにウエーハが適切に支持されているかを判定する概略構成を示す図である。 図１５は、カセット搬送部がチャックテーブルからウエーハを離脱させる状態を示す図である。 図１６は、支持トレーを検査用収容部の収容箱本体から搬出する状態を示す図である。 図１７は、支持トレー上にウエーハを載置する状態を示す図である。 図１８は、ウエーハが載置された支持トレーを検査用収容部の収容箱本体に搬入する状態を示す図である。
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。
図１は、本実施形態に係る加工装置の加工対象のウエーハの一例を示す斜視図である。図２は、図１に示されたウエーハを環状フレームで支持したフレームユニットの一例を示す斜視図である。本実施形態に係る加工装置は、図１に示す単体状態のウエーハ（ウエーハ単体ともいう）１と、図２に示すフレームユニット９を構成するウエーハ１を加工対象とする。ウエーハ１は、シリコン、サファイア、ガリウムヒ素又はＳｉＣ（炭化ケイ素）などを基板２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。ウエーハ１は、図１に示すように、基板２の外周部にウエーハ１の結晶方位の向きを示す切り欠き２Ａが設けられる。ウエーハ１は、互いに交差する複数の直線状の分割予定ライン３が設定され、複数の分割予定ライン３で区画された各領域にそれぞれデバイス４が形成された表面（上面）５を有する。また、フレームユニット９は、図２に示すように、円環状に形成されたフレーム（環状フレーム）７と、このフレーム７の開口７ａに配置される上記したウエーハ１と、このウエーハ１及びフレーム７の裏面に貼着された粘着テープ８とを備えて構成される。なお、単体状態のウエーハ１とは、フレーム７に保持されていない状態のウエーハ１を示し、ウエーハ１の表面５または裏面６に保護テープが貼着された状態を含む。
次に、加工装置１００について説明する。図３は、本実施形態に係る加工装置の斜視図である。図４は、加工装置が備えるカセット載置機構とカセット搬送部及び洗浄搬送部とを示す部分断面図である。図５は、カセット搬送部の移動ユニットの斜視図である。図６は、図５の移動ユニットからウエーハ搬送アームを除いた要部を示す平面図である。加工装置１００は、上記したウエーハ１またはフレームユニット９を構成するウエーハ１に対して切削加工を行う装置である。加工装置１００は、図３に示すように、直方体状の基台１０１に配置され、ウエーハ１またはフレームユニット９を保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持されたウエーハ１またはフレームユニット９のウエーハ１に切削加工をする切削ユニット（加工ユニット）２０とを備える。
また、加工装置１００は、切削加工前後のウエーハ１を支持するウエーハカセット３０Ａが載置されるカセット載置機構４０（カセット機構）を備える。カセット載置機構４０には、上記したフレームユニット９を収容するフレームカセット３０Ｂを載置することもでき、ウエーハカセット３０Ａとフレームカセット３０Ｂとから選択された一方がカセット載置機構４０に載置される。なお、ウエーハカセット３０Ａとフレームカセット３０Ｂとを区別する必要が無い場合には単にカセット３０という。また、加工装置１００は、切削加工後のウエーハ１またはフレームユニット９を洗浄する洗浄部５０と、カセット３０とチャックテーブル１０との間でウエーハ１またはフレームユニット９を搬送するカセット搬送部（搬送ユニット；第１搬送ユニット）６０と、チャックテーブル１０と洗浄部５０との間でウエーハ１またはフレームユニット９を搬送する洗浄搬送部（搬送ユニット；第２搬送ユニット）７０とを備える。また、加工装置１００は、ウエーハカセット３０Ａに収容されたウエーハ１の切り欠き２Ａの位置を検出する検出ユニット８０と、加工装置１００の動作を制御する制御ユニット９０とを備える。制御ユニット９０は、回転制御部９１と、算出部（算出ユニット）９２と、判定部９３と、不図示の入出力インタフェース装置とを備える。制御ユニット９０は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有し、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムを実行して、加工装置１００を制御するための制御信号を生成し、生成された制御信号は入出力インタフェース装置を介して加工装置１００の各構成要素に出力される。
チャックテーブル１０は、上記した基台１０１内に設けられた図示しない加工送りユニットによって、Ｘ軸方向（加工送り方向；保持面と平行な方向）に移動可能に設けられている。チャックテーブル１０は、吸着チャック１１を備え、該吸着チャック１１の保持面１１Ａ上に、ウエーハ１またはフレームユニット９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。加工送りユニットは、チャックテーブル１０を保持面１１Ａと水平に上記Ｘ軸方向に加工送りする。また、チャックテーブル１０は、図示しない回転機構によって回動可能に構成されている。
また、基台１０１の上面１０１Ａには、Ｙ軸方向（割出方向）に沿ってそれぞれ延在するとともに、チャックテーブル１０を跨いで配置される門型の支持構造１２，１４が設けられている。一方の支持構造１４には、切削ユニット２０をＹ軸方向（割出方向）及びＺ軸方向（鉛直方向）にそれぞれ移動させる移動ユニット１７が設けられている。切削ユニット２０は、回転駆動される図示しない回転スピンドルに装着された切削ブレード２１を備え、この切削ブレード２１が回転しつつ、Ｚ軸方向に下降することにより、ウエーハ１の表面に切削加工が行われる。例えば、裏面６側に保護テープ（不図示）を貼着されて、チャックテーブル１０上に保持された単体状態のウエーハ１に対して、ウエーハ１の厚み方向の途中まで切削するハーフカットが実行され、チャックテーブル１０上に保持されたフレームユニット９のウエーハ１に対して、このウエーハ１を分割予定ライン３に沿って切削して分割するフルカットが実行される。なお、本実施形態では、加工ユニットとして、切削ブレード２１を備える切削ユニット２０を例示したが、ウエーハ１に対して、レーザー光線を照射することで該ウエーハ１にレーザー加工を行うレーザー照射部を加工ユニットとして備える構成としてもよい。
ウエーハカセット３０Ａは、図４に示すように、ウエーハ１の搬入及び搬出をするための開口３０Ａ１を備え、この開口３０Ａ１は、カセット搬送部６０に対向して設けられている。また、ウエーハカセット３０Ａの両側壁の内面には、搬入されたウエーハ１の外周縁の一部を支持するための複数段のガイドレール状のラック棚（不図示）がＺ軸方向（鉛直方向）に間隔を空けて平行に設けられている。また、図示は省略したが、フレームカセット３０Ｂは、ウエーハカセット３０Ａと同様に、フレームユニット９の搬入及び搬出をするための開口を備え、この開口は、カセット搬送部６０に対向して設けられている。また、フレームカセット３０Ｂの両側壁の内面には、搬入されたフレームユニット９を載置するための複数段のラック棚（不図示）がＺ軸方向（鉛直方向）に対向して設けられている。
カセット載置機構４０は、上記したウエーハカセット３０Ａまたはフレームカセット３０Ｂが選択されて載置される検査用収容部４１と、この検査用収容部４１をＺ軸方向（鉛直方向）に上下動させるための昇降部４２とを備える。検査用収容部４１は、カセット搬送部６０側に第１開口４１Ａと、この第１開口４１Ａの反対側に第２開口４１Ｄを設けた角筒状に形成されており、この内部に収容箱本体１１０がスライド移動可能に配置される。本実施形態では、検査用収容部４１の上にカセット３０が載置されるため、検査用収容部４１の上板部がカセット載置台４１Ｂとして機能する。また、検査用収容部４１の下板部４１Ｃは、昇降部４２によって昇降可能な支持台４３に固定される。
昇降部４２は、基台１０１の側壁に沿って上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド４２Ａと、この雄ねじロッド４２Ａを正回転および逆回転させるパルスモータ４２Ｂと、雄ねじロッド４２Ａの両側に平行に配設され上下方向に延びる案内レール４２Ｃとを備える。雄ねじロッド４２Ａには、支持台４３の一端部に設けられた雌ねじ孔４３Ａが進退自在に取り付けられるとともに、被案内レール４３Ｂが案内レール４２Ｃと係合している。これにより、パルスモータ４２Ｂを一方向に回転駆動すると支持台４３は、雄ねじロッド４２Ａおよび案内レール４２Ｃに沿って上昇し、パルスモータ４２Ｂを他方向に回転駆動すると支持台４３は、雄ねじロッド４２Ａおよび案内レール４２Ｃに沿って下降する。このように支持台４３が昇降することにより、支持台４３に固定される検査用収容部４１は、基台１０１の内部に収容された位置から該基台１０１の上部に露出して、カセット搬送部６０の把持部６５と対向する位置までＺ軸方向の高さ位置を調整することができる。また、検査用収容部４１が基台１０１の内部に収容されている場合には、検査用収容部４１上に載置されたカセット３０の開口がカセット搬送部６０と対向する。
カセット搬送部６０は、図３に示すように、他方の支持構造１２に設けられている。このカセット搬送部６０は、ウエーハ１及びフレームユニット９をそれぞれ上記した割出方向と平行となるＹ軸方向（搬出入方向）に沿ってカセット３０に搬送する。カセット搬送部６０は、支持構造１２の側面に配置され、Ｙ軸方向に平行なガイドレール６１と、このガイドレール６１上をスライド移動可能な移動ユニット６２とを備える。移動ユニット６２は、ガイドレール６１との対向面側にナット部（不図示）を備え、このナット部は、ガイドレール６１に設けられるボールねじ６１Ａに進退自在に取り付けられている。ボールねじ６１Ａの一端部には、パルスモータ（不図示）が連結されており、パルスモータでボールねじ６１Ａを回転させると、移動ユニット６２はガイドレール６１に沿ってＹ軸方向に移動する。
移動ユニット６２は、図５に示すように、Ｚ軸方向（鉛直方向）下方に延びるシリンダ部６３と、このシリンダ部６３の下端部に連結される搬送アーム６４と、この搬送アーム６４に設けられる把持部６５とを備える。また、移動ユニット６２は、搬送アーム６４の上部に配置されてＹ軸方向に平行なガイドレール６６と、このガイドレール６６上をＹ軸方向に沿ってスライド移動するウエーハ搬送アーム６７と、ウエーハ搬送アーム６７を駆動する駆動部６８とを備える。
シリンダ部６３は、Ｚ軸方向（鉛直方向）に伸縮し、搬送アーム６４及び搬送アーム６４に取り付けられたウエーハ搬送アーム６７のＺ軸方向の高さ位置を調整する。搬送アーム６４は、ウエーハ１及びフレームユニット９を搬送する部材である。搬送アーム６４は、図６に示すように、Ｙ軸方向に延びる一対の外側アーム（接触式搬送部）６４Ａ，６４Ａ及び一対の内側アーム（非接触式搬送部）６４Ｂ，６４Ｂを備える。一対の内側アーム６４Ｂ，６４Ｂは、一対の外側アーム６４Ａ，６４Ａの間に配置されており、一対の外側アーム６４Ａ，６４ＡよりもＹ軸方向の長さが短く形成されている。外側アーム６４Ａの各先端の下部には、それぞれバキュームパッド（図４；フレーム保持部）６４Ａが設けられている。このバキュームパッド６４Ａ１は、図６に示すように、フレームユニット９のフレーム７の外縁に対応する位置に形成され、このフレーム７の表面を吸引することでフレームユニット９を保持する。また、内側アーム６４Ｂの各先端の下部には、それぞれウエーハ１に空気（流体）を噴出して負圧を発生させて該ウエーハ１を非接触状態で吸引する複数の吸引パッド（ウエーハ保持部）６４Ｂ１が形成されている。この吸引パッド６４Ｂ１は、ウエーハ１の外縁に対応する位置に形成される、いわゆるベルヌイパッドであり、噴出空気によって生成されるベルヌイ効果による負圧を利用した非接触状態でウエーハ１を吸引保持する。
把持部６５は、図３及び図４に示すように、カセット３０と対向してＹ軸方向の先端部に設けられ、フレームユニット９のフレーム７の縁部を把持する。フレームユニット９は、把持部６５により把持されてフレームカセット３０Ｂから後述する仮置きレール（仮置き領域）１３に搬出される。また、フレームユニット９は、把持部６５により把持されて、仮置きレール１３からフレームカセット３０Ｂ、もしくは、検査用収容部４１に搬入される。
一方、ウエーハ搬送アーム６７は、図５に示すように、平面視で略Ｃ字形状に形成されており、ウエーハ搬送アーム６７の上面には、ウエーハ１の裏面（下面）６と接触した状態で該ウエーハ１の裏面６を吸引保持する複数のバキュームパッド６７Ａ（ウエーハ保持部）が形成されている。駆動部６８は、ウエーハ搬送アーム６７をガイドレール６６に沿って移動させて、ウエーハカセット３０Ａからウエーハ１を搬出もしくはウエーハカセット３０Ａにウエーハ１を搬入する。
洗浄搬送部７０は、カセット搬送部６０と同様に、支持構造１２に設けられ、ウエーハ１及びフレームユニット９をそれぞれ上記した割出方向と平行となるＹ軸方向（搬出入方向）に沿って洗浄部５０に搬送する。洗浄搬送部７０は、支持構造１２の側面に配置され、Ｙ軸方向に平行なガイドレール７１と、このガイドレール７１上をスライド移動可能な移動ユニット７２とを備える。移動ユニット７２は、ガイドレール７１との対向面側にナット部（不図示）を備え、このナット部は、ガイドレール７１に設けられるボールねじ７１Ａに進退自在に取り付けられている。ボールねじ７１Ａの一端部には、パルスモータ（不図示）が連結されており、パルスモータでボールねじ７１Ａを回転させると、移動ユニット７２はガイドレール７１に沿ってＹ軸方向に移動する。また、移動ユニット７２は、ガイドレール７１からＸ軸方向に延びるアーム部７３と、このアーム部７３の先端からＺ軸方向（鉛直方向）下方に延びるシリンダ部７４と、このシリンダ部７４の下端に設けられる保持部７５とを備える。シリンダ部７４は、Ｚ軸方向（鉛直方向）に伸縮し、保持部７５のＺ軸方向の高さ位置を調整する。保持部７５は、円板形状に形成され、保持部７５の下面にはウエーハ１を非接触状態でウエーハ１を吸引保持する複数の吸引パッド（ベルヌイパッド；ウエーハ保持部）７５Ａ（図８参照）と、フレームユニット９を吸引保持するフレームユニット９を保持する複数のバキュームパッド（フレーム保持部）７５Ｂ（図８参照）とを備える。バキュームパッド７５Ｂは、フレームユニット９のフレーム７を吸引し、吸引パッド７５Ａよりも外縁側に設けられている。
本実施形態では、カセット３０及び洗浄部５０は、図３及び図４に示すように、カセット搬送部６０及び洗浄搬送部７０の搬送経路上に位置しており、チャックテーブル１０がＸ軸方向に移動可能な領域を挟んで、基台１０１の両側に配置されている。また、カセット３０は、カセット搬送部６０側に開口して形成され、洗浄部５０は、上面が開口して形成されている。カセット３０と洗浄部５０との間には、フレームユニット９が一時的に仮置きされる一対の仮置きレール１３，１３が設けられる。この仮置きレール１３，１３上には、カセット搬送部６０の把持部６５によりフレームカセット３０Ｂから搬出される未加工のフレームユニット９、または、フレームカセット３０Ｂもしくは検査用収容部４１に搬入される加工後のフレームユニット９が仮置きされる。
仮置きレール１３，１３上に仮置きされた未加工のフレームユニット９は、カセット搬送部６０の搬送アーム６４のバキュームパッド６４Ａ１により吸引保持され、仮置きレール１３上からチャックテーブル１０に搬送される。チャックテーブル１０上で切削加工がなされたフレームユニット９は、洗浄搬送部７０の保持部７５のバキュームパッド７５Ｂにより吸引保持され、洗浄部５０に搬送される。洗浄部５０で洗浄されたフレームユニット９は、カセット搬送部６０の搬送アーム６４のバキュームパッド６４Ａ１により吸引保持され、洗浄部５０から仮置きレール１３上に仮置きされる。また、仮置きレール１３，１３は、互いに近接または離間するようにＸ軸方向に移動可能に構成される。仮置きレール１３，１３は、フレームユニット９を載置した状態で互いに近接することで、フレームユニット９の中心位置が所定の位置に位置付けられ、チャックテーブル１０への搬送時にはチャックテーブル１０の中心とフレームユニット９の中心とを合わせることができる。同様に、仮置きレール１３，１３は、フレームユニット９を載置した状態で互いに近接することで、フレームカセット３０Ｂの中心とフレームユニット９の中心とも合わせることができる。
ところで、従来、フレームユニット９のウエーハ１をフルカットする切削装置では、切削等の加工後の状態を観察するための検査用収容部は、カセットの下方領域に配置されていた（例えば、特開２００９−１０５１０９号公報）。一方、単体状態のウエーハ１をハーフカットするハーフカット専用機では、カセットの下方領域にウエーハ１の切り欠き位置を検出する検出ユニットが設けられていた。このため、フレームユニット９とウエーハ１のどちらも加工できる兼用機の場合、両方の機能を共存させることが強く要望されており、検査用収容部と検出ユニットとを配置するスペースを確保する必要がある。
このため、本実施形態では、検出ユニット８０は、図３に示すように、ウエーハカセット３０Ａとチャックテーブル１０との間の基台１０１の上面１０１Ａに配置されている。すなわち、検出ユニット８０は、カセット搬送部６０がウエーハカセット３０Ａからウエーハ１を搬出した搬送経路上に設けられている。検出ユニット８０は、基台１０１の上面１０１Ａに配置された支持フレーム８１と、この支持フレーム８１上に設けられてウエーハ１を保持する検出テーブル８２と、この支持フレーム８１上に検出テーブル８２と並べて配置されるコ字状のセンサフレーム８３と、このセンサフレーム８３の対向する面にそれぞれ配置された２つの発光部８４，８４及び受光部８５，８５（センサー部）とを備える。
支持フレーム８１は、基台１０１の上面１０１Ａに該上面１０１Ａから隙間をあけて配置される。支持フレーム８１と基台１０１の上面１０１Ａとの間には、ウエーハ１もしくはフレームユニット９が十分に通過できる程度の隙間８６が形成される。支持フレーム８１の上面８１Ａには、ウエーハ１を保持する検出テーブル８２が設けられている。この検出テーブル８２は、パルスモータなどの回転駆動手段（不図示）によって適宜回転することが可能に構成されている。また、検出テーブル８２の保持面８２Ａには、負圧制御手段（不図示）によって適宜負圧が作用するように構成されている。検出テーブル８２は、図４に示すように、ウエーハ１よりも小径に形成され、検出テーブル８２の中心とウエーハカセット３０Ａの開口３０Ａ１との距離はウエーハ１の半径より小さい。このため、カセット搬送部６０のウエーハ搬送アーム６７を用いて、ウエーハカセット３０Ａから搬出されたウエーハ１を速やかに検出テーブル８２上に保持することができる。
発光部８４及び受光部８５は、お互いに対向して配置されて、検出テーブル８２上に保持されたウエーハ１の切り欠き２Ａの位置を検出する。本実施形態では、発光部８４及び受光部８５は、例えば、８インチウエーハ及び１２インチウエーハ等のように、ウエーハ１の大きさに対応して設けられている。この構成では、検出ユニット８０は、基台１０１の上面１０１Ａ上に露出して配置されるため、検出ユニット８０の各構成部材のメンテナンスを容易に行うことも可能となった。
次に、検出ユニット８０が切り欠き２Ａの位置を調整する動作について説明する。図７は、検出テーブルに保持されたウエーハを示す平面図である。まず、図４に示すように、カセット搬送部６０のウエーハ搬送アーム６７は、ウエーハ１を吸引することにより、ウエーハ１をウエーハカセット３０Ａから搬出し、この搬出されたウエーハ１を検出テーブル８２上に保持する。次に、制御ユニット９０の回転制御部９１は、検出テーブル８２を回転させると共に、発光部８４及び受光部８５を動作させてウエーハ１の切り欠き２Ａの位置を検出する。
ウエーハ１の切り欠き２Ａの位置が検出されると、回転制御部９１は、切り欠き２Ａの位置とパルスモータの回転位置との関係に基づいて、ウエーハ１の切り欠き２Ａを所定方向に向ける制御をする。例えば、図５に示すように、回転後の切り欠き２Ａからウエーハ１（基板２）の中心２Ｏへ向かう方向と、Ｙ軸方向（割出方向）とが一致するように、回転制御部９１は、切り欠き２Ａの位置を制御する。この構成では、検出ユニット８０は、カセット搬送部６０がウエーハカセット３０Ａからウエーハ１を搬出した搬送経路上に設けられているため、ウエーハ１を検出ユニットに搬送する手順が簡素化し、検出ユニット８０の検出テーブル８２上でウエーハ１の切り欠き２Ａの位置を所定の向きに容易に調整することができる。
ここで、制御ユニット９０の算出部（算出ユニット）９２は、ウエーハ１の切り欠き２Ａを所定の向きに位置づけた状態で、発光部８４及び受光部８５が検出するウエーハ１の外周縁の位置からウエーハ１（基板２）の中心２Ｏと検出テーブル８２の中心８２Ｏとの距離をＸ軸方向（加工送り方向）及びＹ軸方向（割出方向、搬出入方向）にそれぞれ算出する。そして、算出された距離をそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向のずれ量とし、ウエーハ１をチャックテーブル１０に搬送する際に該ずれ量を補正する。
次に、切り欠き２Ａの位置が調整されたウエーハ１をチャックテーブル１０に搬送する動作について説明する。図８は、検出テーブルからカセット搬送部がウエーハを離脱させる方向に搬送した状態を示す図であり、図９は、洗浄搬送部がウエーハをチャックテーブルに搬送した状態を示す図である。検出テーブル８２で切り欠き２Ａの位置を調整されたウエーハ１の裏面（下面）６は、図８に示すように、再びカセット搬送部６０のウエーハ搬送アーム６７の上面に形成されたバキュームパッド６７Ａにより吸引され、Ｙ軸方向に沿って、検出テーブル８２から離脱する。この際、カセット搬送部６０は、上記したＹ軸方向のずれ量を加減した移動距離だけウエーハ１をＹ軸方向に沿って搬送する。これにより、ウエーハ１のＹ軸方向のずれ量が補正される。次に、洗浄搬送部７０をウエーハ１の上方に位置づけると共に、洗浄搬送部７０の保持部７５を降下させて、該保持部７５の下面に設けた吸引パッド７５Ａによってウエーハ１の上面を非接触状態で吸引する。この時、ウエーハ搬送アーム６７のバキュームパッド６７Ａの吸引を停止することにより、ウエーハ搬送アーム６７から保持部７５への移動をスムーズに行うことができる。保持部７５で吸引されたウエーハ１の下方にチャックテーブル１０が位置づけられる。この時、チャックテーブル１０は、上記したＸ軸方向のずれ量を加減した移動距離だけＸ軸方向に移動される。これにより、ウエーハ１のＸ軸方向のずれ量も補正されるため、図９に示すように、保持部７５に非接触状態で吸引されたウエーハ１をチャックテーブル１０上に降下にさせて搬送することにより、チャックテーブル１０の中心にウエーハ１の中心２Ｏを位置づけることができる。
次に、フレームユニット９を検査用収容部４１に収容する動作について説明する。図１０は、フレームユニットを検査用収容部の収容箱本体に搬入する状態を示す図であり、図１１は、収容箱本体を検査用収容部から取り出す状態を示す図である。検査用収容部４１は、加工後のフレームユニット９またはウエーハ１の状態を観察するためのものであり、選択された１枚のフレームユニット９またはウエーハ１を仮置きする収容箱本体１１０を備える。収容箱本体１１０は、図３に示すように、底板１１１と両方の側板１１２，１１２とを備えて上面が開放されたトレー形状に形成され、側板１１２の内面には、搬入されるフレームユニット９またはウエーハ１が載置される支持トレー１１３を載置するための複数段のガイドレール１１４がＺ軸方向（鉛直方向）に対向して設けられている。また、収容箱本体１１０は、検査用収容部４１の内側面に形成されたスライドレール（スライダ）１１５（図１１）に沿って、検査用収容部４１内をスライド移動可能に形成される。
検査用収容部４１の収容箱本体１１０にフレームユニット９を搬入する場合には、図１０に示すように、検査用収容部４１の第１開口４１Ａが露出し、収容箱本体１１０の底板１１１と仮置きレール１３との高さ位置を合わせるように、カセット載置機構４０の高さ位置を調整する。そして、カセット搬送部６０の外側アーム６４Ａに形成されたバキュームパッド６４Ａ１を用いて、検査対象のフレームユニット９を仮置きレール１３上に載置する。
仮置きレール１３上に載置されたフレームユニット９は、フレームの縁部９Ａをカセット搬送部６０の把持部６５で把持され、図１０に示すように、支持フレーム８１と基台１０１の上面１０１Ａとの間に形成された隙間８６を通じて、収容箱本体１１０内に搬入される。この場合、収容箱本体１１０が検査用収容部４１内で移動しないように、検査用収容部４１の第２開口４１Ｄ側にロック手段（不図示）を設けておくことが好ましい。
収容箱本体１１０内にフレームユニット９が搬入されると、ロック手段が自動または作業員によって解除され、収容箱本体１１０は、図１１に示すように、検査用収容部４１内をスライドレール１１５に沿ってスライド移動して第２開口４１Ｄを通じて引き出される。これによれば、カセット３０の下方に設けた検査用収容部４１内の収容箱本体１１０に簡単にフレームユニット９を搬入し、この収容箱本体１１０を検査用収容部４１から簡単に引き出すことができる。
次に、収容箱本体１１０に支持される支持トレー１１３について説明する。図１２は、ウエーハを支持する支持トレーの斜視図である。図１３は、図１２の部分断面図である。図１４は、支持トレーにウエーハが適切に支持されているかを判定する概略構成を示す図である。支持トレー１１３は、図１２に示すように、分割予定ライン３に沿ってハーフカット溝３Ａが形成されたウエーハ１を収容箱本体１１０内に支持するための板状体であり、上記したフレームユニット９のフレーム７と同等の外形寸法に形成されている。支持トレー１１３は、中央にウエーハ１が載置されるウエーハ載置領域１２０と、このウエーハ載置領域１２０の外側に外周領域１２１とを備える。支持トレー１１３は、図１３に示すように、外周領域１２１に形成された吸着孔（吸着領域）１２２と、ウエーハ載置領域１２０に形成されたウエーハ吸着孔１２３と、このウエーハ吸着孔１２３と吸着孔１２２とを連通する連通路１２４とを備えている。
吸着孔（吸着領域）１２２は、図１４に示すように、カセット搬送部６０の搬送アーム６４における外側アーム６４Ａのバキュームパッド６４Ａ１に対応する位置に形成されている。また、ウエーハ吸着孔１２３は、ウエーハ１と対向する位置に形成され、ウエーハ１をウエーハ載置領域１２０に載置した場合にウエーハ吸着孔１２３はウエーハ１と密着する。また、搬送アーム６４の外側アーム６４Ａは、バキュームパッド６４Ａ１に負圧を作用させる吸引路１３０を備え、この吸引路１３０には、電磁弁１３１を介して、負圧源１３２が接続されている。また、吸引路１３０には、バキュームパッド６４Ａ１と電磁弁１３１との間に、該吸引路１３０内の圧力を測定する圧力測定部１３３を備え、この圧力測定部１３３は、制御ユニット９０（図１）の判定部９３に接続されている。
本実施形態では、支持トレー１１３のウエーハ載置領域１２０にウエーハ１を正常に載置すると、ウエーハ載置領域１２０に形成されたウエーハ吸着孔１２３とウエーハ１とが密着する。この状態で、外側アーム６４Ａのバキュームパッド６４Ａ１を外周領域１２１に形成された吸着孔１２２に位置づけ、この吸着孔１２２に負圧を作用させると、吸引路１３０内の圧力が低下する。このため、判定部９３は、圧力測定部１３３により測定された吸引路１３０内の圧力が所定の閾値以下に低下した場合、ウエーハ載置領域１２０にウエーハ１が正常に載置されていると判定する。また、圧力測定部１３３により測定された吸引路１３０内の圧力が所定の閾値以下に低下しない場合、判定部９３は、ウエーハ載置領域１２０にウエーハ１が載置されていない、もしくは、ずれた状態（正常でない状態）で載置されていると判定する。これにより、圧力測定部１３３により測定された吸引路１３０内の圧力値によって、ウエーハ載置領域１２０にウエーハ１が正常に載置されているか否かを正確に判定することができる。
次に、上記した支持トレー１１３を用いて、ウエーハ１を検査用収容部４１に収容する動作について説明する。図１５は、カセット搬送部がチャックテーブルからウエーハを離脱させる状態を示す図である。図１６は、支持トレーを検査用収容部の収容箱本体から搬出する状態を示す図である。図１７は、支持トレー上にウエーハを載置する状態を示す図である。図１８は、ウエーハが載置された支持トレーを検査用収容部の収容箱本体に搬入する状態を示す図である。
検査用収容部４１の収容箱本体１１０に加工後のウエーハ１を搬入する場合には、図１５に示すように、チャックテーブル１０上に配置されたウエーハ１を、カセット搬送部６０の内側アーム６４Ｂに形成された吸引パッド６４Ｂ１を用いて、検査対象のウエーハ１を非接触状態で吸引してチャックテーブル１０から離脱させる。
次に、図１６に示すように、検査用収容部４１の第１開口４１Ａが露出し、収容箱本体１１０の底板１１１と仮置きレール１３との高さ位置を合わせるように、カセット載置機構４０の高さ位置を調整する。そして、支持フレーム８１と基台１０１の上面１０１Ａとの間に形成された隙間８６を通じて、カセット搬送部６０の把持部６５を収容箱本体１１０内に挿入する。把持部６５は、収容箱本体１１０内に配置された支持トレー１１３の縁部１１３Ａを把持し、支持トレー１１３を収容箱本体１１０の外側に搬出して仮置きレール１３上に載置する。
次に、図１７に示すように、カセット搬送部６０における内側アーム６４Ｂの吸引パッド６４Ｂ１に非接触状態で保持された検査対象のウエーハ１は、仮置きレール１３上に載置された支持トレー１１３に載置される。この際、カセット搬送部６０における外側アーム６４Ａのバキュームパッド６４Ａ１を支持トレー１１３の外周領域１２１に形成された吸着孔１２２に位置づけ、この吸着孔１２２に負圧を作用させる。そして、圧力測定部１３３により測定された吸引路１３０内の圧力が所定の閾値以下に低下したか否かによって、ウエーハ載置領域１２０にウエーハ１が正常に載置されている否かを判定する。ウエーハ載置領域１２０にウエーハ１が正常に載置されていない場合には、内側アーム６４Ｂの吸引パッド６４Ｂ１を用いて再度、ウエーハ載置領域１２０にウエーハ１を載置してもよいし、そのまま載置不良をエラーとして発報してもよい。
一方、ウエーハ載置領域１２０にウエーハ１が正常に載置されている場合には、図１８に示すように、カセット搬送部６０の把持部６５は、支持トレー１１３の縁部１１３Ａを把持し、支持フレーム８１と基台１０１の上面１０１Ａとの間に形成された隙間８６を通じて、ウエーハ１が載置された支持トレー１１３を収容箱本体１１０内に搬入する。この場合にも、収容箱本体１１０が検査用収容部４１内で移動しないように、検査用収容部４１の第２開口４１Ｄ側にロック手段（不図示）を設けておくことが好ましい。
収容箱本体１１０内に支持トレー１１３が搬入されると、ロック手段が自動または作業員によって解除され、フレームユニット９の場合と同様に、収容箱本体１１０は、検査用収容部４１内をスライドレール１１５に沿ってスライド移動して第２開口４１Ｄを通じて引き出される。これによれば、カセット３０の下方に設けた検査用収容部４１内の収容箱本体１１０に簡単にウエーハ１を搬入し、この収容箱本体１１０を検査用収容部４１から簡単に引き出すことができる。
以上、説明したように、本実施形態の加工装置１００は、ウエーハ１を保持面１１Ａで保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持されたウエーハ１を切削加工する切削ユニット２０と、チャックテーブル１０を保持面１１Ａと平行な方向に加工送りする加工送りユニット１５と、ウエーハ１を収容するウエーハカセット３０Ａが載置される昇降可能なカセット載置機構４０と、ウエーハ１の結晶方位を示す切り欠き２Ａの向きを検出する検出ユニット８０と、カセット載置機構４０に載置されたウエーハカセット３０Ａからウエーハ１を搬出してチャックテーブル１０に搬入するカセット搬送部６０及び洗浄搬送部７０と、を備え、検出ユニット８０は、ウエーハ１を保持すると共に、ウエーハ１より小径な検出テーブル８２と、検出テーブル８２に保持されたウエーハ１の外周に設けられて切り欠き２Ａを検出する発光部８４及び受光部８５と、検出テーブル８２を回転させて検出した切り欠き２Ａを所定の方向に向ける回転制御部９１と、を備え、検出テーブル８２は、カセット搬送部６０がウエーハカセット３０Ａからウエーハ１を搬出した搬送経路に設けられている。このため、ウエーハ１を搬送する経路の煩雑化を抑え、ウエーハ１の切り欠き２Ａの位置合わせを簡単に行うことができる。さらに、検出ユニット８０のメンテナンス性の向上を実現することができる。
また、本実施形態によれば、検出テーブル８２の中心８２Ｏとウエーハカセット３０Ａの開口３０Ａ１との距離はウエーハ１の半径より小さく、検出テーブル８２に保持されたウエーハ１の一部がウエーハカセット３０Ａに入ったままの状態で切り欠き２Ａが検出する構成としたため、カセット搬送部６０のウエーハ搬送アーム６７を用いて、ウエーハカセット３０Ａから搬出されたウエーハ１を速やかに検出テーブル８２上に保持することができ、加工装置１００のスペースを有効に利用して切り欠き２Ａの位置を検出することができる。
また、本実施形態によれば、検出ユニット８０は、発光部８４及び受光部８５が検出するウエーハ１の外周縁の位置からウエーハ１の中心２Ｏと検出テーブル８２の中心８２Ｏとの距離を算出する算出部９２を備え、この算出部９２は、ウエーハ１の切り欠き２Ａを所定の方向に向けた状態で、ウエーハ１の中心２Ｏと検出テーブル８２の中心８２ＯとのＸ軸方向（加工送り方向）及びＹ軸方向（割出方向、搬出入方向）の距離をそれぞれ算出し、カセット搬送部６０及び洗浄搬送部７０は、チャックテーブル１０の中心にウエーハ１の中心２Ｏを位置付けるよう、算出された距離に基づいて移動距離を調整するため、チャックテーブル１０上に配置されたウエーハ１のストリートの位置を割り出すアライメントを容易に行うことができる。
本実施形態によれば、カセット３０は、ウエーハ１を直接支持するウエーハカセット３０Ａと、フレーム７の開口７ａにウエーハ１が粘着テープ８で支持されたフレームユニット９を収容するフレームカセット３０Ｂとから選択されてカセット載置機構４０に載置され、カセット搬送部６０は、ウエーハ１を非接触状態で吸引保持する吸引パッド６４Ｂ１，７５Ａと、ウエーハ１を保持するバキュームパッド６７Ａと、フレームユニット９のフレーム７を保持するバキュームパッド６４Ａ１とを有し、洗浄搬送部７０は、ウエーハ１を非接触状態で吸引保持する吸引パッド７５Ａと、フレームユニット９のフレーム７を保持するバキュームパッド７５Ｂとを有し、フレームカセット３０Ｂから搬出されたフレームユニット９をチャックテーブル１０に搬入する前に仮置きする一対の仮置きレール１３を更に備えるため、ウエーハ１とフレームユニット９という異なる被加工物を効率的に搬送することができる。
また、カセット載置機構４０の下側に設けられ、カセット載置機構４０と共に昇降し、検査用のウエーハ１又はフレームユニット９が仮置きされる検査用収容部４１を備え、検査用収容部４１は、カセット搬送部６０又は洗浄搬送部７０によって、検査用収容部４１に水平に搬入されるウエーハ１又はフレームユニット９を支持する支持トレー１１３を有する収容箱本体１１０と、収容箱本体１１０をカセット載置機構４０の下方の検査用収容部４１から引出可能に支持するスライドレール１１５と、を備えるため、カセット３０の下方に設けた検査用収容部４１内の収容箱本体１１０に簡単にウエーハ１又はフレームユニット９を搬入し、この収容箱本体１１０を検査用収容部４１から簡単に引き出すことができる。また、本実施形態によれば、検出ユニット８０と検査用収容部４１との両方の機能を実現することができ、両方をコンパクトにまとまりよく配置することができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、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 ウエーハ
２ 基板
２Ｏ 中心
７ フレーム（環状フレーム）
７ａ 開口
８ 粘着テープ
９ フレームユニット
１０ チャックテーブル
１１Ａ 保持面
１３ 仮置きレール（仮置き領域）
２０ 切削ユニット（加工ユニット）
３０ カセット
３０Ａ ウエーハカセット
３０Ｂ フレームカセット
４０ カセット載置機構
４１ 検査用収容部
４１Ａ 第１開口
４１Ｂ カセット載置台
４１Ｄ 第２開口
６０ カセット搬送部（搬送ユニット）
６４ 搬送アーム
６４Ａ バキュームパッド
６５ 把持部
６７ ウエーハ搬送アーム
６８ 駆動部
７０ 洗浄搬送部（搬送ユニット）
７５ 保持部
７５Ａ 吸引パッド（ウエーハ保持部）
７５Ｂ バキュームパッド（フレーム保持部）
８０ 検出ユニット
８２ 検出テーブル
８２Ｏ 中心
８３ センサフレーム
８４ 発光部（センサー部）
８５ 受光部（センサー部）
８６ 隙間
９０ 制御ユニット
９１ 回転制御部
９２ 算出部（算出ユニット）
１００ 加工装置
１０１ 基台
１０１Ａ 上面
１１０ 収容箱本体
１１１ 底板
１１３ 支持トレー
１１４ ガイドレール
１１５ スライドレール（スライダ）

Claims (5)

  1. ウエーハを加工する加工装置であって、
    ウエーハを保持面で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ウエーハを加工する加工ユニットと、該チャックテーブルを該保持面と平行な方向に加工送りする加工送りユニットと、ウエーハを収容するカセットが載置される昇降可能なカセット載置台と、ウエーハの結晶方位を示す切り欠きの向きを検出する検出ユニットと、該カセット載置台に載置された該カセットからウエーハを搬出して該チャックテーブルに搬入する搬送ユニットと、を備え、
    該検出ユニットは、
    ウエーハを保持すると共に、該ウエーハより小径な検出テーブルと、
    該検出テーブルに保持されたウエーハの外周に設けられて該切り欠きを検出するセンサー部と、
    該検出テーブルを回転させて検出した該切り欠きを所定の方向に向ける回転制御部と、を備え、
    該検出テーブルは、該搬送ユニットが該カセットから該ウエーハを搬出した搬送経路に設けられる加工装置。
  2. 該検出テーブルの中心と該カセットとの距離は該ウエーハの半径より小さく、該検出テーブルに保持された該ウエーハの一部が該カセットに入ったままの状態で該切り欠きが検出される請求項１に記載の加工装置。
  3. 該検出ユニットは、該センサー部が検出する該ウエーハの外周縁の位置からウエーハの中心と該検出テーブルの中心との距離を算出する算出ユニットを備え、
    該算出ユニットは、該ウエーハの該切り欠きを該所定の方向に向けた状態での該ウエーハの中心と該検出テーブルの中心との距離を算出し、
    該搬送ユニットは、該チャックテーブルの中心に該ウエーハの中心を位置付けるよう、算出された該距離に基づいて移動距離を調整する請求項１又は２に記載の加工装置。
  4. 該カセットは、ウエーハを直接支持するウエーハカセットと、環状フレームの開口にウエーハが粘着テープで支持されたフレームユニットを収容するフレームカセットとから選択されて該カセット載置台に載置され、
    該搬送ユニットは、該ウエーハを吸引保持するウエーハ保持部と、該フレームユニットの該環状フレームを保持するフレーム保持部とを有し、
    該フレームカセットから搬出された該フレームユニットを該チャックテーブルに搬入する前に仮置きする仮置き領域を更に備える請求項１から３のいずれか一項に記載の加工装置。
  5. 該カセット載置台の下側に設けられ、該カセット載置台と共に昇降し、検査用のウエーハ又はフレームユニットが仮置きされる検査用収容部、を備え、
    該検査用収容部は、該搬送ユニットによって水平に搬入される該ウエーハ又は該フレームユニットを支持する支持トレーと、該支持トレーを該カセット載置台の下方から引出可能に支持するスライダと、を備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の加工装置。
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