JP2020183004A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも２種類のサイズの被加工物に対応して加工を施すことができる加工装置において、被加工物を損傷させることを防止する加工装置を提供する。
【解決手段】本発明によれば、少なくとも２種類のサイズの被加工物Ｗ１、Ｗ２を選択的に保持できる吸引領域を有するチャックテーブル７０と、チャックテーブル７０に保持された被加工物Ｗ１、Ｗ２に加工を施す加工手段３と、を少なくとも備えた加工装置１であって、チャックテーブル７０を上方から撮像する撮像手段８０と、被加工物Ｗ１、Ｗ２のサイズを選定するサイズ選定部１１０を少なくとも備えた制御手段１００と、を備え、制御手段１００は、撮像手段８０によって撮像されたチャックテーブル７０に保持された被加工物Ｗ１、Ｗ２のサイズと、サイズ選定部１１０で選定された被加工物Ｗ１、Ｗ２のサイズと、が一致しているか否かを判断する判断部１３０と、を備えている加工装置１が提供される。
【選択図】図３

Description

本発明は、少なくとも２種類のサイズの被加工物に対応して加工を施すことができる加工装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、研削装置によって裏面が研削され所定の厚みに形成された後、ダイシング装置、レーザー加工装置等によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

研削装置は、被加工物を保持する保持面を有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研削する研削手段と、を含み構成されていて、被加工物としてチャックテーブルに保持されたウエーハを所望の厚みに加工することができる。

デバイスチップに分割されるウエーハは、直径が、例えば５インチ、６インチ、８インチ等と、異なったサイズが存在し、デバイスの種類、大きさ等によって適宜そのサイズが選択される。これに対応すべく、例えば、研削装置を構成するチャックテーブルにおいては、同心円状に吸引領域を区画することによって、複数（例えば２つ）のウエーハのサイズに対応可能に構成する場合がある（例えば特許文献１を参照）。

特開２００５−１５３０９０号公報

上記した特許文献１に記載の技術によれば、２つの異なるサイズのウエーハを、１つのチャックテーブルで保持することができ、ウエーハのサイズの変更に応じて一々チャックテーブルを交換する必要がなく生産性が向上する。しかし、このようなチャックテーブルを備えた研削装置において、加工すべきウエーハのサイズが変更された場合は、チャックテーブル上で設定される吸引領域もそれに合わせて正しく選定する必要がある。例えば、加工すべきウエーハのサイズが、６インチから８インチに変更されたにも関わらず、チャックテーブルの吸引領域を６インチ用の領域から変更しなかった場合、該ウエーハの外周領域がチャックテーブルに吸引保持されないまま加工が施されることになり、研削加工時にウエーハを損傷させるという問題がある。このような問題は、研削装置に限らず、研磨装置、ダイシング装置、レーザー加工装置にも起こり得る問題である。

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、少なくとも２種類のサイズの被加工物に対応して加工を施すことができる加工装置において、被加工物を損傷させることを防止する加工装置を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、少なくとも２種類のサイズの被加工物を選択的に保持できる吸引領域を有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に加工を施す加工手段と、を少なくとも備えた加工装置であって、該チャックテーブルを上方から撮像する撮像手段と、被加工物のサイズを選定するサイズ選定部を少なくとも備えた制御手段と、を備え、該制御手段は、該撮像手段によって撮像された該チャックテーブルに保持された被加工物のサイズと、該サイズ選定部で選定された被加工物のサイズと、が一致しているか否かを判断する判断部と、を備えている加工装置が提供される。

該判断部は、該チャックテーブルに保持された被加工物のサイズと、該サイズ選定部で選定された被加工物のサイズとが一致していない場合、不一致を警告することが好ましい。また、該加工手段は、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削砥石で研削する研削手段、又は該チャックテーブルに保持された被加工物を研磨パッドで研磨する研磨手段とすることができる。

本発明の加工装置は、チャックテーブルを上方から撮像する撮像手段と、被加工物のサイズを選定するサイズ選定部を少なくとも備えた制御手段と、を備え、該制御手段は、該撮像手段によって撮像された該チャックテーブルに保持された被加工物のサイズと、該サイズ選定部で選定された被加工物のサイズと、が一致しているか否かを判断する判断部と、を備えていることにより、加工すべき被加工物のサイズが変わった際にチャックテーブルの吸引領域の選定を忘れた場合、又は該選定を誤った場合であっても、チャックテーブルに吸引保持された被加工物にそのまま加工が施されて損傷するという問題が解消される。

研削装置の全体斜視図である。 （ａ）６インチのウエーハをチャックテーブルに載置する態様を示す斜視図、（ｂ）８インチのウエーハをチャックテーブルに載置する態様を示す斜視図である。 図１に示す研削装置の制御手段が実行する制御の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に基づいて構成された実施形態に係る研削装置について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

図１には、本実施形態の研削装置１の全体斜視図が示されている。研削装置１は、被加工物に研削加工を施す加工手段としての研削手段３と、被加工物を保持するチャックテーブル機構７と、研削手段３の直下に位置付けられるチャックテーブル機構７に接近及び離反させる研削送り手段４と、研削装置１を制御する制御手段１００と、を備えている。研削装置１によって加工が施される被加工物は、例えば、６インチのウエーハＷ１、又は８インチのウエーハＷ２である。

研削手段３は、移動基台３４と、移動基台３４に保持ブロック３４ａを介して装着されるスピンドルユニット３０を備えている。移動基台３４は、研削装置１の基台２上の後方端部から立ち上がる直立壁２ａの前面に配設された一対の案内レール４３、４３と摺動可能に係合するように構成されている。スピンドルユニット３０は、スピンドルハウジング３１と、スピンドルハウジング３１に回転自在に配設された回転軸２０と、回転軸２０を回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ３３とを備えている。回転軸２０は、下方側の先端部がスピンドルハウジング３１の下端から突出するように配設され、該先端部には、研削工具３６を装着したマウント３５が配設されている。研削工具３６は、研削ホイール３６１と、研削ホイール３６１の下面側に環状に配設された研削砥石３６２とを含み、回転可能に支持される。

研削送り手段４は、直立壁２ａの前側に配設され実質上鉛直に延びる雄ねじロッド４１、及び雄ねじロッド４１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ４２を備え、移動基台３４の背面に備えられた図示しない雄ねじロッド４１の軸受部材等から構成される。このパルスモータ４２が正転すると案内レール４３、４３に沿って、移動基台３４と共にスピンドルユニット３０が下降させられ、パルスモータ４２が逆転すると移動基台３４と共にスピンドルユニット３０が上昇させられる。

チャックテーブル機構７は、基台２上に配設されており、ウエーハを保持する保持手段としてのチャックテーブル７０と、チャックテーブル７０の周囲を覆う板状のカバー部材７５と、カバー部材７５の前後に配設された蛇腹手段７６、７７と、を備えている。チャックテーブル７０は、図示しない移動手段によって矢印Ｘで示す方向において所望の位置に移動させることができ、板状のウエーハを搬入、搬出する図中手前側の搬出入領域と、スピンドルユニット３０の直下でチャックテーブル７０の保持されたウエーハに対して研削加工を施す図中奥側の加工領域とに位置付けられる。なお、図１では、チャックテーブル７０が搬出入領域に位置付けられている。

基台２上には、チャックテーブル７０が該搬出入領域に位置付けられた状態で、チャックテーブル７０の上方から撮像するための撮像手段８０が配設されている。撮像手段８０の先端部には、チャックテーブル７０が搬出入領域に位置付けられた状態で、チャックテーブル７０の中心直上に位置付けられるカメラ８２が配設されている。カメラ８２によって、チャックテーブル７０の全領域が撮像可能になっている。

研削装置１には、制御手段１００が配設されている。制御手段１００は、コンピュータにより構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入力インターフェース、及び出力インターフェースとを備えている（詳細についての図示は省略）。本実施形態における制御手段１００には、基台２に配設される操作パネル９０、表示モニター９２、及び撮像手段８０が少なくとも接続されており、更には、研削装置１に備えられる各作動部、及び各種センサが接続される。なお、図１では、説明の都合上、制御手段１００を研削装置１の外部に記載しているが、実際は、研削装置１の内部に収容されている。

制御手段１００には、ウエーハのサイズを選定するサイズ選定部１１０と、ウエーハのサイズを検出するサイズ検出部１２０と、該サイズ選定部１１０で選定されたウエーハのサイズと該サイズ検出部１２０が検出したウエーハのサイズとが一致しているか否かを判断する判断部１３０と、が制御プログラムで構成され記憶されている。

図２（ａ）を参照しながら、チャックテーブル７０について、さらに詳しく説明する。チャックテーブル７０は、少なくとも２種類のサイズのウエーハを選択的に保持できる吸引領域を有する。具体的には、外周基部７１と、外周基部７１の内側に配設される吸引領域とからなり、該吸引領域は、図示しない吸引手段に接続されている。該吸引領域は、中央吸引領域７２と、外周吸引領域７４とからなり、中央吸引領域７２と外周吸引領域７４とは、環状仕切り部７３により区分されている。本実施形態においては、中央吸引領域７２の外径は、６インチのウエーハＷ１に対応する大きさで設定されており、外周吸引領域７４の外径は、８インチのウエーハＷ２（図２（ｂ）を参照）に対応する大きさで設定される。また、外周基部７１、中央吸引領域７２、環状仕切り部７３、及び外周吸引領域７２の上面高さは同一になるように設定されている。６インチのウエーハＷ１を吸引する場合は、該吸引手段による吸引力が中央吸引領域７２のみに作用するように設定され、８インチのウエーハＷ２を吸引する場合は、該吸引手段による吸引力が中央吸引領域７２、及び外周吸引領域７４に作用するように設定される。これにより、２種類のウエーハを選択的に適切に保持するチャックテーブル７０が実現される。なお、３種類以上のサイズのウエーハを選択的に保持するためには、該吸引領域をサイズの種類数に応じた吸引領域に区分し、吸引力を各吸引領域に選択的に作用するように構成することで実現することができる。

本実施形態の研削装置１は、概ね上記したとおりの構成を備えており、研削装置１の作用について説明する。

図３に、制御手段１００に記憶された制御プログラム（サイズ選定部１１０、サイズ検出部１２０、判断部１３０）によって実現されるフローチャートを示す。

ウエーハに研削加工を施すに際し、研削装置１を操作する作業者は、操作パネル９０を操作することにより（表示モニター９２がタッチセンサ機能を有する場合は表示モニター９２の操作でもよい。）、これから研削加工を施すウエーハのサイズを選定する（ステップＳ１）。図示の実施形態では、例えば、加工するウエーハのサイズが６インチであることが選定され、選定されたサイズは、サイズ選定部１１０に関連付けられたメモリＡに「６インチ」として記憶される。選定されたウエーハのサイズは、表示モニター９２にも表示される。

上記したステップＳ１を実行したならば、ウエーハのサイズを検出するステップＳ２を実行する。ウエーハのサイズを検出する手順について、以下に具体的に説明する。

上記したステップＳ１を実行することによって、ウエーハのサイズが６インチであると選定された状態で、作業者は、搬出入領域に位置付けられたチャックテーブル７０上に対し、図２（ａ）に示すように、実際に加工を施すウエーハＷ１を載置する。ウエーハＷ１をチャックテーブル７０上に載置したならば、ステップＳ１においてウエーハのサイズが６インチであることが選定されていることに基づいて、吸引手段が作動されチャックテーブル７０の上面に負圧を作用させ、ウエーハＷ１を吸引保持する。このとき、該吸引手段による吸引力が作用されるのは、サイズ選定部１１０にて選定され記憶されたサイズ（＝６インチ）に対応する中央吸引領域７２のみである。

チャックテーブル７０にウエーハＷ１を吸引保持したならば、チャックテーブル７０を、図１に示す搬出入領域に留めた状態とし、撮像手段８０のカメラ８２を作動して、チャックテーブル７０を撮像した画像情報を制御手段１００に伝送し、ＲＡＭに記憶する。

そして、サイズ検出部１２０には、該ＲＡＭに記憶された画像情報に基づき、パターンマッチング等の画像処理に基づいて、チャックテーブル７０に保持されたウエーハＷ１のサイズが６インチであることを検出し、該サイズをサイズ検出部１２０に関連付けられたメモリＢに記憶する。以上によりステップＳ２が完了する。

上記したように、ステップＳ１、及びステップＳ２が実行されたならば、ステップＳ３に進み、作業者が選定したウエーハのサイズ（Ａ）と、上記したサイズ検出部１２０によって検出されたウエーハのサイズ（Ｂ）とが一致するかどうかを、制御手段１００の判断部１３０により判定する。

図２（ａ）に示したように６インチのウエーハＷ１をチャックテーブル７０に保持させた場合は、作業者により選定したサイズ（Ａ＝６インチ）と、サイズ検出部１２０によって検出されたサイズ（Ｂ＝６インチ）とが一致する（ｙｅｓ）ことから、ステップＳ４に進み、表示モニター９２には、一致したことを示す表示がなされる（ステップＳ４）。なお、作業者によって選定されたサイズ（Ａ）と、実際に検出されたサイズ（Ｂ）とが一致した場合、必ずしも、一致したことを表示モニター９２に明確に示す必要はない。例えば、次の加工ステップに進むことが許可されることをもって、サイズ（Ａ）とサイズ（Ｂ）とが一致したことが理解されることとしてもよい。ステップＳ４が終了したならば、図３に示すフローチャートが終了する。

図２（ａ）、及び図３に基づいて説明した上記実施形態では、ステップＳ１でウエーハのサイズが６インチであることを選定した後、チャックテーブル７０に６インチのウエーハＷ１を載置して吸引保持した場合について説明したが、図２（ｂ）、及び図３を参照しながら、ステップＳ１でウエーハのサイズが６インチであることが選定された状態で、作業者が、チャックテーブル７０に８インチのウエーハＷ２を載置して吸引保持する場合について説明する。なお、このような状況が想定されるのは、例えば、加工するウエーハのサイズが６インチから８インチに変更されたにも関わらず、作業者が制御手段１００に対して被加工物のサイズの選定の変更を忘れた場合、或いは作業者が被加工物のサイズを勘違いして６インチであると選定してしまった場合等が考えられる。

図３に示すフローチャートのステップＳ１が実行され、作業者によって被加工物であるウエーハのサイズが６インチであると選定された状態で、搬出入領域に位置付けられたチャックテーブル７０上に実際に加工を施すウエーハＷ２を載置する（図２（ｂ）を参照）。ウエーハＷ２をチャックテーブル７０上に載置したならば、吸引手段を作動して、チャックテーブル７０の上面に負圧を作用させる。このとき、該吸引手段による吸引力が作用されるのは、サイズ選定部１１０にて選定され記憶されたサイズ（Ａ＝６インチ）に対応する中央吸引領域７２のみである。

チャックテーブル７０にウエーハＷ２を吸引保持したならば、ウエーハのサイズを検出するステップＳ２を実行する。より具体的には、チャックテーブル７０を、図１に示す搬出入領域に留めた状態とし、撮像手段８０のカメラ８２を作動して、チャックテーブル７０を撮像した画像情報を制御手段１００のＲＡＭに記憶する。

そして、サイズ検出部１２０には、該ＲＡＭに記憶された画像情報に基づき、パターンマッチング等の画像処理に基づいて、チャックテーブル７０に保持されたウエーハＷ２のサイズが８インチであることを検出し、該サイズをサイズ検出部１２０に関連付けられたメモリＢに記憶する。以上によりステップＳ２が完了する。

上記したように、ステップＳ１、及びステップＳ２が実行されたならば、ステップＳ３に進み、サイズ選定部１１０のメモリＡに記憶されたサイズ、すなわち作業者が選定したウエーハのサイズ（Ａ＝６インチ）と、上記したサイズ検出部１２０によって検出されたチャックテーブル７０に保持されたウエーハのサイズ（Ｂ＝８インチ）とが一致するかどうかを判定する。

上記した実施形態では、作業者により選定したサイズ（Ａ＝６インチ）と、サイズ検出部１２０によって検出されたサイズ（Ｂ＝８インチ）とが不一致（ｎｏ）であることから、図３に示すフローチャートのステップＳ５に進み、表示モニター９２には、作業者によって選定されたウエーハのサイズとサイズ検出部１２０によって検出されたウエーハのサイズとが不一致であることを示す不一致警告がなされる。当該不一致警告は、典型的には、表示モニター９２に不一致である旨を文字列（「ウエーハサイズ不一致」等）で表示する手段で実現されるが、これに代えて、又はこれに加えて、ブザー、サイレンによる音による警告、赤色のライトを点滅させる等の視覚に訴える警告を実施することとも可能である。さらには、次の加工工程に進むことを禁止する加工停止処理を実施してもよい。このようにしてステップＳ５が終了したならば、図３に示すフローチャートが終了する。

上記した実施形態によれば、被加工物であるウエーハのサイズが変更されたにも関わらず、作業者が実施すべきウエーハのサイズの再選定を失念してしまった場合や、実際に加工を施すウエーハのサイズと異なるサイズを誤って選定した場合であっても、チャックテーブル７０の吸引領域が不適切なままウエーハに対する加工が施されウエーハを損傷させるという問題が解消される。

また、上記した実施形態は、本発明を研削装置１に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、少なくとも２種類のサイズの被加工物を選択的に保持できる吸引領域を有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に加工を施す加工手段と、を備えた加工装置であれば、いずれの加工装置にも適用可能であり、例えば、研磨装置、ダイシング装置、レーザー加工装置に適用することができる。

１：研削装置
２：基台
２Ａ：側壁
３：研削手段（加工手段）
４：研削送り手段
７：チャックテーブル機構
１０：ウエーハ
３０：スピンドルユニット
３４：移動基台
３５：マウント
３６：研削工具
３６１：研削ホイール
３６２：研削砥石
７０：チャックテーブル
７１:外周基部
７２：中央吸引領域
７３：環状仕切り部
７４：外周吸引領域
８０：撮像手段
８２：カメラ
９０：操作パネル
９２：表示モニター
１００：制御手段
１１０：サイズ選定部
１２０：サイズ検出部
１３０：判断部

Claims (3)

1. 少なくとも２種類のサイズの被加工物を選択的に保持できる吸引領域を有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に加工を施す加工手段と、を少なくとも備えた加工装置であって、
   該チャックテーブルを上方から撮像する撮像手段と、
   被加工物のサイズを選定するサイズ選定部を少なくとも備えた制御手段と、を備え、
   該制御手段は、該撮像手段によって撮像された該チャックテーブルに保持された被加工物のサイズと、該サイズ選定部で選定された被加工物のサイズとが一致しているか否かを判断する判断部と、を備えている加工装置。
2. 該判断部は、該チャックテーブルに保持された被加工物のサイズと、該サイズ選定部で選定された被加工物のサイズとが一致していない場合、不一致を警告する請求項１の加工装置。
3. 該加工手段は、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削砥石で研削する研削手段、又は該チャックテーブルに保持された被加工物を研磨パッドで研磨する研磨手段である請求項１、又は２に記載の加工装置。