JP2021089909A - 加工装置 - Google Patents

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治信 湯澤
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Abstract

【課題】加工効率の低下を抑制することが可能な加工装置を提供する。【解決手段】被加工物をそれぞれ１枚ずつ収容する複数の収容棚を備えるカセットが載置されるカセット載置台と、被加工物を保持するチャックテーブルと、被加工物を搬送する搬送ユニットと、チャックテーブルによって保持された被加工物を加工する加工ユニットと、制御部と、を備える加工装置であって、搬送ユニットは、カセット載置台に載置されたカセットが備える複数の収容棚を１段ずつ検査し、複数の収容棚に収容されている被加工物を検出する被加工物検出部と、カセット載置台に載置されたカセットから被加工物を搬出する搬送部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、被加工物を搬送して加工する加工装置に関する。
ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが複数形成された半導体ウェーハを分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、基板上に実装された複数のデバイスチップを樹脂でなる封止材（モールド樹脂）で被覆することによって得られたパッケージ基板を分割することにより、複数のデバイスチップがパッケージ化されたパッケージデバイスが製造される。
近年では、電子機器の小型化、薄型化に伴い、デバイスチップやパッケージデバイスにも薄型化が求められている。そこで、分割前の半導体ウェーハ、パッケージ基板に研削加工や研磨加工を施すことにより、半導体ウェーハ、パッケージ基板を薄化する手法が用いられている。
半導体ウェーハやパッケージ基板の分割には、環状の切削ブレードで被加工物を加工する切削装置や、レーザービームの照射によって被加工物を加工するレーザー加工装置等が用いられる。また、半導体ウェーハやパッケージ基板の薄化には、研削砥石で被加工物を研削する研削装置や、研磨パッドで被加工物を研磨する研磨装置等が用いられる。
上記のような各種の加工装置には、複数の被加工物を収容可能なカセットが載置されるカセット載置台が備えられている。そして、加工装置は、加工前の被加工物をカセットから搬出し、被加工物を加工し、加工後の被加工物のカセットへ搬入するという一連の処理を自動で実施する。
カセット載置台に載置されるカセットは、被加工物を収容可能な複数の収容棚を備えており、各収容棚に所定の被加工物がそれぞれ１枚ずつ収容される。しかしながら、例えば収容棚に被加工物が入れ忘れられている場合や、誤って被加工物が傾いた状態で複数段の収容棚に渡って収容されている場合など、被加工物が収容棚に適切に収容されていないことがある。この場合、カセットから被加工物が適切に搬出されず、加工装置による被加工物の加工に支障をきたす恐れがある。
そこで、カセットから被加工物が搬出される前に、被加工物を収容した状態のカセットを検査する手法が提案されている。例えば特許文献１には、カセットに収容された被加工物を光センサーによって検出することにより、カセットに被加工物が適切に収容されているか否かを確認することが可能な切削装置が開示されている。
特開２００１−１１０７５６号公報
上記のように、加工装置で被加工物を加工する際には、まず、カセット載置台に載置されたカセットに複数の被加工物が適切に収容されているか否かを確認するための検査が実施されることがある。この場合、例えばセンサーによって被加工物を検出する作業が、カセットが備える全ての収容棚に対して実施される。そして、収容棚に適切に収容されていることが確認された被加工物のみが、カセットから搬出されて加工される。
しかしながら、カセットが備える全ての収容棚に対して検査が完了するまではカセットから被加工物を搬出できず、被加工物の加工が開始されない。そのため、カセットの検査を実施すると、加工が行われない待機時間が長くなり、加工装置による被加工物の加工効率が低下してしまう。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、加工効率の低下を抑制することが可能な加工装置の提供を目的とする。
本発明の一態様によれば、被加工物をそれぞれ１枚ずつ収容する複数の収容棚を備えるカセットが載置されるカセット載置台と、該被加工物を保持するチャックテーブルと、該被加工物を搬送する搬送ユニットと、該チャックテーブルによって保持された該被加工物を加工する加工ユニットと、制御部と、を備える加工装置であって、該搬送ユニットは、該カセット載置台に載置された該カセットが備える複数の該収容棚を１段ずつ検査し、複数の該収容棚に収容されている該被加工物を検出する被加工物検出部と、該カセット載置台に載置された該カセットから該被加工物を搬出する搬送部と、を備え、該制御部は、該カセットに収容された該被加工物のうち該被加工物検出部によって最初に検出された一の被加工物を、該収容棚から該チャックテーブルへ該搬送部に搬送させるとともに、該一の被加工物が該搬送ユニットによって搬送されている間、又は、該一の被加工物が該加工ユニットによって加工されている間に、複数の該収容棚のうち、該一の被加工物が収容されていた収容棚以外の収容棚を該被加工物検出部に検査させ、複数の該収容棚ごとに該被加工物の有無を記録する加工装置が提供される。
なお、好ましくは、該加工装置は、報知部を更に備え、該制御部は、該収容棚に収容された該被加工物が正常状態であるか異常状態であるかを判定する判定部を備えるとともに、該判定部によって正常状態と判定された該被加工物のみを該搬送部に該カセットから搬出させ、複数の該収容棚に収容された該被加工物のいずれかが該判定部によって異常状態と判定されると、該制御部は異常状態の該被加工物が存在することを該報知部に報知させる。
本発明の一態様に係る加工装置では、被加工物検出部によって最初に検出された一の被加工物が収容棚から搬送され、その被加工物の搬送又は加工が行われている間に、他の収容棚が被加工物検出部によって検査される。これにより、被加工物の搬出の待ち時間が短縮され、加工効率の低下が抑制される。
加工装置を示す斜視図である。 図２（Ａ）はカセットを示す斜視図であり、図２（Ｂ）はカセットを示す正面図である。 １段目の収容棚が検査される様子を示す一部断面正面図である。 カセットから被加工物が搬出される様子を示す一部断面正面図である。 ２段目以降の収容棚が検査される様子を示す一部断面正面図である。 加工装置の動作フローを示すフローチャートである。 制御部の構成例を示すブロック図である。
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る加工装置の構成例を説明する。図１は、加工装置２を示す斜視図である。加工装置２は、被加工物１１に切削加工を施す切削装置である。
加工装置２は、加工装置２を構成する各構成要素を支持する基台４を備える。基台４の前方側の角部には矩形状の開口４ａが形成されており、開口４ａの側方には、長手方向がＸ軸方向（前後方向、加工送り方向）に沿う矩形状の開口４ｂが形成されている。
開口４ａの内部には、複数の被加工物１１を収容可能なカセット８が載置されるカセット載置台（カセットエレベーター）６が設けられている。カセット載置台６は昇降機構（不図示）を備えており、この昇降機構によってＺ軸方向（鉛直方向、上下方向）に沿って昇降する。なお、図１ではカセット８の輪郭を二点鎖線で示している。
カセット８には、加工装置２によって加工される複数の被加工物１１が収容される。例えば被加工物１１は、シリコン等でなり円盤状に形成されたウェーハ１３を備える。ウェーハ１３は、互いに交差するように格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）によって複数の領域に区画されている。また、この領域の表面側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成されている。加工装置２によってウェーハ１３を分割予定ラインに沿って切削して分割すると、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。
ウェーハ１３の裏面側には、樹脂等でなりウェーハ１３よりも直径の大きい円形のテープ（ダイシングテープ）１５が貼付されている。また、テープ１５の外周部には、金属でなり中央部にウェーハ１３よりも直径の大きい円形の開口を備える環状のフレーム１７が貼付されている。これにより、ウェーハ１３はテープ１５を介してフレーム１７によって支持される。すなわち、図１に示す被加工物１１は、ウェーハ１３、テープ１５、及びフレーム１７を含むフレームユニットである。
ただし、加工装置２によって加工される被加工物１１の種類、材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなるウェーハ１３を備えていてもよい。また、ウェーハ１３に形成されるデバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、ウェーハ１３にはデバイスが形成されていなくてもよい。
また、被加工物１１は、フレーム１７に支持されていないウェーハ１３、又は、テープ１５が貼付されていないウェーハ１３を備えていてもよい。さらに、被加工物１１は、ＣＳＰ（Chip Size Package）基板、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）基板等のパッケージ基板であってもよい。
図２（Ａ）はカセット８を示す斜視図であり、図２（Ｂ）はカセット８を示す正面図である。例えばカセット８は、直方体状の箱型に形成され、その内部に複数の被加工物１１を収容可能な収容部８ａを備える。例えば収容部８ａは直方体状に形成され、カセット８の一の側面８ｂで開口する矩形状の開口を介して、カセット８の外部の空間に接続されている。被加工物１１の搬送（カセットからの搬出及びカセットへの搬入）は、この開口を介して行われる。
収容部８ａには、被加工物１１を支持する一対のガイドレール１０が鉛直方向（上下方向）に複数段設けられている。一対のガイドレール１０はそれぞれ、被加工物１１が搬出及び搬入される方向（カセット８の側面８ｂに垂直な方向）に沿って概ね水平に配置され、収容部８ａの内部で互いに対面するカセット８の側壁８ｃ，８ｄに固定されている。
図２（Ｂ）に示すように、一対のガイドレール１０の上面はそれぞれ、被加工物１１の下面側（例えば、フレーム１７の下面側）を保持する保持面１０ａを構成している。一対の保持面１０ａは概ね同じ高さ位置に配置されており、被加工物１１を概ね水平に保持する。
一対のガイドレール１０上にはそれぞれ、被加工物１１が収容される収容棚（収容空間）１２が形成されている。１段目（最上段）の収容棚１２（収容棚１２ａ）は、被加工物１１が１段目（最上段）のガイドレール１０によって保持される空間に相当する。また、２段目以降の収容棚１２は、鉛直方向において隣接する２段のガイドレール１０の間の空間に相当する。
カセット８が備える収容棚１２の数は、カセット８が収容可能な被加工物１１の枚数に相当する。なお、収容棚１２の数は任意に設定できる。また、一対のガイドレール１０の間隔や、鉛直方向において隣接するガイドレール１０の間隔は、被加工物１１の寸法等に応じて適宜設定される。
カセット８は、複数の被加工物１１を収容した状態で、図１に示すカセット載置台６上に載置される。このときカセット８は、開口が形成されている側面８ｂが加工装置２の中央側（開口４ｂ側）を向くように配置される。
また、基台４の開口４ａには、一対の被加工物検出部（センサー）１４が設けられている。一対の被加工物検出部１４は、カセット載置台６上に載置されたカセット８の側面８ｂ（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）と対向する位置に配置されている。被加工物検出部１４は、例えば光電センサーによって構成され、カセット８に収容されている被加工物１１を検出する。なお、被加工物検出部１４を用いた収容棚１２の検査の詳細については後述する（図３〜図５参照）。
開口４ｂの内部には、ボールねじ式の移動機構１６と、移動機構１６の一部を覆う防塵防滴カバー１８とが配置されている。移動機構１６は、防塵防滴カバー１８から露出する移動テーブル１６ａを備えており、移動テーブル１６ａをＸ軸方向に沿って移動させる。
移動テーブル１６ａ上には、被加工物１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）２０が設けられている。チャックテーブル２０の上面は、被加工物１１を保持する保持面２０ａを構成する。保持面２０ａは、チャックテーブル２０の内部に形成された吸引路（不図示）を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。また、チャックテーブル２０の周囲には、被加工物１１（例えばフレーム１７）を把持して固定する複数のクランプ２２が設けられている。
移動機構１６は、チャックテーブル２０を移動テーブル１６ａとともにＸ軸方向に沿って移動させる（加工送り）。また、チャックテーブル２０はモータ等の回転駆動源（不図示）に接続されており、この回転駆動源はチャックテーブル２０をＺ軸方向に概ね平行な回転軸の周りで回転させる。
開口４ｂの上側には、Ｙ軸方向（左右方向、割り出し送り方向）と概ね平行な状態を維持しながら、互いに接近及び離隔する一対のガイドレール２４が設けられている。一対のガイドレール２４はそれぞれ、被加工物１１（例えばフレーム１７）の下面側を支持する支持面と、支持面に概ね垂直で被加工物１１（例えばフレーム１７）の外周縁と接触する側面とを備える。一対のガイドレール２４は、被加工物１１をＸ軸方向に沿って挟み込み、被加工物１１の位置合わせを行う。
基台４の上方には、門型の第１支持構造２６が開口４ｂを跨ぐように配置されている。第１支持構造２６の前面側（ガイドレール２４側）には、レール２８がＹ軸方向に沿って固定されている。このレール２８には、移動機構３０を介して第１搬送部（第１搬送機構）３２が連結されている。
第１搬送部３２は、被加工物１１の上面（例えばフレーム１７の上面）に接触して被加工物１１を吸引保持する。また、第１搬送部３２は、移動機構３０によって昇降するとともに、レール２８に沿ってＹ軸方向に移動する。第１搬送部３２は、カセット８とガイドレール２４との間、及び、ガイドレール２４とチャックテーブル２０との間で、被加工物１１を搬送する。
第１搬送部３２の開口４ａ側（カセット８側）の先端部には、被加工物１１を把持する把持部（把持機構）３２ａが設けられている。カセット８に収容された被加工物１１の端部（例えばフレーム１７の端部）を把持部３２ａで把持した状態で、第１搬送部３２をＹ軸方向に沿って移動させることにより、被加工物１１がカセット８から一対のガイドレール２４上に引き出される。また、一対のガイドレール２４上に配置された被加工物１１を把持部３２ａで把持した状態で、第１搬送部３２をＹ軸方向に沿って移動させることにより、被加工物１１がカセット８に収容される。
さらに、第１支持構造２６の前面側には、レール３４がＹ軸方向に沿って固定されている。このレール３４には、移動機構３６を介して第２搬送部（第２搬送機構）３８が連結されている。第２搬送部３８は、被加工物１１の上面（例えばフレーム１７の上面）に接触して被加工物１１を吸引保持する。また、第２搬送部３８は、移動機構３６によって昇降するとともに、レール３４に沿ってＹ軸方向に移動する。第２搬送部３８は、チャックテーブル２０と洗浄ユニット５０との間、及び、洗浄ユニット５０とガイドレール２４との間で、被加工物１１を搬送する。
第１支持構造２６の後方には、門型の第２支持構造４０が開口４ｂを跨ぐように配置されている。第２支持構造４０の前面側（第１支持構造２６側）の両側端部には、ボールねじ式の一対の移動機構４２ａ，４２ｂが固定されている。また、移動機構４２ａの下部には加工ユニット４４ａが固定されており、移動機構４２ｂの下部には加工ユニット４４ｂが固定されている。加工ユニット４４ａ，４４ｂは、環状の切削ブレード４６によって被加工物１１（例えばウェーハ１３）を切削する切削ユニットである。
移動機構４２ａによって加工ユニット４４ａをＹ軸方向及びＺ軸方向に沿って移動させることにより、加工ユニット４４ａのＹ軸方向及びＺ軸方向における位置が調節される。また、移動機構４２ｂによって加工ユニット４４ｂをＹ軸方向及びＺ軸方向に沿って移動させることにより、加工ユニット４４ｂのＹ軸方向及びＺ軸方向における位置が調節される。
加工ユニット４４ａ，４４ｂはそれぞれ筒状のハウジングを備えており、このハウジングには円筒状のスピンドル（不図示）が収容されている。スピンドルは、Ｙ軸方向に沿って配置されており、スピンドルの先端部（一端側）はハウジングの外部に露出している。スピンドルの先端部には環状の切削ブレード４６が装着され、スピンドルの基端部（他端側）にはスピンドルを回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。
切削ブレード４６は、被加工物１１に切り込んで被加工物１１を切削する加工工具であり、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ：cubic Boron Nitride）等でなる砥粒をボンド材で固定することによって形成される。例えば、切削ブレード４６として、砥粒がニッケルめっき等で固定された切刃を備える電鋳ハブブレードや、砥粒が金属、セラミックス、樹脂等でなるボンド材で固定された切刃によって構成される環状のブレード（ワッシャーブレード）が用いられる。なお、切削ブレードに含まれる砥粒及びボンド材の材質に制限はなく、被加工物１１の材質、切削加工の内容等に応じて適宜選択される。
加工ユニット４４ａ，４４ｂに隣接する位置にはそれぞれ、チャックテーブル２０によって保持された被加工物１１等を撮像する撮像ユニット（カメラ）４８が設けられている。撮像ユニット４８によって取得された画像は、チャックテーブル２０によって保持された被加工物１１と、加工ユニット４４ａ，４４ｂとの位置合わせ等に用いられる。
例えば、ウェーハ１３、テープ１５及びフレーム１７を備える被加工物１１を加工する場合には、チャックテーブル２０上にテープ１５を介してウェーハ１３を配置するとともに、クランプ２２でフレーム１７を固定する。この状態で、保持面２０ａに吸引源の負圧を作用させると、ウェーハ１３がテープ１５を介してチャックテーブル２０によって吸引保持される。そして、ウェーハ１３に向かって純水等の切削液を供給しながら、加工ユニット４４ａ又は加工ユニット４４ｂに装着された切削ブレード４６を回転させてウェーハ１３に切り込ませることにより、ウェーハ１３が切削される。
なお、図１では、加工装置２が２組の加工ユニット４４ａ，４４ｂを備え、一対の切削ブレード４６が互いに対面するように配置される、所謂フェイシングデュアルスピンドルタイプの切削装置である例を示している。ただし、加工装置２に設けられる加工ユニットの数は１組であってもよい。
開口４ｂの開口４ａとは反対側の側方には、洗浄ユニット５０が配置されている。洗浄ユニット５０は、円筒状の洗浄空間内で被加工物１１を保持するスピンナテーブル５２を備える。スピンナテーブル５２には、スピンナテーブル５２を所定の速度で回転させる回転駆動源（不図示）が連結されている。
スピンナテーブル５２の上方には、スピンナテーブル５２によって保持された被加工物１１に向かって洗浄用の流体（例えば、水とエアーとが混合された混合流体）を供給するノズル５４が配置されている。被加工物１１を保持したスピンナテーブル５２を回転させながら、ノズル５４から被加工物１１に向かって流体を供給することにより、被加工物１１が洗浄される。
加工ユニット４４ａ，４４ｂによる加工の後、被加工物１１は第２搬送部３８によって洗浄ユニット５０に搬送され、洗浄ユニット５０によって洗浄される。その後、被加工物１１は第２搬送部３８によって一対のガイドレール２４上に搬送される。そして、一対のガイドレール２４による位置合わせが行われた後、第１搬送部３２は把持部３２ａで被加工物１１を把持し、被加工物１１をカセット８に収容する。
基台４の上側には、基台４上に配置された各構成要素を覆うカバー５６が設けられている。図１では、カバー５６の輪郭を二点鎖線で示している。また、カバー５６の側面側には、所定の情報を表示する表示部（表示ユニット）５８が設けられている。例えば表示部５８は、ユーザーインターフェースとなるタッチパネルによって構成される。この場合、表示部５８は、所定の情報を表示する表示部（表示装置）として機能するとともに、加工装置２に情報を入力するための入力部（入力装置）としても機能する。
また、カバー５６の上面側には、オペレーターに所定の情報を報知する報知部（報知ユニット）６０が設けられている。例えば報知部６０は、警告灯によって構成され、加工装置２で異常が発生した際に点灯又は点滅してオペレーターに異常を知らせる。ただし、報知部６０の構成に制限はない。例えば報知部６０は、加工装置２で異常が発生した際に異常を知らせる音（警告音）を発するスピーカー等によって構成されていてもよい。また、表示部５８に所定の情報を表示させることにより、表示部５８を報知部６０として機能させることもできる。
加工装置２を構成する各構成要素（カセット載置台６、被加工物検出部１４、移動機構１６、チャックテーブル２０、クランプ２２、ガイドレール２４、移動機構３０、第１搬送部３２、移動機構３６、第２搬送部３８、移動機構４２ａ，４２ｂ、加工ユニット４４ａ，４４ｂ、撮像ユニット４８、洗浄ユニット５０、表示部５８、報知部６０等）は、制御部（制御ユニット）６２に接続されている。制御部６２は、加工装置２の各構成要素の動作を制御する。
制御部６２は、例えばコンピュータによって構成される。具体的には、制御部６２は、加工装置２の稼働に必要な演算等の処理を行う処理部と、処理部による処理に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）が記憶される記憶部とを備える。処理部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成される。また、記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリによって構成される。処理部と記憶部とは、バスを介して互いに接続されている。
カセット８に収容された被加工物１１は、後述の通り被加工物検出部１４による検査が実施された後、第１搬送部３２によって１枚ずつカセット８からチャックテーブル２０に搬送され、加工ユニット４４ａ，４４ｂによって加工される。また、加工後の被加工物１１は、第２搬送部３８によって洗浄ユニット５０に搬送されて洗浄された後、第１搬送部３２及び第２搬送部３８によって搬送され、カセット８に収容される。上記の被加工物検出部１４、第１搬送部３２、第２搬送部３８によって、被加工物１１を搬送する搬送ユニット６４が構成される。
ここで、カセット８に被加工物１１が適切に収容されていないと、第１搬送部３２によってカセット８から被加工物１１を適切に搬出できないことがある。例えば図２（Ｂ）に示すように、被加工物１１の入れ忘れがあり、被加工物１１が収容されていない状態の収容棚１２（収容棚１２ｂ）が存在すると、第１搬送部３２による被加工物１１の搬出が意図した通りに実施されない。
また、誤って一の被加工物１１が傾いた状態で複数段の収容棚１２（収容棚１２ｃ）に渡って収容されている場合や、一の収容棚１２（収容棚１２ｄ）に誤って複数の被加工物１１が収容されている場合には、第１搬送部３２が被加工物１１の保持に失敗したり、搬送中に被加工物１１を落下させたりする恐れがある。
そこで、本実施形態に係る加工装置２では、カセット８から被加工物１１を第１搬送部３２によって搬出する前に、カセット載置台６に載置されたカセット８の収容棚１２が被加工物検出部１４によって１段ずつ検査される。具体的には、被加工物検出部１４は、収容棚１２それぞれに収容されている被加工物１１を検出する。
例えば、図１に示すように、基台４の開口４ａの内部には、一対の被加工物検出部１４がＸ軸方向に沿って設置される。なお、一対の被加工物検出部１４は、互いに概ね同一の高さ位置（Ｚ軸方向における位置）に設置される。また、一対の被加工物検出部１４の間隔は、被加工物１１の直径未満に設定される。
図３は、１段目の収容棚１２が検査される様子を示す一部断面正面図である。収容棚１２の検査を行う際は、まず、１段目の収容棚１２（収容棚１２ａ）が一対の被加工物検出部１４よりも下方に配置されるように、カセット載置台６の高さが調整される。そして、制御部６２は、被加工物検出部１４を作動させつつ、カセット載置台６を所定の速度で上昇させる。その結果、まず収容棚１２ａが、一対の被加工物検出部１４と対向する位置（同一の高さ位置）に配置される。
一対の被加工物検出部１４は、例えば反射型の光電センサーによって構成され、収容棚１２に収容された被加工物１１を検出する。具体的には、一対の被加工物検出部１４はそれぞれ、カセット載置台６上に載置されたカセット８側に向かって光を照射する投光部（発光素子）と、反射光を受光する受光部（受光素子）とを備える。
収容棚１２ａに被加工物１１が収容されている場合は、被加工物検出部１４から照射された光が被加工物１１の側面（例えばフレーム１７（図１参照）の側面）で反射し、被加工物検出部１４に入射する。一方、収容棚１２ａに被加工物１１が収容されていない場合は、被加工物検出部１４から照射された光が被加工物１１で反射することはない。そのため、収容棚１２ａに被加工物１１が収容されているか否かによって、被加工物検出部１４の受光量が異なる。
一対の被加工物検出部１４の受光量は、電気信号に変換され、制御部６２に出力される。そして、制御部６２は、一対の被加工物検出部１４から入力された信号に基づいて、収容棚１２ａに被加工物１１が収容されているか否かを判定する。
例えば、制御部６２には予め所定の閾値が記憶されており、制御部６２は、一対の被加工物検出部１４から入力された信号（検出信号）が示す値（検出値）と、該閾値とを比較する。なお、検出値は、被加工物検出部１４の受光量に相当する。そして、検出値が閾値以上である場合（又は閾値を超える場合）、制御部６２は被加工物検出部１４によって被加工物１１が検出されたと判定する。一方、検出値が閾値未満（又は閾値以下）である場合、制御部６２は被加工物検出部１４によって被加工物１１が検出されていないと判定する。
一対の被加工物検出部１４によって収容棚１２ａに収容された被加工物１１が検出されると、収容棚１２ａに収容されている被加工物１１がカセット８から搬出される。図４は、カセット８から被加工物１１が搬出される様子を示す一部断面正面図である。
収容棚１２ａに収容された被加工物１１が検出されると、収容棚１２ａと第１搬送部３２の把持部３２ａとが同じ高さに配置されるように、カセット載置台６の高さが調整される。そして、第１搬送部３２がＹ軸方向に沿ってカセット８側に移動し、第１搬送部３２が備える把持部３２ａが収容棚１２ａに挿入される。
把持部３２ａは、収容棚１２ａに収容された被加工物１１の端部を上下方向から把持して保持する。この状態で、第１搬送部３２がＹ軸方向に沿ってカセット８から離れる方向に移動すると、被加工物１１がカセット８から搬出され、一対のガイドレール２４（図１参照）上に配置される。また、ガイドレール２４によって被加工物１１の位置合わせが行われた後、第１搬送部３２によって被加工物１１がチャックテーブル２０に搬送される。そして、チャックテーブル２０によって保持された被加工物１１が、加工ユニット４４ａ，４４ｂによって加工される。
なお、一対の被加工物検出部１４のいずれによっても被加工物１１が検出されない場合は、収容棚１２ａに被加工物１１が収容されていないと判定される。この場合には、被加工物検出部１４が作動した状態でのカセット載置台６の上昇が継続され、２段目以降の収容棚１２が一対の被加工物検出部１４によって１段ずつ順次検査される。そして、一対の被加工物検出部１４によって最初に検出されたその被加工物１１が、第１搬送部３２によってカセット８から搬出される。
このように、いずれかの収容棚１２において被加工物１１が検出されると、一対の被加工物検出部１４によって残りの収容棚１２が検査される前に、検出された被加工物１１がカセット８からチャックテーブル２０に搬送される。そのため、全ての収容棚１２の検査が終了するのを待つことなく、１枚目の被加工物１１の搬出が行われる。
そして、収容棚１２ａから搬出された被加工物１１が第１搬送部３２によって搬送されている間、又は、第１搬送部３２によって搬送された被加工物１１が加工ユニット４４ａ，４４ｂによって加工されている間に、収容棚１２ａ以外の収容棚１２（２段目以降の収容棚１２）が一対の被加工物検出部１４によって検査される。図５は、２段目以降の収容棚１２が検査される様子を示す一部断面正面図である。
収容棚１２ａからの被加工物１１の搬出が完了すると、制御部６２は、被加工物検出部１４を作動させつつ、カセット載置台６を所定の速度で上昇させる。これにより、２段目の収容棚１２から最下段（最終段）の収容棚１２が順次被加工物検出部１４と対向する位置に配置され、収容棚１２ａ以外の収容棚１２が一対の被加工物検出部１４によって検査される。そして、制御部６２は、収容棚１２ごとに被加工物１１の有無を記録する。
なお、制御部６２は、被加工物１１が収容棚１２に存在するか否かに加えて、被加工物１１が収容棚１２に適切に収容されているか否かを判別してもよい。例えば制御部６２は、一対の被加工物検出部１４間における受光量の差や、被加工物検出部１４の受光量の時間的変化に基づいて、被加工物１１の状態を判別する。
例えば、一の被加工物１１が傾いた状態で複数段の収容棚１２に渡って収容されている場合（図２（Ｂ）の収容棚１２ｃ参照）には、収容棚１２ｃが一対の被加工物検出部１４によって検査された際、一方の被加工物検出部１４は被加工物１１を検出するが、他方の被加工物検出部１４は被加工物１１を検出しない。この場合、制御部６２は収容棚１２ｃに収容されている被加工物１１を異常状態と判定する。
また、一の収容棚１２に複数の被加工物１１が重なった状態で収容されている場合（図２（Ｂ）の収容棚１２ｄ参照）には、カセット載置台６を上昇させながら一対の被加工物検出部１４で収容棚１２ｄを検査すると、１枚の被加工物１１が収容された収容棚１２を検査する場合と比較して、一対の被加工物検出部１４が被加工物１１で反射した光を受光する時間が長くなる。この場合、制御部６２は収容棚１２ｄに収容されている被加工物１１を異常状態と判定する。
そして、一対の被加工物検出部１４がいずれも被加工物１１を検出し、且つ、一対の被加工物検出部１４による反射光の受光時間が正常である場合には、制御部６２は被加工物１１を正常状態と判定する。このようにして、被加工物１１が正常状態であるか異常状態であるかが判定される。そして、制御部６２は、収容棚１２ごとに被加工物１１の状態を記録する。
カセット８から２枚目以降の被加工物１１が搬出される際は、制御部６２は正常状態と判定された被加工物１１のみを第１搬送部３２に搬出させる。これにより、第１搬送部３２が被加工物１１を保持し損なったり、被加工物１１を落下させたりする危険が回避される。
図６は、加工装置２の動作フローを示すフローチャートである。図６には、一の被加工物１１がカセット８から搬出され、加工及び洗浄が行われた後、再度カセット８に搬入されるまでの加工装置２の動作を示している。
まず、被加工物検出部１４によって、カセット８が備える複数の収容棚１２が順次検査される。そして、いずれかの収容棚１２（例えば収容棚１２ａ、図３参照）で正常に収容されている被加工物１１が検出されると、被加工物検出部１４によって他の収容棚１２が検査される前に、第１搬送部３２は把持部３２ａを用いて検出された被加工物１１をカセット８から搬出し（図４参照）、一対のガイドレール２４（図１参照）上に配置する。
一対のガイドレール２４上に配置された被加工物１１は、続いて第１搬送部３２によってチャックテーブル２０（図１参照）上に搬送される。そして、チャックテーブル２０によって保持された被加工物１１が加工ユニット４４ａ，４４ｂによって加工される。
また、被加工物検出部１４は、第１搬送部３２によってカセット８から搬出された被加工物１１が、第１搬送部３２によってチャックテーブル２０に搬送されている間、又は、加工ユニット４４ａ，４４ｂによって加工されている間に、検査が行われていない収容棚１２を検査する（図５参照）。すなわち、被加工物１１のカセット８からの搬出が完了した時点から、加工ユニット４４ａ，４４ｂによる被加工物１１の加工が完了する時点までの期間（図６の期間７０）に、他の収容棚１２の検査が行われる。
仮に、被加工物１１がカセット８から搬出される前に全ての収容棚１２に対して検査が行われると、被加工物検出部１４によって全ての収容棚１２が検査されるまで、第１搬送部３２による被加工物１１の搬出を開始することができない。その結果、被加工物１１の搬出の待ち時間が長くなり、加工装置２による被加工物１１の加工効率が低下する。
一方、本実施形態に係る加工装置２では、図６に示すように、正常に収容されている被加工物１１が検出されると、直ちにその被加工物１１の搬出が開始される。これにより、被加工物１１の搬出の待ち時間が大幅に短縮され、加工効率の低下が抑制される。また、被加工物１１の搬送中又は加工中に他の収容棚１２の検査が行われるため、収容棚１２の検査のために加工装置２の搬送及び加工を中断する必要がなく、加工効率の低下が抑制される。
加工ユニット４４ａ，４４ｂによる被加工物１１の加工が完了すると、被加工物１１は第２搬送部３８によって洗浄ユニット５０へ搬送され、洗浄ユニット５０によって洗浄される。そして、洗浄後の被加工物１１が第２搬送部３８によって一対のガイドレール２４上に搬送され、一対のガイドレール２４によって被加工物１１の位置合わせが行われる。その後、第１搬送部３２は把持部３２ａで被加工物１１を把持した状態で、被加工物１１をカセット８の所定の収容棚１２に搬入する。
なお、カセット８から２枚目以降の被加工物１１が搬出される最適な時期は、加工装置２の仕様や動作に応じて異なる。そして、収容棚１２ａ以外の収容棚１２の検査は、１枚目の被加工物１１がカセット８から搬出された後、２枚目の被加工物１１の搬出に最適な時期が到来するまでに完了していればよい。例えば、加工ユニット４４ａ，４４ｂによる１枚目の被加工物１１の加工が完了した後、一定期間が経過した時点が２枚目の被加工物１１の搬出に適したタイミングである場合には、その一定期間中に収容棚１２の検査が行われてもよい。
次に、加工装置２の各構成要素の動作を制御する制御部６２の構成例について説明する。図７は、制御部６２の構成例を示すブロック図である。なお、図７には、制御部６２の機能的な構成とともに、制御部６２以外の一部の構成要素も示している。
制御部６２は、加工装置２の稼働に必要な処理を行う処理部８０と、各種の情報が記憶される記憶部８６とを備える。処理部８０は、被加工物検出部１４から入力された信号に基づいて、被加工物１１の有無及び状態を判定する判定部８２を備える。また、処理部８０は、加工装置２の各構成要素に制御信号を出力して、各構成要素を駆動する駆動部８４を備える。
加工装置２で被加工物１１を加工する際、制御部６２はまず、カセット載置台６及び被加工物検出部１４を制御して、被加工物検出部１４にカセット８の収容棚１２を検査させる（図３参照）。そして、被加工物１１の検出結果に対応する信号が被加工物検出部１４から判定部８２に入力される。
判定部８２は、被加工物検出部１４から入力された信号に基づいて、収容棚１２に被加工物１１が収容されているか否か、及び、収容棚１２に収容されている被加工物１１が正常状態であるか異常状態であるかを判定する。なお、被加工物１１の有無及び状態の具体的な判定方法は、前述の通りである。
そして、収容棚１２に被加工物１１が収容されていない、又は、収容棚１２に異常状態の被加工物１１が収容されていると判定されると、判定部８２は駆動部８４に所定の信号（異常信号）を出力する。そして、異常信号を受信した駆動部８４は、カセット８に被加工物１１が収容されていない収容棚１２、又は、異常状態の被加工物１１が収容されている収容棚１２が存在することを、表示部５８及び報知部６０に報知させる。
また、異常信号を受信した駆動部８４は、カセット載置台６及び被加工物検出部１４を制御して、被加工物検出部１４に他の収容棚１２を順次検査させる。収容棚１２の検査は、正常状態の被加工物１１が検出されるまで継続される。
一方、所定の収容棚１２（例えば収容棚１２ａ、図３参照）に正常状態の被加工物１１が収容されていると判断されると、判定部８２は駆動部８４に所定の信号（正常信号）を出力する。そして、正常信号を受信した駆動部８４は、被加工物検出部１４の検出動作を停止するとともに、カセット載置台６を正常状態の被加工物１１の搬出に適した位置に配置する（図４参照）。そして、駆動部８４は第１搬送部３２を制御し、第１搬送部３２に収容棚１２ａから被加工物１１を搬出させる。
被加工物１１の搬出が完了すると、駆動部８４は、第１搬送部３２に被加工物１１をチャックテーブル２０へ搬送させるとともに、加工ユニット４４ａ，４４ｂに被加工物１１を加工させる。また、駆動部８４はカセット載置台６及び被加工物検出部１４を制御し、被加工物検出部１４に他の収容棚１２を検査させる。
これにより、例えば１段目の収容棚１２ａから被加工物１１が搬出された場合には、２段目から最下段の収容棚１２が被加工物検出部１４によって検査される。そして、被加工物１１の検出結果に対応する信号が、被加工物検出部１４から判定部８２に順次入力される。なお、前述の通り、２段目以降の収容棚１２の検査は、１枚目の被加工物１１の搬送中又は加工中に行われる。
判定部８２は、被加工物検出部１４から入力された信号に基づき、２段目以降の収容棚１２にそれぞれ被加工物１１が収容されているか否か、及び、被加工物１１が正常状態であるか異常状態であるかを判定する。そして、判定部８２による判定結果（被加工物１１の有無及び状態）は、収容棚１２の段ごとに記憶部８６に記憶される。このようにして、全ての収容棚１２について被加工物検出部１４による検査が行われる。
なお、２段目以降の収容棚１２の検査中、被加工物１１が収容されていない収容棚１２、又は異常状態の被加工物１１が収容された収容棚１２の存在が確認されると、判定部８２は駆動部８４に異常信号を出力する。そして、異常信号を受信した駆動部８４は、表示部５８及び報知部６０に異常が発生している旨を報知させる。このとき、表示部５８には被加工物１１が収容されていない収容棚、又は異常状態の被加工物１１が収容されている収容棚１２の番号が表示されてもよい。
そして、最初に搬出された被加工物１１（収容棚１２ａに収容されていた被加工物１１）の処理が所定の段階まで進むと、２枚目の被加工物１１がカセット８から搬出される。このとき駆動部８４は、記憶部８６に記憶された被加工物１１の有無及び状態を参照し、正常状態の被加工物１１が格納されている収容棚１２を特定する。
そして、駆動部８４は、カセット載置台６及び第１搬送部３２を制御し、正常状態の被加工物１１が収容されている収容棚１２から被加工物１１を第１搬送部３２に搬出させる。これにより、判定部８２によって正常状態と判定された被加工物１１のみがカセット８から搬出される。
以上の通り、本実施形態に係る加工装置２では、被加工物検出部１４によって最初に検出された一の被加工物１１が収容棚１２から搬送され、その被加工物１１の搬送又は加工が行われている間に、他の収容棚１２が被加工物検出部１４によって検査される。これにより、被加工物１１の搬出の待ち時間が短縮され、加工効率の低下が抑制される。
なお、本実施形態では、カセット８の最上段の収容棚１２から順に検査する例について説明したが（図３〜図５参照）、収容棚１２の検査の順番に制限はない。例えば、最下段の収容棚１２から最上段の収容棚１２に向かって順に検査を行ってもよい。
また、本実施形態では、加工装置２が被加工物１１を切削する加工ユニット４４ａ，４４ｂ（切削ユニット）を備える切削装置である場合について説明したが、加工装置２の種類に制限はない。例えば加工装置２は、複数の研削砥石が固定された研削ホイールで被加工物１１を研削する加工ユニット（研削ユニット）を備える研削装置、研磨パッドで被加工物１１を研磨する加工ユニット（研磨ユニット）を備える研磨装置、レーザービームの照射によって被加工物１１を加工する加工ユニット（レーザー照射ユニット）を備えるレーザー加工装置等であってもよい。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
１１ 被加工物
１３ ウェーハ
１５ テープ（ダイシングテープ）
１７ フレーム
２ 加工装置
４ 基台
４ａ 開口
４ｂ 開口
６ カセット載置台（カセットエレベーター）
８ カセット
８ａ 収容部
８ｂ 側面
８ｃ，８ｄ 側壁
１０ ガイドレール
１０ａ 保持面
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 収容棚（収容空間）
１４ 被加工物検出部（センサー）
１６ 移動機構
１６ａ 移動テーブル
１８ 防塵防滴カバー
２０ チャックテーブル（保持テーブル）
２０ａ 保持面
２２ クランプ
２４ ガイドレール
２６ 第１支持構造
２８ レール
３０ 移動機構
３２ 第１搬送部（第１搬送機構）
３２ａ 把持部（把持機構）
３４ レール
３６ 移動機構
３８ 第２搬送部（第１搬送機構）
４０ 第２支持構造
４２ａ，４２ｂ 移動機構
４４ａ，４４ｂ 加工ユニット
４６ 切削ブレード
４８ 撮像ユニット（カメラ）
５０ 洗浄ユニット
５２ スピンナテーブル
５４ ノズル
５６ カバー
５８ 表示部（表示ユニット）
６０ 報知部（報知ユニット）
６２ 制御部（制御ユニット）
６４ 搬送ユニット
７０ 期間
８０ 処理部
８２ 判定部
８４ 駆動部
８６ 記憶部

Claims (2)

  1. 被加工物をそれぞれ１枚ずつ収容する複数の収容棚を備えるカセットが載置されるカセット載置台と、
    該被加工物を保持するチャックテーブルと、
    該被加工物を搬送する搬送ユニットと、
    該チャックテーブルによって保持された該被加工物を加工する加工ユニットと、
    制御部と、を備える加工装置であって、
    該搬送ユニットは、
    該カセット載置台に載置された該カセットが備える複数の該収容棚を１段ずつ検査し、複数の該収容棚に収容されている該被加工物を検出する被加工物検出部と、
    該カセット載置台に載置された該カセットから該被加工物を搬出する搬送部と、を備え、
    該制御部は、該カセットに収容された該被加工物のうち該被加工物検出部によって最初に検出された一の被加工物を、該収容棚から該チャックテーブルへ該搬送部に搬送させるとともに、該一の被加工物が該搬送ユニットによって搬送されている間、又は、該一の被加工物が該加工ユニットによって加工されている間に、複数の該収容棚のうち、該一の被加工物が収容されていた収容棚以外の収容棚を該被加工物検出部に検査させ、複数の該収容棚ごとに該被加工物の有無を記録することを特徴とする加工装置。
  2. 報知部を更に備え、
    該制御部は、該収容棚に収容された該被加工物が正常状態であるか異常状態であるかを判定する判定部を備えるとともに、該判定部によって正常状態と判定された該被加工物のみを該搬送部に該カセットから搬出させ、
    複数の該収容棚に収容された該被加工物のいずれかが該判定部によって異常状態と判定されると、該制御部は異常状態の該被加工物が存在することを該報知部に報知させることを特徴とする請求項１記載の加工装置。
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