JP2022144940A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハを用いて製造されるチップの製造コストを増加させず、かつ、オペレータの手間を増やさずに、カセットからのウェーハの搬出を適切に行うことが可能な搬送装置を提供する。【解決手段】非接触型センサを用いてカセットのウェーハを収容する収容面及びカセットの一対の側壁を検出することによって、カセットからウェーハを搬出する際のロボットハンドの位置を決定する。すなわち、カセットテーブルの載置面内でカセットが置かれる領域に応じて、カセットからウェーハを搬出する際のロボットハンドの位置を変更する。そのため、カセットをカセットテーブルの載置面の所望の領域に置くための構成要素が不要になる。その結果、ウェーハを用いて製造されるチップの製造コストを増加させず、かつ、オペレータの手間を増やさずに、カセットからのウェーハの搬出を適切に行うことができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハを搬送する搬送装置に関する。

ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等のデバイスのチップは、携帯電話及びパーソナルコンピュータ等の各種電子機器において不可欠の構成要素である。このようなチップは、例えば、表面に多数のデバイスが形成されたウェーハを個々のデバイスを含む領域毎に分割することで製造される。

デバイスが形成されたウェーハは、チップの小型化及び軽量化等を目的として、その分割前に薄化されることが多い。ウェーハを薄化する方法としては、例えば、ウェーハの表面（下面）側を保持面で吸引保持するチャックテーブルと、チャックテーブルの上方に設けられ、かつ、環状に離散して配置された複数の研削砥石を備える研削ホイールとを有する研削装置による研削が挙げられる。

このようにウェーハを研削するためには、その前提としてウェーハを研削装置に搬入することが必要となる。例えば、一般的なチップの製造工程では、１ロット分（２５枚程度）のウェーハがカセットに収容され、このカセットが研削装置に設けられたカセットテーブルの載置面に搬入される。また、研削装置は、一般的に、ウェーハをロボットハンドで保持してカセットから搬出する搬送ロボット（搬出手段）を有する（例えば、特許文献１参照）。

搬送ロボットによって搬送されるウェーハのサイズ及び形状は、多岐にわたる。そのため、カセットの種類（形状及びサイズ）は、ウェーハのサイズ及び形状に応じて変更される。また、搬送ロボットのロボットハンドをカセットの所望の位置に挿入するためには、例えば、カセットテーブルの載置面の所望の領域にカセットが載置される必要がある。ただし、この領域は、カセットの種類に応じて変わる。

この点に鑑み、カセットは、専用のカセットアダプタを介してカセットテーブルに載置されることがある（例えば、特許文献２参照）。また、異なる種類のカセットをカセットテーブルに載置する際に共用されるカセットアダプタ（カセットステージ）も提案されている（例えば、特許文献３参照）。具体的には、このカセットステージの上面には、側面がカセットの外面に接触するピンを挿脱可能な複数の位置決め孔が設けられている。そして、カセットの種類に応じてピンが挿入される位置決め孔を変更することで、カセットを所望の領域に配置することができる。

特開２００１－２８４３０３号公報 特開２００３－２９７９０２号公報 特開２０１５－１１５５４５号公報

上述したように、カセットの種類に応じて専用のカセットアダプタを介してカセットをカセットテーブルに載置する場合には、ウェーハを用いて製造されるチップの製造コストが高くなる。また、上述したカセットステージを介してカセットをカセットテーブルに載置する場合には、カセットの種類に応じてピンが挿入される位置決め孔を変更する必要があるため、オペレータの手間が増える。

これらの点に鑑み、本発明の目的は、ウェーハを用いて製造されるチップの製造コストを増加させず、かつ、オペレータの手間を増やさずに、カセットからのウェーハの搬出を適切に行うことが可能な搬送装置を提供することである。

本発明の一側面によれば、高さ方向に離隔した複数の収容面のそれぞれにおいてウェーハを収容可能なカセットが載置される載置面を有するカセットテーブルと、該ウェーハが収容されている該複数の収容面のいずれかから該ウェーハを搬出する搬送ロボットと、該搬送ロボットの動作を制御する制御ユニットと、を含み、該カセットは、互いに対向する内側面に複数のウェーハ支持溝が設けられた一対の側壁を有し、該搬送ロボットは、該高さ方向に移動可能な搬送アームと、該高さ方向に直交する方向である水平方向に移動可能なように該搬送アームの先端に配設され、かつ、該ウェーハを保持可能な保持面を有するロボットハンドと、該搬送アームとともに該高さ方向及び該水平方向に移動可能な非接触型センサと、を有し、該制御ユニットは、該非接触型センサを用いて、該ウェーハが収容されている該複数の収容面のいずれかの該高さ方向における位置を検出した後に、この位置を参照して、該ウェーハを該カセットから搬出する際に該カセットに挿入される該ロボットハンドの該高さ方向における位置を決定し、かつ、該非接触型センサを用いて、該カセットの該一対の側壁のそれぞれの該水平方向における位置を検出した後に、これらの位置を参照して、該ウェーハを該カセットから搬出する際に該カセットに挿入される該ロボットハンドの該水平方向における位置を決定する、搬送装置が提供される。

本発明においては、該制御ユニットは、該非接触型センサを用いて、該複数の収容面のうち該高さ方向において隣接する２つ以上の収容面の該高さ方向における位置を検出した後に、これらの位置を参照して、該複数の収容面の該高さ方向における設置間隔を算出し、かつ、該ウェーハが収容されている該複数の収容面のいずれかの該高さ方向における位置に加えて、該設置間隔を参照して、該ウェーハを該カセットから搬出する際の該ロボットハンドの該高さ方向における位置を決定することが好ましい。

本発明においては、非接触型センサを用いてカセットのウェーハを収容する収容面及びカセットの一対の側壁を検出することによって、カセットからウェーハを搬出する際のロボットハンドの位置が決定される。すなわち、本発明においては、カセットテーブルの載置面内でカセットが置かれる領域に応じて、カセットからウェーハを搬出する際のロボットハンドの位置が変更される。

そのため、本発明においては、カセットをカセットテーブルの載置面の所望の領域に置くための構成要素（例えば、上記のカセットアダプタ及び上記のカセットテーブル）が不要になる。その結果、本発明においては、ウェーハを用いて製造されるチップの製造コストを増加させず、かつ、オペレータの手間を増やさずに、カセットからのウェーハの搬出を適切に行うことができる。

図１は、ウェーハを搬送する搬送装置を含む研削装置の一例を模式的に示す斜視図である。 図２は、搬送ロボットの一例を模式的に示す斜視図である。 図３は、ウェーハの一例を模式的に示す斜視図である。 図４は、カセットの一例を模式的に示す斜視図である 図５は、ターンテーブル及びその周辺の構造を模式的に示す平面図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、カセットの一対の側壁のそれぞれの水平方向における位置を検出する際の搬送ロボットの動作の一例を模式的に示す斜視図である。 図７（Ａ）は、カセットの一対の側壁のそれぞれの水平方向における位置を検出する際の搬送ロボットの動作の一例を模式的に示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、ウェーハを収容可能な収容面の高さ方向における位置等を検出する際の搬送ロボットの動作の一例を模式的に示す斜視図である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、ウェーハを収容可能な収容面の高さ方向における位置等を検出する際の搬送ロボットの動作の一例を模式的に示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、ウェーハを搬送する搬送装置を含む研削装置の一例を模式的に示す斜視図である。なお、図１においては、研削装置の構成要素の一部が機能ブロックで示されている。また、図１に示されるＸ軸方向（前後方向）及びＹ軸方向（左右方向）は、水平面上において互いに垂直な方向であり、また、Ｚ軸方向（上下方向、高さ方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に垂直な方向（鉛直方向）である。

図１に示される研削装置２は、各種の構成要素を支持する基台４を備える。基台４の上面の前端側には開口４ａが形成されており、開口４ａ内には搬送ロボット６が設けられている。図２は、搬送ロボット６を模式的に示す斜視図である。搬送ロボット６は、開口４ａの底面に固定され、Ｚ軸方向に沿って延在する円柱状の第１駆動部８を有する。

第１駆動部８の内部には、Ｚ軸方向に沿って移動可能なピストンロッドを有し、Ｚ軸方向に沿った回転軸の周りに回転可能なエアシリンダ等のアクチュエータ（不図示）が設けられている。また、第１駆動部８の上面側には、このピストンロッドが通る開口が設けられている。このピストンロッドの上端部には、搬送アーム１０が連結されている。

搬送アーム１０は、複数の関節を持つロボットアームである。具体的には、搬送アーム１０は、Ｚ軸方向に垂直な方向に延在する板状の第１腕部１０ａを有する。第１腕部１０ａの一端部の下側は、ピストンロッドとともに移動及び回転するようにピストンロッドの上端部に連結され、また、その他端部の上側には円柱状の第１関節部（不図示）の下側が連結されている。

この第１関節部の上側には、Ｚ軸方向に垂直な方向に延在する板状の第２腕部１０ｂが連結されている。第２腕部１０ｂの一端部の下側は、Ｚ軸方向に沿った回転軸の周りに回転可能な態様で第１関節部を介して第１腕部１０ａの他端部の上側に連結され、また、その他端部の上側には円柱状の第２関節部１０ｃの下側が連結されている。

第２関節部１０ｃの上側には、Ｚ軸方向に垂直な方向に延在する直方体状の第２駆動部１０ｄが連結されている。第２駆動部１０ｄの一端部の下側は、Ｚ軸方向に沿った回転軸の周りに回転可能な態様で第２関節部１０ｃを介して第２腕部１０ｂの他端部の上側に連結されている。

また、第２駆動部１０ｄの上面の一端側には、第２駆動部１０ｄからみて、第２駆動部１０ｄの他端から一端に向かう方向に存在する構造物を検出する非接触型センサ１２が設けられている。非接触型センサ１２は、例えば、この方向に向けて光（例えば、レーザービーム）を投光する投光部と、構造物によって反射された光を受光する受光部とを有する光センサである。

また、第２駆動部１０ｄの内部には、Ｚ軸方向に垂直な方向に沿って回転可能なスピンドル１０ｅを回転させるモータ（不図示）が設けられている。このスピンドル１０ｅは、第２駆動部１０ｄの他端側の側面に設けられた開口を通り、その先端部が外部に露出している。また、スピンドル１０ｅの先端部には、板状の連結部１０ｆを介して、ロボットハンド１４の直方体状の基端部が連結されている。

さらに、ロボットハンド１４は、その基端部と一体化されている楕円板状の部分を有する。具体的には、この部分は、楕円の長軸がスピンドル１０ｅと平行になるような形状を有し、また、この部分には、その中心から先端に向けて線状の切り欠きが設けられている。また、ロボットハンド１４の楕円板状の部分の一面には、例えば、複数の吸引穴（不図示）が設けられている。

この吸引穴は、ロボットハンド１４の内部に設けられた流路及び気体の流れを制御するバルブ等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。そして、このバルブを開いた状態で吸引源を動作させることで、ロボットハンド１４の楕円板状の部分の一面には負圧が生じる。

そのため、この一面は、ウェーハを吸引保持する保持面として機能する。また、搬送ロボット６においては、ウェーハがロボットハンド１４の保持面で吸引保持された状態でスピンドル１０ｅを回転させることで、ウェーハの上下を反転させることもできる。すなわち、ウェーハは、ロボットハンド１４の上側及び下側のいずれでも保持され得る。

図３は、搬送ロボット６によって搬送されるウェーハの一例を模式的に示す斜視図である。図３に示されるウェーハ１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の半導体材料からなる。また、ウェーハ１１の表面１１ａ側は、互いに交差する複数の分割予定ライン１３で複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ又はＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

なお、ウェーハ１１の材質、形状、構造及び大きさ等に制限はない。例えば、ウェーハ１１は、他の半導体材料、セラミックス、樹脂及び金属等の材料でなる基板であってもよい。同様に、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ及び配置等にも制限はない。

また、ウェーハ１１の表面１１ａには、ウェーハ１１の径と概ね等しい径を有するフィルム状のテープが貼着されていてもよい。このテープは、例えば、樹脂からなり、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削する際に表面１１ａ側に加わる衝撃を緩和してデバイス１５を保護する。

図４は、ウェーハ１１を収容するカセットの一例を模式的に示す斜視図である。図４に示されるカセット１６は、平板状の天板１６ａを有する。この天板１６ａは、矩形状の平板の４つの角のうち隣接する一対の角が面取りされ、かつ、残りの一対の角が面取りされることなく残存したような形状を有する。そして、天板１６ａの面取りされた一対の部分の間に位置する端部（後端部）の下側には、天板１６ａに垂直な方向（高さ方向）に延在する側壁（不図示）の上端部が固定されている。

また、天板１６ａの面取りされた部分と面取りされていない角との間に位置する２つの端部（左端部及び右端部）のそれぞれの下側には、高さ方向に延在する側壁１６ｂ，１６ｃの上端部が固定されている。他方、天板１６ａの面取りされていない一対の角の間に位置する端部（前端部）の下側には、高さ方向に延在する側壁が固定されていない。すなわち、天板１６ａの前端部の下側は、開放されている。

側壁１６ｂ，１６ｃの内側面には、高さ方向に所定の間隔で、高さ方向に垂直な方向に沿うウェーハ支持溝１６ｄが設けられている。具体的には、側壁１６ｂの内側面に設けられた複数のウェーハ支持溝１６ｄのそれぞれは、側壁１６ｃの内側面に設けられた複数のウェーハ支持溝１６ｄのいずれかに対向するように設けられている。

また、天板１６ａ及び側壁１６ｂ，１６ｃに垂直な平面におけるウェーハ支持溝１６ｄの断面形状は、概ね長方形状である。換言すると、ウェーハ支持溝１６ｄは、高さ方向に概ね垂直な一対の内側面と、高さ方向に概ね平行な底面とを有する。

そして、カセット１６においては、ウェーハ支持溝１６ｄの内側面のうち天板１６ａから遠い方にウェーハ１１が置かれた状態でウェーハ１１を収容する。すなわち、互いに対向する一対のウェーハ支持溝１６ｄの内側面のうち天板１６ａから遠い方の面を含む平面がウェーハ１１を収容する収容面となる。

また、側壁１６ｂの下部と側壁１６ｃの下部とは、細長い板状の接続部材１６ｅを介して連結されている。そして、カセット１６は、例えば、複数のウェーハ１１を収容した状態で図１に示される研削装置２に搬入される。具体的には、カセット１６は、側壁が設けられることなく開放された面が開口４ａ側に配置されるようにカセットテーブル１８ａ，１８ｂの概ね平坦な載置面に載置される。

なお、側壁１６ｂの内側面及び側壁１６ｃの内側面に設けられるウェーハ支持溝１６ｄの数等に制限はない。例えば、カセット１６には、１ロット分（２５枚程度）のウェーハ１１に対応する数のウェーハ支持溝１６ｄが設けられていてもよい。以下では、再び図１を参照して、研削装置２の残りの構成要素について説明する。

搬送ロボット６の斜め後方には、ウェーハ１１の位置を調整するための位置調整機構２０が設けられている。位置調整機構２０は、例えば、ウェーハ１１を支持可能な上面（支持面）を有する円盤状のテーブル（支持テーブル）２０ａと、テーブル２０ａの周囲に配置された複数のピン２０ｂとを備える。

カセット１６から搬送ロボット６によって搬出されたウェーハ１１がテーブル２０ａの支持面に搬入されると、複数のピン２０ｂは、ウェーハ１１の外周と接するようにテーブル２０ａの径方向に沿って移動する。これにより、ウェーハ１１の中心が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において所定の位置に合わせられる。なお、搬送ロボット６によるカセット１６からのウェーハ１１の搬出の詳細については後述する。

位置調整機構２０の斜め後方（搬送ロボット６の後方）には、ウェーハ１１を保持して後方に搬送する搬送機構２２が設けられている。搬送機構２２は、ウェーハ１１を吸引して保持する保持パッドと、この保持パッドに接続されたアームとを備える。そして、搬送機構２２は、アームによって保持パッドを旋回させることで、位置調整機構２０で位置が調整されたウェーハ１１を後方に搬送する。

搬送機構２２の後方には、円盤状のターンテーブル２４が設けられている。ターンテーブル２４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に接続されており、Ｚ軸方向に対して概ね平行な回転軸の周りに回転する。ターンテーブル２４の上面には、ウェーハ１１を保持できる３個のチャックテーブル２６が設けられている。

３個のチャックテーブル２６は、ターンテーブル２４の周方向に沿って概ね等間隔に設けられている。なお、ターンテーブル２４上に設けられるチャックテーブル２６の数等に制限はない。図５は、ターンテーブル２４及びその周辺の構造を模式的に示す平面図である。

なお、図５では、説明の便宜上、一部の構成要素が破線で示されている。搬送機構２２は、保持パッドで保持したウェーハ１１を、搬送機構２２に隣接する搬入搬出領域Ａ（図５参照）に配置されたチャックテーブル２６へと搬入する。ターンテーブル２４は、例えば、図１及び図５において矢印で示される方向に回転し、各チャックテーブル２６を、搬入搬出領域Ａ、粗研削領域Ｂ、仕上げ研削領域Ｃの順に移動させる。

各チャックテーブル２６は、モータ等の回転駆動源（不図示）に接続されており、Ｚ軸方向に対して概ね平行な回転軸の周りに回転する。各チャックテーブル２６は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料からなる円盤状の枠体を有する。この枠体の上面側には円形状の開口を上端に持つ凹部が形成されており、この凹部にはセラミックス等からなる円盤状のポーラス板が固定されている。

チャックテーブル２６の上面は、中心が外縁よりも僅かに突出した円錐の側面に相当する形状に構成されており、ウェーハ１１を保持する保持面２６ａとして機能する。すなわち、チャックテーブル２６は、ウェーハ１１を保持する保持面２６ａを上部に備える。

保持面２６ａは、チャックテーブル２６の内部に形成された吸引路（不図示）等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。チャックテーブル２６に搬入されたウェーハ１１は、保持面２６ａに作用する吸引源の負圧によって吸引される。

図１に示されるように、粗研削領域Ｂ及び仕上げ研削領域Ｃの後方（ターンテーブル２４の後方）には、それぞれ、柱状の支持構造２８が設けられている。支持構造２８の前面側には、Ｚ軸移動機構３０が設けられている。Ｚ軸移動機構３０は、支持構造２８の前面に固定され、かつ、Ｚ軸方向に沿って延在する一対のガイドレール３２を備える。

一対のガイドレール３２の前面側には、一対のガイドレール３２に沿ってスライド可能な態様で移動プレート３４が連結されている。また、一対のガイドレール３２の間には、Ｚ軸方向に沿って延在するねじ軸３６が配置されている。ねじ軸３６の一端部には、ねじ軸３６を回転させるためのモータ３８が連結されている。

ねじ軸３６の螺旋状の溝が形成された表面には、回転するねじ軸３６の表面を転がるボールを収容するナット部（不図示）が設けられ、ボールねじが構成されている。すなわち、ねじ軸３６が回転すると、ボールがナット部内を循環して、ナット部がＺ軸方向に沿って移動する。また、このナット部は、移動プレート３４の後面（裏面）側に固定されている。

そのため、ねじ軸３６の一端部に連結されているモータ３８でねじ軸３６を回転させれば、ナット部とともに移動プレート３４がＺ軸方向に沿って移動する。また、移動プレート３４の前面（表面）側には、固定具４０が設けられている。固定具４０には、ウェーハ１１を研削するための研削ユニット４２が支持されている。研削ユニット４２は、固定具４０に固定されるスピンドルハウジング４４を備える。

スピンドルハウジング４４には、Ｚ軸方向に沿った回転軸の周りに回転するスピンドル４６が回転できる態様で収容されている。スピンドル４６の下端部は、スピンドルハウジング４４の下端面から露出している。露出したスピンドル４６の下端部には、円盤状のマウント４８が固定されている。

粗研削領域Ｂ側の研削ユニット４２のマウント４８の下面には、粗研削用の第１研削ホイール５０ａが装着されている。粗研削用の第１研削ホイール５０ａは、ステンレス鋼又はアルミニウム等の金属でマウント４８と概ね同径に形成された第１ホイール基台を備える。

第１ホイール基台の下面には、粗研削に適したダイヤモンド等の砥粒がビトリファイド又はレジノイド等のボンドで固定されてなる複数の第１研削砥石が環状に配置されている。また、粗研削領域Ｂ側の研削ユニット４２のスピンドルハウジング４４には、スピンドル４６の上端側に接続されるモータ等の第１回転駆動源（不図示）が収容されている。

第１回転駆動源の動力によって、スピンドル４６とともに第１研削ホイール５０ａが回転する。第１研削ホイール５０ａの傍には、ウェーハ１１と第１研削砥石とが接触する部分（加工点）に純水等の液体（研削液）を供給できる液体供給用ノズル（不図示）が設けられている。ただし、この液体供給用ノズルの代わりに、又は、液体供給用ノズルとともに、液体の供給に使用される液体供給口が第１研削ホイール５０ａに設けられていてもよい。

同様に、仕上げ研削領域Ｃ側の研削ユニット４２のマウント４８の下面には、仕上げ研削用の第２研削ホイール５０ｂが装着されている。仕上げ研削用の第２研削ホイール５０ｂは、ステンレス鋼又はアルミニウム等の金属でマウント４８と概ね同径に形成された第２ホイール基台を備える。

第２ホイール基台の下面には、仕上げ研削に適したダイヤモンド等の砥粒がビトリファイド又はレジノイド等のボンドで固定されてなる複数の第２研削砥石が環状に配置されている。また、仕上げ研削領域Ｃ側の研削ユニット４２のスピンドルハウジング４４には、スピンドル４６の上端側に接続されるモータ等の第２回転駆動源（不図示）が収容されている。

第２回転駆動源の動力によって、スピンドル４６とともに第２研削ホイール５０ｂが回転する。第２研削ホイール５０ｂの傍には、ウェーハ１１と第２研削砥石とが接触する部分（加工点）に純水等の液体（研削液）を供給できる液体供給用ノズル（不図示）が設けられている。ただし、この液体供給用ノズルの代わりに、又は、液体供給用ノズルとともに、液体の供給に使用される液体供給口が第２研削ホイール５０ｂに設けられていてもよい。

各チャックテーブル２６に保持されたウェーハ１１は、上述した２組の研削ユニット４２によって順に研削される。具体的には、粗研削領域Ｂのチャックテーブル２６に保持されたウェーハ１１は、粗研削領域Ｂ側の研削ユニット４２で研削され、仕上げ研削領域Ｃのチャックテーブル２６に保持されたウェーハ１１は、仕上げ研削領域Ｃ側の研削ユニット４２で研削される。

搬入搬出領域Ａの前方、かつ、搬送機構２２の側方には、研削済みのウェーハ１１を保持して前方に搬送する搬送機構５２が設けられている。搬送機構５２は、ウェーハ１１を吸引して保持する保持パッドと、この保持パッドに接続されたアームとを備える。そして、搬送機構５２は、アームによって保持パッドを旋回させることで、研削済みのウェーハ１１をチャックテーブル２６から前方に搬送する。

搬送機構５２の前方には、搬送機構５２によって搬出されたウェーハ１１を洗浄する洗浄ユニット５４が設けられている。洗浄ユニット５４は、例えば、ウェーハ１１を支持可能な上面（支持面）を有し、この支持面においてウェーハ１１を保持した状態で回転するスピンナーテーブル（支持テーブル）５４ａと、スピンナーテーブル５４ａによって保持されたウェーハ１１に洗浄用の流体を噴射するノズル（不図示）とを備える。

洗浄ユニット５４で洗浄されたウェーハ１１は、搬送ロボット６によってスピンナーテーブル５４ａから搬出されてカセット１６に搬入される。研削装置２の各構成要素の動作は、研削装置２に内蔵される制御ユニット５６によって制御される。制御ユニット５６は、例えば、研削装置２の構成要素を制御する処理部５８と、処理部５８において用いられる各種の情報（データ及びプログラム等）を記憶する記憶部６０とを有する。

処理部５８の機能は、記憶部６０に記憶されたプログラムを読みだして実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって具現される。また、記憶部６０の機能は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の半導体メモリと、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶装置との少なくとも一つによって具現される。

さらに、研削装置２は、上記の構成要素以外の構成要素を備えてもよい。例えば、研削装置２は、オペレータからの指示を制御ユニット５６へ入力するタッチセンサと、オペレータに向けて各種の情報を出力するディスプレイとによって構成されるタッチパネルを備えてもよい。

なお、図１に示される研削装置２は、搬送ロボット６を中心とした搬送装置を有すると表現することもできる。具体的には、この搬送装置は、ウェーハ１１を搬出する搬送ロボット６と、ウェーハ１１を収容するカセット１６が載置される載置面を有するカセットテーブル１８ａ，１８ｂと、搬送ロボット６を制御する制御ユニット５６とを含む。

以下では、ウェーハ１１をカセット１６から搬出する際の搬送ロボット６の動作の一例について、図６～図８を参照して説明する。なお、図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図７（Ａ）は、カセット１６の一対の側壁１６ｂ，１６ｃのそれぞれの水平方向における位置を検出する際の搬送ロボット６の動作の一例を模式的に示す斜視図である。また、図７（Ｂ）、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、ウェーハ１１を収容可能な収容面の高さ方向における位置等を検出する際の搬送ロボット６の動作の一例を模式的に示す斜視図である。

この動作においては、まず、カセットテーブル１８ａ，１８ｂの載置面の一端の直上の空間が、非接触型センサ１２からみて、非接触型センサ１２によって構造物を検出可能な方向（例えば、ロボットハンド１４から第２駆動部１０ｄに向かう方向）に位置付けられるように処理部５８が搬送アーム１０の状態を調整する。

具体的には、処理部５８が、第１駆動部８に設けられたアクチュエータを制御してピストンロッド６２を上昇又は下降させ、かつ、第１腕部１０ａ、第２腕部１０ｂ及び第２駆動部１０ｄを回転させる。次いで、処理部５８が非接触型センサ１２による構造物の検出（例えば、レーザービームの投光）を開始させる（図６（Ａ）参照）。

次いで、非接触型センサ１２によってカセット１６の一対の側壁１６ｂ，１６ｃの双方が検出されるまで、カセットテーブル１８ａ，１８ｂの載置面の一端から他端に向かう方向に沿って、処理部５８が非接触型センサ１２を水平方向に移動させる。具体的には、処理部５８が第１腕部１０ａ、第２腕部１０ｂ及び第２駆動部１０ｄを回転させる。

そして、非接触型センサ１２によってカセット１６の側壁１６ｃが検出されれば（図６（Ｂ）参照）、側壁１６ｃの水平方向における位置（例えば、その外側面の水平方向における位置）を処理部５８が記憶部６０に記憶させる。同様に、非接触型センサ１２によってカセット１６の側壁１６ｂが検出されれば（図７（Ａ）参照）、側壁１６ｂの水平方向における位置（例えば、その外側面の水平方向における位置）を処理部５８が記憶部６０に記憶させる。

さらに、処理部５８は、側壁１６ｂ及び側壁１６ｃの水平方向における位置に基づいて算出されるカセット１６の水平方向における幅（横幅）を記憶部６０に記憶させる。なお、カセット１６の横幅は、カセット１６に収容されるウェーハ１１の径よりも僅かに大きくなるように設計されるのが一般的である。

そのため、処理部５８は、記憶部６０に記憶されたカセット１６の横幅を参照して、研削装置２に搬入されたウェーハ１１の径が研削装置２において研削予定のウェーハの径に整合するかを確認することができる。例えば、仮に研削予定のウェーハの径が２００ｍｍであれば、記憶部６０に記憶されたカセット１６の横幅が２００ｍｍ超３００ｍｍ未満である場合に、処理部５８は、研削予定のウェーハを収容するカセット１６が研削装置２に搬入されたと判断する。

他方、記憶部６０に記憶されたカセット１６の横幅が２００ｍｍ以下又は３００ｍｍ以上である場合には、処理部５８は、研削予定のウェーハとは異なるウェーハを収容するカセット１６が研削装置２に搬入されたと判断する。そして、この場合には、処理部５８は、例えば、研削装置２に設けられたディスプレイ等を制御してエラーメッセージをオペレータに報知することができる。

次いで、搬送ロボット６の非接触型センサ１２によって構造物を検出可能な方向にカセットテーブル１８ａ，１８ｂが位置付けられるように処理部５８が搬送アーム１０の状態を調整する。具体的には、処理部５８が、第１駆動部８に設けられたアクチュエータを制御してピストンロッド６２を下降させ、かつ、第１腕部１０ａ、第２腕部１０ｂ及び第２駆動部１０ｄを回転させる。

この時、搬送アーム１０の状態は、平面視において、非接触型センサ１２からみて、非接触型センサ１２によって構造物を検出可能な方向にカセット１６の側壁１６ｂ，１６ｃの内側面が位置付けられるように調整される。すなわち、搬送アーム１０は、非接触型センサ１２を上昇させた際にウェーハ支持溝１６ｄ及びウェーハ支持溝１６ｄにおいて支持されているウェーハ１１を検出できるような状態に調整される。

次いで、処理部５８が非接触型センサ１２による構造物の検出（例えば、レーザービームの投光）を開始させる（図７（Ｂ）参照）。次いで、非接触型センサ１２によって複数のウェーハ支持溝１６ｄの全てが検出されるまで、処理部５８が非接触型センサ１２を上昇させる。具体的には、処理部５８が第１駆動部８に設けられたアクチュエータを制御してピストンロッド６２を上昇させる（図８（Ａ）参照）。

この時、非接触型センサ１２によってウェーハ支持溝１６ｄが検出されれば、検出されたウェーハ支持溝１６ｄが下から何段目に位置するかを示す情報（ウェーハ支持溝１６ｄの段数）と、ウェーハ１１を収容可能な収容面（ウェーハ支持溝１６ｄの内側面のうち天板１６ａから遠い方の面を含む平面）の高さ方向における位置と、この収容面におけるウェーハ１１の有無とを紐付けて、処理部５８が記憶部６０に記憶させる。

なお、ウェーハ支持溝１６ｄの段数とは、側壁１６ｂ，１６ｃに設けられた複数のウェーハ支持溝１６ｄのうち高さ方向において最も下に位置するウェーハ支持溝１６ｄから順にカウントアップした時の値である。また、ウェーハ１１は、便宜上、研削の前後においてカセット１６の同じ段数のウェーハ支持溝１６ｄに収容されることが一般的である。

そのため、記憶部６０に記憶されたウェーハ支持溝１６ｄの段数は、例えば、このウェーハ１１が研削された後に収容されるウェーハ支持溝１６ｄの段数（収容予定面）を特定するために利用される。換言すると、ウェーハ１１を収容するウェーハ支持溝１６ｄの段数が記憶部６０に記憶された時点で、このウェーハ１１が研削された後に収容されるウェーハ支持溝１６ｄの段数（収容予定面）が記憶部６０に記憶されることになる。

次いで、非接触型センサ１２によってカセット１６の天板１６ａが検出されれば、処理部５８がアクチュエータの動作を停止させる（図８（Ｂ）参照）。以上によって、カセット１６の一対の側壁１６ｂ，１６ｃのそれぞれの水平方向における位置を検出する作業とウェーハ１１を収容可能な収容面の高さ方向における位置等を検出する作業とが完了する。

次いで、記憶部６０に記憶されたウェーハ１１を収容する収容面の高さ方向における位置を参照して、カセット１６に挿入されるロボットハンド１４の高さ方向における位置を処理部５８が決定する。具体的には、処理部５８は、ロボットハンド１４の上を向いた保持面の位置が記憶部６０に記憶されたウェーハ１１が収容された収容面の位置よりも僅かに低くなるように、カセット１６に挿入されるロボットハンド１４の高さ方向における位置を決定する。

また、記憶部６０に記憶された一対の側壁１６ｂ，１６ｃのそれぞれの水平方向における位置を参照して、カセット１６に挿入されるロボットハンド１４の水平方向における位置を処理部５８が決定する。具体的には、処理部５８は、ロボットハンド１４の水平方向における中心の位置が一対の側壁１６ｂ，１６ｃのそれぞれの水平方向における位置の概ね中央になるように、カセット１６に挿入されるロボットハンド１４の水平方向における位置を決定する。

次いで、高さ方向及び水平方向について決定された位置でロボットハンド１４がカセット１６に挿入されるように、処理部５８が搬送アーム１０の位置を調整する。具体的には、処理部５８が、第１駆動部８に設けられたアクチュエータを制御してピストンロッド６２を上昇又は下降させ、かつ、第１腕部１０ａ、第２腕部１０ｂ及び第２駆動部１０ｄを回転させてロボットハンド１４をカセット１６に挿入する。

次いで、ロボットハンド１４の上を向いた保持面の高さ方向における位置が記憶部６０に記憶されたウェーハ１１を収容する収容面の高さ方向における位置よりも僅かに高くなるように、ロボットハンド１４の高さ方向における位置を処理部５８が調整する。具体的には、処理部５８が第１駆動部８に設けられたアクチュエータを制御してピストンロッド６２を上昇させる。

次いで、ウェーハ１１がロボットハンド１４に吸引保持されるように処理部５８がロボットハンド１４を制御する。次いで、ウェーハ１１がカセット１６から搬出されるように処理部５８が搬送アーム１０の状態を調整する。具体的には、処理部５８が第１腕部１０ａ、第２腕部１０ｂ及び第２駆動部１０ｄを回転させてウェーハ１１をカセット１６から搬出する。以上によって、カセット１６からのウェーハ１１の搬出が完了する。

上述した研削装置２に含まれる搬送装置においては、非接触型センサ１２を用いてカセット１６のウェーハ１１を収容する収容面及びカセット１６の一対の側壁１６ｂ，１６ｃを検出することによって、カセット１６からウェーハ１１を搬出する際のロボットハンド１４の位置が決定される。すなわち、この搬送装置においては、カセットテーブル１８ａ，１８ｂの載置面内でカセット１６が置かれる領域に応じて、カセット１６からウェーハ１１を搬出する際のロボットハンド１４の位置が変更される。

そのため、この搬送装置においては、カセット１６をカセットテーブル１８ａ，１８ｂの載置面の所望の領域に置くための構成要素が不要になる。その結果、この搬送装置においては、ウェーハ１１を用いて製造されるチップの製造コストを増加させず、かつ、オペレータの手間を増やさずに、カセット１６からのウェーハ１１の搬出を適切に行うことができる。

さらに、上述した搬送装置においては、カセット１６に含まれる複数の収容面の高さ方向における設置間隔を参照して、ウェーハ１１をカセット１６から搬出する際のロボットハンド１４の高さ方向における位置が決定されることが好ましい。なお、制御ユニット５６の処理部５８は、例えば、記憶部６０に記憶された複数の収容面のうち高さ方向において隣接する２つ以上の収容面の高さ方向における位置に基づいて収容面の設置間隔を算出することができる。

例えば、この設置間隔をｐとすると、カセット１６にロボットハンド１４を挿入する際には、ロボットハンド１４の上を向いた保持面の位置を記憶部６０に記憶されたウェーハ１１が収容された収容面の位置よりもｐ／２だけ低くすることが好ましい。また、ウェーハ１１を吸引保持したロボットハンド１４をカセット１６から出す際には、例えば、この保持面の位置を記憶部６０に記憶されたウェーハ１１が収容された収容面の位置よりもｐ／２だけ高くすることが好ましい。

すなわち、ロボットハンド１４の上を向いた保持面は、カセット１６内において、ウェーハ１１が収容された収容面の位置よりもｐ／２だけ低い位置からｐ／２だけ高い位置に移動することが好ましい。

また、上述した搬送装置においては、記憶部６０に記憶されたカセット１６の横幅を参照して、ウェーハ１１をカセット１６から搬出する際にロボットハンド１４をカセット１６に挿入する深さ（カセット１６の奥行き方向における位置）を決定することが好ましい。具体的には、カセット１６に収容されるウェーハ１１の形状は、円盤状又は正方形状の上面及び下面を有する薄い板状であることが一般的である。

そのため、カセット１６の奥行きは、カセット１６の横幅と概ね等しくなるように設計されることが多い。また、カセット１６に収容されるウェーハ１１の中心（重心）は、開放されたカセット１６の面からカセット１６の奥行きの概ね半分の距離に位置付けられることが多い。このような場合には、カセット１６の横幅を参照してロボットハンド１４をカセット１６に挿入する深さを決定することで、カセット１６からのウェーハ１１の搬出を適切に行うことが容易になる。

なお、上述した搬送装置は本発明の一態様であって、本発明の搬送装置は上述した搬送装置に限定されない。例えば、上述した搬送装置においては、非接触型センサ１２が搬送アーム１０の第２駆動部１０ｄの上面の一端側に設けられていたが、非接触型センサ１２の設置位置は限定されない。例えば、非接触型センサ１２は、板状の連結部１０ｆの上面に設けられていてもよい。

また、上述した搬送装置においては、第２駆動部１０ｄの他端から一端に向かう方向（ロボットハンド１４から第２駆動部１０ｄに向かう方向）に存在する構造物を検出する非接触型センサ１２が設けられているが、この方向は限定されない。例えば、非接触型センサ１２は、第２駆動部１０ｄの一端から他端に向かう方向（第２駆動部１０ｄからロボットハンド１４に向かう方向）に存在する構造物を検出するように構成されていてもよい。

また、上述した搬送装置は研削装置２に含まれていたが、本発明の搬送装置は、研削装置２以外の装置に含まれていてもよく、また、独立した装置であってもよい。例えば、本発明の搬送装置は、切削装置又はレーザー加工装置等の半導体製造装置に含まれていてもよい。

その他、上述した実施形態にかかる構造及び方法等は、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。

２ ：研削装置
４ ：基台（４ａ：開口）
６ ：搬送ロボット
８ ：第１駆動部
１０ ：搬送アーム（１０ａ：第１腕部、１０ｂ：第２腕部）
（１０ｃ：第２関節部、１０ｄ：第２駆動部）
（１０ｅ：スピンドル、１０ｆ：連結部）
１２ ：非接触型センサ
１４ ：ロボットハンド
１１ ：ウェーハ（１１ａ：表面、１１ｂ：裏面）
１３ ：分割予定ライン
１５ ：デバイス
１６ ：カセット（１６ａ：天板、１６ｂ，１６ｃ：側壁）
（１６ｄ：ウェーハ支持溝、１６ｅ：接続部材）
１８ａ，１８ｂ：カセットテーブル
２０ ：位置調整機構（２０ａ：テーブル（支持テーブル）、２０ｂ：ピン）
２２ ：搬送機構
２４ ：ターンテーブル
２６ ：チャックテーブル（２６ａ：保持面）
２８ ：支持構造
３０ ：Ｚ軸移動機構
３２ ：ガイドレール
３４ ：移動プレート
３６ ：ねじ軸
３８ ：モータ
４０ ：固定具
４２ ：研削ユニット
４４ ：スピンドルハウジング
４６ ：スピンドル
４８ ：マウント
５０ａ ：第１研削ホイール
５０ｂ ：第２研削ホイール
５２ ：搬送機構
５４ ：洗浄ユニット（５４ａ：スピンナーテーブル）
５６ ：制御ユニット
５８ ：処理部
６０ ：記憶部

Claims (2)

1. 高さ方向に離隔した複数の収容面のそれぞれにおいてウェーハを収容可能なカセットが載置される載置面を有するカセットテーブルと、
   該ウェーハが収容されている該複数の収容面のいずれかから該ウェーハを搬出する搬送ロボットと、
   該搬送ロボットの動作を制御する制御ユニットと、を含み、
   該カセットは、互いに対向する内側面に複数のウェーハ支持溝が設けられた一対の側壁を有し、
   該搬送ロボットは、
   該高さ方向に移動可能な搬送アームと、
   該高さ方向に直交する方向である水平方向に移動可能なように該搬送アームの先端に配設され、かつ、該ウェーハを保持可能な保持面を有するロボットハンドと、
   該搬送アームとともに該高さ方向及び該水平方向に移動可能な非接触型センサと、を有し、
   該制御ユニットは、
   該非接触型センサを用いて、該ウェーハが収容されている該複数の収容面のいずれかの該高さ方向における位置を検出した後に、この位置を参照して、該ウェーハを該カセットから搬出する際に該カセットに挿入される該ロボットハンドの該高さ方向における位置を決定し、かつ、
   該非接触型センサを用いて、該カセットの該一対の側壁のそれぞれの該水平方向における位置を検出した後に、これらの位置を参照して、該ウェーハを該カセットから搬出する際に該カセットに挿入される該ロボットハンドの該水平方向における位置を決定する、搬送装置。
2. 該制御ユニットは、
   該非接触型センサを用いて、該複数の収容面のうち該高さ方向において隣接する２つ以上の収容面の該高さ方向における位置を検出した後に、これらの位置を参照して、該複数の収容面の該高さ方向における設置間隔を算出し、かつ、
   該ウェーハが収容されている該複数の収容面のいずれかの該高さ方向における位置に加えて、該設置間隔を参照して、該ウェーハを該カセットから搬出する際の該ロボットハンドの該高さ方向における位置を決定する、請求項１に記載の搬送装置。

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