JP5422345B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、保護テープに被加工物及びフレームが貼着されることにより保護テープを介してフレームと一体になった被加工物の加工を行う加工装置に関する。

加工装置、例えばダイシング装置において半導体被加工物をダイシングする際は、ダイシングしようとする半導体被加工物は、保護テープを介してフレームに保持され、カセットに収納される。半導体被加工物を保持してカセットに収納されたフレームは、搬出入手段によって仮置き手段上に搬出され、その後、加工領域のチャックテーブル上へ搬送される（例えば特許文献１参照）。

仮置き手段は、フレームの底面を摺動可能に支持する第一の底面支持部とフレームの側部を支持する第一の側部支持部とからなる第一のＬ字レールと、フレームの底面を摺動可能に支持する第二の底面支持部とフレームの側部を支持する第二の側部支持部とからなり第一のＬ字レールに対向して配設される第二のＬ字レールとを備え、第一のＬ字レール及び第二のＬ字レールが、互いが近づく方向または離れる方向に移動可能に構成される。かかる仮置き手段へカセットからフレームを搬出する際には、搬出入手段によりカセット内に収納されているフレームを把持し、仮置き手段の第一のＬ字レール上及び第二のＬ字レール上を摺動させてフレームが搬出される（例えば特許文献２参照）。

特開Ｈ１１−２０４４６１号公報 特開２００６−０１９３５４号公報

しかし、フレームをカセットから仮置き手段まで摺動させる間にフレームの片側が誤っていずれかのＬ字レールの側部支持部の上に乗り上げてしまう等の不具合が生じている。フレームの片側がＬ字レールの側部支持部の上に乗り上げた場合には、後に吸着パッドにてフレームを吸引保持して搬送しようとする際に吸引エラーを起こすという問題がある。また、被加工物の加工が終わりカセットに搬入しようとするときに、フレームの片側がＬ字レールの側部支持部の上に乗り上げた場合には、フレームがカセット入口で引っかかり搬入できない。

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構造で、被加工物と一体となったフレームをカセットと仮置き手段との間で確実に搬出入可能な加工装置を提供することである。

保護テープに被加工物及びフレームが貼着されることにより保護テープを介してフレームと一体になった被加工物を複数収納するカセットと、カセットから搬出されたフレームまたはカセットに搬入されるフレームが一時的に所定位置に仮置きされる仮置き手段と、フレームをカセットから仮置き手段の所定位置に搬出すると共に仮置き手段からカセット内に搬入する搬出入手段とを少なくとも備えた加工装置に関するもので、仮置き手段は、フレームの底面を摺動可能に支持する第一の底面支持部とフレームの片側部を支持する第一の側部支持部とからなる第一のＬ字レールと、フレームの底面を摺動可能に支持する第二の底面支持部とフレームの他側部を支持する第二の側部支持部とからなり第一のＬ字レールに対向して配設される第二のＬ字レールとを備え、第一のＬ字レール及び第二のＬ字レールは、互いが近づく方向または離れる方向に移動可能に構成され、第一の側部支持部には、発光部及び受光部が並列して配設され発光部から発光された光が所定位置に載置されたフレームの片側部において反射し受光部が反射光を受光するとフレームの片側部が認識される第一の光電センサが、所定位置に載置されたフレームの片側部に発光部及び受光部を向けて配設され、第二の側部支持部には、発光部及び受光部が並列して配設され発光部から発光された光が所定位置に載置されたフレームの他側部において反射し受光部が反射光を受光するとフレームの他側部が認識される第二の光電センサが、所定位置に載置されたフレームの他側部に発光部及び受光部を向けて配設され、第一の光電センサ及び第二の光電センサの双方によってフレームの片側部及び他側部が認識された場合に、フレームが仮置き手段の所定位置に載置されたと認識する検出手段を具備する。

本発明に係る加工装置においては、対向した２つのＬ字レールで構成された仮受け手段のそれぞれの側部支持部に第一の光電センサ及び第二の光電センサを配設して対向させ、双方の光電センサによってフレームが検出されるとフレームが適正に載置されたと認識することにより、簡単な構成で、フレームのカセットから仮置き手段への搬出及び仮置き手段からカセットへの搬入を確実に行うことができる。

加工装置の例を示す斜視図である。 ウェーハが保護テープを介してフレームと一体となって形成されたウェーハユニットの例を示す斜視図である。 搬出入手段の例を示す斜視図である。 仮置き手段の例を示す斜視図である。 フレームが仮置き手段に適正に載置された状態を略示的に示す断面図である。 フレームが仮置き手段に適正に載置されていない状態を略示的に示す断面図である。

図１に示す加工装置１は本発明が適用される加工装置の一種であり、半導体ウェーハ等の被加工物に対して切削等の加工を行う機能を有する。ワークの種類及び加工の種類は特に限定されない。

図２に示すように、加工しようとするウェーハＷは、保護テープＴの中央部に貼着される。また、保護テープＴの外周部には環状のフレームＦが貼着される。フレームＦの外周は、円形の一部を直線状に切り取った形状に形成されており、直線状に形成された片側部Ｆ１及び他側部Ｆ２を有している。このようにしてウェーハＷが保護テープＴを介してフレームＦと一体となった状態となる。ウェーハＷが保護テープＴを介してフレームＦと一体となったものを、ウェーハユニットＵと呼ぶことにする。

ウェーハユニットＵは、フレームＦの片側部Ｆ１及び他側部Ｆ２が支持された状態で、図１に示したカセット１００の内部に複数収納される。カセット１００は、装置前部側のカセット載置領域１０に備えたカセット昇降テーブル１０ａに載置されている。カセット昇降テーブル１０ａは、矢印Ａで示した垂直方向（Ｚ軸方向）に昇降動可能となっている。

カセット載置領域１０の近傍には、カセット１００から搬出されるウェーハユニットＵを構成するフレームＦまたはカセット１００に搬入されるウェーハユニットＵを構成するフレームＦが一時的に所定位置に載置される仮置き手段１１が配設されている。そして、仮置き手段１１の近傍には、矢印Ｂで示した水平方向（Ｙ軸方向）に移動可能であり、カセット１００から仮置き手段１１の所定位置へウェーハユニットＵを搬出するとともに、仮置き手段１１からカセット１００へウェーハユニットＵを搬入する搬出入手段１２が配設されている。

仮置き手段１１の下方には、ウェーハＷを保持し、搬出入手段１２によるウェーハＷの搬出入方向（Ｙ軸方向）と水平方向に交差する方向（Ｘ軸方向）に移動可能なチャックテーブル１３が配設されている。ウェーハユニットＵを保持したチャックテーブル１３は、仮置き手段１１の下方から＋Ｘ方向に移動することにより加工領域１４に進入可能となっている。そして、図示しない切削ブレードやレーザー光等による作用をウェーハＷが受けてダイシングや溝形成等の加工が行われる。

仮置き手段１１の装置後部側（−Ｙ方向側）には、加工後の被加工物の洗浄を行う洗浄領域１５が配設されている。洗浄領域１５には、ウェーハユニットＵを保持して回転可能な保持テーブル１５０と、洗浄水を噴出するノズル１５１とを備えている。

仮受け手段１１及び洗浄領域１５の上方には、フレームＦを吸着して仮置き手段１１と洗浄領域１５との間でウェーハユニットＵを搬送する搬送手段１６が配設されている。搬送手段１６は、矢印Ｃで示した水平方向（Ｙ軸方向）に移動可能なアーム部１６０と、アーム部１６０から下方に垂設された垂設部１６１と、垂設部１６１を起点として矢印Ｄで示した垂直方向（Ｚ軸方向）に昇降する昇降部１６２と、昇降部１６２の下端に設けられた吸着パッド１６３とから構成され、吸着パッド１６３がフレームＦを吸着した状態でアーム部１６０がＹ軸方向に移動することによりウェーハユニットＵを搬送することができる。

装置の前面側には、装置の操作に関する指示や各種情報の入力に用いる入力手段１７と、装置の状態等を画面表示するモニター１８とを備えている。

図３に示すように、搬出入手段１２は、Ｙ軸方向に配設されたボールネジ１２０及びガイドレール１２１と、ボールネジ１２０を回動させるモータ１２２と、内部のナットがボールネジ１２０に螺合すると共にガイドレール１２１に摺動可能に係合する移動部１２３と、移動部１２３に設けられ互いが近づく方向または離れる方向に上下動してフレームＦを挟持したり解放したりする２つのつば状のつまみ部１２４とから構成され、モータ１２２に駆動されてボールネジ１２０が回動するのに伴い、移動部１２３がＹ軸方向に移動する構成となっている。

図４に示すように、仮置き手段１１は、対向して配設された第一のＬ字レール１１０と第二のＬ字レール１１１とから構成される。第一のＬ字レール１１０は、図１及び図２に示したウェーハユニットＵを構成するフレームＦの底面を摺動可能に支持する第一の底面支持部１１２と、フレームＦの一方の側面である片側部Ｆ１を摺動可能に支持する第一の側部支持部１１３とから構成され、第二のＬ字レール１１１は、フレームＦの底面を摺動可能に支持する第二の底面支持部１１４と、フレームＦの他方の側面である他側部Ｆ２を支持する第二の側部支持部１１５とから構成される。第一のＬ字レール１１０及び第二のＬ字レール１１１は、いずれも断面がＬ字状に形成されており、Ｘ軸方向において互いが近づく方向または離れる方向に移動することにより、フレームＦを挟持したり解放したりすることができる。

第一の底面支持部１１２及び第二の底面支持部１１４には、半円状の切り欠き１１２ａ及び切り欠き１１４ａがそれぞれ形成されている。第一の底面支持部１１２と第二の底面支持部１１４とが最も接近した状態では、切り欠き１１２ａと切り欠き１１４ａとによって形成されるほぼ円形の貫通孔の内径がフレームＦの外径より小さくなるように形成されている。一方、第一の底面支持部１１２と第二の底面支持部１１４とが最も離間した状態では、切り欠き１１２ａと切り欠き１１４ａとの間に形成されるほぼ円形の貫通孔の内径がフレームＦの外径より大きく、フレームＦを上下方向に通過させることができる。

第一の側部支持部１１３は、フレームＦの片側部Ｆ１を摺動させる第一の摺動面１１３ａを有し、第二の側部支持部１１５は、フレームＦの他側部Ｆ２を摺動させる第二の摺動面１１５ａを有している。図５に示すように、第一の側部支持部１１３には、第二の側部支持部１１５の方向に向けて光１１９ａを発光する発光部１１６ａと、発光部１１６ａから発光された光１１９ａの反射光１１９ｂを受光する受光部１１６ｂとが並列して配設された第一の光電センサ１１６が埋設されている。一方、第二の側部支持部１１４には、第一の側部支持部１１３の方向に向けて光１１９ｃを発光する発光部１１７ａと、発光部１１７ａから発光された光１１９ｃの反射光１１９ｄを受光する受光部１１７ｂとが並列して配設された第二の光電センサ１１７が埋設されている。第一の光電センサ１１６及び第二の光電センサ１１７は、検出手段１１８に接続されており、検出手段１１８は、第一の光電センサ１１６及び第二の光電センサ１１７の状態を読み取り、状態に応じた制御を行うことができる。

次に、カセット１００からウェーハユニットＵを取り出し、ウェーハＷの加工及び洗浄を経て、カセット１００に収納するまでの加工装置１の一連の動作について説明する。図１に示すカセット１００に収容されたウェーハＷを加工しようとするときは、カセット載置領域１０に備えたカセット昇降テーブル１０ａの昇降によりウェーハユニットＵを所定の高さに位置付け、搬出入手段１２が＋Ｙ方向に移動し、つまみ部１２４がウェーハユニットＵを構成するフレームＦを挟持する。そして、搬出入手段１２が−Ｙ方向に移動し、ウェーハユニットＵが所定の位置に位置した時点でつまみ部１２４による挟持を解除することにより、ウェーハユニットＵを構成するフレームＦが仮置き手段１１を構成する第一のＬ字レール１１０及び第二のＬ字レール１１１に載置される。こうしてウェーハユニットＵをカセット１００から引き出す際は、フレームＦの外周側面と第一の側部支持部１１３及び第二の側部支持部１１５とが接触しない程度に、第一のＬ字レール１１０と第二のＬ字レール１１１とを離しておく。

次に、第一のＬ字レール１１０及び第二のＬ字レール１１１が互いに近づく方向に移動し、フレームＦが第一の側部支持部１１３と第二の側部支持部１１５とによって挟持され、フレームＦを所定位置に位置付けする。このとき、図５に示すように、ウェーハユニットＵが適正に所定位置に位置付けされれば、すなわち、フレームＦの底面が第一の底面支持部１１２及び第二の底面支持部１１４によって下方から支持され第一の側部支持部１１３または第二の側部支持部１１５に乗り上げていない状態であれば、第一の光電センサ１１６及び第二の光電センサ１１７においては、受光部１１６ｂ、１１７ｂがそれぞれフレームＦの片側部Ｆ１及び他側部Ｆ２において反射した反射光１１９ｂ、１１９ｄを受光する。そして、検出手段１１８では、受光部１１６ｂ、１１７ｂの双方が反射光を正常に受光したことによって片側部Ｆ１及び他側部Ｆ２を認識し、ウェーハユニットＷが仮置き手段１１の所定位置に適正に載置されたと判断する。

一方、図６に示すように、フレームＦの一部が第一の側部支持部１１３または第二の側部支持部１１５（図６の例では第二の側部支持部１１５）に乗り上げてしまうと、第一の光電センサ１１６または第二の光電センサ１１７のいずれか（図６の例では第二の光電センサ１１７）において、反射光１１９ｄを受光することができない。検出手段１１８では、いずれかの光電センサにおける受光ができないことを認識すると、ウェーハユニットＵが仮置き手段１１の所定位置に適正に載置されていないと判断する。

すなわち、仮置き手段１１にウェーハユニットＵが載置される際の所定位置とは、第一の光電センサ１１６及び第二の光電センサ１１７によってフレームＦの片側部Ｆ１及び他側部Ｆ２が認識できる位置である。また、第一の光電センサ１１６は、所定位置に載置されたフレームＦの片側部Ｆ１に向けて発光部１１６ａ及び受光部１１６ｂが配設され、第二の光電センサ１１７は、所定位置に載置されたフレームＦの他側部Ｆ２に向けて発光部１１７ａ及び受光部１１７ｂが配設されている。

ウェーハユニットＵが仮置き手段１１に適正に所定位置に載置されていないと検出手段１１８が判断した場合は、そのままの状態では搬送手段１６の吸着パッド１６３による吸着を行うことができないため、図１に示したモニター１８にその旨のメッセージ情報を表示させたり、警告音を鳴らしたりすることにより、オペレータに対し、ウェーハユニットＵが仮置き手段１１に適正に載置されていない旨を報知し、装置の稼働を停止させる。オペレータは、フレームＦを所定位置に載置し直してから、入力手段１７を操作するなどして装置の稼働を再開させる。

図５に示したように、ウェーハユニットＵが所定位置に適正に載置された場合は、図１に示した搬送手段１６の昇降部１６２が下降して吸着パッド１６３がフレームＦを吸着する。そして、第一のＬ字レール１１０及び第二のＬ字レール１１１が互いが離れる方向に移動し、昇降部１６２が上昇してウェーハユニットＵを上昇させ、その後昇降部１６２を下降させて吸着パッド１６３による吸着を解除することにより、ウェーハユニットＵをチャックテーブル１３に載置し、ウェーハＷを吸引保持させる。

次に、チャックテーブル１３を＋Ｘ方向に移動させて加工領域１４にウェーハユニットＵを進入させてウェーハＷの加工を行う。例えば加工領域１４における加工がダイシングである場合は、ウェーハＷが個々のチップに分割される。

ウェーハＷの加工終了後は、チャックテーブル１３が仮置き手段１１の下方の位置に戻る。そして、第一のＬ字レール１１０と第二のＬ字レール１１１とを離した状態とし、搬送手段１６を構成する昇降部１６２を下降させることにより、フレームＦを吸着し、その後昇降部１６２が上昇し、アーム部１６０が−Ｙ方向に移動することにより、ウェーハユニットＵが洗浄領域１５（図１参照）に搬送される。図１に示した洗浄領域１５においては、保持テーブル１５０がウェーハユニットＵを保持して回転すると共に、ノズル１５１から洗浄水が噴出されてウェーハユニットＵに付着した加工屑が除去される。

図１を参照して説明を続けると、洗浄されたウェーハユニットＵは、フレームＦが吸着パッド１６３に吸着された状態で搬送手段１６によって仮置き手段１１に搬送される。ウェーハユニットＵが仮置き手段１１に載置されるときには、第一のＬ字レール１１０と第二のＬ字レール１１１とを離反させた状態としておく。そして、ウェーハユニットＵが載置されると、第一のＬ字レール１１０と第二のＬ字レール１１１とを接近させてフレームＦを所定位置に位置付け、吸着パッド１６３による吸着を解除する。このとき、図６に示したように、フレームＦの一部が第一の側部支持部１１３または第二の側部支持部１１５に乗り上げてしまうと、第一の光電センサ１１６または第二の光電センサ１１７のいずれかにおいて、反射光を受光することができないため、検出手段１１８では、いずれかの光電センサにおける受光ができないことを認識すると、ウェーハユニットＵが仮置き手段１１の所定位置に適正に載置されていないと判断し、その旨をモニター１８へのメッセージ表示または警告音等によりオペレータに知らせ、装置の稼働を停止させる。オペレータは、ウェーハユニットＵを所定位置に載置し直してから、入力手段１７を操作するなどして装置の動作を再開させ、カセット昇降テーブル１０ａの昇降によりウェーハユニットＵを所定の高さに位置付け、搬出入手段１２が＋Ｙ方向に移動してウェーハユニットＵをカセット１００の所定のスロットに収容する。

図６に示すように、かりに、例えば発光部１３０ａと受光部１３０ｂとを水平方向に並列に配設した光電センサ１３０を第二の底面支持部１１４に設けた場合は、フレームＦが第二の側部支持部１１５の上に乗り上げていたとしても、受光部１３０ｂがフレームＦの下面における反射光を受光できてしまい、フレームが適正に所定位置に載置されたか否かを正確に判断することができない。したがって、誤った判断を回避するために、第一の光電センサ１１６及び第二の光電センサ１１７を第一の側部支持部１１３及び第二の側部支持部１１５に対向させて配設することが効果的である。

一方、吸着パッド１６３によるフレームＦの吸着を解除し仮置き手段１１にウェーハユニットＵを載置したときに、図５に示したようにウェーハユニットＵが適正に所定位置にあれば、検出手段１１８では、受光部１１６ｂ、１１７ｂの双方が受光を検出するため、ウェーハユニットＷが仮置き手段１１に適正に載置されたと判断し、装置の稼働を続行させ、搬出入手段１２を＋Ｙ方向に移動させてウェーハユニットＵをカセット１００の所定のスロットに収容する。

このように、第一の側部支持部１１３及び第二の側部支持部１１５に設けた２つの光電センサによってフレームが認識されることによりフレームが仮置き手段に適正に載置されたと判断することができるため、簡単な構成で、仮置き手段とカセットとの間でフレームを確実に搬出入することができる。

１：加工装置
１０：カセット載置領域 １０ａ：カセット昇降テーブル
１００：カセット
１１：仮置き手段
１１０：第一のＬ字レール １１１：第二のＬ字レール
１１２：第一の底面支持部 １１２ａ：切り欠き
１１３：第一の側部支持部 １１３ａ：第一の摺動面
１１４：第一の底面支持部 １１４ａ：切り欠き
１１５：第二の側部支持部 １１５ａ：第二の摺動面
１１６：第一の光電センサ １１６ａ：発光部 １１６ｂ：受光部
１１７：第二の光電センサ １１７ａ：発光部 １１７ｂ：受光部
１１８：検出手段
１１９ａ：光 １１９ｂ：反射光 １１９ｃ：光 １１９ｄ：反射光
１２：搬出入手段
１２０：ボールネジ １２１：ガイドレール １２２：モータ １２３：移動部
１２４：つまみ部
１３：チャックテーブル
１４：加工領域
１５：洗浄領域 １５０：保持テーブル １５１：ノズル
１６：搬送手段 １６０：アーム部 １６１：垂設部 １６２：昇降部
１６３：吸着パッド
１７：入力手段 １８：モニター
Ｕ：ウェーハユニット Ｗ：ウェーハ Ｔ：保護テープ
Ｆ：フレーム Ｆ１：片側部 Ｆ２；他側部

Claims (1)

1. 保護テープに被加工物及びフレームが貼着されることにより該保護テープを介して該フレームと一体になった該被加工物を複数収納するカセットと、該カセットから搬出されたフレームまたは該カセットに搬入されるフレームが一時的に所定位置に仮置きされる仮置き手段と、該フレームを該カセットから該仮置き手段の該所定位置に搬出すると共に該仮置き手段から該カセット内に搬入する搬出入手段とを少なくとも備えた加工装置であって、
   該仮置き手段は、該フレームの底面を摺動可能に支持する第一の底面支持部と該フレームの片側部を支持する第一の側部支持部とからなる第一のＬ字レールと、該フレームの底面を摺動可能に支持する第二の底面支持部と該フレームの他側部を支持する第二の側部支持部とからなり該第一のＬ字レールに対向して配設される第二のＬ字レールとを備え、
   該第一のＬ字レール及び該第二のＬ字レールは、互いが近づく方向または離れる方向に移動可能に構成され、
   該第一の側部支持部には、発光部及び受光部が並列して配設され該発光部から発光された光が該所定位置に載置されたフレームの該片側部において反射し該受光部が反射光を受光すると該フレームの該片側部が認識される第一の光電センサが、該所定位置に載置されたフレームの該片側部に発光部及び受光部を向けて配設され、
   該第二の側部支持部には、発光部及び受光部が並列して配設され該発光部から発光された光が該所定位置に載置されたフレームの該他側部において反射し該受光部が反射光を受光すると該フレームの該他側部が認識される第二の光電センサが、該所定位置に載置されたフレームの該他側部に発光部及び受光部を向けて配設され、
   該第一の光電センサ及び該第二の光電センサの双方によって該フレームの該片側部及び該他側部が認識された場合に、該フレームが該仮置き手段の該所定位置に載置されたと認識する検出手段を具備する加工装置。

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