JP7362308B2 - 加工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、加工装置に関する。
従来、半導体ウエーハを加工する加工装置では、フレームユニットの状態でカセットに収容されたウエーハをカセットから一枚ずつ搬出することにより、ウエーハの加工を実施する。このような加工装置では、カセットからウエーハを引き出す搬送アームとして、ウエーハを挟持する挟持部と、この挟持部を進退及び上下方向に移動可能にするプッシュプルアームという部品が用いられることがある。挟持部は、下方の支持部に対して上下のおさえ部が上下方向に動き、おさえ部の移動をセンサで感知してウエーハを保持したかを検知している。
また、ウエーハをカセットから一枚ずつ搬出する加工装置には、現在カセットの各段にウエーハが収容されているかを検出する光センサがカセットと対向する位置に別途設けられるものもある（例えば、特許文献１）。
特開２０１４－２０４０２０号公報
おさえ部の移動量をセンサで感知してウエーハを保持したかを検知する加工装置では、薄いウエーハを保持する場合、おさえ部と支持部との間が非常に狭くなり、ウエーハを保持できなかったと誤検知する場合がある。この問題を解決するために、非接触アームやウエーハを保持する保持部を大きくし、下から吸引保持する方法もあるが、コストが高くなる。
また、ウエーハによっては、デバイス領域に触れることなく、ウエーハを引き出したい場合がある。しかし、カセットにウエーハが浅く入っている場合、挟持部がデバイス領域に触れてしまうおそれがある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カセット内の各段に収容されるウエーハの有無、並びにウエーハを挟んだ後に適切に引き出せたかどうかを判定でき、ウエーハを適切な位置で保持できる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、被加工物を保持するテーブルと、該保持テーブルに保持された被加工物を加工する加工手段と、カセット台に設置され複数の被加工物を収容するカセットと、該カセット内に挿入され被加工物を搬出入する搬送手段と、各機構を制御するデータ処理部と、を備える加工装置である。該搬送手段は、被加工物を挟持する挟持部と、該挟持部を高さ方向及びカセットに対する進退方向に移動可能にする搬送アームとを備える。該挟持部は、被加工物の下面を支える支持部と、被加工物の上面に接触し該支持部との間に被加工物を挟むおさえ部と、該支持部と該おさえ部とを相対的に離反及び接近させる駆動手段とを備える。該搬送手段は、該挟持部に固定され、かつ該挟持部が被加工物を挟む際の高さと同じ高さに設置された、カセットに収容された被加工物に向かう光を照射する光反射型センサを更に備え、該データ処理部は、該カセットに収容された被加工物を該挟持部が挟持した段階での反射光量を記録する挟持光量記録部と、被加工物を該カセットから引き出すために該挟持部を該カセットから離反させた段階での反射光量を記録する引き出し光量記録部と、該挟持光量記録部と、該引き出し光量記録部と、に記録された光量の差がしきい値を超えた場合、被加工物を適切に引き出せなかったと判断する引き出し判断部とを備えることを特徴とする。本発明の構成によれば、光反射型センサの検出結果に基づいて、ウエーハを挟んだ後に適切に引き出せたかどうかを簡易に判定できる加工装置を提供できる。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された被加工物を加工する加工手段と、カセット台に設置され複数の被加工物を収容するカセットと、該カセット内に挿入され被加工物を搬出入する搬送手段と、各機構を制御するデータ処理部と、を備える加工装置であって、該搬送手段は、被加工物を挟持する挟持部と、該挟持部を高さ方向及びカセットに対する進退方向に移動可能にする搬送アームとを備え、該挟持部は、被加工物の下面を支える支持部と、被加工物の上面に接触し該支持部との間に被加工物を挟むおさえ部と、該支持部と該おさえ部とを相対的に離反及び接近させる駆動手段とを備え、該搬送手段は、該挟持部に固定され、かつ該挟持部が被加工物を挟む際の高さと同じ高さに設置された、カセットに収容された被加工物に向かう光を照射する光反射型センサを更に備え、該データ処理部は、被加工物を該支持部と該おさえ部とが離反した状態の該挟持部に差し込む長さと、それぞれの該長さに応じた反射光量との相関関係を記録し、許容される該長さに対応する該反射光量の範囲を許容範囲として記録する許容範囲記録部と、該カセットに対して被加工物を搬出入する際に、反射光量の範囲が該許容範囲になるように該挟持部を進退させる進退制御部とを備えることを特徴とする。本発明の構成によれば、光反射型センサの検出結果に基づいて、ウエーハを適切な位置（例えば、外縁のみ）で保持できる加工装置を提供できる。
また、本発明に係る加工装置において、該カセットは、対向する一対の側壁と、該側壁を連結する底面と、該側壁から内側へ突出し被加工物を載置する一対の棚を複数段設け、該光反射型センサは、該挟持部の移動に伴って上下に移動しながら該カセットの各棚に収容される被加工物に光を照射し、該データ処理部は、反射光が設定されたしきい値を下回る場合、その棚には被加工物が無いと判断する有無判断部を備えることを特徴とする。本発明の構成によれば、光反射型センサの検出結果に基づいて、カセット内の各段に収容されるウエーハの有無を簡易に判定できる加工装置を提供できる。
本発明によれば、カセット内の各段に収容されるウエーハの有無、並びにウエーハを挟んだ後に適切に引き出せたかどうかを判定でき、ウエーハの外縁のみを保持できるという効果を奏する。
図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例の概略を示す斜視図である。 図２は、実施形態１に係る切削装置の構成例の要部の概略を示す斜視図である。 図３は、実施形態１に係る挟持部の正面図である。 図４は、実施形態１に係る挟持部の平面図である。 図５は、実施形態１に係る挟持部の側面図である。 図６は、実施形態１に係る挟持部による挟持状態の一例を示す図である。 図７は、実施形態１に係る検出動作の概要を示す模式図である。 図８は、実施形態１に係る被加工物の引き出し判断動作の概要を模式的に示す図である。 図９は、実施形態１に係る離反距離と反射光量との関係の一例を示す図である。 図１０は、実施形態１に係る切削装置の処理の一例を示すフローチャートである。 図１１は、実施形態１に係る切削装置の処理の一例を示すフローチャートである。 図１２は、実施形態２に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。 図１３は、実施形態２に係る被加工物の一例を示す斜視図である。 図１４は、実施形態２に係る挟持部の側面図である。 図１５は、実施形態２に係る挟持部の先端部と被加工物の端部との位置関係の一例を示す模式図である。 図１６は、実施形態２に係る挟持部の差し込み距離と、反射光量との対応関係の一例を示す図である。 図１７は、実施形態２に係る切削装置の処理の一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳細に説明する。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。
以下に説明する実施形態において、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の一方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸及びＹ軸を含むＸＹ平面は、水平面と平行である。ＸＹ平面と直交するＺ軸方向は、鉛直方向である。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例の概略を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る切削装置の構成例の要部の概略を示す斜視図である。図３は、実施形態１に係る挟持部の正面図である。図４は、実施形態１に係る挟持部の平面図である。図５は、実施形態１に係る挟持部の側面図である。
実施形態に係る切削装置１－１（加工装置の一例）は、切削ブレード２１を有する切削手段２０（加工手段の一例）と被加工物１００（図２に示す）を保持したチャックテーブル１０とを備え、これらを相対移動させることで被加工物１００を切削加工する。
さらに、切削装置１－１は、切削加工前後の被加工物１００を収容するカセット３０と、切削加工前後の被加工物１００を一時的に載置する仮置き手段４０と、切削加工後の被加工物Ｗを洗浄する洗浄手段５０と、制御手段１０００とを備えている。さらに、切削装置１－１は、チャックテーブル１０と切削手段２０とをＸ軸方向に相対移動させるＸ軸移動手段（図示せず）と、チャックテーブル１０と切削手段２０とをＹ軸方向に相対移動させるＹ軸移動手段（図示せず）と、チャックテーブル１０と切削手段２０とをＺ軸方向に相対移動させるＺ軸移動手段（図示せず）とを備える。
ここで、被加工物１００は、切削装置１－１により加工される板状の加工対象であり、実施形態１では、例えば、互いに直行する分割予定ラインによって区画されたデバイスを複数有する半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。被加工物１００は、切削装置１－１がチャックテーブル１０と切削ブレード２１を有する切削手段２０とを相対移動させて、分割予定ラインに切削加工が施されることで、個々のデバイスに分割される。また、実施形態１では、図２に示す被加工物１００は、ダイシングテープ１０１を介して、環状フレーム１０２の内側に保持されたフレームユニット１０４を構成する。ダイシングテープ１０１は、デバイスが形成された被加工物１００の表面１０３の反対側の裏面に貼着されるとともに、被加工物１００を取り囲む環状フレーム１０２に貼着される。
カセット３０（カセットの一例）は、Ｚ軸方向に昇降自在に設けられているカセット台２９に載置され、被加工物１００を複数枚収容する。カセット３０は、対向する一対の側壁３１と、側壁３１を連結する底面３２と、側壁３１から内側へ突出し被加工物１００を載置する一対の棚３３を複数段設ける。仮置き手段４０は、カセット３０から切削加工前の被加工物１００を一枚取り出すとともに、切削加工後の被加工物１００をカセット３０内に収容するものである。仮置き手段４０は、被加工物１００をカセット３０に出し入れする搬送手段４１と、被加工物１００を一時的に載置する一対のレール４２とを含んで構成されている。
搬送手段４１は、被加工物１００を挟持する挟持部４１１と、挟持部４１１を高さ方向（Ｚ軸方向）及びカセット３０に対する進退方向（Ｙ軸方向）に移動可能にする搬送アーム４１２とを備える。
挟持部４１１は、支持部４２１と、おさえ部４２２と、駆動手段４２３とを備える。支持部４２１は、被加工物１００（フレームユニット１０４）の下面（裏面）を支える。おさえ部４２２は、被加工物１００の上面（表面１０３）に接触し支持部４２１との間に被加工物１００を挟む。駆動手段４２３は、支持部４２１を鉛直方向に（Ｚ軸方向）に移動させて、支持部４２１とおさえ部４２２とを相対的に離反及び接近させる。
搬送手段４１は、図３に示すように挟持部４１１に固定され、かつ挟持部４１１が被加工物１００を挟む際の高さと同じ高さに設置された、カセット３０に収容された被加工物１００に向かう光を照射する光反射型センサ４２４を備える。本実施形態では挟持部４１１の中で駆動手段４２３によって移動しない箇所に光反射型センサ４２４が固定されている。光反射型センサ４２４は、光を照射する光学センサと、照射した光の反射光を受光する受光部とを備える。光反射型センサ４２４から照射される光は、例えば、環状フレーム１０２の鉛直方向（Ｚ軸方向）の側面（ワークエッジ）で反射し、受光部で検出される。なお、光反射型センサ４２４から照射される光は、環状フレーム１０２の側面（ワークエッジ）のみに照射されるだけではなく、かかる側面（ワークエッジ）の周辺まで広がりをもって照射されてもよい。
図６は、実施形態１に係る挟持部による挟持状態の一例を示す図である。制御手段１０００は、光反射型センサ４２４により被加工物１００を直接監視（検出）する。そして、挟持部４１１は、図６に示すように、制御手段１０００の制御の元、駆動手段４２３により支持部４２１とおさえ部４２２とを相対的に接近させることにより、カセット３０に収容された被加工物１００（フレームユニット１０４）を挟持する。このように、制御手段１０００は、光反射型センサ４２４により被加工物１００を直接監視（検出）して、挟持部４１１で挟持できる。
チャックテーブル１０は、仮置き手段４０のレール４２上の切削加工前の被加工物１００が搬送手段８１により搬送されてきて、ダイシングテープ１０１を介して環状フレーム１０２の開口に貼着された被加工物１００を保持するものである。チャックテーブル１０は、表面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面に載置された被加工物Ｗを吸引することで保持する。なお、チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動手段によりＸ軸方向に移動自在に設けられかつ回転駆動源（図示せず）により中心軸線（Ｚ軸と平行である）回りに回転自在に設けられている。
切削手段２０は、チャックテーブル１０で保持された被加工物１００を切削加工するものである。切削手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００に対して、Ｙ軸移動手段によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動手段によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。切削手段２０は、略リング形状を有する極薄の切削砥石でありかつスピンドル（図示せず）により回転することで被加工物１００に切削加工を施す切削ブレード２１などを含んで構成されている。
洗浄手段５０は、切削手段２０により切削加工が施された被加工物１００を洗浄するものである。洗浄手段５０は、スピンナーテーブル５１と洗浄ノズル（図示せず）とを備えている。スピンナーテーブル５１は切削加工後の被加工物１００を保持する。切削加工後の被加工物１００は、搬送手段８２によりチャックテーブル１０上から搬送されてくる。スピンナーテーブル５１は、表面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面に載置された被加工物１００を吸引することで保持する。スピンナーテーブル５１は、スピンナーテーブル駆動源（図示せず）が発生する回転力により、中心軸線（Ｚ軸と平行である）回りに回転される。洗浄ノズルは、スピンナーテーブル５１に保持された被加工物１００の表面１０３に洗浄液を供給する。
制御手段１０００（データ処理部の一例）は、切削装置１－１を構成する上述した構成要素（各機構）をそれぞれ制御して、被加工物１００に対する切削加工を切削装置１－１に行わせるものである。なお、制御手段１０００は、例えばＣＰＵやＭＰＵ等で構成された演算処理装置、並びにＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置等を備えて構成される。制御手段１０００は、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない表示手段及び操作手段を備えたタッチパネルなどと接続される。
実施形態１に係る制御手段１０００は、有無判断部１００１と、挟持光量記録部１００２と、引き出し光量記録部１００３と、引き出し判断部１００４とを備え、かかる各部により、以下に説明する実施形態１に係る切削装置１－１の各種処理を実行する。制御手段１０００の各部は、たとえば記憶装置に記憶されたプログラムにより提供する機能により実現される。すなわち、制御手段１０００の各部は、記憶装置に記憶されたプログラムを、演算処理装置がＲＡＭ等を作業領域として実行することにより実現される。
（被加工物の検出動作）
実施形態１に係る被加工物１００の検出動作について説明する。図７は、実施形態１に係る検出動作の概要を示す模式図である。図７は、カセット３０及び挟持部４１１の位置関係を側面から見た図である。以下において、被加工物１００をフレームユニット１０４と表記したり、フレームユニット１０４を被加工物１００と表記したりする場合がある。
まず、カセット３０が載置されたカセット台２９を所定位置まで上昇させる。制御手段１０００の有無判断部１００１は、搬送アーム４１２を駆動し、挟持部４１１を水平方向（Ｙ軸方向）に移動させ（ＳＴ１）、カセット３０に対して所定位置まで接近した位置に位置付ける。続いて、有無判断部１００１は、搬送アーム４１２を駆動し、挟持部４１１を鉛直方向上向き（Ｚ軸方向）に移動させながら（ＳＴ２）、光反射型センサ４２４を駆動し、カセット３０に向かって光を照射させる。光反射型センサ４２４は、挟持部４１１の移動に伴って上下に移動しながらカセット３０の各棚３３に収容されるフレームユニット１０４に光を照射する。
有無判断部１００１は、反射光が設定されたしきい値を下回る場合、その棚３３には被加工物１００が無いと判断する。具体的には、有無判断部１００１は、挟持部４１１を鉛直方向上向きに移動させながら、光反射型センサ４２４の受光部で検出された反射光量を取得し、取得した反射光量を所定の閾値と比較する。そして、有無判断部１００１は、挟持部４１１がカセット３０の上部に到達するまで、反射光量が所定の閾値を超えた段に被加工物１００（フレームユニット１０４）がカセット３０に収容されていると判定する。
（被加工物の引き出し判断動作）
実施形態１に係る被加工物１００の検出動作について説明する。図８は、実施形態１に係る被加工物の引き出し判断動作の概要を模式的に示す図である。図８は、カセットと挟持部との位置関係を側面から見た様子を示す。図９は、実施形態１に係る離反距離と反射光量との関係の一例を示す図である。
まず、制御手段１０００の挟持光量記録部１００２は、搬送アーム４１２を駆動して、光反射型センサ４２４から光を照射させながら挟持部４１１を移動させ、フレームユニット１０４（被加工物１００）を挟持可能な位置に位置付ける。そして、挟持光量記録部１００２は、カセット３０に収容されたフレームユニット１０４を挟持部４１１が挟持した段階での反射光量を記録する（ＳＴ１１）。なお、以下では、挟持部４１１がフレームユニット１０４を挟持した段階の反射光量をフレームユニット１０４の離反距離が「０（ゼロ）」の時の反射光量と言い換えて説明する。
制御手段１０００の引き出し光量記録部１００３は、フレームユニット１０４（被加工物１００）をカセット３０から引き出すために挟持部４１１をカセット３０から離反させた段階での反射光量を記録する（ＳＴ１２）。例えば、引き出し光量記録部１００３は、フレームユニット１０４を挟持した段階をスタート地点として、水平方向（Ｙ軸方向）に距離Ｄ１だけ移動させた段階での反射光量を記録する。なお、以下の説明において、フレームユニット１０４を挟持してから水平方向に距離Ｄ１だけ移動させた段階での反射光量を、フレームユニット１０４の離反距離が「Ｄ１」の時の反射光量と言い換えることができる。
制御手段１０００の引き出し判断部１００４は、挟持光量記録部１００２と、引き出し光量記録部１００３と、に記録された光量の差がしきい値を超えた場合、フレームユニット１０４（被加工物１００）を適切に引き出せなかったと判断する。すなわち、フレームユニット１０４を引き出した後の段階においてフレームユニット１０４が挟持部４１１に適切に挟持されている場合、光反射型センサ４２４から照射される光は、環状フレーム１０２の鉛直方向の側面（ワークエッジ）から反射され続けることになる。このため、図９に示すように、光反射型センサ４２４により検出される反射光量は、ほぼ一定となることが想定される。一方、フレームユニット１０４を引き出した後の段階においてフレームユニット１０４が挟持部４１１から抜け落ちるなど適切に挟持されていない場合、光反射型センサ４２４から照射される光は、環状フレーム１０２などの障害物により反射されることがなくなる。このため、光反射型センサ４２４により検出される反射光量は低下するものと想定される。
そこで、引き出し判断部１００４は、図９に示すように、フレームユニット１０４の離反距離が「０」である時の反射光量αと、フレームユニット１０４の離反距離が「Ｄ１」である時の反射光量βとの光量差ΔＲを算出する。そして、引き出し判断部１００４は、光量差ΔＲが所定の閾値を超える場合、フレームユニット１０４（被加工物１００）が適切に引き出せていないと判断する。
図１０及び図１１を用いて、実施形態１に係る切削装置１－１による処理の一例を説明する。図１０及び図１１は、実施形態１に係る切削装置１－１の処理の一例を示すフローチャートである。図１０及び図１１に示す切削装置１－１による処理は、制御手段１０００が備える各部により実行される。
（有無判断処理）
図１０に示すように、有無判断部１００１は、挟持部４１１をカセット３０に対して所定位置まで接近した位置に位置付けた後、挟持部４１１を鉛直方向上向きに移動させながら、光反射型センサ４２４からの光の照射を開始する（ステップＳ１０１）。
続いて、有無判断部１００１は、光反射型センサ４２４により検出される反射光量を取得し（ステップＳ１０２）、反射光量が所定の閾値を超えたカセット３０の棚３３の段数を記録する（ステップＳ１０３）。すなわち、有無判断部１００１は、反射光量が所定の閾値を超えたカセット３０の棚３３の段数に被加工物１００が収容されていると判断する。
有無判断部１００１は、カセット３０の上部に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。有無判断部１００１は、カセット３０の上部に到達していないと判定した場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、上記ステップＳ１０２の手順に戻る。これとは反対に、有無判断部１００１は、カセット３０の上部に到達したと判定した場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、図１０に示す処理を終了する。
（引き出し判断処理）
図１１に示すように、挟持光量記録部１００２は、フレームユニット１０４を挟持した時の反射光量αを記録する（ステップＳ２０１）。
引き出し光量記録部１００３は、フレームユニット１０４のカセット３０からの離反距離が所定距離に到達したときの反射光量βを記録する（ステップＳ２０２）。
引き出し判断部１００４は、反射光量αと反射光量βの光量差ΔＲを算出する（ステップＳ２０３）。
引き出し判断部１００４は、光量差ΔＲが所定の閾値を上回っているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
引き出し判断部１００４は、光量差ΔＲが所定の閾値を上回っていると判定した場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、フレームユニット１０４を適切に引き出せなかったと判定し（ステップＳ２０５）、図１１に示す処理を終了する。
一方、引き出し判断部１００４は、光量差ΔＲが所定の閾値を上回っていないと判定した場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、フレームユニット１０４を適切に引き出せたと判定し（ステップＳ２０６）、図１１に示す処理を終了する。
実施形態１に係る切削装置１－１（加工装置の一例）において、搬送手段４１は、光反射型センサ４２４を備える。光反射型センサ４２４は、挟持部４１１に固定される。光反射型センサ４２４の位置は、挟持部４１１が被加工物１００を挟む際の高さと同じ高さとなるように挟持部４１１に固定される際に位置調整される。光反射型センサ４２４は、カセット３０に収容された被加工物１００に向かう光を照射する。これにより、例えば一つの光反射型センサ４２４の検出結果に基づいて、カセット３０内の各段に収容される被加工物１００の有無、並びに被加工物１００を挟んだ後に適切に引き出せたかどうかを判定できる切削装置１－１を提供できる。
また、実施形態１に係る切削装置１－１（加工装置の一例）において、制御手段１０００（データ処理部の一例）は、反射光が設定されたしきい値を下回る場合、その棚（例えば棚３３）には被加工物１００が無いと判断する有無判断部１００１を備える。これにより、光反射型センサ４２４の検出結果に基づいて、カセット３０内の各段（例えば棚３３）に収容される被加工物１００の有無を簡易に判定できる切削装置１－１を提供できる。
また、実施形態１に係る切削装置１－１（加工装置の一例）において、制御手段１０００（データ処理部の一例）は、挟持光量記録部１００２と、引き出し光量記録部１００３と、引き出し判断部１００４とを備える。挟持光量記録部１００２は、カセット３０に収容された被加工物１００を挟持部４１１が挟持した段階での反射光量を記録する。引き出し光量記録部１００３は、被加工物１００をカセット３０から引き出すために挟持部４１１をカセット３０から離反させた段階での反射光量を記録する。引き出し判断部１００４は、挟持光量記録部１００２と、引き出し光量記録部１００３と、に記録された光量の差がしきい値を超えた場合、被加工物１００を適切に引き出せなかったと判断する。これにより、光反射型センサ４２４の検出結果に基づいて、被加工物１００を挟んだ後に適切に引き出せたかどうかを簡易に判定できる切削装置１－１を提供できる。
（実施形態２）
以下の実施形態２では、パッケージ基板を切削加工する切削装置１－２における動作について説明する。図１２は、実施形態２に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図１３は、実施形態２に係る被加工物の一例を示す斜視図である。図１４は、実施形態２に係る挟持部の側面図である。
図１２に示す切削装置１－２（加工装置の一例）は、図１３に示す被加工物２００を切削加工する装置である。被加工物２００は、図１３に示すように、平面形状が矩形の平板状に形成されている。図２に示す被加工物２００は、複数の半導体チップをリードフレーム等のフレーム基板２０１にマウントしてボンディングし、各半導体チップを樹脂で封止して構成された所謂パッケージ基板である。
各半導体チップの電極は、それぞれ複数のバンプ２０２に接続されている。被加工物２００の表面には、格子状に複数の分割予定ライン２０３が形成されており、分割予定ライン２０３によって区画された各領域に半導体チップが搭載されている。前述したように構成された被加工物２００は、図１２に示す切削装置１－２によって分割予定ライン２０３が切削されて個々のデバイスチップ（チップに相当）２０４に分割される。
図１２に示す切削装置１－２は、保持テーブル１１０と、切削ユニット１２０と、制御手段１０００とを備える。
保持テーブル１１０は、矩形状に形成され、かつ被加工物２００を保持する保持面１１１を備える。保持面１１１は、被加工物２００及びデバイスチップ２０４を吸引するための図示しない吸引口と、切削ブレード２１を逃がすための図示しない逃がし溝とを設けている。吸引口は、デバイスチップ２０４と重なる位置に設けられかつ保持面１１１に開口している。逃がし溝は、分割予定ライン２０３に対応する位置に設けられかつ保持面１１１から凹に形成されている。
保持テーブル１１０は、吸引口が図示しない真空吸引源と接続され、真空吸引源により吸引口が吸引されることで、被加工物２００を保持面１１１に吸引、保持する。また、保持テーブル１１０は、図示しない加工送りユニットによりＸ軸方向に移動自在で図示しない回転駆動源によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。
切削ユニット１２０（加工手段の一例）は、保持テーブル１１０に吸引保持された被加工物２００の分割予定ライン２０３を切削ブレード１２１で切削して分割する。切削ユニット１２０は、保持テーブル１１０に保持された被加工物２００を切削する切削ブレード１２１を装着する図示しないスピンドルを備える。
切削ブレード１２１は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。スピンドルは、切削ブレード１２１を回転させることで被加工物２００を切削する。スピンドルは、スピンドルハウジング１２２内に収容されている。切削ユニット１２０のスピンドル及び切削ブレード１２１の軸心は、Ｙ軸方向と平行に設定されている。
切削ユニット１２０は、保持テーブル１１０に保持された被加工物２００に対して、図示しない割り出し送りユニットによりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、図示しない切り込み送りユニットによりＺ軸方向に移動自在に設けられている。切削ユニット１２０は、割り出し送りユニット及び切り込み送りユニットにより、保持テーブル１１０の保持面１１１の任意の位置に切削ブレード１２１を位置付け可能となっている。切削ユニット１２０は、割り出し送りユニット及び切り込み送りユニットによりＹ軸方向及びＺ軸方向に移動されることによって、加工送りユニットによりＸ軸方向に移動される保持テーブル１１０に保持された被加工物２００の分割予定ライン２０３を切削して、被加工物２００を複数のデバイスチップ２０４に分割する。
また、図１２に示す切削装置１－２は、カセット１３０と、パッケージ搬出ユニット１４０と、パッケージ搬送ユニット１５０と、撮像ユニット１６０と、洗浄ユニット１７０と、乾燥ユニット１８０と、収容トレイ載置部１９０とを備える。
カセット１３０（カセットの一例）は、加工前の被加工物２００を複数収容する。カセット１３０は、複数枚の被加工物２００をＺ軸方向に間隔をあけて重ねる。カセット１３０は、被加工物２００を出し入れ自在とする開口１３１を備える。カセット１３０は、図示しないカセットエレベータによりＺ軸方向に昇降自在に設けられている。
パッケージ搬出ユニット１４０は、加工前の被加工物２００をカセット１３０から１枚ずつ取り出し可能な搬出手段１４１（搬送手段の一例）と、カセット１３０から取り出された被加工物２００を一時的に載置する一対のレール１４２とを備える。搬出手段１４１は、実施形態１に係る搬送手段４１と同様の構成を備え、図１４に示すように、挟持部１１４１（挟持部の一例）と搬送アーム１１４２と（搬送アームの一例）を備える。挟持部１１４１は、支持部１４２１と、おさえ部１４２２と、駆動手段１４２３とを備える。また、搬出手段１４１は、挟持部１４１１に固定され、かつ挟持部１４１１が被加工物２００を挟む際の高さと同じ高さに設置された、カセット１３０に収容された被加工物２００に向かう光を照射する光反射型センサ１４２４を備える。なお実施形態１および２において、光反射型センサ（４２４，１４２４）の位置は、挟持部（４１１，１１４１）が被加工物（１００，２００）を挟む際の高さと同じ高さとなるように位置調整されるが、この高さとは、支持部（４２１，１４２１）とおさえ部（４２２，１４２２）との間の高さに相当するものであり、おさえ部（４２２，１４２２）の位置は挟持する被加工物（１００，２００）によって変わる。このため、挟持部（４１１，１１４１）が被加工物２００を挟む際の高さと同じ高さとは、支持部（４２１，１４２１）を基準に支持部（４２１，１４２１）に支持される被加工物（１００，２００）に光が照射される位置（高さ）である。また光反射型センサ（４２４，１４２４）は、照射される光の位置及び領域を調整可能な機構を備えてもよい。
パッケージ搬送ユニット１５０は、カセット１３０から取り出された加工前の被加工物２００を保持テーブル１１０に搬送する。撮像ユニット１６０は、加工前の被加工物２００を撮像してアライメントのための画像を取得する。洗浄ユニット１７０は、個々に分割されたデバイスチップ２０４の下面を洗浄する。乾燥ユニット１８０は、洗浄ユニット１７０により洗浄されたデバイスチップ２０４を乾燥させる。収容トレイ載置部１９０は、図示しない収容トレイを載置する。
また、図１２に示す切削装置１－２は、搬送ユニット１１１０と、トレイ撮像ユニット１１２０とを備える。
搬送ユニット１１１０は、切削後の被加工物２００、即ち複数のデバイスチップ２０４を保持テーブル１１０から図示しない収容トレイに搬送するものである。搬送ユニット１１１０は、第１搬送ユニット１１１１と、第２搬送ユニット１１１２と、第３搬送ユニット１１１３とを備える。第１搬送ユニット１１１１は、切削後の被加工物２００即ち複数のデバイスチップ２０４を保持テーブル１１０から洗浄ユニット１７０に搬送する。第２搬送ユニット１１１２は、洗浄後の被加工物２００即ち複数のデバイスチップ２０４を洗浄ユニット１７０から乾燥ユニット１８０に搬送する。第３搬送ユニット１１１３は、乾燥後の被加工物２００即ち複数のデバイスチップ２０４を乾燥ユニット１８０から収容トレイ載置部１９０の一方の上面１９１に載置された図示しない収容トレイに搬送する。
トレイ撮像ユニット１１２０は、被加工物２００を収容する前の収容トレイ載置部１９０の上面１９１に載置された図示しない収容トレイを撮像して、図示しない収容トレイの画像を取得する。
また、図１２に示す切削装置１－２は、制御手段１０００を備える。実施形態２に係る制御手段１０００は、許容範囲記録部１００５と、進退制御部１００６とを備え、かかる各部により、以下に説明する実施形態２に係る切削装置１－２の各種処理を実行する。
例えば、カセット１３０に対して被加工物２００（図１３）を搬出入する際、デバイスチップ２０４の破損等を避けるため、挟持部１１４１がデバイスチップ２０４に接触してしまうことを回避する必要がある。そこで、許容範囲記録部１００５は、支持部１４２１とおさえ部１４２２とが離反した状態の挟持部１１４１に被加工物２００を差し込む長さと、それぞれの長さに応じた反射光量との相関関係を記録する。許容範囲記録部１００５は、すなわち、挟持部１１４１が被加工物２００を挟持したときに挟持部１１４１がデバイスチップ２０４に接触しないように、挟持部１１４１に被加工物２００を差し込む長さとして許容される長さに対応する反射光量の範囲を許容範囲として記録する。
図１５は、実施形態２に係る挟持部の先端部と被加工物の端部との位置関係の一例を示す模式図である。図１６は、変形例に係る挟持部の差し込み距離と反射光量との対応関係の一例を示す図である。
図１５に示すように、搬送アーム１１４３を移動させることにより、支持部１４２１とおさえ部１４２２と間に被加工物２００を介在させるようにして、挟持部１１４１は被加工物２００に差し込まれる。このとき、例えば、図１５に示す被加工物２００の位置２００Ｐ１からデバイスチップ２０４に至らない位置２００Ｐ２までの範囲が、被加工物２００に挟持部１１４１を差し込む長さとして許容される長さであるとする。この場合、図１６に示すように、挟持部１１４１の差し込み長さＤ１１から差し込み長さＤ１２までの差し込み長さに対応する反射光量の範囲（Ｒ２＜反射光量＜Ｒ１）を許容範囲として事前に測定し、許容範囲記録部１００５に記録しておく。差し込み長さＤ１１は、挟持部１１４１の先端部１１４１Ｅが被加工物２００の位置２００Ｐ１に至ったときの差し込み長さを示す。差し込み長さＤ１２は、挟持部１１４１の先端部１１４１Ｅが被加工物２００の位置２００Ｐ２に至ったときの差し込み長さを示す。差し込み長さは、挟持部１１４１の先端部１１４１Ｅと、被加工物２００の端部２００Ｅとの間の距離に対応する。図１６に示す対応関係により、光反射型センサ１４２４により検出される反射光量に基づいて、挟持部１１４１の差し込み長さＤ１１から差し込み長さＤ１２の範囲にあるかを把握できる。
進退制御部１００６は、カセット１３０に対して被加工物２００を搬出入する際に、光反射型センサ１４２４により検出される反射光量の範囲が許容範囲記録部１００５に記録される許容範囲になるように、挟持部１１４１の進退を制御する。これにより、進退制御部１００６は、被加工物２００を搬出入する際、デバイスチップ２０４に接触しない被加工物２００の位置を挟持部１１４１により挟持できる。すなわち、進退制御部１００６の制御によって、挟持部１１４１は、差し込み長さとして許容される差し込み長さＤ１１～Ｄ１２の範囲に対応する被加工物２００の位置２００Ｐ１から位置２００Ｐ２までの範囲を挟持できる。
図１７を用いて、実施形態２に係る切削装置１－２による処理の一例を説明する。図１７は、実施形態２に係る切削装置の処理の一例を示すフローチャートである。図１７に示す切削装置１－２による処理は、進退制御部１００６によって実行される挟持部１１４１の進退制御の一例である。
図１７に示すように、進退制御部１００６は、搬送アーム１１４３を制御して、挟持部１１４１を予め設定された挟持開始位置に位置付ける（ステップＳ３０１）。進退制御部１００６は、例えば、被加工物２００が収容されていると判断したカセット１３０の棚の段数の高さと同じ高さで、カセット１３０に所定の距離にまで接近した位置に挟持部１１４１を位置付ける。
続いて、進退制御部１００６は、光反射型センサ１４２４から光を照射しつつ挟持部１１４１を移動させて（ステップＳ３０２）、光反射型センサ１４２４により検出される反射光量を取得する（ステップＳ３０３）。
続いて、進退制御部１００６は、ステップＳ３０３で取得した反射光量が、許容範囲記録部１００５に記録された許容範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
進退制御部１００６は、ステップＳ３０３で取得した反射光量が許容範囲にあると判定した場合（ステップＳ３０４；Ｙｅｓ）、挟持部１１４１の移動を停止する（ステップＳ３０５）。
そして、進退制御部１００６は、挟持部１１４１の支持部１４２１及びおさえ部１４２２により、被加工物２００を挟持して（ステップＳ３０６）、図１７に示す処理を終了する。
上記ステップＳ３０４において、進退制御部１００６は、ステップＳ３０３で取得した反射光量が、許容範囲記録部１００５に記録された許容範囲にないと判定した場合（ステップＳ３０４；Ｎｏ）、ステップＳ３０３の手順に戻る。
実施形態２に係る切削装置１－２（加工装置の一例）において、制御手段１０００（データ処理部の一例）は、許容範囲記録部１００５と、進退制御部１００６とを備える。許容範囲記録部１００５は、支持部１４２１とおさえ部１４２２とが離反した状態の挟持部１１４１に被加工物２００を差し込む長さと、それぞれの長さに応じた反射光量との相関関係を記録する。許容範囲記録部１００５は、すなわち、挟持部１１４１が被加工物２００を挟持したときに挟持部１１４１が半導体チップに接触しないように、挟持部１１４１に被加工物２００を差し込む長さとして許容される長さに対応する反射光量の範囲を許容範囲として記録する。進退制御部１００６は、カセット１３０に対して被加工物２００を搬出入する際に、許容範囲記録部１００５に記録される許容範囲に基づいて、光反射型センサ１４２４により検出される反射光量の範囲が該許容範囲になるように挟持部１１４１の進退を制御する。これにより、例えば一つの光反射型センサ１４２４の検出結果に基づいて、被加工物２００を適切な位置で保持できる切削装置１－２を提供できる。
なお、実施形態２に係る切削装置１－２の制御手段１０００（許容範囲記録部１００５及び進退制御部１００６）による処理は、実施形態１のフレームユニット１０４の環状フレーム１０２を適切な位置で保持する場合にも同様に適用できる。
（実施形態の変形例）
上述した実施形態２において、進退制御部１００６は、光反射型センサ１４２４により検出される反射光量に基づいて挟持部１１４１の進退を制御する例を説明したが、この例には特に限定される必要はない。例えば、挟持部１１４１と被加工物２００との距離に応じて、挟持部１１４１の進退を制御してもよい。切削装置１－２は、光反射型センサ１４２４の代わりに測距センサを備え、進退制御部１００６は、挟持部１１４１に許容される差し込み長さの範囲に対応した挟持部１１４１と被加工物２００との間の許容距離を事前に計測しておく。そして、進退制御部１００６は、測距センサにより計測される距離が許容距離の範囲にあるか否かに基づいて、挟持部１１４１の進退を制御することができる。
（その他の実施形態）
本発明に係る加工装置は、かかる加工装置の一例として説明した切削装置１－１，１－２に対する上記の実施形態に限定されるものではなく、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。例えば、本発明に係る加工装置は、円盤状や板状などの被加工物を挟持して搬出入する装置であれば、レーザー加工装置や研削装置であってもよい。
また、上記の実施形態において加工装置の一例として説明した切削装置１－１，１－２の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、切削装置１－１，１－２の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散または統合して構成することができる。制御手段１０００は、制御手段１０００が備える各部の処理の内容に応じて、かかる各部が適宜分散または統合されてもよい。例えば、許容範囲記録部１００５は、機能的又は物理的に制御手段１０００から分散された状態で切削装置１－２に実装されてもよい。
１－１，１－２ 切削装置
１０ チャックテーブル
２０ 切削手段
２１ 切削ブレード
３０ カセット
４１ 搬送手段
５０ 洗浄手段
１００ 被加工物
１０１ ダイシングテープ
１０２ 環状フレーム
１０３ 表面
１０４ フレームユニット
１１０ 保持テーブル
１２０ 切削ユニット
１３０ カセット
１４０ パッケージ搬出ユニット
１５０ パッケージ搬送ユニット
１６０ 撮像ユニット
１７０ 洗浄ユニット
１８０ 乾燥ユニット
１９０ 収容トレイ載置部
２００ 被加工物
２０１ フレーム基板
２０２ バンプ
２０３ 分割予定ライン
２０４ デバイスチップ
４１１ 挟持部
４１２ 搬送アーム
４２１ 支持部
４２２ おさえ部
４２３ 駆動手段
４２４ 光反射型センサ
１０００ 制御手段
１００１ 有無判断部
１００２ 挟持光量記録部
１００３ 引き出し光量記録部
１００４ 引き出し判断部
１００５ 許容範囲記録部
１００６ 進退制御部
１１１０ 搬送ユニット
１１２０ トレイ撮像ユニット
１１４１ 挟持部
１１４２ 搬送アーム
１４２１ 支持部
１４２２ おさえ部
１４２３ 駆動手段
１４２４ 光反射型センサ

Claims (3)

  1. 被加工物を保持する保持テーブルと、
    該保持テーブルに保持された被加工物を加工する加工手段と、
    カセット台に設置され複数の被加工物を収容するカセットと、
    該カセット内に挿入され被加工物を搬出入する搬送手段と、
    各機構を制御するデータ処理部と、
    を備える加工装置であって、
    該搬送手段は、
    被加工物を挟持する挟持部と、
    該挟持部を高さ方向及びカセットに対する進退方向に移動可能にする搬送アームと
    を備え、
    該挟持部は、
    被加工物の下面を支える支持部と、
    被加工物の上面に接触し該支持部との間に被加工物を挟むおさえ部と、
    該支持部と該おさえ部とを相対的に離反及び接近させる駆動手段と
    を備え、
    該搬送手段は、
    該挟持部に固定され、かつ該挟持部が被加工物を挟む際の高さと同じ高さに設置された、カセットに収容された被加工物に向かう光を照射する光反射型センサ
    を更に備え、
    該データ処理部は、
    該カセットに収容された被加工物を該挟持部が挟持した段階での反射光量を記録する挟持光量記録部と、
    被加工物を該カセットから引き出すために該挟持部を該カセットから離反させた段階での反射光量を記録する引き出し光量記録部と、
    該挟持光量記録部と、該引き出し光量記録部と、に記録された光量の差がしきい値を超えた場合、被加工物を適切に引き出せなかったと判断する引き出し判断部と
    を備えることを特徴とする加工装置。
  2. 被加工物を保持する保持テーブルと、
    該保持テーブルに保持された被加工物を加工する加工手段と、
    カセット台に設置され複数の被加工物を収容するカセットと、
    該カセット内に挿入され被加工物を搬出入する搬送手段と、
    各機構を制御するデータ処理部と、
    を備える加工装置であって、
    該搬送手段は、
    被加工物を挟持する挟持部と、
    該挟持部を高さ方向及びカセットに対する進退方向に移動可能にする搬送アームと
    を備え、
    該挟持部は、
    被加工物の下面を支える支持部と、
    被加工物の上面に接触し該支持部との間に被加工物を挟むおさえ部と、
    該支持部と該おさえ部とを相対的に離反及び接近させる駆動手段と
    を備え、
    該搬送手段は、
    該挟持部に固定され、かつ該挟持部が被加工物を挟む際の高さと同じ高さに設置された、カセットに収容された被加工物に向かう光を照射する光反射型センサ
    を更に備え、
    該データ処理部は、
    被加工物を該支持部と該おさえ部とが離反した状態の該挟持部に差し込む長さと、それぞれの該長さに応じた反射光量との相関関係を記録し、許容される該長さに対応する該反射光量の範囲を許容範囲として記録する許容範囲記録部と、
    該カセットに対して被加工物を搬出入する際に、反射光量の範囲が該許容範囲になるように該挟持部を進退させる進退制御部と
    を備えることを特徴とする加工装置。
  3. 該カセットは、
    対向する一対の側壁と、
    該側壁を連結する底面と、
    該側壁から内側へ突出し被加工物を載置する一対の棚を複数段設け、
    該光反射型センサは、
    該挟持部の移動に伴って上下に移動しながら該カセットの各棚に収容される被加工物に光を照射し、
    該データ処理部は、
    反射光が設定されたしきい値を下回る場合、その棚には被加工物が無いと判断する有無判断部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の加工装置。
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