KR20180068285A - 레이저 가공 장치 - Google Patents

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KR20180068285A
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히로시 노무라
마사히로 츠카모토
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명의 해결해야 할 과제는, 웨이퍼 등의 판형의 피가공물을 효율적으로 가공할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 것에 있다.
판형의 피가공물에 레이저 광선을 조사하여 가공을 행하는 레이저 가공 장치(1)로서, 복수의 피가공물을 수용하는 카세트(72a, 72b)를 배치하는 카세트 테이블(71)과, 상기 카세트 테이블(71)에 배치된 카세트(72a)로부터 피가공물을 반출하는 반출 수단(6)과, 상기 반출 수단(6)에 의해 반출된 상기 피가공물을 임시로 배치하는 임시 배치 수단(5)과, 상기 임시 배치 수단(5)으로부터 척 테이블(34)까지 피가공물을 반송하는 반송 수단(8)과, 상기 척 테이블(34)에 유지된 피가공물의 가공해야 할 영역을 검출하는 촬상 수단(43)과, 상기 척 테이블(34)에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 집광기(4a)를 구비한 레이저 광선 조사 수단(4)으로 적어도 구성되며, 상기 반출 수단(6)은, 상기 레이저 광선 조사 수단(4)에 의한 가공 완료 피가공물을 상기 척 테이블(34)로부터 반출하여, 상기 카세트 테이블(71)에 배치된 카세트(72b)에 수용한다.

Description

레이저 가공 장치{LASER PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 웨이퍼 등의 판형의 피가공물을 효율적으로 가공할 수 있어, 생산성을 향상시키는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는 레이저 가공 장치에 의해 분할 예정 라인이 가공되어 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 퍼스널 컴퓨터, 휴대전화, 텔레비전 등의 전기기기에 이용된다.
레이저 가공 장치로서는, 복수의 피가공물을 수용하는 카세트를 배치하는 카세트 테이블과, 상기 카세트 테이블에 배치된 카세트로부터 웨이퍼를 반출하는 반출 수단과, 상기 반출 수단에 의해 반출된 웨이퍼를 임시로 배치하는 임시 배치 수단과, 상기 임시 배치 수단으로부터 척 테이블까지 웨이퍼를 반송하는 반송 수단과, 상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 촬상하여 가공해야 할 영역을 검출하는 촬상 수단과, 상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼에 레이저 광선을 조사하는 집광기를 구비한 레이저 광선 조사 수단으로 적어도 구성된 것이 알려져 있고(예컨대, 특허문헌 1을 참조), 웨이퍼를 유지한 척 테이블을 레이저 광선 조사 수단에 대하여 왕복 운동시킴으로써, 웨이퍼를 고정밀도로 가공할 수 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-022936호 공보
전술한 레이저 가공 장치에 따르면, 피가공물인 웨이퍼에 대하여 고정밀도로 가공을 실시하는 것은 가능하지만, 척 테이블에 배치되어 레이저 광선 조사 수단에 의해 가공된 가공 완료 웨이퍼는, 재차 임시 배치 수단으로 복귀되어, 상기 임시 배치 수단으로부터 테이블에 배치된 카세트에 수용되기 때문에, 다음에 가공을 행할 웨이퍼를 반송할 때의 경로와 중복되게 된다. 이러면, 가공 완료 웨이퍼를 카세트에 수용한 후가 아니면, 새로운 웨이퍼를 카세트로부터 반출할 수 없기 때문에, 효율적으로 웨이퍼를 가공할 수 없다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술 과제는, 웨이퍼를 포함하는 피가공물을 효율적으로 가공할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따르면, 판형의 피가공물에 레이저 광선을 조사하여 가공을 행하는 레이저 가공 장치로서, 복수의 피가공물을 수용하는 카세트를 배치하는 카세트 테이블과, 상기 카세트 테이블에 배치된 카세트로부터 피가공물을 반출하는 반출 수단과, 상기 반출 수단에 의해 반출된 상기 피가공물을 임시로 배치하는 임시 배치 수단과, 상기 임시 배치 수단으로부터 척 테이블까지 피가공물을 반송하는 반송 수단과, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 가공해야 할 영역을 검출하는 촬상 수단과, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 집광기를 포함하는 레이저 광선 조사 수단을 구비하고, 상기 반출 수단은, 상기 레이저 광선 조사 수단에 의한 가공 완료 피가공물을 상기 척 테이블로부터 반출하여, 상기 카세트 테이블에 배치된 카세트에 수용하는 레이저 가공 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 임시 배치 수단에 대하여 상기 반출 수단이 배치된 방향을 X축 방향으로 하고, 상기 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향으로 한 경우, 상기 임시 배치 수단에 대하여 상기 척 테이블이 피가공물을 수취하는 수취 위치는 Y축 방향으로 설정되며, 상기 척 테이블의 상기 수취 위치에 대하여 상기 집광기는 X축 방향으로 배치되고, 상기 반송 수단은, 상기 임시 배치 수단에 배치된 피가공물을 Y축 방향으로 위치된 상기 척 테이블까지 반송하며, 상기 척 테이블은, X축 방향 이동 수단에 의해, 상기 수취 위치와 상기 집광기로부터 조사되는 레이저 광선에 의해 피가공물이 가공되는 가공 위치 사이에서 이동 가능하게 구성되고, 상기 반출 수단은, Y축 방향으로 배치된 반출용 안내 레일과, 상기 반출용 안내 레일에 이동 가능하게 배치된 반출용 이동 베이스와, 상기 반출용 이동 베이스에 배치된 로봇 핸드를 포함하며, 상기 로봇 핸드는, 상기 카세트 테이블과 상기 임시 배치 수단 사이에 위치되어 상기 카세트로부터 피가공물을 반출하여 상기 임시 배치 수단에 임시 배치되고, 상기 수취 위치에 위치된 상기 척 테이블에 인접하여 위치되어, 상기 척 테이블로부터 가공 완료 피가공물을 반출하여 상기 카세트에 수용한다.
바람직하게는, 상기 임시 배치 수단은, 회전 가능한 임시 배치 테이블과, 상기 임시 배치 테이블에 임시 배치된 피가공물의 외주(外周)를 상하로 끼우는 위치에 발광 소자 및 수광 소자를 구비한 외주 검출부를 포함하고, 상기 외주 검출부는, 상기 임시 배치 테이블의 회전에 의해 피가공물인 원형을 띠는 웨이퍼의 외주와 상기 임시 배치 테이블의 외주와의 거리의 최대치와 최소치, 및 상기 최대치와 최소치를 나타내는 외주 위치와, 상기 웨이퍼의 결정 방위를 나타내는 노치의 위치를 검출하는 것으로서, 상기 노치가 검출된 각도를 검출하고, 상기 최대치와 상기 최소치를 나타내는 위치를 연결하는 방향을 Y축 방향으로 위치시켜 웨이퍼의 중심을 구하며, 상기 반송 수단에 의해 상기 척 테이블로 상기 웨이퍼를 반송하여 배치할 때에, 상기 척 테이블의 회전 중심에 웨이퍼의 중심을 위치시킨다.
바람직하게는, 상기 척 테이블을 이동하는 상기 X축 방향 이동 수단은, X축 방향으로 배치된 X축 안내 레일과, 상기 X축 안내 레일에 이동 가능하게 부착된 이동 베이스와, 상기 이동 베이스를 이동하는 구동원으로 적어도 구성되며, 상기 이동 베이스는, 탄소 섬유 강화 플라스틱으로 형성되어 있고, 상기 척 테이블을 지지한다. 바람직하게는, 상기 임시 배치 테이블은 투명 플레이트로 구성되고, 상기 외주 검출부는 상기 웨이퍼의 크기에 대응하여 직경 방향으로 진퇴 가능하게 구성되어 있다.
본 발명의 레이저 가공 장치에 따르면, 반출 수단은, 레이저 광선 조사 수단에 의한 가공 완료 피가공물을 상기 척 테이블로부터 반출하여, 카세트 테이블에 배치된 카세트에 수용함으로써, 가공 완료 웨이퍼가, 척 테이블로부터 직접 반출되어 카세트에 수용되기 때문에, 새롭게 가공되는 웨이퍼의 반출 경로를 중복시키지 않고, 효율적으로 레이저 가공을 실시하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명 실시형태의 레이저 가공 장치의 전체 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 레이저 가공 장치의 주요부를 분리하여 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 레이저 가공 장치의 척 테이블 및 이동 베이스를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 레이저 가공 장치에 있어서의 반출 기구의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 레이저 가공 장치에 있어서의 외주 검출부의 동작을 설명한 모식도이다.
도 6은 도 5에 도시된 외주 검출부에 의해 임시 배치 테이블에 있어서의 웨이퍼의 어긋남량을 산출하는 산출 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 레이저 가공 장치의 반송 기구의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 척 테이블에 유지된 웨이퍼의 노치의 위치를 수정하는 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 9는 가공 완료 웨이퍼를 반출 기구에 의해 척 테이블로부터 반출하여, 임시 배치 테이블에 웨이퍼를 유지시키는 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 10은 가공 완료 웨이퍼를 반출 기구에 의해 가공 완료 카세트에 수용하는 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
이하, 본 발명에 따라 구성된 레이저 가공 장치의 적합한 실시형태에 대해서, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에는, 본 발명에 따라 구성된 레이저 가공 장치의 일 실시형태의 사시도가 도시되어 있다. 도시된 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치(1)는, 정지 베이스(2)와, 상기 정지 베이스(2) 상에 배치되고, 피가공물을 유지하는 유지 테이블 기구(3)와, 상기 유지 테이블 기구(3)에 유지된 피가공물에 대하여 레이저 가공을 행하는 레이저 광선 조사 수단(4)을 구비하고 있다.
도 1에 기재된 레이저 가공 장치(1)의 주요한 구성 요소를 각각 분리하여 도시한 도 2를 참조하면서 설명을 계속하면, 유지 테이블 기구(3)는, 정지 베이스(2) 상에 화살표 Y로 나타내는 Y축 방향을 따라 평행하게 배치된 한 쌍의 Y축 안내 레일(31, 31)과, 상기 Y축 안내 레일(31, 31) 상에 화살표 Y로 나타내는 Y축 방향으로 이동 가능하게 배치된 X축 테이블(32)과, 상기 X축 테이블(32)의 상면에 화살표 X로 나타내는 X축 방향을 따라 평행하게 배치된 한 쌍의 X축 안내 레일(322, 322)과, 상기 X축 안내 레일(322, 322) 상에 배치되어 화살표 X로 나타내는 X축 방향으로 이동 가능하게 배치된 이동 베이스(33)와, 상기 이동 베이스(33) 상에 지지되는 척 테이블(34)과, 상기 척 테이블(34)의 상면을 형성하고 통기성을 갖는 다공성 세라믹스로 구성되는 흡착척(35)과, 상기 X축 테이블(32)을 Y축 안내 레일(31, 31)을 따라 Y축 방향으로 이동시키기 위한 Y축 방향 이동 수단(36)과, 상기 이동 베이스(33)를 X축 안내 레일(322, 322)을 따라 X축 방향으로 이동시키기 위한 X축 방향 이동 수단(37)으로 구성되어 있다. 또한, 흡착척(35)은, 도시하지 않은 흡인 펌프에 접속되어 있고, 상면에 배치되는 피가공물을 흡인 유지하는 것이 가능하게 구성되어 있다.
상기 Y축 방향 이동 수단(36)은, 2개의 Y축 안내 레일(31, 31) 사이에 배치되어 Y축 방향으로 연장되는 Y축 선형 레일(361)과, 상기 Y축 선형 레일(361)에 이동 가능하게 끼워 넣어져 X축 테이블(32)의 하면에 장착된 Y축 코일 가동자(362)로 이루어져 있다. 상기 Y축 선형 레일(361)은, 예컨대 복수의 원주형 영구자석의 N극과 S극을 교대로 접합하여 축 형상으로 구성하고, 이 축 형상으로 구성된 복수의 원주형 영구자석을 스테인리스강의 비자성재로 이루어진 원통형의 케이스에 배치하여 구성되어 있다. 이와 같이 구성된 Y축 선형 레일(361)은, 그 양단부에 도 2에 도시된 바와 같은 지지 부재(363)가 장착되고(도 1, 도 2에서는 한쪽만이 도시되어 있음), 이 지지 부재(363)를 통해 지지 베이스(2)의 상면에 부착된다. Y축 선형 레일(361)과 Y축 코일 가동자(362)로 이루어진 Y축 방향 이동 수단(36)은, 구동원으로서 소위 선형 샤프트 모터를 구성하고 있고, Y축 코일 가동자(362)에 전류가 흐르면 자력에 의한 흡인력, 반발력을 반복하여 추력(推力)이 발생한다. 따라서, Y축 코일 가동자(362)에 인가하는 전류의 방향을 바꿈으로써, Y축 코일 가동자(362)가 Y축 선형 레일(361)을 따라 이동하는 방향을 변경할 수 있다. 이와 같이 Y축 방향에 대한 이동은, 척 테이블(34)의 가공 이송 방향에 직교하는 소위 인덱싱 이송 방향으로 이동시키는 것이며, 인덱싱 이송 기구로서 작용한다.
상기 X축 방향 이동 수단(37)은, 상기 이동 베이스(33)를 X축 방향으로 이동시키는 구동원으로서, 상기한 Y축 방향 이동 수단(36)과 대략 동일한 구성을 갖추고 있고, 이동 베이스(33)를 X축 방향에서 가이드하는 2개의 X축 안내 레일(322, 322) 사이에 배치되어 X축 방향으로 연장되는 X축 선형 레일(371)과, 상기 X축 선형 레일(371)에 이동 가능하게 끼워 넣어져 이동 베이스(33)의 하면에 장착된 X축 코일 가동자(372)로 이루어져 있다. 상기 X축 선형 레일(371)은, 예컨대, 복수의 원주형 영구자석의 N극과 S극을 교대로 접합하여 축 형상으로 구성하고, 이 축 형상으로 구성된 복수의 원주형 영구자석을 스테인리스강의 비자성재로 이루어진 원통형의 케이스에 배치하여 구성되어 있다. 이와 같이 구성된 X축 선형 레일(371)은, 그 양단부에 도 2에 도시된 바와 같은 지지 부재(373, 373)가 장착되고, 이 지지 부재(373)를 통해 X축 테이블(32)의 상면에 부착된다. X축 선형 레일(371)과 X축 코일 가동자(372)로 이루어진 X축 방향 이동 수단(37)은, Y축 방향 이동 수단(36)과 동일한 소위 선형 샤프트 모터를 구성하고 있고, X축 코일 가동자(372)에 전류가 흐르면 자력에 의한 흡인력, 반발력을 반복하여 추력이 발생한다. 따라서, X축 코일 가동자(372)에 인가하는 전류의 방향을 바꿈으로써, X축 코일 가동자(372)가 X축 선형 레일(371)을 따라 이동하는 방향을 변경할 수 있다. 이와 같이 X축 방향에 대한 이동은, 척 테이블(34)을 소위 가공 이송 방향으로 이동시키는 것이며, 가공 이송 기구로서 작용한다.
도 3을 참조하면서, 상기 이동 베이스(33) 및 상기 이동 베이스(33) 상에 지지되는 척 테이블(34)에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다. 도 3에서는, 이동 베이스(33)에 끼워 넣어지는 척 테이블(34)을 이동 베이스(33)로부터 분리하여, 비스듬하게 아래쪽에서 본 상태로 기재하고 있다. 상기 척 테이블(34)은, 경량 세라믹스로 형성되고, 상기 이동 베이스(33)는, 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic)으로 구성되어 있다. CFRP는, 성형 방법에 따라 약간의 폭이 생기지만, 그 비중은 대략 1.5∼2.0 정도로 형성된다. CFRP는, 스테인리스강(비중: 7.9) 등의 금속으로 형성된 것보다 매우 경량의 소재이며, 강도도 우수하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이동 베이스(33)의 상면 중앙에는 원형상의 오목부(331)가 형성되고, 상기 오목부(331)에는 바닥이 있는 원통 부재(332)가 회전 가능하게 끼워 넣어져 있다. 상기 원통 부재(332)의 바닥부(333)에는, 흡기 구멍(334, 335)이 형성되어 있고, 중앙에 형성되어 있는 흡기 구멍(334)은, 척 테이블(34)의 하면에 형성된 원형 볼록부(34a)가 상기 원통 부재(332)에 끼워 넣어졌을 때에 상기 원형 볼록부(34a)의 중앙에 형성된 통기 구멍(34b)에 접속된다. 또한, 상기 흡기 구멍(335)은, 척 테이블(34)이 상기 원통 부재(332)에 끼워 넣어졌을 때에 척 테이블(34)을 흡인 유지하도록 형성되어 있다. 그리고, 이동 베이스(33) 상에 배치되는 척 테이블(34)은, 원통 부재332)의 회전과 함께 도면 중 화살표로 나타내는 방향으로 회전 자유롭게 구성된다.
도 2로 되돌아가서 설명을 계속하면, 레이저 광선 조사 수단(4)은, 일반적으로 알려져 있는 구성을 채용할 수 있고, 레이저 광선 발진기, 출력 조정용 감쇠기, 레이저 광선의 조사 방향을 조정하는 갈바노 스캐너, 반사 미러, 집광기(4a)에 포함되는 집광 렌즈 등에 의해 구성된다(도시는 생략함). 촬상 수단(43)은, 가공 영역으로 이동된 척 테이블(34)에 유지된 피가공물의 가공해야 할 영역을 검출하는 것으로서, 현미경을 구성하는 광학계와 촬상 소자(CCD)를 구비하고, 촬상한 화상 신호를 제어 수단으로 보내며, 도시하지 않은 표시 수단에 표시하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 또한, 제어 수단은, 컴퓨터에 의해 구성되고, 제어 프로그램에 따라서 연산 처리하는 중앙 연산 처리 장치(CPU)와 제어 프로그램 등을 저장하는 리드 온리 메모리(ROM)와, 검출한 검출치, 연산 결과 등을 일시적으로 저장하기 위한 기록 및 판독 가능한 랜덤 액세스 메모리(RAM)와, 입력 인터페이스, 및 출력 인터페이스를 구비하고 있다(도시는 생략함).
도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 정지 베이스(2)의 상면으로서, 척 테이블(34)이 슬라이딩 가능하게 배치된 X축 테이블(32)에 대하여 Y축 방향의 위치에 임시 배치 수단(5)이 배치되고, 상기 임시 배치 수단(5)은, 회전 가능한 임시 배치 테이블(51)과, 상기 임시 배치 테이블(51)에 임시로 배치되는 피가공물의 외주를 검출하는 외주 검출부(52)를 갖고 있다. 외주 검출부(52)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 임시 배치 테이블(51)의 높이로 횡 방향으로 개구된 개구부(52a)가 구비되고, 상기 개구부(52a)의 위쪽에 발광 소자, 아래쪽의 상기 발광 소자와 대향하는 위치에 수광 소자를 구비하고 있다(추후 상세히 설명함). 또한, 상기 외주 검출부(52)는, 정지 베이스(2)의 내부에 배치된 구동 기구에 의해, 도면 중 화살표로 나타내는 방향, 즉, 임시 배치 테이블(51)에 대하여 근접, 이격되는 방향으로 이동하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 또한, 임시 배치 테이블(51)은 투명 수지 플레이트로 구성되어 있고, 도시하지 않은 회전 각도 센서에 의해, 임시 배치 테이블(51)의 회전 각도가 검출되도록 되어 있다.
본 실시형태의 레이저 가공 장치(1)에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 정지 베이스(2) 상에 배치된 임시 배치 수단(5) 및 유지 테이블 기구(3)가 배치된 영역에 대하여 X축 방향에 인접한 위치에, 반출 수단(6)을 구비하고 있다. 상기 반출 수단(6)에는, 반출 기구 배치대(60)와, 반출 기구(61)와, 상기 반출 기구(61)를 Y축 방향으로 이동시키는 반출 기구 이동 수단(62)이 구비되어 있다.
상기 반출 기구(61)는, 반출용 이동 베이스(611)와, 반출용 이동 베이스(611)에 내장되는 에어실린더에 의해 상하 방향으로 진퇴되는 원통 부재(612)와, 상기 원통 부재(612)의 상단부에 회동 가능하게 그 일단부가 접속된 평판형의 제1 아암(613a)과, 상기 제1 아암(613a)의 타단부에 회동 가능하게 그 일단부가 접속되는 제2 아암(613b)과, 제2 아암(613b)의 타단부에, 로봇 핸드(614)가 접속되어 있다. 상기 로봇 핸드(614)의 하면에는, 복수의 흡인 구멍이 형성되어 있고(도시는 생략함), 상기 원통 부재(612), 제1, 제2 아암(613a, 613b)을 통해 흡인원에 접속되며, 상기 흡인원의 작동, 비작동을 제어함으로써 피가공물을 흡착시키거나, 떨어뜨리거나 하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 상기한 로봇 핸드(614)는, 제2 아암(613b) 측의 타단부에 있어서의 지지부에서, 그 상하를 반전시키는 동작이 가능하며, 흡인 구멍을 형성한 면을 위쪽으로 향하게 할 수도 있다.
상기 반출 기구 이동 수단(62)은, 전술한 Y축 방향 이동 수단(36), X축 방향 이동 수단(37)과 대략 동일한 구성으로 이루어지는 것으로서, 반출 기구 배치대(60)의 상면에 Y축 방향으로 배치된 2개의 반출용 안내 레일(621, 621)을 포함하고, 이 반출용 안내 레일(621, 621) 사이에는 Y축 방향으로 연장되는 선형 레일(622)이 배치되며, 상기 선형 레일(622)에 이동 가능하게 끼워 넣어져 반출 기구(61)의 반출용 이동 베이스(611)의 하면에 장착된 코일 가동자(623)로 어루어져 있다. 상기 선형 레일(622)은 전술한 Y축 방향 이동 수단(36), X축 방향 이동 수단(37)을 구성하는 Y축 선형 레일(361), X축 선형 레일(371)과 동일한 구성이며, 그 양단부에는 도 2에 도시된 바와 같이 지지 부재(624)가 장착되고, 이 지지 부재(624)를 통해 반출 기구 배치대(60)의 상면에 부착된다. 선형 레일(622)과 코일 가동자(623)로 이루어진 반출 기구 이동 수단(62)은, 소위 선형 샤프트 모터를 구성하고 있고, 코일 가동자(623)에 전류가 흐르면 자력에 의한 흡인력, 반발력을 반복하여 추력이 발생한다. 따라서, 코일 가동자(623)에 인가하는 전류의 방향을 바꿈으로써, 코일 가동자(623)가 선형 레일(622)을 따라 이동하는 방향을 변경할 수 있다.
정지 베이스(2) 상에 배치되는 X축 테이블(32)을 따르도록, 정지 베이스(2)에 인접하여 레이저 광선 조사 수단(4)을 내장하는 하우징(40)이 구비된다. 하우징(40)은, 바닥면으로부터 수직 위쪽으로 연장되는 수직 벽부(41)와, 상기 수직 벽부(41)의 상단부로부터 수평 방향으로 연장되는 수평 벽부(42)로 구성되고, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 수평 벽부(42)의 선단부의 하면에는, X축 방향으로 나란히 반송 수단(8), 촬상 수단(43) 및 레이저 광선 조사 수단(4)의 집광기(4a)가 배치된다.
도면에 도시된 바와 같이, 카세트 배치 기구(7)는, 정지 베이스(2)의 X축 방향에 있어서 상기 반출 수단(6)을 사이에 끼우도록 하여 배치되어 있다. 카세트 배치 기구(7)에는, 가공 전의 피가공물이 수용되는 가공 전 카세트(72a)와, 가공 후의 피가공물이 수용되는 가공 완료 카세트(72b)와, 상기 가공 전 카세트(72a), 가공 완료 카세트(72b)가 Y축 방향으로 나란히 배치되는 카세트 테이블(71)이 구비된다. 도면에 도시된 바와 같이, 가공 전 카세트(72a)는, 임시 배치 수단(5)에 가까운 위치에 배치되고, 가공 완료 카세트(72b)는, 척 테이블(34)의 수취 위치에 가까운 쪽에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 척 테이블(34)의 「수취 위치」란, 척 테이블(34)을 X축 테이블(32) 상에서 X축 방향으로 이동시켜, 척 테이블(34)의 중심이, 임시 배치 테이블(51)의 중심으로부터 Y축 방향으로 그은 선상에서 일치하는 위치이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기한 하우징(40)의 수평 벽부(42)의 하면에는, 상기 임시 배치 테이블(51) 상의 피가공물을 흡착시키고, 수취 위치에 있는 척 테이블(34) 상으로 반송하는 반송 수단(8)이 설치된다. 도 2에서는, 수평 벽부(42)로부터 반송 수단(8)을 분리하여 위쪽에 도시하고 있고, 상기 도면에 기초하여 보다 구체적으로 설명하면, 반송 수단(8)은, 주지의 벨트 기구를 내장하는 케이싱(81)과, 상기 케이싱(81)의 측벽에 있어서 길이 방향으로 개구된 개구 구멍(82)과, 케이싱(81)에 내장된 상기 벨트 기구에 지지되어 개구 구멍(82)으로부터 외부로 연장되는 반송 아암(83)과, 상기 반송 아암(83)의 선단부에 있어서 아래쪽을 향해 진퇴 가능하게 장착된 로드(84)와, 상기 로드(84)의 선단부에서 지지되는 흡착 패드(85)를 구비하고 있다. 상기 흡착 패드(85)는, 하면측에 도시하지 않은 흡인 구멍이 복수 형성되어 있고, 로드(84), 반송 아암(83)을 통해 도시하지 않은 흡인원에 접속되며, 흡착 패드(85)의 하면측에서 피가공물을 흡착시키거나 또는 떨어뜨릴 수 있도록 되어 있다.
본 발명에 따라 구성된 레이저 가공 장치(1)는, 대략 이상과 같은 구성을 갖추고 있고, 도 4∼도 10에 기초하여 그 작용에 대해서 설명한다. 또한, 도 4∼도 10에서는, 하우징(40)은 설명의 형편상 생략되어 있다.
본 실시형태의 레이저 가공 장치(1)에 의해 레이저 가공을 실시하는 데 있어서, 오퍼레이터는, 카세트 배치 기구(7)의 카세트 테이블(71) 상에, 가공 전의 피가공물(본 실시형태에 있어서는, 실리콘 웨이퍼(W)라고 함)이 수용된 가공 전 카세트(72a)와, 가공된 후의 웨이퍼(W)를 수용하기 위해 빈 상태로 준비되는 가공 완료 카세트(72b)를 배치한다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치(1)는, 웨이퍼(W)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하고, 웨이퍼(W)의 내부에 개질층을 형성하는 레이저 가공을 행하는 것으로, 가공 전 카세트(72a)에는, 디바이스가 형성된 표면측에 보호 테이프가 접착되어 상기 표면측이 위쪽을 향한 상태에서 미리 정해진 간격으로 수용되어 있다.
오퍼레이터에 의해, 레이저 가공 장치(1)에 대하여, 레이저 가공의 개시가 지시되면, 우선, 반출 기구 이동 수단(62)을 작동시켜, 반출 기구(61)의 반출용 이동 베이스(611)를 가공 전 카세트(72a) 앞에 위치시킨다. 반출 기구(61)를 가공 전 카세트(72a) 앞에 위치시켰다면, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 가공 전 카세트(72a)에 수용되어 있는 가공 전의 웨이퍼(W)를 반출하기 위해 가공 전 카세트(72a) 내에 로봇 핸드(614)를 진입시킨다. 이 때, 로봇 핸드(614)의 흡기 구멍이 형성된 면은 위쪽으로 향해져 있다. 가공 전 카세트(72a) 내에는, 가공 전의 복수의 웨이퍼(W)가, 수평 상태에서 상하로 미리 정해진 간격을 두고 수용되어 있고, 상기 로봇 핸드(614)의 흡인 구멍이 형성된 면을 위쪽으로 향한 상태에서 미리 정해진 웨이퍼(W)의 하면측으로 진입시켜, 가공 전의 웨이퍼(W)의 이면측을 아래쪽에서 흡인한다.
가공 전 카세트(72a) 내에 있어서 로봇 핸드(614)의 흡인 구멍이 형성된 면에 의해 가공 전의 웨이퍼(W)의 이면을 흡인하였다면, 제1 아암(613a), 제2 아암(613b)을 적절하게 회동시킴으로써, 가공 전 카세트(72a)로부터 가공 전의 웨이퍼(W)를 꺼내고, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 로봇 핸드(614)에 흡인된 웨이퍼(W)를 임시 배치 테이블(51)을 향해 이동시킨다. 그 동안에, 로봇 핸드(614)의 흡인 구멍이 형성된 면이 하방측으로, 즉 웨이퍼(W)를 유지한 면측이 아래쪽을 향하도록 회전된다. 그리고, 임시 배치 테이블(51) 상으로 이동시켰다면, 원통 부재(612)를 하강시킴으로써 임시 배치 테이블(51) 상에 웨이퍼(W)를 접촉시켜, 흡인원의 작동을 정지하고 흡인 상태를 해제한다. 또한, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 임시 배치 테이블(51) 측의 중앙에도 흡인원에 접속된 흡인 구멍(51a)이 형성되어 있고, 로봇 핸드(614) 측의 흡착 상태의 해제와 동시에 임시 배치 테이블(51) 측의 흡인 구멍(51a)으로부터의 흡인을 행하면, 순조롭게 임시 배치 테이블(51)에 대하여 웨이퍼(W)를 흡인시킬 수 있다. 이와 같이 하여 임시 배치 테이블(51)에는 가공 전의 웨이퍼(W)가 이면측을 위로 하여 유지된다.
가공 전의 웨이퍼(W)를 임시 배치 테이블(51) 상에 흡인 유지하였다면, 외주 검출부(52)를 작동시켜 웨이퍼(W)의 외주부, 및 웨이퍼(W)의 결정 방위를 나타내는 노치(N)의 위치를 검출하는 외주 검출 공정을 실시한다. 외주 검출 공정에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 외주 검출부(52)는, 웨이퍼(W)를 임시 배치 테이블(51)에 배치할 때에 웨이퍼(W)에 접촉하지 않도록, 임시 배치 테이블(51)로부터 떨어진 후퇴 위치로 이동되고 있다. 웨이퍼(W)가 임시 배치 테이블(51)에 배치된 후, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 도시하지 않은 구동 수단을 작동시켜, 외주 검출부(52)를 임시 배치 테이블(51) 측으로 이동시키고, 임시 배치 테이블(51)의 외주부를 개구부(52a)로 진입시킨다. 이 때, 도시하지 않은 제어 수단에는, 가공 대상이 되는 웨이퍼(W)의 치수(직경)가 미리 등록되어 있고, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 대략 웨이퍼(W)의 외주 위치가 개구부(52a)의 중심이 되도록 위치된다. 도면에 도시된 바와 같이, 개구부(52a)의 위쪽에는 도면 중 좌우 방향으로 미리 정해진 길이를 갖는 발광 소자(521)가 배치되고, 아래쪽에는, 상기 발광 소자(521)와 대향하는 위치에 수광 소자(522), 예컨대 라인 센서가 배치되어 있다. 상기 외주 검출부(52)의 작용에 대해서 더 설명한다.
반송 수단(8)을 이용하여, 임시 배치 테이블(51) 상에 있는 웨이퍼(W)를, 전술한 수취 위치에 있는 척 테이블(34) 상으로 반송하는 경우, 상기 웨이퍼(W)의 중심 위치가, 척 테이블(34)의 중심을 지나는 Y축 선상에서 일치할 필요가 있다. 그러나, 전술한 반출 수단(6)에 의해 가공 전의 웨이퍼(W)가 임시 배치 테이블(51) 상에 배치될 때에, 웨이퍼(W)의 중심 위치를 정확하게 임시 배치 테이블(51)의 중심 위치와 일치하도록 배치하는 것은 곤란하며, 임시 배치 테이블(51) 상의 웨이퍼(W)의 중심 위치가 어긋난 채로, 반송 수단(8)에 의해 임시 배치 테이블(51)로부터 척 테이블(34)로 반송한 경우, 척 테이블(34)의 중심과 웨이퍼(W)의 중심이 어긋나게 된다. 그래서, 본 실시형태에서는, 이 외주 검출부(52)를 이용하여 웨이퍼(W)의 외주, 및 웨이퍼(W)의 결정 방위를 나타내는 노치(N)의 위치를 검출하고, 임시 배치 테이블(51) 상에 흡인 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 중심 위치와, 노치(N)가 위치하는 방향을 파악한다. 이하에 그 검출 방법에 대해서 설명한다.
도 5의 (c)에 도시된 상태로, 발광 소자(521), 수광 소자(522)를 작동시키고, 임시 배치 테이블(51)을 도시하지 않은 구동 수단을 이용하여 도 5의 (b)에 도시된 방향으로 회전시킨다. 전술한 바와 같이, 임시 배치 테이블(51)은, 투명 플레이트에 의해 구성되며, 회전 위치가 검출되어 있기 때문에, 발광 소자(521)에 의해 조사된 광이 웨이퍼(W)에 의해 차광되는 영역과, 웨이퍼(W)가 존재하지 않아 차광되지 않고 수광 소자(522)에 도달하는 영역이 구별되며, 임시 배치 테이블(51)의 회전 각도와 대응시키면서 임시 배치 테이블(51) 상에 있어서의 웨이퍼(W)의 외연 형상이 검출된다. 또한, 이와 같이 웨이퍼의 외연 형상이 파악됨으로써, 웨이퍼(W)의 결정 방위를 나타내는 노치(N)도 검출할 수 있다.
도 6의 (a), (b)를 참조하면서, 임시 배치 테이블(51)에 대한 위치 어긋남량과 그 각도를 산출하는 방법에 대해서 설명한다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 전술한 외주 검출부(52)에 의해, 웨이퍼(W)의 회전 각도에 대응하여 외연 형상이 검출되면, 미리 기억되어 있는 임시 배치 테이블(51)의 외연에 대하여 가장 가까운 거리의 최소치(dmin)와, 가장 먼 거리의 최대치(dmax)가 그 회전 각도 위치와 함께 파악된다. 또한, 상기 최소치(dmin)와 상기 최대치(dmax)가 얻어지는 위치를 연결하는 직선 L1(일점쇄선으로 나타냄)이 특정되면, 상기 L1은 반드시 웨이퍼(W)의 중심 O1과, 미리 그 위치가 특정되어 있는 임시 배치 테이블(51)의 중심 O2를 지나기 때문에, 이하의 식 (1)에 의해, 임시 배치 테이블(51)의 중심 O2에 대하여, 웨이퍼(W)의 중심 O1이 dmin 측으로 어느 정도 어긋나 있는지가 파악된다.
[dmax-dmin]/2=어긋남량 ·······(1)
예컨대, 본 실시형태에 있어서의 최대치(dmax)가 8 ㎜, 최소치(dmin)가 2 ㎜라고 하면, 상기 식 (1)에 기초하여 그 어긋남량을 계산하면, 웨이퍼(W)의 중심 O1은 임시 배치 테이블(51)의 중심 O2로부터 최소치(dmin) 측으로 3 ㎜ 어긋나 있는 것이 파악된다. 또한, 외주 검출부(52)에 의해 직선 L1이 검출되면, 상기 직선 L1의 Y축 방향(점선 P로 나타냄)에 대한 경사 각도 θ1이 파악되고, 노치(N)의 위치도 파악되고 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 중심과 노치(N)를 연결하는 직선 L2(이점쇄선으로 나타냄)와 상기 직선 L1이 이루는 각도 θ2도 파악된다. 상기 웨이퍼(W)의 위치, 어긋남량, 각도는 도시하지 않은 제어 수단의 메모리에 기억된다.
전술한 바와 같이, 임시 배치 테이블(51) 상에 있어서의 웨이퍼(W)의 위치 어긋남량(3 ㎜)과, 그 방향(θ1)이 파악되었으면, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 임시 배치 테이블(51)을 θ1만큼 회전시켜, 직선 L1과, Y축 방향을 나타내는 직선 P를 일치시킨다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 중심 O1과, 임시 배치 테이블(51)의 중심 O2가 Y축 방향에 있어서 늘어서고, 웨이퍼(W)의 중심 O1이, 임시 배치 테이블(51)의 중심 O2에 대하여 Y축 방향으로 3 ㎜ 어긋난 상태가 된다. 그것과 동시에, 노치(N)의 Y축 방향(직선 P)에 대한 경사 각도가 θ2가 되는 것이 파악된다.
임시 배치 테이블(51)을 θ1만큼 회전시키면, 다음에 반송 수단(8)을 이용하여, 웨이퍼(W)를 척 테이블(34)로 반송하는 반송 공정을 실시한다. 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 반송 수단(8)의 반송 아암(83)을 도시하지 않은 구동 수단에 의해 작동시켜 흡착 패드(85)를 임시 배치 테이블(51) 상에 위치시키고, 로드(84)를 신장시켜 강하시키며, 흡착 패드(85)를 웨이퍼(W)에 접촉시켜, 도시하지 않은 흡인원을 작동시킴으로써 흡착 패드(85)에 의해 웨이퍼(W)를 흡착한다. 이 때, 흡착 패드(85)는, 항상 그 중심이 임시 배치 테이블(51)의 중심 O2와 일치하도록 설정되어 있기 때문에, 웨이퍼(W) 의 중심 O1은, 흡착 패드(85)의 중심에 대하여 Y축 방향으로 3 ㎜ 어긋난 상태로 흡착 패드(85)에 흡착된다.
흡착 패드(85)에 웨이퍼(W)가 흡착되었으면, 로드(84)를 단축시켜 흡착 패드(85)를 상승시키고, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 그대로 반송 아암(83)을 Y축 방향으로 이동시킨다. 이 때, 척 테이블(34)은, 그 중심이 임시 배치 테이블(51)의 중심 O2와 Y축 방향에서 늘어서는 위치, 즉 수취 위치에 위치되어 있고, 반송 아암(83)을 Y축 방향으로 규정량만큼 이동시킴으로써 흡착 패드(85)의 중심과, 수취 위치에 있는 척 테이블(34)의 중심을 일치시킬 수 있도록 되어 있다. 여기서, 전술한 바와 같이, 흡착 패드(85)에 흡착된 웨이퍼(W)는, Y축 방향으로 3 ㎜ 어긋나 흡착되어 있는 것이 파악되어 제어 수단에 기억되어 있기 때문에, 반송 아암(83)에 의한 웨이퍼(W)의 반송시에, 그 3 ㎜만큼 이동량이 보정된다. 즉, 상기 규정량보다 3 ㎜ 적은 거리가 반송 아암(83)의 이동 거리가 된다. 그리고, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 규정량에 대하여 보정된 거리만큼 반송 아암(83)을 이동시키면, 평면에서 보아 웨이퍼(W)와 척 테이블(34)의 중심이 일치한 위치에 위치되어, 로드(84)를 신장하여 흡착 패드(85)를 강하시킴으로써, 척 테이블(34) 상에 중심이 일치한 상태에서 웨이퍼(W)가 배치된다. 웨이퍼(W)가 척 테이블(34) 상에 배치되었다면, 흡착 패드(85) 측의 흡인 수단의 작동을 정지시키고, 척 테이블(34)의 유지면을 형성하는 흡착척(35)에 작용하는 흡인 수단을 작동시켜 웨이퍼(W)를 흡인 유지한다. 또한, 웨이퍼(W)는, 이 때 디바이스가 형성된 표면측이 도시하지 않은 보호테이프를 통해 척 테이블(34) 상에 배치된다.
도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 전술한 반송 수단(8)에 따르면, 웨이퍼(W)의 중심 O1이 척 테이블(34)의 중심 O3에 정확히 위치되어, 배치된다. 그러나, 이 상태에서는, 웨이퍼(W)의 노치(N)의 위치가, 미리 규정된 점선 P로 나타내는 방향에 대하여 직선 L2로 나타내는 바와 같이 각도 θ2만큼 어긋나 있다. 이 θ2는 전술한 바와 같이, 임시 배치 테이블(52)에 배치된 상태에서 외주 검출부(52)에 의해 검출되고, 제어 수단의 메모리에 기억되어 있다. 따라서, 제어 수단에 기억된 θ2의 값을 참조하면서, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 척 테이블(34)을 θ2만큼 노치(N)를 규정 위치로 이동시킨다. 이에 따라, 노치(N)의 위치가 수정되고, 웨이퍼(W)의 결정 방위가, 레이저 가공에 알맞은 미리 정해진 방향으로 위치된다.
전술한 공정을 경유함으로써, 척 테이블(34) 상에 웨이퍼(W)가 정확하게 배치되고, 척 테이블(34)을 도 1에서 도시하는 촬상 수단(43), 레이저 광선 조사 수단(4)의 집광기(4a)의 아래쪽 위치로 이동시킴으로써 레이저 가공 공정을 실행할 수 있다. 상기 레이저 가공 공정을 실시하는 데 있어서는, 우선 촬상 수단(43)에 의해, 가공 대상이 되는 웨이퍼(W)의 가공 영역을 촬상하여, 집광기(4a)와 상기 가공 영역과의 위치 맞춤을 행하는 소위 얼라인먼트를 실행한다. 그리고, 상기 얼라인먼트에 의해 얻어진 위치 정보에 기초하여, 전술한 Y축 방향 이동 수단(36), X축 방향 이동 수단(37)을 작동시킴으로써 집광기(4a)와 웨이퍼(W)의 가공 영역을 상대적으로 이동시키면서 펄스 레이저 광선을 조사하여 레이저 가공을 실시한다. 또한, 본 실시형태의 촬상 수단(43)은, 예컨대, 실리콘으로 이루어진 웨이퍼(W)의 이면측에서 얼라인먼트를 가능하게 하기 위해, 웨이퍼(W)의 이면측으로부터 실리콘을 투과하는 적외선을 조사하는 광원과, 상기 적외선을 포착하는 광학계 및 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 촬상 소자(적외선 CCD) 등으로 구성되어 있다.
예컨대, 본 실시형태에 있어서의 레이저 가공 조건은, 이하와 같은 가공 조건을 선택할 수 있다.
레이저 광선의 파장 : 1064 ㎚
반복 주파수 : 10 kHz
평균 출력 : 1.0 W
가공 이송 속도 : 2000 mm/초
이에 따라, 웨이퍼(W)를 분할하는 분할 예정 라인을 따라 웨이퍼(W)의 내부에 개질층을 형성한다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 레이저 가공 공정에 대해서는, 주지의 기술이며, 본 발명의 주요부를 구성하지 않기 때문에, 상세한 내용에 대해서는 생략한다.
본 실시형태의 레이저 가공 장치(1)에 있어서는, 상기와 같은 구성을 갖추고 있음으로써, 반송 수단(8)을 이용하여 척 테이블(34)에 웨이퍼(W)를 반송한 후, 레이저 가공을 실시하고 있는 동안에, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 반출 수단(6)을 작동시켜, 가공 전 카세트(72a)로부터 가공 전의 새로운 웨이퍼(W)를 반출하고, 임시 배치 테이블(51)에 배치하여 유지시킬 수 있다. 즉, 임시 배치 테이블(51)로부터 웨이퍼(W)가 반송된 후에는, 즉시 반출 수단(6)을 작동시켜, 도 4의 (a), (b)에서 도시된 바와 같은 동작을 시키고, 새로운 웨이퍼(W)를 임시 배치 테이블(51) 상에 배치하여, 흡인 유지시킬 수 있는 것이다. 그리고, 먼저 척 테이블(34)로 반송된 웨이퍼(W)가 레이저 가공되고 있는 동안에, 외주 검출부(52)를 작동시켜 임시 배치 테이블(51) 상에 유지된 새로운 웨이퍼(W)의 위치 어긋남량, 그 방향 및 노치(N)의 위치를 검출하여, 적절하게 임시 배치 테이블(51)을 회전시킴으로써, 그 어긋남 방향을 수정해 둘 수 있다.
먼저 척 테이블(34)로 반송되어 레이저 가공이 실시된 웨이퍼(W)는, 척 테이블(34)과 함께 척 테이블(34)의 수취 위치로 이동된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 수취 위치에 척 테이블(34)이 이동되었다면, 반출 수단(6)의 반출 기구(61)가, 반출 기구 이동 수단(62)의 작동에 의해 반출용 안내 레일(621, 621) 상에서 이동되어 상기 수취 위치 근방에 위치된다. 반출 기구(61)가 상기 수취 위치 근방으로 이동되었다면, 도면에 도시되어 있는 바와 같이 원통 부재(612), 제1 아암(613a), 제2 아암(613b), 로봇 핸드(614)를 작동시켜, 척 테이블(34) 상의 가공 완료 웨이퍼(W)를 로봇 핸드(614)의 하면측에서 흡착한다.
상기 로봇 핸드(614)를 작동시켜 가공 완료 웨이퍼(W)를 흡착하였다면, 제1 아암(613a), 제2 아암(613b), 원통 부재(612)를 더 작동시켜, 도 10에 도시된 바와 같이, 가공 완료 카세트(72b)의 미리 정해진 위치에 상기 가공 완료 웨이퍼(W)를 수용한다. 또한, 가공 완료 웨이퍼(W)는, 척 테이블(34)에 있어서 흡착된 후, 로봇 핸드(614)가 회전하여, 디바이스가 형성된 표면측이 위쪽으로 되어, 이면측을 아래쪽으로 하여 카세트(72b)에 수용된다. 또한, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 가공 전 카세트(72a)에 있어서 가공 전 웨이퍼(W)의 이면측을 위쪽으로 하여 수용해 두고, 로봇 핸드(614)에 의해 위쪽으로부터 웨이퍼(W)의 이면측을 흡착하여 반출하고, 척 테이블(34) 상의 가공 완료 웨이퍼(W)를 로봇 핸드(614)로 흡착한 후, 로봇 핸드(614)를 회전시키지 않고, 이면측을 위쪽으로 향하게 한 채로 가공 완료 카세트(72b)에 수용하도록 하여도 좋다.
반출 기구(61)에 의해 척 테이블(34)로부터 웨이퍼(W)를 반출한 후에는, 반송 수단(8)을 작동시켜, 임시 배치 테이블(51) 상에 유지되어 있는 다음 가공 대상이 되는 웨이퍼(W)를 척 테이블(34)로 반송하고, 도 8의 (a), (b)에 기초하여 설명한 바와 같이, 노치(N)의 방향을 수정하고, 레이저 가공 공정을 실시할 수 있다. 즉, 본 발명에 기초하여 구성된 상기 레이저 가공 장치에 있어서는, 가공 후의 웨이퍼(W)가 가공 전의 웨이퍼(W)가 반송되는 경로를 통하지 않고, 직접 가공 완료 카세트(72b)에 수용되도록 되어 있다. 따라서, 가공 전에 웨이퍼(W)의 경로와 중복되지 않고, 효율적으로 웨이퍼(W)를 가공하는 것이 가능해지는 것이다.
본 발명은, 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 여러 가지 변형예를 상정할 수 있다. 예컨대, 본 실시형태에서는, 임시 배치 수단(5)의 임시 배치 테이블(51)을 투명 플레이트에 의해 형성하고, 외주 검출부(52)에 배치한 발광 소자(521), 수광 소자(522)에 의해 웨이퍼(W)의 외주 위치를 검출하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 임시 배치 테이블(51)이 투명한 플레이트가 아닌 경우는, 외주 검출부(52)의 개구부(52a)의 위쪽으로 아래쪽으로 향해 레이저 광선을 조사하여, 반사된 레이저 광선을 수신함으로써 임시 배치 테이블 상의 요철을 검출하여 외주 위치를 검출하거나, 그 밖에도 주지된 초음파, 적외선에 의해 임시 배치 테이블 상의 요철을 검출함으로써 외주 위치를 검출하거나, 나아가서는, 화상 인식 처리 등의 수단에 의해 외경 형상을 인식하도록 하여도 좋다.
본 실시형태에서는, 가공 완료 카세트(72b)와, 가공 전 카세트(72a)를 준비하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 카세트를 하나만 준비하고, 가공 완료 웨이퍼(W)를 가공 전에 수용하였던 카세트의 미리 정해진 위치로 되돌리도록 하여도 좋다.
본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여, 내부에 개질층을 형성하는 레이저 가공을 실시하는 경우에 대해서 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 웨이퍼(W)에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여, 소위 어블레이션 가공을 행하는 레이저 가공 장치에 적용할 수도 있다. 본 발명은, 그 레이저 가공의 종별에 관계없이 적용할 수 있다.
본 실시형태에서는, Y축 방향 이동 수단(36), X축 방향 이동 수단(37), 반출 기구 이동 수단(62)에 대해서, 소위 선형 샤프트 모터에 의해 구동하는 예를 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 소위 볼나사를 모터에 의해 회전시키고, 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기구를 이용하여 전술한 이동 수단의 구동원으로 할 수도 있다.
본 실시형태에서는, 외주 검출부(52)에 개구부(52a)를 형성하여, 외주 검출부(52)를 임시 배치 테이블(51) 방향으로 이동 가능하게 구성하고, 임시 배치 테이블(51)에 배치된 웨이퍼(W)의 외주를 사이에 끼우도록 구성하였지만, 레이저 가공 장치(1)에 있어서 가공되는 웨이퍼(W)에는 여러 가지 사이즈가 상정되며, 웨이퍼(W)의 외주 위치가 일정하지 않기 때문에, 상기 개구부(52a)에 의해 상하로 끼우는 위치를, 가공 대상이 되는 웨이퍼(W)의 치수에 맞춰 적절하게 이동시키도록 하여도 좋다. 또한, 필요에 따라, 상기 외주 검출부(52)를 교환하여 웨이퍼(W)의 치수 차이에 대응하는 것도 가능하다.
1 : 레이저 가공 장치 2 : 정지 베이스
3 : 유지 테이블 기구 31, 31 : Y축 안내 레일
32 : X축 테이블 322 : X축 안내 레일
33 : 이동 베이스 34 : 척 테이블
35 : 흡착척 36 : Y축 방향 이동 수단
361 : Y축 선형 레일 362 : Y축 코일 가동자
37 : X축 방향 이동 수단 371 : X축 선형 레일
4 : 레이저 광선 조사 수단 43 : 촬상 수단
5 : 임시 배치 수단 51 : 임시 배치 테이블
51a : 흡인 구멍 52 : 외주 검출부
52a : 개구부 6 : 반출 수단
60 : 반출 기구 배치대 61 : 반출 기구
611 : 반출용 이동 베이스 612 : 원통 부재
613a : 제1 아암 613b : 제2 아암
614 : 로봇 핸드 62 : 반출 기구 이동 수단
621 : 반출용 안내 레일 622 : 선형 레일
623 : 코일 가동자 7 : 카세트 배치 기구
71 : 카세트 테이블 72a : 가공 전 카세트
72b : 가공 완료 카세트 8 : 반송 수단
81 : 케이싱 82 : 개구 구멍
83 : 반송 아암 84 : 로드
85 : 흡착 패드

Claims (5)

  1. 판형의 피가공물에 레이저 광선을 조사하여 가공을 행하는 레이저 가공 장치로서,
    복수의 피가공물을 수용하는 카세트를 배치하는 카세트 테이블과,
    상기 카세트 테이블에 배치된 카세트로부터 피가공물을 반출하는 반출 수단과,
    상기 반출 수단에 의해 반출된 상기 피가공물을 임시로 배치하는 임시 배치 수단과,
    상기 임시 배치 수단으로부터 척 테이블까지 피가공물을 반송하는 반송 수단과,
    상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 가공해야 할 영역을 검출하는 촬상 수단과,
    상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 집광기를 포함하는 레이저 광선 조사 수단을 구비하고,
    상기 반출 수단은, 상기 레이저 광선 조사 수단에 의한 가공 완료 피가공물을 상기 척 테이블로부터 반출하여, 상기 카세트 테이블에 배치된 카세트에 수용하는 것인 레이저 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 임시 배치 수단에 대하여 상기 반출 수단이 배치된 방향을 X축 방향으로 하고, 상기 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향으로 한 경우, 상기 임시 배치 수단에 대하여 상기 척 테이블이 피가공물을 수취하는 수취 위치는 Y축 방향으로 설정되며,
    상기 척 테이블의 상기 수취 위치에 대하여 상기 집광기는 X축 방향으로 배치되고,
    상기 반송 수단은, 상기 임시 배치 수단에 배치된 피가공물을 Y축 방향으로 위치된 상기 척 테이블까지 반송하며,
    상기 척 테이블은, X축 방향 이동 수단에 의해, 상기 수취 위치와 상기 집광기로부터 조사되는 레이저 광선에 의해 피가공물이 가공되는 가공 위치 사이에서 이동 가능하게 구성되고,
    상기 반출 수단은, Y축 방향으로 배치된 반출용 안내 레일과, 상기 반출용 안내 레일에 이동 가능하게 배치된 반출용 이동 베이스와, 상기 반출용 이동 베이스에 배치된 로봇 핸드를 포함하며,
    상기 로봇 핸드는, 상기 카세트 테이블과 상기 임시 배치 수단 사이에 위치되어 상기 카세트로부터 피가공물을 반출하여 상기 임시 배치 수단에 임시 배치하고, 상기 수취 위치에 위치된 상기 척 테이블에 인접하여 위치되어, 상기 척 테이블로부터 가공 완료 피가공물을 반출하여 상기 카세트에 수용하는 것인 레이저 가공 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 임시 배치 수단은, 회전 가능한 임시 배치 테이블과, 상기 임시 배치 테이블에 임시 배치된 피가공물의 외주(外周)를 상하로 끼우는 위치에 발광 소자 및 수광 소자를 구비한 외주 검출부를 포함하고,
    상기 외주 검출부는, 상기 임시 배치 테이블의 회전에 의해 피가공물인 원형을 띠는 웨이퍼의 외주와 상기 임시 배치 테이블의 외주와의 거리의 최대치와 최소치, 및 상기 최대치와 최소치를 나타내는 외주 위치와, 상기 웨이퍼의 결정 방위를 나타내는 노치의 위치를 검출하는 것으로서, 상기 노치가 검출된 각도를 검출하고, 상기 최대치와 상기 최소치를 나타내는 위치를 연결하는 방향을 Y축 방향으로 위치시켜 웨이퍼의 중심을 구하며,
    상기 반송 수단에 의해 상기 척 테이블로 상기 웨이퍼를 반송하여 배치할 때에, 상기 척 테이블의 회전 중심에 웨이퍼의 중심을 위치시키는 것인 레이저 가공 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 척 테이블을 이동시키는 상기 X축 방향 이동 수단은, X축 방향으로 배치된 X축 안내 레일과, 상기 X축 안내 레일에 이동 가능하게 부착된 이동 베이스와, 상기 이동 베이스를 이동하는 구동원으로 적어도 구성되며,
    상기 이동 베이스는, 탄소 섬유 강화 플라스틱으로 형성되어 있고, 상기 척 테이블을 지지하는 것인 레이저 가공 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 임시 배치 테이블은 투명 플레이트로 구성되고, 상기 외주 검출부는 상기 웨이퍼의 크기에 대응하여 직경 방향으로 진퇴 가능하게 구성되는 것인 레이저 가공 장치.
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