KR20210134505A - 복수의 웨이퍼의 처리 방법 및 절삭 장치 - Google Patents

복수의 웨이퍼의 처리 방법 및 절삭 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반송 유닛의 가동 범위를 통상의 사양으로부터 변경하지 않고, 수용되어 있는 모든 웨이퍼가 처리되어 제1 카세트로 반송된 후에 제1 카세트를 제2 카세트로 교환하는 경우에 비교하여, 단위 시간당의 웨이퍼 처리수를 향상시키는 것을 과제로 한다.
최종의 웨이퍼 이외의 모든 웨이퍼가 제1 카세트에 수용된 후, 제1 카세트를 카세트 배치대로부터 제거하고, 제1 카세트와는 상이한 제2 카세트를 카세트 배치대에 배치하는 카세트 교환 단계와, 카세트 교환 단계의 후에, 제2 카세트로부터 척 테이블로의 웨이퍼의 반송을 개시하는 반송 개시 단계와, 반송 개시 단계의 후에, 절삭 단계에서 절삭된 최종의 웨이퍼를, 카세트 배치대의 하측에 배치되고 카세트 배치대와 함께 승강하는 웨이퍼 배치부에 배치하는 최종 웨이퍼 배치 단계를 구비하는 복수의 웨이퍼의 처리 방법을 제공한다.

Description

복수의 웨이퍼의 처리 방법 및 절삭 장치{MULTI-WAFER PROCESSING METHOD AND CUTTING APPARATUS}
본 발명은, 복수의 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라 순차적으로 절삭하는 복수의 웨이퍼의 처리 방법 및 복수의 웨이퍼를 순차적으로 절삭하는 절삭 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스 칩의 제조 공정에서는, 원반형의 웨이퍼의 표면에 복수의 분할 예정 라인을 격자형으로 설정하고, 상기 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역의 각각에 IC(Integrated Circuit) 등의 디바이스를 형성한다. 그 후, 웨이퍼를 각 분할 예정 라인을 따라 절삭함으로써, 웨이퍼를 복수의 반도체 디바이스 칩으로 분할한다.
웨이퍼를 절삭하기 위해서는, 예컨대 절삭 장치가 이용된다. 절삭 장치는, 웨이퍼를 반송하는 반송 유닛과, 웨이퍼를 흡인 유지하는 척 테이블과, 척 테이블에 의해 흡인 유지된 웨이퍼를 절삭하는 절삭 블레이드를 갖는 절삭 유닛을 구비한다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
웨이퍼를 절삭할 때에는, 우선, 복수의 웨이퍼를 수용하고 있는 제1 카세트를 절삭 장치에 배치한다. 그리고, 반송 유닛에 의해 제1 카세트로부터 웨이퍼를 순차적으로 반출하여, 절삭 및 세정 후의 웨이퍼를 제1 카세트에 순차적으로 반입한다.
그리고, 제1 카세트에 수용되어 있던 모든 웨이퍼가 제1 카세트에 반입된 후, 제1 카세트 대신, 복수의 웨이퍼를 수용하고 있는 별도의 카세트(제2 카세트)를 절삭 장치에 배치한다. 그리고, 제1 카세트의 경우와 마찬가지로, 제2 카세트로부터 웨이퍼를 순차적으로 반출하여 절삭 및 세정을 한다.
특허문헌 1 : 일본특허공개 제2011-159823호 공보
그러므로, 카세트를 교환할 때에는 절삭 장치의 오퍼레이션을 정지시킬 필요가 있기 때문에, 단위 시간당 웨이퍼의 처리수가 저하된다. 이것에 대하여, 복수의 카세트를 절삭 장치에 동시에 탑재하기 위해, 동일한 높이 위치에 복수의 카세트 배치대를 설치하도록, 통상의 절삭 장치의 사양을 변경하는 것도 고려되지만, 반송 유닛의 가동 범위를 넓히는 등의 대폭적인 개조가 필요해진다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 반송 유닛의 가동 범위를 통상의 사양으로부터 변경하지 않고, 또한, 수용되어 있는 모든 웨이퍼가 처리되어 제1 카세트로 반송된 후에 제1 카세트를 제2 카세트로 교환하는 경우에 비교하여 단위 시간당의 웨이퍼 처리수를 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일양태에 의하면, 표면측에 설정된 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역의 각각에 디바이스가 형성된 복수의 웨이퍼의 각각을, 각 분할 예정 라인을 따라 절삭한 후에 카세트에 수용하는 복수의 웨이퍼의 처리 방법에 있어서, 복수의 웨이퍼가 수용된 제1 카세트를, 카세트 배치대에 배치하는 카세트 배치 단계와, 상기 제1 카세트로부터 척 테이블로 웨이퍼를 순차적으로 반송하는 웨이퍼 반송 단계와, 상기 척 테이블로 반송되는 웨이퍼가, 상기 제1 카세트로부터 마지막으로 반송되는 최종의 웨이퍼인지 아닌지를 판단하는 판단 단계와, 상기 척 테이블에 의해 유지된 웨이퍼를, 절삭 유닛으로 순차적으로 절삭하는 절삭 단계와, 상기 최종의 웨이퍼가 아닌 웨이퍼를 상기 절삭 단계에서 절삭한 후에 상기 제1 카세트에 수용하는 카세트 수용 단계와, 상기 최종의 웨이퍼 이외의 모든 웨이퍼가 상기 제1 카세트에 수용된 후, 상기 제1 카세트를 상기 카세트 배치대로부터 제거하고, 복수의 웨이퍼가 수용되어 있고 상기 제1 카세트와는 상이한 제2 카세트를, 상기 카세트 배치대에 배치하는 카세트 교환 단계와, 상기 카세트 교환 단계의 후에, 상기 제2 카세트로부터 상기 척 테이블로의 웨이퍼의 반송을 개시하는 반송 개시 단계와, 상기 반송 개시 단계의 후에, 상기 절삭 단계에서 절삭된 상기 최종의 웨이퍼를, 상기 카세트 배치대의 하측에 배치되고 상기 카세트 배치대와 함께 승강하는 웨이퍼 배치부에 배치하는 최종 웨이퍼 배치 단계를 포함하는 복수의 웨이퍼의 처리 방법이 제공된다.
바람직하게는, 복수의 웨이퍼의 처리 방법은, 상기 최종 웨이퍼 배치 단계의 후, 상기 웨이퍼 배치부에 배치된 상기 최종의 웨이퍼를, 상기 웨이퍼 배치부로부터 취출하여 상기 제1 카세트에 수용하는 취출 및 수용 단계를 더 구비한다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 표면측에 설정된 복수의 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역의 각각에 디바이스가 형성된 복수의 웨이퍼의 각각을, 각 분할 예정 라인을 따라 절삭한 후에 카세트에 수용하는 절삭 장치에 있어서, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 스핀들과, 상기 스핀들의 일단측에 장착된 절삭 블레이드를 갖는 절삭 유닛과, 복수의 웨이퍼가 수용된 제1 카세트가 배치되는 카세트 배치대와, 상기 카세트 배치대의 하측에 배치되고 상기 카세트 배치대와 함께 승강하는 웨이퍼 배치부를 구비하는 카세트 기구와, 상기 카세트 기구와 상기 척 테이블 사이에서 웨이퍼를 반송하는 반송 유닛과, 상기 제1 카세트로부터 마지막으로 반송된 웨이퍼를 상기 제1 카세트의 최종의 웨이퍼라고 판단하는 판단부를 포함하는 제어 유닛과, 상기 제1 카세트에 수용되어 있던 상기 최종의 웨이퍼 이외의 모든 웨이퍼가, 절삭 후에 상기 제1 카세트에 수용된 경우에, 상기 제1 카세트의 교환을 재촉하는 메시지를 발하는 통지부를 구비하고, 상기 제어 유닛은, 상기 반송 유닛을 제어하는 것에 의해, 절삭 후의 웨이퍼 중 상기 최종의 웨이퍼 이외의 모든 웨이퍼를 상기 제1 카세트로 반송하고, 상기 최종의 웨이퍼를 상기 웨이퍼 배치부로 반송하고, 상기 최종의 웨이퍼 이외의 모든 웨이퍼가 상기 제1 카세트에 수용된 후이자, 복수의 웨이퍼가 수용되어 있고 상기 제1 카세트와는 상이한 제2 카세트가 상기 카세트 배치대에 배치된 경우에, 절삭 후의 상기 최종의 웨이퍼가 상기 웨이퍼 배치부에 배치되기 전에, 상기 제2 카세트로부터 상기 척 테이블로의 웨이퍼의 반송을 개시하는 절삭 장치가 제공된다.
본 발명의 일양태에 관한 복수의 웨이퍼의 처리 방법에서는, 최종의 웨이퍼 이외의 모든 웨이퍼가 제1 카세트에 수용된 후, 제1 카세트를 카세트 배치대로부터 제거하고, 복수의 웨이퍼가 수용되어 있고, 제1 카세트와는 상이한 제2 카세트를 카세트 배치대에 배치하는 카세트 교환 단계와, 카세트 교환 단계의 후에, 제2 카세트로부터 척 테이블로의 웨이퍼의 반송을 개시하는 반송 개시 단계와, 반송 개시 단계의 후에, 절삭 단계에서 절삭된 최종의 웨이퍼를, 카세트 배치대의 하측에 배치되어 카세트 배치대와 함께 승강하는 웨이퍼 배치부에 배치하는 최종 웨이퍼 배치 단계를 구비한다.
이와 같이, 최종의 웨이퍼를 제1 카세트로 되돌리기 전에, 제2 카세트로부터 척 테이블로의 웨이퍼의 반송을 개시할 수 있다. 그러므로, 수용되어 있는 모든 웨이퍼가 처리되어 제1 카세트로 반송된 후에 제1 카세트를 제2 카세트로 교환하는 경우에 비하여, 단위 시간당의 웨이퍼 처리수를 향상시킬 수 있다.
게다가, 카세트 배치대의 하측에 배치되어 있는 웨이퍼 배치부는, 카세트 배치대와 함께 승강하기 때문에, 반송 유닛의 가동 범위를 바꾸지 않고, 반송 유닛은, 최종의 웨이퍼를 웨이퍼 배치부에 배치할 수 있다. 그러므로, 반송 유닛의 가동 범위를 통상의 사양으로부터 변경할 필요도 없다.
도 1은 절삭 장치의 사시도.
도 2는 카세트 기구 등의 일부 단면 측면도.
도 3은 웨이퍼 등의 사시도.
도 4는 복수의 웨이퍼의 처리를 시계열적으로 설명하는 도면.
도 5는 #1의 웨이퍼가 세정되고, #2의 웨이퍼가 절삭되는 모습을 도시하는 도면.
도 6은 #(N-1) 및 #N의 웨이퍼를 처리하는 모습을 도시하는 도면.
도 7은 카세트 교환 단계를 도시하는 도면.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일양태에 관한 실시형태에 관해 설명한다. 도 1은, 절삭 장치(2)의 사시도이다. 또, 도 1에 도시하는 X축 방향(가공 이송 방향), Y축 방향(인덱싱 이송 방향) 및 Z축 방향(수직 방향, 절삭 이송 방향)은 서로 직교한다.
절삭 장치(2)는, 각 구성 요소를 지지하는 베이스(4)를 구비한다. 베이스(4)의 전방의 모서리부에는 개구(4a)가 형성되어 있다. 개구(4a) 내에는, 도 2에 도시하는 카세트 기구(6)가 설치되어 있다. 도 2는, 카세트 기구(6) 등의 일부 단면 측면도이다.
카세트 기구(6)는 승강대(6a)를 갖는다. 승강대(6a)는, 볼 나사식의 승강 기구(8)에 의해 Z축 방향을 따라 승강한다. 승강대(6a)의 상면에는 웨이퍼 배치부(6b)가 배치되어 있다. 웨이퍼 배치부(6b)는, 세로 및 가로의 각 길이에 비교하여 높이 방향의 길이가 작은 직방체형의 케이스이다.
웨이퍼 배치부(6b)의 내부는 공동(空洞)이며, 웨이퍼 배치부(6b)는 Y축 방향과 대략 직교하는 양 측면에 개구(6c)를 갖는다. 개구(6c)는, 후술하는 하나의 웨이퍼 유닛(21)이 통과할 수 있는 정도의 크기를 갖는다.
웨이퍼 배치부(6b)의 상측에는, 웨이퍼 배치부(6b)의 상면과 대략 동일한 크기를 갖는 평판형의 카세트 배치대(6d)가 설치되어 있다. 카세트 배치대(6d) 상에는, 복수의 웨이퍼 유닛(21)(즉, 웨이퍼(11))이 수용된 카세트(6e)가 배치된다.
여기서, 도 3을 참조하여 웨이퍼(11) 등에 관해 설명한다. 도 3은, 웨이퍼(11) 등의 사시도이다. 웨이퍼(11)는, 예컨대, 실리콘 등의 반도체 재료로 형성되어 있고, 원반 형상을 갖는다.
웨이퍼(11)의 표면(11a)에는, 서로 교차하는 양태로 복수의 분할 예정 라인(스트리트)(13)이 설정되어 있다. 복수의 분할 예정 라인(13)으로 구획된 복수의 영역의 각각에는, IC(Integrated Circuit) 등의 디바이스(15)가 형성되어 있다.
또, 웨이퍼(11)의 재질, 형상, 구조, 크기 등에 제한은 없다. 예컨대, 웨이퍼(11)는, 실리콘 이외의 반도체, 세라믹스, 수지, 금속 등의 재료로 형성되어 있어도 좋다. 마찬가지로, 디바이스(15)의 종류, 수량, 형상, 구조, 크기, 배치 등에도 제한은 없다.
표면(11a)과는 반대측에 위치하는 이면(11b)측에는, 웨이퍼(11)보다 면적이 큰 원형의 점착 테이프(다이싱 테이프)(17)가 접착되어 있다. 점착 테이프(17)의 외주 부분에는, 금속제이며 고리형인 프레임(19)이 고정되어 있다.
즉, 점착 테이프(17)를 통해 프레임(19)으로 웨이퍼(11)를 지지하도록 웨이퍼 유닛(21)이 형성되어 있다. 복수의 웨이퍼 유닛(21)은 하나의 카세트(6e)에 수용되어 있다. 카세트(6e)는, 한 쌍의 측벽과, 한 쌍의 측벽의 상부와 하부를 각각 접속하는 접속부를 갖는다.
한 쌍의 측벽에는, 카세트(6e)의 높이 방향을 따라 복수의 선반(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 각 선반에는 하나의 웨이퍼 유닛(21)이 배치되어 있다. 또한, 한 쌍의 측벽의 폭방향의 양측에 위치하는 카세트(6e)의 측부는 개구로 되어 있다.
여기서, 도 2로 되돌아가 카세트 기구(6)에 관해 설명한다. 카세트 기구(6)는, 승강대(6a) 상에 배치된 웨이퍼 배치부(6b) 및 카세트 배치대(6d)와, 카세트(6e)를 포함한다. 카세트 기구(6)는, 승강 기구(8)에 의해 Z축 방향을 따라 함께 승강한다.
카세트(6e)에 수용되어 있는 웨이퍼 유닛(21)은, 개구(4a)를 구성하는 베이스(4)의 측벽 중, 후방(Y축 방향의 한쪽)에 배치된 측벽의 상부에 배치된 센서(6f)에 의해 검지된다.
본 실시형태의 센서(6f)는, LED(Light Emitting Diode) 등의 광원을 포함하는 발광부와, 발광부로부터 조사(照射)된 광의 반사광을 수광하는 포토다이오드 등의 광전 변환 소자를 포함하는 수광부를 갖는 반사형의 맵핑 센서이다.
센서(6f)는, 카세트(6e)의 개구를 통해, 카세트(6e)의 내부에 광을 조사하고, 프레임(19)으로부터의 반사광을 수광함으로써, 웨이퍼 유닛(21)의 유무를 검지한다. 구체적으로는, 승강 기구(8)에 의해 카세트(6e)를 상승시킴과 더불어, 센서(6f)는 수광부에서 반사광을 수광한다.
예컨대, 센서(6f)가 반사광의 휘도의 피크를 검지하는 것에 의해, 카세트(6e) 내에 수용되어 있는 웨이퍼 유닛(21)(즉, 웨이퍼(11))의 수가 카운트된다. 또, 센서(6f)로서, 투과형의 맵핑 센서나, 빗형의 맵핑 센서를 이용해도 좋다.
여기서, 도 1로 되돌아가, 절삭 장치(2)의 다른 구성 요소에 관해 설명한다. 개구(4a)의 후방에는, X축 방향을 따르는 길이부를 갖는 개구(4b)가 형성되어 있다. 개구(4b) 내에는, 평판형의 테이블 커버(10)가 배치되어 있다.
테이블 커버(10)의 X축 방향의 양측에는, 주름 상자형의 방진 방적 커버(12)가 배치되어 있다. 테이블 커버(10) 및 방진 방적 커버(12)의 하측에는, 볼 나사식의 X축 이동 기구(가공 이송 유닛)(도시하지 않음)가 배치되어 있다.
테이블 커버(10) 상에는 척 테이블(14)이 설치되어 있다. 척 테이블(14)은, X축 이동 기구에 의해, 테이블 커버(10)와 함께 X축 방향으로 이동 가능하다. 척 테이블(14)의 하부에는, 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)이 연결되어 있고, 척 테이블(14)은, Z축 방향(수직 방향)에 대략 평행한 회전축 둘레에 회전할 수 있다.
척 테이블(14)의 상부에는, 다공질 세라믹스로 형성된 원반형의 다공성 판이 고정되어 있다. 다공성 판에는, 소정의 유로를 통해 진공 펌프 등의 흡인원(도시하지 않음)이 접속되어 있다.
흡인원을 동작시키면, 다공성 판의 상면에는 부압이 발생한다. 그러므로, 척 테이블(14)의 상면은, 웨이퍼(11) 등을 흡인 유지하는 유지면(14a)이 된다. 또, 척 테이블(14)의 주위에는, 프레임(19)을 사방에서 고정하기 위한 4개의 클램프(14b)가 설치되어 있다.
개구(4a)의 후방이자 개구(4b)의 상측에는, Y축 방향으로 대략 평행한 한 쌍의 가이드 레일(도시하지 않음)이 배치되어 있다. 한 쌍의 가이드 레일은, 예컨대, 카세트(6e)로부터 취출된 웨이퍼 유닛(21)의 X축 방향의 위치를 조정한다.
개구(4a) 및 한 쌍의 가이드 레일에 대하여 X축 방향의 일방측에는, 개구(4b)에 걸친 형태로 도어형의 지지체(4c)가 설치되어 있다. 지지체(4c) 중, X축 방향의 타방측에 위치하는 측면에는, 각각 웨이퍼 유닛(21)을 반송하는 하부 아암 유닛(반송 유닛)(16)이 설치되어 있다.
하부 아암 유닛(16)에는 이동 기구(16a)가 연결되어 있다. 이동 기구(16a)는, Y축 방향으로 대략 평행한 레일을 포함하고, 하부 아암 유닛(16)을 Y축 방향을 따라 이동 가능한 양태로 지지하고 있다.
하부 아암 유닛(16)은, 길이부가 Z축 방향을 따라 배치된 에어 실린더(16b)를 갖는다. 에어 실린더(16b)에는, 공기압 제어에 의해 Z축 방향을 따라 상하 이동 가능한 로드(16c)가 설치되어 있다.
로드(16c)의 하단에는, X축 방향을 따르는 가늘고 긴 평판형의 제1 아암부(16d)의 일단부가 접속되어 있다. 제1 아암부(16d)의 X축 방향의 타단부에는, Y축 방향을 따르는 가늘고 긴 평판형의 제2 아암부가 접속되어 있다.
제2 아암부의 Y축 방향의 양 단부에는, Y축 방향의 길이에 비교하여 X축 방향의 길이가 긴 광폭부가 설치되어 있고, 각 광폭부의 하면측에는, 프레임(19)을 흡착 가능한 복수의 흡착 패드(16e)가 설치되어 있다.
전방측에 위치하는 광폭부 중, 제2 아암부와는 반대측의 측면에는, 웨이퍼 유닛(21)을 파지하는 파지 기구(16f)가 설치되어 있다. 파지 기구(16f)가 프레임(19)의 일부를 잡은 상태로, 하부 아암 유닛(16)을 후방으로 이동시키면, 카세트(6e)에 수용된 웨이퍼 유닛(21)을 한 쌍의 가이드 레일로 인출할 수 있다.
한 쌍의 가이드 레일로 X축 방향의 위치가 조정된 웨이퍼 유닛(21)은, 하부 아암 유닛(16)에 의해 복수의 흡착 패드(16e)로 프레임(19)이 흡착된 상태로, 한 쌍의 가이드 레일로부터 척 테이블(14)로 반송된다.
이것에 대하여, 카세트(6e)에 웨이퍼 유닛(21)을 반송하는 경우에는, 복수의 흡착 패드(16e)로 프레임(19)을 흡착한 상태로, 웨이퍼 유닛(21)을 한 쌍의 가이드 레일로 반송한다.
그리고, 한 쌍의 가이드 레일로 웨이퍼 유닛(21)의 X축 방향의 위치를 조정한 후, 파지 기구(16f)로 프레임(19)의 일부를 잡은 상태로, 하부 아암 유닛(16)을 전방으로 이동시켜, 한 쌍의 가이드 레일로부터 카세트(6e)에 웨이퍼 유닛(21)을 밀어 넣는다.
또, 한 쌍의 가이드 레일로부터 웨이퍼 배치부(6b)에 웨이퍼 유닛(21)을 반송하는 경우에는, 승강 기구(8)로 개구(6c)의 높이를 한 쌍의 가이드 레일과 대략 동일한 높이로 한 뒤에, 마찬가지로, 웨이퍼 배치부(6b)에 웨이퍼 유닛(21)을 밀어 넣는다.
이와 같이, 하부 아암 유닛(16)은, 카세트 기구(6)(웨이퍼 배치부(6b) 및 카세트(6e))와 척 테이블(14) 사이에서, 웨이퍼 유닛(21)(웨이퍼(11))을 반송한다.
지지체(4c)에 대하여 하부 아암 유닛(16)의 반대측에는, 개구(4b)에 걸친 형태로 도어형의 지지체(4d)가 설치되어 있다. 지지체(4d) 중, 지지체(4c)측의 측면에는, 한 쌍의 가공 유닛 이동 기구(인덱싱 이송 유닛, 절입 이송 유닛)가 설치되어 있다.
한 쌍의 가공 유닛 이동 기구는, 지지체(4d)의 전면에 배치되고 Y축 방향으로 대략 평행한 한 쌍의 Y축 가이드 레일(도시하지 않음)을 구비하고 있다. 한 쌍의 Y축 가이드 레일에는, 각 가공 유닛 이동 기구를 구성하는 Y축 이동 플레이트(18)가 슬라이드 가능하게 부착되어 있다.
Y축 이동 플레이트(18)의 지지체(4d)측의 면에는 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 너트부에는, Y축 가이드 레일에 대략 평행한 Y축 볼 나사(도시하지 않음)가 회전 가능한 형태로 연결되어 있다.
Y축 볼 나사의 일단부에는 Y축 펄스 모터(도시하지 않음)가 연결되어 있다. Y축 펄스 모터로 Y축 볼 나사를 회전시키면, Y축 이동 플레이트(18)는 Y축 가이드 레일을 따라 Y축 방향으로 이동한다.
Y축 이동 플레이트(18)의 지지체(4c)측의 면에는, Z축 방향으로 대략 평행한 Z축 가이드 레일(도시하지 않음)이 설치되어 있다. Z축 가이드 레일에는, Z축 이동 플레이트(도시하지 않음)가 슬라이드 가능하게 부착되어 있다.
Z축 이동 플레이트의 지지체(4d)측의 면에는 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 너트부에는, Z축 가이드 레일에 평행한 Z축 볼 나사(도시하지 않음)가 회전 가능한 형태로 연결되어 있다.
Z축 볼 나사(도시하지 않음)의 상단부에는 Z축 펄스 모터(20)가 연결되어 있다. Z축 펄스 모터(20)로 Z축 볼 나사를 회전시키면, Z축 이동 플레이트는 Z축 가이드 레일을 따라 Z축 방향으로 이동한다.
Z축 이동 플레이트의 하부에는, 웨이퍼(11)를 절삭하는 절삭 유닛(22)이 설치되어 있다. 본 실시형태에서는, 한 쌍의 Z축 이동 플레이트의 각 하부에 절삭 유닛(22)이 설치되어 있다. 한 쌍의 절삭 유닛(22)은, Y축 방향을 따라 마주보도록 배치되어 있다.
도 5를 참조하여, 절삭 유닛(22)에 관해 설명한다. 절삭 유닛(22)은, 길이부가 Y축 방향을 따라 배치된 통형의 스핀들 하우징(22a)을 갖는다. 스핀들 하우징(22a)은, Y축 방향에 대하여 평행한 회전축이 되는 원주기둥형의 스핀들(22b)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.
스핀들(22b)의 일단부는 스핀들 하우징(22a)으로부터 돌출되어 있고, 이 일단부에는, 원환형의 절삭날을 갖는 절삭 블레이드(22c)가 장착되어 있다. 또한, 스핀들(22b)의 타단부에는, 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)이 연결되어 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 절삭 유닛(22)에 인접한 위치에는, 웨이퍼(11)를 촬상하기 위한 촬상 유닛(24)이 설치되어 있다. 촬상 유닛(24)은, 대물 렌즈나, 이미지 센서 등의 촬상 소자를 포함하는 카메라이며, 웨이퍼(11)와 절삭 유닛(22)의 위치 맞춤 등에 이용된다.
개구(4b)의 후방에는 원형의 개구(4e)가 형성되어 있다. 개구(4e)에는, 절삭 후의 웨이퍼(11) 등을 세정하기 위한 세정 유닛(26)이 배치되어 있다. 세정 유닛(26)은, 웨이퍼 유닛(21)을 흡인 유지하는 스피너 테이블과, 스피너 테이블의 유지면을 향해 기액 혼합 유체를 분사하는 노즐을 포함한다.
세정 유닛(26)의 스피너 테이블과, 개구(4b)에 배치되어 있는 척 테이블(14)의 사이에서, 웨이퍼 유닛(21)은 상부 아암 유닛(30)에 의해 반송된다. 상부 아암 유닛(30)에는 이동 기구(30a)가 연결되어 있다.
이동 기구(30a)는, 이동 기구(16a)의 상측에 배치된 Y축 방향으로 대략 평행한 레일을 포함하고, 상부 아암 유닛(30)을 Y축 방향을 따라 이동 가능한 형태로 지지하고 있다. 상부 아암 유닛(30)은, 길이부가 Z축 방향을 따라 배치된 에어 실린더(30b)를 갖는다.
에어 실린더(30b)에는, 공기압 제어에 의해 Z축 방향을 따라 상하 이동 가능한 로드(30c)가 설치되어 있다. 로드(30c)의 하단에는, X축 방향을 따르는 가늘고 긴 평판형의 제1 아암부(30d)의 중앙부가 접속되어 있다.
제1 아암부(30d)의 X축 방향의 양 단부에는, X축 방향의 길이에 비교하여 Y축 방향의 길이가 긴 광폭부가 설치되어 있고, 광폭부의 하면측에는, 프레임(19)을 흡착 가능한 복수의 흡착 패드(30e)가 설치되어 있다.
상부 아암 유닛(30)은, 절삭 후의 웨이퍼(11)를 포함하는 웨이퍼 유닛(21)의 프레임(19)을 복수의 흡착 패드(30e)로 흡착한 상태로, 척 테이블(14)로부터 세정 유닛(26)의 스피너 테이블로 반송한다.
절삭 장치(2)는, 각 구성 요소의 동작을 제어하는 제어 유닛(32)을 더 갖는다. 제어 유닛(32)은, 센서(6f), 승강 기구(8), X축 이동 기구, 가공 유닛 이동 기구, 하부 아암 유닛(16), 절삭 유닛(22), 촬상 유닛(24), 세정 유닛(26), 상부 아암 유닛(30) 등의 동작을 제어한다.
제어 유닛(32)은, 예컨대, CPU(Central Processing Unit)로 대표되는 프로세서 등의 처리 장치와, DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(StaticRandom Access Memory), ROM(Read Only Memory) 등의 주기억 장치와, 플래시메모리, 하드디스크 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브 등의 보조 기억 장치를 포함하는 컴퓨터로 구성되어 있다.
보조 기억 장치에는, 소정의 프로그램을 포함하는 소프트웨어가 기억되어 있다. 이 소프트웨어에 따라서 처리 장치 등을 동작시키는 것에 의해 제어 유닛(32)의 기능이 실현된다. 제어 유닛(32)은, 소정의 프로그램으로 구성된 판단부(34)를 갖는다. 판단부(34)는, 센서(6f)가 검지한 반사광의 휘도의 피크수에 기초하여, 카세트(6e)에 수용되어 있는 웨이퍼(11)의 수를 특정한다.
또한, 판단부(34)는, 몇번째의 웨이퍼(11)가 카세트(6e)로부터 반송(즉, 반출)되었는지를 판단하고, 또한 몇번째의 웨이퍼(11)가 카세트(6e)로 반송(즉, 반입)되었는지를 판단한다.
예컨대, 판단부(34)는, 카세트(6e)로부터 한 쌍의 가이드 레일에 인출하는 하부 아암 유닛(16)의 동작의 횟수에 의해, 몇번째의 웨이퍼(11)가 카세트(6e)로부터 반송되었는지를 판단할 수 있다. 마찬가지로, 판단부(34)는, 한 쌍의 가이드 레일로부터 카세트(6e)에 밀어 넣는 하부 아암 유닛(16)의 동작의 횟수에 의해, 몇번째의 웨이퍼(11)가 카세트(6e)로 반송되었는지를 판단할 수 있다.
판단부(34)는, 카세트(6e)로부터 마지막으로 반송된 웨이퍼(11)를 카세트(6e)의 최종의 웨이퍼(11)라고 판단한다. 또한, 최종의 웨이퍼(11) 이외의 모든 웨이퍼(11)가, 절삭 및 세정 후에 카세트(6e)에 수용된 경우에, 제어 유닛(32)은, 카세트(6e)의 교환을 재촉하기 위한 제어 신호를 생성한다.
제어 유닛(32)은, 이 제어 신호에 의해, 입력 장치 및 표시 장치를 겸하는 터치 패널(36), 스피커(도시하지 않음), 경보 램프(38) 등의 통지부(40)를 동작시킨다. 예컨대, 제어 유닛(32)은, 「카세트를 교환해 주십시오」라는 메시지를 터치 패널(36)에 표시시킨다.
제어 유닛(32)은, 터치 패널(36)의 메시지 표시 대신에, 또는, 이것과 함께, 「카세트를 교환해 주십시오」라는 음성이나 소정의 경보음을 스피커로부터 흘려도 좋다. 또한, 제어 유닛(32)은, 경보 램프(38)를 점멸시킴으로써 카세트(6e)의 교환을 재촉하는 메시지를 발해도 좋다.
다음으로, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 복수의 웨이퍼(11)의 각각을 절삭 유닛(22)으로 절삭한 후에 카세트(6e)에 수용하는 복수의 웨이퍼(11)의 처리 방법에 관해 설명한다. 도 4는, 복수의 웨이퍼(11)의 처리를 시계열적으로 설명하는 도면이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 오퍼레이터가, 카세트 배치대(6d) 상에 N개의 웨이퍼 유닛(21)(즉, 웨이퍼(11))을 수용한 제1 카세트(6e-1)를 배치한다(제1 카세트(6e-1)의 카세트 배치 단계 S10). 또, N은 2 이상의 자연수이며, 본 실시형태에서는 N=25이다.
카세트 배치대(6d)에 제1 카세트(6e-1)가 배치되면, 승강 기구(8)가 소정의 속도로 상승 또는 하강한다. 이 때, 제어 유닛(32)은, 센서(6f)를 이용하여, 제1 카세트(6e-1)에 수용되어 있는 웨이퍼 유닛(21)의 수를 카운트한다.
웨이퍼 유닛(21)의 수가 카운트된 후, 하부 아암 유닛(16)은, 높이 위치가 조정된 제1 카세트(6e-1)로부터 한 쌍의 가이드 레일을 거쳐 #1의 웨이퍼(11)를 척 테이블(14)로 반송한다(#1의 웨이퍼 반송 단계 S20). 또, 기호 #는, 카세트(6e)로부터 반송된 웨이퍼(11)의 순서를 나타낸다.
판단부(34)는, #1의 웨이퍼 반송 단계 S20에서, 반송되는 웨이퍼(11)가, 제1 카세트(6e-1)로부터 마지막으로 반송되는 최종의 웨이퍼(11)인지 아닌지를 판단한다(#1의 판단 단계 S30). 물론, #1의 웨이퍼(11)는 최종의 웨이퍼(11)가 아니다.
#1의 판단 단계 S30의 후, 척 테이블(14)은, #1의 웨이퍼(11)의 이면(11b)측을 흡인 유지한 상태로, 절삭 유닛(22)의 하측으로 이동한다. 그리고, 하나의 분할 예정 라인(13)이 X축 방향과 대략 평행해지도록, 회전축의 둘레에서 척 테이블(14)의 방향을 조정한다.
그 후, 고속으로 회전시킨 절삭 블레이드(22c)의 하단의 높이를, 이면(11b)과 유지면(14a) 사이에 위치 부여한 상태로, 절삭 블레이드(22c)와 척 테이블(14)을 X축 방향을 따라 상대적으로 이동시킨다. 이것에 의해, 하나의 분할 예정 라인(13)을 따라 웨이퍼(11)가 절삭된다(#1의 절삭 단계 S40).
모든 분할 예정 라인(13)을 따라 웨이퍼(11)를 절삭한 후, 척 테이블(14)에서의 흡인을 해제한다. 그리고, 상부 아암 유닛(30)이 #1의 웨이퍼(11)를 척 테이블(14)로부터 세정 유닛(26)으로 반송하고, 세정 유닛(26)이 #1의 웨이퍼(11)를 세정한다(#1의 세정 단계 S50).
#1의 웨이퍼(11)가 세정 유닛(26)로 반송되면, 하부 아암 유닛(16)은, #2의 웨이퍼(11)를, 제1 카세트(6e-1)로부터 한 쌍의 가이드 레일을 거쳐 척 테이블(14)로 반송한다(#2의 웨이퍼 반송 단계 S20). 이와 같이, 하부 아암 유닛(16)은, 카세트(6e)로부터 웨이퍼(11)를 순차적으로 반송한다.
또한, 판단부(34)는, #2의 웨이퍼 반송 단계 S20에 관해서도, 반송되는 웨이퍼(11)가 최종의 웨이퍼(11)인지 아닌지를 판단한다(#2의 판단 단계 S30). 물론, #2의 웨이퍼(11)도 최종의 웨이퍼(11)가 아니다.
또한, #2의 웨이퍼(11)는, 절삭 유닛(22)에 의해 절삭된다(#2의 절삭 단계 S40). 이와 같이, 절삭 유닛(22)은 웨이퍼(11)를 순차적으로 절삭한다. 도 5는, #1의 웨이퍼(11)가 세정되고, #2의 웨이퍼(11)가 절삭되는 모습을 도시하는 도면이다.
도 5에서는, #1의 웨이퍼(11)(즉, 웨이퍼 유닛(21))를, 편의상 원 내에 「#1」로 기재하여 도시한다. 마찬가지로, #2의 웨이퍼(11)(즉, 웨이퍼 유닛(21))를, 원 내에 「#2」로 기재하여 도시한다.
#2의 웨이퍼(11)가 절삭되는 동안에, 하부 아암 유닛(16)은, 스피너 테이블로부터 제1 카세트(6e-1)에 세정 후의 #1의 웨이퍼(11)를 반송한다. 이것에 의해, #1의 웨이퍼(11)는 제1 카세트(6e-1)에 수용된다(#1의 카세트 수용 단계 S60).
#1의 카세트 수용 단계 S60의 종료후, #2의 세정 단계 S50과, #3의 웨이퍼 반송 단계 S20 및 #3의 판단 단계 S30이 행해진다. 그 후, #2의 카세트 수용 단계 S60과, #3의 절삭 단계 S40이 행해진다. 이와 같이 하여, 각 웨이퍼(11)가 순차적으로 처리된다.
처리가 더 진행되어, #(N-1)의 세정 단계 S50 중에는, #N의 웨이퍼 반송 단계 S20 및 #N의 판단 단계 S30이 행해진다. 도 6은, #(N-1)의 웨이퍼(11) 및 #N의 웨이퍼(11)를 처리하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 6에서는, #(N-1)의 웨이퍼(11)(즉, 웨이퍼 유닛(21))를, 편의상 긴 원 내에 「#(N-1)」로 기재하여 도시한다. 마찬가지로, 최종의 웨이퍼(11)인 #N의 웨이퍼(11)(즉, 웨이퍼 유닛(21))를, 원 내에 「#N」로 기재하여 도시한다.
#(N-1)의 카세트 수용 단계 S60 및 #N의 절삭 단계 S40가 완료하고, #N의 웨이퍼(11)(즉, 최종의 웨이퍼(11)) 이외의 모든 웨이퍼(11)가 제1 카세트(6e-1)에 수용된 후, 제1 카세트(6e-1)를 교환한다는 취지가 오퍼레이터에게 전달된다. 이것을 받아, 오퍼레이터는, 예컨대 수작업으로, 제1 카세트(6e-1)를 카세트 배치대(6d)로부터 제거하고, 절삭 장치(2)의 외부에 배치된 소정의 대로 반송한다.
그리고, 오퍼레이터는, 제1 카세트(6e-1)와는 상이한 제2 카세트(6e-2)를 카세트 배치대(6d)에 배치한다(카세트 교환 단계 S70, 즉, 제2 카세트(6e-2)의 카세트 배치 단계 S10). 도 7은, 카세트 교환 단계 S70를 도시하는 도면이다.
제2 카세트(6e-2)에도, 복수의 웨이퍼(11)가 웨이퍼 유닛(21)의 상태로 수용되어 있고, 카세트 교환 단계 S70의 후에, 제2 카세트(6e-2)로부터 척 테이블(14)에 #1의 웨이퍼(11)의 반송이 개시된다(반송 개시 단계 S80, 즉, #1의 웨이퍼 반송 단계 S20).
제2 카세트(6e-2) 중의 각 웨이퍼(11)에 관해서도, 제1 카세트(6e-1) 중의 웨이퍼(11)와 동일한 순서로 처리가 진행된다. 도 7에서는, 제2 카세트(6e-2)의 #1의 웨이퍼(11)(즉, 웨이퍼 유닛(21))를, 원 내에 「#1」로 기재하여 도시한다.
그런데, 제1 카세트(6e-1)에 수용되어 있던 최종의 웨이퍼(11)는, #N의 절삭 단계 S40 및 #N의 세정 단계 S50을 거쳐, 제2 카세트(6e-2)의 #1의 웨이퍼(11)의 반송 개시 단계 S80의 후에, 웨이퍼 배치부(6b)로 반송된다.
이 최종의 웨이퍼(11)는, 하부 아암 유닛(16)에 의해, 제2 카세트(6e-2)가 아니라, 제2 카세트(6e-2)의 하측에 위치하는 웨이퍼 배치부(6b)에 배치된다(최종 웨이퍼 배치 단계 S90).
또, 최종 웨이퍼 배치 단계 S90에서는, 승강 기구(8)에 의해 웨이퍼 배치부(6b)를 한 쌍의 가이드 레일과 동일한 높이까지 상승시킨 상태로, 최종의 웨이퍼(11)를 웨이퍼 배치부(6b)로 반송한다.
본 실시형태에서는, 최종의 웨이퍼(11)를 제1 카세트(6e-1)로 되돌리기 전에, 제2 카세트(6e-2)로부터 척 테이블(14)로의 웨이퍼(11)의 반송을 개시할 수 있다. 그러므로, 수용되어 있는 모든 웨이퍼(11)가 처리되어 제1 카세트(6e-1)로 반송된 후에 제1 카세트(6e-1)를 제2 카세트(6e-2)로 교환하는 경우에 비하여, 단위 시간당의 웨이퍼(11) 처리수를 향상시킬 수 있다.
게다가, 카세트 배치대(6d)의 하측에 배치되어 있는 웨이퍼 배치부(6b)는, 카세트 배치대(6d)와 함께 승강하기 때문에, 하부 아암 유닛(16)의 가동 범위를 바꾸지 않고, 하부 아암 유닛(16)은, 최종의 웨이퍼(11)를 웨이퍼 배치부(6b)에 배치할 수 있다. 그러므로, 하부 아암 유닛(16)의 가동 범위를 통상의 사양으로부터 변경할 필요도 없다고 하는 이점이 있다.
최종 웨이퍼 배치 단계 S90의 후, 오퍼레이터가 수작업으로, 웨이퍼 배치부(6b)에 배치된 최종의 웨이퍼(11)를, 웨이퍼 배치부(6b)로부터 취출하여, 절삭 장치(2)의 외부에 배치된 제1 카세트(6e-1)에 수용한다(취출 및 수용 단계 S100). 이것에 의해, 최종의 웨이퍼(11)를 포함하는 모든 웨이퍼(11)를 제1 카세트(6e-1)에 수용할 수 있다.
기타, 상기 실시형태에 관한 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적 범위를 일탈하지 않는 한 적절하게 변경하여 실시할 수 있다. 카세트 교환 단계 S70이나 취출 및 수용 단계 S100은, 오퍼레이터의 수작업에 한정되지 않고, 반송 로보트(도시하지 않음)로 행해도 좋다.
2 : 절삭 장치
4 : 베이스
4a, 4b, 4e : 개구
4c, 4d : 지지체
6 : 카세트 기구
6a : 승강대
6b : 웨이퍼 배치부
6c : 개구
6d : 카세트 배치대
6e : 카세트
6e-1 : 제1 카세트
6e-2 : 제2 카세트
6f : 센서
8 : 승강 기구
10 : 테이블 커버
12 : 방진 방적 커버
14 : 척 테이블
14a : 유지면
14b : 클램프
16 : 하부 아암 유닛
16a : 이동 기구
16b : 에어 실린더
16c : 로드
16d : 제1 아암부
16e : 흡착 패드
16f : 파지 기구
18 : Y축 이동 플레이트
20 : Z축 펄스 모터
22 : 절삭 유닛
22a : 스핀들 하우징
22b : 스핀들
22c : 절삭 블레이드
24 : 촬상 유닛
26 : 세정 유닛
30 : 상부 아암 유닛
30a : 이동 기구
30b : 에어 실린더
30c : 로드
30d : 제1 아암부
30e : 흡착 패드
32 : 제어 유닛
34 : 판단부
36 : 터치 패널
38 : 경보 램프
40 : 통지부
11 : 웨이퍼
11a : 표면
11b : 이면
13 : 분할 예정 라인
15 : 디바이스
17 : 점착 테이프
19 : 프레임
21 : 웨이퍼 유닛

Claims (3)

  1. 표면측에 설정된 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역의 각각에 디바이스가 형성된 복수의 웨이퍼의 각각을, 각 분할 예정 라인을 따라 절삭한 후에 카세트에 수용하는 복수의 웨이퍼의 처리 방법에 있어서,
    복수의 웨이퍼가 수용된 제1 카세트를 카세트 배치대에 배치하는 카세트 배치 단계와,
    상기 제1 카세트로부터 척 테이블로 웨이퍼를 순차적으로 반송하는 웨이퍼 반송 단계와,
    상기 척 테이블로 반송되는 웨이퍼가, 상기 제1 카세트로부터 마지막으로 반송되는 최종의 웨이퍼인지 아닌지를 판단하는 판단 단계와,
    상기 척 테이블에 의해 유지된 웨이퍼를 절삭 유닛으로 순차적으로 절삭하는 절삭 단계와,
    상기 최종의 웨이퍼가 아닌 웨이퍼를 상기 절삭 단계에서 절삭한 후에 상기 제1 카세트에 수용하는 카세트 수용 단계와,
    상기 최종의 웨이퍼 이외의 모든 웨이퍼가 상기 제1 카세트에 수용된 후, 상기 제1 카세트를 상기 카세트 배치대로부터 제거하고, 복수의 웨이퍼가 수용되어 있고 상기 제1 카세트와는 상이한 제2 카세트를 상기 카세트 배치대에 배치하는 카세트 교환 단계와,
    상기 카세트 교환 단계의 후에, 상기 제2 카세트로부터 상기 척 테이블로의 웨이퍼의 반송을 개시하는 반송 개시 단계와,
    상기 반송 개시 단계의 후에, 상기 절삭 단계에서 절삭된 상기 최종의 웨이퍼를, 상기 카세트 배치대의 하측에 배치되고 상기 카세트 배치대와 함께 승강하는 웨이퍼 배치부에 배치하는 최종 웨이퍼 배치 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 웨이퍼의 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 최종 웨이퍼 배치 단계의 후, 상기 웨이퍼 배치부에 배치된 상기 최종의 웨이퍼를, 상기 웨이퍼 배치부로부터 취출하여 상기 제1 카세트에 수용하는 취출 및 수용 단계를 더 포함하는 복수의 웨이퍼의 처리 방법.
  3. 표면측에 설정된 복수의 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역의 각각에 디바이스가 형성된 복수의 웨이퍼의 각각을, 각 분할 예정 라인을 따라 절삭한 후에 카세트에 수용하는 절삭 장치에 있어서,
    웨이퍼를 유지하는 척 테이블과,
    스핀들과, 상기 스핀들의 일단측에 장착된 절삭 블레이드를 갖는 절삭 유닛과,
    복수의 웨이퍼가 수용된 제1 카세트가 배치되는 카세트 배치대와, 상기 카세트 배치대의 하측에 배치되고 상기 카세트 배치대와 함께 승강하는 웨이퍼 배치부를 구비하는 카세트 기구와,
    상기 카세트 기구와 상기 척 테이블 사이에서 웨이퍼를 반송하는 반송 유닛과,
    상기 제1 카세트로부터 마지막으로 반송된 웨이퍼를 상기 제1 카세트의 최종의 웨이퍼라고 판단하는 판단부를 포함하는 제어 유닛과,
    상기 제1 카세트에 수용되어 있던 상기 최종의 웨이퍼 이외의 모든 웨이퍼가, 절삭 후에 상기 제1 카세트에 수용된 경우에, 상기 제1 카세트의 교환을 재촉하는 메시지를 발하는 통지부를 구비하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 반송 유닛을 제어하는 것에 의해,
    절삭 후의 웨이퍼 중 상기 최종의 웨이퍼 이외의 모든 웨이퍼를 상기 제1 카세트로 반송하고, 상기 최종의 웨이퍼를 상기 웨이퍼 배치부로 반송하고,
    상기 최종의 웨이퍼 이외의 모든 웨이퍼가 상기 제1 카세트에 수용된 후이자, 복수의 웨이퍼가 수용되어 있고 상기 제1 카세트와는 상이한 제2 카세트가 상기 카세트 배치대에 배치된 경우에, 절삭 후의 상기 최종의 웨이퍼가 상기 웨이퍼 배치부에 배치되기 전에, 상기 제2 카세트로부터 상기 척 테이블로의 웨이퍼의 반송을 개시하는 것을 특징으로 하는 절삭 장치.
KR1020210052790A 2020-05-01 2021-04-23 복수의 웨이퍼의 처리 방법 및 절삭 장치 KR20210134505A (ko)

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