KR20220048938A - 레이저 가공 장치 - Google Patents

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wafer
unit
frame
tape
laser beam
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요시노부 사이토
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 웨이퍼에 조사하는 레이저 광선의 파워를 용이하게 조정할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공한다.
(해결 수단) 레이저 가공 장치의 레이저 광선 조사 유닛은, 레이저를 발진하는 레이저 발진기와, 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선을 집광하는 집광기와, 레이저 광선의 조사에 의해 가공이 실시된 영역으로부터 발하는 플라즈마 광을 검출하는 플라즈마 광 검출기를 포함한다.

Description

레이저 가공 장치{LASER PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 디바이스 영역과, 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 구비한 웨이퍼에 레이저 광선을 조사하여 가공을 실시하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 디바이스 영역과, 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역이 표면에 형성된 웨이퍼는, 이면이 연삭되어 원하는 두께로 형성된 후, 다이싱 장치, 레이저 가공 장치에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 각 디바이스 칩은 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.
웨이퍼를 박화하면 웨이퍼의 반송 및 추가 가공이 곤란해지는 점에서, 본 출원인은, 디바이스 영역에 대응하는 이면을 연삭하여 외주 잉여 영역에 대응하는 이면에 링형의 보강부를 형성하는 기술을 제안하였다(예컨대 특허문헌 1 참조).
웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할할 때에는, 링형의 보강부가 방해가 되기 때문에, 디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 경계부에 레이저 광선을 조사하여 링형의 보강부를 제거하고 있다.
일본 공개특허공보 2015-147231호
그러나, 웨이퍼의 표면 또는 이면에 금속막 등을 피복하는 추가 가공이 이루어지는 경우가 있기 때문에, 웨이퍼의 기판의 재질이나, 웨이퍼에 피복된 막의 재질 등에 따라, 웨이퍼에 조사하는 레이저 광선의 파워를 적절히 조정하지 않으면 안 되어 번거롭다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 웨이퍼에 조사하는 레이저 광선의 파워를 용이하게 조정할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 디바이스 영역과, 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 구비한 웨이퍼에 레이저 광선을 조사하여 가공을 실시하는 레이저 가공 장치로서, 상기 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼의 디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 경계부에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 유닛과, 상기 척 테이블과 상기 레이저 광선 조사 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 구비하고, 상기 레이저 광선 조사 유닛은, 레이저를 발진하는 레이저 발진기와, 상기 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선을 집광하는 집광기와, 레이저 광선의 조사에 의해 가공이 실시된 영역으로부터 발하는 플라즈마 광을 검출하는 플라즈마 광 검출기를 포함하는 레이저 가공 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 집광기와 상기 레이저 발진기 사이에 배치되고 플라즈마 광을 분기하여 분기로에 유도하는 빔 스플리터를 더 포함하고, 상기 플라즈마 광 검출기는, 상기 분기로에 배치되어 있다. 바람직하게는, 웨이퍼의 표면 또는 이면에 금속막이 피복되어 있고, 상기 레이저 광선 조사 유닛은, 재질의 종류를 선택하여 레이저 광선의 파워를 설정하기 위한 파워 설정 수단을 더 포함한다. 바람직하게는, 상기 레이저 광선 조사 유닛은, 상기 플라즈마 광 검출기에 의해 검출된 플라즈마 광에 기초하여 특정되는 재질의 종류와, 상기 파워 설정 수단에서 선택한 재질의 종류가 상이한 경우, 에러를 발하는 에러 발신 수단을 더 포함한다. 바람직하게는, 웨이퍼의 디바이스 영역에 대응하는 이면에는 오목부가 형성되고, 웨이퍼의 외주 잉여 영역에 대응하는 이면에는 링형의 보강부가 볼록형으로 형성되어 있고, 레이저 광선은 링형의 보강부의 밑동(付け根)에 조사된다. 바람직하게는, 레이저 광선 조사 유닛은, 당해 플라즈마 광 검출기가 플라즈마 광을 검출하지 않게 되었을 때에 레이저 광선의 조사를 정지한다.
본 발명에 의하면, 레이저 광선 조사 유닛이 플라즈마 광을 검출하는 플라즈마 광 검출기를 포함하기 때문에, 레이저 광선의 조사에 의해 가공이 실시된 영역으로부터 발하는 플라즈마 광의 검출 결과에 기초하여, 웨이퍼에 조사하는 레이저 광선의 파워를 용이하게 조정할 수 있다.
도 1은 본 발명 실시형태의 레이저 가공 장치를 포함하는 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 가공 장치에 의해 가공이 실시되는 웨이퍼의 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 웨이퍼 카세트 테이블 등의 사시도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 핸드의 사시도이다.
도 5는 도 1에 나타내는 프레임 수용 유닛 등의 사시도이다.
도 6(a)는 도 1에 나타내는 프레임 테이블이 하강 위치에 위치하고 있는 상태에 있어서의 테이프 첩착 유닛 등의 사시도, 도 6(b)는 도 1에 도시하는 프레임 테이블이 상승 위치에 위치하고 있는 상태에 있어서의 테이프 첩착 유닛 등의 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 테이프 압착 유닛의 분해 사시도이다.
도 8은 테이프 압착 공정에 있어서 가압 롤러에 의한 테이프의 압박을 개시하는 상태를 도시하는 단면도이다.
도 9는 테이프 압착 공정에 있어서 가압 롤러에 의한 테이프의 압박이 종료된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 10은 도 1에 나타내는 보강부 제거 유닛의 사시도이다.
도 11(a)는 도 1에 나타내는 임시 배치 테이블의 강 영구 자석이 상승 위치에 위치하고 있는 경우의 프레임 지지부의 단면도, 도 11(b)는 도 1에 나타내는 임시 배치 테이블의 강 영구 자석이 하강 위치에 위치하고 있는 경우의 프레임 지지부의 단면도이다.
도 12(a)는 도 1에 나타내는 레이저 가공 장치의 유지 유닛의 사시도, 도 12(b)는 도 12(a)에 나타내는 제1 승강 테이블을 하방으로부터 본 사시도이다.
도 13은 레이저 광선 조사 유닛의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 14(a)는 제어 유닛에 입력되는 신호의 예를 나타내는 그래프, 도 14(b)는 플라즈마 광의 파장과, 레이저 가공이 실시된 영역의 재질과, 레이저 광선의 파워의 관계를 나타내는 테이블이다.
도 15는 보강부 제거 공정에 있어서 웨이퍼의 밑동에 레이저 광선을 조사하고 있는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 16은 도 1에 나타내는 보강부 제거 유닛의 분리부의 사시도이다.
도 17은 보강부 제거 공정에 있어서 웨이퍼로부터 보강부를 분리하고 있는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 18은 도 1에 나타내는 보강부 제거 유닛의 폐기부의 사시도이다.
도 19는 도 1에 나타내는 링 없는 유닛 반출 유닛의 반전 기구의 사시도이다.
도 20은 도 1에 나타내는 링 없는 유닛 반출 유닛의 링 없는 유닛 지지부 및 압입부의 사시도이다.
도 21은 링 없는 유닛 수용 공정을 실시하고 있는 상태를 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시형태의 레이저 가공 장치에 대해서, 본 발명의 레이저 가공 장치를 포함하는 가공 장치를 예로 들어, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1을 참조하여 설명하면, 전체를 부호 2로 나타내는 가공 장치는, 복수의 웨이퍼가 수용된 웨이퍼 카세트(6)가 배치되는 웨이퍼 카세트 테이블(8)과, 웨이퍼 카세트 테이블(8)에 배치된 웨이퍼 카세트(6)로부터 웨이퍼를 반출하는 웨이퍼 반출 유닛(10)과, 웨이퍼 반출 유닛(10)에 의해 반출된 웨이퍼의 표면 측을 지지하는 웨이퍼 테이블(12)을 구비한다.
도 2에는, 가공 장치(2)에 의해 가공이 실시되는 웨이퍼(4)가 나타나 있다. 웨이퍼(4)의 표면(4a)은, IC, LSI 등의 복수의 디바이스(14)가 격자형의 분할 예정 라인(16)에 의해 구획된 디바이스 영역(18)과, 디바이스 영역(18)을 둘러싸는 외주 잉여 영역(20)이 형성되어 있다. 도 2에서는, 편의상 디바이스 영역(18)과 외주 잉여 영역(20)의 경계부(22)를 2점 쇄선으로 나타내고 있지만, 실제로는 경계부(22)를 나타내는 선은 존재하지 않는다. 웨이퍼(4)의 디바이스 영역(18)에 대응하는 이면(4b)에는, 원형의 오목부(23)가 형성되고, 웨이퍼(4)의 외주 잉여 영역(20)에 대응하는 이면(4b)에는, 링형의 보강부(24)가 볼록형으로 형성되어 있고, 외주 잉여 영역(20)의 두께는 디바이스 영역(18)의 두께보다 크게 되어 있다. 또한, 웨이퍼(4)의 둘레 가장자리에는, 결정 방위를 나타내는 절결(26)이 형성되어 있다. 웨이퍼(4)의 표면(4a) 또는 이면(4b)에는, 알루미늄, 구리 등의 금속막이 피복되어 있어도 좋다.
도 3에 도시된 바와 같이, 카세트(6)에는, 표면(4a)이 위를 향한 상태로 복수매의 웨이퍼(4)가 상하 방향으로 간격을 두고 수용된다. 본 실시형태의 웨이퍼 카세트 테이블(8)은, 카세트(6)가 배치되는 천장판(28)과, 천장판(28)을 지지하는 지지판(30)을 갖는다. 또한, 천장판(28)이 승강 가능하며, 천장판(28)을 승강시켜서 임의의 높이에 위치시키는 승강 기구가 마련되어 있어도 된다.
도 3을 참조하여 설명을 계속하면, 웨이퍼 반출 유닛(10)은, 도 3에 화살표(Y)로 나타내는 Y축 방향으로 이동 가능한 Y축 가동 부재(32)와, Y축 가동 부재(32)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이송 기구(34)를 구비한다. Y축 이송 기구(34)는, Y축 가동 부재(32)의 하단에 연결되어 Y축 방향으로 연장되는 볼 나사(36)와, 볼 나사(36)를 회전시키는 모터(38)를 갖는다. Y축 이송 기구(34)는, 모터(38)의 회전 운동을 볼 나사(36)에 의해 직선 운동으로 변환하여 Y축 가동 부재(32)에 전달하고, Y축 방향으로 연장되는 한 쌍의 안내 레일(40)을 따라 Y축 가동 부재(32)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 또한, 도 3에 화살표(X)로 나타내는 X축 방향은 Y축 방향에 직교하는 방향이고, 도 3에 화살표(Z)로 나타내는 Z축 방향은 X축 방향 및 Y축 방향에 직교하는 상하 방향이다. X축 방향 및 Y축 방향이 규정하는 XY 평면은 실질상 수평이다.
본 실시형태의 웨이퍼 반출 유닛(10)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 반송 아암(42)과, 반송 아암(42)의 선단에 배치되며 웨이퍼 카세트(6)에 수용된 웨이퍼(4)의 이면(4b)을 지지하여 웨이퍼(4)의 표리를 반전시키는 핸드(44)를 구비한다. 반송 아암(42)은, Y축 가동 부재(32)의 상면에 설치되어 있고, 에어 구동원 또는 전동 구동원 등의 적절한 구동원(도시하지 않음)에 의해 구동된다. 이 구동원은, 반송 아암(42)을 구동하여, X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향의 각각의 방향에 있어서 임의의 위치에 핸드(44)를 위치시킴과 함께, 핸드(44)를 상하 반전시킨다.
도 4를 참조하여 설명하면, 핸드(44)는, 에어의 분출에 의해 부압이 발생하여 비접촉으로 웨이퍼(4)를 지지하는 베르누이 패드인 것이 바람직하다. 본 실시형태의 핸드(44)는 전체적으로 C 형상이며, 핸드(44)의 편면에는, 압축 공기 공급원(413)에 접속된 복수의 에어 분출구(46)가 형성되어 있다. 핸드(44)의 외주 가장자리에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 복수의 가이드 핀(48)이 부설되어 있다. 각 가이드 핀(48)은, 핸드(44)의 직경 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 반출 유닛(10)은, 웨이퍼 카세트 테이블(8)에 배치된 웨이퍼 카세트(6) 내의 웨이퍼(4)의 이면(4b) 측(하측)에 핸드(44)를 위치시킨 후, 핸드(44)의 에어 분출구(46)로부터 압축 에어를 분출하여 베르누이 효과에 의해 핸드(44)의 한쪽 면 측에 부압을 생성하고, 핸드(44)에 의해 비접촉으로 웨이퍼(4)를 이면(4b) 측으로부터 흡인 지지한다. 핸드(44)에 흡인 지지된 웨이퍼(4)의 수평 이동은, 각 가이드 핀(48)에 의해 규제된다. 그리고, 웨이퍼 반출 유닛(10)은, Y축 가동 부재(32) 및 반송 아암(42)을 이동시킴으로써, 핸드(44)로 흡인 지지한 웨이퍼(4)를 웨이퍼 카세트(6)로부터 반출한다.
본 실시형태의 웨이퍼 반출 유닛(10)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(4)의 절결(26)의 위치를 검출하는 절결 검출 유닛(50)을 구비하고 있다. 절결 검출 유닛(50)은, 예를 들어 서로 상하 방향으로 간격을 두고 배치된 발광 소자(52) 및 수광 소자(54), 및 핸드(44)의 가이드 핀(48) 중 적어도 1 개를 회전시키는 구동원(도시하지 않음)을 포함하는 구성이면 된다.
발광 소자(52) 및 수광 소자(54)는, 적절한 브래킷(도시하지 않음)을 통하여 Y축 가동 부재(32) 또는 반송 경로에 부설될 수 있다. 또한, 상기 구동원에 의해 가이드 핀(48)이 회전하면, 가이드 핀(48)의 회전에 기인하여, 핸드(44)로 흡인 지지한 웨이퍼(4)가 회전하도록 되어 있다. 가이드 핀(48)으로부터 웨이퍼(4)에 확실하게 회전을 전달시키기 위해, 구동원에 의해 회전하는 가이드 핀(48)의 외주면은 적절한 합성 고무로 형성되어 있는 것이 적합하다.
절결 검출 유닛(50)은, 웨이퍼(4)가 핸드(44)에 의해 흡인 지지되고, 발광 소자(52)와 수광 소자(54) 사이에 웨이퍼(4)의 외주가 위치된 상태에 있어서, 구동원으로 가이드 핀(48)을 통해 웨이퍼(4)를 회전시킴으로써, 절결(26)의 위치를 검출할 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(4)의 방향을 임의의 방향으로 조정하는 것이 가능해진다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 테이블(12)은, 웨이퍼 반출 유닛(10)에 인접하여 배치되어 있다. 본 실시형태의 웨이퍼 테이블(12)은, 웨이퍼(4)의 외주 잉여 영역(20)을 지지하고 외주 잉여 영역(20)보다도 내측의 부분을 비접촉으로 하는 환형 지지부(56)와, 환형 지지부(56)의 외주에 배치되고, 후술하는 환형 프레임(64)(도 5 참조)을 지지하는 프레임 지지부(58)를 구비한다. 환형 지지부(56)의 상면에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 흡인 구멍(60)이 형성되어 있고, 각 흡인 구멍(60)은 흡인 수단(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 웨이퍼 테이블(12)에 있어서의 환형 지지부(56)보다도 직경 방향 내측 부분은 하방으로 오목한 원형의 오목한 곳(62)으로 되어 있다.
핸드(44)가 180°반전하여 웨이퍼(4)의 표리를 반전시켜서, 웨이퍼(4)의 표면(4a)이 아래를 향한 상태에서 웨이퍼 테이블(12)에 웨이퍼(4)가 실리면, 웨이퍼(4)의 외주 잉여 영역(20)이 환형 지지부(56)에 의해 지지되고, 웨이퍼(4)의 디바이스 영역(18)은 오목한 곳(62)에 위치한다. 이 때문에, 디바이스(14)가 형성되어 있는 표면(4a)이 아래를 향한 상태에서 웨이퍼 테이블(12)에 웨이퍼(4)가 실리더라도, 디바이스(14)와 웨이퍼 테이블(12)이 접촉하는 일이 없기 때문에 디바이스(14)의 손상이 방지된다. 또한, 웨이퍼 테이블(12)은, 환형 지지부(56)에 의해 외주 잉여 영역(20)을 지지한 후, 흡인 수단을 작동시켜서 각 흡인 구멍(60)에 흡인력을 생성하여 외주 잉여 영역(20)을 흡인 유지함으로써, 웨이퍼(4)의 위치 어긋남을 방지한다.
도 5를 참조하여 설명하면, 가공 장치(2)는, 또한, 웨이퍼(4)를 수용하는 개구부(64a)가 형성된 링형의 환형 프레임(64)을 복수 수용하는 프레임 수용 유닛(66)과, 프레임 수용 유닛(66)으로부터 환형 프레임(64)을 반출하는 프레임 반출 유닛(68)과, 프레임 반출 유닛(68)에 의해 반출된 환형 프레임(64)을 지지하는 프레임 테이블(70)을 구비한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 프레임 수용 유닛(66)은, 하우징(72)과, 하우징(72) 내에 승강 가능하게 배치된 승강판(74)과, 승강판(74)을 승강시키는 승강 기구(도시하지 않음)를 구비한다. 도 5에 있어서 하우징(72)의 X축 방향 안쪽의 측면에는, Z축 방향으로 연장되는 Z축 가이드 부재(78)가 배치되어 있다. 승강판(74)은 Z축 가이드 부재(78)에 승강 가능하게 지지되어 있고, 승강판(74)을 승강시키는 승강 기구는, Z축 가이드 부재(78)의 내부에 배치되어 있다. 승강 기구는, 예를 들어, 승강판(74)에 연결되어 Z축 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 된다. 도 5에 있어서 하우징(72)의 X축 방향 앞쪽의 측면에는, 손잡이(76a)가 부설된 도어(76)가 설치되어 있고, 프레임 수용 유닛(66)에 있어서는, 손잡이(76a)를 파지하여 도어(76)를 개방함으로써, 하우징(72)의 내부에 환형 프레임(64)을 수용할 수 있도록 되어 있다. 또한, 하우징(72)의 상단에는 개구부(80)가 마련되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 강자성체로 형성되어 있는 환형 프레임(64)은, 하우징(72)의 내부에 있어서 승강판(74)의 상면에 적층되어 수용된다. 적층된 복수 매의 환형 프레임(64) 중 최상단의 환형 프레임(64)이 하우징(72)의 개구부(80)로부터 프레임 반출 유닛(68)에 의해 반출된다. 또한, 프레임 수용 유닛(66)은, 개구부(80)로부터 환형 프레임(64)이 반출되면, 승강 기구에 의해 승강판(74)을 적절하게 상승시켜, 프레임 반출 유닛(68)에 의해 반출 가능한 위치에 최상단의 환형 프레임(64)을 위치시킨다.
도 5를 참조하여 설명을 계속하면, 프레임 반출 유닛(68)은, 적절한 브래킷(도시하지 않음)에 고정되어 X축 방향으로 연장되는 X축 가이드 부재(82)와, X축 방향으로 이동 가능하게 X축 가이드 부재(82)에 지지된 X축 가동 부재(84)와, X축 가동 부재(84)를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이송 기구(도시하지 않음)와, Z축 방향으로 이동 가능하게 X축 가동 부재(84)에 지지된 Z축 가동 부재(86)와, Z축 가동 부재(86)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이송 기구(도시하지 않음)를 포함한다. 프레임 반출 유닛(68)의 X축 이송 기구는, X축 가동 부재(84)에 연결되어 X축 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 되고, Z축 이송 기구는, Z축 가동 부재(86)에 연결되어 Z축 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 된다.
프레임 반출 유닛(68)의 Z축 가동 부재(86)는, 환형 프레임(64)을 유지하는 유지부(88)를 갖는다. 본 실시형태의 유지부(88)는, 직사각 형상의 기판(90)과, 기판(90)의 하면에 설치된 복수의 흡인 패드(92)를 갖고, 각 흡인 패드(92)는 흡인 수단(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
프레임 반출 유닛(68)은, 프레임 수용 유닛(66)에 수용되어 있는 최상단의 환형 프레임(64)을 유지부(88)의 흡인 패드(92)로 흡인 유지한 후, X축 가동 부재(84) 및 Z축 가동 부재(86)를 이동시킴으로써, 흡인 유지한 최상단의 환형 프레임(64)을 프레임 수용 유닛(66)으로부터 반출한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 프레임 테이블(70)은, 실선으로 나타내는 하강 위치와, 2점 쇄선으로 나타내는 상승 위치 사이에서 승강 가능하게 Z축 가이드 부재(94)에 지지되어 있다. Z축 가이드 부재(94)에는, 하강 위치와 상승 위치 사이에서 프레임 테이블(70)을 승강시키는 적절한 구동원(예컨대 에어 구동원 또는 전동 구동원)이 부설되어 있다. 프레임 테이블(70)에 있어서는, 프레임 반출 유닛(68)에 의해서 반출된 환형 프레임(64)을 하강 위치에 있어서 수취하도록 되어 있다.
도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 가공 장치(2)는, 프레임 테이블(70)의 상방에 배치되어 환형 프레임(64)에 테이프(96)를 첩착하는 테이프 첩착 유닛(98)(도 1 참조)과, 테이프(96)가 첩착된 환형 프레임(64)(이하 「테이프 부착 프레임(64')」이라고 하는 경우가 있음)을 웨이퍼 테이블(12)까지 반송하여 웨이퍼 테이블(12)에 지지된 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 환형 프레임(64)의 개구부(64a)를 위치시켜서 테이프 부착 프레임(64')을 웨이퍼 테이블(12)에 배치하는 테이프 부착 프레임 반송 유닛(100)(도 5 참조)과, 테이프 부착 프레임(64')의 테이프(96)를 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 압착하는 테이프 압착 유닛(102)(도 1 참조)을 포함한다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 실시형태의 테이프 첩착 유닛(98)은, 사용 전의 테이프(96)가 감겨진 롤 테이프(96R)를 지지하는 롤 테이프 지지부(104)와, 사용이 끝난 테이프(96)를 권취하는 테이프 권취부(106)와, 롤 테이프(96R)로부터 테이프(96)를 인출하는 테이프 인출부(108)와, 인출된 테이프(96)를 환형 프레임(64)에 압착하는 압착부(110)와, 환형 프레임(64)의 외주에 비어져 나온 테이프(96)를 환형 프레임(64)을 따라 절단하는 절단부(112)를 구비한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 롤 테이프 지지부(104)는, X축 방향으로 연장되는 축선을 중심으로 하여 회전 가능하게 적당한 브래킷(도시하지 않음)에 지지된 지지 롤러(114)를 포함한다. 지지 롤러(114)에는, 테이프(96)의 점착면을 보호하기 위한 박리지(116)가 테이프(96)의 점착면에 부설되어서 원통 형상으로 감긴 롤 테이프(96R)가 지지되어 있다.
테이프 권취부(106)는, X축 방향으로 연장되는 축선을 중심으로 하여 회전 가능하게 적절한 브래킷(도시하지 않음)에 지지된 권취 롤러(118)와, 권취 롤러(118)를 회전시키는 모터(도시하지 않음)를 포함한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 테이프 권취부(106)는, 모터에 의해 권취 롤러(118)를 회전시킴으로써, 환형 프레임(64)에 첩부한 부분에 해당하는 원형의 개구부(120)가 형성된 사용이 끝난 테이프(96)를 권취한다.
도 6을 참조하여 설명을 계속하면, 테이프 인출부(108)는, 롤 테이프 지지부(104)의 지지 롤러(114)의 하방에 배치된 인출 롤러(122)와, 인출 롤러(122)를 회전시키는 모터(도시하지 않음)와, 인출 롤러(122)의 회전에 따라 회전하는 종동 롤러(124)를 포함한다. 테이프 인출부(108)는, 모터에 의해 인출 롤러(122)와 함께 종동 롤러(124)를 회전시킴으로써, 인출 롤러(122)와 종동 롤러(124) 사이에 끼운 테이프(96)를 롤 테이프(96R)로부터 인출한다.
인출 롤러(122)와 종동 롤러(124) 사이를 통과한 테이프(96)로부터는 박리지(116)가 박리되고, 박리된 박리지(116)는 박리지 권취부(126)에 의해 권취되도록 되어 있다. 본 실시형태의 박리지 권취부(126)는 종동 롤러(124)의 상방에 배치된 박리지 권취 롤러(128)와, 박리지 권취 롤러(128)를 회전시키는 모터(도시하고 있지 않음)를 갖는다. 또한, 박리지(116)가 박리된 테이프(96)는, 인출 롤러(122)와 Y축 방향으로 간격을 두고 배치된 가이드 롤러(130)를 거쳐 권취 롤러(118)로 유도되도록 되어 있다.
압착부(110)는, Y축 방향으로 이동 가능하게 배치된 가압 롤러(132)와, 가압 롤러(132)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이송 기구(도시하지 않음)를 포함한다. 압착부(110)의 Y축 이송 기구는, 적절한 구동원(예컨대 에어 구동원 또는 전동 구동원)으로 구성될 수 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 절단부(112)는, 적당한 브래킷(도시하지 않음)에 고정되어 Z축 방향으로 연장되는 Z축 가이드 부재(134)와, Z축 방향으로 이동 가능하도록 Z축 가이드 부재(134)에 지지된 Z축 가동 부재(136)와, Z축 가동 부재(136)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이송 기구(도시하지 않음)를 포함한다. 절단부(112)의 Z축 이송 기구는, Z축 가동 부재(136)에 연결되어 Z축 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 된다.
또한, 절단부(112)는 Z축 가동 부재(136)의 선단 하면에 고정된 모터(138)와, Z축 방향으로 연장되는 축선을 중심으로 하여 모터(138)에 의해 회전되는 아암편(140)을 포함한다. 아암편(140)의 하면에는, 서로 간격을 두고 제1·제2 수하편(142a, 142b)이 부설되어 있다. 제1 수하편(142a)에는, Z축 방향과 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전 가능하게 원형의 커터(144)가 지지되고, 제2 수하편(142b)에는, Z축 방향과 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전 가능하게 누름 롤러(146)가 지지되어 있다.
프레임 반출 유닛(68)으로부터 환형 프레임(64)을 수취한 프레임 테이블(70)이 하강 위치(도 6(a)에 나타내는 위치)로부터 상승 위치(도 6(b)에 나타내는 위치)에 위치되기 전에, 테이프 첩착 유닛(98)은, 인출 롤러(122)와 종동 롤러(124)에 의해 미사용의 테이프(96)를 인출한다. 그리고, 압착부(110)의 가압 롤러(132)에 의해 테이프(96)를 환형 프레임(64)에 가압할 수 있을 정도로 프레임 테이블(70)을 상승 위치에 위치시키고, 가압 롤러(132)에 테이프(96)를 통해 환형 프레임(64)을 접촉시킨다. 그리고, 가압 롤러(132)로 테이프(96)의 점착면을 환형 프레임(64)에 압박하면서 가압 롤러(132)를 Y축 방향으로 굴린다. 이에 의해, 테이프 인출부(108)에 의해 롤 테이프(96R)로부터 인출된 테이프(96)를 환형 프레임(64)에 압착할 수 있다.
테이프(96)를 환형 프레임(64)에 압착한 후, 테이프 첩착 유닛(98)은, 절단부(112)의 Z축 가동 부재(136)를 Z축 이송 기구에 의해 하강시켜, 환형 프레임(64) 상의 테이프(96)에 커터(144)를 압박하며 누름 롤러(146)로 테이프(96)위로부터 환형 프레임(64)을 압박한다. 계속해서, 모터(138)에 의해 아암편(140)을 회전시키고, 커터(144) 및 누름 롤러(146)를 환형 프레임(64)을 따라 원을 그리도록 이동시킨다. 이에 따라, 환형 프레임(64)의 외주로 비어져 나온 테이프(96)를 환형 프레임(64)을 따라 절단할 수 있다. 또한, 누름 롤러(146)로 테이프(96)의 위로부터 환형 프레임(64)을 누르고 있기 때문에, 테이프(96)를 절단하고 있을 때에 환형 프레임(64)이나 테이프(96)의 위치 어긋남이 방지된다. 그리고, 프레임 테이블(70)을 하강시킨 후, 환형 프레임(64)에 부착한 부분에 닿는 원형의 개구부(120)가 형성된 사용이 끝난 테이프(96)는, 테이프 권취부(106)에 의해 권취된다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 테이프 부착 프레임 반송 유닛(100)은, 적절한 브래킷(도시하지 않음)에 고정되어 Y축 방향으로 연장되는 Y축 가이드 부재(148)와, Y축 방향으로 이동 가능하도록 Y축 가이드 부재(148)에 지지된 Y축 가동 부재(150)와, Y축 가동 부재(150)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이송 기구(도시하지 않음)와, Z축 방향으로 이동 가능하도록 Y축 가동 부재(150)에 지지된 Z축 가동 부재(152)와, Z축 가동 부재(152)를 구비한다 Z축 이송 기구(52)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이송 기구(도시하지 않음)를 포함한다. 테이프 부착 프레임 반송 유닛(100)의 Y축 이송 기구는, Y축 가동 부재(150)에 연결되어 Y축 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 되고, Z축 이송 기구는, Z축 가동 부재(152)에 연결되어 Z축 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 된다.
테이프 부착 프레임 반송 유닛(100)의 Z축 가동 부재(152)는, 테이프 부착 프레임(64')을 유지하는 유지부(154)를 갖는다. 본 실시형태의 유지부(154)는 직사각 형상의 기판(156)과, 기판(156)의 하면에 설치된 복수의 흡인 패드(158)를 갖고, 각 흡인 패드(158)는 흡인 수단(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
테이프 부착 프레임 반송 유닛(100)은, 테이프(96)의 점착면이 아래를 향한 상태로 프레임 테이블(70)에 지지되어 있는 테이프 부착 프레임(64')의 상면을 유지부(154)의 각 흡인 패드(158)로 흡인 유지하고, Y축 가동 부재(150) 및 Z축 가동 부재(152)를 이동시킴으로써, 유지부(154)로 흡인 유지한 테이프 부착 프레임(64')을 프레임 테이블(70)로부터 웨이퍼 테이블(12)까지 반송하여, 웨이퍼 테이블(12)에 지지된 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 환형 프레임(64)의 개구부(64a)를 위치시켜서 테이프 부착 프레임(64')을 웨이퍼 테이블(12)에 배치한다.
도 7 내지 도 9를 참조하여 테이프 압착 유닛(102)에 대해서 설명한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 테이프 압착 유닛(102)은, 웨이퍼 테이블(12)의 상방에 배치된 상부 챔버(160)와, 웨이퍼 테이블(12)을 수용한 하부 챔버(162)와, 상부 챔버(160)를 승강시켜 하부 챔버(162)에 접촉시킨 폐색 상태와 하부 챔버(162)로부터 이반시킨 개방 상태를 생성하는 승강 기구(164)와, 폐색 상태에서 상부 챔버(160) 및 하부 챔버(162)를 진공으로 하는 진공부(166)와, 상부 챔버(160) 및 하부 챔버(161)를 진공으로 하는 진공부(166)와, 상부 챔버(160) 및 하부 챔버(162)를 대기에 개방하는 대기 개방부(168)를 구비한다.
본 실시형태의 상부 챔버(160)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 원형의 천장판(170)과, 천장판(170)의 둘레 가장자리로부터 수하하는 원통형의 측벽(172)을 포함한다. 천장판(170)의 상면에는, 에어 실린더 등의 적절한 액추에이터로 구성될 수 있는 승강 기구(164)가 장착되어 있다. 천장판(170)의 하면과 측벽(172)의 내주면에 의해 규정되는 수용 공간에는, 웨이퍼 테이블(12)에 지지된 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 테이프 부착 프레임(64')의 테이프(96)를 압박하기 위한 가압 롤러(174)와, 가압 롤러(174)를 회전 가능하게 지지하는 지지편(176)과, 지지편(176)을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이송 기구(178)가 배치되어 있다.
Y축 이송 기구(178)는, 지지편(176)에 연결되어 Y축 방향으로 연장되는 볼 나사(180)와, 볼 나사(180)를 회전시키는 모터(182)를 갖는다. 그리고, Y축 이송 기구(178)는, 모터(182)의 회전 운동을 볼 나사(180)에 의해 직선 운동으로 변환하여 지지편(176)에 전달하고, Y축 방향으로 연장되는 한 쌍의 안내 레일(184)을 따라 지지편(176)을 이동시킨다.
도 7에 도시된 바와 같이, 하부 챔버(162)는 원통형의 측벽(186)을 가지며, 측벽(186)의 상부는 개방되고, 측벽(186)의 하부는 폐색되어 있다. 측벽(186)에는 접속 개구(188)가 형성되어 있다. 접속 개구(188)에는, 적절한 진공 펌프로 구성될 수 있는 진공부(166)가 유로(190)를 통해 접속되어 있다. 유로(190)에는, 유로(190)를 대기에 개방 가능한 적절한 밸브로 구성될 수 있는 대기 개방부(168)가 설치되어 있다.
테이프 압착 유닛(102)은, 웨이퍼 테이블(12)에 지지된 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 테이프 부착 프레임(64')의 테이프(96)가 위치된 상태에서, 승강 기구(164)에 의해 상부 챔버(160)를 하강시키고, 상부 챔버(160)의 측벽(172)의 하단을 하부 챔버(162)의 측벽(186)의 상단에 접촉시켜서, 상부 챔버(160) 및 하부 챔버(162)를 폐색 상태로 함과 더불어, 가압 롤러(174)를 테이프 부착 프레임(64')에 접촉시킨다.
계속해서, 테이프 압착 유닛(102)은, 대기 개방부(168)를 구성하는 밸브를 폐쇄한 상태에서 진공부(166)를 구성하는 진공 펌프를 작동시키고, 상부 챔버(160) 및 하부 챔버(162)의 내부를 진공으로 한 후, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, Y축 이송 기구(178)로 가압 롤러(174)를 Y축 방향으로 굴림으로써, 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 테이프(96)를 압착하여서 프레임 유닛(U)을 생성한다.
가압 롤러(174)에 의해 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 테이프(96)를 압착하면, 링형의 보강부(24)의 밑동에 있어서, 웨이퍼(4)와 테이프(96) 사이에 약간의 간극이 형성되지만, 상부 챔버(160) 및 하부 챔버(162)의 내부를 진공으로 한 상태에서 웨이퍼(4)와 테이프(96)를 압착하기 때문에, 웨이퍼(4)와 테이프(96) 사이의 약간의 간극의 압력이 대기압보다 낮고, 테이프(96)를 압착한 후에 대기 개방부(168)를 개방하면, 대기압에 의해 테이프(96)가 웨이퍼(4)에 압박된다. 이에 의해, 보강부(24)의 밑동에 있어서의 웨이퍼(4)와 테이프(96)의 간극이 없어져, 보강부(24)의 밑동을 따라 테이프(96)가 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 밀착한다.
도 1 및 도 10에 도시된 바와 같이, 가공 장치(2)는, 또한, 테이프 압착 유닛(102)에 의해 테이프 부착 프레임(64')의 테이프(96)와 웨이퍼(4)의 이면(4b)이 압착된 프레임 유닛(U)을 웨이퍼 테이블(12)로부터 반출하는 프레임 유닛 반출 유닛(192)과, 프레임 유닛 반출 유닛(192)에 의해 반출된 프레임 유닛(U)의 웨이퍼(4)로부터 링형의 보강부(24)를 절단하여 제거하는 보강부 제거 유닛(194)과, 링형의 보강부(24)가 제거된 링 없는 유닛을 보강부 제거 유닛(194)으로부터 반출하는 링 없는 유닛 반출 유닛(196)(도 1 참조)과, 링 없는 유닛 반출 유닛(196)에 의해 반출된 링 없는 유닛을 수용하는 프레임 카세트(198)가 배치되는 프레임 카세트 테이블(200)(도 1 참조)을 포함한다.
본 실시형태의 프레임 유닛 반출 유닛(192)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(4)의 외주의 전부 또는 일부를 노출시켜서 웨이퍼(4)를 유지하는 웨이퍼 유지부(202a) 및 환형 프레임(64)을 유지하는 프레임 유지부(202b)을 포함하는 프레임 유닛 유지부(202)와, 프레임 유닛 유지부(202)를 임시 배치 테이블(204)에 반송하는 반송부(206)를 구비한다.
프레임 유닛 유지부(202)의 웨이퍼 유지부(202a)은, 원 형상의 기판(208)과, 기판(208)의 하면에 장착된 흡착편(210)을 포함한다. 흡착편(210)의 하면에는 복수의 흡인 구멍(도시하지 않음)이 형성되고, 각 흡인 구멍은 흡인 수단(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 흡착편(210)의 형상은, 예를 들어, 웨이퍼(4)의 직경보다 작은 원 형상이어도 된다. 프레임 유지부(202b)은, 웨이퍼 유지부(202a)의 기판(208)의 둘레 가장자리로부터 둘레 방향으로 간격을 두고 직경 방향 외측으로 돌출되는 복수(본 실시형태에서는 4개)의 돌출편(212)과, 돌출편(212)의 하면에 부설된 흡인 패드(214)를 포함하고, 각 흡인 패드(214)는 흡인 수단(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
반송부(206)는, 적절한 브래킷(도시하지 않음)에 고정되어 X축 방향으로 연장되는 X축 가이드 부재(216)와, X축 방향으로 이동 가능하도록 X축 가이드 부재(216)에 지지된 X축 가동 부재(218)와, X축 가동 부재(218)를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이송 기구(도시하지 않음)와, Z축 방향으로 이동 가능하도록 X축 가동 부재(218)에 지지된 Z축 가동 부재(220)와, Z축 가동 부재(220)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이송 기구(도시하지 않음)와, Y축 방향으로 이동 가능하도록 Z축 가동 부재(220)에 지지된 Y축 가동 부재(222)와, Y축 가동 부재(222)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이송 기구(도시하지 않음)를 포함한다. Y축 가동 부재(222)의 선단에는, 웨이퍼 유지부(202a)의 기판(208)이 연결되어 있다. 반송부(206)의 X축·Y축·Z축 이송 기구의 각각은, 볼 나사와, 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 된다.
프레임 유닛 반출 유닛(192)은, 또한, 프레임 유닛 유지부(202)에 유지된 프레임 유닛(U)의 웨이퍼(4)의 외주를 촬상하는 촬상부(224)와, 촬상부(224)에 대향하여 웨이퍼(4)를 사이에 두는 위치에 배치된 조명부(400)를 구비한다. 본 실시형태의 촬상부(224)는, 웨이퍼 테이블(12)과 임시 배치 테이블(204) 사이에 배치되어 있고, 프레임 유닛 유지부(202)에 유지된 프레임 유닛(U)의 웨이퍼(4)의 외주를, 웨이퍼(4)의 하방에서 촬상한다.
프레임 유닛 반출 유닛(192)은, 웨이퍼 유지부(202a)의 흡착편(210)으로 웨이퍼(4)를 이면(4b) 측(테이프(96) 측)으로부터 흡인 유지하고, 프레임 유지부(202b)의 흡인 패드(214)로 환형 프레임(64)을 흡인 유지한 상태로, 반송부(206)를 작동시킴으로써, 프레임 유닛 유지부(202)로 유지한 프레임 유닛(U)을 웨이퍼 테이블(12)로부터 반출한다. 웨이퍼 유지부(202a)의 흡착편(210)이 웨이퍼(4)를 흡인 유지했을 때에는, 흡착편(210)에 의해 웨이퍼(4)의 이면(4b) 측 전체가 흡착편(210)에 의해 덮이지 않고, 즉, 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 있어서 흡착편(210)에 의해 흡착되어 있지 않은 부분이 존재하고 있어, 웨이퍼(4)의 외주의 전부 또는 일부가 노출되어 있다.
또한, 본 실시형태의 프레임 유닛 반출 유닛(192)은, 반송부(206)를 작동시켜서, 프레임 유닛 유지부(202)에 의해 유지한 프레임 유닛(U)의 웨이퍼(4)의 외주의 노출되어 있는 부분(흡착편(210)에 의해 덮여 있지 않은 부분)에서의 적어도 3개소를 촬상부(224)로 촬상함으로써, 웨이퍼(4)의 외주에서의 적어도 3점의 좌표를 계측하고, 계측한 3점의 좌표에 기초하여 웨이퍼(4)의 중심 좌표를 구한다. 본 실시형태에서는, 흡착편(210)에 흡인 유지된 웨이퍼(4)의 외주의 전부 또는 일부가 노출되어 있기 때문에, 웨이퍼(4)의 외주의 노출 부분을 웨이퍼(4)의 상방으로부터 조명부(400)에 의해 조명하고, 웨이퍼(4)의 외주의 노출 부분을 웨이퍼(4)의 하방으로부터 촬상부(224)에 의해 촬상함으로써, 웨이퍼(4)의 윤곽을 명료하게 촬상할 수 있어, 웨이퍼(4)의 중심 좌표를 정밀하게 구할 수 있다. 그리고, 프레임 유닛 반출 유닛(192)은, 웨이퍼(4)의 중심을 임시 배치 테이블(204)의 중심과 일치시켜서, 프레임 유닛(U)을 임시 배치 테이블(204)에 임시 배치한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 임시 배치 테이블(204)은, 웨이퍼 테이블(12)과 X축 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 본 실시형태의 임시 배치 테이블(204)은, 프레임 유닛(U)의 웨이퍼(4)의 외주 잉여 영역(20)을 지지하고 외주 잉여 영역(20)보다도 내측의 부분을 비접촉으로 하는 환형 지지부(226)와, 환형 지지부(226)의 외주에 배치되며, 환형 프레임(64)을 지지하는 프레임 지지부(228)를 구비한다. 프레임 지지부(228)는, 후술하는 제1 승강 테이블(420)의 영구 자석(424)보다 강한 자력을 갖는 강 영구 자석(402)과, 강 영구 자석(402)에 자기 부착(磁着)된 환형 프레임을 이탈시키는 이탈부(404)를 포함한다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 강 영구 자석(402)은, 둘레 방향으로 간격을 두고 프레임 지지부(228)의 프레임체(406)의 상단에 수용되어 있다. 도 11을 참조하여 설명하면, 본 실시형태의 강 영구 자석(402)은, 상단면에서 환형 프레임을 자기 부착하는 원기둥형의 기둥부(402a)과, 기둥부(402a)의 하단으로부터 직경 방향 외측으로 연장되는 환형의 플랜지부(402b)을 갖는다. 또한, 강 영구 자석(402)은 도 11(a)에 도시하는 상승 위치와, 도 11(b)에 도시하는 하강 위치 사이에서, 상하 방향으로 이동 가능하게 프레임체(406)의 수용 구멍(406a)에 수용되어 있다. 도 11을 참조함으로써 이해되는 바와 같이, 상승 위치에 있어서는, 강 영구 자석(402)의 상면과 프레임체(406)의 상면이 면일(面一)이며, 하강 위치에 있어서는, 강 영구 자석(402)의 상면이 프레임체(406)의 상면보다 예를 들면 5 mm 정도 하방에 위치한다. 또한, 프레임체(406)는 비자성체로 형성되어 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 프레임체(406)의 수용 구멍(406a)의 상하 방향 중간부에는 칸막이벽(408)이 형성되어 있고, 이 칸막이벽(408)에 의해, 강 영구 자석(402)을 수용하는 상측 수용실(410)과, 이탈부(404)를 수용하는 하측 수용실(412)로 프레임체(406)의 수용 구멍(406a)이 구획되어 있다. 칸막이벽(408)의 중앙부에는 관통 개구(408a)가 형성되어 있다.
상측 수용실(410)의 상단측에는, 직경 방향 내측으로 돌출되는 돌출부(410a)가 형성되어 있다. 도 11(a)에 도시한 바와 같이, 강 영구 자석(402)에 대하여 이탈부(404)로부터 상향으로 힘이 가해졌을 때에, 돌출부(410a)의 하단에 강 영구 자석(402)의 플랜지부(402b)의 상단이 걸림으로써, 강 영구 자석(402)이 상승 위치에 위치된다. 한편, 강 영구 자석(402)에 대하여 이탈부(404)로부터 하향으로 힘이 가해지면, 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 칸막이벽(408)의 상면에 강 영구 자석(402)의 하면이 접촉하고, 강 영구 자석(402)이 하강 위치에 위치된다. 또한, 하측 수용실(412)에는, 상하 방향으로 간격을 두고 상부 개구(412a) 및 하부 개구(412b)가 형성되어 있다.
도 11을 참조하여 설명을 계속하면, 본 실시형태의 이탈부(404)는, 강 영구 자석(402)의 하단으로부터 관통 개구(408a)를 지나 하방으로 연장되는 로드(414)와, 로드(414)의 하단에 고정되어 하측 수용실(412)에 배치된 피스톤(416)과, 피스톤(416)의 하방에 배치된 코일 스프링(418)과, 하측 수용실(412)의 상부 개구(412a)에 접속된 압축 공기 공급원(413)을 갖는다.
이탈부(404)에 있어서는, 압축 공기 공급원(413)으로부터 하측 수용실(412)에 압축 공기의 공급을 정지하고, 코일 스프링(418)에 의해 피스톤(416)을 상방으로 밀어올림으로써, 강 영구 자석(402)에 상향의 힘을 가하고, 프레임체(406)에 대하여 강 영구 자석(402)을 상승시켜, 프레임 지지부(228)에 놓인 환형 프레임(64)을 강 영구 자석(402)으로 자기 부착 가능한 상승 위치에 강 영구 자석(402)을 위치시킨다. 또한, 이탈부(404)는, 압축 공기 공급원(413)으로부터 하측 수용실(412)에 압축 공기를 공급하여 피스톤(416)을 하방으로 밀어 내림으로써, 강 영구 자석(402)에 하향의 힘을 가하고, 프레임(406)에 대하여 강 영구 자석(402)을 하강시켜, 프레임 지지부(228)에 실린 환형 프레임(64)을 강 영구 자석(402)으로부터 이탈 가능한 하강 위치에 강 영구 자석(402)을 위치시킨다. 또한, 피스톤(416)을 하방으로 밀어내림으로써, 하부 개구(412b)로부터 에어가 배출된다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 임시 배치 테이블(204)의 환형 지지부(226)의 상면에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 흡인 구멍(229)이 형성되어 있고, 각 흡인 구멍(229)은 흡인 수단(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 또한, 환형 지지부(226)는, 환형 지지부(226)의 상면과 프레임 지지부(228)의 상면이 면일이 되는 상승 위치(도 10에 나타내는 위치)와, 환형 지지부(226)의 상면이 프레임 지지부(228)의 상면보다 예컨대 5 ~ 10 mm 정도 하방에 위치하는 하강 위치와의 사이에서 승강 가능하게 구성되어 있다. 환형 지지부(226)를 승강시키는 승강 기구(도시하고 있지 않음)는 에어 실린더 등의 적절한 액추에이터여도 된다. 환형 지지부(226)보다도 직경 방향 내측 부분은, 하방으로 오목한 원형의 오목한 곳(230)으로 되어 있다. 임시 배치 테이블(204)의 프레임 지지부(228)는 히터(도시하지 않음)를 구비하고 있고, 임시 배치 테이블(204)에 임시 배치된 프레임 유닛(U)의 테이프(96)를 히터에 의해 가열함으로써 테이프(96)를 연화시켜서, 링형의 보강부(24)의 밑동에 테이프(96)를 대기압에 의해 더 밀착시키도록 되어 있는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 가공 장치(2)는, 임시 배치 테이블(204)을 Y축 방향으로 반송하는 임시 배치 테이블 반송부(232)를 포함한다. 임시 배치 테이블 반송부(232)는, Y축 방향으로 연장되는 Y축 가이드 부재(234)와, Y축 방향으로 이동 가능하게 Y축 가이드 부재(234)에 지지된 Y축 가동 부재(236)와, Y축 가동 부재(236)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이송 기구(238)를 구비한다. Y축 가동 부재(236)의 상부에는 임시 배치 테이블(204)이 고정되어 있다. Y축 이송 기구(238)는, Y축 가동 부재(236)에 연결되어 Y축 방향으로 연장되는 볼 나사(240)와, 볼 나사(240)를 회전시키는 모터(242)를 갖는다. 그리고, 임시 배치 테이블 반송부(232)는, 모터(242)의 회전 운동을 볼 나사(240)에 의해 직선 운동으로 변환하여 Y축 가동 부재(236)에 전달하고, Y축 가동 부재(236)와 함께 임시 배치 테이블(204)을 Y축 방향으로 반송한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 보강부 제거 유닛(194)은, 웨이퍼(4)의 외주에 형성된 링형의 보강부(24)의 밑동을 향해 레이저 광선을 조사하여 절단 홈을 형성하는 레이저 가공 장치(500)와, 절단 홈으로부터 링형의 보강부(24)를 분리하는 분리부(248)를 구비한다. 레이저 가공 장치(500)는, 웨이퍼(4)를 유지하는 유지 유닛(502)과, 유지 유닛(502)에 유지된 웨이퍼(4)의 디바이스 영역(18)과 외주 잉여 영역(20)의 경계부(22)에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 유닛(504)과, 유지 유닛(502)과 레이저 광선 조사 유닛(504)을 상대적으로 이동시키는 이동 기구(506)를 구비한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치(500)의 유지 유닛(502)은, 임시 배치 테이블(204)의 상방에 있어서 X축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있고 또한 Z축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 배치되어 있다. 도 12를 참조하여 설명하면, 유지 유닛(502)은, 적절한 브래킷(도시하지 않음)에 고정되어 X축 방향으로 연장되는 X축 가이드 부재(258)와, X축 방향으로 이동 가능하도록 X축 가이드 부재(258)에 지지된 X축 가동 부재(260)와, Z축 방향으로 이동 가능하도록 X축 가동 부재(260)에 지지된 Z축 가동 부재(262)를 포함한다. Z축 가동 부재(262)의 선단 하면에는, 하방으로 연장되는 지지축(264)이 회전 가능하게 지지되어 있고, 지지축(264)의 하단에는 원 형상의 제1 승강 테이블(420)이 고정되어 있다.
도 12(b)에 도시된 바와 같이, 제1 승강 테이블(420)은, 웨이퍼(4)의 외경보다 작고 링형의 보강부(24)를 노출시키는 소직경의 웨이퍼 유지부(422)와, 환형 프레임(64)을 자기 부착하는 영구 자석(424)을 구비한 프레임 지지부(426)와, 웨이퍼 유지부(422)와 프레임 지지부(426) 사이에 형성된 레이저 광선의 누설광을 확산시키는 공간(428)을 갖는다.
도 12(b)를 참조하여 설명을 계속하면, 웨이퍼 유지부(422)는, 제1 승강 테이블(420)의 하면 중앙부에 배치되어 있고, 웨이퍼 유지부(422)의 직경은 웨이퍼(4)의 디바이스 영역(18)(원 형상의 오목부(23))의 직경보다 약간 작다. 웨이퍼 유지부(422)의 하단에는, 다공질 재료로 형성된 원형의 흡착 척(430)이 설치되어 있고, 흡착 척(430)은 흡인 수단(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
프레임 지지부(426)는, 제1 승강 테이블(420)의 외주부에 배치되어 있다. 프레임 지지부(426)의 하단에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 개(본 실시형태에서는 4개)의 영구 자석(424)이 설치되어 있다. 영구 자석(424)의 자력은, 임시 배치 테이블(204)의 강 영구 자석(402)의 자력보다 약하다. 또한, 제1 승강 테이블(420)의 하면에 있어서의 웨이퍼 유지부(422)와 프레임 지지부(426) 사이는, 상방으로 움푹 패인 환형의 오목한 곳으로 되어 있고, 이 오목한 곳에 의해, 레이저 광선의 누설광을 확산시키는 공간(428)이 구성되어 있다.
도 12(a)를 참조하여 설명하면, 레이저 가공 장치(500)의 이동 기구(506)는, 유지 유닛(502)의 X축 가동 부재(260)를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이송 기구(도시하지 않음)와, 유지 유닛(502)의 Z축 가동 부재(262)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이송 기구(도시하지 않음)와, Z축 가동 부재(262)의 선단 상면에 장착되고, Z축 방향으로 연장되는 축선을 중심으로 하여 유지 유닛(502)의 지지축(26)을 따라 회전시키는 모터(266)를 포함한다. 이동 기구(506)의 X축ㆍZ축 이송 기구의 각각은, 볼 나사와, 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 된다. 그리고, 이동 기구(506)에 있어서는, 임시 배치 테이블(204)에 임시 배치된 프레임 유닛(U)이 레이저 가공 장치(500)의 유지 유닛(502)에 의해 유지되면, 유지 유닛(502)을 상승시키고 X축 방향으로 이동하여 프레임 유닛(U)을 레이저 광선 조사 유닛(504)의 상방에 위치시키도록 되어 있다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치(500)의 레이저 광선 조사 유닛(504)은, X축 방향에 있어서 임시 배치 테이블(204)에 인접하여 배치된 하우징(508)을 포함한다. 도 13을 참조하여 설명하면, 하우징(508)에는, 레이저를 발진하는 레이저 발진기(510)와, 레이저 발진기(510)로부터 출사된 레이저 광선(LB)을 집광하는 집광기(512)와, 집광기(512)와 레이저 발진기(510) 사이에 배치되고 레이저 광선(LB)의 조사에 의해 가공이 실시된 영역으로부터 발하는 플라즈마 광(P)을 분기하여 분기로(514)에 유도하는 빔 스플리터(516)와, 분기로(514)에 배치되고 플라즈마 광(P)을 검출하는 플라즈마 광 검출기(518)가 장착되어 있다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 레이저 광선 조사 유닛(504)은, 레이저 발진기(510)로부터 출사된 레이저 광선(LB)의 파워를 조정하는 어테뉴에이터(520)와, 어테뉴에이터(520)에 의해 파워가 조정되어 빔 스플리터(516)를 투과한 레이저 광선(LB)을 반사하여 집광기(512)로 유도하는 미러(522)를 포함한다. 또한, 도 13에 있어서는, 편의상, 집광기(512)가 집광 렌즈의 형태로 나타나 있다.
레이저 발진기(510) 및 어테뉴에이터(520)는, 컴퓨터로 구성되는 제어 유닛(524)에 전기적으로 접속되어 있고, 제어 유닛(524)에 의해 작동이 제어된다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 제어 유닛(524)에는, 재질의 종류를 선택하여 레이저 광선(LB)의 파워를 설정하기 위한 파워 설정 수단(526)이 전기적으로 접속되어 있다. 파워 설정 수단(526)은, 예컨대, 가공 장치(2)를 조작하기 위한 조작 패널(도시하지 않음)에 설치되어 있고, 조작 패널에 설치된 파워 설정 수단(526)을 통해, 오퍼레이터는 재질의 종류를 선택하여 레이저 광선(LB)의 파워를 설정할 수 있도록 되어 있다.
예를 들면, 파워 설정 수단(526)을 통하여, 오퍼레이터가 재질의 종류로서 실리콘을 선택한 경우에는, 실리콘에 대하여 적정한 레이저 가공이 행해지는 파워로서 1.0 W가 파워 설정 수단(526)에 의해 설정되고, 알루미늄을 선택한 경우는 파워가 2.0 W로 설정되고, 구리를 선택한 경우에는 파워가 2.5 W로 설정된다. 또한, 재질의 종류와 레이저 광선(LB)의 파워의 조합은 임의로 결정되고, 상술한 조합에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 제어 유닛(524)은, 파워 설정 수단(526)으로 설정된 파워가 되도록, 어테뉴에이터(520)를 제어하여 레이저 광선(LB)의 파워를 조정한다. 또한, 상기한 바와 같이, 오퍼레이터에 의해 선택된 재질에 따라 파워 설정 수단(526)이 파워를 설정하도록 되어 있어도 되지만, 파워 설정 수단(526)을 통하여, 재질과 함께 임의의 파워를 오퍼레이터가 설정할 수 있도록 되어 있어도 된다.
빔 스플리터(516)는, 레이저 발진기(510)로부터 출사된 레이저 광선(LB)의 파장(예컨대 355nm)을 갖는 광을 투과함과 더불어, 레이저 광선(LB)의 파장 이외의 파장을 갖는 광(예컨대 플라즈마 광(P))을 반사하여 분기로(514)로 유도하는 다이크로익 미러로 구성될 수 있다.
플라즈마 광 검출기(518)는, 빔 스플리터(516)에 의해 분기로(514)로 유도된 플라즈마 광(P)을 파장마다 다른 방향으로 분산하는 회절 격자(528)와, 회절 격자(528)에 의해 파장마다 다른 방향으로 분산된 플라즈마 광(P)을 수광하는 이미지 센서(530)를 포함한다.
이미지 센서(530)는, 직선형으로 배치된 복수의 수광 소자를 갖는다. 각각의 수광 소자는, 파장마다 상이한 방향으로 분산된 플라즈마 광(P)을 수광하도록 되어 있고, 수광 소자의 위치에 따라 수광하는 플라즈마 광(P)의 파장이 상이하다. 이미지 센서(530)는 제어 유닛(524)에 전기적으로 접속되어 있고, 각 수광 소자에 의해 수광한 플라즈마 광(P)의 광 강도를 나타내는 신호를 제어 유닛(524)에 출력하도록 되어 있다. 또한, 이 플라즈마 광 검출기(518)는, 반드시, 빔 스플리터(516)로 분기로(514)에 유도된 플라즈마 광(P)을 검출하도록 구성되지 않아도 된다. 즉, 플라즈마 광 검출기(518)는 분기로(514)에 배치되어 있지 않아도 된다. 예를 들어, 플라즈마 광 검출기(518)는, 레이저 광선(LB)의 조사에 의해 가공이 실시된 영역으로부터 발하는 플라즈마 광(P)을, 직접 검출할 수 있는 위치에 배치되는 경우가 있다. 그리고, 이 경우에는, 레이저 광선 조사 유닛(504)으로부터 빔 스플리터(516) 가 생략되어도 된다.
플라즈마 광 검출기(518)의 이미지 센서(530)로부터 제어 유닛(524)에 신호가 출력되면, 제어 유닛(524)은, 이미지 센서(530)에 의해서 검출된 플라즈마 광(P)에 기초하여, 레이저 광선(LB)의 조사에 의해서 레이저 가공이 실시된 영역의 재질을 특정한다. 예를 들어, 도 14(a) 및 도 14(b)에 도시하는 바와 같이, 검출된 플라즈마 광(P) 중 파장 251 nm의 성분의 광 강도가 높은 신호(S1)이 출력된 경우에는, 레이저 가공이 실시된 영역의 재질이 실리콘이며, 파장 395 nm의 성분의 광 강도가 높은 신호(S2)가 출력된 경우에는 알루미늄이며, 파장 515 nm의 성분의 광 강도가 높은 신호(S3)이 출력된 경우에는 구리이면, 제어 유닛(524)은 재질을 특정한다. 또한, 플라즈마 광(P)의 파장과, 레이저 가공이 실시된 영역의 재질의 관계를 나타내는 테이블이 제어 유닛(524)에 미리 저장되어 있다.
그리고, 제어 유닛(524)은, 플라즈마 광 검출기(518)에 의해서 검출된 플라즈마 광(P)에 기초하여 특정되는 재질의 종류와, 파워 설정 수단(526)에서 선택한 재질의 종류가 다른 경우, 에러 발신 수단(532)(도 13 참조)을 작동시켜서, 에러를 발한다. 에러 발신 수단(532)은, 제어 유닛(524)에 전기적으로 접속되어 있고, 예를 들면, 에러 메시지를 표시하는 모니터, 에러에 관련된 경고음을 발하는 스피커, 에러의 경우에 점등 또는 점멸하는 경고 램프이면 된다.
혹은, 에러를 발하는 대신에, 플라즈마 광 검출기(518)에 의해서 검출된 플라즈마 광(P)에 기초하여 특정되는 재질의 종류와, 파워 설정 수단(526)에서 선택한 재질의 종류가 다른 경우에, 제어 유닛(524)은 어테뉴에이터(520)를 제어하여, 레이저 광선(LB)의 파워를 재질에 따른 적정한 값(예를 들면 도 14(b)의 테이블에 나타내는 값)으로 조정하도록 되어 있어도 좋다.
도 10을 참조하여 설명하면, 레이저 가공 장치(500)는, 웨이퍼(4)에 레이저 광선(LB)이 조사되었을 때에 발생하는 데브리를 흡인하는 흡인 노즐(534)과, 흡인 노즐(534)에 접속된 흡인 수단(도시하지 않음)을 포함한다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 집광기(512)는, 하우징(508)의 상면으로부터 상방을 향하여 흡인 노즐(534) 측으로 경사지게 연장되어 있고, 이로써 레이저 광선(LB)의 조사 시에 발생한 데브리가 집광기(512)에 낙하하는 것이 억제되고 있다. 또한, 흡인 노즐(534)은, 하우징(508)의 상면으로부터 상방을 향하여 집광기(512) 측으로 경사져 연장되어 있다.
그리고, 레이저 가공 장치(500)에 있어서는, 임시 배치 테이블(204)의 프레임 유지부(228)의 히터에 의해 테이프(96)가 가열되어 링형의 보강부(24)의 밑동에 테이프(96)가 밀착된 프레임 유닛(U)의 환형 프레임(64)을, 제1 승강 테이블(420)의 프레임 지지부(426)의 영구 자석(424)으로 유지하고, 웨이퍼(4)를 웨이퍼 유지부(422)의 흡착 척(430)으로 흡인 유지한 후, Z축 가동 부재(262) 및 X축 가동 부재(260)를 이동시켜, 제1 승강 테이블(420)로 유지한 프레임 유닛(U)을 상승시킴과 더불어 X축 방향으로 이동시켜서 레이저 광선 조사 유닛(504)의 상방에 위치시킨다.
또한, 유지 유닛(502)의 제1 승강 테이블(420)로 프레임 유닛(U)을 유지할 때에는, 임시 배치 테이블(204)의 프레임 유지부(228)의 강 영구 자석(402)을 하강 위치에 위치시킴으로써, 환형 프레임(64)으로부터 강 영구 자석(402)을 이격시키고, 임시 배치 테이블(204)에 실려 있는 환형 프레임(64)에 대하여, 임시 배치 테이블(204)의 강 영구 자석(402)으로부터 작용하는 자력보다, 환형 프레임(64)에 접촉하고 있는 제1 승강 테이블(420)의 영구 자석(424)으로부터 작용하는 자력이 강해지도록 해 둔다.
또한, 레이저 가공 장치(500)는, 도 13 및 도 15에 도시된 바와 같이, 제1 승강 테이블(420)에 의해 유지한 프레임 유닛(U)을, 이동 기구(506)의 모터(266)에 의해 회전시키면서, 웨이퍼(4)의 외주에 형성된 링형의 보강부(24)의 밑동을 향해 레이저 광선(LB)을 조사하여, 어브레이션 가공에 의해 보강부(24)의 밑동을 따라 링형의 절단 홈(256)을 형성한다. 또한, 레이저 가공 장치(500)는, 어브레이션 가공에 의해 발생한 데브리를 흡인 노즐(534)에 의해 흡인한다.
그리고, 제어 유닛(524)은, 플라즈마 광 검출기(518)에 있어서 플라즈마 광(P)이 검출되지 않게 되었을 때에(이미지 센서(530)로부터 신호가 출력되지 않게 되었을 때에), 웨이퍼(4)에 절단 홈(256)이 형성되었다(웨이퍼(4)가 완전히 절단되었다)고 판단하여, 레이저 광선(LB)의 조사를 정지시킨다. 따라서, 이미 웨이퍼(4)가 절단되어 있음에도 불구하고, 레이저 광선(LB)을 조사해 버리는 것이 방지된다.
또한, 레이저 가공 장치(500)의 이동 기구(506)는, 보강부(24)의 밑동에 절단 홈(256)이 형성된 프레임 유닛(U)을 X축 방향, Z축 방향으로 이동시켜서 임시 배치 테이블(204)로 이동시킨다. 또한, 레이저 광선(LB)의 조사에 의해 웨이퍼(4)의 외주에는 데브리가 부착되어 있고, 제1 승강 테이블(420)로부터 임시 배치 테이블(204)에 프레임 유닛(U)을 전달할 때에는, 강 영구 자석(402)만을 작용시켜, 임시 배치 테이블(204)의 환형 지지부(226)의 흡인을 정지시키는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 환형 지지부(226)의 흡인 구멍(229)에 데브리가 부착되는 것이 방지된다. 또한, 흡인 구멍(229)에 데브리가 부착되는 것을 방지하는 관점에서, 환형 지지부(226)를 하강 위치에 위치시켜 두는 것이 바람직하다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 분리부(248)는, 임시 배치 테이블(204)의 Y축 방향의 가동 범위에 있어서, 유지 유닛(502)과 Y축 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 도 16 및 도 18을 참조하여 설명하면, 분리부(248)는, 절단 홈(256)에 대응하는 테이프(96)에 자외선을 조사하여 테이프(96)의 점착력을 저감시키는 자외선 조사부(270)(도 16 참조)와, 링형의 보강부(24)를 외주에 노출시켜서 웨이퍼(4)의 내측을 흡인 유지하고 환형 프레임(64)을 지지하는 제2 승강 테이블(272)(도 16 참조)과, 링형의 보강부(24)의 외주에 작용하여 링형의 보강부(24)를 분리하는 분리기(274)(도 16 참조)와, 분리된 링 형상의 보강부(24)가 폐기되는 폐기부(276)(도 18 참조)를 구비한다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 분리부(248)는, 적절한 브래킷(도시하지 않음)에 고정되어 Z축 방향으로 연장되는 Z축 가이드 부재(278)와, Z축 방향으로 이동 가능하도록 Z축 가이드 부재(278)에 지지된 Z축 가동 부재(280)와, Z축 가동 부재(280)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이송 기구(도시하지 않음)를 포함한다. Z축 이송 기구는, Z축 가동 부재(280)에 연결되어 Z축 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 된다.
Z축 가동 부재(280)의 선단 하면에는 지지편(282)이 지지되어 있고, 지지축(286)이 회전 가능하게 지지되어 있으며, 이 지지축(286)에는 상기 제2 승강 테이블(272)이 연결되어 있다. Z축 가동 부재(280)의 선단 상면에는, 지지축(286)과 함께 제2 승강 테이블(272)을 회전시키는 모터(284)가 부착되어 있다. 본 실시형태의 지지편(282)에는, Y축 방향으로 간격을 두고 한 쌍의 상기 자외선 조사부(270)가 부설되어 있다.
제2 승강 테이블(272)은 원형이며, 제2 승강 테이블(272)의 직경은 웨이퍼(4)의 디바이스 영역(18)(원 형상의 오목부(23))의 직경보다 약간 작다. 제2 승강 테이블(272)의 하면에는 복수의 흡인 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 각 흡인 구멍은 흡인 수단에 접속되어 있다.
또한, 지지편(282)에는 상기 분리기(274)가 장착되어 있다. 분리기(274)는, 지지편(282)의 하면에 간격을 두고 지지편(282)의 길이 방향으로 이동 가능하게 배치된 한 쌍의 가동편(288)과, 한 쌍의 가동편(288)을 이동시키는 한 쌍의 이송 수단(290)을 포함한다. 한 쌍의 이송 수단(290)의 각각은, 에어 실린더 또는 전동 실린더 등의 적절한 액추에이터로 구성될 수 있다.
분리기(274)는, 상하 방향으로 간격을 두고 각 가동편(288)에 지지된 한 쌍의 끼움 롤러(292a, 292b)와, 상측의 끼움 롤러(292a)을 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이송 기구(294)를 포함한다. Z축 이송 기구(294)는, 에어 실린더 또는 전동 실린더 등의 적절한 액추에이터로 구성될 수 있다. 각 끼움 롤러(292a, 292b)는, X축 방향으로 연장되는 축선을 중심으로 하여 회전 가능하게 가동편(288)에 지지되어 있다. 상측의 끼움 롤러(292a)에는, 지지축(296)을 통해 가압 롤러(298)가 장착되어 있다.
도 18을 참조하여 설명하면, 폐기부(276)는, 분리된 링 형상의 보강부(24)를 반송하는 벨트 컨베이어(300)와, 벨트 컨베이어(300)에 의해 반송된 링 형상의 보강부(24)가 수용되는 더스트 박스(302)를 포함한다. 벨트 컨베이어(300)는 실질상 수평으로 연장되는 회수 위치(도 18에 실선으로 나타내는 위치)와, 실질상 연직으로 연장되는 대기 위치(도 18에 2점 쇄선으로 나타내는 위치)에 적당한 액추에이터(도시하지 않음)에 의해 위치 부여된다. 도 18에 있어서 더스트 박스(302)의 X축 방향 앞쪽의 측면에는, 손잡이(304a)가 부설된 도어(304)가 설치되어 있다. 더스트 박스(302)의 내부에는, 회수한 링형의 보강부(24)를 파쇄하는 파쇄기(도시하지 않음)가 부착되어 있다. 더스트 박스(302)에 있어서는, 손잡이(304a)을 파지하여 도어(304)를 개방함으로써, 더스트 박스(302)에 수용된 링 형상의 보강부(24)의 파쇄 부스러기를 취출할 수 있도록 되어 있다.
보강부(24)의 밑동에 절단 홈(256)이 형성된 프레임 유닛(U)이 임시 배치되어 있는 임시 배치 테이블(204)이 임시 배치 테이블 반송부(232)에 의해 분리부(248)의 하방에 위치되면, 분리부(248)는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 프레임 유닛(U)의 웨이퍼(4)의 이면(4b) 측을 제2 승강 테이블(272)에 의해 흡인 유지함과 함께, 분리기(274)의 끼움 롤러(292a, 292b)로 환형 프레임(64)을 끼워 넣은 후, 한 쌍의 자외선 조사부(270)로부터 자외선을 조사하여 링 형상의 보강부(24)에 부착되어 있는 테이프(96)의 점착력을 저감시킴과 함께, 가압 롤러(298)에 의해 링 형상의 보강부(24)를 하방으로 가압하면서, 분리기(274)에 대하여 지지축(286) 및 제2 승강 테이블(272)과 함께 프레임 유닛(U)을 모터(284)에 의해 회전시킴으로써, 프레임 유닛(U)으로부터 링 형상의 보강부(24)를 분리한다. 분리된 보강부(24)는 벨트 컨베이어(300)에 의해 더스트 박스(302)로 반송되어 회수된다. 또한, 보강부(24)를 분리할 때에, 프레임 유닛(U)에 대하여 분리기(274)를 회전시켜도 좋다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 링 없는 유닛 반출 유닛(196)은, 보강부 제거 유닛(194)에 인접하여 배치되어 있다. 도 19 및 도 20을 참조하여 설명하면, 본 실시형태의 링 없는 유닛 반출 유닛(196)은, 제2 승강 테이블(272)에 지지된 링 없는 유닛에 대면하여 환형 프레임(64)을 유지하는 프레임 유지부(306)를 구비하여 프레임 카세트 테이블(200)을 향해 이동함과 함께 프레임 유지부(306)를 반전시키는 반전 기구(308)(도 19 참조)와, 반전 기구(308)에 의해 반전하여 웨이퍼(4)의 표면(4a)이 위를 향한 링 없는 유닛을 지지하는 링 없는 유닛 지지부(310)(도 20 참조)와, 링 없는 유닛 지지부(310)에 지지된 링 없는 유닛을 프레임 카세트 테이블(200)에 배치된 프레임 카세트(198)에 진입시켜서 수용하는 압입부(312)(도 20 참조)를 구비한다.
도 19에 나타내는 바와 같이, 반전 기구(308)는, Y축 방향으로 연장되는 Y축 가이드 부재(314)와, Y축 방향으로 이동 가능하도록 Y축 가이드 부재(314)에 지지된 Y축 가동 부재(316)와, Y축 가동 부재(316)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이송 기구(도시하지 않음)와, Z축 방향으로 이동 가능하도록 Y축 가동 부재(316)에 지지된 아암(318)과, 아암(318)을 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이송 기구(도시하지 않음)를 포함한다. 반전 기구(308)의 Y축·Z축 이송 기구의 각각은, 볼 나사와, 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 된다.
아암(318)에는, 상기 프레임 유지부(306)가 상하 반전 가능하게 지지되어 있음과 함께, 프레임 유지부(306)를 상하 반전시키는 모터(320)가 장착되어 있다. 본 실시형태의 프레임 유지부(306)는, 한 쌍의 회전축(322)을 통해 아암(318)에 회전 가능하게 지지된 기판(324)과, 기판(324)의 편면에 부설된 복수의 흡인 패드(326)를 포함하고, 각 흡인 패드(326)는 흡인 수단(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 또한, 한쪽의 회전축(322)은 모터(320)에 연결되어 있다.
반전 기구(308)는, 흡인 패드(326)를 위로 향한 상태에서, 제2 승강 테이블(272)에 지지된 링 없는 유닛(U')의 환형 프레임(64)의 하면을 흡인 패드(326)로 흡인 유지하고, 제2 승강 테이블(272)로부터 링 없는 유닛(U')을 수취한다. 또한, 반전 기구(308)는, 모터(320)에 의해 프레임 유지부(306)를 반전시켜서 웨이퍼(4)의 표면(4a)을 위로 향하게 한 후, Y축 가동 부재(316)를 이동시킴으로써, 프레임 유지부(306)로 유지한 링 없는 유닛(U')을 프레임 카세트 테이블(200)을 향해 이동시킨다.
도 20에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 링 없는 유닛 지지부(310)는, 적절한 브래킷(도시하지 않음)을 통해 X축 방향으로 이동 가능하게 지지된 한 쌍의 지지판(328)과, 한 쌍의 지지판(328)의 X축 방향의 간격을 조정하는 간격 조정 수단(도시하지 않음)을 포함한다. 간격 조정 수단은, 에어 실린더 또는 전동 실린더 등의 적절한 액추에이터로 구성될 수 있다.
링 없는 유닛(U')을 지지하는 한 쌍의 지지판(328)에는, 히터(도시하지 않음)가 장착되어 있다. 한 쌍의 지지판(328)의 간격이 좁혀진 상태에 있어서, 한 쌍의 지지판(328)은, 히터에 의해 링 없는 유닛(U')의 테이프(96)를 가열함으로써, 보강부(24)가 제거된 것에 의해 발생한 테이프(96)의 굴곡, 주름을 펴도록 되어 있다.
도 20을 참조하여 설명을 계속하면, 본 실시형태의 압입부(312)는, Y축 방향으로 연장되는 Y축 가이드 부재(330)와, Y축 방향으로 이동 가능하도록 Y축 가이드 부재(330)에 지지된 Y축 가동 부재(332)와, Y축 가동 부재(332)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이송 기구(도시하지 않음)를 포함한다. Y축 가동 부재(332)는, Y축 가이드 부재(330)에 지지된 기부(基部)(334)와, 기부(334)의 상면으로부터 상방으로 연장되는 지주(336)와, 지주(336)의 상단에 부설된 가압편(338)을 갖는다. 압입부(312)의 Y축 이송 기구는, Y축 가동 부재(332)에 연결되어 Y축 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 된다.
도 21에 나타내는 바와 같이, 링 없는 유닛 지지부(310)는, 링 없는 유닛(U')을 수취하기 전에 한 쌍의 지지판(328)의 간격을 간격 조정 수단에 의해 넓힌 후, 흡인 패드(326)에 유지된 링 없는 유닛(U')을 수취한다. 그리고, 압입부(312)는, 링 없는 유닛 지지부(310)가 링 없는 유닛(U')을 수취하면, Y축 이송 기구에 의해 Y축 가동 부재(332)를 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 링 없는 유닛 지지부(310)에 지지된 링 없는 유닛(U')을 가압편(338)에 의해 프레임 카세트 테이블(200)에 배치된 프레임 카세트(198)에 진입시켜서 수용하도록 되어 있다.
도 1 및 도 21에 도시된 프레임 카세트(198)에는, 웨이퍼(4)의 표면(4a)이 위를 향한 상태로 복수매의 링 없는 유닛(U')이 상하 방향으로 간격을 두고 수용된다. 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 프레임 카세트 테이블(200)은, 프레임 카세트(198)가 배치되는 배치부(340)와, 배치부(340)를 승강시켜서 임의의 높이에 위치시키는 승강부(342)를 포함한다. 승강부(342)는, 배치부(340)에 연결되어 Z축 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 된다.
다음에, 전술한 바와 같은 가공 장치(2)를 이용하여, 외주 잉여 영역(20)에 대응하는 이면(4b)에 링형의 보강부(24)가 볼록형으로 형성된 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 다이싱 테이프(96)를 첩착하여 환형 프레임(64)과 일체로 하며, 링형의 보강부(24)를 절단하여 웨이퍼(4)로부터 제거하는 가공 방법에 대해서 설명한다.
본 실시형태에서는, 우선, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 웨이퍼(4)가 수용된 웨이퍼 카세트(6)를 웨이퍼 카세트 테이블(8)에 배치하는 웨이퍼 카세트 배치 공정을 실시한다. 카세트(6)에는, 표면(4a)이 위를 향한 상태로 복수 매의 웨이퍼(4)가 상하 방향으로 간격을 두고 수용되어 있다.
또한, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(4)를 수용하는 개구부(64a)가 형성된 링형의 환형 프레임(64)을 프레임 수용 유닛(66)에 복수 수용하는 프레임 수용 공정을 실시한다. 프레임 수용 공정은, 웨이퍼 카세트 배치 공정 전에 실시해도 되고, 웨이퍼 카세트 배치 공정 후에 실시해도 된다.
프레임 수용 공정에서는, 프레임 수용 유닛(66)의 승강판(74)을 임의의 위치까지 하강시킨 후, 손잡이(76a)를 파지하여 도어(76)를 개방하고, 승강판(74)의 상면에 복수의 환형 프레임(64)을 적층하여 수용한다. 또한, 승강판(74)의 높이를 적절하게 조정하고, 프레임 반출 유닛(68)에 의해 반출 가능한 위치에 최상단의 환형 프레임(64)을 위치시킨다.
웨이퍼 카세트 배치 공정 및 프레임 수용 공정을 실시한 후, 웨이퍼 카세트 테이블(8)에 배치된 웨이퍼 카세트(6)로부터 웨이퍼(4)를 반출하는 웨이퍼 반출 공정을 실시한다.
도 3을 참조하여 설명하면, 웨이퍼 반출 공정에서는, 우선, 웨이퍼 반출 유닛(10)의 Y축 이송 기구(34)를 작동시키고, Y축 가동 부재(32)를 웨이퍼 카세트 테이블(8)의 근방에 위치시킨다. 계속해서, 반송 아암(42)을 구동하여, 웨이퍼 카세트(6) 내의 웨이퍼(4)의 이면(4b) 측(하측)에, 에어 분출구(46)를 위로 향하게 한 핸드(44)를 위치시킨다. 웨이퍼(4)의 이면(4b) 측에 핸드(44)를 위치시켰을 때는, 웨이퍼(4)의 이면(4b)과 핸드(44) 사이에 간극을 형성하고, 또한, 각 가이드 핀(48)을 직경 방향 외측에 위치시켜 둔다.
계속해서, 핸드(44)의 에어 분출구(46)로부터 압축 에어를 분출하여 베르누이 효과에 의해 핸드(44)의 한쪽 면 측에 부압을 생성하고, 핸드(44)에 의해 비접촉으로 웨이퍼(4)를 이면(4b) 측으로부터 흡인 지지한다. 계속해서, 각 가이드 핀(48)을 직경 방향 내측으로 이동시키고, 핸드(44)로 흡인 지지한 웨이퍼(4)의 수평 이동을 각 가이드 핀(48)에 의해 규제한다. 그리고, 웨이퍼 반출 유닛(10)의 Y축 가동 부재(32) 및 반송 아암(42)을 이동시키고, 핸드(44)로 흡인 지지한 웨이퍼(4)를 웨이퍼 카세트(6)로부터 반출한다.
웨이퍼 반출 공정을 실시한 후, 웨이퍼(4)의 절결(26)의 위치를 검출하는 절결 검출 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 절결 검출 공정에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 핸드(44)로 흡인 지지한 웨이퍼(4)의 외주를 절결 검출 유닛(50)의 발광 소자(52)와 수광 소자(54) 사이에 위치시킨다. 계속해서, 구동원으로 가이드 핀(48)을 통해 웨이퍼(4)를 회전시킴으로써, 웨이퍼(4)의 절결(26)의 위치를 검출한다. 이에 의해, 웨이퍼(4)의 방향을 임의의 방향으로 조정하는 것이 가능해진다.
절결 검출 공정을 실시한 후, 웨이퍼 반출 유닛(10)에 의해 반출된 웨이퍼(4)의 표면(4a) 측을 웨이퍼 테이블(12)로 지지하는 웨이퍼 지지 공정을 실시한다.
도 3을 참조하여 설명하면, 웨이퍼 지지 공정에서는, 우선, 웨이퍼 반출 유닛(10)의 핸드(44)를 상하 반전시켜서 웨이퍼(4)의 표면(4a)을 아래로 향하게 한다. 계속해서, 웨이퍼 반출 유닛(10)의 Y축 가동 부재(32) 및 반송 아암(42)을 이동시키고, 핸드(44)로 흡인 지지한 웨이퍼(4)의 표면(4a)의 외주 잉여 영역(20)을 웨이퍼 테이블(12)의 환형 지지부(56)에 접촉시킨다. 이때, 웨이퍼(4)의 표면(4a)의 디바이스 영역(18)은 웨이퍼 테이블(12)의 오목한 곳(62)에 위치하기 때문에, 디바이스(14)와 웨이퍼 테이블(12)이 접촉하지 않아, 디바이스(14)의 손상이 방지된다.
계속해서, 웨이퍼 테이블(12)의 흡인 수단을 작동시켜, 각 흡인 구멍(60)에 흡인력을 생성함으로써, 웨이퍼(4)의 표면(4a)의 외주 잉여 영역(20)을 흡인 유지한다. 계속해서, 핸드(44)에 의한 웨이퍼(4)의 흡인 지지를 해제함과 함께, 웨이퍼 테이블(12)로부터 핸드(44)를 이격시킨다. 이와 같이 하여, 웨이퍼 반출 유닛(10)으로부터 웨이퍼 테이블(12)에 웨이퍼(4)를 전달한다. 웨이퍼 테이블(12)에 전달된 웨이퍼(4)는 각 흡인 구멍(60)에 의해 흡인 유지되어 있기 때문에, 웨이퍼(4)의 위치가 어긋나는 일이 없다.
또한, 웨이퍼 카세트 배치 공정 및 프레임 수용 공정을 실시한 후, 웨이퍼 반출 공정이나 웨이퍼 지지 공정과 병행하여, 프레임 수용 유닛(66)으로부터 환형 프레임(64)을 반출하는 프레임 반출 공정을 실시한다.
도 5를 참조하여 설명하면, 프레임 반출 공정에서는, 우선, 프레임 반출 유닛(68)의 X축 가동 부재(84) 및 Z축 가동 부재(86)를 이동시키고, 프레임 수용 유닛(66)에 수용되어 있는 최상단의 환형 프레임(64)의 상면에 유지부(88)의 흡인 패드(92)를 접촉시킨다. 계속해서, 프레임 반출 유닛(68)의 흡인 수단을 작동시켜, 흡인 패드(92)에 흡인력을 생성함으로써, 최상단의 환형 프레임(64)을 흡인 패드(92)로 흡인 유지한다. 그리고, 프레임 반출 유닛(68)의 X축 가동 부재(84) 및 Z축 가동 부재(86)를 이동시키고, 유지부(88)의 흡인 패드(92)로 흡인 유지한 최상단의 환형 프레임(64)을 프레임 수용 유닛(66)으로부터 반출한다.
프레임 반출 공정을 실시한 후, 프레임 반출 유닛(68)에 의해 반출된 환형 프레임(64)을 프레임 테이블(70)로 지지하는 프레임 지지 공정을 실시한다.
도 5를 참조하여 설명을 계속하면, 프레임 지지 공정에서는, 우선, 프레임 반출 유닛(68)의 X축 가동 부재(84) 및 Z축 가동 부재(86)를 이동시키고, 흡인 패드(92)로 흡인 유지한 환형 프레임(64)을 프레임 테이블(70)의 상면에 접촉시킨다. 이때, 프레임 테이블(70)을 하강 위치(도 5에 실선으로 나타내는 위치)에 위치시켜 둔다. 계속해서, 프레임 반출 유닛(68)의 흡인 패드(92)의 흡인력을 해제하고, 프레임(64)을 프레임 테이블(70)에 얹는다. 그리고, 프레임 반출 유닛(68)의 X축 가동 부재(84) 및 Z축 가동 부재(86)를 이동시키고, 유지부(88)를 프레임 테이블(70)의 상방으로부터 이격시킨다.
프레임 지지 공정을 실시한 후, 환형 프레임(64)에 테이프(96)를 첩착하는 테이프 첩착 공정을 실시한다.
도 6을 참조하여 설명하면, 테이프 첩착 공정에서는, 우선, 프레임 테이블(70)을 하강 위치(도 6(a)에 도시하는 위치)로부터, 환형 프레임(64)에 테이프(96)를 첩착 가능한 상승 위치(도 6(b)에 도시하는 위치)로 이동시키기 전에, 롤 테이프(96R)로부터 테이프(96)를 인출함과 함께 박리지(116)를 박리한 테이프(96)를 프레임 테이블(70)의 상방에 위치시켜 둔다. 또한, 프레임 테이블(70)의 상방에 위치하는 테이프(96)의 점착면은 아래를 향하고 있다.
계속해서, 테이프 첩착 유닛(98)의 압착부(110)의 가압 롤러(132)에 의해 상방으로부터 테이프(96)를 환형 프레임(64)에 압박할 수 있을 정도로 프레임 테이블(70)을 상승시킨다. 그리고, 가압 롤러(132)로 테이프(96)의 점착면을 환형 프레임(64)에 압박하면서 가압 롤러(132)를 Y축 방향으로 굴린다. 이에 의해, 테이프 인출부(108)에 의해 롤 테이프(96R)로부터 인출된 테이프(96)를 환형 프레임(64)에 압착할 수 있다.
계속해서, 테이프 첩착 유닛(98)의 절단부(112)의 커터(144) 및 누름 롤러(146)를 하강시키고, 환형 프레임(64) 상의 테이프(96)에 커터(144)를 압박하고, 누름 롤러(146)로 테이프(96)의 위로부터 환형 프레임(64)을 누른다. 계속해서, 모터(138)에 의해 아암편(140)을 회전시키고, 커터(144) 및 누름 롤러(146)를 환형 프레임(64)을 따라 원을 그리도록 이동시킨다. 이에 따라, 환형 프레임(64)의 외주에 비어져 나온 테이프(96)를 환형 프레임(64)을 따라 절단할 수 있다. 또한, 누름 롤러(146)로 테이프(96)의 위로부터 환형 프레임(64)을 누르고 있기 때문에, 테이프(96)를 절단하고 있을 때에 환형 프레임(64)이나 테이프(96)의 위치 어긋남이 방지된다. 또한, 원형의 개구부(120)가 형성된 사용이 끝난 테이프(96)는, 테이프 권취부(106)에 의해 권취된다.
테이프 첩착 공정을 실시한 후, 테이프(96)가 첩착된 환형 프레임(64)을 웨이퍼 테이블(12)까지 반송하고, 웨이퍼 테이블(12)에 지지된 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 환형 프레임(64)의 개구부(64a)를 위치시켜서 테이프 부착 프레임(64')을 웨이퍼 테이블(12)에 배치하는 테이프 부착 프레임 반송 공정을 실시한다.
테이프 부착 프레임 반송 공정에서는, 먼저, 프레임 테이블(70)을 상승 위치로부터 하강 위치로 이동시킨다. 계속해서, 테이프 부착 프레임 반송 유닛(100)(도 5 참조)의 Y축 가동 부재(150) 및 Z축 가동 부재(152)를 이동시키고, 테이프(96)의 점착면이 아래를 향한 상태에서 프레임 테이블(70)에 지지되어 있는 테이프 부착 프레임(64')(도 7 참조)의 상면에, 테이프 부착 프레임 반송 유닛(100)의 유지부(154)의 각 흡인 패드(158)를 접촉시킨다.
계속해서, 테이프 부착 프레임 반송 유닛(100)의 흡인 수단을 작동시키고, 흡인 패드(158)에 흡인력을 생성함으로써, 테이프 부착 프레임(64')의 상면을 흡인 패드(158)로 흡인 유지한다. 계속해서, 테이프 부착 프레임 반송 유닛(100)의 Y축 가동 부재(150) 및 Z축 가동 부재(152)를 이동시키고, 흡인 패드(158)로 흡인 유지한 테이프 부착 프레임(64')을 프레임 테이블(70)로부터 반출한다.
계속해서, 테이프 부착 프레임 반송 유닛(100)의 흡인 패드(158)로 흡인 유지한 테이프 부착 프레임(64')을 웨이퍼 테이블(12)까지 반송하고, 도 7에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 테이블(12)에 지지된 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 환형 프레임(64)의 개구부(64a)를 위치시켜서 테이프 부착 프레임(64')을 웨이퍼 테이블(12)의 프레임 지지부(58)에 접촉시킨다. 이때는, 테이프 부착 프레임(64')의 테이프(96)의 점착면이 아래를 향하고 있고, 웨이퍼(4)의 이면(4b)이 위를 향하여 테이프(96)의 점착면에 대면하고 있다.
계속해서, 테이프 부착 프레임 반송 유닛(100)의 흡인 패드(158)의 흡인력을 해제하고, 테이프 부착 프레임(64')을 웨이퍼 테이블(12)의 프레임 지지부(58)에 얹는다. 그리고, 테이프 부착 프레임 반송 유닛(100)의 Y축 가동 부재(150) 및 Z축 가동 부재(152)를 이동시키고, 유지부(154)를 웨이퍼 테이블(12)의 상방으로부터 이격시킨다.
테이프 부착 프레임 반송 공정을 실시한 후, 테이프 부착 프레임(64')의 테이프(96)를 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 압착하는 테이프 압착 공정을 실시한다.
도 7 내지 도 9를 참조하여 설명하면, 테이프 압착 공정에서는 먼저, 테이프 압착 유닛(102)의 승강 기구(164)에 의해 상부 챔버(160)를 하강시키고, 상부 챔버(160)의 측벽(172)의 하단을 하부 챔버(162)의 측벽(186)의 상단에 접촉시킨다. 이에 의해, 상부 챔버(160) 및 하부 챔버(162)를 폐색 상태로 함과 함께, 가압 롤러(174)를 테이프 부착 프레임(64')에 접촉시킨다. 그러면, 도 8에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(4)의 링형의 보강부(24)의 상단이 테이프 부착 프레임(64')의 테이프(96)의 점착면에 부착된다.
계속해서, 테이프 압착 유닛(102)의 대기 개방부(168)를 폐쇄한 상태에서 진공부(166)를 작동시키고, 상부 챔버(160) 및 하부 챔버(162)의 내부를 진공으로 한다. 계속해서, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 테이프 압착 유닛(102)의 가압 롤러(174)를 Y축 방향으로 굴림으로써, 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 테이프(96)를 압착한다. 이에 의해, 웨이퍼(4)의 이면(4b)과 테이프(96)가 압착된 프레임 유닛(U)을 생성할 수 있다. 계속해서, 대기 개방부(168)를 개방하고, 대기압에 의해 링형의 보강부(24)의 밑동을 따라 테이프(96)를 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 밀착시킨다. 그리고, 승강 기구(164)에 의해 상부 챔버(160)를 상승시킨다. 또한, 상부 챔버(160) 및 하부 챔버(162)의 내부를 진공으로 함으로써, 웨이퍼 테이블(12)에 의한 웨이퍼(4)의 흡인력이 상실되어 버리지만, 상부 챔버(160) 및 하부 챔버(162)를 폐색 상태로 했을 때에, 웨이퍼(4)의 링형의 보강부(24)의 상단이 테이프 부착 프레임(64')의 테이프(96)의 점착면에 첩착되기 때문에, 테이프 압착 공정에 있어서 웨이퍼(4)의 위치가 어긋나는 일은 없다.
테이프 압착 공정을 실시한 후, 테이프 부착 프레임(64')의 테이프(96)와 웨이퍼(4)의 이면(4b)이 압착된 프레임 유닛(U)을 웨이퍼 테이블(12)로부터 반출하는 프레임 유닛 반출 공정을 실시한다.
도 5를 참조하여 설명하면, 프레임 유닛 반출 공정에서는, 우선, 프레임 유닛 반출 유닛(192)의 반송부(206)를 작동시키고, 프레임 유닛 유지부(202)의 웨이퍼 유지부(202a)의 흡착편(210)의 하면을 웨이퍼(4)의 이면(4b) 측의 테이프(96)에 접촉시키고, 프레임 유지부(202b)의 흡인 패드(214)를 환형 프레임(64)에 접촉시킨다.
계속해서, 웨이퍼 유지부(202a)의 흡착편(210) 및 프레임 유지부(202b)의 흡인 패드(214)에 흡인력을 생성하고, 웨이퍼(4)의 외주의 전부 또는 일부를 노출시킨 상태로, 웨이퍼 유지부(202a)의 흡착편(210)에 의해 웨이퍼(4)를 이면(4b) 측(테이프(96) 측)으로부터 흡인 유지하고, 프레임 유지부(202b)의 흡인 패드(214)로 환형 프레임(64)을 흡인 유지한다. 계속해서, 웨이퍼 테이블(12)에 의한 웨이퍼(4)의 흡인 유지를 해제한다. 그리고, 반송부(206)를 작동시키고, 프레임 유닛 유지부(202)로 유지한 프레임 유닛(U)을 웨이퍼 테이블(12)로부터 반출한다.
프레임 유닛 반출 공정을 실시한 후, 웨이퍼(4)의 중심을 임시 배치 테이블(204)의 중심과 일치시켜서, 프레임 유닛(U)을 임시 배치 테이블(204)에 임시 배치하는 임시 배치 공정을 실시한다.
도 10을 참조하여 설명하면, 임시 배치 공정에서는, 우선, 프레임 유닛 유지부(202)에 의해 유지한 프레임 유닛(U)을 촬상부(224)의 상방에 위치시킨다. 계속해서, 프레임 유닛 반출 유닛(192)의 반송부(206)를 작동시켜서, 프레임 유닛 유지부(202)로 유지한 프레임 유닛(U)의 웨이퍼(4)의 외주의 노출 부분 중 적어도 3개소를 촬상부(224)로 촬상한다. 촬상부(224)로 웨이퍼(4)를 하방으로부터 촬상할 때는, 웨이퍼(4)의 상방으로부터 조명부(400)에 의해 웨이퍼(4)를 조명한다. 이에 의해, 웨이퍼(4)의 외주에 있어서의 적어도 3 점의 좌표를 계측한다. 계속해서, 계측한 3점의 좌표에 기초하여 웨이퍼(4)의 중심 좌표를 구한다. 웨이퍼 유지부(202a)의 흡착편(210)에 의해 흡인 유지되어 있는 웨이퍼(4)는, 외주의 전부 또는 일부가 노출되어 있기 때문에, 조명부(400)에 의해 상방으로부터 웨이퍼(4)의 외주의 노출 부분을 조명하고, 촬상부(224)에 의해 하방으로부터 웨이퍼(4)의 외주의 노출 부분을 촬상함으로써, 웨이퍼(4)의 윤곽을 명료하게 촬상할 수 있어, 웨이퍼(4)의 중심 좌표를 정밀하게 구할 수 있다.
계속해서, 반송부(206)를 작동시키고, 웨이퍼(4)의 중심을 임시 배치 테이블(204)의 환형 지지부(226)의 중심에 위치시켜서, 임시 배치 테이블(204)의 환형 지지부(226)의 상면에 웨이퍼(4)의 표면(4a)의 외주 잉여 영역(20)을 접촉시키며, 임시 배치 테이블(204)의 프레임 지지부(228)의 상면에 환형 프레임(64)의 하면을 접촉시키고, 강 영구 자석(402)의 자력으로 환형 프레임(64)을 유지한다. 이때는, 강 영구 자석(402) 및 환형 지지부(226)의 각각을 상승 위치에 위치시켜 둔다. 계속해서, 임시 배치 테이블(204)의 흡인 수단을 작동시키고, 각 흡인 구멍(229)에 흡인력을 생성함으로써, 웨이퍼(4)의 표면(4a)의 외주 잉여 영역(20)을 흡인 유지한다. 또한, 이때에는, 웨이퍼(4)의 표면(4a)이 아래를 향하고 있지만, 디바이스 영역(18)은 임시 배치 테이블(204)의 오목한 곳(230)에 위치하기 때문에, 디바이스(14)와 임시 배치 테이블(204)이 접촉하지 않아, 디바이스(14)의 손상이 방지된다.
계속해서, 웨이퍼 유지부(202a)에 의한 웨이퍼(4)의 흡인 유지를 해제하고, 프레임 유지부(202b)에 의한 환형 프레임(64)의 흡인 유지를 해제하고, 프레임 유닛 반출 유닛(192)으로부터 임시 배치 테이블(204)에 프레임 유닛(U)을 전달한다. 계속해서, 프레임 지지부(228)의 히터를 작동시키고, 임시 배치 테이블(204)에 임시 배치된 프레임 유닛(U)의 테이프(96)를 히터에 의해 가열한다. 이에 의해, 테이프(96)가 연화되어서 웨이퍼(4)의 링형의 보강부(24)의 밑동에 테이프(96)를 밀착시킨다.
임시 배치 공정을 실시한 후, 프레임 유닛 반출 유닛(192)에 의해 반출된 프레임 유닛(U)의 웨이퍼(4)로부터 링형의 보강부(24)를 절단하여 제거하는 보강부 제거 공정을 실시한다.
도 1, 도 10 및 도 12를 참조하여 설명하면, 보강부 제거 공정에서는, 먼저, 레이저 가공 장치(500)의 유지 유닛(502)의 X축 가동 부재(260) 및 Z축 가동 부재(262)를 이동시키고, 임시 배치 테이블(204)에 임시 배치된 프레임 유닛(U)의 환형 프레임(64)의 상면에, 제1 승강 테이블(420)의 영구 자석(424)의 하면을 접촉시키고, 영구 자석(424)의 자력으로 환형 프레임(64)을 유지함과 함께, 흡착 척(430)의 하면을 웨이퍼(4)의 이면(4b) 측(테이프(96) 측)에 접촉시켜, 흡착 척(430)의 흡인력으로 웨이퍼(4)를 유지한다.
계속해서, 임시 배치 테이블(204)의 강 영구 자석(402)을 하강 위치에 위치시키고, 환형 지지부(226)의 흡인력을 해제한 후, 프레임 유닛(U)을 흡인 유지한 제1 승강 테이블(420)을 상승시킨다. 전술한 바와 같이, 제1 승강 테이블(420)의 영구 자석(424)의 자력은, 임시 배치 테이블(204)의 강 영구 자석(402)의 자력보다도 약하고, 강 영구 자석(402)을 하강 위치에 위치시키면, 환형 프레임(64)으로부터 강 영구 자석(402)이 떨어지기 때문에, 환형 프레임(64)에 작용하는 강 영구 자석(402)의 자력이 약해져, 임시 배치 테이블(204)로부터 프레임 유닛(U)을 용이하게 이탈시킬 수 있다.
계속해서, 유지 유닛(502)의 X축 가동 부재(260) 및 Z축 가동 부재(262)를 작동시키고, 도 13 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 제1 승강 테이블(420)로 유지한 프레임 유닛(U)을 레이저 광선 조사 유닛(504)의 상방에 위치시킨다. 계속해서, 프레임 유닛(U)의 웨이퍼(4)의 링형의 보강부(24)의 밑동에 레이저 광선(LB)의 집광점을 위치시킨다.
계속해서, 이동 기구(506)의 모터(266)에 의해 제1 승강 테이블(420) 및 프레임 유닛(U)을 회전시키면서, 파워 설정 수단(526)으로 적절한 파워로 설정된 레이저 광선(LB)을 웨이퍼(4)의 링형의 보강부(24)의 밑동에 조사한다. 이에 의해, 웨이퍼(4)의 링형의 보강부(24)의 밑동에 어브레이션 가공을 실시하여, 링형의 절단 홈(256)을 형성할 수 있다. 웨이퍼(4) 및 테이프(96)를 투과한 레이저 광선(LB)의 누설광은, 웨이퍼 유지부(422)와 프레임 지지부(426) 사이의 공간(428)에 있어서 확산되기 때문에, 상기 누설광에 기인하는 웨이퍼(4)의 디바이스(14)로의 악영향이 저감된다. 또한, 웨이퍼(4)에 레이저 광선(LB)을 조사할 때에는, 레이저 광선 조사 유닛(504)의 흡인 수단을 작동시켜서 흡인 노즐(534)에 흡인력을 생성하고, 어브레이션 가공에 의해 발생한 데브리를 흡인 노즐(534)에 의해 흡인한다. 그리고, 제어 유닛(524)은, 플라즈마 광 검출기(518)에 있어서 플라즈마 광(P)이 검출되지 않게 되었을 때에, 웨이퍼(4)에 절단 홈(256)이 형성되었다고 판단하고, 레이저 광선(LB)의 조사를 정지시킨다. 따라서, 이미 웨이퍼(4)가 절단되어 있음에도 불구하고, 레이저 광선(LB)을 조사해 버리는 것이 방지된다.
웨이퍼(4)에 레이저 광선(LB)을 조사할 때에는, 예를 들어 이하의 가공 조건으로 설정할 수 있다.
　레이저 광선의 파장: 355 nm
　레이저 광선의 파워: 1 ~ 2.5 W
　레이저 광선의 반복 주파수: 100 kHz
　모터의 회전속도: 60 rpm
웨이퍼(4)에 레이저 광선(LB)을 조사하고 있을 때에, 플라즈마 광 검출기(518)에 의해 검출된 플라즈마 광(P)에 기초하여 제어 유닛(524)에 의해 특정되는 재질의 종류와, 파워 설정 수단(526)에서 선택한 재질의 종류가 상이한 경우에는, 에러 발신 수단(532)으로부터 에러가 발신된다. 이에 따라, 오퍼레이터는, 파워 설정 수단(526)을 통해, 레이저 가공을 실시하는 영역의 재질에 따른 적정한 값으로 레이저 광선(LB)의 파워를 수정할 수 있다. 혹은, 제어 유닛(524)이 레이저 광선 LB의 파워를 적정한 값으로 조정해도 된다.
에러가 발신되는 경우로서는, 예컨대, 웨이퍼(4)의 재질이 실리콘이며, 웨이퍼(4)의 표면(4a)에 알루미늄 또는 구리의 금속막이 피복되어 있는 경우에, 오퍼레이터가 파워 설정 수단(526)으로 실리콘을 선택했을 때이다. 그리고, 레이저 광선(LB)이 웨이퍼(4)의 표면(4a)의 금속막에 조사되면, 플라즈마 광 검출기(518)에 의해 검출된 플라즈마 광(P)에 기초하여 제어 유닛(524)에 의해 특정되는 재질(알루미늄 또는 구리)의 종류와, 파워 설정 수단(526)에서 선택한 재질(실리콘)의 종류가 상이하게 되기 때문에, 에러가 발신된다.
웨이퍼(4)에 절단 홈(256)을 형성한 후, 유지 유닛(502)의 X축 가동 부재(260) 및 Z축 가동 부재(262)를 이동시키고, 제1 승강 테이블(420)로 유지한 프레임 유닛(U)의 환형 프레임(64)의 하면을 임시 배치 테이블(204)의 프레임 지지부(228)의 상면에 접촉시킴으로써, 상승 위치에 위치시킨 강 영구 자석(402)의 자력에 의해 환형 프레임(64)을 유지한다. 이때에는, 웨이퍼(4)의 외주에 부착된 데브리가 흡인 구멍(229)에 부착되는 것을 방지하기 위해서, 환형 지지부(226)의 흡인 구멍(229)에 흡인력을 생성하지 않고, 환형 지지부(226)를 하강 위치에 위치시켜 두는 것이 바람직하다.
계속해서, 제1 승강 테이블(420)의 흡착 척(430)의 흡인력을 해제한 후, 제1 승강 테이블(420)을 상승시킨다. 전술한 바와 같이, 제1 승강 테이블(420)의 영구 자석(424)의 자력은, 임시 배치 테이블(204)의 강 영구 자석(402)의 자력보다도 약하기 때문에, 환형 프레임(64)은 영구 자석(424)으로부터 강 영구 자석(402)에 전달된다. 제1 승강 테이블(420)을 상승시키면, 프레임 유닛(U)은 임시 배치 테이블(204)에 유지되고, 제1 승강 테이블(420)로부터 이격된다. 이와 같이 하여, 제1 승강 테이블(420)로부터 임시 배치 테이블(204)에 프레임 유닛(U)을 전달한다.
계속해서, 프레임 유닛(U)을 수취한 임시 배치 테이블(204)을 임시 배치 테이블 반송부(232)에 의해 보강부 제거 유닛(194)의 분리부(248)의 하방에 위치시킨다(도 10 참조). 또한, 이때에, 폐기부(276)의 벨트 컨베이어(300)를 대기 위치에 위치시켜 둔다. 계속해서, 분리부(248)의 제2 승강 테이블(272)을 하강시켜, 웨이퍼(4)의 이면(4b)부분의 테이프(96)에 제2 승강 테이블(272)의 하면을 접촉시킨다. 계속해서, 제2 승강 테이블(272)의 하면에 흡인력을 생성하여, 프레임 유닛(U)의 웨이퍼(4)의 이면(4b) 측을 제2 승강 테이블(272)로 흡인 유지한다.
계속해서, 임시 배치 테이블(204)의 강 영구 자석(402)을 하강 위치에 위치시킨 후, 프레임 유닛(U)의 웨이퍼(4)를 흡인 유지한 제2 승강 테이블(272)을 상승시킨다. 계속해서, 임시 배치 테이블(204)을 제1 승강 테이블(420)의 하방으로 이동시킨 후, 도 17에 도시된 바와 같이, 분리기(274)의 한 쌍의 이송 수단(290) 및 Z축 이송 기구(294)를 작동시키고, 상하의 끼움 롤러(292a, 292b)에 의해 환형 프레임(64)을 상하 방향으로 끼워 넣는다. 또한, 폐기부(276)의 벨트 컨베이어(300)를 대기 위치로부터 회수 위치에 위치시킨다.
계속해서, 한 쌍의 자외선 조사부(270)로부터 자외선을 조사하여 링 형상의 보강부(24)에 부착되어 있는 테이프(96)의 점착력을 저감시킴과 함께, 가압 롤러(298)에 의해 링 형상의 보강부(24)를 하방으로 가압하면서, 분리기(274)에 대하여 지지축(286) 및 제2 승강 테이블(272)과 함께 프레임 유닛(U)을 모터(284)에 의해 회전시킨다. 이에 의해, 프레임 유닛(U)으로부터 링형의 보강부(24)를 분리할 수 있다. 프레임 유닛(U)으로부터 낙하한 보강부(24)는, 벨트 컨베이어(300)에 의해 더스트 박스(302)에 반송되어 회수된다. 또한, 보강부(24)를 분리할 때에 프레임 유닛(U)에 대하여 분리기(274)를 회전시켜도 좋다.
보강부 제거 공정을 실시한 후, 링형의 보강부(24)가 제거된 링 없는 유닛(U')을 보강부 제거 유닛(194)으로부터 반출하는 링 없는 유닛 반출 공정을 실시한다.
링 없는 유닛 반출 공정에서는, 먼저, 보강부 제거 유닛(194)의 폐기부(276)의 벨트 컨베이어(300)를 회수 위치로부터 대기 위치에 위치시킨다. 계속해서, 링 없는 유닛 반출 유닛(196)의 반전 기구(308)(도 19 참조)의 프레임 유지부(306)를, 제2 승강 테이블(272)에 흡인 유지되어 있는 링 없는 유닛(U')의 하방에 위치시킨다.
계속해서, 프레임 유지부(306)의 흡인 패드(326)를 위로 향한 상태로 아암(318)을 상승시키고, 제2 승강 테이블(272)에 지지되고 웨이퍼(4)의 표면(4a)이 아래를 향하고 있는 상태의 링 없는 유닛(U')의 환형 프레임(64)의 하면 측에 프레임 유지부(306)의 흡인 패드(326)를 접촉시킨다.
계속해서, 프레임 유지부(306)의 흡인 패드(326)에 흡인력을 생성하고, 링 없는 유닛(U')의 환형 프레임(64)을 흡인 패드(326)로 흡인 유지한다. 계속해서, 제2 승강 테이블(272)에 의한 링 없는 유닛(U')의 흡인 유지를 해제한다. 이에 의해서, 보강부 제거 유닛(194)의 제2의 승강 테이블(272)로부터 링 없는 유닛 반출 유닛(196)의 프레임 유지부(306)에 링 없는 유닛(U')을 전달한다.
링 없는 유닛 반출 공정을 실시한 후, 링 없는 유닛 반출 유닛(196)에 의해 반출된 링 없는 유닛(U')을 수용하는 링 없는 유닛 수용 공정을 실시한다.
링 없는 유닛 수용 공정에서는, 먼저, 링 없는 유닛 반출 유닛(196)의 반전 기구(308)를 상하 반전시키고, 프레임 유지부(306)에서 흡인 유지한 링 없는 유닛(U')을 상하 반전시킨다. 이에 의해, 프레임 유지부(306)의 하방에 링 없는 유닛(U')이 위치하여, 웨이퍼(4)의 표면(4a)이 위를 향하게 된다.
계속해서, 반전 기구(308)의 Y축 가동 부재(316) 및 아암(318)을 이동시키고, 링 없는 유닛 지지부(310)의 한 쌍의 지지판(328)의 상면에 링 없는 유닛(U')을 접촉시킨다. 이 때, 간격 조정 수단에 의해 한 쌍의 지지판(328)의 간격은 좁혀져 있고, 한 쌍의 지지판(328)은 서로 밀착되어 있다. 계속해서, 프레임 유지부(306)에 의한 링 없는 유닛(U')의 흡인 유지를 해제하고, 한 쌍의 지지판(328)에 링 없는 유닛(U')을 배치한다. 계속해서, 각 지지판(328)에 장착된 히터를 작동시키고, 링 없는 유닛(U')의 테이프(96)를 가열함으로써, 보강부(24)가 제거됨으로써 발생한 테이프(96)의 굴곡, 주름을 편다. 그리고, 다시 링 없는 유닛(U')을 프레임 유지부(306)에서 흡인 유지하여 상승시킨다.
계속해서, 간격 조정 수단에 의해 한 쌍의 지지판(328)의 간격을 넓힌 후, 링 없는 유닛(U')을 지지판(328)의 상면에 재치한다. 그리고, 도 21에 도시된 바와 같이, 압입부(312)의 가압편(338)에 의해 링 없는 유닛 지지부(310)에 지지된 링 없는 유닛(U')을 압박하여, 프레임 카세트 테이블(200)에 배치된 프레임 카세트(198)에 진입시켜 수용한다. 이와 같이, 가공 장치(2)에 있어서는, 외주 잉여 영역(20)에 대응하는 이면(4b)에 링형의 보강부(24)가 볼록형으로 형성된 웨이퍼(4)의 이면(4b)에 다이싱 테이프(96)를 첩착하여서 환형 프레임(64)과 일체로 하는 작업이 용이하고, 링형의 보강부(24)를 절단하여 웨이퍼(4)로부터 제거하는 것이 용이하여 생산성이 양호해진다.
이상과 같으며, 가공 장치(2)의 레이저 가공 장치(500)에 있어서는, 레이저 광선(LB)의 조사에 의해 가공이 실시된 영역으로부터 발하는 플라즈마 광(P)의 검출 결과에 기초하여, 웨이퍼(4)에 조사하는 레이저 광선(LB)의 파워를 용이하게 조정할 수 있다.
4: 웨이퍼
4a: 웨이퍼의 표면
4b: 웨이퍼의 이면
14: 디바이스
16: 분할 예정 라인
18: 디바이스 영역
20: 외주 잉여 영역
23: 오목부
24: 보강부
500: 레이저 가공 장치
502: 유지 유닛
504: 레이저 광선 조사 유닛
506: 이동 기구
510: 레이저 발진기
512: 집광기
514: 분기로
516: 빔 스플리터
518: 플라즈마 광 검출기
526: 파워 설정 수단
LB: 레이저 광선
P: 플라즈마 광

Claims (6)

  1. 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 디바이스 영역과, 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 구비한 웨이퍼에 레이저 광선을 조사하여 가공을 실시하는 레이저 가공 장치로서,
    상기 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과,
    상기 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼의 상기 디바이스 영역과 상기 외주 잉여 영역의 경계부에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 유닛과,
    상기 척 테이블과 상기 레이저 광선 조사 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 기구
    를 구비하고,
    레이저 광선 조사 유닛은,
    레이저를 발진하는 레이저 발진기와,
    상기 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선을 집광하는 집광기와,
    레이저 광선의 조사에 의해 가공이 실시된 영역으로부터 발하는 플라즈마 광을 검출하는 플라즈마 광 검출기를 포함하는 것인, 레이저 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집광기와 상기 레이저 발진기 사이에 배치되고 플라즈마 광을 분기하여 분기로에 유도하는 빔 스플리터를 더 포함하고,
    상기 플라즈마 광 검출기는, 상기 분기로에 배치되어 있는 것인, 레이저 가공 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼의 표면 또는 이면에 금속막이 피복되어 있고, 상기 레이저 광선 조사 유닛은, 재질의 종류를 선택하여 레이저 광선의 파워를 설정하기 위한 파워 설정 수단을 더 포함하는 것인, 레이저 가공 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 레이저 광선 조사 유닛은, 상기 플라즈마 광 검출기에 의해 검출된 플라즈마 광에 기초하여 특정되는 재질의 종류와, 상기 파워 설정 수단에서 선택한 재질의 종류가 상이한 경우, 에러를 발하는 에러 발신 수단을 더 포함하는 것인, 레이저 가공 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼의 상기 디바이스 영역에 대응하는 이면에는 오목부가 형성되고, 상기 웨이퍼의 상기 외주 잉여 영역에 대응하는 이면에는 링형의 보강부가 볼록형으로 형성되어 있고, 레이저 광선은 상기 링형의 보강부의 밑동에 조사되는 것인, 레이저 가공 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 레이저 광선 조사 유닛은, 상기 플라즈마 광 검출기가 플라즈마 광을 검출하지 않게 되었을 때에 레이저 광선의 조사를 정지하는 것인, 레이저 가공 장치.
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