JP2014038929A - インラインシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】装置間で被加工物が移送されそれぞれの装置において被加工物の処理が行われるインラインシステムにおいて、装置が正確にレイアウトされていなくても被加工物を装置間で適正に移送する。
【解決手段】被加工物を処理する第一の処理手段４と第一の処理手段４によって処理された被加工物を搬出する搬出領域３ａとを備えた第一の装置２と、被加工物を搬入する搬入領域７ａと搬入された被加工物を処理する第二の処理手段８とを備えた第二の装置６と、搬出領域３ａから搬入領域７ａに被加工物を移送する移送手段１３とを備えたインラインシステム１において、搬出領域３ａを撮像し搬出領域３ａの位置を検出するとともに搬入領域７ａを撮像し搬入領域７ａの位置を検出する位置検出手段１４を備え、位置検出手段１４により検出された搬出領域３ａ及び搬入領域７ａの位置とに基づいて、搬出領域３ａから搬入領域７ａまで被加工物を移送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の装置間で被加工物が移送され、それぞれの装置において被加工物の処理が行われるインラインシステムに関する。
ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが表面に形成されたウェーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚さに形成された後、ダイシング装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話機、パソコン等の各種電子機器等に利用されている。
ウェーハの裏面研削からデバイスへの分割までを行うために、研削装置とダイシング装置とをインラインで接続し、研削から搬送、ダイシングまでを行うインラインシステムが本出願によって提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２８４４４９号公報
しかし、装置からウェーハ等の被加工物を搬出して次の装置に搬入するには、被加工物の移送を確実に行うために、装置のレイアウトを正確に行うことが要求され、相当の時間が費やされるという問題がある。また、装置を入れ替えたり追加したりする場合にも、装置を正確に配置する必要があり、煩に耐えない。
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、複数の装置間で被加工物が移送されそれぞれの装置において被加工物の処理が行われるインラインシステムにおいて、装置が正確にレイアウトされていなくても被加工物を装置間で確実に移送できるようにすることを課題とする。
本発明は、被加工物を処理する第一の処理手段と、第一の処理手段によって処理された被加工物を搬出する搬出領域とを備えた第一の装置と、被加工物を搬入する搬入領域と、搬入された被加工物を処理する第二の処理手段とを備えた第二の装置と、第一の装置の搬出領域から第二の装置の搬入領域に被加工物を移送する移送手段とを備えたインラインシステムに関し、第一の装置の搬出領域を撮像し搬出領域の位置を検出するとともに、第二の装置の搬入領域を撮像し搬入領域の位置を検出する位置検出手段を備え、位置検出手段により検出された搬出領域の位置と搬入領域の位置とに基づいて、搬出領域から搬入領域まで被加工物を移送する。
本発明では、位置検出手段によって第一の装置の搬出領域を撮像し搬出領域の位置を検出するとともに第二の装置の搬入領域を撮像し搬入領域の位置を検出することができ、検出された搬出領域の位置と搬入領域の位置とに基づいて、搬出領域から搬入領域まで被加工物を移送することができるため、第一の装置と第二の装置とが正確にレイアウトされていなくても、被加工物を第一の装置の搬出領域から第二の装置の搬入領域まで確実に移送することができる。
インラインシステムの一例を示す斜視図である。 座標系における搬出領域及び搬入領域の位置の一例を示す説明図である。 記憶部の記憶内容を示す説明図である。 ウェーハ及び保護部材を示す斜視図である。 保護部材が貼着されたウェーハを示す斜視図である。
図１に示すインラインシステム１は、第一の装置である研削装置２と、第二の装置であるレーザー加工装置６とから構成されている。これら研削装置２及びレーザー加工装置６に備えた各部位の位置は、１つの３次元の座標空間において認識される。
研削装置２は、被加工物を保持する保持テーブル３と、保持テーブル３に保持された被加工物に対して研削加工の処理を行う第一の処理手段４と、第一の処理手段４を保持テーブル３に保持された被加工物に対して接近及び離反させる研削送り手段５とから構成されている。
保持テーブル３は、回転可能であるとともに、Ｙ軸方向手前側の搬出領域３ａとＹ軸方向奥側の研削領域３ｂとの間を移動可能となっている。ここで、搬出領域３ａとは、第一の処理手段４によって研削加工処理が行われた被加工物の搬出が行われる領域であり、研削領域３ｂとは、第一の処理手段４による研削加工処理が行われる領域である。
保持テーブル３の周囲にはカバーテーブル３０が配設されており、カバーテーブル３０のＹ軸方向前部側及び後部側には、伸縮自在な蛇腹３１が連結されている。カバーテーブル３０には、保持テーブル３の撮像時の目印となるマーク３００が形成されている。
第一の処理手段４は、Ｚ軸方向の軸心を有する回転軸４０と、回転軸４０を回転可能に支持するハウジング４１と、回転軸４０を回転駆動するモータ４２と、回転軸４０の下端に装着されたホイールマウント４３と、ホイールマウント４３に装着された研削ホイール４４とから構成されている。研削ホイール４４の下面には、複数の研削砥石４５がリング状に固着されている。第一の処理手段４においては、モータ４２が回転軸４０を回転させると、研削ホイール４４も回転する構成となっている。
研削送り手段５は、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ５０と、ボールネジ５０と平行に配設された一対のガイドレール５１と、ボールネジ５０の一端に連結されたモータ５２と、ガイドレール５１に摺接するとともに内部に備えた図示しないナット構造がボールネジ５０に螺合する昇降板５３と、昇降板５３に連結されハウジング４１を保持するホルダ５４とから構成され、モータ５２がボールネジ５０を回動させると、ガイドレール５１にガイドされて昇降板５３が昇降し、ホルダ５４によって保持された第一の処理手段４が昇降する構成となっている。
レーザー加工装置６は、被加工物を保持する保持テーブル７と保持テーブル７に保持された被加工物に対してレーザー加工の処理を施す第二の処理手段８とを備えている。保持テーブル７は、加工送り手段９によってＸ軸方向に移動可能に支持され、Ｘ軸方向手前側の搬入領域７ａとＸ軸方向奥側の加工領域７ｂとの間を移動可能となっている。ここで、搬入領域７ａとは、レーザー加工の処理が行われる被加工物が搬入される領域であり、加工領域７ｂとは、第二の処理手段８によるレーザー加工処理が行われる領域である。
保持テーブル７は、加工送り手段９によってＸ軸方向に移動可能に支持されているとともに、Ｙ方向調整手段１０によってＸ軸方向に対して水平方向に直交するＹ軸方向に移動可能に支持されている。また、第二の処理手段８は、Ｙ方向送り手段１１によってＹ軸方向に移動可能に支持されているとともに、Ｚ方向送り手段１２によってＺ軸方向に移動可能に支持されている。
加工送り手段９は、Ｘ軸方向の軸心を有するボールネジ９０と、ボールネジ９０と平行に配設された一対のガイドレール９１と、ボールネジ９０の一端に連結されたモータ９２と、下部がガイドレール９１に摺接するとともに図示しない内部のナット構造がボールネジ９０に螺合するスライド板９３とから構成され、モータ９２に駆動されてボールネジ９０が回動するのにともない、スライド部９３がガイドレール９１上をＸ軸方向に移動する構成となっている。
スライド部９３には、保持テーブル７をＹ軸方向に移動させるＹ方向調整手段１０が配設されている。Ｙ方向調整手段１０は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ１００と、ボールネジ１００と平行に配設された一対のガイドレール１０１と、ボールネジ１００の一端に連結されたパルスモータ１０２と、図示しない内部のナットがボールネジ１００に螺合すると共に下部がガイドレール１０１に摺接する移動基台１０３とから構成され、パルスモータ１０２に駆動されてボールネジ１００が回動するのに伴い、移動基台１０３がガイドレール１０１上をＹ軸方向に移動する構成となっている。移動基台１０３には円筒基台１０４が連結され、円筒基台１０４の内部に備えたパルスモータによって駆動されて保持テーブル７が回転する構成となっている。保持テーブル７の周囲には、カバーテーブル７０が配設されている。カバーテーブル７０には、カバーテーブル７０の撮像時の目印となるマーク７００が形成されている。
第二の処理手段８は、下方に向けてレーザー光を照射する加工ヘッド８０を備えている、加工ヘッド８０は、基台８１に固定されている。基台８１には、被加工物を撮像する撮像部８２が固定され、レーザー光を照射すべき位置を検出することができる。
Ｙ方向送り手段１１は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ１１０と、ボールネジ１１０と平行に配設された一対のガイドレール１１１と、ボールネジ１１０の一端に連結されたパルスモータ１１２と、図示しない内部のナットがボールネジ１１０に螺合すると共に下部がガイドレール１１１に摺接する移動基台１１３とから構成され、パルスモータ１１２に駆動されてボールネジ１１０が回動するのに伴い、移動基台１１３がガイドレール１１１上をＹ軸方向に移動し、第二の処理手段８をＹ軸方向に移動させる構成となっている。
Ｚ方向送り手段１２は、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ１２０と、ボールネジ１２０と平行に配設された一対のガイドレール１２１と、ボールネジ１２０の一端に連結されたパルスモータ１２２と、ガイドレール１２１に摺接するとともに図示しない内部のナット構造がボールネジ１２０に螺合する昇降部１２３とから構成され、パルスモータ１２２に駆動されてボールネジ１２０が回動するのに伴い、昇降部１２３がガイドレール１２１上をＺ軸方向に移動し、第二の処理手段８をＺ軸方向に移動させる構成となっている。
レーザー加工装置６には、研削装置２とレーザー加工装置６との間で被加工物を移送する移送手段１３を備えている。移送手段１３は、回転及び上下動可能な軸部１３０と、軸部１３０に連結され屈曲可能なアーム部１３１と、アーム部１３１の先端において被加工物を吸引保持する保持部１３２と、保持部１３２に連結されたカメラ１３３と、軸部１３０及びアーム部１３１の動きを制御する制御部１３４とを備えている。制御部１３４には、ＣＰＵ及び記憶部１３５を備えている。カメラ１３３により撮像された画像は制御部１３４に転送され、制御部１３４における画像処理によって、研削装置２の搬出領域３ａ及びレーザー加工装置６の搬入領域７ａの位置を検出することができる。カメラ１３３及び制御部１３４は、搬出領域３ａ及び搬入領域７ａを撮像してそれらの位置を検出する位置検出手段１４として機能する。なお、カメラの取付位置は、図1の例には限定されない。例えば、移動手段１３とは別にカメラが配設されていてもよい。
インラインシステム１においては、以下の各ステップを実施することにより、研削装置２において被加工物を研削して所定の厚さに形成し、レーザー加工装置６においてその被加工物に対してレーザー加工を施すことができる。
（１）セルフティーチステップ
研削装置２及びレーザー加工装置６における被加工物の加工を始める前に、研削装置２の保持テーブル３を搬出領域３ａに位置させておき、位置検出手段１４を構成するカメラ１３３によって、搬出領域３ａを撮像する。そして、カバーテーブル３０上のマーク３００を検出し、検出時におけるカメラ１３３の座標とマーク３００と保持テーブル３との位置関係とから求めた保持テーブル３の座標を記憶部１３５に記憶する。例えば、図２に示すように、搬出領域３ａに位置する保持テーブル３のマーク３００を検出した時の保持テーブル３の中心の座標（Ｘ１、Ｙ１）を、図３に示すように、記憶部１３５に記憶しておく。このようにして搬出領域３ａの位置を検出し、記憶部１３５に座標情報を記憶しておく（搬出領域検出工程）。
また、位置検出手段１４を構成するカメラ１３３によって、搬入領域７ａを撮像する。そして、カバーテーブル７０上のマーク７００を検出し、検出時におけるカメラ１３３の座標とマーク７００と保持テーブル７との位置関係とから求めた保持テーブル７の座標を記憶部１３５に記憶する。例えば、図２に示すように、搬入領域７ａに位置する保持テーブル７のマーク７００を検出した時の保持テーブル７の中心の座標（Ｘ２、Ｙ２）を、図３に示すように、記憶部１３５に記憶しておく。このようにして搬入領域７ａの位置を検出し、記憶部１３５に座標情報を記憶しておく（搬入領域検出工程）。
（２）第一の処理ステップ
研削装置２において、被加工物、例えば図４に示すウェーハＷの裏面Ｗ２を研削する場合は、図４に示すように、分割予定ラインＬによって区画されてデバイスＤが形成された表面Ｗ１に保護部材Ｔを貼着し、図５に示すように表裏を反転させ、裏面Ｗ２が上方に露出した状態とする。そして、図１に示した保持テーブル３を搬出領域３ａに位置させ、保護部材Ｔ側を保持する。
次に、保持テーブル３を研削領域３ｂに移動させる。そして、保持テーブル３を回転させるとともに、研削ホイール４４を回転させながら第一の処理手段４を降下させ、回転するウェーハＷの裏面Ｗ２に回転する研削砥石４５を接触させて押圧し、裏面Ｗ２を研削する。ウェーハＷが所定の厚さに形成されると、第一の処理手段３を上昇させ、研削を終了する。
（３）移送ステップ
研削終了後は、保持テーブル３を搬出領域３ａに移動させる。そして、移送手段１３を構成する保持部１３２を、記憶部１３５にあらかじめ記憶させた座標（Ｘ１、Ｙ１）に移動させて降下させ、研削後のウェーハＷを吸着する。搬出領域３ａに位置する保持テーブル３の座標（Ｘ１、Ｙ１）が記憶部１３５に記憶されているため、保持部１３２の位置がずれることがなく、ウェーハＷを確実に吸着することができる。
次に、レーザー加工装置７の保持テーブル７を搬入領域７ａに位置させておき、アーム部１３１を上昇させて旋回させることにより、ウェーハＷを保持した保持部１３２を、記憶部１３５にあらかじめ記憶させた座標（Ｘ２、Ｙ２）に移動させ、その位置で保持部１３２を降下させて吸着を解除することにより、保持テーブル７にウェーハＷを載置する。このとき、保護部材Ｔ側が保持テーブル７に吸引保持され、研削された裏面Ｗ２側が露出する。
搬入領域７ａに位置する保持テーブル７の座標（Ｘ２、Ｙ２）が記憶部１３５に記憶されているため、制御部１３４が保持部１３２をその位置に位置づけることにより、保持部１３２の位置がずれることがなく、ウェーハＷを確実に保持テーブル７に搬送し、保持させることができる。
（４）第二の処理ステップ
このようにしてウェーハＷが保持テーブル７に移送されて保持されると、保持テーブル７が撮像部８２の下方に移動する。そして、撮像部８２によって赤外線による撮像が行われ、ウェーハＷの表面側に形成されている分割予定ラインＬが検出され、その分割予定ラインＬと加工ヘッド８０とのＹ軸方向の位置合わせが行われる。
こうして位置合わせが行われた後、保持テーブル７がさらにＸ軸方向に移動しながら、加工ヘッド８０から分割予定ラインＬに沿ってレーザー光が照射されることにより、ウェーハＷの裏面Ｗ２が、例えばアブレーション加工される。
Ｙ方向送り手段１１によって隣り合う分割予定ラインＬの間隔ずつ第二の処理手段８をＹ軸方向に移動させながら、順次レーザー光の照射を行うと、同方向の分割予定ラインＬが加工される。さらに、保持テーブル７を９０度回転させてから同様にレーザー加工を行うと、すべての分割予定ラインＬに沿ってアブレーション加工が行われる。なお、ウェーハＷに対して透過性を有する波長のレーザー光をウェーハＷの内部に集光し、内部に改質層を形成する加工を行うこともできる。
以上のように、位置検出手段１４によって第一の装置である研削装置２の搬出領域３ａを撮像し搬出領域３ａの位置を検出するとともに第二の装置であるレーザー加工装置６の搬入領域７ａを撮像し搬入領域７ａの位置を検出することができ、検出された搬出領域３ａの位置と搬入領域７ａの位置とに基づいて、搬出領域３ａから搬入領域７ａまで被加工物を移送することができるため、研削装置２とレーザー加工装置６とが正確にレイアウトされていなくても、研削装置２の搬出領域３ａからレーザー加工装置６の搬入領域７ａまで被加工物を確実に移送することができる。
なお、図１の例のインラインシステム１では、移送手段１３を第二の装置であるレーザー加工装置６に備えたが、第一の装置である研削装置２に移送手段を備えてもよいし、第一の装置及び第二の装置とは別に独立して移送手段を設けてもよい。また、第一の装置及び第二の装置は、研削装置及びレーザー加工装置以外のものであってもよい。
１：インラインシステム
２：研削装置（第一の装置）
３：保持テーブル ３ａ：搬出領域 ３ｂ：研削領域
３０：カバーテーブル ３００：マーク
４：第一の処理手段
４０：回転軸 ４１：ハウジング ４２：モータ ４３：ホイールマウント
４４：研削ホイール ４５：研削砥石
５：研削送り手段
５０：ボールネジ ５１：ガイドレール ５２：モータ ５３：昇降板 ５４：ホルダ
６：レーザー加工装置（第二の装置）
７：保持テーブル ７ａ：搬入領域 ７ｂ：加工領域
７０：カバーテーブル ７００：マーク
８：第二の処理手段
８０：加工ヘッド ８１：基台 ８２：撮像部
９：加工送り手段
９０：ボールネジ ９１：ガイドレール ９２：モータ ９３：スライド板
１０：Ｙ方向調整手段
１００：ボールネジ １０１：ガイドレール １０２：パルスモータ １０３：移動基台
１０４：円筒基台 １０５：カバーテーブル
１１：Ｙ方向送り手段
１１０：ボールネジ １１１：ガイドレール １１２：パルスモータ １１３：移動基台
１２：Ｚ方向送り手段
１２０：ボールネジ １２１：ガイドレール １２２：パルスモータ １２３：移動基台
１３：移送手段
１３０：軸部 １３１：アーム部 １３２：保持部 １３３：カメラ １３４：制御部
１３５：記憶部
１４：位置検出手段

Claims (1)

  1. 被加工物を処理する第一の処理手段と、該第一の処理手段によって処理された被加工物を搬出する搬出領域とを備えた第一の装置と、
    被加工物を搬入する搬入領域と、搬入された被加工物を処理する第二の処理手段とを備えた第二の装置と、
    該第一の装置の搬出領域から該第二の装置の搬入領域に被加工物を移送する移送手段とを備えたインラインシステムであって、
    該第一の装置の該搬出領域を撮像し該搬出領域の位置を検出するとともに、該第二の装置の該搬入領域を撮像し該搬入領域の位置を検出する位置検出手段を備え、
    該位置検出手段により検出された該搬出領域の位置と該搬入領域の位置とに基づいて、該搬出領域から該搬入領域まで被加工物を移送するインラインシステム。
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