JP2014203968A

JP2014203968A - 加工装置

Info

Publication number: JP2014203968A
Application number: JP2013078881A
Authority: JP
Inventors: 斌呉; Takeshi Go
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2014-10-27

Abstract

【課題】カセットからの被加工物の飛び出しを確実に検出可能な加工装置を提供することである。【解決手段】板状の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された該被加工物を加工する加工手段とを備えた加工装置であって、カセット載置台に載置されたカセットを昇降手段で昇降させる際に該カセットの開口から突出した被加工物を検出する被加工物検出手段を具備し、該被加工物検出手段は、該昇降手段を挟んで対面するように固定された発光素子及び受光素子を含む光学センサーから構成され、該発光素子から該受光素子に向けて出射された光線が被加工物表面に対して傾斜するように該発光素子及び該受光素子は該カセットの該開口の近傍で固定され、該被加工物検出手段が検出した飛び出した被加工物が、飛び出しの検出を受けた該制御手段の停止命令により該昇降手段が所定の時間差をもって停止した後も該光線を遮ることを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、切削装置、研削装置、レーザー加工装置等の加工装置に関し、特に、ウエーハ外周の面取り部を除去するエッジトリミング加工や先ダイシング法（ＤｉｃｉｎｇＢｅｆｏｒｅＧｒｉｎｄｉｎｇ）加工で用いられる切削装置に関する。

半導体デバイス製造プロセスにおいては、略円板形状であるシリコンウエーハ、ガリウムヒ素ウエーハ等の半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。

次いで、半導体ウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）の裏面を研削してウエーハを所定の厚みに加工した後、切削装置又はレーザー加工装置によってウエーハは個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。

ウエーハのダイシングはダイシング装置と称される切削装置によって通常実施され、ウエーハは外周部が環状フレームに貼着されたダイシングテープに貼着されてウエーハユニットとされ、ウエーハユニットの状態でカセット中に収容される。ウエーハユニットを収容したカセットは切削装置のカセット載置台上に載置され、カセットから一枚ずつウエーハユニットが搬出されてウエーハに加工が施される。

このように半導体ウエーハをダイシングして個々のデバイスチップに分割する方法の他、ウエーハに外周に形成された面取り部を切削して除去するエッジトリミング加工（例えば、特開２０１２−０６４８７２号公報参照）及び先ダイシング（ＤＢＧ）加工が知られている（例えば、特開２００５−０４５０３３号公報参照）。

エッジトリミング加工や先ダイシング加工では、予め切削装置で半導体ウエーハに溝を入れる加工を行うが、その際にはウエーハはウエーハユニットにされることなく、ウエーハは単体の状態でカセット内に収容される。

切削装置では、所定の高さに位置付けられてカセットに挿入される搬出入手段によって環状フレーム又はウエーハが保持されて水平方向に搬出入される。所定の高さに位置付けられた搬出入手段に対し、カセットはカセットエレベータ（昇降手段）によって昇降され、カセットに対してウエーハユニット又はウエーハが次々に搬出入される。

カセット載置台に載置されたカセットから万が一ウエーハやウエーハユニットが飛び出していた場合、特に、カセットエレベータによりカセットが下降してカセットの開口がカセットエレベータの周囲の側壁と対面する際、飛び出したウエーハやウエーハユニットをセンサーが感知してカセットエレベータの動作を停止させる（特許第３９５７９３３号公報参照）。

それとともに、通常は飛び出しを直すためにオペレータを呼び出すアラームが発せられる。通常アラームによって召集されたオペレータはタッチパネル等に表示されるアラームの原因を確認し、カセットから飛び出したウエーハやウエーハユニットをカセット内に収め、アラームをクリアした後に切削装置を再稼働させる。

特開２００５−０４５０３３号公報特開２０１２−０６４８７２号公報特許第３９５７９３３号公報

しかしながら、何らかの原因で飛び出したウエーハ又はウエーハユニットをオペレータがカセット内に収容することをせず、アラームをクリアした後に装置を再稼働させてしまう場合がある。

この場合、飛び出しを検出した瞬間のエレベータの高さと、実際に停止したエレベータの高さとでは、制御タイムラグやカセットエレベータの昇降モータの停止精度によっては差がある場合がある。

このような場合、飛び出したウエーハ又はウエーハユニットをカセット内に収容しなくても、飛び出したウエーハ又はウエーハユニットはセンサーの検出位置を越えてしまっているため、アラームをクリアできるので再稼働が可能となり、飛び出したウエーハ又はウエーハユニットがカセットエレベータ周囲の側壁へ衝突してしまう恐れがあった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カセットからの被加工物の飛び出しを確実に検出可能な加工装置を提供することである。

本発明によると、板状の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された該被加工物を加工する加工手段とを備えた加工装置であって、被加工物を出し入れする開口を有し複数の被加工物を収容したカセットを載置するカセット載置台と、該カセット載置台を鉛直方向に昇降させる昇降手段と、被加工物を該カセットに水平に搬出入する被加工物搬出入手段と、該カセット載置台に載置された該カセットを該昇降手段で昇降させる際に該カセットの該開口から突出した被加工物を検出する被加工物検出手段と、該被加工物検出手段の検出信号に応じて該昇降手段を制御する制御手段と、を具備し、該被加工物検出手段は、該昇降手段を挟んで対面するように固定された発光素子及び受光素子を含む光学センサーから構成され、該発光素子から該受光素子に向けて出射された光線が被加工物表面に対して傾斜するように該発光素子及び該受光素子が該カセットの該開口の近傍で固定され、該被加工物検出手段が検出した飛び出した被加工物が、飛び出しの検出を受けた該制御手段の停止命令により該昇降手段が所定の時間差をもって停止した後も該光線を遮ることを特徴とする加工装置が提供される。

本発明の加工装置では、カセットから飛び出した被加工物を検出する被加工物検出手段を構成する光学センサーの光線が被加工物表面に対して傾斜するように設定したため、実際に昇降手段が停止した後の飛び出した被加工物の位置が、検出時の被加工物の位置と高さが異なっても、検出範囲内に収まるため、飛び出した被加工物をそのままにして装置を再稼働することができないので、被加工物や装置を破損させる恐れがない。

本発明実施形態に係る切削装置の斜視図である。ウエーハの表面側斜視図である。ウエーハユニットの斜視図である。カセット載置台上に載置され、内部にウエーハが収容されたカセットの断面図である。本発明の作用を説明するカセット載置台上に載置されたカセットの正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態に係る切削装置２の斜視図が示されている。４は切削装置２のベースであり、このベース４に図示しない切削送り機構によってチャックテーブル６がＸ軸方向に往復動可能に配設されている。８は切削送り機構をカバーする蛇腹である。

ベース４には図４に最もよく示されるように、カセット載置台１０がカセットエレベータ（昇降手段）４０により鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降可能に配設されている。カセット載置台１０上には被加工物を収容したカセット１２が載置される。

ベース４の後方には門型形状の第１コラム１４が立設されており、この第１コラム１４に第１切削ユニット１６Ａ及び第２切削ユニット１６ＢがＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に取り付けられている。第１及び第２切削ユニット１６Ａ，１６Ｂは、回転駆動されるスピンドルの先端に装着された切削ブレード１８を含んでいる。

ベース４の中間部分には門型形状の第２コラム２０が立設されている。第２コラム２０には一対のガイドレール２８，３２が固定されている。２２は被加工物搬出入ユニット（被加工物搬出入手段）であり、ガイドレール２８に垂下してＹ軸方向に移動される支持部材２４と、支持部材２４と一体的に形成されたアーム２６とから構成される。

特に図示しないが、アーム２６の表面には被加工物を吸引保持する吸引口が形成されている。被加工物搬出入ユニット２２のＹ軸方向の移動機構は、例えばボールねじとボールねじの一端に連結されたパルスモータとから構成されるが、図１では移動機構の詳細は省略されている。被加工物搬出入ユニット２２は、カセット１２内に収容された被加工物を搬出するとともに、切削加工後の被加工物をカセット１２内に搬入する。

ガイドレール３２には、図示しない移動機構により搬送ユニット（搬送手段）３０がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。この移動機構は、例えばボールねじとボールねじの一端部に連結されたパルスモータとから構成されるが、図１ではその詳細は省略されている。

搬送ユニット３０は、切削加工後の被加工物をチャックテーブル６からスピンナ洗浄ユニット３４のスピンナテーブル３６まで搬送するとともに、スピンナ洗浄ユニット３４でスピン洗浄及びスピン乾燥した被加工物をチャックテーブル６まで搬送する。

図２を参照すると、被加工物の一種である半導体ウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）１１の表面側斜視図が示されている。ウエーハ１１の表面１１ａには複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に形成されているとともに、分割予定ライン１３で区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。１１ｂはウエーハ１１の裏面である。

図３を参照すると、被加工物の他の形態であるウエーハユニット１７の斜視図が示されている。ウエーハユニット１７は、環状フレームＦと、外周部が環状フレームＦに貼着されたダイシングテープＴと、ダイシングテープＴに裏面が貼着されたウエーハ１１とから構成される。

カセット１２内にはウエーハ１１又はウエーハユニット１７が収容されるが、以下の説明ではカセット１２内に収容される被加工物は半導体ウエーハ１１単体であるものとして説明する。

再び図１を参照すると、発光素子４４ａ及び受光素子４４ｂとから構成される被加工物検出手段としての光センサー４４が、カセット載置台１０を挟んで対面するようにベース４に固定されており、発光素子４４ａから出射された光線４５がカセット１２内に収容されたウエーハ１１の表面に対して僅かに傾斜するように設定されている。この傾斜角は２〜５度の範囲内が好ましく、より好ましくは約３度程度である。

制御手段３８は切削装置２の動作部分の制御を実施するとともに、光学センサー（被加工物検出手段）４４の検出動作に応じてカセットエレベータ４０を停止させる制御を実施する。

次に、図４及び図５を参照して、光センサー４４によるカセット１２の開口１２ａから前方に飛び出したウエーハ１１Ａの検出動作について説明する。図４において、ウエーハ１１Ａがカセット１２の開口１２ａから飛び出しているものとする。

初期設定では、カセット載置台１０上にウエーハ１１を収容したカセット１２が載置されると、一番下側の棚４２に支持されているウエーハ１１が被加工物搬出入ユニット２２のアーム２６によりカセット１２内から搬出される高さに設定されている。

カセット１２がカセット載置台上に載置されると、切削装置２の種類によっては、カセットエレベータ４０を作動してカセット載置台１０を最下方まで下降させ、カセット１０の各棚４２内にウエーハ１１が収容されているか否かを確認する。この確認は、例えばカセット１２の開口１２ａに向かって配設された図示しない反射式の光センサーにより実施する。

カセットエレベータ４０を作動してカセット１２を下降させる際、ウエーハ１１Ａはカセット１２の開口１２ａから飛び出しているため、カセットエレベータ４０の作動を停止してカセット１２の下降動作を中止しないと、飛び出したウエーハ１１Ａがカセットエレベータ４０の周囲のベース４の側壁に衝突してしまい、ウエーハ１１Ａが破損してしまう恐れがある。

本発明は飛び出したウエーハ１１Ａのベース４の側壁への衝突を防止するようにしたものであり、その制御動作を図５を参照して説明する。図５（Ａ）に示すように、カセット１２の開口１２ａから飛び出したウエーハ１１Ａが発光素子４４ａから出射された光線４５を遮断すると、受光素子４４ｂは光線の遮断を直ちに検知して、制御手段３８がカセットエレベータ４０の作動を停止させるコマンドを発行する。図５（Ａ）で符号４６Ａは飛び出したウエーハ１１Ａが光線４５を遮断したことを示している。

カセットエレベータ４０はモータにより駆動されているため、直ちに停止することができずに制御手段３８による停止コマンドの発行から実際に停止するまでにはある程度のタイムラグがあり、カセット１２は図５（Ｂ）に示すように停止コマンドから僅かばかり下降して停止する。

光学センサー４４の発光素子４４ａから受光素子４４ｂに向かう光線４５は僅かばかり傾斜しているため、図５（Ｂ）に示すように、カセット１２が停止コマンドから僅かばかり下降して停止した場合にも、発光素子４４ａから出射された光線４５は符号４６Ｂの位置で飛び出したウエーハ１１Ａにより遮断される。

よって、受光素子４４Ｂはウエーハ１１Ａの飛び出しを検知し続けるため、アラームによって召集されたオペレータは飛び出したウエーハ１１Ａをカセット１２内に正しく収容しない限り、タッチパネル等に表示されたアラームをクリアすることができず、切削装置２を再稼働することができない。

従って、この場合、アラームによって召集されたオペレータは、飛び出したウエーハ１１Ａをカセット１２内に正しく収容した後、タッチパネル等に表示されたアラームをクリアしてから、切削装置２を再稼働させる。

切削装置によっては、カセット載置台１０上に載置されたカセット１２を最下方まで下降させて（スキャンして）各棚４２に支持されたウエーハ１１の存在を確認しない機種もあるが、この場合には、カセットエレベータ４０がカセット１２を棚４２の一段ずつ下降させて、被加工物搬出入ユニット２２でカセット１２内のウエーハ１１を取り出すため、本発明の光学センサー４４は開口１２ａから飛び出したウエーハ１１Ａを確実に検出することができ、オペレータが飛び出したウエーハ１１Ａをカセット１２内に正しく収容しない限り、飛び出したウエーハのアラームをクリアすることができない。

上述した実施形態では、カセット１２内にウエーハ１１が収容されているものとして説明したが、カセット１２内にウエーハユニット１７が収容されている場合にも、本発明の光センサー４４はカセット１２内から飛び出したウエーハユニット１７を確実に検出することができる。

上述した実施形態では、本発明を切削装置２に適用した例について説明したが、本発明は切削装置に限定されるものではなく、ウエーハ１１又はウエーハユニット１７をカセット１２内に収容してウエーハ１１に加工を施す、レーザー加工装置又は研削装置にも同様に適用することができる。

２切削装置
６チャックテーブル
１０カセット載置台
１１半導体ウエーハ
１２カセット
１６Ａ，１６Ｂ切削ユニット
１７ウエーハユニット
２２被加工物搬出入ユニット
４０カセットエレベータ
４２棚
４４光学センサー（被加工物検出手段）
４４ａ発光素子
４４ｂ受光素子
４５光線

Claims

板状の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された該被加工物を加工する加工手段とを備えた加工装置であって、
被加工物を出し入れする開口を有し複数の被加工物を収容したカセットを載置するカセット載置台と、
該カセット載置台を鉛直方向に昇降させる昇降手段と、
被加工物を該カセットに水平に搬出入する被加工物搬出入手段と、
該カセット載置台に載置された該カセットを該昇降手段で昇降させる際に該カセットの該開口から突出した被加工物を検出する被加工物検出手段と、
該被加工物検出手段の検出信号に応じて該昇降手段を制御する制御手段と、を具備し、
該被加工物検出手段は、該昇降手段を挟んで対面するように固定された発光素子及び受光素子を含む光学センサーから構成され、該発光素子から該受光素子に向けて出射された光線が被加工物表面に対して傾斜するように該発光素子及び該受光素子は該カセットの該開口の近傍で固定され、
該被加工物検出手段が検出した飛び出した被加工物が、飛び出しの検出を受けた該制御手段の停止命令により該昇降手段が所定の時間差をもって停止した後も該光線を遮ることを特徴とする加工装置。
前記被加工物はウエーハから構成される請求項１記載の加工装置。
前記被加工物は、板状の被加工物が粘着テープを介して環状フレームで支持されている被加工物ユニットから構成される請求項１記載の加工装置。