JP2018207022A - 加工装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】様々なウェーハの種類に適したウェーハ保持パッドを簡単に選択可能な加工装置を提供する。【解決手段】ウェーハ（３６、３８）の搬送を行う搬出搬送ユニット（１３）は、移動手段（２７）の先端に着脱自在に連結されウェーハを保持する第１のウェーハ保持パッド（４０、５０）を備え、ウェーハの搬出及び搬入を行う搬出ユニット（１２）は、移動ロボットの先端に着脱自在に連結されウェーハを保持する第２のウェーハ保持パッド（４０、５０）を備え、ウェーハの種類毎に異なる複数種類の各ウェーハ保持パッドを複数収容するウェーハ保持パッド収容ユニット（１４）を備え、カセット（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）からウェーハを搬出する前に、搬出ユニット及び搬送ユニットは、当該ウェーハに対応する第１のウェーハ保持パッド及び第２のウェーハ保持パッドを装着する。【選択図】図４

Description

本発明は、ウェーハを加工する加工装置に関する。
半導体デバイスや電子部品の製造工程では、半導体ウェーハやセラミックス基板等の各種素材からなる板状の被加工物を、研削装置や研磨装置によって薄化して所定の厚みに形成した後、レーザー加工装置や切削装置のスピンドルに装着された切削ブレードによって個々のデバイスチップに分割する。近年は、被加工物に対する加工態様（薄化等）の多様化に伴い、様々な加工装置を自由に組み合わせ連携させるウェーハ加工装置（クラスターモジュールシステム）が提案されている（特許文献１参照）。このようなクラスターモジュールシステムにおいては、多種多様なデバイスウェーハに対して同時進行で加工を行うことが可能である。
特開２０１５−８１９５号公報
ウェーハを加工する加工装置では、ウェーハ保持パッドによってウェーハを保持した状態で搬出や搬送を行い、ウェーハの種類や厚みに対応したウェーハ保持パッドが複数種類存在する。クラスターモジュールシステムを構成する搬出ユニットや搬送ユニットでは、加工対象となるウェーハの種類が変わる毎にウェーハ保持パッドを変更する必要があり、作業が煩雑であるという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、様々なウェーハの種類に適したウェーハ保持パッドを簡単に選択可能な加工装置を提供することを目的とする。
本発明は、複数のウェーハを収容したカセットを載置するカセット載置ユニットと、カセット載置ユニットに載置されたカセットからウェーハを搬出する搬出ユニットと、搬出ユニットによって搬出されたウェーハを搬送する搬送ユニットと、搬送ユニットに隣接して配設されウェーハにそれぞれ異なる加工又は処理を施す複数の加工処理ユニットと、各ユニットを制御する制御ユニットと、を少なくとも備えた加工装置であって、搬送ユニットは、直線状に延在するガイドレールと、ガイドレールに支持され移動する移動手段と、移動手段の先端に着脱自在に連結されウェーハを保持する第１のウェーハ保持パッドとを備え、搬出ユニットは、ウェーハを保持する第２のウェーハ保持パッドと、第２のウェーハ保持パッドを先端に着脱自在に装着し搬出又は搬入を行う移動ロボットとを備え、ウェーハの種類毎に異なる複数種類の第１のウェーハ保持パッド及び第２のウェーハ保持パッドを複数収容するウェーハ保持パッド収容ユニットが配設され、カセットからウェーハを搬出する前に、搬出ユニット及び搬送ユニットは、当該ウェーハに対応する第１のウェーハ保持パッド及び第２のウェーハ保持パッドを装着すること、を特徴とする。
制御ユニットは、ウェーハに対応して適した第１のウェーハ保持パッド及び第２のウェーハ保持パッド情報をウェーハＩＤ毎に予め記憶する記憶部を備え、カセットからウェーハを搬出する前に、搬出ユニット及び搬送ユニットに、ウェーハ保持パッド情報に基づいた第１のウェーハ保持パッド及び第２のウェーハ保持パッドの装着を指示し、搬出ユニット及び搬送ユニットは、指示された第１のウェーハ保持パッド及び第２のウェーハ保持パッドを装着する。
本発明の加工装置によれば、ウェーハの種類に対応した複数種類のウェーハ保持パッドを複数収容するウェーハ保持パッド収容ユニットを備え、カセットからウェーハを搬出する前に、当該ウェーハに対応する第１のウェーハ保持パッド及び第２のウェーハ保持パッドが搬出ユニット及び搬送ユニットに装着されるので、ウェーハ保持パッドの変更に煩雑な手間を要さずに、多種多様なウェーハを適切に搬送することができる。
さらに、ウェーハＩＤ毎に適したウェーハ保持パッド情報を記憶部に記憶することにより、カセットから搬出される前にウェーハに適したウェーハ保持パッドに自動で装着させることが可能であり、作業効率の著しい向上を実現できる。
本発明によれば、様々なウェーハの種類に適したウェーハ保持パッドを簡単に選択可能な加工装置を得ることができる。
本実施の形態に係る加工装置を、各ユニットを分解した状態で示す斜視図である。 本実施の形態に係る加工装置を、各ユニットを組み合わせた状態で示す斜視図である。 ウェーハ保持パッドの交換作業を示す図であり、（Ａ）は交換前のウェーハ保持パッドを収容する状態、（Ｂ）は交換後のウェーハ保持パッドを装着した状態である。 搬出ユニット及び搬送ユニットの着脱部から第１の形態のウェーハ保持パッドを取り外した状態の斜視図である。 搬出ユニット及び搬送ユニットの着脱部に装着した第１の形態のウェーハ保持パッドによりウェーハユニットを保持した状態の斜視図である。 搬出ユニット及び搬送ユニットの着脱部から第２の形態のウェーハ保持パッドを取り外した状態の斜視図である。 搬出ユニット及び搬送ユニットの着脱部に装着した第２の形態のウェーハ保持パッドによりウェーハを保持した状態の斜視図である。
以下、添付図面を参照して、本実施の形態の加工装置を説明する。図１と図２に全体構造を示す加工装置１０は、様々な機能のユニットを任意に組み合わせて構成されるクラスターモジュールシステムであり、多種多様なウェーハに対して同時進行で加工を行うことが可能である。図１は加工装置１０を構成する各ユニットを分解した状態を示し、図２は各ユニットを組み合わせた状態の加工装置１０を示している。
加工装置１０は、カセット載置ユニット１１と、搬出ユニット１２と、搬送ユニット１３と、ウェーハ保持パッド収容ユニット１４と、中心合わせユニット１５と、複数の加工ユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、洗浄ユニット１７と、制御ユニット１８とを備えている。
カセット載置ユニット１１は、一列に並ぶ複数のカセット載置テーブル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと、各カセット載置テーブル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄにそれぞれ載置されるカセット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを備えている。各カセット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ内には、後述するウェーハユニット３３やウェーハ３８を複数枚収容することができる。
搬出ユニット１２は、カセット載置ユニット１１で複数のカセット載置テーブル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが並ぶ方向に直線状に延在するガイドレール２２と、ガイドレール２２に沿って移動可能に支持された移動ロボット２３とを備えている。移動ロボット２３は、ガイドレール２２に支持される基台部２３ａの上に、多軸関節ロボットからなるロボットアーム２４を備えたものであり、ロボットアーム２４の先端に着脱部２５を備えている。着脱部２５には後述する複数種類のウェーハ保持パッドを着脱可能である。基台部２３ａは、ガイドレール２２の長手方向に移動可能に支持されており、内蔵したリニアモータの駆動力によって移動する。
搬送ユニット１３は、搬出ユニット１２のガイドレール２２の長手方向に対して垂直な方向に直線状に延在するガイドレール２６と、ガイドレール２６に沿って移動可能に支持された移動手段２７とを備えている。移動手段２７は、ガイドレール２６に支持される基台部２７ａの上に、多軸関節ロボットからなるロボットアーム２８を備えたものであり、ロボットアーム２８の先端に着脱部２９を備えている。着脱部２９には後述する複数種類のウェーハ保持パッドを着脱可能である。基台部２７ａは、ガイドレール２６の長手方向に移動可能に支持されており、内蔵したリニアモータの駆動力によって移動する。
図２に示すように、加工装置１０を構成する各ユニットを組み合わせた状態では、ウェーハ保持パッド収容ユニット１４、中心合わせユニット１５、複数の加工ユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、洗浄ユニット１７はいずれも、搬送ユニット１３のガイドレール２６に隣接して配設されている。ウェーハ保持パッド収容ユニット１４と中心合わせユニット１５はガイドレール２６の長手方向のうちガイドレール２２に近い位置に配置されており、ウェーハ保持パッド収容ユニット１４と中心合わせユニット１５に対しては、搬出ユニット１２のロボットアーム２４と搬送ユニット１３のロボットアーム２８の両方ともアクセスが可能である。
搬出ユニット１２の移動ロボット２３を作動することにより、各カセット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに収容されているウェーハの搬出と、各カセット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ内へのウェーハの搬入（収容）を行うことができる。搬送ユニット１３の移動手段２７を作動することにより、各加工ユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び洗浄ユニット１７へのウェーハの搬送を行うことができる。また、搬出ユニット１２と搬送ユニット１３のいずれも中心合わせユニット１５にウェーハを搬送することができる。
ウェーハは、搬出ユニット１２や搬送ユニット１３により各ユニット間を移送される際に、ウェーハ保持パッドによって保持される。本実施の形態の加工装置１０は、搬出ユニット１２の着脱部２５と、搬送ユニット１３の着脱部２９にそれぞれ、ウェーハの種類毎に異なる複数種類のウェーハ保持パッドを着脱可能である。複数種類のウェーハ保持パッドは、ウェーハ保持パッド収容ユニット１４に収容されており、使用時にウェーハに対応した所定のウェーハ保持パッドが選択されて着脱部２５、２９の先端に装着される。本発明では、搬送ユニット１３の着脱部２９に装着されるウェーハ保持パッドを第１のウェーハ保持パッドとし、搬出ユニット１２の着脱部２５に装着されるウェーハ保持パッドを第２のウェーハ保持パッドとする。
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、ウェーハ保持パッド収容ユニット１４は、筐体３０の内部に複数の収容室３１を有している。複数の収容室３１は上下方向に並べて配置され、互いの収容室３１の間は隔壁で仕切られている。筐体３０の側面には、各収容室３１に通じる搬出入開口３２が形成されている。
加工装置１０で加工対象とするウェーハの種類毎に対応した複数種類のウェーハ保持パッドとして、本実施の形態では、ウェーハユニット３３（図５）の保持に適したウェーハ保持パッド４０（図４）と、ウェーハ３８（図７）の保持に適したウェーハ保持パッド５０（図６）の２種類を例示している。なお、ウェーハ保持パッドはこの２種類に限定されるものではく、保持するウェーハの種類、形状、厚さといった条件に応じて多種多様なウェーハ保持パッドを用いることが可能であり、３種類以上のウェーハ保持パッドを併用してもよい。
図５に示すように、ウェーハユニット３３は、環状フレーム３４の内側の開口部にテープ３５を介してウェーハ３６を貼着したものである。ウェーハ３６の表面には、格子状の分割予定ラインによって区画された複数の矩形状の領域にそれぞれデバイス３７が形成されており、デバイス３７が形成されているウェーハ３６の表面側がテープ３５の粘着面に貼り付けられる。
図４及び図５に示すように、ウェーハ保持パッド４０は、一対の支持板４１の基端を接続部４２で接続したフォーク形状を有している。支持板４１の上面には、ウェーハユニット３３が嵌まる形状の凹部４３が形成されている。環状フレーム３４は、一部が直線状に切り欠かれた略円形の外周形状を有しており、凹部４３は環状フレーム３４の外周部のうち円形状の部分が嵌まる内周形状を有している。ウェーハ保持パッド４０はさらに着脱ブラケット４４を備えている。着脱ブラケット４４は、接続部４２のうち支持板４１が延設される方向と反対側の部分に設けられている。
図６及び図７に示すように、ウェーハ保持パッド５０は、円盤状の基台５１の上面に吸着面５２を有している。吸着面５２は、ウェーハ３８を保持可能な大きさの円形状をなしている。吸着面５２は多孔質セラミックス等からなり、吸引手段（図示略）からの吸引力を作用させることにより、吸着面５２にウェーハ３８を吸着保持することができる。ウェーハ保持パッド５０はさらに、基台５１の外周部に着脱ブラケット５３を備えている。
搬出ユニット１２に設けた着脱部２５と、搬送ユニット１３に設けた着脱部２９はいずれも、着脱ブラケット４４と着脱ブラケット５３の両方に対して着脱可能である。すなわち、各ウェーハ保持パッド４０、５０の着脱ブラケット４４、５３は互いに共通仕様の着脱構造を有しており、搬出ユニット１２の着脱部２５と搬送ユニット１３の着脱部２９は互いに共通仕様の着脱構造を有している。
これらの着脱構造は、様々な構成を採用することが可能である。例えば、図４及び図６に示すように、本実施の形態では、着脱部２５、２９の側に連結凹部２５ａ、２９ａが形成され、連結凹部２５ａ、２９ａに対して挿脱可能な連結凸部４４ａ、５３ａが着脱ブラケット４４、５３の側に形成されている。図５や図７に示すように連結凹部２５ａ、２９ａ内に連結凸部４４ａ、５３ａが挿入されると、連結凹部２５ａ、２９ａと連結凸部４４ａ、５３ａに設けた係合手段（図示略）が係合して、着脱部２５、２９に対してウェーハ保持パッド４０やウェーハ保持パッド５０が連結した状態を維持させる。係合手段の係合を解除させると、着脱部２５、２９からウェーハ保持パッド４０やウェーハ保持パッド５０を取り外すことが可能になる。
係合手段の一例として、連結凸部４４ａ、５３ａと連結凹部２５ａ、２９ａの一方に弾性変形可能な係合爪を設け、他方に係合爪が係脱可能な係合穴を設けた構成を用いることができる。連結凹部２５ａ、２９ａ内への連結凸部４４ａ、５３ａの挿入時に係合爪が弾性変形し、連結凸部４４ａ、５３ａが所定量まで挿入されると係合爪の弾性変形が解消して係合穴に係合する。また、弾性変形に代えて、アクチュエータで係合爪を動作させるような態様も可能である。
着脱部２５、２９と着脱ブラケット４４、５３に備える着脱構造は、上記以外の態様でもよい。例えば、磁力による磁着で連結を維持する構造や、係合爪以外の機械的結合により連結を維持する構造を用いることができる。
図４及び図５に示すように、搬出ユニット１２と搬送ユニット１３はそれぞれ、保持する対象がウェーハユニット３３（ウェーハ３６）である場合には、ウェーハ保持パッド収容ユニット１４の収容室３１内に収容されたウェーハ保持パッド４０を着脱部２５や着脱部２９に装着する。そして、図５に示すように、ウェーハ保持パッド４０の凹部４３上にウェーハユニット３３を保持する。
図６及び図７に示すように、搬出ユニット１２と搬送ユニット１３はそれぞれ、保持する対象がウェーハ３８である場合には、ウェーハ保持パッド収容ユニット１４の収容室３１内に収容されたウェーハ保持パッド５０を着脱部２５や着脱部２９に装着する。そして、図７に示すように吸着面５２上にウェーハ３８を保持する。
搬出ユニット１２と搬送ユニット１３はそれぞれ、吸引源（図示略）と着脱部２５、２９との間を接続する吸引路（図示略）を備えている。ウェーハ保持パッド５０には、吸着面５２から着脱ブラケット５３まで続く吸引路（図示略）が形成されている。着脱部２５、２９に着脱ブラケット５３を装着すると、これらの吸引路が接続して、吸引源からの吸引力を吸着面５２に作用させることができる。
保持するウェーハの種類を変更する場合は、着脱部２５、２９に現状で装着されているウェーハ保持パッドを、新たなウェーハに対応する別のウェーハ保持パッドに交換する。例えば、図３（Ａ）と図３（Ｂ）は、着脱部２５、２９に装着されているウェーハ保持パッド４０をウェーハ保持パッド５０に交換する場合を示している。
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、ウェーハ保持パッド収容ユニット１４では、４つの収容室３１のうち、下側の２つがウェーハ保持パッド４０の収容スペースとして設定され、上側の２つがウェーハ保持パッド５０の収容スペースとして設定されている。図３（Ａ）の状態で着脱部２５、２９に装着されているウェーハ保持パッド４０は、４つの収容室３１のうち最下段の収容室３１から取り出されたものであり、この最下段の収容室３１に対して搬出入開口３２を通してウェーハ保持パッド４０を進入させる。ウェーハ保持パッド４０が収容室３１内の所定位置まで進入すると、着脱ブラケット４４に対する着脱部２５、２９の連結を解除し、取り外したウェーハ保持パッド４０を収容室３１内に収容させたまま、着脱部２５、２９を収容室３１への挿入方向と反対方向へ移動させる。
各ウェーハ保持パッドの有無や進入状態を検知するセンサを収容室３１内に設けておき、ウェーハ保持パッド４０の収容が完了したか否かをセンサにより検出させてもよい。これにより精度の高い収容動作を実現できる。
続いて、図３（Ｂ）に示すように、ロボットアーム２４、２８を支持する昇降機構２４ａ、２８ａによって着脱部２５、２９を上昇させ、ウェーハ保持パッド５０が収容されている収容室３１の高さまで移動させる。なお、図３（Ｂ）では上から２番目の収容室３１の位置まで着脱部２５、２９を上昇させた場合を示しているが、最上段の収容室３１の位置まで着脱部２５、２９まで上昇させてもよい。そして、着脱部２５、２９を搬出入開口３２へ進入させて、当該収容室３１内に収められているウェーハ保持パッド５０の着脱ブラケット５３に着脱部２５、２９を連結させ、ウェーハ保持パッド５０を引き出す。
図２に示すように、ウェーハ保持パッド収容ユニット１４は、搬出ユニット１２を構成するガイドレール２２と搬送ユニット１３を構成するガイドレール２６の両方に隣接する位置に設けられており、ウェーハ保持パッド収容ユニット１４内に収容されたウェーハ保持パッド４０及びウェーハ保持パッド５０に対して、搬出ユニット１２側の着脱部２５と搬送ユニット１３側の着脱部２９の両方を装着させることができる。具体的には、ウェーハ保持パッド収容ユニット１４の筐体３０のうちガイドレール２２に向く側面やガイドレール２６に向く側面に搬出入開口３２を形成すれば、多軸間接ロボットであるロボットアーム２４とロボットアーム２８の動作によって着脱部２５、２９を各収容室３１まで無理なく届かせることができる。
また、ウェーハ保持パッド収容ユニット１４の筐体３０のうち、ガイドレール２２に向く側面とガイドレール２６に向く側面の両方に搬出入開口３２を形成して、搬出ユニット１２側と搬送ユニット１３側の両方からの収容室３１へのアクセス性を向上させてもよい。この構成では、収容室３１への収容動作時にウェーハ保持パッド４０やウェーハ保持パッド５０が通過した搬出入開口３２の向きに応じて、収容室３１内での着脱ブラケット４４や着脱ブラケット５３の向きが異なる場合がある。そのため、収容室３１内にウェーハ保持パッド４０、５０を収容した際の着脱ブラケット４４、５３の向きを記憶する手段（例えば、後述する制御ユニット１８の記憶部８０等）を備え、記憶された内容に基づいて、次の装着時に着脱ブラケット４４、５３に対して着脱部２５、２９を接近させる方向を選択させるように制御してもよい。あるいは、筐体３０内にウェーハ保持パッド４０、５０を支持する回転可能なターンテーブルを内蔵して、収容室３１内への収容後にターンテーブルを回転させて全ての着脱ブラケット４４、５３の向きを揃えるようにすること等も可能である。
搬出ユニット１２の着脱部２５と搬送ユニット１３の着脱部２９に対するウェーハ保持パッド４０、５０の装着は、加工前のウェーハを各カセット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄから搬出する前に行われる。各カセット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄから搬出するのがウェーハユニット３３である場合は、着脱部２５と着脱部２９のそれぞれにウェーハ保持パッド４０を装着し、各カセット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄから搬出するのがウェーハ３８である場合は、着脱部２５と着脱部２９のそれぞれにウェーハ保持パッド５０を装着する。なお、図２では、着脱部２５にウェーハ保持パッド４０を装着し、着脱部２９にウェーハ保持パッド５０を装着した場合を模式的に示している。そして、搬出ユニット１２と搬送ユニット１３の作動によって、ウェーハユニット３３やウェーハ３８を所定の経路で所定の加工処理ユニットに搬送して加工や処理を行う。この搬送の経路や加工又は処理の内容は、ウェーハの種類やウェーハ上のデバイス等の条件によって異なる。以下に説明する各加工処理ユニットの構成や動作は、あくまでも本実施の形態によるクラスターモジュールシステムの一例であり、搬送されるウェーハが全てのユニットを経由するとは限らない。
中心合わせユニット１５は、ウェーハユニット３３やウェーハ３８を上面に載置することが可能な載置テーブル６０と、載置テーブル６０を中心として径方向に移動可能な４つの当接部６１を備えている。各当接部６１は円柱形状のピンからなり、４つの当接部６１を径方向の中心に向けて移動させることにより、載置テーブル６０の上面に載置されたウェーハユニット３３やウェーハ３８の中心合わせを行う。ウェーハユニット３３やウェーハ３８の中心合わせは、各加工ユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに搬送して加工を行う前や、加工が完了してカセット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに戻す前の段階で行われる。
本実施の形態では、複数の加工ユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、粗研削ユニット１６ａと、仕上げ研削ユニット１６ｂと、レーザー加工ユニット１６ｃとからなっている。粗研削ユニット１６ａは、ユニットハウジング６２上に回動可能に支持されたターンテーブル６３と、ターンテーブル６３上に支持された２つのチャックテーブル６４と、ターンテーブル６３の上方に位置する粗研削手段６５と、粗研削手段６５を支持する支持手段６６を備えている。ターンテーブル６３の回転によって、２つのチャックテーブル６４を、粗研削手段６５の下方の加工領域と、搬送ユニット１３のガイドレール２６に近いウェーハ着脱領域とに交互に位置させることができる。２つのチャックテーブル６４はそれぞれ上面にウェーハ（ウェーハユニット３３やウェーハ３８）を吸引保持することが可能である。粗研削手段６５は、支持手段６６によって上下動可能に支持され、チャックテーブル６４上のウェーハ（ウェーハ３６やウェーハ３８）に対して研削砥石によって粗研削加工を施す。仕上げ研削ユニット１６ｂは、粗研削手段６５に代えて仕上げ研削手段６７を備えている以外は粗研削ユニット１６ａと共通する構成であり、粗研削ユニット１６ａと共通の要素については同じ符号を付して説明を省略する。仕上げ研削ユニット１６ｂは、チャックテーブル５８上に保持したウェーハ（ウェーハ３６やウェーハ３８）に対して、仕上げ研削手段６７に設けた研削砥石によって仕上げ研削加工を施す。
レーザー加工ユニット１６ｃは、ユニットハウジング６８上に支持されたチャックテーブル６９と、チャックテーブル６９の上方に位置するレーザー光線照射手段７０と、レーザー光線照射手段７０を支持する支持手段７１を備えている。レーザー光線照射手段７０は、支持手段７１によって可動に支持されている。チャックテーブル６９は、レーザー光線照射手段７０に対して加工送り方向に移動可能であり、上面にウェーハ（ウェーハユニット３３やウェーハ３８）を吸引保持することが可能である。レーザー加工ユニット１６ｃは、チャックテーブル６９上に保持したウェーハに対して、レーザー光線照射手段７０によってレーザー光線を照射して所定のレーザー加工を施す。
洗浄ユニット１７は、周知のスピンナ式洗浄手段を備えており、洗浄領域７２に搬入されたウェーハをスピンナ洗浄する。
以上に述べたカセット載置ユニット１１、搬出ユニット１２、搬送ユニット１３、中心合わせユニット１５、粗研削ユニット１６ａ、仕上げ研削ユニット１６ｂ、レーザー加工ユニット１６ｃ、洗浄ユニット１７は、自己の動作や作業を制御する制御手段を備えている。制御ユニット１８は、これらの各ユニットの制御手段との間で制御信号を送受して加工装置１０の全体的な制御を行う。
制御ユニット１８は記憶部８０を備えている（図１、図２参照）。記憶部８０には、加工装置１０で取り扱われる個々のウェーハに対応するウェーハＩＤと、各ウェーハに関する加工条件が記憶されている。加工条件は、加工装置１０におけるウェーハの搬送経路（各ユニット間の搬送順序）、加工の内容、洗浄条件、その他の加工開始から終了までに必要な条件を含んでいる。また、加工条件の要素として、各ウェーハに対応して適したウェーハ保持パッドの情報がウェーハＩＤ毎に予め記憶されている。
加工装置１０はウェーハＩＤを自動的に検出可能な検出手段を備えてもよい。検出手段の一例として、個々のウェーハ上に形成した二次元画像を光学的に読み取ることによってウェーハＩＤを取得させることが可能である。検出手段によって取得されたウェーハＩＤは、記憶部８０に送られて記憶される。このような検出手段を用いることにより、加工装置１０での作業効率を向上させることができる。
カセット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄから未加工のウェーハ（ウェーハユニット３３、ウェーハ３８）を搬出する前に、制御ユニット１８は、記憶部８０に記憶されたウェーハＩＤ及びウェーハ保持パッド情報に基づいて、当該ウェーハに適したウェーハ保持パッド（本実施の形態ではウェーハ保持パッド４０またはウェーハ保持パッド５０）の装着を指示する。この指示に応じて搬出ユニット１２と搬送ユニット１３が作動して、着脱部２５と着脱部２９に対して適切なウェーハ保持パッドを自動的に装着する。着脱部２５と着脱部２９に別の種類のウェーハ保持パッドが既に装着されている場合は、当該ウェーハ保持パッドを取り外してウェーハ保持パッド収容ユニット１４に収容してから、新たなウェーハ保持パッドを装着する。
あるいは、加工装置１０を操作するオペレーターの操作によって、カセット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄから搬出されるウェーハに対応するウェーハ保持パッドの装着（交換）を実行させることも可能である。この場合も、オペレーターによる入力以降は、ウェーハ保持パッドの着脱は搬出ユニット１２と搬送ユニット１３が作動により行われるので、手間がかからない。
以上のように、本実施の形態の加工装置１０では、搬出ユニット１２と搬送ユニット１３の可動部分の先端に設けた着脱部２５、２９に対して複数種類のウェーハ保持パッド４０、５０を着脱可能とした上で、複数種類のウェーハ保持パッド４０、５０を収容したウェーハ保持パッド収容ユニット１４をクラスターモジュールシステムの一部として組み込み、搬送されるウェーハの種類に適合するウェーハ保持パッドを、着脱部２５、２９のそれぞれに装着するようにした。これにより、様々なウェーハの種類に適したウェーハ保持パッドを簡単に選択して用いることができ、ウェーハ保持パッドの変更作業の煩雑さを解消することが可能となった。
特に、制御ユニット１８の記憶部８０に記憶されたウェーハＩＤとウェーハ保持パッド情報に基づいて、ウェーハに適したウェーハ保持パッドの選択と装着を自動で行うことにより、大幅に作業の省力化を図ることができる。
上記実施の形態では、ウェーハ保持パッド４０とウェーハ保持パッド５０の２種類をウェーハ保持パッド収容ユニット１４に収容しているが、ウェーハ保持パッドの種類や構成はこれに限定されるものではない。例えば、ウェーハ保持パッド４０と同タイプとして、凹部４３の大きさや深さが異なる複数種類のウェーハ保持パッドを用いてもよいし、ウェーハ保持パッド５０と同タイプとして、吸着面５２の径が異なる複数種類のウェーハ保持パッドを用いてもよい。さらに、ウェーハ保持パッド４０、５０のように下方からウェーハやウェーハユニットを保持するものに限らず、上方から吸引力を作用させて保持するタイプ（一例として、ベルヌーイ効果を利用した吸着保持を行うタイプ）のウェーハ保持パッド等を用いることもできる。また、２種類ではなく３種類以上の異なるウェーハ保持パッドを用いることも可能である。
また、ウェーハ保持パッド収容ユニット１４は、４つの収容室３１を備えているが、ウェーハ保持パッドを収容するための空間（収容されるウェーハ保持パッドの数）は４つに限定されるものではない。
上記実施の形態の搬送ユニット１３は、一つの移動手段２７のみを備えるタイプであるが、複数の移動手段を備える多段構造の搬送ユニットを用いた加工装置に適用することも可能である。
加工装置を構成する加工処理ユニットは、上記の粗研削ユニット１６ａ、仕上げ研削ユニット１６ｂ、レーザー加工ユニット１６ｃ以外にも、切削、研磨、プラズマエッジング、エッジトリミング、ブレーキング、アブレーション等、様々な加工又は処理を行うユニットを用いることができる。
本発明の加工装置は加工対象のウェーハ（ワーク）の種類を問うものではなく、加工の種類に応じて、例えば、半導体デバイスウェーハ、光デバイスウェーハ、パッケージ基板、半導体基板、無機材料基板、酸化物ウェーハ、生セラミックス基板、圧電基板等の各種ワークが用いられてもよい。半導体デバイスウェーハとしては、デバイス形成後のシリコンウェーハや化合物半導体ウェーハが用いられてもよい。光デバイスウェーハとしては、デバイス形成後のサファイアウェーハやシリコンカーバイドウェーハが用いられてもよい。また、パッケージ基板としてはＣＳＰ（Chip Size Package）基板、半導体基板としてはシリコンやガリウム砒素等、無機材料基板としてはサファイア、セラミックス、ガラス等が用いられてもよい。さらに、酸化物ウェーハとしては、デバイス形成後又はデバイス形成前のリチウムタンタレート、リチウムナイオベートが用いられてもよい。
また、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。
以上説明したように、本発明は、複数種類のウェーハに対する加工を行う加工装置において、様々なウェーハの種類に適したウェーハ保持パッドを簡単に選択可能であるという効果を有し、生産性の向上や作業負担の軽減が求められる加工装置に有用である。
１０ 加工装置
１１ カセット載置ユニット
１２ 搬出ユニット
１３ 搬送ユニット
１４ ウェーハ保持パッド収容ユニット
１５ 中心合わせユニット（加工処理ユニット）
１６ａ 粗研削ユニット（加工処理ユニット）
１６ｂ 仕上げ研削ユニット（加工処理ユニット）
１６ｃ レーザー加工ユニット（加工処理ユニット）
１７ 洗浄ユニット（加工処理ユニット）
１８ 制御ユニット
２０ａ ２０ｂ ２０ｃ ２０ｄ カセット載置テーブル
２１ａ ２１ｂ ２１ｃ ２１ｄ カセット
２２ ガイドレール
２３ 移動ロボット
２３ａ 基台部
２４ ロボットアーム
２５ 着脱部
２５ａ 連結凹部
２６ ガイドレール
２７ 移動手段
２７ａ 基台部
２８ ロボットアーム
２９ 着脱部
２９ａ 連結凹部
３０ 筐体
３１ 収容室
３２ 搬出入開口
３３ ウェーハユニット
３４ 環状フレーム
３５ テープ
３６ ウェーハ
３８ ウェーハ
４０ ウェーハ保持パッド
４１ 支持板
４２ 接続部
４３ 凹部
４４ 着脱ブラケット
４４ａ 連結凸部
５０ ウェーハ保持パッド
５１ 基台
５２ 吸着面
５３ 着脱ブラケット
５３ａ 連結凸部
６５ 粗研削手段
６７ 仕上げ研削手段
７０ レーザー光線照射手段
８０ 記憶部

Claims (2)

  1. 複数のウェーハを収容したカセットを載置するカセット載置ユニットと、該カセット載置ユニットに載置されたカセットからウェーハを搬出する搬出ユニットと、該搬出ユニットによって搬出されたウェーハを搬送する搬送ユニットと、該搬送ユニットに隣接して配設されウェーハにそれぞれ異なる加工又は処理を施す複数の加工処理ユニットと、該各ユニットを制御する制御ユニットと、を少なくとも備えた加工装置であって、
    該搬送ユニットは、直線状に延在するガイドレールと、該ガイドレールに支持され移動する移動手段と、該移動手段の先端に着脱自在に連結されウェーハを保持する第１のウェーハ保持パッドとを備え、
    該搬出ユニットは、ウェーハを保持する第２のウェーハ保持パッドと、該第２のウェーハ保持パッドを先端に着脱自在に装着し搬出又は搬入を行う移動ロボットとを備え、
    ウェーハの種類毎に異なる複数種類の該第１のウェーハ保持パッド及び該第２のウェーハ保持パッドを複数収容するウェーハ保持パッド収容ユニットが配設され、
    該カセットからウェーハを搬出する前に、該搬出ユニット及び該搬送ユニットは、当該ウェーハに対応する該第１のウェーハ保持パッド及び該第２のウェーハ保持パッドを装着すること、を特徴とする加工装置。
  2. 該制御ユニットは、ウェーハに対応して適した該第１のウェーハ保持パッド及び該第２のウェーハ保持パッド情報をウェーハＩＤ毎に予め記憶する記憶部を備え、
    該カセットからウェーハを搬出する前に、該搬出ユニット及び該搬送ユニットに、該ウェーハ保持パッド情報に基づいた該第１のウェーハ保持パッド及び該第２のウェーハ保持パッドの装着を指示し、
    該搬出ユニット及び該搬送ユニットは、指示された該第１のウェーハ保持パッド及び該第２のウェーハ保持パッドを装着すること、を特徴とする請求項１記載の加工装置。
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