JP2021062418A - 加工装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】セルフグラインド後の保持面に載置されたウェーハにもパッドを接触できるようにする。【解決手段】保持面20aにウェーハWを保持する保持手段2と、ウェーハWを加工する加工手段3と、搬入手段5Aと、搬出手段5Bとを備える加工装置1において、保持面ハイトゲージ101を用いて、保持面20aの研削前後の高さをそれぞれ測定して、算出部83において両高さを差し引いて差Dを求める。そして、保持面20aの研削によって高さが低くなった保持面20aに対して、上下手段6を用いてパッド50を押し下げていき、パッド50が研削前の保持面20aに保持されたウェーハを吸引保持するときのアーム51の高さから差D下がった高さ位置にパッド50の下面50bを位置付けることによって、パッド50の下面50bにウェーハWの上面Waを接触させて、パッド50にウェーハWを吸引保持する。【選択図】図5
Description
本発明は、加工装置に関する。
特許文献1、2に開示のように、砥石を用いてウェーハを研削加工する加工装置は、チャックテーブルに保持された研削加工後のウェーハの上面を搬送パッドを用いて吸引保持して、搬送パッドを上昇させることによりウェーハをチャックテーブルから離間させてから、スピンナテーブルに搬送して洗浄して、カセットに収納している。ウェーハを搬送する搬送手段は、ウェーハを保持する搬送パッドが吊持されたアームと、アームを上下方向に移動させる上下手段とを備えている。上下手段は搬送パッドの下面がウェーハの上面に接触するようにアームの高さ位置を調整している。
ウェーハを保持する保持面を有するポーラス板を備えたチャックテーブルにおいては、その保持面の内部にウェーハの研削時に生じた研削屑が進入して保持面の吸引力が低下することがある。そのため、砥石を用いて保持面を研削するいわゆるセルフグラインドを定期的に実施して新たな保持面を露出させることにより、保持面の吸引力を復活させている。
上記のようにチャックテーブルの保持面のセルフグラインドをした後は保持面の高さが下がるため、上下手段を用いて予定されていた高さ位置に研削パッドを下降させても搬送パッドの下面をウェーハの上面に接触させることができないという問題がある。
また、搬送パッドの下面をウェーハに接触させる際に、搬送パッドの移動速度が速いとウェーハを破損させることがあるため、搬送パッドを遅い速度で接触させるという課題がある。
また、搬送パッドの下面をウェーハに接触させる際に、搬送パッドの移動速度が速いとウェーハを破損させることがあるため、搬送パッドを遅い速度で接触させるという課題がある。
本発明は、保持面においてウェーハを保持する保持手段と、該保持面に保持されたウェーハを加工する加工手段と、該保持面にウェーハを搬入する搬入手段と、該保持面に保持されたウェーハを該保持面から搬出する搬出手段と、を備える加工装置であって、該搬入手段および該搬出手段は、ウェーハの上面を保持する吸引面を下面に備えるパッドと、該パッドを吊持するアームと、該アームを該保持面に垂直な上下方向に移動させる上下手段と、を備え、該上下手段は、該アームの該上下方向の移動をガイドするガイドレールと、該上下方向に延在し該アームに螺合されるボールネジと、該ボールネジを回転させるモータと、該アームの高さを認識する高さ認識部と、を備え、該保持面の高さを測定するハイトゲージを備え、該加工手段は、該保持面に保持されたウェーハおよび該保持面を研削する砥石を備え、該砥石を用いて該保持面を研削する前に該ハイトゲージで測定した保持面高さを記憶する第1保持面高さ記憶部と、該砥石を用いて該保持面を研削した後に該ハイトゲージで測定した保持面高さを記憶する第2保持面高さ記憶部と、該第1保持面高さ記憶部に記憶された保持面高さから該第2保持面高さ記憶部に記憶される保持面高さを差し引いて差を算出する算出部と、該保持面を研削する前に設定されている、該パッドが該保持面に保持されたウェーハを吸引保持するときの該アームの高さから該差下がった高さを、該保持面を研削した後の該保持面に保持されたウェーハを吸引保持するときの該アームの高さとして設定する高さ設定部と、を備える加工装置である。
上記の加工装置に備える該上下手段は、該アームを該高さ設定部において設定された高さから所定距離上まで低速で移動させ、設定された高さから所定距離上から最上位位置まで高速で移動させる機能を備えていることが望ましい。
上記の加工装置に備える該上下手段は、該アームを該高さ設定部において設定された高さから所定距離上まで低速で移動させ、設定された高さから所定距離上から最上位位置まで高速で移動させる機能を備えていることが望ましい。
保持面ハイトゲージを用いて、セルフグラインド前後の保持面の高さをそれぞれ測定して、算出部において両高さを差し引いて差を求め、その差に応じた分、セルフグラインドによって高さが低くなった保持面に保持されたウェーハの上面に対しても搬入手段及び搬出手段のパッドの下面を接触させることができる。
また、高さ設定部において設定された高さ位置に基づいて、上下手段を用いて搬入手段のアームをその最上位位置から高速で下降させて、アームに連結されているパッドの下面の高さ位置を、ウェーハの上面から僅かに上の高さに位置付けるため、パッドの高さ位置がウェーハの上面から僅かに上の高さまでのアームの下降にかかる時間を短縮でき、加工に要する時間的コストの削減を図ることができる。
そして、ウェーハの上面から僅かに上の高さにパッドの下面が位置付けられている状態で、さらに、上下手段を用いてアームを低速で下降させて、パッドの下面をセルフグラインド前の保持面の高さ位置に位置付けるため、ウェーハの上面にパッドの下面が接触する際、及びパッドの下面と保持面との間においてウェーハが押圧される際にウェーハが破損するのを防ぐことができる。
1 加工装置の構成
図1に示す加工装置1は、例えば砥石340を用いてウェーハWを研削加工する加工装置である。以下、加工装置1の構成について説明する。
図1に示す加工装置1は、例えば砥石340を用いてウェーハWを研削加工する加工装置である。以下、加工装置1の構成について説明する。
図1に示すように、加工装置1は、Y軸方向に延設されたベース10と、ベース10の+Y方向側に立設されたコラム11とを備えている。
ベース10の上における+Y方向側の領域はウェーハWの搬入出が行われる搬入出領域Aとなっており、ベース10の上における−Y方向側の領域はウェーハWの研削加工が行われる加工領域Bとなっている。
ベース10の上における+Y方向側の領域はウェーハWの搬入出が行われる搬入出領域Aとなっており、ベース10の上における−Y方向側の領域はウェーハWの研削加工が行われる加工領域Bとなっている。
ベース10の上には、チャックテーブル2が配設されている。チャックテーブル2は円板状の吸引部20と吸引部20を支持する環状の枠体21とを備えている。吸引部20の上面はウェーハWが保持される保持面20aとなっている。保持面20aと枠体21の上面21aとは面一となっている。
保持面20aには図示しない吸引手段等が接続されている。保持面20aにウェーハWが載置されている状態で、図示しない吸引手段等を用いて吸引力を発揮させることにより、生み出された吸引力が保持面20aに伝達されて、保持面20aにウェーハWが吸引保持されることとなる。
保持面20aには図示しない吸引手段等が接続されている。保持面20aにウェーハWが載置されている状態で、図示しない吸引手段等を用いて吸引力を発揮させることにより、生み出された吸引力が保持面20aに伝達されて、保持面20aにウェーハWが吸引保持されることとなる。
チャックテーブル2は、図示しない回転手段等により、チャックテーブル2の中心を通るZ軸方向の回転軸25を軸にして回転可能である。
ベース10の内部には、チャックテーブル2をY軸方向に水平移動させる水平移動手段が配設されている。
また、チャックテーブル2の周囲にはカバー27及びカバー27に伸縮自在に連結された蛇腹28が配設されている。例えば、水平移動手段等に駆動されてチャックテーブル2がY軸方向に移動すると、カバー27がチャックテーブル2とともにY軸方向に移動して蛇腹28が伸縮することとなる。
また、チャックテーブル2の周囲にはカバー27及びカバー27に伸縮自在に連結された蛇腹28が配設されている。例えば、水平移動手段等に駆動されてチャックテーブル2がY軸方向に移動すると、カバー27がチャックテーブル2とともにY軸方向に移動して蛇腹28が伸縮することとなる。
コラム11の−Y方向側の側面には、加工手段3を昇降可能に支持する加工送り手段4が配設されている。加工手段3は、Z軸方向の回転軸35を有するスピンドル30と、スピンドル30を回転可能に支持するハウジング31と、回転軸35を軸にしてスピンドル30を回転駆動するスピンドルモータ32と、スピンドル30の下端に接続された円環状のマウント33と、マウント33の下面に着脱可能に装着された研削ホイール34とを備えている。
研削ホイール34は、ホイール基台341と、ホイール基台341の下面に環状に配列された略直方体形状の複数の砥石340とを備えており、砥石340の下面はウェーハWを研削する研削面340aとなっている。
研削ホイール34は、ホイール基台341と、ホイール基台341の下面に環状に配列された略直方体形状の複数の砥石340とを備えており、砥石340の下面はウェーハWを研削する研削面340aとなっている。
加工送り手段4は、Z軸方向の回転軸45を有するボールネジ40と、ボールネジ40に対して平行に配設された一対のガイドレール41と、回転軸45を軸にしてボールネジ40を回転させるZ軸モータ42と、内部のナットがボールネジ40に螺合して側部がガイドレール41に摺接する昇降板43と、昇降板43に連結され加工手段3を支持するホルダ44とを備えている。
Z軸モータ42によってボールネジ40が駆動されて、ボールネジ40が回転軸45を軸にして回転すると、これに伴って、昇降板43がガイドレール41に案内されてZ軸方向に昇降移動するとともに、ホルダ44に保持されている加工手段3がZ軸方向に移動することとなる。
ベース10の上には、例えば厚み測定手段100が配設されている。厚み測定手段100は、例えば加工装置1のベース10の上の−X方向側に配設された筐体103を備えている。筐体103の側面には、加工手段3の下方に向けて略水平に延びる2本のアームが連結されており、2本のアームの筐体103に連結されていない側の端部には、それぞれ保持面ハイトゲージ101及び上面ハイトゲージ102が配設されている。
保持面ハイトゲージ101のプローブを枠体21の上面21aの上に接触させることにより、枠体21の上面21aに面一な吸引部20の保持面20aの高さを測定することができる。また、例えば保持面20aにウェーハWが保持されている状態で、上面ハイトゲージ102のプローブをウェーハWの上面Waに接触させることにより、ウェーハWの上面Waの高さを測定することができる。
保持面ハイトゲージ101のプローブを枠体21の上面21aの上に接触させることにより、枠体21の上面21aに面一な吸引部20の保持面20aの高さを測定することができる。また、例えば保持面20aにウェーハWが保持されている状態で、上面ハイトゲージ102のプローブをウェーハWの上面Waに接触させることにより、ウェーハWの上面Waの高さを測定することができる。
加工装置1は、第1保持面高さ記憶部81を備えている。
第1保持面高さ記憶部81は、砥石340を用いて保持面20aを研削する前に保持面ハイトゲージ101を用いて測定した保持面20aの高さを記憶することができる。
第1保持面高さ記憶部81は、砥石340を用いて保持面20aを研削する前に保持面ハイトゲージ101を用いて測定した保持面20aの高さを記憶することができる。
加工装置1は、第2保持面高さ記憶部82を備えている。
第2保持面高さ記憶部82は、砥石340を用いて保持面20aを研削した後に保持面ハイトゲージ101を用いて測定した保持面20aの高さを記憶することができる。
第2保持面高さ記憶部82は、砥石340を用いて保持面20aを研削した後に保持面ハイトゲージ101を用いて測定した保持面20aの高さを記憶することができる。
加工装置1は、算出部83を備えている。
算出部83は、第1保持面高さ記憶部81に記憶された保持面20aの高さから第2保持面高さ記憶部82に記憶される保持面20aの高さを差し引いて差を算出することができる。
算出部83は、第1保持面高さ記憶部81に記憶された保持面20aの高さから第2保持面高さ記憶部82に記憶される保持面20aの高さを差し引いて差を算出することができる。
ベース10の−Y方向側には、カセット載置部12が設けられている。
カセット載置部12には、カセット70が載置されている。カセット70には、研削加工前のウェーハWが収容されている。また、カセット70には、研削加工後のウェーハWを収容することができる。
カセット載置部12には、カセット70が載置されている。カセット70には、研削加工前のウェーハWが収容されている。また、カセット70には、研削加工後のウェーハWを収容することができる。
カセット70の+Y方向側には、ロボット71が配設されている。ロボット71は、ロボットハンド710とロボットハンド710を旋回可能に支持する軸部711とを備えている。ロボットハンド710を用いてカセット70に収容されているウェーハWをカセット70から取り出して、軸部711を軸にしてロボットハンド710を旋回させることにより、ウェーハWを搬送することができる。
ロボットハンド710の可動域における+X方向側には、研削加工前のウェーハWが仮置きされる仮置き領域13が配設されており、同ロボットハンド710の可動域における−X方向側には、研削加工後のウェーハWを洗浄する洗浄領域14が設けられている。
仮置き領域13には、位置合わせ手段72が配設されている。カセット70から搬出されて仮置き領域13に載置されたウェーハWは、位置合わせ手段72によって所定の位置に位置合わせされることとなる。
洗浄領域14には、スピンナ洗浄手段73が配設されている。スピンナ洗浄手段73は、ウェーハWを保持して回転するスピンナテーブル730と、スピンナテーブル730に保持されたウェーハWに向けて洗浄水を噴出する洗浄水供給ノズル731とを備えている。
例えば、スピンナテーブル730に研削加工後のウェーハWが載置されている状態で、洗浄水供給ノズル731から洗浄水を供給することによりウェーハWを洗浄することができる。
例えば、スピンナテーブル730に研削加工後のウェーハWが載置されている状態で、洗浄水供給ノズル731から洗浄水を供給することによりウェーハWを洗浄することができる。
仮置き領域13に隣接する位置には、位置合わせ手段72によって位置合わせされたウェーハWをチャックテーブル2に搬入する搬入手段5Aが配設されている。
搬入手段5Aは、円板状のパッド50及びパッド50を上下自在に吊持するアーム51を備えている。アーム51の端部51aには、Z軸方向の回転軸55を有する筒状の軸部510が連結されている。例えば、軸部510には、回転軸55を軸にして軸部510を回転させる図示しない回転手段等が接続されている。
搬入手段5Aは、円板状のパッド50及びパッド50を上下自在に吊持するアーム51を備えている。アーム51の端部51aには、Z軸方向の回転軸55を有する筒状の軸部510が連結されている。例えば、軸部510には、回転軸55を軸にして軸部510を回転させる図示しない回転手段等が接続されている。
アーム51の軸部510に連結されていない側の端部51bには、環状部材52が連結されている。環状部材52には、例えば3つの貫通孔520が円周上に等間隔に貫通形成されている。図1においては1つの貫通孔520のみが図示されており、他の2つの貫通孔520は省略されている。
図2に示すように、パッド50は、多数の細孔を有する吸引部500と吸引部500を支持する枠体501とを備えている。吸引部500の下面は、ウェーハWの上面Waを吸引保持する吸引面500bとなっている。パッド50の下面50bは、吸引部500の吸引面500bと、吸引面500bに面一な枠体501の下面501bとを有している。
搬入手段5Aは、環状部材52の貫通孔520の数に対応する数(例えば3つであり、図2においては2つが示されている)の吊持部56を備えている。吊持部56は、パッド50と環状部材52とを連結する機能を有している。
吊持部56は、貫通孔520の直径よりも僅かに小さな直径を有する軸部560と、軸部560の上端に形成されたツバ部561とを備えている。
軸部560は、それぞれの貫通孔520に貫通して遊嵌しており、軸部560の下端はパッド50の枠体501の上面501aに連結されている。吊持部56は、例えばストリッパボルト等であり、例えばパッド50の枠体501の上面501aに形成されている図示しないネジ穴に、軸部560の下部に形成されている図示しないネジ切りが螺合して、吊持部56がパッド50に締結されているものとする。ツバ部561は、貫通孔520よりも大径に形成されており、吊持部56の下降範囲を制限している。
吊持部56は、貫通孔520の直径よりも僅かに小さな直径を有する軸部560と、軸部560の上端に形成されたツバ部561とを備えている。
軸部560は、それぞれの貫通孔520に貫通して遊嵌しており、軸部560の下端はパッド50の枠体501の上面501aに連結されている。吊持部56は、例えばストリッパボルト等であり、例えばパッド50の枠体501の上面501aに形成されている図示しないネジ穴に、軸部560の下部に形成されている図示しないネジ切りが螺合して、吊持部56がパッド50に締結されているものとする。ツバ部561は、貫通孔520よりも大径に形成されており、吊持部56の下降範囲を制限している。
吊持部56の軸部560の周りにはバネ562が巻きつけられている。バネ562の上端562aは環状部材52の下面52bに接触しており、バネ562の下端562bはパッド50の枠体501の上面501aに連結されている。
図示しない回転手段等により軸部510が回転軸55を軸にして回転すると、アーム51、アーム51に連結されている環状部材52、及び環状部材52に吊持部56を介して連結されているパッド50が、回転軸55を軸にして一体的に旋回することとなる。
搬入手段5Aは配管57を備えている。配管57は、例えばパッド50の枠体501を貫通するように配設され、その下端が吸引部500に接続されている。配管57は、分岐点aにおいてエア流路581と吸引路591とに分岐している。
吸引部500は、配管57及びエア流路581を通じてエア供給源58に接続されている。エア流路581には、エア供給源58と吸引部500との連通状態を切り替えるエアバルブ580が配設されている。
また、吸引部500は、配管57及び吸引路591を通じて吸引源59に接続されている。吸引路591には、吸引源59と吸引部500との連通状態を切り替える吸引バルブ590が配設されている。
吸引部500は、配管57及びエア流路581を通じてエア供給源58に接続されている。エア流路581には、エア供給源58と吸引部500との連通状態を切り替えるエアバルブ580が配設されている。
また、吸引部500は、配管57及び吸引路591を通じて吸引源59に接続されている。吸引路591には、吸引源59と吸引部500との連通状態を切り替える吸引バルブ590が配設されている。
例えば、吸引部500の吸引面500bにウェーハWの上面Waが接触している状態で、吸引バルブ590を開くとともに吸引源59を作動させて吸引力を発揮させることにより、生み出された吸引力が吸引路591及び配管57を通じて吸引部500の吸引面500bに伝達されて、吸引部500の吸引面500bにウェーハWを吸引保持されることとなる。
また、例えば、ウェーハWの研削加工によって生じた研削屑等がパッド50の吸引部500の吸引面500bに付着したり、加工屑等が吸引部500の多数の細孔の内部に入り込んだりすると、吸引部500が詰まってしまい、吸引部500に作用する吸引力が損なわれていく。そこで、例えばウェーハWの研削加工後等には、パッド50の吸引面500bにウェーハWが吸引保持されていない状態で、エアバルブ580を開くとともにエア供給源58を作動させて、エア流路581及び配管57を通じて吸引部500にエアを供給し、吸引面500bからエアを噴出して、吸引部500の内部及び吸引面500bの洗浄を行うこととなる。
搬入手段5Aは、上下手段6を備えている。上下手段6は、Z軸方向の回転軸65を有するボールネジ60と、ボールネジ60に螺合され軸部510に連結されているナット部66と、ボールネジ60に対して平行に配設された一対のガイドレール61と、ボールネジ60の上端に配設され回転軸65を軸にしてボールネジ60を回転させるモータ62とを備えている。モータ62を用いて、回転軸65を軸にしてボールネジ60を回転させることにより、軸部510及びアーム51を吸引面500bに垂直な方向(Z軸方向)に昇降移動させることができる。
例えば、ウェーハWが保持面20aに載置されているチャックテーブル2が搬入手段5Aの下方に位置付けられている状態で、上下手段6を用いてアーム51を−Z方向に下降させることにより、アーム51に吊持されているパッド50を下降させて、その下面50bをウェーハWの上面Waに接触させることができる。
また、パッド50の下面50bがウェーハW等に接触している状態で、さらに、上下手段6を用いてアーム51を−Z方向に下降させると、パッド50の吸引部500の吸引面500bによってウェーハW等が−Z方向に押され、その押力の反作用の力として、パッド50の吸引面500bがウェーハW等から+Z方向の押力を受ける。これにより、パッド50と吊持部56とが一体的に+Z方向に上昇して、ツバ部561が環状部材52の上面52aの上方に浮き上がった状態になるとともに、バネ562がパッド50とアーム51との間で収縮することとなる。
また、パッド50の下面50bがウェーハW等に接触している状態で、さらに、上下手段6を用いてアーム51を−Z方向に下降させると、パッド50の吸引部500の吸引面500bによってウェーハW等が−Z方向に押され、その押力の反作用の力として、パッド50の吸引面500bがウェーハW等から+Z方向の押力を受ける。これにより、パッド50と吊持部56とが一体的に+Z方向に上昇して、ツバ部561が環状部材52の上面52aの上方に浮き上がった状態になるとともに、バネ562がパッド50とアーム51との間で収縮することとなる。
上下手段6は、アーム51を、高さ設定部9において設定された高さ位置から所定距離上の高さ位置まで低速で移動させて、該設定された高さから所定距離上の高さ位置から最上位位置まで高速で移動させる機能を有している。
高さ設定部9において設定された高さ位置から所定距離上の高さは、例えば、パッド50の下面50bが保持面20aの高さ位置からウェーハWの厚さ分よりも僅かに上の高さにあるときのアーム51の高さ位置、すなわち、保持面20aに保持されたウェーハWの上面Waから僅かに上にパッド50の下面50bが位置付けられているときのアーム51の高さ位置であるとする。
高さ設定部9において設定された高さ位置から所定距離上の高さは、例えば、パッド50の下面50bが保持面20aの高さ位置からウェーハWの厚さ分よりも僅かに上の高さにあるときのアーム51の高さ位置、すなわち、保持面20aに保持されたウェーハWの上面Waから僅かに上にパッド50の下面50bが位置付けられているときのアーム51の高さ位置であるとする。
上下手段6は高さ認識部63を備えている。高さ認識部63は、例えばエンコーダ等であり、モータ62の上に取り付けられている。
高さ認識部63は、上記のエンコーダのかわりに、例えばガイドレール61に配設された図示しないスケール及び読み取り部を備えるものであってもよい。
高さ認識部63は、上記のエンコーダのかわりに、例えばガイドレール61に配設された図示しないスケール及び読み取り部を備えるものであってもよい。
搬入手段5Aは、例えば、投受光センサ53を備えている。投受光センサ53は、アーム51またはパッド50に配設される。投受光センサ53は、例えばアーム51に連結されている環状部材52の下面52bに配設されている。投受光センサ53は、光を投光する投光部530と、投光部530に対向配置され投光部530から投光された光を受光する受光部531とを備えている。
搬入手段5Aは、遮光性を有する板状のドグ54を備えている。ドグ54は、例えばパッド50の枠体501の上面501aに、投受光センサ53に向かい合うように配設されている。
搬入手段5Aにおける投受光センサ53とドグ54との位置関係は、図示の例に限定されない。例えば、投受光センサ53がパッド50の枠体501の上面501aに配設されており、ドグ54がアーム51に有する環状部材52の下面52bに、投受光センサ53に向かい合うように配設されていてもよい。
例えば、保持面20a等にパッド50の下面50bが接触している状態で、上下手段6に駆動されてアーム51が−Z方向へと下降すると、アーム51に吊持されているパッド50が保持面20a等から+Z方向への押力を受けて+Z方向へと上昇していき、パッド50の枠体501の上面501aに立設されているドグ54が、アーム51に対して+Z方向へと上昇する。
これにより、ドグ54の上端54aが投受光センサ53の投光部530と受光部531とを結ぶ直線状の光軸Lの高さ位置まで上昇すると、ドグ54により光軸Lが遮られる。
投受光センサ53の光軸Lがドグ54によって遮られて、受光部531が投光部530からの光を受光しなくなると、投受光センサ53から高さ認識部63に電気信号が送信されて、そのときのアーム51の高さが高さ認識部63において認識されることとなる。
このように、投受光センサ53及びドグ54は、パッド50とアーム51とが上下方向であるZ軸方向に近づいたことを検知する接近検知部を構成している。
これにより、ドグ54の上端54aが投受光センサ53の投光部530と受光部531とを結ぶ直線状の光軸Lの高さ位置まで上昇すると、ドグ54により光軸Lが遮られる。
投受光センサ53の光軸Lがドグ54によって遮られて、受光部531が投光部530からの光を受光しなくなると、投受光センサ53から高さ認識部63に電気信号が送信されて、そのときのアーム51の高さが高さ認識部63において認識されることとなる。
このように、投受光センサ53及びドグ54は、パッド50とアーム51とが上下方向であるZ軸方向に近づいたことを検知する接近検知部を構成している。
搬入手段5Aの−X方向側には、搬出手段5Bが配設されている。搬出手段5Bは、搬入手段5Aと同様の構成を有しているため、同様の符号を付して、その説明を省略する。
加工装置1は、高さ設定部9を備えている。高さ設定部9においては、保持面20aを研削する前に設定されている、該パッド50が保持面20aに保持されたウェーハWを吸引保持するときのアーム51の高さから上記の算出部83が算出した差の分下がった高さが、保持面20aを研削した後の保持面20aに保持されたウェーハWを吸引保持するときのアーム51の高さとして設定されることとなる。
図3には、チャックテーブル2の保持面20aに載置されているウェーハWをパッド50の下面50bに保持する際の、パッド50の下面50bの高さ位置の変化を表すグラフが描画されている。図3においては、保持面20aの研削前に保持面ハイトゲージ101によって測定された保持面20aの高さH1、保持面20aの研削後に保持面ハイトゲージ101によって測定された保持面20aの高さH3、及びその差Dが示されている。
また、図3には、アーム51が最上位位置に位置付けられているときのパッド50の下面50bの高さH5、保持面20aの研削前におけるパッド50の下面50bがウェーハWの上面Waよりも僅かに上に位置付けられているときのパッド50の下面50bの高さH2、及び高さ設定部9において設定された高さから所定距離上の高さ、例えば保持面20aの研削後におけるパッド50の下面50bがウェーハWの上面Waよりも僅かに上に位置付けられているときのパッド50の下面50bの高さH4が示されている。
2 加工装置の動作
上記の加工装置1を用いたウェーハWの研削加工の際の加工装置1の動作について説明する。
まず、砥石340を用いて保持面20aを研削する前に、図1に示した加工装置1のチャックテーブル2の保持面20aにウェーハWが保持されていない状態で、図示しない水平移動手段等を用いてチャックテーブル2を+Y方向に移動させて、チャックテーブル2を加工手段3の下方に位置付ける。
上記の加工装置1を用いたウェーハWの研削加工の際の加工装置1の動作について説明する。
まず、砥石340を用いて保持面20aを研削する前に、図1に示した加工装置1のチャックテーブル2の保持面20aにウェーハWが保持されていない状態で、図示しない水平移動手段等を用いてチャックテーブル2を+Y方向に移動させて、チャックテーブル2を加工手段3の下方に位置付ける。
そして、保持面ハイトゲージ101を用いて保持面20aの高さを測定する。保持面ハイトゲージ101によって測定された保持面20aの高さH1は、第1保持面高さ記憶部81に記憶される。
次に、保持面20aの研削を行う。具体的には、回転軸35を軸にして研削砥石340を回転させながら、加工送り手段4を用いて加工手段3を−Z方向に下降させて、図4に示すように、砥石340の研削面340aをチャックテーブル2の保持面20aに接触させる。そして、保持面20aに研削面340aが接触している状態で、さらに砥石340を−Z方向に押し下げていくことによって、保持面20aが研削される。
保持面20aを研削した後、保持面ハイトゲージ101を用いて保持面20aの高さを測定する。保持面20aの研削後に、保持面ハイトゲージ101によって測定された保持面20aの高さH3は、第2保持面高さ記憶部82に記憶される。
これにより、第1保持面高さ記憶部81に記憶された保持面20aの高さH1から第2保持面高さ記憶部82に記憶された保持面20aの高さH3が算出部83において差し引かれて、両者の差Dが算出される。
そして、保持面20aを研削する前に設定されている、搬入手段5A及び搬出手段5Bのパッド50が保持面20aに保持されたウェーハWを吸引保持するときのアーム51の高さから差D下がった高さが、保持面20aを研削した後の保持面20aに保持されたウェーハWを吸引保持するときのアーム51の高さとして高さ設定部9に設定される。
ここで、保持面20aの研削前においてパッド50が保持面20aに保持されたウェーハWをパッド50に吸引保持するときのパッド50の下面50bの高さは、研削前の保持面20aの高さH1に一致するものとする。従って、高さH1から算出された差Dだけ下がった高さH3が、研削後の保持面20aに保持されたウェーハWをパッド50に吸引保持するときのパッド50の下面50bの高さとなっている。
ここで、保持面20aの研削前においてパッド50が保持面20aに保持されたウェーハWをパッド50に吸引保持するときのパッド50の下面50bの高さは、研削前の保持面20aの高さH1に一致するものとする。従って、高さH1から算出された差Dだけ下がった高さH3が、研削後の保持面20aに保持されたウェーハWをパッド50に吸引保持するときのパッド50の下面50bの高さとなっている。
上記のように高さの設定を行った後、ウェーハWの研削加工を行う。まず、図示しない水平移動手段等を用いてチャックテーブル2を−Y方向に移動させて、チャックテーブル2を搬入手段5Aのパッド50の可動域に位置付けておく。
そして、図1に示したロボット71を用いてカセット70に収容されているウェーハWを一枚取り出して、仮置き領域13に載置する。仮置き領域13に載置されたウェーハWは、位置合わせ手段72によって所定の位置に位置合わせされる。
仮置き領域13において位置合わせがなされたウェーハWを搬入手段5Aのパッド50を用いて吸引保持する。
具体的には、まず、回転軸55を軸にして搬入手段5Aの軸部510を回転させて、搬入手段5Aのアーム51及びパッド50を旋回させることにより、パッド50を仮置き領域13において位置合わせされているウェーハWの上方に位置付ける。さらに、上下手段6を用いてアーム51を−Z方向に下降させて、ウェーハWの上面Waにパッド50の下面50bを接触させる。
具体的には、まず、回転軸55を軸にして搬入手段5Aの軸部510を回転させて、搬入手段5Aのアーム51及びパッド50を旋回させることにより、パッド50を仮置き領域13において位置合わせされているウェーハWの上方に位置付ける。さらに、上下手段6を用いてアーム51を−Z方向に下降させて、ウェーハWの上面Waにパッド50の下面50bを接触させる。
ウェーハWの上面Waにパッド50の下面50bが接触している状態で、吸引バルブ590を開いて吸引源59を作動させることによって、生み出された吸引力が吸引路591及び配管57を通じてパッド50の吸引部500に伝達され、パッド50の吸引面500bにウェーハWの上面Waが吸引保持される。
パッド50の吸引面500bにウェーハWが吸引保持されている状態で、アーム51及びパッド50を旋回させて、パッド50に吸引保持されているウェーハWをチャックテーブル2の保持面20aの上に載置する。
保持面20aにウェーハWが載置されている状態で、保持面20aに接続されている図示しない吸引手段を用いて吸引力を発揮させる。これにより、生み出された吸引力が保持面20aに伝達されて、ウェーハWが保持面20aに吸引保持される。
保持面20aにウェーハWが吸引保持されている状態で、図示しない水平移動手段を用いてチャックテーブル2を+Y方向に移動させて、チャックテーブル2及びチャックテーブル2の保持面20aに吸引保持されているウェーハWを加工手段3の下方に位置付ける。
チャックテーブル2及びチャックテーブル2の保持面20aに吸引保持されているウェーハWが加工手段3の下方に位置付けられている状態で、図示しない回転手段等を用いて回転軸25を軸にしてチャックテーブル2を回転させる。これにより、保持面20aに吸引保持されているウェーハWが回転軸25を軸にして回転する。
さらに、スピンドルモータ32を用いて、回転軸35を軸にスピンドル30を回転させる。これにより、回転軸35を軸にして砥石340が回転する。
保持面20aに吸引保持されているウェーハWが回転軸25を軸にして回転しており、回転軸35を軸にして砥石340が回転している状態で、加工送り手段4を用いて、砥石340を−Z方向に下降させる。
加工送り手段4に駆動されて砥石340が−Z方向に移動していくと、砥石340の研削面340aが保持面20aに保持されているウェーハWの上面Waに接触する。砥石340の研削面340aがウェーハWの上面Waに接触している状態で、加工送り手段4を用いて、さらに砥石340を−Z方向に下降させることによってウェーハWの上面Waが研削される。
ウェーハWの研削加工中には、厚み測定手段100においてウェーハWの厚みを測定する。具体的には、保持面ハイトゲージ101を枠体21の上面21aに、上面ハイトゲージ102をウェーハWの上面Waにそれぞれ接触させて、両者の高さの差をウェーハWの厚みとして算出する。
研削加工により、ウェーハWの厚みが所定の厚みになったら、加工送り手段4を用いて砥石340を+Z方向に上昇させて、砥石340をウェーハWの上面Waから離間させるとともに、図示しない回転手段等を制御してチャックテーブル2の回転を停止させる。
研削加工により、ウェーハWの厚みが所定の厚みになったら、加工送り手段4を用いて砥石340を+Z方向に上昇させて、砥石340をウェーハWの上面Waから離間させるとともに、図示しない回転手段等を制御してチャックテーブル2の回転を停止させる。
さらに、図示しない水平移動手段等を用いてチャックテーブル2を−Y方向に移動させて、チャックテーブル2を搬出手段5Bのパッド50の可動域に位置付けるとともに、チャックテーブル2に接続されている図示しない吸引手段を停止させて、保持面20aに作用している吸引力を取り除く。
次いで、搬出手段5Bを用いてウェーハWをチャックテーブル2の保持面20aから搬出する。具体的には、まず、回転軸55を軸にして搬入手段5Aの軸部510を回転させて、搬出手段5Bのアーム51及びパッド50を旋回させることにより、保持面20aのウェーハWの上方に位置付ける。
そして、高さ設定部9に設定された高さ位置に基づいて、上下手段6を用いて搬入手段5Aのアーム51を−Z方向に高速で下降させて、アーム51が最上位位置にあるときのパッド50の下面50bの高さH5(図3参照)から、ウェーハWの上面Waより僅かに上の高さH4にパッド50の下面50bを位置付ける。
さらに、ウェーハWの上面Waより僅かに上の高さH4にパッド50の下面50bが位置付けられている状態で、上下手段6を用いてアーム51を−Z方向に低速で下降させて、研削前の保持面20aの高さH3にパッド50の下面50bを位置付ける。そうすると、やがて、パッド50の吸引面500bがウェーハWの上面Waに接触する。これにより、パッド50の下面50bにウェーハWを吸引保持するときの高さに位置付けられる。
そして、ウェーハWの上面Waにパッド50の下面50bが接触している状態で、吸引バルブ590を開いて吸引源59を作動させることによって、生み出された吸引力が吸引路591及び配管57を通じてパッド50の吸引部500に伝達され、パッド50の吸引面500bにウェーハWの上面Waが吸引保持される。
さらに、チャックテーブル2の吸引部20における吸引作用を解除し、パッド50にウェーハWが吸引保持されている状態でアーム51を上昇及び旋回させて、ウェーハWをチャックテーブル2の保持面20aから、図1に示した洗浄領域14に移動する。次いで、洗浄領域14においてスピンナ洗浄手段73を用いてウェーハWの上面Waを洗浄する。その後、ロボット71を用いてウェーハWをカセット70へと収容する。
加工装置1によるウェーハWの加工においては、保持面ハイトゲージ101を用いて研削前後の保持面20aの高さをそれぞれ測定して、算出部83において両高さの差を求め、保持面20aを研削(セルフグラインド)しなかったとすれば研削後のウェーハWの上面が位置したであろう高さ位置よりもその差に応じた分だけ下方の位置にパッド50の下面50bを位置付けている。これにより、研削により高さが低くなった保持面20aの上に載置されているウェーハWについてもパッド50の下面50bをウェーハWの上面Waを接触させることができるため、セルフグラインドがなされた保持面20aに載置されているウェーハWをパッド50の下面50bに保持することが可能となっている。
また、上下手段6を用いて搬入手段5Aのアーム51を−Z方向に高速で下降させて、アーム51が最上位位置にあるときのパッド50の下面50bの高さH5からウェーハWの上面Waより僅かに上の高さH4に、パッド50の下面50bを位置付けることによって、パッド50の高さ位置がウェーハWの上面Waから僅かに上の高さH4までのアーム51の下降にかかる時間を短縮でき、ウェーハWの加工全体に要する時間的コストの削減を図られる。
そして、ウェーハWの上面Waから僅かに上の高さH4にパッド50の下面50bが位置付けられている状態で、さらに、上下手段6を用いてアーム51を−Z方向に低速で下降させて、パッド50の下面50bを研削後の保持面20aの高さ位置H3に位置付けることによって、ウェーハWの上面Waにパッド50の下面50bが接触する際、及びパッド50の下面50bと保持面20aとの間においてウェーハWが押圧される際にウェーハWが破損するのを防ぐことができる。
1:研削装置 10:ベース 11:コラム
100:厚み算出手段 101:保持面ハイトゲージ 102:上面ハイトゲージ
103:筐体 12:カセット載置部 13:仮置き領域 14:洗浄領域
2:チャックテーブル 20:吸引部 20a:保持面 21:枠体 21:枠体上面
25:回転軸 27:カバー 28:蛇腹
3:研削手段 30:スピンドル 31:ハウジング 32:スピンドルモータ
33:マウント 34:研削ホイール 340:砥石 340a:研削面
341:ホイール基台 35:回転軸
4:研削送り手段 40:ボールネジ 41:ガイドレール 42:Z軸モータ
43:昇降板 44:ホルダ 45:回転軸
5A:搬入手段 5B:搬出手段 50:パッド 50b:パッドの下面
500:吸引部 500b:吸引面 501:枠体 501a:枠体の上面
501b:枠体の下面 51:アーム 51a:アームの一端 51b:アームの他端
510:軸部 52:環状部材 52a:環状部材の上面 52b:環状部材の下面
520:貫通孔 521:開口
53:投受光センサ 530:投光部 531:受光部
54:ドグ 54a:ドグの上端 55:回転軸
56:吊持部 560:軸部 561:ツバ部 562:バネ 562a:バネの上端
562b:バネの下端 57:配管 a:分岐点
58:エア供給源 580:エアバルブ 581:エア流路
59:吸引源 590:吸引バルブ 591:吸引路
6:上下手段 60:ボールネジ 61:ガイドレール 62:モータ
63:高さ認識部 65:回転軸 66:ナット
70:カセット 71:ロボット 710:ロボットハンド 711:軸部
72:位置合わせ手段 73:スピンナ洗浄手段 730:スピンナテーブル
731:洗浄水供給ノズル
81:第1保持面高さ記憶部 82:第2保持面高さ記憶部 83:算出部
9:高さ設定部
W:ウェーハ Wa:ウェーハの上面 A:搬入出領域 B:加工領域 L:光軸
H1:研削前の保持面の高さ
H2:研削前の保持面に保持されたウェーハの上面よりも僅かに上の高さ
H3:研削後の保持面の高さ
H4:研削後の保持面に保持されたウェーハの上面よりも僅かに上の高さ
D:研削前の保持面の高さから研削後の保持面の高さを差し引いた差
100:厚み算出手段 101:保持面ハイトゲージ 102:上面ハイトゲージ
103:筐体 12:カセット載置部 13:仮置き領域 14:洗浄領域
2:チャックテーブル 20:吸引部 20a:保持面 21:枠体 21:枠体上面
25:回転軸 27:カバー 28:蛇腹
3:研削手段 30:スピンドル 31:ハウジング 32:スピンドルモータ
33:マウント 34:研削ホイール 340:砥石 340a:研削面
341:ホイール基台 35:回転軸
4:研削送り手段 40:ボールネジ 41:ガイドレール 42:Z軸モータ
43:昇降板 44:ホルダ 45:回転軸
5A:搬入手段 5B:搬出手段 50:パッド 50b:パッドの下面
500:吸引部 500b:吸引面 501:枠体 501a:枠体の上面
501b:枠体の下面 51:アーム 51a:アームの一端 51b:アームの他端
510:軸部 52:環状部材 52a:環状部材の上面 52b:環状部材の下面
520:貫通孔 521:開口
53:投受光センサ 530:投光部 531:受光部
54:ドグ 54a:ドグの上端 55:回転軸
56:吊持部 560:軸部 561:ツバ部 562:バネ 562a:バネの上端
562b:バネの下端 57:配管 a:分岐点
58:エア供給源 580:エアバルブ 581:エア流路
59:吸引源 590:吸引バルブ 591:吸引路
6:上下手段 60:ボールネジ 61:ガイドレール 62:モータ
63:高さ認識部 65:回転軸 66:ナット
70:カセット 71:ロボット 710:ロボットハンド 711:軸部
72:位置合わせ手段 73:スピンナ洗浄手段 730:スピンナテーブル
731:洗浄水供給ノズル
81:第1保持面高さ記憶部 82:第2保持面高さ記憶部 83:算出部
9:高さ設定部
W:ウェーハ Wa:ウェーハの上面 A:搬入出領域 B:加工領域 L:光軸
H1:研削前の保持面の高さ
H2:研削前の保持面に保持されたウェーハの上面よりも僅かに上の高さ
H3:研削後の保持面の高さ
H4:研削後の保持面に保持されたウェーハの上面よりも僅かに上の高さ
D:研削前の保持面の高さから研削後の保持面の高さを差し引いた差
Claims (2)
- 保持面においてウェーハを保持する保持手段と、該保持面に保持されたウェーハを加工する加工手段と、該保持面にウェーハを搬入する搬入手段と、該保持面に保持されたウェーハを該保持面から搬出する搬出手段と、を備える加工装置であって、
該搬入手段および該搬出手段は、ウェーハの上面を保持する吸引面を下面に備えるパッドと、該パッドを吊持するアームと、該アームを該保持面に垂直な上下方向に移動させる上下手段と、を備え、
該上下手段は、該アームの該上下方向の移動をガイドするガイドレールと、該上下方向に延在し該アームに螺合されるボールネジと、該ボールネジを回転させるモータと、該アームの高さを認識する高さ認識部と、を備え、
該保持面の高さを測定するハイトゲージを備え、
該加工手段は、該保持面に保持されたウェーハおよび該保持面を研削する砥石を備え、
該砥石を用いて該保持面を研削する前に該ハイトゲージで測定した保持面高さを記憶する第1保持面高さ記憶部と、
該砥石を用いて該保持面を研削した後に該ハイトゲージで測定した保持面高さを記憶する第2保持面高さ記憶部と、
該第1保持面高さ記憶部に記憶された保持面高さから該第2保持面高さ記憶部に記憶される保持面高さを差し引いて差を算出する算出部と、
該保持面を研削する前に設定されている、該パッドが該保持面に保持されたウェーハを吸引保持するときの該アームの高さから該差下がった高さを、該保持面を研削した後の該保持面に保持されたウェーハを吸引保持するときの該アームの高さとして設定する高さ設定部と、
を備える加工装置。 - 該上下手段は、該アームを該高さ設定部において設定された高さから所定距離上まで低速で移動させ、設定された高さから所定距離上から最上位位置まで高速で移動させる機能を備える請求項1記載の加工装置。
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JP2015039755A (ja) * | 2013-08-23 | 2015-03-02 | 株式会社ディスコ | 研削装置のセットアップ方法 |
JP2016013585A (ja) * | 2014-07-01 | 2016-01-28 | 株式会社ディスコ | 板状ワークの搬出方法 |
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2019
- 2019-10-10 JP JP2019186712A patent/JP2021062418A/ja active Pending
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