JP3927018B2 - 切削装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カセットに収容された半導体ウエーハを搬出して切削するための切削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状の板状物である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、該回路が形成された各領域をストリートと呼ばれる切断ラインに沿ってダイシング装置によって分割することにより個々の半導体チップを製造している。このような半導体ウエーハの分割は、一般にダイシング装置としての切削装置によって行われる。切削装置は半導体ウエーハを収容したカセットを載置するカセット載置機構と、該カセット載置機構に載置されたカセットから搬送された半導体ウエーハ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半導体ウエーハを切削する切削機構とを具備している。
【０００３】
なお、上記半導体ウエーハは、個々のチップに分割された際にバラバラにならないように、環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着された状態でカセットに収納される。また、切削装置によって個々のチップに完全に分割しないで上記切断ラインに沿って所定の深さの切削溝を形成し、その後半導体ウエーハの裏面を上記削溝が表出するまで研削することにより個々のチップに分割する、所謂先ダイシングと称する分割方法においては、切削装置のカセットに収容される半導体ウエーハは保護テープを介してフレームに支持する必要はなく半導体ウエーハ単体でもよい。カセットに収納された半導体ウエーハは切削装置が配置されたクリーンルームに搬送されるが、搬送中にその表面にコンタミが付着しないように、カセットの搬出入開口にカセット蓋を装着した蓋付きカセットが用いられるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
而して、蓋付きカセットを用いた場合には、切削装置が配置されたクリーンルームに搬送された後に、オペレータが半導体ウエーハを収容したカセットのカセット蓋を取り外して切削装置のカセット載置機構に載置している。また、カセットに収容された半導体ウエーハの切削加工が終了して、この加工済の半導体ウエーハがカセットに戻されたならば、オペレータはカセットにカセット蓋を装着して次工程に搬送する。このため、オペレータがカセット蓋の着脱作業を行わなければならないとともに、取り外した蓋を管理しなければならず、その取扱いが面倒である。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、カセット載置機構に半導体ウエーハを収容したカセットを載置することにより、カセットに装着されるカセット蓋の着脱を行うことができる切削装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、装置ハウジングの側壁に沿って配設され半導体ウエーハを収容したカセットを載置するカセットテーブルを備えたカセット載置機構と、該カセットテーブルに載置された該カセットから搬出された半導体ウエーハ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半導体ウエーハを切削する切削機構とを具備する切削装置において、
該カセット載置機構は、該カセットテーブルを該カセットから半導体ウエーハを搬出する搬出入位置と、該搬出入位置より下方に設定された蓋着脱位置とに位置付ける昇降機構を具備しており、
該カセット載置機構の該カセットテーブルが該蓋着脱位置に位置付けられた状態で、該カセットテーブル上に載置された該カセットにカセット蓋を着脱する蓋着脱機構を備えた、
ことを特徴とする切削装置が提供される。
【０００７】
上記蓋着脱機構は、待機位置と作業位置との間を移動可能に構成された移動基台と、該移動基台に配設され該作業位置においてカセット蓋に配設されたラッチを作動せしめるラッチ作動手段と、該移動基台に配設されカセット蓋を保持するカセット蓋保持手段とを具備している。また、上記カセット蓋保持手段は、負圧の作用によってカセット蓋を吸引保持する吸引保持手段からなっている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された切削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１には、本発明に従って構成された切削装置の斜視図が示されている。
図示の実施形態における切削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持するチャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に装着された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２が図示しない負圧制御手段に接続されている。従って、吸着チャック３２の表面である載置面上に被加工物である例えば円板形状の半導体ウエーハを載置し、図示しない負圧制御手段によって吸着チャック３２に負圧を作用せしめると、半導体ウエーハは吸着チャック３２上に吸引保持される。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回動可能に構成されている。このように構成されたチャックテーブル３の吸着チャック支持台３１の側方には、ダミーウエーハ保持テーブル３４が装着されている。このダミーウエーハ保持テーブル３４は図示しない負圧制御手段に接続されており、被加工物である半導体ウエーハの厚さと同一の厚さを有するダミーウエーハ３５を吸着保持するようになっている。また、チャックテーブル３の吸着チャック支持台３１には、チャックテーブル３の回転中心に対してダミーウエーハ保持テーブル３４と点対象位置に、ダミーウエーハ保持テーブル３４の重量を相殺するバランスウエイト３６が装着されている。従って、チャックテーブル３の吸着チャック支持台３１は、ダミーウエーハ保持テーブル３４の重量によって傾くことがなく、水平状態に維持される。
【００１０】
図示の実施形態における切削装置は、切削機構としてのスピンドルユニット４を具備している。スピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転駆動される回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２に装着された切削ブレード４３とを具備している。
【００１１】
図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル３を構成する吸着チャック３２の表面に保持された半導体ウエーハの表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出したり、切削溝の状態を確認したりするための撮像機構５を具備している。この撮像機構５は、上記ダミーウエーハ保持テーブル３４に保持されたダミーウエーハ３５の表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削された切削溝の確認も行う。なお、撮像機構５は顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっている。また、ダイシング装置は、撮像機構５によって撮像された画像を表示する表示手段６を具備している。
【００１２】
図示の実施形態における切削装置は、カセット載置領域に配設され被加工物である半導体ウエーハを収容したカセットを載置するカセット載置機構８を具備している。ここで、カセット載置機構８に載置するカセットについて図２乃至図４を参照して説明する。
図示の実施形態におけるカセット７は、カセット本体７１と、該カセット本体７１に着脱可能に装着されるカセット蓋７２とからなっている。カセット本体７１は、一側部に半導体ウエーハを出し入れするための搬出入開口７１１を備えており、内部には半導体ウエーハ１０を載置するための複数個のラック棚７１２が上下方向に設けられている。また、カセット本体７１の搬出入開口７１１部の両側壁には、後述するラッチが嵌入する嵌入穴７１３、７１３が設けられている（図２には一方の嵌入穴７１３のみが示されている）。
【００１３】
カセット蓋７２は、図３に示すように上記カセット本体７１の搬出入開口７１１に嵌合される嵌合部７２１と、該嵌合部７２１の背面に形成されたフランジ部７２２とからなっている。カセット蓋７２を構成する嵌合部７２１には、図４に示すように２個のラッチ７３、７３が装着されている。このラッチ７３は、ラッチ部７３１と軸部７３２とからなっており、軸部７３２が嵌合部７２１の前壁に軸受ブッシュ７４を介して回動可能に支持されている。ラッチ７３を構成するラッチ部７３１の中心部には、後述するラッチキーが挿入する矩形状のキー穴７３１ａが形成されている。なお、カセット蓋７２を構成する嵌合部７２１の両側壁には、上記ラッチ部７３１および上記カセット本体７１に形成された嵌入穴７１３、７１３と対応する位置にラッチ部７３１の回動を許容する開口７２１ａ、７２１ａが設けられている。従って、カセット本体７１の搬出入開口７１１にカセット蓋７２の嵌合部７２１を嵌合した後、ラッチ７３、７３を図４において実線で示す開錠状態から角度９０度回動すると、ラッチ部７３１、７３１は図４において２点鎖線で示すように開口７２１ａ、７２１ａを通して上記嵌入穴７１３、７１３に嵌入し、カセット蓋７２がカセット本体７１に施錠される。また、カセット蓋７２を構成するフランジ部７２２には、上記ラッチ７３を構成するラッチ部７３１に設けられた矩形状のキー穴７３１ａと対応する位置にキー挿入穴７２２ａが形成されている。
【００１４】
次に、上記カセット７を載置するカセット載置機構８について、図１および図５を参照して説明する。カセット載置機構８は、カセット７を載置するカセットテーブル８１と、該カセットテーブル８１を昇降せしめる昇降機構８２とからなっている。カセットテーブル８１は、図１に示すように上面に上記カセット７を載置したとき位置決めするための位置決め部材８１１が設けられているとともに、カセットが載置されていることを検出するカセットセンサー８１２が配設されている。昇降機構８２は、図５に示すように装置ハウジング２の側壁２２に沿って上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド８２１と、該雄ねじロッド８２１を回転せしめる正転および逆転可能なパルスモータ８２２とを具備しており、雄ねじロッド８２１に上記カセットテーブル８１の一端部に設けられた雌ねじ穴８１３が螺合するようになっている。従って、パルスモータ８２２を一方向に回転駆動するとカセットテーブル８１は雄ねじロッド８２１に沿って下降せしめられ、パルスモータ８２２を他方向に回転駆動するとカセットテーブル８１は雄ねじロッド８２１に沿って上昇せしめられる。このように昇降せしめられるカセットテーブル８１は、図５の（ｂ）、（ｃ）に示す下降位置である蓋着脱位置と、図５の（ａ）、（ｄ）および図１に示す上昇位置である搬出入位置の間を移動する。なお、搬出入位置においては、カセットテーブル８１は載置されたカセット７に収容されている半導体ウエーハ１０の収容位置に対応して調整される。
【００１５】
図示の実施形態における切削装置は、図５に示すように上記カセット載置機構８と対向して配設された蓋着脱機構９を具備している。この蓋着脱機構９は、図５の（ｂ）、（ｃ）に示す上記カセットテーブル８１の蓋着脱位置において対向するように配設されている。蓋着脱機構９について、図５および図７を参照して説明する。
図示の実施形態における蓋着脱機構９は、支持台９１上に配設された固定基台９２を備えている。固定基台９２の上面中央部には、上記カセット載置手段７の雄ねじロッド８２１に対して垂直方向に延びる案内レール９２１が設けられている。この固定基台９２の上面には案内レール９２１に沿って移動可能に移動基台９３が配設されている。この移動基台９３は、水平部９３１と垂直部９３２とによってＬ字状に形成されており、水平部９３１が上記案内レール９２１に沿って移動可能に配設されている。また、固定基台９２の上面には、上記案内レール９２１の両側にエアシリンダ９４、９４が配設されており、このエアシリンダ９４、９４のピストンロッド９４１、９４１の先端が上記移動基台９３の水平部９３１に連結されている。なお、エアシリンダ９４、９４は、図示しない高圧空気制御手段に接続されており、移動基台９３を案内レール９２１に沿って進退せしめる。従って、エアシリンダ９４、９４は、移動基台９３を進退せしめる進退手段として機能する。
【００１６】
上記移動基台９３を構成する垂直部９３２には、上記ラッチ７３、７３を構成するラッチ部７３１、７３１に形成されたキー穴７３１ａ、７３１ａに挿入するラッチキー９５、９５が前面より突出して回動可能に配設されている。このラッチキー９５、９５は、垂直部９３２の背面に配設されたエアモータ９６、９６によって略９０度の角度に渡って回動せしめられる。なお、エアモータ９６、９６は、図示しない高圧空気制御手段に接続されている。これらラッチキー９５、９５およびエアモータ９６、９６は、後述するようにラッチキー９５、９５を作動せしめるラッチ作動手段として機能する。また、垂直部９３２の前面には２個の吸着パッド９７、９７が配設されている。この吸着パッド９７、９７は、図示しない負圧制御手段に接続されており、適宜吸着パッド９７、９７に負圧を作用せしめる。従って、吸着パッド９７、９７は上記カセット８のカセット蓋７２に接触して負圧が作用せしめられると、カセット蓋７２を吸引保持することができる。従って、吸着パッド９７、９７は、移動基台９３にカセット蓋７２を保持するカセット蓋保持手段として機能する。
【００１７】
図１に戻って説明を続けると、上記カセット載置機構８に載置されたカセット７に収容された被加工物としての半導体ウエーハ１０を搬出する被加工物搬出機構１１を備えている。この被加工物搬出機構１１は、カセット載置機構８に載置されたカセット７に対して進退することにより、カセット７に収容された半導体ウエーハ１０を仮置き領域に配設された位置合わせ機構１２に搬送される。以下、位置合わせ機構１２について、図１、図８および図９を参照して説明する。
【００１８】
図示の実施形態における位置合わせ機構１２は、上記被加工物搬出機構１１によってカセット７から搬出された半導体ウエーハ１０を載置するセンターテーブル１２１を備えている。このセンターテーブル１２１は、吸着チャック支持台１２２と、該吸着チャック支持台１２２上に装着された吸着チャック１２３を具備している。吸着チャック支持台１２２および吸着チャック１２３は、回動手段としての電動モータ１２４によって適宜回転せしめられるようになっている。なお、吸着チャック１２３は、図示しない負圧制御手段に接続されており、適宜負圧が作用せしられるようになっている。
【００１９】
図示の実施形態における位置合わせ機構１２は、装置ハウジング２の上壁２１上に上記センターテーブル１２１を挟んで互いに対向して配設された一対の移動調整板１３１、１３１を具備している。この一対の移動調整板１３１、１３１は、互いに対向する側の中央部に後述する被加工物載置テーブルとの干渉を回避するための半円形の凹部１３１ａ、１３１ａを備えており、その上面が上記センターテーブル１２１の上面より僅かに低い位置に配置されている。一対の移動調整板１３１、１３１の下面にはそれぞれ両端部に被案内ピン１３２、１３２が配設されており、この被案内ピン１３２、１３２が装置ハウジング２の上壁２１に形成された案内溝２１１、２１１に挿通されている。従って、被案内ピン１３２、１３２を装着した一対の移動調整板１３１、１３１は、案内溝２１１、２１１に沿って移動可能に構成されている。
【００２０】
図示の実施形態においては、上記一対の移動調整板１３１、１３１を案内溝２１１、２１１に沿って移動するための４個のエアシリンダ１３３を備えており、この４個のエアシリンダ１３３のピストンロッド１３４がそれぞれ上記被案内ピン１３３に連結される。エアシリンダ１３３のピストンロッド１３４には複数個の連結穴１３４ａが設けられており、上記カセット７に収容された半導体ウエーハ１０のサイズに対応した位置の連結穴１３４ａを挿通する連結ピン１３５によって被案内ピン１３２に連結される。なお、４個のエアシリンダ１３３は、図示しない圧縮空気制御手段に接続されている。図示しない圧縮空気制御手段によって作動せしめられる４個のエアシリンダ１３３は、一対の移動調整板１３１、１３１を図８において実線で示す退避位置と図８において２点鎖線で示す調整位置に位置付ける。従って、４個のエアシリンダ１３３は、一対の移動調整板１３１、１３１を退避位置と調整位置に位置付ける調整板作動手段として機能する。
【００２１】
位置合わせ機構１２を構成する一対の移動調整板１３１、１３１には、それぞれ両端部に調整ピン１３６、１３６が上面から突出して配設されている。この調整ピン１３６は、図９に示すように円筒形の調整部１３６ａと、該調整部１３６ａの下面から突出して形成され軸部１３６ｂとからなっており、軸部１３６ｂが一対の移動調整板１３１、１３１に設けられた軸穴１３１ｂに嵌合される。調整ピン１３６を構成する軸部１３６ｂは、調整部１３６ａの中心から偏芯して設けられている。従って、調整ピン１３６は、軸部１３６ｂを中心として回動することにより、各調整部１３６ａ間の距離を変更することができ、半導体ウエーハの製造ロットによる直径の僅かな違いに対応して調整することができる。なお、一対の移動調整板１３１、１３１には端面から上記軸穴１３１ｂに達するねじ穴１３１ｃが形成されており、このねじ穴１３１ｃに規制ボルト１３７が螺合されている。この規制ボルト１３７は、上記調整ピン１３６の調整後に軸部１３６ｂを締付て調整ピン１３６の回動を規制する。なお、位置合わせ機構１２を構成するセンターテーブル１２１、一対の移動調整板１３１、１３１、調整ピン１３６、エアシリンダ１３３は、一対の移動調整板１３１、１３１を退避位置と調整位置に位置付ける調整板作動手段は、半導体ウエーハの中心位置を合わせる中心調整手段として機能する。
【００２２】
図示の実施形態における位置合わせ機構１２は、図１に示すように装置ハウジング２の上壁２１に配設された半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８を具備している。この半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８は例えば反射式の検出器からなり、半導体ウエーハ１０の外周に設けられた結晶方位を表すノッチ１０ａ（図２参照）またはオリエンテーションフラットを検出する。なお、半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８は上記一対の移動調整板１２１と１２１との中間部に配設され、半導体ウエーハのサイズに対応するために複数個備えている。
【００２３】
半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８は、半導体ウエーハ１０を吸引保持したセンターテーブル１２１を回動することにより、半導体ウエーハの外周に設けられた結晶方位を表すノッチ１０ａを検出する。この半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８からの検出信号に基づいて電動モータ１２４の駆動を停止することにより、半導体ウエーハ１０は結晶方位の位置が位置合わせされる。なお、半導体ウエーハ１０の結晶方位を示すマークがオリエンテーションフラットである場合には、半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８によって、オリエンテーションフラットの両端部を検出し、この検出信号に基づいて図示しない制御手段が検出された両端部間の角度を演算し、この半分の角度だけセンターテーブル１２１を反転して戻すことによって、半導体ウエーハ１０の結晶方位の位置合わせを行うことができる。従って、半導体ウエーハ１０を保持するセンターテーブル１２１と、半導体ウエーハの外周に設けられた結晶方位を表すマークを検出する半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８と、センターテーブル１２１を回動せしめる回動手段としての電動モータ１２４は、結晶方位調整手段として機能する。
【００２４】
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記位置合わせ機構１２に搬出され後述するように位置決めされた半導体ウエーハ１０を上記チャックテーブル３上に搬送する第１の搬送機構１４と、チャックテーブル３上において切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄する洗浄手段１５と、チャックテーブル３上において切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄手段１５へ搬送する第２の搬送機構１６を具備している。上記第１の搬送機構１４および第２の搬送機構１６はそれぞれ吸引保持部１４１および１６１を備えており、図１０に示すように円錐状のパッドの内面に沿って空気を流すことにより中央部に負圧を発生せしめるベルヌーイパッドによって構成されている。なお、ベルヌーイパッド自体の構成は従来周知のものでよい。ベルヌーイパッドからなる吸引保持部１４１および１６１は、図示しない高圧空気制御手段に接続されており、適宜円錐状のパッドの内面に沿って空気を流すことにより中央部に負圧が生成されるようになっている。
【００２５】
図示の実施形態における切削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
半導体ウエーハ１０の切削を行うに際しては、図２に示すようにカセット本体７１内に半導体ウエーハ１０を収容しカセット蓋７２を装着したカセット７を、カセット載置機構８のカセットテーブル８１上の所定位置に載置する。なお、カセットテーブル８１上にカセット７を載置する場合には、カセットテーブル８１は図１および図５の（ａ）に示すように上昇位置である搬出入位置に位置付けられている。図５の（ａ）に示すようにカセット７がカセットテーブル８１上の所定位置に載置されたならば、カセットセンサー８１２が検出信号を図示しない制御手段に送る。カセットセンサー８１２からの検出信号に基づいて、図示しない制御手段は以下の制御を実行する。先ず、図５の（ａ）に示すように昇降機構８２のパルスモータ８２２を一方向に回転駆動し、カセット７を載置したカセットテーブル８１を雄ねじロッド８２１に沿って下降せしめ、図５の（ｂ）に示す蓋着脱機構９と対向する蓋着脱位置に位置付ける。
【００２６】
次に、蓋着脱機構９のエアシリンダ９４、９４を作動し、移動基台９３を図５の（ｂ）で示す待機位置から図において左方に移動して図５の（ｃ）に示す作業位置に位置付ける。このとき、移動基台９３の垂直部９３２に配設されたラッチキー９５、９５が、カセット蓋７２のフランジ部７２２に形成されたキー挿入穴７２２ａ、７２２ａから挿入されて、ラッチ７３、７３に形成されたキー穴７３１ａ、７３１ａに挿入される。なお、このときラッチ７３、７３は図４において２点鎖線で示す施錠状態にある。また、移動基台９３が図５の（ｃ）に示す作業位置に位置付けられると、垂直部９３２の前面に配設された吸着パッド９７、９７がカセット蓋７２の表面に接触する。次に、エアモータ９６、９６を作動してラッチキー９５、９５を一方向へ略９０度回動し、ラッチ７３、７３を図４において実線で示す開錠状態にする。そして、吸着パッド９７、９７に負圧を作用せしめて、カセット蓋７２を吸引保持する。その後、蓋着脱機構９のエアシリンダ９４、９４を作動し、移動基台９３を図５の（ｃ）において実線で示す作業位置から図において右方に移動して図５の（ｃ）において２点鎖線で示す待機位置に位置付ける。このとき、カセット蓋７２は移動基台９３に配設された吸着パッド９７、９７によって吸引保持されている。このようにして、カセット蓋７２を保持した移動基台９３が図５の（ｃ）において２点鎖線で示す待機位置に位置付けられたならば、昇降機構８２のパルスモータ８２２を他方向に回転駆動し、カセット蓋７２が取り外されたカセット本体７１を載置したカセットテーブル８１を雄ねじロッド８２１に沿って上昇せしめ、図１および図５の（ｄ）に示す搬出入位置に位置付ける。
【００２７】
上述したように、カセット蓋７２が取り外されたカセット本体７１を載置したカセットテーブル８１が図１および図５の（ｄ）に示す搬出入位置に位置付けされることにより、カセット本体７１に収容された半導体ウエーハ１０の切削作業の準備が完了する。
そして、切削作業の開始指令がなされると、被加工物搬出機構１１が進退作動してカセット本体７１の所定位置に収容された半導体ウエーハ１０を位置合わせ機構１２のセンターテーブル１２１上に搬送する。センターテーブル１２１上に半導体ウエーハ１０が載置されたならば、位置合わせ機構１２は半導体ウエーハ１０の中心位置合わせおよび結晶方位の位置合わせを実行する。以下、これら位置合わせ作動について、主に図８を参照して説明する。
【００２８】
上述したようにセンターテーブル１２１上に半導体ウエーハ１０が載置されたら、位置合わせ機構１２の４個のエアシリンダ１３４を作動して、一対の移動調整板１３１、１３１を図８において実線で示す退避位置から案内溝２１１、２１１に沿って互いに接近する方向に所定量移動する。そして、一対の移動調整板１３１、１３１が図８において２点鎖線で示す調整位置まで移動せしめられ、該一対の移動調整板１３１、１３１に配設された４個の調整ピン１３６の全てが半導体ウエーハ１０の外周縁に当接することにより、半導体ウエーハ１０が中心位置合わせされる。
【００２９】
センターテーブル１２１に載置された半導体ウエーハ１０の中心位置合わせが終了したら、４個のエアシリンダ１３４を作動して一対の移動調整板１３１、１３１を互いに離反する方向に移動して、図８において実線で示す退避位置に位置付ける。そして、位置合わせ機構１２は、半導体ウエーハ１０の結晶方位の位置合わせを実行する。即ち、上述したようにセンターテーブル１２１に負圧を作用せしめて半導体ウエーハ１０を吸引保持し、電動モータ１２４を回転駆動してセンターテーブル１２１を回動するとともに、半導体ウエーハ１０のサイズに対応した位置に配設された半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８を作動する。そして、半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８が半導体ウエーハの外周に設けられた結晶方位を表すノッチ１０ａを検出した位置で、電動モータ１２４の駆動を停止することにより、半導体ウエーハ１０は結晶方位の位置が位置合わせされる。なお、半導体ウエーハ１０の結晶方位を示すマークがオリエンテーションフラットである場合には、半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８によって、オリエンテーションフラットの両端部を検出し、この検出信号に基づいて図示しない制御手段が検出された両端部間の角度を演算し、この半分の角度だけセンターテーブル１２１を反転して戻すことによって、半導体ウエーハ１０の結晶方位の位置合わせを行うことができる。このように、半導体ウエーハ１０の結晶方位の位置合わせが終了したら、センターテーブル１２１に作用している負圧を解除し、半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。
【００３０】
上述したようにセンターテーブル１２１上で位置合わせされた半導体ウエーハ１０は、第１の搬送機構１４の旋回作動により上記チャックテーブル３を構成する吸着チャック３２の載置面上に搬送される。このとき、半導体ウエーハ１０は、上述したように中心位置および結晶方位の位置合わせがなされているので、チャックテーブル３に所定の位置関係をもって載置される。なお、半導体ウエーハ１０を搬送する第１の搬送機構１４の吸引保持部１４１はベルヌーイパッドによって構成されているので、半導体ウエーハ１０の表面に接触することがないため、半導体ウエーハの表面を損傷することはない。吸着チャック３２の載置面上に搬送された半導体ウエーハ１０は、図示しない負圧制御手段によって作用される負圧によって吸引保持される。このようにして半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３は、撮像機構５の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像機構５の直下に位置付けられると、撮像機構５によって半導体ウエーハ１０に形成されている切断ラインが検出され、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節して精密位置合わせ作業が行われる。また、スピンドルユニット４を作動して切削ブレード４３をダミーウエーハ保持テーブル３４上に保持されたダミーウエーハ３５上に位置付け、切削ブレード４３を回転しつつ切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動してダミーウエーハ３５を切削し、切り込み深さを設定する。
【００３１】
その後、設定された切り込み深さの位置に切削ブレード４３を位置付け、所定の方向に回転させつつ、半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３を切削送り方向である矢印Ｘで示す方向（切削ブレード４３の回転軸と直交する方向）に切削送りすることにより、チャックテーブル３に保持された半導体ウエーハ１０は切削ブレード４３により所定の切断ラインに沿って所定深さの切削溝が形成される。即ち、切削ブレード４３は割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されて位置決めされたスピンドルユニット４に装着され、回転駆動されているので、チャックテーブル３を切削ブレード４３の下側に沿って切削送り方向（Ｘ軸方向）に移動することにより、チャックテーブル３に保持された半導体ウエーハ１０は切削ブレード４３により完全切断されることなく所定の切断ラインに沿って設定された所定の切り込み深さで切削される。このようにして半導体ウエーハ１０の切削が終了した後、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３は、最初に半導体ウエーハ１０を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。
【００３２】
次に、チャックテーブル３上において吸引保持が解除された切削加工済の半導体ウエーハ１０は、第２の搬送機構１６の作動によって上記洗浄手段１５に搬送される。このとき、第２の搬送機構１６の吸引保持部１６１はベルヌーイパッドによって構成されているので、半導体ウエーハ１０の表面に接触することがないため、半導体ウエーハの表面を損傷することがないとともに、切削溝が形成されて分割され易い状態の半導体ウエーハを割ることはない。洗浄手段１５に搬送された半導体ウエーハ１０は、洗浄手段１５によって上記切削時に生成されたコンタミが洗浄除去される。洗浄手段１５によって洗浄されてた半導体ウエーハ１０は、第１搬送機構１４によって上記位置合わせ機構１２のセンターテーブル１２１上に搬送される。このときも、第１の搬送機構１４の吸引保持部１４１はベルヌーイパッドによって構成されているので、半導体ウエーハ１０の表面に接触することがないため、半導体ウエーハの表面を損傷することはない。位置合わせ機構１２のセンターテーブル１２１上に搬送された半導体ウエーハ１０は、被加工物搬出手段１１によって搬出入位置に位置付けられているカセット本体７１の所定位置に収容されたる。
【００３３】
以上の切削作業が繰り返し実行され、カセット本体７１に収容された全ての半導体ウエーハ１０について切削加工が終了したら、カセット本体７１にカセット蓋７２を装着する工程が実行される。以下、カセット蓋の装着工程について、図６を参照して説明する。
図６（ａ）は、搬出入位置に位置付けられているカセット本体７１に切削加工が終了した半導体ウエーハ１０が収容された状態を示している。カセット本体７１にカセット蓋７２を装着するには、図６（ａ）の状態から昇降機構８２のパルスモータ８２２を一方向に回転駆動し、カセット本体７１を載置したカセットテーブル８１を雄ねじロッド８２１に沿って下降せしめ、図５の（ｂ）に示す蓋着脱機構９と対向する蓋着脱位置に位置付ける。このとき、上述したように取り外されたカセット蓋７２は、蓋着脱機構９の移動基台９３を構成する垂直部９３２に配設された吸着パッド９７、９７によって吸引保持されている。
【００３４】
次に、蓋着脱機構９のエアシリンダ９４、９４を作動し、移動基台９３を図６の（ｂ）で示す待機位置から図において左方に移動して図６の（ｃ）に示す作業位置に位置付ける。このとき、移動基台９３の垂直部９３２に保持されているカセット蓋７２の嵌合部７２１がカセット本体７１の搬出入開口７２に嵌合される。そして、エアモータ９６、９６を作動してラッチ７３、７３を他方向へ略９０度回動し、ラッチ７３、７３を図４において２点鎖線で示す施錠状態にする。このようにしてラッチ７３、７３を施錠したら、吸着パッド９７、９７に作用せしめている負圧を解除し、カセット蓋７２の吸引保持を解除する。その後、蓋着脱機構９のエアシリンダ９４、９４を作動し、移動基台９３を図６の（ｃ）において実線で示す作業位置から図において右方に移動して図６の（ｃ）において２点鎖線で示す待機位置に位置付ける。このとき、カセット蓋７２はカセット本体７１装着されており、蓋着脱機構９の移動基台９３には保持されていない。移動基台９３が図６の（ｃ）において２点鎖線で示す待機位置に位置付けられたならば、昇降機構８２のパルスモータ８２２を他方向に回転駆動し、カセット本体７１にカセット蓋７２が装着されたカセット７を載置したカセットテーブル８１を雄ねじロッド８２１に沿って上昇せしめ、図１および図６の（ｄ）に示す搬出入位置に位置付ける。このようにして、搬出入位置に位置付けられたカセット本体７１にカセット蓋７２が装着されたカセット７は、オペレータによって次工程に搬送される。
【００３５】
以上のように、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置機構８と対向して配設された蓋着脱機構９を備えているので、半導体ウエーハ１０を収容したカセット７をカセット載置手段８に載置することにより、カセットの搬出入開口部７１１に装着されたカセット蓋７２の着脱を自動的に行うことができる。従って、オペレータがカセット蓋７２の着脱作業を行う必要がないとともに、取り外したカセット蓋７２の管理も不要となる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明による切削装置は以上のように構成されているので、次の作用効果を奏する。
【００３７】
即ち、本発明による切削装置は、カセット載置手段のカセットテーブルが蓋着脱位置に位置付けられた状態で、カセットテーブル上に載置されたカセットにカセット蓋を着脱する蓋着脱機構を備えているので、オペレータがカセット蓋の着脱作業を行う必要がないとともに、取り外したカセット蓋の管理も不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された切削装置の斜視図。
【図２】図１に示す切削装置に適用するカセットの斜視図。
【図３】図２に示すカセットを構成するカセット蓋の斜視図。
【図４】図３に示すカセット蓋の断面図。
【図５】図１に示す切削装置に装備されるカセット載置手段および蓋着脱機構の作動状態を示す説明図。
【図６】図１に示す切削装置に装備されるカセット載置手段および蓋着脱機構の作動状態を示す説明図。
【図７】図１に示す切削装置に装備される蓋着脱機構の要部斜視図。
【図８】図１に示す切削装置に装備される位置合わせ機構の一部を破断して示す斜視図。
【図９】図２に示す位置合わせ機構を構成する調製ピン取付部の一部を破断して示す斜視図。
【図１０】図１に示す切削装置に装備される搬送機構に用いられるベルヌーイパッドの断面図。
【符号の説明】
２：装置ハウジング
３：チャックテーブル
３１：吸着チャック支持台
３２：吸着チャック
４：スピンドルユニット
４１：スピンドルハウジング
４２：回転スピンドル
４３：切削ブレード
５：撮像機構
６：表示手段
７：カセット
７１：カセット本体
７２：カセット蓋
７３：ラッチ
８：カセット載置手段
８１：カセットテーブル
８１１：位置決め部材
８１２：カセットセンサー
８２：昇降機構
８２１：雄ねじロッド
８２２：パルスモータ
９：蓋着脱機構
９１：支持台
９２：固定基台
９３：移動基台
９４：エアシリンダ
９５：ラッチキー
９６：エアモータ
９７：吸着パッド
１０：半導体ウエーハ
１１：被加工物搬出機構
１２：位置合わせ機構
１２：位置合わせ機構
１２１：センターテーブル
１２２：吸着チャック支持台
１２３：吸着チャック
１２４：電動モータ
１３１：移動調整板
１３２：被案内ピン
１３３：エアシリンダ
１３６：調整ピン
１３８：半導体ウエーハ結晶方位検出手段
１４：第１の搬送機構
１５：洗浄手段
１６：第２の搬送機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、カセットに収容された半導体ウエーハを搬出して切削するための切削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状の板状物である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、該回路が形成された各領域をストリートと呼ばれる切断ラインに沿ってダイシング装置によって分割することにより個々の半導体チップを製造している。このような半導体ウエーハの分割は、一般にダイシング装置としての切削装置によって行われる。切削装置は半導体ウエーハを収容したカセットを載置するカセット載置機構と、該カセット載置機構に載置されたカセットから搬送された半導体ウエーハ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半導体ウエーハを切削する切削機構とを具備している。
【０００３】
なお、上記半導体ウエーハは、個々のチップに分割された際にバラバラにならないように、環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着された状態でカセットに収納される。また、切削装置によって個々のチップに完全に分割しないで上記切断ラインに沿って所定の深さの切削溝を形成し、その後半導体ウエーハの裏面を上記削溝が表出するまで研削することにより個々のチップに分割する、所謂先ダイシングと称する分割方法においては、切削装置のカセットに収容される半導体ウエーハは保護テープを介してフレームに支持する必要はなく半導体ウエーハ単体でもよい。カセットに収納された半導体ウエーハは切削装置が配置されたクリーンルームに搬送されるが、搬送中にその表面にコンタミが付着しないように、カセットの搬出入開口にカセット蓋を装着した蓋付きカセットが用いられるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
而して、蓋付きカセットを用いた場合には、切削装置が配置されたクリーンルームに搬送された後に、オペレータが半導体ウエーハを収容したカセットのカセット蓋を取り外して切削装置のカセット載置機構に載置している。また、カセットに収容された半導体ウエーハの切削加工が終了して、この加工済の半導体ウエーハがカセットに戻されたならば、オペレータはカセットにカセット蓋を装着して次工程に搬送する。このため、オペレータがカセット蓋の着脱作業を行わなければならないとともに、取り外した蓋を管理しなければならず、その取扱いが面倒である。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、カセット載置機構に半導体ウエーハを収容したカセットを載置することにより、カセットに装着されるカセット蓋の着脱を行うことができる切削装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、装置ハウジングの側壁に沿って配設され半導体ウエーハを収容したカセットを載置するカセットテーブルを備えたカセット載置機構と、該カセットテーブルに載置された該カセットから搬出された半導体ウエーハ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半導体ウエーハを切削する切削機構とを具備する切削装置において、
該カセット載置機構は、該カセットテーブルを該カセットから半導体ウエーハを搬出する搬出入位置と、該搬出入位置より下方に設定された蓋着脱位置とに位置付ける昇降機構を具備しており、
該カセット載置機構の該カセットテーブルが該蓋着脱位置に位置付けられた状態で、該カセットテーブル上に載置された該カセットにカセット蓋を着脱する蓋着脱機構を備えた、
ことを特徴とする切削装置が提供される。
【０００７】
上記蓋着脱機構は、待機位置と作業位置との間を移動可能に構成された移動基台と、該移動基台に配設され該作業位置においてカセット蓋に配設されたラッチを作動せしめるラッチ作動手段と、該移動基台に配設されカセット蓋を保持するカセット蓋保持手段とを具備している。また、上記カセット蓋保持手段は、負圧の作用によってカセット蓋を吸引保持する吸引保持手段からなっている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された切削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１には、本発明に従って構成された切削装置の斜視図が示されている。
図示の実施形態における切削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持するチャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に装着された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２が図示しない負圧制御手段に接続されている。従って、吸着チャック３２の表面である載置面上に被加工物である例えば円板形状の半導体ウエーハを載置し、図示しない負圧制御手段によって吸着チャック３２に負圧を作用せしめると、半導体ウエーハは吸着チャック３２上に吸引保持される。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回動可能に構成されている。このように構成されたチャックテーブル３の吸着チャック支持台３１の側方には、ダミーウエーハ保持テーブル３４が装着されている。このダミーウエーハ保持テーブル３４は図示しない負圧制御手段に接続されており、被加工物である半導体ウエーハの厚さと同一の厚さを有するダミーウエーハ３５を吸着保持するようになっている。また、チャックテーブル３の吸着チャック支持台３１には、チャックテーブル３の回転中心に対してダミーウエーハ保持テーブル３４と点対象位置に、ダミーウエーハ保持テーブル３４の重量を相殺するバランスウエイト３６が装着されている。従って、チャックテーブル３の吸着チャック支持台３１は、ダミーウエーハ保持テーブル３４の重量によって傾くことがなく、水平状態に維持される。
【００１０】
図示の実施形態における切削装置は、切削機構としてのスピンドルユニット４を具備している。スピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転駆動される回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２に装着された切削ブレード４３とを具備している。
【００１１】
図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル３を構成する吸着チャック３２の表面に保持された半導体ウエーハの表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出したり、切削溝の状態を確認したりするための撮像機構５を具備している。この撮像機構５は、上記ダミーウエーハ保持テーブル３４に保持されたダミーウエーハ３５の表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削された切削溝の確認も行う。なお、撮像機構５は顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっている。また、ダイシング装置は、撮像機構５によって撮像された画像を表示する表示手段６を具備している。
【００１２】
図示の実施形態における切削装置は、カセット載置領域に配設され被加工物である半導体ウエーハを収容したカセットを載置するカセット載置機構８を具備している。ここで、カセット載置機構８に載置するカセットについて図２乃至図４を参照して説明する。
図示の実施形態におけるカセット７は、カセット本体７１と、該カセット本体７１に着脱可能に装着されるカセット蓋７２とからなっている。カセット本体７１は、一側部に半導体ウエーハを出し入れするための搬出入開口７１１を備えており、内部には半導体ウエーハ１０を載置するための複数個のラック棚７１２が上下方向に設けられている。また、カセット本体７１の搬出入開口７１１部の両側壁には、後述するラッチが嵌入する嵌入穴７１３、７１３が設けられている（図２には一方の嵌入穴７１３のみが示されている）。
【００１３】
カセット蓋７２は、図３に示すように上記カセット本体７１の搬出入開口７１１に嵌合される嵌合部７２１と、該嵌合部７２１の背面に形成されたフランジ部７２２とからなっている。カセット蓋７２を構成する嵌合部７２１には、図４に示すように２個のラッチ７３、７３が装着されている。このラッチ７３は、ラッチ部７３１と軸部７３２とからなっており、軸部７３２が嵌合部７２１の前壁に軸受ブッシュ７４を介して回動可能に支持されている。ラッチ７３を構成するラッチ部７３１の中心部には、後述するラッチキーが挿入する矩形状のキー穴７３１ａが形成されている。なお、カセット蓋７２を構成する嵌合部７２１の両側壁には、上記ラッチ部７３１および上記カセット本体７１に形成された嵌入穴７１３、７１３と対応する位置にラッチ部７３１の回動を許容する開口７２１ａ、７２１ａが設けられている。従って、カセット本体７１の搬出入開口７１１にカセット蓋７２の嵌合部７２１を嵌合した後、ラッチ７３、７３を図４において実線で示す開錠状態から角度９０度回動すると、ラッチ部７３１、７３１は図４において２点鎖線で示すように開口７２１ａ、７２１ａを通して上記嵌入穴７１３、７１３に嵌入し、カセット蓋７２がカセット本体７１に施錠される。また、カセット蓋７２を構成するフランジ部７２２には、上記ラッチ７３を構成するラッチ部７３１に設けられた矩形状のキー穴７３１ａと対応する位置にキー挿入穴７２２ａが形成されている。
【００１４】
次に、上記カセット７を載置するカセット載置機構８について、図１および図５を参照して説明する。カセット載置機構８は、カセット７を載置するカセットテーブル８１と、該カセットテーブル８１を昇降せしめる昇降機構８２とからなっている。カセットテーブル８１は、図１に示すように上面に上記カセット７を載置したとき位置決めするための位置決め部材８１１が設けられているとともに、カセットが載置されていることを検出するカセットセンサー８１２が配設されている。昇降機構８２は、図５に示すように装置ハウジング２の側壁２２に沿って上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド８２１と、該雄ねじロッド８２１を回転せしめる正転および逆転可能なパルスモータ８２２とを具備しており、雄ねじロッド８２１に上記カセットテーブル８１の一端部に設けられた雌ねじ穴８１３が螺合するようになっている。従って、パルスモータ８２２を一方向に回転駆動するとカセットテーブル８１は雄ねじロッド８２１に沿って下降せしめられ、パルスモータ８２２を他方向に回転駆動するとカセットテーブル８１は雄ねじロッド８２１に沿って上昇せしめられる。このように昇降せしめられるカセットテーブル８１は、図５の（ｂ）、（ｃ）に示す下降位置である蓋着脱位置と、図５の（ａ）、（ｄ）および図１に示す上昇位置である搬出入位置の間を移動する。なお、搬出入位置においては、カセットテーブル８１は載置されたカセット７に収容されている半導体ウエーハ１０の収容位置に対応して調整される。
【００１５】
図示の実施形態における切削装置は、図５に示すように上記カセット載置機構８と対向して配設された蓋着脱機構９を具備している。この蓋着脱機構９は、図５の（ｂ）、（ｃ）に示す上記カセットテーブル８１の蓋着脱位置において対向するように配設されている。蓋着脱機構９について、図５および図７を参照して説明する。
図示の実施形態における蓋着脱機構９は、支持台９１上に配設された固定基台９２を備えている。固定基台９２の上面中央部には、上記カセット載置手段７の雄ねじロッド８２１に対して垂直方向に延びる案内レール９２１が設けられている。この固定基台９２の上面には案内レール９２１に沿って移動可能に移動基台９３が配設されている。この移動基台９３は、水平部９３１と垂直部９３２とによってＬ字状に形成されており、水平部９３１が上記案内レール９２１に沿って移動可能に配設されている。また、固定基台９２の上面には、上記案内レール９２１の両側にエアシリンダ９４、９４が配設されており、このエアシリンダ９４、９４のピストンロッド９４１、９４１の先端が上記移動基台９３の水平部９３１に連結されている。なお、エアシリンダ９４、９４は、図示しない高圧空気制御手段に接続されており、移動基台９３を案内レール９２１に沿って進退せしめる。従って、エアシリンダ９４、９４は、移動基台９３を進退せしめる進退手段として機能する。
【００１６】
上記移動基台９３を構成する垂直部９３２には、上記ラッチ７３、７３を構成するラッチ部７３１、７３１に形成されたキー穴７３１ａ、７３１ａに挿入するラッチキー９５、９５が前面より突出して回動可能に配設されている。このラッチキー９５、９５は、垂直部９３２の背面に配設されたエアモータ９６、９６によって略９０度の角度に渡って回動せしめられる。なお、エアモータ９６、９６は、図示しない高圧空気制御手段に接続されている。これらラッチキー９５、９５およびエアモータ９６、９６は、後述するようにラッチキー９５、９５を作動せしめるラッチ作動手段として機能する。また、垂直部９３２の前面には２個の吸着パッド９７、９７が配設されている。この吸着パッド９７、９７は、図示しない負圧制御手段に接続されており、適宜吸着パッド９７、９７に負圧を作用せしめる。従って、吸着パッド９７、９７は上記カセット８のカセット蓋７２に接触して負圧が作用せしめられると、カセット蓋７２を吸引保持することができる。従って、吸着パッド９７、９７は、移動基台９３にカセット蓋７２を保持するカセット蓋保持手段として機能する。
【００１７】
図１に戻って説明を続けると、上記カセット載置機構８に載置されたカセット７に収容された被加工物としての半導体ウエーハ１０を搬出する被加工物搬出機構１１を備えている。この被加工物搬出機構１１は、カセット載置機構８に載置されたカセット７に対して進退することにより、カセット７に収容された半導体ウエーハ１０を仮置き領域に配設された位置合わせ機構１２に搬送される。以下、位置合わせ機構１２について、図１、図８および図９を参照して説明する。
【００１８】
図示の実施形態における位置合わせ機構１２は、上記被加工物搬出機構１１によってカセット７から搬出された半導体ウエーハ１０を載置するセンターテーブル１２１を備えている。このセンターテーブル１２１は、吸着チャック支持台１２２と、該吸着チャック支持台１２２上に装着された吸着チャック１２３を具備している。吸着チャック支持台１２２および吸着チャック１２３は、回動手段としての電動モータ１２４によって適宜回転せしめられるようになっている。なお、吸着チャック１２３は、図示しない負圧制御手段に接続されており、適宜負圧が作用せしられるようになっている。
【００１９】
図示の実施形態における位置合わせ機構１２は、装置ハウジング２の上壁２１上に上記センターテーブル１２１を挟んで互いに対向して配設された一対の移動調整板１３１、１３１を具備している。この一対の移動調整板１３１、１３１は、互いに対向する側の中央部に後述する被加工物載置テーブルとの干渉を回避するための半円形の凹部１３１ａ、１３１ａを備えており、その上面が上記センターテーブル１２１の上面より僅かに低い位置に配置されている。一対の移動調整板１３１、１３１の下面にはそれぞれ両端部に被案内ピン１３２、１３２が配設されており、この被案内ピン１３２、１３２が装置ハウジング２の上壁２１に形成された案内溝２１１、２１１に挿通されている。従って、被案内ピン１３２、１３２を装着した一対の移動調整板１３１、１３１は、案内溝２１１、２１１に沿って移動可能に構成されている。
【００２０】
図示の実施形態においては、上記一対の移動調整板１３１、１３１を案内溝２１１、２１１に沿って移動するための４個のエアシリンダ１３３を備えており、この４個のエアシリンダ１３３のピストンロッド１３４がそれぞれ上記被案内ピン１３３に連結される。エアシリンダ１３３のピストンロッド１３４には複数個の連結穴１３４ａが設けられており、上記カセット７に収容された半導体ウエーハ１０のサイズに対応した位置の連結穴１３４ａを挿通する連結ピン１３５によって被案内ピン１３２に連結される。なお、４個のエアシリンダ１３３は、図示しない圧縮空気制御手段に接続されている。図示しない圧縮空気制御手段によって作動せしめられる４個のエアシリンダ１３３は、一対の移動調整板１３１、１３１を図８において実線で示す退避位置と図８において２点鎖線で示す調整位置に位置付ける。従って、４個のエアシリンダ１３３は、一対の移動調整板１３１、１３１を退避位置と調整位置に位置付ける調整板作動手段として機能する。
【００２１】
位置合わせ機構１２を構成する一対の移動調整板１３１、１３１には、それぞれ両端部に調整ピン１３６、１３６が上面から突出して配設されている。この調整ピン１３６は、図９に示すように円筒形の調整部１３６ａと、該調整部１３６ａの下面から突出して形成され軸部１３６ｂとからなっており、軸部１３６ｂが一対の移動調整板１３１、１３１に設けられた軸穴１３１ｂに嵌合される。調整ピン１３６を構成する軸部１３６ｂは、調整部１３６ａの中心から偏芯して設けられている。従って、調整ピン１３６は、軸部１３６ｂを中心として回動することにより、各調整部１３６ａ間の距離を変更することができ、半導体ウエーハの製造ロットによる直径の僅かな違いに対応して調整することができる。なお、一対の移動調整板１３１、１３１には端面から上記軸穴１３１ｂに達するねじ穴１３１ｃが形成されており、このねじ穴１３１ｃに規制ボルト１３７が螺合されている。この規制ボルト１３７は、上記調整ピン１３６の調整後に軸部１３６ｂを締付て調整ピン１３６の回動を規制する。なお、位置合わせ機構１２を構成するセンターテーブル１２１、一対の移動調整板１３１、１３１、調整ピン１３６、エアシリンダ１３３は、一対の移動調整板１３１、１３１を退避位置と調整位置に位置付ける調整板作動手段は、半導体ウエーハの中心位置を合わせる中心調整手段として機能する。
【００２２】
図示の実施形態における位置合わせ機構１２は、図１に示すように装置ハウジング２の上壁２１に配設された半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８を具備している。この半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８は例えば反射式の検出器からなり、半導体ウエーハ１０の外周に設けられた結晶方位を表すノッチ１０ａ（図２参照）またはオリエンテーションフラットを検出する。なお、半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８は上記一対の移動調整板１２１と１２１との中間部に配設され、半導体ウエーハのサイズに対応するために複数個備えている。
【００２３】
半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８は、半導体ウエーハ１０を吸引保持したセンターテーブル１２１を回動することにより、半導体ウエーハの外周に設けられた結晶方位を表すノッチ１０ａを検出する。この半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８からの検出信号に基づいて電動モータ１２４の駆動を停止することにより、半導体ウエーハ１０は結晶方位の位置が位置合わせされる。なお、半導体ウエーハ１０の結晶方位を示すマークがオリエンテーションフラットである場合には、半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８によって、オリエンテーションフラットの両端部を検出し、この検出信号に基づいて図示しない制御手段が検出された両端部間の角度を演算し、この半分の角度だけセンターテーブル１２１を反転して戻すことによって、半導体ウエーハ１０の結晶方位の位置合わせを行うことができる。従って、半導体ウエーハ１０を保持するセンターテーブル１２１と、半導体ウエーハの外周に設けられた結晶方位を表すマークを検出する半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８と、センターテーブル１２１を回動せしめる回動手段としての電動モータ１２４は、結晶方位調整手段として機能する。
【００２４】
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記位置合わせ機構１２に搬出され後述するように位置決めされた半導体ウエーハ１０を上記チャックテーブル３上に搬送する第１の搬送機構１４と、チャックテーブル３上において切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄する洗浄手段１５と、チャックテーブル３上において切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄手段１５へ搬送する第２の搬送機構１６を具備している。上記第１の搬送機構１４および第２の搬送機構１６はそれぞれ吸引保持部１４１および１６１を備えており、図１０に示すように円錐状のパッドの内面に沿って空気を流すことにより中央部に負圧を発生せしめるベルヌーイパッドによって構成されている。なお、ベルヌーイパッド自体の構成は従来周知のものでよい。ベルヌーイパッドからなる吸引保持部１４１および１６１は、図示しない高圧空気制御手段に接続されており、適宜円錐状のパッドの内面に沿って空気を流すことにより中央部に負圧が生成されるようになっている。
【００２５】
図示の実施形態における切削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
半導体ウエーハ１０の切削を行うに際しては、図２に示すようにカセット本体７１内に半導体ウエーハ１０を収容しカセット蓋７２を装着したカセット７を、カセット載置機構８のカセットテーブル８１上の所定位置に載置する。なお、カセットテーブル８１上にカセット７を載置する場合には、カセットテーブル８１は図１および図５の（ａ）に示すように上昇位置である搬出入位置に位置付けられている。図５の（ａ）に示すようにカセット７がカセットテーブル８１上の所定位置に載置されたならば、カセットセンサー８１２が検出信号を図示しない制御手段に送る。カセットセンサー８１２からの検出信号に基づいて、図示しない制御手段は以下の制御を実行する。先ず、図５の（ａ）に示すように昇降機構８２のパルスモータ８２２を一方向に回転駆動し、カセット７を載置したカセットテーブル８１を雄ねじロッド８２１に沿って下降せしめ、図５の（ｂ）に示す蓋着脱機構９と対向する蓋着脱位置に位置付ける。
【００２６】
次に、蓋着脱機構９のエアシリンダ９４、９４を作動し、移動基台９３を図５の（ｂ）で示す待機位置から図において左方に移動して図５の（ｃ）に示す作業位置に位置付ける。このとき、移動基台９３の垂直部９３２に配設されたラッチキー９５、９５が、カセット蓋７２のフランジ部７２２に形成されたキー挿入穴７２２ａ、７２２ａから挿入されて、ラッチ７３、７３に形成されたキー穴７３１ａ、７３１ａに挿入される。なお、このときラッチ７３、７３は図４において２点鎖線で示す施錠状態にある。また、移動基台９３が図５の（ｃ）に示す作業位置に位置付けられると、垂直部９３２の前面に配設された吸着パッド９７、９７がカセット蓋７２の表面に接触する。次に、エアモータ９６、９６を作動してラッチキー９５、９５を一方向へ略９０度回動し、ラッチ７３、７３を図４において実線で示す開錠状態にする。そして、吸着パッド９７、９７に負圧を作用せしめて、カセット蓋７２を吸引保持する。その後、蓋着脱機構９のエアシリンダ９４、９４を作動し、移動基台９３を図５の（ｃ）において実線で示す作業位置から図において右方に移動して図５の（ｃ）において２点鎖線で示す待機位置に位置付ける。このとき、カセット蓋７２は移動基台９３に配設された吸着パッド９７、９７によって吸引保持されている。このようにして、カセット蓋７２を保持した移動基台９３が図５の（ｃ）において２点鎖線で示す待機位置に位置付けられたならば、昇降機構８２のパルスモータ８２２を他方向に回転駆動し、カセット蓋７２が取り外されたカセット本体７１を載置したカセットテーブル８１を雄ねじロッド８２１に沿って上昇せしめ、図１および図５の（ｄ）に示す搬出入位置に位置付ける。
【００２７】
上述したように、カセット蓋７２が取り外されたカセット本体７１を載置したカセットテーブル８１が図１および図５の（ｄ）に示す搬出入位置に位置付けされることにより、カセット本体７１に収容された半導体ウエーハ１０の切削作業の準備が完了する。
そして、切削作業の開始指令がなされると、被加工物搬出機構１１が進退作動してカセット本体７１の所定位置に収容された半導体ウエーハ１０を位置合わせ機構１２のセンターテーブル１２１上に搬送する。センターテーブル１２１上に半導体ウエーハ１０が載置されたならば、位置合わせ機構１２は半導体ウエーハ１０の中心位置合わせおよび結晶方位の位置合わせを実行する。以下、これら位置合わせ作動について、主に図８を参照して説明する。
【００２８】
上述したようにセンターテーブル１２１上に半導体ウエーハ１０が載置されたら、位置合わせ機構１２の４個のエアシリンダ１３４を作動して、一対の移動調整板１３１、１３１を図８において実線で示す退避位置から案内溝２１１、２１１に沿って互いに接近する方向に所定量移動する。そして、一対の移動調整板１３１、１３１が図８において２点鎖線で示す調整位置まで移動せしめられ、該一対の移動調整板１３１、１３１に配設された４個の調整ピン１３６の全てが半導体ウエーハ１０の外周縁に当接することにより、半導体ウエーハ１０が中心位置合わせされる。
【００２９】
センターテーブル１２１に載置された半導体ウエーハ１０の中心位置合わせが終了したら、４個のエアシリンダ１３４を作動して一対の移動調整板１３１、１３１を互いに離反する方向に移動して、図８において実線で示す退避位置に位置付ける。そして、位置合わせ機構１２は、半導体ウエーハ１０の結晶方位の位置合わせを実行する。即ち、上述したようにセンターテーブル１２１に負圧を作用せしめて半導体ウエーハ１０を吸引保持し、電動モータ１２４を回転駆動してセンターテーブル１２１を回動するとともに、半導体ウエーハ１０のサイズに対応した位置に配設された半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８を作動する。そして、半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８が半導体ウエーハの外周に設けられた結晶方位を表すノッチ１０ａを検出した位置で、電動モータ１２４の駆動を停止することにより、半導体ウエーハ１０は結晶方位の位置が位置合わせされる。なお、半導体ウエーハ１０の結晶方位を示すマークがオリエンテーションフラットである場合には、半導体ウエーハ結晶方位検出手段１３８によって、オリエンテーションフラットの両端部を検出し、この検出信号に基づいて図示しない制御手段が検出された両端部間の角度を演算し、この半分の角度だけセンターテーブル１２１を反転して戻すことによって、半導体ウエーハ１０の結晶方位の位置合わせを行うことができる。このように、半導体ウエーハ１０の結晶方位の位置合わせが終了したら、センターテーブル１２１に作用している負圧を解除し、半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。
【００３０】
上述したようにセンターテーブル１２１上で位置合わせされた半導体ウエーハ１０は、第１の搬送機構１４の旋回作動により上記チャックテーブル３を構成する吸着チャック３２の載置面上に搬送される。このとき、半導体ウエーハ１０は、上述したように中心位置および結晶方位の位置合わせがなされているので、チャックテーブル３に所定の位置関係をもって載置される。なお、半導体ウエーハ１０を搬送する第１の搬送機構１４の吸引保持部１４１はベルヌーイパッドによって構成されているので、半導体ウエーハ１０の表面に接触することがないため、半導体ウエーハの表面を損傷することはない。吸着チャック３２の載置面上に搬送された半導体ウエーハ１０は、図示しない負圧制御手段によって作用される負圧によって吸引保持される。このようにして半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３は、撮像機構５の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像機構５の直下に位置付けられると、撮像機構５によって半導体ウエーハ１０に形成されている切断ラインが検出され、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節して精密位置合わせ作業が行われる。また、スピンドルユニット４を作動して切削ブレード４３をダミーウエーハ保持テーブル３４上に保持されたダミーウエーハ３５上に位置付け、切削ブレード４３を回転しつつ切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動してダミーウエーハ３５を切削し、切り込み深さを設定する。
【００３１】
その後、設定された切り込み深さの位置に切削ブレード４３を位置付け、所定の方向に回転させつつ、半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３を切削送り方向である矢印Ｘで示す方向（切削ブレード４３の回転軸と直交する方向）に切削送りすることにより、チャックテーブル３に保持された半導体ウエーハ１０は切削ブレード４３により所定の切断ラインに沿って所定深さの切削溝が形成される。即ち、切削ブレード４３は割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されて位置決めされたスピンドルユニット４に装着され、回転駆動されているので、チャックテーブル３を切削ブレード４３の下側に沿って切削送り方向（Ｘ軸方向）に移動することにより、チャックテーブル３に保持された半導体ウエーハ１０は切削ブレード４３により完全切断されることなく所定の切断ラインに沿って設定された所定の切り込み深さで切削される。このようにして半導体ウエーハ１０の切削が終了した後、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３は、最初に半導体ウエーハ１０を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。
【００３２】
次に、チャックテーブル３上において吸引保持が解除された切削加工済の半導体ウエーハ１０は、第２の搬送機構１６の作動によって上記洗浄手段１５に搬送される。このとき、第２の搬送機構１６の吸引保持部１６１はベルヌーイパッドによって構成されているので、半導体ウエーハ１０の表面に接触することがないため、半導体ウエーハの表面を損傷することがないとともに、切削溝が形成されて分割され易い状態の半導体ウエーハを割ることはない。洗浄手段１５に搬送された半導体ウエーハ１０は、洗浄手段１５によって上記切削時に生成されたコンタミが洗浄除去される。洗浄手段１５によって洗浄されてた半導体ウエーハ１０は、第１搬送機構１４によって上記位置合わせ機構１２のセンターテーブル１２１上に搬送される。このときも、第１の搬送機構１４の吸引保持部１４１はベルヌーイパッドによって構成されているので、半導体ウエーハ１０の表面に接触することがないため、半導体ウエーハの表面を損傷することはない。位置合わせ機構１２のセンターテーブル１２１上に搬送された半導体ウエーハ１０は、被加工物搬出手段１１によって搬出入位置に位置付けられているカセット本体７１の所定位置に収容されたる。
【００３３】
以上の切削作業が繰り返し実行され、カセット本体７１に収容された全ての半導体ウエーハ１０について切削加工が終了したら、カセット本体７１にカセット蓋７２を装着する工程が実行される。以下、カセット蓋の装着工程について、図６を参照して説明する。
図６（ａ）は、搬出入位置に位置付けられているカセット本体７１に切削加工が終了した半導体ウエーハ１０が収容された状態を示している。カセット本体７１にカセット蓋７２を装着するには、図６（ａ）の状態から昇降機構８２のパルスモータ８２２を一方向に回転駆動し、カセット本体７１を載置したカセットテーブル８１を雄ねじロッド８２１に沿って下降せしめ、図５の（ｂ）に示す蓋着脱機構９と対向する蓋着脱位置に位置付ける。このとき、上述したように取り外されたカセット蓋７２は、蓋着脱機構９の移動基台９３を構成する垂直部９３２に配設された吸着パッド９７、９７によって吸引保持されている。
【００３４】
次に、蓋着脱機構９のエアシリンダ９４、９４を作動し、移動基台９３を図６の（ｂ）で示す待機位置から図において左方に移動して図６の（ｃ）に示す作業位置に位置付ける。このとき、移動基台９３の垂直部９３２に保持されているカセット蓋７２の嵌合部７２１がカセット本体７１の搬出入開口７２に嵌合される。そして、エアモータ９６、９６を作動してラッチ７３、７３を他方向へ略９０度回動し、ラッチ７３、７３を図４において２点鎖線で示す施錠状態にする。このようにしてラッチ７３、７３を施錠したら、吸着パッド９７、９７に作用せしめている負圧を解除し、カセット蓋７２の吸引保持を解除する。その後、蓋着脱機構９のエアシリンダ９４、９４を作動し、移動基台９３を図６の（ｃ）において実線で示す作業位置から図において右方に移動して図６の（ｃ）において２点鎖線で示す待機位置に位置付ける。このとき、カセット蓋７２はカセット本体７１装着されており、蓋着脱機構９の移動基台９３には保持されていない。移動基台９３が図６の（ｃ）において２点鎖線で示す待機位置に位置付けられたならば、昇降機構８２のパルスモータ８２２を他方向に回転駆動し、カセット本体７１にカセット蓋７２が装着されたカセット７を載置したカセットテーブル８１を雄ねじロッド８２１に沿って上昇せしめ、図１および図６の（ｄ）に示す搬出入位置に位置付ける。このようにして、搬出入位置に位置付けられたカセット本体７１にカセット蓋７２が装着されたカセット７は、オペレータによって次工程に搬送される。
【００３５】
以上のように、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置機構８と対向して配設された蓋着脱機構９を備えているので、半導体ウエーハ１０を収容したカセット７をカセット載置手段８に載置することにより、カセットの搬出入開口部７１１に装着されたカセット蓋７２の着脱を自動的に行うことができる。従って、オペレータがカセット蓋７２の着脱作業を行う必要がないとともに、取り外したカセット蓋７２の管理も不要となる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明による切削装置は以上のように構成されているので、次の作用効果を奏する。
【００３７】
即ち、本発明による切削装置は、カセット載置手段のカセットテーブルが蓋着脱位置に位置付けられた状態で、カセットテーブル上に載置されたカセットにカセット蓋を着脱する蓋着脱機構を備えているので、オペレータがカセット蓋の着脱作業を行う必要がないとともに、取り外したカセット蓋の管理も不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された切削装置の斜視図。
【図２】図１に示す切削装置に適用するカセットの斜視図。
【図３】図２に示すカセットを構成するカセット蓋の斜視図。
【図４】図３に示すカセット蓋の断面図。
【図５】図１に示す切削装置に装備されるカセット載置手段および蓋着脱機構の作動状態を示す説明図。
【図６】図１に示す切削装置に装備されるカセット載置手段および蓋着脱機構の作動状態を示す説明図。
【図７】図１に示す切削装置に装備される蓋着脱機構の要部斜視図。
【図８】図１に示す切削装置に装備される位置合わせ機構の一部を破断して示す斜視図。
【図９】図２に示す位置合わせ機構を構成する調製ピン取付部の一部を破断して示す斜視図。
【図１０】図１に示す切削装置に装備される搬送機構に用いられるベルヌーイパッドの断面図。
【符号の説明】
２：装置ハウジング
３：チャックテーブル
３１：吸着チャック支持台
３２：吸着チャック
４：スピンドルユニット
４１：スピンドルハウジング
４２：回転スピンドル
４３：切削ブレード
５：撮像機構
６：表示手段
７：カセット
７１：カセット本体
７２：カセット蓋
７３：ラッチ
８：カセット載置手段
８１：カセットテーブル
８１１：位置決め部材
８１２：カセットセンサー
８２：昇降機構
８２１：雄ねじロッド
８２２：パルスモータ
９：蓋着脱機構
９１：支持台
９２：固定基台
９３：移動基台
９４：エアシリンダ
９５：ラッチキー
９６：エアモータ
９７：吸着パッド
１０：半導体ウエーハ
１１：被加工物搬出機構
１２：位置合わせ機構
１２：位置合わせ機構
１２１：センターテーブル
１２２：吸着チャック支持台
１２３：吸着チャック
１２４：電動モータ
１３１：移動調整板
１３２：被案内ピン
１３３：エアシリンダ
１３６：調整ピン
１３８：半導体ウエーハ結晶方位検出手段
１４：第１の搬送機構
１５：洗浄手段
１６：第２の搬送機構
Claims (3)
- 装置ハウジングの側壁に沿って配設され半導体ウエーハを収容したカセットを載置するカセットテーブルを備えたカセット載置機構と、該カセットテーブルに載置された該カセットから搬出された半導体ウエーハ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半導体ウエーハを切削する切削手段と、を具備する切削装置において、
該カセット載置機構は、該カセットテーブルを該カセットから半導体ウエーハを搬出する搬出入位置と、該搬出入位置より下方に設定された蓋着脱位置とに位置付ける昇降機構を具備しており、
該カセット載置機構の該カセットテーブルが該蓋着脱位置に位置付けられた状態で、該カセットテーブル上に載置された該カセットにカセット蓋を着脱する蓋着脱機構を備えた、
ことを特徴とする切削装置。 - 該蓋着脱機構は、待機位置と作業位置との間を移動可能に構成された移動基台と、該移動基台に配設され該作業位置において該カセット蓋に配設されたラッチを作動せしめるラッチ作動手段と、該移動基台に配設され該カセット蓋を保持するカセット蓋保持手段とを具備している、請求項１記載の切削装置。
- 該カセット蓋保持手段は、負圧の作用によって該カセット蓋を吸引保持する吸引保持手段からなっている、請求項２記載の切削装置。
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