JP4303041B2 - 半導体ウエーハの加工装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハを個々の半導体チップに分割するための切削装置等の半導体ウエーハの加工装置に関する。
【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予定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。この切削装置は、半導体ウエーハを収納したカセットを載置するカセット載置台を備えたカセット載置機構と、該カセット載置台上に載置された該カセットに収納されている半導体ウエーハを搬出するとともに該カセットに半導体ウエーハを搬入する搬出入機構と、該搬出入機構によって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加工する加工機構とを具備している。
【0003】
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。しかるに、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ストリート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切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。
【0004】
上述したようにフレームに保護テープを介して支持された半導体ウエーハは結晶方位を表すマークがフレームの所定位置に合わせて装着されており、しかも、半導体ウエーハを支持したフレームは所定の方向でカセットに収納することができる。従って、フレームを仮置き領域の所定位置に搬出することにより、フレームに支持された半導体ウエーハは中心位置と結晶方位を表す位置が自動的に位置合わせされる。一方、半導体ウエーハ単体を切削加工する場合には、半導体ウエーハは単体でカセットに収納される。しかるに、半導体ウエーハは略円板形状に構成されているので、カセットへの収納およびカセットから搬出した際に中心位置および結晶方位を位置合わせすることが困難である。
【0005】
上述した問題を解消するために本出願人は、カセット載置台に載置されたカセットから搬出された半導体ウエーハを仮置きする仮置き領域を設け、この仮置き領域に位置合わせ機構を配設した切削装置を特願2001−363068号として提案した。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上記提案のように位置合わせ機構を配設するための仮置き領域をカセット載置台に隣接して設けることは、加工装置の小型化を妨げる原因となる。
【0007】
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、半導体ウエーハの位置合わせ機構を備え且つ小型化を可能にした加工装置を提供することにある。
【0008】
【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に、本発明によれば、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台を備えたカセット載置機構と、該カセット載置台上に載置された該カセットに収容された半導体ウエーハを搬出するとともに該カセットに半導体ウエーハを搬入する被加工物搬出入機構と、該被加工物搬出入機構によって搬出された半導体ウエーハを搬送する被加工物搬送機構と、該被加工物搬送機構によって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を備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルに保持された半導体ウエーハを加工する加工機構と、を具備する半導体ウエーハの加工装置において、
該カセット載置機構は、該カセット載置台の下側に配設され半導体ウエーハの結晶方位の位置を合わせる位置合わせ機構を備えており、
該カセット載置台に載置された該カセットが該被加工物搬出入機構の搬出入領域に位置する第1の搬出入位置と、該位置合わせ機構が該被加工物搬出入機構の搬出入領域に位置する第2の被加工物搬出入位置とに位置付ける昇降手段を具備している、
ことを特徴とする半導体ウエーハの加工装置が提供される。
【0009】
また、本発明によれば、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台を備えたカセット載置機構と、該カセット載置台上に載置された該カセットに収容された半導体ウエーハを搬出するとともに該カセットに半導体ウエーハを搬入する被加工物搬出入機構と、該被加工物搬出入機構によって搬出された半導体ウエーハを搬送する被加工物搬送機構と、該被加工物搬送機構によって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を備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルに保持された半導体ウエーハを加工する加工機構と、を具備する半導体ウエーハの加工装置において、
該カセット載置機構は、該カセット載置台の下側に配設され半導体ウエーハの結晶方位の位置を合わせる位置合わせ機構を備えており、
該チャックテーブル機構は、該チャックテーブルを被加工物載置領域と加工領域との間を移動せしめるチャックテーブル移動手段を備えており、
該被加工物搬出入機構は、半導体ウエーハを上面で保持するハンドと該ハンドを該カセット載置台に載置された該カセットおよび該位置合わせ機構内に進入する進入位置と該被加工物載置領域の上方位置である搬出位置および該搬出位置から退避する退避位置に作動するハンド移動手段を備えており、
該被加工物搬送機構は、半導体ウエーハを保持するベルヌーイパッドを備え、
該ベルヌーイパッドによって該ハンドに保持され該搬出位置に搬出された半導体ウエーハを保持し、保持した半導体ウエーハを該被加工物載置領域に位置付けられた該チャックテーブル上に搬送する、ことを特徴とする半導体ウエーハの加工装置が提供される。
【0010】
上記位置合わせ機構は、半導体ウエーハを載置するセンターテーブルと、該センターテーブル上に載置された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と、該センターテーブルを回動せしめる回動手段とを具備している。該半導体ウエーハ結晶方位検出手段は、半導体ウエーハのサイズに対応して複数個備えていることが望ましい。
【0011】
また、上記位置合わせ機構は、半導体ウエーハの外周面に作用する中心位置合わせ部材を備えていることが望ましく、該中心位置合わせ部材は、半導体ウエーハのサイズに対応して複数個の位置規制部を備えていることが望ましい。
本発明の他の特徴については、以下に述べる説明により明らかにされる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された加工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。
【0013】
図1には、本発明に従って構成された加工装置としての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、静止基台2を具備している。この静止基台2の側面にはカセット載置機構3が配設されている。カセット載置機構3は、静止基台2の側面に上下方向に設けられた2本のガイドレール31、31に摺動可能に配設されたカセット載置台32と、該カセット載置台32の下側に配設され被加工物である半導体ウエーハの結晶方位の位置を合わせる位置合わせ機構4と、カセット載置台32および位置合わせ機構4をガイドレール31、31に沿って上下方向(矢印Zで示す方向)に移動させるための昇降手段33を具備している。
【0014】
図示の実施形態においては、カセット載置台32と位置合わせ機構4のハウジング41とは一体に構成されている。即ち、図2および図3に示すようにカセット載置台32は、ハウジング41の上壁として機能するように構成されている。カセット載置台32の上面には、被加工物である半導体ウエーハを収納するカセット10が載置される。このカセット10は、被加工物である半導体ウエーハを出し入れするための被加工物搬出入開口101を備えており、両側壁102、102の内面には半導体ウエーハを載置するための複数個のラック棚102aが上下方向に対向して設けられている。カセット10に収納される被加工物である半導体ウエーハ11は、円板形状に形成されており、そ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111が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ11の外周には、半導体ウエーハの結晶方位を表すノッチ112が設けられている。
【0015】
該カセット載置台32の下側に配設された位置合わせ機構4は、カセット載置台32が上壁を構成するハウジング41を具備している。このハウジング41には、図2および図3において右側に被加工物である半導体ウエーハ11を出し入れするための被加工物搬出入開口411を備えている。ハウジング41内には、半導体ウエーハ11を載置するセンターテーブル42が配設されている。このセンターテーブル42は、回動手段としてのパルスモータ43によって適宜回転せしめられるようになっている。なお、センターテーブル42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。
【0016】
図示の実施形態における位置合わせ機構4は、上記センターテーブル42の図2および図3において左側、即ちセンターテーブル42に対して被加工物搬出入開口411と反対側には、中心位置合わせ部材44が配設されている。中心位置合わせ部材44は、図4および図5に示すようにセンターテーブル42側の側面に半導体ウエーハ11の外周面の一部と接触する位置規制部としての2個の円弧面441、442を上下に備えている。上側の円弧面441は半径が例えば8インチ半導体ウエーハの半径と対応して形成されており、下側の円弧面442は半径が例えば12インチ半導体ウエーハの半径と対応して形成されている。このように形成された中心位置合わせ部材44は、円弧面441、442が上記センターテーブル42の回転中心と同心となるように配設される。そして、中心位置合わせ部材44は、エアーシリンダ45、45によって上下方向に移動せしめられるようになっている。
【0017】
図示の実施形態における位置合わせ機構4は、上記中心位置合わせ部材44に設けられた円弧面441、442の中間位置から90度変位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46を具備している。この半導体ウエーハ結晶方位検出手段46は、例えば8インチ半導体ウエーハ用の発光素子461aと受光素子461bおよび例えば12インチ半導体ウエーハ用の発光素子462aと受光素子462bとからなっている。
【0018】
以上のように構成された位置合わせ機構4は、図2および図3に示すようにハウジング41の底壁412が昇降手段33によって昇降せしめられる支持台34上に固定される。
図示の実施形態における昇降手段33は、上記ガイドレール31、31の間に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331と、該雄ねじロッド331を回転せしめる正転および逆転可能なパルスモータ332とからなっており、雄ねじロッド331に上記支持台34の基端部に設けられた雌ねじ穴341が螺合するようになっている。なお、支持台34の基端部には、上記ガイドレール31、31に沿って案内される被案内部342が設けられている。従って、パルスモータ332を一方向に回転駆動すると支持台34は雄ねじロッド331および案内レール31、31に沿って上昇せしめられ、パルスモータ332を他方向に回転駆動すると支持台34は雄ねじロッド331および案内レール31、31に沿って下降せしめられる。このように昇降せしめられる支持台34は、図2に示すようにカセット載置台32に載置されたカセット10が後述する被加工物搬出入機構の搬出入領域であるハンドと対向する第1の搬出入位置と、図3に示すように位置合わせ機構4が後述する被加工物搬出入機構の搬出入領域であるハンドと対向する第2の搬出入位置とに位置付けられる。なお、第1の搬出入位置においては、昇降手段33はカセット載置台32に載置されたカセット10に収容されている半導体ウエーハの収容位置に対応して位置調整する。
【0019】
図1に戻って説明を続けると、図示の実施形態における加工装置は、上記カセット載置台32上に載置されたカセット10に収納されている被加工物である半導体ウエーハ11を搬出するとともにカセット10に半導体ウエーハ11を搬入し、また、半導体ウエーハ11を位置合わせ機構4に搬入搬出するための被加工物搬出入機構5を具備している。被加工物搬出入機構5は、半導体ウエーハ11を保持するハンド51と、該ハンド51を支持するハンド支持部材52と、該ハンド支持部材52に支持されたハンド51を矢印Yで示す方向に移動せしめるハンド移動手段53とからなっている。ハンド51は、薄板材によってフォーク状に形成され、その表面には内部に形成された図示しない通路と連通する吸引保持孔511が形成されており、この吸引保持孔511は上記図示しない通路を介して図示しない吸引制御手段に連通されている。ハンド移動手段53は、静止基台2の前面に矢印Yで示す方向に延在して配設され回転可能に支持された雄ねじロッド531と、該雄ねじロッド531を回転せしめる正転および逆転可能なパルスモータ532とからなっており、雄ねじロッド531に上記ハンド支持部材52の基端部に設けられた雌ねじ穴521が螺合するようになっている。従って、パルスモータ532を一方向に回転駆動するとハンド支持部材52に支持されたハンド51は矢印Y1で示す方向に移動せしめられ、パルスモータ532を他方向に回転駆動するとハンド支持部材52に支持されたハンド51は矢印Y2で示す方向に移動せしめられる。即ち、ハンド移動手段53は、ハンド51を上記カセット載置台32上に載置されたカセット10および上記位置合わせ機構4内に進入する進入位置と、後述するチャックテーブルの被加工物載置領域の上方位置である搬出位置と、該搬出位置から退避する退避位置に作動する。
【0020】
図示の実施形態における加工装置は、上記被加工物搬出入機構5によって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機構6と、該チャックテーブル機構6に保持された被加工物を切削する切削機構7と、該切削機構7によって切削された被加工物を洗浄する洗浄機構8と、上記被加工物搬出入機構5によって搬出された半導体ウエーハをチャックテーブル機構6の後述するチャックテーブルに搬送するとともに該チャックテーブルに保持された加工後の半導体ウエーハを洗浄機構8に搬送する被加工物搬送機構9を具備している。
【0021】
チャックテーブル機構6は、静止基台2上に固定された支持台61と、該支持台61上に矢印Xで示す方向に沿って平行に配設された2本のガイドレール62、62と、該ガイドレール62、62上に矢印Xで示す方向に移動可能に配設された被加工物を保持する被加工物保持手段としてのチャックテーブル63を具備している。このチャックテーブル63は、ガイドレール62、62上に移動可能に配設された吸着チャック支持台631と、該吸着チャック支持台631上に装着された吸着チャック632とを具備している。吸着チャック632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。従って、吸着チャック632上に載置された被加工物である半導体ウエーハは、図示しない負圧制御手段を作動することにより吸着チャック632上に吸引保持される。
【0022】
図示の実施形態におけるチャックテーブル機構6は、チャックテーブル63を2本のガイドレール62、62に沿って矢印Xで示す方向に移動させるためのチャックテーブル移動手段64を具備している。チャックテーブル移動手段64は、上記2本のガイドレール62、62の間に平行に配設された雄ネジロッド641と、吸着チャック支持台631に装着され雄ネジロッド641に螺合する図示しない雌ネジブロックと、雄ネジロッド641を回転駆動するための図示しないパルスモータ等の駆動源を含んでいる。従って、図示しないパルスモータによって雄ネジロッド641を回動することにより、チャックテーブル63が矢印Xで示す方向に移動せしめられる。即ち、チャックテーブル63は被加工物載置領域6aから加工領域6bの間を移動することができる。なお、上記チャックテーブル機構6は、吸着チャック632を回転する図示しない回転機構を具備している。
【0023】
次に、上記切削機構7について説明する。
切削機構7は、上記静止基台2上に固定された門型の支持台71を具備している。この門型の支持台71は、上記切削領域6bを跨ぐように配設されている。支持台71の側壁には矢印Yで示す方向に沿って平行に配設された2本のガイドレール711、711が設けられているとともに、該2本のガイドレール711、711の間に平行に2本の雄ネジロッド721a、721bが配設されている。このガイドレール711、711に沿って第1の基部73aおよび第2の基部73bがそれぞれ矢印Yで示す方向に摺動可能に配設されている。第1の基部73aおよび第2の基部73bにはそれぞれ上記雄ネジロッド72aおよび72bに螺合する図示しない駆動雌ネジブロックが装着されており、この駆動雌ネジブロックをパルスモータ722a、722bによって回動することにより、第1の基部73aおよび第2の基部73bをガイドレール711、711に沿って矢印Yで示す方向に移動するとができる。
【0024】
上記第1の基部73aおよび第2の基部73bにはそれぞれ一対のガイドレール731aおよび731bが矢印Zで示す切り込み送り方向に沿って設けられており、このガイドレール731aおよび731bに沿って第1の懸垂ブラケット74aおよび第2の懸垂ブラケット74bがそれぞれ矢印Zで示す切り込み送り方向に摺動可能に配設されている。第1の基部73aおよび第2の基部73bにはそれぞれパルスモータ75aおよび75b等の駆動源によって回動せしめられる図示しない雄ネジロッドが配設されており、第1の支持部74aおよび第2の支持部74bにはそれぞれ上記雄ネジロッドに螺合する雌ネジブロックが装着されている。従って、パルスモータ75aおよび75bによって図示しない雄ネジロッドを回動することにより、第1の懸垂ブラケット74aおよび第2の懸垂ブラケット74bをガイドレール731aおよび731bに沿って上記吸着チャック632の被加工物保持面632aに垂直な矢印Zで示す切り込み送り方向に移動するとができる。
【0025】
上記第1の懸垂ブラケット74aおよび第2の懸垂ブラケット74bには、第1の切削手段としての第1のスピンドルユニット76aと第2の切削手段としての第2のスピンドルユニット76bが装着されている。この第1のスピンドルユニット76aおよび第2のスピンドルユニット76bについて、簡略化して示されている図6を参照して説明する。第1のスピンドルユニット76aおよび第2のスピンドルユニット76bは、それぞれ第1の懸垂ブラケット74aおよび第2の懸垂ブラケット74bに固定された第1のスピンドルハウジング761aおよび第2のスピンドルハウジング761bと、該第1のスピンドルハウジング751aおよび第2のスピンドルハウジング761bにそれぞれ回転可能に支持された第1の回転スピンドル762aおよび第2の回転スピンドル762bと、該第1の回転スピンドル762aおよび第2の回転スピンドル762bの一端部に装着された第1の切削ブレード763aおよび第2の切削ブレード763bとからなっている。このように構成された第1のスピンドルユニット76aおよび第2のスピンドルユニット76bは、第1の切削ブレード763aと第2の切削ブレード763bが互いに対向するように配設されている。即ち、第1のスピンドルユニット76aと第2のスピンドルユニット76bは、それぞれ軸芯が矢印Yで示す割り出し送り方向に向くように一直線上に配設されている。このように構成された第1のスピンドルユニット76aおよび第2のスピンドルユニット76bには、図1に示すようにそれぞれ顕微鏡やCCDカメラ等で構成される第1の撮像手段77aおよび第2の撮像手段77bが設けられている。第1の撮像手段77aは第1のスピンドルハウジング761aに固定され、第2の撮像手段77bは第2のスピンドルハウジング761bに固定されている。
【0026】
上記洗浄機構8は、上記カセット載置台32とチャックテーブル63の被加工物載置領域6aとを結ぶ延長線上に配設されており、スピンナーテーブル81を有する周知のスピンナー洗浄・乾燥手段からなっている。上記被加工物搬送機構9は、被加工物である半導体ウエーハの上面を吸引保持するベルヌーイパッド91と、該ベルヌーイパッド91を支持するパッド支持部材92と、該パッド支持部材92に支持されたベルヌーイパッド91を矢印Yで示す方向に移動せしめるパッド移動手段33とからなっている。ベルヌーイパッド91は、図示しない空気供給手段に接続されており、円錐形状のパッド911の内面に沿って空気を流出させることによって負圧を発生させ、この負圧によって被加工物である半導体ウエーハを吸引保持するように構成されている。パッド支持部材92は、エアシリンダ921によってベルヌーイパッド91を上下方向に移動可能に支持している。パッド移動手段93は、上記門型の支持台71に矢印Yで示す方向に延在して配設され回転可能に支持された雄ねじロッド931と、該雄ねじロッド931を回転せしめる正転および逆転可能なパルスモータ932とからなっており、雄ねじロッド931に上記パッド支持部材92の基端部に設けられた雌ねじ穴922が螺合するようになっている。従って、パルスモータ932を一方向に回転駆動するとパッド支持部材92に支持されたベルヌーイパッド91は矢印Y1で示す方向に移動せしめられ、パルスモータ932を他方向に回転駆動するとパッド支持部材92に支持されたベルヌーイパッド91は矢印Y2で示す方向に移動せしめられる。
【0027】
次に、上述した切削装置の切削加工処理動作について主に図1に基づいて説明する。
切削加工を開始するに先立って、加工前の半導体ウエーハ11を所定枚数収納したカセット10をカセット載置台32上に被加工物搬出入開口101(図2、図3参照)を被加工物載置領域6a側に向けて載置する。そして、切削加工開始スイッチ(図示せず)が投入されると、カセット載置機構3の昇降手段33を作動してカセット載置台32に載置されたカセット10を図2に示す第1の搬出入位置に位置付ける。カセット10が図2に示す第1の搬出入位置に位置付けられたら、被加工物搬出入機構5を作動してハンド51を矢印Y1で示す方向に移動し、カセット10内に進入せしめる進入位置に位置付ける。この結果、ハンド51はカセット10の所定の棚上に載置された半導体ウエーハ11の下面に沿って位置付けられる。次に、図示しない吸引制御手段を作動しハンド51の上面に形成されている吸引保持孔511に負圧を作用させることにより、ハンド51の上面に半導体ウエーハ11を吸引保持する。このように、ハンド51の上面に半導体ウエーハ11を吸引保持したならば、被加工物搬出入機構5を作動してハンド51を矢印Y2で示す方向に移動し、半導体ウエーハ11を保持したハンド51を図1に示す被加工物載置領域6aの上方である搬出位置に位置付ける。この間に、カセット載置機構3の昇降手段33を作動して位置合わせ機構4を図3に示す第2の搬出入位置に位置付ける。
【0028】
次に、再び被加工物搬出入機構5を作動してハンド51を矢印Y1で示す方向に移動して搬出入位置に位置付ける。この結果、半導体ウエーハ11を保持したフォーク状のハンド51は位置合わせ機構4内に進入し、図5に示すようにセンターテーブル42を挟む状態となり、ハンド51の上面に保持された半導体ウエーハ11がセンターテーブル42上に位置付けられる。このとき、半導体ウエーハ11の外周面の一部が中心位置合わせ部材44の円弧面441または442に当接して中心位置合わせが行われる。即ち、半導体ウエーハ11が8インチの場合にはが中心位置規制板44が図5において実線で示す位置に位置付けられ、半導体ウエーハ11が12インチの場合にはが中心位置合わせ部材44が図5において2点鎖線で示す位置に位置付けられており、半導体ウエーハ11の外周面の一部が円弧面441または442に当接する。このようにして、半導体ウエーハ11の中心位置合わせが行われたならば、ハンド51による半導体ウエーハ11の吸引保持を解除するとともに、図示しない負圧制御手段を作動してセンターテーブル42上に半導体ウエーハ11を吸引保持する。なお、図示の実施形態においては、中心位置規制板44を上下方向に移動可能に構成した例を示したが、中心位置規制板44を所定位置に固定し、ハンド51を半導体ウエーハ11のサイズに応じて上下方向に移動するようにしてもよい。
【0029】
次に、位置合わせ機構4は、半導体ウエーハ11の結晶方位の位置合わせを実行する。即ち、電動モータ43を回転駆動してセンターテーブル42を回動するとともに、半導体ウエーハ11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46(発光素子461aと受光素子461bまたは発光素子462aと受光素子462b)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112を検出した位置で、電動モータ43の駆動を停止することにより、半導体ウエーハ11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11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46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、この両端部間の角度の半分の角度だけセンターテーブル42を反転して戻すことによって、半導体ウエーハ11の結晶方位の位置合わせを行うことができる。このようにして、半導体ウエーハ11の結晶方位の位置合わせが行われたならば、センターテーブル42を90度回転して半導体ウエーハ11の吸引保持を解除する。そして、被加工物搬出入機構5のハンド51上に半導体ウエーハ11を吸引保持する。
【0030】
上述したように結晶方位の位置合わせが行われた半導体ウエーハ11をハンド51上に吸引保持したならば、被加工物搬出入機構5を作動してハンド51を矢印Y2で示す方向に移動し、半導体ウエーハ11を保持したハンド51を図1に示す被加工物載置領域6aの上方である搬出位置に位置付ける。そして、ハンド51による半導体ウエーハ11の吸引保持を解除する。この間に、被加工物搬送機構9のパッド移動手段93を作動してベルヌーイパッド91を被加工物載置領域6aの上方に位置付けている。この結果、搬出位置に位置付られたハンド51上に支持されている半導体ウエーハ11は、被加工物載置領域6aに位置付けられたベルヌーイパッド91の下側に位置付けられることになる。次に、被加工物搬送機構9のエアシリンダ921を作動して、ベルヌーイパッド91を半導体ウエーハ11に接する位置まで下降させる。そして、図示しない空気供給手段を作動してパッド911の内面に沿って空気を流出させることによって負圧を発生させ、この負圧によって半導体ウエーハ11を吸引保持する。ベルヌーイパッド91によって半導体ウエーハ11を吸引保持したならば、被加工物搬出入機構5を作動してハンド51を矢印Y2で示す方向に移動し、ハンド51を洗浄機構8が配設されている退避位置に位置付ける。次に、被加工物搬送機構9のエアシリンダ921を作動して、半導体ウエーハ11を吸引保持したベルヌーイパッド91下降し、半導体ウエーハ11を被加工物載置領域6aに位置付けられているチャックテーブル機構6のチャックテーブル63上に載置する。そして、ベルヌーイパッド91による半導体ウエーハ11の吸引保持を解除するとともに、図示しない吸引制御手段を作動してチャックテーブル63上に半導体ウエーハ11を吸引保持する。
【0031】
チャックテーブル63上に半導体ウエーハ11を吸引保持したならば、チャックテーブル63を矢印X方向に移動するとともに、図1に示すように第1のスピンドルユニット76aおよび第2のスピンドルユニット76bを装着した第1の懸垂ブラケット74aおよび第2の懸垂ブラケット74bが取り付けられている第1の基部73aおよび第2の基部73bを矢印Y方向に移動し、チャックテーブル63上の半導体ウエーハ11を第1の撮像手段77aおよび第2の撮像手段77bの直下に位置付ける。そして、第1の撮像手段77aおよび第2の撮像手段77bによって半導体ウエーハ11の表面が撮像され、半導体ウエーハ11の表面に形成されたストリートのうち少なくとも1本がそれぞれ検出されて、このそれぞれ検出されたストリートと第1の切削ブレード763aおよび第2の切削ブレード763bの矢印Y方向の位置合わせが行われる。このとき図示の実施形態においては、第1の基部73aおよび第2の基部73bの矢印Y方向の位置は、支持台71に配設された1本のリニアスケール78による計測値に基づいて精密制御される。なお、図示の実施形態おいては、リニアスケールを1本にして第1の基部73aと第2の基部73bとで共用しているので、同じスケールで矢印Y方向の制御が遂行されるため、スケールをそれぞれ個別に設けた場合に比べ精度が向上する。
【0032】
その後、第1のスピンドルユニット76aおよび第2のスピンドルユニット76bを支持した第1の懸垂ブラケット74aおよび第2の懸垂ブラケット74bを切削位置まで下降せしめ、半導体ウエーハ11を吸引保持したチャックテーブル63を切削送り方向である矢印X方向に加工領域6bまで移動することにより、高速回転する第1の切削ブレード763aおよび第2の切削ブレード763bの作用を受けて、上述のようにして検出されたストリートに沿って所定の深さの切削溝が形成される。このように、第1のスピンドルユニット76aおよび第2のスピンドルユニット76bを装着した第1の懸垂ブラケット74aおよび第2の懸垂ブラケット74bが取り付けられている第1の基部73aおよび第2の基部73bの矢印Y方向の割り出し移動と、半導体ウエーハ11を吸引保持したチャックテーブル63の矢印X方向切削送りを繰り返し実行することにより、半導体ウエーハ11に形成された第1の方向に形成されたストリート11a(図2参照)に沿って所定の深さの切削溝が形成される。そして、半導体ウエーハ11に形成された第1の方向に形成されたストリート11aに沿って所定の深さの切削溝が形成されたら、半導体ウエーハ11を吸引保持した吸着チャック63を90度回転させて、上記と同様の切削作業を実行することにより、半導体ウエーハ11に形成された第2の方向に形成されたストリート11b(図2参照)に沿って所定の深さの切削溝が形成される。
【0033】
上述したように切削作業が終了したら、図1に示す加工領域6bに位置しているチャックテーブル63を被加工物載置領域6aに移動するとともに、半導体ウエーハ11を吸引保持を解除する。そして、被加工物搬送機構9を作動してベルヌーイパッド91によって半導体ウエーハ11を吸引保持し、洗浄機構8のスピンナーテーブル81上に搬送する。この間に被加工物搬出入機構5のハンド51は、被加工物載置領域6aの上方である搬出位置に位置付けられる。スピンナーテーブル81上に搬送された加工後の半導体ウエーハ11は、ここで洗浄および乾燥される。このようにして半導体ウエーハ11が洗浄および乾燥されたならば、被加工物搬送機構9を作動してベルヌーイパッド91によって半導体ウエーハ11を吸引保持し、被加工物載置領域6aの上方である搬出位置に位置付けられている被加工物搬出入機構5のハンド51の上側に位置付ける。そして、ベルヌーイパッド91を下降して半導体ウエーハ11をハンド51上に載置し、ベルヌーイパッド91による半導体ウエーハ11の吸引保持を解除するとともに、ハンド51の上面に半導体ウエーハ11を吸引保持する。次に、被加工物搬出入機構5を作動し、ハンド51に保持された加工済の半導体ウエーハ11をカセット10の所定の収容室に収容する。
【0034】
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではない。即ち、図示の実施形態においては2個の切削機構を備えた切削装置に本発明を適用した例を示したが、通常用いられている1個の切削機構を備えた切削装置に本発明を適用しても同様の作用効果を奏する。
【0035】
【発明の効果】
本発明による加工装置は以上のように構成されており、カセット載置機構を構成するがカセット載置台の下側に半導体ウエーハの結晶方位の位置を合わせる位置合わせ機構を配設したので、カセット載置台に隣接した平面内に位置合わせ機構を配設するための仮置き領域を設ける必要がなく、加工装置の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って構成された加工装置である切削装置の斜視図。
【図2】図1に示す切削装置に装備されるカセット載置機構の第1の作動状態を示す説明図。
【図3】図1に示す切削装置に装備されるカセット載置機構の第2の作動状態を示す説明図。
【図4】図1に示す切削装置に装備される位置合わせ機構の斜視図。
【図5】図2に示す位置合わせ機構の要部断面図。
【図6】図1に示す切削装置を構成する第1のスピンドルユニットと第2のスピンドルユニットを簡略化して示す説明図。
【符号の説明】
2:静止基台
3:カセット載置機構
31:ガイドレール
32:カセット載置台
33:駆動手段
4:位置合わせ機構
41:ハウジング
42:センターテーブル
43:パルスモータ
44:中心位置合わせ部材
441、442:円弧面(位置規制部)
45:エアーシリンダ
46:半導体ウエーハ結晶方位検出手段
5:被加工物搬出入機構
51:ハンド
52:ハンド支持部材
53:ハンド移動手段
6:チャックテーブル機構
61:支持台
62:ガイドレール
63:チャックテーブル
64:チャックテーブル移動手段
7:切削機構
71:支持台
711:ガイドレール
73a:第1の基部
73b:第2の基部
74a:第1の懸垂ブラケット
74b:第2の懸垂ブラケット
75a:パルスモータ
75b:パルスモータ
76a:第1のスピンドルユニット
76b:第2のスピンドルユニット
77a:第1の光学手段
77b:第2の光学手段
78:リニアスケール
8:洗浄機構
81:スピンナーテーブル
9:被加工物搬送機構
91:ベルヌーイパッド
92:パッド支持部材
93:パッド移動手段
10:カセット
11:半導体ウエーハ
Claims (6)
- 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台を備えたカセット載置機構と、該カセット載置台上に載置された該カセットに収容された半導体ウエーハを搬出するとともに該カセットに半導体ウエーハを搬入する被加工物搬出入機構と、該被加工物搬出入機構によって搬出された半導体ウエーハを搬送する被加工物搬送機構と、該被加工物搬送機構によって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を備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルに保持された半導体ウエーハを加工する加工機構と、を具備する半導体ウエーハの加工装置において、
該カセット載置機構は、該カセット載置台の下側に配設され半導体ウエーハの結晶方位の位置を合わせる位置合わせ機構を備えており、
該カセット載置台に載置された該カセットが該被加工物搬出入機構の搬出入領域に位置する第1の搬出入位置と、該位置合わせ機構が該被加工物搬出入機構の搬出入領域に位置する第2の被加工物搬出入位置とに位置付ける昇降手段を具備している、
ことを特徴とする半導体ウエーハの加工装置。 - 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台を備えたカセット載置機構と、該カセット載置台上に載置された該カセットに収容された半導体ウエーハを搬出するとともに該カセットに半導体ウエーハを搬入する被加工物搬出入機構と、該被加工物搬出入機構によって搬出された半導体ウエーハを搬送する被加工物搬送機構と、該被加工物搬送機構によって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を備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルに保持された半導体ウエーハを加工する加工機構と、を具備する半導体ウエーハの加工装置において、
該カセット載置機構は、該カセット載置台の下側に配設され半導体ウエーハの結晶方位の位置を合わせる位置合わせ機構を備えており、
該チャックテーブル機構は、該チャックテーブルを被加工物載置領域と加工領域との間を移動せしめるチャックテーブル移動手段を備えており、
該被加工物搬出入機構は、半導体ウエーハを上面で保持するハンドと該ハンドを該カセット載置台に載置された該カセットおよび該位置合わせ機構内に進入する進入位置と該被加工物載置領域の上方位置である搬出位置および該搬出位置から退避する退避位置に作動するハンド移動手段を備えており、
該被加工物搬送機構は、半導体ウエーハを保持するベルヌーイパッドを備え、
該ベルヌーイパッドによって該ハンドに保持され該搬出位置に搬出された半導体ウエーハを保持し、保持した半導体ウエーハを該被加工物載置領域に位置付けられた該チャックテーブル上に搬送する、ことを特徴とする半導体ウエーハの加工装置。 - 該位置合わせ機構は、半導体ウエーハを載置するセンターテーブルと、該センターテーブル上に載置された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と、該センターテーブルを回動せしめる回動手段とを具備している、請求項1又は2記載の加工装置。
- 該半導体ウエーハ結晶方位検出手段は、半導体ウエーハのサイズに対応して複数個備えている、請求項3記載の加工装置。
- 該位置合わせ機構は、半導体ウエーハの外周面に作用する中心位置合わせ部材を備えている、請求項1から4のいずれかに記載の加工装置。
- 該中心位置合わせ部材は、半導体ウエーハのサイズに対応して複数個の位置規制部を備えている、請求項5記載の加工装置。
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