JP6105308B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削加工する切削装置等の加工装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列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、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切削装置等のダイシング装置によってダイシングすることにより個々の半導体デバイスを製造している。

半導体ウエーハを分割する切削装置は、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ウエーハの切削すべき領域を検出する撮像手段と、チャックテーブルに保持され被加工物を切削する切削手段と、該切削手段によって切削されたウエーハを洗浄する洗浄手段と、複数のウエーハが収容されたカセットを載置するカセットテーブルと、該カセットテーブルに載置されたカセットに収容されたウエーハを仮置き手段に搬出する搬出手段と、仮置き手段に搬出されたウエーハをチャックテーブルに搬送する搬送手段と、上記各手段を制御する制御手段と、該制御手段に加工条件等を入力する入力手段等を備えている。（例えば、特許文献１参照。）

特開平７―４５５５６号公報

而して、上述した切削装置においては、カセット内のウエーハが全て切削されると稼働が一時停止し、オペレータが新たなカセットと交換すると再稼働するようになっているが、オペレータが新たなカセットとの交換を忘れて放置すると、稼働停止が継続して稼働効率が悪化するという問題がある。
また、切削装置の各手段にトラブルが発生してもオペレータが気付かずに放置すると、稼働停止が継続して稼働効率が悪化するという問題がある。
このような問題は、切削装置に限らずレーザー加工装置や研削装置等の他の加工装置全般に共通する問題である。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、装置の稼働状況と装置を稼働するためにオペレータが実施する作業状況およびオペレータの非作業状況を把握することができる機能を備えた加工装置を提供することである。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段によって保持された被加工物を加工する加工手段と、該加工手段による作業を含む加工作業を制御する制御手段と、該制御手段による表示指令に基づいてオペレータへの作業内容を表示する表示手段と、該表示手段に表示されたオペレータへの作業内容とオペレータの作業開始信号および作業終了信号を入力する操作手段と、を具備する加工装置であって、
該制御手段は、オペレータへの作業内容が該表示手段に表示された時刻と、該操作手段から入力されたオペレータが実際に該作業内容を開始した作業開始時刻および作業終了時刻を記録するとともに、稼働開始スイッチからの信号に基づいて装置の稼働開始時刻および稼働終了時刻を記録する記録手段を備え、該記録手段に記録された情報に基づいて装置の稼働時間と非稼働時間および非稼働時間におけるオペレータの作業時間およびオペレータの非作業時間を求めるものであって、該作業内容が該表示手段に表示された時刻から該作業内容を実際に開始した作業開始時刻までの時間をオペレータの非作業時間として含め、それぞれの所要時間状況を該表示手段に表示する、
ことを特徴とする加工装置が提供される。

本発明による加工装置においては、制御手段は、オペレータへの作業内容が該表示手段に表示された時刻と、該操作手段から入力されたオペレータが実際に該作業内容を開始した作業開始時刻および作業終了時刻を記録するとともに、稼働開始スイッチからの信号に基づいて装置の稼働開始時刻および稼働終了時刻を記録する記録手段を備え、該記録手段に記録された情報に基づいて装置の稼働時間と非稼働時間および非稼働時間におけるオペレータの作業時間およびオペレータの非作業時間を求めるものであって、該作業内容が該表示手段に表示された時刻から該作業内容を実際に開始した作業開始時刻までの時間をオペレータの非作業時間として含め、それぞれの所要時間状況を該表示手段に表示するので、オペレータの勤務状況を検証することができる。

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。 図１に示す切削装置に装備される制御手段のブロック構成図。 図１に示す切削装置に装備される表示手段に表示される作業内容の所要時間割合を示すグラフ。

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。

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、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被加工物保持手段としてのチャックテーブル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、チャックテーブル本体３１と、該チャックテーブル本体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の表面である保持面に被加工物である例えば円板形状のウエーハを図示しない吸引手段によって吸引保持するようになっている。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。なお、チャックテーブル３には、被加工物として後述するウエーハをダイシングテープを介して支持する環状の支持フレームを固定するためのクランプ３３が配設されている。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない切削送り手段によって、矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。

図示の実施形態における切削装置は、加工手段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。

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の表面である保持面に保持された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するための撮像手段５を具備している。この撮像手段５は顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。また、切削装置は、撮像手段５によって撮像された画像や後述するオペレータへの作業指令内容や所要時間割合等を表示する表示手段６を具備している。

上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域7aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル７が配設されている。このカセット載置テーブル７は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル７上には、被加工物としての半導体ウエーハWを収容するカセット８が載置される。カセット８に収容される半導体ウエーハWは、表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。このように形成された半導体ウエーハWは、環状の支持フレームFに装着されたダイシングテープTの表面に裏面が貼着された状態でカセット８に収容される。

図示の実施形態における切削装置は、カセット８に収容された被加工物としての半導体ウエーハW（環状の支持フレームFにダイシングテープTによって支持された状態）を仮置き手段１１に搬出する被加工物搬出手段１２と、該被加工物搬出手段１２によって仮置き手段１１に搬出された半導体ウエーハWを上記チャックテーブル３上に搬送する第１の搬送手段１３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Wを洗浄する洗浄手段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Wを洗浄手段１４へ搬送する第２の搬送手段１５を具備している。なお、装置ハウジング２の手前側には、切削装置の稼働開始スイッチ１７や加工条件等を後述する制御手段に入力するための入力手段１８が配設されている。

図示の実施形態における切削装置は、上記加工手段としてのスピンドルユニット４を含む各手段による作業を含む加工作業を制御するための図２に示す制御手段１０を具備している。制御手段１０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）１０１と、加工手段としてのスピンドルユニット４を含む各手段による稼働時間および後述する操作手段から入力されたオペレータへの作業指令内容と所要時間を記録する記録手段１０２と、入力インターフェース１０３および出力インターフェース１０４とを備えている。制御手段１０の入力インターフェース１０３には、上記撮像手段５、稼働開始スイッチ１７、入力手段１８等からの信号が入力される。そして、制御手段１０の出力インターフェース１０５からは、上記表示手段６に表示信号が出力されるとともに警報ブザー１００に警報信号が出力され、また、上記加工手段としてのスピンドルユニット４を含む各手段に制御信号が出力される。なお、表示手段６は、表示される後述するオペレータへ指示する作業内容の表示や作業終了表示をクリックすることにより、オペレータによる作業開始時と作業終了時および稼働指令信号として制御手段に入力する機能を備えている。

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、以下その作動について説明する。
切削装置による加工作業を実施するには、稼働開始スイッチ１７をONすると、制御手段１０が制御を開始して表示手段６に〈カセット交換〉の指令表示を行う。この指令表示に基づいてオペレータは、表示手段６に表示されている〈カセット交換〉をクリックするとともに、加工前の半導体ウエーハWを収容したカセット８をカセット載置テーブル７上に載置する。そして、オペレータが表示手段６に表示されている〈カセット交換終了〉をクリックすると切削装置の上記各手段が以下のように稼働する。なお、表示手段６に表示された〈カセット交換〉のクリックおよび〈カセット交換終了〉のクリックによってカセット交換開始時と終了時および稼働開始指令が制御手段１０に入力されたことになる。このように表示手段６に表示された〈カセット交換終了〉をクリックすることにより稼働開始指令が制御手段１０に入力されると、制御手段１０は切削装置の上記各手段を以下のように作動する。即ち、環状の支持フレームFにダイシングテープTを介して支持された半導体ウエーハWが収容されたカセット８が載置されているカセット載置テーブル７を昇降する図示しない昇降手段を作動して、カセット８の所定位置に収容されている半導体ウエーハWを搬出位置に位置付ける。次に、被加工物搬出手段１２を進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハWをダイシングテープTを介して支持している環状の支持フレームFを把持して仮置き手段１１に搬出する。半導体ウエーハWを仮置き手段１１に搬出したならば、第１の搬送手段１３を作動して半導体ウエーハWをチャックテーブル３を構成する吸着チャック３２の保持面上に搬送する。次に、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル３の吸着チャック３２上にダイシングテープTを介して半導体ウエーハWを吸引保持する。そして、環状の支持フレームFがクランプ３３によって固定される。このようにして半導体ウエーハWを吸引保持したチャックテーブル３を、撮像機構５の直下まで移動せしめる。チャックテーブル３が撮像機構５の直下に位置付けると、撮像機構５を作動して半導体ウエーハWに形成されているストリートが検出し、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を実行する（アライメント工程）。

その後、加工手段としてのスピンドルユニット４を作動して切削ブレード４３を所定の方向に回転させつつ、半導体ウエーハWを吸引保持したチャックテーブル３を矢印Ｘで示す切削送り方向に所定の切削送り速度で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Wを切削ブレード４３により所定のストリートに沿って切断する。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の下側に沿って矢印Ｘで示す切削送り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Wは切削ブレード４３により所定のストリートに沿って切断され（切削工程）、半導体ウエーハWは個々のデバイスに分割される。分割されたデバイスは、ダイシングテープTの作用によってバラバラにはならず、環状の支持フレームFに支持された半導体ウエーハWの状態が維持されている。このようにして半導体ウエーハWの切削が終了した後、半導体ウエーハWを保持したチャックテーブル３を最初に環状の支持フレームFを吸引保持した位置に戻し、ここで半導体ウエーハWの吸引保持を解除する。なお、上記切削工程を所定数のストリートに沿って実施したならば、定期的に切削溝の状態を確認するためのカーフチェックを実施する。このカーフチェックは、切削工程が実施された環状の支持フレームFを保持しているチャックテーブル３が撮像機構５の直下に位置付け、切削溝を撮像機構５によって撮像し、この画像信号を制御手段１０に送る。制御手段１０は、撮像機構５からの画像信号に基づいて設定された切削溝の幅を照合して良否の判定を行い、表示手段６に表示する。

次に、第２の搬送手段１５を作動してチャックテーブル３上において吸引保持が解除された個々の半導体チップに分割されている半導体ウエーハWを洗浄手段１４に搬送する。そして、洗浄手段１４を作動することにより個々のデバイスに分割された半導体ウエーハWは、上記切削時に生成されたコンタミが洗浄除去される。次に、上記第１の搬送手段１３を作動して洗浄手段１４によって洗浄された半導体ウエーハWを上記仮置き手段１１に搬送する。加工後の半導体ウエーハWを仮置き手段１１に搬送したならば、被加工物搬出手段１２を作動してカセット８の所定位置に収納する。

上述した加工作業は、予め設定された制御プログラムに従って制御手段１０によって上記各手段を制御することにより遂行される。上述したように各工程が自動的に実施している場合には、カセット交換以外は全て稼働状態であり、制御手段１０はカセット交換以外は全て稼働時間として記録手段１０２に記録する。なお、制御手段１０は上記〈カセット交換〉表示から〈カセット交換終了〉をクリックするまでの時間をオペレータの作業時間における「カセット交換時間」として記録手段１０２に記録する。

しかるに、上記カーフチェックにおいて切削溝の幅が設定された幅と相違する場合には、装置の稼働が停止して警報ブザー１００が作動するとともに表示手段６に〈ブレード交換〉の指令表示を行う。なお、制御手段１０は表示手段６に〈ブレード交換〉を指令表示した時刻を記録手段１０２に記録する。この指令表示に基づいてオペレータは、表示手段６に表示されている〈ブレード交換〉をクリックするとともに、ブレード交換作業を実施する。なお、制御手段１０は表示手段６に表示された〈ブレード交換〉がクリックされた時刻をブレード交換作業開始時として記録手段１０２に記録する。そして、オペレータはブレード交換作業を実施したならば、表示手段６に表示されている〈ブレード交換終了〉をクリック(稼働指令)すると装置が再稼働する。なお、制御手段１０は表示手段６に表示された〈ブレード交換終了〉がクリックされた時刻をブレード交換作業終了時として記録手段１０２に記録する。そして、制御手段１０は上記〈ブレード交換〉がクリックされたブレード交換作業開始時から〈ブレード交換終了〉がクリックされたブレード交換作業終了時までの時間を装置の非稼働時間におけるオペレータの作業時間としての「ブレード交換時間」として記録手段１０２に記録する。

また、上述したアライメント工程において、例えばキーパターンを検出することができない等の理由が発生した場合には、装置の稼働が停止して警報ブザー１００が作動するとともに表示手段６に〈アライメントエラー〉のトラブル表示を行う。なお、制御手段１０は表示手段６に〈アライメントエラー〉を指令表示した時刻を記録手段１０２に記録する。この指令表示に基づいてオペレータは、表示手段６に表示されている〈アライメントエラー〉をクリックするとともに、アライメントエラーに対応したトラブル処理を実施する。なお、制御手段１０は表示手段６に表示された〈アライメントエラー〉がクリックされた時刻をトラブル処理開始時として記録手段１０２に記録する。そして、オペレータはこのトラブル処理を実施したならば、表示手段６に表示されている〈トラブル処理終了〉をクリック(稼働指令)すると装置が再稼働する。なお、制御手段１０は表示手段６に表示された〈トラブル処理終了〉がクリックされた時刻をトラブル処理終了時として記録手段１０２に記録する。そして、制御手段１０は上記〈アライメントエラー〉がクリックされたトラブル処理開始時から〈トラブル処理終了〉がクリックされたトラブル処理終了時までの時間を装置の非稼働時間におけるオペレータの作業時間としての「トラブル処理」として記録手段１０２に記録する。

更に、加工作業を実施している際に、加工条件の変更を行うことがある。この場合、入力手段１８の加工条件変更キーを操作すると、装置の稼働が停止するとともに表示手段６に〈加工条件変更〉の指令表示が行われる。なお、制御手段１０は表示手段６に〈加工条件変更〉を指令表示した時刻を記録手段１０２に記録する。そして、オペレータは入力手段１８から加工条件変更データを入力する。なお、制御手段１０は表示手段６に表示された〈加工条件変更〉がクリックされた時刻を加工条件変更開始時として記録手段１０２に記録する。この加工条件変更データを入力したならば、表示手段６に表示されている〈加工条件変更終了〉をクリック(稼働指令)すると装置が再稼働する。なお、制御手段１０は表示手段６に表示された〈加工条件変更終了〉がクリックされた時刻を加工条件変更終了時として記録手段１０２に記録する。そして、制御手段１０は上記〈加工条件変更〉がクリックされた加工条件変更開始時から〈加工条件変更終了〉がクリック(稼働指令)された加工条件変更終了時までの時間を装置の非稼働時間におけるオペレータの作業時間としての「加工条件変更」として記録手段１０２に記録する。

以上のように、図示の実施形態においては、表示手段６にはカセット交換、ブレード交換、アライメントエラー、加工条件変更等の作業指令表示がおこなわれ、この作業指令表示および作業終了表示をオペレータがクリックすることにより、制御手段１０がオペレータの作業開始時刻および作業終了時刻として記録手段１０２に記録するので、表示手段６は、制御手段１０にオペレータの作業開始信号およびオペレータの作業終了信号を入力する操作手段として機能する。

なお、制御手段１０は、１日の作業開始時に上記稼働開始スイッチ１７をONした時刻（稼働開始時刻）および１日の作業終了時に稼働開始スイッチ１７をOFFした時刻（稼働終了時刻）および経過時間を記録手段１０２に記録しておく。従って、稼働開始スイッチ１７がONした時刻から稼働開始スイッチ１７がOFFした時刻までの経過時間から装置が実際に加工作業をしていた稼働時間を減算することにより装置の非稼働時間を求めることができる。この装置の非稼働時間には、上記カセット交換、ブレード交換、トラブル処理、加工条件変更等のオペレータによって実施された作業時間が含まれる。従って、上記装置の非稼働時間からオペレータの作業時間を減算することにより、オペレータの非作業時間を求めることができる。そして、制御手段１０はこれら各項目の所要時間割合を図３に示すように表示手段６にグラフで表示する。このようにして表示手段６に表示された各項目の所要時間割合に基づいて、オペレータの勤務状況を検証することができる。

２：装置ハウジング
３：チャックテーブル
３１：チャックテーブル本体
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：カセット載置テーブル
８：カセット
１０：制御手段
１１：仮置き手段
１２：被加工物搬出手段
１３：第１の搬送手段
１４：洗浄手段
１５：第２の搬送手段
１７：稼働開始スイッチ
１８：入力手段
Ｗ：半導体ウエーハ
Ｆ：環状の支持フレーム
Ｔ：ダイシングテープ

Claims (1)

1. 被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段によって保持された被加工物を加工する加工手段と、該加工手段による作業を含む加工作業を制御する制御手段と、該制御手段による表示指令に基づいてオペレータへの作業内容を表示する表示手段と、該表示手段に表示されたオペレータへの作業内容とオペレータの作業開始信号および作業終了信号を入力する操作手段と、を具備する加工装置であって、
   該制御手段は、オペレータへの作業内容が該表示手段に表示された時刻と、該操作手段から入力されたオペレータが実際に該作業内容を開始した作業開始時刻および作業終了時刻を記録するとともに、稼働開始スイッチからの信号に基づいて装置の稼働開始時刻および稼働終了時刻を記録する記録手段を備え、該記録手段に記録された情報に基づいて装置の稼働時間と非稼働時間および非稼働時間におけるオペレータの作業時間およびオペレータの非作業時間を求めるものであって、該作業内容が該表示手段に表示された時刻から該作業内容を実際に開始した作業開始時刻までの時間をオペレータの非作業時間として含め、それぞれの所要時間状況を該表示手段に表示する、
   ことを特徴とする加工装置。

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