JP6448456B2

JP6448456B2 - 加工装置

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Publication number: JP6448456B2
Application number: JP2015092079A
Authority: JP
Inventors: 直哉徳満; 信和出島; 宮崎　純一; 純一宮崎
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2035-04-28
Also published as: JP2016203362A

Description

本発明は、板状の被加工物を加工する加工装置に関する。

半導体デバイスの製造プロセスでは、シリコン等の半導体材料でなるウェーハの表面をストリートと呼ばれる複数の分割予定ラインで区画し、各領域にＩＣ、ＬＳＩ等の電子回路（デバイス）を形成する。デバイスが形成されたウェーハは、例えば、研削装置（研磨装置を含む）で任意の厚さに加工された後、切削装置やレーザー加工装置等で各デバイスに対応する複数のデバイスチップへと分割される。

上述したウェーハに代表される板状の被加工物は、通常、カセットに収容された状態で研削装置（研磨装置）、切削装置、レーザー加工装置等の加工装置へと搬入される（例えば、特許文献１参照）。１つのカセットには、同じ工程で生産された複数の被加工物（同じ生産ロットの被加工物）が収容されており、被加工物の加工条件は、カセット毎に設定される。

特開２０１１−１５９８２３号公報

上述した加工装置では、１つのカセットに収容された全ての被加工物の加工が完了すると、このカセットを次のカセットに交換して被加工物の加工を継続する。しかしながら、例えば、多品種少量生産のように１つのカセットに収容される被加工物の数が少なくなると、カセットの交換に伴う加工の中断頻度が高くなって生産性は低下してしまう。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高い生産性を実現できる加工装置を提供することである。

本発明によれば、被加工物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被加工物を加工する加工手段と、複数の被加工物を収容するカセットが載置されるカセット載置領域と、該カセット載置領域に載置されたカセットと被加工物が仮置きされる仮置き領域と該チャックテーブルとの間で被加工物を搬送する搬送手段と、被加工物の加工条件を入力する入力手段と、該加工条件を記憶する記憶手段と、各構成要素を制御する制御手段と、を備える加工装置であって、該カセット載置領域は、第１の種類の第１被加工物を収容する第１カセットが載置される第１領域と、第２の種類の第２被加工物を収容する第２カセットが載置される第２領域と、を含み、該記憶手段は、該第１被加工物に対応する第１加工条件と、該第２被加工物に対応する第２加工条件と、を記憶し、該第１カセットに収容された該第１被加工物のうち最後に加工される最後の第１被加工物の加工が終了する前に、該第２カセットに収容された該第２被加工物のうち最初に加工される最初の第２被加工物を該仮置き領域に仮置きし、該最後の第１被加工物の加工が終了すると、該チャックテーブルに保持された該最後の第１被加工物を該チャックテーブルから搬出し、該仮置き領域に仮置きされた該最初の第２被加工物を該チャックテーブルに搬入することを特徴とする加工装置が提供される。

本発明において、該第１領域と該第２領域とは、鉛直方向から見て重なる位置に配置されており、該第１領域に該第１カセットが載置されている状態で、該第２領域に載置されている該第２カセットを該第２領域から取り出し、又は別のカセットと交換でき、該第２領域に該第２カセットが載置されている状態で、該第１領域に載置されている該第１カセットを該第１領域から取り出し、又は別のカセットと交換できることが好ましい。

本発明に係る加工装置では、第１カセットに収容された第１被加工物のうち最後に加工される最後の第１被加工物の加工が終了する前に、第２カセットに収容された第２被加工物のうち最初に加工される最初の第２被加工物を仮置き領域に仮置きし、最後の第１被加工物の加工が終了すると、チャックテーブルに保持された最後の第１被加工物をチャックテーブルから搬出し、仮置き領域に仮置きされた最初の第２被加工物をチャックテーブルに搬入するので、第１カセットから第２カセットへの切り替え時にチャックテーブルの待ち時間が無くなる。これにより、第１被加工物の加工と第２被加工物の加工とを連続的に実施して、高い生産性を実現できる。

切削装置（加工装置）の構成例を模式的に示す図である。第２カセットに収容された被加工物の切削加工中に第１カセットが交換される様子を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る切削装置（加工装置）の構成例を模式的に示す図である。図１に示すように、切削装置（加工装置）２は、各構造を支持する基台４を備えている。基台４の上面の一部は、筐体６で覆われている。

筐体６の内部には、空間が形成されており、切削ブレード８（図２参照）を含む切削ユニット（加工手段）１０（図２参照）が収容されている。筐体６で覆われていない基台４の角部には、カセットエレベータ（カセット載置領域）１２が設けられている。このカセットエレベータ１２には、複数の被加工物１１（図２参照）を収容可能な第１カセット１４ａ及び第２カセット１４ｂが搭載される。

カセットエレベータ１２は、第１カセット１４ａが搭載される第１領域１２ａと、第２カセット１４ｂが搭載される第２領域１２ｂとを含む。第１領域１２ａと第２領域１２ｂとは、Ｚ軸方向（鉛直方向）から見て重なる位置に配置されており、第１カセット１４ａ及び第２カセット１４ｂは、それぞれ異なる高さに支持される。

カセットエレベータ１２は、昇降可能に構成されており、第１カセット１４ａ及び第２カセット１４ｂに収容される被加工物１１の位置をＺ軸方向において調整する。被加工物１１は、例えば、シリコン等の半導体でなる円板状のウェーハであり、裏面側に貼り付けられたダイシングテープ（不図示）を介して環状のフレーム（不図示）に支持される。ただし、被加工物１１の材質、形状等に制限はなく、例えば、セラミック、樹脂、金属等の材料でなる基板を被加工物１１として用いることもできる。

基台４の上面において、カセットエレベータ１２と隣接する位置には、Ｘ軸方向に長い矩形の開口４ａが形成されている。この開口４ａ内には、筐体６の内部と外部との間をＸ軸方向に移動する移動テーブル１６、移動テーブル１６をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（不図示）、及びＸ軸移動機構を覆う防塵防滴カバー１８が設けられている。

移動テーブル１６の上方には、被加工物１１を吸引、保持するチャックテーブル２０が設置されている。チャックテーブル２０の周囲には、被加工物１１を支持する環状のフレームを四方から固定する４個のクランプ２２が設けられている。このチャックテーブル２０及びクランプ２２は、上述した移動テーブル１６と共にＸ軸方向に移動する。

チャックテーブル２０は、モータ等を含む回転機構（不図示）と連結されており、Ｚ軸方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。チャックテーブル２０の上面は、被加工物１１を吸引、保持する保持面２０ａとなっている。保持面２０ａは、チャックテーブル２０の内部に形成された流路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）に接続されている。

開口４ａの上方において、カセットエレベータ１２と近接する位置には、被加工物１１（フレーム）を仮置きする仮置き機構（仮置き領域）２４が設けられている。仮置き機構２４は、Ｙ軸方向に平行な状態を維持しながら接近、離隔される一対のガイドレール２４ａ，２４ｂを含む。各ガイドレール２４ａ，２４ｂは、被加工物１１を支持する支持面と、支持面に垂直な側面とを備え、被加工物１１（フレーム）をＸ軸方向に挟み込んで所定の位置に合わせる。

開口４ａに対してカセットエレベータ１２と反対側の位置には、円形の開口４ｂが形成されている。開口４ｂ内には、切削加工後の被加工物１１を洗浄する洗浄ユニット２６が設けられている。

筐体６の側面６ａには、被加工物１１を搬送する第１の搬送ユニット（搬送手段）２８をＹ軸方向に移動させる第１のＹ軸移動機構３０が設けられている。第１のＹ軸移動機構３０は、筐体６の側面６ａに配置されＹ軸方向に平行な一対のガイドレール３２を備えている。ガイドレール３２には、第１のスライドプレート３４がスライド可能に取り付けられている。

第１のスライドプレート３４には、Ｙ軸方向に貫通するネジ穴を備えたナット部が設けられており、このナット部には、ガイドレール３２と概ね平行なボールネジ３６が螺合されている。ボールネジ３６の一端部には、パルスモータ３８が連結されている。パルスモータ３８でボールネジ３６を回転させることで、第１のスライドプレート３４は、ガイドレール３２に沿ってＹ軸方向に移動する。

第１のスライドプレート３４の下方には、第１の昇降機構４０を介して第１の吸着ユニット４２及び把持ユニット４４が設けられている。第１の搬送ユニット２８は、この第１の吸着ユニット４２又は把持ユニット４４で被加工物１１（フレーム）を保持すると共に、第１のＹ軸移動機構３０又は第１の昇降機構４０でＹ軸方向又はＺ軸方向に移動する。

第１のＹ軸移動機構３０の上方には、被加工物１１を搬送する第２の搬送ユニット４６をＹ軸方向に移動させる第２のＹ軸移動機構４８が設けられている。第２のＹ軸移動機構４８は、筐体６の側面６ａに配置されＹ軸方向に平行な一対のガイドレール５０を備えている。ガイドレール５０には、第２のスライドプレート５２がスライド可能に取り付けられている。

第２のスライドプレート５２には、Ｙ軸方向に貫通するネジ穴を備えたナット部が設けられており、このナット部には、ガイドレール５０と概ね平行なボールネジ５４が螺合されている。ボールネジ５４の一端部には、パルスモータ５６が連結されている。パルスモータ５６でボールネジ５４を回転させることで、第２のスライドプレート５２は、ガイドレール５０に沿ってＹ軸方向に移動する。

第２のスライドプレート５２の下方には、第２の昇降機構５８を介して第２の吸着ユニット６０が設けられている。第２の搬送ユニット４６は、この第２の吸着ユニット６０で被加工物１１（フレーム）を保持すると共に、第２のＹ軸移動機構４８又は第２の昇降機構５８でＹ軸方向又はＺ軸方向に移動する。

筐体６の前面６ｂには、被加工物１１の加工条件等を入力するためのタッチパネル式のモニタ（入力手段）６２が設けられている。このモニタ６２は、切削ユニット１０、カセットエレベータ１２、Ｘ軸移動機構、チャックテーブル２０、洗浄ユニット２６、第１の搬送ユニット２８、第１のＹ軸移動機構３０、第１の昇降機構４０、第２の搬送ユニット４６、第２のＹ軸移動機構４８、第２の昇降機構５８等の構成要素と共に、制御ユニット（制御手段）６４に接続されている。制御ユニット６４は、書き換え可能なメモリ等でなる記憶部（記憶手段）６４ａを備えており、モニタ６２に入力された加工条件は、この記憶部６４ａに記憶される。

この加工装置２で、例えば、第１カセット１４ａに収容された第１の種類の被加工物（第１被加工物）１１を加工する際には、まず、カセットエレベータ１２を昇降させて、被加工物１１（フレーム）を第１の搬送ユニット２８の把持ユニット４４で把持できる高さに合わせる。

次に、把持ユニット４４で第１カセット１４ａ内の被加工物１１を把持して仮置き機構２４（ガイドレール２４ａ，２４ｂ）に引き出す。ガイドレール２４ａ，２４ｂは、引き出された被加工物１１をＸ軸方向に挟み込んで所定の位置に合わせる。その後、ガイドレール２４ａ，２４ｂ上の被加工物１１は、第１の搬送ユニット２８の第１の吸着ユニット４２で吸着され、チャックテーブル２０へと搬送される。

チャックテーブル２０へと搬送された被加工物１１は、筐体６の内部の切削ユニット１０で切削加工される。被加工物１１の切削加工は、記憶部６４ａに記憶された加工条件（第１加工条件）に基づいて遂行される。なお、この被加工物１１の切削加工が終了する前には、上述の手順を繰り返し、第１カセット１４ａから別の被加工物（第１被加工物）１１を仮置き機構２４に引き出しておく。

切削加工後の被加工物１１は、第２の搬送ユニット４６の第２の吸着ユニット６０で吸着され、洗浄ユニット２６へと搬送される。また、仮置き機構２４に引き出された別の被加工物１１は、同様に、第１の搬送ユニット２８の第１の吸着ユニット４２で吸着され、チャックテーブル２０へと搬送される。

洗浄ユニット２６で洗浄された被加工物１１は、第１の搬送ユニット２８の第１の吸着ユニット４２で吸着され、仮置き機構２４へと搬送される。その後、この被加工物１１は、把持ユニット４４で把持され、第１カセット１４ａに収容される。この手順によれば、チャックテーブル２０等の待ち時間が無いので、被加工物１１の切削加工を連続的に実施できる。

第１カセット１４ａに収容された全ての第１の種類の被加工物（第１被加工物）１１の切削加工が終了すると、第２カセット１４ｂに収容された第２の種類の被加工物（第２被加工物）１１の切削加工が開始される。

第２カセット１４ｂに収容された被加工物１１の切削加工の手順は、第１カセット１４ａに収容された被加工物１１の切削加工の手順と概ね同じである。ただし、第２カセット１４ｂに収容された被加工物１１の切削加工は、記憶部６４ａに記憶された加工条件（第２加工条件）に基づいて遂行される。

ここで、例えば、第１カセット１４ａの最後に加工された被加工物１１が第１カセット１４ａに収容されるのを待って、第２カセット１４ｂの最初の被加工物１１を搬送すると、チャックテーブル２０等の待ち時間が発生して切削加工を連続的に実施できなくなる。その結果、生産性は低下する。この問題は、１つのカセットに収容される被加工物の数が少ない多品種少量生産等の場合に深刻である。

そこで、本実施形態に係る切削装置２では、第１カセット１４ａに収容された被加工物（第１被加工物）１１のうち最後に加工される被加工物（最後の第１被加工物）１１の切削加工が終了する前に、第２カセット１４ｂに収容された被加工物（第２被加工物）１１のうち最初に加工される被加工物（最初の第２被加工物）１１を第２カセット１４ｂから仮置き機構２４に引き出す。

そして、第１カセット１４ａの最後の被加工物１１の切削加工が終了すると、この最後の被加工物１１をチャックテーブル２０から搬出し、仮置き機構２４に仮置きされた第２カセット１４ｂの最初の被加工物１１をチャックテーブル２０に搬入する。即ち、チャックテーブル２０に保持される被加工物１１が、第１カセット１４ａの最後の被加工物１１から第２カセット１４ｂの最初の被加工物１１に交換される。

この手順では、第１カセット１４ａから第２カセット１４ｂへの切り替え時にチャックテーブル２０の待ち時間が無いので、第１カセット１４ａに収容された被加工物１１の切削加工と第２カセット１４ｂに収容された被加工物１１の切削加工とを連続的に実施して、高い生産性を実現できる。

なお、第１カセット１４ａの全ての被加工物（第１被加工物）１１の切削加工が完了した後には、この第１カセット１４ａは別のカセットに交換される。図２は、第２カセット１４ｂに収容された被加工物１１の切削加工中に第１カセット１４ａが交換される様子を模式的に示す図である。

図２に示すように、第１カセット１４ａが搭載される第１領域１２ａと、第２カセット１４ｂが搭載される第２領域１２ｂとは、それぞれスライド可能に構成されている。そのため、例えば、第２領域１２ｂに第２カセット１４ｂが搭載されている状態で、第１領域１２ａをスライドさせて引き出すことで、第１領域１２ａに搭載されている第１カセット１４ａを取り出し、別のカセット１４ｃに交換できる。

同様に、第１領域１２ａに第１カセット１４ａが搭載されている状態で、第２領域１２ｂをスライドさせて引き出すことで、第２領域１２ｂに搭載されている第２カセット１４ｂを取り出し、別のカセットに交換できる。つまり、被加工物１１の切削加工を中断することなくカセットを交換して、高い生産性を実現できる。

以上のように、本実施形態に係る切削装置（加工装置）２では、第１カセット１４ａに収容された被加工物（第１被加工物）１１のうち最後に加工される被加工物（最後の第１被加工物）１１の加工が終了する前に、第２カセット１２ｂに収容された被加工物（第２被加工物）１１のうち最初に加工される被加工物（最初の第２被加工物）１１を仮置き領域に仮置きし、第１カセット１４ａの最後の被加工物１１の加工が終了すると、チャックテーブル２０に保持された第１カセット１４ａの最後の被加工物１１をチャックテーブル２０から搬出し、仮置き機構（仮置き領域）２４に仮置きされた第２カセット１２ｂの最初の被加工物１１をチャックテーブル２０に搬入するので、第１カセット１４ａから第２カセット１４ｂへの切り替え時にチャックテーブル２０の待ち時間が無くなる。これにより、第１カセット１４ａの被加工物１１の加工と第２カセット１４ｂの被加工物１１の加工とを連続的に実施して、高い生産性を実現できる。

また、本実施形態に係る切削装置２では、第１領域１２ａに第１カセット１４ａが搭載されている状態で、第２領域１２ｂに搭載されている第２カセット１４ｂを第２領域１２ｂから取り出し、又は別のカセットと交換でき、第２領域１２ｂに第２カセット１４ｂが搭載されている状態で、第１領域１２ａに搭載されている第１カセット１４ａを第１領域１２ａから取り出し、又は別のカセットと交換できるので、被加工物１１の切削加工を中断することなくカセットを交換して、高い生産性を実現できる。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、被加工物１１を切削加工する切削装置２について例示しているが、本発明に係る加工装置は、被加工物を研削（研磨）する研削装置（研磨装置）や、被加工物をレーザー加工するレーザー加工装置等でも良い。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２切削装置（加工装置）
４基台
４ａ，４ｂ開口
６筐体
６ａ側面
６ｂ前面
８切削ブレード
１０切削ユニット（加工手段）
１２カセットエレベータ
１２ａ第１領域
１２ｂ第２領域
１４ａ第１カセット
１４ｂ第２カセット
１４ｃカセット
１６移動テーブル
１８防塵防滴カバー
２０チャックテーブル
２０ａ保持面
２２クランプ
２４仮置き機構（仮置き領域）
２４ａ，２４ｂガイドレール
２６洗浄ユニット
２８第１の搬送ユニット（搬送手段）
３０第１のＹ軸移動機構
３２ガイドレール
３４第１のスライドプレート
３６ボールネジ
３８パルスモータ
４０第１の昇降機構
４２第１の吸着ユニット
４４把持ユニット
４６第２の搬送ユニット
４８第２のＹ軸移動機構
５０ガイドレール
５２第２のスライドプレート
５４ボールネジ
５６パルスモータ
５８第２の昇降機構
６０第２の吸着ユニット
６２モニタ（入力手段）
６４制御ユニット（制御手段）
６４ａ記憶部（記憶手段）
１１被加工物

Claims

被加工物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被加工物を加工する加工手段と、複数の被加工物を収容するカセットが載置されるカセット載置領域と、該カセット載置領域に載置されたカセットと被加工物が仮置きされる仮置き領域と該チャックテーブルとの間で被加工物を搬送する搬送手段と、被加工物の加工条件を入力する入力手段と、該加工条件を記憶する記憶手段と、各構成要素を制御する制御手段と、を備える加工装置であって、
該カセット載置領域は、第１の種類の第１被加工物を収容する第１カセットが載置される第１領域と、第２の種類の第２被加工物を収容する第２カセットが載置される第２領域と、を含み、
該記憶手段は、該第１被加工物に対応する第１加工条件と、該第２被加工物に対応する第２加工条件と、を記憶し、
該第１カセットに収容された該第１被加工物のうち最後に加工される最後の第１被加工物の加工が終了する前に、該第２カセットに収容された該第２被加工物のうち最初に加工される最初の第２被加工物を該仮置き領域に仮置きし、該最後の第１被加工物の加工が終了すると、該チャックテーブルに保持された該最後の第１被加工物を該チャックテーブルから搬出し、該仮置き領域に仮置きされた該最初の第２被加工物を該チャックテーブルに搬入することを特徴とする加工装置。
該第１領域と該第２領域とは、鉛直方向から見て重なる位置に配置されており、
該第１領域に該第１カセットが載置されている状態で、該第２領域に載置されている該第２カセットを該第２領域から取り出し、又は別のカセットと交換でき、
該第２領域に該第２カセットが載置されている状態で、該第１領域に載置されている該第１カセットを該第１領域から取り出し、又は別のカセットと交換できることを特徴とする請求項１記載の加工装置。