JP7350454B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、フレームの開口にシート介してウェーハが配設されて形成された複数のフレームユニットがカセットに収容された状態で搬入され、該カセットから該フレームユニットを搬出して該ウェーハを加工する加工装置に関する。

携帯電話やパソコン等の電子機器に使用されるデバイスチップの製造工程では、まず、半導体等の材料からなるウェーハの表面に複数の交差する分割予定ライン（ストリート）を設定する。そして、該分割予定ラインで区画される各領域にＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-scale Integration）等のデバイスを形成する。その後、ウェーハを該分割予定ラインに沿って加工して分割すると、個々のデバイスチップが形成される。

ウェーハを分割する加工装置として、例えば、円環状の切削ブレードでウェーハを分割予定ラインに沿って切削する切削装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。または、ウェーハの分割には、分割予定ラインに沿ってレーザビームを照射してウェーハを分割するレーザ加工装置が使用されてもよい。ウェーハは、シート及び環状のフレームと一体となったフレームユニットの状態で加工装置に搬入され加工される。

フレームユニットは、例えば、開口を有する環状のフレームに該開口を塞ぐようにシートを配設し、該開口の内部で該シートをウェーハの裏面に配設することで形成される。ここで、フレームユニットに含まれるシートは、粘着面を備えるダイシングテープと呼ばれる粘着テープ、または、フレーム及びウェーハに熱圧着等の方法により配設される熱圧着シート等である。

フレームユニットを加工装置に搬入する際には、複数のフレームユニットを収容できるカセットが使用される。加工装置は、カセットを載せるためのカセットテーブルと、該カセットテーブルに載るカセットからフレームユニットを搬出する搬出ユニットと、を備える。カセットテーブルは昇降可能であり、カセット内に収容されているフレームユニットを搬出する際には、搬出ユニットが搬出作業を実施できる高さに該フレームユニットの高さが合うようにカセットテーブルを昇降させる。

特開２００６－１５６８０９号公報

フレームユニットを構成する環状のフレームは、金属等の材料で形成されている。環状のフレームは、予期せぬ衝撃や力を受けて変形することがある。そして、フレームが変形して歪みが生じていると、フレームユニットの搬出時に位置付けられるべき所定の高さにカセットが位置付けられていても、搬出ユニットの把持部が把持できる高さに該フレームの把持される予定の部分が位置しない場合がある。この場合、該フレームユニットをカセットから搬出できず、該フレームユニットに含まれるウェーハを加工できない。

そこで、例えば、カセットがカセットテーブルに載せられた際にカセットの内部の収容空間を全高さにわたり検査し、カセットに収容されたそれぞれのフレームユニットに含まれるフレームを検出し、各フレームの高さ位置を予め記録しておくことが考えられる。この場合、各フレームユニットを搬出する際には、記録されたそれぞれのフレームの高さに基づいてカセットテーブルを作動させ、搬出ユニットの把持部が該フレームを把持できる高さにカセットを位置付ける。

しかしながら、この方法では、カセットに収容されたいずれのフレームユニットのフレームも変形しておらず、フレームの高さを確認する必要のない場合においても、すべてのフレームを検出してそれぞれの高さを記録する動作が最初に実施されることとなる。そして、カセットの収容空間を全高さにわたって検査する動作には時間がかかるため、カセットからのウェーハの搬出が遅れ、加工されたウェーハが再びカセットに収容される時間も遅くなる。すなわち、ウェーハの加工効率が悪くなるとの問題を生じる。

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、フレームに歪みが生じていても該フレームを把持してフレームユニットをカセットから搬出できるとともにウェーハを効率的に加工できる加工装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、フレームの開口にシートを介してウェーハが配設されたフレームユニットを支持する複数の支持溝が側壁に形成されたカセットからフレームユニットを搬出して加工する加工装置であって、該カセットが載置される昇降可能なカセットテーブルと、該カセットテーブルに載置された該カセットから該フレームユニットの該フレームを把持し搬出する搬出ユニットと、該搬出ユニットによって該カセットから搬出された該フレームユニットを仮置きする仮置きテーブルと、該仮置きテーブルから搬出された該フレームユニットを保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された該フレームユニットの該ウェーハに加工を施す加工ユニットと、該カセットテーブルと、該搬出ユニットと、を制御する制御ユニットと、を含み、該搬出ユニットは、該カセットに収容された該フレームユニットの該フレームを検出する検出器を備え、該制御ユニットは、該カセットの該側壁に形成された互いに上下に隣接する該支持溝の間隔と、該検出器に該フレームを検出させる検出範囲と、が記憶された記憶部と、該搬出ユニットによる搬出が可能となる高さに搬出の対象となる該フレームユニットが位置付けられるように、該記憶部に記憶された該支持溝の該間隔に基づいて該カセットテーブルを昇降させる昇降制御部と、該検出器を制御し、該検出器に該フレームユニットの該フレームの検出動作を実施させ、該検出器が該フレームを検出する場合に該搬出ユニットに該フレームを把持させて該仮置きテーブルまで該フレームユニットを搬出させる第１搬出制御部と、該第１搬出制御部により制御された該検出器が該フレームを検出しない場合に該カセットテーブルを該記憶部に記憶された該検出範囲内で昇降させて該検出器に該フレームの検出動作を実施させ、該検出器が該検出範囲内で該フレームを検出する場合は該搬出ユニットに該フレームを把持させて該仮置きテーブルまで該フレームユニットを搬出させ、該検出器が該検出範囲内で該フレームを検出しない場合は該搬出ユニットよる搬出が可能な位置に該フレームユニットが存在しないと判定する第２搬出制御部と、を備えることを特徴とする加工装置が提供される。

好ましくは、該加工ユニットは、環状の切削ブレードを回転可能に備える。

本発明の一態様に係る加工装置では、カセットからフレームユニットを搬出する搬出ユニットは、カセットに収容されたフレームユニットのフレームを検出できる検出器を備える。そして、カセットテーブルにカセットを載置した際、まず、搬出の対象となるフレームユニットを搬出ユニットで搬出できる高さに位置付けるように、カセットの支持溝の間隔に基づき導出された予定された高さにカセットを昇降させる。そして、検出器にフレームの検出動作を実施させる。

このとき、検出器がフレームを検出した場合、搬出ユニットにフレームユニットを搬出させる。その一方で、検出器がフレームを検出しない場合、カセットテーブルを所定の検出範囲内で昇降させ、フレームの有無を探る。そして、検出範囲内でフレームが検出された場合に搬出ユニットでフレームユニットを搬出する。その一方で、検出範囲内でフレームが検出されない場合、搬出ユニットで搬出可能な位置にフレームユニットが存在しないと判定する。

そのため、フレームが変形していない場合、フレームの探索動作が省略され、フレームユニットは早期に搬出される。そして、所定の位置でフレームが検出されない場合に検出範囲内で該フレームが探索されてフレームユニットが搬出される。そのため、歪みが生じたフレームがカセットに残されることもなく、フレームの探索動作も必要最小限の時間に留められ、ウェーハの加工効率が高くなる。

したがって、本発明の一態様によると、フレームに歪みが生じていても該フレームを把持してフレームユニットをカセットから搬出できるとともにウェーハを効率的に加工できる加工装置が提供される。

フレームユニットを模式的に示す斜視図である。 加工装置を模式的に示す斜視図である。 搬出ユニット、カセット、及び仮置きテーブルを模式的に示す斜視図である。 搬出ユニットを模式的に示す斜視図である。 カセットからフレームユニットを搬出する搬出方法の各ステップのフローを示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る加工装置においてカセットから搬出されるフレームユニットについて説明する。図１は、フレームユニット１１を模式的に示す斜視図である。フレームユニット１１は、開口７ａを備える環状のフレーム７と、フレーム７の開口７ａを塞ぐように該フレーム７に配設されたシート９と、フレーム７の開口７ａの内側でシート９に配設されたウェーハ１と、を備える。

ウェーハ１は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板等である。

ウェーハ１の表面１ａは格子状に配列された複数の分割予定ライン３で区画される。また、ウェーハ１の表面１ａの分割予定ライン３で区画された各領域にはＩＣやＬＳＩ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のデバイス５が形成される。加工装置を使用してウェーハ１を分割予定ライン３に沿って分割すると、個々のデバイスチップが形成される。

加工装置にウェーハ１を搬入する前に、ウェーハ１と、シート９と、フレーム７と、が一体化され、フレームユニット１１が形成される。ウェーハ１は、フレームユニット１１の状態で加工装置に搬入され、加工される。形成された個々のデバイスチップはシート９に支持される。その後、シート９を拡張することでデバイスチップ間の間隔を広げ、デバイスチップをピックアップする。

環状のフレーム７は、例えば、金属等の材料で形成され、ウェーハ１の径よりも大きい径の開口７ａを備える。フレームユニット１１を形成する際は、ウェーハ１は、フレーム７の開口７ａ内に位置付けられ、開口７ａに収容される。

シート９は、フレーム７の開口７ａよりも大きい径を有する。シート９は、例えば、基材層と、該基材層の上に形成された粘着層と、を備えるダイシングテープと呼ばれるテープである。シート９がダイシングテープである場合、シート９は、粘着層で発現する粘着力によりフレーム７及びウェーハ１の裏面１ｂに貼着される。または、シート９は、例えば、粘着層を備えないポリオレフィン系シートやポリエステル系シート等の樹脂シートでもよい。

ポリオレフィン系シートは、アルケンをモノマーとして合成されるポリマーのシートであり、例えば、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシート、または、ポリスチレンシートである。ポリエステル系シートは、ジカルボン酸（２つのカルボキシル基を有する化合物）と、ジオール（２つのヒドロキシル基を有する化合物）と、をモノマーとして合成されるポリマーのシートである。例えば、ポリエチレンテレフタレートシート、または、ポリエチレンナフタレートシートである。

シート９が粘着性を備えない樹脂系シートである場合、シート９をウェーハ１及びフレーム７に貼着できない。しかしながら、熱可塑性を有する樹脂系シートは、所定の圧力を印加しながらウェーハ１の裏面１ｂ及びフレーム７と接合させた状態で融点近傍の温度まで加熱すると、部分的に溶融してウェーハ１の裏面１ｂ及びフレーム７に熱圧着できる。

次に、フレームユニット１１に含まれるウェーハ１を加工する加工装置について説明する。ウェーハ１を分割予定ライン３に沿って分割する際には、例えば、環状の切削ブレードを備える切削装置が使用される。または、例えば、ウェーハ１に分割予定ライン３に沿ってレーザビームを照射してウェーハ１をレーザ加工するレーザ加工装置が使用される。以下、本実施形態に係る加工装置が切削装置である場合を例に加工装置について説明するが、本実施形態に係る加工装置は切削装置に限定されない。

図２は、本実施形態に係る加工装置の一例である切削装置２を模式的に示す斜視図である。図２に示す通り、切削装置２の基台４の角部には、カセット１３が載置されるカセットテーブル６が設けられている。カセットテーブル６は、昇降機構（不図示）により上下方向（Ｚ軸方向）に昇降可能である。図２では、カセットテーブル６に載置されたカセット１３の輪郭を二点鎖線で示している。

基台４の上面のカセットテーブル６に隣接する位置には、Ｙ軸方向（左右方向、割り出し送り方向）に平行な状態を維持しながら互いに接近、離隔される一対のガイドレール８を含む仮置きテーブル１０が設けられている。また、基台４の上面の仮置きテーブル１０に隣接する位置には、カセットテーブル６に載置されたカセット１３に収容されたフレームユニット１１をカセット１３から搬出する搬出ユニット１２が設けられている。

図３は、カセットテーブル６に載置されたカセット１３と、仮置きテーブル１０と、搬出ユニット１２と、を模式的に示す斜視図である。一対のガイドレール８は、それぞれ、フレーム７を下方から支持する支持面８ａと、支持面８ａに概ね垂直な突き当て面８ｂと、を備える。各ガイドレール８の突き当て面８ｂは、互いに向かい合っている。

基台４の上面には、仮置きテーブル１０をＹ軸方向に沿って縦断する開口１４が形成されている。開口１４の内部には、搬出ユニット１２をＹ軸方向に沿って移動させる移動機構（不図示）が設けられている。搬出ユニット１２は、該移動機構に接続された移動体１６を備える。図４は、搬出ユニット１２を模式的に示す斜視図である。移動体１６のカセット１３（カセットテーブル６）に向いた面には開口１８が設けられており、開口１８にはフレームユニット１１のフレーム７を把持する把持部２０が配設されている。

把持部２０は、それぞれ基端部が開口１８を通して移動体１６に収容された上板２２と、下板２４と、を備える。上板２２及び下板２４は、移動体１６の内部に設けられた移動機構（不図示）により、互いに近接または離隔される。

カセット１３に収容されたフレームユニット１１を搬出ユニット１２で搬出する際には、移動体１６をカセット１３に向けて移動させ、上板２２及び下板２４の間に該フレームユニット１１のフレーム７を位置付ける。そして、上板２２及び下板２４を互いに近接する方向に移動させ、フレーム７を上板２２及び下板２４で挟み込む。すると、フレームユニット１１のフレーム７が搬出ユニット１２の把持部２０に把持された状態となる。

その後、移動体１６をカセット１３から離れる方向に移動させると、カセット１３からフレームユニット１１が仮置きテーブル１０に引き出される。そして、把持部２０によるフレーム７の把持を解除する。このとき、フレーム７は、一対のガイドレール８のそれぞれの支持面８ａ上に支持される。そして、一対のガイドレール８をＸ軸方向に互い近接する方向に連動させて移動させ、該一対のガイドレール８のそれぞれの突き当て面８ｂでフレーム７を挟み込むと、フレームユニット１１を所定の位置に位置付けられる。

再び図２を参照しつつ切削装置２の説明を続ける。基台４の上面のカセットテーブル６に隣接する位置には、Ｘ軸方向（前後方向、加工送り方向）に長い開口４ａが形成されている。開口４ａ内には、図示しないボールねじ式のＸ軸移動機構（加工送りユニット）と、Ｘ軸移動機構の上部を覆う蛇腹状の防塵防滴カバー２８と、が配設されている。

Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸移動テーブル３０の下部に接続されており、このＸ軸移動テーブル３０をＸ軸方向に移動させる機能を有する。例えば、Ｘ軸移動テーブル３０は、カセットテーブル６に近接する搬出入位置と、後述の切削ユニット４０の下方の加工位置と、の間を移動する。

Ｘ軸移動テーブル３０上には、フレームユニット１１を吸引、保持するチャックテーブル（保持テーブル）３２が設けられている。チャックテーブル３２は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向、切り込み送り方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル３２は、上述したＸ軸移動機構によってＸ軸方向に移動する。

チャックテーブル３２の上面は、フレームユニット１１を保持するための保持面３２ａになっている。保持面３２ａは、チャックテーブル３２の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。また、チャックテーブル３２の周囲には、フレームユニット１１に含まれるフレーム７を外側から固定するためのクランプ３２ｂが設けられている。

仮置きテーブル１０からチャックテーブル３２へのフレームユニット１１の搬送は、基台４の上面の仮置きテーブル１０及び開口４ａに隣接する位置に設けられた第１の搬送ユニット３４により実施される。第１の搬送ユニット３４は、基台４の上面から上方に突き出た昇降可能であるとともに回転可能な軸部と、軸部の上端から水平方向に伸長した腕部と、腕部の先端下方に設けられた保持部と、を有する。

第１の搬送ユニット３４で仮置きテーブル１０からチャックテーブル３２へフレームユニット１１を搬送する際には、Ｘ軸移動テーブル３０を移動させてチャックテーブル３２を搬出入位置に位置付ける。そして、仮置きテーブル１０に仮置きされているフレームユニット１１のフレーム７を該保持部で保持し、フレームユニット１１を持ち上げて、該軸部を回転させてフレームユニット１１をチャックテーブル３２の上方に移動させる。

その後、フレームユニット１１を下降させてチャックテーブル３２の保持面３２ａに載せる。そして、クランプ３２ｂでフレーム７を固定するとともに、チャックテーブル３２の吸引源を作動させて、シート９を吸引させる。すると、シート９を介してウェーハ１が吸引保持される。

切削装置２は、Ｘ軸移動テーブル３０の搬出入領域から加工領域への移動経路の上方に、開口４ａを横切るように配設された支持構造３６を備える。そして、支持構造３６には下方に向いた撮像ユニット３８が設けられている。撮像ユニット３８は、切削ユニット４０の下方の加工領域へ移動するチャックテーブル３２に吸引保持されたウェーハ１の表面１ａを撮像し、表面１ａに設けられた分割予定ライン３の位置及び向きを検出する。

該加工領域には、チャックテーブル（保持テーブル）３２に保持されたフレームユニット１１のウェーハ１を切削（加工）する切削ユニット（加工ユニット）４０が設けられている。切削ユニット４０は、円環状の砥石部を外周に備える切削ブレード４２と、先端部に切削ブレード４２が装着され該切削ブレード４２の回転軸となるＹ軸方向に沿ったスピンドル４４と、を備える。

スピンドル４４の基端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。チャックテーブル３２に保持されたフレームユニット１１に含まれるウェーハ１に回転する切削ブレード４２を切り込ませることで、ウェーハ１を切削（加工）できる。ウェーハ１がすべての分割予定ライン３に沿って切削されると、個々のデバイスチップが形成される。その後、チャックテーブル３２は、Ｘ軸移動機構により搬出入領域に移動される。

基台４の上面の仮置きテーブル１０及び開口４ａに隣接する位置には開口４ｂが形成されており、開口４ｂには加工後のフレームユニット１１を洗浄する洗浄ユニット４６が収容されている。洗浄ユニット４６は、フレームユニット１１を保持するスピンナテーブルを備えている。スピンナテーブルの下部には、スピンナテーブルを所定の速さで回転させる回転駆動源（不図示）が連結されている。

切削装置２は、搬出入領域に位置付けられたチャックテーブル３２から洗浄ユニット４６にフレームユニット１１を搬送する第２の搬送ユニット４８を備える。第２の搬送ユニット４８は、Ｙ軸方向に沿って移動可能な腕部と、腕部の先端下方に設けられた保持部と、を有する。

第２の搬送ユニット４８でチャックテーブル３２から洗浄ユニット４６へフレームユニット１１を搬送する際には、まず、フレームユニット１１を該保持部で保持する。そして、腕部をＹ軸方向に沿って移動させ、フレームユニット１１を洗浄ユニット４６のスピンナテーブルの上に載せる。その後、スピンナテーブルでフレームユニット１１を保持してウェーハ１を洗浄する。

洗浄ユニット４６でウェーハ１を洗浄する際には、スピンナテーブルを回転させながらウェーハ１の表面１ａに向けて洗浄用の流体（代表的には、水とエアーとを混合した混合流体）を噴射する。そして、洗浄ユニット４６で洗浄されたフレームユニット１１は、カセットテーブル６に載るカセット１３に収容される。

カセット１３にフレームユニット１１を収容する際には、第１の搬送ユニット３４を使用して洗浄ユニット４６から仮置きテーブル１０にフレームユニット１１を搬送する。そして、搬出ユニット１２の移動体１６をカセット１３に向けて移動させてフレームユニット１１をカセット１３に押し入れる。このとき、収容作業が確実に実施されるように、仮置きテーブル１０にフレームユニット１１が置かれた際に一対のガイドレール８を互いに近接させて、フレームユニット１１を所定の位置に位置付けてもよい。

このように、切削装置２では、カセット１３からフレームユニット１１が搬出され、フレームユニット１１に含まれるウェーハ１が切削ユニット４０で加工される。その後、フレームユニット１１が洗浄ユニット４６で洗浄されてカセット１３に再び収容される。

切削装置２は、さらに、該切削装置２の各構成要素を制御する制御ユニット５０を備える。制御ユニット５０は、例えば、カセットテーブル６、搬出ユニット１２、仮置きテーブル１０、Ｘ軸方向移動機構、チャックテーブル３２、撮像ユニット３８、切削ユニット４０、洗浄ユニット４６、及び搬送ユニット３４，４８を制御する。

制御ユニット５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成される。補助記憶装置に記憶されるソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御ユニット５０の機能が実現される。なお、制御ユニット５０の構成及び機能等については、後に詳述する。

次に、複数のフレームユニット１１を収容できるカセット１３について、図３を用いて説明する。図３には、カセット１３の斜視図が模式的に示されている。カセット１３は、箱型の筐体１５を有する。カセット１３は、筐体１５の内部にフレームユニット１１の幅よりも大きな幅の収容空間１７を備える。カセット１３は、複数のフレームユニット１１を縦方向（Ｚ軸方向）に並べて収容空間１７に収容できる。

カセット１３の筐体１５の前面には、収容空間１７を外部に開放する開口１９が設けられている。カセット１３へのフレームユニット１１の搬出入は、開口１９を経て実施される。そのため、開口１９の幅は、フレームユニット１１の幅よりも大きい。カセット１３の開口１９に隣接する一対の側壁１５ａの内面には、フレームユニット１１のフレーム７の端部を支持する複数の支持溝２１が形成されている。

複数の支持溝２１は、それぞれ、一対の側壁１５ａに同じ高さに形成されている。そして、一対の側壁１５ａの内面では、それぞれ、互いに上下に隣接する支持溝２１が一定の間隔２３となるように並んでいる。フレームユニット１１は、カセット１３に収容される際、一方の側壁１５ａに形成された一つの支持溝２１に挿し入れられるとともに、該支持溝２１と同じ高さに形成されている他方の側壁１５ａの支持溝２１に挿し入れられる。

すなわち、各側壁１５ａに形成された互いに対応する一対の支持溝２１にフレーム７が支持された状態でフレームユニット１１がカセット１３の収容空間１７に収容される。カセット１３は、各側壁１５ａに縦方向に並ぶ対となる支持溝２１の数だけフレームユニット１１を収容可能である。

例えば、各側壁１５ａには、２５個の支持溝２１が上下に１０ｍｍの間隔２３で設けられる。この場合、カセット１３には、２５個のフレームユニット１１が収容可能となる。ただし、カセット１３には、必ずしも収容能力の限界までフレームユニット１１が収容されなくてもよく、一部の支持溝２１にはフレームユニット１１のフレーム７が載せられていなくてもよい。

カセット１３からのフレームユニット１１の搬出作業は、上述の搬出ユニット１２により実施される。カセット１３に収容されているフレームユニット１１を搬出する際には、搬出ユニット１２が搬出作業を実施できる高さに該フレームユニット１１の高さが合うようにカセットテーブル６を昇降させる。

ここで、フレーム７は、予期せぬ衝撃や力を受けて変形することがある。そして、フレーム７が変形していると、フレームユニット１１の搬出時に位置付けられるべき所定の高さにカセット１３が位置付けられていても、搬出ユニット１２の把持部２０が把持できる高さに該フレーム７の把持される予定の部分が位置しない場合がある。この場合、把持部２０がフレーム７を把持できない。

そこで、例えば、カセット１３がカセットテーブル６に載せられたとき、各フレームユニット１１のフレーム７の把持される予定の部分の収容空間１７における高さ位置を予め測定しておくことが考えられる。フレーム７の検出には、例えば、搬出ユニット１２の移動体１６のカセット１３に向いた面に把持部２０に隣接して設けられた透光窓を備える検出器２６を使用する。図４に示す検出器２６は、該透光窓から光を発出できるとともに、検出対象物で反射された該光を検出できる。

検出器２６の透光窓の正面にフレーム７が位置しているとき、透光窓からフレーム７の側面に光を照射すると、該光がフレーム７の該側面で反射されて透光窓に光が戻る。すなわち、検出器２６でフレーム７が検出される。その一方で、検出器２６の透光窓の正面にフレーム７が存在しない場合、透光窓から発せられた光はフレーム７の側面で反射されず、透光窓に戻らない。

そして、検出器２６でフレーム７を検出できたときのカセットテーブル６の高さに基づいて、フレーム７の収容空間１７における高さを導出できる。カセット１３の収容空間１７に存在する全てのフレーム７の高さの測定は、カセット１３を昇降させるとともに検出器２６による検出動作を繰り返すことで実施される。

ただし、カセット１３に収容されているすべてのフレームユニット１１のフレーム７が変形していることは稀であり、変形していないフレーム７の高さの測定作業は不要である。にもかかわらず、カセット１３の収容空間１７を全高さにわたってセンシングする場合、カセット１３がカセットテーブル６に置かれてからカセット１３から最初のフレームユニット１１が搬出されるまでに少なくない時間が消費されることとなる。

そして、フレームユニット１１の状態でカセット１３に収容されて切削装置（加工装置）２に搬入されたすべてのウェーハ１の加工が完了し、ウェーハ１がカセット１３に再び収容されるまでの時間が増大する。結果として、カセット１３の切削装置２からの搬出が遅れ、カセット１３に収容されたすべてウェーハ１の加工効率が低下することとなる。

そこで、フレーム７が変形していてもフレームユニット１１をカセット１３から搬出できるように、かつ、ウェーハ１の加工効率を低下させないように本実施形態に係る加工装置である切削装置２の制御ユニット５０は、以下に説明する構成をさらに備える。すなわち、図２に示す通り、制御ユニット５０は、記憶部５０ａと、昇降制御部５０ｂと、第１搬出制御部５０ｃと、第２搬出制御部５０ｄと、を備える。次に、制御ユニット５０の各部について詳述する。

記憶部５０ａは、制御ユニット５０による切削装置２の各部の制御に使用される各種の情報が記憶される。そして、記憶部５０ａには、カセット１３の側壁に形成された互いに上下に隣接する支持溝２１の間隔２３の値が記憶される。記憶部５０ａに記憶された支持溝２１の間隔２３は、カセットテーブル６を昇降させる際に参照される。

昇降制御部５０ｂは、カセットテーブル６を制御して昇降させる機能を有する。そして、昇降制御部５０ｂは、搬出ユニット１２による搬出が可能となる高さに搬出の対象となるフレームユニット１１が位置付けられるように、記憶部５０ａに記憶された支持溝２１の間隔２３に基づいてカセットテーブル６を昇降させる。

複数のフレームユニット１１を次々にカセット１３から搬出する際、一つのフレームユニット１１が搬出された後、支持溝２１の間隔２３に対応する距離だけカセットテーブル６が昇降され、次のフレームユニット１１を搬出する準備がされる。換言すると、本実施形態に係る加工装置である切削装置２では、支持溝２１の間隔２３等の情報から推定されるフレーム７の予定位置に基づいてカセット１３が昇降される。

なお、記憶部５０ａには、例えば、カセット１３の収容空間１７におけるフレーム７のすべての予定される高さ位置が登録されることにより、実質的に支持溝２１の間隔２３が登録されていてもよい。

昇降制御部５０ｂは、記憶部５０ａに記憶された情報に基づいてカセットテーブル６を昇降させる。例えば、カセットテーブル６にカセット１３が載せられた際、最初にカセット１３から搬出されるフレームユニット１１が搬出ユニット１２の搬出作業が可能となる高さに位置付けられるように、カセットテーブル６を昇降させる。その後、次のフレームユニット１１をカセット１３から搬出する際には、支持溝２１の間隔２３に対応する距離だけカセットテーブル６を昇降させる。

しかし、フレーム７に歪みが生じて変形している等の場合、カセット１３が所定の高さに位置付けられていても、搬出の対象となるフレームユニット１１のフレーム７の把持部２０に把持される部分が該把持部２０による把持が可能な高さに位置しない場合がある。

そこで、第１搬出制御部５０ｃは、搬出ユニット１２による搬出作業が実施される前に、搬出ユニット１２が備える検出器２６を制御し、該検出器２６にフレームユニット１１のフレーム７の検出動作を実施させる。そして、検出器２６により所定の位置にフレーム７が存在するか否かを確認する。

第１搬出制御部５０ｃは、検出器２６がフレーム７を検出する場合、搬出ユニット１２を制御し、搬出ユニット１２の把持部２０にフレーム７を把持させて仮置きテーブル１０までフレームユニット１１を搬出させる。その一方で、検出器２６がフレーム７を検出しない場合、少なくとも把持部２０が把持できる領域にフレーム７が存在しないことが確認される。本実施形態に係る加工装置である切削装置２では、次に説明する第２搬出制御部５０ｄにより、ここではじめてフレーム７を探索する動作が実施される。

第２搬出制御部５０ｄは、第１搬出制御部５０ｃにより制御された検出器２６がフレーム７を検出しない場合にカセットテーブル６を昇降させて検出器２６にフレーム７の検出動作を実施させる。より詳細には、カセット１３の収容空間１７におけるフレーム７が位置していることが想定されていた位置を基準として、その上下で検出器２６を用いてフレーム７が探索される。

ここで、検出器２６にフレーム７の検出動作を実施させる範囲を検出範囲と呼ぶこととする。検出範囲は、例えば、フレームユニット１１のフレーム７に生じる変形の許容される程度に対応するように設定される。フレーム７があまりに大きく変形している場合、切削装置２において、第１の搬送ユニット３４及び第２の搬送ユニット４８による搬送に適さなくなり、若しくは、チャックテーブル（保持テーブル）３２による保持に適さなくなる。または、切削ユニット（加工ユニット）４０による切削に適さなくなる。

したがって、切削装置２に搬入するのに適さない程にフレーム７が変形している場合、そのようなフレーム７を検出器２６で検出する意味もないため、一定の範囲に絞られた該検出範囲においてだけフレーム７を探索するとよい。例えば、該検出範囲は、支持溝２１の間隔２３よりも小さい。より詳細には、支持溝２１の間隔２３が１０ｍｍに設定されている場合、例えば、２ｍｍとするとよい。

第２搬出制御部５０ｄは、検出器２６が該検出範囲内でフレーム７を検出する場合は搬出ユニット１２にフレーム７を把持させて仮置きテーブル１０までフレームユニット１１を搬出させる。その一方で、検出器２６が該検出範囲内でフレーム７を検出しない場合は、搬出ユニット１２による搬出が可能な範囲にフレームユニット１１が存在せず、フレームユニット１１が搬出不能であると判定する。なお、該支持溝２１に支持されるフレームユニット１１がそもそも存在していない場合にも、搬出不能の判定がなされる。

本実施形態に係る加工装置では、制御ユニット５０の各部の機能により、カセット１３に収容されたフレームユニット１１を次々に搬出する。ここで、仮に全てのフレームユニット１１のフレーム７に対して第２搬出制御部５０ｄが検出器２６で探索作業を実施する場合においても、収容空間１７の全高さにわたってフレーム７の高さの測定作業を実施する場合と比較して作業の総所要時間が短くなる。これは、該検出範囲の総和が収容空間１７の高さと比較して小さくなるためである。

次に、以上に説明した制御ユニット５０を備える本実施形態に係る加工装置である切削装置２の使用形態の一態様として、カセット１３からフレームユニット１１を搬出する搬出方法について説明する。図５は、切削装置（加工装置）２においてカセットテーブル６に載るカセット１３からフレームユニット１１を搬出する搬出方法の各ステップの流れを示すフローチャートである。

該搬出方法では、まず、第１のカセット昇降ステップＳ１０を実施する。第１のカセット昇降ステップＳ１０では、制御ユニット５０の昇降制御部５０ｂにカセットテーブル６を制御させてカセット１３を昇降させる。そして、搬出ユニット１２による搬出が可能となる高さに搬出の対象となるフレームユニット１１が位置付けられるように、カセット１３を所定の高さに位置付ける。

ここで、昇降制御部５０ｂは、記憶部５０ａにアクセスしてカセット１３を位置付けるべき高さに関する情報を取得する。例えば、記憶部５０ａに記憶された支持溝２１の間隔２３の値を参照してカセット１３を位置付けるべき高さを算出して、該高さにカセット１３を位置付ける。また、例えば、一つのフレームユニット１１の搬出が完了した後に次のフレームユニット１１を搬出する際には、カセットテーブル６を支持溝２１の間隔２３だけ昇降させる。

第１のカセット昇降ステップＳ１０を実施した後、第１のフレーム検出ステップＳ２０を実施する。第１のフレーム検出ステップＳ２０では、検出器２６にフレーム７の検出動作を実施させ、搬出ユニット１２の把持部２０が把持できる高さにフレーム７の把持される部分が位置付けられているか否かを検出する。まず、搬出ユニット１２の移動体１６をカセットテーブル６に載るカセット１３に接近させる。そして、検出器２６の透光窓からカセット１３に向けて光を照射する。

このとき、検出器２６の透光窓に戻る該光を検出することで該検出器２６でフレーム７を検出する（Ｓ２１）。すなわち、該光がフレーム７の側面で反射され検出器２６の透光窓に到達し検出器２６に検出される場合、搬出ユニット１２の把持部２０で把持できる高さにフレーム７が存在していることが確認される。その一方で、該光がフレーム７の側面で反射されず検出器２６に該光が戻らない場合、把持部２０で把持できる高さにフレーム７が位置していないことが確認される。

検出器２６でフレーム７が検出される場合、フレームユニット搬出ステップＳ３０が実施される。フレームユニット搬出ステップＳ３０では、搬出ユニット１２の把持部２０でフレームユニット１１のフレーム７が把持され、移動体１６がカセット１３から離れるように動かされ、カセット１３からフレームユニット１１が仮置きテーブル１０に搬出される。

その一方で、第１のフレーム検出ステップＳ２０において、検出器２６でフレーム７を検出できない場合、フレーム７を探すためにカセットテーブル６を昇降させながら検出器２６によるフレーム７の検出動作を繰り返す。すなわち、この場合、第２のカセット昇降ステップＳ４０と第２のフレーム検出ステップＳ５０とを実施する。

第２のカセット昇降ステップＳ４０では、記憶部５０ａに記憶された上述の検出範囲に収まる位置でカセット１３を昇降させる。そして、第２のフレーム検出ステップＳ５０では、第１のフレーム検出ステップＳ２０と同様に、搬出ユニット１２の検出器２６にフレーム７の検出動作を実施させる（Ｓ５１）。そして、フレーム７が検出された場合、その位置でフレームユニット１１の搬出が可能であるため、フレームユニット搬出ステップＳ３０を実施して、カセット１３からフレームユニット１１を搬出する。

その一方で、第２のフレーム検出ステップＳ５０でフレーム７が検出されない場合（Ｓ５１）、その位置ではフレームユニット１１の搬出ができないことが確認される。そして、該検出範囲に他にフレーム７を探索していない高さがある場合（Ｓ５２）、再び第２のカセット昇降ステップＳ４０と第２のフレーム検出ステップＳ５０を実施し、フレーム７の検出を試みる（Ｓ５１）。

また、該検出範囲のすべての高さでフレーム７の探索が完了している場合（Ｓ５２）、少なくとも該検出範囲にフレーム７が存在しないことが確認される。すなわち、搬出ユニット１２によるカセット１３からのフレームユニット１１の搬出について、搬出不能判定がされる（Ｓ６０）。

この場合、例えば、カセット１３に収容されているフレームユニット１１のフレーム７が許容される量を超えて大きく変形していることが考えられる。または、搬出の対象となるフレームユニット１１が当初からカセット１３の収容空間１７に存在していないことが考えられる。いずれにせよ、搬出不能判定（Ｓ６０）となった場合、カセット１３に収容された他のフレームユニット１１を搬出するために、図５のフローチャートで示す該搬出方法をさらに実施する。

なお、以上に説明した該搬出方法の第１のフレーム検出ステップＳ２０と、それに引き続き実施されるフレームユニット搬出ステップＳ３０は、主に、制御ユニット５０の第１搬出制御部５０ｃの機能により実施される。さらに、第２のカセット昇降ステップＳ４０と、第２のフレーム検出ステップＳ５０と、それに引き続き実施されるフレームユニット搬出ステップＳ３０と、搬出不能判定Ｓ６０と、は主に制御ユニット５０の第２搬出制御部５０ｄの機能により実施される。

以上に説明するように、切削装置２に代表される本実施形態に係る加工装置によると、カセット１３に収容されたフレームユニット１１を搬出する際に、まず、搬出ユニット１２で搬出可能な位置にフレーム７が存在するか否かが検出器２６により確認される。フレーム７が検出される場合、フレーム７の探索動作が実施されることなくフレームユニット１１がカセット１３から早期に搬出され、加工装置においてウェーハ１が効率的に加工される。

その一方で、フレーム７が検出されない場合、カセットテーブル６を検出範囲内で昇降させ、フレーム７が探索される。そして、検出範囲内でフレーム７が検出された場合に搬出ユニット１２でフレームユニット１１を搬出する。そのため、フレーム７に歪みや変形が生じていても、その歪みや変形が許容される程度であれば、フレームユニット１１をカセット１３から搬出できる。そのため、加工可能なウェーハ１がカセット１３に残されることもない。

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、カセット１３からのフレームユニット１１の搬出が実施される加工装置が切削装置である場合を例に説明したが、本発明の一態様に係る加工装置はこれに限定されない。該加工装置は、フレームユニット１１に含まれるウェーハ１をレーザ加工するレーザ加工装置や、ウェーハ１を研削する研削装置、または、ウェーハ１を研磨する研磨装置で、ウェーハ１を洗浄する洗浄装置でもよい。

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。

１ ウェーハ
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ 分割予定ライン
５ デバイス
７ フレーム
７ａ 開口
９ シート
１１ フレームユニット
１３ カセット
１５ 筐体
１５ａ 側壁
１７ 収容空間
１９ 開口
２１ 支持溝
２３ 間隔
２ 切削装置（加工装置）
４ 基台
４ａ，４ｂ 開口
６ カセットテーブル
８ ガイドレール
８ａ 支持面
８ｂ 突き当て面
１０ 仮置きテーブル
１２ 搬出ユニット
１４ 開口
１６ 移動体
１８ 開口
２０ 把持部
２２ 上板
２４ 下板
２６ 検出器
２８ 防塵防滴カバー
３０ Ｘ軸移動テーブル
３２ チャックテーブル（保持テーブル）
３２ａ 保持面
３２ｂ クランプ
３４，４８ 搬送ユニット
３６ 支持構造
３８ 撮像ユニット
４０ 切削ユニット（加工ユニット）
４２ 切削ブレード
４４ スピンドル
４６ 洗浄ユニット
５０ 制御ユニット
５０ａ 記憶部
５０ｂ 昇降制御部
５０ｃ 第１搬出制御部
５０ｄ 第２搬出制御部

Claims (2)

1. フレームの開口にシートを介してウェーハが配設されたフレームユニットを支持する複数の支持溝が側壁に形成されたカセットからフレームユニットを搬出して加工する加工装置であって、
   該カセットが載置される昇降可能なカセットテーブルと、
   該カセットテーブルに載置された該カセットから該フレームユニットの該フレームを把持し搬出する搬出ユニットと、
   該搬出ユニットによって該カセットから搬出された該フレームユニットを仮置きする仮置きテーブルと、
   該仮置きテーブルから搬出された該フレームユニットを保持する保持テーブルと、
   該保持テーブルに保持された該フレームユニットの該ウェーハに加工を施す加工ユニットと、
   該カセットテーブルと、該搬出ユニットと、を制御する制御ユニットと、を含み、
   該搬出ユニットは、該カセットに収容された該フレームユニットの該フレームを検出する検出器を備え、
   該制御ユニットは、
   該カセットの該側壁に形成された互いに上下に隣接する該支持溝の間隔と、該検出器に該フレームを検出させる検出範囲と、が記憶された記憶部と、
   該搬出ユニットによる搬出が可能となる高さに搬出の対象となる該フレームユニットが位置付けられるように、該記憶部に記憶された該支持溝の該間隔に基づいて該カセットテーブルを昇降させる昇降制御部と、
   該検出器を制御し、該検出器に該フレームユニットの該フレームの検出動作を実施させ、該検出器が該フレームを検出する場合に該搬出ユニットに該フレームを把持させて該仮置きテーブルまで該フレームユニットを搬出させる第１搬出制御部と、
   該第１搬出制御部により制御された該検出器が該フレームを検出しない場合に該カセットテーブルを該記憶部に記憶された該検出範囲内で昇降させて該検出器に該フレームの検出動作を実施させ、該検出器が該検出範囲内で該フレームを検出する場合は該搬出ユニットに該フレームを把持させて該仮置きテーブルまで該フレームユニットを搬出させ、該検出器が該検出範囲内で該フレームを検出しない場合は該搬出ユニットよる搬出が可能な位置に該フレームユニットが存在しないと判定する第２搬出制御部と、
   を備えることを特徴とする加工装置。
2. 該加工ユニットは、環状の切削ブレードを回転可能に備えることを特徴とする請求項１記載の加工装置。

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