特許 6422338 加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6422338

(24)【登録日】2018年10月26日

(45)【発行日】2018年11月14日

(54)【発明の名称】加工装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20181105BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 N

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-265802(P2014-265802)

(22)【出願日】2014年12月26日

(65)【公開番号】特開2016-127097(P2016-127097A)

(43)【公開日】2016年7月11日

【審査請求日】2017年10月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(72)【発明者】

【氏名】前田 勉

【審査官】 中田 剛史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０８２７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５３５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１５７７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３０２９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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撮像して検出される所定の画像に基づいて加工すべき領域を特定するアライメント手段と、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部と、該カセット載置部に載置された該カセットから該チャックテーブルへ被加工物を搬送する搬出手段と、該チャックテーブルから搬送された被加工物を該カセットに収容する収容手段と、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、
該カセット載置部には、被加工物が収容された第１のカセットと、被加工物が収容されていない第２のカセットと、が載置され、
該制御手段は、該第１のカセットから搬出された加工前の被加工物を該アライメント手段で撮像し、検出される該所定の画像に基づいて該被加工物を該加工手段で加工してから該第１のカセットに収容する一方で、該第１のカセットから搬出された加工前の被加工物を該アライメント手段で撮像しても該所定の画像が検出されない場合には、該被加工物を該加工手段で加工せず該第２のカセットに収容するように各構成要素を制御することを特徴とする加工装置。

【請求項2】

被加工物に形成された識別コードを読み取る識別コード読み取り手段を更に備え、
該制御手段は、該第１のカセットから搬出された加工前の被加工物の該識別コードを該識別コード読み取り手段で読み取っても所定の識別コードが検出されない場合には、該被加工物を該加工手段で加工せず該第２のカセットに収容するように各構成要素を制御することを特徴とする請求項１に記載の加工装置。

【請求項3】

該カセットは、それぞれ１枚の被加工物が収容される複数の棚を備え、
該第１のカセットの任意の棚から搬出された被加工物を該第２のカセットに収容する場合には、該被加工物を該第１のカセットの該任意の棚に対応する該第２のカセットの棚に収容することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、板状の被加工物を加工する加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェーハやパッケージ基板、光デバイスウェーハ等の板状物を複数のチップへと分割するために、切削装置やレーザー加工装置等の加工装置が用いられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これらの加工装置で上述した板状の被加工物を加工する際には、所定のターゲットパターンを基準に被加工物の位置、向き等を調整するアライメントが実施される。

【0003】

ところで、ターゲットパターンが識別できないほど汚染された被加工物や、加工対象ではない別ロットの被加工物等を上記加工装置で加工しようとすると、適切なアライメントを実行できずにエラーが発生する。このようなアライメントエラーが発生した場合には、通常、被加工物を加工することなく収容されていた元のカセットに戻している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−２２９３６号公報

【特許文献2】特開２００８−１１２９３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

アライメントエラーが発生すると、上述したように一部の被加工物は未加工のまま残るので、次の工程に移る前に、未加工の被加工物をカセットから取り除く必要がある。これまでのところ、このような未加工の被加工物は、アライメントエラーの履歴情報等に基づいてオペレータにより除去されていた。

【0006】

しかしながら、この方法では、被加工物を除去し忘れたり、除去すべき被加工物を取り違えたりする恐れがある。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、適切なアライメントを実施できなかった被加工物を確実に除去できる加工装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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撮像して検出される所定の画像に基づいて加工すべき領域を特定するアライメント手段と、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部と、該カセット載置部に載置された該カセットから該チャックテーブルへ被加工物を搬送する搬出手段と、該チャックテーブルから搬送された被加工物を該カセットに収容する収容手段と、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、該カセット載置部には、被加工物が収容された第１のカセットと、被加工物が収容されていない第２のカセットと、が載置され、該制御手段は、該第１のカセットから搬出された加工前の被加工物を該アライメント手段で撮像し、検出される該所定の画像に基づいて該被加工物を該加工手段で加工してから該第１のカセットに収容する一方で、該第１のカセットから搬出された加工前の被加工物を該アライメント手段で撮像しても該所定の画像が検出されない場合には、該被加工物を該加工手段で加工せず該第２のカセットに収容するように各構成要素を制御することを特徴とする加工装置が提供される。

【0008】

本発明において、被加工物に形成された識別コードを読み取る識別コード読み取り手段を更に備え、該制御手段は、該第１のカセットから搬出された加工前の被加工物の該識別コードを該識別コード読み取り手段で読み取っても所定の識別コードが検出されない場合には、該被加工物を該加工手段で加工せず該第２のカセットに収容するように各構成要素を制御することが好ましい。

【0009】

また、本発明において、該カセットは、それぞれ１枚の被加工物が収容される複数の棚を備え、該第１のカセットの任意の棚から搬出された被加工物を該第２のカセットに収容する場合には、該被加工物を該第１のカセットの該任意の棚に対応する該第２のカセットの棚に収容することが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る加工装置は、第１のカセットから搬出された被加工物をアライメント手段で撮像し、検出される所定の画像に基づいて被加工物を加工手段で加工してから第１のカセットに再び収容する一方で、第１のカセットから搬出された被加工物をアライメント手段で撮像しても所定の画像が検出されない場合には、被加工物を加工手段で加工せず第２のカセットに収容するので、アライメント手段で所定の画像を検出できず、適切なアライメントを実施できなかった被加工物を第１のカセットから確実に除去できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】レーザー加工装置の構成例を模式的に示す図である。

【図2】被加工物、第１のカセット、及び第２のカセットの構成例を模式的に示す斜視図である。

【図3】被加工物の搬出、搬入の態様を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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、本実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を模式的に示す図である。なお、本実施形態では、板状の被加工物をレーザー光線で加工するレーザー加工装置について説明するが、本発明の加工装置は、例えば、被加工物を切削する切削装置（ダイシング装置）等でも良い。

【0013】

図１に示すように、レーザー加工装置（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は、基部６と、基部６の後端に立設された壁部８とを含む。基部６の前端の一方側の角部には、上方に突設された突設部６ａが設けられている。

【0014】

突設部６ａの内部には空間が形成されており、この空間には、カセット載置台（カセット載置部）１０が昇降可能に設置されている。カセット載置台１０の上面には、複数の被加工物１１を収容可能な第１のカセット１２、及び第２のカセット１４が積み重なるように載置される。なお、加工前の被加工物１１は、第１のカセット１２に収容されている。

【0015】

図２は、被加工物１１、第１のカセット１２、及び第２のカセット１４の構成例を模式的に示す斜視図である。被加工物１１は、例えば、円盤状の半導体ウェーハやパッケージ基板、光デバイスウェーハ等であり、その表面（上面）側は、中央のデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とに分けられている。

【0016】

デバイス領域は、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）でさらに複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ、ＬＥＤ等のデバイス１３が形成されている。一方、外周余剰領域には、被加工物１１の種類やロット番号等の情報を含む識別コード１５が形成されている。識別コード１５は、例えば、バーコードや２次元コード等である。

【0017】

被加工物１１の裏面（下面）側には、被加工物１１より大径のダイシングテープ１７が貼着されている。ダイシングテープ１７の外周部分は、環状のフレーム１９に固定されている。すなわち、被加工物１１はダイシングテープ１７を介してフレーム１９に支持されている。

【0018】

第１のカセット１２は、対向する一対の側板１２ａ，１２ｂと、側板１２ａ，１２ｂの上下に固定された上板１２ｃ及び下板１２ｄと、レーザー加工装置２の前方側に位置付けられる背板１２ｅ（図１）とを含む。第１のカセット１２の正面側（レーザー加工装置２の後方側）には、被加工物１１を搬出、搬入するための開口１２ｆが形成されている。

【0019】

各側板１２ａ，１２ｂの内側面には、水平方向に延在する複数の棚板１２ｇ，１２ｈが、Ｚ軸方向（鉛直方向）において略等間隔に配置されている。複数の棚板１２ｇ，１２ｈは、側板１２ａ，１２ｂにおいてそれぞれ対応する高さに設けられており、この対応する高さの棚板１２ｇ，１２ｈの組によって、１枚の被加工物１１を支持する棚が形成されている。

【0020】

第２のカセット１４は、第１のカセット１２と同様に構成されている。すなわち、第２のカセット１４は、対向する一対の側板１４ａ，１４ｂと、側板１４ａ，１４ｂの上下に固定された上板１４ｃ及び下板１４ｄと、レーザー加工装置２の前方側に位置付けられる背板１４ｅ（図１）とを含む。第２のカセット１４の正面側（レーザー加工装置２の後方側）には、被加工物１１を搬出、搬入するための開口１４ｆが形成されている。

【0021】

各側板１４ａ，１４ｂの内側面には、水平方向に延在する複数の棚板１４ｇ，１４ｈが、Ｚ軸方向（鉛直方向）において略等間隔に配置されている。複数の棚板１４ｇ，１４ｈは、側板１４ａ，１４ｂにおいてそれぞれ対応する高さに設けられており、この対応する高さの棚板１４ｇ，１４ｈの組によって、１枚の被加工物１１を支持する棚が形成されている。

【0022】

なお、本実施形態では、カセット載置台１０の上面に第２のカセット１４を載置し、第２のカセット１４の上方に第１のカセット１２を積み重ねているが、カセット載置台１０の上面に第１のカセット１２を載置し、第１のカセット１２の上方に第２のカセット１４を積み重ねてもよい。

【0023】

図１に示すように、突設部６ａの後方には、被加工物１１を仮置きするための仮置き機構１６が設けられている。仮置き機構１６は、相互に離間接近可能な一対のガイドレール１６ａ，１６ｂを含んでいる。ガイドレール１６ａ，１６ｂの断面形状は、被加工物１１（フレーム１９）のガイドに適したＬ字型である。

【0024】

仮置き機構１６の上方には、被加工物１１を搬送する搬送機構（搬出手段、収容手段）５２が設けられている。この搬送機構５２は、第１のカセット１２の各棚に収容された被加工物１１をガイドレール１６ａ，１６ｂに引き出して、基部６の上方に配置されたチャックテーブル１８へと搬送する。

【0025】

チャックテーブル１８の周囲には、被加工物１１を支持した環状のフレーム１９を四方から挟持固定する４個のクランプ２０が設けられている。チャックテーブル１８の表面は、被加工物１１を吸引保持する保持面１８ａとなっている。この保持面１８ａには、チャックテーブル１８の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、被加工物１１を吸引する吸引力が発生する。

【0026】

チャックテーブル１８の下方には、チャックテーブル１８をＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動させるＹ軸移動機構（割り出し送り機構）２２が設けられている。Ｙ軸移動機構２２は、基部６の上面に固定されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２４を備えている。

【0027】

Ｙ軸ガイドレール２４には、Ｙ軸移動テーブル２６がスライド可能に設置されている。Ｙ軸移動テーブル２６の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２４と平行なＹ軸ボールネジ２８が螺合されている。

【0028】

Ｙ軸ボールネジ２８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ３０が連結されている。Ｙ軸パルスモータ３０でＹ軸ボールネジ２８を回転させれば、Ｙ軸移動テーブル２６は、Ｙ軸ガイドレール２４に沿ってＹ軸方向に移動する。

【0029】

Ｙ軸移動テーブル２６の表面側（上面側）には、チャックテーブル１８をＸ軸方向（加工送り方向）に移動させるＸ軸移動機構（加工送り機構）３２が設けられている。Ｘ軸移動機構３２は、Ｙ軸移動テーブル２６の上面に固定されＸ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール３４を備えている。

【0030】

Ｘ軸ガイドレール３４には、Ｘ軸移動テーブル３６がスライド可能に設置されている。Ｘ軸移動テーブル３６の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール３４と平行なＸ軸ボールネジ３８が螺合されている。

【0031】

Ｘ軸ボールネジ３８の一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールネジ３８を回転させれば、Ｘ軸移動テーブル３６は、Ｘ軸ガイドレール３４に沿ってＸ軸方向に移動する。

【0032】

Ｘ軸移動テーブル３６の表面側（上面側）には、支持台４０が設けられている。支持台４０の上部には、チャックテーブル１８が配置されている。チャックテーブル１８は、支持台４０の下部に設けられた回転駆動源（不図示）と連結されており、Ｚ軸の周りに回転する。

【0033】

壁部８の前面上部には、前方に向かって突出する支持アーム８ａが設けられており、この支持アーム８ａの先端部には、下方に向けてレーザー光線を照射するレーザー加工ユニット（加工手段）４２が配置されている。

【0034】

レーザー加工ユニット４２は、レーザー発振器（不図示）で発振されるレーザー光線を、チャックテーブル１８に吸引保持された被加工物１１に照射する。例えば、レーザー加工ユニット４２でレーザー光線を照射しながらチャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させることで、被加工物１１をＸ軸方向に沿って加工できる。

【0035】

レーザー加工ユニット４２と隣接する位置には、被加工物１１を撮像するカメラ（アライメント手段）４４が設置されている。例えば、このカメラ４４で被加工物１１を撮像し、ターゲットパターン（不図示）の画像（所定の画像）を検出することで、ターゲットパターンを基準に被加工物１１の位置、向き等を調整するアライメントを実施できる。

【0036】

また、カメラ４４の近傍には、被加工物１１に形成された識別コード１５を読み取る識別コード読み取りユニット（識別コード読み取り手段）（不図示）が配置されている。この識別コード読み取りユニットで識別コード１５を読み取れば、種類やロット番号等が異なる被加工物１１を誤って加工してしまうことはない。

【0037】

加工後の被加工物１１は、搬送機構５２によって、チャックテーブル１８から仮置き機構１６の後方に配置された洗浄機構４６へと搬送される。洗浄機構４６は、基部６に形成された筒状の空間において被加工物１１を吸引保持するスピンナテーブル４８を備えている。スピンナテーブル４８の下方には、スピンナテーブル４８を所定の速度で回転させる回転駆動源（不図示）が設けられている。

【0038】

スピンナテーブル４８の上方には、被加工物１１に向けて洗浄液を噴射する噴射ノズル５０が配置されている。被加工物１１を吸引保持したスピンナテーブル４８を回転させ、噴射ノズル５０から洗浄液を噴射することで、被加工物１１を洗浄できる。洗浄機構４６で洗浄された被加工物１１は、搬送機構５２で仮置き機構１６に載置され、第１のカセット１２の各棚へと収容される。

【0039】

カセット載置台１０、Ｙ軸移動機構２２、Ｘ軸移動機構３２、レーザー加工ユニット４２、カメラ４４、識別コード読み取りユニット、搬送機構５２等の各構成要素は、制御装置（制御手段）５４に接続されている。この制御装置５４は、被加工物１１が次の態様で搬出、搬入されるように各構成要素を制御する。

【0040】

図３は、被加工物１１の搬出、搬入の態様を示す模式図である。なお、ここでは、共に２５段の棚（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２５）を有する第１のカセット１２及び第２のカセット１４を例に説明するが、第１のカセット１２及び第２のカセット１４の棚の数は、これに限定されない。

【0041】

上述のように、加工前の被加工物１１は、第１のカセット１２に収容されている。例えば、第１のカセット１２のＮｏ．１の棚に収容されている被加工物１１を加工する場合、搬送機構５２は、経路Ａ１で示すように、被加工物１１を第１のカセット１２のＮｏ．１の棚から引き出して、チャックテーブル１８へと搬送する。

【0042】

チャックテーブル１８へと搬送された被加工物１１は、識別コード読み取りユニットで識別コード１５を読み取られ、カメラ４４でターゲットパターンの周辺を撮像される。適切な被加工物１１であることを示す所定の識別コード１５が検出され、かつ、ターゲットパターンを示す所定の画像が検出されると、被加工物１１はアライメントの後に加工される。

【0043】

加工後の被加工物は、洗浄機構４６で洗浄される。その後、搬送機構５２は、経路Ａ２で示すように、被加工物１１を第１のカセット１２のＮｏ．１の棚に挿入する。すなわち、加工後の被加工物１１は、第１のカセット１２の元の棚に収容される。

【0044】

一方、適切な被加工物１１であることを示す所定の識別コード１５が検出されない場合や、ターゲットパターンを示す所定の画像が検出されない場合には、被加工物１１を適切にアライメントして加工することができない。そこで、これらの場合には、被加工物１１を加工せずに第２のカセット１４に収容する。

【0045】

例えば、搬送機構５２は、経路Ａ３で示すように、被加工物１１を第２のカセット１４のＮｏ．１の棚に挿入する。このように、適切にアライメントできなかった被加工物１１を、当該被加工物１１が収容されていた第１のカセット１２の棚に対応する第２のカセット１４の棚に収容することで、当該被加工物１１の履歴等を追跡し易くなり、問題の解析も容易になる。ただし、被加工物１１を収容する棚は、必ずしもこれに限定されない。

【0046】

第１のカセット１２の他の棚に収容されている被加工物１１を加工する場合も同様である。例えば、経路Ｂ１で示すように、被加工物１１を第１のカセット１２のＮｏ．２４の棚から引き出してチャックテーブル１８へと搬送した後には、識別コード１５及び画像の検出結果に応じて、経路Ｂ２、又は経路Ｂ３が選択される。

【0047】

以上のように、本実施形態に係るレーザー加工装置（加工装置）２は、第１のカセット１２から搬出された被加工物１１をカメラ（アライメント手段）４４で撮像し、検出される所定の画像に基づいて被加工物１１をレーザー加工ユニット（加工手段）４２で加工してから第１のカセット１２に再び収容する一方で、第１のカセット１２から搬出された被加工物１１をカメラ４４で撮像しても所定の画像が検出されない場合には、被加工物１１をレーザー加工ユニット４２で加工せず第２のカセット１４に収容するので、カメラ４４で所定の画像を検出できず、適切なアライメントを実施できなかった被加工物１１を第１のカセット１２から確実に除去できる。

【0048】

また、本実施形態に係るレーザー加工装置２では、第１のカセット１２から搬出された被加工物１１の識別コード１５を識別コード読み取りユニット（識別コード読み取り手段）で読み取っても所定の識別コード１５が検出されない場合には、被加工物１１をレーザー加工ユニット４２で加工せず第２のカセット１４に収容するので、種類やロット番号等の異なる被加工物１１を第１のカセット１２から確実に除去できる。

【0049】

さらに、本実施形態に係るレーザー加工装置２では、第１のカセット１２の任意の棚から搬出された被加工物１１を第２のカセット１４に収容する場合には、被加工物１１を第１のカセット１２の当該棚に対応する第２のカセット１４の棚に収容するので、被加工物１１の収容位置を元に被加工物１１の履歴等を追跡し易くなり、問題の解析も容易になる。

【0050】

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、上記実施形態のレーザー加工装置２では、加工後の被加工物１１を第１のカセット１２に収容し、適切にアライメントできなかった被加工物１１を第２のカセット１４に収容しているが、加工後の被加工物１１を第２のカセット１４に収容し、適切にアライメントできなかった被加工物１１を第１のカセット１２に収容しても良い。

【0051】

その他、上記実施形態に係る構成、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。

【符号の説明】

【0052】

２ レーザー加工装置（加工装置）
４ 基台
６ 基部
６ａ 突設部
８ 壁部
８ａ 支持アーム
１０ カセット載置台（カセット載置部）
１２ 第１のカセット
１２ａ，１２ｂ 側板
１２ｃ 上板
１２ｄ 下板
１２ｅ 背板
１２ｆ 開口
１２ｇ，１２ｈ 棚板
１４ 第２のカセット
１４ａ，１４ｂ 側板
１４ｃ 上板
１４ｄ 下板
１４ｅ 背板
１４ｆ 開口
１４ｇ，１４ｈ 棚板
１６ 仮置き機構
１６ａ，１６ｂ ガイドレール
１８ チャックテーブル
１８ａ 保持面
２０ クランプ
２２ Ｙ軸移動機構
２４ Ｙ軸ガイドレール
２６ Ｙ軸移動テーブル
２８ Ｙ軸ボールネジ
３０ Ｙ軸パルスモータ
３２ Ｘ軸移動機構
３４ Ｘ軸ガイドレール
３６ Ｘ軸移動テーブル
３８ Ｘ軸ボールネジ
４０ 支持台
４２ レーザー加工ユニット（加工手段）
４４ カメラ（アライメント手段）
４６ 洗浄機構
４８ スピンナテーブル
５０ 噴射ノズル
５２ 搬送機構（搬出手段、収容手段）
５４ 制御装置（制御手段）
１１ 被加工物
１３ デバイス
１５ 識別コード
１７ ダイシングテープ
１９ フレーム

【図1】

【図2】

【図3】