ユニット搬出入装置
【課題】複数のウェーハを自動的に搬送して連続的に加工を行うための搬出入装置について、部品点数が少なく、簡易な構成にて実現可能であり、更に、安価な製作コストを実現できる搬出入装置を提供する。
【解決手段】ユニット支持部は、ターンテーブルの回転中心から外周部に渡って放射状に形成された立上り部と、立上り部から隣接する立上り部の下端にかけて傾斜する扇状の載置面を有して構成されることで、ターンテーブルの周回方向に複数のユニット支持部が形成され、ユニット支持部の載置面には、被加工物ユニットが１つずつ載置されて、隣り合うユニット支持部に載置される被加工物ユニット同士は接触せずに上下方向に重なる位置関係に載置可能であり、載置面には、フレームを保持するためのフレーム保持手段が配設される。
【解決手段】ユニット支持部は、ターンテーブルの回転中心から外周部に渡って放射状に形成された立上り部と、立上り部から隣接する立上り部の下端にかけて傾斜する扇状の載置面を有して構成されることで、ターンテーブルの周回方向に複数のユニット支持部が形成され、ユニット支持部の載置面には、被加工物ユニットが１つずつ載置されて、隣り合うユニット支持部に載置される被加工物ユニット同士は接触せずに上下方向に重なる位置関係に載置可能であり、載置面には、フレームを保持するためのフレーム保持手段が配設される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体ウェーハ等の被加工物に研削、研磨、切削等の加工を施す加工装置に対して被加工物を搬出入するユニット搬出入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程では、半導体からなる円板状のウェーハの表面にＩＣやＬＳＩ等の多数の電子回路を形成し、次いでウェーハの裏面を研削して所定の厚さに加工してから、電子回路が形成されたデバイス領域を分割予定ラインに沿って切断するダイシングを行い、１枚のウェーハから多数のデバイス（半導体チップ）を得ることが行われる。
【０００３】
ウェーハをダイシングする装置として、切削ブレードをウェーハ（ワーク）に切り込ませて切断する切削装置などが知られている。そして、複数のウェーハを自動的に搬送して連続的に加工を行う構成が知られており、例えば、特許文献１に開示される切削装置では、ウェーハの被加工面を露出させながら、ウェーハを負圧により吸着、保持する保持手段と、保持手段に保持されたウェーハを切削加工する切削ブレードを備えた切削機構と、保持手段にウェーハを搬入する搬入機構とを有する構成により、ウェーハを収容しつつ自動的に搬出入する構成が実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５９２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されるように、複数のウェーハを自動的に搬送して連続的に加工を行う構成によれば、加工作業の自動化を実現することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されるような構成を実施する場合には、複数のウェーハを収納するカセットと、カセットを鉛直方向に移動させる昇降台と、昇降台上のカセットから水平方向にウェーハを引き出す第一の搬送手段と、第一の搬送手段が引き出したウェーハを一旦支持する仮支持手段と、仮支持手段から保持手段にウェーハを搬送する第二の搬送手段、等の各種手段を備える必要があった。
【０００７】
そして、このような構成を実施すると、部品点数が多くなり、構成が複雑になってしまうことになる。また、装置の製作コストも高くなるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、複数のウェーハを自動的に搬送して連続的に加工を行うための搬出入装置について、部品点数が少なく、簡易な構成にて実現可能であり、更に、安価な製作コストを実現できる搬出入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、被加工物が粘着テープを介してフレームに配設された被加工物ユニットを保持する保持面を有する保持手段と、保持手段に保持された被加工物ユニットの被加工物を加工する加工手段と、加工手段が配設された加工領域と被加工物ユニットを保持手段に搬出入する搬出入領域とに保持手段を位置付ける位置付け手段と、を有する加工装置とともに用いられ、搬出入領域に位置付けられた保持手段に被加工物ユニットを搬出入するユニット搬出入装置であって、ユニット搬出入装置は、ユニット収容手段と、ユニット収容手段から被加工物ユニットを搬出して保持手段に搬入すると共に、保持手段から被加工物ユニットを搬出してユニット収容手段に搬入する搬出入手段を有し、ユニット収容手段は、複数のユニット支持部と、搬出入手段の上下方向の通過を許容するユニット通過部を周回方向に備えたターンテーブルと、ターンテーブルを回転させる回転手段と、を有して構成され、ユニット支持部は、ターンテーブルの回転中心から外周部に渡って放射状に形成された立上り部と、立上り部から隣接する立上り部の下端にかけて傾斜する扇状の載置面を有して構成されることで、ターンテーブルの周回方向に複数のユニット支持部が形成され、ユニット支持部の載置面には、被加工物ユニットが１つずつ載置されて、隣り合うユニット支持部に載置される被加工物ユニット同士は接触せずに上下方向に重なる位置関係に載置可能であり、載置面には、フレームを保持するためのフレーム保持手段が配設され、搬出入手段は、被加工物ユニットのフレームを保持するフレーム保持部と、ターンテーブルのユニット通過部を介してフレーム保持部を上下動する上下動手段と、を有して構成され、搬出入手段のフレーム保持部の直下に、ターンテーブルのユニット通過部と、保持手段が位置付けられた際に、搬出入手段のフレーム保持部を上下動させることで保持手段に対する被加工物ユニットの搬入又は搬出が行われ、搬出入手段のフレーム保持部の直下に、ターンテーブルのユニット支持部が位置付けられた際に、搬出入手段のフレーム保持部を上下動させることでユニット支持部に対する被加工物ユニットの搬出又は搬入が行われる、ことを特徴とするユニット搬出入装置が提供される。
【００１０】
好ましくは、ユニット収容手段の回転手段は、載置面が傾斜した角度だけ鉛直方向から傾斜した回転軸を備え、搬出入手段のユニット保持部がユニット支持部上の被加工物ユニットを保持する際に、被加工物ユニットは略水平に支持されることとする。
【００１１】
好ましくは、搬出入手段のフレーム保持部は、上下動手段によって、ターンテーブルの上方位置で待機する待機位置と、ユニット支持部上の被加工物ユニットと接して保持する保持位置と、被加工物ユニットをターンテーブルの立上り部の高さ方向幅の範囲内において保持した状態とする位置に配置させる調整位置と、搬出入領域に位置付けられた保持手段に対し被加工物ユニットを搬入又は搬出を行う搬出入位置と、に位置付けられることとする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回転するターンテーブルを備えるユニット収容手段と、上下動する搬出入手段を備えるユニット搬出入装置が実現される。これにより、部品点数の少ない簡易な構成が実現でき、更には、安価な製作コストを実現できる。
【００１３】
また、本発明のユニット搬出入装置を、搬入機構などを備えない加工装置（切削装置や、レーザー加工機等）に追加することで、ウェーハなどの被加工物が連続的に自動供給可能な加工装置に容易に改造することも可能である。
【００１４】
さらに、ターンテーブルの上面側に被加工物が支持されるため、被加工物がターンテーブルから脱落する恐れが少ない構成が実現される。
【００１５】
加えて、載置面に傾斜を設けることで、被加工物ユニットを重ねて配置することができ、収容面積が限られるターンテーブルにおいてより多くの被加工物ユニットを収容することが可能となる。
【００１６】
さらに、回転手段は、載置面が傾斜した角度だけ鉛直方向から傾斜した回転軸を備えることとすることで、搬出入手段の直下に配置された被加工物ユニットは、水平な状態で配置されることになり、搬出入手段について被加工物ユニットの傾きに対応させるための関節機構（角度調整機構）等を設ける必要がなく、上下動作のみをさせる簡易な構成の搬出入手段を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ユニット搬出入装置を加工装置に併設した状態について示す斜視図である。
【図２】加工装置の実施形態について示す斜視図である。
【図３】ユニット搬出入装置の構成について示す分解斜視図である。
【図４】ターンテーブルの構成について示す分解斜視図である。
【図５】回転軸の傾斜、及び、被加工物ユニットが水平状態でフレーム保持部に保持されることについて説明する図である。
【図６】（Ａ）はフレーム保持部が「待機位置」にあるときについて説明する図である。（Ｂ）はフレーム保持部が「保持／保持解放位置」にあるときについて説明する図である。（Ｃ）はフレーム保持部が「調整位置」にあるときについて説明する図である。（Ｄ）はフレーム保持部が「搬入／搬出位置」にあるときについて説明する図である。
【図７】（Ａ）はフレーム保持部が「保持／保持解放位置」にあるときについて説明する図である。（Ｂ）はフレーム保持部が「調整位置」にあるときについて説明する図である。（Ｃ）は同じくフレーム保持部が「調整位置」にあるときについて説明する図である。
【図８】（Ａ）は回転するターンテーブルについて示す図である。（Ｂ）はフレーム保持部にて被加工物ユニットを保持した状態について示す図である。（Ｃ）はフレーム保持部の直下にユニット通過部とチャックテーブルが位置付けられた状態について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態にかかるユニット搬出入装置５を備えた加工装置２について示す斜視図、図２はユニット搬出入装置を設置可能な加工装置２の構成について示す斜視図である。なお、加工装置２については、本実施形態のように切削ブレード２１を高速回転させる切削ユニット２０を備える構成とするほか、レーザービームにより切削加工を行うレーザー加工装置にて構成することも考えられる。
【００１９】
図２に示される切削装置２は切削ブレード２１を高速回転させる切削ユニット２０を備える切削装置であり、チャックテーブル４において被加工物を吸引保持し、チャックテーブル４が切削送り方向（Ｘ軸方向）に往復移動しながら、切削ユニット２０を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）及び切り込み送り方向（Ｚ軸方向）に移動させることにより被加工物が切削される構成となっている。
【００２０】
例えば、半導体ウェーハＷをダイシング（切削加工）する場合は、半導体ウェーハＷを粘着テープ（ダイシングテープＴ）を介して環状フレームＦに保持してなる被加工物ユニットＵが、チャックテーブル４に載置されて吸引保持される。なお、環状フレームＦは、磁性を有するステンレスなどにて構成され、後述するように磁力によって保持される構成とする。
【００２１】
チャックテーブル４は切削送り手段１０によってＸ軸方向に移動可能となっており、切削ユニット２０と一体に形成された撮像ユニット１３（カメラ）を有するアライメントユニット１２によって、チャックテーブル４に吸引保持されたウェーハＷの切削すべき領域であるストリートが検出され、そのストリートと切削ブレードとのＹ軸方向の位置合わせがなされた後に、切削が行われる。
【００２２】
切削送り手段１０は、Ｘ軸方向に配設された一対のＸ軸ガイドレール１６と、Ｘ軸ガイドレール１６に摺動可能に支持されたＸ軸移動基台１８と、Ｘ軸移動基台１８に形成されたナット部（図示せず）に螺合するＸ軸ボールねじ２０と、Ｘ軸ボールねじ２０を回転駆動するＸ軸パルスモータ２２とから構成される。
【００２３】
チャックテーブル４を回転可能に指示する支持基台２４はＸ軸移動基台１８に固定されており、Ｘ軸パルスモータ２２に駆動されてＸ軸ボールねじ２０が回転することによって、チャックテーブル４がＸ軸方向に移動される。チャックテーブル４は、後述するユニット搬出入装置５のターンテーブル５３の下方の位置まで移動可能に構成されており、Ｘ軸移動基台１８は、加工手段（切削ユニット２０）が配設された加工領域と被加工物ユニットＵを保持手段（チャックテーブル４）に搬出入する搬出入領域とに保持手段を位置付ける位置付け手段として機能する。
【００２４】
一方、切削ユニット２０は、ガイド手段２６によってＹ軸方向に割り出し送り可能に支持されている。ガイド手段２６は、チャックテーブル４の移動を妨げないようにＸ軸に直交するＹ軸方向に配設される垂直コラム２８と、垂直コラム２８の側面においてＹ軸方向に配設された一対のＹ軸ガイドレール３０と、Ｙ軸ガイドレール３０と平行に配設されたボールねじ３２と、ボールねじ３２に連結されたＹ軸パルスモータ３６と、を有して構成される。
【００２５】
Ｙ軸ガイドレール３０は、支持部材４０をＹ軸方向に摺動可能に支持しており、支持部材４０に備えたナット（図示せず）がボールねじ３２に螺合されている。
【００２６】
Ｙ軸パルスモータ３６に駆動されてボールねじ３２が回転することにより、支持部材４０がＹ軸方向に移動される。支持部材４０には、切削ユニット２０が取り付けられた移動部材４６が上下方向（Ｚ軸方向）に摺動可能に取り付けられており、Ｚ軸パルスモータ４８を駆動すると、移動部材４６がＺ軸方向に移動される。
【００２７】
以上の構成とする切削装置２においては、切削送り手段１０や、垂直コラム２８は、ベースプレート２Ａに載置されており、ベースプレート２Ａ上において各種装置類が搭載されるようになっている。
【００２８】
そして、図１に示すように、切削装置２に対し、ユニット搬出入装置５が併設される。このユニット搬出入装置５は、複数の被加工物ユニットＵをストックし、ストックされた被加工物ユニットＵを順次切削装置２に搬入し、また、切削装置２での加工が済んだ被加工物ユニットＵを再び切削装置２からユニット搬出入装置５へと搬出させるためのものである。
【００２９】
ユニット搬出入装置５は、切削装置２のベースプレート２Ａに接続され得るベースプレート５Ａを有し、このベースプレート５Ａ上に各種装置類が搭載されることでユニット化される。このようにユニット化されることで、ユニット搬出入装置５は、切削装置２に対して追加的に設置することが可能となり、例えば、切削装置２単体での設置、ユニット搬出入装置５と切削装置２を１セットで設置、あるいは、既設の切削装置２に対し後付でユニット搬出入装置５を設置、という様々な形態が可能となる。
【００３０】
図３は、ユニット搬出入装置５の分解斜視図である。ユニット搬出入装置５は、ユニット収容機構５２と、ユニット収容機構５２から被加工物ユニットＵを搬出して保持手段であるチャックテーブル４に搬入すると共に、チャックテーブル４から被加工物ユニットＵを搬出してユニット収容機構５２に搬入する搬出入機構５４を有して構成される。
【００３１】
ユニット収容機構５２は、ターンテーブル５３と、ターンテーブル５３を回転制御するための回転機構５６を有して構成される。ターンテーブル５３は、その上面側において、複数のユニット支持部５３ａと、少なくとも一つユニット通過部５３ｂを周回方向に備えて構成される。本実施形態のターンテーブル５３は、円盤状の板状部材にて構成され、その周回方向の一部において外周部から内側に向かうように略Ｕ字状に切り欠くように開口部位が形成されており、この開口部位においてユニット通過部５３ｂが構成される。
【００３２】
本実施形態においては、ターンテーブル５３のユニット通過部５３ｂを除く周回方向の７箇所において、ユニット支持部５３ａ，５３ａが構成され、各ユニット支持部５３ａ，５３ａにそれぞれ被加工物ユニットＵが載置される。
【００３３】
図４に示すように、各ユニット支持部５３ａ，５３ａは、ターンテーブル５３の上面側を周回方向に均等に区画することで形成され、その上面において被加工物ユニットＵを載置する載置面５３ｎ，５３ｎが形成される。載置面５３ｎ，５３ｎは、周回方向において一側周回方向に向かって低くなる傾斜を有しており、隣り合う載置面５３ｎ，５３ｎの間には立上り部５３ｍが形成される。各載置面５３ｎ，５３ｎには、それぞれ被加工物ユニットＵの一部が他側周回方向にはみ出るように載置され、隣り合う被加工物ユニットＵの一部が、上下方向の隙間を空けて重なり合うように配置される。なお、ここでいう「載置面５３ｎの傾斜」は、ターンテーブル５３の平坦な下面５３ｕを水平面とした場合において、当該水平面と比較して一側周回方向に向かって低くなる傾斜をいうものである。
【００３４】
各ユニット支持部５３ａの所定の位置に被加工物ユニットＵを配設するために、本実施形態では、ターンテーブル５３上に被加工物ユニットＵを位置決めするための位置決め線５３ｄが設けられる。位置決め線５３ｄの内側には、永久磁石からなるフレーム保持部材５３ｅが周回方向に複数配設され、このフレーム保持部材５３ｅにて被加工物ユニットＵの環状フレームＦが保持され、ターンテーブル５３が回転した際の被加工物ユニットＵの位置ずれが規制される。なお、フレーム保持部材５３ｅによる環状フレームＦの保持力は、後述するフレーム保持部５５による保持力よりも弱く構成され、フレーム保持部５５によるターンテーブル５３からの被加工物ユニットＵの離脱が可能としている。
【００３５】
ターンテーブル５３の中央部には、係合溝５３ｃを有する取付穴部５３ｈが開口されている。この取付穴部５３ｈは、係合溝５３ｃは回転機構５６の回転連結部５６ａに連結され、ターンテーブル５３が回転連結部５６ａと一体となって回転駆動される。
【００３６】
図５は、図３の矢印Ａの方向からみた図であり、回転機構５６の回転軸５６ｂは傾けた状態で設けられ、これにより、ターンテーブル５３が全体として傾いた状態で設けられる。この回転軸５６ｂの傾きは、ターンテーブル５３のあるユニット支持部５３ａが、後述する搬出入機構５４の直下に配置された際に、あるユニット支持部５３ａの載置面５３ｎが水平となるように設定される。換言すれば、回転軸５６ｂは、上述の「載置面５３ｎの傾斜」に相当する角度だけ、鉛直方向に対して傾くように設計される。
【００３７】
このような設定により、搬出入機構５４の直下に配置された被加工物ユニットＵは、水平な状態で配置されることになり、半導体ウェーハについて被加工物ユニットＵの傾きに対応させるための関節機構（角度調整機構）等を設ける必要がなく、上下動作のみをさせる簡易な構成の搬出入機構５４を適用することができる。
【００３８】
ユニット搬出入装置５のベースプレート５Ａには、間隔を空けて配置される立設部５ｂ，５ｂと、立設部５ｂ，５ｂの上部間に横架される横架部５ｃを有してなる門状の垂直コラム５Ｂが立設される。横架部５ｃには搬出入機構５４が設けられ、搬出入機構５４の下方にターンテーブル５３が配置される。
【００３９】
搬出入機構５４は、下部にフレーム保持部５５を備えたロッド５４ｂを上下方向に移動させる上下動機構５４ａを有して構成される。上下動機構５４ａは、例えば、エアシリンダ機構やパルスモータなどを備えることでシリンダ５４ｃに対してロッド５４ｂを進退させる構成にて実現できる。
【００４０】
そして、図６（Ａ）に示すように、フレーム保持部５５は、上下動機構５４ａにより、ターンテーブル５３上の被加工物ユニットＵの上方の位置に配置される「待機位置」と、図６（Ｃ）、図７（Ｂ）（Ｃ）に示すように、被加工物ユニットＵをターンテーブル５３の立上り部５３ｍの高さ方向幅の範囲内で保持した状態とする位置に配置させる「調整位置」と、図６（Ｂ）、図７（Ａ）に示すように、ターンテーブル５３上の被加工物ユニットＵに近接する位置に配置される「保持／保持解放位置」と、図６（Ｄ）に示すように、チャックテーブル４に近接する位置に配置される「搬入／搬出位置」と、の少なくとも４位置に位置付けられる。
【００４１】
フレーム保持部５５は、ロッド５４ｂの下端部に連結される横アーム部５５ａと、横アーム部５５ａの長手方向の両端部からそれぞれ垂下される縦アーム部５５ｂ，５５ｂを有して構成される。縦アーム部５５ｂ，５５ｂの下端部には、例えば、電磁石により環状フレームＦを磁力により保持／保持解除することができる保持機構が設けられ、縦アーム部５５ｂの下端部において被加工物ユニットＵの環状フレームＦの上面を保持できるように構成される。また、保持を解除することで、縦アーム部５５ｂから被加工物ユニットＵを離脱できるように構成される。
【００４２】
垂直コラム５Ｂの立設部５ｂ，５ｂの間には、切削装置２のＸ軸移動基台１８の通過を可能とするための開口部５ｄが確保されており、搬出入機構５４の下方の位置にＸ軸移動基台１８を移動させると搬出入機構５４の直下にチャックテーブル４が位置付けられる。そして、これにより、図５（Ｃ）に示すように、ターンテーブル５３の回転位置によって、ユニット通過部５３ｂの直下にチャックテーブル４が位置付けられた際に、ユニット通過部５３ｂを通じて被加工物ユニットＵを搬出入するための搬出入空間Ｈが構成される。
【００４３】
以上のようにして、ユニット搬出入装置５が構成され、次に、このユニット搬出入装置５と切削装置２の間での被加工物ユニットＵの搬出、搬出の流れについて説明する。
【００４４】
まず搬出の際の流れについて、図６乃至図８を用いて説明する。前提として、オペレータ、あるいは、専用の装置によって、これから加工される複数の被加工物ユニットＵをターンテーブル５３上に配設することにより、ターンテーブル５３上に複数の被加工物ユニットＵが収容された状態とする。
【００４５】
そして、図６（Ａ）、図８（Ｂ）に示すように、フレーム保持部５５がターンテーブル５３の上方に離れた待機位置に位置付けられた状態において、ターンテーブル５３を一側方向に回転させることで、未加工の被加工物ユニットＵをフレーム保持部５５の直下に位置付ける。
【００４６】
次いで、図６（Ｂ）、図７（Ａ）に示すように、フレーム保持部５５を下方に移動させて保持／保持解放位置に位置付けるとともに、フレーム保持部５５の電磁石をＯＮにすることで、被加工物ユニットＵの環状フレームＦをフレーム保持部５５にて保持する。
【００４７】
次いで、図７（Ｂ）に示されるように、フレーム保持部５５を上方に移動させて調整位置に位置付ける。この際、フレーム保持部５５に保持された被加工物ユニットＵは、当該被加工物ユニットＵが載置されたユニット支持部５３ａに対して立設する立上り部５３ｍの高さ方向幅の範囲内に配置される。これにより、ユニット支持部５３ａに支持されている被加工物ユニットＵａに対し、フレーム保持部５５に保持された被加工物ユニットＵが接触してしまうことがない。
【００４８】
次いで、図７（Ｃ）に示されるように、フレーム保持部５５の上下方向の位置を調整位置に保ったままターンテーブル５３を一側方向に回転させ、ターンテーブル５３のユニット通過部５３ｂをフレーム保持部５５（搬出入機構５４）の直下に位置付けることで、搬出入空間Ｈが形成される。
【００４９】
ここで、ターンテーブル５３を回転させる方向（一側方向）は、立上り部５３ｍをフレーム保持部５５から遠ざける方向とすることで、立上り部５３ｍへの被加工物ユニットＵの衝突を防ぐことができる。また、フレーム保持部５５を上昇させることで被加工物ユニットＵを立上り部５３ｍよりも上方に配置させることによれば、ターンテーブル５３の回転方向については特に限定されることはない。
【００５０】
次いで、図６（Ｄ）、図８（Ｃ）に示すように、ユニット通過部５３ｂを通過させるように、フレーム保持部５５、及び、被加工物ユニットＵを下降させ、被加工物ユニットＵがチャックテーブル４に載置されるように、フレーム保持部５５を搬入／搬出位置に位置付ける。そして、フレーム保持部５５の電磁石をＯＦＦにすることで、被加工物ユニットＵの保持を解除し、被加工物ユニットＵをチャックテーブル４に保持させる。
【００５１】
以上のようにしてターンテーブル５３からチャックテーブル４への被加工物ユニットＵの受け渡しが完了し、チャックテーブル４が移動されて切削装置２へと搬入された後、被加工物ユニットＵについて所定の加工がなされる。なお、被加工物ユニットＵの受け渡しの後に、フレーム保持部５５を待機位置まで上昇させて待機させてもよい。
【００５２】
次に被加工物ユニットＵの搬出の流れについて説明する。切削装置２での加工終了後、図６（Ｄ）、図８（Ｃ）に示すように、チャックテーブル４がターンテーブル５３の下方の位置へと移動される。そして、フレーム保持部５５を搬入／搬出位置に位置付けるとともに、電磁石をＯＮにすることで、被加工物ユニットＵを保持する。なお、この際に、ターンテーブル５３のユニット通過部５３ｂは、フレーム保持部５５（搬出入機構５４）の直下に位置付けられることで、ユニット通過部５３ｂを通じて被加工物ユニットＵを搬出入するための搬出入空間Ｈが構成される状態とする。
【００５３】
次いで、ユニット通過部５３ｂを通じてフレーム保持部５５を待機位置まで上昇させた後、図７（Ｂ）に示されるように、被加工物ユニットＵが置かれずに空いているユニット支持部５３ａがフレーム保持部５５のほぼ直下に位置付けられるように、ターンテーブル５３を回転させる。
【００５４】
次いで、図７（Ｃ）に示されるように、フレーム保持部５５の上下方向の位置を調整位置に位置付けるとともに、ターンテーブル５３を他側方向に回転させて、図７（Ｂ）に示される状態とする。
【００５５】
次いで、図７（Ａ）に示すように、フレーム保持部５５を下降させて保持／保持解放位置に位置付けることにより、被加工物ユニットＵがユニット支持部５３ａに載置された状態とする。そして、フレーム保持部５５の電磁石をＯＦＦにして被加工物ユニットＵの保持を解除し、被加工物ユニットＵをユニット支持部５３ａに保持させた状態とする。
【００５６】
以上のようにして、被加工物ユニットＵの搬出入、及び、加工がなされる。他の未加工の被加工物ユニットＵについても、ターンテーブル５３を回転させることで順次同様の操作がなされる。全ての被加工物ユニットＵによる加工が終了した後は、ターンテーブル５３から加工後の被加工物ユニットＵが別の場所へと搬出される。
【００５７】
以上の実施形態では、ウェーハＷ（被加工物）がダイシングテープＴ（粘着テープ）を介して環状フレームＦ（フレーム）に配設された被加工物ユニットＵを保持する保持面を有するチャックテーブル４（保持手段）と、チャックテーブル４に保持された被加工物ユニットＵの被加工物を加工する切削ユニット２０（加工手段）と、切削ユニット２０が配設された加工領域と被加工物ユニットＵをチャックテーブル４に搬出入する搬出入領域とにチャックテーブル４を位置付けるＸ軸移動基台１８（位置付け手段）と、を有する切削装置２（加工装置）とともに用いられ、搬出入領域に位置付けられたチャックテーブル４に被加工物ユニットＵを搬出入するユニット搬出入装置５が構成される。
【００５８】
ユニット搬出入装置５は、ユニット収容機構５２（ユニット収容手段）と、ユニット収容機構５２から被加工物ユニットＵを搬出して保持手段に搬入すると共に、チャックテーブル４から被加工物ユニットＵを搬出してユニット収容機構５２に搬入する搬出入機構５４（搬出入手段）を有し、ユニット収容機構５２は、複数のユニット支持部５３ａと、搬出入機構５４の上下方向の通過を許容するユニット通過部５３ｂを周回方向に備えたターンテーブル５３と、ターンテーブル５３を回転させる回転機構５６（回転手段）と、を有して構成される。
【００５９】
ユニット支持部５３ａは、ターンテーブル５３の回転中心から外周部に渡って放射状に形成された立上り部５３ｍと、立上り部５３ｍから隣接する立上り部５３ｍの下端にかけて傾斜する扇状の載置面５３ｎを有して構成されることで、ターンテーブル５３の周回方向に複数のユニット支持部５３ａが形成され、ユニット支持部５３ａの載置面５３ｎには、被加工物ユニットＵが１つずつ載置されて、隣り合うユニット支持部５３ａに載置される被加工物ユニットＵ同士は接触せずに上下方向に重なる位置関係に載置可能であり、載置面５３ｎには、環状フレームＦを保持するためのフレーム保持部材５３ｅ（フレーム保持手段）が配設される。
【００６０】
搬出入機構５４は、被加工物ユニットＵの環状フレームＦを保持するフレーム保持部５５と、ターンテーブル５３のユニット通過部５３ｂを介してフレーム保持部５５を上下動する上下動機構５４ａ（上下動手段）と、を有して構成され、搬出入機構５４のフレーム保持部５５の直下に、ターンテーブル５３のユニット通過部５３ｂと、チャックテーブル４が位置付けられた際に、搬出入機構５４のフレーム保持部５５を上下動することでチャックテーブル４に対する被加工物ユニットＵの搬入又は搬出が行われ、搬出入機構５４のフレーム保持部５５の直下に、ターンテーブル５３のユニット支持部５３ａが位置付けられた際に、搬出入機構５４のフレーム保持部５５を上下動することでユニット支持部５３ａに対する被加工物ユニットＵの搬出又は搬入が行われることとしている。
【００６１】
好ましい実施形態として、ユニット収容機構５２の回転機構５６は、載置面５３ｎが傾斜した角度だけ鉛直方向から傾斜した回転軸５６ｂを備え、搬出入機構５４のユニット保持部５３ａがユニット支持部５３ａ上の被加工物ユニットＵを保持する際に、被加工物ユニットＵは略水平に支持される。
【００６２】
さらに、このましい実施形態として、搬出入機構５４のフレーム保持部５５は、上下動機構５４ａによって、ターンテーブル５３の上方位置で待機する待機位置と、ユニット支持部５３ｂ上の被加工物ユニットＵと接して保持する保持位置と、被加工物ユニットＵをターンテーブル５３の立上り部５３ｍの高さ方向幅の範囲内において保持した状態とする位置に配置させる調整位置と、搬出入領域に位置付けられたチャックテーブル４に対し被加工物ユニットＵを搬入又は搬出を行う搬出入位置と、に位置付けられることとする。
【００６３】
以上のように、本実施形態によれば、回転するターンテーブルを備えるユニット収容手段と、上下動する搬出入手段を備えるユニット搬出入装置が実現される。これにより、部品点数の少ない簡易な構成が実現でき、更には、安価な製作コストを実現できる。
【００６４】
また、本発明のユニット搬出入装置を、搬入機構などを備えない加工装置（切削装置や、レーザー加工機等）に追加することで、ウェーハなどの被加工物が連続的に自動供給可能な加工装置に容易に改造することも可能である。
【００６５】
さらに、ターンテーブルの上面側に被加工物が支持されるため、被加工物がターンテーブルから脱落する恐れが少ない構成が実現される。
【００６６】
加えて、載置面に傾斜を設けることで、被加工物ユニットを重ねて配置することができ、収容面積が限られるターンテーブルにおいてより多くの被加工物ユニットを収容することが可能となる。
【００６７】
さらに、回転手段は、載置面が傾斜した角度だけ鉛直方向から傾斜した回転軸を備えることとすることで、搬出入手段の直下に配置された被加工物ユニットは、水平な状態で配置されることになり、搬出入手段について被加工物ユニットの傾きに対応させるための関節機構（角度調整機構）等を設ける必要がなく、上下動作のみをさせる簡易な構成の搬出入手段を適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
２ 切削装置
４ チャックテーブル
５ ユニット搬出入装置
１８ Ｘ軸移動基台
２０ 切削ユニット
５２ ユニット収容機構
５３ ターンテーブル
５３ａ ユニット支持部
５３ｂ ユニット通過部
５４ 搬出入機構
５４ｂ 上下動機構
５５ フレーム保持部
５６ 回転機構
Ｆ 環状フレーム
Ｈ 搬出入空間
Ｔ ダイシングテープ
Ｕ 被加工物ユニット
Ｗ ウェーハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体ウェーハ等の被加工物に研削、研磨、切削等の加工を施す加工装置に対して被加工物を搬出入するユニット搬出入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程では、半導体からなる円板状のウェーハの表面にＩＣやＬＳＩ等の多数の電子回路を形成し、次いでウェーハの裏面を研削して所定の厚さに加工してから、電子回路が形成されたデバイス領域を分割予定ラインに沿って切断するダイシングを行い、１枚のウェーハから多数のデバイス（半導体チップ）を得ることが行われる。
【０００３】
ウェーハをダイシングする装置として、切削ブレードをウェーハ（ワーク）に切り込ませて切断する切削装置などが知られている。そして、複数のウェーハを自動的に搬送して連続的に加工を行う構成が知られており、例えば、特許文献１に開示される切削装置では、ウェーハの被加工面を露出させながら、ウェーハを負圧により吸着、保持する保持手段と、保持手段に保持されたウェーハを切削加工する切削ブレードを備えた切削機構と、保持手段にウェーハを搬入する搬入機構とを有する構成により、ウェーハを収容しつつ自動的に搬出入する構成が実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５９２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されるように、複数のウェーハを自動的に搬送して連続的に加工を行う構成によれば、加工作業の自動化を実現することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されるような構成を実施する場合には、複数のウェーハを収納するカセットと、カセットを鉛直方向に移動させる昇降台と、昇降台上のカセットから水平方向にウェーハを引き出す第一の搬送手段と、第一の搬送手段が引き出したウェーハを一旦支持する仮支持手段と、仮支持手段から保持手段にウェーハを搬送する第二の搬送手段、等の各種手段を備える必要があった。
【０００７】
そして、このような構成を実施すると、部品点数が多くなり、構成が複雑になってしまうことになる。また、装置の製作コストも高くなるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、複数のウェーハを自動的に搬送して連続的に加工を行うための搬出入装置について、部品点数が少なく、簡易な構成にて実現可能であり、更に、安価な製作コストを実現できる搬出入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、被加工物が粘着テープを介してフレームに配設された被加工物ユニットを保持する保持面を有する保持手段と、保持手段に保持された被加工物ユニットの被加工物を加工する加工手段と、加工手段が配設された加工領域と被加工物ユニットを保持手段に搬出入する搬出入領域とに保持手段を位置付ける位置付け手段と、を有する加工装置とともに用いられ、搬出入領域に位置付けられた保持手段に被加工物ユニットを搬出入するユニット搬出入装置であって、ユニット搬出入装置は、ユニット収容手段と、ユニット収容手段から被加工物ユニットを搬出して保持手段に搬入すると共に、保持手段から被加工物ユニットを搬出してユニット収容手段に搬入する搬出入手段を有し、ユニット収容手段は、複数のユニット支持部と、搬出入手段の上下方向の通過を許容するユニット通過部を周回方向に備えたターンテーブルと、ターンテーブルを回転させる回転手段と、を有して構成され、ユニット支持部は、ターンテーブルの回転中心から外周部に渡って放射状に形成された立上り部と、立上り部から隣接する立上り部の下端にかけて傾斜する扇状の載置面を有して構成されることで、ターンテーブルの周回方向に複数のユニット支持部が形成され、ユニット支持部の載置面には、被加工物ユニットが１つずつ載置されて、隣り合うユニット支持部に載置される被加工物ユニット同士は接触せずに上下方向に重なる位置関係に載置可能であり、載置面には、フレームを保持するためのフレーム保持手段が配設され、搬出入手段は、被加工物ユニットのフレームを保持するフレーム保持部と、ターンテーブルのユニット通過部を介してフレーム保持部を上下動する上下動手段と、を有して構成され、搬出入手段のフレーム保持部の直下に、ターンテーブルのユニット通過部と、保持手段が位置付けられた際に、搬出入手段のフレーム保持部を上下動させることで保持手段に対する被加工物ユニットの搬入又は搬出が行われ、搬出入手段のフレーム保持部の直下に、ターンテーブルのユニット支持部が位置付けられた際に、搬出入手段のフレーム保持部を上下動させることでユニット支持部に対する被加工物ユニットの搬出又は搬入が行われる、ことを特徴とするユニット搬出入装置が提供される。
【００１０】
好ましくは、ユニット収容手段の回転手段は、載置面が傾斜した角度だけ鉛直方向から傾斜した回転軸を備え、搬出入手段のユニット保持部がユニット支持部上の被加工物ユニットを保持する際に、被加工物ユニットは略水平に支持されることとする。
【００１１】
好ましくは、搬出入手段のフレーム保持部は、上下動手段によって、ターンテーブルの上方位置で待機する待機位置と、ユニット支持部上の被加工物ユニットと接して保持する保持位置と、被加工物ユニットをターンテーブルの立上り部の高さ方向幅の範囲内において保持した状態とする位置に配置させる調整位置と、搬出入領域に位置付けられた保持手段に対し被加工物ユニットを搬入又は搬出を行う搬出入位置と、に位置付けられることとする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回転するターンテーブルを備えるユニット収容手段と、上下動する搬出入手段を備えるユニット搬出入装置が実現される。これにより、部品点数の少ない簡易な構成が実現でき、更には、安価な製作コストを実現できる。
【００１３】
また、本発明のユニット搬出入装置を、搬入機構などを備えない加工装置（切削装置や、レーザー加工機等）に追加することで、ウェーハなどの被加工物が連続的に自動供給可能な加工装置に容易に改造することも可能である。
【００１４】
さらに、ターンテーブルの上面側に被加工物が支持されるため、被加工物がターンテーブルから脱落する恐れが少ない構成が実現される。
【００１５】
加えて、載置面に傾斜を設けることで、被加工物ユニットを重ねて配置することができ、収容面積が限られるターンテーブルにおいてより多くの被加工物ユニットを収容することが可能となる。
【００１６】
さらに、回転手段は、載置面が傾斜した角度だけ鉛直方向から傾斜した回転軸を備えることとすることで、搬出入手段の直下に配置された被加工物ユニットは、水平な状態で配置されることになり、搬出入手段について被加工物ユニットの傾きに対応させるための関節機構（角度調整機構）等を設ける必要がなく、上下動作のみをさせる簡易な構成の搬出入手段を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ユニット搬出入装置を加工装置に併設した状態について示す斜視図である。
【図２】加工装置の実施形態について示す斜視図である。
【図３】ユニット搬出入装置の構成について示す分解斜視図である。
【図４】ターンテーブルの構成について示す分解斜視図である。
【図５】回転軸の傾斜、及び、被加工物ユニットが水平状態でフレーム保持部に保持されることについて説明する図である。
【図６】（Ａ）はフレーム保持部が「待機位置」にあるときについて説明する図である。（Ｂ）はフレーム保持部が「保持／保持解放位置」にあるときについて説明する図である。（Ｃ）はフレーム保持部が「調整位置」にあるときについて説明する図である。（Ｄ）はフレーム保持部が「搬入／搬出位置」にあるときについて説明する図である。
【図７】（Ａ）はフレーム保持部が「保持／保持解放位置」にあるときについて説明する図である。（Ｂ）はフレーム保持部が「調整位置」にあるときについて説明する図である。（Ｃ）は同じくフレーム保持部が「調整位置」にあるときについて説明する図である。
【図８】（Ａ）は回転するターンテーブルについて示す図である。（Ｂ）はフレーム保持部にて被加工物ユニットを保持した状態について示す図である。（Ｃ）はフレーム保持部の直下にユニット通過部とチャックテーブルが位置付けられた状態について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態にかかるユニット搬出入装置５を備えた加工装置２について示す斜視図、図２はユニット搬出入装置を設置可能な加工装置２の構成について示す斜視図である。なお、加工装置２については、本実施形態のように切削ブレード２１を高速回転させる切削ユニット２０を備える構成とするほか、レーザービームにより切削加工を行うレーザー加工装置にて構成することも考えられる。
【００１９】
図２に示される切削装置２は切削ブレード２１を高速回転させる切削ユニット２０を備える切削装置であり、チャックテーブル４において被加工物を吸引保持し、チャックテーブル４が切削送り方向（Ｘ軸方向）に往復移動しながら、切削ユニット２０を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）及び切り込み送り方向（Ｚ軸方向）に移動させることにより被加工物が切削される構成となっている。
【００２０】
例えば、半導体ウェーハＷをダイシング（切削加工）する場合は、半導体ウェーハＷを粘着テープ（ダイシングテープＴ）を介して環状フレームＦに保持してなる被加工物ユニットＵが、チャックテーブル４に載置されて吸引保持される。なお、環状フレームＦは、磁性を有するステンレスなどにて構成され、後述するように磁力によって保持される構成とする。
【００２１】
チャックテーブル４は切削送り手段１０によってＸ軸方向に移動可能となっており、切削ユニット２０と一体に形成された撮像ユニット１３（カメラ）を有するアライメントユニット１２によって、チャックテーブル４に吸引保持されたウェーハＷの切削すべき領域であるストリートが検出され、そのストリートと切削ブレードとのＹ軸方向の位置合わせがなされた後に、切削が行われる。
【００２２】
切削送り手段１０は、Ｘ軸方向に配設された一対のＸ軸ガイドレール１６と、Ｘ軸ガイドレール１６に摺動可能に支持されたＸ軸移動基台１８と、Ｘ軸移動基台１８に形成されたナット部（図示せず）に螺合するＸ軸ボールねじ２０と、Ｘ軸ボールねじ２０を回転駆動するＸ軸パルスモータ２２とから構成される。
【００２３】
チャックテーブル４を回転可能に指示する支持基台２４はＸ軸移動基台１８に固定されており、Ｘ軸パルスモータ２２に駆動されてＸ軸ボールねじ２０が回転することによって、チャックテーブル４がＸ軸方向に移動される。チャックテーブル４は、後述するユニット搬出入装置５のターンテーブル５３の下方の位置まで移動可能に構成されており、Ｘ軸移動基台１８は、加工手段（切削ユニット２０）が配設された加工領域と被加工物ユニットＵを保持手段（チャックテーブル４）に搬出入する搬出入領域とに保持手段を位置付ける位置付け手段として機能する。
【００２４】
一方、切削ユニット２０は、ガイド手段２６によってＹ軸方向に割り出し送り可能に支持されている。ガイド手段２６は、チャックテーブル４の移動を妨げないようにＸ軸に直交するＹ軸方向に配設される垂直コラム２８と、垂直コラム２８の側面においてＹ軸方向に配設された一対のＹ軸ガイドレール３０と、Ｙ軸ガイドレール３０と平行に配設されたボールねじ３２と、ボールねじ３２に連結されたＹ軸パルスモータ３６と、を有して構成される。
【００２５】
Ｙ軸ガイドレール３０は、支持部材４０をＹ軸方向に摺動可能に支持しており、支持部材４０に備えたナット（図示せず）がボールねじ３２に螺合されている。
【００２６】
Ｙ軸パルスモータ３６に駆動されてボールねじ３２が回転することにより、支持部材４０がＹ軸方向に移動される。支持部材４０には、切削ユニット２０が取り付けられた移動部材４６が上下方向（Ｚ軸方向）に摺動可能に取り付けられており、Ｚ軸パルスモータ４８を駆動すると、移動部材４６がＺ軸方向に移動される。
【００２７】
以上の構成とする切削装置２においては、切削送り手段１０や、垂直コラム２８は、ベースプレート２Ａに載置されており、ベースプレート２Ａ上において各種装置類が搭載されるようになっている。
【００２８】
そして、図１に示すように、切削装置２に対し、ユニット搬出入装置５が併設される。このユニット搬出入装置５は、複数の被加工物ユニットＵをストックし、ストックされた被加工物ユニットＵを順次切削装置２に搬入し、また、切削装置２での加工が済んだ被加工物ユニットＵを再び切削装置２からユニット搬出入装置５へと搬出させるためのものである。
【００２９】
ユニット搬出入装置５は、切削装置２のベースプレート２Ａに接続され得るベースプレート５Ａを有し、このベースプレート５Ａ上に各種装置類が搭載されることでユニット化される。このようにユニット化されることで、ユニット搬出入装置５は、切削装置２に対して追加的に設置することが可能となり、例えば、切削装置２単体での設置、ユニット搬出入装置５と切削装置２を１セットで設置、あるいは、既設の切削装置２に対し後付でユニット搬出入装置５を設置、という様々な形態が可能となる。
【００３０】
図３は、ユニット搬出入装置５の分解斜視図である。ユニット搬出入装置５は、ユニット収容機構５２と、ユニット収容機構５２から被加工物ユニットＵを搬出して保持手段であるチャックテーブル４に搬入すると共に、チャックテーブル４から被加工物ユニットＵを搬出してユニット収容機構５２に搬入する搬出入機構５４を有して構成される。
【００３１】
ユニット収容機構５２は、ターンテーブル５３と、ターンテーブル５３を回転制御するための回転機構５６を有して構成される。ターンテーブル５３は、その上面側において、複数のユニット支持部５３ａと、少なくとも一つユニット通過部５３ｂを周回方向に備えて構成される。本実施形態のターンテーブル５３は、円盤状の板状部材にて構成され、その周回方向の一部において外周部から内側に向かうように略Ｕ字状に切り欠くように開口部位が形成されており、この開口部位においてユニット通過部５３ｂが構成される。
【００３２】
本実施形態においては、ターンテーブル５３のユニット通過部５３ｂを除く周回方向の７箇所において、ユニット支持部５３ａ，５３ａが構成され、各ユニット支持部５３ａ，５３ａにそれぞれ被加工物ユニットＵが載置される。
【００３３】
図４に示すように、各ユニット支持部５３ａ，５３ａは、ターンテーブル５３の上面側を周回方向に均等に区画することで形成され、その上面において被加工物ユニットＵを載置する載置面５３ｎ，５３ｎが形成される。載置面５３ｎ，５３ｎは、周回方向において一側周回方向に向かって低くなる傾斜を有しており、隣り合う載置面５３ｎ，５３ｎの間には立上り部５３ｍが形成される。各載置面５３ｎ，５３ｎには、それぞれ被加工物ユニットＵの一部が他側周回方向にはみ出るように載置され、隣り合う被加工物ユニットＵの一部が、上下方向の隙間を空けて重なり合うように配置される。なお、ここでいう「載置面５３ｎの傾斜」は、ターンテーブル５３の平坦な下面５３ｕを水平面とした場合において、当該水平面と比較して一側周回方向に向かって低くなる傾斜をいうものである。
【００３４】
各ユニット支持部５３ａの所定の位置に被加工物ユニットＵを配設するために、本実施形態では、ターンテーブル５３上に被加工物ユニットＵを位置決めするための位置決め線５３ｄが設けられる。位置決め線５３ｄの内側には、永久磁石からなるフレーム保持部材５３ｅが周回方向に複数配設され、このフレーム保持部材５３ｅにて被加工物ユニットＵの環状フレームＦが保持され、ターンテーブル５３が回転した際の被加工物ユニットＵの位置ずれが規制される。なお、フレーム保持部材５３ｅによる環状フレームＦの保持力は、後述するフレーム保持部５５による保持力よりも弱く構成され、フレーム保持部５５によるターンテーブル５３からの被加工物ユニットＵの離脱が可能としている。
【００３５】
ターンテーブル５３の中央部には、係合溝５３ｃを有する取付穴部５３ｈが開口されている。この取付穴部５３ｈは、係合溝５３ｃは回転機構５６の回転連結部５６ａに連結され、ターンテーブル５３が回転連結部５６ａと一体となって回転駆動される。
【００３６】
図５は、図３の矢印Ａの方向からみた図であり、回転機構５６の回転軸５６ｂは傾けた状態で設けられ、これにより、ターンテーブル５３が全体として傾いた状態で設けられる。この回転軸５６ｂの傾きは、ターンテーブル５３のあるユニット支持部５３ａが、後述する搬出入機構５４の直下に配置された際に、あるユニット支持部５３ａの載置面５３ｎが水平となるように設定される。換言すれば、回転軸５６ｂは、上述の「載置面５３ｎの傾斜」に相当する角度だけ、鉛直方向に対して傾くように設計される。
【００３７】
このような設定により、搬出入機構５４の直下に配置された被加工物ユニットＵは、水平な状態で配置されることになり、半導体ウェーハについて被加工物ユニットＵの傾きに対応させるための関節機構（角度調整機構）等を設ける必要がなく、上下動作のみをさせる簡易な構成の搬出入機構５４を適用することができる。
【００３８】
ユニット搬出入装置５のベースプレート５Ａには、間隔を空けて配置される立設部５ｂ，５ｂと、立設部５ｂ，５ｂの上部間に横架される横架部５ｃを有してなる門状の垂直コラム５Ｂが立設される。横架部５ｃには搬出入機構５４が設けられ、搬出入機構５４の下方にターンテーブル５３が配置される。
【００３９】
搬出入機構５４は、下部にフレーム保持部５５を備えたロッド５４ｂを上下方向に移動させる上下動機構５４ａを有して構成される。上下動機構５４ａは、例えば、エアシリンダ機構やパルスモータなどを備えることでシリンダ５４ｃに対してロッド５４ｂを進退させる構成にて実現できる。
【００４０】
そして、図６（Ａ）に示すように、フレーム保持部５５は、上下動機構５４ａにより、ターンテーブル５３上の被加工物ユニットＵの上方の位置に配置される「待機位置」と、図６（Ｃ）、図７（Ｂ）（Ｃ）に示すように、被加工物ユニットＵをターンテーブル５３の立上り部５３ｍの高さ方向幅の範囲内で保持した状態とする位置に配置させる「調整位置」と、図６（Ｂ）、図７（Ａ）に示すように、ターンテーブル５３上の被加工物ユニットＵに近接する位置に配置される「保持／保持解放位置」と、図６（Ｄ）に示すように、チャックテーブル４に近接する位置に配置される「搬入／搬出位置」と、の少なくとも４位置に位置付けられる。
【００４１】
フレーム保持部５５は、ロッド５４ｂの下端部に連結される横アーム部５５ａと、横アーム部５５ａの長手方向の両端部からそれぞれ垂下される縦アーム部５５ｂ，５５ｂを有して構成される。縦アーム部５５ｂ，５５ｂの下端部には、例えば、電磁石により環状フレームＦを磁力により保持／保持解除することができる保持機構が設けられ、縦アーム部５５ｂの下端部において被加工物ユニットＵの環状フレームＦの上面を保持できるように構成される。また、保持を解除することで、縦アーム部５５ｂから被加工物ユニットＵを離脱できるように構成される。
【００４２】
垂直コラム５Ｂの立設部５ｂ，５ｂの間には、切削装置２のＸ軸移動基台１８の通過を可能とするための開口部５ｄが確保されており、搬出入機構５４の下方の位置にＸ軸移動基台１８を移動させると搬出入機構５４の直下にチャックテーブル４が位置付けられる。そして、これにより、図５（Ｃ）に示すように、ターンテーブル５３の回転位置によって、ユニット通過部５３ｂの直下にチャックテーブル４が位置付けられた際に、ユニット通過部５３ｂを通じて被加工物ユニットＵを搬出入するための搬出入空間Ｈが構成される。
【００４３】
以上のようにして、ユニット搬出入装置５が構成され、次に、このユニット搬出入装置５と切削装置２の間での被加工物ユニットＵの搬出、搬出の流れについて説明する。
【００４４】
まず搬出の際の流れについて、図６乃至図８を用いて説明する。前提として、オペレータ、あるいは、専用の装置によって、これから加工される複数の被加工物ユニットＵをターンテーブル５３上に配設することにより、ターンテーブル５３上に複数の被加工物ユニットＵが収容された状態とする。
【００４５】
そして、図６（Ａ）、図８（Ｂ）に示すように、フレーム保持部５５がターンテーブル５３の上方に離れた待機位置に位置付けられた状態において、ターンテーブル５３を一側方向に回転させることで、未加工の被加工物ユニットＵをフレーム保持部５５の直下に位置付ける。
【００４６】
次いで、図６（Ｂ）、図７（Ａ）に示すように、フレーム保持部５５を下方に移動させて保持／保持解放位置に位置付けるとともに、フレーム保持部５５の電磁石をＯＮにすることで、被加工物ユニットＵの環状フレームＦをフレーム保持部５５にて保持する。
【００４７】
次いで、図７（Ｂ）に示されるように、フレーム保持部５５を上方に移動させて調整位置に位置付ける。この際、フレーム保持部５５に保持された被加工物ユニットＵは、当該被加工物ユニットＵが載置されたユニット支持部５３ａに対して立設する立上り部５３ｍの高さ方向幅の範囲内に配置される。これにより、ユニット支持部５３ａに支持されている被加工物ユニットＵａに対し、フレーム保持部５５に保持された被加工物ユニットＵが接触してしまうことがない。
【００４８】
次いで、図７（Ｃ）に示されるように、フレーム保持部５５の上下方向の位置を調整位置に保ったままターンテーブル５３を一側方向に回転させ、ターンテーブル５３のユニット通過部５３ｂをフレーム保持部５５（搬出入機構５４）の直下に位置付けることで、搬出入空間Ｈが形成される。
【００４９】
ここで、ターンテーブル５３を回転させる方向（一側方向）は、立上り部５３ｍをフレーム保持部５５から遠ざける方向とすることで、立上り部５３ｍへの被加工物ユニットＵの衝突を防ぐことができる。また、フレーム保持部５５を上昇させることで被加工物ユニットＵを立上り部５３ｍよりも上方に配置させることによれば、ターンテーブル５３の回転方向については特に限定されることはない。
【００５０】
次いで、図６（Ｄ）、図８（Ｃ）に示すように、ユニット通過部５３ｂを通過させるように、フレーム保持部５５、及び、被加工物ユニットＵを下降させ、被加工物ユニットＵがチャックテーブル４に載置されるように、フレーム保持部５５を搬入／搬出位置に位置付ける。そして、フレーム保持部５５の電磁石をＯＦＦにすることで、被加工物ユニットＵの保持を解除し、被加工物ユニットＵをチャックテーブル４に保持させる。
【００５１】
以上のようにしてターンテーブル５３からチャックテーブル４への被加工物ユニットＵの受け渡しが完了し、チャックテーブル４が移動されて切削装置２へと搬入された後、被加工物ユニットＵについて所定の加工がなされる。なお、被加工物ユニットＵの受け渡しの後に、フレーム保持部５５を待機位置まで上昇させて待機させてもよい。
【００５２】
次に被加工物ユニットＵの搬出の流れについて説明する。切削装置２での加工終了後、図６（Ｄ）、図８（Ｃ）に示すように、チャックテーブル４がターンテーブル５３の下方の位置へと移動される。そして、フレーム保持部５５を搬入／搬出位置に位置付けるとともに、電磁石をＯＮにすることで、被加工物ユニットＵを保持する。なお、この際に、ターンテーブル５３のユニット通過部５３ｂは、フレーム保持部５５（搬出入機構５４）の直下に位置付けられることで、ユニット通過部５３ｂを通じて被加工物ユニットＵを搬出入するための搬出入空間Ｈが構成される状態とする。
【００５３】
次いで、ユニット通過部５３ｂを通じてフレーム保持部５５を待機位置まで上昇させた後、図７（Ｂ）に示されるように、被加工物ユニットＵが置かれずに空いているユニット支持部５３ａがフレーム保持部５５のほぼ直下に位置付けられるように、ターンテーブル５３を回転させる。
【００５４】
次いで、図７（Ｃ）に示されるように、フレーム保持部５５の上下方向の位置を調整位置に位置付けるとともに、ターンテーブル５３を他側方向に回転させて、図７（Ｂ）に示される状態とする。
【００５５】
次いで、図７（Ａ）に示すように、フレーム保持部５５を下降させて保持／保持解放位置に位置付けることにより、被加工物ユニットＵがユニット支持部５３ａに載置された状態とする。そして、フレーム保持部５５の電磁石をＯＦＦにして被加工物ユニットＵの保持を解除し、被加工物ユニットＵをユニット支持部５３ａに保持させた状態とする。
【００５６】
以上のようにして、被加工物ユニットＵの搬出入、及び、加工がなされる。他の未加工の被加工物ユニットＵについても、ターンテーブル５３を回転させることで順次同様の操作がなされる。全ての被加工物ユニットＵによる加工が終了した後は、ターンテーブル５３から加工後の被加工物ユニットＵが別の場所へと搬出される。
【００５７】
以上の実施形態では、ウェーハＷ（被加工物）がダイシングテープＴ（粘着テープ）を介して環状フレームＦ（フレーム）に配設された被加工物ユニットＵを保持する保持面を有するチャックテーブル４（保持手段）と、チャックテーブル４に保持された被加工物ユニットＵの被加工物を加工する切削ユニット２０（加工手段）と、切削ユニット２０が配設された加工領域と被加工物ユニットＵをチャックテーブル４に搬出入する搬出入領域とにチャックテーブル４を位置付けるＸ軸移動基台１８（位置付け手段）と、を有する切削装置２（加工装置）とともに用いられ、搬出入領域に位置付けられたチャックテーブル４に被加工物ユニットＵを搬出入するユニット搬出入装置５が構成される。
【００５８】
ユニット搬出入装置５は、ユニット収容機構５２（ユニット収容手段）と、ユニット収容機構５２から被加工物ユニットＵを搬出して保持手段に搬入すると共に、チャックテーブル４から被加工物ユニットＵを搬出してユニット収容機構５２に搬入する搬出入機構５４（搬出入手段）を有し、ユニット収容機構５２は、複数のユニット支持部５３ａと、搬出入機構５４の上下方向の通過を許容するユニット通過部５３ｂを周回方向に備えたターンテーブル５３と、ターンテーブル５３を回転させる回転機構５６（回転手段）と、を有して構成される。
【００５９】
ユニット支持部５３ａは、ターンテーブル５３の回転中心から外周部に渡って放射状に形成された立上り部５３ｍと、立上り部５３ｍから隣接する立上り部５３ｍの下端にかけて傾斜する扇状の載置面５３ｎを有して構成されることで、ターンテーブル５３の周回方向に複数のユニット支持部５３ａが形成され、ユニット支持部５３ａの載置面５３ｎには、被加工物ユニットＵが１つずつ載置されて、隣り合うユニット支持部５３ａに載置される被加工物ユニットＵ同士は接触せずに上下方向に重なる位置関係に載置可能であり、載置面５３ｎには、環状フレームＦを保持するためのフレーム保持部材５３ｅ（フレーム保持手段）が配設される。
【００６０】
搬出入機構５４は、被加工物ユニットＵの環状フレームＦを保持するフレーム保持部５５と、ターンテーブル５３のユニット通過部５３ｂを介してフレーム保持部５５を上下動する上下動機構５４ａ（上下動手段）と、を有して構成され、搬出入機構５４のフレーム保持部５５の直下に、ターンテーブル５３のユニット通過部５３ｂと、チャックテーブル４が位置付けられた際に、搬出入機構５４のフレーム保持部５５を上下動することでチャックテーブル４に対する被加工物ユニットＵの搬入又は搬出が行われ、搬出入機構５４のフレーム保持部５５の直下に、ターンテーブル５３のユニット支持部５３ａが位置付けられた際に、搬出入機構５４のフレーム保持部５５を上下動することでユニット支持部５３ａに対する被加工物ユニットＵの搬出又は搬入が行われることとしている。
【００６１】
好ましい実施形態として、ユニット収容機構５２の回転機構５６は、載置面５３ｎが傾斜した角度だけ鉛直方向から傾斜した回転軸５６ｂを備え、搬出入機構５４のユニット保持部５３ａがユニット支持部５３ａ上の被加工物ユニットＵを保持する際に、被加工物ユニットＵは略水平に支持される。
【００６２】
さらに、このましい実施形態として、搬出入機構５４のフレーム保持部５５は、上下動機構５４ａによって、ターンテーブル５３の上方位置で待機する待機位置と、ユニット支持部５３ｂ上の被加工物ユニットＵと接して保持する保持位置と、被加工物ユニットＵをターンテーブル５３の立上り部５３ｍの高さ方向幅の範囲内において保持した状態とする位置に配置させる調整位置と、搬出入領域に位置付けられたチャックテーブル４に対し被加工物ユニットＵを搬入又は搬出を行う搬出入位置と、に位置付けられることとする。
【００６３】
以上のように、本実施形態によれば、回転するターンテーブルを備えるユニット収容手段と、上下動する搬出入手段を備えるユニット搬出入装置が実現される。これにより、部品点数の少ない簡易な構成が実現でき、更には、安価な製作コストを実現できる。
【００６４】
また、本発明のユニット搬出入装置を、搬入機構などを備えない加工装置（切削装置や、レーザー加工機等）に追加することで、ウェーハなどの被加工物が連続的に自動供給可能な加工装置に容易に改造することも可能である。
【００６５】
さらに、ターンテーブルの上面側に被加工物が支持されるため、被加工物がターンテーブルから脱落する恐れが少ない構成が実現される。
【００６６】
加えて、載置面に傾斜を設けることで、被加工物ユニットを重ねて配置することができ、収容面積が限られるターンテーブルにおいてより多くの被加工物ユニットを収容することが可能となる。
【００６７】
さらに、回転手段は、載置面が傾斜した角度だけ鉛直方向から傾斜した回転軸を備えることとすることで、搬出入手段の直下に配置された被加工物ユニットは、水平な状態で配置されることになり、搬出入手段について被加工物ユニットの傾きに対応させるための関節機構（角度調整機構）等を設ける必要がなく、上下動作のみをさせる簡易な構成の搬出入手段を適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
２ 切削装置
４ チャックテーブル
５ ユニット搬出入装置
１８ Ｘ軸移動基台
２０ 切削ユニット
５２ ユニット収容機構
５３ ターンテーブル
５３ａ ユニット支持部
５３ｂ ユニット通過部
５４ 搬出入機構
５４ｂ 上下動機構
５５ フレーム保持部
５６ 回転機構
Ｆ 環状フレーム
Ｈ 搬出入空間
Ｔ ダイシングテープ
Ｕ 被加工物ユニット
Ｗ ウェーハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物が粘着テープを介してフレームに配設された被加工物ユニットを保持する保持面を有する保持手段と、
該保持手段に保持された被加工物ユニットの該被加工物を加工する加工手段と、
該加工手段が配設された加工領域と該被加工物ユニットを該保持手段に搬出入する搬出入領域とに該保持手段を位置付ける位置付け手段と、
を有する加工装置とともに用いられ、
該搬出入領域に位置付けられた該保持手段に該被加工物ユニットを搬出入するユニット搬出入装置であって、
該ユニット搬出入装置は、
ユニット収容手段と、
該ユニット収容手段から被加工物ユニットを搬出して該保持手段に搬入すると共に、該保持手段から該被加工物ユニットを搬出して該ユニット収容手段に搬入する搬出入手段を有し、
該ユニット収容手段は、複数のユニット支持部と、該搬出入手段の上下方向の通過を許容するユニット通過部を周回方向に備えたターンテーブルと、
該ターンテーブルを回転させる回転手段と、を有して構成され、
該ユニット支持部は、
該ターンテーブルの回転中心から外周部に渡って放射状に形成された立上り部と、
該立上り部から隣接する立上り部の下端にかけて傾斜する扇状の載置面を有して構成されることで、該ターンテーブルの周回方向に複数の該ユニット支持部が形成され、
該ユニット支持部の載置面には、該被加工物ユニットが１つずつ載置されて、隣り合う該ユニット支持部に載置される該被加工物ユニット同士は接触せずに上下方向に重なる位置関係に載置可能であり、
該載置面には、該フレームを保持するためのフレーム保持手段が配設され、
該搬出入手段は、
該被加工物ユニットの該フレームを保持するフレーム保持部と、
該ターンテーブルの該ユニット通過部を介して該フレーム保持部を上下動する上下動手段と、を有して構成され、
該搬出入手段の該フレーム保持部の直下に、該ターンテーブルの該ユニット通過部と、該保持手段が位置付けられた際に、該搬出入手段の該フレーム保持部を上下動させることで該保持手段に対する該被加工物ユニットの搬入又は搬出が行われ、
該搬出入手段の該フレーム保持部の直下に、該ターンテーブルの該ユニット支持部が位置付けられた際に、該搬出入手段の該フレーム保持部を上下動させることで該ユニット支持部に対する該被加工物ユニットの搬出又は搬入が行われる、
ことを特徴とするユニット搬出入装置。
【請求項２】
前記ユニット収容手段の前記回転手段は、
前記載置面が傾斜した角度だけ鉛直方向から傾斜した回転軸を備え、
前記搬出入手段の前記ユニット保持部が該ユニット支持部上の該被加工物ユニットを保持する際に、
該被加工物ユニットは略水平に支持される、
ことを特徴とする請求項１に記載のユニット搬出入装置。
【請求項３】
前記搬出入手段の前記フレーム保持部は、前記上下動手段によって、
前記ターンテーブルの上方位置で待機する待機位置と、
前記ユニット支持部上の前記被加工物ユニットと接して保持する保持位置と、
前記被加工物ユニットをターンテーブルの立上り部の高さ方向幅の範囲内において保持した状態とする位置に配置させる調整位置と、
前記搬出入領域に位置付けられた前記保持手段に対し該被加工物ユニットを搬入又は搬出を行う搬出入位置と、
に位置付けられる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のユニット搬出入装置。
【請求項１】
被加工物が粘着テープを介してフレームに配設された被加工物ユニットを保持する保持面を有する保持手段と、
該保持手段に保持された被加工物ユニットの該被加工物を加工する加工手段と、
該加工手段が配設された加工領域と該被加工物ユニットを該保持手段に搬出入する搬出入領域とに該保持手段を位置付ける位置付け手段と、
を有する加工装置とともに用いられ、
該搬出入領域に位置付けられた該保持手段に該被加工物ユニットを搬出入するユニット搬出入装置であって、
該ユニット搬出入装置は、
ユニット収容手段と、
該ユニット収容手段から被加工物ユニットを搬出して該保持手段に搬入すると共に、該保持手段から該被加工物ユニットを搬出して該ユニット収容手段に搬入する搬出入手段を有し、
該ユニット収容手段は、複数のユニット支持部と、該搬出入手段の上下方向の通過を許容するユニット通過部を周回方向に備えたターンテーブルと、
該ターンテーブルを回転させる回転手段と、を有して構成され、
該ユニット支持部は、
該ターンテーブルの回転中心から外周部に渡って放射状に形成された立上り部と、
該立上り部から隣接する立上り部の下端にかけて傾斜する扇状の載置面を有して構成されることで、該ターンテーブルの周回方向に複数の該ユニット支持部が形成され、
該ユニット支持部の載置面には、該被加工物ユニットが１つずつ載置されて、隣り合う該ユニット支持部に載置される該被加工物ユニット同士は接触せずに上下方向に重なる位置関係に載置可能であり、
該載置面には、該フレームを保持するためのフレーム保持手段が配設され、
該搬出入手段は、
該被加工物ユニットの該フレームを保持するフレーム保持部と、
該ターンテーブルの該ユニット通過部を介して該フレーム保持部を上下動する上下動手段と、を有して構成され、
該搬出入手段の該フレーム保持部の直下に、該ターンテーブルの該ユニット通過部と、該保持手段が位置付けられた際に、該搬出入手段の該フレーム保持部を上下動させることで該保持手段に対する該被加工物ユニットの搬入又は搬出が行われ、
該搬出入手段の該フレーム保持部の直下に、該ターンテーブルの該ユニット支持部が位置付けられた際に、該搬出入手段の該フレーム保持部を上下動させることで該ユニット支持部に対する該被加工物ユニットの搬出又は搬入が行われる、
ことを特徴とするユニット搬出入装置。
【請求項２】
前記ユニット収容手段の前記回転手段は、
前記載置面が傾斜した角度だけ鉛直方向から傾斜した回転軸を備え、
前記搬出入手段の前記ユニット保持部が該ユニット支持部上の該被加工物ユニットを保持する際に、
該被加工物ユニットは略水平に支持される、
ことを特徴とする請求項１に記載のユニット搬出入装置。
【請求項３】
前記搬出入手段の前記フレーム保持部は、前記上下動手段によって、
前記ターンテーブルの上方位置で待機する待機位置と、
前記ユニット支持部上の前記被加工物ユニットと接して保持する保持位置と、
前記被加工物ユニットをターンテーブルの立上り部の高さ方向幅の範囲内において保持した状態とする位置に配置させる調整位置と、
前記搬出入領域に位置付けられた前記保持手段に対し該被加工物ユニットを搬入又は搬出を行う搬出入位置と、
に位置付けられる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のユニット搬出入装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９３５２９（Ｐ２０１３−９３５２９Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６３０１（Ｐ２０１１−２３６３０１）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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