(57)【要約】【課題】カセット載置部の適正な位置にカセットが載置されていない場合でも、カセットからの被加工物の搬出またはカセットへの被加工物の搬入が可能である加工装置を提供する。【解決手段】加工装置２は、被加工物を保持するチャックテーブル４と、チャックテーブル４に保持された被加工物に加工を施す加工手段６と、複数の被加工物を収容するカセット８が載置されるカセット載置部１０と、カセット載置部１０に載置されたカセット８の開口部８ａから被加工物を搬出する搬出部１２を備えた搬出手段１４と、カセット載置部１０に載置されたカセット８を撮像するカメラ５４と、カメラ５４の画像情報に基づいて搬出手段１４を制御する制御手段５６とを備える。制御手段５６は、カメラ５４が撮像したカセット８の位置に基づいてカセット８の開口部８ａの座標を算出する座標算出部５８と、座標算出部５８によって算出された座標に基づいて搬出部１２の動作の座標を生成する動作座標生成部６０とを備える。【選択図】図１
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【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に加工を施す加工手段と、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カセットの開口部から被加工物を搬出する搬出部を備えた搬出手段と、から少なくとも構成された加工装置であって、
該カセット載置部に載置されたカセットを撮像するカメラと、
該カメラの画像情報に基づいて該搬出手段を制御する制御手段と、を備え、
該制御手段は、該カメラが撮像したカセットの位置に基づいてカセットの開口部の座標を算出する座標算出部と、該座標算出部によって算出された座標に基づいて該搬出部の動作の座標を生成する動作座標生成部と、を少なくとも備えている加工装置。
【請求項２】
該加工手段は、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削砥石で研削する研削手段または該チャックテーブルに保持された被加工物を研磨パッドで研磨する研磨手段である請求項１記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カセットに収容された被加工物を搬出して加工を施す加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、研削装置によって裏面が研削され所定の厚みに形成された後、ダイシング装置、レーザー加工装置等によって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【０００３】
研削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段と、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、カセット載置部に載置されたカセットから被加工物を搬出する搬出手段と、搬出手段によって搬出された被加工物が仮置きされる仮置き手段と、仮置き手段に仮置きされた被加工物をチャックテーブルまで搬送する搬送手段と、から概ね構成されていてウエーハを所望の厚みに加工することができる（たとえば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５３０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、カセット載置部にカセットが適正に載置されていない場合、カセットからのウエーハの搬出またはカセットへのウエーハの搬入ができなかったり、ウエーハを破損させたりするといった問題が生じる。上記した問題は、研削装置に限らず、ダイシング装置、レーザー加工装置等を含む様々な加工装置において起こり得る。
【０００６】
上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、カセット載置部にカセットが適正に載置されていない場合でも、カセットからの被加工物の搬出またはカセットへの被加工物の搬入が可能であ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】
上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下の加工装置である。すなわち、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に加工を施す加工手段と、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カセットの開口部から被加工物を搬出する搬出部を備えた搬出手段と、から少なくとも構成された加工装置であって、該カセット載置部に載置されたカセットを撮像するカメラと、該カメラの画像情報に基づいて該搬出手段を制御する制御手段と、を備え、該制御手段は、該カメラが撮像したカセットの位置に基づいてカセットの開口部の座標を算出する座標算出部と、該座標算出部によって算出された座標に基づいて該搬出部の動作の座標を生成する動作座標生成部と、を少なくとも備えている加工装置である。
【０００８】
好ましくは、該加工手段は、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削砥石で研削する研削手段または該チャックテーブルに保持された被加工物を研磨パッドで研磨する研磨手段である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明が提供する加工装置は、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に加工を施す加工手段と、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カセットの開口部から被加工物を搬出する搬出部を備えた搬出手段と、から少なくとも構成され、該カセット載置部に載置されたカセットを撮像するカメラと、該カメラの画像情報に基づいて該搬出手段を制御する制御手段と、を備え、該制御手段は、該カメラが撮像したカセットの位置に基づいてカセットの開口部の座標を算出する座標算出部と、該座標算出部によって算出された座標に基づいて該搬出部の動作の座標を生成する動作座標生成部と、を少なくとも備えているので、カセット載置部にカセットが適正に載置されていない場合でも、カセットからの被加工物の搬出またはカセットへの被加工物の搬入が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に従って構成された加工装置の斜視図。
【図２】図１に示すカメラが撮像したカセットの上面画像の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に従って構成された加工装置の好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１には、本発明に従って構成された加工装置の一例として、被加工物に研削加工を施す研削装置２が示されている。なお、本発明の加工装置の他の例としては、たとえば、被加工物に切削加工を施す切削ブレードを回転可能に備えたダイシング装置や、被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工装置等が挙げられる。
【００１３】
研削装置２は、被加工物を保持するチャックテーブル４と、チャックテーブル４に保持された被加工物に加工を施す加工手段６と、複数の被加工物を収容するカセット８が載置されるカセット載置部１０と、カセット載置部１０に載置されたカセット８の開口部８ａから被加工物を搬出する搬出部１２を備えた搬出手段１４と、から少なくとも構成されている。
【００１４】
図１に示すとおり、研削装置２は直方体状の基台１６を備えており、基台１６の上面には、円形のターンテーブル１８が回転自在に設けられている。ターンテーブル１８は、基台１６に内蔵されたターンテーブル用モータ（図示していない。）によって、上方から見て反時計回りに回転されるようになっている。ターンテーブル１８の上面周縁側には、周方向に等間隔をおいて３個のチャックテーブル４が回転自在に搭載されており、チャックテーブル４は、ターンテーブル１８の下面に装着されたチャックテーブル用モータ（図示していない。）によって、上下方向に延びる軸線を中心として回転される。また、各チャックテーブル４は、符号Ａで示す着脱位置と、符号Ｂで示す粗研削位置と、符号Ｃで示す仕上げ研削位置とにターンテーブル１８の回転によって順次位置づけられるようになっている。
【００１５】
各チャックテーブル４の上端部分には、吸引手段（図示していない。）に接続された多孔質の吸着チャック２０が配置されている。そして、チャックテーブル４においては、吸引手段で吸着チャック２０の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック２０の上面に載せられた被加工物を吸引保持するようになっている。
【００１６】
加工手段６は、基台１６の端部（図１における奥側端部）から上方に延びる装着壁２２と、いずれも装着壁２２の片面に昇降自在に装着された第一の昇降板２４および第二の昇降板２６と、第一の昇降板２４を昇降させる第一の昇降手段２８と、第二の昇降板２６を昇降させる第二の昇降手段３０とを含む。
【００１７】
第一の昇降手段２８は、装着壁２２の片面に沿って上下方向に延びるボールねじ３２と、ボールねじ３２を回転させるモータ３４とを有する。ボールねじ３２のナット部（図示していない。）は第一の昇降板２４に連結されている。そして、第一の昇降手段２８においては、ボールねじ３２によりモータ３４の回転運動を直線運動に変換して第一の昇降板２４に伝達し、装着壁２２の片面に付設された案内レール２２ａに沿って第一の昇降板２４を昇降させるようになっている。なお、第二の昇降手段３０については、第一の昇降手段２８と同一の構成でよいので第一の昇降手段２８の構成と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１８】
また、加工手段６は、第一の昇降板２４の片面に装着された粗研削ユニット３６と、第二の昇降板２６の片面に装着された仕上げ研削ユニット３８とを含む。粗研削ユニット３６は、第一の昇降板２４の片面から突出する支持壁４０と、上下方向に延びる軸線を中心として回転自在に支持壁４０に支持されたスピンドル４２と、支持壁４０の上面に搭載されスピンドル４２を回転させるモータ４４とを有する。スピンドル４２の下端には円板状のホイールマウント４６が固定され、ホイールマウント４６の下面には粗研削用の研削砥石４８が固定されている。なお、仕上げ研削ユニット３８については、粗研削用の研削砥石４８の砥粒よりも粒度が小さい砥粒から形成された仕上げ研削用の研削砥石５０がホイールマウント４６の下面に固定されているほかは、粗研削ユニット３６と同一の構成でよいので粗研削ユニット３６の構成と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１９】
そして、加工手段６においては、粗研削位置Ｂに位置づけられたチャックテーブル４に保持された被加工物に対して粗研削ユニット３６の研削砥石４８で粗研削加工を施すと共に、仕上げ研削位置Ｃに位置づけられたチャックテーブル４に保持された被加工物に対して仕上げ研削ユニット３８の研削砥石５０で仕上げ研削加工を施すようになっている。
【００２０】
このように図示の実施形態の加工手段６は、チャックテーブル４に保持された被加工物を研削砥石４８、５０で研削する研削手段として構成されているが、ホイールマウント４６の下面に研磨パッドが固定され、チャックテーブル４に保持された被加工物を研磨パッドで研磨する研磨手段から加工手段６が構成されていてもよい。また、一方のホイールマウント４６に研削砥石が固定され、他方のホイールマウント４６に研磨パッドが固定され、研削手段および研磨手段の双方から加工手段６が構成されていてもよい。
【００２１】
図示の実施形態のカセット載置部１０は、研削加工前の複数の被加工物（たとえば、直径６インチや直径８インチの円板状のウエーハＷ）を収容した第一のカセット８’が載置される第一のカセット載置部１０’と、研削加工後の複数の被加工物を収容する第二のカセット８”が載置される第二のカセット載置部１０”とを有する。
【００２２】
第一のカセット載置部１０’および第二のカセット載置部１０”は、図１に矢印Ｘで示すＸ軸方向に間隔をおいて基台１６の上面端部（図１における手前側端部）に設けられている。第一のカセット８’および第二のカセット８”は箱型状に形成されており、第一・第二のカセット８’、８”のそれぞれには、被加工物を出し入れするための開口部８ａ’、８ａ”が形成されている。図１および図２に示すとおり、第一のカセット８’の開口部８ａ’と第二のカセット８”の開口部８ａ”は対面している。なお、第一のカセット８’と第二のカセット８”は同一の構成でよいことから、第一のカセット８’と第二のカセット８”とを区別しない場合には、単に「カセット８」、「開口部８ａ」と記載する。また、図１に矢印Ｙで示すＹ軸方向はＸ軸方向に直交する方向であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向が規定する平面は実質上水平である。
【００２３】
図１に示すとおり、搬出手段１４は、第一のカセット載置部１０’と第二のカセット載置部１０”との間に配置されている。搬出手段１４は、基台１６に支持された多関節アーム５２と、多関節アーム５２を作動させる電動またはエアー駆動のアクチュエータ（図示していない。）とを含み、上記搬出部１２は多関節アーム５２の先端に装着されている。片面に複数の吸引孔（図示していない。）が形成されているＵ字板状の搬出部１２は吸引手段（図示していない。）に接続されている。
【００２４】
そして、搬出手段１４においては、吸引手段で搬出部１２の片面に吸引力を生成することにより搬出部１２の片面で被加工物を吸引保持し、また、アクチュエータで多関節アーム５２を作動させることにより、搬出部１２の片面で吸引保持した研削加工前の被加工物を第一のカセット８’から後述の仮置き手段６４に搬出し、かつ、搬出部１２の片面で吸引保持した研削加工後の被加工物を後述の洗浄手段７０から第二のカセット８”に搬入するようになっている。
【００２５】
図１に示すとおり、研削装置２は、更に、カセット載置部１０に載置されたカセット８を撮像するカメラ５４と、カメラ５４の画像情報に基づいて搬出手段１４を制御する制御手段５６とを備える。図示の実施形態のカメラ５４は、研削装置２の上部に配置されており、第一のカセット載置部１０’に載置された第一のカセット８’と、第二のカセット載置部１０”に載置された第二のカセット８”との上面画像を撮像するようになっている。カメラ５４は制御手段５６に電気的に接続されており、カメラ５４が撮像した画像の情報は制御手段５６に送られる。なお、図１には、単一のカメラ５４が示されているが、研削装置２は複数のカメラ５４を備えていてもよい。
【００２６】
コンピュータから構成され研削装置２の作動を制御する制御手段５６は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とを含む（いずれも図示していない。）。
【００２７】
制御手段５６のリードオンリメモリには、カメラ５４が撮像したカセット８の位置に基づいてカセット８の開口部８ａの座標を算出する座標算出部５８と、座標算出部５８によって算出された座標に基づいて搬出部１２の動作の座標を生成する動作座標生成部６０とが制御プログラムとして少なくとも格納されていると共に、カセット８の寸法データがあらかじめ記憶されている。また、制御手段５６には、基台１６の上面端部（図１における手前側端部）に配置された操作パネル６２が電気的に接続されており、操作パネル６２はキーボードやタッチパネルから構成され得る。
【００２８】
図示の実施形態の研削装置２においては、図１に示すとおり、搬出手段１４によって第一のカセット８’から搬出された研削加工前の被加工物が仮置きされる仮置き手段６４が第一のカセット載置部１０’の隣に配置されている。仮置き手段６４と上記ターンテーブル１８との間には、仮置き手段６４に仮置きされた研削加工前の被加工物を吸引保持して、着脱位置Ａに位置づけられたチャックテーブル４に搬送する第一の搬送手段６６が配置されている。
【００２９】
第一の搬送手段６６とターンテーブル１８との間には、仕上げ研削加工が施された後に着脱位置Ａに位置づけられた被加工物の上面（研削面）に向かって洗浄水を噴射する洗浄水ノズル６８が設けられている。また、研削加工後の被加工物に洗浄水を噴射して被加工物を洗浄すると共に、洗浄した被加工物に乾燥エアーを噴射して被加工物を乾燥させる洗浄手段７０が第二のカセット載置部１０”に隣接して配置されている。洗浄手段７０とターンテーブル１８との間には、着脱位置Ａに位置づけられた研削加工後の被加工物を吸引保持して洗浄手段７０に搬送する第二の搬送手段７２が配置されている。
【００３０】
上述したとおりの研削装置２を用いて被加工物を研削する際は、まず、複数の被加工物を収容した第一のカセット８’を第一のカセット載置部１０’に載置すると共に、研削加工後の複数の被加工物を収容する空の第二のカセット８”を第二のカセット載置部１０”に載置する。この際は、図１に示すとおり、第一のカセット８’の開口部８ａ’および第二のカセット８”の開口部８ａ”のそれぞれを搬出手段１４側に向ける。
【００３１】
次いで、操作パネル６２を操作して研削装置２の稼働開始指示を入力する。そうすると、第一のカセット８’および第二のカセット８”のそれぞれを上方からカメラ５４が撮像し、カメラ５４が撮像した画像の情報が制御手段５６に送られる。次いで、制御手段５６の座標算出部５８は、カメラ５４が撮像した第一のカセット８’の位置に基づいて第一のカセット８’の開口部８ａ’の座標を算出すると共に、カメラ５４が撮像した第二のカセット８”の位置に基づいて第二のカセット８”の開口部８ａ”の座標を算出する。
【００３２】
まず、第一のカセット８’に関して説明すると、図示の実施形態では図２に示すとおり、座標算出部５８は、カメラ５４が撮像した第一のカセット８’の位置を特定するため、第一のカセット８’の搬出手段１４側、すなわち開口部８ａ’を挟む２個の頂点の座標（ｘ１、ｙ１）および（ｘ２、ｙ２）を検出している。ｘｙ座標の原点Ｏとしては、搬出手段１４の多関節アーム５２の基端部に設定することができる。次いで、座標算出部５８は、第一のカセット８’の開口部８ａ’の中心座標として、検出した２個の頂点の中点座標（（ｘ１＋ｘ２）／２、（ｙ１＋ｙ２）／２）を算出する。また、座標算出部５８は、検出した２個の頂点の座標と、制御手段５６のリードオンリメモリにあらかじめ記憶されている第一のカセット８’の寸法データとに基づいて、第一のカセット８’の中心Ｃ’の座標を算出する。
【００３３】
そして、動作座標生成部６０は、座標算出部５８によって算出された座標に基づいて、搬出部１２の動作の座標を生成する。図示の実施形態では、動作座標生成部６０は、まず、上記中点座標（（ｘ１＋ｘ２）／２、（ｙ１＋ｙ２）／２）と第一のカセット８’の中心Ｃ’の座標とを通る直線の式ｙ＝ｆ１（ｘ）を算出する。そして、動作座標生成部６０は、算出した式ｙ＝ｆ１（ｘ）に基づいて、第一のカセット８’から被加工物を搬出する際の搬出部１２の動作の座標を生成する。具体的には、搬出部１２の先端１２ａと基部１２ｂの中心座標がｙ＝ｆ１（ｘ）の関数に沿って移動する第一の経路を決定する。
【００３４】
また、図示の実施形態では、第二のカセット８”に関しても第一のカセット８’と同様に、座標算出部５８は、カメラ５４が撮像した第二のカセット８”の位置を特定するため、第二のカセット８”の搬出手段１４側、すなわち開口部８ａ”を挟む２個の頂点の座標（ｘ３、ｙ３）および（ｘ４、ｙ４）を検出し、次いで、第二のカセット８”の開口部８ａ”の中心座標として、検出した２個の頂点の中点座標（（ｘ３＋ｘ４）／２、（ｙ３＋ｙ４）／２）を算出する。また、座標算出部５８は、検出した２個の頂点の座標と、制御手段５６のリードオンリメモリにあらかじめ記憶されている第二のカセット８”の寸法データとに基づいて、第二のカセット８”の中心Ｃ”の座標を算出する。
【００３５】
そして、動作座標生成部６０は、第二のカセット８”に係る中点座標（（ｘ３＋ｘ４）／２、（ｙ３＋ｙ４）／２）と第二のカセット８”の中心Ｃ”の座標とを通る直線の式ｙ＝ｆ２（ｘ）を算出した後、式ｙ＝ｆ２（ｘ）に基づいて、第二のカセット８”に被加工物を搬入する際の搬出部１２の動作の座標を生成する。具体的には、搬出部１２の先端１２ａと基部１２ｂの中心座標がｙ＝ｆ２（ｘ）の関数に沿って移動する第二の経路を決定する。
【００３６】
動作座標生成部６０が搬出部１２の動作の座標を生成すると、第一のカセット８’から被加工物を搬出する搬出工程が搬出手段１４によって実施される。搬出工程の際、制御手段５６は、動作座標生成部６０が生成した搬出部１２の動作の座標（搬出部１２の第一の経路）に基づいて、アクチュエータに作動信号を送り多関節アーム５２を作動させて搬出部１２を移動させる。これによって、第一のカセット載置部１０’に第一のカセット８’が適正に載置されていない場合でも、第一のカセット８’から被加工物を搬出することができる。なお、第一のカセット載置部１０’に第一のカセット８’が適正に載置されている場合とは、第一のカセット８’の開口部８ａ’がＹ軸方向と平行であり、かつ、第一のカセット載置部１０’の中心と第一のカセット８’の中心とが整合している場合である。
【００３７】
第一のカセット８’から被加工物が搬出された後、搬出手段１４によって仮置き手段６４に被加工物を仮置きする仮置き工程と、仮置き手段６４に仮置きされた被加工物を第一の搬送手段６６で着脱位置Ａのチャックテーブル４に搬送する第一の搬送工程と、チャックテーブル４に保持された被加工物の上面に加工手段６で粗研削加工および仕上げ研削加工を施す研削工程と、研削済みの被加工物の上面に洗浄水ノズル６８から洗浄水を噴射する洗浄水噴射工程と、研削済みの被加工物を第二の搬送手段７２でチャックテーブル４から洗浄手段７０に搬送する第二の搬送工程と、研削済みの被加工物を洗浄手段７０で洗浄すると共に乾燥させる洗浄・乾燥工程とが順次実施される。
【００３８】
洗浄・乾燥工程が実施された後、洗浄済みの被加工物を搬出手段１４で洗浄手段７０から搬出して第二のカセット８”に搬入するカセット搬入工程が実施される。カセット搬入工程の際、制御手段５６は、動作座標生成部６０が生成した搬出部１２の動作の座標（搬出部１２の第二の経路）に基づいて、アクチュエータに作動信号を送り多関節アーム５２を作動させて搬出部１２を移動させる。これによって、第二のカセット載置部１０”の適正な位置に第二のカセット８”が載置されていない場合でも、第二のカセット８”に被加工物を搬入することができる。
【００３９】
以上のとおりであり、図示の実施形態の研削装置２は、カセット載置部１０に載置されたカセット８を撮像するカメラ５４と、カメラ５４の画像情報に基づいて搬出手段１４を制御する制御手段５６とを備え、制御手段５６は、カメラ５４が撮像したカセット８の位置に基づいてカセット８の開口部８ａの座標を算出する座標算出部５８と、座標算出部５８によって算出された座標に基づいて搬出部１２の動作の座標を生成する動作座標生成部６０と、を少なくとも備えているので、カセット載置部１０にカセット８が適正に載置されていない場合でも、カセット８からの被加工物の搬出またはカセット８への被加工物の搬入が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
２：研削装置（加工装置）
４：チャックテーブル
６：加工手段
８：カセット
８ａ：開口部
８’：第一のカセット
８ａ’：第一のカセットの開口部
８”：第二のカセット
８ａ”：第二のカセットの開口部
１０：カセット載置部
１０’：第一のカセット載置部
１０”：第二のカセット載置部
１２：搬出部
１４：搬出手段
５４：カメラ
５６：制御手段
５８：座標算出部
６０：動作座標生成部
【図１】
2020188145.tif 000003
【図２】
2020188145.tif 000004