JP7443461B2 - Wafer positioning device and chamfering device using the same - Google Patents

Wafer positioning device and chamfering device using the same Download PDF

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JP7443461B2 JP2022172126A JP2022172126A JP7443461B2 JP 7443461 B2 JP7443461 B2 JP 7443461B2 JP 2022172126 A JP2022172126 A JP 2022172126A JP 2022172126 A JP2022172126 A JP 2022172126A JP 7443461 B2 JP7443461 B2 JP 7443461B2
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Description

本発明は、ガラス、樹脂、シリコンで貼り合わせ処理やモールド処理されたウェーハの位置決め装置及びそれを用いた面取り装置に関する。 The present invention relates to a positioning device for a wafer bonded or molded with glass, resin, or silicon, and a chamfering device using the same.

近年、ガラス、樹脂、シリコンで貼り合わせ処理やモールド処理されたウェーハが提案されており、例えば、基板の絶縁性・透明性などからプロジェクター、高周波デバイス、MEMS応用製品、など様々な応用が期待されている。また、ウェーハの外周縁部には、その結晶方位が後の工程で分かるようにするための目印として、所定の位置にオリフラ(オリエンテーションフラット(OF))またはノッチと言われる切欠きが設けられている。 In recent years, wafers that have been bonded or molded with glass, resin, or silicon have been proposed, and are expected to be used in a variety of applications such as projectors, high-frequency devices, and MEMS-applied products due to the insulation and transparency of the substrate. ing. In addition, a notch called an orientation flat (OF) or notch is provided at a predetermined position on the outer peripheral edge of the wafer as a mark so that the crystal orientation can be determined in a later process. There is.

したがって、このような構成のウェーハを、さらなる加工を行う面取り装置や検査を行う検査機等の各種装置に投入する場合には、上記オリフラを基準として、ウェーハの位置決めを行う必要がある。特に、ウェーハの品質向上の要求から、ウェーハ端面(エッジ部)の加工状態が重要視され、ハンドリングによるチッピングを防止するため、縁部を研削することで面取り加工が行われている。 Therefore, when a wafer having such a configuration is placed into various devices such as a chamfering device for further processing or an inspection device for inspection, it is necessary to position the wafer using the orientation flat as a reference. In particular, due to the demand for improved wafer quality, the processing condition of the wafer end face (edge portion) has become important, and in order to prevent chipping due to handling, the edge portion is chamfered by grinding.

ウェーハの位置決めを行う技術として、円板状のウェーハの外周縁部に設けられたオリフラやノッチ等の位置決め基準部を光学的に検出して、この位置決め基準部を基準としてウェーハの位置決めを行うため、ウェーハのセンタリング後、このウェーハを回転させながら、ラインセンサによりウェーハの外周縁部を光学的に測定することが知られ、特許文献1に記載されている。 As a technology for positioning a wafer, the wafer is positioned by optically detecting a positioning reference part such as an orientation flat or notch provided on the outer peripheral edge of a disc-shaped wafer, and using this positioning reference part as a reference. It is known to optically measure the outer peripheral edge of the wafer using a line sensor while rotating the wafer after centering the wafer, and is described in Patent Document 1.

また、上下に積層される半導体ウェーハの位置合わせを行う場合、赤外線カメラ等の撮像手段によって、撮像手段から見て手前側に配置された半導体ウェーハの表面上に形成されたアライメントマークを撮像することが知られ、特許文献2に記載されている。 Furthermore, when aligning semiconductor wafers that are stacked one above the other, an imaging means such as an infrared camera is used to image an alignment mark formed on the surface of the semiconductor wafer placed on the front side when viewed from the imaging means. is known and described in Patent Document 2.

特開2011-181849号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-181849 特開2015-188042号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-188042

しかしながら、上記従来技術においては、積層された状態のウェーハの外形を検出する際、ウェーハ全体の最大外形が検出され、貼り合わせ面に対応する外形を正しく検出することは困難であった。特に、光学的な検出では、被写界深度が有限なことにより焦点位置以外の部分はピンぼけになったり、光源の広がりにより影の境界がぼやけたり、対象物の丸い角で陰影ができたり、エッジ近辺での局所的な反射により歪んだり、することより、実際の画像から得られるエッジは理想のエッジとは程遠く、安定した測定が困難であった。 However, in the above-mentioned conventional technology, when detecting the outer shape of the stacked wafers, the maximum outer shape of the entire wafer is detected, and it is difficult to correctly detect the outer shape corresponding to the bonding surface. In particular, in optical detection, areas other than the focal point may be out of focus due to the finite depth of field, the boundaries of shadows may become blurred due to the spread of the light source, and shadows may be formed around the rounded corners of the object. The edges obtained from actual images are far from ideal edges due to distortion due to local reflections near the edges, making stable measurement difficult.

特に、ガラスとシリコンとを貼り合わせたウェーハで、シリコンを基準としてアライメントを行う場合、通常のライン型センサ、画像ではガラス部の透明性、ごみや重なり方、気泡、うねり、汚れ等の問題で位置決めが極めて困難であった。 In particular, when performing alignment using the silicon as a reference for a wafer made of glass and silicon bonded together, problems such as the transparency of the glass part, dust, overlapping, bubbles, waviness, dirt, etc. may occur when using a normal line sensor. Positioning was extremely difficult.

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ガラス、樹脂、シリコンで貼り合わせ処理やモールド処理されたウェーハであっても、汎用的な面取り装置に簡単に組み込むことができると共に、確実にエッジ部を検出可能なウェーハの位置決め装置及びそれを用いた面取り装置を得ることにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to be able to easily incorporate wafers that have been bonded or molded with glass, resin, or silicon into a general-purpose chamfering device, and to ensure that An object of the present invention is to obtain a wafer positioning device capable of detecting an edge portion and a chamfering device using the same.

上記目的を達成するための本発明の構成は、以下のとおりである。
[1] サイズの異なる大径ウェーハと小径ウェーハの2枚のウェーハが貼り合わされた積層ウェーハのうちサイズの小さい方のウェーハである上記小径ウェーハの外周エッジを検出してウェーハの中心を検出するウェーハの位置決め装置において、上記積層ウェーハを載置して上記積層ウェーハを保持しながら回転可能とされた測定テーブルと、載置された上記積層ウェーハのうち上記小径ウェーハの外周エッジ近傍に上記測定テーブルと所定の間隔を保持して設置され、上記小径ウェーハと上記大径ウェーハの略円盤状の面からの反射光を受光する光学センサと、を備え、上記光学センサの受光角度が狭められ、上記小径ウェーハの水平面に対して、斜面となる面からの反射光を受光しないようにされたことを特徴とするウェーハの位置決め装置。
[2] 上記受光角度が2枚の上記ウェーハの境界部分のエッジの形状により決定される、[1]に記載の位置決め装置。
[3] 上記反射光により、上記積層ウェーハの面幅のみが検出される、[1]又は[2]に記載の位置決め装置。
[4] サイズの異なる大径ウェーハと小径ウェーハの2枚のウェーハが貼り合わされた積層ウェーハのうちサイズの小さい方のウェーハである上記小径ウェーハの外周エッジを検出してウェーハの中心を検出するウェーハの位置決め装置において、上記積層ウェーハを載置して上記積層ウェーハを保持しながら回転可能とされた測定テーブルと、載置された上記積層ウェーハのうち上記小径ウェーハの外周エッジ近傍に上記測定テーブルと所定の間隔を保持して設置され、上記小径ウェーハと上記大径ウェーハの略円盤状の面からの反射光を受光する光学センサと、を備え、上記光学センサの受光角度は、上記小径ウェーハの水平面に対して斜面となる面では検出感度が小さくなるように狭められて、上記小径ウェーハの水平面から外周エッジ、そして上記大径ウェーハの水平面まで上記光学センサで測定し、上記積層ウェーハは、ガラス、樹脂、シリコンのうちの少なくともいずれかを用いて貼り合わせ処理されたウェーハであり、上記受光角度は、上記小径ウェーハにおける斜面部の水平面に対する角度の1/10以下とされたことを特徴とするウェーハの位置決め装置。
[5] サイズの異なる大径ウェーハと小径ウェーハの2枚のウェーハが貼り合わされた積層ウェーハ端面を研削して面取り加工する面取り装置において、上記積層ウェーハを載置して上記積層ウェーハを保持しながら回転可能とされた測定テーブルと、載置された上記積層ウェーハの外周エッジ近傍に上記測定テーブルと所定の間隔を保持して設置され、上記積層ウェーハの略円盤状の面からの反射光を受光する光学センサと、を備え、上記光学センサの受光角度が狭められ、上記小径ウェーハの水平面に対して、斜面となる面からの反射光を受光しないようにされた面取り装置。
[6] 上記受光角度が2枚の上記ウェーハの境界部分のエッジの形状により決定される、[5]に記載の面取り装置。
[7] 上記反射光により、上記積層ウェーハの面幅のみが検出される、[5]又は[6]に記載の面と売り装置。
The configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
[1] A wafer in which the center of the wafer is detected by detecting the outer peripheral edge of the small-diameter wafer, which is the smaller wafer of a stacked wafer in which two wafers of different sizes, a large-diameter wafer and a small-diameter wafer, are bonded together. The positioning device includes a measurement table on which the laminated wafer is placed and is rotatable while holding the laminated wafer, and a measurement table located near the outer peripheral edge of the small-diameter wafer among the laminated wafers placed thereon. an optical sensor that is installed at a predetermined interval and receives reflected light from the generally disk-shaped surfaces of the small-diameter wafer and the large-diameter wafer; A wafer positioning device characterized in that it does not receive reflected light from a surface that is inclined with respect to a horizontal surface of the wafer.
[2] The positioning device according to [1], wherein the light receiving angle is determined by the shape of an edge of a boundary between the two wafers.
[3] The positioning device according to [1] or [2], wherein only the surface width of the laminated wafer is detected by the reflected light.
[4] A wafer in which the center of the wafer is detected by detecting the outer peripheral edge of the small-diameter wafer, which is the smaller wafer of a stacked wafer in which two wafers of different sizes, a large-diameter wafer and a small-diameter wafer, are bonded together. The positioning device includes a measurement table on which the laminated wafer is placed and is rotatable while holding the laminated wafer, and a measurement table located near the outer peripheral edge of the small-diameter wafer among the laminated wafers placed thereon. an optical sensor that is installed at a predetermined interval and receives reflected light from the generally disk-shaped surfaces of the small-diameter wafer and the large-diameter wafer; The detection sensitivity is narrowed so that the surface that is sloped with respect to the horizontal surface is narrowed, and the optical sensor measures from the horizontal surface of the small-diameter wafer to the outer peripheral edge and the horizontal surface of the large-diameter wafer. , a wafer bonded using at least one of resin and silicon, characterized in that the light receiving angle is 1/10 or less of the angle of the slope portion of the small diameter wafer with respect to the horizontal plane. Wafer positioning device.
[5] In a chamfering device that grinds and chamfers the end face of a laminated wafer in which two wafers of different sizes, a large-diameter wafer and a small-diameter wafer, are bonded together, the laminated wafer is placed and while the laminated wafer is held. A rotatable measurement table is installed at a predetermined distance from the measurement table near the outer peripheral edge of the laminated wafer placed thereon, and receives reflected light from the approximately disc-shaped surface of the laminated wafer. A chamfering device comprising: an optical sensor, wherein a light receiving angle of the optical sensor is narrowed so as not to receive reflected light from a surface that is an inclined surface with respect to a horizontal surface of the small diameter wafer.
[6] The chamfering device according to [5], wherein the light receiving angle is determined by the shape of an edge of a boundary between the two wafers.
[7] The surface and vending device according to [5] or [6], wherein only the surface width of the laminated wafer is detected by the reflected light.

本発明の他の構成は、サイズの異なる大径ウェーハと小径ウェーハの2枚のウェーハが貼り合わされた積層ウェーハのうちサイズの小さい方のウェーハである前記小径ウェーハの外周エッジを検出してウェーハの中心を検出するウェーハの位置決め装置において、前記積層ウェーハを載置して前記積層ウェーハを保持しながら回転可能とされた測定テーブルと、載置された前記積層ウェーハのうち前記小径ウェーハの外周エッジ近傍に前記測定テーブルと所定の間隔を保持して設置され、前記小径ウェーハと前記大径ウェーハの略円盤状の面からの反射光を受光する光学センサと、を備え、前記光学センサの受光角度は、前記小径ウェーハの水平面に対して斜面となる面では検出感度が小さくなるように狭められて、前記小径ウェーハの水平面から外周エッジ、そして前記大径ウェーハの水平面まで前記光学センサで測定するものである。 Another configuration of the present invention is to detect the outer peripheral edge of the small-diameter wafer, which is the smaller wafer of a stacked wafer in which two wafers of different sizes, a large-diameter wafer and a small-diameter wafer, are bonded together. In a wafer positioning device that detects a center, a measurement table is provided that is capable of rotating while holding the laminated wafer on which the laminated wafer is placed; an optical sensor that is installed at a predetermined distance from the measurement table and receives reflected light from the generally disk-shaped surfaces of the small-diameter wafer and the large-diameter wafer, and the light-receiving angle of the optical sensor is , the detection sensitivity is narrowed so that the surface that is sloped with respect to the horizontal surface of the small-diameter wafer is narrowed, and the optical sensor measures from the horizontal surface of the small-diameter wafer to the outer peripheral edge and then to the horizontal surface of the large-diameter wafer. be.

また、上記において、前記受光角度を0°~4°とすることが望ましい。 Further, in the above, it is preferable that the light receiving angle is 0° to 4°.

さらに、上記のものにおいて、前記積層ウェーハは、ガラス、樹脂、シリコンのうちの少なくともいずれかを用いて貼り合わせ処理されたウェーハであり、前記受光角度は、前記小径ウェーハにおける斜面部の水平面に対する角度の1/10以下とされたことが望ましい。 Furthermore, in the above, the laminated wafer is a wafer bonded using at least one of glass, resin, and silicon, and the light receiving angle is an angle of the slope portion of the small diameter wafer with respect to a horizontal plane. It is desirable that it be 1/10 or less.

さらに、上記のものにおいて、前記受光角度は、前記小径ウェーハの水平面に対して受光し、斜面となる面では受光されないように狭められたことが望ましい。 Further, in the above device, it is preferable that the light receiving angle is narrowed so that light is received with respect to a horizontal surface of the small diameter wafer and light is not received with respect to a sloped surface.

さらに、上記のものにおいて、前記受光角度を0°~2°としたことが望ましい。 Further, in the above device, it is preferable that the light receiving angle is 0° to 2°.

また、本発明は、サイズの異なる大径ウェーハと小径ウェーハの2枚のウェーハが貼り合わされた積層ウェーハ端面を研削して面取り加工する面取り装置において、前記積層ウェーハを載置して前記積層ウェーハを保持しながら回転可能とされた測定テーブルと、載置された前記積層ウェーハの外周エッジ近傍に前記測定テーブルと所定の間隔を保持して設置され、前記積層ウェーハの略円盤状の面からの反射光を受光する光学センサと、
を備え、前記光学センサの受光角度は、前記小径ウェーハの水平面に対して斜面となる面では検出感度が小さくなるように狭められて、前記小径ウェーハの水平面から外周エッジ、そして前記大径ウェーハの水平面まで前記光学センサで測定することによって前記小径ウェーハの外周エッジを検出して前記小径ウェーハの中心を検出するものである。
Further, the present invention provides a chamfering device that grinds and chamfers the end face of a stacked wafer in which two wafers of different sizes, a large diameter wafer and a small diameter wafer, are bonded together. A measurement table that can be rotated while being held; and a measurement table that is installed near the outer peripheral edge of the stacked wafer placed thereon at a predetermined distance from the measurement table; an optical sensor that receives light;
The light-receiving angle of the optical sensor is narrowed so that detection sensitivity is reduced on a surface that is inclined with respect to the horizontal surface of the small-diameter wafer, and from the horizontal surface of the small-diameter wafer to the outer peripheral edge and then on the surface of the large-diameter wafer. By measuring up to a horizontal plane with the optical sensor, the outer peripheral edge of the small diameter wafer is detected, and the center of the small diameter wafer is detected.

さらに、上記のものにおいて、前記積層ウェーハは、シリコンと、ガラス及び樹脂のうち少なくともいずれかを用いて貼り合わせ処理されたウェーハであり、画像素子が一列に並んで配置された反射型ラインセンサとされた前記光学センサにより、前記シリコンの内周部のエッジ位置を検出し、検出された前記エッジ位置より前記積層ウェーハの中心位置を求め、面取り工程の際に、前記積層ウェーハを載置するウェーハテーブルの回転軸と前記中心位置とが一致するように載置することが望ましい。 Furthermore, in the above, the laminated wafer is a wafer bonded using at least one of silicon, glass, and resin, and is a reflective line sensor in which image elements are arranged in a row. The edge position of the inner peripheral part of the silicon is detected by the optical sensor, and the center position of the laminated wafer is determined from the detected edge position, and the wafer on which the laminated wafer is placed during the chamfering process. It is preferable to place the table so that the axis of rotation of the table coincides with the center position.

本発明によれば、ガラス、樹脂、シリコンで貼り合わせ処理やモールド処理されたウェーハであっても、確実にエッジ部を検出可能なウェーハの位置決め装置及びそれを用いた面取り装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a wafer positioning device and a chamfering device using the same that can reliably detect the edge of a wafer even if the wafer has been bonded or molded with glass, resin, or silicone. .

本発明の一実施形態に係る面取り装置の主要部を示す正面図A front view showing main parts of a chamfering device according to an embodiment of the present invention 一実施形態における面取り装置の主要部を示す平面図A plan view showing main parts of a chamfering device in one embodiment 一実施形態におけるウェーハのエッジ内周部の検出を示す側面図Side view showing detection of the inner edge of a wafer in one embodiment 本発明の一実施形態に係る面取り加工部の構成を示す平面図A plan view showing the configuration of a chamfered portion according to an embodiment of the present invention 従来の反射型ラインセンサによる外周エッジの検出を示す説明図Explanatory diagram showing outer edge detection using a conventional reflective line sensor 一実施形態における平面の測定を示す説明図Explanatory diagram showing measurement of a plane in one embodiment 一実施形態におけるエッジ部(斜面)の測定を示す説明図An explanatory diagram showing measurement of an edge portion (slope) in one embodiment 一実施形態及び従来におけるウェーハW高さの測定結果を比較して示すグラフA graph showing a comparison of the measurement results of the wafer W height in one embodiment and the conventional method

以下に、本発明の実施形態について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係る面取り装置の主要部を示す正面図である。面取り装置10は、ウェーハ送りユニット20、砥石回転ユニット50、図示しないウェーハ供給/収納部、ウェーハ洗浄/乾燥部、ウェーハ搬送手段、及び面取り装置各部の動作を制御するコントローラ等から構成されている。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing the main parts of a chamfering device according to an embodiment of the present invention. The chamfering apparatus 10 includes a wafer feeding unit 20, a grindstone rotation unit 50, a wafer supply/storage section (not shown), a wafer cleaning/drying section, a wafer transport means, a controller that controls the operation of each part of the chamfering apparatus, and the like.

一方、ウェーハの品質向上の要求が強く、ウェーハ端面(エッジ部)の加工状態が重要とされる。ハンドリングによるチッピングを防止するため、縁部を研削することで面取り加工が行われ、研磨による面取り加工が行われている。つまり、製造工程において、ウェーハ製造からデバイス製造に至るまで、エッジ特性の品質改善は必要不可欠なプロセスとなっている。 On the other hand, there is a strong demand for improving the quality of wafers, and the processing condition of the wafer end face (edge portion) is considered important. In order to prevent chipping due to handling, chamfering is performed by grinding the edges, and chamfering is performed by polishing. In other words, in the manufacturing process, from wafer manufacturing to device manufacturing, quality improvement of edge characteristics has become an essential process.

面取り加工を行うには、ウェーハWの位置情報が必要とされ、ウェーハWを面取り加工前に、装置上に正確に配置する必要がある。研磨工程の前段階工程として、ウェーハの中心点の位置とウェーハWのOFの位置とを所定位置に正確に検出して、ウェーハテーブル34に載置しなければならない。さらに、通常の研削ではレジン砥石の回転軸に対してウェーハWの主面が垂直となる状態で面取り部を研削するが、レジン砥石を傾けてウェーハWの面取り部を研削する、いわゆるヘリカル研削を行うことが知られている。 To perform the chamfering process, position information of the wafer W is required, and the wafer W needs to be accurately placed on the apparatus before the chamfering process. As a preliminary step to the polishing process, the position of the center point of the wafer and the position of the OF of the wafer W must be accurately detected at predetermined positions and placed on the wafer table 34. Furthermore, in normal grinding, the chamfered portion of the wafer W is ground with the main surface of the wafer W perpendicular to the rotation axis of the resin grinding wheel, but so-called helical grinding is performed in which the chamfered portion of the wafer W is ground with the resin grinding wheel tilted. known to do.

図1において、ウェーハ送りユニット20は、本体ベース11上に載置されたX軸ベース21、2本のX軸ガイドレール22、22、4個のX軸リニアガイド23、23、… 、ボールスクリュー及びステッピングモータから成るX軸駆動機構25によって図のX方向に移動されるXテーブル24を有している。 In FIG. 1, the wafer feeding unit 20 includes an X-axis base 21 placed on a main body base 11, two X-axis guide rails 22, 22, four X-axis linear guides 23, 23, . . . , a ball screw. It has an X-table 24 that is moved in the X direction in the figure by an X-axis drive mechanism 25 comprising a stepping motor and a stepping motor.

Xテーブル24には、2本のY軸ガイドレール26、26、4個のY軸リニアガイド27、27、… 、図示しないボールスクリュー及びステッピングモータから成るY軸駆動機構によって図のY方向に移動されるYテーブル28が組み込まれている。 The X table 24 includes two Y-axis guide rails 26, 26, four Y-axis linear guides 27, 27, ..., which are moved in the Y direction in the figure by a Y-axis drive mechanism consisting of a ball screw and a stepping motor (not shown). A Y table 28 is incorporated.

Yテーブル28には、2本のZ軸ガイドレール29、29と図示しない4個のZ軸リニアガイドによって案内され、ボールスクリュー及びステッピングモータから成るZ軸駆動機構30によって図のZ方向に移動されるZテーブル31が組み込まれている。 The Y table 28 is guided by two Z-axis guide rails 29, 29 and four Z-axis linear guides (not shown), and is moved in the Z direction in the figure by a Z-axis drive mechanism 30 consisting of a ball screw and a stepping motor. A Z table 31 is incorporated.

Zテーブル31には、モータ32、θスピンドル33が組み込まれ、θスピンドル33にはウェーハW(板状の被加工材)を吸着載置するウェーハテーブル34が取り付けられている。そして、ウェーハテーブル34はウェーハテーブル回転軸心CWを中心として図のθ方向に回転される。 A motor 32 and a θ spindle 33 are built into the Z table 31, and a wafer table 34 on which a wafer W (a plate-shaped workpiece) is placed by suction is attached to the θ spindle 33. Then, the wafer table 34 is rotated in the θ direction in the figure around the wafer table rotation axis CW.

また、ウェーハテーブル34の下部には、ウェーハWの周縁を仕上げ面取りする砥石のツルーイングに用いるツルーイング砥石41(以下ツルアー41と称する)が、ウェーハテーブル回転軸心CWと同芯に取り付けられている。 Furthermore, a truing grindstone 41 (hereinafter referred to as truer 41) used for truing a grindstone for finish chamfering the peripheral edge of the wafer W is attached to the lower part of the wafer table 34 so as to be coaxial with the wafer table rotation axis CW.

このウェーハ送りユニット20によって、ウェーハW及びツルアー41は図のθ方向に回転されると共に、X、Y、及びZ方向に移動される。 By this wafer feeding unit 20, the wafer W and the truer 41 are rotated in the θ direction in the figure and moved in the X, Y, and Z directions.

砥石回転ユニット50は、外周粗研削砥石52が取り付けられ、図示しない外周砥石モータによって軸心を中心に回転駆動される外周砥石スピンドル51、上方に配置されたターンテーブル53に取り付けられた上外周精研スピンドル54及び上外周精研モータ56を有している。同じくターンテーブル53に下固定枠59(図1では、一部切り欠いて図示)を介して下外周精研スピンドル57及び下外周精研モータ(図示せず)が設けられている。 The grindstone rotation unit 50 has an outer circumferential rough grinding wheel 52 attached thereto, an outer circumferential grindstone spindle 51 which is rotated around its axis by an outer circumferential grindstone motor (not shown), and an upper outer circumference grinder attached to a turntable 53 disposed above. It has a polishing spindle 54 and an upper outer periphery fine polishing motor 56. Similarly, a lower outer periphery fine polishing spindle 57 and a lower outer periphery fine polishing motor (not shown) are provided on the turntable 53 via a lower fixed frame 59 (partially cut away in FIG. 1).

上外周精研スピンドル54及び下外周精研スピンドル57は、ウェーハWの回転軸に対して回転軸が3°~15°、望ましくは6°~10°傾斜させた状態でウェーハWの外周面取りの仕上げ加工を行う。これにより、ヘリカル研削が行われ、ウェーハWの面取り部には斜め方向に弱い研削痕が発生するものの、通常研削に比べ面取り部の表面粗さが改善される効果が得られる。
上外周精研スピンドル54にはウェーハWの外周を仕上げ研削する面取り用砥石である上外周精研削砥石(上研削砥石)が取り付けられ、同様に、下外周精研スピンドル57には下外周精研削砥石(下研削砥石)が上外周精研削砥石に対してウェーハWの厚さより小さい0.1~1mm程度の隙間を持って回転軸が略同芯となるように取り付けられる。
The upper outer periphery fine polishing spindle 54 and the lower outer periphery fine polishing spindle 57 chamfer the outer periphery of the wafer W with their rotational axes inclined at 3° to 15°, preferably 6° to 10° with respect to the rotational axis of the wafer W. Perform finishing processing. As a result, helical grinding is performed, and although weak grinding marks are generated in the diagonal direction on the chamfered portion of the wafer W, the effect of improving the surface roughness of the chamfered portion compared to normal grinding can be obtained.
The upper outer periphery fine grinding spindle 54 is equipped with an upper outer periphery fine grinding wheel (upper grinding wheel) which is a chamfering grindstone for finishing grinding the outer periphery of the wafer W, and similarly, the lower outer periphery fine grinding spindle 57 is equipped with a lower outer periphery fine grinding wheel. A grindstone (lower grinding wheel) is attached to the upper outer circumferential fine grinding wheel with a gap of about 0.1 to 1 mm, which is smaller than the thickness of the wafer W, so that the rotating shafts thereof are substantially concentric.

また、上外周精研削砥石と下外周精研削砥石とは回転方向が逆回転、つまり反対回転となるように上外周精研スピンドル54、下外周精研スピンドル57でそれぞれ駆動される。ウェーハWを加工するための研削溝は、上外周精研削砥石と下外周精研削砥石とで形成される。 Further, the upper outer periphery fine grinding wheel and the lower outer periphery fine grinding wheel are respectively driven by an upper outer periphery fine grinding spindle 54 and a lower outer periphery fine grinding spindle 57 so that their rotation directions are reversed, that is, they rotate in the opposite direction. A grinding groove for processing the wafer W is formed by an upper outer circumference fine grinding wheel and a lower outer circumference fine grinding wheel.

ウェーハ加工プロセスは、ブロック切断→オリエンテーションフラット(OF)加工→スライス→面取り→ラップ→エッチング→ドナーキラー→精面取りの順で行われ、工程間には汚れを取り除くため、各種洗浄が用いられる。ブロック切断では、インゴットの両端部(トップとテール)を切断し外周を研削して、長いものは適切な長さで切断され所定の直径を持った円柱状の「ブロック」を作る。 The wafer processing process is performed in the order of block cutting → orientation flat (OF) processing → slicing → chamfering → lapping → etching → donor killer → fine chamfering, and various cleaning methods are used to remove dirt between steps. In block cutting, both ends (top and tail) of the ingot are cut and the outer periphery is ground, and long ones are cut to the appropriate length to create cylindrical "blocks" with a predetermined diameter.

オリエンテーションフラット(OF)加工では、結晶方位を測定し、後の工程で方位が判るように所定の位置にオリエンテーションフラット(OF)又は「ノッチ」を刻み込む。スライスでは、ブロックからダイシングソー、ワイヤーソー、又は内周刃ブレードでウェーハ状に切り出す。直径300mmのブロックは、通常、マルチ・ワイヤーソーによって1度に最大200枚の切断が行われる。 In orientation flat (OF) processing, the crystal orientation is measured and an orientation flat (OF) or "notch" is carved at a predetermined position so that the orientation can be determined in a later process. In slicing, a block is cut into wafers using a dicing saw, wire saw, or internal blade. A block with a diameter of 300 mm is typically cut up to 200 pieces at a time using a multi-wire saw.

面取りでは、ウェーハの端面がスライシング時の鋭利なままでは、続く処理工程での搬送や位置合わせなどの取り扱い時に容易に割れたり欠けたりして、断片がウェーハ表面を傷つけたり汚染したりする。これを防ぐため、切り出されたウェーハの端面をダイヤモンドでコートされた研削砥石で面取りする。 In chamfering, if the edge of the wafer remains sharp during slicing, it can easily break or chip during handling such as transportation and alignment in subsequent processing steps, and the fragments can damage or contaminate the wafer surface. To prevent this, the edges of the cut wafers are chamfered using a diamond-coated grinding wheel.

面取り工程は、ラッピング工程の後に行われることもある。この時、ばらつきのある外周の直径を合わせ、オリエンテーションフラット(OF)の幅の長さを合わせることや、ノッチと呼ばれる微少な切り欠きの寸法を合わせることも含まれる。 The chamfering process may be performed after the lapping process. At this time, it also includes adjusting the diameter of the outer periphery where there are variations, adjusting the length of the width of the orientation flat (OF), and adjusting the dimensions of a minute cutout called a notch.

図2は、面取り装置10全体の主要部を示す平面図であり、供給回収部は、面取り加工するウェーハWをウェーハカセット70から供給すると共に、面取り加工されたウェーハをウェーハカセット70に回収する。この動作は供給回収ロボット40で行われる。ウェーハカセット70はカセットテーブル71にセットされ、面取り加工するウェーハWが多数枚収納されている。供給回収ロボット40はウェーハカセット70からウェーハWを1枚ずつ取り出したり、面取り加工されたウェーハWをウェーハカセット70に収納したり、する。 FIG. 2 is a plan view showing the main parts of the entire chamfering apparatus 10. The supply and recovery section supplies wafers W to be chamfered from the wafer cassette 70 and collects the chamfered wafers to the wafer cassette 70. This operation is performed by the supply and collection robot 40. A wafer cassette 70 is set on a cassette table 71, and stores a large number of wafers W to be chamfered. The supply and collection robot 40 takes out the wafers W one by one from the wafer cassette 70 and stores the chamfered wafers W into the wafer cassette 70.

供給回収ロボット40は3軸回転型のアーム80を備えており、アーム80は、その上面部に図示しない吸着パッドを備えている。アーム80は、吸着パッドでウェーハの裏面を真空吸着してウェーハWを保持する。すなわち、この供給回収ロボット40のアーム80は、ウェーハWを保持した状態で前後、昇降移動、及び旋回することができ、この動作を組み合わせることによりウェーハWの搬送を行う。 The supply and collection robot 40 is equipped with a three-axis rotating arm 80, and the arm 80 is equipped with a suction pad (not shown) on its upper surface. The arm 80 holds the wafer W by vacuum suctioning the back surface of the wafer with a suction pad. That is, the arm 80 of the supply and collection robot 40 can move back and forth, move up and down, and rotate while holding the wafer W, and the wafer W is transferred by combining these operations.

面取り装置10は正面部に配置されており、ウェーハWの外周面取りの全加工、すなわち、粗加工から仕上げ加工までを行う。面取り装置10はウェーハ送りユニット20、砥石回転ユニット50から構成されている。 The chamfering device 10 is disposed at the front, and performs all processes for chamfering the outer periphery of the wafer W, that is, from rough machining to finishing machining. The chamfering device 10 includes a wafer feeding unit 20 and a grindstone rotation unit 50.

搬送アーム63は、搬送時にウェーハWを姿勢保持させながら、搬送レール60を介して測定テーブル66とウェーハテーブル34の間を搬送可能とする。このために、搬送アーム63は、ウェーハWを吸着固定および吸着解除可能となっている。 The transport arm 63 can transport the wafer W between the measurement table 66 and the wafer table 34 via the transport rail 60 while maintaining the posture of the wafer W during transport. For this reason, the transfer arm 63 is capable of suctioning and fixing the wafer W and releasing the suction.

搬送アーム63は、各工程のテーブル上からウェーハWをリフトアップし、また、テーブル上へウェーハWをリフトダウン(載置)する。なお、測定テーブル66上に載置されるウェーハWの中心は、ウェーハWの外周エッジが反射型ラインセンサ1による計測可能な位置範囲であれば、測定テーブル66の回転中心から少し偏心していてもよい。 The transfer arm 63 lifts up the wafer W from the table in each process, and also lifts down (places) the wafer W onto the table. Note that the center of the wafer W placed on the measurement table 66 may be slightly eccentric from the rotation center of the measurement table 66 as long as the outer peripheral edge of the wafer W is in a position range that can be measured by the reflective line sensor 1. good.

搬送レール60は、各工程間を、例えば測定工程と面取り工程との間で、所定のテーブルへウェーハWを搬送するために、搬送アーム63を移動させるための敷設レールである。ウェーハテーブル34は、面取り工程の際に、ウェーハWを載置させるためのテーブルである。ウェーハテーブル34は、載置されたウェーハWを研磨可能なように、ウェーハWを強固に保持する。このために、ウェーハテーブル34は、ウェーハWを吸着固定する。 The transport rail 60 is a laid rail for moving the transport arm 63 in order to transport the wafer W to a predetermined table between each process, for example, between a measurement process and a chamfering process. The wafer table 34 is a table on which the wafer W is placed during the chamfering process. The wafer table 34 firmly holds the wafer W placed thereon so that the wafer W can be polished. For this purpose, the wafer table 34 attracts and fixes the wafer W.

また、ウェーハテーブル34は、2次元平面上のX方向およびY方向に移動可能とされているので、ウェーハWの偏心量および偏心方向を調整して、ウェーハWを載置する際にウェーハWの中心の位置をウェーハテーブル34の回転中心に合わせることができる。これにより、ウェーハテーブル34は、測定テーブル66から搬送されたウェーハWが載置される際に、検出されたウェーハWの偏心量および偏心方向を少なくとも含む調整データに基づいて、ウェーハWの中心の位置をウェーハテーブル34の回転中心に合わせることができる。 Furthermore, since the wafer table 34 is movable in the X direction and the Y direction on the two-dimensional plane, the amount and direction of eccentricity of the wafer W can be adjusted and the wafer table 34 can be moved when the wafer W is placed. The center position can be aligned with the rotation center of the wafer table 34. Thereby, when the wafer W transferred from the measurement table 66 is placed, the wafer table 34 adjusts the center of the wafer W based on the adjustment data including at least the detected eccentricity amount and eccentric direction of the wafer W. The position can be aligned with the rotation center of the wafer table 34.

面取り工程において、ウェーハWの中心とウェーハテーブル34の回転中心(回転軸中心)を合わせることにより、面取りの際、ウェーハWにおける研磨量を少なくすることができる。これにより、面取り工程でのサイクルタイムの削減に繋げることもできる。 In the chamfering process, by aligning the center of the wafer W with the rotation center (center of the rotation axis) of the wafer table 34, the amount of polishing on the wafer W can be reduced during chamfering. This can also lead to a reduction in cycle time in the chamfering process.

図3は、貼り合わせウェーハのエッジ内周部の検出を示す図である。上側のガラス基板に下側のシリコンが貼り合わせられたウェーハWの中心の位置をウェーハテーブル34の回転中心に合わせる。測定テーブル66は、薄板円盤状に形成され、円盤状の外径はウェーハWの外径よりも小さく形成されている。 FIG. 3 is a diagram illustrating detection of the inner circumference of an edge of a bonded wafer. The center of the wafer W, in which the lower silicon is bonded to the upper glass substrate, is aligned with the rotation center of the wafer table 34. The measurement table 66 is formed into a thin disk shape, and the outer diameter of the disk shape is smaller than the outer diameter of the wafer W.

測定テーブル66は、回転自在に制御可能とされる。測定テーブル66は、ウェーハWを載置して回転する。測定テーブル66は、回転角度を測定可能とされ、反射型ラインセンサ1によりウェーハWの全周に至る外周エッジの位置を検出して外周エッジと回転中心との距離を求める。反射型ラインセンサ1は、ウェーハWの半径方向に画像素子が一列に最外周から内周に向けて並んで配置されている。 The measurement table 66 is rotatably controllable. The measurement table 66 rotates with the wafer W placed thereon. The measurement table 66 is capable of measuring the rotation angle, and the reflective line sensor 1 detects the position of the outer circumferential edge around the entire circumference of the wafer W to determine the distance between the outer circumferential edge and the center of rotation. In the reflective line sensor 1, image elements are arranged in a line in the radial direction of the wafer W from the outermost circumference toward the inner circumference.

図3において、反射型ラインセンサ1は、ウェーハWの外周エッジ近傍に、設置され、ウェーハWの略円盤状の面に対しての略垂直方向に矢印のように光を照射して照射された光の反射光を受光してウェーハWの外周エッジを検出する。外周エッジが検出されたら測定テーブル66の中心からの距離を演算する。演算はウェーハWを回転させることで、ウェーハWの全周に渡って回転角ごとの測定データが得られる。測定データには、この他にも、測定日時、測定対象のウェーハWを特定可能な識別番号、測定テーブル66における測定結果(測定不能や、再測定回数)などを含んでもよい。測定データに基づいて、ウェーハWの中心位置、半径と、ウェーハWの中心に対する測定テーブル66の回転中心からの偏心量および偏心方向等を求める。 In FIG. 3, the reflective line sensor 1 is installed near the outer peripheral edge of the wafer W, and is irradiated with light in a direction substantially perpendicular to the substantially disk-shaped surface of the wafer W in the direction of an arrow. The outer peripheral edge of the wafer W is detected by receiving the reflected light. When the outer peripheral edge is detected, the distance from the center of the measurement table 66 is calculated. The calculation is performed by rotating the wafer W, and measurement data can be obtained for each rotation angle over the entire circumference of the wafer W. In addition to the above, the measurement data may also include measurement date and time, an identification number that can identify the wafer W to be measured, measurement results in the measurement table 66 (unable to measure, number of remeasurements), and the like. Based on the measurement data, the center position and radius of the wafer W, the amount of eccentricity from the rotation center of the measurement table 66 with respect to the center of the wafer W, the eccentric direction, etc. are determined.

図4は、加工部の構成を示す平面図である。加工開始前の待機状態では、ウェーハテーブル34に保持されるウェーハWは、測定データから求められたウェーハWの中心位置がウェーハテーブル34の回転軸と一致するように載置される。このとき、ウェーハWのOF部は所定方向を向くように配置される。 FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the processing section. In a standby state before starting processing, the wafer W held on the wafer table 34 is placed such that the center position of the wafer W determined from the measurement data coincides with the rotation axis of the wafer table 34. At this time, the OF portion of the wafer W is arranged so as to face a predetermined direction.

外周粗研削砥石52及び外周精研削砥石55は、ウェーハWからそれぞれ所定距離だけ離れた位置にある。具体的には、外周粗研削砥石52の回転中心はウェーハWの回転中心に対してY軸方向に所定距離だけ離れた位置に配置され、かつその回転中心はウェーハWに対してX軸方向に所定距離だけ離れた位置に配置される。 The outer periphery rough grinding wheel 52 and the outer periphery fine grinding wheel 55 are located at a predetermined distance from the wafer W, respectively. Specifically, the rotation center of the outer periphery rough grinding wheel 52 is placed a predetermined distance away from the rotation center of the wafer W in the Y-axis direction, and the rotation center is placed a predetermined distance apart from the rotation center of the wafer W in the X-axis direction. They are placed a predetermined distance apart.

まず始めに、アライメント動作が行われる。このアライメント動作では、ウェーハテーブル34に保持されたウェーハWと外周粗研削砥石52及び外周精研削砥石55との上下方向(Z軸方向)について相対的な位置関係が調整される。 First, an alignment operation is performed. In this alignment operation, the relative positional relationship between the wafer W held on the wafer table 34 and the outer rough grinding wheel 52 and the outer fine grinding wheel 55 in the vertical direction (Z-axis direction) is adjusted.

アライメント動作が完了したら、外周砥石スピンドル51が駆動される。次に、外周粗研削砥石52による研削(粗加工)を開始する。具体的には、Y軸モータ(図示せず)が駆動され、外周砥石スピンドル51がY軸方向に沿ってウェーハテーブル34に向かって送られる。 When the alignment operation is completed, the outer grindstone spindle 51 is driven. Next, grinding (rough processing) using the outer periphery rough grinding wheel 52 is started. Specifically, a Y-axis motor (not shown) is driven, and the outer grindstone spindle 51 is sent toward the wafer table 34 along the Y-axis direction.

ウェーハテーブル34に向かって外周砥石スピンドル51が送られると、ウェーハWの外周が外周粗研削砥石52に形成された外周粗研削用の研削溝に接触し、ウェーハWの外周部が外周粗研削砥石52により研削されて、ウェーハWの外周面取りの粗加工が開始される。 When the outer periphery grindstone spindle 51 is sent toward the wafer table 34, the outer periphery of the wafer W comes into contact with a grinding groove for outer periphery rough grinding formed in the outer periphery rough grinding wheel 52, and the outer periphery of the wafer W is brought into contact with the outer periphery rough grinding wheel 52. 52, and rough processing of chamfering the outer periphery of the wafer W is started.

外周粗研削砥石52による粗加工が開始された後、ウェーハテーブル34に保持されたウェーハWが一定速度で矢印方向に回転を開始する。この回転角度、つまり加工点が直線部となるOF部に至ると、外周砥石スピンドル51をY方向、ウェーハテーブル34に向かう送り量を多くすると共に、外周砥石スピンドル51をX方向に直線移動させ直線部を加工する。その後、直線部の加工を終了すると、再び、ウェーハテーブル34に保持された板状のウェーハWを一定速度で矢印方向に回転させ、残りの円形部を研削して外周粗研削砥石52による粗加工を終了する。 After rough processing by the outer circumferential rough grinding wheel 52 is started, the wafer W held on the wafer table 34 starts rotating at a constant speed in the direction of the arrow. When this rotation angle, that is, the processing point reaches the OF part where the straight line part is reached, the amount of feed of the outer grindstone spindle 51 in the Y direction toward the wafer table 34 is increased, and the outer grindstone spindle 51 is linearly moved in the X direction to make a straight line. Process the part. After that, when the processing of the straight part is completed, the plate-shaped wafer W held on the wafer table 34 is rotated again in the direction of the arrow at a constant speed, and the remaining circular part is ground and rough-processed by the outer periphery rough grinding wheel 52. end.

ガラス、樹脂、シリコンのうちの少なくともいずれかを用いて貼り合わせ処理やモールド処理された半導体基板は、透明なウェーハである。そのため、シリコン基準でアライメントを行おうとしても、通常のライン型センサ、画像では外周エッジのダレによる丸味、うねり、ごみ、貼り合わせの重なり方、ガラス面での気泡、汚れ、照明によるばらつき等の影響により外周エッジの特定が極めて困難であった。 A semiconductor substrate that has been bonded or molded using at least one of glass, resin, and silicon is a transparent wafer. Therefore, even if you try to perform alignment based on silicon standards, images with normal line-type sensors may suffer from roundness due to sagging on the outer edge, undulations, dust, overlapping bonding, air bubbles on the glass surface, dirt, and variations due to lighting. Due to this influence, it was extremely difficult to identify the outer peripheral edge.

図5は、従来の反射型ラインセンサ1による外周エッジの検出を示す説明図であり、図6は一実施例による平面の測定を示す説明図、図7は一実施例によるエッジ部(斜面)の測定を示す説明図、図8はそれぞれのウェーハW高さの測定結果を比較して示すグラフである。図において、矢印1-1、1-2は、反射型ラインセンサ1における画像素子の一つを代表して示している。矢印1-1は、ウェーハWの面に光を照射していることを示し、ウェーハWの面で反射した光を矢印1-2で示すように比較的に広い受光角度で受光している。なお、照射は反射型ラインセンサ1で行わなくて、測定場所における照明であっても良い。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing detection of an outer peripheral edge by the conventional reflective line sensor 1, FIG. 6 is an explanatory diagram showing measurement of a plane according to an embodiment, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing an edge portion (slanted surface) according to an embodiment. FIG. 8 is a graph showing a comparison of the measurement results of the respective wafer W heights. In the figure, arrows 1-1 and 1-2 represent one of the image elements in the reflective line sensor 1. Arrow 1-1 indicates that light is irradiated onto the surface of wafer W, and the light reflected from the surface of wafer W is received at a relatively wide light receiving angle as shown by arrow 1-2. Note that the irradiation may not be performed by the reflective line sensor 1, but by illumination at the measurement location.

ウェーハWのシリコン面W-2の内周部は略水平であるが、外周に向かうに連れて斜面となり、その角はダレて丸味を持っている。さらに、貼り合わせの重なり方、ガラス面での気泡、汚れ等で、エッジを特定することは困難で、例えば、図8の点線のような測定結果となる。図8は、縦軸が反射型ラインセンサ1により、測定されたウェーハWの厚さ方向の高さを示し、横軸はウェーハWの半径方向の位置を示している。 The inner periphery of the silicon surface W-2 of the wafer W is approximately horizontal, but it becomes sloped toward the outer periphery, and its corners are sagging and rounded. Furthermore, it is difficult to identify the edge due to the way the sheets are bonded together, air bubbles on the glass surface, dirt, etc., and the measurement results are as shown by the dotted line in FIG. 8, for example. In FIG. 8, the vertical axis indicates the height of the wafer W in the thickness direction measured by the reflective line sensor 1, and the horizontal axis indicates the position of the wafer W in the radial direction.

図8の右端の水平線がシリコン面W-2の水平面の高さであり、左端の水平線はガラス面W-1の高さである。点線部分はシリコン面W-2とガラス面W-1との境界部分であり、シリコン面W-2の斜面部分の形状がそのまま反映される。そして、ごみや重なり方の影響を受けて不規則となり、境界は不明確となる。 The horizontal line at the right end of FIG. 8 is the height of the horizontal plane of the silicon surface W-2, and the horizontal line at the left end is the height of the glass surface W-1. The dotted line portion is the boundary between the silicon surface W-2 and the glass surface W-1, and the shape of the sloped portion of the silicon surface W-2 is directly reflected. Then, it becomes irregular due to the influence of dust and overlapping, and the boundary becomes unclear.

この状態で境界であるシリコン面W-2のエッジを特定するには、点線の部分で高さの閾値を定めなければ判定できない。ところが、透明なウェーハであることから照射する光、あるいは照明のばらつきによる影響を大きく受けて、図の高さデータの値は極めて不安定である。 In this state, in order to specify the edge of the silicon surface W-2, which is the boundary, it is impossible to determine unless a height threshold is determined at the dotted line portion. However, since the wafer is transparent, it is greatly affected by the irradiation light or variations in illumination, and the height data values in the figure are extremely unstable.

図6、図7は、上記に対する改善した例を示しており、反射型ラインセンサ1が受光し得る余裕角度、つまり受光角度φを受光方向の前面に配置されたスリット1-3で狭めたものである。図6は測定面が水平な場合であり、受光角度φが小さくなっているが、狭めていない図5の状態と何ら変わりなく測定が行われる。図7は、斜面部での測定を示し、反射光は、矢印1-2で示すように、スリット1-3で遮られる。つまり、ウェーハWの水平面に対して受光し得る余裕角度を超えた斜面からの反射光は、検出しない、あるいは検出感度が小さくなるように狭められている。あるいは水平面からの反射光は受光しても斜面からの反射光は受光しないように受光角度φを狭くしても良い。 6 and 7 show an improved example of the above, in which the margin angle at which the reflective line sensor 1 can receive light, that is, the light receiving angle φ, is narrowed by the slit 1-3 arranged at the front in the light receiving direction. It is. FIG. 6 shows a case where the measurement surface is horizontal, and although the light receiving angle φ is small, the measurement is performed in the same way as in the state of FIG. 5 where the angle is not narrowed. FIG. 7 shows measurement at a sloped portion, and the reflected light is blocked by a slit 1-3, as indicated by an arrow 1-2. That is, the reflected light from the slope that exceeds the margin angle at which light can be received with respect to the horizontal surface of the wafer W is not detected or is narrowed so that the detection sensitivity is reduced. Alternatively, the light receiving angle φ may be narrowed so that the reflected light from the horizontal surface is received but the reflected light from the slope is not received.

その結果、ウェーハWの略水平な部分、つまり面幅のみを検出することができる。受光角度φは、ガラス、樹脂、シリコンで貼り合わせ処理やモールド処理されたウェーハWの実状、例えばシリコン面W-2とガラス面W-1との境界部分のエッジの角度、丸味等より決定する。種々の実験等の結果、受光角度φを0°~4°望ましくは0°~2°とすることが良い結果を得られた。 As a result, only the substantially horizontal portion of the wafer W, that is, the surface width, can be detected. The light receiving angle φ is determined based on the actual state of the wafer W that has been bonded or molded with glass, resin, or silicon, such as the angle and roundness of the edge of the boundary between the silicon surface W-2 and the glass surface W-1. . As a result of various experiments, good results were obtained by setting the light receiving angle φ to 0° to 4°, preferably 0° to 2°.

なお、受光角度φ=0°は、ウェーハWの水平面からの反射光が反射型ラインセンサ1と正対して反射型ラインセンサ1が受光する中心が一致していること(図6の状態)を意味している。また、貼り合わせ処理されたウェーハWで斜面部は、内周から外周になるに連れて高さが小さくなるので、水平部の受光角度0°から斜面方向に4°、つまり、受光角度φ=0°~4°、望ましくは0°~2°としても良い。あるいは、水平部の受光角度φに余裕を持たせて、-1°~4°、望ましくは-1°~2°とするようにしても良く、実際に得られる出力、画像等から定めればよい。 Note that the light receiving angle φ=0° means that the reflected light from the horizontal surface of the wafer W directly faces the reflective line sensor 1, and the center of the reflective line sensor 1 receiving the light coincides (the state shown in FIG. 6). It means. In addition, since the height of the slope part of the bonded wafer W decreases from the inner circumference to the outer circumference, the light reception angle of the horizontal part is 0° to 4° in the slope direction, that is, the light reception angle φ= The angle may be 0° to 4°, preferably 0° to 2°. Alternatively, the light reception angle φ at the horizontal portion may be set to -1° to 4°, preferably -1° to 2°, by allowing a margin for the light receiving angle φ, and it may be determined based on the output, image, etc. actually obtained. good.

貼り合わせウェーハの外周における斜面部の角度が水平面に対して20°~30°であると言う実状から、その場合において、斜面部の角度の1/10以下となるように受光角度φを2°以下に狭めた場合の測定結果を図8の実線で示す。図8の右端の水平線がシリコン面W-2の水平面の高さ、左端の水平線はガラス面W-1の高さである。反射型ラインセンサ1の受光角度φは、ウェーハWの水平面に対して斜面となる面では検出感度が小さくなるように狭められている。 Due to the actual situation that the angle of the sloped part on the outer periphery of the bonded wafer is 20° to 30° with respect to the horizontal plane, in that case, the light receiving angle φ is set to 2° so that it is 1/10 or less of the angle of the sloped part. The measurement results when narrowed to below are shown by the solid line in FIG. The horizontal line at the right end of FIG. 8 is the height of the horizontal plane of the silicon surface W-2, and the horizontal line at the left end is the height of the glass surface W-1. The light receiving angle φ of the reflective line sensor 1 is narrowed so that detection sensitivity is reduced on a surface that is inclined with respect to the horizontal surface of the wafer W.

そして、シリコン面W-2とガラス面W-1との境界部分は、受光角度φを2°以下では検出感度を極端に小さく、殆ど出力されないようにしている。つまり、ウェーハWの水平で平坦な面である面幅のみが出力される。これにより、シリコン基準でウェーハWをアライメントする場合は、シリコン面W-2の出力される範囲でエッジ位置をウェーハWの外周エッジとして検出すれば良い。 At the boundary between the silicon surface W-2 and the glass surface W-1, when the light receiving angle φ is 2 degrees or less, the detection sensitivity is extremely low, and almost no light is output. In other words, only the width of the horizontal and flat surface of the wafer W is output. Accordingly, when aligning the wafer W using the silicon reference, it is sufficient to detect the edge position as the outer peripheral edge of the wafer W within the output range of the silicon surface W-2.

ウェーハWの外周エッジが検出されたら測定テーブル66の中心からの距離を求め、ウェーハWを回転させることで、ウェーハWの全周に渡って回転角ごとの測定データを得る。さらに、測定データに基づいて、ウェーハWの中心位置が外周エッジのダレによる丸味、うねり、ごみ、貼り合わせの重なり方、ガラス面での気泡、汚れ、照明によるばらつき等の影響を受けずにシリコンの内周部のエッジ位置を求めることができる。 When the outer peripheral edge of the wafer W is detected, the distance from the center of the measurement table 66 is determined, and the wafer W is rotated to obtain measurement data for each rotation angle over the entire circumference of the wafer W. Furthermore, based on the measurement data, the center position of the wafer W can be adjusted without being affected by roundness, undulation, dust, overlapping bonding, air bubbles on the glass surface, dirt, variations due to lighting, etc. due to sagging of the outer peripheral edge. The edge position of the inner circumference can be found.

実験の結果では、受光角度φを0°~4°、望ましくは0°~2°とすることでアライメント精度を±0.1mm以下とすることが可能であり、実用上で問題の無いことを確認できている。また、光学的な検出でありながら、焦点位置以外の部分のピンぼけ、光源の広がりによる境界のぼけ、丸い角での陰影、エッジ近辺での局所的な反射による歪み、の影響を受けないで安定したエッジ検出が可能である。 The experimental results show that by setting the light receiving angle φ to 0° to 4°, preferably 0° to 2°, alignment accuracy can be reduced to ±0.1 mm or less, and there is no problem in practical use. It has been confirmed. In addition, although it is an optical detection method, it is stable without being affected by out-of-focus areas other than the focal position, blurring of boundaries due to spread of the light source, shadows at rounded corners, and distortions due to local reflections near edges. edge detection is possible.

なお、外周エッジの検出を画像素子が一列に並んで配置された反射型ラインセンサ1として説明したが、画像素子が縦横方向に並び、二次元的に配置されたエリアセンサ、反射型のレーザセンサ、光電センサ等の光学センサの受光角度φを狭めた構造にすることにより、光軸の限られた領域のみで検出するようにすれば、同様に安定したエッジ検出が可能である。 Although detection of the outer peripheral edge has been described using a reflective line sensor 1 in which image elements are arranged in a row, it is also possible to use an area sensor or a reflective laser sensor in which image elements are arranged in a row and a row and are arranged two-dimensionally. Similarly, stable edge detection is possible if the optical sensor, such as a photoelectric sensor, is configured to have a narrow light receiving angle φ so that detection is performed only in a limited area of the optical axis.

シリコンの内周部のエッジ位置からウェーハWの半径を求め、全周に渡る回転角ごとの測定データにおける差異を所定の閾値以内であるか否かを判定する。そして、所定の閾値以内であると判定された測定データを有効データ群として抽出する。 The radius of the wafer W is determined from the edge position of the inner circumference of the silicon, and it is determined whether the difference in the measurement data for each rotation angle over the entire circumference is within a predetermined threshold. Then, measurement data determined to be within a predetermined threshold is extracted as a valid data group.

次に、有効データ群からウェーハWの中心位置を求めれば、ウェーハWの外周エッジに付着した異物や欠け、ガラス部の気泡、うねり、汚れ等によるイレギュラな要素に起因する余分な誤差を除外することができる。そして、ウェーハWの外周エッジに対する測定データからウェーハの中心をより精度よく求めることができる。 Next, by finding the center position of the wafer W from the valid data group, extra errors caused by irregular factors such as foreign objects or chips attached to the outer peripheral edge of the wafer W, bubbles in the glass part, undulations, dirt, etc. can be excluded. be able to. Then, the center of the wafer can be determined with higher accuracy from the measurement data for the outer peripheral edge of the wafer W.

W…ウェーハ、W-1…ガラス面、W-2…シリコン面、1…反射型ラインセンサ、1-1、1-2…矢印、1-3…スリット、10…面取り装置、11…本体ベース、20…ウェーハ送りユニット、21…X軸ベース、22…X軸ガイドレール、23…X軸リニアガイド、24…Xテーブル、25…X軸駆動機構、26…Y軸ガイドレール、27…Y軸リニアガイド、28…Yテーブル、29…Z軸ガイドレール、30…Z軸駆動機構、31…Zテーブル、32…モータ、33…スピンドル、34…ウェーハテーブル、40…供給回収ロボット、41…ツルアー、50…砥石回転ユニット、51…外周砥石スピンドル、52…外周粗研削砥石、53…ターンテーブル、54…上外周精研スピンドル、55…外周精研削砥石、55-1…上外周精研削砥石(上研削砥石)、55-2…下外周精研削砥石(下研削砥石)、56…上外周精研モータ、57…下外周精研スピンドル、59…下固定枠、60…搬送レール、63…搬送アーム、66…測定テーブル、70…ウェーハカセット、71…カセットテーブル、80…アーム W...Wafer, W-1...Glass surface, W-2...Silicon surface, 1...Reflection type line sensor, 1-1, 1-2...Arrow, 1-3...Slit, 10...Chamfering device, 11...Main body base , 20... Wafer feed unit, 21... X-axis base, 22... X-axis guide rail, 23... X-axis linear guide, 24... X-table, 25... X-axis drive mechanism, 26... Y-axis guide rail, 27... Y-axis Linear guide, 28...Y table, 29...Z-axis guide rail, 30...Z-axis drive mechanism, 31...Z table, 32...motor, 33...spindle, 34...wafer table, 40...supply and recovery robot, 41...truer, 50... Grinding wheel rotation unit, 51... Outer circumference grinding wheel spindle, 52... Outer circumference rough grinding wheel, 53... Turntable, 54... Upper outer circumference fine grinding spindle, 55... Outer circumference fine grinding wheel, 55-1... Upper outer circumference fine grinding wheel (upper) (grinding wheel), 55-2...Lower outer periphery precision grinding wheel (lower grinding wheel), 56...Upper outer periphery precision grinding motor, 57...Lower outer periphery precision grinding spindle, 59...Lower fixed frame, 60...Transportation rail, 63...Transportation arm , 66...Measurement table, 70...Wafer cassette, 71...Cassette table, 80...Arm

Claims (4)

サイズの異なる大径ウェーハと小径ウェーハの2枚のウェーハが貼り合わされた積層ウェーハのうちサイズの小さい方のウェーハである前記小径ウェーハの外周エッジを検出してウェーハの中心を検出するウェーハの位置決め装置において、
前記積層ウェーハを載置して前記積層ウェーハを保持しながら回転可能とされた測定テーブルと、
載置された前記積層ウェーハのうち前記小径ウェーハの外周エッジ近傍に前記測定テーブルと所定の間隔を保持して設置され、前記小径ウェーハと前記大径ウェーハの略円盤状の面からの反射光を受光する光学センサと、
を備え、
前記光学センサの受光角度が狭められ、前記小径ウェーハの水平面に対して、斜面となる面からの反射光を受光しないようにされ
前記受光角度が2枚の前記ウェーハの境界部分のエッジの形状により決定される、ウェーハの位置決め装置。
A wafer positioning device that detects the center of the wafer by detecting the outer peripheral edge of the small-diameter wafer, which is the smaller wafer of a stacked wafer in which two wafers of different sizes, a large-diameter wafer and a small-diameter wafer, are bonded together. In,
a measurement table on which the laminated wafer is placed and is rotatable while holding the laminated wafer;
Among the laminated wafers placed thereon, the small-diameter wafer is placed near the outer circumferential edge of the small-diameter wafer at a predetermined distance from the measurement table, and reflects light from the approximately disc-shaped surfaces of the small-diameter wafer and the large-diameter wafer. an optical sensor that receives light;
Equipped with
The light receiving angle of the optical sensor is narrowed so as not to receive reflected light from a surface that is an inclined surface with respect to a horizontal surface of the small diameter wafer ,
A wafer positioning device , wherein the light receiving angle is determined by the shape of an edge of a boundary between the two wafers .
前記反射光により、前記積層ウェーハの面幅のみが検出される、請求項1に記載の位置決め装置。 The positioning device according to claim 1 , wherein only the surface width of the laminated wafer is detected by the reflected light. サイズの異なる大径ウェーハと小径ウェーハの2枚のウェーハが貼り合わされた積層ウェーハ端面を研削して面取り加工する面取り装置において、
前記積層ウェーハを載置して前記積層ウェーハを保持しながら回転可能とされた測定テーブルと、
載置された前記積層ウェーハの外周エッジ近傍に前記測定テーブルと所定の間隔を保持して設置され、前記積層ウェーハの略円盤状の面からの反射光を受光する光学センサと、
を備え、
前記光学センサの受光角度が狭められ、前記小径ウェーハの水平面に対して、斜面となる面からの反射光を受光しないようにされ
前記受光角度が2枚の前記ウェーハの境界部分のエッジの形状により決定される、面取り装置。
In a chamfering device that grinds and chamfers the end face of a stacked wafer in which two wafers of different sizes, a large-diameter wafer and a small-diameter wafer, are bonded together,
a measurement table on which the laminated wafer is placed and is rotatable while holding the laminated wafer;
an optical sensor that is installed near the outer peripheral edge of the stacked wafer placed thereon at a predetermined distance from the measurement table and receives reflected light from a substantially disc-shaped surface of the stacked wafer;
Equipped with
The light receiving angle of the optical sensor is narrowed so as not to receive reflected light from a surface that is an inclined surface with respect to a horizontal surface of the small diameter wafer ,
A chamfering device in which the light receiving angle is determined by the shape of an edge of a boundary between the two wafers .
前記反射光により、前記積層ウェーハの面幅のみが検出される、請求項に記載の面取り装置。
The chamfering apparatus according to claim 3 , wherein only the surface width of the laminated wafer is detected by the reflected light.
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