JP2010129857A - 半導体ウェーハのスクライブ装置、およびそれを備えたスクライブシステム - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェーハから品質検査に適したサンプル片を得ることができ、サンプル片を採取する際の自動化を図ることが可能なスクライブ装置を提供する。
【解決手段】スクライブ装置１０は、半導体ウェーハ１を載置し保持するテーブル１１を備え、このテーブル１１上に保持されたウェーハ１の表面に対し、各サンプル片の輪郭に対応してスクライブ溝２を形成するホイールカッター２４と、各サンプル片の領域ごとに識別記号を彫刻する罫書針３４と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウェーハを複数のサンプル片に割断するための半導体ウェーハのスクライブ装置、およびそのスクライブ装置を備えたスクライブシステムに関する。

半導体デバイスに用いられる半導体ウェーハとして、一般的に、シリコン単結晶を素材としたシリコンウェーハが用いられる。また、シリコン単結晶の製造には、通常、チョクラルスキー法（以下、「ＣＺ法」という）が採用される。ＣＺ法で製造されたシリコン単結晶は、トップ部およびテイル部が切断されて除去され、さらに直胴部が所定長さで幾つかに切断される。この直胴部が製品として扱われ、ここからシリコンウェーハが切り出される。それに先立ち、直胴部の品質を確認し保証するため、サンプルとして直胴部から厚さが１ｍｍ程度のウェーハが切り出され、酸素濃度、比抵抗、ＯＳＦ（酸化誘起積層欠陥）密度、ライフタイムなどの品質検査が行われる。

その際、検査内容に応じてサンプル用の半導体ウェーハから複数のサンプル片が採取され、これらのサンプル片を用いて品質が検査される。サンプル片としては、ウェーハを２等分したもの（以下、「１／２分割片」という）、４等分したもの（以下、「１／４分割片」という）、および縦５ｍｍ×横１４ｍｍや縦横１０ｍｍ程度の矩形状のもの（以下、「矩形片」という）が採用される。従来、このようなサンプル片を半導体ウェーハから採取する手法は、手作業に頼っている。

図１は、半導体ウェーハからサンプル片を採取する際の従来の手順を説明する図である。図１（ａ）に示すように、直胴部から切り出された円板状の半導体ウェーハ１に対し、図１（ｂ）に示すように、先ず、板ガラスの切断などで慣用されるダイヤモンド刃が装着されたガラス切りを用い、手作業により、そのウェーハ１の表面にこれを２等分するスクライブ溝２を形成する。そのウェーハ１に人手で負荷を加えることにより、図１（ｃ）に示すように、ウェーハ１はスクライブ溝２に沿って割断し、一対の１／２分割片１ａが得られる。

次いで、図１（ｃ）に示すように、１／２分割片１ａの一方に対し、同様のガラス切りを用い、その分割片１ａの表面にこれを２等分するスクライブ溝２を形成する。その１／２分割片１ａも人手で負荷が加えられることにより、図１（ｄ）に示すように、スクライブ溝２に沿って割断し、一対の１／４分割片１ｂが得られる。

さらに、図１（ｅ）に示すように、他方の１／２分割片１ａと、１／４分割片１ｂの一方に対し、同様のガラス切りを用い、それらの表面に格子状にスクライブ溝２を形成する。これらのスクライブ溝２が形成された分割片１ａ、１ｂも人手で負荷が加えられることにより、図１（ｆ）に示すように、スクライブ溝２に沿って割断し、複数の矩形片１ｃが得られる。

このとき、サンプル片として得られた１／４分割片１ｂおよび矩形片１ｃは、どの直胴部から切り出され、ウェーハの如何なる位置から採取されたものかを以降の品質検査で特定できることが必要である。そのため、各サンプル片の表面には、スクライブ溝２を形成した後、各サンプル片に分離させる前に、先端がダイヤモンドで被覆された回転駆動する罫書針を用い、手作業により、数字や文字などからなる個別の識別記号を彫刻している。

こうして、全て手作業により、半導体ウェーハから各々に識別記号が施されたサンプル片を割断し、採取している。

しかし、手作業によるサンプル片の採取では、作業者の技量が大きく影響し、スクライブ溝が過剰に深く形成されることがある。この場合、ウェーハは、識別記号が施される前に、負荷を加えなくとも割断し、サンプル片に分離することが多い。これが、複数の矩形片を得るためのスクライブ溝の形成時に発生すると、分離した矩形片は識別記号が施されていないことから、品質検査用のサンプル片として扱うことができない。分離したサンプル片に識別記号を彫刻するにしても、間違った識別記号を施すおそれがある。

また、スクライブ溝が目標とするライン上に形成されず、サンプル片の採取に失敗することも少なくない。

また、手作業では、処理できる個数に限界があり、しかも、１枚のウェーハからサンプル片を採取するのに、スクライブ溝の形成、識別記号の彫刻、およびサンプル片への割断を何度か繰り返す必要があることから、一層長時間を要する。特に、近年では、シリコンウェーハの素材となる直胴部の生産量が増大し、これに伴ってウェーハの切り出し枚数が増加するため、採取するサンプル片の個数も著しく増加している。このような近年の状況でサンプル片の採取を全て手作業で対応するのは極めて困難である。

このように、手作業によるサンプル片の採取には多くの問題があるため、サンプル片の採取を自動化することが強く望まれている。

例えば、特許文献１には、液晶表示パネルの製造で用いられるガラス基板切断装置が開示されている。同文献に開示されたガラス基板切断装置は、大きなガラス基板から複数の液晶表示パネルを得るためにガラス基板を切断する装置であり、ダイヤモンドチップからなるスクライバを上下方向に振動させ、且つ下方向へ加圧する構成を備える。同文献では、スクライバの下側にガラス基板を相対的に送り込むことにより、ガラス基板の上面にスクライブ溝を形成し、これと同時に、スクライバの振動に伴う衝撃でそのスクライブ溝に沿ってガラス基板を切断することができるとしている。

ガラス基板切断装置は、上述した半導体ウェーハからサンプル片を採取する場合と同様に、スクライブ溝を形成するものである。そこで、サンプル片の採取の自動化を図るために、ガラス基板切断装置の適用が考えられる。

しかし、半導体ウェーハからのサンプル片の採取にガラス基板切断装置を適用した場合、切断で分離した各サンプル片には識別記号が施されていない。このため、ガラス基板切断装置で切断されたサンプル片は、どの直胴部から切り出され、ウェーハの如何なる位置から採取されたものかを特定することができず、品質検査用のサンプル片として扱うことができない。従って、ガラス基板切断装置では、品質検査に適したサンプル片を得ることは困難である。

特開２０００−２３９０３４号公報

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、半導体ウェーハの表面に各サンプル片の輪郭に対応してスクライブ溝を形成するとともに、各サンプル片に分離する前に各サンプル片の領域ごとに識別記号を彫刻することにより、ウェーハから品質検査に適したサンプル片を得ることができ、サンプル片を採取する際の自動化を図ることが可能な半導体ウェーハのスクライブ装置、およびそれを備えたスクライブシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、下記（１）の半導体ウェーハのスクライブ装置、および（２）の半導体ウェーハのスクライブシステムを要旨としている。

（１）半導体ウェーハを複数のサンプル片に割断するためのスクライブ装置であって、前記ウェーハを載置し保持するテーブルと、このテーブル上に保持された前記ウェーハの表面に、前記各サンプル片の輪郭に対応してスクライブ溝を形成する第１刃物と、前記ウェーハを保持した前記テーブルに対して前記第１刃物を水平面内で相対的に移動させる第１刃物移動手段と、前記テーブル上に保持された前記ウェーハの表面に、前記各サンプル片の領域ごとに識別記号を彫刻する第２刃物と、前記ウェーハを保持した前記テーブルに対して前記第２刃物を水平面内で相対的に移動させる第２刃物移動手段と、を備えたことを特徴とする半導体ウェーハのスクライブ装置である。

（２）上記（１）に記載の半導体ウェーハのスクライブ装置と、前記テーブルへ前記ウェーハを搬入するウェーハ搬入装置と、前記スクライブ装置で前記スクライブ溝が形成され、前記識別記号が彫刻された処理後ウェーハを前記テーブルから搬出するウェーハ搬出装置と、を備えたことを特徴とするウェーハのスクライブシステムである。

上記（１）のスクライブ装置において、前記第１刃物は、前記ウェーハの表面に押圧されながら転動するホイールカッターであることが好ましい。また、前記第２刃物は、回転駆動しながら前記ウェーハの表面に押圧される罫書針であることが好ましい。

上記（１）のスクライブ装置では、前記ウェーハへの前記第１刃物の押圧力を調整する第１刃物押圧調整手段を備えたり、前記ウェーハへの前記第２刃物の押圧力を調整する第２刃物押圧調整手段を備えることができる。

上記（１）のスクライブ装置では、前記第１刃物による前記スクライブ溝の形成、および前記第２刃物による前記識別記号の彫刻で発生する切粉を除去する切粉除去手段を備えることが好ましい。

また、上記（２）のスクライブシステムにおいて、前記ウェーハ搬入装置は、前記ウェーハを受け入れ載置する入側ステージと、この入側ステージ上に載置された前記ウェーハの中心を決定するセンタリング手段と、このセンタリング手段で中心が決定された前記ウェーハを吸着し、前記ウェーハの中心と前記テーブルの中心が互いに一致する位置に前記ウェーハを搬入するウェーハ吸着搬入手段と、を備えることができる。

このスクライブシステムでは、前記ウェーハの外周部に結晶方位の指標が形成されたものを処理対象とする場合、前記ウェーハ搬入装置は、前記ウェーハ吸着搬入手段で吸着された前記ウェーハの前記指標を検出する指標検出手段を備え、前記スクライブ装置は、前記指標検出手段で検出した前記指標の位置に基づき、前記第１刃物による前記スクライブ溝の形成方向を設定する構成とすることができる。結晶方位の指標としては、オリエンテーションフラット（以下、「オリフラ」という）またはノッチが該当する。前記指標検出手段としてはＣＣＤカメラが好ましい。

このスクライブシステムにおいて、前記ウェーハ搬入装置は、前記ウェーハを複数枚収納した入側キャリアと、この入側キャリアから前記ウェーハを順次受け取り、前記入側ステージに搬送する入側搬送ベルトと、を備えることができる。

また、上記（２）のスクライブシステムにおいて、前記ウェーハ搬出装置は、前記処理後ウェーハを吸着し、前記テーブルから搬出するウェーハ吸着搬出手段と、このウェーハ吸着搬出手段で搬出された前記処理後ウェーハを受け入れ載置する出側ステージと、を備えることができる。

このスクライブシステムでは、前記ウェーハ搬出装置は、前記出側ステージ上に載置された前記処理後ウェーハを搬送する出側搬送ベルトと、この出側搬送ベルトから前記処理後ウェーハを受け取り順次収納する出側キャリアと、を備えることができる。

本発明のスクライブ装置によれば、半導体ウェーハの表面に各サンプル片の輪郭に対応してスクライブ溝を形成するとともに、各サンプル片に分離する前に各サンプル片の領域ごとに識別記号を彫刻することができる。このため、最終的に、ウェーハから各々に識別記号が施された複数のサンプル片を割断するだけで、品質検査に適したサンプル片を得ることが可能になる。その結果、半導体ウェーハからサンプル片を採取する際、スクライブ溝の形成、および識別記号の彫刻に関して自動化が図られ、処理できる個数が格段に増加し、サンプル片の採取に失敗することもない。

また、本発明のスクライブシステムによれば、スクライブ装置とウェーハ搬入装置とウェーハ搬出装置を備えて成り立つ一連のシステムとして、スクライブ溝と識別記号が施された半導体ウェーハを効率良く得ることが可能になる。

以下に、本発明の半導体ウェーハのスクライブ装置、およびそれを備えたスクライブシステムについて、その実施形態を詳述する。先ず、本発明の根幹をなすスクライブ装置について説明する。

図２は、本発明の一実施形態である半導体ウェーハのスクライブ装置の全体構成を模式的に示す正面図である。同図に示すように、スクライブ装置１０は、上面に半導体ウェーハ１が載置されるテーブル１１を備え、このテーブル１１の上方にスクライブユニット１２が配置される。スクライブ装置１０、および後述するスクライブシステムの全体の動作は、図示しない制御部からの指令により行われる。

テーブル１１は、上面が円形の水平面に形成されており、その中心を通る鉛直軸を支点に９０度回転するように構成され、さらに、水平面内で前後方向（図２では紙面に垂直な方向）に移動するように構成される。テーブル１１の回転および前後移動は、図示しない電動モータからの動力により個別に行われる。テーブル１１の上面には、ウェーハ１の中心とテーブル１１の中心が一致するようにウェーハ１が載置され、このウェーハ１は、テーブル１１に内蔵された吸引機構により裏面側から吸引され、テーブル１１上に保持される。

スクライブユニット１２は、ウェーハ１の表面に対し、スクライブ溝を形成する第１刃物ユニット２０と、識別記号を彫刻する第２刃物ユニット３０とを備える。これらの第１刃物ユニット２０と第２刃物ユニット３０は、別個独立しており、それぞれが上下方向に昇降するように構成され、さらに、テーブル１１の前後移動する方向と直角な左右方向に移動するように構成される。第１刃物ユニット２０と第２刃物ユニット３０それぞれの昇降および左右移動は、図示しない電動モータからの動力により個別に行われる。

第１刃物ユニット２０は、昇降および左右移動する第１ベース部材２１を備える。この第１ベース部材２１には、第１刃物ホルダ２２が、鉛直方向の下向きで突出するように、第１シリンダ２３を介して連結されている。第１刃物ホルダ２２には、ウェーハ１にスクライブ溝を形成する第１刃物として、ホイールカッター２４が回転可能に軸支されている。このホイールカッター２４は、直径が３ｍｍ程度の超硬合金または焼結ダイヤモンドの円板で、その外周部がＶ字状の刃に加工されたものである。

テーブル１１上に保持されたウェーハ１にスクライブ溝を形成する際、ホイールカッター２４は、第１ベース部材２１の下降によりその外周刃がウェーハ１の表面に当接し、第１シリンダ２３のロッドの伸出に伴ってその外周刃がウェーハ１の表面に押圧される。この状態でテーブル１１が前後方向に移動することにより、ホイールカッター２４は、ウェーハ１の表面に押圧されながら転動し、その軌跡にスクライブ溝を形成することができる。

その際、第１シリンダ２３のロッドを伸出させる圧力は適宜調整することが可能であり、その圧力の調整により、ウェーハ１へのホイールカッター２４の押圧力を調整し、これに伴いスクライブ溝の切込み深さを制御することができる。これにより、スクライブ溝を適正な深さで形成することが可能になり、ウェーハ１がスクライブ溝の形成時に不用意に割断し分離することはない。

また、第１ベース部材２１には、第１吸気管２５が取り付けられている。この第１吸気管２５は、一端が吸気口としてホイールカッター２４の近傍に開口するように設置され、図示しない他端が集塵機に接続されている。ホイールカッター２４でスクライブ溝を形成するのに伴い切粉が発生するが、集塵機の駆動により、その切粉は第１吸気管２５内に吸引され除去される。これにより、スクライブ溝の形成で発生した切粉が、ウェーハ１上に堆積したり、第１刃物としてのホイールカッター２４に過剰に付着したり、周辺に飛散するのを防止することができる。

第２刃物ユニット３０は、第１ベース部材２１に隣接して昇降および左右移動する第２ベース部材３１を備える。この第２ベース部材３１には、第２刃物ホルダ３２が、鉛直方向から３０度程度傾斜して下向きで突出するように、第２シリンダ３３を介して連結されている。第２刃物ホルダ３２には、ウェーハ１に識別記号を彫刻する第２刃物として、回転駆動する罫書針３４が装着されている。この罫書針３４は、電動モータ３５により回転するものであり、その先端がダイヤモンドで被覆されている。

テーブル１１上に保持されたウェーハ１に識別記号を彫刻する際、罫書針３４は、第２ベース部材３１の下降によりその先端がウェーハ１の表面に当接し、第２シリンダ３３のロッドの伸出に伴ってその先端がウェーハ１の表面に押圧される。この状態でテーブル１１が前後方向に移動するとともに、第２ベース部材３１が左右方向に移動することにより、罫書針３４は、ウェーハ１の表面に押圧されながら電動モータ３５によって回転駆動し、その軌跡に数字や文字などの識別記号を彫刻することができる。

その際、第２シリンダ３３のロッドを伸出させる圧力は適宜調整することが可能であり、その圧力の調整により、ウェーハ１への罫書針３４の押圧力を調整し、これに伴い識別記号の切込み深さを制御することができる。これにより、識別記号を適正な深さで彫刻することが可能になり、ウェーハ１が識別記号を起点に破断することはない。

また、第２ベース部材３１には、第２吸気管３６が取り付けられている。この第２吸気管３６は、一端が吸気口として罫書針３４の近傍に開口するように設置され、図示しない他端が第１吸気管２５と同様に集塵機に接続されている。罫書針３４で識別記号を彫刻するときも、スクライブ溝の形成時と同様に切粉が発生するが、集塵機の駆動により、その切粉は第２吸気管３６内に吸引され除去される。これにより、識別記号の彫刻で発生した切粉が、ウェーハ１上に堆積したり、第２刃物としての罫書針３４に過剰に付着したり、周辺に飛散するのを防止することができる。

このような構成のスクライブ装置１０を用い、具体的に半導体ウェーハからサンプル片を採取する手法を以下に説明する。

図３は、本発明の半導体ウェーハのスクライブ装置を用いてサンプル片を採取する際の工程を説明する図である。図３（ａ）に示すように、上述したスクライブ装置のテーブル１１上にウェーハ１を載置し、吸引により保持する。このウェーハ１は、ＣＺ法により育成されたシリコン単結晶インゴットから切り出されたウェーハであって、このシリコン単結晶インゴットの直胴部は製品としての所定直径（本実形態では直径３００ｍｍ）に外周加工され、この円筒状の直胴部の外周部に結晶方位の指標としてオリフラまたはノッチが形成されたものであり、この直胴部からサンプル用のウェーハ１として厚さ１ｍｍ程度に切り出されたものである。図３では、オリフラまたはノッチを省略して示している。

テーブル１１上にウェーハ１を保持した後、上述したスクライブユニットのうちの第１刃物ユニット、およびテーブル１１を駆動させることにより、図３（ｂ）に示すように、サンプル片の輪郭に対応してスクライブ溝２を形成する。その際、上述した第１刃物であるホイールカッターをウェーハ１の表面に押圧させながら、テーブル１１を前後方向（図３では上下方向）に移動させることにより、図３（ｂ）で縦方向のスクライブ溝２が形成される。図３（ｂ）で横方向のスクライブ溝２を形成する際は、テーブル１１を９０度回転させて前後方向に移動させる。また、第１刃物ユニットの第１ベース部材を左右方向（図３でも左右方向）に順次移動させ、その都度テーブル１１を前後方向に移動させることにより、複数の平行なスクライブ溝２が形成される。

サンプル片の輪郭に対応するスクライブ溝２の形成が完了すると、第１刃物ユニットを退避させ、その後に第２刃物ユニット、およびテーブル１１を駆動させることにより、図３（ｃ）に示すように、サンプル片の領域ごとに識別記号を彫刻する。その際、上述した第２刃物である回転駆動する罫書針をウェーハ１の表面に押圧させながら、テーブル１１を前後方向に移動させるとともに、第２刃物ユニットの第２ベース部材を左右方向に移動させることにより、識別記号が彫刻される。図３（ｃ）では、サンプル片ごとに別個の識別記号の例として、「１Ａ」、「１Ｂ」・・・が彫刻された状態を示している。

スクライブ溝２の形成、および識別記号の彫刻が完了すると、第２刃物ユニットを退避させ、ウェーハ１をテーブル１１から取り外す。そして、このウェーハ１に人手で負荷を加え、ウェーハ１をスクライブ溝２に沿って割断する。これにより、図３（ｄ）に示すように、サンプル片として各々に識別記号が施された１／４分割片１ｂおよび複数の矩形片１ｃが得られる。

このように、本発明のスクライブ装置によれば、半導体ウェーハの表面に各サンプル片の輪郭に対応してスクライブ溝を形成するとともに、各サンプル片に分離する前に各サンプル片の領域ごとに識別記号を彫刻することができるため、最終的に、ウェーハから各々に識別記号が施された複数のサンプル片を割断するだけで、品質検査に適したサンプル片を得ることが可能になる。このため、本発明のスクライブ装置では、半導体ウェーハからサンプル片を採取する際、スクライブ溝の形成、および識別記号の彫刻に関して自動化が図られることから、従来のようにサンプル片の採取を全て手作業で行う場合と比較して、処理できる個数が格段に増加し、サンプル片の採取に失敗することもない。

次に、このようなスクライブ装置を備えて成り立つスクライブシステムについて説明する。

図４は、本発明の一実施形態である半導体ウェーハのスクライブシステムの全体構成を模式的に示す図であり、同図（ａ）は正面図を示し、同図（ｂ）は上面図を示している。同図では、便宜上、スクライブ装置１０を構成するスクライブユニットは図示を省略している。

図４に示すように、スクライブシステムは、上述したスクライブ装置１０と、ウェーハ搬入装置４０と、ウェーハ搬出装置６０と、を備える。ウェーハ搬入装置４０は、スクライブ装置１０のテーブル１１へウェーハ１を搬入する役割を果たす。一方、ウェーハ搬出装置６０は、スクライブ装置１０でスクライブ溝が形成され、識別記号が彫刻された処理後ウェーハ１をテーブル１１から搬出する役割を果たす。以下、これらのウェーハ搬入装置４０およびウェーハ搬出装置６０の具体的な構成を順に説明する。

ウェーハ搬入装置４０は、テーブル１１上にウェーハ１を搬入するローダー４１を備える。このローダー４１は、テーブル１１に隣接して立設された支柱４２と、この支柱４２から水平に突出し９０度旋回する搬入アーム４３から構成される。この搬入アーム４３の旋回は、図示しない電動モータからの動力により行われる。搬入アーム４３の先端部には、鉛直方向の下向きで突出する搬入シリンダ４４が固定され、この搬入シリンダ４４のロッドに電動モータ４５が取り付けられ、この電動モータ４５の主軸の先端に吸引機構を内蔵した吸盤４６が取り付けられている。また、その電動モータ４５に隣接してＣＣＤカメラ４７が搬入シリンダ４４と一体的に固定されている。

ウェーハ搬入装置４０は、ウェーハ１を受け入れ載置する入側ステージ４８を備える。この入側ステージ４８は、一対のレール部材から構成され、支柱４２を中心としてテーブル１１から９０度回転した位置（図４（ｂ）では反時計回りに９０度回転した位置）に配置されている。入側ステージ４８には、一対のセンタリング治具４９が設けられている。センタリング治具４９は、入側ステージ４８に載置されたウェーハ１の外周を水平面内で挟み込むように可動することにより、ウェーハ１の中心を決定する。

入側ステージ４８上に載置されたウェーハ１をテーブル１１に搬入する際は、センタリング治具４９の可動によりウェーハ１の中心を決定し、これと合わせて搬入アーム４３を旋回させてその先端部を入側ステージ４８の上方に位置させる。その後、搬入シリンダ４４のロッドを伸出させることにより、吸盤４６をウェーハ１の表面の中心部に当接させ、吸盤４６による吸引でウェーハ１を吸着する。

入側ステージ４８上でウェーハ１を吸着すると、搬入シリンダ４４のロッドを引き込んでウェーハ１を上昇させ、その後搬入アーム４３を９０度旋回させてその先端部をテーブル１１の上方に位置させる。そして、搬入シリンダ４４のロッドの伸出、吸盤４６による吸引の解放、および搬入シリンダ４４のロッドの引き込みを行うことにより、テーブル１１上にウェーハ１を搬入することができる。このとき、ウェーハ１は、その中心とテーブル１１の中心が互いに一致する位置に搬入された状態になる。このため、スクライブ装置１０によるスクライブ溝の形成、および識別記号の彫刻を高い精度で行うことが可能になる。

本実施形態では、上述したウェーハ１の搬入過程において、入側ステージ４８の上方で吸盤４６によって吸着されたウェーハ１を電動モータ４５の駆動により回転させ、ウェーハ１の外周部に結晶方位の指標として形成されているオリフラやノッチをＣＣＤカメラ４７で検出する。この検出結果から、ウェーハ１の劈開面を特定し、この劈開面と平行または直角な方向に、上述したスクライブ装置１０によるスクライブ溝が形成されるように、ウェーハ１をテーブル１１上に搬入し載置する。これにより、スクライブ溝の形成で予定しない方向にウェーハ１が破断するのを防止することができる。

また、ウェーハ搬入装置４０は、入側ステージ４８上にウェーハ１を効率良く供給する機構を備える。これは、ウェーハ１を複数枚収納した入側キャリア５０と、この入側キャリア５０からウェーハ１を順次受け取り、入側ステージ４８に搬送する入側搬送ベルト５１とから構成することができる。

入側キャリア５０は、直方体状の箱体で、一側面が全域に亘り開口するとともに、その開口した一側面から上下面に凹部が形成されたものであり、例えば３０枚程度のウェーハ１を水平状態で個々の外周部を支持し収納することができる。この入側キャリア５０は、開口した一側面を入側ステージ４８に向けた状態で、図示しない昇降台により支持される。

入側搬送ベルト５１は、入側キャリア５０と入側ステージ４８との間に一対のプーリー５２によって架け渡された無端状のベルトである。

入側キャリア５０から入側ステージ４８にウェーハ１を供給する際は、プーリー５２の駆動に伴って入側搬送ベルト５１を駆動させる。入側キャリア５０内のウェーハ１は、入側搬送ベルト５１により、入側キャリア５０の開口した一側面から送り出され、入側ステージ４８上に搬送される。入側キャリア５０内のウェーハ１は、昇降台を逐次下降させることにより、下段のものから順に送り出される。

続いて、同じ図４を参照しながら、ウェーハ搬出装置６０の具体的な構成を説明する。本実施形態のウェーハ搬出装置６０では、上述したウェーハ搬入装置４０を構成するローダー４１の一部を共用しており、支柱４２から水平に突出し９０度回転する搬出アーム６１を備える。この搬出アーム６１は、支柱４２を中心として搬入アーム４３から９０度回転した位置（図４（ｂ）では時計回りに９０度回転した位置）に配置され、搬入アーム４３と一体で旋回するように構成される。搬出アーム６１の先端部には、鉛直方向の下向きで突出する搬出シリンダ６２が固定され、この搬出シリンダ６２のロッドの先端に吸引機構を内蔵した吸盤６３が取り付けられている。

ウェーハ搬出装置６０は、スクライブ装置１０のテーブル１１から処理後ウェーハ１を受け入れ載置する出側ステージ６４を備える。この出側ステージ６４は、一対のレール部材から構成され、支柱４２を中心としてテーブル１１から９０度回転した位置（図４（ｂ）では時計回りに９０度回転した位置）に配置されている。

テーブル１１上で吸引による保持を解放された処理後ウェーハ１を出側ステージ６４に搬出する際は、搬出アーム６１の先端部をテーブル１１の上方に位置させ、搬出シリンダ６２のロッドを伸出させることにより、吸盤６３を処理後ウェーハ１の表面の中心部に当接させ、吸盤６３による吸引でそのウェーハ１を吸着する。

テーブル１１上で処理後ウェーハ１を吸着すると、搬出シリンダ６２のロッドを引き込んでそのウェーハ１を上昇させ、その後搬出アーム６１を９０度旋回させてその先端部を出側ステージ６４の上方に位置させる。そして、搬出シリンダ６２のロッドの伸出、吸盤６３による吸引の解放、および搬出シリンダ６２のロッドの引き込みを行うことにより、出側ステージ６４上に処理後ウェーハ１を搬出することができる。

その際、テーブル１１上で処理後ウェーハ１を吸着すると同時に、入側ステージ４８上でウェーハ１を吸着することができる。これは、テーブル１１からの処理後ウェーハ１の搬出と、入側ステージ４８からテーブル１１へのウェーハ１の搬入を同時に行えるため、効率的である。

また、ウェーハ搬出装置６０は、出側ステージ６４から処理後ウェーハ１を効率良く排出する機構を備える。これは、出側ステージ６４上に載置された処理後ウェーハ１を搬送する出側搬送ベルト６６と、この出側搬送ベルト６６から処理後ウェーハ１を受け取り順次収納する出側キャリア６５とから構成することができる。

出側キャリア６５は、入側キャリア５０と同一の構成である。この出側キャリア６５は、開口した一側面を出側ステージ６４に向けた状態で、図示しない昇降台により支持される。

出側搬送ベルト６６は、出側ステージ６４と出側キャリア６５との間に一対のプーリー６７によって架け渡された無端状のベルトである。

出側ステージ６４から出側キャリア６５に処理後ウェーハ１を排出する際は、プーリー６７の駆動に伴って出側搬送ベルト６６を駆動させる。出側ステージ６４上の処理後ウェーハ１は、出側搬送ベルト６６により、出側ステージ６４から送り出され、出側キャリア６５の開口した一側面から挿入され出側キャリア６５内に搬送される。出側キャリア６５は、昇降台を逐次上昇させることにより、下段から順に処理後ウェーハ１が送り込まれ、例えば３０枚程度の処理後ウェーハ１を収納することができる。

上述の通り、本発明のスクライブ装置およびスクライブシステムの一実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、スクライブ装置について、ウェーハへのスクライブ溝の形成、および識別記号の彫刻は、上記の実施形態では、テーブルの前後移動と、第１、第２刃物の左右移動とにより行うこととしているが、両者が水平面内で相対的に移動する限り、テーブルのみを前後移動および左右移動させる構成としてもよく、逆に第１、第２刃物のみを前後移動および左右移動させる構成としてもよい。

また、スクライブ装置の第１刃物として、ホイールカッターに代えて、鋭利なダイヤモンドチップを用いても構わない。

また、スクライブシステムについては、スクライブ装置のテーブルに対するウェーハの搬入および搬出に、多間接ロボットを用いることができる。

本発明のスクライブ装置によれば、半導体ウェーハの表面に、各サンプル片の輪郭に対応したスクライブ溝と、各サンプル片ごとの識別記号を施すことができるため、最終的に、ウェーハからスクライブ溝に沿って複数のサンプル片を割断するだけで、品質検査に適したサンプル片を得ることが可能になる。このため、半導体ウェーハからサンプル片を採取する際、スクライブ溝と識別記号を施す工程で自動化が図られ、処理できる個数が格段に増加し、サンプル片の採取に失敗することもない。

また、本発明のスクライブシステムによれば、スクライブ装置とウェーハ搬入装置とウェーハ搬出装置を備えて成り立つ一連のシステムとして、スクライブ溝と識別記号が施された半導体ウェーハを効率良く得ることが可能になる。

半導体ウェーハからサンプル片を採取する際の従来の手順を説明する図である。 本発明の一実施形態である半導体ウェーハのスクライブ装置の全体構成を模式的に示す正面図である。 本発明の半導体ウェーハのスクライブ装置を用いてサンプル片を採取する際の工程を説明する図である。 本発明の一実施形態である半導体ウェーハのスクライブシステムの全体構成を模式的に示す図であり、同図（ａ）は正面図を示し、同図（ｂ）は上面図を示している。

符号の説明

１：半導体ウェーハ、 ２：スクライブ溝、 １ａ：１／２分割片、
１ｂ：１／４分割片、 １ｃ：矩形片、
１０：スクライブ装置、 １１：テーブル、 １２：スクライブユニット、
２０：第１刃物ユニット、 ２１：第１ベース部材、 ２２：第１刃物ホルダ、
２３：第１シリンダ、 ２４：ホイールカッター、 ２５：第１吸気管、
３０：第２刃物ユニット、 ３１：第２ベース部材、 ３２：第２刃物ホルダ、
３３：第２シリンダ、 ３４：罫書針、 ３５：電動モータ、
３６：第２吸気管、
４０：ウェーハ搬入装置、 ４１：ローダー、 ４２：支柱、
４３：搬入アーム、 ４４：搬入シリンダ、 ４５：電動モータ、
４６：吸盤、 ４７：ＣＣＤカメラ、 ４８：入側ステージ、
４９：センタリング治具、 ５０：入側キャリア、 ５１：入側搬送ベルト、
５２：プーリー、
６０：ウェーハ搬出装置、 ６１：搬出アーム、 ６２：搬出シリンダ、
６３：吸盤、 ６４：出側ステージ、 ６５：出側キャリア、
６６：出側搬送ベルト、 ６７：プーリー

Claims (13)

1. 半導体ウェーハを複数のサンプル片に割断するためのスクライブ装置であって、
   前記ウェーハを載置し保持するテーブルと、
   このテーブル上に保持された前記ウェーハの表面に、前記各サンプル片の輪郭に対応してスクライブ溝を形成する第１刃物と、
   前記ウェーハを保持した前記テーブルに対して前記第１刃物を水平面内で相対的に移動させる第１刃物移動手段と、
   前記テーブル上に保持された前記ウェーハの表面に、前記各サンプル片の領域ごとに識別記号を彫刻する第２刃物と、
   前記ウェーハを保持した前記テーブルに対して前記第２刃物を水平面内で相対的に移動させる第２刃物移動手段と、を備えたことを特徴とする半導体ウェーハのスクライブ装置。
2. 前記第１刃物は、前記ウェーハの表面に押圧されながら転動するホイールカッターであることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハのスクライブ装置。
3. 前記ウェーハへの前記第１刃物の押圧力を調整する第１刃物押圧調整手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体ウェーハのスクライブ装置。
4. 前記第２刃物は、回転駆動しながら前記ウェーハの表面に押圧される罫書針であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体ウェーハのスクライブ装置。
5. 前記ウェーハへの前記第２刃物の押圧力を調整する第２刃物押圧調整手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体ウェーハのスクライブ装置。
6. 前記第１刃物による前記スクライブ溝の形成、および前記第２刃物による前記識別記号の彫刻で発生する切粉を除去する切粉除去手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体ウェーハのスクライブ装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の半導体ウェーハのスクライブ装置と、
   前記テーブルへ前記ウェーハを搬入するウェーハ搬入装置と、
   前記スクライブ装置で前記スクライブ溝が形成され、前記識別記号が彫刻された処理後ウェーハを前記テーブルから搬出するウェーハ搬出装置と、を備えたことを特徴とする半導体ウェーハのスクライブシステム。
8. 前記ウェーハ搬入装置は、
   前記ウェーハを受け入れ載置する入側ステージと、
   この入側ステージ上に載置された前記ウェーハの中心を決定するセンタリング手段と、
   このセンタリング手段で中心が決定された前記ウェーハを吸着し、前記ウェーハの中心と前記テーブルの中心が互いに一致する位置に前記ウェーハを搬入するウェーハ吸着搬入手段と、を備えたことを特徴とする請求項７に記載の半導体ウェーハのスクライブシステム。
9. 前記ウェーハの外周部に結晶方位の指標が形成されており、
   前記ウェーハ搬入装置は、前記ウェーハ吸着搬入手段で吸着された前記ウェーハの前記指標を検出する指標検出手段を備え、
   前記スクライブ装置は、前記指標検出手段で検出した前記指標の位置に基づき、前記第１刃物による前記スクライブ溝の形成方向を設定することを特徴とする請求項８に記載の半導体ウェーハのスクライブシステム。
10. 前記指標検出手段がＣＣＤカメラであることを特徴とする請求項９に記載の半導体ウェーハのスクライブシステム。
11. 前記ウェーハ搬入装置は、
    前記ウェーハを複数枚収納した入側キャリアと、
    この入側キャリアから前記ウェーハを順次受け取り、前記入側ステージに搬送する入側搬送ベルトと、を備えたことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の半導体ウェーハのスクライブシステム。
12. 前記ウェーハ搬出装置は、
    前記処理後ウェーハを吸着し、前記テーブルから搬出するウェーハ吸着搬出手段と、
    このウェーハ吸着搬出手段で搬出された前記処理後ウェーハを受け入れ載置する出側ステージと、を備えたことを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の半導体ウェーハのスクライブシステム。
13. 前記ウェーハ搬出装置は、
    前記出側ステージ上に載置された前記処理後ウェーハを搬送する出側搬送ベルトと、
    この出側搬送ベルトから前記処理後ウェーハを受け取り順次収納する出側キャリアと、を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の半導体ウェーハのスクライブシステム。

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