JP2010186863A - Aligning mechanism, working device and aligning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェーハの研削・研磨加工する際に半導体ウェーハの位置調整を行う位置合わせ機構、加工装置および位置合わせ方法に関する。 The present invention relates to an alignment mechanism, a processing apparatus, and an alignment method for adjusting the position of a semiconductor wafer when the semiconductor wafer is ground and polished.
従来、半導体ウェーハを研削装置のチャックテーブルに対して位置合わせする位置合わせ機構として、半導体ウェーハの中心を仮置きテーブルの中心に位置決めした後に、チャックテーブルに移載するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この従来の位置合わせ機構は、半導体ウェーハよりも小径な仮置きテーブルと、仮置きテーブルの周囲において、仮置きテーブルの中心に対して径方向に移動可能な複数のピンと、仮置きテーブルにおける位置決め後に半導体ウェーハをチャックテーブルに移載する移載部とを有して構成されている。 Conventionally, as an alignment mechanism for aligning a semiconductor wafer with respect to a chuck table of a grinding apparatus, one that positions the center of a semiconductor wafer at the center of a temporary placement table and then transfers the semiconductor wafer to the chuck table (for example, , See Patent Document 1). This conventional alignment mechanism includes a temporary placement table having a smaller diameter than that of a semiconductor wafer, a plurality of pins movable in the radial direction around the temporary placement table, and a position after positioning on the temporary placement table. And a transfer unit that transfers the semiconductor wafer onto the chuck table.
この位置合わせ機構においては、仮置きテーブルに半導体ウェーハが載置されると、複数のピンが仮置きテーブルの中心に向かって移動して半導体ウェーハの外周面に突き当たることで、半導体ウェーハの中心が仮置きテーブルの中心に位置決めされる。そして、位置決め後の半導体ウェーハが移載部に吸着保持され、移載部の旋回によりチャックテーブルの上面に載置される。このとき、仮置きテーブルの中心およびチャックテーブルの中心が移載部の旋回軌跡上に位置するため、移載された半導体ウェーハの中心がチャックテーブルの中心に位置合わせされる。 In this alignment mechanism, when the semiconductor wafer is placed on the temporary placement table, the plurality of pins move toward the center of the temporary placement table and abut against the outer peripheral surface of the semiconductor wafer. Positioned at the center of the temporary table. Then, the semiconductor wafer after positioning is sucked and held by the transfer unit, and is placed on the upper surface of the chuck table by the rotation of the transfer unit. At this time, since the center of the temporary placement table and the center of the chuck table are located on the turning locus of the transfer unit, the center of the transferred semiconductor wafer is aligned with the center of the chuck table.
しかしながら、上記した従来の位置合わせ機構においては、半導体ウェーハが反りを含む場合には、半導体ウェーハの外周面に複数のピンが突き当たったときに、半導体ウェーハの反り分だけ位置ズレして仮置きテーブルに位置決めされる。したがって、半導体ウェーハをチャックテーブルに移載したときに、半導体ウェーハの中心をチャックテーブルの中心に精度よく位置合わせすることができないという問題があった。特に、薄型の半導体ウェーハは、反りを含むものが多く精度よく位置合わせすることができないと共に、ピンの突き当て時に破損するおそれがあった。 However, in the above-described conventional alignment mechanism, when the semiconductor wafer includes a warp, when the plurality of pins hit the outer peripheral surface of the semiconductor wafer, the temporary placement table is displaced by the amount of the warp of the semiconductor wafer. Is positioned. Therefore, when the semiconductor wafer is transferred to the chuck table, there is a problem that the center of the semiconductor wafer cannot be accurately aligned with the center of the chuck table. In particular, many thin semiconductor wafers contain warpage and cannot be accurately aligned, and may be damaged when the pins are abutted.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、反りを含む半導体ウェーハを破損させることなく、チャックテーブルに精度よく位置合わせすることができる位置合わせ機構、加工装置および位置合わせ方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides an alignment mechanism, a processing apparatus, and an alignment method capable of accurately aligning with a chuck table without damaging a semiconductor wafer including warpage. For the purpose.
本発明の位置合わせ機構は、ワークの外径よりも大径に形成され、前記ワークの少なくとも外周縁部を吸着する吸着面を有するワーク支持台と、前記吸着面に吸着された前記ワークの外周縁部の位置データを取得する位置データ取得部と、前記ワークの外周縁部の位置データに基づいて、前記ワークの中心の位置データを算出する位置データ算出部と、前記ワークの中心の位置データに基づいて、前記ワークが保持される保持テーブルの保持面の中心に対し前記ワークの中心を位置合わせした状態で、前記ワークを前記保持面に載置する位置合わせ部とを備えたことを特徴とする。 The alignment mechanism of the present invention includes a workpiece support base that is formed to have a larger diameter than the outer diameter of the workpiece and has an adsorption surface that adsorbs at least an outer peripheral edge portion of the workpiece, A position data acquisition unit that acquires position data of a peripheral part; a position data calculation part that calculates position data of the center of the work based on position data of an outer peripheral part of the work; and position data of the center of the work And an alignment portion for placing the workpiece on the holding surface in a state where the center of the workpiece is aligned with the center of the holding surface of the holding table on which the workpiece is held. And
本発明の位置合わせ方法は、ワークの外径よりも大径に形成され、前記ワークの少なくとも外周縁部を吸着する吸着面を有するワーク支持台に前記ワークを載置するステップと、前記ワーク支持台に吸着された前記ワークの外周縁部の位置データを取得するステップと、前記ワークの外周縁部の位置データに基づいて、前記ワークの中心を示すワークの中心の位置データを算出するステップと、前記ワークの中心の位置データに基づいて、前記ワークが保持される保持テーブルの保持面の中心に対し前記ワークの中心を位置合わせした状態で、前記ワークを前記保持面に載置するステップとを有することを特徴とする。 The positioning method of the present invention includes a step of placing the workpiece on a workpiece support base that is formed to have a larger diameter than the outer diameter of the workpiece and has a suction surface that sucks at least the outer peripheral edge of the workpiece; Obtaining the position data of the outer peripheral edge of the work adsorbed on a table, calculating the position data of the center of the work indicating the center of the work based on the position data of the outer peripheral edge of the work; Placing the workpiece on the holding surface in a state where the center of the workpiece is aligned with the center of the holding surface of the holding table on which the workpiece is held based on the position data of the center of the workpiece; It is characterized by having.
これらの構成によれば、ワークが反りを含む場合であっても、ワークの少なくとも外周縁部が吸着面に吸着されてワークの反りが矯正される。よって、ワークの反りが矯正された状態で外周縁部の位置データが取得されるため、ワークの中心の位置データを正確に算出することができ、ワークの中心を保持テーブルの中心に精度よく位置合わせすることができる。また、ワーク支持台において複数のピンの突き当てによる位置決めが不要となり、薄型のワークの位置合わせ時の破損を防止することができる。 According to these configurations, even when the workpiece includes warpage, at least the outer peripheral edge portion of the workpiece is attracted to the suction surface, and the warpage of the workpiece is corrected. Therefore, since the position data of the outer peripheral edge is acquired in a state where the warp of the workpiece is corrected, the position data of the center of the workpiece can be accurately calculated, and the center of the workpiece is accurately positioned with respect to the center of the holding table. Can be combined. In addition, positioning by abutment of a plurality of pins on the workpiece support table is not necessary, and damage during alignment of a thin workpiece can be prevented.
また本発明は、上記位置合わせ機構において、前記ワークの外周縁部には、前記ワークの向きを示す印部が形成されており、前記位置データ算出部は、前記ワークの外周縁部の位置データに基づいて、前記ワークの中心の位置データを算出すると共に、前記印部に基づいて前記ワークの向きを示す角度データを算出し、前記位置合わせ部は、前記ワークの中心の位置データおよび前記角度データに基づいて、前記保持面の中心に対し前記ワークの中心を位置合わせすると共に、前記チャックテーブルの向きに対し前記ワークの向きを合わせている。 According to the present invention, in the above alignment mechanism, a mark portion indicating the orientation of the workpiece is formed on the outer peripheral edge portion of the workpiece, and the position data calculating portion is a position data of the outer peripheral edge portion of the workpiece. The position data of the center of the workpiece is calculated based on the angle, the angle data indicating the orientation of the workpiece is calculated based on the mark portion, and the alignment unit is configured to calculate the position data of the center of the workpiece and the angle Based on the data, the center of the workpiece is aligned with the center of the holding surface, and the orientation of the workpiece is aligned with the orientation of the chuck table.
また本発明は、上記位置合わせ機構において、前記ワーク支持台は、少なくとも前記ワークの外周縁部に照射された光を透過させる透光部を有し、前記吸着面に対して直交する軸回りに回転可能に構成され、前記位置データ取得部は、前記ワークの外周縁部を照射する照射部と、前記透光部を介して前記ワークを透過した透過光を読み取る撮像部とを有し、前記ワークの外周縁部の画像データを取得する撮像機構で構成されている。 Further, the present invention provides the alignment mechanism, wherein the work support has a light transmitting portion that transmits at least light applied to the outer peripheral edge of the work, and is about an axis orthogonal to the suction surface. The position data acquisition unit is configured to be rotatable, and includes an irradiation unit that irradiates an outer peripheral edge of the work, and an imaging unit that reads transmitted light that has passed through the work through the light transmission unit. An imaging mechanism that acquires image data of the outer peripheral edge of the workpiece is configured.
本発明の加工装置は、上記位置合わせ機構と前記保持テーブルの中心に前記ワークの中心を位置合わせした状態で、前記ワークを加工する加工機構とから構成されている。 The processing apparatus of the present invention includes the above-described alignment mechanism and a processing mechanism that processes the workpiece in a state where the center of the workpiece is aligned with the center of the holding table.
本発明によれば、反りを含む半導体ウェーハを破損させることなく、チャックテーブルに精度よく位置合わせすることができる。 According to the present invention, the semiconductor wafer including warpage can be accurately aligned with the chuck table without damaging the semiconductor wafer.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る位置合わせ機構は、半導体ウェーハの反りを矯正して半導体ウェーハの中心を正確に算出することにより、半導体ウェーハをチャックテーブルに精度よく位置合わせするものである。最初に、本発明の実施の形態に係る位置合わせ機構について説明する前に、加工対象となる半導体ウェーハについて簡単に説明する。図9は、本発明の実施の形態に係る半導体ウェーハの外観斜視図である。なお、図9においては、半導体ウェーハの裏面を上側に向けた状態を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The alignment mechanism according to the present embodiment accurately aligns the semiconductor wafer with the chuck table by correcting the warp of the semiconductor wafer and accurately calculating the center of the semiconductor wafer. First, before describing the alignment mechanism according to the embodiment of the present invention, a semiconductor wafer to be processed will be briefly described. FIG. 9 is an external perspective view of the semiconductor wafer according to the embodiment of the present invention. Note that FIG. 9 shows a state in which the back surface of the semiconductor wafer is directed upward.
図9に示すように、半導体ウェーハWは、略円板状に形成されており、表面に格子状に配列された図示しない分割予定ラインによって複数の領域に区画されている。分割予定ラインによって区画された各領域には、半導体ウェーハWの中央においてIC、LSI等のデバイス81が形成されている。また、半導体ウェーハWの外周縁部には、結晶方位を示すノッチ82が形成されている。半導体ウェーハWの表面には保護テープ83が貼着されており、この保護テープ83により半導体ウェーハWの裏面加工時にデバイス81が保護される。このように構成された半導体ウェーハWは、搬入側のカセット2(図1参照)に収容された状態で研削装置1に搬入される。
As shown in FIG. 9, the semiconductor wafer W is formed in a substantially disc shape, and is partitioned into a plurality of regions by unscheduled division lines (not shown) arranged on the surface in a lattice shape. A device 81 such as an IC or LSI is formed in the center of the semiconductor wafer W in each region partitioned by the division lines. Further, a
なお、本実施の形態においては、ワークとしてシリコンウェーハやGaAs等の半導体ウェーハWを例に挙げて説明するが、この構成に限定されるものではなく、セラミック、ガラス、サファイヤ系の無機材料基板、板状金属や樹脂の延性材料、ミクロンオーダーからサブミクロンオーダの平坦度が要求される各種加工材料をワークとしてもよい。 In the present embodiment, a semiconductor wafer W such as a silicon wafer or GaAs will be described as an example of the workpiece. However, the present invention is not limited to this configuration, and ceramic, glass, sapphire inorganic substrate, The workpiece may be a plate metal or resin ductile material, or various processed materials that require a micron order flatness on the order of submicrons.
次に、図1および図2を参照して本発明の実施の形態に係る位置合わせ機構を研削装置に適用した例について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る研削装置の外観斜視図である。図2は、本発明の実施の形態に係る研削装置の部分拡大図である。なお、以下の説明では、位置合わせ機構を研削装置に適用した例について説明するが、研削装置にだけでなく、半導体ウェーハの中心をチャックテーブルの中心に位置合わせする加工装置に適用することも可能である。 Next, an example in which the alignment mechanism according to the embodiment of the present invention is applied to a grinding apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an external perspective view of a grinding apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged view of the grinding apparatus according to the embodiment of the present invention. In the following description, an example in which the alignment mechanism is applied to a grinding apparatus will be described. However, the present invention can be applied not only to a grinding apparatus but also to a processing apparatus that aligns the center of a semiconductor wafer with the center of a chuck table. It is.
図1に示すように、研削装置1は、加工前の半導体ウェーハWを搬入する他、加工後の半導体ウェーハWを搬出する搬入搬出ユニット4と、搬入搬出ユニット4から搬入された半導体ウェーハWの裏面を研削するウェーハ加工ユニット5とから構成されている。搬入搬出ユニット4は、直方体状の基台11を有し、基台11にはカセット2、3が載置される一対のカセット載置部12、13が前面11aから前方に突出するように設けられている。
As shown in FIG. 1, the
カセット載置部12は、搬入口として機能し、加工前の半導体ウェーハWが収容された搬入側のカセット2が載置される。カセット載置部13は、搬出口として機能し、加工後の半導体ウェーハWが収容される搬出側のカセット3が載置される。基台11の上面には、カセット載置部12、13に面して搬入搬出アーム14が設けられ、搬入搬出アーム14に隣接してウェーハ加工ユニット5側の一の角部に仮置き部15、他の角部にスピンナー洗浄部16がそれぞれ設けられている。また、基台11の上面において、仮置き部15とスピンナー洗浄部16との間には、ウェーハ供給部17およびウェーハ回収部18が設けられている。さらに、基台11の内部には、搬入搬出ユニット4を統括制御する制御部19が設けられている。
The
搬入搬出アーム14は、駆動領域の広い多節リンク機構21と、多節リンク機構21の先端に設けられ、半導体ウェーハWを吸着保持する吸着保持部22とを有している。搬入搬出アーム14は、多節リンク機構21を駆動して搬入側のカセット2内に収容された半導体ウェーハWを仮置き部15に載置する他、スピンナー洗浄部16から搬出側のカセット3内に半導体ウェーハWを収容する。
The carry-in / carry-out
図2に示すように、仮置き部15は、搬入搬出アーム14により半導体ウェーハWが仮置きされる仮置きテーブル23と、仮置きテーブル23に仮置きされた半導体ウェーハWを撮像する撮像機構24とから構成されている。仮置きテーブル23は、ガラス等の透光性材料で円盤状に形成され、半導体ウェーハWよりも大径に形成されている。仮置きテーブル23の上面には、半導体ウェーハWを吸着する吸着面25が形成されている。
As illustrated in FIG. 2, the
吸着面25には、同心円状に配置された複数の環状溝25aと、吸着面25の中心から放射方向に延びる複数の直線溝25bと、複数の環状溝25aと複数の直線溝25bとの交点に配置された複数の図示しない吸着孔とが形成されている。複数の吸着孔は、仮置きテーブル23を貫通して図示しない吸引源に接続されており、この吸引源の吸引により半導体ウェーハWが吸着面25に吸着される。
On the
具体的には、吸引源の吸引により複数の吸着孔を介して複数の環状溝25aおよび複数の直線溝25bに負圧が発生し、この負圧により半導体ウェーハWが吸着面25に引き寄せられ、複数の環状溝25aおよび複数の直線溝25bが封止される。このとき、吸着面25は、半導体ウェーハWよりも大径なため環状溝25aおよび直線溝25bの一部が大気に開放されるが、半導体ウェーハWの反りを矯正するのに問題ない程度の吸着力を有している。このような吸着面25に形成された溝構成により、仮置きテーブル23を直径の異なる半導体ウェーハに対して汎用的に使用することが可能となる。
Specifically, negative pressure is generated in the plurality of
また、仮置きテーブル23は、図示しない回転駆動機構に接続されており、回転駆動機構の駆動により回転可能に構成されている。この回転駆動機構の駆動により半導体ウェーハWの周方向における撮像位置が調整される。 The temporary placement table 23 is connected to a rotation drive mechanism (not shown) and is configured to be rotatable by driving the rotation drive mechanism. The imaging position in the circumferential direction of the semiconductor wafer W is adjusted by driving the rotation driving mechanism.
撮像機構24は、仮置きテーブル23の下側から半導体ウェーハWを照射する照射部27と、仮置きテーブル23の上方において半導体ウェーハWを透過した透過光を読み取る撮像部28とを有している。照射部27は、仮置きテーブル23の下方に配置され、仮置きテーブル23の径方向外側に位置している。撮像部28は、支持部材29を介して仮置きテーブル23の上方に設けられており、仮置きテーブル23の径方向に移動可能に構成されている。この撮像部28の移動により半導体ウェーハWの径方向における撮像位置が調整される。
The
仮置きテーブル23に仮置きされた半導体ウェーハWは、外周縁部の一部が撮像範囲に含まれるように位置調整され、撮像機構24により撮像される。この撮像動作は、撮像機構24により半導体ウェーハWの全周に亘って外周縁部が撮像されるまで行われ、撮像機構24により撮像された画像データは、制御部19に出力される。
The position of the semiconductor wafer W temporarily placed on the temporary placement table 23 is adjusted so that a part of the outer peripheral edge is included in the imaging range, and is imaged by the
ウェーハ供給部17は、上下方向に延在する回動軸31と、回動軸31の上端に支持された伸縮アーム32と、伸縮アーム32の先端に設けられ、半導体ウェーハWを吸着保持する吸着保持部33とを有している。回動軸31は、上下動可能かつ前後動可能かつ回動可能に構成されており、伸縮アーム32は延在方向に伸縮可能に構成されている。吸着保持部33は、回動軸31の前後動、回動および伸縮アーム32の伸縮により水平面内における位置調整がされ、回動軸31の上下動により高さ方向における位置調整がされる。
The
また、ウェーハ供給部17は、制御部19により駆動制御されており、制御部19により回動軸31の上下方向の移動量、前後方向の移動量、回動量、伸縮アーム32の伸縮量が調整される。そして、ウェーハ供給部17は、制御部19に制御されて、仮置きテーブル23から半導体ウェーハWを吸着保持して持ち上げ、チャックテーブル52に供給する。このとき、半導体ウェーハWの中心をウェーハ加工ユニット5のチャックテーブル52の保持面56の中心に一致させると共に、半導体ウェーハWの向きをチャックテーブル52の向きに一致させるように位置合わせされる。
The
ウェーハ回収部18は、ウェーハ供給部17の吸着保持部33よりも吸着保持部37を大径に形成した点を除いてはウェーハ供給部17と略同一の構成を有している。ウェーハ回収部18は、制御部19に制御されて、チャックテーブル52から半導体ウェーハWを吸着保持して回収し、スピンナー洗浄部16のスピンナー洗浄テーブル41に載置する。このとき、半導体ウェーハWの中心をスピンナー洗浄部16のスピンナー洗浄テーブル41の載置面42の中心に一致させると共に、半導体ウェーハWの向きをスピンナー洗浄テーブル41の向きに一致させるように位置合わせされる。
The
図1に戻り、スピンナー洗浄部16は、加工後の半導体ウェーハWが載置されるスピンナー洗浄テーブル41を有している。スピンナー洗浄テーブル41は、円盤状であり、半導体ウェーハWが載置される載置面42が形成されている。載置面42の中央部分には、ポーラスセラミック材により吸着面42aが形成されている。吸着面42aは、平面視における半導体ウェーハWの外形形状に合わせて形成されており、半導体ウェーハWのノッチ82に対応する部分を除いて円形状に形成されている。この半導体ウェーハWのノッチ82に対応する部分の向きによりスピンナー洗浄テーブル41の向きが規定される。吸着面42aは、基台11内に配置された図示しない吸引源に接続され、半導体ウェーハWを吸着保持する。
Returning to FIG. 1, the
加工後の半導体ウェーハWは、スピンナー洗浄テーブル41に載置されると、スピンナー洗浄テーブル41の下降により開口部43を介して基台11内に収容される。そして、基台11に収容された半導体ウェーハWは、高速回転されつつ、洗浄水が噴射されて洗浄される。その後、半導体ウェーハWを高速回転させた状態で洗浄水の噴射が停止され、半導体ウェーハWが乾燥される。
When the processed semiconductor wafer W is placed on the spinner cleaning table 41, the semiconductor wafer W is accommodated in the base 11 through the
制御部19は、撮像機構24による半導体ウェーハWの撮像処理、半導体ウェーハWの中心を示す位置データおよび半導体ウェーハWの向きを示す角度データの算出処理、チャックテーブル52およびスピンナー洗浄テーブル41に対する半導体ウェーハWの位置合わせ処理等の各処理を実行する。また、制御部19には、各処理の制御プログラムと共に、位置合わせ処理に使用される直交平面座標系(図6参照)が記憶されている。
The
なお、制御部19は内部に組み込まれたCPU(Central Processing Unit)がROM(Read Only Memory)内の制御プログラム等の各種プログラムに従ってRAM(Random Access Memory)内のデータを演算し、搬入搬出ユニット4の各部と協働して各処理を実行するようになっている。また、半導体ウェーハWの中心を示す位置データおよび半導体ウェーハWの向きを示す角度データの算出処理、チャックテーブル52およびスピンナー洗浄テーブル41に対する半導体ウェーハWの位置合わせ処理の詳細については後述する。
In addition, the
ウェーハ加工ユニット5は、荒研削ユニット45および仕上げ研削ユニット46と半導体ウェーハWを保持したチャックテーブル52とを相対回転させて半導体ウェーハWを加工するように構成されている。また、ウェーハ加工ユニット5は、直方体状の基台51を有し、基台51の前面には搬入搬出ユニット4が接続されている。基台51の上面には、3つのチャックテーブル52が配置されたターンテーブル53が設けられ、ターンテーブル53の後方には支柱部54が立設されている。
The
ターンテーブル53は、大径の円盤状に形成されており、上面には周方向に120度間隔で3つのチャックテーブル52が配置されている。そして、ターンテーブル53は、図示しない回転駆動機構に接続され、回転駆動機構によりD1方向に120度間隔で間欠回転される。これにより、3つのチャックテーブル52は、ウェーハ供給部17およびウェーハ回収部18との間で半導体ウェーハWを受け渡す載せ換え位置、荒研削ユニット45に半導体ウェーハWを対向させる荒研削位置、仕上げ研削ユニット46に半導体ウェーハWを対向させる仕上げ研削位置の間を移動される。
The
チャックテーブル52は、円盤状であり、半導体ウェーハWが保持される保持面56が形成されている(図2参照)。保持面56の中央部分には、ポーラスセラミック材により吸着面56aが形成されている。吸着面56aは、平面視における半導体ウェーハWの外形形状に合わせて形成されており、半導体ウェーハWのノッチ82に対応する部分を除いて円形状に形成されている。この半導体ウェーハWのノッチ82に対応する部分の向きによりチャックテーブル52の向きが規定される。
The chuck table 52 has a disc shape and has a holding
また、チャックテーブル52は、基台51内に配置された図示しない吸引源に接続され、半導体ウェーハWを吸着保持する。チャックテーブル52は、図示しない回転駆動機構に接続され、回転駆動機構により保持面56に半導体ウェーハWを保持した状態で回転される。
The chuck table 52 is connected to a suction source (not shown) arranged in the
基台51の上面において、ターンテーブル53の荒研削位置および仕上げ研削位置の近傍には接触式センサ58が設けられている。この接触式センサ58は、2つの接触子61、62を有し、一方の接触子61が半導体ウェーハWの上面に接触され、他方の接触子62がチャックテーブル52の上面に接触されている。そして、2つの接触子61、62の高さの差分から研削深さが制御される。
On the upper surface of the
支柱部54は、一対の斜面を有する上面視ベース状に形成され、この一対の斜面にはチャックテーブル52の上方において荒研削ユニット45および仕上げ研削ユニット46を移動させる研削ユニット移動機構64、65が設けられている。研削ユニット移動機構64は、支柱部54に対してボールねじ式の移動機構によりR1方向に移動するR軸テーブル67と、R軸テーブル67に対してボールねじ式の移動機構により上下方向に移動するZ軸テーブル71とを有している。Z軸テーブル71には、前面に取り付けられた支持部75を介して荒研削ユニット45が支持されている。また、研削ユニット移動機構65も、研削ユニット移動機構64と同様の構成を有し、仕上げ研削ユニット46が支持されている。
The support portion 54 is formed in a base shape with a pair of slopes as viewed from above, and grinding
荒研削ユニット45は、図示しないスピンドルの下端に着脱自在に装着された研削砥石73を有している。研削砥石73は、ダイヤモンドの砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成されている。また、研削砥石73は、薄型円筒状に形成されており、リング状の研削面を有している。なお、仕上げ研削ユニット46は、荒研削ユニット45と同様の構成を有しているが、研削砥石74として粒度が細かいものを使用している。
The
そして、荒研削ユニット45は、研削ユニット移動機構64により研削砥石73の半導体ウェーハWに対する半径方向に位置調整され、接触式センサ58により研削量を監視しつつZ軸方向に研削送りされる。さらに、荒研削ユニット45において荒研削が行われた後、仕上げ研削ユニット46において同様な動作により仕上げ研削が行われる。
The
図3を参照して、撮像機構による半導体ウェーハの撮像処理について説明する。図3は、撮像機構による半導体ウェーハの撮像処理の説明図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、半導体ウェーハの外周縁部に反りが含まれているものとする。 With reference to FIG. 3, the imaging process of the semiconductor wafer by the imaging mechanism will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram of the imaging process of the semiconductor wafer by the imaging mechanism. In the following description, for the convenience of description, it is assumed that the outer peripheral edge portion of the semiconductor wafer includes a warp.
図3(a)に示すように、仮置きテーブル23に半導体ウェーハWが仮置きされていない初期状態では、撮像部28は仮置きテーブル23の径方向外側の退避位置に位置している。この状態から、図3(b)に示すように、搬入搬出アーム14に保持された半導体ウェーハWが仮置きテーブル23の上面に仮置きされる。このとき、搬入搬出アーム14の
吸着保持部22の吸着により半導体ウェーハWの外周縁部の反りが矯正された状態で仮置きされる。次に、搬入搬出アーム14が仮置きテーブル23上から退避すると、図3(c)に示すように、仮置きテーブル23の吸着面25に半導体ウェーハWが吸着される。このとき、搬入搬出アーム14の吸着保持部22の吸着の解除と同時または解除前に半導体ウェーハが吸着面25に吸着され、半導体ウェーハWの外周縁部の反りが矯正される。
As shown in FIG. 3A, in an initial state where the semiconductor wafer W is not temporarily placed on the temporary placement table 23, the
半導体ウェーハWの外周縁部の反りが矯正されると、撮像部28が半導体ウェーハWの外周部を撮像する撮像位置に移動し、図3(d)に示すように、半導体ウェーハWの外周縁部が撮像部28の撮像範囲に含まれる。そして、図3(e)に示すように、照射部27により仮置きテーブル23の下側から半導体ウェーハWが照射され、仮置きテーブル23および半導体ウェーハWを透過した透過光が撮像部28により読み込まれる。1箇所において半導体ウェーハWの外周縁部の撮像が完了すると、仮置きテーブル23が回転し、半導体ウェーハWの外周縁部の全周に亘って撮像が行われる。撮像部28により撮像された画像データは制御部19に出力される。撮像部28による撮像が完了すると、撮像部28は退避位置に移動して初期状態となる。
When the warpage of the outer peripheral edge of the semiconductor wafer W is corrected, the
図4を参照して、制御部による半導体ウェーハの中心を示す位置データおよび半導体ウェーハの向きを示す角度データの算出処理について説明する。図4は、撮像部により撮像された画像データを示す図である。 With reference to FIG. 4, the calculation processing of the position data indicating the center of the semiconductor wafer and the angle data indicating the direction of the semiconductor wafer by the control unit will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating image data captured by the imaging unit.
制御部19に出力された画像データは、制御部19によりエッジ検出処理が行われ、半導体ウェーハWの外周縁部を示す曲線が得られる。半導体ウェーハWの外周縁部の曲線が得られると、外周縁部の曲線から任意にA点、B点、C点の座標が抽出される。このとき、1回の撮像動作で得られる1つの画像データから3点の座標を抽出するようにしてもよいし、複数回の撮像動作で得られる複数の画像データから3点の座標を抽出するようにしてもよい。
The image data output to the
そして、A点とB点とを結ぶ線分に垂直な2等分線とB点とC点とを結ぶ線分に垂直な2等分線との交点が半導体ウェーハWの中心座標P1として算出される。半導体ウェーハWの中心座標P1が算出されると、この中心座標P1を通る基準軸L1と中心座標P1とノッチ82の中心とを結ぶ直線L2とのなす角度Rが算出される。このとき、基準軸L1は、チャックテーブル52のウェーハ移載時の基準となる向きに対応しており、この基準となる向きからチャックテーブル52を角度Rだけ回転させることで、チャックテーブル52に載置されたときに半導体ウェーハWの向きをチャックテーブル52の向きに合わせることが可能となる。
The intersection of the bisector perpendicular to the line connecting point A and point B and the bisector perpendicular to the line connecting point B and point C is calculated as the center coordinate P1 of the semiconductor wafer W. Is done. When the center coordinate P1 of the semiconductor wafer W is calculated, an angle R formed by the reference axis L1 passing through the center coordinate P1 and the straight line L2 connecting the center coordinate P1 and the center of the
このように、撮像処理において半導体ウェーハWの反りが矯正された状態で、半導体ウェーハWの中心が算出されるため、半導体ウェーハWの中心を精度よく算出することが可能となる。例えば、図5において、実線で示す反りを含んだ半導体ウェーハWの画像データから算出された中心座標P1は、一点鎖線で示す反りを含まない半導体ウェーハWの画像データから算出された中心座標P2と比較して位置ズレを生じている。 Thus, since the center of the semiconductor wafer W is calculated in a state where the warp of the semiconductor wafer W is corrected in the imaging process, the center of the semiconductor wafer W can be accurately calculated. For example, in FIG. 5, the center coordinate P1 calculated from the image data of the semiconductor wafer W including the warp indicated by the solid line is the center coordinate P2 calculated from the image data of the semiconductor wafer W not including the warp indicated by the alternate long and short dash line. In comparison, a positional deviation occurs.
なお、本実施の形態では、半導体ウェーハWの外周縁部の曲線を検出した後、3点を検出したが、半導体ウェーハWの外周縁部の曲線を検出することなく、直に3点を検出する構成としてもよい。これにより、検出処理量を減少させて算出速度を向上させることが可能となる。 In this embodiment, three points are detected after detecting the outer peripheral edge curve of the semiconductor wafer W, but three points are detected directly without detecting the outer peripheral edge curve of the semiconductor wafer W. It is good also as composition to do. Thereby, it is possible to reduce the detection processing amount and improve the calculation speed.
図6を参照して、チャックテーブルに対する半導体ウェーハの位置合わせ処理について説明する。図6は、チャックテーブルに対する半導体ウェーハの位置合わせの説明図である。なお、初期状態においては、チャックテーブルはY軸正方向を向いているものとする。 With reference to FIG. 6, the alignment process of the semiconductor wafer with respect to the chuck table will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram of the alignment of the semiconductor wafer with respect to the chuck table. In the initial state, it is assumed that the chuck table faces the positive Y-axis direction.
図6に示すように、制御部19はX軸とY軸とからなる直交平面座標系を有しており、この直交平面座標系には、予め記憶されたチャックテーブル52の中心座標P3、算出された半導体ウェーハWの中心座標P1および半導体ウェーハWの向きを示す角度Rが設定されている。まず、制御部19によりチャックテーブル52の中心座標P3と半導体ウェーハWの中心座標P1との差分に基づいて、ウェーハ供給部17の回動軸31の前後方向の移動量および回動量、伸縮アーム32の伸縮量が算出されると共に、半導体ウェーハWの向きを示す角度Rに基づいて、チャックテーブル52の回転量が算出される。
As shown in FIG. 6, the
次に、ウェーハ供給部17は、仮置きテーブル23の上方に位置した状態から、回動軸31を下動させて吸着保持部33により半導体ウェーハWを吸着保持して上動する。次に、ウェーハ供給部17は、制御部19に算出された回動軸31の前後方向の移動量および回動量に応じて回動軸31を駆動する。次に、ウェーハ供給部17は、制御部19に算出された伸縮アーム32の伸縮量に応じて伸縮アーム32を駆動し、半導体ウェーハWをチャックテーブル52の上方に位置させる。この時点で、半導体ウェーハWの中心とチャックテーブル52の保持面56の中心とが一致している。
Next, the
次に、チャックテーブル52は、Y軸正方向を向いた初期状態から角度Rだけ回転し、半導体ウェーハWの向きにチャックテーブル52の向きを一致させる。次に、ウェーハ供給部17は、回動軸31を下動させて、吸着保持部33の吸着を解除する。このようにして、半導体ウェーハWの中心がチャックテーブル52の保持面56の中心に位置合わせされると共に、半導体ウェーハWの向きがチャックテーブル52の向きに合わせられる。また、スピンナー洗浄テーブル41に対する半導体ウェーハWの位置合わせ処理も、上記した位置合わせ処理と同様な処理により行われる。
Next, the chuck table 52 is rotated by an angle R from the initial state where the chuck table 52 is directed in the positive direction of the Y axis, and the orientation of the chuck table 52 is made to coincide with the orientation of the semiconductor wafer W. Next, the
このように、半導体ウェーハWの向きがチャックテーブル52の向きに合わせられた状態で、半導体ウェーハWがチャックテーブル52に位置合わせされるため、半導体ウェーハWがチャックテーブル52の吸着面56aに合致するように載置される。したがって、半導体ウェーハWに形成されたノッチ82と吸着面56aにおけるノッチ82に対応する部分が一致し、この半導体ウェーハWと吸着面56aとの位置ズレにより吸着面56aの吸着力が低下することが防止される。
Thus, since the semiconductor wafer W is aligned with the chuck table 52 in a state where the orientation of the semiconductor wafer W is aligned with the orientation of the chuck table 52, the semiconductor wafer W matches the
次に、図7を参照して、加工装置による位置合わせの全体的な動作の流れについて説明する。図7は、加工装置による位置合わせ処理の全体的な動作フローである。以下の動作フローは、加工装置にステップS01〜ステップS04を実行させる制御プログラムにより実施される。 Next, with reference to FIG. 7, an overall operation flow of alignment by the processing apparatus will be described. FIG. 7 is an overall operation flow of alignment processing by the processing apparatus. The following operation flow is implemented by a control program that causes the machining apparatus to execute steps S01 to S04.
図7に示すように、搬入搬出アーム14によりカセット2から加工前の半導体ウェーハWが取り出され、仮置きテーブル23に仮置きされる(ステップS01)。このとき、仮置きテーブル23の吸着面25により半導体ウェーハWの外周縁部の反りが矯正される。次に、半導体ウェーハWの外周縁部の反りが矯正された状態で撮像機構24により半導体ウェーハWが撮像され、撮像された画像データが制御部19に出力される(ステップS02)。次に、制御部19により入力された画像データに基づいて半導体ウェーハWの中心座標P1および半導体ウェーハWの向きを示す角度Rが算出される(ステップS03)。次に、算出された半導体ウェーハWの中心座標P1および角度Rに基づいて、半導体ウェーハWの向きがチャックテーブル52の向きに合わせられると共に、半導体ウェーハWの中心がチャックテーブル52の中心に位置合わせされる(ステップS04)。
As shown in FIG. 7, the semiconductor wafer W before processing is taken out from the
以上のように、本実施の形態に係る位置合わせ機構によれば、半導体ウェーハWが反りを含む場合であっても、半導体ウェーハWの少なくとも外周縁部が仮置きテーブル23の吸着面25に吸着されて半導体ウェーハWの反りが矯正される。よって、半導体ウェーハWの反りが矯正された状態で撮像されるため、半導体ウェーハWの中心の位置データを正確に算出することができ、半導体ウェーハWの中心をチャックテーブル52の中心に精度よく位置合わせすることが可能となる。また、仮置きテーブル23において複数のピンの突き当てによる位置決めが不要となり、薄型の半導体ウェーハWの位置合わせ時の破損を防止することが可能となる。
As described above, according to the alignment mechanism according to the present embodiment, even when the semiconductor wafer W includes a warp, at least the outer peripheral edge portion of the semiconductor wafer W is attracted to the
なお、上記した実施の形態においては、仮置きテーブル23の吸着面25において、半導体ウェーハWを全体的に吸着する構成としたが、この構成に限定されるものではない。仮置きテーブル23において半導体ウェーハWの反りを矯正可能な範囲に吸着面25が形成されていればよく、例えば、半導体ウェーハWの外周縁部を吸着可能な位置にだけ吸着面が形成されている構成でもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記した実施の形態においては、半導体ウェーハWの向きを規定する印部としてノッチ82を例示して説明したが、この構成に限定されるものではない。半導体ウェーハWの外周縁部において半導体ウェーハWの向きを特定可能なものであればよく、ノッチ82の代わりにオリエンテーションフラットでもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記した実施の形態においては、仮置きテーブル23の全体を透光性材料で形成する構成としたが、この構成に限定されるものではない。仮置きテーブル23に載置された半導体ウェーハWの少なくとも外周縁部を撮像可能な構成であればよく、例えば、半導体ウェーハWの外周縁部を撮像可能な位置にだけを透光性材料で形成する構成としてもよい。 In the above-described embodiment, the entire temporary placement table 23 is formed of a translucent material. However, the present invention is not limited to this configuration. Any structure capable of imaging at least the outer peripheral edge of the semiconductor wafer W placed on the temporary placement table 23 may be used. For example, the outer peripheral edge of the semiconductor wafer W is formed only at a position where it can be imaged with a translucent material. It is good also as composition to do.
また、上記した実施の形態においては、仮置きテーブル23を透光性材料で形成し、撮像部28により仮置きテーブル23および半導体ウェーハWを透過した透過光を読み取る構成としたが、この構成に限定されるものではない。半導体ウェーハWを撮像可能な構成であればよく、例えば、図8(a)に示すように、仮置きテーブル94の一部を開口し、この開口95を介して半導体ウェーハWを透過した透過光を撮像部93で読み取る構成としてもよいし、図8(b)に示すように、仮置きテーブル96を鏡面加工しておき、仮置きテーブル96に反射された反射光を撮像部97で読み取る構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the temporary table 23 is formed of a light-transmitting material, and the
また、上記した実施の形態においては、半導体ウェーハWの中心をチャックテーブル52の中心に位置合わせすると共に、半導体ウェーハWの向きをチャックテーブル52の向きに合わせる構成としたが、半導体ウェーハWの中心をチャックテーブル52の中心に位置合わせのみ行う構成としてもよい。 In the above embodiment, the center of the semiconductor wafer W is aligned with the center of the chuck table 52 and the orientation of the semiconductor wafer W is aligned with the orientation of the chuck table 52. It is good also as a structure which performs only alignment with the center of the chuck table 52. FIG.
また、上記した実施の形態においては、画像処理により半導体ウェーハWの中心を算出する構成としたが、この構成に限定されるものではない。半導体ウェーハWの外周縁部を検出可能な構成であればよく、例えば、反射式のフォトセンサを用いて半導体ウェーハWの外周縁部を検出する構成としてもよい。 In the above-described embodiment, the center of the semiconductor wafer W is calculated by image processing. However, the present invention is not limited to this configuration. Any configuration capable of detecting the outer peripheral edge of the semiconductor wafer W may be used. For example, the outer peripheral edge of the semiconductor wafer W may be detected using a reflective photosensor.
また、上記した実施の形態においては、ウェーハ供給部17の移動を制御して半導体ウェーハWの中心をチャックテーブル52の中心に位置合わせする構成としたが、この構成に限定されるものではない。半導体ウェーハWの中心を算出して、チャックテーブル52の中心に位置合わせする構成であればよく、例えば、仮置きテーブル23上やチャックテーブル52上で位置合わせする構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the movement of the
また、上記した実施の形態においては、位置合わせ時にチャックテーブル52の回転量を制御して半導体ウェーハWの向きとチャックテーブル52の向きを合わせる構成としたが、この構成に限定されるものではない。半導体ウェーハWの向きとチャックテーブル52の向きを合わせることができる構成であればよく、例えば、仮置きテーブル23やウェーハ供給部33側で向きを合わせる構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the rotation amount of the chuck table 52 is controlled at the time of alignment to adjust the orientation of the semiconductor wafer W and the orientation of the chuck table 52. However, the present invention is not limited to this configuration. . Any configuration is possible as long as the orientation of the semiconductor wafer W and the orientation of the chuck table 52 can be matched. For example, the orientation may be adjusted on the temporary placement table 23 or the
また、上記した実施の形態においては、制御部19により半導体ウェーハWの外周縁部の任意の3点を検出して半導体ウェーハWの中心を算出する構成としたが、この構成に限定されるものではない。半導体ウェーハWの中心を算出可能であれば、どのような計算方法でもよい。例えば、画像データから得られた外周縁部の曲線からそれぞれ2点を検出し、この2点からの各曲線に対する法線の交点を半導体ウェーハWの中心とすることも可能である。
In the above-described embodiment, the
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
以上説明したように、本発明は、反りを含む半導体ウェーハを破損させることなく、チャックテーブルに精度よく位置合わせすることができるという効果を有し、特に、半導体ウェーハの研削加工する際に半導体ウェーハの位置調整を行う位置合わせ機構、加工装置および位置合わせ方法に有用である。 As described above, the present invention has an effect that the semiconductor wafer including warpage can be accurately aligned with the chuck table without damaging the semiconductor wafer, and particularly when the semiconductor wafer is ground. This is useful for an alignment mechanism, a processing apparatus, and an alignment method for performing the position adjustment.
1 研削装置(加工装置)
4 搬入搬出ユニット(位置合わせ機構)
5 ウェーハ加工ユニット(加工機構)
14 搬入搬出アーム
15 仮置き部
16 スピンナー洗浄部
17 ウェーハ供給部(位置合わせ部)
18 ウェーハ回収部
19 制御部(位置データ算出部、位置合わせ部)
23、94、96 仮置きテーブル(ワーク支持台)
24 撮像機構(位置データ取得部)
25 吸着面
25a 環状溝
25b 直線溝
27 照射部
28、93、97 撮像部
52 チャックテーブル(保持テーブル)
56 保持面
82 ノッチ
94 開口部
W 半導体ウェーハ
1 Grinding equipment (processing equipment)
4 Loading / unloading unit (positioning mechanism)
5 Wafer processing unit (processing mechanism)
14 Loading /
18
23, 94, 96 Temporary table (work support table)
24 Imaging mechanism (position data acquisition unit)
25
56
Claims (5)
前記吸着面に吸着された前記ワークの外周縁部の位置データを取得する位置データ取得部と、
前記ワークの外周縁部の位置データに基づいて、前記ワークの中心の位置データを算出する位置データ算出部と、
前記ワークの中心の位置データに基づいて、前記ワークが保持される保持テーブルの保持面の中心に対し前記ワークの中心を位置合わせした状態で、前記ワークを前記保持面に載置する位置合わせ部とを備えたことを特徴とする位置合わせ機構。 A work support that is formed to have a larger diameter than the outer diameter of the work and has a suction surface that sucks at least the outer peripheral edge of the work;
A position data acquisition unit for acquiring position data of the outer peripheral edge of the workpiece adsorbed on the adsorption surface;
A position data calculation unit that calculates position data of the center of the workpiece based on position data of the outer peripheral edge of the workpiece;
An alignment unit that places the workpiece on the holding surface in a state in which the center of the workpiece is aligned with the center of the holding surface of the holding table that holds the workpiece based on the position data of the center of the workpiece. And an alignment mechanism characterized by comprising:
前記位置データ算出部は、前記ワークの外周縁部の位置データに基づいて、前記ワークの中心の位置データを算出すると共に、前記印部に基づいて前記ワークの向きを示す角度データを算出し、
前記位置合わせ部は、前記ワークの中心の位置データおよび前記角度データに基づいて、前記保持面の中心に対し前記ワークの中心を位置合わせすると共に、前記チャックテーブルの向きに対し前記ワークの向きを合わせることを特徴とする請求項1に記載の位置合わせ機構。 The outer peripheral edge of the work is formed with a mark indicating the orientation of the work,
The position data calculation unit calculates the position data of the center of the workpiece based on the position data of the outer peripheral edge of the workpiece, and calculates angle data indicating the orientation of the workpiece based on the mark,
The alignment unit aligns the center of the workpiece with respect to the center of the holding surface based on the position data of the center of the workpiece and the angle data, and sets the orientation of the workpiece with respect to the orientation of the chuck table. The alignment mechanism according to claim 1, wherein the alignment mechanism is aligned.
前記位置データ取得部は、前記ワークの外周縁部を照射する照射部と、前記透光部を介して前記ワークを透過した透過光を読み取る撮像部とを有し、前記ワークの外周縁部の画像データを取得する撮像機構であることを特徴とする請求項1または2に記載の位置合わせ機構。 The work support has at least a light-transmitting part that transmits light applied to the outer peripheral edge of the work, and is configured to be rotatable about an axis orthogonal to the adsorption surface.
The position data acquisition unit includes an irradiating unit that irradiates an outer peripheral edge of the workpiece, and an imaging unit that reads transmitted light that has passed through the workpiece via the translucent unit. The alignment mechanism according to claim 1, wherein the alignment mechanism is an imaging mechanism that acquires image data.
前記ワーク支持台に吸着された前記ワークの外周縁部の位置データを取得するステップと、
前記ワークの外周縁部の位置データに基づいて、前記ワークの中心を示すワークの中心の位置データを算出するステップと、
前記ワークの中心の位置データに基づいて、前記ワークが保持される保持テーブルの保持面の中心に対し前記ワークの中心を位置合わせした状態で、前記ワークを前記保持面に載置するステップとを有することを特徴とする位置合わせ方法。 Placing the workpiece on a workpiece support having a suction surface that is formed to have a larger diameter than the outer diameter of the workpiece and sucks at least the outer peripheral edge of the workpiece;
Obtaining position data of the outer peripheral edge of the workpiece adsorbed on the workpiece support;
Calculating the position data of the center of the work indicating the center of the work based on the position data of the outer peripheral edge of the work;
Placing the workpiece on the holding surface in a state where the center of the workpiece is aligned with the center of the holding surface of the holding table holding the workpiece based on the position data of the center of the workpiece. An alignment method characterized by comprising:
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