JP2012069677A - Grinding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウェーハを研削加工する際に、チャックテーブルに対してウェーハを所定の位置に位置付け可能な研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding apparatus capable of positioning a wafer at a predetermined position with respect to a chuck table when grinding the wafer.
ICやLSI等のデバイスが表面に形成された半導体チップは、各種電子機器を小型化する上で必須のものとなっている。この半導体チップは、略円盤状のウェーハの表面を格子状の分割予定ライン(ストリート)により複数の矩形領域に区画し、区画された各矩形領域にデバイスを形成した後、分割予定ラインに沿って矩形領域が分割されることで製造される。 A semiconductor chip on which a device such as an IC or LSI is formed is indispensable for downsizing various electronic devices. In this semiconductor chip, the surface of a substantially disk-shaped wafer is divided into a plurality of rectangular areas by lattice-shaped division lines (streets), devices are formed in the divided rectangular areas, and then along the division lines. It is manufactured by dividing the rectangular area.
このような半導体チップの製造工程においては、ウェーハの分割に先だち、研削装置によりウェーハが所定の厚さに研削される。この研削装置は、分割前のウェーハをチャックテーブルに保持させて、チャックテーブルと研削ホイールとの相対回転によりウェーハを研削する。ところで、半導体ウェーハは、外周縁部に結晶方位を示すオリエンテーションフラットやノッチ等の異形状部が形成されており、異形状部により向きが特定される。このため、研削装置においては、チャックテーブルに対して半導体ウェーハを所定の向きおよび位置に位置付けて搬入する必要がある。 In such a semiconductor chip manufacturing process, the wafer is ground to a predetermined thickness by a grinding apparatus prior to the division of the wafer. This grinding apparatus holds a wafer before division on a chuck table and grinds the wafer by relative rotation between the chuck table and a grinding wheel. By the way, in the semiconductor wafer, an irregular shape portion such as an orientation flat or a notch showing a crystal orientation is formed on the outer peripheral edge portion, and the orientation is specified by the irregular shape portion. For this reason, in the grinding apparatus, it is necessary to carry the semiconductor wafer in a predetermined direction and position with respect to the chuck table.
従来、チャックテーブルに対してウェーハを搬入する前に、ウェーハの位置や向きを検出する検出手段が提案されている(例えば、特許文献1参照)。検出手段は、ウェーハをバキューム方式で保持するテーブルと、テーブル上に保持されたウェーハの外周縁部を撮像する撮像部とを有している。検出手段は、テーブルを回転させつつ撮像部でウェーハの外周縁部を順次撮像することによって、ウェーハの位置(例えば、中心位置)や向きを検出する。そして、ウェーハは、検出手段の検出結果に基づいて、チャックテーブルの吸着面に精度よく位置づけられるようにしてチャックテーブルに搬入される。 Conventionally, detection means for detecting the position and orientation of a wafer before carrying the wafer into the chuck table has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The detection means includes a table that holds the wafer in a vacuum system, and an imaging unit that images the outer peripheral edge of the wafer held on the table. The detection means detects the position (for example, the center position) and orientation of the wafer by sequentially imaging the outer peripheral edge of the wafer with the imaging unit while rotating the table. Then, the wafer is carried into the chuck table so as to be accurately positioned on the chucking surface of the chuck table based on the detection result of the detection means.
ところで、ウェーハの中には、表面にバンプ等を設けて凹凸状に形成されたものが存在する。この種のウェーハの表面には、保護テープが貼着されるが、表面の凹凸が大きいと保護テープで凹凸を完全に吸収できない。このため、ウェーハが表面を下向きにして検出手段のテーブルに載置されると、ウェーハ表面(テープ表面)とテーブルとの間に隙間が形成され、バキューム方式のテーブルからの吸着力が十分に作用されない場合があった。このため、特許文献1に記載の検出手段では、テーブルの回転によりウェーハが水平方向に位置ズレするおそれがあり、検出精度が低下するという問題があった。 By the way, some wafers have bumps and the like formed on the surface so as to be uneven. A protective tape is attached to the surface of this type of wafer, but if the surface has large irregularities, the irregularities cannot be completely absorbed by the protective tape. For this reason, when the wafer is placed on the table of the detection means with the surface facing downward, a gap is formed between the wafer surface (tape surface) and the table, and the suction force from the vacuum table is sufficiently exerted. There was no case. For this reason, in the detection means described in Patent Document 1, there is a possibility that the wafer is displaced in the horizontal direction due to the rotation of the table, and there is a problem that the detection accuracy is lowered.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、表面に凹凸を有するワークであっても回転するテーブルに対する位置ズレを抑制でき、ワークの位置を精度よく検出できる研削装置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 a grinding apparatus that can suppress a positional deviation with respect to a rotating table and can accurately detect the position of the workpiece even if the workpiece has an uneven surface. Objective.
本発明の研削装置は、ワークを保持する保持手段と、前記保持手段に保持されたワークを研削加工する研削加工手段と、前記保持手段にワークを搬入する前に少なくともワークの位置を検出する検出手段と、を有する研削装置であって、前記検出手段は、ワークを支持するテーブルと、前記テーブルが支持したワークを撮像する撮像部と、前記テーブルを鉛直方向を回転軸として回転させる回転部と、前記回転部の回転位置を検出するロータリーエンコーダと、を有し、前記テーブルのワークを支持する支持面は、前記回転部よって前記テーブルが回転した際にワークが水平方向においてズレることを規制する大きさの摩擦力が発生する部材で形成されたことを特徴とする。 The grinding apparatus of the present invention includes a holding means for holding a work, a grinding means for grinding the work held by the holding means, and a detection for detecting at least the position of the work before carrying the work into the holding means. And a detection unit comprising: a table that supports a workpiece; an imaging unit that images the workpiece supported by the table; and a rotation unit that rotates the table about a vertical direction as a rotation axis. And a rotary encoder that detects a rotational position of the rotating unit, and a support surface that supports the workpiece of the table restricts the workpiece from being displaced in the horizontal direction when the table is rotated by the rotating unit. It is formed of a member that generates a frictional force having a magnitude.
この構成によれば、フラットな表面のワークだけでなく、表面に凹凸を有するワークであっても、テーブルに生じる摩擦力によってワークが適切に保持される。このため、テーブルの回転によりワークが水平方向に位置ズレすることがなく、検出手段によりワークの位置を精度よく検出できる。また、従来のバキューム方式のテーブルと異なり、吸引源が不要なため、簡易な装置構成として製造コストを低減できる。 According to this configuration, not only a flat surface workpiece but also a workpiece having an uneven surface, the workpiece is appropriately held by the frictional force generated on the table. For this reason, the workpiece is not displaced in the horizontal direction due to the rotation of the table, and the position of the workpiece can be accurately detected by the detecting means. In addition, unlike a conventional vacuum table, a suction source is not required, so that the manufacturing cost can be reduced with a simple device configuration.
本発明によれば、簡易な装置構成にして製造コストを低減させることができると共に、表面に凹凸を有するワークであっても回転するテーブルに対する位置ズレを抑制し、ワークの位置を精度よく検出できる。 According to the present invention, the manufacturing cost can be reduced with a simple apparatus configuration, and even a workpiece having an uneven surface can suppress positional displacement with respect to the rotating table and can accurately detect the position of the workpiece. .
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。図1は、本発明の一実施の形態に係る研削装置1の外観斜視図である。なお、以下の説明では、本発明の特徴部分である検出機構を研削装置に適用した例について説明するが、研削装置だけでなく、ウェーハの向きおよび中心位置をチャックテーブル(保持手段)に位置付ける加工装置に適用することも可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an external perspective view of a grinding apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. In the following description, an example in which the detection mechanism, which is a feature of the present invention, is applied to a grinding apparatus will be described. However, not only the grinding apparatus but also the processing for positioning the orientation and center position of the wafer on the chuck table (holding means). It is also possible to apply to an apparatus.
図1に示すように、研削装置1は、裏面側を上向きにしたウェーハWが保持されたチャックテーブル3と研削ユニット(研削加工手段)4の研削ホイール59とを相対回転させることで、ウェーハWの裏面を研削するように構成されている。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、IC、LSI等のデバイスが形成されている。
As shown in FIG. 1, the grinding apparatus 1 relatively rotates the chuck table 3 holding the wafer W with the back side facing upward and the grinding
また、これらのデバイスと、基板等を接続するための端子として、ウェーハWの表面には複数の突出した不図示の電極(バンプ)が形成されている。複数の電極は、ウェーハWの表面に所定の間隔を空けて配置され、ウェーハWの表面に凹凸を形成する。ウェーハWの表面には保護テープが貼着されており、この保護テープによりウェーハWの裏面加工時にデバイスが保護される。ウェーハWの外周縁部には、一部をフラットに切り欠いて、結晶方位を示すオリエンテーションフラット71が形成されている。このように構成されたウェーハWは、搬入側のカセット6に収容された状態で研削装置1に搬入される。 A plurality of protruding electrodes (bumps) (not shown) are formed on the surface of the wafer W as terminals for connecting these devices to a substrate or the like. The plurality of electrodes are arranged on the surface of the wafer W at a predetermined interval, and form irregularities on the surface of the wafer W. A protective tape is attached to the surface of the wafer W, and the device is protected by this protective tape when the back surface of the wafer W is processed. At the outer peripheral edge of the wafer W, an orientation flat 71 showing a crystal orientation is formed by cutting a part of the wafer W flat. The wafer W configured as described above is carried into the grinding apparatus 1 while being accommodated in the cassette 6 on the carry-in side.
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(Si)、ガリウムヒソ(GaAs)、シリコンカーバイド(SiC)等のウェーハ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い。例えば、セラミック、ガラス、サファイヤ(Al2O3)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(TTV: total thickness variation)が要求される各種加工材料をワークとしてもよい。なお、ここでいう平坦度とは、ワークの被研削面を基準面として厚み方向を測定した高さのうち、最大値と最小値との差を示している。 In the present embodiment, a wafer W such as a silicon wafer (Si), gallium gallium (GaAs), or silicon carbide (SiC) will be described as an example of the workpiece. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, ceramic, glass, sapphire (Al 2 O 3 ) -based inorganic material substrates, ductile materials of sheet metal and resin, and various processes requiring flatness (TTV: total thickness variation) from the micron order to the submicron order. The material may be a workpiece. The flatness referred to here indicates the difference between the maximum value and the minimum value among the heights measured in the thickness direction using the surface to be ground of the workpiece as a reference surface.
研削装置1は、略直方体状の基台2を有し、基台2にはカセット6、7が載置される一対のカセット載置部11、12が前面8から前方に突出するように設けられている。カセット載置部11は、搬入口として機能し、加工前のウェーハWが収容された搬入側のカセット6が載置される。カセット載置部12は、搬出口として機能し、加工後のウェーハWが収容される搬出側のカセット7が載置される。
The grinding apparatus 1 has a substantially rectangular parallelepiped base 2, and a pair of
基台2の上面には、カセット載置部11、12に面して、カセット6、7に対してウェーハWの搬入および搬出を行う搬入搬出アーム13が設けられている。搬入搬出アーム13の一側方には、加工前のウェーハWの中心位置およびオリエンテーションフラット71を検出する検出部(検出手段)14が設けられている。また、搬入搬出アーム13の他側方には、加工済みのウェーハWを洗浄する洗浄部15が設けられている。
On the upper surface of the base 2, a loading / unloading
検出部14と洗浄部15との間には、チャックテーブル3に加工前のウェーハWを供給するウェーハ供給部16と、チャックテーブル3から加工済みのウェーハWを回収するウェーハ回収部17が設けられている。また、基台2の上面には、ウェーハ供給部16およびウェーハ回収部17に隣接して、前後方向に延在する矩形状の開口部21が形成され、開口部21の後方に研削ユニット4を支持する支柱部22が立設されている。また、基台2の内部には、研削装置1を統括制御する制御部23が設けられている。
Between the
開口部21は、チャックテーブル3と共に移動可能な移動板24および蛇腹状の防水カバー25により被覆されている。防水カバー25の下方には、チャックテーブル3を前後方向に移動させる図示しないボールねじ式の移動機構が設けられている。チャックテーブル3は、移動機構によりウェーハ供給部16およびウェーハ回収部17にウェーハWが移載される移載位置と研削ユニット4に臨む加工位置との間を往復動される。
The
搬入搬出アーム13は、駆動領域の広い多節リンク機構31と、多節リンク機構31の先端に設けられた保持部32とを有している。搬入搬出アーム13は、多節リンク機構31を駆動して搬入側のカセット6内に収容されたウェーハWを検出部14に搬入する他、洗浄部15から搬出側のカセット7内にウェーハWを収容する。
The carry-in / out
検出部14は、搬入搬出アーム13によりウェーハWが仮置きされる仮置きテーブル(テーブル)35と、仮置きテーブル35に仮置きされたウェーハWを撮像する撮像部36とを有している。仮置きテーブル35は、円盤状に形成されており、ウェーハWを保持した状態で所定の角度間隔で断続的に回転される。仮置きテーブル35の上面には、摩擦によりウェーハWを支持する支持面64が形成されている。この場合、ウェーハWは、支持面64に接する表面が凹凸状に形成されているが、支持面64の摩擦力によって仮置きテーブル35の回転による位置ズレが防止される。
The
撮像部36は、L字状の支持アーム66を介して仮置きテーブル35の上方に支持され、仮置きテーブル35上のウェーハWの外周縁部の一部を撮像する。撮像部36は、仮置きテーブル35の断続的な回転に合わせてウェーハWの外周縁部を逐次撮像する。撮像部36の撮像結果は、制御部23に出力されてウェーハWの中心位置やオリエンテーションフラット71の形成位置が求められる。なお、検出部14の詳細構成については後述する。
The
ウェーハ供給部16は、上下方向に延在する回動軸41と、回動軸41の上端に支持された旋回アーム42と、旋回アーム42の先端に設けられ、ウェーハWを吸着保持する吸着保持部43とを有している。回動軸41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いる。吸着保持部43は、回動軸41の前後動および回動により水平面内における位置調整がされ、回動軸41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16は、制御部23により駆動制御されており、制御部23により回動軸41の上下方向の移動量、前後方向の移動量、回動量が調整される。そして、ウェーハ供給部16は、制御部23に制御されて、仮置きテーブル35からウェーハWを吸着保持して持ち上げ、チャックテーブル3に供給する。このとき、ウェーハWの中心は、チャックテーブル3の中心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17は、前後動しない点を除いてはウェーハ供給部16と略同一の構成を有している。ウェーハ回収部17は、制御部23に制御されて、チャックテーブル3からウェーハWを吸着保持して回収し、洗浄部15の洗浄テーブル51に載置する。このとき、チャックテーブル3の中心および洗浄テーブル51の中心がウェーハ回収部17の旋回軌跡上に位置するため、ウェーハWの中心が洗浄テーブル51の中心に位置合わせされる。
The
洗浄テーブル51は、ウェーハWよりも小径な円盤状に形成されている。洗浄テーブル51は、加工済みのウェーハWが載置されると、開口部52を介して基台2内に下降する。そして、洗浄テーブル51は、高速回転しつつ、洗浄水が噴射されることでウェーハWを洗浄する。その後、洗浄テーブル51は、高速回転された状態で洗浄水の噴射が停止され、ウェーハWを乾燥する。
The cleaning table 51 is formed in a disk shape having a smaller diameter than the wafer W. When the processed wafer W is placed on the cleaning table 51, the cleaning table 51 is lowered into the base 2 through the
チャックテーブル3は、円盤状に形成されており、上面にウェーハWを吸着保持する吸着面27を有している。吸着面27は、ポーラスセラミック材により形成されており、基台2内に配置された図示しない吸引源に接続されている。また、吸着面27は、ウェーハWの外形形状に沿ってオリエンテーションフラット71に対応する部分を切り欠いた形状を有している。このオリエンテーションフラット71に対応する部分の向きによりチャックテーブル3の向きが規定される。
The chuck table 3 is formed in a disk shape, and has a
チャックテーブル3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回転可能に構成されている。チャックテーブル3は、ウェーハ供給部16によるウェーハWの載置時に、回転駆動機構により回転駆動されてウェーハWの向きに対して吸着面27の向きを合わせている。
The chuck table 3 is connected to a rotation drive mechanism (not shown) and is configured to be rotatable by the rotation drive mechanism. When the wafer W is placed by the
支柱部22の前面には、研削ユニット4を上下方向に移動させる研削ユニット移動機構54が設けられている。研削ユニット移動機構54は、上下方向に延在する互いに平行な一対のガイドレール55と、一対のガイドレール55にスライド可能に設置されたモータ駆動のZ軸テーブル56とを有している。Z軸テーブル56の背面側には、図示しないナット部が形成され、このナット部にボールネジ57が螺合されている。ボールネジ57の一端には駆動モータ58が連結され、駆動モータ58によりボールネジ57が回転駆動される。
A grinding unit moving mechanism 54 that moves the grinding unit 4 in the vertical direction is provided on the front surface of the
Z軸テーブル56の前面には、支持部53を介して研削ユニット4が支持されている。研削ユニット4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ホイール59を有している。研削ホイール59は、例えば、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。そして、研削ユニット4は、図示しないノズルから研削液を噴射しつつ、チャックテーブル3上のウェーハWを研削加工する。
The grinding unit 4 is supported on the front surface of the Z-axis table 56 via a
この場合、チャックテーブル3に保持されたウェーハWは、吸着面27に接する表面が凹凸状に形成されている。しかしながら、チャックテーブル3では、研削液の表面張力によってウェーハWと吸着面27との隙間がシールされるため、吸着面27の吸着力の低下が抑制されてウェーハWが適切に保持される。
In this case, the surface of the wafer W held on the chuck table 3 that is in contact with the
制御部23は、検出部14によるウェーハWの中心位置およびオリエンテーションフラット71の形成位置の算出処理、ウェーハ供給部16によるウェーハWの位置合わせ処理、チャックテーブル3によるウェーハWに対する向き合せ処理等の各処理を実行する。なお、制御部23は、各種処理を実行するプロセッサや、メモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。また、メモリには、各処理の制御プログラムと共に、画像データ用の直交平面座標系(図9参照)が記憶されている。
The
図2を参照して、本発明の特徴部分である検出部について詳細に説明する。図2は、本実施の形態に係る研削装置1の検出部14周辺の拡大図である。
With reference to FIG. 2, the detection part which is the characterizing part of this invention is demonstrated in detail. FIG. 2 is an enlarged view around the
図2に示すように、検出部14は、仮置きテーブル35上のウェーハWの外周縁部を、撮像部36で撮像することで、ウェーハWの中心位置やオリエンテーションフラット71の形成位置を検出する。仮置きテーブル35は、ウェーハWよりも小径に形成されており、基台2の内部に設けられた回転部61により所定の角度間隔で断続的に回転される。回転部61の出力軸62は、上端に仮置きテーブル35が接続されると共に、中間部にスリット円板63が取り付けられている。
As illustrated in FIG. 2, the
スリット円板63の一部は、基台2の内部に設けられたフォトインタラプタ67の発光素子と受光素子との間に介在されている。スリット円板63とフォトインタラプタ67とでロータリーエンコーダ68が構成され、このロータリーエンコーダ68により回転部61の回転位置が検出される。ロータリーエンコーダ68で検出された信号は、制御部23に出力され、回転部61による仮置きテーブル35の回転が制御される。なお、本実施の形態では、透過型のロータリーエンコーダとしたが、反射型のロータリーエンコーダでもよい。
A part of the
仮置きテーブル35の支持面64は、所定の厚みを有する摩擦材65により形成されている。摩擦材65は、例えば、天然ゴム、クロロプレンゴム、エチレンゴム等の独立気泡のゴムスポンジで形成されている。このため、ウェーハWは、自重により支持面64に対して程よく沈んで、支持面64から十分な摩擦力を受けることが可能となっている。この場合、支持面64の摩擦力は、仮置きテーブル35の断続的な回転によってウェーハWに作用する遠心力や慣性力よりも大きく設定されている。特に、表面が凹凸状に形成されたウェーハWは、摩擦材65に対する沈み込みにより、支持面64との接触面積が大きくなり、仮置きテーブル35上での位置ズレが効果的に防止される。
The
なお、摩擦材65は、ウェーハWを沈み込ませる程度の厚みを有してればよく、例えば、1.5mm以上の厚みをすることが好ましい。また、摩擦材65の材料は、上記した材料に限定されず、ウェーハWに対して位置ズレを防止可能な程度の摩擦力を付与するものであればよい。特に、8〜12インチのウェーハWを支持する摩擦材65については、ウェーハWの自重を考慮して、密度が0.1〜0.25g/cm3、ASKER C型の計測器を用いた硬度が5〜15度、ASTM D1056で規定する25%圧縮荷重が10〜50g/cm2を満たすことが好ましい。
Note that the
撮像部36は、上記したようにL字状の支持アーム66を介して仮置きテーブル35の上方で支持され、撮像範囲をウェーハWの外周縁部に位置付けている。撮像部36は、仮置きテーブル35の所定の角度間隔の断続的な回転に合わせてウェーハWを撮像し、後述する撮像データおよび実測データを取得する。撮像データは、一定間隔で設定された仮置きテーブル35の各停止角度におけるウェーハWの外周縁部の位置を示し、実測データは、仮置きテーブル35の回転に伴うウェーハWの外周縁部の位置変化を示している。
The
撮像部36から出力された撮像データおよび実測データは、制御部23においてウェーハWの中心位置やオリエンテーションフラット71の形成位置の算出処理に用いられる。このように、本実施の形態の検出部14は、支持面64の摩擦力により仮置きテーブル35に対するウェーハWの水平方向の位置ズレを防止して、撮像部36によりウェーハWの外周縁部を精度よく撮像できる。よって、検出部14は、バキューム方式の仮置きテーブルと異なり、吸引源を設けることなくウェーハWの位置ズレを防止できるため、簡易な装置構成とすることができる。
The imaging data and actual measurement data output from the
以下、図3から図8を参照して、ウェーハWの中心位置およびオリエンテーションフラット71の形成位置の算出処理について具体的に説明する。なお、以下の説明において、ウェーハWの中心位置およびオリエンテーションフラット71の形成位置の算出処理は一例に過ぎず、どのような方法で算出されてもよい。また、以下の説明では、撮像部をCCDラインセンサとして説明する。 Hereinafter, the calculation processing of the center position of the wafer W and the formation position of the orientation flat 71 will be described in detail with reference to FIGS. In the following description, the calculation processing of the center position of the wafer W and the formation position of the orientation flat 71 is merely an example, and may be calculated by any method. In the following description, the imaging unit is described as a CCD line sensor.
図3は、本実施の形態に係る研削装置1が有する撮像部36による撮像データおよび実測データの取得処理の説明図である。なお、図3において、一点鎖線が撮像部36の撮像範囲Ec、二点鎖線が仮置きテーブルの停止角度をそれぞれ示している。
FIG. 3 is an explanatory diagram of processing for acquiring imaging data and actual measurement data by the
図3に示すように、撮像部36の撮像範囲Ecには、仮置きテーブル35に載置されたウェーハWの外周縁部が位置付けられている。撮像部36は、撮像範囲Ecに位置付けられたウェーハWの外周縁部の位置(CCDラインセンサの座標)を検出して出力する。したがって、撮像部36は、仮置きテーブル35を断続的に回転させながら撮像範囲EcのウェーハWを撮像することによって、ウェーハWの外周縁部の全周に亘って撮像データおよび実測データを取得する。
As shown in FIG. 3, the outer peripheral edge portion of the wafer W placed on the temporary placement table 35 is positioned in the imaging range Ec of the
本実施の形態では、仮置きテーブル35は、ウェーハWの初期位置の回転角度(0度)を基準として、24度間隔で断続的に回転される。撮像部36は、仮置きテーブル35の各停止角度におけるウェーハWの外周縁部の位置を撮像データとして取得する。また、撮像部36は、これと並行して、仮置きテーブル35の回転時に、撮像範囲Ecを通過するウェーハWの外周縁部の位置変化を実測データとして取得する。
In the present embodiment, the temporary placement table 35 is intermittently rotated at intervals of 24 degrees with reference to the rotation angle (0 degrees) of the initial position of the wafer W. The
撮像データおよび実測データが取得されると、図4から図6に示すように、ウェーハWの中心位置の算出処理が実施される。図4は、ウェーハWの中心位置の算出処理の説明図である。図5は、ウェーハWの中心位置の算出処理の他の説明図である。図6は、ウェーハWの中心位置の算出処理の他の説明図である。なお、図4において、二点鎖線が仮置きテーブル35の停止角度を示し、図5において、一点鎖線が仮想円を示している。 When the imaging data and the actual measurement data are acquired, the calculation process of the center position of the wafer W is performed as shown in FIGS. FIG. 4 is an explanatory diagram of the calculation processing of the center position of the wafer W. FIG. 5 is another explanatory diagram of the calculation process of the center position of the wafer W. FIG. 6 is another explanatory diagram of the calculation process of the center position of the wafer W. In FIG. 4, a two-dot chain line indicates the stop angle of the temporary placement table 35, and in FIG. 5, a one-dot chain line indicates a virtual circle.
図4に示すように、制御部23は、24度毎の各停止角度におけるウェーハWの外周縁部の位置を示す撮像データP1〜P15を取得し、これら撮像データP1〜P15を用いてウェーハWの中心位置を算出する。具体的には、制御部23は、15点P1〜P15の120度間隔の3点を1組とし、各組の3点によって定まる円の中心位置(仮中心位置)を算出する。例えば、図5に示すように、P5、P10、P15の組では、一点鎖線で示す仮想円の仮中心位置O1が算出される。制御部23は、この処理を他の各組についても実施し、図6に示すように、5組それぞれの仮中心位置O1〜O5を算出する。
As shown in FIG. 4, the
次に、制御部23は、算出した仮中心位置O1〜O5に基づいてウェーハWの中心位置を算出する。制御部23は、算出した仮中心位置O1〜O5のうち、その位置が大きく外れるものはオリエンテーションフラット71上の点を含んで算出されたと考えられるので除外する。例えば、図6に示したP5、P10、P15の組は、オリエンテーションフラット71上の点P15を含む。この組の仮想円の仮中心位置は、オリエンテーションフラット71を含まない他の組みの仮想円の仮中心位置から大きく外れる。このため、制御部23は、全ての仮中心位置を比較し、他の仮中心位置から大きく外れた2組の仮中心位置を除外する。
Next, the
具体的には、図6に示すように、制御部23は、仮中心位置O1〜O5のうち、仮中心位置O2、O3、O4に対して大きく外れた仮中心位置O1、O5を除外する。これにより、オリエンテーションフラット71上の点P14、P15を除いてウェーハWの中心位置が算出される。なお、ここでは、除外する仮中心位置を2組としたが、この数は異形状部の大きさや停止角度の間隔等に応じて適宜変更可能である。そして、制御部23は、残った3組の仮中心位置O2、O3、O4を用い、これらの重心を算出してウェーハWの中心位置とする。
Specifically, as illustrated in FIG. 6, the
ウェーハWの中心位置が算出されると、制御部23は、オリエンテーションフラット71の形成位置を検出する際の基準となる基準データを生成する。図7は、基準データの一例を示す図である。
When the center position of the wafer W is calculated, the
図7に示すように、制御部23は、オリエンテーションフラット71上の点を除いた点(仮中心位置O2、O3、O4を算出するのに用いた3組9点)を用いて基準データを生成する。具体的には、組毎に、3点によって定まる仮想円の円周上位置が撮像部36の撮像範囲に位置付けられたときの位置変化を算出する。この場合、仮置きテーブル35の回転中心に対して、各組の仮想円の仮中心位置が僅かに偏芯しているためsinカーブが得られる。そして、3組それぞれについて作成されたsinカーブを平均化して、図7に示す基準データとする。基準データは、ウェーハWにオリエンテーションフラット71を含まない円形状で形成された場合の位置変化を示す。
As shown in FIG. 7, the
次に、制御部23は、算出した基準データと上記した実測データとを比較することによってオリエンテーションフラット71の形成位置を検出する。図8は、オリエンテーションフラットの形成位置の算出処理の説明図である。なお、図8において、実線W1が基準データ、一点鎖線W2が実測データ、二点鎖線W3が基準データと実測データとの差分値をそれぞれ示している。
Next, the
上記したように、実測データは、オリエンテーションフラット71を含むウェーハWの外周縁部の位置変化を示している。制御部23は、二点鎖線に示すように、基準データと実測データとの差分値を回転角度毎に算出する。そして、算出した差分値が、差分値の目盛0に対して予め設定される式位置Thを超えている角度範囲Lを、オリエンテーションフラット71の形成位置として検出する。このオリエンテーションフラットの形成位置(角度範囲)からウェーハWの向きが検出される。
As described above, the actual measurement data indicates the position change of the outer peripheral edge of the wafer W including the orientation flat 71. The
図9を参照して、チャックテーブルに対するウェーハの位置および向きの位置付け動作について説明する。図9は、本実施の形態に係る研削装置1が有するチャックテーブル3に対するウェーハWの位置および向きの位置付け動作の説明図である。 With reference to FIG. 9, the positioning operation of the position and orientation of the wafer with respect to the chuck table will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram of the positioning operation of the position and orientation of the wafer W with respect to the chuck table 3 included in the grinding apparatus 1 according to the present embodiment.
図9に示すように、直交平面座標系には、予め記憶されたチャックテーブル3の中心座標C2、算出されたウェーハWの中心座標C1およびウェーハWの向きを示す角度θ1が設定されている。まず、制御部23によりチャックテーブル3の中心座標C2とウェーハWの中心座標C1との差分に基づいて、ウェーハ供給部16の回動軸41の前後方向の移動量および回動量が算出されると共に、ウェーハWの向きを示す角度θ1に基づいてチャックテーブル3の回転量が算出される。
As shown in FIG. 9, in the orthogonal plane coordinate system, the center coordinate C2 of the chuck table 3 stored in advance, the calculated center coordinate C1 of the wafer W, and the angle θ1 indicating the orientation of the wafer W are set. First, based on the difference between the center coordinate C2 of the chuck table 3 and the center coordinate C1 of the wafer W, the
次に、ウェーハ供給部16は、仮置きテーブル35の上方に位置した状態から、回動軸41を下動させて吸着保持部43によりウェーハWを吸着保持して上動する。次に、ウェーハ供給部16は、制御部23に算出された回動軸41の前後方向の移動量および回動量に応じて回動軸41を駆動し、ウェーハWをチャックテーブル3の上方に位置させる。この時点で、ウェーハWの中心位置とチャックテーブル3の中心位置とが一致している。
Next, the
次に、チャックテーブル3は、Y軸正方向を向いた初期状態から角度θ1だけ回転し、ウェーハWの向きにチャックテーブル3の向きを一致させる。次に、ウェーハ供給部16は、回動軸41を下動させて、吸着保持部43の吸着を解除する。このようにして、ウェーハWの中心がチャックテーブル3の中心に位置合わせされると共に、ウェーハWの向きがチャックテーブル3の向きに合わせられる。
Next, the chuck table 3 is rotated by an angle θ1 from the initial state where the chuck table 3 is directed in the positive direction of the Y axis, and the orientation of the chuck table 3 is made coincident with the orientation of the wafer W. Next, the
このように、ウェーハWの向きがチャックテーブル3の向きに合わせられた状態で、ウェーハWがチャックテーブル3に位置合わせされるため、ウェーハWがチャックテーブル3の吸着面27に合致するように載置される。したがって、ウェーハWに形成されたオリエンテーションフラット71と吸着面27におけるオリエンテーションフラット71に対応する部分が一致し、このウェーハWと吸着面27との位置ズレにより吸着力が低下することが防止される。
Thus, since the wafer W is aligned with the chuck table 3 in a state where the orientation of the wafer W is aligned with the orientation of the chuck table 3, the wafer W is placed so as to match the
ここで、研削装置1による全体的な研削動作の流れについて説明する。まず、搬入搬出アーム13によりカセット6から加工前のウェーハWが取り出され、仮置きテーブル35に仮置きされる。次に、仮置きテーブル35が断続的に回転されると共に、撮像部36によりウェーハWの外周縁部が撮像される。このとき、支持面64からの摩擦力によりウェーハWの位置ズレが抑制されるため、撮像部36によりウェーハWの外周縁部が精度よく撮像される。次に、撮像結果に基づいてウェーハWの中心位置およびオリエンテーションフラット71の形成位置が算出される。次に、ウェーハWの中心位置に基づいて、ウェーハ供給部16によりウェーハWの中心がチャックテーブル3の中心に位置付けられる。
Here, the flow of the entire grinding operation by the grinding apparatus 1 will be described. First, the unprocessed wafer W is taken out from the cassette 6 by the loading /
次に、オリエンテーションフラット71の形成位置に基づいて、ウェーハWの向きがチャックテーブル3の向きに合わせられる。次に、チャックテーブル3に保持されたウェーハWは、加工位置において研削ユニット4により所定の厚みまで研削される。次に、研削済みのウェーハWは、移載位置においてウェーハ回収部17により洗浄テーブル51に移載される。次に、洗浄テーブル51により加工済みのウェーハWが洗浄され、搬入搬出アーム13によりウェーハWがカセット7内に収容される。
Next, the orientation of the wafer W is matched with the orientation of the chuck table 3 based on the formation position of the orientation flat 71. Next, the wafer W held on the chuck table 3 is ground to a predetermined thickness by the grinding unit 4 at the processing position. Next, the ground wafer W is transferred to the cleaning table 51 by the
以上のように、本実施の形態に係る研削装置1によれば、表面がフラットなウェーハだけでなく、表面に凹凸を有するウェーハWであっても、仮置きテーブル35に生じる摩擦力によってウェーハWが適切に保持される。このため、仮置きテーブル35の断続的な回転によりウェーハWが水平方向に位置ズレすることがなく、検出部14によりウェーハWの中心位置およびオリエンテーションフラット71の形成位置を精度よく検出できる。また、従来のバキューム方式の仮置きテーブル35と異なり、吸引源が不要なため、簡易な装置構成として製造コストを低減できる。
As described above, according to the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, not only a wafer having a flat surface but also a wafer W having irregularities on the surface, the wafer W is caused by the frictional force generated on the temporary placement table 35. Is properly maintained. Therefore, the wafer W is not displaced in the horizontal direction due to the intermittent rotation of the temporary placement table 35, and the center position of the wafer W and the formation position of the orientation flat 71 can be detected with high accuracy by the
なお、上記した実施の形態においては、検出部14が表面に凹凸を有するウェーハWの中心位置を検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。検出部14は、表面に凹凸を有さないフラット状のウェーハWの中心位置を検出してもよい。このようなウェーハWであっても、支持面の摩擦力により仮置きテーブル35の回転による位置ズレが適切に抑制される。
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35の摩擦材が、ゴムスポンジによりウェーハWを沈み込ませる構成としたが、この構成に限定されるものではない。摩擦材は、ウェーハWの位置ズレを抑制する摩擦力を生じさせるものであれば、ウェーハWの沈み込みが生じないものでもよい。 Further, in the above-described embodiment, the friction material of the temporary placement table 35 is configured to sink the wafer W with the rubber sponge, but is not limited to this configuration. As long as the friction material generates a frictional force that suppresses the positional deviation of the wafer W, the friction material may not cause the wafer W to sink.
また、上記した実施の形態においては、摩擦材は、仮置きテーブル35の上面の全域に設けられる構成としたが、この構成に限定されるものではない。摩擦材は、ウェーハWの位置ズレを抑制可能であれば、仮置きテーブル35の上面の一部、例えば、外周縁側に環状に配置される構成としてもよい。 In the above-described embodiment, the friction material is configured to be provided on the entire upper surface of the temporary placement table 35. However, the configuration is not limited to this configuration. The friction material may be arranged in a ring shape on a part of the upper surface of the temporary placement table 35, for example, on the outer peripheral edge as long as the positional deviation of the wafer W can be suppressed.
また、上記した実施の形態においては、仮置きテーブル35の回転が、ロータリーエンコーダ68の出力に基づいて制御される構成としたが、この構成に限定されるものではない。回転部61が、仮置きテーブル35の回転量を出力可能な構成であれば、検出部14にロータリーエンコーダ68を設けない構成としてもよい。
In the above embodiment, the rotation of the temporary placement table 35 is controlled based on the output of the
また、上記した実施の形態においては、検出部14が、ウェーハWの中心位置とオリエンテーションフラット71の形成位置(ウェーハWの向き)を検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。検出部14が、ウェーハWの中心位置または向きのいずれか一方だけを検出する構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記した実施の形態においては、ウェーハWの向きを規定する異形状部としてオリエンテーションフラット71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。ウェーハWの外周縁部においてウェーハWの向きを特定可能なものであればよく、オリエンテーションフラット71の代わりにノッチでもよい。 In the above-described embodiment, the orientation flat 71 is exemplified and described as the irregularly shaped portion that defines the orientation of the wafer W. However, the present invention is not limited to this configuration. It is sufficient that the orientation of the wafer W can be specified at the outer peripheral edge of the wafer W, and a notch may be used instead of the orientation flat 71.
また、上記した実施の形態においては、保持手段がチャックテーブル3で構成されたが、この構成に限定されるものではない。保持手段は、ワークWを保持可能であれば、どのような構成でもよい。 Further, in the above-described embodiment, the holding means is configured by the chuck table 3, but is not limited to this configuration. The holding unit may have any configuration as long as the workpiece W can be held.
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 the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
以上説明したように、本発明は、簡易な装置構成にして製造コストを低減させることができると共に、表面に凹凸を有するワークであっても回転するテーブルに対する位置ズレを抑制してワークの位置を精度よく検出できるという効果を有し、特に、ウェーハを研削加工する際に、チャックテーブルに対してウェーハを所定の位置に位置付け可能な研削装置に有用である。 As described above, the present invention can reduce the manufacturing cost with a simple apparatus configuration, and suppress the positional deviation with respect to the rotating table even if the workpiece has irregularities on the surface. It has the effect of being able to detect with high precision, and is particularly useful for a grinding apparatus that can position the wafer at a predetermined position with respect to the chuck table when grinding the wafer.
1 研削装置
2 基台
3 チャックテーブル(保持手段)
4 研削ユニット(研削加工手段)
13 搬入搬出アーム
14 検出部(検出手段)
15 洗浄部
16 ウェーハ供給部
17 ウェーハ回収部
23 制御部
27 吸着面
35 仮置きテーブル(テーブル)
36 撮像部
54 研削ユニット移動機構
61 回転部
63 スリット円板
64 支持面
65 摩擦材
67 フォトインタラプタ
68 ロータリーエンコーダ
71 オリエンテーションフラット
W ウェーハ(ワーク)
1 Grinding equipment 2 Base 3 Chuck table (holding means)
4 Grinding unit (grinding means)
13 Loading /
DESCRIPTION OF
36 Image pickup unit 54 Grinding
Claims (1)
前記検出手段は、
ワークを支持するテーブルと、
前記テーブルが支持したワークを撮像する撮像部と、
前記テーブルを鉛直方向を回転軸として回転させる回転部と、
前記回転部の回転位置を検出するロータリーエンコーダと、を有し、
前記テーブルのワークを支持する支持面は、前記回転部よって前記テーブルが回転した際にワークが水平方向においてズレることを規制する大きさの摩擦力が発生する部材で形成されたことを特徴とする研削装置。 A grinding apparatus comprising: a holding unit that holds a workpiece; a grinding unit that grinds the workpiece held by the holding unit; and a detection unit that detects at least the position of the workpiece before the workpiece is loaded into the holding unit. Because
The detection means includes
A table that supports the workpiece;
An imaging unit for imaging a workpiece supported by the table;
A rotating unit that rotates the table about a vertical direction as a rotation axis;
A rotary encoder that detects a rotational position of the rotating unit;
The support surface that supports the workpiece of the table is formed of a member that generates a frictional force that restricts displacement of the workpiece in the horizontal direction when the table is rotated by the rotating portion. Grinding equipment.
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