JP2013111714A

JP2013111714A - ウエーハの位置補正方法

Info

Publication number: JP2013111714A
Application number: JP2011261189A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Inoue; 高明井上
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2013-06-10
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: JP5800694B2

Abstract

【課題】簡単な方法でチャックテーブル上に搬入されたウエーハの中心とチャックテーブルの回転中心とを容易に一致させることのできるウエーハの位置補正方法を提供することである。
【解決手段】ウエーハの位置補正方法であって、撮像ユニットによってチャックテーブルに保持されたウエーハの外周縁の少なくとも３箇所を検出してウエーハの中心座標を算出し、ウエーハの中心座標とチャックテーブルの回転中心の座標との間の距離（ずれ量）を算出する。次いで、ウエーハの中心とチャックテーブルの回転中心を結ぶ直線がスピンドルの軸心の投影と一致するように、チャックテーブルを加工送り方向へ移動させるとともに所定角度を回転する。そして、チャックテーブルの負圧を解除してから、切削ブレードの先端をウエーハの側面に当接させた状態で切削ブレードを割り出し送り方向にずれ量分だけ移動し、ウエーハの中心とチャックテーブルの回転中心を一致させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、ウエーハの中心位置をウエーハを保持するチャックテーブルの回転中心に一致させるウエーハの位置補正方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが格子状に形成された分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置（ダイシング装置）によって分割予定ラインに切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に利用されている。

ところが、半導体デバイス製造プロセスの各製造工程間で半導体ウエーハを搬送等する際に、他部材との接触等が原因で半導体ウエーハの外周部に割れが生じる恐れがある。このため、半導体ウエーハの外周部には表面から裏面に至る円弧状の面取り加工が施されている。この面取り加工により、半導体ウエーハの外周部はＲ形状に形成されている。

このように円弧状の面取り部を外周に有する半導体ウエーハの裏面を研削してウエーハを薄くすると、面取り部に円弧面と研削面とによって形成されたナイフエッジ（庇）が残存して危険であるという問題がある。

更に、半導体ウエーハが薄くなるとウエーハの抗折強度も極端に低下してしまう。このため、外周部のナイフエッジに裏面研削中のストレスや後処理工程での衝撃がわずかでも加わると簡単にチッピングが発生し、チッピングが起点となり半導体ウエーハが割れ易くなってしまうという問題がある。

この問題を解決するために、特開２００３−２７３０５３号公報は、裏面研削を行う前に、予め半導体ウエーハの外周部を切削ブレードによって垂直切断或いは裏面から表面側に掛けて外側に傾斜するように傾斜切断しておく方法を提案している。

この方法により、裏面研削によって半導体ウエーハが薄くなっても、裏面のエッジ角を少なくとも９０度以上にして、外周部がナイフエッジ化することを防止できる。更に、研削時の負荷によって裏面側の外周部にチッピング等が生じることもない。

ところで、半導体ウエーハの外周部を切削ブレードによって円形に切断する際には、半導体ウエーハの中心とチャックテーブルの回転中心とが正確に一致していないと、外周部における被切削部分の幅が一定にならない。

しかしながら、搬送装置によって半導体ウエーハをチャックテーブル上に載置する際には、半導体ウエーハの中心とチャックテーブルの回転中心と完全に一致させることは非常に困難であり、一般的に、±１ｍｍ程度の位置精度の誤差がどうしても発生してしまう。

従って、半導体ウエーハの外周部の切削時に、チャックテーブルに対して半導体ウエーハが偏心して回転してしまうため、外周部における被切削部分の幅が一定にならない（即ち、半導体ウエーハの中心から同一距離にある円上を切削することができない）という問題があった。

そこで、半導体ウエーハの中心から同一距離にある円上を切削するため、切削加工中に切削ブレードを割り出し送り方向であるＹ軸方向に移動させて調整するという方法が開発された（特開２００６−９３３３３号公報参照）。

特開２００３−２７３０５３号公報特開２００６−９３３３３号公報

しかしながらこの方法は、切削ブレードや半導体ウエーハ及び切削装置の各軸に対し通常かからない方向に高負荷をかける加工であるため、切削ブレードの側面が削れて最終的には破損してしまったり、加工後の半導体ウエーハのエッジに割れが生じてしまうという問題があった。

更に、チャックテーブルのθ軸モータに高負荷がかかりすぎるという問題もあった。加工時間の短縮のため、Ｙ軸方向への移動速度を最大にせざるを得ないため、この問題は顕著であった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な方法でチャックテーブル上に搬入されたウエーハの中心とチャックテーブルの回転中心とを容易に一致させることのできるウエーハの位置補正方法を提供することである。

本発明によると、ウエーハを吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを回転するモータと、外周に切刃を備えた切削ブレードが先端部に装着されたスピンドルを回転させて該チャックテーブルに保持されたウエーハを切削加工する切削手段と、該チャックテーブルを加工送り方向に移動する加工送り手段と、該切削手段を加工送り方向と直交する割り出し送り方向に移動する割り出し送り手段と、該チャックテーブルにウエーハを搬送する搬送手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハの上面を撮像する撮像手段と、を備えた加工装置において、該チャックテーブル上に載置したウエーハの中心位置を該チャックテーブルの回転中心位置に一致させるウエーハの位置補正方法であって、該搬送手段によってウエーハを該チャックテーブルに搬送し、該チャックテーブルでウエーハを吸引保持するウエーハ保持ステップと、該撮像手段によって該チャックテーブルに保持されたウエーハの外周縁の少なくとも３箇所を検出してウエーハの中心座標を算出し、ウエーハの中心座標と該チャックテーブルの回転中心の座標とのずれ量を算出する算出ステップと、該算出ステップで算出されたウエーハの中心と該チャックテーブルの回転中心を結ぶ直線が該スピンドルの軸心の投影と一致するように、該加工送り手段を作動させて該チャックテーブルを加工送り方向へ移動させるとともに該モータを作動させて該チャックテーブルを回転させるずれ方向修正ステップと、該ずれ方向修正ステップ実施後、ウエーハを吸引保持している該チャックテーブルの負圧を解除する負圧解除ステップと、該負圧解除ステップを実施後、回転していない該切削ブレードの該切刃の下端の側面をウエーハの側面に接触させた状態で該割り出し送り手段を作動させて、該切削ブレードを割り出し送り方向に移動することでウエーハを前記ずれ量分移動させ、ウエーハの中心と該チャックテーブルの回転中心とを一致させる位置補正ステップと、を具備したことを特徴とするウエーハの位置補正方法が提供される。

本発明のウエーハの位置補正方法によると、装置の改造等を必要とせず、切削中に割り出し送り方向に切削ブレードを移動させる必要がないため、切削ブレードの偏磨耗や破損を防止することができる。

また、加工後の半導体ウエーハのエッジに割れが発生したりすることも防ぐことができる。更には、チャックテーブルのθ軸モータをはじめ、切削装置に無理な負荷を掛けるといった問題も解消される。

本発明のウエーハの位置補正方法を実施するのに適した切削装置の斜視図である。半導体ウエーハの表面側斜視図である。チャックテーブル上に載置されたウエーハの中心座標とチャックテーブルの回転中心の座標とのずれ方向及びずれ量を算出する算出ステップの説明図である。ウエーハの中心座標を算出するステップの説明図である。ずれ方向修正ステップの説明図である。位置補正ステップを説明する平面図である。位置補正ステップを説明する側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明のウエーハの位置補正方法を適用するのに適した切削装置２の斜視図が示されている。切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作パネル４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像ユニットによって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示モニタ６が設けられている。

切削装置２の切削対象である半導体ウエーハ１１は、図２に示すように、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数のストリート（分割予定ライン）１３が格子状に形成されているとともに、複数のストリート１３によって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９をその表面の平担部に備えている。半導体ウエーハ１１の外周部には円弧状の面取り部１１ｅが形成されている。２１はシリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチである。

図２に示した半導体ウエーハ（以下単にウエーハと略称することがある）１１は、図１に示したウエーハカセット８中に複数枚収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。

ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハ１１を搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入ユニット１０が配設されている。

ウエーハカセット８と搬出入ユニット１０との間には、搬出入対象のウエーハ１１が一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハ１１を一定の位置に位置合わせする位置合わせ機構１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハ１１を吸着して搬送する旋回アームを有する搬送ユニット１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されて位置合わせされたウエーハ１１は、搬送ユニット１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つ図示しない加工送り機構によりＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハ１１の切削すべき領域を検出するアライメントユニット２０が配設されている。

アライメントユニット２０は、ウエーハ１１の表面を撮像する撮像ユニット２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべき領域を検出することができる。撮像ユニット２２によって取得された画像は、表示モニタ６に表示される。

アライメントユニット２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハ１１に対して切削加工を施す切削ユニット２４が配設されている。切削ユニット２４はアライメントユニット２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削ユニット２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に外周に切刃を有する切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像ユニット２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。切削ユニット２４のＹ軸方向の移動は図示しない割り出し送り機構により達成される。

２７は切削加工の終了したウエーハ１１を洗浄するスピンナ洗浄ユニットであり、切削加工の終了したウエーハ１１は搬送ユニット２５によりスピンナ洗浄ユニット２７まで搬送され、スピンナ洗浄ユニット２７でスピン洗浄及びスピン乾燥される。

以下、主に図３乃至図７を参照して、本発明実施形態に係るウエーハの位置補正方法について説明する。ウエーハカセット８中に収容されているウエーハ１１は、搬出入ユニット１０によりウエーハカセット８から仮置き領域１２に引き出される。

仮置き領域１２で、位置合わせ機構１４により中心位置合わせが行われた後、搬送ユニット１６でウエーハ１１は吸着されてチャックテーブル１８上に載置される。ウエーハ１１をチャックテーブル１８上に載置した後、図７に示す吸引源３２にチャックテーブル１８を連通して、ウエーハ１１をチャックテーブル１８上に吸引保持する。

搬送ユニット１６はウエーハ１１の中心をチャックテーブル１８の回転中心に合致させてウエーハ１１をチャックテーブル１８上に載置するように設計されているが、通常±１ｍｍ程度の位置精度の誤差が発生してしまう。

図３はウエーハ１１がチャックテーブル１８上に偏心して載置された状態を誇張して示したものである。本発明実施形態のウエーハの位置補正方法では、まず撮像ユニット２２でウエーハ１１を撮像して、ウエーハ１１の外周縁の三箇所Ａ，Ｂ，Ｃを検出する。

そして、図４に示すように、Ａ点とＣ点とを結ぶ線分２３の垂直二等分線２９と、Ｂ点とＣ点とを結ぶ線分３１の垂直二等分線３３との交点を求めると、この交点がウエーハ１１の中心１１ｃとなる。

これにより、ウエーハ１１の中心１１ｃの座標を算出することができ、チャックテーブル１８の回転中心１８ｃの座標は既知であるから、ウエーハ１１の中心１１ｃのチャックテーブル１８の回転中心１８ｃからのずれ方向及びウエーハ１１の中心１１ｃとチャックテーブル１８の回転中心１８ｃとの間のずれ量（距離）３５を算出することができる。

次いで、ウエーハ１１の中心１１ｃのチャックテーブル１８の回転中心１８ｃからのずれ方向を修正するずれ方向修正ステップを実施する。このずれ方向修正ステップでは、図５に示すように、算出ステップで算出されたウエーハ１１の中心１１ｃとチャックテーブル１８の回転中心１８ｃを結ぶ線分３５が、スピンドル２６の軸心２６ａの投影と一致するように、加工送り機構を作動させてチャックテーブル１８を矢印Ｘ１方向又はその反対方向に移動させ、チャックテーブル１８のモータを作動させてチャックテーブル１８を矢印Ｒ１方向に回転させる。

次いで、図７に示すように、切替弁３０を切り替えてチャックテーブル１８の吸引源３２との接続を遮断し、チャックテーブル１８の負圧を解除する。そして、切削ブレード２８を矢印Ｚ１方向に下降させて、切削ブレード２８の切刃の下端の側面を負圧が解除されたウエーハ１１の側面に接触させる。

この状態で、割り出し送り機構を作動して、切削ブレード２８を矢印Ｙ１方向に算出されたウエーハ１１の中心１１ｃとチャックテーブル１８の回転中心１８ｃとのずれ量３５分だけ移動して、ウエーハ１１の中心１１ｃとチャックテーブル１８の回転中心１８ｃとを一致させる（位置補正ステップ）。

このようにウエーハ１１の中心１１ｃをチャックテーブル１１の回転中心１８ｃに合致させた後、切替弁３０を切り替えてチャックテーブル１８を吸引源３２に連通し、ウエーハ１１をチャックテーブル１８で吸引保持する。

次いで、撮像ユニット２２でウエーハ１１を再び撮像して、ウエーハ１１の外周部分を円形に切削加工する加工領域を検出した後、加工送り機構を作動してウエーハ１１の切削開始点を切削ブレード２８の直下に位置付け、高速で回転する切削ブレード２８でウエーハ１１に所定量切り込みながらチャックテーブル１８を低速で回転することにより、ウエーハ１１の面取り部１１ｅを円形に切削加工する。

上述した実施形態のウエーハの位置補正方法によると、簡単な方法でチャックテーブル１８上に載置されたウエーハ１１の中心１１ｃをチャックテーブル１８の回転中心１８ｃに合致させることができる。

よって、ウエーハ１１の外周部を円形に切削中にＹ軸方向に切削ブレード２８を移動させる必要がなく、切削ブレード２８の偏磨耗や破損を防ぐことができる。また、チャックテーブル１８を回転するモータ及び切削装置２の他の機構部分に無理な負荷をかけるといった問題も解消できる。

２切削装置
１１半導体ウエーハ
１１ｃウエーハの中心
１１ｅ面取り部
１７デバイス領域
１８チャックテーブル
１８ｃチャックテーブルの回転中心
１９外周余剰領域
２２撮像ユニット
２４切削ユニット
２８切削ブレード
３５ずれ量

Claims

ウエーハを吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを回転するモータと、外周に切刃を備えた切削ブレードが先端部に装着されたスピンドルを回転させて該チャックテーブルに保持されたウエーハを切削加工する切削手段と、該チャックテーブルを加工送り方向に移動する加工送り手段と、該切削手段を加工送り方向と直交する割り出し送り方向に移動する割り出し送り手段と、該チャックテーブルにウエーハを搬送する搬送手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハの上面を撮像する撮像手段と、を備えた加工装置において、該チャックテーブル上に載置したウエーハの中心位置を該チャックテーブルの回転中心位置に一致させるウエーハの位置補正方法であって、
該搬送手段によってウエーハを該チャックテーブルに搬送し、該チャックテーブルでウエーハを吸引保持するウエーハ保持ステップと、
該撮像手段によって該チャックテーブルに保持されたウエーハの外周縁の少なくとも３箇所を検出してウエーハの中心座標を算出し、ウエーハの中心座標と該チャックテーブルの回転中心の座標とのずれ量を算出する算出ステップと、
該算出ステップで算出されたウエーハの中心と該チャックテーブルの回転中心を結ぶ直線が該スピンドルの軸心の投影と一致するように、該加工送り手段を作動させて該チャックテーブルを加工送り方向へ移動させるとともに該モータを作動させて該チャックテーブルを回転させるずれ方向修正ステップと、
該ずれ方向修正ステップ実施後、ウエーハを吸引保持している該チャックテーブルの負圧を解除する負圧解除ステップと、
該負圧解除ステップを実施後、回転していない該切削ブレードの該切刃の下端の側面をウエーハの側面に接触させた状態で該割り出し送り手段を作動させて、該切削ブレードを割り出し送り方向に移動することでウエーハを前記ずれ量分移動させ、ウエーハの中心と該チャックテーブルの回転中心とを一致させる位置補正ステップと、
を具備したことを特徴とするウエーハの位置補正方法。