JP2019192854A - 保持テーブル及び加工装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】保持テーブルで保持したウェーハを撮像してウェーハの外周縁の位置を検出する場合に、形成された撮像画像においてハレーションを発生させないようにしてウェーハの外周縁を正確に検出できるようにする。【解決手段】ウェーハＷを吸引保持する保持面３００ａを有した保持部３００と、保持部３００を囲繞する枠体３０１と、を備え、枠体３０１の内径は保持するウェーハＷの外径よりも小さく、且つ、枠体３０１の外径は保持するウェーハＷの外径よりも大きく形成されるとともに、枠体３０１の上面３０１ａは保持するウェーハＷの上面Ｗａよりも低反射に形成された、保持テーブル３０である。【選択図】図２

Description

本発明は、ウェーハを保持する保持テーブル及び保持テーブルで保持したウェーハを加工する加工装置に関する。
半導体製造プロセスにおけるウェーハの研削において、例えば、外周部分が丸く面取りされたウェーハを研削して薄化すると、ウェーハの外周部は、外周部に向かって尖ったエッジ状に形成される。そして、この尖ったエッジによりウェーハの外周の強度が低下する問題がある。これを防ぐために、ウェーハを薄化する前に、ウェーハの外周部分を切削によりトリミングすることで、薄化後のウェーハに尖ったエッジが形成されないようにする方法（例えば、特許文献１参照）がある。
上記のようなエッジトリミング加工に際しては、吸引力が伝達される保持部と保持部を支持する枠体とを備える保持テーブルでウェーハを吸引保持する。そして、保持されたウェーハを上方からカメラで撮像して、形成された撮像画像を基にしてウェーハの外周縁の位置を検出するエッジアライメントを行っている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−１７３９６１号公報 特開２０１１−２４９５７２号公報
しかし、エッジトリミング装置の保持テーブルは枠体が金属で出来ており、ウェーハの撮像に際してウェーハに光を投光して撮像を行うと、形成された撮像画像において、ウェーハの上面も枠体もハレーションしてしまい、ウェーハの外周縁を正確に検出できないという問題がある。
よって、保持テーブルで保持したウェーハを撮像してウェーハの外周縁の位置を検出する場合には、形成された撮像画像においてハレーションを発生させないようにしてウェーハの外周縁を正確に検出できるようにするという課題がある。
上記課題を解決するための本発明は、ウェーハを保持する保持テーブルであって、ウェーハを吸引保持する保持面を有した保持部と、該保持部を囲繞する枠体と、を備え、該枠体の内径は保持するウェーハの外径よりも小さく、且つ、該枠体の外径は保持するウェーハの外径よりも大きく形成されるとともに、該枠体の上面は保持するウェーハの上面よりも低反射に形成された、保持テーブルである。
また、上記課題を解決するための本発明は、前記保持テーブルを備えた加工装置であって、該保持テーブルの保持面に対面して配設され、該保持テーブルで保持されたウェーハの外周縁を撮像する撮像手段と、該保持面に対面して配設され、該保持テーブルで保持されたウェーハの外周縁に光を投光する照明手段と、該保持テーブルで保持されたウェーハを加工する加工手段と、を備えた加工装置である。
本発明に係る保持テーブルは、ウェーハを吸引保持する保持面を有した保持部と、保持部を囲繞する枠体と、を備え、枠体の内径は保持するウェーハの外径よりも小さく、且つ、枠体の外径は保持するウェーハの外径よりも大きく形成されるとともに、枠体の上面は保持するウェーハの上面よりも低反射に形成されているため、ウェーハに光を投光して撮像を行うと、ハレーションが起きずにウェーハと枠体とが明確に区別可能に撮像される。即ち、形成された撮像画像において、例えば、ウェーハのみが白く写り、枠体は黒く写るため、ウェーハの外周縁を正確に検出できる。
本発明に係る加工装置は、上記保持テーブルを備え、保持テーブルの保持面に対面して配設され、保持テーブルで保持されたウェーハの外周縁を撮像する撮像手段と、保持面に対面して配設され、保持テーブルで保持されたウェーハの外周縁に光を投光する照明手段と、保持テーブルで保持されたウェーハを加工する加工手段と、を備えているため、取得したハレーションの無い撮像画像からウェーハの外周縁を正確に検出し、検出したウェーハの外周縁の正確な位置に基づいてウェーハと加工手段との位置合わせを適切に行って各種の加工を行うことが可能となる。
加工装置（エッジトリミング装置）の一例を示す斜視図である。 保持テーブルとウェーハとを示す斜視図である。 保持テーブルで保持されたウェーハの外周縁に照明手段から光を投光し、保持テーブルで保持されたウェーハの外周縁を撮像手段で撮像している状態を示す断面図である。 保持テーブルで保持されたウェーハを加工手段でエッジトリミングしている状態を示す断面図である。 加工装置（研削装置）の別例を示す斜視図である。 保持テーブルで保持されたウェーハを加工手段で研削している状態を示す斜視図である。
（１）加工装置の実施形態１
図１に示す加工装置２（以下、実施形態１の加工装置２とする）は、保持テーブル３０によって吸引保持されたウェーハＷに対して、加工手段６２でエッジトリミング加工を施す装置である。
図１、２に示すウェーハＷは、例えば、シリコンを母材とする外形が円形の半導体ウェーハであり、その表面Ｗａには、デバイス領域Ｗａ１と、デバイス領域Ｗａ１を囲繞する外周余剰領域Ｗａ２とが設けられている。外周余剰領域Ｗａ２は、図２において、ウェーハＷの表面Ｗａ中の二点鎖線で示す仮想線Ｌ１よりも外側の領域である。デバイス領域Ｗａ１は、直交差する複数の分割予定ラインＳで格子状に区画されており、格子状に区画された各領域にはＩＣ等のデバイスＤがそれぞれ形成されている。図１において下方を向いているウェーハＷの裏面Ｗｂは、図示しない保護テープが貼着されて保護されている。ウェーハＷの外周縁Ｗｄは、例えば面取り加工されており断面が略円弧状になっている。
なお、ウェーハＷはシリコン以外にガリウムヒ素、サファイア、窒化ガリウム又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよいし、デバイスＤが形成される前のウェーハであってもよい。また、ウェーハＷは、ウェーハＷよりも大径の図示しない保護テープを介して環状フレームに支持され、環状フレームを用いたハンドリングが可能な状態になっていてもよい。
図１に示す加工装置２の基台２０上の−Ｙ方向側の一角には、カセット載置台２１０が設置されており、カセット載置台２１０は、その下方に配設された図示しない昇降エレベータによりＺ軸方向に上下動可能となっている。ウェーハＷを複数枚収容したカセット２１１がカセット載置台２１０上に載置された状態で、昇降エレベータによりカセット載置台２１０が昇降されることでカセット２１１からウェーハＷを出し入れする際の高さ位置が調整される。
図１に示すように、基台２０上のカセット２１１の＋Ｙ方向側の搬入出口２１１ｄに対面する位置には、後述するプッシュプル２１２によりカセット２１１から引き出されたウェーハＷを一定の位置に位置合わせするセンタリングガイド２１３が配設されている。センタリングガイド２１３は、断面がＬ字状に形成されＹ軸方向に延在する各ガイドレールを備えており、各ガイドレールは、Ｘ軸方向に相互に離間又は接近可能であり、段状のガイド面（内側面）が対向するように配置されている。保持テーブル３０にウェーハＷが搬入される際には、プッシュプル２１２によりカセット２１１からウェーハＷが引き出されてセンタリングガイド２１３に載置される。また、加工され洗浄されたウェーハＷは、図示しない搬送手段によりセンタリングガイド２１３に載置されてから、プッシュプル２１２によりカセット２１１に押し入れられる。
環状フレームＦを上下方向から把持した状態で加工前のウェーハＷをカセット２１１から引き出すプッシュプル２１２は、Ｙ軸方向に往復移動可能となっている。
ウェーハＷを複数枚収容可能な図１に示すカセット２１１は、所定の間隔をおいてＸ軸方向に平行に配設された第１の側板２１１ａおよび第２の側板２１１ｂと、第１の側板２１１ａおよび第２の側板２１１ｂの上部側を連結する連結部材２１１ｃとを備えている。
カセット２１１の正面側（＋Ｙ方向側）は、ウェーハＷを出し入れする搬入出口２１１ｄとなっている。第１の側板２１１ａおよび第２の側板２１１ｂの内側面には、Ｙ軸方向に水平に延びる複数の棚板２１１ｅがＺ軸方向に所定の間隔を保って固定されており、複数の棚板２１１ｅにより、第１の側板２１１ａおよび第２の側板２１１ｂにウェーハＷを支持する収容棚が複数形成される。第１の側板２１１ａおよび第２の側板２１１ｂの内側面後部側（−Ｙ方向側）には、ストッパー２１１ｆがそれぞれ取り付けられており、ストッパー２１１ｆは、ウェーハＷが搬入出口２１１ｄから棚板２１１ｅに沿ってカセット２１１内に水平に挿入された際に、カセット２１１の背面側から飛び出すのを防ぐ。
保持テーブル３０は、カバー３１によって周囲から囲まれ、カバー３１の下方に配設された図示しない回転手段によりＺ軸方向の軸心周りに回転可能に支持されている。カバー３１には、Ｘ軸方向に伸縮する蛇腹カバー３１１が連結しており、カバー３１及び蛇腹カバー３１１の下方には、保持テーブル３０を切削送り方向（Ｘ軸方向）に往復移動させる図示しない切削送り手段が配設されている。切削送り手段は、モータによりボールネジを回動させることで保持テーブル３０を切削送りするボールネジ機構である。
図２に示す保持テーブル３０は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材などからなりウェーハＷを吸着する保持部３００と、保持部３００を囲繞して支持する枠体３０１とを備える。保持部３００は、真空発生装置等の吸引源３９に吸引路３８０及び吸引路３８０上に配設されたソレノイドバルブ３８を介して連通する。ソレノイドバルブ３８が開かれた状態で吸引源３９が作動することで、吸引源３９が生み出す吸引力が保持部３００の露出面であり枠体３０１の略平坦な上面３０１ａと面一に形成されている保持面３００ａに伝達され、保持テーブル３０は保持面３００ａ上でウェーハＷを吸引保持する。
図２に示すように、枠体３０１の内径は保持するウェーハＷの外径よりも小さく、且つ、枠体３０１の外径は保持するウェーハＷの外径よりも大きく形成されている。したがって、ウェーハＷの中心が保持テーブル３０の回転中心におおよそ合致するようにウェーハＷが保持テーブル３０上に載置されると、ウェーハＷは保持面３００ａ全面を覆うと共に、枠体３０１の上面３０１ａ上にも外周縁Ｗｄがはみ出した状態になる。
枠体３０１の上面３０１ａは保持するウェーハＷの上面Ｗａ（表面Ｗａ）よりも低反射に形成されている。即ち、ウェーハＷの表面Ｗａが光を反射する銀色等の鏡面となっているのに対して、枠体３０１の上面３０１ａは、例えば光を吸収する黒色面となっている。
枠体３０１の上面３０１ａを黒色面にするには、例えばＳＵＳ等の金属からなる枠体３０１の上面を、予め保持部３００の保持面３００ａよりも少しだけ低く形成しておき、枠体３０１の上面に非水溶性の黒色塗料を塗布、黒色メッキ処理、又は黒色蒸着処理等して黒色膜を形成し保持面３００ａと面一の上面３０１ａとする。黒色塗料を塗布する等の代わりに、黒色の高分子樹脂フィルム（光反射防止フィルム）を枠体３０１の上面に貼着して、保持面３００ａと面一の上面３０１ａとしてもよい。
枠体３０１の上面３０１ａのみを黒色面とするのではなく、枠体３０１全体を黒色のセラミックスで形成することで、枠体３０１の全面が黒色面となっていてもよい。
図１に示すように、基台２０上のセンタリングガイド２１３の近傍には、洗浄手段２１９が配設されている。洗浄手段２１９は、例えば、枚葉式のスピンナー洗浄装置であり、図示しない搬送手段によって保持テーブル３０から搬送されてきたエッジトリミング済みのウェーハＷを洗浄する。
図１に示すように、保持テーブル３０の移動経路脇には、Ｘ軸方向とＺ軸方向とに直交するＹ軸方向に加工手段６２を往復移動させる割り出し送り手段６０が配設されている。割り出し送り手段６０は、モータ６００がＹ軸方向に延在する図示しないボールネジを回動させることで、切り込み送り手段６１を介して加工手段６２が配設され内部のナットがボールネジに螺合する可動板６０１がＹ軸方向に移動し、これに伴い、加工手段６２がＹ軸方向に割り出し送りされる。
加工手段６２は、可動板６０１上に配設された切り込み送り手段６１によって、Ｚ軸方向（鉛直方向）に往復移動可能となっている。切り込み送り手段６１は、鉛直方向の軸心を有するボールネジ６１０と、ボールネジ６１０と平行に配設された一対のガイドレール６１１と、ボールネジ６１０の上端に連結しボールネジ６１０を回動させるモータ６１２と、内部のナットがボールネジ６１０に螺合し側部がガイドレール６１１に摺接する昇降部材６１３とを備えており、モータ６１２がボールネジ６１０を回動させると、これに伴い昇降部材６１３がガイドレール６１１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、昇降部材６１３に固定された加工手段６２がＺ軸方向に切り込み送りされる。
加工手段６２は、軸方向がＹ軸方向であるスピンドル６２０と、昇降部材６１３の側面に固定されスピンドル６２０を回転可能に支持するハウジング６２１と、スピンドル６２０を回転させる図示しないモータと、スピンドル６２０の先端に装着された切削ブレード６２３とを備えており、モータがスピンドル６２０を回転駆動することに伴い切削ブレード６２３が回転する。
図１に示すように、切削ブレード６２３をＹ軸方向両側から挟むようにして２本の切削水ノズル６２４が配設されている。切削水ノズル６２４の切削ブレード６２３に相対する位置には、切削水噴射口が複数Ｘ軸方向に整列して設けられており、切削水噴射口によって側方から切削水が噴射されて、切削ブレード６２３とウェーハＷとの接触部位の洗浄・冷却が行われる。また、切削水ノズル６２５が、切削ブレード６２３の外周方向から切削ブレード６２３に向かって切削水を噴射できるように配設されている。
加工装置２は、Ｚ軸方向において保持テーブル３０の保持面３００ａに対面して配設され、保持テーブル３０で保持されたウェーハＷの外周縁Ｗｄを撮像する撮像手段８１と、Ｚ軸方向において保持面３００ａに対面して配設され、保持テーブル３０で保持されたウェーハＷの外周縁Ｗｄに光を投光する照明手段８２と、を備えている。
撮像手段８１及び照明手段８２は、例えば、加工手段６２の近傍、即ち、ハウジング６２１の側面に取付部材８３を介して配設されており、加工手段６２と共にＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。なお、撮像手段８１及び照明手段８２の配設位置は、図１に示す例に限定されるものではない。
図３に示すように、撮像手段８１は、例えば、外部光が遮光される直方体状の筐体８１０を備えており、筐体８１０の側面には照明手段８２が取り付けられている。照明手段８２は、例えば、図示しない光源としてＬＥＤ又はキセノンランプ等を備えている。照明手段８２が生み出す光は、光ファイバー等の伝送光学系８２１により筐体８１０内部に伝搬される。照明手段８２が発する光の光量は、図示しない調整器等によって調整できる。
撮像手段８１は、筐体８１０内に配設され照明手段８２が発する光を下方に向けて反射して方向変換するハーフミラー８１１と、筐体８１０内のハーフミラー８１１の下側に配設されハーフミラー８１１で反射した光が入光する図示しない対物レンズと、ハーフミラー８１１の上側に配設されウェーハＷで反射され対物レンズが捉えた反射光を光電変換して画像情報として出力する受光部８１２と、を備えている。受光部８１２は、例えば、ＣＣＤ等の複数の受光素子が水平に並んで構成されている。受光素子の各画素が反射光の強さによって伝えるデータは、例えば、輝度値が８ビット階調、即ち、０〜２５５までの２５６通りで表現される。
図１に示すように、加工装置２は、装置全体の制御を行う制御手段９を備えている。ＣＰＵとメモリ等の記憶素子等で構成される記憶部９０とを備える制御手段９は、割り出し送り手段６０、切り込み送り手段６１、及び撮像手段８１等に電気的に接続されており、制御手段９の下で、割り出し送り手段６０による加工手段６２の割り出し送り動作、切り込み送り手段６１による加工手段の切り込み送り動作が制御され、また、撮像手段８１が形成した撮像画像に基づくエッジアライメントが実施される。
以下に、図１に示す加工装置２によりウェーハＷの外周縁Ｗｄをエッジトリミングする場合について説明する。
まず、ウェーハＷを複数枚収容したカセット２１１が、図１に示すカセット載置台２１０に載置され、その後、昇降エレベータによりカセット２１１の高さ調整が行われる。
次に、プッシュプル２１２によりウェーハＷがカセット２１１から１枚引き出され、センタリングガイド２１３上にウェーハＷが載置される。そして、センタリングガイド２１３の一対のガイドレールが、Ｘ軸方向に相互に接近しウェーハＷのセンタリングを行う。
図示しない搬送手段がセンタリングガイド２１３上のウェーハＷをピックアップして、保持テーブル３０まで搬送する。そして、ウェーハＷの中心と保持テーブル３０の保持面３００ａの中心とが略合致するようにして、ウェーハＷが上面Ｗａを上側に向けた状態で保持面３００ａと枠体３０１の上面３０１ａとに跨って載置される。そして、図２に示す吸引源３９が駆動して生み出される吸引力が保持面３００ａに伝達され、保持テーブル３０が保持面３００ａ上でウェーハＷを吸引保持する。
図示しない切削送り手段が保持テーブル３０をＸ軸方向に移動させるとともに、割り出し送り手段６０が撮像手段８１をＹ軸方向に移動させて、図３に示すように、撮像手段８１の撮像領域内にウェーハＷの外周縁Ｗｄと枠体３０１の上面３０１ａとが収まるように保持テーブル３０が所定位置に位置付けられる。撮像手段８１のピントがウェーハＷの上面Ｗａに合うようにオートフォーカスが行われた後、撮像手段８１によりウェーハＷの外周縁Ｗｄの撮像が行われる。
即ち、照明手段８２の光源が所定光量の光を発し、光源から発せられた光が、伝送光学系８２１を通り筐体８１０内に至り、ハーフミラー８１１で反射し、図示しない対物レンズを介してウェーハＷの上面Ｗａの外周縁Ｗｄ及び枠体３０１の上面３０１ａに投光される。そして、ウェーハＷからの反射光が、図示しない対物レンズで捉えられ受光部８１２の受光素子に入射する。一方、枠体３０１の上面３０１ａはウェーハＷの上面Ｗａよりも低反射の黒色面に形成されているため、上面３０１ａからの反射光はほとんどなく受光部８１２にも入射しない。
なお、ウェーハＷが、ウェーハＷよりも大径の保護テープを介して環状フレームに支持され、環状フレームを用いたハンドリングが可能な状態になっている場合には、保護テープは透明なテープであるとよい。この場合には、透明な保護テープの環状フレームの内周縁とウェーハＷの外周縁Ｗｄとの間の領域の下方に、枠体３０１の黒色の上面３０１ａが透けて見える状態になるため、上記と同様の撮像が可能となる。
撮像手段８１から図１に示す制御手段９に撮像画像情報が送られる。撮像手段８１が得た画像では、受光部８１２の各受光素子において、ウェーハＷに対応する受光素子は受光量が多くその輝度値が２５５に近づいて白色に近づき、枠体３０１の上面３０１ａに対応する受光素子は受光量が非常に少なくその輝度値が０に近づいて黒色に近づく。制御手段９は、例えば、図１、３に示す画像処理部９２を備えており、画像処理部９２は送られてきた撮像画像情報に対して、光の輝度値が所定の閾値を越えた部分を白とし、光の輝度値が所定の閾値以下の部分を黒とする２値化処理を行う。なお、画像処理部９２による２値化処理は行われなくてもよい。
そして、２値化処理後の撮像画像Ｇは、所定の解像度の仮想的な出力画面Ｂ（Ｘ軸Ｙ軸直交座標系）上に表示される。
本発明に係る保持テーブル３０は、ウェーハＷを吸引保持する保持面３００ａを有した保持部３００と、保持部３００を囲繞する枠体３０１と、を備え、枠体３０１の内径は保持するウェーハＷの外径よりも小さく、且つ、枠体３０１の外径は保持するウェーハＷの外径よりも大きく形成されるとともに、枠体３０１の上面３０１ａは保持するウェーハＷの上面Ｗａよりも低反射に形成されているため、ウェーハＷに照明手段８２から光を投光して撮像を行うと、図３に示す形成された撮像画像Ｇは、ハレーションが起きておらずウェーハＷと枠体３０１とが明確に区別可能に表示される。即ち、形成された撮像画像Ｇにおいて、例えば、ウェーハＷのみが白く写り、枠体３０１は黒く写るため、ウェーハＷの外周縁Ｗｄを正確に検出できる。
制御手段９は、ウェーハＷの外周縁Ｗｄを正確に表示する撮像画像Ｇを基にして、撮像画像Ｇ中のウェーハＷの外周縁Ｗｄ上の一点であるエッジ座標Ｐの座標位置を決定し、図１に示す記憶部９０にエッジ座標Ｐの座標位置を記憶する。
上記のような撮像画像Ｇの形成及びエッジ座標Ｐの決定が、少なくともウェーハＷの外周縁Ｗｄの離間した２箇所でさらに行われ、エッジ座標Ｐを含む少なくとも３点のエッジ座標を制御手段９が決定して記憶部９０に記憶する。さらに、３点のエッジ座標に基づく幾何学的演算処理を制御手段９が実施して、保持テーブル３０に保持されたウェーハＷの中心点の座標位置が求められる。
制御手段９は保持テーブル３０の保持面３００ａの中心の座標位置を常に把握しているため、保持テーブル３０に保持されたウェーハＷの中心点の座標位置が求められたことで、ウェーハＷの中心点と保持テーブル３０の保持面３００ａの中心とのズレ量を制御手段９が認識できる。したがって、例えば、該ズレ量を補正した加工手段６２の適切な割り出し送り量等を制御手段９は決定できる（所謂、エッジアライメントが実施可能となる）。
例えば、上記のようにウェーハＷの外周縁Ｗｄのエッジ座標Ｐの座標位置が検出された後、保持テーブル３０が所定の切削送り速度で−Ｘ方向に切削送りされて、保持テーブル３０に保持されたウェーハＷが、図４に示すように加工手段６２の下方に位置付けられる。そして、エッジアライメントが行われて、割り出し送り手段６０が、ウェーハＷの外周縁Ｗｄのエッジ座標Ｐの座標位置を基準として、加工手段６２をＹ軸方向に移動させ、ウェーハＷの外周縁Ｗｄから所定距離だけ径方向内側の位置に切削ブレード６２３を位置付ける。即ち、例えば、切削ブレード６２３の端面の約２／３が、ウェーハＷの外周縁Ｗｄを含むウェーハＷの外周余剰領域Ｗａ２に接触するように切削ブレード６２３が位置付けられる。
なお、エッジアライメントは、上記のようなウェーハＷの外周縁Ｗｄのエッジ座標Ｐの座標位置を基として該座標位置から所定距離径方向内側に離れた位置を切削ブレード６２３の位置付け位置と定める手法では無く、予め認識されているウェーハＷの半径の値を用いて、ウェーハＷの中心点の座標位置から所定距離径方向外側に離れた位置を切削ブレード６２３の位置付け位置と定める手法であってもよい。
次いで、図示しないモータがスピンドル６２０を＋Ｙ方向側から見て反時計回り方向に高速回転させることで、スピンドル６２０に固定された切削ブレード６２３を＋Ｙ方向側から見て反時計回り方向に高速回転させる。さらに、図１に示す切り込み送り手段６１が−Ｚ方向に加工手段６２を下降させ、切削ブレード６２３をウェーハＷの上面Ｗａから所定深さ切り込ませる。切削ブレード６２３の切り込み深さは、例えば、ウェーハＷのトリミング加工後に実施する研削加工におけるウェーハＷの研削量等に基づいて決定される。切削ブレード６２３を所定の高さ位置まで切り込み送りした後、切削ブレード６２３を高速回転させ続けた状態で、保持テーブル３０を＋Ｚ方向側から見て反時計方向に３６０度回転させることで、ウェーハＷの外周縁Ｗｄ全周を切削しトリミングする。
本発明に係る加工装置２は、保持テーブル３０を備え、保持テーブル３０の保持面３００ａに対面して配設され、保持テーブル３０で保持されたウェーハＷの外周縁Ｗｄを撮像する撮像手段８１と、保持面３００ａに対面して配設され、保持テーブル３０で保持されたウェーハＷの外周縁Ｗｄに光を投光する照明手段８２と、保持テーブル３０で保持されたウェーハＷを加工する加工手段６２と、を備えているため、取得したハレーションの無い撮像画像ＧからウェーハＷの外周縁Ｗｄを正確に検出し、検出したウェーハＷの外周縁Ｗｄの正確な座標位置に基づいてウェーハＷと加工手段６２との位置合わせ（エッジアライメント）を適切に行ってエッジトリミング加工を行うことが可能となる。
（２）加工装置の実施形態２
図５に示す加工装置１（以下、実施形態２の加工装置１とする）は、保持テーブル３０によって吸引保持されたウェーハＷに研削加工を施す装置である。
研削されるウェーハＷは、例えば、先に説明した図２に示すウェーハＷと同一のものである。なお、図５において上方を向いているウェーハＷの表面Ｗａは、保護テープＴが貼着されて保護される。
加工装置１のＸ軸方向に延びるベース１０の前方側（−Ｘ方向側）には、オペレータが加工装置１に対して加工条件等を入力するための入力手段１１０が配設されている。また、ベース１０上の前方側には、研削前のウェーハＷを収容する第一のカセット１１１及び研削済みのウェーハＷを収容する第二のカセット１１２が配設されている。第一のカセット１１１と第二のカセット１１２との間には、第一のカセット１１１から研削前のウェーハＷを搬出すると共に、研削済みのウェーハＷを第二のカセット１１２に搬入する多関節アームを備えるロボット１１３が配設されている。
ロボット１１３の可動域には、加工前のウェーハＷを仮置きする仮置きテーブル１１４が設けられており、仮置きテーブル１１４には位置合わせ手段１１５が配設されている。位置合わせ手段１１５は、第一のカセット１１１から搬出され仮置きテーブル１１４に載置されたウェーハＷを、縮径する位置合わせピンでセンタリングする。
ロボット１１３の可動域には、研削済みのウェーハＷを洗浄する洗浄手段１１６が配設されている。洗浄手段１１６は、例えば、枚葉式のスピンナー洗浄装置である。
位置合わせ手段１１５の近傍には第一の搬送手段１１７が配設され、洗浄手段１１６の近傍には第二の搬送手段１１８が配設されている。軸部１１７ａにより水平に旋回移動可能でかつ上下動可能である第一の搬送手段１１７は、仮置きテーブル１１４に載置されセンタリングされた研削前のウェーハＷを保持テーブル３０に搬送し、第二の搬送手段１１８は、保持テーブル３０に保持された研削済みのウェーハＷを洗浄手段１１６に搬送する。
保持テーブル３０は、カバー３１によって周囲から囲まれ、カバー３１の下方に配設された図示しない回転手段によりＺ軸方向の軸心周りに回転可能に支持されている。カバー３１には、Ｘ軸方向に伸縮する蛇腹カバー３１１が連結しており、カバー３１及び蛇腹カバー３１１の下方には、保持テーブル３０をＸ軸方向に往復移動させる図示しないＸ軸方向移動手段が配設されている。Ｘ軸方向移動手段は、モータによりボールネジを回動させることで保持テーブル３０を移動させるボールネジ機構である。
加工装置１の後方側（＋Ｘ方向側）には、コラム１２が立設されており、コラム１２の前面には加工手段７を保持テーブル３０に対して離間又は接近する鉛直方向（Ｚ軸方向）に研削送りする研削送り手段１５が配設されている。研削送り手段１５は、鉛直方向の軸心を有するボールネジ１５０と、ボールネジ１５０と平行に配設された一対のガイドレール１５１と、ボールネジ１５０の上端に連結しボールネジ１５０を回動させるモータ１５２と、内部のナットがボールネジ１５０に螺合し側部がガイドレール１５１に摺接する昇降板１５３とを備えており、モータ１５２がボールネジ１５０を回動させると、これに伴い昇降板１５３がガイドレール１５１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、昇降板１５３に固定された加工手段７がＺ軸方向に研削送りされる。
加工手段７は、軸方向が鉛直方向であるスピンドル７０と、スピンドル７０を回転可能に支持するハウジング７１と、スピンドル７０を回転駆動するモータ７２と、スピンドル７０の下端に接続された円形状のマウント７３と、マウント７３の下面に着脱可能に接続された研削ホイール７４とを備える。そして、図６に示すように、研削ホイール７４は、ホイール基台７４０と、ホイール基台７４０の底面の外縁部に環状に配設された略直方体形状の複数の研削砥石７４１とを備える。研削砥石７４１は、例えば、レジンボンドやメタルボンド等でダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。環状に配列された研削砥石７４１は、例えば、その最外周の直径がウェーハＷのデバイス領域Ｗａ１の半径より大きくデバイス領域Ｗａ１の直径より小さくなるように、かつ、その最内周の直径がデバイス領域Ｗａ１の半径より小さくなるように形成されている。
スピンドル７０内部には、研削水の通り道となる図示しない流路がスピンドル７０の軸方向に貫通して形成されている。この流路はマウント７３を通り、ホイール基台７４０の底面において研削砥石７４１に向かって研削水を噴出できるように開口している。
加工装置１は、図１に示す実施形態１の加工装置２と同様に、撮像手段８１と、照明手段８２と、を備えている。撮像手段８１及び照明手段８２は、例えば、保持テーブル３０の移動経路上に配設されており、本実施形態においては、第一の搬送手段１１７の軸部１１７ａに水平に連結するアーム８４の先端に固定されている。
なお、撮像手段８１及び照明手段８２の配設箇所は上記例に限定されず、撮像手段８１及び照明手段８２は第一の搬送手段１１７とは独立して移動可能であってもよい。
加工装置２は、装置全体の制御を行う制御手段９を備えており、制御手段９の下で、図示しないＸ軸方向移動手段による保持テーブル３０の移動動作、研削送り手段１５による加工手段７の研削送り動作が制御され、また、撮像手段８１が形成した撮像画像に基づくエッジアライメントが実施される。制御手段９は、記憶部９０及び画像処理部９２を備えている。
以下に、図５に示す加工装置１によりウェーハＷの裏面Ｗｂを研削する場合について説明する。本研削加工は、ウェーハＷを極薄に研削しつつハンドリング性を向上させるための研削加工（所謂、ＴＡＩＫＯ研削加工）であり、表面Ｗａのデバイス領域Ｗａ１に対応するウェーハＷの裏面Ｗｂ中の領域を研削し円形状の凹部を形成し、外周余剰領域Ｗａ２に対応するウェーハＷの裏面Ｗｂの領域に補強用の環状の凸部を形成するものである。
まず、第一のカセット１１１内から保護テープＴが貼着されたウェーハＷが一枚、ロボット１１３により搬出される。次いで、ロボット１１３が仮置きテーブル１１４上にウェーハＷを裏面Ｗｂ側を上にした状態で載置する。そして、位置合わせ手段１１５の各位置合わせピンが、ウェーハＷの外周縁Ｗｄを押してその位置を修正し、ウェーハＷをセンタリングする。
センタリングされた状態のウェーハＷは第一の搬送手段１１７により吸着されて、仮置きテーブル１１４から搬出される。ウェーハＷを吸着保持した第一の搬送手段１１７が旋回移動して、第一の搬送手段１１７によって、ウェーハＷの中心と保持テーブル３０の保持面３００ａの中心とが略合致するようにして、ウェーハＷが裏面Ｗｂを上側に向けた状態で保持面３００ａと枠体３０１の上面３０１ａとに跨って載置されてから、保持テーブル３０が保持面３００ａ上でウェーハＷを吸引保持する。
図示しないＸ軸方向移動手段が保持テーブル３０をＸ軸方向に移動させるとともに、軸部１１７ａが回転するのに伴ってアーム８４が旋回移動して、撮像手段８１の撮像領域内にウェーハＷの外周縁Ｗｄと枠体３０１の上面３０１ａとが収まるように保持テーブル３０が所定位置に位置付けられる。撮像手段８１のピントがウェーハＷの裏面Ｗｂに合うようにオートフォーカスが行われた後、撮像手段８１によりウェーハＷの外周縁Ｗｄの撮像が行われる。
ウェーハＷの上面である裏面Ｗｂが光を反射する銀色等の鏡面となっているのに対して、枠体３０１の上面３０１ａは光を吸収する黒色面となっている。
照明手段８２の光源が所定光量の光を発し、光源から発せられた光がウェーハＷの裏面Ｗｂの外周縁Ｗｄ及び枠体３０１の上面３０１ａに投光される。そして、ウェーハＷからの反射光が、図示しない対物レンズで捉えられ受光部８１２（図３参照）の受光素子に入射する。一方、枠体３０１の上面３０１ａはウェーハＷの上面である裏面Ｗｂよりも低反射の黒色面に形成されているため、上面３０１ａからの反射光はほとんどなく受光部８１２にも入射しない。
撮像手段８１から図１に示す制御手段９に撮像画像情報が送られる。制御手段９の画像処理部９２は送られてきた撮像画像情報に対して２値化処理を行う。なお、画像処理部９２による２値化処理は行われなくてもよい。
本発明に係る保持テーブル３０は、ウェーハＷを吸引保持する保持面３００ａを有した保持部３００と、保持部３００を囲繞する枠体３０１と、を備え、枠体３０１の内径は保持するウェーハＷの外径よりも小さく、且つ、枠体３０１の外径は保持するウェーハＷの外径よりも大きく形成されるとともに、枠体３０１の上面３０１ａは保持するウェーハＷの上面Ｗｂよりも低反射に形成されているため、ウェーハＷに照明手段８２から光を投光して撮像を行うと、形成された撮像画像にはハレーションが起きておらずウェーハＷと枠体３０１とが明確に区別可能に表示される。即ち、形成された撮像画像において、例えば、ウェーハＷのみが白く写り、枠体３０１は黒く写るため、ウェーハＷの外周縁Ｗｄを正確に検出できる。
制御手段９は、ウェーハＷの外周縁Ｗｄを正確に表示する撮像画像を基にして、実施形態１の加工装置２において説明した場合と同様に、撮像画像に基づくウェーハＷの外周縁Ｗｄのエッジ座標の決定、保持テーブル３０に保持されたウェーハＷの中心点の座標位置の算出を行う。その結果、ウェーハＷの中心点と保持テーブル３０の保持面３００ａの中心とのズレ量を補正して行うエッジアライメントが実施可能となり、保持テーブル３０に保持されたウェーハＷと加工手段７の研削砥石７４１との適切な位置合わせが可能となる。
ウェーハＷを保持した保持テーブル３０が、加工手段７の下まで＋Ｘ方向に移動して、加工手段７の研削砥石７４１と保持テーブル３０に保持されたウェーハＷとの位置合わせがなされる。この位置合わせは、例えば、ウェーハＷの外周縁Ｗｄのエッジ座標の位置を基準として、ウェーハＷの外周縁Ｗｄから所定距離だけ径方向内側の位置に研削砥石７４１を位置付ける。即ち、図６に示すように、例えば、ウェーハＷの外周余剰領域Ｗａ２の内周縁と研削砥石７４１の回転軌道の最外周の一部とが重なり、かつ、研削砥石７４１の回転軌道がウェーハＷの回転中心を通るように行われる。
研削砥石７４１とウェーハＷとの位置合わせが行われた後、モータ７２がスピンドル７０を例えば＋Ｚ方向側から見て反時計回り方向に回転駆動するのに伴って研削砥石７４１が回転する。また、加工手段７が−Ｚ方向へと送られ、図６に示すように回転する研削砥石７４１がウェーハＷの裏面Ｗｂに当接することで裏面Ｗｂの研削が行われる。研削加工中は、研削水をスピンドル７０中の流路を通して研削砥石７４１とウェーハＷとの接触部位に対して供給して、接触部位を冷却・洗浄する。また、研削加工中は、保持テーブル３０が＋Ｚ方向側から見て反時計回り方向に自転するのに伴って、保持テーブル３０上に保持されたウェーハＷも回転する。
研削加工中は、例えば、ウェーハＷの回転中心が、常に研削砥石７４１の回転軌道の最外周よりも内側でかつ回転軌道の内周より外側に位置するようにして、研削砥石７４１が回転する。更に、その研削砥石７４１の回転軌道の最外周が、ウェーハＷの外周余剰領域Ｗａ２に対応する裏面Ｗｂの外周領域に接触しないように加工制御がなされる。そのため、研削砥石７４１がウェーハＷのデバイス領域Ｗａ１に対応する裏面Ｗｂの中央領域を研削していき、該中央領域が円形の凹状に研削加工されていくことで、円形凹部Ｗｂ１が形成される。また、ウェーハＷの裏面Ｗｂに、外周余剰領域Ｗａ２に対応し円形凹部Ｗｂ１を囲繞する環状凸部Ｗｂ２が＋Ｚ方向に向かって突出するように形成される。
本発明に係る加工装置１は、保持テーブル３０を備え、保持テーブル３０の保持面３００ａに対面して配設され、保持テーブル３００ａで保持されたウェーハＷの外周縁Ｗｄを撮像する撮像手段８１と、保持面３００ａに対面して配設され、保持テーブル３０で保持されたウェーハＷの外周縁Ｗｄに光を投光する照明手段８２と、保持テーブル３０で保持されたウェーハＷを加工する加工手段７と、を備えているため、取得したハレーションの無い撮像画像からウェーハＷの外周縁Ｗｄを正確に検出し、検出したウェーハＷの外周縁Ｗｄの正確な座標位置に基づいてウェーハＷと加工手段７との位置合わせ（例えば、エッジアライメント）を適切に行って所謂ＴＡＩＫＯ研削を行うことが可能となる。
なお、本発明に係る加工装置は上記実施形態１の加工装置２及び実施形態２の加工装置１に限定されるものではなく、添付図面に図示されている加工装置２及び加工装置１の構成についても、図示の例に限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。例えば、実施形態２の加工装置１において、撮像手段８１及び照明手段８２は、仮置きテーブル１１４の上方に配設されており、仮置きテーブル１１４上でウェーハＷの外周縁Ｗｄの撮像及びウェーハＷの外周縁Ｗｄの正確な検出が行われてもよい。
Ｗ：ウェーハ Ｗａ：ウェーハの表面 Ｗｂ：ウェーハの裏面 Ｓ：分割予定ライン Ｄ：デバイス Ｗｄ：ウェーハの外周縁
２：加工装置 ２０：基台
２１０：カセット載置台 ２１１：カセット ２１２：プッシュプル ２１３：センタリングガイド ２１９：洗浄手段
３０：保持テーブル ３００：保持部 ３０１：枠体 ３１：カバー
６０：割り出し送り手段 ６１：切り込み送り手段 ６２：加工手段 ６２３：切削ブレード
８１：撮像手段 ８１０：筐体 ８１１：ハーフミラー ８１２：受光部 ８２：照明手段 ８２１：伝送光学系
１：加工装置 １０：ベース １１０：入力手段 １１１：第一のカセット １１２：第二のカセット １１３：ロボット １１４：仮置きテーブル １１５：位置合わせ手段
１１６：洗浄手段 １１７：第一の搬送手段 １１８：第二の搬送手段
１５：研削送り手段 ７：加工手段 ７４：研削ホイール

Claims (2)

  1. ウェーハを保持する保持テーブルであって、
    ウェーハを吸引保持する保持面を有した保持部と、該保持部を囲繞する枠体と、を備え、
    該枠体の内径は保持するウェーハの外径よりも小さく、且つ、該枠体の外径は保持するウェーハの外径よりも大きく形成されるとともに、該枠体の上面は保持するウェーハの上面よりも低反射に形成された、保持テーブル。
  2. 請求項１に記載の保持テーブルを備えた加工装置であって、
    該保持テーブルの保持面に対面して配設され、該保持テーブルで保持されたウェーハの外周縁を撮像する撮像手段と、
    該保持面に対面して配設され、該保持テーブルで保持されたウェーハの外周縁に光を投光する照明手段と、
    該保持テーブルで保持されたウェーハを加工する加工手段と、を備えた加工装置。
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