JP2021174953A - 加工装置の管理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】新しい加工条件へのパターンの紐付けからウェーハの加工までを自動的に実施する。【解決手段】ウェーハを保持するチャックテーブルと、ウェーハを研削する加工ユニットと、カセットからウェーハを搬出し該チャックテーブルへ搬送する搬送ユニットと、ウェーハを撮影してウェーハの表面側に形成されたパターンが写る画像を取得するカメラユニットと、情報登録部と、を備える加工装置において、該パターンを加工条件に紐付けて該情報登録部に登録する際の加工装置の管理方法であって、加工条件を該情報登録部に登録する加工条件登録ステップと、ウェーハを自動加工する自動加工プログラムを開始させる自動加工プログラム開始ステップと、該ウェーハの該パターンが写る画像を該カメラユニットで形成する撮影ステップと、該画像に写る該パターンを該加工条件に紐付けて該情報登録部に登録するパターン登録ステップと、を備える。【選択図】図5

Description

本発明は、複数のウェーハを収容するカセットから各ウェーハを次々に搬出し加工して再び該カセットに収容するまでの一連のステップが自動加工プログラムに基づいて実施される加工装置において、ウェーハの表面側のパターンが写る画像を加工条件に紐付けて登録する加工装置の管理方法に関する。
携帯電話やコンピュータ等の電子機器に使用されるデバイスチップの製造工程では、まず、半導体でなるウェーハの表面にIC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)等の複数のデバイスを形成する。次に、ウェーハを裏面側から研削して所定の厚みに薄化し、該裏面側を研磨し、デバイス毎に該ウェーハを分割して個々のデバイスチップを形成する。
ウェーハの研削、研磨及び分割等の加工は、ウェーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持された該ウェーハを加工する加工ユニットと、を備える各種の加工装置で実施される。ウェーハは、加工装置に搬入される前にカセットに収容される。そして、複数のウェーハを収容するカセットが加工装置に搬入される。加工装置の制御ユニットには、カセットに収容されたウェーハを次々に搬出して加工し、再びカセットに戻すまでの一連のステップを実行する自動加工プログラムが登録されている。
ここで、ウェーハや形成するデバイスチップの種別等により適した加工条件が異なる。そのため、制御ユニットには予め複数の加工条件が登録されており、自動加工プログラムを開始すると、適切な加工条件が読み出されて該加工条件に従って加工が実施される。例えば、加工条件が不適切である場合や、予定された種別ではない種別のウェーハが加工装置に搬入された場合、加工が適切に実施されない。この場合、所望の加工結果が得られないだけでなく、ウェーハや加工装置に損傷が生じることもあり、問題となる。
そこで、搬入されたウェーハが設定された加工条件における加工の対象であるウェーハか否かを判定する機能を加工装置に組み込むことが考えられる。例えば、加工装置に搬入されたウェーハをカメラユニットで撮像し、ウェーハの表面側に形成されたデバイスを構成する部材の特徴的な形状(キーパターン)や、ウェーハに付された2次元コードやバーコード等のコードを検出することが考えられる。これによりウェーハの種別を判別し、設定された加工条件による加工の対象であるかを判定する(特許文献1参照)。
特開2019−54056号公報
加工装置においてまだ加工されたことのない種別のウェーハを新たに加工する場合、加工装置の制御ユニットに新たな加工条件を登録する必要がある。このとき、判定に使用するためのパターンを取得して該加工条件に紐付けて登録するために、新たな種別のウェーハをカメラユニットで撮像する必要がある。そのため、加工装置では、該ウェーハが収容されたカセットが搬入された後、カメラユニットで該ウェーハを撮像するために、自動加工プログラムを開始する前にウェーハを一度カセットから搬出しなければならない。
そして、撮影後に該ウェーハをカセットに戻してから改めて自動加工プログラムを開始しなければならない。このとき、ウェーハの搬出入が繰り返されため、加工を開始するまでに多くの時間を要する。その上、加工装置のオペレータは、加工条件を制御ユニットに登録した後、さらに、自動加工プログラムの開始を制御ユニットに指示しなければならない。すなわち、新しい種別のウェーハを加工する際、多くの手間と時間を要していた。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、新たな種別のウェーハの加工を開始する際、加工条件に紐付けられたパターンの登録からウェーハの加工までを自動的に実施できる加工装置の管理方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、上面に保持面を有し、該保持面に表面が対面したウェーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持したウェーハを裏面側から研削又は研磨する加工ユニットと、ウェーハを収容するカセットが載置されるカセット載置領域に載置された該カセットから該ウェーハを搬出し、該ウェーハを該チャックテーブルへ搬送する搬送ユニットと、該ウェーハを撮影してウェーハの該表面側に形成されたパターンが写る画像を取得するカメラユニットと、該画像に写る該パターンが該加工ユニットで該ウェーハを加工する際の加工条件と紐付けられて登録される情報登録部と、該カセットから搬出された加工前のウェーハから該加工条件に紐付けて該情報登録部に登録された該パターンを検出することで該加工前のウェーハが加工対象のウェーハであると判定する判定部と、を備える加工装置において、該パターンを該加工条件に紐付けて該情報登録部に登録する際の加工装置の管理方法であって、新たな種別のウェーハを加工する際の加工条件を該情報登録部に登録する加工条件登録ステップと、該新たな種別のウェーハを収容したカセットが該カセット載置領域に載置された後、該新たな種別のウェーハを該搬送ユニットで該カセットから該チャックテーブルに搬送し、該加工条件登録ステップで登録した該加工条件で該加工ユニットで加工し、該搬送ユニットで該チャックテーブルから搬出する自動加工を該加工装置に実施させる自動加工プログラムを該加工装置に開始させる自動加工プログラム開始ステップと、該自動加工プログラムに基づいて該搬送ユニットが該カセットから該新たな種別のウェ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が該新たな種別のウェーハを保持する過程で、該新たな種別のウェーハの該パターンが写る画像を該カメラユニットで形成する撮影ステップと、該撮影ステップで形成された該画像に写る該パターンを該加工条件登録ステップで登録された該新たな加工条件に紐付けて該情報登録部に登録するパターン登録ステップと、を備えることを特徴とする加工装置の管理方法が提供される。
好ましくは、該新たな種別のウェーハは、該表面側に保護部材が貼着されており、該カメラユニットは、赤外線カメラを有し、該撮影ステップでは、該新たな種別のウェーハは、該保護部材を介して該チャックテーブルで保持され、該カメラユニットは、該新たな種別のウェーハの該裏面側から該ウェーハの該表面側を撮影する。
さらに、好ましくは、該判定部は、該加工条件に紐付けて該情報登録部に登録される該保護部材に関する情報に基づいて該加工前のウェーハの該表面側に貼着された保護部材の有無及び適否を判定し、該保護部材が不適切であると判定した場合、及び、該加工前のウェーハに該保護部材が貼着されていないと判定した場合、該加工前のウェーハを該加工ユニットに加工させない機能をさらに有し、該パターン登録ステップでは、該撮影ステップで形成された該画像から該保護部材に関する該情報を抽出して該加工条件に紐付けて該情報登録部に登録する。
本発明の一態様に係る加工装置の管理方法では、新たな種別のウェーハを加工する際の加工条件を該情報登録部に登録した後、自動加工プログラムを開始する。そして、該新たな種別のウェーハを搬送ユニットでカセットからチャックテーブルに搬送し該チャックテーブルで保持する過程で、カメラユニットで該ウェーハの表面側を撮影する。そして、該ウェーハの表面に設けられたパターンが写る画像をカメラユニットで形成し、該画像に写る該パターンを該加工条件に紐付けて情報登録部に登録する。
その後、加工装置では、自動加工プログラムにより各構成要素が制御され、ウェーハが該加工条件で加工される。そのため、加工条件に紐付けて該パターンを登録した後、ウェーハを一度カセットに戻す必要がない。すなわち、加工装置のオペレータは該加工条件を情報登録部に登録した後、自動加工プログラムを開始するだけで該パターンを該加工条件に紐付けて登録できる上、そのままウェーハの加工が実施される。そのため、新たな種別のウェーハの加工を迅速に開始できる。
したがって、本発明の一態様により、新たな種別のウェーハの加工を開始する際、加工条件に紐付けられたパターンの登録からウェーハの加工までを自動的に実施できる加工装置の管理方法が提供される。
加工装置の構成を模式的に示す斜視図である。 ウェーハを模式的に示す斜視図である。 図3(A)は、撮影ステップの一例を模式的に示す断面図であり、図3(B)は、撮影ステップの他の一例を模式的に示す断面図である。 情報登録部に加工条件に紐付いて登録されるパターンを模式的に示す平面図である。 図5(A)は、実施形態に係る加工装置の管理方法の各ステップのフローを模式的に示すフローチャートであり、図5(B)は、ウェーハの加工方法の各ステップのフローを模式的に示すフローチャートである。
本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る加工装置の管理方法で管理される加工装置は、例えば、シリコン、SiC(シリコンカーバイド)等の半導体材料からなるウェーハを加工する加工装置である。図2は、ウェーハ1の裏面1b側を模式的に示す斜視図である。図2では、外部から直接視認できない構造物を破線で示している。
ウェーハ1の表面1aには、互いに交差する複数の分割予定ライン(ストリート)が設定される。該分割予定ラインによって区画される各領域には、複数のIC、LSI等のデバイス5が形成されている。ウェーハ1の表面1aには、デバイス5への電気信号の入出力に寄与する配線層、電極等(不図示)が形成されている。
ウェーハ1を該分割予定ラインに沿って分割すると、個々のデバイスチップを形成できる。また、ウェーハ1を分割する前に予めウェーハ1を裏面1b側から研削して薄化し、該ウェーハ1の裏面1b側を研磨すると、ウェーハ1を分割したときに薄型のデバイスチップを形成できる。ウェーハ1を研削及び研磨する際には、表面1a側に形成されたデバイス5等を保護するために、ウェーハ1の表面1aにテープ状の保護部材3が配設される。
保護部材3は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、合成ゴム、ポリイミド等からなる基材(不図示)と、該基材上の粘着層(不図示)と、を含む。該粘着層は、例えば、紫外線硬化型の樹脂を含むと良く、ウェーハ1に対して強力な粘着力を発揮する一方で、紫外線(紫外光)が照射されると硬化して粘着力が低下する。そして、ウェーハ1に貼られた保護部材3を剥離する際には、保護部材3に紫外線を照射して粘着層の粘着力を低下させる。
本実施形態に係る加工装置の管理方法で管理される加工装置は、例えば、ウェーハ1を裏面1b側から研削する研削装置、または、研磨する研磨装置である。以下、該加工装置が研削装置である場合を例に説明するが、該加工装置は研削装置に限定されない。図1は、加工装置2を模式的に示す斜視図である。
次に、加工装置(研削装置)2について詳述する。基台4上には、円盤状のターンテーブル6が水平面内において回転可能に設けられている。ターンテーブル6の上面には、円周方向に120度離間して3個のチャックテーブル8が備えられており、ターンテーブル6を回転させることで各チャックテーブル8が、ウェーハ搬入・搬出領域、粗研削領域、仕上げ研削領域、にそれぞれ位置付けられるようになっている。
ウェーハ搬入・搬出領域では、加工前のウェーハ1がチャックテーブル8上に載置され、また、加工後にウェーハ1が該チャックテーブル8上から取り外される。粗研削領域では、加工ユニット(研削ユニット)10aを使用して速い加工送り速度でウェーハ1を研削する粗研削を実施する。該仕上げ研削領域では、加工ユニット(研削ユニット)10bを使用して、該粗研削よりも研削後の該被研削面の平坦性が高くなる仕上げ研削を実施する。
チャックテーブル8は、一端が吸引源(不図示)と接続された吸引路(不図示)を内部に有し、該吸引路の他端がチャックテーブル8の上面の保持面8aに接続されている。保持面8aは多孔質部材によって構成されており、保持面8a上に載せ置かれたウェーハ1に該多孔質部材を通して該吸引源により生じた負圧を作用させると、チャックテーブル8でウェーハ1を吸引保持できる。
基台4の後部にはコラム22a,22bが立設されており、このコラム22a,22bにはそれぞれ加工ユニット10a,10bが設けられている。加工ユニット10a,10bは、それぞれ、上端がスピンドルモータ12a,12bに接続され、該スピンドルモータ12a,12bにより回転駆動される鉛直方向に沿って伸長するスピンドル14a,14bを備える。
それぞれのスピンドル14a,14bの下端には、ホイールマウント16a,16bが配設され、それぞれのホイールマウント16a,16bの下面には、研削ホイール18a,18bが装着される。研削ホイール18a,18bは円環状に配された研削砥石20a,20bを下面に備え、チャックテーブル8で保持されたウェーハ1を研削する。加工ユニット10a,10bは、それぞれ、加工送りユニット24a,24bにより上下移動されるように構成されている。
基台4の前側となる部分はターンテーブル6が設けられた部分よりも一段高く、基台4の前端にはカセット載置台(カセット載置領域)26a,26bが固定されている。例えば、カセット載置台26a上には加工前のウェーハ1を収容したカセット28aが載置され、カセット載置台26b上には加工の終了したウェーハ1を収容するためのカセット28bが載置される。ただし、カセット28a,28bはこれに限定されない。
カセット載置台26a,26bに隣接して基台4上にウェーハ搬送ロボット30が据え付けられている。基台4の前側部分には更に、複数の位置決めピンを有する位置決めテーブル32と、ウェーハ搬入機構(ローディングアーム)34と、ウェーハ搬出機構(アンローディングアーム)36と、研削されたウェーハ1を洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置38と、が配設されている。
加工前のウェーハ1は、カセット載置台26a,26bに載せられたカセット28a,28bからウェーハ搬送ロボット30により搬出される。ウェーハ搬送ロボット30は、互いに端部で回転可能に連結された複数のアームを備え、先端にウェーハ1が載る保持部を備える。カセット載置台26aは昇降可能であり、目的のウェーハ1の高さがウェーハ搬送ロボット30の保持部の高さに合うように昇降する。また、ウェーハ搬送ロボット30が昇降可能でもよい。
そして、ウェーハ搬送ロボット30は、位置決めテーブル32にウェーハ1を搬送する。位置決めテーブル32では、複数の位置決めピンを位置決めテーブル32の中央に向けて連動して径方向内側に移動させて外周からウェーハ1を挟むことでウェーハ1の位置を所定の位置に合わせる。
ウェーハ搬入機構(ローディングアーム)34は、例えば、基台4に固定された軸の周りに回転可能な軸部と、軸部の上端から水平方向に伸びた腕部と、腕部の先端に設けられウェーハ1を上方から吸引保持する保持部と、を備える。ウェーハ搬入機構34は、位置決めテーブル32で位置が調整されたウェーハ1を保持部で上方から保持してウェーハ搬入・搬出領域に配されたチャックテーブル8に搬送する。
このように、ウェーハ搬送ロボット30及びウェーハ搬入機構(ローディングアーム)34は、カセット28aからウェーハ1を搬出し、該ウェーハ1をチャックテーブル8へ搬送する搬送ユニットとして機能する。
基台4の上方には、カセット載置台(カセット載置領域)26a,26bに載置されたカセット28a,28bから搬出されてからチャックテーブル8に保持されるまでのウェーハ1の経路上にカメラユニット40が配設される。カメラユニット40は、例えば、ウェーハ搬入・搬出領域に配されたチャックテーブル8の上方に配される。図3(A)は、カメラユニット40で撮影されるウェーハ1を模式的に示す断面図である。
カメラユニット40は、ウェーハ1を裏面1b側から撮影し、該ウェーハ1を透過した赤外線等の光を捉えてウェーハ1の表面1a側が写る画像を取得する。例えば、カメラユニット40は赤外線カメラを備え、赤外光源をさらに備えても良い。そして、カメラユニット40は、ウェーハ1の露出した裏面1b側からウェーハ1を通してウェーハ1の表面1a側を撮影し、ウェーハ1の表面1a側に形成されたデバイス5等の構造物が写る画像を取得できる。
また、基台4の上には、カセット載置台(カセット載置領域)26a,28bに載置されたカセット28a,28bから搬出されてからチャックテーブル8に保持されるまでのウェーハ1の経路の下方にカメラユニット46が配設されてもよい。カメラユニット46は、例えば、位置決めテーブル32と、ウェーハ搬入・搬出領域に配されたチャックテーブル8と、の間の基台4上に設けられる。図3(B)は、カメラユニット46で撮影されるウェーハ1を模式的に示す断面図である。
カメラユニット46は、CCDセンサーまたはCMOSセンサーを備えるカメラを有し、さらに照明光源を備えても良い。カメラユニット46は、ウェーハ搬入機構34で搬送される途上のウェーハ1を下方に露出した表面1a側から撮影する。ウェーハ1の表面1a側に保護部材3が貼着されている場合、カメラユニット46は、保護部材3を撮影できるとともに、該保護部材3を通してウェーハ1の表面1a側を撮影できる。
次に、加工装置2が備える制御ユニット42について説明する。制御ユニット42は加工装置2の各構成要素に接続されており各構成要素を制御する機能を有する。制御ユニット42は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の処理装置と、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の主記憶装置と、フラッシュメモリ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成されている。補助記憶装置に記憶されるソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御ユニット42の機能が実現される。
制御ユニット42には、加工対象のウェーハ1を加工するための加工条件が予め入力され登録される。そして、制御ユニット42は、該加工条件に従って各構成要素を制御する。加工条件は、ウェーハ1の種別や所望の加工結果に合わせて適宜設定される。最適な加工条件は、例えば、ウェーハ1の直径や厚さ、材質等の種別により変化する。加工条件には、加工によるウェーハ1の仕上がり厚さ、研削ホイールや研磨パッドの回転数、チャックテーブル8の回転数、加工送り速度等の各種の設定条件を含む。
また、制御ユニット42は、カセット載置台(カセット載置領域)26a,28bに載置されたカセット28a,28bから搬出されたウェーハ1が、加工対象のウェーハ1であるか否かを判定する機能を有する。すなわち、ウェーハ1が設定・選択された加工条件による加工に適したウェーハ1であるか判定する機能を有する。
制御ユニット42は、判定対象のウェーハ1が加工対象のウェーハ1であるか否かを判定する判定部42aと、該ウェーハ1が表面1a側に備えるべきデバイス5等の構造物のパターン(キーパターン)に関する情報が登録された情報登録部42bと、を備える。情報登録部42bは、判定部42aで判定が実施される際に該情報を判定部42aに送る機能を有する。
ウェーハ1の表面1aに形成されるデバイス5を構成する各部材や、配線、電極等の構造物の形状は、ウェーハ1の種別により異なる。そのため、ウェーハ1の表面1aに形成される構造物の形状(パターン)に基づいてウェーハ1の種別を判別できる。
そこで、情報登録部42bに登録された該情報は、例えば、ウェーハ1の表面1aをカメラユニット40,46に撮影させることで取得される画像に写る各構造物の特徴的なパターン(キーパターン)である。図4には、情報登録部42bに登録されるパターン54a,54b,54c,54dが模式的に示されている。
情報登録部42bには、予め、様々な種別のウェーハ1の表面1a側のパターンが加工条件及びウェーハ1の種別情報に紐付けられて登録される。そして、加工装置2のオペレータが制御ユニット42に加工対象のウェーハ1の種別または加工条件を選択すると、制御ユニット42は、該加工条件に従って加工装置2の各構成要素を制御し、判定部42aは該加工条件に紐付いて登録されたパターンがウェーハ1の表面1a側に形成されているか否かを判定する。
加工装置2は、さらに、各種の情報や警告画面等を表示する液晶ディスプレイ等の表示ユニットと、制御ユニット42に各種の指示を入力する際に使用されるキーボードやマウス、ボタン等の入力インターフェースを備える。また、加工装置2は、表示ユニット及び入力インターフェースとして機能するタッチパネル付きディスプレイ44を備えてもよい。この場合、タッチパネル付きディスプレイ44には操作ボタンの画像が表示され、オペレータは該画像の表示位置でタッチパネルをタッチすることで指示を入力する。
判定部42aは、判定対象のウェーハ1の判定時に情報登録部42bから加工対象のウェーハ1に関する情報を受け取る。また、カメラユニット40,46に判定対象のウェーハ1を撮影させて、ウェーハ1の表面1a側が写る画像を取得する。判定部42aは、取得された該画像に加工対象のウェーハ1が表面1a側に備えるべき構造物のパターンが有るか否かを判定する。
判定部42aは、情報登録部42bから受ける情報として加工対象のウェーハ1の画像を受ける場合、情報登録部42bから受けた画像と、該カメラユニット40により取得された画像と、をパターンマッチング等の手法により比較する。
判定部42aは、両者がマッチングする場合、すなわち、判定対象のウェーハ1に加工対象のウェーハ1が備えるべき構造物のパターンを発見する場合、判定対象のウェーハ1は加工対象のウェーハ1であると判定する。また、両者がマッチングしない場合、すなわち、判定対象のウェーハ1に加工対象のウェーハ1が備えるべき構造物のパターンを発見しない場合、判定対象のウェーハ1は加工対象のウェーハ1ではないと判定する。
例えば、判定部42aが判定対象のウェーハ1が加工対象のウェーハ1であると判定する場合、そのまま加工ユニット(研削ユニット)10a,10bによる加工(研削)を実施できる。また、判定部42aが判定対象のウェーハ1は加工対象のウェーハ1ではないと判定する場合、加工装置2は、該ウェーハ1に加工を実施せず、例えば、カセット載置台26a,26bに載置されたカセット28a,28bにウェーハ1を搬出する。
加工装置2は、判定対象のウェーハ1の表面1a側を撮影できるカメラユニット40,46と、判定部42a及び情報登録部42bを含む制御ユニット42と、を備える。そのため、搬入されたウェーハ1が加工対象のウェーハ1であることを確認した上で所定の加工条件で適切に加工できる。
制御ユニット42には、カセット28a,28bに収容された複数のウェーハ1を次々に自動的に加工するように各構成要素を制御するための自動加工プログラムが組み込まれている。制御ユニット42は、自動加工プログラムに従って、各構成要素を制御してウェーハ1を自動加工する。加工装置2を使用するオペレータは、例えば、複数の同種のウェーハ1が収容されたカセット28a,28bをカセット載置台(カセット載置領域)26a,28bに載置し、制御ユニット42に自動加工プログラムの開始を指令する。
自動加工プログラムを開始すると、制御ユニット42は、該搬送ユニット(ウェーハ搬送ロボット30)にカセット28a,28bからウェーハ1を搬出させ、位置決めテーブル32に搬送させる。そして、位置決めテーブル32の各ピンでウェーハ1を挟むことでウェーハ1の位置を所定の位置に合わせる。次に、該搬送ユニット(ウェーハ搬入機構34)を制御して位置決めテーブル32からウェーハ搬入・搬出領域に位置付けられたチャックテーブル8上にウェーハ1を搬送する。
その後、ウェーハ1を加工するための所定の加工条件でウェーハ1を加工する。まず、チャックテーブル8でウェーハ1を吸引保持し、ターンテーブル6を回転させて該チャックテーブル8を粗研削領域に移動させる。次に、チャックテーブル8と、研削ホイール18aと、をそれぞれ所定の回転速度で回転させ、研削ホイール18aを所定の送り速度で下降させて研削砥石20aをウェーハ1に接触させ、ウェーハ1を所定の厚さになるまで加工(粗研削)する。同様に、仕上げ研削領域でウェーハ1を加工(仕上げ研削)する。
そして、ターンテーブル6を回転させて該チャックテーブルをウェーハ搬入・搬出領域に位置づけ、チャックテーブル8にウェーハ1の吸引保持を解除させる。次に、該搬送ユニット(ウェーハ搬出機構36)にチャックテーブル8からスピンナ洗浄装置38にウェーハ1を搬送させ、スピンナ洗浄装置38にウェーハ1を洗浄させる。最後に、ウェーハ搬送ロボット30にウェーハ1をスピンナ洗浄装置38からカセット28a,28bに搬送させる。
自動加工プログラムは、カセット28a,28bに収容された加工されていないウェーハ1がすべて加工されるまで継続され、すべてのウェーハ1がカセット28a,28bに戻されたときに終了する。なお、一つのウェーハ1がカセット28a,28bから搬出され戻されるまで次のウェーハ1が待機することはない。すなわち、先行するウェーハ1に対してあるステップが終了したときに、後続のウェーハ1に対してすぐに該ステップが実施されると同時に先行するウェーハ1には次のステップが実施される。
なお、自動加工プログラムでは、制御ユニットはカメラユニット40,46を制御し、ウェーハ1がカセット28a,28bから搬出されてから加工されるまでの間にウェーハ1の表面1a側を撮影して画像を形成する。該画像には、ウェーハ1の表面1aに設けられたパターンが写る。そして、判定部42aは、ウェーハ1を加工する際の加工条件に紐付けられて情報登録部42bに登録された特定のパターン(キーパターン)が該画像に存在するか否かを判定する。
判定の結果、該画像に特定のパターン(キーパターン)が確認される場合、該ウェーハ1が加工対象のウェーハ1であると判定し、加工を実施する。その一方で、該画像に特定のパターンが確認されない場合、該ウェーハ1が加工対象のウェーハ1ではないと判定し、該ウェーハ1を加工することなくカセット28a,28bに戻す。これにより、該ウェーハ1や加工装置2等の損傷を防止する。
ここで、それまでに加工装置2で加工したことのない新しい種別のウェーハ1の加工を加工装置2で開始する場合、情報登録部42bに加工条件を登録しなければならない。そして、判定部42aによる判定を実施するために、該加工条件とともに、該加工条件による加工の対象となるウェーハ1の表面1aに配設されている構造物のパターン(キーパターン)を該加工条件に紐付けて情報登録部42bに登録する必要がある。
しかしながら、従来、パターンを情報登録部42bに登録するためにカメラユニット40,46でウェーハ1の表面1aを撮影する場合、自動加工プログラムで実施される工程とは別に撮影を実施しなければならなかった。すなわち、オペレータは、新しい種別のウェーハ1を収容するカセット28a,28bをカセット載置台26a,26bに載置した後、入力インターフェースで制御ユニット42に指令を入力し、ウェーハ1をカセット28a,28bから搬出させる。
そして、ウェーハ1をカメラユニット40,46に対面させ、カメラユニット40,46でウェーハ1の表面1a側を撮影して画像を取得し表示ユニットに表示させる。オペレータは、表示ユニットに表示された該画像から判定部42aによる判定に使用できるパターンを選択し、該パターンを新しい加工条件に紐づけて情報登録部42bに登録する。
ここで、そのままでは自動加工を開始できないため、撮影が完了したウェーハ1をカセット28a,28bに収容しなければならなかった。その後、自動加工プログラムを開始すると、ウェーハ1がカセット28a,28bから再び搬出され、ウェーハ1が加工される。このように、新しい種別のウェーハ1の加工を開始する際、ウェーハ1を一度カセット28a,28bから搬出し、パターンを登録した後に該ウェーハ1をカセット28a,28bに再度収容するとの手間がかかっていた。
そこで、本実施形態に係る加工装置の管理方法では、このような手間を省略するために、自動加工プログラムに基づいて実施される自動加工の過程においてパターンを情報登録部42bに登録する。図5(A)は、本実施形態に係る加工装置の加工方法の各ステップの流れを説明するフローチャートである。以下、該管理方法の各ステップについて説明する。
まず、新たな種別のウェーハ1を加工する際の加工条件を情報登録部42bに登録する加工条件登録ステップS10を実施する。加工装置2のオペレータは、入力インターフェースを利用して該新たな種別のウェーハ1を加工するのに適した該加工条件を情報登録部42bに登録する。
次に、自動加工プログラム開始ステップS20を実施する。自動加工プログラム開始ステップS20では、オペレータは、新たな種別のウェーハ1を収容したカセット28a,28bがカセット載置台(カセット載置領域)26a,26bに載置されている状態で、制御ユニット42に自動加工プログラムを開始する指令を入力する。そして、加工装置2に自動加工プログラムを開始させる。
なお、自動加工プログラムでは、新たな種別のウェーハ1を該搬送ユニットでカセット28a,28bからチャックテーブル8に搬送する。そして、加工条件登録ステップ(S10)で登録した該加工条件で該新たな種別のウェーハ1を加工ユニット10a,10bで加工する。その後、加工済みのウェーハ1を該搬送ユニットでチャックテーブル8から搬出し、カセット28a,28bに戻す。ここで、加工済みのウェーハ1は、加工前に該ウェーハ1が収容されていたのとは異なるカセット28a,28bに収容されてもよい。
自動加工プログラム開始ステップS20の後、新たな種別のウェーハ1のパターンが写る画像をカメラユニット40,46で形成する撮影ステップS30を実施する。撮影ステップS30は、自動加工プログラムに基づいて該搬送ユニットがカセット28a,28bから該新たな種別のウェーハ1をチャックテーブル8に搬送し該チャックテーブル8が該新たな種別のウェーハ1を保持する過程で実施される。
ウェーハ1の撮影は、例えば、該ウェーハ1がウェーハ搬入・搬出領域に位置付けられたチャックテーブル8に搬送されたとき、カメラユニット40により実施されるとよい。図3(A)は、撮影ステップS30において撮影されるウェーハ1を模式的に示す断面図である。
チャックテーブル8上では、ウェーハ1の被加工面である裏面1b側が上方に露出され、カメラユニット40に対面する。そのため、このままではパターンが設けられているウェーハ1の表面1a側を撮影できない。そこで、カメラユニット40は、ウェーハ1を透過する波長の光を検出して画像を形成する。例えば、カメラユニット40は赤外線カメラを含み、ウェーハ1を透過する赤外線を捉えることで画像を形成する。
または、ウェーハ1の撮影は、該ウェーハ1がウェーハ搬入機構34により位置決めテーブル32からウェーハ搬入・搬出領域に位置付けられたチャックテーブル8に搬送される間にカメラユニット46により実施されてもよい。図3(B)は、撮影ステップS30において撮影されるウェーハ1を模式的に示す断面図である。カメラユニット46は、ウェーハ1の表面1a側に対面しており、ウェーハ1に貼着された保護部材3越しに表面1aを撮影する。
次に、撮影ステップS30で形成された該画像に写るパターンを加工条件登録ステップS10で登録された該新たな加工条件に紐付けて情報登録部42bに登録するパターン登録ステップS40を実施する。図4は、情報登録部42bに登録された情報の概念を模式的に示す加工条件表48である。図4に示す通り、情報登録部42bには、複数のウェーハ1の種別50に対応した複数の加工条件52が登録されている。
さらに、情報登録部42bには、各加工条件に紐づけられたパターンが登録されている。図4に示す例では、種別50が「1」のウェーハ1を加工するための加工条件52が「A」であり、この加工条件52「A」にパターン54aが紐づけられている。同様に、加工条件52「B」にパターン54bが紐づけられており、加工条件52「C」にパターン54cが紐づけられている。
図4には、加工条件登録ステップ(S10)において新しい種別50「4」のウェーハ1の加工条件52として「D」を登録した場合に、加工条件52「D」に紐づけて撮影ステップS30で得られた画像に写るパターン54dを登録する場合が示されている。
ここで、パターン(キーパターン)として登録する好ましい構造物は、画像に写るウェーハ1の表面1aに設けられた構造物のうち判定部42aによる判定が容易となるような特徴的な形状の構造物である。制御ユニット42は、画像に写る構造物から登録するパターンを自動的に決定する。または、得られた画像そのものをパターンとして情報登録部42bに登録してもよい。
加工装置2では、各ウェーハ1がチャックテーブル8に搬送される経路はほぼ一定であり、特に、位置決めテーブル32で位置が決められた後のウェーハ1の搬送経路では、ウェーハ1が通過する領域は一定となる。そのため、各ウェーハ1をカメラユニット40,46で撮影すると表面1aのうち同様の領域が撮影される。換言すると、どのようなパターンが登録されたとしても、ウェーハ1の表面1aで該パターンが容易に探索される。そのため、パターンが自動的に決定されて登録されても問題とはならない。
なお、情報登録部42bに登録するパターンは、オペレータが選択してもよい。例えば、撮影ステップS30で得られた画像をタッチパネル付きディスプレイ44に表示させ、該画像から登録するパターンをオペレータが選択する。オペレータは、ウェーハ1に固有の特徴を有するパターンを選択するとよい。
パターン登録ステップS40において新たな加工条件52に紐づけてパターンを登録すると、次にカセット28a,28bから搬出したウェーハ1を加工する前に該ウェーハ1が加工対象のウェーハ1であるか否かを判定部42aが判定できるようになる。
加工装置2では、パターン登録ステップS40が終了した後、パターンの登録に使用された新たな種別のウェーハ1を自動加工プログラムに従って加工する加工ステップS50を実施する。加工ステップS50では、ウェーハ1を保持するチャックテーブル8を粗研削領域及び仕上げ研削領域に次々に移動させ、加工条件登録ステップS10で登録された新しい加工条件に基づいて加工ユニット(研削ユニット)10a,10bで該ウェーハ1を加工する。
その後、搬出ステップS60を実施する。搬出ステップS60では、加工後のウェーハ1を加工装置2から搬出する。搬出ステップS60では、加工ユニット(研削ユニット)10a,10bで加工されたウェーハ1を保持するチャックテーブル8をウェーハ搬入・搬出領域に移動させる。そして、ウェーハ搬出機構(アンローディングアーム)36でウェーハ1をスピンナ洗浄装置38に搬送し、スピンナ洗浄装置38でウェーハ1を洗浄し、ウェーハ搬送ロボット30でウェーハ1をカセット28a,28bに搬送する。
このように、本実施形態に係る加工装置の管理方法では、新たな種別のウェーハ1を加工装置2で加工するにあたり新たな加工条件に紐づけてパターンを登録する際、ウェーハ1をカメラユニット40,46で撮影した後、カセット28a,28bに戻さない。自動加工プログラムを開始し、加工のためにウェーハ1をチャックテーブル8に搬送する過程でウェーハ1の表面1a側を撮影し、パターンを登録する。
そのため、ウェーハ1をカセット28a,28bに戻した後に自動加工プログラムを開始する必要がない。すなわち、加工装置2のオペレータは新たな加工条件を情報登録部42bに登録した後、自動加工プログラムを開始するだけで該加工条件に紐付けて該パターンが登録されるため、パターンの登録に時間と手間がかからない。その上、カセット28a,28bに収容されたすべてのウェーハ1が加工されるまで自動加工が継続される。
なお、本実施形態に係る加工装置の管理方法では、加工条件に紐づけてウェーハ1の表面1aに設けられたパターンを登録する際に、判定部42aによるウェーハ1の判定に活用できる他の情報を該加工条件に紐づけて情報登録部42bに登録してもよい。該他の情報は、例えば、ウェーハ1の表面1a側に貼着される保護部材3に関する情報である。
ウェーハ1の表面1a側には、ウェーハ1の種別や加工装置2で実施される加工の加工条件に合わせて適切な種別の保護部材3が貼着される。例えば、保護部材3を構成する基材層及び粘着層の材質及び厚さが適宜選択される。そして、保護部材3の種別が異なると保護部材3の外観が異なるため、ウェーハ1に貼着された該保護部材3の外観から適切な種別の保護部材3が貼着されているか否かを判定できる。
例えば、カメラユニット46でウェーハ1の表面1a側を撮影すると、保護部材3越しに表面1aが撮影されるため、画像には保護部材3の情報が含まれることとなる。例えば、画像は、保護部材3の透明度や色の影響を受ける。さらに、保護部材3の厚さにより画像に写るウェーハ1の表面1aの鮮明度が変化する。特に、保護部材3の露出面(表面1aに接触していない面)に焦点位置が合うようにカメラユニット46の焦点位置を移動させると、焦点位置の移動距離から保護部材3の厚さを算出できる。
また、赤外線カメラを含むカメラユニット40でウェーハ1を通して裏面1b側から表面1aを撮影する場合においても、得られる画像は表面1aに貼着された保護部材3の影響を受ける。カメラユニット40で検出される赤外線の色(スペクトル)は、主に有機樹脂等で構成される保護部材3の材質の影響を大きく受ける。
情報登録部42bにウェーハ1に貼着される保護部材3に関する情報が加工条件に紐付けられて登録されていると、判定部42aは、撮影ステップS30で得られる画像からウェーハ1に貼着されている保護部材3が適切な種別であるか否かを判定できる。そこで、パターン登録ステップS40では、加工条件登録ステップS10で情報登録部42bに登録された加工条件に紐付けてパターンを登録する際、さらに該加工条件に紐付けて保護部材3に関する情報を登録してもよい。
例えば、パターン登録ステップS40でウェーハ1の表面1aが写る画像を情報登録部42bに登録する場合、該画像は保護部材3の影響を受けているため、保護部材3の情報が該加工条件に紐付けて登録されることとなる。そして、その後に加工装置2に搬入されるウェーハ1の表面1aをカメラユニット40,46で撮影し判定部42aでウェーハ1の適否を判定する際には、情報登録部42bに登録された保護部材3に関する情報が参照される。
不適切な種別の保護部材3が貼着されていると、ウェーハ1を該加工条件で加工しても所望の加工結果が得られない。そこで、ウェーハ1の表面1aに該加工条件に紐付けられたパターンが検出される場合においても、保護部材3の種別が不適切であると判定部42aが判定する場合、該ウェーハ1の加工を中止して搬送ユニットに該ウェーハ1を搬出させる。
また、そもそもウェーハ1の表面1aに保護部材3が貼着されていない場合にも所望の加工結果が得られない。そこで、判定部42aは、保護部材3が貼着されていないことを検出した場合においても、該ウェーハ1の加工を中止して搬送ユニットに該ウェーハ1を搬出させる。その一方で、ウェーハ1に貼着された保護部材3が検出され、ウェーハ1の種別及び保護部材3の種別が適切である場合、制御ユニット42は、そのままウェーハ1を加工ユニット10a,10bに加工させる。
次に、以上に説明する本実施形態に係る加工装置の管理方法により情報登録部42bに加工条件に紐付いて登録されるパターンを用いて後続のウェーハ1の種別の適否を判定し、複数のウェーハ1を自動加工するウェーハ1の加工方法について説明する。図5(B)は、ウェーハ1の該加工方法の各ステップの流れを説明するフローチャートである。
上述の自動加工プログラムを実施すると、カセット28a,28bから最初に搬出された新たな種別のウェーハ1の表面1aが撮影され、情報登録部42bに加工条件と、該加工条件に紐付けられたパターンと、が登録される。そして、カセット28a,28bから次に搬出されるウェーハ1に対して撮影ステップS31が実施される。
撮影ステップS31では、カセット28a,28b内の該ウェーハ1をウェーハ搬送ロボット30によって位置決めテーブル32に搬送して、該位置決めテーブル32により該ウェーハ1を所定の位置に位置付ける。その後、ウェーハ搬入機構34よりウェーハ搬入・搬出領域に位置付けられたチャックテーブル8上に該ウェーハ1を載置する。そして、ウェーハ1をカセット28aから搬出してから該チャックテーブル8上に載置するまでの工程においてカメラユニット40,46でウェーハ1の表面1a側を撮影する。
なお、ウェーハ1は予め表面1a側に保護部材3が貼着された状態で、かつ、予め裏面1b側が上方に向けられた状態でカセット28a,28bに収容されている。または、該ウェーハ1は、表面1a側が上方に向けられた状態でカセット28a,28b収容されており、ウェーハ搬送ロボット30により表裏が反転されて位置決めテーブル32に搬送される。
次に、ウェーハ1を加工する際の加工条件に紐付けられて情報登録部42bに登録されたパターン(キーパターン)が撮影ステップS31で得られた画像に写るウェーハ1の表面1aに確認されるか否かを判定部42aが判定する判定ステップS71を実施する。判定部42aは、該画像に該パターンが確認される場合、ウェーハ1が該加工条件で加工される加工対象であると判定する(S71)。その一方で、該画像に該パターンが確認されない場合、ウェーハ1が該加工条件で加工される加工対象でないと判定する(S71)。
ウェーハ1が該加工条件で加工される加工対象であると判定される場合、加工ステップS51を実施する。加工ステップS51では、ターンテーブル6を3分の1回転させてウェーハ1を保持するチャックテーブル8を粗研削領域に移動させる。そして、粗研削領域において加工ユニット10aにより該加工条件でウェーハ1を加工(粗研削)する。
その後、ターンテーブル6を回転させチャックテーブル8を仕上げ研削領域に移動させ、加工ユニット10bにより該加工条件でウェーハ1を加工(仕上げ研削)する。その後、ターンテーブル6を回転させ、チャックテーブル8をウェーハ搬入・搬出領域に移動させる。
その一方で、判定ステップS70においてチャックテーブル8に搬送されたウェーハ1が該加工条件で加工される加工対象でないと判定された場合、加工ステップS51を実施しない。
次に、ウェーハ1をチャックテーブル8からカセット28a,28bに搬送する搬出ステップ(S61)を実施する。すなわち、ウェーハ1をウェーハ搬出機構36でスピンナ洗浄装置38に搬送し、ウェーハ搬送ロボット30でカセット28a,28bに搬送する。ここで、加工ステップS51が実施されウェーハ1が加工されていた場合、スピンナ洗浄装置38でウェーハ1が洗浄される。
該加工方法によると、加工装置2に搬入されたウェーハ1が加工対象であるウェーハ1であることを確認してから加工を実施できる。そのため、適切な加工条件でウェーハ1を加工でき、所望の加工結果を得られる。そして、カセット28a,28bに収容されていたすべてのウェーハ1が加工装置2から搬出されたとき、自動加工プログラムが終了する。
なお、本発明は、上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。上記実施形態では、加工対象のウェーハ1が備えるべきパターンに関する情報と、保護部材3の情報と、が情報登録部42bに登録される際、カセット28a,28bから最初に搬出されるウェーハ1に対して撮影ステップS30を実施する場合について説明した。しかしながら、本発明の一態様はこれに限定されない。
すなわち、撮影ステップS30は、カセット28a,28bから2番目以降に搬出されたウェーハ1に対して実施されてもよく、パターン登録ステップS40では、得られた画像から選定されたパターンが加工条件に紐付けられて登録されてもよい。
例えば、カセット28a,28bから最初に搬出された新しい種別のウェーハ1に対して撮影ステップS30を実施して画像を取得したとき、判定部42aが該画像から該ウェーハ1に保護部材3が貼着されていないことを検出する場合がある。また、例えば、加工条件登録ステップS10で情報登録部42bに登録された加工条件による加工の対象ではないことが明らかとなる場合がある。
この場合、該新しい種別のウェーハ1を撮影した画像を用いてパターン登録ステップS40を実施すると、適切なパターンが情報登録部42bに登録されず、その後のウェーハ1の適否を判定する判定部42aが不適切な基準で判定を繰り返すこととなる。
そこで、カセット28a,28bから最初に搬出された新しい種別のウェーハ1に明らかな問題が認められる場合、該ウェーハ1をカセット28a,28bに戻し、次にカセット28a,28bから他のウェーハ1を搬出するとよい。そして、該他のウェーハ1に対して撮影ステップS30を実施し、得られた画像を用いてパターン登録ステップS40を実施するとよい。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
1 ウェーハ
1a 表面
1b 裏面
3 保護部材
5 デバイス
2 加工装置
4 基台
6 ターンテーブル
8 チャックテーブル
8a 保持面
10a,10b 加工ユニット(研削ユニット)
12a,12b スピンドルモータ
14a,14b スピンドル
16a,16b ホイールマウント
18a,18b 研削ホイール
20a,20b 研削砥石
22a,22b コラム
24a,24b 加工送りユニット
26a,26b カセット載置台(カセット載置領域)
28a,28b カセット
30 ウェーハ搬送ロボット
32 位置決めテーブル
34 ウェーハ搬入機構(ローディングアーム)
36 ウェーハ搬出機構(アンローディングアーム)
38 スピンナ洗浄装置
40,46 カメラユニット
42 制御ユニット
42a 判定部
42b 情報登録部
44 タッチパネル付きディスプレイ
48 加工条件表
50 種別
52 加工条件
54a,54b,54c,54d パターン

Claims (3)

  1. 上面に保持面を有し、該保持面に表面が対面したウェーハを保持するチャックテーブルと、
    該チャックテーブルで保持したウェーハを裏面側から研削又は研磨する加工ユニットと、
    ウェーハを収容するカセットが載置されるカセット載置領域に載置された該カセットから該ウェーハを搬出し、該ウェーハを該チャックテーブルへ搬送する搬送ユニットと、
    該ウェーハを撮影してウェーハの該表面側に形成されたパターンが写る画像を取得するカメラユニットと、
    該画像に写る該パターンが該加工ユニットで該ウェーハを加工する際の加工条件と紐付けられて登録される情報登録部と、
    該カセットから搬出された加工前のウェーハから該加工条件に紐付けて該情報登録部に登録された該パターンを検出することで該加工前のウェーハが加工対象のウェーハであると判定する判定部と、
    を備える加工装置において、該パターンを該加工条件に紐付けて該情報登録部に登録する際の加工装置の管理方法であって、
    新たな種別のウェーハを加工する際の加工条件を該情報登録部に登録する加工条件登録ステップと、
    該新たな種別のウェーハを収容したカセットが該カセット載置領域に載置された後、該新たな種別のウェーハを該搬送ユニットで該カセットから該チャックテーブルに搬送し、該加工条件登録ステップで登録した該加工条件で該加工ユニットで加工し、該搬送ユニットで該チャックテーブルから搬出する自動加工を該加工装置に実施させる自動加工プログラムを該加工装置に開始させる自動加工プログラム開始ステップと、
    該自動加工プログラムに基づいて該搬送ユニットが該カセットから該新たな種別のウェ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が該新たな種別のウェーハを保持する過程で、該新たな種別のウェーハの該パターンが写る画像を該カメラユニットで形成する撮影ステップと、
    該撮影ステップで形成された該画像に写る該パターンを該加工条件登録ステップで登録された該新たな加工条件に紐付けて該情報登録部に登録するパターン登録ステップと、を備えることを特徴とする加工装置の管理方法。
  2. 該新たな種別のウェーハは、該表面側に保護部材が貼着されており、
    該カメラユニットは、赤外線カメラを有し、
    該撮影ステップでは、
    該新たな種別のウェーハは、該保護部材を介して該チャックテーブルで保持され、
    該カメラユニットは、該新たな種別のウェーハの該裏面側から該ウェーハの該表面側を撮影することを特徴とする請求項1に記載の加工装置の管理方法。
  3. 該判定部は、該加工条件に紐付けて該情報登録部に登録される該保護部材に関する情報に基づいて該加工前のウェーハの該表面側に貼着された保護部材の有無及び適否を判定し、該保護部材が不適切であると判定した場合、及び、該加工前のウェーハに該保護部材が貼着されていないと判定した場合、該加工前のウェーハを該加工ユニットに加工させない機能をさらに有し、
    該パターン登録ステップでは、該撮影ステップで形成された該画像から該保護部材に関する該情報を抽出して該加工条件に紐付けて該情報登録部に登録することを特徴とする請求項2に記載の加工装置の管理方法。
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