JP2554432B2 - 半導体ウエーハの外周面加工装置 - Google Patents

半導体ウエーハの外周面加工装置

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JP2554432B2 JP4311911A JP31191192A JP2554432B2 JP 2554432 B2 JP2554432 B2 JP 2554432B2 JP 4311911 A JP4311911 A JP 4311911A JP 31191192 A JP31191192 A JP 31191192A JP 2554432 B2 JP2554432 B2 JP 2554432B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエーハの厚み
を測定し、この測定値に基づいてウエーハ外周の面取り
加工を行なったり、また上記測定値に基づき加工後の半
導体ウエーハを分類する半導体ウエーハの外周面加工装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体ウエーハの外周面を加工す
る外周面加工装置としては、例えば、半導体ウエーハの
外周を面取りするベベリング機や、面取りした半導体ウ
エーハの外周面を鏡面研磨する鏡面ポリッシュ機などが
ある。 この種の外周面加工装置においては、加工前の
半導体ウエーハの中心厚みを1点測定により測定し、外
周の上面側面幅(外周上面面取り加工量)と、外周の下
面側面幅(外周下面面取り加工量)とを均一にするため
に、上記測定値に基づいて、砥石軸と半導体ウエーハと
の上下関係の相対位置補正、すなわちバーチカル方向移
動量補正を行なって外周面の加工が行なわれる。
【0003】更に、外周面の加工が終了後には、次行程
のウエーハ面の研削・研磨する加工行程のために、アン
ローダ部において上記厚みの測定値に基づいて半導体ウ
エーハの厚み毎や精度毎に分類し、次行程において各ウ
エーハの厚みに応じて加工を行なうようにしている。
【0004】また、一般に、半導体ウエーハの厚みを測
定するには、公知の接触式(センサマグネスケール等)
や、非接触式センサ(静電容量式センサ等)が用いられ
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、一般に、半
導体ウエーハの厚みは、均一ではなく、殆んどが数μm
〜数十μmのバラツキを有しており、面内形状でも、テ
ーパ、凹、凸等の形状を有しているため、上述した従来
のような半導体ウエーハの中心1点の厚み測定値を用い
た加工においては、外周の上下面幅を補正しても、ウエ
ーハ面内形状のバラツキにより、均一には加工できない
という不具合があった。
【0006】また、加工終了後、上記中心1点厚みの測
定値に基づいて半導体ウエーハの分類が行なわれるの
で、次行程の研削・研磨加工において、加工歪を確実に
除去することができず、加工ムラを生ずることがあっ
た。その結果、次行程での研削・研磨行程の目的であ
る、加工歪層を除去し、より平坦で平滑な面に仕上げる
目的が達成できない不具合があった。
【0007】そこで、本発明は、均一に外周面加工がで
きると共に、次工程の研削・研磨行程でも確実に加工歪
層が除去でき平坦且つ平滑な仕上げが可能となるウエー
ハの厚み測定や分類ができる半導体ウエーハの外周面加
工装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体ウエーハ
の外周面加工装置は、半導体ウエーハの外周面を研削・
研磨する加工部と、外周面の加工前に半導体ウエーハの
厚みを複数点測定する厚み測定部と、加工後の半導体ウ
エーハを厚み又は精度毎に分類する分類部とを備え、上
記厚み測定部により測定された複数の測定値を平均化処
理する演算処理部と、この演算処理部からの平均化処理
値又は最小値に基づいて上記加工部を駆動制御する加工
制御部と、上記演算処理部からの平均化処理値に基づい
て上記分類部を駆動制御する分類制御部と、を備えた構
成とされている。
【0009】
【作用】したがって、半導体ウエーハの面内厚みを複数
点測定し、平均化処理した値に基づいて加工部の砥石軸
とウエーハの上下方向の相対位置補正を行なって加工が
行なわれるので、従来の1点測定の場合に比べ、ウエー
ハの外周上面面取り加工量と外周下面面取り加工量との
より均一な加工が可能となる。
【0010】また、複数点測定し平均化処理した値又は
最小値に基づいたウエーハの分類が行われるので、正確
な分類ができ、さらに、次行程で上記複数の測定値を利
用でき、次行程のウエーハ面を研削・研磨する加工にお
いて、最小厚みをウエーハ厚みとして加工することが可
能となる、その結果、加工歪層を確実に除去でき、加工
ムラのない均一な加工が加工となる。
【0011】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づき説
明する。尚、本実施例では半導体ウエーハの外周面加工
を行なうベベリング機に適用した場合を例に採って説明
する。
【0012】図1、図2は、本実施例の半導体ウエーハ
の外周面加工装置1の全体の平面図、正面図を示しい
る。両図中、2は本体ベースであり、この本体ベース2
の図中左側には、詳細を示す図3、図4のように、ウエ
ーハカセット4内に複数枚セットされた半導体ウエーハ
4を一枚づつ搬出するカセットローダ5およびカセット
コンベア6が配設されている。また、本体ベース2の上
部には、厚み測定用コンベア7、厚み測定部8、ウエー
ハ案内ガイド9、ウエーハ位置決めガイド10が配設さ
れている。さらに、本体ベース2の上部には、加工ステ
ージ11、ウエーハ4の搬送装置12、外周面加工部1
3、ウエーハ中継ステージ34、アンローダ搬送装置
(分類部)14が配設され、本体ベース2の右端側には
アンローダ分類タンク15が配設され、本体ベース2内
には、各駆動部を制御する図6の制御部30が設けられ
ている。
【0013】上記厚み測定用コンベア7は、図3、図4
に示すように、ステッピングモータ16からベルト17
を介して正逆回転の動力が伝達される。また、厚み測定
用コンベア7、ウエーハ位置決めガイド10をともに上
下動できるよう本体ベース2には、シリンダ18が取付
けられ、厚み測定用コンベア7により搬送されるウエー
ハ4と後述する測定受子22との接触による相互の損傷
を防止できる構成となっている。つまり、厚み測定用コ
ンベア7によるウエーハ搬送中にはコンベア7が上昇端
に位置し、厚み測定時には下降端に位置するようになっ
ている。この場合のコンベア7の上下動範囲は、搬送時
にウエーハ4が測定受子22と接触せず、厚み測定時に
測定受子22に接触できる範囲であればよいため、例え
ば、1〜2mm程度のストロークに設定されている。
【0014】上記厚み測定部8は、厚み測定用コンベア
7の上方に配設され、ウエーハ4の厚みtを測定する測
定子20と、測定子20を上下動させる上下移動機構2
1と、測定時のウエーハ4を下側で支持する測定受子2
2とから構成されている。そして、 カセットコンベア
6から測定用コンベア7で搬送されたウエーハ4は案内
ガイド9に案内されて位置決めガイド10まで搬送さ
れ、ウエーハ4の位置決めが行なわれる。また、厚み測
定前には、上下移動機構21により測定子20を備えた
厚み測定部8を下降させ、測定子20と測定受子22を
接触させてゼロクリヤが行なわれる。
【0015】そして、上記厚み測定部8においてウエー
ハ4の厚みを測定する場合には、位置決めガイド10ま
で搬送されたウエーハ4を測定コンベア7の上昇位置
で、ウエーハ4の図中左端部を測定できる位置まで後退
搬送し、その後測定コンベア7を下降させて測定受子2
2上にウエーハ4を置き、測定子20を下降させてウエ
ーハ4の左端部の厚みが測定される。次に、測定子20
を上昇させて測定コンベア7を上昇させ、中央部が測定
できる位置までウエーハ4を後退搬送し、同様に、測定
コンベア7を下降させて測定受子22上にウエーハ4を
置き、測定子20を下降させてウエーハ4の中央部の厚
みが測定される。以下同様な動作を繰返してウエーハ4
の右端部の厚みが測定され、本実施例だは合わせて3点
の厚みの測定が行なわれる。この厚み測定は、後述する
制御部30によって厚み測定部8を制御することにより
行なわれる。
【0016】上記搬送装置12は、図1、図2に示すよ
うに、本体ステージ2上の、厚み測定部8と加工ステー
ジ11間、加工ステージ11とウエーハ中継ステージ3
4間で移動して、ウエーハ4を搬送できるように設置さ
れ、先端部にウエーハ4を吸着して支持する支持部24
を備えている。そして、厚み測定後のウエーハ4を加工
ステージ11に設置し、外周面加工後加工ステージ11
上のウエーハ4をウエーハ中継ステージ34まで移送
し、ウエーハ中継ステージ34へウエーハ4を受渡す。
【0017】アンローダ搬送装置14は、本体ステージ
2の幅方向に移動可能な移動部25と、先端にウエーハ
4を吸着する支持部26とを有し、ウエーハ中継ステー
ジ34上に移送されたウエーハ4を、後述する分類制御
部33による制御により、外周面加工前に測定された厚
み測定値に基づいて、予め分類範囲が厚み毎に決められ
た分類タンク15に区分けして挿入される。
【0018】上記加工ステージ11は、図5に示すよう
に、図示しない駆動装置により回動可能、且つ、切り込
み量を設定できるように左右方向に移動可能に構成され
ている。また、載置表面には多数の吸引口27を有し、
内部に設けられた吸引通路28を通じて吸引装置に接続
され、ウエーハ4を真空引きで吸着保持できる構造とな
っている。
【0019】上記外周面加工部13は、図5に示すよう
な砥石29からなり、図示しない駆動装置により、回転
可能且つ上下移動可能に構成されている。尚、Gは加工
する面幅の中心となる砥石軸を示す。そして、外周面加
工時には、上記厚み測定部8において測定された測定値
の平均化処理された値に基づいて、加工ステージ11上
のウエーハ4と加工部13の砥石軸Gとの上下方向の相
対位置を補正して加工が行なわれる。この場合、上記厚
み測定部8により測定され演算処理部31において平均
化処理されたデータは制御部30により加工部13にフ
ィードバックされる。
【0020】上記制御部30は、各駆動部を制御する他
に、図6に示すように、上記測定子20により測定され
た厚み測定値の平均化処理値又は最小値を演算し、基準
厚み(設定値)との差から砥石軸Gの補正量を演算する
演算処理部31と、複数の厚み測定値の平均化処理値に
基づいた補正量により、砥石軸Gを上下に移動制御する
砥石軸制御部(加工制御部)32と、平均化処理値又は
最小値に基づいてアンローダ搬送装置14を駆動制御す
る分類制御部33を備えた構成となっている。
【0021】次に、上記構成の半導体ウエーハの外周面
加工装置による外周面加工処理について説明する。
【0022】厚み測定部8において測定された複数点の
ウエーハ4の厚みデータは、測定子20により制御部3
0に入力され、演算処理部31において測定値の平均化
処理値が演算され、この平均化処理値に基づいて砥石軸
Gの上下移動させる補正量が演算され、この補正量に基
づいて砥石軸制御部32により砥石軸Gが制御される。
また、演算処理部31で平均化処理した測定値又は最小
値に基づいて、分類制御部33でアンローダ搬送装置1
4を駆動制御し、外周加工後のウエーハ4の分類を行
う。
【0023】この場合の砥石軸Gの制御は、加工ステー
ジ11にセットされたウエーハ4の厚みが均一であると
して、この厚みを基準厚みa(設定値)とし、基準厚み
aのa/2の位置を仮想ウエーハ基準線とし、砥石軸G
の上下方向の中心線を仮想砥石基準線とすると、仮想ウ
エーハ基準線と仮想砥石基準線との上下方向での相対位
置が合った位置で、外周面の加工を行なうように制御さ
れ、上下面幅が均一な面幅加工が行なわれる。これに対
し、従来のように、ウエーハ外周付近よりも中心部が厚
いウエーハ4を加工する場合、中心1点の厚みa´のa
´/2の位置を仮想ウエーハ基準線として、仮想砥石基
準線に上下方向の相対位置を合せた位置で外周面加工を
行なえば、上面側面幅の加工量が下面側面幅の加工量よ
りも少なくなり、上下面幅の均一な外周面加工が困難と
なるが、本実施例のように、複数点の厚み測定値の平均
化処理した値に基づいて砥石軸Gの移動量を補正して加
工を行なうことにより、より均一な面幅加工が可能とな
る。
【0024】本実施例では、加工部13の砥石軸Gの上
下移動量を、基準厚みa(設定値)と平均化処理値との
差の1/2の量だけ、補正を行なって加工が行なわれ
る。例えば、基準厚みa(設定値)に対し、平均化処理
値がbだけ薄い場合には、砥石軸Gを仮想砥石基準線よ
りも下方へb/2だけ移動させ、この位置で加工ステー
ジ11を回転させ右方向へ移動させて加工が行なわれ
る。また、基準厚みa(設定値)に対し、平均化処理値
がcだけ厚い場合には、砥石軸Gを仮想砥石基準線より
も上方へc/2だけ移動させ、この位置で加工が行なわ
れる。
【0025】したがって、本実施例においては、複数点
の厚み測定値を平均化処理した値に基づいて加工を行な
うので、均一な外周面加工やウエーハの分類ができ、こ
の結果、次工程の研削・研磨行程でも確実に加工歪層が
除去でき平坦且つ平滑な仕上げが可能となる。
【0026】尚、本実施例では、ウエーハの右端部、中
央部、左端部の3点の厚みを測定したが、回転機構によ
って加工ステージを任意の角度毎に測定することによ
り、さらに多数の厚み測定が可能となり、これらの平均
化処理値に基づいて加工すれば、より真の平均値に近づ
き、その値に基づいて加工部へフィードバックをかけて
加工することにより、上下面幅加工の均一化が図れる。
また、ウエーハ外周面を面取りするベベリング機に適用
した場合について説明したが、これに限らず、外周面を
鏡面仕上げするポリッシュ機等、同様な他の装置にも適
用することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体ウエーハの面内厚みを複数点測定し、平均化処理し
た値に基づいて加工部の砥石軸とウエーハの上下方向の
相対位置補正を行なって加工が行なわれるので、従来の
1点測定の場合に比べ、ウエーハの外周上面面取り加工
量と外周下面面取り加工量とのより均一な加工が可能と
なる。
【0028】また、複数点測定し平均化処理した値又は
設定値に基づいたウエーハの分類が行われるので、正確
な分類ができる。
【0029】さらに、次行程で上記複数の測定値を利用
でき、次行程のウエーハ面を研削・研磨する加工におい
て、最小厚みをウエーハ厚みとして加工することが可能
となる、その結果、加工歪層を確実に除去でき、加工ム
ラのない均一な加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係り、半導体ウエーハの外周面加工
装置の概略平面図。
【図2】半導体ウエーハの外周面加工装置の概略正面
図。
【図3】カッセトローダおよび厚み測定部の概略平面
図。
【図4】カッセトローダおよび厚み測定部の概略正面
図。
【図5】加工部の正面図。
【図6】制御部のブロック図。
【符号の説明】
1 半導体ウエーハの外周面加工装置 4 半導体ウエーハ 8 厚み測定部 13 加工部 14 分類部 31 演算処理部 32 加工制御部 33 分類制御部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウエーハの外周面を研削・研磨す
    る加工部と、外周面の加工前に半導体ウエーハの厚みを
    複数点測定する厚み測定部と、加工後の半導体ウエーハ
    を厚み又は精度毎に分類する分類部とを備え、前記厚み
    測定部により測定された複数の測定値を平均化処理する
    演算処理部と、この演算処理部からの平均化処理値に基
    づいて前記加工部を駆動制御する加工制御部と、前記演
    算処理部からの平均化処理値又は最小値に基づいて前記
    分類部を駆動制御する分類制御部と、を備えたことを特
    徴とする半導体ウエーハの外周面加工装置。
JP4311911A 1992-11-20 1992-11-20 半導体ウエーハの外周面加工装置 Expired - Fee Related JP2554432B2 (ja)

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