JP2848184B2 - 半導体製造装置の精度点検用標準ウエハ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体製造装置の精度
点検用標準ウエハに係り、特にダイシング装置等の半導
体製造装置の位置決め精度、機械精度、及び回転精度等
を点検する半導体製造装置の精度点検用標準ウエハに関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の３軸
方向の移動機構やそれぞれの軸を中心とする回転機構等
を備えているものが多い。例えばダイシング装置でウエ
ハをアライメントする場合、ウエハが載置されたウエハ
テーブルをＸ、Ｙ軸方向に移動すると共に、ウエハテー
ブルの中心を軸として回転してウエハをアライメントす
る。

【０００３】一方、近年半導体チップの微小化が図られ
ていて、この微小半導体チップを製造するために高精度
の半導体製造装置が要求される。しかしながら、製作当
初高精度に製作された半導体製造装置も、使用するにつ
れて経時的に精度が低下する。従って、半導体製造装置
の精度を点検する必要があり、点検を行うものとして精
度点検用標準ウエハが知られている。精度点検用標準ウ
エハの表面には規則的な間隔で点検パターンが形成され
ている。この精度点検用標準ウエハを例えばダイシング
装置で使用する場合、精度点検用標準ウエハをＸ、Ｙ軸
方向へ移動した時の規則的パターンの検出位置に基づい
てダイシング装置の精度が点検される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
精度点検用標準ウエハの点検用パターンは規則的に一定
間隔をおいて形成されているので、一定間隔移動時の精
度を点検することができるが、ランダム（不規則）な間
隔で移動した際の精度を点検することができない。そし
て、実際にダイシング装置でウエハを加工する場合、ダ
イシング装置はランダム間隔で移動される。従って、従
来の精度点検用標準ウエハで一定間隔移動時の精度を点
検しても、ダイシング装置を現実に稼動した際の加工精
度を点検したことにはならない。

【０００５】すなわち、従来の精度点検用標準ウエハで
は、機械的部分の摩耗やねじの僅かの弛み等から徐々に
低下した半導体製造装置の機械精度を点検することがで
きないという問題がある。本発明はこのような事情に鑑
みてなされたもので、機械的部分の摩耗やねじの僅かの
弛み等から徐々に低下した半導体製造装置の機械精度を
点検することができる半導体製造装置の精度点検用標準
ウエハを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する為に、少なくとも１軸方向に規則的な一定間隔を
おいて形成された位置決め精度点検パターンと、該位置
決め精度点検パターンと平行に不規則な間隔をおいて形
成された機械精度点検パターンと、を備えたことを特徴
とする。

【０００７】また、本発明は、前記目的を達成する為
に、同心円上に９０°の間隔をおいて形成された回転精
度点検パターンを備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、半導体製造装置の精度点検用
標準ウエハに、少なくとも１軸方向に規則的な一定間隔
をおいて位置決め精度点検パターンを形成し、また、こ
の位置決め精度点検パターンに平行に不規則な間隔をお
いて機械精度点検パターンを形成した。この半導体製造
装置の精度点検用標準ウエハは、位置決め精度点検パタ
ーンで移動機構の移動軸方向の位置決め精度が点検さ
れ、機械精度点検パターンで移動機構の移動軸方向の機
械的精度が点検される。

【０００９】さらに、半導体製造装置の精度点検用標準
ウエハに、同心円上に９０°の間隔をおいて回転精度点
検パターンを形成した。この回転精度点検パターンで半
導体製造装置の回転機構の９０°の回転精度が点検され
る。

【００１０】

【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る半導体製
造装置の精度点検用標準ウエハについて詳説する。図１
は本発明に係る精度点検用標準ウエハが使用されるダイ
シング装置の斜視図であり、図２は本発明に係る精度点
検用標準ウエハの平面図である。図１に示すようにダイ
シング装置は、カセット１０からウエハＷが供給され、
そのウエハＷをプリアライメントする第１の位置Ｐ１、
ウエハＷをカッティングテーブルにロード及びアンロー
ドする第２の位置Ｐ２、切断されたウエハＷを洗浄する
第３の位置、及び洗浄されたウエハＷがアンローディン
グされる第４の位置（第３、第４の位置双方図示せず）
を有している。

【００１１】また、ダイシング装置は、第２の位置Ｐ２
でカッティングテーブルにローディングされたウエハＷ
を、切断部１４のカッティングテーブルごと移動してフ
ァインアラメイント部１８でファインアラメイントす
る。すなわち、ファインアラメイント部１８は画像取り
込み部を有していて、画像取り込み部で取り込んだ画像
をパターンマッチング処理してウエハＷをファインアラ
メイントする。

【００１２】ファインアラメイントされたウエハＷは、
その後ダイヤモンドカッタ１６によって所要の半導体チ
ップに切断され、又このようにして切断されたウエハＷ
は第３の位置に搬送されて洗浄部２０で洗浄される。洗
浄部２０で洗浄されたウエハＷは、その後第４の位置に
搬送され、ここからカセット１０に収納される。尚、前
記第１乃至第４の位置は、それぞれ正方形の各頂点位置
となる関係で配置されており、これらの位置に於けるウ
エハＷの搬送は、前記正方形の中心に回転軸２２を有
し、この回転軸２２から隣接する２つの位置に向かって
Ｖ字状に延出するアーム部２４で行われる。また、図１
上で２６、２７はウエハＷを着脱するチャック部であ
る。

【００１３】図２の精度点検用標準ウエハ３０は一般的
な加工用ウエハと同様に円板状に形成されていて、表面
には位置決め用のパターン群３２、３４、３６が形成さ
れている。パターン群３２はＸ軸方向の移動精度を点検
するために使用され、パターン群３４はＹ軸方向の移動
精度を点検するために使用される。また、パターン群３
６は回転精度を点検するために使用される。パターン群
３２は規則的パターン３２Ａ、３２Ａ…、第１不規則的
パターン３２Ｂ、３２Ｂ…、及び第２不規則的パターン
３２Ｃ、３２Ｃ…を有している。

【００１４】規則的パターン３２Ａ、３２Ａ…は規則的
に一定の間隔をおいて形成されていて、第１不規則的パ
ターン３２Ｂ、３２Ｂ…は乱数に基づいたランダムな間
隔（例えば、間隔の比を１、３、５、７、１１、１３）
をおいて形成されている。また、第２不規則的パターン
３２Ｃ、３２Ｃ…は、第１不規則的パターン３２Ｂ、３
２Ｂ…と反対向きに形成されている。

【００１５】このように、第１不規則的パターン３２
Ｂ、３２Ｂ…と第２不規則的パターン３２Ｃ、３２Ｃ…
とを対称（反対向き）に形成することにより、例えば第
１不規則的パターン３２Ｂ、３２Ｂ間が比較的大きくな
る間隔（Ｌ₁ ）を、第２不規則的パターン３２Ｃ、３２
Ｃ間の比較的小さな間隔（Ｌ₂ ）で補うようにして、パ
ターンが形成されている全範囲（Ｌ）で機械的精度を点
検することができる。

【００１６】そして、パターン群３４はパターン群３２
を９０°回転状態で形成されている。すなわち、規則的
パターン３４Ａ、３４Ａ…は一定の間隔をおいて形成さ
れていて、第１不規則的パターン３４Ｂ、３４Ｂ…は乱
数に基づいたランダムな間隔をおいて形成されている。
また、第２不規則的パターン３４Ｃ、３４Ｃ…は、第１
不規則的パターン３４Ｂ、３４Ｂ…と反対向きに形成さ
れている。このように、Ｘ軸方向のパターン群３２及び
Ｙ軸方向のパターン群３４を形成することによりＸ、Ｙ
軸方向の位置決め精度、及び機械的精度を点検すること
ができ、さらにＸ、Ｙ軸方向の真直性を検出することが
できる。

【００１７】パターン群３６は精度点検用標準ウエハ３
０の同一円弧上に等角度の間隔（すなわち、９０°の間
隔）をおいて４箇所に形成されていて、それぞれのパタ
ーン群３６には第１の回転精度点検パターン３６Ａ、３
６Ａ…、第２の回転精度点検パターン３６Ｂ、３６Ｂ
…、第３の回転精度点検パターン３６Ｃ、３６Ｃ…、及
び第４の回転精度点検パターン３６Ｄ、３６Ｄ…が形成
されている。そして、精度点検用標準ウエハ３０が中心
点３０Ａを中心にして９０°回転した場合、第１の回転
精度点検パターン３６Ａが第２の回転精度点検パターン
３６Ｂと同一位置に位置決めされ、第２の回転精度点検
パターン３６Ｂが第３の回転精度点検パターン３６Ｃと
同一位置に位置決めされ、第３の回転精度点検パターン
３６Ｃが第４の回転点検パターン３６Ｄと同一位置に位
置決めされ、第４の回転点検パターン３６Ｄが第１の回
転精度点検パターン３６Ａと同一位置に位置決めされ
る。このように、回転精度点検用のパターン群３６を形
成することにより回転精度を点検することができる。

【００１８】尚、パターン群３２、３４、３６に使用さ
れたパターンの形状は図２に示すように十字型とした。
この十字型パターンは画像処理（パターンマッチング）
で位置検出精度の信頼性が高い。前記の如く構成された
半導体製造装置の精度点検用標準ウエハの作用について
説明する。

【００１９】先ず、Ｘ軸方向の位置決め精度、及び機械
的精度を点検する場合について説明する。図１に示す切
断部１４のカッティングテーブルをＸ、Ｙ軸方向に移動
して、カッティングテーブルに載置した精度点検用標準
ウエハ３０を、ファインアラメイント部１８でパターン
群３２の規則的パターン３２Ａが検出できる位置に位置
決めする。次に、カッティングテーブルごと半導体製造
装置の精度点検用標準ウエハ３０をＸ軸方向に規則的パ
ターン３２Ａ、３２Ａ…と同一間隔分移動して、ファイ
ンアラメイント部１８で規則的パターン３２Ａの位置を
検出する。この工程を全ての規則的パターン３２Ａにつ
いて行う。そして、検出された位置の精度に基づいてＸ
軸方向の位置決め精度を点検する。また、検出されたパ
ターン３２Ａの位置精度はウエハ加工時の累積補正のデ
ータとして使用することができる。

【００２０】次いで、ファインアラメイント部１８で第
１不規則的パターン３２Ｂが検出できる位置に精度点検
用標準ウエハ３０を位置決めする。次に、カッティング
テーブルごとＸ軸方向に第１不規則的パターン３２Ｂ、
３２Ｂ…と同一間隔分移動して、ファインアラメイント
部１８で第１不規則的パターン３２Ｂの位置を検出す
る。この工程を全ての規則的パターン３２Ｂについて行
う。続いて、ファインアラメイント部１８で第２不規則
的パターン３２Ｃが検出できる位置に精度点検用標準ウ
エハ３０を位置決めする。次に、カッティングテーブル
ごとＸ軸方向に第２不規則的パターン３２Ｃ、３２Ｃ…
と同一間隔分移動して、ファインアラメイント部１８で
第２不規則的パターン３２Ｃの位置を検出する。この工
程を全ての規則的パターン３２Ｃについて行う。そし
て、検出された全てのパターン３２Ｂ、３２Ｃの位置精
度に基づいてＸ軸方向の機械的精度を点検する。

【００２１】次に、Ｙ軸方向の位置決め精度、及び機械
的精度を点検する場合について説明する。Ｘ軸方向の位
置決め精度、及び機械的精度の点検にはパターン群３２
を使用したが、Ｙ軸方向の位置決め精度、及び機械的精
度の点検にはパターン群３４を使用する。ここで、点検
の手順はＸ軸方向の場合と同一なので説明を省略する
が、パターン群３４の規則的パターン３４ＡでＹ軸方向
の位置決め精度が点検され、また、検出されたパターン
３４Ａの位置精度はウエハ加工時の累積補正のデータと
して使用される。さらに、パターン群３４の第１、第２
不規則的パターン３４Ｂ、３４ＣでＹ軸方向の機械的精
度が点検される。 次いで、回転精度を点検する場合に
ついて説明する。図１に示す切断部１４のカッティング
テーブルをＸ、Ｙ軸方向に移動して、カッティングテー
ブルに載置した精度点検用標準ウエハ３０を、ファイン
アラメイント部１８でパターン群３６のパターン３６Ａ
が検出できる位置に位置決めする。次に、カッティング
テーブルごと精度点検用標準ウエハ３０を時計回り方向
に９０°回転して、ファインアラメイント部１８でパタ
ーン３６Ｂの位置を検出する。この工程を全てのパター
ン３６Ａ、３６Ｂについて行う。そして、検出された位
置の精度に基づいて回転精度を点検する。また、この場
合、複数個のパターン３６Ａ、３６Ｂを使用することに
より、回転中心位置を検出することができる。

【００２２】前記実施例ではパターン群３２、３４、３
６に十字型のパターンのみを採用して、位置決め精度及
び機械的精度を点検する場合について説明したが、これ
に限らず、図３に示すＸ軸方向の振動点検用パターン４
０及びＹ軸方向の振動点検用パターン４２を加えること
によりＸ軸及びＹ軸方向の振動を点検することができ
る。この場合、精度点検用標準ウエハ３０にはパターン
群３２、３４、３６に沿って複数の振動点検用パターン
４０、４２が形成される。尚、この振動点検用パターン
４０、４２の形状は、画像処理を行う際に画像取り込み
時間（例えば１／３０秒）の間の画像振れを検出する場
合の信頼性が高い。

【００２３】以下、振動点検用パターン４０、４２を使
用した場合の点検方法を説明する。図１に示す切断部１
４のカッティングテーブルに精度点検用標準ウエハ３０
を載置した状態でカッティングテーブルを移動して、フ
ァインアラメイント部１８で振動点検用パターン４０、
４２が検出できる位置に半導体製造装置の精度点検用標
準ウエハ３０を位置決めする。次に、カッティングテー
ブルごと精度点検用標準ウエハ３０をＸ軸方向又はＹ軸
方向に一定間隔移動した後停止する。この場合、停止時
にＸ軸方向又はＹ軸方向に機械的振動が生じると振動点
検用パターン４０、または振動点検用パターン４２が振
れるので、振動点検用パターン４０、または振動点検用
パターン４２の振幅が検出される。これにより、Ｘ軸方
向又はＹ軸方向の機械的振動が検出される。

【００２４】前記実施例ではＸ、Ｙ軸の２軸の位置決め
精度及び機械的精度を点検する場合について説明した
が、これに限らず、Ｘ、Ｙ軸の他にＺ軸を加えた３軸方
向の位置決め精度及び機械的精度を点検することも可能
である。この場合、Ｚ軸の精度は所定位置から精度点検
用標準ウエハ３０の厚みの位置に移動させて点検するの
で、精度点検用標準ウエハ３０の厚みを予め正確に測定
しておく必要がある。

【００２５】前記実施例ではＸ、Ｙ軸の２軸方向に点検
パターンを形成する場合について説明したが、これに限
らず、Ｘ軸又はＹ軸のいずれか一方に点検パターンを形
成してもよい。また、前記実施例では９０°の回転精度
を点検する回転精度点検パターンを精度点検用標準ウエ
ハ３０に形成した場合について説明したが、これに限ら
ず、半導体製造装置の９０°の回転精度を点検する必要
のない場合には、精度点検用標準ウエハ３０に回転精度
点検パターンを形成しなくてもよい。

【００２６】前記実施例では精度点検用標準ウエハ３０
でダイシング装置の精度を点検する場合について説明し
たが、これに限らず、精度点検用標準ウエハ３０を、例
えばプロービングマシーン、メモリーリペアシステム等
のその他の半導体製造装置に使用してもよい。前記実施
例では第１、第２不規則的パターンを乱数に基づいてラ
ンダムな間隔に設定したが、これに限らず、乱数を使用
する以外の方法で第１、第２不規則的パターンのランダ
ムな間隔を設定してもよい。

【００２７】前記実施例では回転精度用のパターン群３
６を４箇所に形成したが、これに限らず、９０°の間隔
をおいて少なくとも２箇所に形成してもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
製造装置の精度点検用標準ウエハによれば、半導体製造
装置の精度点検用標準ウエハに、少なくとも１軸方向に
規則的な一定間隔をおいて位置決め精度点検パターンを
形成し、また、この位置決め精度点検パターンと平行に
不規則な間隔をおいて機械精度点検パターンを形成し
た。この半導体製造装置の精度点検用標準ウエハは、位
置決め精度点検パターンで移動機構の移動軸方向の位置
決め精度が点検され、機械精度点検パターンで移動機構
の移動軸方向の機械的精度が点検される。

【００２９】さらに、半導体製造装置の精度点検用標準
ウエハに、同心円上に９０°の間隔をおいて回転精度点
検パターンを形成した。この回転精度点検パターンで半
導体製造装置の回転機構の９０°の回転精度が点検され
る。従って、現実に稼動した際の半導体製造装置の加工
精度や検査精度を点検することができる。

【００３０】また、本発明に係る半導体製造装置の精度
点検用標準ウエハのパターン配置を一定化することによ
り、以下の特徴を得ることができる。 （１）工場出荷時に半導体製造装置の精度保証のための
点検作業の効率が向上する。 （２）実際に使用している半導体製造装置の精度を製作
時の精度と比較することができる。

【００３１】（３）半導体製造装置間の精度比較を容易
に行うことができる。 （４）特別の熟練を必要とせずに半導体製造装置の精度
を点検することができる。 （５）半導体製造装置の精度が低下した場合に、精度の
低下原因を特定しやしくなる。

【００３２】（６）半導体製造装置の自己診断、自己補
正が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体製造装置の精度点検用標準
ウエハが使用されるダイシング装置の斜視図

【図２】本発明に係る半導体製造装置の精度点検用標準
ウエハの平面図

【図３】本発明に係る半導体製造装置の精度点検用標準
ウエハに形成される振動点検用パターンを説明した平面
図

【符号の説明】

３０…半導体製造装置の精度点検用標準ウエハ ３２Ａ、３４Ａ…規則的パターン（位置決め精度点検パ
ターン） ３２Ｂ、３２Ｃ、３４Ｂ、３４Ｃ…不規則的パターン
（機械精度点検パターン） ３６Ａ、３６Ｂ…パターン（回転精度点検パターン） ４０、４２…振動点検用パターン

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１軸方向に規則的な一定間隔
   をおいて形成された位置決め精度点検パターンと、 該位置決め精度点検パターンと平行に不規則な間隔をお
   いて形成された機械精度点検パターンと、 を備えたことを特徴とする半導体製造装置の精度点検用
   標準ウエハ。
2. 【請求項２】 少なくとも１軸方向に規則的な一定間隔
   をおいて形成された位置決め精度点検パターンと、 該位置決め精度点検パターンと平行に不規則な間隔をお
   いて形成された機械精度点検パターンと、 同心円上に９０°の間隔をおいて形成された回転精度点
   検パターンと、 を備えたことを特徴とする半導体製造装置の精度点検用
   標準ウエハ。