JP4492155B2 - 半導体ウエーハ用キャリアの保持孔検出装置及び検出方法並びに半導体ウエーハの研磨方法 - Google Patents
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例えば、遊星歯車構造の両面研磨装置では、キャリアのウエーハ保持面を視覚センサにより認識し、認識した画像データからウエーハ保持孔の位置を算定し、その算定結果に基づいてウエーハ搬送ロボットの位置を制御する自動搬送装置が提案されている(特許文献3参照)。
このようにキャリアのズレによりウエーハが正規の位置にセットされないとトラブルの原因につながり、自動化の妨げとなっている。
CCDカメラであれば、キャリアの保持孔と研磨布との境界を容易に、かつ確実に検出することができ、検出精度がより高いものとすることができる。
2つの画像検出手段の保持孔に対する中心角を90度とすれば、検出した2点と中心角に基づく保持孔の中心座標の算出が極めて容易となる。
このような照明手段により保持孔と研磨布との境界を照らせば、キャリアと研磨布との明暗がはっきりし、保持孔と研磨布との境界の検出がより容易となる。
このような噴射手段により保持孔と研磨布との境界の水分を除去すれば、検出誤差を抑制し、精度をより向上させることができる。
画像検出手段が移動手段により移動可能なものとすれば、装置がよりコンパクトとなる上、検査を容易に行うことができる。
このように検出前に、余分な液体を飛散させれば、検出誤差を小さくし、検出精度をより向上させることができる。
このように本発明に係る検出方法により検出された保持孔の位置に基づいて搬送手段によりウエーハを保持孔にセットすれば、ウエーハを保持孔に確実にセットすることができ、その後の研磨を安全に行うことができるとともに、両面研磨工程の完全自動化に資する。
このようにウエーハをセットした後、さらにウエーハが保持孔内にセットされていることをCCDカメラ等で確認することで、安全性をより向上させることができる。
図1及び図2は、本発明に係る保持孔検出装置の一例の概略を示し、図3は、保持孔検出装置が設けられた両面研磨装置の一例を示している。
さらにこの両面研磨装置1には、研磨装置本体2のキャリア4におけるウエーハ保持孔5の位置を検出するための保持孔検出装置12が設けられている。
上定盤36aを上方に移動させた後、インデックスによりキャリア4の位置決めを行う。次いで、2つのCCDカメラ20a,20bをX軸、Z軸スライダー24a,24bにより定盤間に移動させてキャリア4の保持孔5付近をスキャンしながら、保持孔5に対し予め決められた位置で停止させる。このとき、保持孔5と研磨布37bとの境界に研磨スラリー等の液体(水滴)が存在していると、検出誤差を生じるおそれがある。
なお、保持孔5に対する2つのカメラ20a,20bの中心角θは90°に限られず、保持孔5に対する中心角θが予め特定されており、保持孔5の縁の2点の座標を検出できれば、検出された2点と中心角θに基づいて保持孔5の中心位置を算出することができる。
そして、検出された保持孔5の位置を、搬送手段(搬送ロボット)13を制御するコントローラにフィードバックすれば、搬送ロボット13はローダ部10のボックス11からウエーハWを取り出し、検出した保持孔5の位置データに基づいてキャリア4の保持孔5に確実に挿入することができる。
また、研磨装置内の配置は、図3のものに限定されず、適宜設定すれば良い。さらに、本発明の保持孔検出装置は、揺動式の両面研磨装置に限定されず、4ウエイ方式の両面研磨装置に適用しても良い。
5…保持孔、 6…スラリー通過孔、 7…偏心アーム、 8…関節部、
9…ウエーハ保持手段、 10…ローダ部、 11…ウエーハ収容ボックス、
12…保持孔検出装置、 13…搬送ロボット、 14…ボックス自動搬送装置、
15…センタリングステージ、 16…アンローダ部、 17…回収用容器(水槽)、
18…自動搬送装置、 19…フレーム、 20…画像検出手段(CCDカメラ)、
21…画像処理手段(モニター)、 22…照明手段、 23…ガス噴射手段、
24a,24b…移動手段(スライダー)、 W…ウエーハ。
Claims (10)
- 両面研磨装置により半導体ウエーハを研磨する際に用いられる前記ウエーハを保持するキャリアの保持孔の位置を検出する装置であって、少なくとも、前記保持孔に対して所定の中心角を成すように設置された2つの画像検出手段と、該画像検出手段により得られた画像データを処理する画像処理手段とを有し、前記2つの画像検出手段により前記保持孔と研磨布との境界の2点を検出して前記画像処理手段にデータを送るものであり、前記画像検出手段により検出された2点と前記中心角に基づいて前記保持孔の中心の位置を算出することにより前記保持孔の位置を検出するものであることを特徴とする保持孔検出装置。
- 前記画像検出手段が、CCDカメラであることを特徴とする請求項1に記載の保持孔検出装置。
- 前記2つの画像検出手段が、前記保持孔に対して90度の中心角を成すように設置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の保持孔検出装置。
- 前記保持孔検出装置が、前記保持孔と研磨布との境界を照らす照明手段を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の保持孔検出装置。
- 前記保持孔検出装置が、前記保持孔内の研磨布にガスを噴射する噴射手段を有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の保持孔検出装置。
- 前記保持孔検出装置は、少なくとも前記画像検出手段が移動手段により移動可能なものであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の保持孔検出装置。
- 両面研磨装置により半導体ウエーハを研磨する際に用いられる前記ウエーハを保持するキャリアの保持孔の位置を検出する方法であって、前記保持孔に対して所定の中心角を成すように設置された2つの画像検出手段により得た画像データを、画像処理手段により画像処理して前記保持孔と研磨布との境界の2点を検出し、該検出された2点と前記中心角に基づいて前記保持孔の中心の位置を算出することにより前記保持孔の位置を検出することを特徴とする保持孔検出方法。
- 前記画像検出手段による検出を行う前に、前記保持孔内の研磨布に対するガス噴射及び/又は前記研磨布の回転を行うことにより、前記キャリアの保持孔と研磨布との境界に存する液体を飛散させることを特徴とする請求項7に記載の保持孔検出方法。
- 両面研磨装置により半導体ウエーハをキャリアの保持孔に保持して研磨を行う方法において、前記請求項7又は請求項8に記載の方法により保持孔の位置を検出し、該検出された保持孔の位置に基づいて搬送手段により半導体ウエーハを保持孔にセットした後、該ウエーハの研磨を行うことを特徴とする半導体ウエーハの研磨方法。
- 前記搬送手段により半導体ウエーハを保持孔にセットした後、該ウエーハが保持孔内にセットされていることを前記画像検出手段により確認した後で、前記ウエーハの研磨を行うことを特徴とする請求項9に記載の半導体ウエーハの研磨方法。
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