JP5261534B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

本発明は検査装置に係り、更に詳しくは、半導体ウエハ等の板状部材に接着シートを貼付した後、その厚みや接着シートの面状態を検査することのできる検査装置に関する。

従来より、半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）には、その回路面を保護するための保護シートを貼付したり、裏面又は表面に感熱接着性の接着シートを貼付することが行われている。

このようなシートを貼付する装置としては、帯状の接着シートをウエハに貼付した後に、前記接着シートをウエハの形状に合わせて切断を行う構成を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特願２００５−１２３５９５号公報

接着剤が積層された接着シートは、フイルム製膜時のフィッシュアイや、シート繰り出し時の張力等により、その厚みにばらつきが発生する。ウエハのように、裏面研削に要求される厚みは、現在では数十μｍオーダーに達しており、ウエハの仕上げ厚のばらつきが半導体デバイスに与える影響が極めて大きくなっている。従って、接着シートの厚みや、シート面状態を研削前に把握しておくことは、ウエハの裏面研削精度を維持する上で重要なファクターとなる。

［発明の目的］
ここに、本発明の目的は、ウエハの裏面を研削する際の精度を維持する要求に対応して、ウエハ等の板状部材にシートを貼付した状態を検査することのできる検査装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る検査装置は、検査用支持手段に支持され、接着シートが貼付された半導体ウエハの前記接着シートの面内における不良箇所を検出して検査する検査手段と、この検査手段の出力を入力とする第１の情報記憶処理手段と、前記半導体ウエハを収容するケースと、このケースに設けられて当該ケースに収容される半導体ウエハと前記不良箇所とを関連づけて記憶する第２の情報記憶処理手段とを備え、
前記第１の情報記憶処理手段は、前記不良箇所をデータとして第２の情報記憶処理手段に出力し、
前記検査手段は、前記半導体ウエハに設けられた結晶方位を示す部位を検出するとともに、当該部位の検出結果を基に、前記検査用支持手段と協働して半導体ウエハの所定位置を基準位置に位置決めするアライメント機能を有し、且つ、前記不良箇所の位置を検出するとともに、当該不良箇所の検出結果を基に、前記検査用支持手段と協働して前記不良箇所の位置を前記基準位置に対する角度位置として確定する機能を有し、
前記第２の情報記憶処理手段は、前記検査手段と検査用支持手段との情報から、前記不良箇所の位置を当該半導体ウエハにおける前記所定位置からの角度位置として記憶可能に設けられる、という構成を採っている。

ここで、特許請求の範囲において、「面状態」とは、検査手段が光センサである場合、光センサによりレーザ光が照射され、当該光センサの投光／受光位置から半導体ウエハ又は当該半導体ウエハに貼付された接着シートまでの距離となる。また、検査手段がカメラである場合、接着シートの面内における気泡混入や傷等の不良箇所の存在となる。更に、前記距離や不良箇所に対し、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものを含む。

本発明によれば、検査手段によって接着シートの面状態が検出可能とされているため、例えば、接着シートの面内に気泡混入や傷等の不良箇所が検出された場合には、当該箇所を記憶しておくことにより、前記裏面研削を一時的に保留し、接着シートを貼り直す等の是正処置を行うことができる。これは、半導体ウエハの表面にバンプが存在する場合に気泡が混入されていると、裏面研削時にウエハを破損してしまうことが多いので、高価なウエハを無駄にすることがない、という利点をもたらすこととなる。更に、裏面研削後の厚みのばらつきを防止することもできる。

更に、前記ケースは収容された板状部材と関連づけて面状態を記憶する第２の情報記憶処理手段を備えているため、接着シートが貼付された半導体ウエハをケース毎に移動して別途の処理を行う際に、第２の情報記憶処理手段に書き込まれた情報を読み出して参照することが可能となる。

更に、第２の情報記憶処理手段は、半導体ウエハの周方向所定間隔毎にシートの面状態を記憶することができるので、後工程で半導体ウエハの研削などの加工を行うときに、接着シートの貼り直し等の是正が必要か否かを判断して行うことができる。

また、検査手段と検査用支持手段とにより半導体ウエハのアライメント機能を有する構成により、別途のアライメント装置を用いる必要がなく、装置の有効活用を図ることが可能となる。

本実施形態に係る検査装置を備えたシート貼付装置の概略斜視図。 前記検査装置及び一部の構成を省略したシート貼付装置の概略正面図。 光センサを備えた検査用テーブルの拡大斜視図。 カメラを備えた検査用テーブルの拡大斜視図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本実施形態に係る検査装置を備えたシート貼付装置の概略斜視図が示され、図２には、前記検査装置等一部の構成を省略した概略正面図が示されている。これらの図において、シート貼付装置１０は、ベース１１の上部に配置されたシート繰出ユニット１２と、板状部材としてのウエハＷの上面（回路面）を保護する接着シートＳを貼付する貼付手段１３と、ウエハＷに接着シートＳ（図２参照）を貼付した後に当該ウエハＷの外縁に沿って接着シートＳを切断する機能の他、ウエハＷを搬送、移載する機能を備えた多機能型のロボット１４と、当該ロボット１４の自由端側に着脱自在に装着されて切断を行うカッター刃１５及び搬送、移載を行う吸着アーム１６をストックするストック装置１７と、ウエハＷの外側の不要接着シートＳ１を、前記ウエハＷを支持する貼付用テーブル１８（貼付用支持手段）の上面から剥離する剥離装置１９と、不要接着シートＳ１を巻き取る巻取装置２０と、接着シートＳが貼付された後のウエハＷを検査する検査装置２１とを備えて構成されている。

前記シート貼付装置１０は、前記検査装置２１を除き、本出願人によって出願された特願２００５−１９８８０６号に開示されたものと実質的に同一である。従って、以下においては、概略的に説明するものとし、詳細な説明を省略する。

前記シート繰出ユニット１２は、図２に示されるように、帯状の剥離シートＰＳの一方の面に帯状の接着シートＳが仮着されたロール状の原反Ｌを繰り出すとともに、接着シートＳを剥離シートＰＳから剥離するピールプレート２３と、剥離シートＰＳを巻き取って回収する回収ローラ２４と、ピールプレート２３の基部側に位置する張力測定手段２７と、接着シートＳの貼付角度θを一定に保つ貼付角度維持手段２８とを備えて構成されている。

前記貼付手段１３は、ウエハＷを支持する貼付用テーブル１８の他、ウエハＷの上面側に供給された接着シートＳに押圧力を付与する押圧ローラ３１を含む。この押圧ローラ３１は、図１中Ｘ軸方向に移動可能に設けられた門型フレーム３２に昇降可能に支持されている。

前記ロボット１４は、複数のアームを備えているとともに、その自由端側に、前記カッター刃１５及び吸着アーム１６を選択的且つ着脱自在に装着する多関節型のロボットとして構成されている。従って、ロボット１４は、接着シートＳをウエハＷの形状に合わせて閉ループ状に切断する機能と、ウエハＷを移載、搬送する機能とを有する多機能型に構成されていることになる。

前記カッター刃１５及び吸着アーム１６を収容するストック装置１７は、カッター刃１５をそれぞれ収容する第１のストッカ１７Ａと、吸着アーム１６を収容する第２のストッカ１７Ｂとにより構成されている。

前記剥離装置１９は、図２に示されるように、小径ローラ３４と、大径ローラ３５とにより構成され、これらローラ３４，３５は図２中Ｘ軸方向に沿って移動可能に設けられた移動フレームＦに支持されている。大径ローラ３５は、アーム部材３７に支持され、当該アーム部材３７はシリンダ３８によって大径ローラ３５が小径ローラ３４に対して離間、接近する方向に変位可能とされている。

前記巻取装置２０は、移動フレームＦに支持された駆動ローラ４０と、回転アーム４１の自由端側に支持され、ばね４２を介して駆動ローラ４０の外周面に接して不要接着シートＳ１をニップする巻取ローラ４３とにより構成されている。なお、巻取ローラ４３は、巻取量が増大するに従って、ばね４２の力に抗して図２中右方向へ回転するようになっている。

前記検査装置２１は、検査用支持手段を構成する検査用テーブル５０と、この検査用テーブル５０に設けられた検査手段としての光センサ５１と、当該光センサ５１の出力を入力として記憶し、所定の処理を行う第１の情報記憶処理手段５２と、この第１の情報記憶処理手段５２の出力を入力とする第２の情報記憶処理手段５３とを備えて構成されている。

前記検査用テーブル５０は、図３に示されるように、平面視略方形の外形を備えた外側テーブル５５と、当該外側テーブル５５の面内に設けられた略円形の内側テーブル５６とからなる。内側テーブル５６は、特に限定されるものではないが、複数の吸着孔５６Ａを上面側に備え、当該テーブル５６上に配置されるウエハＷを吸着保持できるように設けられているとともに、図示しない駆動装置を介して平面内で回転可能に設けられている

前記光センサ５１は、図１及び図３に示されるように、レーザ反射型センサにより構成されている。この光センサ５１は、前記内側テーブル５６上に吸着保持されたシート貼付済みウエハＷを回転させて周方向に沿う連続的な厚みを検出するものである。すなわち、検査用テーブル５０の上面を基準位置とし、光センサ５１によるシート貼付済みウエハＷへのレーザ光の投光とその光の受光により、当該光センサ５１の所定位置から接着シートＳまでの距離を検出できるようになっている。光センサ５１の検出データは、前記第１の情報記憶処理手段５２に出力される。本実施形態では、光センサ５１によって距離を検出する円周位置Ｄが、ウエハＷの外周寄りとなるが、光センサ５１をウエハＷの径方向に移動可能に設けることにより、ウエハＷの径方向複数箇所でその距離を検出することができる。また、接着シートＳにレーザを透過させてウエハＷの面で光反射させた光を受光するようにしてもよく、これにより、シートＳを貼付した後のウエハＷまでの距離を検出することもできる。

前記第１の情報記憶処理手段５２は、前記光センサ５１の出力を入力とし、前記円周位置Ｄにおける厚みの平均値を算出する機能を含み、当該平均厚みを第２の情報記憶処理手段５３に出力するようになっている。ここで、第１の情報記憶処理手段５２は、各種検査条件等の入力を行うための図示しない操作部を備えているとともに、シート貼付装置１０の全体を所定動作させるよう制御する機能を備えて構成されている。なお、第１の情報記憶処理手段５２としては、パーソナルコンピュータや、マイコンボード、シーケンサ等が例示できるが、これらに限定されることはない。

前記第２の情報記憶処理手段５３は、図１に示されるように、ウエハＷを多段型に収容することのできるケース６０の外側に装着されている。この第２の情報記憶処理手段は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）機能を有し、ケース６０をシート貼付装置１０の所定位置に載置したときに、当該第２の情報記憶処理手段５３に相対する至近位置には、当該第２の情報記憶処理手段５３に記憶された情報を読み取るとともに、第１の情報記憶処理手段５２から与えられるデータを書き込むＲ/Ｗ装置６１（読取／書込装置）が配置されている。このＲ/Ｗ装置６１は、前記第１の情報記憶処理手段５２に接続されており、当該第１の情報記憶処理手段５２による制御信号に対応して前記第２の情報記憶処理手段５３との間で情報の通信が行えるようになっている。また、第２の情報記憶処理手段５３は、ケース６０内における多段階のウエハ収納位置に対応する位置と関連づけて収容されたウエハＷの厚み情報等の種々の個性値を記憶、更新可能となっている。なお、第２の情報記憶処理手段５３は、ＲＦＩＤに限定されることなく、マイコンボード、光ディスク等の情報記憶が可能な媒体を使用してもよい。

次に、本実施形態における検査方法について説明する。なお、ウエハＷに接着シートＳを貼付する動作については、前記特願２００５−１９８８０６号に開示された動作と実質的に同様である。従って、ケース６０に収納されているウエハＷを使用し、貼付用テーブル１８で当該ウエハＷに接着シートＳが貼付され、ウエハＷの形状に合わせて接着シートＳの切断が完了した後について説明する。なお、ケース６０に収納されている各ウエハＷは、図示しない別の工程でその平均厚みが測定され、そのデータがケース６０の収納段毎に区別されて第２の情報記憶処理手段５３に記憶されているものとする。

まず、第１段目のウエハＷに接着シートＳを貼付する場合を説明する。貼付用テーブル１８において、ウエハＷの形状に合わせて接着シートＳの切断が完了すると、ロボット１４は、その自由端側のカッター刃１５を第１のストッカ１７Ａに収容し、第２のストッカ１７Ｂの吸着アーム１６に持ち替える。そして、シート貼付済みのウエハＷを検査用テーブル５０側に搬送して移載する。

検査用テーブル５０では、結晶方位を示す外周に設けられた略Ｖ字状のノッチＮを光センサ５１で検出し、当該検出結果に基づいて、内側テーブル５６を所定角度回転させてノッチＮが基準位置Ｐ（図３参照）上に位置するようにアライメントされ、ウエハ検査のための準備動作を完了する。ここでは、図示の便宜上、検査手段の位置から内側テーブル５６の回転方向に沿って約９０度進んだ位置の径方向に沿う位置が基準位置とされている。

検査用テーブル５０でアライメントが完了すると、内側テーブル５６が一定速度で回転すると同時に、光センサ５１によりレーザ光が照射され、前記円周位置Ｄにおける光センサ５１の投光／受光位置を所定位置として当該位置からシートＳまでの距離が連続的に計測され、その検出データが第１の情報記憶処理手段５２に出力される。第１の情報記憶処理手段５２では、予め計測された光センサ５１の前記所定位置から検査用テーブル５０の上面までの距離データから、前記検出データを差し引くことによって、ウエハＷの厚みに接着シートＳの厚みを加えた総厚みを算出し、更にその平均値を算出することとなる。

次いで、ロボット１４が動作して検査済みウエハＷを吸着保持し、ケース６０の当該ウエハＷを取り出した位置つまり第１段目に収容する。この際、第２の情報記憶処理手段５３には、第１の情報記憶処理手段５２からＲ/Ｗ装置６１を介して、予め記憶されていた第１段目の当該ウエハＷの平均厚みに付け加えて、前記のように算出された当該ウエハＷと接着シートＳとの総厚みの平均値が書き加えられることとなる。これにより、後工程において、ケース６０から第１段目に収容されたウエハＷを取り出して裏面研削等を行うときに、シートＳの厚みデータとウエハＷの厚みデータとを参考にしてどれだけ研削すればよいかを自動的に算出して制御することができるようになる。

以後、同様にして、ウエハＷを連続的に検査し、ケース６０内の各収容位置にウエハＷが収容された後に、これらウエハＷがケース６０と一体的に後工程、若しくは別工程に搬送される。

従って、このような実施形態によれば、検出した距離から厚みを算出することにより、ウエハＷの裏面研削を行う際の参照とすることができ、グラインダーの研削深さを調整してウエハＷを精度良く研削することが可能となる。

前記記載において、ウエハＷと接着シートＳとの総厚みを検出する場合について図示、説明したが、図４に示されるように、光センサに替えて、接着シートＳの面内における不良箇所を検出するカメラ７０を検査手段として用いる。このカメラ７０は、接着シートＳの上面の撮像領域Ａを検査する機能を持ち、内側テーブル５６を所定の速度で回転させ、所定間隔毎に撮像を行うようになっている。ここで、例えば図４のようにウエハＷに接着シートＳを貼付したときに気泡混入部ａと傷ｂとが含まれてしまった場合、これらの気泡混入部ａ及び傷ｂが基準線Ｐに対して属する角度位置を確定することができ、これにより、θ１及びθ２の領域に気泡混入部ａ、傷ｂがそれぞれ存在するという情報が、前記第１の情報記憶処理手段５２に出力されるとともに、当該第１の情報記憶処理手段５２から第２の情報記憶処理手段５３に出力され、ケース６０に収容されるウエハＷと関連づけて接着シートＳの不良箇所を記憶させることができる。

従って、このようなカメラ７０を用いて接着シートＳの貼付状態を検査することにより、気泡混入部ａなどの異常を含むウエハＷの裏面研削を一時的に保留することができるとともに、当該ウエハＷから接着シートＳを貼り直す作業に回すといった是正処置を行うことができ、ウエハＷの割れ、損傷等を未然に防止することができる、という効果を得る。かかる効果は、ウエハＷの面にバンプが存在する場合に一層顕著となる。

なお、本発明は、１つの検査用テーブルを用い、前述した光センサ５１による距離検出と、カメラ７０を用いた接着シートＳの同時検査とを行うように組み合わせることを妨げない。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

更に、本発明に係る板状部材は、半導体ウエハＷに限らず、シートが貼付されたガラス、鋼板、または、樹脂板等、その他の板状部材も対象とすることができる。また、検査手段はレーザセンサであるが、これに限定されることなく、超音波を用いたセンサや、接触型のセンサ等を用いて距離を検出するようにしてもよい。

また、接着シートＳを貼付する前にウエハＷを検査用テーブル５０上に載置して、当該ウエハＷまでの距離を検出しておき、接着シートＳを貼付した後に再び当該ウエハを検査用テーブル５０上に載置して、貼付されたシートＳまでの距離を検出し、第１の情報記憶処理手段５２でそれらの差を演算させることによって、シートＳの厚みを算出するようにしてもよい。この場合、本実施形態のように、第２の情報記憶処理手段５３に予めウエハＷの厚みが入力されていなくても、本シート貼付装置１０によってシートＳの厚みを算出することができる。

１０ シート貼付装置
５０ 検査用テーブル（検査用支持手段）
５１ 光センサ（検査手段）
５２ 第１の情報記憶処理手段
５３ 第２の情報記憶処理手段
６０ ケース
７０ カメラ（検査手段）
Ｌ 原反
ＰＳ 剥離シート
Ｓ 接着シート
Ｗ 半導体ウエハ（板状部材）

Claims (1)

1. 検査用支持手段に支持され、接着シートが貼付された半導体ウエハの前記接着シートの面内における不良箇所を検出して検査する検査手段と、この検査手段の出力を入力とする第１の情報記憶処理手段と、前記半導体ウエハを収容するケースと、このケースに設けられて当該ケースに収容される半導体ウエハと前記不良箇所とを関連づけて記憶する第２の情報記憶処理手段とを備え、
   前記第１の情報記憶処理手段は、前記不良箇所をデータとして第２の情報記憶処理手段に出力し、
   前記検査手段は、前記半導体ウエハに設けられた結晶方位を示す部位を検出するとともに、当該部位の検出結果を基に、前記検査用支持手段と協働して半導体ウエハの所定位置を基準位置に位置決めするアライメント機能を有し、且つ、前記不良箇所の位置を検出するとともに、当該不良箇所の検出結果を基に、前記検査用支持手段と協働して前記不良箇所の位置を前記基準位置に対する角度位置として確定する機能を有し、
   前記第２の情報記憶処理手段は、前記検査手段と検査用支持手段との情報から、前記不良箇所の位置を当該半導体ウエハにおける前記所定位置からの角度位置として記憶可能に設けられていることを特徴とする検査装置。

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