JP5800694B2 - Wafer position correction method - Google Patents
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Description
本発明は、ウエーハの中心位置をウエーハを保持するチャックテーブルの回転中心に一致させるウエーハの位置補正方法に関する。 The present invention relates to a wafer position correction method for matching the center position of a wafer with the center of rotation of a chuck table that holds the wafer.
IC、LSI等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが格子状に形成された分割予定ライン(ストリート)によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置(ダイシング装置)によって分割予定ラインに切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に利用されている。 Semiconductor wafers defined by dividing lines (streets) in which a number of devices such as ICs and LSIs are formed on the surface and each device is formed in a lattice shape are ground to a predetermined thickness by a grinding machine. After being processed, the cutting device (dicing device) cuts it into division lines and divides it into individual devices. The divided devices are used in various electric devices such as mobile phones and personal computers.
ところが、半導体デバイス製造プロセスの各製造工程間で半導体ウエーハを搬送等する際に、他部材との接触等が原因で半導体ウエーハの外周部に割れが生じる恐れがある。このため、半導体ウエーハの外周部には表面から裏面に至る円弧状の面取り加工が施されている。この面取り加工により、半導体ウエーハの外周部はR形状に形成されている。 However, when the semiconductor wafer is transported between the respective manufacturing steps of the semiconductor device manufacturing process, there is a possibility that the outer peripheral portion of the semiconductor wafer is cracked due to contact with other members. For this reason, an arc-shaped chamfering process from the front surface to the back surface is performed on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer. By this chamfering process, the outer peripheral portion of the semiconductor wafer is formed in an R shape.
このように円弧状の面取り部を外周に有する半導体ウエーハの裏面を研削してウエーハを薄くすると、面取り部に円弧面と研削面とによって形成されたナイフエッジ(庇)が残存して危険であるという問題がある。 If the wafer is thinned by grinding the back surface of the semiconductor wafer having the arc-shaped chamfered portion on the outer periphery in this way, the knife edge (庇) formed by the arc surface and the ground surface remains in the chamfered portion, which is dangerous. There is a problem.
更に、半導体ウエーハが薄くなるとウエーハの抗折強度も極端に低下してしまう。このため、外周部のナイフエッジに裏面研削中のストレスや後処理工程での衝撃がわずかでも加わると簡単にチッピングが発生し、チッピングが起点となり半導体ウエーハが割れ易くなってしまうという問題がある。 Further, when the semiconductor wafer is thinned, the bending strength of the wafer is extremely lowered. For this reason, there is a problem that chipping easily occurs when a slight stress is applied to the outer edge of the knife edge during back-grinding or an impact in the post-processing process, and the semiconductor wafer is liable to be cracked.
この問題を解決するために、特開2003−273053号公報は、裏面研削を行う前に、予め半導体ウエーハの外周部を切削ブレードによって垂直切断或いは裏面から表面側に掛けて外側に傾斜するように傾斜切断しておく方法を提案している。 In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-273053 discloses that the outer periphery of a semiconductor wafer is preliminarily inclined with a cutting blade in a vertical cut or from the back side to the front side before performing the back surface grinding. It proposes a method of cutting at an angle.
この方法により、裏面研削によって半導体ウエーハが薄くなっても、裏面のエッジ角を少なくとも90度以上にして、外周部がナイフエッジ化することを防止できる。更に、研削時の負荷によって裏面側の外周部にチッピング等が生じることもない。 By this method, even if the semiconductor wafer is thinned by backside grinding, the edge angle of the backside can be set to at least 90 degrees to prevent the outer peripheral portion from becoming a knife edge. Further, chipping or the like does not occur on the outer peripheral portion on the back surface side due to a load during grinding.
ところで、半導体ウエーハの外周部を切削ブレードによって円形に切断する際には、半導体ウエーハの中心とチャックテーブルの回転中心とが正確に一致していないと、外周部における被切削部分の幅が一定にならない。 By the way, when the outer peripheral portion of the semiconductor wafer is cut into a circular shape by a cutting blade, the width of the portion to be cut in the outer peripheral portion is constant unless the center of the semiconductor wafer and the center of rotation of the chuck table coincide with each other. Don't be.
しかしながら、搬送装置によって半導体ウエーハをチャックテーブル上に載置する際には、半導体ウエーハの中心とチャックテーブルの回転中心と完全に一致させることは非常に困難であり、一般的に、±1mm程度の位置精度の誤差がどうしても発生してしまう。 However, when the semiconductor wafer is placed on the chuck table by the transfer device, it is very difficult to completely match the center of the semiconductor wafer with the center of rotation of the chuck table. An error in position accuracy is inevitably generated.
従って、半導体ウエーハの外周部の切削時に、チャックテーブルに対して半導体ウエーハが偏心して回転してしまうため、外周部における被切削部分の幅が一定にならない(即ち、半導体ウエーハの中心から同一距離にある円上を切削することができない)という問題があった。 Accordingly, when the outer peripheral portion of the semiconductor wafer is cut, the semiconductor wafer is eccentrically rotated with respect to the chuck table, so that the width of the portion to be cut in the outer peripheral portion is not constant (that is, the same distance from the center of the semiconductor wafer). There was a problem that a certain circle could not be cut).
そこで、半導体ウエーハの中心から同一距離にある円上を切削するため、切削加工中に切削ブレードを割り出し送り方向であるY軸方向に移動させて調整するという方法が開発された(特開2006−93333号公報参照)。 Therefore, in order to cut a circle on the same distance from the center of the semiconductor wafer, a method has been developed in which the cutting blade is moved and adjusted in the Y-axis direction, which is the indexing feed direction, during cutting (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-2006). No. 93333).
しかしながらこの方法は、切削ブレードや半導体ウエーハ及び切削装置の各軸に対し通常かからない方向に高負荷をかける加工であるため、切削ブレードの側面が削れて最終的には破損してしまったり、加工後の半導体ウエーハのエッジに割れが生じてしまうという問題があった。 However, this method is a process in which a high load is applied to the cutting blade, semiconductor wafer, and each axis of the cutting machine in a direction that is not normally applied. Therefore, the side surface of the cutting blade may be scraped and eventually damaged. There is a problem that the edge of the semiconductor wafer is cracked.
更に、チャックテーブルのθ軸モータに高負荷がかかりすぎるという問題もあった。加工時間の短縮のため、Y軸方向への移動速度を最大にせざるを得ないため、この問題は顕著であった。 Furthermore, there is also a problem that a high load is excessively applied to the θ-axis motor of the chuck table. This problem was significant because the moving speed in the Y-axis direction had to be maximized in order to shorten the processing time.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な方法でチャックテーブル上に搬入されたウエーハの中心とチャックテーブルの回転中心とを容易に一致させることのできるウエーハの位置補正方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to easily match the center of the wafer carried on the chuck table with the center of rotation of the chuck table by a simple method. It is an object to provide a wafer position correction method that can be used.
本発明によると、ウエーハを吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを回転するモータと、外周に切刃を備えた切削ブレードが先端部に装着されたスピンドルを回転させて該チャックテーブルに保持されたウエーハを切削加工する切削手段と、該チャックテーブルを加工送り方向に移動する加工送り手段と、該切削手段を加工送り方向と直交する割り出し送り方向に移動する割り出し送り手段と、該チャックテーブルにウエーハを搬送する搬送手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハの上面を撮像する撮像手段と、を備えた加工装置において、該チャックテーブル上に載置したウエーハの中心位置を該チャックテーブルの回転中心位置に一致させるウエーハの位置補正方法であって、該搬送手段によってウエ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でウエーハを吸引保持するウエーハ保持ステップと、該撮像手段によって該チャックテーブルに保持されたウエーハの外周縁の少なくとも3箇所を検出してウエーハの中心座標を算出し、ウエーハの中心座標と該チャックテーブルの回転中心の座標とのずれ量を算出する算出ステップと、該算出ステップで算出されたウエーハの中心と該チャックテーブルの回転中心を結ぶ直線が該スピンドルの軸心の投影と一致するように、該加工送り手段を作動させて該チャックテーブルを加工送り方向へ移動させるとともに該モータを作動させて該チャックテーブルを回転させるずれ方向修正ステップと、該ずれ方向修正ステップ実施後、ウエーハを吸引保持している該チャックテーブルの負圧を解除する負圧解除ステップと、該負圧解除ステップを実施後、回転していない該切削ブレードの該切刃の下端の側面をウエーハの側面に接触させた状態で該割り出し送り手段を作動させて、該切削ブレードを割り出し送り方向に移動することでウエーハを前記ずれ量分移動させ、ウエーハの中心と該チャックテーブルの回転中心とを一致させる位置補正ステップと、を具備したことを特徴とするウエーハの位置補正方法が提供される。 According to the present invention, a chuck table for sucking and holding a wafer, a motor for rotating the chuck table, and a cutting blade having a cutting blade on the outer periphery are held on the chuck table by rotating a spindle with a tip mounted. A cutting means for cutting the wafer, a machining feed means for moving the chuck table in the machining feed direction, an index feed means for moving the cutting means in an index feed direction perpendicular to the machining feed direction, and the chuck table In a processing apparatus comprising a conveying means for conveying a wafer and an imaging means for imaging an upper surface of a wafer held on the chuck table, the center position of the wafer placed on the chuck table is rotated at the center of the chuck table. A wafer position correcting method for matching a center position, wherein the wafer is moved by the conveying means. A wafer holding step for sucking and holding the wafer by the chuck table, and at least three locations on the outer peripheral edge of the wafer held on the chuck table by the imaging means are detected to calculate the center coordinates of the wafer. A calculation step for calculating a deviation amount between the center coordinates of the wafer and the center of rotation of the chuck table, and a straight line connecting the center of the wafer calculated in the calculation step and the rotation center of the chuck table is an axis of the spindle. A deviation direction correcting step of operating the machining feed means to move the chuck table in the machining feed direction and operating the motor to rotate the chuck table so as to coincide with the projection of the heart, and correcting the deviation direction After step execution, release the negative pressure of the chuck table holding the wafer by suction After performing the negative pressure release step and the negative pressure release step, the index feeding means is operated with the side surface of the lower edge of the cutting blade of the cutting blade not rotating in contact with the side surface of the wafer, A position correcting step for moving the wafer in the indexing and feeding direction to move the wafer by the amount of deviation and aligning the center of the wafer with the center of rotation of the chuck table. A position correction method is provided.
本発明のウエーハの位置補正方法によると、装置の改造等を必要とせず、切削中に割り出し送り方向に切削ブレードを移動させる必要がないため、切削ブレードの偏磨耗や破損を防止することができる。 According to the wafer position correcting method of the present invention, it is not necessary to modify the apparatus or the like, and it is not necessary to move the cutting blade in the index feed direction during cutting, so that it is possible to prevent uneven wear or damage of the cutting blade. .
また、加工後の半導体ウエーハのエッジに割れが発生したりすることも防ぐことができる。更には、チャックテーブルのθ軸モータをはじめ、切削装置に無理な負荷を掛けるといった問題も解消される。 Further, it is possible to prevent the edge of the processed semiconductor wafer from being cracked. Furthermore, the problem of applying an unreasonable load to the cutting device such as the θ-axis motor of the chuck table is also solved.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1を参照すると、本発明のウエーハの位置補正方法を適用するのに適した切削装置2の斜視図が示されている。切削装置2の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作パネル4が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像ユニットによって撮像された画像が表示されるCRT等の表示モニタ6が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, there is shown a perspective view of a
切削装置2の切削対象である半導体ウエーハ11は、図2に示すように、例えば厚さが700μmのシリコンウエーハからなっており、表面11aに複数のストリート(分割予定ライン)13が格子状に形成されているとともに、複数のストリート13によって区画された各領域にIC、LSI等のデバイス15が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
このように構成された半導体ウエーハ11は、デバイス15が形成されているデバイス領域17と、デバイス領域17を囲繞する外周余剰領域19をその表面の平担部に備えている。半導体ウエーハ11の外周部には円弧状の面取り部11eが形成されている。21はシリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチである。
The thus configured
図2に示した半導体ウエーハ(以下単にウエーハと略称することがある)11は、図1に示したウエーハカセット8中に複数枚収容される。ウエーハカセット8は上下動可能なカセットエレベータ9上に載置される。
A plurality of semiconductor wafers 11 (hereinafter sometimes simply referred to as wafers) 11 shown in FIG. 2 are accommodated in the wafer cassette 8 shown in FIG. The wafer cassette 8 is placed on a
ウエーハカセット8の後方には、ウエーハカセット8から切削前のウエーハ11を搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット8に搬入する搬出入ユニット10が配設されている。
Behind the wafer cassette 8, a loading /
ウエーハカセット8と搬出入ユニット10との間には、搬出入対象のウエーハ11が一時的に載置される領域である仮置き領域12が設けられており、仮置き領域12には、ウエーハ11を一定の位置に位置合わせする位置合わせ機構14が配設されている。
Between the wafer cassette 8 and the carry-in / out
仮置き領域12の近傍には、ウエーハ11を吸着して搬送する旋回アームを有する搬送ユニット16が配設されており、仮置き領域12に搬出されて位置合わせされたウエーハ11は、搬送ユニット16により吸着されてチャックテーブル18上に搬送され、このチャックテーブル18に吸引保持される。
A
チャックテーブル18は、回転可能且つ図示しない加工送り機構によりX軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル18のX軸方向の移動経路の上方には、ウエーハ11の切削すべき領域を検出するアライメントユニット20が配設されている。
The chuck table 18 is configured to be rotatable and reciprocally movable in the X-axis direction by a machining feed mechanism (not shown). An area to be cut of the
アライメントユニット20は、ウエーハ11の表面を撮像する撮像ユニット22を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべき領域を検出することができる。撮像ユニット22によって取得された画像は、表示モニタ6に表示される。
The
アライメントユニット20の左側には、チャックテーブル18に保持されたウエーハ11に対して切削加工を施す切削ユニット24が配設されている。切削ユニット24はアライメントユニット20と一体的に構成されており、両者が連動してY軸方向及びZ軸方向に移動する。
On the left side of the
切削ユニット24は、回転可能なスピンドル26の先端に外周に切刃を有する切削ブレード28が装着されて構成され、Y軸方向及びZ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード28は撮像ユニット22のX軸方向の延長線上に位置している。切削ユニット24のY軸方向の移動は図示しない割り出し送り機構により達成される。
The cutting
27は切削加工の終了したウエーハ11を洗浄するスピンナ洗浄ユニットであり、切削加工の終了したウエーハ11は搬送ユニット25によりスピンナ洗浄ユニット27まで搬送され、スピンナ洗浄ユニット27でスピン洗浄及びスピン乾燥される。
以下、主に図3乃至図7を参照して、本発明実施形態に係るウエーハの位置補正方法について説明する。ウエーハカセット8中に収容されているウエーハ11は、搬出入ユニット10によりウエーハカセット8から仮置き領域12に引き出される。
Hereinafter, the wafer position correcting method according to the embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIGS. The
仮置き領域12で、位置合わせ機構14により中心位置合わせが行われた後、搬送ユニット16でウエーハ11は吸着されてチャックテーブル18上に載置される。ウエーハ11をチャックテーブル18上に載置した後、図7に示す吸引源32にチャックテーブル18を連通して、ウエーハ11をチャックテーブル18上に吸引保持する。
After the center alignment is performed by the
搬送ユニット16はウエーハ11の中心をチャックテーブル18の回転中心に合致させてウエーハ11をチャックテーブル18上に載置するように設計されているが、通常±1mm程度の位置精度の誤差が発生してしまう。
The
図3はウエーハ11がチャックテーブル18上に偏心して載置された状態を誇張して示したものである。本発明実施形態のウエーハの位置補正方法では、まず撮像ユニット22でウエーハ11を撮像して、ウエーハ11の外周縁の三箇所A,B,Cを検出する。
FIG. 3 exaggerates the state in which the
そして、図4に示すように、A点とC点とを結ぶ線分23の垂直二等分線29と、B点とC点とを結ぶ線分31の垂直二等分線33との交点を求めると、この交点がウエーハ11の中心11cとなる。
Then, as shown in FIG. 4, the intersection of the
これにより、ウエーハ11の中心11cの座標を算出することができ、チャックテーブル18の回転中心18cの座標は既知であるから、ウエーハ11の中心11cのチャックテーブル18の回転中心18cからのずれ方向及びウエーハ11の中心11cとチャックテーブル18の回転中心18cとの間のずれ量(距離)35を算出することができる。
As a result, the coordinates of the
次いで、ウエーハ11の中心11cのチャックテーブル18の回転中心18cからのずれ方向を修正するずれ方向修正ステップを実施する。このずれ方向修正ステップでは、図5に示すように、算出ステップで算出されたウエーハ11の中心11cとチャックテーブル18の回転中心18cを結ぶ線分35が、スピンドル26の軸心26aの投影と一致するように、加工送り機構を作動させてチャックテーブル18を矢印X1方向又はその反対方向に移動させ、チャックテーブル18のモータを作動させてチャックテーブル18を矢印R1方向に回転させる。
Next, a shift direction correcting step for correcting the shift direction of the
次いで、図7に示すように、切替弁30を切り替えてチャックテーブル18の吸引源32との接続を遮断し、チャックテーブル18の負圧を解除する。そして、切削ブレード28を矢印Z1方向に下降させて、切削ブレード28の切刃の下端の側面を負圧が解除されたウエーハ11の側面に接触させる。
Next, as shown in FIG. 7, the switching
この状態で、割り出し送り機構を作動して、切削ブレード28を矢印Y1方向に算出されたウエーハ11の中心11cとチャックテーブル18の回転中心18cとのずれ量35分だけ移動して、ウエーハ11の中心11cとチャックテーブル18の回転中心18cとを一致させる(位置補正ステップ)。
In this state, the indexing feed mechanism is operated to move the
このようにウエーハ11の中心11cをチャックテーブル11の回転中心18cに合致させた後、切替弁30を切り替えてチャックテーブル18を吸引源32に連通し、ウエーハ11をチャックテーブル18で吸引保持する。
Thus, after the
次いで、撮像ユニット22でウエーハ11を再び撮像して、ウエーハ11の外周部分を円形に切削加工する加工領域を検出した後、加工送り機構を作動してウエーハ11の切削開始点を切削ブレード28の直下に位置付け、高速で回転する切削ブレード28でウエーハ11に所定量切り込みながらチャックテーブル18を低速で回転することにより、ウエーハ11の面取り部11eを円形に切削加工する。
Next, after imaging the
上述した実施形態のウエーハの位置補正方法によると、簡単な方法でチャックテーブル18上に載置されたウエーハ11の中心11cをチャックテーブル18の回転中心18cに合致させることができる。
According to the wafer position correcting method of the above-described embodiment, the
よって、ウエーハ11の外周部を円形に切削中にY軸方向に切削ブレード28を移動させる必要がなく、切削ブレード28の偏磨耗や破損を防ぐことができる。また、チャックテーブル18を回転するモータ及び切削装置2の他の機構部分に無理な負荷をかけるといった問題も解消できる。
Therefore, there is no need to move the
2 切削装置
11 半導体ウエーハ
11c ウエーハの中心
11e 面取り部
17 デバイス領域
18 チャックテーブル
18c チャックテーブルの回転中心
19 外周余剰領域
22 撮像ユニット
24 切削ユニット
28 切削ブレード
35 ずれ量
2 Cutting
Claims (1)
該搬送手段によってウエ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でウエーハを吸引保持するウエーハ保持ステップと、
該撮像手段によって該チャックテーブルに保持されたウエーハの外周縁の少なくとも3箇所を検出してウエーハの中心座標を算出し、ウエーハの中心座標と該チャックテーブルの回転中心の座標とのずれ量を算出する算出ステップと、
該算出ステップで算出されたウエーハの中心と該チャックテーブルの回転中心を結ぶ直線が該スピンドルの軸心の投影と一致するように、該加工送り手段を作動させて該チャックテーブルを加工送り方向へ移動させるとともに該モータを作動させて該チャックテーブルを回転させるずれ方向修正ステップと、
該ずれ方向修正ステップ実施後、ウエーハを吸引保持している該チャックテーブルの負圧を解除する負圧解除ステップと、
該負圧解除ステップを実施後、回転していない該切削ブレードの該切刃の下端の側面をウエーハの側面に接触させた状態で該割り出し送り手段を作動させて、該切削ブレードを割り出し送り方向に移動することでウエーハを前記ずれ量分移動させ、ウエーハの中心と該チャックテーブルの回転中心とを一致させる位置補正ステップと、
を具備したことを特徴とするウエーハの位置補正方法。 The wafer held by the chuck table is cut by rotating a chuck table that sucks and holds the wafer, a motor that rotates the chuck table, and a spindle with a cutting blade having a cutting edge on the outer periphery. Cutting means, machining feed means for moving the chuck table in the machining feed direction, index feed means for moving the cutting means in an index feed direction orthogonal to the machining feed direction, and conveyance for conveying the wafer to the chuck table And a centering position of the wafer placed on the chuck table is made to coincide with the rotation center position of the chuck table in a processing apparatus comprising: an imaging means for imaging an upper surface of the wafer held by the chuck table A wafer position correction method,
A wafer holding step of transferring the wafer to the chuck table by the transfer means, and sucking and holding the wafer by the chuck table;
The imaging means detects at least three locations on the outer periphery of the wafer held on the chuck table, calculates the center coordinates of the wafer, and calculates the deviation between the center coordinates of the wafer and the coordinates of the rotation center of the chuck table. A calculating step to
The machining feed means is operated to move the chuck table in the machining feed direction so that a straight line connecting the wafer center calculated in the calculation step and the rotation center of the chuck table coincides with the projection of the spindle center. A displacement direction correcting step of moving and rotating the chuck table by operating the motor;
A negative pressure releasing step for releasing the negative pressure of the chuck table holding the wafer by suction after the deviation direction correcting step is performed;
After performing the negative pressure release step, the indexing feed means is operated in a state in which the side surface of the lower end of the cutting blade of the cutting blade that is not rotating is in contact with the side surface of the wafer, and the cutting blade is indexed A position correction step of moving the wafer by the amount of deviation to match the center of the wafer with the center of rotation of the chuck table;
A method for correcting the position of a wafer.
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