JP6858452B2 - 識別マーク付きウェーハ治具 - Google Patents

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Description

本発明は、デバイスウェーハに形成された識別マークを読み取る識別マーク読み取り機構の機能検証に用いる識別マーク付きウェーハ治具に関する。
半導体デバイスやＬＥＤ等の光デバイス等の各種デバイスを形成するシリコン、ＳｉＣ、サファイア等の各種ウェーハは、それぞれのデバイスの品種やウェーハの厚さ、ストリートの間隔等の寸法情報、加工条件等の情報を識別するため、ウェーハの表面や裏面の周辺付近に文字やバーコードで識別マークが形成されている場合がある。
ウェーハの識別マークは、各種加工装置内に設置された識別マーク読み取り機構により読み取られ、どのような種類のウェーハが加工装置に投入されているか確認したりするのに用いられる（例えば、特許第４３４２８６１号公報参照）。
ウェーハの識別マークは、製品等によってウェーハのどこに形成されるかや、どのような識別マークが形成されるかがまちまちである。よって、加工装置の識別マーク読み取り機構は、識別マークを確実に読み取れるよう照明等を調整しておく必要がある。
加工装置メーカーは、顧客に加工装置を出荷する前に、識別マーク読み取り機構の識別マークリーダーでウェーハに形成されている識別マークを実際に読み取る読み取りテストを実施する等して、識別マーク読み取り機構の検証をしてから加工装置を出荷することで、顧客に納入した加工装置の読み取り不良トラブルを未然に防止している。
特許第４３４２８６１号公報
しかし、加工装置メーカーは、ウェーハメーカーではないので各種ウェーハの入手は容易ではなく、識別マーク読み取り機構の調整の際にウェーハが破損してしまう恐れもあり、各種識別マークを備えたウェーハを常に所持することは難しいという課題がある。
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、識別マーク読み取り機構の調整に用いることのできる識別マーク付きウェーハ治具を提供することである。
本発明によると、デバイスウェーハに形成された識別マークを読み取る識別マーク読み取り機構の機能検証に用いる識別マーク付きウェーハ治具であって、該デバイスウェーハの該識別マークが形成された領域を切り出したウェーハ片と、該デバイスウェーハと同じ直径の円形プレートと、を備え、該ウェーハ片の該識別マークが、該デバイスウェーハにおける該識別マークの位置と同一位置となるように、該円形プレートに該ウェーハ片が固定されていることを特徴とする識別マーク付きウェーハ治具が提供される。
好ましくは、該ウェーハ片は、デバイスウェーハの結晶方位を示すノッチを含む。好ましくは、円形プレートには複数のウェーハ片が装着されており、それぞれのウェーハ片には異なる識別マークが形成されている。
本発明の識別マーク付きウェーハ治具によると、識別マークを有するデバイスウェーハと同様に識別マーク読み取り機構の調整や、識別マーク読み取り機構までにウェーハを搬送するための加工装置の調整に用いることができ、貴重な識別マーク付きウェーハが破損してしまうリスクを回避しつつ、常に識別マーク付きウェーハを保有するのと同様な効果を得ることができる。
また、複数種類のダミーウェーハから識別マークを切り出し、１枚の円形プレートに装着すれば、１枚の識別マーク付き円形プレートを複数種類のダミーウェーハと同様に用いることができ、効率的であると共に、検証の信頼性を高めることもできる。
図１（Ａ）は識別マークを有するデバイスウェーハの斜視図、図１（Ｂ）は識別マーク付きウェーハ治具の斜視図である。 本発明の識別マーク付きウェーハ治具を使用するのに適した切削装置の斜視図である。 識別マーク読み取り機構及びカセットの縦断面図である。 カセット内から識別マーク付きウェーハ治具を取り出す様子を示す一部断面側面図である。 カセット載置台内に収容された識別マーク読み取り機構に識別マーク付き治具を搬入する様子を示す一部断面側面図である。 識別マーク読み取り機構の要部断面図である。 識別マーク読み取り機構の斜視図である。 識別マークリーダーの断面図である。 第２実施形態の識別マーク付きウェーハ治具の斜視図である。
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（Ａ）を参照すると、識別マーク付きデバイスウェーハ１１の斜視図が示されている。デバイスウェーハ１１は、代表的にはシリコンから形成された半導体ウェーハであり、格子状に形成された複数の分割予定ライン（ストリート）１３に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。
デバイスウェーハ１１の外周にデバイスウェーハ１１の結晶方位を示すノッチ１７が形成されている。ノッチ１７に隣接して、識別マーク（ＩＤマーク）１９が形成されている。識別マーク１９は、数字、文字、バーコード、又はこれらの組み合わせから形成されている。識別マーク１９は、デバイス１５の品種やウェーハ毎の情報を識別するためのものであり、同一ロットのデバイスウェーハ１１には、全て同じ識別マーク１９が付されている。
図１（Ｂ）を参照すると、本発明実施形態に係る識別マーク付きウェーハ治具２１の斜視図が示されている。識別マーク付きウェーハ治具２１は、デバイスウェーハ１１と同一直径の円形プレート２３に、デバイスウェーハ１１の識別マーク１９が形成された領域を切り出したウェーハ片２５を貼付したものであり、ウェーハ片２５にはデバイスウェーハ１１のノッチ１７と同様なノッチ２７とデバイスウェーハ１１の識別マーク１９と同じ識別マーク２９が形成されている。
ウェーハ片２５のノッチ２７に対応する円形プレート２３の領域には切り欠き３１が形成されている。これは、後で説明する結晶方位検出ユニットで識別マーク付きウェーハ治具２１のノッチ２７を検出可能とするためである。
デバイスウェーハ１１の識別マーク１９は、製品等によってウェーハのどこに形成されるかや、どのような識別マークが形成されるかまちまちである。加工装置メーカーは、顧客に加工装置を出荷する前に、加工装置に内蔵された識別マーク読み取り機構で実際の識別マークの読み取りテストを実施して、識別マーク読み取り機構の検証を実施してから出荷することで、顧客に納入した加工装置の識別マーク読み取り機構の不良トラブルを未然に防止する必要がある。
然し、識別マーク読み取り機構の調整の際にデバイスウェーハ１１が破損してしまう恐れもあり、複数種類の識別マークを備えたウェーハを常に所持することは難しいという問題がある。
そこで、本発明では、想定し得る互いに異なる数多くの種類の識別マーク２９が形成されたウェーハ片２５を円形プレート２３に貼着して形成された識別マーク付きウェーハ治具２１を数多く用意しておき、加工装置の出荷前に複数種類の識別マーク付きウェーハ治具２１に形成されたそれぞれ異なる識別マーク２９を加工装置に内蔵された識別マーク読み取り機構で読み取って、識別マーク読み取り機構の検証をしてから加工装置を出荷するようにしたものである。
従って、以下の説明では、図２に示す切削装置２に内蔵された識別マーク読み取り機構２０で、識別マーク付きウェーハ治具２１に貼付されたウェーハ片２５に形成された識別マーク２９を読み取り、識別マーク読み取り機構２０の検証を実施する場合について説明する。
図２に示す切削装置２はウェーハをダイシングする切削装置ではなく、ハーフカット用又はエッジトリミング用の切削装置である。４は切削装置２のベースであり、ベース４に隣接してカセット載置台６が上下動可能に配設されている。
図３に最もよく示されるように、カセット載置台６は開口７を有する箱形状に形成されており、支持部１４と一体的に形成された係合部１４ａ内に内蔵されたナットがボールねじ８に螺合している。ボールねじ８とボールねじ８の一端に連結されたパルスモータ１０とでカセット載置台移動機構１２を構成する。
カセット載置台６上には複数の載置棚１８を有するカセット１６が載置されている。特に図示しないが、カセット１６内には、複数の識別マーク付きウェーハ治具２１が載置棚１８で両側を支持されて収容されている。
カセット載置台６は、底壁６ａと、上壁６ｂと、後壁６ｃと、前側の開口７を有しており、カセット載置台６の底壁６ａ上には回転可能なセンターテーブル２２が配設されており、センターテーブル２２はパルスモータ２４により適宜回転される。
カセット載置台６の後壁６ｃ側の底壁６ａ上には、中心位置合わせ部材２６が配設されている。図７に最もよく示されるように、中心位置合わせ部材２６はエアシリンダ３０により上下方向に移動可能である。
中心位置合わせ部材２６は、図６及び図７に示すように、センターテーブル２２側の側面に識別マーク付きウェーハ治具２１の外周面の一部と接触する位置規制部としての２個の円弧面２８ａ，２８ｂを上下に備えている。
上側の円弧面２８ａはその半径が例えば８インチデバイスウェーハの半径に対応して形成されており、下側の円弧面２８ｂはその半径が例えば１２インチデバイスウェーハの半径に対応して形成されている。このように形成された中心位置合わせ部材２６は、円弧面２８ａ，２８ｂがセンターテーブル２２の回転中心と同心となるように配設されている。
図７に最もよく示されるように、識別マーク読み取り機構２０は、デバイスウェーハの結晶方位検出ユニット３２を具備している。この結晶方位検出ユニット３２は、例えば８インチウェーハ用の発光素子３４ａ、受光素子３４ｂと、例えば１２インチウェーハ用の発光素子３６ａ、受光素子３６ｂとを有している。
識別マーク読み取り機構２０は更に、センターテーブル２２に対して結晶方位検出ユニット３２と反対側に配設された識別マークリーダー３８を含む。この識別マークリーダー３８は、表面側読み取り用リーダー４０と、裏面側読み取り用リーダー４２を備えている。
表面側読み取り用リーダー４０は、８インチウェーハ用リーダー４０ａと１２インチウェーハ用リーダー４０ｂを備えており、裏面側読み取り用リーダー４２は、８インチウェーハ用リーダー４２ａと１２インチウェーハ用リーダー４２ｂとを備えている。
このように構成された識別マークリーダー３８は、センターテーブル２２上に保持された識別マーク付きウェーハ治具２１に形成された識別マーク２９を読み取り、読み取った情報を図１に示す制御手段８８に入力する。
図２を再び参照すると、４８は第１の搬送ユニットであり、表面に複数の吸引孔５２を有するハンド５０と、ハンド５０を支持するＬ形状の支持部材５４と、支持部材５４の下端部に連結されたＹ軸移動ブロック５６を含んでいる。
Ｙ軸移動ブロック５６内にはナットが内蔵されており、このナットがＹ軸方向に伸長するようにベース４に回転可能に取り付けられたボールねじ５８に螺合している。ボールねじ５８と、ボールねじ５８の一端に連結されたパルスモータ６０とで第１の搬送ユニット４８の移動機構６２を構成する。パルスモータ６０を駆動するとボールねじ５８が回転し、第１の搬送ユニット４８がＹ軸方向に移動される。
ベース４上には第１の門型フレーム６４が立設されている。この第１の門型フレーム６４の前面にはＹ軸方向に伸長する２本のガイドレール６６，６８が配設されている。７０は第２の搬送ユニットであり、ガイドレール６６に案内されてＹ軸方向に移動すると共に、上下方向（Ｚ軸方向）にも移動可能なように配設されている。
７２は第３の搬送ユニットであり、ガイドレール６８に案内されてＹ軸方向に移動可能に配設されると共に、上下方向（Ｚ軸方向）にも移動可能に配設されている。ベース４の概略中央部には被加工物を吸引保持するチャックテーブル７４が回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に配設されている。
第１の門型フレーム６４の背面側には第２の門型フレーム７６がベース４上に立設されている。第２の門型フレーム７６には第１Ｙ軸移動ブロック７８ａと第２Ｙ軸移動ブロック７８ｂがそれぞれ独立してＹ軸方向に移動可能なように配設されている。
第１Ｙ軸移動ブロック７８ａには、第１Ｚ軸移動ブロック８０ａが第１Ｚ軸移動機構８２ａによりＺ軸方向に移動可能なように取り付けられており、第２Ｙ軸移動ブロック７８ｂには、第２Ｚ軸移動ブロック８０ｂが第２Ｚ軸移動機構８２ｂによりＺ軸方向に移動可能なように取り付けられている。
第１Ｚ軸移動ブロック８０ａには先端に切削ブレードを有する第１切削ユニット８４ａが配設されており、第２Ｚ軸移動ブロック８０ｂには先端に切削ブレードを有する第２切削ユニット８４ｂが配設されている。
８６はスピンナー洗浄ユニットであり、第１切削ユニット８４ａ及び／又は第２切削ユニット８４ｂで切削加工の完了した被加工物は第３の搬送ユニット７２によりスピンナー洗浄ユニット８６まで搬送され、スピンナー洗浄ユニット８６でスピン洗浄及びスピン乾燥される。切削装置２の各種動作は制御手段８８により制御される。
図３乃至図５では図示を省略したが、カセット１６内には複数の識別マーク付きウェーハ治具２１が載置棚１８に支持されて収容されている。以下、識別マーク付きウェーハ治具２１を使用して切削装置２の出荷前に、識別マーク読み取り機構２０の動作確認について説明する。
図４を参照すると、第１の搬送ユニット４８のハンド５０でカセット１６内の識別マーク付きウェーハ治具２１を吸引保持して矢印Ｙ１方向に搬出しようとしている状態の縦断面図が示されている。
ハンド５０の高さは不変であるが、カセット載置台移動機構１２のパルスモータ１０を駆動することにより、カセット載置台６を上下方向に移動して、複数の載置棚１８に載置されている識別マーク付きウェーハ治具２１を搬出することができる。
第１の搬送ユニット４８のハンド５０で識別マーク付きウェーハ治具２１を吸引保持してカセット１６内から搬出した後、図５に示すように、カセット載置台移動機構１２のパルスモータ１０を駆動して、カセット載置台６を上昇位置に移動する。
次いで、第１の搬送ユニット４８のハンド５０を矢印Ｙ２方向に移動して、カセット載置台６の開口７を介してハンド５０に保持された識別マーク付きウェーハ治具２１をカセット載置台６内に挿入する。
この上昇位置では、第１の搬送ユニット４８のハンド５０はセンターテーブル２２と上下方向に離間しているため、ハンド５０の挿入がセンターテーブル２２により妨げられることはない。
ハンド５０をカセット載置台６内に更に挿入すると、図６に示すように、ハンド５０がセンターテーブル２２を挟む状態となり、ハンド５０の上面に保持された識別マーク付きウェーハ治具２１がセンターテーブル２２上に位置付けられる。
この時、識別マーク付きウェーハ治具２１の外周面の一部は中心位置合わせ部材２６の円弧面２８ａ又は２８ｂに当接して識別マーク付きウェーハ治具２１の中心位置合わせが行われる。尚、識別マーク付きウェーハ治具２１の外周面の一部が円弧面２８ａ又は２８ｂに当接する直前に、ハンド５０による識別マーク付きウェーハ治具２１の吸引保持が解除される。
このようにして、識別マーク付きウェーハ治具２１の中心位置合わせが行われたならば、図示しない負圧制御手段を作動してセンターテーブル２２上に識別マーク付きウェーハ治具２１を吸引保持する。
次に、識別マーク読み取り機構２０は、識別マーク付きウェーハ治具２１の結晶方位の位置合わせを実施する。即ち、図７に示す識別マーク読み取り機構２０は、モータ２４を駆動してセンターテーブル２２を回転すると共に、識別マーク付きウェーハ治具２１のサイズに対応した位置に配設された結晶方位検出ユニット３２（発光素子３４ａと受光素子３４ｂ、又は発光素子３６ａと受光素子３６ｂ）が識別マーク付きウェーハ治具２１の外周に設けられたノッチ２７を検出した位置で、モータ２４の駆動を停止することにより、識別マーク付きウェーハ治具２１の結晶方位の位置が位置合わせされる。
このように識別マーク付きウェーハ治具の結晶方位の位置合わせが行われた状態からセンターテーブル２２を１８０°回転すると、識別マーク２９が識別マークリーダー３８と対向する位置に位置付けられる。
即ち、８インチ識別マーク付きウェーハ治具２１の表面に識別マーク２９が形成されている場合には、表面読み取り用リーダー３８の８インチウェーハ用リーダー４０ａで識別マーク２９を読み取り、１２インチ識別マーク付きウェーハ治具２１の表面に識別マーク２９が形成されている場合には、表面読み取り用リーダー４０の１２インチウェーハ用リーダー４０ｂで識別マーク２９を読み取る。
一方、８インチ識別マーク付きウェーハ治具２１の裏面に識別マーク２９が形成されている場合には、裏面読み取り用リーダー４２の８インチウェーハ用リーダー４２ａで識別マーク２９を読み取り、１２インチ識別マーク付きウェーハ治具２１の裏面に識別マーク２９が形成されている場合には、裏面側読み取り用リーダー４２の１２インチ用ウェーハリーダー４２ｂで識別マーク２９を読み取る。
図８を参照して、表面読み取り用リーダー４０の８インチウェーハ用リーダー４０ａの詳細構成について説明する。カメラ４６の両側に配設されたＬＥＤ等の照明４４によりウェーハ片２５に形成された識別マーク２９を照明し、カメラ４６で識別マーク４４を撮像する。
この撮像された画像情報は電気信号に変換されて、切削装置２の制御手段(コントローラ)８８に入力される。制御手段８８では、この画像情報が予め設定された許容範囲内か否かを判定し、その結果を切削装置２の図示しないディスプレイに表示する。
種類の異なる識別マーク２９が付された識別マーク付きウェーハ治具２１を識別マーク読み取り機構２０に搬送して、識別マークリーダー３８で識別マーク２９を次々と読み取り、識別マーク読み取り機構２０が正常動作するか否かを検証する。
種類の異なる所定数の識別マーク２９の読み取りが完了して、読み取り結果が全て正常範囲内と確認されたならば、加工装置メーカーはこの加工装置２を顧客に向けて出荷する。１回でも読み取り不良が発生した場合には、識別マーク読み取り結果が正常範囲内になるまで識別マーク読み取り機構２０を調整する。
図９を参照すると、本発明第２実施形態の識別マーク付きウェーハ治具２１Ａの斜視図が示されている。本実施形態の識別マーク付きウェーハ治具２１Ａでは、それぞれ異なる識別マーク２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄが形成された４個のウェーハ片２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄが円形プレート２３に貼着されている。
ウェーハ片２５ａはノッチ２７に対応する部分に切り欠き３１が形成されている箇所の円形プレート２３に貼着されている。一方、ウェーハ片２５ｂのノッチ２７に対応する部分の円形プレート２３には切り欠きは形成されていない。このように、円形プレート２３まで切り欠くノッチ２７は１箇所にして、ノッチ２７の読み取り不良を防止する。
ウェーハ片２５ｃ及びウェーハ片２５ｄはノッチを有していないが、ノッチに対応しない部分、例えばノッチから円周方向に１８０°変位した部分に、識別マーク１９が形成されているデバイスウェーハ１１も存在する。
１１ デバイスウェーハ
１７ ノッチ
１９ 識別マーク
２０ 識別マーク読み取り機構
２１ 識別マーク付きウェーハ治具
２２ センターテーブル
２５ ウェーハ片
２６ 中心位置合わせ部材
２７ ノッチ
２９ 識別マーク
３２ 結晶方位検出ユニット
３８ 識別マークリーダー
４４ 照明
４６ カメラ

Claims (3)

  1. デバイスウェーハに形成された識別マークを読み取る識別マーク読み取り機構の機能検証に用いる識別マーク付きウェーハ治具であって、
    該デバイスウェーハの該識別マークが形成された領域を切り出したウェーハ片と、
    該デバイスウェーハと同じ直径の円形プレートと、を備え、
    該ウェーハ片の該識別マークが、該デバイスウェーハにおける該識別マークの位置と同一位置となるように、該円形プレートに該ウェーハ片が固定されていることを特徴とする識別マーク付きウェーハ治具。
  2. 該ウェーハ片は、該デバイスウェーハの結晶方位を示すノッチを含む請求項１記載の識別マーク付きウェーハ治具。
  3. 該円形プレートには複数の該ウェーハ片が装着され、各ウェーハ片には異なる識別マークが形成されている請求項１又は２記載の識別マーク付きウェーハ治具。
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