JP6872374B2 - Piezoelectric wafer front / back judgment device and chamfering device - Google Patents

Piezoelectric wafer front / back judgment device and chamfering device Download PDF

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本発明は、圧電性ウェハの表裏を判定する表裏判定装置、及び、表裏判定装置を組み込んだ、圧電性ウェハの外周の面取り研削を行う面取り装置に関する。 The present invention relates to a front-back determination device for determining the front and back sides of a piezoelectric wafer, and a chamfering device incorporating a front-back determination device for chamfering the outer periphery of a piezoelectric wafer.

従来、酸化物結晶体としてのニオブ酸リチウム(LiNbO)やタンタル酸リチウム(LiTaO)等の半導体デバイス材料で構成されるウェハが存在する。これらのウェハは結晶方位に依存する焦電効果を有する。そのため、結晶の分極方向に応じた表裏を判定する必要がある。しかし、この分極方向は、ポーリング処理によって決まるため、結晶方位だけでは表裏を判定できない。仮に結晶方位のz軸方向が明らかになったとしても、ポーリング処理によって決まる+z方向と−z方向は依然として不明なためである。また、これらのウェハは表裏の外観がほぼ同じである。そのため、オリエンテーションフラットが存在したとしても目視による表裏の判定が不可能な場合がある。 Conventionally, there are wafers made of semiconductor device materials such as lithium niobate (LiNbO 3 ) and lithium tantalate (LiTaO 3) as oxide crystals. These wafers have a pyroelectric effect that depends on the crystal orientation. Therefore, it is necessary to determine the front and back sides according to the polarization direction of the crystal. However, since this polarization direction is determined by the polling process, the front and back cannot be determined only by the crystal orientation. This is because even if the z-axis direction of the crystal orientation is clarified, the + z direction and the −z direction determined by the polling process are still unknown. Further, these wafers have almost the same appearance on the front and back sides. Therefore, even if the orientation flat exists, it may not be possible to visually determine the front and back sides.

ウェハの表裏を判定する技術としては、例えば、サブ・オリエンテーションフラットの位置に基づいてウェハの表裏を判定する方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この方法は、ウェハの外縁を撮像して得られた画像からウェハの輪郭に沿う複数の点を抽出して直線近似を行い、その外縁が直線状のサブ・オリエンテーションフラットであるか否かを判定する。しかしながら、この方法では、メイン・オリエンテーションフラットとは別に、表裏判定のための特別な直線状のサブ・オリエンテーションフラットをウェハに形成する必要がある。 As a technique for determining the front and back of a wafer, for example, a method of determining the front and back of a wafer based on the position of a sub-orientation flat is known (see, for example, Patent Document 1). In this method, a plurality of points along the contour of the wafer are extracted from the image obtained by imaging the outer edge of the wafer to perform linear approximation, and it is determined whether or not the outer edge is a linear sub-orientation flat. To do. However, in this method, apart from the main orientation flat, it is necessary to form a special linear sub-orientation flat for determining the front and back sides on the wafer.

また、ウェハの表裏を判定する別の技術として、レーザ光を用いてウェハ内部に目印となる空隙を形成する方法が知られている(例えば、特許文献2参照。)。 Further, as another technique for determining the front and back surfaces of a wafer, a method of forming a void as a mark inside the wafer by using a laser beam is known (see, for example, Patent Document 2).

また、ウェハの表裏を判定するさらに別の技術として、ウェハの表面及び裏面にレーザ光を照射した場合の表面の反射率と裏面の反射率との違いを利用する方法が知られている(例えば、特許文献3参照。)。 Further, as yet another technique for determining the front and back surfaces of a wafer, a method is known in which the difference between the reflectance of the front surface and the reflectance of the back surface when the front surface and the back surface of the wafer are irradiated with laser light is used (for example). , Patent Document 3).

また、ウェハの表裏を判定する他の技術としては、偏光板でウェハを挟んで脈理の方向を目視で観察する方法(例えば、特許文献4参照。)、及び、X線回折を利用する方法(例えば、特許文献5及び特許文献6参照。)が知られている。また、バックサイドダメージ処理を施したウェハの両面に可視光を照射した場合にウェハの裏面による散乱光の青色波長成分の強度がウェハの表面によるものよりも高くなることを利用する方法(例えば、特許文献7参照。)も知られている。また、ウェハの表面又は裏面に目印となる細溝を形成する方法(例えば、特許文献8及び特許文献9参照。)、ウェハの表面のみに形成されている薄膜半導体が有する光電効果を利用する方法(例えば、特許文献10参照。)、両面ポリッシュ後のウェハの表面のワープ形状と裏面のワープ形状の違いを利用する方法(例えば、特許文献11参照。)、及び、ウェハの表面のメサの形状と裏面のメサの形状との違いに起因する反射光強度の違いを利用する方法(例えば、特許文献12参照。)も知られている。 Further, as another technique for determining the front and back of the wafer, a method of sandwiching the wafer with a polarizing plate and visually observing the direction of pulse (see, for example, Patent Document 4) and a method of using X-ray diffraction are used. (See, for example, Patent Document 5 and Patent Document 6) are known. Further, when both sides of the wafer subjected to the backside damage treatment are irradiated with visible light, the intensity of the blue wavelength component of the scattered light by the back surface of the wafer is higher than that by the front surface of the wafer (for example,). (See Patent Document 7) is also known. Further, a method of forming a fine groove as a mark on the front surface or the back surface of the wafer (see, for example, Patent Documents 8 and 9), and a method of utilizing the photoelectric effect of the thin film semiconductor formed only on the front surface of the wafer. (See, for example, Patent Document 10), a method utilizing the difference between the warp shape on the front surface and the warp shape on the back surface after double-sided polishing (see, for example, Patent Document 11), and the shape of the mesa on the front surface of the wafer. A method of utilizing the difference in reflected light intensity due to the difference between the shape of the wafer and the shape of the wafer on the back surface (see, for example, Patent Document 12) is also known.

しかし、特許文献1〜12のそれぞれに記載される方法では、結晶の分極方向を判定することができず、ウェハを構成する結晶の分極方向に応じたウェハの表裏を判定することもできない。 However, the methods described in Patent Documents 1 to 12 cannot determine the polarization direction of the crystal, and cannot determine the front and back sides of the wafer according to the polarization direction of the crystals constituting the wafer.

ウェハの分極方向に依存する表裏を判定する装置としては、特許文献13に記載の結晶極性判定装置が知られている。 As an apparatus for determining the front and back surfaces depending on the polarization direction of the wafer, the crystal polarity determining apparatus described in Patent Document 13 is known.

この結晶極性判定装置は、円板状のウェハの端面(周面)でウェハに振動を加えたときに発生するウェハの圧電効果による電圧の波形に基づいて表裏を判定する。具体的には、振動の波形と電圧の波形との位相差に基づいて表裏を判定する。 This crystal polarity determining device determines the front and back sides based on the voltage waveform due to the piezoelectric effect of the wafer generated when the wafer is vibrated at the end surface (peripheral surface) of the disk-shaped wafer. Specifically, the front and back are determined based on the phase difference between the vibration waveform and the voltage waveform.

特開2004−356411号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-356411 特許4569097号明細書Patent No. 4569097 特開昭63−110651号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-110651 特開平3−173148号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-173148 特開2005−77271号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-77271 特許2770232号明細書Patent No. 2770232 特開2010−251542号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-251542 特開昭62−260106号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-260106 実開昭62−73532号公報Jikkai Sho 62-73532 特開平11−281309号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-281309 特開2001−156152号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-156152 特開2006−156895号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-156895 特開2014−224693号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-224693

しかしながら、特許文献13の装置は、ウェハの端面で振動を付与するため、振動を付与する機構の構成が複雑になってしまう。また、振動の波形と電圧の波形との位相差を導き出すという複雑な演算を実行する必要がある。 However, since the device of Patent Document 13 applies vibration at the end face of the wafer, the configuration of the mechanism for applying vibration becomes complicated. In addition, it is necessary to perform a complicated operation of deriving the phase difference between the vibration waveform and the voltage waveform.

上述の点に鑑み、より簡易な構成で且つより簡易な演算でウェハの表裏を判定する表裏判定装置を提供することが望ましい。 In view of the above points, it is desirable to provide a front / back determination device for determining the front / back of a wafer with a simpler configuration and a simpler calculation.

上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係る表裏判定装置は、圧電性ウェハの表裏を判定する表裏判定装置であって、前記圧電性ウェハの表裏の何れか一方向から表裏の何れか一面の所定位置に対して撃力を加えることができるように構成された撃力付与部と、前記撃力付与部によって与えられた撃力に応じて前記圧電性ウェハに発生する電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部によって検出された電圧のパルス波形に基づいて前記圧電性ウェハの表裏を判定する表裏判定部と、を有し、前記所定位置は、前記圧電性ウェハの中心と前記圧電性ウェハの外縁との間の位置である
In order to achieve the above object, the front / back determination device according to the embodiment of the present invention is a front / back determination device for determining the front / back of the piezoelectric wafer, and is a front / back determination device from any one direction of the front / back of the piezoelectric wafer. A voltage applying portion configured to be able to apply a striking force to a predetermined position on any one surface, and a voltage generated in the piezoelectric wafer according to the striking force applied by the striking force applying portion. a voltage detection unit for detecting, have a, and front and back determining unit determines the front and back of the piezoelectric wafer on the basis of the pulse waveform of the voltage detected by the voltage detecting unit, wherein the predetermined position, the piezoelectric wafer It is a position between the center and the outer edge of the piezoelectric wafer .

上述の手段により、より簡易な構成で且つより簡易な演算でウェハの表裏を判定する表裏判定装置を提供することができる。 By the above means, it is possible to provide a front / back determination device for determining the front / back of a wafer with a simpler configuration and a simpler calculation.

本発明の実施例に係る表裏判定装置の構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structural example of the front-back determination apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1の表裏判定装置の概略図である。It is the schematic of the front-back determination device of FIG. 上部伸縮機構の断面図である。It is sectional drawing of the upper expansion and contraction mechanism. 下部伸縮機構の断面図である。It is sectional drawing of the lower expansion and contraction mechanism. オリエンテーションフラット検出装置がオリエンテーションフラットを検出したときの表裏判定装置の上面図である。It is a top view of the front-back determination device when the orientation flat detection device detects the orientation flat. 圧電効果により発生する電圧の時間的推移を示す図である。It is a figure which shows the time transition of the voltage generated by the piezoelectric effect. 表裏判定処理のフローチャートである。It is a flowchart of the front-back determination process. べべリング装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a beveling device. 図8のべべリング装置の概略図である。It is the schematic of the beveling apparatus of FIG. べべリング装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a beveling device. 図10のべべリング装置が実行する表裏判定処理のフローチャートである。It is a flowchart of the front-back determination process executed by the beveling apparatus of FIG. べべリング装置の平面模式図である。It is a plan view of the beveling device.

図1は、本発明の実施例に係る表裏判定装置100の構成例を示す機能ブロック図である。また、図2は、表裏判定装置100の概略図である。本実施例において、表裏判定装置100は、例えば、結晶方位に依存する焦電効果を持つ圧電性ウェハ(以下、「ウェハW」とする。)の分極方向に応じて決まるウェハWの表裏を判定する。 FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration example of a front / back determination device 100 according to an embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is a schematic view of the front / back determination device 100. In this embodiment, the front / back determination device 100 determines, for example, the front / back of the wafer W determined according to the polarization direction of the piezoelectric wafer (hereinafter, referred to as “wafer W”) having a pyroelectric effect depending on the crystal orientation. To do.

ウェハWは、例えば、ニオブ酸リチウム(LiNbO)、タンタル酸リチウム(LiTaO)等の圧電効果を持つ酸化物結晶体で形成される。ウェハWの分極方向(厳密には+z方向を意味する。)は、ポーリング処理によって決定される。ウェハWの分極方向は、通常、ウェハWの円板面に対して傾斜して鉛直方向の成分を有し得るが、以下では、説明の便宜のため、鉛直方向の成分を考慮しないものとする。ウェハWの表裏は、任意の判定条件にしたがって再現可能に決定されるものであり、絶対的なものではない。 The wafer W is formed of an oxide crystal having a piezoelectric effect such as lithium niobate (LiNbO 3 ) and lithium tantalate (LiTaO 3). The polarization direction of the wafer W (strictly, it means the + z direction) is determined by the polling process. The polarization direction of the wafer W may normally be inclined with respect to the disk surface of the wafer W and have a vertical component, but in the following, for convenience of explanation, the vertical component is not considered. .. The front and back surfaces of the wafer W are reproducibly determined according to arbitrary determination conditions, and are not absolute.

本実施例では、表裏判定装置100は、主に、制御装置1、撃力付与装置2、電圧検出装置3、及び出力装置4を有する。 In this embodiment, the front / back determination device 100 mainly includes a control device 1, an impact force applying device 2, a voltage detecting device 3, and an output device 4.

制御装置1は、表裏判定装置100を制御する制御手段の1例であり、例えば、CPU、揮発性記憶媒体、不揮発性記憶媒体、入出力インタフェース等を備えたコンピュータである。具体的には、制御装置1は、例えば、撃力付与部10、電圧検出部11、及び表裏判定部12のそれぞれの機能要素に対応するプログラムを不揮発性記憶媒体から読み出して揮発性記憶媒体に展開し、各機能要素に対応する処理をCPUに実行させる。 The control device 1 is an example of a control means for controlling the front / back determination device 100, and is, for example, a computer provided with a CPU, a volatile storage medium, a non-volatile storage medium, an input / output interface, and the like. Specifically, the control device 1 reads, for example, a program corresponding to each functional element of the impact force applying unit 10, the voltage detecting unit 11, and the front and back determination unit 12 from the non-volatile storage medium and turns it into a volatile storage medium. It is expanded and the CPU is made to execute the process corresponding to each functional element.

撃力付与装置2は、ウェハWの円板面に撃力を付与するための撃力付与手段の1例であり、主に、上部電極2aU、上部伸縮機構2bU、上部絶縁体2cU、下部電極2aD、下部伸縮機構2bD、下部絶縁体2cD、支持ユニット2d、ステージ2e、回転軸2f、回転機構2g、支持台2h等を含む。 The striking force applying device 2 is an example of a striking force applying means for applying a striking force to the disk surface of the wafer W, and is mainly an upper electrode 2aU, an upper expansion / contraction mechanism 2bU, an upper insulator 2cU, and a lower electrode. Includes 2aD, lower telescopic mechanism 2bD, lower insulator 2cD, support unit 2d, stage 2e, rotating shaft 2f, rotating mechanism 2g, support base 2h, and the like.

上部電極2aUはステージ2eの上に置かれたウェハWの上面と接触する電極であり、下部電極2aDはウェハWの下面と接触する電極である。図2の例では、一対の電極である上部電極2aU及び下部電極2aDは、ウェハWの圧電効果によって生じる電圧を取り出すための部材を構成する。図2の例では、上部電極2aU及び下部電極2aDは、導電ゴムで形成される。ウェハWとの接触を安定化させることで、ウェハWの圧電効果によって生じる電圧を安定的に検出できるようにするためである。但し、上部電極2aU及び下部電極2aDは金属で形成されてもよい。 The upper electrode 2aU is an electrode that contacts the upper surface of the wafer W placed on the stage 2e, and the lower electrode 2aD is an electrode that contacts the lower surface of the wafer W. In the example of FIG. 2, the pair of electrodes, the upper electrode 2aU and the lower electrode 2aD, constitute a member for extracting a voltage generated by the piezoelectric effect of the wafer W. In the example of FIG. 2, the upper electrode 2aU and the lower electrode 2aD are formed of conductive rubber. This is to stabilize the contact with the wafer W so that the voltage generated by the piezoelectric effect of the wafer W can be stably detected. However, the upper electrode 2aU and the lower electrode 2aD may be made of metal.

上部伸縮機構2bUは、ウェハWの上面に上部電極2aUを接触させる機構であり、ウェハWの上面に撃力を付与する撃力付与機構を構成する。図2の例では、上部伸縮機構2bUはエアシリンダで構成され、エアシリンダが伸縮させるロッドの下端には上部電極2aUが取り付けられている。 The upper expansion / contraction mechanism 2bU is a mechanism that brings the upper electrode 2aU into contact with the upper surface of the wafer W, and constitutes a force applying mechanism that applies a force to the upper surface of the wafer W. In the example of FIG. 2, the upper expansion / contraction mechanism 2bU is composed of an air cylinder, and the upper electrode 2aU is attached to the lower end of the rod that the air cylinder expands / contracts.

上部伸縮機構2bUは、制御装置1からの制御信号に応じてロッドを下方に伸長させてロッドの下端に取り付けられた上部電極2aUをウェハWの上面に接触させる。 The upper expansion / contraction mechanism 2bU extends the rod downward in response to a control signal from the control device 1 to bring the upper electrode 2aU attached to the lower end of the rod into contact with the upper surface of the wafer W.

また、上部伸縮機構2bUは、所定時間にわたって上部電極2aUをウェハWの上面に押し付けた後、ロッドを上方に引っ込めて上部電極2aUをウェハWの上面から引き離す。 Further, the upper expansion / contraction mechanism 2bU presses the upper electrode 2aU against the upper surface of the wafer W for a predetermined time, and then retracts the rod upward to pull the upper electrode 2aU away from the upper surface of the wafer W.

上部電極2aUは、圧縮バネを介してロッドの下端に取り付けられていてもよい。上部電極2aUによってウェハWの上面に付与される撃力が過度に大きくならないようにするためである。具体的には、圧縮バネは、上部伸縮機構2bUがウェハWに及ぼす力が所定値を上回った場合に上部電極2aUを鉛直上方に後退させることによってその力を吸収してウェハWが割れるのを防止する。 The upper electrode 2aU may be attached to the lower end of the rod via a compression spring. This is to prevent the impact force applied to the upper surface of the wafer W by the upper electrode 2aU from becoming excessively large. Specifically, when the force exerted by the upper expansion / contraction mechanism 2bU on the wafer W exceeds a predetermined value, the compression spring absorbs the force by retracting the upper electrode 2aU vertically upward to break the wafer W. To prevent.

図3は、上部伸縮機構2bUの別の構成例を示す。図3は、上部伸縮機構2bUの断面図である。図3の上部伸縮機構2bUは、主に、打撃部20a、弾性部材20b、電動アクチュエータ20c、及び筐体20dで構成される。電動アクチュエータ20cは、制御装置1からの制御信号に応じて駆動され、打撃部20a及び弾性部材20bを上下させる。電動アクチュエータ20cは、制御信号で指定された速度で、打撃部20aの先端に取り付けられた上部電極2aUをウェハWの上面に打ち付けることができる。電動アクチュエータ20cは、ウェハWに上部電極2aUを当接させた状態で所定の押し付け時間にわたって上部電極2aUをウェハWに押し付けた後で上部電極2aUを上昇させる。押し付け時間は、例えば、数10マイクロ秒〜数100ミリ秒である。 FIG. 3 shows another configuration example of the upper expansion / contraction mechanism 2bU. FIG. 3 is a cross-sectional view of the upper expansion / contraction mechanism 2bU. The upper expansion / contraction mechanism 2bU of FIG. 3 is mainly composed of a striking portion 20a, an elastic member 20b, an electric actuator 20c, and a housing 20d. The electric actuator 20c is driven in response to a control signal from the control device 1 to move the striking portion 20a and the elastic member 20b up and down. The electric actuator 20c can strike the upper electrode 2aU attached to the tip of the striking portion 20a against the upper surface of the wafer W at a speed specified by the control signal. The electric actuator 20c raises the upper electrode 2aU after pressing the upper electrode 2aU against the wafer W for a predetermined pressing time in a state where the upper electrode 2aU is in contact with the wafer W. The pressing time is, for example, several tens of microseconds to several hundred milliseconds.

弾性部材20bは、上部電極2aUがウェハWに当接した後も打撃部20aが下降し続けた場合に弾性変形する。そのため、弾性圧(バネ圧)以上の力がウェハWに作用してしまうのを防止できる。弾性部材20bは、例えば、弦巻バネ、ゴム体等で構成される。弾性圧(バネ圧)は、例えば50g〜300gである。 The elastic member 20b is elastically deformed when the striking portion 20a continues to descend even after the upper electrode 2aU abuts on the wafer W. Therefore, it is possible to prevent a force higher than the elastic pressure (spring pressure) from acting on the wafer W. The elastic member 20b is composed of, for example, a string-wound spring, a rubber body, or the like. The elastic pressure (spring pressure) is, for example, 50 g to 300 g.

打撃部20aは、先端に取り付けられた上部電極2aUがウェハWの上面に対して撃力を与えることのできる形状を有する。例えば、打撃部20aは、先端部が平坦な円筒形状を有する。 The striking portion 20a has a shape in which the upper electrode 2aU attached to the tip end can give an impact force to the upper surface of the wafer W. For example, the striking portion 20a has a cylindrical shape with a flat tip portion.

下部伸縮機構2bDは、ウェハWの下面に下部電極2aDを接触させる機構であり、ウェハWの上面に撃力を付与する際にウェハWの下面を支持する支持機構を構成する。図2の例では、下部伸縮機構2bDは、上部伸縮機構2bUと同様に、エアシリンダで構成され、エアシリンダが伸縮させるロッドの上端には下部電極2aDが取り付けられている。 The lower expansion / contraction mechanism 2bD is a mechanism that brings the lower electrode 2aD into contact with the lower surface of the wafer W, and constitutes a support mechanism that supports the lower surface of the wafer W when applying an impact force to the upper surface of the wafer W. In the example of FIG. 2, the lower expansion / contraction mechanism 2bD is composed of an air cylinder like the upper expansion / contraction mechanism 2bU, and the lower electrode 2aD is attached to the upper end of the rod that the air cylinder expands and contracts.

下部伸縮機構2bDは、制御装置1からの制御信号に応じてロッドを上方に伸長させてロッドの上端に取り付けられた下部電極2aDをウェハWの下面に接触させる。 The lower expansion / contraction mechanism 2bD extends the rod upward in response to a control signal from the control device 1 to bring the lower electrode 2aD attached to the upper end of the rod into contact with the lower surface of the wafer W.

また、下部伸縮機構2bDは、典型的には、上部電極2aUがウェハWの上面に接触する前に、下部電極2aDをウェハWの下面に接触させる。但し、上部電極2aUがウェハWの上面に接触するのと同時に、下部電極2aDをウェハWの下面に接触させてもよい。下部電極2aDは、ウェハWを挟んで上部電極2aUと対向するように配置される。そして、上部電極2aUがウェハWの上面に接触したときに上部電極2aUと下部電極2aDとでウェハWを挟むことができるように配置される。この構成により、撃力付与装置2は、ウェハWの上面に対して下向きの撃力を与えることができる。 Further, the lower expansion / contraction mechanism 2bD typically brings the lower electrode 2aD into contact with the lower surface of the wafer W before the upper electrode 2aU contacts the upper surface of the wafer W. However, the lower electrode 2aD may be brought into contact with the lower surface of the wafer W at the same time as the upper electrode 2aU is brought into contact with the upper surface of the wafer W. The lower electrode 2aD is arranged so as to face the upper electrode 2aU with the wafer W interposed therebetween. Then, when the upper electrode 2aU comes into contact with the upper surface of the wafer W, the wafer W is arranged so that the wafer W can be sandwiched between the upper electrode 2aU and the lower electrode 2aD. With this configuration, the impact force applying device 2 can apply a downward impact force to the upper surface of the wafer W.

図4は、下部伸縮機構2bDの別の構成例を示す。図4は、下部伸縮機構2bDの断面図である。図4の下部伸縮機構2bDは、主に、支持部22a、電動アクチュエータ22b、及び筐体22cで構成される。電動アクチュエータ22bは、制御装置1からの制御信号に応じて駆動され、支持部22aを上下させる。電動アクチュエータ22bは、制御信号で指定された速度で、支持部22aの先端に取り付けられた下部電極2aDをウェハWの下面に当接させることができる。支持部22aは、先端に取り付けられた下部電極2aDがウェハWの下面を支持できる形状を有する。例えば、支持部22aは、先端部が平坦な円筒形状を有する。 FIG. 4 shows another configuration example of the lower expansion / contraction mechanism 2bD. FIG. 4 is a cross-sectional view of the lower expansion / contraction mechanism 2bD. The lower expansion / contraction mechanism 2bD of FIG. 4 is mainly composed of a support portion 22a, an electric actuator 22b, and a housing 22c. The electric actuator 22b is driven in response to a control signal from the control device 1 to move the support portion 22a up and down. The electric actuator 22b can bring the lower electrode 2aD attached to the tip of the support portion 22a into contact with the lower surface of the wafer W at a speed specified by the control signal. The support portion 22a has a shape in which the lower electrode 2aD attached to the tip end can support the lower surface of the wafer W. For example, the support portion 22a has a cylindrical shape with a flat tip portion.

ウェハWの上面と上部電極2aUとの接触、及び、ウェハWの下面と下部電極2aDとの接触は何れも面接触となるように構成される。この場合、接触面積は、ウェハWの割れを防止するのに十分な大きさとなるように構成される。また、ウェハWの下面と下部電極2aDとの間の接触面(下側接触面)は、ウェハWの上面と上部電極2aUとの間の接触面(上側接触面)よりも大きくなるように構成される。上側接触面及び下側接触面は、望ましくは平坦面である。例えば、上側接触面は直径5ミリメートルの円形平面であり、下側接触面は直径10ミリメートルの円形平面である。但し、上側接触面の面積は下側接触面の面積以上であってもよい。また、上部電極2aU及び下部電極2aDは、望ましくは円板形状を有するが、球形状、半球形状、角柱形状等を有していてもよい。 The contact between the upper surface of the wafer W and the upper electrode 2aU and the contact between the lower surface of the wafer W and the lower electrode 2aD are both formed to be surface contact. In this case, the contact area is configured to be large enough to prevent the wafer W from cracking. Further, the contact surface (lower contact surface) between the lower surface of the wafer W and the lower electrode 2aD is configured to be larger than the contact surface (upper contact surface) between the upper surface of the wafer W and the upper electrode 2aU. Will be done. The upper contact surface and the lower contact surface are preferably flat surfaces. For example, the upper contact surface is a circular plane with a diameter of 5 mm and the lower contact surface is a circular plane with a diameter of 10 mm. However, the area of the upper contact surface may be equal to or larger than the area of the lower contact surface. The upper electrode 2aU and the lower electrode 2aD preferably have a disk shape, but may have a spherical shape, a hemispherical shape, a prismatic shape, or the like.

支持ユニット2dは、上部伸縮機構2bU及び下部伸縮機構2bDを支持する部材である。図2の例では、上部伸縮機構2bUは上部絶縁体2cUを介して支持ユニット2dに取り付けられ、下部伸縮機構2bDは下部絶縁体2cDを介して支持ユニット2dに取り付けられる。そのため、上部伸縮機構2bUは上部絶縁体2cUによって支持ユニット2dから電気的に絶縁され、下部伸縮機構2bDは下部絶縁体2cDによって支持ユニット2dから電気的に絶縁されている。上部絶縁体2cU及び下部絶縁体2cDは、例えば、塩化ビニル等の絶縁体で形成される。 The support unit 2d is a member that supports the upper expansion / contraction mechanism 2bU and the lower expansion / contraction mechanism 2bD. In the example of FIG. 2, the upper telescopic mechanism 2bU is attached to the support unit 2d via the upper insulator 2cU, and the lower telescopic mechanism 2bD is attached to the support unit 2d via the lower insulator 2cD. Therefore, the upper telescopic mechanism 2bU is electrically insulated from the support unit 2d by the upper insulator 2cU, and the lower telescopic mechanism 2bD is electrically insulated from the support unit 2d by the lower insulator 2cD. The upper insulator 2cU and the lower insulator 2cD are formed of, for example, an insulator such as vinyl chloride.

上部伸縮機構2bUは、上部電極2aUの円形平面とウェハWの上面とがなす角度を調整できるように支持ユニット2dに取り付けられてもよい。同様に、下部伸縮機構2bDは、下部電極2aDの円形平面とウェハWの下面とがなす角度を調整できるように支持ユニット2dに取り付けられてもよい。上部電極2aUの円形平面とウェハWの上面とを平行にし、且つ、下部電極2aDの円形平面とウェハWの下面とを平行にし、そして、上部電極2aUの円形平面と下部電極2aDの円形平面とを平行にするためである。 The upper expansion / contraction mechanism 2bU may be attached to the support unit 2d so that the angle formed by the circular plane of the upper electrode 2aU and the upper surface of the wafer W can be adjusted. Similarly, the lower expansion / contraction mechanism 2bD may be attached to the support unit 2d so that the angle formed by the circular plane of the lower electrode 2aD and the lower surface of the wafer W can be adjusted. The circular plane of the upper electrode 2aU and the upper surface of the wafer W are parallel, the circular plane of the lower electrode 2aD and the lower surface of the wafer W are parallel, and the circular plane of the upper electrode 2aU and the circular plane of the lower electrode 2aD This is to make them parallel.

ステージ2eは、ウェハWを支持する部材である。図2の例では、ステージ2eは、絶縁体で形成された真空吸着ステージであり、制御装置1からの制御信号に応じて真空吸着をオン・オフする。 The stage 2e is a member that supports the wafer W. In the example of FIG. 2, the stage 2e is a vacuum suction stage formed of an insulator, and the vacuum suction is turned on / off according to a control signal from the control device 1.

回転機構2gは、ステージ2eを回転させる機構である。図2の例では、回転機構2gは電動モータであり、制御装置1からの制御信号に応じて回転駆動する。そして、鉛直方向に伸びる回転軸2fの上端に取り付けられたステージ2eを鉛直軸回りに回転させる。 The rotation mechanism 2g is a mechanism for rotating the stage 2e. In the example of FIG. 2, the rotation mechanism 2g is an electric motor, and is rotationally driven in response to a control signal from the control device 1. Then, the stage 2e attached to the upper end of the rotating shaft 2f extending in the vertical direction is rotated around the vertical shaft.

回転軸2fは、回転機構2gによって回転駆動される棒状部材である。図2の例では、回転機構2gとしての電動モータの回転軸である。支持台2hは、ステージ2e及び回転軸2fを回転可能に支持する部材である。 The rotation shaft 2f is a rod-shaped member that is rotationally driven by the rotation mechanism 2g. In the example of FIG. 2, it is a rotating shaft of an electric motor as a rotating mechanism 2g. The support base 2h is a member that rotatably supports the stage 2e and the rotation shaft 2f.

電圧検出装置3は、ウェハWの圧電効果によって生じる電圧を検出するための電圧検出手段の1例である。図2の例では、電圧検出装置3はオシロスコープであり、上部電極2aU及び下部電極2aDを通じ、ウェハWの圧電効果によって生じた電圧を検出する。電圧は、上部電極2aUと下部電極2aDとの間の電位差であり、上部電極2aUがウェハWの上面に接触(衝突)したときの圧力(撃力)でウェハWが鉛直方向に圧縮されることで発生する。また、電圧は、上部電極2aUがウェハWの上面から離れたときにウェハWが鉛直方向に伸張することで発生する。上部電極2aU及び下部電極2aDは何れも同軸アナログケーブル等の導電線を介してオシロスコープに接続される。同軸アナログケーブルは、例えば、フローティング状態とされてもよい。 The voltage detecting device 3 is an example of a voltage detecting means for detecting a voltage generated by the piezoelectric effect of the wafer W. In the example of FIG. 2, the voltage detection device 3 is an oscilloscope, and detects the voltage generated by the piezoelectric effect of the wafer W through the upper electrode 2aU and the lower electrode 2aD. The voltage is the potential difference between the upper electrode 2aU and the lower electrode 2aD, and the wafer W is compressed in the vertical direction by the pressure (attack force) when the upper electrode 2aU contacts (collides) with the upper surface of the wafer W. Occurs in. Further, the voltage is generated by the wafer W extending in the vertical direction when the upper electrode 2aU is separated from the upper surface of the wafer W. Both the upper electrode 2aU and the lower electrode 2aD are connected to the oscilloscope via a conductive wire such as a coaxial analog cable. The coaxial analog cable may be in a floating state, for example.

電圧検出装置3は所定時間にわたる電圧の変化を検出データとして記録し、記録した検出データを制御装置1に対して出力する。電圧検出装置3は電圧の変化をリアルタイムで制御装置1に対して出力してもよい。電圧検出装置3は、アナログ/デジタル変換器等を用いて電圧をアナログ値からデジタル値に変換して制御装置1に出力してもよい。 The voltage detection device 3 records the change in voltage over a predetermined time as detection data, and outputs the recorded detection data to the control device 1. The voltage detection device 3 may output a change in voltage to the control device 1 in real time. The voltage detection device 3 may convert a voltage from an analog value to a digital value using an analog / digital converter or the like and output the voltage to the control device 1.

出力装置4は、各種情報を出力するための装置であり、例えば、制御装置1によるウェハの表裏の判定結果を表示するためのディスプレイ、又は、その判定結果を音声出力するためのスピーカ等である。 The output device 4 is a device for outputting various information, for example, a display for displaying the determination results of the front and back surfaces of the wafer by the control device 1, a speaker for outputting the determination results by voice, and the like. ..

表裏判定装置100は、オリエンテーションフラットを検出するオリエンテーションフラット検出装置7を備えていてもよい。オリエンテーションフラット検出装置7は、例えば、レーザ光線によってウェハWのオリエンテーションフラットの中央部分を検出し、その検出信号を制御装置1に対して出力する。オリエンテーションフラット検出装置7は画像センサであってもよい。図5は、オリエンテーションフラット検出装置7がウェハWのオリエンテーションフラットの中央部分を検出したときの表裏判定装置100の上面図である。例えば、制御装置1は、回転機構2gに制御信号を出力してステージ2eを回転させる。そして、オリエンテーションフラット検出装置7から検出信号を受けたときの回転機構2gの回転角度(すなわちウェハWの回転角度)を基準回転角度として記憶する。この構成により、制御装置1は、ステージ2eの上に置かれたウェハWを基準回転角度に対する所望の相対回転角度まで回転させることができる。 The front / back determination device 100 may include an orientation flat detection device 7 that detects the orientation flat. The orientation flat detection device 7 detects the central portion of the orientation flat of the wafer W with a laser beam, for example, and outputs the detection signal to the control device 1. The orientation flat detection device 7 may be an image sensor. FIG. 5 is a top view of the front / back determination device 100 when the orientation flat detection device 7 detects the central portion of the orientation flat of the wafer W. For example, the control device 1 outputs a control signal to the rotation mechanism 2g to rotate the stage 2e. Then, the rotation angle of the rotation mechanism 2g (that is, the rotation angle of the wafer W) when the detection signal is received from the orientation flat detection device 7 is stored as a reference rotation angle. With this configuration, the control device 1 can rotate the wafer W placed on the stage 2e to a desired relative rotation angle with respect to the reference rotation angle.

次に、制御装置1が有する各種機能要素について説明する。 Next, various functional elements included in the control device 1 will be described.

撃力付与部10は、撃力付与手段を動作させるための機能要素である。図2の例では、撃力付与部10は、撃力付与装置2に対して制御信号を出力し、撃力付与装置2を動作させる。 The striking force applying unit 10 is a functional element for operating the striking force applying means. In the example of FIG. 2, the striking force applying unit 10 outputs a control signal to the striking force applying device 2 to operate the striking force applying device 2.

具体的には、撃力付与部10は、ステージ2eに制御信号を出力し、ステージ2e上に置かれたウェハWを真空吸着させる。その後、撃力付与部10は、回転機構2gに制御信号を出力し、ウェハWのオリエンテーションフラットが所定位置に来るようにステージ2eを回転させてもよい。このとき、ステージ2eの真空吸着をオフしてもよい。その後、撃力付与部10は、下部伸縮機構2bDに制御信号を出力し、エアシリンダのロッドを上方に伸長させてロッドの上端に取り付けられた下部電極2aDをウェハWの下面に接触させる。その後、撃力付与部10は、上部伸縮機構2bUに制御信号を出力し、エアシリンダのロッドを所定速度で下方に伸長させてロッドの下端に取り付けられた上部電極2aUをウェハWの上面に接触させる。上部電極2aUが下降を開始してから所定時間が経過すると、撃力付与部10は、上部伸縮機構2bUに制御信号を出力し、エアシリンダのロッドを上方に引っ込めて上部電極2aUをウェハWの上面から引き離す。このようにして、撃力付与部10は、ウェハWの上面に撃力が所定時間にわたって付与されるようにする。 Specifically, the impact force applying unit 10 outputs a control signal to the stage 2e and vacuum-sucks the wafer W placed on the stage 2e. After that, the impact force applying unit 10 may output a control signal to the rotation mechanism 2g and rotate the stage 2e so that the orientation flat of the wafer W comes to a predetermined position. At this time, the vacuum suction of the stage 2e may be turned off. After that, the impact force applying unit 10 outputs a control signal to the lower expansion / contraction mechanism 2bD, extends the rod of the air cylinder upward, and brings the lower electrode 2aD attached to the upper end of the rod into contact with the lower surface of the wafer W. After that, the impact force applying unit 10 outputs a control signal to the upper expansion / contraction mechanism 2bU, extends the rod of the air cylinder downward at a predetermined speed, and contacts the upper electrode 2aU attached to the lower end of the rod with the upper surface of the wafer W. Let me. When a predetermined time elapses after the upper electrode 2aU starts descending, the impact force applying unit 10 outputs a control signal to the upper expansion / contraction mechanism 2bU, retracts the rod of the air cylinder upward, and moves the upper electrode 2aU to the wafer W. Pull away from the top surface. In this way, the striking force applying unit 10 makes the striking force applied to the upper surface of the wafer W over a predetermined time.

電圧検出部11は、ウェハWの圧電効果によって生じる電圧(発生電圧)を検出するための機能要素である。図2の例では、電圧検出部11は、電圧検出装置3が検出したパルス状の発生電圧に関する情報を電圧検出装置3から取得する。電圧検出部11は、発生電圧を直接的に検出するオシログラフ機能を有していてもよい。この場合、電圧検出装置3は省略されてもよい。 The voltage detection unit 11 is a functional element for detecting the voltage (generated voltage) generated by the piezoelectric effect of the wafer W. In the example of FIG. 2, the voltage detection unit 11 acquires information on the pulsed generated voltage detected by the voltage detection device 3 from the voltage detection device 3. The voltage detection unit 11 may have an oscillograph function for directly detecting the generated voltage. In this case, the voltage detection device 3 may be omitted.

具体的には、電圧検出部11は、撃力付与部10が出力する制御信号に応じて撃力付与装置2が動作してウェハWの上面に撃力を付与した結果として生じる発生電圧に関する情報を取得し、その情報を表裏判定部12に対して出力する。電圧検出部11は、例えば、撃力付与部10が上部電極2aUの下降を開始させた時に発生電圧の検出を開始し、その後の所定時間(例えば2秒間)にわたって所定間隔(例えば10マイクロ秒間隔)で繰り返し発生電圧を検出する。電圧検出部11は、撃力付与部10が上部電極2aUの下降を開始させる前に、発生電圧の検出を開始してもよい。 Specifically, the voltage detection unit 11 provides information on the generated voltage generated as a result of the impact force applying device 2 operating in response to the control signal output by the impact force applying unit 10 to apply the impact force to the upper surface of the wafer W. Is acquired, and the information is output to the front / back determination unit 12. The voltage detection unit 11 starts detecting the generated voltage when, for example, the impact force applying unit 10 starts lowering the upper electrode 2aU, and then, for a predetermined time (for example, 2 seconds), a predetermined interval (for example, 10 microsecond interval) ) Detects the repeatedly generated voltage. The voltage detection unit 11 may start detecting the generated voltage before the impact force applying unit 10 starts the lowering of the upper electrode 2aU.

表裏判定部12は、ウェハWの円板面の表裏を判定するための機能要素である。図2の例では、表裏判定部12は、ウェハWの分極方向に依存するウェハWの円板面の表裏を判定する。表裏判定部12は、ウェハWの極性(分極方向)を判定してもよい。この場合、以下の説明におけるウェハWの円板面の表裏の判定は、ウェハWの極性(分極方向)の判定で置き換えられてもよい。 The front / back determination unit 12 is a functional element for determining the front / back of the disk surface of the wafer W. In the example of FIG. 2, the front / back determination unit 12 determines the front / back of the disk surface of the wafer W, which depends on the polarization direction of the wafer W. The front / back determination unit 12 may determine the polarity (polarization direction) of the wafer W. In this case, the determination of the front and back surfaces of the disk surface of the wafer W in the following description may be replaced by the determination of the polarity (polarization direction) of the wafer W.

具体的には、表裏判定部12は、発生電圧の正負(極性)に基づいてウェハWの円板面の表裏を判定する。例えば、表裏判定部12は、上部電極2aUをウェハWの上面に接触させたときの発生電圧が正値の場合にその上面が表面であると判定する。或いは、表裏判定部12は、上部電極2aUをウェハWの上面から引き離したときの発生電圧が負値の場合にその上面が表面であると判定してもよい。或いは、表裏判定部12は、上部電極2aUをウェハWの上面に接触させたときの発生電圧が正値で、且つ、上部電極2aUをウェハWの上面から引き離したときの発生電圧が負値の場合にその上面が表面であると判定してもよい。 Specifically, the front / back determination unit 12 determines the front / back of the disk surface of the wafer W based on the positive / negative (polarity) of the generated voltage. For example, the front / back determination unit 12 determines that the upper surface is the surface when the voltage generated when the upper electrode 2aU is brought into contact with the upper surface of the wafer W is a positive value. Alternatively, the front / back determination unit 12 may determine that the upper surface is the surface when the voltage generated when the upper electrode 2aU is pulled away from the upper surface of the wafer W is a negative value. Alternatively, in the front / back determination unit 12, the voltage generated when the upper electrode 2aU is brought into contact with the upper surface of the wafer W is a positive value, and the voltage generated when the upper electrode 2aU is pulled away from the upper surface of the wafer W is a negative value. In some cases, it may be determined that the upper surface is the surface.

同様に、表裏判定部12は、上部電極2aUをウェハWの上面に接触させたときの発生電圧が負値の場合にその上面が裏面であると判定する。或いは、表裏判定部12は、上部電極2aUをウェハWの上面から引き離したときの発生電圧が正値の場合にその上面が裏面であると判定してもよい。或いは、表裏判定部12は、上部電極2aUをウェハWの上面に接触させたときの発生電圧が負値で、且つ、上部電極2aUをウェハWの上面から引き離したときの発生電圧が正値の場合にその上面が裏面であると判定してもよい。 Similarly, the front / back determination unit 12 determines that the upper surface is the back surface when the voltage generated when the upper electrode 2aU is brought into contact with the upper surface of the wafer W is a negative value. Alternatively, the front / back determination unit 12 may determine that the upper surface is the back surface when the voltage generated when the upper electrode 2aU is pulled away from the upper surface of the wafer W is a positive value. Alternatively, in the front / back determination unit 12, the voltage generated when the upper electrode 2aU is brought into contact with the upper surface of the wafer W is a negative value, and the voltage generated when the upper electrode 2aU is pulled away from the upper surface of the wafer W is a positive value. In some cases, it may be determined that the upper surface is the back surface.

表裏判定部12は、ウェハWの表裏配置が所望の表裏配置でないと判定した場合に警報を出力する。所望の表裏配置は、例えば、ステージ5a上に置かれたウェハWの上面が表面の場合をいう。表裏判定部12は、例えば、ウェハWの上面が裏面であると判定した場合、出力装置4に制御信号を出力し、その旨を知らせるテキストメッセージをディスプレイに表示させ、或いは、その旨を知らせる音声メッセージをスピーカから出力させる。 The front / back determination unit 12 outputs an alarm when it is determined that the front / back arrangement of the wafer W is not the desired front / back arrangement. The desired front-back arrangement refers to, for example, the case where the upper surface of the wafer W placed on the stage 5a is the front surface. When the front / back determination unit 12 determines, for example, that the upper surface of the wafer W is the back surface, the front / back determination unit 12 outputs a control signal to the output device 4, displays a text message notifying the fact on the display, or a voice notifying the fact. Output a message from the speaker.

表裏判定部12は、ウェハWの表裏配置を判定できない場合に警報を出力してもよい。例えば、表裏判定部12は、上部電極2aUをウェハWの上面に接触させたときの発生電圧の絶対値が予め登録されている閾値未満の場合に、出力装置4に制御信号を出力する。そして、ウェハWの表裏配置を判定できない旨のテキストメッセージをディスプレイに表示させ、或いは、その旨を知らせる音声メッセージをスピーカから出力させる。 The front / back determination unit 12 may output an alarm when the front / back arrangement of the wafer W cannot be determined. For example, the front / back determination unit 12 outputs a control signal to the output device 4 when the absolute value of the generated voltage when the upper electrode 2aU is brought into contact with the upper surface of the wafer W is less than a preset threshold value. Then, a text message indicating that the front and back arrangement of the wafer W cannot be determined is displayed on the display, or a voice message notifying the fact is output from the speaker.

このように、表裏判定部12は、ウェハWの表裏配置が所望の表裏配置でない状態、ウェハWの表裏配置を判定できない状態等を含むエラー状態を検知した場合、出力装置4を通じてエラー状態の内容を知らせる警告を出力する。また、表裏判定部12は、エラー状態を検知した場合、ステージ2eに制御信号を出力し、ウェハWの真空吸着をオフしてもよい。ウェハWの取り除き処理を行えるようにするためである。 In this way, when the front / back determination unit 12 detects an error state including a state in which the front / back arrangement of the wafer W is not the desired front / back arrangement, a state in which the front / back arrangement of the wafer W cannot be determined, and the like, the content of the error state is detected through the output device 4. Outputs a warning to inform you. Further, when the front / back determination unit 12 detects an error state, the front / back determination unit 12 may output a control signal to the stage 2e to turn off the vacuum suction of the wafer W. This is so that the wafer W can be removed.

次に図6を参照し、ウェハWの平板面に撃力を付与したときにウェハWの圧電効果によって生じる発生電圧について説明する。図6は、発生電圧の時間的推移の1例を示す図である。具体的には、図6(A)はウェハWの表面に撃力を付与したときの発生電圧の時間的推移を示し、図6(B)はウェハWの裏面に撃力を付与したときの発生電圧の時間的推移を示す。 Next, with reference to FIG. 6, the voltage generated by the piezoelectric effect of the wafer W when an impact force is applied to the flat plate surface of the wafer W will be described. FIG. 6 is a diagram showing an example of the temporal transition of the generated voltage. Specifically, FIG. 6 (A) shows the temporal transition of the generated voltage when the impact force is applied to the front surface of the wafer W, and FIG. 6 (B) shows the time transition when the impact force is applied to the back surface of the wafer W. The time transition of the generated voltage is shown.

また、図6(A)及び図6(B)は何れも、時刻t1において上部電極2aUの下降が開始され、時刻t2において上部電極2aUがウェハWの上面に接触したことを示す。また、時刻t3において上部電極2aUがウェハWの上面から引き離され、時刻t4において上部電極2aUが下降開始前の高さに戻ったことを示す。 Further, both FIGS. 6 (A) and 6 (B) show that the lower electrode 2aU started to descend at time t1 and the upper electrode 2aU came into contact with the upper surface of the wafer W at time t2. Further, it is shown that the upper electrode 2aU is pulled away from the upper surface of the wafer W at time t3, and the upper electrode 2aU returns to the height before the start of descent at time t4.

時刻t1から時刻t2までの時間は、上部電極2aUの下降時間に相当する。時刻t2から時刻t3までの時間は、上部電極2aUをウェハWの上面に押し付ける押し付け時間に相当する。時刻t3から時刻t4までの時間は、上部電極2aUの上昇時間、すなわち上部電極2aUを上昇させて下降開始前の高さに戻す時間に相当する。 The time from time t1 to time t2 corresponds to the descending time of the upper electrode 2aU. The time from time t2 to time t3 corresponds to the pressing time for pressing the upper electrode 2aU against the upper surface of the wafer W. The time from time t3 to time t4 corresponds to the rising time of the upper electrode 2aU, that is, the time for raising the upper electrode 2aU and returning it to the height before the start of descent.

下降時間、押し付け時間、及び上昇時間は、不揮発性記憶媒体等に予め登録された時間である。適宜に変更できるように構成されてもよい。時刻Taは、時刻t2と時刻t3との中間の時刻を示す。 The descending time, pressing time, and ascending time are times registered in advance in the non-volatile storage medium or the like. It may be configured so that it can be changed as appropriate. Time Ta indicates a time between time t2 and time t3.

電圧検出部11は、例えば、上部電極2aUの下降が開始した時刻である時刻t1から、上部電極2aUが下降開始前の高さに戻った時刻である時刻t4まで、所定時間間隔(例えば10ミリ秒)で繰り返し発生電圧を検出して記録する。 The voltage detection unit 11 has a predetermined time interval (for example, 10 mm) from the time t1 which is the time when the upper electrode 2aU starts to descend to the time t4 which is the time when the upper electrode 2aU returns to the height before the start of the descent. Detects and records the repeatedly generated voltage in seconds).

表裏判定部12は、例えば、時刻t1から時刻Taまでの間、すなわち、上部電極2aUの下降開始時刻から押し付け時間の半分が経過するまでに記録された発生電圧の時間的推移を参照する。実際の下降時間がばらついた場合であっても、上部電極2aUをウェハWの上面に接触させたときの発生電圧の推移を参照できるようにするためである。 The front / back determination unit 12 refers to, for example, the temporal transition of the generated voltage recorded from the time t1 to the time Ta, that is, from the descent start time of the upper electrode 2aU to the lapse of half of the pressing time. This is to make it possible to refer to the transition of the generated voltage when the upper electrode 2aU is brought into contact with the upper surface of the wafer W even when the actual descending time varies.

図6(A)に示すように、ウェハWの表面を上面としてウェハWがステージ2eにセットされた場合には、上部電極2aUがウェハWの上面に接触したときの発生電圧のピーク値が正値で且つ閾値TH1(正値)以上の値となる。一方、図6(B)に示すように、ウェハWの裏面を上面としてウェハWがステージ2eにセットされた場合には、上部電極2aUがウェハWの上面に接触したときの発生電圧のピーク値が負値で且つ閾値TH2(負値)より小さい値(絶対値で大きい値)となる。発生電圧のピーク値の絶対値は、例えば、数10mV〜数V程度である。 As shown in FIG. 6A, when the wafer W is set on the stage 2e with the surface of the wafer W as the upper surface, the peak value of the generated voltage when the upper electrode 2aU comes into contact with the upper surface of the wafer W is positive. It is a value and a value equal to or higher than the threshold value TH1 (positive value). On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the wafer W is set on the stage 2e with the back surface of the wafer W as the upper surface, the peak value of the generated voltage when the upper electrode 2aU comes into contact with the upper surface of the wafer W. Is a negative value and is smaller than the threshold value TH2 (negative value) (absolute value is large). The absolute value of the peak value of the generated voltage is, for example, about several tens of mV to several V.

閾値TH1及び閾値TH2は、制御装置1の不揮発性記憶媒体に予め登録された値であり、ウェハWの材料、サイズ、厚み、種類、上部電極2aUの接触位置等に応じて決定されている。 The threshold value TH1 and the threshold value TH2 are values registered in advance in the non-volatile storage medium of the control device 1, and are determined according to the material, size, thickness, type, contact position of the upper electrode 2aU, and the like of the wafer W.

表裏判定部12は、例えば、上部電極2aUがウェハWの上面に接触したときに発生するパルス状の発生電圧のピーク値が正値であっても、閾値TH1未満であれば、ウェハWの表裏を判別できないと判定する。同様に、上部電極2aUがウェハWの上面に接触したときに発生するパルス状の発生電圧のピーク値が負値であっても、その絶対値が閾値TH2の絶対値未満であれば、ウェハWの表裏を判別できないと判定する。ノイズと区別できないためである。 For example, even if the peak value of the pulse-shaped generated voltage generated when the upper electrode 2aU comes into contact with the upper surface of the wafer W is a positive value, the front / back determination unit 12 can be used as long as it is less than the threshold value TH1. Is determined to be indistinguishable. Similarly, even if the peak value of the pulsed generated voltage generated when the upper electrode 2aU comes into contact with the upper surface of the wafer W is a negative value, if the absolute value is less than the absolute value of the threshold value TH2, the wafer W It is judged that the front and back sides of the above cannot be distinguished. This is because it cannot be distinguished from noise.

一方、表裏判定部12は、例えば、上部電極2aUがウェハWの上面に接触したときの発生電圧のピーク値が正値で且つ閾値TH1以上の場合、ウェハWの上面が表面であると判定する。 On the other hand, the front / back determination unit 12 determines that the upper surface of the wafer W is the surface when, for example, the peak value of the generated voltage when the upper electrode 2aU contacts the upper surface of the wafer W is a positive value and the threshold value TH1 or more. ..

表裏判定部12は、上部電極2aUがウェハWの上面から引き離されたときの発生電圧をも考慮してウェハWの円板面の表裏を判定してもよい。例えば、表裏判定部12は、上部電極2aUがウェハWの上面に接触したときの発生電圧のピーク値が正ピーク値(最大値)で且つ閾値TH1より大きく、更に、上部電極2aUがウェハWの上面から引き離されたときの発生電圧のピーク値が負ピーク値(最小値)で且つその絶対値が正ピーク値未満の場合にウェハWの上面が表面であると判定してもよい。 The front / back determination unit 12 may determine the front / back surface of the disk surface of the wafer W in consideration of the voltage generated when the upper electrode 2aU is pulled away from the upper surface of the wafer W. For example, in the front / back determination unit 12, the peak value of the voltage generated when the upper electrode 2aU comes into contact with the upper surface of the wafer W is a positive peak value (maximum value) and larger than the threshold value TH1, and the upper electrode 2aU is the wafer W. When the peak value of the generated voltage when separated from the upper surface is a negative peak value (minimum value) and the absolute value is less than the positive peak value, it may be determined that the upper surface of the wafer W is the surface.

同様に、表裏判定部12は、例えば、上部電極2aUがウェハWの上面に接触したときの発生電圧のピーク値が負値で且つその絶対値が閾値TH2の絶対値以上の場合、ウェハWの上面が裏面であると判定する。 Similarly, when the peak value of the voltage generated when the upper electrode 2aU comes into contact with the upper surface of the wafer W is a negative value and the absolute value is equal to or greater than the absolute value of the threshold value TH2, the front / back determination unit 12 of the wafer W It is determined that the upper surface is the back surface.

また、表裏判定部12は、上部電極2aUがウェハWの上面に接触したときの発生電圧のピーク値が負ピーク値で且つその絶対値が閾値TH2の絶対値より大きく、更に、上部電極2aUがウェハWの上面から引き離されたときの発生電圧のピーク値が正ピーク値で且つ負ピーク値の絶対値未満の場合にウェハWの上面が裏であると判定してもよい。 Further, in the front / back determination unit 12, the peak value of the voltage generated when the upper electrode 2aU comes into contact with the upper surface of the wafer W is a negative peak value, and the absolute value thereof is larger than the absolute value of the threshold value TH2. When the peak value of the generated voltage when separated from the upper surface of the wafer W is a positive peak value and less than the absolute value of the negative peak value, it may be determined that the upper surface of the wafer W is the back surface.

このように、表裏判定装置100は、発生電圧のパルス波形又は発生電圧の正負に基づいて、ウェハWの表裏を判定することができる。 In this way, the front / back determination device 100 can determine the front / back of the wafer W based on the pulse waveform of the generated voltage or the positive / negative of the generated voltage.

表裏判定装置100は、必要に応じ、ウェハWの円板面の別の位置に撃力が付与されるよう、ステージ2eを所定角度(例えば10度)だけ回転させるようにしてもよい。何らかの理由により、撃力が付与される位置によっては発生電圧のピーク値が小さくなってしまう場合があるためである。また、複数の位置に撃力を付与することで得られた複数の発生電圧のピーク値に基づいてウェハWの円板面の表裏を判定してもよい。より高い確度でウェハWの円板面の表裏を判定できるためである。 If necessary, the front / back determination device 100 may rotate the stage 2e by a predetermined angle (for example, 10 degrees) so that the impact force is applied to another position on the disk surface of the wafer W. For some reason, the peak value of the generated voltage may become smaller depending on the position where the impact force is applied. Further, the front and back surfaces of the disk surface of the wafer W may be determined based on the peak values of the plurality of generated voltages obtained by applying the impact force to the plurality of positions. This is because the front and back sides of the disk surface of the wafer W can be determined with higher accuracy.

次に図7を参照し、表裏判定装置100がウェハWの表裏を判定する処理(以下、「表裏判定処理」とする。)について説明する。なお、図7は、表裏判定処理の一例を示すフローチャートである。表裏判定装置100は、例えば、ウェハWがステージ2eにセットされる度に自動的にこの表裏判定処理を実行する。 Next, with reference to FIG. 7, a process of determining the front and back of the wafer W by the front / back determination device 100 (hereinafter, referred to as “front / back determination process”) will be described. Note that FIG. 7 is a flowchart showing an example of front / back determination processing. The front / back determination device 100 automatically executes this front / back determination process every time the wafer W is set on the stage 2e, for example.

最初に、制御装置1はウェハWの円板面に撃力を付与する(ステップS1)。例えば、制御装置1の撃力付与部10は、撃力付与装置2に制御信号を出力し、撃力付与装置2を作動させる。具体的には、撃力付与部10は、上部伸縮機構2bUを作動させて上部電極2aUをウェハWの上面に接触させる。 First, the control device 1 applies an impact force to the disk surface of the wafer W (step S1). For example, the striking force applying unit 10 of the control device 1 outputs a control signal to the striking force applying device 2 to operate the striking force applying device 2. Specifically, the impact force applying portion 10 operates the upper expansion / contraction mechanism 2bU to bring the upper electrode 2aU into contact with the upper surface of the wafer W.

その後、制御装置1は発生電圧を検出する(ステップS2)。例えば、制御装置1の電圧検出部11は、電圧検出装置3が検出した発生電圧を取得する。具体的には、電圧検出装置3は、ウェハWの圧電効果によって生じる発生電圧を所定周期で繰り返し検出し、その検出結果(検出データ)を電圧検出部11に送信する。電圧検出部11は、電圧検出装置3が出力する検出データを継続的に取得する。 After that, the control device 1 detects the generated voltage (step S2). For example, the voltage detection unit 11 of the control device 1 acquires the generated voltage detected by the voltage detection device 3. Specifically, the voltage detection device 3 repeatedly detects the voltage generated by the piezoelectric effect of the wafer W at a predetermined cycle, and transmits the detection result (detection data) to the voltage detection unit 11. The voltage detection unit 11 continuously acquires the detection data output by the voltage detection device 3.

その後、制御装置1は、発生電圧の絶対値と閾値を比較し、発生電圧の絶対値が閾値以上であるか否かを判定する(ステップS3)。例えば、制御装置1の表裏判定部12は、発生電圧のピーク値の絶対値が閾値以上であるか否かを判定する。具体的には、表裏判定部12は、発生電圧の正ピーク値又は負ピーク値の絶対値が閾値以上であるか否かを判定する。 After that, the control device 1 compares the absolute value of the generated voltage with the threshold value, and determines whether or not the absolute value of the generated voltage is equal to or greater than the threshold value (step S3). For example, the front / back determination unit 12 of the control device 1 determines whether or not the absolute value of the peak value of the generated voltage is equal to or greater than the threshold value. Specifically, the front / back determination unit 12 determines whether or not the absolute value of the positive peak value or the negative peak value of the generated voltage is equal to or greater than the threshold value.

発生電圧の絶対値が閾値以上であると判定した場合(ステップS3のYES)、制御装置1は、発生電圧が正値であるか否かを判定する(ステップS4)。例えば、制御装置1の表裏判定部12は、絶対値が閾値以上であると判定した発生電圧のピーク値が正値であるか否かを判定する。 When it is determined that the absolute value of the generated voltage is equal to or greater than the threshold value (YES in step S3), the control device 1 determines whether or not the generated voltage is a positive value (step S4). For example, the front / back determination unit 12 of the control device 1 determines whether or not the peak value of the generated voltage determined that the absolute value is equal to or greater than the threshold value is a positive value.

発生電圧が正値であると判定した場合(ステップS4のYES)、制御装置1は、ウェハWの上面が表面であると判定する(ステップS5)。例えば、制御装置1の表裏判定部12は、発生電圧のピーク値が正値であると判定した場合、ウェハWの上面が表面であると判定する。 When it is determined that the generated voltage is a positive value (YES in step S4), the control device 1 determines that the upper surface of the wafer W is the surface (step S5). For example, when the front / back determination unit 12 of the control device 1 determines that the peak value of the generated voltage is a positive value, it determines that the upper surface of the wafer W is the front surface.

発生電圧が負値であると判定した場合(ステップS4のNO)、制御装置1は、ウェハWの上面が裏面であると判定する(ステップS6)。例えば、制御装置1の表裏判定部12は、発生電圧のピーク値が負値であると判定した場合、ウェハWの上面が裏面であると判定する。 When it is determined that the generated voltage is a negative value (NO in step S4), the control device 1 determines that the upper surface of the wafer W is the back surface (step S6). For example, when the front / back determination unit 12 of the control device 1 determines that the peak value of the generated voltage is a negative value, it determines that the upper surface of the wafer W is the back surface.

一方、発生電圧の絶対値が閾値未満であると判定した場合(ステップS3のNO)、制御装置1は、ウェハWの表裏が判定不可であるとする(ステップS7)。例えば、制御装置1の表裏判定部12は、発生電圧のピーク値の絶対値が閾値未満であると判定した場合、ウェハWの表裏を判別できないと判定する。 On the other hand, when it is determined that the absolute value of the generated voltage is less than the threshold value (NO in step S3), the control device 1 determines that the front and back surfaces of the wafer W cannot be determined (step S7). For example, when the front / back determination unit 12 of the control device 1 determines that the absolute value of the peak value of the generated voltage is less than the threshold value, it determines that the front / back of the wafer W cannot be determined.

その後、制御装置1は判定結果を出力する(ステップS8)。例えば、制御装置1の表裏判定部12は、ウェハWの上面が表面であると判定した場合、その旨を知らせるテキストメッセージをディスプレイに表示させ、或いは、その旨を知らせる音声メッセージをスピーカから出力させる。裏面であると判定した場合、或いは、判定不可とした場合についても同様である。 After that, the control device 1 outputs the determination result (step S8). For example, when the front / back determination unit 12 of the control device 1 determines that the upper surface of the wafer W is the front surface, it displays a text message notifying that fact on the display or outputs a voice message notifying that fact from the speaker. .. The same applies to the case where it is determined that the back surface is the back surface, or the case where the determination is not possible.

以上の構成により、表裏判定装置100は、ウェハWをステージ2eで支持しながらウェハWの円板面に撃力を与え、ウェハWを圧縮する。そして、表裏判定装置100は、圧縮されるウェハWの圧電効果によって生じる電圧を検出し、その発生電圧の正負に基づいてウェハWの円板面の表裏を判定する。その結果、表裏判定装置100は、X線やレーザ等の光学的手段を用いる方法では判定できないウェハWの分極方向に応じたウェハWの円板面の表裏を判定できる。また、ウェハWに撃力を付与する機構と発生電圧を検出する機構とを一体化することで装置構成を簡素化できる。具体的には、ウェハWの円板面に瞬間的に電極を接触させることで撃力を付与する構成のため、ウェハWの端面に振動を与える構成、ウェハWに予め電極を接触させておく構成等に比べ、より簡易な構成で且つより簡易な演算でウェハWの円板面の表裏を判定できる。そのため、低コスト化、小型化が可能で、無人で動作する面取り装置等の他の装置にも組み込み易い。また、簡易な演算でウェハの円板面の表裏を判定するため、判定不可の状態とはなり難い。 With the above configuration, the front / back determination device 100 applies a striking force to the disk surface of the wafer W while supporting the wafer W on the stage 2e, and compresses the wafer W. Then, the front / back determination device 100 detects the voltage generated by the piezoelectric effect of the wafer W to be compressed, and determines the front / back surface of the disk surface of the wafer W based on the positive / negative of the generated voltage. As a result, the front / back determination device 100 can determine the front / back surface of the disk surface of the wafer W according to the polarization direction of the wafer W, which cannot be determined by a method using optical means such as X-rays or lasers. Further, the apparatus configuration can be simplified by integrating the mechanism for applying the impact force to the wafer W and the mechanism for detecting the generated voltage. Specifically, since the electrode is momentarily brought into contact with the disk surface of the wafer W to give an impact force, the end face of the wafer W is vibrated, and the electrode is brought into contact with the wafer W in advance. Compared with the configuration and the like, the front and back surfaces of the disk surface of the wafer W can be determined with a simpler configuration and a simpler calculation. Therefore, the cost can be reduced and the size can be reduced, and it can be easily incorporated into other devices such as a chamfering device that operates unmanned. Further, since the front and back sides of the disk surface of the wafer are determined by a simple calculation, it is unlikely that the determination cannot be made.

また、表裏判定装置100は、追加的なオリエンテーションフラット、又は、目印となる空隙若しくは細溝をウェハWに形成することなく、ウェハWの円板面の表裏を判定できる。そのため、ウェハWの円板面の表裏を判定するタイミングが特定の処理又は加工が行われる前に制限されたり、特定の処理又は加工が行われた後に制限されたりすることもない。 Further, the front / back determination device 100 can determine the front / back surface of the disk surface of the wafer W without forming an additional orientation flat or a gap or a fine groove as a mark on the wafer W. Therefore, the timing for determining the front and back surfaces of the disk surface of the wafer W is not limited before the specific processing or processing is performed, or is not limited after the specific processing or processing is performed.

次に、図8及び図9を参照し、本発明の実施例に係る表裏判定装置を組み込んだ面取り装置としてのべべリング装置100Aについて説明する。図8は、べべリング装置100Aの機能ブロック図である。図9は、べべリング装置100Aの概略図である。具体的には、図9(A)はべべリング装置100Aの上面図であり、図9(B)はべべリング装置100Aの側面図である。 Next, the beveling device 100A as a chamfering device incorporating the front / back determination device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a functional block diagram of the beveling device 100A. FIG. 9 is a schematic view of the beveling device 100A. Specifically, FIG. 9A is a top view of the beveling device 100A, and FIG. 9B is a side view of the beveling device 100A.

べべリング装置100Aは、ウェハWの外周の面取り研削を行う装置であり、主に、表裏判定装置の構成要素である制御装置1、撃力付与装置2、電圧検出装置3、及び出力装置4と、搬送装置5と、面取り研削装置50とで構成される。 The beveling device 100A is a device that chamfers and grinds the outer periphery of the wafer W, and mainly includes a control device 1, a striking force applying device 2, a voltage detecting device 3, and an output device 4, which are components of the front and back determination device. , The transport device 5 and the chamfer grinding device 50.

搬送装置5は、ウェハWを支持するステージ5a、ウェハWを真空吸着する吸着機構5b、リニアモータ5c、リニアモータガイド5d等を備える。 The transport device 5 includes a stage 5a that supports the wafer W, a suction mechanism 5b that vacuum sucks the wafer W, a linear motor 5c, a linear motor guide 5d, and the like.

吸着機構5bは、真空吸着アーム5b1、エアシリンダ5b2、及び真空吸着アームシャフト5b3を含む。吸着機構5bは、リニアモータ5cによりリニアモータガイド5dに沿って図9(A)の矢印AR1で示すように水平方向に移動する。ステージ5aは移動しない。 The suction mechanism 5b includes a vacuum suction arm 5b1, an air cylinder 5b2, and a vacuum suction arm shaft 5b3. The suction mechanism 5b is moved horizontally by the linear motor 5c along the linear motor guide 5d as shown by the arrow AR1 in FIG. 9A. Stage 5a does not move.

搬送装置5は、例えば、リニアモータ5cによってウェハカセットのところまで吸着機構5bを移動させる。吸着機構5bは、ウェハカセット内のウェハWを1枚だけ吸着する。具体的には、搬送装置5は、エアシリンダ5b2を駆動して真空吸着アームシャフト5b3を下方に伸長させ、真空吸着アームシャフト5b3の先端に取り付けられた真空吸着アーム5b1でウェハカセット内のウェハWを1枚だけ吸着する。そして、エアシリンダ5b2を駆動して真空吸着アームシャフト5b3を上方に引っ込めた後、リニアモータ5cによってステージ5aのところまで吸着機構5bを移動させる。その後、吸着機構5bは、吸着していたウェハWをステージ5a上に置く。具体的には、搬送装置5は、図9(B)の点線で示すように真空吸着アームシャフト5b3を下方に伸長させ、真空吸着アーム5b1が吸着していたウェハWをステージ5a上に位置付ける。そして、真空吸着アーム5b1による真空吸着を解除する。ウェハWは、機械式クランプ、レーザーマイクロメータ等によるセンターリング機構によって芯出しが行われてもよい。 The transfer device 5 moves the suction mechanism 5b to the wafer cassette by, for example, the linear motor 5c. The suction mechanism 5b sucks only one wafer W in the wafer cassette. Specifically, the transfer device 5 drives the air cylinder 5b2 to extend the vacuum suction arm shaft 5b3 downward, and the wafer W in the wafer cassette is provided by the vacuum suction arm 5b1 attached to the tip of the vacuum suction arm shaft 5b3. Only one sheet is adsorbed. Then, after driving the air cylinder 5b2 and retracting the vacuum suction arm shaft 5b3 upward, the suction mechanism 5b is moved to the stage 5a by the linear motor 5c. After that, the suction mechanism 5b places the sucked wafer W on the stage 5a. Specifically, the transfer device 5 extends the vacuum suction arm shaft 5b3 downward as shown by the dotted line in FIG. 9B, and positions the wafer W sucked by the vacuum suction arm 5b1 on the stage 5a. Then, the vacuum suction by the vacuum suction arm 5b1 is released. The wafer W may be centered by a centering mechanism such as a mechanical clamp or a laser micrometer.

その後、表裏判定処理が実行される。表裏判定処理では、ウェハWの圧電効果による電圧の波形パターンを評価することでウェハWの表裏が判定される。波形パターンの記録には電圧検出装置3としてのオシロスコープが利用され、波形パターンの評価には制御装置1が利用される。制御装置1には評価結果を表示できる出力装置4としてのディスプレイが接続されている。評価結果は、オシロスコープのディスプレイ3aに表示されてもよい。オシロスコープのプローブは、圧電効果による電圧を発生させるために撃力付与装置2によってウェハWの上面に衝突させられる。 After that, the front / back determination process is executed. In the front / back determination process, the front / back of the wafer W is determined by evaluating the voltage waveform pattern due to the piezoelectric effect of the wafer W. An oscilloscope as a voltage detection device 3 is used for recording the waveform pattern, and a control device 1 is used for evaluating the waveform pattern. A display as an output device 4 capable of displaying the evaluation result is connected to the control device 1. The evaluation result may be displayed on the display 3a of the oscilloscope. The probe of the oscilloscope is made to collide with the upper surface of the wafer W by the impact force applying device 2 in order to generate a voltage due to the piezoelectric effect.

撃力付与装置2は、例えば、プローブ保持部2a1、エアシリンダ2a2、及びプローブシャフト2a3を含む。具体的には、オシロスコープのプローブは、エアシリンダ2a2が伸縮させるプローブシャフト2a3の先端にあるプローブ保持部2a1に取り付けられる。そして、プローブシャフト2a3が下方に伸長したときにプローブがウェハWの上面に接触するように構成される。そのプローブは、エアシリンダ2a2によってウェハWの上面から所定の高さまで引き上げられた後で自然落下によりウェハWの上面に打ち付けられてもよい。また、プローブ保持部2a1は、上述のような圧縮バネを介してプローブシャフト2a3に取り付けられていてもよい。ウェハWに過度の衝撃が加わるのを防止するためである。なお、オシロスコープの接地プローブは、例えば、ステージ5a上に置かれたウェハWの下面と接触するように配置されている。 The impact force applying device 2 includes, for example, a probe holding portion 2a1, an air cylinder 2a2, and a probe shaft 2a3. Specifically, the probe of the oscilloscope is attached to the probe holding portion 2a1 at the tip of the probe shaft 2a3 that the air cylinder 2a2 expands and contracts. Then, when the probe shaft 2a3 extends downward, the probe is configured to come into contact with the upper surface of the wafer W. The probe may be pulled up from the upper surface of the wafer W to a predetermined height by the air cylinder 2a2 and then hit against the upper surface of the wafer W by free fall. Further, the probe holding portion 2a1 may be attached to the probe shaft 2a3 via a compression spring as described above. This is to prevent an excessive impact from being applied to the wafer W. The grounding probe of the oscilloscope is arranged so as to be in contact with the lower surface of the wafer W placed on the stage 5a, for example.

オシロスコープのプローブがウェハWの上面に打ち付けられると、圧電効果による電圧が発生する。圧電効果による電圧は、ウェハWに接触しているオシロスコープのプローブを通じて検出される。圧電効果による電圧の変動は、マイクロ秒オーダーの短時間だけ継続するのみである。また、プローブとウェハWの接触時間が長いと余計なノイズを拾ってしまうおそれがある。そのため、プローブとウェハWの接触時間は、望ましくは、数10マイクロ秒〜数100ミリ秒となるように構成される。但し、オシロスコープのプローブは、圧電効果による電圧を発生させる前にウェハWの上面に接触させられていてもよい。この場合、接触体としてのプローブ以外の他の接触体(例えば、絶縁体)がウェハWに打ち付けられるように構成される。 When the probe of the oscilloscope is struck on the upper surface of the wafer W, a voltage due to the piezoelectric effect is generated. The voltage due to the piezoelectric effect is detected through the probe of the oscilloscope in contact with the wafer W. The voltage fluctuation due to the piezoelectric effect lasts only for a short time on the order of microseconds. Further, if the contact time between the probe and the wafer W is long, extra noise may be picked up. Therefore, the contact time between the probe and the wafer W is preferably set to be several tens of microseconds to several hundreds of milliseconds. However, the probe of the oscilloscope may be brought into contact with the upper surface of the wafer W before generating the voltage due to the piezoelectric effect. In this case, a contact body (for example, an insulator) other than the probe as the contact body is configured to be struck on the wafer W.

撃力付与装置2は、吸着機構5bと共に移動できるように構成される。ステージ5aが設置された場所以外の場所で表裏判定処理を実行できるようにするためである。 The impact force applying device 2 is configured to be movable together with the suction mechanism 5b. This is so that the front / back determination process can be executed at a place other than the place where the stage 5a is installed.

ウェハWは、ステージ5a上でオシロスコープのプローブによる打撃を受ける。プローブはウェハWを軽く打撃するように撃力付与装置2によって下降させられる。打撃時におけるウェハWの圧電効果による電圧の波形はオシロスコープで記録される。オシロスコープはアナログケーブルを介して制御装置1に接続されている。制御装置1は、ウェハWの圧電効果による電圧の波形を自動的に評価してウェハWの表裏を判定し、その判定結果をディスプレイに表示する。例えば、制御装置1は、ウェハWの表裏配置が所望の表裏配置であるか否かを判定する。所望の表裏配置は、例えば、ステージ5a上に置かれたウェハWの上面が表面の場合をいう。ステージ5a上に置かれたウェハWの上面が裏面の場合を所望の表裏配置としてもよい。 Wafer W is hit by an oscilloscope probe on stage 5a. The probe is lowered by the impact force applying device 2 so as to lightly hit the wafer W. The waveform of the voltage due to the piezoelectric effect of the wafer W at the time of impact is recorded by an oscilloscope. The oscilloscope is connected to the control device 1 via an analog cable. The control device 1 automatically evaluates the voltage waveform due to the piezoelectric effect of the wafer W, determines the front and back sides of the wafer W, and displays the determination result on the display. For example, the control device 1 determines whether or not the front and back arrangement of the wafer W is a desired front and back arrangement. The desired front-back arrangement refers to, for example, the case where the upper surface of the wafer W placed on the stage 5a is the front surface. The case where the upper surface of the wafer W placed on the stage 5a is the back surface may be the desired front-back arrangement.

制御装置1は、ウェハWの表裏配置が所望の表裏配置でないと判定した場合、すなわち、表裏間違いと判定した場合、その旨を知らせる警報を出力する。具体的には、ディスプレイにその旨を表示する。警報音を鳴らしてもよい。また、ウェハ反転作業を促すプログラムを実行してもよい。例えば、ステージ5a上でウェハWを反転させるよう作業者に通知してもよい。反転されたウェハWに対しては、再び表裏判定処理が行われる。また、ウェハWを自動的に反転させてもよい。また、ウェハWの廃棄を促すメッセージを出力してもよい。また、表裏判定処理をやり直す際には、ウェハWの円板面の別の位置に撃力が付与されるよう、ステージ5aを所定角度(例えば10度)だけ回転させるようにしてもよい。 When the control device 1 determines that the front and back arrangement of the wafer W is not the desired front and back arrangement, that is, when it is determined that the front and back arrangement is incorrect, the control device 1 outputs an alarm notifying that fact. Specifically, a display to that effect is displayed. You may sound an audible alarm. Further, a program for promoting the wafer reversal work may be executed. For example, the operator may be notified to invert the wafer W on the stage 5a. The front and back determination processing is performed again on the inverted wafer W. Further, the wafer W may be automatically inverted. Further, a message prompting the disposal of the wafer W may be output. Further, when the front / back determination process is redone, the stage 5a may be rotated by a predetermined angle (for example, 10 degrees) so that the impact force is applied to another position on the disk surface of the wafer W.

ウェハWの表裏配置が所望の表裏配置であると判定すると、制御装置1は、図9(B)の矢印AR2で示すようにウェハWを面取り研削装置50のところに自動搬送する。例えば、制御装置1は、搬送装置5に対して制御信号を出力して吸着機構5b及びリニアモータ5cを動作させ、面取り研削装置50の投入口51を通じてウェハWを面取り研削加工室55内に設置された研削チャックステージ30aの上に位置付ける。 When it is determined that the front and back arrangement of the wafer W is the desired front and back arrangement, the control device 1 automatically conveys the wafer W to the chamfer grinding device 50 as shown by the arrow AR2 in FIG. 9B. For example, the control device 1 outputs a control signal to the transfer device 5 to operate the suction mechanism 5b and the linear motor 5c, and installs the wafer W in the chamfer grinding chamber 55 through the input port 51 of the chamfer grinding device 50. It is positioned on the grinding chuck stage 30a.

面取り研削装置50は、ウェハWを面取り研削加工(ベベリング加工)する際にウェハWを保持するチャック部30、及び、ウェハWを研削する砥石部40を備える。チャック部30及び砥石部40は面取り研削加工室55内に設置される。 The chamfer grinding device 50 includes a chuck portion 30 that holds the wafer W when the wafer W is chamfered and ground (beveling), and a grindstone portion 40 that grinds the wafer W. The chuck portion 30 and the grindstone portion 40 are installed in the chamfer grinding chamber 55.

チャック部30は、研削チャックステージ30a、研削チャックステージスピンドル30b、スピンドルモータ30c、リニアモータ30d、及びリニアモータガイド30eを含む。 The chuck portion 30 includes a grinding chuck stage 30a, a grinding chuck stage spindle 30b, a spindle motor 30c, a linear motor 30d, and a linear motor guide 30e.

研削チャックステージ30aは真空吸着でウェハWを保持する。研削チャックステージ30aは、研削チャックステージスピンドル30bを介してスピンドルモータ30cに連結される。スピンドルモータ30cは鉛直軸回りに回転する。回転数は、例えば、1〜10RPM程度である。 The grinding chuck stage 30a holds the wafer W by vacuum suction. The grinding chuck stage 30a is connected to the spindle motor 30c via the grinding chuck stage spindle 30b. The spindle motor 30c rotates about a vertical axis. The rotation speed is, for example, about 1 to 10 RPM.

研削チャックステージ30aは、リニアモータ30dによりリニアモータガイド30eに沿って図9(B)の矢印AR3で示すように水平方向に移動する。 The grinding chuck stage 30a is moved horizontally by the linear motor 30d along the linear motor guide 30e as shown by the arrow AR3 in FIG. 9B.

研削チャックステージ30aに真空吸着で保持されたウェハWは、研削チャックステージ30aと共に水平方向へ移動させられ、砥石部40と接触する。 The wafer W held by the grinding chuck stage 30a by vacuum suction is moved in the horizontal direction together with the grinding chuck stage 30a and comes into contact with the grindstone portion 40.

砥石部40は、ダイヤモンド砥石40a、砥石スピンドル40b、及びスピンドルモータ40cを含む。 The grindstone portion 40 includes a diamond grindstone 40a, a grindstone spindle 40b, and a spindle motor 40c.

ダイヤモンド砥石40aは、砥石スピンドル40bを介してスピンドルモータ40cに連結され、研削力を得るため高速で回転させられる。スピンドルモータ40cは鉛直軸回りに回転する。ダイヤモンド砥石40aの周速は、例えば、4〜6インチのタンタル酸リチウム結晶でできたウェハの場合で、1分間当たり400〜1200メートル程度である。 The diamond grindstone 40a is connected to the spindle motor 40c via the grindstone spindle 40b and is rotated at a high speed in order to obtain a grinding force. The spindle motor 40c rotates about a vertical axis. The peripheral speed of the diamond grindstone 40a is, for example, about 400 to 1200 meters per minute in the case of a wafer made of 4 to 6 inch lithium tantalate crystals.

ダイヤモンド砥石40aは所望のラウンド形状の砥石断面を備えており、べべリング加工と同時にウェハWの面取りを行うことができる。面取り研削装置50は、クーラントノズル56からクーラント57を噴射させながらべべリング加工を行う。なお、べべリング工程でサブ・オリエンテーションフラットを作製したり、メイン・オリエンテーションフラットのべべリング加工を行ったりするには、ウェハWの水平位置、リニアモータガイド30eを介した水平方向への移動距離をウェハWの回転角度毎に細かく調整すればよい。べべリング加工により、ウェハWは所望の直径に仕上げられる。 The diamond grindstone 40a has a desired round grindstone cross section, and the wafer W can be chamfered at the same time as the beveling process. The chamfer grinding device 50 performs the beveling process while injecting the coolant 57 from the coolant nozzle 56. In order to make a sub-orientation flat in the beveling process or to perform beveling processing of the main orientation flat, the horizontal position of the wafer W and the horizontal movement distance via the linear motor guide 30e are set. It may be finely adjusted for each rotation angle of the wafer W. Wafer W is finished to a desired diameter by beveling.

ベベリング加工が終了すると、搬送装置5は、図9(B)の矢印AR4で示すように、面取り研削加工室55内から投入口51を通じてウェハWを研削後ステージ58のところに自動搬送する。 When the beveling process is completed, the transfer device 5 automatically transfers the wafer W from the chamfer grinding chamber 55 through the input port 51 to the stage 58 after grinding, as shown by the arrow AR4 in FIG. 9B.

上述の構成により、べべリング装置100Aは、表裏判定装置の判定結果に基づいてウェハWをセットした上でウェハWの面取加工を行う。そのため、ウェハWの表裏間違いに起因する取り返しのつかない事態の発生をより確実に防止しながら、ウェハWの外周の面取り研削を行うことができる。 With the above configuration, the beveling device 100A sets the wafer W based on the determination result of the front / back determination device, and then chamfers the wafer W. Therefore, chamfer grinding of the outer periphery of the wafer W can be performed while more reliably preventing the occurrence of an irreversible situation caused by a mistake on the front and back of the wafer W.

次に図10を参照し、本発明の実施例に係る表裏判定装置を組み込んだ面取り装置としてのべべリング装置100Bについて説明する。図10は、べべリング装置100Bの機能ブロック図である。べべリング装置100Bは、反転装置6を備える点で、図8のべべリング装置100Aと相違するがその他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。 Next, with reference to FIG. 10, the beveling device 100B as a chamfering device incorporating the front / back determination device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a functional block diagram of the beveling device 100B. The beveling device 100B is different from the beveling device 100A of FIG. 8 in that it includes a reversing device 6, but is common in other points. Therefore, the description of the common part will be omitted, and the difference part will be described in detail.

反転装置6は、ウェハWを反転させる装置である。例えば、反転装置6は、クランプ機構を含み、水平に保持されたウェハWの端部をクランプ機構でクランプしてクランプ機構を水平軸回りに回転させることでウェハWの上下を反転させる。反転装置6は、他の公知の機構を用いて構成されてもよい。 The reversing device 6 is a device for reversing the wafer W. For example, the reversing device 6 includes a clamping mechanism, clamps the end of the horizontally held wafer W with the clamping mechanism, and rotates the clamping mechanism around the horizontal axis to invert the wafer W upside down. The reversing device 6 may be configured by using another known mechanism.

制御装置1は、反転装置6に制御信号を出力して反転装置6を動作させる。制御装置1は、例えば、ウェハWの表裏配置が所望の表裏配置でないと判定した場合に、反転装置6を動作させる。 The control device 1 outputs a control signal to the reversing device 6 to operate the reversing device 6. The control device 1 operates the reversing device 6 when, for example, determines that the front and back arrangement of the wafer W is not the desired front and back arrangement.

制御装置1は、反転装置6を動作させた場合には、その反転されたウェハWの表裏判定が必ずやり直されるようにする。例えば、制御装置1は、反転装置6を動作させた場合には、その反転されたウェハWの表裏判定がやり直されるまでは、その反転されたウェハWが搬送装置5によって面取り研削装置50のところに自動搬送されないようにする。 When the reversing device 6 is operated, the control device 1 makes sure that the front and back determination of the inverted wafer W is redone. For example, when the reversing device 6 is operated, the control device 1 keeps the inverted wafer W at the chamfer grinding device 50 by the transport device 5 until the front and back determination of the inverted wafer W is redone. To prevent automatic transport to.

ここで図11を参照し、図10のべべリング装置100Bが実行する表裏判定処理について説明する。図11は、べべリング装置100Bが実行する表裏判定処理の一例を示すフローチャートである。べべリング装置100Bは、例えば、ウェハWがステージ5aにセットされる度に自動的にこの表裏判定処理を実行する。 Here, with reference to FIG. 11, the front-back determination process executed by the beveling device 100B of FIG. 10 will be described. FIG. 11 is a flowchart showing an example of front / back determination processing executed by the beveling device 100B. The beveling device 100B automatically executes this front / back determination process every time the wafer W is set on the stage 5a, for example.

図11の表裏判定処理は、ステップS1〜ステップS7に関しては、図7の表裏判定処理と同じである。そのため、それ以外のステップについて詳細に説明する。 The front / back determination process of FIG. 11 is the same as the front / back determination process of FIG. 7 for steps S1 to S7. Therefore, the other steps will be described in detail.

制御装置1は、ウェハWの表裏配置が所望の表裏配置であると判定した場合、自動搬送を行う。 When the control device 1 determines that the front and back arrangement of the wafer W is the desired front and back arrangement, the control device 1 performs automatic transfer.

例えば、制御装置1は、ウェハWの上面が表面であると判定した場合(ステップS5)、自動搬送を行う(ステップS8a)。制御装置1は、例えば、搬送装置5に制御信号を出力して搬送装置5を作動させる。搬送装置5は、エアシリンダ5b2を駆動して真空吸着アームシャフト5b3を下方に伸長させ、真空吸着アームシャフト5b3の先端に取り付けられた真空吸着アーム5b1でステージ5a上のウェハWを吸着する。そして、エアシリンダ5b2を駆動して真空吸着アームシャフト5b3を上方に引っ込めた後、リニアモータ5cによって面取り研削装置50のところまで吸着機構5bを移動させる。その後、吸着機構5bは、真空吸着アームシャフト5b3を下方に伸長させ、真空吸着アーム5b1が吸着していたウェハWを研削チャックステージ30a上に置く。そして、真空吸着アーム5b1による真空吸着を解除する。 For example, when the control device 1 determines that the upper surface of the wafer W is the surface (step S5), the control device 1 performs automatic transfer (step S8a). The control device 1 outputs a control signal to the transfer device 5, for example, to operate the transfer device 5. The transfer device 5 drives the air cylinder 5b2 to extend the vacuum suction arm shaft 5b3 downward, and sucks the wafer W on the stage 5a by the vacuum suction arm 5b1 attached to the tip of the vacuum suction arm shaft 5b3. Then, after driving the air cylinder 5b2 and retracting the vacuum suction arm shaft 5b3 upward, the suction mechanism 5b is moved to the chamfer grinding device 50 by the linear motor 5c. After that, the suction mechanism 5b extends the vacuum suction arm shaft 5b3 downward, and places the wafer W sucked by the vacuum suction arm 5b1 on the grinding chuck stage 30a. Then, the vacuum suction by the vacuum suction arm 5b1 is released.

一方、制御装置1は、ウェハWの表裏配置が所望の表裏配置でないと判定した場合、べべリング装置100Bによる面取り研削(面取加工)を中止する。 On the other hand, when the control device 1 determines that the front and back arrangement of the wafer W is not the desired front and back arrangement, the chamfer grinding (chamfering) by the beveling device 100B is stopped.

例えば、制御装置1は、ウェハWの上面が裏面であると判定した場合(ステップS6)、自動搬送を中止する(ステップS8b)。その上で、制御装置1は、ウェハWを反転させる(ステップS9)。制御装置1は、例えば、搬送装置5及び反転装置6に制御信号を出力して搬送装置5及び反転装置6を作動させる。搬送装置5は、真空吸着アーム5b1でステージ5a上のウェハWを吸着する。そして、エアシリンダ5b2を駆動して真空吸着アームシャフト5b3を上方に引っ込める。反転装置6は、搬送装置5によって持ち上げられたウェハWの端部をクランプ機構でクランプする。このとき、搬送装置5は真空吸着を解除する。その後、反転装置6は、クランプ機構を水平軸回りに回転させることでウェハWの上下を反転させる。その後、搬送装置5は、反転させられたウェハWを真空吸着アーム5b1で吸着し、エアシリンダ5b2を駆動して真空吸着アームシャフト5b3を下方に伸張させ、反転させられたウェハWをステージ5a上に置く。これにより、べべリング装置100Bは、反転させられたウェハWの円板面の表裏を再び判定できる。 For example, when the control device 1 determines that the upper surface of the wafer W is the back surface (step S6), the control device 1 stops the automatic transfer (step S8b). Then, the control device 1 inverts the wafer W (step S9). The control device 1 outputs a control signal to, for example, the transfer device 5 and the reversing device 6 to operate the transfer device 5 and the reversing device 6. The transfer device 5 sucks the wafer W on the stage 5a with the vacuum suction arm 5b1. Then, the air cylinder 5b2 is driven to retract the vacuum suction arm shaft 5b3 upward. The reversing device 6 clamps the end portion of the wafer W lifted by the conveying device 5 with a clamping mechanism. At this time, the transport device 5 releases the vacuum suction. After that, the reversing device 6 reverses the wafer W up and down by rotating the clamp mechanism around the horizontal axis. After that, the transfer device 5 sucks the inverted wafer W with the vacuum suction arm 5b1, drives the air cylinder 5b2 to extend the vacuum suction arm shaft 5b3 downward, and spreads the inverted wafer W on the stage 5a. Put in. As a result, the beveling device 100B can determine the front and back sides of the disk surface of the inverted wafer W again.

べべリング装置100Bは、反転させられたウェハWの表裏配置が所望の表裏配置であるか否かを再び判定し、所望の表裏配置であると判定した場合にはその運転(面取加工)を続行する。具体的には、その反転させられたウェハWを面取り研削装置50のところまで自動搬送する。 The beveling device 100B again determines whether or not the front-back arrangement of the inverted wafer W is the desired front-back arrangement, and if it is determined that the front-back arrangement is the desired front-back arrangement, the operation (chamfering) is performed. continue. Specifically, the inverted wafer W is automatically transported to the chamfer grinding apparatus 50.

或いは、制御装置1は、ウェハWの表裏が判定不可であるとした場合(ステップS7)、自動搬送を中止する(ステップS8c)。その上で、制御装置1は、べべリング装置100Bによる表裏判定を停止させる(ステップS10)。制御装置1は、例えば、撃力付与装置2、搬送装置5、及び面取り研削装置50に制御信号を出力して撃力付与装置2、搬送装置5、及び面取り研削装置50を停止させる。その上で、制御装置1は、出力装置4に制御信号を出力し、ウェハWの表裏が判定不可である旨を知らせる警告を出力させる。 Alternatively, when the control device 1 determines that the front and back surfaces of the wafer W cannot be determined (step S7), the control device 1 cancels the automatic transfer (step S8c). Then, the control device 1 stops the front / back determination by the beveling device 100B (step S10). The control device 1 outputs a control signal to, for example, the impact force applying device 2, the transport device 5, and the chamfer grinding device 50 to stop the impact force applying device 2, the transport device 5, and the chamfer grinding device 50. Then, the control device 1 outputs a control signal to the output device 4 and outputs a warning notifying that the front and back surfaces of the wafer W cannot be determined.

上述の構成により、べべリング装置100Bは、ウェハWの表裏間違いに起因する取り返しのつかない事態の発生をより確実に防止しながら、ウェハWの外周の面取り研削を行うことができる。 With the above configuration, the beveling device 100B can perform chamfer grinding of the outer periphery of the wafer W while more reliably preventing the occurrence of an irreversible situation due to a mistake on the front and back of the wafer W.

次に図12を参照し、本発明の実施例に係る表裏判定装置を組み込んだ面取り装置としてのべべリング装置100Cについて説明する。図12は、べべリング装置100Cの平面模式図である。図12の破線は、各種ステージの上に載せ置かれたウェハWを示す。 Next, with reference to FIG. 12, the beveling device 100C as a chamfering device incorporating the front / back determination device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a schematic plan view of the beveling device 100C. The dashed line in FIG. 12 shows the wafer W placed on various stages.

べべリング装置100Cは、ウェハカセット302、準備室304、面取り研削加工室306(306a、306b)、後処理室308、及び搬送機構310を含む。 The beveling device 100C includes a wafer cassette 302, a preparation chamber 304, a chamfer grinding chamber 306 (306a, 306b), a post-processing chamber 308, and a transfer mechanism 310.

ウェハカセット302は、ウェハWを保持しておくための容器である。ウェハカセット302は、例えば、複数のウェハWをまとめて保持しておくことができる容器とすることが好適である。 The wafer cassette 302 is a container for holding the wafer W. The wafer cassette 302 is preferably, for example, a container capable of holding a plurality of wafers W together.

準備室304は、ウェハカセット302から面取り研削加工室306へウェハWを搬送する前の準備を行う場所である。図12の例では、準備室304に表裏判定装置100が組み込まれている。すなわち、撃力付与機構としての上部伸縮機構2bUと、支持機構としての下部伸縮機構2bDとが準備室304に設けられている。上部伸縮機構2bU及び下部伸縮機構2bDは、図2に示すように制御装置1に接続される。搬送機構310によってウェハカセット302から搬送されてきたウェハWは、ステージ2eの上に載せ置かれる。その後、制御装置1は、オリエンテーションフラット検出装置7を用いてオリエンテーションフラットの位置を検出し、ステージ2eの上に置かれたウェハWを基準回転角度に対する所望の相対回転角度まで回転させる。そして、上部伸縮機構2bU及び下部伸縮機構2bDを制御してウェハWの上面に撃力を付与し、ウェハWの表裏を判定する。 The preparation chamber 304 is a place where preparations are performed before the wafer W is transferred from the wafer cassette 302 to the chamfering grinding chamber 306. In the example of FIG. 12, the front / back determination device 100 is incorporated in the preparation chamber 304. That is, an upper expansion / contraction mechanism 2bU as a striking force applying mechanism and a lower expansion / contraction mechanism 2bD as a support mechanism are provided in the preparation chamber 304. The upper telescopic mechanism 2bU and the lower telescopic mechanism 2bD are connected to the control device 1 as shown in FIG. The wafer W transferred from the wafer cassette 302 by the transfer mechanism 310 is placed on the stage 2e. After that, the control device 1 detects the position of the orientation flat using the orientation flat detection device 7, and rotates the wafer W placed on the stage 2e to a desired relative rotation angle with respect to the reference rotation angle. Then, the upper expansion / contraction mechanism 2bU and the lower expansion / contraction mechanism 2bD are controlled to apply an impact force to the upper surface of the wafer W, and the front and back surfaces of the wafer W are determined.

面取り研削加工室306でのべべリング加工は、ウェハWの表裏が正しい状態で行われなければならない。そこで、制御装置1は、ウェハWの表裏配置が所望の表裏配置でないと判定した場合、べべリング装置100Cを一時停止させてもよい。また、搬送機構310を用いてウェハWの表裏を反転させた後でべべリング装置100Cによるべべリング加工を開始させてもよい。 The beveling process in the chamfering grinding room 306 must be performed with the front and back surfaces of the wafer W in the correct state. Therefore, when the control device 1 determines that the front and back arrangement of the wafer W is not the desired front and back arrangement, the beveling device 100C may be temporarily stopped. Further, the beveling process by the beveling device 100C may be started after the front and back surfaces of the wafer W are inverted by using the transfer mechanism 310.

面取り研削加工室306では、ウェハWの径及び形状が所望の径及び形状となるようにべべリング加工される。面取り研削加工室306には、研削チャックステージ30a、砥石部40、及び砥石移動機構44が設けられている。研削チャックステージ30aは、ウェハWを載せ置くための円板状の部材である。研削チャックステージ30aには、研削チャックステージスピンドルを介してスピンドルモータ等の回転機構が連結されている。回転機構は、研削チャックステージ30aに載せ置かれたウェハWを所望の回転速度で回転させることができる。研削チャックステージ30aは、ウェハWを確実に固定保持するための真空チャック等のチャック機構を備えていてもよい。砥石部40は、砥石移動機構44により、ウェハWに対して相対的に移動させられ、回転するウェハWに面取り研削加工を施す。砥石移動機構44は、例えば、外部から制御可能なボールネジ、電動アクチュエータ等によって構成されてもよい。 In the chamfering grinding chamber 306, beveling is performed so that the diameter and shape of the wafer W become a desired diameter and shape. The chamfer grinding chamber 306 is provided with a grinding chuck stage 30a, a grindstone portion 40, and a grindstone moving mechanism 44. The grinding chuck stage 30a is a disk-shaped member on which the wafer W is placed. A rotation mechanism such as a spindle motor is connected to the grinding chuck stage 30a via a grinding chuck stage spindle. The rotation mechanism can rotate the wafer W placed on the grinding chuck stage 30a at a desired rotation speed. The grinding chuck stage 30a may include a chuck mechanism such as a vacuum chuck for securely fixing and holding the wafer W. The grindstone portion 40 is moved relative to the wafer W by the grindstone moving mechanism 44, and the rotating wafer W is chamfered and ground. The grindstone moving mechanism 44 may be configured by, for example, a ball screw, an electric actuator, or the like that can be controlled from the outside.

図12の例では、2つの面取り研削加工室306a、306bが設けられている。準備室304における前処理、及び、後処理室308における後処理よりも、べべリング加工に時間が掛かるためである。この構成により、べべリング装置100Cは、べべリング加工を効率的に行うことができる。但し、面取り研削加工室306の数は2つに限定されない。面取り研削加工室306の数は、例えば、面取り研削加工室306におけるべべリング加工時間に応じて決定され、1つであってもよく、3つ以上であってもよい。 In the example of FIG. 12, two chamfering grinding chambers 306a and 306b are provided. This is because the beveling process takes longer than the pretreatment in the preparation chamber 304 and the posttreatment in the posttreatment chamber 308. With this configuration, the beveling device 100C can efficiently perform the beveling process. However, the number of chamfer grinding chambers 306 is not limited to two. The number of chamfering grinding chambers 306 is determined according to, for example, the beveling processing time in the chamfering grinding chamber 306, and may be one or three or more.

後処理室308は、面取り研削加工室306でべべリング加工されたウェハWに対して後処理を行う場所である。面取り研削加工室306でべべリング加工されたウェハWは、搬送機構310によって後処理室308に搬送される。後処理室308では、ウェハWの洗浄等の処理が行われる。洗浄された後、ウェハWはべべリング装置100Cから搬出される。 The after-treatment chamber 308 is a place where the post-treatment is performed on the beveled wafer W in the chamfer grinding chamber 306. The wafer W that has been beveled in the chamfer grinding chamber 306 is transported to the post-processing chamber 308 by the transport mechanism 310. In the aftertreatment chamber 308, processing such as cleaning of the wafer W is performed. After cleaning, the wafer W is carried out from the beveling device 100C.

上述の構成により、べべリング装置100Cは、ウェハWの表裏間違いに起因する取り返しのつかない事態の発生をより確実に防止しながら、ウェハWの外周の面取り研削を行うことができる。 With the above configuration, the beveling device 100C can perform chamfer grinding of the outer periphery of the wafer W while more reliably preventing the occurrence of an irreversible situation caused by a mistake on the front and back of the wafer W.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and various modifications and substitutions are made to the above-mentioned examples without departing from the scope of the present invention. Can be added.

例えば、表裏判定装置100は、ウェハWの上面に上部電極2aUを接触させることでウェハWの圧電効果による電圧を発生させる。しかしながら、本発明はこの構成に限定されない。例えば、表裏判定装置100は、ウェハWの下面に電極を接触させることでウェハWの圧電効果による電圧を発生させてもよい。具体的には、上部電極2aUをウェハWの上面に接触させた状態で、下部電極2aDを瞬間的にウェハWの下面に接触させてもよい。 For example, the front / back determination device 100 generates a voltage due to the piezoelectric effect of the wafer W by bringing the upper electrode 2aU into contact with the upper surface of the wafer W. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the front / back determination device 100 may generate a voltage due to the piezoelectric effect of the wafer W by bringing the electrodes into contact with the lower surface of the wafer W. Specifically, the lower electrode 2aD may be momentarily brought into contact with the lower surface of the wafer W while the upper electrode 2aU is in contact with the upper surface of the wafer W.

また、上述の実施例では、下部電極2aDは、下部伸縮機構2bDによって上下するように構成される。しかしながら、本発明はこの構成に限定されない。例えば、下部電極2aDは、ウェハWがステージ2e上にセットされたときにウェハWの下面と接触するように固定的に配置されていてもよい。この場合、下部伸縮機構2bDは省略されてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the lower electrode 2aD is configured to move up and down by the lower expansion / contraction mechanism 2bD. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the lower electrode 2aD may be fixedly arranged so as to come into contact with the lower surface of the wafer W when the wafer W is set on the stage 2e. In this case, the lower expansion / contraction mechanism 2bD may be omitted.

また、上述の実施例では、表裏判定処理の際にウェハWは円板面が水平となるように保持されている。しかしながら、本発明はこの構成に限定されない。例えば、ウェハWは、表裏判定処理の際に円板面が水平面に対して傾斜するように保持されてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the wafer W is held so that the disk surface is horizontal during the front / back determination process. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the wafer W may be held so that the disk surface is inclined with respect to the horizontal plane during the front / back determination process.

1・・・制御装置 2・・・撃力付与装置 2a1・・・プローブ保持部 2a2・・・エアシリンダ 2a3・・・プローブシャフト 2aU・・・上部電極 2aD・・・下部電極 2bU・・・上部伸縮機構 2bD・・・下部伸縮機構 2cU・・・上部絶縁体 2cD・・・下部絶縁体 2d・・・支持ユニット 2e・・・ステージ 2f・・・回転軸 2g・・・回転機構 2h・・・支持台 3・・・電圧検出装置 3a・・・ディスプレイ 4・・・出力装置 5・・・搬送装置 5a・・・ステージ 5b・・・吸着機構 5b1・・・真空吸着アーム 5b2・・・エアシリンダ 5b3・・・真空吸着アームシャフト 5c・・・リニアモータ 5d・・・リニアモータガイド 6・・・反転装置 7・・・オリエンテーションフラット検出装置 10・・・撃力付与部 11・・・電圧検出部 12・・・表裏判定部 20a・・・打撃部 20b・・・弾性部材 20c・・・電動アクチュエータ 20d・・・筐体 22a・・・支持部 22b・・・電動アクチュエータ 22c・・・筐体 30・・・チャック部 30a・・・研削チャックステージ 30b・・・研削チャックステージスピンドル 30c・・・スピンドルモータ 30d・・・リニアモータ 30e・・・リニアモータガイド 40・・・砥石部 40a・・ダイヤモンド砥石 40b・・・砥石スピンドル 40c・・・スピンドルモータ 44・・・砥石移動機構 50・・・面取り研削装置 51・・・投入口 55・・・面取り研削加工室 56・・・クーラントノズル 57・・・クーラント 58・・・研削後ステージ 100・・・表裏判定装置 100A、100B、100C・・・べべリング装置 302・・・ウェハカセット 304・・・準備室 306、306a、306b・・・面取り研削加工室 308・・・後処理室 310・・・搬送機構 W・・・ウェハ 1 ... Control device 2 ... Strike force applying device 2a1 ... Probe holding part 2a2 ... Air cylinder 2a3 ... Probe shaft 2aU ... Upper electrode 2aD ... Lower electrode 2bU ... Upper Telescopic mechanism 2bD ・ ・ ・ Lower telescopic mechanism 2cU ・ ・ ・ Upper insulator 2cD ・ ・ ・ Lower insulator 2d ・ ・ ・ Support unit 2e ・ ・ ・ Stage 2f ・ ・ ・ Rotating shaft 2g ・ ・ ・ Rotating mechanism 2h ・ ・ ・Support base 3 ・ ・ ・ Voltage detection device 3a ・ ・ ・ Display 4 ・ ・ ・ Output device 5 ・ ・ ・ Conveyor device 5a ・ ・ ・ Stage 5b ・ ・ ・ Suction mechanism 5b1 ・ ・ ・ Vacuum suction arm 5b2 ・ ・ ・ Air cylinder 5b3 ・ ・ ・ Vacuum suction arm shaft 5c ・ ・ ・ Linear motor 5d ・ ・ ・ Linear motor guide 6 ・ ・ ・ Inversion device 7 ・ ・ ・ Orientation flat detection device 10 ・ ・ ・ Impact force applying part 11 ・ ・ ・ Voltage detection part 12 ... Front and back judgment part 20a ... Strike part 20b ... Elastic member 20c ... Electric actuator 20d ... Housing 22a ... Support part 22b ... Electric actuator 22c ... Housing 30・ ・ ・ Chuck part 30a ・ ・ ・ Grinding chuck stage 30b ・ ・ ・ Grinding chuck stage Spindle 30c ・ ・ ・ Spindle motor 30d ・ ・ ・ Linear motor 30e ・ ・ ・ Linear motor guide 40 ・ ・ ・ Grinding part 40a ・ ・ Diamond grindstone 40b ... Grinding spindle 40c ... Spindle motor 44 ... Grinding mechanism 50 ... Chamfering grinding device 51 ... Input port 55 ... Chamfering grinding room 56 ... Coolant nozzle 57 ... Coolant 58 ・ ・ ・ Stage after grinding 100 ・ ・ ・ Front and back judgment device 100A, 100B, 100C ・ ・ ・ Beveling device 302 ・ ・ ・ Wafer cassette 304 ・ ・ ・ Preparation room 306, 306a, 306b ・ ・ ・ Chamfering grinding room 308 ・ ・ ・ Post-processing room 310 ・ ・ ・ Transfer mechanism W ・ ・ ・ Wafer

Claims (10)

圧電性ウェハの表裏を判定する表裏判定装置であって、
前記圧電性ウェハの表裏の何れか一方向から表裏の何れか一面の所定位置に対して撃力を加えることができるように構成された撃力付与部と、
前記撃力付与部によって与えられた撃力に応じて前記圧電性ウェハに発生する電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部によって検出された電圧のパルス波形に基づいて前記圧電性ウェハの表裏を判定する表裏判定部と、
を有し、
前記所定位置は、前記圧電性ウェハの中心と前記圧電性ウェハの外縁との間の位置である、
表裏判定装置。
It is a front-back judgment device that judges the front and back of a piezoelectric wafer.
A striking force applying portion configured to be able to apply a striking force to a predetermined position on any one of the front and back surfaces from any one direction of the front and back surfaces of the piezoelectric wafer.
A voltage detection unit that detects the voltage generated in the piezoelectric wafer according to the impact force applied by the impact force applying unit, and a voltage detection unit.
A front / back determination unit that determines the front / back surface of the piezoelectric wafer based on the pulse waveform of the voltage detected by the voltage detection unit.
Have a,
The predetermined position is a position between the center of the piezoelectric wafer and the outer edge of the piezoelectric wafer.
Front and back judgment device.
前記表裏判定部は、前記電圧検出部によって検出された電圧のパルス波形の極性から前記圧電性ウェハの表裏を判定する、
請求項1に記載の表裏判定装置。
The front / back determination unit determines the front / back surface of the piezoelectric wafer from the polarity of the pulse waveform of the voltage detected by the voltage detection unit.
The front / back determination device according to claim 1.
前記表裏判定部は、前記電圧検出部によって検出された電圧の絶対値を所定の閾値と比較することによって前記圧電性ウェハの表裏を判定する、
請求項1又は2に記載の表裏判定装置。
The front and back determination unit determines the front and back of the piezoelectric wafer by comparing the absolute value of the voltage detected by the voltage detection unit with a predetermined threshold value.
The front / back determination device according to claim 1 or 2.
前記撃力付与部は、前記圧電性ウェハの表裏の何れか一方の面に対して撃力を付与する撃力付与機構と、前記撃力付与機構が前記圧電性ウェハに撃力を付与する際に前記圧電性ウェハの他方の面を支持する支持機構とを含む、
請求項1乃至3の何れか一項に記載の表裏判定装置。
The striking force applying unit includes a striking force applying mechanism that applies a striking force to either the front or back surface of the piezoelectric wafer, and when the striking force applying mechanism applies a striking force to the piezoelectric wafer. Includes a support mechanism that supports the other surface of the piezoelectric wafer.
The front / back determination device according to any one of claims 1 to 3.
前記撃力付与機構は、前記圧電性ウェハの表裏の何れか一方の面を打撃することで前記圧電性ウェハの前記一方の面に対して撃力を付与するとともに、前記圧電性ウェハと接触する部分に前記電圧検出部に接続される電極が設けられた打撃部を有する、
請求項4に記載の表裏判定装置。
The striking force applying mechanism applies a striking force to the one surface of the piezoelectric wafer by striking one of the front and back surfaces of the piezoelectric wafer, and makes contact with the piezoelectric wafer. The portion has a striking portion provided with an electrode connected to the voltage detection portion.
The front / back determination device according to claim 4.
前記圧電性ウェハに対する前記電極の接触面は平坦面である、
請求項5に記載の表裏判定装置。
The contact surface of the electrode with respect to the piezoelectric wafer is a flat surface.
The front / back determination device according to claim 5.
前記表裏判定部は、
前記電圧の最大値の絶対値が最小値の絶対値より大きく、且つ、該最大値が該最小値よりも前に発生している場合に、撃力が付与された側の面を表面と判定し、
前記電圧の最小値の絶対値が最大値の絶対値より大きく、且つ、該最小値が該最大値よりも前に発生している場合に、撃力が付与された側の面を裏面と判定する、
請求項1乃至6の何れかに記載の表裏判定装置。
The front and back determination unit
When the absolute value of the maximum value of the voltage is larger than the absolute value of the minimum value and the maximum value occurs before the minimum value, the surface on the side to which the impact force is applied is determined to be the surface. And
When the absolute value of the minimum value of the voltage is larger than the absolute value of the maximum value and the minimum value occurs before the maximum value, the surface on the side to which the impact force is applied is determined to be the back surface. To do
The front / back determination device according to any one of claims 1 to 6.
請求項1乃至7の何れかに記載の表裏判定装置を備え、
前記表裏判定装置の判定結果に基づいて前記圧電性ウェハをセットした上で前記圧電性ウェハの面取加工を行う面取り装置。
The front / back determination device according to any one of claims 1 to 7 is provided.
A chamfering device that chamfers the piezoelectric wafer after setting the piezoelectric wafer based on the determination result of the front and back determination device.
前記圧電性ウェハの表裏配置が所望の表裏配置でないと前記表裏判定部が判定した場合に面取加工を中止する、
請求項8に記載の面取り装置。
When the front / back determination unit determines that the front / back arrangement of the piezoelectric wafer is not the desired front / back arrangement, the chamfering process is stopped.
The chamfering device according to claim 8.
前記圧電性ウェハの表裏配置が所望の表裏配置でないと前記表裏判定部が判定した場合に前記圧電性ウェハの表裏を反転させて面取加工を続行するように構成される、
請求項8に記載の面取り装置。
When the front / back determination unit determines that the front / back arrangement of the piezoelectric wafer is not the desired front / back arrangement, the front / back of the piezoelectric wafer is inverted to continue the chamfering process.
The chamfering device according to claim 8.
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