JPH01316155A - 半導体ペレット切削加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は半導体基板からペレットを切抜く際に基板を
切削加工する装置に係り、特に半導体基板の位置合せを
自動化した半導体ペレット切削加工装置に関する。

（従来の技術） サイリスタ等の大電力用半導体装置は、ウェハ工程にお
いて１枚の半導体基板上に複数個のサイリスクペレット
を形成し、この後、切削工具を用いて各ペレット毎に切
出し、その後、容器に収納することによって完成する。

そして、１枚の半導体基板から各ペレット毎に切出しを
行なう際には半導体ペレット切削加工装置が使用される
。

第４図は従来の半導体ペレット切削加工装置の概略的な
構成を示す図である。図において、Ｘステージ５１、Ｙ
ステージ５２及びθステージ５３がらなる移動機構５４
上には、弾力性を有するシート部材５５を介して半導体
基板５６が載置される。また、図示しないが上記シート
部材５５には表裏を貫通する孔が多数形成されており、
この孔の裏側からバキュームポンプで排気を行なうこと
により、半導体基板５Ｂが移動機構５４上に固定される
。また、上記移動機構５４上に載置された半導体基板５
６の上方には、半導体基板５Ｂを切削するための砥石５
７とスピンドル５Ｂとからなる切削工具５９が設けられ
ている。

この切削工具５９は全体的に上下運動すると共に砥石５
７が回転駆動されるように構成されている。また、上記
半導体基板５６の上方には半導体基板５６の表面を観察
するための二視野顕微鏡６０が設けられている。

第５図は前記移動機構５４上に固定された半導体基板５
６の表面と、二視野顕微鏡６０との関係を示す図である
。この半導体基板５Ｂ上には図中の破線で示すように例
えば３個分のサイリスタペレット７１Ａ、　７１Ｂ、　
７１Ｃが予め形成されており、これらペレット７１の中
心位置はそれぞれ７２Ａ、　７２Ｂ。

７２Ｃである。また、この基板５６の表面には少なくと
も２か所に位置合せ用の十字マーク７３Ａ、　７３Ｂが
形成されており、両マーク間の直線距離は同一種類の基
板では常に一定である。また、Ｂｏａ及び６０ｂはそれ
ぞれ前記二視野顕微鏡６０の各鏡筒であり、前記移動機
構５４を動作させることにより、基板５６上の位置合せ
用の十字マーク７３Ａ、、　７３Ｂを二視野顕微鏡６０
の各鏡筒６０ａ、　（ｆｏｂでそれぞれ目視できるよう
になっている。また、図示しないが、各鏡筒６０ａ、　
６０ｂの接眼部には位置合せの基準となる基準ラインが
設けられている。

このような装置を用いて半導体基板５６を切削加工し、
各ペレット毎に切出す際には全て作業者の手作業で行な
われる。すなわちまず始めに、移動機構５４上に半導体
基板５６を載置固定する。次に二視野顕微鏡６０を見な
がら、基板５６上の位置合せ用の十字マーク７３Ａ、　
７３Ｂが二視野顕微鏡６０の各鏡筒６０ａ、　６０ｂの
基準ラインとそれぞれ一致するように、移動機構５４の
Ｘステージ５１、Ｙステージ５２及びθステージ５３を
動かし、基板５６の中心位置を切削工具５９の位置と合
致させる。そして次にＸステージ５２及びＹステージ５
３をそれぞれ所定量だけ動かし、第１番目のペレット加
工位置、例えばペレット７１Ａの中心位置７２Ａを切削
工具５９の位置と合致させる。この後、切削工具５９の
砥石５７を回転させ、かつ全体を下降させながら半導体
基板５６のペレット７１Ａの部分を切削し、切出しを行
なう。

以下、同様にしてＸステージ５１及びＹステージ５２を
それぞれ所定量だけ動かし、第２番目、第３番目のペレ
ット加工位置を切削工具５９の位置に合致させた後、基
板を切削し、ペレットの切出しを行なう。

上記従来の装置を用いた加工法では、半導体基板の位置
合せを実施する前に、基板５６上の位置合せ用の十字マ
ーク７３Ａ、　７３Ｂ相互間の直線距離と二視野顕微鏡
６０の各鏡筒６０ａ、　６０ｂ相互間の距離とを一致さ
せる必要がある。そして両距離が一致した状態で位置合
せ用の十字マーク７３Ａ、　７３Ｂの位置合せ作業をＸ
ステージ５１及びＹステージ５２を動かしながら行なう
ため、長時間の作業が強制される。また、作業内容が単
純であり、長く作業を継続すると、作業者の眼精疲労を
招き、生産性の低下並びに製品の品質低下にも影響を及
ぼしている。しかも、従来装置では、半導体基板の種類
が変更になると、位置合せマークの位置が変わり、必然
的に二視野顕微鏡６０の鏡筒Ｂｏａ、　６０ｂの設定位
置も再調整しなければならない。従って、加工すべき半
導体基板の種類が多数あると、総加工作業時間に占める
二視野顕微鏡位置設定のための調整時間の割合いが高く
なり、段取りの改善が要求されている。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の半導体ペレット切削加工装置では、位
置合せを作業者による手作業で行なうようにしているの
で、切削加工前の段取りに多くの時間が費やされ、半導
体装置の生産性が損われると共に品質低下が発生すると
いう問題がある。

この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的は、半導体装置の生産性の向上と品質低
下の防止を図ることができる半導体ペレット切削加工装
置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の半導体ペレット切削加工装置は、光電変換手
段を用いて上記半導体基板の表面上に予め設けられてい
る位置合せ用のマークの中から少な（とも２か所のマー
クを検出するマーク検出手段と、上記マーク検出手段に
よって検出されたマークの位置とその基準位置との間の
位置ずれ量を平行移動量成分と傾き二成分とに分けて算
出する演算手段と、上記演算手段によって算出された位
置ずれ量に基づいて上記半導体基板内の予め設定された
ペレット加工位置を補正する補正手段と、上記補正手段
によって補正されたペレット加工位置とペレット切削用
工具との位置を相対的に合致させる手段とを具備したこ
とを特徴とする。

（作用） ＴＶ左カメラによる光電変換手段により半導体基板の表
面上に設けらだ２か所の位置合せ用のマークが検出され
る。検出された各マークとそれぞれの基準位置との間の
相対的な位置ずれ量が平行移動量成分と傾き同成分とに
分けて算出される。

そして、この算出された位置ずれ量に基づいて半導体基
板のペレット加工位置が補正される。これにより、正し
いペレット加工位置がペレット切削用工具の位置と相対
的に合致し、この後、切削加工が行なわれる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明を実施例により説明する
。

第１図はこの発明の半導体ペレット切削加工装置の一実
施例に係る全体の構成を示す図である。

図において、１０は、Ｘステージ１１、Ｙステージ１２
、これらＸステージ及びＹステージを駆動するＸステー
ジ用モータ１３、Ｙステージ用モータ１４からなる移動
機構である。この移動機構１０のＸステージｌｌ上には
、弾力性を有するシート部材１５を介して半導体基板１
６が載置される。図示しないが、上記シート部材１５に
は表裏を貫通する孔が多数形成されており、この孔の裏
側からバキュームポンプで排気を行なうことにより、半
導体基板１Ｂが移動機構１０上に固定される。

また、上記移動機構１０上に載置された半導体基板１Ｇ
の上方には、この半導体基板１Ｇを切削するための切削
工具１７が設けられている。この切削工具１７は上記半
導体基板１６を切削する砥石１８とスピンドル１９とで
構成され、この切削工具１７は全体的に上下運動すると
共に切削時には砥石１８が回転駆動される。そして、こ
の切削工具１７の動作は切削工具駆動制御部２０によっ
て制御される。

さらに上記半導体基板１６の上方にはこの基板表面の画
像を撮像するためのＴＶ左カメラ１が設けられている。

このＴＶ左カメラ１で撮像された画像情報は位置認識補
正部２２に供給される。この位置認識補正部２２は、上
記ＴＶ左カメラ１からの画像情報に法づき、上記半導体
基板１６の表面に予め形成されている位置合せ用のマー
クの位置を検出し、かつ検出されたマークの位置とその
基準位置との位置ずれ量を算出する。さらに位置認識補
正部２２は、算出された位置ずれ量から基板上の所定位
置とその基準位置に対する位置ずれ量を算出する。

２３は装置全体の動作を制御するシステム制御部であり
、このシステム制御部２３は上記切削工具駆動制御部２
０とは信号線２４で、位置認識補正部２２とはデータバ
ス２５及びコマンドバス２６とで、さらにＸステージ用
モータ１３．　　Ｙステージ用モータ１４とは信号線２
７．２８とでそれぞれ接続されている。

第２図は上記第１図における位置認識補正部２２の詳細
な構成を示すブロック図である。

前記ＴＶ左カメラ１では前記第５図の基板の一方の位置
合せ用の十字マーク７３Ａを含む一定領域の画像情報と
他方の位置合せ用の十字マーク７３Ｂを含む一定領域の
画像情報とが得られ、それぞれの画像情報は画像情報記
憶部３１に格納される。この画像情報記憶部３１に格納
された一方のマーク７３Ａを含む一定領域の画像情報は
マーク検出部３２Ａに送られ、ここでこのマーク位置の
Ｘ座標値及びＹ座標値が検出される。このマーク検出部
３２Ａテ検出されたマーク位置のＸ座標値及びＹ座標値
は位置ずれ全算出部３３Ａに送られる。この位置ずれ量
算出部３３Ａには予めこのマークに対応する基準位置の
Ｘ座標値及びＹ座標値が記憶、もしくは供給されるよう
になっており、この位置ずれ全算出部３３Ａは両座標値
を比較することによって実際のマーク位置とその基準位
置との間のＸ方向及びＹ方向の位置ずれ量Δｘａ、Δｙ
ａを算出する。

同様に、画像情報記憶部３１に格納された他方の位置合
せ用の十字マーク７３Ｂを含む一定領域の画像情報はマ
ーク検出部３２Ｂに送られ、ここでこのマーク位置のＸ
座標値及びＹ座標値が検出される。

このマーク検出部３２Ｂで検出されたマーク位置のＸ座
標値及びＹ座標値は位置ずれ全算出部３３Ｂに送られる
。この位置ずれ全算出部３３Ｂでもこのマークに対応す
る基準位置のＸ座標値及びＹ座標値が記憶、もしくは供
給されるようになっており、この位置ずれ全算出部３３
Ｂは両座標値を比較することによって実際のマーク位置
とその基準位置との間のＸ方向及びＹ方向の位置ずれ量
Δｘｂ。

Δｙｂを算出する。

上記両位置ずれ全算出部３３Ａ、　３３Ｂで算出された
マーク７３Ａと７３Ｂそれぞれの位置と対応する基準位
置との間のＸ、Ｙ方向の位置ずれ量Δｘａ。

ΔＹ　ａ　ｓΔｘｂ、　Δｙｂは位置補正算出部３４に
送られる。

一方、認識制御部３５はデータバス２５及びコマンドバ
ス２６を介して前記システム制御部２３と接続されてい
る。この認識制御部３５は、上記画像情報記憶部３１、
両マーク゛検出部３２Ａ、　３２Ｂ及び両位置ずれ全算
出部３３Ａ、　３３Ｂの動作を制御すると共に、上記位
置補正算出部３４に対し、加工対象基板の各ペレット中
心位置に対応したＸ、Ｙ座標値（ｘ　ｎ。

ｙｎ）を送る。

また、上記位置補正算出部３４は、上記両位置ずれ全算
出部３３Ａ、　３３Ｂから送られた位置ずれ量Δｘａ、
ΔＶ　ａ　ｓΔｘｂ、Δｙｂに基づき、実際の基板上の
前記２か所の位置合せ用の十字マーク７３Ａ、　７３Ｂ
間の中心位置とその基準位置との間の位置ずれ量をＸ、
Ｙ座標方向の平行移動成分ｘｓ。

ｙｓと、傾き量成分θとに分けて算出する。

例えば基準となる位置合せ用の十字マーク７３Ａ１７３
Ｂと、実際に移動機構１０上に載置された基板１Ｂ上の
位置合せ用の十字マーク７３Ａ’　、　７３Ｂ’　との
位置が第３図に示すような関係のとき、第２図中の位置
ずれ全算出部３３Ａ、　３３Ｂはそれぞれのマークの位
置ずれ量Δｘａ、　　ΔＹ　ａ　ｓΔｘｂ、Δｙｂとし
て図示のような値を算出する。このような値が送られる
ことにより、位置補正算出部３４は第３図に示すように
、基準となる位置合せ用の十字マーク７３Ａ、　７３Ｂ
の中心位置７４と、実際に移動機構１０上に載置された
基板１６上の位置合せ用の十字マーク７３Ａ’　、　７
３Ｂ’　の中心位置７４′　との間の位置ずれ量をＸ、
Ｙ座標方向の平行移動成分ｘｓ。

ｙｓと、傾き量成分θとして算出する。例えば、マーク
７３Ａ、　７３Ｂそれぞれとその中心位置７４との間の
距離をノとすれば、平行移動成分ｘｓ、ｙｓ及び傾き量
成分θ（°）はそれぞれ次の式で与えられる。

ｘｓ＝、ｉ？ｃｏｓθ−（Ｊ！−Δｘａ）　　　　　　
−１ｙｓ−ノＣＯＳθ＋Δｙｂ　　　　　　　　　　−
２θ−９０°−ｃｏｓ’　Ｉ（Δｙａ−Δｙｂ）／２ノ
＋　　−３すなわち、上記１．２．３式で与えられる平
行移動成分ｘｓ、ｙｓ及び傾き量成分θじ）は、実際の
基板上の全ての点について一様である。

そこで次に認識制御部３５は上記位置補正算出部３４に
対し、加工対象基板の各ペレット中心位置に対応したＸ
、Ｙ座標値（ｘ　ｎ、　　ｙ　ｎ）として第１番目のペ
レット加工位置、例えば前記第５図中のペレット７１Ａ
の中心位置７２Ａに対応した座標値を送る。位置補正算
出部３４は予め算出した上記平行移動成分ｘｓ、ｙｓ及
び傾き量成分θじ）と、加工を行なうべきペレット位置
の中心座ｔｌ（ｘｎ。

ｙｎ）に基づき次のような演算を行なう。

ｘ　ｎ’−（ｘｎＩＩｃｏｓθ−ｙｎ会ｓｉｎθ）＋ｘ
ｓ　　−４ｙｎ’　＝（ｘｎΦｓｉｎθ＋ｙｎ１１ｃｏ
ｓθ）＋ｙｓ　　−５すなわち、上記演算後に位置補正
算出部３４から位置補正がなされた後のペレット７１Ａ
の中心位置７２Ａに対応したＸ、Ｙ座標値（ｘｎ’　、
ｙｎ’　）が認識制御部３５に送られ、これがさらにデ
ータバス２５を介して第１図中のシステム制御部２３に
送られる。システム制御部２３はこのＸ、Ｙ座標値（ｘ
ｎ’　、ｙｎ’　）に基づき、信号線２７．２８を介し
てＸステージ用モータ１３、Ｙステージ用モータ１４に
指令を与え、Ｘステージ１１、Ｙステージ１２それぞれ
を必要な距離だけ移動させる。これにより、予め移動機
構ｌＯ上に載置された基板１Ｂの第１番目のペレット加
工位置、すなわち前記第５図中のペレット７１Ａの中心
位置７２Ａが切削工具１７の位置と合致し、その後、切
削工具駆動制御部２０からの指令により切削工具５９の
砥石５７が回転し、かつ全体が下降して半導体基板１６
のペレット７１Ａの部分が切削され、ペレットの切出し
が行なわれる。

以下、同様にして認識制御部３５から位置補正算出部３
４に対し、加工対象基板の次のペレット中心位置に対応
したＸ、Ｙ座標値（ｘ　ｎ、　　ｙ　ｎ）が送られるこ
とにより、位置補正算出部３４は平行移動成分ｘｓ、ｙ
ｓ及び傾き同成分θじ）と（ｘ　ｎ。

ｙｎ）に基づき上記４式及び５式のような演算を行なう
ことにより位置補正がなされた後のベレ・ソト中心位置
に対応したＸ、Ｙ座標（ｘｎ’。

ｙｎ　／　）の値を算出し、さらにこの座標（ｘｎ’。

ｙｎ′）に基づきＸステージ用モータ１３、Ｙステージ
用モータ１４に指令が与えられる。これによりＸステー
ジ１１、Ｙステージ１２それぞれが必要な距離だけ移動
し、この後、切削工具５９によって次のペレット７１Ｂ
の部分が切削され、切出しが行なわれる。

このように上記実施例の装置では、基板上の位置合せ用
のマークの認識を自動的に行ない、それぞれの基準位置
との位置ずれ量を算出し、この算出された位置ずれ量に
基づいてペレット加工位置を自動的に補正しているため
、従来のように二視野顕微鏡を用いた作業者の目視によ
る位置合せのときと比べ、作業時間が大幅に短縮される
。さらに、作業者の目視による作業が不要となるので、
従来のような眼精疲労による生産性の低下並びに製品の
品質低下を防止することができる。

また上記実施例装置では、半導体基板の１種類が変更に
なった場合には、加工を行なう前に基準となるマーク７
３Ａ、　７３Ｂ及びその中心位置の各座標及び前記距離
ノ等の設定データを変更するだけで対応することができ
る。このため、加工すべき半導体基板の種類が多数あっ
ても、総加工作業時間に占める段取り時間は大幅に短縮
される。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば
、上記実施例では２か所のマークを検出することによっ
て基準位置との位置ずれ量を算出し、かつ位置ずれ量の
算出のために第２図に示すようにマーク検出部３２と位
置ずれ全算出部３３とをそれぞれ２つ設ける場合につい
て説明したが、これは２か所以上のマークを検出するこ
とによって基準位置との位置ずれ量を算出するようにし
てもよく、また、マークの形状も十字マークに限定され
るものではない。さらに、マーク検出部３２と位置ずれ
全算出部３３とをそれぞれ１つのみ設け、これらを各マ
ークに対して時間をずらせて使用することも可能である
。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、半導体装置の生
産性の向上と品質低下の防止を図ることができる半導体
ペレット切削加工装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の半導体ペレット切削加工装置の一実
施例に係る全体の構成を示す図、第２図は上記第１図装
置の一部の詳細な構成を示すブロック図、第３図は上記
実施例装置の作用を説明するための図、第４図は従来装
置の概略的な構成を示す図、第５図は上記従来装置にお
ける半導体基板表面と二視野顕微鏡との関係を示す図で
ある。 １０・・・移動機構、１１・・・Ｘステージ、１２・・
・Ｙステージ、１３・・・Ｘステージ用モータ、１４・
・・Ｙステージ用モータ、１５・・・シート部材、１Ｂ
・・・半導体基板、１７・・・切削工具、１８・・・砥
石、１９・−・スピンドル、２０・・・切削工具駆動制
御部、２１・・・ＴＶカメラ、２２・・・位置認識補正
部、２３・・・システム制御部、３１・・・画像情報記
憶部、３２Ａ、　３２Ｂ・・・マーク検出部、３３Ａ、
　３３Ｂ位置ずれ全算出部、３４・・・位置補正算出部
、３５・・・認識制御部。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 ２色 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体基板から所定形状のペレットを切抜く半導体ペ
   レット切削加工装置において、 光電変換手段を用いて上記半導体基板の表面上に予め設
   けられている位置合せ用のマークの中から少なくとも２
   か所のマークを検出するマーク検出手段と、 上記マーク検出手段によって検出されたマークの位置と
   その基準位置との間の位置ずれ量を平行移動量成分と傾
   き量成分とに分けて算出する演算手段と、 上記演算手段によって算出された位置ずれ量に基づいて
   上記半導体基板内の予め設定されたペレット加工位置を
   補正する補正手段と、 上記補正手段によって補正されたペレット加工位置とペ
   レット切削用工具との位置を相対的に合致させる手段と を具備したことを特徴とする半導体ペレット切削加工装
   置。