KR102491740B1 - 가공 장치 - Google Patents

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마유미 구사카와
유키야스 마스다
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명의 과제는, 생산 비용을 상승시키는 일없이 유지 테이블에 유지된 원형을 나타내는 웨이퍼의 중심을 구하는 데 알맞은 가공 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 가공 장치는, 웨이퍼를 유지하는 유지 유닛과, 상기 유지 유닛에 유지된 웨이퍼의 외주를 상방에서 촬상하는 촬상 유닛과, 상기 유지 유닛의 측방에 배치된 발광를 포함한다. 유지 유닛은, 웨이퍼의 외주를 노출시켜 흡인 유지하는 유지 테이블과, 유지 테이블을 지지하는 지지 베이스와, 유지 테이블을 회전시키는 구동부를 포함한다. 유지 테이블은, 원추대와, 원추대의 상면에 배치되며 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼 유지부를 포함한다. 원추대의 바닥면의 직경은, 웨이퍼 유지부에 유지되는 웨이퍼의 직경보다 크게 형성되어 있고, 발광부로부터 조사되는 광은, 원추대의 측면에서 반사되어 유지 테이블 상에 유지된 웨이퍼의 외주를 조사하고, 광이 조사된 웨이퍼의 외주는 촬상 유닛으로 촬상된다.

Description

가공 장치{MACHINING APPARATUS}
본 발명은 원형을 나타내는 웨이퍼의 중심을 구하여, 정해진 가공을 실시하는 가공 장치에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 디바이스 영역과, 상기 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역이 표면에 형성된 웨이퍼는, 레이저 가공 장치, 다이싱 장치에 의해 분할 예정 라인이 가공되어, 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.
레이저 가공 장치는, 웨이퍼의 외주를 조사하는 LED를 구비한 유지 테이블에 웨이퍼를 유지하는 회전 가능한 유지 유닛과, 상기 유지 유닛을 X축 방향의 가공 이송 방향 및 Y축 방향의 인덱싱 이송 방향으로 이동하는 이동 기구와, 상기 유지 유닛에 유지된 웨이퍼에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 유닛과, 상기 유지 유닛에 유지된 웨이퍼의 외주를, 광을 조사하는 발광부(LED 등)로부터의 조명 아래에서, 유지 테이블을 90도씩 회전시켜 3점 촬상하고, 상기 3점의 좌표에 기초하여 웨이퍼의 중심을 검출하고, 검출한 웨이퍼의 중심과 유지 테이블의 중심의 어긋남을 구하고, 상기 어긋남을 고려하여 가공을 실시할 때의 웨이퍼의 중심 위치의 보정을 하며, 상기 보정을 고려하여 분할 예정 라인에 대하여 레이저 가공을 실시하는 제어 유닛으로 대략 구성되어 있어, 웨이퍼를 고정밀도로 가공할 수 있다(예컨대, 특허문헌 1을 참조).
또한, 디바이스 영역과, 상기 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역이 표면에 형성되는 웨이퍼에 있어서, 외주 잉여 영역 이외의 디바이스 영역에 대응하는 이면을 연삭하여 외주 잉여 영역에 대응하는 이면에 링형의 보강부를 형성하고, 그 후 몇 가지의 공정을 거쳐 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 가공 방법이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 2를 참조). 상기한 링형의 보강부를 형성한 경우, 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 가공을 실시할 때, 외주에 형성된 링형의 보강부가 방해가 되기 때문에, 상기한 특허문헌 1에 기재된 웨이퍼의 중심을 검출하는 방법을 응용하여, 웨이퍼의 중심 좌표를 정확하게 구할 수 있고, 상기 중심 좌표에 기초하여 정밀도 좋게 링형의 보강부를 절단하여 제거할 수 있어, 웨이퍼를 양호하게 개개의 디바이스 칩으로 분할할 수 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2014-060224호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2007-019461호 공보
상기한 특허문헌 1에 기재된 기술에 따르면, 웨이퍼의 중심 좌표를 검출할 수 있지만, 웨이퍼를 유지하는 유지 유닛은, 웨이퍼의 크기에 따라 적절하게 교환되는 유지 테이블과, 유지 테이블을 착탈 가능하게 지지하는 지지 베이스로 구성되고, 유지되는 웨이퍼의 사이즈에 따라 상이한 유지 테이블이 준비되기 때문에, 예컨대 유지 테이블이 착탈되는 지지 베이스측의 상면의 직경보다 작은 직경의 유지 테이블을 장착하는 경우에, 유지 테이블이나 지지 베이스에 웨이퍼의 외주를 조사하는 LED 등을 배치하기 어려워진다고 하는 문제가 있다. 또한, 개개의 유지 테이블이나, 지지 베이스에 LED 등의 발광부를 배치할 필요가 있기 때문에, 생산 비용이 비싸져 버린다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 생산 비용을 상승시키는 일없이 유지 테이블에 유지된 원형을 나타내는 웨이퍼의 중심을 구하여, 정해진 가공을 실시할 수 있는 가공 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 가공 장치로서, 원형의 웨이퍼를 유지하는 유지 유닛과, 상기 유지 유닛에 유지된 웨이퍼의 외주를 상기 유지 유닛의 상방에서 촬상하는 촬상 유닛과, 상기 유지 유닛의 측방에 배치된 발광부를 구비하고, 상기 유지 유닛은, 웨이퍼의 외주를 노출시켜 흡인 유지하는 유지 테이블과, 상기 유지 테이블을 지지하는 지지 베이스와, 상기 유지 테이블을 회전시키는 구동부를 포함하고, 상기 유지 테이블은, 원추대와, 상기 원추대의 상면에 배치되며 웨이퍼의 직경보다 직경이 작은 웨이퍼 유지부를 포함하고, 상기 원추대의 바닥면의 직경은, 상기 웨이퍼 유지부가 유지하는 웨이퍼의 직경보다 크게 형성되어 있고, 상기 발광부로부터 조사되는 광은, 상기 원추대의 측면에서 반사되어 상기 유지 테이블의 상기 웨이퍼 유지부에 유지된 웨이퍼의 외주를 조사하고, 상기 광에 의해 조사된 상기 웨이퍼의 외주가 상기 촬상 유닛으로 촬상되는 가공 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 유지 테이블의 외주에는, 상기 유지 테이블에 유지되는 웨이퍼의 외주를 지지하는 보조 테이블이 배치되고, 상기 보조 테이블에는, 상기 원추대의 측면에서 반사된 광을 투과시켜 노출된 웨이퍼의 외주를 조사하는 개공이 적어도 3부분 형성되어 있다. 또한, 상기 원추대의 측면의 경사 각도는, 45°로 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 유지 테이블의 직경이, 베이스의 직경보다 작은 경우라도, 유지 테이블의 원추대의 측면에서 광을 반사하여, 웨이퍼의 외주를 양호하게 검출할 수 있다. 또한, 유지 테이블측에 LED를 배치할 필요가 없어, 생산 비용을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명 실시형태에 따른 레이저 가공 장치의 전체 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 레이저 가공 장치의 유지 테이블 및 지지 베이스의 분해 사시도이다.
도 3은 유지 테이블 및 지지 베이스의 일부 확대 단면도이다.
도 4는 유지 테이블에 웨이퍼를 배치하는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 유지 테이블의 원추대의 측면에 광을 조사하여 웨이퍼의 외주를 촬상 유닛으로 촬상하는 상태를 나타내는 측면도이다.
도 6은 외주 잉여 영역에 보강부를 갖는 웨이퍼의 외주를 촬상 유닛으로 촬상하는 상태를 나타내는 측면도이다.
도 7은 유지 유닛의 별도의 실시형태를 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 가공 장치에 대해서 첨부 도면을 참조하여, 더욱 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 실시형태에 따른 가공 장치의 일례로서 나타내는 레이저 가공 장치(1)의 전체 사시도를 나타내고 있다. 레이저 장치(1)는, 원형을 나타내는 피가공물(웨이퍼)을 유지하는 유지 유닛(20)과, 유지 유닛(20)을 이동시키는 이동 기구(30)와, 유지 유닛(20)에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 유닛(50)을 구비하고 있다.
유지 유닛(20)은, 레이저 가공 장치(1)의 베이스가 되는 베이스(2) 상에 배치되어 있고, 화살표(X)로 나타내는 X축 방향에 있어서 이동 가능하게 배치되는 직사각형상의 X 방향 가동판(21)과, 도면 중에 화살표(Y)로 나타내는 Y축 방향으로 이동 가능하게 X 방향 가동판(21)에 배치되는 직사각형상의 Y 방향 가동판(22)과, Y 방향 가동판(22)의 상면에 고정된 원통형의 지지 베이스(24)와, 지지 베이스(24)의 상부에 회전 가능하게 지지되며, 웨이퍼의 외주를 노출시켜 흡인 유지하는 유지 테이블(28)과, Y 방향 가동판(22) 상에서 지지 베이스(24)에 인접한 위치에, 유지 테이블(28)에 외방향으로부터 광을 조사하는 발광부(42)가 배치되어 있다.
이동 기구(30)는, 베이스(2) 상에 배치되어, 유지 유닛(20)을 X축 방향으로 가공 이송하는 X축 이송 기구(31)와, 유지 유닛(20)을 Y축 방향으로 인덱싱 이송하는 Y축 이송 기구(32)를 구비하고 있다. X축 이송 기구(31)는, 펄스 모터(33)의 회전 운동을, 볼나사(34)를 통해 직선 운동으로 변환하여 X 방향 가동판(21)에 전달하여, 베이스(2) 상의 안내 레일(2a, 2a)을 따라 X 방향 가동판(21)을 X축 방향에 있어서 진퇴시킨다. Y축 이송 기구(32)는, 펄스 모터(35)의 회전 운동을, 볼나사(36)를 통해 직선 운동으로 변환하여 Y 방향 가동판(22)에 전달하여, X 방향 가동판(21) 상의 안내 레일(21a, 21a)을 따라 Y 방향 가동판(22)을 Y축 방향에 있어서 진퇴시킨다.
이동 기구(30)의 측방에는, 프레임체(4)가 세워서 설치된다. 프레임체(4)는, 베이스(2) 상에 배치되는 수직벽부(4a) 및 수직벽부(4a)의 상단부로부터 수평 방향으로 연장되는 수평벽부(4b)를 구비하고 있다. 프레임체(4)의 수평벽부(4b)의 내부에는, 레이저 광선 조사 유닛(50)의 레이저 발진기를 포함하는 도시하지 않는 광학계가 내장되어 있다. 수평벽부(4b)의 선단부 하면에는, 레이저 광선 조사 유닛(50)의 일부를 구성하는 집광기(51)가 배치되고, 집광기(51)의 내부에는, 레이저 광선을 집광하는 도시하지 않는 집광 렌즈가 내장되어 있다. 레이저 광선 조사 유닛(50)의 상기 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선은, 도시하지 않는 광학계를 통과하여, 집광기(51)에 의해 집광되어, 유지 유닛(20)에 유지되는 피가공물의 원하는 위치에 집광 스폿을 형성한다.
수평벽부(4b)의 선단부 하면에 있어서, 집광기(51)의 X축 방향에서 인접하는 위치에는, 유지 유닛(20)에 유지되는 피가공물을, 유지 유닛(20)에 대향하는 방향에서 촬상하는 촬상 유닛(60)이 배치된다. 촬상 유닛(60)은, 가시광선에 의해 촬상하는 통상의 촬상 소자(CCD)(62)와, 피가공물에 광선을 조사하는 도시하지 않는 조명 수단을 구비하며, 도시하지 않는 제어 유닛에 접속되어 있다. 촬상 유닛(60)에 의해 촬상된 화상의 신호는, 상기 제어 유닛에 보내진다. 또한, 피가공물의 종류에 따라, 촬상 유닛(60)에 적외선 조사 수단 및 적외선 촬상 소자를 포함하여도 좋다.
도시하지 않는 제어 유닛은, 컴퓨터에 의해 구성되고, 제어 프로그램에 따라 연산을 실행하는 중앙 연산 처리 장치(CPU)와, 제어 프로그램 등을 저장하는 리드 온리 메모리(ROM)와, 검출한 검출값, 연산 결과 등을 저장하기 위한 기록 및 판독 가능한 랜덤 액세스 메모리(RAM)와, 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 구비하고 있다. 제어 유닛은, 상기한 구성에 기초하여, 메모리에 기록된 제어 프로그램에 의해 X축 이송 기구(31), Y축 이송 기구(32) 및 레이저 광선 조사 유닛(50)을 작동시키기 위한 제어 신호를 출력한다. 또한, 상기 제어 유닛은, 촬상 유닛(60)으로부터 보내온 화상 신호를 보존하고, 그 화상 신호에 기초하여, 촬상 위치의 X 좌표 및 Y 좌표를 기록한다.
또한, 도 2 및 도 3을 참조하면서, 본 실시형태의 지지 베이스(24) 및 유지 테이블(28)에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다. 유지 테이블(28)은, 피가공물인 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼 유지부(281)와, 웨이퍼 유지부(281)를 상면에서 지지하는 원추대(282)를 구비하고 있다. 웨이퍼 유지부(281)의 상면에는, 통기성을 갖는 다공질 재료로 형성되어 실질상 수평으로 연장되는 원형상의 흡착 척(281a)이 배치 되어 있다. 유지 테이블(28)에는, 후술하는 보호 테이프(T)를 통해 웨이퍼를 지지하는 환형의 프레임(F)(도 4를 참조)을 고정하기 위한 클램프(29)가 둘레 방향에 균등의 간격으로 복수 배치되어 있다. 원추대(282)에는 경사면으로 이루어지는 측면(282a)이 형성되어 있고, 측면(282a)은, 광을 양호하게 반사하는 경면으로 이루어진다. 본 실시형태의 측면(282a)은, 수평면에 대하여 45°의 경사 각도로 형성되어 있다.
유지 테이블(28)을 지지하는 지지 베이스(24)는, 유지 테이블(28)이 상면에 배치되는 회전축(24a)을 구비하고 있다. 회전축(24a)의 상면의 중앙에는, 원추대(282)의 하면과의 위치 맞춤에 이용되는 대직경 오목부(24b)가 배치되고, 대직경 오목부(24b)의 바닥면의 중앙에는, 흡착 척(281a)에 부압을 공급하기 위한 제1 흡인 구멍(24c)이 형성되어 있다. 또한, 회전축(24a)의 상면의 대직경 오목부(24b)의 근방에는, 회전축(24a)에 대한 유지 테이블(28)의 회전 방향의 위치 결정으로서 기능하는 위치 결정 오목부(24d) 및 유지 테이블(28)을 회전축(24a)의 상면에 흡착하기 위한 제2 흡인 구멍(24e)이 형성되어 있다.
도 3에는 지지 베이스(24)에 유지 테이블(28)이 배치된 상태의 단면의 일부를 나타내고 있다. 도면에 나타내는 바와 같이, 회전축(24a)의 상면의 중앙에 형성된 대직경 오목부(24b)에는, 유지 테이블(28)의 원추대(282)의 하면에 형성되며 대직경 오목부(24b)에 대하여 약간 작은 치수인 대략 동형상으로 형성된 대직경 볼록부(282b)가 삽입되고, 또한 위치 결정 오목부(24d)에는, 원추대(282)의 하면에 형성되며 위치 결정 오목부(24d)보다 약간 작은 치수인 대략 동형상으로 형성된 위치 결정 볼록부(282c)가 삽입된다. 이에 의해, 지지 베이스(24)에 대한, 유지 테이블(28)의 중심 위치 및 회전 방향의 위치 결정이 정확하게 이루어진다.
상기한 제1 흡인 구멍(24c) 및 제2 흡인 구멍(24e)은, 도시하지 않는 흡인 수단에 접속된다. 제1 흡인 구멍(24c)은, 웨이퍼 유지부(281)의 흡착 척(281a)의 이면측 공간(S)에 접속되어, 흡착 척(281a)의 표면에 부압을 작용시켜, 웨이퍼 등을 유지한다. 또한, 제2 흡인 구멍(24e)에 부압을 공급함으로써, 원추대(282)의 하면을 흡착하여 유지 테이블(28)을 지지 베이스(24)에 고정한다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 지지 베이스(24)의 내부에는, 회전축(24a)을 회전시키는 구동부로서 기능하는 펄스 모터(M)가 구성되어 있어, 유지 테이블(28)을 지지 베이스(24)에 대하여 원하는 각도만큼 회전시킬 수 있다. 또한, 도시는 생략하지만, X축 이송 기구(31), Y축 이송 기구(32) 및 유지 테이블(28)에는, 주지의 리니어 스케일 등으로 이루어지는 위치 검출 수단이 배치되어 있어, 유지 테이블(28)의 X축 방향의 위치, Y축 방향의 위치, 회전 방향의 위치가 정확하게 검출된다. 이 검출된 각 위치 정보는, 도시하지 않는 제어 유닛에 전달되어, 상기 제어 유닛으로부터 지시되는 지시 신호에 기초하여 X축 이송 기구(31), Y축 이송 기구(32) 및 지지 베이스(24)에 구비된 상기 펄스 모터(M)가 구동되어, 유지 테이블(28)을, 임의의 X 좌표 위치, Y 좌표 위치 및 회전 위치에 위치시키는 것이 가능하다. 본 실시형태의 가공 장치(1)는, 대략 상기한 바와 같은 구성을 구비하고 있으며, 이하에 그 작용에 대해서 설명한다.
도 4에는 레이저 가공 장치(1)에 배치된 유지 유닛(20)의 일부를 구성하는 Y 방향 가동판(22) 근방을 일부 확대한 사시도와 함께, 웨이퍼(10)를 유지 테이블(28) 상에 배치하는 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 5에는 유지 테이블(28)에 웨이퍼(10)를 배치한 상태의 측면도를 나타내고 있다. 도면에 나타내고 있는 바와 같이, Y 방향 가동판(22) 상으로서, 지지 베이스(24)에 인접한 위치에는, 유지 테이블(28)을 향하여 광을 조사하는 발광부(42)가 배치된 칼럼(40)이 고정되어 있다. 발광부(42)는, 예컨대 LED로 구성된다. 발광부(42)는 유지 테이블(28)의 원추대(282)의 측면(282a)과 동일한 높이에 설정되고, 발광부(42)로부터 수평 방향으로 조사되는 광은, 원추대(282)의 측면(282a)에 조사된다. 바람직하게는, 원추대(282)의 측면(282a)은 경면으로 가공되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 원형을 나타내는 피가공물의 웨이퍼(10)는, 이면(10b)측이 다이싱 테이프(T)에 접착되고, 다이싱 테이프(T)를 통해 환형의 프레임(F)에 유지되어 있다. 웨이퍼(10)는, 표면(10a)측에 있어서, 분할 예정 라인(12)에 의해 격자형으로 구획된 복수의 각 영역에 디바이스(14)가 형성되어 있다. 유지 테이블(28)의 웨이퍼 유지부(281)의 직경은, 웨이퍼(10)보다 작게 형성되어 있고, 도 5로부터 이해되는 바와 같이, 웨이퍼(10)의 외주가 웨이퍼 유지부(281)의 외주로부터 비어져 나와 노출한 상태가 된다. 또한, 유지 테이블(28)을 구성하는 원추대(282)의 바닥면의 직경은, 웨이퍼 유지부(281)에 유지되는 웨이퍼(10)의 직경보다 대직경이 되도록 설정되어 있다. 또한, 유지 테이블(28)을 구성하는 웨이퍼 유지부(281)의 중심 좌표[P0(x0, y0)]는, 상기한 리니어 스케일 등으로부터의 정보에 기초하여, 도시하지 않는 제어 유닛에 의해 그 위치가 항상 관리되고 있다.
웨이퍼(10)를 유지 테이블(28) 상에 배치하였다면, 프레임(F)을 클램프(29)로 고정하며, 도시하지 않는 흡인 수단을 작동시켜 웨이퍼(10)를 흡인 유지한다. 웨이퍼(10)를 유지 테이블(28)에 흡인 유지하였다면, 도시하지 않는 제어 유닛에 의해 이동 기구(30)를 작동시켜, 유지 테이블(28)을 이동시키고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 원추대(282)의 측면(282a)에 있어서, 칼럼(40)에 고정된 발광부(42)로부터의 광(L)이 조사되는 위치를 촬상 유닛(60)의 바로 아래에, 즉 웨이퍼(10)의 외주를 유지 테이블(28)에 대향하는 방향으로부터 촬상 가능한 위치에 위치시킨다.
촬상 유닛(60)의 바로 아래에 원추대(282)의 측면(282a)에 있어서의 광(L)의 조사 위치를 위치시켰다면, 발광부(42)로부터 원추대(282)의 측면(282a)에 광(L)을 조사하여, 측면(282a)에 있어서 상기 광(L)을 상방으로 90도 방향 전환하여 촬상 유닛(60)을 향하여 반사하여, 촬상 유닛(60)에 투영한다. 촬상 유닛(60)에 투영된 웨이퍼(10)의 정해진 바깥 가장자리부(A)를 제1 바깥 가장자리부(A)로 하고, 이 제1 바깥 가장자리부(A)를 촬상 유닛(60)에 의해 촬상하여, 촬상한 정보를 도시하지 않는 제어 유닛에 송신하고, 상기 제어 유닛에 있어서, 제1 바깥 가장자리부(A)의 좌표[A(x1, y1)]를 구하여, 도시하지 않는 제어 유닛의 메모리에 기억한다.
또한, 상기한 상태로부터, 유지 테이블(28)을 화살표(R)로 나타내는 방향으로 회전하도록, 회전축(24a)을 회전시키는 구동부[펄스 모터(M)]를 작동시켜 90도만큼 회전한다. 계속해서, 발광부(42)로부터 원추대(282)의 측면(282a)에 광(L)을 조사하여, 측면(282a)에 있어서 상기 광(L)을 상방으로 90도 방향 전환하도록 촬상 유닛(60)을 향하여 반사한다. 이때 촬상 유닛(60)에 투영된 웨이퍼(10)의 정해진 바깥 가장자리부를 제2 바깥 가장자리부(B)로 하고, 이 제2 바깥 가장자리부(B)를 촬상 유닛(60)에 의해 촬상하여, 제2 바깥 가장자리부(B)의 좌표[B(x2, y2)]를 구하여, 도시하지 않는 제어 유닛의 메모리에 기억한다.
또한, 웨이퍼(10)의 제2 바깥 가장자리부(B)의 좌표(B)를 검출한 상태로부터, 유지 테이블(28)을 화살표(R)로 나타내는 방향으로 90도만큼 회전 구동하여, 발광부(42)로부터 원추대(282)의 측면(282a)에 광(L)을 조사한다. 이때의 촬상 유닛(60)에 투영된 웨이퍼(10)의 정해진 바깥 가장자리부를 제3 바깥 가장자리부(C)로 하고, 이 제3 바깥 가장자리부(C)를 촬상 유닛(60)에 의해 촬상하여, 제3 바깥 가장자리부(C)의 좌표[C(x3, y3)]를 구하여, 도시하지 않는 제어 유닛의 메모리에 기억한다.
제1 바깥 가장자리부(A)를 촬상한 상태에 있어서의, 유지 테이블(28)의 중심 좌표[P0(x0, y0)] 및 웨이퍼(10)의 중심 좌표[P1(x0', y0')]의 간격, 즉 중심의 어긋남량을 (r)로 하고, 상기 (r)과 X축의 각도를 θ로 한 경우의 웨이퍼(10)의 중심 좌표[P1(x0', y0')]의 x0', Y0'는 이하와 같이 하여 산출된다.
x0'=x0+rcosθ … (1)
y0'=y0+rsinθ … (2)
또한, 제1 바깥 가장자리부(A)의 좌표[A(x1, y1)]와 그때의 웨이퍼(10)의 중심 좌표[P1(x0', y0')]의 간격, 즉 웨이퍼(10)의 반경(R)에 대해서는, 제1 바깥 가장자리부(A)의 좌표(A) 및 상기 웨이퍼(10)의 중심 좌표(P1)를 연결하는 선을 빗변으로 하는 직각 삼각형을 상정함으로써, 이하와 같은 식이 성립한다.
R2=[x1-(x0+rcosθ)]2+[y1-(y0+rsinθ)]2 … (3)
또한, 제1 바깥 가장자리부(A)를 촬상한 상태로부터 90도(π/2) 회전시켰을 때에 촬상되는 제2 바깥 가장자리부(B)의 좌표[B(x2, y2)]와, 그때의 웨이퍼(10)의 중심 좌표의 간격, 그 상태로부터 더욱 90도(π/2) 회전시켰을 때에 촬상되는 제3 바깥 가장자리부(C)의 좌표[C(x3, y3)]와, 그때의 웨이퍼(10)의 중심 좌표의 간격은 모두 웨이퍼(10)의 반경(R)이기 때문에, 상기와 같이 이하의 식이 성립한다.
R2=[x2-(x0+rcos(θ+π/2))]2+[y2-(y0+rsin(θ+π/2))]2 … (4)
R2=[x3-(x0+rcos(θ+π)]2+[y3-(y0+rsin(θ+π))]2 … (5)
그리고, 상기한 식 (1)~식 (5)에 기초하여, 제1 바깥 가장자리부(A)를 촬상하였을 때의 웨이퍼(10)의 중심의 좌표[P1(x0', y0')]가 산출되기 때문에, 유지 테이블(28)의 중심 좌표[P0(x0, y0)]에 대한, 웨이퍼(10)의 중심의 좌표(P1)의 어긋남이 정확하게 파악된다. 또한, 상기 웨이퍼(10)의 중심 좌표(P1)의 산출 방법에 대해서는, 상기한 특허문헌 1에도 기재되어 있어, 상세에 대해서는 생략한다. 웨이퍼(10)의 중심 좌표(P1) 및 유지 테이블(28)의 중심 좌표(P0)에 대한 웨이퍼(10)의 중심 좌표(P1)의 어긋남이 검출되었다면, 상기 어긋남에 관한 정보를 상기 제어 유닛에 보정 정보로서 기억하여, 레이저 가공 장치(1)에 의해 웨이퍼(10)를 가공할 때에 활용한다. 이에 의해, 유지 테이블(28)에 웨이퍼(10)를 유지하였을 때에, 웨이퍼(10)의 중심이 유지 테이블(28)의 중심에 대하여 어긋나 있었다고 해도, 유지 테이블(28)을 적절하게 이동시켜, 웨이퍼(10) 상의 분할 예정 라인을 따라, 정확하게 레이저 가공을 실시하는 것이 가능해진다.
상기한 실시형태에 따르면, 유지 테이블(28)의 직경이 지지 베이스(24)의 직경보다 작은 경우라도, 유지 테이블(28)의 원추대(282)의 측면(282a)에서 광을 반사하여 웨이퍼(10)의 외주를 촬상할 수 있고, 웨이퍼(10)의 외주에 있어서의 정해진 바깥 가장자리부를 양호하게 촬상할 수 있어, 웨이퍼(10)의 중심 좌표(P1)의 유지 테이블(28)의 중심(P0)에 대한 어긋남을 검출하는 것이 가능하다. 또한, 지지 베이스(24)나 유지 테이블(28)에 발광부를 배치할 필요가 없기 때문에, 생산 비용을 억제하는 것이 가능해진다.
본 발명은 도 5에 기초하여 설명한 일반적인 웨이퍼(10)에 한정되지 않고, 다른 원형을 나타내는 피가공물에도 적용하는 것이 가능하다. 예컨대, 웨이퍼의 외주 잉여 영역 이외의 디바이스 영역에 대응하는 이면을 연삭하여 이면의 외주 잉여 영역에 대응하는 이면에 링형의 보강부를 형성하고, 그 후 몇 가지의 공정을 거쳐 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 레이저 가공 장치에 있어서도 상기와 동일한 각별한 효과를 발휘할 수 있다. 이하에, 도 6을 참조하면서, 보다 구체적으로 설명한다.
도 6에는 이면(10'b)측의 외주에 링형의 보강부(11)가 형성된 웨이퍼(10')가, 다이싱 테이프(T)를 통해 프레임(F)(도시는 생략함)에 지지되어, 유지 테이블(28)의 웨이퍼 유지부(281) 상에 흡인 유지된 상태의 측면도를 나타내고 있다.
도면에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 유지부(281)의 상면은, 웨이퍼(10')보다 소직경으로 형성되어 있다. 따라서, 웨이퍼(10')의 외주 잉여 영역에 형성된 링형의 보강부(11)가 외방에 노출되어 있다. 또한, 원추대(282)의 측면(282a)의 바닥면의 직경이 웨이퍼 유지부(281)에 유지되는 웨이퍼(10')의 직경보다 대직경으로 형성되어 있다. 그리고, 칼럼(40)에 고정된 발광부(42)로부터 조사되는 광(L)이, 측면(282a)에서 반사됨으로써, 상기한 실시형태와 마찬가지로, 웨이퍼(10')의 바깥 가장자리부를 투영하여, 촬상 유닛(60)에 의해 촬상할 수 있다. 상기한 바와 같이, 유지 테이블(28)의 웨이퍼 유지부(281)의 직경은, 피가공물인 웨이퍼(10')의 직경보다 작게 설정되어 있기 때문에, 링형의 보강부(11)는, 웨이퍼 유지부(281)의 외측에 노출하여, 보강부(11)가 웨이퍼(10')를 유지할 때에 조금도 지장을 초래하지 않고, 웨이퍼(10')의 표면(10a)는 평탄한 상태로 유지된다. 이에 의해, 상기한 순서에 따라, 웨이퍼(10')의 중심과, 유지 테이블(28)의 중심의 어긋남을 양호하게 검출할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기한 실시형태에 한정되지 않고, 여러 가지의 변형예가 제공된다. 이하에 도 7을 참조하면서, 다른 실시형태로서 나타내는 유지 테이블(28')에 대해서 설명한다. 또한, 도 7에 나타내는 지지 베이스(24)는, 도 2 및 도 3에 기초하여 설명한 지지 베이스(24)와 동일한 부재이며, 구체적인 설명은 생략한다.
유지 테이블(28')은, 피가공물인 웨이퍼(10)를 유지하는 웨이퍼 유지부(281')와, 웨이퍼 유지부(281')를 상면에서 지지하는 원추대(282')를 구비하고 있다. 유지 테이블(28')의 상면에는, 통기성을 갖는 다공질 재료로 형성되어 실질상 수평으로 연장되는 원형상의 흡착 척(281'a)이 배치되어 있다. 또한, 유지 테이블(28')의 웨이퍼 유지부(281')의 외주에는, 유지 테이블(28')에 배치되는 웨이퍼(10)의 외주를 지지하도록, 흡착 척(281'a)을 둘러싸도록 링형으로 형성된 보조 테이블(283)이 배치되어 있다. 또한, 원추대(282')는, 도 2 및 도 3에 기초하여 설명한 원추대(282)와 동일한 구성을 가지고 있어, 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다.
보조 테이블(283)에는, 원추대(282')의 측면(282'a)에서 반사된 광(L)을 투과시켜, 웨이퍼(10)의 바깥 가장자리부(2점 쇄선으로 나타냄)를 조사하는 개공(283a)이 적어도 3부분, 예컨대 8부분 형성되어 있다. 개공(283a)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 유지부(281')에 웨이퍼(10)가 배치되어 유지되었을 때에, 웨이퍼(10)의 외주와 일치하는 원주 상에 배치된다. 또한, 상기한 바와 같이, 유지 테이블(28')을 90도씩 회전시켜 웨이퍼(10)의 바깥 가장자리를 투영하여 적어도 3부분 촬상하는 경우는, 보조 테이블(283) 상의 개공(283a)은, 적어도 3부분, 바람직하게는, 균등하게 4부분, 또는 균등하게 8부분에 형성하는 것이 좋다.
상기한 바와 같이, 웨이퍼 유지부(281')를 둘러싸도록, 개공(283a)을 구비한 보조 테이블(283)을 형성함으로써, 웨이퍼 유지부(281')가 웨이퍼(10)의 직경보다 작게 형성되는 경우라도, 보조 테이블(283)에 의해, 웨이퍼(10)의 외주를 지지할 수 있어, 외주에 있어서 웨이퍼(10)가 휘어 변형되거나 하는 것이 방지되며, 적어도 3부분 이상 형성된 개공(283a)에 의해 웨이퍼(10)의 외주가 노출되어 있음으로써, 원추대(282')의 측면(282'a)에서 반사된 광(L)에 의해 웨이퍼(10)의 각 바깥 가장자리부를 촬상하여 각 바깥 가장자리부의 좌표를 구할 수 있어, 웨이퍼(10)의 중심의 좌표 위치를 검출할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 유지 테이블(28)을 구성하는 원추대(282)의 측면(282a)의 경사 각도를 45도로 형성하였지만, 본 발명은 반드시 45도에 한정되지 않고, 별도의 경사 각도여도 좋다. 원추대(282)의 측면(282a)을 45도 이외의 경사 각도로 하는 경우는, 발광부(42)로부터 조사되는 광(L)이, 웨이퍼(10)의 외주의 바깥 가장자리부를 조사하여 얻어지는 투영 화상을 촬상 유닛(60)이 촬상할 수 있도록, 측면(282a)을 향하여 광(L)을 조사하는 각도를, 상기 경사 각도에 맞추어 적절하게 조정하는 것이 바람직하다.
상기한 실시형태에서는, 웨이퍼(10)를 90도씩 회전시켜, 제1 바깥 가장자리부(A), 제2 바깥 가장자리부(B) 및 제3의 바깥 가장자리부(C)의 좌표를 검출하여 웨이퍼(10)의 중심 좌표[P1(x0', y0')]를 검출하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다른 순서를 이용하여 중심(P1)의 좌표를 구하도록 하여도 좋다. 예컨대, 웨이퍼(10)의 임의의 바깥 가장자리부 3부분의 좌표를 검출하였다면, 각 3부분의 바깥 가장자리부의 점을 연결하는 직선을 산출하여, 각 직선의 수직 이등분선을 구하고, 각 수직 이등분선의 교점을 웨이퍼(10)의 중심(P1)의 좌표로서 구할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 본 발명을 레이저 가공 장치에 적용한 경우에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 절삭 블레이드를 이용한 다이싱 장치 등에 적용하여도 좋다.
1: 레이저 가공 장치 2: 베이스
10, 10': 웨이퍼 11: 보강부
12: 디바이스 14: 분할 예정 라인
20: 유지 유닛 22: Y 방향 가동판
24: 지지 베이스 24a: 회전축
24b: 대직경 오목부 24c: 제1 흡인 구멍
24d: 위치 결정 오목부 24e: 제2 흡인 구멍
28, 28': 유지 테이블 281, 281': 웨이퍼 유지부
281a, 281'a: 흡착 척 282, 282': 원추대
282a, 282'a: 측면 282b: 대직경 볼록부
282c: 위치 결정 볼록부 30: 이동 기구
40: 칼럼 42: 발광부

Claims (3)

  1. 가공 장치로서,
    원형의 웨이퍼를 유지하는 유지 유닛과,
    상기 유지 유닛에 유지된 웨이퍼의 외주를 상기 유지 유닛의 상방에서 촬상하는 촬상 유닛과,
    상기 유지 유닛의 측방에 배치된 발광부를 구비하고,
    상기 유지 유닛은, 웨이퍼의 외주를 노출시켜 흡인 유지하는 유지 테이블과, 상기 유지 테이블을 지지하는 지지 베이스와, 상기 유지 테이블을 회전시키는 구동부를 포함하고,
    상기 유지 테이블은, 원추대와, 상기 원추대의 상면에 배치되며 웨이퍼의 직경보다 직경이 작은 웨이퍼 유지부를 포함하고,
    상기 원추대의 바닥면의 직경은, 상기 웨이퍼 유지부가 유지하는 웨이퍼의 직경보다 크게 형성되어 있고, 상기 발광부로부터 조사되는 광은, 상기 원추대의 측면에서 반사되어 상기 유지 테이블의 상기 웨이퍼 유지부에 유지된 웨이퍼의 외주를 조사하고, 상기 광에 의해 조사된 상기 웨이퍼의 외주가 상기 촬상 유닛으로 촬상되는 것인 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유지 테이블과 일체적으로 형성되어, 상기 유지 테이블에 유지된 웨이퍼의 외주를 지지하는 보조 테이블을 더 구비하고,
    상기 보조 테이블에는, 상기 원추대의 측면에서 반사된 광을 투과시켜 노출된 웨이퍼의 외주를 조사하는 개공이 적어도 3개 형성되어 있는 것인 가공 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원추대의 측면의 경사 각도는, 45°로 설정되어 있는 것인 가공 장치.
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