KR102654620B1 - 박리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수지층이 박리된 웨이퍼에 연삭 불량 요인이 되는 수지 잔여물의 유무를 판단할 수 있도록 하는 것을 과제로 한다.
한쪽 면(Wa)에 형성된 수지층(S1)을 통하여 필름(S2)이 고착되고 필름(S2)이 외주 가장자리(Wd)로부터 비어져 나와 초과부(S2a)가 형성된 웨이퍼(W)로부터, 필름(S2)과 함께 수지층(S1)을 박리하는 장치(1)로서, 웨이퍼의 한쪽 면(Wa)으로부터 수지층(S1)을 박리하는 수단(4)과, 수지층(S1)이 박리된 한쪽 면(Wa)을 촬상하는 수단(80)과, 촬상화상의 1 픽셀의 밝기에 의해 1 픽셀의 수지 잔여물의 유무를 판단하는 제1 판단부(191)와, 제1 판단부(191)가 촬상화상의 1 픽셀마다 수지 잔여물의 유무를 판단한 후, 촬상화상으로부터 연삭에 악영향을 미치는 수지 잔여물의 유무를 판단하는 제2 판단부(192)를 포함한다.

Description

박리 장치{PEELING DEVICE}
본 발명은 보호 부재를 웨이퍼로부터 박리하는 박리 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼의 제조 프로세스에서 평탄면을 갖는 웨이퍼를 제작하는 경우에는, 예컨대, 실리콘 등의 원재료로 이루어진 원기둥형의 잉곳을, 와이어 쏘우 등으로 얇게 절단하여 원판형의 웨이퍼를 얻는다. 이 원판형의 웨이퍼의 양면에는, 굴곡이 존재하는 경우가 많기 때문에, 잘라낸 웨이퍼에 대한 연삭 가공을 실시, 즉, 웨이퍼의 와이어 쏘우에 의한 절단면을 연삭하여 절단면의 굴곡을 제거하여 평탄한 면으로 해 나간다.
연삭 가공을 실시하는 데에 있어서는, 예컨대 도 9에 나타낸 바와 같이, 원판형의 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa) 전체면에 액상 수지로 수지층(S1)을 형성한다. 여기에는, 우선, 웨이퍼(W)의 직경보다 큰 직경의 원형 필름(S2)을, 수지층 형성 장치의 유지 테이블(90)의 평탄한 유지면(90a)에 배치하고, 이 필름(S2) 위에 액상 수지를 수지 공급 장치(91)로부터 소정량 공급한다. 이 액상 수지는, 예컨대 자외선 조사에 의해 경화하는 성질을 갖추고 있다. 그리고, 유지 수단(92)으로 웨이퍼(W)의 다른쪽 면(Wb)을 흡인 유지하고, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에 대향하도록 배치된 필름(S2) 위에서, 웨이퍼(W)를 액상 수지에 대하여 상측으로부터 압박함으로써, 액상 수지를 확산시켜 한쪽 면(Wa) 전체면이 액상 수지로 피복된 상태로 한다. 이어서, 피복된 액상 수지에 대하여, 예컨대, 유지 테이블(90)의 내부에 배치된 자외선 조사 기구(93)로부터 자외선을 조사하여 수지층을 경화시킨다. 그 결과, 웨이퍼(W)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa) 전체면에 형성된 수지층(S1)을 통해 필름(S2)이 고착된 상태가 된다. 또한, 웨이퍼(W)의 외주 가장자리(Wd)로부터 필름(S2)이 비어져 나온 초과부(S2a)가 형성된다.
그리고, 도 10에 나타낸 바와 같이, 필름(S2)이 하측이 되도록 웨이퍼(W)를 연삭 장치(94)의 척테이블(940)의 유지면 위에 배치하고, 웨이퍼(W)의 상측으로부터 연삭 휠(941)을 강하시켜, 웨이퍼(W)의 다른쪽 면(Wb)에 회전하는 연삭 지석(941a)을 접촉시키면서 연삭을 해 간다. 그 후, 박리 장치(예컨대 특허문헌 1 참조)에 의해 웨이퍼(W)로부터 필름(S2)과 함께 수지층(S1)을 박리하고 나서, 수지층(S1)에 의해 보호되어 있던 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)을 연삭함으로써, 양면이 평탄면이 되는 웨이퍼(W)를 제작할 수 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2014-063882호 공보
그러나, 박리 장치로 수지층(S1)을 박리할 때에, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에 수지층(S1)이 남아 버리는 경우가 있다. 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에 수지 잔여물이 있으면, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)을 연삭할 때에, 남은 수지가 연삭 지석(941a)의 연삭면(하면)에 부착되어 연삭 불량을 발생시키는 경우가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 웨이퍼로부터 필름과 함께 수지층을 박리하는 경우에, 수지층이 박리된 웨이퍼(W)에 연삭 불량의 요인이 되는 수지 잔여물의 유무를 판단할 수 있도록 한 박리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 웨이퍼의 한쪽 면에 형성된 수지층을 통해 필름이 고착되고 상기 필름이 웨이퍼의 외주 가장자리로부터 비어져 나와 초과부가 형성된 웨이퍼로부터, 상기 초과부를 파지하여 상기 필름과 함께 상기 수지층을 박리하는 박리 장치로서, 웨이퍼의 다른쪽 면을 유지하는 유지면을 갖는 유지 수단과, 상기 유지 수단이 유지한 웨이퍼의 상기 초과부를 파지하는 파지 수단과, 상기 파지 수단과 상기 유지 수단을 상대적으로 웨이퍼의 외주 가장자리로부터 중심을 향해 직경 방향으로 이동시켜 웨이퍼의 한쪽 면으로부터 상기 수지층을 박리하는 박리 수단과, 상기 수지층이 박리된 웨이퍼의 한쪽 면을 촬상하는 촬상 유닛과, 상기 촬상 유닛이 촬상한 촬상화상의 1 픽셀의 밝기에 의해 상기 1 픽셀에 있어서 수지 잔여물의 유무를 판단하는 제1 판단부와, 상기 제1 판단부가 상기 촬상화상의 1 픽셀마다 수지 잔여물의 유무를 판단한 후, 상기 촬상화상으로부터 연삭에 악영향을 미치는 수지 잔여물의 유무를 판단하는 제2 판단부를 포함하는 박리 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 제1 판단부가 수지 잔여물이 있다고 판단한 픽셀을 합계한 면적과 웨이퍼의 한쪽 면의 면적의 비율이 미리 설정한 비율 이상일 때에, 상기 제2 판단부는 연삭에서 악영향을 미치는 수지 잔여물이 있다고 판단한다.
바람직하게는, 상기 제1 판단부가 수지 잔여물이 있다고 판단한 픽셀에 인접하는 픽셀도 수지 잔여물이 있다고 판단하면, 상기 제2 판단부는 연삭에서 악영향을 미치는 수지 잔여물이 있다고 판단한다.
본 발명에 의하면, 제1 판단부가 촬상화상의 1 픽셀마다 수지 잔여물의 유무를 판단한 후, 제2 판단부가 촬상화상으로부터 연삭에 악영향을 미치는 수지 잔여물의 유무를 판단함으로써, 웨이퍼의 한쪽 면을 연삭할 때에, 연삭에 악영향을 미치는 수지층의 잔여물이 연삭 지석의 연삭면에 부착되지 않도록 할 수 있어, 연삭 불량의 발생을 방지할 수 있다.
제1 판단부가 수지 잔여물이 있다고 판단한 픽셀을 합계한 면적과 웨이퍼의 한쪽 면의 면적의 비율이 미리 설정한 비율 이상이 되었을 때에, 제2 판단부는, 연삭에서 악영향을 미치는 수지 잔여물이 있다고 판단함으로써, 연삭 지석의 연삭면에 연삭에 악영향을 미치는 수지 잔여물이 부착되지 않도록 할 수 있어, 연삭 불량의 발생을 방지하는 것이 가능해진다.
제1 판단부가 수지 잔여물이 있다고 판단한 픽셀에 인접하는 픽셀도 수지 잔여물이 있다고 판단하면, 제2 판단부는 연삭에서 악영향을 미치는 크기의 수지 잔여물이 있다고 판단함으로써, 연삭 지석의 연삭면에 연삭에 악영향을 미치는 수지 잔여물이 부착되지 않도록 할 수 있어, 연삭 불량의 발생을 방지하는 것이 가능해진다.
도 1은 박리 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2는 유지 수단에 의해 유지된 웨이퍼의 필름의 초과부를, 파지 수단에 의해 파지하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 초과부를 파지한 파지 수단을 박리 수단에 의해 이동시키고, 유지 수단을 박리 수단과 직경 방향으로 반대로 이동시켜, 수지층의 박리를 시작한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 초과부를 파지한 파지 수단을 박리 수단에 의해 이동시키고, 유지 수단을 박리 수단과 직경 방향으로 반대로 이동시켜, 웨이퍼로부터 수지층의 대부분을 박리한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 촬상 유닛에 의해 수지층이 박리된 후의 웨이퍼의 한쪽 면을 촬상하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 제1 판단부에 의한 1 픽셀마다의 수지 잔여물의 유무가 판단된 후의 웨이퍼의 한쪽 면 전체면이 찍힌 촬상화상을 나타내는 설명도이다.
도 7은 제2 판단부가, 수지 잔여물이 있는 인접하는 픽셀이 있다고 판단했을 때에, 연삭시의 연삭 지석의 회전 궤도를 고려하여 연삭에서 악영향을 미치는 수지 잔여물이 있다고 판단하는 경우를 설명하는 설명도이다.
도 8은 제2 판단부가, 수지 잔여물이 있는 인접하는 픽셀이 있다고 판단했을 때에, 연삭시의 연삭 지석의 회전 궤도를 고려하여 연삭에서 악영향을 미치는 수지 잔여물이 없다고 판단하는 경우를 설명하는 설명도이다.
도 9는 웨이퍼의 한쪽 면에 액상 수지로 수지층을 형성하고 있는 상태를 설명하는 단면도이다.
도 10은 수지층측을 유지하여 웨이퍼의 다른쪽 면을 연삭하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1에 나타내는 박리 장치(1)는, 필름(S2)과 함께 수지층(S1)(도 2 참조)을 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)으로부터 박리하는 장치이다. 필름(S2)은, 웨이퍼(W)보다 큰 직경으로 형성되며, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)(도 1에서의 하면)에 수지층(S1)을 통해 고착되어 있고, 웨이퍼(W)의 외주 가장자리(Wd)보다 외주측으로 비어져 나온 초과부(S2a)를 포함하고 있다.
박리 장치(1)의 직사각형의 베이스(10) 위의 후방측(-X 방향측)에는 칼럼(11)이 세워져 있고, 칼럼(11)의 전면(前面)의 상부에는, 모터(122)에 의해 축방향이 Y축 방향인 볼나사(120)를 회동시킴으로써, 가동판(121)에 배치된 유지 수단(2)을 Y축 방향으로 왕복 이동시키는 Y축 방향 이동 수단(12)이 배치되어 있다.
가동판(121) 위에는, Z축 방향으로 유지 수단(2)을 왕복 이동시키는 Z축 방향 이동 수단(13)이 배치되어 있다. Z축 방향 이동 수단(13)은, 모터(132)에 의해 축방향이 Z축 방향인 볼나사(130)를 회동시킴으로써, 가동판(131) 위에 배치된 유지 수단(2)을 Z축 방향으로 왕복 이동시킨다.
유지 수단(2)은, 가동판(131) 위에 -X 방향측의 일단이 고정된 아암부(20)와, 아암부(20)의 +X 방향측의 다른 일단의 하면에 배치되어 웨이퍼(W)를 흡인 유지하는 유지 패드(21)를 포함하고 있다. 도 2에 나타내는 원형 판형의 유지 패드(21)는, 다공성 부재로 이루어지며 웨이퍼(W)를 흡착하는 흡착부(210)와, 흡착부(210)를 지지하는 프레임(211)을 포함한다. 흡착부(210)는, 흡인관(212)을 통해 진공 발생 장치 등의 흡인원(213)에 연통하고 있다. 그리고, 흡인원(213)이 작동하여 만들어진 흡인력이, 흡착부(210)의 노출면인 유지면(210a)에 전달됨으로써, 유지 수단(2)은 유지면(210a)으로 웨이퍼(W)의 다른쪽 면(Wb)을 흡인 유지한다.
도 1에 나타내는 칼럼(11)의 전면의 중단부에서 유지 수단(2)의 이동 경로의 하측이 되는 위치에는, +Z 방향측으로부터 순서대로, X축 방향의 축심을 갖는 회전 롤러(18)와, 수지층(S1)을 웨이퍼(W)로부터 박리하는 박리 수단(4)과, 수지층(S1)이 박리된 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)을 촬상하는 촬상 유닛(80)을 이동시키는 촬상 유닛 이동 수단(81)과, 웨이퍼(W)로부터 필름(S2)과 함께 박리된 수지층(S1)이 배치되는 배치 테이블(5)과, 배치 테이블(5) 위의 수지층(S1)을 낙하시키는 낙하 수단(6)이 나란히 배치되어 있다. 또한, 박리 수단(4)의 +Y 방향측의 근방에는, 테이블 유지대(140)가 칼럼(11)의 전면에 돌출 설치되어 있고, 테이블 유지대(140) 위에는, 다른쪽 면(Wb)이 연삭된 후의 웨이퍼(W)가 배치되는 전달 테이블(141)이 배치되어 있다. 전달 테이블(141)은, 그 유지면(141a) 위에 배치된 웨이퍼(W)를 흡인 유지할 수 있다.
박리 수단(4)은, Y축 방향의 축심을 갖는 볼나사(40)와, 볼나사(40)와 평행하게 배치된 한쌍의 가이드 레일(41)과, 볼나사(40)를 회동시키는 모터(42)와, 내부의 너트가 볼나사(40)에 나사 결합하고 측부가 가이드 레일(41)에 슬라이딩 접촉하는 가동 블록(43)으로 구성된다. 그리고, 모터(42)가 볼나사(40)를 회동시키면, 이에 따라 가동 블록(43)이 가이드 레일(41)에 가이드되어 Y축 방향으로 이동하고, 가동 블록(43) 위에 배치된 파지 수단(3)이 가동 블록(43)의 이동에 따라 Y축 방향으로 이동한다.
유지 수단(2)이 유지한 웨이퍼(W)의 초과부(S2a)를 파지하는 파지 수단(3)은, 축방향이 X축 방향인 스핀들(30)과, 스핀들(30)을 회전 가능하게 지지하는 하우징(31)과, 스핀들(30)의 +X 방향측의 선단에 배치된 파지 클램프(32)를 포함하고 있다. 파지 클램프(32)는, 서로가 접근 및 이격 가능한 한쌍의 파지판(320) 사이에 파지 대상을 끼워 넣을 수 있고, 스핀들(30)이 회전함으로써, 파지 대상에 대한 파지 클램프(32)의 각도를 바꿀 수 있다. 또, 예컨대, 파지 수단(3)은, 가동 블록(43) 위를 상하 방향으로 이동 가능하게 되어 있어도 좋다.
X축 방향으로 연장된 회전 롤러(18)는, X축 방향의 축심을 중심으로 회전 가능하게 되어 있다. 회전 롤러(18)는, 수지층(S1)의 박리시에 필름(S2)에 접촉함으로써, 박리시에 일어날 수 있는 수지층(S1)의 꺽임을 방지하는 역할을 한다. 또, 회전 롤러(18)는, Y축 방향으로 이동 가능해도 좋다.
촬상 유닛 이동 수단(81)은, Y축 방향의 축심을 갖는 볼나사(810)와, 볼나사(810)와 평행하게 배치된 한쌍의 가이드 레일(41)과, 볼나사(810)를 회동시키는 모터(812)와, 내부의 너트가 볼나사(810)에 나사 결합하고 측부가 가이드 레일(41)에 슬라이딩 접촉하는 가동 블록(813)으로 구성된다. 그리고, 모터(812)가 볼나사(810)를 회동시키면, 이에 따라 가동 블록(813)이 가이드 레일(41)에 가이드되어 Y축 방향으로 이동하고, 가동 블록(813) 위에 배치된 촬상 유닛(80)이 가동 블록(813)의 이동에 따라 Y축 방향으로 이동한다.
가동 블록(813) 위에 배치된 촬상 유닛(80)은, 예컨대 라인 센서 카메라이며, 촬상 영역을 조사하는 조명(801)과, 렌즈 등으로 구성되며 웨이퍼(W)로부터의 반사광을 포착하는 도시하지 않은 광학계와, 광학계에서 결상된 피사체 이미지를 광전 변환하여 화상 정보를 출력하는 촬상부(800)를 포함하고 있다. 촬상부(800)는, CCD 등의 복수의 수광 소자가 X축 방향으로 가로로 일렬로 나란히 구성되어 있다. 촬상부(800)는, 그 긴 방향(X축 방향)의 길이가, 유지 수단(2)을 구성하는 유지 패드(21)의 직경 이상인 것에 의해, 웨이퍼(W)의 직경 이상의 길이의 촬상 영역을 갖는다. 유지 수단(2)에 의해 유지되며 촬상 유닛(80)의 상측에 위치하고 있는 상태의 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에, 조명(801)이 소정 광량의 광을 조사한다. 조명(801)으로부터 조사된 광은 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에서 반사되고, 반사광이 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에 대향하고 있는 촬상부(800)에 결상함으로써, 촬상 유닛(80)은 라인형으로 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)을 촬상할 수 있다.
배치 테이블(5)은, 예컨대 직사각형의 외형을 갖고 있으며, 그 상면이 대나무발 형상의 배치면(5a)으로 되어 있다. 즉, 배치 테이블(5)은, 복수의 직선재(50)를 긴 방향을 Y축 방향에 평행하게 하고 X축 방향으로 등간격을 유지하여 간극이 형성되도록 병렬시키고, 각 직선재(50)의 +Y축 방향측의 일단을 연결 기구로 연결하여 고정한 구성으로 되어 있다. 예컨대, 배치 테이블(5)은, 각 직선재(50)를 연결하는 연결 기구에 의해, 칼럼(11)의 전면에 고정되어 있다.
낙하 수단(6)은, Y축 방향의 축심을 갖는 볼나사(60)와, 볼나사(60)와 평행하게 배치된 한쌍의 가이드 레일(61)과, 볼나사(60)를 회동시키는 모터(62)와, 내부의 너트가 볼나사(60)에 나사 결합하고 측부(630)가 가이드 레일(61)에 슬라이딩 접촉하는 가동 부재(63)와, 가동 부재(63)에 배치된 돌출핀(64)으로 구성된다.
가동 부재(63)는, 예컨대 볼나사(60)에 나사 결합하는 측부(630)와, 측부(630)의 상단으로부터 +X 방향측을 향해 돌출된 핀대부(631)를 포함하고 있다. 핀대부(631)의 상면에는, 상측으로 돌출된 예컨대 2개의 돌출핀(64)이 X축 방향으로 소정 거리만큼 떨어져 배치되어 있다. 모터(62)가 볼나사(60)를 회동시키면, 이에 따라 가동 부재(63)가 가이드 레일(61)에 가이드되어 Y축 방향으로 이동하고, 가동 부재(63) 위의 돌출핀(64)이, 배치 테이블(5)의 각 직선재(50) 사이의 간극을 통과하도록 하여 Y축 방향으로 이동한다.
베이스(10) 위에는, 필름(S2)과 함께 박리된 수지층(S1)을 수용하는 박스(7)가 배치되어 있다. 박스(7)는, 예컨대 배치 테이블(5)의 +Y 방향측 단부의 하측에 있어서 상측을 향해 개구되어 있다. 박스(7)의 상부에는, 예컨대, 발광부(790)와 수광부(791)를 포함하는 투과형의 광센서(79)가 배치되어 있다. 웨이퍼(W)로부터 박리되어 배치 테이블(5) 위에 배치된 수지층(S1)은, 낙하 수단(6)에 의해 박스(7) 내에 낙하되어 간다. 박스(7) 내에 수지층(S1)이 소정 높이까지 쌓이고, 발광부(790)와 수광부(791) 사이의 검사광이 수지층(S1)에 의해 차단됨으로써, 광센서(79)는 박스(7) 내가 수지층(S1)으로 채워진 것을 검출한다.
박리 장치(1)는, CPU 및 메모리 등의 기억 소자로 구성되며 장치 전체를 제어하는 제어 유닛(19)을 포함하고 있다. 제어 유닛(19)은, 도시하지 않은 배선에 의해, 박리 수단(4), Y축 방향 이동 수단(12) 및 촬상 유닛(80) 등에 접속되어 있고, 제어 유닛(19)의 제어하에서, Y축 방향 이동 수단(12)에 의한 유지 수단(2)의 Y축 방향으로의 이동 동작이나, 박리 수단(4)에 의한 파지 수단(3)의 Y축 방향으로의 이동 동작 등이 제어된다.
예컨대, 제어 유닛(19)은, 촬상 유닛(80)이 촬상한 촬상화상의 1 픽셀의 밝기에 의해 1 픽셀에 있어서 수지 잔여물의 유무를 판단하는 제1 판단부(191)와, 제1 판단부(191)가 촬상화상의 1 픽셀마다 수지 잔여물의 유무를 판단한 후, 촬상화상으로부터 연삭에 악영향을 미치는 수지 잔여물의 유무를 판단하는 제2 판단부(192)를 포함하고 있다.
이하에, 도 1∼5를 이용하여, 박리 장치(1)에 의해 웨이퍼(W)로부터 수지층(S1)을 박리하는 경우의 박리 장치(1)의 동작에 관해 설명한다. 또, 도 2∼5에서는, 박리 장치(1)의 구성의 일부를 간략화하여 나타내고 있다.
우선, 도 1에 나타낸 바와 같이, 다른쪽 면(Wb)이 연삭된 후의 웨이퍼(W)가, 다른쪽 면(Wb)이 상측이 되도록 전달 테이블(141) 위에 배치된다. Y축 방향 이동 수단(12)이 유지 수단(2)을 +Y 방향으로 이동시키고, 유지 패드(21)가, 유지면(210a)의 중심과 웨이퍼(W)의 다른쪽 면(Wb)의 중심이 대략 합치하도록 웨이퍼(W)의 상측에 위치 부여된다. Z축 방향 이동 수단(13)이 유지 수단(2)을 강하시켜, 유지 패드(21)의 유지면(210a)을 웨이퍼(W)의 다른쪽 면(Wb)에 접촉시킨다. 흡인원(213)이 작동하여 만들어낸 흡인력이 유지면(210a)에 전달되고, 유지 수단(2)이 수지층(S1)측을 아래로 향하게 하여 웨이퍼(W)를 흡인 유지한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 흡인 유지한 유지 수단(2)이, 회전 롤러(18)의 상측에 위치할 때까지 -Y 방향으로 이동하고 나서 -Z 방향으로 하강하여, 필름(S2)의 하면의 +Y 방향측의 외주부 부근에 회전 롤러(18)의 측면을 접촉시킨다. 박리 수단(4)이 파지 수단(3)을 -Y 방향으로 이동시켜 필름(S2)의 +Y 방향측의 외주부에 가깝게 하여, 파지 클램프(32)가 초과부(S2a)를 파지한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 파지 클램프(32)가 초과부(S2a)를 파지한 후, 스핀들(30)이 +X 방향측(지면 앞쪽)에서 볼 때 시계 방향으로 90도 회전함으로써, 수지층(S1) 및 필름(S2)이 회전 롤러(18)의 측면을 따라 완만하게 굴곡되면서, 필름(S2)이 -Z 방향을 향해 파지 클램프(32)에 의해 인장되는 것에 의해, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)으로부터 수지층(S1)의 외주측의 일부가 박리된다.
이어서, 박리 수단(4)에 의해, 파지 수단(3)과 유지 수단(2)을 상대적으로 웨이퍼(W)의 외주 가장자리(Wd)로부터 중심을 향해 직경 방향으로 이동시켜, 웨이퍼(W)로부터 수지층(S1)을 박리한다. 즉, 박리 수단(4)에 의해 파지 수단(3)을 -Y 방향측으로 이동시킴과 함께, 예컨대 Y축 방향 이동 수단(12)이 유지 수단(2)을 +Y 방향측으로 이동시키고, 회전 롤러(18)가 X축 방향의 축심을 중심으로 회전하여, 필름(S2) 및 수지층(S1)이 회전 롤러(18)의 측면을 따라 완만하게 굴곡된 상태를 유지하면서, 웨이퍼(W)의 +Y 방향측의 외주 가장자리(Wd)로부터 -Y 방향측을 향해 수지층(S1)을 박리해 간다. 여기서, 박리중에 수지층(S1)의 꺽임이 발생하면, 수지의 꺽임에 의한 반동으로 수지층(S1)으로부터 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에 대하여 순간적으로 격력(擊力)이 가해져 웨이퍼의 한쪽 면(Wa)이 손상되어 버리는 경우가 있지만, 회전 롤러(18)의 측면이 필름(S2)에 접촉하고 있음으로써, 박리중의 수지층(S1)의 꺽임을 방지할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 파지 수단(3)이 웨이퍼(W)의 -Y 방향측의 외주 가장자리(Wd) 가까이까지 이동하면, 스핀들(30)이 +X 방향측(지면 앞쪽)에서 볼 때 시계 방향으로 90도 더 회전함으로써, 수지층(S1)이 아래로 향해진 상태가 된다. 또한, Y축 방향 이동 수단(12)이 유지 수단(2)을 +Y 방향측으로 이동시키고, 박리 수단(4)이 파지 수단(3)을 -Y 방향측으로 이동시킴으로써, 웨이퍼(W)로부터 수지층(S1) 전체가 박리된다. 수지층(S1) 전체가 웨이퍼(W)로부터 박리되면, 파지 수단(3)에 의한 초과부(S2a)의 파지가 해제되고, 필름(S2) 및 수지층(S1)을 배치 테이블(5)을 향하여 낙하시킨다.
또, 박리 수단(4)은, 유지 수단(2)과 파지 수단(3)을 상대적으로 웨이퍼(W)의 외주 가장자리(Wd)로부터 중심을 향해 직경 방향으로 이동시켜 웨이퍼(W)로부터 수지층(S1)을 박리하는 것이면 되기 때문에, 파지 수단(3)은 Y축 방향으로는 이동하지 않고, 유지 수단(2)만이 Y축 방향으로 이동함으로써 수지층(S1)을 박리하는 구성으로 해도 좋다.
이어서, 낙하 수단(6)이, 필름(S2) 및 수지층(S1)을 배치 테이블(5)로부터 낙하시킨다. 즉, 돌출핀(64)이, 필름(S2) 및 수지층(S1)을 +Y 방향을 향해 밀어서 움직여 가고, 배치 테이블(5)로부터 도 1에 나타내는 박스(7) 내에 낙하시켜, 박스(7) 내에 필름(S2) 및 수지층(S1)을 폐기한다.
(1) 웨이퍼의 한쪽 면의 수지 잔여물의 유무의 판단의 제1 실시형태
이어서, 예컨대, 박리 수단(4)에 의한 파지 수단(3)의 이동 및 Y축 방향 이동 수단(12)에 의한 유지 수단(2)의 이동이 정지된다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 촬상 유닛 이동 수단(81)이 촬상 유닛(80)을 -Y 방향측으로 이동시킴으로써, 촬상 유닛(80)이 유지 수단(2)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 하측을 통과해 간다. 이 통과시에, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)이, 촬상 유닛(80)의 촬상부(800)에 의해 웨이퍼(W)의 +Y 방향측의 외주 가장자리(Wd)로부터 -Y 방향측의 외주 가장자리(Wd)까지 연속적으로 1 라인씩 촬상된다. 즉, 조명(801)이 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에 광을 조사하고, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)으로부터의 반사광이 도시하지 않은 광학계를 통해 촬상부(800)의 CCD의 각 화소에 입사한다.
또, 촬상 유닛(80)을 Y축 방향으로 이동시키지 않고, 유지 수단(2)만이 Y축 방향으로 이동함으로써, 수지층(S1)이 박리된 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)이 촬상 유닛(80)에 의해 촬상되는 구성으로 해도 좋다. 유지 수단(2)의 유지 패드(21)가 Z축 방향의 축심을 중심으로 회전하는 경우에는, 촬상 유닛(80)을 유지 수단(2)의 중심 하측에 위치시켜 유지 패드(21)를 소정 속도로 회전시키면서, 촬상 유닛(80)에 의해 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)의 촬상을 해도 좋다.
촬상 유닛(80)으로부터 도 1에 나타내는 제어 유닛(19)에 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)의 1 라인씩의 화상 정보가 차례대로 송신된다. 상기 화상 정보는, 제어 유닛(19)의 기억부에 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)의 전체 화상을 구성할 수 있게 순서대로 기록된다. 그리고, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)의 하측을 통과해 오는 Y축 방향의 소정 위치까지 촬상 유닛(80)이 -Y 방향으로 진행되면, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa) 전체면을 촬상한 촬상화상이 취득된다. 촬상화상은, 예컨대 휘도치(1 픽셀의 밝기를 나타내는 지표)가 8 비트 계조, 즉, 0∼255까지의 256 가지로 표현되는 소정 사이즈의 1 픽셀(1 화소)의 집합체이며, 1 픽셀은 휘도치가 0에 가까울수록 밝기를 갖지 않아 흑(黑)에 근접하고, 또한 휘도치가 255에 가까울수록 밝기를 가져 백(白)에 근접한다.
형성된 촬상화상의 1 픽셀마다의 휘도치, 즉, 촬상부(800)의 CCD의 각 1 화소에 입사한 광량은, 그 1 화소에 대응하는 수지층(S1)의 잔여물의 다소에 따라 정해진다. 즉, 수지 잔여물의 양이 많을수록 입사광량은 줄어서 그 1 픽셀은 휘도치가 0에 근접하여 흑색에 근접하고, 수지 잔여물의 양이 적을수록 입사광량은 증가하여 그 1 픽셀은 휘도치 255에 근접하여 백색에 근접한다.
예컨대, 제어 유닛(19)의 제1 판단부(191)에는, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa) 전체면을 촬상한 촬상화상의 1 픽셀에 있어서 수지 잔여물의 유무를 판단하기 위해, 미리 임계치로서의 휘도치(예컨대, 도 6에 나타내는 그레이스케일 G에서의 휘도치 130)가 설정되어 있다. 제1 판단부(191)는, 제어 유닛(19)의 기억부로부터, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa) 전체면의 촬상화상을 읽어들여, 그 중의 1 픽셀마다의 휘도치와 임계치인 휘도치 130과 비교해 간다. 그리고, 휘도치가 130 이하인 픽셀은 수지 잔여물이 있다는 판단을 내리고, 휘도치가 130을 넘는 픽셀에 관해서는 수지 잔여물이 없다는 판단을 내린다.도 6에는, X축 Y축 직교 좌표계의 소정 해상도(예컨대 640×480 화소)의 가상적인 출력 화면 B를 나타내고 있고, 제1 판단부(191)에 의한 1 픽셀마다의 수지 잔여물의 유무가 판단된 후의 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa) 전체면이 찍힌 촬상화상은 출력 화면 B에 표시된다. 도 6에 파선으로 나타내는 각 정방형 격자는 1 픽셀을 나타내고 있다. 또, 도 6에서는, 촬상화상 중의 1 픽셀마다 수지 잔여물의 다소에 따라 그 픽셀의 휘도치를 모식적으로 표시하고 있다. 예컨대, 도 6에서, 제1 판단부(191)에 의해 휘도치가 130 이하이며 수지 잔여물이 있다고 판단된 픽셀은, 실제로는 그 수지 잔여물의 양에 대응한 휘도치(예컨대 휘도치 50)의 계조로 나타나 있고, 제1 판단부(191)에 의해 휘도치가 130을 초과하여 수지 잔여물이 없다고 판단된 픽셀은, 실제로는 그 수지 잔여물의 양에 대응한 휘도치(예컨대 휘도치 190)의 계조로 나타나 있다.
또, 제1 판단부(191)에 의해 1 픽셀마다의 수지 잔여물의 유무가 판단된 후의 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa) 전체면이 찍힌 촬상화상은, 또한, 제1 판단부(191)에 의해 임계치 130에서 2치화되고 나서 출력 화면 B에 표시되어도 좋다. 이 경우에는, 휘도치가 130을 초과하여 수지 잔여물이 없다고 판단된 픽셀은 휘도치 0(백)이 되어 출력 화면 B에는 표시되지 않게 되고, 휘도치가 130 이하이며 수지 잔여물이 있다고 판단된 픽셀은 휘도치 255(흑)가 되어 출력 화면 B에 표시된다.
제1 판단부(191)가 촬상화상의 1 픽셀마다 수지 잔여물의 유무를 판단한 후, 제2 판단부(192)는, 도 6에 나타내는 제1 판단부(191)가 수지 잔여물이 있다고 판단한 픽셀의 총합을 산출하고, 상기 총합을 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에서 수지 잔여물이 있는 총면적으로 한다. 제2 판단부(192)는, 미리 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)의 면적의 값을 기지의 데이터로서 취득하고 있다. 그리고, 제2 판단부(192)는, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)의 면적에 대한 수지 잔여물이 있는 총면적의 비율을 산출한다. 예컨대, 산출된 상기 비율을 백분율로 U %로 한다.
제2 판단부(192)에는, 미리 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)의 면적에 대한 수지 잔여물이 있는 총면적의 허용되는 비율(예컨대 백분률로 V %로 함)이 설정되어 있다. 상기 미리 설정되어 있는 비율은, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에 적절한 연삭 가공을 하는 것을 목적으로 하여, 실험적, 경험적 또는 이론적으로 선택된 비율로 있다.
제2 판단부(192)는, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)의 면적에 대한 수지 잔여물이 있는 총면적의 비율 U %와 미리 설정되어 있는 허용 비율 V %를 비교하여, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에 연삭에 악영향을 미치는 수지 잔여물의 유무를 판단한다.
U%>V%인 경우에는, 제2 판단부(192)는, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에는, 연삭에서 악영향을 미치는 수지 잔여물이 있다고 판단하여, 경보음을 울리거나 또는 에러를 표시하거나 하여, 상기 판단을 통보한다. 악영향을 미치는 수지 잔여물이 있다고 판단된 웨이퍼(W)는, 예컨대, 작업자가 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에 남은 수지층(S1)을 문질러서 떨어뜨리거나, 또는, 보호 부재 형성 장치 등에 다시 수지층(S1)이 남아 있는 웨이퍼(W)를 반송하여, 한번 더 수지층(S1)을 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에 형성시키고, 다시 박리 장치(1)에 의해 필름(S2)과 함께 수지층(S1)을 박리함으로써, 잔존하는 수지층(S1)을 박리한다. 그리고, 연삭 장치에 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에 수지층(S1)이 남아 있지 않은 웨이퍼(W)만이 반송된다.
상기와 같이 본 발명에 관한 박리 장치(1)는, 웨이퍼(W)의 다른쪽 면(Wb)을 유지하는 유지면(210a)을 갖는 유지 수단(2)과, 유지 수단(2)이 유지한 웨이퍼(W)의 초과부(S2a)를 파지하는 파지 수단(3)과, 파지 수단(3)과 유지 수단(2)을 상대적으로 웨이퍼(W)의 외주 가장자리(Wd)로부터 중심을 향해 직경 방향으로 이동시켜 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)으로부터 수지층(S1)을 박리하는 박리 수단(4)과, 수지층(S1)이 박리된 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)을 촬상하는 촬상 유닛(80)과, 촬상 유닛(80)이 촬상한 촬상화상의 1 픽셀의 밝기에 의해 1 픽셀에 있어서 수지 잔여물의 유무를 판단하는 제1 판단부(191)를 포함하고, 제1 판단부(191)가 촬상화상의 1 픽셀마다 수지 잔여물의 유무를 판단한 후, 제2 판단부(192)가 촬상화상으로부터 연삭에 악영향을 미치는 수지 잔여물의 유무를 판단함으로써, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)을 연삭할 때에, 연삭에 악영향을 미치는 수지층(S1)의 잔여물이 연삭 지석의 연삭면에 부착되지 않도록 할 수 있어, 이후의 연삭에서의 연삭 불량의 발생을 방지할 수 있다.
제1 판단부(191)가 수지 잔여물이 있다고 판단한 픽셀을 합계한 면적과 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)의 면적의 비율이 미리 설정한 비율 이상일 때(일례로서, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)에 픽셀 단위로 미세한 수지 잔여물이 점점이 많이 존재하고 있을 때)에, 제2 판단부(192)는 연삭에서 악영향을 미치는 수지 잔여물이 있다고 판단함으로써, 연삭 지석의 연삭면에 연삭에 악영향을 미치는 수지 잔여물이 부착되지 않도록 할 수 있어, 연삭 불량의 발생을 방지하는 것이 가능해진다.
(2) 웨이퍼의 한쪽 면의 수지 잔여물의 유무의 판단의 제2 실시형태
제1 판단부(191)가 촬상화상의 1 픽셀마다 수지 잔여물의 유무를 판단한 후의, 제2 판단부(192)에 의한 촬상화상으로부터 연삭에 악영향을 미치는 수지 잔여물의 유무의 판단은, 이하에 나타낸 바와 같이 실시되어도 좋다.
제1 판단부(191)에 의한 촬상화상의 1 픽셀마다의 수지 잔여물의 유무의 판단까지는, 제1 실시형태와 동일하게 실시된다. 그 후, 제2 판단부(192)는, 도 6에 나타내는 제1 판단부(191)가 수지 잔여물이 있다고 판단한 각 픽셀이 인접하고 있는지 아닌지를 판단해 간다. 제2 판단부(192)는, 도 6에 나타내는 예에서는, 수지 잔여물이 있는 픽셀(실선으로 나타내는 2개의 픽셀)이 Y축 방향에서 인접하고 있다고 판단하고, 또한, 수지 잔여물이 있는 픽셀(실선으로 나타내는 2개의 픽셀)이 경사 방향에서 인접하고 있다고 판단하여, 연삭에서 악영향을 미치는 크기의 수지 잔여물이 있다고 판단하고, 상기 판단을 통보한다. 그 결과, 웨이퍼(W)에 대하여 수지 잔여물을 문질러 떨어뜨리거나 하는 것이 실시되고, 연삭 지석의 연삭면에 연삭에 악영향을 미치는 수지 잔여물이 부착되지 않게 되어, 연삭 불량의 발생을 방지하는 것이 가능해진다.
한편, 수지 잔여물이 있다고 판단된 각 픽셀에서 인접하는 것이 없다고 판단한 경우에는, 제2 판단부(192)는 연삭에서 악영향을 미치는 크기의 수지 잔여물이 없다고 판단하고, 웨이퍼(W)는 연삭 장치에 반송된다.
본 발명에 관한 박리 장치(1)의 각 구성은 도 1에 나타내는 것에 한정되지 않고, 또한, 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)의 수지 잔여물의 유무의 판단의 실시형태도, 상기 제1 실시형태 및 2에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위 내에서 적절하게 변경 가능하다. 예컨대, 제2 판단부(192)는, 제1 실시형태의 웨이퍼의 한쪽 면의 수지 잔여물의 유무의 판단을 한 후에, 또한, 제2 실시형태의 웨이퍼의 한쪽 면의 수지 잔여물의 유무의 판단을 해도 좋다.
예컨대, (2) 웨이퍼의 한쪽 면의 수지 잔여물의 유무의 판단의 제2 실시형태에서는, 연삭시의 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)과 연삭 지석의 궤도의 위치 관계를 고려하여, 제2 판단부(192)는 연삭에서 악영향을 미치는 수지 잔여물의 유무의 판단을 하기와 같이 행해도 좋다.
이후에 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)을 연삭 지석으로 연삭하는 경우에는, 예컨대, 도 7에 나타낸 바와 같이, 연삭 지석의 회전 중심이 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)의 중심에 대하여 소정 거리만큼 수평면 방향으로 어긋나, 연삭 지석의 회전 궤도가 웨이퍼(W)의 한쪽 면(Wa)의 회전 중심을 통과하도록 위치 부여된다. 박리 장치(1)의 제2 판단부(192)는, 상기 연삭 지석의 회전 궤도와 웨이퍼의 한쪽 면(Wa)의 위치 관계를 사전에 파악하여, 제1 판단부(191)가 수지 잔여물이 있다고 판단한 각 픽셀이 인접하고 있는지 아닌지를 판단해 가는 것과 병행하여, 수지 잔여물이 있다고 판단되어 인접하고 있다고 판단한 각 픽셀이 연삭 지석의 회전 궤도상에 어떠한 형상으로 인접하고 있는지를 판단해 간다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 연삭 지석의 회전 궤도를 따라서 수지 잔여물이 있는 픽셀이 X축 방향으로 인접하고 있는 경우에는, 제2 판단부(192)는, 회전하는 연삭 지석의 연삭면에 연속적으로 부착됨으로써 악영향을 미치는 크기의 수지 잔여물이 있다고 판단하고, 상기 판단을 통보한다. 이에 비해, 도 8에 나타낸 바와 같이, 수지 잔여물이 있는 픽셀이 연삭 지석의 회전 궤도를 경사 방향에 걸쳐 인접하고 있는 경우에는, 인접하는 픽셀의 한쪽은 회전하는 연삭 지석의 연삭면에 연속적으로 부착되지 않기 때문에, 제2 판단부(192)는 악영향을 미치는 크기의 수지 잔여물는 없다고 판단한다.
1 : 박리 장치
10 : 베이스
11 : 칼럼
12 : Y축 방향 이동 수단
120 : 볼나사
121 : 가동판
122 : 모터
13 : Z축 방향 이동 수단
130 : 볼나사
131 : 가동판
132 : 모터
140 : 테이블 유지대
141 : 전달 테이블
18 : 회전 롤러
2 : 유지 수단
20 : 아암부
21 : 유지 패드
210 : 흡착부
210a : 유지면
211 : 프레임
212 : 흡인관
213 : 흡인원
3 : 파지 수단
30 : 스핀들
31 : 하우징
32 : 파지 클램프
4 : 박리 수단
40 : 볼나사
41 : 한쌍의 가이드 레일
42 : 모터
43 : 가동 블록
5 : 배치 테이블
50 : 직선재
6 : 낙하 수단
60 : 볼나사
61 : 한쌍의 가이드 레일
62 : 모터
63 : 가동 부재
631 : 핀대부
64 : 돌출핀
7 : 박스
79 : 광센서
790 : 발광부
791 : 수광부
80 : 촬상 유닛
800 : 촬상부
801 : 조명
81 : 촬상 유닛 이동 수단
810 : 볼나사
812 : 모터
813 : 가동 블록
19 : 제어 유닛
191 : 제1 판단부
192 : 제2 판단부
90 : 유지 테이블
90a : 유지면
91 : 수지 공급 장치
92 : 유지 수단
93 : 자외선 조사 기구
94 : 연삭 장치
940 : 척테이블
941 : 연삭 휠
W : 웨이퍼
Wa : 웨이퍼의 한쪽 면
Wb : 웨이퍼의 다른쪽 면
Wd : 웨이퍼의 외주 가장자리
S1 : 수지층
S2 : 필름
S2a : 초과부

Claims (3)

  1. 웨이퍼의 한쪽 면에 형성된 수지층을 통해 필름이 고착되고 상기 필름이 웨이퍼의 외주 가장자리로부터 비어져 나와 초과부가 형성된 웨이퍼로부터, 상기 초과부를 파지하여 상기 필름과 함께 상기 수지층을 박리하는 박리 장치로서,
    웨이퍼의 다른쪽 면을 유지하는 유지면을 갖는 유지 수단과,
    상기 유지 수단이 유지한 웨이퍼의 상기 초과부를 파지하는 파지 수단과,
    상기 파지 수단과 상기 유지 수단을 상대적으로 웨이퍼의 외주 가장자리로부터 중심을 향해 직경 방향으로 이동시켜 웨이퍼의 한쪽 면으로부터 상기 수지층을 박리하는 박리 수단과,
    상기 수지층이 박리된 웨이퍼의 한쪽 면을 촬상하는 촬상 유닛과,
    상기 촬상 유닛이 촬상한 촬상화상의 1 픽셀의 밝기에 의해 상기 1 픽셀에 있어서 수지 잔여물의 유무를 판단하는 제1 판단부와,
    상기 제1 판단부가 상기 촬상화상의 1 픽셀마다 수지 잔여물의 유무를 판단한 후, 상기 촬상화상으로부터 연삭에 악영향을 미치는 수지 잔여물의 유무를 판단하는 제2 판단부를 포함하고,
    상기 제2 판단부는, 상기 제1 판단부가 수지 잔여물이 있다고 판단한 픽셀에 인접하는 픽셀도 수지 잔여물이 있다고 판단하면, 연삭에 악영향을 미치는 수지 잔여물이 있다고 판단하는 것인 박리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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