KR20140035839A

KR20140035839A - 가공 장치

Info

Publication number: KR20140035839A
Application number: KR1020130109330A
Authority: KR
Inventors: 유키야스 마스다; 쥰이치 구키; 다카시 산페이
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2014-03-24
Also published as: KR102008532B1; JP2014060224A; JP6204008B2; CN103659002B; CN103659002A

Abstract

본 발명은, 유지 수단에 유지된 웨이퍼의 외주를 인식하여 확실하게 유지 수단에 유지된 웨이퍼의 중심을 구할 수 있는 가공 장치를 제공한다.
본 발명의 가공 장치는, 원형을 띠는 웨이퍼를 유지하는 유지 수단과, 유지 수단에 유지된 웨이퍼에 가공을 실시하는 가공 수단과, 유지 수단과 가공 수단을 가공 이송 방향으로 상대적으로 가공 이송하는 가공 이송 수단을 구비하는 가공 장치로서, 유지 수단은, 웨이퍼를 흡인 유지하는 흡인 유지부와 흡인 유지부를 위요하는 외주부를 갖는 테이블과, 테이블을 회전시키는 회전 구동 기구를 구비하고, 테이블에 유지된 웨이퍼의 외주부를 촬상하는 촬상 수단과, 테이블을 사이에 두고 촬상 수단과 대향하여 배치된 발광 수단과, 테이블의 외주부에 형성되어 상기 발광 수단이 발하는 광을 투과하여 흡인 유지부에 유지된 웨이퍼의 외주를 촬상 수단에 투영하는 투영 수단과, 촬상 수단에 의해 촬상된 테이블에 유지된 웨이퍼의 외주 중 적어도 3개소의 좌표값에 기초하여 테이블에 유지된 웨이퍼의 중심 위치를 산출하는 제어 수단을 구비하고 있다.

Description

가공 장치{MACHINING APPARATUS}

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 절삭하는 절삭 장치나 피가공물에 정해진 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 장치 등의 가공 장치에 관한 것이다.

반도체 디바이스 제조 공정에 있어서는, 대략 원판 형상인 반도체 웨이퍼의 표면에 격자형으로 배열된 스트리트라고 불리는 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 디바이스를 형성한다. 그리고, 반도체 웨이퍼를 스트리트를 따라 절단함으로써 회로가 형성된 영역을 분할하여 개개의 디바이스를 제조하고 있다. 또한, 사파이어 기판의 표면에 질화갈륨계 화합물 반도체 등이 적층된 광 디바이스 웨이퍼도 스트리트를 따라 절단함으로써 개개의 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등의 광 디바이스로 분할되어, 전기 기기에 널리 이용되고 있다.

이러한 반도체 웨이퍼나 광 디바이스 웨이퍼 등의 웨이퍼의 분할은 절삭 장치나 레이저 가공 장치 등의 가공 장치에 의해 실시되고 있다. 절삭 장치나 레이저 가공 장치 등의 가공 장치는, 웨이퍼를 유지하는 유지 수단과, 상기 유지 수단에 유지된 웨이퍼에 가공을 실시하는 가공 수단과, 유지 수단과 가공 수단을 가공 이송 방향으로 상대적으로 가공 이송하는 가공 이송 수단을 구비하고 있다.

전술한 가공 장치에 있어서는, 웨이퍼를 정해진 가공 영역에 확실하게 가공을 실시하기 위해서는, 가공 영역의 기점과 종점을 인식할 필요가 있다. 가공 영역의 기점과 종점을 인식하기 위해, 유지 수단에 유지된 웨이퍼의 외주를 인식하여 유지 수단에 유지된 웨이퍼의 중심을 구하는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2011-54715호 공보

그렇게 하여, 웨이퍼의 표면에 보호막이 피복되어 있는 경우나 웨이퍼의 표면에 특수 가공이 실시되어 있는 경우에는, 광의 난반사나 흡수 등에 기인하여 웨이퍼의 외주를 확실하게 인식할 수 없는 경우가 있다.

본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술적 과제는, 유지 수단에 유지된 웨이퍼의 외주를 인식하여 확실하게 유지 수단에 유지된 웨이퍼의 중심을 구할 수 있는 가공 장치를 제공하는 것이다.

상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, 원형을 띠는 웨이퍼를 유지하는 유지 수단과, 상기 유지 수단에 유지된 웨이퍼에 가공을 실시하는 가공 수단과, 상기 유지 수단과 상기 가공 수단을 가공 이송 방향으로 상대적으로 가공 이송하는 가공 이송 수단을 구비하는 가공 장치에 있어서,

상기 유지 수단은, 웨이퍼를 흡인 유지하는 흡인 유지부와 상기 흡인 유지부를 위요하는 외주부를 갖는 테이블과, 상기 테이블을 회전시키는 회전 구동 기구를 구비하고,

상기 테이블에 유지된 웨이퍼의 외주부를 촬상하는 촬상 수단과,

상기 테이블을 사이에 두고 상기 촬상 수단과 대향하여 배치된 발광 수단과,

상기 테이블의 상기 외주부에 형성되어 상기 발광 수단이 발하는 광을 투과하여 상기 흡인 유지부에 유지된 웨이퍼의 외주를 상기 촬상 수단에 투영하는 투영 수단과,

상기 촬상 수단에 의해 촬상된 상기 테이블에 유지된 웨이퍼의 외주 중 적어도 3개소의 좌표값에 기초하여 상기 테이블에 유지된 웨이퍼의 중심 위치를 산출하는 제어 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가공 장치가 제공된다.

상기 투영 수단은, 테이블의 외주부에 형성된 3개 이상의 관통 구멍으로 이루어진다. 또한, 관통 구멍에는, 투과성을 갖는 재료로 이루어지는 투영 부재가 매설되어 있다.

본 발명에 따른 가공 장치에 있어서는, 원형을 띠는 웨이퍼를 유지하는 유지 수단은, 웨이퍼를 흡인 유지하는 흡인 유지부와 상기 흡인 유지부를 위요하는 외주부를 갖는 테이블과, 상기 테이블을 회전하는 회전 구동 기구를 구비하고, 테이블에 유지된 웨이퍼의 외주부를 촬상하는 촬상 수단과, 테이블을 사이에 두고 촬상 수단과 대향하여 배치된 발광 수단과, 테이블의 외주부에 형성되며 발광 수단이 발하는 광을 투과하여 흡인 유지부에 유지된 웨이퍼의 외주를 촬상 수단에 투영하는 투영 수단과, 촬상 수단에 의해 촬상된 테이블에 유지된 웨이퍼의 외주 중 적어도 3개소의 좌표값에 기초하여 테이블에 유지된 웨이퍼의 중심 위치를 산출하는 제어 수단을 구비하고 있기 때문에, 웨이퍼의 표면에 보호막이 피복되어 있는 경우나 웨이퍼의 표면에 특수 가공이 실시되어 있는 경우라도 테이블 상에 유지된 웨이퍼의 외주를 인식하여 확실하게 웨이퍼의 중심을 구할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 구성된 가공 장치로서의 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 레이저 가공 장치에 장비되는 유지 수단의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 유지 수단의 구성 부재를 분해하여 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 유지 수단을 구성하는 테이블의 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 레이저 가공 장치에 장비되는 제어 수단의 블록 구성도이다.
도 6은 웨이퍼로서의 반도체 웨이퍼의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 반도체 웨이퍼를 환형의 프레임에 장착된 다이싱 테이프에 점착한 상태를 도시하는 사시도이다.
도 8은 도 2에 도시된 유지 수단을 구성하는 테이블에 유지된 반도체 웨이퍼의 중심 위치를 구하는 방법을 도시하는 설명도이다.

이하, 본 발명에 따른 가공 장치의 적합한 실시형태에 대해서, 첨부 도면을 참조하여, 더욱 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따라 구성된 가공 장치로서의 레이저 가공 장치의 사시도가 도시되어 있다. 도 1에 도시하는 레이저 가공 장치는, 정지 베이스(2)와, 상기 정지 베이스(2)에 화살표(X)로 나타내는 가공 이송 방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 배치되어 피가공물을 유지하는 피가공물 유지 기구(3)와, 정지 베이스(2)에 X축 방향과 직교하는 화살표(Y)로 나타내는 인덱싱 이송 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 배치된 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(5)와, 상기 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(5)에 화살표(Z)로 나타내는 집광점 위치 조정 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하게 배치된 레이저 광선 조사 유닛(6)을 구비하고 있다.

상기 피가공물 유지 기구(3)는, 정지 베이스(2) 상에 가공 이송 방향(X축 방향)으로 이동되는 가공 이송 수단을 따라 평행하게 배치된 한쌍의 안내 레일(31, 31)과, 상기 안내 레일(31, 31) 상에 X축 방향으로 이동 가능하게 배치된 제1 슬라이딩 블록(32)과, 상기 제1 슬라이딩 블록(32) 상에 Y축 방향으로 이동 가능하게 배치된 제2 슬라이딩 블록(33)과, 상기 제2 슬라이딩 블록(33) 상에 원통 부재(34)에 의해 지지된 커버 테이블(35)과, 피가공물을 유지하는 유지 수단(4)을 구비하고 있다.

상기 제1 슬라이딩 블록(32)은, 그 하면에 상기 한쌍의 안내 레일(31, 31)과 감합하는 한쌍의 피안내홈(321, 321)이 마련되어 있으며, 그 상면에 Y축 방향을 따라 평행하게 형성된 한쌍의 안내 레일(322, 322)이 마련되어 있다. 이와 같이 구성된 제1 슬라이딩 블록(32)은, 피안내홈(321, 321)이 한쌍의 안내 레일(31, 31)에 감합함으로써, 한쌍의 안내 레일(31, 31)을 따라 X축 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 도시된 실시형태에 있어서의 피가공물 유지 기구(3)는, 제1 슬라이딩 블록(32)을 한쌍의 안내 레일(31, 31)을 따라 X축 방향으로 이동시키기 위한 가공 이송 수단(37)을 구비하고 있다. 이 가공 이송 수단(37)은, 상기 한쌍의 안내 레일(31과 31) 사이에 평행하게 배치된 수나사 로드(371)와, 상기 수나사 로드(371)를 회전 구동시키기 위한 펄스 모터(372) 등의 구동원을 포함하고 있다. 수나사 로드(371)는, 그 일단이 상기 정지 베이스(2)에 고정된 베어링 블록(373)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 타단이 상기 펄스 모터(372)의 출력축에 전동 연결되어 있다. 한편, 수나사 로드(371)는, 제1 슬라이딩 블록(32)의 중앙부 하면에 돌출하여 마련된 도시하지 않은 암나사 블록에 형성된 관통 암나사 구멍에 나사 결합되어 있다. 따라서, 펄스 모터(372)에 의해 수나사 로드(371)를 정회전 및 역회전 구동시킴으로써, 제1 슬라이딩 블록(32)은 안내 레일(31, 31)을 따라 X축 방향으로 이동된다.

도시된 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치는, 상기 유지 수단(4)의 가공 이송량, 즉 X축 방향 위치를 검출하기 위한 X축 방향 위치 검출 수단(374)을 구비하고 있다. X축 방향 위치 검출 수단(374)은, 안내 레일(31)을 따라 배치된 리니어 스케일(374a)과, 제1 슬라이딩 블록(32)에 배치되며 제1 슬라이딩 블록(32)과 함께 리니어 스케일(374a)을 따라 이동하는 판독 헤드(374b)로 이루어져 있다. 이 X축 방향 위치 검출 수단(374)의 판독 헤드(374b)는, 도시된 실시형태에 있어서는 1 ㎛마다 1 펄스의 펄스 신호를 후술하는 제어 수단에 보낸다. 그리고 후술하는 제어 수단은, 입력한 펄스 신호를 카운트함으로써, 유지 수단(4)의 가공 이송량, 즉 X축 방향의 위치를 검출한다. 한편, 상기 가공 이송 수단(37)의 구동원으로서 펄스 모터(372)를 이용한 경우에는, 펄스 모터(372)에 구동 신호를 출력하는 후술하는 제어 수단의 구동 펄스를 카운트함으로써, 유지 수단(4)의 가공 이송량, 즉 X축 방향의 위치를 검출할 수도 있다.

상기 제2 슬라이딩 블록(33)은, 그 하면에 상기 제1 슬라이딩 블록(32)의 상면에 마련된 한쌍의 안내 레일(322, 322)과 감합하는 한쌍의 피안내홈(331, 331)이 마련되어 있고, 이 피안내홈(331, 331)을 한쌍의 안내 레일(322, 322)에 감합함으로써, Y축 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 도시된 실시형태에 있어서의 피가공물 유지 기구(3)는, 제2 슬라이딩 블록(33)을 제1 슬라이딩 블록(32)에 마련된 한쌍의 안내 레일(322, 322)을 따라 Y축 방향으로 이동시키기 위한 제1 인덱싱 이송 수단(38)을 구비하고 있다. 이 제1 인덱싱 이송 수단(38)은, 상기 한쌍의 안내 레일(322와 322) 사이에 평행하게 배치된 수나사 로드(381)와, 상기 수나사 로드(381)를 회전 구동시키기 위한 펄스 모터(382) 등의 구동원을 포함하고 있다. 수나사 로드(381)는, 그 일단이 상기 제1 슬라이딩 블록(32)의 상면에 고정된 베어링 블록(383)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 타단이 상기 펄스 모터(382)의 출력축에 전동 연결되어 있다. 한편, 수나사 로드(381)는, 제2 슬라이딩 블록(33)의 중앙부 하면에 돌출하여 마련된 도시하지 않은 암나사 블록에 형성된 관통 암나사 구멍에 나사 결합되어 있다. 따라서, 펄스 모터(382)에 의해 수나사 로드(381)를 정회전 및 역회전 구동시킴으로써, 제2 슬라이딩 블록(33)은 안내 레일(322, 322)을 따라 Y축 방향으로 이동된다.

도시된 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치는, 상기 제2 슬라이딩 블록(33)의 인덱싱 가공 이송량, 즉 Y축 방향 위치를 검출하기 위한 Y축 방향 위치 검출 수단(384)을 구비하고 있다. 이 Y축 방향 위치 검출 수단(384)은, 안내 레일(322)을 따라 배치된 리니어 스케일(384a)과, 제2 슬라이딩 블록(33)에 배치되며 제2 슬라이딩 블록(33)과 함께 리니어 스케일(384a)을 따라 이동하는 판독 헤드(384b)로 이루어져 있다. 이 Y축 방향 위치 검출 수단(384)의 판독 헤드(384b)는, 도시된 실시형태에 있어서는 1 ㎛마다 1 펄스의 펄스 신호를 후술하는 제어 수단에 보낸다. 그리고 후술하는 제어 수단은, 입력한 펄스 신호를 카운트함으로써, 유지 수단(4)의 인덱싱 이송량, 즉 Y축 방향의 위치를 검출한다. 한편, 상기 제1 인덱싱 이송 수단(38)의 구동원으로서 펄스 모터(382)를 이용한 경우에는, 펄스 모터(382)에 구동 신호를 출력하는 후술하는 제어 수단의 구동 펄스를 카운트함으로써, 유지 수단(4)의 인덱싱 이송량, 즉 Y축 방향의 위치를 검출할 수도 있다.

다음에, 상기 피가공물을 유지하는 유지 수단(4)에 대해서, 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

유지 수단(4)은, 도 3에 도시하는 바와 같이 피가공물인 원형상의 웨이퍼를 유지하는 테이블(41)과, 상기 테이블(41)의 하면에 접속된 회전축(42)과, 상기 회전축(42)을 회전 가능하게 지지하는 지지 하우징(43)을 구비하고 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 테이블(41)은 스테인리스강 등의 금속재에 의해 원판형으로 형성되어 있고, 상면에 원형의 감합 오목부(411)가 형성되어 있으며, 이 감합 오목부(411)의 바닥면 외주부에 환형의 배치 선반(412)이 마련되어 있다. 그리고, 감합 오목부(411)에 무수한 흡인 구멍을 구비한 다공성의 세라믹스 등으로 이루어지는 다공성 부재에 의해 형성된 흡인 유지부로서의 흡착 척(413)이 감합된다. 이와 같이 구성된 테이블(41)은, 흡착 척(413)으로 이루어지는 흡인 유지부와 상기 흡착 척(413)으로 이루어지는 흡인 유지부를 위요하는 외주부(410)를 갖고 있다. 또한, 테이블(41)에는, 상기 감합 오목부(411)에 개구하며 회전축(42)에 개구하는 연통로(421)가 마련되어 있고, 이 연통로(421)가 도시하지 않은 흡인 수단에 연통되어 있다. 회전축(42)은 지지 하우징(43)에 회전 가능하게 지지되고, 도 3에 도시하는 바와 같이 지지 하우징(43) 내에 배치된 회전 구동 기구(44)에 의해 회전된다. 한편, 테이블(41)의 하면에는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 4개의 클램프(45)가 적절한 고정 수단에 의해 부착되어 있다.

전술한 유지 수단(4)을 구성하는 테이블(41)의 외주부(410)에는, 상기 흡인 유지부로서의 흡착 척(413)과의 경계부에 상하 방향으로 관통하는 투영 수단으로서의 복수(도시된 실시형태에 있어서는, 7개)의 관통 구멍(410a)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(410a)은, 1개소를 제외하고 서로 45도의 간격을 두고 마련되어 있다. 관통 구멍(410a)에는, 유리 등의 투과성을 갖는 재료로 이루어지는 투영 부재(46)가 매설되어 있다. 유지 수단(4)을 구성하는 지지 하우징(43)에는, 도 3에 도시하는 바와 같이 상기 투영 수단으로서의 관통 구멍(410a)이 통과하는 하방 위치에 LED 등으로 이루어지는 발광 수단(47)이 배치되어 있다.

도 1로 되돌아가서 설명을 계속하면, 상기 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(5)는, 정지 베이스(2) 상에 Y축 방향을 따라 평행하게 배치된 한쌍의 안내 레일(51, 51)과, 상기 안내 레일(51, 51) 상에 화살표(Y)로 나타내는 방향으로 이동 가능하게 배치된 가동 지지 베이스(52)를 구비하고 있다. 이 가동 지지 베이스(52)는, 안내 레일(51, 51) 상에 이동 가능하게 배치된 이동 지지부(521)와, 상기 이동 지지부(521)에 부착된 장착부(522)로 이루어져 있다. 장착부(522)는, 일측면에 Z축 방향으로 연장되는 한쌍의 안내 레일(523, 523)이 평행하게 마련되어 있다. 도시된 실시형태에 있어서의 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(5)는, 가동 지지 베이스(52)를 한쌍의 안내 레일(51, 51)을 따라 Y축 방향으로 이동시키기 위한 제2 인덱싱 이송 수단(53)을 구비하고 있다. 이 제2 인덱싱 이송 수단(53)은, 상기 한쌍의 안내 레일(51, 51) 사이에 평행하게 배치된 수나사 로드(531)와, 상기 수나사 로드(531)를 회전 구동시키기 위한 펄스 모터(532) 등의 구동원을 포함하고 있다. 수나사 로드(531)는, 그 일단이 상기 정지 베이스(2)에 고정된 도시하지 않은 베어링 블록에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 타단이 상기 펄스 모터(532)의 출력축에 전동 연결되어 있다. 한편, 수나사 로드(531)는, 가동 지지 베이스(52)를 구성하는 이동 지지부(521)의 중앙부 하면에 돌출하여 마련된 도시하지 않은 암나사 블록에 형성된 암나사 구멍에 나사 결합되어 있다. 이 때문에, 펄스 모터(532)에 의해 수나사 로드(531)를 정회전 및 역회전 구동시킴으로써, 가동 지지 베이스(52)는 안내 레일(51, 51)을 따라 Y축 방향으로 이동된다.

도시된 실시형태에 있어서의 레이저 광선 조사 유닛(6)은, 유닛 홀더(61)와, 상기 유닛 홀더(61)에 부착된 레이저 광선 조사 수단(62)을 구비하고 있다. 유닛 홀더(61)는, 상기 장착부(522)에 마련된 한쌍의 안내 레일(523, 523)에 미끄럼 이동 가능하게 감합하는 한쌍의 피안내홈(611, 611)이 마련되어 있고, 이 피안내홈(611, 611)을 상기 안내 레일(523, 523)에 감합함으로써, Z축 방향으로 이동 가능하게 지지된다.

도시된 실시형태에 있어서의 레이저 광선 조사 유닛(6)은, 유닛 홀더(61)를 한쌍의 안내 레일(523, 523)을 따라 Z축 방향으로 이동시키기 위한 집광점 위치 조정 수단(63)을 구비하고 있다. 집광점 위치 조정 수단(63)은, 한쌍의 안내 레일(523, 523) 사이에 배치된 수나사 로드(도시 생략)와, 상기 수나사 로드를 회전 구동시키기 위한 펄스 모터(632) 등의 구동원을 포함하고 있고, 펄스 모터(632)에 의해 도시하지 않은 수나사 로드를 정회전 및 역회전 구동시킴으로써, 유닛 홀더(61) 및 레이저 광선 조사 수단(62)을 안내 레일(523, 523)을 따라 Z축 방향으로 이동시킨다. 한편, 도시된 실시형태에 있어서는 펄스 모터(632)를 정회전 구동시킴으로써 레이저 광선 조사 수단(62)을 상방으로 이동시키고, 펄스 모터(632)를 역회전 구동시킴으로써 레이저 광선 조사 수단(62)을 하방으로 이동시키도록 되어 있다.

상기 레이저 광선 조사 수단(62)은, 실질상 수평으로 배치된 원통 형상의 케이싱(621)을 포함하고 있다. 케이싱(621) 내에는 도시하지 않은 YAG 레이저 발진기 혹은 YVO4 레이저 발진기로 이루어지는 펄스 레이저 광선 발진기나 반복 주파수 설정 수단을 구비한 펄스 레이저 광선 발진 수단이 배치되어 있다. 상기 케이싱(621)의 선단부에는, 펄스 레이저 광선 발진 수단으로부터 발진된 펄스 레이저 광선을 집광하기 위한 집광기(624)가 장착되어 있다.

상기 레이저 광선 조사 수단(62)을 구성하는 케이싱(621)의 선단부에는, 레이저 광선 조사 수단(62)에 의해 레이저 가공을 해야 하는 가공 영역을 검출하는 촬상 수단(7)이 배치되어 있다. 이 촬상 수단(7)은, 현미경이나 CCD 카메라 등의 광학 수단으로 이루어져 있고, 촬상한 화상 신호를 후술하는 제어 수단에 보낸다.

도시된 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치는, 도 5에 도시된 제어 수단(8)을 구비하고 있다. 제어 수단(8)은 컴퓨터에 의해 구성되어 있고, 제어 프로그램에 따라 연산 처리하는 중앙 처리 장치(CPU)(81)와, 제어 프로그램 등을 저장하는 리드 온리 메모리(ROM)(82)와, 연산 결과 등을 저장하는 기록 및 읽고 쓰기 가능한 랜덤 액세스 메모리(RAM)(83)와, 카운터(84)와, 입력 인터페이스(85) 및 출력 인터페이스(86)를 구비하고 있다. 제어 수단(8)의 입력 인터페이스(85)에는, 상기 X축 방향 위치 검출 수단(374), Y축 방향 위치 검출 수단(384), 촬상 수단(7) 등으로부터의 검출 신호가 입력된다. 그리고, 제어 수단(8)의 출력 인터페이스(86)로부터는, 상기 펄스 모터(372), 펄스 모터(382), 펄스 모터(532), 회전 구동 기구(44), 발광 수단(47) 등에 제어 신호를 출력한다.

도시된 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치는 이상과 같이 구성되어 있고, 이하 유지 수단(4)의 테이블(41) 상에 유지된 피가공물로서의 웨이퍼의 중심 위치를 구하는 방법에 대해서 설명한다.

도 6에는, 피가공물로서의 웨이퍼로서의 반도체 웨이퍼(10)의 사시도가 도시되어 있다. 도 6에 도시된 반도체 웨이퍼(10)는, 실리콘 웨이퍼로 이루어지며 표면(10a)에 격자형으로 배열된 복수의 스트리트(101)에 의해 복수개 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 디바이스(102)가 형성되어 있다. 이와 같이 형성된 반도체 웨이퍼(10)는, 도 7의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이 환형의 프레임(F)의 내측 개구부를 덮도록 외주부가 장착된 다이싱 테이프(T)의 표면에 이면(10b)을 점착한다(웨이퍼 지지 공정).

전술한 웨이퍼 지지 공정을 실시하였다면, 도 1에 도시된 레이저 가공 장치의 테이블(41) 상에 반도체 웨이퍼(10)의 다이싱 테이프(T)측을 배치한다. 그리고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동시킴으로써, 다이싱 테이프(T)를 사이에 두고 반도체 웨이퍼(10)를 유지 수단(4)의 테이블(41) 상에 흡인 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 유지 수단(4)의 테이블(41)에 유지된 반도체 웨이퍼(10)는, 표면(10a)이 상측이 된다. 한편, 다이싱 테이프(T)가 장착되어 있는 환형의 프레임(F)은, 유지 수단(4)에 배치된 클램프(45)에 의해 고정된다.

전술한 바와 같이 웨이퍼 유지 공정을 실시하였다면, 가공 이송 수단(37)을 작동시켜 유지 수단(4)을 촬상 수단(7)의 바로 아래로 이동시켜, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이 테이블(41)에 유지된 반도체 웨이퍼(10)의 A점을 발광 수단(47)의 바로 위에 위치 부여한다. 이와 같이 하여 위치 부여된 테이블(41)의 회전 중심(P)의 좌표값을 (x0, y0)으로 하고, 테이블(41)에 유지된 반도체 웨이퍼(10)의 중심(Pa)의 좌표값을 (x0', y0')로 하며, 테이블(41)의 회전 중심(P)과 반도체 웨이퍼(10)의 중심(Pa)과의 간격을 (r)로 하고, X축과 (r)이 이루는 각도를 (θ)로 하면, (x0')는 하기의 수학식 1에 의해 구해지고, (y0')는, 하기의 수학식 2에 의해 구해진다.

상기 도 8의 (a)에 도시된 상태로 발광 수단(47)을 점등하여 투영 부재(46)를 통해 반도체 웨이퍼(10)의 A점부를 투영하며, 촬상 수단(7)에 의해 투영된 화상을 촬상한다. 그리고, 촬상 수단(7)은 촬상한 화상 신호를 제어 수단(8)에 보낸다. 제어 수단(8)은, 촬상 수단(7)으로부터 보내온 화상 신호에 기초하여 반도체 웨이퍼(10)의 A점의 좌표값(x1, y1)을 구하여, 랜덤 액세스 메모리(RAM)(83)에 저장한다.

다음에, 도 8의 (a)에 도시된 상태로부터 테이블(41)을 화살표로 나타내는 방향으로 90도 회전시켜, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이 반도체 웨이퍼(10)의 B점부를 발광 수단(47)의 바로 위에 위치 부여한다. 다음에, 발광 수단(47)을 점등하여 투영 부재(46)를 통해 반도체 웨이퍼(10)의 B점부를 투영하며, 촬상 수단(7)에 의해 투영된 화상을 촬상한다. 그리고, 촬상 수단(7)은 촬상한 화상 신호를 제어 수단(8)에 보낸다. 제어 수단(8)은, 촬상 수단(7)으로부터 보내온 화상 신호에 기초하여 반도체 웨이퍼(10)의 B점의 좌표값(x2, y2)을 구하여, 랜덤 액세스 메모리(RAM)(83)에 저장한다.

다음에, 도 8의 (b)에 도시된 상태로부터 테이블(41)을 화살표로 나타내는 방향으로 90도 회전시키고, 도 8의 (c)에 도시하는 바와 같이 반도체 웨이퍼(10)의 C점부를 발광 수단(47)의 바로 위에 위치 부여한다. 다음에, 발광 수단(47)을 점등하여 투영 부재(46)를 통해 반도체 웨이퍼(10)의 C점부를 투영하며, 촬상 수단(7)에 의해 투영된 화상을 촬상한다. 그리고, 촬상 수단(7)은 촬상한 화상 신호를 제어 수단(8)에 보낸다. 제어 수단(8)은, 촬상 수단(7)으로부터 보내온 화상 신호에 기초하여 반도체 웨이퍼(10)의 C점의 좌표값(x3, y3)을 구하여, 랜덤 액세스 메모리(RAM)(83)에 저장한다.

상기 수학식 1과 수학식 2 및 A점의 좌표값(x1, y1)과 B점의 좌표값(x2, y2)과 C점의 좌표값(x3, y3)으로부터 하기의 수학식 3 및 수학식 4가 성립된다.

상기 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3, 수학식 4로부터 테이블(41)에 유지된 반도체 웨이퍼(10)의 중심(Pa)을 (x0', y0')를 구하고, 하기의 수학식 5에 의해 반도체 웨이퍼(10)의 반경(R)을 구할 수 있다.

이상과 같이, 도시된 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치에 있어서는, 유지 수단(4)의 테이블(41)에 유지된 반도체 웨이퍼(10)의 외주부를 촬상하는 촬상 수단(7)과, 테이블(41)을 사이에 두고 촬상 수단(7)과 대향하여 배치된 발광 수단(47)과, 테이블(41)의 외주부에 형성되며 발광 수단(47)이 발하는 광을 투과하여 테이블(41)에 유지된 반도체 웨이퍼(10)의 외주를 촬상 수단(7)에 투영하는 투영 부재(46)와, 제어 수단(8)을 구비하고, 제어 수단(8)이 촬상 수단(7)에 의해 촬상된 테이블(41)에 유지된 반도체 웨이퍼(10)의 외주에 있어서의 A점의 좌표값(x1, y1)과 B점의 좌표값(x2, y2)과 C점의 좌표값(x3, y3)에 기초하여 테이블(41)에 유지된 반도체 웨이퍼(10)의 중심 위치를 산출하기 때문에, 반도체 웨이퍼(10)의 표면에 보호막이 피복되어 있는 경우나 반도체 웨이퍼(10)의 표면에 특수 가공이 실시되어 있는 경우라도 테이블(41) 상에 유지된 반도체 웨이퍼(10)의 외주를 인식하여 확실하게 반도체 웨이퍼(10)의 중심을 구할 수 있다.

이상과 같이 하여 테이블(41) 상에 유지된 반도체 웨이퍼(10)의 중심을 구함으로써, 레이저 가공을 실시할 때에는 X축 방향 위치 검출 수단(374)과 Y축 방향 위치 검출 수단(384)으로부터의 신호에 기초하여 테이블(41) 상에 유지된 반도체 웨이퍼(10)에 있어서의 미리 설정된 가공을 해야 하는 영역에 확실하게 레이저 가공을 실시할 수 있다.

이상, 본 발명을 레이저 가공 장치에 적용한 예를 나타내었지만, 본 발명은 유지 수단에 유지된 웨이퍼를 스트리트를 따라 절삭하는 절삭 장치 등의 다른 가공 장치에 적용할 수 있다.

2: 정지 베이스 3: 피가공물 유지 기구
37: 가공 이송 수단 38: 제1 인덱싱 이송 수단
4: 유지 수단 41: 테이블
42: 회전축 413: 흡착 척
44: 회전 구동 기구 46: 투영 부재
5: 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구 53: 제2 인덱싱 이송 수단
6: 레이저 광선 조사 유닛 62: 레이저 광선 조사 수단
624: 집광기 63: 집광점 위치 조정 수단
7: 촬상 수단 8: 제어 수단
10: 반도체 웨이퍼 F: 환형의 프레임
T: 다이싱 테이프

Claims

원형을 띠는 웨이퍼를 유지하는 유지 수단과, 상기 유지 수단에 유지된 웨이퍼에 가공을 실시하는 가공 수단, 그리고 상기 유지 수단과 상기 가공 수단을 가공 이송 방향으로 상대적으로 가공 이송하는 가공 이송 수단을 구비하는 가공 장치에 있어서,
상기 유지 수단은, 웨이퍼를 흡인 유지하는 흡인 유지부와 상기 흡인 유지부를 위요하는 외주부를 갖는 테이블과, 상기 테이블을 회전시키는 회전 구동 기구를 포함하고,
상기 테이블에 유지된 웨이퍼의 외주부를 촬상하는 촬상 수단과,
상기 테이블을 사이에 두고 상기 촬상 수단과 대향하여 배치된 발광 수단과,
상기 테이블의 상기 외주부에 형성되어 상기 발광 수단이 발하는 광을 투과하여 상기 흡인 유지부에 유지된 웨이퍼의 외주를 상기 촬상 수단에 투영하는 투영 수단, 그리고
상기 촬상 수단에 의해 촬상된 상기 테이블에 유지된 웨이퍼의 외주 중 적어도 3개소의 좌표값에 기초하여 상기 테이블에 유지된 웨이퍼의 중심 위치를 산출하는 제어 수단
을 구비하는 것을 특징으로 하는 가공 장치.
제1항에 있어서, 상기 투영 수단은, 상기 테이블의 외주부에 형성된 3개 이상의 관통 구멍을 포함하는 것인 가공 장치.
제2항에 있어서, 상기 관통 구멍에는, 투과성을 갖는 재료로 이루어지는 투영 부재가 매설되는 것인 가공 장치.