TW201816873A - 加工裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題]在可加工複數種晶圓的加工裝置中，防止晶圓的誤投入所發生的不良。 　　[解決手段]具備：檢查從卡匣載置單元(12)搬送的晶圓是否為對應加工條件的晶圓的晶圓檢查單元(20)。晶圓檢查單元以測定機構(52)來測定被搬送的晶圓特性，控制單元(26)的判斷部(78)，比較測定機構所測定的晶圓特性的實測值與對應加工條件的晶圓特性的設定值，判斷被搬送的晶圓的適合性。判斷部在判斷是對應加工條件的晶圓時，將該晶圓搬送至加工單元(22a、22b、22c)而施予加工，非對應該加工條件的晶圓時，藉由通報機構(80)通報錯誤。藉此，能防止晶圓的誤投入所發生的不良。

Description

加工裝置
[0001] 本發明係有關於用以加工晶圓的加工裝置。
[0002] 在半導體裝置或電子部件的製造過程中，將由半導體晶圓或陶瓷基板等各種素材所形成的板狀被加工物，藉由研磨裝置或研磨裝置來薄化而形成為預定的厚度之後，藉由裝設於削切裝置的轉軸的削切刀具或雷射加工裝置，沿著分割預定線分割成各個裝置晶片。近年來，隨著對被加工物的加工態樣(薄化等)的多樣化，提案有將各種加工裝置自由組裝並使之協動的晶圓加工裝置(集群模塊系統)(參照專利文獻1)。在集群模塊系統中，能夠同時進行多種多樣的裝置晶圓的加工。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0003] 　　[專利文獻1]特開2015-8195號公報
[發明所欲解決的課題] 　　[0004] 但是，在同時加工不同加工條件的多種多樣的晶圓時，會有將不適合於設定的加工條件的晶圓投入加工裝置的問題發生。當發生這種晶圓的誤投入時，會有：無法執行適切的加工而成為加工不良、在加工途中作業會中斷造成時間的浪費、對生產性及成本造成不好的影響等課題。 　　[0005] 本發明鑑於上述情事，目的為提供一種加工裝置，能避免晶圓的誤投入所造成的不良。 [解決課題的手段] 　　[0006] 根據本發明，係提供一種加工裝置，具備：載置收容有複數晶圓的卡匣的卡匣載置單元、從載置於該卡匣載置單元的卡匣中將晶圓搬出的搬出單元；搬送由該搬出單元所搬出的晶圓的搬送單元；鄰接該搬送單元而配設，對晶圓分別施以不同的加工的複數加工單元；控制該各單元的控制單元，該控制單元具有：將對應至少包含晶圓的厚度及晶圓的外徑的晶圓特性而設定的加工條件預先記憶的記憶部；鄰接該搬送單元而配設，為了判斷該搬送單元所搬送的晶圓是否為對應該加工條件的晶圓而進行檢查的晶圓檢查單元；該晶圓檢查單元包含：保持從該搬送單元搬送的晶圓的保持載台、測定被保持於該保持載台的該晶圓特性的測定機構；該控制單元具有：比較該測定機構所測定的該晶圓特性的實測值與對應該加工條件的晶圓特性的設定值，判斷被搬送的晶圓是否為對應該加工條件的晶圓的判斷部；該判斷部在判斷被搬送的晶圓為對應該加工條件的晶圓時，將該晶圓向該加工單元搬送並施予加工；該判斷部在判斷被搬送的晶圓非對應該加工條件的晶圓時，藉由通報機構通報錯誤。 　　[0007] 根據該構成，因為僅在被搬送的晶圓具有對應加工條件的晶圓特性時，施予加工單元的加工，在被搬送的晶圓不具有對應加工條件的晶圓特性時，通報錯誤，故沒有對被誤投入的晶圓加工的危險。 　　[0008] 較佳為，在判斷是否為對應加工條件的晶圓時所參照的晶圓特性包含：晶圓的外徑、晶圓的厚度、分度尺寸、及對準用關鍵圖案影像的任一者。 　　[0009] 較佳為，加工裝置更具備：將藉由搬出單元搬出的晶圓載置於上面的載置載台、以載置載台為中心在徑方向具備以移動可能的方式構成的3個以上的抵接部的使晶圓的中心對準的中心對準機構；中心對準機構包含：兼具晶圓檢查單元，測定被載置於載置載台的晶圓特性的測定機構；在藉由抵接部將被載置於載置載台的晶圓中心對準的同時，在該測定機構中實測晶圓特性。 [發明的效果] 　　[0010] 根據本發明，能得到一種能避免晶圓的誤投入所發生的不良的加工裝置。
[0012] 以下，參照附圖說明有關本實施形態的加工裝置。圖1表示將晶圓加工裝置10分解成各單元的狀態、圖2表示將各單元組合的狀態的晶圓加工裝置10。晶圓加工裝置10具備：卡匣載置單元12、搬出單元14、搬送單元16、中心對準單元18、晶圓檢查單元20、複數加工單元22a、22b、22c、洗淨單元24、控制單元26。 　　[0013] 卡匣載置單元12具備：並排成一列的複數卡匣載置載台30a、30b、30c、30d、分別載置於各卡匣載置載台30a、30b、30c、30d的卡匣32a、32b、32c、32d。在各卡匣32a、32b、32c、32d內能夠收容複數枚晶圓。 　　[0014] 搬出單元14具備：與卡匣載置單元12上複數卡匣載置載台30a、30b、30c、30d並列的方向呈略平行並延伸的導軌34、沿著導軌34以移動可能的方式被支持的移動機構36、被支持於移動機構36並可保持晶圓的晶圓保持機構38。導軌34為在長邊方向上將分割成複數軌道單元組合而構成，各軌道單元的邊界部分以圖1的虛線來表示。在本實施形態中，藉由2個端部軌道單元與2個中間軌道單元來構成導軌34。移動機構36在導軌34的長邊方向上以移動可能的方式被支持，藉由內藏的線性馬達的驅動力來移動。晶圓保持機構38以在前端具有晶圓保持用手部的多軸關節機器人來構成。藉由將移動機構36與晶圓保持機構38作動，能夠進行收容於各卡匣32a、32b、32c、32d的晶圓搬出、以及向各卡匣32a、32b、32c、32d內的晶圓收容。 　　[0015] 搬送單元16具備：在與搬出單元14的導軌34的長邊方向垂直的方向上延伸的導軌40、沿著導軌40以移動可能的方式被支持的移動機構42、被支持於移動機構42並可保持晶圓的晶圓保持機構44。導軌40為在長邊方向上將分割成複數軌道單元組合而構成，各軌道單元的邊界部分以圖1的虛線來表示。在本實施形態中，藉由2個端部軌道單元與3個中間軌道單元來構成導軌40。移動機構42在導軌40的長邊方向上以移動可能的方式被支持，藉由內藏的線性馬達的驅動力來移動。晶圓保持單元44以在前端具有晶圓保持用手部的多軸關節機器人來構成。 　　[0016] 中心對準單元18具備：能將晶圓載置於上面的載置載台46、以載置載台46為中心在徑方向上可移動的4個抵接部48。各抵接部48由圓柱形狀的插銷所形成，藉由使4個抵接部48朝向徑方向的中心移動，來進行載置於載置載台46上面的晶圓的中心對準。 　　[0017] 晶圓檢查單元20具備：能將晶圓保持於上面的保持載台50、測定被保持於保持載台50上的晶圓特性的測定機構52。藉由測定機構52所測定的晶圓特性包含：晶圓的外徑、晶圓的厚度、晶圓上的分度尺寸(鄰接的分割預定線間的尺寸)、及對準用關鍵圖案影像的任一者。 　　[0018] 將晶圓檢查單元20的測定對象設為晶圓的外徑時，作為測定機構52可以使用能攝影晶圓全體的攝像裝置。設定攝像裝置的高度位置及攝影倍率，使得保持於保持載台50上的略圓形的晶圓全體收於畫面內，從攝影到的影像來定出晶圓的中心。例如，設定以攝影到的晶圓外周上的3點作為頂點的假想等腰三角形，將該頂角的角平分線作拉伸。拉伸2條以上的呈非平行關係的上述角平分線後，其交點成為晶圓的中心。接著，在攝影影像上，求出通過晶圓中心的直線與晶圓外周相交的2個交點之間的距離，基於該距離得到晶圓外徑的測定值。 　　[0019] 將晶圓檢查單元20的測定對象設為晶圓的厚度時，作為測定機構52可以使用接觸式量器或非接觸式高度感測器。在接觸式量器中，使量器接觸保持載台50的上面、以及被保持於保持載台50上的晶圓上面(無關晶圓的表面或背面，為朝向上方的面)，根據該高度方向的差來得到晶圓厚度的測定值。在非接觸式高度感測器中，從上方對晶圓照射測定光，並基於由晶圓上面所反射的反射光、以及透過晶圓而從下面側反射的反射光之間的光路長之差來得到晶圓厚度的測定值。例如，以非接觸式高度感測器來測定將保護膠貼附於表面側的晶圓厚度時，以保護膠的表面朝下(與保持載台50的上面對向的方向)的方式將晶圓載置於保持載台50上，從朝向上方的晶圓的背面側照射紅外光測定光。在晶圓上方，配置有透過晶圓而能夠攝影紅外光影像的紅外線攝影機，以紅外線攝影機接收晶圓的背面(上面)側的反射光與晶圓的表面(下面)側的反射光，能夠藉此測定晶圓的厚度。 　　[0020] 將晶圓檢查單元20的測定對象設為晶圓上的分度尺寸(鄰接的分割預定線間尺寸)時，作為測定機構52可以使用攝像裝置。在晶圓上形成對應各個裝置晶片的分割預定線、對準用的關鍵圖案等，藉由攝像裝置攝影鄰接的分割預定線或關鍵圖案等，根據量測結果來得到分度尺寸的測定值。 　　[0021] 將晶圓檢查單元20的測定對象設為對準用關鍵圖案影像時，作為測定機構52可以使用能攝影對準用關鍵圖案影像的攝像裝置。例如，攝像裝置將晶圓以低倍率攝影而取得宏觀用關鍵圖案影像，將晶圓以高倍率攝影取得微觀用關鍵圖案影像。 　　[0022] 作為晶圓檢查單元20的測定機構52，併用以上例示的複數機構，來測定複數種晶圓特性也可以。 　　[0023] 在本實施形態中，複數加工單元22a、22b、22c可以由：粗研磨單元22a、最終研磨單元22b、雷射加工單元22c來構成。粗研磨單元22a具備：在單元外殼54上以轉動可能的方式被支持的轉動平台56、被支持於轉動平台56上的2個工作載台58、位於轉動載台56上方的粗研磨機構60、支持粗研磨機構60的支持機構62。藉由轉動載台56的旋轉，能夠使2個工作載台58交互位於粗研磨單元60下方的加工區域、與接近搬送單元16的導軌40的晶圓裝脫區域。2個工作載台58能分別在其上面將晶圓吸引保持。粗研磨機構60藉由支持機構62以能上下移動的方式支持，藉由研磨磨石對工作載台58上的晶圓施予粗研磨加工。最終研磨單元22b除了具備最終研磨機構64來取代粗研磨機構60以外，與粗研磨單元22a具有共通構成，關於與粗研磨單元22a共通的要素附加相同符號並省略說明。最終研磨單元22b對保持於工作載台58上的晶圓，藉由設於最終研磨機構64的研磨磨石來施予研磨加工。 　　[0024] 雷射加工單元22c具備：被支持於單元外殼66上的工作載台68、位於工作載台68上方的雷射光照射機構70、支持雷射光照射機構70的支持機構72。雷射光照射機構70藉由支持機構72被可動地支持。工作載台68可以在對雷射光照射機構70加工運送方向上移動可能，其上面能將晶圓吸引保持。雷射加工單元22c對保持於工作載台68上的晶圓，藉由雷射光照射機構70來照射雷射光線施予預定的雷射加工。 　　[0025] 洗淨單元24具備周知的旋轉式洗淨機構，將被搬入洗淨區域74的晶圓作旋轉洗淨。 　　[0026] 如圖2所示，在將構成晶圓加工裝置10的各單元組合的狀態下，中心對準單元18、晶圓檢查單元20、複數加工單元22a、22b、22c、洗淨單元24都鄰接於搬送單元16的導軌40而配設。又，中心對準單元18也鄰接於搬出單元14的導軌34。因此，能夠通過搬出單元14及搬送單元16將晶圓搬送至各單元。 　　[0027] 以上所述的卡匣載置單元12、搬出單元14、搬送單元16、中心對準單元18、晶圓檢查單元20、粗研磨單元22a、最終研磨單元22b、雷射加工單元22c、洗淨單元24具備控制自己的動作及作業的控制機構。控制單元26藉由在該等各單元的控制機構之間發送接收控制信號來進行晶圓加工裝置10全體的控制。 　　[0028] 控制單元26具備記憶部76及判斷部78。在記憶部76中記憶有以晶圓加工裝置10進行處理的晶圓的加工條件。加工條件包含：晶圓加工裝置10中的晶圓的搬送經路(各單元間的搬送順序)、上述晶圓特性(晶圓的外徑、晶圓的厚度、分度尺寸、對準用的關鍵圖案影像等)、洗淨條件、以及其他從加工開始到結束所必要的條件。加工條件在被製造的每種裝置都不同，對應複數種的裝置的複數加工條件，被提供裝置資料編號等的識別資訊來管理。 　　[0029] 控制單元26的判斷部78，比較晶圓檢查單元20的測定機構52所測定到的晶圓特性、與記憶於記憶部76的加工條件所包含的晶圓特性的設定值之間的相關關係，來判斷兩者是否對應。例如，藉由晶圓檢查單元20的測定機構52來測定：晶圓的外徑、晶圓的厚度、晶圓上的分度尺寸的至少一者時，判斷該等實測值相對於在加工條件中作為設定值所包含的晶圓外徑、晶圓厚度、分度尺寸的數值是否在預定的容許範圍內。又，藉由晶圓檢查單元20的測定機構52來取得晶圓上的對準用關鍵圖案影像時，判定攝影到的對準用關鍵圖案影像、與加工條件中所含有的基準圖案之間的類似度，判斷是否滿足預定以上的類似度。此外，作為基準圖案，使用操作者藉由教導處理而事前設定者也可以。 　　[0030] 晶圓加工裝置10更具備通報機構80。通報機構80藉由控制單元26來控制，並藉由視覺資訊或聲音資訊來通報後述錯誤狀態。 　　[0031] 說明以上所構成的晶圓加工裝置10的動作。在由晶圓加工裝置10進行加工作業時，卡匣32a、32b、32c、32d的一部分或全部收容加工前的晶圓。在各卡匣32a、32b、32c、32d中，可以收容複數枚晶圓特性共通的相同種類的晶圓，也可以使複數枚晶圓特性不同的使複數種晶圓混合而收容。各種情形都一樣，收容於各卡匣32a、32b、32c、32d的對應於加工前的各晶圓的特性的加工條件，被操作者輸入至控制單元26在記憶部76作為資料來保存。 　　[0032] 由操作者輸入對於預定的晶圓的加工開始信號後，藉由搬出單元14從卡匣32a、32b、32c、32d將該當的晶圓搬出，並搬送至中心對準單元18。在中心對準單元18進行晶圓的中心對準，進行完中心對準後的晶圓藉由搬送單元16被搬送至晶圓檢查單元20。 　　[0033] 晶圓檢查單元20藉由測定機構52來測定被保持於保持載台50上面的晶圓的晶圓特性。控制單元26的判斷部78，比較測定機構52所測定的晶圓特性的實測值、與對應預先記憶於記憶部76的加工條件的晶圓特性的設定值，來判斷被搬送至保持載台50上的晶圓是否為對應該加工條件的晶圓。當判斷部76判斷該晶圓為對應加工條件的適切者時，進入後述的加工處理。當判斷部76判斷該晶圓非對應加工條件的不適合者時，不進入加工處理而進行錯誤處理。 　　[0034] 在錯誤處理中，藉由通報機構80來通報錯誤。通報的內容可以因應通報機構80的構成任意地選擇。例如，作為通報機構80，可以使用：作為文字資訊或影像資訊而通報錯誤的顯示器、作為發光資訊而通報錯誤的LED或電燈、作為聲音資訊而通報錯誤的揚聲器等，使用該等的組合也可以。在錯誤處理中，更將判斷成不對應加工條件的晶圓，使用搬送單元16及搬出單元14，來使其返回最初收容的卡匣32a、32b、32c、32d等，使其離開搬送經路。 　　[0035] 當判斷部76判斷為對應加工條件的適切的晶圓而進入加工處理時，控制單元26利用搬送單元16，以包含於加工條件的預定搬送經路來搬送晶圓。對應粗研磨單元22a、最終研磨單元22b、雷射加工單元22c、洗淨單元24的任一者，以何種順序來搬送晶圓會因加工條件而有所不同。在各單元的作業結束而發送作業結束信號後，控制單元26對搬送單元16發送向下個單元的搬送指令信號，搬送經各加工階段的晶圓。加工條件中包含的所有加工結束後的晶圓，在被搬送至中心對準單元18而進行中心對準後，藉由搬出單元14來收納至預定的卡匣32a、32b、32c、32d的預定位置。 　　[0036] 以上雖說明1枚晶圓的加工流程，但在各單元的作業結束後，從卡匣32a、32b、32c、32d將下個晶圓依序搬出，能夠持續加工複數枚的晶圓。 　　[0037] 如以上所示，在本實施形態的晶圓加工裝置10中，比較在晶圓檢查單元20所測定的晶圓特性的實測值、與對應加工條件的晶圓特性的設定值，判斷對應加工條件的晶圓是否實際被搬送。接著，判斷為不適合加工條件的晶圓時，進行藉由通報機構80的錯誤通報。藉此，能夠防止不適合加工條件的晶圓在各加工單元22a、22b、22c加工。 　　[0038] 特別是如同晶圓加工裝置10，在具備複數加工單元且能將加工條件不同的多種多樣的晶圓同時加工的集群模塊系統中，為了進行與加工條件相同的加工，必須正確地設定各卡匣內的晶圓的收容位置、以及收容晶圓的複數卡匣的相互配置關係。在本實施形態的晶圓加工裝置10中，能夠簡單且確實地判斷欲進行加工的晶圓是否為收容於適切的收容位置的適切種類的晶圓。該判斷與從加工條件相同的複數晶圓中發現不良品並取出的單純的檢品作業不同。也就是說，適用本發明的加工裝置，能夠確實地解決因複數種晶圓的混合而產生的晶圓誤投入這種集群模塊系統所特有的課題。 　　[0039] 作為與本實施形態的晶圓加工裝置10不同的形態，也可以是中心對準單元18兼用晶圓檢查單元的構成。中心對準單元18在進行晶圓的中心對準時，將4個抵接部48作為測定機構來使用而測定晶圓的外徑也可以。中心對準單元18兼用晶圓檢查單元時，可以省略上述實施形態中的晶圓檢查單元20。此外，在上述實施形態中，中心對準單元18雖具備4個抵接部48，但若有至少3個以上的抵接部的話，即能夠進行晶圓的中心對準及外徑的測定。也就是說，將晶圓的外徑作為測定對象時，若具備3個以上的抵接部的話，即成立作為本發明的測定機構。 　　[0040] 然而，本發明的實施形態並不限於上述的各實施形態，可以在不脫離本發明的技術思想的要旨的範圍內，進行各種變更、置換、變形也可以。再來，根據技術的進步或衍生的其他技術，能夠以有別於本發明的技術思想的方式來實現的話，使用該方法來實施也可以。因此，申請專利範圍覆蓋了包含於本發明的技術思想的範圍內到的全部實施態樣。 　　[0041] 例如，在上述實施形態中，晶圓加工裝置10作為加工單元而具備粗研磨單元22a、最終研磨單元22b及雷射加工單元22c，但構成本發明的加工裝置的複數加工單元之數或功能的組合並不限定於此。作為一例，也可以將拋光加工單元或蝕刻加工單元等包含於加工裝置的加工單元中。 　　[0042] 如同以上說明，本發明，不會因將不適合加工條件的晶圓的誤投入而產生加工不良，具有能將晶圓適切且確實地加工這種效果，特別是在將多種多樣的半導體晶圓及光學元件晶圓同時進行加工的加工裝置中是有用的。
[0043]
10‧‧‧晶圓加工裝置
12‧‧‧卡匣載置單元
14‧‧‧搬出單元
16‧‧‧搬送單元
18‧‧‧中心對準單元
20‧‧‧晶圓檢查單元
22a‧‧‧粗研磨單元(加工單元)
22b‧‧‧最終研磨單元(加工單元)
22c‧‧‧雷射加工單元(加工單元)
24‧‧‧洗淨單元
26‧‧‧控制單元
46‧‧‧載置載台
48‧‧‧抵接部
50‧‧‧保持載台
52‧‧‧測定機構
76‧‧‧記憶部
78‧‧‧判斷部
80‧‧‧通報機構
[0011] 　　[圖1]將本實施形態的晶圓加工裝置以分解成各單元的狀態來表示的斜視圖。 　　[圖2]將本實施形態的晶圓加工裝置以組合各單元的狀態來表示的斜視圖。

Claims (3)

  1. 一種加工裝置，具備： 　　載置收容有複數晶圓的卡匣的卡匣載置單元； 　　從載置於該卡匣載置單元的卡匣中將晶圓搬出的搬出單元； 　　搬送由該搬出單元所搬出的晶圓的搬送單元； 　　鄰接該搬送單元而配設，對晶圓分別施以不同的加工的複數加工單元； 　　控制該各單元的控制單元，該控制單元具有：將對應至少包含晶圓的厚度及晶圓的外徑的晶圓特性而設定的加工條件預先記憶的記憶部； 　　鄰接該搬送單元而配設，為了判斷該搬送單元所搬送的晶圓是否為對應該加工條件的晶圓而進行檢查的晶圓檢查單元； 　　該晶圓檢查單元包含：保持從該搬送單元搬送的晶圓的保持載台、測定被保持於該保持載台的該晶圓特性的測定機構； 　　該控制單元具有：比較該測定機構所測定的該晶圓特性的實測值與對應該加工條件的晶圓特性的設定值，判斷被搬送的晶圓是否為對應該加工條件的晶圓的判斷部； 　　該判斷部在判斷被搬送的晶圓為對應該加工條件的晶圓時，將該晶圓向該加工單元搬送並施予加工； 　　該判斷部在判斷被搬送的晶圓非對應該加工條件的晶圓時，藉由通報機構通報錯誤。
  2. 如請求項1所記載的加工裝置，其中，該晶圓特性包含：晶圓的外徑、晶圓的厚度、分度尺寸、及對準用關鍵圖案影像的任一者。
  3. 如請求項1或2所記載的加工裝置，更具備：將藉由該搬出單元搬出的晶圓載置於上面的載置載台、以該載置載台為中心在徑方向具備以移動可能的方式構成的3個以上的抵接部的使晶圓的中心對準的中心對準機構； 　　該中心對準機構包含：兼具該晶圓檢查單元，測定被載置於該載置載台的該晶圓特性的測定機構； 　　在藉由該抵接部將被載置於該載置載台的晶圓中心對準的同時，在該測定機構中實測該晶圓特性。
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