(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体ウエーハを所定の向きに位置付けた後、次工程へ搬出可能な研削装置等の加工装置を提供する。【解決手段】研削又は研磨された半導体ウエーハを洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置６４を有し、外周に結晶方位を示すマークを備えた半導体ウエーハの加工装置であって、スピンナ洗浄装置は、スピンナテーブル６８と、スピンナテーブルの回転角を検出するエンコーダと、洗浄水供給ノズルと、洗浄及びスピン乾燥された半導体ウエーハの外周部を撮像して、半導体ウエーハの結晶方位を示すマークを検出する照明手段を含む撮像手段とを具備し、検出したマークを元に制御手段がスピンナテーブルを回転させることで半導体ウエーハを所定の向きに位置付けた後に、搬出手段６６が所定の向きに位置付けられた半導体ウエーハを搬出する。【選択図】図３
2010010267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に結晶方位を示すマークを備えた半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された半導体ウエーハの裏面を所望の厚みに研削又は研磨する加工手段と、研削又は研磨された半導体ウエーハを洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置と、該スピンナ洗浄装置を制御する制御手段と、洗浄及びスピン乾燥された半導体ウエーハを該スピンナ洗浄装置から次工程へ搬出する搬出手段とを備えた半導体ウエーハの加工装置であって、
前記スピンナ洗浄装置は、半導体ウエーハと略同径以上の径を有し半導体ウエーハを保持して回転するスピンナテーブルと、
該スピンナテーブルの回転角を検出するエンコーダと、
半導体ウエーハへ洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルと、
該スピンナテーブルのウエーハ保持面より上方に配置され、洗浄及びスピン乾燥された半導体ウエーハの外周部を撮像して、半導体ウエーハの結晶方位を示す前記マークを検出する照明手段を含む撮像手段とを具備し、
検出した該マークを元に前記制御手段が前記スピンナテーブルを回転させることで半導体ウエーハを所定の向きに位置付けた後に、前記搬出手段が所定の向きに位置付けられた半導体ウエーハを搬出することを特徴とする半導体ウエーハの加工装置。
【請求項２】
前記スピンナテーブルは半導体ウエーハを吸着保持するポーラス吸着部と、
該ポーラス吸着部を囲繞する外周部を有する基台とから構成され、
該外周部は前記撮像手段で撮像した際に前記照明手段からの光を乱反射させる乱反射面を有することを特徴とする請求項１記載の半導体ウエーハの加工装置。
【請求項３】
前記外周部は金属、セラミック及び樹脂からなる群から選択された物質及びその組み合わせから構成されることを特徴とする請求項２記載の半導体ウエーハの加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外周に結晶方位を示すマークを備えた半導体ウエーハを研削又は研磨した後に次工程へ搬出する半導体ウエーハの加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが表面に形成され、個々のデバイスが分割予定ラインによって区画された半導体ウエーハは研削・研磨装置によって裏面が研削又は研磨されて所望の厚みへ加工された後、ダイシング装置等によって分割予定ラインが切削されて個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に広く利用されている。
【０００３】
近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するために、これら半導体ウエーハ等の被加工物を例えば、１００μｍ以下更には５０μｍ以下と非常に薄く研削することが要求されている。
【０００４】
しかし、例えば５０μｍ以下と非常に薄く研削された半導体ウエーハは破損し易く、ハンドリングが困難になるという問題がある。通常、裏面が研削又は研磨された半導体ウエーハは研削・研磨装置から搬出された後、ダイシング後のチップピックアップを容易にするために、ダイシングの前に環状フレームに装着されたダイシングテープに貼着される。
【０００５】
一方、ダイシング装置で半導体ウエーハを切削する際に、装置が自動で切削位置を検出できるようにダイシングテープへの貼着時にウエーハの向きを揃える必要がある。
【０００６】
そこで一般に、研削又は研磨されたウエーハはテープ貼着装置へと搬送された後、テープ貼着装置の位置合わせテーブル上に載置されて所定の向きへ位置合わせされてから、テープマウント用テーブルへと搬送されてダイシングテープが貼着される。
【特許文献１】特開２００６−２１２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、薄い半導体ウエーハでは抗折強度が十分でないため、テーブルへ載置する際に破損してしまうことが多く、テーブルへの載置回数が多ければそれだけ破損の可能性は高くなる。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、研削又は研磨された半導体ウエーハを所定の向きに位置合わせした後、次工程へ搬出可能な半導体ウエーハの加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、外周に結晶方位を示すマークを備えた半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された半導体ウエーハの裏面を所望の厚みに研削又は研磨する加工手段と、研削又は研磨された半導体ウエーハを洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置と、該スピンナ洗浄装置を制御する制御手段と、洗浄及びスピン乾燥された半導体ウエーハを該スピンナ洗浄装置から次工程へ搬出する搬出手段とを備えた半導体ウエーハの加工装置であって、前記スピンナ洗浄装置は、半導体ウエーハと略同径以上の径を有し半導体ウエーハを保持して回転するスピンナテーブルと、該スピンナテーブルの回転角を検出するエンコーダと、半導体ウエーハへ洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルと、該スピンナテーブルのウエーハ保持面より上方に配置され、洗浄及びスピン乾燥された半導体ウエーハの外周部を撮像して、半導体ウエーハの結晶方位を示す前記マークを検出する照明手段を含む撮像手段とを具備し、検出した該マークを元に前記制御手段が前記スピンナテーブルを回転させることで半導体ウエーハを所定の向きに位置付けた後に、前記搬出手段が所定の向きに位置付けられた半導体ウエーハを搬出することを特徴とする半導体ウエーハの加工装置が提供される。
【００１０】
請求項２記載の発明によると、請求項１記載の発明において、スピンナテーブルは半導体ウエーハを吸着保持するポーラス吸着部と、ポーラス吸着部を囲繞する外周部を有する基台とから構成され、外周部は撮像手段で撮像した際に照明手段からの光を乱反射させる乱反射面を有している。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によると、スピンナテーブル上で半導体ウエーハを所定の向きに揃えることが可能であるため、ダイシングテープを貼着するテープマウント工程等の次工程で、再度半導体ウエーハの向きを揃えるステップを省略でき、半導体ウエーハの破損を低減できる。
【００１２】
請求項２記載の発明によると、スピンナテーブルの外周が撮像手段からの光を乱反射する乱反射面を有しているため、半導体ウエーハを撮像した際に半導体ウエーハ外周を明瞭に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は所定の厚さに加工される前の半導体ウエーハ１１の斜視図である。図１に示す半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハから成っており、表面１１ａに複数のストリート１３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１３によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。
【００１４】
このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、半導体ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。このノッチ２１の方向は、ストリート１３に平行である。
【００１５】
半導体ウエーハ１１の表面１１ａには、保護テープ貼着工程により保護テープ２３が貼着される。従って、半導体ウエーハ１１の研削時には、半導体ウエーハ１１の表面１１ａは、保護テープ２３によって保護され、図２に示すように裏面１１ｂが露出する形態となる。
【００１６】
以下、このように形成された半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを所定厚さに研削する研削装置２を図３を参照して説明する。４は研削装置２のハウジングであり、ハウジング４の後方には二つのコラム６ａ６ｂが垂直に立設されている。
【００１７】
コラム６ａには、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。この一対のガイドレール８に沿って粗研削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。粗研削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。
【００１８】
粗研削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ２２と、スピンドルの先端に固定された複数の粗研削用の研削砥石２６を有する研削ホイール２４を含んでいる。
【００１９】
粗研削ユニット１０は、粗研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成される粗研削ユニット移動機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。
【００２０】
他方のコラム６ｂにも、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）１９が固定されている。この一対のガイドレール１９に沿って仕上げ研削ユニット２８が上下方向に移動可能に装着されている。
【００２１】
仕上げ研削ユニット２８は、そのハウジング３６が一対のガイドレール１９に沿って上下方向に移動する図示しない移動基台に取り付けられている。仕上げ研削ユニット２８は、ハウジング３６と、ハウジング３６中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ３８と、スピンドルの先端に固定された仕上げ研削用の研削砥石４２を有する研削ホイール４０を含んでいる。
【００２２】
仕上げ研削ユニット２８は、仕上げ研削ユニット２８を一対の案内レール１９に沿って上下方向に移動するボールねじ３０とパルスモータ３２とから構成される仕上げ研削ユニット移動機構３４を備えている。パルスモータ３２を駆動すると、ボールねじ３０が回転し、仕上げ研削ユニット２８が上下方向に移動される。
【００２３】
研削装置２は、コラム６ａ，６ｂの前側においてハウジング４の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル４４を具備している。ターンテーブル４４は比較的大径の円盤状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印４５で示す方向に回転される。
【００２４】
ターンテーブル４４には、互いに円周方向に１２０°離間して３個のチャックテーブル４６が水平面内で回転可能に配置されている。チャックテーブル４６は、ポーラスセラミック材によって円盤状に形成された吸着チャックを有しており、吸着チャックの保持面上に載置されたウエーハを真空吸引手段を作動することにより吸引保持する。
【００２５】
ターンテーブル４４に配設された３個のチャックテーブル４６は、ターンテーブル４４が適宜回転することにより、ウエーハ搬入・搬出領域Ａ、粗研削加工領域Ｂ、仕上げ研削加工領域Ｃ、及びウエーハ搬入・搬出領域Ａに順次移動される。
【００２６】
ハウジング４の前側部分には、ウエーハカセット５０と、リンク５１及びハンド５２を有するウエーハ搬送ロボット５４と、複数の位置決めピン５８を有する位置決めテーブル５６と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）６０と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）６２と、研削されたウエーハを洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置６４と、スピンナ洗浄装置６４で洗浄及びスピン乾燥された研削後のウエーハを次工程へ搬出する搬出手段６６が配設されている。
【００２７】
スピンナ洗浄装置６４は、研削された半導体ウエーハを吸引保持して回転するスピンナテーブル６８を有している。スピンナテーブル６８は半導体ウエーハの直径と概略同径以上の直径を有している。
【００２８】
図４に示すように、スピンナテーブル６８はウエーハ１１を吸着保持するポーラス吸着部７０と、ポーラス吸着部７０を囲繞する外周部７２を有する基台７１とから構成される。外周部７２を有する基台７１は例えば白色セラミックから形成されており、その上面７２ａは乱反射面に形成されている。
【００２９】
代替案として、外周部７２をＳＵＳ等の金属から形成することもできる。この場合、その上面７２ａは粗研削加工が施されて乱反射面とされている。外周部７２を、例えば明色に着色された樹脂から形成することもでき、上面７２ａは同じく乱反射面とされている。
【００３０】
あるいは、外周部７２を金属、セラミック、樹脂の組み合わせから形成するようにしても良い。ポーラス吸着部７０の上面（ウエーハ保持面）と外周部７２の上面７２ａは面一に形成されている。
【００３１】
スピンナ洗浄装置６４は、スピンナテーブル６８に吸着保持された研削済みのウエーハに向けて洗浄水を供給する図示しない洗浄水供給ノズルを有している。スピンナ洗浄装置６４のカバー７４には、半導体ウエーハ１１の結晶方位を示すマーク２１を撮像して検出する撮像手段７６が下向きに取り付けられている。
【００３２】
図４に示すように、撮像手段７６には撮像時にウエーハ１１の外周部及びスピンナテーブル６８の外周部７２の上面７２ａを照明する照明手段７８が取り付けられている。撮像手段７６は、半導体ウエーハ１１の外周部及びスピンナテーブル６８の外周部７２の上面７２ａを撮像可能なようにカバー７４に取り付けられている。スピンナ洗浄装置６４はスピンナテーブル６８の回転角を検出するエンコーダを有している。
【００３３】
仕上げ研削の終了したウエーハが、ターンテーブル４４を回転することによりウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置付けられると、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）６２の吸着パッド６２ｂがウエーハを吸着し、アンローディングアーム６２が旋回することにより、ウエーハはスピンナ洗浄装置６４のスピンナテーブル６８に搬送され、スピンナテーブル６８により吸引保持される。
【００３４】
スピンナテーブル６８に保持されたウエーハは、洗浄水供給ノズルから洗浄水を供給しながらスピンナテーブル６８を約８００ｒｐｍで回転しながら洗浄され、洗浄後には洗浄水供給ノズルからの洗浄水の供給を絶ってスピンナテーブル６８を約３０００ｒｐｍ等の高速で回転させて洗浄後のウエーハをスピン乾燥する。
【００３５】
洗浄及びスピン乾燥されたウエーハ１１の外周エッジ部は、照明手段７８から照明光８０をウエーハ１１の外周エッジ部及びスピンナテーブル６８の外周部７２の上面７２ａに照射しながら撮像手段７６で撮像される。
【００３６】
ウエーハ１１の裏面は鏡面加工されているため、照明光８０は符号８２で示すようにウエーハ１１の外周エッジ部で鏡面反射される。一方、スピンナテーブル６８の外周部７２の上面７２ａは乱反射加工されているため、照明光８０は符号８４で示すようにスピンナテーブル６８の外周部７２の上面７２ａにより乱反射される。
【００３７】
その結果、ウエーハ１１の外周エッジ部は白っぽく撮像され、スピンナテーブル６８の外周部７２の上面７２ａは乱反射のために黒っぽく撮像されるため、ウエーハ１１の外周エッジ部を明瞭に検出することができる。
【００３８】
スピンナテーブル６８を回転しながら撮像手段７６により連続的に撮像することにより、ウエーハ１１の外周に形成された結晶方位を示すノッチ２１を容易に検出することができる。
【００３９】
検出したノッチ２１に基づいて、研削装置２のコントローラがスピンナテーブル６８を所定量回転させることで半導体ウエーハ１１を所定の向きへ位置付けた後に、搬出手段６６が所定の向きに位置付けられたウエーハを吸着して、例えばテープ貼着装置のテープマウント用テーブルへと搬送する。
【００４０】
このテープ貼着装置では、環状フレームＦに外周部が貼着されたダイシングテープＴに、ウエーハ１１のノッチ２１の向きが両側に切欠き８８、９０を有する環状フレームＦの直線部分８６に概略直交するように半導体ウエーハ１１を貼着する。
【００４１】
本実施形態では、スピナ洗浄装置６４が撮像手段７６を具備していて、撮像手段７６で撮像して検出したウエーハ１１のノッチ２１に基づいてスピンナテーブル６８で半導体ウエーハを所定の向きへ位置付けることができるため、従来テープ貼着装置で必要であった位置合わせ用テーブルを省略することができる。よって、テープ貼着工程等の次工程で再度ウエーハの向きを揃えるステップを省略することができ、半導体ウエーハの破損を低減することができる。
【００４２】
なお、上述した実施形態の研削装置２は、粗研削ユニット１０と仕上げ研削ユニット２８を具備しているが、仕上げ研削ユニット２８に替えて研磨バフが先端に装着された研磨ユニットを設けるようにすれば、研削されたウエーハの裏面を鏡面に研磨することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図２】保護テープが貼着された半導体ウエーハの裏面側斜視図である。
【図３】本発明実施形態に係る研削装置の外観斜視図である。
【図４】半導体ウエーハの外周エッジ部の撮像時の状態を示す模式図である。
【図５】環状フレームに装着された状態の半導体ウエーハの斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
２    研削装置
１０    粗研削ユニット
１１    半導体ウエーハ
１３    ストリート
１５    デバイス
２１    ノッチ
２８    仕上げ研削ユニット
４４    ターンテーブル
４６    チャックテーブル
６０    ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）
６２    ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）
６４    スピンナ洗浄装置
６６    搬出手段
６８    スピンナテーブル
７６    撮像手段
７８    照明手段
【図１】
2010010267.tif 000003
【図２】
2010010267.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010010267.tif 000006
【図５】
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