(57)【要約】      （修正有）【課題】反りを含む半導体ウェーハを破損させることなく、チャックテーブルに精度よく位置合わせすることができる位置合わせ機構、加工装置および位置合わせ方法を提供すること。【解決手段】半導体ウェーハの外径よりも大径に形成され、半導体ウェーハの少なくとも外周縁部を吸着する吸着面２５を有する仮置きテーブル２３と、吸着面２５に吸着された半導体ウェーハの外周縁部を撮像する撮像機構２４と、半導体ウェーハの外周縁部の画像データに基づいて、半導体ウェーハの中心の位置データを算出する制御部と、半導体ウェーハの中心の位置データに基づいて、半導体ウェーハが保持されるチャックテーブル５２の保持面５６の中心に対し半導体ウェーハの中心を位置合わせした状態で、半導体ウェーハを保持面５６に載置するウェーハ供給部１７とを備えた。【選択図】図２
2010186863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの外径よりも大径に形成され、前記ワークの少なくとも外周縁部を吸着する吸着面を有するワーク支持台と、
前記吸着面に吸着された前記ワークの外周縁部の位置データを取得する位置データ取得部と、
前記ワークの外周縁部の位置データに基づいて、前記ワークの中心の位置データを算出する位置データ算出部と、
前記ワークの中心の位置データに基づいて、前記ワークが保持される保持テーブルの保持面の中心に対し前記ワークの中心を位置合わせした状態で、前記ワークを前記保持面に載置する位置合わせ部とを備えたことを特徴とする位置合わせ機構。
【請求項２】
前記ワークの外周縁部には、前記ワークの向きを示す印部が形成されており、
前記位置データ算出部は、前記ワークの外周縁部の位置データに基づいて、前記ワークの中心の位置データを算出すると共に、前記印部に基づいて前記ワークの向きを示す角度データを算出し、
前記位置合わせ部は、前記ワークの中心の位置データおよび前記角度データに基づいて、前記保持面の中心に対し前記ワークの中心を位置合わせすると共に、前記チャックテーブルの向きに対し前記ワークの向きを合わせることを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ機構。
【請求項３】
前記ワーク支持台は、少なくとも前記ワークの外周縁部に照射された光を透過させる透光部を有し、前記吸着面に対して直交する軸回りに回転可能に構成され、
前記位置データ取得部は、前記ワークの外周縁部を照射する照射部と、前記透光部を介して前記ワークを透過した透過光を読み取る撮像部とを有し、前記ワークの外周縁部の画像データを取得する撮像機構であることを特徴とする請求項１または２に記載の位置合わせ機構。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の位置合わせ機構と、前記保持テーブルの中心に前記ワークの中心を位置合わせした状態で、前記ワークを加工する加工機構とからなる加工装置。
【請求項５】
ワークの外径よりも大径に形成され、前記ワークの少なくとも外周縁部を吸着する吸着面を有するワーク支持台に前記ワークを載置するステップと、
前記ワーク支持台に吸着された前記ワークの外周縁部の位置データを取得するステップと、
前記ワークの外周縁部の位置データに基づいて、前記ワークの中心を示すワークの中心の位置データを算出するステップと、
前記ワークの中心の位置データに基づいて、前記ワークが保持される保持テーブルの保持面の中心に対し前記ワークの中心を位置合わせした状態で、前記ワークを前記保持面に載置するステップとを有することを特徴とする位置合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの研削・研磨加工する際に半導体ウェーハの位置調整を行う位置合わせ機構、加工装置および位置合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェーハを研削装置のチャックテーブルに対して位置合わせする位置合わせ機構として、半導体ウェーハの中心を仮置きテーブルの中心に位置決めした後に、チャックテーブルに移載するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来の位置合わせ機構は、半導体ウェーハよりも小径な仮置きテーブルと、仮置きテーブルの周囲において、仮置きテーブルの中心に対して径方向に移動可能な複数のピンと、仮置きテーブルにおける位置決め後に半導体ウェーハをチャックテーブルに移載する移載部とを有して構成されている。
【０００３】
この位置合わせ機構においては、仮置きテーブルに半導体ウェーハが載置されると、複数のピンが仮置きテーブルの中心に向かって移動して半導体ウェーハの外周面に突き当たることで、半導体ウェーハの中心が仮置きテーブルの中心に位置決めされる。そして、位置決め後の半導体ウェーハが移載部に吸着保持され、移載部の旋回によりチャックテーブルの上面に載置される。このとき、仮置きテーブルの中心およびチャックテーブルの中心が移載部の旋回軌跡上に位置するため、移載された半導体ウェーハの中心がチャックテーブルの中心に位置合わせされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３３３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の位置合わせ機構においては、半導体ウェーハが反りを含む場合には、半導体ウェーハの外周面に複数のピンが突き当たったときに、半導体ウェーハの反り分だけ位置ズレして仮置きテーブルに位置決めされる。したがって、半導体ウェーハをチャックテーブルに移載したときに、半導体ウェーハの中心をチャックテーブルの中心に精度よく位置合わせすることができないという問題があった。特に、薄型の半導体ウェーハは、反りを含むものが多く精度よく位置合わせすることができないと共に、ピンの突き当て時に破損するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、反りを含む半導体ウェーハを破損させることなく、チャックテーブルに精度よく位置合わせすることができる位置合わせ機構、加工装置および位置合わせ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の位置合わせ機構は、ワークの外径よりも大径に形成され、前記ワークの少なくとも外周縁部を吸着する吸着面を有するワーク支持台と、前記吸着面に吸着された前記ワークの外周縁部の位置データを取得する位置データ取得部と、前記ワークの外周縁部の位置データに基づいて、前記ワークの中心の位置データを算出する位置データ算出部と、前記ワークの中心の位置データに基づいて、前記ワークが保持される保持テーブルの保持面の中心に対し前記ワークの中心を位置合わせした状態で、前記ワークを前記保持面に載置する位置合わせ部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の位置合わせ方法は、ワークの外径よりも大径に形成され、前記ワークの少なくとも外周縁部を吸着する吸着面を有するワーク支持台に前記ワークを載置するステップと、前記ワーク支持台に吸着された前記ワークの外周縁部の位置データを取得するステップと、前記ワークの外周縁部の位置データに基づいて、前記ワークの中心を示すワークの中心の位置データを算出するステップと、前記ワークの中心の位置データに基づいて、前記ワークが保持される保持テーブルの保持面の中心に対し前記ワークの中心を位置合わせした状態で、前記ワークを前記保持面に載置するステップとを有することを特徴とする。
【０００９】
これらの構成によれば、ワークが反りを含む場合であっても、ワークの少なくとも外周縁部が吸着面に吸着されてワークの反りが矯正される。よって、ワークの反りが矯正された状態で外周縁部の位置データが取得されるため、ワークの中心の位置データを正確に算出することができ、ワークの中心を保持テーブルの中心に精度よく位置合わせすることができる。また、ワーク支持台において複数のピンの突き当てによる位置決めが不要となり、薄型のワークの位置合わせ時の破損を防止することができる。
【００１０】
また本発明は、上記位置合わせ機構において、前記ワークの外周縁部には、前記ワークの向きを示す印部が形成されており、前記位置データ算出部は、前記ワークの外周縁部の位置データに基づいて、前記ワークの中心の位置データを算出すると共に、前記印部に基づいて前記ワークの向きを示す角度データを算出し、前記位置合わせ部は、前記ワークの中心の位置データおよび前記角度データに基づいて、前記保持面の中心に対し前記ワークの中心を位置合わせすると共に、前記チャックテーブルの向きに対し前記ワークの向きを合わせている。
【００１１】
また本発明は、上記位置合わせ機構において、前記ワーク支持台は、少なくとも前記ワークの外周縁部に照射された光を透過させる透光部を有し、前記吸着面に対して直交する軸回りに回転可能に構成され、前記位置データ取得部は、前記ワークの外周縁部を照射する照射部と、前記透光部を介して前記ワークを透過した透過光を読み取る撮像部とを有し、前記ワークの外周縁部の画像データを取得する撮像機構で構成されている。
【００１２】
本発明の加工装置は、上記位置合わせ機構と前記保持テーブルの中心に前記ワークの中心を位置合わせした状態で、前記ワークを加工する加工機構とから構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、反りを含む半導体ウェーハを破損させることなく、チャックテーブルに精度よく位置合わせすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る位置合わせ機構の実施の形態を示す図であり、研削装置の外観斜視図である。
【図２】本発明に係る位置合わせ機構の実施の形態を示す図であり、研削装置の部分拡大図である。
【図３】本発明に係る位置合わせ機構の実施の形態を示す図であり、半導体ウェーハの撮像処理の説明図である。
【図４】本発明に係る位置合わせ機構の実施の形態を示す図であり、撮像部により撮像された画像データを示す図である。
【図５】本発明に係る位置合わせ機構の実施の形態を示す図であり、反りを含む半導体ウェーハの中心座標を示す図である。
【図６】本発明に係る位置合わせ機構の実施の形態を示す図であり、チャックテーブルに対する半導体ウェーハの位置合わせの説明図である。
【図７】本発明に係る位置合わせ機構の実施の形態を示す図であり、加工装置による位置合わせ処理の全体的な動作フローである。
【図８】本発明に係る位置合わせ機構の変形例を示す図である。
【図９】本発明に係る位置合わせ機構の実施の形態を示す図であり、半導体ウェーハの外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る位置合わせ機構は、半導体ウェーハの反りを矯正して半導体ウェーハの中心を正確に算出することにより、半導体ウェーハをチャックテーブルに精度よく位置合わせするものである。最初に、本発明の実施の形態に係る位置合わせ機構について説明する前に、加工対象となる半導体ウェーハについて簡単に説明する。図９は、本発明の実施の形態に係る半導体ウェーハの外観斜視図である。なお、図９においては、半導体ウェーハの裏面を上側に向けた状態を示している。
【００１６】
図９に示すように、半導体ウェーハＷは、略円板状に形成されており、表面に格子状に配列された図示しない分割予定ラインによって複数の領域に区画されている。分割予定ラインによって区画された各領域には、半導体ウェーハＷの中央においてＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス８１が形成されている。また、半導体ウェーハＷの外周縁部には、結晶方位を示すノッチ８２が形成されている。半導体ウェーハＷの表面には保護テープ８３が貼着されており、この保護テープ８３により半導体ウェーハＷの裏面加工時にデバイス８１が保護される。このように構成された半導体ウェーハＷは、搬入側のカセット２（図１参照）に収容された状態で研削装置１に搬入される。
【００１７】
なお、本実施の形態においては、ワークとしてシリコンウェーハやＧａＡｓ等の半導体ウェーハＷを例に挙げて説明するが、この構成に限定されるものではなく、セラミック、ガラス、サファイヤ系の無機材料基板、板状金属や樹脂の延性材料、ミクロンオーダーからサブミクロンオーダの平坦度が要求される各種加工材料をワークとしてもよい。
【００１８】
次に、図１および図２を参照して本発明の実施の形態に係る位置合わせ機構を研削装置に適用した例について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る研削装置の外観斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係る研削装置の部分拡大図である。なお、以下の説明では、位置合わせ機構を研削装置に適用した例について説明するが、研削装置にだけでなく、半導体ウェーハの中心をチャックテーブルの中心に位置合わせする加工装置に適用することも可能である。
【００１９】
図１に示すように、研削装置１は、加工前の半導体ウェーハＷを搬入する他、加工後の半導体ウェーハＷを搬出する搬入搬出ユニット４と、搬入搬出ユニット４から搬入された半導体ウェーハＷの裏面を研削するウェーハ加工ユニット５とから構成されている。搬入搬出ユニット４は、直方体状の基台１１を有し、基台１１にはカセット２、３が載置される一対のカセット載置部１２、１３が前面１１ａから前方に突出するように設けられている。
【００２０】
カセット載置部１２は、搬入口として機能し、加工前の半導体ウェーハＷが収容された搬入側のカセット２が載置される。カセット載置部１３は、搬出口として機能し、加工後の半導体ウェーハＷが収容される搬出側のカセット３が載置される。基台１１の上面には、カセット載置部１２、１３に面して搬入搬出アーム１４が設けられ、搬入搬出アーム１４に隣接してウェーハ加工ユニット５側の一の角部に仮置き部１５、他の角部にスピンナー洗浄部１６がそれぞれ設けられている。また、基台１１の上面において、仮置き部１５とスピンナー洗浄部１６との間には、ウェーハ供給部１７およびウェーハ回収部１８が設けられている。さらに、基台１１の内部には、搬入搬出ユニット４を統括制御する制御部１９が設けられている。
【００２１】
搬入搬出アーム１４は、駆動領域の広い多節リンク機構２１と、多節リンク機構２１の先端に設けられ、半導体ウェーハＷを吸着保持する吸着保持部２２とを有している。搬入搬出アーム１４は、多節リンク機構２１を駆動して搬入側のカセット２内に収容された半導体ウェーハＷを仮置き部１５に載置する他、スピンナー洗浄部１６から搬出側のカセット３内に半導体ウェーハＷを収容する。
【００２２】
図２に示すように、仮置き部１５は、搬入搬出アーム１４により半導体ウェーハＷが仮置きされる仮置きテーブル２３と、仮置きテーブル２３に仮置きされた半導体ウェーハＷを撮像する撮像機構２４とから構成されている。仮置きテーブル２３は、ガラス等の透光性材料で円盤状に形成され、半導体ウェーハＷよりも大径に形成されている。仮置きテーブル２３の上面には、半導体ウェーハＷを吸着する吸着面２５が形成されている。
【００２３】
吸着面２５には、同心円状に配置された複数の環状溝２５ａと、吸着面２５の中心から放射方向に延びる複数の直線溝２５ｂと、複数の環状溝２５ａと複数の直線溝２５ｂとの交点に配置された複数の図示しない吸着孔とが形成されている。複数の吸着孔は、仮置きテーブル２３を貫通して図示しない吸引源に接続されており、この吸引源の吸引により半導体ウェーハＷが吸着面２５に吸着される。
【００２４】
具体的には、吸引源の吸引により複数の吸着孔を介して複数の環状溝２５ａおよび複数の直線溝２５ｂに負圧が発生し、この負圧により半導体ウェーハＷが吸着面２５に引き寄せられ、複数の環状溝２５ａおよび複数の直線溝２５ｂが封止される。このとき、吸着面２５は、半導体ウェーハＷよりも大径なため環状溝２５ａおよび直線溝２５ｂの一部が大気に開放されるが、半導体ウェーハＷの反りを矯正するのに問題ない程度の吸着力を有している。このような吸着面２５に形成された溝構成により、仮置きテーブル２３を直径の異なる半導体ウェーハに対して汎用的に使用することが可能となる。
【００２５】
また、仮置きテーブル２３は、図示しない回転駆動機構に接続されており、回転駆動機構の駆動により回転可能に構成されている。この回転駆動機構の駆動により半導体ウェーハＷの周方向における撮像位置が調整される。
【００２６】
撮像機構２４は、仮置きテーブル２３の下側から半導体ウェーハＷを照射する照射部２７と、仮置きテーブル２３の上方において半導体ウェーハＷを透過した透過光を読み取る撮像部２８とを有している。照射部２７は、仮置きテーブル２３の下方に配置され、仮置きテーブル２３の径方向外側に位置している。撮像部２８は、支持部材２９を介して仮置きテーブル２３の上方に設けられており、仮置きテーブル２３の径方向に移動可能に構成されている。この撮像部２８の移動により半導体ウェーハＷの径方向における撮像位置が調整される。
【００２７】
仮置きテーブル２３に仮置きされた半導体ウェーハＷは、外周縁部の一部が撮像範囲に含まれるように位置調整され、撮像機構２４により撮像される。この撮像動作は、撮像機構２４により半導体ウェーハＷの全周に亘って外周縁部が撮像されるまで行われ、撮像機構２４により撮像された画像データは、制御部１９に出力される。
【００２８】
ウェーハ供給部１７は、上下方向に延在する回動軸３１と、回動軸３１の上端に支持された伸縮アーム３２と、伸縮アーム３２の先端に設けられ、半導体ウェーハＷを吸着保持する吸着保持部３３とを有している。回動軸３１は、上下動可能かつ前後動可能かつ回動可能に構成されており、伸縮アーム３２は延在方向に伸縮可能に構成されている。吸着保持部３３は、回動軸３１の前後動、回動および伸縮アーム３２の伸縮により水平面内における位置調整がされ、回動軸３１の上下動により高さ方向における位置調整がされる。
【００２９】
また、ウェーハ供給部１７は、制御部１９により駆動制御されており、制御部１９により回動軸３１の上下方向の移動量、前後方向の移動量、回動量、伸縮アーム３２の伸縮量が調整される。そして、ウェーハ供給部１７は、制御部１９に制御されて、仮置きテーブル２３から半導体ウェーハＷを吸着保持して持ち上げ、チャックテーブル５２に供給する。このとき、半導体ウェーハＷの中心をウェーハ加工ユニット５のチャックテーブル５２の保持面５６の中心に一致させると共に、半導体ウェーハＷの向きをチャックテーブル５２の向きに一致させるように位置合わせされる。
【００３０】
ウェーハ回収部１８は、ウェーハ供給部１７の吸着保持部３３よりも吸着保持部３７を大径に形成した点を除いてはウェーハ供給部１７と略同一の構成を有している。ウェーハ回収部１８は、制御部１９に制御されて、チャックテーブル５２から半導体ウェーハＷを吸着保持して回収し、スピンナー洗浄部１６のスピンナー洗浄テーブル４１に載置する。このとき、半導体ウェーハＷの中心をスピンナー洗浄部１６のスピンナー洗浄テーブル４１の載置面４２の中心に一致させると共に、半導体ウェーハＷの向きをスピンナー洗浄テーブル４１の向きに一致させるように位置合わせされる。
【００３１】
図１に戻り、スピンナー洗浄部１６は、加工後の半導体ウェーハＷが載置されるスピンナー洗浄テーブル４１を有している。スピンナー洗浄テーブル４１は、円盤状であり、半導体ウェーハＷが載置される載置面４２が形成されている。載置面４２の中央部分には、ポーラスセラミック材により吸着面４２ａが形成されている。吸着面４２ａは、平面視における半導体ウェーハＷの外形形状に合わせて形成されており、半導体ウェーハＷのノッチ８２に対応する部分を除いて円形状に形成されている。この半導体ウェーハＷのノッチ８２に対応する部分の向きによりスピンナー洗浄テーブル４１の向きが規定される。吸着面４２ａは、基台１１内に配置された図示しない吸引源に接続され、半導体ウェーハＷを吸着保持する。
【００３２】
加工後の半導体ウェーハＷは、スピンナー洗浄テーブル４１に載置されると、スピンナー洗浄テーブル４１の下降により開口部４３を介して基台１１内に収容される。そして、基台１１に収容された半導体ウェーハＷは、高速回転されつつ、洗浄水が噴射されて洗浄される。その後、半導体ウェーハＷを高速回転させた状態で洗浄水の噴射が停止され、半導体ウェーハＷが乾燥される。
【００３３】
制御部１９は、撮像機構２４による半導体ウェーハＷの撮像処理、半導体ウェーハＷの中心を示す位置データおよび半導体ウェーハＷの向きを示す角度データの算出処理、チャックテーブル５２およびスピンナー洗浄テーブル４１に対する半導体ウェーハＷの位置合わせ処理等の各処理を実行する。また、制御部１９には、各処理の制御プログラムと共に、位置合わせ処理に使用される直交平面座標系（図６参照）が記憶されている。
【００３４】
なお、制御部１９は内部に組み込まれたＣＰＵ(Central  Processing  Unit)がＲＯＭ（Read  Only  Memory）内の制御プログラム等の各種プログラムに従ってＲＡＭ（Random  Access  Memory）内のデータを演算し、搬入搬出ユニット４の各部と協働して各処理を実行するようになっている。また、半導体ウェーハＷの中心を示す位置データおよび半導体ウェーハＷの向きを示す角度データの算出処理、チャックテーブル５２およびスピンナー洗浄テーブル４１に対する半導体ウェーハＷの位置合わせ処理の詳細については後述する。
【００３５】
ウェーハ加工ユニット５は、荒研削ユニット４５および仕上げ研削ユニット４６と半導体ウェーハＷを保持したチャックテーブル５２とを相対回転させて半導体ウェーハＷを加工するように構成されている。また、ウェーハ加工ユニット５は、直方体状の基台５１を有し、基台５１の前面には搬入搬出ユニット４が接続されている。基台５１の上面には、３つのチャックテーブル５２が配置されたターンテーブル５３が設けられ、ターンテーブル５３の後方には支柱部５４が立設されている。
【００３６】
ターンテーブル５３は、大径の円盤状に形成されており、上面には周方向に１２０度間隔で３つのチャックテーブル５２が配置されている。そして、ターンテーブル５３は、図示しない回転駆動機構に接続され、回転駆動機構によりＤ１方向に１２０度間隔で間欠回転される。これにより、３つのチャックテーブル５２は、ウェーハ供給部１７およびウェーハ回収部１８との間で半導体ウェーハＷを受け渡す載せ換え位置、荒研削ユニット４５に半導体ウェーハＷを対向させる荒研削位置、仕上げ研削ユニット４６に半導体ウェーハＷを対向させる仕上げ研削位置の間を移動される。
【００３７】
チャックテーブル５２は、円盤状であり、半導体ウェーハＷが保持される保持面５６が形成されている（図２参照）。保持面５６の中央部分には、ポーラスセラミック材により吸着面５６ａが形成されている。吸着面５６ａは、平面視における半導体ウェーハＷの外形形状に合わせて形成されており、半導体ウェーハＷのノッチ８２に対応する部分を除いて円形状に形成されている。この半導体ウェーハＷのノッチ８２に対応する部分の向きによりチャックテーブル５２の向きが規定される。
【００３８】
また、チャックテーブル５２は、基台５１内に配置された図示しない吸引源に接続され、半導体ウェーハＷを吸着保持する。チャックテーブル５２は、図示しない回転駆動機構に接続され、回転駆動機構により保持面５６に半導体ウェーハＷを保持した状態で回転される。
【００３９】
基台５１の上面において、ターンテーブル５３の荒研削位置および仕上げ研削位置の近傍には接触式センサ５８が設けられている。この接触式センサ５８は、２つの接触子６１、６２を有し、一方の接触子６１が半導体ウェーハＷの上面に接触され、他方の接触子６２がチャックテーブル５２の上面に接触されている。そして、２つの接触子６１、６２の高さの差分から研削深さが制御される。
【００４０】
支柱部５４は、一対の斜面を有する上面視ベース状に形成され、この一対の斜面にはチャックテーブル５２の上方において荒研削ユニット４５および仕上げ研削ユニット４６を移動させる研削ユニット移動機構６４、６５が設けられている。研削ユニット移動機構６４は、支柱部５４に対してボールねじ式の移動機構によりＲ１方向に移動するＲ軸テーブル６７と、Ｒ軸テーブル６７に対してボールねじ式の移動機構により上下方向に移動するＺ軸テーブル７１とを有している。Ｚ軸テーブル７１には、前面に取り付けられた支持部７５を介して荒研削ユニット４５が支持されている。また、研削ユニット移動機構６５も、研削ユニット移動機構６４と同様の構成を有し、仕上げ研削ユニット４６が支持されている。
【００４１】
荒研削ユニット４５は、図示しないスピンドルの下端に着脱自在に装着された研削砥石７３を有している。研削砥石７３は、ダイヤモンドの砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成されている。また、研削砥石７３は、薄型円筒状に形成されており、リング状の研削面を有している。なお、仕上げ研削ユニット４６は、荒研削ユニット４５と同様の構成を有しているが、研削砥石７４として粒度が細かいものを使用している。
【００４２】
そして、荒研削ユニット４５は、研削ユニット移動機構６４により研削砥石７３の半導体ウェーハＷに対する半径方向に位置調整され、接触式センサ５８により研削量を監視しつつＺ軸方向に研削送りされる。さらに、荒研削ユニット４５において荒研削が行われた後、仕上げ研削ユニット４６において同様な動作により仕上げ研削が行われる。
【００４３】
図３を参照して、撮像機構による半導体ウェーハの撮像処理について説明する。図３は、撮像機構による半導体ウェーハの撮像処理の説明図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、半導体ウェーハの外周縁部に反りが含まれているものとする。
【００４４】
図３（ａ）に示すように、仮置きテーブル２３に半導体ウェーハＷが仮置きされていない初期状態では、撮像部２８は仮置きテーブル２３の径方向外側の退避位置に位置している。この状態から、図３（ｂ）に示すように、搬入搬出アーム１４に保持された半導体ウェーハＷが仮置きテーブル２３の上面に仮置きされる。このとき、搬入搬出アーム１４の
吸着保持部２２の吸着により半導体ウェーハＷの外周縁部の反りが矯正された状態で仮置きされる。次に、搬入搬出アーム１４が仮置きテーブル２３上から退避すると、図３（ｃ）に示すように、仮置きテーブル２３の吸着面２５に半導体ウェーハＷが吸着される。このとき、搬入搬出アーム１４の吸着保持部２２の吸着の解除と同時または解除前に半導体ウェーハが吸着面２５に吸着され、半導体ウェーハＷの外周縁部の反りが矯正される。
【００４５】
半導体ウェーハＷの外周縁部の反りが矯正されると、撮像部２８が半導体ウェーハＷの外周部を撮像する撮像位置に移動し、図３（ｄ）に示すように、半導体ウェーハＷの外周縁部が撮像部２８の撮像範囲に含まれる。そして、図３（ｅ）に示すように、照射部２７により仮置きテーブル２３の下側から半導体ウェーハＷが照射され、仮置きテーブル２３および半導体ウェーハＷを透過した透過光が撮像部２８により読み込まれる。１箇所において半導体ウェーハＷの外周縁部の撮像が完了すると、仮置きテーブル２３が回転し、半導体ウェーハＷの外周縁部の全周に亘って撮像が行われる。撮像部２８により撮像された画像データは制御部１９に出力される。撮像部２８による撮像が完了すると、撮像部２８は退避位置に移動して初期状態となる。
【００４６】
図４を参照して、制御部による半導体ウェーハの中心を示す位置データおよび半導体ウェーハの向きを示す角度データの算出処理について説明する。図４は、撮像部により撮像された画像データを示す図である。
【００４７】
制御部１９に出力された画像データは、制御部１９によりエッジ検出処理が行われ、半導体ウェーハＷの外周縁部を示す曲線が得られる。半導体ウェーハＷの外周縁部の曲線が得られると、外周縁部の曲線から任意にＡ点、Ｂ点、Ｃ点の座標が抽出される。このとき、１回の撮像動作で得られる１つの画像データから３点の座標を抽出するようにしてもよいし、複数回の撮像動作で得られる複数の画像データから３点の座標を抽出するようにしてもよい。
【００４８】
そして、Ａ点とＢ点とを結ぶ線分に垂直な２等分線とＢ点とＣ点とを結ぶ線分に垂直な２等分線との交点が半導体ウェーハＷの中心座標Ｐ１として算出される。半導体ウェーハＷの中心座標Ｐ１が算出されると、この中心座標Ｐ１を通る基準軸Ｌ１と中心座標Ｐ１とノッチ８２の中心とを結ぶ直線Ｌ２とのなす角度Ｒが算出される。このとき、基準軸Ｌ１は、チャックテーブル５２のウェーハ移載時の基準となる向きに対応しており、この基準となる向きからチャックテーブル５２を角度Ｒだけ回転させることで、チャックテーブル５２に載置されたときに半導体ウェーハＷの向きをチャックテーブル５２の向きに合わせることが可能となる。
【００４９】
このように、撮像処理において半導体ウェーハＷの反りが矯正された状態で、半導体ウェーハＷの中心が算出されるため、半導体ウェーハＷの中心を精度よく算出することが可能となる。例えば、図５において、実線で示す反りを含んだ半導体ウェーハＷの画像データから算出された中心座標Ｐ１は、一点鎖線で示す反りを含まない半導体ウェーハＷの画像データから算出された中心座標Ｐ２と比較して位置ズレを生じている。
【００５０】
なお、本実施の形態では、半導体ウェーハＷの外周縁部の曲線を検出した後、３点を検出したが、半導体ウェーハＷの外周縁部の曲線を検出することなく、直に３点を検出する構成としてもよい。これにより、検出処理量を減少させて算出速度を向上させることが可能となる。
【００５１】
図６を参照して、チャックテーブルに対する半導体ウェーハの位置合わせ処理について説明する。図６は、チャックテーブルに対する半導体ウェーハの位置合わせの説明図である。なお、初期状態においては、チャックテーブルはＹ軸正方向を向いているものとする。
【００５２】
図６に示すように、制御部１９はＸ軸とＹ軸とからなる直交平面座標系を有しており、この直交平面座標系には、予め記憶されたチャックテーブル５２の中心座標Ｐ３、算出された半導体ウェーハＷの中心座標Ｐ１および半導体ウェーハＷの向きを示す角度Ｒが設定されている。まず、制御部１９によりチャックテーブル５２の中心座標Ｐ３と半導体ウェーハＷの中心座標Ｐ１との差分に基づいて、ウェーハ供給部１７の回動軸３１の前後方向の移動量および回動量、伸縮アーム３２の伸縮量が算出されると共に、半導体ウェーハＷの向きを示す角度Ｒに基づいて、チャックテーブル５２の回転量が算出される。
【００５３】
次に、ウェーハ供給部１７は、仮置きテーブル２３の上方に位置した状態から、回動軸３１を下動させて吸着保持部３３により半導体ウェーハＷを吸着保持して上動する。次に、ウェーハ供給部１７は、制御部１９に算出された回動軸３１の前後方向の移動量および回動量に応じて回動軸３１を駆動する。次に、ウェーハ供給部１７は、制御部１９に算出された伸縮アーム３２の伸縮量に応じて伸縮アーム３２を駆動し、半導体ウェーハＷをチャックテーブル５２の上方に位置させる。この時点で、半導体ウェーハＷの中心とチャックテーブル５２の保持面５６の中心とが一致している。
【００５４】
次に、チャックテーブル５２は、Ｙ軸正方向を向いた初期状態から角度Ｒだけ回転し、半導体ウェーハＷの向きにチャックテーブル５２の向きを一致させる。次に、ウェーハ供給部１７は、回動軸３１を下動させて、吸着保持部３３の吸着を解除する。このようにして、半導体ウェーハＷの中心がチャックテーブル５２の保持面５６の中心に位置合わせされると共に、半導体ウェーハＷの向きがチャックテーブル５２の向きに合わせられる。また、スピンナー洗浄テーブル４１に対する半導体ウェーハＷの位置合わせ処理も、上記した位置合わせ処理と同様な処理により行われる。
【００５５】
このように、半導体ウェーハＷの向きがチャックテーブル５２の向きに合わせられた状態で、半導体ウェーハＷがチャックテーブル５２に位置合わせされるため、半導体ウェーハＷがチャックテーブル５２の吸着面５６ａに合致するように載置される。したがって、半導体ウェーハＷに形成されたノッチ８２と吸着面５６ａにおけるノッチ８２に対応する部分が一致し、この半導体ウェーハＷと吸着面５６ａとの位置ズレにより吸着面５６ａの吸着力が低下することが防止される。
【００５６】
次に、図７を参照して、加工装置による位置合わせの全体的な動作の流れについて説明する。図７は、加工装置による位置合わせ処理の全体的な動作フローである。以下の動作フローは、加工装置にステップＳ０１〜ステップＳ０４を実行させる制御プログラムにより実施される。
【００５７】
図７に示すように、搬入搬出アーム１４によりカセット２から加工前の半導体ウェーハＷが取り出され、仮置きテーブル２３に仮置きされる（ステップＳ０１）。このとき、仮置きテーブル２３の吸着面２５により半導体ウェーハＷの外周縁部の反りが矯正される。次に、半導体ウェーハＷの外周縁部の反りが矯正された状態で撮像機構２４により半導体ウェーハＷが撮像され、撮像された画像データが制御部１９に出力される（ステップＳ０２）。次に、制御部１９により入力された画像データに基づいて半導体ウェーハＷの中心座標Ｐ１および半導体ウェーハＷの向きを示す角度Ｒが算出される（ステップＳ０３）。次に、算出された半導体ウェーハＷの中心座標Ｐ１および角度Ｒに基づいて、半導体ウェーハＷの向きがチャックテーブル５２の向きに合わせられると共に、半導体ウェーハＷの中心がチャックテーブル５２の中心に位置合わせされる（ステップＳ０４）。
【００５８】
以上のように、本実施の形態に係る位置合わせ機構によれば、半導体ウェーハＷが反りを含む場合であっても、半導体ウェーハＷの少なくとも外周縁部が仮置きテーブル２３の吸着面２５に吸着されて半導体ウェーハＷの反りが矯正される。よって、半導体ウェーハＷの反りが矯正された状態で撮像されるため、半導体ウェーハＷの中心の位置データを正確に算出することができ、半導体ウェーハＷの中心をチャックテーブル５２の中心に精度よく位置合わせすることが可能となる。また、仮置きテーブル２３において複数のピンの突き当てによる位置決めが不要となり、薄型の半導体ウェーハＷの位置合わせ時の破損を防止することが可能となる。
【００５９】
なお、上記した実施の形態においては、仮置きテーブル２３の吸着面２５において、半導体ウェーハＷを全体的に吸着する構成としたが、この構成に限定されるものではない。仮置きテーブル２３において半導体ウェーハＷの反りを矯正可能な範囲に吸着面２５が形成されていればよく、例えば、半導体ウェーハＷの外周縁部を吸着可能な位置にだけ吸着面が形成されている構成でもよい。
【００６０】
また、上記した実施の形態においては、半導体ウェーハＷの向きを規定する印部としてノッチ８２を例示して説明したが、この構成に限定されるものではない。半導体ウェーハＷの外周縁部において半導体ウェーハＷの向きを特定可能なものであればよく、ノッチ８２の代わりにオリエンテーションフラットでもよい。
【００６１】
また、上記した実施の形態においては、仮置きテーブル２３の全体を透光性材料で形成する構成としたが、この構成に限定されるものではない。仮置きテーブル２３に載置された半導体ウェーハＷの少なくとも外周縁部を撮像可能な構成であればよく、例えば、半導体ウェーハＷの外周縁部を撮像可能な位置にだけを透光性材料で形成する構成としてもよい。
【００６２】
また、上記した実施の形態においては、仮置きテーブル２３を透光性材料で形成し、撮像部２８により仮置きテーブル２３および半導体ウェーハＷを透過した透過光を読み取る構成としたが、この構成に限定されるものではない。半導体ウェーハＷを撮像可能な構成であればよく、例えば、図８（ａ）に示すように、仮置きテーブル９４の一部を開口し、この開口９５を介して半導体ウェーハＷを透過した透過光を撮像部９３で読み取る構成としてもよいし、図８（ｂ）に示すように、仮置きテーブル９６を鏡面加工しておき、仮置きテーブル９６に反射された反射光を撮像部９７で読み取る構成としてもよい。
【００６３】
また、上記した実施の形態においては、半導体ウェーハＷの中心をチャックテーブル５２の中心に位置合わせすると共に、半導体ウェーハＷの向きをチャックテーブル５２の向きに合わせる構成としたが、半導体ウェーハＷの中心をチャックテーブル５２の中心に位置合わせのみ行う構成としてもよい。
【００６４】
また、上記した実施の形態においては、画像処理により半導体ウェーハＷの中心を算出する構成としたが、この構成に限定されるものではない。半導体ウェーハＷの外周縁部を検出可能な構成であればよく、例えば、反射式のフォトセンサを用いて半導体ウェーハＷの外周縁部を検出する構成としてもよい。
【００６５】
また、上記した実施の形態においては、ウェーハ供給部１７の移動を制御して半導体ウェーハＷの中心をチャックテーブル５２の中心に位置合わせする構成としたが、この構成に限定されるものではない。半導体ウェーハＷの中心を算出して、チャックテーブル５２の中心に位置合わせする構成であればよく、例えば、仮置きテーブル２３上やチャックテーブル５２上で位置合わせする構成としてもよい。
【００６６】
また、上記した実施の形態においては、位置合わせ時にチャックテーブル５２の回転量を制御して半導体ウェーハＷの向きとチャックテーブル５２の向きを合わせる構成としたが、この構成に限定されるものではない。半導体ウェーハＷの向きとチャックテーブル５２の向きを合わせることができる構成であればよく、例えば、仮置きテーブル２３やウェーハ供給部３３側で向きを合わせる構成としてもよい。
【００６７】
また、上記した実施の形態においては、制御部１９により半導体ウェーハＷの外周縁部の任意の３点を検出して半導体ウェーハＷの中心を算出する構成としたが、この構成に限定されるものではない。半導体ウェーハＷの中心を算出可能であれば、どのような計算方法でもよい。例えば、画像データから得られた外周縁部の曲線からそれぞれ２点を検出し、この２点からの各曲線に対する法線の交点を半導体ウェーハＷの中心とすることも可能である。
【００６８】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明したように、本発明は、反りを含む半導体ウェーハを破損させることなく、チャックテーブルに精度よく位置合わせすることができるという効果を有し、特に、半導体ウェーハの研削加工する際に半導体ウェーハの位置調整を行う位置合わせ機構、加工装置および位置合わせ方法に有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１  研削装置（加工装置）
４  搬入搬出ユニット（位置合わせ機構）
５  ウェーハ加工ユニット（加工機構）
１４  搬入搬出アーム
１５  仮置き部
１６  スピンナー洗浄部
１７  ウェーハ供給部（位置合わせ部）
１８  ウェーハ回収部
１９  制御部（位置データ算出部、位置合わせ部）
２３、９４、９６  仮置きテーブル（ワーク支持台）
２４  撮像機構（位置データ取得部）
２５  吸着面
２５ａ  環状溝
２５ｂ  直線溝
２７  照射部
２８、９３、９７  撮像部
５２  チャックテーブル（保持テーブル）
５６  保持面
８２  ノッチ
９４  開口部
Ｗ  半導体ウェーハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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