(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で板状ワークの中心位置の検出を行うことのできる研削装置を提供すること。【解決手段】カセットからウエーハを搬出してチャックテーブルに載置する搬送手段６４と、搬送手段がカセットから搬出したウエーハ１１を撮像する撮像手段６８と、チャックテーブル、研削手段及び搬送手段を制御する制御手段とを備え、撮像手段は、ウエーハを撮像するカメラと、カメラがウエーハを撮像する際にウエーハを照明する光源８４、８６とを有し、ウエーハを撮像手段で撮像する際には、搬送手段が保持部７４で保持したウエーハを撮像手段の撮像位置に位置付け、撮像手段は保持部に保持された状態のウエーハを撮像し、制御手段は、カメラから出力されたウエーハの画像からウエーハの中心を検出する中心位置検出部を有し、中心位置検出部が検出したウエーハの中心をチャックテーブルの回転中心に合わせて載置するように該搬送手段を制御する。【選択図】図６
2015217449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハに研削加工を行う研削装置であって、
ウエーハを保持する保持面を有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ウエーハに研削加工を施す研削手段と、
ウエーハを収容したカセットが載置されるカセット載置領域と、
該カセットからウエーハを搬出して該チャックテーブルに載置する搬送手段と、
該搬送手段が該カセットから搬出したウエーハを撮像する撮像手段と、
該チャックテーブル、該研削手段及び該搬送手段を制御する制御手段と、を備え、
該撮像手段は、ウエーハを撮像するカメラと、該カメラがウエーハを撮像する際にウエーハを照明する光源と、を有し、
該搬送手段はウエーハを保持する保持部と、該保持部を移動させるアーム部とを有し、
ウエーハを該撮像手段で撮像する際には、該搬送手段が該保持部で保持したウエーハを該撮像手段の撮像位置に位置付け、該撮像手段は該保持部に保持された状態のウエーハを撮像し、
該制御手段は、該カメラから出力されたウエーハの画像からウエーハの中心を検出する中心位置検出部を有し、該中心位置検出部が検出したウエーハの中心を該チャックテーブルの回転中心に合わせて載置するように該搬送手段を制御する、ことを特徴とする研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハ等の板状ワークの中心及び形状を認識する機能を有する研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ，ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置（ダイシング装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスチップに分割され、分割されたデバイスチップは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。
【０００３】
半導体チップの小型化及び軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切削して個々のデバイスチップに分割するのに先立って、ウエーハの裏面を研削して所定の厚みに加工する裏面研削が実施される。
【０００４】
ウエーハを研削する研削装置は、ウエーハを保持する保持面を有するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削砥石が環状に配設された研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、研削手段をチャックテーブルに対して接近又は離反する方向に移動させる加工送り手段とを備えていて、ウエーハを所望の厚みに形成することができる。
【０００５】
従来の研削装置では、カセットから搬出されたウエーハは位置合わせテーブルで中心位置合わせが行われる。位置合わせテーブルはウエーハの外周において径方向に移動可能な複数の位置決めピンを備えている（例えば、特開平７−２１１７６６号公報参照）。
【０００６】
位置合わせテーブル上にウエーハが載置されると、複数の位置決めピンがウエーハの外周面に当接されるまで半径方向に移動して、ウエーハの中心を位置合わせテーブルの中心に位置合わせする。中心位置合わせが行われた後、ウエーハはウエーハ搬入機構によりチャックテーブル上に搬入される。
【０００７】
位置合わせテーブルにおいては、ウエーハ等の板状ワークは外周形状に基づき機械的に位置合わせされる。このため、結晶方位を示すオリエンテーションフラットやノッチなどの異形状部が外周に存在する場合には、板状ワークを外周形状に基づいて正確に位置合わせ出来ない恐れがある。
【０００８】
この問題を解消するために、位置合わせテーブル上に載置されたウエーハを撮像カメラで撮像し、撮像された画像からウエーハの外周を判断して中心を検出する位置合わせ方法が提案されている（例えば、特開２０１１−２５３９３６号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２１１７６６号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５３９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の研削装置においては、位置合わせテーブルやウエーハを撮像するためのスペースを研削装置内に用意しなければならず、またこれらの機構のための部品を数多く使用するため、装置の小型化、低コスト化の障害となっていた。
【００１１】
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、簡単な構成で板状ワークの中心位置の検出を行うことのできる研削装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によると、ウエーハに研削加工を行う研削装置であって、ウエーハを保持する保持面を有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ウエーハに研削加工を施す研削手段と、ウエーハを収容したカセットが載置されるカセット載置領域と、該カセットからウエーハを搬出して該チャックテーブルに載置する搬送手段と、該搬送手段が該カセットから搬出したウエーハを撮像する撮像手段と、該チャックテーブル、該研削手段及び該搬送手段を制御する制御手段と、を備え、該撮像手段は、ウエーハを撮像するカメラと、該カメラがウエーハを撮像する際にウエーハを照明する光源と、を有し、該搬送手段はウエーハを保持する保持部と、該保持部を移動させるアーム部とを有し、ウエーハを該撮像手段で撮像する際には、該搬送手段が該保持部で保持したウエーハを該撮像手段の撮像位置に位置付け、該撮像手段は該保持部に保持された状態のウエーハを撮像し、該制御手段は、該カメラから出力されたウエーハの画像からウエーハの中心を検出する中心位置検出部を有し、該中心位置検出部が検出したウエーハの中心を該チャックテーブルの回転中心に合わせて載置するように該搬送手段を制御する、ことを特徴とする研削装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の研削装置は、搬送手段がカセットから搬出したウエーハを搬送手段が保持した状態で撮像する撮像手段を備え、制御手段が撮像手段が撮像したウエーハの画像からウエーハの中心を検出する中心位置検出部を有しているため、制御手段はウエーハの中心と搬送手段との相対的な位置関係を算出することができ、これにより、特別な位置合わせテーブル等の部材を用いる事なく、簡単な構成で制御手段は中心位置検出部が検出したウエーハの中心位置をチャックテーブルの回転中心に合わせて載置するように搬送手段を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明実施形態に係る研削装置の斜視図である。
【図２】ウエーハの表面に保護テープを貼着する様子を示す斜視図である。
【図３】カセット内に収容された複数のウエーハを示す斜視図である。
【図４】ウエーハを収容したカセットとウエーハ搬送ロボット（搬送手段）との関係を示す斜視図である。
【図５】ウエーハ搬送ロボットがカセット内からウエーハを取り出した状態の平面図である。
【図６】ウエーハ搬送ロボットとカメラ及び光源との位置関係を示す側面図である。
【図７】図７（Ａ）はウエーハ搬送ロボットのハンドが撮像位置でウエーハを保持している状態の平面図、図７（Ｂ）はカメラの撮像画像を示す図である。
【図８】搬送経路の上方に配置されたカメラの回りにリング照明を有する本発明第２実施形態の撮像手段の斜視図である。
【図９】図９（Ａ）はウエーハ搬送ロボットのハンドがノッチを有するウエーハを保持している状態の平面図、図９（Ｂ）は第２実施形態の撮像手段の撮像画像を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）はハンドの中心とウエーハの中心とが合致している状態のカメラの撮像画像、図１０（Ｂ）はハンドの中心とウエーハの中心とがずれている状態のカメラの撮像画像である。
【図１１】ウエーハ搬送ロボットでウエーハの中心をチャックテーブルんの回転中心に合わせて載置する様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態に係る研削装置２の外観斜視図が示されている。４は研削装置のベース（ハウジング）であり、ベース４の後方には二つのコラム６ａ，６ｂが垂直に立設されている。
【００１６】
コラム６ａには、上下方向に伸びる一対のガイドレール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。
【００１７】
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スピンドル２２と、スピンドル２２を回転駆動するハウジング２０中に収容されたサーボモータと、スピンドルの先端に固定されたホイールマウント２４と、ホイールマウント２４に着脱可能に固定された複数の粗研削用の研削砥石を有する研削ホイール２６を含んでいる。
【００１８】
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送り機構１８を備えている。パルスモータ１６を駆動すると、ボールねじ２２が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。
【００１９】
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２８が固定されている。この一対のガイドレール２８に沿って仕上げ研削ユニット３０が上下方向に移動可能に装着されている。
【００２０】
仕上げ研削ユニット３０は、そのハウジング４０が一対のガイドレール２８に沿って上下方向に移動する移動基台３２に取り付けられている。仕上げ研削ユニット３０は、ハウジング４０と、ハウジング４０中に回転可能に収容されたスピンドル４２と、スピンドル４２を回転駆動するハウジング４０中に収容されたサーボモータと、スピンドル４２の先端に固定されたホイールマウント４４と、ホイールマウント４４に着脱可能に固定された仕上げ研削用の研削砥石を有する研削ホイール４６を含んでいる。
【００２１】
仕上げ研削ユニット３０は、仕上げ研削ユニット３０を一対の案内レール２８に沿って上下方向に移動するボールねじ３４とパルスモータ３６とから構成される仕上げ研削ユニット送り機構３８を備えている。パルスモータ３６を駆動すると、ボールねじ３４が回転し、仕上げ研削ユニット３０が上下方向に移動される。
【００２２】
研削装置２は、コラム６ａ，６ｂの前側においてベース４の上面と平行となるように配設されたターンテーブル４８を具備している。ターンテーブル４８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４９で示す方向に回転される。
【００２３】
ターンテーブル４８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５０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５０は、ポーラスセラミック材によって円盤状に形成された保持部を有しており、保持部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。
【００２４】
ターンテーブル４８に配設された３個のチャックテーブル５０は、ターンテーブル４８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。
【００２５】
ベース４の前側部分には、ベース４に固定された２つのカセット置台５４，５６からなるカセット載置領域５２が配設されている。カセット置台５４上には、研削前のウエーハを収容するカセット５８が載置され、カセット置台５６上には研削後のウエーハを収容するカセット６０が載置される。
【００２６】
図２に示すように、半導体ウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）１１の表面には複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に形成されており、分割予定ライン１３によって区画された各領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。ウエーハ１１には、ウエーハ１１の結晶方位を示すオリエンテーションフラット１７が形成されている。
【００２７】
ウエーハ１１の裏面研削を実施するに当たり、表面に形成されたデバイス１５を保護するために、ウエーハ１１の表面には表面保護テープ１９が貼着され、表面に貼着された保護テープ１９を上向きにした状態でウエーハ１１は図３に示すようなカセット５８内に収容される。
【００２８】
カセット５８の両側壁５８ａの内側には複数の収容溝（棚）７０が形成されており、ウエーハ１１は左右で対応する高さの収容溝７０に支持されて表面に貼着された保護テープを上向きにしてカセット５８内に収容されている。カセット６０もカセット５８と同様な構成を有している。
【００２９】
再び図１を参照すると、カセット載置領域５２に隣接したベース４には凹部６２が形成されており、この凹部６２内にウエーハ搬送ロボット（搬送手段）６４が配設されている。ウエーハ搬送ロボット６４は、図４に示すように、複数のリンクを回動可能に連結した屈曲リンク機構（アーム部）７２と、屈曲リンク機構７２の先端部に連結されたウエーハ吸引保持部（ハンド）７４とから構成される。
【００３０】
屈曲リンク機構７２は、図示しない駆動手段によりＺ軸方向（上下方向）に移動される支持部材７６と、支持部材７６に対して回動可能に取り付けられた第１リンク７８と、第１リンク７８に対して回動可能に取り付けられた第２リンク８０とから構成される。
【００３１】
第２リンク８０の先端部には、駆動部８２を介してウエーハ吸引保持部（ハンド）７４が取り付けられている。ウエーハ吸引保持部７４の上面７４ａには負圧吸引源に選択的に連通される吸引孔７５が形成されている。ウエーハ吸引保持部７４は回転可能に駆動部８２に取り付けられている。
【００３２】
再び図１を参照すると、ターンテーブル４８及びウエーハ搬送ロボット６４に隣接して、研削されたウエーハをスピン洗浄及びスピン乾燥するスピンナー洗浄装置６６が配設されている。更に、ウエーハ搬送ロボット６４によりカセット５４から搬出されたウエーハを撮像する撮像手段（撮像ユニット）６８が配設されている。
【００３３】
撮像手段６８は、図６に示すように、ウエーハ搬送ロボット６４で搬送するウエーハ１１の搬送経路の上方に配設されたカメラ８４と、カメラ８４に対向して搬送経路の下方に配設された光源８６とから構成される。カメラ８４で撮像した撮像画像は制御手段９０に入力される。
【００３４】
図５に示すように、ウエーハ搬送ロボット６４のハンド７４でカセット５８内のウエーハ１１を吸着して矢印Ｙ１方向に引き出し、図６に示すカメラ８４の撮像位置に位置付けると、光源８６でハンド７４に保持されたウエーハ１１を照明しながらカメラ８４で撮像し、撮像画像を制御手段９０に入力する。
【００３５】
制御手段９０にカメラ８４の撮像画像が入力されると、制御手段９０は中心位置検出部で撮像画像の外周の３点以上の座標からウエーハ１１の中心を検出し、この中心とウエーハ搬送ロボット６４の吸引保持部（ハンド）７４との相対的な位置関係を算出する。
【００３６】
カメラ８４の撮像画像では、光源８６がウエーハ搬送ロボット６４の搬送経路の下方に配置されているため、図７（Ｂ）に示すように、ウエーハ１１が黒色としてとらえられる。
【００３７】
図８を参照すると、本発明第２実施形態の撮像手段６８Ａの斜視図が示されている。撮像手段６８Ａは、カメラ９２と、カメラ９２を囲繞する複数のＬＥＤ等から形成された環状照明９４とから構成される。撮像手段６８Ａは、ウエーハ搬送ロボット６４の搬送経路の上方に配置される。
【００３８】
図９（Ａ）は、ノッチ１９を有するウエーハ１１Ａをウエーハ搬送ロボット６４のハンド７４で保持している状態の平面図である。この状態を撮像手段６８Ａのリング照明９４で照明しながらカメラ９２で撮像すると、図９（Ｂ）に示すように、カメラ９２はリング照明９４が発した光のウエーハ１１Ａからの反射光を撮像してウエーハ１１Ａの画像を白色の画像としてとらえ、ウエーハ１１Ａの周囲を黒色の画像としてとらえるように調整されている。
【００３９】
図７（Ｂ）に示すウエーハ１１の撮像画像及び図９（Ｂ）に示すウエーハ１１Ａの撮像画像からウエーハ１１，１１Ａの外周を容易に検出することができる。このようにウエーハ１１，１１Ａの外周が検出されると、制御手段９０の中心位置検出部でウエーハ１１，１１Ａの外周の３点を取り、２点間を結んだ線分の垂直二等分線の交点としてウエーハ１１，１１Ａの中心を検出することができる。
【００４０】
図８に示す第２実施形態の撮像手段６８Ａとともに使用される制御手段９０は、ウエーハ１１の外周に形成された結晶方向を示すノッチ（異形状部）１９を検出する異形部検出手段を有している。異形部検出手段が検出したウエーハ１１のノッチ１９の位置に基づいて、制御手段９０はチャックテーブル５０の所定の位置にノッチ１９が載置されるようにチャックテーブル５０の回転を制御する。
【００４１】
図１０（Ａ）を参照すると、ウエーハ１１の中心が吸引保持部（ハンド）７４の中心Ｘ０，Ｙ０に一致している状態のカメラ８４の撮像画像を示している。一方、図１０（Ｂ）は、ウエーハ１１の中心Ｘ１，Ｙ１が吸引保持部７４の中心Ｘ０，Ｙ０と一致していない場合のカメラ８４の撮像画像を示している。
【００４２】
吸引保持部７４の中心Ｘ０，Ｙ０は研削装置２の制御手段９０で既に算出して把握されているため、吸引保持部７４の中心Ｘ０，Ｙ０を原点位置とした場合の、ウエーハ１１の中心Ｘ１，Ｙ１のずれ量（ウエーハ１１の中心Ｘ１，Ｙ１の吸引保持部７４の中心Ｘ０，Ｙ０に対する相対値）は容易に算出することができる。
【００４３】
このようにウエーハ１１の中心と吸引保持部７４の中心との相対的なずれ量が判明しているため、図１１（Ａ）に示すように、ウエーハ搬送ロボット６４は吸引保持部７４を矢印Ｙ２方向に移動して、ウエーハ１１をウエーハ搬入・搬出位置に位置付けられたチャックテーブル５０に近付け、吸引保持部（ハンド）７４を１８０°回転してウエーハ１１の裏面を上向きにする。
【００４４】
次いで、制御手段９０は図１１（Ｂ）に示すように、ウエーハ１１の中心１１ａをチャックテーブル５０の回転中心５０ａに合わせてウエーハ１１をチャックテーブル５０上に載置するようにウエーハ搬送ロボット６４を制御する。
【符号の説明】
【００４５】
１０    粗研削ユニット
１１，１１Ａ    半導体ウエーハ
１７    オリエンテーションフラット
１９    ノッチ
３０    仕上げ研削ユニット
４８    ターンテーブル
５０    チャックテーブル
５８，６０    カセット
６４    ウエーハ搬送ロボット（搬送手段）
６８，６８Ａ    撮像手段
７４    吸引保持部（ハンド）
８４    光源
９４    リング照明
【図１】
2015217449.tif 000003
【図２】
2015217449.tif 000004
【図３】
2015217449.tif 000005
【図４】
2015217449.tif 000006
【図５】
2015217449.tif 000007
【図６】
2015217449.tif 000008
【図７】
2015217449.tif 000009
【図８】
2015217449.tif 000010
【図９】
2015217449.tif 000011
【図１０】
2015217449.tif 000012
【図１１】
2015217449.tif 000013