(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを該保持面に直交する回転軸で回転する回転手段と、該チャックテーブルに保持されたウェーハを加工するＹ軸方向に移動可能な加工手段と、該チャックテーブルに保持されたウェーハを撮像する該Ｙ軸方向に移動可能な撮像手段と、該チャックテーブルを該Ｙ軸方向と直交するＸ軸方向に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルにウェーハを搬入するとともにウェーハを該チャックテーブルから搬出する搬出入手段と、を備えた加工装置において、該ウェーハを該チャックテーブルの中心に位置づけるウェーハの位置合わせ方法であって、
該撮像手段で該チャックテーブルに保持されたウェーハの外周縁を撮像し、３箇所以上の外周縁の座標を取得する座標取得ステップと、
取得した該座標からウェーハの中心位置の座標を割り出す中心位置割り出しステップと、
予め記憶した該保持面の中心位置の座標とウェーハの中心位置の座標に基づいて、該回転手段で該チャックテーブルを回転させウェーハの中心位置のＹ座標を該保持面の中心位置のＹ座標と一致させた後、該搬出入手段で該チャックテーブルからウェーハを搬出し、該加工送り手段を駆動させ該保持面の中心位置のＸ座標をウェーハの中心位置のＸ座標に一致させた後、再度ウェーハを該チャックテーブルに載置することで、該保持面の中心にウェーハの中心を位置合わせする位置合わせステップと、を備えることを特徴とするウェーハの位置合わせ方法。
【請求項２】
ウェーハの結晶方位を示すマークを撮像手段で撮像し、該マークの向きを検出する向き検出ステップと、
該向き検出ステップと該位置合わせステップを実施した後、該回転手段によって該マークを所定の位置に位置づける結晶方位位置合わせステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のウェーハの位置合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハの位置合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハは、個々のチップに分割される際に、さまざまな加工方法で分割されるが、その一つとしていわゆる先ダイシング（ＤＢＧ：Dicing  Before  Grinding）とよばれる加工方法がある。半導体ウェーハの分割予定ラインに沿って切削装置やレーザー加工装置で溝や改質層を形成し、裏面から仕上がり厚さに至るまで半導体ウェーハを研削することで個々のチップに分割する。チップの縁に発生する欠けが非常に小さいため、抗折強度の高いチップが得られる。このような加工方法では、切削装置やレーザー加工装置で分割予定ラインを割り出す際に、ウェーハを所定の位置及び向きに位置づける必要がある。通常、切削装置やレーザー加工装置に搬入されるウェーハは、環状フレームに所定の向き及び位置にテープで支持されるため、チャックテーブルに搬入した時点で、自動的にウェーハの位置及び向きが位置合わせされている。環状フレームを使用しないウェーハ単体で加工を行う場合、チャックテーブルに搬入する前に予め位置合わせをする位置合わせ機構を装置内に設けていた（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１９１７号公報
【特許文献２】特願２０１３−２６０５３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、位置合わせ機構により装置本体が大型化したり、位置合わせ機構の製造コストが多くかかったりするという課題があった。また、搬出入手段に保持されてカセットから搬出されるウェーハを位置合わせ用の撮像手段により撮像し、搬出入手段上でのウェーハの向きと位置を検出し、Ｙ軸方向に移動する搬出入手段と、Ｘ軸方向に移動しＺ軸方向を回転軸として回転するチャックテーブルとによってウェーハの中心をチャックテーブルの保持面の中心に位置づける方法も考案された（特許文献２）。しかしながら、この場合も位置合わせ用の撮像手段を新たに設ける必要があり、コスト増加の課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、位置合わせ用の撮像手段や位置合わせ機構を用いずに、従来から備えている機構を使用してウェーハの位置をチャックテーブルの所定位置に合わせることができるウェーハの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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ウェーハを保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを該保持面に直交する回転軸で回転する回転手段と、該チャックテーブルに保持されたウェーハを加工するＹ軸方向に移動可能な加工手段と、該チャックテーブルに保持されたウェーハを撮像する該Ｙ軸方向に移動可能な撮像手段と、該チャックテーブルを該Ｙ軸方向と直交するＸ軸方向に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルにウェーハを搬入するとともにウェーハを該チャックテーブルから搬出する搬出入手段と、を備えた加工装置において、該ウェーハを該チャックテーブルの中心に位置づけるウェーハの位置合わせ方法であって、該撮像手段で該チャックテーブルに保持されたウェーハの外周縁を撮像し、３箇所以上の外周縁の座標を取得する座標取得ステップと、取得した該座標からウェーハの中心位置の座標を割り出す中心位置割り出しステップと、予め記憶した該保持面の中心位置の座標とウェーハの中心位置の座標に基づいて、該回転手段で該チャックテーブルを回転させウェーハの中心位置のＹ座標を該保持面の中心位置のＹ座標と一致させた後、該搬出入手段で該チャックテーブルからウェーハを搬出し、該加工送り手段を駆動させ該保持面の中心位置のＸ座標をウェーハの中心位置のＸ座標に一致させた後、再度ウェーハを該チャックテーブルに載置することで、該保持面の中心にウェーハの中心を位置合わせする位置合わせステップと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、上記ウェーハの位置合わせ方法において、ウェーハの結晶方位を示すマークを撮像手段で撮像し、該マークの向きを検出する向き検出ステップと、該向き検出ステップと該位置合わせステップを実施した後、該回転手段によって該マークを所定の位置に位置づける結晶方位位置合わせステップと、をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のウェーハの位置合わせ方法によれば、チャックテーブルを回転させてウェーハの中心位置のＹ座標をチャックテーブルの保持面の中心位置のＹ座標と一致させた後、搬出入手段でチャックテーブルからウェーハを搬出し、加工送り手段を駆動させて保持面の中心位置のＸ座標をウェーハの中心位置のＸ座標に一致させた後、再度ウェーハをチャックテーブルに載置することで、保持面の中心にウェーハの中心を位置合わせするものである。これにより、位置合わせ用の撮像手段や位置合わせ機構を用いずに、従来から備えている機構を使用してウェーハの中心位置をチャックテーブルの保持面の中心位置に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、加工装置の-構成例を示す斜視図である。
【図２】図２は、ウェーハの移動例を示す側面図である。
【図３】図３は、加工装置の動作例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、座標の取得及び中心位置の割り出しを示す上面図である。
【図５】図５は、Ｙ軸方向の位置合わせを示す上面図である。
【図６】図６は、ウェーハの搬出及びＸ軸方向の位置合わせを示す上面図である。
【図７】図７は、Ｘ軸方向の位置合わせの終了を示す上面図である。
【図８】図８は、結晶方位の位置合わせを示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１１】
〔実施形態〕
実施形態に係る加工装置について説明する。図１は、加工装置の構成例を示す斜視図である。図２は、ウェーハの移動例を示す側面図である。
【００１２】
加工装置１は、フェイシングデュアルダイサーであり、ウェーハＷを切削するものである。加工装置１は、チャックテーブル１０と、回転手段１１と、加工手段２０と、第１門型フレーム３０と、撮像手段４０と、加工送り手段５０と、割り出し送り手段６０と、切り込み送り手段７０とを備えている。
【００１３】
ウェーハＷは、半導体デバイスや光デバイスが形成された半導体ウェーハや光デバイスウェーハ、無機材料基板、延性樹脂材料基板、セラミック基板やガラス板等、各種加工材料である。ウェーハＷは、円板状に形成され、その表面ＷＳに格子状に配列された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。ウェーハＷの外周には、結晶方位を表すノッチ（マーク）Ｎが設けられている。なお、ノッチＮの代わりに、ウェーハＷの外周縁ＷＥを直線状に切り欠いたオリエンテーションフラットを用いてもよい。
【００１４】
ここで、Ｘ軸方向は、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷを加工送りする方向である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向に同一水平面上で直交し、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷに対して、割り出し送り手段６０を割り出し送りする方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向、すなわち鉛直方向である。
【００１５】
チャックテーブル１０は、装置本体２の上面にＸ軸方向に設けられた開口部２ａに沿って移動可能に配設されている。チャックテーブル１０は、保持面１２を備えている。チャックテーブル１０は、円板状に形成され、回転手段１１により保持面１２に直交する回転軸で回転される。保持面１２は、ウェーハＷを保持するものである。保持面１２は、チャックテーブル１０の鉛直方向の上端面であり、水平面に対して平坦に形成されている。保持面１２は、例えばポーラスセラミック等で構成されており、図示しない真空吸引源の負圧により、ウェーハＷを吸引保持する。
【００１６】
加工手段２０は、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷを加工するものである。加工手段２０は、Ｙ軸方向に対向して２つ配設されている。加工手段２０は、装置本体２の上面に設けられた開口部２ａをＹ軸方向に跨ぐように装置本体２に立設された門型フレーム３０に、割り出し送り手段６０及び切り込み送り手段７０を介して固定されている。加工手段２０は、切削ブレード２１と、スピンドル２２と、ハウジング２３とを備えている。切削ブレード２１は、極薄の円板状かつ環状に形成された切削砥石である。スピンドル２２は、その先端に切削ブレード２１を着脱可能に装着する。ハウジング２３は、図示しないモータ等の駆動源を有しており、Ｙ軸方向の回転軸周りに回転自在にスピンドル２２を支持する。スピンドル２２を高速回転させて切削ブレード２１によりウェーハＷを切削する。
【００１７】
撮像手段４０は、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷを撮像するものであり、例えば、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサを用いたカメラ等である。撮像手段４０は、割り出し送り手段６０及び切り込み送り手段７０を介して第１門型フレーム３０に固定されている。撮像手段４０は、ウェーハＷを撮像して、一対の加工手段２０のアライメント調整用の画像データや、ウェーハＷの中心位置を割り出すための画像データなどを生成する。
【００１８】
加工送り手段５０は、チャックテーブル１０と加工手段２０とをＸ軸方向に相対移動させるものである。例えば、加工送り手段５０は、図２に示すように、Ｘ軸方向に延在されたボールネジ５１や図示しないパルスモータ等の駆動源を有しており、チャックテーブル１０を支持するＸ軸移動基台５２をＸ軸方向に移動させる。
【００１９】
割り出し送り手段６０は、チャックテーブル１０と加工手段２０及び撮像手段４０とをＹ軸方向に相対移動させるものである。例えば、割り出し送り手段６０は、Ｙ軸方向に延在されるボールネジ６１やパルスモータ６２等の駆動源を有しており、加工手段２０及び撮像手段４０をＹ軸方向に移動させる。
【００２０】
切り込み送り手段７０は、チャックテーブル１０の保持面１２と直交するＺ軸方向に加工手段２０及び撮像手段４０を移動させるものである。例えば、切り込み送り手段７０は、Ｚ軸方向に延在されるボールネジ７１やパルスモータ７２等の駆動源を有しており、加工手段２０及び撮像手段４０をＺ軸方向に移動させる。
【００２１】
加工装置１は、さらに、カセット８０と、カセット載置台９０と、カセット搬出入手段１００と、第１搬送手段１１０と、第２門型フレーム１２０と、第２搬送手段１３０と、洗浄手段１４０と、制御手段１５０とを備えている。
【００２２】
カセット８０は、カセット載置台９０に置かれ、複数のウェーハＷを収納するものである。カセット載置台９０は、第２門型フレーム１２０の正面に配設され、装置本体２の内部に配設された図示しないカセットエレベータによりＺ軸方向に昇降される。
【００２３】
カセット搬出入手段１００は、カセット８０からウェーハＷを搬出すると共にカセット８０にウェーハＷを搬入するものである。例えば、カセット搬出入手段１００は、二股状に形成され、ウェーハＷを保持する保持ハンド１０１と、Ｙ軸方向に延在される図示しないボールネジやパルスモータ等の駆動源とを有しており、保持ハンド１０１をＹ軸方向に移動させる。
【００２４】
第１搬送手段１１０は、搬出入手段として機能し、カセット搬出入手段１００によりカセット８０から搬出されたウェーハＷをチャックテーブル１０に搬送するものである。第１搬送手段１１０は、装置本体２の開口部２ａをＹ軸方向に跨ぐように装置本体２に立設された第２門型フレーム１２０に配設されている。第１搬送手段１１０は、直動機構１１１と、支持部１１２と、伸縮機構１１３と、吸着部１１４とを備えている。直動機構１１１は、例えば、スライダをボールネジ又は回転ベルト等で駆動させるものであり、Ｙ軸方向における第２門型フレーム１２０の一端から中央部まで配設されている。支持部１１２は、Ｌ字形状に形成され、その一端が直動機構１１１のスライダ１１１ａに固定され、他端には伸縮機構１１３が配設されている。伸縮機構１１３は、その先端に吸着部１１４が固定され、吸着部１１４をＺ軸方向に移動させるものである。伸縮機構１１３は、例えば、Ｚ軸方向に伸縮するエアーアクチュエータであり、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷの表面ＷＳの位置から所定の高さまで吸着部１１４を移動させる。吸着部１１４は、ウェーハＷの表面ＷＳを図示しない吸着パッドにより吸着してウェーハＷを保持する。
【００２５】
第２搬送手段１３０は、搬出入手段として機能し、チャックテーブル１０に載置された加工後のウェーハＷを洗浄手段１４０に搬送するものである。また、第２搬送手段１３０は、洗浄手段１４０により洗浄されたウェーハＷをカセット８０に搬送するものである。第２搬送手段１３０は、第２門型フレーム１２０に配設され、直動機構１３１と、支持部１３２と、伸縮機構１３３と、吸着部１３４とを備えている。直動機構１３１は、例えば、スライダをボールネジ又は回転ベルト等で駆動させるものであり、Ｙ軸方向における第２門型フレーム１２０の一端から他端まで配設されている。支持部１３２は、Ｌ字形状に形成され、その一端が直動機構１３１の図示しないスライダに固定され、他端には伸縮機構１３３が配設されている。伸縮機構１３３は、その先端に吸着部１３４が固定され、吸着部１３４をＺ軸方向に移動させる。伸縮機構１３３は、例えば、Ｚ軸方向に伸縮するエアーアクチュエータであり、チャックテーブル１０に載置されたウェーハＷの表面ＷＳの位置から所定の高さまで吸着部１３４を移動させる。吸着部１３４は、ウェーハＷの表面ＷＳを図示しない吸着パッドにより吸着してウェーハＷを保持する。
【００２６】
洗浄手段１４０は、加工手段２０により加工されたウェーハＷを洗浄して乾燥させるものである。洗浄手段１４０は、ウェーハＷを保持するスピンナテーブル１４１を備えている。洗浄手段１４０は、ウェーハＷをスピンナテーブル１４１に保持して高速で回転させつつ、純水等の洗浄液をウェーハＷに向けて噴射して洗浄し、清浄なエアー（圧縮空気）等をウェーハＷに向けて噴射して乾燥させる。
【００２７】
制御手段１５０は、加工装置１の各構成要素を制御するものである。例えば、制御手段１５０は、加工送り手段５０、割り出し送り手段６０及び切り込み送り手段７０のパルスモータを駆動する図示しない駆動回路に接続され、駆動回路を制御してチャックテーブル１０のＸ軸方向の位置や、加工手段２０のＹ軸方向及びＺ軸方向の位置などを決定する。
【００２８】
次に、加工装置１を用いたウェーハＷの位置合わせ方法について説明する。図３は、加工装置の動作例を示すフローチャートである。図４は、座標の取得及び中心位置の割り出しを示す上面図である。図５は、Ｙ軸方向の位置合わせを示す上面図である。図６は、ウェーハの搬出及びＸ軸方向の位置合わせを示す上面図である。図７は、Ｘ軸方向の位置合わせの終了を示す上面図である。図８は、結晶方位の位置合わせを示す上面図である。
【００２９】
先ず、ウェーハＷをチャックテーブル１０へ搬送する（図３に示すステップＳ１）。例えば、制御手段１５０は、カセット搬出入手段１００を制御し、カセット８０から加工対象のウェーハＷを搬出する。そして、制御手段１５０は、第２搬送手段１３０を制御し、カセット搬出入手段１１０により搬出されたウェーハＷをチャックテーブル１０に搬送して、チャックテーブル１０にウェーハＷを保持させる。
【００３０】
次に、制御手段１５０は、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷの外周縁ＷＥを撮像手段４０により撮像し、３箇所以上の外周縁ＷＥの座標を取得する（ステップＳ２）。例えば、撮像手段４０は、チャックテーブル１０が停止された状態で、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷの外周縁ＷＥを撮像して画像データを制御手段１５０に出力する。撮像手段４０は、外周縁ＷＥに形成されたノッチＮも撮像するため、ノッチＮの位置を推定できる場合は、予め設定された範囲の外周縁ＷＥを撮像する。また、ノッチＮの位置を推定できない場合、撮像手段４０は、外周縁ＷＥの全範囲又は一定以上の範囲でノッチＮを検出できるまで外周縁ＷＥを撮像する。制御手段１５０は、撮像手段４０から入力した画像データから、図４に示すように、ウェーハＷの外周縁ＷＥ上の３つの座標Ｑ１〜Ｑ３を取得する。また、制御手段１５０は、ウェーハＷの外周縁ＷＥ上のノッチＮの情報も同時に取得する。
【００３１】
次に、制御手段１５０は、座標Ｑ１〜Ｑ３からウェーハＷの中心位置を割り出す（ステップＳ３）。例えば、制御手段１５０は、座標Ｑ１と座標Ｑ２とを結ぶ線分の垂直二等分線Ｌ１を求める。また、制御手段１５０は、座標Ｑ２と座標Ｑ３とを結ぶ線分の垂直二等分線Ｌ２を求める。そして、制御手段１５０は、垂直二等分線Ｌ１と垂直二等分線Ｌ２が交わる交点の座標Ｃを求める。座標Ｃは、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷの中心位置を示す座標である。なお、図４に示す座標Ｐは、チャックテーブル１０の保持面１２の中心位置を示す座標であり、図示しない記憶手段に予め記憶されている。また、図４に破線で示すウェーハＷ’は、チャックテーブル１０の保持面１２の中心位置にウェーハＷの中心位置が合わされたときの状態を示している。
【００３２】
次に、制御手段１５０は、Ｙ軸方向（Ｙ座標）の位置合わせを行う（ステップＳ４）。例えば、制御手段１５０は、図５に示すように、チャックテーブル１０を時計回りに回転させて、ウェーハＷの中心位置を示す座標ＣのＹ座標を、チャックテーブル１０の保持面１２の中心位置を示す座標ＰのＹ座標に一致させる。すなわち、チャックテーブル１０の座標Ｐを通るＸ軸方向の延長線上に、ウェーハＷの座標Ｃを乗せるようにチャックテーブル１０を時計回りに回転させる。
【００３３】
次に、制御手段１５０は、Ｘ軸方向（Ｘ座標）の位置合わせを行う（ステップＳ５）。例えば、制御手段１５０は、第１搬送手段１１０を制御してウェーハＷを吸着部１１４により吸着保持し、図６に示すように、チャックテーブル１０の保持面１２からＺ軸方向における上方にウェーハＷを移動させる。そして、制御手段１５０は、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させて、図７に示すように、チャックテーブル１０の保持面１２の中心位置を示す座標ＰのＸ座標を、ウェーハＷの中心位置を示す座標ＣのＸ座標に一致させる。そして、制御手段１５０は、第１搬送手段１１０を制御し、ウェーハＷをＺ軸方向における下方に移動させてチャックテーブル１０の保持面１２にウェーハＷを吸引保持させる。これにより、ウェーハＷの中心位置がチャックテーブル１０の保持面１２の中心位置と一致した状態で、ウェーハＷがチャックテーブル１０に保持される。
【００３４】
次に、制御手段１５０は、ウェーハＷの結晶方位の位置を合わせる（ステップＳ６）。例えば、制御手段１５０は、取得したノッチＮの情報に基づき、チャックテーブル１０の回転手段１１を制御し、図８に示すように、チャックテーブル１０を反時計回りに回転させてウェーハＷのノッチＮの位置を所定位置に位置付けて結晶方位の向きを所定の方向に合わせる。そして、制御手段１５０は、加工手段２０を制御し、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷを切削加工し、切削加工後、洗浄手段１４０によりウェーハＷを洗浄及び乾燥させる。そして、制御手段１５０は、第２搬送手段１３０及びカセット搬出入手段１００を制御し、ウェーハＷをカセット８０に収納する。
【００３５】
以上のように、実施形態に係るウェーハの位置合わせ方法によれば、チャックテーブル１０を回転させてウェーハＷの中心位置のＹ座標をチャックテーブル１０の保持面１２の中心位置のＹ座標に一致させ、ウェーハＷをチャックテーブル１０から離反させた状態で、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させてチャックテーブル１０の保持面１２の中心位置のＸ座標をウェーハＷの中心位置のＸ座標に一致させるものである。これにより、位置合わせ用の撮像手段や位置合わせ機構を用いずに、従来から備えている機構を使用してウェーハＷの中心位置をチャックテーブルＷの保持面１２の中心位置に合わせることができる。また、従来から備えている機構を使用して、結晶方位の向きも合わせることができる。従って、加工装置１を小型化することができると共に、加工装置１を製造するコストを削減できる。
【００３６】
また、従来のように、Ｙ軸方向へのウェーハＷの補正を第１搬送手段１１０で実施する際に、Ｙ軸方向に移動する第１搬送手段１１０の移動軸の終点をチャックテーブル１０の中心付近に設定した場合、Ｙ軸方向への移動量に限度がある。このため、当該限度以上に中心位置がずれたウェーハＷを補正することができなくなるが、本発明では、Ｙ軸方向の補正に回転手段１１を用いることでその限界を超えることが可能になる。
【符号の説明】
【００３７】
１  加工装置
１０  チャックテーブル
１１  回転手段
１２  保持面
２０  加工手段
４０  撮像手段
５０  加工送り手段
６０  割り出し送り手段
７０  切り込み送り手段
８０  カセット
１００  カセット搬出入手段
１１０  第１搬送手段
１３０  第２搬送手段
１４０  洗浄手段
１５０  制御手段
Ｎ  ノッチ
Ｐ，Ｃ，Ｑ１〜Ｑ３  座標
Ｗ  ウェーハ
ＷＥ  外周縁
ＷＳ  表面
【図１】
0006415349.tif 000002
【図２】
0006415349.tif 000003
【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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