JP2007305627A

JP2007305627A - 板状部材の位置決め装置と位置決め方法

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Publication number: JP2007305627A
Application number: JP2006129451A
Authority: JP
Inventors: Hideji Kurokawa; 秀二黒川
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】半導体製造工程などにおける工数削減や製造コスト低減を図るのに好適な板状部材の位置決め装置と位置決め方法を提供する。
【解決手段】少なくとも一方の面にシートＳが貼付された板状部材としての半導体ウエハＷを位置決めするにあたり、当該半導体ウエハＷを位置決めテーブル２１に載置し、この位置決めテーブル２１上の前記半導体ウエハＷの表面に形成された所定のパターンを前記シートＳ越しに赤外線カメラ１０で撮影し、この赤外線カメラ１０の撮影画像データＤを基に位置決め手段Ｐによって前記半導体ウエハＷの位置決めが行われるものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハその他の板状部材の位置決め装置と位置決め方法に関する。

従来、この種の板状部材の位置決め装置では、テーブル上に板状部材を載置し、その上方から可視カメラで板状部材の外周を撮影し、この撮影画像データを基にテーブルを移動させて板状部材の位置決めを行うようにしている。

しかしながら、従来の位置決め装置にあっては、可視カメラで板状部材の外周を撮影する構成であるため、板状部材の上面に板状部材より少し大きめのシート、特に不透明なシートを貼り付けた場合、撮影する前に必ず板状部材が可視カメラ側になるように上下反転させなければならないという余分な動作を行わなければならない。

図４は、従来の位置決め装置を半導体製造工程に適用した例で、簡易的に半導体ウエハＷの回路面の反対側に不透明の感熱接着性のシートＳを貼付してダイシングするまでの工程を示した。この例によると、同図（１）のように、半導体ウエハＷは、その回路面Ｗ１側を下向きにしてシート貼付テーブル２０上に載置固定され、この状態で上向きになっている裏面Ｗ２側に感熱接着性の接着シートＳが貼付され、その後カッタ１２で当該シートＳを所定形状にカットする。このとき、カッタ１２で半導体ウエハＷが傷つくことを防止するため、当該シートＳは半導体ウエハＷの外径より少し大きめにカットされる。

前記カット後、シートＳ付きの半導体ウエハＷは、同図（２）に示す位置決めテーブル２１上で位置決めが行われることとなるが、従来のような可視カメラ５０で外周を撮影するためには、当該位置決めテーブル２１に載置する前に前記シートＳ付きの半導体ウエハＷを上下反転しなければならず、この状態で可視カメラ５０により撮影した撮影画像データに基づいて位置決めテーブル２１が移動して半導体ウエハＷの位置決めが行われる。

前記位置決め完了後は、同図（３）のようにシートＳ側にダイシングテープ１４を介してリングフレーム１３を装着するために、半導体ウエハＷを再び上下反転させて元の状態に戻してからマウントテーブル２２上に載置し、リングフレーム１３の装着を行う。そして、このリングフレーム１３付き半導体ウエハＷを再び上下反転させて同図（４）のようにダイシングテーブル２３上に載置してダイシングを行う。

以上の説明から分かるように、従来の前記位置決め装置を半導体製造工程に適用した場合、特に不透明なシートを貼付する場合は、少なくとも、可視カメラ５０による撮影のために半導体ウエハＷを上下反転させる動作と、その上下反転した半導体ウエハＷをリングフレーム１３の装着のために元の状態に再び上下反転させる動作が余分に必要となり、それだけ半導体製造工程全体の工数増加と製造コスト高を招くといった問題点がある。

ところで、特許文献１には、前記可視カメラに代えて赤外線カメラで板状部材としての半導体ウエハを撮影して位置決めする方式が開示されている。しかし、同文献１の方式は半導体ウエハの裏側から撮影する構成であって、シート越に撮影する構成とはなっていない。まして、どのようなシートが貼付されるか分からない状態で、一概に赤外線カメラを使用したとしても正確な位置決めができないという不具合が発生する。

特開２００５−２０３５４１号公報

本発明は前記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、半導体製造工程などにおける工数削減や製造コスト低減を図るのに好適な板状部材の位置決め装置と位置決め方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明に係る板状部材の位置決め装置は、少なくとも一方の面にシートが貼付され、表面に所定のパターンが形成された板状部材の位置決め装置において、前記板状部材を載置するテーブルと、前記テーブルに載置された板状部材の前記パターンを前記シート越しに撮影する赤外線カメラと、前記赤外線カメラで撮影した画像データを基に前記板状部材の位置決めを行う位置決め手段とを備えることを特徴とするものである。

前記本発明に係る板状部材の位置決め装置において、前記テーブルは、前記シートの種類に応じて加熱温度を可変させる温度調整手段を有するものとしてよい。

前記本発明に係る板状部材の位置決め装置において、前記板状部材は半導体ウエハであり、前記赤外線カメラは、前記半導体ウエハの表面に形成された所定の回路パターンを、前記シート越しに撮影し、前記位置決め手段は前記赤外線カメラで撮影した画像データを基に前記半導体ウエハの中心位置及び／又は結晶方位を示す基準部を検出するように構成してもよい。

前記本発明に係る板状部材の位置決め装置において、少なくとも前記一方のシートは感熱接着性の接着シートであってよい。

前記本発明に係る板状部材の位置決め装置において、前記温度調整手段は、前記テーブルに設けられたヒータと、前記板状部材の温度を測定する温度センサと、前記ヒータと温度センサとをコントロールする温度コントローラとからなり、当該温度コントローラによって前記テーブルの温度を所定温度に制御するように構成してもよい。

前記目的を達成するために、本発明に係る板状部材の位置決め方法は、少なくとも一方の面にシートが貼付され、表面に所定のパターンが形成された板状部材の位置決め方法において、前記板状部材をテーブルに載置し、前記テーブルに載置された板状部材の前記パターンを前記シート越しに赤外線カメラで撮影し、その撮影した画像データを基に当該板状部材の位置決めを行うことを特徴とするものである。

前記位置決め方法にあっては、前記シートの種類に応じて前記テーブルの加熱温度を可変させて前記赤外線カメラで撮影するようにしてもよい。

前記本発明に係る板状部材の位置決め方法において、前記板状部材は半導体ウエハであり、前記赤外線カメラは前記半導体ウエハの表面に形成された所定の回路パターンを前記シート越しに撮影し、その撮影した画像データを基に当該半導体ウエハの中心位置及び／又は結晶方位を示す基準部を検出するように構成してもよい。

前記本発明に係る板状部材の位置決め方法において、少なくとも前記一方のシートは感熱接着性の接着シートであってよい。

前記本発明に係る板状部材の位置決め方法において、前記ヒータと温度センサとを制御可能な温度コントローラによって、前記シートの種類に応じて加熱温度を設定し、当該設定値と温度センサで検出したテーブル表面温度に基づいて前記ヒータの温度を制御するように構成してもよい。

本発明にあっては、上記の如く、シート貼付済みの板状部材の表面に形成された所定のパターンをそのシート越しに赤外線カメラで撮影し、この撮影された画像データを基に前記板状部材の位置決めが行われる構成を採用した。このため、たとえ板状部材が不透明なシートで隠れてしまう状態であっても、赤外線カメラによる赤外線画像データとして前記パターンの画像データを取得できるから、シートで隠れた板状部材を上下反転させて撮影可能とする動作ないし工程を削減することができ、特に、板状部材としての半導体ウエハの位置決め動作を含む半導体製造工程などの工数削減に好適である。

また、従来のように板状部材の外周ではなく、その表面に形成された所定のパターンを赤外線カメラが認識して位置決めを行うので、外周が複雑な形状を有するものや、外周が割れたり欠けたりした板状部材にも対応が可能である。

更に、板状部材に貼付されるシートの種類に応じて加熱温度を可変させる構成としたため、どのようなシートが貼付される場合であっても、そのシートの性質に合わせて加熱温度を設定することで赤外線カメラでの撮影が可能となり、より鮮明な画像データが取得でき、正確な位置決めができるようになった。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態である板状部材の位置決め装置の正面図、図２はその位置決め装置の平面図である。

図１に示した板状部材の位置決め装置１は、板状部材としての半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という）を載置するテーブルとして位置決めテーブル２１を備えており、当該位置決めテーブル２１は、その上面に多数のバキューム孔（図示省略）を有し、上面に載置されたウエハＷの下面を吸着することにより当該ウエハＷを固定した状態に保つことができるように構成されている。また、位置決め手段Ｐは、Ｘ方向移動機構３とＹ方向移動機構４と回転機構５とそれらの動作を制御する制御装置１１により構成され、位置決めテーブル２１を図２に示すＸとＹ座標軸方向への水平移動とそのＸとＹ座標軸に垂直なＺ座標軸周りの回転移動が可能になっている。位置決めテーブル２１に載置されるウエハＷの一方の面には、図１のようにウエハＷの径より少し大きくカットされた感熱接着性の接着シート（以下「シートＳ」という）が貼付されている。

また、前記位置決めテーブル２１は、ウエハＷに貼付されるシートＳの種類に応じて加熱温度を可変させる温度調整手段６を備えており、当該温度調整手段６はヒータ７、温度センサ８および温度コントローラ９から構成され、ヒータ７は位置決めテーブル２１に内蔵されている。また、温度センサ８は位置決めテーブル２１の表面に取り付けられ、テーブル表面温度を検出して温度コントローラ９へ出力する。

前記温度コントローラ９は、ヒータ７と温度センサ８とをコントロールし、位置決めテーブル２１の温度を所定温度に制御し、また図示しないキー入力手段を介してシートの種類に応じて加熱温度を設定することができる。温度コントローラ９による前記位置決めテーブル２１の温度制御は、温度センサ８で検出した前記テーブル表面温度が前記加熱温度の設定値と等しくなるように制御するものである。前記加熱温度の設定値は、貼付されるシートＳの種類に応じて異なるが、具体的には当該シートＳの接着力が賦活する温度より低いことが望ましい。

位置決めテーブル２１の上方には赤外線カメラ１０が設置されており、当該赤外線カメラ１０は、位置決めテーブル２１上に載置されたウエハＷの表面に形成されている所定のパターン（本実施形態では所定の回路パターン）をシートＳ越しに撮影し、この撮影画像データＤを前記制御装置１１へ出力する。

制御装置１１は、赤外線カメラ１０からの撮影画像データＤを基にウエハＷの中心位置と、結晶方位を示す基準部であるノッチＮの位置を検出し、この検出した中心位置やノッチＮの位置を基準として当該ウエハＷの位置決めを行う。

具体的に位置決め動作は、ウエハＷ表面に形成された回路パターンの一部であるストリートラインＳＬ（図２参照）を赤外線カメラ１０で認識し、回転機構５によってストリートラインＳＬがＸ、Ｙ軸方向と平行となるように回転駆動する。そして、Ｘ方向移動機構３によって位置決めテーブル２１をＸ軸方向へ移動し、赤外線カメラ１０によってウエハＷの図２中左右方向の外周の位置とノッチＮを検索し、その後Ｙ方向移動機構４によって上記と同様に図２中上下方向のどちらかの外周の位置とノッチＮを検索する。つまり、回路パターンは必ずノッチＮを基準として形成されるので、ストリートラインＳＬの延長線上を検索すればノッチＮを検出することができる。この検索は最低３回行われることで、ノッチＮの位置と、ウエハＷの中心を割り出すことができる。

上記のようにして検出された中心位置やノッチＮの位置が所定の位置にぴったりと停止するように、制御装置１１によってＸ方向移動機構３、Ｙ方向移動機構４、回転機構５を駆動し、位置決めが完了する。この後は、図示しない搬送装置が位置決めされたウエハＷの所定の位置を支持して、次工程のダイシングテーブル２３へ搬送することとなる。

図３は、本実施形態の前記位置決め装置１を半導体製造工程の一部、具体的にはシートＳの貼付からウエハＷのダイシングまでの工程に適用した例の説明図である。

図３（１）はシート貼付工程を示したものである。この工程では、ウエハＷの回路面Ｗ１を下向きにしてシート貼付テーブル２０上に固定セットし、この状態で上向きとなっている当該ウエハＷの裏面Ｗ２に帯状の感熱接着性のシートＳを貼付した後、ウエハＷの外周保護のため当該ウエハＷの径より少し大きめに前記シートＳをカッタ１２でカットする。なお、ウエハＷの回路面Ｗ１側には、その表面を保護するために保護テープが貼付されているが、ここでは発明の本質には関係がないので図示、説明は省略する。

同図（２）はウエハＷの位置決め工程を示したものである。この工程では、ウエハＷを上下反転させることなく、すなわちシートＳを貼付したときのウエハＷの向きを維持したまま位置決めテーブル２１に搬送し、ウエハＷの回路パターンを上方からシートＳ越しに赤外線カメラ１０で撮影し、この撮影画像データＤに基づいてストリートラインＳＬの延長線上に設けられたノッチＮと、ウエハＷの中心位置をＸ方向移動機構３、Ｙ方向移動機構４、回転機構５を移動させることによって制御装置１１が正確に位置決めを行う。

同図（３）はリングフレーム装着工程を示したものである。この工程でもウエハＷを上下反転させることなく図示しない搬送装置によって搬送し、ダイシングテープ１４を介してウエハＷにリングフレーム１３を装着する。

同図（４）はダイシング工程を示したものである。この工程では、リングフレーム１３ごとウエハＷを上下反転させてウエハＷの回路面Ｗ１を上向きとし、この状態で上方からダイシングソー１５でウエハＷのダイシングを行う。

以上説明したように、本実施形態の位置決め装置ないし位置決め方法によると、シートＳ越しに赤外線カメラ１０でウエハＷを撮影し、この撮影画像データＤを基に当該ウエハＷの位置決めが行われる構成を採用したので、たとえウエハＷがシートＳで隠れてしまう場合であっても、赤外線カメラ１０による赤外線画像データとして当該ウエハＷの撮影画像データＤを取得できるから、シートＳで隠れたウエハＷを上下反転させて撮影可能とするといった動作ないし工程は省略され、半導体製造工程全体の工数削減と製造コスト低減を図るのに好適である。

ところで、本実施形態の位置決め装置ないし位置決め方法においては、赤外線カメラ１０でシートＳ越しにウエハＷをより一層明確に撮影できるように位置決めテーブル２１をヒータ７で加熱可能な構成となっており、位置決めテーブル２１の加熱温度は温度調整手段６によりシートＳの種類に応じて調整される。例えば、シートが厚い場合は、薄い場合に比べて加熱温度を高く設定しなければ赤外線カメラ１０がストリートラインＳＬを認識できないので正確な位置決めができない。また、シートＳが感熱接着性の接着シートのような場合は、加熱によってそのシートＳの接着力が回復する温度より低い温度に加熱温度を設定することによって、シートＳが位置決めテーブル２１やその他の装置部位に貼り付いてしまうという不具合を生じないようにすることが可能となる。

以上のように、本発明の実施形態を開示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、板状部材としてウエハＷを対象としたが、これに代えてガラス、鋼板、または、樹脂板等、その他の板状部材も対象とすることができ、半導体ウエハは、シリコンウエハや化合物ウエハであってもよい。また板状部材は、円形のものに限らず、多角形状であってもよい。更に、シートＳについては感熱接着性シートに限らず、感圧接着性の接着シートを適用してもよい。

また、上記実施形態ではウエハＷの一面にシートＳが貼付された例について説明したが、本発明は板状部材の両面にシートを貼付したものに対しても適用できる。

更に、ウエハＷの結晶方位を示す基準部としてノッチＮを例に挙げ、位置を検出するようにしたが、これに限らずオリエンテーションフラット等の他の形状をした基準部を検出するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、基準部であるノッチＮの位置を検出する場合に、ストリートラインＳＬの延長線上を検索するようにＸ方向移動機構３、Ｙ方向移動機構４、回転機構５を駆動するように制御したが、ストリートラインＳＬの延長線上に限らず、パターンによって所定角度ずれている場合には回転機構５によって当該ずれ角度分回転して基準部を検索するようにしてもよい。

本発明の一実施形態である板状部材の位置決め装置の正面図。位置決め装置の平面図。位置決め装置を半導体製造工程の一部に適用した例の説明図。従来の位置決め装置を半導体製造工程の一部に適用した例の説明図。

符号の説明

１位置決め装置
６温度調整手段
７ヒータ
８温度センサ
９温度コントローラ
１０赤外線カメラ
１１制御装置
２１位置決めテーブル（テーブル）
Ｎノッチ（基準部）
Ｐ位置決め手段
Ｓ感熱接着性の接着シート（シート）
Ｗ半導体ウエハ（板状部材）

Claims

少なくとも一方の面にシートが貼付され、表面に所定のパターンが形成された板状部材の位置決め装置において、
前記板状部材を載置するテーブルと、
前記テーブルに載置された板状部材の前記パターンを前記シート越しに撮影する赤外線カメラと、
前記赤外線カメラで撮影した画像データを基に前記板状部材の位置決めを行う位置決め手段とを備えること
を特徴とする板状部材の位置決め装置。
前記テーブルは、前記シートの種類に応じて加熱温度を可変させる温度調整手段を有することを特徴とする請求項１に記載の板状部材の位置決め装置。
前記板状部材は半導体ウエハであり、
前記赤外線カメラは、前記半導体ウエハの表面に形成された所定の回路パターンを、前記シート越しに撮影し、
前記位置決め手段は前記赤外線カメラで撮影した画像データを基に前記半導体ウエハの中心位置及び／又は結晶方位を示す基準部を検出すること
を特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の板状部材の位置決め装置。
少なくとも前記一方のシートは感熱接着性の接着シートであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の板状部材の位置決め装置。
前記温度調整手段は、前記テーブルに設けられたヒータと、
前記板状部材の温度を測定する温度センサと、
前記ヒータと温度センサとをコントロールする温度コントローラとからなり、
当該温度コントローラによって前記テーブルの温度を所定温度に制御すること
を特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の板状部材の位置決め装置。
少なくとも一方の面にシートが貼付され、表面に所定のパターンが形成された板状部材の位置決め方法において、
前記板状部材をテーブルに載置し、
前記テーブルに載置された板状部材の前記パターンを前記シート越しに赤外線カメラで撮影し、その撮影した画像データを基に当該板状部材の位置決めを行うこと
を特徴とする板状部材の位置決め方法。
前記位置決め方法は、前記シートの種類に応じて前記テーブルの加熱温度を可変させて前記赤外線カメラで撮影することを特徴とする請求項６に記載の板状部材の位置決め方法。
前記板状部材は半導体ウエハであり、
前記赤外線カメラは前記半導体ウエハの表面に形成された所定の回路パターンを前記シート越しに撮影し、その撮影した画像データを基に当該半導体ウエハの中心位置及び／又は結晶方位を示す基準部を検出すること
を特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の板状部材の位置決め方法。
少なくとも前記一方のシートは感熱接着性の接着シートであることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の板状部材の位置決め方法。
前記ヒータと温度センサとを制御可能な温度コントローラによって、前記シートの種類に応じて加熱温度を設定し、当該設定値と温度センサで検出したテーブル表面温度に基づいて前記ヒータの温度を制御すること
を特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の板状部材の位置決め方法。