JP2012069677A

JP2012069677A - 研削装置

Info

Publication number: JP2012069677A
Application number: JP2010212428A
Authority: JP
Inventors: Yukari Mashita; 友加里間下
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2012-04-05

Abstract

【課題】表面に凹凸を有するウェーハであっても回転する仮置きテーブルに対する位置ズレを抑制でき、ウェーハの位置を精度よく検出できる研削装置を提供すること。
【解決手段】ウェーハＷを支持する支持面６４を有する仮置きテーブル３５と、支持面６４に支持されたウェーハＷの外周縁部を撮像する撮像部３６と、仮置きテーブル３５を支持面６４に直交する鉛直軸まわりに回転させ、ウェーハＷの外周縁部を順々に撮像部３６の撮像範囲に臨ませる回転部６１とを備え、仮置きテーブル３５の支持面６４は、回転によってウェーハＷに作用する力よりも大きな摩擦力をウェーハＷに付与する摩擦材６５により形成される構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウェーハを研削加工する際に、チャックテーブルに対してウェーハを所定の位置に位置付け可能な研削装置に関する。

ＩＣやＬＳＩ等のデバイスが表面に形成された半導体チップは、各種電子機器を小型化する上で必須のものとなっている。この半導体チップは、略円盤状のウェーハの表面を格子状の分割予定ライン（ストリート）により複数の矩形領域に区画し、区画された各矩形領域にデバイスを形成した後、分割予定ラインに沿って矩形領域が分割されることで製造される。

このような半導体チップの製造工程においては、ウェーハの分割に先だち、研削装置によりウェーハが所定の厚さに研削される。この研削装置は、分割前のウェーハをチャックテーブルに保持させて、チャックテーブルと研削ホイールとの相対回転によりウェーハを研削する。ところで、半導体ウェーハは、外周縁部に結晶方位を示すオリエンテーションフラットやノッチ等の異形状部が形成されており、異形状部により向きが特定される。このため、研削装置においては、チャックテーブルに対して半導体ウェーハを所定の向きおよび位置に位置付けて搬入する必要がある。

従来、チャックテーブルに対してウェーハを搬入する前に、ウェーハの位置や向きを検出する検出手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。検出手段は、ウェーハをバキューム方式で保持するテーブルと、テーブル上に保持されたウェーハの外周縁部を撮像する撮像部とを有している。検出手段は、テーブルを回転させつつ撮像部でウェーハの外周縁部を順次撮像することによって、ウェーハの位置（例えば、中心位置）や向きを検出する。そして、ウェーハは、検出手段の検出結果に基づいて、チャックテーブルの吸着面に精度よく位置づけられるようにしてチャックテーブルに搬入される。

特開２０１０−１４７１３４号公報

ところで、ウェーハの中には、表面にバンプ等を設けて凹凸状に形成されたものが存在する。この種のウェーハの表面には、保護テープが貼着されるが、表面の凹凸が大きいと保護テープで凹凸を完全に吸収できない。このため、ウェーハが表面を下向きにして検出手段のテーブルに載置されると、ウェーハ表面（テープ表面）とテーブルとの間に隙間が形成され、バキューム方式のテーブルからの吸着力が十分に作用されない場合があった。このため、特許文献１に記載の検出手段では、テーブルの回転によりウェーハが水平方向に位置ズレするおそれがあり、検出精度が低下するという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、表面に凹凸を有するワークであっても回転するテーブルに対する位置ズレを抑制でき、ワークの位置を精度よく検出できる研削装置を提供することを目的とする。

本発明の研削装置は、ワークを保持する保持手段と、前記保持手段に保持されたワークを研削加工する研削加工手段と、前記保持手段にワークを搬入する前に少なくともワークの位置を検出する検出手段と、を有する研削装置であって、前記検出手段は、ワークを支持するテーブルと、前記テーブルが支持したワークを撮像する撮像部と、前記テーブルを鉛直方向を回転軸として回転させる回転部と、前記回転部の回転位置を検出するロータリーエンコーダと、を有し、前記テーブルのワークを支持する支持面は、前記回転部よって前記テーブルが回転した際にワークが水平方向においてズレることを規制する大きさの摩擦力が発生する部材で形成されたことを特徴とする。

この構成によれば、フラットな表面のワークだけでなく、表面に凹凸を有するワークであっても、テーブルに生じる摩擦力によってワークが適切に保持される。このため、テーブルの回転によりワークが水平方向に位置ズレすることがなく、検出手段によりワークの位置を精度よく検出できる。また、従来のバキューム方式のテーブルと異なり、吸引源が不要なため、簡易な装置構成として製造コストを低減できる。

本発明によれば、簡易な装置構成にして製造コストを低減させることができると共に、表面に凹凸を有するワークであっても回転するテーブルに対する位置ズレを抑制し、ワークの位置を精度よく検出できる。

本発明の一実施の形態に係る研削装置の外観斜視図である。上記実施の形態に係る研削装置の検出部周辺の拡大図である。上記実施の形態に係る研削装置が有する撮像部による撮像データおよび実測データの取得処理の説明図である。上記実施の形態に係る研削装置におけるウェーハの中心位置の算出処理の説明図である。上記実施の形態に係る研削装置におけるウェーハの中心位置の算出処理の他の説明図である。上記実施の形態に係る研削装置におけるウェーハの中心位置の算出処理の他の説明図である。上記実施の形態に係る研削装置における基準データの一例を示す図である。上記実施の形態に係る研削装置におけるオリエンテーションフラットの形成位置の算出処理の説明図である。上記実施の形態に係る研削装置が有するチャックテーブルに対するウェーハの位置および向きの位置付け動作の説明図である。

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。図１は、本発明の一実施の形態に係る研削装置１の外観斜視図である。なお、以下の説明では、本発明の特徴部分である検出機構を研削装置に適用した例について説明するが、研削装置だけでなく、ウェーハの向きおよび中心位置をチャックテーブル（保持手段）に位置付ける加工装置に適用することも可能である。

図１に示すように、研削装置１は、裏面側を上向きにしたウェーハＷが保持されたチャックテーブル３と研削ユニット（研削加工手段）４の研削ホイール５９とを相対回転させることで、ウェーハＷの裏面を研削するように構成されている。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、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。

また、これらのデバイスと、基板等を接続するための端子として、ウェーハＷの表面には複数の突出した不図示の電極（バンプ）が形成されている。複数の電極は、ウェーハＷの表面に所定の間隔を空けて配置され、ウェーハＷの表面に凹凸を形成する。ウェーハＷの表面には保護テープが貼着されており、この保護テープによりウェーハＷの裏面加工時にデバイスが保護される。ウェーハＷの外周縁部には、一部をフラットに切り欠いて、結晶方位を示すオリエンテーションフラット７１が形成されている。このように構成されたウェーハＷは、搬入側のカセット６に収容された状態で研削装置１に搬入される。

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（Ｓｉ）、ガリウムヒソ（ＧａＡｓ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等のウェーハ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い。例えば、セラミック、ガラス、サファイヤ（Ａｌ₂Ｏ₃）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（TTV: total thickness variation）が要求される各種加工材料をワークとしてもよい。なお、ここでいう平坦度とは、ワークの被研削面を基準面として厚み方向を測定した高さのうち、最大値と最小値との差を示している。

研削装置１は、略直方体状の基台２を有し、基台２にはカセット６、７が載置される一対のカセット載置部１１、１２が前面８から前方に突出するように設けられている。カセット載置部１１は、搬入口として機能し、加工前のウェーハＷが収容された搬入側のカセット６が載置される。カセット載置部１２は、搬出口として機能し、加工後のウェーハＷが収容される搬出側のカセット７が載置される。

基台２の上面には、カセット載置部１１、１２に面して、カセット６、７に対してウェーハＷの搬入および搬出を行う搬入搬出アーム１３が設けられている。搬入搬出アーム１３の一側方には、加工前のウェーハＷの中心位置およびオリエンテーションフラット７１を検出する検出部（検出手段）１４が設けられている。また、搬入搬出アーム１３の他側方には、加工済みのウェーハＷを洗浄する洗浄部１５が設けられている。

検出部１４と洗浄部１５との間には、チャックテーブル３に加工前のウェーハＷを供給するウェーハ供給部１６と、チャックテーブル３から加工済みのウェーハＷを回収するウェーハ回収部１７が設けられている。また、基台２の上面には、ウェーハ供給部１６およびウェーハ回収部１７に隣接して、前後方向に延在する矩形状の開口部２１が形成され、開口部２１の後方に研削ユニット４を支持する支柱部２２が立設されている。また、基台２の内部には、研削装置１を統括制御する制御部２３が設けられている。

開口部２１は、チャックテーブル３と共に移動可能な移動板２４および蛇腹状の防水カバー２５により被覆されている。防水カバー２５の下方には、チャックテーブル３を前後方向に移動させる図示しないボールねじ式の移動機構が設けられている。チャックテーブル３は、移動機構によりウェーハ供給部１６およびウェーハ回収部１７にウェーハＷが移載される移載位置と研削ユニット４に臨む加工位置との間を往復動される。

搬入搬出アーム１３は、駆動領域の広い多節リンク機構３１と、多節リンク機構３１の先端に設けられた保持部３２とを有している。搬入搬出アーム１３は、多節リンク機構３１を駆動して搬入側のカセット６内に収容されたウェーハＷを検出部１４に搬入する他、洗浄部１５から搬出側のカセット７内にウェーハＷを収容する。

検出部１４は、搬入搬出アーム１３によりウェーハＷが仮置きされる仮置きテーブル（テーブル）３５と、仮置きテーブル３５に仮置きされたウェーハＷを撮像する撮像部３６とを有している。仮置きテーブル３５は、円盤状に形成されており、ウェーハＷを保持した状態で所定の角度間隔で断続的に回転される。仮置きテーブル３５の上面には、摩擦によりウェーハＷを支持する支持面６４が形成されている。この場合、ウェーハＷは、支持面６４に接する表面が凹凸状に形成されているが、支持面６４の摩擦力によって仮置きテーブル３５の回転による位置ズレが防止される。

撮像部３６は、Ｌ字状の支持アーム６６を介して仮置きテーブル３５の上方に支持され、仮置きテーブル３５上のウェーハＷの外周縁部の一部を撮像する。撮像部３６は、仮置きテーブル３５の断続的な回転に合わせてウェーハＷの外周縁部を逐次撮像する。撮像部３６の撮像結果は、制御部２３に出力されてウェーハＷの中心位置やオリエンテーションフラット７１の形成位置が求められる。なお、検出部１４の詳細構成については後述する。

ウェーハ供給部１６は、上下方向に延在する回動軸４１と、回動軸４１の上端に支持された旋回アーム４２と、旋回アーム４２の先端に設けられ、ウェーハＷを吸着保持する吸着保持部４３とを有している。回動軸４１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いる。吸着保持部４３は、回動軸４１の前後動および回動により水平面内における位置調整がされ、回動軸４１の上下動により高さ方向における位置調整がされる。

また、ウェーハ供給部１６は、制御部２３により駆動制御されており、制御部２３により回動軸４１の上下方向の移動量、前後方向の移動量、回動量が調整される。そして、ウェーハ供給部１６は、制御部２３に制御されて、仮置きテーブル３５からウェーハＷを吸着保持して持ち上げ、チャックテーブル３に供給する。このとき、ウェーハＷの中心は、チャックテーブル３の中心に一致させるように位置合わせされる。

ウェーハ回収部１７は、前後動しない点を除いてはウェーハ供給部１６と略同一の構成を有している。ウェーハ回収部１７は、制御部２３に制御されて、チャックテーブル３からウェーハＷを吸着保持して回収し、洗浄部１５の洗浄テーブル５１に載置する。このとき、チャックテーブル３の中心および洗浄テーブル５１の中心がウェーハ回収部１７の旋回軌跡上に位置するため、ウェーハＷの中心が洗浄テーブル５１の中心に位置合わせされる。

洗浄テーブル５１は、ウェーハＷよりも小径な円盤状に形成されている。洗浄テーブル５１は、加工済みのウェーハＷが載置されると、開口部５２を介して基台２内に下降する。そして、洗浄テーブル５１は、高速回転しつつ、洗浄水が噴射されることでウェーハＷを洗浄する。その後、洗浄テーブル５１は、高速回転された状態で洗浄水の噴射が停止され、ウェーハＷを乾燥する。

チャックテーブル３は、円盤状に形成されており、上面にウェーハＷを吸着保持する吸着面２７を有している。吸着面２７は、ポーラスセラミック材により形成されており、基台２内に配置された図示しない吸引源に接続されている。また、吸着面２７は、ウェーハＷの外形形状に沿ってオリエンテーションフラット７１に対応する部分を切り欠いた形状を有している。このオリエンテーションフラット７１に対応する部分の向きによりチャックテーブル３の向きが規定される。

チャックテーブル３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回転可能に構成されている。チャックテーブル３は、ウェーハ供給部１６によるウェーハＷの載置時に、回転駆動機構により回転駆動されてウェーハＷの向きに対して吸着面２７の向きを合わせている。

支柱部２２の前面には、研削ユニット４を上下方向に移動させる研削ユニット移動機構５４が設けられている。研削ユニット移動機構５４は、上下方向に延在する互いに平行な一対のガイドレール５５と、一対のガイドレール５５にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル５６とを有している。Ｚ軸テーブル５６の背面側には、図示しないナット部が形成され、このナット部にボールネジ５７が螺合されている。ボールネジ５７の一端には駆動モータ５８が連結され、駆動モータ５８によりボールネジ５７が回転駆動される。

Ｚ軸テーブル５６の前面には、支持部５３を介して研削ユニット４が支持されている。研削ユニット４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ホイール５９を有している。研削ホイール５９は、例えば、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。そして、研削ユニット４は、図示しないノズルから研削液を噴射しつつ、チャックテーブル３上のウェーハＷを研削加工する。

この場合、チャックテーブル３に保持されたウェーハＷは、吸着面２７に接する表面が凹凸状に形成されている。しかしながら、チャックテーブル３では、研削液の表面張力によってウェーハＷと吸着面２７との隙間がシールされるため、吸着面２７の吸着力の低下が抑制されてウェーハＷが適切に保持される。

制御部２３は、検出部１４によるウェーハＷの中心位置およびオリエンテーションフラット７１の形成位置の算出処理、ウェーハ供給部１６によるウェーハＷの位置合わせ処理、チャックテーブル３によるウェーハＷに対する向き合せ処理等の各処理を実行する。なお、制御部２３は、各種処理を実行するプロセッサや、メモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。また、メモリには、各処理の制御プログラムと共に、画像データ用の直交平面座標系（図９参照）が記憶されている。

図２を参照して、本発明の特徴部分である検出部について詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る研削装置１の検出部１４周辺の拡大図である。

図２に示すように、検出部１４は、仮置きテーブル３５上のウェーハＷの外周縁部を、撮像部３６で撮像することで、ウェーハＷの中心位置やオリエンテーションフラット７１の形成位置を検出する。仮置きテーブル３５は、ウェーハＷよりも小径に形成されており、基台２の内部に設けられた回転部６１により所定の角度間隔で断続的に回転される。回転部６１の出力軸６２は、上端に仮置きテーブル３５が接続されると共に、中間部にスリット円板６３が取り付けられている。

スリット円板６３の一部は、基台２の内部に設けられたフォトインタラプタ６７の発光素子と受光素子との間に介在されている。スリット円板６３とフォトインタラプタ６７とでロータリーエンコーダ６８が構成され、このロータリーエンコーダ６８により回転部６１の回転位置が検出される。ロータリーエンコーダ６８で検出された信号は、制御部２３に出力され、回転部６１による仮置きテーブル３５の回転が制御される。なお、本実施の形態では、透過型のロータリーエンコーダとしたが、反射型のロータリーエンコーダでもよい。

仮置きテーブル３５の支持面６４は、所定の厚みを有する摩擦材６５により形成されている。摩擦材６５は、例えば、天然ゴム、クロロプレンゴム、エチレンゴム等の独立気泡のゴムスポンジで形成されている。このため、ウェーハＷは、自重により支持面６４に対して程よく沈んで、支持面６４から十分な摩擦力を受けることが可能となっている。この場合、支持面６４の摩擦力は、仮置きテーブル３５の断続的な回転によってウェーハＷに作用する遠心力や慣性力よりも大きく設定されている。特に、表面が凹凸状に形成されたウェーハＷは、摩擦材６５に対する沈み込みにより、支持面６４との接触面積が大きくなり、仮置きテーブル３５上での位置ズレが効果的に防止される。

なお、摩擦材６５は、ウェーハＷを沈み込ませる程度の厚みを有してればよく、例えば、１．５ｍｍ以上の厚みをすることが好ましい。また、摩擦材６５の材料は、上記した材料に限定されず、ウェーハＷに対して位置ズレを防止可能な程度の摩擦力を付与するものであればよい。特に、８〜１２インチのウェーハＷを支持する摩擦材６５については、ウェーハＷの自重を考慮して、密度が０．１〜０．２５ｇ／ｃｍ³、ＡＳＫＥＲＣ型の計測器を用いた硬度が５〜１５度、ＡＳＴＭＤ１０５６で規定する２５％圧縮荷重が１０〜５０ｇ／ｃｍ²を満たすことが好ましい。

撮像部３６は、上記したようにＬ字状の支持アーム６６を介して仮置きテーブル３５の上方で支持され、撮像範囲をウェーハＷの外周縁部に位置付けている。撮像部３６は、仮置きテーブル３５の所定の角度間隔の断続的な回転に合わせてウェーハＷを撮像し、後述する撮像データおよび実測データを取得する。撮像データは、一定間隔で設定された仮置きテーブル３５の各停止角度におけるウェーハＷの外周縁部の位置を示し、実測データは、仮置きテーブル３５の回転に伴うウェーハＷの外周縁部の位置変化を示している。

撮像部３６から出力された撮像データおよび実測データは、制御部２３においてウェーハＷの中心位置やオリエンテーションフラット７１の形成位置の算出処理に用いられる。このように、本実施の形態の検出部１４は、支持面６４の摩擦力により仮置きテーブル３５に対するウェーハＷの水平方向の位置ズレを防止して、撮像部３６によりウェーハＷの外周縁部を精度よく撮像できる。よって、検出部１４は、バキューム方式の仮置きテーブルと異なり、吸引源を設けることなくウェーハＷの位置ズレを防止できるため、簡易な装置構成とすることができる。

以下、図３から図８を参照して、ウェーハＷの中心位置およびオリエンテーションフラット７１の形成位置の算出処理について具体的に説明する。なお、以下の説明において、ウェーハＷの中心位置およびオリエンテーションフラット７１の形成位置の算出処理は一例に過ぎず、どのような方法で算出されてもよい。また、以下の説明では、撮像部をＣＣＤラインセンサとして説明する。

図３は、本実施の形態に係る研削装置１が有する撮像部３６による撮像データおよび実測データの取得処理の説明図である。なお、図３において、一点鎖線が撮像部３６の撮像範囲Ｅｃ、二点鎖線が仮置きテーブルの停止角度をそれぞれ示している。

図３に示すように、撮像部３６の撮像範囲Ｅｃには、仮置きテーブル３５に載置されたウェーハＷの外周縁部が位置付けられている。撮像部３６は、撮像範囲Ｅｃに位置付けられたウェーハＷの外周縁部の位置（ＣＣＤラインセンサの座標）を検出して出力する。したがって、撮像部３６は、仮置きテーブル３５を断続的に回転させながら撮像範囲ＥｃのウェーハＷを撮像することによって、ウェーハＷの外周縁部の全周に亘って撮像データおよび実測データを取得する。

本実施の形態では、仮置きテーブル３５は、ウェーハＷの初期位置の回転角度（０度）を基準として、２４度間隔で断続的に回転される。撮像部３６は、仮置きテーブル３５の各停止角度におけるウェーハＷの外周縁部の位置を撮像データとして取得する。また、撮像部３６は、これと並行して、仮置きテーブル３５の回転時に、撮像範囲Ｅｃを通過するウェーハＷの外周縁部の位置変化を実測データとして取得する。

撮像データおよび実測データが取得されると、図４から図６に示すように、ウェーハＷの中心位置の算出処理が実施される。図４は、ウェーハＷの中心位置の算出処理の説明図である。図５は、ウェーハＷの中心位置の算出処理の他の説明図である。図６は、ウェーハＷの中心位置の算出処理の他の説明図である。なお、図４において、二点鎖線が仮置きテーブル３５の停止角度を示し、図５において、一点鎖線が仮想円を示している。

図４に示すように、制御部２３は、２４度毎の各停止角度におけるウェーハＷの外周縁部の位置を示す撮像データＰ１〜Ｐ１５を取得し、これら撮像データＰ１〜Ｐ１５を用いてウェーハＷの中心位置を算出する。具体的には、制御部２３は、１５点Ｐ１〜Ｐ１５の１２０度間隔の３点を１組とし、各組の３点によって定まる円の中心位置（仮中心位置）を算出する。例えば、図５に示すように、Ｐ５、Ｐ１０、Ｐ１５の組では、一点鎖線で示す仮想円の仮中心位置Ｏ１が算出される。制御部２３は、この処理を他の各組についても実施し、図６に示すように、５組それぞれの仮中心位置Ｏ１〜Ｏ５を算出する。

次に、制御部２３は、算出した仮中心位置Ｏ１〜Ｏ５に基づいてウェーハＷの中心位置を算出する。制御部２３は、算出した仮中心位置Ｏ１〜Ｏ５のうち、その位置が大きく外れるものはオリエンテーションフラット７１上の点を含んで算出されたと考えられるので除外する。例えば、図６に示したＰ５、Ｐ１０、Ｐ１５の組は、オリエンテーションフラット７１上の点Ｐ１５を含む。この組の仮想円の仮中心位置は、オリエンテーションフラット７１を含まない他の組みの仮想円の仮中心位置から大きく外れる。このため、制御部２３は、全ての仮中心位置を比較し、他の仮中心位置から大きく外れた２組の仮中心位置を除外する。

具体的には、図６に示すように、制御部２３は、仮中心位置Ｏ１〜Ｏ５のうち、仮中心位置Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４に対して大きく外れた仮中心位置Ｏ１、Ｏ５を除外する。これにより、オリエンテーションフラット７１上の点Ｐ１４、Ｐ１５を除いてウェーハＷの中心位置が算出される。なお、ここでは、除外する仮中心位置を２組としたが、この数は異形状部の大きさや停止角度の間隔等に応じて適宜変更可能である。そして、制御部２３は、残った３組の仮中心位置Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４を用い、これらの重心を算出してウェーハＷの中心位置とする。

ウェーハＷの中心位置が算出されると、制御部２３は、オリエンテーションフラット７１の形成位置を検出する際の基準となる基準データを生成する。図７は、基準データの一例を示す図である。

図７に示すように、制御部２３は、オリエンテーションフラット７１上の点を除いた点（仮中心位置Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４を算出するのに用いた３組９点）を用いて基準データを生成する。具体的には、組毎に、３点によって定まる仮想円の円周上位置が撮像部３６の撮像範囲に位置付けられたときの位置変化を算出する。この場合、仮置きテーブル３５の回転中心に対して、各組の仮想円の仮中心位置が僅かに偏芯しているためｓｉｎカーブが得られる。そして、３組それぞれについて作成されたｓｉｎカーブを平均化して、図７に示す基準データとする。基準データは、ウェーハＷにオリエンテーションフラット７１を含まない円形状で形成された場合の位置変化を示す。

次に、制御部２３は、算出した基準データと上記した実測データとを比較することによってオリエンテーションフラット７１の形成位置を検出する。図８は、オリエンテーションフラットの形成位置の算出処理の説明図である。なお、図８において、実線Ｗ１が基準データ、一点鎖線Ｗ２が実測データ、二点鎖線Ｗ３が基準データと実測データとの差分値をそれぞれ示している。

上記したように、実測データは、オリエンテーションフラット７１を含むウェーハＷの外周縁部の位置変化を示している。制御部２３は、二点鎖線に示すように、基準データと実測データとの差分値を回転角度毎に算出する。そして、算出した差分値が、差分値の目盛０に対して予め設定される式位置Ｔｈを超えている角度範囲Ｌを、オリエンテーションフラット７１の形成位置として検出する。このオリエンテーションフラットの形成位置（角度範囲）からウェーハＷの向きが検出される。

図９を参照して、チャックテーブルに対するウェーハの位置および向きの位置付け動作について説明する。図９は、本実施の形態に係る研削装置１が有するチャックテーブル３に対するウェーハＷの位置および向きの位置付け動作の説明図である。

図９に示すように、直交平面座標系には、予め記憶されたチャックテーブル３の中心座標Ｃ２、算出されたウェーハＷの中心座標Ｃ１およびウェーハＷの向きを示す角度θ１が設定されている。まず、制御部２３によりチャックテーブル３の中心座標Ｃ２とウェーハＷの中心座標Ｃ１との差分に基づいて、ウェーハ供給部１６の回動軸４１の前後方向の移動量および回動量が算出されると共に、ウェーハＷの向きを示す角度θ１に基づいてチャックテーブル３の回転量が算出される。

次に、ウェーハ供給部１６は、仮置きテーブル３５の上方に位置した状態から、回動軸４１を下動させて吸着保持部４３によりウェーハＷを吸着保持して上動する。次に、ウェーハ供給部１６は、制御部２３に算出された回動軸４１の前後方向の移動量および回動量に応じて回動軸４１を駆動し、ウェーハＷをチャックテーブル３の上方に位置させる。この時点で、ウェーハＷの中心位置とチャックテーブル３の中心位置とが一致している。

次に、チャックテーブル３は、Ｙ軸正方向を向いた初期状態から角度θ１だけ回転し、ウェーハＷの向きにチャックテーブル３の向きを一致させる。次に、ウェーハ供給部１６は、回動軸４１を下動させて、吸着保持部４３の吸着を解除する。このようにして、ウェーハＷの中心がチャックテーブル３の中心に位置合わせされると共に、ウェーハＷの向きがチャックテーブル３の向きに合わせられる。

このように、ウェーハＷの向きがチャックテーブル３の向きに合わせられた状態で、ウェーハＷがチャックテーブル３に位置合わせされるため、ウェーハＷがチャックテーブル３の吸着面２７に合致するように載置される。したがって、ウェーハＷに形成されたオリエンテーションフラット７１と吸着面２７におけるオリエンテーションフラット７１に対応する部分が一致し、このウェーハＷと吸着面２７との位置ズレにより吸着力が低下することが防止される。

ここで、研削装置１による全体的な研削動作の流れについて説明する。まず、搬入搬出アーム１３によりカセット６から加工前のウェーハＷが取り出され、仮置きテーブル３５に仮置きされる。次に、仮置きテーブル３５が断続的に回転されると共に、撮像部３６によりウェーハＷの外周縁部が撮像される。このとき、支持面６４からの摩擦力によりウェーハＷの位置ズレが抑制されるため、撮像部３６によりウェーハＷの外周縁部が精度よく撮像される。次に、撮像結果に基づいてウェーハＷの中心位置およびオリエンテーションフラット７１の形成位置が算出される。次に、ウェーハＷの中心位置に基づいて、ウェーハ供給部１６によりウェーハＷの中心がチャックテーブル３の中心に位置付けられる。

次に、オリエンテーションフラット７１の形成位置に基づいて、ウェーハＷの向きがチャックテーブル３の向きに合わせられる。次に、チャックテーブル３に保持されたウェーハＷは、加工位置において研削ユニット４により所定の厚みまで研削される。次に、研削済みのウェーハＷは、移載位置においてウェーハ回収部１７により洗浄テーブル５１に移載される。次に、洗浄テーブル５１により加工済みのウェーハＷが洗浄され、搬入搬出アーム１３によりウェーハＷがカセット７内に収容される。

以上のように、本実施の形態に係る研削装置１によれば、表面がフラットなウェーハだけでなく、表面に凹凸を有するウェーハＷであっても、仮置きテーブル３５に生じる摩擦力によってウェーハＷが適切に保持される。このため、仮置きテーブル３５の断続的な回転によりウェーハＷが水平方向に位置ズレすることがなく、検出部１４によりウェーハＷの中心位置およびオリエンテーションフラット７１の形成位置を精度よく検出できる。また、従来のバキューム方式の仮置きテーブル３５と異なり、吸引源が不要なため、簡易な装置構成として製造コストを低減できる。

なお、上記した実施の形態においては、検出部１４が表面に凹凸を有するウェーハＷの中心位置を検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。検出部１４は、表面に凹凸を有さないフラット状のウェーハＷの中心位置を検出してもよい。このようなウェーハＷであっても、支持面の摩擦力により仮置きテーブル３５の回転による位置ズレが適切に抑制される。

また、上記した実施の形態においては、仮置きテーブル３５の摩擦材が、ゴムスポンジによりウェーハＷを沈み込ませる構成としたが、この構成に限定されるものではない。摩擦材は、ウェーハＷの位置ズレを抑制する摩擦力を生じさせるものであれば、ウェーハＷの沈み込みが生じないものでもよい。

また、上記した実施の形態においては、摩擦材は、仮置きテーブル３５の上面の全域に設けられる構成としたが、この構成に限定されるものではない。摩擦材は、ウェーハＷの位置ズレを抑制可能であれば、仮置きテーブル３５の上面の一部、例えば、外周縁側に環状に配置される構成としてもよい。

また、上記した実施の形態においては、仮置きテーブル３５の回転が、ロータリーエンコーダ６８の出力に基づいて制御される構成としたが、この構成に限定されるものではない。回転部６１が、仮置きテーブル３５の回転量を出力可能な構成であれば、検出部１４にロータリーエンコーダ６８を設けない構成としてもよい。

また、上記した実施の形態においては、検出部１４が、ウェーハＷの中心位置とオリエンテーションフラット７１の形成位置（ウェーハＷの向き）を検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。検出部１４が、ウェーハＷの中心位置または向きのいずれか一方だけを検出する構成としてもよい。

また、上記した実施の形態においては、ウェーハＷの向きを規定する異形状部としてオリエンテーションフラット７１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。ウェーハＷの外周縁部においてウェーハＷの向きを特定可能なものであればよく、オリエンテーションフラット７１の代わりにノッチでもよい。

また、上記した実施の形態においては、保持手段がチャックテーブル３で構成されたが、この構成に限定されるものではない。保持手段は、ワークＷを保持可能であれば、どのような構成でもよい。

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。

以上説明したように、本発明は、簡易な装置構成にして製造コストを低減させることができると共に、表面に凹凸を有するワークであっても回転するテーブルに対する位置ズレを抑制してワークの位置を精度よく検出できるという効果を有し、特に、ウェーハを研削加工する際に、チャックテーブルに対してウェーハを所定の位置に位置付け可能な研削装置に有用である。

１研削装置
２基台
３チャックテーブル（保持手段）
４研削ユニット（研削加工手段）
１３搬入搬出アーム
１４検出部（検出手段）
１５洗浄部
１６ウェーハ供給部
１７ウェーハ回収部
２３制御部
２７吸着面
３５仮置きテーブル（テーブル）
３６撮像部
５４研削ユニット移動機構
６１回転部
６３スリット円板
６４支持面
６５摩擦材
６７フォトインタラプタ
６８ロータリーエンコーダ
７１オリエンテーションフラット
Ｗウェーハ（ワーク）

Claims

ワークを保持する保持手段と、前記保持手段に保持されたワークを研削加工する研削加工手段と、前記保持手段にワークを搬入する前に少なくともワークの位置を検出する検出手段と、を有する研削装置であって、
前記検出手段は、
ワークを支持するテーブルと、
前記テーブルが支持したワークを撮像する撮像部と、
前記テーブルを鉛直方向を回転軸として回転させる回転部と、
前記回転部の回転位置を検出するロータリーエンコーダと、を有し、
前記テーブルのワークを支持する支持面は、前記回転部よって前記テーブルが回転した際にワークが水平方向においてズレることを規制する大きさの摩擦力が発生する部材で形成されたことを特徴とする研削装置。