説明

位置合わせ方法

【課題】作業員の作業負担を軽減して、位置合わせ作業に要する時間を短くすると共に、十分な位置合わせ精度を得ることができる位置合わせ方法を提供すること。
【解決手段】研削装置1の稼働前のメンテナンス時に、搬入搬出アーム13の搬入動作を調整する方法であって、搬入搬出アーム13の搬入動作の開始点をカセット6内のウェーハWの任意の位置に合わせ、終点位置を仮置きテーブル35の中心位置に合わせるステップと、搬入搬出アーム13により仮置きテーブル35上に搬入されたウェーハWの中心位置を検出し、当該ウェーハWの中心位置と仮置きテーブル35の中心位置とから仮置きテーブル35に対するウェーハWの位置ズレ量を算出するステップと、ウェーハWの位置ズレ量に基づいて搬入動作の始点位置を、カセット6内のウェーハWの任意の位置から中心位置に補正するステップとを有する構成とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カセットに収容されたウェーハを取り出して、搬送先の所定の位置に位置合わせする位置合わせ方法に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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)。この検出手段は、ウェーハを支持した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補正され、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。
【0005】
また、研削装置には、カセットに収容されたウェーハを取り出して、検出手段のテーブルに搬送する搬送手段が設けられている。このとき、搬送手段によるウェーハ搬入時に、検出手段のテーブルに対するウェーハの位置ズレが上記補正の許容範囲を超えていると、位置ズレを検出することができても、上記補正だけではチャックテーブルに対してウェーハを精度よく位置付けて搬入できない。このため、搬送手段は、研削装置の稼働前に、検出手段のテーブルに対するウェーハの位置ズレが小さくなるようにカセット内のウェーハに対して位置合わせされる。一般に、この位置合わせ作業は、作業員の目視確認により搬送手段の保持部の中心とカセットに収容されたワークの中心とを一致させることで行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2010−147134号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記した位置合わせ作業は、ウェーハがカセット内に収容されているため、目視によりウェーハの中心と搬送手段の保持部の中心とを位置合わせすることが困難となっていた。このため、作業員の作業負担が増加して、位置合わせ作業に要する時間が長くなると共に、十分な位置合わせ精度を得られないおそれがあった。
【0008】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、作業員の作業負担を軽減して、位置合わせ作業に要する時間を短くすると共に、十分な位置合わせ精度を得ることができる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】
【0009】
本発明の位置合わせ方法は、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加工手段と、前記保持手段にワークを搬入する前に水平方向におけるワークの位置を検出するワーク位置検出手段と、前記ワーク位置検出手段で検出したワークの位置に基づいて水平方向におけるワークの位置を補正して前記保持手段にワークを搬入する第一の搬送手段と、前記ワーク位置検出手段にカセットから搬出したワークを搬入する第二の搬送手段と、を有する研削装置において、前記第二の搬送手段が前記カセットから搬出したワークを前記ワーク位置検出手段に搬入した際に、前記ワーク位置検出手段で検出した水平方向におけるワークの位置を、前記第一の搬送手段が補正できる範囲内の位置に収めるために、前記第二の搬送手段が前記カセットに収容されたワークを搬出する際の前記第二の搬送手段の水平方向移動位置を調整する位置合わせ方法であって、前記第二の搬送手段で前記カセットから前記ワーク位置検出手段にワークを搬入し、ワークのズレを検出するズレ検出工程と、前記ズレ検出工程で検出したズレ量が前記第一の搬送手段が補正できる範囲を超えている場合、前記ズレ量に基づいて前記第二の搬送手段が前記カセットに収容されたワークを搬出する際の前記第二の搬送手段の水平方向移動位置を調整する調整工程と、を含むことを特徴とする。
【0010】
上記位置合わせ方法によれば、ワーク位置検出手段により検出されたワークのズレ量に基づいて、カセット内のワークを搬出する際の第二の搬送手段の水平方向移動位置が調整されるため、カセット内のワークに対して第二の搬送手段を精度よく位置合わせできる。よって、第二の搬送手段によりワーク位置検出手段に搬送されたワークの水平方向における位置ズレが、保持手段に対するワークの搬入時に第一の搬送手段で補正できる範囲内に収められる。また、カセットに収容されたワークに対する第二の搬送手段の位置合わせが自動的に行われるため、作業員の作業負担を軽減して、位置合わせ作業に要する時間を短くすると共に、十分な位置合わせ精度を得ることができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、作業員の作業負担を軽減して、位置合わせ作業に要する時間を短くすると共に、十分な位置合わせ精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】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。
【図2】上記実施の形態に係る研削装置の搬入搬出アームの上面模式図である。
【図3】上記実施の形態に係る研削装置のワーク位置検出部周辺の拡大図である。
【図4】上記実施の形態に係る研削装置の搬入搬出アームによる搬入動作の調整処理のフローチャートである。
【図5】上記実施の形態に係る研削装置における予備調整工程の説明図である。
【図6】上記実施の形態に係る研削装置における位置固定工程の説明図である。
【図7】上記実施の形態に係る研削装置における本調整工程の説明図である。
【図8】上記実施の形態に係る研削装置の撮像部による撮像データの取得処理の説明図である。
【図9】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。
【図10】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。
【図11】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。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一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、本発明の実施の形態に係る研削装置1の外観斜視図である。図2は、本実施の形態に係る研削装置1の搬入搬出アーム13の上面模式図である。図3は、本実施の形態に係る研削装置1のワーク位置検出部14周辺の拡大図である。なお、以下においては、説明の便宜上、図1に示す左下方側を研削装置1の前方側と呼び、同図に示す右上方側を研削装置1の後方側と呼ぶものとする。また、以下においては、説明の便宜上、図1に示す上下方向を研削装置1の上下方向と呼ぶものとする。
【0014】
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(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。
【0015】
また、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。
【0016】
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(Al23)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。
【0017】
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。
【0018】
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(第二の搬送手段)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を検出するワーク位置検出部(ワーク位置検出手段)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。
【0019】
ワーク位置検出部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(第一の搬送手段)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。
【0020】
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。
【0021】
図2に示すように、搬入搬出アーム13は、上下方向に移動可能な支持台33と、支持台33上に設けられた多節リンク機構31と、多節リンク機構31の先端に設けられ、ウェーハWを保持する保持部32とを有している。支持台33は、図示しないZ軸モータにより上下動し、保持部32の高さ方向の位置合わせを行う。多節リンク機構31は、3節リンク機構で構成され、保持部32を水平方向に移動可能としている。
【0022】
保持部32は、円形の板材に切欠きを設けて、先端を2股に分岐した略U字状に形成されている。保持部32の各分岐部分の上面には、それぞれウェーハWを吸着するための吸着部34が設けられており、各吸着部は基台2内に配置された図示しない吸引源に接続されている。搬入搬出アーム13は、制御部23により駆動制御されており、制御部23により保持部32の水平方向の移動位置が調整される。搬入搬出アーム13は、搬入側のカセット6内からウェーハWを吸着保持して取り出し、ワーク位置検出部14に搬入する他、洗浄部15からウェーハWを吸着保持して搬出し、搬出側のカセット7内に収容する。
【0023】
図3に示すように、ワーク位置検出部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、ウェーハWよりも小径の円盤状に形成されており、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。
【0024】
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64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64とでロータリーエンコーダ65が構成され、このロータリーエンコーダ65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65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。
【0025】
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、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用いられる。このような構成により、仮置きテーブル35上のウェーハWの位置ズレおよびウェーハWの向きが検出される。
【0026】
ウェーハWの中心位置は、研削装置1の稼働時に、ウェーハ供給部16による位置合わせ処理に用いられる。位置合わせ処理では、ウェーハ供給部16により仮置きテーブル35に対するウェーハWの位置ズレ量が補正されつつ、ウェーハWが仮置きテーブル35からチャックテーブル3に搬送される。また、オリエンテーションフラット71の形成位置は、研削装置1の稼働時に、チャックテーブル3による向き合わせ処理に用いられる。向き合わせ処理では、ウェーハ供給部16によって搬送されたウェーハWに対するチャックテーブル3の向きが合わせられる。位置合わせ処理および向き合わせ処理により、仮置きテーブル35に位置ズレして載置されたウェーハWが、チャックテーブル3に精度よく搬送される。
【0027】
この場合、仮置きテーブル35上のウェーハWの位置ズレが、カセット6内におけるウェーハWの遊び程度の小さなズレであれば、位置合わせ処理時の補正により対処できる。しかしながら、仮置きテーブル35上のウェーハWの位置ズレが、例えば、搬入搬出アーム13によるカセット6内のウェーハWの取り出し時に生じる大きなズレ(上記補正の許容範囲を超えるズレ)の場合には、位置合わせ処理時の補正だけでは対処できない。
【0028】
そこで、本発明では、研削装置1の稼働前のメンテナンス時に、仮置きテーブル35に対するウェーハWの位置ズレが小さくなるように、搬入搬出アーム13による搬入動作の調整処理が実施される。これにより、仮置きテーブル35に搬入されたウェーハWの位置ズレが、カセット6内におけるウェーハWの遊び程度の小さなズレに抑えられる。
【0029】
図1に戻り、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。
【0030】
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、制御部23は、仮置きテーブル35に対するウェーハWの位置ズレ量を考慮しつつ、回動軸41の前後方向の移動量および回動量を調整する。よって、ウェーハWの中心は、チャックテーブル3の中心に一致するように位置合わせされる。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。回転駆動機構は、制御部23により制御されて、チャックテーブル3の駆動量を調整する。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。このとき、制御部23は、上記したオリエンテーションフラット71の形成位置に基づいて、チャックテーブル3の駆動量を調整する。よって、チャックテーブル3の吸着面27の外形形状が、ウェーハWの外形形状に一致するように合わせされる。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
制御部23は、ワーク位置検出部14による検出処理の他、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。また、制御部23は、研削装置1の稼働前のメンテナンス時には、搬入搬出アーム13による搬入動作の調整処理を実行する。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等が記憶されている。
【0038】
このように構成された研削装置1では、ワーク位置検出部14において仮置きテーブル35上のウェーハWの中心位置およびオリエンテーションフラット71の形成位置が検出される。次に、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の形成位置に基づいて、ウェーハ供給部16の水平面内における移動量およびチャックテーブル3の回転駆動量が調整される。
【0039】
このため、ウェーハ供給部16によりチャックテーブル3の上方にウェーハWが精度よく位置付けられると共に、チャックテーブル3の向きがウェーハWの向きに合わせられる。そして、ウェーハWがチャックテーブル3上に載置されると、ウェーハWの外形形状とチャックテーブル3の吸着面27の外形形状とが合致される。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との位置ズレによる吸着力の低下が防止される。
【0040】
上記したように、本実施の形態に係る研削装置1では、仮置きテーブル35上のウェーハWの大きな位置ズレを抑制するために、稼働前のメンテナンス時に搬入搬出アーム13の搬入動作の調整処理を実施している。この搬入搬出アーム13の搬入動作の調整処理により、仮置きテーブル35上のウェーハWの位置ズレを、ウェーハ供給部16による位置合わせ処理時の補正で対処可能な範囲に抑えている。
【0041】
以下、図4から図7を参照して、搬入搬出アーム13による搬入動作の調整処理について説明する。図4は、本実施の形態に係る研削装置1の搬入搬出アーム13による搬入動作の調整処理のフローチャートである。図5は、本実施の形態に係る研削装置1における予備調整工程の説明図である。図6は、本実施の形態に係る研削装置1における位置固定工程の説明図である。図7は、本実施の形態に係る研削装置1における本調整工程の説明図である。なお、ここでは説明の便宜上、水平方向における位置合わせについてのみ説明する。また、本実施の形態では、本調整工程により調整工程が実施される。
【0042】
図4に示すように、先ず、予備調整工程において、搬入搬出アーム13の保持部32の中心と仮置きテーブル35の中心位置とが一致するように搬入搬出アーム13の駆動が調整される(ステップS01)。予備調整工程により、搬入搬出アーム13の保持部32の中心と仮置きテーブル35の中心位置とが一致されることで、仮置きテーブル35上のウェーハWの位置ズレが、搬入搬出アーム13によるカセット6内のウェーハWの取り出し時に生じるズレとみなされる。
【0043】
具体的には、図5(a)に示すように、保持部32の中心を基準位置Bとして、基準位置Bがカセット6内のウェーハWの中心位置C1付近の任意の位置に位置付けられることで、搬入動作の始点位置が調整される。保持部32の基準位置Bが仮置きテーブル35の中心位置C2に一致するように位置付けられることで、搬入動作の終点位置が調整される。このため、保持部32の基準位置Bは、搬入搬出アーム13の搬入動作時に、カセット6内のウェーハWの任意の位置と仮置きテーブル35の中心位置C2との間で移動される。
【0044】
このとき、保持部32および仮置きテーブル35の基準位置B、C2が一致するため、図5(b)に示すように、仮置きテーブル35上のウェーハWの位置ズレΔLは、保持部32に対するウェーハWの位置ズレ、すなわち、搬入動作の始点位置のズレとみなすことができる。なお、保持部32の基準位置Bは、保持部32の中心位置に設定される場合に限らず、保持部32においてウェーハWを保持する際の基準となる任意の位置であればよい。また、本実施の形態では、搬入搬出アーム13の駆動により、カセット6内のウェーハWの中心位置C1付近の任意の位置に搬入動作の始点位置を調整する構成としているが、予めウェーハWの任意の位置に搬入動作の始点位置を設定しておき、搬入動作の終点位置のみを調整する構成としてもよい。この場合には、搬入動作の始点位置の調整作業が不要となる。
【0045】
次に、位置固定工程において、カセット6内に収容されたウェーハWの遊びが規制される(ステップS02)。例えば、図6に示すように、カセット6の対向壁に設けられた支持部68に治具69を取り付けることで、ウェーハWの遊びが規制される。この構成により、次工程であるズレ検出工程において、カセット6内におけるウェーハWの遊びに起因した位置ズレを排除して、仮置きテーブル35に対するウェーハWの位置ズレを検出できる。
【0046】
次に、ズレ検出工程において、搬入搬出アーム13によってカセット6から仮置きテーブル35にウェーハWが搬入され、仮置きテーブル35に対するウェーハWの位置ズレが検出される(ステップS03)。ズレ検出工程では、撮像部36の撮像に基づいて仮置きテーブル35上のウェーハWの中心位置が算出される。そして、ウェーハWの中心位置と仮置きテーブル35の中心位置とからウェーハWの位置ズレ量が検出される。この仮置きテーブル35上のウェーハWの位置ズレ量は、上記したように、搬入搬出アーム13によるカセット6内のウェーハWの取り出し時に生じるズレ量に一致する。なお、ワーク位置検出部14によるウェーハWの中心位置の検出処理については後述する。
【0047】
次に、本調整工程において、ズレ検出工程において検出された位置ズレ量に基づいて、搬入動作の始点位置が補正される(ステップS04)。具体的には、図7に示すように、予備調整工程でウェーハWの任意の位置に調整された搬入動作の始点位置が、位置ズレ量ΔLだけ補正されることで、保持部32の基準位置Bがカセット6内のウェーハWの中心位置C1に一致される。よって、搬入搬出アーム13が、カセット6内のウェーハWの中心に精度よく位置合わせされる。
【0048】
このような構成により、搬入搬出アーム13の搬入動作時に、保持部32の基準位置Bが、カセット6内のウェーハWの中心位置C1と仮置きテーブル35の中心位置C2と一致するように移動される。このため、研削装置1の稼働時には、搬入搬出アーム13によりカセット6から仮置きテーブル35にウェーハWが精度よく搬入され、仮置きテーブル35に対するウェーハWの位置ズレ量が、カセット6内におけるウェーハWの遊び程度に抑えられる。
【0049】
図8から図11を参照して、ズレ検出工程におけるウェーハの中心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、ウェーハの中心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8は、本発明の実施の形態に係る撮像部による撮像データの取得処理の説明図である。なお、図8において、一点鎖線が撮像部の撮像範囲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。
【0050】
図8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の外周縁部の位置を示す撮像データを連続的に取得する。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。
【0051】
撮像部36により撮像データが取得されると、図9から図11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9は、ウェーハの中心位置の算出処理の説明図である。図10は、ウェーハの中心位置の算出処理の他の説明図である。図11は、ウェーハの中心位置の算出処理の他の説明図である。なお、図9において、二点鎖線が仮置きテーブルの停止角度を示し、図10において、一点鎖線が仮想円を示している。
【0052】
図9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10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11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。
【0053】
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10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。
【0054】
具体的には、図11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。
【0055】
制御部23は、ウェーハWの中心位置を算出すると、ウェーハWの中心位置と仮置きテーブル35の中心位置との差分から、ウェーハWの仮置きテーブル35に対する位置ズレ量を算出する。そして、この位置ズレ量に基づいて、本調整工程において搬入搬出アーム13の搬入動作の始点位置が補正され、搬入搬出アーム13による搬入動作の調整処理が精度よく実施される。
【0056】
ここで、研削装置による全体的な研削動作の流れについて説明する。まず、稼働前のメンテナンス時に、搬入搬出アーム13による搬入動作の調整処理が行われる。これにより、搬入搬出アーム13の搬入動作の始点位置がカセット6内のウェーハWの中心位置に調整され、搬入搬出アーム13の搬入動作の終点位置が仮置きテーブル35の中心位置に調整される。次に、研削装置1が駆動されると、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。このとき、搬入搬出アーム13による搬入動作の調整処理によって、仮置きテーブル35に対するウェーハWの位置ズレがカセット6内のウェーハWの遊び程度に抑えられる。
【0057】
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。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。このとき、仮置きテーブル35に対するウェーハWの位置ズレが小さいため、ウェーハ供給部16の位置合わせ処理が阻害されることがない。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の中心位置がチャックテーブル3の中心位置に位置付けられる。
【0058】
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。
【0059】
以上のように、本実施の形態に係る研削装置1によれば、稼働前のメンテナンス時に、ワーク位置検出部14により検出されたウェーハWの位置ズレ量に基づいて、搬入搬出アーム13の搬入動作の調整処理が行われる。これにより、搬入搬出アーム13の搬入動作の始点位置がカセット6内のウェーハWの中心位置に調整され、搬入搬出アーム13の搬入動作の終点位置が仮置きテーブル35の中心位置に調整される。よって、研削装置1の稼働時に、仮置きテーブル35に対するウェーハWの位置ズレが、ウェーハ供給部16で補正可能な範囲内に収められ、チャックテーブル3に対してウェーハWが精度よく位置付けられる。また、カセット6に収容されたウェーハWに対する搬入搬出アーム13の位置合わせが動的に行われるため、作業員の作業負担を軽減して、位置合わせ作業に要する時間を短くすると共に、十分な位置合わせ精度を得ることができる。
【0060】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【0061】
例えば、上記実施の形態においては、ワーク位置検出部14は、撮像部36の撮像によりウェーハ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。ワーク位置検出部14は、ウェーハWの中心位置を検出可能であれば、どのような構成でもよい。また、ワーク位置検出部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。ワーク位置検出部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。
【0062】
また、上記実施の形態においては、ウェーハ供給部16が、上下動作、前後動作、回動動作可能に構成されたが、この構成に限定されるものではない。ウェーハ供給部16は、仮置きテーブル35からチャックテーブル3に対してウェーハWを供給可能であればよく、例えば、回動動作だけで仮置きテーブル35からチャックテーブル3に対してウェーハWを供給する構成としてもよい。
【0063】
また、上記実施の形態においては、搬入搬出アーム13が、3節リンク機構の駆動によりウェーハWの搬入搬出動作を行う構成としたが、この構成に限定されるものではない。搬入搬出アーム13は、少なくとも搬入用のカセット6と仮置きテーブル35との間で、ウェーハWを移載可能な構成であればよく、例えば、3節以上の多節リンク機構によりウェーハWの搬入搬出動作を行う構成としてもよい。
【0064】
また、上記実施の形態においては、予備調整工程の後に位置固定工程が実施されたが、これに限定されるものではない。位置固定工程の後に予備調整工程が実施されてもよいし、予備調整工程と位置固定工程とが同時に実施されてもよい。
【0065】
また、上記実施の形態においては、保持手段がチャックテーブルで構成されたが、この構成に限定されるものではない。保持手段は、ワークを保持可能であれば、どのような構成でもよい。
【0066】
また、上記実施の形態においては、ウェーハ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。ウェーハの外周縁部においてウェーハ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の代わりにノッチでもよい。
【産業上の利用可能性】
【0067】
以上説明したように、本発明は、作業員の作業負担を軽減して、位置合わせ作業に要する時間を短くすると共に、十分な位置合わせ精度を得ることができるという効果を有し、特に、カセットに収容されたウェーハを取り出して、搬送先の所定の位置に位置合わせする位置合わせ方法に有用である。
【符号の説明】
【0068】
1 研削装置
3 チャックテーブル
4 研削ユニット(加工手段)
6、7 カセット
13 搬入搬出アーム(第二の搬送手段)
14 ワーク位置検出部(ワーク位置検出手段)
15 洗浄部
16 ウェーハ供給部(第一の搬送手段)
17 ウェーハ回収部
27 吸着面
31 多節リンク機構
32 保持部
33 支持台
34 吸着部
35 仮置きテーブル
36 撮像部
68 支持部
69 治具
71 オリエンテーションフラット
W ウェーハ(ワーク)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
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加工手段と、
前記保持手段にワークを搬入する前に水平方向におけるワークの位置を検出するワーク位置検出手段と、
前記ワーク位置検出手段で検出したワークの位置に基づいて水平方向におけるワークの位置を補正して前記保持手段にワークを搬入する第一の搬送手段と、
前記ワーク位置検出手段にカセットから搬出したワークを搬入する第二の搬送手段と、を有する研削装置において、
前記第二の搬送手段が前記カセットから搬出したワークを前記ワーク位置検出手段に搬入した際に、前記ワーク位置検出手段で検出した水平方向におけるワークの位置を、前記第一の搬送手段が補正できる範囲内の位置に収めるために、
前記第二の搬送手段が前記カセットに収容されたワークを搬出する際の前記第二の搬送手段の水平方向移動位置を調整する位置合わせ方法であって、
前記第二の搬送手段で前記カセットから前記ワーク位置検出手段にワークを搬入し、ワークのズレを検出するズレ検出工程と、
前記ズレ検出工程で検出したズレ量が前記第一の搬送手段が補正できる範囲を超えている場合、前記ズレ量に基づいて前記第二の搬送手段が前記カセットに収容されたワークを搬出する際の前記第二の搬送手段の水平方向移動位置を調整する調整工程と、を含むことを特徴とする位置合わせ方法。

【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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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2012−79909(P2012−79909A)
【公開日】平成24年4月19日(2012.4.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−223438(P2010−223438)
【出願日】平成22年10月1日(2010.10.1)
【出願人】(000134051)株式会社ディスコ (2,397)
【Fターム(参考)】