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JP5486405B2 - Wafer center position detection method - Google Patents

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JP5486405B2 JP2010121497A JP2010121497A JP5486405B2 JP 5486405 B2 JP5486405 B2 JP 5486405B2 JP 2010121497 A JP2010121497 A JP 2010121497A JP 2010121497 A JP2010121497 A JP 2010121497A JP 5486405 B2 JP5486405 B2 JP 5486405B2
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

本発明は、ウェーハの中心位置を求める方法に関する。   The present invention relates to a method for determining the center position of a wafer.

近年、電気機器の薄型化、小型化に伴い、ウェーハはより薄く、例えば100μm以下に研削仕上げされることが要求されている。また、従来より、ウェーハについては、製造工程中における割れや発塵防止のために、その外周に面取り加工が施されている。そのため、ウェーハを薄く研削すると、外周の面取り部分がナイフエッジ状(ひさし状)に形成される。ウェーハ外周の面取り部分がナイフエッジ状に形成されると、外周から欠けが生じてウェーハが破損してしまうという問題が生じる。この問題を解決するために、予めウェーハ外周の面取り部分を切削ブレードにより周方向に切削して除去した後、ウェーハの裏面の研削を行う方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。   In recent years, with the thinning and miniaturization of electrical equipment, wafers are required to be thinner and, for example, ground to 100 μm or less. Conventionally, chamfering has been applied to the outer periphery of a wafer in order to prevent cracking and dust generation during the manufacturing process. Therefore, when the wafer is thinly ground, a chamfered portion on the outer periphery is formed in a knife edge shape (eave shape). If the chamfered portion on the outer periphery of the wafer is formed in a knife edge shape, there arises a problem that the wafer is damaged due to chipping from the outer periphery. In order to solve this problem, a method has been proposed in which the chamfered portion of the outer periphery of the wafer is previously removed by cutting in the circumferential direction with a cutting blade, and then the back surface of the wafer is ground (see, for example, Patent Document 1).

切削ブレードによって半導体ウェーハの外周部を周方向に切断する際には、半導体ウェーハの中心と、半導体ウェーハの保持手段であるチャックテーブルの回転中心とが正確に一致していないと、外周部における被切削部分の幅が一定にならない。しかしながら,搬送装置によって半導体ウェーハをチャックテーブル上に載置するときには、一般的に、±1mm程度の位置精度の誤差がどうしても発生してしまう。このような誤差が生じると、半導体ウェーハの外周部の切削時に、チャックテーブルに対して半導体ウェーハが偏心して回転してしまうため、外周部における被切削部分の幅が一定にならない。すなわち、半導体ウェーハの中心から同一距離にある円上を切削することができないという問題があった。   When the outer peripheral portion of the semiconductor wafer is cut in the circumferential direction by the cutting blade, if the center of the semiconductor wafer and the center of rotation of the chuck table that is the holding means for the semiconductor wafer do not exactly coincide, The width of the cut part is not constant. However, when the semiconductor wafer is placed on the chuck table by the transfer device, generally, an error in positional accuracy of about ± 1 mm is inevitably generated. When such an error occurs, the semiconductor wafer is eccentrically rotated with respect to the chuck table when the outer peripheral portion of the semiconductor wafer is cut, so that the width of the portion to be cut in the outer peripheral portion is not constant. That is, there is a problem that a circle on the same distance from the center of the semiconductor wafer cannot be cut.

そこで、チャックテーブルに載置したウェーハの外周エッジ3点を撮像手段で撮像し、3点の座標位置からウェーハの中心位置を算出し、かかるウェーハの中心位置とチャックテーブルの中心位置とのズレ量を求め、ズレ量を補正するように切削ブレードを移動させて、ウェーハの中心位置から同一の距離で周方向に切削する方法が採用されている(例えば特許文献2参照)。   Therefore, the three peripheral edges of the wafer placed on the chuck table are imaged by the imaging means, the center position of the wafer is calculated from the coordinate position of the three points, and the deviation amount between the center position of the wafer and the center position of the chuck table A method is adopted in which the cutting blade is moved so as to correct the deviation, and the wafer is cut in the circumferential direction at the same distance from the center position of the wafer (see, for example, Patent Document 2).

特開2000−173961号公報JP 2000-173961 A 特開2006−93333号公報JP 2006-93333 A

しかし、撮像手段でウェーハの外周エッジを検出しようとしても、チャックテーブル上の汚れや残存する切削水やウェーハの状態により必ずしも正確なエッジが画像処理で検出されるとは限らない。そのため、算出されたウェーハの中心位置座標を基準に加工位置を求めると、加工位置が大幅にずれてしまうおそれがある。   However, even if it is attempted to detect the outer peripheral edge of the wafer by the imaging means, an accurate edge is not always detected by image processing depending on the dirt on the chuck table, the remaining cutting water, or the state of the wafer. For this reason, if the processing position is obtained based on the calculated center position coordinates of the wafer, the processing position may be significantly shifted.

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウェーハの外周を画像処理により検出し、その結果をもとにウェーハの中心位置を算出する場合において、ウェーハ外周位置の誤認識に起因してウェーハ中心位置が誤って算出されることを回避し、ウェーハ中心位置を正確に検出できるウェーハの中心位置検出方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to detect the outer periphery of a wafer by image processing and calculate the center position of the wafer based on the result. It is an object to provide a wafer center position detection method capable of accurately detecting the wafer center position by avoiding erroneous calculation of the wafer center position due to the erroneous recognition.

本発明は、半導体ウェーハを保持する保持上面を有し回転可能なチャックテーブルと、チャックテーブルの保持上面に保持された半導体ウェーハの上面を撮像する撮像手段とを備えた加工装置において、保持上面に載置した半導体ウェーハの中心位置を検出するウェーハの検出方法であって、チャックテーブルの保持上面にウェーハを載置するウェーハ載置ステップと、ウェーハの外周エッジの任意の4点以上のN箇所を撮像手段で撮像し画像処理によりN個のエッジ位置座標を検出するエッジ位置座標検出ステップと、N個のエッジ位置座標のうち3通りのエッジ位置座標3点の組み合わせを求めそれぞれの組み合わせ毎にエッジ位置座標3点に基づくウェーハの中心位置座標を算出し3通りの中心位置座標を算出する中心位置座標算出ステップと、算出された3通りのウェーハの中心位置座標のバラツキが所定のしきい値よりも大きいか否かを判定する判定ステップと、判定ステップで3通りの中心位置座標のバラツキがしきい値よりも大きいと判定した場合に検出されたN個のエッジ位置座標のうちのいずれかが誤認識をしていると判定しエッジ位置座標検出ステップを再度遂行する再検出ステップと、判定ステップで3通りの中心位置座標のバラツキがしきい値よりも小さい場合に検出されたN個のエッジ位置座標は全て正常であると判定し3個の中心位置座標の平均値を加工時の中心位置座標と決定する中心位置座標決定ステップとから構成される。 The present invention provides a processing apparatus including a rotatable chuck table having a holding upper surface for holding a semiconductor wafer and an imaging unit for imaging the upper surface of the semiconductor wafer held on the holding upper surface of the chuck table. A wafer detection method for detecting a center position of a mounted semiconductor wafer, comprising: a wafer mounting step for mounting a wafer on a holding upper surface of a chuck table; and an arbitrary four or more N points on an outer peripheral edge of the wafer. An edge position coordinate detection step for detecting N edge position coordinates by imaging using an image pickup means, and obtaining a combination of three N C 3 edge position coordinates out of the N edge position coordinates, for each combination. center position locus calculating the center position coordinates of the N C 3 ways to calculate the center position coordinates of the wafer based on the three-point edge position coordinates A calculation step, a determining step variation of the center position coordinates whether greater than a predetermined threshold value of the calculated N C 3 types of wafers, the N C 3 ways in the determination step of the center position coordinates A re-detection step of determining that any of the N edge position coordinates detected when the variation is larger than the threshold value is erroneously recognized and performing the edge position coordinate detection step again; In the determination step, when the variation in the N C 3 center position coordinates is smaller than the threshold value, it is determined that all the N edge position coordinates detected are normal, and the average of the N C 3 center position coordinates is determined. It consists of a center position coordinate at the time of machining and a center position coordinate determination step for determining the value.

本発明においては、ウェーハの外周エッジの位置座標を4点以上検出し、検出した複数の外周エッジの位置座標値から3点の位置座標の組み合わせをすべて求め、各組み合わせについて中心位置座標を算出し、算出された中心位置座標のバラツキを算出し、所定のしきい値以上のバラツキがある場合にはエッジの位置座標の誤認識があると判定し、再度エッジの位置座標を検出するので、画像処理による誤認識に起因してウェーハ中心位置が誤って算出されることを回避し、ウェーハ中心位置を正確に検出することができる。   In the present invention, four or more position coordinates of the outer peripheral edge of the wafer are detected, all combinations of the three position coordinates are obtained from the detected position coordinate values of the plurality of outer peripheral edges, and the center position coordinates are calculated for each combination. The variation of the calculated center position coordinates is calculated, and when there is a variation of a predetermined threshold value or more, it is determined that the edge position coordinates are misrecognized, and the edge position coordinates are detected again. It is possible to prevent the wafer center position from being erroneously calculated due to erroneous recognition by processing, and to accurately detect the wafer center position.

切削装置の構成の一例を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a structure of a cutting device typically. チャックテーブルにウェーハが保持された状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state with which the wafer was hold | maintained at the chuck table. ウェーハの中心位置座標を求める方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of calculating | requiring the center position coordinate of a wafer. ウェーハのエッジを撮像する状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state which images the edge of a wafer. エッジ検出時の画像の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the image at the time of edge detection. ウェーハの中心位置座標の算出の成功例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a successful calculation of the center position coordinate of a wafer. ウェーハの中心位置座標の算出の失敗例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a failure of calculation of the center position coordinate of a wafer. ウェーハ外周の面取り部を切削する状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state which cuts the chamfer part of a wafer outer periphery. ウェーハの中心とチャックテーブルの中心との偏心を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the eccentricity of the center of a wafer, and the center of a chuck table. ウェーハの中心とチャックテーブルの中心との偏心がある場合におけるウェーハ外周の面取り部を切削する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which cuts the chamfer part of a wafer outer periphery in case there exists eccentricity of the center of a wafer and the center of a chuck table. 面取り部が切削されたウェーハを略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the wafer by which the chamfered part was cut. ウェーハの裏面に凹部を形成する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which forms a recessed part in the back surface of a wafer.

図1に示す切削装置1は、本発明が適用される加工装置の一例であり、半導体ウェーハ5を保持する保持上面20を有するチャックテーブル2と、チャックテーブル2の保持上面20に保持された半導体ウェーハ5の上面を撮像する撮像手段3と、チャックテーブル2に保持されたウェーハ5を切削する切削手段4とを備えている。チャックテーブル2はX方向に移動可能であり、撮像手段3及び切削手段4はY方向及びZ方向(図1においては紙面に垂直な方向)に移動可能となっている。撮像手段3と切削手段とは一体に形成されており、これらは連動してY方向及びZ方向に移動する構成となっている。   A cutting apparatus 1 shown in FIG. 1 is an example of a processing apparatus to which the present invention is applied. A chuck table 2 having a holding upper surface 20 that holds a semiconductor wafer 5 and a semiconductor held on the holding upper surface 20 of the chuck table 2. An imaging means 3 for imaging the upper surface of the wafer 5 and a cutting means 4 for cutting the wafer 5 held on the chuck table 2 are provided. The chuck table 2 is movable in the X direction, and the imaging means 3 and the cutting means 4 are movable in the Y direction and the Z direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1). The imaging unit 3 and the cutting unit are integrally formed, and are configured to move in the Y direction and the Z direction in conjunction with each other.

切削手段4は、Y方向の軸心を有するスピンドル40の先端に切削ブレード41が装着されて構成されている。撮像手段3は、チャックテーブル2に保持されたウェーハ5に対面する対物レンズ30を備えており、対物レンズ30には基準線30aが形成されている。この基準線30aは、切削ブレード41のX方向の延長線上に位置している。   The cutting means 4 is configured by attaching a cutting blade 41 to the tip of a spindle 40 having an axis in the Y direction. The imaging means 3 includes an objective lens 30 that faces the wafer 5 held on the chuck table 2, and a reference line 30 a is formed on the objective lens 30. The reference line 30a is located on the extension line of the cutting blade 41 in the X direction.

チャックテーブル2の移動方向であるX方向にはチャックテーブル2のX方向の位置を認識するためのXスケール21が配設され、撮像手段3及び切削手段4の移動方向には撮像手段3及び切削手段4のY方向の位置を認識するためのYスケール42が配設されている。チャックテーブル2には、Xスケール21の原点X0からの距離を読み取るためのセンサ22が配設され、切削手段4には、Yスケール42の原点Y0からの距離を読み取るためのセンサ43が配設されている。   An X scale 21 for recognizing the position of the chuck table 2 in the X direction is disposed in the X direction, which is the moving direction of the chuck table 2, and the imaging means 3 and the cutting means 4 in the moving direction of the imaging means 3 and the cutting means 4. A Y scale 42 for recognizing the position of the means 4 in the Y direction is provided. The chuck table 2 is provided with a sensor 22 for reading the distance from the origin X0 of the X scale 21, and the cutting means 4 is provided with a sensor 43 for reading the distance of the Y scale 42 from the origin Y0. Has been.

チャックテーブル2、撮像手段3及び切削手段4の動作は、制御手段6によって制御される。センサ22によって読み取られた値はチャックテーブル2のX座標として、センサ43によって読み取られた値は撮像手段3及び切削手段4のY座標として、制御手段6によって認識される。制御手段6は、制御にあたって必要となる情報を記憶手段7に記憶させ、必要に応じて読み出して利用することができる。   The operations of the chuck table 2, the imaging unit 3 and the cutting unit 4 are controlled by the control unit 6. The value read by the sensor 22 is recognized by the control means 6 as the X coordinate of the chuck table 2, and the value read by the sensor 43 is recognized as the Y coordinate of the imaging means 3 and the cutting means 4. The control means 6 can store information necessary for control in the storage means 7 and can read and use it as necessary.

以下では、図2に示すウェーハ5の中心位置を検出する方法について、図3に示すフローチャートに沿って説明する。図2に示すウェーハ5は、上面50がデバイス形成面となっている。ウェーハ5の外周には面取り加工が施されて面取り部51が形成されており、面取り部51の最も大径に形成された最外周部分がエッジ52となっている。このウェーハ5をチャックテーブル2の保持上面20に載置して吸引保持する(ウェーハ載置ステップ)。本実施形態では、ウェーハ5の上面50が上方に露出した状態で、ウェーハ5がチャックテーブル2において保持される。   In the following, a method for detecting the center position of the wafer 5 shown in FIG. 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The wafer 5 shown in FIG. 2 has a top surface 50 as a device formation surface. A chamfering process is performed on the outer periphery of the wafer 5 to form a chamfered portion 51, and an outermost peripheral portion of the chamfered portion 51 formed in the largest diameter is an edge 52. The wafer 5 is placed on the holding upper surface 20 of the chuck table 2 and sucked and held (wafer placing step). In the present embodiment, the wafer 5 is held on the chuck table 2 with the upper surface 50 of the wafer 5 exposed upward.

次に、ウェーハ5のエッジ52の任意の4点の位置座標を求める。図4に示すように、撮像手段4によってエッジ52の付近を上方から撮像する。そうすると、例えば図5に示す画像8が取得される。ここで、画像8においてウェーハ5を黒くその周囲のチャックテーブル2を白くコントラストが明確になるように、撮像手段4の光量等は調整されている。   Next, the position coordinates of any four points on the edge 52 of the wafer 5 are obtained. As shown in FIG. 4, the vicinity of the edge 52 is imaged from above by the imaging means 4. Then, for example, an image 8 shown in FIG. 5 is acquired. Here, in the image 8, the light quantity of the image pickup means 4 is adjusted so that the wafer 5 is black and the surrounding chuck table 2 is white and the contrast becomes clear.

チャックテーブル2のX方向の位置及び撮像手段3のY方向の位置を適宜微調整しながら撮像を行い、図5に示すように、撮像手段3の対物レンズ30の中心においてエッジ52の第1箇所E1が撮像されると、制御手段6は、画像情報中で画素値があるしきい値以上変化した部分をエッジとして認識するなどの画像処理(周知の種々のエッジ検出法)により第1箇所のエッジE1を検出する。なお、ウェーハ5には面取り部51が形成されているため、エッジ52とその周囲のチャックテーブル2とのコントラストが明確には表れにくく、チャックテーブル2の保持上面20の状態などの影響も受けてエッジ認識時は誤認識が生じやすい。図5の画像8では、上面50と面取り部51との境界53をエッジとして誤認識してしまった例を示している。制御手段6は、エッジを認識した時点で図1に示したセンサ22、43が読み取ったXスケール21及びYスケール42の値を読み取り、Xスケール21の値を第1箇所E1のX座標、Yスケール42の値を第1箇所E1のY座標として記憶手段7に記憶させる。   Imaging is performed while appropriately fine-adjusting the position of the chuck table 2 in the X direction and the position of the imaging means 3 in the Y direction, and as shown in FIG. 5, the first location of the edge 52 at the center of the objective lens 30 of the imaging means 3 When E1 is imaged, the control means 6 detects the first location by image processing (known various edge detection methods) such as recognizing a portion in the image information where the pixel value has changed by a certain threshold value or more as an edge. Edge E1 is detected. Since the chamfered portion 51 is formed on the wafer 5, the contrast between the edge 52 and the chuck table 2 around the edge 52 is not clearly shown, and is affected by the state of the holding upper surface 20 of the chuck table 2. False recognition is likely to occur during edge recognition. Image 8 in FIG. 5 shows an example in which the boundary 53 between the upper surface 50 and the chamfered portion 51 is erroneously recognized as an edge. The control means 6 reads the values of the X scale 21 and the Y scale 42 read by the sensors 22 and 43 shown in FIG. 1 when the edge is recognized, and uses the value of the X scale 21 as the X coordinate of the first location E1, Y The value of the scale 42 is stored in the storage means 7 as the Y coordinate of the first location E1.

チャックテーブル2をX方向に移動させるとともに、撮像手段3をY方向に移動させながら、図6に示すエッジ52の他の3箇所のエッジE2、E3、E4についても同様に座標を求める。E1、E2、E3、E4の座標をそれぞれ(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)とする。それぞれの座標の値は、制御手段6によって記憶手段7に記憶される(エッジ位置座標検出ステップ)。なお、座標を求める箇所の数は、4箇所以上であればいくつでもよい。   While moving the chuck table 2 in the X direction and moving the imaging means 3 in the Y direction, coordinates are similarly obtained for the other three edges E2, E3, and E4 of the edge 52 shown in FIG. The coordinates of E1, E2, E3, and E4 are (X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3), and (X4, Y4), respectively. The value of each coordinate is memorize | stored in the memory | storage means 7 by the control means 6 (edge position coordinate detection step). Note that the number of locations for obtaining coordinates may be any number as long as it is four or more.

次に、制御手段6は、E1〜E4から3つを選んでそのすべての組み合わせ、すなわち通りの組み合わせを求める。座標を求めた箇所の数がn個である場合は、通りの組み合わせを求める。本実施形態では、E1−E2−E3、E1−E2−E4、E2−E3−E4、E1−E3−E4という4通りの組み合わせを求める。そして、これら4通りの組み合わせをそれぞれ三角形とし、それぞれの三角形の外接円の中心を求める。具体的には、以下の4点の座標を求める(中心位置座標算出ステップ)。
三角形E1−E2−E3の外接円の中心O(a,b)、
三角形E1−E2−E4の外接円の中心O(a,b
三角形E2−E3−E4の外接円の中心O(a,b)、
三角形E1−E3−E4の外接円の中心O(a,b
Next, the control means 6 selects three from E1 to E4 and obtains all the combinations, that is, 4 C three combinations. When the number of locations for which coordinates are obtained is n, n C three combinations are obtained. In the present embodiment, four combinations of E1-E2-E3, E1-E2-E4, E2-E3-E4, and E1-E3-E4 are obtained. Then, each of these four combinations is a triangle, and the center of the circumscribed circle of each triangle is obtained. Specifically, the coordinates of the following four points are obtained (center position coordinate calculation step).
The center O 1 (a 1 , b 1 ) of the circumscribed circle of the triangle E1-E2-E3,
The center O 2 (a 2 , b 2 ) of the circumscribed circle of the triangle E1-E2-E4
The center O 3 (a 3 , b 3 ) of the circumscribed circle of the triangle E2-E3-E4,
The center O 4 (a 4 , b 4 ) of the circumscribed circle of the triangle E1-E3-E4

例えば、Oの座標(a、b)は、それぞれ以下の(式1)、(式2)により求めることができる。O,O,OのX座標及びY座標についても同様に求めることができる。 For example, the coordinates (a 1 , b 1 ) of O 1 can be obtained by the following (Expression 1) and (Expression 2), respectively. The X coordinate and Y coordinate of O 2 , O 3 , and O 4 can be similarly obtained.

Figure 0005486405
Figure 0005486405

Figure 0005486405
Figure 0005486405

E1、E2、E3、E4の座標(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)がそれぞれ誤差なく正確に求められていれば、上記O,O,O,Oは一致するはずであるが、実際には誤差が生じうるため、O〜Oの位置のバラツキを求め、求まったバラツキが所定の閾値よりも大きいか否かを判断する(判定ステップ)。所定の閾値は、後に行われるウェーハの加工時における偏心の許容値に基づいて決定し、記憶手段7に記憶させておく。 If the coordinates (X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3), (X4, Y4) of E1, E2, E3, and E4 are accurately determined without error, the above O 1 , O 2 , O 3 , and O 4 should match, but an error may actually occur. Therefore, the variation in the positions of O 1 to O 4 is obtained, and it is determined whether or not the obtained variation is larger than a predetermined threshold value. (Judgment step). The predetermined threshold value is determined based on an allowable value of eccentricity at the time of wafer processing performed later, and is stored in the storage unit 7.

〜Oの位置のバラツキは、O〜Oの4点のうちの2点のすべての組み合わせにおける2点間の距離、すなわち、O−O、O−O、O−O、O−O、O−O、O−Oの距離d1〜d6を座標値からすべて求め、d1〜d6がすべて所定の閾値よりも小さければ、E1〜E4の位置座標検出が正常であると判断する。すなわち、図6に示す閾値を示す円Aumの中にO1からO4が入っていれば、E1〜E4の座標は、たとえ誤差があったとしても許容範囲内であると判断する。なお、2点間の距離ではなく、標準偏差が所定の範囲内かどうかでE1〜E4の位置座標検出が正常であるかどうかを判断することもできる。 O 1 variation in the position of the ~ O 4 is, O 1 the distance between two points in all combinations of two points among the four points of the ~ O 4, i.e., O 1 -O 2, O 1 -O 3, O It obtains all 1 -O 4, O 2 -O 3 , O 2 -O 4, O 3 -O 4 distance d1~d6 from the coordinate values, smaller than d1~d6 all predetermined threshold, E1 to E4 It is determined that the position coordinate detection is normal. That is, if O1 to O4 are included in the circle Aum indicating the threshold shown in FIG. 6, it is determined that the coordinates of E1 to E4 are within the allowable range even if there is an error. Note that it is also possible to determine whether the position coordinate detection of E1 to E4 is normal based on whether the standard deviation is within a predetermined range, not the distance between the two points.

一方、O−O、O−O、O−O、O−O、O−O、O−Oの距離d1〜d6のうち、1つでも閾値を越えているものがある場合は、図7に示すように、O〜Oのいずれかが円Aumの外に位置することになるため、エッジ4箇所E1〜E4のうちいずれかに誤認識があり、求めたウェーハの中心位置に許容範囲を越える誤差があると判断する。即ち、エッジ認識の段階で誤認識をしている可能性が高いため、この場合は、エッジ位置座標検出ステップ、中心位置座標算出ステップ及び判定ステップをやり直す(再検出ステップ)。 Meanwhile, O 1 -O 2, O 1 -O 3, O 1 -O 4, O 2 -O 3, O 2 -O 4, of the O 3 Distance -O 4 d1 to d6, the threshold even one If there is an excess, as shown in FIG. 7, any one of O 1 to O 4 is located outside the circle Aum, so that it is erroneously recognized as one of the four edges E1 to E4. Therefore, it is determined that the obtained center position of the wafer has an error exceeding the allowable range. That is, since there is a high possibility of erroneous recognition at the edge recognition stage, in this case, the edge position coordinate detection step, the center position coordinate calculation step, and the determination step are performed again (redetection step).

−O、O−O、O−O、O−O、O−O、O−Oの距離d1〜d6がすべて所定許容値以内である場合は、O〜OのそれぞれのX座標及びY座標の平均をとり、その平均値Ow(Xw,Yw)を後の加工時の回転中心位置座標として決定する(中心位置座標決定ステップ)。 When the distances d1 to d6 of O 1 -O 2 , O 1 -O 3 , O 1 -O 4 , O 2 -O 3 , O 2 -O 4 , and O 3 -O 4 are all within a predetermined allowable value , O 1 to O 4 are averaged with respect to the X and Y coordinates, and the average value Ow (Xw, Yw) is determined as the rotation center position coordinate at the time of subsequent processing (center position coordinate determination step).

以上のように、エッジ位置座標検出ステップにおいてウェーハの外周エッジの位置座標を4点以上検出し、中心位置座標算出ステップでは検出した複数のエッジの位置座標値から3点の位置座標の組み合わせをすべて求め、各組み合わせについて中心位置座標を算出し、算出された中心位置座標のバラツキを算出し、判定ステップでは所定のしきい値以上のバラツキがある場合にはエッジの位置座標の誤認識があると判定し、再度エッジの位置座標を検出するため、画像処理による誤認識に起因してウェーハ中心位置が誤って算出されることを回避し、ウェーハ中心位置を正確に検出することができる。   As described above, in the edge position coordinate detection step, four or more position coordinates of the outer peripheral edge of the wafer are detected, and in the center position coordinate calculation step, all combinations of the three position coordinates are detected from the detected position coordinate values of the plurality of edges. Find the center position coordinates for each combination, calculate the variation of the calculated center position coordinates, and if there is a variation greater than a predetermined threshold in the determination step, there is an erroneous recognition of the edge position coordinates Since the determination is performed and the edge position coordinates are detected again, the wafer center position can be prevented from being erroneously calculated due to erroneous recognition by image processing, and the wafer center position can be accurately detected.

なお、上記中心位置座標算出ステップでは4つの三角形の外接円の中心を求め、判定ステップではその位置のバラツキが所定の範囲内かどうかを判断することとしたが、外接円の中心ではなく、外接円の半径を求め、それぞれの半径の長さのバラツキが所定の範囲内かどうかでエッジの誤認識があるかどうかを判断してもよい。その際の所定の閾値は、例えば、ウェーハ外径寸法のSEMI規格等の公差に基づいて(8インチウェーハでは直径で0.5mm等)決定し、記憶手段7に記憶させておく。   In the center position coordinate calculation step, the center of the circumscribed circle of the four triangles is obtained, and in the determination step, it is determined whether the variation in the position is within a predetermined range. The radius of the circle may be obtained, and it may be determined whether or not there is an erroneous recognition of the edge depending on whether the variation in the length of each radius is within a predetermined range. The predetermined threshold value at that time is determined based on, for example, tolerance such as SEMI standard of the outer diameter of the wafer (0.5 mm in diameter for an 8-inch wafer) and stored in the storage means 7.

次に、求めたウェーハ5の中心Ow(Xw,Yw)の座標情報を利用してウェーハ5の面取り部51を除去する場合について説明する。ウェーハ5は、図8に示すように、上記O1〜O4を求めたときのウェーハ5の保持状態でそのままチャックテーブル2において保持される。一方、切削手段3においては、ウェーハ5の面取り部51とほぼ等しい刃厚(例えば2〜3mm)を有する切削ブレード41をスピンドル40に装着する。   Next, a case where the chamfered portion 51 of the wafer 5 is removed using the obtained coordinate information of the center Ow (Xw, Yw) of the wafer 5 will be described. As shown in FIG. 8, the wafer 5 is held as it is on the chuck table 2 in the holding state of the wafer 5 when O1 to O4 are obtained. On the other hand, in the cutting means 3, a cutting blade 41 having a blade thickness (for example, 2 to 3 mm) substantially equal to the chamfered portion 51 of the wafer 5 is mounted on the spindle 40.

そして、チャックテーブル2を回転させるとともに、Ow(Xw,Yw)からY方向にウェーハWの半径分変位した位置に切削ブレード41を位置付け、切削ブレード41を回転させながら降下させ、図8に示すようにウェーハ5の面取り部51を上面50側から周方向に所定厚さ削りとる。このとき、図9に示すように、チャックテーブル2の回転中心Oc(Xc,Yc)とウェーハ5の中心Ow(Xw,Yw)との間に偏心がある場合は、その偏心の分だけ切削ブレード41をY方向に移動させながら切削を行い,ウェーハ5の中心Owから切削ブレード41の切り込み位置までの距離が常に一定となるように制御する。具体的には以下のようにして制御を行う。   Then, while rotating the chuck table 2, the cutting blade 41 is positioned at a position displaced from the Ow (Xw, Yw) by the radius of the wafer W in the Y direction, and the cutting blade 41 is lowered while rotating, as shown in FIG. Then, the chamfered portion 51 of the wafer 5 is shaved to a predetermined thickness from the upper surface 50 side in the circumferential direction. At this time, if there is an eccentricity between the rotation center Oc (Xc, Yc) of the chuck table 2 and the center Ow (Xw, Yw) of the wafer 5 as shown in FIG. Cutting is performed while moving 41 in the Y direction, and control is performed so that the distance from the center Ow of the wafer 5 to the cutting position of the cutting blade 41 is always constant. Specifically, the control is performed as follows.

チャックテーブル2の回転中心Oc(Xc,Yc)とウェーハ5の中心Ow(Xw,Yw)との間の偏心は、図9に示す偏心距離d及び偏心角度φにより構成される。偏心距離d及び偏心距離φの求め方を以下に示す。なお、偏心距離dは、ウェーハ5の中心Ow(Xw,Yw)とチャックテーブル2の回転中心Oc(Xc,Yc)とのXY平面上での直線距離であり、偏心角度φは、ウェーハ5の中心Ow(Xw,Yw)とチャックテーブル2の回転中心Oc(Xc,Yc)とを結ぶ線分がXY平面上でX軸となす角度である。   The eccentricity between the rotation center Oc (Xc, Yc) of the chuck table 2 and the center Ow (Xw, Yw) of the wafer 5 is constituted by the eccentric distance d and the eccentric angle φ shown in FIG. A method for obtaining the eccentric distance d and the eccentric distance φ will be described below. The eccentric distance d is a linear distance on the XY plane between the center Ow (Xw, Yw) of the wafer 5 and the rotation center Oc (Xc, Yc) of the chuck table 2, and the eccentric angle φ is This is an angle formed by a line segment connecting the center Ow (Xw, Yw) and the rotation center Oc (Xc, Yc) of the chuck table 2 with the X axis on the XY plane.

偏心距離dおよび偏心角度φは,ウェーハ5の中心位置Owの座標(Xw,Yw)とチャックテーブル2の回転中心Ocの座標(Xc,Yc)とを下記(式3)および(式4)に代入することによってそれぞれ算出される。   For the eccentric distance d and the eccentric angle φ, the coordinates (Xw, Yw) of the center position Ow of the wafer 5 and the coordinates (Xc, Yc) of the rotation center Oc of the chuck table 2 are expressed by the following (Expression 3) and (Expression 4). Each is calculated by substitution.

Figure 0005486405
Figure 0005486405

Figure 0005486405
Figure 0005486405

切削時は、チャックテーブル2を1回転させるとともに、ウェーハ5の面取り部51に対して切削ブレード41の刃先を切り込ませることにより、面取り部51を周方向に切削する。このとき、上記偏心があっても、ウェーハ5の中心Ow(Xw,Yw)から切削ブレード41の切り込み位置までの距離が常に一定になるように,切削ブレード41をY軸方向に移動させながら切削を行う。   At the time of cutting, the chamfered portion 51 is cut in the circumferential direction by rotating the chuck table 2 once and cutting the cutting edge of the cutting blade 41 into the chamfered portion 51 of the wafer 5. At this time, even if the eccentricity is present, cutting is performed while moving the cutting blade 41 in the Y-axis direction so that the distance from the center Ow (Xw, Yw) of the wafer 5 to the cutting position of the cutting blade 41 is always constant. I do.

具体的には,図10に示す切削ブレード41のY軸方向の位置Yb(切削ブレード41の刃先がウェーハ5に対して切り込む位置BのY座標)が、下記の(式5)となるように,切削ブレード22をY軸方向に移動させながら切削を行う。   Specifically, the position Yb in the Y-axis direction of the cutting blade 41 shown in FIG. 10 (the Y coordinate of the position B where the cutting edge of the cutting blade 41 cuts into the wafer 5) is expressed by the following (formula 5). , Cutting is performed while moving the cutting blade 22 in the Y-axis direction.

Figure 0005486405
Figure 0005486405

上記(式5)におけるrは、図11に示すウェーハ5の面取り部除去後のその内側の仕上がり半径rである。上記(式5)の算出方法は、特開2006−93333号公報に記載されている通りである。   In the above (Expression 5), r is a finished radius r inside the wafer 5 after removing the chamfered portion shown in FIG. The calculation method of (Formula 5) is as described in JP-A-2006-93333.

以上のように、ウェーハ5の中心Ow(Xw,Yw)を求めるとともに、そのOwとチャックテーブル2の回転中心Oc(Xc,Yc)との偏心も考慮して切削を行うことにより、ウェーハ5の周方向に一定の切削幅で面取り部51を除去することができる。   As described above, by obtaining the center Ow (Xw, Yw) of the wafer 5 and performing cutting in consideration of the eccentricity between the Ow and the rotation center Oc (Xc, Yc) of the chuck table 2, The chamfered portion 51 can be removed with a constant cutting width in the circumferential direction.

こうして面取り部51が上面50側から削り取られると、後に裏面が研削され薄化されても、外周部分が鋭利な形状にならないため、ウェーハ5の外周から欠けが生じることがない。   When the chamfered portion 51 is scraped off from the upper surface 50 side in this way, even if the back surface is ground and thinned later, the outer peripheral portion does not become a sharp shape, so that no chipping occurs from the outer periphery of the wafer 5.

上記説明したウェーハの中心位置を求める技術は、例えば図12に示すように、ウェーハ9の周縁部9aを残して裏面90を研削して凹部90aを形成する場合にも利用することができる。かかる研削は、裏面研削後のウェーハ9の搬送等の取り扱いを容易とするために行われる。   The technique for obtaining the center position of the wafer described above can also be used when the recess 90a is formed by grinding the back surface 90 while leaving the peripheral edge 9a of the wafer 9 as shown in FIG. Such grinding is performed in order to facilitate handling such as conveyance of the wafer 9 after back grinding.

ウェーハ9はチャックテーブル2の保持上面20によって吸引保持される。チャックテーブル2の上方には研削手段10が配設されている。この研削手段10は、鉛直方向の軸心を有するスピンドル100の下端に研削ホイール101が装着されて構成されるものであり、研削ホイール101には円環状に固着された複数の研削砥石101aを備えている。   The wafer 9 is sucked and held by the holding upper surface 20 of the chuck table 2. A grinding means 10 is disposed above the chuck table 2. The grinding means 10 is configured by attaching a grinding wheel 101 to the lower end of a spindle 100 having a vertical axis, and the grinding wheel 101 includes a plurality of grinding wheels 101a fixed in an annular shape. ing.

ウェーハ9の裏面90の研削時には、研削砥石101aの回転軌道がウェーハ9の中心を通るように制御を行う。研削砥石101aの回転軌道の半径は、凹部90aの半径より若干大きい程度である。ウェーハ9の中心は、前記と同様の方法により求めることができるため、研削砥石101aの回転軌道が常にウェーハ9の中心を通るように制御することが可能となる。   When the back surface 90 of the wafer 9 is ground, control is performed so that the rotation trajectory of the grinding wheel 101 a passes through the center of the wafer 9. The radius of the rotation trajectory of the grinding wheel 101a is slightly larger than the radius of the recess 90a. Since the center of the wafer 9 can be obtained by the same method as described above, it is possible to control the rotation trajectory of the grinding wheel 101 a so as to always pass through the center of the wafer 9.

1:切削装置
2:チャックテーブル 20:保持上面
21:Xスケール 22:センサ
3:撮像手段 30:対物レンズ 30a:基準線
4:切削手段 40:スピンドル 41:切削ブレード
42:Yスケール 43:センサ
5:ウェーハ 50:上面 51:面取り部 52:エッジ 53:境界
6:制御手段
7:記憶手段
8:画像
9:ウェーハ 9a:周縁部 90:裏面 90a:凹部
10:研削手段 100:スピンドル 101:研削ホイール 101a:研削砥石
1: Cutting device 2: Chuck table 20: Holding upper surface 21: X scale 22: Sensor 3: Imaging means 30: Objective lens 30a: Reference line 4: Cutting means 40: Spindle 41: Cutting blade 42: Y scale 43: Sensor 5 : Wafer 50: Upper surface 51: Chamfered portion 52: Edge 53: Boundary 6: Control means 7: Storage means 8: Image 9: Wafer 9a: Peripheral portion 90: Back surface 90a: Concave portion 10: Grinding means 100: Spindle 101: Grinding wheel 101a: grinding wheel

Claims (1)

半導体ウェーハを保持する保持上面を有し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルの該保持上面に保持された半導体ウェーハの上面を撮像する撮像手段とを備えた加工装置において、該保持上面に載置した該半導体ウェーハの中心位置を検出するウェーハの検出方法であって、
該チャックテーブルの該保持上面に該ウェーハを載置するウェーハ載置ステップと、
該ウェーハの外周エッジの任意の4点以上のN箇所を該撮像手段で撮像し、画像処理により該N個のエッジ位置座標を検出するエッジ位置座標検出ステップと、
該N個の該エッジ位置座標のうち3通りのエッジ位置座標3点の組み合わせを求め、それぞれの組み合わせ毎に該エッジ位置座標3点に基づく該ウェーハの中心位置座標を算出し、3通りの中心位置座標を算出する中心位置座標算出ステップと、
算出された3通りの該ウェーハの中心位置座標のバラツキが所定のしきい値よりも大きいか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップで該3通りの中心位置座標のバラツキが該しきい値よりも大きいと判定した場合に、検出された該N個の該エッジ位置座標のうちのいずれかが誤認識をしていると判定し、該エッジ位置座標検出ステップを再度遂行する再検出ステップと、
該判定ステップで該3通りの中心位置座標のバラツキが該しきい値よりも小さい場合に、検出された該N個の該エッジ位置座標は全て正常であると判定し、該3個の中心位置座標の平均値を加工時の中心位置座標と決定する中心位置座標決定ステップと、
からなるウェーハ中心位置検出方法。
In a processing apparatus comprising a rotatable chuck table having a holding upper surface for holding a semiconductor wafer and imaging means for imaging the upper surface of the semiconductor wafer held on the holding upper surface of the chuck table, the processing device is mounted on the holding upper surface. A wafer detection method for detecting the center position of the placed semiconductor wafer,
A wafer mounting step of mounting the wafer on the holding upper surface of the chuck table;
An edge position coordinate detection step of imaging any four or more N locations on the outer peripheral edge of the wafer with the imaging means, and detecting the N edge position coordinates by image processing;
Seeking a combination of N C 3 types of edge coordinates three points out of the N pieces of the edge position coordinates, the center position coordinates of the wafer based on the edge position coordinates three points was calculated for each combination, N C A center position coordinate calculating step for calculating three kinds of center position coordinates;
A determination step of determining whether or not the calculated variation in the center position coordinates of the N C 3 wafers is greater than a predetermined threshold;
If it is determined in the determination step that the variation in the N C 3 center position coordinates is larger than the threshold value, one of the detected N edge position coordinates is erroneously recognized. A re-detection step of determining that the edge position coordinates are detected again,
When the variation of the N C 3 center position coordinates is smaller than the threshold value in the determination step, it is determined that all the detected N edge position coordinates are normal, and the N C 3 A center position coordinate determining step for determining an average value of the center position coordinates as a center position coordinate at the time of machining;
A wafer center position detection method comprising:
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