位置对准机构、加工装置以及位置对准方法

专利名称：位置对准机构、加工装置以及位置对准方法
技术领域：
本发明涉及在半导体晶片的磨削及研磨加工时对半导体晶片的位置进行调整的位置对准机构、加工装置以及位置对准方法。
背景技术：
以往，作为使半导体晶片相对于磨削装置的卡盘工作台进行位置对准的位置对准 机构，已知有在将半导体晶片的中心定位于临时载置工作台的中心后将移载到卡盘工作台 上的机构(例如，参照专利文献1)。该现有的位置对准机构构成为具有临时载置工作台， 其直径比半导体晶片的直径要小；多个销，它们在临时载置工作台的周围能够相对于临时 载置工作台的中心在径向上移动；以及在临时载置工作台上进行了定位后将半导体晶片移 载到卡盘工作台上的移载部。在该位置对准机构中，当半导体晶片被载置于临时载置工作台时，多个销向临时 载置工作台的中心移动并与半导体晶片的外周面抵接，由此半导体晶片的中心被定位于临 时载置工作台的中心。然后，将定位后的半导体晶片吸附保持于移载部，并通过移载部的回 转而载置于卡盘工作台的上表面。此时，由于临时载置工作台的中心和卡盘工作台的中心 位于移载部的回转轨迹上，因此移载后的半导体晶片的中心的位置对准了卡盘工作台的中 心位置。专利文献1 日本特开2003-133392号公报但是，在上述现有的位置对准机构中，在半导体晶片含有翘曲的情况下，在多个销 与半导体晶片的外周面抵接时，半导体晶片以其位置偏移与翘曲对应的量的方式定位于临 时载置工作台。因此，在将半导体晶片移载到了卡盘工作台上时，存在不能使半导体晶片的 中心的位置与卡盘工作台的中心的位置高精度地对准的问题。特别是，薄型的半导体晶片 大多含有翘曲而无法高精度地进行位置对准，并且有可能在与销抵接时破损。

发明内容
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种不会使含有翘曲的半导 体晶片破损、并且能够使该半导体晶片与卡盘工作台高精度地进行位置对准的位置对准机 构、加工装置以及位置对准方法。本发明的位置对准机构的特征在于，该位置对准机构包括工件支撑座，其形成为 直径比工件的外径要大，并且具有对上述工件的至少外周缘部进行吸附的吸附面；位置数 据获取部，其用于获取吸附于上述吸附面的上述工件的外周缘部的位置数据；位置数据计 算部，其根据上述工件的外周缘部的位置数据，计算出上述工件的中心的位置数据；以及位 置对准部，其在根据上述工件的中心的位置数据而使上述工件的中心位置对准了保持上述 工件的保持工作台的保持面的中心位置的状态下，将上述工件载置于上述保持面。本发明的位置对准方法的特征在于，该位置对准方法具有以下步骤将工件载置 于工件支撑座的步骤，其中，上述工件支撑座形成为直径比上述工件的外径要大，并且具有对上述工件的至少外周缘部进行吸附的吸附面；获取吸附于上述工件支撑座的上述工件的 外周缘部的位置数据的步骤；根据上述工件的外周缘部的位置数据来计算出表示上述工件 的中心的工件中心的位置数据的步骤；以及在根据上述工件的中心的位置数据而使上述工 件的中心位置对准了保持上述工件的保持工作台的保持面的中心位置的状态下，将上述工 件载置于上述保持面的步骤。 根据这些结构，即使在工件含有翘曲的情况下，工件的至少外周缘部也会被吸附 面所吸附，从而矫正了工件的翘曲。由此，能够在矫正了工件的翘曲的状态下获取外周缘部 的位置数据，因此能够正确地计算出工件的中心的位置数据，能够使工件的中心位置高精 度地对准保持工作台的中心位置。此外，在工件支撑座上不需要通过多个销的抵接而进行 的定位，能够防止薄型的工件在位置对准时破损。此外，关于本发明，在上述位置对准机构中，在上述工件的外周缘部形成有表示上 述工件的朝向的标记部，上述位置数据计算部根据上述工件的外周缘部的位置数据来计算 出上述工件的中心的位置数据，并且上述位置数据计算部根据上述标记部来计算出表示上 述工件的朝向的角度数据，上述位置对准部根据上述工件的中心的位置数据和上述角度数 据，使上述工件的中心位置对准上述保持面的中心位置，并且使上述工件的朝向对准上述 保持面的朝向。此外，关于本发明，在上述位置对准机构中，上述工件支撑座具有至少使照射向上 述工件的外周缘部的光透射的透光部，并且上述工件支撑座构成为能够绕与上述吸附面正 交的轴旋转，上述位置数据获取部由摄像机构构成，该摄像机构具有照射部，其对上述工 件的外周缘部进行照射；以及摄像部，其对经上述透光部而透过了上述工件的透射光进行 读取，上述摄像机构用于获取上述工件的外周缘部的图像数据。本发明的加工装置具有上述位置对准机构；以及加工机构，其在上述工件的中 心位置对准了上述保持工作台的中心位置的状态下对上述工件进行加工。根据本发明，不会使含有翘曲的半导体晶片破损，并且能够使该半导体晶片与卡 盘工作台高精度地进行位置对准。


图1是表示本发明所涉及的位置对准机构的实施方式的图，其是磨削装置的外观 立体图。图2是表示本发明所涉及的位置对准机构的实施方式的图，其是磨削装置的局部 放大图。图3是表示本发明所涉及的位置对准机构的实施方式的图，其是半导体晶片的摄 像处理的说明图。图4是表示本发明所涉及的位置对准机构的实施方式的图，其是表示利用摄像部 拍摄到的图像数据的图。图5是表示本发明所涉及的位置对准机构的实施方式的图，其是表示含有翘曲的 半导体晶片的中心坐标的图。图6是表示本发明所涉及的位置对准机构的实施方式的图，其是半导体晶片相对 于卡盘工作台的位置对准的说明图。
图7是表示本发明所涉及的位置对准机构的实施方式的图，其是加工装置进行的 位置对准处理的整体动作流程。图8是表示本发明所涉及的位置对准机构的变形例的图。图9是表示本发明所涉及的位置对准机构的实施方式的图，其是半导体晶片的外观立体图。标号说明1:磨削装置(加工装置)；4:搬入搬出单元(位置对准机构)；5:晶片加工单元 (加工机构)；14 搬入搬出臂；15 临时载置部；16 旋转清洗部；17 晶片供给部(位置对 准部)；18 晶片回收部；19 控制部(位置数据计算部、位置对准部)；23、94、96 临时载置 工作台(工件支撑座)；24 摄像机构(位置数据获取部)；25 吸附面；25a 环状槽；25b 直线槽；27 照射部；28、93、97 摄像部；52 卡盘工作台(保持工作台)；56 保持面；82 凹 口 ；94 :开口部；W:半导体晶片。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。本实施方式所涉及的位置对 准机构通过矫正半导体晶片的翘曲并正确地计算出半导体晶片的中心，来使半导体晶片相 对于卡盘工作台高精度地进行位置对准。首先，在对本发明的实施方式所涉及的位置对准 机构进行说明前，对作为加工对象的半导体晶片进行简单说明。图9是本发明的实施方式 所涉及的半导体晶片的外观立体图。另外，在图9中，表示半导体晶片的背面朝上的状态。如图9所示，半导体晶片W形成为大致圆板状，并且在表面上被呈格子状排列的未 图示的分割预定线划分出多个区域。在通过分割预定线划分出的各区域内，在半导体晶片 W 的中央形成有 ICdntegrated Circuit 集成电路)、LSI (Large Scale Integration 大 规模集成电路)等器件81。此外，在半导体晶片W的外周缘部形成有表示结晶方位的凹口 82。在半导体晶片W的表面粘贴有保护带83，在对半导体晶片W的背面进行加工时，通过该 保护带83来保护器件81。这样构成的半导体晶片W在收纳于搬入侧的盒2 (参照图1)中 的状态下被搬入至磨削装置1。另外，在本实施方式中，作为工件，以硅晶片或GaAs等半导体晶片W为例进行说 明，但是并不限定于该结构，也可以将陶瓷、玻璃、蓝宝石类的无机材料基板、板状金属或树 脂的延展性材料、要求从微米级至亚微米级的平坦度的各种加工材料作为工件。接下来，参照图1和图2对将本发明的实施方式所涉及的位置对准机构应用于磨 削装置的示例进行说明。图1是本发明的实施方式所涉及的磨削装置的外观立体图。图2 是本发明的实施方式所涉及的磨削装置的局部放大图。另外，在以下的说明中，对将位置对 准机构应用于磨削装置的示例进行说明，但是不仅可以应用于磨削装置，也可以应用于使 半导体晶片的中心位置与卡盘工作台的中心位置对准的加工装置。如图1所示，磨削装置1具有搬入搬出单元4，其除了将加工前的半导体晶片W搬 入以外，还将加工后的半导体晶片W搬出；晶片加工单元5，其对从搬入搬出单元4搬入的 半导体晶片W的背面进行磨削。搬入搬出单元4具有长方体状的基座11，用于载置盒2、3 的一对盒载置部12、13以从基座11的前表面Ila向前方凸出的方式设置于基座11。盒载置部12作为搬入口发挥功能，用于载置收纳有加工前的半导体晶片W的搬入侧的盒2。盒载置部13作为搬出口发挥功能，用于载置对加工后的半导体晶片W进行收纳 的搬出侧的盒3。在基座11的上表面，面向盒载置部12、13地设置有搬入搬出臂14，与搬 入搬出臂14相邻地在晶片加工单元5侧的一个角部设置有临时载置部15，并且在另一角部 设置有旋转清洗部16。此外，在基座11的上表面，在临时载置部15与旋转清洗部16之间 设置有晶片供给部17和晶片回收部18。另外，在基座11的内部设置有对搬入搬出单元4 进行集中控制的控制部19。搬入搬出臂14具有多节连杆机构21，其驱动区域很广；以及吸附保持部22，其 设置于多节连杆机构21的末端，用于吸附保持半导体晶片W。搬入搬出臂14对多节连杆机 构21进行驱动，从而将收纳于搬入侧的盒2内的半导体晶片W载置于临时载置部15，此外 还将半导体晶片W从旋转清洗部16收纳到搬出侧的盒3内。如图2所示，临时载置部15具有临时载置工作台23，半导体晶片W通过搬入搬出臂14而被临时载置于该临时载置工作台23 ；以及摄像机构24，其对临时载置于临时载置 工作台23的半导体晶片W进行摄像。临时载置工作台23用玻璃等透光性材料形成为圆盘 状，并且形成为临时载置工作台23的直径比半导体晶片W的直径要大。在临时载置工作台 23的上表面形成有吸附半导体晶片W的吸附面25。在吸附面25形成有多个环状槽25a，它们配置成同心圆状；多个直线槽25b，它 们从吸附面25的中心沿放射方向延伸；以及多个未图示的吸附孔，它们配置于多个环状槽 25a与多个直线槽25b的交点处。多个吸附孔贯穿临时载置工作台23而与未图示的吸引源 连接，通过该吸引源的吸引，半导体晶片W被吸附于吸附面25。具体来说，通过吸引源的吸引，经多个吸附孔在多个环状槽25a和多个直线槽25b 中产生负压，通过该负压来将半导体晶片W拉向吸附面25，从而多个环状槽25a和多个直线 槽25b被封闭起来。此时，由于吸附面25的直径比半导体晶片W的直径要大，所以环状槽 25a和直线槽25b的一部分向大气开放，但该吸附面25还是具有足以矫正半导体晶片W的 翘曲的程度的吸附力。通过形成于这样的吸附面25的槽结构，能够相对于直径不同的半导 体晶片使临时载置工作台23通用。此外，临时载置工作台23与未图示的旋转驱动机构连接，并且构成为能够通过旋 转驱动机构的驱动而旋转。通过该旋转驱动机构的驱动，来对半导体晶片W在周向上的摄 像位置进行调整。摄像机构24具有照射部27，其从临时载置工作台23的下侧对半导体晶片W进 行照射；以及摄像部28，其在临时载置工作台23的上方对透过了半导体晶片W的透射光进 行读取。照射部27配置于临时载置工作台23的下方，并且位于临时载置工作台23的径向 外侧。摄像部28经支撑部件29设置于临时载置工作台23的上方，并且构成为能够在临时 载置工作台23的径向上移动。通过该摄像部28的移动，来对半导体晶片W在径向上的摄 像位置进行调整。对于临时载置于临时载置工作台23的半导体晶片W，以使其外周缘部的一部分包 含于摄像范围内的方式对该半导体晶片W进行位置调整，并利用摄像机构24进行摄像。进 行该摄像动作直到通过摄像机构24在半导体晶片W的整周上对外周缘部进行了摄像为止， 将通过该摄像机构24拍摄到的图像数据输出至控制部19。晶片供给部17具有转动轴31，其沿上下方向延伸；伸缩臂32，其支撑于转动轴31的上端；以及吸附保持部33，其设置于伸缩臂32的末端，用于吸附保持半导体晶片W。转 动轴31构成为能够上下移动、能够前后移动并且能够转动，伸缩臂32构成为能够在延伸方 向伸缩。通过转动轴31的前后移动、转动以及伸缩臂32的伸缩，对吸附保持部33在水平 面内的位置进行调整，通过转动轴31的上下移动，对吸附保持部33在高度方向上的位置进 行调整。 此外，晶片供给部17被控制部19驱动控制，通过控制部19来对转动轴31在上下 方向的移动量、前后方向的移动量、转动量以及伸缩臂32的伸缩量进行调整。另外，晶片供 给部17被控制部19控制，而从临时载置工作台23吸附保持半导体晶片W并抬起，并将该 半导体晶片W供给至卡盘工作台52。此时，以如下方式进行位置对准使半导体晶片W的 中心与晶片加工单元5的卡盘工作台52的保持面56的中心一致、并且使半导体晶片W的 朝向与卡盘工作台52的朝向一致。晶片回收部18除了将吸附保持部37的直径形成得比晶片供给部17的吸附保持 部33的直径要大这一点以外，具有与晶片供给部17大致相同的结构。晶片回收部18被控 制部19控制，而从卡盘工作台52吸附保持半导体晶片W进行回收，并将该半导体晶片W载 置于旋转清洗部16的旋转清洗工作台41。此时，以如下方式进行位置对准使半导体晶片 W的中心与旋转清洗部16的旋转清洗工作台41的载置面42的中心一致、并且使半导体晶 片W的朝向与旋转清洗工作台41的朝向一致。返回图1，旋转清洗部16具有载置加工后的半导体晶片W的旋转清洗工作台41。 旋转清洗工作台41为圆盘状，并且形成有载置半导体晶片W的载置面42。在载置面42的 中央部分，由多孔陶瓷材料形成有吸附面42a。吸附面42a形成为与俯视观察到的半导体 晶片W的外形形状相符，并且该吸附面42a除与半导体晶片W的凹口 82对应的部分以外形 成为圆形形状。通过与该半导体晶片W的凹口 82对应的部分的朝向来规定旋转清洗工作 台41的朝向。吸附面42a与配置在基座11内的未图示的吸引源连接，用于吸附保持半导 体晶片W。当加工后的半导体晶片W被载置于旋转清洗工作台41时，该半导体晶片W通过旋 转清洗工作台41的下降而经开口部43收纳在基座11内。然后，使收纳在基座11内的半 导体晶片W高速旋转，并同时喷射清洗液进行清洗。然后，在使半导体晶片W高速旋转的状 态下停止清洗液的喷射，使半导体晶片W干燥。控制部19执行摄像机构24对半导体晶片W的摄像处理、表示半导体晶片W的中 心的位置数据和表示半导体晶片W的朝向的角度数据的计算处理、以及半导体晶片W相对 于卡盘工作台52和旋转清洗工作台41的位置对准处理等各处理。此外，在控制部19中存 储有各处理的控制程序以及在位置对准处理时使用的平面直角坐标系(参照图6)。另外，关于控制部19，组装于其内部的CPU (Central Processing Unit 中央处理 器)按照ROM (Read Only Memory 只读存储器)内的控制程序等各种程序对RAM (Random Access Memory 随机存取存储器)内的数据进行运算，并与搬入搬出单元4的各部分协作 来执行各处理。此外，关于表示半导体晶片W的中心的位置数据和表示半导体晶片W的朝 向的角度数据的计算处理、以及半导体晶片W相对于卡盘工作台52和旋转清洗工作台41 的位置对准处理的详细内容，将在后面进行叙述。晶片加工单元5构成为粗磨削单元45以及精磨削单元46与保持有半导体晶片W的卡盘工作台52相对旋转，从而对半导体晶片W进行加工。此外，晶片加工单元5具有 长方体状的基座51，在基座51的前表面连接有搬入搬出单元4。在基座51的上表面设置 有配置了三个卡盘工作台52的旋转工作台53，在旋转工作台53的后方竖立设置有支柱部 54。
旋转工作台53形成为大直径的圆盘状，在其上表面沿周向隔开120度间隔地配置 有三个卡盘工作台52。另外，旋转工作台53与未图示的旋转驱动机构连接，并通过旋转驱 动机构向Dl方向以120度间隔间歇旋转。由此，三个卡盘工作台52在换载位置、粗磨削位 置以及精磨削位置之间移动，其中，上述换载位置是在与晶片供给部17以及晶片回收部18 之间交接半导体晶片W的位置，上述粗磨削位置是使半导体晶片W与粗磨削单元45对置的 位置，上述精磨削位置是使半导体晶片W与精磨削单元46对置的位置。卡盘工作台52为圆盘状，并且形成有保持半导体晶片W的保持面56 (参照图2)。 在保持面56的中央部分，由多孔陶瓷材料形成有吸附面56a。吸附面56a形成为与俯视观 察到的半导体晶片W的外形形状相符。吸附面56a除了与半导体晶片W的凹口 82对应的 部分以外形成为圆形。通过与该半导体晶片W的凹口 82对应的部分的朝向来规定卡盘工 作台52的朝向。此外，卡盘工作台52与配置在基座51内的未图示的吸引源连接，卡盘工作台52 用于吸附保持半导体晶片W。卡盘工作台52与未图示的旋转驱动机构连接，并且通过旋转 驱动机构而在将半导体晶片W保持于保持面56的状态下旋转。在基座51的上表面，在旋转工作台53的粗磨削位置和精磨削位置的附近设置有 接触式传感器58。该接触式传感器58具有两个接触件61、62，一个接触件61与半导体晶 片W的上表面接触，另一个接触件62与卡盘工作台52的上表面接触。另外，根据两个接触 件61、62的高度差来控制磨削深度。支柱部54形成为具有一对斜面的俯视基体(base)状，在这一对斜面上设置有磨 削单元移动机构64、65，这些磨削单元移动机构64、65在卡盘工作台52的上方使粗磨削单 元45和精磨削单元46移动。磨削单元移动机构64具有R轴工作台67，其通过滚珠丝杠 式的移动机构而相对于支柱部54在Rl方向移动；以及Z轴工作台71，其通过滚珠丝杠式 的移动机构而相对于R轴工作台67在上下方向移动。粗磨削单元45经安装于Z轴工作台 71前表面的支撑部75而支撑于Z轴工作台71。此外，磨削单元移动机构65也具有与磨削 单元移动机构64相同的结构，精磨削单元46支撑于该磨削单元移动机构65。粗磨削单元45具有磨削磨具73，该磨削磨具73以能够自由装卸的方式安装于未 图示的主轴的下端。磨削磨具73由金刚石磨具构成，该金刚石磨具利用金属粘接剂或树脂 粘接剂等结合剂使金刚石磨粒固结而构成。此外，磨削磨具73形成为薄型圆筒状，并且具 有环状的磨削面。另外，精磨削单元46具有与粗磨削单元45相同的结构，但是使用了粒度 较细的磨具来作为磨削磨具74。另外，关于粗磨削单元45，通过磨削单元移动机构64来对磨削磨具73相对于半导 体晶片W在半径方向的位置进行调整，并且在通过接触式传感器58对磨削量进行监视的同 时在Z轴方向进行磨削进给。另外，当在粗磨削单元45进行了粗磨削之后，在精磨削单元 46通过同样的动作进行精磨削。参照图3，对摄像机构对半导体晶片的摄像处理进行说明。图3是摄像机构对半导体晶片的摄像处理的说明图。另外，在以下说明中，为了便于说明，采用了在半导体晶片的外周缘部含有翘曲的半导体晶片。如图3的(a)所示，在半导体晶片W未载置于临时载置工作台23的初始状态下， 摄像部28位于临时载置工作台23的径向外侧的退避位置。从该状态起，如图3的(b)所 示，将保持于搬入搬出臂14的半导体晶片W临时载置于临时载置工作台23的上表面。此 时，通过搬入搬出臂14的吸附保持部22的吸附，半导体晶片W在矫正了外周缘部的翘曲的 状态下被临时载置。接着，当搬入搬出臂14从临时载置工作台23上退开时，如图3的(c) 所示，半导体晶片W被吸附于临时载置工作台23的吸附面25。此时，在搬入搬出臂14的吸 附保持部22的吸附被解除的同时或者被解除之前，半导体晶片被吸附于吸附面25，使得半 导体晶片W的外周缘部的翘曲被矫正。当半导体晶片W的外周缘部的翘曲被矫正时，摄像部28移动至对半导体晶片W的 外周部进行摄像的摄像位置，如图3的(d)所示，半导体晶片W的外周缘部包含于摄像部28 的摄像范围内。然后，如图3的(e)所示，利用照射部27从临时载置工作台23的下侧对半 导体晶片W进行照射，并且利用摄像部28读取透过了临时载置工作台23和半导体晶片W 的透射光。当在一处完成了半导体晶片W的外周缘部的摄像时，旋转临时载置工作台23，在 半导体晶片W的外周缘部的整周上进行摄像。利用摄像部28拍摄到的图像数据被输出至 控制部19。当利用摄像部28进行的摄像完成时，摄像部28移动至退避位置而成为初始状 态。参照图4，对控制部执行的、表示半导体晶片的中心的位置数据和表示半导体晶片 的朝向的角度数据的计算处理进行说明。图4是表示利用摄像部拍摄到的图像数据的图。利用控制部19对输出至控制部19的图像数据进行边缘检测处理，从而获得表示 半导体晶片W的外周缘部的曲线。当得到了半导体晶片W的外周缘部的曲线时，从外周缘 部的曲线中任意地提取出A点、B点、C点的坐标。此时，既可以从通过一次的摄像动作而得 到的一个图像数据中提取出三个点的坐标，也可以从通过多次的摄像动作而得到的多个图 像数据中提取出三个点的坐标。然后，计算出连结A点和B点的线段的中垂线与连结B点和C点的线段的中垂线 的交点，来作为半导体晶片W的中心坐标P1。当计算出半导体晶片W的中心坐标Pi时，计 算出通过该中心坐标Pl的基准轴Ll和连结中心坐标Pl和凹口 82的中心的直线L2所成 的角度R。此时，基准轴Ll与卡盘工作台52的成为晶片移载时的基准的朝向对应，通过使 卡盘工作台52从作为该基准的朝向旋转角度R，能够在半导体晶片W载置于卡盘工作台52 时使该半导体晶片W的朝向对准卡盘工作台52的朝向。这样，由于在摄像处理中矫正了半导体晶片W的翘曲的状态下，计算出半导体晶 片W的中心，所以能够高精度地计算出半导体晶片W的中心。例如，在图5中，将根据实线 所示的含有翘曲的半导体晶片W的图像数据计算出的中心坐标P1、与根据单点划线所示的 不含有翘曲的半导体晶片W的图像数据计算出的中心坐标P2相比，产生了位置偏差。另外，在本实施方式中，在检测出半导体晶片W的外周缘部的曲线后检测了三个 点，但是也可以是不检测半导体晶片W的外周缘部的曲线而直接检测三个点的结构。由此， 能够减少检测处理量从而提高计算速度。参照图6，对半导体晶片相对于卡盘工作台的位置对准处理进行说明。图6是半导体晶片相对于卡盘工作台的位置对准的说明图。另外，在初始状态下，卡盘工作台朝向Y轴 正方向。如图6所示，控制部19具有由X轴和Y轴构成的平面直角坐标系，在该平面直角坐标系中设定有预先存储的卡盘工作台52的中心坐标P3、计算出的半导体晶片W的中心 坐标Pl以及表示半导体晶片W的朝向的角度R。首先，通过控制部19，根据卡盘工作台52 的中心坐标P3与半导体晶片W的中心坐标Pl之差，来计算出晶片供给部17的转动轴31 的前后方向的移动量和转动量、以及伸缩臂32的伸缩量，并且根据表示半导体晶片W的朝 向的角度R，来计算出卡盘工作台52的旋转量。接着，晶片供给部17从位于临时载置工作台23的上方的状态起，使转动轴31向 下移动，通过吸附保持部33吸附保持半导体晶片W并向上移动。接着，晶片供给部17与控 制部19所计算出的转动轴31的前后方向的移动量和转动量相对应地驱动转动轴31。接 着，晶片供给部17与控制部19所计算出的伸缩臂32的伸缩量对应地驱动伸缩臂32，使半 导体晶片W位于卡盘工作台52的上方。在该时刻，半导体晶片W的中心与卡盘工作台52 的保持面56的中心一致。接着，卡盘工作台52从朝向Y轴正方向的初始状态旋转角度R，使卡盘工作台52 的朝向与半导体晶片W的朝向一致。接着，晶片供给部17使转动轴31向下移动，并解除吸 附保持部33的吸附。这样，半导体晶片W的中心位置对准卡盘工作台52的保持面56的中 心位置，并且半导体晶片W的朝向对准卡盘工作台52的朝向。此外，半导体晶片W相对于 旋转清洗工作台41的位置对准处理也通过与上述位置对准处理相同的处理来进行。这样，由于在半导体晶片W的朝向与卡盘工作台52的朝向一致的状态下，对半导 体晶片W相对于卡盘工作台52进行位置对准，所以半导体晶片W以与卡盘工作台52的吸附 面56a吻合的方式载置于吸附面56a。因此，形成于半导体晶片W的凹口 82和吸附面56a 的与凹口 82对应的部分一致，从而防止了吸附面56a的吸附力由于该半导体晶片W与吸附 面56a之间的位置偏差而降低。接下来，参照图7，对基于加工装置的位置对准的整体动作的流程进行说明。图7 是基于加工装置的位置对准处理的整体动作流程。以下的动作流程通过使加工装置执行步 骤SOl 步骤S04的控制程序来实施。如图7所示，利用搬入搬出臂14从盒2取出加工前的半导体晶片W，并临时载置 于临时载置工作台23(步骤S01)。此时，通过临时载置工作台23的吸附面25来矫正半导 体晶片W的外周缘部的翘曲。接着，在矫正了半导体晶片W的外周缘部的翘曲的状态下，利 用摄像机构24对半导体晶片W进行摄像，并将拍摄到的图像数据输出至控制部19 (步骤 S02)。接着，利用控制部19，根据所输入的图像数据，计算出半导体晶片W的中心坐标Pl以 及表示半导体晶片W的朝向的角度R(步骤S03)。接着，根据计算出的半导体晶片W的中心 坐标Pl和角度R，使半导体晶片W的朝向对准卡盘工作台52的朝向，并且将半导体晶片W 的中心位置对准卡盘工作台52的中心位置(步骤S04)。如上所述，根据本实施方式所涉及的位置对准机构，即使在半导体晶片W含有翘 曲的情况下，也能够将半导体晶片W的至少外周缘部吸附于临时载置工作台23的吸附面 25，从而矫正半导体晶片W的翘曲。由此，能够在矫正了半导体晶片W的翘曲的状态下进行 摄像，因此能够正确地计算出半导体晶片W的中心的位置数据，能够使半导体晶片W的中心位置高精度地对准卡盘工作台52的中心位置。此外，在临时载置工作台23上不需要利用 多个销的抵接而进行的定位，能够防止薄型的半导体晶片W在位置对准时破损。另外，在上述实施方式中，临时载置工作台23的吸附面25构成为对半导体晶片W 进行整体吸附的结构，但并不限定于该结构。只要在临时载置工作台23中在能够矫正半导 体晶片W的翘曲的范围内形成有吸附面25即可，例如，也可以是仅在能够吸附半导体晶片 W的外周缘部的位置形成有吸附面的结构。此外，在上述实施方式中，作为规定半导体晶片W的朝向的标记部，例示出凹口 82 进行了说明，但是并不限定于该结构。只要是能够在半导体晶片W的外周缘部确定半导体 晶片W的朝向的结构即可，也可以采用定向平面(orientation flat)来代替凹口 82。此外，在上述实施方式中，具有这样的结构临时载置工作台23整体由透光性材 料形成，但是并不限定于该结构。只要是能够对载置于临时载置工作台23的半导体晶片W 的至少外周缘部进行摄像的结构即可，例如，也可以是这样的结构只有能够对半导体晶片 W的外周缘部进行摄像的位置由透光性材料形成。此外，在上述实施方式中，具有这样的结构临时载置工作台23由透光性材料形 成，并且利用摄像部28对透过了临时载置工作台23和半导体晶片W的透射光进行读取，但 是并不限定于该结构。只要是能够对半导体晶片W进行摄像的结构即可，例如，如图8的 (a)所示，可以是这样的结构在临时载置工作台94的一部分形成开口，利用摄像部93对 经该开口 95而透过了半导体晶片W的透射光进行读取，或者如图8的(b)所示，也可以是 这样的结构对临时载置工作台96进行镜面加工，并且利用摄像部97读取被临时载置工作 台96反射的反射光。此外，在上述实施方式中，具有这样的结构使半导体晶片W的中心位置对准卡盘 工作台52的中心位置，并且使半导体晶片W的朝向对准卡盘工作台52的朝向，但也可以是 仅使半导体晶片W的中心位置对准卡盘工作台52的中心位置的结构。此外，在上述实施方式中，具有这样的结构通过图像处理来计算出半导体晶片W 的中心，但是并不限定于该结构。只要是能够对半导体晶片W的外周缘部进行检测的结构 即可，例如，也可以是使用反射式的光电传感器对半导体晶片W的外周缘部进行检测的结 构。此外，在上述实施方式中，具有这样的结构对晶片供给部17的移动进行控制，从 而使半导体晶片W的中心位置对准卡盘工作台52的中心位置，但是并不限定于该结构。只 要是能够计算出半导体晶片W的中心从而使其对准卡盘工作台52的中心的结构即可，例 如，也可以是在临时载置工作台23上或卡盘工作台52上进行位置对准的结构。此外，在上述实施方式中，具有这样的结构在进行位置对准时对卡盘工作台52 的旋转量进行控制从而使半导体晶片W的朝向对准卡盘工作台52的朝向，但是并不限定于 该结构。只要是能够使半导体晶片W的朝向对准卡盘工作台52的朝向的结构即可，例如也 可以是在临时载置工作台23或晶片供给部33侧使朝向对准的结构。此外，在上述实施方式中，具有这样的结构利用控制部19检测半导体晶片W的外 周缘部的任意三个点从而计算出半导体晶片W的中心，但是并不限定于该结构。只要能够 计算出半导体晶片W的中心，可以采用任意的计算方法。例如，也可以从获取自图像数据的 外周缘部的曲线中分别检测出两个点，并将从这两个点出发的相对于各曲线的法线的交点作为半导体晶片W的中心。此外，此次公开的实施方式的所有内容均为例示，并不限定于该实施方式。本发明的范围不是仅对上述实施方式进行的说明，而是通过权利要求书而揭示的内容，也就是说 本发明的范围包含与权利要求书均等的意思和范围内的所有变更。产业上的可利用性如以上说明的那样，本发明具有不使含有翘曲的半导体晶片破损、并且能够使该 半导体晶片与卡盘工作台高精度地进行位置对准的效果，特别是，对于在半导体晶片的磨 削加工时进行半导体晶片的位置调整的位置对准机构、加工装置以及位置对准方法是有实 用性的。
权利要求
一种位置对准机构，其特征在于，上述位置对准机构包括工件支撑座，其形成为直径比工件的外径大，并且具有对上述工件的至少外周缘部进行吸附的吸附面；位置数据获取部，其用于获取吸附于上述吸附面的上述工件的外周缘部的位置数据；位置数据计算部，其根据上述工件的外周缘部的位置数据，计算出上述工件的中心的位置数据；以及位置对准部，其在根据上述工件的中心的位置数据，使上述工件的中心相对于保持上述工件的保持工作台的保持面的中心进行了位置对准的状态下，将上述工件载置于上述保持面。
2.根据权利要求1所述的位置对准机构，其特征在于， 在上述工件的外周缘部形成有表示上述工件的朝向的标记部，上述位置数据计算部根据上述工件的外周缘部的位置数据来计算出上述工件的中心 的位置数据，并且上述位置数据计算部根据上述标记部来计算出表示上述工件的朝向的角 度数据，上述位置对准部根据上述工件的中心的位置数据和上述角度数据，使上述工件的中心 相对于上述保持面的中心进行位置对准，并且使上述工件的朝向对准上述保持面的朝向。
3.根据权利要求1或2所述的位置对准机构，其特征在于，上述工件支撑座具有至少使照射向上述工件的外周缘部的光透射的透光部，并且上述 工件支撑座构成为能够绕与上述吸附面正交的轴旋转，上述位置数据获取部是摄像机构，该摄像机构具有照射部，其对上述工件的外周缘部 进行照射；以及摄像部，其对经上述透光部而透过了上述工件的透射光进行读取，上述摄像 机构用于获取上述工件的外周缘部的图像数据。
4.一种加工装置，其特征在于， 上述加工装置具有权利要求1至3中的任一项所述的位置对准机构；以及加工机构，其在上述工件的中心与上述保持工作台的中心进行了位置对准的状态下对 上述工件进行加工。
5.一种位置对准方法，其特征在于， 上述位置对准方法具有以下步骤将工件载置于工件支撑座的步骤，其中，上述工件支撑座形成为直径比上述工件的外 径大，并且上述工件支撑座具有对上述工件的至少外周缘部进行吸附的吸附面； 获取吸附于上述工件支撑座的上述工件的外周缘部的位置数据的步骤； 根据上述工件的外周缘部的位置数据来计算出表示上述工件的中心的工件中心的位 置数据的步骤；以及在根据上述工件的中心的位置数据，使上述工件的中心相对于保持上述工件的保持工 作台的保持面的中心进行了位置对准的状态下，将上述工件载置于上述保持面的步骤。
全文摘要
本发明提供一种位置对准机构、加工装置以及位置对准方法，其不会使含有翘曲的半导体晶片破损，能使该半导体晶片与卡盘工作台高精度地进行位置对准。位置对准机构包括临时载置工作台(23)，其形成为直径大于半导体晶片(W)的外径，并具有对半导体晶片的至少外周缘部进行吸附的吸附面(25)；摄像机构(24)，其对吸附于吸附面的半导体晶片的外周缘部进行摄像；控制部(19)，其根据半导体晶片的外周缘部的图像数据，计算出半导体晶片的中心的位置数据；和晶片供给部(17)，其在根据半导体晶片的中心的位置数据而使半导体晶片的中心位置对准了保持半导体晶片的卡盘工作台(52)的保持面(56)的中心位置的状态下，将半导体晶片载置于保持面。
文档编号H01L21/68GK101807537SQ20101011510
公开日2010年8月18日 申请日期2010年2月11日 优先权日2009年2月12日
发明者小林长 申请人:株式会社迪思科