半導體晶圓的定位裝置的製作方法

2023-05-29 12:59:16

專利名稱：半導體晶圓的定位裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據半導體晶圓的槽口等定位用部位(定位標記)進行對位的半
導體晶圓的定位裝置。
背景技術：
作為半導體晶圓的定位裝置，公知有如下的技術方案。例如公知有這樣的結構通 過由光學傳感器測定被保持載物臺載置並吸附保持的半導體晶圓(以下簡稱作"晶圓")的 周緣位置，不僅算出晶圓的中心位置，還算出晶圓外周的槽口、定位平面等定位用部位的位 置相位。並且，利用該計算結果，根據晶圓中心位置相對於保持載物臺的中心位置在X軸坐 標方向上的偏差和在Y軸坐標方向上的偏差，控制保持載物臺在X軸坐標方向及Y軸坐標 方向上的移動。另外，控制保持載物臺的旋轉，使得槽口等定位部位於預先設定的基準相位 位置(參照日本國發明專利第3820278號公報)。 另外，隨著高密度安裝的要求，傾向於將晶圓厚度從100iim減薄至50iim、甚至更 小。因此，這使得晶圓強度變得極低。為了使薄型化後的晶圓具有剛性，僅保留晶圓的外周 部分不進行磨削地對該晶圓進行磨削，在該外周形成由環狀凸部構成的加強部。在該加強 部內側的扁平凹部形成電路圖案來處理晶圓。 在晶圓外周形成有加強部的晶圓除具有剛性之外，在扁平凹部還形成有電路圖 案。因而，即使不在電路圖案上粘貼表面保護用的帶，也能有效地起到保護電路圖案的作用。 但是，由於利用具有吸盤的輸送機構吸附晶圓，將晶圓輸送到各工序，因此，使電 路圖案面朝下地吸附晶圓上整個面呈扁平狀的背面。因此，在將晶圓交接到定位工序時，在 定位載物臺的中央進行升降的吸盤與電路圖案直接接觸而吸附保持晶圓。
因而，將產生因與吸盤的接觸而導致電路損傷這樣的問題。

發明內容
本發明的主要目的在於能夠不損傷晶圓上的電路地將晶圓正確地定位。 —種半導體晶圓的定位裝置，其用於在外周具有由環狀凸部構成的加強部、在該
加強部內側的扁平凹部形成有電路圖案，並且在該加強部以切去其局部的方式形成有定位
部的半導體晶圓，其中，上述裝置包括保持載物臺，其能夠旋轉，包括具有大於等於上述半
導體晶圓外形的尺寸的晶圓載置面；光學傳感器，其用於對上述電路圖案的面朝下地載置
於保持載物臺上的半導體晶圓外周的上述定位部進行檢測；驅動機構，其用於使上述保持
載物臺旋轉；控制部，其根據上述光學傳感器的檢測結果進行半導體晶圓的對位。 採用該半導體晶圓的定位裝置，由於保持載物臺具有大於等於晶圓的外形的尺
寸，因此，在以電路圖案的面朝下的方式將晶圓交接到保持載物臺的情況下，僅有由環狀凸
部構成的加強部與保持載物臺相接觸。因而，能夠避免電路圖案與保持載物臺直接接觸，因
此，不會損傷電路圖案。
3
另外，對於僅有加強部受保持載物臺保持的晶圓，隨著保持載物臺的旋轉而利用
光傳感器監視該晶圓外周部。在檢測晶圓的周緣位置時，能夠根據規定的計算式計算晶圓 中心位置。 並且，根據形成於晶圓周部的槽口等定位部的位置檢測結果，使保持載物臺旋轉
移動。能夠利用該旋轉將定位部修正為預先設定的基準相位位置。 另外，在上述裝置中，保持載物臺的至少包含形成於加強部的定位部在內的、靠外 側的載置區域由透明構件構成，由隔著保持載物臺的透明部位相面對配設的投光器和受光 器構成光學傳感器。 採用該構造，能夠僅保持晶圓的加強部，且能夠利用由投光器和受光器構成的光 傳感器通過保持載物臺的透明構件正確地檢測晶圓的周緣位置。 另外，上述裝置優選包括引導構件，該引導構件從徑向按壓被載置於保持載物臺 上的半導體晶圓，以使半導體晶圓的中心位置對準保持載物臺的中心。
還優選為，引導構件是豎立設置的短圓柱狀的引導銷。 還優選為，引導銷具有使其與半導體晶圓相抵接的抵接面與半導體晶圓的外周曲 率相一致的凹入彎曲面。 被搬入到保持載物臺上的晶圓的中心與保持載物臺的中心並不一定必須對齊。另 外，形成於晶圓外周的槽口等定位部的相位位置也不確定。 但是，採用該構造，能通過使各引導構件移動到保持載物臺的中心側，對被引導構 件抵接按壓周緣的晶圓的位置進行修正。即，對晶圓進行定心處理。 在該定心過程中，引導構件會直接抵接於晶圓的周緣。但是，由於晶圓的外周部成 為被環狀的加強部加強的厚壁狀態，因此，也不會因其與引導構件的抵接而受到損傷，晶圓 能夠在保持載物臺上順暢地滑動移動。另外，由於不需要通過計算求出中心對位，因此，能 夠在短時間內進行晶圓的定心，從而能夠謀求處理周期的縮小。換言之，有助於提高連續處 理許多個晶圓時的處理效率。 另外，上述裝置優選包括使保持載物臺在水平面上沿相正交的兩個方向水平移動 的水平驅動機構，控制部根據利用由CCD攝像機構成的光學傳感器拍攝到的圖像信息進行 半導體晶圓的對位。 採用該構造，在使保持載物臺旋轉時，通過由CCD攝像機掃描晶圓周緣，能夠檢測 槽口等的相位位置。根據該檢測結果，能夠用作晶圓的朝向修正用的信息。


為了說明發明，圖示了現今被認為較佳的幾個實施方式，但應理解為發明並不限 於圖示的構造及方案。
圖1是定位裝置的局部剖切主視圖。
圖2是對保持載物臺的主要部分加以放大的縱剖視圖。 圖3是保持載物臺的俯視圖。 圖4 6是表示對位動作的過程的主視圖。 圖7是作為處理對象的半導體晶圓的局部剖切立體圖。 圖8是從背面側看到的作為處理對象的半導體晶圓的立體圖。
圖9是對位處理的流程圖。
圖10是定位裝置的框圖。
具體實施例方式
下面，參照

本發明的一個實施例。 圖1表示本發明的定位裝置的主視圖，圖2表示其俯視圖。 如圖7及圖8所示，作為該定位裝置的處理對象的晶圓W被以保留其背面的外周部不進行磨削的方式進行磨削。即，在晶圓W上沿著該晶圓的背面外周部形成厚壁的環狀加強部r。在該環狀加強部r內側的扁平凹部c上形成有電路圖案。晶圓W以使圖案面朝下、整個面為平坦狀的背面朝上的姿態、由輸送用吸盤等吸附該晶圓W上表面而進行該晶圓W的搬入搬出。 如圖1所示，定位裝置包括用於載置吸附晶圓W的保持載物臺1、用於對作為定位部形成在晶圓W外周的槽口n的相位位置進行檢測的光傳感器2、用於對晶圓W進行中心對準(定心)的作為引導構件的4根引導銷3。 如圖1 圖3所示，保持載物臺1利用由玻璃或聚碳酸酯等透明樹脂材料構成的硬質的透明構件構成。保持載物臺l是直徑大於晶圓的直徑的圓板狀。另外，保持載物臺1以與金屬制的基座4同心的狀態安裝在基座4上，該金屬制的基座4能在圖10所示的驅動機構9帶動下繞通過保持載物臺中心的縱向軸線Z旋轉。 在基座4的內部形成有與圖10所示的真空裝置14連通的用於抽吸的流路5。該流路5與形成在保持載物臺1的外周附近的多個吸附孔6連通連接。吸附孔6被設置於在被保持載物臺1載置的晶圓W的中心與保持載物臺中心對齊的狀態下與晶圓W的環狀加強部r相面對的位置。 另外，基座4構成為晶圓W的半徑減去槽口 n的深度所得到的、半徑小於晶圓W半徑的圓板狀。在被保持載物臺1載置的晶圓W的中心與保持載物臺1的中心對齊的狀態下，晶圓W的槽口 n位於基座4的外側。 在保持載物臺1的外周的4處以朝向保持載物臺中心的放射狀(沿徑向)呈缺口狀地形成有允許引導銷3進出的缺口 7，並使缺口 7相對於載物臺中心(縱向軸線Z)點對稱。各缺口 7的深度設定為在晶圓中心與保持載物臺1的中心對齊的狀態下各缺口 7與晶圓W的外緣位置相接觸。 引導銷3形成為向保持載物臺1的上下突出的短圓柱狀，豎立設置於可動臂8的前端。可動臂8可被圖10所示的驅動機構10驅動為水平地直線往返運動。隨著該驅動，各引導銷3沿著各自的缺口 7進入及退出。 光傳感器2採用投光器2a與受光器2b隔著保持載物臺1相面對的透射型的構造。
即，以使載置於保持載物臺1上的晶圓W的外周部位於光傳感器2的檢測區域的方式，配置
該光傳感器2。另外，光傳感器2相當於本發明發明內容中的光學傳感器。 接著，使用上述構造的晶圓W的定位裝置，根據圖4 圖6及圖7所示的流程圖說
明晶圓W的對位處理。 首先，如圖4所示，利用輸送用吸盤對處於整個面呈扁平狀的背面朝上的姿態的晶圓W的背面加以吸附保持而將該晶圓W搬入及轉移到保持載物臺l上(步驟S1)。此時，晶圓W的中心與保持載物臺1的中心並不一定是對齊的，而且晶圓外周的槽口 n的相位位置也不確定。 接著，如圖5所示，各引導銷3朝向各缺口 7移動，到達缺口 7的裡端。在該狀態下，使晶圓W的中心對準保持載物臺1的中心，而且對吸附孔6施加負壓。經過中心對準後的晶圓W在環狀加強部r處受到吸附而被保持在保持載物臺上表面(步驟S2)。
在晶圓W的定心以及吸附保持完成後，各引導銷3自缺口 7後退(步驟S3)。之後，如圖6所示，保持載物臺1向規定方向旋轉一圈(步驟S4)。在該旋轉過程中，自投光器2a向晶圓外周部照射檢測光。透射過保持載物臺l後的檢測光由受光器2b接受。其間，檢測出晶圓外周的槽口 n的相位位置(步驟S5)。將該檢測信息存儲在設於控制部11的作為存儲部的存儲器12中。 在控制部11中，設於其內部的運算處理部13讀取存儲於存儲器12中的槽口 n的檢測信息和預先設定的基準相位位置，通過對兩信息的比較運算，將槽口 n的偏差換算為角度計算而得到槽口 n的偏差(步驟S6)。 之後，根據所求得的偏差，控制保持載物臺1的旋轉，將槽口 n移動修正到基準相位位置(步驟S7)。 至此，定位處理結束，定位後的晶圓W被輸送用吸盤從上表面吸附保持，並被自保持載物臺l搬出。 採用上述實施例裝置，由於保持載物臺1具有大於等於晶圓W外形的尺寸，因此，即使以電路圖案面朝下的方式將晶圓W交接到保持載物臺l，也僅是環狀加強部r與保持載物臺l相接觸。因而，能夠避免扁平凹部c的電路圖案與保持載物臺l直接接觸，因此，不會損傷電路圖案。 本發明並不限於上述實施例，也可以如下地變形實施。 (1)在上述實施例裝置中，由分別獨立的構件構成保持載物臺1和基座4，但也可以省去基座4而僅利用由透明構件構成的保持載物臺1。 (2)在上述實施例裝置中，也可以是在保持載物臺1的下方配設反射型的光傳感器2，通過透明的保持載物臺1從下方監視晶圓外周部的形態。 (3)在上述實施例裝置中，也可以在保持載物臺1的上方配設反射型的光傳感器2
來進行實施。在該構造的情況下，保持載物臺l也可以不是透明構件。 (4)也能夠通過使相面對的引導銷3互相平行地彼此反嚮往返移動，來進行晶圓W
的定心。 (5)也可以將作為引導構件的引導銷3的晶圓抵接面做成與晶圓外周相接觸的平坦面、接近平坦面的彎曲面、與晶圓外周的曲率一致的內凹彎曲面。在該構造的情況下，引導銷能夠以比圓弧狀的引導銷的點接觸更大的面積與晶圓外周相接觸，因此，能夠進一步降低接觸時的衝撞、接觸應力的集中。 (6)上述實施例裝置也可以將作為定位部在晶圓外周去除其局部而有定位平面的帶有加強部的晶圓W作為處理對象。 (7)在上述實施例裝置中，也可以由CCD攝像機拍攝受保持載物臺l載置保持的晶圓W，由獲取的圖像信息求出晶圓W的位置信息(坐標)而進行晶圓W相對於保持載物臺1的中心對位。在這種情況下，能夠通過將保持載物臺1構成為能夠沿正交的2個方向水平移動，進行中心對位。 另外，基於槽口 n進行的對位中，首先進行獲取的圖像與預先獲取的基準圖像的圖案匹配，求得兩圖像的錯位量及錯位方向。根據這些錯位量等，使晶圓W的位置移動修正得與基準圖像的位置對齊即可。 另外，作為使保持載物臺l水平移動的構造，例如將保持載物臺l配設在上下兩層的可動臺上，使這些可動臺能沿著互相正交的導軌移動。即，各可動臺能夠利用與電動機等驅動裝置連結的螺旋進給機構往返移動。 (8)在上述實施例裝置中，作為處理對象的晶圓W的圖案面向外暴露，但也可以使用在圖案面粘貼有保護帶的實施方式。 本發明能夠不脫離其思想或本質地以其他的具體形式實施，因而，作為表明發明保護範圍的內容，並不是以上說明，應參照本申請的權利要求書。
權利要求
一種半導體晶圓的定位裝置，用於在外周具有由環狀凸部構成的加強部、在該加強部內側的扁平凹部形成有電路圖案、並且在該加強部以切去其局部的方式形成有定位部的半導體晶圓，其特徵在於，上述裝置包括保持載物臺，其能夠旋轉，包括具有大於等於上述半導體晶圓外形的尺寸的晶圓載置面；光學傳感器，其用於對上述電路圖案的面朝下地載置於保持載物臺上的半導體晶圓外周的上述定位部進行檢測；驅動機構，其用於使上述保持載物臺旋轉；控制部，其根據上述光學傳感器的檢測結果進行半導體晶圓的對位。
2. 根據權利要求1所述的半導體晶圓的定位裝置，其中，上述保持載物臺的至少包含形成於上述加強部的定位部在內的、靠外側的載置區域由 透明構件構成；上述光學傳感器由隔著上述保持載物臺的透明部位相面對配設的投光器和受光器構成。
3. 根據權利要求1所述的半導體晶圓的定位裝置，其中， 上述裝置還包括引導構件，其從徑向按壓被載置於上述保持載物臺上的半導體晶圓，以使半導體晶圓 的中心位置對準保持載物臺的中心。
4. 根據權利要求3所述的半導體晶圓的定位裝置，其中， 上述引導構件是豎立設置的短圓柱狀的引導銷。
5. 根據權利要求3所述的半導體晶圓的定位裝置，其中， 上述引導銷具有使其與上述半導體晶圓相抵接的抵接面與半導體晶圓的外周曲率相 一致的凹入彎曲面。
6. 根據權利要求1所述的半導體晶圓的定位裝置，其中，該定位裝置包括使上述保持載物臺在水平面上沿相正交的兩個方向水平移動的水平 驅動機構；上述控制部根據利用由CCD攝像機構成的光學傳感器拍攝到的圖像信息進行半導體 晶圓的對位。
全文摘要
本發明提供一種半導體晶圓的定位裝置。使具有沿外周部由環狀凸部構成的加強部的晶圓的、形成在該加強部內側的圖案面朝下地、將該晶圓載置於包括具有大於等於晶圓外形的尺寸的晶圓載置面的保持載物臺1上，使多根引導銷進入到形成於加強部的各缺口中而進行中心對準。之後，一邊在吸附保持晶圓的加強部的狀態下使保持載物臺旋轉，一邊由光傳感器檢測設於晶圓外周的定位部。
文檔編號H01L21/68GK101777509SQ20101000180
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月5日 優先權日2009年1月8日
發明者山本雅之, 池田諭 申請人:日東電工株式會社