JP5015848B2

JP5015848B2 - アライメント装置

Info

Publication number: JP5015848B2
Application number: JP2008100419A
Authority: JP
Inventors: 秀二黒川
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2028-04-08
Also published as: JP2009253091A

Description

本発明はアライメント装置に係り、更に詳しくは、テーブルに支持された板状部材の外縁を精度良く検出し、当該板状部材の正確な位置決めを行うことのできるアライメント装置に関する。

半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）等の板状部材は、回路面が形成され極薄に研削された後、ダイシングのためにリングフレームにマウントされる。
このマウント工程において、ウエハは、Ｖノッチやオリエンテーションフラット等の結晶方位を示す印を基準として、位置決め（アライメント）が行われてングフレームにマウントされる。このようなアライメント装置としては、例えば、特許文献１、２に開示されている。
特開２００４−２００６４３号公報特開２００２−３２９７６９号公報

特許文献１に開示されたアライメント装置は、図３に示されるように、モータＭ及びプーリ・ベルト機構７０を介して平面内で回転可能に設けられるとともに、多数の吸着孔７１Ａが設けられた内側テーブル７１（テーブル本体）と、この内側テーブル７１の外周側に配置された透光性を有する外側テーブル７２（受け部材）と、外側テーブル７２の外周部分の上下に配置された受光素子７３及び発光素子７４を有するセンサ７５とを含んで構成されている。
このようなアライメント装置によれば、内側テーブル７１に載置されたウエハＷが数十μｍの厚さとなるまで極薄に研削されている場合でも、前記外側テーブル７２によってウエハＷの外縁の垂れ下がりを防止しつつウエハＷの外縁の検出が可能となる。
しかしながら、前記吸着孔７１Ａは外側テーブル７２に設けられていないため、図３に示されるように、内側テーブル７１で吸着保持されないウエハＷの外周部分が波打ったり、湾曲したりする浮上り現象が発生し、センサ７５がＶノッチやオリエンテーションフラット等を検出できなかったり、ウエハＷの外縁を誤認識してしまい、ミスアライメントを引き起こす、という不都合がある。

この場合、外側テーブル７２にも吸着孔を設け、ウエハＷの外周部分も吸着できるようにすることが考えられるが、このような構成では、センサ７５が吸着孔に反応してしまい、ミスアライメントを引き起こす、という別異の問題を生ずる。
また、特許文献２には、ウエハＷにエアを吹き付けるアライメント装置が開示されているが、ウエハの外周部分は何にも支持されていないため、極薄に研削されたウエハのような板状部材を対象とした場合、ウエハ外周部分が波打ったり湾曲したりする傾向は改善されない。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、テーブルに支持された板状部材を確実にテーブルに押し付けることで、当該板状部材の浮上り現象を防止して正確な位置決めを行うことのできるアライメント装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、板状部材の位置決めを行うアライメント装置において、
前記板状部材を保持可能な内側テーブル及び当該内側テーブルの外側に位置する外側テーブルとからなり、前記板状部材を支持した状態で当該板状部材の外縁よりも外側に前記外側テーブルの外縁が位置する大きさの載置面を有するとともに、平面内で回転可能に設けられたテーブルと、
前記テーブルを所定方向に移動させる移動装置と、
前記板状部材の外縁位置を検出して前記テーブル及び移動装置を所定制御するための位置検出データを出力するセンサと、
前記センサの近傍で前記テーブルの上面側に相対配置されるとともに、前記内側テーブルで保持されない板状部材の領域を前記外側テーブルに押し付ける押付手段とを備え、
前記押付手段は、前記テーブルに沿って所定方向に延び平面視で前記センサを間に挟んで前記テーブルの回転方向に対して上流側及び下流側に配置されるとともに、平面視でその長手方向一端が前記外側テーブルの外縁よりも外側に位置する一方、他端が前記内側テーブルの外縁よりも内側に位置する姿勢で配置される、という構成を採っている。

本発明によれば、押付手段が板状部材に押付力を付与する構成となるため、センサによる検出領域において板状部材の浮上り現象が発生することがなくなり、正確なアライメントを行うことができる。
また、板状部材の全体領域にエアを吐出する従来装置に比べて、押付手段を小型且つ簡易に構成することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、第１実施形態に係るアライメント装置の概略正面図が示され、図２には、その平面図が示されている。これらの図において、アライメント装置１０は、板状部材を構成する略円形のウエハＷを支持するテーブル１１と、当該テーブル１１をＸ、Ｙ軸方向（図２参照）に移動させる移動装置３０と、前記テーブル１１を所定面内で回転させる回転装置４０と、前記ウエハＷの外縁部分近傍に配置されたセンサ５０と、ウエハＷをテーブル１１に押し付ける押付手段６０とを備えて構成されている。なお、ウエハＷは、その板厚が極薄（例えば、５０μｍ程度）に研削されているとともに、結晶方位を示すＶノッチＮを外縁（図２中参照）に備えたものが対象とされている。

前記テーブル１１は、平らな上面１２Ａを有しウエハＷを吸引することで保持可能な内側テーブル１２と、この内側テーブル１２の下面側に配置されたチャンバ１３と、内側テーブル１２の外側に位置するとともに、平らな上面１５Ａを有する外側テーブル１５とにより構成されている。ここで、内側テーブル１２の上面１２Ａと外側テーブル１５の上面１５Ａとは、同一平面内に配置され、載置面１４を形成する。

前記内側テーブル１２は、その上面１２ＡがウエハＷの直径若しくは大きさよりも小さく設定され、図２に示されるように、ウエハＷの外縁がその上面１２Ａよりも外側に位置するようになっている。また、内側テーブル１２には、上下方向に貫通する複数の吸着孔１２Ｂが形成されており、前記チャンバ１３内を図示しない減圧手段を介して減圧することで、その上面１２Ａに移載されるウエハＷを吸着保持可能とされている。

前記外側テーブル１５は、特に限定されるものでないが、本実施例では、透光性を有する石英ガラスで構成され、図示しない固定手段を介して内側テーブル１２に対して着脱自在に固定されている。外側テーブル１５は、その上面１５ＡがウエハＷの直径若しくは大きさよりも大きく設定され、図２に示されるように、ウエハＷの外縁がその上面１５Ａの外縁よりも内側に位置するようになっている。

前記移動装置３０は、それぞれ直動モータによって構成されたＸ軸移動体３１とＹ軸移動体３２とからなる。Ｘ軸移動体３１は、そのスライダ３１ＡがＸ軸方向に移動可能に設けられ、このスライダ３１ＡにＹ軸移動体３２が固定されている。Ｙ軸移動体３２は、そのスライダ３２ＡがＹ軸方向に移動可能に設けられ、このスライダ３２Ａにテーブル支持体３５が固定されている。このような構成により、テーブル支持体３５がＸ、Ｙ軸に沿って移動可能とされている。

前記テーブル支持体３５は、ベース３６と、当該ベース３６から上方に延びる複数の支柱３７と、これら支柱３７の上端に配置された上部軸受プレート３８と、支柱３７の下端側に配置された下部軸受プレート３９と、上部及び下部軸受プレート３８、３９に設けられたベアリング３８Ａ、３９Ａによって支持された支持軸４３により構成されている。

前記回転装置４０は、前記上部軸受プレート３８の図１中右側に突出した領域の下面側に支持されたモータＭと、このモータＭの出力軸４１に固定された第１のプーリ４２と、前記支持軸４３に固定された第２のプーリ４４と、これら第１及び第２のプーリ４２、４４間に掛け回されたベルト４５とにより構成され、モータＭが回転することで、支持軸４３を介してテーブル１１を矢印ａ方向に回転可能となっている。

前記センサ５０は、外側テーブル１５の下部に配置された発光素子５１及び上部に配置された受光素子５２とにより構成され、これらの各素子５１、５２によって挟まれる領域内にウエハＷの外縁が位置するように設けられている。センサ５０によって検出されたデータは、図示しない制御装置に出力され、このデータを基に制御装置が移動装置３０と回転装置４０とを所定制御する。これにより、ＶノッチＮの位置及びウエハＷの中心位置を特定し、それらＶノッチＮ及びウエハＷの中心が所定の位置になるように位置決めするようになっている。

前記押付手段６０は、図２に示されるように、平面視でセンサ５０を間に挟んでテーブル１１の回転方向ａに対して上流側及び下流側に配置された一対のエアチャンバ６３と、これらエアチャンバ６３にエアを供給するエアポンプＰとを含む。エアチャンバ６３は、平面視長方形状をなし、その長手方向がＸ軸方向に沿うように配置されているとともに、長手方向外側端（一端）が外側テーブル１５の外縁よりも外側に位置する一方、内側端（他端）が内側テーブル１２の領域上方に位置する長さに設けられている。各エアチャンバ６３は、その下面側に多数のエア吐出孔６４を備えており、当該エア吐出孔６４から吐出されるエア圧で、内側テーブル１２で保持されないウエハＷの領域を載置面１４に押し付ける。これにより、エアチャンバ６３の下方におけるウエハＷの浮上り現象を防止できるようになっている。

次に、前記実施形態における位置決め動作について説明する。

先ず、ウエハＷが図示しない移載装置によって、その外縁が外側テーブル１５の領域内に収まるようにテーブル１１の載置面１４上に載置されると、ウエハＷは内側テーブル１２により吸着保持される。また、エアチャンバ６３の下方に位置するウエハＷの部分は、エアチャンバ６３から吐出されるエア圧で、押付力が付与されて外側テーブル１５に密着するように保たれる。これにより、少なくともセンサ５０の検出領域におけるウエハＷは、浮上り現象が回避されて載置面１４上に載置されることとなる。

次いで、回転装置４０のモータＭが駆動してテーブル１１を回転し、この回転中にウエハＷの外縁がセンサ５０によって検出され、ＶノッチＮの位置とウエハＷの中心位置が特定される。そして、この位置検出データに基づいて、図示しない制御装置が移動装置３０と回転装置４０とを所定制御して、ＶノッチＮ及びウエハＷの中心位置が所定の位置に停止するように位置決めする。この位置決めを終えた後、ウエハＷは図示しない移載装置によって次工程装置、例えば、マウント装置に移載される。

従って、このような実施形態よれば、センサ５０の検出領域において、前記押付手段６０により、ウエハＷが載置面１４に押し付けられるため、当該部分の浮上り現象を確実に防止してウエハＷの外縁を正確に検出することができ、正確な位置決めを行うことができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

例えば、板状部材はウエハＷに限定されるものではなく、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の板状部材も対象とすることができ、半導体ウエハは、シリコンウエハや化合物ウエハであってもよい。また、ウエハＷを下面側から吸着するタイプのものに限らず上面側から吸着するものであってもよい。この場合には、前記押付手段６０による空気吐出方向を上向きに変更すれば足りる。

また、押付手段は、エアの吐出以外に、弾性部材やブラシ等の軟質材を当接して板状部材をテーブルに押し付けるようにしてもよい。

更に、前記テーブル１１は、全体を光透過型として内側テーブル１２と外側テーブル１５とを一体に構成することもできる。また、外側テーブル１５の材質は、石英ガラスに限られず、例えば、アクリル板、ポリ塩化ビニル板等の樹脂板も使用できる。また、外側テーブル１５は、透光性を有す部材に限定されることはなく、押付部材６０によって押し付けられる板状部材を支持できるものであれば足りる。この場合、発光素子５１と受光素子５２とは外側テーブル１５を間に挟んで配置する必要はない。また、内側テーブル１２はウエハＷを吸引することで当該ウエハＷを保持可能としたが、吸引以外の構成、例えば、粘着、接着、密着保持装置、吸盤、板状部材の材質によっては磁力等の他の構成を採用することを妨げない。また、内側テーブル１２は吸引を行うことなくウエハＷを支持するだけでもよく、この場合には、チャンバ１３等を省略することができる。

また、センサ５０は、前述した構成に限られるものでなく、エリアセンサ、ラインセンサ、カメラ、撮像装置等を採用することもできる。また、発光素子５１は、可視光線、紫外線、赤外線、Ｘ線等の採用を採用できるが、受光素子５２の選択によっては省略することができる。更に、外側テーブル１５の上面及び又は下面を光学的に荒らしてすりガラス状の散乱体とし、それらの側方からランプなどの発光体やファイバーライトガイド光出射口からの光を入射させることにより、外側テーブル１５に反射機能を付与してセンサ５０の発光素子として機能させることもでき、これによっても、発光素子としての外側テーブル１５と受光素子５２とによりウエハＷの外縁が光学的に挟まれるようになる。

更に、本発明のアライメント装置は、ＶノッチＮを有するウエハＷ以外にオリエンテーションフラットを有するウエハＷにも対応することができる。

本実施形態に係るアライメント装置の一部を断面した正面図。図１の平面図。従来のアライメント装置を示す正面図。

符号の説明

１０アライメント装置
Ｗ半導体ウエハ（板状部材）
１１テーブル
１２内側テーブル
１５外側テーブル
１４載置面
３０移動装置
５０センサ
６０押付手段
６３エアチャンバ
６４エア吐出孔

Claims

板状部材の位置決めを行うアライメント装置において、
前記板状部材を保持可能な内側テーブル及び当該内側テーブルの外側に位置する外側テーブルとからなり、前記板状部材を支持した状態で当該板状部材の外縁よりも外側に前記外側テーブルの外縁が位置する大きさの載置面を有するとともに、平面内で回転可能に設けられたテーブルと、
前記テーブルを所定方向に移動させる移動装置と、
前記板状部材の外縁位置を検出して前記テーブル及び移動装置を所定制御するための位置検出データを出力するセンサと、
前記センサの近傍で前記テーブルの上面側に相対配置されるとともに、前記内側テーブルで保持されない板状部材の領域を前記外側テーブルに押し付ける押付手段とを備え、
前記押付手段は、前記テーブルに沿って所定方向に延び平面視で前記センサを間に挟んで前記テーブルの回転方向に対して上流側及び下流側に配置されるとともに、平面視でその長手方向一端が前記外側テーブルの外縁よりも外側に位置する一方、他端が前記内側テーブルの外縁よりも内側に位置する姿勢で配置されていることを特徴とするアライメント装置。