JP5180801B2 - アライメント装置及びアライメント方法 - Google Patents

Description

本発明は、アライメント装置及びアライメント方法に係り、更に詳しくは、テーブルに支持された板状部材の外縁を検知して位置決めを行うことができるアライメント装置及びアライメント方法に関する。

従来より、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）等の板状部材にあっては、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。かかるマウントを行う装置として、例えば、特許文献１に開示された装置が知られている。

ところで、ウエハを支持するテーブルとして、図３に示されるタイプのものが広く利用されている。同図において、テーブル５０は、ウエハＷがはみ出すことなく当該ウエハＷを載置可能な載置面５１を上面に備え、この載置面５１の面内には、ウエハＷを吸着保持するための吸着領域５１Ａが設けられている。吸着領域５１Ａは、ウエハＷより小さい平面積に形成される。これは、吸着領域５１ＡがウエハＷより大きい平面積とすると、吸着領域５１ＡにおいてウエハＷが載置されない領域が生じ、当該領域から吸引漏れが発生してウエハＷを吸着保持できなくなるからである。

特開２００６−１０８１２７号公報

図３の構成にあっては、吸着領域５１Ａにより吸着保持されないウエハＷの外縁部分Ｗ１が必然的に生じることとなる。特許文献１では、ウエハが反り返っている場合、ウェハ押圧装置（４）によってウエハを平面に矯正してアライメントステージ（５）に吸着保持させているが、外縁部分Ｗ１は吸着保持されないため、当該外縁部分Ｗ１の浮き上がりや、その反対側への反り返りといった現象は回避できない（なお、カッコ内番号は特許文献１に記載の番号を示す）。この結果、前述のようにアライメントを行う場合、ウエハＷの外縁を検知できなかったり、ウエハＷの外縁を誤認識したりしてしまい、正確なアライメントが行えなくなる、という不都合を招来する。

［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、載置面に載置された板状部材の浮き上がり等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及びアライメント方法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、
前記板状部材がはみ出すことなく当該板状部材を載置可能な載置面を備えた支持手段と、
前記支持手段を板状部材の平面内で移動及び回転させる移動手段と、
前記板状部材の外縁位置を検知して前記移動手段を制御するための位置データを出力する検出手段と、
前記板状部材の外縁領域を前記載置面に押さえ付ける押え手段とを備え、
前記押え手段は、所定の波長帯の光を透過可能に設けられるとともに、前記検出手段は、前記押え手段を透過した前記所定の波長帯の光を検知可能に設けられる、という構成を採っている。

本発明において、前記所定の波長帯の光を発光する発光手段を有する、という構成を採用することができる。

また、前記支持手段は、前記板状部材より小さい面積の吸着領域が前記載置面内に設けられるとよい。

更に、前記押え手段は、透明な材料からなる、という構成を採用してもよい。

また、前記押え手段は、レンズ部を備える、という構成も好ましくは採用される。

また、本発明は、板状部材の位置決めを行うアライメント方法において、
前記板状部材がはみ出すことなく当該板状部材を載置可能な載置面を備えた支持手段で板状部材を支持する工程と、
前記板状部材の外縁領域を押え手段で載置面に押さえ付ける工程と、
前記押え手段を透過する所定の波長帯の光を検知して前記板状部材の外縁の位置データを出力する工程と、
前記出力された位置データを基に前記板状部材を所定の位置に位置決めする工程とを行う、という方法を採っている。

本発明によれば、押え手段により板状部材の外縁領域を載置面に押さえ付けるので、当該外縁領域の浮き上がりや反り返りの発生を防止することができる。しかも、押え手段が所定の波長帯の光を透過可能に設けられ、検出手段がその所定の波長帯の光を検知可能に構成されているため、押え手段を介して板状部材の正確なアライメントを行うことが可能となる。

また、所定の波長帯の光を発光する発光手段を設けた構成では、検出手段が板状部材の外縁をより正確に検知することができる。

更に、支持手段に板状部材より小さい吸着領域を設けたことにより、板状部材が載置されない領域から吸引漏れが発生することを防止して、押え手段が板状部材を押え付けていないときでも、当該板状部材が移動してしまうことを防止できる。

また、押え手段を透明な材料とした場合、検出手段として汎用のセンサやカメラ等が利用可能となり、汎用性を高めることができる。

更に、押え手段がレンズ部を有する場合、検知する領域を拡大視可能となり、検知精度を高めてアライメントをより一層正確に行うことができる。

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。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「透過」とは、可視光線の他、赤外線、紫外線、Ｘ線等の光の通過を許容することを意味する。

図１には、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ている。この図において、アライメント装置１０は、接着シートＳが貼付された板状部材としてのウエハＷを支持する支持手段としてのテーブル１１と、このテーブル１１の図１中下側に設けられた移動手段１２と、テーブル１１の同図中上方に設けられた発光手段１３と、押え手段１４と、テーブル１１に支持されたウエハＷの外縁上方に位置する検出手段１５と、テーブル１１、移動手段１２、発光手段１３、押え手段１４及び検出手段１５の動作を全体的に制御する制御手段１６とを備えて構成されている。

前記テーブル１１は、ウエハＷがはみ出すことなく当該ウエハＷを載置可能、つまり、ウエハＷより大きい平面積を有する載置面１８を上面に備えたテーブル本体１９と、載置面１８の面内に設けられた吸着領域２０とを含んで構成されている。吸着領域２０は、ウエハＷより小さい平面積であってウエハＷの面内に収まる平面形状に形成されている。吸着領域２０は、テーブル本体１９の凹部１９Ａに設けられた多孔質部材からなるポーラス体２２により形成され、その上面は載置面１８と面一に設けられている。ポーラス体２２は、図示しない減圧ポンプに接続されており、これにより、吸着領域２０で接着シートＳを介してウエハＷを吸着保持可能となっている。

前記移動手段１２は、テーブル１１の底部に設けられた回転モータ２４と、この回転モータ２４を下側から支持する直動モータからなるＸ軸移動手段２５と、このＸ軸移動手段２５の下部に設けられた直動モータからなるＹ軸移動手段２６とを備えて構成されている。回転モータ２４は、ウエハＷの平面内でテーブル１１を回転可能に設けられている。また、Ｘ軸移動手段２５は、テーブル１１を図１中左右方向に移動可能に設けられ、Ｙ軸移動手段２６は、テーブル１１を同図中紙面直交方向に移動可能に設けられている。

前記発光手段１３は、検出手段１５が検知可能な所定の波長帯の光をウエハＷに向けて発光可能に設けられている。本実施形態の場合、汎用の蛍光灯が用いられている。

前記押え手段１４は、ウエハＷより大きい平面積を有する円盤状のプレート体２８と、このプレート体２８の上面に設けられてプレート体２８を周方向に回転させるモータ２９と、モータ２９に連結されてプレート体２８を昇降させる直動モータ３０とを備えている。プレート体２８は、石英ガラス、又は、アクリル板、ポリ塩化ビニル板等の樹脂板からなる透明な材料を用いて構成され、発光手段１３から発光される所定の波長帯の光（蛍光灯の光）を透過可能に設けられ、検出手段１５とウエハＷとの間に位置しても、当該検出手段１５の検知を妨げるものでない。また、プレート体２８は、下面における外縁領域に突出部２８Ａを備え、当該突出部２８ＡによりウエハＷの外縁領域を満遍なく載置面１８に押圧できるようになっている。更に、プレート体２８は、レンズ部２８Ｂを上面に備えている。このレンズ部２８Ｂは、平面視でウエハＷの外縁領域に重なるエンドレス状に設けられている。このレンズ部２８Ｂは、断面視凸円弧状に形成され、プレート体２８の上方から視たときに、ウエハＷの外縁を拡大視できるようになっている。

前記検出手段１５は、レンズ部２８Ｂの上方位置に配置され、下方に位置するウエハＷの外縁を検知して出力可能に設けられている。具体的には、検出手段１５は、撮像カメラ、エリアセンサ、ラインセンサ等により構成されており、テーブル１１の回転によってウエハＷの外縁位置を検知し、当該ウエハＷの中心位置や、図示しないＶノッチ、オリエンテーションフラット等の基準位置を検知して、その検知データを制御手段１６に出力可能に設けられている。

前記制御手段１６は、シーケンサやパーソナルコンピュータ等で構成することができる。制御手段１６には、操作パネル等からなる図示しない入力手段が接続され、この入力手段により各手段の作動条件やデータ等を入力可能となっている。また、制御手段１６は、検出手段１５の検知データに基づき、移動手段１２によるテーブル１１の移動方向、移動量、回転角度等の他、押え手段１４におけるプレート体２８の移動量、回転角度等の条件を決定し、これらを制御する機能を備えている。

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、その外縁がテーブル１１の載置面１８の領域内に収まるようにテーブル１１上に載置されると、ウエハＷは吸着領域２０により吸着保持される。その後、図２示されるように、直動モータ３０を作動してプレート体２８を下降させ、プレート体２８の突出部２８ＡによりウエハＷ及び接着シートＳの外縁領域を載置面１８に押さえ付ける。これにより、図１に示されるようなウエハＷの外縁領域に浮き上がりや反り返りが生じていても、ウエハＷ及び接着シートＳをフラットな状態として載置面１８上に支持されることができる。なお、テーブル１１とプレート体２８とは、同軸回転が可能なように配置されている。

次いで、プレート体２８によりウエハＷを載置面１８に押さえ付けたまま、制御手段１６によって回転モータ２４及びモータ２９を同期駆動してテーブル１１を回転させる。この回転中にウエハＷの外縁位置が検出手段１５によって検知された後、この検知データが制御手段１６に出力され、当該制御手段１６において検知データに基づいてウエハＷの中心位置、図示しないＶノッチ、オリエンテーションフラット等の基準位置が特定される。その後、直動モータ３０を駆動してプレート体２８を上昇させてウエハＷからプレート体２８を離した後、制御手段１６によって回転モータ２４及び各移動手段２５、２６を駆動させ、ウエハＷの中心と図示しないＶノッチ又はオリエンテーションフラットとが所定の位置及び向きで停止するように位置決めされる。その後、図示しない移載装置が、その所定の位置及び向きを基準としてウエハＷを支持して次工程装置に移載する。

従って、このような実施形態よれば、プレート体２８を介してウエハＷが載置面１８に押し付けられるため、当該ウエハＷの浮き上がりや、反り返り等の変形を確実に防止して外縁位置を正確に検知することができ、正確な位置決めを行うことができる。また、プレート体２８がレンズ部２８Ｂを有するので、検出手段１５においてウエハＷの外縁を拡大して検知することができる。これにより、検知精度を高めることができ、ウエハＷの位置決めの正確性をより一層向上させることが可能となる。更に、検出手段１５は、所定の波長帯の光を検知可能なため、例えば、ウエハＷに貼付された接着シートＳがウエハＷよりも大きく、不定形な場合であっても、ウエハＷには反射されるが、接着シートＳには反射されない波長帯の光を利用して、接着シートＳによって左右されることなく、ウエハＷのみのアライメントを行う事ができる。

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。
従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

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、前記押え手段１４による押圧方向を上向きに変更すれば足りる。

また、プレート体２８は、紫外線、赤外線、Ｘ線等の所定波長の光を透過可能な部材で構成としてもよく、この場合、検出手段１５は、それらの所定波長の光を検知可能なカメラやセンサ等で構成すればよい。

更に、レンズ部２８Ｂは、図示構成例に限られるものでなく、例えば、シート状としつつ光の屈折作用を利用することで、前記実施形態と同様の機能を得られるものを用いてもよい。

また、発光手段１３は、紫外線、赤外線、Ｘ線等の所定の波長の光を発光できるものであってよい。なお、本アライメント装置１０が配置される雰囲気中の紫外線や赤外線等によって検出手段１５がウエハＷを検知可能な場合には、当該発光手段は設けなくてもよい。

実施形態に係るアライメント装置の概略正面図。 ウエハの外縁領域を載置面に押さえ付けた状態を示す概略正面図。 従来例に係る不具合の説明図。

符号の説明

１０ アライメント装置
１１ テーブル（支持手段）
１２ 移動手段
１３ 発光手段
１４ 押え手段
１５ 検出手段
１８ 載置面
２０ 吸着領域
２８Ｂ レンズ部
Ｗ 半導体ウエハ（板状部材）

Claims (6)

1. 板状部材の位置決めを行うアライメント装置において、
   前記板状部材がはみ出すことなく当該板状部材を載置可能な載置面を備えた支持手段と、
   前記支持手段を板状部材の平面内で移動及び回転させる移動手段と、
   前記板状部材の外縁位置を検知して前記移動手段を制御するための位置データを出力する検出手段と、
   前記板状部材の外縁領域を前記載置面に押さえ付ける押え手段とを備え、
   前記押え手段は、所定の波長帯の光を透過可能に設けられるとともに、前記検出手段は、前記押え手段を透過した前記所定の波長帯の光を検知可能に設けられていることを特徴とするアライメント装置。
2. 前記所定の波長帯の光を発光する発光手段を有することを特徴とする請求項１記載のアライメント装置。
3. 前記支持手段は、前記板状部材より小さい面積の吸着領域が前記載置面内に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のアライメント装置。
4. 前記押え手段は、透明な材料からなることを特徴とする請求項１、２又は３記載のアライメント装置。
5. 前記押え手段は、レンズ部を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のアライメント装置。
6. 板状部材の位置決めを行うアライメント方法において、
   前記板状部材がはみ出すことなく当該板状部材を載置可能な載置面を備えた支持手段で板状部材を支持する工程と、
   前記板状部材の外縁領域を押え手段で載置面に押さえ付ける工程と、
   前記押え手段を透過する所定の波長帯の光を検知して前記板状部材の外縁の位置データを出力する工程と、
   前記出力された位置データを基に前記板状部材を所定の位置に位置決めする工程とを行うことを特徴とするアライメント方法。

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