KR20140025513A - 얼라인먼트 장치 및 얼라인먼트 방법 - Google Patents

얼라인먼트 장치 및 얼라인먼트 방법 Download PDF

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Abstract

얼라인먼트 대상물의 변형을 억제하고, 고정밀도의 얼라인먼트를 저부하에서 행한다. 본 발명의 얼라인먼트 장치(100)는, 스핀 척(110) 및 지지 부재(130)를 구비한다. 스핀 척(110)은, 얼라인먼트 대상물(10)을 흡착하여 회전한다. 지지 부재(130)는, 스핀 척(110)이 흡착하고 있는 위치와는 상이한 위치에서, 회전하는 얼라인먼트 대상물(10)을 지지한다. 또한, 지지 부재(130)는, 얼라인먼트 대상물(10)과 동기하여 회전하도록 구성되어 있다.

Description

얼라인먼트 장치 및 얼라인먼트 방법{ALIGNMENT DEVICE, AND ALIGNMENT METHOD}
본 발명은, 얼라인먼트 장치 및 얼라인먼트 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 흡착 회전 수단을 구비하는 얼라인먼트 장치, 및 흡착 회전 수단을 이용한 얼라인먼트 방법에 관한 것이다.
기판 등에 정밀한 가공을 행할 때, 가공 전에 가공 대상의 기판 등의 얼라인먼트(위치의 조정)를 해 두는 것이 유용하다. 예를 들면, 특허문헌 1에 기재와 같은 다이싱 테이프가 붙여진 기판에 대하여, 다이싱 전에 얼라인먼트함으로써, 순조롭게 다이싱을 행할 수 있다.
얼라인먼트를 위한 얼라인먼트 장치에는 몇 가지 종류가 있다. 그 중의 하나로서, 얼라인먼트 대상물(예를 들면, 기판)을 회전시켜, 회전 중의 얼라인먼트 대상물의 위치를 검출하고, 목적으로 하는 위치와 검출한 위치의 차에 의거하여 얼라인먼트 대상물을 이동시킴으로써, 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트 장치가 있다.
상기 얼라인먼트 장치에 대하여 상세하게 설명한다. 상기 얼라인먼트 장치에서는, 먼저, 기판(얼라인먼트 대상물)의 중앙 부근을 스핀 척이 흡착하여, 당해 기판을 회전시킨다. 그리고, 상기 기판에 대하여, 기판의 표면측으로부터 광을 조사하고, 이면측에 있어서 광을 검출함으로써, 광을 조사한 위치에 기판이 존재하는지 여부를 판정한다. 상기 기판은 회전하고 있으므로, 상술한 광의 조사 및 검출을 계속하여 행함으로써, 상기 기판 전체의 위치를 확인할 수 있다. 상기 얼라인먼트 장치는, 이상과 같이, 상기 기판의 위치를 검출하여, 목적으로 하는 위치와 검출한 위치의 차이에 의거하여 얼라인먼트 대상물을 이동시킴으로써, 얼라인먼트를 행한다.
그러나, 상술한 얼라인먼트 장치에 있어서, 얼라인먼트의 정밀도가 저하되는 경우가 있다.
즉, 스핀 척은, 통상, 얼라인먼트 대상물의 중앙 부근만을 흡착하므로, 얼라인먼트 대상물의 외주 부분에 있어서 자중에 의한 휘어짐 등의 변형이 생기는 경우가 있다. 이 경우에는, 상기 변형에 따라 얼라인먼트 대상물의 단부의 위치 등이 어긋나기 때문에, 상술한 얼라인먼트 장치로는 상기 기판의 위치를 정확하게 검출할 수 없다. 이 때문에, 얼라인먼트의 정밀도가 저하된다.
특히, 특허문헌 1에 기재와 같은, 다이싱 테이프가 붙여진 기판은, 다이싱 테이프만으로 이루어지는 부분이 자중으로 휘어지기 쉬워, 이 문제가 현저해진다. 여기에서, 특허문헌 2에는, 다이싱 테이프의 외주부를 뒷면에서 지지하는 지지 수단을 설치하는 것이 제안되어 있다.
그러나, 특허문헌 2의 지지 수단은 다이싱 테이프의 이면에 접촉하고, 또한 정지해 있으므로, 얼라인먼트 대상물의 회전시에 마찰이 작용하고, 스핀 척에 부하가 걸려, 소비 전력이 커지는 문제가 있다.
일본국 특허공개 2006-135272호 공보 일본국 특허공개 2011-3837호 공보
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 얼라인먼트 대상물의 변형을 억제하고, 고정밀도의 얼라인먼트를 저부하에서 행하는 얼라인먼트 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 얼라인먼트 장치는, 흡착 회전 수단 및 지지 수단을 구비한다. 흡착 회전 수단은, 얼라인먼트 대상물을 흡착하여 회전한다. 지지 수단은, 상기 흡착 회전 수단이 흡착해 있는 위치와는 상이한 위치에서, 회전하는 상기 얼라인먼트 대상물을 지지한다. 그리고, 본 발명의 얼라인먼트 장치는, 상기 지지 수단이 상기 얼라인먼트 대상물과 동기하여 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 얼라인먼트 방법은, 얼라인먼트 대상물을 흡착 회전 수단에 의해 흡착시키는 흡착 공정과, 상기 흡착 회전 수단을 회전시킴으로써, 상기 얼라인먼트 대상물을 회전시키는 회전 공정과, 회전하는 상기 얼라인먼트 대상물의 위치를 검출하는 위치 검출 공정과, 상기 얼라인먼트 대상물을 이동시키는 위치 조정 공정을 포함한다. 그리고, 본 발명의 얼라인먼트 방법은, 상기 회전 공정에서는, 지지 수단에 의해, 상기 흡착 회전 수단이 흡착해 있는 위치와는 상이한 위치에서 상기 얼라인먼트 대상물을 지지하면서 상기 지지 수단도 상기 얼라인먼트 대상물과 동기하여 회전시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 지지 수단에 의해 얼라인먼트 대상물에 있는 흡착 회전 수단이 흡착되지 않은 부분을 지지하여, 그 부분에 있어서의 얼라인먼트 대상물의 자중에 의한 휘어짐 등의 변형을 억제할 수 있다. 또한, 지지 수단이 얼라인먼트 대상물과 동기하여 회전함으로써, 얼라인먼트 대상물에 작용하는 마찰이 거의 없어, 흡착 회전 수단에 걸리는 부하가 경감된다.
본 발명에 의하면, 얼라인먼트 대상물의 변형을 억제하고, 고정밀도의 얼라인먼트를 저부하에서 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 관련된 얼라인먼트 장치의 개략 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 얼라인먼트 장치(100)의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 상면도이며, 도 2(A)는 얼라인먼트 대상물(10)의 미탑재 상태, 도 2(B)는 얼라인먼트 대상물(10)을 탑재한 상태를 나타내고 있다.
도 3은 본 발명의 일실시 형태에 관련된 얼라인먼트 장치에 얼라인먼트 대상물을 반송하는 개략 동작을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 형태에 관련된 얼라인먼트 장치의 스핀 척 위치 조정부의 개략적 구성을 모식적으로 나타내는 상면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시 형태에 관련된 얼라인먼트 장치의 개략적 기능을 모식적으로 설명하는 블록도이다.
본 발명의 일실시 형태에 관련된 얼라인먼트 장치에 대하여, 도 1∼도 5를 참조하여 설명한다. 얼라인먼트 장치(100)는, 얼라인먼트 대상물(10)의 얼라인먼트(위치 맞춤)를 행하는 장치이다. 도 1은, 얼라인먼트 장치(100)의 개략적 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 2는, 얼라인먼트 장치(100)의 개략적 구성을 모식적으로 나타내는 상면도이고, (A)는 얼라인먼트 대상물(10)의 미탑재 상태, (B)는 얼라인먼트 대상물(10)을 탑재한 상태를 나타내고 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 장치(100)의 하우징(101)은, 얼라인먼트 대상물(10)을 흡착하여 회전시키는 스핀 척(흡착 회전 수단)(110)을 구비하고 있다.
하우징(101)에는 또한, 촬상부(120)를 지지하는 구조체인 브릿지(102)가 설치되어 있다. 촬상부(120)는, 하우징(101) 내에 설치된 주제어부(150)(도시하지 않음)의 화상 인식부(156)의 얼라인먼트 대상물(10)(엄밀히는, 기판(11))의 위치 검출 수단을 구성하고 있다. 화상 인식부(156)는, 촬상부(120)가 촬상한 화상을 인식하여, 얼라인먼트 대상물(10)의 위치를 검출한다.
얼라인먼트 장치(100)는 또한, 스핀 척(110)이 흡착하고 있는 위치와는 상이한 위치에서, 회전하는 얼라인먼트 대상물(10)을 지지하는 지지 부재(지지 수단)(130)를 구비하고 있다. 지지 부재(130)는, 도 1, 도 2(A), (B)에 도시하는 바와 같이, 주위가 그 안쪽보다도 일단 높게 형성된 쟁반 형상을 나타내고 있다. 지지 부재(130)는, 중심에 설치 구멍(130A)을 가지고, 설치 구멍(130A)에 스핀 척(110)이 장착된다. 바꾸어 말하면, 지지 부재(130)가 스핀 척(110)의 외주에 고정된다. 이에 따라, 지지 부재(130)는 스핀 척(110)과 함께 회전하게 된다. 지지 부재(130)는, 외주의 접촉부(130B)에서 얼라인먼트 대상물(10)의 외주 부분을 아래로부터 지지하도록 되어 있다.
얼라인먼트 장치(100)는, 이러한 지지 부재(130)를 구비하고 있으므로, 회전하는 얼라인먼트 대상물(10)에 있어서의 스핀 척(110)에 의해 흡착되지 않은 외주 부분을 지지하고, 그 부분에 있어서의 얼라인먼트 대상물(10)의 자중에 의한 휘어짐 등의 변형을 억제할 수 있다. 이에 따라, 얼라인먼트 장치(100)는, 얼라인먼트 대상물의 변형에 기인하는 얼라인먼트 대상물(10)의 위치 검출에 있어서의 정밀도의 저하를 회피하여, 고정밀도의 얼라인먼트를 행할 수 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관련된 얼라인먼트 대상물(10)은, 기판(11)이, 기판(11)보다도 큰 다이싱 테이프(필름)(12)에 붙여진 구성을 가지고 있고, 다이싱 테이프(12)는, 외측 프레임인 다이싱 프레임(13)에 의해 유지되어 있다(이상, 도 1 및 도 2(a), (b)참조). 따라서, 도 2(b)에 도시하는 바와 같이, 지지 부재(130)는, 다이싱 테이프(12)에 있어서의 기판(11)이 붙여지지 않은 부분을 적어도 지지하고, 다이싱 프레임(13)은 그 지지 부분을 누르도록 되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 유연하여 변형이 일어나기 쉬운 다이싱 테이프(12)를 지지하여 얼라인먼트 대상물(10)의 변형을 억제하는 것이 가능해진다.
상기와 같이, 얼라인먼트 장치(100)는, 위치 검출 수단에 촬상부(120) 및 화상 인식부(156)를 채용함으로써, 위치 검출 대상인 기판(11)의 소재가 유리거나 실리콘이라도(경우에 따라서는 유리와 실리콘의 적층 기판이라도) 대응가능하다. 또한, 광학적인 위치 검출이 아니므로, 다이싱 테이프(12)가 불투광인 소재나 색이어도 된다.
스핀 척(110)은, 진공 펌프 등의 기구에 의해 얼라인먼트 대상물(10)을 진공 흡착하고, 흡착된 상태의 얼라인먼트 대상물(10)을 흡착면의 면내 방향으로 회전시킬 수 있는 것이면 된다. 예를 들면, 일반적인 진공 척 및 모터로 구성되는 스핀 척을 이용할 수 있다.
또한, 얼라인먼트 장치(100)는, 스핀 척(110)을 상기 흡착면의 면내 방향으로 이동시키는 스핀 척 위치 조정부(111)를 구비하고 있다. 얼라인먼트 장치(100)는, 위치 검출 수단이 검출한 얼라인먼트 대상물(10)의 위치에 의거하여, 스핀 척 위치 조정부(111)에 의해 스핀 척(110)을 이동시킴으로써, 얼라인먼트 대상물(10)을 목적하는 위치에 얼라인먼트한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 장치(100)에 대한 얼라인먼트 대상물(10)의 반송은, 로봇 아암(50)을 이용하여 행해진다. 로봇 아암(50)은, 흡반 등에 의해 얼라인먼트 대상물(10)의 끝의 다이싱 프레임(13) 부분을 유지하여, 전(前) 공정의 처리 장치로부터 얼라인먼트 장치(100)로 얼라인먼트 대상물(10)을 반송한다.
도 4는, 스핀 척 위치 조정부(111)의 개략적 구성을 모식적으로 도시하는 상면도이다. 스핀 척 위치 조정부(111)는, 예를 들면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 스핀 척(110)을 지지하는 트레이(115), 트레이(115)를 수평으로 지지하는 L자형의 가동판(114), 가동판(114)을 상기 흡착면의 면내 방향(지면에 따르는 방향)에 있어서의 제1 방향(x축 방향)으로 직선 이동시키는 제1 직선 이동 수단(112), 및 가동판(114)을 제2 방향(y축 방향) 방향으로 이동시키는 제2 직선 이동 수단(113)을 구비한 구성을 들 수 있다. 이러한 스핀 척 위치 조정부(111)에 의하면, 제1 직선 이동 수단(112) 및 제2 직선 이동 수단(113)에 의해 가동판(114)을 x축 방향 및 y축 방향으로 직선 이동시킴으로써, 가동판(114)의 움직임에 동기하여 그 이동 거리에 따라서 트레이(115)에 지지된 스핀 척(110)이 흡착면의 면내 방향으로 이동한다.
상술한 바와 같이, 얼라인먼트 대상물(10)의 위치를 검출하는 위치 검출 수단은, 촬상부(120) 및 화상 인식부(156)를 포함하여 구성된다. 촬상부(120)는 브릿지(102)에 설치되어 있어, 얼라인먼트 대상물(10)을 상방으로부터 촬상한다.
본 실시 형태에 있어서는, 촬상부(120)는, 얼라인먼트 대상물(10)의 기판(11)의 단부를 포함하는 영역을 촬상한다. 또한, 촬상부(120)는, 기판(11)에 설치된 오리엔테이션 플랫 등의 각도 검출용의 표시를 촬상한다. 화상 인식부(156)는, 촬상부(120)가 촬상한 화상에 의거하여, 얼라인먼트 대상물(10)의 중심과, 회전 중심(즉, 스핀 척(110)의 회전 중심)의 어긋남, 및 회전 각도를 산출한다. 이에 따라, 얼라인먼트 대상물(10)의 위치를 검출할 수 있다.
얼라인먼트 장치(100)의 개략적 동작을 이하에 설명한다. 도 5는, 얼라인먼트 장치의 개략적 기능을 모식적으로 설명하는 블록도이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 장치(100)의 주제어부(150)는, 스핀 척 제어부(154) 및 화상 인식부(156)를 구비하고 있다.
먼저, 얼라인먼트 장치(100)에, 얼라인먼트 대상물(10)이 반입되면, 스핀 척 제어부(154)는, 스핀 척(110)에 얼라인먼트 대상물(10)을 흡착시켜, 회전시킨다. 이때, 스핀 척(110)과 함께 지지 부재(130)도 회전한다. 지지 부재(130)는 얼라인먼트 대상물(10)의 외주부를 지지하여, 얼라인먼트 대상물(10)이 변형하는 것을 막는다. 또한, 지지 부재(130)가 얼라인먼트 대상물(10)과 동기하여 회전함으로써, 얼라인먼트 대상물(10)에 작용하는 마찰이 거의 없어, 스핀 척(110)에 걸리는 부하가 경감된다.
계속하여, 화상 인식부(156)는, 촬상부(120)에 의해 기판(11)을 촬상한다. 화상 인식부(156)는, 촬상부(120)가 촬상한 화상을 취득하여, 당해 화상에 의거하여, 얼라인먼트 대상물(10)의 위치와, 주제어부(150)에 미리 입력된 얼라인먼트의 목적하는 위치의 차이를 산출하고, 당해 차이를 나타내는 정보를 스핀 척 제어부(154)에 송신한다. 스핀 척 제어부(154)는, 수신한 상기 차이가 해소되도록, 스핀 척(110) 및 스핀 척 위치 조정부(111)를 제어한다. 이상에 의해, 얼라인먼트 장치(100)는, 얼라인먼트 대상물(10)의 얼라인먼트를 행할 수 있다.
얼라인먼트 장치(100)의 주제어부(150)는, 하드웨어 로직에 의해 구성하면 된다. 또는, 다음과 같이, CPU(Central Processing Unit)를 이용하여 소프트웨어에 의해 실현해도 된다.
즉, 주제어부(150)는, 각 기능을 실현하는 프로그램의 명령을 실행하는 MPU 등의 CPU, 이 프로그램을 저장한 ROM(Read Only Memory), 상기 프로그램을 실행가능한 형식으로 전개하는 RAM(Random Access Memory), 및, 상기 프로그램 및 각종 데이터를 저장하는 메모리 등의 기억 장치(기억 매체)를 구비하고 있다.
그리고, 본 발명의 목적은, 주제어부(150)의 프로그램 메모리에 고정적으로 담지되어 있는 경우에 한정되지 않고, 상기 프로그램의 프로그램 코드(실행 형식 프로그램, 중간 코드 프로그램, 또는, 소스 프로그램)를 기록한 기록 매체를 장치에 공급하여, 장치가 상기 기록 매체에 기록되어 있는 상기 프로그램 코드를 독출하여 실행함으로써도 달성가능하다.
상술의 실시 형태의 설명은, 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 생각해야 한다. 본 발명의 범위는, 상술의 실시 형태가 아니라, 특허청구의 범위에 의해 나타난다. 또한, 본 발명의 범위에는, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
10: 얼라인먼트 대상물 11: 기판
12: 다이싱 테이프(필름) 13: 다이싱 프레임
50: 로봇 아암 100: 얼라인먼트 장치
101: 하우징 102: 브릿지
110: 스핀 척(흡착 회전 수단) 111: 스핀 척 위치 조정부
120: 촬상부 130: 지지 부재(지지 수단)
150: 주제어부 154: 스핀 척 제어부
156: 화상 인식부

Claims (5)

  1. 얼라인먼트 대상물을 흡착하여 회전하는 흡착 회전 수단과,
    상기 흡착 회전 수단이 흡착하고 있는 위치와는 상이한 위치에서, 회전하는 상기 얼라인먼트 대상물을 지지하는 지지 수단을 구비하고,
    상기 지지 수단이 상기 얼라인먼트 대상물과 동기하여 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지 수단이 상기 흡착 회전 수단에 의해 회전되는, 얼라인먼트 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 얼라인먼트 대상물은 기판이 해당 기판보다도 큰 필름에 붙여진 구성을 가지고 있고, 상기 지지 수단은, 상기 필름에 있어서의 기판이 붙여지지 않은 부분을 적어도 지지하는, 얼라인먼트 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 얼라인먼트 대상물의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 구비하고 있는, 얼라인먼트 장치.
  5. 얼라인먼트 대상물을 흡착 회전 수단에 의해 흡착시키는 흡착 공정과,
    상기 흡착 회전 수단을 회전시킴으로써, 상기 얼라인먼트 대상물을 회전시키는 회전 공정과,
    회전하는 상기 얼라인먼트 대상물의 위치를 검출하는 위치 검출 공정과,
    상기 얼라인먼트 대상물을 이동시키는 위치 조정 공정을 포함하는 얼라인먼트 방법으로서,
    상기 회전 공정에서는, 지지 수단에 의해, 상기 흡착 회전 수단이 흡착하고 있는 위치와는 상이한 위치에서 상기 얼라인먼트 대상물을 지지하면서 상기 지지 수단도 상기 얼라인먼트 대상물과 동기하여 회전시키는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
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