KR20180009708A

KR20180009708A - 검사 방법

Info

Publication number: KR20180009708A
Application number: KR1020170090238A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 요시하라
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2016-07-19
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2018-01-29
Also published as: SG10201705359WA; TW201812246A; US20180025953A1; US10643909B2; JP2018013342A; CN107627468A; MY181951A

Abstract

(과제) 가공 장치가 설치 환경으로부터 받는 영향을 검사한다.
(해결 수단) 가공 장치가 설치 환경으로부터 받는 영향을 검사하는 검사 방법으로서, 척 테이블과 가공 유닛의 상대적인 위치 관계를 특정하기 위한 표적을 설정하는 표적 설정 스텝과, 이동 수단을 정지시킨 상태에서, 그 표적을 촬상 유닛으로 복수 회 촬상하는 촬상 스텝과, 그 촬상 스텝에서 얻어진 촬상 화상으로부터 그 표적의 위치를 검출하여 그 가공 장치가 설치 환경으로부터 받는 영향의 유무를 판정하는 판정 스텝을 구비하고, 그 판정 스텝에서는, 그 표적의 위치의 변화량이 임계값 미만인 경우, 그 척 테이블과 그 가공 유닛의 상대 위치는 그 환경으로부터 영향을 받고 있지 않은 것으로 판정하고, 그 표적의 위치의 변화량이 임계값 이상인 경우, 그 척 테이블과 그 가공 유닛의 상대 위치는 그 환경으로부터 영향을 받고 있는 것으로 판정한다.

Description

검사 방법{INSPECTION METHOD}

본 발명은, 가공 장치가 설치 환경으로부터 받는 영향을 검사하는 검사 방법에 관한 것이다.

디바이스 칩의 제조 프로세스에 있어서는, 실리콘이나 화합물 반도체로 이루어지는 웨이퍼의 표면에 스트리트로 불리는 격자상의 분할 예정 라인이 설정되고, 분할 예정 라인에 의해 구획되는 각 영역에 IC, LSI 등의 디바이스가 형성된다. 이들 웨이퍼는 분할 예정 라인을 따라 분할되어, 개개의 디바이스 칩이 제조된다.

상기 서술한 바와 같은 웨이퍼를 분할할 때에는 절삭 장치나 레이저 가공 장치 등의 가공 장치가 사용된다. 또, 이들 가공 장치는, 패키지 기판, 세라믹스 기판이나 유리 기판 등의 피가공물을 분할할 때에도 사용된다.

최근에는, 디바이스 칩의 미세화의 경향이 현저하고, 그에 수반하여 가공 장치의 가공 정밀도에 대해 요구되는 수준도 높아지고 있다. 높은 정밀도의 가공을 실현하기 위해서는, 이들 가공 장치가 구비하는 가공 유닛 (절삭 블레이드나 레이저 빔 등) 을 높은 정밀도로 제어할 필요가 있다.

한편, 가공 장치가 설치되는 공장 등의 설치면 (플로어면) 은, 격자상으로 짜여진 강재 (그레이팅) 나 둑돋기된 면인 경우가 많다. 그러한 면 위에 가공 장치가 설치되면, 그 밖의 장치나 설비로부터 진동 등이 전달되어 가공 유닛의 제어에 어떠한 영향이 나타날 것으로 우려된다. 그래서, 이 영향을 완화시키기 위해서 여러 가지의 대책이 강구된다.

일례로서, 특허문헌 1 에는, 설치면의 진동을 장치에 전파시키지 않는 면진 (免振) 고정구에 대한 기술이 개시되어 있다. 그 면진 고정구에 의해 가공 장치를 지지함으로써, 설치 환경으로부터의 진동의 영향을 완화시켜, 안정적으로 가공을 실시할 수 있다.

그러나, 그러한 면진 고정구에 의해 가공 장치를 지지하는 경우에도, 가공 결과에 편차가 발생되는 경우가 있다. 그리고, 그 편차가 환경에 의한 영향을 완전히 완화시키고 있지 않기 때문에 발생한 것인지, 그 밖의 요인에 의한 것인지, 일반적으로 판별하는 것은 곤란하다. 원인이 판명되지 않은 문제에 대해 추가로 대책 등을 검토하는 것은 용이하지 않다.

또, 가공 장치 자체에서 발생하는 진동이 가공 결과에 편차를 부여하는 경우도 있다. 예를 들어, 절삭 블레이드를 고속으로 회전시키거나, 척 테이블을 고속으로 이동시키거나 했을 때에 발생된 진동이, 가공 결과에 편차를 발생시키는 경우가 있다. 특허문헌 2 에는, 절삭 블레이드나 척 테이블에 가변의 추를 달아, 그 진동의 주파수를 외부로부터 전달되는 진동의 주파수로부터 엇갈리게 함으로써 이들 공진에 의한 영향을 저감시키는 기술이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2013-44421호 일본 공개특허공보 2014-11267호

원리적으로는 척 테이블과 가공 유닛의 상대적인 위치 관계가 일정하게 유지되어, 상대적으로 진동 등을 하고 있지 않으면, 가공 장치의 설치 환경 등은 가공 결과에 영향을 주지 않는다. 단, 그것을 확인하기 위해서는 그 가공 장치에 레이저 측정기 등을 실장하여 척 테이블과 가공 유닛의 상대적인 위치 관계를 검증할 필요가 있었다.

그러나, 그 검증을 위한 기구를 가공 장치에 설치하면 비용이 든다. 또, 가공 장치의 구성에 따라서는, 그 기구를 설치하기 위한 스페이스를 충분히 확보하지 못하여, 그 기구를 설치할 수 없는 경우가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 새로운 측정 장치를 설치하지 않고, 척 테이블과 가공 유닛의 상대적인 위치 관계를 평가하여 가공 장치가 설치 환경으로부터 받는 영향을 검사할 수 있는 검사 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 가공하는 가공 유닛과, 그 척 테이블과 그 가공 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 수단과, 그 가공 유닛에 고정되어, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 유닛을 구비하는 가공 장치가 설치 환경으로부터 받는 영향을 검사하는 검사 방법으로서, 그 척 테이블과 그 가공 유닛의 상대적인 위치 관계를 특정하기 위한 표적을 설정하는 표적 설정 스텝과, 그 이동 수단을 정지시킨 상태에서, 그 표적을 촬상 유닛으로 복수 회 촬상하는 촬상 스텝과, 그 촬상 스텝에서 얻어진 촬상 화상으로부터 그 표적의 위치를 검출하여 그 가공 장치가 설치 환경으로부터 받는 영향의 유무를 판정하는 판정 스텝을 구비하고, 그 판정 스텝에서는, 그 표적의 위치의 변화량이 임계값 미만인 경우, 그 척 테이블과 그 가공 유닛의 상대 위치는 그 환경으로부터 영향을 받고 있지 않은 것으로 판정하고, 그 표적의 위치의 변화량이 임계값 이상인 경우, 그 척 테이블과 그 가공 유닛의 상대 위치는 그 환경으로부터 영향을 받고 있는 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 검사 방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 일 양태에 관련된 검사 방법에 있어서, 그 촬상 스텝에서는, 촬상 유닛의 초점이 그 표적에 맞도록 그 촬상 유닛과 그 척 테이블의 거리를 설정하고 나서 촬상을 개시해도 된다. 또, 그 표적은, 그 척 테이블 또는, 그 척 테이블에 유지된 피유지물에 설정되어도 된다.

본 발명의 일 양태에 관련된 검사 방법에서는, 척 테이블에 대한 가공 유닛의 위치 결정 등에 사용되는 촬상 유닛을 사용하여 가공 장치가 환경으로부터 받는 영향의 유무를 검사한다. 그 촬상 유닛은 본래, 가공 유닛이 피가공물을 가공 할 때에 가공 위치 등을 확인하고, 가공 유닛을 소정의 위치로 위치 결정하기 위해 사용된다. 본 발명에 관련된 검사 방법에서는, 그 촬상 유닛을 그 검사에 사용하기 때문에, 그 검사를 위해 새로운 측정 장치 등을 그 가공 장치에 설치할 필요가 없다.

그 촬상 유닛은 가공 유닛에 고정되어 있기 때문에, 가공 유닛이 진동하거나 하는 경우에는 그 촬상 유닛도 동일하게 진동하거나 한다. 그 촬상 유닛으로 그 가공 장치의 척 테이블의 위치를 특정하기 위해서 표적을 복수 회 촬상하면, 그 가공 유닛과 그 척 테이블의 상대적인 위치 변화를 검출할 수 있다. 그리고, 그 가공 유닛과 그 척 테이블을 정지시킨 상태에서 검사를 실시하면, 외부의 환경 등이 양자의 위치 관계에 영향을 주고 있는지의 여부를 판정할 수 있다.

촬상 유닛에 의해 촬상된 촬상 화상을 사용하여 그 영향에 대해 검사하면, 객관적인 검사 결과를 장치의 사용자 또는 관리자 등에게 제공할 수 있다. 외부의 환경 등이 양자의 위치 관계에 영향을 주는 것으로 확인되면, 그 영향에 대한 대책을 검토할 수 있다. 또, 외부의 환경 등이 양자의 위치 관계에 영향을 주지 않는 것으로 확인되면, 외부의 환경 이외에 그 편차의 원인을 구할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의해, 새로운 측정 장치를 설치하지 않고, 척 테이블과 가공 유닛의 위치 관계의 변화를 평가하여 가공 장치가 설치 환경으로부터 받는 영향을 검사할 수 있는 검사 방법이 제공된다.

도 1 은, 가공 장치의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2(A) 는, 척 테이블에 표적을 설정하는 경우의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이고, 도 2(B) 는, 척 테이블의 피유지물 (검사체) 에 표적을 설정하는 경우의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 검사시에 있어서의 촬상 유닛과, 검사체의 위치 관계를 모식적으로 설명하는 도면이다.
도 4(A) 는, 촬상 화상의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이고, 도 4(B) 는, 척 테이블과 가공 유닛의 상대적인 위치 관계에 변동이 있는 경우의 촬상 화상의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.

본 발명에 관련된 실시형태에 대해 설명한다. 먼저, 본 실시형태에 관련된 검사 방법을 실시하는 가공 장치에 대해 설명한다. 도 1 은, 그 가공 장치의 일례로서 절삭 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 그 가공 장치는, 예를 들어, 디바이스 칩의 제조 공장 등에 설치된다. 그 공장에 있어서의 가공 장치의 설치면 (플로어면) 은, 격자상으로 짜여진 강재 (그레이팅) 나 둑돋기된 면인 경우가 있고, 그러한 면 위에 가공 장치가 설치되면, 그 밖의 장치나 설비로부터 전달되는 진동 등에 의한 영향이 우려된다.

그 가공 장치의 구성 요소에 대해 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 가공 장치 (2) 는, 각 구성 요소를 지지하는 기대 (4) 를 구비하고 있다. 기대 (4) 의 상면에는, X 축 방향 (가공 이송 방향) 으로 긴 사각형상의 개구 (4a) 가 형성되어 있다.

이 개구 (4a) 내에는, X 축 이동 테이블 (6) 과, 그 X 축 이동 테이블 (6) 을 X 축 방향으로 이동시키는 X 축 이동 기구 (이동 수단) (도시 생략) 와, 및 X 축 이동 기구를 덮는 방진 방적 커버 (8) 가 형성되어 있다. 그 X 축 이동 기구는, X 축 방향과 평행한 1 쌍의 X 축 가이드 레일 (도시 생략) 을 구비하고 있고, X 축 가이드 레일에는, X 축 이동 테이블 (6) 이 슬라이드 가능하게 설치되어 있다.

X 축 이동 테이블 (6) 의 하면측에는, 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는, X 축 가이드 레일과 평행한 X 축 볼 나사 (도시 생략) 가 나사 결합되어 있다. X 축 볼 나사의 일단부에는, X 축 펄스 모터 (도시 생략) 가 연결되어 있다. X 축 펄스 모터로 X 축 볼 나사를 회전시키면, 이동 테이블 (6) 은 X 축 가이드 레일을 따라 X 축 방향으로 이동한다.

X 축 이동 테이블 (6) 상에는, 웨이퍼 (1) 를 흡인, 유지하기 위한 척 테이블 (10) 이 형성되어 있다. 척 테이블 (10) 은, 모터 등의 회전 구동원 (도시 생략) 에 연결되어 있고, Z 축 방향 (연직 방향) 과 대체로 평행한 회전축의 둘레로 회전한다. 또, 척 테이블 (10) 은, 상기 서술한 X 축 이동 기구에 의해 X 축 방향으로 가공 이송된다.

척 테이블 (10) 의 표면 (상면) 은, 웨이퍼 (1) 를 흡인, 유지하는 유지면 (10a) 으로 되어 있다. 이 유지면 (10a) 은, 척 테이블 (10) 의 내부에 형성된 유로 (도시 생략) 를 통해서 흡인원 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 척 테이블 (10) 의 주위에는, 웨이퍼 (1) 를 지지하는 환상의 프레임을 고정시키기 위한 클램프 (10b) 가 형성되어 있다.

또한, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (1) 는 환상의 프레임 (7) 에 유지된 테이프 (9) 상에 첩착 (貼着) 되어, 프레임 (7) 과 일체로 취급되어도 된다. 그 프레임 (7) 과 테이프 (9) 를 사용하여 웨이퍼 (1) 를 취급하면, 웨이퍼 (1) 를 반송할 때에 발생하는 충격 등으로부터 웨이퍼 (1) 를 보호할 수 있다. 또한, 그 테이프 (9) 를 확장하면, 웨이퍼 (1) 를 복수의 디바이스 칩으로 분할할 수 있다.

지지 구조 (16) 로부터 떨어진 기대 (4) 의 모서리부에는, 기판 (4) 으로부터 측방으로 돌출된 돌출부 (12) 가 형성되어 있다. 돌출부 (12) 의 내부에는 공간이 형성되어 있고, 이 공간에는, 승강 가능한 카세트 엘리베이터 (40) 가 설치되어 있다. 카세트 엘리베이터 (40) 의 상면에는, 복수의 웨이퍼 (1) 를 수용 가능한 카세트 (42) 가 실린다.

개구 (4a) 에 근접한 위치에는, 상기 서술한 웨이퍼 (1) 를 척 테이블 (10) 로 반송하는 반송 유닛 (도시 생략) 이 설치되어 있다. 반송 유닛에 의해 카세트 (42) 로부터 인출된 웨이퍼 (1) (환상의 프레임) 는, 척 테이블 (10) 의 유지면 (10a) 에 재치 (載置) 된다.

기대 (4) 의 상면에는, 웨이퍼 (1) 를 가공하는 가공 유닛 (14) 을 지지하는 지지 구조 (16) 가, 개구 (4a) 의 상방으로 장출되도록 배치되어 있다. 지지 구조 (16) 의 전면 상부에는, 가공 유닛 (14) 을 Y 축 방향 (산출 방향) 및 Z 축 방향으로 이동시키는 가공 유닛 이동 기구 (이동 수단) (18) 가 형성되어 있다.

가공 유닛 이동 기구 (18) 는, 지지 구조 (16) 의 전면에 배치되어 Y 축 방향과 평행한 1 쌍의 Y 축 가이드 레일 (20) 을 구비하고 있다. Y 축 가이드 레일 (20) 에는, 가공 유닛 이동 기구 (18) 를 구성하는 Y 축 이동 플레이트 (22) 가 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. Y 축 이동 플레이트 (22) 의 이면측 (후면측) 에는, 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는, Y 축 가이드 레일 (20) 과 평행한 Y 축 볼 나사 (24) 가 나사 결합되어 있다.

Y 축 볼 나사 (24) 의 일단부에는, Y 축 펄스 모터 (도시 생략) 가 연결되어 있다. Y 축 펄스 모터로 Y 축 볼 나사 (24) 를 회전시키면, Y 축 이동 플레이트 (22) 는, Y 축 가이드 레일 (20) 을 따라 Y 축 방향으로 이동한다. Y 축 이동 플레이트 (22) 의 표면 (전면) 에는, Z 축 방향과 평행한 1 쌍의 Z 축 가이드 레일 (26) 이 설치되어 있다. Z 축 가이드 레일 (26) 에는, Z 축 이동 플레이트 (28) 가 슬라이드 가능하게 설치되어 있다.

Z 축 이동 플레이트 (28) 의 이면측 (후면측) 에는, 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는, Z 축 가이드 레일 (26) 과 평행한 Z 축 볼 나사 (30) 가 나사 결합되어 있다. Z 축 볼 나사 (30) 의 일단부에는, Z 축 펄스 모터 (32) 가 연결되어 있다. Z 축 펄스 모터 (32) 와 Z 축 볼 나사 (30) 를 회전시키면, Z 축 이동 플레이트 (28) 는, Z 축 가이드 레일 (26) 을 따라 Z 축 방향으로 이동한다.

Z 축 이동 플레이트 (28) 의 하부에는, 웨이퍼 (1) 를 가공하는 가공 유닛 (14) 이 설치되어 있다. 또, 가공 유닛 (14) 에는, 웨이퍼 (1) 의 표면을 촬상하기 위한 촬상 유닛 (카메라) (34) 이 고정되어 있다. 가공 유닛 이동 기구 (18) 와, Y 축 이동 플레이트 (22) 를 Y 축 방향으로 이동시키면, 가공 유닛 (14) 및 촬상 유닛 (34) 은 산출 이송되고, Z 축 이동 플레이트 (28) 를 Z 축 방향으로 이동시키면, 가공 유닛 (14) 및 촬상 유닛 (34) 은 승강한다.

가공 유닛 (14) 의 일례는, 절삭 블레이드를 구비하는 절삭 유닛이다. 그 경우, 가공 유닛 (14) 은, 예를 들어, Y 축 방향과 평행한 회전축을 구성하는 스핀들 (도시 생략) 의 일단측에 장착된 원환상의 절삭 블레이드 (36) 를 구비하고 있다. 스핀들의 타단측에는 모터 등의 회전 구동원 (도시 생략) 이 연결되어 있고, 스핀들에 장착된 절삭 블레이드 (36) 를 회전시킨다.

Z 축 이동 플레이트 (28) 를 이동시켜 절삭 블레이드 (36) 를 소정의 높이까지 하강시키고, 절삭 블레이드 (36) 를 회전시킨 상태에서 X 축 이동 기구를 작동시켜 척 테이블 (10) 을 가공 이송하면, 절삭 블레이드 (36) 의 절삭이 진행된다.

또, 가공 유닛 (14) 은, 레이저 빔을 조사하는 레이저 가공 유닛이어도 된다. 그 경우, 예를 들어, 그 가공 유닛 (14) 은 레이저 발진기와 가공 헤드를 가지고, 그 레이저 발진기에 의해 발진된 레이저 빔이 그 가공 헤드를 통과하여 척 테이블 (10) 상의 웨이퍼 (1) 에 조사된다. 광학계를 조정하여 레이저 빔을 그 소정의 깊이로 조사하면서 X 축 이동 기구 (이동 수단) 를 작동시켜 척 테이블 (10) 을 가공 이송하면, 레이저 가공이 진행된다.

촬상 유닛 (카메라) (34) 은 척 테이블 (10) 에 유지된 웨이퍼 (1) 의 표면을 촬상한다. 얻어진 촬상 화상은, 소정의 지점을 가공하도록 가공 유닛 (14) 을 위치 결정할 때에 사용된다. 또, 본 실시형태에 관련된 검사 방법에 있어서는, 후술하는 바와 같이, 그 촬상 유닛 (34) 은 척 테이블 (10) 또는 웨이퍼 (1) 등에 설정되는 표적을 촬상하여, 외부의 환경에 의한 영향의 유무를 판정할 때에 사용된다. 또한, 촬상 유닛 (34) 에는 예를 들어 CCD 카메라나 CMOS 센서 등이 사용된다.

가공 후의 웨이퍼 (1) 는, 예를 들어, 반송 기구 (도시 생략) 에 의해 척 테이블 (10) 로부터 세정 유닛 (38) 으로 반송된다. 세정 유닛 (38) 은, 통형상의 세정 공간 내에서 웨이퍼 (1) 를 흡인, 유지하는 스피너 테이블 (38a) 을 구비하고 있다. 스피너 테이블 (38a) 의 하부에는, 스피너 테이블 (38a) 을 소정의 속도로 회전시키는 회전 구동원 (도시 생략) 이 연결되어 있다.

스피너 테이블 (38a) 의 상방에는, 웨이퍼 (1) 를 향하여 세정용의 유체 (대표적으로는, 물과 에어를 혼합한 이류체) 를 분사하는 분사 노즐 (38b) 이 배치되어 있다. 웨이퍼 (1) 를 유지한 스피너 테이블 (38a) 을 회전시켜, 분사 노즐 (38b) 로부터 세정용의 유체를 분사하면, 웨이퍼 (1) 를 세정할 수 있다. 세정 유닛 (38) 으로 세정된 웨이퍼 (1) 는, 예를 들어, 반송 기구 (도시 생략) 에 의해 카세트 (42) 에 수용된다.

다음으로, 본 실시형태에 관련된 검사 방법에 대해 설명한다. 그 검사 방법에 있어서는, 먼저, 척 테이블 (10) 과 가공 유닛 (14) 의 상대적인 위치 관계를 특정하기 위한 표적을 설정하는 표적 설정 스텝을 실시한다. 다음으로, 이동 수단 (X 축 이동 기구, 가공 유닛 이동 기구, 그리고 Z 축 펄스 모터) 을 정지시킨 상태에서, 그 표적을 촬상 유닛 (34) 으로 복수 회 촬상하는 촬상 스텝을 실시한다. 또한, 그 촬상 스텝에서 얻어진 촬상 화상으로부터 그 표적의 위치를 검출하여 그 가공 장치 (2) 가 설치 환경으로부터 받는 영향의 유무를 판정하는 판정 스텝을 실시한다.

또한, 그 판정 스텝에서는, 그 표적의 위치의 변화량이 임계값 미만인 경우, 그 척 테이블과 그 가공 유닛의 상대 위치는 그 환경으로부터 영향을 받고 있지 않은 것으로 판정한다. 또, 그 표적의 위치의 변화량이 임계값 이상인 경우, 그 척 테이블과 그 가공 유닛의 상대 위치는 그 환경으로부터 영향을 받고 있는 것으로 판정한다.

이하, 본 실시형태에 관련된 검사 방법의 각 스텝에 대해 상세하게 설명한다. 먼저, 표적 설정 스텝에 대해 설명한다. 그 표적은 척 테이블 (10) 과 가공 유닛 (14) 의 상대적인 위치 관계를 특정하기 위해서 사용된다. 그 관계의 변화가 촬상 유닛 (34) 으로 촬상되는 범위 내에서 그 표적의 위치 변화로서 나타난다. 후술하는 촬상 스텝에서는, 그 표적이 촬상된다.

그 표적은, 척 테이블 (10), 또는 그 척 테이블 (10) 에 유지된 피유지물에 설정된다. 표적이 그 피유지물에 설정되는 경우, 그 피유지물은 그 가공 장치 (2) 에 의해 가공되는 웨이퍼 (1) 여도 되고, 그 검사 방법을 실시하기 위해서 웨이퍼 (1) 를 모방하여 제작된 전용의 검사체여도 된다.

예를 들어, 척 테이블 (10) 이나 피유지물에 형성되어 있는 구조, 패턴 등을 표적에 설정할 수 있다. 또, 척 테이블 (10) 또는 피유지물에 구조물 등을 형성하여, 이 구조물에 표적에 설정해도 된다. 표적을 설정하는 피유지물 (검사체) 에, 피가공물인 웨이퍼 (1) 를 사용하는 경우에는, 예를 들어, 웨이퍼 (1) 에 형성되어 있는 디바이스 (5) 의 회로 패턴 등을 표적에 설정함으로써, 새로운 구조물 등을 형성할 필요가 없어진다.

표적의 일례를, 도 2 를 사용하여 설명한다. 도 2(A) 는, 척 테이블 (10) 의 외주부에 형성된 표적 (11) 을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 표적 (11) 은, 촬상 유닛 (34) 에 의해 촬상되도록 척 테이블 (10) 의 상면에 형성된다. 그 표적은, 촬상 유닛 (34) 을 촬상할 수 있는 재료로 형성되면 되고, 예를 들어, 금속이나 차광성의 수지 등을 사용하여 형성된다. 또, 차광성의 잉크나 레이저 마킹 등에 의해 묘화되어 형성되어도 된다.

또, 그 표적의 형상은, 척 테이블 (10) 과 가공 유닛 (14) 의 상대 위치 변화를 파악하기 쉬운 형상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2(A) 에 나타내는 바와 같은 크로스형이어도 되고, 서로 평행하게 복수의 직선을 나열하여 형성한 눈금형이어도 된다.

또, 도 2(B) 는, 가공 장치 (2) 의 피가공물인 웨이퍼 (1) 에 형성된 패턴을 표적 (11) 으로서 설정하는 경우의 예를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 2(B) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (1) 의 표면에는, 격자상으로 배열된 분할 예정 라인 (3) 으로 구획된 복수의 영역에 IC 등의 디바이스 (5) 가 형성되어 있다. 웨이퍼 (1) 는, 최종적으로 분할 예정 라인 (3) 을 따라 절단되거나 하여, 개개의 디바이스 칩으로 분할된다.

웨이퍼 (1) 는, 예를 들어, 척 테이블 (10) 의 유지면 (10a) 상에 테이프 (9) 를 개재하여 재치된다. 그리고, 프레임 (7) 이 가공 장치 (2) 의 클램프 (10b) 에 의해 파지되어, 척 테이블 (10) 로부터 부압이 작용하여, 웨이퍼 (1) 는 척 테이블 (10) 상에 유지된다. 예를 들어, 외부의 환경이 영향을 주어 척 테이블 (10) 과 가공 유닛 (14) 의 상대적인 위치 관계가 변동되면, 피가공물인 웨이퍼 (1) 와 가공 유닛 (14) 의 상대 위치도 변동되기 때문에, 가공 유닛 (14) 에 의한 가공이 그 변동의 영향을 받는다.

웨이퍼 (1) 에 표적 (11) 을 설정하는 경우, 웨이퍼 (1) 는, 검사의 대상인 검사체가 된다. 예를 들어, 디바이스 (5) 가 형성되는 영역 또는 그 영역의 근방에는 패턴이 형성되고, 그 패턴이 표적 (11) 으로 설정된다. 표적 (11) 의 위치가 가공 장치 (2) 에 있어서의 실제의 가공 지점의 근방일수록, 외부의 환경이 가공에 미치는 영향을 보다 정확하게 파악할 수 있다.

그 표적 (11) 에 설정되는 패턴은, 디바이스 (5) 를 구성하고 있는 금속막, 절연막 등에 사용되는 재료를 사용하여 형성되어도 된다. 디바이스 (5) 를 구성하는 막의 재료를 사용하면, 디바이스 (5) 를 형성하는 과정에 있어서, 별도의 공정을 추가하지 않고 표적 (11) 을 형성할 수 있다.

또, 표적 (11) 으로서 설정되기 위해서만 사용되는 패턴을 형성하지 않아도, 디바이스 (5) 를 구성하는 배선 등의 패턴을 표적 (11) 으로서 설정해도 된다. 그 경우, 본 실시형태에 관련된 검사 방법은, 가공 유닛 (14), 척 테이블 (10), 및 웨이퍼 (1) 에 특별한 구성을 새롭게 형성하지 않고 실시할 수 있다.

또한, 그 검사를 실시하기 위해서만 웨이퍼 (1) 를 모방한 전용의 검사체를 제작하고, 그 검사체를 척 테이블 (10) 상에 흡인 유지하고, 그 검사체에 표적 (11) 을 설정하여 그 검사를 실시해도 된다. 전용의 검사체는 가공이 되지 않고 손실되지 않기 때문에, 복수의 그 검사에 있어서 그 검사체를 반복하여 사용할 수 있다. 그러면, 예를 들어 가공 장치 (2) 의 메인터넌스마다 동일한 조건으로 검사를 실시할 수 있어, 복수의 검결과를 비교할 수 있기 때문에, 외부의 환경에 의한 영향의 변화를 정확하게 파악할 수 있다.

다음으로, 본 실시형태에 관련된 검사 방법에 있어서의 촬상 스텝에 대해 설명한다. 도 3 은, 촬상시에 있어서의 가공 유닛, 척 테이블, 및 표적 등의 관계를 설명하는 모식도이다. 도 3 에는, 검사체 (13) (웨이퍼 (1) 또는 전용의 검사체) 에 설정된 표적 (11) 을 촬상 유닛 (34) 이 촬상하는 예가 나타난다.

그 촬상 스텝에서는, 먼저 가공 유닛 (14) 이 구비하는 촬상 유닛 (카메라) (34) 이 표적 (11) 을 촬상할 수 있도록 가공 유닛 (14) 및 척 테이블 (10) 을 이동시킨다. 그리고 촬상 유닛 (34) 의 포커스 (초점) 가 그 표적 (11) 에 맞도록, 촬상 유닛 (34) 과 척 테이블 (10) 의 거리를 설정한다.

표적 (11) 을 촬상하는 위치로 촬상 유닛 (34) 을 이동시킨 후, 가공 유닛 (14) 과 척 테이블 (10) 을 상대적으로 정지시킨다. 즉, 이동 수단 (X 축 이동 기구, 가공 유닛 이동 기구, 그리고 Z 축 펄스 모터) 을 정지시켜, 가공 장치 (2) 에서 기인하는 진동을 최대한 발생하지 않는 상태로 한다. 그 후, 촬상 유닛 (34) 에 의한 촬상을 개시한다.

가공 장치 (2) 는 디바이스 칩의 제조 공장의 클린 룸 등에 설치되지만, 그 공장의 클린 룸의 내외에는 예를 들어, 공기의 청정도를 유지하기 위한 청정 장치, 온도 및 습도를 관리하는 공조 설비나, 각종 장치에 접속된 배기 장치 등이 배치된다. 또한, 클린 룸 내에는 복수의 그 밖의 가공 장치 등이 배치되는 것이 통상적이다.

그리고, 그 공장에 있어서의 그 가공 장치의 설치면 (플로어면) 은, 격자상으로 짜여진 강재 (그레이팅) 나 둑돋기된 면인 경우가 있다. 그러한 면 위에 가공 장치가 설치되면, 그 밖의 장치나 설비로부터 전달되는 진동 등에 의한 영향이 우려된다.

가공에 영향을 미칠 것으로 우려되는 외부의 환경 중 주요한 것은, 그 밖의 장치나 설비로부터 발생하는 진동이다. 그 진동에 의한 영향을 평가하기 위해서, 촬상은 복수 회 이루어질 필요가 있지만, 그 진동 등은 정상적이기 때문에, 상시 촬상을 계속하지 않아도 외부의 환경에 의한 영향을 충분히 평가할 수 있다.

촬상 유닛 (34) 이 촬상한 촬상 화상의 일례를 도 4(A) 에 나타낸다. 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 촬상 화상 (15) 에는 표적 (11) 이 비친다.

촬상 스텝에 있어서는, 복수의 촬상 화상 (15) 을 얻는다. 후술하는 판정 스텝에 있어서는, 그 복수의 촬상 화상 (15) 에 대해 각각 비치는 표적 (11) 의 위치가 판독되고, 그들 위치가 비교되면 위치의 변화량이 도출되어, 그 변화량을 평가할 수 있다.

또한, 복수의 촬상 화상 (15) 을 비교하여 평가할 수 있는 것은, 척 테이블 (10) 의 유지면 (10a) 과 평행한 면 내에 있어서의 위치의 변화량 뿐만이 아니다. 촬상 화상 (15) 에 비치는 표적 (11) 의 윤곽의 명료함 (흐림 상태) 을 복수의 촬상 화상 (15) 에 있어서 비교하면, 그 유지면 (10a) 에 수직인 방향에 있어서의 위치 변화의 유무를 평가할 수 있다.

또한, 촬상 유닛 (34) 은 정지 영상을 촬상해도 되고, 동영상을 촬상해도 된다. 촬상 유닛 (34) 이 정지 영상을 촬상하는 경우에는, 촬상된 복수의 촬상 화상을 사용하여 표적 (11) 의 위치의 변화량을 평가한다. 또, 촬상 유닛 (34) 이 동영상을 촬상하는 경우에는, 그 동영상으로부터 복수의 촬상 화상을 작성하여, 그 복수의 촬상 화상을 사용하여 표적 (11) 의 위치의 변화량을 평가한다.

다음으로, 본 실시형태에 관련된 검사 방법의 판정 스텝에 대해 설명한다. 그 판정 스텝에서는, 상기 서술한 촬상 스텝에서 얻어진 촬상 화상으로부터 표적 (11) 의 위치를 검출하고, 그 가공 장치가 환경으로부터 받는 영향의 유무를 판정한다.

판정 스텝에서는, 먼저, 촬상 스텝에서 얻어진 촬상 화상 (15) 에 비치는 표적 (11) 의 위치를 판독한다. 예를 들어, 복수의 촬상 화상 (15) 에 있어서 표적 (11) 의 위치를 판독하고, 얻어진 복수의 위치를 비교하여 위치의 변화량을 도출할 수 있다.

표적 (11) 의 위치의 변화량을 도출하는 과정에 대하여, 도 4(A) 및 도 4(B)를 사용하여 설명한다. 도 4(A) 는 촬상 화상의 일례이며, 도 4(B) 는, 도 4(A) 의 촬상 화상이 촬상된 시간과는 상이한 시간에 있어서 촬상된 촬상 화상의 일례이다.

예를 들어, 도 4(A) 에 비치는 표적 (11) 의 위치를 기준 위치로 하여, 도 4(B) 에 비치는 표적 (11) 의 위치를 평가한다. 도 4(B) 에, 표적 (11) 의 기준 위치 (11a) 를 나타낸다. 그 기준 위치 (11a) 는, 도 4(A) 에 나타낸 촬상 화상 (15) 에 있어서의 표적 (11) 의 위치이다.

도 4(B) 에서, 표적 (11) 의 위치와 기준 위치 (11a) 를 비교하면, X 축 방향 (가공 이송 방향) 의 위치 변화가 확인된다. 또, Y 축 방향 (산출 방향) 에서는, 위치 변화가 인정되지 않는다. 또한, 양 촬상 화상에서 표적 (11) 의 윤곽이 동일한 정도로 명료하기 때문에, Z 축 방향의 위치 변화도 확인되지 않는다. 이와 같이, 복수의 촬상 화상을 비교하면, 표적 (11) 의 위치의 변화량을 도출할 수 있다.

다음으로, 표적 (11) 의 위치의 변화량을 평가한다. 가공 장치 (2) 에 있어서의 척 테이블 (10) 과 가공 유닛 (14) 의 위치 관계가 외부의 환경의 영향에 상관없이 변화되는 경우가 있다. 외부의 환경에 의한 변화와, 외부의 환경에서 기인하지 않는 변화를 적절히 구분하지 않으면, 외부의 환경에 의한 영향을 올바르게 평가할 수 없다.

그 때문에, 외부의 환경에서 기인하지 않는 표적 (11) 의 변화를 기초로 하여, 임계값을 미리 결정해 둔다. 그리고, 표적 (11) 의 위치의 변화량이 그 임계값 미만이면, 외부의 환경이 척 테이블 (10) 과 가공 유닛 (14) 의 상대 위치에 영향을 미치지 않는 것으로 판정하고, 그 변화량이 그 임계값 이상이면, 외부의 환경이 그 상대 위치에 영향을 미치고 있는 것으로 판정한다.

단, 그 임계값은 외부의 환경에서 기인하지 않는 표적 (11) 의 변화에 기초하지 않고 설정되어도 된다. 예를 들어, 가공 장치 (2) 의 내부의 요인을 포함시켜 평가하여 대책을 세우고자 하는 경우, 임계값을 보다 작은 값으로 설정해도 된다. 또, 가공 결과에 대한 영향이 허용될 만큼 작거나, 또는 거의 없는 것으로 인정되는 변화량을 임계값으로서 설정해도 된다.

이와 같이, 복수의 촬상 화상 (15) 을 사용하여 표적 (11) 의 변화량을 평가 하면, 가공 장치 (2) 의 외부의 환경을 객관적으로 평가할 수 있다. 그리고, 예를 들어, 가공 장치 (2) 에 의한 가공에 편차가 인정될 때 외부의 환경에서 기인하는 영향이 없는 것으로 이해되면, 그 편차의 발생 원인을 외부의 환경 이외로부터 검토할 수 있다. 또, 예를 들어, 외부의 환경에서 기인하는 영향이 있다는 결과가 얻어지면, 외부의 환경에서 기인하는 영향을 완화하도록 대책을 검토할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 검사 방법에 의하면, 새로운 측정 장치 등을 가공 장치에 설치하지 않고, 척 테이블과 가공 유닛의 위치 관계를 확인하여 가공 장치가 설치 환경으로부터 받는 영향을 검사할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시형태의 기재에 한정되지 않고, 다양하게 변경하여 실시 가능하다. 예를 들어, 상기 실시형태에서는, 판정 스텝에 있어서, 2 개의 촬상 화상 (15) 에 비치는 표적 (11) 의 위치를 비교하여 표적 (11) 의 변화량을 도출하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 판정 스텝에 있어서의 표적 (11) 의 변화량의 도출 방법은 이것에 한정되지 않는다.

예를 들어, 복수의 촬상 화상 (15) 으로부터 표적 (11) 의 위치를 판독할 때, 척 테이블 (10) 의 유지면 (10a) 과 평행한 면 내에 임의의 원점을 정하고, 각 촬상 화상 (15) 에 비치는 표적 (11) 의 위치를 그 임의의 원점을 기준으로 하는 임의의 좌표계에 플롯한다. 그리고, 그 임의의 좌표계에 플롯된 표적 (11) 의 위치의 평균을 구하고, 그 평균의 위치를 원점으로 하는 좌표계를 새롭게 설정하여 각 표적 (11) 의 위치를 다시 플롯한다. 그러면, 그 좌표계에 플롯된 복수의 점을 통계적으로 처리할 수 있다.

예를 들어, 그 좌표계에 플롯된 복수의 점 중 가장 원점에서 먼 점을 표적 (11) 의 위치의 변화량으로서 도출해도 된다. 또, 복수의 점에 대한 통계 처리로부터 구해지는 표준 편차를 표적 (11) 의 위치의 변화량으로서 도출해도 된다.

또, 표적 (11) 의 위치 변화에 대해 시간을 축으로 하는 그래프로 표현해도 된다. 그 그래프에 외부의 환경에서 기인하는 진동이 반영되는 경우, 그 그래프는 특정한 주기를 가진 진동을 겹친 파형이 되는 경우가 있다.

이 경우, 그 그래프를 해석하여 각 진동의 주파수가 얻어지면, 진동의 발생원을 특정하기 쉬워진다. 예를 들어, 그 그래프를 해석하여 얻어지는 하나의 진동의 주파수가, 가공 장치 (2) 에 인접하는 그 밖의 장치에 접속된 진공 펌프로부터 발생하는 진동의 주파수와 일치하면, 그 진공 펌프가 진동의 발생원인 것으로 특정할 수 있다.

그 밖에, 상기 실시형태에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.

1 : 웨이퍼
3 : 분할 예정 라인
5 : 디바이스
7 : 프레임
9 : 테이프
11 : 표적
11a : 기준 위치
13 : 검사체
15 : 촬상 화상
2 : 가공 장치
4 : 기대
4a : 개구
6 : X 축 이동 테이블
8 : 방진 방적 커버
10 : 척 테이블
10a : 유지면
10b : 클램프
12 : 돌출부
14 : 가공 유닛
16 : 지지 구조
18 : 가공 유닛 이동 기구
20 : Y 축 가이드 레일
22 : Y 축 이동 플레이트
24 : Y 축 볼 나사
26 : Z 축 가이드 레일
28 : Z 축 이동 플레이트
30 : Z 축 볼 나사
32 : Z 축 펄스 모터
34 : 촬상 유닛 (카메라)
36 : 절삭 블레이드
38 : 세정 유닛
38a : 스피너 테이블
38b : 분사 노즐
40 : 카세트 엘리베이터
42 : 카세트

Claims

피가공물을 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 가공 하는 가공 유닛과, 그 척 테이블과 그 가공 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 수단과, 그 가공 유닛에 고정되어, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 유닛을 구비하는 가공 장치가 설치 환경으로부터 받는 영향을 검사하는 검사 방법으로서,
그 척 테이블과 그 가공 유닛의 상대적인 위치 관계를 특정하기 위한 표적을 설정하는 표적 설정 스텝과,
그 이동 수단을 정지시킨 상태에서, 그 표적을 촬상 유닛으로 복수 회 촬상하는 촬상 스텝과,
그 촬상 스텝에서 얻어진 촬상 화상으로부터 그 표적의 위치를 검출하여 그 가공 장치가 설치 환경으로부터 받는 영향의 유무를 판정하는 판정 스텝을 구비하고,
그 판정 스텝에서는,
그 표적의 위치의 변화량이 임계값 미만인 경우, 그 척 테이블과 그 가공 유닛의 상대 위치는 그 환경으로부터 영향을 받고 있지 않은 것으로 판정하고,
그 표적의 위치의 변화량이 임계값 이상인 경우, 그 척 테이블과 그 가공 유닛의 상대 위치는 그 환경으로부터 영향을 받고 있는 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
제 1 항에 있어서,
그 촬상 스텝에서는, 촬상 유닛의 초점이 그 표적에 맞도록 그 촬상 유닛과 그 척 테이블의 거리를 설정하고 나서 촬상을 개시하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
그 표적은, 그 척 테이블 또는, 그 척 테이블에 유지된 피유지물에 설정되는 것을 특징으로 하는 검사 방법.