KR910007235B1 - 온도 변화에 따른 오류를 감소시키는 정밀 장치 - Google Patents

온도 변화에 따른 오류를 감소시키는 정밀 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

온도 변화에 따른 오류를 감소시키는 정밀 장치
제1도는 본 발명에 의해 제작된 정밀 커팅 장치의 한 실시예로서 일부를 단면 도시한 측면도.
제2도는 제1도에 도시한 정밀 커팅 장치에서 제어 수단의 간략한 블록선도.
제3도는 제1도의 정밀 커팅 장치에 의해 커트되어질 반도체 웨이퍼 표면의 평면도.
제4도는 제1도에 도시한 정밀 커팅 장치에서 오류 보정법의 한 실시예를 도시한 플로우차트.
제 5a도 및 제5b도는 실시예 및 비교 실시예에서 인덱싱 오류의 다이어그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 주 기부 스탠드 4 : 지지 부재
6 : 지지 기부 스탠드 8 : 보조 지지 기부 스탠드
10 : 지지부재 42 : 회전축
48 : 커팅 블레이드 52 : 제1탐지 수단
54 : 제2탐지 수단 58, 68 : 선형자
64, 74, 84 : 광전자식 탐지기 76 : 제3탐지 수단
80 : 표준 측량부재 86 : 보유수단
90 : 흡입척 100 : 제어수단
본 발명은 대상물체와 작동 부품의 상대적 이동량 및/또는 대상물체와 작동 부품의 상대적 위치설정에 있어서, 온도 변화에 따른 오류를 감소시키는 정밀 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서, 예를 들어 원형에 가까운 반도체 웨이퍼의 표면은 격자 형태로 배열된 커팅선(보통 커팅선은 스트리트(street)로 불린다)에 의하여 다수의 사각형 부위로 분할되고, 각각의 사각형 부위에 필요한 회로 패턴이 적용된다는 것은 그러한 기술에 숙련된 자에게는 공지된 사실이다. 다음에 웨이퍼는 커팅선을 따라 절단되어서 회로 패턴이 적용된 사각형 부위로 분리된다(분리된 사각형 부위는 보통 칩으로 불린다). 웨이퍼의 커팅은 다이서(dicer) 또는 다이싱 장치라 불리는 정밀 커팅 장치에 의해 실시된다. 각 커팅선의 폭은 매우 좁으며 보통 몇십 마이크로미터이거나 또는 더 작다. 따라서, 웨이퍼의 커팅은 정밀 커팅 장치로서 매우 정확하게 수행되어야 하며, 허용 오류는 대체로 몇 마이크로미터 이하이다.
정밀 커팅 장치는 웨이퍼를 보유하는 보유수단과, 다이아몬드 연마입자로 형성된 커팅 블레이드를 지지하고는 지지수단을 구비한다. 보유수단 및 지지수단중 하나를 구동원으로 소정 방향으로 이동시켜서 보유수단에 보유된 웨이퍼에서 다수의 커팅선상에 연속적으로 커팅 블레이드를 위치시킨다(소위 인덱싱(indexing)작동). 구동원의 충동과 이에 따른 보유수단 및 지지수단중 하나의 이동은 보유수단 및 지지수단중 하나의 이동량을 탐지한 것을 기초로 하여 제어된다. 탐지해야할 많은 눈금을 가진자와 이자의 눈금을 탐지하는 탐지기를 포함한 탐지수단을 사용함으로써 탐지를 수행한다.
종래 정밀 커팅장치는 해결해야할 다음과 같은 문제점을 가진다.
먼저, 종래 정밀 커팅장치에는 장치를 시동하여 3 내지 4시간이 지연된 후에 비교적 작은 인덱싱 오류로 웨이퍼의 커팅을 비교적 안정되게 수행할 수 있다. 3 내지 4시간 전에는 허용 오류를 초과하는 비교적 큰 인덱싱 오류가 빈번하게 발생한다. 이러한 이유 때문에, 거의 웨이퍼를 커팅하기 전에 3 내지 4시간 동안 장치를 아이들링(idling) 작동하고 아이들링 작동후에 웨이퍼의 커팅을 필요로 하는 경우가 많다. 이것은 웨이퍼 커팅의 효율을 크게 제한한다.
다음에, 본 발명자는 종래 정밀 커팅장치가 상기 아이들링 작동후에 비교적 짧은 시간동안 비교적 작은 인덱싱 오류로 비교적 안정되게 웨이퍼를 커트할 수 있지만, 웨이퍼 커팅이 비교적 긴시간, 예를들어 8시간 이상동안 계속되면 인덱싱 오류는 점차 증가하여 허용 오류를 초과하는 경향이 있음을 알게되었다.
뿐만 아니라, 미합중국 특허 제2,664,787호에 공개된 장치에서는 보정이 열팽창의 발생에 따라 직접 수행된다. 다시 말하면, 보정은 열팽창이 일어날 때만 수행된다. 이 보정 방법에 있어서, 열팽창의 예를들어 커팅과 같은 작동안에 발생된다면, 보정은 작동동안에 수행된다. 이 보정 방법은 웨이퍼의 다이싱과 같은 것에 사용될 수 있는 정밀 커팅장치로는 적합하지 않다.
또한, 미합중국 특허 제3,427,906호에 공개된 보정 방법은 미합중국 특허 제2,664,787호에 공개된 것과 거의 동일하다. 또한, 미합중국 특허 제2,956,344호에 공개된 장치에 있어서, 보정은 수동 핸드 휘일을 회전하여 손으로 작동되어진다.
그러므로, 본 발명에서는 상술된 종래 기술의 문제점을 개선한 것으로서, 본 발명의 장치에 있어서, 제어수단은 위치 설정 이동(인덱싱 이동)이 수행될 때마다 열팽창에 대하여 보정을 자동적으로 수행한다. 그러므로 다음 각 위치설정이 수행되는 커팅과 같은 각 작동과 보정이동이 열팽창에 의해 야기된 오류없이 수행될 수 있다. 보정이동은 커팅과 같은 작동이 수행될 때 수행되지 않으며, 그러므로 보정이동 그 자체는 커팅과 같은 작동에 어떠한 악영향을 끼치지 않는다.
본 발명의 주 목적은 상술한 정밀 커팅장치와 유사한 것으로서, 고가의 항온실을 설치하거나 또는 고가의 온도 제어 시스템을 내장할 필요가 없으며 또한 아이들링 작동을 수행할 필요가 없이 작동의 시작에서부터 매우 안정하게 허용 오류내에서 요구기능을 수행할 수 있는 월등히 우수한 신규의 정밀 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 정밀 커팅 장치와 유사한 것으로서, 고가의 온도 제어 시스템을 내장할 필요가 없이 허용 오류내에서 비교적 긴 시간 동안 매우 안정하게 요구 기능을 연속적으로 수행할 수 있는 월등히 우수한 신규의 정밀 장치를 제공하는데 있다.
본 발명자는 여러가지 관점에서 종래 정밀 커팅 장치의 제1문제점을 연구한 결과 다음과 같은 사실을 알아내었다.
종래 정밀 커팅 장치에서는 커팅 블레이드는 회전축의 단부에 고정되고, 웨이퍼를 커팅할 때 회전축과 이에 고정된 커팅 블레이드는 비교적 고속도로 회전한다. 회전축이 회전하기 시작하면 회전축 및/또는 이에 관련된 부재에서 소음을 일으키고, 회전축 및/또는 이에 관련된 부재는 축방향으로 열팽창된다. 본 발명자는 장치의 시동에서 얼마간 시간이 경과하기 전에 허용 오류를 초과하는 비교적 큰 인덱싱 오류는 회전축 및/또는 이에 관련된 부재의 열팽창이 탓이라는 것을 알게되었다.
이 사실을 기초로 하여 더 검사한 결과, 선팽창 계수가 낮은 표준 측량 부재를 사용하여 회전축 및/또는 이에 관련된 부재의 열팽창량을 탐지하고, 탐지한 양을 기초로 하여 웨이퍼의 커팅선에서 커팅 블레이드의 인덱싱을 보정한다면, 작동의 시동에서부터 허용 오류내에서 매우 안정되게 커팅을 수행할 수 있는 정밀 커팅 장치를 얻을 수 있고, 또한 정밀 커팅 장치에서 상기 보정 이론은 본 장치에만 제한하지 않고 다른 여러 가지 정밀 장치에도 적용할 수 있다는 것을 알게되었다.
따라서, 본 발명에 의하면, 정밀 장치는 대상 물체를 보유하도록 채택된 보유수단, 작동 부품을 지지하는 지지수단, 대상물체 및 작동 부품을 필요한 관계로 위치 설정하기 위하여 지지수단 및 보유수단중 적어도 하나를 소정 방향으로 이동시키는 구동 수단과, 구동 수단의 작동을 제어하기 위한 제어 수단을 구비하고, 또한 상기 장치는 선팽창 계수가 낮은 물질로 형성된 표준 측량부재와 표준 측량부재를 기초로 하여 구동 수단의 제어 동작을 보정하도록 체택된 제어수단을 구비하고, 이에 의하여 온도변화로 인한 지지부재의 열팽창으로 야기된 위치 설정의 오류를 감소시킨다.
상기 정밀 장치의 작동이 작동 부품은 다양한 정밀 공작 장치에서 사용되는 어떤 공작 공구이거나 또는 다양한 정밀 측량 장치에서 사용되는 어떤 측량 헤드일 수 있다.
또한 본 발명자는 여러 관점에서 종래 정밀 커팅 장치의 제2문제점을 연구한 결과 다음과 같은 사실을 알게 되었다.
처음에 본 발명자는 비교적 긴 시간에 걸쳐 연속으로 웨이퍼를 커팅하는 동안에 비교적 크게 발생된 인덱싱 오류는 장치의 연속 작동으로 인해 발생된 열 때문에 회전축과 여러 구조부재가 열팽창한 탓으로 초래된다고 생각하였다. 그러나, 나중에 본 발명자는 구조부재의 팽창이 당연히 인덱싱 오류를 만들어내지만 이 오류는 비교적 작으며, 인덱싱 오류는 탐지 수단의 자의 열팽창 때문에 주로 만들어진다는 것을 알게 되었다.
열팽창으로 인한 오류를 감소시키기 위하여 구조 물질의 선팽창 계수와 거의 동일하거나 거의 근사한 선팽창 계수를 가지는 물질로 자를 만드는 것이 중요하다고 믿고 있었다. 대부분의 구조 물질은 대체로 철 등으로 만들어지므로, 종래 실시에서는 철 등, 통상적으로 -20 내지 100℃의 온도 범위에서 약 8×10-6/℃의 선팽창 계수를 가진 소드-아연(sode-zinc) 유리와 거의 동일하거나 거의 근사한 선팽창 계수를 가지는 물질로 자를 만들었다.
인덱싱 오류가 탐지 수단의 자의 열팽창 계수로 인하여 주로 만들어진다는 사실에 비추어 본 발명자는 냉각수를 순환시켜서 설정점(예를들어 20℃)까지 자의 온도를 제어할려고 시도하여 인덱싱 오류를 크게 감소시킬 수 있었다. 그러나, 냉각수 순환 시스템과 같은 온도 제어 시스템이 탐지 수단에 설치된다면, 제조원가 및 탐지 수단의 작동원가는 당연히 크게 상승한다. 덧붙여, 설정점까지 자의 온도를 제어하는 것은 실험상으로 가능하지만 대단히 어려운 일이다.
본 발명자는 상기 사실을 기초로 하여 더욱 연구 및 실험하였다. 이러한 연구결과, 통상적인 종래 기술지식과는 반대로 선팽창 계수가 매우 낮은 물질로 자를 만들면 인덱싱 오류를 크게 감소시킬 수 있음을 발견하였다. 자를 형성하는 물질의 선팽창 계수가 낮아지면 이에 따라 인덱싱 오류도 감소시킬 수 있다. 실용적인 목적을 위해서는 -20 내지 100℃의 온도 범위에서 10×10-7/℃의 열팽창 계수(절대값)를 가지는 물질로 자를 형성하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 의하여, 정밀 장치는 대상 물체를 보유하도록 채택된 보유수단, 작동 부품을 지지하는 지지 수단 및 탐지 수단을 구비하고, 지지 수단과 보유 수단중 적어도 하나는 소정 방향으로 이동가능하고, 탐지 수단은 탐지할 수 있는 많은 눈금을 가지는 자와, 지지 수단과 보유 수단중 적어도 하나는 상기 소정의 방향으로 이동하는 양을 탐지하도록 채택된 탐지기를 포함하고, 탐지 수단의 자는 -20 내지 100℃의 온도 범위에서 10×10-7/℃ 보다 크지 않은 선팽창 계수의 절대값을 가지는 물질로 만들어진다.
상기 정밀 장치의 작동 부품은 다양한 정밀 공작 장치에서 사용되는 어떤 공작 공구이거나 여러가지 정밀 측량 장치에서 사용되는 어떤 측량 헤드일 수 있다.
탐지 수단인 자를 형성하는 양호한 물질은 특수 유리이다. 실예로서, 일본국의 저팬 일렉트릭 글라스 캄파니, 리미티드(Japan Electric Glass Co., Ltd.)에서 상표명 "네오세람(Neoceram) GC-7.N-0"로서 판매되는 단결정질 유리(-20 내지 100℃에서 약 0.6×10-7/℃의 선팽창 계수), 상기 회사에서 상표명 "네오세람 GC-2.N-0"로서 판매되는 단결정질 유리(-20 내지 100℃에서 -3×10-7내지 -5×10-7/℃의 선팽창 계수), 동일한 회사에서 상표명 "네오세람 GC-2.N-11"로서 판매되는 단결정질 유리(-20 내지 100℃에서 8×10-7내지 10×10-7/℃의 선팽창 계수), 독일연방공화국의 예나 글라스메르크 슈코트 운트 겐(Jena Glaswerk Schott Gen)에서 상표명 "제로두르(Zerodur)"로서 판매되는 단결정질 유리(-20 내지 100℃에서 0.5×10-7내지 5×10-7/℃의 열팽창 계수) 및 적어도 무게당 96%의 실리카를 함유하여 보통 96% 실리카 유리로 불리는 고 실리카 유리(-20 내지 100℃에서 약 8×10-7/℃의 선팽창 계수)를 포함한다.
본 발명에 의해 제작된 정밀 장치의 특정한 실시예, 즉 본 발명의 이론이 적용되는 한 정밀 커팅 장치는 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하기로 한다.
제1도에 도시된 정밀 커팅 장치는 부동의 주기부 스탠드(2)를 가진다. 주기부 스탠드(2)에는 지지 부재(4)이 장착된다. 지지 부재(4)은 이동성 지지 기부 스탠드(6), 이동성 보조 지지 기부 스탠드(8) 및 지지 부재(10)을 구비한다. 지기 기부 스탠드(6)는 수평부(12)와 수직부(14)를 가지며, 주기부 스탠드(2)상에서 제1도의 좌·우 방향으로 거의 수평으로 자유로이 이동하도록 설치된다. 특히, 제1도의 좌·우 방향으로 거의 수평으로 연장하는 1개 또는 다수의 가이드 레일(16)이 주기부 스탠드(2)의 상부벽에 부착되고, 수평부(12)는 가이드 레일(16)을 따라 활주 가능하게 장착된다. 또한, 수평 구동 수단(18)이 주기부 스탠드(2)의 상부벽에 장착된다. 수평 구동 수단(18)은 제1도의 좌·우 방향으로 거의 수평으로 연장하는 수나사봉(20)과, 펄스 모터도 가능한 구동원(22)을 포함한다. 수나사봉(20)의 좌측단부는 주기부 스탠드(2)의 상부벽에 부착된 베어링 블록(24)에서 회전가능하게 지탱되고, 이의 우측 단부는 주기부 스탠드(2)의 상부벽에 장착된 구동원(22)의 출력축에 감속기구(26)를 경유하여 연결된다. 지지 기부 스탠드(6)의 수평부(12)내에는 블록(27)이 제위치에 부착되고, 제1도의 좌,우 방향으로 거의 수평으로 연장하는 암나사 관통구(도시되지 않음)가 블록(27)에 형성되고, 수나사봉(20)의 중간부분을 암나사 구멍에 나사 결합된다. 따라서, 구동원(22)이 작동하여 수나사봉(20)이 회전할 때, 지지 기부 스탠드(6)는 제1도의 좌·우로 가이드 레일(16)을 따라서 거의 수평으로 이동한다.
사각형 블록에 가까운 보조 지지 기부 스탠드(8)는 거의 수직으로 자유로이 상승 또는 하강할 수 있도록 지지 기부 스탠드(6)의 수직부(14)에 장착된다. 특히, 거의 수직으로 연장하는 1개 또는 다수의 가이드 레일(28)이 지지 기부 스탠드(6)의 수직부(14)의 좌측벽에 부착되고, 보조 지지 기부 스탠드(8)는 가이드 레일(28)을 따라서 활주가능하게 장착된다. 또한, 수직 구동 수단(30)이 지지 기부 스탠드(6)의 수직부(14)의 좌측벽에 장착된다. 수직 구동 수단(30)은 거의 수직으로 연장하는 수나사봉(32)과, 펄스 모터로 할 수 있는 구동원(34)을 포함한다. 수나사봉(32)의 하단부는 지지 기부 스탠드(6)의 수직부(14)의 좌측벽에 부착된 베어링 블록(36)에 회전가능하게 지탱되고, 이의 상단부는 지지 기부 스탠드(6)의 수직부(14)의 좌측벽에 장착된 구동원(34)의 출력축에 감속기구(38)를 경유하여 연결된다. 보조 지지 기부 스탠드(8)에는 수직으로 연장하는 암 나사 관통구(도시되지 않음)가 형성되고, 수나사봉(32)의 중간 부분이 암나사 관통구에 나사 결합된다. 이에 따라, 구동원(34)이 작동되어 수나사봉(32)이 회전할 때, 보조 지지 기부 스탠드(8)는 가이드 레일(28)을 따라 거의 수직으로 상승 또는 하강하게 된다.
지지 부재(10)는 원동형으로서 보조 지지 기부 스탠드(8)의 좌측벽에 용접 또는 볼트 조임으로 부착된 우측 단부에서 제1도의 좌측까지 거의 수평으로 연장한다. 지지 부재(10)의 자유 단부 즉, 좌측 단부에는 베어링 부재(40)가 부착된다. 회전축(42)은 베어링 부재(40)에 관하여 제1도의 좌,우 방향으로 이동하지는 못하지만 회전은 가능하게 베어링 부재(40)에 장착된다. 특히, 환상 플랜지(44)는 제1도의 좌·우 방향으로 거의 수평으로 연장하는 회전축(42)에 형성되고, 베어링 부재(40)에는 환상 플랜지(44)에 일치하는 형상을 가진 환상 요면(46)이 형성된다. 환상 요면(46)에 환상 플랜지(44)가 삽입되면 회전축(42)은 베어링 부재(40)에 관하여 제1도의 좌·우 방향으로 이동하지 않게된다. 베어링 부재(40)는 정밀 베어링으로써 기술에 숙련된 자에게는 공지된 공기 베어링이 편리할 것이다. 회전축(42)의 좌측단부는 베어링 부재(40)를 지나 돌출하고, 이의 돌출 단부에는 거의 수직으로 배치된 얇은 원형 커팅 블레이드(48)가 부착된다. 커팅 블레이드(48)는 다이아몬드 연마입자와 같은 초연마입자를 포함하는 공지된 형태에 속할 것이다. 회전축(42)은 지지 부재(10)의 내부에서 환상 플랜지(44)의 우측까지 연장한다. 전기 모터로도 가능한 구동원(50)은 지지 부재(10)의 내부에 제공되고, 회전축(42)의 우측 단부는 구동원(50)의 출력축에 연결된다. 후술하겠지만, 회전축(42)의 우측단부는 지지부재(10)에 관하여 제1도의 좌·우 방향으로 어떤 범위에 걸쳐 자유로이 원활하게 이동할 수 있다. 도시한 장치에서, 구동원(50)의 출력축 (즉 전기 모터의 회전자)은 구동원(50)의 부동부품(즉, 전기 모터의 고정자)에 관하여 제1도의 좌·우 방향으로 어떤 범위에 걸쳐 자유로이 이동할 수 있게 되어 있다. 이러한 구조 때문에 회전축(42)의 우측 단부는 상기 운동을 할 수 있다.
도시한 정밀 커팅 장치는 부동의 주기부 스탠드(2)에 관하여 제1도의 좌·우 방향으로 이동하는 이동성 지지 기부 스탠드(6)의 이동량을 탐지하고 이에 따라 제1도의 좌·우 방향으로 이동하는 커팅 블레이드(48)의 운동량을 탐지하는 제1탐지 수단(52)과, 이동성 지지 기부 스탠드(6)에 관하여 이동하는 이동성 보조 지지 기부 스탠드(8)의 상승 또는 하강량을 탐지하고 이에 따라 커팅 블레이드(48)의 상승 또는 하강량을 탐지하는 제2탐지 수단(54)을 포함한다. 먼저 제1탐지 수단(52)을 설명하기로 한다. 주기부 스탠드(2)의 바닥벽에 부착된 한쌍의 보호 브래킷(56)에는 제1도의 좌·우 방향에서 거의 수평으로 연장하는 선형자(58)가 설치된다. 양호하게도, 선형자(58)의 양단부는 합성 고무와 같은 탄성 부재(60)를 거쳐 보호 브래킷(56)에 부착되기 때문에, 주기부 스탠드(2)의 바닥벽이 온도변화에 의해 팽창 또는 수축할지라도 탄성 부재(60)의 탄성 변형에 의해 팽창 또는 수축이 흡수되어서 선형자(58)에 악영향을 끼치지 아니한다. 선형자(58) 자체는 -20 내지 100℃의 온도 범위에서 10×10-7/℃ 보다 크지 않은 선팽창 계수(절대값)를 가진 물질, 양호하게는 상술한 특수 유리로 만드는 것이 중요하다. 다수의 탐지 눈금은 예를들어 1마이크로미터의 폭을 가지면서 1마이크로미터의 간격으로 선형자(58)상에 배열된다. 선형자(58)가 상술한 특수 유리로 만들어질 때, 탐지 눈금 공지된 증기도포 및 에칭 기술로 크롬과 같은 금속을 적용시켜서 형성될 것이다. 이때 특수 유리에서 에칭용으로 사용되는 노출 마스크(exposure mask)로 형성하면 편리하다.
다른 한편으로, 지지 기부 스탠드(6)의 수평부(12)는 제1도의 좌·우 방향으로 연장되어 있고, 또한 이 수평부에는 주기부 스탠드(2)의 상부벽에 형성된 신장 구멍을 통과하여 아래로 돌출하는 현수부재(62)가 부착된다. 선형자(58)에서 탐지 눈금을 탐지하는 광 전자식 탐지기(64)가 현수 부재(62)에 장착된다. 공지된 방식에 속하는 광전자식 탐지기(64)는 선형자(58)에서 탐지한 눈금에 따라 펄스 신호를 생성하므로 지지 기부 스탠드(6)가 예를 들어 1마이크로미터만큼 가이드 레일(16)을 따라 이동할 때마다 펄스 신호를 생성한다. 광전자식 탐지기(64)에 의해 생성된 펄스 신호는 구동원(22)의 작동을 제어하고 이에 따라 지지 기부 스탠드(6)의 운동을 제어하는데 사용된다. 제2탐지 수단(54)은 제1탐지 수단(52)과 동일한 구조로 할 수 있다. 거의 수직으로 연장하는 선형자(68)가 한쌍의 보호 브래킷(56)에 의하여 지지 기부 스탠드(6)의 수직부(14)의 우측벽에 있는 내부면에 제공된다. 제1탐지 수단(52)의 경우와 동일하게 선형자(68)의 2단부는 탄성 부재(70)를 경유하여 보호 브래킷에 부착된다. 선형자(68) 자체는 -20 내지 100℃의 온도 범위에서 10×10-7/℃ 보다 크지않은 선팽창 계수를 가진 물질, 양호하게는 상기 특수 유리로 만드는 것이 중요하다. 다수의 탐지 눈금은 1마이크로미터의 간격으로 선형자(68)에 형성된다.
다른 한편으로, 지지 기부 스탠드(6)의 수직부(14)의 좌측벽에 형성된 신장 구멍을 통과하여 우측으로 돌출하며 수직으로 연장하는 돌출부(72)가 보조 지지 기부 스탠드(8)에 부착된다. 돌출부(72)에는 선형자(68)에서 탐지 눈금을 탐지하는 광 전자식 탐지기(74)가 장착된다. 제1탐지 수단(52)에서의 광 전자식 탐지기(64)와 동일하게, 광 전자식 탐지기(74)는 선형자(68)에서 탐지한 눈금에 따라 펄스 신호를 생성하므로, 보조 지지 기부 스탠드(8)가 예를들어 1마이크로미터만큼 가이드 레일(28)을 따라 상승 또는 하강할 때마다 펄스 신호를 생성한다. 광 전자식 탐지기(74)에 의해 생성된 펄스 신호는 구동원(34)의 작동을 제어하고, 이에 따라 보조 지지 기부 스탠드(8)의 상승 또는 하강을 제어하는데 사용된다.
다시 제1도를 참조하면, 제3탐지 수단(76)이 도시한 정밀 커팅 장치에 배치된다. 보호 브래켓(78)은 지지 부재(10)의 자유 단부 즉, 좌측 단부에 부착된 베어링 부재(40)에 부착된다. 표준 측량 부재(80)가 보호 브래킷에 의하여 외팔보를 이룬다. 표준 측량 부재(80)는 보호 브래킷에 부착된 좌측 단부에서 지지 부재(10)를 따라 제1도의 우측으로 거의 수평으로 연장한다. 표준 측량 부재(80) 자체는 선팽창 계수가 낮은 물질로 만들어야 한다. 양호하게도, 표준 측량 부재(80)는 제1 및 제2탐지 수단(52, 54)의 선형자(58,68)의 경우와 동일하게 -20 내지 100℃의 온도 범위에서 10×10-7/℃ 보다 크지 않은 선팽창 계수를 가지는 물질 특히, 특수 유리로 형성된다. 다수 탐지 눈금은 1마이크로미터의 폭을 가지면서 표준 측량 부재(80)의 자유 단부 즉, 우측 단부에서 예를들어 1마이크로미터의 간격으로 형성된다. 따라서, 표준 측량 부재(80)는 도시한 실시예에서 선형자로 간주할 수 있다. 다른 한편으로, 돌출부(82)가 지지 부재(10)의 기부 단부 즉, 우측 단부에 부착되고, 표준 측량 부재(80)에 있는 눈금을 탐지하는 광 전자식 탐지기(84)가 돌출부(82)에 장착된다. 공지된 형식에 속하는 광 전자식 탐지기(84)는 표준 측량 부재(80)의 눈금을 기초로 하여 표준 측량 부재(80)의 이동 방향(제1도에서 좌측 또는 우측) 및 이동량을 탐지한다. 온도 변화가 지지 부재(10)(이의 자유단에 부착된 베어링 부재(40)와 함께)를 제1도의 좌·우 방향으로 열팽창 또는 수축시킬 때, 이에 따라 표준 측량 부재(80)는 제1도에서 좌측 또는 우측으로 이동하게 된다. 따라서, 광 전자식 탐지기(84)는 제1도의 좌·우 방향에서 열팽창 또는 수축으로 인한 지지 부재(10)(이의 자유단에 부착된 베어링 부재(40)와 함께)의 길이 변화 즉, 열팽창 량을 탐지한다. 광 전자식 탐지기(84)에 의해 생성된 신호 즉, 제1도의 좌·우 방향에서 지지 부재(10)(이의 자유단에 부착된 베어링 부재(40)와 함께)의 길이 변화를 나타내는 신호는 지지 기부 스탠드(6)의 이동 제어를 보정하는데 사용되며, 이는 나중에 상세히 설명할 것이다.
도시한 정밀 커팅 장치는 또한 보유 수단(86)을 포함한다. 보유 수단(86)은 활주 스탠드(88)와 흡입척(suction chuck)(90)을 구비한다. 활주 스탠드(88)는 주기부 스탠드(2)에서 제1도의 도면에 대해 거의 수직인 방향으로 자유로이 이동하도록 장착된다. 특히, 제1도의 도면에 대해 거의 수직인 방향으로 연장하는 2개의 가이드 레일(92)은 주기부 스탠드(2)에 부착되고, 활주 스탠드(88)는 가이드 레일(92)을 따라 활주가 능하게 장착된다. 또한 주기부 스탠드(2)에는 활주 스탠드를 구동하는 구동 수단(94)이 장착된다. 구동 수단(94)은 제1도의 도면에 대해 거의 수직인 방향으로 연장하며 주기부 스탠드(2)에서 회전 가능하게 장착된 수나사봉(도시되지 않음)과, 펄스 모터로 할 수 있는 구동원(96)을 구비한다. 제1도의 도면에 대해 거의 수직인 방향으로 연장하는 암나사 관통구가 내측에 형성된 블록(도시되지 않음)이 활주 스탠드(88)에 부착되고, 수나사봉의 중간 부분은 암나사 구멍에 나사 결합된다. 구동원(96)의 출력축은 감속 기구(도시되지 않음)를 경유하여 수나사봉에 연결된다. 따라서, 구동원(96)이 작동하여 수나사봉이 회전할 때, 활주 스탠드(88)는 가이드 레일(92)을 따라 이동한다. 흡인척(90)은 활주 스탠드(88)에서 기의 수직으로 연장하는 중앙축을 중심으로 자유로이 이동하도록 장착된다. 흡입척(90)을 회전시키는 구동원(98)(펄스 모터도 가능)도 활주 스탠드(88)에 장착된다. 흡입척(90) 자체는 거의 수평인 상부면이 개방된 다수의 흡입홈을 가지는 형태이거나 또는, 적어도 상부면의 일부다 다공성 물질로 만드는 것이 양호하고, 그 상부면에 놓인 반도체 웨이퍼(W)와 같은 공작물을 흡입 및 보유하기 위하여 진공원(도시되지 않음)과 선택적으로 통하게 되어 있다.
도시한 정밀 커팅 장치는 상술한 구동원(22,34,50,96,98)의 작동을 제어하는 제어 수단(100)(제2도)을 또한 포함한다. 제어 수단(100)은 마이크로 프로세서일 것이다.
상술한 본 발명의 정밀 커팅 장치의 작동은 반도체 웨이퍼(W)의 커팅 실시예를 참고하여 설명하기로 한다.
제3도에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)는 그 표면에서 격자 형태로 배열된 다수의 커팅 선을 가지는데 즉, 소정 간격(Px)으로 서로 평행하게 연장하는 제1그룹의 커팅선(CLx)과, 소정 간격(Py)으로 서로 평행하게 연장하는 제2그룹의 커팅선(CLy)을 가진다. 제1그룹의 커팅선(CLx)은 제2그룹의 커팅선(CLy)에 대해 수직이다. 커팅선(CLx, CLy)에 의해 분할된 다수의 사각형 부위(RA)의 각각에 필요한 회로 패턴이 적용된다.
제1 및 3도를 참고하면, 커트해야할 웨이퍼(W)는 보유 수단(86)의 흡입척(90)에 놓인 다음에 초기 위치 설정이 이루어진다. 초기 위치 설정에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면에 있는 제1그룹의 커팅선(CLx)과 제2그룹의 커팅선(CLy)중 어느하나, 예를들어 제1그룹의 커팅선(CLx)은 제1도의 도면에 대해 수직인 방향으로 연장하고, 제1그룹의 커팅선중 하나(예를들어 최외측에 놓인 커팅선)의 위치는 제1도의 좌·우 방향에서 커팅 블레이드(48)의 위치와 완전히 정확한 정렬 상태를 이루게 된다. 이러한 초기 위치 설정은 웨이퍼(W)의 표면에서 커팅 블레이드(48)에 관하여 커팅선(CLx,CLy)의 위치를 공지된 광학 탐지 장치(도시되지 않음)로써 탐지하고, 탐지한 것을 기초로 하여 제어 수단(100)으로 구동원을 충동시켜 소정의 각도로 흡입척(90)을 회전시키고, 또한 탐지한 것을 기초로 하여 제어 수단(100)으로 구동원(22)을 충동시켜지지 부재(10)의지지 기부 스탠드(6)와 커팅 블레이드(48)를 제1도의 좌·우 방향에서 소정량으로 이동시킴으로써 달성될 수 있다. 좌·우 방향으로 이동하는 지지 기부 스탠드(6)의 이동량은 제1탐지 수단(52)에 의해 탐지되어 제어 수단(100)으로 공급됨으로써 지지 기부 스탠드(6)를 완전히 정확하게 이동시킨다. 필요하면, 제3탐지 수단(76)에 의해 탐지된 것을 기초로 하여 보정하게 되는데, 이는 나중에 상세히 설명하기로 한다. 필요하면, 흡입척(90)의 회전량을 탐지하는 탐지 수단(도시되지 않음)을 제공할 수도 있다. 이러한 탐지 수단은 활주 스탠드(88)에 부착된 각형자와 흡입척(90)에 부착된 광전자식 탐지기로 구성될 수 있다. 각형자는 제1 및 제2탐지 수단(52,54)에서의 선형자(58,68)의 경우와 동일하게 -20 내지 100℃의 온도 범위에서 10×10-7/℃ 보다 크지 않은 선팽창 계수를 가지는 물질로 형성될 것이다. 다수의 눈금은 0.1°의 폭을 가지면서 0.1°의 간격으로 각형자에 형성된다. 탐지기는 탐지 눈금에 따라 펄스 신호를 생성한다. 따라서, 탐지기는 흡입척(90)이 0.1°만큼 회전할 때마다 펄스 신호를 생성하여 이를 제어 수단(100)으로 공급한다.
초기 위치 설정을 한후에, 구동원(34)을 충동하여 지지 부재(4)의 보조 지지 기부 스탠드(8)와 커팅 블레이드(48)를 소정의 작동 위치로 하강시킨다. 보조 지지 기부 스탠드(8)의 상승 또는 하강량은 제2탐지 수단(54)에 의해 탐지되고, 따라서 보조 지지 기부 스탠드(8)의 상승 또는 하강은 충분히 정확하게 수행된다. 다음에, 구동원(50)을 충동하여 제1도의 좌측에서 볼 때 반시계 방행으로 회전축(42)과 커팅 블레이드(48)를 회전시킨다. 또한, 구동원(96)을 충동하여 보유 수단(86)의 활주 스탠드(88)와 흡입척(90) 및 이에 보유된 웨이퍼(W)를 제1도의 도면에 대해 수직인 방향에서 후방으로 이동시킨다. 그 결과, 회전 커팅 블레이드(48)는 웨이퍼(W)에서 제1그룹의 커팅선(CLx)중 하나를 따라 웨이퍼를 커트하게 된다. 커팅이 끝날 때, 구동원(96)을 정지시켜 활주 스탠드(88)의 운동을 정지하게 한다. 다음에, 구동원(34)을 충동하여 지지 수단(4)의 보조 지지 기부 스탠드(8)를 소정 위치로 상승시킴으로써 커팅 블레이드(48)는 웨이퍼(W)를 방해하지 않는 비작동 위치로 상승하게 된다. 그 후에, 구동원(96)이 작동하여 활주 스탠드(99)와 흡입척(90) 및 이에 보유된 웨이퍼(W)를 제1도의 도면에 대해 수직인 방향에서 전방의 초기 위치로 귀환시킨다. 구동원(22)은 제1도의 좌·우 방향에서 제1그룹의 커팅선(CLx)의 거리(Px)(또는 이의 적분곱)만큼 지지 수단(4)의 지지 기부 스탠드(6)와 커팅 블레이드(48)를 인덱스하는 작동을 한다(이는 뒤에 상세히 설명하겠지만 인덱싱(indexing)은 제3탐지 수단(76)에 의해 탐지된 것을 기초로 하여 필요할 때 보정된다). 지지 기부 스탠드(6)의 인덱싱량은 제1탐지 수단(52)에 의해 탐지되어 제어 수단(100)에 공급된다. 간격(Px,Py)은 제어 수단(100)으로 향하여 공급되어 제어 수단(100)내에 설치된 메모리 수단(102)(제2도)에 내장된다. 그 후에, 상술한 커팅 단계가 다시 수행되고, 웨이퍼(W)는 제1그룹의 커팅선(CLx)중 다음 커팅선을 따라 커트된다.
제1그룹의 커팅선(CLx)을 따라서 웨이퍼(W)의 커팅이 모두 끝날 때, 구동원(98)은 흡입척(90)과 이에 보유된 웨이퍼(W)를 90°만큼 회전시킨다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 표면에 존재하는 제2그룹의 커팅선(CLy)은 도면에 대해 수직인 방향으로 연장한다. 또한, 구동원(22)은 제1도의 좌·우 방향에서 소정량만큼 지지 기부 스탠드(6)와 커팅 블레이드(48)를 이동시키는 작동을 한다. 이에 따라, 제1도의 좌·우 방향에서 제2그룹의 커팅선(CLy)중 하나의 위치는 커팅 블레이드(48)에서 제1도의 좌·우 방향에 있는 위치와 일렬로 정렬하게 된다. 그후에, 제1그룹의 커팅선(CLx)의 경우와 동일하게, 웨이퍼(W)는 제2그룹의 커팅선(CLy)을 따라 커트된다.
도시한 정밀 커팅 장치에서, 온도 변화로 인하여 제1도의 좌·우 방향으로 지지 부재(10)의 열팽창(또는 수축)이 보정되지 않을 때는, 허용 오류를 몇 마이크로미터 초과하는 오류가 커팅 블레이드(48)와 웨이퍼(W)의 커팅선(CLx, CLy)의 위치 설정에서 생겨날 가능성이 있다. 구동원(50)은 열을 발생하며, 또한 회전축(42)에서도 열이 생기게 된다. 따라서, 회전축(42)은 제1도의 좌·우 방향으로 열팽창한다. 그러나, 회전축(42)의 우측 단부가 지지 부재(10)에 관하여 제1도의 좌·우 방향으로 어떤 범위에 걸쳐 이동할 수 있기 때문에, 회전축(42)에서 환상 플랜지(44)의 우측에 있는 부분의 열팽창은 회전축(42)의 우측 단부에서 제1도의 우측으로 간단하게 이전되고, 커팅 블레이드(48)의 위치에 영향을 미치지 아니한다. 다른 한편으로, 회전축(42)에서 환상 플랜지(44)의 좌측에 있는 부분의 선팽창은 커팅 블레이드(48)의 위치에 영향을 끼친다는 것은 쉽게 이해될 것이다. 그러나, 본 발명자는 도시한 방식의 정밀 커팅 장치에서, 회전축(42)에서 환상 플랜지(44)의 좌측에 있는 부분은 이의 열팽창량이 몇분의 1마이크로미터에 이를만큼 충분히 짧기 때문에, 이러한 열팽창량으로 인한 커팅 블레이드(48)의 위치 변화는 무시할 수 있음을 실험에서 판정하였다(상기 열팽창량만큼 커팅 블레이드의 우치 변화를 보정하고자 하면, 열팽창량에 관한 다음 이로 및 방법에 따라 커팅 블레이드(48)의 위치를 보정할 수 있다).
다른 한편으로, 구동원(50)의 열과 회전축(42)의 열이 직접 또는 간접적으로 지지 부재(10)에 전달되어서 지지 부재(10)를 가열하여 열팽창시킨다. 그 결과, 커팅 블레이드(48)의 위치가 변한다. 본 발명자는 도시한 방식의 정밀 커팅 장치에서, 지지 부재(10)의 열팽창량이 비교적 크고, 이로 인한 커팅 블레이드(48)의 위치 변화가 몇 마이크로미터에 이를만큼 클 수 있기 때문에, 허용 오류를 초과하는 오류가 웨이퍼(W)의 커팅에서 발생할 수 있음을 실험에서 판정하였다. 허용 오류의 범위를 능가하는 지지 부재(10)의 열팽창은 정밀 커팅 장치의 외부 온도 변화에 따라 발생할 수도 있다. 다른 한편으로, 회전축(42) 및 지지 부재(10)이외의 여러 구성 부품은 예를들어 정밀 커팅 장치의 외부 온도 변화로 인하여 열팽창하지만, 이러한 열팽창으로 인한 커팅 블레이드(48) 및/또는 웨이퍼의 위치 변화는 매우 작아서 무시할 수 있다(상기 열팽창으로 초래된 커팅 블레이드(48) 및/또는 웨이퍼(W)의 위치 변화를 보정하고자 하면, 아래에 기술한 이론 및 방법에 따라 그러한 열팽창에 관한 보정을 수행할 수 있다).
제1도의 좌·우 방향에서 온도 변화에 의한 지지 부재(10)의 열팽창(또는 열수축)에 대한 보정을 설명하기로 한다.
제어 수단(100)은 광전자식 탐지기(84)에서 공급된 신호에 따라 커팅 블레이드(48)의 위치 설정을 보정하며 특히, 신호에 따라 제1도의 좌·우 방향으로 지지 기부 스탠드(6) 및 커팅 블레이드(48)를 이동시키는 구동원(22)의 작동에 관한 제어를 보정한다. 상기 보정법의 한 실시예를 플로우차트로 도시한 제4도를 참고하면, 단계 n-1에서 커팅 블레이드(48)의 위치 설정 이동(예를들면, 제3도에 도시한 웨이퍼(W)에서 커팅선(CLx 또는 CLy)의 간격(Px 또는 Py)에 일치하는 길이만큼 제1도의 좌·우 방향으로의 커팅 블레이드(48)의 인덱싱)이 수행되었는지를 판단한다. 커팅 블레이드(48)의 위치 설정 이동이 수행되었으면, 단계 n-2가 시작하고, 여기서 커팅 블레이드(48)의 상기 위치 설정 운동 시간에서 지지 부재(10)(이의 자유단에 부착된 베어링 부재(40)와 함께)의 길이(Ls)(이 길이(Ls)는 제2도에 도시한 제어 수단(100)에 설치된 메모리 수단(104)에 내장된다)는 현재 지지 부재(10)(이의 자유단에 부착된 베어링 부재(40)와 함께)의 길이(Ln)와 동일하다. 길이(Ls)가 길이(Ln)와 동일하지 않으면, 단계 n-3이 시작되고, 길이 변화(Ln-Ls=△l)가 계산된다. 다음에, 단계 n-4가 시작되고, 제어 수단(100)의 메모리 수단(104)에 내장된 길이(Ls)는 현재의 길이(Ln)로 바뀐다. 다음에 단계 n-5에서, 구동원(22)은 제1도의 우측 또는 좌측으로 C·△
Figure kpo00001
(여기서 C는 예를들어 1로 할 수 있는 보정 계수이다)만큼 지지 기부 스탠드(6)와 커팅 블레이드(48)를 이동시키는 작동을 한다.
따라서, 도시한 정밀 커팅 장치에서 커팅 블레이드(48)의 위치 설정 이동이 수행될 때마다 지지 부재(10)(이의 자유단에 부착된 베어링 부재(40)와 함께)의 열팽창으로 인한 커팅 블레이드(48)의 위치 설정에 관한 오류가 탐지되고, 탐지한 오류에 따라 커팅 블레이드(48)를 이동시켜 보정한다. 따라서, 지지 부재(10)(이의 자유단에 부착된 베어링 부재(40)와 함께)의 열팽창으로 인한 웨이퍼(W)의 커팅 오류는 정확하게 회피될 수 있다.
도시한 정밀 커팅 장치에서, 표준 측량 부재(80)의 일단은 지지 부재(10)의 자유단 즉, 좌측 단부에 부착된 베어링 부재(40)에 부착되어 외팔보 형식을 이루고, 광전자식 탐지기(84)는 지지 부재(10)의 기부단 즉, 우측 단부에 장착된다. 역으로 표준 부재(80)의 일단을지지 부재(10)의 기부단에 부착함으로써 표준 측량 부재를 외팔보 형태로 만들 수 있고, 또한지지 부재(10)의 자유단이나 또는 이의 자유단에 부착된 베어링 부재(10)에 광전자식 탐지기(84)를 장착할 수 있다. 지지 부재(10) 또는 이에 부착된 베어링 부재(40)의 자유단에 광전자식 탐지기(84)를 설치할 때는, 표준 측량 부재(80)는 분리된 적절한 지지 프레임으로 지탱되어 지지 부재(10)를 따라 연장될 수 있다. 게다가, 도시한 정밀 커팅 장치에서 표준 측량 부재(80)에 형성된 탐지 눈금은 광전자식 탐지기(84)에 의해 탐지된다. 다른 방법으로서, 표준 측량 부재(80)의 자유단이 대향측에 공지된 비접촉식 변위 탐지기를 제공하여 이 탐지기로 제1도의 좌·우 방향으로 표준 측량 부재(80)의 자유단의 변위를 탐지하고, 이에 따라 지지 부재(10)(이의 자유단에 부착된 베어링 부재(40)와 함께)의 열팽창량을 탐지할 수 있다.
계속해서 도시한 정밀 커팅 장치에서, 커팅 블레이드(48)를 이동시켜서 제1도의 좌. 우 방향으로 커팅 블레이드(48)와 웨이퍼(W)의 상대 위치 설정을 수행하기 위하여 웨이퍼(W)를 보유하는 흡입척(90)을 제1도의 좌측에서 우측으로 이동시키면, 제1도의 좌. 우 방향으로의 흡입척(90)의 이동은 지지 부재(10)(이의 자유단에 부착된 베어링 부재(40)와 함께)의 열팽창에 의한 영향을 받을 것이다.
제1탐지 수단(52)의 선형자를 -20 내지 100℃의 온도 범위에서 10×10-7/℃ 보다 크지 않은 선팽창 계수를 가지는 물질로 만들어서 인덱싱 오류를 감소시킨 결과를 하기의 실시예 및 비교 실시예에서 설명하기로 한다.
[실시예]
제3탐지 수단(76)으로 탐지한 것을 기초로한 보정을 수행하지 않고 제1도에 도시한 정밀 커팅 장치를 사용하여 다음과 같은 방법에 따라 실리콘 웨이퍼를 커트하였다.
(1) 구동원(50)을 작동하여 회전축(42)과 커팅 블레이드(48)의 회전을 포함한 장치의 아이들링 작동이 3시간동안 연속적으로 수행되었다.
(2)직경 12.7㎝(5인치)이고 두께 500마이크로미터인 실리콘 웨이퍼(W)를 상술한 방법에 따라 커트하였다. 웨이퍼(W)는 폭 40마이크로미터를 가지면서 5㎜의 간격(Px)으로 배치된 제1그룹의 커팅선(CLx) 24개와, 폭 40마이크로미터를 가지면서 5㎜의 간격(Py)로 배치된 제2그룹의 커팅선(CLy)24개를 가졌다. 사용된 커팅 블레이드(48)는 다이아몬드 연마재로 만들었고 두께 18마이크로미터였다. 커팅 깊이는 250마이크로미터였다.
(3) 커팅의 시작에서 60웨이퍼가 커트된 후(제1웨이퍼(W)의 커팅 후 3시간 10분), 제1견본 웨이퍼(SW1)가 제1그룹의 커팅선(CLx)(제1견본 커팅)을 따라 커트되었다. 견본 커팅을 수행할 때, 커팅 블레이드(48)로 모조 웨이퍼를 한번 거의 커트하였고, 제1도의 좌.우 방향에서 커팅 블레이드(48)의 실제 위치를 설정하기 위하여 광학 탐지 수단으로 모조 웨이퍼의 커트 위치를 관찰하였다. 상기 설정을 기초로 하여 제1견본 웨이퍼(SW1)의 초기 위치 설정이 수행되었다. 특히, 제1도의 좌·우 방향에서 제1그룹의 커팅선(CLx) 사이에 있는 한개의 최외측선의 위치는 좌·우 방향에 있는 커팅 블레이드(48)의 위치와 완전히 정확하게 일렬로 정렬되었다. 제1견본 웨이퍼(SW1)를 커팅함에 있어서, 커팅 블레이드(48)의 인덱싱은 5㎜로 23번 수행되었다. 제1탐지 수단(52)에 있는 선형자(58)는 저팬일렉트릭 글라스 캄파니 리미티드에 의해 상표명 "네오세람 GC-7. N-0"로 판매되는 단결정질 유리로 만들어졌고, -20 내지 100℃의 범위에서 0.6×10-7/℃의 선팽창 계수를 가졌다.
1번째에서 24번째 커팅의 실제 커팅 위치와 제1견본 웨이퍼(SW1)의 커팅에서 중앙선으로부터의 커팅선(CLx)의 이탈이 현미경(배율 300x)하에서 측정되었다. 그 결과가 제5a도의 다이어그램에서 실선으로 도시되어 있다. 제5a도에서, 종좌표는 이탈량(마이크로미터)을 나타내고, 횡자표는 1번째에서 24번째 커팅을 연속적으로 동일한 간격으로 나타낸다.
(4) 커팅의 시작에서 (2) 단계와 동일하게 176웨이퍼(W)(제1견본 웨이퍼와 모조 웨이퍼를 포함하여)를 커트한 후(제1웨이퍼(W)의 커팅 시작후 8시간 45분), 상기 (3) 단계와 동일한 방법으로 제2견본 웨이퍼(SW2)가 제2견본 커팅을 받게하였다.
1번째에서 24번째 커팅의 실제 커팅 위치와 제2견본 웨이퍼(SW2)의 커팅에서 중앙선으로부터의 커팅선(CLx)의 이탈이 상기 (3) 단계와 동일한 방법으로 측정되었고, 그 결과가 제5b도에 도시되어 있다.
[비교 실시예]
비교하기 위해서 -20 내지 100℃의 온도 범위에서 약 8×10-6/℃의 선팽창 계수를 가지는 소다-아연 유리로 만들어진 선형자를 제1탐지 수단(52)의 선형자(58)로써 사용하였다. 그외에 상기 실예와 동일하게 제1견본 커팅 및 제2견본 커팅을 수행하였다. 실제 커팅 위치와 제1견본 웨이퍼(SW1) 및 제2견본 웨이퍼(SW2)에서 중앙선으로부터의 커팅선의 이탈이 측정되었고, 그 결과가 제5a도 및 제5b도에 점선으로 도시되어 있다.
제5a도 및 제5b도에서 비교 실시예를 나타낸 점선과 실시예의 결과를 나타낸 실선을 비교한 결과, -20 내지 100℃의 범위에서 10×10-7/℃ 보다 크지 않은 선팽창 계수를 가지는 물질로 형성된 선형자(58)를 사용하면 값비싼 온도 제어 시스템을 내장할 필요없이 인덱싱 오류를 크게 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.

Claims (11)

  1. 대상 물체를 보유하도록 채택된 보유 수단(86)과, 커팅 블레이드(48)를 지지하는 지지 수단(2,4,6,8,10)과, 지지 수단(2,4,6,8,10)과 보유 수단(86)중 적어도 하나를 소정의 방향으로 이동시키는 구동 수단(18,30,94)과, 낮은 선팽창 계수를 갖는 물질로 형성된 표준 측량 부재(80)와, 표준 측량 부재(80)에 대해서 상기 소정 방향으로 지지 부재(10)의 적어도 일부분의 열팽창을 탐지하고 열팽창의 양을 나타내는 신호를 제공하는 탐지기(84)를 포함하는 제3탐지 수단(76)과, 구동 수단의 작동을 제어하는 제어 수단(100)을 포함하는데, 상기 제어 수단은, 상기 구동 수단(18,30,94)이 지지 수단(2,4,6,8,10)과 보유 수단(86)중 적어도 하나의 다수의 위치 설정 이동을 간헐적으로 수행할 수 있도록 구동 수단(18,30,94)을 제어하고 또한 최종 위치 설정 이동후 정밀 장치가 대상 물체에 다음 작동을 수행하기전 지지 부재(10)의 열팽창에 대하여 보정하도록 구동 수단으로부터의 신호에 대응하여 위치 설정 이동을 조정할 수 있도록, 설치되는 것을 특징으로 하는 대상 물체상에 작동을 수행하는 정밀 장치.
  2. 제1항에 있어서, 표준 측량 부재(80)는 -20 내지 100℃의 온도 범위에서 10×10-7/℃ 보다 크지 않은 선팽창 계수의 절대값을 가지는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 정밀 장치.
  3. 제2항에 있어서, 표준 측량 부재(80)는 특수 유리로 형성되는 것을 특징으로 하는 정밀 장치.
  4. 제1항에 있어서, 지지 수단은 기부 스탠드(2,6,8)와 이 기부 스탠드에 부착된 기부단에서 소정 방향으로 연장되는 지지 부재(4,10)를 구비하고, 커팅 블레이드(48)는 지지 부재(10)의 자유단에 장착되고, 제3탐지 수단(76)은 지지 부재(10)의 적어도 큰 부분이 소정 방향으로 열팽창한 양을 탐지하는 것을 특징으로 하는 정밀 장치.
  5. 제4항에 있어서, 지지 수단은 소정 방향으로 이동할 수 없도록 지지 부재(10)의 자유단에 회전가능하게 장착된 회전축(42)을 포함하고, 커팅 블레이드(48)는 회전축에 부착되는 것을 특징으로 하는 정밀 장치.
  6. 제4항에 있어서, 표준 측량 부재(80)는 지지 부재(10)의 자유단에 부착된 일단에서지지 부재를 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 정밀 장치.
  7. 제4항에 있어서, 표준 측량 부재(80)는 지지 기부 스탠드 또는 지지 부재의 기부단에 부착된 일단에서 지지 부재(10)를 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 정밀 장치.
  8. 제1항에 있어서, 표준 측량 부재(80)는 다수의 탐지 눈금을 가지는 자로 구성되는 것을 특징으로 하는 정밀 장치.
  9. 제1항에 있어서, -20 내지 100℃의 온도 범위에서 10×10-7/℃ 보다 크지 않는 선팽창 계수의 절대값을 가지며 다수의 탐지 눈금을 가진자(58,68)와 상기자의 눈금을 탐지하는 탐지기(64,74)를 구비하며 지지 수단(2,4,6,8)과 보유 수단(86)중 적어도 하나의 소정 방향으로 이동한 양을 탐지하기 위한 탐지 수단(52,54)을 부가로 포함하며, 상기 제어 수단(100)이 탐지 수단의 탐지기(64,74)로 탐지되는 지지 수단(2,4,6,8)과 보유 수단(86)중 하나의 이동량을 기초로 하여 구동 수단(18,30,94)의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 정밀 장치.
  10. 제9항에 있어서, 탐지 수단(52,54)의 자는 특수 유리로 형성되는 것을 특징으로 하는 정밀 장치.
  11. 제1항에 있어서, 제어 수단(100)은 적어도 일부분의 지지 부재(10)의 마지막 탑지된 열팽창을 나타내는 값을 저장하는 메모리 수단(102,104)을 포함하며, 그리고 각 위치 설정 이동을 위하여 제어 수단(100)은 탐지기(84)에 의하여 탐지된 또다른 열팽창에 대한 최종 위치 설정 이동후의 다음 위치 설정 이동을 위해 메모리 수단(102, 104)내에 저장된 저장값을 포함하며 또한 상기 저장값이 다음 위치 설정 이동을 위해 탐지된 열팽창을 나타내지 않을 때 메모리 수단에 저장된 상기 열팽창 값을 변화시키는 것을 특징으로 하는 정밀 장치.
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