JP6106537B2 - 位置認識装置および位置認識方法 - Google Patents

Description

本発明は、被検査体の位置を認識する位置認識装置および位置認識方法に関する。

従来、半導体製造工程において、半導体ウエハ（以下単に「ウエハ」という場合がある）の位置を認識する位置認識装置が知られている（例えば、特許文献１）。
特許文献１に記載の位置認識装置は、外縁にノッチ（基準部）が形成され、表面に接着シートが貼付されたウエハ（被検査体）を支持するテーブルと、テーブルを水平方向に移動させる移動装置と、テーブルを水平面内で回転させる回転装置と、ノッチを検出するセンサとを備え、検出したノッチの位置を基にウエハの位置を認識するように構成されている。

特開２００４−２００６４３号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の位置認識装置では、被検査体に割れや損傷等が発生した場合、この割れや損傷等を基準部として検出してしまい、正確な位置認識が行えなくなってしまうという不都合がある。

本発明の目的は、被検査体の位置認識精度を向上させることができる位置認識装置および位置認識方法を提供することにある。

本発明の位置認識装置は、基材シートの一方の面に光の透過具合の異なる少なくとも２種類の接着剤層が同一面内で隣接した状態で積層された接着シートが、位置的に所定の法則性をもって被着体に貼付された被検査体の位置を検出する位置認識装置であって、前記被検査体に光を照射する照射手段と、前記同一面内で前記被検査体と前記照射手段とを相対移動させる移動手段と、前記被検査体に照射された光を検出する検出手段とを備え、前記照射手段は、前記接着剤層の外縁から当該接着剤層に入り込む光を照射可能に設けられ、前記検出手段は、前記接着剤層に入り込んだ光の透過具合が異なることで生じる光の変化を検出して前記被検査体の位置を認識可能に設けられていることを特徴とする。

本発明の位置認識装置は、前記照射手段から照射された光の散乱を防止する散乱防止手段を備えていることが好ましい。

本発明の位置認識方法は、基材シートの一方の面に光の透過具合の異なる少なくとも２種類の接着剤層が同一面内で隣接した状態で積層された接着シートが、位置的に所定の法則性をもって被着体に貼付された被検査体の位置を検出する位置認識方法であって、照射手段で前記接着剤層の外縁から当該接着剤層に入り込む光を照射する工程と、前記同一面内で前記被検査体と前記照射手段とを相対移動させる工程と、前記接着剤層に入り込んだ光の透過具合が異なることで生じる光の変化を検出して前記被検査体の位置を認識する工程とを実施することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、接着剤層の外縁から当該接着剤層に入り込んだ光の変化を検出して被検査体の位置を認識するため、被着体に割れや損傷等が発生した場合でも、この割れや損傷等を基準部として検出してしまうことはなく、被検査体の位置を確実に認識することができ、被検査体の位置認識精度を向上させることができる。

本発明において、散乱防止手段を設ければ、照射手段から照射した光を確実に接着剤層外縁から当該接着剤層に入り込ませることができ、被検査体の位置認識精度を向上させることができる。

（Ａ）は本発明の一実施形態に係る位置認識装置を示す斜視図。（Ｂ）は位置認識装置の部分側面図。 位置認識装置の動作説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、水平面内の軸とし、Ｚ軸は、水平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な矢印ＡＲ方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がＹ軸の矢印方向で「後」がその逆方向とする。

図１において、位置認識装置１は、基材シートＢＳの一方の面に光の透過具合の異なる少なくとも２種類の接着剤ＡＤ層、つまり、第１接着剤ＡＤ１層と第２接着剤ＡＤ２層とが同一面内で隣接した状態で積層された接着シートＡＳが、位置的に所定の法則性をもって被着体としてのウエハＷＦに貼付された被検査体ＷＫの位置を認識する装置である。
ここで、接着シートＡＳは、ウエハＷＦの形状に合わせた円形形状に形成されるとともに、第１接着剤ＡＤ１層と第２接着剤ＡＤ２層とが隣接することで、当該接着シートＡＳの中心ＳＣを通り、当該接着シートＡＳの一端から他端にまで達する直線状の境界ＣＬを有している。接着シートＡＳは、位置的に所定の法則性をもって、すなわち、基準部としてのノッチＶＮの中心ＶＣとウエハＷＦの中心ＷＣとを通る直線ＷＬ上に境界ＣＬが重なるように、ウエハＷＦに貼付されている。

位置認識装置１は、被検査体ＷＫを支持する支持手段２と、被検査体ＷＫに光を照射する照射手段３と、同一面内で被検査体ＷＫと照射手段３とを相対移動させる移動手段４と、被検査体ＷＫに照射された光を検出する検出手段５と、照射手段３から照射された光の散乱を防止する散乱防止手段としての散乱防止部材６と、接着シートＡＳの接着面に直行する方向に被検査体ＷＫと照射手段３および検出手段５とを相対移動させる昇降手段７とを備えている。

支持手段２は、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって被検査体ＷＫを吸着保持可能な支持面２１Ａを有するテーブル２１を備えている。

照射手段３は、レーザ光を発光可能な発光源を備え、接着剤ＡＤ層の外縁から当該接着剤ＡＤ層に入り込む光を照射可能に設けられている。なお、照射手段３から発光されるレーザ光の軌道は、テーブル２１の中心２１Ｃを通過することなく検出手段５に投光されるように、テーブル２１の中心２１Ｃから所定距離ＬＡ離れている（図２（Ａ）参照）。

移動手段４は、出力軸４１Ａでテーブル２１を支持する駆動機器としての回動モータ４１を備えている。

検出手段５は、照射手段３が発光し、接着剤ＡＤ層を透過したレーザ光を検出可能な受光器を備えている。

散乱防止部材６は、照射手段３を支持する底面部６１と、底面部６１から起立した起立部６２と、照射手段３と検出手段５とを結ぶ直線上における起立部６２に設けられた貫通孔６３とを備えている。

昇降手段７は、出力軸７１Ａで散乱防止部材６を支持する駆動機器としての直動モータ７１と、出力軸７２Ａで検出手段５を支持する駆動機器としての直動モータ７２とを備えている。

以上の位置認識装置１において、被検査体ＷＫの位置を認識する手順を説明する。
先ず、図示しない搬送手段によって、ウエハＷＦの中心ＷＣ（接着シートＡＳの中心ＳＣ）がテーブル２１の中心２１Ｃに重なるようにするとともに、接着シートＡＳを上方にして被検査体ＷＫを支持面２１Ａ上に載置すると、支持手段２が図示しない減圧手段を駆動し、支持面２１Ａで被検査体ＷＫを吸着保持する。次いで、照射手段３が発光源を駆動し、光を照射した後、昇降手段７が直動モータ７１、７２を駆動し、テーブル２１によってレーザ光が遮られた図１（Ｂ）中二点鎖線で示す位置から照射手段３および検出手段５を同期させて上昇させる。そして、図１（Ａ）に示すように、レーザ光が例えば第２接着剤ＡＤ２層を透過して検出手段５で検出された瞬間に、昇降手段７が直動モータ７１、７２の駆動を停止する。この際、散乱防止部材６により光の散乱が防止され、貫通孔６３を通過した光のみが、接着剤ＡＤ層に照射される。

次いで、移動手段４が回動モータ４１を駆動し、被検査体ＷＫを、例えば図１（Ａ）に示す位置からＲ１方向に回転させる。そして、図２（Ａ）に示すように、第２接着剤ＡＤ２層から光の透過具合の異なる第１接着剤ＡＤ１層に切り替わった時点で、検出手段５で検出しているレーザ光の光量（光の強さ）が変化する（例えば低下する）ので、その位置データを図示しない制御手段に出力する。その後も、被検査体ＷＫをＲ１方向に回転させると、図２（Ｂ）に示すように、第１接着剤ＡＤ１層から第２接着剤ＡＤ２層に切り替わった時点で、検出手段５で検出しているレーザ光の光量（光の強さ）が変化する（例えば増加する）ので、その位置データを図示しない制御手段に出力する。

図示しない制御手段では、検出手段５からの位置データを基に、レーザ光の光量が低下した位置から増加した位置までの被検査体ＷＫの回転角度θ１を求め、３６０度からθ１を差し引いた半分の角度を送り角度θ２として算出する。次いで、移動手段４が図２（Ｂ）に示す状態から送り角度θ２分被検査体ＷＫをＲ１方向に回転させた後、回動モータ４１の駆動を停止する。これにより、被検査体ＷＫは、境界ＣＬがレーザ光の軌道に平行な状態となって停止することとなり、当該境界ＣＬのいずれか一方にノッチＶＮが配置されるので、被検査体ＷＫの位置を認識することができる。なお、境界ＣＬのいずれの一方にノッチＶＮが配置されているかは、第１接着剤ＡＤ１層と第２接着剤ＡＤ２層の光の透過具合が解っているので、検出手段５が検出したレーザ光の光量変化パターンから判断することができる。

以上のような実施形態によれば、接着剤ＡＤ層の外縁から当該接着剤ＡＤ層に入り込んだ光の変化を検出して被検査体ＷＫの位置を認識するため、ウエハＷＦに割れや損傷等が発生した場合でも、この割れや損傷等をノッチＶＮとして検出してしまうことはなく、被検査体ＷＫの位置を確実に認識することができ、被検査体ＷＫの位置認識精度を向上させることができる。

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され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質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、材質などの限定の一部も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、照射手段３が発光する光は、レーザ光以外の可視光線、赤外線、紫外線、それらを含む光であってもよく、このような光を発光する発光源は、ＬＥＤ（発光ダイオード、Light Emitting Diode）、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、蛍光灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ等であってよい。
また、照射手段は、図１（Ａ）中二点鎖線で示すように、ライン光を照射可能な照射手段３Ａとしてもよく、このとき、散乱防止部材６Ａは、底面部６１Ａと起立部６２Ａとを備え、起立部６２Ａにおける照射手段３に対向する位置にスリット６３Ａが形成されたものとしてもよい。

また、検出手段５は、照射手段３が発光する光を検出可能なものであれば何ら限定されることはなく、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトディテクタ等であってよい。
さらに、検出手段５Ａは、図１（Ａ）中二点鎖線で示すように、カメラ等の撮像手段により構成され、接着シートＡＳの接着面に交差する方向から光の変化を認識可能に設けてもよい。この場合、照射手段が発光した光は、上記実施形態のように接着シートＡＳにおける接着面全域に亘って接着剤ＡＤ層を透過しなくてもよく、少なくとも基材シートＢＳを透過できればよい。
また、検出手段は、接着剤層に入り込んだ光の透過具合が異なることで生じる光の変化として、当該光の色彩変化を検出する構成でもよく、この場合、例えば、第１接着剤ＡＤ１層および第２接着剤ＡＤ２層の一方を透明な接着剤として他方をグレーの接着剤とし、光の色彩が透明からグレーに変化することを検出し、その位置データを図示しない制御手段に出力して被検査体の位置を認識することができる。なお、第１接着剤ＡＤ１層および第２接着剤ＡＤ２層の色彩は、青色や黄色等の他の色でもよい。

また、移動手段４は、被検査体ＷＫに対して照射手段３および検出手段５を回転させてもよいし、被検査体ＷＫ、照射手段３、および検出手段５を同時に回転させてもよい。
さらに、移動手段４は、被検査体ＷＫに対して照射手段３および検出手段５を前後方向に移動させてもよいし、被検査体ＷＫ、照射手段３、および検出手段５を同時に移動させてさせてもよい。
また、移動手段４は、回動モータ４１をＸ、Ｙ軸方向の両方へ移動可能とし、検出手段５の検出結果を基にテーブル２１を回転させたり移動させたりして、被検査体ＷＫを所定の位置に位置決めするようにしてもよい。

さらに、散乱防止手段は、レンズや反射鏡等の集光手段を採用し、照射手段３、３Ａから照射された光を平行光にすることで、光の散乱を防止してもよい。

また、被検査体ＷＫは、接着シートＡＳを下方にして支持面２１Ａ上に載置してもよい。
さらに、第１接着剤ＡＤ１層から第２接着剤ＡＤ２層に切り替わった時点から第２接着剤ＡＤ２層から第１接着剤ＡＤ１層に切り替わった時点までを回転角度θ１としてもよい。
また、レーザ光の光量が増加した位置から低下した位置までの被検査体ＷＫの回転角度θ１を求め、３６０度からθ１を差し引いた半分の角度を送り角度θ２として算出してもよい。
また、接着シートＡＳが位置的に所定の法則性をもってウエハＷＦに貼付された被検査体ＷＫとは、上記実施形態以外に、例えば、境界ＣＬが直線ＷＬに対し、ウエハＷＦの中心ＷＣを中心として時計回転方向または反時計回転方向に、例えば１０度、３０度、４５度、９０度といった所定角度変移されたものでもよい。

また、接着シートＡＳおよび被着体の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。接着シートＡＳは、例えば、接着剤ＡＤ層だけの単層のもの、基材シートＢＳと接着剤ＡＤ層との間に中間層を有するもの、基材シートＢＳの上面にカバー層を有する等３層以上のもの、更には、基材シートＢＳを接着剤ＡＤ層から剥離することのできる所謂両面接着シートのようなものであってもよい。また、被着体としては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。なお、接着シートＡＳを機能的、用途的な読み方に換え、例えば、情報記載用ラベル、装飾用ラベル、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、ダイボンディングテープ、記録層形成樹脂シート等の任意の形状の任意のシート、フィルム、テープ等を前述のような任意の被着体に貼付することができる。

また、接着剤ＡＤ層は、第１接着剤ＡＤ１層および第２接着剤ＡＤ２層を所定の方向に複数隣接させた構成としてもよいし、第１接着剤ＡＤ１層および第２接着剤ＡＤ２層以外の層を隣接させてもよい。さらに、例えば、矢印、Ｖ字、次第に狭幅する直線等の方位を示す狭幅部を有する平面形状、点、真円や楕円等の円、十字、多角形、文字、数字、図等の任意の平面形状の第１接着剤ＡＤ１層を囲うように第２接着剤ＡＤ２層を積層することで、境界を形成してもよい。
また、基準部は、ウエハＷＦの場合、オリエンテーションフラット等の方位マーク、ウエハＷＦに刻印された製造番号、回路パターン、カーフ、またはストリート等としてもよいし、ウエハＷＦ以外の場合でも、所定の法則性をもって被着体の位置を特定できる目印となるものであれば何ら限定されるものではない。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、検出手段は、接着剤層に入り込んだ光の透過具合が異なることで生じる光の変化を検出して被検査体の位置を認識可能なものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせ、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（他の手段および工程についての説明は省略する）。
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１ 位置認識装置
２ 支持手段
３ 照射手段
４ 移動手段
５ 検出手段
６ 散乱防止部材（散乱防止手段）
２１Ａ 支持面
ＡＤ１ 第１接着剤
ＡＤ２ 第２接着剤
ＡＳ 接着シート
ＢＳ 基材シート
ＷＦ ウエハ（被着体）
ＷＫ 被検査体

Claims (3)

1. 基材シートの一方の面に光の透過具合の異なる少なくとも２種類の接着剤層が同一面内で隣接した状態で積層された接着シートが、位置的に所定の法則性をもって被着体に貼付された被検査体の位置を検出する位置認識装置であって、
   前記被検査体に光を照射する照射手段と、
   前記同一面内で前記被検査体と前記照射手段とを相対移動させる移動手段と、
   前記被検査体に照射された光を検出する検出手段とを備え、
   前記照射手段は、前記接着剤層の外縁から当該接着剤層に入り込む光を照射可能に設けられ、
   前記検出手段は、前記接着剤層に入り込んだ光の透過具合が異なることで生じる光の変化を検出して前記被検査体の位置を認識可能に設けられていることを特徴とする位置認識装置。
2. 前記照射手段から照射された光の散乱を防止する散乱防止手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の位置認識装置。
3. 基材シートの一方の面に光の透過具合の異なる少なくとも２種類の接着剤層が同一面内で隣接した状態で積層された接着シートが、位置的に所定の法則性をもって被着体に貼付された被検査体の位置を検出する位置認識方法であって、
   照射手段で前記接着剤層の外縁から当該接着剤層に入り込む光を照射する工程と、
   前記同一面内で前記被検査体と前記照射手段とを相対移動させる工程と、
   前記接着剤層に入り込んだ光の透過具合が異なることで生じる光の変化を検出して前記被検査体の位置を認識する工程とを実施することを特徴とする位置認識方法。

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