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KR102467559B1 - 장치 - Google Patents

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KR102467559B1
KR102467559B1 KR1020170013795A KR20170013795A KR102467559B1 KR 102467559 B1 KR102467559 B1 KR 102467559B1 KR 1020170013795 A KR1020170013795 A KR 1020170013795A KR 20170013795 A KR20170013795 A KR 20170013795A KR 102467559 B1 KR102467559 B1 KR 102467559B1
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moving
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가츠하루 네기시
가즈나리 다나카
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명의 과제는, 장치의 구성을 복잡화, 고액화하지 않고, 이동 수단을 미리 정해진 위치로 정확히 이동시키거나 혹은 동작 에러를 감시할 수 있는 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따르면, 이동 수단의 동작에 의해 유지 수단이 이동하는 영역을 촬상하는 촬상 수단과, 상기 유지 수단, 또는 작용 수단의 적정한 동작에 따른 기본 화상을 기억시킨 기본 화상 기억 수단과, 상기 촬상 수단에 의해 촬상된 화상과, 상기 기본 화상 기억 수단에 기억된 기본 화상을 비교하여 양 화상이 일치하도록 상기 이동 수단, 또는 상기 작용 수단을 제어하는 제어 수단으로 적어도 구성되는 장치가 제공된다.

Description

장치{DEVICE}
본 발명은, 피가공물을 유지하는 유지 수단과, 피가공물에 작용을 행하는 작용 수단과, 상기 유지 수단과 상기 작용 수단을 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 구비한 장치에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는, 연삭 장치(예컨대, 특허문헌 1을 참조)에 의해 이면이 연삭되어 미리 정해진 두께로 형성된 후, 다이싱 장치(예컨대, 특허문헌 2를 참조), 또는 레이저 가공 장치(예컨대, 특허문헌 3을 참조)에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은, 휴대전화, 퍼스널컴퓨터 등의 전기기기에 이용된다.
예컨대, 상기 다이싱 장치는, 절삭 가공시에 웨이퍼를 유지하는 유지 수단으로서의 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 절삭하는 절삭 블레이드를 회전 가능하게 구비한 절삭 수단과, 상기 척 테이블과 상기 절삭 수단을 상대적으로 가공 이송하는 가공 이송 수단과, 상기 척 테이블과 절삭 수단을 상대적으로 인덱싱 이송하는 인덱싱 이송 수단과, 복수의 웨이퍼를 수용한 카세트가 배치되는 카세트 테이블과, 카세트로부터 웨이퍼를 임시 배치대로 반출하는 반출 수단과, 임시 배치대에 임시 배치된 웨이퍼를 척 테이블로 반송하는 반송 기구와, 상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 촬상하고, 절삭해야 할 영역을 검출하는 얼라인먼트 수단과, 절삭된 웨이퍼를 세정하는 세정 수단으로 대략 구성되어 있어, 웨이퍼를 고정밀도로 개개의 디바이스 칩으로 분할할 수 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-284303호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2000-061804호 공보 [특허문헌 3] 일본 특허 공개 제2005-088053호 공보
여기서, 상기 다이싱 장치에 있어서는, 피가공물이 카세트로부터 반출되고 나서 각종 유지 수단에 의해 유지되면서, 절삭 가공, 세정 등, 피가공물에 작용을 행하는 각 위치에 대응한 이동 수단에 의해 이동된다. 이 때, 정밀 기기인 반도체 웨이퍼에 대한 가공 품질을 확보하기 위해서는, 각 이동 수단에 의한 이동을 감시함과 더불어, 목표 위치에 대하여 정확히 이동시킬 필요가 있다. 그 때문에, 각 이동 수단의 이동 방향에 선형 스케일을 부설하고, 상기 선형 스케일의 눈금을 판독하는 판독 헤드를 설치하여, 판독 헤드로부터 검출되는 펄스수를 카운트하여 이동을 감시하거나, 이동 수단이 목표 위치에 도달한 경우에 온이 되는 센서, 검출 스위치를 각 이동 수단의 목표 위치마다 설치하여 목표 위치에 정확히 이동했는지 감시하는 수단을 설치하거나 할 필요가 있는 등, 장치 전체의 구성이 복잡해짐과 더불어, 장치 비용이 고액화한다는 문제가 발생한다. 또한, 상기 문제는, 다이싱 장치뿐만 아니라, 연삭 장치, 레이저 가공 장치 등, 피가공물에 작용을 행하는 작용 위치로 이동시키는 수단을 갖는 모든 장치에 있어서 발생한다.
본 발명은, 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술 과제는, 피가공물을 유지하는 유지 수단과, 피가공물에 작용을 행하는 작용 수단과, 피가공물을 유지한 유지 수단을 작용 수단에 대하여 이동시키는 이동 수단을 구비한 장치에 있어서, 상기 장치의 구성을 복잡화, 고액화하지 않고, 이동 수단으로 미리 정해진 위치로 정확히 이동시키거나 혹은 동작 에러를 감시할 수 있는 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따르면, 장치로서, 피가공물을 유지하는 유지 수단과, 상기 유지 수단에 유지된 피가공물에 작용을 행하는 작용 수단과, 상기 유지 수단과 상기 작용 수단을 상대적으로 이동시키는 이동 수단과, 상기 이동 수단의 동작에 의해 상기 유지 수단이 이동하는 영역을 촬상하는 촬상 수단과, 상기 유지 수단, 또는 상기 작용 수단의 적정한 동작에 따른 기본 화상을 기억시킨 기본 화상 기억 수단과, 상기 촬상 수단에 의해 촬상된 화상과, 상기 기본 화상 기억 수단에 기억된 기본 화상을 비교하여 양 화상이 일치하도록 상기 이동 수단, 또는 상기 작용 수단을 제어하는 제어 수단을 구비한 장치가 제공된다.
또한, 상기 장치는 표시 수단을 구비하고, 상기 제어 수단이, 상기 촬상 수단에 의해 촬상된 화상과 상기 기본 화상 기억 수단에 기억된 기본 화상을 비교하여, 양 화상이 일치하도록 상기 이동 수단 또는 상기 작용 수단을 제어하여도 일치하지 않는 경우에는, 상기 표시 수단에 에러를 표시시키는 것이 바람직하고, 상기 장치는, 다이싱 장치, 레이저 가공 장치, 연삭 장치 중 어느 하나에 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 장치가, 유지 수단과, 작용 수단과, 이동 수단의 동작에 의해 상기 유지 수단이 이동하는 영역을 촬상하는 촬상 수단과, 상기 유지 수단, 또는 상기 작용 수단의 적정한 동작에 따른 기본 화상을 기억시킨 기본 화상 기억 수단과, 상기 촬상 수단에 의해 촬상된 화상과 상기 기본 화상 기억 수단에 기억된 화상을 비교하여 화상이 일치하도록 상기 이동 수단, 또는 상기 작용 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하기 때문에, 상기 유지 수단의 이동을 감시하기 위한 센서를 복수 설치할 필요가 없고, 피가공물에 작용을 행하는 장치의 구성을 복잡화시키지 않고, 고액화시키는 문제를 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명에 기초하여 구성되는 다이싱 장치의 전체 사시도 및 제어 수단(컨트롤러)의 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 다이싱 장치의 제어 수단에 의해 실행되는 제어 프로그램의 흐름도.
도 3은 도 1에 도시된 제어 수단에 기억되는 이동 제어-기본 화상 맵(MAP)을 설명하기 위한 설명도.
도 4는 본 발명에 따라 실행되는 제어 프로그램에 의해 이동 수단이 제어되는 동작을 설명하기 위한 설명도.
이하, 본 발명에 따라 구성되는 장치의 적합한 실시형태를, 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 1에는, 본 발명에 따라 구성된 다이싱 장치의 전체 사시도가 도시되어 있다. 도시된 실시형태에 있어서의 다이싱 장치(1)는, 대략 직방체형의 장치 하우징(2)을 구비하고 있다. 이 장치 하우징(2) 내에는 피가공물을 유지하는 유지 수단으로서의 척 테이블(3)이 절삭 이송 방향인 화살표 X로 나타내는 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 척 테이블(3)은, 흡착 척(31)을 구비하고 있고, 상기 흡착 척(31)의 표면인 유지면에 피가공물인 예컨대 원판 형상의 웨이퍼를 도시하지 않은 흡인 수단에 의해 흡인 유지하도록 되어 있다. 또한, 척 테이블(3)은, 도시하지 않은 회전 기구에 의해 회동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 척 테이블(3)에는, 피가공물로서 후술하는 반도체 웨이퍼(W)를, 다이싱 테이프(T)를 통해 지지하는 환형의 지지 프레임(F)을 고정하기 위한 클램프(32)가 설치되어 있다. 이와 같이 구성된 척 테이블(3)은, 도시하지 않은 절삭 이송 수단에 의해 화살표 X로 나타내는 절삭 이송 방향으로 이동시키도록 되어 있다.
본 실시형태에 있어서의 다이싱 장치(1)는, 가공 수단으로서의 스핀들 유닛(4)을 구비하고 있다. 스핀들 유닛(4)은, 도시하지 않은 이동 베이스에 장착되어 인덱싱 방향인 화살표 Y로 나타내는 방향 및 절입 방향인 화살표 Z로 나타내는 방향으로 이동 조정되는 스핀들 하우징(41)과, 상기 스핀들 하우징(41)에 회전 가능하게 지지되어 도시하지 않은 회전 구동 기구에 의해 회전 구동되는 회전 스핀들(42)과, 상기 회전 스핀들(42)에 장착된 절삭 블레이드(43)를 구비하고 있다.
상기 다이싱 장치(1)는, 상기 척 테이블(3)을 구성하는 흡착 척(31)의 표면인 유지면에 유지된 웨이퍼의 표면을 촬상하고, 상기 절삭 블레이드(43)에 의해 절삭해야 할 영역을 검출하며, 상기 웨이퍼의 절삭해야 할 영역과, 절삭 블레이드(43)와의 위치 맞춤을 실행하기 위한 얼라인먼트 수단(5)을 구비하고 있다. 이 얼라인먼트 수단(5)은 현미경이나 CCD 카메라 등의 광학 수단으로 이루어져 있고, 촬상한 화상 신호를 제어 수단(10)으로 보낸다. 또한, 다이싱 장치(1)는, 얼라인먼트 수단(5)에 의해 촬상된 화상이나 후술하는 오퍼레이터에의 작업 지령 내용이나 소요 시간 비율 등을 표시하는 표시 수단(6)을 구비하고 있다.
상기 다이싱 장치(1)는, 피가공물로서의 반도체 웨이퍼(W)를 복수 수납하는 카세트(8)를 구비하고 있다. 여기서, 피가공물로서의 반도체 웨이퍼(W)와 지지 프레임(F) 및 보호 테이프(T)의 관계에 대해서 설명한다. 지지 프레임(F)은, 반도체 웨이퍼를 수용하는 개구부를 구비하고 있다. 보호 테이프(T)는 상기 개구부를 덮도록 장착되어 있고, 이 보호 테이프(T)의 상면에 반도체 웨이퍼(W)가 접착된다. 이와 같이 보호 테이프(T)를 통해 지지 프레임(F)에 지지된 반도체 웨이퍼(W)는, 상기 카세트(8)에 수용된다. 또한, 카세트(8)는, 카세트 배치부에 있어서 도시하지 않은 승강 수단에 의해 상하로 이동 가능하게 설치된 카세트 테이블(7) 상에 배치된다.
또한, 상기 다이싱 장치(1)는, 장치 하우징(2)의 중앙의 위쪽에, 상기 장치 하우징(2)의 작업 영역을 촬상 가능한 촬상 수단(9)을 구비하고 있다. 상기 촬상 장치(9)는, 장치 하우징(2)에 있어서 스핀들 유닛(4)이 설치된 도면 중 오른쪽 안쪽으로부터 위쪽으로 연장되는 L자형의 아암(91)과, 상기 아암(91)의 선단부에, 촬상 방향이 아래쪽을 향해 설치된 촬상 유닛(92)으로 구성되고, 상기 촬상 유닛(92)은, 예컨대, 촬상 디바이스로서의 CCD 소자와, 장치 하우징(2) 상의 작업 영역 전체를 촬상 가능하게 하기 위한 광각 렌즈에 의해 구성되어 있다. 또한, 상기 촬상 유닛(92)은, 상기 광각 렌즈를 구비하지 않고, 장치 하우징(2) 상의 영역을, 예컨대 4개의 영역으로 나누어, 각 영역을 향해 촬상 방향을 필요에 따라 전환 가능하게 구성함으로써, 상기 장치 하우징(2) 상의 작업 영역 전체를 촬상 가능하게 하도록 하여도 좋다.
상기 다이싱 장치(1)는, 카세트(8)에 수용된 피가공물로서의 반도체 웨이퍼(W)를 파지하는 작용 위치로부터, 임시 배치부(11) 상의 반출 위치로 반출하는 피가공물 반출입 수단(12)과, 상기 피가공물 반출입 수단(12)에 의해 반출된 반도체 웨이퍼(W)를 상기 척 테이블(3) 상으로 반송하는 제1 반송 기구(13)와, 척 테이블(3) 상에 있어서 절삭 가공된 반도체 웨이퍼(W)를 세정하는 세정 수단(14)과, 척 테이블(3) 상에 있어서 절삭 가공된 반도체 웨이퍼(W)를 세정 수단(14)으로 반송하는 제2 반송 기구(15)를 구비하고 있다. 또한, 도시된 실시형태에 있어서는, 세정 수단(14)에 의해 세정된 반도체 웨이퍼(W)를 상기 임시 배치대(11)로 반송하기 위한 반송 기구는, 상기 제1 반송 기구(13)가 그 기능을 구비하고 있다.
다음에, 상기 제1 반송 기구(13)에 대해서 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 제1 반송 기구(13)는, L자형의 작동 아암(131)을 구비하고 있다. 이 L자형의 작동 아암(131)은, 그 일단부에, 도시하지 않은 흡인 수단과 연결된 흡인부를 구비하여 피가공물을 흡인 유지하는 흡착 유지 기구(132)가 설치되어 있고, 타단측은 승강 및 회전 가능하게 구성된 이동 수단(133)이 설치되어 있다. 이동 수단(133)은, 작동 아암(131)을 도 1에 있어서 상하 방향으로 작동시킴과 더불어, 도시하지 않은 정회전·역회전 가능한 전동 모터를 포함하는 이동 기구에 연결되어 있다. 따라서, 상기 이동 기구를 정회전 방향 또는 역회전 방향으로 구동시킴으로써, 작동 아암(131)은 상기 이동 수단(133)을 중심으로 하여 회전 이동된다. 이 결과, 작동 아암(131)은 수평면 내에서 작동되고, 이 작동 아암(131)의 일단부에 장착되는 유지 수단으로서의 흡인 유지 기구(132)가, 수평면 내에서 상기 임시 배치부(11)와, 피가공물에 대하여 세정 작용을 행하는 작용 수단으로서의 세정 수단(14) 또는 척 테이블(3) 사이에서 이동된다.
다음에, 제2 반송 기구(15)에 대해서 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 제2 반송 기구(15)는, 작동 아암(151)을 구비하고 있다. 이 작동 아암(151)은, 그 일단부는 장치 하우징(2) 내에 저장되어 있는 도시하지 않은 왕복 이동 기구에 연결되어 있다. 따라서, 작동 아암(151)의 타단부에 장착되어 피가공물을 흡인 유지하는 유지 수단으로서의 흡인 유지 기구(152)가 수평면 내에서, 상기 세정 수단(14)과 상기 척 테이블(3) 사이에서 이동된다.
상기 작동 아암(151)의 타단부에 장착되는 흡인 유지 기구(152)는, 대략 H 형상의 지지 플레이트에 도시하지 않은 흡인 수단과 연결된 흡착 부재가 설치되어 있고, 이 흡인 유지 기구(152)는 상기 제1 반송 기구(13)의 흡인 유지 기구(132)와 실질적으로 동일한 구성이다.
본 실시형태의 다이싱 장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같은 제어 수단(10)을 구비하고 있다. 제어 수단(10)은, 컴퓨터에 의해 구성되어 있고, 제어 프로그램에 따라 연산 처리하는 중앙 처리 장치(CPU)(101)와, 제어 프로그램 등을 저장하는 리드 온리 메모리(ROM)(102)와, 연산 결과 등을 저장하는 기록 및 판독 가능한 랜덤 액세스 메모리(RAM)(103)와, 입력 인터페이스(104)와, 출력 인터페이스(105)를 구비하고 있고, 상기 입력 인터페이스(104)에는, 얼라인먼트 수단(5), 촬상 수단(9)으로부터의 화상 신호, 그 밖에 조작 수단으로부터의 입력 신호 등이 입력된다. 그리고, 제어 수단(10)의 출력 인터페이스(105)로부터는, 스핀들 유닛(4)에 대한 구동 신호, 얼라인먼트 수단(5), 촬상 수단(9)에 의해 촬상한 화상을 표시 수단(6)에 표시하기 위한 신호 등이 출력된다.
본 발명에 따라 구성된 피가공물의 반송 기구를 장비한 다이싱 장치는 이상과 같이 구성되어 있고, 이하에 그 작동을 도 1에 기초하여 설명한다. 카세트(8)의 미리 정해진 위치에 수용된 반도체 웨이퍼(W)는, 도시하지 않은 승강 수단에 의해 카세트 테이블(7)이 상하 이동함으로써 반출 위치에 위치된다. 다음에, 피가공물 반출입 수단(12)이 진퇴 작동하여 반출 위치에 위치된 반도체 웨이퍼(W)를 임시 배치부(11)로 반출한다(이상을 「카세트-임시 배치부 이송 제어」라고 함). 임시 배치부(11)로 반출된 반도체 웨이퍼(W)는, 제1 반송 기구(13)를 구성하는 작동 아암(131), 흡인 유지 기구(132), 이동 수단(133) 및 도시하지 않은 흡인 수단의 작동에 의해, 상기 척 테이블(3)을 구성하는 흡착 척(31)의 배치면 상으로 반송된다(이상을 「임시 배치부-척 테이블 이송 제어」라고 함).
상기 제1 반송 기구(13)에 의해 척 테이블(3)의 흡착 척(31) 상으로 반송된 반도체 웨이퍼(W)는, 제1 반송 기구(13)를 구성하는 흡인 유지 기구(132)에 의한 흡인 유지가 해제됨과 더불어, 흡착 척(31)에 흡인 유지된다. 이와 같이 하여 반도체 웨이퍼(W)를 흡인 유지한 척 테이블(3)은, 얼라인먼트 수단(5)의 바로 아래까지 이동된다. 척 테이블(3)이 얼라인먼트 수단(5)의 바로 아래에 위치되면, 얼라인먼트 수단(5)의 촬상 소자에 의해 반도체 웨이퍼(W)에 형성되어 있는 절단 라인이 검출되고, 척 테이블(43)을 미리 정해진 각도 회전시킴과 더불어 스핀들 유닛(4)을 인덱싱 방향인 화살표 Y 방향으로 이동 조절하여 절삭 블레이드(43)와 절단 라인의 정밀 위치 맞춤 작업이 행해진다(이상을 「얼라인먼트시 이동 제어」라고 함).
그 후, 절삭 블레이드(43)를 미리 정해진 방향으로 회전시키면서, 반도체 웨이퍼(W)를 흡인 유지한 척 테이블(3)을 절삭 이송 방향인 화살표 X로 나타내는 방향(절삭 블레이드(43)의 회전축과 직교하는 방향)으로 예컨대 30 ㎜/초의 절삭 이송 속도로 이동시킴으로써, 척 테이블(3)에 유지된 반도체 웨이퍼(W)는 절삭 블레이드(43)에 의해 미리 정해진 절단 라인을 따라 절단된다. 즉, 절삭 블레이드(43)는 인덱싱 방향인 화살표 Y로 나타내는 방향 및 절입 방향인 화살표 Z로 나타내는 방향으로 이동 조정되어 위치 결정된 스핀들 유닛(4)에 장착되고, 회전 구동되고 있기 때문에, 척 테이블(3)을 절삭 블레이드(43)의 하측을 따라 절삭 이송 방향으로 이동시킴으로써, 척 테이블(3)에 유지된 반도체 웨이퍼(W)는 절삭 블레이드(43)에 의해 미리 정해진 절단 라인을 따라 절삭된다. 모든 절단 라인을 따라 절단이 완료되면, 반도체 웨이퍼(W)는 개개의 반도체 디바이스 칩으로 분할된다. 분할된 반도체 디바이스 칩은, 보호 테이프(T)의 작용에 의해 뿔뿔이 흩어지지는 않아, 지지 프레임(F)에 지지된 반도체 웨이퍼(W)의 상태가 유지되고 있다. 이와 같이 하여 반도체 웨이퍼(W)의 절단이 종료된 후, 반도체 웨이퍼(W)를 유지한 척 테이블(3)은, 처음에 반도체 웨이퍼(W)를 흡인 유지한 위치로 되돌아가고, 여기서 반도체 웨이퍼(W)의 흡인 유지를 해제한다(이상을 「절삭시 이동 제어」라고 함).
다음에, 척 테이블(3) 상에 있어서 흡인 유지가 해제된 개개의 반도체 디바이스 칩으로 분할되어 있는 반도체 웨이퍼(W)는, 제2 반송 기구(15)를 구성하는 작동 아암(151), 승강 수단(153), 도시하지 않은 왕복 이동 기구 및 흡인 수단의 작동에 의해 흡인 유지 기구(152)에 흡인 유지되고, 상기 세정 수단(14)으로 반송된다(이상을 「척 테이블-세정 수단 이송 제어」라고 함).
상기한 바와 같이 하여 세정 수단(14)에 반송된 개개의 반도체 디바이스 칩으로 분할된 반도체 웨이퍼(W)는, 세정 수단(14)에 의해 상기 절삭시에 생성된 오염 등의 더러움이 세정 제거된다. 세정 수단(14)에 의해 세정된 반도체 웨이퍼(W)는, 상기 제1 반송 기구(13)의 흡인 유지 기구(132)에 의해 흡착되고, 작동 아암(151)의 이동에 의해 운반되어 상기 임시 배치부(11)로 반송된다(이상을 「세정 수단-임시 배치부 이송 제어」라고 함). 상기 임시 배치부(11)로 반송된 반도체 웨이퍼(W)는, 피가공물 반출 수단(12)에 의해 카세트(8)의 미리 정해진 위치에 수납된다(이상을 「임시 배치부-카세트 이송 제어」라고 함).
상기한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 다이싱 장치는, 피가공물인 반도체 웨이퍼가 수납된 카세트로부터 상기 반도체 웨이퍼가 반출되고 나서, 절삭 가공, 세정을 거쳐 다시 카세트에 수납될 때까지, 피가공물을 유지하는 유지 수단을 작동시켜 피가공물을 유지하고, 상기 유지 수단을 이동시키는 이동 수단을 작동시킴으로써 피가공물에 대하여 작용을 행하는 작용 수단에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동 제어를 구비하고, 상기 이동 제어에 의해 (1) 「카세트-임시 배치부 이송 제어」, (2) 「임시 배치부-척 테이블 이송 제어」, (3) 「얼라인먼트시 이동 제어」, (4) 「절삭시 이동 제어」, (5) 「척 테이블-세정 수단 이송 제어」, (6) 「세정 수단-임시 배치부 이송 제어」, (7) 「임시 배치부-카세트 이송 제어」가 순차 실행된다.
여기서, 상기 각 이동 제어에 있어서의 작용 수단은, 「카세트-임시 배치부 이송 제어」에서는 임시 배치부(11), 「임시 배치부-척 테이블 이송 제어」에서는 척 테이블(3), 「얼라인먼트시 이동 제어」에서는 얼라인먼트 수단(5), 「절삭시 이동 제어」에서는 스핀들 유닛(4), 「척 테이블-세정 수단 이송 제어」에서는 세정 수단(14), 「세정 수단-임시 배치부 이송 제어」에서는 임시 배치부(11), 「임시 배치부-카세트 이송 제어」에서는 카세트(8)이며, 각 이동 제어에 있어서 상기 작용 수단을 향해 피가공물인 반도체 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 수단은, 피가공물 반출입 수단(12), 흡인 유지 기구(132), 흡인 유지 기구(152), 척 테이블(3), 이동 수단은, 각 유지 수단을 이동시키는 수단이다.
본 실시형태의 다이싱 장치(1)는, 다이싱 장치(1)가 구비한 제어 수단(10)에 기억된 메인 프로그램에 기초하여, 상기한 바와 같이 작동되지만, 본 발명에 기초하여 구성된 제어 수단(10)은, 도 2에 도시된 흐름도에 기초하여 실행되는 이동 제어 감시 프로그램을 더 구비하고 있고, 상기 메인 프로그램에 기초하여 상기 이동 제어 (1)∼(7)이 실행되고 있는 동안, 미리 정해진 시기에, 이동 제어 감시 프로그램이 반복 실행된다. 이 이동 제어 감시 프로그램에 기초하여, 상기 촬상 수단에 의해 촬상된 화상과 후술하는 기본 화상을 화상 처리 수단에 의해 비교하여 양 화상이 일치하도록 상기 이동 수단, 또는 상기 작용 수단을 제어하는 제어 수단을 구성하는 것으로, 이하에 그 상세한 내용을 설명한다.
상기 프로그램을 실행하는 전제로서, 제어 수단(10)의 리드 온리 메모리(ROM)에는, 상기한 (1) 「카세트-임시 배치부 이송 제어, (2) 「임시 배치부-척 테이블 이송 제어」, (3) 「얼라인먼트시 이동 제어」, (4) 「절삭시 이동 제어」, (5) 「척 테이블-세정 수단 이송 제어」, (6) 「세정 수단-임시 배치부 이송 제어」, (7) 「임시 배치부-카세트 이송 제어」의 각각에 대응시켜, 상기 이동 수단, 작용 수단이 적정하게 제어된 경우에 있어서의 이동의 개시시 및 이동의 완료시에 있어서의 특정 요소의 위치 관계를 촬상한 기본 화상이, 도 3에 도시된 「이동 제어-기본 화상 맵」과 같이 분류되어 기억되어 있다.
상기 맵에는, 예컨대, 이동 제어 (1) (「카세트-임시 배치부 이송 제어」)의 개시 상태의 란에는 「기본 화상 1」이 기억되어 있고, 상기 기본 화상 1은, 카세트(8)가 카세트 테이블(70) 상에 있으며, 반출입 수단(12)이 카세트(8)에 근접하여, 수납되어 있는 가공 전의 반도체 웨이퍼(W)를 지지하는 프레임(F)을 파지하는 작용 위치에 있고, 웨이퍼(W)가 임시 배치부(11)에 없는 이송 개시 상태를 촬상한 화상이다. 또한, 이동 제어(1)의 완료 상태의 란에는 「기본 화상 2」가 기억되어 있고, 상기 기본 화상 2는, 카세트(8)가 카세트 테이블(70) 상에 있으며, 반출입 수단(12)이 카세트(8)로부터 꺼낸 반도체 웨이퍼(W)를 임시 배치부(11) 상으로 반출하고, 반도체 웨이퍼(W)가 임시 배치부(11) 상의 규정된 위치에 있는 상태를 촬상한 화상이다. 이들과 마찬가지로, 이동 제어 (1)∼(7)에 대응한 각 제어에 있어서의 개시시, 완료시의 기본 화상 1∼14가 전부 기억되어 있다.
도 2에 기초하여 설명을 계속하면, 상기 다이싱 장치(1)에 있어서의 가공이 시작되면, 현재 어느 이동 제어 단계인지를 판별하고, 다음에 실행될 이동 제어가 어느 제어인지가 특정된다(단계 S ). 여기서, 예컨대, 상기 다이싱 장치(1)가, 카세트(8)로부터 반도체 웨이퍼(W)가 반송되어 임시 배치부(11)의 규정된 위치에 배치되어 있고, 이제부터 제어 수단(10)에 의해 이동 제어 (2) (「임시 배치부-척 테이블 이송 제어」)가 실행되는 단계인 것이 특정된 것으로 한다. 그 단계 S1의 판정에 기초하여, 도 3의 「이동 제어-기본 화상 맵」을 참조하여, 이동제어=(2), 목표로 하는 상태=「완료」의 란으로부터, 도 4에 도시된 기본 화상 4가 선택된다(단계 S2). 상기 기본 화상 4는, 미리 임시 배치부-척 테이블 이송 제어가 적정하게 완료되는 경우의 상태를 촬상한 화상에 대하여 화상 처리를 행하여 기억되고 있는 것으로서, 특히, 상기 이동 제어시의 적정한 제어를 판단하기 위한 판단 기준이 되는 특정 요소(반도체 웨이퍼(W), 제1 반송 기구(13)의 작동 아암(131), 척 테이블(3))가, 이동 완료를 나타내는 위치에 있는 상태를 도시한 화상이다. 즉, 제1 반송 기구(13)의 작동 아암(131)의 선단부에 설치된 유지 수단인 흡착 유지 기구(132)가 반도체 웨이퍼(W)를 유지하고, 피가공물에 대하여 흡착 작용을 행하는 척 테이블(3) 상에 이송 완료시킨 화상으로부터 실선으로 나타내는 상기 특정 요소의 위치를 추출하여, 그 위치를 기록한 화상이다. 단계 S2에서 기본 화상 4가 선택되었다면, 메인 프로그램이 실행됨으로써, 실제로 임시 배치부-척 테이블 이송 제어가 시작되고, 제1 반송 기구(13)의 작동 아암(131)이 이동 수단(133)에 의해 구동되며, 반도체 웨이퍼(W)를 척 테이블(3)을 향해 이송한다. 이 동작을 감시하기 위해, 촬상 수단(9)에 의해, 상기 특정 요소로서 특정되는 임시 배치 수단(11), 제1 반송 기구(13), 척 테이블(3)을 전부 포함하는 촬상 영역이 촬상되어, 제어 수단(10)에 입력된다(단계 S3).
단계 S3에서 제어 수단(10)에 입력된 화상 데이터가 화상 처리되어, 추출된 각 특정 요소의 위치 관계를 특정하고, 상기 기본 화상 4에 기록되어 있는 적정한 위치에 있는 각 특정 요소의 위치 관계와 일치하는지 여부가 판정된다(단계 S5). 또한, 상기 판정에서는, 화상 처리에 기초한 판정을 용이하게 하기 때문에, 상기 특정 요소의 위치 관계만을 확인하고, 점선으로 나타내는 다른 요소에 대해서는 일치 관계의 판단을 행하지 않도록 하고 있다. 여기서, 촬상 수단(9)에 의해 촬상되어 화상 처리에 의해 추출된 각 특정 요소의 위치가 기본 화상 4의 위치 관계와 일치하지 않는다(No)고 판정되었다면, 단계 S6으로 진행하고, 이송 동작이 시작되고 나서 이송의 완료 상태로 이행할 때까지의 완료 예정 시간 내라면, 다시 단계 S3으로 되돌아가서, S3∼S5를 반복한다. 또한, 단계 S5에 있어서, 촬상한 화상과 기본 화상의 특정 요소의 위치 관계가 일치하다(Yes)고 판정되었다면, 실행 중의 이동 제어(2)의 완료 상태로 하는 동작이 적정하게 종료되었다고 판단되기 때문에, 동작 완료인 것을 나타내는 신호를 출력하고(단계 S51), 단계 S8로 진행하여, 상기 이동 제어(2)의 작동이 정지된다.
또한, 촬상 수단(9)에 의해 촬상되어 화상 처리에 의해 추출된 각 특정 요소의 위치가 기본 화상 4의 위치 관계와 일치하지 않는다(No)고 반복 판정되고, 단계 S6의 판정에 의해 상기 이송 제어가 시작되고 나서 완료 상태로 이행할 때까지의 적정한 완료 예정 시간을 초과한 경우는, 적정한 동작이 행해지지 않았다고 판단되기 때문에, 단계 S7로 진행하여, 에러 정보가 출력된다. 상기 에러 출력은, 제어 수단(10)의 랜덤 액세스 메모리(RAM)에 기록됨과 더불어, 표시 수단(6)에 대한 에러 표시, 혹은 경보 버저 등이 필요에 따라 출력된다. 그리고, 에러 정보가 출력된 후, 단계 S8로 진행하여, 다이싱 장치의 작동이 정지된다. 또한, 미리 정해진 시간 내에 이동 제어가 적정하게 이루어지고, 촬상 화상이 기본 화상과 일치한 경우도, 일치하지 않고 에러 정보가 출력된 경우도, 모두 단계 S8에서 이동 제어의 작동이 정지되지만, 단계 S5에서 일치하고 있다고 판정되어 작동이 정지된 경우는, 동작 완료를 나타내는 신호가 출력되고 있고, 에러 정보가 기록되지 않기 때문에, 메인 프로그램에 기초하여, 신속하게 다음 이동 제어로 이행할 수 있다. 이것에 대하여, 미리 정해진 시간 내에 일치하지 않고 에러 정보가 출력되어 동작이 정지된 경우는, 상기 에러 정보가 제어 수단(10)에 기록됨으로써, 상기 에러 정보가 해제될 때까지, 메인 프로그램에 기초한 다음 이동 제어로의 이행이 금지된다.
상기 이동 제어(2)의 완료 상태로 하는 제어가 종료되었다면, 메인 프로그램에 의해, 상기 다이싱 장치의 동작이 다음 이동 제어 (3) 「얼라인먼트시 이동 제어」로 이행하고, 다시 도 2에 도시된 제어 프로그램이 실행되어, 상기와 동일한 제어가 반복 실행되며, 전체 이동 제어가 종료될 때까지 실행된다. 또한, 상기한 바와 같은, 피가공물을 작용 수단을 향해 이송을 행하는 경우뿐만 아니라, 피가공물에 대하여 작용 수단을 이동시키면서 가공을 행하는 경우도, 마찬가지로 실시할 수 있다. 예컨대, 이동 제어 (4) 「절삭시 이동 제어」가 선택된 경우는, 특정 요소로서 유지 수단으로서의 척 테이블(3), 피가공물로서의 반도체 웨이퍼(W), 작용 수단으로서의 스핀들 유닛(4)이 특정 요소가 되고, 시간 경과에 대응하여 각 특정 요소의 적정 위치가 기록된 기본 화상이 선택되며, 촬상 수단(9)에 의해 촬상된 화상으로부터 화상 처리에 의해 추출되는 상기 특정 요소의 위치 관계와 기본 화상에 기록되어 있는 적정한 위치 관계와 일치하는지 여부가 판정된다. 또한, 이 경우, 유지 수단인 척 테이블(3)이 작용 수단인 스핀들 유닛(4)에 대하여 상대적으로 이동됨과 더불어, 스핀들 유닛(4)은, 인덱싱 이송 방향(Y축 방향)으로 이동된다. 그 이동 제어가 적정하게 행해지고 있는지 여부에 대해서, 적절하게 기본 화상을 기억하여 상기 이동 제어 감시 프로그램을 실행함으로써, 이동 제어의 감시를 할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 상기 이동 제어의 개시, 완료의 상태에 대해서 기본 화상을 기록하고, 상기 기본 화상에 대응한 상태와 촬상 화상의 일치를 판정하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 이동 제어의 개시로부터, 완료까지의 복수의 포인트에 대응시켜 기본 화상을 기억하고, 상기 복수의 포인트마다 이동 제어의 작동이 적절하게 행해지고 있는지를 감시할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 촬상 수단(9)을 장치 하우징(2)의 중앙의 위쪽에 하나 설치한 예를 설명하였지만, 상기 촬상 수단은, 복수 설치되어 있어도 좋다. 피가공물이 이송되는 영역에 대응하여 복수의 촬상 수단을 설치함으로써, 이동 제어의 감시를 보다 적절하게 실행할 수 있는 촬상 앵글로 설정할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 촬상 수단(9)을, 하방측이 촬상 앵글이 되도록 설치하였지만, 이것에 한정되지 않고, 필요에 따라 수평 방향을 촬상하는 촬상 수단을 별도 설치하도록 하여도 좋다. 상기한 바와 같이, 스핀들 유닛(4), 카세트(8)는 상하 방향(Z축 방향)으로도 동작하도록 되어 있고, 비스듬하게 위쪽으로부터의 촬상 화상으로도 그 위치 변화를 감시하는 것은 가능하지만, 수평 방향으로부터 촬상하도록 하면, 보다 정확하게 그 동작을 감시하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에서는, 본 발명을 다이싱 장치에 적용하는 예를 나타내었지만, 레이저 가공 장치, 연삭 장치에도 적용할 수 있고, 피가공물을 유지하는 유지 수단과, 유지 수단에 유지된 피가공물에 작용을 행하는 작용 수단과, 유지 수단과 작용 수단을 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 구비한 장치라면, 어떠한 장치에도 적용할 수 있다.
1 : 다이싱 장치 2 : 장치 하우징
3 : 척 테이블 4 : 스핀들 유닛
5 : 얼라인먼트 수단 6 : 표시 수단
7 : 카세트 테이블 8 : 카세트
9 : 촬상 수단 10 : 제어 수단
11 : 임시 배치부 12 : 피가공물 반출입 수단
13 : 제1 반송 기구 14 : 세정 수단
15 : 제2 반송 기구

Claims (3)

  1. 장치로서,
    피가공물을 유지하는 유지 수단과,
    상기 유지 수단에 유지된 피가공물에 작용을 행하는 작용 수단과,
    상기 유지 수단과 상기 작용 수단을 상대적으로 이동시키는 이동 수단과,
    상기 이동 수단의 동작에 의해 상기 유지 수단이 이동하는 영역을 촬상하는 촬상 수단으로서, 상기 영역은 상기 피가공물, 상기 유지 수단 및 상기 작용 수단 중 적어도 두 개의 특정 요소들을 포함하는 것인, 촬상 수단과,
    상기 유지 수단 또는 상기 작용 수단의 적정한 동작에 따른 기본 화상을 기억시킨 기본 화상 기억 수단으로서, 상기 기본 화상 기억 수단은 메모리를 포함하는 것인, 기본 화상 기억 수단과,
    상기 촬상 수단에 의해 촬상된 화상과, 상기 기본 화상 기억 수단에 기억된 기본 화상을 비교하여 양 화상이 일치하도록 상기 이동 수단 또는 상기 작용 수단을 제어하는 제어 수단
    을 포함하고,
    상기 촬상 수단에 의해 촬상된 화상과 상기 기본 화상을 비교하는 것은, 상기 촬상 수단에 의해 촬상된 상기 영역의 상기 적어도 두 개의 특정 요소들 간의 위치 관계가 상기 기본 화상 기억 수단에 기억된 상기 기본 화상 내의 대응하는 위치 관계와 일치하는지 확인하는 것을 포함하는 것인, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장치는 표시 수단을 구비하고, 상기 제어 수단이, 상기 촬상 수단에 의해 촬상된 화상과 상기 기본 화상 기억 수단에 기억된 기본 화상을 비교하여, 양 화상이 일치하도록 상기 이동 수단 또는 상기 작용 수단을 제어하여도 일치하지 않는 경우에는, 상기 표시 수단에 에러를 표시시키는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 장치는, 다이싱 장치, 레이저 가공 장치, 연삭 장치 중 어느 하나인 것인 장치.
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