(57)【要約】【課題】被検査体の位置決め精度の信頼性を向上させることができる位置検出装置を提供すること。【解決手段】少なくとも一方の面に所定の造形物が形成された被検査体ＷＫを支持する支持面２５を有する支持手段２と、被検査体ＷＫを加熱可能な変温手段３と、変温手段３によるウエハＷＦの変温時に、被検査体ＷＫの造形物が形成された領域と他の領域とを判別可能な判別手段５と、判別手段５の判別の結果に基づいてウエハＷＦの位置を認識する認識手段６とを備え、変温手段３は、ウエハＷＦを加熱する変温源３１と、変温源３１を支持面２５に沿って移動させるリニアモータ３５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の少なくとも一方の面に所定の造形物が形成された被検査体を支持する支持面を有する支持手段と、
前記被検査体を加熱または冷却可能な変温手段と、
前記変温手段による前記被検査体の変温時に、当該被検査体の前記造形物が形成された領域と他の領域とを判別可能な判別手段と、
前記判別手段の判別の結果に基づいて前記被検査体の位置を認識する認識手段とを備え、
前記変温手段は、前記被検査体を加熱または冷却する変温源と、前記変温源を前記支持面に沿って移動させる移動手段とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記変温源は、前記被検査体を加熱可能な加熱手段と、前記被検査体を冷却可能な冷却手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
基材の少なくとも一方の面に所定の造形物が形成された被検査体を支持面で支持する工程と、
前記支持面に沿って変温手段を移動させながら、当該変温手段で前記被検査体を加熱または冷却する工程と、
前記変温手段による前記被検査体の変温時に、当該被検査体の前記造形物が形成された領域と他の領域とを判別する工程と、
前記判別の結果に基づい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検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査体の位置を検出する位置検出装置および位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）（被検査体）の位置を検出する位置検出装置が知られている（例えば、特許文献１）。
特許文献１に記載の位置検出装置は、ウエハを支持する位置決めテーブルと、位置決めテーブルの内部に設けられた温度調整手段と、ウエハの表面に形成された回路パターン（造形物）を撮影する赤外線カメラとを備え、ウエハを加熱することで熱伝導率の差による温度差を赤外線カメラで撮影し、ウエハの位置を検出するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０５６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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検出装置では、被検査体全体を加熱するので、例えば、ウエハ本体と当該ウエハ本体の表面に形成された造形物とに殆ど熱伝導率の差がない場合、一瞬で被検査体全体が同じ温度に達してしまう。このため、造形物が形成された領域と他の領域とに温度差が表れる時間が極めて短く、造形物が形成された領域と他の領域とを認識可能な一瞬の撮像データ（判別データ）、すなわち、少ない情報を基に被着体の位置を検出しなければならず、例えば、その撮像データに異常や誤撮像があった場合、異なった位置決めを行ってしまう可能性があり、位置決め精度の信頼性が低下するという不都合がある。
【０００５】
本発明の目的は、被検査体の位置決め精度の信頼性を向上させることができる位置検出装置および位置検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の位置検出装置は、基材の少なくとも一方の面に所定の造形物が形成された被検査体を支持する支持面を有する支持手段と、前記被検査体を加熱または冷却可能な変温手段と、前記変温手段による前記被検査体の変温時に、当該被検査体の前記造形物が形成された領域と他の領域とを判別可能な判別手段と、前記判別手段の判別の結果に基づいて前記被検査体の位置を認識する認識手段とを備え、前記変温手段は、前記被検査体を加熱または冷却する変温源と、前記変温源を前記支持面に沿って移動させる移動手段とを備える、という構成を採用している。
【０００７】
この際、本発明の位置検出装置では、前記変温源は、前記被検査体を加熱可能な加熱手段と、前記被検査体を冷却可能な冷却手段とを備える、ことが好ましい。
【０００８】
一方、本発明の位置検出方法は、基材の少なくとも一方の面に所定の造形物が形成された被検査体を支持面で支持する工程と、前記支持面に沿って変温手段を移動させながら、当該変温手段で前記被検査体を加熱または冷却する工程と、前記変温手段による前記被検査体の変温時に、当該被検査体の前記造形物が形成された領域と他の領域とを判別する工程と、前記判別の結果に基づいて前記被検査体の位置を認識する工程とを実施する、という構成を採用している。
【発明の効果】
【０００９】
以上のような位置検出装置および位置検出方法によれば、変温手段が変温源を移動させながら被検査体を加熱または冷却することができるので、一瞬で被検査体全体が同じ温度に達してしまうことはなく、例えば、被検査体の造形物が形成された領域と他の領域とに殆ど熱伝導率の差がない場合であっても、一瞬で同じ温度に達してしてしまう領域を部分的なものとすることができる。これにより、造形物が形成された領域と他の領域とに温度差が表れる時間が極めて短くとも、造形物が形成された領域と他の領域とを認識可能な一瞬の判別データを複数得ることができ、例えば、認識手段でそれら複数の判別データをつなぎ合わせたり、検証したりする等の所定のデータ処理や制御を行って被検査体の位置を検出することができる。このように、多くの判別データを基にすることで、例えば、１または少数の判別データに異常や誤判別があったとしても、他の多数の判別データによって統計を取って補正したり、検証して補正したりすることで、位置決め精度の信頼性を向上させることができる。
【００１０】
この際、変温源に加熱手段と冷却手段とを備えれば、例えば、被検査体を加熱するときに得た判別データと、被検査体を冷却するときに得た判別データとを重ね合わせたり、加熱時の判別結果を冷却時の判別結果で検証したり、冷却時の判別結果を加熱時の判別結果で検証したりすることで、それら判別データの信頼性をさらに向上させることができる。その上、被検査体を初期の温度に速やかに戻して被検査体の取扱を容易にしたり、被検査体に感熱接着性のシートが貼付されていれば、シートを加熱し過ぎることによる糊残りの問題を防止したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る位置検出装置を示す側面図。
【図２】被検査体の温度分布を説明するための平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、本明細書における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軸と平行な図１の手前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。
【００１３】
図１において、位置検出装置１は、基材としてのウエハＷＦの少なくとも一方の面に所定の造形物としての複数の電子回路ＥＣが形成された被検査体ＷＫを支持する支持面２５を有する支持手段２と、被検査体ＷＫを加熱または冷却可能な変温手段３と、変温手段３による被検査体ＷＫの変温時に、当該被検査体ＷＫの電子回路ＥＣが形成された領域と他の領域としてのストリートラインＳＬとを判別可能な判別手段５と、判別手段５の判別の結果に基づいて被検査体ＷＫの位置を認識する認識手段６と、支持面２５の面内すなわちＺ軸回りに支持手段２を回転させる回転手段８と、支持面２５に沿う平面内の直交２軸方向すなわちＸ軸方向およびＹ軸方向に支持手段２を移動する２軸移動手段９とを備える。なお、被検査体ＷＫは、複数の電子回路ＥＣが所定の間隔を隔てて整列配置されることで、隣接する電子回路ＥＣ間にストリートラインＳＬが形成されるとともに、当該電子回路ＥＣが形成された面に接着シートＡＳが貼付されている。
【００１４】
支持手段２は、支持面２５、側面部２３、および底面部２４を備えた中空箱状のテーブル２１により構成される。支持面２５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連通されている。
【００１５】
変温手段３は、被検査体ＷＫを加熱する変温源としての加熱手段３１と、被検査体ＷＫを冷却する変温源としての冷却手段３２と、第１スライダ３３で加熱手段３１を支持するとともに、第２スライダ３４で冷却手段３２を支持し、これら加熱手段３１および冷却手段３２を支持面２５に沿って移動させる駆動機器であって移動手段としてのリニアモータ３５とを備え、テーブル２１の内部に収容されている。加熱手段３１は、赤外線照射装置、コイルヒータ、ヒートポンプ（放熱側）等が例示でき、冷却手段３２は、送風機、ペルチェ素子、ヒートポンプ（吸熱側）等が例示できる。
【００１６】
判別手段５は、赤外線カメラやサーモグラフィ等により構成され、支持面２５の上方に設置されている。
【００１７】
認識手段６は、パーソナルコンピュータやシーケンサ等で構成され、判別手段５のみならず位置検出装置１の全体の動作を制御可能に設けられている。
【００１８】
回転手段８は、２軸移動手段９に支持された駆動機器としての回動モータ８１の出力軸８２でテーブル２１を回動可能に支持している。
【００１９】
２軸移動手段９は、回動モータ８１を支持するスライダ９１をＹ軸方向に移動可能な駆動機器としてのリニアモータ９２と、リニアモータ９２を支持するスライダ９３をＸ軸方向に移動可能な駆動機器としてのリニアモータ９４と備えている。
【００２０】
以上の位置検出装置１において、被検査体ＷＫの位置を検出する手順を説明する。
先ず、接着シートＡＳを有する被検査体ＷＫを図示しない搬送手段または人手で支持面２５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、被検査体ＷＫを吸着保持する。次に、変温手段３が加熱手段３１およびリニアモータ３５を駆動し、加熱手段３１を図１中実線で示す位置から左方に移動させ、被検査体ＷＫを加熱しながら図１中二点鎖線で示す位置に移動させる。このとき、判別手段５が熱伝導率の差による温度差を捉えた複数の判別データとしての画像（連写画像）を撮る。また、加熱手段３１が移動した時点から所定時間経過後、変温手段３が冷却手段３２およびリニアモータ３５を駆動し、冷却手段３２を図１中実線で示す位置から左方に移動させ、被検査体ＷＫを冷却しながら図１中二点鎖線で示す位置に移動させる。このときも、判別手段５が熱伝導率の差による温度差を捉えた複数の画像（連写画像）を撮る。
【００２１】
ここで、加熱手段３１によって加熱される被検査体ＷＫにおけるストリートラインＳＬ部分は、電子回路ＥＣ部分に比して熱伝導率が高いため、図２中黒線で示すように、電子回路ＥＣ部分よりも一瞬早く高温となる（図２中黒い部分は高温になった部分）。このため、判別手段５は、ストリートラインＳＬから放出される熱線（赤外線）を電子回路ＥＣ部分と区別して浮かび上がったように撮像することができるので、確実にストリートラインＳＬを判別することができる。その後、ストリートラインＳＬ部分に比して熱伝導率が低い電子回路ＥＣ部分も経時により（一瞬で）高温となり、判別手段５でストリートラインＳＬを判別し難くなる（場合によっては判別できなくなる）。このように、電子回路ＥＣが形成された領域とストリートラインＳＬとに温度差が表れる時間が極めて短くとも、一瞬で同じ温度に達してしてしまう領域を部分的なものとすることで、電子回路ＥＣが形成された領域とストリートラインＳＬとを認識可能な一瞬の画像を複数得ることができる。次いで、所定時間経過後、冷却手段３２が被検査体ＷＫを冷却しながら移動するので、電子回路ＥＣ部分に比して熱伝導率が高いストリートラインＳＬ部分は、図２中白線で示すように、電子回路ＥＣ部分よりも一瞬早く低温となる（図２中白い部分は低温（室温）になった部分）。このため、判別手段５は、上述と同様にして電子回路ＥＣが形成された領域とストリートラインＳＬとを認識可能な一瞬の画像を複数得ることができる。
【００２２】
判別手段５によって撮像された複数の画像は、認識手段６に送られ、当該認識手段６で電子回路ＥＣやストリートラインＳＬの位置認識が行われる。ここで、例えば、１または少数の画像に異常や誤撮像があったとしても、他の多数の画像によって統計を取って補正したり、検証して補正したりすることで、位置決め精度の信頼性を向上させることができる。また、被検査体ＷＫを加熱するときに得た画像と、被検査体ＷＫを冷却するときに得た画像とを重ね合わせたり、加熱手段３１による加熱時の判別結果を冷却手段３２による冷却時の判別結果で検証したり、冷却手段３２による冷却時の判別結果を加熱手段３１による加熱時の判別結果で検証したりすることで、それら画像の信頼性をさらに向上させることができる。
【００２３】
上述のようにして被検査体ＷＫの位置が認識できたら、認識手段６の認識結果に基づいて回転手段８および２軸移動手段９が回動モータ８１およびリニアモータ９２，９４を駆動し、被検査体ＷＫを所定の位置に位置決めする。本実施形態の場合、２軸移動手段９がリニアモータ９２、９４を駆動し、被検査体ＷＫの中心を所定の位置（例えば中心位置ＬＮ）に配置し、回転手段８が回動モータ８１を駆動し、相互に直交するストリートラインＳＬがＸ軸およびＹ軸と平行になるように配置する。
【００２４】
以上のような本実施形態によれば、変温手段３が加熱手段３１と冷却手段３２とを移動させながら被検査体ＷＫを加熱または冷却することができるので、一瞬で被検査体ＷＫ全体が同じ温度に達してしまうことはなく、複数の画像から被検査体ＷＫの位置を認識することができるので、位置決め精度の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
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。
【００２６】
例えば、被検査体の造形物は、型、模様、図柄、文字、記号等何ら限定されるものではない。
さらに、変温手段３は、加熱手段３１および冷却手段３２のいずれか一方のみを設けた構成でもよい。また、それら両方設けた場合、先に冷却手段３２を移動させ、その後に加熱手段３１を移動させてもよい。このように、先に冷却手段３２を移動させる場合、冷却手段３２は室温以下に被検査体ＷＫを冷却するとよい。さらに、それら両方設けた場合、いずれか一方のみを使用して被検査体の位置認識を行ってもよい。また、リニアモータの１つのスライダに加熱手段３１および冷却手段３２を支持させてもよい。さらに、変温手段３は、加熱手段３１および／または冷却手段３２を１往復以上移動させてもよく、加熱手段３１や冷却手段３２の移動回数が多いほど、判別手段５の画像が多くなり、位置決め精度の信頼性を向上させることができる。また、変温手段３が加熱手段３１や冷却手段３２を所定回数移動させて判別手段５で撮像した後に、回転手段８がテーブル２１を所定角度回転させ、さらに／または、２軸移動手段９がテーブル２１を所定量移動させた後、再度変温手段３が加熱手段３１や冷却手段３２を所定回数移動させて判別手段５で撮像するようにしてもよい。このようにすることで、電子回路ＥＣ部分やストリートラインＳＬ部分を違った角度や位置から撮像できるため、例えば、光の反射具合や陰り具合等によって、認識手段６が画像から認識しきれなかった部分を明確にして再度撮像することができ、位置決め精度の信頼性をさらに向上させることができる。
【００２７】
また、移動手段として駆動機器である回動モータを用い、被検査体ＷＫの幅以上の長さを有する加熱手段や冷却手段の中央を当該回動モータの出力軸で支持し、それら加熱手段や冷却手段を１８０°以上回転させる構成としてもよい。また、移動手段として駆動機器である回動モータを用いる場合、被検査体ＷＫの幅の半分程度の長さを有する加熱手段や冷却手段の端部を当該回動モータの出力軸で支持し、それら加熱手段や冷却手段を３６０°以上回転させる構成としてもよい。
【００２８】
さらに、加熱手段３１や冷却手段３２を支持手段２の上方に配置するとともに、判別手段５をテーブル２１の内部に収容し、被検査体ＷＫを上方から加熱、冷却する構成としてもよい。
また、判別手段の判別データは、動画でもよいし静止画でもよいし、撮像することなく画像データや電子（電気的）データでもよい。
【００２９】
また、実施形態の構成で接着シートＡＳを上側にして被検査体ＷＫを載置してもよい。  さらに、被検査体ＷＫは、表裏両面に接着シートＡＳが貼付されたものでもよいし、表裏両面に接着シートＡＳが貼付されていないものでもよい。
【００３０】
また、本発明における接着シートＡＳおよび被検査体ＷＫの材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、接着シートＡＳは、感熱接着性、感圧接着性のもの等が採用されてもよい。また、被検査体ＷＫ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検査に貼付することができる。
【００３１】
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、支持手段は、少なくとも一方の面に所定の造形物が形成された被検査体を支持する支持面を有するものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせてその範囲内であればなんら限定されることはない（他の手段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）。
【符号の説明】
【００３２】
１  位置検出装置
２  支持手段
３  変温手段
５  判別手段
６  認識手段
２５  支持面
３１  加熱手段（変温源）
３２  冷却手段（変温源）
３５  リニアモータ（移動手段）
４１  逆変温源
ＥＣ  電子回路（造形物）
ＷＦ  ウエハ（基材）
ＷＫ  被検査体
【図１】
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【図２】
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