JP2004241686A - アライメント方法およびアライメント装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高倍率用の撮像手段のみによって迅速にアライメントを遂行することができるアライメント方法およびアライメント装置を提供する。
【解決手段】表面に複数のストリートが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域に同一回路が形成された半導体ウエーハを被加工物保持手段に保持し、該保持された半導体ウエーハを撮像手段によって撮像し該撮像された画像情報に基づいてストリートの位置を検出するアライメント方法であって、半導体ウエーハに形成された１つの回路を撮像手段により撮像領域を細分化して全面に渡って撮像し、該撮像した各撮像領域の各画像情報と各座標値および各座標値からストリートまでの距離を予め記憶するステップと、加工すべき半導体ウエーハの所定の回路を撮像手段により撮像し、撮像した画像情報と一致する画像情報を該記憶された画像情報の中から検索するステップと、該検索された画像情報に基づいてその座標値とストリートまでの距離を求めるステップとを含む。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハの加工すべき領域を検出するためのアライメント方法およびアライメント装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリート（切断ライン）によって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の同一回路が形成されている半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによって回路毎に分割して個々の半導体チップを製造している。この分割は、切削ブレードを備えた切削装置やレーザー照射装置等のダイシング装置によって行われている。
【０００３】
上述したダイシング装置による分割は、その分割に先立ち、半導体ウエーハの表面を複数個の画素からなる撮像素子を備えた撮像手段によって撮像し、パターンマッチング等の画像処理によりアライメントが行われ、分割すべきストリートが検出される。このパターンマッチングによるアライメントシステムは、半導体チップの特徴点をキーパターンとして設定し、このキーパターンとストリートとの位置関係を予め記憶手段に格納しておく。そして、分割すべき半導体ウエーハの表面を撮像手段によって撮像し走査しながらキーパターンと同一パターンを探し出し、探し出したキーパターンと同一のパターンに基づいて予め記憶手段に格納されているキーパターンとストリートとの位置関係によってストリートを検出するシステムである。このアライメントシステムにおいては、上述したパターンマッチングの走査時間を短縮するために、低倍率パターンマッチングと高倍率パターンマッチングを実施している。即ち、低倍率用のキーパターンと高倍率用のキーパターンを設定するとともに、該両パターンの相互位置関係を予め記憶手段に格納しておき、先ず低倍率パターンマッチングを実行し、次に高倍率パターンマッチングを実行することにより、パターンマッチングの走査時間の短縮を図っている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−２７０４３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
而して、低倍率パターンマッチングと高倍率パターンマッチングを実施するためには、低倍率用の撮像手段と高倍率用の撮像手段が必要となり、コスト高になる。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、高倍率用の撮像手段のみによって迅速にアライメントを遂行することができるアライメント方法およびアライメント装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数のストリートが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域に同一回路が形成された半導体ウエーハを被加工物保持手段に保持し、該保持された半導体ウエーハを撮像手段によって撮像し該撮像された画像情報に基づいてストリートの位置を検出するアライメント方法であって、
半導体ウエーハに形成された１つの回路を撮像手段により撮像領域を細分化して全面に渡って撮像し、該撮像した各撮像領域の各画像情報と各座標値および各座標値からストリートまでの距離を予め記憶するステップと、
加工すべき半導体ウエーハの所定の回路を撮像手段により撮像し、撮像した画像情報と一致する画像情報を該記憶された画像情報の中から検索するステップと、
該検索された画像情報に基づいてその座標値とストリートまでの距離を求めるステップと、を含む、
ことを特徴とするアライメント方法が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、表面に複数のストリートが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域に同一回路が形成された半導体ウエーハを被加工物保持手段に保持し、該保持された半導体ウエーハを撮像手段によって撮像し該撮像された画像情報に基づいてストリートの位置を検出するアライメント方法であって、
半導体ウエーハに形成された１つの回路を撮像手段により撮像領域を細分化して全面に渡って撮像し、該撮像した各撮像領域の各画像情報と各座標値を予め記憶するとともに各画像情報の中の１つをキーパターンとして設定し該キーパターンからストリートまでの距離を予め記憶するステップと、
加工すべき半導体ウエーハの所定の回路を撮像し、撮像した画像情報と一致する画像情報を該記憶された画像情報の中からそれぞれ検索するステップと、
該検索された画像情報の座標値と該キーパターンの座標値との相関関係を求め、該撮像手段と該被加工物保持手段とを相対移動して該撮像手段の撮像領域を該キーパターンの座標値に移動してキーパターンに基づくパターンマッチングを行うステップと、
該キーパターンの座標値に基づいてストリートまでの距離を求めるステップと、を含む、
ことを特徴とするアライメント方法が提供される。
【０００９】
更に、本発明によれば、表面に複数のストリートが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域に同一回路が形成された半導体ウエーハを被加工物保持手段に保持し、該保持された半導体ウエーハを撮像し該撮像された画像情報に基づいてストリートの位置を検出するアライメント装置であって、
該被加工物保持手段に保持された半導体ウエーハの表面を撮像し、撮像した画像情報を出力する撮像手段と、
該撮像手段と該被加工物保持手段を相対移動せしめる送り手段と、
該撮像手段によって該半導体ウエーハの１つの回路の細分化して撮像した各撮像領域の画像情報と座標値および各座標値からストリートまでの距離を予め格納しておく記憶手段と、
該被加工物保持手段に保持された加工すべき半導体ウエーハを撮像する該撮像手段からの画像情報と該記憶手段に記憶された情報とに基づいてストリートを検出するとともに該送り手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該送り手段を作動せしめて加工すべき半導体ウエーハの所定の回路を該撮像手段の撮像領域に位置付け、該撮像手段によって該撮像領域を撮像し、該撮像した画像情報と一致する画像情報を該記憶手段に格納された画像情報の中から検索し、該検索された画像情報に基づいてその座標値とストリートまでの距離を求める、
ことを特徴とするアライメント装置が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、表面に複数のストリートが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域に同一回路が形成された半導体ウエーハを被加工物保持手段に保持し、該保持された半導体ウエーハを撮像し該撮像された画像情報に基づいてストリートの位置を検出するアライメント装置であって、
該被加工物保持手段に保持された半導体ウエーハの表面を撮像し、撮像した画像情報を出力する撮像手段と、
該撮像手段と該被加工物保持手段を相対移動せしめる送り手段と、
該撮像手段と該被加工物保持手段を相対移動せしめる送り手段と、
該撮像手段によって該半導体ウエーハの１つの回路の細分化して撮像した各撮像領域の画像情報と座標値および各画像情報の中から設定された１つのキーパターンおよび該キーパターンからストリートまでの距離を予め格納しておく記憶手段と、
該被加工物保持手段に保持された加工すべき半導体ウエーハを撮像する該撮像手段からの画像情報と該記憶手段に記憶された情報とに基づいてストリートを検出するとともに該送り手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該送り手段を作動せしめて加工すべき半導体ウエーハの所定の回路を該撮像手段の撮像領域に位置付け、該撮像手段によって該撮像領域を撮像し、該撮像した画像情報と一致する画像情報を該記憶手段に格納された画像情報の中から検索し、該検索された画像情報の座標値と該キーパターンの座標値との相関関係を求め、該送り手段を作動せしめて該撮像手段の撮像領域を該キーパターンの座標値に移動してキーパターンに基づくパターンマッチングを行い、該キーパターンの座標値に基づいてストリートまでの距離を求める、
ことを特徴とするアライメント装置が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成されたアライメント方法およびアライメント装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１には、本発明によって構成されたアライメント装置を装備した切削装置の斜視図が示されている。
図１に示された切削装置は、略直方体状の装置ハウジング１０を具備している。この装置ハウジング１０内には、図２に示す静止基台２と、該静止基台２に切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に割り出し送り方向である矢印Ｙで示す方向（切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に直角な方向）に移動可能に配設されたスピンドル支持機構４と、該スピンドル支持機構４に切り込み送り方向である矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設されたスピンドルユニット５が配設されている。
【００１３】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す方向に沿って平行に配設された２本の案内レール３１、３２と、該案内レール３１、３２上に矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設された被加工物保持手段としてのチャックテーブル３３を具備している。このチャックテーブル３３は、案内レール３１、３２上に移動可能に配設された吸着チャック支持台３３１と、該吸着チャック支持台３３１上に装着された吸着チャック３３２と、該吸着チャック３３２の上面から所定高さ下方に配設された支持テーブル３３３を具備しており、該吸着チャック３３２上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。また、吸着チャック３３２は、パルスモータ３３４（Ｍ１）によって回動せしめられるようになっている。なお、チャックテーブル３３の外周には、半導体ウエーハを支持する後述するフレームを保持する４個のフレーム支持部材３３５が配設されている。
【００１４】
図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、チャックテーブル３３を２本の案内レール３１、３２に沿って矢印Ｘで示す切削送り方向に移動させるための切削送り手段３４を具備している。切削送り手段３４は、上記２本の案内レール３１と３２の間に平行に配設された雄ネジロッド３４１と、該雄ネジロッド３４１を回転駆動するためのパルスモータ３４２（Ｍ２）等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３４１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３４３に回転自在に支持されており、その他端が上記サーボモータ３４２（Ｍ２）の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３４１は、チャックテーブル３３を構成する吸着チャック支持台３３１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３４２（Ｍ２）によって雄ネジロッド３４１を正転および逆転駆動することにより、チャックテーブル３３は案内レール３１、３２に沿って矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられる。なお、切削送り手段３４は、図示の実施形態においてはパルスモータ３４２（Ｍ２）を１パルス駆動すると、チャックテーブル３３を１μｍ移動するように構成されている。
【００１５】
図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、チャックテーブル３３の移動位置を検出するための切削送り位置検出手段３５を具備している。切削送り位置検出手段３５は、上記案内レール３１に配設されたリニアスケール３５１と、上記吸着チャック支持台３３１に取り付けられリニアスケール３５１の被検出線を検出する検出器３５２（ＬＳ１）とからなっている。検出器３５２（ＬＳ１）は、それ自体周知の光電式検出器でよく、上記リニアスケール３５１の被検出線（例えば、１μｍ間隔で形成されている）の検出に応じてパルス生成し、このパルス信号を切削送り位置信号として後述する制御手段に送る。
【００１６】
上記スピンドル支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された２本の案内レール４１、４２と、該案内レール４１、４２上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４３を具備している。この可動支持基台４３は、案内レール４１、４２上に移動可能に配設された移動支持部４３１と、該移動支持部４３１に取り付けられた装着部４３２とからなっている。装着部４３２は、一側面に矢印Ｚで示す方向に延びる２本の案内レール４３２ａ、４３２ａが平行に設けられている。図示の実施形態におけるスピンドル支持機構４は、可動支持基台４３を２本の案内レール４１、４２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための割り出し送り手段４４を具備している。割り出し送り手段４４は、上記２本の案内レール４１、４２の間に平行に配設された雄ネジロッド４４１と、該雄ねじロッド４４１を回転駆動するためのパルスモータ４４２（Ｍ３）等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４４１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４４２（Ｍ３）の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４４１は、可動支持基台４３を構成する移動支持部４３１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４４２（Ｍ３）によって雄ネジロッド４４１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４３は案内レール４１、４２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。なお、割り出し送り手段４４は、図示の実施形態においてはパルスモータ４４２（Ｍ３）を１パルス駆動すると、可動支持基台４３を１μｍ移動するように構成されている。
【００１７】
図示の実施形態におけるスピンドル支持機構４は、後述する切削ブレードおよび撮像手段の位置（割り出し位置）を検出するための割り出し送り位置検出手段４５を具備している。割り出し送り位置検出手段４５は、上記案内レール４２に配設されたリニアスケール４５１と、上記可動支持台４３に取り付けられリニアスケール４５１の被検出線を検出する検出器４５２（ＬＳ２）とからなっている。検出器４５２（ＬＳ２）は、上記３５２（ＬＳ１）と同様にそれ自体周知の光電式検出器でよく、上記リニアスケール４５１の被検出線（例えば、１μｍ間隔で形成されている）の検出に応じてパルス生成し、このパルス信号を切削送り位置信号として後述する制御手段に送る。
【００１８】
図示の実施形態のおけるスピンドルユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたスピンドルハウジング５２と、該スピンドルハウジング５２に回転可能に支持された回転スピンドル５３を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４３２に設けられた２本の案内レール４３２ａ、４３２ａに摺動可能に嵌合する２本の被案内レール５１ａ、５１ａが設けられており、この被案内レール５１ａ、５１ａを上記案内レール４３２ａ、４３２ａに嵌合することにより、矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動可能に支持される。上記回転スピンドル５３はスピンドルハウジング５２の先端から突出して配設されており、この回転スピンドル５３の先端部に切削ブレード６が装着されている。なお、切削ブレード６を装着した回転スピンドル５３は、サーボモータ５４（Ｍ４）等の駆動源によって回転駆動せしめられる。上記スピンドルハウジング５２の前端部には、撮像手段７（ＳＤ）が配設されている。この撮像手段７（ＳＤ）は、複数個の画素（６４０×４８０画素：ピクセル）からなる撮像素子（ＣＣＤ）および顕微鏡等の光学系等を備えており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。なお、撮像手段７（ＳＤ）に内蔵された光学系の倍率は、図示の実施形態においては１０倍に設定されている。このように構成された撮像手段７（ＳＤ）は、上記切削ブレード６とＸ方向の同一線上に配設されている。
【００１９】
図示の実施形態におけるスピンドルユニット５は、ホルダ５１を２本の案内レール４３２ａ、４３２ａに沿って矢印Ｚで示す切り込みお送り方向に移動させるための切り込み送り手段５５を具備している。切り込み送り手段５５は、上記切削送り手段３４および割り出し送り手段４４と同様に案内レール４３２ａ、４３２ａの間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５５２（Ｍ５）等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５５２（Ｍ５）によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１とスピンドルハウジング５２および回転スピンドル５３を案内レール４３２ａ、４３２ａに沿って矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめる。
【００２０】
図１に戻って説明すると、図示の切削装置は、被加工物である半導体ウエーハ１１をストックするカセット１２を具備している。半導体ウエーハ１１は、環状のフレーム１１１にテープ１１２によって装着されており、フレーム１１１に装着された状態で上記カセット１２に収容される。なお、カセット１２は、図示しない昇降手段によって上下に移動可能に配設されたカセットテーブル１２１上に載置される。また、図示の切削装置は、カセット１２に収納された半導体ウエーハ１１を被加工物載置領域１３に搬出するとともに切削加工終了後の半導体ウエーハ１１をカセット１２に搬入する被加工物搬出・搬入機構１４と、被加工物載置領域１３に搬出された半導体ウエーハ１１を上記チャックテーブル３３上に搬送する被加工物搬送機構１５と、チャックテーブル３３上で切削加工された半導体ウエーハ１１を洗浄する洗浄手段１６と、チャックテーブル３３上で切削加工された半導体ウエーハ１１を洗浄手段１６に搬送する洗浄搬送機構１７を具備している。更に、図示の切削装置は、上記撮像手段７（ＳＤ）によって撮像された画像等を表示する表示手段１８（ＤＰ）を具備している。
【００２１】
図示の実施形態における切削装置は、図３に示すように制御手段２０を具備している。制御手段２０はマイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）２０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）２０２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３と、入力インターフェース２０４および出力インターフェース２０５とを備えている。このように構成された制御手段２０の入力インターフェース２０４には、図２に示す検出器３５２（ＬＳ１）、検出器４５２（ＬＳ２）、撮像手段７（ＳＤ）等からの検出信号が入力される。また、出力インターフェース２０５からは上記パルスモータ３３４（Ｍ１）、パルスモータ３４２（Ｍ２）、パルスモータ４４２（Ｍ３）、サーボモータ５４（Ｍ４）、パルスモータ５５２（Ｍ５）に制御信号を出力するとともに、上記表示手段１８（ＤＰ）および被加工物搬出・搬入機構１３、被加工物搬送機構１４、洗浄手段１５、洗浄搬送機構１６等に制御信号を出力する。
【００２２】
次に、上述した切削装置の切削加工処理動作について図１を参照して説明する。
カセット１２の所定位置に収容されたフレーム１１１に装着された状態の半導体ウエーハ１１（以下、フレーム１１１に装着された状態の半導体ウエーハ１１を単に半導体ウエーハ１１という）は、図示しない昇降手段によってカセットテーブル１２１が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、被加工物搬出・入機構１４が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ１１を被加工物載置領域１３に搬出する。被加工物載置領域１３に搬出された半導体ウエーハ１１は、被加工物搬送機構１５の旋回動作によって上記チャックテーブル３３の吸着チャック３３２上に搬送され、該吸着チャック３３２に吸引保持される。このようにして半導体ウエーハ１１を吸引保持したチャックテーブル３３は、切削送り手段３４の作動により案内レール３１、３２に沿って撮像手段７の直下まで移動せしめられる。半導体ウエーハ１１を吸引保持したチャックテーブル３３が撮像手段７の直下まで移動せしめられると、半導体ウエーハ１１に形成された所定の回路（半導体チップ）が撮像手段７の直下に位置付けられるようになっている。そして、アライメントが実施される。
【００２３】
以下、本発明によるアライメント方法の第１の実施形態について説明する。
ここで、半導体ウエーハ１１について、図４を参照して説明する。半導体ウエーハ１１は、表面に複数のＸ方向ストリート１１ｘとＹ方向ストリート１１ｙが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域に同一回路１１ａが形成されている。このように構成された半導体ウエーハ１１のアライメントを実施するためには、予め半導体ウエーハ１１についての情報を上記制御手段２０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３に記憶しておく。即ち、上記切削送り手段３４および割り出し送り手段４４を作動せしめて、半導体ウエーハ１１を吸引保持したチャックテーブル３３を撮像手段７の直下まで移動し、半導体ウエーハ１１の図５に示す所定の回路（半導体チップ）１１ａの隅部である（Ｘ１，Ｙ１）座標領域即ち（１−１）で示す領域を撮像手段７の撮像領域に位置付ける。この位置付け制御は撮像手段７によって撮像された画像情報を表示手段１８（ＤＰ）に表示しながらＸ方向およびＹ方向の位置合わせとともに実施する。なお、１つの座標領域は、撮像手段７によって撮像される領域である。図示の実施形態の場合、撮像手段７の撮像素子が複数個の画素（６４０×４８０画素：ピクセル）からなり、光学系の倍率が１０倍に設定されているので、各画素が１μｍ×１μｍの領域を捕らえているため、６４０μｍ×４８０μｍの領域が撮像される。
【００２４】
撮像手段７の直下に図５に示す所定の回路（半導体チップ）１１ａの（Ｘ１，Ｙ１）座標領域即ち（１−１）の領域が位置付けられたならば、制御手段２０は撮像手段７によって撮像された画像情報と（Ｘ１，Ｙ１）座標値を記憶手段としてのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納する。そして、（Ｘ１，Ｙ１）座標値からＸ方向ストリート１１ｘおよびＹ方向ストリート１１ｙの中心部までの距離を検出して、その値をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納する。なお、（Ｘ１，Ｙ１）座標値からＸ方向ストリート１１ｘおよびＹ方向ストリート１１ｙの中心部までの距離の検出は、撮像手段７によって撮像された画像情報を表示手段１８（ＤＰ）に表示しながら割り出し送り手段４４または切削送り手段３４を作動しつつ（図２参照）、上記割り出し送り位置検出手段４５の検出器４５２（ＬＳ２）または切削送り位置検出手段３５の検出器３５２（ＬＳ１）から制御手段２０に出力される検出信号に基づいて検出される。
【００２５】
次に、制御手段２０は、切削送り手段３４を所定量作動して所定の回路の（Ｘ２，Ｙ１）座標領域即ち（２−１）の領域を撮像手段７の撮像領域に位置付ける。そして、撮像手段７によって撮像された画像情報と（Ｘ２，Ｙ１）座標値をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納する。また、制御手段２０は、（Ｘ２，Ｙ１）座標値からＸ方向ストリート１１ｘおよびＹ方向ストリート１１ｙの中心部までの距離を上述したように検出し、その値をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納する。このようにして、（Ｘ６，Ｙ１）座標領域即ち（６−１）の領域の画像情報とそれぞれの座標値およびＸ方向ストリート１１ｘおよびＹ方向ストリート１１ｙの中心部までの距離をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納したならば、割り出し送り手段４４を作動するとともに切削送り手段３４を作動して撮像手段７の撮像領域に図５に示す所定の回路（半導体チップ）１１ａの（Ｘ１，Ｙ２）座標領域即ち（１−２）の領域を位置付ける。そして、制御手段２０は撮像手段７によって撮像された画像情報と（Ｘ２，Ｙ１）座標値およびＸ方向ストリート１１ｘおよびＹ方向ストリート１１ｙの中心部までの距離をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納する。このような作業を繰り返し実施するこよにより、所定の回路（半導体チップ）１１ａを細分化した全領域の画像情報と（Ｘ，Ｙ）座標値およびＸ方向ストリート１１ｘおよびＹ方向ストリート１１ｙの中心部までの距離をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納する。なお、回路（半導体チップ）１１ａを細分化した各領域の画像情報は、それぞれ異なる画像に形成されている。このようにしてランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納された全領域の画像情報と（Ｘ，Ｙ）座標値およびＸ方向ストリート１１ｘおよびＹ方向ストリート１１ｙの中心部までの距離に基づいて加工すべき半導体ウエーハ１１のアライメントが実施される。
【００２６】
図１を参照して説明を続けると、加工すべき半導体ウエーハ１１を吸引保持したチャックテーブル３３が上述したように撮像手段７の直下まで移動せしめられると、半導体ウエーハ１１に形成された所定の回路（半導体チップ）１１ａが撮像手段７の直下に位置付けられるようになっている。このように所定の回路（半導体チップ）１１ａが撮像手段７の直下に位置付けられならば、撮像手段７は直下に位置する撮像領域を撮像し、その画像情報を制御手段２０に送る。制御手段２０は、撮像手段７から送られた画像情報をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第２の記憶領域に格納するとともに、この画像情報と一致する画像情報をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納された上記複数個の画像情報から検索する。そして制御手段２０は、一致した画像情報の（Ｘ，Ｙ）座標値をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第３の記憶領域に格納する。なお、今回撮像された画像情報の領域は、例えば（Ｘ２，Ｙ２）座標値即ち（２−２）の領域であったとする。
【００２７】
次に、切削送り手段３４を作動して半導体ウエーハ１１をＸで示す切削送り方向に所定量移動する。そして、撮像手段７は直下に位置する領域を撮像し、その画像情報を制御手段２０に送る。制御手段２０、撮像手段７から送られた画像情報をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第２の記憶領域に格納するとともに、この画像情報と一致する画像情報をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納された上記複数個の画像情報から検索する。このとき、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１のＸ方向ストリート１１ｘが矢印Ｘと平行であれば、今回撮像された画像情報の座標値も前回撮像した画像情報の座標値（Ｘ２，Ｙ２）即ち（２−２）の領域であるはずである。しかるに、今回撮像された画像情報の座標値（Ｘ２，Ｙ３）即ち（２−３）の領域であったとすると、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１はＸ方向に対して回転方向にズレた状態で位置付けられていることになる。
【００２８】
次に、制御手段２０は、前回撮像した画像情報の座標値（Ｘ２，Ｙ２）と今回撮像された画像情報の座標値（Ｘ２，Ｙ３）とに基づいてズレ量を演算し、このズレ量を補正するためのチャックテーブル３３の回転角度を演算する。そして、制御手段２０は、演算した回転角度に対応する所定パルスでパルスモータ３３２（Ｍ１）を駆動する。この結果、チャックテーブル３３が上記のように演算された回転角度だけ回転せしめられて、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１に形成されたストリートがＸ方向とＹ方向にそれぞれ平行な関係で位置付けられる。
【００２９】
上述したように、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１の回転方向のズレを補正したならば、撮像手段７は直下に位置する領域を撮像し、その画像情報を制御手段２０に送る。制御手段２０、撮像手段７から送られた画像情報をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第３の記憶領域に格納するとともに、この画像情報と一致する画像情報をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納された上記複数個の画像情報から検索する。なお、今回撮像された画像情報の領域は、上記補正により例えば（Ｘ２，Ｙ２）座標値即ち（２−２）の領域であったとする。この（Ｘ２，Ｙ２）座標値からＸ方向ストリート１１ｘおよびＹ方向ストリート１１ｙに中心部までの距離は上述したようにランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３に記憶されているので、現在地である（Ｘ２，Ｙ２）座標値からＸ方向ストリート１１ｘおよびＹ方向ストリート１１ｙまでの距離を求めることができる。このようにして、所定の回路（半導体チップ）１１ａのＸ方向ストリート１１ｘおよびＹ方向ストリート１１ｙの中心部までの距離が求められると、このストリートから切削を開始するストリートまでの距離、即ちストリートの間隔と本数と最初のストリート位置は設計上明確に設定されているので、加工すべき半導体ウエーハ１１を吸引保持したチャックテーブル３３を切削開始位置に移動することができる。
【００３０】
次に、本発明によるアライメント方法の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態においても、予め半導体ウエーハ１１に形成された１つの回路について細分化された撮像領域の画像情報と（Ｘ，Ｙ）座標値を制御手段２０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納する。そして、第２の実施形態においては、図６で示すように特に特徴のある画像情報、例えば（Ｘ４，Ｙ４）座標値即ち（４−４）の領域の画像情報をキーパターンとして設定し、該キーパターンからＸ方向ストリート１１ｘおよびＹ方向ストリート１１ｙの中心部までの距離をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納しておく。このようにキーパターンを設定するのは、最も特徴がある画像情報の座標値に基づいて確実にアライメントを行うようにしたものである。
【００３１】
チャックテーブル３３に保持された加工すべき半導体ウエーハ１１のアライメントを実施するには、上述した第１の実施形態と同様に半導体ウエーハ１１を所定の回路（半導体チップ）１１ａが撮像手段７の直下になるように位置付ける。そして、撮像手段７は直下に位置する撮像領域を撮像し、その画像情報を制御手段２０に送る。制御手段２０は、撮像手段７から送られた画像情報をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第２の記憶領域に格納するとともに、この画像情報と一致する画像情報をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納された上記複数個の画像情報から検索する。そして制御手段２０は、一致した画像情報の（Ｘ，Ｙ）座標値をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第３の記憶領域に格納する。なお、今回撮像された画像情報の領域は、例えば（Ｘ３，Ｙ２）座標値であったとする。制御手段２０は、この（Ｘ３，Ｙ２）座標値即ち（３−２）の領域とキーパターンとして設定された（Ｘ４，Ｙ４）座標値即ち（４−４）との相関関係を求める。この相関関係は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納された上記各情報に基づいて、（Ｘ３，Ｙ２）座標値から（Ｘ４，Ｙ４）座標値までのＸ方向距離とＹ方向距離として求められる。
【００３２】
このように（Ｘ３，Ｙ２）座標値とキーパターンとして設定された（Ｘ４，Ｙ４）座標値との相関関係が求められたならば、制御手段２０は、割り出し送り手段４４および切削送り手段３４を作動して撮像手段７の直下に（Ｘ４，Ｙ４）座標値即ち（４−４）に相当する領域を位置付け、撮像手段７によってその撮像領域を撮像する。そして、制御手段２０は、撮像された画像情報とランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納されている（Ｘ４，Ｙ４）座標値の画像情報（キーパターン）とのパターンマッチングを実施する。なお、上述したように撮像手段７の直下に加工すべき半導体ウエーハ１１に形成された所定の回路（半導体チップ）１１ａの（Ｘ４，Ｙ４）座標値即ち（４−４）に相当する領域を位置付けた状態でキーパターンとマッチングしない場合には、制御手段２０は（Ｘ３，Ｙ２）との認識に誤りがあり、（Ｘ３，Ｙ２）と類似する座標値と（Ｘ４，Ｙ４）座標値との相関関係を求めて、割り出し送り手段４４および／または切削送り手段３４を送りながらマッチングさせる。
【００３３】
次に、切削送り手段３４を作動して半導体ウエーハ１１をＸで示す切削送り方向に所定量移動する。そして、撮像手段７は直下に位置する領域を撮像し、その画像情報を制御手段２０に送る。制御手段２０、撮像手段７から送られた画像情報をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第２の記憶領域に格納するとともに、この画像情報と一致する画像情報をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納された上記複数個の画像情報から検索する。このとき、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１のＸ方向ストリート１１ｘが矢印Ｘと平行であれば、今回撮像された画像情報の座標値もキーパターンとして設定された（Ｘ４，Ｙ４）座標値即ち（４−４）の領域であるはずである。しかるに、今回撮像された画像情報の座標値（Ｘ４，Ｙ５）即ち（４−５）の領域であったとすると、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１はＸ方向に対して回転方向にズレた状態で位置付けられていることになる。
【００３４】
次に、制御手段２０は、キーパターンとして設定された（Ｘ４，Ｙ４）座標値と今回撮像された画像情報の座標値（Ｘ４，Ｙ５）とに基づいてズレ量を演算し、このズレ量を補正するためのチャックテーブル３３の回転角度を演算する。そして、制御手段２０は、演算した回転角度に対応する所定パルスでパルスモータ３３４（Ｍ１）を駆動する。この結果、チャックテーブル３３が上記のように演算された回転角度だけ回転せしめられて、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１に形成されたストリートがＸ方向とＹ方向にそれぞれ平行な関係で位置付けられる。
【００３５】
次に、制御手段２０は、割り出し送り手段４４および切削送り手段３４を作動して撮像手段７の直下に（Ｘ４，Ｙ４）座標値即ち（４−４）に相当する領域を位置付け、所定量離れた２か所の領域において、撮像手段７によってその撮像領域を撮像し、撮像された画像情報とランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１の記憶領域に格納されている（Ｘ４，Ｙ４）座標値の画像情報（キーパターン）とのパターンマッチングを実施して、ストリート１１ｘが矢印Ｘと平行であることを確認する。
【００３６】
このようにして、撮像手段７の直下に加工すべき半導体ウエーハ１１に形成された所定の回路（半導体チップ）１１ａの（Ｘ４，Ｙ４）座標値即ち（４−４）の領域を位置付けることにより、制御手段２０はリードオンリメモリ（ＲＯＭ）２０２に記憶しているキーパターン座標値（Ｘ４，Ｙ４）からＸ方向ストリート１１ｘおよびＹ方向ストリート１１ｙまでの距離に基づいて、現在地からＸ方向ストリート１１ｘおよびＹ方向ストリート１１ｙまでの距離を求めてアライメントを行う。そして、チャックテーブル３３に保持された加工すべき半導体ウエーハ１１を上述したように設計上明確に設定されている切削開始位置に移動することができる。
【００３７】
図１に基づいて説明すると、上述したようにアライメントが実行され、チャックテーブル３３に保持された加工すべき半導体ウエーハ１１が切削開始位置に位置付けられたならば、切削送り手段３４を作動して半導体ウエーハ１１を所定量Ｘで示す方向に移動する。この結果、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１は切削ブレード６により所定のストリートに沿って切削される。即ち、切削ブレード６は割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されて位置決めされたスピンドルユニット５に装着され、サーボモータ５４（Ｍ４）によって高速回転（例えば、３０，０００ｒｐｍ）されているので、チャックテーブル３３を切削ブレード６の下側に沿って矢印Ｘで示す切削送り方向に所定速度（例えば、５０ｍｍ／ｓｅｃ）で移動することにより、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１は切削ブレード６により所定のストリートに沿って切削される（切削工程）。このように所定のストリートに沿って切削したら、割り出し送り手段４４のパルスモータ４４２（Ｍ２）を駆動して、チャックテーブル３３、従ってこれに保持されている半導体ウエーハ１１を矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し移動し（割り出し工程）、上記切削工程を遂行する。
【００３８】
このようにして所定方向に延在する全てのストリートについて切削工程と割り出し工程を遂行したならば、制御手段２０はパルスモータ３３４（Ｍ１）を駆動しチャックテーブル３３、従ってこれに保持されている半導体ウエーハ１１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各ストリートに沿って上記切削工程と割り出し工程を実行することにより、図４に示すように半導体ウエーハ１１の全ストリートに切削溝１１０が形成され個々の半導体チップに分割される。なお、分割された半導体チップは、テープ１１２の作用によってバラバラにはならず、フレーム１１１に装着された半導体ウエーハ１１の状態が維持されている。このようにして半導体ウエーハ１１の切削が終了した後、半導体ウエーハ１１を保持したチャックテーブル３３は、最初に半導体ウエーハ１１を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ１１の吸引保持を解除する。次に、半導体ウエーハ１１は、洗浄搬送機構１７によって洗浄手段１６に搬送され、ここで上記切削時に生成されたコンタミが洗浄除去される。このようにして洗浄された半導体ウエーハ１１は、被加工物搬送機構１５によって被加工物載置領域１３に搬送される。そして、半導体ウエーハ１１は、被加工物搬出・入機構１４によってカセット１２の所定位置に収納される。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、半導体ウエーハに形成された１つの回路を撮像手段により撮像領域を細分化して全面に渡って撮像し、該撮像した各撮像領域の各画像情報と各座標値および各座標値からストリートまでの距離を予め記憶しておき、加工すべき半導体ウエーハの所定の回路を撮像手段により撮像し、撮像した画像情報と一致する画像情報を該記憶された画像情報の中から検索し、該検索された画像情報に基づいてその座標値とストリートまでの距離を求めるようにしたので、比較的高倍率の撮像手段だけで高速でアライメントを行うことができる。
また、本発明によれば、上記各画像情報の中から１つのキーパターンを設定し、このキーパターンの座標値からストリートまでの距離を求めるようにしたので、比較的高倍率の撮像手段を用いて迅速にキーパターンの座標値に位置付けることができ、低倍率−高倍率パターンマッチングと同様に確実に高速高速でアライメントを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成されたアライメント装置を装備した切削装置の斜視図。
【図２】図１に示す切削装置の要部斜視図。
【図３】図１に示す切削装置に装備される制御手段の構成ブロック図。
【図４】図１に示す切削装置によって切断される半導体ウエーハの斜視図。
【図５】図４に示す半導体ウエーハに形成される回路の撮像領域を示す一実施形態の説明図。
【図６】図４に示す半導体ウエーハに形成される回路の撮像領域を示す他の実施形態の説明図。
【符号の説明】
２：静止基台
３：チャックテール機構
３１、３２：チャックテーブル機構の案内レール
３３：チャックテーブル機構のチャックテーブル
３３４：パルスモータ（Ｍ１）
３４：切削送り手段
３４２：パルスモータ（Ｍ２）
３５：切削送り位置検出手段
３５１：リニアスケール
３５２：検出器（ＬＳ１）
４：スピンドル支持機構
４１、４２：チャックテーブル機構の案内レール
４３：チャックテーブル機構の可動支持基台
４４：割り出し送り手段
４４２：パルスモータ（Ｍ３）
４５：割り出し送り位置検出手段
４５１：リニアスケール
４５２：検出器（ＬＳ１）
５：スピンドルユニット
５２：スピンドルユニットのスピンドルハウジング
５３：回転スピンドル
５４：サーボモータ（Ｍ４）
５６：駆動手段
５５２：パルスモータ（Ｍ５）
６：切削ブレード
７：撮像手段（ＳＤ）
１０：装置ハウジング
１１：半導体ウエーハ
１２：カセット
１４：被加工物搬出・入機構
１５：被加工物搬送機構
１６：洗浄手段
１７：洗浄搬送機構
１８：表示手段（ＤＰ）
２０：制御手段

Claims (4)

1. 表面に複数のストリートが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域に同一回路が形成された半導体ウエーハを被加工物保持手段に保持し、該保持された半導体ウエーハを撮像手段によって撮像し該撮像された画像情報に基づいてストリートの位置を検出するアライメント方法であって、
   半導体ウエーハに形成された１つの回路を撮像手段により撮像領域を細分化して全面に渡って撮像し、該撮像した各撮像領域の各画像情報と各座標値および各座標値からストリートまでの距離を予め記憶するステップと、
   加工すべき半導体ウエーハの所定の回路を撮像手段により撮像し、撮像した画像情報と一致する画像情報を該記憶された画像情報の中から検索するステップと、
   該検索された画像情報に基づいてその座標値とストリートまでの距離を求めるステップと、を含む、
   ことを特徴とするアライメント方法。
2. 表面に複数のストリートが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域に同一回路が形成された半導体ウエーハを被加工物保持手段に保持し、該保持された半導体ウエーハを撮像手段によって撮像し該撮像された画像情報に基づいてストリートの位置を検出するアライメント方法であって、
   半導体ウエーハに形成された１つの回路を撮像手段により撮像領域を細分化して全面に渡って撮像し、該撮像した各撮像領域の各画像情報と各座標値を予め記憶するとともに各画像情報の中の１つをキーパターンとして設定し該キーパターンからストリートまでの距離を予め記憶するステップと、
   加工すべき半導体ウエーハの所定の回路を撮像し、撮像した画像情報と一致する画像情報を該記憶された画像情報の中からそれぞれ検索するステップと、
   該検索された画像情報の座標値と該キーパターンの座標値との相関関係を求め、該撮像手段と該被加工物保持手段とを相対移動して該撮像手段の撮像領域を該キーパターンの座標値に移動してキーパターンに基づくパターンマッチングを行うステップと、
   該キーパターンの座標値に基づいてストリートまでの距離を求めるステップと、を含む、
   ことを特徴とするアライメント方法。
3. 表面に複数のストリートが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域に同一回路が形成された半導体ウエーハを被加工物保持手段に保持し、該保持された半導体ウエーハを撮像し該撮像された画像情報に基づいてストリートの位置を検出するアライメント装置であって、
   該被加工物保持手段に保持された半導体ウエーハの表面を撮像し、撮像した画像情報を出力する撮像手段と、
   該撮像手段と該被加工物保持手段を相対移動せしめる送り手段と、
   該撮像手段によって該半導体ウエーハの１つの回路の細分化して撮像した各撮像領域の画像情報と座標値および各座標値からストリートまでの距離を予め格納しておく記憶手段と、
   該被加工物保持手段に保持された加工すべき半導体ウエーハを撮像する該撮像手段からの画像情報と該記憶手段に記憶された情報とに基づいてストリートを検出するとともに該送り手段を制御する制御手段と、を具備し、
   該制御手段は、該送り手段を作動せしめて加工すべき半導体ウエーハの所定の回路を該撮像手段の撮像領域に位置付け、該撮像手段によって該撮像領域を撮像し、該撮像した画像情報と一致する画像情報を該記憶手段に格納された画像情報の中から検索し、該検索された画像情報に基づいてその座標値とストリートまでの距離を求める、
   ことを特徴とするアライメント装置。
4. 表面に複数のストリートが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域に同一回路が形成された半導体ウエーハを被加工物保持手段に保持し、該保持された半導体ウエーハを撮像し該撮像された画像情報に基づいてストリートの位置を検出するアライメント装置であって、
   該被加工物保持手段に保持された半導体ウエーハの表面を撮像し、撮像した画像情報を出力する撮像手段と、
   該撮像手段と該被加工物保持手段を相対移動せしめる送り手段と、
   該撮像手段によって該半導体ウエーハの１つの回路の細分化して撮像した各撮像領域の画像情報と座標値および各画像情報の中から設定された１つのキーパターンおよび該キーパターンからストリートまでの距離を予め格納しておく記憶手段と、
   該被加工物保持手段に保持された加工すべき半導体ウエーハを撮像する該撮像手段からの画像情報と該記憶手段に記憶された情報とに基づいてストリートを検出するとともに該送り手段を制御する制御手段と、を具備し、
   該制御手段は、該送り手段を作動せしめて加工すべき半導体ウエーハの所定の回路を該撮像手段の撮像領域に位置付け、該撮像手段によって該撮像領域を撮像し、該撮像した画像情報と一致する画像情報を該記憶手段に格納された画像情報の中から検索し、該検索された画像情報の座標値と該キーパターンの座標値との相関関係を求め、該送り手段を作動せしめて該撮像手段の撮像領域を該キーパターンの座標値に移動してキーパターンに基づくパターンマッチングを行い、該キーパターンの座標値に基づいてストリートまでの距離を求める、
   ことを特徴とするアライメント装置。

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