JP2009064828A - Processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アライメント領域又は加工領域を目視で確認可能な表示手段を備えた加工装置に関する。 The present invention relates to a processing apparatus including a display unit that can visually confirm an alignment region or a processing region.
IC、LSI等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン(ストリート)によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、ダイシング装置(切削装置)によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。 A semiconductor wafer in which a number of devices such as IC and LSI are formed on the surface, and each device is partitioned by a line to be divided (street), the back surface is ground by a grinding machine and processed to a predetermined thickness. A division line is cut by a dicing machine (cutting machine) and divided into individual devices, which are used for electric devices such as mobile phones and personal computers.
ダイシング装置は、半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを切削する切削手段と、ウエーハを撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した画像を表示する表示手段とを具備していて、該撮像手段によってウエーハを撮像し切削すべき領域を検出して、ウエーハを高精度に個々のデバイス(半導体チップ)に分割することができる。 The dicing apparatus includes a chuck table that holds a semiconductor wafer, a cutting unit that cuts the wafer held on the chuck table, an imaging unit that images the wafer, and a display unit that displays an image captured by the imaging unit. In addition, the wafer can be imaged by the imaging means to detect a region to be cut, and the wafer can be divided into individual devices (semiconductor chips) with high accuracy.
ウエーハのダイシング(切削)はストリートに沿って行われるため、ダイシングに先立って予めストリートを検出するアライメントと呼ばれる作業が行われる。このアライメントは、半導体ウエーハの表面を撮像手段で撮像し、当該表面に形成されたアライメント用のキーパターンと、予めアライメント装置に記憶させておいたキーパターンとのパターンマッチングにより行われる。 Since dicing (cutting) of the wafer is performed along the street, an operation called alignment for detecting the street in advance is performed prior to dicing. This alignment is performed by imaging the surface of the semiconductor wafer with an imaging unit, and pattern matching between an alignment key pattern formed on the surface and a key pattern previously stored in the alignment apparatus.
特開2005−166991号公報は、低倍率画像と高倍率画像とを同時に表示手段上に表示し、オペレータの作業効率を向上させて、アライメントに要する時間を短縮することが可能なアライメント装置を開示している。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-166991 discloses an alignment apparatus capable of simultaneously displaying a low-magnification image and a high-magnification image on a display unit, improving the operator's work efficiency, and reducing the time required for alignment. is doing.
また、特許第2628256号公報は、半導体ウエーハ上に形成されたカーフ(切削溝)を撮像手段で撮像し、撮像された画像を画像処理してチッピング等の状態を自動的に検出し、チッピング等が所定値を超える場合はプリカットを遂行し、所定値を超えない場合はダイシングを遂行するようにした、カーフチェックに基づく自動ダイシングシステムを開示している。
特許文献1に開示されたアライメント装置によると、アライメントに要する時間を短縮化できるという効果があるが、適切な領域でアライメントが行われているか、または、アライメントエラーを生じた際、その領域を目視で確認することができないという問題がある。 According to the alignment apparatus disclosed in Patent Document 1, there is an effect that the time required for alignment can be shortened. However, when alignment is performed in an appropriate region or an alignment error occurs, the region is visually checked. There is a problem that cannot be confirmed.
また、特許文献2に開示された自動ダイシングシステムでは、オペレータは撮像手段で撮像された領域を大まかに認識しているものの、不適切な切削溝が検出された場合、その領域がウエーハのどの部分に該当するかを明確に認識することができず、原因究明等を迅速に行うことができないという問題がある。
In the automatic dicing system disclosed in
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モニタ上に表示された細部画像に不具合を発見した際に、その領域を明確に認識することができ、原因究明等を迅速に適正に行うことが可能な加工装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is to clearly recognize the area when a defect is found in the detailed image displayed on the monitor, The object is to provide a processing apparatus capable of quickly and properly investigating the cause.
本発明によると、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工手段と、被加工物を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像した画像を表示する表示手段とを備えた加工装置であって、前記撮像手段は、前記チャックテーブルに保持された被加工物の全体を撮像する全体撮像部と、被加工物の細部を撮像する細部撮像部と、前記全体撮像部で撮像した被加工物の全体画像と前記細部撮像部で撮像した細部画像を前記表示手段上に合成して表示するとともに、被加工物の全体画像に細部画像の位置を表示する画像合成部と、を具備したことを特徴とする加工装置が提供される。 According to the present invention, a chuck table that holds a workpiece, a processing unit that processes the workpiece held on the chuck table, an imaging unit that images the workpiece, and an image captured by the imaging unit. A processing apparatus including a display unit for displaying, wherein the imaging unit includes an entire imaging unit that images the entire workpiece held on the chuck table, and a detailed imaging unit that images the details of the workpiece. And the overall image of the workpiece imaged by the overall imaging unit and the detail image captured by the detail imaging unit are combined and displayed on the display means, and the position of the detail image is displayed on the entire image of the workpiece. An image synthesizing unit for displaying is provided.
本発明によると、撮像手段が、表示手段に被加工物の全体画像と細部画像とを合成して表示するとともに被加工物の全体画像に細部画像の位置を表示する画像合成部を具備しているので、細部画像で不具合を発見した際にその領域を明確に認識することができ、原因究明等を迅速に且つ適正に行うことができる。 According to the present invention, the image pickup means includes an image composition unit for combining the whole image of the workpiece and the detailed image on the display means and displaying the position of the detailed image on the whole image of the workpiece. Therefore, when a defect is found in the detailed image, the area can be clearly recognized, and the cause can be investigated quickly and appropriately.
また、アライメントが適正な領域で行われているかを認識できるとともに、アライメントエラーが生じた際、その領域を認識することができる。 In addition, it is possible to recognize whether the alignment is performed in an appropriate region, and it is possible to recognize the region when an alignment error occurs.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1はウエーハをダイシングして個々のチップ(デバイス)に分割することができる切削装置(ダイシング装置)2の外観を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the external appearance of a cutting device (dicing device) 2 that can divide a wafer into individual chips (devices).
切削装置2の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段4が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるCRT等の表示手段(モニタ)6が設けられている。
On the front side of the
図2に示すように、ダイシング対象のウエーハWの表面においては、第1のストリートS1と第2ストリートS2とが直交して形成されており、第1のストリートS1と第2のストリートS2とによって区画されて多数のデバイスDがウエーハW上に形成されている。 As shown in FIG. 2, on the surface of the wafer W to be diced, the first street S1 and the second street S2 are formed orthogonally, and the first street S1 and the second street S2 A plurality of devices D are partitioned and formed on the wafer W.
ウエーハWは粘着テープであるダイシングテープTに貼着され、ダイシングテープTの外周縁部は環状フレームFに貼着されている。これにより、ウエーハWはダイシングテープTを介してフレームFに支持された状態となり、図1に示したウエーハカセット8中にウエーハが複数枚(例えば25枚)収容される。ウエーハカセット8は上下動可能なカセットエレベータ9上に載置される。
The wafer W is attached to a dicing tape T that is an adhesive tape, and the outer peripheral edge of the dicing tape T is attached to an annular frame F. As a result, the wafer W is supported by the frame F via the dicing tape T, and a plurality of wafers (for example, 25 sheets) are accommodated in the
ウエーハカセット8の後方には、ウエーハカセット8から切削前のウエーハWを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット8に搬入する搬出入手段10が配設されている。ウエーハカセット8と搬出入手段10との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域12が設けられており、仮置き領域12には、ウエーハWを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段14が配設されている。
Behind the
仮置き領域12の近傍には、ウエーハWと一体となったフレームFを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段16が配設されており、仮置き領域12に搬出されたウエーハWは、搬送手段16により吸着されてチャックテーブル18上に搬送され、このチャックテーブル18に吸引されるとともに、複数の固定手段19によりフレームFが固定されることでチャックテーブル18上に保持される。
In the vicinity of the
チャックテーブル18は、回転可能且つX軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル18のX軸方向の移動経路の上方には、ウエーハWの切削すべきストリートを検出するアライメント手段20が配設されている。
The chuck table 18 is configured to be rotatable and reciprocally movable in the X-axis direction. Above the movement path of the chuck table 18 in the X-axis direction, an
アライメント手段20は集光光学系22を有しており、この集光光学系22で集められたウエーハWからの反射光の一部は後述する細部撮像部に入力されてウエーハWの表面が撮像される。
The alignment means 20 has a condensing
撮像により取得した画像に基づき、後で詳細に説明するパターンマッチング処理によって切削すべきストリートを検出する。細部撮像部によって取得された画像は、表示手段6に表示される。 Based on the image acquired by imaging, a street to be cut is detected by a pattern matching process described in detail later. The image acquired by the detail imaging unit is displayed on the display means 6.
アライメント手段20の左側には、チャックテーブル18に保持されたウエーハWに対して切削加工を施す切削手段24が配設されている。切削手段24はアライメント手段20と一体的に構成されており、両者が連動してY軸方向及びZ軸方向に移動する。
On the left side of the alignment means 20, a cutting means 24 for cutting the wafer W held on the chuck table 18 is disposed. The
切削手段24は、回転可能なスピンドル26の先端に切削ブレード28が装着されて構成され、Y軸方向及びZ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード28は集光光学系22のX軸方向の延長線上に位置している。
The
このように構成された切削装置2において、ウエーハカセット8に収容されたウエーハWは、搬出入手段10によってフレームFが挟持され、搬出入手段10が装置後方(Y軸方向)に移動し、仮置き領域12においてその挟持が解除されることにより、仮置き領域12に載置される。そして、位置合わせ手段14が互いに接近する方向に移動することにより、ウエーハWが一定の位置に位置づけられる。
In the
次いで、搬送手段16によってフレームFは吸着され、搬送手段16が旋回することによりフレームFと一体となったウエーハWがチャックテーブル18に搬送されてチャックテーブル18により保持される。そして、チャックテーブル18がX軸方向に移動してウエーハWはアライメント手段20の直下に位置づけられる。
Next, the frame F is adsorbed by the
アライメント手段20が切削すべきストリートを検出するアライメントの際のパターンマッチングに用いる画像は、切削前に予め取得しておく必要がある。そこで、ウエーハWがアライメント手段20の直下に位置づけられると、撮像手段35がウエーハWの表面を撮像し、撮像した画像を表示手段6に表示させる。
The image used for pattern matching at the time of alignment in which the
図3に示すように、撮像手段35は、CCDを有する高倍率の細部撮像部32と、同じくCCDを有する低倍率の全体撮像部34を含んでおり、ハーフミラー30を透過した光が細部撮像部32に入力され、ハーフミラー30で反射された光が全体撮像部34に入力されるように集光光学系22、細部撮像部32及び全体撮像部34のそれぞれの光軸が調整されている。
As shown in FIG. 3, the imaging means 35 includes a high-magnification
全体撮像部34で撮像したウエーハWの全体画像と、細部撮像部32で撮像した細部画像は画像合成部36で合成され、表示手段6の画面を2分割して左側に細部画像38aが表示され、右側に全体画像38bが表示される。すなわち、画像合成部36は表示手段6上に表示する画像の表示処理をする。画像合成部36は更に、ウエーハの全体画像38bに細部画像38aの位置Pを表示する処理を行う。
The entire image of the wafer W imaged by the
以下、撮像手段35による本発明実施形態のアライメントの概要について説明する。ウエーハWが集光光学系22の直下に位置付けられると、細部撮像部32が高倍率で全体撮像部34が低倍率でウエーハWを撮像し、画像合成部36で合成された画像が表示手段6を2分割して細部画像38a及び全体画像38bとして表示される。
Hereinafter, the outline of the alignment of the embodiment of the present invention by the imaging means 35 will be described. When the wafer W is positioned immediately below the condensing
切削装置2のオペレータは、操作手段4を操作することにより、細部画像38aをゆっくりと移動させながらパターンマッチングのターゲットとなるキーパターン40を探索する。このキーパターン40は、例えばデバイスD中の回路の特徴部分を利用する。
The operator of the
オペレータがキーパターン40を決定すると、そのキーパターン40を含む画像が切削装置2のアライメント手段20に備えたメモリに記憶される。また、そのキーパターン40とストリートS1,S2の中心線との距離を座標値等によって求めその値もメモリに記憶させておく。
When the operator determines the
さらに、細部画像38aを画面上でゆっくりと移動することにより、隣り合うストリートとストリートとの間隔(ストリートピッチ)を座標値等によって求め、ストリートピッチの値についてもアライメント手段20のメモリに記憶させておく。
Further, by slowly moving the
ウエーハWのストリートに沿った切断の際には、記憶させたキーパターン40の画像と実際に細部撮像部32により撮像されて取得した画像とのパターンマッチングをアライメント手段20にて行う。このパターンマッチングは、X軸方向に伸長する同一ストリートS1に沿った互いに離間した少なくとも2点で実施する。
At the time of cutting along the street of the wafer W, the
まず、A点で撮像した細部画像38aを画面上でゆっくりと移動させながら、記憶させたキーパターン40と実際の画像のキーパターン40とのパターンマッチングを行い、キーパターンがマッチングした状態で画面を固定する。このとき、右側の全体画像38b内に細部画像38aの位置Pが表示される。よって、オペレータは左側の画面上に表示された細部画像38aの位置を容易に知ることができる。
First, the
このようにA点での撮像画面からパターンマッチングを実施したら、チャックテーブル18をX軸方向に移動させてA点とX軸方向に相当離れたB点でのパターンマッチングを行う。 When pattern matching is performed from the imaging screen at point A as described above, the chuck table 18 is moved in the X-axis direction, and pattern matching is performed at point B that is considerably separated from point A in the X-axis direction.
このとき、A点からB点まで一気に移動してパターンマッチングを行うのではなく、B点への移動途中の複数個所で必要に応じてパターンマッチングを実施してY軸方向のずれを補正すべくチャックテーブル18を僅かに回転させてθ補正を行って、最終的にB点でのパターンマッチングを実施することが好ましい。 At this time, instead of moving from point A to point B at once, pattern matching is performed, but pattern matching is performed as necessary at a plurality of points in the middle of movement to point B to correct the deviation in the Y-axis direction. It is preferable to slightly rotate the chuck table 18 to perform θ correction and finally perform pattern matching at point B.
A点及びB点でのパターンマッチングが完了すると、2つのキーパターン40を結んだ直線はストリートS1と平行となったことになり、キーパターン40とストリートS1の中心線との距離分だけ切削手段24をY軸方向に移動させることにより、切削しようとするストリートと切削ブレード28との位置合わせを行う。
When the pattern matching at the points A and B is completed, the straight line connecting the two
本実施形態の撮像手段35によると、画像合成部36で合成された細部画像38aと全体画像38bが表示手段6の画面を2分割して表示されるとともに、ウエーハWの全体画像38bに細部画像38aの位置Pを表示するようにしたので、アライメントが適正な領域で行われているかを認識できるとともに、アライメントエラーを生じた際、その領域を直ちに確認することができる。
According to the imaging means 35 of the present embodiment, the
切削しようとするストリートと切削ブレード28との位置合わせが行われた状態で、チャックテーブル18をX軸方向に移動させるとともに、切削ブレード28を高速回転させながら切削手段24を下降させると、位置合わせされたストリートが切削される。
When the street to be cut and the
メモリに記憶されたストリートピッチずつ切削手段24をY軸方向にインデックス送りにしながら切削を行うことにより、同方向のストリートS1が全て切削される。更に、チャックテーブル18を90°回転させてから、上記と同様の切削を行うと、ストリートS2も全て切削され、個々のデバイスDに分割される。 By performing cutting while feeding the cutting means 24 in the Y-axis direction by the street pitch stored in the memory, all the streets S1 in the same direction are cut. Furthermore, when the chuck table 18 is rotated by 90 ° and then the same cutting as described above is performed, the streets S2 are all cut and divided into individual devices D.
切削が終了したウエーハWはチャックテーブル18をX軸方向に移動してから、Y軸方向に移動可能な搬送手段25により把持されて洗浄装置27まで搬送される。洗浄装置27では、洗浄ノズルから水を噴射しながらウエーハWを低速回転(例えば300rpm)させることによりウエーハを洗浄する。
The wafer W that has been cut is moved in the X-axis direction by the chuck table 18 and is then gripped by the transfer means 25 that can move in the Y-axis direction and transferred to the
洗浄後、ウエーハWを高速回転(例えば3000rpm)させながらエアノズルからエアを噴出させてウエーハWを乾燥させた後、搬送手段16によりウエーハWを吸着して仮置き領域12に戻し、更に搬出入手段10によりウエーハカセット8の元の収納場所にウエーハWが戻される。
After the cleaning, the wafer W is dried at a high speed (for example, 3000 rpm) by blowing air from the air nozzle and drying the wafer W. Then, the wafer W is adsorbed by the conveying
ここで、ウエーハW切削中に切削溝の状態を観察したい場合には、切削を中止してチャックテーブル18をX軸方向に移動してウエーハWを集光光学系22の真下に位置付ける。そして、撮像手段35の細部撮像部32及び全体撮像部34によりウエーハWを撮像して、表示手段6の画面を2分割して細部画像42a及び全体画像42bを表示させる。
Here, when it is desired to observe the state of the cutting groove during the wafer W cutting, the cutting is stopped, the chuck table 18 is moved in the X-axis direction, and the wafer W is positioned directly below the condensing
アライメント時と同様に、ウエーハWの全体画像42bに細部画像42aの位置Qを表示する。よって、オペレータは、細部画像42aで表示された切削溝44にチッピング等が多く発生して不適切な切削であると判断したならば、全体画面42b上でその領域を明確に認識することができ、原因究明等を迅速に且つ適正に行うことができる。
Similarly to the alignment, the position Q of the
以上の説明では、本発明の撮像手段を切削装置に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、研削装置或いはレーザ加工装置等にも本発明の撮像手段を適用することができる。 In the above description, the example in which the imaging unit of the present invention is applied to a cutting apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and the imaging unit of the present invention is also applied to a grinding apparatus or a laser processing apparatus. can do.
6 表示手段
22 集光光学系
24 切削手段
26 スピンドル
28 切削ブレード
30 ハーフミラー
32 細部撮像部
34 全体撮像部
35 撮像手段
36 画像合成部
38a,42a 細部画像
38b,42b 全体画像
40 キーパターン
6 Display means 22 Condensing
Claims (1)
前記撮像手段は、
前記チャックテーブルに保持された被加工物の全体を撮像する全体撮像部と、
被加工物の細部を撮像する細部撮像部と、
前記全体撮像部で撮像した被加工物の全体画像と前記細部撮像部で撮像した細部画像を前記表示手段上に合成して表示するとともに、被加工物の全体画像に細部画像の位置を表示する画像合成部と、
を具備したことを特徴とする加工装置。 A chuck table for holding a workpiece, a processing means for processing the workpiece held on the chuck table, an imaging means for imaging the workpiece, and a display means for displaying an image captured by the imaging means A processing apparatus comprising:
The imaging means includes
An overall imaging unit for imaging the entire workpiece held by the chuck table;
A detail imaging unit for imaging the details of the workpiece;
The entire image of the workpiece imaged by the entire imaging unit and the detail image captured by the detail imaging unit are combined and displayed on the display means, and the position of the detail image is displayed on the entire image of the workpiece. An image composition unit;
A processing apparatus comprising:
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