JP2010177691A

JP2010177691A - アライメント装置及びアライメント方法

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Publication number: JP2010177691A
Application number: JP2010085907A
Authority: JP
Inventors: Hideji Kurokawa; 秀二黒川
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: JP5057489B2

Abstract

【課題】ウエハに形成された方位マークの検出領域を限定して当該マークの誤認識を少なくしてウエハの位置決めを行うアライメント装置及びアライメント方法を提供すること。
【解決手段】所定のＸ、Ｙ軸に沿って移動可能に設けられるとともに、平面内で回転可能なテーブル１１と、テーブル上のウエハＷの中心位置を検出する検出手段１３と、テーブルの駆動手段１２とを備えてアライメント装置１０が構成されている。検出手段１３は、ウエハに形成されたダイシングラインＬの二次元画像を取り込んで認識してその延出方向を検出し、方位マークＮを検出する。検出手段１３の検出結果により、ダイシングラインＬをＸ軸又はＹ軸と平行にした状態で、当該ダイシングラインとウエハエッヂとの交わり領域を検査領域と特定して方位マークＮを検出し、その後に、テーブルを駆動してウエハＷを所定位置決めするようになっている。
【選択図】図２

Description

本発明はアライメント装置及びアライメント方法に係り、更に詳しくは、外周部に損傷を受けたウエハであっても、当該ウエハを精度良く認識して位置決めすることのできるアライメント装置及びアライメント方法に関する。

従来、レーザ投光部と受光部との間にウエハを配置して当該ウエハを平面内で回転させ、透過したレーザ光を受光部で検出し、その受光量及び変化の仕方でウエハの中心を求めたり、Ｖノッチを認識することによってウエハの位置決めを行うようにしたアライメント装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、プローバやダイシング装置等で行われているように、ダイシング前のストリートを画像処理により検出し、ストリートの傾斜角を求めて角度補正を行い、ウエハの最外部にある最初にプロービングすべきチップ位置を求めたり、最初にダイシングすべきストリートラインを求めたりするアライメント装置も知られている。
これらの装置は、ダイシングされる前のウエハを対象にする場合には有効である。

特開平１０−２４２２５０号公報

しかしながら、最近では、ウエハをダイシングした後に裏面研削する、いわゆる先ダイシング法の普及や、ウエハ薄厚化に伴ってその外周部が損傷を受ける場合が増えている。例えば、ウエハ外周上の他の部位における研削に伴う欠け等がウエハの方位マークに近似した形状で発生している場合がある。
従って、外周部に損傷を有するウエハを対象として位置決めを行う場合、従来のアライメント装置では誤認識が発生し易くなり、これが生産効率を低下させる不都合となっている。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、ダイシングラインを検出し、当該ダイシングラインと関連付けて方位マークの検出領域を限定することで誤認識の少ないアライメント装置及びアライメント方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、ウエハを保持し平面内で回転可能に設けられるとともに、同一平面内で直交する所定のＸ、Ｙ軸に沿って移動可能に設けられたウエハ保持用のテーブルと、前記ウエハの中心位置を検出する機能を有する検出手段と、前記テーブルの駆動手段とを備えたアライメント装置において、
前記ウエハの面内には、ダイシングラインが形成され、当該ダイシングラインの延出方向の四箇所の内何れか１のウエハ外周には方位マークが設けられ、
前記検出手段は、前記ダイシングラインの二次元画像を取り込んで認識してその延出方向を検出する機能と、ダイシングラインの延出方向の四箇所の内何れか１のウエハ外周に設けられた方位マークを検出する機能とを備え、
前記駆動手段は、前記検出結果に基づいてウエハ中心位置ずれ及び方位マーク位置の角度ずれを補正してウエハを予め設定した所定位置に位置させるようにテーブルを駆動する、という構成を採っている。

また、本発明は、ウエハを保持し平面内で回転可能に設けられるとともに、同一平面内で直交するＸ、Ｙ軸に沿って移動可能に設けられたウエハ保持用のテーブルと、前記ウエハの中心位置を検出する機能を有する検出手段と、前記テーブルの駆動手段とを備えたアライメント装置を用い、
前記ウエハの面内には、ダイシングラインが形成され、当該ダイシングラインの延出方向の四箇所の内何れか１のウエハ外周には方位マークが設けられ、
前記検出手段で前記ウエハの面内に形成されたダイシングラインの二次元画像を取り込んで認識してその延出方向を検出するとともに、前記ダイシングラインの延出方向の四箇所の内何れか１のウエハ外周に設けられた方位マークを検出し、
前記検出結果に基づいてウエハ中心位置ずれ及び方位マーク位置の角度ずれを補正してウエハを予め設定した所定位置に位置させるようにテーブルを駆動する、という手法を採っている。

本発明によれば、直交するダイシングラインの一方向を認識することで、当該ダイシングラインの延出方向の四箇所のウエハエッヂ付近にＶノッチ等の方位マークが存在する可能性を推定し、その領域を検査手段で限定的に検査することで方位マークを検出することができるから、ウエハエッヂに生じ得る欠け等の欠損が紛らわしい状態で存在していても、これと区別した状態で方位マークを効率良く認識することができる。従って、テーブル上のウエハを所定位置に位置決めする精度を高めることが可能になる、という従来にない優れた効果を奏するアライメント装置及びアライメント方法を提供することができる。

本実施形態に係るアライメント装置の概略構成図。前記実施形態における位置決め方法を説明するための概略平面図。他の位置決め方法を説明するための概略平面図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１には、本実施形態に係るアライメント装置の全体構成図が示されている。この図において、アライメント装置１０は、図示しないロボットアーム等からなる移載装置を介して移載されるウエハＷを保持するテーブル１１と、このテーブル１１を駆動する駆動手段１２と、前記ウエハＷの中心位置と、ダイシングラインの延出方向を認識して方位マーク位置を位置情報として検出する検出手段１３と、当該検出手段１３で検出されたウエアＷの位置情報に基づき前記駆動手段１２を駆動させてウエハＷを所定位置決めする制御装置１４とを備えて構成されている。ここで、本実施形態では、図２に示されるように、予めダイシングされて升目状のダイシングラインＬが形成され、また、外周部分（エッヂ部分）にＶノッチ（方位マーク）Ｎが形成されたウエハＷが位置決めの対象とされている。

前記テーブル１１は、その上面に多数のバキューム孔を備えて構成されており、上面に載せられたウエハＷの下面側を吸着することで、当該ウエハＷを固定した状態に保つことができる一方、位置決めされた後のウエハＷを次工程に移載する際に吸着を解除するようになっている。

前記駆動手段１２は、テーブル１１を平面内で回転させる回転ステージ１６と、この回転ステージ１６の下部に位置してテーブル１１をＸ軸方向（図１中左右方向）に移動させるＸ軸ステージ１７と、当該Ｘ軸ステージ１７の下部に位置してテーブル１１をＹ軸方向（図１中紙面直交方向）に移動させるＹ軸ステージ１８とにより構成されている。これら各ステージ１６〜１８を駆動させるための機構は、各種モータ、シリンダ、ボールねじ、リニアガイド等を用いた公知のユニットが採用されている。

前記検出手段１３は、前記テーブル１１の上方で、前記ウエハＷに相対配置された第１のカメラ２０と、対象領域を照射する照明２０Ｐと、対象領域をカメラに結像するレンズ２０Ｌと、第１のカメラ２０に併設された第２のカメラ２１と、対象領域を照射する照明２１Ｐと、対象領域をカメラに結像するレンズ２１Ｌと、これら第１及び第２のカメラ２０，２１と相互に作用して検出手段を構成する外観センサ２２とにより構成されている。本実施形態では、第１のカメラ２０がダイシングラインＬを検出する一方、第２のカメラ２１がノッチＮを含むウエハＷのエッヂ領域を検出するものとして設定されている。ここで、第１のカメラ２０とこれに付属するレンズ２０Ｌ、照明２０Ｐによる解像度は、第２のカメラ２１及びこれに付属するレンズ２１Ｌ、照明２１Ｐによる解像度より高くなるように設定されている。これは次の理由による。すなわち、ダイシングラインＬの線幅は、例えば、３０μｍ幅のダイシングブレードを使用してダイシングしても、ダイシング時のウエハ支持材であるダイシングテープの伸縮の影響を受けるため、ダイシングラインの線幅は最小１０μｍ前後になるとされている。これに対し、ＶノッチＮは、数ミリ幅を有しているのが通常であるから、これを検出する第２のカメラ２１の解像度は相対的に低いものを用いても足りるためである。
他方、ダイシングラインＬを検出する第１のカメラ２０、レンズ２０Ｌ、照明２０Ｐ一台のみで構成することも勿論可能である。要するに、一台のカメラでもダイシングラインの方向検出と、オリフラやＶノッチを含むウエハ外周の検出ができれば良い。
二台のカメラ構成の場合について説明を戻すと、解像度はレンズ倍率とＣＣＤ等で代表されるカメラ撮像素子の画素配列等に依存することは言うまでもないが、より単純には、全く同じ性能のカメラを使用する場合、例えば、レンズ２０Ｌと２１Ｌの倍率は１０：１にすればよい。この場合、撮像エリアは概ね面積比１００：１となる。勿論、解像度切り替え機能を備えたレンズを用いてそれらを検出する対象部位に応じて切り替えるようにしてもよい。
上記では、カメラの撮像素子を二次元エリアセンサを念頭において説明したが、受光素子を直線状に配列したラインセンサを用いる場合でも二次元画像を取り込む構成にすれば、上記と全く同様に構成することができる。

前記制御装置１４は、前記検出手段１３によるウエハＷの位置情報とテーブル１１の位置情報に基づいて所定処理する機能を備えて構成されている。すなわち、制御装置１４は、検査手段１３による位置情報から、ダイシングラインＬの延出方向及びウエハＷの中心位置を特定し、予め設定された所定位置において、テーブル１１の回転中心Ｃ（図１参照）を原点としてこれと直交する二方向に延びるＸ軸、Ｙ軸を有する座標系の前記原点とウエハ中心位置とのずれ量と、前記Ｘ軸又はＹ軸に対するダイシングラインＬの延出方向のずれ角とを求める演算機能と、この演算結果に基づいてテーブル１１を回転させるとともに、前記ダイシングラインＬを前記Ｘ軸、Ｙ軸の何れかに一致させるように駆動手段１２を付勢する機能と、テーブル１１を所定角度ずつ回転してＶノッチＮを検出し、前記所定位置にウエハＷの回転中心とＶノッチとを位置させるように駆動手段１２を介してテーブル１１を制御する機能とを備えて構成されている。

次に、本実施形態における位置決めの具体的態様について、図２を参照しながら説明する。

初期設定として、前記所定位置を特定するＸ、Ｙ座標の原点Ｏにテーブル１１の回転中心Ｃを一致させる初期設定を行っておき、図示しない移載装置を介してテーブル１１上にダイシング済みのウエハＷを移載する。この移載は、前記ダイシングラインＬが上面側に表出する向きで行われる。なお、ウエハＷは、移載装置を介して移載されるものであり、ＶノッチＮの位置は前記原点Ｏ回りで広くばらつく傾向となるが、ウエハＷの中心Ｃ１の位置は原点Ｏに対して大きくずれることは実際上ないものといえる。

次いで、テーブル１１を所定角度（例えば、１２０度）間隔毎に回転させる。そして、ウエハエッヂを第２のカメラ２１で検出し、外観センサ２２から与えられるデータに基づき処理装置１４でウエハＷの中心位置Ｃ１を求めることで、原点Ｏに対し、ウエハ中心Ｃ１のＸ軸、Ｙ各軸に対するずれ量が特定される。また、第１のカメラ２０が一方向に沿うダイシングラインＬの延出方向を認識した後、制御装置１４はＸ軸又はＹ軸に対するダイシングラインＬの角度ずれ量を求め、これに対応して、駆動装置１２を介してダイシングラインＬをＸ軸又はＹ軸と平行となるようにテーブル１１を回転させる。

このようにしてダイシングラインＬがＸ軸又はＹ軸に平行となった状態において、図２の場合では、方位マークであるＶノッチＮは、領域Ｓ１〜Ｓ４の領域にあることが推測される。従って、この領域Ｓ１〜Ｓ４で、第２のカメラ２１でＶノッチＮを検出することで、誤認識を回避することができる。

ＶノッチＮの検出が行われた後は、前記ウエハＷの中心位置Ｃ１を原点Ｏ位置に一致させるようにテーブル１１をＸ、Ｙ軸方向に移動させるとともに、ＶノッチＮを、例えば、図２中Ｙ軸線上の上方側に位置するように移動させればよく、これにより、ウエハＷを所定位置に位置決めすることができる。そして、その後に、テーブル１１によるウエハＷの吸着が解除され、図示しない移載装置を介して当該ウエハＷを次工程のステージに移載することができる。

なお、前記位置決めに際し、テーブル１１の回転中心Ｃは、予め設定された原点Ｏからずれた位置に移動していることになるが、位置決め後のウエハＷの移載が終わった後に、回転中心Ｃが原点Ｏに一致する初期位置に戻される。

従って、このような実施形態によれば、ＶノッチＮを検出する領域が限定されたものとなるため、ウエハＷのエッヂ領域に存在し得る欠損等による誤認識を効果的に回避することが可能となり、ウエハＷの位置決めを精度良く行うことができる。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の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、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施の形態に対し、様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した構成、手法は、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、実質的に同様の効果を奏する限りの変形は、本発明に含まれるものである。

例えば、前記実施形態では、テーブル１１の回転中心Ｃを原点Ｏに合わせてこれに直交するＸ、Ｙ軸を有する座標系を用いた場合を示したが、ウエハＷの中心Ｃ１を求めて当該中心Ｃ１を原点とするＸ、Ｙ軸を有する座標系を用い、ダイシングラインＬを当該Ｘ軸、Ｙ軸にそれぞれ平行となる状態としてＶノッチＮを検出するようにしてもよい。このような手法によれば、図３に示されるように、ＶノッチＮを検査すべき領域Ｓ１〜Ｓ４を更に狭く絞って当該ＶノッチＮを検出することが可能となる。なお、図３中一点鎖線で示されるＸ、Ｙ軸は、テーブルの回転中心Ｃを原点とした座標を示すものであり、点線で示されるＸ、Ｙ軸は、ウエハＷの中心Ｃ１を原点とした座標を示すものである。ここでは、図面の錯綜を回避するため、各座標におけるＸ、Ｙ軸位置を略４５度程度ずらしているが、実際には、略同じ位置に設定することが好ましい。

１０アライメント装置
１１テーブル
１２駆動手段
１４制御装置
２０第１のカメラ（検出手段）
２１第２のカメラ（検出手段）
２２外観センサ（検出手段）
Ｗウエハ
Ｌダイシングライン
ＮＶノッチ（方位マーク）
Ｃ回転中心（原点）

Claims

ウエハを保持し平面内で回転可能に設けられるとともに、同一平面内で直交する所定のＸ、Ｙ軸に沿って移動可能に設けられたウエハ保持用のテーブルと、前記ウエハの中心位置を検出する機能を有する検出手段と、前記テーブルの駆動手段とを備えたアライメント装置において、
前記ウエハの面内には、ダイシングラインが形成され、当該ダイシングラインの延出方向の四箇所の内何れか１のウエハ外周には方位マークが設けられ、
前記検出手段は、前記ダイシングラインの二次元画像を取り込んで認識してその延出方向を検出する機能と、ダイシングラインの延出方向の四箇所の内何れか１のウエハ外周に設けられた方位マークを検出する機能とを備え、
前記駆動手段は、前記検出結果に基づいてウエハ中心位置ずれ及び方位マーク位置の角度ずれを補正してウエハを予め設定した所定位置に位置させるようにテーブルを駆動することを特徴とするアライメント装置。
ウエハを保持し平面内で回転可能に設けられるとともに、同一平面内で直交するＸ、Ｙ軸に沿って移動可能に設けられたウエハ保持用のテーブルと、前記ウエハの中心位置を検出する機能を有する検出手段と、前記テーブルの駆動手段とを備えたアライメント装置を用い、
前記ウエハの面内には、ダイシングラインが形成され、当該ダイシングラインの延出方向の四箇所の内何れか１のウエハ外周には方位マークが設けられ、
前記検出手段で前記ウエハの面内に形成されたダイシングラインの二次元画像を取り込んで認識してその延出方向を検出するとともに、前記ダイシングラインの延出方向の四箇所の内何れか１のウエハ外周に設けられた方位マークを検出し、
前記検出結果に基づいてウエハ中心位置ずれ及び方位マーク位置の角度ずれを補正してウエハを予め設定した所定位置に位置させるようにテーブルを駆動することを特徴とするアライメント方法。