JP2020126873A - アライメント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アライメントマークを素早く検出する。【解決手段】撮像画像に対するパターンマッチングによってはマクロアライメントマークＭＡを見つけ出せず、複数の撮像画像の累積面積が閾面積以上となった場合、それまでに取得した全ての撮像画像を結合することによって結合画像ＧＡをタッチパネル４０に表示する。結合画像ＧＡを目視した作業者がマクロアライメントマークＭＡを指定することにより、マクロアライメントマークＭＡが特定される。したがって、マクロアライメントマークＭＡが汚れていたり、不鮮明であったりして、パターンマッチングが困難な場合でも、マクロアライメントマークＭＡを素早く検出することが可能となる。【選択図】図９

Description

本発明は、アライメント方法に関する。

分割予定ラインによって区画された領域にデバイスが形成されている半導体ウェーハでは、ウェーハを分割予定ラインに沿って分割することにより、デバイスを含むチップを得ることができる。このようなウェーハの分割には、分割予定ラインに沿って切削ブレードを用いて切削溝を形成する切削加工、または、分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射して加工溝を形成するレーザー加工が実施される。これらの加工を実施するために、加工装置は、分割予定ラインを認識する。このために、たとえば、以下のようなアライメントマークが用いられる。

すなわち、ウェーハのデバイス表面には、同一の回路パターンが形成されている。そして、加工装置では、回路パターンのうちの特徴的な形状を有する一つのパターンが、マクロアライメントマークとして設定される。また、マクロアライメントマークから所定方向に所定距離だけ離間した位置には、マクロアライメントマークよりも小さなミクロアライメントマークが設定される。そして、分割予定ラインは、ミクロアライメントマークから所定方向に所定距離だけ離間した位置に形成されている。

加工装置は、マクロアライメントにおいて、チャックテーブルに保持されたウェーハのマクロアライメントマークを見つけてから、該マクロアライメントマークを用いて、粗θ合わせ、すなわちマクロアライメントを行う。マクロアライメントでは、分割予定ラインと、水平面における１軸であるＸ軸とを、概ね平行に合わせる（たとえば特許文献１）。次いで、マクロアライメントマークから所定方向に所定距離だけ離間した位置にあるミクロアライメントマークを確認し、該ミクロアライメントマークを用いて、高精度のθ合わせ、すなわちミクロアライメントを行う。ミクロアライメントでは、分割予定ラインとＸ軸とを、高精度に平行に合わせる。その後、ミクロアライメントマークから所定方向に所定距離だけ離間した位置にある分割予定ラインが認識される。

特開２００７−０８８０２８号公報

マクロアライメントの準備では、分割予定ラインで区画された領域よりも小さい撮像領域（すなわち、デバイスの大きさよりも小さい撮像領域）を備える撮像手段が用いられる。この撮像手段は、マクロアライメントマークを撮像することにより、マクロアライメントマークを中心とした、撮像領域よりも小さいターゲット画像を取得し、加工装置の記憶部に登録する。

マクロアライメントでは、チャックテーブルに吸引保持された加工前のウェーハを撮像手段によって撮像することにより、撮像画像を取得する。そして、撮像画像内にターゲット画像があるか否かを、パターンマッチングによって確認する。このパターンマッチングは、例えば、ターゲット画像を、撮像画像内で１ピクセルずつ移動させながら実施される。

そして、撮像画像内にターゲット画像が無ければ、ターゲット画像の画素分だけ重複させて先の撮像領域の隣に撮像領域を設定し、この撮像領域を撮像することにより、新たな撮像画像を取得する。そして、新たな撮像画像に対して、同様のパターンマッチングを行う。このようにして、マクロアライメントマークが見つかるまで、撮像領域の移動（具体的には、ウェーハ上における撮像領域の渦巻き状の移動）と、撮像画像に対するターゲット画像を用いたパターンマッチングとを、取得された撮像画像の累積面積が少なくとも分割予定ラインによって区画された領域と同じ面積以上になるまで、繰り返す。

しかし、マクロアライメントマークが汚れていたり、不鮮明であったりすると、パターンマッチングによってマクロアライメントマークを見つけることが困難となり、作業者自身でマクロアライメントマークを検出する必要が生じることもある。この場合、分割予定ラインによって区画された領域内にあるマクロアライメントマークを、それよりも狭い撮像領域を用いて、目視によって検出することになるため、検出に多くの時間がかかる。

本発明の目的は、マクロアライメントマークを素早く検出することにある。

本発明のアライメント方法は、表面に設定された第１の分割予定ラインと、該第１の分割予定ラインと交差する第２の分割予定ラインとによって区画された領域にデバイスが形成されたウェーハを、チャックテーブルによって保持して撮像手段で撮像することによって、該区画された領域よりも小さい撮像領域に応じた撮像画像を取得し、該撮像画像から、該区画された領域に配置されているアライメントマークを検出し、該アライメントマークに基づいて該第１の分割予定ラインおよび該第２の分割予定ラインを特定するアライメント方法であって、該撮像領域よりも小さい該アライメントマークを登録する登録工程と、該撮像手段によって該ウェーハに設定された該撮像領域に応じた該撮像画像を取得する撮像工程、該撮像画像内における該アライメントマークの有無をパターンマッチングによって確認するパターンマッチング工程、および、該アライメントマークの画素分だけ重複するように該撮像手段の該撮像領域を変更する撮像領域変更工程を含み、該撮像工程、該パターンマッチング工程および該撮像領域変更工程を、該アライメントマークを検出するか、あるいは、該撮像画像の累積面積が、該第１の分割予定ラインの延びる方向に隣接する２つの該アライメントマークと、該第２の分割予定ラインの延びる方向に隣接する２つの該アライメントマークとの４つの該アライメントマークを囲む面積以上となるまで繰り返す、確認工程と、該確認工程で該アライメントマークを検出しなかった場合に、該確認工程で撮像された複数の該撮像画像を結合することによって該累積面積と同じ面積となる結合画像を形成して画面に表示する結合画像表示工程と、該結合画像を目視した作業者によって該アライメントマークが指定された場合に、指定された該アライメントマークに基づいて該第１の分割予定ラインおよび該第２の分割予定ラインを特定する分割予定ライン特定工程と、を含む。

このアライメント方法では、アライメントマークが汚れていたり、不鮮明であったりして、パターンマッチングによってアライメントマークを検出することが困難な場合でも、結合画像を表示することによって、作業者にアライメントマークを指定させることが可能である。このため、アライメントマークを素早く検出することが可能となる。その結果、アライメントにかかる時間の短縮を図ることができる。

本発明の一実施形態にかかる切削装置の構成を示す斜視図である。 マクロアライメントマークの登録工程を示す説明図である。 確認工程における１回目の撮像に関する撮像領域を示す説明図である。 確認工程における２回目の撮像に関する撮像領域を示す説明図である。 確認工程における３回目の撮像に関する撮像領域を示す説明図である。 確認工程における４回目の撮像に関する撮像領域を示す説明図である。 確認工程における５回目の撮像に関する撮像領域を示す説明図である。 確認工程における撮像領域の移動経路の例を示す説明図である。 結合画像表示工程において表示される結合画像の例を示す説明図である。

図１に示す切削装置１は、チャックテーブル３０に保持された板状の被加工物であるウェーハＷに対して、回転する切削ブレード６３を切り込ませて切削加工を施す装置である。
まず、ウェーハＷおよび切削装置１の構成について説明する。

ウェーハＷは、たとえば、円形のシリコン半導体ウェーハである。ウェーハＷの表面Ｗａには、Ｘ軸方向に延びる第１の分割予定ラインＳ１と、Ｙ軸方向に延びる第２の分割予定ラインＳ２とが形成されている。そして、第１の分割予定ラインＳ１および第２の分割予定ラインＳ２によって区画された格子状の領域のそれぞれに、デバイスＤが形成されている。
ウェーハＷの裏面Ｗｂには、ウェーハＷよりも大径のダイシングテープＴが貼着されている。ダイシングテープＴの粘着面の外周領域には、円形の開口を備える環状フレームＦが貼着されている。このように、ウェーハＷは、ダイシングテープＴを介して、環状フレームＦによって支持されている。これにより、ウェーハＷは、環状フレームＦを介してハンドリングされることが可能である。

切削装置１は、基台１０、基台１０に立設された門型コラム１４、基台１０および門型コラム１４を覆う筐体１５、および、切削装置１の各部材を制御する制御手段９を備えている。

基台１０上には、切削送り手段１１が配設されている。切削送り手段１１は、チャックテーブル３０を、切削送り方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させる。切削送り手段１１は、Ｘ軸方向に延びる一対のガイドレール１１１、ガイドレール１１１に載置されたＸ軸テーブル１１３、ガイドレール１１１と平行に延びるボールネジ１１０、および、ボールネジ１１０を回転させるモータ１１２を含んでいる。

一対のガイドレール１１１は、Ｘ軸方向に平行に、基台１０の上面に配置されている。Ｘ軸テーブル１１３は、一対のガイドレール１１１上に、これらのガイドレール１１１に沿ってスライド可能に設置されている。Ｘ軸テーブル１１３上には、保持部３が載置されている。

ボールネジ１１０は、Ｘ軸テーブル１１３の下面側に設けられたナット部（図示せず）に螺合されている。モータ１１２は、ボールネジ１１０の一端部に連結されており、ボールネジ１１０を回転駆動する。ボールネジ１１０が回転駆動されることで、Ｘ軸テーブル１１３および保持部３が、ガイドレール１１１に沿って、切削送り方向であるＸ軸方向に沿って移動する。

保持部３は、ウェーハＷを保持するチャックテーブル３０、チャックテーブル３０を支持して回転する回転軸である回転手段３１、および、ウェーハＷの環状フレームＦを挟持固定する複数のクランプ３２を有している。クランプ３２は、チャックテーブル３０の周囲に、周方向に均等間隔を空けて配設されている。

チャックテーブル３０は、ウェーハＷを吸着保持するための部材であり、円板状に形成されている。チャックテーブル３０は、露出面である保持面３０ａを有している。保持面３０ａは、ポーラス材を含み、図示しない吸引源に連通されている。チャックテーブル３０は、この保持面３０ａによって、ウェーハＷを吸引保持する。

チャックテーブル３０は、チャックテーブル３０の底面側に配設された回転手段３１に支持されている。回転手段３１は、Ｘ軸テーブル１１３の上面に、ＸＹ平面内で回転可能に設けられている。したがって、回転手段３１は、チャックテーブル３０を支持するとともに、チャックテーブル３０をＸＹ平面内で回転駆動することができる。

基台１０上の後方側（−Ｘ方向側）には、門型コラム１４が、切削送り手段１１を跨ぐように立設されている。門型コラム１４の前面（＋Ｘ方向側の面）には、切削手段６を移動させる切削手段移動機構１３が設けられている。切削手段移動機構１３は、切削手段６を、Ｙ軸方向にインデックス送りするとともに、Ｚ軸方向に切込み送りする。切削手段移動機構１３は、切削手段６をインデックス送り方向（Ｙ軸方向）に移動するインデックス送り手段１２、および、切削手段６を切込み送り方向（Ｚ軸方向）に移動する切込み送り手段１６を備えている。

インデックス送り手段１２は、門型コラム１４の前面に配設されている。インデックス送り手段１２は、Ｙ軸方向に沿って、切込み送り手段１６および切削手段６を往復移動させる。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向に対して保持面３０ａの方向（水平方向）に直交する方向である。

インデックス送り手段１２は、Ｙ軸方向に延びる一対のガイドレール１２１、ガイドレール１２１に載置されたＹ軸テーブル１２３、ガイドレール１２１と平行に延びるボールネジ１２０、および、ボールネジ１２０を回転させるモータ１２２を含んでいる。

一対のガイドレール１２１は、Ｙ軸方向に平行に、門型コラム１４の前面に配置されている。Ｙ軸テーブル１２３は、一対のガイドレール１２１上に、これらのガイドレール１２１に沿ってスライド可能に設置されている。Ｙ軸テーブル１２３上には、切込み送り手段１６および切削手段６が載置されている。

ボールネジ１２０は、Ｙ軸テーブル１２３の背面側に設けられたナット部（図示せず）に螺合されている。モータ１２２は、ボールネジ１２０の一端部に連結されており、ボールネジ１２０を回転駆動する。ボールネジ１２０が回転駆動されることで、Ｙ軸テーブル１２３、切込み送り手段１６および切削手段６が、ガイドレール１２１に沿って、インデックス送り方向であるＹ軸方向に移動する。

切込み送り手段１６は、切削手段６をＺ軸方向（鉛直方向）に沿って往復移動させる。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交するとともに、チャックテーブル３０の保持面３０ａに対して直交する方向である。

切込み送り手段１６は、Ｚ軸方向に延びる一対のガイドレール１６１、ガイドレール１６１に載置された支持部材１６３、ガイドレール１６１と平行に延びるボールネジ１６０、および、ボールネジ１６０を回転させるモータ１６２を含んでいる。

一対のガイドレール１６１は、Ｚ軸方向に平行に、Ｙ軸テーブル１２３に配置されている。支持部材１６３は、一対のガイドレール１６１上に、これらのガイドレール１６１に沿ってスライド可能に設置されている。支持部材１６３の下端部には、切削手段６が取り付けられている。

ボールネジ１２０は、支持部材１６３の背面側に設けられたナット部（図示せず）に螺合されている。モータ１６２は、ボールネジ１６０の一端部に連結されており、ボールネジ１６０を回転駆動する。ボールネジ１６０が回転駆動されることで、支持部材１６３および切削手段６が、ガイドレール１６１に沿って、切込み送り方向であるＺ軸方向に移動する。

切削手段６は、支持部材１６３の下端に設けられたハウジング６１、Ｙ軸方向に延びる回転軸６０、回転軸６０に装着される切削ブレード６３、および、回転軸６０を駆動するモータ（図示せず）を備えている。
回転軸６０は、ハウジング６１によって回転可能に支持されている。モータが回転軸６０を回転駆動することにより、切削ブレード６３が高速回転する。

さらに、切削手段６は、ハウジング６１の前面に、ウェーハＷを低倍率で撮像するマクロ撮像手段５１、および、ウェーハＷを高倍率で撮像するミクロ撮像手段５２を備えている。マクロ撮像手段５１は、撮像手段の一例に相当する。マクロ撮像手段５１およびミクロ撮像手段５２と、切削手段６とは、連動して、Ｙ軸方向およびＺ軸方向へと移動する。

マクロ撮像手段５１は、たとえば、撮像素子、低倍率の対物レンズ、および照明等から構成されている（すべて図示せず）。マクロ撮像手段５１では、たとえば、１ピクセルが１０μｍである。
ミクロ撮像手段５２は、たとえば、図示しない撮像素子、高倍率の対物レンズ、および照明等から構成されている（すべて図示せず）。ミクロ撮像手段５２では、たとえば、倍率がマクロ撮像手段５１の１０倍であり、１ピクセルが１μｍである。

制御手段９は、種々のデータおよびプログラムを記憶する記憶部９１を備えている。制御手段９は各種の処理を実行し、切削装置１の各構成要素を統括制御する。
たとえば、制御手段９には、各種検出器（図示せず）からの検出結果が入力される。さらに、制御手段９は、切削送り手段１１によるチャックテーブル３０の切削送り量の制御、切削手段移動機構１３による切削手段６のインデックス送り量および切込み送り量の制御、ならびに、回転手段３１によるチャックテーブル３０の回転量（角度位置）の制御（θ合わせ）を実施する。
また、制御手段９は、切削手段６のモータを制御してウェーハＷに対する切削加工を実施するとともに、マクロ撮像手段５１およびミクロ撮像手段５２を制御して、それらの撮像領域に対する撮像を実施する。

また、筐体１５の前面には、タッチパネル４０が設置されている。タッチパネル４０には、切削装置１の加工状況、および、切削装置１によるウェーハＷに対する加工に関する加工条件等の各種情報が表示される。また、タッチパネル４０は、加工条件等の各種情報を入力するためにも用いられる。このように、タッチパネル４０は、情報を入力するための入力手段として機能するとともに、入力された情報を表示するための表示手段としても機能する。

次に、ウェーハＷに対する切削加工の前に実施されるアライメントの方法、すなわち、チャックテーブル３０に保持されたウェーハＷの第１の分割予定ラインＳ１および第２の分割予定ラインＳ２を特定するための方法について説明する。

本実施形態にかかるアライメント方法では、制御手段９が、チャックテーブル３０によって保持されたウェーハＷを、マクロ撮像手段５１によって撮像する。これによって、制御手段９は、第１の分割予定ラインＳ１および第２の分割予定ラインＳ２によって区画された領域よりも小さい撮像画像を取得する。さらに、制御手段９は、撮像画像から、第１の分割予定ラインＳ１および第２の分割予定ラインＳ２によって区画された領域に配置されているアライメントマークを検出し、アライメントマークに基づいて、第１の分割予定ラインＳ１および第２の分割予定ラインＳ２を特定する。

以下に、本アライメント方法の各工程について説明する。
（１）登録工程
この工程では、ウェーハＷのデバイスＤの表面の回路パターンのうちの、特徴的な形状を有する一つのパターンが、作業者により、図２に示すマクロアライメントマークＭＡとして選定される。さらに、他の一つのパターンが、作業者により、ミクロアライメントマークＭＢとして選定される。そして、制御手段９が、選定されたパターンを、マクロアライメントマークＭＡおよびミクロアライメントマークＭＢとして、記憶部９１に登録（保存）する。

マクロアライメントマークＭＡおよびミクロアライメントマークＭＢの登録は、たとえば、以下のように実施される。
まず、図１に示すチャックテーブル３０により、ウェーハＷが、表面Ｗａを上側に向けた状態で、吸引保持される。そして、ウェーハＷを吸引保持したチャックテーブル３０が、切削送り手段１１によって、Ｘ軸方向に移動される。また、マクロ撮像手段５１が、インデックス送り手段１２によってＹ軸方向に移動される。これにより、マクロ撮像手段５１の対物レンズの直下に、ウェーハＷの略中心が配置される。
そして、図２に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａに、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０が設定され、ウェーハＷの表面Ｗａが撮像されて、撮像画像が形成される。

マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０の大きさは、第１の分割予定ラインＳ１と第２の分割予定ラインＳ２とによって区画された領域、すなわち、デバイスＤの大きさよりも小さくなっている。

そして、撮像画像に写るウェーハＷのデバイスＤの表面の回路パターンのうちの特徴的な形状を有する一つのパターンが、作業者によってマクロアライメントマークＭＡとして選定され、制御手段９によって登録される。

マクロアライメントマークＭＡは、複数のデバイスＤの一つ一つに、同様の位置、例えば、デバイスＤのコーナー部分（図２においては左下隅）に形成されている。なお、マクロアライメントマークＭＡは、図２に示す十字形状、丸形状、および四角形状のような単純な形状のパターンであることが好ましい。また、マクロアライメントマークは、回路パターンの一部でなくてもよい。

また、マクロアライメントマークＭＡは、マクロ撮像手段５１における撮像領域５１０よりも小さい。そして、マクロアライメントマークＭＡは、本実施形態では、撮像領域５１０よりも小さい二点鎖線で示す矩形領域の画像として登録される。すなわち、マクロアライメントマークＭＡ全体を含むターゲット画像ＧＴが、記憶部９１に記憶される。

次に、マクロアライメントマークＭＡから所定方向に所定距離だけ離間した位置にある、撮像画像に写る素子あるいは配線の特徴的の一部が、ミクロアライメントマークＭＢとして、作業者によって選定され、制御手段９によって登録される。
ミクロアライメントマークＭＢは、複数のデバイスＤの一つ一つに、同様の位置、例えば、デバイスＤのコーナー部分（図２においては右下隅）に形成されている。

マクロアライメントマークＭＡおよびミクロアライメントマークＭＢの登録後、制御手段９は、マクロアライメントマークＭＡからミクロアライメントマークＭＢまでの距離および方向を、記憶部９１に記憶する。すなわち、制御手段９は、ピクセル数をカウントすること等により、マクロアライメントマークＭＡからＸ軸方向に距離Ｌｘ１だけ離間するとともに、Ｙ軸方向に距離Ｌｙ１だけ離間した位置に、ミクロアライメントマークＭＢが存在する、ということを記憶部９１に記憶する。

さらに、制御手段９は、ミクロアライメントマークＭＢから、第２の分割予定ラインＳ２の幅の中心を通る中心線までの距離Ｌｘ２を、記憶部９１に記憶する。また、制御手段９は、ミクロアライメントマークＭＢから、第１の分割予定ラインＳ１の幅の中心を通る中心線までの距離Ｌｙ２を、記憶部９１に記憶する。
この登録工程は、図１に示す切削装置１に対するティーチング処理（Ｔｅａｃｈｉｎｇ処理）とも呼ばれる。

多くの場合、切削装置１では、複数枚の同種類のウェーハＷが、連続的に切削加工される。登録工程は、切削加工の前工程（準備工程）であり、たとえば、一枚目のウェーハＷを切削する前に、一枚目のウェーハＷを用いて行われる。登録工程は、二枚目以降のウェーハＷを切削する際に再実施される必要はない。

（２）確認工程
確認工程以降の工程では、登録工程において登録されたマクロアライメントマークＭＡおよびミクロアライメントマークＭＢ等を用いて、ウェーハＷにおける第１の分割予定ラインＳ１および第２の分割予定ラインＳ２が特定される。
確認工程は、実際に切削される個々のウェーハＷに対して、ウェーハＷがチャックテーブル３０に保持されたときに実施される。
そして、確認工程は、撮像工程、パターンマッチング工程および撮像領域変更工程を含む。

まず、図１に示すチャックテーブル３０によって、新たに切削されるウェーハＷが、表面Ｗａを上側に向けた状態で吸引保持される。チャックテーブル３０が、切削送り手段１１によってＸ軸方向に移動される。また、マクロ撮像手段５１が、インデックス送り手段１２によってＹ軸方向に移動され、マクロ撮像手段５１の対物レンズの直下に、ウェーハＷの表面Ｗａが配置される。

そして、図３に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａに、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０が設定される。確認工程における初回の撮像領域５１０は、デバイスＤが形成されている領域であればよく、特に限定されない。
この状態で、制御手段９は、ウェーハＷの表面Ｗａに設定された撮像領域５１０をマクロ撮像手段５１によって撮像して、撮像画像Ｇ１を取得する。撮像画像Ｇ１の大きさは、図２に示すマクロ撮像手段５１の撮像領域５１０の大きさと同じであるため、デバイスＤの大きさよりも小さくなる。制御手段９は、撮像画像Ｇ１を記憶部９１に記憶する（撮像工程）。

その後、撮像画像Ｇ１に対するパターンマッチングが実施される。すなわち、制御手段９は、パターンマッチング部９３を備えている（図１参照）。このパターンマッチング部９３は、撮像画像Ｇ１に対して、マクロアライメントマークＭＡに関するパターンマッチングを実施する。すなわち、パターンマッチング部９３は、撮像画像Ｇ１内におけるマクロアライメントマークＭＡの有無、すなわち、撮像画像Ｇ１内におけるターゲット画像ＧＴ（図２参照）の有無を、パターンマッチングによって確認する。

たとえば、パターンマッチング部９３は、所定の解像度の仮想的な画面に表示された図３に示す撮像画像Ｇ１上に、ターゲット画像ＧＴを重ね合わせる。そして、パターンマッチング部９３は、撮像画像Ｇ１上で、ターゲット画像ＧＴを、たとえば１ピクセルずつ、Ｘ軸方向あるいはＹ軸方向に移動させながら、撮像画像Ｇ１中のターゲット画像ＧＴと最も相関性が高い領域を、ターゲット画像ＧＴとマッチングする領域として検出する（パターンマッチング工程）。

図３に示す例では、撮像画像Ｇ１中に、ターゲット画像ＧＴ（ターゲット画像ＧＴの全体）が含まれていない。このため、パターンマッチング部９３は、撮像画像Ｇ１中にターゲット画像ＧＴとマッチングする領域を検出しない。この場合、制御手段９は、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０を変更して、ウェーハＷの表面Ｗａを再撮像する。

すなわち、制御手段９は、図１に示す切削送り手段１１によって、ウェーハＷを保持するチャックテーブル３０を、マクロ撮像手段５１に対して相対的に、＋Ｘ方向に所定距離だけ移動する。チャックテーブル３０の該移動距離は、図２に示すマクロ撮像手段５１の撮像領域５１０のＸ軸方向における長さから、マクロアライメントマークＭＡのＸ軸方向の画素分だけ短い値となる。すなわち、制御手段９は、マクロアライメントマークＭＡの画素分だけ重複するように、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０を変更する（撮像領域変更工程）。

チャックテーブル３０が上記のように移動されることで、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０が、図４に示すように、撮像画像Ｇ１を撮像した際の撮像領域から、−Ｘ方向にずれた位置に配される。

そして、制御手段９は、ウェーハＷの表面Ｗａに新たに設定された撮像領域５１０をマクロ撮像手段５１によって撮像して、図４に示す撮像画像Ｇ２を取得し、記憶部９１に記憶する（２回目の撮像工程）。その後、制御手段９のパターンマッチング部９３が、上述した撮像画像Ｇ１と同様に、撮像画像Ｇ２に対して、マクロアライメントマークＭＡに関するパターンマッチングを実施する（２回目のパターンマッチング工程）。

図４に示す撮像画像Ｇ２中にもターゲット画像ＧＴの全体が含まれていないため、パターンマッチング部９３は、撮像画像Ｇ２中にターゲット画像ＧＴとマッチングする領域を検出しない。この場合、制御手段９は、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０を再変更して、ウェーハＷの表面Ｗａを再々撮像する。

すなわち、制御手段９は、図１に示すインデックス送り手段１２によって、マクロ撮像手段５１を、チャックテーブル３０に対して相対的に、＋Ｙ方向に所定距離だけ移動する。マクロ撮像手段５１の移動距離は、例えば、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０のＹ軸方向における長さから、マクロアライメントマークＭＡのＹ軸方向の画素分だけ短い値となる。すなわち、制御手段９は、マクロアライメントマークＭＡの画素分だけ重複するように、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０を変更する（２回目の撮像領域変更工程）。

マクロ撮像手段５１が上記のように移動されることで、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０が、図５に示すように、撮像画像Ｇ２を撮像した際の撮像領域から、＋Ｙ方向にずれた位置に配される。

そして、制御手段９は、新たに設定された撮像領域５１０をマクロ撮像手段５１によって撮像して、図５に示す撮像画像Ｇ３を取得し、記憶部９１に記憶する（３回目の撮像工程）。その後、制御手段９のパターンマッチング部９３が、上述した撮像画像Ｇ１およびＧ２と同様に、撮像画像Ｇ３に対して、マクロアライメントマークＭＡに関するパターンマッチングを実施する（３回目のパターンマッチング工程）。

図５に示す撮像画像Ｇ３中にもターゲット画像ＧＴの全体が含まれていないため、ターゲット画像ＧＴとマッチングする領域は検出されず、制御手段９は、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０をさらに変更して、ウェーハＷの表面Ｗａをさらに撮像する。

すなわち、制御手段９は、図１に示す切削送り手段１１によって、チャックテーブル３０を、マクロ撮像手段５１に対して相対的に、−Ｘ方向に所定距離だけ移動する。この際、１回目の撮像領域変更工程と同様に、制御手段９は、マクロアライメントマークＭＡの画素分だけ重複するように、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０を変更する（３回目の撮像領域変更工程）。

チャックテーブル３０が上記のように移動されることで、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０が、図６に示すように、撮像画像Ｇ３を撮像した際の撮像領域から、＋Ｘ方向にずれた位置に配される。

そして、制御手段９は、ウェーハＷの表面Ｗａに新たに設定された撮像領域５１０をマクロ撮像手段５１によって撮像して、図６に示す撮像画像Ｇ４を取得し、記憶部９１に記憶する（４回目の撮像工程）。その後、制御手段９のパターンマッチング部９３が、上述した撮像画像Ｇ１等と同様に、撮像画像Ｇ４に対して、マクロアライメントマークＭＡに関するパターンマッチングを実施する（４回目のパターンマッチング工程）。

図６に示す撮像画像Ｇ４中には、ターゲット画像ＧＴの全体が含まれている。このため、制御手段９は、本来であれば、パターンマッチングによって、ターゲット画像ＧＴすなわちマクロアライメントマークＭＡを検出することができる。しかし、マクロアライメントマークＭＡが汚れていたり不鮮明であったりする場合、パターンマッチングによってターゲット画像ＧＴを検出することは困難である。
したがって、この場合、制御手段９は、１〜３回目のパターンマッチングと同様に、パターンマッチングによってターゲット画像ＧＴを検出しなかったと判断する。そして、制御手段９は、図７に示すように、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０を、マクロアライメントマークＭＡの画素分だけ重複するように＋Ｘ方向に沿ってずらして、ウェーハＷの表面Ｗａを撮像して、撮像画像Ｇ５を取得し、記憶部９１に記憶する（５回目の撮像工程）。

このようにして、制御手段９は、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０を代えながら撮像画像を取得し、パターンマッチングを実施してゆく。この際、図８に示すように、撮像領域５１０の移動経路Ｒが、上方から見て、ウェーハＷ上において時計回り方向の渦巻き状の軌跡を描くように、撮像領域５１０が変更される（スパイラルサーチ）。

そして、制御手段９は、確認工程における撮像工程、パターンマッチング工程および撮像領域変更工程を、パターンマッチング部９３によるパターンマッチングによって、撮像画像内にマクロアライメントマークＭＡを見つけるか、あるいは、取得した撮像画像の累積面積が閾値以上となるまで、繰り返す。

ここで、この閾値は、本実施形態では、第１の分割予定ラインＳ１の延びる方向に隣接する２つのマクロアライメントマークＭＡと、第２の分割予定ラインＳ２の延びる方向に隣接する２つのマクロアライメントマークＭＡとの、合計４つのマクロアライメントマークＭＡを囲む面積に設定される。以下では、この面積を閾面積と称する。

確認工程において、パターンマッチング部９３が、パターンマッチングにより、撮像画像中のターゲット画像ＧＴとマッチングする領域を検出して、マクロアライメントマークＭＡを見つけ出した場合、制御手段９は、マクロアライメントマークＭＡのＸ軸座標位置およびＹ軸座標位置を取得して、記憶部９１に記憶する。

一方、制御手段９は、撮像画像に対するパターンマッチングによってはマクロアライメントマークＭＡを見つけ出せず、複数の撮像画像の累積面積が閾面積以上となった場合、確認工程を終了し、結合画像表示工程を実施する。
なお、制御手段９は、撮像画像の累積面積を算出する際、画像における互いに重複している部分を重ねて累積することを回避するように構成されている。すなわち、制御手段９は、撮像画像における従前の撮像画像に含まれていない部分を累積することによって、撮像画像の累積面積を算出する。

（３）結合画像表示工程
この工程では、制御手段９は、図９に示すように、それまでに取得した全ての撮像画像を結合することによって、撮像画像の累積面積と同じ面積を有する結合画像ＧＡを形成し、この結合画像ＧＡを、画面であるタッチパネル４０に表示する。これに応じて、作業者が、結合画像ＧＡを目視し、その内部にあるマクロアライメントマークＭＡを検出して、タッチパネル４０におけるマクロアライメントマークＭＡの表示部分を指定する。たとえば、作業者は、タッチパネル４０におけるマクロアライメントマークＭＡの表示部分を、指でタッチする。

これに応じて、制御手段９は、タッチパネル４０における作業者に指定された部分に基づいて、マクロアライメントマークＭＡの位置を特定し、そのＸ軸座標位置およびＹ軸座標位置を取得して、記憶部９１に記憶する。

このようにして、制御手段９は、パターンマッチングあるいは作業者による指定に基づいて、マクロアライメントマークＭＡのＸ軸座標位置およびＹ軸座標位置を特定および記憶する。

（４）分割予定ライン特定工程
制御手段９は、マクロアライメントマークＭＡのＸ軸座標位置およびＹ軸座標位置に基づいて、第１の分割予定ラインＳ１および第２の分割予定ラインＳ２を特定する。
すなわち、制御手段９は、上記の各工程において実施されるマクロアライメントマークＭＡの検出を、Ｘ軸方向において互いに離れた位置にある複数のデバイスＤについて実施する。

そして、制御手段９は、複数のマクロアライメントマークＭＡの位置に基づいて、ウェーハＷの第１の分割予定ラインＳ１を、Ｘ軸方向と概ね平行に合わせる粗θ合わせを実施する。粗θ合わせでは、制御手段９は、複数のマクロアライメントマークＭＡのＹ軸座標位置が略一致するように、ウェーハＷを吸引保持しているチャックテーブル３０の角度位置を、回転手段３１によって調整する。このようにして、第１の分割予定ラインＳ１をＸ軸方向と略平行にする粗θ合わせが完了する。

次に、制御手段９は、ミクロアライメントマークＭＢの検出を実施する。まず、制御手段９は、ミクロ撮像手段５２（図１参照）の撮像領域の中央に、既に検出したマクロアライメントマークＭＡ（図６参照）の１つを位置付ける。

制御手段９は、切削送り手段１１によって、ウェーハＷを吸引保持しているチャックテーブル３０を、図２に示すマクロアライメントマークＭＡとミクロアライメントマークＭＢとのＸ軸方向における距離Ｌｘ１だけ移動する。さらに、制御手段９は、インデックス送り手段１２によって、ミクロ撮像手段５２を、マクロアライメントマークＭＡとミクロアライメントマークＭＢとのＹ軸方向における距離Ｌｙ１だけ移動する。その後、制御手段９は、ミクロ撮像手段５２によってウェーハＷの表面Ｗａを撮像することによって、ミクロアライメントマークＭＢが写った高精度のθ合わせ用の撮像画像（以下、高精度画像と称する）を取得する。そして、制御手段９は、この高精度画像を用いて、高精度のθ合わせを実施する。

この際、制御手段９は、たとえば、Ｘ軸方向に隣接する２つのデバイスＤに関し、ミクロアライメントマークＭＢが写った高精度画像を取得する。そして、２つの高精度画像のミクロアライメントマークＭＢのＹ軸座標位置のずれが許容値内になるまで、チャックテーブル３０の角度位置を回転手段３１によって調整する。これにより、高精度のθ合わせが完了する。

さらに、制御手段９は、切削送り手段１１およびインデックス送り手段１２を用いて、ミクロ撮像手段５２の撮像領域に、ウェーハＷの表面Ｗａの中心を位置付け、ミクロアライメントマークＭＢを含む撮像画像を取得する。制御手段９は、撮像画像内におけるミクロアライメントマークＭＢのＹ軸座標位置の、ミクロ撮像手段５２の基準線（ヘアライン）からのずれを許容値内とするように、インデックス送り手段１２によって、ミクロ撮像手段５２をＹ軸方向に移動する。

その後、制御手段９は、インデックス送り手段１２によって、ミクロアライメントマークＭＢから第１の分割予定ラインＳ１の幅方向の中心線までの距離Ｌｙ２だけ、ミクロ撮像手段５２をＹ軸方向に移動させる。これにより、ミクロ撮像手段５２のヘアラインが第１の分割予定ラインＳ１に重ねられる。制御手段９は、この際のＹ軸方向のヘアラインの座標位置を、第１の分割予定ラインＳ１の位置として記憶部９１に記憶する。

その後、制御手段９は、チャックテーブル３０を９０度回転させて、同様に、ミクロ撮像手段５２のヘアラインを第２の分割予定ラインＳ２に重ねて、第２の分割予定ラインＳ２の位置を記憶部９１に記憶する。
このようにして、制御手段９は、ウェーハＷの第１の分割予定ラインＳ１および第２の分割予定ラインＳ２を特定する。これにより、アライメントが完了する。

アライメントの完了後、制御手段９は、切削手段６の切削ブレード６３を、記憶部９１に記憶された第１の分割予定ラインＳ１のＹ軸座標位置に配置する。制御手段９は、切込み送り手段１６によって、切削手段６を、−Ｚ方向に降下させて所定の切込み送り位置に配置し、切削ブレード６３を回転させる。そして、制御手段９は、切削送り手段１１によって、ウェーハＷを保持するチャックテーブル３０を、切削手段６に向かって所定の切削送り速度で切削送りする。

このようにして、切削ブレード６３が、第１の分割予定ラインＳ１を切削する。制御手段９は、インデックス送り手段１２を用いて切削される第１の分割予定ラインＳ１を代えながら、全ての第１の分割予定ラインＳ１を切削する。
さらに、制御手段９は、チャックテーブル３０を９０度回転させて、同様に第２の分割予定ラインＳ２の切削を実施する。これにより、制御手段９は、ウェーハＷの全ての分割予定ラインＳ１・Ｓ２を切削することができる。

以上のように、切削装置１のアライメント方法では、撮像画像に対するパターンマッチングによってはマクロアライメントマークＭＡを見つけ出せず、取得された複数の撮像画像の累積面積が閾面積以上となった場合、制御手段９は、結合画像表示工程を実施する。そして、結合画像表示工程では、制御手段９は、それまでに取得した全ての撮像画像を結合することによって結合画像ＧＡ（図９参照）を形成し、この結合画像ＧＡをタッチパネル４０に表示する。結合画像ＧＡを目視した作業者がマクロアライメントマークＭＡを検出および指定すると、制御手段９は、作業者に指定されたマクロアライメントマークＭＡの位置を特定および記憶する。そして、制御手段９は、マクロアライメントマークＭＡの位置に基づいてミクロアライメントマークＭＢをも特定し、これらを用いた位置調整（θ合わせ等）を経て、第１の分割予定ラインＳ１および第２の分割予定ラインＳ２を特定する。

このように、このアライメント方法では、マクロアライメントマークＭＡが汚れていたり、不鮮明であったりして、パターンマッチングによってマクロアライメントマークＭＡを検出することが困難な場合でも、結合画像ＧＡを表示することによって、作業者にマクロアライメントマークＭＡを指定させることが可能である。このため、マクロアライメントマークＭＡを素早く検出することが可能となる。その結果、アライメントにかかる時間の短縮を図ることができる。

なお、本実施形態のアライメント方法は、ウェーハＷに対してレーザー照射によって所望の加工を施すレーザー加工装置において実施されてもよい。

また、上述した登録工程は、本実施形態に示した手法に限定されない。たとえば、記憶部９１には、加工対象のウェーハの種類ごとに対応する各加工条件を複数リスト化したデバイスデータが予め記憶されている場合がある。加工条件とは、ウェーハに適切な切削加工を施すための各種の設定を含むデータであり、各種の設定は、図１に示す切削送り手段１１によるチャックテーブル３０の切削送り速度、インデックス送り手段１２による切削手段６のインデックス送り量、および、マクロアライメントマークおよびミクロアライメントマークに関する情報を含む。

この場合、作業者が、図１に示すウェーハＷの適切な加工条件をデバイスデータから選択することに応じて、制御手段９が、デバイスデータに記録されているマクロアライメントマークを、マクロアライメントマークＭＡとして登録してもよい。この場合、マクロアライメントマークＭＡの登録のためのマクロ撮像手段５１による撮像は不要となる。

また、本実施形態では、分割予定ライン特定工程において、マクロアライメントマークＭＡを用いたマクロアライメントの実施後に、ミクロアライメントマークＭＢを用いたアライメントを実施している。これに代えて、ミクロアライメントマークＭＢを用いることなく、マクロアライメントマークＭＡから直接的に、第１の分割予定ラインＳ１および第２の分割予定ラインＳ２を特定してもよい。この場合、制御手段９の記憶部９１には、たとえば、マクロアライメントマークＭＡと第１の分割予定ラインＳ１および第２の分割予定ラインＳ２との位置関係が記憶されている。制御手段９は、マクロアライメントマークＭＡの座標位置および上記の位置関係に基づいて、第１の分割予定ラインＳ１および第２の分割予定ラインＳ２を特定することができる。

１：切削装置、
３：保持部、３０：チャックテーブル、３１：回転手段、
９：制御手段、９１：記憶部、９３：パターンマッチング部、
１１：切削送り手段、１２：インデックス送り手段、１６：切込み送り手段、
６：切削手段、６３：切削ブレード、
５１：マクロ撮像手段、５２：ミクロ撮像手段、５１０：撮像領域、
４０：タッチパネル、
Ｗ：ウェーハ、Ｓ１：第１の分割予定ライン、Ｓ２：第２の分割予定ライン、
ＭＡ：マクロアライメントマーク、ＭＢ：ミクロアライメントマーク
ＧＴ：ターゲット画像、
Ｇ１〜Ｇ５：撮像画像、ＧＡ：結合画像

Claims (1)

1. 表面に設定された第１の分割予定ラインと、該第１の分割予定ラインと交差する第２の分割予定ラインとによって区画された領域にデバイスが形成されたウェーハを、チャックテーブルによって保持して撮像手段で撮像することによって、該区画された領域よりも小さい撮像領域に応じた撮像画像を取得し、該撮像画像から、該区画された領域に配置されているアライメントマークを検出し、該アライメントマークに基づいて該第１の分割予定ラインおよび該第２の分割予定ラインを特定するアライメント方法であって、
   該撮像領域よりも小さい該アライメントマークを登録する登録工程と、
   該撮像手段によって該ウェーハに設定された該撮像領域に応じた該撮像画像を取得する撮像工程、該撮像画像内における該アライメントマークの有無をパターンマッチングによって確認するパターンマッチング工程、および、該アライメントマークの画素分だけ重複するように該撮像手段の該撮像領域を変更する撮像領域変更工程を含み、該撮像工程、該パターンマッチング工程および該撮像領域変更工程を、該アライメントマークを検出するか、あるいは、該撮像画像の累積面積が、該第１の分割予定ラインの延びる方向に隣接する２つの該アライメントマークと、該第２の分割予定ラインの延びる方向に隣接する２つの該アライメントマークとの４つの該アライメントマークを囲む面積以上となるまで繰り返す、確認工程と、
   該確認工程で該アライメントマークを検出しなかった場合に、該確認工程で撮像された複数の該撮像画像を結合することによって該累積面積と同じ面積となる結合画像を形成して画面に表示する結合画像表示工程と、
   該結合画像を目視した作業者によって該アライメントマークが指定された場合に、指定された該アライメントマークに基づいて該第１の分割予定ラインおよび該第２の分割予定ラインを特定する分割予定ライン特定工程と、
   を含むアライメント方法。

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