JP3813692B2 - ダイシング装置における半導体ウェーハ内部の特殊なパターンの検出方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線を利用した撮像により、半導体ウェーハ等の内部に形成された特定のパターンを検出する方法に関し、詳しくは、深さ方向に複数積層された回路面の中から、特定のパターンを検出するようにした検出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6に示すようなIC等の回路が表面に複数形成された半導体ウェーハ50は、ストリート51によって区画されており、切削領域であるストリート51に沿って切削される前に、回路面に形成された特殊なパターンであるターゲット52が撮像手段によって検出される等して、切削すべきストリート51が検出される。
【0003】
例えば、図6に示す回路においては、ターゲット52とストリート51との位置関係が予め決まっており、両者の位置関係は、切削装置に備えたメモリ等の記憶手段に予め記憶されている。従って、ターゲット52が検出されれば、自動的にストリート51も検出される。
【0004】
しかし、上記の手法では、半導体ウェーハの表裏を反転して裏面を上にして裏面側から切削を遂行したり、または回路面がサンドイッチ状に内部に形成された回路が表裏面に現れない特殊なワークを切削したりする場合には、切削すべき領域を検出することができない。
【0005】
そこで出願人は、赤外線の透過性を利用すれば、半導体ウェーハの内部を観察できることに着目し、赤外線を利用した撮像手段を開発し、特開平7−75955号公報において開示した。
【0006】
赤外線の透過性を利用すれば、焦点の位置を調整することにより、半導体ウェーハの裏面や内部を撮像することもでき、検出すべき回路面が裏面や内部に形成されている場合にも、切削すべき領域を検出することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、複数の回路面が積層されている半導体ウェーハにおいては、赤外線を照射して深さ方向の焦点を変化させると、赤外線の透過性によって積層された複数の回路面を検出してしまい、ストリートとの位置関係が予めわかっているターゲットを有する回路面がどれであるのかを探し出すことができないという問題が生じる。また、オートフォーカスにより自動的に焦点を合わせる場合にも、撮像素子が焦点位置を判断することができないことがありうる。
【0008】
従って、従来の赤外線による切削領域の検出においては、検出すべき回路面を的確に検出できるようにすることに解決しなければならない課題を有している。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、半導体ウェーハの内部に形成されたストリートと一定の位置関係を有する特殊なパターンを赤外線によって撮像して検出するダイシング装置における半導体ウェーハ内部の特殊なパターンの検出方法であって、ダイシング装置は、半導体ウェーハの内部に形成されたストリートと一定の位置関係を有する特殊なパターンの深さ位置を記憶する記憶手段と、対物レンズと赤外線狭帯域フィルタとを備えた光学手段と、可視光線から赤外線まで認識可能な撮像素子を含む撮像手段と、半導体ウェーハが載置されるチャックテーブルとを含み、このダイシング装置を用い、チャックテーブルに載置された半導体ウェーハの記憶手段に記憶された特殊なパターンの深さ位置に撮像手段の焦点を合わせて特殊なパターンを検出するダイシング装置における半導体ウェーハ内部の特殊なパターンの検出方法を提供するものである。
【0010】
本発明においては、半導体ウェーハの種別によって検出すべき領域の深さ方向の位置を予め記憶手段に記憶させておき、記憶手段に記憶させた位置に撮像手段の焦点を合わせて半導体ウェーハのストリートと一定の位置関係を有する特殊なパターンを検出するようにしたことにより、複数の回路面が積層された半導体ウェーハであっても、検出すべきパターンを的確かつ迅速に検出することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、半導体ウェーハを切削(ダイシング)する際に行う切削領域の検出について説明する。
【0012】
切削しようとする半導体ウェーハ10の内部には、図1に示すように、複数の回路面、例えば回路面11、12が積層されており、積層された複数の回路面のうちの一つの回路面11には、従来例で示した半導体ウェーハと同様に、切削領域であるストリートが形成され、また、当該ストリートと一定の位置関係を有する特殊なパターンであるターゲットが形成されている。また、通常、半導体ウェーハ10は、図2に示すように回路が形成された表面を表側にして、保持テープ15を介してフレーム16に保持されているが、本実施の形態においては、回路面は裏側になるか、またはサンドイッチ状になって内部に形成されており、視認することはできない。
【0013】
半導体ウェーハ10のダイシングは、例えば、図3に示す切削装置の一つであるダイシング装置20において行われる。このダイシング装置20においては、フレーム16に保持された半導体ウェーハ10は、チャックテーブル21に載置される。そして、チャックテーブル21のX軸方向の移動によって、アライメントユニット22の直下に半導体ウェーハ10が位置付けられ、装置の内部に設けられて装置の各部を制御する制御装置(図示せず)の制御の下、パターンマッチングによりターゲットを検出し、切削位置であるストリート13と切削ブレード23との位置合わせ、即ち、アライメントが遂行される。
【0014】
アライメントユニット22は、図4に示すように、光を照射する照明手段23と、半導体ウェーハ10において反射した光を拡大する光学手段24と、光学手段24から供給される光を撮像する撮像手段25とから概略構成されている。
【0015】
照明手段23は、内部に発光体26を備えており、この発光体26は、調光器27を介して電源(図示せず)に接続され、可視光線及び赤外線を発することができる。また、発光体26の下方には熱線吸収フィルタ28が取り付けられている。
【0016】
光学手段24には、対物レンズ29と、ハーフミラー30と、赤外線狭帯域フィルタ31とを備えており、対物レンズ29は、半導体ウェーハ10と対峙する位置に配設され、その上方に配設されたハーフミラー30は、グラスファイバー32を介して照明手段23と接続されている。更に、ハーフミラー30の上方には、赤外線のみを透過する赤外線狭帯域フィルタ31が配設されている。なお、ここに配設するフィルタは、赤外線狭帯域フィルタと可視光線を透過する可視光線狭帯域フィルタとを切り替えることができ、赤外線によるアライメント、可視光線によるアライメントができる切り替え式のものであってもよい。
【0017】
撮像手段25は、例えば、光域が広く可視光線から赤外線までを認識可能なCCDカメラ等の撮像素子33を含んでおり、光学手段24に対して光軸が一致するよう配設されている。更に、撮像手段25には、半導体ウェーハ10の焦点位置を、例えばZ軸上の座標によって記憶させることができるメモリ等からなる記憶手段34を備え(制御装置内に備えてもよい)、この記憶手段34に記憶させた焦点位置に自動的に焦点を合わせる機能を有している。また、撮像手段25はモニター35に接続され、撮像した画像はモニター35に表示されるようになっている。
【0018】
通常、ターゲットを有する回路面のZ軸上の位置は、半導体ウェーハの設計段階で決定されている。従って、アライメントを行う前に、予めZ軸上の位置を記憶手段34に設定しておくことができる。また、ターゲットを有する回路面のZ軸上の位置が設計段階で決定されていなかった場合には、撮像手段25によって撮像して得た情報に基づいてオペレータが観察して検出した位置を記憶手段34に設定すればよい。
【0019】
回路面11のZ軸上の位置を記憶させる際は、ダイシング装置20の操作パネル36を操作して、記憶手段34に、回路面11のZ軸上の位置を数値によって入力して記憶させておく。例えば、図1に示したように、チャックテーブル21の表面をZ軸上の原点とした場合には、この原点からの相対的な距離Dが焦点位置として記憶手段34に設定される。
【0020】
そして、照明手段23の発光体26から赤外線成分を含む光を半導体ウェーハ10に照射すると共に、対物レンズ29を上下動させる等して、予め記憶手段34に記憶させておいたZ軸上の焦点位置Dに撮像素子33の焦点を合わせると、モニター35には、図5に示したようなターゲット14を有する回路面11の画像が表示される。
【0021】
図5に示した回路面において、ストリート14は、所定間隔を置いて格子状に配列された直線状領域であり、ストリート14によって区画された多数の矩形領域17には、回路パターンが施されている。また、ターゲット14は、ストリート13の切削位置の検出時の基準となる特徴点であり、ストリート13とターゲット14との位置関係は予め記憶手段34に記憶されている。従って、ターゲット14をパターンマッチング等で検出すれば、自動的にストリート13の位置を検出することができ、ストリート13と切削ブレード23との位置合わせ、即ち、アライメントが行われる。
【0022】
従来は、記憶手段34に焦点位置を記憶させておかなかったために、回路面が裏側になった半導体ウェーハの場合には、回路面を検出することが困難であった。また、回路面がサンドイッチ状になって内部に複数の回路面が積層されている回路面が表裏に現れないタイプの半導体ウェーハの場合は、深さ方向に焦点を変化させると複数の回路面を検出してしまい、ストリートとの位置関係がわかっている回路面のみを検出することが困難であった。
【0023】
しかし、記憶手段34に焦点位置を記憶させておけば、撮像素子33は、記憶手段34に記憶させた焦点位置に焦点を合わせるのみで容易に所望の回路面を検出することができるのである。従って、オペレータがモニター35に映し出された画像を見ながら焦点を定める必要がなくなる。
【0024】
更に、自動的に焦点を合わせる場合にも、記憶手段34に記憶させた焦点位置を固定データとして扱うことにより、固定フォーカスとして焦点を合わせることができる。
【0025】
また、記憶手段34に記憶させた焦点位置が必ずしも正確でなかったり、ターゲットを有する回路面に高低差があったりする場合もありうるが、このような場合であっても、記憶手段34に記憶させる焦点位置を基準として、一定の範囲を誤差範囲とし、その誤差範囲内においてオートフォーカスにより焦点を合わせるようにすれば、焦点の位置を修正して的確に所望の回路面を検出することができる。
【0026】
以上のようにして切削すべき領域が検出されてアライメントが行われた後、検出された領域が切削されてダイシングが行われるのである。
【0027】
なお、本発明に係る領域の検出方法は、上記説明したアライメント時の切削領域の検出だけでなく、切削途中における切削状況の監視等にも利用することができる。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、半導体ウェーハ内部の検出すべき特殊なパターンの深さ方向の位置を予め記憶手段に記憶させておき、記憶手段に記憶させた位置に撮像手段の焦点を合わせて半導体ウェーハの内部の特殊なパターンを検出するようにしたことにより、複数の回路面が積層された半導体ウェーハであっても、検出すべき特殊なパターンを的確かつ迅速に検出することができるため、切削等を正確かつ効率よく遂行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態を示す説明図である。
【図2】 検出の対象となる半導体ウェーハを示す説明図である。
【図3】 ダイシング装置を示す説明図である。
【図4】 ダイシング装置に備えたアライメントユニットを示す説明図である。
【図5】 検出される回路面を示す説明図である。
【図6】 従来の領域の検出方法によって検出された半導体ウェーハの表面を示す説明図である。
【符号の説明】
10:半導体ウェーハ 11、12:回路面 13:ストリート
14:ターゲット 15:保持テープ 16:フレーム 17:矩形領域
20:ダイシング装置 21:チャックテーブル 22:アライメントユニット
23:切削ブレード 24:光学手段 25:撮像手段 26:発光体
27:調光器 28:熱線吸収フィルタ 29:対物レンズ
30:ハーフミラー 31:赤外線狭帯域フィルタ 32:グラスファイバー
33:撮像素子 34:記憶手段 35:モニター 36:操作パネル
50:半導体ウェーハ 51:ストリート 52:ターゲット
Claims (1)
- 半導体ウェーハの内部に形成されたストリートと一定の位置関係を有する特殊なパターンを赤外線によって撮像して検出するダイシング装置における半導体ウェーハ内部の特殊なパターンの検出方法であって、
該ダイシング装置は、半導体ウェーハの内部に形成されたストリートと一定の位置関係を有する特殊なパターンの深さ位置を記憶する記憶手段と、
対物レンズと赤外線狭帯域フィルタとを備えた光学手段と、
可視光線から赤外線まで認識可能な撮像素子を含む撮像手段と、
半導体ウェーハが載置されるチャックテーブルと
を含み、該ダイシング装置を用い、該チャックテーブルに載置された半導体ウェーハの該記憶手段に記憶された特殊なパターンの深さ位置に該撮像手段の焦点を合わせて該特殊なパターンを検出する
ダイシング装置における半導体ウェーハ内部の特殊なパターンの検出方法。
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JP13827697A JP3813692B2 (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | ダイシング装置における半導体ウェーハ内部の特殊なパターンの検出方法 |
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JPH10332332A JPH10332332A (ja) | 1998-12-18 |
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JP13827697A Expired - Lifetime JP3813692B2 (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | ダイシング装置における半導体ウェーハ内部の特殊なパターンの検出方法 |
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