JP5686542B2 - 分割予定ラインの検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウエーハに格子状に形成された分割予定ラインの検出方法に関する。

ＩＣ，ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されてその表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置等の加工装置によって分割予定ラインに分割加工が施されて個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用されている。

ダイシング装置等の加工装置は、分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハをカメラで撮像し分割予定ラインを特定するキーパターンを検出する検出手段と、検出手段によって検出されたキーパターンによって特定された分割予定ラインに所定の加工を施す加工手段と、チャックテーブルをＸ軸方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、加工手段をＹ軸方向に相対的に割り出し送りする割り出し送り手段とを少なくとも備えていて、分割予定ラインに切削ブレード等の加工手段を正確に位置づけてウエーハを個々のデバイスに分割する。

従来の分割予定ラインの検出方法では、検出手段のカメラでＸ軸方向又はＹ軸方向に離れた二つの領域を撮像してそれぞれデバイス毎に存在するキーパターンを検出し、検出した２個のキーパターンによって分割予定ラインを特定しているが、例えばチップサイズ（デバイスサイズ）が１ｍｍ以下と小さい場合には、同じ分割予定ラインに沿って存在するキーパターンではなく隣の分割予定ラインに沿って存在するキーパターンを検出してしまうことがあり、係る検出によって分割予定ラインを特定して分割加工を施すと、実際の分割予定ラインを横切りデバイスを破壊してしまうという問題がある。

この問題を解決するために、検出した２個のキーパターンによって特定された分割予定ラインが適正か否かを確認するために、特定された分割予定ラインに沿った位置に、即ち検出した２個のキーパターンを結んだ直線に沿った位置に他のキーパターンが存在するか否かを確認するアライメント方法が本出願人によって提案され実用に供されている（特許第２６１７８７０号公報参照）。

特許第２６１７８７０号公報

しかし、特定された分割予定ラインに沿って他のキーパターンが存在しなかった場合は、オペレータが画面を見ながらずれを修正しなければならず生産効率が悪いという問題がある。

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、効率良く適正な分割予定ラインを検出可能な分割予定ラインの検出方法を提供することである。

請求項１記載の発明によると、分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハを保持し回転可能な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撮像カメラで撮像し分割予定ラインを特定するキーパターンを検出する検出手段と、該検出手段によって検出されたキーパターンによって特定された分割予定ラインに所定の加工を施す加工手段と、該チャックテーブルをＸ軸方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該加工手段をＸ軸方向に直交するＹ軸方向に相対的に割り出し送りする割り出し送り手段とを備えた加工装置における分割予定ラインの検出方法であって、該チャックテーブルに保持されたウエーハのＸ軸方向における隣り合った分割予定ラインに沿って存在するキーパターンを間違って検出することがない第１の距離離れた二つの領域を撮像カメラで撮像してそれぞれキーパターンを検出し、検出した二個のキーパターンを結ぶ直線がＸ軸方向と平行となるように該チャックテーブルを回転して補正する第１の位置合わせ工程と、該第１の位置合わせ工程を実施した後、該チャックテーブルに保持されたウエーハのＸ軸方向における該第１の距離より大きい第２の距離離れた二つの領域を撮像カメラで撮像してそれぞれキーパターンを検出し、検出した二個のキーパターンを結ぶ直線がＸ軸方向と平行となるように該チャックテーブルを回転して補正する第２の位置合わせ工程と、を具備したことを特徴とする分割予定ラインの検出方法が提供される。

請求項２記載の発明によると、分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハを保持し回転可能な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撮像カメラで撮像し分割予定ラインを特定するキーパターンを検出する検出手段と、該検出手段によって検出されたキーパターンによって特定された分割予定ラインに所定の加工を施す加工手段と、該チャックテーブルをＸ軸方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該加工手段をＸ軸方向に直交するＹ軸方向に相対的に割り出し送りする割り出し送り手段とを備えた加工装置における分割予定ラインの検出方法であって、該チャックテーブルに保持されたウエーハのＹ軸方向における隣り合った分割予定ラインに沿って存在するキーパターンを間違って検出することがない第１の距離離れた二つの領域を撮像カメラで撮像してそれぞれキーパターンを検出し、検出した二個のキーパターンを結ぶ直線がＹ軸方向と平行となるように該チャックテーブルを回転して補正する第１の位置合わせ工程と、該第１の位置合わせ工程を実施した後、該チャックテーブルに保持されたウエーハのＹ軸方向における該第１の距離より大きい第２の距離離れた二つの領域を撮像カメラで撮像してそれぞれキーパターンを検出し、検出した二個のキーパターンを結ぶ直線がＹ軸方向と平行となるように該チャックテーブルを回転して補正する第２の位置合わせ工程と、を具備したことを特徴とする分割予定ラインの検出方法が提供される。

本発明によると、第１の位置合わせ工程においては、２個のキーパターンが比較的近いため隣り合った分割予定ラインに沿って存在するキーパターンを間違って検出することがなく、２個のキーパターンを結ぶ直線をＸ軸方向と略平行に位置づけることができる。

第２の位置合わせ工程においては、分割予定ラインがＸ軸方向と略平行に位置づけられているので、２個のキーパターンが比較的大きく離れていても隣接する分割予定ラインに沿って存在するキーパターンを検出することがなく、２個のキーパターンを結ぶ直線をＸ軸方向と高精度に平行に位置づけることができる。

従って、オペレータが画面を見ながらずれを修正して中間部分に存在するキーパターンを検出しなければならないという従来の問題が解消する。

切削装置の概略斜視図である。 ダイシングテープを介して環状フレームに支持された半導体ウエーハの斜視図である。 第１の撮像工程を示す斜視図である。 第１の位置合わせ工程を説明する模式図である。 第２の撮像工程を示す斜視図である。 第２の位置合わせ工程を説明する模式図である。

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）に分割することのできる切削装置（ダイシング装置）２の外観を示している。

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６が設けられている。

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のストリート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。各デバイスＤはアライメント時に検出の対象となるキーパターン１１を有している。

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。

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。

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（クランプ）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。

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（検出手段）２０が配設されている。

アライメント手段２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像手段（撮像カメラ）２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。

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。

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は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

次に、図３乃至図６を参照して、本発明実施形態に係る分割予定ラインの検出方法について詳細に説明する。まず、アライメントの準備工程として、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、撮像カメラ２２でウエーハＷを撮像し、表示手段６上に表示された画像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１１を探索する。このキーパターン１１は、例えばデバイスＤ中の回路の特徴部分を利用する。キーパターン１１は各デバイスＤ中に一つ含まれる。

オペレータがキーパターン１１を決定すると、そのキーパターン１１を含む画像が切削装置２のコントローラのメモリに記憶される。また、そのキーパターン１１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。

ウエーハＷのストリートＳ１，Ｓ２に沿った切断の際には、記憶させたキーパターン１１の画像と実際に撮像カメラ２２により撮像し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（検出手段）２０にて行う。以下、本発明実施形態に係る分割予定ラインの検出方法について詳細に説明する。

まず、図３に示すように、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動して、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷのＸ軸方向における比較的近い二つの領域Ａ及びＢを撮像カメラ２２で撮像する。

そして、図４に示すように、この撮像画像を表示手段６上に画像Ａ及び画像Ｂとして表示する。画像Ａにおいてキーパターン１１を検出してＡ点とし、Ａ点の座標を（ｘ_１，ｙ_１）とする。同じく、画像Ｂにおいてキーパターン１１を検出してＢ点とし、Ｂ点の座標を（ｘ_２，ｙ_２）とする。

そして、撮像された２個のキーパターンＡ及びＢを結ぶ直線がＸ軸方向と平行となるようにチャックテーブル１８を回転して補正する第１の位置合わせ工程を実施する。この第１の位置合わせ工程でのチャックテーブル１８の回転角をθとすると、ｔａｎθ＝（ｙ_２−ｙ_１／ｘ_２−ｘ_１）となる。

即ち、チャックテーブル１８をθだけ回転することにより、キーパターンＡ及びＢを結ぶ直線をＸ軸方向と略平行に位置づけることができる。この回転角θはコントローラのメモリに記憶する。

第１の位置合わせ工程を実施してから、図５に示すように、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動して、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷのＸ軸方向における比較的大きく離れた二つの領域Ｃ及びＤを撮像カメラ２２で撮像する。

そして、図６に示すように、表示手段６上に撮像画像Ｃ及びＤを表示し、画像Ｃにおけるキーパターン１１を検出してＣ点とし、Ｃ点の座標を（ｘ_３，ｙ_３）とする。同様に、画像Ｄにおけるキーパターン１１を検出してＤ点とし、Ｄ点の座標を（ｘ_４，ｙ_４）とする。

このようにＣ点及びＤ点を検出したならば、検出した２個のキーパターン１１を結ぶ直線、即ちＣ点とＤ点を結ぶ直線がＸ軸方向と平行となるようにチャックテーブル１８が回転して補正する第２の位置合わせ工程を実施する。

ここで、第２の位置合わせ工程におけるチャックテーブル１８の回転角をβとすると、ｔａｎβ＝（ｙ_４−ｙ_３／ｘ_４−ｘ_３）となる。

即ち、第２の位置合わせ工程では、チャックテーブル１８をβだけ回転することにより、二つのキーパターン１１を結ぶ直線をＸ軸方向と平行となるように高精度に位置づけることができる。この回転角βもコントローラのメモリに記憶する。

キーパターン１１とストリートＳ１の中心線との距離は予めコントローラに登録されているため、キーパターン１１とストリートＳ１の中心線の距離分だけ切削手段２４をＹ軸方向に移動することにより、切削しようとするストリートＳ１と切削ブレード２８とのアライメント、即ち位置合わせを行うことができる。

第１の方向に伸長する第１のストリートＳ１についてのアライメントが終了すると、チャックテーブル１８を９０度回転して、第２の方向に伸長する第２のストリートＳ２についてのアライメントを実施する。

第２のストリートＳ２についてのアライメントも、第１のストリートＳ１についてのアライメントと同様に、上述した第１の位置合わせ工程と第２の位置合わせ工程とから構成してもよいが、第１のストリートＳ１がＸ軸方向と平行に位置づけられているので、チャックテーブル１８を９０度回転した後の第２のストリートＳ２はＸ軸方向と略平行になっていることから第１の位置合わせ工程を省略してもよい。

上述した実施形態によると、第１の位置合わせ工程においては、２個のキーパターン１１が比較的近いため隣接する分割予定ラインＳ１に沿って存在するキーパターン１１を間違って検出することがなく、２個のキーパターン１１を結ぶ直線をＸ軸方向と略平行に位置づけることができる。

また、第２の位置合わせ工程においては、分割予定ラインＳ１がＸ軸方向と略平行に位置づけられているので、２個のキーパターン１１がＸ軸方向に比較的大きく離れていても、隣接する分割予定ラインＳ１に沿って存在するキーパターン１１を間違って検出することがなく、２個のキーパターン１１を結ぶ直線をＸ軸方向と高精度に平行に位置づけることができる。

従って、従来の分割予定ラインの検出方法のように、オペレータが画面を見ながらずれを修正して特定された分割予定ラインＳ１に沿った位置にキーパターン１１が存在するか否かを確認する手間を省くことができる。

上述した実施形態では、撮像カメラ２２を静止して、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動することによりアライメントを実施しているが、チャックテーブル１８を静止して、撮像カメラ２２をＹ軸方向に移動することにより、アライメントを実施するようにしてもよい。

この場合には、第１の位置合わせ工程では、チャックテーブルに保持されたウエーハのＹ軸方向における比較的小さく離れた二つの領域を撮像カメラで撮像してそれぞれキーパターンを検出し、検出した２個のキーパターンを結ぶ直線がＹ軸方向と平行となるようにチャックテーブルを回転して補正する。

第１の位置合わせ工程を実施した後、第２の位置合わせ工程では、チャックテーブルに保持されたウエーハのＹ軸方向における比較的大きく離れた二つの領域を撮像カメラで撮像してそれぞれキーパターンを検出し、検出した２個のキーパターンを結ぶ直線がＹ軸方向と平行となるようにチャックテーブルを回転して補正する。

Ｗ 半導体ウエーハ
Ｓ１，Ｓ２ 分割予定ライン
Ｄ デバイス
Ｔ ダイシングテープ
Ｆ 環状フレーム
２ 切削装置
６ 表示手段
１１ キーパターン
１８ チャックテーブル
２２ 撮像手段（撮像カメラ）
２４ 切削手段
２８ 切削ブレード

Claims (2)

1. 分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハを保持し回転可能な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撮像カメラで撮像し分割予定ラインを特定するキーパターンを検出する検出手段と、該検出手段によって検出されたキーパターンによって特定された分割予定ラインに所定の加工を施す加工手段と、該チャックテーブルをＸ軸方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該加工手段をＸ軸方向に直交するＹ軸方向に相対的に割り出し送りする割り出し送り手段とを備えた加工装置における分割予定ラインの検出方法であって、
   該チャックテーブルに保持されたウエーハのＸ軸方向における隣り合った分割予定ラインに沿って存在するキーパターンを間違って検出することがない第１の距離離れた二つの領域を撮像カメラで撮像してそれぞれキーパターンを検出し、検出した二個のキーパターンを結ぶ直線がＸ軸方向と平行となるように該チャックテーブルを回転して補正する第１の位置合わせ工程と、
   該第１の位置合わせ工程を実施した後、該チャックテーブルに保持されたウエーハのＸ軸方向における該第１の距離より大きい第２の距離離れた二つの領域を撮像カメラで撮像してそれぞれキーパターンを検出し、検出した二個のキーパターンを結ぶ直線がＸ軸方向と平行となるように該チャックテーブルを回転して補正する第２の位置合わせ工程と、
   を具備したことを特徴とする分割予定ラインの検出方法。
2. 分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハを保持し回転可能な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撮像カメラで撮像し分割予定ラインを特定するキーパターンを検出する検出手段と、該検出手段によって検出されたキーパターンによって特定された分割予定ラインに所定の加工を施す加工手段と、該チャックテーブルをＸ軸方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該加工手段をＸ軸方向に直交するＹ軸方向に相対的に割り出し送りする割り出し送り手段とを備えた加工装置における分割予定ラインの検出方法であって、
   該チャックテーブルに保持されたウエーハのＹ軸方向における隣り合った分割予定ラインに沿って存在するキーパターンを間違って検出することがない第１の距離離れた二つの領域を撮像カメラで撮像してそれぞれキーパターンを検出し、検出した二個のキーパターンを結ぶ直線がＹ軸方向と平行となるように該チャックテーブルを回転して補正する第１の位置合わせ工程と、
   該第１の位置合わせ工程を実施した後、該チャックテーブルに保持されたウエーハのＹ軸方向における該第１の距離より大きい第２の距離離れた二つの領域を撮像カメラで撮像してそれぞれキーパターンを検出し、検出した二個のキーパターンを結ぶ直線がＹ軸方向と平行となるように該チャックテーブルを回転して補正する第２の位置合わせ工程と、
   を具備したことを特徴とする分割予定ラインの検出方法。

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