JP7088771B2 - Alignment method - Google Patents
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Description
本発明は、ウェーハの分割予定ラインを特定するアライメント方法に関する。 The present invention relates to an alignment method for specifying a planned division line of a wafer.
分割予定ラインにより区画された領域にデバイスを形成したウェーハを分割予定ラインに沿って切削ブレードを切り込ませ切削溝を形成する切削加工、又は、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を実施するときには、装置が分割予定ラインを認識する必要がある。 A wafer in which a device is formed in an area partitioned by a planned division line is cut along a planned division line by cutting a cutting blade to form a cutting groove, or a laser beam is irradiated along the planned division line to form a processing groove. When performing laser machining to form a device, the device needs to be aware of the planned split line.
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、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ている。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離間した位置に設定されている。 The same circuit pattern is formed on the device surface of the wafer. Then, one pattern having a characteristic shape among the circuit patterns is set as a macro alignment mark. Further, a micro-alignment mark smaller than the macro-alignment mark is set at a position separated from the macro-alignment mark by a predetermined distance in a predetermined direction. The planned division line is set at a position separated from the microalignment mark by a predetermined distance in a predetermined direction.
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、分割予定ラインを水平面における1軸であるX軸方向と概ね平行に合わせる粗θ合わせを行う(例えば、特許文献1参照)。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分割予定ラインをX軸方向と高精度に平行に合わせる高精度θ合わせを行う。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離間した分割予定ラインを認識している。 In macro alignment, the processing device finds the macro alignment mark of the wafer held on the chuck table, and then uses the macro alignment mark to align the planned division line with the X-axis direction, which is one axis in the horizontal plane. Coarse θ adjustment is performed (see, for example, Patent Document 1). Next, the micro-alignment mark located at a predetermined distance away from the macro-alignment mark in a predetermined direction is confirmed, and the micro-alignment mark is used to perform high-precision θ alignment in which the planned division line is aligned in parallel with the X-axis direction with high accuracy. .. After that, the scheduled division line separated from the microalignment mark by a predetermined distance in a predetermined direction is recognized.
マクロアライメントの準備として、分割予定ラインで区画された領域より小さい撮像領域(即ち、デバイスの大きさより小さい撮像領域)を備える撮像手段でマクロアライメントマークを撮像して、さらに、撮像領域よりも小さくマクロアライメントマークを中心としたターゲット画像を加工装置に登録する。 In preparation for macro alignment, the macro alignment mark is imaged by an imaging means having an imaging region smaller than the region partitioned by the planned division line (that is, an imaging region smaller than the size of the device), and the macro is further smaller than the imaging region. The target image centered on the alignment mark is registered in the processing device.
マクロアライメントでは、チャックテーブルが新たに吸引保持したこれから加工を施すウェーハを該撮像手段で撮像した撮像画像内に、該ターゲット画像が有るか否かをパターンマッチングさせる。即ち、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てパターンマッチングをさせる。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重複させて先の撮像位置の隣の位置を撮像して新たな撮像画像を形成し、該新たな撮像画像内においてターゲット画像のパターンマッチングを行い、マクロアライメントマークを見つけ出していく。 In macro alignment, pattern matching is performed to determine whether or not the target image is present in the image captured by the image pickup means for the wafer to be processed, which is newly sucked and held by the chuck table. That is, for example, the target image is moved one pixel at a time in the captured image to perform pattern matching. Then, if there is no target image in the captured image, the target image is overlapped by the pixels of the target image to image the position next to the previous imaging position to form a new captured image, and the target image is captured in the new captured image. Perform pattern matching to find the macro alignment mark.
このように、マクロアライメントマークが見つかるまで、撮像位置の移動(具体的には、撮像位置のウェーハ上における渦巻き状の移動)と、撮像位置の移動により撮像された新たな撮像画像内におけるターゲット画像を用いたパターンマッチングとを、画素分重複させて撮像された各撮像画像の累積面積が少なくとも分割予定ラインにより区画された領域と同じ面積以上になるまで繰り返している。このような従来行っているマクロアライメントマークの発見手順は、スパイラルサーチと呼ばれている。 In this way, the movement of the imaging position (specifically, the spiral movement of the imaging position on the wafer) and the target image in the new captured image captured by the movement of the imaging position until the macro alignment mark is found. The pattern matching using the above is repeated until the cumulative area of each captured image captured by overlapping the pixels is at least the same area as the area partitioned by the planned division line. Such a conventional procedure for finding a macro alignment mark is called a spiral search.
スパイラルサーチにおいては、ターゲット画像の画素分重複させながら撮像手段による撮像エリアを広げていくため、ターゲット画像が大きかったら(即ち、マクロアライメントマークが大きかったら)撮像手段を先の撮像位置の隣の位置に移動させる際の移動量が少なくなる。ターゲット画像の画素分重複させる理由は、ターゲット画像が一部だけ撮像画像に写っている場合にその全体を見逃さないようにするためである。したがって、画像全体の大きさからターゲット画像の大きさを引いた分の距離だけ撮像手段を先の撮像位置の隣の位置に移動させるため、ターゲット画像が大きいと撮像エリアの移動量が少なくなることから、撮像位置を多数回渦巻き状に移動させて多数回の撮像を行う必要が生じてしまい、マクロアライメントマークを見つけるのに時間が掛かるという問題が生じる。 In the spiral search, the imaging area by the imaging means is expanded while overlapping the pixels of the target image, so if the target image is large (that is, if the macro alignment mark is large), the imaging means is placed at the position next to the previous imaging position. The amount of movement when moving to is reduced. The reason for overlapping the pixels of the target image is to prevent the entire target image from being overlooked when only a part of the target image is shown in the captured image. Therefore, since the imaging means is moved to the position next to the previous imaging position by the distance obtained by subtracting the size of the target image from the size of the entire image, the amount of movement of the imaging area is small when the target image is large. Therefore, it becomes necessary to move the imaging position in a spiral shape many times to perform imaging many times, which causes a problem that it takes time to find the macro alignment mark.
具体的には、例えば、撮像手段の撮像領域が512×480ピクセルである場合において、マクロアライメントマークの大きさが小さく、そのターゲット画像が16×18ピクセルであるならば、撮像手段の撮像エリアの渦巻き状の移動に伴う撮像回数は、例えば最大6回で済む。対して、マクロアライメントマークの大きさが大きく、そのターゲット画像が250×250ピクセルであるならば、撮像手段の撮像エリアの渦巻き状の移動に伴う撮像回数は、例えば最大25回と多くなってしまう。 Specifically, for example, when the image pickup area of the image pickup means is 512 × 480 pixels, the size of the macro alignment mark is small, and if the target image is 16 × 18 pixels, the image pickup area of the image pickup means. The number of imagings associated with the spiral movement can be, for example, up to 6 times. On the other hand, if the size of the macro alignment mark is large and the target image is 250 × 250 pixels, the number of imaging times due to the spiral movement of the imaging area of the imaging means increases, for example, up to 25 times. ..
よって、ウェーハの分割予定ラインを特定するアライメント方法においては、アライメントマーク(マクロアライメントマーク)を素早く見つけて、アライメント時間を短縮するという課題がある。 Therefore, in the alignment method for specifying the planned division line of the wafer, there is a problem that the alignment mark (macro alignment mark) can be quickly found and the alignment time can be shortened.
上記課題を解決するための本発明は、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保持させ、該チャックテーブルが保持したウェーハを撮像手段で撮像して、該領域に配置されたアライメントマークを検出し、該第1の分割予定ライン及び該第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、該撮像手段の撮像領域は該領域より小さく、該撮像領域より小さい領域のアライメントマークを含んだターゲット画像を登録する登録工程と、新たに該チャックテーブルに保持させたウェーハを該撮像手段で撮像した横並びの少なくとも2つの撮像画像を結合させて結合画像を形成し、該結合画像を形成する毎に該結合画像内に該ターゲット画像が有るか無いかをパターンマッチングして確認する確認工程と、該確認工程において該ターゲット画像を検出したら、該ターゲット画像内の該アライメントマークから該第1の分割予定ライン及び該第2の分割予定ラインを特定するアライメント方法である。 In the present invention for solving the above problems, a device is formed in a region partitioned by a first scheduled division line set on the surface and a second scheduled division line intersecting the first scheduled division line. The wafer is held on a chuck table, the wafer held by the chuck table is imaged by an image pickup means, an alignment mark arranged in the region is detected, and the first division schedule line and the second division schedule are scheduled. An alignment method for specifying a line, in which the imaging region of the imaging means is smaller than the region and a registration step of registering a target image including an alignment mark in an region smaller than the imaging region and a new holding in the chuck table. At least two side-by-side captured images captured by the imaging means are combined to form a combined image, and each time the combined image is formed, it is patterned whether or not the target image is present in the combined image. A confirmation step for matching and confirmation, and an alignment method for identifying the first scheduled division line and the second scheduled division line from the alignment mark in the target image after the target image is detected in the confirmation step. be.
本発明に係るアライメント方法は、新たにチャックテーブルに保持させたウェーハを撮像手段で撮像した横並びの少なくとも2つの撮像画像を結合させて結合画像を形成し、結合画像を形成する毎に結合画像内にターゲット画像が有るか無いかをパターンマッチングして確認する確認工程を実施することで、加工を施す新たなウェーハのアライメントマークを見つける際に、従来行っていたスパイラルサーチを行う必要がない。即ち、従来のように、撮像手段の撮像領域をターゲット画像の画素分重複させて渦巻き状に移動にさせて多数回撮像する必要が無く、かつ、画素分重複させて撮像した撮像画像毎にターゲット画像のパターンマッチングを行う必要が無い。したがって、アライメントマーク(マクロアライメントマーク)を素早く見つけて、アライメント時間を短縮することができる。 In the alignment method according to the present invention, at least two side-by-side captured images of a wafer newly held on a chuck table captured by an imaging means are combined to form a combined image, and each time the combined image is formed, the combined image is included. By performing a confirmation process of pattern matching and confirming whether or not there is a target image in the image, it is not necessary to perform the conventional spiral search when finding the alignment mark of the new wafer to be processed. That is, unlike the conventional case, it is not necessary to overlap the imaging region of the imaging means by the pixels of the target image and move it in a spiral shape to perform imaging many times, and the target is captured for each image captured by overlapping the pixels. There is no need to perform image pattern matching. Therefore, the alignment mark (macro alignment mark) can be quickly found and the alignment time can be shortened.
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、切削手段6が備える切削ブレード63を回転させ切り込ませて切削加工を施す装置である。
The
切削装置1の基台10上には、切削送り方向(X軸方向)にチャックテーブル30を往復移動させる切削送り手段11が配設されている。切削送り手段11は、X軸方向の軸心を有するボールネジ110と、ボールネジ110と平行に配設された一対のガイドレール111と、ボールネジ110を回動させるモータ112と、内部のナットがボールネジ110に螺合し底部がガイドレール111に摺接する可動板113とから構成される。そして、モータ112がボールネジ110を回動させると、これに伴い可動板113がガイドレール111にガイドされてX軸方向に移動し、可動板113上に配設されたチャックテーブル30がX軸方向に移動する。
A cutting feed means 11 for reciprocating the chuck table 30 in the cutting feed direction (X-axis direction) is disposed on the
ウェーハWを保持するチャックテーブル30は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなる水平な保持面30a上でウェーハWを吸引保持する。チャックテーブル30は、その底面側に配設された回転手段31を介して可動板113上に固定されている。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Z軸方向の軸心周りに回転させることができる。
チャックテーブル30の周囲には、環状フレームFを挟持固定するクランプ32が、周方向に均等間隔を空けて複数配設されている。
The chuck table 30 that holds the wafer W has, for example, a circular outer shape, and sucks and holds the wafer W on a
A plurality of
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の前面には、Y軸方向に切削手段6を往復移動させるインデックス送り手段12が配設されている。インデックス送り手段12は、Y軸方向の軸心を有するボールネジ120と、ボールネジ120と平行に配設された一対のガイドレール121と、ボールネジ120を回動させるモータ122と、内部のナットがボールネジ120に螺合し側部がガイドレール121に摺接する可動板123とから構成される。そして、モータ122がボールネジ120を回動させると、これに伴い可動板123がガイドレール121にガイドされてY軸方向に移動し、可動板123上に切込み送り手段16を介して配設された切削手段6がY軸方向にインデックス送りされる。
On the rear side (-X direction side) on the
可動板123上には、チャックテーブル30の保持面30aに対して直交するZ軸方向(鉛直方向)に切削手段6を往復移動させる切込み送り手段16が配設されている。切込み送り手段16は、Z軸方向の軸心を有するボールネジ160と、ボールネジ160と平行に配設された一対のガイドレール161と、ボールネジ160を回動させるモータ162と、内部のナットがボールネジ160に螺合し側部がガイドレール161に摺接する支持部材163とから構成される。そして、モータ162がボールネジ160を回動させると、これに伴い支持部材163がガイドレール161にガイドされてZ軸方向に移動し、支持部材163が支持する切削手段6がZ軸方向に切込み送りされる。
On the
切削手段6は、軸方向がY軸方向である回転軸60と、支持部材163の下端に固定され回転軸60を回転可能に支持するハウジング61と、回転軸60を回転させる図示しないモータと、回転軸60に装着される円環状の切削ブレード63とを備えており、図示しないモータが回転軸60を回転駆動することに伴って切削ブレード63も高速で回転する。
The cutting means 6 includes a
例えば、切削手段6のハウジング61の側面には、ウェーハWを低倍率で撮像するマクロ撮像手段51とウェーハWを高倍率で撮像するミクロ撮像手段52とが配設されている。マクロ撮像手段51は、例えば、図示しない撮像素子、低倍率の対物レンズ、及びチャックテーブル30上で吸引保持されたウェーハWに光を照射する照明等から構成されている。ミクロ撮像手段52は、例えば、図示しない撮像素子、高倍率の対物レンズ、及びチャックテーブル30上で吸引保持されたウェーハWに光を照射する照明等から構成されている。マクロ撮像手段51及びミクロ撮像手段52と、切削手段6とは連動してY軸方向及びZ軸方向へと移動する。
例えば、高倍率の対物レンズの倍率は、低倍率の対物レンズの倍率の10倍で、マクロ撮像手段51が撮像した画像中の1ピクセルは10μmである。
For example, on the side surface of the
For example, the magnification of the high-magnification objective lens is 10 times the magnification of the low-magnification objective lens, and one pixel in the image captured by the macro imaging means 51 is 10 μm.
切削装置1は、例えば、装置全体の制御を行う制御手段9を備えている。制御手段9は、図示しない配線によって、切削送り手段11、インデックス送り手段12、切込み送り手段16、及び回転手段31等に接続されており、制御手段9の制御の下で、切削送り手段11によるチャックテーブル30のX軸方向における切削送り動作、インデックス送り手段12による切削手段6のY軸方向におけるインデックス送り量、切込み送り手段16による切削手段6のZ軸方向における切込み送り量、及び回転手段31によるチャックテーブル30の回転動作等が制御される。
The
以下に、図1に示す切削装置1を用いて切削加工を施すウェーハWの第1の分割予定ラインS1及び該第2の分割予定ラインS2を特定する場合の、本発明に係るアライメント方法の各工程について説明する。
Hereinafter, each of the alignment methods according to the present invention in the case of specifying the first scheduled division line S1 and the second scheduled division line S2 of the wafer W to be cut using the
(1)登録工程
図1に示すウェーハWは、例えば、円形のシリコン半導体ウェーハであり、ウェーハWの表面Waには、直交差する分割予定ラインにより区画された格子状の領域に各々デバイス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が貼着されており、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、環状フレームFを介したハンドリングが可能な状態になっている。
ウェーハWの表面Wa上に設定された同一方向(例えば、図1におけるX軸方向)に延びる各分割予定ラインを第1の分割予定ラインS1とし、一方、ウェーハWの表面Wa上で上記第1の分割予定ラインS1と直交差する方向(水平面においてX軸方向に直交するY軸方向)に延びる各分割予定ラインを第2の分割予定ラインS2とする。
(1) Registration Process The wafer W shown in FIG. 1 is, for example, a circular silicon semiconductor wafer, and the device D is located on the surface Wa of the wafer W in a grid-like region partitioned by orthogonally different scheduled division lines. It is formed. A dicing tape T having a diameter larger than that of the wafer W is attached to the back surface Wb of the wafer W. An annular frame F having a circular opening is attached to the outer peripheral region of the adhesive surface of the dicing tape T, and the wafer W is supported by the annular frame F via the dicing tape T and handled via the annular frame F. Is in a possible state.
Each scheduled division line extending in the same direction (for example, the X-axis direction in FIG. 1) set on the surface Wa of the wafer W is designated as the first scheduled division line S1, while the first division line is on the surface Wa of the wafer W. Each scheduled division line extending in a direction orthogonal to the scheduled division line S1 (Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane) is referred to as a second scheduled division line S2.
登録工程においては、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、マクロ撮像手段51の対物レンズの直下にウェーハWの略中心が位置する状態になる。
そして、ウェーハWの表面Waがマクロ撮像手段51によって撮像されて、撮像画像が形成される。
In the registration step, first, the wafer W is sucked and held by the chuck table 30 shown in FIG. 1 with the surface Wa facing upward. Then, the chuck table 30 that sucks and holds the wafer W is moved in the X-axis direction by the cutting feed means 11. Further, the macro imaging means 51 is moved in the Y-axis direction by the index feeding means 12, and the substantially center of the wafer W is located directly below the objective lens of the macro imaging means 51.
Then, the surface Wa of the wafer W is imaged by the macro imaging means 51, and an image captured image is formed.
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、即ち、デバイスDの大きさよりも小さくなっている。
The size of the
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、オペレータによりマクロアライメントマークMAとして選定される。マクロアライメントマークMAは、複数のデバイスDの一つ一つについて、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に示す十字形状のような単純な形状、または、丸や四角のような単純な形状のパターンのものがよい。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。 Then, one pattern having a characteristic shape among the circuit patterns on the surface of the device D of the wafer W shown in the captured image is selected by the operator as the macro alignment mark MA. The macro alignment mark MA is formed at a similar position for each of the plurality of devices D, for example, at a corner portion (lower left corner in FIG. 2) of the device D. The macro alignment mark MA may have a simple shape such as a cross shape shown in FIG. 2 or a pattern having a simple shape such as a circle or a square. Further, the macro alignment mark does not have to be a part of the circuit pattern.
次に、デバイスDの表面に形成されマクロアライメントマークMAから所定方向に所定距離離間した位置にある素子や配線の特徴的の一部が、マクロアライメントマークMAよりかなり小さなミクロアライメントマークMBとしてオペレータに選定される。ミクロアライメントマークMBは、複数のデバイスDの一つ一つについて、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。
ミクロアライメントマークMBが選定されるのに伴って、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までの距離と方向とが、記憶部91に記憶される。即ち、ピクセル数のカウント等により、マクロアライメントマークMAからX軸方向に距離Lx1及び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が存在すると記憶される。さらに、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及び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が記憶部91に記憶される。
Next, some of the characteristics of the elements and wiring formed on the surface of the device D and located at a predetermined distance in a predetermined direction from the macro alignment mark MA are given to the operator as a micro alignment mark MB considerably smaller than the macro alignment mark MA. Be selected. The microalignment mark MB is formed at the same position for each of the plurality of devices D, for example, at a corner portion (lower right corner in FIG. 2) of the device D.
As the micro-alignment mark MB is selected, the distance and direction from the macro-alignment mark MA to the micro-alignment mark MB are stored in the
さらに、オペレータにより、制御手段9の記憶部91に、マクロ撮像手段51の撮像領域510より小さい二点鎖線で示す矩形領域でマクロアライメントマークMAが登録される。即ち、マクロアライメントマークMA全体が含められたターゲット画像GTが、記憶部91に記憶される。
Further, the operator registers the macro alignment mark MA in the
本登録工程は、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)等と呼ばれることもあり、同種類のウェーハWを複数枚切削する場合においては、一枚目のウェーハWを切削する前に一度行われれば、二枚目以降のウェーハWをチャックテーブル30で新たに吸引保持した後に行う必要はない。
This registration process is sometimes called a teaching process for the
なお、登録工程は本実施形態に限定されるものではない。例えば、記憶部91には、加工を施すウェーハの種類毎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。該加工条件とは、被加工物となるウェーハの種類毎にウェーハに適切な切削加工を施すための各種設定をまとめて記憶したデータであり、該各種設定とは、図1に示す切削送り手段11によるウェーハを保持したチャックテーブル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等に加えて、ウェーハの種類毎におけるマクロアライメントマークやミクロアライメントマークの情報も含まれている。よって、オペレータが図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で、マクロ撮像手段51の撮像領域510より小さい二点鎖線で示す領域でマクロアライメントマークMA全体が含められたターゲット画像GTが登録されるものとしてもよい。この場合には、マクロ撮像手段51によるウェーハWの撮像を、本登録工程においては行わなくてもよい。
The registration process is not limited to this embodiment. For example, the
(2)確認工程
図1に示すチャックテーブル30によって、切削加工を施すための新たなウェーハWが表面Waが上側を向いた状態で吸引保持される。図1に示す新たなウェーハ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。そして、ウェーハWの表面Waがマクロ撮像手段51の対物レンズの直下に位置する状態になる。マクロ撮像手段51によるウェーハWの表面Waの撮像位置は、デバイスDが形成されている領域であれば特定の位置に限定されない。
(2) Confirmation Step The chuck table 30 shown in FIG. 1 sucks and holds a new wafer W for cutting with the surface Wa facing upward. The chuck table 30 that sucks and holds the new wafer W shown in FIG. 1 is moved in the X-axis direction by the cutting feed means 11. Further, the macro imaging means 51 is moved in the Y-axis direction by the index feeding means 12. Then, the surface Wa of the wafer W is located directly under the objective lens of the macro imaging means 51. The imaging position of the surface Wa of the wafer W by the macro imaging means 51 is not limited to a specific position as long as it is a region where the device D is formed.
この状態で、ウェーハWの表面Waがマクロ撮像手段51によって撮像されて、図3に示す撮像画像G1が形成される。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。撮像画像G1は、制御手段9の記憶部91に記憶される。
In this state, the surface Wa of the wafer W is imaged by the macro image pickup means 51, and the image pickup image G1 shown in FIG. 3 is formed. Since the size of the captured image G1 is the same as the size of the
撮像画像G1が形成された後、例えば、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が移動される。即ち、移動が停止している状態のマクロ撮像手段51に対して、ウェーハWを吸引保持するチャックテーブル30が、例えば相対的に+X方向に所定距離移動される。チャックテーブル30の該移動距離は、例えば、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と同じ値となる。
After the captured image G1 is formed, for example, the chuck table 30 for holding the wafer W is moved by the cutting feed means 11 shown in FIG. That is, the chuck table 30 that sucks and holds the wafer W is, for example, relatively moved by a predetermined distance in the + X direction with respect to the macro imaging means 51 in a state where the movement is stopped. The moving distance of the chuck table 30 is, for example, the same value as the length of the
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が撮像画像G1を撮像した際の撮像位置のX軸方向における隣に位置した状態になる。そして、ウェーハWの表面Waがマクロ撮像手段51によって撮像されて、撮像画像G1にX軸方向において横並びの図4に示す撮像画像G2が形成される。撮像画像G2は、制御手段9の記憶部91に記憶される。
By moving the chuck table 30 as described above, the
例えば、図1に示す制御手段9はマクロ撮像手段51によって形成された撮像画像を結合し結合画像を形成する結合画像形成部92を備えている。結合画像形成部92は、例えば、所定の解像度の仮想的な画面上に記憶部91に記憶されている撮像画像G1と新たに撮像された撮像画像G2とを結合させた図4に示す結合画像GAを表示する。
For example, the control means 9 shown in FIG. 1 includes a combined
次いで、図1に示す制御手段9が備えるパターンマッチング部93が、結合画像GA内にターゲット画像GTが有るか無いかのパターンマッチングを行う。即ち、パターンマッチング部93は、例えば、所定の解像度の仮想的な画面に表示された結合画像GA上にターゲット画像GTを重ね合わせ、結合画像GA上で例えば1ピクセル単位ずつターゲット画像GTをX軸方向又はY軸方向に移動させていき、結合画像GA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していく。
Next, the
図4に示すように、パターンマッチング部93は、結合画像GA中にターゲット画像GTとマッチングする領域を検出できないため、さらに、マクロ撮像手段51によってウェーはWの表面Waが撮像される。即ち、図1に示すインデックス送り手段12によって、移動が停止している状態のチャックテーブル30に対して、マクロ撮像手段51が、例えば相対的に+Y方向に所定距離移動される。マクロ撮像手段51の該移動距離は、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と同じ値となる。
As shown in FIG. 4, since the
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が撮像画像G2を撮像した際の撮像位置のY軸方向における隣に位置した状態になる。そして、ウェーハWの表面Waがマクロ撮像手段51によって撮像されて、撮像画像G2にY軸方向において横並びの図5に示す撮像画像G3が形成される。撮像画像G3は、制御手段9の記憶部91に記憶される。
By moving the macro imaging means 51 as described above, the
結合画像形成部92は、所定の解像度の仮想的な画面上に記憶部91に記憶されている撮像画像G1及び撮像画像G2を結合させた結合画像GAと新たに撮像された撮像画像G3とを結合させた結合画像GBを表示する。次いで、パターンマッチング部93が、結合画像GB上にターゲット画像GTを重ね合わせ、結合画像GB上で1ピクセル単位ずつターゲット画像GTをX軸方向又はY軸方向に移動させていき、結合画像GB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いく。
The combined
図5に示すように、パターンマッチング部93は、結合画像GB中にターゲット画像GTとマッチングする領域を検出できないため、さらに、マクロ撮像手段51によってウェーはWの表面Waが撮像される。即ち、移動が停止している状態のマクロ撮像手段51に対して、ウェーハWを吸引保持するチャックテーブル30が、例えば相対的に-X方向にマクロ撮像手段51の撮像領域510のX軸方向における長さと同じ距離だけ移動され、撮像領域510が撮像画像G3を撮像した際の撮像位置のX軸方向における隣に位置した状態になる。そして、ウェーハWの表面Waがマクロ撮像手段51によって撮像されて、撮像画像G3にX軸方向において横並びの図6に示す撮像画像G4が形成されて記憶部91に記憶される。
なお、図4~6に示すように、マクロ撮像手段51によるウェーハWの撮像は、例えば、上方から見てウェーハW上において撮像領域510が時計回り方向の渦巻き状の軌跡を描くように行われる。
As shown in FIG. 5, since the
As shown in FIGS. 4 to 6, the imaging of the wafer W by the macro imaging means 51 is performed so that, for example, the
結合画像形成部92は、図6に示すように、所定の解像度の仮想的な画面上に記憶部91に記憶されている結合画像GBと新たに撮像された撮像画像G4とを結合させた結合画像GCを表示する。次いで、パターンマッチング部93が、結合画像GC上にターゲット画像GTを重ね合わせ、結合画像GC上で1ピクセル単位ずつターゲット画像GTをX軸方向又はY軸方向に移動させていき、結合画像GC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を見つけ出す。
As shown in FIG. 6, the combined
上記のように本発明に係るアライメント方法は、新たにチャックテーブル30に保持させたウェーハWをマクロ撮像手段51で撮像した横並びの少なくとも2つの撮像画像を結合させて結合画像GA~GCを形成し、各結合画像GA~GCを形成する毎に結合画像GA~GC内にターゲット画像GTが有るか無いかをパターンマッチングして確認する確認工程を実施することで、加工を施す新たなウェーハWのマクロアライメントマークMAを見つける際に、従来行っていたスパイラルサーチを行う必要がない。即ち、従来のように、マクロ撮像手段51の撮像領域510をターゲット画像GTの画素分重複させて渦巻き状に移動にさせて撮像する必要が無く、かつ、画素分重複させて撮像した撮像画像毎にターゲット画像GTのパターンマッチングを行う必要が無い。したがって、マクロアライメントマークMAを従来よりも見つけ出すことができるため、アライメント時間を短縮することができる。
As described above, in the alignment method according to the present invention, at least two side-by-side captured images of the wafer W newly held on the chuck table 30 captured by the macro imaging means 51 are combined to form combined images GA to GC. By performing a confirmation step of pattern matching and confirming whether or not there is a target image GT in the combined images GA to GC each time each combined image GA to GC is formed, a new wafer W to be machined is processed. When finding the macro alignment mark MA, it is not necessary to perform the conventional spiral search. That is, unlike the conventional case, it is not necessary to overlap the
なお、従来行っていたスパイラルサーチにおいては、マクロ撮像手段51で撮像画像を形成し、該撮像画像とターゲット画像GTとを用いたパターンマッチングを行い、ターゲット画像GTを撮像画像中に検出できなかった場合には、その後、形成した撮像画像は記憶部91から消去して次の撮像を行っていた。対して、本発明に係るアライメント方法においては、結合画像GA~GCを形成するため、記憶部91に記憶される画像データの容量は増加する。しかし、マクロ撮像手段51によるウェーハWの撮像回数は従来よりも大幅に減るため、相対的に見て切削装置1の制御手段9の動作負担は減る。
In the conventional spiral search, a captured image is formed by the macro imaging means 51, pattern matching is performed using the captured image and the target image GT, and the target image GT cannot be detected in the captured image. In that case, after that, the formed captured image was erased from the
(3)分割予定ラインの特定
上記のようにマクロアライメントマークMAの見つけ出しが、例えば、X軸方向において互いに離れた位置にある2つのデバイスDについて行われる。次に、見つけ出されたマクロアライメントマークMA、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及び第2の分割予定ラインS2が特定される。
(3) Identification of Scheduled Division Line As described above, the macro alignment mark MA is found for, for example, two devices D located at positions separated from each other in the X-axis direction. Next, the first scheduled division line S1 and the second scheduled division line S2 are specified from the found macro alignment mark MA and micro alignment mark MB.
まず、例えば、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合わせが行われる。粗θ合わせは、2つの粗θ合わせ用の撮像画像(例えば、確認工程において形成された結合画像G4)の各マクロアライメントマークMAのY軸座標位置が凡そ一致するように、ウェーハWを吸引保持する図1に示すチャックテーブル30が回転手段31によって角度調整される。
First, for example, coarse θ alignment is performed in which the first scheduled division line S1 of the wafer W is aligned substantially parallel to the X-axis direction. In the coarse θ alignment, the wafer W is sucked and held so that the Y-axis coordinate positions of the macro alignment marks MA of the two coarse θ alignment image images (for example, the combined image G4 formed in the confirmation step) are approximately the same. The chuck table 30 shown in FIG. 1 is angle-adjusted by the rotating
さらに、チャックテーブル30がX軸方向にデバイスD数個分だけ移動した後、マクロ撮像手段51による撮像が行われて、あるデバイスDのマクロアライメントマークMAが写った粗θ合わせ用の撮像画像が形成される。先に使用した粗θ合わせ用の撮像画像のマクロアライメントマークMAのY軸座標位置とさらに形成された粗θ合わせ用の撮像画像のマクロアライメントマークMAのY軸座標位置とが凡そ一致するように、チャックテーブル30が回転手段31によって角度調整され、X軸方向に離れた位置にあるマクロアライメントマークMAを結ぶ直線がX軸方向と概ね平行となり、第1の分割予定ラインS1をX軸方向と概ね平行にする粗θ合わせが完了する。
Further, after the chuck table 30 is moved in the X-axis direction by several devices D, an image is taken by the macro imaging means 51, and an image for coarse θ alignment in which the macro alignment mark MA of a certain device D is captured is obtained. It is formed. So that the Y-axis coordinate position of the macro alignment mark MA of the captured image for coarse θ alignment used earlier and the Y-axis coordinate position of the macro alignment mark MA of the captured image for coarse θ alignment further formed are approximately the same. The angle of the chuck table 30 is adjusted by the rotating
次に、図1に示す切削装置1は、ミクロ撮像手段52によるウェーハWの撮像が可能な状態になる。また、ミクロ撮像手段52の撮像領域の中央に、先に見つけ出すことができたマクロアライメントマークMA(図6参照)の1つが位置付けられる。
Next, the
制御手段9による制御の下で、切削送り手段11によって、ウェーハWを吸引保持したチャックテーブル30が図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(記憶部91に記憶されている距離Lx1)だけ移動され、また、インデックス送り手段12によって、ミクロ撮像手段52が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(記憶部91に記憶されている距離Ly1)だけ移動される。その後、ウェーハWの表面Waがミクロ撮像手段52によって撮像されて、ミクロアライメントマークMBが写った高精度θ合わせ用の撮像画像が形成される。 Under the control of the control means 9, the chuck table 30 sucking and holding the wafer W by the cutting feed means 11 has a distance Lx1 (storage unit 91) between the macro alignment mark MA and the micro alignment mark MB shown in FIG. 2 in the X-axis direction. It is moved by the distance Lx1) stored in the index feeding means 12, and the micro-imaging means 52 is stored in the distance Ly1 (storage unit 91) between the macro-alignment mark MA and the micro-alignment mark MB in the Y-axis direction. It is moved by the distance Ly1). After that, the surface Wa of the wafer W is imaged by the micro-imaging means 52, and an image for high-precision θ alignment in which the micro-alignment mark MB is captured is formed.
精度の高いθ合わせは、例えば、一本の第1の分割予定ラインS1に隣接しX軸方向において互いに離れた位置にある2つのデバイスDの各ミクロアライメントマークMBが写った高精度θ合わせ用の撮像画像を用いて行われる。そして、該2つの高精度θ合わせ用撮像画像の各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が回転手段31によって角度調整され、精度の高いθ合わせが完了する。
High-precision θ alignment is, for example, for high-precision θ alignment in which each micro-alignment mark MB of two devices D adjacent to one first scheduled division line S1 and separated from each other in the X-axis direction is shown. This is done using the captured image of. Then, the chuck table 30 is angle-adjusted by the rotating
さらに、図1に示すチャックテーブル30がX軸方向に移動して、ミクロ撮像手段52の撮像領域に例えばウェーハWの表面Waの中心が位置付けられ、ミクロ撮像手段52によって撮像画像が形成されて、該撮像画像中のミクロアライメントマークMBが認識される。そして、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あるか否かが判定され、許容値外である場合には、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至るように、ミクロ撮像手段52がインデックス送り手段12によってY軸方向に適宜移動される。 Further, the chuck table 30 shown in FIG. 1 moves in the X-axis direction, the center of the surface Wa of the wafer W is positioned in the image pickup region of the micro image pickup means 52, and the image pickup image is formed by the micro image pickup means 52. The micro alignment mark MB in the captured image is recognized. Then, it is determined whether or not the deviation of the Y-axis coordinate position of the micro-alignment mark MB is within the allowable value, and if it is outside the allowable value, the deviation of the Y-axis coordinate position of the micro-alignment mark MB is within the allowable value. The micro-imaging means 52 is appropriately moved in the Y-axis direction by the index feeding means 12.
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至った後、インデックス送り手段12が、図2に示す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とで、ミクロ撮像手段52の基準線(ヘアライン)を第1の分割予定ラインS1に重ねるヘアライン合わせがなされる。そして、ヘアラインが第1の分割予定ラインS1に重ねられた際のY軸方向のヘアラインの座標位置が、切削ブレード63がウェーハWを実際に切削する際に切削手段6が位置付けられる位置として制御手段9の記憶部91に記憶される。
After the deviation of the Y-axis coordinate position of the micro-alignment mark MB reaches the allowable value, the index feeding means 12 extends from the micro-alignment mark MB shown in FIG. 2 to the center line in the width direction of the first scheduled division line S1. By moving the micro-imaging means 52 in the Y-axis direction by the distance Ly2, the hairline alignment is performed so that the reference line (hairline) of the micro-imaging means 52 overlaps with the first scheduled division line S1. Then, the coordinate position of the hairline in the Y-axis direction when the hairline is overlapped with the first scheduled division line S1 is a control means as a position where the cutting means 6 is positioned when the
上記のようにして、第1の分割予定ラインS1を実際に切削する際のY軸方向の座標位置が記憶部91に記憶された後、チャックテーブル30が回転手段31により90度正確に回転され、ウェーハWの第2の分割予定ラインS2をX軸方向と平行に合わせる精度の高いθ合わせが行われ、次いで、第2の分割予定ラインS2を実際に切削する際に切削手段6が位置付けられるY軸座標位置が検出され記憶部91に記憶される(ヘアライン合わせが行われる)。
これによって、切削装置1において、新たなウェーハWの第1の分割予定ラインS1及び第2の分割予定ラインS2が特定された状態になる。
As described above, after the coordinate position in the Y-axis direction when actually cutting the first scheduled division line S1 is stored in the
As a result, in the
(4)ウェーハの切削
次いで、図1に示す切削装置1はチャックテーブル30に吸引保持されている新たなウェーハWを切削加工する。例えば、まず、制御手段9の記憶部91に記憶された第1の分割予定ラインS1を実際に切削する際のY軸座標位置に、切削手段6がインデックス送り手段12によって位置付けられる。また、制御手段9による制御の下で、切込み送り手段16が切削手段6を-Z方向に降下させていき、所定の切込み送り位置に切削手段6が位置付けられる。さらに、切削送り手段11が、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。
(4) Cutting the Wafer Next, the
図示しないモータが、切削手段6の回転軸60を高速回転させることで、回転軸60に固定された切削ブレード63が回転軸60の回転に伴って回転をしながらウェーハWに切込み、第1の分割予定ラインS1を切削していく。
A motor (not shown) rotates the
切削ブレード63が第1の分割予定ラインS1を切削し終えるX軸方向の所定の位置までチャックテーブル30が進行すると、切込み送り手段16が切削手段6を上昇させて切削ブレード63をウェーハWから離間させ、次いで、切削送り手段11がチャックテーブル30を切削送り開始位置に戻す。そして、インデックス送り手段12が、所定のインデックス送り量だけ切削手段6をY軸方向に移動させることで、切削された第1の分割予定ラインS1の隣に位置する第1の分割予定ラインS1に対して切削ブレード63が位置付けられる。そして、先と同様に切削加工が実施されていく。以下、順次同様の切削を行うことにより、全ての第1の分割予定ラインS1が切削される。
さらに、チャックテーブル30を90度回転させてから第2の分割予定ラインS2の切削が行われることで、ウェーハWの全ての分割予定ラインが縦横に全て切削される。
When the chuck table 30 advances to a predetermined position in the X-axis direction where the
Further, by rotating the chuck table 30 by 90 degrees and then cutting the second scheduled division line S2, all the scheduled division lines of the wafer W are cut vertically and horizontally.
本発明に係るアライメント方法の各工程は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、添付図面に図示されている切削装置1の構成要素についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
本発明に係る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。
It goes without saying that each step of the alignment method according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be carried out in various different forms within the scope of the technical idea. Further, the constituent elements of the
The alignment method according to the present invention may be carried out in a laser processing apparatus that performs desired processing on the wafer W by laser irradiation.
W:ウェーハ Wa:ウェーハの表面 S1:第1の分割予定ライン S2:第2の分割予定ライン D:デバイス Wb:ウェーハの裏面 F:環状フレーム T:ダイシングテープ
1:切削装置 10:基台 14:門型コラム
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
30:チャックテーブル 30a:保持面 31:回転手段
6:切削手段 60:回転軸 61:ハウジング 63:切削ブレード
51:マクロ撮像手段 52:ミクロ撮像手段
9:制御手段 91:記憶部 92:結合画像形成部 93:パターンマッチング部
W: Wafer Wa: Wafer surface S1: First scheduled division line S2: Second scheduled division line D: Device Wb: Wafer back surface F: Circular frame T: Dicing tape 1: Cutting device 10: Base 14: Gate column 11: Cutting feed means 12: Index feed means 16: Cut feed means
30: Chuck table 30a: Holding surface 31: Rotating means
6: Cutting means 60: Rotating shaft 61: Housing 63: Cutting blade 51: Macro imaging means 52: Micro imaging means 9: Control means 91: Storage unit 92: Combined image forming unit 93: Pattern matching unit
Claims (1)
該撮像手段の撮像領域は該領域より小さく、該撮像領域より小さい領域のアライメントマークを含んだターゲット画像を登録する登録工程と、
新たに該チャックテーブルに保持させたウェーハを該撮像手段で撮像した横並びの少なくとも2つの撮像画像を結合させて結合画像を形成し、該結合画像を形成する毎に該結合画像内に該ターゲット画像が有るか無いかをパターンマッチングして確認する確認工程と、
該確認工程において該ターゲット画像を検出したら、該ターゲット画像内の該アライメントマークから該第1の分割予定ライン及び該第2の分割予定ラインを特定するアライメント方法。 A wafer having a device formed in a region partitioned by a first scheduled division line set on the surface and a second scheduled division line intersecting the first scheduled division line is held on a chuck table, and the chuck is held. An alignment method in which a wafer held by a table is imaged by an imaging means, an alignment mark arranged in the region is detected, and the first scheduled division line and the second scheduled division line are specified.
The imaging region of the imaging means is smaller than the region, and a registration step of registering a target image including an alignment mark in an region smaller than the imaging region.
A wafer newly held on the chuck table is combined with at least two side-by-side captured images captured by the imaging means to form a combined image, and each time the combined image is formed, the target image is included in the combined image. A confirmation process to confirm whether or not there is a pattern by pattern matching,
An alignment method for identifying the first scheduled division line and the second scheduled division line from the alignment mark in the target image when the target image is detected in the confirmation step.
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