JP7208732B2

JP7208732B2 - アライメント方法

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Publication number: JP7208732B2
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Inventors: 諭宮田
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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。

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。

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。

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。

特開２００７－０８８０２８号公報

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。

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。

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、撮像位置を複数回渦巻き状に移動させなくてはならず、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。

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。

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。

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各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、該各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各領域より小さく、該撮像領域より小さい領域で該アライメントマークを登録する登録工程と、該撮像手段が撮像した複数の画像を結合させ、該第１の分割予定ラインの幅の中心を通る第１の中心線と、隣接する該第１の分割予定ラインの幅の中心を通る第２の中心線と、該第２の分割予定ラインの幅の中心を通る第３の中心線と、隣接する該第２の分割予定ラインの幅の中心を通る第４の中心線との４つの中心線で囲まれた面積以上の面積で該アライメントマークを含んだ結合画像を形成し、該結合画像の各ピクセルから該アライメントマークが存在する方向と距離とを記憶したマップを形成するマップ形成工程と、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新撮像画像を記憶する第１の記憶工程と、該新撮像画像を該マップとパターンマッチングさせ、該マップの中に該新撮像画像と同じ明度配分の領域を見つけ、該同じ明度配分の領域と該アライメントマークとの距離と、該同じ明度配分の領域から該アライメントマークがある方向とを記憶する第２の記憶工程と、該第２の記憶工程で記憶した該距離と該方向とに基づいて該チャックテーブルを移動させた後、該撮像手段でウェーハを撮像した画像に該アライメントマークが撮像されているか否かを確認する確認工程と、を備え、該確認工程で該アライメントマークが撮像されていたら、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し、該確認工程で該アライメントマークが撮像されていなかったら、前回の該第１の記憶工程で撮像したウェーハの位置とは異なる位置を撮像して、該第１の記憶工程以降の該各工程をやり直すやり直し工程を備える、アライメント方法である。

前記確認工程で前記アライメントマークが撮像されていなかったら、前回の前記第１の記憶工程で撮像したウェーハの位置とは異なる位置を撮像して、該第１の記憶工程以降の前記各工程をやり直すやり直し工程を備えると好ましい。

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新撮像画像を、結合画像の各ピクセルからアライメントマーク（マクロアライメントマーク）が存在する方向と距離とを記憶したマップとパターンマッチングさせ、マップの中に新撮像画像と同じ明度配分の領域を見つけ、同じ明度配分の領域とアライメントマークとの距離と、同じ明度配分の領域からアライメントマークがある方向とを記憶する第２の記憶工程を実施する。そして、第２の記憶工程で記憶した距離と方向とに基づいてチャックテーブルを移動させた後、撮像手段でウェーハを撮像した画像にアライメントマークが撮像されているか否かを確認するため、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無く、換言すれば、撮像手段の撮像領域の渦巻き状の移動に伴う複数回の撮像が必要無く、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。

本発明に係るアライメント方法では、確認工程でアライメントマーク（マクロアライメントマーク）が撮像されていなかったら、前回の第１の記憶工程で撮像したウェーハの位置とは異なる位置を撮像して、第１の記憶工程以降の前記各工程をやり直すやり直し工程を備えることで、確実にマクロアライメントマークを見つけることが可能となる。

ウェーハを切削する切削装置の一例を示す斜視図である。マクロ撮像手段で撮像された複数の撮像画像が結合された結合画像を説明する説明図である。結合画像の各ピクセルからアライメントマークが存在する方向と距離とを記憶したマップを説明する説明図である。第１の記憶工程で撮像された新撮像画像の一例である。第２の記憶工程における新撮像画像とマップとのパターンマッチングを説明する説明図である。第２の記憶工程においてマップ中に見つけ出された新撮像画像と同じ明度配分の領域からアライメントマークまでの距離と方向とを説明する説明図である。確認工程においてマクロ撮像手段で撮像された確認用撮像画像を説明する説明図である。第１の記憶工程で撮像された新撮像画像の別例である。第２の記憶工程において誤ったパターンマッチングが行われる場合を説明する説明図である。

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、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、ミクロ撮像手段５２の倍率は、マクロ撮像手段５１の１０倍で、１ピクセルが１μｍである。

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。

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。

（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。

登録工程においては、まず、図１に示すウェーハ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、例えば、チャックテーブル３０の保持面３０ａの中心（ウェーハＷの表面Ｗａの中心）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。
そして、ウェーハＷの表面Ｗａの略中心領域がマクロ撮像手段５１によって撮像されて、撮像画像が形成される。

マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０（図２の一点鎖線で示す矩形領域）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。

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、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。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に示す十字形状や丸（●）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ＭＡは、回路パターンでなくてもよい。

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、制御手段９の記憶素子等で構成される記憶部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。

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全体が収められた所謂ターゲット画像が、記憶部９１に記憶される。

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。

（２）マップ形成工程
次に、例えば、制御手段９による制御の下で、マクロ撮像手段５１によってウェーハＷの図２に示す結合画像Ｇ１が形成される。具体的には、チャックテーブル３０の保持面３０ａの中心を基準とした撮像位置以外の複数の撮像位置で撮像が行われ、ウェーハＷの表面Ｗａの複数の撮像画像が撮像される。即ち、例えば、図１に示すインデックス送り手段１２がマクロ撮像手段５１をＹ軸方向に移動させ、保持面３０ａの中心を基準として撮像した最初の撮像画像のＹ軸方向横隣を撮像する。さらに、チャックテーブル３０をＸ軸方向に移動させ、２番目に撮像した撮像画像のＸ軸方向横隣を撮像する。このように最初に撮像した撮像画像の４辺に対して、この４辺に接する隣の撮像画像を形成する。マクロ撮像手段５１は、４辺に接する隣の撮像画像を撮像するため、マクロ撮像手段５１をＹ軸方向に移動させたり、チャックテーブル３０をＸ軸方向に移動させたりして、最初に撮像した撮像画像の周りを撮像し終わったら、さらに最初の撮像画像から遠ざかる様にインデックス送り手段１２と切削送り手段１１とを順位に動作させ、マクロ撮像手段５１によって保持面３０ａの中心から外側に向かって渦巻き状の軌跡を描くように撮像する。

マクロ撮像手段５１によって撮像された各撮像画像についての情報は、マクロ撮像手段５１から記憶部９１に送信される。各撮像画像は、記憶部９１に図２に示す結合画像Ｇ１を構成可能に順番に記録される。

マクロ撮像手段５１による撮像が、例えば、図２に示す第１の分割予定ラインＳ１の幅の中心を通る第１の中心線Ｓ１１と、隣接する第１の分割予定ラインＳ１の幅の中心を通る第２の中心線Ｓ１２と、第２の分割予定ラインＳ２の幅の中心を通る第３の中心線Ｓ２３と、隣接する第２の分割予定ラインＳ２の幅の中心を通る第４の中心線Ｓ２４との４つの中心線で囲まれた面積以上の面積になるまで繰り返し行われた後、記憶部９１に記憶された複数の撮像画像が結合されて、図２に示す結合画像Ｇ１（実線で示す矩形領域）が形成され、記憶部９１に記憶される。該４つの中心線Ｓ１１～中心線Ｓ２４で囲まれた面積以上の面積の結合画像Ｇ１は、例えば、その１画素（１ピクセル）の輝度値が８ビット階調、即ち、０～２５５までの２５６通りで表現される画像である。

さらに、結合画像Ｇ１の各ピクセルからアライメントマークＭＡが存在する方向と距離とを記憶したマップが形成される。形成されるマップの一例としては、例えば、図１に示す制御手段９に備えるマップ形成部９２によって、図３に示す結合画像Ｇ１中のマクロアライメントマークＭＡの中心を示すピクセルＰ０が原点のピクセルとして定められる。そして、マップ形成部９２によって、結合画像Ｇ１が画像内の各ピクセルからマクロアライメントマークＭＡが存在する方向と距離とが記憶されたマップＫへと更新される。即ち、例えば、マップ形成部９２は、結合画像Ｇ１を所定の解像度の仮想的な画面に表示し、図３に示す画像内の１つのピクセルＰ１から原点ピクセルＰ０までのＸ軸方向におけるピクセル数及びＹ軸方向におけるピクセル数をカウントして、Ｘ軸方向における距離Ｐ１ｘ及び方向（ピクセルＰ１から原点ピクセルＰ０まで＋Ｘ方向）と、Ｙ軸方向における距離Ｐ１ｙ及び方向（ピクセルＰ１から原点ピクセルＰ０まで－Ｙ方向）とを記憶部９１に記憶する。
なお、ピクセルＰ０を原点座標（０，０）と設定し、Ｐ１の座標を（Ｐ１ｘ、Ｐ１ｙ）と記憶するものとしてもよい。

さらに、マップ形成部９２は、画像内の１つのピクセルＰ２から原点ピクセルＰ０までのＸ軸方向における距離Ｐ２ｘ（図３には不図示）及び方向とＹ軸方向における距離Ｐ２ｙ及び方向（図３には不図示）とを記憶部９１に記憶する。マップ形成部９２は、このような処理を結合画像Ｇ１を構成する各ピクセルについて順次行っていき、記憶部９１に各々記憶していく。その結果、記憶部９１には、結合画像Ｇ１の画像内の各ピクセルからマクロアライメントマークＭＡが存在する方向と距離とが記憶された図３に示すマップＫが記憶される。

（３）第１の記憶工程
図１に示す切削装置１の記憶部９１にマップＫが記憶された後、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。

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４に示す新撮像画像Ｇ２が形成される。図４に示すように、新撮像画像Ｇ２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、結合画像Ｇ１（マップＫ）の大きさよりも小さくなる。そして、結合画像Ｇ１の大きさ（面積）が、図２に示す第１の中心線Ｓ１１～第４の中心線Ｓ２４で囲まれた面積以上となっているため、新撮像画像Ｇ２はマップＫのどこかの一部を示す画像となる。
この新撮像画像Ｇ２は、制御手段９の記憶部９１に記憶される。

（４）第２の記憶工程
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によって、新撮像画像Ｇ２が先に形成されたマップＫとパターンマッチングされる。図５に示すように、新撮像画像Ｇ２を構成する各ピクセルＰは０～２５５までの２５６通りの階調で示されている、即ち、新撮像画像Ｇ２は固有の明度配分を備えている。なお、図５においては、新撮像画像Ｇ２を構成する各ピクセルＰ内の４つのピクセルＰをその階調と共に一例として明示しているが、図示していない他のピクセルも同様に０～２５５までのいずれかの階調で示されている。

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マップＫ上に新撮像画像Ｇ２を重ね合わせ、マップＫ上で例えば１ピクセルＰ単位ずつ新撮像画像Ｇ２をＸ軸方向又はＹ軸方向に移動させていき、マップＫの中に新撮像画像Ｇ２と同じ明度配分の領域を見つけだす（パターンマッチングを行う）。

パターンマッチング部９３は、マップＫの中に新撮像画像Ｇ２と同じ明度配分の領域を見つけだすと、該同じ明度配分の領域とマクロアライメントマークＭＡとの距離と、同じ明度配分の領域からマクロアライメントマークＭＡがある方向とを記憶部９１に記憶する。
即ち、マップＫはマップＫ内の各ピクセルからマクロアライメントマークＭＡが存在する方向と距離とについての情報を備えているため、該同じ明度配分の領域内の各ピクセルからマクロアライメントマークＭＡが存在する方向と距離とについての情報も当然に備えている。

よって、図６に示すように、パターンマッチング部９３は、該同じ明度配分の領域内の例えば１つのピクセルＰＣ（図６に示す例においては、該同じ明度配分の領域内の中心のピクセルＰＣ）を選定し、該ピクセルＰＣからマクロアライメントマークＭＡが存在する方向と距離との情報、即ち、図６に示すピクセルＰＣからマクロアライメントマークＭＡの中心を示すピクセルＰ０までのＸ軸方向における距離ＰＣｘ及び方向（＋Ｘ方向）とＹ軸方向における距離ＰＣｙ及び方向（＋Ｙ方向）をマップＫから引き出して、記憶部９１に記憶する。

また、上記パターンマッチングにおいては、マップＫと新撮像画像Ｇ２とを同じ比率で仮想画面上で圧縮させてそれぞれの圧縮画像を形成してもよい。即ち、例えば、新撮像画像Ｇ２及びマップＫを構成するピクセルが縦横に３×３並んだものを１つのピクセルとして圧縮変換して示すことで、マップＫ及び新撮像画像Ｇ２の情報量を圧縮する。そして、両者の圧縮画像を用いてパターンマッチングを行うことで、図５に示すマップＫ上で１ピクセルＰ分ずつ新撮像画像Ｇ２をＸ軸方向又はＹ軸方向に移動させていくよりも高速でパターンマッチングを行うことが可能となる。

（５－１）確認工程
次いで、第２の記憶工程で記憶した距離と方向とに基づいてチャックテーブル３０とマクロ撮像手段５１とが移動される。即ち、にウェーハＷを吸引保持するチャックテーブル３０が、－Ｘ方向に距離ＰＣｘだけ移動され、マクロ撮像手段５１が＋Ｙ方向に距離ＰＣｙだけ移動される。

その後、マクロ撮像手段５１でウェーハＷの表面Ｗａが撮像され、図７に示す確認用撮像画像Ｇ３が形成される。そして、確認用撮像画像Ｇ３にマクロアライメントマークＭＡが撮像されているか否かの確認が制御手段９においてなされる。該確認は、登録工程で登録したマクロアライメントマークＭＡと確認用撮像画像Ｇ３とをパターンマッチングして行われる。なお、該確認は、オペレータが確認用撮像画像Ｇ３を見て行ってもよい。
そして、図７に示すように、確認用撮像画像Ｇ３にはマクロアライメントマークＭＡが写っているため、切削装置１の制御手段９はマクロアライメントマークＭＡを見つけ出すことができた状態になる。

（５－２）やり直し工程
一方、（５－１）確認工程でマクロアライメントマークＭＡが、確認用撮像画像Ｇ３内に撮像されていない場合もあり得る。これは、第２の記憶工程において、マップＫの中に第１の記憶工程で形成された新撮像画像の明度配分と同じ領域が複数存在する場合等があり、その結果、パターンマッチング部９３が誤ったパターンマッチングを行ってしまう場合があるためである。
具体的には、例えば、第１の記憶工程で形成された新撮像画像が、図８に示す新撮像画像Ｇ４であったとする。この場合には、図９に示すように、パターンマッチング部９３が、マップＫの中に一点鎖線で示す新撮像画像Ｇ４と同じ明度配分であるが、新撮像画像Ｇ４を撮像した際のマクロ撮像手段５１の撮像領域５１０の位置とは異なった位置の領域（図９において二点鎖線で示す矩形領域）を誤ってパターンマッチングしてしまう場合がある。

この場合には、第２の記憶工程において、誤った同じ明度配分の領域内の中心のピクセルが選定され、該ピクセルからマクロアライメントマークＭＡの中心を示すピクセルＰ０までのＸ軸方向における距離及び方向とＹ軸方向における距離及び方向が、マップＫから引き出されて記憶部９１に記憶されてしまう。その結果、確認工程で、チャックテーブル３０とマクロ撮像手段５１とが該記憶された距離を移動しても、マクロ撮像手段５１の撮像領域５１０内にマクロアライメントマークＭＡは入ってこないため、形成された確認用撮像画像にマクロアライメントマークＭＡは撮像されていないことになる。

この場合においては、第１の記憶工程でマクロ撮像手段５１が撮像したウェーハＷの位置とは異なる位置を撮像して、第１の記憶工程以降の各工程をやり直すやり直し工程を実施して、マクロアライメントマークＭＡを見つけ出す。

（６）分割予定ラインの特定
上記のようなマクロアライメントマークＭＡの見つけ出し、即ち、確認工程で確認用撮像画像Ｇ３内のマクロアライメントマークＭＡの確認が、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。

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、確認工程においてマクロ撮像手段５１で撮像された確認用撮像画像Ｇ３）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。

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。

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の１つが位置付けられる。

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。

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。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。

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。

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。

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。
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。

以上（１）登録工程～（６）分割予定ラインの特定において示したように、本発明に係るアライメント方法においては、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無く、換言すれば、一度マップＫを形成してしまえば、新たなウェーハＷについてのマクロ撮像手段５１の撮像領域５１０の渦巻き状の移動に伴う複数回の撮像が必要無く、マクロアライメントマークＭＡ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。

また、（５－１）確認工程でマクロアライメントマークＭＡが撮像されていなかったら、前回の（３）第１の記憶工程で撮像したウェーハＷの位置とは異なる位置を撮像して、（３）第１の記憶工程以降の前記各工程をやり直すやり直し工程を備えることで、確実にマクロアライメントマークＭＡを見つけることが可能となる。

（７）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。

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。

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、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。

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。

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３１：クランプ
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：マップ形成部９３：パターンマッチング部

Claims

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各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、該各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各領域より小さく、該撮像領域より小さい領域で該アライメントマークを登録する登録工程と、
該撮像手段が撮像した複数の画像を結合させ、該第１の分割予定ラインの幅の中心を通る第１の中心線と、隣接する該第１の分割予定ラインの幅の中心を通る第２の中心線と、該第２の分割予定ラインの幅の中心を通る第３の中心線と、隣接する該第２の分割予定ラインの幅の中心を通る第４の中心線との４つの中心線で囲まれた面積以上の面積で該アライメントマークを含んだ結合画像を形成し、該結合画像の各ピクセルから該アライメントマークが存在する方向と距離とを記憶したマップを形成するマップ形成工程と、
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新撮像画像を記憶する第１の記憶工程と、
該新撮像画像を該マップとパターンマッチングさせ、該マップの中に該新撮像画像と同じ明度配分の領域を見つけ、該同じ明度配分の領域と該アライメントマークとの距離と、該同じ明度配分の領域から該アライメントマークがある方向とを記憶する第２の記憶工程と、
該第２の記憶工程で記憶した該距離と該方向とに基づいて該チャックテーブルを移動させた後、該撮像手段でウェーハを撮像した画像に該アライメントマークが撮像されているか否かを確認する確認工程と、を備え、
該確認工程で該アライメントマークが撮像されていたら、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し、
該確認工程で該アライメントマークが撮像されていなかったら、前回の該第１の記憶工程で撮像したウェーハの位置とは異なる位置を撮像して、該第１の記憶工程以降の該各工程をやり直すやり直し工程を備える、アライメント方法。