JPH06120322A - 半導体ウエハの位置認識方法およびそれに使用される半導体ウエハ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウエハの位置を誤認なく認識する。 【構成】 ダイシングするに際して、予め、ウエハ２０
の表面外周部における非取得領域に４個の認識用ターゲ
ット２３、２４、２５、２６を、ウエハ２０の略中心を
通るＸＹ軸上にそれぞれ２個ずつ配置して形成してお
く。ダイシングする際、ターゲット２３、２４、２５、
２６を顕微鏡の位置合わせ点Ｏにて検出する。検出され
た各ターゲットの位置と顕微鏡の位置合わせ点Ｏとの相
対位置関係によって、ウエハ２０の基準位置を認識す
る。 【効果】 ウエハ２０の認識用ターゲット２３、２４、
２５、２６は明確に検出できるので、ウエハ２０の基準
位置の誤認識がなくなり、ウエハ位置を正確に認識でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程におけ
る半導体ウエハ（以下、ウエハという。）の位置認識技
術に関し、例えば、ウエハのダイシング工程においてウ
エハの位置を認識するのに利用して有効な技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程におけるダイシング技術
は、（株）サイエンスフォーラム社、昭和５７年７月２
５日発行「最新半導体工場自動化システム」Ｐ１３４〜
Ｐ１３８に記載されている。一般に、ダイシング工程に
おいて、ウエハはダイシング部に送られる前にアライメ
ント部でＸＹ方向のアライメントが行われる。

【０００３】従来、このアライメントは、半導体ウエハ
の表面に形成されたダイシングラインを双対物顕微鏡に
よって光学的に検出し、この検出されたダイシングライ
ンと顕微鏡の原点との相対位置関係に基づいて半導体ウ
エハの位置を認識することによって実施されている。そ
して、検出すべきダイシングラインは基準ダイシングラ
インとして予め初期設定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、初期設
定した基準となるダイシングライン、例えば、略中央位
置に配置されているダイシングラインは、特に他のダイ
シングラインと明確な区別がないために、作業者が双対
物顕微鏡によって初期設定したダイシングラインを見つ
けてウエハの位置を認識する際に、初期設定したダイシ
ングラインとは異なるダイシングライン、例えば、隣接
したダイシングラインを基準のダイシングラインと誤認
識して、ウエハの位置を認識することが発生する場合が
ある。

【０００５】このように、初期設定したダイシングライ
ンに対してずれたダイシングラインを基準としてウエハ
の位置認識がなされると、後工程のダイシング部では、
ダイシングデータが初期設定したダイシングラインを基
準に設定してあるため、ウエハにおけるダイシングがず
れて行われることになる。その結果、ウエハの外周側に
装着されているウエハリングをダイシングしたり、ウエ
ハにおける有効なペレット部分の切り残しを発生させた
り、また、ダイシングラインが同一ピッチでないウエハ
の場合には、ウエハ上においてダイシングライン以外の
ペレット部分をダイシングしてしまう問題がある。

【０００６】本発明の目的は、半導体製造工程において
ウエハの位置を正確に認識することができる半導体ウエ
ハの位置認識方法およびこれに使用される半導体ウエハ
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【０００８】すなわち、半導体ウエハの表面に形成され
た形態を光学的検出手段によって検出し、この検出され
た形態の位置と検出手段の原点との相対位置関係に基づ
いて半導体ウエハの位置を認識する半導体ウエハの位置
認識方法において、前記半導体ウエハの表面のダイシン
グラインに平行をなしている直交座標軸上に、認識用タ
ーゲットをそれぞれ少なくとも２個ずつ、予め形成して
おき、この認識用ターゲットを光学的に検出し、この検
出されたターゲットの位置と検出手段の原点との相対位
置関係に基づいて前記半導体ウエハの位置を認識するこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】前記した手段によれば、ウエハの表面上に形成
されている認識用ターゲットは明確に認識することがで
きるので、ウエハの位置を認識する際の基準の誤認識が
なくなり、ウエハ位置を正確に認識することができる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例である半導体ウエハ
を示すものであり、半導体ウエハに貼着された貼着シー
トの外周にウエハリングが装着された状態を示す平面図
である。図２は本発明の一実施例である半導体ウエハの
認識方法を示す模式図である。図３はダイシング工程を
示す工程図である。

【００１１】まず、図３により、ダイシング工程を簡単
に説明する。

【００１２】収納部１には複数枚のウエハがカセットに
収納されている。この収納部１において、図１に示され
ているように、ウエハ２０はその裏面に貼着シート２１
が貼着されており、この貼着シート２１の外周にウエハ
リング２２が装着されている。ウエハ２０およびウエハ
リング２２の外周にはそれぞれ位置決め用のフラット部
２０ａ，２２ａが形成されており、ウエハリング２２は
リングのフラット部２２ａがウエハ２０のフラット部２
０ａと同じ向きになるようにして貼着シート２１に装着
されている。

【００１３】ダイシング作業が実施されるに際して、ウ
エハ２０は前記収納部１からローディング部２によって
取り出され、ベルトによってプリアライメント部３に送
られる。

【００１４】プリアライメント部３では、ウエハリング
２２の外周のフラット部２２ａを基準として機械的に位
置決めがなされ、±数度以内にプリアライメントされ
る。プリアライメントされたウエハ２０は切断テーブル
上に平行移動される。切断テーブルはＸＹ座標軸の原点
に位置している。

【００１５】次に、ファインアライメント部４で、ＸＹ
方向の精密なアライメントが光学的に行われる。アライ
メント部４は双対物顕微鏡付きの認識装置を備えてお
り、後述するウエハの位置認識方法によってウエハ２０
は切断テーブル上における位置を正確に認識される。

【００１６】アライメント部４でウエハ２０のアライメ
ントが完了すると、切断テーブル上のウエハ２０はダイ
シング部５に送り込まれ、ウエハ２０の切断テーブル上
におけるアライメント量と認識ターゲットを基準に設定
されているダイシングデータとに基づき、ダイヤモンド
ブレードによってＸＹ方向の切断が行われる。

【００１７】ダイシングされたウエハ２０はアライメン
ト部３に再び戻り、認識装置により切り残しチェックが
行われた後、ウエハアンローディング部６によって洗浄
部７に送られる。

【００１８】洗浄された後、ウエハ２０はウエハアンロ
ーディング部８によって収納部９に送られ、収納カセッ
トに収納される。

【００１９】以下、本発明の一実施例である半導体ウエ
ハの位置認識方法を、前記したウエハのダイシング工程
におけるアライメント部４でのアライメント作業につい
て説明する。

【００２０】本実施例における半導体ウエハの位置認識
方法には図１に示されている半導体ウエハが使用され
る。図１に示されている本発明の一実施例である半導体
ウエハ２０は次のように製造されて構成されている。

【００２１】図１に示されているウエハ２０は、半導体
装置の製造工程における所謂前工程において、各ペレッ
ト２７毎にトランジスタやダイオード、半導体集積回路
装置、光半導体装置等が作り込まれている。さらに、ウ
エハ２０には４個の認識用ターゲット２３、２４、２
５、２６が、その表面の外周部における非取得領域にそ
れぞれ形成されている。これらのターゲット２３、２
４、２５、２６は、ウエハ２０の略中心を通りダイシン
グライン２８にＸ軸およびＹ軸が平行をなしているＸＹ
座標軸上に配置されている。

【００２２】図１および図２に示されているように、Ｘ
軸上に配置されている２個のターゲット２３、２４（以
下、第１ターゲット２３および第２ターゲット２４とい
うことがある。）はそれぞれ略Ｌ字形状をなしており、
Ｘ軸位置に下端が配置されている正方形のターゲット部
分２３ａ、２４ａと、Ｘ軸の若干下方位置に上端が配置
され上記正方形のターゲット部分２３ａ、２４ａの２倍
の面積を備える横長の長方形のターゲット部分２３ｂ、
２４ｂとから構成されている。

【００２３】同様に、Ｙ軸上に配置されている２個のタ
ーゲット２５、２６（以下、第３ターゲット２５および
第４ターゲット２６ということがある。）もそれぞれ略
Ｌ字形状をなしており、Ｙ軸位置に右端が配置されてい
る正方形のターゲット部分２５ａ、２６ａと、Ｙ軸が中
心を通り上記正方形のターゲット部分２５ａ、２６ａの
２倍の面積を備える横長の長方形のターゲット部分２５
ｂ、２６ｂとから構成されている。

【００２４】そして、これらの第１〜第４ターゲット２
３、２４、２５、２６はダイシングライン２８に跨がる
ようにして２つのペレット２７、２７の領域にわたって
形成されている。

【００２５】これらの第１〜第４ターゲット２３、２
４、２５、２６は、半導体ウエハ２０の製造時における
アルミ配線蒸着時に、アルミ配線用フォトマスクを使用
してまずアルミ配線パターンを作成し、このアルミ配線
パターンが作成されたものにオフラインで、さらにター
ゲット用フォトマスクが使用されてターゲットパターン
を作成することにより、リソグラフィー処理で作り込ま
れる。

【００２６】なお、第１〜第４ターゲット２３、２４、
２５、２６は１０μｍ程度の精度を備えておればよく、
大きさは大きい方が望ましいが、１〜５ｍｍ程度でよ
い。

【００２７】次に、上記の第１〜第４の認識用ターゲッ
ト２３、２４、２５、２６を使用して、ウエハ２０の切
断テーブル上における位置を認識する方法を、図２を参
照にして説明する。なお、ウエハ２０が装着されている
切断テーブル１０はＸＹ方向に移動できる他、回転でき
るように構成されているものとする。

【００２８】まず、前述したアライメント部４におい
て、光学的検出手段としての双対物顕微鏡を見ながら、
前記切断テーブル１０をＸＹ方向に移動して、双対物顕
微鏡の位置合わせ点Ｏに、ウエハ２０のＸ軸上に配置さ
れている一方のターゲット、例えば、図１および図２で
左側に位置する第１ターゲット２３の正方形のターゲッ
ト部分２３ａの下端を位置させる。

【００２９】次に、この状態から切断テーブル１０をＸ
軸方向において左側に平行移動させる。このとき、双対
物顕微鏡の位置合わせ点Ｏに、ウエハ２０のＸ軸上に配
置されている他方のターゲット、例えば、右側に位置す
る第２ターゲット２４の正方形のターゲット部分２４ａ
の下端が位置すれば、これにより、切断テーブルのＹ軸
方向における移動量Ｌｙを測定することにより、ウエハ
２０のＹ軸方向のずれ量Δｙを認識することができる。

【００３０】上記において、切断テーブルをＸ軸方向に
おいて左側に移動したとき、双対物顕微鏡の位置合わせ
点Ｏに、ウエハ２０のＸ軸上に配置されている右側の第
２ターゲット２４の正方形のターゲット部分２４ａの下
端が位置されないときは、切断テーブル１０を僅かに適
宜角度回転させ、前記操作を最初から行う。

【００３１】この操作を繰り返して行い、切断テーブル
１０をＸ軸方向に移動したとき左右のターゲット２３、
２４が双対物顕微鏡の位置合わせ点Ｏにくれば、切断テ
ーブル１０の回転角度と、切断テーブル１０のＹ軸方向
における移動量Ｌｙを測定することにより、ウエハ２０
のＸ軸方向に対する傾きΔθと、Ｙ軸方向のずれ量Δｙ
を認識することができる。

【００３２】ウエハ２０のＸ軸方向のアライメントが完
了すると、次に、Ｙ軸方向のアライメントを行う。これ
は、上記Ｘ軸方向のアライメントと同様にして行う。す
なわち、まず、切断テーブル１０をＸＹ方向に移動し
て、双対物顕微鏡の位置合わせ点Ｏに、ウエハ２０のＹ
軸上に配置されている一方のターゲット、例えば、図１
および図２で上側の第３ターゲット２５の正方形のター
ゲット部分２５ａの右端が位置するようにする。

【００３３】次に、この状態から切断テーブル１０をＹ
軸方向において上側に移動したとき、双対物顕微鏡の位
置合わせ点Ｏに、ウエハ２０のＹ軸上に配置されている
下側の第４ターゲット２６の正方形のターゲット部分２
６ａの右端が位置すれば、これにより切断テーブルのＸ
軸方向における移動量Ｌｘを測定することにより、ウエ
ハ２０のＸ軸方向のずれ量Δｘを認識することができ
る。

【００３４】上記において、切断テーブル１０をＹ軸方
向において上側に移動したとき、双対物顕微鏡の位置合
わせ点Ｏに、ウエハ２０のＹ軸上に配置されている下側
の第４ターゲット２６の正方形のターゲット部分２６ａ
の右端が位置されないときは、切断テーブル１０を僅か
に適宜角度回転させ、前記操作を最初から行う。

【００３５】この操作を繰り返して行い、切断テーブル
１０をＹ軸方向に移動したとき上下のターゲット２５、
２６が双対物顕微鏡の位置合わせ点Ｏにくれば、切断テ
ーブル１０の回転角度と、切断テーブル１０のＸ軸方向
における移動量Ｌｘとを測定することにより、ウエハ２
０のＹ軸方向に対する傾きΔθと、Ｘ軸方向のずれ量Δ
ｘを認識することができる。

【００３６】ちなみに、切断テーブル１０に載せられた
ウエハ２０の双対物顕微鏡の位置合わせ点ＯからのＸ軸
のＹ軸方向におけるずれ量がΔｙ、前述したダイシング
部５のダイシングデータに予め記録された第１番目にダ
イシングするＹ軸方向に整列してＸ軸と平行に延在する
ダイシングラインＸ₁ （１番外側のＸ軸方向に延在する
ダイシングライン。図１参照）についての顕微鏡位置合
わせ点Ｏからの距離がＳ、Ｙ軸方向に整列した各ダイシ
ングライン間の１ピッチの寸法がＰと仮定した場合、Ｙ
軸方向に整列してＸ軸と平行に延在するｎ番目のダイシ
ングラインＸ_n（図１参照）の顕微鏡の位置合わせ点Ｏ
からの距離Ｓｎは、次式（１）によって求めることがで
きる。

【００３７】 Ｓｎ＝（Ｓ−Δｙ）−Ｐ×（ｎ−１）・・・（１）

【００３８】そして、この式（１）によって、Ｙ軸方向
に整列してＸ軸と平行に延在する各ダイシングラインＸ
_n について、ダイシングを正確に実施して行くことがで
きる。説明は省略するが、Ｘ軸方向に整列してＹ軸と平
行に延在する各ダイシングラインＹ_n （図１参照）につ
いても、同様に求められる式によって、ダイシングを正
確に実施して行くことができる。なお、θ方向のずれ角
Δθはθテーブルの回転によって修正されているものと
する。

【００３９】前記実施例によれば次の効果が得られる。 ウエハ２０のＸＹ座標軸上に配置されている第１〜
第４の認識用ターゲット２３、２４、２５、２６を基準
にして、ウエハ２０の双対物顕微鏡の位置合わせ点に対
する相対位置が認識されるため、ウエハ２０における位
置の認識基準を正確に求めることができ、基準位置の誤
認識がなくなり、ウエハ２０の位置認識を誤りなく正確
に行える。

【００４０】 上記によって、ウエハ２０の位置認
識を誤りなく行えるため、ウエハの外周側に装着されて
いるウエハリングをダイシングしたり、ウエハにおける
有効なペレット部分の切り残しを発生させたり、また、
ダイシングラインが同一ピッチでないウエハの場合に
は、ウエハ上においてダイシングライン以外のペレット
部分をダイシングしてしまうことがなくなる。

【００４１】 認識用ターゲット２３、２４、２５、
２６はウエハ２０の非取得領域に形成されているため、
ターゲットの大きさを大きく形成することができ、その
ため、ターゲットを認識し易く、ウエハ位置の認識精度
を良好にできる。

【００４２】 上記、によって、ウエハ２０位置
の認識精度の向上が図れるため、ウエハ２０のダイシン
グ時に、ＸＹ方向におけるダイシングライン毎にウエハ
２０の切断を正確に行うことができるのは勿論、ＸＹ方
向における１本おきのダイシングライン毎にウエハ２０
の切断を正確に行うこともできる。このようにして、例
えば、一つのペレットが８メガビットの場合、前者では
８メガビットのペレットが得られるが、後者では３２メ
ガビットのペレットを得ることができ、適宜のダイシン
グライン上に沿って切断することによって、種々の記憶
容量のペレットを不良品なく得られる。

【００４３】 認識用ターゲット２３、２４、２５、
２６は非対称形状である略Ｌ字形状に形成されているの
で、ウエハリング２２がウエハ２０に対して正規な姿勢
で取り付けられていない場合、例えば、ウエハリング２
２のフラット部２２ａがウエハ２０のフラット部２０ａ
と反対側の方を向いて取り付けられている場合には、タ
ーゲットの略Ｌ字形状が逆さまになっているため、双対
物顕微鏡で認識用ターゲットを見れば、ウエハ２０の向
きが誤っていることが判る。その結果、ウエハ２０をダ
イシングする前に、ウエハ２０の向きが誤っていること
がわかるので、不良品の作り込みの防止を図れる。

【００４４】図４は本発明の実施例２である半導体ウエ
ハを示す平面図である。

【００４５】本実施例２が前記実施例１と異なる点は、
認識用ターゲットの位置が上記実施例１とは異なってい
る点にある。

【００４６】すなわち、この実施例２では、図４に示さ
れているように、４個の認識用ターゲット３３、３４、
３５、３６が、ウエハ２０の略中心を通りダイシングラ
イン２８にＸ軸およびＹ軸が平行をなしているＸＹ座標
軸上に配置されているとともに、Ｘ軸上に配置されてい
る２個のターゲット３３、３４はＸ軸方向のダイシング
ライン２８上に配置され、また、Ｙ軸上に配置されてい
る２個のターゲット３５、３６はＹ軸方向のダイシング
ライン２８上に配置されている。

【００４７】各ターゲット３３、３４、３５、３６の形
状は前記実施例１と同じ略Ｌ字形状に形成されている。
ただし、ダイシングライン２８上に形成されているた
め、ターゲット３３、３４、３５、３６の大きさは実施
例１のターゲット２３、２４、２５、２６に比較して小
さなサイズとなる。

【００４８】本実施例２によれば、認識用ターゲット３
３、３４、３５、３６がダイシングライン２８上に形成
されており、ダイシングライン２８上はシリコン酸化膜
のため黒く見え、認識用ターゲット３３、３４、３５、
３６はアルミ蒸着のため白く見えるので、各ターゲット
を認識しやすい効果を有している。

【００４９】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００５０】例えば、認識用ターゲットの形状を略Ｌ字
形状としたが、ターゲットの形状はこれに限定されるも
のではなく、どのような形状でもよい。ただし、非対称
形状にすれば、ウエハリングがウエハに正規な姿勢で取
り付けられているかを、認識用ターゲットを見た際に判
るので、非対称形状にするのが望ましい。

【００５１】また、認識用ターゲットは非取得領域にお
いてダイシングラインに跨がるようにして形成したが、
１個のペレット領域に形成するようにすることもでき
る。

【００５２】また、認識用ターゲットの数はＸＹ軸上に
それぞれ２個形成すれば充分であるが、勿論３個以上設
けるようにすることはできる。

【００５３】認識用ターゲットを光学的に検出するため
の光学的検出手段としては、双対物顕微鏡を使用するに
限らず、工業用テレビカメラおよび画像認識装置等から
構成されている人工視覚装置を使用してもよい。

【００５４】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるダイシ
ング方法技術に適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、半導体ウエハからペレット
をピックアップする方法など、半導体ウエハの位置認識
を必要とする技術全般に適用することができる。

【００５５】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００５６】半導体ウエハの表面のダイシングラインに
平行をなしている直交座標軸上に認識用ターゲットを、
Ｘ軸およびＹ軸に少なくとも２個ずつそれぞれ形成して
おき、この認識用ターゲットを光学的に検出することに
より、このターゲットを基準にして半導体ウエハの位置
合わせ点との相対位置を認識することができるため、ウ
エハ位置の認識精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である半導体ウエハを示す図
であり、半導体ウエハに貼着された貼着シートの外周に
ウエハリングが装着された状態を示す平面図である。

【図２】本発明の一実施例である半導体ウエハの位置認
識方法を示す模式図である。

【図３】ダイシング工程を示す工程図である。

【図４】本発明実施例２である半導体ウエハを示す図で
あり、半導体ウエハに貼着された貼着シートの外周にウ
エハリングが装着された状態を示す平面図である。

【符号の説明】

１…収納部、２…ウエハローディング部、３…プリアラ
イメント部、４…ファインアライメント部、５…ダイシ
ング部、６…アンローディング部、７…洗浄部、８…ア
ンローディング部、９…収納部、１０…切断テーブル、
２０…ウエハ、２０ａ…フラット部、２１…貼着シー
ト、２２…ウエハリング、２２ａ…フラット部、２３、
２４、２５、２６…認識用ターゲット、２３ａ、２４
ａ、２５ａ、２６ａ…正方形ターゲット部分、２３ｂ、
２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ…長方形ターゲット部分、２７
…ペレット、２８…ダイシングライン、３３、３４、３
５、３６…認識用ターゲット、Ｏ…双対物顕微鏡（光学
的検出手段）の位置合わせ点、Ｌｘ、Ｌｙ…切断テーブ
ルの移動量、Δｘ、Δｙ…ずれ量。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハの表面に形成された形態を
   光学的検出手段によって検出し、この検出された形態の
   位置と検出手段の原点との相対位置関係に基づいて半導
   体ウエハの位置を認識する半導体ウエハの位置認識方法
   において、 前記半導体ウエハの表面のダイシングラインに平行をな
   している直交座標軸上に、認識用ターゲットをそれぞれ
   少なくとも２個ずつ、予め形成しておき、 この認識用ターゲットを光学的検出手段によって検出
   し、この検出されたターゲットの位置と検出手段の原点
   との相対位置関係に基づいて前記半導体ウエハの位置を
   認識することを特徴とする半導体ウエハの位置認識方
   法。
2. 【請求項２】 半導体ウエハの表面のダイシングライン
   に平行をなしている直交座標軸上に、認識用ターゲット
   がそれぞれ少なくとも２個ずつ形成されており、かつ、
   前記ターゲットは半導体ウエハにおける非取得領域に形
   成されていることを特徴とする半導体ウエハ。
3. 【請求項３】 半導体ウエハの表面のダイシングライン
   に平行をなしている直交座標軸上に、認識用ターゲット
   がそれぞれ少なくとも２個ずつ形成されており、かつ、
   前記ターゲットはダイシングライン上に形成されている
   ことを特徴とする半導体ウエハ。