JPH10135158A - ウェーハのコンタミ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイシングによって発生するコンタミ（切削
屑）がウェーハ表面に付着しているか否かを判別し、付
着しているときにはその付着量を判別する。 【解決手段】ウェーハの表面を撮像手段により撮像し、
撮像手段から出力される画像情報に画像処理手段におい
て所定の処理を施し、画像処理後の情報に基づき判別手
段においてウェーハ表面へのコンタミの付着の有無及び
付着量を判別するウェーハのコンタミ検出装置を提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハを
切削してダイシングを行うダイシング装置において、ダ
イシング時にウェーハに付着するコンタミ（切削屑）の
有無及び付着量を検出することができるウェーハのコン
タミ検出装置に関するものであり、詳しくは、ウェーハ
の表面を撮像して画像処理を施すことにより、検出した
コンタミの量が許容値を超えているか否かを判断するこ
とができるウェーハのコンタミ検出装置に係るものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハの表面には、所定の回路
パターンが施されており、この回路パターンは、ストリ
ートと呼ばれる格子状領域によって区画されている。そ
して、ウェーハをこのストリートに沿ってダイシング装
置の切削ブレードを用いて切削することによって、回路
パターンの施された個々のチップが形成される。

【０００３】このように、ウェーハを切削ブレードを用
いて切削すると、コンタミ（切削屑）がウェーハの表面
に付着する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンタ
ミが多く付着するのは、切削ブレードの切れ味の低下、
切削水の水圧の不足等に起因するものであり、そのよう
な状態でダイシングを続行すると、更に多くのコンタミ
が付着してしまう可能性がある。

【０００５】また、ダイシング後のチップにコンタミが
付着している場合には、それが洗浄により除去できるも
のであればよいが、チップに突き刺さって強固に付着し
ている状態となっていると、洗浄を行っても完全には除
去することができなくなり、特に、コンタミがチップ上
のボンディングパッドに強固に付着していると、ワイヤ
ーボンディングができないという不都合が生じることが
ある。

【０００６】従って本発明は、ダイシングによってウェ
ーハ表面にコンタミが付着しているか否か、付着してい
る場合には、どのくらいの量のコンタミが付着している
のかを自動的に検出することを課題とするものである。

【０００７】

【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、ウェーハの表面を撮像し
て画像情報を出力する撮像手段と、撮像手段から出力さ
れる画像情報に所定の処理を施す画像処理手段と、画像
処理手段における処理後の情報に基づき、ダイシングに
より前記ウェーハの表面に付着したコンタミの状態を判
別し、その付着の状態が許容値を超えているか否かを判
別する判別手段とから構成されるウェーハのコンタミ検
出装置を提供するものであり、好ましくは、画像処理手
段は、撮像手段から出力されるアナログ画像情報をディ
ジタル情報に変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手
段から出力されるディジタル情報を記憶するフレームメ
モリと、フレームメモリに記憶したディジタル情報を多
値化して多値ディジタル情報に変換する多値化処理手段
とから構成され、この多値ディジタル情報に基づいて判
別手段においてコンタミの状態を判別するようにし、判
別手段には、少なくとも、画像処理手段からの情報に基
づきコンタミの付着の有無を判別するコンタミ判別手段
と、ウェーハ表面上の所定領域内におけるコンタミによ
る汚染度を算出するコンタミ汚染度算出手段と、この算
出した汚染度が設定された許容値を超えているか否かを
判別合否判別手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。また、コンタミの有無は、多値ディジタル情報に含
まれる画素データに基づいて判別するようにしたことを
特徴としている。

【０００８】このようなウェーハのコンタミ検出装置に
よれば、コンタミの量が設定された許容値を超えている
か否かを自動的に判別できるため、切削ブレードのドレ
ッシングや交換、切削水の調整等の必要性を判断するこ
とができる。

【０００９】また、判別手段には報知手段を備え、汚染
度が設定された許容値を超えている場合は、報知手段に
よりその旨を適宜に報知するようにしたものであり、こ
の報知手段は、好ましくは、音または光によって発せら
れる警告であることを特徴とするものである。

【００１０】このような報知手段を備えたことにより、
切削ブレードのドレッシングや交換、切削水の調整等の
必要性を操作者に伝えることができる。

【００１１】更に、汚染度が所定の許容値を超えている
ウェーハと、汚染度が所定の許容値を超えていないウェ
ーハとを分別し、それぞれ所定の位置に搬送するように
したことを特徴としている。

【００１２】このように、汚染度が所定の許容値を超え
ているウェーハと、許容値を超えていないウェーハとを
分別してそれぞれ所定の位置に搬送するようにしたこと
により、合格のウェーハか不合格のウェーハかが明確に
なる。

【００１３】撮像手段には、コンタミの色と補色関係に
ある色の補色フィルタを備えたことを特徴としている。

【００１４】このように撮像手段にコンタミの色と補色
関係にある色の補色フィルタを備えたことにより、コン
タミの色は補色フィルタをそのまま透過するのに対し、
コンタミと補色関係にある色は補色フィルタを透過しな
い。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の一例
として、図１に示す構成のウェーハのコンタミ検出装置
１０の構成について詳細に説明する。

【００１６】ウェーハのコンタミ検出装置１０は、図２
に示すダイシング装置３０のアライメントユニット１
０’の撮像手段１１を兼用しており、図１に示すよう
に、撮像手段１１と、画像処理手段１２と、判別手段１
３とを接続し、撮像手段１１から出力される画像信号に
画像処理手段１２で所定の処理を施し、当該処理後の情
報に基づき、判別手段１３においてコンタミの状態、即
ち、コンタミの有無、付着量が設定値を超えているか否
か等を判断する構成となっている。なお、ウェーハのコ
ンタミ検出装置１０は必ずしもダイシング装置に組み込
む必要はなく、独立した装置としてもよいが、撮像手段
１１を兼用でき、経済的であること等から、本実施形態
においてはダイシング装置に組み込んだ例について説明
する。

【００１７】撮像手段１１は、ウェーハＷの表面を撮像
してアナログ画像信号を出力するもので、例えば、カラ
ー若しくは白黒のＣＣＤカメラ等からなり、内部には、
コンタミの色と補色関係にある補色フィルタ１４を備え
ている。

【００１８】画像処理手段１２は、Ａ／Ｄ変換手段１５
と、フレームメモリ１６と、多値化処理手段１７と、表
示手段１８とから構成され、撮像手段１１から出力され
たアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換手段１５でディジタル
信号に変換し、このディジタル信号をＲＡＭ（Random A
ccess Memory）等の記憶素子からなるフレームメモリ１
６に記憶し、多値化処理手段１７においてフレームメモ
リ１６に記憶されたディジタル信号を２値以上の多値デ
ィジタル信号に変換する構成となっている。また、必ず
しも必要ではないが、フレームメモリ１６に記憶された
内容は、随時表示手段１８に表示される。

【００１９】判別手段１３は、コンタミ判別手段１９
と、コンタミ汚染度判別手段２０と、合否判別手段２１
と、報知手段２２とから構成され、ウェーハＷの表面の
コンタミの付着状態を判別するもので、多値化処理手段
１７が出力した多値ディジタル信号をコンタミ判別手段
１９が解析してウェーハＷ上のコンタミの付着の有無を
判別し、当該判別結果に基づいてコンタミ汚染度算出手
段２０において、コンタミ汚染度を算出する。そして、
コンタミ汚染度算出手段２０が算出したコンタミ汚染度
に基づき、合否判別手段２１において、汚染度が所定の
許容値を超えているか否かを判断し、許容値を超えてい
るときは、その旨を報知手段２２に知らせる。

【００２０】このような構成からなるウェーハのコンタ
ミ検出装置１０を備えた図２に示すダイシング装置３０
を用いてウェーハＷをダイシングし、ダイシング後のウ
ェーハＷに付着したコンタミを検出する一実施形態につ
いて説明する。

【００２１】テープＴを介してフレームＦに配設された
ウェーハＷは、カセットＣ内に２５枚程収容されカセッ
ト載置領域３７に載置される。カセットＣ内のウェーハ
Ｗは搬出入手段３６によってフレーム領域３８まで搬出
され、そして、第２の搬送手段３５に保持され旋回動に
よってチャックテーブル３１まで搬送される。

【００２２】チャックテーブル３１に吸引保持されたウ
ェーハＷは、チャックテーブル３１の移動によってウェ
ーハのコンタミ検出装置１０と兼用するアライメントユ
ニット１０’の撮像手段１１の真下に位置付けられパタ
ーンマッチング等の画像処理によってストリート４１が
検出され、切削ブレード３２との精密位置合わせ（アラ
イメント）が遂行される。アライメントが終了したウェ
ーハＷは、チャックテーブル３１の移動によって切削ブ
レード３２の作用を受けストリート４１が切削されダイ
シングされる。

【００２３】ダイシングが終了した後、ウェーハＷの表
面は、コンタミの付着状態について検出されるが、ダイ
シング後のウェーハＷの表面はコンタミが混入した切削
水で満たされているため、例えば高圧エアー等でかかる
切削水を排除するか、または搬送手段３４によって洗浄
領域３３まで搬送されて洗浄乾燥される。

【００２４】ここで、高圧エアー等でコンタミが混入し
た切削水をウェーハＷの表面から排除する場合は、ウェ
ーハＷがチャックテーブル３１に保持されたままの状態
で撮像手段１１の真下に位置付けられる際に遂行すれば
よく、ダイシング途中でもコンタミの付着状態が比較的
容易に検出され再びダイシングに戻ることが容易にでき
る。一方、洗浄領域３３で洗浄される場合は、ウェーハ
Ｗはチャックテーブル３１から搬送手段３４によって洗
浄領域３３まで搬送され、洗浄乾燥の後再びチャックテ
ーブル３１に戻されて撮像手段１１の真下に位置付けら
れコンタミ付着の状態が検出されるので、不可能ではな
いにしてもダイシング途中ではコンタミの付着状態は検
出されず、ダイシングが完了したウェーハについてコン
タミ付着の状態が検出される。

【００２５】なお、ウェーハのコンタミ検出装置１０が
アライメントユニット１０’とは独立してダイシング装
置に組み込まれる場合は、例えばフレーム領域３８の上
部に配設してダイシング済みのウェーハを検出してもよ
い。また、ダイシング装置には組み込まれず独立した装
置とした場合は、ダイシング済みのウェーハがダイシン
グ装置を離れ、次の工程に搬送される際にコンタミの付
着状態を検出するようにしてもよい。

【００２６】いずれの場合においても、撮像手段１１の
真下に位置付けられたウェーハＷの表面は撮像手段１１
によって撮像され、出力されるアナログ画像情報は、画
像処理手段１２のＡ／Ｄ変換手段１５によってディジタ
ル情報に変換され、フレームメモリ１６に記憶される。
そして、必要に応じてフレームメモリ１６に記憶された
ディジタル情報が表示手段１８に表示される。

【００２７】図４は、図３に示す任意の検出領域４０を
撮像手段１１で撮像して表示手段１８に表示したもので
ある。ストリート４１にはダイシングによって切削溝４
２が形成されており、その周りにはＩＣ等のチップの一
部が矩形領域４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄとして表
示されている。また、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、
Ｃ６、Ｃ７はストリート４１のダイシングによって切削
溝４２が形成される際に生じたコンタミの内、洗浄等し
ても排除できない矩形領域に強固に付着したコンタミで
ある。

【００２８】ところで、撮像手段には、コンタミの色と
補色関係にある補色フィルタ１４を備えている。例え
ば、コンタミの色が赤であれば、補色フィルタ１４の色
は青緑である。従って、コンタミの色はこの補色フィル
タ１４をそのまま透過するのに対し、コンタミと補色関
係にある色は補色フィルタ１４を透過しないため、補色
フィルタ１４を介して撮像され、表示手段１８に表示さ
れた画像においては、コンタミとそれ以外の領域とのコ
ントラストを明確に映し出すことが可能となる。

【００２９】一方、フレームメモリ１６に記憶されたデ
ィジタル情報は、表示手段１８に表示されると同時に、
多値化処理手段１７に転送され、多値化処理手段１７で
は、フレームメモリ１６から転送されたディジタル情報
を２値以上の多値ディジタル信号に変換する。

【００３０】この多値ディジタル信号は、コンタミ判別
手段１９に転送される。そして、例えばウェーハ５枚の
ダイシングを終了するごとに、コンタミ判別手段１９に
おいて、多値ディジタル信号に基づいて、ウェーハＷ上
のコンタミの有無を判断する。具体的には、例えば、経
験上コンタミが付着しやすいと思われる検出領域４０を
抽出し、その抽出した領域内におけるコンタミの画素の
有無を判断する。

【００３１】このとき、前述のように、撮像手段にはコ
ンタミの色と補色関係にある補色フィルタ１４を備えて
おり、コンタミとそれ以外の部分とのコントラストを明
確に映し出すことができるので、コンタミの画素の有無
を誤りなく判断することができる。

【００３２】ウェーハＷ上にコンタミが存在する場合
は、次に、コンタミ汚染度算出手段２０において、コン
タミ汚染度を算出する。具体的には、コンタミ判別手段
１９において抽出した領域内の全画素数（例えば２５６
×２５６）と、その領域内に存在するコンタミの画素数
との比率から、コンタミ汚染度をパーセンテージとして
算出したり、コンタミの画素数が所定の値を超えている
か否か、若しくは所定の面積を超えているか等を判断し
たりする。そして、この算出されたコンタミ汚染度は、
合否判別手段２１に転送される。

【００３３】最後に、合否判別手段２１において、コン
タミ汚染度算出手段２０が算出したコンタミ汚染度が、
所定の許容値を超えているか否かの判断を行う。この許
容値は、コンタミの付着の度合いと、これに伴い後に発
生する支障との関係で、経験上得られる知識を元に算出
されるもので、ダイシング装置の操作者によって、一定
のパーセンテージ、画素数、面積等として合否判別手段
２１に予め設定される。

【００３４】この予め設定した許容値と、コンタミ汚染
度算出手段２０において算出したコンタミ汚染度とを比
較し、コンタミ汚染度の方が値が大きい場合は、その旨
を報知手段２２に知らせ、報知手段２２では、警告音を
鳴らすことによって、許容量を超えたコンタミがウェー
ハＷに付着していることをダイシング装置の操作者に報
知する。なお、この警告は音によるものには限定され
ず、光や警告メッセージの表示等によるものであっても
よい。

【００３５】警告を受けたダイシングの操作者は、切削
ブレード３２のドレッシングまたは交換、切削水の水圧
や方向等の調整によって、後のダイシング作業でウェー
ハに付着するコンタミの量を少なくさせることができ
る。

【００３６】以上のように、ダイシング済みのウェーハ
の表面が定期的にまたは任意的に検出されコンタミの付
着の状態が検出されるが、ダイシングが完了した全ての
ウェーハについて、コンタミの付着の状態を検出して合
否の判断を遂行する場合は、例えば、カセットＣを２段
に重ねて不合格のウェーハと合格のウェーハとを分けて
搬送し、収納してもよい。

【００３７】なお、ダイシングが完了したウェーハは、
チャックテーブル３１の吸引保持が解かれ、搬送手段３
４によってチャックテーブル３１から洗浄領域３３に搬
送され、そこで洗浄スピン乾燥された後、第２の搬送手
段３５の旋回動によって洗浄領域３３からフレーム領域
３８に搬送され、搬出入手段３６によってカセットＣ内
の所定の場所に収納されるが、本発明に係るウェーハの
コンタミ検出装置は、ダイシングによって生じたコンタ
ミのウェーハへの付着の状態が検出できればよく、ダイ
シング後のどの段階で検出するかは任意的なものであ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るウェ
ーハのコンタミ検出装置によれば、コンタミの量が所定
の許容値を超えているか否かを自動的に検出でき、コン
タミが許容値を超えているときは、切削ブレードをドレ
ッシング若しくは交換したり、切削水の水圧等を調整し
たりすることによって、後のダイシング作業時に発生す
るコンタミの量を減少させることができるため、ダイシ
ングを適正に行うことができる。

【００３９】また、ダイシング後に洗浄を行ってもなお
コンタミが設定された許容値を超えているときは、その
ようなウェーハは不良品であると判断し、良品とは別の
場所に搬送することによって、良品と不良品とを分別し
て取り扱うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るウェーハのコンタミ検出装置の実
施の形態の構成の一例を示す説明図である。

【図２】本発明を適用したダイシング装置の外観を示す
説明図である。

【図３】ダイシング対象となる半導体ウェーハの一例を
示す説明図である。

【図４】同半導体ウェーハの切削領域を表示手段に表示
させた場合の表示例である。

【符号の説明】

１０：ウェーハのコンタミ検出装置 １１：撮像手段
１２：画像処理手段 １３：判別手段 １４：補色フィ
ルタ １５：Ａ／Ｄ変換手段 １６：フレームメモリ
１７：多値化処理手段 １８：表示手段 １９：コンタ
ミ判別手段 ２０：コンタミ汚染度算出手段 ２１：合
否判別手段 ２２：報知手段 ３０：ダイシング装置 ３１：チャックテーブル ３
２：切削ブレード ３３：洗浄領域 ３４：搬送手段
３５：第２の搬送手段 ３６：搬出入手段 ３７：カセ
ット載置領域 ３８：フレーム領域 ４０：検出領域 ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ：矩
形領域 ４１：ストリート ４２：切削溝 Ｗ：ウェーハ Ｆ：フレーム Ｔ：テープ Ｃ：カセッ
ト Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７：コンタミ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェーハの表面を撮像して画像情報を出力
   する撮像手段と、該撮像手段から出力される画像情報に
   所定の処理を施す画像処理手段と、該画像処理手段にお
   ける処理後の情報に基づき、ダイシングにより前記ウェ
   ーハの表面に付着したコンタミの状態を判別し、その付
   着の状態が許容値を超えているか否かを判別する判別手
   段と、からなることを特徴とするウェーハのコンタミ検
   出装置。
2. 【請求項２】画像処理手段は、撮像手段から出力される
   アナログ画像情報をディジタル情報に変換するＡ／Ｄ変
   換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段から出力されるディジタル
   情報を記憶するフレームメモリと、該フレームメモリに
   記憶したディジタル情報を多値化して多値ディジタル情
   報に変換する多値化処理手段と、からなり判別手段は、
   前記多値ディジタル情報に基づいてコンタミの状態を判
   別するようにした請求項１に記載のウェーハのコンタミ
   検出装置。
3. 【請求項３】判別手段には、少なくとも、画像処理手段
   からの情報に基づきコンタミの付着の有無を判別するコ
   ンタミ判別手段と、ウェーハ表面上の所定領域内におけ
   るコンタミによる汚染度を算出するコンタミ汚染度算出
   手段と、該算出した汚染度が設定された許容値を超えて
   いるか否かを判別する合否判別手段とを備えた請求項１
   または２に記載のウェーハのコンタミ検出装置。
4. 【請求項４】コンタミの有無は、多値ディジタル情報に
   含まれる画素データに基づいて判別するようにした請求
   項３に記載のウェーハのコンタミ検出装置。
5. 【請求項５】判別手段には報知手段を備え、汚染度が設
   定された許容値を超えている場合は、該報知手段により
   その旨を適宜に報知するようにした請求項１、２、３、
   または４に記載のウェーハのコンタミ検出装置。
6. 【請求項６】報知手段は、音また光によって発せられる
   警告である請求項５に記載のウェーハのコンタミ検出装
   置。
7. 【請求項７】汚染度が所定の許容値を超えているウェー
   ハと、汚染度が所定の許容値を超えていないウェーハと
   を分別し、それぞれ所定の位置に搬送するようにした請
   求項１、２、３、４、５、または６に記載のウェーハの
   コンタミ検出装置。
8. 【請求項８】撮像手段には、コンタミの色と補色関係に
   ある色の補色フィルタを備えた請求項１、２、３、４、
   ５、６または７に記載のウェーハのコンタミ検出装置。