JPS60210704A - 顕微鏡を用いた操作装置の精密校正・整合器具及び方法 - Google Patents

顕微鏡を用いた操作装置の精密校正・整合器具及び方法

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JPS60210704A
JPS60210704A JP60044513A JP4451385A JPS60210704A JP S60210704 A JPS60210704 A JP S60210704A JP 60044513 A JP60044513 A JP 60044513A JP 4451385 A JP4451385 A JP 4451385A JP S60210704 A JPS60210704 A JP S60210704A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般には精密光学整合装置、詳細には、自動
光学・機械・電気式位置整合手段を備えたウェーハ・ダ
イシング・ノーに関するものである0 従来の技術、発明が解決しようとする問題点一般に、半
導体ウェーハ上のベレツ) (product)は直線
格子パターンに配列されている0ペレツト(dice)
 の隣シ合う列または行の間のスペースは、1通シ(s
treets) ’ と呼ばれ、多くの場合、ペレット
と通シの寸法は、ウェーハの全面にわたって一定である
。一般に、ペレットは、通シの中央に置かれるダイシン
グ(さいの目切断)・ソーによってウェーハから個々に
切シ離される。通シが一定のすなわち既知の、−幅をも
つことがわかっている場合には、上記ダイシング・ソー
に、ダイシング刃を隣シの通シ位置へ1ステツプ送シ”
、すなわち、移動させる位置制御装置を設置することが
できる。各ステツブ送シの増分は、ペレット自体の一部
を傷つけることがないように、既知のペレットの幅、通
りの幅、およびダイシング刃のl1tiK応じて設定さ
れる。
ウェーハの取扱いとペレットのダイシングは次第に自動
化されてきた。ウェーハ・ダイシング・ソーの自動整合
・位置制御装置は、一般に、直接光学整合装置、ビデオ
・カメラまたは電子走査装置、機械式または電子機械式
位置決め駆動装置、もしくはそれらの要素の組合せに基
づいている。
各要素は、整合装置にある程度の誤差を持ち込む可能性
がある。たとえば、取付はチャックとその上のウェーハ
に対するダイシング刃のX 、 Y、テーク(Thet
a)軸の方位は、機械式親ねじによって設定されること
が多い。たとえいかによくできても、親ねじの製作にお
いては、一定量の変動や誤差が常にある。生産技術の進
歩によって、製品のペレットとペレット間の通シが増々
小さくなるのに伴って%親ねじの誤差の許容範囲も小さ
くなる。
ウェーハのパターンを監視する顕微鏡を用いた光学装置
やその関連ダイシング刃も兼合誤差を持ち込むことがあ
る。たとえば、ビデオカメラは、一般に、ウェーハ光学
装置に使われる類9ルンズを用いないで校正される。コ
ントラスト、ディストーション、高さ、ビーム収束、焦
点、照明レベル、および像スプリッターの諸調整は、か
なりの精度で々される場合には、通常、スタジオ技術を
使って行なわれた。たとえば、それらのスタジオ技術に
は、白い壁面に置れた黒塗シのノ4ターンに焦点を合わ
せ校正することが含まれる。その他の光学的諸調整は、
白い壁面の前方で視野を通過する単一発光球に対してな
される。しかし、この光学的環境は、顕微鋳レンズの周
囲環境とはかなシ異っておシ、その結果、スタジオ技術
で校正されたビデオ装置は、顕微鏡を用いたウェーハ監
視の場合、正確に整合、校正されない。
たとえば、単一照明源は、一部の肉眼で見える操作には
適しているが、顕微鏡を用いるレベルでは不適当なこと
が多い。異なる種類の半導体ウェーハでは、コントラス
トおよび反射性に大きな差があるので、単一ラング照明
は、整合に必要な十分々解儂度を保証することができな
い。しかし、−個の照明源を使用するときには、操作視
野全体にわたって照明が平等になるように、注意しなけ
ればならない。
上述のi誤差を補正し、顕微鋼を用いた環境でウェーハ
・ダイシング用の自動整合装置を再校正するという以前
の試みにおいては、ウェーハに初期カットを行なうこと
が含まれておシ、そのあと、この初期カットに対して、
光学的監視要素や機械的位置決め要素のいろいろな再整
合や調整がなされる。しかし、このあまシの単純な方法
は、再校正の正確さが限られておシ、その上、多くの重
要な係数を完全に再校正する機会が得られず、またイレ
ットを傷つける若干の危険性を伴っている。
別の環境では、顕微鏡を用いた光学レンズ装置の視野の
中で、目盛付き罫線、格子パターン、および反射面が用
いられてきた。しかし、これらの装置は、一般に、光学
的環境の細かい校正どころか、初歩的な焦点合せしかで
きないであろう。また、目盛付き声線は、物体すなわち
加工品を測定する、すなわちその形態を明確にするため
使用することができるが、これらの罫線は物体に作用し
、かつ光学レンズ装置によって制御される操作要素を整
合するのには用いられていない。
本発明の第1の目的は、光学式、機械式および電気式要
素を校正し、整合するための改良された手段を提供する
ととである。
本発明の第コの目的は、顕微鏡を用いた操作装置の操作
視野内に視標パターンを提供することである。
本発明の第3の目的は、ステップ送シ制御装置および駆
動装置に固有の誤差を補正するためにウェーハ・ダイシ
ング・ソーを再校正する方法を提供することである。
本発明の第ダの目的は、ディストーションを最小限にし
、均等に照明された視野を与え、そして、焦点合せ、解
像度、コントラスト、および直線性を改善するために、
顕微鏡装置の光学要素を正確に校正し、整合する手段を
提供することである。
・本発唄の第3の目的は、自動整合装置に対するウェー
ハ・ダイシング・ソーの校正と、ウェーハ・ダイシング
・ソー及びその関連した整合装置に対するビデオ監視カ
メラの校正と、ウェーハ・ダイシング整合装置に用いら
れる各種の機械式制御要素や駆動要素の試験および整合
とのための視標パターンを提供することである。
本発明の第6の目的は、各種の異なる自動操作装置に使
用するのに適した整合および校正用パターンを提供する
ことである。
問題点を解決するための手段、作用 本発明の上記およびその他の目的は、顕微鏡を用いた操
作装置の操作視野内に1複数の視標パターンを有する視
標板を提供することによって達成される。これらの視標
パターンには、装置の操作要素がそれに対して整合され
る目盛付き罫線と、視野の照明を確実に均等にしかつデ
ィストーションを最小限にするように装置の光学要素を
校正するための反射部分と、が含まれている。さらに、
視標パターンには、操作要素のチー1 (Theta)
 軸整合を校正す・るために直角に交差する中心線罫線
と、コントラストとビデオ情報の画質を判定する/4’
ターンii!識能力の検査の、ための少なくとも7つの
つや消し面とが含まれている。ディストーション、焦点
、照明、およびコントラストを校正するために、反射面
と非反射面が交互に並んだ少なくとも7つのチェス盤ノ
臂ターンと、少なくとも7つの連続する反射面と、を設
けることができる。
また、固有の機械的誤差を補正するために、自動ウェー
ハ・ダイシング装置を再校正する方法が提供される。本
発明の視標パターンを使用する場合には、最初に、ウェ
ーハ・ダイシング刃が定められた目盛付き罫線に合わさ
れ、次に、ステップ送り制御装置にしたがって、所定数
の増分だけステツブ送シされる。罫線上の実際の刃の位
置と意図する位置とを比較することにより、所定の増分
に対する固有の誤差の大きさが判定され、次に、制御装
置を調節してこの誤差を補正することができる。
本発明のその他の目的、効果、および新規な特徴は、添
付図面を参照して以下の発明の詳細な説明を読まれれば
、明らかになろう。
実施例 第1図は、本発明の好ましい実施例で、複数の光学視標
をその上に有する視標板10を示す。視標には、目盛付
き罫線20、中心線罫線30、反射領域40、チェス盤
ノ々ターン50,60、およびつや消し面領域70が含
まれる。ウェーッー・ダイシングに使用する場合には、
視標板10は、光学およびビデオ制御要素の顕微鏡の視
野内でウェーハ支持チャックの上に置かれる。
視標板10は、好ましくガラス材料たとえば溶融シリカ
から作られた基板12を有する。視標の罫線、目盛数字
、および非反射部分は、たとえば、写真石版技術によっ
て基板12に付けられる。反射部分は、真空蒸着によっ
て基板12に付着されたクロムメッキ面であることが好
ましい。基板12にひっかき傷が付くのを促進して防止
するために1基板12の裏側に不透明層14が塗付され
る。さらに、不透明層14は、下にあるチャック面から
の反射が光学校正およびビデオ校正を妨げないようにす
る。
目盛付き罫線20は、直線の対角線であって、その線に
沿って一定間隔で目盛線22が形成されている。よシ長
い目盛線24と目盛の数字26は、大区分を示すために
使われる0罫線200両側には、メートル法測定目盛と
ヤード法測定目盛とが用いられていることが好ましい0
目盛線220間隔(増分)は、たとえばそれぞれ1.7
00ミクロンと10ミルにすることができる。同様に、
大区分は、/、Ocmと0−/ Inch の間隔で示
されている。
両目塵の精度は、米国規格基準局に基づく測定で立証す
ることができる。
中心線罫線30は、目盛の10#中心上で、目盛付き罫
線20と直交する直線の対角線である0さらに、線32
によシ、目盛付き罫線20に、よシ短かい直角交差を設
けることが好ましい。線32は、目盛付き罫線20の両
側において、/、!;Inch(tたは、メートル法に
よる同等1))の大区分に関するよシ長い目盛線の延長
である0中心線罫線300両側には、複数の反射領域す
なわち鏡面領域40が設けられている。反射領域40の
正確な寸法は必らずしも重要ではないが、以下詳しく述
べるように、それらは、少なくとも、チャック監視装置
の光学またはビデオ操作視野を済す十分な大きさKすべ
きである。反射特性は、両領域40の全面にわたって一
様かつ等しくする仁とが好ましい。
チェス盤パターン50は、反射面52と非反射面54と
が隣接して交互に連続して並んでいるものである。同様
に1チエス盤パターン60は、反射面62と非反射面6
4とが交互に並んでいる。
面52.54の寸法と面62,64の寸法とは、異って
いることが好ましい。たとえば、面52゜54を、−辺
が10ミルの正方形にし、他方の面62.64を、−辺
が!ミルの正方形にすることができる。
つや消し領域70は、微小な、不規則な、不連続の反射
面形態と非反射面形態とからなるパターンを提供する。
以下述べるように、これらの面は、チャック監視装置の
ノやターン認識能力を判定する手段になる。つや消し領
域70は、裏面接着剤付きテープによって基板120表
面に貼シ付けることが好ましい。テープ上面は、たとえ
ば、クロム染料が埋め込れたマイラー基層上に、ポリカ
ーがネート材料を有する。テープを基板12に貼シ付け
るには、スコッチ(Scotch) 接着剤AIIA7
が適していることが判った。
視標板lOは、自動操作装置の操作・監視要素の顕微鏡
視野内で、加工物支持チャック上で直接使用することが
できる多用途校正・整合器具である。適当な操作装置に
は、第2図にブロック図で示すように、自動ウェーハ・
ダイシング・ソー装置が含まれる。視標板10は、ウェ
ーハ支持チャック110の上に置かれる。直視光学装置
とビデオカメラ光学エレクトロニクスは、光学要素をな
す顕微鏡レンズ組立体125を有する7個の光学装置1
20の中に入っている。チャック11、θ上に置かれた
視標板lOは、レンズ組立体126の視野内にある。光
学装置120内のビデオ・カメ 。
う光学エレクトロニクスからの1出力信号は、回線12
2を通してダイシング制御装置130へ送られる。制御
装置130は、回線132に沿った信号を通じてダイシ
ング・ソー装置140の動きを監視し、指示する。ダイ
シング・ソー装置140は、チャック110の上に置か
れたウェーハに向けられ得不刃すなわちダイシング刃1
45を備えている。また、制御装置130は、チャック
制御ユニット115に対する回線133を介した信号に
よって、チャック動作を監視し、指示することができる
。光学装置120、ソー装置1401およびチャック制
御ユニット115には、機械式および電気機械式駆動要
素を用いることができる。
本発明による単一視標板は、種々のウェーハ・サイズと
操作能力とを有するソー装置はかシでなく、異なる制御
プログラムを有するソー装置にも使用することができる
。たとえば、視標板lOは、マイクロ・オートメーショ
ン社(Mlcro Automatlon)から販売さ
れている’ 1,02”、@1oot ”。
”1010’sおよび一1ioo”ノー装置の校正およ
び整合を支援しよう。同様に、マイクロ・オートメーシ
ョン社から販売されている”MIcroEysl”と’
MIcroEyell ’自動整合装置を用いたソー装
置にも同じ視標板10を使用することができる。
上述のウェーハ・ダイシング・ノー装置において、視標
板10は、直視光学要素、ビデオ・カメラ光学エレクト
ロニクス、および機械式および電気機械式駆動要素に対
して顕微鏡を用いた調整を校正するために使われる。た
とえば、″MIcroEyeI”自動整合装置には、’
Ultrlcon’ (ここでUl tr Iconは
、 RCAの登録商標である)ビデオ・カメラ装置を使
うことができる0上記のカメラは、ビーム、焦点、高さ
、二重照明レベル、および偉スプリッタの方位を調整す
る手段を備えている市販の装置であシ、単眼および双眼
の両方の直視が可能である。視標板10は、ウェーッ・
支持チャックの上に置くことが好ましい0ビーム、焦点
、高さ、および像スプリッタの直線性は、チェス盤パタ
ーン!sOまたは60を双眼の視野内に置くことによっ
て調整される。自動整合装置の直線性は、反射領域40
を双眼の倫スプリッタの視野内に置くことによって調整
される。また、Y軸とテーク(Theta)軸メモリー
は、目盛付き罫線20と中心線罫@30の交点を単眼の
視野内に置くことによって調整される。
本発明の融通性のもう7つの例として、同じ視標板10
を使って、’MlcroEyell ’自動整合装置を
用いた1/θoA”、@1oio”、および”/100
”ソー装置を校正することが可能である。再び、指標板
10をウェーハ支持チェックの上に置く。目盛付き罫線
20と中心線罫#30との交点を単眼の視野内に置くこ
とによって、テーク(Theta)軸の校正の整合がな
される。均等な照明が得られるように、反射領域40を
像スプリッタの視野の中に位置決めすることによって、
光学装置の校正が行なわれる。チェス盤パターン50゜
60を像スプリッタの視野内に置くことによって、ディ
ストーションを最小限にすることが可能である。”MI
croEyell ”装置においては、つや消し領域7
0を視野内に置くことによって点検することができ、す
なわち、bsoo〜7000の範囲の画質の読みであれ
ば、装置がおそらく良好な状態であることをすぐに示す
更に1上記ダイシング・ソー装置のY軸送シは、目盛付
き罫線20を視野内に置くことによって、再校正するこ
とができる。最初に、光学レチクル(retlcle)
またはダイシング・ソー刃を、一定の目盛線(中心線罫
線と目盛付き罫線との交点が好ましい)の中央に置いて
、次に、この要素を、ステップ送シ制御装置の先の校正
にしたがって、所定数の増分、目盛付き罫線に沿ってス
テップ送シする。
目盛付き罫線20に沿った実際のレチクルすなわちソー
刃の位置と、制御装置がそこへ動かすべきであった位置
と、を比較することによって、この制御装置の校正の不
正確さが判明しよう。次に、制御装置を再調整すること
ができ、そして新しい校正の正確さを確かめるために、
−回目のY軸ステップ送シ試−が行われる。
目盛付き罫線20と中心線罫線30との交点は、視標板
10の中央にあることが好ましい。
′″1006”、’ 10/θ”、および1//θθ2
装置の場合、視標板10はウェーハ支持チャック上の中
央に置くことができる。再校正の間に、チャックを回転
すれば、視標板lOが回転する。
′″60.2’60.2’装買視標板10をチャックの
中央に置く必要はなく、目盛付き罫線20と、1J32
との交点をチャックの中心に合わせることによって、測
定を行なうことができる。
第1図に示した実施例では、目盛付き罫線20と中心m
罫線30とは、長方形の視標板10に対し対角線的に配
置されているが、本発明は、具体的には、これらの交差
する罫線について、その他の種々の非対角線配置を想定
している。
好ましい実施例についての以上の説明から、本発明の緒
目的が達成されたことは明らかである。
発明を詳細に記述し、図示したが、それは、説明および
実例のためのものに過ぎず、発明を限定するものと解す
べきないことをはっきり理解されたい。発明の要旨と範
囲は、特許請求の範囲の記載事項によって定められるべ
きである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の原理を具体化した視標板の斜視図、 第2図は、第1図の視標板を使用した顕微端を用いた操
作装置のブロック図である。 10・・・・・・視標板、 12・・四基板、14・・
聞不透明層、20・・・・・・目盛付き罫線、22・・
曲目製線、24・・・・・・よシ長い目盛線、 26・
・・・・・目盛数字、30・・・・・・中心線罫線、3
2・・・・・・線、40・・・・・・反射領域、50・
・・・・・チェス盤パターン、52・・・・・・反射面
、54・・・・・・非反射面、60・・・・・・・・・
チェス盤パターン、62・・・・・・反射面、64・・
・・・・非反射面、70・・・・・・つや消し面領域、
110・・・・・・ウェーハ支持チャック、115・・
間チャック制御ユニット、120・・・・・・光学装置
、122・・・・・・回線、125・・・・・・顕微鏡
レンズ組立体、130・・・・・・ダイシング制御装置
、132.133・聞・回線、14o・曲・ダイシング
・ソ“−装置、145・曲・ダイシング刃。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11操作要素の近くに顕微鏡操作視野を形成する光学
    要素を備えており顕微鏡を用いた操作装置の精密校正・
    整合器具であって− 前記操作視野の中には、複数の光学視標を有す石視標板
    が含まれておシ、 その視標の少なくとも7つには、前記装置の前記操作要
    素が整合される目盛付き罫線が含まれておシ、−。 その視標の他の7つには、最小限のディストーションで
    平等に照明された視野が得られるように前記装置の前記
    光学要素を校正するための反射手段が含まれていること
    を特徴とする前記精密校正・整合器具。 (2)前記光学視標の1つは、前記目盛付き罫線に直交
    し、前記操作要素のテータ整合の校正をす′ るための
    中心線罫線を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の器具。 (3)前記顕微鏡を用いた操作装置は、ノ9ターン認識
    手段を備えておシ、 前記光学視標は、ビデオ情報のコントラストの測定およ
    び画質を判定するために、前記ノ4ターン認識手段によ
    って検査するためのつや消し面領域を含んでいることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の器具。 (4)前記光学視標の少なくとも7つは、反射面と非反
    射面とが交互に並んでいるチェス盤パターンを含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の器具。 (5) 反射面と非反射面とが交互に並んでいる少なく
    とも7つの顕微鏡チェス盤パターンを有しており、装置
    の顕微鏡視野の中に置かれる視標板を含むことを特徴と
    する一微鉾光学装置およびビデオ・カメラ装置の校正・
    整合器具。 (6)前記視標板は、複数の前記チェス盤ノ臂ターンを
    含んでおシ、それぞれの前記ノJ?ターンは、交互に並
    んだ区分寸法が異っていることを特徴とする特許請求の
    範囲第3項記載の器具。 (7)前記視標板は、視野内の光分布および画像コント
    ラストを校正するための、少なくとも7つの連続する反
    射面を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第6
    項記載の器具0 (8) 前記視標板は、ビデオの画質を判定するためツ
    クターン認識装置によって検査されるつや消しパターン
    を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第S項記
    載の器具。 (9)前記つや消しパターンは、内部にクロム染料が埋
    め込まれているマイラー表面上のポリカーボネート材料
    で作られていることを特徴とする特許請求の範囲第7項
    記載の器具。 0〔前記視標板は、前記光学装置とカメラ装置とによっ
    て位置制御される操作要素の構造上の整合を測定するた
    めの直線罫線をその上に有していることをIrf徴とす
    る特許請求の範囲第5項記載の器具。 aυ 前記直線罫線は、所定の値の増分で目盛線が設け
    られた精密目盛付き罫線を含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第1Q項記載の器具Oa2 それぞれの前記パ
    ターンは、顕微鏡視野内の共通光学面上に設けられてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1O項記載の器具
    。 (13e微調自動整合手段によって制御されるウェーハ
    ・ダイシング手段に使用されるチャック取付は可能な光
    学校正・整合板であって、テークの正確さを校正するた
    めに直角に交差する中心線罫線と、 制御光学要素を校正し、整合するために、反射区域と非
    反射区域とが交互に並んでいる少なくとも7つのチェス
    盤パターン領域と、および、顕微鏡光学照明分布を校正
    するための少なくとも7つの反射領域と、を備えている
    ことを特徴とする校正・整合板。 a滲 前記中心線罫線の7つは、前記ダイシング手段の
    Y軸ステッグ送シを校正するために、目盛が付けられて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第73項記載の校
    正・整合板。 O5交互に並んだ区域の寸法がそれぞれ異なっている複
    数の前記チェス盤パターン領域を備えていることを特徴
    とする特許請求の範囲第73項記載の校正・整合板。 (16174’ターン認識装置を校正する少なくとも/
    っの領域を備えていることを特徴とする特許請求の範囲
    第73項記載の校正・整合板。 (17)ステップ送り制御装置によって生じる固有誤差
    を補正するために自動ウェーハ・ダイシング手段を再校
    正する方法であって、 複数の精密罫線が一定増分離して配置されている校正板
    を、ウェーハ支持チャックの上に準備すること、 最初に前記ウェーハ・ダイシング手段のダイシング刃を
    前記罫線の7つに合わせ、次に、前記ステップ制御装置
    にしたがって、前記増分を所定数、罫線に沿って前記ダ
    イシング刃をステップ送シすること、 最初に合わせた罫線から前記増分を前記所定数動かすこ
    とによって示されるように、罫線に沿った前記ダイシン
    グ刃の実際位置と目標位置゛との差で定義されるステッ
    プ送シ制御装置の誤差を判定すること、および、 前記誤差を補正するように前記ステップ送シ装買を再調
    整すること、の諸手順を含むことを特徴とする方法。 舖 顕微鏡操作視野を形成する光学要素とウェーハ支持
    チャックとを有しておシ、前記操作視野の中で、自動ウ
    ェーハ・ダイシング手段を再校正する方法であって、 複数の光学視標を有する視標板を、前記ウェーハ支持チ
    ャックの上に置くこと、 前記操作視野が前記光学視標の最初の反射領域に向けら
    れるように、前記光学要素を前記ウェーハ支持チャック
    に対し位置決めし、前記操作視野の全域にわたって等し
    い照明が得られるように前記光学要素を調整すること、
    および、前記操作視野が前記光学視標の一番目のパター
    ンであって反射区域と非反射区域とが交互に並んでいる
    チェス盤パターンに向けられるように、前記光学要素を
    前記ウェーハ支持チャックに対し再位置決めし、前記視
    野全域にわたって焦点合せを改善し、ディストーション
    を最小限にするように前記光学要素を調整すること、の
    諸ステップを含むことを特徴とする方法。 H前記自動ウェーッ・・ダイシング手段は、前記ウェー
    冷支持チャックの表面全域にわたってステップ状に動か
    される操作要素を有しておシ、及び、前記操作視野が前
    記光学視標の3番目の目盛付き罫線部分に向けられるよ
    うに1前記光学要素を前記ウェーッ・支持チャックに対
    し再位置決めすることによって、前記ステップ状移動の
    量を再校正することを特徴とする特許請求の範囲第1g
    項記載の方法。
JP60044513A 1984-03-06 1985-03-06 顕微鏡を用いた操作装置の精密校正・整合器具及び方法 Pending JPS60210704A (ja)

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