TWI408776B - 分割裝置及晶圓的對準方法 - Google Patents

Description

分割裝置及晶圓的對準方法

本發明是關於具有分割半導體晶圓等的被加工物的功能的分割裝置者。

如第11圖所示地藉由縱橫地所形成的第一分離預定線S1，第二分離預定線S2所區劃而形成有IC，LSI等複數元件D的晶圓W，是利用切削等施以分離各分離預定線S1，S2而被分割成各個元件D。例如，在被保持在朝X軸方向移動的吸盤台2的晶圓W的第一分離預定線S1切入高速旋轉的切削刀片32，藉由切削來分離第一分離預定線S1時，為施以切削刀片32與第一分離預定線S1之對位(對準)之後才執行切削。

在切削裝置中，具備：藉由攝影部80來攝影切削對象的晶圓W的表面，依據所取得的畫像來檢測各分離預定線S1，S2的對準手段8。在晶圓W，形成有成為使用於對準的特徵的基本圖案K，而在對準手段8的內部記憶體，事先記憶著該基本圖案的畫像。因此，在對準手段8中，藉由吸盤台2一面朝X軸方向移動一面進行藉由實際攝影所取得的畫像，及事先被記憶的基本圖案的畫像之圖案匹配，可檢測出被形成於晶圓W的基本圖案。又，將兩處的基本圖案的各該Y軸方向的位置求出作為Y座標。有關於Y座標，是可由配設在Y軸方向的線性標度334的讀取值求出。

連結兩處的基本圖案的線是與第一分離預定線S1的方向一致之故，因而兩個基本圖案的Y軸座標相等時，則成為第一分離預定線S1與X軸方向(吸盤台的移動方向)一致，而在晶圓W的方向不會有誤差。又，基本圖案K與第一分離預定線S1之距離是事先被設定在一定值，還有，對準手段8是與具備切削刀片32的切削手段3一體地被形成，而事先被調整成攝影部80與切削刀片32是Y座標相等之故，因而由基本圖案檢測時的對準手段8的位置朝Y軸方向移動對準手段8及切削手段3僅該一定值的分量，則令第一分離預定線S1與切削刀片32被對位。又，在該狀態下，朝X軸方向移動吸盤台2，以高速旋轉切削刀片32的狀態下，藉由下降切削手段3，而第一分離預定線S1被切削。

另一方面，若兩處基本圖案的Y座標值未一致時，成為第一分離預定線S1的方向與吸盤台2的移動方向未一致，若在該狀態下進行切削，則沿著第一分離預定線S1來進行，也有切削元件D之虞。在此，在該情形，求出產生第一分離預定線S1的方向與吸盤台2的移動方向之間的角度，藉由旋轉吸盤台2僅所求出的角度分量，而將分離預定線S1一致於X軸方向以修正晶圓W的方向。

在此種修正時，為了求出須修正的角度，必須求出兩處基本圖案間的X軸方向的距離，惟在現狀，藉由驅動吸盤台的脈衝馬達的脈衝數的計數求出吸盤台2的移動距離，而由其移動距離求出須修正的角度。

又，若僅旋轉吸盤台2所求出的角度，則令第一分離預定線S1的方向與吸盤台2的移動方向一致，成為沿著分離預定線S1正確地可切削的狀態。又，針對於第二分離預定線S2，將吸盤台2予以旋轉90度之後，藉由與上述同樣的作業也必須進行角度調整(參照例如日本特開平7－106405號公報)。

但是，在第一分離預定線與X軸方向作成一致之後，將吸盤台旋轉90度，才將第二分離預定線與Y軸方向成為一致的方法，欲求出修正角度為止需要較久時間，而成為降低生產性的主要原因。

如此，欲解決本發明的課題，是將分離預定線與吸盤台的移動方向作成一致的作業有效率地進行而提昇生產性。

本發明的分割裝置，至少具備：保持具有第一分離預定線及正交於該第一分離預定線的第二分離預定線的晶圓的吸盤台，及朝X方向加工移送吸盤台的X軸移送手段，及在被保持於吸盤台的晶圓的第一分離預定線及第二分離預定線施以加工的加工手段，及配設有用以認識正交於X軸方向的Y軸方向的加工手段的位置資訊的Y軸線性標度，並朝Y軸方向分配移送該加工手段的Y軸移送手段，及具備攝影被保持在吸盤台的晶圓的攝影部，且檢測出須加工的第一分離預定線及第二分離預定線的對準手段，及控制X軸移送手段及Y軸移送手段的控制手段，其特徵為：在X軸移送手段具備用以認識X軸方向的吸盤台的位置資訊的X軸線性標度，控制手段是依據來自X軸線性標度及Y軸線性標度的位置資料，來認識藉由對準手段所檢測出的檢測位置的X座標資訊及Y座標資訊。

本發明的晶圓的對準方法，使用上述的分割裝置，藉由第一分離預定線及正交於第一分離預定線的第二分離預定線所區劃而檢測出形成複數元件的晶圓的第一分離預定線及第二分離預定線，其特徵為：控制手段，是將被保持於吸盤台的晶圓對位成第一分離預定線的方向一致於X軸方向，由X軸線性標度的讀取值求出隔離於形成在晶圓的X軸方向的第一檢測位置及第二檢測位置的兩處靶材圖案的X座標，而且由Y軸方向線性標度的讀取值求出兩處的靶材圖案的Y座標，依據兩處的靶材圖案的X座標及Y座標，算出連結兩處的靶材圖案的線與X軸方向所形成的角度，將吸盤台僅旋轉該角度分量，令第一分離預定線一致於X軸方向的方式來修正晶圓的方向；將被保持於吸盤台的晶圓對位成第二分離預定線一致於Y軸方向，由X軸線性標度的讀取值求出隔離於形成在該晶圓的Y軸方向的第三檢測位置及第四檢測位置的兩處靶材圖案的X座標，而且由Y軸方向線性標度的讀取值求出兩處的靶材圖案的Y座標，依據兩處的靶材圖案的X座標及Y座標算出連結兩處的靶材圖案的線與Y軸方向所形成的角度，將吸盤台僅旋轉該角度分量，令第二分離預定線一致於Y軸方向的方式來修正該晶圓的方向。

在上述的晶圓的對準方法，第一檢測位置或第二檢測位置的任一位置，兼具第三檢測位置或第四檢測位置的任一位置也可以。

在本發明的分割裝置中，不僅設置用以認識檢測位置的Y軸方向的位置的線性標度，也設置用以認識X軸方向的位置的線性標度之故，因而藉由X座標與Y座標，可特定對準用基本圖案的位置。因此，可有效率地求出產生在分離預定線與X軸方向之間的角度，可修正晶圓的方向，並提升生產性。

又，在本發明的晶圓的對準方法中，不必旋轉保持晶圓的吸盤台，就可進行第一分離預定線及第二分離預定線的對準之故，因而提升生產性。第一檢測位置或第二檢測位置的任一位置兼具第三檢測位置或第四檢測位置的任一位置的情形，則更提昇生產性。

表示於第1圖的切削裝置1，是具有分割破加工物的功能的分割裝置的一種，為在吸盤台2保持被加工物，而加工手段的切削手段3作用於該被加工物以進行切削的裝置。

如第2圖所示地，在被加工物的晶圓W表面，正交形成有第一分離預定線S1與第二分離預定線S2，由第一分離預定線S1與第二分離預定線S2所區劃而形成有複數元件D。該晶圓W是被黏貼在切割帶T。在切割帶T的外周緣部黏貼著環狀框F。晶圓W經由切割帶T成為與框F形成一體而被支撐的狀態。

如此經由切割帶T而與框F成為一體的晶圓W，被收容複數於表示在第1圖的晶圓晶舟40，晶圓晶舟40，是被載置在晶舟載置台4上。晶舟載置台4是成為可昇降，而可將晶圓晶舟40可對位在適當位置。

在晶舟載置台4的一Y方向側，配設有從晶圓晶舟40搬出加工前的晶圓W，同時將加工後的晶圓搬入到晶圓晶舟40的搬出入手段5。在晶舟載置台4與搬出入手段5之間，設有搬出入對象的晶圓暫時被載置的領域的暫時載置領域6，而在暫時載置領域6，配設有將晶圓W對位於一定位置的對位手段60。

在暫時載置領域6的近旁，配設有吸附與晶圓W成為一體的框F並加以搬運的搬運手段7，而在搬運手段7的可動領域配設有吸盤台2。吸盤台2是朝X軸方向可移動，同時成為可旋轉。吸盤台2是具備：經由切割帶T來保持晶圓W的吸引部20，及固定框F的夾緊部21。

如第3圖所示地，吸盤台2是藉由X軸移動手段22成為朝X軸方向可移動，而且被連結於脈衝馬達23成為可旋轉。X軸移動手段22是由：朝X軸方向所配設的X軸滾珠螺絲220，及被連結於X軸滾珠螺絲220的一端，且能轉動X軸滾珠螺絲220的脈衝馬達221，及與X軸滾珠螺絲220平行地配設的一對X軸導軌222，及內部的螺帽螺合於X軸滾珠螺絲220，而且下部滑接於X軸導軌222的X軸移動基台223，及用以把握X軸移動基台223的X軸方向的位置的X軸線性標度224所構成；成為被脈衝馬達221所驅動而隨著X軸滾珠螺絲220進行轉動，X軸移動基台223被X軸導軌222引導朝X軸方向移動，隨著該移動，吸盤台2成為朝同方向移動的構成。在X軸移動基台223的下部形成有讀取頭223a，而依該讀取頭223a的X軸線性標度224的讀取值被轉送到控制手段10，而在控制手段10，將吸盤台2的現在位置認識作為X座標，依據所認識的座標值而藉由控制脈衝馬達221，就可控制吸盤台2的動作。

在吸盤台2的X軸方向的移動路徑的上方，配設有檢測出晶圓W的須切削的分離預定線的對準手段8。在對準手段8，具備攝影晶圓W的表面的攝影部80，而依據利用攝影所取得的畫像，藉由圖案匹配等處理就可檢測出須切削的分離預定線。

在對準手段8的＋X方向側，配設有對於被保持在吸盤台2的晶圓W施以切削加工的切削手段3。在切削手段3固定著對準手段8，成為令兩者進行連動的構成。

切削手段3，是在藉由殼體30被固定成可旋轉的心軸31的前端裝設有切削刀片32所構成。切削手段3及對準手段8是藉由Y軸移送手段33及Z軸移送手段34，成朝Y軸方向及Z軸方向可移動。

Y軸移送手段33是由：朝Y軸方向所配設的Y軸滾珠螺絲330，及被連結於Y軸滾珠螺絲330的一端，且能轉動Y軸滾珠螺絲330的脈衝馬達331，及與Y軸滾珠螺絲330平行地配設的一對Y軸導軌332，及內部的螺帽螺合於Y軸滾珠螺絲330，而且下部滑接於Y軸導軌332的Y軸移動基台333，及用以把握Y軸移動基台333的位置的Y軸線性標度334所構成；成為被脈衝馬達331所驅動而隨著Y軸滾珠螺絲330進行轉動，Y軸移動基台333被Y軸導軌332引導朝Y軸方向移動，隨著該移動，吸盤台2成為朝同方向移動的構成。在Y軸移動基台333的下部形成有讀取頭333a，而依該讀取頭333a的Y軸線性標度334的讀取值被轉送到控制手段10，而在控制手段10，將對準手段8的現在位置認識作為Y座標，依據所認識的座標值而藉由控制脈衝馬達331，就可控制對準手段8的動作。

Z軸移送手段34是由：在Y軸移動基台333的側面朝Z軸方向所配設的Z軸滾珠螺絲340，及被連結於Z軸滾珠螺絲340的一端，且能轉動Z軸滾珠螺絲340的脈衝馬達341，及在Y軸移動台333的側面，而與Z軸滾珠螺絲340平行地配設的一對Z軸導軌342，及內部的螺帽螺合於Z軸滾珠螺絲340，而且側部滑接於Z軸導軌342的Z軸移動部343所構成；成為被脈衝馬達341所驅動而隨著Z軸滾珠螺絲340進行轉動，令Z軸移動基部343進行昇降，隨著該昇降，成為令切削手段3及對準手段8進行昇降的構成。

回到第1圖進行說明，被收容在晶圓晶舟40的晶圓W，是在晶舟載置台4進行昇降而成為可搬出的高度的狀態下，藉由搬出入手段5，框F被夾持搬出入手段5朝－Y方向移動，而在暫時載置領域6藉由該夾持被解除，被載置在暫時載置領域6。又，藉由對位手段60朝互相接近的方向移動，令晶圓W被對準在一定位置。

之後，藉由搬運手段7來吸附框F，而利用搬運手段7進行旋轉，會使與框F成為一體的晶圓W被搬運到吸盤台2，晶圓W被吸引保持在吸引部20，框F被固定在夾緊部21。又，吸盤台2朝＋X方向移動，會使晶圓W對準在對準手段8的正下方。

如第4圖所示地，在晶圓W的各個元件D，形成有成為對準時的靶材圖案的基本圖案K，而連結第一檢測位置101的基本圖案K與朝X軸方向隔離的第二檢測位置102的基本圖案K的連結線，是成為與第一分離預定線S1平行，而連結第一檢測位置101的基本圖案K與朝Y軸方向隔離的第三檢測位置103的基本圖案K的連結線，是成為與第二分離預定線S2平行。另一方，在對準手段8，事先記憶著基本圖案K的畫像。

對準手段8進行攝影晶圓W的表面，而且吸盤台2朝X軸方向移動，在對準手段8中，如第5圖所示地，利用事先所記憶的基本圖案K的畫像與實際攝影所取得的畫像之圖案匹配，檢測出第一檢測位置101的基本圖案K，而在依被匹配的時機的讀取頭333a的Y軸線性標度334的讀取值y1，作為第一檢測位置101的基本圖案K的Y座標而被記憶在控制手段10。又，這時候的依讀取頭223a所致的X軸線性標度224的讀取值x1，作為第一檢測位置101的基本圖案K的X座標而被記憶在控制手段10。如此地，第一檢測位置101的基本圖案K1的X座標x1及Y座標y1被記憶在控制手段10。

之後，一面將吸盤台2朝X軸方向移動，一面視需要也將對準手段8也朝Y軸方向移動，在對準手段8中，如第6圖所示地，進行基本圖案K的畫像與實際攝影所取得的畫像之圖案匹配，檢測出第二檢測位置102的基本圖案K。而在依被匹配的時機的讀取頭333a的Y軸線性標度334的讀取值y2，作為第二檢測位置102的基本圖案K的Y座標而被記憶在控制手段10。又，這時候的依讀取頭223a所致的X軸線性標度224的讀取值x2，作為第二檢測位置102的基本圖案K的X座標而被記憶在控制手段10。如此地，第二檢測位置102的基本圖案K1的X座標x2及Y座標y2被記憶在控制手段10。

如此地，當第一檢測位置101及第二檢測位置102的基本圖案K的X座標及Y座標被記憶在控制手段10，則在控制手段10中，判斷第一分離預定線S1的方向與吸盤台2的移動方向的X軸方向是否一致，若未一致時，則旋轉吸盤台成為一致。

如第7圖所示地，例如控制手段10，是y1＝y2時，則判斷為第一分離預定線S1的方向與吸盤台2的移動方向的X軸方向一致。

另一方面，如第8圖所示地，y1≠y2時，控制手段10是判斷為第一分離預定線S1的方向與X軸方向不一致。這時候，利用下式(1)，求出θ的角度。

θ＝tan^{－ 1} {(y2－y1)/(x2－x1)}………式(1)

之後，控制手段10是驅動被連結於吸盤台2的脈衝馬達23而令吸盤台2旋轉θ度。如此，就可使第一分離預定線S1的方向與吸盤台2的移動方向的X軸方向成為一致。

如第9圖所示地，在構成對準手段8的攝影部80的透鏡形成有基準線80a。該基準線80a是經透鏡的中心而形成在X軸方向，事先調整成構成切削手段3的切削刀片32位於基準80a的＋X方向側的延長線上。亦即，基準線80a與切削刀片32是Y座標相等地所構成。又，如第10圖所示地，基本圖案K一直到第一分離預定線S1的中心線S10為止的距離L1與基本圖案K一直到第二分離預定線S2的中心線S20為止的距離L2，是事先被記憶在控制手段10。因此，若將對準手段8朝Y方向僅移動距離L1，則第一分離預定線S1的中心線S10的Y座標與切削刀片32之Y座標成為相等，進行兩者的對位，這時候的依讀取頭333a所致的Y座標值被記憶在控制手段10。

又，相鄰接的第一分離預定線S1間的間隔的第一分離預定線間隔的間隔值也事先被記憶在控制手段10之故，因而將吸盤台2朝X軸方向切削移送，同時由與切削刀片32進行對位的第一分離預定線S1，將切削手段3以每第一分離預定線間隔別地朝Y軸方向一面分配移送一面進行切削，則可切削所有第一分離預定線S1而被分離。

以下，針對於第二分離預定線S2與Y軸方向的對位加以說明。在第二分離預定線S2的Y軸方向的對位中，檢測出第三檢測位置的基本圖案K與朝Y軸方向隔離的第四檢測位置的基本圖案K，分別求出X座標及Y座標，若兩X座標值一致，則判斷為第二分離預定線S2與Y軸方向一致。另一方面，若未一致時，則與上述同樣地求出修正角度而旋轉吸盤台2。

作為第三檢測位置或第四檢測位置，也可使用第一分離預定線S1與X軸方向之對位之際所使用的第一檢測位置101或第二檢測位置102的任一檢測位置。例如作為第四檢測位置使用表示於第4圖的第一檢測位置101時，則檢測出表示於第4圖的第三檢測位置103的基本圖案K，由已求出的第一檢測位置101的基本圖案K的座漂值(x1，y1)，及由X軸線性標度224及Y軸線性標度334的讀取值求出的新第三檢測位置103的基本圖案K的座標值(x3，y3)，可求出須修正的角度。另一方面，作為第三檢測位置使用表示於第4圖的第二檢測位置102時，使用第4圖的第二檢測位置102與朝Y軸方向隔離的第四檢測位置，同時可求出須修正的角度。

將吸盤台2旋轉90度，則第二分離預定線S2與X軸方向一致。又，如第10圖所示地，從基本圖案K一直到分離預定線第二分離預定線S2的中心線S20為止的距離L2被記憶在控制手段10之故，因而在第10圖中，將X軸方向的距離的L2轉換成Y軸方向的距離，而僅L2朝Y軸方向移動對準手段8及切削手段3，就可使切削刀片32一致於第二分離預定線S2的中心線S20。

又，相鄰接的第二分離預定線S2間的間隔的第二分離預定線間隔的間隔值也事先被記憶在控制手段10之故，因而將吸盤台2朝X軸方向切削移送，同時由與切削刀片32進行對位的第二分離預定線S2，將切削手段3以每第二分離預定線間隔別地朝Y軸方向一面分配移送一面進行切削，則可切削所有第二分離預定線S2而被分離。

如上所述地，藉由對準手段8檢測出基本圖案的時機的吸盤台2的X座標為藉由X軸線性標度224的讀取值可以認識之故，因而在檢測有關於第一分離預定線S1的對準的基本圖案K與檢測有關於第二分離預定線S2的對準的基本圖案K不必將吸盤台旋轉90度，就有效率地進行對準。

又，在上述的例子，作為分割裝置例舉切削裝置加以說明，惟雷射加工裝置也可以。又，不僅將分離預定線予以分離時，在表面形成溝槽的加工也可適用本發明。

1．．．切削裝置

2．．．吸盤台

3．．．切削手段

4．．．晶舟載置台

5．．．搬出入手段

6．．．暫時載置領域

7．．．搬運手段

8．．．對準手段

10．．．控制手段

20．．．吸引部

21．．．夾緊部

22．．．X軸移送手段

30．．．殼體

31．．．心軸

32．．．切削刀片

33．．．Y軸移送手段

34．．．Z軸移送手段

40．．．晶圓晶舟

60．．．對位手段

80．．．攝影部

W．．．晶圓

第1圖是表示切削裝置的一例子的立體圖。

第2圖是表示經由切割帶成為與框一體的晶圓的立體圖。

第3圖是表示切削裝置的內部構造的立體圖。

第4圖是表示擴大形成於晶圓的基本圖案的俯視圖。

第5圖是概略地表示檢測第一基本圖案時的狀態的俯視圖。

第6圖是概略地表示檢測第二基本圖案時的狀態的俯視圖。

第7圖是表示第一分離預定線與X軸方向一致時的檢測第一基本圖案時及檢測第二基本圖案時的各該座標的關係的說明圖。

第8圖是表示第一分離預定線與X軸方向不一致時的檢測第一基本圖案時及檢測第二基本圖案時各該座標的關係的說明圖。

第9圖是概略表示攝影部與切刷刀片之位置關係的俯視圖。

第10圖是表示基本圖案與第一分離預定線之關係的俯視圖。

第11圖是概略表示習知的切削裝置的構造的俯視圖。

1．．．切削裝置

2．．．吸盤台

3．．．切削手段

8．．．對準手段

10．．．控制手段

20．．．吸引部

21．．．夾緊部

22．．．X軸移送手段

23．．．脈衝馬達

30．．．殼體

31．．．心軸

32．．．切削刀片

33．．．Y軸移送手段

34．．．Z軸移送手段

80．．．攝影部

220．．．X軸滾珠螺絲

221．．．脈衝馬達

222．．．X軸導軌

223．．．X軸移動基台

223a．．．讀取頭

224．．．X軸線性標度

330．．．Y軸滾珠螺絲

331．．．脈衝馬達

332．．．Y軸導軌

333．．．Y軸移動基台

333a．．．讀取頭

334．．．Y軸線性標度

340．．．Z軸滾珠螺絲

341．．．脈衝馬達

342．．．Z軸導軌

343．．．Z軸移動基部

Claims (3)

1. 一種分割裝置，至少具備：保持具有第一分離預定線及正交於該第一分離預定線的第二分離預定線的晶圓的吸盤台，及朝X方向加工移送該吸盤台的X軸移送手段，及在被保持於該吸盤台的晶圓的第一分離預定線及第二分離預定線施以加工的加工手段，及配設有用以認識正交於該X軸方向的Y軸方向的該加工手段的位置資訊的Y軸線性標度，並朝Y軸方向分配移送該加工手段的Y軸移送手段，及具備攝影被保持在該吸盤台的晶圓的攝影部，且檢測出須加工的該第一分離預定線及該第二分離預定線的對準手段，及控制該X軸移送手段及該Y軸移送手段的控制手段，其特徵為：在該X軸移送手段具備用以認識X軸方向的該吸盤台的位置資訊的X軸線性標度，該控制手段是依據來自該X軸線性標度及該Y軸線性標度的位置資料，來認識藉由該對準手段所檢測出的檢測位置的X座標資訊及Y座標資訊。
2. 一種晶圓的對準方法，使用申請專利範圍第1項所述的分割裝置，藉由第一分離預定線及正交於該第一分離預定線的第二分離預定線所區劃而檢測出形成複數元件的晶圓的該第一分離預定線及第二分離預定線，其特徵為：上述控制手段，是將被保持於上述吸盤台的晶圓對位成該第一分離預定線的方向一致於X軸方向，由上述X軸線性標度的讀取值求出隔離於形成在該晶圓的X軸方向的第一檢測位置及第二檢測位置的兩處靶材圖案的X座標，而且由上述Y軸方向線性標度的讀取值求出該兩處的靶材圖案的Y座標，依據該兩處的靶材圖案的X座標及Y座標，算出連結該兩處的靶材圖案的線與該X軸方向所形成的角度，將該吸盤台僅旋轉該角度分量，令該第一分離預定線一致於該X軸方向的方式來修正該晶圓的方向；將被保持於上述吸盤台的晶圓對位成該第二分離預定線一致於Y軸方向，由上述X軸線性標度的讀取值求出隔離於形成在該晶圓的Y軸方向的第三檢測位置及第四檢測位置的兩處靶材圖案的X座標，而且由上述Y軸方向線性標度的讀取值求出該兩處的靶材圖案的Y座標，依據該兩處的靶材圖案的X座標及Y座標，算出連結該兩處的靶材圖案的線與該Y軸方向所形成的角度，將該吸盤台僅旋轉該角度分量，令該第二分離預定線一致於該Y軸方向的方式來修正該晶圓的方向。
3. 如申請專利範圍第2項所述的晶圓的對準方法，其中，上述第一檢測位置或上述第二檢測位置的任一位置，兼具上述第三檢測位置或上述第四檢測位置的任一位置。