JP3203364B2 - アライメント方法及びその装置 - Google Patents

アライメント方法及びその装置

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JP3203364B2
JP3203364B2 JP33054097A JP33054097A JP3203364B2 JP 3203364 B2 JP3203364 B2 JP 3203364B2 JP 33054097 A JP33054097 A JP 33054097A JP 33054097 A JP33054097 A JP 33054097A JP 3203364 B2 JP3203364 B2 JP 3203364B2
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ダイシング
装置のワークテーブルに適用されるアライメント方法及
びその装置に係り、特に一対の切断刃ユニットで半導体
ウェーハ（ワーク）を碁盤目状に切断するダイシング装
置のウェーハアライメント方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ダイシング装置の高速化が進むな
か、半導体ウェーハの大口径化も進み処理時間が延びる
傾向にある。この処理時間を短縮する対策として、切断
スピードを上げる、戻りスピードを上げる、アライメン
トを高速化するという手法があるが、切断スピードを上
げると切削品質を低下させる虞があるために限界があ
り、また、戻りスピードを上げ過ぎるとダイシング装置
自身の振動が大きくなり、大幅な向上は見込められな
い。よって、アライメントの高速化が重要な課題となっ
ている。
【０００３】図７は従来のアライメント方法を示した遷
移図である。同図によれば、まず、低倍率のカメラ（撮
像手段）によって図７（Ａ）で示すウェーハＷの中心Ｏ
付近の位置のパターンをサーチし、次に、位置から
若干量離れた位置で位置のパターンと同じパターン
をサーチし、ウェーハをθ方向に回転方向駆動機構で回
転させて最初のラフアライメントを行う。次いで、ウェ
ーハＷの外周付近の位置のパターンをサーチし、ウェ
ーハＷを回転方向駆動機構で回転させてラフアライメン
トを完了する。
【０００４】次に、カメラを高倍率に切り換え、図７
（Ｂ）に示す位置のパターンをサーチした後、位置
のパターンをサーチし、ウェーハをθ方向に回転させる
ことによりＣＨ（チャンネル）１側のアライメントを完
了する。そして、ＣＨ２に切り換えてウェーハＷを９０
°回転させ、図７（Ｃ）に示す位置のパターンをサー
チした後、位置のパターンをサーチし、ウェーハをθ
方向に回転させることによりＣＨ２側のファインアライ
メントを完了する。以上でウェーハＷのアライメントが
終了し、この後にウェーハＷが切断刃ユニットによって
切断される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のウェーハアライメント方法は、ＣＨ１側において
〜のパターンを３段階で撮像しなければならないの
で、時間がかかりアライメントを高速化することができ
ないという欠点がある。また、従来のアライメント方法
は、ＣＨ１側において〜に示すようにカメラをＸ方
向に移動したり、ＣＨ２側において〜に示すように
カメラをＸ方向に移動したりしなければならないので、
これもまた時間がかかるという欠点がある。
【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、アライメントを高速化することができるアライ
メント方法及びその装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、切断刃と該切断刃を回転させるモータと
を有する切断刃ユニットを一対設け、該一対の切断刃ユ
ニットによって、ＩＣ等のパターンを有するワークを切
断する際に、前記パターンにおける切断線と前記切断刃
とを位置合わせするアライメント方法において、所定位
置にある前記ワークの少なくとも低倍率と高倍率の各１
点の基準パターンを予め登録し、前記一対の切断刃ユニ
ットに設けられた２つの撮像手段で前記ワークの中心点
近傍の２点のパターンを一度に撮影し、該撮像した２点
の現画像パターンが前記基準パターンと一致するように
ワークの位置合わせを行い、前記２つの撮像手段のうち
一方の撮像手段を、前記ワークの外周部の１点のパター
ンを撮像する位置に移動させて該１点のパターンを撮像
し、該撮像した１点の現画像パターンが前記基準パター
ンと一致するようにワークの位置合わせを行うことを特
徴としている。
【０００８】また、本発明は、前記目的を達成するため
に、アライメント装置本体に対し所定の方向に移動自在
に設けられるとともに切断刃と該切断刃を回転させるモ
ータとを有する切断刃ユニットを一対設け、該一対の切
断刃ユニットによって、ＩＣ等のパターンを有するワー
クを切断する際に、前記パターンにおける切断線と前記
切断刃とを位置合わせするアライメント装置において、
Ｘ−Ｙ方向駆動機構並びに回転方向駆動機構を有するワ
ーク載置手段と、前記一対の切断刃ユニットに設けられ
ると共に、前記ワーク載置手段上のワークのパターンを
撮像する２台の撮像手段と、所定位置にある前記ワーク
の少なくとも低倍率と高倍率の各１点の基準パターンが
予め登録された記憶手段と、前記２台の撮像手段からの
現画像パターンと前記記憶手段に記憶された前記基準パ
ターンとを比較し、パターンマッチング信号を出力する
パターンマッチング手段と、前記パターンマッチング手
段の出力に基づいて前記ワーク載置手段を駆動し、ワー
クを所望位置に位置合わせする制御手段と、から成るこ
とを特徴とする。
【０００９】本発明によれば、まず、所定位置にあるワ
ークの１点の基準パターンを予め記憶手段に登録してお
く。次に、一対の切断刃ユニットに設けられた２つの撮
像手段でワークの中心点近傍の２点のパターンを一度に
撮影し、そして、撮像した２点の現画像パターンが前記
基準パターンと一致するように、制御手段がワーク載置
手段を駆動してワークの位置合わせを行う。次に、２つ
の撮像手段のうち一方の撮像手段を、ワークの外周部の
１点のパーンを撮像する位置に移動させて、その１点の
パターンを撮像し、撮像した１点の現画像パターンが前
記基準パターンと一致するように、制御手段がワーク載
置手段を駆動してワークの位置合わせを行う。これによ
り、ワークのアライメントが完了する。即ち、本発明
は、一対の切断刃ユニットに撮像手段を設け、この２台
の撮像手段でワークの中心点近傍の２点のパターンを一
度に撮影してアライメントを行うようにしたので、１点
毎撮像する従来のアライメント方法と比較して、アライ
メントに要する時間を短縮することができ、アライメン
トの高速化を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るアライメント方法及びその装置について詳説する。図
１は本発明が適用された半導体ウェーハのダイシング装
置１の斜視図であり、図２はその平面図である。図１に
示すように、前記ダイシング装置１は、主として切断部
１０、洗浄部２０、カセット収納部３０、エレベータ部
４０、及び搬送装置５０等から構成されている。
【００１１】このダイシング装置１によるウェーハＷの
切断工程を説明すると、まず、カセット収納部３０に複
数枚収納されている加工前のウェーハＷは、エレベータ
部４０によって順次引き出され、そして、引き出された
ウェーハＷは図２に示す位置Ｐ４にセットされる。次
に、このウェーハＷは、搬送装置５０によって位置Ｐ１
のプリロードステージを介して切断部１０のカッティン
グテーブル（位置Ｐ２：図４参照）１２上に載置され
る。ここで、ウェーハＷはカッティングテーブル１２に
吸着保持される。吸着保持されたウェーハＷは、アライ
メント用撮像装置１８、１９によってウェーハＷ上のパ
ターンが画像認識され、これに基づいてアライメントさ
れる。このアライメント方法及びその装置については後
述する。
【００１２】そして、アライメントされたウェーハＷは
図２に示す、切断部１０の矢印Ａ、Ｂで示すＹ軸方向移
動と、カッティングテーブルの矢印Ｃ、Ｄで示すＸ軸方
向移動とによって、２本のストリートが同時に切断され
る。最初の２本のストリートが切断されると、切断刃ユ
ニット１４、１６をストリートのピッチ分だけＹ軸方向
に移動させ、そして、カッティングテーブル１２を再び
Ｘ軸方向に移動させることにより次の２本のストリート
が切断される。この切断動作を繰り返して行い、一方向
（Ｘ方向）の全てのストリートの切断が終了すると、カ
ッティングテーブル１２を９０°回動させて、前記切断
したストリートに直交する他方向（図２上でＹ方向）の
ストリートを順次切断する。これにより、ウェーハＷは
最終的に碁盤目状に切断される。
【００１３】切断終了したウェーハＷは、カッティング
テーブル１２の移動で位置Ｐ２に戻された後、搬送装置
５０によって位置Ｐ３の洗浄部２０のスピナテーブルに
搬送される。ここでウェーハＷは、洗浄水により洗浄さ
れた後、エアブローによって乾燥される。乾燥したウェ
ーハＷは、搬送装置５０によって位置Ｐ４に搬送され、
エレベータ部４０によってカセット収納部３０に収納さ
れる。以上が前記ダイシング装置１による１枚のウェー
ハＷの切断工程である。
【００１４】次に、ダイシング装置１の切断部１０につ
いて説明する。図３は切断部１０の平面図である。同図
に示す切断部１０の切断刃ユニット１４、１６は、モー
タ６０、６２、スピンドル６４、６６、及びスピンドル
６４、６６の先端部に装着されたブレード６８、７０を
有している。これらの切断刃ユニット１４、１６は、ス
ピンドル移動機構によってＹ軸方向に各々独立して移動
される。このスピンドル移動機構はリニアモータを適用
しており、その詳細な構成は周知であるのでここでは省
略する。
【００１５】ところで、図４に示した撮像装置１８は図
３に示す切断刃ユニット１４に設けられ、撮像装置１９
は切断刃ユニット１６に設けられている。即ち、撮像装
置１８、１９はブレート６８、７０と共にＹ軸方向に移
動することができる。次に、図４に示したウェーハＷの
アライメント装置の構成について説明する。同図に示す
ようにカッティングテーブル１２上にはウェーハＷが吸
着保持される。カッティングテーブル１２はＸ−Ｙ駆動
機構７２によりＸ−Ｙ方向に駆動され、また回転駆動機
構７４により所定角度θ°回転されるようになってい
る。カッティングテーブル１２の上面には図示しないエ
ア吸着機構が設けられ、これによりウェーハＷはカッテ
ィングテーブル１２上に吸着され、ブレード６８、７０
によりウェーハＷのカットラインに沿って切断される。
カッティングテーブル１２上には、前記撮像装置１８、
１９が設けられる。撮像装置１８は、顕微鏡７６と撮像
部７８とから構成され、撮像部７８からの画像信号はＡ
／Ｄ変換された後、切換器８０により低倍用フレームメ
モリ８２、高倍用フレームメモリ８４、現画像用フレー
ムメモリ８６のうち１つのフレームメモリに送られるよ
うになっている。同様に、前記撮像装置１９は、顕微鏡
７７と撮像部７９とから構成され、撮像部７９からの画
像信号はＡ／Ｄ変換された後、切換器８０により低倍用
フレームメモリ８２、高倍用フレームメモリ８４、現画
像用フレームメモリ８６のうち１つのフレームメモリに
送られるようになっている。
【００１６】前記低倍用フレームメモリ８２は、切換器
８８を介して比較器９０と接続され、また、高倍用フレ
ームメモリ８４も切換器８８を介して比較器９０と接続
される。前記現画像用フレームメモリ８６は、比較器９
０に直接接続されている。前記比較器９０では、パター
ンマッチング処理がなされ、パターンマッチング信号が
コントローラ９２に出力される。コントローラ９２は、
キーボード等の外部入力手段を備えている。コントロー
ラ９２は、前記外部入力手段から入力される指令信号に
基づいて、顕微鏡７６、７７の倍率変換を行ったり、ま
た、比較器９０からの信号に基づいてＸ軸方向制御、Ｙ
軸方向制御、回転方向制御を行ったりする。
【００１７】次に、アライメント操作に先立って行われ
る基準パターンの登録手順について説明する。まず、処
理対象ウェーハＷのデータ（ウェーハＷの種類、径、厚
さ、カットラインのピッチ等）を外部入力手段からコン
トローラ９２に入力する。次に、マスタウェーハ又は同
種のウェーハＷの１枚目のウェーハＷをカッティングテ
ーブル１２上に載置する。次いで、顕微鏡７６（顕微鏡
７７でも良い）を低倍率の状態でスピンドル移動機構に
より低倍率パターン位置に移動する。そして、低倍率パ
ターンが撮像部７８で撮像されて、基準となる基準低倍
率パターンが低倍用フレームメモリ８２に記憶されて登
録される。この場合、低倍用フレームメモリ８２には、
パターン位置とパターン形状とが記憶される。
【００１８】次に、コントローラ９２から高倍率への切
り換え信号が顕微鏡７６に送られ、さらに顕微鏡７６を
の高倍率パターン位置に移動させる。そして、切換器８
０が高倍用フレームメモリ８４に切り換わり、基準高倍
率パターンが記憶されて登録される。この場合、高倍用
フレームメモリ８４には、そのパターン位置とパターン
形状とが記憶される。以上により低倍率、高倍率の２つ
の基準パーンの登録が終了する。
【００１９】次に、前記の如く登録した基準パーンに基
づいて行うアライメント方法を図５、図６を参照しなが
ら説明する。まず、ステップ１００においてウェーハＷ
をカッティングテーブル１２に保持させてアライメント
位置まで移動させると共に、顕微鏡７６、７７をチャン
ネル１のアライメント位置に移動させる。次に、ステッ
プ１１０においてチャンネル１での低倍率パターンに基
づくラフアライメントを行う。即ち、図６（Ａ）に示す
ように２台の顕微鏡７６、７７をウェーハＷの中心Ｏ近
傍の、の位置に移動させ、この位置の２つのパター
ンを同時に撮像する。一方、アライメント装置では、低
倍用フレームメモリ８２から基準低倍率パターンが比較
器９０に送られると共に、現画像フレームメモリ８６か
らは２台の顕微鏡７６、７７で撮像された前記、位
置の現画像パターンが比較器９０に送られる。そして、
比較器９０では、パターンマッチング処理が行われ、そ
の結果がコントローラ９２に送られる。コントローラ９
２は、基準低倍率パターンに現画像パターンが一致する
ようにＸ−Ｙ駆動機構７２、回転駆動機構７４を駆動制
御してラフアライメントを行う。これにより、基準低倍
率パターンに基づくラフアライメントが完了する。
【００２０】次に、ステップ１２０においてチャンネル
１での低倍率パターンに基づくラフアライメントを行
う。即ち、図６（Ａ）に示すように２台の顕微鏡７６、
７７をウェーハＷの外周部近傍の、の位置に移動さ
せ、この位置の２つのパターンを同時に撮像する。一
方、アライメント装置では、低倍用フレームメモリ８２
から基準低倍率パターンが比較器９０に送られると共
に、現画像フレームメモリ８６からは２台の顕微鏡７
６、７７で撮像された前記、位置の現画像パターン
が比較器９０に送られる。そして、比較器９０では、パ
ターンマッチング処理が行われ、その結果がコントロー
ラ９２に送られる。コントローラ９２は、基準低倍率パ
ターンに現画像パターンが一致するようにＸ−Ｙ駆動機
構７２、回転駆動機構７４を駆動制御してラフアライメ
ントを行う。これにより、低倍率パターンに基づくラフ
アライメントが完了する。
【００２１】次に、ステップ１３０においてチャンネル
１での高倍率パターンに基づくファインアライメントを
行う。即ち、切換器８８が高倍用フレームメモリ８４側
に切り換わり、そして図６（Ｂ）に示す２台の顕微鏡７
６、７７をその、の位置で静止させた状態で低倍率
から高倍率に切り換えて、この、の位置の２つのパ
ターンを撮像する。アライメント装置では、高倍用フレ
ームメモリ８４から基準高倍率パターンが比較器９０に
送られると共に、現画像フレームメモリ８６からは２台
の顕微鏡７６、７７で撮像された前記、位置の現画
像パターンが比較器９０に送られ、比較器９０でパター
ンマッチング処理が行われる。その結果は、コントロー
ラ９２に送られ、コントローラ９２は、基準高倍率パタ
ーンに現画像パターンが一致するようにＸ−Ｙ駆動機構
７２、回転駆動機構７４を駆動制御してファインアライ
メントを行う。これにより、チャンネル１でのファイン
アライメントが完了する。
【００２２】次に、ステップ１４０において、チャンネ
ル１からチャンネル２に切り換えられて、カッティング
テーブル１２が回転駆動機構７４により９０°回転させ
られる。そして、ステップ１５０においてチャンネル２
での高倍率パターンに基づくファインアライメントが行
われる。即ち、図６（Ｃ）に示す２台の顕微鏡７６、７
７を、の位置で止めた状態でカッティングテーブル
１２を９０°回転させて、この、位置の２つのパタ
ーンを撮像する。アライメント装置では、高倍用フレー
ムメモリ８４からチャンネル２での基準高倍率パターン
が比較器９０に送られると共に、現画像フレームメモリ
８６からは２台の顕微鏡７６、７７で撮像された前記
、位置の現画像パターンが比較器９０に送られ、比
較器９０でパターンマッチング処理が行われる。その結
果は、コントローラ９２に送られ、コントローラ９２
は、基準低倍率パターンに現画像パターンが一致するよ
うにＸ−Ｙ駆動機構７２、回転駆動機構７４を駆動制御
してファインアライメントを行う。以上によって、本実
施の形態のアライメント装置によるウェーハＷのアライ
メントが完了する。
【００２３】このように、本実施の形態のアライメント
方法では、一対の切断刃ユニット１４、１６に撮像装置
１８、１９を設け、この２台の撮像装置１８、１９でウ
ェーハＷの中心点近傍の２点のパターンを一度に撮影し
てアライメントを行うようにしたので、１点毎撮像する
従来のアライメント方法と比較して、アライメントに要
する時間を短縮することができ、アライメントの高速化
を図ることができる。
【００２４】なお、本実施の形態では、ラフアライメン
ト時に両方の撮像装置１８、１９で、の２点のパタ
ーンを撮像したが、一方の撮像装置で１点のパターンの
みを撮像してもアライメントを行うことができる。ま
た、本実施の形態では、撮像装置１８、１９を移動させ
ることなく基準低倍率パターンと基準高倍率パターンと
を撮影することができるので、そのパターンを撮像する
毎に撮像装置をその位置に移動しなければならない従来
のアライメント装置と比較して、処理時間を大幅に短縮
することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るアライ
メント方法及びその装置によれば、一対の切断刃ユニッ
トに撮像手段を設け、この２台の撮像手段でワークの中
心点近傍の２点のパターンを一度に撮影してアライメン
トを行うようにしたので、１点毎撮像する従来のアライ
メント方法と比較して、アライメントに要する時間を短
縮することができ、アライメントの高速化を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたダイシング装置の斜視図で
ある。
【図２】図１に示したダイシング装置の平面図である。
【図３】ダイシング装置の切断部の平面図
【図４】ダイシング装置のアライメント装置のブロック
図
【図５】ウェーハアライメント方法のフローチャート
【図６】ウェーハアライメント手順を示す遷移図
【図７】従来のウェーハアライメント手順を示す遷移図
【符号の説明】
１…ダイシング装置 １０…切断部 １４、１６…切断刃ユニット １８、１９…撮像装置 ７６、７７…顕微鏡 ７８、７９…撮像部 ８２…低倍用フレームメモリ ８４…高倍用フレームメモリ ９０…比較器 ９２…コントローラ Ｗ…ウェーハ
フロントページの続き (72)発明者 下田 浩史 東京都三鷹市下連雀９丁目７番１号 株 式会社東京精密内 (72)発明者 マニ・フィッシャー イスラエル共和国、34762 ハイファ、 タベルスキ・ストリート ７ (56)参考文献 特開 平１−285805（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−363047（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−84948（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−66224（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−290349（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−156753（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/301 H01L 21/68

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】切断刃と該切断刃を回転させるモータとを
    有する切断刃ユニットを一対設け、該一対の切断刃ユニ
    ットによって、ＩＣ等のパターンを有するワークを切断
    する際に、前記パターンにおける切断線と前記切断刃と
    を位置合わせするアライメント方法において、 所定位置にある前記ワークの少なくとも低倍率と高倍率
    の各１点の基準パターンを予め登録し、 前記一対の切断刃ユニットに設けられた２つの撮像手段
    で前記ワークの中心点近傍の２点のパターンを一度に撮
    影し、該撮像した２点の現画像パターンが前記基準パタ
    ーンと一致するようにワークの位置合わせを行い、 前記２つの撮像手段のうち一方の撮像手段を、前記ワー
    クの外周部の１点のパターンを撮像する位置に移動させ
    て該１点のパターンを撮像し、該撮像した１点の現画像
    パターンが前記基準パターンと一致するようにワークの
    位置合わせを行うことを特徴とするアライメント方法。
  2. 【請求項２】アライメント装置本体に対し所定の方向に
    移動自在に設けられるとともに切断刃と該切断刃を回転
    させるモータとを有する切断刃ユニットを一対設け、該
    一対の切断刃ユニットによって、ＩＣ等のパターンを有
    するワークを切断する際に、前記パターンにおける切断
    線と前記切断刃とを位置合わせするアライメント装置に
    おいて、 Ｘ−Ｙ方向駆動機構並びに回転方向駆動機構を有するワ
    ーク載置手段と、 前記一対の切断刃ユニットに設けられると共に、前記ワ
    ーク載置手段上のワークのパターンを撮像する２台の撮
    像手段と、 所定位置にある前記ワークの少なくとも低倍率と高倍率
    の各１点の基準パターンが予め登録された記憶手段と、 前記２台の撮像手段からの現画像パターンと前記記憶手
    段に記憶された前記基準パターンとを比較し、パターン
    マッチング信号を出力するパターンマッチング手段と、 前記パターンマッチング手段の出力に基づいて前記ワー
    ク載置手段を駆動し、ワークを所望位置に位置合わせす
    る制御手段と、 から成ることを特徴とするアライメント装置。
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