JP3280736B2 - ダイシング溝の位置測定方法 - Google Patents

ダイシング溝の位置測定方法

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JP3280736B2 JP4389193A JP4389193A JP3280736B2 JP 3280736 B2 JP3280736 B2 JP 3280736B2 JP 4389193 A JP4389193 A JP 4389193A JP 4389193 A JP4389193 A JP 4389193A JP 3280736 B2 JP3280736 B2 JP 3280736B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被加工物の面上の所望
の位置に加工が行えるように、あらかじめ切削刃に対し
て位置決めされた投影装置によって被加工物の表面を観
察しながら位置調整するようにしたダイシング装置にお
いて、切削刃と投影装置との位置関係を検出するため切
削刃によって加工された溝の位置を測定するダイシング
溝の位置測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ダイシング装置は高速に回転する切削刃
で細い溝を加工する装置であり、半導体ウエハ上に形成
された半導体チップをウエハから切り出すための加工に
広く利用されている。そのため、ここでは半導体ウエハ
に溝加工する場合を例として説明を行うこととする。
【0003】図3はダイシング装置の基本構成を示す図
である。図3において、参照番号1はダイアモンド等の
砥粒をニッケル等で固着した切削刃(ブレード)であ
り、スピンドルモータ11によって高速に回転する。2
は半導体ウエハ100を真空吸着によって固定するステ
ージであり、図示していないが、精密な移動機構によっ
て移動される。100は溝加工が施される半導体ウエハ
であり、回転するブレード1に対して半導体ウエハ10
0が載置されたステージ2を移動することにより溝加工
を行う。なおすべての図において、共通の機能部分には
同一の参照番号を付し、説明を省略する。
【0004】4はステージ2に載置された半導体ウエハ
100の位置を測定するための投影装置である。投影装
置4の視野内の所定位置とブレード1の加工位置とは精
密に一致させるのはきわめて難しく、正しく一致してい
ない投影装置4の視野内の所定位置によって半導体ウエ
ハ100の表面上の加工値を自動位置決すると、半導体
ウエハ100上の所望の位置に正確に溝を加工すること
はできない。そこで、半導体ウエハ100が載置された
ステージ2を投影装置4の視野の下に移動させ、半導体
ウエハ100上の所定位置を投影装置4の視野内の所定
位置に合わせる。投影装置4はあらかじめブレード1の
加工位置に対して所定の位置関係になるように調整され
ており、上記のような位置調整を行うことにより半導体
ウエハ100の表面上の位置とブレード1の加工位置と
の位置関係が決定され、精密な移動機構によってステー
ジ2を移動することで、半導体ウエハ100上の所望の
位置に正確に溝を加工することが可能になる。
【0005】図3に示すように、投影装置4は、半導体
ウエハ100の表面の像を拡大して投影する顕微鏡レン
ズ41と、投影する面を照明するランプ42と、拡大さ
れた像を受けるTVカメラ43を有しており、モニタの
画像を見ながら位置合わせを行う。TVカメラ43を使
用せず、直接顕微鏡を見て位置合わせを行う場合もあ
り、またTVカメラ43のビデオ信号を画像処理して、
自動的に位置合わせを行う場合もある。
【0006】半導体ウエハ100はステージ2に固定さ
れるが、加工中にばらばらになるのを防止するため、半
導体ウエハ100の裏面に粘着テープを貼り付けた上で
ステージ2に固定するのが一般的である。被加工物が半
導体ウエハ以外の場合には、接着剤を用いて固定するこ
ともある。半導体ウエハ100の裏面に粘着テープを貼
り付ける場合、図4に示すように、中央に穴を有するフ
レーム101に粘着テープ102を貼り付け、その中央
の穴の部分に半導体ウエハ100を貼り付けたものをス
テージ2に載置して固定している。工程間の搬送も図4
に示す状態で行われる。
【0007】半導体ウエハ100上には、多数のチップ
が形成され、ダイシング装置により各チップの間に溝加
工を行い分離する。図5は半導体ウエハ100上のチッ
プ110の配列状態を示す図である。半導体ウエハ10
0の直径は150mmから200mm程度であり、各チ
ップは10mm角程度の大きさである。そして各チップ
の間のストリート120と呼ばれる部分の幅dは100
μm程度であり、この部分に幅20μm程度の溝を半導
体ウエハ100の両端にわたって加工する必要がある。
【0008】上記のように、幅100μm程度の部分に
最大200mm程度の長さの溝を加工するため、ブレー
ド1の加工位置に対する半導体ウエハ100の位置合わ
せは高精度であることが要求される。この位置合わせを
高精度に行うためには、そもそも投影装置4の視野とブ
レード1の加工位置とが精密に対応していることが必要
である。ブレード1の刃の位置は、ブレード1自体の製
作誤差や取り付け誤差により、ブレード毎にある程度異
なる。そのため、投影装置4の視野とブレード1の加工
位置とを対応させる作業は、ブレード1によって加工さ
れた溝の位置を投影装置4により測定することにより行
われる。
【0009】図6は投影装置4の視野と切削刃1の加工
位置との位置関係を示す図である。図において、400
は投影装置4の視野中心を示し、ブレード1によって加
工された溝の中心をこの視野中心400に合わせるか、
図のdyで示した溝の中心と視野中心との差を記憶して
おきこの差を考慮してブレード1を移動させるようにす
る。このようにして投影装置4の視野と切削刃1の加工
位置との位置関係は装置の製作時に精密に調整される
が、図3に示したように、投影装置4とブレード1は共
に後方に設けられた台から延びるアーム状の部材又はス
ピンドルモータ11に支持された構造を有する。これは
半導体ウエハ100等が移動する範囲を確保するためで
ある。そのために、温度変化による伸縮の影響を受けや
すく、投影装置4とブレード1を支持する部分の温度膨
張係数の差により、投影装置4の視野とブレード1の加
工位置との位置関係が温度に応じて変化するという問題
がある。上記のように、投影装置による位置合わせは非
常に精密に行う必要があるため、温度変化による投影装
置4の視野とブレード1の加工位置との位置関係の変化
も無視できず、加工途中に加工した溝の部分を投影装置
4の下に移動させて溝位置を測定し、随時位置関係の補
正を行っている。測定する溝はステージ2及びステージ
2上に載置されたステージ2と共に移動可能なものであ
ればどのような部分に形成されたものであってもよい
が、溝位置の測定は頻繁に行なわれるため、ステージ2
に溝を加工するのは好ましくない。そこで、これまでは
半導体ウエハ100の表面に溝を加工し、その溝位置を
測定していた。半導体ウエハ100への溝加工は、通常
の加工で行われるものであり、加工途中で溝を加工した
部分を投影装置4の下に移動させて溝位置を測定すれ
ば、溝位置の測定のために溝を加工する必要はなくな
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】近年ダイシング装置
は、生産性の改善のため自動化が求められており、上記
の溝位置の測定についても自動化が必要である。特に上
記の溝位置の測定は、加工途中でも随時行う必要がある
ため、自動化の必要性が大きい。溝位置の測定の自動化
は、図3に示すように、投影装置4にTVカメラ43を
設け、そのビデオ出力を画像処理することにより行われ
ている。
【0011】画像処理により溝位置を認識するには、常
に良好な画像がTVカメラ43に安定して投影されるこ
とが重要であり、特に画像の明るさは重要である。その
ため半導体ウエハ100の表面を照明するランプ42が
一定の光を放出するようにする等の各種の工夫がされて
いる。しかしTVカメラ43に投影される像の状態は、
半導体ウエハ表面の反射率によっても影響されるため、
異なる被加工物に溝加工する場合には、良好な溝位置の
測定が行えず、加工する溝位置の精度が低下するという
問題が生じる。例えば、GaAs等の化合物半導体ウエ
ハの加工を行う場合、反射率は通常のシリコンウエハに
比べて低いためTVカメラ43に投影される像が暗くな
り、そのままでは溝位置の測定が行えないという問題が
生じている。このような問題は被加工物がガラス基板で
ある場合にも生じる。この問題は、溝位置の測定を自動
的に行う場合に特に重大であるが、目視により溝位置を
測定する場合でも見えにくいために誤差が大きくなると
いう形で影響する。
【0012】このような問題を低減するため、被加工物
の種類に応じて照明の強度を変えることも考えられる
が、そのためには照明の強度を変化させる装置を設ける
必要がある上、被加工物の種類に応じて照明の強度を変
化させる作業が必要になるため、煩雑であるという問題
がある。本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであ
り、被加工物に形成した溝の位置を位置合わせ用の投影
装置により測定することで、加工される溝の位置と投影
装置との位置関係を補正するようにしたダイシング装置
において、被加工物の種類にかかわらず良好な測定が行
えるようにしたことを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のダイシング溝の位置測定方法は、被加工物
が貼り付けられる粘着テープに溝加工を行い、この粘着
テープ上の溝の位置を測定する。すなわち、本発明のダ
イシング溝の位置測定方法は、高速回転する切削刃と、
粘着テープ上に貼り付けられた半導体ウエハが載置され
るステージと、ステージを移動させる移動機構と、切削
刃によって溝が形成される半導体ウエハの表面の像を投
影する投影手段とを備え、半導体ウエハの表面上の位置
を投影手段で投影された像に基づいて確認した上で溝加
工を行うダイシング装置において、切削刃によって加工
される溝の位置と投影手段の投影する像の位置との対応
関係を測定するダイシング溝の位置測定方法であって、
粘着テープは、半導体ウエハの外径を越える外径を有
し、半導体ウエハの裏面に貼り付けられ、半導体ウエハ
の表面をダイシングする時、半導体ウエハの外径を越え
て粘着テープにダイシングし、半導体ウエハの外径を越
えた粘着テープの部分で表面からダイシング溝の位置を
測定することを特徴とする。
【0014】
【作用】本発明のダイシング溝の位置測定方法において
は、溝位置と像の位置との対応関係の測定は同一の粘着
テープに形成された溝に対して行われるため、被加工物
の種類に影響されず、常に安定した測定が行える。粘着
テープは軟らかく、溝位置を測定するには不適当である
ように思われるが、実際に粘着テープに溝を加工して測
定を行ったところ、被加工物である半導体ウエハに溝加
工した場合に比べて、特に問題はなかった。
【0015】
【実施例】図1は本発明の測定方法が適用されるダイシ
ング装置の構成を示す図である。図1において、参照番
号1は切削刃(ブレード)であり、11はブレード1を
高速で回転させると共に図のy方向に移動可能なスピン
ドルモータである。2は溝加工が施される半導体ウエハ
100を保持するステージであり、移動機構3によりx
方向に移動される。これらスピンドル11のy方向移動
およびステージ2のx方向移動は制御部5によって制御
される。半導体ウエハ100は、図4に示したフレーム
101に付けられた粘着テープ102に貼り付けられた
状態でステージ2上に載置されて加工される。4は投影
装置であり、顕微鏡レンズ41と、照明用ランプ42
と、TVカメラ43とを有している。顕微鏡レンズ41
は直下に移動された半導体ウエハ100、フレーム10
1及び粘着テープ102の表面の像を拡大してTVカメ
ラ43に投影し、TVカメラ43はビデオ信号を出力す
る。44はこのビデオ信号を処理して溝の位置を判定
し、その位置を測定する画像処理部であり、画像の中心
位置と溝の中心位置の差dyを算出して出力する。制御
部5はこのdyを考慮してブレード1の移動を制御す
る。
【0016】図2は投影装置4の画像の中心位置と溝の
中心位置の関係を測定するために、ステージ2を投影装
置4の下に移動させた状態を示す図であり、投影装置4
の画像の中心に粘着テープ102に形成された溝が来る
ように移動させられている。半導体ウエハに溝加工する
場合、後工程との関係で各半導体チップをウエハから完
全に切り離してしまうフルカットと呼ばれる加工方法
と、一部を切り残すハーフカットと呼ばれる加工方法と
がある。フルカット加工の場合には、通常の加工で粘着
テープ102に溝が加工されるため、適当な本数の溝を
加工した後、図2のような状態にステージを移動させて
溝位置の測定を行う。ハーフカット加工の場合には、通
常の加工では粘着テープ102に溝が加工されないた
め、適当な本数の溝を加工した後、粘着テープ102に
溝を加工し、図2のような状態にステージを移動させて
溝位置の測定を行う。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のダイシン
グ溝の位置測定方法においては、同一の粘着テープに形
成された溝の位置を測定するため、被測定物の種類、状
態にかかわらず安定した測定が行えるため、測定精度が
改善されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例においてダイシング溝の位置測
定方法が適用されるダイシング装置の構成を示す斜視図
である。
【図2】本発明の実施例において、ダイシング溝の位置
を測定する時の配置を示す斜視図である。
【図3】ダイシング装置の基本構成を示す斜視図であ
る。
【図4】ダイシング装置において加工される時のフレー
ムと粘着テープに保持された状態の半導体ウエハを示す
図である。
【図5】半導体ウエハ上のチップ配列を示す図である。
【図6】切削刃と投影装置の視野のずれを示す図であ
る。
【符号の説明】
1…切削刃(ブレード) 2…ステージ 3…ステージ移動機構 4…投影手段 5…制御部 100…被加工物(ウエハ) 101…フレーム 102…粘着テープ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−128907(JP,A) 特開 昭64−53813(JP,A) 特開 昭57−80737(JP,A) 特開 昭54−93956(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/301 B28D 5/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高速回転する切削刃(1)と、 粘着テープ(102)上に貼り付けられた半導体ウエハ
    (100)が載置されるステージ(2)と、 該ステージ(2)を移動させる移動機構(3)と、 前記切削刃(1)によって溝が形成される前記半導体ウ
    エハ(100)の表面の像を投影する投影手段(4)と
    を備え、前記半導体ウエハ(100)の表面上の位置を
    前記投影手段(4)で投影された像に基づいて確認した
    上で溝加工を行うダイシング装置において、前記切削刃
    (1)によって加工される溝の位置と前記投影手段
    (4)の投影する像の位置との対応関係を測定するダイ
    シング溝の位置測定方法であって、前記粘着テープ(102)は、前記半導体ウエハ(10
    0)の外径を越える外径を有し、前記半導体ウエハ(1
    00)の裏面に貼り付けられ、 前記半導体ウエハ(100)の表面をダイシングする
    時、前記半導体ウエハ(100)の外径を越えて前記粘
    着テープ(102)にダイシングし、前記半導体ウエハ
    (100)の外径を越えた前記粘着テープ(102)の
    部分で表面からダイシング溝の位置を測定する ことを特
    徴とするダイシング溝の位置測定方法。
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