JP4640715B2

JP4640715B2 - アライメント方法及びアライメント装置

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Publication number: JP4640715B2
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Inventors: 政圭神垣
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を精密に切削するために行うアライメントの方法及びこれに用いる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば図７に示す半導体ウェーハＷの表面には、所定間隔を置いて格子状に配列された複数の直線状領域である第一の方向のストリートＷＳ１及び第二の方向のストリートＷＳ２が存在し、第一の方向のストリートＷＳ１と第二の方向のストリートＷＳ２とによって区画された矩形の多数のチップ領域Ｃには回路パターンが施されている。そして、第一の方向のストリートＷＳ１及び第二の方向のストリートＷＳ２を切削することにより、各チップ領域Ｃが個々の半導体チップとなる。このようにして形成される半導体チップは、所定のパッケージに収容され、そのパッケージは各種の電子機器に実装される。
【０００３】
また、電子機器の小型化、薄型化、軽量化を図るために近年多く利用されているＣＳＰ（Chip Size Package）チップは、ボール状の端子が裏面から突出した配線基板の表面に１または２以上の半導体チップを積層してボンディングし、更にボンディングされた半導体チップを樹脂によってモールドすることによって図８に示すような１枚のＣＳＰ基板１００とし、これに格子状に形成された第一の方向のストリートＳ１及び第二の方向のストリートＳ２を切削することにより、半導体チップとほぼ同じサイズのパッケージとして形成されるものである。
【０００４】
図７に示した半導体ウェーハＷ、図８に示したＣＳＰ基板１００のいずれを切削する場合も、通常は、切削すべきストリートと切削ブレードとの位置合わせであるアライメントを行ってから当該ストリートを切削し、その後はストリート間隔ずつ切削ブレードを割り出し送りしながら切削を行っていく。即ち、アライメントは最初に切削するストリートについてのみ行うこととしている。従って、すべてのストリートが高精度に平行に形成されていることを前提として切削が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際にはストリートの角度にずれがある場合もあり、特にＣＳＰ基板の場合は樹脂のモールド時に配線基板に歪みが生じ、ストリートの平行精度が低下しやすい。このようにストリートが高精度に平行でない場合において、上記のようにすべてのストリートが平行に形成されていると想定して切削を行うと、ストリート以外の領域、例えば図７の例ではチップ領域Ｃを切削してしまい、半導体デバイスを損傷させてしまうという問題がある。
【０００６】
かかる問題点は、例えば特開平９−５２２２７号公報に開示された方法のように、すべてのストリートについてアライメントを行い、ストリート毎のアライメント情報を参照して各ストリートを切削するようにすれば回避することが可能であるが、このような方法ではかなりの時間を要するため、生産性を低下させ不経済である。
【０００７】
従って、ストリートと切削ブレードとのアライメントにおいては、ストリート間の平行精度が低い場合、ストリートにゆがみがある場合においても、これに対応したアライメントを行い、高精度かつ効率的な切削を可能とすることに課題を有している。
【０００８】
【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、被加工物を保持して回転角度を調整可能なチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とが相対的に切削送り方向に移動するよう切削送りする切削送り手段と、チャックテーブルと切削手段とが相対的に切削方向に直交する割り出し送り方向に移動するよう割り出し送りする割り出し送り手段とから少なくとも構成される切削装置において、第一の方向のストリートと第二の方向のストリートとによって区画されて複数のチップ領域が形成され、第一の方向のストリート及び第二の方向のストリートとを認識するためのアライメントパターンが複数形成された被加工物を切削しようとする場合に、第一の方向のストリートまたは第二の方向のストリートと切削ブレードとの位置合わせを行うアライメント方法であって、チャックテーブルに保持された被加工物の表面を撮像して、少なくとも１本のストリートを介在して離間した同一方向の第一のストリートと第二のストリートを認識するためのアライメントパターンを複数検出し、切削送り方向をＸ軸、割り出し送り方向をＹ軸とした場合、検出したアライメントパターンのＸ座標及びＹ座標の座標値を各ストリートについて記憶する第１のステップと、検出されたアライメントパターンの座標値に基づいて、第一のストリートと第二のストリートとの角度差を求め、角度差を第一のストリートと第二のストリートとの間におけるストリートの間隔数で等分割して方向のストリート１本当たりの補正角度を求めて記憶する第２のステップと、第一のストリート及び第二のストリートをＸ軸方向に平行に位置付け、その際の第一のストリート及び第二のストリートのＹ座標値を求めて第一のストリートと第二のストリートとの離間間隔を算出し、離間距離を第一のストリートと第二のストリートとの間におけるストリートの間隔数で等分割してインデックス量を求めて記憶する第３のステップと、補正角度とインデックス量とに基づいて、切削ブレードを相対的にＹ軸方向に割り出し送りすると共に、ストリートを切削ブレードに合致させる第４のステップとから少なくとも構成され、第１のステップにおいては、第一のストリートを認識するためのアライメントパターンを少なくとも３個検出してそれらの座標値をそれぞれ記憶し、第二のストリートを認識するためのアライメントパターンを少なくとも３個検出してそれらの座標値をそれぞれ記憶し、第２のステップにおいては、第一のストリートを認識するために検出したアライメントパターンの座標値に基づいて最小二乗法を用いて第一のストリートを表す第一の一次関数を求め、第二のストリートを認識するために検出したアライメントパターンの座標値に基づいて最小二乗法を用いて第二のストリートを表す第二の一次関数を求め、それぞれの一次関数の傾きから第一のストリートと第二のストリートのＸ軸方向に対する角度差を算出し、第３のステップにおいては、第一のストリートをＸ軸方向に合致させるために第一のストリートを表す第一の一次関数を回転させて傾きを０とし、その際の一次関数のＹ切片をもって第一のストリートのＹ座標値とし、第二のストリートをＸ軸方向に合致させるために第二のストリートを表す第二の一次関数を回転させて傾きを０とし、その際の一次関数のＹ切片をもって第二のストリートのＹ座標値とするアライメント方法を提供する。
【０００９】
そしてこのアライメント方法は、第一のストリートと第二のストリートは、被加工物に形成されたストリートのうち、最も外側のストリートであること、被加工物はＣＳＰ基板であることを付加的な要件とする。
【００１０】
また本発明は、被加工物を保持して回転角度を調整可能なチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とが相対的に切削送り方向に移動するよう切削送りする切削送り手段と、チャックテーブルと切削手段とが相対的に切削方向に直交する割り出し送り方向に移動するよう割り出し送りする割り出し送り手段とから少なくとも構成される切削装置に搭載され、第一の方向のストリートと第二の方向のストリートとによって区画されて複数のチップ領域が形成され、第一の方向のストリート及び第二の方向のストリートとを認識するためのアライメントパターンが複数形成された被加工物を切削しようとする場合に、第一の方向のストリートまたは第二の方向のストリートと切削ブレードとの位置合わせを行うアライメント装置であって、チャックテーブルに保持された被加工物の表面を撮像する撮像手段と、少なくとも１本のストリートを介在して離間した同一方向の第一のストリートと第二のストリートを認識するためのアライメントパターンを複数検出し、切削送り方向をＸ軸、割り出し送り方向をＹ軸とした場合、検出したアライメントパターンのＸ座標及びＹ座標の座標値を各ストリートについて取り込む座標値取り込み手段と、座標値取り込み手段に記憶されたアライメントパターンの座標値に基づき、第一のストリートを表す第一の一次関数ｆ（ｘ）と第二のストリートを表す第二の一次関数ｇ（ｘ）とを求める一次関数算出手段と、第一の一次関数ｆ（ｘ）と第二の一次関数ｇ（ｘ）との角度差を算出し、角度差を第一のストリートと第二のストリートとの間におけるストリートの間隔数で等分割してストリート１本当たりの補正角度を求めて記憶する補正角度設定手段と、第一の一次関数ｆ（ｘ）と第二の一次関数ｇ（ｘ）とをＸ軸方向に平行に位置付け、その際のｆ（ｘ）及びｇ（ｘ）のＹ座標値を求めてｆ（ｘ）とｇ（ｘ）との離間間隔を算出し、離間距離を第一のストリートと第二のストリートとの間におけるストリートの間隔数で等分割してインデックス量を求めて記憶するインデックス量設定手段と、補正角度設定手段に記憶されている補正角度とインデックス量設定手段に記憶されているインデックス量とに基づいて、切削ブレードを相対的にＹ軸方向に割り出し送りすると共に、ストリートをＸ軸方向に合致させる位置合わせ制御手段と、座標値取り込み手段、一次関数算出手段、補正角度設定手段、インデックス量設定手段、位置合わせ制御手段と連結され、被加工物に関するアライメント情報を記憶し、アライメント情報を適宜提供するアライメント情報記憶手段とから少なくとも構成されるアライメント装置を提供する。
【００１１】
そしてこのアライメント装置は、座標値取り込み手段においては、第一のストリートを認識するためのアライメントパターンを少なくとも３個検出してそれらの座標値をそれぞれ記憶し、第二のストリートを認識するためのアライメントパターンを少なくとも３個検出してそれらの座標値をそれぞれ記憶し、一次関数算出手段においては、第一のストリートを認識するために検出した３個のアライメントパターンの座標値に基づいて最小二乗法を用いて第一のストリートを表す第一の一次関数ｆ（ｘ）を求め、第二のストリートを認識するために検出した３個のアライメントパターンの座標値に基づいて最小二乗法を用いて第二のストリートを表す第二の一次関数ｇ（ｘ）を求める。
【００１２】
このように構成されるアライメント方法、アライメント装置によれば、アライメントパターンのずれに対応してアライメントを行うことができ、しかもすべてのストリートを撮像することによってアライメントマークの座標を検出してアライメントを遂行するのではなく、少なくとも２本のストリートについてアライメントを行い、それ以外のストリートについては、撮像及び座標の検出をすることなくアライメントを遂行することとしたため、ストリートの平行精度が低い被加工物であっても、短時間で生産性を低下させることなく、適正にアライメントを行うことができる。
【００１３】
また、１本のストリートにおいて３個以上のアライメントパターンを検出し、当該３個以上のアライメントパターンの座標値から最小二乗法を用いて切削すべきストリートを一次関数として近似し、補正角度及びインデックス量を求めることとしたので、ストリートがわずかにゆがんでいる場合でも、アライメントパターンが集中している領域を切削することができる。従って、半導体デバイスを損傷させることなく分割を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、図１に示す切削装置１０に搭載されるアライメント装置及びそれを用いた切削ブレードとストリートとのアライメント方法について説明する。
【００１５】
図１の切削装置１０においては、切削しようとする被加工物、例えばＣＳＰ基板１００は、保持テープＴを介してフレームＦと一体となった状態でカセット１１に収容され、搬出入手段１２によって仮置き領域１３に搬出されてから第一の搬送手段１４ａによってチャックテーブル１５に搬送され、保持される。
【００１６】
図２に示すように、チャックテーブル１５はＸ軸移動テーブル１６に対して回転可能に支持され、Ｘ軸移動テーブル１６は切削送り手段１７によって切削方向（図示の例ではＸ軸方向）に移動可能となっている。
【００１７】
ここで、切削送り手段１７は、切削方向であるＸ軸方向に配設されたＸ軸ガイドレール１８と、Ｘ軸ガイドレール１８に摺動可能に支持されたＸ軸移動基台１９と、Ｘ軸移動基台１９に形成されたナット部（図示せず）に螺合するＸ軸ボールネジ２０と、Ｘ軸ボールネジ２０を回転駆動するＸ軸パルスモータ２１とから構成されており、チャックテーブル１５を回転可能に支持するＸ軸移動テーブル１６はＸ軸移動基台１９に固定されている。
【００１８】
図２に示すように、チャックテーブル１５に保持されたＣＳＰ基板１００に切削を施す切削手段２２は、スピンドルハウジング２３によって回転可能に支持されたスピンドル２４に切削ブレード２５が装着された構成となっており、スピンドルハウジング２３の側部にはアライメント装置２６が固定されている。アライメント装置２６には、下方に向けて撮像手段２７が配設されており、撮像手段２７と切削ブレード２５とはＸ軸方向に一直線上に配設されている。
【００１９】
切削手段２２は、切り込み送り手段２８によって切り込み送り方向（図示の例ではＺ軸方向）に移動可能に支持されている。切り込み送り手段２８は、起立した壁部２９の側面においてＺ軸方向に配設されたＺ軸ガイドレール３０と、切削手段２２を支持すると共にＺ軸ガイドレール３０に摺動可能に支持された昇降部３１と、Ｚ軸方向に配設されて昇降部３１に形成されたナット部（図示せず）に螺合するＺ軸ボールネジ（図示せず）と、Ｚ軸ボールネジを回転駆動するＺ軸パルスモータ３２とから構成され、Ｚ軸パルスモータ３２による駆動の下で切削手段２２のＺ軸方向の位置が制御される。
【００２０】
また、切り込み送り手段２８は、割り出し送り手段３３によって切削方向に直行する方向である割り出し方向（図示の例ではＹ軸方向）に移動可能に支持されている。割り出し送り手段３３は、Ｙ軸方向に配設されたＹ軸ガイドレール３４と、Ｙ軸ガイドレール３４に摺動可能に支持され壁部２９と一体形成されたＹ軸移動基台３５と、Ｙ軸移動基台３５に形成されたナット部（図示せず）に螺合するＹ軸ボールネジ３６と、Ｙ軸ボールネジ３６を回転駆動するＹ軸パルスモータ３７とから構成される。
【００２１】
チャックテーブル１５に保持されたＣＳＰ基板１００を切削しようとする場合は、まず最初に切削すべきストリートと切削ブレード２５とのＹ軸方向の位置合わせを行う必要があるため、まず、切削送り手段１７によってチャックテーブル１５をＸ軸方向に移動させると共に、割り出し送り手段３３によって撮像手段２７をＹ軸方向に移動させることによって、ＣＳＰ基板１００を撮像手段２７の直下に位置付け、ＣＳＰ基板１００の表面を撮像する。
【００２２】
ここで、ＣＳＰ基板１００の表面には、図３に示すように、格子状にストリートが形成されており、ストリートは、第一の方向のストリートＳ１とこれに直交する第二の方向のストリートＳ２とからなり、第一の方向のストリートＳ１と第二の方向のストリートＳ２とによって区画される個々の領域がＣＳＰチップとなるＣＳＰ領域１０１である。
【００２３】
また、図３において拡大して示すように、第一の方向のストリートＳ１と第二の方向のストリートＳ２とが交差する領域の中心部には、アライメントパターン１０２が形成されており、図示の例のようにストリートＳ１、Ｓ２の中心にアライメントパターン１０２が形成されている場合は、アライメントパターン１０２の座標値をもってストリートの座標値とすることができる。
【００２４】
なお、図４に示すＣＳＰ基板１１０のように、ＣＳＰ領域１１１の内部にアライメントパターン１１２が形成されている場合もあり、この場合はアライメントパターン１１２と第一の方向のストリート１１３及び第二の方向のストリート１１４の中心線との距離Ｌを予め求めておき、アライメントパターン１１２の座標値から距離Ｌを引くことによってストリートの中心の座標を算出することになる。
【００２５】
図２において示すように、アライメント装置２６は、チャックテーブル１５に保持された被加工物の表面を撮像する撮像手段２７と、撮像によって取得した画像からアライメントパターンの座標値を取り込む座標値取り込み手段３９と、座標値に基づきストリートについての一次関数を求める一次関数算出手段４０と、一次関数に基づきストリートの補正角度を求めて記憶する補正角度設定手段４１と、一次関数に基づきインデックス量を求めて記憶するインデックス量設定手段４２と、チャックテーブル１５の回転及び割り出し送り手段３３を制御することにより、切削すべきストリートと切削ブレード２５との位置合わせを行う位置合わせ制御手段４３と、これら各手段に対してアライメント情報を適宜提供するアライメント情報提供手段４４とから構成される。
【００２６】
次に、図３に示したＣＳＰ基板１００において、第一の方向のストリートＳ１をすべて切削してから、チャックテーブル１５を９０度回転させて第二の方向のストリートＳ２をすべて切削することにより個々のＣＳＰに分割する場合における、ストリートと切削ブレード２５とのアライメントの方法について説明する。
【００２７】
なお、情報記憶手段４４には、予め、第一の方向のストリートと第二の方向のストリートのそれぞれについて、アライメントを行うにあたって必要な以下に示すアライメント情報が記憶されている。
・ストリートの本数ｈ
・ストリート間隔
・アライメントパターンの形状
・アライメントパターンとストリートの中心との距離Ｌ
・両端のストリートの大まかな座標値
・チャックテーブル１５の回転中心Ｓの座標値（ｘ０、ｙ０）
【００２８】
最初に、図５に示すように、第一の方向のストリートのうちの最も外側にある第一のストリートＳ１１のＸ軸方向に対する角度を調べるために、第一のストリートＳ１１に形成された４つのアライメントパターンＡ（ｘ１、ｙ１）、Ｂ（ｘ２、ｙ２）、Ｃ（ｘ３、ｙ３）、Ｄ（ｘ４、ｙ４）のＸ座標及びＹ座標を求める。なお、検出するアライメントパターンの数はここでは４つとしているが、４つには限られず、少なくとも３つあればよい。
【００２９】
図２を参照して説明すると、撮像手段２７を用いてＣＳＰ基板１００の第一のストリートＳ１１を撮像し、取得した画像は、必要に応じてモニター３８に表示されると共に、画素情報に基づいてアライメントパターンＡ、Ｂ、Ｃ、ＤのＸ座標及びＹ座標が求められてその座標値が座標値取り込み手段３９に備えたメモリに記憶される。
【００３０】
また、第一のストリートＳ１１から最も離れた外側の第二のストリートＳ１２についても同様に、撮像手段２７を用いて撮像し、取得した画像は、必要に応じてモニター３８に表示されると共に、アライメントパターンＥ、Ｆ、Ｇ、ＨのＸ座標及びＹ座標が求められてその座標値が座標値取り込み手段３９に備えたメモリに記憶される（第１のステップ）。なお、ここで検出するアライメントパターンは、必ずしも最も外側の２本のストリートに関するものである必要はなく、少なくとも１本以上のストリートを介在して離間したストリートであればよい。
【００３１】
そして次に、一次関数算出手段４０において、アライメントパターンＡ〜Ｈの座標値に基づき、第一のストリートＳ１１と第二のストリートＳ１２について、それぞれＸ軸方向を基準とする角度を求める。具体的には、図５に示す原点Ｏ（０，０）を座標原点とし、アライメントパターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのすべての点の最も近くを通る直線を第一の一次関数ｆ（ｘ）として求める。同様に、原点Ｏ（０，０）を座標原点とし、アライメントパターンＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈのすべての点の最も近くを通る直線を第二の一次関数ｇ（ｘ）として求める。ｆ（ｘ）、ｇ（ｘ）を求めるための方法を以下に示す。
【００３２】
一般に、Ｘ−Ｙ座標上の直線は、
ｙ＝ｍｘ＋ｂ・・・（１）
と表すことができる。ここで、ｍは直線の傾き、ｂは直線とＹ軸との交点のＹ座標（Ｙ切片）を示している。
【００３３】
また、Ｘ−Ｙ座標上において、ほぼ一直線上に位置する複数の点がｎ個ある場合には、これらのすべての点の最も近くを通る直線についても、最小二乗法を用いることによって式（１）の傾きｍとＹ切片ｂとを求めることができる。この場合のｍ及びｂは、以下に示す式（２）、式（３）によって求めることができる。
【００３４】
【式１】

【式２】

【００３５】
この方法を用いて、図５に示したアライメントパターンＡ〜Ｄのすべての最も近くを通る直線ｆ（ｘ）、アライメントパターンＥ〜Ｈのすべての最も近くを通る直線ｇ（ｘ）をそれぞれ求める。ここで、
ｆ（ｘ）＝Ｍｘ＋Ｂ・・・（４）
ｇ（ｘ）＝Ｍ’ｘ＋Ｃ・・・（５）
とすると、Ｍ、Ｂ、Ｍ’、Ｃは、式（２）及び式（３）より、それぞれ以下に示す式（６）〜（９）によって求めることができる。
【００３６】
【式３】

【式４】

【式５】

【式６】

【００３７】
こうして求めた２つの一次関数に基づき、まず、両関数の傾きからＸ軸方向に対する角度を求める。図６にｆ（ｘ）及びｇ（ｘ）の一例を示す。ここでは理解を容易とするために両直線の傾斜角度を誇張して示す。
【００３８】
図６を参照して説明すると、点Ｓ（ｘ０、ｙ０）は、アライメント情報記憶手段４４に記憶されているチャックテーブル１５の回転中心の座標値である。まず、点Ｓを中心としてｆ（ｘ）を時計回りに回転させ、Ｘ軸と平行になったとき、この直線をｆ’（ｘ）とする。このときの回転角度をθとすると、θは、ストリート１１とＸ軸方向とがなす角度であり、
θ＝ｔａｎ^-1Ｍ
として求めることができる。
【００３９】
次に、点Ｓと直線ｆ（ｘ）との距離をＲ１とすると、チャックテーブル１５を回転させてもＲ１の長さ（正の値）は常に一定であるから、ｆ（ｘ）がＸ軸と平行になったとき、即ちＭ＝０のときの一次関数ｆ’（ｘ）は、
ｆ’（ｘ）＝Ｒ１＋ｙ０・・・（１０）
となる。従って、ｆ’（ｘ）のＹ切片Ｂ’は、
Ｂ’＝Ｒ１＋ｙ０・・・（１１）
である。
【００４０】
ここでＢ’を求めるために、式（４）に次の値を代入する。
Ｍ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ ・・・（１２）
ｘ＝ｘ０−Ｒ１ｓｉｎθ ・・・（１３）
ｆ（ｘ）＝ｙ０＋Ｒ１ｃｏｓθ ・・・（１４）
すると、
Ｒ１＝ｘ０ｓｉｎθ＋Ｂｃｏｓθ−ｙ０ｃｏｓθ ・・・（１５）
となり、更に式（１５）を式（１１）に代入すると、
Ｂ’＝ｘ０ｓｉｎθ＋Ｂｃｏｓθ＋ｙ０（１−ｃｏｓθ）・・・（１６）
となり、Ｙ切片Ｂ’が求められる。
【００４１】
ｇ（ｘ）についても同様に、点Ｓを中心としてＸ軸と平行になるまで時計回りに回転させ、そのときの直線をｇ’（ｘ）とする。このときの回転角度をβとすると、βは、第二のストリートＳ１２とＸ軸方向とがなす角度であり、
β＝ｔａｎ^-1Ｍ’
として求めることができる。
【００４２】
点Ｓと直線ｇ（ｘ）との距離をＲ２とすると、チャックテーブル１５を回転させてもＲ２の長さ（負の値）は常に一定であるから、ｇ（ｘ）がＸ軸と平行になったとき、即ちＭ’＝０のときの一次関数ｇ’（ｘ）は、
ｇ’（ｘ）＝Ｒ２＋ｙ０・・・（１７）
となる。従って、ｇ’（ｘ）のＹ切片Ｃ’は、
Ｃ’＝Ｒ２＋ｙ０・・・（１８）
である。
【００４３】
ここでＣ’を求めるために式（５）に次の値を代入する。
Ｍ’＝ｓｉｎβ／ｃｏｓβ ・・・（１９）
ｘ＝ｘ０−Ｒ２ｓｉｎβ ・・・（２０）
ｇ（ｘ）＝ｙ０＋Ｒ２ｃｏｓβ ・・・（２１）
すると、
Ｒ２＝ｘ０ｓｉｎβ＋Ｂｃｏｓβ−ｙ０ｃｏｓβ ・・・（２２）
となり、式（２２）を式（１８）に代入すると、
Ｃ’＝ｘ０ｓｉｎβ＋Ｂｃｏｓβ＋ｙ０（１−ｃｏｓβ）・・・（２３）
となり、Ｙ切片Ｃ’が求められる。
【００４４】
このようにしてＢ’及びＣ’が求まると、ｆ（ｘ）とｇ（ｘ）とがＸ軸に平行に位置付けられた際の離間距離、即ち第一のストリートＳ１１と第二のストリートＳ１２とがＸ軸に平行に位置付けられた際の離間距離は、（Ｂ’−Ｃ’）となる。
【００４５】
以上のようにして、第一のストリートＳ１１、第二のストリートＳ１２がＸ−Ｙ座標上の一次関数として求まり、第一のストリートＳ１１、１２とＸ軸方向とがなす角θ、β、座標原点からのＹ軸方向の距離Ｂ’、Ｃ’が求まると、これらの値に基づいてアライメントを行う。
【００４６】
まず、上記のようにして求めたθとβの値から、補正角度設定手段４１において、第一のストリートＳ１１と第二のストリートＳ１２との角度差である（θ−β）を求める。ここで、第一のストリートＳ１１から第二のストリートＳ１２までの第一の方向の総ストリート数ｈをアライメント情報記憶手段４４から読み出し、求めた角度差（θ−β）を、第一のストリートＳ１１と第二のストリートＳ１２との間にあるストリートの間隔数（ｈ−１）で割ることによって、（θ−β）／（ｈ−１）を求めてその値を補正角度設定手段４１に備えたメモリに記憶する。ここで記憶した値は、１本のストリートを切削する際の角度の補正量（補正角度）となる（第２のステップ）。
【００４７】
また、インデックス量設定手段においては、第一のストリートＳ１１と第二のストリートＳ１２との離間距離（Ｂ’−Ｃ’）をストリートの間隔数（ｈ−１）で割って（Ｂ’−Ｃ’）／（ｈ−１）を求め、求めた値をインデックス量設定手段４２に備えたメモリに記憶する。ここで記憶した値は、１回の割り出し送りの際の割り出し送り量（インデックス量）となる（第３のステップ）。
【００４８】
最初に切削するストリートが図５に示した第二のストリートＳ１２である場合、図２に示した割り出し送り手段３３によって切削手段２２をＹ軸方向に移動させることによって、切削ブレード２５のＹ座標とＹ座標値Ｃ’とを一致させる（第４のステップ）。
【００４９】
次に、チャックテーブル１５を角度βだけ回転させてｇ（ｘ）をｇ’（ｘ）と一致させる。即ち、第二のストリートＳ１２をＸ軸方向と平行にする。そして、その状態でチャックテーブル１５が−Ｘ方向に移動すると共に切削手段２２が下降して高速回転する切削ブレード２５が−Ｘ方向に移動するＣＳＰ基板１００の第二のストリートＳ１２に切り込み、当該ストリートが切削される。なお、割り出し送り手段３３による切削手段２２のＹ軸方向の移動及びチャックテーブル１５の回転は、ＣＰＵ等を備えた位置合わせ制御手段４３による制御の下で行われる。
【００５０】
こうして第二のストリートＳ１２が切削されたら、次のような方法で順次ストリートを切削していく。
▲１▼ 第２のステップにおいて求めた補正角度（θ−β）／（ｈ−１）だけチャックテーブル１５を回転させることによって、次に切削する隣のストリートをＸ軸に平行にする（第４のステップ）。
▲２▼ 切削手段２２を、第三のステップにおいて求めたインデックス量（Ｂ’−Ｃ’）／（ｈ−１）だけ＋Ｙ方向に割り出し送りする（第４のステップ）。
▲３▼ その状態でチャックテーブル１５を＋Ｘ方向に移動させると共に切削手段２２を下降させることにより、高速回転する切削ブレード２５がＸ軸方向に移動するＣＳＰ基板１００のストリートに切り込み、当該ストリートが切削される。
【００５１】
上記▲１▼〜▲３▼のステップを、第一の方向のストリートが切削されるまで繰り返すことによって、第一の方向のストリートがすべて切削される。また、第二の方向のストリートについても上記と同様の方法によってアライメント及び切削を行うと、すべてのストリートが縦横に切削され、個々のＣＳＰチップに分割される。
【００５２】
なお、図４に示したように、アライメントパターンがストリートの中央部に形成されていない場合は、式（１６）で求めたＢ’、式（２３）で求めたＣ’に対して、アライメントパターンとストリートの中央部との距離（図４の例においてはＬ）の分だけ加算または減算を施すことによって、切削ブレード２５の位置をストリートに合致させる必要がある。
【００５３】
以上のようにしてアライメントを行うことにより、ストリートに誤差がある場合は、その誤差に対応して切削することができるため、ＣＳＰ領域を切削してしまうことがなくなる。特に、最小二乗法を用いてアライメントパターンの座標値に基づき一次関数を求めることで、すべてのアライメントパターンに最も近い直線を求めることができる。更に、ストリートが多少ゆがんでいたとしても、最小二乗法を用いることで、アライメントパターンが最も集中している領域を通過する一次関数となるため、アライメントの精度が向上し、切削の精度が向上する。
【００５４】
以上のようにして切削された分割済みのＣＳＰ基板１００は、図１に示す第二の搬送手段１４ｂによって洗浄領域１４ｃに搬送され、ここで洗浄及び乾燥が行われてから再びカセット１１に収容される。
【００５５】
【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によれば、ストリートが平行でないことに起因してアライメントパターンがずれていてもずれを補正してアライメントを行うことができ、しかもすべてのストリートを撮像することによってアライメントマークの座標を検出してアライメントを遂行するのではなく、少なくとも２本のストリートについてアライメントを行い、それ以外のストリートについては、撮像及び座標の検出をすることなくアライメントを遂行することとしたため、ストリートの平行精度が低い被加工物であっても、短時間で生産性を低下させることなく、適正にアライメントを行うことができる。
【００５６】
また、１本のストリートにおいて３個以上のアライメントパターンを検出し、当該３個以上のアライメントパターンの座標値から最小二乗法を用いて切削すべきストリートを一次関数として求め、補正角度及びインデックス量を求めることとしたので、ストリートがわずかにゆがんでいる場合においてもアライメントパターンが集中している領域に沿って切削することができる。従って、半導体デバイスを損傷させることなく分割を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアライメント方法が適用される切削装置の一例を示す斜視図である。
【図２】同アライメント方法が適用される切削装置の内部構造を示す説明図である。
【図３】同アライメント方法の対象となるＣＳＰ基板の第一の例を示す平面図である。
【図４】同ＣＳＰ基板の第二の例を示す拡大平面図である。
【図５】同ＣＳＰ基板において検出の対象となるアライメントパターン及びストリートを示す斜視図である。
【図６】アライメントするストリートを一次関数として示した説明図である。
【図７】半導体ウェーハを示す平面図である。
【図８】ＣＳＰ基板を示す平面図である。
【符号の説明】
１０…切削装置１１…カセット１２…搬出入手段
１３…仮置き領域１４ａ…第一の搬送手段
１４ｂ…第二の搬送手段１４ｃ…洗浄領域
１５…チャックテーブル１６…Ｘ軸移動テーブル
１７…切削送り手段１８…Ｘ軸ガイドレール
１９…Ｘ軸移動基台２０…Ｘ軸ボールネジ
２１…Ｘ軸パルスモータ２２…切削手段
２３…スピンドルハウジング２４…スピンドル
２５…切削ブレード２６…アライメント装置
２７…撮像手段２８…切り込み送り手段２９…壁部
３０…Ｚ軸ガイドレール３１…昇降部
３２…Ｚ軸パルスモータ３３…割り出し送り手段
３４…Ｙ軸ガイドレール３５…Ｙ軸移動基台
３６…Ｙ軸ボールネジ３７…Ｙ軸パルスモータ
３８…モニター３９…座標値取り込み手段
４０…一次関数算出手段４１…補正角度設定手段
４２…インデックス量設定手段
４３…位置合わせ制御手段
４４…アライメント情報記憶手段
１００…ＣＳＰ基板１０１…ＣＳＰ領域
１０２…アライメントパターン１１０…ＣＳＰ基板
１１１…ＣＳＰ領域１１２…アライメントパターン
１１３…第一の方向のストリート１１４…第二の方向のストリート

Claims

被加工物を保持して回転角度を調整可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段とが相対的に切削送り方向に移動するよう切削送りする切削送り手段と、該チャックテーブルと該切削手段とが相対的に該切削方向に直交する割り出し送り方向に移動するよう割り出し送りする割り出し送り手段とから少なくとも構成される切削装置において、
第一の方向のストリートと第二の方向のストリートとによって区画されて複数のチップ領域が形成され、該第一の方向のストリート及び該第二の方向のストリートとを認識するためのアライメントパターンが複数形成された被加工物を切削しようとする場合に該第一の方向のストリートまたは該第二の方向のストリートと該切削ブレードとの位置合わせを行うアライメント方法であって、
該チャックテーブルに保持された被加工物の表面を撮像して、少なくとも１本のストリートを介在して離間した同一方向の第一のストリートと第二のストリートを認識するためのアライメントパターンを複数検出し、切削送り方向をＸ軸、割り出し送り方向をＹ軸とした場合、検出したアライメントパターンのＸ座標及びＹ座標の座標値を各ストリートについて記憶する第１のステップと、
検出されたアライメントパターンの座標値に基づいて、該第一のストリートと該第二のストリートとの角度差を求め、該角度差を該第一のストリートと該第二のストリートとの間におけるストリートの間隔数で等分割してストリート１本当たりの補正角度を求めて記憶する第２のステップと、
該第一のストリート及び該第二のストリートをＸ軸方向に平行に位置付け、その際の該第一のストリート及び該第二のストリートのＹ座標値を求めて該第一のストリートと該第二のストリートとの離間間隔を算出し、該離間距離を該第一のストリートと該第二のストリートとの間におけるストリートの間隔数で等分割して割り出し送りのインデックス量を求めて記憶する第３のステップと、
該補正角度と該インデックス量とに基づいて、該切削ブレードを相対的にＹ軸方向に割り出し送りすると共に、ストリートを切削ブレードに合致させる第４のステップとから少なくとも構成され、
該第１のステップにおいては、該第一のストリートを認識するためのアライメントパターンを少なくとも３個検出してそれらの座標値をそれぞれ記憶し、該第二のストリートを認識するためのアライメントパターンを少なくとも３個検出してそれらの座標値をそれぞれ記憶し、
該第２のステップにおいては、該第一のストリートを認識するために検出したアライメントパターンの座標値に基づいて最小二乗法を用いて該第一のストリートを表す第一の一次関数を求め、該第二のストリートを認識するために検出したアライメントパターンの座標値に基づいて最小二乗法を用いて該第二のストリートを表す第二の一次関数を求め、それぞれの一次関数の傾きから該第一のストリートと該第二のストリートのＸ軸方向に対する角度差を算出し、
該第３のステップにおいては、該第一のストリートをＸ軸方向に合致させるために該第一のストリートを表す第一の一次関数を回転させて傾きを０とし、その際の一次関数のＹ切片をもって該第一のストリートのＹ座標値とし、該第二のストリートをＸ軸方向に合致させるために該第二のストリートを表す第二の一次関数を回転させて傾きを０とし、その際の一次関数のＹ切片をもって該第二のストリートのＹ座標値とする
アライメント方法。
第一のストリートと第二のストリートは、被加工物に形成されたストリートのうち、最も外側のストリートである請求項１に記載のアライメント方法。
被加工物はＣＳＰ基板である請求項１または２に記載のアライメント方法。
被加工物を保持して回転角度を調整可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段とが相対的に切削送り方向に移動するよう切削送りする切削送り手段と、該チャックテーブルと該切削手段とが相対的に該切削方向に直交する割り出し送り方向に移動するよう割り出し送りする割り出し送り手段とから少なくとも構成される切削装置に搭載され、第一の方向のストリートと第二の方向のストリートとによって区画されて複数のチップ領域が形成され、該第一の方向のストリート及び該第二の方向のストリートとを認識するためのアライメントパターンが複数形成された被加工物を切削しようとする場合に、該第一の方向のストリートまたは該第二の方向のストリートと該切削ブレードとの位置合わせを行うアライメント装置であって、該チャックテーブルに保持された被加工物の表面を撮像する撮像手段と、少なくとも１本のストリートを介在して離間した同一方向の第一のストリートと第二のストリートを認識するためのアライメントパターンを複数検出し、切削送り方向をＸ軸、割り出し送り方向をＹ軸とした場合、検出したアライメントパターンのＸ座標及びＹ座標の座標値を各ストリートについて取り込む座標値取り込み手段と、該座標値取り込み手段に記憶されたアライメントパターンの座標値に基づき、該第一のストリートを表す第一の一次関数ｆ（ｘ）と該第二のストリートを表す第二の一次関数ｇ（ｘ）とを求める一次関数算出手段と、該第一の一次関数ｆ（ｘ）と該第二の一次関数ｇ（ｘ）との角度差を算出し、該角度差を該第一のストリートと該第二のストリートとの間におけるストリートの間隔数で等分割してストリート１本当たりの補正角度を求めて記憶する補正角度設定手段と、該第一の一次関数ｆ（ｘ）と該第二の一次関数ｇ（ｘ）とをＸ軸方向に平行に位置付け、その際の該ｆ（ｘ）及び該ｇ（ｘ）のＹ座標値を求めて該ｆ（ｘ）と該ｇ（ｘ）との離間間隔を算出し、該離間距離を該第一のストリートと該第二のストリートとの間におけるストリートの間隔数で等分割して割り出し送りのインデックス量を求めて記憶するインデックス量設定手段と、該補正角度設定手段に記憶されている該補正角度と該インデックス量設定手段に記憶されている該インデックス量とに基づいて、該切削ブレードを相対的にＹ軸方向に割り出し送りすると共に、ストリートをＸ軸方向に合致させる位置合わせ制御手段と、該座標値取り込み手段、該一次関数算出手段、該補正角度設定手段、該インデックス量設定手段、該位置合わせ制御手段と連結され、被加工物に関するアライメント情報を記憶し、該アライメント情報を適宜提供するアライメント情報記憶手段とから少なくとも構成され、
該座標値取り込み手段においては、該第一のストリートを認識するためのアライメントパターンを少なくとも３個検出してそれらの座標値をそれぞれ記憶し、該第二のストリートを認識するためのアライメントパターンを少なくとも３個検出してそれらの座標値をそれぞれ記憶し、
該一次関数算出手段においては、該第一のストリートを認識するために検出した３個のアライメントパターンの座標値に基づいて最小二乗法を用いて該第一のストリートを表す第一の一次関数ｆ（ｘ）を求め、該第二のストリートを認識するために検出した３個のアライメントパターンの座標値に基づいて最小二乗法を用いて該第二のストリートを表す第二の一次関数ｇ（ｘ）を求めるアライメント装置。