(57)【要約】【課題】アライメントに要する時間を短縮できるようにすること。【解決手段】本発明の板状物（３）の表面には、位置決めを行うアライメント装置（１）の撮像手段（９）で認識されるアライメント用のアライメントマーク（１９）が形成されている。方向指示マーク（２１）は、形成された場所からのアライメントマーク（１９）の方向を示す。方向指示マーク（２１）は、撮像手段（９）の視野範囲に複数個含まれるような間隔をおいて形成されている。方向指示マーク（２１）は、アライメントマーク（１９）を囲繞して複数形成されている。【選択図】図３
2014203917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決めを行うアライメント装置の撮像手段で認識されるアライメント用のアライメントマークが表面に形成された板状物であって、
該撮像手段の視野範囲に複数個含まれるような間隔をおいて形成され且つ形成された場所からの該アライメントマークの方向を示す方向指示マークが該アライメントマークを囲繞して複数形成されていることを特徴とする板状物。
【請求項２】
少なくとも該アライメントマークを中心にして、板状物を該アライメント装置に載置した際の搬送誤差よりも広い領域を囲繞して該方向指示マークが複数形成されていることを特徴とする請求項１記載の板状物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工すべき領域を検出したり貼り合わせ位置を位置合わせしたりするアライメント装置で使用されるアライメントマーク付き板状物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年新たな三次元実装技術として、ワイヤの代わりにＳｉ貫通電極（Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ：ＴＳＶ）を用いた実装技術が注目されている。半導体デバイスチップの積層方法として、例えば、複数の半導体ウェーハ同士を積層し、積層した半導体ウェーハを貫く貫通電極を形成して半導体ウェーハ同士を接続する積層方法が開発されている（Ｗａｆｅｒ  ｏｎ  Ｗａｆｅｒ：ＷＯＷ、特許文献１参照）。この積層方法において、上下に積層される半導体ウェーハの位置合わせを行う場合、赤外線カメラ等の撮像手段によって、該撮像手段から見て手前側に配置された半導体ウェーハの表面上に形成されたアライメントマークを撮像し、さらに奥側に配置された半導体ウェーハの表面上に形成されたアライメントマークを手前側に配置された半導体ウェーハを透過して撮像する。そして、双方の半導体ウェーハのアライメントマーク同士を合致させる位置合わせ作業（アライメント）を行っている。
【０００３】
また、ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が格子状のストリートによって区画されて形成された半導体ウェーハは、切削ブレードやレーザ光を用いてストリートで縦横に切削されてダイシングされることによって個々の回路ごとの半導体チップに分割される。ダイシングはストリートに沿って行われるため、ダイシングに先だって予めストリートを検出し、この検出したストリートの切削開始位置に切削ブレード等を位置合わせするアライメントが行われる。このアライメントでは、半導体ウェーハの表面をアライメント装置の撮像手段で撮像し、当該表面に形成されたアライメント用のアライメントマークと予めアライメント装置に記憶させておいたアライメントマークとのパターンマッチングにより、撮像画像の中からアライメントマークを検出する。生産性向上のためには、アライメントマークの検出を迅速に行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６１２３２号公報
【特許文献２】特公平３−２７０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような様々な撮像手段におけるアライメントマークの検出は、同様な問題点を有している。すなわち、アライメント装置のステージに半導体ウェーハを載置する際には搬送誤差が少なからず生じてしまうが、かかる搬送誤差がアライメント装置における撮像手段の視野よりも大きくなる場合がある。搬送誤差によってアライメントマークが撮像手段の視野から外れると、撮像手段でアライメントマークを検出できなくなる。そのため、アライメントマークが撮像手段の視野から外れている場合は、アライメントマークを検出する前段階として、撮像手段の視野にアライメントマークを入れる作業が発生する。かかる作業では、作業者がステージを様々な方向に少しずつ移動して撮像手段の視野内にアライメントマークを位置付けているが、その作業に時間を要するという問題がある。
【０００６】
また、倍率が異なる２つの赤外線カメラを用いたアライメントが提案されている（特許文献２参照）。特許文献２記載のアライメントでは、低倍率の赤外線カメラを用いて広い視野でアライメントマークを検出して、高倍率の赤外線カメラの視野にアライメントマークが入るように半導体ウェーハが大まかに位置合わせされる。この位置合わせ後、低倍率の赤外線カメラを高倍率の赤外線カメラに切り替え、高倍率の赤外線カメラでアライメントマークを検出して高精度な位置合わせが行われる。かかるアライメントでは、赤外線カメラを二つ用いる必要がありコスト的な負担が大きくなる。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、各種の加工において、アライメントに要する時間を短縮することができる板状物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の板状物は、位置決めを行うアライメント装置の撮像手段で認識されるアライメント用のアライメントマークが表面に形成された板状物であって、該撮像手段の視野範囲に複数個含まれるような間隔をおいて形成され且つ形成された場所からの該アライメントマークの方向を示す方向指示マークが該アライメントマークを囲繞して複数形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の板状物において、少なくとも該アライメントマークを中心にして、板状物を該アライメント装置に載置した際の搬送誤差よりも広い領域を囲繞して該方向指示マークが複数形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の板状物においては、アライメントマークを囲繞した周囲の少なくとも搬送誤差範囲に、アライメントマークへの方向指示を示す方向指示マークを複数備えているため、カメラ等の撮像手段の視野内にアライメントマークが入っていなかった場合でも、方向指示マークを辿っていくことで、撮像手段と板状物とを相対移動する際の移動軌跡が迷走することを回避でき、撮像手段の視野内にアライメントマークを位置付ける際の移動軌跡を短くすることができ、アライメントマークの検出を容易且つ迅速に行うことができる。また、倍率が高くて視野の狭い撮像手段を一つだけ備える構成であったとしても、方向指示マークを辿ることでアライメントマークを容易且つ迅速に視野に入れることができ、従来のように２つの撮像手段を交換する作業を省略できる上、作業時間が大幅に短縮でき、生産性や操作性が向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係るアライメント装置の斜視図である。
【図２】実施の形態１に係るアライメント装置を一部断面視した模式図である。
【図３】実施の形態１に係る板状物の説明図である。
【図４】実施の形態２に係る板状物及び撮像手段の斜視図である。
【図５】実施の形態２に係る板状物のアライメントマークまわりの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態１）
以下、添付図面を参照して、本実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る板状物を位置合わせするアライメント装置の斜視図である。図２は、本実施の形態に係るアライメント装置を一部断面視した正面図である。以下において、まず、本実施の形態に係るアライメント装置について説明した後、板状物について説明する。なお、本実施の形態に係るアライメント装置は、図１及び図２に示す構成に限定されず、適宜変更可能であり、アライメント機能を有する他の装置にも適用可能である。また、板状物として半導体ウェーハを例に挙げて説明するが、この構成に限定されるものでない。
【００１３】
図１及び図２に示すように、アライメント装置１は、第１板状物３及び第２板状物４を支持し、これらの貼り合わせ位置を位置合わせできるように構成されている。アライメント装置１は、下部貼り合わせステージ５（下盤）及び上部貼り合わせステージ６（上盤）を有している。下部貼り合わせステージ５及び上部貼り合わせステージ６は、駆動機構（図示省略）を介して水平方向に相対移動できるように構成されている。下部貼り合わせステージ５及び上部貼り合わせステージ６の相対面には、ポーラスセラミック材によって保持面５ａ，６ａがそれぞれ形成されている。各保持面５ａ，６ａは、負圧により第１板状物３及び第２板状物４を吸着し、流路を通じて吸引源（図示省略）に接続されている。これにより、下部貼り合わせステージ５の保持面５ａでは、第１板状物３が吸引保持され、上部貼り合わせステージ６の保持面では、第２板状物４が接着された透明なガラス支持基板７が吸引保持される。
【００１４】
下部貼り合わせステージ５の外周寄り二箇所位置には、厚さ方向に貫通する穴１０ａ，１０ｂが形成されている。また、上部貼り合わせステージ６の外周寄り二箇所位置には、厚さ方向に貫通するのぞき穴８ａ，８ｂが形成されている。これらのぞき穴８ａ，８ｂのうち、一方ののぞき穴８ａの上方には撮像手段９が設けられている。撮像手段９は、例えば、赤外線カメラにより構成されている。撮像手段９は、のぞき穴８ａを通じて第２板状物４の表面を映像として認識しつつ、第２板状物４を透過して第１板状物３の表面を映像として認識可能に設けられている。
【００１５】
次に、第１板状物３及び第２板状物４について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００１６】
図３Ａは第１板状物３のデバイス形成面側の平面図である。第１板状物３は、格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域に区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイス１５が形成された半導体ウェーハである。第１板状物３の外周位置には、結晶方位を示すマークとしてのノッチ１６が形成されている。
【００１７】
第１板状物３のデバイス形成面側の表面であって、半導体デバイス１５形成領域の外側の二箇所に、第１アライメントマーク１９がそれぞれ設けられており、さらに図３Ｂに示すように、各第１アライメントマーク１９を囲繞して複数の方向指示マーク２１がそれぞれ設けられている。第１アライメントマーク１９は、例えば、図３Ｃに示すように、４つの矩形状マーク片１９ａの集合体で構成される。これら矩形状マーク片１９ａは、中央部に十字形状の隙間１９ｂを形成するように２行２列に配置されるように設けられている。
【００１８】
図３Ｂに示すように、第１アライメントマーク１９を囲繞して複数形成されている方向指示マーク２１は、平面視でＬ字形状にそれぞれ形成されている。後述するように、方向指示マーク２１は、Ｌ字形状の向きによってその方向指示マーク２１の位置からみて第１アライメントマーク１９のある方向を示している。図３Ｂには撮像手段９の視野Ｖが示されている。方向指示マーク２１は、第１アライメントマーク１９の上下及び左右方向に複数列並んで形成されているが、方向指示マーク２１のサイズ及び配置間隔は、撮像手段９の視野Ｖ内に複数個含まれるように設定されている。しかも、方向指示マーク２１は、少なくとも第１アライメントマーク１９を中心にして、第１板状物３をアライメント装置１に載置した際に想定される最大の搬送誤差よりも広い領域を囲繞するように、形成領域が設定されている。例えば、図３Ｂに示す円形の領域Ｓが搬送誤差として最大範囲となる場合、方向指示マーク２１の形成領域は、領域Ｓより広く形成されて領域Ｓ全てを含むものとなる。したがって、撮像手段９の視野Ｖから第１アライメントマーク１９が完全に外れていたとしても、必ず複数の方向指示マーク２１が視野Ｖに入るように方向指示マーク２１が設けられている。
【００１９】
各方向指示マーク２１は、マーク自体のＬ字形状の向きによって、それぞれの形成場所から第１アライメントマーク１９の方向が示されている。方向指示マーク２１のＬ字形状の向きについて図３Ｂを参照して詳述する。まず、説明の便宜上、第１アライメントマーク１９を構成する４つの矩形状マーク片１９ａによって形成された十字形状の隙間１９ｂを通過する直線を、横軸Ｃ１及び縦軸Ｃ２とする。方向指示マーク２１の形成領域を、これら横軸Ｃ１及び縦軸Ｃ２によって４つの領域に区分する。このように区分された領域について、第１アライメントマーク１９の右上側を右上領域Ａ１、左上側を左上領域Ａ２、左下側を左下領域Ａ３、右下側を右下領域Ａ４と称することとする。それぞれの領域Ａ１〜Ａ４において、同一形状の方向指示マーク２１が配列されているが、領域Ａ１〜Ａ４毎に方向指示マーク２１のＬ字形状の向きが異なる。ここで、右上領域Ａ１の方向指示マーク２１を例に挙げて説明すると、Ｌ字形状をなす方向指示マーク２１のコーナー部２１ａが左下側に位置して左下方向に突出する形状を呈している。これにより、右上領域Ａ１の方向指示マーク２１は、左斜め下方向、つまり、第１アライメントマーク１９が存在する方向若しくはそれに近い方向を示すようになる。図示のように、左上領域Ａ２、左下領域Ａ３、右下領域Ａ４の各方向指示マーク２１にあっても、その形状及び向きから、右上領域Ａ１の方向指示マーク２１と同様に、第１アライメントマーク１９の方向を示すものである。
【００２０】
図２に示すように、第２板状物４は、本実施の形態では、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイスが形成された複数の半導体デバイスチップ１２を有する半導体ウェーハとされる。第２板状物４の外周位置には、第１板状物３のノッチ１６に対応したノッチ１７が形成されている。アライメント装置１に搬送する前における第２板状物４の形成にあっては、まず、ガラス支持基板７に半導体デバイスチップ１２を配設して剥離可能な接着剤で接着する。次いで、半導体デバイスチップ１２をカバーするようにエポキシ樹脂等の樹脂１３で封入する。その後、研削装置によって樹脂１３及び半導体デバイスチップ１２を研削し、第２板状物４全体の厚みを薄化することで、図２のように形成される。
【００２１】
第２板状物４の表面（図２の上面）における二箇所位置には、第２アライメントマーク２０が印刷や切削等の処理によって形成されている。第２アライメントマーク２０は、平面視で、第１アライメントマーク１９の隙間１９ｂと略同一の十字形状に形成されている（図３Ｃ参照）。第１アライメントマーク１９及び第２アライメントマーク２０の相対位置関係は、平面視で、第１アライメントマーク１９の隙間１９ｂ内に、第２アライメントマーク２０が合致したときに、第１板状物３及び第２板状物４が貼り合わせ位置に位置合わせされたものとする。図１に示すように、第２アライメントマーク２０を囲繞して複数の方向指示マーク２２が設けられている。かかる方向指示マーク２２は、第１アライメントマーク１９を囲繞する方向指示マーク２１と同様に第２アライメントマーク２２を囲繞しており、且つ、形状、サイズ、形成位置についても方向指示マーク２１と同様となる。
【００２２】
次に、アライメント装置１による第１板状物３及び第２板状物４の位置合わせ方法について説明する。
【００２３】
図２に示すように、第２板状物４がガラス支持基板７に接着された状態で搬送され、ガラス支持基板７側から上部貼り合わせステージ６に吸着保持される。これと前後して、第１板状物３が下部貼り合わせステージ５に搬送されて吸着保持される。この状態から、第１板状物３のノッチ１６及び第２板状物４のノッチ１７が図示しない検出手段を介して検出され、この検出データに基づき少なくとも一方のステージ５，６を回転させて各板状物３，４の周方向の位置合わせが行われる。この位置合わせ後、撮像手段９の視野Ｖ内でガラス支持基板７を透過し、第２アライメントマーク２０を囲繞する複数の方向指示マーク２２の輪郭が明瞭となるよう撮像手段９におけるフォーカスの調整が行われる。この調整において、方向指示マーク２２がない場合に比べ、撮像手段９のフォーカスを調整する労力軽減を図ることができる。その後、方向指示マーク２２を辿って第２アライメントマーク２０に接近させ、視野Ｖ内に第２アライメントマーク２０を入れる。次に、撮像手段９の視野Ｖ内で第２板状物４を透過し、第１アライメントマーク１９を検出すべく第１アライメントマーク１９を囲繞する複数の方向指示マーク２１の輪郭が明瞭となるよう第１板状物３の表面にフォーカス調整される。この調整において、方向指示マーク２１がない場合に比べ、撮像手段９のフォーカスを調整する労力軽減を図ることができる。
【００２４】
第１板状物３の表面の検出において、例えば、図３Ｂの右上領域Ａ１に視野Ｖが位置する場合、その視野Ｖ内に複数個の方向指示マーク２１が検出され、かかる方向指示マーク２１の示す方向は左斜め下方向となる。この検出結果から、作業者が撮像手段９及び上部貼り合わせステージ６を左斜め下方向に移動し、この移動中に検出される複数の方向指示マーク２１を辿って視野Ｖを第１アライメントマーク１９に接近させる。そして、視野Ｖ内に第１アライメントマーク１９が入ると、第１アライメントマーク１９における矩形状マーク１９ａの間の隙間１９ｂ内に、第２アライメントマーク２０が合致するよう、撮像手段９及び上部貼り合わせステージ６を移動する（図３Ｃ参照）。この移動によって、第１アライメントマーク１９の隙間１９ｂ内に第２アライメントマーク２０が合致した状態で、上部貼り合わせステージ６を位置決めすることによって、第１板状物３及び第２板状物４が貼り合わせ位置に位置合わせされる。
【００２５】
なお、視野Ｖが右上領域Ａ１とは異なる領域Ａ２〜Ａ４に位置する場合でも、移動方向が異なるだけで同様の要領でアライメントを行えばよいものであり、その領域Ａ２〜Ａ４の方向指示マーク２１を辿って行くことで視野Ｖ内に第１アライメントマーク１９を検出することができる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態に係る第１板状物３によれば、アライメントを行う際に、撮像手段９の視野Ｖから第１アライメントマーク１９が外れてしまっても、方向指示マーク２１を辿っていくことで、撮像手段９の視野Ｖ内に第１アライメントマーク１９を容易且つ迅速に位置付けることができる。しかも、１台の撮像手段９でアライメントを行えるので、倍率の異なる複数の撮像手段を交換したりする作業を省略して生産性や操作性を向上することができる。
【００２７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１とは異なる構成の板状物について説明する。図４は、本実施の形態に係る板状物を示す斜視図である。図５は、本実施の形態に係る板状物のアライメントマークまわりの拡大図である。
【００２８】
図４に示すように、本実施の形態に係る板状物２５は、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）基板であり、平面視で略矩形状に形成されている。板状物２５は、半導体デバイスであるＣＳＰが縦横に等間隔に配された基板である。板状物２５は、ＣＳＰの間に位置する切削予定ライン（ストリート）に沿って切削加工され、複数のＣＳＰチップに分割される。
【００２９】
板状物２５の表面側における四隅周辺には、アライメントマーク２６及び方向指示マーク２７が形成されている。アライメントマーク２６は、図５に示すように、矩形状に形成されている。方向指示マーク２７は、アライメントマーク２６を囲繞して複数形成されており、それらの相対位置関係は、実施の形態１に係る方向指示マーク２１及び第１アライメントマーク１９と同様に設定される。また、本実施の形態に係る方向指示マーク２７は、図３Ｂ及び図５に示すように、実施の形態１に係る方向指示マーク２１と同じ形状、向き、形成領域とされるので、ここでは、説明を省略する。
【００３０】
本実施の形態に係る板状物２５は、ストリートに沿って行われるダイシングに先立ってアライメントが行われる。このアライメントの前に、予め、撮像手段２９を含むアライメント装置にアライメントマークを予め記憶させておく。また、板状物２５をアライメント装置のチャックテーブル（図示省略）に搬送して吸着保持させる。この状態から、チャックテーブルを移動し、撮像手段２９の視野Ｖを板状物２５の四隅のうちの何れかにおけるアライメントマーク２６に接近させる。撮像手段９の視野Ｖ内で板状物２５が撮像され、図５に示す各視野Ｖのように、方向指示マーク２７が検出された場合、実施の形態１と同様にして方向指示マーク２７を辿って視野Ｖ内にアライメントマーク２６を入れる。その後、アライメントマーク２６と予め記憶させておいたアライメントマークとを比較し、パターンマッチング処理を行って板状物２５がアライメントされる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００３２】
例えば、方向指示マーク２１，２７の形状は、矢印形状としたり、方向を指差す手の形状としたりしてもよく、アライメントマーク１９、２６の方向を示す限りにおいて種々の変更を行うことができる。
【００３３】
また、実施の形態１の第１アライメントマーク１９及び方向指示マーク２１、並びに、実施の形態２のアライメントマーク２６及び方向指示マーク２７の各形成位置は、撮像手段９，２９で認識できるかぎりにおいて変更してもよい。例えば、実施の形態１において、半導体デバイス１５の領域内に第１アライメントマーク１９及び方向指示マーク２１を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上説明したように、本発明は、アライメントに要する時間を短縮することができるという効果を有し、特に、半導体ウェーハにおける加工すべき領域を検出したり貼り合わせ位置を位置合わせしたりする際に有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１  アライメント装置
３  第１板状物（板状物）
９  撮像手段
１９  第１アライメントマーク（アライメントマーク）
２１  方向指示マーク
２５  板状物
２６  アライメントマーク
２７  方向指示マーク
２９  撮像手段
【図１】
2014203917.tif 000003
【図２】
2014203917.tif 000004
【図３】
2014203917.tif 000005
【図４】
2014203917.tif 000006
【図５】
2014203917.tif 000007