(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを撮像するカラー撮像素子を備えた撮像手段と、
該撮像手段が撮像したウェーハのカラー画像に所定の処理を施す画像処理手段と
から少なくとも構成された形状認識システムを含み、ウェーハの周囲の色を除外して該ウェーハの形状、大きさ、位置を明確にするダイシング装置であって、
該画像処理手段には、少なくとも、撮像手段から出力されたアナログ画像信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
該ディジタル信号のうち所定の色相データのみを通過させる色相フィルタと、
該色相フィルタを通過したウェーハの周囲の色相データを記憶するフレームメモリと、
該フレームメモリに記憶した色相データと前記色相フィルタを通過した色相データとを比較演算するＬＣＡ回路とを備え、
該ＬＣＡ回路において、該フレームメモリに記憶された該周囲の色相データが除外され、該ウェーハの形状を特定することを特徴とする
ダイシング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物の形状、位置等を的確に把握することができるダイシング装置に関するものであり、詳しくは、被加工物とその周囲の色相との相違に基づいて、被加工物の形状を認識できるようにしたダイシング装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ダイシング装置において被加工物である半導体ウェーハを切削するときは、切削位置のアライメントを行うことが必要であるが、このアライメントを行う前に、切削しようとする半導体ウェーハの形状、位置を調べるために、半導体ウェーハ全体をＣＣＤカメラ等の撮像手段を用いて撮像し、モニター等に表示させてその形状、位置を認識する場合がある。
【０００３】
形状認識の対象となる半導体ウェーハの表面には、所定間隔を置いて格子状に配列された複数個の直線状領域であるストリートが存在する。そして、ストリートによって区画された複数の矩形領域には、回路パターンが施されている。このような半導体ウェーハは、ストリートにおいて切削（ダイシング）され、矩形領域は分離されてチップとなる。
【０００４】
半導体ウェーハは、全てが同一の形状、大きさを有しているとは限らず、中には破損しているもの、割れているもの等も存在する。従って、ダイシングを適正に遂行するためには、ウェーハの形状、位置を正確に認識することが不可欠となる。
【０００５】
半導体ウェーハの形状を認識するための手法としては、例えば、特開平４−３６３０４７号公報に開示されたダイシングシステムがある。このダイシングシステムでは、例えば２５６×２５６画素からなるＣＣＤカメラによって、先ずウェーハを搭載したフレーム全体を撮像する。このときフレーム上には、形状及び大きさが不揃いの欠損した複数のウェーハが搭載されている場合もある。例えば、図４に示したように、フレーム６０に保持テープ６１が貼着され、その保持テープ６１上に形状及び大きさがそれぞれ異なる欠損したウェーハ６２、６３、６４が載置して保持されている。
【０００６】
このようにフレーム全体が撮像されると、それぞれの欠損したウェーハ６２、６３、６４の形状及び大きさと、Ｘ−Ｙ軸においてどの位置に存在するかを画像処理によって検出し、検出されたデータに基づいて、各欠損したウェーハ毎に精密に切削位置のアライメントが行われると共に切削ストロークが設定され、適正にダイシングを行うことができるのである。
【０００７】
また、欠損した半導体ウェーハを撮像してその形状を認識する際には、ウェーハに光を照射した上で、ＣＣＤカメラから出力されるウェーハの明暗に関する信号をディジタル信号に変換し、明暗のコントラストを２値化処理する等して、ウェーハとその周囲のウェーハ以外の領域とのコントラストの違いから、ウェーハの形状、位置を認識していた。
【０００８】
このようにしてウェーハの形状認識を行うと、例えば、図５（Ａ）に示すような三日月状に欠損したウェーハ６５を照明して撮像し、モニター６６に表示させた場合に、その一部が乱反射する等して形状が明確に現れないことがあり、ウェーハへの光の照射の仕方、ウェーハ毎の材質の相違に起因する反射率の違い等が原因となって、図５（Ｂ）に示すようにウェーハの一部が周囲の明暗と同化したり、図５（Ｃ）に示すようにウェーハの輪郭がぼやけたりすることがある。
【０００９】
図５（Ｂ）においては、点線で示した部分が本来のウェーハ６５の形状であるが、ウェーハ６５とその周囲の明暗が同化しているために、同化部６７が形成され、本来の形状がモニターに表示されないと共に、画像処理によってウェーハの形状、大きさ、位置が正確に把握されない。
一方、図５（Ｃ）においては、ウェーハ６５の輪郭がぼやけて不明瞭部６８が形成され、形状がモニター６６に明確に現れていないと共に、前記同様適正な画像処理が遂行されない。
【００１０】
また、上記のような現象が発生しないようにするためには、ウェーハの材質に合わせてウェーハの周囲を構成する保持テープ等の色を交換する必要性が生じることもある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ウェーハへの光の照射の仕方、ウェーハ毎の材質の違い等に左右されることなく、ウェーハの形状、大きさ、位置を正確に認識でき、適正な画像処理ができるようにするという課題を解決しようとするものである。
【００１２】
【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に係るダイシング装置は、ウェーハを撮像するカラー撮像素子を備えた撮像手段と、この撮像手段が撮像したウェーハのカラー画像に所定の処理を施す画像処理手段とから少なくとも構成された形状認識システムを含み、ウェーハの周囲の色を除外して該ウェーハの形状、大きさ、位置を明確にするダイシング装置であって、画像処理手段には、少なくとも、撮像手段から出力されたアナログ画像信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、該ディジタル信号のうち所定の色相データのみを通過させる色相フィルタと、色相フィルタを通過したウェーハの周囲の色相データを記憶するフレームメモリと、フレームメモリに記憶した色相データと色相フィルタを通過した色相データとを比較演算するＬＣＡ回路とを備え、ＬＣＡ回路において、フレームメモリに記憶された該周囲の色相データが除外され、該ウェーハの形状を特定することを要旨とするものである。
【００１３】
このように、フレームメモリに記憶されたウェーハの周囲の色相データが除外されてウェーハの形状が特定されるため、ウェーハとその周囲との色相の違いをより明確に映し出すことができ、仮にウェーハとその周囲の色相が近似していたとしても、近似する要素は全て除外されるため、形状を鮮明にすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図１に示すような構成からなる形状認識システム１０を、図２に示すようなダイシング装置５０に適用した場合について説明する。
【００１５】
図１に示す形状認識システム１０は、撮像手段１１と、画像処理手段１２と、表示手段１３とを直列に接続し、撮像手段１１から出力される画像情報信号に対して画像処理手段１２によって所定の処理を施し、当該処理を施した後の情報を表示手段１３に出力する構成となっている。
【００１６】
また、半導体ウェーハ４０は、フレーム４１に保持テープ４２を介して保持され、チャックテーブル５１に載置されている。
【００１７】
撮像手段１１は、ダイシングする半導体ウェーハ４０及び保持テープ４２を撮像してカラー情報をＲ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）の色の３要素毎にアナログ信号として出力する機能を有し、例えば２５６×２５６の画素からなるカラーＣＣＤカメラが用いられる。
【００１８】
画像処理手段１２は、撮像手段から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１４と、Ａ／Ｄ変換部１４から出力されるディジタル信号のうち、所定の色相（色感の三要素を含む）データのみを通過させる色相フィルタ１５と、色相フィルタ１５からの出力を記憶する機能を有するフレームメモリ１６と、論理演算を行い演算結果を出力するＬＣＡ回路１７と、ＬＣＡ回路１７からの出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部１８とから構成され、これらはバスにより接続されている。
【００１９】
Ａ／Ｄ変換部１４は、入力したアナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換し、出力するもので、３つのアナログ入力端子１９と、１８ビットのディジタル出力端子２０とを有し、撮像手段１１から出力されるＲ、Ｇ、Ｂのアナログ信号が３つのアナログ入力端子１９に入力されるようになっており、１８ビットのディジタル出力端子２０は色相フィルタ１５のアドレス入力端子と接続されている。
【００２０】
色相フィルタ１５は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の記憶素子からなり、１８ビットのアドレス入力端子２１及び８ビットのデータ入出力端子２２を有し、アドレス入力端子２１はＡ／Ｄ変換部１４のディジタル出力端子２０及び外部にＰＣバスを介して接続したパーソナルコンピュータ等の機器と、データ入出力端子２２はフレームメモリ１６及びＬＣＡ回路１７とそれぞれ接続される。
【００２１】
フレームメモリ１６は、所定の記憶容量を有するＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子であり、所定ビット数のアドレス入力端子２３及び８ビットのデータ入出力端子２４を有し、アドレス入力端子２３は色相フィルタのデータ入出力端子２２と、データ入出力端子２４はＬＣＡ回路とそれぞれ接続されている。
【００２２】
ＬＣＡ回路１７は、２つの８ビットのデータ入力端子２５、２６、同じく８ビットのデータ出力端子２７、内部には、２つのデータ入力端子２５、２６から入力した８ビットのデータ同士を比較演算するための演算回路を備えている。データ入力端子２５は色相フィルタ１５のデータ入出力端子２２と、データ入力端子２６はフレームメモリ１６のデータ入出力端子２４と、データ出力端子２７はＤ／Ａ変換部１８とそれぞれ接続されている。
【００２３】
Ｄ／Ａ変換部１８は、８ビットのディジタル入力端子２８と、アナログ出力端子２９とを有し、ディジタル入力端子２８はＬＣＡ回路１７のデータ出力端子２７と、アナログ出力端子２９は表示手段１３とそれぞれ接続されている。
【００２４】
表示手段１３は、アナログ入力端子３０を有し、Ｄ／Ａ変換部１８のディジタル出力端子２９と接続され、Ｄ／Ａ変換部１８から出力される映像信号を画面に表示する。
なお、表示手段１３は形状認識システムに必須の構成要件ではない。
【００２５】
このような構成からなる形状認識システム１０を備えた図２に示すダイシング装置５０において半導体ウェーハをダイシングする際は、ウェーハ４０とフレーム４１とを一体貼着する保持テープの色をフレームメモリ１６に記憶させる必要がある。例えば一色無地の青の保持テープ４２全体を撮像手段１１によって撮像する。そして、このときの保持テープ４２の画像、即ち青一色の画像は、Ｒ、Ｇ、Ｂの色の３要素に分解されたアナログ信号として画像処理手段１２に対して出力される。
【００２６】
画像処理手段１２では、撮像手段１１から出力された３つのアナログ信号をそれぞれＡ／Ｄ変換部１４にてディジタル信号に変換する。変換されたディジタル信号は８ビットからなるが、ここでは下位２ビットは無視し、６ビットのディジタルデータとして扱うこととする。
【００２７】
このように、撮像手段１１から出力されたアナログ信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号毎に６ビットのディジタルデータに変換されるため、全体として１８ビットのディジタルデータとなる。そして、Ａ／Ｄ変換部１４のディジタル出力端子２０は色相フィルタ１５のアドレス入力端子２１と接続されているため、この１８ビットのディジタルデータは、そのまま色相フィルタ１５を構成するメモリのアドレスとなる。従って、色相フィルタ１５にこの１８ビットのアドレスが入力され、且つ、図示していない所定のイネーブル信号及びリード信号が入力されると、そのアドレスに予め格納されてある８ビットのデータがデータ入出力端子２２から出力される。逆に、１８ビットのアドレスが入力され、且つ、所定のイネーブル信号及びライト信号が入力されると、８ビットのデータがデータ入出力端子２２から入力されることとなる。
【００２８】
ここで、色相フィルタ１５には、撮像した画像に対応した最適な色相レベルであるディジタルデータが予め格納されている。
色相フィルタ１５の任意のアドレスにディジタルデータを格納するときは、バスを介して色相フィルタ１５と接続されたパーソナルコンピュータ等でデータを生成して送信し、格納する。具体的には、データを格納しようとするアドレスがアドレスバスから出力され、且つ、図示していないメモリのイネーブル信号及びライト信号がパソコンから出力されたときに、そのときのデータバスの内容が色相フィルタ１５の所望のアドレスに書き込まれて格納される。このようにして、色相フィルタ１５の各アドレスにそれぞれデータを格納することができるのである。
なお、一度書き込んで格納したデータは、随時書き換え可能であり、データを書き換えることによって表示手段１３に表示される色も変化する。従って、実際に色相フィルタ１５にデータを格納する際は、操作者が表示手段１３を見ながら目視によって最適なデータを決定し、格納する。
【００２９】
以上のようにして色相フィルタ１５のそれぞれのアドレスに所定のデータが格納されると、色相フィルタ１５は全体としてルックアップテーブルを構成し、所定の色相のみを通過させるようになる。
【００３０】
こうしてルックアップテーブルが構成された色相フィルタ１５においては、保持テープ４２の色である青一色の場合の画像を示すディジタルデータがＡ／Ｄ変換部１４から出力されると、そのデータをアドレスとする色相フィルタ１５の対応する領域から、予め格納してある８ビットのデータが出力され、フレームメモリ１６に格納される。
なお、以上のような保持テープの色相データは、ダイシング時にその都度フレームメモリ１６に格納してもよいが、予め格納しておけば、その後は同じ作業を行う必要はなくなる。
【００３１】
次に、フレーム４１装着した青の保持テープ４２の上に、ダイシングする従来例で説明した図５（Ａ）に示す三日月状のウェーハ６５と同一形状のウェーハ４０を貼着する。そして、フレーム４１をチャックテーブル５１の上に載せて、チャックテーブルを撮像手段１１の真下に移動させ、撮像手段１１によってフレーム４１全体を撮像すると、ウェーハ４０及び保持テープ４２の画像がＲ、Ｇ、Ｂの３要素に分解されたアナログ映像信号として画像処理手段１２に対して出力される。
【００３２】
画像処理手段１２では、３つのアナログ信号をそれぞれＡ／Ｄ変換部１４にてディジタル信号に変換し、青一色の場合と同様に、このときのディジタルデータをアドレスとする色相フィルタ１５の領域から８ビットのデータを読み出す。
【００３３】
読み出された８ビットのディジタルデータは、ＬＣＡ回路１７に転送される。そして、事前にフレームメモリ１６に格納しておいた青一色の場合の色相データもフレームメモリ１６から読み出されてＬＣＡ回路１７に転送される。
【００３４】
ＬＣＡ回路１７内では、内部の演算回路によって、転送されてきたこれら２つの８ビットのデータ同士を比較演算し、演算結果をデータ出力端子２７から出力する。
【００３５】
このように比較演算されてＬＣＡ回路１７から出力された８ビットのウェーハ４０の形状、大きさ、位置に関するデータは、Ｄ／Ａ変換部１８によってアナログ信号に変換されて、表示手段１３に転送され、表示手段１３には、図３に示すような画像が表示される。
【００３６】
図３に示す画像においては、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示した従来例と比較すると、ウェーハの形状が鮮明に表示されている。これは、ＬＣＡ回路１７における色相の比較演算処理によって、ウェーハの周囲の保持テープ４２の色相が除外されて表示されたためである。即ち、比較演算することによって、ウェーハ４０とその周囲との色相の違いがより明確に映し出されるのである。
従って、仮に、ウェーハ４０とその周囲の保持テープ４２との色相が近似していたとしても、近似する要素は演算によって全て除外されるため、形状が鮮明に映し出されるのである。即ち、色相や反射率の異なる様々な材質のウェーハがあったときでも、色相が明瞭な保持テープ４２の色相を排除することで、ウェーハの形状、大きさ、位置を明確に認識できるのである。
【００３７】
なお、使用する保持テープ４２の色は、青に限定されることはなく、ウェーハと同一でない色相を持つものでなければどんな色であってもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、被加工物の周囲の色相として保持テープの色相データを対象として減算を行ったが、必ずしも保持テープに限定されるものではなく、被加工物と色相が相違するものであれば、その周囲はどのような部材により構成されていてもよいのである。
【００３９】
このようにしてウェーハの形状が明確に現れれば、形状認識後に、アライメントを行いながら切削ブレード５２によってストリートを切削することにより、適正にダイシングを行うことができるのである。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るダイシング装置は、フレームメモリに記憶されたウェーハの周囲の色相データが除外されてウェーハの形状が特定されるため、ウェーハとその周囲との色相の違いをより明確に映し出すことができ、仮にウェーハとその周囲の色相が近似していたとしても、近似する要素は全て除外されるため、形状を鮮明にすることができる。
【００４１】
また、色相や反射率の異なる様々な材質のウェーハがあったときでも、色相が明瞭な保持テープの色相を排除することで、ウェーハの形状、大きさ、位置を明確に認識できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  形状認識システムの構成の一例を示す説明図である。
【図２】  同形状認識システムを適用したダイシング装置を示す説明図である。
【図３】  同形状認識システムにより認識した半導体ウェーハの形状の表示例を示す説明図である。
【図４】  ダイシング装置のフレームに形状及び大きさの異なる複数の半導体ウェーハを搭載した場合の一例を示す説明図である。
【図５】  （Ａ）は、形状認識の対象となる半導体ウェーハの一例を示す説明図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、（Ａ）に示す半導体ウェーハの形状を従来の形状認識システムにより認識した場合の表示例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０：形状認識システム  １１：撮像手段  １２：画像処理手段  １３：表示手段
１４：Ａ／Ｄ変換部  １５：色相フィルタ  １６：フレームメモリ  １７：ＬＣＡ回路
１８：Ｄ／Ａ変換部  １９：アナログ入力端子  ２０：ディジタル出力端子
２１：アドレス入力端子  ２２：データ入出力端子  ２３：アドレス入力端子
２４：データ入出力端子  ２５：データ入力端子  ２６：データ入力端子
２７：データ出力端子  ２８：ディジタル入力端子  ２９：アナログ出力端子
３０：アナログ入力端子  ４０：ウェーハ  ４１：フレーム  ４２：保持テープ
５０：ダイシング装置  ５１：チャックテーブル  ５２：切削ブレード  ６０：フレーム
６１：保持テープ  ６２、６３、６４、６５：ウェーハ    ６６：モニター
６７：同化部  ６８：不明瞭部
【図１】
0004000202.tif 000002
【図２】
0004000202.tif 000003
【図３】
0004000202.tif 000004
【図４】
0004000202.tif 000005
【図５】
0004000202.tif 000006