(57)【要約】【課題】  モニタ上に表示された画像に不具合を発見した際にその領域を明確に認識することができ、原因究明等を迅速に且つ適正に行うことである。【解決手段】  被加工物を保持する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加工する加工手段と、被加工物を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像した画像を表示する表示手段とを備えた加工装置であって、前記撮像手段は、前記チャックテーブルに保持された被加工物の全体を撮像する全体撮像部と、被加工物の細部を撮像する細部撮像部と、前記全体撮像部で撮像した被加工物の全体画像と前記細部撮像部で撮像した細部画像を前記表示手段上に合成して表示するとともに、被加工物の全体画像に細部画像の位置を表示する画像合成部と、を具備したことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する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加工する加工手段と、被加工物を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像した画像を表示する表示手段とを備えた加工装置であって、
前記撮像手段は、
前記チャックテーブルに保持された被加工物の全体を撮像する全体撮像部と、
被加工物の細部を撮像する細部撮像部と、
前記全体撮像部で撮像した被加工物の全体画像と前記細部撮像部で撮像した細部画像を前記表示手段上に合成して表示するとともに、被加工物の全体画像に細部画像の位置を表示する画像合成部と、
を具備したことを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アライメント領域又は加工領域を目視で確認可能な表示手段を備えた加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、ダイシング装置（切削装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【０００３】
ダイシング装置は、半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを切削する切削手段と、ウエーハを撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した画像を表示する表示手段とを具備していて、該撮像手段によってウエーハを撮像し切削すべき領域を検出して、ウエーハを高精度に個々のデバイス（半導体チップ）に分割することができる。
【０００４】
ウエーハのダイシング（切削）はストリートに沿って行われるため、ダイシングに先立って予めストリートを検出するアライメントと呼ばれる作業が行われる。このアライメントは、半導体ウエーハの表面を撮像手段で撮像し、当該表面に形成されたアライメント用のキーパターンと、予めアライメント装置に記憶させておいたキーパターンとのパターンマッチングにより行われる。
【０００５】
特開２００５−１６６９９１号公報は、低倍率画像と高倍率画像とを同時に表示手段上に表示し、オペレータの作業効率を向上させて、アライメントに要する時間を短縮することが可能なアライメント装置を開示している。
【０００６】
また、特許第２６２８２５６号公報は、半導体ウエーハ上に形成されたカーフ（切削溝）を撮像手段で撮像し、撮像された画像を画像処理してチッピング等の状態を自動的に検出し、チッピング等が所定値を超える場合はプリカットを遂行し、所定値を超えない場合はダイシングを遂行するようにした、カーフチェックに基づく自動ダイシングシステムを開示している。
【特許文献１】特開２００５−１６６９９１号公報
【特許文献２】特許第２６２８２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されたアライメント装置によると、アライメントに要する時間を短縮化できるという効果があるが、適切な領域でアライメントが行われているか、または、アライメントエラーを生じた際、その領域を目視で確認することができないという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に開示された自動ダイシングシステムでは、オペレータは撮像手段で撮像された領域を大まかに認識しているものの、不適切な切削溝が検出された場合、その領域がウエーハのどの部分に該当するかを明確に認識することができず、原因究明等を迅速に行うことができないという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モニタ上に表示された細部画像に不具合を発見した際に、その領域を明確に認識することができ、原因究明等を迅速に適正に行うことが可能な加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、被加工物を保持する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加工する加工手段と、被加工物を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像した画像を表示する表示手段とを備えた加工装置であって、前記撮像手段は、前記チャックテーブルに保持された被加工物の全体を撮像する全体撮像部と、被加工物の細部を撮像する細部撮像部と、前記全体撮像部で撮像した被加工物の全体画像と前記細部撮像部で撮像した細部画像を前記表示手段上に合成して表示するとともに、被加工物の全体画像に細部画像の位置を表示する画像合成部と、を具備したことを特徴とする加工装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、撮像手段が、表示手段に被加工物の全体画像と細部画像とを合成して表示するとともに被加工物の全体画像に細部画像の位置を表示する画像合成部を具備しているので、細部画像で不具合を発見した際にその領域を明確に認識することができ、原因究明等を迅速に且つ適正に行うことができる。
【００１２】
また、アライメントが適正な領域で行われているかを認識できるとともに、アライメントエラーが生じた際、その領域を認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１はウエーハをダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することができる切削装置（ダイシング装置）２の外観を示している。
【００１４】
切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段（モニタ）６が設けられている。
【００１５】
図２に示すように、ダイシング対象のウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２ストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。
【００１６】
ウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエーハカセット８中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。
【００１７】
ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。
【００１８】
仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数の固定手段１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。
【００１９】
チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。
【００２０】
アライメント手段２０は集光光学系２２を有しており、この集光光学系２２で集められたウエーハＷからの反射光の一部は後述する細部撮像部に入力されてウエーハＷの表面が撮像される。
【００２１】
撮像により取得した画像に基づき、後で詳細に説明するパターンマッチング処理によって切削すべきストリートを検出する。細部撮像部によって取得された画像は、表示手段６に表示される。
【００２２】
アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。
【００２３】
切削手段２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は集光光学系２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。
【００２４】
このように構成された切削装置２において、ウエーハカセット８に収容されたウエーハＷは、搬出入手段１０によってフレームＦが挟持され、搬出入手段１０が装置後方（Ｙ軸方向）に移動し、仮置き領域１２においてその挟持が解除されることにより、仮置き領域１２に載置される。そして、位置合わせ手段１４が互いに接近する方向に移動することにより、ウエーハＷが一定の位置に位置づけられる。
【００２５】
次いで、搬送手段１６によってフレームＦは吸着され、搬送手段１６が旋回することによりフレームＦと一体となったウエーハＷがチャックテーブル１８に搬送されてチャックテーブル１８により保持される。そして、チャックテーブル１８がＸ軸方向に移動してウエーハＷはアライメント手段２０の直下に位置づけられる。
【００２６】
アライメント手段２０が切削すべきストリートを検出するアライメントの際のパターンマッチングに用いる画像は、切削前に予め取得しておく必要がある。そこで、ウエーハＷがアライメント手段２０の直下に位置づけられると、撮像手段３５がウエーハＷの表面を撮像し、撮像した画像を表示手段６に表示させる。
【００２７】
図３に示すように、撮像手段３５は、ＣＣＤを有する高倍率の細部撮像部３２と、同じくＣＣＤを有する低倍率の全体撮像部３４を含んでおり、ハーフミラー３０を透過した光が細部撮像部３２に入力され、ハーフミラー３０で反射された光が全体撮像部３４に入力されるように集光光学系２２、細部撮像部３２及び全体撮像部３４のそれぞれの光軸が調整されている。
【００２８】
全体撮像部３４で撮像したウエーハＷの全体画像と、細部撮像部３２で撮像した細部画像は画像合成部３６で合成され、表示手段６の画面を２分割して左側に細部画像３８ａが表示され、右側に全体画像３８ｂが表示される。すなわち、画像合成部３６は表示手段６上に表示する画像の表示処理をする。画像合成部３６は更に、ウエーハの全体画像３８ｂに細部画像３８ａの位置Ｐを表示する処理を行う。
【００２９】
以下、撮像手段３５による本発明実施形態のアライメントの概要について説明する。ウエーハＷが集光光学系２２の直下に位置付けられると、細部撮像部３２が高倍率で全体撮像部３４が低倍率でウエーハＷを撮像し、画像合成部３６で合成された画像が表示手段６を２分割して細部画像３８ａ及び全体画像３８ｂとして表示される。
【００３０】
切削装置２のオペレータは、操作手段４を操作することにより、細部画像３８ａをゆっくりと移動させながらパターンマッチングのターゲットとなるキーパターン４０を探索する。このキーパターン４０は、例えばデバイスＤ中の回路の特徴部分を利用する。
【００３１】
オペレータがキーパターン４０を決定すると、そのキーパターン４０を含む画像が切削装置２のアライメント手段２０に備えたメモリに記憶される。また、そのキーパターン４０とストリートＳ１，Ｓ２の中心線との距離を座標値等によって求めその値もメモリに記憶させておく。
【００３２】
さらに、細部画像３８ａを画面上でゆっくりと移動することにより、隣り合うストリートとストリートとの間隔（ストリートピッチ）を座標値等によって求め、ストリートピッチの値についてもアライメント手段２０のメモリに記憶させておく。
【００３３】
ウエーハＷのストリートに沿った切断の際には、記憶させたキーパターン４０の画像と実際に細部撮像部３２により撮像されて取得した画像とのパターンマッチングをアライメント手段２０にて行う。このパターンマッチングは、Ｘ軸方向に伸長する同一ストリートＳ１に沿った互いに離間した少なくとも２点で実施する。
【００３４】
まず、Ａ点で撮像した細部画像３８ａを画面上でゆっくりと移動させながら、記憶させたキーパターン４０と実際の画像のキーパターン４０とのパターンマッチングを行い、キーパターンがマッチングした状態で画面を固定する。このとき、右側の全体画像３８ｂ内に細部画像３８ａの位置Ｐが表示される。よって、オペレータは左側の画面上に表示された細部画像３８ａの位置を容易に知ることができる。
【００３５】
このようにＡ点での撮像画面からパターンマッチングを実施したら、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させてＡ点とＸ軸方向に相当離れたＢ点でのパターンマッチングを行う。
【００３６】
このとき、Ａ点からＢ点まで一気に移動してパターンマッチングを行うのではなく、Ｂ点への移動途中の複数個所で必要に応じてパターンマッチングを実施してＹ軸方向のずれを補正すべくチャックテーブル１８を僅かに回転させてθ補正を行って、最終的にＢ点でのパターンマッチングを実施することが好ましい。
【００３７】
Ａ点及びＢ点でのパターンマッチングが完了すると、２つのキーパターン４０を結んだ直線はストリートＳ１と平行となったことになり、キーパターン４０とストリートＳ１の中心線との距離分だけ切削手段２４をＹ軸方向に移動させることにより、切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせを行う。
【００３８】
本実施形態の撮像手段３５によると、画像合成部３６で合成された細部画像３８ａと全体画像３８ｂが表示手段６の画面を２分割して表示されるとともに、ウエーハＷの全体画像３８ｂに細部画像３８ａの位置Ｐを表示するようにしたので、アライメントが適正な領域で行われているかを認識できるとともに、アライメントエラーを生じた際、その領域を直ちに確認することができる。
【００３９】
切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせが行われた状態で、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させるとともに、切削ブレード２８を高速回転させながら切削手段２４を下降させると、位置合わせされたストリートが切削される。
【００４０】
メモリに記憶されたストリートピッチずつ切削手段２４をＹ軸方向にインデックス送りにしながら切削を行うことにより、同方向のストリートＳ１が全て切削される。更に、チャックテーブル１８を９０°回転させてから、上記と同様の切削を行うと、ストリートＳ２も全て切削され、個々のデバイスＤに分割される。
【００４１】
切削が終了したウエーハＷはチャックテーブル１８をＸ軸方向に移動してから、Ｙ軸方向に移動可能な搬送手段２５により把持されて洗浄装置２７まで搬送される。洗浄装置２７では、洗浄ノズルから水を噴射しながらウエーハＷを低速回転（例えば３００ｒｐｍ）させることによりウエーハを洗浄する。
【００４２】
洗浄後、ウエーハＷを高速回転（例えば３０００ｒｐｍ）させながらエアノズルからエアを噴出させてウエーハＷを乾燥させた後、搬送手段１６によりウエーハＷを吸着して仮置き領域１２に戻し、更に搬出入手段１０によりウエーハカセット８の元の収納場所にウエーハＷが戻される。
【００４３】
ここで、ウエーハＷ切削中に切削溝の状態を観察したい場合には、切削を中止してチャックテーブル１８をＸ軸方向に移動してウエーハＷを集光光学系２２の真下に位置付ける。そして、撮像手段３５の細部撮像部３２及び全体撮像部３４によりウエーハＷを撮像して、表示手段６の画面を２分割して細部画像４２ａ及び全体画像４２ｂを表示させる。
【００４４】
アライメント時と同様に、ウエーハＷの全体画像４２ｂに細部画像４２ａの位置Ｑを表示する。よって、オペレータは、細部画像４２ａで表示された切削溝４４にチッピング等が多く発生して不適切な切削であると判断したならば、全体画面４２ｂ上でその領域を明確に認識することができ、原因究明等を迅速に且つ適正に行うことができる。
【００４５】
以上の説明では、本発明の撮像手段を切削装置に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、研削装置或いはレーザ加工装置等にも本発明の撮像手段を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明が適用される切削装置の全体斜視図である。
【図２】フレームと一体化されたウエーハを示す斜視図である。
【図３】アライメント時の本発明実施形態を説明する説明図である。
【図４】切削溝観察時の本発明実施形態を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
６    表示手段
２２    集光光学系
２４    切削手段
２６    スピンドル
２８    切削ブレード
３０    ハーフミラー
３２    細部撮像部
３４    全体撮像部
３５    撮像手段
３６    画像合成部
３８ａ，４２ａ    細部画像
３８ｂ，４２ｂ    全体画像
４０    キーパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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