特開 2022-126996 処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022126996

(43)【公開日】2022-08-31

(54)【発明の名称】処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20220824BHJP

   B24B 49/12 20060101ALI20220824BHJP

   B24B 27/06 20060101ALI20220824BHJP

   B23Q 17/24 20060101ALI20220824BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 C

H01L21/78 F

B24B49/12

B24B27/06 M

B23Q17/24 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021024899

(22)【出願日】2021-02-19

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075177

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 尚純

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100202496

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿角 剛二

(74)【代理人】

【識別番号】100202692

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 吉文

(72)【発明者】

【氏名】山中 輔

【テーマコード（参考）】

3C029

3C034

3C158

5F063

【Ｆターム（参考）】

3C029EE20

3C034AA13

3C034AA19

3C034BB73

3C034BB93

3C034CA22

3C034CA30

3C034CB14

3C034DD10

3C034DD18

3C158AA03

3C158AB04

3C158AC02

3C158BA07

3C158BA09

3C158BB02

3C158BB06

3C158BB08

3C158BB09

3C158CB03

3C158DA17

5F063AA01

5F063AA48

5F063CA04

5F063DD01

5F063DE12

5F063DE33

5F063EE21

5F063FF21

(57)【要約】

【課題】タイミングよく対物レンズの汚れを検出することができる処理装置を提供する。
【解決手段】処理装置２は、被撮像物を保持する保持手段４と、保持手段４に保持された被撮像物を撮像する撮像手段６と、保持手段４と撮像手段６とをＸ軸方向およびＹ軸方向に相対的に移動する移動手段とを少なくとも備える。撮像手段６は、対物レンズ１４と、対物レンズ１４によって取り込んだ画像を処理すると共に対物レンズ１４の汚れを検出する画像処理部１６とを備える。画像処理部１６は、移動手段によって保持手段４と撮像手段６とを相対的にＸ軸方向またはＹ軸方向に移動して保持手段４に保持された被撮像物の複数領域を撮像して複数画像を記憶し、複数画像を重ねて共通する模様を抽出して汚れと判断する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被撮像物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被撮像物を撮像する撮像手段と、該保持手段と該撮像手段とをＸ軸方向およびＹ軸方向に相対的に移動する移動手段とを少なくとも備えた処理装置であって、
該撮像手段は、対物レンズと、該対物レンズによって取り込んだ画像を処理すると共に該対物レンズの汚れを検出する画像処理部とを備え、
該画像処理部は、該移動手段によって該保持手段と該撮像手段とを相対的にＸ軸方向またはＹ軸方向に移動して該保持手段に保持された被撮像物の複数領域を撮像して複数画像を記憶し、該複数画像を重ねて共通する模様を抽出して汚れと判断する処理装置。

【請求項2】

被撮像物は分割予定ラインによって区画されて複数のデバイスが形成された表面を備え、
該画像処理部は、デバイスに形成された特徴パターンをキーパターンとして記憶するキーパターン記憶部と、分割予定ラインと該特徴パターンとの位置関係を記憶する位置関係記憶部とを備え、
該画像処理部は、該移動手段によって該保持手段と該撮像手段とを相対的にＸ軸方向またはＹ軸方向に移動して該保持手段に保持された被撮像物の複数領域を撮像して該キーパターンと同一の特徴パターンをパターンマッチングで抽出して該位置関係記憶部に記憶された位置関係から分割予定ラインを検出するアライメントを実行している際、該アライメントにおいて撮像した被撮像物の複数領域の複数画像を記憶し、該複数画像を重ねて共通する模様を抽出して汚れと判断する請求項１記載の処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被撮像物を保持する保持手段と、保持手段に保持された被撮像物を撮像する撮像手段と、保持手段と撮像手段とをＸ軸方向およびＹ軸方向に相対的に移動する移動手段とを少なくとも備えた処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、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、ウエーハを保持する保持手段と、保持手段に保持されたウエーハを切削する切削手段と、保持手段と切削手段とを相対的にＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動する移動手段と、保持手段に保持されたウエーハを撮像し切削加工を施すべき領域を検出する撮像手段とを備え、ウエーハを高精度に個々のデバイスチップに分割することができる（たとえば特許文献１参照）。なお、撮像手段は切削手段と共に移動手段によって保持手段に対して相対的に移動されるようになっている。

【0004】

撮像手段は、対物レンズと、対物レンズによって取り込んだ画像を処理する画像処理部とを備える。画像処理部は、デバイスに形成された特徴パターンをキーパターンとして記憶するキーパターン記憶部と、分割予定ラインと特徴パターンとの位置関係を記憶する位置関係記憶部とを含む。そして、画像処理部は、移動手段によって保持手段と撮像手段とを相対的にＸ軸方向またはＹ軸方向に移動して保持手段に保持されたウエーハの複数領域を撮像してキーパターンと同一の特徴パターンをパターンマッチングで抽出して位置関係記憶部に記憶された位置関係から分割予定ラインを検出するアライメントを実行するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７－８８３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、対物レンズにカバーが配設されている場合でも、切削加工を施している際に飛沫が対物レンズに付着するときがある。このようなときには、適正なパターンマッチングが遂行されず、切削加工を施すべき領域が検出不能となるため、ダイシング装置の稼働率が低下するという問題がある。

【0007】

このような問題点に対しては、白色プレートまたは鏡を保持手段に保持させ、白色プレートまたは鏡を撮像手段で撮像することにより、対物レンズの汚れを検出することも可能ではあるが、このような汚れ検出作業をタイミングよく行うことは困難であると共に煩に耐えない。

【0008】

また、前記の問題は、ダイシング装置に限らず、撮像手段を備えたレーザー加工装置、検査装置等の各種処理装置においても起こり得る。

【0009】

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、タイミングよく対物レンズの汚れを検出することができる処理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】

本発明によれば、上記課題を解決する以下の処理装置が提供される。すなわち、被撮像物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被撮像物を撮像する撮像手段と、該保持手段と該撮像手段とをＸ軸方向およびＹ軸方向に相対的に移動する移動手段とを少なくとも備えた処理装置であって、該撮像手段は、対物レンズと、該対物レンズによって取り込んだ画像を処理すると共に該対物レンズの汚れを検出する画像処理部とを備え、該画像処理部は、該移動手段によって該保持手段と該撮像手段とを相対的にＸ軸方向またはＹ軸方向に移動して該保持手段に保持された被撮像物の複数領域を撮像して複数画像を記憶し、該複数画像を重ねて共通する模様を抽出して汚れと判断する処理装置が提供される。

【0011】

好ましくは、被撮像物は分割予定ラインによって区画されて複数のデバイスが形成された表面を備え、該画像処理部は、デバイスに形成された特徴パターンをキーパターンとして記憶するキーパターン記憶部と、分割予定ラインと該特徴パターンとの位置関係を記憶する位置関係記憶部とを備え、該画像処理部は、該移動手段によって該保持手段と該撮像手段とを相対的にＸ軸方向またはＹ軸方向に移動して該保持手段に保持された被撮像物の複数領域を撮像して該キーパターンと同一の特徴パターンをパターンマッチングで抽出して該位置関係記憶部に記憶された位置関係から分割予定ラインを検出するアライメントを実行している際、該アライメントにおいて撮像した被撮像物の複数領域の複数画像を記憶し、該複数画像を重ねて共通する模様を抽出して汚れと判断する。

【発明の効果】

【0012】

本発明の処理装置は、被撮像物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被撮像物を撮像する撮像手段と、該保持手段と該撮像手段とをＸ軸方向およびＹ軸方向に相対的に移動する移動手段とを少なくとも備えた処理装置であって、該撮像手段は、対物レンズと、該対物レンズによって取り込んだ画像を処理すると共に該対物レンズの汚れを検出する画像処理部とを備え、該画像処理部は、該移動手段によって該保持手段と該撮像手段とを相対的にＸ軸方向またはＹ軸方向に移動して該保持手段に保持された被撮像物の複数領域を撮像して複数画像を記憶し、該複数画像を重ねて共通する模様を抽出して汚れと判断するので、タイミングよく対物レンズの汚れを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に従って構成された処理装置の斜視図。

【図2】図１に示す撮像手段と、撮像手段によって撮像される被撮像物との模式図。

【図3】（ａ）図１に示す撮像手段によって撮像された図２に示す被撮像物の第一の画像の模式図、（ｂ）図１に示す撮像手段によって撮像された図２に示す被撮像物の第二の画像の模式図、（ｃ）図１に示す撮像手段によって撮像された図２に示す被撮像物の第三の画像の模式図、（ｄ）図１に示す撮像手段によって撮像された図２に示す被撮像物の第四の画像の模式図、（ｅ）図１に示す撮像手段によって撮像された図２に示す被撮像物の第五の画像の模式図、（ｆ）（ａ）ないし（ｅ）に示す複数の画像から検出された汚れのみが表示された画像の模式図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に従って構成された処理装置の好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。

【0015】

図１を参照して説明すると、全体を符号２で示す処理装置は、被撮像物を保持する保持手段４と、保持手段４に保持された被撮像物を撮像する撮像手段６と、保持手段４と撮像手段６とをＸ軸方向およびＹ軸方向に相対的に移動する移動手段（図示していない。）とを少なくとも備える。なお、Ｘ軸方向は図１に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ軸方向は図１に矢印Ｙで示す方向であってＸ軸方向に直交する方向である。また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向が規定するＸＹ平面は実質上水平である。

【0016】

保持手段４は、Ｘ軸方向に移動自在かつ上下方向を軸心として回転自在に構成されたチャックテーブル８を含む。チャックテーブル８の上端部分には、吸引手段（図示していない。）に接続された多孔質の円形状吸着チャック１０が配置されている。チャックテーブル８は、吸引手段で吸着チャック１０に吸引力を生成することにより、上面に載せられた被撮像物を吸引保持する。また、チャックテーブル８の周縁には、周方向に間隔をおいて複数のクランプ１２が配置されている。

【0017】

図２に示すとおり、撮像手段６は、対物レンズ１４と、対物レンズ１４によって取り込んだ画像を処理すると共に対物レンズ１４の汚れを検出する画像処理部１６とを備える。対物レンズ１４はハウジング１８に収容されており、ハウジング１８は、チャックテーブル８の軌道の上方においてＹ軸方向に移動自在に支持されている。また、コンピュータから構成される画像処理部１６は、図示していないが、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とを含む。そして、対物レンズ１４に入射した光は、撮像素子（図示していない。）によって電気信号に変換されて画像処理部１６に送られる。また、撮像手段６によって撮像された画像はモニタ２０に表示されるようになっている。

【0018】

ここで、被撮像物の一例について図２を参照して説明すると、被撮像物としては、たとえば、シリコン等の適宜の半導体材料から形成され得るウエーハ２２が挙げられる。ウエーハ２２の表面２２ａは、格子状の分割予定ライン２４によって複数の矩形領域に区画されており、複数の矩形領域のそれぞれにはＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２６が形成されている。デバイス２６は特徴的なパターンを有しており、図示の実施形態のデバイス２６は、図２の拡大図において点線で囲んだ「＋（プラス）」形状の特徴パターン２８を有している。また、ウエーハ２２の裏面２２ｂは、周縁が環状フレーム３０に固定されたダイシングテープ３２に貼り付けられており、ウエーハ２２は、ダイシングテープ３２を介して環状フレーム３０に支持されている。

【0019】

図示の実施形態の画像処理部１６は、図２に示すとおり、デバイス２６に形成された特徴パターン２８をキーパターンとして記憶するキーパターン記憶部３４と、分割予定ライン２４と特徴パターン２８との位置関係を記憶する位置関係記憶部３６とを備える。図示の実施形態のキーパターン記憶部３４は、キーパターンとして「＋」形状の上記特徴パターン２８を記憶しているが、キーパターンとして任意のパターンを記憶することができる。位置関係記憶部３６が記憶する位置関係としては、たとえば、図２の拡大図において特徴パターン２８の左側に位置する第一の分割予定ライン２４ａと特徴パターン２８とのＸ軸方向の距離Ｌｘと、図２の拡大図において特徴パターン２８の上側に位置する第二の分割予定ライン２４ｂと特徴パターン２８とのＹ軸方向の距離Ｌｙとが挙げられる。

【0020】

上記移動手段は、図示してないが、保持手段４のチャックテーブル８をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段と、撮像手段６の対物レンズ１４を収容しているハウジング１８をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段とを含む。Ｘ軸移動手段は、チャックテーブル８に連結されＸ軸方向に延びるボールねじと、このボールねじを回転させるモータとを有する構成でよい。また、Ｙ軸移動手段は、ハウジング１８に連結されＹ軸方向に延びるボールねじと、このボールねじを回転させるモータとを有する構成でよい。

【0021】

図示の実施形態の処理装置２は、被撮像物を撮像すると共に、被撮像物に対して切削加工を施すダイシング装置として構成されており、被撮像物としてのウエーハ２２は処理装置２によって切削加工が施される被加工物でもある。図１に示すとおり、処理装置２は、保持手段４に保持されたウエーハ２２を切削する切削ブレード３８を回転可能に備えた切削手段４０と、ウエーハ２２を複数枚収容したカセット４２が設置される昇降自在なカセット設置台４４と、カセット４２から加工前のウエーハ２２を引き出し、仮置きテーブル４６まで搬出すると共に仮置きテーブル４６に位置づけられた加工済みのウエーハ２２をカセット４２に搬入する搬出入手段４８と、カセット４２から仮置きテーブル４６に搬出された加工前のウエーハ２２を保持手段４に搬送する第一の搬送手段５０と、加工済みのウエーハ２２を洗浄する洗浄手段５２と、加工済みのウエーハ２２をチャックテーブル８から洗浄手段５２に搬送する第二の搬送手段５４とを備える。なお、切削手段４０は、撮像手段６のハウジング１８と共に、Ｙ軸移動手段によってＹ軸方向に移動されるようになっている。

【0022】

処理装置２を用いて、被撮像物および被加工物としてのウエーハ２２を撮像すると共に、ウエーハ２２に対して所要の切削加工を施す際は、まず、搬出入手段４８によってカセット４２から仮置きテーブル４６に加工前のウエーハ２２を引き出した後、第一の搬送手段５０によって仮置きテーブル４６からチャックテーブル８にウエーハ２２を搬送し、表面２２ａを上に向けてチャックテーブル８の上面でウエーハ２２を吸引保持する。また、複数のクランプ１２で環状フレーム３０を固定する。

【0023】

次いで、移動手段によって保持手段４と撮像手段６の対物レンズ１４とを相対的にＸ軸方向またはＹ軸方向に移動して、保持手段４に保持されたウエーハ２２の複数領域を撮像してキーパターンと同一の特徴パターン２８をパターンマッチングで抽出して位置関係記憶部３６に記憶された位置関係から分割予定ライン２４を検出するアライメントを実行する。

【0024】

アライメントを実行する際は、ウエーハ２２を保持したチャックテーブル８をＸ軸移動手段によってＸ軸方向に移動してもよく、あるいは、撮像手段６の対物レンズ１４をＹ軸移動手段によってＹ軸方向に移動してもよい。そして、保持手段４と対物レンズ１４とを相対的にＸ軸方向またはＹ軸方向に移動しながら、ウエーハ２２の複数領域を撮像手段６によって撮像する。図３（ａ）ないし図３（ｅ）には、保持手段４と対物レンズ１４とを相対的に移動しながら撮像したウエーハ２２の複数領域の画像が示されている。

【0025】

ウエーハ２２の複数領域を撮像した後、撮像手段６の画像処理部１６によって、キーパターン記憶部３４が記憶しているキーパターン（「＋」形状のパターン）と同一の特徴パターン２８をパターンマッチングで抽出する。画像処理部１６は、パターンマッチングを実行する際に、撮像した複数画像のそれぞれについてキーパターンとのマッチング度を算出する。たとえば、図３（ａ）に示す画像は３０％、図３（ｂ）に示す画像は２５％、図３（ｃ）に示す画像は４０％、図３（ｄ）に示す画像は７０％、図３（ｅ）に示す画像は９５％のように、画像処理部１６は各画像のマッチング度を算出する。そして、所定のしきい値よりも高いマッチング度の画像（本実施形態では図３（ｅ）に示す画像）が抽出されたら、抽出された画像における特徴パターン２８と、位置関係記憶部３６に記憶された位置関係とから、切削加工を施すべき領域である分割予定ライン２４を検出する。

【0026】

アライメントを実行した後、チャックテーブル８を図３（ｅ）に示す画像に対して下方に移動させ、分割予定ライン２４をＸ軸方向に整合させると共に、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン２４の上方に切削ブレード３８を位置づける。次いで、切削手段４０を下降させ、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン２４に、高速回転させた切削ブレード３８の刃先をウエーハ２２に切り込ませると共に、切削ブレード３８の刃先を切り込ませた部分に切削水を供給しながら、切削手段４０に対してチャックテーブル８をＸ軸方向に加工送りして分割予定ライン２４に沿って切削溝を形成する切削加工を施す。次いで、分割予定ライン２４のＹ軸方向間隔の分だけ、チャックテーブル８に対して切削手段４０をＹ軸方向に割り出し送りしながら切削加工を繰り返し、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン２４のすべてに切削溝を形成する。

【0027】

次いで、チャックテーブル８を９０度回転させ、先に切削溝を形成した分割予定ライン２４と直交する分割予定ライン２４をＸ軸方向に整合させる。そして、切削加工と割り出し送りとを繰り返し、すべての分割予定ライン２４に沿って格子状に切削溝を形成する。次いで、切削加工を施した後、第二の搬送手段５４によってチャックテーブル８から洗浄手段５２にウエーハ２２を搬送して、洗浄手段５２によってウエーハ２２を洗浄する。そして、第一の搬送手段５０によって洗浄手段５２から仮置きテーブル４６にウエーハ２２を搬送し、搬出入手段４８によって仮置きテーブル４６からカセット４２にウエーハ２２を搬出する。

【0028】

図示の実施形態の画像処理部１６は、上述のアライメントを実行している際、アライメントにおいて撮像したウエーハ２２の複数領域の複数画像を記憶し、複数画像を重ねて共通する模様を抽出して汚れと判断する。たとえば、図３（ａ）ないし図３（ｅ）に示す複数の画像においては、符号５６で示す模様である。

【0029】

アライメントの際に撮像した複数の画像は、保持手段４と撮像手段６の対物レンズ１４とを相対的に移動しながら撮像した画像であるので、複数の画像を重ね合わせたときに、複数の画像において同じ位置に存在する同じ形状の模様５６は、撮像手段６の対物レンズ１４に付着した汚れである可能性が高い。したがって、画像処理部１６は、複数の画像を重ねて共通する模様があった場合には、この模様を抽出して、対物レンズ１４の汚れと判断する。なお、画像処理部１６は複数の画像を重ねることによって汚れを検出するので、対物レンズ１４の汚れを検出するための画像は、少なくとも２枚は必要であり、誤検出を防止する観点からは、たとえば５枚以上であるのが好適である。

【0030】

そして、複数の画像において共通する模様５６が抽出された場合には、図３（ｆ）のように模様５６のみの画像がモニタ２０に表示されると共に、対物レンズ１４の汚れの除去をオペレータに促すメッセージが発せられる。このように図示の実施形態の処理装置２においては、タイミングよく対物レンズ１４の汚れを検出することができ、対物レンズ１４の汚れを除去することが可能になる。また、図示の実施形態の処理装置２においては、アライメントを実行している際に、対物レンズ１４の汚れを検出するので、ダウンタイムを低減して効率よく対物レンズ１４の汚れを検出することができる。

【0031】

なお、図示の実施形態では、処理装置２がダイシング装置として構成されている例について説明したが、本発明の処理装置は、撮像手段を備えたレーザー加工装置、検査装置等の各種処理装置として構成され得る。

【符号の説明】

【0032】

２：処理装置
４：保持手段
６：撮像手段
１４：対物レンズ
１６：画像処理部
２２：ウエーハ（被撮像物）
２２ａ：ウエーハの表面
２２ｂ：ウエーハの裏面
２４：分割予定ライン
２４ａ：第一の分割予定ライン
２４ｂ：第二の分割予定ライン
２６：デバイス
２８：特徴パターン
３４：キーパターン記憶部
３６：位置関係記憶部
５６：共通する模様（汚れ）

【図1】

【図2】

【図3】