JP2014207354A - Edge detection apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】カーフの領域とレーザグルーブの領域との境界部を明瞭に認識できるエッジ検出装置を提供する。【解決手段】エッジ検出装置1は、分割予定ライン16に沿ってレーザ光を照射することで形成されたレーザグルーブ22と、レーザグルーブ22に沿って研削ブレードSP1で研削することで形成されたレーザグルーブ22より深いカーフ24とを有する半導体ウエハ10に対し、上方から分割予定ライン16と、レーザグルーブ22と、カーフ24とを撮像するCCD40と、分割予定ライン16とCCD40との間に配置され、被写界深度がカーフ24より浅い対物レンズ30と、対物レンズ30とCCD40とを結ぶ観察光軸に対し同軸方向から対物レンズ30に光を照射する第1照明装置50と、観察光軸に対し斜め方向から半導体ウエハ10に光を照射する第2照明装置58と、を備えている。【選択図】図7An edge detection device capable of clearly recognizing a boundary portion between a kerf region and a laser groove region. An edge detection device includes a laser groove formed by irradiating a laser beam along a planned division line and a laser formed by grinding along the laser groove with a grinding blade SP1. The semiconductor wafer 10 having the kerf 24 deeper than the groove 22 is arranged between the CCD 40 that images the division line 16, the laser groove 22, and the kerf 24 from above, and the division line 16 and the CCD 40. An objective lens 30 having a depth of field shallower than that of the kerf 24; a first illumination device 50 that irradiates the objective lens 30 with light from the same direction as the observation optical axis connecting the objective lens 30 and the CCD 40; And a second illumination device 58 that irradiates the semiconductor wafer 10 with light from an oblique direction. [Selection] Figure 7
Description
本発明は、エッジ検出装置に関して、カーフチェックをするためのエッジ検出装置に関する。 The present invention relates to an edge detection apparatus for performing a kerf check with respect to an edge detection apparatus.
IC、LSI等の半導体装置の処理能力を上げるため、半導体基板の表面に層間絶縁膜として低誘電率(Low−k)材料を用いた低誘電率絶縁膜(Low−k膜)を形成した構造の半導体ウエハが知られている。しかしながら、低誘電率絶縁膜は機械強度が低いため、半導体ウエハを研削ブレードでダイシングすると低誘電率絶縁膜が剥離する問題がある。 A structure in which a low dielectric constant insulating film (Low-k film) using a low dielectric constant (Low-k) material is formed as an interlayer insulating film on the surface of a semiconductor substrate in order to increase the processing capability of a semiconductor device such as an IC or LSI. There are known semiconductor wafers. However, since the low dielectric constant insulating film has low mechanical strength, there is a problem that the low dielectric constant insulating film peels off when the semiconductor wafer is diced with a grinding blade.
この問題を解決するため、研削ブレードを用いずに分割予定ラインにレーザ光を照射して低誘電率絶縁膜を除去し、その後、レーザ光で形成されたレーザグルーブに研削ブレードを位置させ、半導体ウエハを切削し分割する方法が採用されている。 In order to solve this problem, the low dielectric constant insulating film is removed by irradiating the laser beam to the division line without using the grinding blade, and then the grinding blade is positioned in the laser groove formed by the laser light. A method of cutting and dividing a wafer is employed.
レーザ光と研削ブレードとにより半導体ウエハを分割する方法においても、研削ブレードにより切削された溝(カーフ)と分割予定ラインとの位置ずれ等の状況を確認するためカーフチェックが必要となる。レーザグルーブ内のカーフをチェックするための提案がなされている。 Even in the method of dividing a semiconductor wafer with a laser beam and a grinding blade, a kerf check is required to confirm the situation such as a positional deviation between a groove (kerf) cut by the grinding blade and a division planned line. Proposals have been made to check the kerf in the laser groove.
特許文献1は、研削ブレードにより形成されるカーフ部分が白く周囲のレーザグルービング部分が黒くなるように光量設定して、研削ブレードによるダイシング後の分割予定ラインを撮像手段で撮像し、撮像された画像に対するエッジ認識処理によりレーザグルービング領域のエッジ位置とカーフ領域のエッジ位置とを抽出し、エッジ位置が抽出された所定範囲の記レーザグルービング領域内の各画素の画像データの輝度分布に関するヒストグラムを作成し、作成されたヒストグラムにおける輝度分布に基づき所定範囲のレーザグルービング領域から最も明るい第1ピーク領域を抽出し、抽出された前記第1ピーク領域中でカーフ領域のエッジ位置に連続している部分をチッピング領域として認識するチッピング検出装置を記述する。
In
特許文献2は、研削ブレードにより形成されるカーフ部分が白く周囲のレーザグルービング部分が黒くなるように光量設定して、研削ブレードによるダイシング後の分割予定ラインを撮像手段で撮像し、撮像された画像に対するエッジ認識処理によりグルービングエッジライン又はカーフエッジラインとしての候補ラインを抽出し、抽出された各候補ラインの性質を元画像の情報に基づき判定し、判定結果によって複数の候補ラインをグルービングエッジライン、カーフエッジライン、カーフエッジラインおよびグルービングエッジラインの組をなす組合せ候補ラインに場合分けし、場合分けされた組合せ候補ライン中からレーザグルービング部分とカーフ部分との物理的な特性の違いを判定要素として元画像の情報に基づき尤もらしい一つの組合せ候補ラインを決定し、候補ライン中からカーフエッジラインを特定するエッジ検出装置を記述する。
In
特許文献1、2に記述される技術では、研削ブレードにより形成されるカーフの領域が白く周囲のレーザグルービングの領域が黒くなるように光量を設定している。
In the techniques described in
しかしながら、研削ブレードの使用状況に応じて、半導体ウエハに形成されるカーフの底面の状態は異なる。そのため、光量を調整しても、カーフの領域が均一な白色とならず、カーフの領域とレーザグルービングの領域との境界部のコントラストが不明瞭となる場合がある。不明瞭な画像データにより画像処理を行っても適切な検出結果を得ることができない。 However, the state of the bottom surface of the kerf formed on the semiconductor wafer differs depending on the use situation of the grinding blade. Therefore, even if the light amount is adjusted, the kerf region may not be uniform white, and the contrast at the boundary between the kerf region and the laser grooving region may be unclear. Even if image processing is performed using unclear image data, an appropriate detection result cannot be obtained.
また、レーザグルービングの領域を有する半導体ウエハを研削ブレードで研削する場合、半導体ウエアを途中まで研削するハーフカットと、半導体ウエアを全て研削するフルカットとがある。 In addition, when a semiconductor wafer having a laser grooving region is ground with a grinding blade, there are a half cut in which semiconductor wear is ground halfway and a full cut in which all semiconductor wear is ground.
ハーフカットの場合、半導体ウエハ内にカーフの底面が形成される。ハーフカットされた半導体ウエハに対して、特許文献1、2に記述される技術を適用すれば、光量を調整することにより研削ブレードにより形成されるカーフの領域を白く、周囲のレーザグルービングの領域を黒くすることが可能である。
In the case of half cut, the bottom surface of the kerf is formed in the semiconductor wafer. If the techniques described in
一方、フルカットの場合、半導体ウエハ内にカーフの底面が形成されない。そのため、光量を調整しても、カーフの底面からの反射光がないためカーフの領域が黒くなる。周囲のレーザグルービングの領域も黒である。そのため、特許文献1、2に記述される技術を適用しても、カーフの領域とレーザグルービングの領域との境界部を認識できない。そのため、得られた画像データに基づいて画像処理を行っても適切な検出結果を得ることができない。
On the other hand, in the case of full cut, the bottom surface of the kerf is not formed in the semiconductor wafer. Therefore, even if the amount of light is adjusted, there is no reflected light from the bottom surface of the kerf, so the kerf region becomes black. The surrounding laser grooving area is also black. Therefore, even if the techniques described in
本発明は、かかる課題を解決するため、カーフの領域とレーザグルーブの領域との境界部を明瞭に認識できるエッジ検出装置を提供することを目的とする。 In order to solve such a problem, an object of the present invention is to provide an edge detection device capable of clearly recognizing a boundary portion between a kerf region and a laser groove region.
本発明の一態様によるエッジ検出装置は、分割予定ラインに沿ってレーザ光を照射することで形成されたレーザグルーブと、前記レーザグルーブに沿って研削ブレードで研削することで形成された前記レーザグルーブより深いカーフとを有する半導体ウエハに対し、上方から前記分割予定ラインと、前記レーザグルーブと、前記カーフとを撮像する撮像手段と、前記分割予定ラインと前記撮像手段との間に配置され、被写界深度が前記カーフの深さより浅い対物レンズと、前記対物レンズと前記撮像手段とを結ぶ観察光軸に対し同軸方向から前記対物レンズに光を照射する第1照明装置と、前記観察光軸に対し斜め方向から前記半導体ウエハに光を照射する第2照明装置と、を備える。 An edge detection apparatus according to an aspect of the present invention includes a laser groove formed by irradiating a laser beam along a predetermined division line, and the laser groove formed by grinding with a grinding blade along the laser groove. A semiconductor wafer having a deeper kerf is disposed between an imaging means for imaging the division line, the laser groove, and the kerf from above, and between the division line and the imaging means. An objective lens having a depth of field shallower than the depth of the kerf, a first illumination device that irradiates the objective lens with light from a direction coaxial with an observation optical axis connecting the objective lens and the imaging means, and the observation optical axis With respect to the second illumination device for irradiating the semiconductor wafer with light from an oblique direction.
好ましくは、前記対物レンズは、前記対物レンズの中心軸が前記カーフの幅方向の中心に位置するよう、配置される。 Preferably, the objective lens is arranged so that a central axis of the objective lens is located at a center in a width direction of the kerf.
好ましくは、前記第2照明装置は、平面視において、前記分割予定ラインに対する垂直方向からの光量より、前記分割予定ラインに対する斜め方向からの光量が大きい。 Preferably, the amount of light from the oblique direction with respect to the planned division line is larger than that from the direction perpendicular to the planned division line in the second illumination device.
好ましくは、前記第2照明装置が、前記観察光軸を囲むリング状に配列された照明装置で構成される。 Preferably, the second illumination device is configured by an illumination device arranged in a ring shape surrounding the observation optical axis.
好ましくは、前記対物レンズは2〜10μmの被写界深度を有する。 Preferably, the objective lens has a depth of field of 2 to 10 μm.
好ましくは、前記第1照明装置の光量と前記第2照明装置の光量とを制御する光量制御部と、前記撮像手段により得られた画像から前記カーフの領域と、前記レーザグルーブの領域と、前記分割予定ラインの領域とを検出する画像処理部と、をさらに備える。 Preferably, a light amount control unit that controls a light amount of the first illumination device and a light amount of the second illumination device, an area of the kerf from an image obtained by the imaging unit, an area of the laser groove, And an image processing unit for detecting a region of the planned division line.
なお、カーフ、グルーブ、および分割予定ラインの明暗の認識は、CCDによる画像認識手段、又は画像処理手段を利用して検出することができる。 It should be noted that the light / dark recognition of the kerf, the groove, and the line to be divided can be detected by using an image recognition means by CCD or an image processing means.
本発明のエッジ検出装置は、カーフの領域とレーザグルーブの領域との境界を明瞭に認識できる。 The edge detection apparatus of the present invention can clearly recognize the boundary between the kerf region and the laser groove region.
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。ここで、図中、同一の記号で示される部分は、同様の機能を有する同様の要素である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, in the drawing, portions indicated by the same symbols are similar elements having similar functions.
なお、レーザ加工によりレーザグルーブの形成されたウエハでのダイシングおよび、それに加えてストリート上に低反射率な材質で覆われているため、同軸落斜照明では分断予定ラインが黒く視認されるワークが対象とされる。 In addition, since dicing is performed on the wafer in which the laser groove is formed by laser processing, and in addition to this, the street is covered with a low-reflectance material. Be targeted.
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。ここで、図中、同一の記号で示される部分は、同様の機能を有する同様の要素である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, in the drawing, portions indicated by the same symbols are similar elements having similar functions.
本実施形態のエッジ検出装置の基本的な概念について、図面を参照して説明する。図1は半導体ウエハ10の外観を示す斜視図である。図1に示す半導体ウエハ10は、Siからなる基板12と、基板12に2次元状に形成された素子領域14と、素子領域14を切断しチップに分離するため形成された分割予定ライン16とにより構成される。半導体ウエハ10の裏面にはダイシングテープ18が貼り付けられている。
The basic concept of the edge detection apparatus of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the
図2は、半導体ウエハ10の部分拡大図である。図2に示すように、基板12の表面には低誘電率絶縁膜(Low−k膜)20が形成されている。素子領域14には、半導体素子、および低誘電率絶縁膜20を層間絶縁膜として金属配線が形成されている。図2に示す半導体ウエハ10に対して、分割予定ライン16に沿ってレーザ光が照射される。
FIG. 2 is a partially enlarged view of the
図3に示すように、レーザ光の熱により低誘電率絶縁膜20は溶解、気化され、分割予定ライン16の領域の低誘電率絶縁膜20が除去される。レーザ光を照射したことにより、基板12の分割予定ライン16の表面にレーザグルーブ22が形成される。レーザ光の熱によりレーザグルーブ22の表面が溶解されているので、レーザグルーブ22の表面は、分割予定ライン16の表面に比較して粗面状態となる。レーザグルーブ22の深さは、基板12の表面から5〜15μm程度である。レーザ光の半導体ウエハ10への照射は、レーザ加工機等により行われる。
As shown in FIG. 3, the low dielectric constant insulating
図4に示すように、分割予定ライン16に沿って研削ブレードSP1により、レーザグルーブ22の形成された半導体ウエハ10がハーフカット(ステップカット)される。研削ブレードSP1はレーザグルーブ22の領域に位置合わせされ、レーザグルーブ22の深さより深く、基板12の表面から所定深さまで、研削ブレードSP1は基板12を研削する。基板12にカーフ24が形成される。カーフ24の深さは、一般的には40〜50μmあるいは、基板12の厚みの1/2〜1/3程度である。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、分割予定ライン16のカーフ24に沿って、研削ブレードSP1より厚さの薄い研削ブレードSP2により、カーフ24の形成された半導体ウエハ10がフルカットされる。研削ブレードSP2はカーフ24の領域に位置合わせされ、裏面のダイシングテープ18に達するまで、研削ブレードSP2は基板12を研削する。基板12に、さらにカーフ29が形成される。
As shown in FIG. 5, the
図5の態様で、ハーフカットされた半導体ウエハ10がフルカットされるが、ハーフカットせずに半導体ウエハ10をフルカットする場合がある。
In the aspect of FIG. 5, the half-
図6に示すように、分割予定ライン16沿って、研削ブレードSP2により、レーザグルーブ22の形成された半導体ウエハ10がフルカットされる。研削ブレードSP2は分割予定ライン16のほぼ中央に位置合わせされる。裏面のダイシングテープ18に達するまで、研削ブレードSP2は基板12を研削し、これにより基板12にカーフ29が形成される。
As shown in FIG. 6, the
次に、本実施の形態のエッジ検出装置を、図7を参照して説明する。エッジ検出装置1は、撮像領域である半導体ウエハ10の分割予定ライン16に対向配置された対物レンズ30と、対物レンズ30を介して撮像領域を撮像する撮像手段であるCCD40と、撮像領域を照明する第1照明装置50と、第2照明装置58とを備えている。
Next, the edge detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The
撮像領域である分割予定ライン16に対して、対物レンズ30とCCD40とを結ぶ二点差線で示す観察光軸はほぼ垂直となる。つまり、分割予定ライン16が直上から観察される。
The observation optical axis indicated by a two-dot difference line connecting the
第1照明装置50から照射された光は、照明用レンズ52を通過し、ミラー54で反射される。さらに光は、観察光軸に対して約45°傾けて配置されたハーフミラー56で対物レンズ30に向けて反射される。つまり、対物レンズ30とCCD40とを結ぶ観察光軸に対し同軸方向から対物レンズ30に、第1照明装置50からの光が照射される。第1照明装置50からの光は撮像領域に垂直方向から照射される。
The light emitted from the
対物レンズ30を介して撮像領域に光が照射され、撮像領域で反射された光は、再び対物レンズ30を通過した後、ハーフミラー56を通過し、CCD40で撮像される。CCD40で撮像された画像はモニタ60に出力される。作業者はモニタ60に出力された画像から、撮像された分割予定ライン16の状態を観察することができる。
The light is irradiated onto the imaging region through the
本実施の形態のエッジ検出装置1は、カーフ24の深さより浅い被写界深度DOF2の対物レンズ30を備えている。後述するようにカーフ24の領域とレーザグルーブ22の領域との境界を観察することができる。
The
第2照明装置58は、対物レンズ30とCCD40とを結ぶ観察光軸に対し斜め方向から半導体ウエハ10に光を照射する。第2照明装置58として、例えば、リング照明、複数の光源をリング状に配列した照明等を使用することができる。後述するようにカーフ24,29の領域とレーザグルーブ22の領域との境界を観察することができる。
The
撮像領域に第2照明装置58から照射された光は、撮像領域で反射され対物レンズ30を通過した後、CCD40で撮像される。CCD40で撮像された画像はモニタ60に出力される。作業者はモニタ60に出力された画像から、撮像された分割予定ライン16の状態を観察することができる。
The light emitted from the
エッジ検出装置1は、さらに制御部80を備え、制御部80は、画像処理部82と光量制御部84とを備えている。画像処理部82は撮像された画像データからカーフエッジの検出の処理を行う。光量制御部84は、第1照明装置50から照射される光の強さ(光量)と、第2照明装置58から照射される光の強さ(光量)とを制御する。半導体ウエハ10の撮像領域の状態に応じて、第1照明装置50と第2照明装置58とを使い分ける。
The
本実施の形態のエッジ検出装置1は、さらにハーフミラー56と対物レンズ30との間に絞り32が設置されている。絞り32を変更することにより被写界深度を変化させることができる。絞り32を開放することで被写界深度を浅くすることができる。
In the
次に、図4に示すハーフカットされた半導体ウエハ10のカーフエッジの検出について説明する。分割予定ライン16に沿ってレーザ光を照射することで形成されたレーザグルーブ22と、レーザグルーブ22に沿って研削ブレードSP1で研削することで形成されたレーザグルーブ22より深いカーフ24とを有する半導体ウエハ10に対し、カーフエッジの検出が行われる。
Next, the detection of the kerf edge of the half-
本発明者は、レーザグルーブ22に形成されたカーフ24のエッジの検出について、照明装置からの光を、撮像領域に垂直方向から照射してエッジ検出を行う方法を鋭意検討した。その結果、カーフ24の底面の状態により、光量を調整しても、カーフ24の領域が均質な白色とならず、カーフ24の領域とレーザグルーブ22の領域との境界部のコントラストが不明瞭となる場合があることを見出した。
The inventor has intensively studied a method for detecting the edge of the
カーフチェックに使用され、撮像領域に配置される一般的な対物レンズについて説明する。図8は、対物レンズ130の被写界深度と、レーザグルーブ22とカーフ24との深さの関係を示す。レーザグルーブ22とカーフ24とを明瞭に観察するため、対物レンズ130は深い被写界深度DOF1を有している。つまり、対物レンズ130の被写界深度DOF1は、レーザグルーブ22とカーフ24の底面とが含まれる範囲に設定されている。照明装置150から照射された光は、照明用レンズ152を通過し、ミラー154で反射される。さらに光は、観察光軸に対して約45°傾けて配置されたハーフミラー156で対物レンズ130に向けて反射される。
A general objective lens used for kerf check and arranged in an imaging region will be described. FIG. 8 shows the relationship between the depth of field of the
対物レンズ130を介して照明装置150から光を撮像領域に照射し、その反射光を撮像装置で観察する。レーザグルーブ22の領域はその表面が粗面である。そのため照射された光は乱反射するので、レーザグルーブ22の領域は黒く観察される。他方、カーフ24の領域の表面(底面)は平滑面26である。そのため照射された光は均一に反射するので、カーフ24の領域は白く観察される。
Light is applied to the imaging region from the
しかしながら、研削ブレードの研削により形成されるカーフ24の領域において、研削ブレードの使用状況により、カーフ24の底面に平滑でない面、いわゆるソーマーク28が形成される場合がある。ソーマーク28は、カーフ24の底面に、カーフ24の長手方向に沿って形成される切削痕であり、横長の突起又は溝である。ソーマーク28では照射された光は乱反射する。
However, in the region of the
上述の対物レンズ130を使用し、照明装置150から光を撮像領域に照射し、分割予定ライン16の一部を撮像手段により撮像すると図9に示す結果が得られる。カーフ24のエッジに焦点を合わせた場合でも、対物レンズ130は深い被写界深度DOF1を有しているので、カーフ24の底面のソーマーク28も被写界深度DOF1の範囲内となる。その結果、図9に示すように、レーザグルーブ22と、平滑面26とソーマーク28とを含むカーフ24が明確に観察されてしまう。
When the
図9ではレーザグルーブ22とソーマーク28とを説明するため、異なる色で示している。しかしながら、レーザグルーブ22の領域とカーフ24内のソーマーク28とが同系色の黒くとなるため、レーザグルーブ22とカーフ24との境界の画像処理で特定は難しくなる。
In FIG. 9, the
そこで、発明者はカーフ24の深さより浅い被写界深度DOF2を持つ対物レンズ30を用いることで、上述の問題を解決できることを見出した。図10は対物レンズ30の被写界深度と、レーザグルーブ22とカーフ24との深さの関係を示す。対物レンズ30の被写界深度DOF2は、レーザグルーブ22が含まれる範囲であって、カーフ24の底面が含まれない範囲となるよう設定されている。
Therefore, the inventor has found that the above-described problem can be solved by using the
上述の対物レンズ30を使用し、第1照明装置50から光を撮像領域に照射し、分割予定ライン16の一部を撮像手段により撮像すると図11に示す結果が得られる。カーフ24内のソーマーク28と平滑面26とは、対物レンズ30の被写界深度DOF2の範囲外にある。そのため、カーフ24の底面ではフォーカスズレが生じている。つまり、カーフ24の底面を明瞭に撮像していない。そのため、黒く見えるソーマーク28の領域と、白く見える平滑面26の領域とが平均化され、視認される。その結果、カーフ24の領域全体が均質な明るいグレーで視認性される。黒いレーザグルーブ22の領域は暗く、グレーのカーフ24の領域は明るく視認されるので、レーザグルーブ22の領域とカーフ24の領域との境界を明瞭に視認することができる。さらに、第1照明装置50の光量を増大することで、レーザグルーブ22と比較してカーフ24の領域自体の輝度値が白色側にシフトする。したがって、レーザグルーブ22とカーフ24との境界をより明瞭にすることができる。
When the
なお、光量制御部84により第1照明装置50から照射される光の強さを制御することで、レーザグルーブ22の領域を黒く、カーフ24の領域を明るいグレーとすることができる。
In addition, by controlling the intensity of light emitted from the
対物レンズ30は、半導体ウエハ10への切り込み量の1/10程度、つまりカーフ24の深さの1/10程度の被写界深度DOF2を有することが望ましい。一般的に、カーフ24の深さの1/10程度は、2〜15μm程度となる。被写界深度DOF2を上述の範囲にする理由は、被写界深度DOF2が浅すぎると、ワークをマウントするテーブル表面には数ミクロンの凹凸が微視的には存在している。これらの凹凸を面補正実施するが、補正能力(一般的には2μm程度)を下回るDOF2の場合、補正能力のバラツキによりフォーカスボケが生じ、補正自体の効果が得られなくなり、被写界深度DOF2を深くすると所定のコントラストが得難くなるためである。
The
次に、図6に示すフルカットされた半導体ウエハ10のカーフエッジの検出について説明する。分割予定ライン16に沿って形成されたレーザグルーブ22と、レーザグルーブ22に沿ってフルカットの研削により形成されたカーフ29とを有する半導体ウエハ10に対し、カーフエッジの検出が行われる。
Next, detection of the kerf edge of the fully cut
本発明者は、レーザグルーブ22の領域内のフルカットされたカーフ29のエッジの検出について鋭意検討した。例えば、図8に示すように、照明装置150から撮像領域に対し垂直方向から光を照射した場合、光量を調整しても、フルカットのカーフ29の底面からの反射光がないためカーフ29の領域が黒くなる。その結果、カーフ29の領域とレーザグルーブ22の領域との境界部のコントラストが不明瞭となる場合があることを見出した。
The inventor has intensively studied the detection of the edge of the fully cut
図12は、撮像領域に対し垂直方向、つまり観察光軸と平行に光を照射して、レーザグルーブ22とフルカットされてカーフ29とを撮像手段により撮像した結果を示している。レーザグルーブ22の領域はその表面が粗面である。そのため照射された光は乱反射するので、レーザグルーブ22の領域は黒く観察される。カーフ29の底面はダイシングテープ18であるため光が反射せず、カーフ29の領域は黒く観察される。
FIG. 12 shows the result of imaging the
図12ではレーザグルーブ22とカーフ29とを説明するため、異なる色で示している。しかしながら、レーザグルーブ22の領域とカーフ29の領域とは同系色の黒くとなるため、レーザグルーブ22とカーフ29との境界の画像処理で特定は難しくなる。
In FIG. 12, the
そこで、発明者は、観察光軸に対し斜め方向から光を撮像領域に照射することで、レーザグルーブ22とフルカットされたカーフ29との境界を明瞭に認識できることを見出した。図13は、第2照明装置58とフルカットされた半導体ウエハ10との位置関係を示している。図13(A)は、分割予定ライン16の長手方向から見た断面図であり、図13(B)は平面図である。
Therefore, the inventor has found that the boundary between the
観察光軸に対し斜め方向から半導体ウエハ10の観察領域(分割予定ライン16、レーザグルーブ22、カーフ29の領域)に第2照明装置58から光が照射される。分割予定ライン16の表面は実質的に鏡面である。したがって、分割予定ライン16の領域は、斜め方向から照射される光を実質的に全て反射し、反射光は観察光軸に対して斜め方向に進む。レーザグルーブ22はその表面が粗面である。したがって、レーザグルーブ22の領域は斜め方向から照射された光を乱反射し、一部の光が観察光軸と平行に進む。カーフ29の領域は溝が形成されている。したがって、カーフ29の領域に斜め方向から照射される実質的に全ての光は、カーフ29の内部で反射を繰り返し、光はカーフ29の外部に反射されない。
Light is irradiated from the
上述の第2照明装置58を使用し、撮像領域に照射し、撮像領域を撮像手段により撮像すると図14に示す結果が得られる。分割予定ライン16の表面からの実施的に全ての反射光が観察光軸と平行に進まないので、分割予定ライン16の領域は黒く(暗く)視認される。レーザグルーブ22の領域の表面からの反射光は乱反射され、一部の光が観察光軸と平行に進むので、レーザグルーブ22の領域は全体的に白く(明るく)視認される。カーフ29の領域からの実施的に全ての反射光は撮像手段に到達しないので、カーフ29の領域は黒く(暗く)視認される。したがって、レーザグルーブ22とカーフ29との境界を明瞭にすることができる。
When the
なお、第2照明装置58からの光を制御することで、レーザグルーブ22の領域を白く(明るく)、カーフ29の領域を黒く(暗く)なるようにすることができる。
In addition, by controlling the light from the
フルカットされたカーフ29のエッジ検出について説明したが、エッジ検出装置1をハーフカットされたカーフ24のエッジ検出についても使用できる。ハーフカットされたカーフ24のエッジ検出について説明する。
Although the edge detection of the fully cut
図15は、第2照明装置58とハーフカットされた半導体ウエハ10との位置関係を示している。図15(A)は、分割予定ライン16の長手方向から見た断面図であり、図15(B)は平面図である。
FIG. 15 shows the positional relationship between the
観察光軸に対し斜め方向から半導体ウエハ10の観察領域(分割予定ライン16、レーザグルーブ22、カーフ24の領域)に第2照明装置58から光が照射される。図13で説明した同様に、分割予定ライン16は斜め方向から照射される光を実質的に全て反射し、レーザグルーブ22の領域は斜め方向から照射された光を乱反射する。カーフ24の領域は溝が形成されている。したがって、カーフ24の領域に斜め方向から照射される実質的に全ての光は、カーフ24の内部で反射を繰り返し、光はカーフ24の外部に反射されない。
Light is irradiated from the
上述の第2照明装置58を使用し、撮像領域に照射し、撮像領域を撮像手段により撮像すると図16に示す結果が得られる。図14で説明した同様に、分割予定ライン16の領域は黒く(暗く)視認される。レーザグルーブ22の領域は全体的に白く(明るく)視認される。カーフ24の領域からの実施的に全ての反射光は撮像手段に到達しないので、カーフ24の領域は黒く(暗く)視認される。したがって、レーザグルーブ22とカーフ24との境界を明瞭にすることができる。
When the
次に、ハーフカットされたカーフ24のエッジ検出について、別の態様を説明する。図17は、第2照明装置58とハーフカットされた半導体ウエハ10との位置関係を示している。図17(A)は、分割予定ライン16の長手方向から見た断面図であり、図17(B)は平面図である。図4で説明したように、研削ブレードSP1によりハーフカットされカーフ24が基板12に形成される。研削ブレードの使用状況により、カーフ24の底面に平滑面26に加えて、いわゆるソーマーク28が形成される場合がある。ソーマーク28は、カーフ24の底面に、カーフ24の長手方向に沿って形成される切削痕であり、横長の突起又は溝である。
Next, another aspect of the edge detection of the
観察光軸に対し斜め方向から半導体ウエハ10の観察領域(分割予定ライン16、レーザグルーブ22、カーフ24の領域)に第2照明装置58から光が照射される。図13で説明した同様に、分割予定ライン16は斜め方向から照射される光を実質的に全て反射し、レーザグルーブ22の領域は斜め方向から照射された光を乱反射する。
Light is irradiated from the
カーフ24の領域に斜め方向から光が照射される。カーフ24の底面にソーマーク28形成されている場合、平面視で分割予定ライン16に対し垂直で、カーフ24に観察光軸に対し斜めから照射され光は、ソーマーク28に対し垂直に照射される。ソーマーク28に照射された光は観察光軸と平行方向に光を反射する場合がある。
The area of the
上述の第2照明装置58を使用し、撮像領域に照射し、撮像領域を撮像手段により撮像すると図18に示す結果が得られる。図16で説明した同様に、分割予定ライン16の領域は黒く(暗く)視認される。レーザグルーブ22の領域は全体的に白く(明るく)視認される。図16とは異なり、ソーマーク28からの反射光のため、カーフ24の領域の一部が白く(明るく)帯状に視認される。
When the
ソーマーク28に起因した白い帯状の光と、レーザグルーブ22の領域の白い光との識別が困難となり、白い帯状の光はレーザグルーブ22とカーフ24との境界の検出を阻害する要因となる。モニタ60で目視での分離も困難であるため、作業者による操作時に加工位置ズレなどの原因となる。
It becomes difficult to distinguish the white band-shaped light caused by the
そこで、図19に示すように、平面視において、分割予定ライン16に対する垂直方向からの光量より、分割予定ライン16に対する斜め方向からの光量を大きくした。図19では垂直方向からの光量を0としたが、斜め方向からの光量が、垂直方向からの光量より大きければ良い。
Therefore, as shown in FIG. 19, the amount of light from the oblique direction with respect to the planned
平面視において斜め方向の光はソーマーク28に照射され、ソーマーク28により反射される。しかしながら、斜め方向の光は観察光軸と平行でない方向に反射され、その反射光は撮像手段に到達しない。その結果、カーフ24の内部に形成されたソーマーク28からの反射光を抑制することができる。
In plan view, light in an oblique direction is applied to the
斜め方向からの光とは、撮像領域の中心を原点とするX軸とY軸に45°の角度で引かれた仮想線に対する角度αが、15°以内の光を意味する。角度αが0°である斜め方向の光が最も好ましい。 The light from the oblique direction means light having an angle α with respect to a virtual line drawn at an angle of 45 ° between the X axis and the Y axis with the center of the imaging region as the origin within 15 °. Most preferred is light in an oblique direction with an angle α of 0 °.
垂直方向からの光量を小さくしても、レーザグルーブ22の領域の表面からの反射光(乱反射)は白く(明るく)視認され、かつ、カーフ24の領域は黒く(暗く)視認性されるので、カーフ24とレーザグルーブ22とのコントラストを確保できる。結果として、図16と同様の画像を得ることができる。
Even if the amount of light from the vertical direction is reduced, the reflected light (diffuse reflection) from the surface of the region of the
本実施の形態において、照明用レンズ52は一般的には15〜30μm程度の被写界深度を有するのが好ましい。図7に示すように、被写界深度の深い照明用レンズ52を使用し、第1照明装置50の取付位置を調整することにより、第1照明装置50の広い範囲から光を取り込むようにした。その結果、被写界深度の浅い対物レンズ30と被写界深度の深い照明用レンズ52とにより、カーフ24内部への照明範囲と照明角度とが広げられる。それにより、カーフ24内部のソーマーク28で拡散反射した光を多く確保でき、カーフ24のエッジ部の光量不足による陰影を抑制することができる。
In the present embodiment, it is generally preferable that the
本実施の形態の対物レンズ30は、CCD40と対向する表面側では、曲率半径を大きくしている。曲率半径を大きくすることで内部反射を極力抑えることができる。
The
次に、エッジ検出装置1が組み込まれるダイシング装置について説明する。
Next, a dicing apparatus in which the
図20は、エッジ検出装置1が組み込まれるダイシング装置の外観構成を示す斜視図である。同図に示すように、本実施の形態のダイシング装置110は、レーザグルーブ22の形成された半導体ウエハ10を供給・回収する供給・回収部112と、半導体ウエハ10を加工する加工部114と、加工後の半導体ウエハ10を洗浄する洗浄部116と、半導体ウエハ10を搬送する搬送部118と、各種操作を行う操作パネル120と、エッジ検出装置1と、全体の動作を制御する制御部(図示せず)とで構成される。
FIG. 20 is a perspective view showing an external configuration of a dicing apparatus in which the
半導体ウエハ10を供給・回収する供給・回収部112は、ロードポート122を備えており、このロードポート122に半導体ウエハ10が多数枚格納されたカセット(図示せず)がセットされる。なお、加工対象の半導体ウエハ10は、所定のフレームFにダイシングテープ18を介してマウントされた状態でカセットに格納される。
The supply /
半導体ウエハ10を加工する加工部114は、半導体ウエハ10を吸着保持するワークテーブル124と、そのワークテーブル124に保持された半導体ウエハ10を切削する一対の研削ブレードSP1、SP2と、研削ブレードSP1、SP2が取り付けられるスピンドル128A、128Bと、ワークテーブル124に保持された半導体ウエハ10の表面のカーフエッジを検出するエッジ検出装置1とで構成される。
The
ワークテーブル124は、水平に設置されたX軸テーブル(不図示)およびθ軸テーブル(不図示)の上に設けられており、θ軸テーブルに駆動されて、中心軸(θ軸、図示せず)回りに回転する。X軸テーブルがX軸ガイド(不図示)の上をスライドすることにより、ワークテーブル124は図中X方向に水平移動される。 The work table 124 is provided on an X-axis table (not shown) and a θ-axis table (not shown) installed horizontally, and is driven by the θ-axis table to be centered (θ-axis, not shown). ) Rotate around. As the X-axis table slides on an X-axis guide (not shown), the work table 124 is moved horizontally in the X direction in the figure.
研削ブレードSP1、SP2は、薄い円盤状に形成されたダイヤモンド砥粒やCBN砥粒をニッケルで電着した電着ブレードや、樹脂で結合したレジンブレード等で構成される。研削ブレードSP1が半導体ウエハ10に対してハーフカットし、研削ブレードSP1が半導体ウエハ10をフルカットする。研削ブレードSP1、SP2は、その切削方向が、ワークテーブル124の移動方向(図中X方向)と平行になるようにスピンドル128A、128Bの先端に取り付けられている。スピンドル128A、128Bに駆動されて回転する。研削ブレードSP1、SP2の近傍には、図示しない切削ノズルが設けられ、ノズルからは切削水が加工ポイントに供給される。
The grinding blades SP1 and SP2 are constituted by a diamond blade or CBN abrasive electrode formed in a thin disc shape, an electrodeposition blade obtained by electrodeposition with nickel, a resin blade bonded by a resin, or the like. The grinding blade SP1 half-cuts the
スピンドル128A、128Bは、回転軸がワークテーブル124の移動方向と直交するようにワークテーブル124の上方に互いに対向配置され、30,000rpm〜80,000rpmの高速で回転される。 The spindles 128 </ b> A and 128 </ b> B are arranged opposite to each other above the work table 124 so that the rotation axis is orthogonal to the moving direction of the work table 124, and are rotated at a high speed of 30,000 rpm to 80,000 rpm.
スピンドル128A、128Bは、それぞれ垂直に設置されたブレード用Z軸テーブル(不図示)に取り付けられる。ブレード用Z軸テーブルが、ブレード用Z軸ガイド(不図示)の上をZ方向(X−Y平面に直交する方向)にスライドし、これにより、研削ブレードSP1、SP2が、Z方向に垂直移動し、ワークテーブル124に対して垂直に進退移動する。
The
洗浄部116は、スピン洗浄装置116Aを備えており、このスピン洗浄装置116Aによって、加工後の半導体ウエハ10をスピン洗浄する。
The
搬送部118は、ハンドリングロボット118Aを備えており、このハンドリングロボット118Aによって、各部の間の半導体ウエハ10の搬送を行う。すなわち、このハンドリングロボット118Aによって、供給・回収部112のカセットから半導体ウエハ10を取り出して、加工部114に搬送するとともに、加工部114で加工済みの半導体ウエハ10を加工部114から回収して、洗浄部116に搬送する。また、洗浄部116で洗浄後の半導体ウエハ10を洗浄部116から回収し、供給・回収部112に搬送して、供給・回収部112のカセットに格納する。
The
エッジ検出装置1は、レーザグルーブ22の領域に、研削ブレードSP1により形成されたカーフ24、又は研削ブレードSP2により形成されたカーフ29の位置を検出する。この情報データから加工予定位置と実際のカーフ24の位置とのズレを求め、位置ずれを補正しながら研削ブレードSP1により半導体ウエハ10のハーフカットを行う。また、この情報データから加工予定位置と実際のカーフ29の位置とのズレを求め、位置ずれを補正しながら研削ブレードSP2により半導体ウエハ10のフルカットを行う。
The
エッジ検出装置1と半導体ウエハ10の撮像領域とが位置合わせされる。エッジ検出装置1は、半導体ウエハ10のカーフ24,29とレーザグルーブ22と分割予定ライン16と含む撮像領域に位置付けられる。特に、対物レンズ30の中心軸がカーフ24,29の幅方向の中心に位置するよう、対物レンズ30は配置されるのが好ましい。その理由は、半導体ウエハ10の内部のカーフ24,29と類似している情報を極力排除するためである。
The
次に、カーフ24,29の検出と、レーザグルーブ22の検出とについて説明する。なお、本実施形態では画像処理手段が適用されている。
Next, detection of the
<カーフの検出>
(カーフが白く視認性される場合)
カーフ24の検出は、二値化処理あるいはエッジ検出により行われる。カーフ24の色が明るいグレー(白)で視認される場合は、データ設定により白い対象物の検出アルゴリズムとして処理される。また、カーフ24の幅を研削ブレードSP1の幅を参考に推定できるので、カーフ24の領域をおおよそ特定することが可能である。特定したカーフ24の領域の輝度の分布傾向(例えば平均値)が白となり、この特性を利用した検出対象の色の自動判定も可能となる。
<Detection of kerf>
(When the kerf is white and visible)
The
(二値化処理)
白い対象物検出を二値化処理で行う場合は、データ設定あるいは公知の自動しきい値設定アルゴリズム(例:大津の自動しきい値決定方法など)を使用し、白い対象物を抽出し、抽出結果の輪郭をカーフ24とすることができる。
(Binarization processing)
When white object detection is performed by binarization processing, use a data setting or a known automatic threshold setting algorithm (eg, Otsu's automatic threshold determination method) to extract and extract white objects. The resulting contour can be
(エッジ検出)
エッジ検出を行う場合は、検査ウィンドウ内の最も白い領域中心を基準に、カーフ24領域の外側に向かい白から黒に変化する変化点を検出する。カーフ24のエッジ(レーザグルーブ22との境界)は、変化点であるエッジ強度をさらに微分した二次微分のゼロクロスを採用することで、サブピクセル座標で計算される。
(Edge detection)
When performing edge detection, a change point that changes from white to black toward the outside of the
さらに、エッジ検出処理の前処理として二値化処理で概略の輪郭位置を計算し、この輪郭位置近傍でエッジ検出を行うことで処理速度の改善も可能となる。 Further, the processing speed can be improved by calculating a rough contour position by binarization processing as preprocessing of the edge detection processing and performing edge detection in the vicinity of the contour position.
(カーフが黒く視認性される場合)
カーフ24,29の検出は、二値化処理あるいはエッジ検出により行う。
(When the kerf is black and visible)
The
カーフ24,29の色が黒く見える視認性の場合は、データ設定により黒い対象物の検出アルゴリズムとして処理される。カーフ24,29の大きさがブレードデータを参考に推定できるので、カーフ24,29と思われる領域をおおまかに特定できる。この特定した領域の輝度の分布傾向(例えば平均値)が黒となり、この特性を利用した検出対象の色の自動判定も可能である。
In the case of visibility where the colors of the
(二値化処理)
黒い対象物検出を二値化処理で行う場合は、データ設定あるいは公知の自動しきい 値設定アルゴリズム(例:大津の自動しきい値決定方法など)を使用し、黒い対象物を抽出し、抽出結果の輪郭をカーフ24,29とする。
(Binarization processing)
When black object detection is performed by binarization processing, black objects are extracted and extracted using data setting or a known automatic threshold setting algorithm (eg, Otsu's automatic threshold determination method). The resulting contours are
(エッジ検出)
エッジ検出を行う場合は、検出ウィンドウ内の最も黒い領域中心を基準 に、カーフの外側に向かい黒から白に変化する変化点を検出する。カーフ24,29のエッジは変化点のエッジ強度をさらに微分した二次微分のゼロクロスを採用することにより、サブピクセル座標で計算される。さらに、エッジ検出処理の前処理として二値化処理で概略の輪郭位置を計算し、この輪郭位置近傍でエッジ検出を行うことで処理速度の改善も可能となる。
(Edge detection)
When edge detection is performed, a change point that changes from black to white toward the outside of the kerf is detected based on the center of the blackest area in the detection window. The edges of the
<レーザグルーブの検出>
(レーザグルーブが黒く視認される場合)
レーザグルーブ22の検出は、二値化処理あるいはエッジ検出により行われる。レーザグルーブ22の色が黒く視認される場合は、データ設定により黒い対象物の検出アルゴリズムとして処理される。また、レーザグルーブ22の幅をデータ設定から、カーフ24領域の幅を研削ブレードSP1の幅を参考に推定できるので、レーザグルーブ22の幅からカーフ24の幅を除いた領域の輝度の分布傾向 (例えば平均値)が黒となり、この特性を利用した自動判定も可能となる。
<Laser groove detection>
(When the laser groove is visible as black)
The
(二値化処理)
黒い対象物検出を二値化処理で行う場合は、データ設定あるいは既存の自動しきい値設定アルゴリズム(例:大津の自動しきい値決定方法など)を使用し、黒い対象物を画像からしきい値処理で抽出する。抽出結果の輪郭座標を画素にアクセスすることで把握することができ、この輪郭をレーザグルーブ22と認識できる。ここでレーザグルーブ22は白いカーフ24により分断されている可能性があるので、検出の際に除外する。検出ウィンドウ内の上下に分けて抽出を行う、あるいは、中央部を黒く塗りつぶす、あるいはカーフ24領域を検出対象範囲外として画素へのアクセスを行わないことで検出ウィンドウ内の黒い領域の抽出を行う。
(Binarization processing)
When black object detection is performed by binarization, data setting or an existing automatic threshold setting algorithm (eg, Otsu's automatic threshold determination method) is used to threshold the black object from the image. Extract by value processing. The contour coordinates of the extraction result can be grasped by accessing the pixel, and this contour can be recognized as the
(エッジ検出)
エッジ検出を行う場合は、対物レンズ30の中心から、あるいは、おおよそのカーフ24の領域の外側から、あるいは既にカーフ24の検出結果がある場合はこの外側から、レーザグルーブ22の外側に向かい、 黒から白に変化する変化点を検出する。カーフ24領域のエッジは変化点のエッジ強度をさらに微分した輝度の二次微分のゼロクロスを採用することで、サブピクセル座標で計算される。
(Edge detection)
When performing edge detection, from the center of the
又は、エッジ検出処理の前処理として二値化処理で概略の輪郭位置を計算し、この輪郭位置近傍でエッジ検出を行うことで処理速度の改善も可能である。 Alternatively, the processing speed can be improved by calculating an approximate contour position by binarization processing as preprocessing of the edge detection processing and performing edge detection in the vicinity of the contour position.
分割予定ライン16の色は白色と視認されるので、分割予定ライン16を、カーフ24の領域と同様の検出方法で検出することができる。
Since the color of the planned
(レーザグルーブが白く視認性される場合)
レーザグルーブ22の色が白く見える視認性の場合は、データ設定により白い対象物の検出アルゴリズムとして処理される。おおよそのレーザグルーブ22の大きさをデータ設定から、カーフ24,29の大きさをブレードデータから推定できる。レーザグルーブ22の幅からカーフ24,29の幅を除いた領域の輝度の分布傾向(例えば平均値)が白となり、この特性を利用した検出対象職の自動判定も可能である。
(When the laser groove is white and visible)
In the case of the visibility in which the color of the
(二値化処理検出)
白い対象物(レーザグルーブ22)の検出を二値化処理で行う場合は、データ設定あるいは既存の自動しきい値設定アルゴリズム(例:大津の自動しきい値決定方法など)を使用し、白い対象物を画像からしきい値処理で抽出する。抽出結果の輪郭座標を画素にアクセスすることで把握することができ、この輪郭をレーザグルーブ22と認識する。レーザグルーブ22は黒いカーフ24,29により分断されている可能性があるので、検出の際に除外する。検出ウィンドウ内の上下に分けて抽出を行う。あるいは中央部を白く塗りつぶす。あるいはカーフ24,29の領域を検出対象範囲外として画素へのアクセスを行わない。これらにより、検出ウィンドウ内の白い領域の抽出を行えば、白いレーザグルーブ22の輪郭を検出することができる。
(Binarization detection)
When detecting a white object (laser groove 22) by binarization, use a data setting or an existing automatic threshold setting algorithm (eg Otsu's automatic threshold determination method) An object is extracted from an image by threshold processing. The contour coordinates of the extraction result can be grasped by accessing the pixel, and this contour is recognized as the
(エッジ検出)
エッジ検出を行う場合は、顕微鏡中心から、あるいはおおよそのカーフ24,29の外側から、あるいは既にカーフ24,29の検出結果がある場合はこの外側から、レーザグルーブ22の外側に向かい、白から黒に変化する変化点を検出する。 カーフ24,29のエッジは変化点のエッジ強度をさらに微分した輝度の二次微分のゼロクロスを採用することで、サブピクセル座標で計算される。又は、エッジ検出処理の前処理として二値化処理で概略の輪郭位置を計算し、この輪郭位置近傍でエッジ検出を行うことで処理速度の改善も可能である。
(Edge detection)
When performing edge detection, from the center of the microscope, from the outside of the
画像処理手段を利用してレーザグルーブ22、カーフ24、および分割予定ライン16の明暗の認識を検出する場合について説明した。しかしながら、これに限定されることなくCCDによる画像認識手段を利用して検出することができる。CCDによる画像認識手段を利用として3次元センサ・エリアセンサ・ラインセンサ・による画像認識手段を利用することができる。
A case has been described in which image processing means is used to detect the light and dark recognition of the
次に、図21に示すフローを参照して画像処理のシーケンスを説明する。画像処理のシーケンスは、処理A:グルーブ検出、処理B:カーフ検出、処理C:結果描画のセクションで構成されている。画像処理のシーケンスのSTARTからENDまでの間に、処理A:グルーブ検出、処理B:カーフ検出、処理C:結果描画が実行される。処理C:結果描画を実行する前に、基本的に処理A:グルーブ検出、処理B:カーフ検出が実行される。処理A:グルーブ検出、処理B:カーフ検出の順に関して、状況により処理A:グルーブ検出、処理B:カーフ検出の順で、又は処理B:カーフ検出、処理A:グルーブ検出の順で実行される。 Next, an image processing sequence will be described with reference to the flow shown in FIG. The sequence of image processing includes sections of process A: groove detection, process B: kerf detection, and process C: result drawing. Between START and END of the image processing sequence, processing A: groove detection, processing B: kerf detection, and processing C: result drawing are executed. Process C: Process A: groove detection and process B: kerf detection are basically executed before the result drawing is executed. Regarding the order of process A: groove detection, process B: kerf detection, depending on the situation, process A: groove detection, process B: kerf detection, or process B: kerf detection, process A: groove detection are executed in this order. .
カーフ24を形成する前、つまり加工前グルーブ検出する場合について説明する。最初にレーザグルーブ22の形成された半導体ウエハ10が準備される(SATAR)。加工前グルーブ検出する場合(Yes)、処理A:グルーブ検出が実行される。顕微鏡がレーザグルーブ22の位置に移動される。グルーブ検出の方法として、第1照明装置50からの光を、対物レンズ30を介して撮像領域に照射し、分割予定ライン16と比較してレーザグルーブ22全体を黒く表示することで、レーザグルーブ22を検出できる。また、第2照明装置58からの光を、対物レンズ30を介して撮像領域に照射し、分割予定ライン16と比較してレーザグルーブ22全体を白く表示することで、レーザグルーブ22を検出できる。グルーブ光学制御では、第1照明装置50又は第2照明装置58を対象に合わせて調整した結果に基づき制御される。
A case where the groove is detected before the
加工前グルーブ検出での処理A:グルーブ検出が完了すると、レーザグルーブ22内にカーフ24が形成される(加工)。なお、加工前グルーブ検出の場合であって、レーザグルーブ22が検出されていない場合(Yes)、レーザグルーブ22の検出を終えるまで、処理A:グルーブ検出が実行される。
Process A in groove detection before processing: When the groove detection is completed, a
レーザグルーブ22内にカーフ24が形成されると、処理B:カーフ検出が実行される。顕微鏡がカーフ24の位置に移動される。カーフ検出の方法として、第1照明装置50からの光を、対物レンズ30を介して撮像領域に照射し、レーザグルーブ22と比較してカーフ24全体を白く表示することで、カーフ24を検出することができる。また、第2照明装置58からの光を、対物レンズ30を介して撮像領域に照射し、レーザグルーブ22と比較してカーフ24全体を黒く表示することで、レーザグルーブ22を検出できる。カーフ光学制御では、第1照明装置50又は第2照明装置58を対象に合わせて調整した結果に基づき制御される。
When the
未検出のレーザグルーブ22又はカーフ24がある場合(Yes)、カーフ24の検出を終えるまで、処理B:カーフ検出が実行される。
When there is an
次に、処理C:結果描画が実行される。処理C:結果描画では、グルーブ・カーフ検出結果を合成し、装置画面上に表示される。レーザグルーブ22内のカーフ24の位置を処理C:結果描画で把握することができ、加工位置のズレ量を求めることができる。ズレ量に基づいてカーフ24の加工位置が調整される。
Next, process C: result drawing is executed. Process C: In the result drawing, the groove / kerf detection results are combined and displayed on the apparatus screen. The position of the
処理C:結果描画について簡単に説明する。処理A:グルーブ検出で検出されたレーザグルーブ22の輪郭情報を座標データとして、あるいは画像情報としてメモリあるいは記憶媒体に保存する。処理B:カーフ検出で検出されたカーフ24の輪郭情報を座標データとして、あるいは画像情報としてメモリあるいは記憶媒体に保存する。レーザグルーブ22の座標データを画像メモリに描画、あるいは画像情報からレーザグルーブ22の輪郭色を示す画素をメモリ上に描画し、カーフ24の座標データを画像メモリに描画、あるいは画像情報からカーフ24の輪郭色を示す画素をメモリ上に描画する。レーザグルーブ22、又はカーフ24の検出で生成したメモリ上の描画を、レーザグルーブ22検出時の画像上にオーバーレイ表示を行う。又はカーフ24の検出時の画像上にオーバーレイ表示を行う。表示の際に使用する画像はデータ設定により光学条件を変更することができる。
Process C: Result drawing will be briefly described. Process A: The contour information of the
なお、処理C:結果描画の実行後、未実施のSP(スピンドル)がある場合(Yes)、画像処理のシーケンスは終了せずループで処理B:カーフ検出の前に戻る。グルーブ検出・カーフチェックはそれぞれのスピンドルで実施される。 If there is an unexecuted SP (spindle) after execution of the process C: result drawing (Yes), the image processing sequence is not terminated and the process returns to the process B: kerf detection in a loop. Groove detection and kerf check are performed on each spindle.
次に、加工前グルーブ検出しない場合を説明する。最初にレーザグルーブ22の形成された半導体ウエハ10が準備される(SATAR)。レーザグルーブ22内にカーフ24が形成される(加工)。顕微鏡位置がカーフ24より未検出のレーザグルーブ22に近い場合(Yes)、処理A:グルーブ検出が実行される。未検出のレーザグルーブ22又はカーフ24がある場合(Yes)、処理B:カーフ検出が実行される。加工後グルーブ検出の設定かつ、グルーブ検出済みの場合(Yes)、次いで、処理C:結果描画が実行される。
Next, a case where the groove before processing is not detected will be described. First, the
また、顕微鏡位置が未検出のレーザグルーブ22よりカーフ24に近い場合、処理B:カーフ検出が実行される。次いで、処理A;グルーブ検出が実行される。未検出のレーザグルーブ22又はカーフ24がある場合(Yes)、処理A:グルーブ検出又は処理B:カーフ検出が実行される。加工後グルーブ検出の設定かつ、グルーブ検出済みの場合(Yes)、最後に処理C:結果描画が実行される。なお、処理C:結果描画の実行後、未実施のSP(スピンドル)がある場合(Yes)、画像処理のシーケンスは終了せずループで処理B:カーフ検出の前に戻る。グルーブ検出・カーフチェックはそれぞれのスピンドルで実施される。
When the microscope position is closer to the
上述したように、1ライン加工する前にグルーブのみを検出し、加工後にカーフチェックを行う場合、1ライン加工後にグルーブ検出とカーフチェックとを実施する場合のいずれにも対応することができる。これらを設定により切り替えることができる。 As described above, in the case where only the groove is detected before one line processing and the kerf check is performed after the processing, it is possible to cope with both the case where the groove detection and the kerf check are performed after the one line processing. These can be switched by setting.
次に、具体的な画像処理のシーケンスを図22〜26を参照に説明する。 Next, a specific image processing sequence will be described with reference to FIGS.
図22の画像処理のシーケンスでは、加工前グルーブの検出は実行されない。処理B:カーフ検出では、第1照明装置50を使用することで、レーザグルーブ22と比較してカーフ24全体を白く表示し、カーフ24を検出する。処理A:グルーブ検出では、処理B:カーフ検出と同様に第1照明装置50を使用しレーザグルーブ22と比較してカーフ24全体を白く表示し、レーザグルーブ22の検出を行うことができる。また、第1照明装置50の光量を少なくし、レーザグルーブ22全体を黒くなるよう調整し、レーザグルーブ22の検出を行うことができる。
In the image processing sequence of FIG. 22, the detection of the groove before processing is not executed. Process B: In the kerf detection, by using the
図23の画像処理の同時処理実行シーケンスでは、加工前グルーブの検出は実行されない。処理B:カーフ検出では、第2照明装置58を使用することで、レーザグルーブ22と比較してカーフ24全体を黒く表示し、カーフ24を検出する。処理A:グルーブ検出では、第1照明装置50を使用しレーザグルーブ22と比較してカーフ24全体を白く表示し、レーザグルーブ22の検出を行うことができる。また、第1照明装置50の光量を少なくし、レーザグルーブ22全体を黒くなるよう調整し、レーザグルーブ22の検出を行うことができる。
In the simultaneous processing execution sequence of the image processing in FIG. 23, detection of the groove before processing is not executed. Process B: In the kerf detection, by using the
図24の画像処理の同時処理実行シーケンスでは、加工前グルーブの検出は実行されない。処理B:カーフ検出では、第1照明装置50を使用することで、レーザグルーブ22と比較してカーフ24全体を白く表示し、カーフ24を検出する。処理A:グルーブ検出では、第2照明装置58を使用することで、レーザグルーブ22全体を分割予定ライン16より白く表示し、レーザグルーブ22を検出する。
In the simultaneous processing execution sequence of the image processing in FIG. 24, detection of the groove before processing is not executed. Process B: In the kerf detection, by using the
図25の画像処理の同時処理実行シーケンスでは、加工前グルーブの検出は実行されない。処理B:カーフ検出では、第2照明装置58を使用することで、レーザグルーブ22と比較してカーフ24全体を黒く表示し、カーフ24を検出する。処理A:グルーブ検出では、第2照明装置58を使用することで、レーザグルーブ22全体を分割予定ライン16より白く表示し、レーザグルーブ22を検出する。
In the simultaneous processing execution sequence of the image processing in FIG. 25, the detection of the groove before processing is not executed. Process B: In the kerf detection, by using the
図26の画像処理のシーケンスでは、加工前グルーブの検出が実行され、加工後にグルーブの検出は実行されない。加工前にレーザグルーブ22の位置を検出し、加工制御にフィードバックすることで高精度な切削が可能となる。処理A:グルーブ検出、および処理B:カーフ検出に関して、図22〜図25の検出方法を実行することができる。
In the image processing sequence of FIG. 26, the detection of the groove before processing is executed, and the detection of the groove is not executed after processing. By detecting the position of the
本実施形態ではレーザグルーブ22の検出のための照明(第1照明装置50、第2照明装置58)とカーフ24の検出を行うための照明(第1照明装置50、第2照明装置58)とを切り替えることにより各々最適な照明条件でレーザグルーブ22の検出とカーフ24の検出を実行できる。これにより、例えばフルカットの場合では、レーザグルーブ22の検出のための最適な照明として第1照明装置50を、カーフ24の検出のため第2照明装置をそれぞれ選択することができる。
In the present embodiment, illumination for detecting the laser groove 22 (
また、ステップカットでのハーフカットがあらかじめ形成される場合であっても、レーザグルーブ22の検出時には第1照明装置50を暗く、カーフ24の検出時には第1照明装置50を明るく点灯することにより、最適な検出条件を作り出すことができる。
Further, even when a half cut at a step cut is formed in advance, the
第2照明装置58に関して、全周にわたりファイバをレイアウトしたリングタイプの射光だけでなく、照明の方向を45°にレイアウトしたスポットタイプの照明方式を採用する。スポットタイプの照明方式を採用することで、レーザグルーブ22を白く、カーフ24を黒くすることができる。
Regarding the
第1照明装置50と第2照明装置58とを個別に制御可能としているので、により、複数の画像処理のシーケンスを実行することができる。これにより、レーザグルーブ22、カーフ24が適性に検出できない場合であっても、照明装置を変更することで、リトライとした検出も可能となる。
Since the
さらに、光学条件をレーザグルーブ22用、カーフ24用と個別に制御することにより、カーフ24の加工後のみならず、加工前にレーザグルーブ22を検出し、この中心位置をブレードが加工するようにする加工前補正も実現可能となる。同様に、加工後も同時に実現することができる。
Further, by controlling the optical conditions separately for the
1…エッジ検出装置、10…半導体ウエハ、12…基板、14…素子領域、16…分割予定ライン、18…ダイシングテープ、20…低誘電率絶縁膜、22…レーザグルーブ、24…カーフ、26…平滑部、28…ソーマーク、30…対物レンズ、40…CCD、50…第1照明装置、52…照明用レンズ、58…第2照明装置、60…モニタ、82…画像処理部、84…光量制御部、110…ダイシング装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記分割予定ラインと前記撮像手段との間に配置され、被写界深度が前記カーフの深さより浅い対物レンズと、
前記対物レンズと前記撮像手段とを結ぶ観察光軸に対し同軸方向から前記対物レンズに光を照射する第1照明装置と、
前記観察光軸に対し斜め方向から前記半導体ウエハに光を照射する第2照明装置と、
を備えるエッジ検出装置。 For a semiconductor wafer having a laser groove formed by irradiating a laser beam along a division line and a kerf deeper than the laser groove formed by grinding with a grinding blade along the laser groove, Imaging means for imaging the division planned line, the laser groove, and the kerf from above;
An objective lens disposed between the planned division line and the imaging means, and a depth of field shallower than a depth of the kerf;
A first illumination device that irradiates the objective lens with light from a coaxial direction with respect to an observation optical axis connecting the objective lens and the imaging means;
A second illumination device for irradiating the semiconductor wafer with light from an oblique direction with respect to the observation optical axis;
An edge detection device comprising:
前記撮像手段により得られた画像から前記カーフの領域と、前記レーザグルーブの領域と、前記分割予定ラインの領域とを検出する画像処理部と、をさらに備える請求項1から4のいずれか1項に記載のエッジ検出装置。 A light amount control unit that controls the light amount of the first illumination device and the light amount of the second illumination device;
5. The image processing unit according to claim 1, further comprising: an image processing unit configured to detect the kerf region, the laser groove region, and the division-scheduled line region from the image obtained by the imaging unit. The edge detection apparatus described in 1.
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