TWI653677B - Alignment method - Google Patents

Abstract

本發明的課題是提供一種即使在露出的主要圖案較少的被加工物上也可以用高精度進行對準的對準方法。解決手段是做成包含有位置關係登錄步驟以及自動θ匹配步驟之構成。該位置關係登錄步驟是以保持台保持第1被加工物，並將第1分割預定線之方向調整為與X軸方向平行之後，將第1主要圖案的座標(X1,Y1)與第2主要圖案的座標(X2,Y2)作為座標資訊登錄到控制手段中，並且求出第1主要圖案的座標與第2主要圖案的座標之位置關係(X2-X1,Y2-Y1)而登錄於控制手段中。該自動θ匹配步驟是以保持台保持第2被加工物，並依據所登錄之座標資訊檢測出第2被加工物之第1主要圖案及第2主要圖案，使該保持台旋轉相當於該第1主要圖案的座標(X1',Y1')與該第2主要圖案的座標(X2',Y2')的位置關係(X2'-X1',Y2'-Y1')與在位置關係登錄步驟所登錄的位置關係(X2-X1,Y2-Y1)的差之量。

Description

對準方法 發明領域

本發明是有關於調整相對於切削裝置之被加工物的方向等的對準方法。

發明背景

近年來，以晶圓的狀態進行至封裝為止的WL-CSP(Wafer Level Chip Size Package)正受到注目。WL-CSP是在晶圓上所形成之元件的正面側上，設置再配線層及電極並以樹脂等密封，再以切削等方法分割密封後的晶圓(WL-CSP基板)。由於此WL-CSP是以所分割之晶片的大小原樣形成封裝的大小，因此對封裝的小型化是有用的。

然而，在切削晶圓等被加工物時，通常，是以元件內之具有特徵的主要圖案為基準，實施調整被加工物的方向等的對準。另一方面，在上述WL-CSP基板中，大部分的元件被樹脂等覆蓋，露出之主要圖案很少。因此，以往的方法無法將WL-CSP基板之類的被加工物適當地對準。

針對此問題，已有使用露出於密封樹脂的上表面並作為電極而發揮功能的焊球等為目標圖案的方法(參照 例如專利文獻1)，或是以在被加工物的外周部露出的分割預定線及外周緣的交叉點為基準的方法(參照例如專利文獻2)被提出。依據這些方法，即使是在像露出之主要圖案很少之WL-CSP基板之類的被加工物上也可以進行對準。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2013-171990號公報

專利文獻2：日本專利特開2013-74021號公報

發明概要

然而，在上述之方法所使用的焊球的形狀、大小等會有個體差異，又，分割預定線與外周緣的交叉點未必是明確的。因此，在上述方法中，會有無法容易地實現高精度的對準之問題。

本發明是有鑒於所述問題點而作成的發明，其目的是提供一種即使是在露出之主要圖案較少的被加工物上也可以用高精度進行對準的對準方法。

依據本發明所提供之對準方法，為使用切削裝置將在以交叉的複數條分割預定線所區劃出的正面側的各區域中形成元件、且使各自對應不同的分割預定線而相互分開的第1主要圖案及第2主要圖案露出於正面側露出之被加工物，利用該第1主要圖案及該第2主要圖案進行對準的對 準方法，其中該切削裝置具備有保持被加工物之可旋轉的保持台、以切削刀切削保持於該保持台上的被加工物之切削手段、使該保持台在X軸方向上加工進給之加工進給手段、使該切削手段在Y軸方向上分度進給之分度進給手段、在容許誤差範圍內將被加工物搬送至該保持台之搬送手段、以及控制各構成要素之控制手段。該對準方法的特徵在於包括：位置關係登錄步驟，以該保持台保持第1被加工物，且由操作員讓該保持台旋轉預定量而將該分割預定線的方向調整成與該X軸方向平行之後，將該第1主要圖案的座標(X1,Y1)及該第2主要圖案的座標(X2,Y2)作為座標資訊而登錄到該控制手段中，並且求出該第1主要圖案的座標與該第2主要圖案的座標之位置關係(X2-X1,Y2-Y1)而登錄於該控制手段中；以及自動θ匹配步驟，在該位置關係登錄步驟之後，以該搬送手段將第2被加工物搬送至該保持台以保持於該保持台上，並依據在該位置關係登錄步驟所登錄的該座標資訊檢測出第2被加工物的該第1主要圖案及該第2主要圖案，使該保持台旋轉相當於該第1主要圖案的座標(X1',Y1')與該第2主要圖案的座標(X2',Y2')的位置關係(X2'-X1',Y2'-Y1')與在該位置關係登錄步驟所登錄的位置關係(X2-X1,Y2-Y1)的差之量，以將該分割預定線的方向調整為與該X軸方向平行。

在本發明中，較理想的是，前述被加工物在前述 元件內具備形成為前述主要圖案的特徵區域，且除了正面的外周部以外的區域都被樹脂所密封，並使用在被該樹脂所密封的區域外露出的該主要圖案來進行對準。

在本發明之對準方法中，由於使用各自對應不同的分割預定線且相互分開的第1主要圖案及第2主要圖案來進行對準，因此只要至少這2個主要圖案露出於被加工物的正面側，即可以用高精度進行對準。亦即，依據本發明提供之對準方法，即使在露出的主要圖案較少之被加工物上也可以用高精度進行對準。

2‧‧‧切削裝置

4‧‧‧基台

4a‧‧‧開口

6‧‧‧X軸移動台

8‧‧‧防塵防滴罩

10‧‧‧保持台

10a‧‧‧保持面

11、31‧‧‧被加工物

11a‧‧‧被加工物(第1被加工物)

11b‧‧‧被加工物(第2被加工物)

12‧‧‧切削單元(切削手段)

13‧‧‧晶圓

13a‧‧‧正面

13b‧‧‧背面

14‧‧‧支撐構造

15、35‧‧‧分割預定線(切割道)

15a、15a-1、15a-2、35a‧‧‧第1分割預定線

15b、35b‧‧‧第2分割預定線

16‧‧‧切削單元移動機構(分度進給手段)

17、37‧‧‧元件

18‧‧‧Y軸導軌

19‧‧‧主要圖案

19a、19c、39a、39c‧‧‧第1主要圖案

19b、19d、39b、39d‧‧‧第2主 要圖案

20‧‧‧Y軸移動板

21‧‧‧樹脂

22‧‧‧Y軸螺桿

23‧‧‧保護構件

24‧‧‧Z軸導軌

26‧‧‧Z軸移動板

28‧‧‧Z軸螺桿

30‧‧‧Z軸脈衝馬達

32‧‧‧相機

34‧‧‧切削刀

36‧‧‧控制裝置(控制手段)

d1、d2‧‧‧間隔

d3‧‧‧距離

X、Y‧‧‧方向

X1、Y1、X2、Y2、X1'、Y1'、X2'、Y2'‧‧‧座標

△X、△Y、△X'、△Y'‧‧‧位置關係

θ‧‧‧旋轉角度

圖1是模式地顯示實施本實施形態之對準方法的切削裝置的構成例之立體圖。

圖2(A)是模式地顯示被保持台所吸引保持的狀態下的被加工物之平面圖，圖2(B)是模式地顯示被保持台所吸引保持的狀態下的被加工物之局部剖面側視圖。

圖3(A)是模式地顯示位置關係登錄步驟的平面圖，圖3(B)及圖3(C)是模式地顯示自動θ匹配步驟的平面圖。

圖4是模式地顯示本實施形態之對準方法所適用的被加工物之其他構成例的平面圖。

用以實施發明之形態

參照所附圖式，說明本發明之實施形態。本實施形態之對準方法，包含位置關係登錄步驟(參照圖3(A))，及 自動θ匹配步驟(參照圖3(B)及圖3(C))。

在位置關係登錄步驟中，是將以保持台所保持之登錄用的被加工物(第1被加工物)調整成適當的方向後，將在被加工物正面側露出之2個主要圖案的座標分別作為座標資訊進行登錄。又，求出2個主要圖案的座標位置關係，作為位置關係資訊進行登錄。

在自動θ匹配步驟中，會依據在位置關係登錄步驟所登錄之座標資訊，檢測出以保持台所保持之其他的被加工物(第2被加工物)之2個主要圖案，並讓保持台旋轉相當於所檢測出的2個主要圖案的座標的位置關係與在位置關係登錄步驟所登錄的位置關係資訊的差之量。以下，針對有關本實施形態之對準方法進行詳細敘述。

首先，針對實施本實施形態的對準方法之切削裝置進行說明。圖1是模式地顯示實施本實施形態的對準方法之切削裝置的構成例之立體圖。如圖1所示，切削裝置2具備有支撐各構造之基台4。

基台4的上表面側，在X軸方向(前後方向，加工進給方向)上形成有長矩形狀的開口4a。在此開口4a內，設有X軸移動台6、使X軸移動台6在X軸方向上移動之X軸移動機構(加工進給手段)(圖未示)、及覆蓋X軸移動機構之防塵防滴罩8。

X軸移動機構具備有在X軸方向上平行的一對X軸導軌(圖未示)，並在X軸導軌上將X軸移動台6設置成可滑動。在X軸移動台6的下表面側設有螺帽部(圖未示)，在此 螺帽部中螺合有與X軸導軌與平行的X軸螺桿(圖未示)。

在X軸螺桿的一端部上連結有X軸脈衝馬達(圖未示)。藉由以X軸脈衝馬達使X軸螺桿旋轉，X軸移動台6即可沿著X軸導軌在X軸方向上移動。

在X軸移動台6上，設置有吸引保持被加工物之保持台10。保持台10與馬達等旋轉驅動源(圖未示)連結，並以繞著平行於Z軸方向(鉛直方向)的旋轉軸之形式旋轉。又，保持台10是藉由上述之X軸移動機構而在X軸方向上加工進給。

保持台10的正面(上表面)為吸引保持被加工物之保持面10a。該保持面10a可通過在保持台10內部形成之流路(圖未示)與吸引源(圖未示)連接。

圖2(A)是模式地顯示被保持台10吸引保持的狀態下的被加工物之平面圖，圖2(B)是模式地顯示被保持台10吸引保持的狀態下的被加工物之局部剖面側視圖。

如圖2(A)及圖2(B)所示，被加工物11是例如WL-CSP(Wafer Level Chip Size Package)基板，並包含矽等材料所形成之圓盤狀的晶圓13。晶圓13的正面13a是藉由排列成格子狀之分割預定線(切割道)15而區劃成複數個區域，且在各區域中形成有IC等元件17。

分割預定線15包含複數條在第1方向上延伸之第1分割預定線15a，及複數條在與第1方向交叉的第2方向上延伸之第2分割預定線15b。相鄰的2條第1分割預定線15a的間隔d1，及相鄰的2條第2分割預定線15b的間隔d2，分別 為大致固定。

在元件17上包含有具特徵形狀的主要圖案19。在晶圓13的正面13a上，除了外周部以外的區域(中央部)，都被樹脂21所密封，所以元件17及主要圖案19沒有露出。相對於此，正面13a的外周部並沒有被樹脂21所覆蓋，而使元件17及主要圖案19的一部分露出。

如圖2(B)所示，在晶圓13的背面13b側貼附有保護構件23。作為保護構件23，可以使用例如形成為與晶圓13大致相同外徑之圓盤狀黏著膠帶、樹脂基板等。

在切削裝置2中，在與開口4a接近的位置上，設置有將上述被加工物11搬送至保持台10之搬送機構(搬送手段)(圖未示)。以搬送機構所搬送之被加工物11，是在保持台10上載置成使被樹脂21密封的正面13a側露出於上方。此搬送機構可以用在預定的容許誤差範圍內之位置及方向將被加工物11載置於保持台10上。

在基台4的上表面，是將用以支撐切削被加工物11的切削單元(切削手段)12之門型的支撐構造14配置成跨越開口4a。在支撐構造14之前面上部設置有使切削單元12在Y軸方向(分度進給方向)上及Z軸方向(鉛直方向)上移動之切削單元移動機構(分度進給手段)16。

切削單元移動機構16具備有配置在支撐構造14之前面且與Y軸方向平行的一對Y軸導軌18。在Y軸導軌18上，是將構成切削單元移動機構16之Y軸移動板20設置成可滑動。

在Y軸移動板20之背面側(後面側)設置有螺帽部(圖未示)，在此螺帽部中螺合有與Y軸導軌18平行之Y軸螺桿22。在Y軸螺桿22的一端部上連結有Y軸脈衝馬達(圖未示)。只要以Y軸脈衝馬達使Y軸螺桿22旋轉，Y軸移動板20即可沿著Y軸導軌18在Y軸方向上移動。

Y軸移動板20的正面(前面)上設置有與Z軸方向平行的一對Z軸導軌24。在Z軸導軌24上將Z軸移動板26設置成可滑動。

在Z軸移動板26的背面側(後面側)設置有螺帽部(圖未示)，在此螺帽部中螺合有與Z軸導軌24平行之Z軸螺桿28。在Z軸螺桿28的一端部上連結有Z軸脈衝馬達30。只要以Z軸脈衝馬達30使Z軸螺桿28旋轉，Z軸移動板26即可沿著Z軸導軌24在Z軸方向上移動。

在Z軸移動板26之下部設置有切削被加工物11之切削單元12。又，在與切削單元12相鄰的位置上設置有用以拍攝被加工物11之上表面側(正面13a側)之相機32。只要以切削單元移動機構16使Y軸移動板20在Y軸方向上移動，就可將切削單元12及相機32分度進給，且只要使Z軸移動板26在Z軸方向上移動，切削單元12及相機32就會升降。

切削單元12具備有裝設在構成與Y軸方向平行的旋轉軸之主軸(圖未示)的一端側上的圓環狀之切削刀34。主軸的另一端側上連結有馬達等旋轉驅動源(圖未示)，且可使裝設在主軸上之切削刀34旋轉。

X軸移動機構、保持台10、搬送機構、切削單元 12、切削單元移動機構16等之構成要素分別被連接到控制裝置(控制手段)36。此控制裝置36可配合在被加工物11的切削上所需要之一系列步驟，來控制上述各構成要素。

接著，說明上述切削裝置2所實施之本實施形態的對準方法。在本實施形態之對準方法中，首先是實施將對準上所需要的座標資訊及位置關係資訊登錄到切削裝置2上之位置關係登錄步驟。此位置關係登錄步驟相當於加工被加工物11前之準備步驟。圖3(A)是模式地顯示位置關係登錄步驟之平面圖。

在位置關係登錄步驟中，首先，是以搬送機構搬送登錄用的被加工物(第1被加工物)11a，並在保持台10上載置成使樹脂21側(正面13a側)露出於上方。接著，讓吸引源的負壓作用，以使被加工物11a吸引保持在保持台10上。

讓被加工物11a吸引保持在保持台10上之後，以相機32拍攝被加工物11a的上表面側(正面13a側)。接著，依據所形成之拍攝影像，而使保持台10旋轉，並將被加工物11a的方向調整成例如，使在第1方向上延伸之第1分割預定線15a與X軸方向成平行。在此，保持台10的旋轉角度(旋轉量)是由操作員調節。

已調整被加工物11a的方向後，在被加工物11a的外周部上，選出對應不同的2條分割預定線之露出的2個主要圖案19。如圖3(A)所示，在本實施形態中，所選出的是對應第1分割預定線15a-1之第1主要圖案19a，及對應第1分割預定線15a-2之第2主要圖案19b。

然後，將第1主要圖案19a的座標(X1，Y1)及第2主要圖案19b的座標(X2,Y2)作為座標資訊而登錄到控制裝置36中。又，算出第1主要圖案19a的座標(X1，Y1)與第2主要圖案19b的座標(X2,Y2)的位置關係(△X(=X2-X1),△Y(=Y2-Y1))，並作為位置關係資訊登錄到控制裝置36中。

再者，從第1分割預定線15a-1到第1主要圖案19a的距離，及從第1分割預定線15a-2到第2主要圖案19b的距離，都是d3。藉由以上，可以將在對準上所需要之座標資訊及位置關係資訊登錄到切削裝置2上。

較理想的是，在此位置關係登錄步驟中，作為第1主要圖案19a及第2主要圖案19b，選出在第1分割預定線15a之延伸的X軸方向上充分分開的2個主要圖案19。像這樣，藉由選擇已分開的2個主要圖案19，可將在保持台10的旋轉方向中的被加工物11的偏移變明確，因此變得容易將對準的精度提高。

實施位置關係登錄步驟後，實施自動θ匹配步驟。該自動θ匹配步驟相當於加工被加工物11時所實施之對準步驟的一部分。圖3(B)及圖3(C)是模式地顯示自動θ匹配步驟的平面圖。

在自動θ匹配步驟中，首先，以搬送機構搬送加工對象的被加工物(第2被加工物)11b，並在保持台10上載置成使樹脂21側(正面13a側)露出於上方。接著，讓吸引源的負壓作用，以使被加工物11b吸引保持在保持台10上。

讓被加工物11b吸引保持在保持台10上之後，以 相機32拍攝被加工物11b的上表面側(正面13a側)。接著，依據所形成之拍攝影像及控制裝置36的座標資訊，如圖3(B)所示，檢測在被加工物11b的外周部露出之第1主要圖案19c及第2主要圖案19d。

再者，因為是藉由搬送機構以在預定的容許誤差範圍內的位置及方向將被加工物11b載置於保持台10上，因此可根據預先登錄於控制裝置36的座標資訊，檢測被加工物11b的第1主要圖案19c及第2主要圖案19d。

接著，算出所檢測出的第1主要圖案19c的座標(X1',Y1')與第2主要圖案19d的座標(X2',Y2')之位置關係(△X'(=X2'-X1'),△Y'(=Y2'-Y1'))，並與所登錄之位置關係資訊進行比較。之後，控制裝置36會設定對應位置關係(△X',△Y')與位置關係(△X,△Y)之差的旋轉角度θ，並如圖3(C)所示地使保持台10旋轉。

藉此，第1主要圖案19c會從座標(X1',Y1')朝座標(X1,Y1)移動，第2主要圖案19d會從座標(X2',Y2')朝座標(X2,Y2)移動。亦即，可將被加工物11b的方向調整為使在第1方向上延伸之第1分割預定線15a與X軸方向成平行。再者，這個自動θ匹配步驟是依據控制裝置36的控制而自動地實施。

如以上所述，在本實施形態之對準方法中，由於是使用各自對應不同之2條第1分割預定線15a且互相分開的第1主要圖案19a、19c及第2主要圖案19b、19d來進行對準，因此只要至少2個主要圖案露出於被加工物11的上表面 側(正面側)，即可以高精度進行對準。

再者，本發明並不受限於上述實施形態之記載，並可進行各種變更而實施。例如，在上述實施形態中，雖然是將在第1方向上延伸之第1分割預定線15a調整為與X軸方向平行，但也可以用同樣的方法，將在第1方向上延伸之第1分割預定線15a調整為與Y軸方向平行。當然，也可以將在第2方向上延伸之第2分割預定線15b調整為與X軸方向平行，也可以將在第2方向上延伸之第2分割預定線15b調整為與Y軸方向平行。

又，在上述實施形態中，雖然使用了以樹脂21覆蓋晶圓13的正面13a側之WL-CSP基板作為被加工物11，但是本發明之對準方法，對於更為一般的被加工物也可適用。

圖4是模式地顯示本實施形態的對準方法所適用之被加工物的其他構成例之平面圖。如圖4所示，被加工物31是例如矩形狀的基板，並以排列成格子狀之分割預定線(切割道)35區劃為複數個區域。在各區域中，形成有IC等元件37。

在此被加工物31的外周部上，形成有與在第1方向上延伸之第1分割預定線35a對應之第1主要圖案39a及第2主要圖案39b。又，形成有與在第2方向上延伸之第2分割預定線35b對應之第1主要圖案39c及第2主要圖案39d。

加工此被加工物31時，也可以利用對應第1分割預定線35a之第1主要圖案39a及第2主要圖案39b，或對應第 2分割預定線35b之第1主要圖案39c及第2主要圖案39d，而同樣地進行對準。

又，在本發明之對準方法中，也可以按每個被加工物11使用基準點不同的座標軸來表示主要圖案19的座標。亦即，在登錄用的被加工物(第1被加工物)與加工對象的被加工物(第2被加工物)上，顯示主要圖案19之座標軸的基準點並不需要一致。

像這樣，可以使用基準點不同之座標軸，是因為各被加工物11中的2個主要圖案的位置關係(△X,△Y)，(△X′,△Y′)並非根據座標軸的基準點，而是僅依據2個主要圖案的相對位置來決定之故。

此時，例如登錄用的被加工物(第1被加工物)之座標(A,B)與加工對象的被加工物(第2被加工物)之座標(A,B)，在以保持台10的旋轉軸為基準點(0.0)之座標軸上，有可能表示不同的位置。無論如何，各被加工物11的主要圖案19的座標，只要可以在要算出位置關係(△X,△Y)，(△X',△Y')時被使用即可。

另外，上述實施形態之構成、方法等，只要在不脫離本發明之目的之範圍內，均可適當變更而實施。

Claims (2)

1. 一種對準方法，為使用切削裝置將在以交叉的複數條分割預定線所區劃出的正面側的各區域中形成元件、且使各自對應不同的分割預定線而互相分開的第1主要圖案及第2主要圖案露出於正面側之被加工物，利用該第1主要圖案及該第2主要圖案進行對準的對準方法，其中該切削裝置具備有保持被加工物之可旋轉的保持台、以切削刀切削保持於該保持台上的被加工物之切削手段、使該保持台在X軸方向上加工進給之加工進給手段、使該切削手段在Y軸方向上分度進給之分度進給手段、在容許誤差範圍內將被加工物搬送至該保持台之搬送手段、以及控制各構成要素之控制手段，該對準方法的特徵在於包括：位置關係登錄步驟，以該保持台保持第1被加工物，且由操作員讓該保持台旋轉預定量而將該分割預定線的方向調整成與該X軸方向平行之後，將該第1主要圖案的座標(X1,Y1)及該第2主要圖案的座標(X2,Y2)作為座標資訊而登錄到該控制手段中，並且求出該第1主要圖案的座標與該第2主要圖案的座標的位置關係(X2-X1,Y2-Y1)而登錄於該控制手段中；以及自動θ匹配步驟，在該位置關係登錄步驟之後，以該搬送手段將第2被加工物搬送至該保持台以保持於該保持台上，並依據在該位置關係登錄步驟所登錄的該座 標資訊檢測出第2被加工物的該第1主要圖案及該第2主要圖案，使該保持台旋轉相當於該第1主要圖案的座標(X1',Y1')與該第2主要圖案的座標(X2',Y2')的位置關係(X2'-X1',Y2'-Y1')與在該位置關係登錄步驟所登錄的位置關係(X2-X1,Y2-Y1)的差之量，以將該分割預定線的方向調整為與該X軸方向平行。
2. 如請求項1之對準方法，其中，前述被加工物在前述元件內具備形成為前述主要圖案的特徵區域，且除了正面的外周部以外的區域都被樹脂所密封，並使用在被該樹脂所密封的區域外露出之該主要圖案來進行對準。