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KR20210020767A - 워크의 확인 방법, 및, 가공 방법 - Google Patents

워크의 확인 방법, 및, 가공 방법 Download PDF

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KR20210020767A
KR20210020767A KR1020200086504A KR20200086504A KR20210020767A KR 20210020767 A KR20210020767 A KR 20210020767A KR 1020200086504 A KR1020200086504 A KR 1020200086504A KR 20200086504 A KR20200086504 A KR 20200086504A KR 20210020767 A KR20210020767 A KR 20210020767A
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KR
South Korea
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work
imaging
tape
unit
inspected
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KR1020200086504A
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토모아키 스기야마
Original Assignee
가부시기가이샤 디스코
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Publication date
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Abstract

(과제)　워크의 이면 측의 촬상 화상에 기초하여 이면 측의 치핑이나 크랙을 확실히 자동 판별하기 위한 신규 기술을 제안한다.
(해결 수단) 워크의 확인 방법은, 이면이 테이프(7)에 고정되고 표면(5a)이 노출되고 분할된 워크의 이면(5b)을 확인하는 워크의 확인 방법으로서, 테이프(7)를 통해 워크를 이면(5b) 측으로부터 적외선 카메라(제2의 촬상 유닛(106b))로 촬상하고, 촬상 화상을 형성하는 촬상 단계와, 촬상 단계에서 형성된 촬상 화상으로부터 이면(5n)에 생긴 치핑(5c) 및/또는 크랙(5d)을 검출하는 검출 단계를 포함한다.

Description

워크의 확인 방법, 및, 가공 방법{WORKPIECE CHECKING METHOD AND PROCESSING METHOD}
본 발명은, 이면이 테이프에 고정되고 표면이 노출되며, 분할된 워크의 이면을 확인하는 확인 방법에 관한 것이다.
판형의 워크인 반도체 웨이퍼를 다이싱하기 전의 프리 커팅 공정에 있어서, 절삭 블레이드의 조절이 충분한지 여부를 이면 치핑 상태로부터 판별하는 것이 알려져 있다.
이 판별을 실시하기 위해서는, 프리 커팅용의 워크를 한번 가공 장치로부터 반출하여서 워크의 이면을 관찰함으로써 행해지지만, 반출이나 관찰을 생략하는 방법도 알려져 있다.
특허 문헌 1에서는, 워크의 이면 치핑 상태와, 척 테이블이 절삭 블레이드로부터 받는 가공 부하와의 사이에 정(正)의 상관이 있는 것, 즉, 해당 가공 부하가 클수록 이면 치핑이 커진다고 하는 상관 관계에 기초하여, 프리 커팅 중에 척 테이블에 작용하는 가공 부하를 측정하는 것에 의해서, 해당 측정된 가공 부하에 의해서 프리 커팅 시의 이면 치핑 상태를 적절하게 파악하고 있다.
일본 공개 특허 2006-303367호 공보
한편, 다이싱 후의 워크는 현미경으로 관찰됨으로써, 치핑(깨짐)이나 크랙(균열)의 사이즈가 측정되어, 가공 품질이 관리되지만, 종래의 방법에는 개선이 절실히 요구되고 있었다.
즉, 이면 측의 치핑이나 크랙을 측정하기 위해서, 한번 전사 작업(테이프의 첩 교체 작업)을 행한다, 또는, 추출로 칩을 픽업하고, 그 칩의 표면 측을 테이프에 점착하여 이면을 노출시킨 상태로 한 뒤 관찰할 필요가 있었고, 작업이 번잡했다.
그래서 테이프에 점착되어서 분할된 워크를 이면 측으로부터 테이프 넘어로 카메라로 촬상하여 관찰하는 방법도 생각할 수 있다.
그러나, 이면 측은 표면 측과 달리, 이면에 미소한 치핑이나 크랙이 생겨 있어도 테이프에 점착되어 있기 때문에 촬상 화상 상에 있어서 선명히 나타나지 않는다. 이 점, 육안에 의한 관찰에 의하면 치핑이나 크랙도 판별도 불가능하지 않지만, 촬상 화상을 화상 처리하여 치핑이나 크랙을 자동 판별하기에는 어렵다고 하는 문제가 있었다.
이상을 감안하여, 본원 발명은, 워크의 이면 측의 촬상 화상에 기초하여 이면 측의 치핑이나 크랙을 확실히 자동 판별하기 위한 신규 기술을 제안하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 워크의 확인 방법은, 이면이 테이프에 고정되어 표면이 노출되고 분할된 워크의 상기 이면을 확인하는 워크의 확인 방법으로서, 상기 테이프를 통해 상기 워크를 상기 이면 측으로부터 적외선 카메라로 촬상하고, 촬상 화상을 형성하는 촬상 단계와, 상기 촬상 단계로 형성된 상기 촬상 화상으로부터 상기 이면에 생긴 치핑 및/또는 크랙(치핑 및 크랙 중 적어도 어느 하나)을 검출하는 검출 단계를 포함한다.
또한, 상기 촬상 단계에서는, 상기 적외선 카메라의 초점을 상기 워크의 표면에 위치시킨 상태로 촬상한다.
또한, 워크의 가공 방법으로서, 상기 워크의 이면 측을 테이프에 점착하여 상기 워크의 표면을 노출시키는 점착 단계와, 상기 테이프가 점착된 상기 워크를 분할하는 분할 단계와, 상기 테이프를 통해 상기 워크의 상기 이면 측으로부터 적외선 카메라로 상기 워크를 촬상하여 촬상 화상을 형성하는 촬상 단계와, 상기 촬상 단계에서 형성한 상기 촬상 화상을 기초로 상기 이면에 생긴 치핑 및/또는 크랙을 검출하는 검출 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 이면 측으로부터 테이프를 통해 적외선 카메라로 촬상한 촬상 화상을 기초로 피가공물의 이면 상태가 확인 가능해지고, 작업 공정수의 삭감과 함께 시간 단축을 도모할 수 있다. 또한, 적외선 카메라를 이용함으로써 이면 측의 치핑이나 크랙을 확실히 검출할 수 있고, 검사의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 치핑이나 크랙 등의 결함 부분은 촬상 화상 상에 있어서 휘도가 낮고 검게 비치게 되고, 이에 기초하여, 치핑이나 크랙의 검출이나 사이즈를 측정하는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 촬상 화상을 다식화(多値化) 처리하고, 엣지 검출 처리를 하여 검출한 엣지를 기준으로 하고, 휘도가 미리 정해진 범위인 영역을 크랙이나 치핑이 생긴 영역으로서 검출한다. 또한, 해당 영역의 화소수를 기초로, 크랙이나 치핑의 사이즈가 측정 가능해진다.
또한, 워크의 분할 가공으로부터 이면의 치핑 및/또는 크랙의 검출까지의 일련의 공정을 단시간에 실시 가능해지고, 또한, 검출의 정밀도가 높기 때문에 검사의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 피검사물을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 디바이스로 분할된 피검사물을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 검사 장치를 구비하는 가공 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 검사 장치를 구비하는 가공 장치를 모식적으로 나타내는 상면도다.
도 5는 검사 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 6(A)는, 피검사물 유지 기구를 모식적으로 나타내는 사시도이며, 도 6(B)는, 촬상 기구를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 7(A)는, 재치부를 모식적으로 나타내는 상면도이고, 도 7(B)는, 재치부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 피검사물을 검사할 때의 피검사물 유지 기구, 촬상 기구, 및 피검사물의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 적외선 카메라로 구성되는 제2의 촬상 유닛의 모식도이다.
도 10은 피검사물을 측면에서 본 모식도이다.
도 11(A)는, 촬상 화상의 예에 대해 나타내는 도면이다. 도 11(B)는, 디바이스 측면에서 본 치핑의 형상을 모식적으로 나타내는 도면이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 양태와 관련되는 실시형태에 대해서 설명한다. 본 실시형태와 관련되는 검사 장치는, 예컨대, 가공 장치에 의해 가공된 워크(피가공물)를 피검사물로 하여, 상기 피검사물을 상면 및 하면으로부터 동시에 촬상하여 검사할 수 있는 것이다.
우선, 피검사물에 대해 설명한다. 피검사물은, 예컨대, Si(실리콘), SiC(실리콘 카바이드), GaN(갈륨 나이트라이드), GaAs(갈륨 비소), 혹은, 그 외의 반도체 등의 재료로 된 대략 원판형의 웨이퍼이다. 또는, 피검사물은, 사파이어, 유리, 석영 등의 재료로 된 기판 등이다. 또한, 피검사물은, 몰드 수지 등으로 밀봉된 복수의 디바이스 칩이 포함되는 패키지 기판 등이어도 좋다.
도 1은, 피검사물(1)의 일례인 웨이퍼를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 피검사물(1)의 표면(1a)은, 예컨대, 서로 교차하는 복수의 스트리트(3)로 불리는 분할 예정 라인으로 구획되어 있다. 피검사물(1)인 웨이퍼의 표면(1a)의 스트리트(3)로 구획된 각 영역에는 IC(Integrated　Circuit), LSI(Large-Scale　Integrated　circuit) 등의 디바이스(5)가 형성되어 있다. 웨이퍼를 스트리트(3)를 따라서 분할하면, 개개의 디바이스 칩을 형성할 수 있다.
피검사물(1)의 분할에는, 예컨대, 스트리트(3)를 따라서 피검사물(1)에 레이저 빔을 조사하여 피검사물(1)을 레이저 가공하는 레이저 가공 장치가 사용된다. 또는, 원환 형상의 절삭 블레이드에 의해 스트리트(3)를 따라서 피검사물(1)을 절삭할 수 있는 절삭 장치가 사용된다.
피검사물(1)을 절삭 장치나 레이저 가공 장치 등의 가공 장치에 반입하기 전에, 도 1에 도시된 바와 같이, 피검사물(1)은, 환형의 프레임(9)과, 상기 프레임(9)의 개구를 막도록 붙여진 테이프(7)가 일체화되어서, 프레임 유닛(11)이 형성된다. 테이프(7)가 점착되고, 상기 테이프(7)를 통해 프레임(9)에 장착된 피검사물(1)은, 이 상태로 가공 장치에 반입되어 가공된다.
도 2는 가공 장치에 의해서 가공되어서 디바이스(5, 5)로 분할된 후의 피검사물(1)의 모습을 나타내는 것이고, 이 예에서는, 블레이드 다이싱에 의한 절삭이 되었을 경우를 나타내고 있다.
피검사물(1)이 스트리트(3)를 따라서 적절히 가공된 것을 확인하기 위해서, 본 실시형태와 관련되는 검사 장치에서는, 피검사물(1)의 가공 부분이 촬상되어 피검사물(1)이 검사된다. 상기 검사 장치에서는, 예컨대, 피검사물(1)이 스트리트(3)를 따라서 검사되고, 가공 흔적의 형성 위치나, 가공 흔적을 따라서 피검사물(1)에 형성되는 치핑으로 불리는 깨짐의 형상이나 크기, 분포, 크랙(균열) 등이 조사된다. 또한, 피검사물(1)이 분할되어 형성된 디바이스 칩의 크기가 확인된다. 다만, 상기 검사 장치의 사용 용도는 이것으로 한정되지 않는다.
이하, 복수의 디바이스(5)가 형성되고, 스트리트(3)를 따라서 분할된 웨이퍼가 피검사물(1)인 경우를 예로 본 실시형태에 대해 설명하지만, 피검사물(1)은 이것으로 한정되지 않는다. 본 실시형태와 관련되는 검사 장치로 검사되는 피검사물(1)은, 가공 장치 등에 의해 가공되지 않아도 좋다.
본 실시형태와 관련되는 검사 장치는, 예컨대, 피가공물로서 피검사물(1)을 가공하는 가공 유닛을 구비하는 가공 장치에 조립되어 사용된다. 다만, 상기 검사 장치는 가공 장치에 조립되지 않아도 좋고, 독립하고 있어도 좋다. 도 3는, 본 실시형태와 관련되는 검사 장치가 조립된 가공 장치(2)를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
가공 장치(2)는, 각 구성요소를 지지하는 베이스(4)를 구비한다. 베이스(4)의 전방의 모서리부에는, 승강 가능한 카세트 지지대(6)가 설치되어 있다. 카세트 지지대(6)의 상면에는, 복수의 프레임 유닛(11)을 수용하는 카세트가 실린다.
베이스(4)의 상면의 카세트 지지대(6)에 인접한 위치에는, X축 방향(가공 이송 방향)으로 긴 직사각형의 개구(10)가 형성되어 있다. 개구(10)에는, 피가공물 유지 유닛(14)과, 상기 피가공물 유지 유닛(14)이 배치되는 이동 테이블(12)을 X축 방향으로 이동시키는 X축 방향 이동 기구(도시하지 않음)와, 상기 X축 방향 이동 기구를 덮는 방진방적(防塵防滴) 커버(10a)가 설치되어 있다.
가공 장치(2)에는, 카세트 지지대(6)에 실린 카세트에 수용된 프레임 유닛(11)을 반출입하는 반송 유닛(16)이 설치되어 있다. 반송 유닛(16)은, 베이스(4)의 입설부의 전면에 배치된 Y축 방향에 평행한 한쌍의 가이드 레일(18)을 가진다. 상기 한쌍의 가이드 레일(18)에는, 이동체(20)가 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. 이동체(20)의 후면 측에는 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 너트부에는 가이드 레일(18)에 평행한 볼 나사(22)가 나사 결합되어 있다.
볼 나사(22)의 일단부에는, 펄스 모터(24)가 연결되어 있다. 펄스 모터(24)로 볼 나사(22)를 회전시키면, 이동체(20)는 가이드 레일(18)을 따라서 Y축 방향으로 이동한다. 이동체(20)의 하단에는, X축 방향을 따라서 신장하는 아암부(26)가 승강 기구를 통해 접속되어 있다. 아암부(26)의 하면에는, 프레임(9)의 크기에 대응하여 배치된 복수의 흡인부(28)가 배치되어 있다. 또한, 아암부(26)의 중앙에는, 카세트 지지대(6)를 향하는 푸시풀 기구(30)가 배치되어 있다.
또한, 베이스(4)의 상면에는, 개구(10)를 넘도록 설치된 한쌍의 반송 레일(8)이 배치되어 있다. 상기 한쌍의 반송 레일(8)은, 프레임(9)의 직경보다 작은 폭으로 서로 이격하여 배치되어 있지만, 서로 멀어지는 방향으로 이동 가능하다.
반송 유닛(16)은, Y축 방향으로 이동하여 카세트 지지대(6)에 재치된 카세트에 푸시풀 기구(30)의 선단을 넣어서 상기 카세트에 수용된 프레임 유닛(11)의 프레임(9)을 파지할 수 있다. 푸시풀 기구(30)로 프레임(9)을 파지하고, Y축 방향을 따라서 역방향으로 아암부(26)를 이동시키면, 프레임 유닛(11)을 한쌍의 반송 레일(8) 상에 인출시킨다.
그 후, 푸시풀 기구(30)에 의한 프레임(9)의 파지를 해제하고, 반송 유닛(16)의 흡인부(28)를 상방으로부터 프레임(9)에 접촉시키고, 흡인부(28)에 의해 프레임(9)을 흡인 유지한다. 그리고, 프레임 유닛(11)을 반송 레일(8)로부터 상방으로 끌어올리고, 상기 한쌍의 반송 레일(8)의 간격을 넓히고, 프레임 유닛(11)을 하강시킴으로써, 피가공물 유지 유닛(14) 상에 프레임 유닛(11)을 반송할 수 있다.
피가공물 유지 유닛(14)은, 예컨대, 피검사물(1)(웨이퍼)을 유지하는 척 테이블이다. 피가공물 유지 유닛(14)의 상면에는 다공질 부재가 배치되어 있고, 상기 다공질 부재의 상면이 프레임 유닛(11)을 유지하는 유지면이 된다. 상기 다공질 부재는, 피가공물 유지 유닛(14)의 내부에 형성된 흡인로(도시하지 않음)를 통해 흡인원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 피가공물 유지 유닛(14)은, 프레임 유닛(11)을 흡인 유지할 수 있다.
도 4는, 가공 장치(2)의 구성을 모식적으로 나타내는 상면도이다. 가공 장치(2)는, 피검사물(1)을 피가공물로서 가공하는 가공 유닛(32)을 구비한다. 가공 유닛(32)은, 예컨대, 원환 형상의 절삭 블레이드(34)와, 상기 절삭 블레이드(34)의 관통 구멍에 삽입 관통되어 상기 절삭 블레이드(34)를 회전시킬 때의 회전축이 되는 스핀들이 수용된 스핀들 하우징(36)과, 상기 스핀들을 회전시키는 도시하지 않는 모터를 구비하는 절삭 유닛이다. 피가공물 유지 유닛(14)에 유지된 피가공물에 회전하는 절삭 블레이드(34)를 절입시키면, 피가공물이 절삭 가공된다.
다만, 도 4에 나타내는 가공 장치(2)에는, 피검사물(1)을 절삭하는 2 개의 가공 유닛(32)이 장착되어 있지만, 가공 장치(2)는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 가공 장치(2)가 구비하는 가공 유닛(32)은 하나이어도 좋다. 또한, 가공 유닛(32)은, 피검사물(1)을 레이저 가공하는 레이저 가공 유닛이어도 좋다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 가공 장치(2)는, 베이스(4)의 상면의 개구(10)에 인접하는 위치에 개구(38)를 가진다. 개구(38)의 내부에는, 가공 유닛(32)에 의해 가공된 피검사물(1)을 세정할 수 있는 세정 장치(40)가 배치된다. 반송 유닛(16) 등에 의해 가공 후의 피검사물(1)을 세정 장치(40)의 세정 테이블 상으로 반송하고, 피검사물(1)이 실리는 상기 세정 테이블을 고속으로 회전시키면서 도시하지 않는 노즐로부터 피검사물(1)에 고압의 세정수를 분출시키면 피검사물(1)을 세정할 수 있다.
또한, 세정 장치(40)로의 피검사물(1)의 반입은, 반송 유닛(42)에 의해 실시되어도 좋다. 반송 유닛(42)은, 베이스(4)의 입설부의 전면에 배치된 Y축 방향에 평행한 한쌍의 가이드 레일(44)을 가진다. 상기 한쌍의 가이드 레일(44)에는, 이동체(46)가 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. 이동체(46)의 후면 측에는 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 너트부에는 가이드 레일(44)에 평행한 볼 나사(48)가 나사 결합되어 있다.
볼 나사(48)의 일단부에는, 펄스 모터(50)가 연결되어 있다. 펄스 모터(50)로 볼 나사(48)를 회전시키면, 이동체(46)는 가이드 레일(44)을 따라서 Y축 방향으로 이동한다. 이동체(46)의 하단에는, 아암부(52)가 승강 기구를 통해 접속되어 있다. 아암부(52)에는, 프레임(9)의 크기에 대응하여 배치된 복수의 흡인부(도시하지 않음)가 배치된 유지 기구(54)가 설치되어 있다.
예컨대, 피검사물(1)의 표면에 복수의 디바이스(5)가 형성되어 있고, 상기 피검사물(1)을 가공 장치(2)의 가공 유닛(32)에 의해 디바이스(5)마다 분할하면, 개개의 디바이스 칩이 형성된다. 피검사물(1)이 적절히 가공되어 있는 것을 확인하기 위해서, 가공 후의 피검사물(1)이 본 실시형태와 관련되는 검사 장치(56)로 검사된다.
세정 장치(40)에 의한 피검사물(1)의 세정이 완료된 후, 유지 기구(54)에 의해 피검사물(1)을 유지하고, 반송 유닛(42)으로 검사 장치(56)에 반송한다. 또한, 피검사물(1)은, 반송 유닛(42)에 대신하여 반송 유닛(16)으로 검사 장치(56)에 반송되어도 좋다. 여기서, 반송 유닛(16, 42)에 피검사물(1)을 유지시키기 전에 미리 세정 테이블의 방향을 조정하면, 검사 장치(56)에 반입되는 피검사물(1)의 방향을 미리 정해진 방향으로 맞출 수 있다.
예컨대, 검사 장치(56)에서는, 피검사물(1)에 형성된 분할 홈을 따라서 피검사물(1)이 검사되고, 상기 분할 홈을 따라서 피검사물(1)에 형성되는 치핑으로 불리는 깨짐의 형상이나 크기, 분포, 크랙(균열) 등이 조사된다. 또한, 피검사물(1)이 분할되어 형성된 디바이스 칩의 크기가 확인된다.
검사 장치(56)는, 피검사물(1)의 동일 위치를 상면 측(표면(1a) 측)과, 하면 측(이면(1b) 측)의 양쪽으로부터 동시에 관찰할 수 있는 검사 장치이다. 검사 장치(56)는, 도 3 등에 도시된 바와 같이, 가공 장치(2)에 조립되어 있고, 가공 후의 피검사물(1)을 즉시 검사할 수 있다. 다음에, 가공 장치(2)에 조립되어 있는 경우를 예로 본 실시형태와 관련되는 검사 장치(56)에 대해 설명하지만, 검사 장치(56)는 이것으로 한정되지 않는다.
도 5는, 검사 장치(56)를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 검사 장치(56)는, 상기 검사 장치(56)의 각 구성을 지지하는 베이스(60)를 구비한다. 베이스(60)에는, X축 방향을 따르는 개구(62)가 형성되어 있다. 검사 장치(56)는, 베이스(60)의 개구(62)를 넘도록 배치되어 피검사물(1)을 유지할 수 있는 피검사물 유지 기구(58)와, 피검사물 유지 기구(58)에 유지된 피검사물(1)을 촬상할 수 있는 촬상 기구(82)를 구비한다.
검사 장치(56)는, 피검사물 유지 기구(58)와, 촬상 기구(82)를 X축 방향을 따라서 상대적으로 이동시킬 수 있는 X축 이동 유닛(64a)과, Y축 방향을 따라서 상대적으로 이동시킬 수 있는 Y축 이동 유닛(64b)을 구비한다. 도 6(A)에는, 검사 장치(56)의 X축 이동 유닛(64a) 및 피검사물 유지 기구(58)의 사시도가 모식적으로 나타나 있다. 도 6(B)에는, 촬상 기구(82)의 사시도가 모식적으로 나타나 있다.
상기 X축 이동 유닛(64a)은, 베이스(60)의 상면의 개구(62)의 측방에 X축 방향을 따라서 신장하는 가이드 레일(66a)을 구비한다. 또한, 베이스(60)의 상면의 가이드 레일(66a)과는 반대측의 개구(62)의 측방에는, 가이드 레일(66a)에 평행하게 신장하는 가이드 레일(66b)을 구비한다. 가이드 레일(66a)에는 이동체(68a)가 슬라이드 가능하게 장착되어 있고, 가이드 레일(66b)에는 이동체(68b)가 슬라이드 가능하게 장착되어 있다.
이동체(68a) 및 이동체(68b)의 위에는, 양 이동체(68a, 68b)를 걸쳐 넘도록 다리 형상의 지지 구조(74)가 배치되어 있다. 또한, 이동체(68a) 및 이동체(68b)의 한쪽의 하단에는 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 너트부에는 가이드 레일(66a, 66b)에 평행한 볼 나사(70)가 나사 결합되어 있다.
볼 나사(70)의 일단부에는, 펄스 모터(72)가 연결되어 있다. 펄스 모터(72)로 볼 나사(70)를 회전시키면, 이동체(68a, 68b)는 가이드 레일(66a, 66b)을 따라서 X축 방향으로 이동하고, 다리 형상의 지지 구조(74)가 X축 방향으로 이동한다. 피검사물 유지 기구(58)는, 베이스(60)의 개구(62)와 겹치는 위치에서 지지 구조(74)에 지지된다. X축 이동 유닛(64a)은, 지지 구조(74)를 X축 방향을 따라서 이동시킴으로써 피검사물 유지 기구(58)를 X축 방향을 따라서 이동시킬 수 있다.
피검사물 유지 기구(58)는, 상하로 노출된 투명체를 가지는 재치부(76)를 구비한다. 상기 투명체는, 예컨대, 유리, 수지 등의 재료로 형성된다. 상기 투명체의 상면은, 테이프(7)를 통해 피검사물(1)이 재치되는 재치면(76a)이 된다. 피검사물 유지 기구(58)는, 재치면(76a)에 실린 피검사물(1)을 지지할 수 있다.
도 7(A)는, 피검사물 유지 기구(58)를 모식적으로 나타내는 상면도이고, 도 7(B)는, 피검사물 유지 기구(58)를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 상기 투명체는 재치면(76a)과는 반대측의 이면 측에도 노출되어 있기 때문에, 재치면(76a)에 실리는 피검사물(1)을 하면 측으로부터 관찰 가능하다.
피검사물 유지 기구(58)는, 테이프 흡인 유지면(78b)을 상기 재치부(76)의 외주 측에 구비하는 테이프 유지부(78)를 구비한다. 테이프 유지부(78)는, 테이프 흡인 유지면(78b)에 형성된 흡인 홈(78a)을 가진다. 흡인 홈(78a)에는, 도시하지 않는 흡인로를 거쳐서, 도시하지 않는 흡인원이 접속되어 있다. 피검사물 유지 기구(58)는, 또한, 테이프 유지부(78)의 주위에 배치되고, 프레임 유닛(11)의 프레임(9)을 지지할 수 있는 환형의 프레임 지지부(80)를 구비한다.
프레임 지지부(80)와, 프레임(9)이 겹치도록 피검사물 유지 기구(58) 상에 프레임 유닛(11)을 싣고, 상기 흡인원을 작동시키면, 테이프(7)를 통해 피검사물 유지 기구(58)에 피검사물(1)이 흡인 유지된다. 이 때, 피검사물 유지 기구(58)와, 테이프(7)와의 사이가 흡인되어서 재치면(76a)의 전면에 테이프(7)가 밀착하기 때문에, 피검사물 유지 기구(58)에 유지된 피검사물(1)이 검사 중에 어긋나지 않는다.
예컨대, 피검사물(1)이 휘어진 상태를 가진 웨이퍼 등인 경우에 있어서도, 피검사물 유지 기구(58)에 피검사물(1)을 유지시킬 때, 재치면(76a)의 전체에 테이프(7)가 밀착한다. 그 때문에, 피검사물(1)은, 휘어진 상태가 완화된 상태로 피검사물 유지 기구(58)에 흡인 유지된다. 피검사물 유지 기구(58)에 유지된 피검사물(1)의 휘어진 상태가 완화되어 있으면, 피검사물(1)의 각 영역을 차례차례로 촬상할 때에 촬상 유닛의 초점이 피검사물(1)로부터 어긋나기 어려워지기 때문에, 피검사물(1)을 보다 선명히 촬상할 수 있다. 특히, 본 발명의 구성에 있어서, 이면 측에 적외선 카메라를 배치하고, 초점을 표면에 위치시킨 상태로 촬상하는 경우에 있어서는, 피검사물(1)의 휘어진 상태를 완화하는 것은 유효하게 된다.
여기서, 재치부(76)의 재치면(76a)의 높이는, 테이프 유지부(78)의 테이프 흡인 유지면(78b)의 높이보다 낮아도 좋다. 또한, 테이프 흡인 유지면(78b)에 형성된 흡인 홈(78a)은, 도 7(A)에 도시한 바와 같이, 재치부(76)에 이르러도 좋다. 이 경우, 피검사물 유지 기구(58)의 상에 프레임 유닛(11)을 배치했을 때에 테이프(7)와, 재치면(76a)과의 사이에 간극이 형성되고, 흡인 홈(78a)에 접속된 흡인원을 작동시켰을 때에 상기 간극을 통해서 테이프(7)의 피검사물(1)과 겹치는 영역이 빨리 흡인된다.
구체적으로는, 재치부(76)의 재치면(76a)의 높이는, 테이프 유지부(78)의 테이프 흡인 유지면(78b)의 높이보다 1 mm 정도 낮게 하는 것을 생각할 수 있다.
도 8에는, 피검사물 유지 기구(58)에 의해 피검사물(1)이 흡인 유지되어 있을 때의 프레임 유닛(11) 및 피검사물 유지 기구(58)의 단면도가 모식적으로 나타나 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 흡인원을 작동시키면, 테이프(7) 및 재치면(76a)의 간극이 배기되고, 테이프(7) 및 재치면(76a)이 밀착한다.
또한, 피검사물(1)의 검사가 완료된 후, 흡인원을 정지시켜서 프레임 유닛(11)을 피검사물 유지 기구(58)로부터 반출할 때에, 재치면(76a)으로부터의 테이프(7)의 박리가 용이해지도록, 예컨대, 재치면(76a)은 불소 수지로 코팅되어 있어도 좋다.
다음에 촬상 기구(82)에 대해 설명한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 촬상 기구(82)는, 예컨대, 개구(62), X축 이동 유닛(64a), 및 피검사물 유지 기구(58)를 걸쳐 넘도록 베이스(60)의 상에 배치된 도어형의 지지 구조(84)에 의해 지지를 받는다. 지지 구조(84)의 위에는, 촬상 기구(82)를 Y축 방향을 따라서 이동시키는 Y축 이동 유닛(64b)이 배치되어 있다.
Y축 이동 유닛(64b)은, 지지 구조(84)의 상면에 Y축 방향을 따라서 배치된 한쌍의 가이드 레일(86)을 구비한다. 한쌍의 가이드 레일(86)에는, 촬상 기구(82)를 지지하는 이동체(88)가 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. 이동체(88)의 하면에는 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 너트부에는 한쌍의 가이드 레일(86)에 평행한 볼 나사(90)가 나사 결합되어 있다.
볼 나사(90)의 일단부에는, 펄스 모터(92)가 연결되어 있다. 펄스 모터(92)로 볼 나사(90)를 회전시키면, 이동체(88)는 가이드 레일(86)을 따라서 Y축 방향으로 이동하고, 촬상 기구(82)가 Y축 방향으로 이동한다. X축 이동 유닛(64a) 및 Y축 이동 유닛(64b)은, 협동하여, 피검사물 유지 기구(58) 및 촬상 기구(82)를 재치면(76a)에 평행한 방향으로 상대적으로 이동시킬 수 있는 이동 유닛으로서 기능한다.
촬상 기구(82)는, 피검사물 유지 기구(58)의 재치부(76)의 상방에 배치된 제1의 촬상 유닛(106a)과, 상기 재치부(76)의 하방에 배치된 제2의 촬상 유닛(106b)을 구비한다. 도 6(B)에 도시된 바와 같이, 촬상 기구(82)는, 제1의 촬상 유닛(106a) 및 상기 제2의 촬상 유닛(106b)을 연결하는 연결부(108)를 또한 구비한다.
제1의 촬상 유닛(106a)은, 기둥 모양의 지지 구조(94a)에 지지된다. 기둥 모양의 지지 구조(94a)의 전면에는, 제1의 촬상 유닛(106a)을 승강시키는 승강 기구(96a)가 배치되어 있다. 승강 기구(96a)는, Z축 방향을 따르는 한쌍의 가이드 레일(98a)과, 상기 가이드 레일(98a)에 슬라이드 가능하게 장착된 이동체(100a)와, 상기 이동체(100a)의 후면에 설치된 너트부에 나사 결합된 볼 나사(102a)를 가진다.
이동체(100a)의 전면에는, 제1의 촬상 유닛(106a)이 고정되어 있다. 그리고, 볼 나사(102a)의 일단부에는 펄스 모터(104a)가 연결되어 있다. 펄스 모터(104a)로 볼 나사(102a)를 회전시키면, 이동체(100a)가 가이드 레일(98a)을 따라서 Z축 방향을 따라서 이동하고, 이동체(100a)에 고정된 제1의 촬상 유닛(106a)이 승강한다.
연결부(108)의 상단부는, 예컨대, 지지 구조(94a)의 후면측 하단부에 접속되어 있고, 연결부(108)의 하단부는, 제2의 촬상 유닛(106b)을 지지하는 기둥 모양의 지지 구조(94b)의 후면측 상단부에 접속되어 있다. 지지 구조(94b)의 전면에는, 지지 구조(94a)에 배치된 승강 기구(96a)와 마찬가지로 구성된 승강 기구(96b)가 배치되어 있다.
승강 기구(96b)는, Z축 방향을 따르는 한쌍의 가이드 레일(98b)과, 상기 가이드 레일(98b)에 슬라이드 가능하게 장착된 이동체(100b)와, 상기 이동체(100b)의 후면에 설치된 너트부에 나사 결합된 볼 나사(102b)를 가진다. 볼 나사(102b)의 일단부에는 펄스 모터(104b)가 연결되어 있다. 펄스 모터(104b)로 볼 나사(102b)를 회전시키면, 이동체(100b)의 전면에 고정된 제2의 촬상 유닛(106b)이 승강한다.
제1의 촬상 유닛(106a)은 하방을 향하고 있고, 피검사물 유지 기구(58)의 상면에 실리는 피검사물(1)을 상방으로부터 촬상할 수 있다. 또한, 제2의 촬상 유닛(106b)은 상방을 향하고 있고, 상기 피검사물(1)을 투명체로 구성된 재치부(76) 및 테이프(7)를 통해 피검사물(1)을 하방으로부터 촬상할 수 있다. 제1의 촬상 유닛(106a) 및 제2의 촬상 유닛(106b)은, 예컨대, 에어리어 카메라, 라인 카메라, 3D 카메라, 또는 적외선 카메라 등이다.
또한, 촬상 기구(82)에 있어서는, 상기 재치면(76a)에 평행한 방향에 있어서의 위치가 대략 동일하게 되도록 제1의 촬상 유닛(106a) 및 제2의 촬상 유닛(106b)이 연결부(108)에 의해 서로 연결된다. 즉, 피검사물(1)의 상면 측과 하면 측의 동일 위치를 촬상할 수 있다. 그리고, 연결부(108)는, 피검사물(1)의 어느 부분을 촬상 부분으로 했을 경우라도, 피검사물 유지 기구(58)와 간섭하지 않는 형상으로 된다.
다음에, 촬상 유닛에 의한 촬상, 및, 검사의 실시형태에 대해서 설명한다.
도 8에 있어서, 상방에 위치하는 피검사물(1)의 표면은, 가시광선 카메라로 구성되는 제1의 촬상 유닛(106a)으로 촬상된다.
피검사물(1)의 표면은 노출되어 있고, 가시광선 카메라로 구성되는 제1의 촬상 유닛(106a)에 의해, 선명한 화상이 촬상되고, 촬상 화상을 기초로 피검사물(1)의 표면에 생긴 치핑이나 크랙의 자동 판별이 실시 가능해진다.
한편, 하측에 위치하고 테이프(7)에 점착되는 피검사물(1)의 이면은, 적외선 카메라로 구성되는 제2의 촬상 유닛(106b)으로 촬상된다.
도 9는, 적외선 카메라로 구성되는 제2의 촬상 유닛(106b)의 모식도이며, 초점 거리가 조정 가능한 대물렌즈 유닛(201)과, 적외선 CCD(202)를 가지고 구성된다. 광원(203)은 대물렌즈 유닛(201)과 일체로 형성되어도 좋고, 별도의 구성으로 형성되어도 좋다. 또한, 제2의 촬상 유닛(106b)의 구체적인 구성에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니다.
도 10은, 피검사물(1)을 측면에서 본 모식도이고, 피검사물 유지 기구(58)의 투명체로 된 재치부(76)의 상면에는, 테이프(7)에 점착된 디바이스(5)가 배열되어 있다. 각 디바이스(5)의 사이에는 가공 흔적(3a)이 형성되어 있고, 디바이스(5)의 이면(5b) 측에 치핑(5c)이 생긴 모습이 나타나 있다.
제2의 촬상 유닛(106b)에 있어서, 그 초점을 디바이스(5)의 표면(5a)에 맞추어 촬상하면, 치핑(5c)의 부분에는 파단 등에 의해 계면이 형성되어 있기 때문에, 치핑(5c)의 부분의 적외광(R1)은 표면(5a)(패턴면)에 도달하지 않고, 해당 표면(5a)으로부터의 반사의 양이 저하된다. 이에 따라, 촬상 화상에 있어서 다른 부위와 비교하여 휘도가 낮은 영역이 구분된다(검게 촬상됨).
한편, 치핑(5c)이 없는 부분으로의 적외광(R2)은, 표면(5a)에 도달하므로, 촬상 화상에 있어서 치핑(5c)의 부분과 비교하여 휘도가 높은 영역이 구분되게 된다.
도 11(A)는, 촬상 화상의 예이며, 디바이스(5)의 이면(5b)의 영역(M1)에 있어서, X 방향으로 긴 치핑(5c)이 생겼을 경우를 나타내고 있다. 이 영역(M1)에 대응하는 부분에서는, 도 11(B)에 도시한 바와 같이, 이면 측에 있어서 횡방향으로 치핑(5c)이 생겨 있다. 그리고, 이 치핑(5c)의 영역은, 촬상 화상 상에 있어서 디바이스(5)의 다른 부위나 가공 흔적(3a)과는 휘도가 상이한 영역으로서 구분되게 된다.
보다 구체적으로는, 촬상 화상 상의 영역(M1)에 있어서, 가공 흔적(3a)보다 밝고, 디바이스의 이면(5b)보다 어두운 영역이 구분된다. 그리고, 휘도가 미리 정해진 범위인 영역을 치핑(5c)이 생긴 영역으로서 검출하는 것이 가능해지고, 또한, 해당 영역의 화소수에 기초하여 그 사이즈 등도 용이하게 측정하는 것이 가능해진다.
마찬가지로, 다른 영역(M2)에 있어서는, 반원형의 치핑(5c)이 생기는 것에 의해, 디바이스(5)의 다른 부위나 가공 흔적(3a)과는 휘도가 상이한 영역이 구분된다. 그리고, 휘도가 미리 정해진 범위인 영역을 치핑이 생긴 영역으로서 검출하는 것이 가능해지고, 또한, 해당 영역의 화소수에 기초하여 그 사이즈 등도 용이하게 측정하는 것이 가능해진다.
마찬가지로, 다른 영역(M3)에 있어서는, 선형의 크랙(균열)(5d)이 생김으로써, 디바이스(5)의 영역에 있어서 휘도가 낮은 선형의 라인이 형성된다. 그리고, 휘도가 미리 정해진 범위인 라인에 의해, 해당 라인을 크랙(균열)(5d)이 생긴 영역으로서 검출하는 것이 가능해지고, 또한, 해당 라인의 화소수에 기초하여 그 사이즈 등도 용이하게 측정하는 것이 가능해진다. 또한, 선형의 크랙(균열)(5d)의 경우에 있어서도, 도 10에서 나타낸 파단 계면과 같은 계면이 형성되기 때문에, 선형의 라인으로서 화상에 나타내는 것이 가능해진다.
다음에, 이상의 장치 구성을 이용하는 워크의 가공 방법, 피검사물의 검사 방법에 있어서, 실시되는 각 단계에 대해서 설명한다.
<점착 단계>
워크의 이면 측을 테이프에 점착하여 상기 워크의 표면을 노출시키는 단계이다.
도 1은, 워크로서의 웨이퍼(피검사물(1))를 테이프(7)에 점착하고, 표면(1a)을 노출시키는 예를 나타내는 것이다.
워크는, 예컨대, 반도체 웨이퍼이고, 패턴의 형성되지 않은 웨이퍼 등도 상정된다.
점착은, 점착제층에 의한 접착 이외에, 점착제층이 없는 기재만의 테이프의 압착, 열 압착 등으로 진행된다.
<분할 단계>
테이프가 점착된 워크를 분할하는 단계이다.
분할이란, 스트리트로 불리는 분할 예정 라인을 따라서 구획된 각 영역으로 분할하는 것을 말하는 것이고, 블레이드로 워크를 절삭하여 분할하는 블레이드 다이싱 이외에, 워크에 대해서 흡수성을 가지는 파장의 레이저 빔을 조사하여 워크를 분할하는 레이저 다이싱, 워크에 대해서 투과성을 가지는 파장의 레이저 빔으로 개질층을 형성하는 SD 가공(STEALTH　DICING: 등록상표)을 실시한 워크를 테이프 익스펜드로 분할하는 가공, 블레이드로 분할 예정 라인을 따라서 워크 표면에 하프 컷 홈을 형성한 후 이면 연삭으로 워크를 분할하는 소위 DBG(Dicing　Before　Grinding) 가공, SD 가공을 한 후 워크의 이면을 연삭하여 분할하는 SDBG(Stealth　Dicing　Before　Grinding) 가공, 등을 이용할 수 있다.
도 2는, 블레이드 다이싱에 의해 분할된 후의 웨이퍼(피검사물(1))의 모습을 나타내는 것이다.
<촬상 단계>
테이프를 통해 워크의 이면 측으로부터 적외선 카메라로 워크를 촬상하여 촬상 화상을 형성하는 촬상 단계이다.
도 7 및 도 10에 도시한 바와 같이, 적외선 카메라를 구성하는 제2의 촬상 유닛(106b)에 의해, 워크의 이면(5b) 측으로부터 촬상을 하는 것이다. 이 촬상에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 치핑(5c)의 부분과, 다른 부분의 적외광(R1, R2)의 투과성의 차이를 이용함으로써, 촬상 화상에 있어서 양쪽 부분의 휘도를 다르게 하는 것을 가능하게 하는 것이다.
또한, 이 촬상 단계에 있어서, 워크의 표면 측에 대해서는, 가시광선 카메라로 구성되는 제1의 촬상 유닛(106a)에 의한 촬상을 동시에 실시할 수 있다.
<검출 단계>
촬상 단계에서 형성한 촬상 화상을 기초로 이면에 생긴 치핑 또는 크랙을 검출하는 검출 단계이다.
도 11(A)에 도시한 바와 같이, 디바이스(5)의 이면(5b)을 나타내는 촬상 화상 상에는 휘도가 다른 부위가 구분되게 된다. 그리고, 촬상 화상을 다식화 처리하고, 엣지 검출 처리를 하여 검출한 엣지를 기준으로 하고, 휘도가 미리 정해진 범위인 영역을 크랙이나 치핑이 생긴 영역으로서 검출한다. 또한, 해당 영역의 화소수를 기초로, 크랙이나 치핑의 사이즈가 측정된다.
이상과 같이 본 발명을 실시할 수 있다.
즉, 도 10 및 도 11(A)에 도시한 바와 같이, 이면이 테이프(7)에 고정되어 표면(5a)이 노출되고 분할된 워크의 이면(5b)을 확인하는 워크의 확인 방법으로서,
테이프(7)를 통해 워크를 이면(5b) 측으로부터 적외선 카메라(제2의 촬상 유닛(106b))로 촬상하고, 촬상 화상을 형성하는 촬상 단계와,
촬상 단계에서 형성된 촬상 화상으로부터 이면(5n)에 생긴 치핑(5c) 및/또는 크랙(5d)을 검출하는 검출 단계를 포함하는 워크의 확인 방법으로 하는 것이다.
이에 따라, 이면 측으로부터 테이프를 통해 적외선 카메라로 촬상한 촬상 화상을 기초로 피가공물의 이면 상태가 확인 가능해지고, 작업 공정수의 삭감과 함께 시간 단축을 도모할 수 있다. 또한, 적외선 카메라를 이용함으로써 이면 측의 치핑이나 크랙을 확실히 검출할 수 있고, 검사의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 도 10 및 도 11(A)에 도시한 바와 같이, 촬상 단계에서는, 적외선 카메라(제2의 촬상 유닛(106b))의 초점을 워크의 표면에 위치시킨 상태로 촬상한다.
이에 따라, 치핑이나 크랙 등의 결함 부분을 촬상 화상 상에 있어서 검게 비치게 하는(휘도를 낮게 함) 것이 가능해지고, 이에 기초하여, 치핑이나 크랙의 검출이나 사이즈를 측정하는 것이 가능해진다.
또한, 워크의 가공 방법으로서,
워크의 이면 측을 테이프에 점착하여 워크의 표면을 노출시키는 점착 단계와,
테이프가 점착된 워크를 분할하는 분할 단계와,
테이프를 통해 워크의 이면 측으로부터 적외선 카메라로 워크를 촬상하여 촬상 화상을 형성하는 촬상 단계와,
촬상 단계에서 형성한 촬상 화상을 기초로 이면에 생긴 치핑 및/또는 크랙을 검출하는 검출 단계
를 포함하는 워크의 가공 방법으로 하는 것이다.
이에 따라, 워크의 분할 가공으로부터 이면의 치핑 및/또는 크랙의 검출까지의 일련의 공정을 단시간에 실시 가능하고, 또한, 검출의 정밀도가 높기 때문에 검사의 신뢰성을 높일 수 있다.
1 피검사물
1a 표면
1b 이면
2 가공 장치
3 스트리트
3a 가공 흔적
4 베이스
5 디바이스
5a 표면
5b 이면
5c 치핑
5d 크랙
5n 이면
7 테이프
9 프레임
11 프레임 유닛
76 재치부
76a 재치면
78 테이프 유지부
78a 흡인 홈
78b 테이프 흡인 유지면
82 촬상 기구
84 지지 구조
106a 제1의 촬상 유닛
106b 제2의 촬상 유닛
201 대물렌즈 유닛
202 적외선 CCD
203 광원
R1 적외광
R2 적외광

Claims (3)

  1. 이면이 테이프에 고정되어 표면이 노출되고 분할된 워크의 상기 이면을 확인하는 워크의 확인 방법으로서,
    상기 테이프를 통해 상기 워크를 상기 이면 측으로부터 적외선 카메라로 촬상하고, 촬상 화상을 형성하는 촬상 단계와,
    상기 촬상 단계에서 형성된 상기 촬상 화상으로부터 상기 이면에 생긴 치핑 및 크랙 중 적어도 어느 하나를 검출하는 검출 단계
    를 포함하는 워크의 확인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 촬상 단계에서는, 상기 적외선 카메라의 초점을 상기 워크의 표면에 위치시킨 상태로 촬상하는 것을 특징으로 하는 워크의 확인 방법.
  3. 워크의 가공 방법으로서,
    상기 워크의 이면 측을 테이프에 점착하여 상기 워크의 표면을 노출시키는 점착 단계와,
    상기 테이프가 점착된 상기 워크를 분할하는 분할 단계와,
    상기 테이프를 통해 상기 워크의 상기 이면 측으로부터 적외선 카메라로 상기 워크를 촬상하여 촬상 화상을 형성하는 촬상 단계와,
    상기 촬상 단계에서 형성한 상기 촬상 화상을 기초로 상기 이면에 생긴 치핑 및 크랙 중 적어도 어느 하나를 검출하는 검출 단계
    를 포함하는 워크의 가공 방법.
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