CN111489981A - 关键图案的检测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供关键图案的检测方法和装置，在短时间内检测关键图案的位置。该方法对被检测物所具有的关键图案的位置进行检测，具有如下步骤：关键图案粗检测步骤，一边使保持着被检测物的保持单元和拍摄单元相对地移动一边利用拍摄单元对被检测物进行拍摄而形成多个拍摄粗图像，对形成的各个拍摄粗图像和映现出关键图案的参照用图像进行图案匹配而检测映现出关键图案的拍摄粗图像；关键图案精密检测步骤，按照形成所检测的拍摄粗图像时的拍摄单元和保持单元的相对位置对被检测物进行拍摄而形成精密拍摄图像，对精密拍摄图像和参照用图像进行图案匹配而检测精密拍摄图像所包含的关键图案；和关键图案位置检测步骤，检测所检测的关键图案的位置。

Description

关键图案的检测方法和装置
技术领域
本发明涉及从包含关键图案的被检测物检测该关键图案的方法以及能够从该被检测物检测关键图案的装置。
背景技术
在电子设备所使用的器件芯片的制造工序中，首先在半导体晶片的正面上设定相互交叉的多条被称为间隔道的分割预定线，在由该间隔道所划分的各区域内形成器件。然后，当沿着该间隔道对该晶片进行分割时，能够形成各个器件芯片。
晶片的分割例如利用具有切削单元的切削装置来实施。切削单元具有作为旋转的轴的主轴以及安装于该主轴的一端的切削刀具。当通过使该主轴旋转而使切削刀具旋转并使旋转的切削刀具沿着该晶片的该间隔道切入而对该晶片进行切削时，将该晶片分割。
另外，晶片的分割也可以利用具有激光加工单元的激光加工装置来实施。例如将对于该晶片具有透过性的波长的激光束沿着间隔道照射至晶片并会聚至该晶片的内部，形成改质层。并且，当裂纹从该改质层延伸至晶片的正面和背面时，将晶片分割。或者也可以将对于晶片具有吸收性的波长的激光束沿着间隔道照射至晶片的正面上，形成沿着间隔道的槽，从而将晶片分割。
在切削装置和激光加工装置等加工装置中，需要实施对晶片的间隔道的位置和方向进行检测而使切削单元和激光加工单元等加工单元与间隔道对齐的对准(参照专利文献1和专利文献2)。这里，在加工装置中预先将对晶片所包含的特征性图案(关键图案)进行拍摄而得的拍摄图像作为参照用图像进行登记，并且预先存储从关键图案至间隔道的距离。
并且，在对晶片进行加工时，对要加工的晶片的正面进行拍摄而获取拍摄图像，实施该拍摄图像与登记在加工装置中的参照用图像的图案匹配，对要加工的该晶片的关键图案进行检测。然后，根据所检测的关键图案的位置而对该晶片的间隔道的位置进行检测，使加工单元与间隔道的位置对齐。
另外，在根据对晶片的正面进行拍摄而获取的图像未检测到关键图案的情况下，使晶片相对于拍摄相机相对地移动，对该晶片的其他区域进行拍摄而实施与该参照用图像的图案匹配。
另外，已知有一种被称为自动测量的方法：利用图案匹配的方法来测量形成有多个器件的晶片的转位尺寸(参照专利文献3)。在该方法中，一边使晶片和拍摄相机相对地移动一边反复进行拍摄，使用所得到的各拍摄图像而实施图案匹配。
这里，转位尺寸例如是在沿着某条间隔道对晶片进行了加工之后要沿着相邻的间隔道对晶片进行加工时与将加工单元相对于该晶片相对地进行分度进给的量相当的长度。或者，转位尺寸也可以说是相邻的一对间隔道各自的中央线间的距离。
在实施自动测量时，将晶片上所形成的器件所包含的特征性构造设定为关键图案，根据图案匹配而自动地检测与该关键图案相邻的其他关键图案。并且，计算出两个关键图案间的距离而作为转位尺寸。另外，为了验证所计算的转位尺寸，有时还通过图案匹配来检测另外的相邻的关键图案。
专利文献1：日本特开昭60-244803号公报
专利文献2：日本特开2005-166991号公报
专利文献3：日本特开平7-321073号公报
要想使用图案匹配的方法精密地检测关键图案的位置，在拍摄图像中不产生模糊很重要。但是，为了获取没有模糊的拍摄图像，需要使拍摄待机直至在使晶片和拍摄相机移动之后晶片和拍摄相机相对地完全停止。因此，在一边形成多个拍摄图像而寻找关键图案一边检测该关键图案的位置时，每次均需要使拍摄图像的形成待机，因此关键图案的位置的检测特别需要时间。
发明内容
本发明是鉴于该问题而完成的，其目的在于提供能够在短时间内检测关键图案的位置的关键图案的检测方法以及能够在短时间内检测关键图案的位置的装置。
根据本发明的一个方式，提供关键图案的检测方法，在如下的装置中对保持单元所保持的被检测物所具有的关键图案的位置进行检测，该装置具有：所述保持单元，其对具有该关键图案的该被检测物进行保持；拍摄单元，其对该保持单元所保持的该被检测物进行拍摄；移动单元，其使该保持单元和该拍摄单元相对地移动；以及控制单元，其对该拍摄单元和该移动单元进行控制，其特征在于，该关键图案的检测方法具有如下的步骤：保持步骤，利用该保持单元对该被检测物进行保持；关键图案粗检测步骤，一边利用该移动单元使保持着该被检测物的该保持单元和该拍摄单元相对地移动一边利用该拍摄单元对该被检测物进行拍摄而形成多个拍摄粗图像，对所形成的各个该拍摄粗图像和预先登记于该控制单元的映现出该关键图案的参照用图像进行图案匹配而从多个该拍摄粗图像中检测映现出该关键图案的该拍摄粗图像；关键图案精密检测步骤，将该拍摄单元和该保持单元定位于形成该关键图案粗检测步骤中所检测的该拍摄粗图像时的该拍摄单元和该保持单元的相对位置，在使该保持单元和该拍摄单元的相对移动停止的状态下，利用该拍摄单元对该被检测物进行拍摄而形成精密拍摄图像，对该精密拍摄图像和该参照用图像进行图案匹配而检测该精密拍摄图像所包含的该关键图案；以及关键图案位置检测步骤，检测通过该关键图案精密检测步骤而检测的该关键图案的位置。
另外，根据本发明的另一方式，提供一种关键图案的检测装置，其具有：保持单元，其对具有关键图案的被检测物进行保持；拍摄单元，其对该保持单元所保持的该被检测物进行拍摄；移动单元，其使该保持单元和该拍摄单元相对地移动；以及控制单元，其对该拍摄单元和该移动单元进行控制，其特征在于，该控制单元具有：参照用图像存储部，其存储映现出该关键图案的参照用图像；拍摄单元控制部，其对该拍摄单元的拍摄时机进行控制；移动单元控制部，其对由该移动单元实现的该保持单元和该拍摄单元的相对移动进行控制；粗图案匹配部，其分别对一边利用该移动单元使保持着该被检测物的该保持单元和该拍摄单元移动一边利用该拍摄单元对该被检测物进行拍摄而形成的多个拍摄粗图像和该参照用图像进行图案匹配而检测映现出该关键图案的该拍摄粗图像；精密图案匹配部，其对精密拍摄图像和该参照用图像进行图案匹配而检测该精密拍摄图像所包含的关键图案，该精密拍摄图像是通过如下方式而形成的：将该拍摄单元和该保持单元定位于形成通过该粗图案匹配部而检测的该拍摄粗图像时的该拍摄单元和该保持单元的相对位置，在使该保持单元和该拍摄单元的相对移动停止的状态下，利用该拍摄单元对该被检测物进行拍摄而形成精密拍摄图像；以及关键图案位置检测部，其检测通过该精密图案匹配部而检测的该关键图案的位置。
在本发明的一个方式的关键图案的检测方法和装置中，一边使对晶片等被检测物进行保持的保持单元和拍摄单元相对地移动一边利用该拍摄单元对该被加工物进行拍摄而形成多个拍摄粗图像。不使保持单元和拍摄单元停止而在短时间内获取所拍摄的多个该拍摄粗图像，但由于伴随相对的移动的振动，成为产生了模糊的图像。并且，在使用产生了模糊的拍摄粗图像的图案匹配中，无法准确地检测关键图案的位置。
但是，当使用映现出关键图案的参照用图像时，能够通过图案匹配从多个拍摄粗图像中确定映现出关键图案的拍摄粗图像。因此，在确定了映现出关键图案的该拍摄粗图像之后，再次将保持单元和拍摄单元相对地定位于形成该拍摄粗图像时的位置并在相互停止的状态下对被检测物进行拍摄而形成精密拍摄图像。
在该精密拍摄图像中清晰地映现出被检测物所具有的关键图案，因此通过对该精密拍摄图像和该参照用图像进行图案匹配，能够检测关键图案的位置。在本发明的一个方式的关键图案的检测方法和装置中，在短时间内检测到被检测物所具有的关键图案的大致的位置之后，能够精密地检测关键图案的位置。
因此，根据本发明，提供能够在短时间内检测关键图案的位置的关键图案的检测方法以及能够在短时间内检测关键图案的位置的装置。
附图说明
图1是示意性示出作为被检测物的一例的晶片的立体图。
图2是示意性示出作为装置的一例的切削装置的立体图。
图3的(A)是示意性示出保持步骤的剖视图，图3的(B)是示意性示出通过拍摄单元对被检测物的正面进行拍摄的情况的剖视图。
图4是对在关键图案粗检测步骤中所形成的多个拍摄粗图像的拍摄视野进行说明的俯视图。
图5的(A)是示意性示出映现出关键图案的拍摄粗图像的例子的俯视图，图5的(B)是示意性示出拍摄粗图像的另一例子的俯视图，图5的(C)是示意性示出拍摄粗图像的又一例子的俯视图。
图6是示意性示出精密拍摄图像的例子和该精密拍摄图像的拍摄视野的俯视图。
图7的(A)是示意性示出参照用图像的例子的俯视图，图7的(B)是示意性示出参照用图像的另一例子的俯视图。
图8是示出关键图案的检测方法的流程的流程图。
标号说明
1：晶片；1a：正面；1b：背面；3：间隔道；5：器件；7：粘接带；9：框架；11：框架单元；13：端子(电极)；15：布线；17a、17b、17c：拍摄视野；19a、19b、19c：拍摄粗图像；21：关键图案；23：精密拍摄图像；25、27：参照用图像；2：切削装置；4：基台；6、12、42：开口；8：盒；10：搬送导轨；12a：波纹罩；14：卡盘工作台；14a：保持面；14b：夹具；16：支承部；18、28：移动机构；20、30：导轨；22、32：移动板；24、34：滚珠丝杠；26、36：脉冲电动机；38：切削单元；40：拍摄单元；44：清洗单元；46：控制单元；48：移动单元控制部；50：拍摄单元控制部；52：参照用图像存储部；54：粗图案匹配部；56：精密图案匹配部；58：关键图案位置检测部。
具体实施方式
参照附图，对本发明的一个方式的实施方式进行说明。根据本实施方式的关键图案的检测方法和装置，能够对被检测物进行拍摄而在短时间内检测该被检测物所具有的关键图案的位置。首先，对具有关键图案的被检测物进行说明。
被检测物例如是由Si(硅)、SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)、GaAs(砷化镓)或其他半导体等材料构成的大致圆板状的晶片。或者，被检测物是由蓝宝石、玻璃、石英等材料构成的基板等。另外，被检测物可以是包含利用模制树脂等进行了密封的多个器件芯片的封装基板等。
图1是示意性示出作为被检测物的一例的晶片1的立体图。以下，以被检测物为形成有多个器件5的晶片1的情况为例，对本实施方式进行说明，但被检测物不限于此。
晶片1的正面1a例如由相互交叉的多条被称为间隔道3的分割预定线划分。在晶片1的正面1a的由间隔道3划分的各区域内形成有IC(Integrated Circuit，集成电路)、LSI(Large-Scale Integrated circuit，大规模集成电路)等器件5。当沿着间隔道3对晶片1进行分割时，能够形成各个器件芯片。
在晶片1的分割中例如使用沿着间隔道3对晶片1照射激光束而对晶片1进行激光加工的激光加工装置。或者使用能够通过圆环状的切削刀具沿着间隔道3对晶片1进行切削的切削装置。
在这些加工装置中，为了沿着间隔道3对晶片1进行加工，需要预先对间隔道3的位置和方向进行检测而实施将晶片1和加工单元定位于规定的相对位置的对准。另外，在这些加工装置中，在沿着某条间隔道3对晶片1进行了加工之后，为了沿着其他间隔道3精密地对该晶片进行加工，需要使晶片1和加工单元按照转位尺寸相对地移动。
本实施方式的关键图案的检测方法例如在利用该加工装置实施转位尺寸的检测或对准时实施。并且，本实施方式的装置例如是该加工装置。并且，通过对被检测物所具有的关键图案的位置进行检测，可检测到间隔道3的位置。
这里，晶片1等被检测物所具有的关键图案例如是指形成于该被检测物的特征性形状的构造物。关键图案适当设定在形成于被检测物的构造物的一部分上。可以将在被检测物中用于发挥一些功能而形成的构造物的全部或一部分设定为关键图案，例如可以从形成有器件5的功能层中选择而进行设定。或者也可以将仅作为关键图案发挥功能的专用的构造物设置于被检测物上。
在形成有多个器件5的晶片1中，例如将在构成器件5的布线层、电极或端子等中使用的金属层的一部分作为关键图案进行设定。另外，在被检测物为透明的情况下，可以通过形成于被检测物的内部的构造物构成关键图案。
另外，为了抑制误检测，优选作为关键图案而选择的构造物是未形成与被检测物相同或近似的形状的构造物的构造物。或者，在想要对关键图案进行检测并根据该关键图案和间隔道3的位置关系分别检测设定于被检测物的多条间隔道3的位置的情况下，优选将多个器件5分别具有一个的构造物设定为关键图案。
如图1所示，在将晶片1搬入至切削装置、激光加工装置等加工装置之前，晶片1与环状的框架9以及按照封住该环状的框架9的开口的方式粘贴的粘接带7一体化而形成框架单元11。晶片1以框架单元11的状态被搬入至该加工装置并进行加工。并且，对晶片1进行分割而形成的各个器件芯片通过粘接带7进行支承。
以下，以本实施方式的装置是对晶片1进行切削的切削装置的情况为例继续进行说明。不过，本实施方式的装置可以是该切削装置以外的加工装置，另外也可以是不对晶片1进行加工的检查装置。图2是示意性示出切削装置2的立体图。
切削装置2具有对各构成要素进行支承的基台4。在基台4的前方的角部形成有矩形状的开口6，在该开口6内设置有能够升降的盒支承台。在盒支承台的上表面上载置有对多个框架单元11进行收纳的盒8。另外，在图1中，为了便于说明，仅示出盒8的轮廓。
在基台4的上表面的与开口6相邻的位置形成有在X轴方向(加工进给方向)上较长的矩形的开口12。在开口12内设置有：保持单元14；X轴方向移动机构(未图示)，其使该保持单元14在X轴方向上移动；以及防尘防滴罩12a，其覆盖该X轴方向移动机构。
在切削装置2中设置有搬送机构(未图示)，该搬送机构对载置于该盒支承台的盒8所收纳的框架单元11进行搬入搬出。该搬送机构将盒8所收纳的框架单元11拉出到按照跨越开口12的方式设置的一对搬送导轨10上。
该一对搬送导轨10能够在相互远离的方向上移动。在通过该搬送机构将框架单元11拉出到搬送导轨10上之后，通过该搬送机构对框架单元11进行保持，将该一对搬送导轨10之间的间隔扩展，当使该搬送机构下降时，能够将框架单元11搬送至保持单元14上。
保持单元14例如是对晶片1(被检测物)进行保持的卡盘工作台。在保持单元14(卡盘工作台)的上表面上配设有多孔质部件，该多孔质部件的上表面成为对框架单元11进行保持的保持面14a。该保持单元14在外周部具有对载置于该保持面14a上的框架单元11进行夹持的夹具14b(参照图3的(A)等)。
该多孔质部件经由形成于保持单元14的内部的吸引路(未图示)而与吸引源(未图示)连接。当将框架单元11载置于保持面144a上并使吸引源进行动作而通过该吸引路和该多孔质部件对该框架单元11作用负压时，框架单元11被保持单元14吸引保持。
保持单元14与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，能够绕与保持面14a垂直的旋转轴旋转。另外，保持单元14利用上述X轴方向移动机构在X轴方向上进行加工进给。
在基台4的上表面上按照跨越开口12的方式配置有用于对切削单元38和拍摄单元40进行支承的门型的支承构造16。在支承构造16的前表面上部设置有：Y轴方向移动机构18，其使切削单元38和拍摄单元40在Y轴方向(分度进给方向)上移动；以及Z轴方向移动机构28，其使切削单元38和拍摄单元40在Z轴方向(高度方向)移动。
在支承构造16的前表面上设置有与Y轴方向平行的一对Y轴导轨20。Y轴移动板22以能够滑动的方式安装于该Y轴导轨20上。在Y轴移动板22的背面侧(后表面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部上螺合有与Y轴导轨20平行的Y轴滚珠丝杠24。
在Y轴滚珠丝杠24的一个端部连结有Y轴脉冲电动机26。当利用Y轴脉冲电动机26使Y轴滚珠丝杠24旋转时，Y轴移动板22沿着Y轴导轨20在Y轴方向上移动。即，Y轴导轨20、Y轴移动板22、Y轴滚珠丝杠24以及Y轴脉冲电动机26构成Y轴方向移动机构18。
在Y轴移动板22的正面(前表面)上设置有与Z轴方向平行的一对Z轴导轨30。Z轴移动板32以能够滑动的方式安装于Z轴导轨30上。在Z轴移动板32的背面侧(后表面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部上螺合有与Z轴导轨30平行的Z轴滚珠丝杠34。
在Z轴滚珠丝杠34的一个端部连结有Z轴脉冲电动机36。若利用Z轴脉冲电动机36使Z轴滚珠丝杠34旋转，则Z轴移动板32沿着Z轴导轨30在Z轴方向上移动。即，Z轴导轨30、Z轴移动板32、Z轴滚珠丝杠34以及Z轴脉冲电动机36构成Z轴方向移动机构28。
在Z轴移动板32的下部固定有切削单元38。切削单元38具有作为旋转轴的主轴以及安装于该主轴的一端侧的圆环状的切削刀具。该切削刀具至少在外周部具有磨具，当使该主轴旋转而使该切削刀具旋转并使该磨具与保持单元14所保持的晶片1接触时，晶片1被切削。
另外，在与切削单元38相邻的位置设置有对保持单元14所保持的晶片1(被检测物)进行拍摄的拍摄单元(相机单元)40。拍摄单元40例如是CCD相机。当使用拍摄单元40而对保持单元14所保持的晶片1进行拍摄时，能够形成映现出形成于晶片1的正面1a的构造物的拍摄图像。另外，拍摄单元40可以是接受可见光以外的光的红外线相机等。
当利用Y轴方向移动机构18使Y轴移动板22在Y轴方向上移动时，切削单元38和拍摄单元40在Y轴方向上进行分度进给。另外，若利用Z轴方向移动机构28使Z轴移动板32在Z轴方向上移动，则切削单元38和拍摄单元40进行升降。另外，当在通过保持单元14对晶片1进行保持的状态下使X轴方向移动机构(未图示)进行动作时，晶片1沿着X轴方向进行加工进给。
即，该X轴方向移动机构、Y轴方向移动机构18以及Z轴方向移动机构28作为使切削单元38和拍摄单元40与保持单元14和晶片1相对地移动的移动单元发挥功能。
当一边使切削单元38的切削刀具旋转一边通过该移动单元使切削单元38和保持单元14相对地移动并使该切削刀具切入至晶片1时，晶片1被切削。另外，当通过移动单元使拍摄单元40和保持单元14相对地移动并在规定的位置使拍摄单元40进行动作时，对保持单元14所保持的晶片1进行拍摄而形成拍摄图像。
另外，所形成的拍摄图像从拍摄单元40发送至后述的控制单元46。并且，在该控制单元46中，与各个拍摄图像一起记录有拍摄各拍摄图像时的拍摄单元40与保持单元14的相对位置。
在基台4的上表面的相对于开口12而与开口6相反的一侧的位置形成有圆形的开口42。在开口42内设置有用于在对晶片1进行切削之后对框架单元11进行清洗的清洗单元44。设置于开口42的内部的清洗单元44具有：清洗工作台44a，其对框架单元11进行保持；以及清洗喷嘴(未图示)，其从该清洗工作台44a所保持的框架单元11的上方向该框架单元11喷出清洗液。另外，该清洗液例如为纯水。
切削装置2具有对该切削装置2的各结构进行控制的控制单元46。控制单元46对上述的盒载置台、搬送机构、搬送导轨10、移动单元、切削单元38、拍摄单元40、清洗单元44以及其他机构进行控制。控制单元46例如是具有中央运算处理装置(CPU)、存储介质等的计算机。该控制单元46的功能例如通过软件来实现。
为了沿着间隔道3对保持单元14所保持的晶片1进行切削(加工)，需要对晶片1的间隔道3的位置和方向进行检测而实施对准等。首先，按照使晶片1的间隔道3沿着X轴方向(加工进给方向)的方式使保持单元14旋转。接着，按照将切削单元38的切削刀具的磨具定位于间隔道3的延长线上的方式使保持单元14和切削单元38相对地移动。然后，利用切削刀具对晶片1进行切削。
若在实施对准等时无法精密地检测晶片1的间隔道3的位置，则之后无法沿着间隔道3精密地切削晶片1，加工精度会降低。因此，为了精密地检测间隔道3的位置，在晶片1上如上述那样设定关键图案并使用图案匹配的方法精密地检测关键图案的位置。
在实施图案匹配时，使保持单元14和拍摄单元40反复移动，利用拍摄单元40不断地对晶片1的正面1a进行拍摄。并且，分别对所得到的多个拍摄图像和预先登记于控制单元46的映现出关键图案的参照用图像进行比较而检测映现出关键图案的拍摄图像。
并且，根据形成该拍摄图像时的保持单元14和拍摄单元40的相对的位置关系而检测晶片1的关键图案的位置。在控制单元46中预先存储有该关键图案和间隔道3的位置关系，根据所导出的关键图案的位置，基于该位置关系而检测间隔道3的位置。
在使用图案匹配的方法对两个图像进行比较而检测关键图案的位置的情况下，在作为比较对象的拍摄图像中不产生模糊很重要。因此，为了获取没有模糊的拍摄图像，在使保持单元14和拍摄单元40相对地移动之后至完全停止的期间，需要使拍摄长时间待机。并且，在一边寻找关键图案一边不断地反复进行拍摄时，每次均需要使拍摄图像的形成待机，因此以往在关键图案的位置的检测中特别需要时间。
因此，在本实施方式的关键图案的检测方法和装置中，在使保持单元14和拍摄单元40相对地移动之后，无需等到完全停止便使拍摄单元40进行动作而形成拍摄图像。
如图2所示，控制单元46具有：移动单元控制部48、拍摄单元控制部50、参照用图像存储部52、粗图案匹配部54、精密图案匹配部56以及关键图案位置检测部58。移动单元控制部48对由移动单元所实现的保持单元14和拍摄单元40的相对移动进行控制。拍摄单元控制部50对拍摄单元40的拍摄时机进行控制。
参照用图像存储部52存储映现出关键图案的参照用图像。在通过图案匹配的方法检测晶片1所具有的关键图案的位置时使用该参照用图像。该参照用图像由切削装置2的操作者预先登记于参照用图像存储部52。
例如在将框架单元11搬入至保持单元14上并隔着粘接带7而将晶片1保持于保持单元14上之后，利用拍摄单元40对晶片1的正面1a进行拍摄。并且，由该操作者根据形成于晶片1的特征性图案而选择作为关键图案进行设定的部分，形成参照用图像并登记于参照用图像存储部52。这里，在形成参照用图像时，与晶片1中的关键图案和间隔道3的位置关系一并进行登记。
另外，也可以是，在利用切削装置2不断地对同种类的多个晶片1进行切削(加工)时，使用在对最初的晶片1进行切削前所形成的参照用图像而实施与之后的映现出晶片1的拍摄图像进行比较的图案匹配。
粗图案匹配部54对移动单元控制部48发出指令，利用移动单元使保持着晶片1的保持单元14和拍摄单元40相对地移动。并且，对拍摄单元控制部50发出指令，不断地对晶片1的正面1a进行拍摄。此时，未停止保持单元14和拍摄单元40的相对移动。因此，所形成的多个拍摄图像成为产生模糊的粗糙的图像。将该粗糙的图像称为拍摄粗图像。
这里，在形成多个拍摄粗图像的期间未使保持单元14和拍摄单元40停止，因此与每次使保持单元14和拍摄单元40停止相比，形成多个该拍摄粗图像所需的时间变得极短。不过，拍摄粗图像是粗糙的图像，因此即使对该拍摄粗图像和该参照用图像进行比较而实施图案匹配，也无法精密地检测关键图案的位置。但是，能够从多个该拍摄粗图像检测出映现出关键图案的拍摄粗图像。
因此，粗图案匹配部54分别对利用拍摄单元40对晶片1进行拍摄而形成的多个拍摄粗图像和登记于参照用图像存储部52的该参照用图像进行图案匹配而检测映现出该关键图案的该拍摄粗图像。并且，粗图案匹配部54在检测到该拍摄粗图像时将与形成该拍摄粗图像时的保持单元14和拍摄单元40的相对位置相关的信息发送至精密图案匹配部56。
精密图案匹配部56在从粗图案匹配部54接受了该信息之后，对移动单元控制部48发出指令，根据该信息而将保持单元14和拍摄单元40定位于与该信息相关的相对位置。并且，在保持单元14和拍摄单元40的相对移动停止的状态下，对拍摄单元控制部50发出指令而利用拍摄单元40对保持单元14所保持的晶片1进行拍摄。
于是，能够形成未产生模糊的清晰的拍摄图像。这里，将未产生模糊的清晰的拍摄图像称为精密拍摄图像。然后，精密图案匹配部56对该精密拍摄图像和登记于参照用图像存储部52的该参照用图像进行图案匹配而检测该精密拍摄图像所包含的关键图案。
关键图案位置检测部58对晶片1中的关键图案的位置进行检测。关键图案位置检测部58根据形成该精密拍摄图像时的保持单元14和拍摄单元40的相对位置以及该精密拍摄图像中的关键图案的位置而精密地检测关键图案的位置。
该精密拍摄图像是在使保持单元14和拍摄单元40停止的状态下形成的，因此成为未产生模糊的清晰的图像。因此，当实施对该精密拍摄图像和登记在参照用图像存储部52的该参照用图像进行比较的图案匹配时，能够精密地检测关键图案的位置。
在将该参照用图像登记于参照用图像存储部52时，将该关键图案和间隔道3的位置关系一并进行登记。因此，当能够精密地检测关键图案的位置时，能够精密地检测间隔道3的位置。在切削装置2中，可精密地检测间隔道3的位置，从而沿着间隔道3对晶片1进行精密地切削(加工)。
接着，对本实施方式的关键图案的检测方法进行详细叙述。图8是示出本实施方式的关键图案的检测方法的各步骤的流程的流程图。以下，以将上述晶片1作为被检测物并使用图2所示的切削装置2而检测形成于晶片1的关键图案的位置的情况为例对该检测方法进行说明。不过，本实施方式的检测方法不限于此，可以使用除切削装置2以外的装置等来检测除晶片1以外的被检测物的关键图案的位置。
在该检测方法中，首先实施保持步骤S1，利用保持单元14对作为被检测物的晶片1进行保持。图3的(A)是示意性示出保持步骤S1的剖视图。在保持步骤S1中，将框架单元11搬入至保持单元14上，利用保持单元14所具有的夹具14b对框架9进行把持，使保持单元14的吸引源进行动作而隔着粘接带7将晶片1保持于保持单元14上。
接着，在实施关键图案粗检测步骤S2之前，实施参照用图像登记步骤。例如在连续地对具有相同图案的多个晶片1(被检测物)进行加工的情况下，有时在对最初的晶片1(被检测物)实施了保持步骤之后的阶段未将映现出关键图案的参照用图像登记于控制单元46的参照用图像存储部52。在该情况下，在实施了保持步骤S1之后且在实施关键图案粗检测步骤S2之前，实施参照用图像登记步骤。
并且，在对最初的晶片1实施参照用图像登记步骤而将映现出关键图案的参照用图像登记于参照用图像存储部52之后，实施关键图案粗检测步骤S2。在该情况下，在对第二张及第二张以后的晶片1实施图案匹配时，利用登记于参照用图像存储部52的该参照用图像。
在参照用图像登记步骤中，利用拍摄单元40对保持单元14所保持的晶片1的正面1a进行拍摄，形成映现出晶片1所具有的构造物的拍摄图像。并且，从映现出各种构造物的该拍摄图像中选择适合关键图案的区域，将该拍摄图像的该区域作为参照用图像而登记于参照用图像存储部52。
另外，在将参照用图像登记于参照用图像存储部52时，将与形成该参照用图像时的保持单元14和拍摄单元40的相对位置相关的信息与该参照用图像一并进行登记。另外，在预先将参照用图像登记于控制单元46的参照用图像存储部52的情况下，也可以为了更新该参照用图像而实施该参照用图像形成步骤。
在关键图案粗检测步骤S2中，一边利用移动单元使保持着晶片1(被检测物)的保持单元14和该拍摄单元40相对地移动一边利用该拍摄单元40对晶片1进行拍摄而形成多个拍摄粗图像。然后，对所形成的各个该拍摄粗图像和预先登记于控制单元46的参照用图像存储部52的映现出关键图案的参照用图像进行图案匹配而从多个该拍摄粗图像中检测映现出该关键图案的该拍摄粗图像。
图3的(B)是示意性示出通过拍摄单元40对作为被检测物的晶片1的正面1a侧进行拍摄的情况的剖视图。另外，图4是对在关键图案粗检测步骤S2中所形成的多个拍摄粗图像的拍摄视野进行说明的俯视图。在图4中将晶片1的正面1a放大而示意性示出。例如形成于晶片1的器件5具有晶体管等元件(未图示)以及作为对各元件提供电信号的路径的端子(电极)13或布线15等构造物。
当一边使保持单元14和拍摄单元40按照规定的速度相对地移动一边按照一定的时间使拍摄单元40进行动作时，例如如图4所示，不断地形成映现出拍摄视野17a、拍摄视野17b、拍摄视野17c的范围的拍摄图像。
这里，所形成的拍摄图像是产生模糊的拍摄粗图像。在图5的(C)中示意性示出在拍摄视野17a中拍摄到的拍摄粗图像19a。在图5的(B)中示意性示出在拍摄视野17b中拍摄到的拍摄粗图像19b。在图5的(A)中示意性示出在拍摄视野17c中拍摄到的拍摄粗图像19c。
在关键图案粗检测步骤S2中，将这些拍摄粗图像19a、19b、19c分别与参照用图像进行比较而进行图案匹配，检测映现出关键图案的拍摄粗图像。在图7的(A)中，作为一例示意性示出登记于控制单元46的参照用图像存储部52的参照用图像25。在图7的(A)所示的例子中，将包含布线15的一部分和端子(电极)13的区域设定为关键图案21。
首先，在拍摄粗图像19a中未包含关键图案21，因此当实施拍摄粗图像19a和参照用图像25的图案匹配时，做出在拍摄粗图像19a中未映现出关键图案21的判定。接着，所有关键图案21未被映现出拍摄粗图像19b中，因此当实施拍摄粗图像19b和参照用图像25的图案匹配时，做出在拍摄粗图像19b中未映现出关键图案21的判定。
并且，当实施拍摄粗图像19c和参照用图像25的图案匹配时，在拍摄粗图像19c中映现出所有关键图案21，因此做出在拍摄粗图像19c中映现出关键图案19b的判定。在该情况下，检测出拍摄粗图像19c作为映现出关键图案的拍摄粗图像。并且，停止保持单元14和拍摄单元40的相对移动，结束关键图案粗检测步骤。
另外，在关键图案粗检测步骤S2中，一系列的拍摄视野按照在各拍摄视野中实施拍摄而形成的多个拍摄粗图像中的任意拍摄粗图像中映现出所有关键图案21的方式彼此按照参照用图像25的大小以上重复。
在本实施方式的关键图案的检测方法中，接着实施关键图案精密检测步骤S3。在关键图案精密检测步骤S3中，将该保持单元14和该拍摄单元40定位于形成该关键图案粗检测步骤S2中所检测的拍摄粗图像19c时的保持单元14和拍摄单元40的相对位置。
并且，在使保持单元14和拍摄单元40的相对移动停止的状态下，利用该拍摄单元40对作为被检测物的晶片1进行拍摄而形成精密拍摄图像。在图6中示出表示形成精密拍摄图像23时的拍摄视野17c的晶片1的正面1a的俯视图以及该精密拍摄图像23的例子。如图6所示，在形成精密拍摄图像23时，保持单元14和拍摄单元40停止，因此精密拍摄图像23成为未产生模糊的清晰的拍摄图像。
在关键图案精密检测步骤S3中，进一步对精密拍摄图像23和登记于参照用图像存储部52的参照用图像25进行图案匹配而检测该精密拍摄图像23所包含的关键图案21。
接着，实施关键图案位置检测步骤S4。在关键图案位置检测步骤S4中，对该关键图案精密检测步骤S3中所检测的关键图案21的位置进行检测。在关键图案位置检测步骤S4中，根据形成精密拍摄图像23时的保持单元14和拍摄单元40的相对位置以及映现于该精密拍摄图像23中的关键图案21的位置而精密地检测关键图案21的位置。
另外，在本实施方式的关键图案的检测方法中，在被检测物是在正面1a上设定有间隔道3的晶片1的情况下，可以在该关键图案位置检测步骤S4之后还实施间隔道位置检测步骤。在该间隔道位置检测步骤中，以该关键图案位置检测步骤中所检测的关键图案21的位置为基准而对间隔道3的位置进行检测。在该情况下，参照预先登记于切削装置2的控制单元46的关键图案21和间隔道3的相对位置关系。
另外，在本实施方式的关键图案的检测方法中，在被检测物是预定了沿着间隔道3的加工的被加工物(工件)的情况下，可以在该间隔道位置检测步骤之后实施沿着间隔道3对被检测物进行加工的加工步骤。
根据本实施方式的关键图案的检测方法和装置，能够在短时间内从具有关键图案的被检测物检测出关键图案的位置。这是因为使用能够在短时间内形成的多个拍摄粗图像而检测关键图案的大致的位置，之后形成精密拍摄图像而精密地检测关键图案的位置。
另外，本发明不限于上述实施方式的记载，可以进行各种变更并实施。例如在上述实施方式中，以保持单元是对晶片1(被检测物)进行吸引保持的卡盘工作台的情况为例进行了说明，但本发明的一个方式不限于此。
即，保持单元可以是将晶片1(被检测物)相对于盒8搬入搬出的搬送单元(未图示)或临时放置晶片1的搬送导轨10。在该情况下，拍摄单元40配设于能够对该保持单元所保持的晶片1进行拍摄的位置。
另外，在上述实施方式中，主要对在实施对准时检测关键图案21的位置并根据该关键图案21和间隔道3的位置关系而检测间隔道3的位置的情况进行了说明，但本发明的一个方式不限于此。本发明的一个方式可以出于在等间隔地设定有多条间隔道3的被检测物中实施测量转位尺寸的自动测量的目的而实施。
在实施自动测量时，首先一边使拍摄单元40和保持单元14沿着第一方向(例如Y轴方向)相对地移动一边对晶片1的正面1a侧进行拍摄，形成拍摄粗图像。然后，与上述同样地实施关键图案粗检测步骤和关键图案精密检测步骤而精密地检测第一关键图案21的位置。同样地，精密地检测相邻的第二关键图案21的位置。然后，检测两个关键图案21之间的距离作为第一方向的转位尺寸。
接着，使拍摄单元40和保持单元14沿着第二方向(例如X轴方向)相对地移动，同样地实施关键图案粗检测步骤和关键图案精密检测步骤而检测第二方向的转位尺寸。
另外，第二方向(X轴方向)的转位尺寸的检测可以通过其他方法来实施。在该情况下，在检测到第一方向(Y轴方向)的转位尺寸之后，使保持单元14绕与保持面14a垂直的轴旋转90度。然后，与检测到第一方向的转位尺寸时同样地使拍摄单元40和保持单元14相对地移动，实施同样的步骤而检测第二方向的转位尺寸。
另外，可以在参照用图像存储部52中登记与图7的(A)中示意性示出的参照用图像25不同的在图7的(B)中示意性示出的映现出更宽视野的参照用图像27。在该情况下，例如参照用图像27在使被检测物朝向适合加工等的方向时即间隔道3的方向与加工进给方向等对齐时使用。
例如在参照用图像27中映现出器件5的角部。利用拍摄单元40对保持单元14所保持的晶片1(被测量物)进行拍摄，按照映现出与参照用图像27同样的视野的方式使保持单元14移动。接着，使保持单元14和拍摄单元40在X轴方向等规定的方向上相对地移动，利用拍摄单元40捕捉其他器件5的角部。
若间隔道3的方向与该规定的方向对齐，则此时能够形成映现出与参照用图像27同样的拍摄视野的拍摄图像。另一方面，在间隔道3的方向未与该规定的方向对齐的情况下，与该参照用图像27进行比较，形成在与该规定的方向垂直的方向(Y轴方向)上偏移的拍摄图像。在该情况下，按照不产生这样的偏移的方式使保持单元14绕与保持面14a垂直的轴旋转，使间隔道3的方向与该规定的方向对齐。
另外，也可以是在得到与参照用图像27进行比较的拍摄图像时，不使保持单元14和拍摄单元40停止而形成拍摄粗图像，对产生模糊的该拍摄粗图像和该参照用图像27进行比较而实施图案匹配。在该情况下，形成拍摄精密图像而与该参照用图像27进行比较而进一步实施图案匹配。
另外，本发明的一个方式的装置可以是在将晶片1、粘接带7和框架9一体化时所使用的贴带机或在对晶片1进行加工之后对晶片单元11的粘接带7进行扩展的扩展器。在本发明的一个方式的装置是这些装置的情况下，在使晶片1的间隔道3的方向与规定的方向对齐时，形成拍摄粗图像而使用于图案匹配。
除此以外，上述实施方式的构造、方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当变更并实施。

Claims (2)

1.一种关键图案的检测方法，在如下的装置中对保持单元所保持的被检测物所具有的关键图案的位置进行检测，该装置具有：
所述保持单元，其对具有该关键图案的该被检测物进行保持；
拍摄单元，其对该保持单元所保持的该被检测物进行拍摄；
移动单元，其使该保持单元和该拍摄单元相对地移动；以及
控制单元，其对该拍摄单元和该移动单元进行控制，
其特征在于，
该关键图案的检测方法具有如下的步骤：
保持步骤，利用该保持单元对该被检测物进行保持；
关键图案粗检测步骤，一边利用该移动单元使保持着该被检测物的该保持单元和该拍摄单元相对地移动一边利用该拍摄单元对该被检测物进行拍摄而形成多个拍摄粗图像，对所形成的各个该拍摄粗图像和预先登记于该控制单元的映现出该关键图案的参照用图像进行图案匹配而从多个该拍摄粗图像中检测映现出该关键图案的该拍摄粗图像；
关键图案精密检测步骤，将该拍摄单元和该保持单元定位于形成该关键图案粗检测步骤中所检测的该拍摄粗图像时的该拍摄单元和该保持单元的相对位置，在使该保持单元和该拍摄单元的相对移动停止的状态下，利用该拍摄单元对该被检测物进行拍摄而形成精密拍摄图像，对该精密拍摄图像和该参照用图像进行图案匹配而检测该精密拍摄图像所包含的该关键图案；以及
关键图案位置检测步骤，检测通过该关键图案精密检测步骤而检测的该关键图案的位置。
2.一种关键图案的检测装置，其具有：
保持单元，其对具有关键图案的被检测物进行保持；
拍摄单元，其对该保持单元所保持的该被检测物进行拍摄；
移动单元，其使该保持单元和该拍摄单元相对地移动；以及
控制单元，其对该拍摄单元和该移动单元进行控制，
其特征在于，
该控制单元具有：
参照用图像存储部，其存储映现出该关键图案的参照用图像；
拍摄单元控制部，其对该拍摄单元的拍摄时机进行控制；
移动单元控制部，其对由该移动单元实现的该保持单元和该拍摄单元的相对移动进行控制；
粗图案匹配部，其分别对一边利用该移动单元使保持着该被检测物的该保持单元和该拍摄单元移动一边利用该拍摄单元对该被检测物进行拍摄而形成的多个拍摄粗图像和该参照用图像进行图案匹配而检测映现出该关键图案的该拍摄粗图像；
精密图案匹配部，其对精密拍摄图像和该参照用图像进行图案匹配而检测该精密拍摄图像所包含的关键图案，该精密拍摄图像是通过如下方式而形成的：将该拍摄单元和该保持单元定位于形成通过该粗图案匹配部而检测的该拍摄粗图像时的该拍摄单元和该保持单元的相对位置，在使该保持单元和该拍摄单元的相对移动停止的状态下，利用该拍摄单元对该被检测物进行拍摄而形成精密拍摄图像；以及
关键图案位置检测部，其检测通过该精密图案匹配部而检测的该关键图案的位置。
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