JP2000512565A - 加工物検査および取扱い - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 円形の加工物を第１の検査ステーションから第２の機械加工ステーションに動かすための加工物整列および移動システムであって、ディスク加工物の面に装着して加工物をある位置から別の位置に動かすための加工物保持手段を含む。ロボット手段が加工物保持手段の位置を制御し、少なくとも２つの直交方向に動くようにされている。直交方向は双方ディスクが第１のステーションを占めるときのディスクの面に並列する。ディスクを検査ステーションおよび機械加工ステーションで回転させ、手段がディスクが回転する際にディスクの幾何学的中心の位置を決定する。計算手段が、検査手段から送られたデータから、ロボット手段の動きの直交方向に沿い必要とされる２つの移動量を計算し、ディスクの幾何学的中心を座標がわかっている第２の所望の位置に動かす。計算手段は、この座標をストアするためのメモリ手段を含む。この座標は、上記第２のステーションの加工物ホルダまたはチャックの回転の中心の座標である。加工物保持手段は真空により動作する。３軸ロボットを用いてエッジ研削のために半導体材料のディスク状のウェハを取上げかつ設置し、２つのロボット軸ＸおよびＺに沿う動きを用いて第２の研削ステーションにおける真空チャック上のウェハのセンタリングを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】加工物検査および取扱い 発明の分野 本発明は、半導体材料のディスク状のウェハなどの円形の加工物を、機械加工 の前後に検査するための装置および方法に関する。本発明は、このような加工物 のエッジを研削する装置および方法に適用可能であり、研削チャック上でのウェ ハの配置、機械加工具の調整、および機械加工されたエッジの正確度の検査を助 ける。発明の背景 米国特許第４６３８６０１号は、第１のステーションで円形のディスクを回転 させてこのディスクを特定の態様で整列させ、機械加工のために真空チャックに 取付けるために第２のステーションに回転させずに線形的に転送できるようにす るためのシステムについて述べている。第１のステーションでは、ディスクを回 転させてディスクの回転の中心に関するそのディスクの偏心を決定し、次にこの 偏心を線形の転送経路と整列させる。この整列が行なわれると、ディスクが回転 していたときの中心とディスクの幾何学的中心とが転送軸と整列するようになる 。このようにしてディスクを整列させることにより、幾何学的中心と第１のステ ーションでの実際の回転軸との間の誤差といった、第１のステーションでの配置 の際の誤差（典型的には数ミリメートルのオーダの可能性がある）は、一方のス テーションから他方のステーションへの経路に沿う線形の移動の調整に変換され る。こうしてディスクを第２のステーションで正確にセンタリングすることがで き、その結果ディスクの幾何学的中心は第２のステーションの真空チャックの回 転軸と整列し、研削といしによるディスクのエッジの正確な研削が可能になる。 この種の配置が不十分な状況は数多くある。なぜなら、これでは、所望の回転 および研削の形態すべてに対処できるようにディスクを第２のステーションで位 置決めすることができないからである。したがって、たとえば実際にはディスク を偏心的に取付けて、ディスクの周縁部の損傷のある領域に対処できるようにす ることが望ましいかもしれない。損傷を受けた領域の、幾何学的中心からの半径 が、周縁部の損傷を受けていない残りの部分の、幾何学的中心からの半径よりも 大きくなるようにディスクを配置し、ディスクを偏心軸を中心として回転させる ことにより、元のディスクよりもわずかに小さくはなるが新しいディスクが形成 され、損傷を受けた領域は加工中に研削で除去される。最終的に、第２のステー ションでのディスクの回転の中心である偏心軸は、研削が終了した際には、研削 加工により形成されたこの新しいディスクの幾何学的中心となる。 米国特許第４６３８６０１号で開示されたような整列方法を用いた場合、この 先行技術の方法では、損傷のある周縁領域が、転送経路と整列させねばならない 元のディスクの直径の一方または他方にある機会はわずかに３６０回のうち２回 しかない。 本発明の目的は、ディスクを第２のステーションで何らかの選択した軸を中心 として回転させるために取付けることを可能にする加工物整列および移動システ ムを提供することである。 本発明は、ディスクのエッジが損傷を受けている場合に限定されるわけではな く、（意図されるように）ディスクを何らかの軸（ディスクの幾何学的中心を含 む）を中心として回転させるために取付けることが可能ならば、当然すべての状 況において使用できることが理解されるであろう。発明の概要 本発明のある局面に従うと、円形の加工物を第１の検査ステーションから第２ の機械加工ステーションに動かすための加工物整列および移動システムは、ディ スク加工物の面に装着してディスク加工物をある位置からもう１つの位置に動か すための加工物保持手段と、加工物保持手段の位置を制御し、少なくとも２つの 直交する方向に運動するようにされたロボット手段とを含み、２つの直交方向双 方は第１のステーションを占めているときのディスクの面に並列であり、上記シ ステムはさらに、ディスクを検査ステーションおよび機械加工ステーションで回 転させるための手段と、ディスクが第１のステーションで回転しているときの幾 何学的中心の位置を決定するための検査手段と、検査手段により与えられたデー タから、ロボット手段の運動の直交方向に沿う所要の２つの移動を計算し、ディ スクの幾何学的中心を座標がわかってる第２の所望の位置に動かすための計算手 段とを含む。 好ましくは、計算手段は上記座標をストアするためのメモリ手段を含む。 好ましくは、ディスク加工物を第１および第２のステーション各々で回転させ るための手段は、真空チャックおよびこれに関連するモータ手段を含む。 好ましくは、加工物保持手段は真空により動作する。 典型的には、上記座標は上記第２のステーションにおける加工物ホルダまたは チャックの回転の中心の座標である。 好ましくは、計算手段は、ディスク加工物を第１のステーションから、３つの 直交軸のうち一方または他方または３つの軸すべてに沿い移動させるのに必要な 並進運動量を計算して、ディスクの幾何学的中心が第２のステーションのチャッ クの回転軸と一致するように、またはディスクの上記幾何学的中心がチャックの 回転軸から所望の既知の距離だけおよび角方向にずれるように、ディスクを位置 決めするようにされている。 第２のチャックの回転軸に関しディスクの幾何学的中心をずらすことにより、 上記のずれおよび最初の方向に等しい特定の偏心がディスクの回転に導入され、 その結果幾何学的中心を上記のずれによって決定される新しい位置に移動させて ディスクを研削することができる。 本発明の好ましい実施例では、３軸ロボットを用いて半導体材料のディスク状 のウェハをエッジ研削のために取り上げかつ配置する。ロボット軸の２つである ＸおよびＺに沿う運動を利用して第２の研削ステーションにおける真空チャック 上でのウェハのセンタリングを制御する。 本発明に従うある方法では、ウェハの幾何学的中心が検査ステーションの回転 軸とほぼ整列するようにウェハを検査ステーションに配置し、ウェハを検査ステ ーション軸のまわりで回転させ、ウェハの幾何学的中心が検査ステーションの回 転の中心と同一になるようにウェハを移動させねばならない、ＸおよびＺ軸に並 列に測定される距離である２つの寸法Ｘ１およびＺ１を計算し、ロボットを用い て次にウェハを研削チャックに転送し、研削チャックの回転軸に関しウェハの（ 今では）わかっている幾何学的中心が正確に位置決めされるようにＸおよびＺ 方向において補償を行なうことによりウェハを研削チャネルに位置決めする。 この方法では、米国特許第４６３８６０１号で述べられた方法において要求さ れるように、補償を行なうために検査ステーションの回転軸とウェハの幾何学的 中心とを結ぶラインがロボットのＸ軸と並列するようにウェハを回転させる必要 はない。 ウェハを移動させてウェハの幾何学的中心が研削チャックの回転軸に関し所望 の位置に動くようにできるようになっているので、第１の検査ステーションから 第２の研削ステーションチャックへの転送において取入れられるＸおよびＺ調整 により、ウェハを研削チャック上でセンタリングすることとノッチから不必要に 材料を除去することとを「最適に」妥協させることができる。さらに、ウェハの 周縁部で損傷が認められた場合、この方法により、意図的にウェハを研削ステー ションチャックに偏心させて配置し、スライシング中などに周縁部に損傷が生じ た場合にウェハを新しい中心について再び研削し望ましくない損傷を受けた周縁 領域を除去することができる。上記の米国特許において述べられたような単一軸 の移動システムでは一般にこのような設備はない。 もちろん、ディスクを所望の方向に回転させることが可能である。すなわち、 それは、検査ステーションの真空チャックを回転させてその方向でディスクをワ ークヘッドに移送することにより、可能となる。 本発明の他の局面に従い、検査ステーションの回転軸と研削ステーションチャ ックの回転軸との間でＸおよびＺ軸に並列に測定される正確な距離を、多軸ロボ ットを使用することによるさらに他の方法に従って計算可能である。 この方法では、初めに検査ステーション軸および研削チャック軸双方のＸおよ びＺ座標を第１の近似値まで決定してストアし、その後円形のウェハを保持手段 で取り上げ検査チャックに配置し回転させて、それ自体既知の態様でその幾何学 的中心を決定し、次にウェハを保持手段に戻してＸおよびＺ方向で調整を行なっ て、検査ステーション軸に関しウェハをセンタリングし、幾何学的中心が検査ス テーションの回転軸と正確に整列するようにし、その整列した位置でのＸおよび Ｚ座標を記し、次にウェハをその位置から研削ステーションチャックに移動させ るようにロボットに指示して、先に計算したＸおよびＺ軸に並列する２つの移動 を行なわせることによってウェハの中心を研削チャックの回転軸に位置決めして 検査ステーション軸から研削チャック軸へ転送が行なわれるようにし、その後、 ウェハを研削チャックにより１８０°回転させ、研削チャックから保持手段に戻 して、第１回目の転送を行なうために先に実行した運動の後をたどって、記され た座標に戻るように返すと、ウェハをもう一度保持手段から検査ステーションチ ャックに転送することができ、最後に、ウェハを検査ステーションで回転させ（ それ自体既知の態様で）何らかの偏心について再び検査を行なう（すなわち検査 ステーションにおける回転軸に関する幾何学的中心のずれ）。 記した偏心をＸおよびＺ軸に沿うずれに変換することができ、その値を、検査 ステーション軸の記された座標の位置と研削チャック軸との間で動かすのに必要 なものとして以前に計算されたＸおよびＺの移動に加算し（または場合によって はその値を減算する）、一方のステーションから他方のステーションへとウェハ を正確に再配置するためにロボットを動かさねばならない（ＸおよびＺ軸に並列 に測定した）正確な距離を決定することができる。 この方法を、検査ステーションおよび研削ステーションの整列および相対的な 位置決めについて検査を行なうことができるようにするために、マシンの最初の セットアップ中に用いてもよく、マシンの寿命中頻繁な間隔で用いてもよい。 この方法はさらに、保持手段が検査ステーションと整列している第１の位置か ら、保持手段が研削チャックと整列している第２の位置まで手動による制御でロ ボットを調整する学習ステップを含み得る。このモード中、少なくともＸおよび Ｚ軸ならびにＹ軸に沿うロボットの運動をロボットを制御するコンピュータと関 連するメモリに記しかつストアし、次に、上記メモリにストアされた座標により 決定される経路をたどるようにコンピュータに指示し手動による制御で先に行な われた運動を繰返させることによって自動動作が行なわれる。 上記の方法を用いて手動で入力された開始および終了位置を修正することがで き、手動による制御で得られた概算の位置を、検査ステーションの回転軸および 研削チャックの回転軸の真の位置に置換えることができる。 「手動による制御」は、関連の符号器についてはまだロボットの動きを示すよ うに動作可能であるがそれ以外は関連のロボットドライブを不能にして、ロボッ トを所定の経路で手動で動かすことを意味する。 「手動による制御」は、キーボード、ジョイスティックまたはその他のコント ロールなどの手動で制御される装置によりロボットの制御を引き継いで、ロボッ トに対するドライブが動作するようにして初めにそのドライブを用いてロボット の位置を調整して保持手段を検査ステーションの真空チャックと整列させ、その 後保持手段を研削ステーションの真空チャックと整列させることができることを 含むことも意図している。いずれの場合においても、種々のドライブからの符号 化された信号を既知の態様で利用して異なったときにロボットの座標位置を規定 し、Ｘ、ＹおよびＺロボット軸に並列する移動を記録する。 手動による制御を簡単にするために、オペレータの制御によるスイッチ手段を 与えて、加工物保持手段が２つの終点すなわち検査チャック軸および研削チャッ ク軸各々とほぼ整列するときをオペレータがコンピュータに確認できるようにし てもよい。同じスイッチ手段を用いてロボットの動きの途中の異なるポイントの 座標を記録することができる。 検査ステーションは加工物（ウェハ）の厚みを決定するための手段を含むこと もでき、このさらなる情報を用いて、加工物のエッジをワークステーションで係 合させるために、溝を付けられた研削といしなどの機械加工具の軸運動を正確に 調整することができる。 光学検査装置は、好ましくは光学軸をＹ軸（すなわち検査ステーションにおけ る加工物の回転軸）に並列させて検査ステーションに配置され、好ましくは２つ の軸は同じ水平面にある。 加工物の直径が変化する可能性がある場合、好ましくは光学検査装置の位置を 調整して加工物の直径の実質的な差に対処するためにバーニヤ手段を与える。 好ましくは、光学検査装置はＣＣＤカメラを含み、そのレンズがＣＣＤチップ の上にディスクのエッジの光学像を形成する。カメラが見るディスクのエッジ領 域を照明するための手段を与えて、カメラが見るエッジ領域が背面照明されてシ ルエットで見ることができるようにするための手段を与えてもよい。 典型的にはＣＣＤアレイは、矩形のアレイの多数の画素を含む。アドレス可能 な７６８×５７６画素のアレイが典型的には用いられる。 それ自体既知の態様でＣＣＤアレイを走査することにより得られる信号を受け る電気回路手段が、ＣＣＤアレイの各画素からの信号を、画素がディスクのエッ ジの像により影になっているかどうかに従いデジタル値に変換するようにしても よい。 固定数の画素に対し、各画素信号の値のデジタル化の程度により検査システム の正確度がある程度まで決まる。 各フレームを連続してストアすることにより、画素に依存する信号をあるフレ ームから次のフレームへと比較し、その比較から、画素に依存する信号のあるフ レームから次のフレームへの変化を決定することができる。この変化は、回転の ためにディスクを偏心的に取付けたために、視野においてディスクのエッジが動 くことにより生じるエッジの像の位置の移動を示すものである。 ディスクのエッジは明暗の遷移として見え、したがって画素に依存する信号は 影がある場合とない場合との間でのように一方の極値から他方の極値へと変化す る。 各画素からの出力が２値信号としてデジタル化されハイまたはローのいずれか であるような簡単な装置では、最大解像度は１画素のサイズ程度に低いであろう 。 画素信号が、ｎ＝Ａ（完全に影になった（黒色の）スポットに相当する）から ｎ＝Ｂ（Ｂは影なしに相当する）のスケールでデジタル化されるならば、デジタ ル解析を適用してディスク像のエッジが画素との関連でどこにあるのかをより正 確に決定することができる。なぜならもし偶然に（可能性あり）画素を二分する ならば、Ａ→Ｂのスケールにおける二分された画素によるｎの特定値が、画素の 、ディスク像により覆われた（したがって影になった）割合および影になってい ない割合を示すことになるからである。 多数の隣接する画素の値において「エッジ」を「見る」ことができる程度の画 素の解像度の装置では、好ましくは画素に対応する信号にまとめて同時に問い合 わせ、（特に雑音などが原因の）単独で「はぐれた」値を無視し、真のエッジは 、大半の隣接画素信号値がそこにあると示す場所として識別される。この場合、 エッジの実際の位置は、信号値が画素信号値ＡおよびＢの算術平均に最も近い位 置である、遷移の一方の側のＢの値を有する最後の画素と遷移の他方の側の値Ａ を 有する最初の画素との間の中間にあるものとして識別できる。 用いたレンズの焦点距離、ＣＣＤアレイのサイズ、および画素の数したがって サイズを考慮することにより、スケールファクタを、所与のカメラ／レンズの組 合せについて決定することができ、こうすれば、「真の」エッジのｘ画素分の明 らかな移動が、ｒ ｍｍの直線距離を示すものと考えることができる。 本発明の利点は、ノッチまたは平坦部、すなわち観察を受ける面にディスクが 与えた磁気パッチのような小さな識別可能なマーク／スポットまたはマシンが検 出できる印などの、ディスクの円周のまわりの固定されたポイントを参照するこ とにより、ディスクの角方向を決定できるのであれば、最も簡単に得られるであ ろう。そうすれば、ディスクの回転位置を、ビジュアルもしくはカメラ検査また は磁気センサなどの適切なセンサにより、適切に決定することができる。 ディスクを回転させることにより、マーク（たとえばノッチ）はある段階でカ メラの視野を横切るであろう。特定の信号パターンが生成され、カメラ出力を与 えられる信号処理および計算装置をプログラミングしてそのパターンを探し、デ ィスクドライブに関連する符号器からの、ディスクの角位置を記すことができる 。 ディスクが回転する時の、ディスクの幾何学的中心と検査ステーションにおけ る回転軸との不整合は、ＣＣＤ上のディスクの像の移動に見えるであろう。 符号器により決定される角度的に間隔がおかれた複数の位置での移動の値を記 すことにより、ディスクの幾何学的中心のＸＺ座標（Ｘ₁Ｚ₁）を計算することが できる。 検査ステーションでの真空チャックの軸のＸ、Ｚ座標（Ｘ₂Ｚ₂）がわかってお り、この軸を中心としてディスクは実際に回転しているので、幾何学的中心を特 定の角度で検査ステーションの真空チャック軸と整列させるのに必要なＸおよび Ｚにおける移動は、（Ｘ₁−Ｚ₂）、（Ｙ₁−Ｚ₂）から計算することができる。 ディスクの送り先であるワークステーションチャックのＸ、Ｚ座標（Ｘ₃Ｙ₃） もまたわかっているので、ディスクが検査ステーションチャックを離れた後Ｘお よびＺ軸と並列に動かなければならない距離を決定してその幾何学的中心をワー クステーションでの軸（Ｘ₃Ｚ₃）と整列させることは簡単である。 第２のカメラを位置決めして、そのカメラの光学軸がディスクの面にあるまた はディスクの面と並列するようにしてディスクのエッジを接線方向に見るように してもよい。こうすると、カメラが見る拡大像をＣＲＴで表示することにより、 ディスクのエッジの輪郭を拡大して検査することができる。 理論上は、単にＣＣＤカメラからのビデオ信号を取入れてこれを閉回路テレビ リンクにおけるＣＲＴに表示することができる。 実際には、このような装置におけるエッジの像は非常に不明瞭である。なぜな ら、光学軸がディスクのエッジと交差する、焦点を合わせなければならない周縁 部のポイントから、かなりの距離のところにカメラを配置しなければならないか らであり、ディスクのエッジのかなりの部分が視野に入りＣＣＤチップ上の像に 寄与するからである。 特に、カメラの視野におけるディスクのエッジのこの望ましくない部分は、対 象となる領域よりもレンズに近いため、ディスクのこの望ましくない部分の像は 対象となる領域よりも大きく見えがちであり、焦点深度の短いレンズを用いて問 題を回避しようとする試みは不成功に終わっている。 この問題は、レンズから異なる距離にある同じサイズの物体に対し焦点の合っ た像を生成する、英国、ケンブリッジのメレスグリオット（Melles Griot）によ って提供されるもののようなテレセントリックレンズを用いることにより、光学 的に訂正できることがわかっている。 しかしながら好ましくは、テレセントリックレンズを備えるカメラのみならず 、カメラからの電気信号を、カメラ信号を用いてＣＲＴ上に表示を行なう前に上 記のような処理の対象とし、そうすることによって、ＣＲＴのエッジ輪郭の像は 鮮明になり、対象となる領域とカメラとの間のディスクの存在の影響を受けなく なる。 したがって本発明はまた、閉回路テレビシステムにおけるカメラからのビデオ 信号の処理および表示とは異なり、上記のようなテレセントリックレンズ、ＣＣ Ｄカメラ、ビデオ信号のデジタル化および信号処理と、処理された信号をコンピ ュータモニタに表示することとの組合せにある。 上記の数値的解析技術を用いてデジタルビデオ信号に対する測定を行ない、Ｃ ＣＤカメラ上で生成される像の測定を行なってもよい。 信号処理および最終的なＣＲＴ表示におけるエッジの輪郭の表現の向上を容易 にするために、好ましくはＣＣＤチップの画素を読取ることにより得たビデオ信 号をデジタル化してフレームストアにストアし、フレームストアのデジタル値を 処理し、第２のフレームストアに再びストアするかまたは元のフレームストアの 値と置換えることによって再びストアすると、コンピュータディスプレイにおけ るウェハのエッジの表現は、処理された値を含むストアに適切にアドレスするこ とによって得られる。 ディスクの輪郭は円周の多数のポイントでチェックできる。これは、ディスク を多数の静止位置間で回転させて各位置でディスクのエッジの像をカメラチップ に対して露出させ、上記静止位置各々からの処理済の信号をストアすることによ り行なうことができ、またはその代わりとして、カメラがディスクが回転する際 の一連の像各々に対応するビデオ信号を生成するように動作させ、各像がディス クの円周で円形に測定した異なる領域の輪郭に対応するようにしてもよい。 上記のようにするためにカメラシャッタをディスクの回転と同期をとるように 動作させてもよく、その代わりとしてカメラがディスクが回転する際により多数 の高速露出をとるようにセットしてもよい。 次に本発明について添付の図面を参照して説明する。 図１、２および３は、参照番号Ｃ４１２／Ｗで本願と同時に提出した同時係属 中の英国特許出願の図８から１０に対応する。 図４は、円形のディスクの周縁部のノッチがカメラの視野を占めるときのＣＣ Ｄカメラチップに示される像を示す。 図５は、カメラから見たときの、ディスクの幾何学的中心とディスクの回転の 中心軸との不整合によりディスクが視野において距離Ｈ移動する場合の像の様子 を示す。 図６は、円形のディスクのエッジ領域の像がＣＣＤカメラチップの画素と交差 する様子を示す。 図７は、図６の４列１０行の異なる画素による１から１０の範囲のデジタル値 を示す表である。 図８は、図７の信号値の修正値を示す表である。 図９は、ＣＣＤカメラチップに示されるウェハエッジの像を示す。 図１０は、信号処理システムを図式的に示したものである。 図１は、一般的には１００または２００ｍｍ以上の直径のシリコンの円形のプ レート状のウェハを取扱うためのロボットシステムを示し、図１、２および３は 、参照番号Ｃ４１２／Ｗの同時係属中の特許出願の図８から１０に対応する。こ のシステムは、ベース１８２と、ここから上方向に延在して総体的に１８６で示 した線形の案内面に対する支持をもたらす総体的に１８４で示した構造的枠組と を含み、この案内面に沿って往復台１８８は矢印１９０の方向に滑動できる。第 ２のスライド１９２が案内面１８６に対し直角でハウジング１８８から突出して おり、滑動部材１９４はここに沿って矢印１９６の方向に動くようにされている 。アーム１９８がハウジング１９４から突出し、ハウジングに装着され２００で 示されたドライブにより、アーム１９８は矢印２０２の方向に動く。ドライブ２ ００およびハウジング１８８内のドライブに対する電力は、線形のトラック１８ ６に装着される可撓性の安全ハーネス２０６において保持された複数通路を有す るアンビリカル２０４を介して供給される。 アーム１９８の下端には、真空チャック２０８があり、往復台１８８および２ ００ならびにアーム１９８を適切に操作することにより、真空チャック２０８を 、支持スリーブ２１２で直立で保持されるウェハ２１０の前で位置決めできる。 処理済のウェハの受入準備の整った空の支持スリーブもまた２１４で示される。 マシン４００における機械加工動作後、仕上げ済のウェハ加工物３６をワーク ステーションから取り上げることができる。このために、図１の転送メカニズム を動作させてチャック２０８をワークヘッドのウェハ３６の向かいに位置決めし て、仕上げ済のウェハ３６を回収し空のスリーブ２１４に転送する。 往復台１９４がさらにスリーブ２１２方向に外向きに動くことにより、チャッ ク２０８は研削されていない加工物２１０の前で位置決めされ、この加工物を取 り上げた後検査ステーションに転送し、その後、研削のために、先のウェハの代 わりにワークヘッドの真空チャックに装着するために、マシン４００の機械加工 環境に転送する。 トラック２１６に複数のスリーブを設けて、ここに配置されたすべての加工物 を順番に、取り除き、センタリングし、研削し、検査し、元に戻すことができる ことがわかるであろう。ウェハのセンタリング 研削前の中間ステップとして、（好ましくは別のウェハの研削中に）各ウェハ を図２および３に示す検査装置に位置決めして、ウェハの幾何学的中心を決定で きるようにしてウェハを研削のためにチャック３０上で正確に位置決めする。研 削後、ウェハを保管スリーブに戻す前に、そのウェハのエッジの輪郭を検査する ために再び配置してもよい。 図２は、図１の研削マシン４００およびロボットウェハ取扱いシステムとの関 連で検査装置が置かれる場所を示す全体図である。前と同様同じ参照番号を用い ている。 この検査装置は、スタンド２１８を含みその上には、ベース２２０および直立 プレート２２２を含む支持枠組がある。三角形の補剛プレート２２４がプレート ２２２の後ろから延在し、２２２および２２４双方は２２６でプレート２２０に 溶接される。 プレート２２２の垂直方向のエッジ２２８から間隔をおいて、支持ブラケット ２３０があり、包括的に２３２で示したランプおよび投影レンズ装置がブラケッ ト２３０の上端部で支持される。レンズ２３６を備える第１のカメラ２３４がプ レート２２２に取付けられ、ランプ２３２により背面が照明されたディスク２３ ８のエッジを見る。 図９で最もよく見えているように、モータ２４０がプレート２２２の後部に取 付けられる。モータは、検査すべきディスク２３８が配置された真空チャックを 駆動し、このディスクはアーム１９８の真空チャック２０８により配置されたも のである。 モータ２４０が回転することによってウェハ２３８が回転する。エッジがカメ ラレンズ２３６の視野と交差するように位置決めすることによって、カメラ出力 から電気信号が得られ、信号はケーブル２４２を介し、信号から得たデータを処 理するための信号解析装置に送られる。 第２のカメラ２４４を、その光学軸がディスク２３８に対する接線をなすよう に（または少なくともその接線と並列するように）支持プレートのエッジ２２８ に取付けて、ディスク２３８のエッジをほぼ接線方向に見て、エッジの輪郭につ いての情報を得るようにしてもよい。ディスクのエッジはランプ２４６により背 面照明され、カメラ２４４からの信号はケーブル２４８に沿って与えられる。ラ ンプ２３２および２４６に対する電力は必要に応じてケーブル２５０および２５ ２それぞれに沿って供給される。 コンピュータ２５４にはケーブル２４２および２４８を介してカメラ２３４か ら信号が与えられ、コンピュータは２４２および２４８に沿う戻り信号経路なら びにケーブル２５０および２５２それぞれを介してカメラおよびそのランプ２３ ２および２４６を制御する。カメラ２４４の出力を必要に応じてモニタ２５６に 表示することができる。ウェハ２３８のエッジの輪郭は、たとえば輪郭の側面に 対する理想的な角度を示す、コンピュータにより生成されたテンブレート２６０ および２６２とともに、２５８で示される。研削マシンのワークスピンドルへの加工物のセンタリング これは、図１から３のロボットウェハ取扱いおよび検査システムを用い、円形 の加工物ウェハがカメラ２３４の視野を通して回転するときに得たカメラ２３４ からの信号を用いて、後述する技術を利用することによって可能になる。 図４において、影になった領域４００は、ディスク２３８を回転させてそのエ ッジのノッチ４０２がカメラの視野にある場合の、カメラ２３４のＣＣＤチップ によって観察したディスク２３８のシルエット像に対応する。 図５において、影になった領域４０４は同様に、ＣＣＤチップから見たディス ク２３８のシルエット像に対応するが、今回はノッチはカメラの視野から外れて いる。 ノッチはディスクの外周のわずかな割合しか占めていないので、カメラチップ に提示される像はほぼいつでも図５に示すようなものになるであろう。しかしな がら、ディスクが偏心的に取付けられている場合、ディスクの偏心運動により影 になった領域のエッジ４０６はＣＣＤチップの表面上で動く。実線４０６は、デ ィスクの幾何学的中心がディスクの回転軸の左側にずれるまでディスクが回転し た場合の、ＣＣＤチップ上のディスクエッジの像の位置に対応し、点線の輪郭４ ０８は、ディスクが１８０°回転して幾何学的中心（したがってディスクの像） が右側に移動したときのライン４０６を示す。 図５に示した移動Ｈは、偏心が、ディスクの幾何学的中心とディスクの回転の 中心との間の距離に等しい場合、ディスクの偏心の２倍に等しい。 実際Ｈの値は小さいであろうが、ディスクを機械加工のために取付ける時には 、ディスクの幾何学的中心がディスクを機械加工のために回転させるときの軸と 一致する、または幾何学的中心を機械加工軸に関し所与の半径に沿い既知の量だ けずらしてディスクエッジの損傷を受けた領域に対処してディスクを再び研削で きるようにすることが、一般には重要である。 この方法および装置は、像のエッジの種々のずれが生じる、ノッチに関するデ ィスクの角位置を記し、Ｈ（つまり１／２Ｈ）を計算することにより、ディスク の幾何学的中心を非常に正確に決定できるようにする。 この技術は、カメラの光学軸（つまりＣＣＤチップの中心）が、ディスクの回 転軸と同じ水平面にあれば簡単になる。こうすれば、ディスクが整列していなく ても、ＣＣＤチップ上の像のエッジの位置の移動は確実に水平方向である。これ は図５に示される。 しかしながら、カメラが偏心の最大および最小のポイントを「見て」いないな らば、はっきりと見える移動は水平ではないであろう。この場合、像解析ソフト ウェアが、観察した像を最適に正弦波に合わせてウェハの偏心を計算することが 必要である。 回転軸およびカメラの光学軸を含む面が水平でなければ、必要とされることは 単に、結果を計算するときにこの点を考慮することである。なぜなら、水平方向 に測定した距離Ｈは２つの中心の間の偏心の移動の２倍に正確に等しくならない からである。 ディスクのエッジは湾曲しているが、カメラのＣＣＤチップのサイズはディス クの円周と比較して非常に小さく、ライン４０６は図５では湾曲するものとして 示されているが、ＣＣＤチップの像ではその湾曲はかろうじて見えているだけで あり、図面では湾曲が誇張されている。ウェハを動かしワークヘッド上に配置す るためのメカニズムが非常に正確にこれを行なうことができるとすれば、ディス クを機械加工ステーションに配置する場合の正確度は、少なくとも部分的には寸 法Ｈを測定できる正確度に依存するであろう。 カメラチップは、高密度で詰め込まれ行列に配置された感光性デバイスの直線 で囲まれたアレイと考えることができる。図６は、このようなアレイの一部を示 し、そのようなアレイの４列１０行を図示する。 個々の画素が行および列方向双方における解像度に寄与し、できるだけ小さく される。一般的には直径およそ１ｃｍのカメラチップは、１００，０００を上回 るこのような感光性素子（または通常呼ばれるように画素）を有し、画素の数が ３００，０００を上回ることも稀でない。 簡潔にするため、図６の画素は、画素が占めている行および列を参照して、参 照番号４１０で識別される画素を画素４：１として説明でき、したがって参照番 号４１２で示される画素を画素３：１０として説明できるようにして、識別され るであろう。 ディスクの直径が１００ｍｍまたは２００ｍｍのオーダの場合（従来通りの半 導体産業のシリコンディスクの場合のように）、図６におけるライン４１２の湾 曲は画素の行列のマトリクスに関しわずかに見分けることができるであろう。し かしながら、たとえば図４のナックル４１４といったノッチの領域における湾曲 について考える場合、ナックル４１４の領域におけるシルエット像の湾曲は図６ に示したものと同じようなものになるであろう。 ＣＣＤチップのメカニズムは、各露出期間の開始時にはすべての画素が等しく 荷電されるようにされている。次に画素のアレイを短期間にわたりある光のパタ ーンに露出させ、その期間の最後に各画素を非常に素早く検査し、各画素に対し 電気信号を生成し、その値を、露出間隔中に消失した電荷の埋め合わせをするの に必要な電荷量によって決定する。 感光性素子は、露出期間中ある画素に光が当たらなければ、その露出期間の最 後での電荷は実質的に当初の電荷と同じであるはずという性質のものである。こ のような画素に対する読出中の電気信号の値はしたがって、ハイであり、１０と いう値にデジタル化されるであろう。 他方、ある画素が露出間隔中いくらかの光にさらされていれば、いくらかの電 荷が消失し、この画素を元の電荷まで満たすのに必要な電荷が、ある電気信号を 生じさせ、その値は露光のために失われて補給が必要となった電荷量に依存する 。 露出期間中にある程度を上回る量の光が画素に当たれば、元の電荷は実質的に 消失し、そのしきい値を上回る光レベルは読出中その画素に対する電気信号を増 大させないであろう。このため、絞り、または濃度フィルタおよび／または適切 な照明を用いて、いわゆる飽和が起こらないように画素アレイに当たる光の量を 制御する。このことは、読出中の各画素に対する電気信号の値は、露光間隔中に 画素に当たっていた光の量に比例することを意味している。 露出間隔は非常に短く、画素を読出す時間を露出間隔のほんの一部とすること ができ、一般的には、さらに高速度も可能であるが、チップの露出および読出を １秒当り５０回行なうことができる。 チップの動作と同期をとった従来のシャッタ、またはより好ましくはチップの 電気的動作により実現される電子シャッタを用いて、物体の動きを各露光に関す る限り効果的に捕える。 各読出中に得られる、画素各々の電荷を回復させるのに必要な電流から生じる 電気信号はこのように、０（１：１のような画素について）から、３：１のよう な影になっていない画素についての最大値（すなわち１０）まで変化する可能性 がある。２：１のような一部は影がになり一部は影になっていない画素の場合、 この画素に当たる光の量は３：１の光量未満でかつ１：１の光量を上回るであろ う。画素の面積の５０％が影になっているならば、露出間隔中画素は、読出の際 に１０の信号値を生じさせるであろう光のおよそ５０％を受取り、この画素が読 出されるときのデジタル化された電気信号の値は一般に５であろう。 図７は、図６に示したアレイの画素の読出中の、電気信号の典型的なデジタル 化された値の表を示す。 図７の表の行列の配置は、単に便宜上、図６の行列の位置を置き変えたもので ある。 後続の露出間隔中にもしディスクの像が右に動いてエッジ４１４が図６の点線 ４１６で示した位置に来るならば、図７の表の値は変化し図８に示したようなも のになるであろう。 対象としているのは画素のアレイを横切るライン４１４の横方向のずれである ため、アレイの各読出からの電気信号を解釈して、像のエッジが右のどこまで動 いたのか、したがって、どの列が遮られているのかを決定しなければならない。 画素レベルでは、像のエッジは図６に示したような鮮明な連続線ではないかもし れず、電気的な欠陥およびいわゆる電気的雑音のため、完全に影になっている画 素からでさえ読出中は低い値の信号を得る可能性があるため、通常は、ディスク のエッジの像が画素の特定の列に侵入しているかどうかについて決断を下す前に いわゆるしきい値を信号値に適用することが必要である。これは、５以上のデジ タル化された画素信号値を無視し、これを光が当たっていない画素に相当するも のとみなし、デジタル化された出力信号が５未満の画素すべてを完全に露光を受 けて１０の値を有するものとみなすことにより行なわれる。 これを図６に応用すると、画素１：２は無視され、画素２：２は「ディスク」 として処理されることを意味する。列２の画素３、４、５および６は全体的に影 になっており、これらすべてに対する信号値は０として示されている。しかしな がら、上記のような単純なしきい値状況では、ディスクのエッジが部分的に列３ に侵入していることは、全く考慮されない、というのも、列３の信号値で５を下 回るものはないからである。 したがってこの方策を用いると、水平方向における最大の正確度は画素のサイ ズと等しくなる。これを非常に小さくすることもできるが、それでもなお機械加 工の際にディスクの中心を正確に配置するほど正確ではない。 単にしきい値を上げても役には立たない、なぜなら、これは３：３のような画 素も最終的にはディスクとして扱われるからである。 実際のデジタル化された値を考慮すれば、エッジ４１４の位置のより正確な評 価が可能である。 主な問題は、（画素３：３の場合のような）値１０から９または８へのわずか な変化が、電気雑音と混同されるかまたは電気雑音によって混乱が生じる可能性 があることである。 雑音はランダムで一時的である傾向にあるため、「はぐれた」低い値の信号は 、そのラインに沿ってすなわち列において、何らかの変化が生じているかどうか を 考慮すると、小さな値はその変化と同列にあるかどうかが示されるので、分離し 無視することができる。したがって、画素４：２の値に小さな変化（すなわち８ または９）を生じさせるランダム雑音信号が発生すれば、先行する画素は１０の 値を有するとみなすことができ、そのラインに沿う次の画素が４：２の値よりも 小さな値を有さない限り、画素４：２における信号の低下は無視できる。 他方、画素２：３と画素３：３との間のような値の小さな変化の次に、列４で 非常に低いまたはゼロの値を有する画素が続く場合、列３の行３の信号値は有効 信号とみなし、考慮に入れることができる。 列４はすべて高い値を含む第１の列であり、列１はすべてゼロまたは非常に低 い値を有する画素を含み、列２は列３の高い値の信号の領域では概して低い値を 有することがわかるであろう。 行ごとに見てみると、たとえば行４におけるエッジの正確な位置は、画素３： ４の幅の、画素の左側のエッジから測定して２０％ということができる。 点線４１６からわかるように、次の露出間隔の最後には、ディスクの偏心運動 のため、このエッジは画素３：４の幅のおそらくは５０％ということかできるで あろう。 チップのジオメトリから各画素のサイズはわかっているため、エッジの位置の サブ画素精度は、電気雑音信号があってもかなり正確に決定できる。 したがってそうするためには、デジタル化されたビデオ信号値をまとめて同時 に考慮し、小さな変化が２つの低い値もしくは２つの高い値の間に挟まれている のか、または高い値と低い値との間に挟まれているのかによって考慮するために その小さな変化を通して拒絶するのか受入れるのかを判断しなければならない。 後者の場合のみ、ディスクのエッジのものであるべき最終的な位置についての判 断に影響させるために、その中間の信号値を保持する。 隣接する行の画素についても同じ手順を用いることができる。この場合、もし このプロセスが排他的なものであれば、最終的に評価に利用できる信号は、画素 ３：３からは何も得られないが、画素３：４からの値および画素３：５からの値 が利用でき、結果として、画素３：４および３：５からのデジタル化された信号 値を用いてエッジ４１４の水平方向の位置のかなり正確な評価を行なうことがで きる。 ディスクのエッジを見るようにセットされた図１の第２のカメラ２４４から得 られる信号に関しても同様の技術を用いることができる。 エッジの輪郭の接線方向のながめは図９のように見えることが理想的であり、 円形の視野の影になった領域４１７は、ディスクのエッジをシルエットで理想的 に表現したものである。一般的にディスクのエッジの輪郭は、オペレータ本人が 直接評価するものであるが、自動化も可能であろう。 実際エッジの像は図９に示すようなものではなく非常に不明瞭なものである。 なぜなら、カメラを、光学軸がディスクのエッジと交差する、焦点を合わせるべ き周縁部上のポイントからかなりの距離のところに配置しなければならず、ディ スクのエッジのかなりの部分（図１０の２３９参照）が、視野の中に入りＣＣＤ チップ上の像に寄与するからである。 ディスクのこの望ましくない部分２３９は、図１０で２４１で示した、対象と なる不明瞭な領域よりも大きく見える傾向がある。 英国ケンブリッジのメレスグリオットが提供するようなテレセントリックレン ズをカメラのレンズとして使用するならば、レンズから異なった距離にある同じ サイズの物体に対し焦点の合った像を生成し、カメラからの電気信号を、ビジュ アルディスプレイユニット（ＶＤＵ）の表示を生成するのに使用する前に処理の 対象とすれば、鮮明かつ明瞭で、対象となる領域とカメラとの間のディスクの存 在の影響を受けないエッジ輪郭像がＶＤＵ上で得られる。 典型的には、７６８×５７６画素読出解像度を可能にするチップを有するヒタ チ（Hitachi）のＫＰＭＩカメラが用いられる。 図１０は、信号処理、およびＶＤＵディスプレイ上に表示されるエッジの輪郭 の表現の向上を図式的に示したものである。ビデオ信号は、カメラ２４４のＣＣ Ｄチップの画素を読取ることによって得られる。カメラ出力はデジタル化され第 １のフレームストア４２０にストアされる。フレームストアのデジタル値は、メ モリ４２４にストアされたコンピュータプログラムを用いてプロセッサ４２０に よって処理され、第２のフレームストア４２６に再びストアされる。コンピュー タＶＤＵディスプレイにおけるウェハのエッジの表現は、コンピュータバス４２ ８を介して第２のフレームストア４２６に、およびＶＤＵ４３２のためにＲＧＢ 信号を生成するためのビデオドライバ４３０にアドレスすることによって得られ る。 ディスクの輪郭は、ディスクを多数の静止位置間で回転させ、各位置でディス クのエッジの像をカメラチップに露出させ、ディスクの上記の静止位置各々から の信号をストアおよび処理することにより、円周の多数のポイントでチェックで きる。その代わりとして、ディスクが連続して回転する際の連続する像の各々に 対応するビデオ信号を生成するようにカメラを動作させてもよく、この各像はデ ィスクの円周で円形に測定したディスクの異なる領域のエッジの輪郭に対応する 。このために、カメラのシャッタをディスクの回転と同期的に動作させて、この 効果を得てもよく、またはカメラがディスクが回転する際に多数の高速露出をと るように設定してもよい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年６月２７日（１９９８．６．２７） 【補正内容】 信号処理および最終的なＣＲＴ表示におけるエッジの輪郭の表現の向上を容易 にするために、好ましくはＣＣＤチップの画素を読取ることにより得たビデオ信 号をデジタル化してフレームストアにストアし、フレームストアのデジタル値を 処理し、第２のフレームストアに再びストアするかまたは元のフレームストアの 値と置換えることによって再びストアすると、コンピュータディスプレイにおけ るウェハのエッジの表現は、処理された値を含むストアに適切にアドレスするこ とによって得られる。 ディスクの輪郭は円周の多数のポイントでチェックできる。これは、ディスク を多数の静止位置間で回転させて各位置でディスクのエッジの像をカメラチップ に対して露出させ、上記静止位置各々からの処理済の信号をストアすることによ り行なうことができ、またはその代わりとして、カメラがディスクが回転する際 の一連の像各々に対応するビデオ信号を生成するように動作させ、各像がディス クの円周で円形に測定した異なる領域の輪郭に対応するようにしてもよい。 上記のようにするためにカメラシャッタをディスクの回転と同期をとるように 動作させてもよく、その代わりとしてカメラがディスクが回転する際により多数 の高速露出をとるようにセットしてもよい。 次に本発明について添付の図面を参照して説明する。 図１は、研削マシンの一方の側に取付けるようにされた円形ディスク搭載およ び取外しメカニズムの斜視図である。 図２は、ディスク検査装置も示す図１の搭載および取外しメカニズムの反対側 の斜視図である。 図３は、図２に示したディスク検査装置の反対側の端部から見た拡大斜視図で ある。 図４は、円形のディスクの周縁部のノッチがカメラの視野を占めるときのＣＣ Ｄカメラチップに示される像を示す。 図５は、カメラから見たときの、ディスクの幾何学的中心とディスクの回転の 中心軸との不整合によりディスクが視野において距離Ｈ移動する場合の像の様子 を示す。 図６は、円形のディスクのエッジ領域の像がＣＣＤカメラチップの画素と交差 する様子を示す。 図７は、図６の４列１０行の異なる画素による１から１０の範囲のデジタル値 を示す表である。 図８は、図７の信号値の修正値を示す表である。 図９は、ＣＣＤカメラチップに示されるウェハエッジの像を示す。 図１０は、信号処理システムを図式的に示したものである。 図１は、一般的には１００または２００ｍｍ以上の直径のシリコンの円形のプ レート状のウェハを取扱うためのロボットシステムを示す。このシステムは、ベ ース１８２と、ここから上方向に延在して総体的に１８６で示した線形の案内面 に対する支持をもたらす総体的に１８４で示した構造的枠組とを含み、この案内 面に沿って往復台ハウジング１８８は矢印１９０の方向に滑動できる。第２のス ライド１９２が案内面１８６に対し直角でハウジング１８８から突出しており、 滑動部材１９４はここに沿って矢印１９６の方向に動くようにされている。アー ム１９８が部材１９４から突出し、ここに装着され２００で示されたドライブに より、アーム１９８は矢印２０２の方向に動く。ドライブ２００およびハウジン グ１８８内のドライブに対する電力は、線形のトラック１８６に装着される可撓 性の安全ハーネス２０６において保持された複数通路を有するアンビリカル２０ ４を介して供給される。 アーム１９８の下端には、真空チャック２０８があり、往復台１８８および２ ００ならびにアーム１９８を適切に操作することにより、真空チャック２０８を 、支持スリーブ２１２で直立で保持されるウェハまたはディスク加工物２３８の 前で位置決めできる。処理済のウェハの受入準備の整った空の支持スリーブもま た２１４で示される。 マシン３００における機械加工動作後、仕上げ済のウェハ加工物２３８をワー クステーションから取り上げることができる。このために、図１の転送メカニズ ムを動作させてチャック２０８をワークヘッドのウェハ２３８の向かいに位置決 めして、仕上げ済のウェハ２３８を回収し空のスリーブ２１４に転送する。 往復台１９４がさらにスリーブ２１２方向に外向きに動くことにより、チャッ ク２０８は研削されていない加工物２３８の前で位置決めされ、この加工物を取 り上げた後検査ステーションに転送し、その後、研削のために、先のウェハの代 わりにワークヘッドの真空チャックに装着するために、マシン３００の機械加工 環境に転送する。 トラック２１６に複数のスリーブを設けて、ここに配置されたすべての加工物 を順番に、取り除き、センタリングし、研削し、検査し、元に戻すことができる ことがわかるであろう。ウェハのセンタリング 研削前の中間ステップとして、（好ましくは別のウェハの研削中に）各ウェハ を図２および３に示す検査装置に位置決めして、ウェハの幾何学的中心を決定で きるようにしてウェハを研削のためにチャック３０上で正確に位置決めする。研 削後、ウェハを保管スリーブに戻す前に、そのウェハのエッジの輪郭を検査する ために再び配置してもよい。 図２は、図１の研削マシン３００およびロボットウェハ取扱いシステムとの関 連で検査装置が置かれる場所を示す全体図である。前と同様同じ参照番号を用い ている。 この検査装置は、スタンド２１８を含みその上には、ベース２２０および直立 プレート２２２を含む支持枠組がある（図３参照）。三角形の補剛プレート２２ ４がプレート２２２の後ろから延在し、２２２および２２４双方は２２６でプレ ート２２０に溶接される。 プレート２２２の垂直方向のエッジ２２８から間隔をおいて、支持ブラケット ２３０があり、包括的に２３２で示したランプおよび投影レンズ装置がブラケッ ト２３０の上端部で支持される。レンズ２３６を備える第１のカメラ２３４がプ レート２２２に取付けられ、ランプ２３２により背面が照明されたディスク２３ ８のエッジを見る。 図２で見えているように、モータ２４０がプレート２２２の後部に取付けられ る。モータは、検査すべきディスク２３８が配置された真空チャックを駆動し、 このディスクはアーム１９８の真空チャック２０８により配置されたものである 。 モータ２４０が回転することによってウェハ２３８が回転する。エッジがカメ ラレンズ２３６の視野と交差するように位置決めすることによって、カメラ出力 から電気信号が得られ、信号はケーブル２４２を介し、信号から得たデータを処 理するための信号解析装置に送られる。 第２のカメラ２４４を、その光学軸がディスク２３８に対する接線をなすよう に（または少なくともその接線と並列するように）支持プレートのエッジ２２８ に取付けて、ディスク２３８のエッジをほぼ接線方向に見て、エッジの輪郭につ いての情報を得るようにしてもよい。ディスクのエッジはランプ２４６により背 面照明され、カメラ２４４からの信号はケーブル２４８に沿って与えられる。ラ ンプ２３２および２４６に対する電力は必要に応じてケーブル２５０および２５ ２それぞれに沿って供給される。 コンピュータ２５４にはケーブル２４２および２４８を介してカメラ２３４お よび２４４から信号が与えられ、コンピュータは２４２および２４８に沿う戻り 信号経路ならびにケーブル２５０および２５２それぞれを介して上記カメラおよ びそれらのランプ２３２および２４６を制御する。カメラ２４４の出力を必要に 応じてモニタ２５６に表示することができる。ウェハ２３８のエッジの輪郭は、 たとえば輪郭の側面に対する理想的な角度を示す、コンピュータにより生成され たテンプレート２６０および２６２とともに、２５８で示される。研削マシンのワークスピンドルへの加工物のセンタリング これは、図１から３のロボットウェハ取扱いおよび検査システムを用い、円形 の加工物ウェハがカメラ２３４の視野を通して回転するときに得たカメラ２３４ からの信号を用いて、後述する技術を利用することによって可能になる。 図４において、影になった領域４００は、ディスク２３８を回転させてそのエ ッジのノッチ４０２がカメラの視野にある場合の、カメラ２３４のＣＣＤチップ によって観察したディスク２３８のシルエット像に対応する。 図５において、影になった領域４０４は同様に、ＣＣＤチップから見たディス ク２３８のシルエット像に対応するが、今回はノッチはカメラの視野から外れて いる。 ノッチはディスクの外周のわずかな割合しか占めていないので、カメラチップ に提示される像はほぼいつでも図５に示すようなものになるであろう。しかしな がら、ディスクが偏心的に取付けられている場合、ディスクの偏心運動により影 になった領域のエッジ４０６はＣＣＤチップの表面上で動く。実線４０６は、デ ィスクの幾何学的中心がディスクの回転軸の左側にずれるまでディスクが回転し た場合の、ＣＣＤチップ上のディスクエッジの像の位置に対応し、点線の輪郭４請求の範囲 １．円形のディスク加工物を第１の検査ステーションから第２の機械加工ステー ションに動かすための加工物整列および移動システムであって、ディスク加工物 の面に装着して加工物を１つの位置から別の位置に動かすための加工物保持手段 と、加工物保持手段の位置を制御し、かつ少なくとも２つの直交方向に動くよう にされたロボット手段とを含み、これらの方向は双方ディスクが第１のステーシ ョンを占めたときのディスクの面に並列し、上記システムはさらに、検査ステー ションおよび機械加工ステーションでディスクを回転させるための手段と、ディ スクが第１のステーションで回転させられている際のディスクの幾何学的中心の 位置を決定するための検査手段と、検査手段から送られたデータから、ロボット 手段の動きの直交方向に沿い必要とされる移動を計算してディスクの幾何学的中 心を座標がわかっている第２の所望の位置に動かすための計算手段とを含む、加 工物整列および移動システム。 ２．シリコンなどの円形の加工物、ディスクまたはウェハを、請求項１に記載の 整列および加工物移動システムに取付けられたときにエッジ研削するためのマシ ン。 ３．エッジ研削のために円形のウェハを整列および移動させる方法であって、ウ ェハはその幾何学的中心が検査ステーションの回転軸とほぼ整列するように検査 ステーションに配置され、ウェハは検査ステーション軸のまわりで回転させられ 、ウェハの幾何学的中心を検査ステーションの回転の中心と一致させるために移 動させねばならない、ＸおよびＺ軸と並列に測定した距離である２つの寸法Ｘ１ およびＺ１を計算し、ロボットを用いて、次にウェハは研削チャックに転送され ＸおよびＺ方向において補償を行なって（今では）わかっているウェハの幾何学 的中心を研削チャックの回転軸に関し正確に位置決めすることによりウェハをチ ャックにおいて位置決めする、円形のウェハを整列および移動させる方法。 ４．ウェハの周縁部には損傷があり、ウェハは研削ステーションチャックで故意 に偏心的に配置されるので、周縁部に損傷がある場合ウェハは新しい中心につい て再び研削されて望ましくない損傷のある周縁部領域が除去される、請求項３に 記載の方法。 ５．光学検査装置が、その光学軸をＹ軸（すなわち検査ステーションにおける加 工物の回転軸）と並列にして検査ステーションに配置される、請求項２に記載の マシン。 ６．請求項５に記載されたマシンとともに使用するための光学検査システムであ って、ＣＣＤカメラを含み、そのレンズはＣＣＤチップ上にディスクのエッジの 光学像を形成し、さらに、カメラから見たディスクのエッジ領域を照明してカメ ラから見たエッジ領域が背面照明されてカメラからシルエットで観察されるよう にするための手段を含む、光学検査システム。 ７．ＣＣＤアレイは矩形のアレイにおける多数のアドレス可能な画素を含む、請 求項６に記載のシステム。 ８．ＣＣＤアレイを走査することにより得られる信号を受取り、ＣＣＤアレイに おけるアドレスされた各画素からの信号を、画素がディスクのエッジの像により 影になっているかどうかに従いデジタル値に変換するようにされた、電気回路手 段をさらに含む、請求項６または７に記載のシステム。 ９．固定数の画素に対し、各画素信号値のデジタル化の程度が検査システムの精 度を決定する、請求項６から８のいずれかに記載のシステム。 １０．各フレームを連続してストアするための手段をさらに含み、あるフレーム から次のフレームへと、画素に依存する信号の比較をすることを可能にする手段 が与えられ、さらなる手段を与えてこの比較から、あるフレームから次のフレー ムへの、画素に依存する信号の値の変化を決定することにより、回転のためにデ ィスクを偏心的に取付けたことに起因する視野におけるディスクのエッジの動き により生じるエッジの像の位置の移動を示す信号を生成する、請求項６から９の いずれかに記載のシステム。 １１．ディスクのエッジはＣＣＤカメラに提示される像における明暗の遷移とし て見え、したがって画素に依存する信号は影になった部分と影になっていない部 分との間のように一方の極値から他方の極値へと変化する、請求項１０に記載の システム。 １２．画素信号はｎ＝Ａ（完全に影になった（黒い）スポットに相当する）から ｎ＝Ｂ（Ｂは影になっていないことに相当する）までのスケールでデジタル化さ れ、デジタル解析を適用して画素との関連でディスク像のエッジがある場所をよ り正確に決定し、偶然画素を二分することになれば、スケールＡ→Ｂにおける二 分された画素に起因するｎの特定値は、ディスク像に覆われる（したがって、影 になる）画素の割合、および影になっていない割合を示す、請求項１１に記載の システム。 １３．画素の解像度は、「エッジ」を多数の隣接する画素の値において「見る」 ことができるようなものであり、画素に対応する信号にまとめて同時に問い合せ る手段が与えられ、パルス選択手段は（特に雑音などに起因する）単独で「はぐ れた」値を識別し、これを信号から除去し、大半の隣接する画素信号値がそこに あると示す場所に真のエッジがあると決定するための手段が与えられる、請求項 １２に記載のシステム。 １４．ディスクが回転する際、ディスクの幾何学的中心と検査ステーションにお けるディスクの回転軸との不整合はＣＣＤにおけるディスクの像の移動として見 える、請求項６から１３のいずれかに記載のシステム。 １５．符号器により決定される複数の角度的に間隔がおかれた位置での移動の値 をストアするための手段と、そこからディスクの幾何学的中心のＸＺ座標（Ｘ₁ Ｚ₁）を計算するための手段とをさらに含む、請求項１４に記載のシステム。 １６．第２のカメラを、そのカメラの光学軸がディスクの面にあるまたはディス クの面と並列するようにしてディスクのエッジを接線方向に見るように位置決め し、ディスクのエッジの輪郭を、ＣＲＴでカメラに提示される光学像の拡大像を 表示することにより拡大して検査できるようにする、請求項６から１５のいずれ かに記載のシステム。 １７．第２のカメラは、レンズからある範囲の距離にわたり同じサイズの物体に 対し焦点の合った像を生成するテレセントリックレンズを示す、請求項１６に記 載のシステム。 １８．テレセントリックレンズ、カメラからのビデオ信号をデジタル化するため のＣＣＤカメラ手段、およびコンピュータモニタに表示するための信号を生成す るための信号処理手段の組合せを含む、請求項１７に記載のシステム。 １９．シリコンなどの材料の円形のディスク（ウェハ）を、請求項６から１８の いずれかに記載の検査システムに取付けられたときまたはこのシステムとの関連 で動作するようにされたときに、エッジ研削するためのマシン。 ２０．請求項２から５または１９のいずれかに記載の方法またはマシンを用いて エッジが研削され仕上げられるときのシリコンなどの材料のウェハ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ９６２６４１５．５ (32)優先日 平成８年12月19日(1996．12．19) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 モランツ，ポール・マスティン・ハワード イギリス、エム・ケィ・16 ８・イー・ア ール バッキンガムシャー、ニューポー ト・パグネル、ミル・ストリート、26 (72)発明者 ピアス，マイケル・ジョージ イギリス、エム・ケィ・40 ３・ティ・ワ イ ベッドフォード、キャッスル・ロー ド、216

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．円形の加工物を第１の検査ステーションから第２の機械加工ステーションに 動かすための加工物整列および移動システムであって、ディスク加工物の面に装 着して加工物を１つの位置から別の位置に動かすための加工物保持手段と、加工 物保持手段の位置を制御し、かつ少なくとも２つの直交方向に動くようにされた ロボット手段とを含み、これらの方向は双方ディスクが第１のステーションを占 めたときのディスクの面に並列し、上記システムはさらに、検査ステーションお よび機械加工ステーションでディスクを回転させるための手段と、ディスクが第 １のステーションで回転させられている際のディスクの幾何学的中心の位置を決 定するための検査手段と、検査手段から送られたデータから、ロボット手段の動 きの直交方向に沿い必要とされる２つの移動を計算してディスクの幾何学的中心 を座標がわかっている第２の所望の位置に動かすための計算手段とを含む、加工 物整列および移動システム。 ２．計算手段は前記座標をストアするためのメモリ手段を含む、請求項１に記載 のシステム。 ３．ディスク加工物を第１および第２のステーション各々で回転させるための手 段は、真空チャックおよび関連するモータ手段を含む、請求項１に記載のシステ ム。 ４．加工物保持手段は真空により動作する、請求項１に記載のシステム。 ５．座標は前記第２のステーションにおける加工物ホルダまたはチャックの回転 の中心の座標である、請求項１に記載のシステム。 ６．計算手段は、３つの直交軸のうち１つ、またはその他、または３つすべてに 沿い第１のステーションからディスク加工物を移動させるのに必要な並進運動量 を計算して、ディスクを、その幾何学的中心が第２のステーションのチャックの 回転軸と一致するように、またはディスクの前記幾何学的中心がチャックの回転 軸から所望の既知の距離だけおよび角方向にずれるように、位置決めするように されている、請求項１に記載のシステム。 ７．第２のチャックの回転軸に関しディスクの幾何学的中心はずれているため、 前記ずれおよび最初の方向に等しい特定の偏心がディスクの回転に導入されるこ とにより、幾何学的中心を前記ずれにより決定される新しい位置に移動させてデ ィスクを研削できる、請求項６に記載のシステム。 ８．３軸ロボットを用いてエッジ研削のために半導体材料のディスク状のウェハ を取上げて設置し、ロボット軸の２つであるＸおよびＺに沿う動きを用いて第２ の研削ステーションにおける真空チャック上のウェハのセンタリングを制御する 、請求項１に記載のシステム。 ９．シリコンなどの円形の加工物およびディスク（ウェハ）を、請求項１から８ のいずれかに記載の整列および加工物移動システムに取付けられたときにエッジ 研削するためのマシン。 １０．エッジ研削のために円形の加工物を整列および移動させる方法であって、 ウェハはその幾何学的中心が検査ステーションの回転軸とほぼ整列するように検 査ステーションに配置され、ウェハは検査ステーション軸のまわりで回転させら れ、ウェハの幾何学的中心を検査ステーションの回転の中心と一致させるために 移動させねばならない、ＸおよびＺ軸と並列に測定した距離である２つの寸法Ｘ １およびＺ１を計算し、ロボットを用いて、次にウェハは研削チャックに転送さ れ、ＸおよびＺ方向において補償を行なって（今では）わかっているウェハの幾 何学的中心を研削チャックの回転軸に関し正確に位置決めすることによりウェハ をチャックにおいて位置決めする、円形の加工物を整列および移動させる方法。 １１．ウェハはその幾何学的中心が研削チャックの回転軸に関し所望の位置に移 動するように動かされ、第１の検査ステーションから第２の研削ステーションチ ャックへの転送においてＸおよびＺ調整が取入れられて、ウェハを研削チャック 上でセンタリングすることとウェハから材料を不必要に除去することとを「最適 に」妥協させることができるようにする、請求項１０に記載の方法。 １２．ウェハの周縁部には損傷があり、ウェハは研削ステーションチャックで故 意に偏心的に配置されるので、周縁部に損傷がある場合ウェハは新しい中心につ いて再び研削されて望ましくない損傷のある周縁部領域が除去される、請求項１ １に記載の方法。 １３．ディスクは、検査ステーションにおける真空チャックを回転させ、ディス クをその方向でワークヘッドに転送することにより回転させられる、請求項１１ または１２に記載の方法。 １４．検査ステーションの回転軸と研削ステーションチャックの回転軸との間で ＸおよびＺ軸と並列に測定される正確な距離は、初めに検査ステーション軸およ び研削チャック軸双方のＸおよびＺ座標を第１の近似値まで決定することによっ て計算されてストアされ、その後保持手段により円形のウェハを取上げ、検査チ ャックに配置し、回転させてその幾何学的中心を決定し、次に保持手段にウェハ を戻し、ＸおよびＺ方向に沿いウェハを調整して検査ステーション軸に関しウェ ハをセンタリングしその結果幾何学的中心は検査ステーションの回転軸と正確に 整列しかつその整列した位置でのＸおよびＺ座標と整列し、その後ロボットにウ ェハをその位置から研削ステーションチャックに動かすよう指示して、先に計算 したＸおよびＺ軸に並列する２つの移動を行なわせることによりウェハの中心を 研削チャックの回転軸に位置決めして検査ステーション軸から研削チャック軸へ の転送に成功し、その後研削チャックによりウェハを１８０°回転させ、ウェハ を研削チャックから保持手段に戻し、その後第１の転送を行なうために先に実行 した動きをたどることにより検査ステーションの記された座標へと戻し、ウェハ を再び保持手段から検査ステーションチャックに戻すことができる、請求項１１ 、１２または１３に記載の方法。 １５．ウェハは検査ステーションにおいて回転させられ偏心について再検査され る、請求項１４に記載の方法。 １６．記された何らかの偏心はＸおよびＺ軸に沿うずれに変換され、その値を、 検査ステーション軸および研削チャック軸の記された座標位置間で動かすのに必 要なものとして先に計算されたＸおよびＺの移動に加算し（または場合によって はこれから減算し）、ウェハを一方のステーションから他方のステーションに正 確に再配置するためにロボットを動かさねばならない（ＸおよびＺ軸に並列に測 定した）正確な距離を決定する、請求項１５に記載の方法。 １７．請求項９に記載のマシンの最初のセットアップ中に用いられる、請求項１ ６に記載の方法。 １８．請求項９に記載のマシンの動作寿命中に頻繁な間隔で用いられ、検査ステ ーションおよび研削ステーションの整列および相対的な位置決めについてチェッ クを行なうことを可能にする、請求項１６に記載の方法。 １９．請求項９に記載のマシンをセットアップする方法であって、保持手段が検 査ステーションと整列している第１の位置から、保持手段が研削チャックと整列 している第２の位置まで、手動による制御の下ロボットが調整される学習ステッ プを含み、このモード中、ロボットの少なくともＸおよびＺ軸ならびにＹ軸に沿 う動きをロボットを制御するコンピュータに関連するメモリに記しかつストアし 、前記メモリにストアされた座標により決定される経路をたどるようにコンピュ ータに指示することにより次に自動動作が行なわれて手動による制御の下で先に 行なわれた動きを繰返す、マシンをセットアップする方法。 ２０．請求項１０から１６のいずれかに記載の方法を用いて、手動で入力された 開始および終了位置が修正され、検査ステーションの回転軸および研削チャック の回転軸の真の位置が、手動による制御の下得られたおおよその位置に代えて用 いられる、請求項１９に記載の方法。 ２１．手動による制御は、関連の符号器についてはまだロボットの動きを示すよ うに動作可能であるがそれ以外は関連のロボットドライブを不能にし、ロボット を所定の経路を通して手動で動かすことを含む、請求項１９に記載の方法。 ２２．手動による制御は、キーボード、ジョイスティックまたはその他のコント ロールのような手動で制御される装置によりロボットの制御を引き継ぐステップ と、ロボットへのドライブが動作するようにして、最初にドライブを用いてロボ ットの位置を調整して保持手段が検査ステーションの真空チャックと整列するよ うにするステップと、その後、保持手段を研削ステーションの真空チャックと整 列させるステップとを含み、各場合において、種々のドライブからの符号化され た信号を用いて、異なる時間にロボットの座標位置を規定し、Ｘ、ＹおよびＺロ ボット軸に並列する移動を記録する、請求項１９に記載の方法。 ２３．手動による制御を容易にするために、オペレータの制御によるスイッチ手 段を与えて、加工物保持手段が、検査チャック軸および研削チャック軸により規 定される２つの終点各々とほぼ整列する時を、コンピュータにオペレータが確認 できるようにする、請求項９に記載のマシン。 ２４．前記スイッチ手段を用いてロボットの動きの途中の異なるポイントの座標 を記録する、請求項２３に記載のマシン。 ２５．検査ステーションはまた、加工物（ウェハ）の厚みを決定するための手段 を含み、このさらなる情報に応答して、加工物のエッジをワークステーションで 係合させるために機械加工具の軸方向の動きに正確な調整を行なう手段が与えら れる、請求項９、２３および２４のいずれかに記載のマシン。 ２６．機械加工具は溝を付けられた研削といしである、請求項９、２３、２４ま たは２５のいずれかに記載のマシン。 ２７．光学検査装置が、その光学軸をＹ軸（すなわち検査ステーションにおける 加工物の回転軸）と並列にして検査ステーションに配置される、請求項９、２３ 、２４または２５のいずれかに記載のマシン。 ２８．２つの軸が同じ水平面にある、請求項２７に記載のマシン。 ２９．光学検査装置の位置を調整して加工物間の実質的な相違に対処するために 与えられるバーニヤ手段をさらに含む、請求項９または２３から２８のいずれか に記載のマシン。 ３０．請求項２７、２８または２９に記載されたマシンとともに使用するための 光学検査システムであって、ＣＣＤカメラを含み、そのレンズはＣＣＤチップ上 にディスクのエッジの光学像を形成し、さらに、カメラから見たディスクのエッ ジ領域を照明してカメラから見たエッジ領域が背面照明されてカメラからシルエ ットで観察されるようにするための手段を含む、光学検査システム。 ３１．ＣＣＤアレイは矩形のアレイにおける多数のアドレス可能な画素を含む、 請求項３０に記載のシステム。 ３２．ＣＣＤアレイを走査することにより得られる信号を受取り、ＣＣＤアレイ におけるアドレスされた各画素からの信号を、画素がディスクのエッジの像によ り影になっているかどうかに従いデジタル値に変換するようにされた、電気回路 手段をさらに含む、請求項３０または３１に記載のシステム。 ３３．固定数の画素に対し、各画素信号値のデジタル化の程度が検査システムの 精度を決定する、請求項３０、３１または３２に記載のシステム。 ３４．各フレームを連続してストアするための手段をさらに含み、あるフレーム から次のフレームへと、画素に依存する信号の比較をすることを可能にする手段 与えられ、さらなる手段を与えてこの比較から、あるフレームから次のフレーム への、画素に依存する信号の値の変化を決定することにより、回転のためにディ スクを偏心的に取付けたことに起因する視野におけるディスクのエッジの動きに より生じるエッジの像の位置の移動を示す信号を生成する、請求項３０から３３ のいずれかに記載のシステム。 ３５．ディスクのエッジはＣＣＤカメラに提示される像における明暗の遷移とし て見え、したがって画素に依存する信号は影になった部分と影になっていない部 分との間のように一方の極値から他方の極値へと変化する、請求項３４に記載の システム。 ３６．画素信号はｎ＝Ａ（完全に影になった（黒い）スポットに相当する）から ｎ＝Ｂ（Ｂは影になっていないことに相当する）までのスケールでデジタル化さ れ、デジタル解析を適用して画素との関連でディスク像のエッジがある場所をよ り正確に決定し、偶然画素を二分することになれば、スケールＡ→Ｂにける二分 された画素に起因するｎの特定値は、ディスク像により覆われる（したがって、 影になる）画素の割合、および影になっていない割合を示す、請求項３５に記載 のシステム。 ３７．画素の解像度は、「エッジ」を多数の隣接する画素の値において「見る」 ことができるようなものであり、画素に対応する信号にまとめて同時に問い合わ せる手段が与えられ、パルス選択手段は（特に雑音などに起因する）単独で「は ぐれた」値を識別し、これを信号から除去し、大半の隣接する画素信号値がそこ にあると示す場所に真のエッジがあると決定するための手段が与えられる、請求 項３６に記載のシステム。 ３８．エッジの位置を決定する手段は、実際のエッジの位置は、信号値が画素信 号値ＡおよびＢの算術平均に最も近い位置である、遷移の一方側でＢの値を有す る最後の画素と遷移の他方の側でＡの値を有する最初の画素との中間にあるもの として識別する、請求項３７に記載のシステム。 ３９．カメラにおいて用いたレンズの焦点距離、ＣＣＤアレイのサイズ、および 画素の数したがってサイズから、スケールファクタを計算するための手段が与え られ、これにより「真の」エッジのｘ画素分の明らがな移動がｒ ｍｍの直線距 離を示すものとみなすことができる、請求項３８に記載のシステム。 ４０．ノッチまたは平坦部、すなわち観察を受ける面にディスクが与えた磁気パ ッチなどの小さな識別可能なマーク／スポットまたはマシンが検出できる印とい った、ディスクの円周の固定ポイントを参照してディスクの角方向を決定するよ うにされた計算手段を含み、ディスクの回転させられた位置はビジュアルもしく はカメラ検査または磁気センサにより決定される、請求項３９に記載のシステム 。 ４１．ディスクを回転させてマーク（たとえばノッチ）がカメラの視野と交差す るようにして、特定の信号パターンを生成するための手段をさらに含み、カメラ 出力信号を与える対象の信号処理および計算装置をそのパターンを識別するよう にプログラミングし、ディスクの角位置を示す信号がディスクドライブと関連す る符号器から得られてストアされる、請求項４０に記載のシステム。 ４２．ディスクが回転する際、ディスクの幾何学的中心と検査ステーションにお けるディスクの回転軸との不整合はＣＣＤにおけるディスクの像の移動として見 える、請求項３０から４１のいずれかに記載のシステム。 ４３．符号器により決定される複数の角度的に間隔がおかれた位置での移動の値 をストアするための手段と、そこからディスクの幾何学的中心のＸＺ座標（Ｘ₁ Ｚ₁）を計算するための手段とをさらに含む、請求項４２に記載のシステム。 ４４．ディスクが実際に回転する中心となる軸にも対応する、検査ステーション での真空チャックの軸のＸ、Ｚ座標（Ｘ₂Ｚ₂）をストアするための手段が与えら れ、幾何学的中心を検査ステーションの特定の角度で真空チャック軸と整列させ るのに必要なＸおよびＺにおける移動は、（Ｘ₁−Ｚ₂）、（Ｙ₁−Ｚ₂）から計算 される、請求項４３に記載のシステム。 ４５．ディスクを運ぶ先のワークステーションチャック（Ｘ₃Ｙ₃）のＸ、Ｚ座標 をストアするための手段が与えられ、計算手段はディスクが検査ステーションチ ャックを離れた後ＸおよびＺ軸と並列に動かなければならない距離を決定してデ ィスクの幾何学的中心をワークステーションでの軸（Ｘ₃Ｚ₃）と整列させる、請 求項４４に記載のシステム。 ４６．第２のカメラを、そのカメラの光学軸がディスクの面にあるまたはディス クの面と並列するようにしてディスクのエッジを接線方向に見るように位置決め し、ディスクのエッジの輪郭を、ＣＲＴでカメラに提示される光学像の拡大像を 表示することにより拡大して検査できるようにする、請求項３０から４５のいず れかに記載のシステム。 ４７．第２のカメラは、レンズからある範囲の距離にわたり同じサイズの物体に 対し焦点の合った像を生成するテレセントリックレンズを示す、請求項４６に記 載のシステム。 ４８．テレセントリックレンズ、カメラからのビデオ信号をデジタル化するため のＣＣＤカメラ手段、およびコンピュータモニタに表示するための信号を生成す るための信号処理手段の組合せを含む、請求項４７に記載のシステム。 ４９．本請求の範囲で述べた数値的解析技術を用いてデジタルビデオ信号を測定 してＣＣＤカメラで生成される像の測定値を得るための手段をさらに含む、請求 項４８に記載のシステム。 ５０．信号処理および最終的なＣＲＴディスプレイにおけるエッジの輪郭の表現 を向上させるための手段が与えられ、手段はＣＣＤチップの画素を読取ることに よりビデオ信号を生成するように動作し、ビデオ信号はデジタル化されフレーム ストアにストアされ、処理手段はフレームストアにおけるデジタル値に対し機能 し新しい値を第２のフレームストアに再びストアするか、またはもとのフレーム ストアにおける値を置換えることにより再びストアし、処理された値を含むスト アを適切にアドレスすることによりコンピュータディスプレイにおけるウェハの エッジの表現を生成するための信号を生成する手段が与えられる、請求項４９に 記載のシステム。 ５１．ディスクの輪郭は、多数の静止位置間でディスクを回転させディスクのエ ッジの像を各位置でカメラチップにさらし前記静止位置各々からの処理された信 号をストアすることにより、ディスクの円周の多数のポイントでチェックされ、 または、カメラの動作により、各々がディスクの円周で円形に測定した異なる領 域の輪郭に対応する、ディスクが回転する際の連続する像各々に対応するビデオ 信号を生成する、請求項５０に記載のシステム。 ５２．カメラシャッタがディスクの回転と同期して動作し、またはその代わりに カメラはディスクが回転する際に多数の高速露出をとるように設定される、請求 項５１に記載のシステム。 ５３．シリコンなどの材料の円形のディスク（ウェハ）を、請求項３０から５２ のいずれかに記載の検査システムに取付けられたときまたはこのシステムとの関 連で動作するようにされたときに、エッジ研削するためのマシン。 ５４．請求項１０から２２のいずれかに記載の方法を用いてエッジが研削され仕 上げられるときのシリコンなどの材料のウェハ。 ５５．請求項９、２３から２９または５３のいずれかに記載のマシンを用いてエ ッジが研削され仕上げられるときのシリコンなどの材料のウェハ。