JP2010010445A - エッジ検出装置、切削装置およびエッジ検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】レーザグルービングされたウエーハにおけるカーフエッジの検出を自動で高精度に行えるようにする。
【解決手段】撮像手段４で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またはカーフエッジラインとしての候補ラインを抽出する候補ライン抽出手段５１と、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、該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する組合せ候補ライン設定手段５２と、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ライン決定手段５３と、を備える。
【選択図】 図６

Description

本発明は、エッジ検出装置、切削装置およびエッジ検出プログラムに関するものである。

ＩＣ，ＬＳＩ等の回路の処理能力を上げるためにＳｉなどの半導体基板の表面に低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−Ｋ膜）を積層した形態の半導体ウエーハが実用化されている。また、半導体ウエーハのストリート（分割予定ライン）にテストエレメントグループ（Ｔｅｇ）と称する金属パターンを施し、半導体ウエーハを個々の半導体チップに分割する前に回路をチェックするようにした半導体ウエーハも実用化されている。このようなウエーハを切削ブレードによりストリートに沿って切削すると、Ｌｏｗ−Ｋ膜が剥離し、この剥離が回路にまで達し半導体チップに致命的な損傷を与えたり、金属パターンの切削に際してバリが発生するといった問題がある。

そのため、半導体ウエーハのストリートに沿ってレーザ光線を照射することによりＬｏｗ−Ｋ膜や金属パターンを除去し、その除去したグルービング領域に切削ブレードを位置付けて切削する分割方法が試みられている（例えば、特許文献１，２参照）。

また、通常のダイシングに関しては、ダイシング後の加工溝（カーフ）の位置を検出し（カーフチェック）、実際に加工したいストリートからのずれを算出し、そのずれを補正しながらダイシングを行う技術もある。

ここで、レーザ照射後のグルービング領域をダイシングする場合、ダイシングカーフをグルービング領域の中央に位置付けてダイシングを行いたい要望があるが、カーフチェック用の顕微鏡と切削ブレードとの位置ずれ等に起因して、中央位置からずれてしまうことがある。一方で、近年ではチップ数を多くとる目的で、ストリート幅が細くなる傾向にあり、これに伴い、グルービング幅も細くなり、ダイシング時の切削ブレードの位置付けにより精度が要求される。切削フレードの位置付けの精度を向上させるためには、切削ブレードに対応するカーフエッジの位置検出を高精度に行うことが必要不可欠である。

特開２００５−６４２３１号公報 特開２００３−３２０４６６号公報

従来のカーフチェックでは、顕微鏡の光量をダイシングカーフ領域が黒く、ストリート箇所が白くなるようにコントラストをはっきりさせた画像によりカーフエッジを認識している。しかしながら、一般的にレーザグルービング領域はシリコンや保護膜が変質してアモルファス状になり、所々がハレーションを起こして光り、また、ブレードカーフとは異なり凹凸の激しい溝が形成され、均一に黒く調整することができない。特に、カーフエッジを抽出する際にハレーションを起こした箇所や凹凸箇所で影になった箇所等があいまいとなりカーフエッジと誤認識してしまうことがある。切削ブレードに対応するカーフエッジの認識を精度よく行えないと、レーザグルービング領域の中央に切削ブレードを位置付けることができず、ストリート幅を細くしたい要望に応えることができない。

つまり、予めレーザグルービングされたウエーハをダイシングする場合、通常のダイシング用のカーフチェック法を適用できず、自動でカーフエッジを検出することは困難な現状にある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザグルービングされたウエーハにおけるカーフエッジの検出を自動で高精度に行うことができるエッジ検出装置、切削装置およびエッジ検出プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるエッジ検出装置は、複数のチップを区画する分割予定ラインに沿って予めレーザグルービングされたウエーハにおいて、該レーザグルービング部分に沿って切削ブレードで切削された後の前記分割予定ラインを、前記切削ブレードにより形成されたカーフ部分が白く周囲の前記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撮像手段で撮像された画像に基づき前記切削ブレードによるカーフエッジを検出するエッジ検出装置であって、前記撮像手段で撮像された画像に対するエッジ認識処理により前記レーザグルービング部分のグルービングエッジラインまたは前記カーフエッジラインとしての候補ラインを抽出する候補ライン抽出手段と、抽出された前記各候補ラインの性質を前記撮像手段で撮像された画像の情報に基づき判定し、該判定結果によって複数の前記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する組合せ候補ライン設定手段と、場合分けされた前記組合せ候補ライン中から前記レーザグルービング部分と前記カーフ部分との物理的な特性の違いを判定要素として前記撮像手段で撮像された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前記候補ライン中から前記カーフエッジラインを特定するライン決定手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかるエッジ検出装置は、上記発明において、前記ライン決定手段は、組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン直交方向の対称性の有無、または、組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン方向の画素値の変化の大小を判定要素の一つとして用い、判定結果に応じて重み付けを行って尤もらしい一つの組合せ候補ラインを決定することを特徴とする。

また、本発明にかかる切削装置は、複数のチップを区画する分割予定ラインに沿って予めレーザグルービングされてチャックテーブルに保持されたウエーハを、前記レーザグルービング部分に沿って切削する切削ブレードを有する切削手段と、前記切削ブレードを前記分割予定ラインに位置付けるよう前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的に移動させる割り出し送り手段と、前記切削ブレードにより形成されたカーフ部分が白く周囲の前記レーザグルービング部分が黒くなるように光量設定されて、前記切削ブレードにより切削済みの前記分割予定ラインを撮像する撮像手段と、上記発明に記載のエッジ検出装置と、先行する分割予定ラインについて該エッジ検出装置により特定されたカーフエッジラインの情報をフィードバックさせて、カーフ部分が前記レーザグルービング部分のエッジライン間の中央となるように前記割り出し送り手段を制御し前記切削ブレードを後続の分割予定ラインに位置付ける制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかるエッジ検出プログラムは、複数のチップを区画する分割予定ラインに沿って予めレーザグルービングされたウエーハにおいて、該レーザグルービング部分に沿って切削ブレードで切削された後の前記分割予定ラインを、前記切削ブレードにより形成されたカーフ部分が白く周囲の前記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撮像手段で撮像された画像に基づき前記切削ブレードによるカーフエッジを検出するエッジ検出装置に、前記撮像手段で撮像された画像に対するエッジ抽出処理によりレーザグルービング部分のグルービングエッジラインまたは前記カーフエッジラインとしての候補ラインを抽出する候補ライン抽出手順と、抽出された前記各候補ラインの性質を前記撮像手段で撮像された画像の情報に基づき判定し、該判定結果によって複数の前記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する組合せ候補ライン設定手順と、場合分けされた前記組合せ候補ライン中から前記レーザグルービング部分と前記カーフ部分との物理的な特性の違いを判定要素として前記撮像手段で撮像された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前記候補ライン中から前記カーフエッジラインを特定するライン決定手順と、を実行させることを特徴とする。

また、本発明にかかるエッジ検出プログラムは、上記発明において、前記ライン決定手順は、組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン直交方向の対称性の有無、または、組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン方向の画素値の変化の大小を判定要素の一つとして用い、判定結果に応じて重み付けを行って尤もらしい一つの組合せ候補ラインを決定することを特徴とする。

本発明にかかるエッジ検出装置、切削装置およびエッジ検出プログラムは、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に用いて、グルービングエッジラインとカーフエッジラインとの尤もらしい一つの組合せ候補ラインを決定しカーフエッジラインを特定するようにしたので、レーザグルービングされたウエーハにおけるカーフエッジの検出を自動で高精度に行うことができるという効果を奏する。よって、分割予定ライン幅が細くなりグルービング部分の幅が細くなった場合でもグルービングエッジライン間の中央に切削ブレードをずれなく位置付けることができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態であるエッジ検出装置、切削装置およびエッジ検出プログラムについて図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態のエッジ検出装置を備える切削装置の一例を示す外観斜視図であり、図２は、片側の切削手段周りの構成例を示す外観斜視図である。切削装置１は、複数のチップを区画する分割予定ラインに沿って図示しないレーザ加工機によってレーザグルービングされたウエーハ１０を、レーザグルービング部分に沿って切削ブレードで切削することにより分割するものである。切削装置１は、概略構成として、図１に示すように、ウエーハ１０を保持するチャックテーブル２と、チャックテーブル２に保持されたウエーハ１０に対して切削加工を施す切削手段３と、撮像手段４と、エッジ検出装置５および制御手段６を有する制御部７とを備える。

ここで、切削手段３は、２つの切削ブレードを割り出し方向であるＹ軸方向に対向配置させて並行して切削動作が可能なデュアル構造によるステップカット方式のもので、チャックテーブル２に保持されたレーザ加工済みのウエーハ１０に対して第１の切削ブレード３１ａ（図２および図５（ｂ）参照）がハーフカットを行い、第１の切削ブレード３１ａよりも厚さの薄い第２の切削ブレード３１ｂ（図５（ｄ）参照）がハーフカット済み部分のフルカットを行うものである。切削手段３は、第１の切削ブレード３１ａが着脱自在に装着されたスピンドル３２ａと、このスピンドル３２ａを回転可能に支持するとともに回転駆動する図示しない駆動源を含む円筒状のハウジング３３ａとを備え、第２の切削ブレード３１ｂが着脱自在に装着された図示しないスピンドルと、このスピンドルを回転可能に支持するとともに回転駆動する図示しない駆動源を含む円筒状のハウジング３３ｂとを備える。

また、切削装置１は、片側についてのみ図示する図２に示すように、チャックテーブル２を切削手段３に対して相対的にＸ軸方向に加工送りする加工送り手段３５や、切削手段３をチャックテーブル２に対して相対的にＹ軸方向に割り出し送りする割り出し送り手段３６や、切削手段３をチャックテーブル２に保持されたウエーハ１０に対して相対的にＺ軸方向に切り込み送りする切り込み送り手段３７を備える。これら加工送り手段３５、割り出し送り手段３６および切り込み送り手段３７は、例えばボールねじとこのボールねじを回転させるパルスモータとを備え、それぞれ所望の方向に移動対象となるチャックテーブル２または切削手段３を移動させる周知構造のものであり、詳細説明は省略する。

また、撮像手段４は、例えばハウジング３３ａの側部に設けられて、チャックテーブル２に保持されたウエーハ１０の表面を撮像するＣＣＤカメラ等を搭載した電子顕微鏡構造のものであり、所定のタイミングにおいて第１の切削ブレード３１ａによる切削後の分割予定ラインを撮像するためのものである。この撮像手段４は、切削すべきラインに対する切削ブレード３１ａの位置付けに供するアライメント用にも用いられる。

また、エッジ検出装置５は、後述するように、複数のチップを区画する分割予定ラインに沿って予めレーザグルービングされたウエーハ１０において、レーザグルービング部分に沿って切削ブレード３１ａで切削された後の分割予定ラインを、切削ブレード３１ａにより形成された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撮像手段４で撮像された画像に基づき切削ブレード３１ａによるカーフエッジを検出するためのものである。

ここで、本実施の形態で用いられるウエーハ１０の構成並びにこのウエーハ１０に対するレーザ加工およびステップカットについて、図３〜図５を参照して説明する。図３は、ウエーハ１０の外観を示す斜視図であり、図４は、その一部を拡大して示す断面図であり、図５（ａ）〜（ｅ）は分割処理工程を工程順に示す断面図である。

図３に示すウエーハ１０は、Ｓｉウエーハからなる基板１１の表面１１ａに複数の分割予定ライン１２が格子状に形成されているとともに、複数の分割予定ライン１２によって区画された複数の領域にチップ１３を構成する回路が形成されている。ここで、基板１１の表面１１ａには、図４に示すように、低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−Ｋ膜）１４が積層されており、このＬｏｗ−Ｋ膜１４の表面にチップ１３を構成する回路が形成されている。このように形成されたウエーハ１０は、個々のチップ１３に分割する際に、ばらばらにならないように、図３に示すように、環状のフレーム１５に装着された保護テープ１６に裏面が貼着されている。

このようなウエーハ１０に対して、図示しないレーザ加工機において、分割予定ライン１２に沿ってレーザ光線を照射することで、図５（ａ）に示すように、Ｌｏｗ−Ｋ膜１４の層より深い２条のレーザグルービング（レーザ加工溝）１２ａを形成する処理を施しておく。この結果、Ｌｏｗ−Ｋ膜１４は、２条のレーザグルービング１２ａによって分断される。このようなレーザグルービング１２ａは、ウエーハ１０に形成された全ての分割予定ライン１２に対して施される。

このようなレーザ加工済みのウエーハ１０が、図１に示す切削装置１に搬入され、ステップカットの処理対象となる。まず、レーザ加工済みのウエーハ１０をチャックテーブル２上に保持し、図５（ｂ）に示すように、２条のレーザグルービング１２ａの外側間に所定の厚さの第１の切削ブレード３１ａを位置付け、レーザグルービング１２ａ部分に沿って第１の切削ブレード３１ａでハーフカットを行う。この第１の切削ブレード３１ａによるハーフカット深さは、２条のレーザグルービング１２ａの深さよりも深くて基板１１の途中に留まる深さに設定されている。この結果、図５（ｃ）に示すように、２条のレーザグルービング１２ａ間に残存していたＬｏｗ−Ｋ膜１４´は第１の切削ブレード３１ａで切削され、２条のレーザグルービング１２ａの外側間にはカーフ（切削溝）１７ａが形成される。このような第１の切削ブレード３１ａを用いたハーフカットによるカーフ１７ａの形成を、ウエーハ１０の全ての分割予定ライン１２について行う。

このような第１の切削ブレード３１ａによるレーザグルービング１２ａ部分に沿ったハーフカット動作に並行して、図５（ｄ）に示すように、既にハーフカット済みのカーフ１７ａの幅方向中央に半分程度の厚さの第２の切削ブレード３１ｂを位置付け、裏面の保護テープ１６に達する深さにウエーハ１０をフルカットする。この結果、図５（ｅ）に示すように、カーフ１７ａの底面には裏面に達するカーフ１７ｂが形成される。このような第２の切削ブレード３１ｂを用いたフルカットによるカーフ１７ｂの形成を、ウエーハ１０の全ての分割予定ライン１２について行うことで、ウエーハ１０は個々のチップ１３に分割される。

ここで、本実施の形態で検出対象とするエッジラインは、図５（ｂ）に示すような第１の切削ブレード３１ａによる切削（ハーフカット）段階のものである。本実施の形態では、この段階におけるグルービングエッジラインとともにカーフエッジラインを自動的に検出するようにしたものである。

図６は、このためのエッジ検出装置５等の構成例を示す機能ブロック図である。制御部７は、記憶部７１を備えるマイクロコンピュータ構成のものであり、エッジ検出装置５の機能を実現する候補ライン抽出手段５１、組合せ候補ライン設定手段５２、ライン決定手段５３並びに制御手段６の各機能実行手段を備える。

ここで、前述の撮像手段４は、制御部７による制御の下に所定のタイミングで、第１の切削ブレード３１ａによるダイシング後の分割予定ライン１２部分を例えば４１８画素×５１２画素サイズで撮像するものであり、この際、第１の切削ブレード３１ａにより形成されるカーフ１７ａ部分が白く周囲のレーザグルービング１２ａ部分が黒くなるように光量設定される。また、記憶部７１は、撮像手段４が撮像した各画素毎の画像データを各画素の座標データとともに格納する他、制御部７用の各種動作制御プログラム、その他の各種データを格納する。動作制御プログラム中には、エッジ検出用プログラムも含まれる。

また、エッジ検出装置５中の候補ライン抽出手段５１は、公知のエッジ認識アルゴリズムなる画像処理ソフトウエアを用いて、撮像手段４で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１２ａ部分のグルービングエッジラインまたはカーフ１７ａ部分のカーフエッジラインとしての候補ラインを抽出する処理を行う。また、組合せ候補ライン設定手段５２は、抽出された各候補ラインの性質を撮像手段４で撮像された画像の情報に基づき判定し、この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する処理を行う。さらに、ライン決定手段５３は、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１２ａ部分とカーフ１７ａ部分との物理的な特性の違いを判定要素として撮像手段４で撮像された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処理を行う。

さらに、制御手段６は、先行する分割予定ライン１２についてエッジ検出装置５により特定されたカーフエッジラインの情報をフィードバックさせて、カーフ１７ａ部分がレーザグルービング１２ａ部分のグルービングエッジライン間の中央となるように割り出し送り手段３６を制御し切削ブレード３１ａを後続の分割予定ライン１２に位置付ける処理を行うためのものである。

以下、このようなエッジ検出装置５を用いたエッジ検出およびブレード位置付け制御例について、図７〜図１５を参照して説明する。図７は、制御部７による制御の下にエッジ検出装置５により実行されるエッジ検出動作の処理制御例を示す概略フローチャートである。まず、エッジ検出装置５は、エッジ検出処理に先立ち、撮像手段４により撮像されエッジ検出対象となる撮像画像を記憶部７１から取得する（ステップＳ１）。撮像手段４により撮像された画素毎の画像データは、各画素のＸＹ座標系の座標情報とともに記憶部７１に格納されている。

ここで、取得する撮像画像は、第１の切削ブレード３１ａによるハーフカット後の分割予定ライン１２に関して、所定タイミングでこの分割予定ライン１２に位置付けられた撮像手段４により撮像された画像である。この撮像手段４による撮像の際、第１の切削ブレード３１ａにより形成されたカーフ１７ａ部分が相対的に白く（明るく）、周囲のレーザグルービング１２ａ部分が相対的に黒く（暗く）なるように光量設定されている。図８は、撮像手段４により所望箇所の分割予定ライン１２の一部を撮像して得られた典型的な画像例を示す図である。図８中、Ａ，Ｄがレーザグルービング１２ａ部分の外側のグルービングエッジラインであり、Ｂ，Ｃがカーフ１７ａ部分の両側のカーフエッジラインである。ここに、図８に示す画像例によれば、グルービングエッジラインＡ，Ｄの内側のレーザグルービング１２ａ部分は全体的に黒っぽく、カーフエッジラインＢ，Ｃの内側のカーフ１７ａ部分中央付近は全体的に白っぽいが、カーフ１７ａ部分中でもカーフエッジラインＢ，Ｃに近い部分には灰色っぽい部分が出現していることが分かる。

＜候補ライン抽出処理＞
次いで、候補ライン抽出手段５１は、取得した撮像画像に対して微分処理等の公知のエッジ認識処理を施し（ステップＳ２）、１画素単位のライン毎のエッジ明るさ（エッジ強さ）を算出することで、或る閾値以上の明るさ（強さ）のラインを、レーザグルービング１２ａ部分のグルービングエッジラインまたはカーフ１７ａ部分のカーフエッジラインとなり得るエッジラインの候補ラインとして抽出する（ステップＳ３）。図９は、図８の画像例に対するエッジ認識処理画像例を示し、図１０は、図９中の枠部分を拡大して候補ラインの抽出例を示す説明図である。図１０に示すように、グルービングエッジラインとなり得る候補ラインや、カーフエッジラインとなり得る候補ライン（それぞれ、点線で示す）が複数存在するのが分かる。特に、レーザグルービング１２ａ部分がシリコンや保護膜が変質してアモルファス状になり、所々がハレーションを起こして光り、また、カーフ１７ａ部分とは異なり凹凸の激しい溝が形成され、均一に黒く調整することができないことから、ハレーションを起こした箇所や凹凸箇所（グルービングの段差）で影になった箇所等も、カーフエッジラインとなり得る候補ラインとして抽出されるため、複数の候補ラインが抽出される。この段階では、グルービングエッジラインとカーフエッジラインとの区別はついておらず、全てのエッジラインを候補ラインとして抽出する。抽出されたエッジラインの位置情報（直線情報：Ｙ座標）は、記憶部７１に格納される。

ここで、図１０に示すような誤認識を含んで抽出される複数の候補ライン中から、誤認識部分を除き、図８中に示したような本来のグルービングエッジラインＡ，ＤおよびカーフエッジラインＢ，Ｃの組を尤もらしい一つの組合せ候補ラインとして自動的に決定するのが、本実施の形態のエッジ検出装置５の目的とするところである。

＜組合せ候補ライン設定処理＞
候補ライン抽出後、組合せ候補ライン設定手段５２は、まず、撮像手段４により撮像された元画像に基づき各候補ラインの性質を判定する（ステップＳ４）。ここで、候補ラインの性質とは、例えばＹ方向に見てその候補ラインが相対的に白から黒へ変化するラインであるか、相対的に黒から白へ変化するラインであるかの性質を意味し、そのラインに対する前後数ライン分の元画像の画素値を用い、その画素値の変化の方向によって判定される。そして、組合せ候補ライン設定手段５２は、各候補ラインの性質の判定結果に基づき、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として可能な組合せ候補ラインに場合分けする（ステップＳ５）。

すなわち、検出目的とする組合せが、グルービングエッジラインＡ、カーフエッジラインＢ、カーフエッジラインＣおよびグルービングエッジラインＤの組からなる組合せであり、そのラインの性質からすると、可能な組合せとして、白から黒へ変化するライン（グルービングエッジラインＡ）、黒から白へ変化するライン（カーフエッジラインＢ）、白から黒へ変化するライン（カーフエッジラインＣ）および白から黒へ変化するライン（グルービングエッジラインＤ）からなる組合せに絞るためである。

図１１は、組合せ候補ライン設定例を説明するための図１０対応の模式図である。図１１以降では、説明を簡略化させるため、前述の複数の候補ライン中、図１１に示す６本の候補ラインＡ，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２，Ｄのみが抽出されたものとして説明する。ここで、候補ラインＡ，Ｄは、グルービングエッジラインとなり得る複数の候補ライン中から、最もエッジ明るさ（エッジ強さ）の勾配が大きいラインが選択されているものとする。また、候補ラインＡは、白から黒に変化する性質を示すラインであり、候補ラインＢ１，Ｂ２は、ともに黒から白に変化する性質を示すラインであり、候補ラインＣ１，Ｃ２は、ともに白から黒に変化する性質を示すラインであり、候補ラインＤは、黒から白に変化する性質を示すラインであるとする。

このような場合、組合せ候補ライン設定手段５２は、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として、
（Ａ，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ）
（Ａ，Ｂ１，Ｃ２，Ｄ）
（Ａ，Ｂ２，Ｃ１，Ｄ）
（Ａ，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ）
の４つに場合分け設定する。

なお、図１１中、候補ラインＢ１，Ｃ２が目的とする本来のカーフエッジラインＢ，Ｃに相当し、候補ラインＡ，Ｂ１間および候補ラインＣ２，Ｄ間がレーザグルービング１２ａ部分に相当し、候補ラインＢ２，Ｃ１間がカーフ１７ａ部分に相当し、候補ラインＢ１，Ｂ２間および候補ラインＣ1，Ｃ２間はカーフ１７ａ部分中でグルービングの段差で生ずる影１７ｃ部分に相当する。

＜ライン決定処理＞
組合せ候補ライン設定後、ライン決定手段５３は、場合分けされた複数の組合せ候補ライン中からグルービングエッジライン、カーフエッジラインの組合せとして尤もらしい一つの組合せ候補ラインを決定する。この場合、組合せ候補ラインを決定するための判定要素として、レーザグルービング１２ａ部分とカーフ１７ａ（影１７ｃを含む）部分との物理的な特性の違いを用いる。特に、本実施の形態では、各領域を特徴付ける物理的な特性項目として、組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン方向（Ｘ方向）の画素値の変化の大小、および、組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン直交方向（Ｙ方向）の対称性の有無（絶対値の大小）を少なくとも用いる。

まず、第１番目の判定処理である組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン方向（Ｘ方向）の画素値の変化の大小は、図１２中に示す（１）式のＳｏｂｅｌ演算式を用いて求められる。なお、図１２は、（Ａ，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ）の組合せ候補ラインの場合への適用例を示し、また、点線が候補ラインを示している。すなわち、注目画素を“×”としたとき、前ラインの隣接３画素ａ，ｂ，ｃおよび後ラインの隣接３画素ｄ，ｅ，ｆの画素値を用いて、
（ａ＋２ｂ＋ｃ）−（ｄ＋２ｅ＋ｆ）
なる（１）式のＳｏｂｅｌ演算式により求まる微分演算値の平均値を算出する。このようなＹ方向の微分演算を候補ラインで区画された３つの領域（上方から順に、第１グルービング領域、中央カーフ領域、第２グルービング領域とする）毎に行い、各領域の微分演算値の平均値を算出する。

一般に、レーザグルービング１２ａ部分は、アモルファス状に変質して凹凸があり、ハレーションを起こす箇所もあり、光っている部分の画素値が高くなるため、図１３に示すように、レーザグルービング１２ａ部分の各画素の画素値のばらつき（微分値）が大きいのに対して、切削ブレード３１ａで切削されたカーフ１７ａ（影１７ｃを含む）部分の各画素の画素値は殆ど同じでそのばらつき（微分値）は小さい傾向を示すことから、候補ラインがいずれの領域に属しているかの判定の目安となる。

一方、第２番目の判定処理である組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン直交方向（Ｙ方向）の対称性の有無（絶対値の大小）は、図１２中に示す（２）式を用いて求められる。すなわち、候補ラインで区画された各領域の中央ライン上の注目画素を“×”としたとき、前ライン側に位置する画素、例えばａ，ｂと、後ライン側に位置する画素、例えば画素ｃ，ｄの画素値の対称性＝｜ｂ−ｃ｜＋｜ａ−ｄ｜＋・・・を、全ての列に関して計算し、全ての列の平均値を算出することで、対称性の有無（絶対値の大小）を判定する。

一般に、図１３に示すように、カーフ１７ａ部分内のライン直交方向の対称性を示す絶対値は小さいのに対して、レーザグルービング１２ａ部分ではライン直交方向の対称性を示す絶対値は大きな値を示す傾向にあり、候補ラインがいずれの領域に属しているかの判定の目安となる。特に、一方または両方の灰色の影１７ｃ部分を候補ラインで区画された当該判定領域に含むか否かでライン直交方向の対称性を示す絶対値に及ぼす影響は大であり、例えば、候補ラインＢ１，Ｃ１の組合せや、候補ラインＢ２，Ｃ２の組合せの排除に効果的となる。

そこで、各組合せ候補ラインについて、上記（１）（２）式に当てはめて候補ラインで区画された３つの領域の判定結果を、例えば大、中、小、極小の４段階で表し、記憶部７１に格納する。図１４は、上記（１）（２）式による２つの判定要素を用いた判定結果の一例を示す説明図である。

すなわち、ライン決定手段５３は、判定処理の番号を示すｉを１にセットした後（ステップＳ６）、各組合せ候補ラインにつき、（１）式を用いた第１番目の判定処理（画素値のばらつき）を行い、判定結果を記憶部７１に格納する（ステップＳ７）。そして、全ての判定処理が終了していないので（ステップＳ８：Ｎｏ）、判定処理の番号を示すｉを＋１インクリメントし（ステップＳ９）、各組合せ候補ラインにつき、（２）式を用いた第２番目の判定処理（ライン直交方向の対称性）を行い、判定結果を記憶部７１に格納する（ステップＳ７）。

そして、全ての判定処理が終了したら（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、４通りの各組合せ候補ラインにつき、（１）（２）式の判定結果をスコア
Ｓｃｏｒｅ＝第１グルービング領域の数値＋中央カーフ領域の数値×（−重み）＋
第２グルービング領域の数値
として合計する（ステップＳ１０）。ここでは、判定結果の数値を、例えば、大：５点、中：４点、小：３点、極小：２点としてスコアを計算するものとする。また、重みは、経験則で求められた定数である。

すると、各組合せ候補ラインのスコアは、
（Ａ，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ）＝５＋３×(−１)＋４＋５＋３×(−１)＋３＝１１
（Ａ，Ｂ１，Ｃ２，Ｄ）＝５＋３×(−１)＋５＋５＋２×(−１)＋５＝１５
（Ａ，Ｂ２，Ｃ１，Ｄ）＝４＋３×(−１)＋４＋５＋２×(−１)＋５＝１３
（Ａ，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ）＝４＋３×(−１)＋５＋５＋３×(−１)＋５＝１３
となる。そこで、ライン決定手段５３は、最大スコアの組合せ候補ラインを尤もらしい一つの組合せ候補ラインに決定し、この組合せ候補ライン中に含まれる内側２本の候補ラインをカーフエッジラインとして特定する（ステップＳ１１）。上記例の場合、最大スコアの（Ａ，Ｂ１，Ｃ２，Ｄ）の組が、尤もらしい一つの組合せ候補ラインとして決定され、候補ラインＢ１，Ｃ２がカーフエッジラインＢ，Ｃとして特定される。すなわち、候補ラインＢ２，Ｃ１が誤ってカーフエッジラインＢ，Ｃとして特定されることはない。尤もらしい一つの組合せ候補ラインとして決定された各候補ラインの情報（Ｙ座標）は、記憶部７１に格納される。

＜割り出し送りフィードバック制御＞
図１５は、エッジ検出装置５によるカーフエッジライン検出後の制御手段６による割り出し送り制御例を示す概略フローチャートである。先行する分割予定ライン１２についてカーフエッジラインの検出処理が行われると、制御手段６は、記憶部７１に格納されたカーフエッジライン等の情報をフィードバックさせることで、まず、グルービングエッジラインＡ，Ｄの情報を用いて中央座標Ｙｇを算出する（ステップＳ２１）。また、カーフエッジラインＢ１，Ｃ２の情報を用いて中央座標Ｙｋを算出する（ステップＳ２２）。そして、中央座標Ｙｋが中央座標Ｙｇに一致しているか否かを判定する（ステップＳ２３）。ここで、一致していれば（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、レーザグルービング１２ａ部分に対するカーフ１７ａ部分の位置ずれはないので、制御手段６は、通常通りに割り出し送り量で割り出し送り手段３６を制御して切削ブレード３１ａを後続の分割予定ライン１２に位置付け（ステップＳ２４）、切削動作に供する。

一方、一致していなければ（ステップＳ２３：Ｎｏ）、制御手段６は、割り出し送りの補正値（Ｙｇ−Ｙｋ）を算出し（ステップＳ２５）、補正値（Ｙｇ−Ｙｋ）が加味された割り出し送り量で割り出し送り手段３６を制御して切削ブレード３１ａを後続の分割予定ライン１２に位置付け（ステップＳ２６）、切削動作に供する。

このようにして、本実施の形態のエッジ検出装置５ないしは切削装置１によれば、レーザグルービング１２ａ部分とカーフ１７ａ部分との物理的な特性の違い、例えば、組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン方向の画素値の変化の大小、および、ライン直交方向の対称性の有無を少なくとも判定要素に用いて、グルービングエッジラインとカーフエッジラインとの尤もらしい一つの組合せ候補ラインを決定しカーフエッジラインを特定するようにしたので、レーザグルービングされたウエーハ１０におけるカーフエッジの検出を自動で高精度に行うことができる。よって、分割予定ライン幅が細くなりグルービング部分の幅が細くなった場合でもグルービングエッジライン間の中央に切削ブレード３１ａをずれなく位置付けることができる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、ライン決定手段５３は、組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン方向の画素値の変化の大小と、複数ライン分の画像情報におけるライン直交方向の対称性の有無との２つのみを物理的な特性の違いの判定要素として用いるようにしたが、さらに、他の判定要素を加味して、精度を高めるようにしてもよい。

例えば、組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画素値の標準偏差の大小を判定要素の一つとして用いるようにしてもよい。一般に、レーザグルービング１２ａ部分においては、光っている部分が内側のエッジ寄りに片寄っており外側寄りの方が暗いので画素値の標準偏差が大きいのに対して、カーフ１７ａ（影１７ｃを含む）部分においてはこのような片寄りがないため標準偏差が小さい傾向にあり、候補ラインがいずれの領域に属しているかの判定の目安となるためである。

また、候補ライン自体のライン方向（Ｘ方向）の水平勾配の平均値の大小を判定要素の一つとして用いるようにしてもよい。一般に、切削ブレード３１ａで切削されたカーフ１７ａのエッジ部分はジグザグ（ギザギザ）状となり、ライン自体の水平勾配の平均値が大きくなるのに対して、レーザグルービング１２ａ部分においてはライン自体の水平勾配の平均値が小さくなる傾向にあり、候補ラインがいずれの領域に属しているかの判定の目安となるためである。

さらには、候補ライン自体のライン直交方向（Ｙ方向）の垂直勾配の平均値の大小を判定要素の一つとして用いるようにしてもよい。エッジ認識処理により抽出されたライン自体のライン直交方向の垂直勾配の平均値（エッジの強さ）は、内側（カーフ中心寄り）ほど小さくなる傾向があり、この大小によって候補ラインがいずれの領域に属しているかの判定の目安となるためである。

また、本実施の形態では、レーザダイシング用のレーザ加工機を、切削装置１と別個に設けた例で説明したが、レーザ加工機を一体に備える切削装置を用いるようにしてもよい。さらには、本実施の形態の切削装置１は、デュアルタイプの構成でステップカットを行う例で説明したが、デュアルカット（２枚の切削ブレードで同時フルカット）や、１枚の切削ブレードのみを備えシングルカットを行うタイプであっても同様に適用可能である。

また、本実施の形態では、Ｌｏｗ−Ｋ膜１４を有するウエーハ１０を適用対象とする例で説明したが、Ｔｅｇ等の金属パターンを有するウエーハの場合にも同様に適用可能である。

また、本実施の形態のエッジ検出装置５が備える各手段５１〜５３の機能は、各手順として、マイクロコンピュータ構成の制御部７で実行可能なエッジ検出プログラムにより実現してもよい。

本発明の実施の形態のエッジ検出装置を備える切削装置の一例を示す外観斜視図である。 片側の切削手段周りの構成例を示す外観斜視図である。 ウエーハの外観を示す斜視図である。 図３の一部を拡大して示す断面図である。 分割処理工程を工程順に示す断面図である。 エッジ検出装置等の構成例を示す機能ブロック図である。 エッジ検出装置により実行されるエッジ検出動作の処理制御例を示す概略フローチャートである。 撮像手段により所望箇所の分割予定ラインの一部を撮像して得られた典型的な画像例を示す図である。 図８の画像例に対するエッジ認識処理画像例を示す説明図である。 図９中の枠部分を拡大して候補ラインの抽出例を示す説明図である。 組合せ候補ライン設定例を説明するための図１０対応の模式図である。 ライン決定処理例を説明するための図１０対応の模式図である。 物理的な特性項目に応じた一般的な傾向例を示す説明図である。 （１）（２）式による２つの判定要素を用いた判定結果の一例を示す説明図である。 カーフエッジライン検出後の制御手段による割り出し送り制御例を示す概略フローチャートである。

符号の説明

１ 切削装置
２ チャックテーブル
３ 切削手段
４ 撮像手段
５ エッジ検出装置
６ 制御手段
１０ ウエーハ
３１ａ 切削ブレード
５１ 候補ライン抽出手段
５２ 組合せ候補ライン設定手段
５３ ライン決定手段

Claims (5)

1. 複数のチップを区画する分割予定ラインに沿って予めレーザグルービングされたウエーハにおいて、該レーザグルービング部分に沿って切削ブレードで切削された後の前記分割予定ラインを、前記切削ブレードにより形成されたカーフ部分が白く周囲の前記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撮像手段で撮像された画像に基づき前記切削ブレードによるカーフエッジを検出するエッジ検出装置であって、
   前記撮像手段で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部分のグルービングエッジラインまたは前記カーフエッジラインとしての候補ラインを抽出する候補ライン抽出手段と、
   抽出された前記各候補ラインの性質を前記撮像手段で撮像された画像の情報に基づき判定し、該判定結果によって複数の前記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する組合せ候補ライン設定手段と、
   場合分けされた前記組合せ候補ライン中から前記レーザグルービング部分と前記カーフ部分との物理的な特性の違いを判定要素として前記撮像手段で撮像された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前記候補ライン中から前記カーフエッジラインを特定するライン決定手段と、
   を備えることを特徴とするエッジ検出装置。
2. 前記ライン決定手段は、組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン直交方向の対称性の有無、または、組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン方向の画素値の変化の大小を判定要素の一つとして用い、判定結果に応じて重み付けを行って尤もらしい一つの組合せ候補ラインを決定することを特徴とする請求項１に記載のエッジ検出装置。
3. 複数のチップを区画する分割予定ラインに沿って予めレーザグルービングされてチャックテーブルに保持されたウエーハを、前記レーザグルービング部分に沿って切削する切削ブレードを有する切削手段と、
   前記切削ブレードを前記分割予定ラインに位置付けるよう前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的に移動させる割り出し送り手段と、
   前記切削ブレードにより形成されたカーフ部分が白く周囲の前記レーザグルービング部分が黒くなるように光量設定されて、前記切削ブレードにより切削済みの前記分割予定ラインを撮像する撮像手段と、
   請求項１または２に記載のエッジ検出装置と、
   先行する分割予定ラインについて該エッジ検出装置により特定されたカーフエッジラインの情報をフィードバックさせて、カーフ部分が前記レーザグルービング部分のエッジライン間の中央となるように前記割り出し送り手段を制御し前記切削ブレードを後続の分割予定ラインに位置付ける制御手段と、
   を備えることを特徴とする切削装置。
4. 複数のチップを区画する分割予定ラインに沿って予めレーザグルービングされたウエーハにおいて、該レーザグルービング部分に沿って切削ブレードで切削された後の前記分割予定ラインを、前記切削ブレードにより形成されたカーフ部分が白く周囲の前記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撮像手段で撮像された画像に基づき前記切削ブレードによるカーフエッジを検出するエッジ検出装置に、
   前記撮像手段で撮像された画像に対するエッジ抽出処理によりレーザグルービング部分のグルービングエッジラインまたは前記カーフエッジラインとしての候補ラインを抽出する候補ライン抽出手順と、
   抽出された前記各候補ラインの性質を前記撮像手段で撮像された画像の情報に基づき判定し、該判定結果によって複数の前記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する組合せ候補ライン設定手順と、
   場合分けされた前記組合せ候補ライン中から前記レーザグルービング部分と前記カーフ部分との物理的な特性の違いを判定要素として前記撮像手段で撮像された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前記候補ライン中から前記カーフエッジラインを特定するライン決定手順と、
   を実行させることを特徴とするエッジ検出プログラム。
5. 前記ライン決定手順は、組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン直交方向の対称性の有無、または、組合せ候補ライン中の各候補ライン間の複数ライン分の画像情報におけるライン方向の画素値の変化の大小を判定要素の一つとして用い、判定結果に応じて重み付けを行って尤もらしい一つの組合せ候補ラインを決定することを特徴とする請求項４に記載のエッジ検出プログラム。