JP2016095244A - チャックテーブルの汚れの判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 チャックテーブルの汚れの状況を簡単な方法を用いて判定して、ウェーハの輪郭の誤認識が発生する前に適切に汚れの除去作業を行うことができるようにするチャックテーブルの汚れの判定方法を提供することである。【解決手段】 被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルの該保持面の汚れの判定方法であって、該保持面を撮像手段によって撮像し、撮像画像を記憶手段に記憶する撮像ステップと、該記憶手段に記憶した該撮像画像に対して所定の閾値により２値化処理を施す２値化処理ステップと、該２値化処理ステップにより２値化された画像の白色部分と黒色部分との比率を算出する算出ステップと、を含み、該算出ステップにおいて、該２値化された画像における該黒色部分の比率が予め定めた基準値を超えた時に、該チャックテーブルの該保持面が汚れていると判定することを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、ウェーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルの保持面の汚れの判定方法に関する。

表面にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが複数形成された半導体ウェーハ（以下、単にウェーハと略称することがある）では、製造プロセス中における割れや発塵防止のために、その外周部に面取り加工が施されていることが多い。そのため、ウェーハを薄く研削すると、外周の面取り部分がナイフエッジ状に形成されることになる。

外周の面取り部分がナイフエッジ状に形成されると、ウェーハの外周から欠けが生じやすくなる。そこで、予め外周の面取り部分を切削ブレードにより周方向に沿って切削して除去した後、ウェーハの裏面を研削する方法が、例えば特開２０００−１７３９６１号公報で提案されている。

ここで、切削ブレードによりウェーハの外周を周方向に沿って切削する際には、ウェーハの中心と、ウェーハの保持手段であるチャックテーブルの回転中心とが正確に一致していないと、ウェーハの外周部における被切削部分の幅が一定にならない恐れがある。

そこで、チャックテーブルに載置したウェーハの外周縁部を撮像手段で撮像し、撮像して得た画像のウェーハの輪郭上の任意の３点の座標位置からウェーハの中心位置を算出し、ウェーハの中心位置とチャックテーブルの回転中心の位置とのずれ量を求め、ずれ量を補正するように切削ブレードを移動させて、ウェーハの中心位置から同一距離となる部分を周方向に沿って切削して除去する方法が提案されている（例えば、特開２００６−０９３３３３号公報参照）。

この方法では、撮像手段で撮像した画像からウェーハの輪郭上の任意の３点の座標位置を検出する際に、ウェーハの外周の面取り部分と、ウェーハの面取り部分以外の中央部分と、チャックテーブルの外周部との反射率が互いに異なることを利用して、撮像された画像の２値化処理を行いウェーハの輪郭を検出するようにしている。

特開２０００−１７３９６１号公報 特開２００６−０９３３３３号公報

しかしながら、ウェーハの面取り部分の除去を繰り返し行うと、切削の際に発生した切削屑がウェーハの外周付近でチャックテーブルの表面に付着して、チャックテーブルが汚れ、撮像手段で撮像した場合に、ウェーハの面取り部分とその周囲のチャックテーブル表面とのコントラストが不明確となり、ウェーハの輪郭を明確に検出できず、ウェーハの輪郭の位置を誤認識してしまう恐れがある。

このような誤認識を防ぐためには、チャックテーブル表面の汚れの除去作業が必要になるが、汚れの付着状態の判断については基準がなく、作業者が目視して過去の経験から判断したり、期間を決めて定期的に汚れの除去作業を行うなどの方法がとられている。

しかし、作業者の経験による判断では判断のばらつきがあり、また、定期的に除去作業を行う場合でも、チャックテーブルの汚れの進行状況は一定ではなく、汚れの除去作業を行う前に誤認識が発生してしまうことがあるという問題がある。誤認識が発生すると、生産を一時中断して汚れの除去作業を行う必要があり、生産効率を落とす要因となっていた。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、チャックテーブルの汚れの状況を簡単な方法を用いて判定して、ウェーハの輪郭の誤認識が発生する前に適切に汚れの除去作業を行うことができるようにするチャックテーブルの汚れの判定方法を提供することである。

本発明によると、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルの該保持面の汚れの判定方法であって、該保持面を撮像手段によって撮像し、撮像画像を記憶手段に記憶する撮像ステップと、該記憶手段に記憶した該撮像画像に対して所定の閾値により２値化処理を施す２値化処理ステップと、該２値化処理ステップにより２値化された画像の白色部分と黒色部分との比率を算出する算出ステップと、を含み、該算出ステップにおいて、該２値化された画像における該黒色部分の比率が予め定めた基準値を超えた時に、該チャックテーブルの該保持面が汚れていると判定することを特徴とするチャックテーブルの汚れの判定方法が提供される。

好ましくは、該撮像ステップでは該チャックテーブルの該保持面を複数箇所で撮像し、少なくとも１箇所が汚れていると判定された場合に該保持面が汚れていると判定する。

好ましくは、該撮像ステップで撮像する部分は、該保持面に被加工物を保持した際に被加工物の外縁部が位置する部分である。

本発明のチャックテーブルの汚れの判定方法では、撮像した画像を所定の閾値により２値化処理する２値化処理ステップと、２値化された画像の白色部分と黒色部分との比率を算出する算出ステップとを含んでおり、算出ステップにおいて、２値化された画像における黒色部分の比率が予め定めた基準値を超えた時に、チャックテーブルの保持面が汚れていると判定するので、汚れの判定を自動的に行うことができるため、ウェーハの輪郭の誤認識が発生する前に適切に汚れの除去作業を行うことができる。

本発明実施形態のチャックテーブルの汚れの判定方法を実施するのに適した切削装置の斜視図である。 撮像ステップを示す一部断面側面図である。 ２値化処理ステップを説明する２値化画像である。 撮像手段で撮像する撮像位置を説明するチャックテーブルの平面図である。 撮像画像と撮像画像の２値化処理後の状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態のチャックテーブルの汚れの判定方法を実施するのに適した切削装置（ダイシング装置）２の斜視図が示されている。この切削装置２は、ウェーハの外周の面取り部分の除去（エッジトリミング）を実施するのに特に適している。

４は切削装置のベースであり、このベース４には図示しない切削送り機構によってチャックテーブル６がＸ軸方向に往復動可能且つ図示しない回転機構によって回転可能に配設されている。８は切削送り機構をカバーする蛇腹である。

ベース４の側面には、一対のガイドレール１２が固定されており、このガイドレール１２に案内されてカセット載置台１４が上下方向に摺動可能に配設されている。カセット載置台１４は、ボールねじ１８とボールねじ１８の一端に連結されたパルスモータ２０とから構成される昇降機構１６により、上下方向（Ｚ軸方向）に移動される。

カセット載置台１４上には、被加工物であるウェーハを収容するカセット２２が載置される。このカセット２２の側壁の内面には、ウェーハを載置するための複数個の棚が上下方向に対向して設けられている。

ベース４の後方には門型形状の第１コラム２４が立設されており、この第１コラム２４に第１切削ユニット２６Ａ及び第２切削ユニット２６ＢがＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に取り付けられている。第１及び第２切削ユニット２６Ａ，２６Ｂは、回転駆動されるスピンドルの先端に装着された切削ブレード２８を含んでいる。

更に、第１切削ユニット２６Ａには顕微鏡及びカメラを搭載した撮像ユニット（撮像手段）３０が取り付けられている。第２撮像ユニット２６Ｂにも、同様な撮像ユニットが取り付けられている。

ベース４の中間部分には門型形状の第２コラム３２が立設されている。第２コラム３２には、一対のガイドレール３４，３６が固定されている。３８は被加工物搬出入ユニットであり、ガイドレール３４に垂下してＹ軸方向に移動される支持部材４０と、支持部材４０と一体的に形成されたアーム４２とから構成される。アーム４２の表面には被加工物を吸引保持する吸引口４４が形成されている。

被加工物搬出入ユニット３８のＹ軸方向の移動機構は、例えばボールねじとボールねじの一端に連結されたパルスモータから構成されるが、図１では移動機構の詳細は省略されている。被加工物搬出入ユニット３８は、カセット２２内に収容された被加工物である半導体ウェーハを搬出すると共に、切削加工後のウェーハをカセット２２内に搬入する。

ガイドレール３６には、図示しない移動機構により搬送ユニット４６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。この移動機構は、例えばボールねじとボールねじの一端部に連結されたパルスモータとから構成されるが、図１ではその詳細は省略されている。

搬送ユニット４６は、被加工物搬出入ユニット３８によりカセット２２内から搬出された被加工物を吸引保持してチャックテーブル６まで搬送して、チャックテーブル６上に載置する。

本実施形態の切削装置２は、ウェーハの外周部に形成された面取り部を切削除去するエッジトリミングに特に適した装置であるため、チャックテーブル６の周囲には、ウェーハをダイシングテープを介して支持する環状フレームを固定するクランプは配設されていない。

搬送ユニット４６は更に、エッジトリミング後のウェーハをチャックテーブル６からスピンナ洗浄ユニット４８のスピンナテーブル５０まで搬送すると共に、スピンナ洗浄ユニット４８でスピン洗浄及びスピン乾燥されたウェーハを被加工物搬出入ユニット３８に受け渡す。

次に、以上のように構成された切削装置２を使用した本発明実施形態に係るチャックテーブルの汚れの判定方法について説明する。ウェーハ１１（図２参照）のエッジトリミングを開始するのに先立って、ウェーハ１１を所定枚数収納したカセット２２をカセット載置台１４上に載置する。

被加工物搬出入ユニット３８でウェーハ１１をカセット２２から搬出した後、被加工物搬出入ユニット３８のアーム４２に保持されているウェーハ１１上に搬送ユニット４６を移動し、搬送ユニット４６でウェーハを吸引保持し、図２に示すように、チャックテーブル６上にウェーハ１１を載置する。

図４に示すように、チャックテーブル６の保持面６ａには同心状に形成された複数の環状吸引溝５２が形成されており、これらの環状吸引溝５２は、図２に示すように、吸引路５４を介して図示しない吸引源に選択的に接続されている。

チャックテーブル６の保持面６ａ上にウェーハ１１を載置した後、環状吸引溝５２を吸引源に接続することにより、チャックテーブル６でウェーハ１１を吸引保持する。ウェーハ１１の表面１１ａには、良く知られているように格子状に形成された複数の分割予定ラインに区画されて複数のデバイスが形成されており、チャックテーブル６でウェーハ１１を保持する保持ステップでは、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引保持する。

ウェーハ１１には、製造プロセス中における割れや発塵防止のために、その外周部に表面１１ａから裏面１１ｂに渡って円弧状の面取り部１３が形成されている。エッジトリミング加工では、この面取り部１３を切削ブレード２８で切削して面取り部１３を除去する。

チャックテーブル６で吸引保持したウェーハ１１の面取り部１３を顕微鏡及びカメラを備えた撮像ユニット３０で撮像すると、ウェーハ１１の表面及びチャックテーブルの表面（保持面）１１ａでは撮像ユニット３０から照射された光が上方に反射し、撮像ユニットのカメラで受光する光量が多くなり、面取り部１３では乱反射して撮像ユニット３０のカメラで受光する光量が少なくなる。

従って、撮像画像を２値化すると、図３に示すような２値化画像５８が得られる。図３で５８ａはウェーハ１１の２値化画像、５８ｂはチャックテーブル６の保持面６ａの２値化画像、５８ｃは面取り部分１３の２値化画像である。

チャックテーブル６の保持面６ａが汚れていない場合には、チャックテーブル６の保持面６ａの２値化画像５８ｂとして白い画像が得られ、面取り部分１３の２値化画像５８ｃとして黒い画像が得られるため、ウェーハ１１のエッジ部分６０は黒い画像５８ｃと白い画像５８ｂとの境界として容易に検出することができる。

しかし、ウェーハ１１の面取り部分１３の除去を繰り返し行うと、切削の際に発生した切削屑がウェーハ１１の外周付近でチャックテーブル６の表面（保持面）６ａに付着して、チャックテーブル６の表面６ａが汚れ、撮像ユニット３０で撮像した場合に、ウェーハ１１の面取り部分１３とその周囲のチャックテーブル６の表面６ａとのコントラストが不明確となり、ウェーハ１１の輪郭を明確に検出することができなくなる。

この問題を解決した本発明実施形態に係るチャックテーブルの汚れ判定方法について以下に説明する。まず、図４に示すように、チャックテーブル６の保持面６ａを撮像ユニット３０によって撮像し、保持面６ａの撮像画像を記憶手段５６に記憶する撮像ステップを実施する。

この撮像ステップでは、図４に示すように、チャックテーブル６の保持面６ａ上にウェーハ１１を保持した際にウェーハ１１の外周縁部が位置する部分１５を複数箇所６２で撮像するのが好ましい。複数箇所６２の撮像画像を記憶手段５６に記憶する。

次いで、記憶手段５６に記憶した撮像画像に対し、所定の閾値により２値化処理を施す２値化処理ステップを実施する。図４及び図５で符号１５はチャックテーブル６の保持面６ａ上にウェーハ１１の外周部が載置されるべき位置を示している。

図５（Ａ）に示すように、撮像されたチャックテーブル６の保持面６ａに付着した汚れの程度が符号６４ａで示すように小さい場合には、この画像を２値化すると、図５（Ａ´）に示すように全体が白色となり、汚れなしと判定される。

また、図５（Ｂ）に示すように、汚れの程度が小さい（低い）画像６４ａ中に汚れの程度が大きい（高い）画像６４ｂが部分的に含まれている場合には、これを２値化すると、図５（Ｂ´）に示すように、汚れの程度が大きい部分６４ｂが黒色６４ｂ´となり、汚れの程度が小さい部分は白色となる。

本実施形態のチャックテーブルの汚れの判定方法では、２値化処理ステップにより２値化された画像の白色部分と黒色部分との比率を算出する算出ステップを実施する。そして、算出ステップにおいて、２値化された画像における黒色部分の比率が予め定めた基準値を超えた時に、チャックテーブル６の保持面６ａが汚れていると判定する。

従って、図５（Ｂ´）に示す２値化画像の場合には、２値化画像における黒色部分の比率が予め定めた基準値を超えていないので、汚れなしと判定する。

一方、図５（Ｃ）に示すように、広範囲に渡り汚れの程度が大きい画像６４ｃが得られた場合には、これを２値化すると、図５（Ｃ´）に示すように、２値化された画像は大部分が黒色６４ｃ´となる。従って、この場合には、２値化画像における黒色部分６４ｃ´の比率が予め定めた基準値を超えているので、汚れありと判定する。

上述したように、本発明実施形態のチャックテーブルの汚れ判定方法によれば、２値化処理ステップにより２値化された画像の白色部分と黒色部分との比率を算出する算出ステップを設け、算出ステップにおいて、２値化画像における黒色部分の比率が予め定めた閾値を超えた時に、チャックテーブル６の保持面６ａが汚れていると自動的に判定するので、ウェーハ１１の輪郭の誤認識が発生する前に適切に汚れの除去作業を行うことができる。

２ 切削装置
６ チャックテーブル
６ａ 保持面
１１ ウェーハ
１３ 面取り部
１５ チャックテーブル上に載置されるウェーハの外周部位置
２６Ａ 第１切削ユニット
２６Ｂ 第２切削ユニット
２８ 切削ブレード
３０ 撮像ユニット
５８ ２値化画像
５８ａ ウェーハの２値化画像
５８ｂ チャックテーブルの２値化画像
５８ｃ 面取り部分の２値化画像
６２ 撮像ユニットで撮像する位置
６４ａ 汚れの程度が小さい撮像画像
６４ｂ，６４ｃ 汚れの程度が大きい撮像画像

Claims (3)

1. 被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルの該保持面の汚れの判定方法であって、
   該保持面を撮像手段によって撮像し、撮像画像を記憶手段に記憶する撮像ステップと、
   該記憶手段に記憶した該撮像画像に対して所定の閾値により２値化処理を施す２値化処理ステップと、
   該２値化処理ステップにより２値化された画像の白色部分と黒色部分との比率を算出する算出ステップと、を含み、
   該算出ステップにおいて、該２値化された画像における該黒色部分の比率が予め定めた基準値を超えた時に、該チャックテーブルの該保持面が汚れていると判定することを特徴とするチャックテーブルの汚れの判定方法。
2. 該撮像ステップでは該チャックテーブルの該保持面を複数箇所で撮像し、少なくとも１箇所が汚れていると判定された場合に該保持面が汚れていると判定することを特徴とする請求項１記載のチャックテーブルの汚れの判定方法。
3. 該撮像ステップで撮像する部分は、該保持面に被加工物を保持した際に被加工物の外縁部が位置する部分であることを特徴とする請求項１又は２記載のチャックテーブルの汚れの判定方法。