JP2017219364A - Wafer detection method for detecting peripheral position of wafer and processing device capable of detecting peripheral position of wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウェーハの外周位置を検出するウェーハの検出方法及びウェーハの外周位置を検出することが可能な加工装置に関する。 The present invention relates to a wafer detection method for detecting the outer peripheral position of a wafer and a processing apparatus capable of detecting the outer peripheral position of the wafer.
半導体製造プロセスにおけるウェーハの研削において、例えば外周部分が丸く面取りされたウェーハを研削して薄化すると、ウェーハの外周部は、外周部に向かって尖ったエッジ状に形成される。そして、この尖ったエッジが原因となってウェーハの外周の強度が低下することで、ウェーハの外周に衝撃が加わった際にウェーハが割れやすくなるという問題、所謂ウェーハのシャープエッジの問題がある。このシャープエッジによるウェーハ割れを防ぐために、ウェーハを研削し薄化する前に、ウェーハの外周の面取り部分を切削等により円形状にトリミングし除去することにより、薄化後のウェーハに尖ったエッジが形成されないようにするウェーハの加工方法がある(例えば、特許文献1参照)。 In grinding a wafer in a semiconductor manufacturing process, for example, when a wafer whose outer peripheral portion is chamfered is rounded and thinned, the outer peripheral portion of the wafer is formed in a sharp edge shape toward the outer peripheral portion. Further, since the strength of the outer periphery of the wafer is lowered due to the sharp edge, there is a problem that the wafer is easily broken when an impact is applied to the outer periphery of the wafer, that is, a so-called sharp edge problem of the wafer. In order to prevent the wafer from being cracked by this sharp edge, the chamfered portion of the outer periphery of the wafer is trimmed and removed into a circular shape by cutting or the like before grinding and thinning the wafer, so that the sharpened edge is removed from the thinned wafer. There is a wafer processing method that prevents the wafer from being formed (see, for example, Patent Document 1).
また、上記特許文献1に記載されているような除去加工を切削ブレードでウェーハに施すための装置がある(例えば、特許文献2参照)。このような装置においては、ウェーハに異物が付着することを防ぐために、例えば、ウェーハは、ウェーハの裏面の外周部分のみを保持する環状保持面を有した保持ユニットで保持された状態で加工される。 Further, there is an apparatus for performing removal processing as described in Patent Document 1 on a wafer with a cutting blade (see, for example, Patent Document 2). In such an apparatus, in order to prevent foreign matters from adhering to the wafer, for example, the wafer is processed while being held by a holding unit having an annular holding surface that holds only the outer peripheral portion of the back surface of the wafer. .
そして、ウェーハへ切削ブレードを切り込ませる位置は、例えば特許文献3に開示されているように、撮像手段でウェーハの外周縁領域を撮像して形成した撮像画像から外周縁を検出して決定しており、この撮像画像から検出したウェーハの外周縁から所定距離だけ径方向内側の位置を切削ブレードで周方向に向かって切削している。 The position at which the cutting blade is cut into the wafer is determined by detecting the outer periphery from the captured image formed by imaging the outer periphery region of the wafer with the imaging means, as disclosed in Patent Document 3, for example. A position radially inward from the outer peripheral edge of the wafer detected from the captured image is cut in the circumferential direction by a cutting blade.
しかし、ウェーハを撮像する際の光量や形成された撮像画像の画像処理が適切でない場合には、実際の外周縁位置と異なる位置をウェーハの外周縁として検出してしまうおそれがある。よって、ウェーハの外周縁位置を検出する場合には、実際の外周縁位置と異なる位置をウェーハの外周縁として検出してしまうおそれを低減するという課題がある。 However, if the amount of light at the time of imaging the wafer or the image processing of the formed captured image is not appropriate, a position different from the actual outer peripheral position may be detected as the outer peripheral edge of the wafer. Therefore, when detecting the outer peripheral edge position of the wafer, there is a problem of reducing the possibility of detecting a position different from the actual outer peripheral edge position as the outer peripheral edge of the wafer.
上記課題を解決するための本発明は、ウェーハを保持する保持面を有した保持テーブルと、該保持テーブルで保持されたウェーハに光を照射する光照射器と該保持テーブルで保持されたウェーハを撮像し撮像画像を形成するカメラとを有した撮像手段と、を備えた装置を用いてウェーハの外周位置を検出するウェーハの検出方法であって、該保持テーブルでウェーハを保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該保持テーブルで保持されたウェーハに該光照射器から複数の階層の光量を照射し該カメラで撮像してウェーハの外周縁を含む撮像画像を複数形成する撮像画像形成ステップと、該撮像画像形成ステップを実施した後、複数の階層の光量毎に撮像された該撮像画像をそれぞれ複数の階層のスライスレベルで二値化して二値化画像を形成する二値化ステップと、該二値化ステップで形成された該二値化画像における白い画素と黒い画素との境界をウェーハの外周縁の座標位置として検出し記録するウェーハ外周位置検出ステップと、該ウェーハ外周位置検出ステップで記録された位置座標が最も密集する座標位置の光量とスライスレベルとを最適値として設定する光量スライスレベル設定ステップと、を備えたウェーハの検出方法である。 The present invention for solving the above problems includes a holding table having a holding surface for holding a wafer, a light irradiator for irradiating light to the wafer held by the holding table, and a wafer held by the holding table. A wafer detection method for detecting an outer peripheral position of a wafer using an apparatus provided with an imaging means having a camera for imaging and forming a captured image, the holding step for holding the wafer on the holding table; After carrying out the holding step, a captured image that irradiates the wafer held by the holding table with a plurality of levels of light from the light irradiator and picks up images with the camera to form a plurality of picked-up images including the outer peripheral edge of the wafer After performing the formation step and the captured image formation step, the captured image captured for each light quantity of the plurality of layers is binarized at each slice level of the plurality of layers. A binarization step for forming a binarized image, and a wafer outer periphery for detecting and recording a boundary between a white pixel and a black pixel in the binarized image formed in the binarization step as a coordinate position of the outer peripheral edge of the wafer A wafer detection method comprising: a position detection step; and a light quantity slice level setting step for setting the light quantity and slice level of coordinate positions where the position coordinates recorded in the wafer outer periphery position detection step are most densely set as optimum values. is there.
前記ウェーハ外周位置検出ステップで記録された位置座標が最も密集する座標位置の光量とスライスレベルとがそれぞれ複数の階層に至る場合、複数の階層のそれぞれの中央値を最適値として前記光量スライスレベル設定ステップで設定すると好ましい。 When the light quantity and slice level at the coordinate position where the position coordinates recorded in the wafer outer peripheral position detection step are most densely reach a plurality of layers, the light intensity slice level setting is made with the median value of the plurality of layers as the optimum value. It is preferable to set in steps.
また、上記課題を解決するための本発明は、ウェーハを保持する保持面を有した保持テーブルと、該保持テーブルで保持されたウェーハに光を照射する光照射器と該保持テーブルで保持されたウェーハを撮像し撮像画像を形成するカメラとを有した撮像手段と、該保持テーブルで保持されたウェーハを加工する加工手段と、少なくとも該加工手段を制御する制御手段と、を備えた加工装置であって、該制御手段は、該保持テーブルで保持されたウェーハに該光照射器から複数の階層の光量を照射し該カメラで撮像して形成したウェーハの外周縁を含む撮像画像を複数形成する撮像画像形成部と、複数の階層の光量毎に形成された該撮像画像をそれぞれ複数の階層のスライスレベルで二値化して二値化画像を形成する二値化処理部と、該二値化処理部で形成された該二値化画像における白い画素と黒い画素との境界をウェーハの外周縁の座標位置として検出し記録するウェーハ外周位置検出部と、該ウェーハ外周位置検出部で記録された位置座標が最も密集する座標位置の光量とスライスレベルとを最適値として設定する光量スライスレベル設定部と、を備えた加工装置である。 In addition, the present invention for solving the above problems is a holding table having a holding surface for holding a wafer, a light irradiator for irradiating light to the wafer held by the holding table, and the holding table. A processing apparatus comprising: an imaging unit having a camera that images a wafer and forms a captured image; a processing unit that processes the wafer held by the holding table; and a control unit that controls at least the processing unit. The control unit forms a plurality of captured images including the outer peripheral edge of the wafer formed by irradiating the wafer held by the holding table with a plurality of levels of light from the light irradiator and imaging the wafer. A binarization processing unit that binarizes the captured image formed for each light quantity of a plurality of layers at a slice level of the plurality of layers to form a binarized image, and the binarization A wafer outer periphery position detection unit that detects and records a boundary between white pixels and black pixels in the binarized image formed by the processing unit as a coordinate position of the outer periphery of the wafer, and recorded by the wafer outer periphery position detection unit The processing apparatus includes a light amount slice level setting unit that sets the light amount and the slice level at the coordinate positions where the position coordinates are most dense as optimum values.
前記ウェーハ外周位置検出部で記録された位置座標が最も密集する座標位置の光量とスライスレベルとがそれぞれ複数の階層に至る場合、複数の階層のそれぞれの中央値を最適値として前記光量スライスレベル設定部で設定すると好ましい。 When the light quantity and slice level at the coordinate position where the position coordinates recorded by the wafer outer peripheral position detection section are most densely reach a plurality of layers, the light intensity slice level is set with the median value of the plurality of layers as the optimum value. It is preferable to set in parts.
本発明に係るウェーハの検出方法は、保持テーブルで保持されたウェーハに光照射器から複数の階層の光量を照射しカメラで撮像してウェーハの外周縁を含む撮像画像を複数形成する撮像画像形成ステップと、撮像画像形成ステップを実施した後、複数の階層の光量毎に撮像された撮像画像をそれぞれ複数の階層のスライスレベルで二値化して二値化画像を形成する二値化ステップと、二値化ステップで形成された二値化画像における白い画素と黒い画素との境界をウェーハの外周縁の座標位置として検出し記録するウェーハ外周位置検出ステップとを実施した後、ウェーハ外周位置検出ステップで記録された位置座標が最も密集する座標位置の光量とスライスレベルとを最適値として設定する光量スライスレベル設定ステップを実施することで、光量スライスレベル設定ステップで得ることができた最適な光量でのカメラによるウェーハの撮像及び光量スライスレベル設定ステップで得ることができた最適なスライスレベルでの撮像画像の二値化が可能となり、実際の外周縁位置と異なる位置をウェーハの外周縁として検出してしまうおそれを低減できる。 In the wafer detection method according to the present invention, a plurality of captured images including the outer peripheral edge of the wafer are formed by irradiating the wafer held by the holding table with a plurality of levels of light from the light irradiator and imaging with the camera. And a binarization step of binarizing a captured image captured for each light quantity of a plurality of hierarchies at a slice level of the plurality of hierarchies to form a binarized image after performing the step and the captured image forming step, After performing the wafer outer periphery position detecting step for detecting and recording the boundary position between the white pixel and the black pixel in the binarized image formed in the binarizing step as the coordinate position of the outer periphery of the wafer, the wafer outer periphery position detecting step The light intensity slice level setting step for setting the light intensity and slice level at the coordinate position where the position coordinates recorded in the Therefore, it is possible to image the wafer with the optimal light amount obtained at the light intensity slice level setting step and binarize the image captured at the optimal slice level obtained at the light intensity slice level setting step. The risk of detecting a position different from the actual outer peripheral edge position as the outer peripheral edge of the wafer can be reduced.
以下に、本発明に係る加工装置1を用いて、ウェーハの外周位置を検出する方法について説明する。 Below, the method to detect the outer periphery position of a wafer using the processing apparatus 1 which concerns on this invention is demonstrated.
1 最適条件の設定
(1)保持ステップ
図1に示すウェーハWは、円盤状の半導体ウェーハ(例えば、シリコンウェーハ)であり、その表面Waには、デバイス領域Wa1と、デバイス領域Wa1を囲む外周領域Wa2とが設けられている。デバイス領域Wa1は、格子状に配列された分割予定ラインSで複数の領域に区画されており、各領域にはIC等のデバイスDがそれぞれ形成されている。ウェーハWの外周縁Wdは面取り加工されており断面が略円弧状になっている。
1 Setting of Optimum Conditions (1) Holding Step A wafer W shown in FIG. 1 is a disk-shaped semiconductor wafer (for example, a silicon wafer), and a surface area Wa includes a device area Wa1 and an outer peripheral area surrounding the device area Wa1. Wa2 is provided. The device region Wa1 is divided into a plurality of regions by the planned division lines S arranged in a lattice pattern, and a device D such as an IC is formed in each region. The outer peripheral edge Wd of the wafer W is chamfered and has a substantially arcuate cross section.
図1に示す加工装置1は、ウェーハWに切削加工を施す装置であるとともに、ウェーハWの外周位置を検出することができる装置である。加工装置1に備えられ図1に示すウェーハWを吸引保持する保持テーブル30は、テーブル本体300の外周に環状保持部301が+Z方向に突出するように形成されており、この環状保持部301に囲繞されるように中央に凹み部が形成されている。環状保持部301の上面は、保持テーブル30に載置されたウェーハWの裏面Wbの外周部を吸引保持する環状の保持面301aとなっている。環状保持面301aには、図示しない環状溝又は吸引孔が形成されており、環状溝又は吸引孔には吸引源302が連通している。なお、保持テーブル30は、少なくともZ軸方向を軸として回転可能である。
A processing apparatus 1 shown in FIG. 1 is an apparatus that performs a cutting process on a wafer W and can detect an outer peripheral position of the wafer W. A holding table 30 provided in the processing apparatus 1 for sucking and holding the wafer W shown in FIG. 1 is formed on the outer periphery of the table
保持ステップでは、ウェーハWを、ウェーハWの中心が保持テーブル30の回転中心に位置するよう位置付けた後、ウェーハWの表面Waが上側になるように保持テーブル30の環状保持面301a上に載置する。そして、環状保持面301aに連通する図示しない吸引源を作動させ、保持テーブル30の環状保持面301a上でウェーハWの裏面Wbの外周部分を吸引してウェーハWを吸引保持する。
In the holding step, the wafer W is positioned on the
(2)撮像画像形成ステップ
加工装置1に備える図2に示す撮像手段2は、保持テーブル30で保持されたウェーハWに光を照射する光照射器20と、保持テーブル30で保持されたウェーハWを撮像し撮像画像を形成するカメラ21とを少なくとも有している。光照射器20は、光源200(例えば、LED又はキセノンランプ等)から発する光の光量を、電圧調整器201によって調整できるようになっている。光照射器20には光ファイバー202が接続されており、光源200から発せられた光は、光ファイバー202内を通ってカメラ21の内部に到達する。カメラ21は、外部光が遮光されたケース210と、ケース210内に配設され光照射器20から発せられ光ファイバー202を介して入射した光を下方に向けて反射して方向変換するハーフミラー211と、ハーフミラー211の下側に配設されハーフミラー211で反射した光が入光する対物レンズ212と、ハーフミラー211の上側に配設された撮像素子213とを備えている。ハーフミラー211は、光照射器20から発せられ光ファイバー202を介して入射した光をウェーハWに導く機能と、ウェーハWからの反射光を透過させて撮像素子213に導く機能とを有している。対物レンズ212の光軸は、保持テーブル30に保持されたウェーハWの表面Waに対して直交している。撮像素子213は、ウェーハWからの反射光を受光し、対応する画像を出力する。なお、撮像手段2は、上下動可能であるとともに、水平面方向に移動可能であってもよい。カメラ21には、CPU及びメモリ等の記憶素子等から構成される制御手段9が接続されている。
(2) Captured Image Forming Step The imaging means 2 shown in FIG. 2 provided in the processing apparatus 1 includes a
撮像画像形成ステップでは、図2に示すように、カメラ21の撮像領域内にウェーハWの外周縁Wdがおさまるように、ウェーハWがカメラ21の下方に位置付けられる。その状態で、電圧調整器201によって調整された所定の電圧が光源200に印加されると、光源200は、印加された電圧に対応する光量の光を発する。光源200から発せられた光は、光ファイバー202を通り、ハーフミラー211で反射し、対物レンズ212を介してウェーハWに照射される。そして、ウェーハWからの反射光が、対物レンズ212により集光され、撮像素子213に結像することで、カメラ21によりウェーハWの外周縁Wdを含む撮像画像が形成される。
In the captured image forming step, as shown in FIG. 2, the wafer W is positioned below the
制御手段9は、複数の階層の光量を照射してカメラ21によって撮像したウェーハの外周縁Wdを含む撮像画像を複数形成する撮像画像形成部90を備えており、撮像画像形成部90は、電圧調整器201により光源200に印加する電圧を調整して、光照射器20のウェーハWに対する照射光量を、例えば1%から100%まで1%ずつ変化させて、図3に示すように、カメラ21によりウェーハWの外周縁Wdを含み照射光量が異なる撮像画像G1、撮像画像G2、・・・撮像画像Gk、・・・、撮像画像Gm(mは、本実施形態では100となる。)を形成する。図3においては、形成された撮像画像G1、撮像画像G2、・・・撮像画像Gk・・・、撮像画像Gmを重ねて示している。なお、撮像画像G1、撮像画像G2、・・・撮像画像Gk・・・、撮像画像Gmの形成のための撮像は、カメラ21の高さ位置及びX軸Y軸平面上における位置を固定して行う。形成された計100枚の撮像画像G1、撮像画像G2、・・・撮像画像Gk・・・、撮像画像Gmには、ウェーハWの外周縁の一部及び背景部分(保持テーブル30の環状保持面301aの一部)が表示されている。撮像画像G1、撮像画像G2、・・・撮像画像Gk・・・、撮像画像Gmは、カメラ21から制御手段9の撮像画像形成部90に転送される。
The control unit 9 includes a captured image forming unit 90 that forms a plurality of captured images including the outer peripheral edge Wd of the wafer imaged by the
(3)二値化ステップ
図2に示すように、制御手段9は、複数の階層の光量毎に形成された撮像画像をそれぞれ複数の階層のスライスレベルで二値化して二値化画像を形成する二値化処理部91を備えている。撮像画像形成部90が形成した図3に示す撮像画像G1、撮像画像G2、・・・撮像画像Gk・・・、撮像画像Gmは、二値化処理部91に転送される。
(3) Binarization Step As shown in FIG. 2, the control means 9 binarizes the captured images formed for the light amounts of the plurality of hierarchies at the slice levels of the plurality of hierarchies to form a binarized image. A binarization processing unit 91 is provided. The captured image G1, the captured image G2,..., The captured image Gk..., And the captured image Gm, which are formed by the captured image forming unit 90 and shown in FIG.
二値化処理部91は、複数の階層の光量毎に撮像された撮像画像G1、撮像画像G2、・・・撮像画像Gk・・・、撮像画像Gmを、複数の階層のスライスレベル(閾値)でそれぞれ二値化して複数の二値化画像を形成する。すなわち、二値化処理部91は、例えば、1画素の輝度が0〜255により表示されている複数の撮像画像G1、撮像画像G2、・・・撮像画像Gk・・・、撮像画像Gmを、例えばスライスレベルより輝度値の小さい画素を0とし、スライスレベルより輝度値の大きい画素を255として、二値化画像に変換する。図4に示すように、撮像画像G1に対して、それぞれ二値化スライスレベルの値を0〜255の範囲で1ずつ変化させ、それぞれのスライスレベルを基準として二値化処理を施して、二値化画像G10、G11・・・、G1j、・・・二値化画像G1n(nは255である)を形成する。二値化画像G10、二値化画像G11・・・、二値化画像G1j、・・・二値化画像G1nにおいては、各々設定したスライスレベル未満の輝度値を有する画素を画像中で黒で表示し、設定したスライスレベル以上の輝度値を有する画素を画像中で白で表示している。二値化処理部91は、光量の異なる撮像画像G2〜Gmに対しても同様の処理を行う。このようにして、1枚の撮像画像あたり256枚の二値化画像が形成されることにより、計25600枚の二値化画像が形成される。 The binarization processing unit 91 converts the picked-up image G1, the picked-up image G2,..., The picked-up image Gk,. Respectively to form a plurality of binarized images. That is, the binarization processing unit 91, for example, displays a plurality of captured images G1, captured images G2,... Captured images Gk,. For example, a pixel having a luminance value lower than the slice level is set to 0, and a pixel having a luminance value higher than the slice level is set to 255, which is converted into a binary image. As shown in FIG. 4, the binarized slice level value is changed by 1 in the range of 0 to 255 for the captured image G1, and binarization processing is performed on the basis of each slice level. Binary images G1 0 , G1 1 ..., G1 j ,..., And binary images G1 n (n is 255) are formed. In the binarized image G1 0 , the binarized image G1 1 ..., The binarized image G1 j ,..., The binarized image G1 n is a pixel having a luminance value less than the set slice level. The pixel having a luminance value equal to or higher than the set slice level is displayed in white in the image. The binarization processing unit 91 performs the same processing on the captured images G2 to Gm having different light amounts. In this way, 256 binarized images are formed for each captured image, so that a total of 25600 binarized images are formed.
(4)ウェーハ外周位置検出ステップ
図2に示すように、制御手段9は、二値化処理部91で形成された二値化画像における白い画素と黒い画素との境界をウェーハの外周縁の座標位置として検出し記録するウェーハ外周位置検出部92を備えている。ウェーハ外周位置検出部92は、例えば、撮像画像G1に対する二値化画像G10を、図5に示すように、例えば解像度1600×1200の仮想的な出力画面B上に白い画素及び黒い画素に分割して表示し、白い画素と黒い画素との境界のX軸Y軸平面上における座標(x、y)を、ウェーハWの外周縁Wdの座標位置として検出する。そして、図6に示すX軸Y軸座標系上に、検出した各座標を黒点としてプロットし記録していく。図6に示すように、X軸Y軸座標系上には、検出された各座標がウェーハWの円弧に近似する弧状にプロットされていく。
(4) Wafer Perimeter Position Detection Step As shown in FIG. 2, the control means 9 determines the boundary between the white pixel and the black pixel in the binarized image formed by the binarization processing unit 91 as the coordinates of the outer peripheral edge of the wafer. A wafer outer peripheral
同様に、図4に示す撮像画像G1に対する残り255枚の二値化画像G11、G12・・・、G1j、・・・二値化画像G1nからも、それぞれウェーハWの外周縁Wdの座標位置を検出し、図6に示すX軸Y軸座標系上に、取得した各座標をさらにプロットし記録していく。こうして、ウェーハ外周位置検出部92は、撮像画像G1に対する計256枚の二値化画像G10〜二値化画像G1nを基に、ウェーハWの外周縁Wdの座標位置をX軸Y軸座標系上にプロットしたプロット図E1を作成する。
Similarly, from the remaining 255 binarized images G1 1 , G1 2 ... G1 j ,... Binarized image G1 n with respect to the captured image G1 shown in FIG. The coordinate position is detected, and each acquired coordinate is further plotted and recorded on the X-axis and Y-axis coordinate system shown in FIG. In this way, the wafer outer peripheral
さらに、ウェーハ外周位置検出部92は、残りの撮像画像G2〜Gmに対するそれぞれの256枚の二値化画像についても、撮像画像G1に対してプロット図E1を作成したのと同様に、それぞれのプロット図にプロットしていく。したがって、本実施形態では、ウェーハ外周位置検出部92は、ウェーハWの外周縁Wdの座標位置をX軸Y軸座標系にプロットしたプロット図を、計100図作成する。
Further, the wafer outer peripheral
ウェーハ外周位置検出ステップは、上記のように実施していく以外にも、例えば、以下のように実施してもよい。まず、二値化ステップにおいて取得したすべての二値化画像が、図2に示す二値化処理部91から制御手段9に備えるウェーハ外周位置検出部92に送信される。
The wafer outer peripheral position detecting step may be performed as follows, for example, in addition to being performed as described above. First, all the binarized images acquired in the binarization step are transmitted from the binarization processing unit 91 shown in FIG. 2 to the wafer outer peripheral
ウェーハ外周位置検出部92は、例えば図4に示す撮像画像G1に対する二値化画像G10を、図7に示すように、例えば解像度1600×1200の仮想的な出力画面B上に白い画素及び黒い画素に分割して表示する。さらに、仮想的な出力画面B上に、Y座標が一定であるX軸方向に延びる破線で示す直線L3を設定し、二値化画像G10領域内の白い画素と黒い画素との境界と破線L3との交点(x、y)の座標を、ウェーハWの外周縁Wdの座標位置として検出し、図8に示すように、X軸Y軸座標系上に、取得した1つの座標をプロット(図8中の黒点)して記録していく。
Wafer outer
同様に、ウェーハ外周位置検出部92は、撮像画像G1に対する残り255枚の二値化画像G11、G12・・・、G1j、・・・二値化画像G1nからも、各二値化画像領域内の白い画素と黒い画素との境界と破線L3との交点(x、y)の座標を、それぞれウェーハWの外周縁Wdの座標位置として各々1つずつ検出し、図8に示すように、X軸Y軸座標系上に、取得した各座標をさらにプロットし記録していく。すなわち、二値化画像G11〜二値化画像G1nにおける同一Y座標上の各1点をプロットし記憶していく。そして、ウェーハ外周位置検出部92は、撮像画像G1に対する計256枚の二値化画像G10〜二値化画像G1nを基にウェーハWの外周縁Wdの座標位置をX軸Y軸座標系にプロットしたプロット図F1を作成する。図8に示すように、プロット図F1のX軸Y軸座標系上には、同一Y座標上に検出した各座標がX軸方向に向かって直線状に256個プロットされる。なお、仮想的な出力画面B上に、X座標が一定であるY軸方向に延びる直線を設定し、二値化画像G10〜二値化画像G1nにおける各二値化画像領域内の白い画素と黒い画素との境界とY軸方向に平行に延びる直線との交点(x、y)をそれぞれプロットして記憶していくものとしてもよい。
Similarly, the wafer outer peripheral
さらに、ウェーハ外周位置検出部92は、撮像画像G2〜Gmに対する二値化画像についても、プロット図F1を作成したのと同様に、ウェーハWの外周縁Wdの座標位置をX軸Y軸座標系にプロットしたプロット図を作成する。したがって、本実施形態では、ウェーハ外周位置検出部92は、ウェーハWの外周縁Wdの座標位置をX軸Y軸座標系にプロットしたプロット図を、計100図作成する。
Further, the wafer outer peripheral
(5)光量スライスレベル設定ステップ
図2に示すように、制御手段9は、ウェーハ外周位置検出部92で記録された位置座標が最も密集する座標位置の光量とスライスレベルとを最適値として設定する光量スライスレベル設定部93を備えている。まず、図6に示すプロット図E1を含む計100図のプロット図が、ウェーハ外周位置検出部92から光量スライスレベル設定部93に転送される。光量スライスレベル設定部93は、例えば、図6に示すプロット図E1中に黒点で示される位置座標が最も密集する座標を特定し、この領域内にある各座標をプロットした際に用いた二値化画像を、二値化画像G10〜二値化画像G1nの中から特定する。さらに、光量スライスレベル設定部93は、特定した二値化画像から、特定した二値化画像を形成した際のスライスレベルを特定する。例えば、特定した二値化画像がG1j(例えば、jは140)1つである場合には、特定されるスライスレベルもスライスレベルj(例えば、スライスレベル140)となるが、特定した二値化画像が二値化画像G1j−1、二値化画像G1j、二値化画像G1j+1のように3つである場合には、特定されるスライスレベルもスライスレベル(j−1)、スライスレベルj、スライスレベル(j+1)、すなわち、スライスレベル139、スライスレベル140、スライスレベル141となる。
(5) Light quantity slice level setting step As shown in FIG. 2, the control means 9 sets the light quantity and slice level at the coordinate position where the position coordinates recorded by the wafer outer
光量スライスレベル設定部93は、残り99図のプロット図について、同様にスライスレベルを特定していく。例えば、すべてのプロット図から特定されたスライスレベルが、スライスレベルj(例えば、スライスレベル140)1つとなった場合には、スライスレベル140を最適値として決定する。すべてのプロット図から特定されたスライスレベルが、スライスレベル(j−1)、スライスレベルj、スライスレベル(j+1)、すなわち、スライスレベル139、スライスレベル140、スライスレベル141のように3つにまたがる場合には、3つのスライスレベルの中で値が真ん中である値、すなわち中央値であるスライスレベル140を最適値として最終的に決定する。 The light amount slice level setting unit 93 specifies slice levels in the same manner for the remaining 99 plots. For example, when the slice level specified from all the plot diagrams becomes one slice level j (for example, slice level 140), the slice level 140 is determined as the optimum value. The slice levels specified from all plot diagrams span three levels: slice level (j−1), slice level j, slice level (j + 1), that is, slice level 139, slice level 140, and slice level 141. In this case, the value having the middle value among the three slice levels, that is, the slice level 140 that is the median value is finally determined as the optimum value.
光量スライスレベル設定部93は、スライスレベル140を最適値として決定した後、図2に示す光照射器20からのウェーハWに対する照射光量の最適値を決定する。例えば、プロット図E1を含む100枚のプロット図を、スライスレベル140で形成された二値化画像を基にしたプロットのみで構成されるプロット図へとそれぞれ変換する。さらに、変換後の各プロット図を、それぞれのプロット図におけるX軸Y軸を一致させて、同一平面上に重ねて表示して出力し、例えば、バイプロット図を作成する。光量スライスレベル設定部93は、例えば、バイプロット図から位置座標が最も密集する領域を特定し、この領域内にある各座標をプロットした際に用いた二値化画像を、100枚の二値化画像G1140、二値化画像G2140、・・・、二値化画像Gm140の中から特定する。さらに、光量スライスレベル設定部93は、特定した二値化画像から、特定した二値化画像の二値化前の撮像画像を特定する。例えば、特定した撮像画像が1枚のみであり、この1枚が照射光量55%で撮像されたものである場合には、特定される光照射器20のウェーハWに対する最適な照射光量も55%となる。例えば、特定した撮像画像が3枚あり、この三枚がそれぞれ照射光量が54%、55%、56%で撮像されたものである場合には、3つの照射光量の中で値が真ん中である値、すなわち中央値である照射光量55%を最適値として最終的に決定する。なお、図6に示すプロット図E1を含むウェーハWの外周縁Wdの座標位置をX軸Y軸座標系にプロットした計100図のプロット図の代わりに、図8に示すプロット図F1を含む計100図のプロット図を用いて、上記と同様に、スライスレベル及び照射光量の最適値を決定してもよい。この場合は、二値化画像中の外周縁の一部を利用すればよいため、最適条件を求める処理に要する時間を短縮することができる。
After determining the slice level 140 as the optimum value, the light amount slice level setting unit 93 determines the optimum value of the irradiation light amount from the
2 ウェーハの外周位置の検出及びウェーハの加工
光量スライスレベル設定ステップを実施した後、光量スライスレベル設定部93が最終的に最適値として決定したスライスレベル140及び照射光量55%という条件を用いて、加工装置1によりウェーハWを円形状にトリミングする切削加工を行う。
2 Detection of wafer outer peripheral position and processing of wafer After performing the light amount slice level setting step, the light amount slice level setting unit 93 finally determines the optimum value as the slice level 140 and the irradiation light amount 55%, Cutting processing for trimming the wafer W into a circular shape is performed by the processing apparatus 1.
まず、図2に示すように、カメラ21の撮像領域内にウェーハWの外周縁Wdがおさまるように、ウェーハWがカメラ21の下方に位置付けられる。そして、制御手段9は、光量スライスレベル設定部93に記憶された最適条件を読み込み、電圧調整器201により光源200に印加する電圧を調整して、光照射器20から照射光量55%で光をウェーハWに対して照射し、図9に示すウェーハWの外周縁Wdを含む撮像画像G55を形成する。
First, as shown in FIG. 2, the wafer W is positioned below the
形成された撮像画像G55は、図2に示すカメラ21から制御手段9に転送され、制御手段9の二値化処理部91によってスライスレベル140で二値化されることで、図9に示す二値化画像G55140が形成される。二値化処理部91からウェーハ外周位置検出部92に二値化画像G55140が転送され、ウェーハ外周位置検出部92は、二値化画像G55140を、図10に示すように、例えば解像度1600×1200の仮想的な出力画面B上に白い画素及び黒い画素に分割して表示し、二値化画像G55140領域内の白い画素と黒い画素との境界のX軸Y軸平面上における各座標(x、y)を、ウェーハWの外周縁Wdの座標位置として次々に検出していく。
The formed captured image G55 is transferred from the
このように、上記最適条件の設定の段階において、ウェーハWの外周縁を確実に検出するための光量及びスライスレベルの条件を求め、その条件の下で、実際に加工するウェーハWを撮像して外周縁Wdを検出することにより、実際の外周縁位置と異なる位置をウェーハWの外周縁Wdとして検出してしまうおそれを低減できる。 In this way, at the stage of setting the optimum conditions, the light quantity and slice level conditions for reliably detecting the outer periphery of the wafer W are obtained, and the wafer W to be actually processed is imaged under those conditions. By detecting the outer peripheral edge Wd, the possibility of detecting a position different from the actual outer peripheral edge position as the outer peripheral edge Wd of the wafer W can be reduced.
ウェーハ外周位置検出部92によって、ウェーハWの外周縁Wdの座標位置が検出された後、保持テーブル30に保持されたウェーハWが、図11に示す加工装置1に備える加工手段6の直下に位置付けられる。図11に示すように、保持テーブル30に保持されたウェーハWを加工する加工手段6は、切削手段であり、軸方向がY軸方向であるスピンドル60と、スピンドル60を回転駆動するモータ62と、スピンドル60の先端部に装着された切削ブレード63とを備えており、モータ62がスピンドル60を回転駆動することに伴って、切削ブレード63も高速回転する。さらに、ウェーハ外周位置検出部92が二値化画像G55140から検出したウェーハWの外周縁Wdの座標位置を基準として、加工手段6をY軸方向に移動し、検出したウェーハWの外周縁Wdから所定距離だけ径方向内側の位置に切削ブレード63を位置付ける。例えば、切削ブレード63の端面の約2/3が、ウェーハWの外周縁Wdを含むウェーハWの外周領域Wa2に接触するように切削ブレード63が位置付けられる。
After the coordinate position of the outer peripheral edge Wd of the wafer W is detected by the wafer outer
次いで、モータ62がスピンドル60を+Y方向側から見て反時計回り方向に高速回転させることで、スピンドル60に固定されたブレード63を+Y方向側から見て反時計回り方向に高速回転させる。さらに、加工手段6が−Z方向に下降し、切削ブレード63をウェーハWの表面Waから所定深さ切り込ませる。切削ブレード63の切込み深さは、例えば、ウェーハWのトリミング加工後に実施する研削加工におけるウェーハWの研削量に基づいて決定される。切削ブレード63を所定の高さ位置まで切込み送りした後、切削ブレード63を+Y方向側から見て時計回り方向に高速回転させ続けた状態で、保持テーブル30を+Z方向側から見て反時計方向に360度回転させることで、ウェーハWの外周縁Wd全周を切削しトリミングする。他のウェーハWについても、設定された同じ条件の下で外周縁Wdを検出し、トリミングしていく。
Next, the
このように、最適条件の設定の段階において、ウェーハWの外周縁Wdを確実に検出するための光量及びスライスレベルの条件を求め、その条件の下で、実際に加工するウェーハWを撮像して外周縁Wdを検出し、その位置を基準としてブレード63を切り込ませるため、所望の位置を切削することができる。
Thus, at the stage of setting the optimum conditions, the light quantity and slice level conditions for reliably detecting the outer peripheral edge Wd of the wafer W are obtained, and the wafer W to be actually processed is imaged under those conditions. Since the outer peripheral edge Wd is detected and the
なお、本発明に係るウェーハの外周位置を検出するウェーハの検出方法は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ウェーハWに照射する光の光量及び二値化時のスライスレベルの階層は、本実施形態の例には限定されない。 The wafer detection method for detecting the outer peripheral position of the wafer according to the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the amount of light applied to the wafer W and the slice level hierarchy at the time of binarization are not limited to the example of this embodiment.
1:加工装置
30:保持テーブル 300:テーブル本体 301:環状保持部
301a:環状保持面 302:吸引源
2:撮像手段 20:光照射器 200:光源 201:電圧調整器
202:光ファイバー 21:カメラ 210:ケース 211:ハーフミラー
212:対物レンズ 213:撮像素子
6:加工手段 60:スピンドル 62:モータ 63:切削ブレード
9:制御手段 90:撮像画像形成部 91:二値化処理部
92:ウェーハ外周位置検出部 93:光量スライスレベル設定部
W:ウェーハ Wa:ウェーハの表面 Wb:ウェーハの裏面 Wa1:デバイス領域
Wa2:外周領域 S:分割予定ライン D:デバイス Wd:外周縁
1: Processing device 30: Holding table 300: Table body 301:
Claims (4)
該保持テーブルでウェーハを保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、該保持テーブルで保持されたウェーハに該光照射器から複数の階層の光量を照射し該カメラで撮像してウェーハの外周縁を含む撮像画像を複数形成する撮像画像形成ステップと、
該撮像画像形成ステップを実施した後、複数の階層の光量毎に撮像された該撮像画像をそれぞれ複数の階層のスライスレベルで二値化して二値化画像を形成する二値化ステップと、
該二値化ステップで形成された該二値化画像における白い画素と黒い画素との境界をウェーハの外周縁の座標位置として検出し記録するウェーハ外周位置検出ステップと、
該ウェーハ外周位置検出ステップで記録された位置座標が最も密集する座標位置の光量とスライスレベルとを最適値として設定する光量スライスレベル設定ステップと、を備えたウェーハの検出方法。 A holding table having a holding surface for holding the wafer; a light irradiator for irradiating light to the wafer held by the holding table; and a camera for imaging the wafer held by the holding table and forming a picked-up image. A wafer detection method for detecting the outer peripheral position of the wafer using an apparatus equipped with an imaging means,
A holding step for holding the wafer on the holding table;
After carrying out the holding step, a captured image that irradiates the wafer held by the holding table with a plurality of levels of light from the light irradiator and picks up images with the camera to form a plurality of picked-up images including the outer peripheral edge of the wafer Forming step;
After performing the captured image forming step, a binarization step of binarizing the captured image captured for each light quantity of a plurality of layers at a slice level of the plurality of layers to form a binarized image;
A wafer outer peripheral position detecting step for detecting and recording a boundary between a white pixel and a black pixel in the binarized image formed in the binarizing step as a coordinate position of the outer peripheral edge of the wafer;
A wafer detection method comprising: a light amount slice level setting step for setting the light amount and slice level at coordinate positions where the position coordinates recorded in the wafer outer peripheral position detection step are most densely set as optimum values.
該制御手段は、
該保持テーブルで保持されたウェーハに該光照射器から複数の階層の光量を照射し該カメラで撮像して形成したウェーハの外周縁を含む撮像画像を複数形成する撮像画像形成部と、
複数の階層の光量毎に形成された該撮像画像をそれぞれ複数の階層のスライスレベルで二値化して二値化画像を形成する二値化処理部と、
該二値化処理部で形成された該二値化画像における白い画素と黒い画素との境界をウェーハの外周縁の座標位置として検出し記録するウェーハ外周位置検出部と、
該ウェーハ外周位置検出部で記録された位置座標が最も密集する座標位置の光量とスライスレベルとを最適値として設定する光量スライスレベル設定部と、を備えた加工装置。 A holding table having a holding surface for holding the wafer; a light irradiator for irradiating light to the wafer held by the holding table; and a camera for imaging the wafer held by the holding table and forming a picked-up image. A processing apparatus comprising: the imaging means; a processing means for processing the wafer held by the holding table; and a control means for controlling at least the processing means,
The control means includes
A picked-up image forming unit that forms a plurality of picked-up images including the outer peripheral edge of the wafer formed by irradiating the wafer held by the holding table with a plurality of levels of light from the light irradiator and picked up by the camera;
A binarization processing unit that binarizes the captured images formed for each light quantity of a plurality of layers at a slice level of the plurality of layers to form a binarized image;
A wafer outer peripheral position detection unit that detects and records a boundary between a white pixel and a black pixel in the binarized image formed by the binarization processing unit as a coordinate position of the outer peripheral edge of the wafer;
A processing apparatus comprising: a light amount slice level setting unit that sets the light amount and slice level at coordinate positions where the position coordinates recorded by the wafer outer periphery position detection unit are most densely set as optimum values.
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