JP2022039182A - アライメント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アライメント工程に先立つ焦点合わせをすばやく完了させることが可能なアライメント方法を提供する。【解決手段】本発明においては、アライメント工程に先立って、ウェーハの表面に対して光軸が斜めになるように配設された撮像ユニットを用いてウェーハの表面を撮像する。そして、本発明においては、この撮像によって形成された画像の隣接する画素のコントラストの総和が最も高い領域（すなわち、この画像のうち最も焦点が合っている領域）を参照して加工すべき分割予定ラインの加工送り方向に対する傾きを判定する。その結果、本発明においては、焦点合わせのために撮像ユニットを上下方向に移動させる必要がなく、アライメント工程に先立つ焦点合わせをすばやく完了させることが可能となる。【選択図】図４

Description

本発明は、アライメント方法に関する。

ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の半導体デバイスのチップは、携帯電話及びパーソナルコンピュータ等の各種電子機器において不可欠の構成である。このようなチップは、一般的に、格子状の分割予定ラインによって区画された複数の領域のそれぞれに半導体デバイスが形成されたウェーハを分割予定ラインに沿って分割することで製造される。

ウェーハの分割は、例えば、切削ブレードが装着された加工装置を用いて行われる（例えば、特許文献１参照）。このような加工装置においては、加工すべき分割予定ラインが加工送り方向に平行になるようにウェーハを回転させるアライメント工程を実施してからウェーハを加工する（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００－８７２８２号公報 特開平７－１０６４０５号公報

アライメント工程は、例えば、ウェーハを撮像可能な撮像ユニットを用いて行われる。具体的には、撮像ユニットを有する加工装置においては、撮像ユニットによる撮像によって形成されたウェーハの画像を参照して加工すべき分割予定ラインの加工送り方向に対する傾きを判定し、この分割予定ラインが加工送り方向に平行になるようにウェーハを回転させることでアライメント工程が実施される。

この傾きを精度よく判定するためには、撮像ユニットによる撮像の際の焦点（ピント）がウェーハに合っていることが重要である。そのため、撮像ユニットを有する加工装置においては、一般的に、この判定に用いられる画像を形成するための撮像に先立って焦点合わせが行われる。このような焦点合わせは、例えば、以下の順序で行われる。

まず、ウェーハの上方に位置する撮像ユニットを上下方向に移動させながら複数回の撮像を行う。次いで、形成された複数枚の画像のそれぞれに含まれる隣接する画素のコントラスト（明暗の差）の総和を比較する。最後に、コントラストの総和が最も高くなる画像を撮像した際の撮像ユニットの位置に撮像ユニットを移動させる。

なお、焦点が合った画像では被撮像物の輪郭等が鮮明になるため、焦点が合っている領域におけるコントラストの総和は、焦点が合っていない画像におけるコントラストの総和よりも高くなる。そのため、形成された複数枚の画像のうちコントラストの総和が最も高くなる画像は、その他の画像よりもウェーハに焦点が合っている画像であると認められる。すなわち、コントラストの総和が最も高くなる画像を撮像した際の撮像ユニットの位置は、撮像ユニットによる撮像の焦点がウェーハに合う位置である。したがって、上述の焦点合わせは、この位置に撮像ユニットを移動させることで完了する。

このように焦点合わせを行う場合、アライメント工程に先立って撮像ユニットを上下方向に移動させるための時間が必要となり、この時間はウェーハの加工効率を低下させる原因になり得る。この点に鑑み、本発明の目的は、アライメント工程に先立つ焦点合わせをすばやく完了させることが可能なアライメント方法を提供することである。

本発明によれば、交差する複数の分割予定ラインによって区画され表面に複数のデバイスが形成されたウェーハを該分割予定ラインに沿って加工する際に、加工すべき該分割予定ラインが加工送り方向に平行になるように該ウェーハを回転させるアライメント方法であって、該ウェーハの表面に対して光軸が斜めになるように撮像ユニットを配設して斜めから該ウェーハの表面を撮像して画像を形成する撮像工程と、該画像の一部の領域を構成し、それぞれが複数の画素によって構成される所定の数の行に含まれる隣接する画素のコントラストの総和の算出を該所定の数の行によって構成される異なる複数の領域に対して行って、コントラストの総和が最も高くなる領域を特定する特定工程と、該画像の該該コントラストの総和が最も高くなる領域を参照して加工すべき該分割予定ラインの該加工送り方向に対する傾きを判定し、該分割予定ラインが該加工送り方向に平行になるように該ウェーハを回転させるアライメント工程と、を含むアライメント方法が提供される。

本発明においては、アライメント工程に先立って、ウェーハの表面に対して光軸が斜めになるように配設された撮像ユニットを用いてウェーハの表面を撮像する。この場合、この撮像の際の撮像視野に含まれるウェーハの表面と、撮像ユニットとの間隔は、ウェーハの表面の場所によって変化する。

そのため、この撮像によって形成された画像には、相対的にみて、焦点が合っている領域（すなわち、隣接する画素のコントラストの総和が最も高い領域）と、焦点が合っていない領域とが含まれることになる。そして、本発明においては、この撮像によって形成された画像のうち最も焦点が合っている領域を参照して加工すべき分割予定ラインの加工送り方向に対する傾きを判定する。

その結果、本発明においては、焦点合わせのために撮像ユニットを上下方向に移動させる必要がなく、アライメント工程に先立つ焦点合わせをすばやく完了させることが可能となる。

図１は、フレームユニットを模式的に示す斜視図である。 図２は、加工装置の一例を模式的に示す斜視図である。 図３は、制御ユニットを模式的に示す機能ブロック図である。 図４は、アライメント方法の一例を示すフローチャートである。 図５は、撮像ユニットのヘッドと、フレームユニットを吸引保持するチャックテーブルとの位置関係を模式的に示す断面図である。 図６は、ウェーハの表面の画像を模式的に示す図である。 図７は、ウェーハの表面を模式的に示す上面図である。 図８は、撮像ユニットのヘッドと、フレームユニットを吸引保持するチャックテーブルとの位置関係を模式的に示す断面図である。 図９は、撮像ユニットのヘッドと、フレームユニットを吸引保持するチャックテーブルとの位置関係を模式的に示す断面図である。 図１０は、加工装置の変形例を模式的に示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、加工装置によって分割されるウェーハを含むフレームユニットを模式的に示す斜視図である。図１に示されるフレームユニット１は、円盤状の形状を有するウェーハ１１を備える。

ウェーハ１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の半導体材料からなる。ウェーハ１１の表面１１ａ側は、互いに交差する複数の分割予定ライン１３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１５が形成されている。

なお、本実施形態では、ウェーハ１１がシリコン等の半導体材料でなることを想定しているが、ウェーハ１１の材質、形状、構造及び大きさ等に制限はない。ウェーハ１１は、例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂及び金属等の材料でなっていてもよい。同様に、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ及び配置等にも制限はない。

ウェーハ１１の裏面１１ｂには、粘着テープ１７が貼着されている。粘着テープ１７は、力が加えられると伸びる樹脂製のフィルムである。さらに、粘着テープ１７の外周部分は、内径がウェーハ１１の直径よりも大きい環状のフレーム１９に貼着される。

図１に示されるフレームユニット１においては、ウェーハ１１の裏面１１ｂに粘着テープ１７が貼着されている。さらに、粘着テープ１７の外周部分がフレーム１９に貼着されて、粘着テープ１７がフレーム１９の開口を塞ぐ。これにより、ウェーハ１１は、粘着テープ１７を介してフレーム１９に支持された状態になる。

図２は、ウェーハ１１を加工する加工装置（切削装置２）を模式的に示す斜視図である。例えば、図２に示される切削装置２は、チャックテーブル２４にフレームユニット１が吸引保持された状態で、切削ユニット５０を用いてウェーハ１１を切削することで個々のチップを製造する。なお、以下の説明で用いられるＸ軸方向（加工送り方向、前後方向）、Ｙ軸方向（割り出し送り方向、左右方向）及びＺ軸方向（切り込み送り方向、高さ方向）は、図２に示される方向を意味し、互いに直交している。

切削装置２は、各構成要素を支持する基台４を有する。基台４上には、チャックテーブル２４のＸ軸方向に沿った移動を制御するチャックテーブル移動機構６が設けられている。チャックテーブル移動機構６は、基台４の上面に固定された、Ｘ軸方向に概ね平行な一対のＸ軸ガイドレール８を有する。

一対のＸ軸ガイドレール８には、Ｘ軸移動プレート１０がＸ軸方向にスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動プレート１０の下面（裏面）側には、ボールねじを構成するナット（不図示）が設けられている。このナットには、Ｘ軸ガイドレール８に概ね平行なＸ軸ボールねじ軸１２が回転可能に連結（螺合）されている。

Ｘ軸ボールねじ軸１２の一端部には、Ｘ軸パルスモータ１４が連結されている。そのため、Ｘ軸パルスモータ１４によってＸ軸ボールねじ軸１２を回転させれば、Ｘ軸移動プレート１０は、Ｘ軸ガイドレール８に沿ってＸ軸方向に移動する。

チャックテーブル移動機構６の周りには、ウェーハ１１等を切削する際に使用される切削水の廃液等を一時的に貯留するウォーターケース１６が設けられている。ウォーターケース１６内に貯留された廃液は、ドレーン（不図示）等を介して切削装置２の外部に排出される。

Ｘ軸移動プレート１０の上面側（表面側）には、テーブルベース１８を介して円柱状のθテーブル２０が設けられている。θテーブル２０の周囲には、矩形状の上面を有するカバー２２が設けられている。

θテーブル２０の上面には、フレームユニット１を載置することが可能な円盤状のチャックテーブル２４が設けられている。チャックテーブル２４は、θテーブル２０に収容されたモータ等の回転駆動源（不図示）に連結されている。この回転駆動源を動作させると、チャックテーブル２４が回転する。

チャックテーブル２４は、ステンレス鋼等の金属で形成された円盤状の枠体２４ａを有する。枠体２４ａは、上方に向かって設けられている円環状の側壁を有し、この側壁によって凹部が画定されている。この凹部には、多孔質セラミックスで形成され、凹部の内径と概ね同じ外径を有する円盤状のポーラス板２４ｂが固定されている。

ポーラス板２４ｂは、枠体２４ａに形成されている流路を介して真空ポンプ等の吸引源（不図示）に連結されている。この吸引源を動作させると、ポーラス板２４ｂの上面（チャックテーブル２４の保持面）には負圧が発生する。この負圧が生じることによって、チャックテーブル２４に載置されたフレームユニット１がチャックテーブル２４に吸引保持される。

基台４上には、チャックテーブル移動機構６を跨ぐ様に配置された、門型の支持構造３０が設けられている。支持構造３０の前面（表面）には、切削ユニット５０のＹ軸方向及びＺ軸方向に沿った移動を制御する切削ユニット移動機構３２が設けられている。

切削ユニット移動機構３２は、支持構造３０の前面に固定された一対のＹ軸ガイドレール３４を有する。一対のＹ軸ガイドレール３４のそれぞれは、Ｙ軸方向に概ね平行に配置されている。

一対のＹ軸ガイドレール３４には、２つのＹ軸移動プレート３６がＹ軸方向にスライド可能に取り付けられている。２つのＹ軸移動プレート３６のそれぞれの後面（裏面）側には、ボールねじを構成するナット（不図示）が設けられている。

Ｙ軸移動プレート３６の後面側に設けられたナットには、Ｙ軸ボールねじ軸３８が回転可能に連結（螺合）されている。Ｙ軸ボールねじ軸３８は、一対のＹ軸ガイドレール３４に概ね平行に配置されている。

Ｙ軸ボールねじ軸３８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ４０が連結されている。そのため、Ｙ軸パルスモータ４０によってＹ軸ボールねじ軸３８を回転させれば、Ｙ軸移動プレート３６は、Ｙ軸ガイドレール３４に沿ってＹ軸方向に移動する。この時、切削ユニット５０もＹ軸移動プレート３６と共にＹ軸方向に移動する。

また、切削ユニット移動機構３２は、各Ｙ軸移動プレート３６の前面（表面）に固定された一対のＺ軸ガイドレール４２を有する。一対のＺ軸ガイドレール４２のそれぞれは、Ｚ軸方向に概ね平行に配置されている。

一対のＺ軸ガイドレール４２には、１つのＺ軸移動プレート４４がＺ軸方向にスライド可能に取り付けられている。Ｚ軸移動プレート４４の後面側（裏面）には、ナット（不図示）が設けられている。このナットには、Ｚ軸ボールねじ軸４６が回転可能に連結（螺合）されている。Ｚ軸ボールねじ軸４６は、一対のＺ軸ガイドレール４２に概ね平行に配置されている。

Ｚ軸ボールねじ軸４６の一端部には、Ｚ軸パルスモータ４８が連結されている。そのため、Ｚ軸パルスモータ４８によってＺ軸ボールねじ軸４６を回転させれば、Ｚ軸移動プレート４４は、Ｚ軸ガイドレール４２に沿ってＺ軸方向に移動する。この時、切削ユニット５０もＺ軸移動プレート４４と共にＺ軸方向に移動する。

Ｚ軸移動プレート４４の下部には、ウェーハ１１を切削する切削ユニット５０が固定されている。切削ユニット５０は、長手部がＹ軸方向に概ね平行に配置された筒状のスピンドルハウジング５２を有する。

スピンドルハウジング５２には、長手部がＹ軸方向と概ね平行に配置された円柱状のスピンドル（不図示）が収容されている。このスピンドルは、回転可能な状態でスピンドルハウジング５２によって支持される。

チャックテーブル２４に近接する側のスピンドルの一端部は、スピンドルハウジング５２の外に突出し、この一端部には環状の切刃を有する切削ブレード５４が装着されている。

切削ブレード５４は、例えば、金属等でなる環状の基台と、基台の外周縁に沿って形成された環状の切刃とが一体となって構成された、ハブタイプの切削ブレードである。ハブタイプの切削ブレードの切刃は、ダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ：ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等でなる砥粒がニッケル等の結合材によって固定された電鋳砥石によって構成される。

また、切削ブレード５４として、砥粒が金属、セラミックス又は樹脂等でなる結合材によって固定された環状の切刃によって構成される、ワッシャータイプの切削ブレードを用いてもよい。

スピンドルの他端部は、スピンドルハウジング５２に収容されるサーボモータ等の回転駆動源（不図示）に連結されている。そのため、この回転駆動源でスピンドルを回転させれば、切削ブレード５４も回転する。

図２に示される切削装置２では、チャックテーブル移動機構６によるチャックテーブル２４のＸ軸方向に沿った移動と、θテーブル２０に収容される回転駆動源によるチャックテーブル２４の回転と、切削ユニット移動機構３２による切削ユニット５０のＹ軸方向及びＺ軸方向に沿った移動と、スピンドルハウジング５２に収容される回転駆動源による切削ブレード５４の回転とが異時又は同時に制御される。

例えば、切削装置２では、チャックテーブル２４に吸引保持されたフレームユニット１のウェーハ１１を切削ブレード５４が切削する際に、チャックテーブル移動機構６によるチャックテーブル２４のＸ軸方向に沿った移動と、回転駆動源による切削ブレード５４の回転とが同時に行われる。

また、スピンドルハウジング５２の前面（表面）側には、長手部がＸ軸方向に概ね平行に配置された配線ハウジング５５が設けられている。配線ハウジング５５は、例えば、各種の配線（例えば、後述の撮像ユニット５６に電力を供給する配線及び撮像ユニット５６によって撮像された被写体の画像を形成するための信号を伝達する配線）（不図示）と、モータ等の回転駆動源（不図示）とを収容する。

配線ハウジング５５のチャックテーブル２４側の側面の先端近傍からは、概ねＹ軸方向に沿って延在するシャフト５７が突出している。シャフト５７の一端部は、配線ハウジング５５に収容された回転駆動源に連結されている。また、シャフト５７の内部は空洞になっており、配線ハウジング５５に収容された配線は、この空洞を延在する。

シャフト５７の他端部は、可視光でウェーハ１１等を撮像する撮像ユニット５６に固定されている。具体的には、撮像ユニット５６は、光学系ハウジング５８を有し、配線ハウジング５５の側面と対向する光学系ハウジング５８の側面にシャフト５７の他端部が固定されている。光学系ハウジング５８は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源と、レンズ及びミラー等のレンズユニットと、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の撮像素子とを収容する。

光学系ハウジング５８の下面には、対物レンズを収容するヘッド６０が固定されている。撮像ユニット５６は、光軸のＸ軸方向に対する傾きが変化するように回転可能である。具体的には、配線ハウジング５５に収容された回転駆動源でシャフト５７を回転させれば、撮像ユニット５６も回転する。撮像ユニット５６は、例えば、光軸と、Ｘ軸方向とがなす角の角度が所定の範囲（例えば、１５°～９０°）の間で変化するように回転する。

切削装置２の前面（表面）側には、タッチパネル６２が配置されている。タッチパネル６２は、例えば、オペレータからの指示を切削装置２へ入力するための入力ユニットとして機能するタッチセンサと、該オペレータに向けて各種の情報を出力するための出力ユニットとして機能するディスプレイとによって構成される。

該タッチセンサは、例えば、静電容量方式のタッチセンサ又は抵抗膜方式のタッチセンサ等である。また、該ディスプレイは、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等である。

さらに、切削装置２は、上記の構成要素以外の構成要素を有していてもよい。例えば、切削装置２は、フレームユニット１をチャックテーブル２４へ搬入し、また、チャックテーブル２４から搬出する搬送ユニットを有していてもよい。

切削装置２の構成要素の動作は、内蔵の制御ユニットによって制御される。図３は、切削装置２に内蔵される制御ユニット６４を模式的に示す機能ブロック図である。なお、図３には、制御ユニット６４の構成要素のみならず、それらと関連する切削装置２のその他の構成要素（例えば、入力ユニット６２ａ（例えば、タッチパネル６２のタッチセンサ）及び出力ユニット６２ｂ（例えば、タッチパネル６２のディスプレイ））も示されている。

制御ユニット６４は、切削装置２の構成要素を制御するための信号を生成する処理部６６と、処理部６６において用いられる各種の情報（データ及びプログラム等）を記憶する記憶部６８とを有する。

なお、処理部６６の機能は、記憶部６８に記憶されたプログラムを読みだして実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって具現される。また、記憶部６８の機能は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の半導体メモリと、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶装置との少なくとも一つによって具現される。

処理部６６は、駆動部７０、撮像部７２及び判定部７４を有する。処理部６６においては、駆動部７０、撮像部７２及び判定部７４が異時又は同時に処理を行う。また、処理部６６は、駆動部７０、撮像部７２及び判定部７４以外の機能部を有していてもよい。例えば、処理部６６は、上記の搬送ユニットを制御する搬送部を有していてもよい。

駆動部７０は、入力ユニット６２ａから入力される信号に応じて、チャックテーブル移動機構６と、チャックテーブル２４を回転させる回転駆動源と、切削ユニット移動機構３２と、切削ブレード５４を回転させる回転駆動源とによって具現されている駆動ユニット７６を制御する。駆動部７０は、例えば、チャックテーブル２４に吸引保持されたフレームユニット１のウェーハ１１を切削するように駆動ユニット７６を制御する。

この時、駆動部７０は、記憶部６８に記憶された各種の情報（例えば、過去の切削における切削条件）を読みだして駆動ユニット７６を制御してもよい。また、駆動部７０は、記憶部６８に新たな情報（例えば、今回の切削における切削条件）を記憶させてもよい。

また、駆動部７０は、駆動ユニット７６における加工条件及び加工の進捗状況等をオペレータに向けて出力するために出力ユニット６２ｂを制御してもよい。例えば、駆動部７０は、加工条件及び加工の進捗状況等を示すテキストが表示されるようにタッチパネル６２のディスプレイを制御してもよい。

撮像部７２は、入力ユニット６２ａから入力される信号に応じて、撮像ユニット５６を制御する。撮像部７２は、例えば、チャックテーブル２４に吸引保持されたフレームユニット１のウェーハ１１を撮像するように撮像ユニット５６を制御する。また、撮像部７２は、撮像ユニット５６の光軸と、Ｘ軸方向とがなす角が所定の角度（例えば、４５°）となるようにシャフト５７を回転させる回転駆動源を制御する。

この時、撮像部７２は、記憶部６８に記憶された、各種の情報（例えば、過去の撮像における撮像条件）を読みだして撮像ユニット５６を制御してもよい。また、撮像部７２は、記憶部６８に新たな情報（例えば、今回の撮像における撮像条件及び撮像ユニット５６の光軸と、Ｘ軸方向とがなす角の角度の具体的な値）を記憶させてもよい。

また、撮像部７２は、撮像ユニット５６による撮像によって形成された画像をオペレータに向けて出力するために出力ユニット６２ｂを制御してもよい。例えば、撮像部７２は、この画像の一部又は全部が表示されるようにタッチパネル６２のディスプレイを制御してもよい。

判定部７４は、ウェーハ１１の画像を参照して、ウェーハ１１の加工すべき分割予定ライン１３の加工送り方向（Ｘ軸方向）に対する傾きを判定する。なお、判定部７４が参照する画像は、撮像ユニット５６の光軸がウェーハ１１の表面に対して斜めになるように撮像部７２がシャフト５７を回転させる回転駆動源を制御した状態での撮像によって形成される画像である。具体的には、判定部７４は、以下の順序で当該傾きを判定する。

まず、判定部７４は、ウェーハ１１の画像の一部の領域を構成し、それぞれが複数の画素によって構成される所定の数の行に含まれる隣接する画素のコントラストの総和を算出する。例えば、この画像が１２８０行１０２４列に配列された画素によって構成されている場合、判定部７４は、３０行（１行目～３０行目）１０２４列の領域に含まれる全ての画素を抽出して、この領域に含まれる隣接する画素のコントラストの総和を算出する。

次いで、判定部７４は、コントラストの総和が算出された領域とは異なる複数の領域のそれぞれのコントラストの総和を算出する。なお、この複数の領域のそれぞれを構成する画素の行数は、コントラストの総和が算出された領域を構成する画素の行数と同じである。例えば、判定部７４は、抽出される画素の行を１行分ずらして、すなわち、２行目から連続する３０行（２行目～３１行目）１０２４列の領域に含まれる全ての画素を抽出して、この領域に含まれる隣接する画素のコントラストの総和を算出する。そして、判定部７４は、同様の処理を最後の連続する３０行（１２５１行～１２８０行）１０２４列の画素に至るまで繰り返す。

なお、ここでは、コントラストの総和が算出される領域を構成する画素の行数が３０であることを前提に説明したが、この画素の行数は３０に限定されない。この画素の行数は、例えば、撮像ユニット５６の被写界深度及び撮像ユニット５６の光軸と、Ｘ軸方向とがなす角の角度等に応じて適宜設定されればよい。

また、ここでは、抽出される画素の行を１行分ずらしながら画素を抽出することを前提に説明したが、画素の抽出方法はこの方法に限定されない。すなわち、判定部７４は、抽出される画素の行を複数行分ずらしながら画素を抽出するようにしてもよい。

このようなコントラストの総和の算出が完了すると、判定部７４は、複数の領域におけるコントラストの総和の値を比較して、この値が最も高くなる領域を特定する。ここで、ウェーハ１１の画像のうち焦点が合っている領域では、被撮像物の輪郭等が鮮明になるため、焦点が合っている領域におけるコントラストの総和は、焦点が合っていない領域におけるコントラストの総和よりも高くなる。

そのため、ウェーハ１１の画像のうちコントラストの総和が最も高くなる領域は、その他の領域よりもウェーハ１１に焦点が合っている領域であると認められる。そこで、判定部７４は、ウェーハ１１の画像のコントラストの総和が最も高くなる領域を参照して、ウェーハ１１の加工すべき分割予定ライン１３が延在する方向の加工送り方向（Ｘ軸方向）に対する傾きを判定する。例えば、判定部７４は、分割予定ライン１３に沿ってウェーハ１１に形成された複数のマークの位置を検出し、この複数のマークを通る直線の加工送り方向（Ｘ軸方向）に対する傾きを判定する。

この時、判定部７４は、記憶部６８に記憶された、各種の情報（例えば、コントラストの総和が算出される領域を構成する画素の行数の具体的な値）を読みだして、ウェーハ１１の加工すべき分割予定ライン１３の加工送り方向（Ｘ軸方向）に対する傾きを判定してもよい。また、判定部７４は、記憶部６８に新たな情報（例えば、ウェーハ１１の加工すべき分割予定ライン１３の加工送り方向（Ｘ軸方向）に対する傾きの具体的な値）を記憶させてもよい。

また、判定部７４は、判定結果をオペレータに向けて出力するために出力ユニット６２ｂを制御してもよい。例えば、判定部７４は、ウェーハ１１の加工すべき分割予定ライン１３の加工送り方向（Ｘ軸方向）に対する傾きの具体的な値等を示すテキストが表示されるようにタッチパネル６２のディスプレイを制御してもよい。

図４は、図２に示される加工装置（切削装置２）におけるアライメント方法の一例を示すフローチャートである。この方法においては、まず、ウェーハ１１の表面に対して光軸が斜めになるように撮像ユニット５６を配設して斜めからウェーハ１１の表面を撮像する（撮像工程：Ｓ１）。

具体的には、撮像ユニット５６の光軸と、Ｘ軸方向とがなす角が所定の角度となるように撮像部７２がシャフト５７を回転させる回転駆動源を制御する。図５は、この時の撮像ユニット５６のヘッド６０と、フレームユニット１を吸引保持するチャックテーブル２４との位置関係を模式的に示す断面図である。

撮像工程（Ｓ１）においては、図５に示されるように、撮像ユニット５６の光軸と、Ｘ軸方向に概ね平行なウェーハ１１の表面とがなす角が９０°未満の角度であるθとなる位置に撮像ユニット５６を回転させる。そして、ウェーハ１１の表面を撮像するように撮像部７２が撮像ユニット５６を制御する。

この時、撮像ユニット５６による撮像の視野には、斜めから見た状態のウェーハ１１の表面が含まれる。図６は、このように撮像されたウェーハ１１の表面の画像を模式的に示す図である。

なお、実際のデバイス１５は、格子状の分割予定ライン１３によって区画されている領域、すなわち、正方形状の領域に形成されている。他方、図６に示される画像は、ウェーハ１１の表面を斜めから撮像することによって形成されたものであるため、デバイス１５が台形状又は平行四辺形状の領域に形成されているように見える。

また、撮像工程（Ｓ１）においては、ウェーハ１１の表面の異なる箇所が撮像されるように撮像ユニット５６による複数回の撮像を行ってもよい。例えば、図７に示されるウェーハ１１の表面のうち箇所２１ａを視野に含む撮像及び箇所２１ｂを視野に含む撮像の２回の撮像を撮像工程（Ｓ１）において行ってもよい。

また、複数回の撮像によって形成される複数の画像が連続するように、撮像工程（Ｓ１）においては、ウェーハ１１を保持するチャックテーブル２４を徐々にＸ軸方向に移動させながら複数回の撮像を行うようにしてもよい。

次いで、撮像工程（Ｓ１）による撮像によって形成された画像からコントラストの総和が最も高くなる領域（すなわち、この画像のうち最も焦点が合っている領域）を特定する（特定工程：Ｓ２）。具体的には、この画像の一部の領域を構成し、それぞれが複数の画素によって構成された所定の数の行に含まれる隣接する画素のコントラストの総和の算出を判定部７４が所定の数の行によって構成される異なる複数の領域に対して行う。

例えば、この画像が１２８０行１０２４列の画素によって構成されている場合、判定部７４は、１行目から所定の行数（例えば、３０行目）までの領域に含まれる全ての画素（例えば、３０行１０２４列）を抽出して、この領域に含まれる隣接する画素のコントラストの総和を算出する。そして、判定部７４は、同様の処理を同数の画素（例えば、３０行１０２４列）によって構成される異なる複数の領域に対して行う。

次いで、特定工程（Ｓ２）によって特定されたコントラストの総和が最も高くなる領域を参照して、分割予定ライン１３が加工送り方向（Ｘ軸方向）に平行になるようにウェーハ１１を回転させる（アライメント工程：Ｓ３）。

具体的には、まず、このコントラストの総和が最も高くなる領域を参照して、ウェーハ１１の切削すべき分割予定ライン１３が延在する方向の加工送り方向（Ｘ軸方向）に対する傾きを判定部７４が判定する。

例えば、判定部７４は、図７に示される箇所２１ａを撮像視野に含む撮像によって形成された画像及び箇所２１ｂを撮像視野に含む撮像によって形成された画像の２枚の画像のそれぞれにおける隣接する画素のコントラストの総和が最も高くなる領域（すなわち、これらの画像のうち最も焦点が合っている領域）を参照する。

そして、判定部７４は、箇所２１ａ及び箇所２１ｂを通る切削すべき分割予定ライン（例えば、図７に示される分割予定ライン１３ａ）が延在する方向を想定し、想定された方向の加工送り方向（Ｘ軸方向）に対する傾きを判定する。例えば、判定部７４は、分割予定ライン１３に沿ってウェーハ１１に形成された複数のマークの位置を検出する。そして、判定部７４は、この複数のマークを通る直線が延在する方向を分割予定ラインが延在する方向であると想定し、この直線が延在する方向の加工送り方向（Ｘ軸方向）に対する傾きを判定する。

この傾きが判定部７４において判定されれば、この傾きが０になるように、駆動部７０がチャックテーブル２４を回転させる回転駆動源を制御する。以上によって、図４に示されるアライメント方法が完了する。

図４に示されるアライメント方法においては、アライメント工程（Ｓ３）に先立って、ウェーハ１１の表面に対して光軸が斜めになるように配設された撮像ユニット５６を用いてウェーハ１１の表面を撮像する。そして、この方法においては、この撮像によって形成された画像の総和が最も高くなる領域（すなわち、この画像のうち最も焦点が合っている領域）を参照して加工すべき分割予定ライン１３の加工送り方向（Ｘ軸方向）に対する傾きを判定する。

その結果、この方法においては、焦点合わせのために撮像ユニットを上下方向に移動させる必要がなく、アライメント工程に先立つ焦点合わせをすばやく完了させることが可能となる。

なお、上述したアライメント方法は本発明の実施形態であって、本発明に係るアライメント方法は上述したアライメント方法に限定されない。

例えば、上述したアライメント方法においては、撮像ユニット５６の光軸の向きを変更するために撮像ユニット５６を回転させていたが、撮像ユニット５６は、固定されていてもよい。すなわち、本発明に係るアライメント方法においては、撮像ユニット５６の光軸と、加工送り方向（Ｘ軸方向）とがなす角が所定の角度になるように撮像ユニット５６が固定されていてもよく、撮像ユニット５６が回転可能であることは不可欠の構成ではない。

また、本発明に係るアライメント方法においては、撮像工程（Ｓ１）で撮像されたウェーハ１１の表面の画像（図６参照）に対して、被撮像物の一部を拡大又は縮小するための画像処理を行った後に、アライメント工程（Ｓ３）を実施するようにしてもよい。すなわち、図６に示される台形状のデバイス１５が実際の形状である正方形状に整形されるようにウェーハ１１の表面の画像に対して画像処理を施してもよい。

また、本発明に係るアライメント方法においては、撮像工程（Ｓ１）でウェーハ１１の表面を撮像する際の撮像ユニット５６及びウェーハ１１の位置関係に基づいて、ウェーハ１１に焦点が合う際の撮像ユニット５６とウェーハ１１との間隔を算出してもよい。

以下では、この点について、図８及び図９を参照して説明する。なお、図８及び図９は、撮像ユニット５６のヘッド６０と、フレームユニット１を吸引保持するチャックテーブル２４との位置関係を模式的に示す断面図である。

切削装置２においては、撮像工程（Ｓ１）でウェーハ１１の表面を撮像する際の、Ｚ軸方法に沿った撮像ユニット５６のヘッド６０とウェーハ１１の表面との間隔（両者の高さの差）ｈ１が予め把握されている（図８参照）。また、切削装置２においては、ウェーハ１１の表面に焦点が合う際の撮像ユニット５６の光軸のＸ軸方向に対する傾きθ１も予め把握されている（図８参照）。

そのため、切削装置２においては、ウェーハ１１に焦点が合う際の撮像ユニット５６とウェーハ１１との間隔Ｄ１が以下の数式で求められる。

そして、撮像ユニット５６の光軸がウェーハ１１の表面に直交し、かつ、撮像ユニット５６とウェーハ１１との間隔が間隔Ｄ１となるように撮像ユニット５６を位置づける（図９参照）。この場合、焦点合わせのために撮像ユニット５６を上下方向に移動させる必要がなく、アライメント工程に先立つ焦点合わせをすばやく完了させることが可能となる。

また、上述したアライメント方法においては、シャフト５７の他端部が連結する箇所を中心として撮像ユニット５６を回転させていたが、撮像ユニット５６は、ヘッド６０の下端の中心の位置が変化しないように回転されてもよい。

図１０は、撮像ユニット５６が回転した場合であってもヘッド６０の下端の中心の位置が変化しない加工装置（切削装置８０）を模式的に示す斜視図である。図１０に示される切削装置８０の構成要素は、シャフト５７と光学系ハウジング５８との間に概ね平行な一面及び他面を有する連結部材５９が設けられている点を除いて、図２に示される切削装置２と共通する。そのため、以下では、連結部材５９以外の構成要素についての説明は省略する。

図１０に示される切削装置８０においては、シャフト５７の他端部が連結部材５９の一面の下方に固定され、また、配線ハウジング５５の側面と対向する光学系ハウジング５８の側面が連結部材５９の他面の上方に固定されている。そして、図１０に示される撮像ユニット５６においては、シャフト５７の中心を通る回転軸Ｌがヘッド６０の下端の中心を通る。

これにより、図１０に示される切削装置８０においては、配線ハウジング５５に収容された回転駆動源でシャフト５７を介して撮像ユニット５６を回転させたとしてもヘッド６０の下端の中心の位置が変化しない。そのため、撮像ユニット５６の回転に伴って、Ｚ軸方向における撮像ユニット５６と被写体との間隔が変化することがない。この場合、上記の間隔Ｄ１の算出が容易になる点で好ましい。

また、上述したアライメント方法においては、光軸とＸ軸方向とがなす角の角度を変更するように撮像ユニット５６を回転させていたが、撮像ユニット５６は、例えば、光軸とＹ軸方向とがなす角の角度を変更するよう回転されてもよい。すなわち、本発明に係るアライメント方法においては、ウェーハ１１の撮像に先立って、ウェーハ１１の表面に対して光軸が斜めになるように撮像ユニット５６を配設すればよく、撮像ユニット５６の傾け方に制限はない。

また、上述したアライメント方法においては、撮像ユニット５６が可視光で被写体を撮像することを前提に説明していたが、撮像ユニット５６は、赤外光又は紫外光で被写体を撮像してもよい。すなわち、本発明に係るアライメント方法においては、撮像に利用される光は、対象物の種類に応じて適宜選択でき、特定の光に限定されない。

その他、上述した実施形態及び変形例にかかる構造及び方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１ ：フレームユニット
１１ ：ウェーハ（１１ａ：表面 １１ｂ：裏面）
１３ ：分割予定ライン
１５ ：デバイス
１７ ：粘着テープ
１９ ：フレーム
２１ａ ：箇所
２１ｂ ：箇所
２１ｃ ：箇所
２ ：切削装置
４ ：基台
６ ：チャックテーブル移動機構
８ ：Ｘ軸ガイドレール
１０ ：Ｘ軸移動プレート
１２ ：Ｘ軸ボールねじ軸
１４ ：Ｘ軸パルスモータ
１６ ：ウォーターケース
１８ ：テーブルベース
２０ ：θテーブル
２２ ：カバー
２４ ：チャックテーブル（２４ａ：枠体 ２４ｂ：ポーラス板）
３０ ：支持構造
３２ ：切削ユニット移動機構
３４ ：Ｙ軸ガイドレール
３６ ：Ｙ軸移動プレート
３８ ：Ｙ軸ボールねじ軸
４０ ：Ｙ軸パルスモータ
４２ ：Ｚ軸ガイドレール
４４ ：Ｚ軸移動プレート
４６ ：Ｚ軸ボールねじ軸
４８ ：Ｚ軸パルスモータ
５０ ：切削ユニット
５２ ：スピンドルハウジング
５４ ：切削ブレード
５５ ：配線ハウジング
５６ ：撮像ユニット
５７ ：シャフト
５８ ：光学系ハウジング
５９ ：連結部材
６０ ：可動ヘッド
６２ ：タッチパネル（６２ａ：入力ユニット ６２ｂ：出力ユニット）
６４ ：制御ユニット
６６ ：処理部
６８ ：記憶部
７０ ：駆動部
７２ ：撮像部
７４ ：判定部
７６ ：駆動ユニット
８０ ：切削装置

Claims (1)

1. 交差する複数の分割予定ラインによって区画され表面に複数のデバイスが形成されたウェーハを該分割予定ラインに沿って加工する際に、加工すべき該分割予定ラインが加工送り方向に平行になるように該ウェーハを回転させるアライメント方法であって、
   該ウェーハの表面に対して光軸が斜めになるように撮像ユニットを配設して斜めから該ウェーハの表面を撮像して画像を形成する撮像工程と、
   該画像の一部の領域を構成し、それぞれが複数の画素によって構成される所定の数の行に含まれる隣接する画素のコントラストの総和の算出を該所定の数の行によって構成される異なる複数の領域に対して行って、コントラストの総和が最も高くなる領域を特定する特定工程と、
   該画像の該該コントラストの総和が最も高くなる領域を参照して加工すべき該分割予定ラインの該加工送り方向に対する傾きを判定し、該分割予定ラインが該加工送り方向に平行になるように該ウェーハを回転させるアライメント工程と、
   を含むアライメント方法。

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