JP5484821B2 - 検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウェーハの外周端に形成された異形状部を検出する検出方法に関するものである。

半導体デバイス製造工程においては、ＩＣやＬＳＩ等のデバイスが表面に形成されたウェーハは、個々のチップに分割される前に裏面が研削・研磨され、所定の厚さに加工される。例えば特許文献１には、チャックテーブルが４個配設されたインデックステーブルを備え、このインデックステーブル上で研磨領域に位置付けられた２個のチャックテーブルに保持されたウェーハを同時に研磨可能な研磨装置が開示されている。

ところで、ウェーハは、外形が略円形形状を有し、その外周端には、通常結晶方位を示すオリエンテーションフラットやノッチ等の異形状部が形成されている。この異形状部は、例えば外周端の一部がウェーハの径方向に切り欠かれた切欠部であり、前述のようなウェーハを研削・研磨するための装置には、この異形状部を検出する機能を備えたものも知られている。

ここで、異形状部を検出する従来の手法を簡単に説明すると、先ず、ウェーハを回転ステージ上に載置する。次に、回転ステージ上でウェーハを回転させながらウェーハの外周端を撮像し、得られた撮像データをもとにウェーハの中心（ウェーハの円弧部を含む円の中心）を算出する。そして、ウェーハの中心を回転ステージの回転軸と一致させた後、再度回転ステージ上でウェーハを回転させながら外周端を撮像することによって、異形状部の位置を検出する。詳細には、ウェーハの外周端は円弧部が大半を占めるため、外周端が円弧部を含む円の円周上から大きく外れた箇所を検出して異形状部の位置とする。

特開平１０−０８６０４８号公報

しかしながら、上記した異形状部を検出するための従来の手法では、異形状部を検出するのに先立ってウェーハの中心を回転ステージの回転軸と一致させる必要がある。このため、ウェーハの中心を算出するためと、異形状部を検出するための少なくとも２度ウェーハの外周端を撮像しなければならず、異形状部の検出に要する時間が長いという問題があった。

本発明は、上記に鑑みて為されたものであり、ウェーハの外周端に形成された異形状部の位置を迅速に検出することができる検出方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる検出方法は、外周端が円弧部と異形状部とから構成されるウェーハを回転ステージ上に載置し、前記ウェーハの外周端の一部を撮像カメラの撮像範囲内に位置付ける載置工程と、前記回転ステージが停止回転角度として予め定められる所定の回転角度において停止した状態で前記撮像カメラによって前記撮像範囲を撮像し、前記撮像範囲内に位置付けられた前記停止回転角度における前記ウェーハの外周端の位置を撮像データとして取得する撮像データ取得工程と、前記回転ステージを次の停止回転角度まで回転させながら前記撮像カメラによって前記撮像範囲を動画的に連続的に撮像し、前記停止回転角度間の前記回転ステージの回転に伴って前記撮像範囲を通過する前記ウェーハの外周端の位置変化を実測データとして連続的に取得する実測データ取得工程と、前記回転ステージの回転を終了するか否かを判定する回転判定工程と、前記回転判定工程で前記回転ステージの回転を終了すると判定するまでの間、前記撮像データ取得工程、前記実測データ取得工程および前記回転判定工程を繰り返し行わせる繰り返し制御工程と、前記撮像データとして取得した前記停止回転角度における外周端の位置の中から前記円弧部上の位置を選択する円弧部位置選択工程と、前記円弧部位置選択工程で選択された前記円弧部上の位置をもとに、前記円弧部を含む円の円周全周の位置が前記撮像範囲に位置付けられたときの前記撮像範囲内における位置変化を前記回転ステージの回転角度毎に表した基準データを作成する基準データ作成工程と、前記実測データとして取得した前記ウェーハの外周端の位置変化を前記基準データと比較して前記異形状部の位置を検出する異形状部検出工程と、を含み、前記異形状部検出工程は、前記実測データとして取得した前記ウェーハの外周端の位置変化と前記基準データとの回転角度毎の差分値を算出し、該差分値が予め定められた所定の閾値を超えている回転角度範囲において前記撮像範囲に位置付けられる外周端の位置を前記異形状部の位置として検出することを特徴とする。

また、本発明にかかる検出方法は、上記発明において、前記円弧部位置選択工程で選択された前記円弧部上の位置をもとに、前記円弧部を含む円の中心を算出することを特徴とする。

また、本発明にかかる検出方法は、上記発明において、前記円弧部位置選択工程は、前記撮像データを、少なくとも３つを１組とした複数組に組分けし、組毎の撮像データの外周端の位置によって定まる円の中心を仮中心として算出する仮中心算出工程を含み、前記複数組毎に算出した各仮中心を比較して他の仮中心から最も大きく外れた仮中心から順に所定数を除外し、該除外した仮中心を算出するのに用いた組を除く各組の撮像データの外周端の位置を前記円弧部上の位置として選択し、前記所定数は、前記異形状部の大きさおよび前記停止回転角度間の角度間隔をもとに予め設定されることを特徴とする。

本発明によれば、回転ステージを停止回転角度で停止させつつ断続的に回転させながら、回転ステージの停止回転角度での停止時において撮像カメラの撮像範囲内に位置付けられたウェーハの外周端の位置を撮像データとして取得するとともに、停止回転角度間の回転ステージの回転時において撮像カメラの撮像範囲を通過するウェーハの外周端の位置変化を実測データとして取得することができる。そして、撮像データである停止回転角度における外周端の位置の中から円弧部上の位置を選択し、選択した円弧部上の位置をもとに円弧部を含む円の円周全周の位置が撮像範囲に位置付けられたときの撮像範囲内における位置変化を回転ステージの回転角度毎に表した基準データを作成することができる。そして、実測データであるウェーハの外周端の位置変化を基準データと比較することによって異形状部の位置を検出することができる。これによれば、ウェーハの外周端を少なくとも１度撮像することで異形状部の位置を検出することができるので、処理時間を短縮でき、ウェーハの外周端に形成された異形状部の位置を迅速に検出することができる。

図１は、研削装置が研削対象とするウェーハの裏面側を示す斜視図である。 図２は、研削装置の構成例を示す斜視図である。 図３は、研削装置を構成する保持手段の構成を説明する斜視図である。 図４は、研削装置を構成する位置合わせ手段の周辺を拡大して示す斜視図である。 図５は、位置合わせ手段の構成を説明する側面図である。 図６は、研削装置の動作手順を示すフローチャートである。 図７は、載置工程を模式的に示す位置合わせ手段の側面図である。 図８は、載置工程を模式的に示す位置合わせ手段の他の側面図である。 図９は、撮像データ取得工程、実測データ取得工程および回転判定工程を説明する説明図である。 図１０は、円算出工程を説明する説明図である。 図１１は、円算出工程を説明する他の説明図である。 図１２は、円算出工程を説明する他の説明図である。 図１３は、基準データの一例を示す図である。 図１４は、異形状部検出工程を説明する説明図である。 図１５は、ウェーハの中心位置合わせを模式的に示す位置合わせ手段の側面図である。 図１６は、方向位置合わせの変形例を説明する説明図である。 図１７は、方向位置合わせ以降のウェーハ保持工程の変形例を説明する説明図である。 図１８は、研削工程の変形例を説明する説明図である。 図１９は、変形例の研削装置で研削加工されたウェーハの裏面側を示す斜視図である。 図２０は、異形状部の他の例を示す斜視図である。

以下、本発明の検出方法、ウェーハ搬入方法および検出装置を実施するための形態について図面を参照して説明する。本実施の形態では、本発明の検出方法、ウェーハ搬入方法および検出装置を適用した研削装置を例示する。

先ず、本実施の形態で例示する研削装置が研削対象とするウェーハについて説明する。図１は、研削装置が研削対象とするウェーハ２０の裏面２１側を示す斜視図である。図１に示すように、ウェーハ２０は外形が略円形形状に形成され、大半を占める円弧部２２と、この円弧部２２の端部を直線で結んだ異形状部の一例であるオリエンテーションフラット２３とを有する。このウェーハ２０の表面側には、図１中に破線で示すように縦横に区画された複数のデバイス２４が全面的に形成される。研削装置は、このウェーハ２０の表面側を所定の保持面上に保持した状態で裏面２１側を研削加工する。なお、オリエンテーションフラット２３は、ウェーハ２０の結晶方位を示している。

ここで、例えばウェーハ２０を５０μｍ以下の薄さに研削加工する場合、ウェーハ２０が反り易くなる。このため、研削装置による研削加工は、ウェーハ２０と略一致する外形形状の保持面によって、ウェーハ２０が反らないようにその表面全域を吸着保持した状態で行われる。このような保持面によってウェーハ２０の表面全域を吸着保持するためには、オリエンテーションフラット２３の位置を検出し、このオリエンテーションフラット２３の位置が対応する保持面内の位置（例えば後述する異形状部保持位置）と合う向きでウェーハ２０を保持面上に搬入する必要がある。そこで、本実施の形態の研削装置は、ウェーハ２０の表面側を保持面上に搬入し、裏面２１を研削加工する前にオリエンテーションフラット２３の位置を検出する。

なお、ウェーハの具体例としては、特に限定されないが、例えば、シリコンウェーハやＧａＡｓ等の半導体ウェーハ、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）系の無機材料基板、板状金属や樹脂等の延性材料、さらには、ミクロンオーダーからサブミクロンオーダーの平坦度（ＴＴＶ：total thickness variation：ウェーハの被研削面である裏面２１を基準面として厚み方向に測定した高さのウェーハ全面における最大値と最小値の差）が要求される各種加工材料が挙げられる。

つぎに、研削装置について説明する。図２は、本実施の形態の研削装置１の構成例を示す斜視図である。また、図３は、研削装置１を構成する保持手段６ａの構成を説明する斜視図である。また、図４は、研削装置１を構成する位置合わせ手段９の周辺を拡大して示す斜視図であり、図５は、位置合わせ手段９の構成を説明する側面図である。

研削装置１は、図２に示すように、例えば、ハウジング２と、２つの研削手段３，４と、ターンテーブル５上に設置された例えば３つの保持手段６ａ〜６ｃと、カセット７，８と、位置合わせ手段９と、搬入手段１０と、搬出手段１１と、洗浄手段１２と、搬出入手段１３と、データ取得手段、円弧部位置選択手段、基準データ作成手段および異形状部検出手段としての制御手段１９とを主に備えている。

研削手段３は、保持手段６ｂの保持面６ｓに直交する回転軸３ａの下端に着脱自在に装着された研削砥石３ｂを有する研削ホイール３ｃをモータ３ｄによって回転させながら保持面６ｓ上に表面側が吸着保持されるウェーハ２０の裏面（上面）２１に押圧することによって、ウェーハ２０の裏面２１に対して所定の研削加工（例えば、粗研削）を施す。研削手段４も同様に、保持手段６ｃの保持面６ｓに直交する回転軸４ａの下端に着脱自在に装着された研削砥石４ｂを有する研削ホイール４ｃをモータ４ｄによって回転させながら保持面６ｓ上に表面側が吸着保持されるウェーハ２０の裏面２１に押圧することによって、ウェーハ２０の裏面２１に対して所定の研削加工（例えば、仕上げ研削）を施す。

これら研削手段３，４は、それぞれ昇降送り手段１５，１６により昇降送り可能に設けられ、研削砥石３ｂ，４ｂを有する研削ホイール３ｃ，４ｃを保持手段６ｂ，６ｃの保持面６ｓ上に表面側が吸着保持されるウェーハ２０の裏面２１に対して研削送り可能に構成されている。これらの昇降送り手段１５，１６は、ハウジング２の上面に設けられた可動ブロック１７，１８に搭載されている。可動ブロック１７，１８は、研削ホイール３ｃ，４ｃが保持手段６ｂ，６ｃ付近の位置でターンテーブル５の半径方向に進退移動するように、図示しない移動機構によってハウジング２に対して可動的に設けられている。

ターンテーブル５上の３つの保持手段６ａ〜６ｃは、例えば１２０度の位相角で等間隔に配設されている。これら保持手段６ａ〜６ｃは、上面に真空チャックを備えたチャックテーブル構造のものであり、平坦に形成された保持面６ｓを有する。また、これら保持手段６ａ〜６ｃは、研削加工時には、不図示の回転駆動機構によって水平面内で回転駆動される。

ターンテーブル５は、ハウジング２の上面に水平面内で回転可能に設けられ、適宜タイミングで回転駆動される。そして、ターンテーブル５は、この回転によって、３つの保持手段６ａ〜６ｃを研削手段３による研削位置（図１中の保持手段６ｂの位置）、研削手段４による研削位置（図１中の保持手段６ｃの位置）および搬入搬出位置（図１中の保持手段６ａの位置）に順次移動させる。

ここで、ターンテーブル５上の保持手段６ａ〜６ｃの構成について、図３を参照して説明する。図３は、搬入搬出位置に位置する保持手段６ａとともに、後述する搬入手段１０によって保持手段６ａの保持面６ｓ上に搬入されるウェーハ２０を示している。なお、ここでは保持手段６ａについて説明するが、保持手段６ｂ，６ｃも同様に構成される。

図３に示すように、保持手段６ａは、吸着保持部６１を備え、この吸着保持部６１の上面が保持面６ｓの中央部分を構成している。上記したように、本実施の形態の研削装置１が研削対象とするウェーハ２０の外周端は、大半を占める円弧部２２とこの円弧部２２の端部を直線で結んだオリエンテーションフラット２３とで構成されている。一方、吸着保持部６１の上面は、ウェーハ２０の外形と略一致する外形形状を有しており、オリエンテーションフラット２３が置かれる異形状部保持位置６１１が形成されている。

詳細は後述するが、ウェーハ２０は、このように構成される保持手段６ａの保持面６ｓ上に、オリエンテーションフラット２３が吸着保持部６１上の異形状部保持位置６１１に置かれる向きで裏面２１を上にして搬入手段１０によって搬入され、吸着保持部６１上に載置されるようになっている。そして、吸着保持部６１は、このようにして保持面６ｓ上に搬入され、吸着保持部６１上に載置されたウェーハ２０の表面全域を真空吸着して保持する。例えば、吸着保持部６１はポーラスセラミックス等から構成され、不図示の吸引機構によって上面に載置されたウェーハ２０の表面全域を吸着保持する。

図２に戻り、カセット７，８は、複数のスロットを有するウエーハ用の収容器である。一方のカセット７は、研削加工前のウェーハ２０を収容し、他方のカセット８は、研削加工後のウェーハ２０を収容する。

位置合わせ手段９は、回転吸着手段９１と、補助吸着手段９２と、撮像カメラ９３とからなる。回転吸着手段９１は、搬出入手段１３によってカセット７から取り出されてこの回転吸着手段９１の回転ステージ９１１上に載置されたウェーハ２０の中心（円弧部２２を含む円の中心；以下、この中心を「Ｗｏ」と表記する。）を算出し、オリエンテーションフラット２３の位置を検出するために用いられ、ウェーハ２０の中心位置合わせおよび方向位置合わせを行う。この位置合わせ手段９は、制御手段１９と協働し、検出装置として機能する。

回転吸着手段９１は、図４および図５に示すように、ウェーハ２０表面の中央部付近を部分的に吸着する第１の吸着面９１１ａを含む回転ステージ９１１と、第１の吸着面９１１ａに対する垂直軸を回転軸９１２として回転ステージ９１１を回転させる吸着面回転駆動部９１３と、ガイド溝９１４に従い第１の吸着面９１１ａの面方向に沿って回転ステージ９１１を所定の方向（ガイド溝９１４の形成方向）に直線的に進退移動させる吸着面進退駆動部９１５とを有する。なお、吸着面回転駆動部９１３は不図示のエンコーダによって回転ステージ９１１の回転角度を検出しており、回転ステージ９１１を任意の角度毎に回転駆動可能な構成となっている。

補助吸着手段９２は、回転ステージ９１１の移動方向に合わせた所定位置に離間配置されたもので、ウェーハ２０表面の第１の吸着面９１１ａが吸着する中央部付近とは異なる箇所を吸着する第２の吸着面９２１ａを含む補助吸着ステージ９２１を有する。第２の吸着面９２１ａは、第１の吸着面９１１ａと同一高さに設定されている。

撮像カメラ９３は、前述の回転ステージ９１１の移動方向に合わせた所定位置において補助吸着手段９２の上方に下向きに配置されたもので、回転ステージ９１１上に吸着保持されたウェーハ２０の外周端の一部を撮像してその位置情報を取得するためのものである。この撮像カメラ９３は、例えばＣＣＤラインセンサで構成され、図４に示すように、取得データ記憶手段９３１と接続されている。取得データ記憶手段９３１は、後述するように撮像カメラ９３によって撮像される撮像データおよび実測データを一時的に記憶しておくためのメモリである。この取得データ記憶手段９３１に記憶された撮像データおよび実測データは制御手段１９によって読み出され、ウェーハ２０の中心Ｗｏを算出してオリエンテーションフラット２３の位置を検出するために用いられる。

搬入手段１０は、図４に示すように、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸とする回転を自在に行う支軸１０１と、この支軸１０１の上端に一端側が配設された搬送アーム部１０２とを備え、搬送アーム部１０２の他端側にウェーハ２０を吸着保持する吸着パッド１０３が配設されて構成される。搬送アーム部１０２は、一端が支軸１０１に連結された第１アーム１０２ａと、一端が第１アーム１０２ａの他端に連結され、第１アーム１０２ａの他端から第１アーム１０２ａの長軸方向に沿って伸縮自在な第２アーム１０２ｂとで構成され、第２アーム１０２ｂの他端に吸着パッド１０３が取り付けられている。この搬入手段１０は、搬送アーム部１０２の回動によって吸着パッド１０３が位置合わせ手段９上方と搬入搬出位置に位置する保持手段６ａ上方との間で移動する。そして、吸着パッド１０３によって位置合わせ手段９で位置合わせされた研削加工前のウェーハ２０の裏面２１を吸着保持し、搬入搬出位置に位置する保持手段６ａの保持面６ｓ上に搬入する。また、この搬入手段１０は、第１アーム１０２ａに対して第２アーム１０２ｂが伸縮することで、吸着パッド１０３が第１アーム１０２ａの長軸方向に沿って伸縮移動可能な構成となっている。

図２に戻り、搬出手段１１は、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸とする回転を自在に行う支軸１１１と、この支軸１１１の上端に一端連結された搬送アーム１１２とを備え、搬送アーム１１２の他端にウェーハ２０を吸着保持する吸着パッド１１３が取り付けられて構成される。この搬出手段１１は、搬入搬出位置に位置する保持手段６ａ上の研削加工後のウェーハ２０の裏面２１を吸着保持し、洗浄手段１２に搬出する。

洗浄手段１２は、研削加工後のウェーハ２０を洗浄し、研削加工された裏面２１に付着している研削屑等のコンタミネーションを除去する。

搬出入手段１３は、例えばＵ字型ハンド１３ａを備えるロボットピックであり、Ｕ字型ハンド１３ａによってウェーハ２０を吸着保持して搬送する。具体的には、搬出入手段１３は、研削加工前のウェーハ２０をカセット７から位置合わせ手段９へ搬出して回転ステージ９１１上に載置するとともに、研削加工後のウェーハ２０を洗浄手段１２からカセット８へ搬入する。

制御手段１９は、マイクロコンピュータ等で構成され、研削装置１を構成する各部の動作を制御して研削装置１を統括的に制御する。本実施の形態では、制御手段１９は、撮像カメラ９３によって撮像されて取得データ記憶手段９３１に記憶された撮像データおよび実測データを読み出して用い、回転ステージ９１１上に載置された研削加工前のウェーハ２０の中心Ｗｏを算出してオリエンテーションフラット２３の位置を検出するための処理を行う。

つぎに、研削装置１の動作について図６〜図１５を参照して説明する。ここで、図６は、本実施の形態における研削装置１の動作手順を示すフローチャートである。研削装置１は、図６のステップＳ１〜ステップＳ１５までの各工程を行うことで検出方法を実施する。また、研削装置１は、図６のステップＳ１〜ステップＳ１７までの各工程を行うことでウェーハ搬入方法を実施する。なお、以下説明する研削装置１の動作は、制御手段１９が装置各部を制御することで実現される。

図６に示すように、本実施の形態の研削装置１は先ず、載置工程として、研削加工前のウェーハ２０を位置合わせ手段９の回転ステージ９１１上に載置し、ウェーハ２０の外周端の一部を撮像カメラ９３の撮像範囲に位置付ける（ステップＳ１）。

図７および図８は、載置工程を模式的に示す位置合わせ手段９の側面図である。この載置工程では、先ず、制御手段１９の制御のもと、搬出入手段１３がＵ字型ハンド１３ａによって研削加工前のウェーハ２０をカセット７から取り出して位置合わせ手段９に搬出し、図７に示すように、ウェーハ２０を回転ステージ９１１上に載置する。このとき、ウェーハ２０は、裏面２１が上側となるように回転ステージ９１１上に載置される。続いて、制御手段１９は、回転ステージ９１１を駆動し、第１の吸着面９１１ａによってウェーハ２０表面を吸着保持させる。なお、ウェーハ２０の中心Ｗｏは、回転ステージ９１１の略中央に位置していればよく、回転軸９１２とずれていてもよい。

その後、制御手段１９は、吸着面進退駆動部９１５を駆動し、回転ステージ９１１をガイド溝９１４に沿って図８中に矢印Ａ１で示すように撮像カメラ９３側に移動させる。これによって、回転ステージ９１１上に吸着保持されているウェーハ２０の外周端の一部が補助吸着手段９２の上方、すなわち撮像カメラ９３の下方に位置し、ウェーハ２０の外周端の一部が撮像カメラ９３の撮像範囲に位置付けられる。

以上の載置工程に続いて、研削装置１は、撮像データ取得工程、実測データ取得工程および回転判定工程を繰り返し行い、回転ステージ９１１を所定角度毎に断続的に回転させながら撮像カメラ９３によってその撮像範囲を撮像し、撮像データおよび実測データを取得していく。

具体的には、図６に示すように、制御手段１９は先ず、撮像データ取得工程として、回転ステージ９１１の回転を停止させた状態で撮像カメラ９３によって撮像範囲を撮像し、撮像データを取得する（ステップＳ３）。取得した撮像データは取得データ記憶手段９３１に出力され、撮像順に格納される。

続いて、制御手段１９は、実測データ取得工程として、吸着面回転駆動部９１３を駆動して回転ステージ９１１を所定角度回転させるとともに、このように回転ステージ９１１を所定角度回転させる制御と並行して撮像カメラ９３によって撮像範囲を動画的に連続撮像し、実測データを取得する（ステップＳ５）。取得した撮像データは取得データ記憶手段９３１に出力され、撮像順に格納される。

そして、制御手段１９は、回転判定工程として、回転ステージ９１１の回転を終了するか否かを判定する。本実施の形態では、制御手段１９は、回転ステージ９１１を１周回転させたか否か（ウェーハ２０を１周回転させたか否か）を判定し、１周回転させた場合に回転ステージ９１１の回転を終了すると判定する（ステップＳ７）。そして、制御手段１９は、繰り返し制御工程として、ステップＳ７の判定結果をもとにステップＳ３〜ステップＳ７の撮像データ取得工程、実測データ取得工程および回転判定工程を繰り返し行わせる。具体的には、制御手段１９は、回転判定工程で回転ステージ９１１を１周回転させたと判定するまでの間（ステップＳ９：Ｎｏ）、ステップＳ３に戻って撮像データ取得工程、実測データ取得工程および回転判定工程の各工程を繰り返し行わせる。回転ステージ９１１の回転角度が３６０度となり、回転ステージ９１１を１周回転させた場合には（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１の円算出工程に移行する。

図９は、撮像データ取得工程、実測データ取得工程および回転判定工程を説明する説明図であり、図９中に一点鎖線で示す撮像カメラ９３の撮像範囲Ｅｃに対して載置工程で位置付けられたウェーハ２０を示している。ここで、撮像カメラ９３は、上記したように例えばＣＣＤラインセンサであり、その検出方向（すなわち撮像範囲Ｅｃ）は、回転ステージ９１１上に載置されたウェーハ２０の図９中に破線で示す円弧部２２を含む円の接線方向と略直交するように、例えば回転ステージ９１１の進退移動方向（ガイド溝９１４の形成方向）に沿って配置される。そして、この撮像カメラ９３は、撮像範囲Ｅｃに位置付けられたウェーハ２０の外周端の位置（ＣＣＤラインセンサの座標）を検出して出力する。したがって、撮像データ取得工程、実測データ取得工程および回転判定工程では、回転ステージ９１１を断続的に回転させながら撮像範囲Ｅｃを撮像することによって、外周端が撮像範囲Ｅｃに位置付けられたときの位置（座標）がウェーハ２０の全周に亘って検出され、撮像データおよび実測データとして取得される。

本実施の形態では、回転ステージ９１１は、図９に示すように、２４度間隔の回転角度を停止回転角度とし、この２４度間隔で停止しつつ回転軸９１２を軸中心として断続的に回転する。そして、ウェーハ２０の初期位置の回転角度（０度）を基準とし、２４度毎の回転ステージ９１１の停止時において各回転角度における外周端の位置を撮像データとして取得する。また、これと並行し、この２４度毎の各回転角度間の回転ステージ９１１の回転時において、回転に伴って撮像範囲Ｅｃを通過する外周端の位置変化を実測データとして連続的に取得する。

なお、回転ステージ９１１を停止させずに回転させたままで撮像カメラ９３によってウェーハ２０の外周端を撮像し、前述の２４度毎の外周端の位置を取得する場合、研削装置１は次のように動作する。すなわち、吸着面回転駆動部９１３の不図示のエンコーダが２４度毎の回転角度を検出した際に検出信号を制御手段１９に通知する。一方で制御手段１９は、エンコーダから検出信号が入力された時点で撮像カメラ９３が取り込んだ位置（座標）を該当する回転角度における外周端の位置として取得する。ここで、この検出信号の通知時における制御手段１９の処理負荷によって、エンコーダから検出信号が出力されてから制御手段１９がこれを受信するまでに遅延が生じる場合がある。そして、この遅延によって、２４度毎の各回転角度における外周端の位置と撮像カメラ９３から取り込まれた外周端の位置とにズレが生じる場合があるが、この遅延は、エンコーダが検出信号を通知したときの制御手段１９の処理負荷に起因するものであるため、事前に想定して補正するのは難しい。そこで、本実施の形態では、回転ステージ９１１を連続的に１周回転させるのではなく、２４度毎の各回転角度で停止させながら回転ステージ９１１を断続的に回転させ、この２４度毎の各回転角度において外周端の位置を適正に取得できるようにしている。

以上の撮像データ取得工程、実測データ取得工程および取得終了判断工程に続いて、研削装置１は、図６に示すように、円算出工程を行い、ウェーハ２０の中心Ｗｏを算出する（ステップＳ１１）。図１０〜図１２は、円算出工程を説明する説明図であり、ウェーハ２０の平面図を示している。また、各図１０〜図１２中において、ウェーハ２０の円弧部２２を含む円を破線で示している。

円算出工程では、制御手段１９は、撮像データ取得工程において回転ステージ９１１を停止させた状態で取得した撮像データを取得データ記憶手段９３１から読み出して用いる。本実施の形態では、図１０に示すように、２４度毎の各回転角度における撮像データである１５点Ｐ１〜Ｐ１５の外周端の位置が撮像データとして取得されており、これら１５点Ｐ１〜Ｐ１５の外周端の位置を用いてウェーハ２０の中心Ｗｏを算出する。具体的には、制御手段１９は先ず、仮中心算出工程に相当する処理として、この１５点Ｐ１〜Ｐ１５の１２０度毎の３点を１組とし、各組の３点によって定まる円の中心（仮中心）をそれぞれ算出する処理を行う。例えば、９６度、２１６度および３３６度の各回転角度における３点Ｐ５，Ｐ１０，Ｐ１５の組に着目すると、ここでの処理によって、これら３点Ｐ５，Ｐ１０，Ｐ１５によって定まる図１１中に一点鎖線で示す円の仮中心Ｏ１が算出される。この処理をその他の各組についても同様に行い、図１２に示すように５組それぞれの仮中心Ｏ１〜Ｏ５を算出する。

その後、制御手段１９は、円弧部位置選択工程に相当する処理として、算出した５組の仮中心をもとに撮像データである５組１５点の外周端の位置の中から円弧部２２上の位置を選択する。そして、ここで選択した円弧部２２上の位置をもとにウェーハ２０の中心Ｗｏを算出する。先ず、算出した５組の仮中心のうち、その位置が大きく外れているものはオリエンテーションフラット２３上の点を含んで算出されたものと考えられるので除外する。例えば、図１１に示した組の３点Ｐ５，Ｐ１０，Ｐ１５は、オリエンテーションフラット２３上の点Ｐ１５を含む。このようなオリエンテーションフラット２３上の点を含む組の円の仮中心は、オリエンテーションフラット２３を含まない組の円の仮中心から大きく外れる。そこで、本実施の形態では、例えば算出した５組の各仮中心を比較し、他の仮中心から最も大きく外れた仮中心から順に２組の仮中心を除外する。具体的には、図１２に示すように、算出した５組の仮中心Ｏ１〜Ｏ５のうち、３組の仮中心Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４に対して大きく外れた２組の仮中心Ｏ１，Ｏ５を除外する。これによって、残った仮中心Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４を算出するのに用いた３組９点の外周端の位置が円弧部２２上の位置として選択される。

なお、ここでは、除外する仮中心を２組としたが、この数は、適宜設定できる。すなわち、研削対象とするウェーハにおけるオリエンテーションフラット等の異形状部の大きさおよび撮像データを取得する停止回転角度間の角度間隔（ここでは２４度毎）からオリエンテーションフラット２３上の位置が含まれる組の数が想定できるので、少なくともその数分の組を除外すればよい。また、回転ステージ９１１の回転軸９１２と載置工程で回転ステージ９１１上に載置されるウェーハ２０の中心Ｗｏとのズレ量の最大値を事前に想定して設定しておき、このズレ量の最大値を加味してオリエンテーションフラット２３上の位置が含まれる組の数を想定するようにしてもよい。

そして、選択した円弧部２２上の位置をもとに、具体的には、残った３組の仮中心Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４を用い、これらの重心を算出してウェーハ２０の中心Ｗｏとする。実際には、画像処理の精度や回転ステージ９１１の回転精度等によってオリエンテーションフラット２３を含まない３組の円の仮中心Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４にズレが生じるが、このように３組の仮中心Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４の重心をウェーハ２０の中心Ｗｏとすることで、中心誤差を低減できる。

以上の円算出工程に続いて、研削装置１は、図６に示すように、基準データ作成工程を行い、撮像データを用いてオリエンテーションフラット２３の位置を検出する際の基準とする基準データを作成する（ステップＳ１３）。基準データ作成工程では、制御手段１９は、円算出工程で円弧部２２上の位置として選択した外周端の位置（図１２の仮中心Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４を算出するのに用いた３組９点の外周端の位置）を用いて基準データを作成する。

先ず、３組の組毎にその３点の外周端の位置をもとにｓｉｎ関数を算出し、組毎の３点によって定まる円の円周上の位置が撮像カメラ９３の撮像範囲に位置付けられたときの撮像範囲内における位置変化を回転ステージ９１１の回転角度毎に表したサインカーブを作成する。そして、３組それぞれについて作成したサインカーブを平均化し、基準データとする。図１３は、横軸を回転ステージ９１１の回転角度、縦軸を撮像カメラ９３の撮像範囲内における位置として基準データの一例をグラフ化した図である。前述のように、基準データは、円算出工程でオリエンテーションフラット２３を含まない組として選択した３組の各組の３点によって定まるｓｉｎ関数のサインカーブを平均化したものである。したがって、この基準データは、ウェーハ２０がオリエンテーションフラット２３を含まない円形形状で形成されていた場合の外周端の位置が撮像カメラ９３の撮像範囲に位置付けられたときの撮像範囲内における位置変化、すなわち円弧部２２を含む円の円周全周の位置が撮像カメラ９３の撮像範囲に位置付けられたときの撮像範囲内における位置変化を回転ステージ９１１の回転角度毎に表したものに相当する。

なお、ここでは、３組の組毎にサインカーブを作成して平均化し、基準データを作成することとした。これに対し、３組の円をもとに、ウェーハ２０の中心Ｗｏとして求めた仮中心Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４（図１２を参照）の重心を中心とする円を円弧部２２を含む円として特定するようにしてもよい。そして、特定した円の円周上の位置が撮像カメラ９３の撮像範囲に位置付けられたときの撮像範囲内における位置変化を回転ステージ９１１の回転角度毎に表したサインカーブを作成し、基準データとしてもよい。

以上の基準データ作成工程に続いて、研削装置１は、図６に示すように、異形状部検出工程を行い、回転ステージ９１１上のウェーハ２０のオリエンテーションフラット２３の位置を検出する（ステップＳ１５）。異形状部検出工程では、制御手段１９は、撮像データ取得工程において回転ステージ９１１を停止させた状態で取得した撮像データおよび実測データ取得工程において回転ステージ９１１を回転させながら取得した実測データを取得データ記憶手段９３１から読み出して用いる。そして、制御手段１９は、基準データ作成工程で作成した基準データと、２４度毎の回転角度間の外周端の位置変化である実測データとを比較することによってオリエンテーションフラット２３の位置を検出する。

図１４は、異形状部検出工程を説明する説明図であり、横軸を回転ステージ９１１の回転角度とし、縦軸を図１４中に向かって左側に示す撮像カメラ９３の撮像範囲内における位置として、本実施の形態を適用して実際に取得した撮像データをもとに作成した基準データのグラフＧ３１を実線で示し、撮像データおよび実測データを回転角度毎に表したグラフＧ３３を一点鎖線で示している。すなわち、グラフＧ３３は、２４度毎の各回転角度における外周端の位置である撮像データと、この２４度毎の回転角度間の外周端の位置変化である実測データとをグラフ化したものである。さらに、図１４では、横軸を共通（回転ステージ９１１の回転角度）とし、縦軸を図１４に向かって右側に示す差分値として、基準データと撮像データおよび実測データとの回転角度毎の差分値を表したグラフＧ３５を二点鎖線で示している。

上記したように、基準データは、円弧部２２を含む円の円周全周の位置が撮像カメラ９３の撮像範囲に位置付けられたときの撮像範囲内における位置変化を回転ステージ９１１の回転角度毎に表したものに相当する。一方、実測データは、前述の通りエンコーダと制御手段１９との通信（検出信号の送受信）時においてデータ取得に遅延が生じる場合があるため、必ずしも基準データと値が一致しない。しかし、実測データのうち、オリエンテーションフラット２３上を撮像して得た値は基準データとの差が大きいため、実測データを基準データと比較することによって、これらの差が大きい部分に対応する回転角度範囲がオリエンテーションフラット２３の位置として特定できる。

具体的には、制御手段１９は、図１４中に二点鎖線でグラフＧ３５として示すように、基準データと実測データとの差分値を回転角度毎に算出する。そして、算出した差分値が、図１４の左側に示す縦軸の差分値の目盛り“０”に対して予め設定される所定の閾値Ｔｈを超えている回転角度範囲を、オリエンテーションフラット２３の位置として検出する。図１４では、回転角度範囲Ｌ３がオリエンテーションフラット２３の位置として検出される。

なお、このようにして得た回転角度範囲Ｌ３をもとに、再度回転ステージ９１１を回転させてこの回転角度範囲Ｌ３における外周端の位置を撮像カメラ９３の撮像範囲に位置付けて撮像し、円弧部２２の詳細な端部位置（詳細なオリエンテーションフラット２３の位置）を撮像カメラ９３の撮像によって検出するようにしてもよい。

以上の異形状部検出工程に続いて、研削装置１は、図６に示すように、ウェーハ保持工程を行ってウェーハ２０表面を保持手段６ａの保持面６ｓ上で吸着保持し（ステップＳ１７）、その後研削工程を行って保持面６ｓ上のウェーハ２０の裏面２１を研削加工する（ステップＳ１９）。

ウェーハ保持工程では、先ず、位置合わせ工程として、位置合わせ手段９においてウェーハ２０の中心位置合わせを行う。図１５は、ウェーハ２０の中心位置合わせを模式的に示す位置合わせ手段９の側面図である。この中心位置合わせでは、制御手段１９は先ず、円算出工程で算出したウェーハ２０の中心Ｗｏと回転ステージ９１１の回転軸９１２とを結ぶ直線と、回転ステージ９１１の進退移動方向（ガイド溝９１４の形成方向）とが平行になるように、吸着面回転駆動部９１３を駆動して回転ステージ９１１を回転させる。これにより、回転軸９１２に対するウェーハ２０の中心Ｗｏのズレ方向が回転ステージ９１１の進退移動方向と一致するようにウェーハ２０の姿勢が修正される。

続いて、制御手段１９は、補助吸着ステージ９２１を駆動してウェーハ２０の一部を第２の吸着面９２１ａによって吸着保持させるとともに、第１の吸着面９１１ａによるウェーハ２０の吸着を解除させる。これにより、回転ステージ９１１は、ウェーハ２０に対して相対移動可能な状態となる。そして、制御手段１９は、吸着面進退駆動部９１５を駆動し、図１５中に矢印Ａ４で示すように、回転軸９１２に対するウェーハ２０の中心Ｗｏのズレ量分だけ回転ステージ９１１をガイド溝９１４に沿って移動させることで、ウェーハ２０の中心Ｗｏに回転軸９１２を一致させる。これにより、ウェーハ２０の中心位置合わせが行われる。以上のようにして中心位置合わせを終了した後、制御手段１９は、回転ステージ９１１を駆動してウェーハ２０を第１の吸着面９１１ａによって吸着保持させるとともに、第２の吸着面９２１ａによるウェーハ２０の吸着を解除させる。

続いて、位置合わせ手段９においてウェーハ２０の方向位置合わせを行う。この方向位置合わせでは、制御手段１９は、吸着面回転駆動部９１３を駆動し、異形状部検出工程で検出したオリエンテーションフラット２３の位置と予め設定される所定位置とのズレ量分だけ回転ステージ９１１を回転させる。これにより、ウェーハ２０の向きが予め設定される搬入向きに修正され、ウェーハ２０の方向位置合わせが行われる。

ここで、ターンテーブル５上の保持手段６ａ〜６ｃは、ウェーハ２０の搬入前、搬入搬出位置においてオリエンテーションフラット２３が置かれる吸着保持部６１上の異形状部保持位置６１１が所定位置に位置するように、適宜不図示の回転駆動機構によって回転駆動されるようになっている。そして、前述のウェーハ２０の搬入向きは、搬入手段１０が方向位置合わせ後のウェーハ２０を搬入搬出位置の保持手段６ａの保持面６ｓに搬入した際にそのオリエンテーションフラット２３の位置が吸着保持部６１上の異形状部保持位置６１１に合うような向きとして予め設定される。

そして、制御手段１９は、第１の吸着面９１１ａによるウェーハ２０の吸着を解除させるとともに、中心位置合わせおよび方向位置合わせされた回転ステージ９１１上のウェーハ２０の裏面２１を搬入手段１０の吸着パッド１０３によって上方から吸着保持する。このとき、吸着パッド１０３は、回転軸９１２上に中心位置合わせされたウェーハ２０の中心Ｗｏを吸着保持する。そして、ウェーハ２０を搬入搬出位置に位置する保持手段６ａの保持面６ｓ上に搬入して表面側を吸着保持させる。これによって、ウェーハ２０は、そのオリエンテーションフラット２３の位置が吸着保持部６１上の異形状部保持位置６１１と合う向きで保持面６ｓ上に搬入される。

その後の研削工程では、制御手段１９の制御のもと、先ず、ウェーハ保持工程で上記したように保持面６ｓ上にウェーハ２０表面を吸着保持した搬入搬出位置の保持手段６ａが、ターンテーブル５の回転とともに研削手段３による研削位置に移動する。そして、ウェーハ２０の裏面２１を研削砥石３ｂによる研削加工に供する。具体的には、研削砥石３ｂを回転駆動するとともに、昇降送り手段１５によってウェーハ２０に対して下降させて研削送りすることでウェーハ２０の裏面２１を研削加工する。なお、これと同時に、保持手段６ｂの保持面６ｓ上で研削手段３による研削位置での研削加工を終えたウェーハ２０が研削手段４による研削位置に移動し、ウェーハ２０の裏面２１を研削砥石４ｂによる研削加工に供する。そしてこの間に、搬入手段１０が、次のウェーハ２０を搬入搬出位置に移動した保持手段６ｃの保持面６ｓ上に搬入して表面側を吸着保持させる。

続いて、研削手段３による研削加工を終えると、保持手段６ａは、ターンテーブル５の回転とともに研削手段４による研削位置に移動し、ウェーハ２０の裏面２１を研削砥石４ｂによる研削加工に供する。なお、これと同時に保持手段６ｃの保持面６ｓ上に搬入されて表面側が吸着保持された次のウェーハ２０が研削手段３による研削位置に移動し、ウェーハ２０の裏面２１を研削砥石３ｂによる研削加工に供する。そしてこの間に、保持手段６ｂの保持面６ｓ上で研削手段４による研削加工を終えたウェーハ２０が搬入搬出位置に移動する。

ここで、研削手段３および研削手段４による研削加工を終えた搬入搬出位置のウェーハ２０は、搬出手段１１の吸着パッド１１３により裏面２１側が吸着保持されて洗浄手段１２に搬出される。洗浄手段１２に搬出されたウェーハ２０は、洗浄手段１２にて裏面２１が洗浄された後、搬出入手段１３のＵ字型ハンド１３ａによって把持されてカセット８に搬出され、カセット８内に収容される。また、上記の研削加工後のウェーハ２０の搬出の後、搬入手段１０が次のウェーハ２０を保持手段６ｂの保持面６ｓ上に搬入して表面側を吸着保持させる。

その後、研削手段４による研削加工を終えた保持手段６ａは、ターンテーブル５の回転とともに搬入搬出位置に移動する。なお、これと同時に、保持手段６ｃの保持面６ｓ上で研削手段３による研削位置での研削加工を終えたウェーハ２０が研削手段４による研削位置に移動し、ウェーハ２０の裏面２１を研削砥石４ｂによる研削加工に供する。また、保持手段６ｂに搬入されて表面側が吸着保持されたウェーハ２０が研削手段３による研削位置に移動し、ウェーハ２０の裏面２１を研削砥石３ｂによる研削加工に供する。以上の動作が、カセット７に収容された各ウェーハ２０に対して繰り返される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ウェーハ２０を載置した回転ステージ９１１を所定角度毎に断続的に回転させながら撮像カメラ９３によってその撮像範囲を撮像し、撮像データおよび実測データを取得することができる。具体的には、所定角度毎の各回転角度における回転ステージ９１１の停止時において撮像カメラ９３の撮像範囲に位置付けられた外周端の位置を撮像データとして取得するとともに、所定角度毎の各回転角度間の回転ステージ９１１の回転時においてこの回転に伴って撮像カメラ９３の撮像範囲を通過する外周端の位置変化を実測データとして取得することができる。そしてその後、撮像データである所定角度毎の回転角度における外周端の位置の中から円弧部２２上の位置を選択することによって円弧部２２を含む円の中心を算出し、このように撮像データの中から円弧部２２上の位置として選択した外周端の位置をもとにｓｉｎ関数を算出して基準データを作成することができる。この基準データは、円弧部２２を含む円の円周全周の位置が撮像カメラ９３の撮像範囲に位置付けられたときの撮像範囲内における位置変化を回転ステージ９１１の回転角度毎に表したサインカーブであり、実測データとして取得したウェーハ２０の外周端の位置変化を作成した基準データと比較することによって異形状部の位置を検出することができる。

これによれば、従来の手法のように、オリエンテーションフラット２３等の異形状部の位置を検出するのに先立ってウェーハ２０の中心を回転ステージの回転軸と一致させる必要がない。したがって、ウェーハ２０の外周端の撮像は回転ステージ９１１を断続的に回転させながら１度行えばよいため、オリエンテーションフラット２３の位置を検出するのに要する時間を短縮できる。これによれば、ウェーハ２０の外周端に形成されたオリエンテーションフラット２３の位置を迅速に検出することができるという効果を奏する。

なお、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種々の変形が可能である。

（変形例１）
例えば、上記した実施の形態では、位置合わせ手段９においてウェーハ２０の中心位置合わせを行い、方向位置合わせを行うこととした。これに対し、次のように動作する構成としてもよい。すなわち先ず、制御手段１９が、円算出工程で算出したウェーハ２０の中心Ｗｏと回転ステージ９１１の回転軸９１２とを結ぶ直線と、搬入手段１０の吸着パッド１０３が位置合わせ手段９上方に移動した際の第２アーム１０２ｂの伸縮移動方向（第１アーム１０２ａの長軸方向）とが平行になるように、吸着面回転駆動部９１３を駆動して回転ステージ９１１を回転させる。これにより、回転軸９１２に対するウェーハ２０の中心Ｗｏのズレ方向が吸着パッド１０３の伸縮移動方向と一致するようにウェーハ２０の姿勢が修正される。

一方で、制御手段１９は、搬入搬出位置に位置した保持手段６ａを不図示の回転駆動機構によって適宜回転駆動し、オリエンテーションフラット２３が置かれる吸着保持部６１上の異形状部保持位置６１１を異形状部検出工程で検出したオリエンテーションフラット２３の位置に応じて移動させる。すなわち、回転ステージ９１１上のウェーハ２０を搬入搬出位置の保持手段６ａの保持面６ｓに搬入した際にそのオリエンテーションフラット２３の位置と一致するように、吸着保持部６１上の異形状部保持位置６１１を移動させる。

また、これと並行し、制御手段１９は、第１の吸着面９１１ａによるウェーハ２０の吸着を解除させるとともに、搬入手段１０の搬送アーム部１０２を回動させて位置合わせ手段９上に吸着パッド１０３を移動させる。その後、制御手段１９は、回転軸９１２に対するウェーハ２０の中心Ｗｏのズレ量分だけ第２アーム１０２ｂを伸縮させて吸着パッド１０３を伸縮移動方向に沿って移動させ、回転ステージ９１１上のウェーハ２０の裏面２１を吸着パッド１０３によって上方から吸着保持する。これによって、ウェーハ２０の中心Ｗｏが吸着パッド１０３によって吸着保持される。そして、ウェーハ２０を搬入搬出位置に位置する保持手段６ａの保持面６ｓ上に搬入して表面側を吸着保持させる。

変形例１の構成においても、上記した実施の形態と同様に、オリエンテーションフラット２３の位置が吸着保持部６１上の異形状部保持位置６１１と合う向きでウェーハ２０を保持面６ｓ上に搬入し、吸着保持部６１によって吸着保持させることができる。また、変形例１によれば、位置合わせ手段９において図１５に示して説明したウェーハ２０の中心位置合わせを行う必要がなく、ウェーハ２０を保持手段６ａの保持面６ｓ上に搬入するのに要する時間を短縮できる。

（変形例２）
また、上記した実施の形態では、オリエンテーションフラット２３の位置を検出することによって外形形状がウェーハ２０と略一致する保持面上にウェーハ２０を搬入する場合を例示したが、オリエンテーションフラット２３等の異形状部の位置を検出する必要がある場合としてはこの他にも、例えば次のような場合が挙げられる。すなわち、研削装置１によってウェーハ２０を例えば５０μｍ以下等のように薄く研削加工する場合、ウェーハ２０が破損し易くなるため、取り扱いが困難である。このような問題を解決するため、外縁部を補強部として残すように裏面２１を被研削面として研削加工し、ウェーハ２０の裏面２１側に研削による凹部とこの凹部を囲むリング状の凸部とを形成する場合がある。具体的には、図１に示したように、製品化に有効なデバイス２４を有する表面側の領域（デバイス領域）に対応する裏面２１を研削し、このデバイス領域を囲む外側の領域（余剰領域）に対応する裏面２１にリング状の補強部を形成する場合がある。しかしながら、ウェーハ２０のように外周端にオリエンテーションフラット２３が存在する場合、ウェーハ２０の中心Ｗｏを基準として外縁部を残す研削を行い、リング状の凸部を補強部として形成しようとすると、オリエンテーションフラット２３の部分で補強部が途切れしまったり、補強部が細くなってしまったりする。このような事態を防止し、補強部を均等に形成するために加工中心を算出する場合も、オリエンテーションフラット２３の位置を検出する必要がある。

ここで、変形例２の研削装置は、上記した実施の形態の研削装置１と同様の構成で実現でき、ウェーハ保持工程と研削工程とが上記した実施の形態と異なる。以下、上記した実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、変形例２におけるウェーハ保持工程および研削工程について説明する。図１６は、変形例２における方向位置合わせを説明する説明図である。また、図１７は、変形例２における方向位置合わせ以降のウェーハ保持工程を説明する説明図である。また、図１８は、変形例２における研削工程を説明する説明図である。

先ず、変形例２におけるウェーハ保持工程について説明する。変形例２のウェーハ保持工程では、制御手段１９は先ず、図１５を参照して説明したのと同様にして位置合わせ手段９においてウェーハ２０の中心位置合わせを行う。

続いて、位置合わせ手段９においてウェーハ２０の方向位置合わせを行う。変形例２の方向位置合わせでは、制御手段１９は、吸着面回転駆動部９１３を駆動し、回転ステージ９１１を回転させることで、図１６中に示す回転ステージ９１１の進退移動方向に対してオリエンテーションフラット２３が直角となるようにする。なお、このようにして方向位置合わせすることで、ウェーハ２０の中心Ｗｏを通り、且つオリエンテーションフラット２３と直交する中心直線Ｍとオリエンテーションフラット２３との交点Ｎが、図１６中に一点鎖線で示す撮像カメラ９３の撮像範囲Ｅｃに位置付けられる。

そして、制御手段１９は、この状態で撮像カメラ９３によって撮像範囲Ｅｃを撮像し、中心直線Ｍとオリエンテーションフラット２３との交点Ｎの位置（座標）を検出する。さらに、制御手段１９は、吸着面回転駆動部９１３を駆動して回転ステージ９１１を１８０度回転させる。続いて、制御手段１９は、撮像カメラ９３によって撮像範囲Ｅｃを撮像し、中心直線Ｍと円弧部２２との交点Ｐの位置（座標）を検出する。そして、制御手段１９は、交点Ｎと交点Ｐとの間の中央点の位置（座標）を加工中心Ｗｐｏとして算出する。またこのとき、制御手段１９は、ウェーハ２０の中心Ｗｏに対する加工中心Ｗｐｏのズレ量Δを算出しておく。その後、制御手段１９は、吸着面回転駆動部９１３を駆動して回転ステージ９１１をさらに１８０度回転させることで、ウェーハ２０を図１６に示す元の位置に戻す。

もっとも、ウェーハ２０の形状（円弧部２２を含む円の半径、この円の中心とオリエンテーションフラット２３との距離等）が既知の場合もある。このような場合には、これら既知の情報をもとに加工中心Ｗｐｏやズレ量Δを算出するようにしてもよく、上記のように交点Ｎ，Ｐの位置を撮像カメラ９３で撮像し、検出する処理を行わない構成としてもよい。あるいは、上記した実施の形態で図１２を参照して説明したように、円算出工程においてウェーハ２０の中心Ｗｏを求めるのに用いた仮中心Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４をそれぞれ中心とする３組の円をもとに、各仮中心Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４の重心（ウェーハ２０の中心Ｗｏ）を中心とする円を円弧部２２を含む円として特定することもできる。このような場合も、特定した円と検出したオリエンテーションフラット２３の位置とから交点Ｎ，Ｐの位置を算出できる。以上のように、交点Ｎ，Ｐの位置を撮像カメラ９３の撮像によって検出する処理は適宜省略できる。

続いて、制御手段１９は、中心位置合わせによって回転ステージ９１１の回転軸９１２と一致しているウェーハ２０の中心Ｗｏと加工中心Ｗｐｏとを結ぶ直線（オリエンテーションフラット２３の直交方向）と、搬入手段１０の吸着パッド１０３が位置合わせ手段９上方に移動した際の第２アーム１０２ｂの伸縮移動方向とが平行になるように、吸着面回転駆動部９１３を駆動して回転ステージ９１１を回転させる。これにより、ウェーハ２０の中心Ｗｏに対する加工中心Ｗｐｏのズレ方向が吸着パッド１０３の伸縮移動方向と一致するようにウェーハ２０が方向位置合わせされる。

その後、制御手段１９は、第１の吸着面９１１ａによるウェーハ２０の吸着を解除させる。また、制御手段１９の制御のもと、搬入手段１０が、搬送アーム部１０２を回動させて位置合わせ手段９上に吸着パッド１０３を移動させる。そして、中心位置合わせおよび方向位置合わせされた回転ステージ９１１上のウェーハ２０の裏面２１を搬入手段１０の吸着パッド１０３によって上方から吸着保持する。このとき、吸着パッド１０３は、回転軸９１２上に中心位置合わせされたウェーハ２０の中心Ｗｏを吸着保持する。そして、搬入手段１０は、図１７中に破線で示すように、そのままウェーハ２０の中心Ｗｏが保持手段６ａの回転中心６ｏに一致する状態で保持手段６ａの保持面６ｓ上に搬入する。

そしてその後、搬入手段１０は、制御手段１９の制御のもと、ウェーハ２０の中心Ｗｏに対する加工中心Ｗｐｏのズレ量Δ分だけ第２アーム１０２ｂを伸縮させて吸着パッド１０３を伸縮移動方向に沿って移動させ、図１７中に実線で示すように、加工中心Ｗｐｏを回転中心６ｏに一致させる。この状態で、保持手段６ａの保持面６ｓ上にウェーハ２０を載置し、不図示の吸着保持部によって吸着保持させる。ここで、変形例２の保持手段６ａ〜６ｃは、上記した実施の形態で図３に示した上面の外形形状がウェーハ２０の外形と略一致する構成の吸着保持部６１にかえて、その上面全域または一部が保持面６ｓの全域または一部を形成するように構成された吸着保持部を備えている。

なお、オリエンテーションフラット２３の方向位置合わせを行った後、中心位置合わせの場合と同様にして吸着面進退駆動部１１５を駆動し、加工中心Ｗｐｏを回転軸１１２と一致させる構成としてもよい。そしてその後、搬入手段１０が吸着パッド１０３によって加工中心Ｗｐｏを吸着保持し、この加工中心Ｗｐｏが回転中心６ｏと一致するように保持手段６ａの保持面６ｓ上にウェーハ２０を搬入する構成としてもよい。あるいは、位置合わせ手段９上で吸着パッド１０３によってウェーハ２０を吸着する際、ウェーハ２０の中心Ｗｏに対する加工中心Ｗｐｏのズレ量Δ分第２アーム１０２ｂを伸縮させて吸着パッド１０３を伸縮移動方向に沿って移動させる構成とし、吸着パッド１０３によって加工中心Ｗｐｏを吸着保持する構成としてもよい。そして、この加工中心Ｗｐｏが回転中心６ｏと一致するように保持手段６ａの保持面６ｓ上にウェーハ２０を搬入する構成としてもよい。

以上のように搬入搬出位置の保持手段６ａの保持面６ｓ上にウェーハ２０を搬入・吸着保持したならば、研削工程に移る。変形例２の研削工程では、ターンテーブル５を１２０度回転させることで、保持手段６ａを保持手段６ｂの位置に位置付け、加工中心Ｗｐｏを中心としてウェーハ２０を回転させるとともに、研削手段３の研削砥石３ｂを回転させてウェーハ２０の裏面２１側から中央を凹状に加工する。すなわち、可動ブロック１７を進退させることで、図１８に示すように、余剰領域の裏面２１側を所定寸法分だけ残すように研削砥石３ｂの外周側端部をウェーハ２０に対して位置付けるとともに、高速回転している研削砥石３ｂを昇降送り手段１５によりウェーハ２０に対して下降させて研削送りすることで裏面２１側から所定厚さ分を研削加工する。これにより、ウェーハ２０の裏面２１側からウェーハ２０の外縁部を残して研削し、ウェーハ２０の裏面２１側に研削による凹部２１１とこの凹部２１１を囲むリング状の補強部２１３とを形成する研削工程が実行される。保持手段６ｃの位置での研削手段４の研削砥石４ｂによる研削についても同様である。なお、変形例２では、研削砥石３ｂ（研削ホイール３ｃ）および研削砥石４ｂ（研削ホイール４ｃ）は、その回転軌跡の最外周の直径がデバイス領域の半径より大きくデバイス領域の直径より小さくなるように形成されている。

図１９は、変形例２の研削装置で研削加工されたウェーハ２０の裏面２１側を示す斜視図である。図１９に示すように、変形例２によれば、ウェーハ２０の裏面２１のうち、デバイス領域に対応する領域のみが研削加工され、裏面２１に凹部２１１が形成されるとともに、余剰領域に対応する外周部分には、研削加工前と同等の厚さを有するリング状の補強部２１３が残存する。この補強部２１３は、研削加工終了後の搬出手段１１等による保持部分となる。

この変形例２によれば、オリエンテーションフラット２３の位置を検出してリング状の補強部２１３が均等に形成されるようにウェーハ２０の加工中心Ｗｐｏを求め、裏面２１側を研削加工することが可能となる。

（その他の変形例）
また、上記した実施の形態では、回転判定工程として回転ステージ９１１を１周回転させたか否かを判定する場合について説明したが、必ずしも回転ステージ９１１を１周回転させる必要はない。例えば、オリエンテーションフラット２３等の異形状部の位置を検出するのに最低限必要な回転ステージ９１１の回転量を設定しておき、この回転量分回転ステージ９１１を回転させる構成としてもよい。ここで、異形状部の位置を検出するのに最低限必要な回転ステージ９１１の回転量は、異形状部の大きさや上記したズレ量の最大値、回転ステージ９１１上に載置される際の異形状部の大まかな位置等をもとに予め設定することができる。

また、上記した実施の形態では、結晶方位を示す異形状部としてオリエンテーションフラット２３について説明したが、異形状部の形状は特に限定されるものではない。図２０は、異形状部の他の例を示す斜視図であり、ノッチ２３ａが形成されたウェーハ２０ａを示している。本発明は、例えば図２０に示すように、大半を占める円弧部２２ａとノッチ２３ａとを有するウェーハ２０ａについても同様に適用できる。

以上のように、本発明の検出方法、ウェーハ搬入方法および検出装置は、ウェーハの外周端に形成された異形状部の位置を迅速に検出するのに適している。

１ 研削装置
３，４ 研削手段
５ ターンテーブル
６ａ，６ｂ，６ｃ 保持手段
９ 位置合わせ手段
９１ 回転吸着手段
９１１ 回転ステージ
９１１ａ 第１の吸着面
９１２ 回転軸
９１３ 吸着面回転駆動部
９１５ 吸着面進退駆動部
９２ 補助吸着手段
９２１ 補助吸着ステージ
９２１ａ 第２の吸着面
９３ 撮像カメラ
９３１ 取得データ記憶手段
１０ 搬入手段
１１ 搬出手段
１２ 洗浄手段
１３ 搬出入手段
１９ 制御手段
２０ ウェーハ
２２ 円弧部
２３ オリエンテーションフラット

Claims (3)

1. 外周端が円弧部と異形状部とから構成されるウェーハを回転ステージ上に載置し、前記ウェーハの外周端の一部を撮像カメラの撮像範囲内に位置付ける載置工程と、
   前記回転ステージが停止回転角度として予め定められる所定の回転角度において停止した状態で前記撮像カメラによって前記撮像範囲を撮像し、前記撮像範囲内に位置付けられた前記停止回転角度における前記ウェーハの外周端の位置を撮像データとして取得する撮像データ取得工程と、
   前記回転ステージを次の停止回転角度まで回転させながら前記撮像カメラによって前記撮像範囲を動画的に連続的に撮像し、前記停止回転角度間の前記回転ステージの回転に伴って前記撮像範囲を通過する前記ウェーハの外周端の位置変化を実測データとして連続的に取得する実測データ取得工程と、
   前記回転ステージの回転を終了するか否かを判定する回転判定工程と、
   前記回転判定工程で前記回転ステージの回転を終了すると判定するまでの間、前記撮像データ取得工程、前記実測データ取得工程および前記回転判定工程を繰り返し行わせる繰り返し制御工程と、
   前記撮像データとして取得した前記停止回転角度における外周端の位置の中から前記円弧部上の位置を選択する円弧部位置選択工程と、
   前記円弧部位置選択工程で選択された前記円弧部上の位置をもとに、前記円弧部を含む円の円周全周の位置が前記撮像範囲に位置付けられたときの前記撮像範囲内における位置変化を前記回転ステージの回転角度毎に表した基準データを作成する基準データ作成工程と、
   前記実測データとして取得した前記ウェーハの外周端の位置変化を前記基準データと比較して前記異形状部の位置を検出する異形状部検出工程と、
   を含み、
   前記異形状部検出工程は、前記実測データとして取得した前記ウェーハの外周端の位置変化と前記基準データとの回転角度毎の差分値を算出し、該差分値が予め定められた所定の閾値を超えている回転角度範囲において前記撮像範囲に位置付けられる外周端の位置を前記異形状部の位置として検出することを特徴とする検出方法。
2. 前記円弧部位置選択工程で選択された前記円弧部上の位置をもとに、前記円弧部を含む円の中心を算出することを特徴とする請求項１に記載の検出方法。
3. 前記円弧部位置選択工程は、
   前記撮像データを、少なくとも３つを１組とした複数組に組分けし、組毎の撮像データの外周端の位置によって定まる円の中心を仮中心として算出する仮中心算出工程を含み、
   前記複数組毎に算出した各仮中心を比較して他の仮中心から最も大きく外れた仮中心から順に所定数を除外し、該除外した仮中心を算出するのに用いた組を除く各組の撮像データの外周端の位置を前記円弧部上の位置として選択し、
   前記所定数は、前記異形状部の大きさおよび前記停止回転角度間の角度間隔をもとに予め設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の検出方法。

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