JP5875405B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、基板を撮像した結果に基づいて基板に対する処理を実行する基板処理技術に関する。

特許文献１では、基板の外観検査（基板処理）を実行するために、基板を撮像する構成を具備した外観検査装置（基板処理装置）が記載されている。具体的に説明すると、この装置では、その上面に基板を支持しながら回転する回転テーブルと、回転テーブル上の基板を撮像するラインセンサカメラとが設けられている。そして、回転テーブルに伴って基板が所定量回転する度に、ラインセンサカメラがその撮像領域内の１ライン分の画像を取得する。

特開２００７−２３４９３２号公報

このように回転量を変えながら１ライン分の画像を順次取得する方法によれば、回転角度と回転中心からの距離（動径）を座標軸とする極座標系において、基板の概ね全体の画像を得ることができる。そして、この画像に基づいて、外観検査等の処理を基板に適宜実行することができる。ちなみに、基板に対して実行する処理の内容によっては、極座標系ではなくて直交座標系で基板の画像を表すことが適当となることもある。そこで、極座標系から直交座標系へ基板の画像を変換する機能を備えることが考えられる。

しかしながら、ラインセンサカメラのような撮像手段の撮像領域が回転テーブルのような回転支持部の回転中心からずれる場合がある。このような場合、極座標系から直交座標系への座標変換を適切に行なえず、直交座標系で基板の画像を正確に表すことができないおそれがあった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、回転支持手段に支持されて回転する基板を撮像手段で撮像することで得た極座標系での画像を直交座標系へ変換する構成において、撮像手段の撮像領域と回転支持手段の回転中心とのずれによらず座標変換を適切に行い、直交座標系で基板の画像を正確に表すことを可能とする技術の提供を目的とする。

この発明にかかる基板処理装置は、上記目的を達成するために、基板を支持しつつ回転する回転支持手段と、回転支持手段に支持される基板にその撮像領域が重なるように配置された撮像手段と、回転支持手段により基板を回転させつつ撮像手段に撮像領域内の基板を撮像させることで、極座標系で表された基板の画像を取得する画像取得手段と、回転支持手段の回転中心と撮像領域との位置関係を示す位置情報を記憶する記憶手段と、画像取得手段が取得した基板の画像を極座標系から直交座標系へ変換する座標変換処理を、記憶手段が記憶する位置情報に基づいて実行する座標変換手段と、座標変換手段により直交座標系へ変換された基板の画像に基づいて、基板への処理を行う基板処理手段とを備えたことを特徴としている。

この発明にかかる基板処理方法は、上記目的を達成するために、基板を支持する回転支持手段を回転させることで基板を回転させつつ、基板にその撮像領域が重なるように配置された撮像手段に撮像領域内の基板を撮像させることで、極座標系で表された基板の画像を取得する画像取得工程と、回転支持手段の回転中心と撮像領域との位置関係を示す位置情報に基づいて、画像取得工程で取得した基板の画像を極座標系から直交座標系へ変換する座標変換処理を実行する座標変換工程と、座標変換工程で直交座標系へ変換された基板の画像に基づいて、基板への処理を行う基板処理工程とを備えたことを特徴としている。

このように構成された発明（基板処理装置、基板処理方法）は、画像取得手段が取得した基板の画像を極座標系から直交座標系へ変換する座標変換処理を、回転支持手段の回転中心と撮像領域との位置関係を示す位置情報に基づいて実行する。したがって、撮像手段の撮像領域と回転支持手段の回転中心とのずれによらず、極座標系から直交座標系への座標変換を適切に行い、直交座標系で基板の画像を正確に表すことが可能となる。

この際、撮像手段の具体的構成としては、種々のものを用いることができる。そこで、撮像手段は直交座標系において直線状の撮像領域を有するように、基板処理装置を構成しても良い。

なお、このような撮像手段を用いた構成では、直交座標系において、直線状の撮像領域が、回転支持手段の回転中心の周りを相対的に回転することとなる。この際、撮像領域と回転支持手段の回転中心とがずれていると、撮像領域は、回転支持手段の回転中心から、そのずれ量だけ距離を置きながら回転することになる。

そこで、座標変換手段は、直交座標系において、回転中心から一定距離を置いて回転中心周りに相対的に回転する撮像領域の軌跡を上記位置情報から特定した結果に基づいて、座標変換処理を実行するように、基板処理装置を構成しても良い。つまり、このように撮像領域の軌跡を上記位置情報から特定することで、撮像手段が撮像領域で撮像して取得したデータが、いずれの場所を撮像したものであるかを的確に把握することができ、上記の座標変換処理を適切に実行することが可能となる。

この際、座標変換手段は、回転中心を中心として一定距離を半径とする仮想円に撮像領域が接する接点から撮像領域上の任意の点までの距離を極座標系での動径方向の距離に対応させるとともに、撮像領域の角度を極座標系での角度に対応させることで、座標変換処理を実行するように基板処理装置を構成しても良い。これによって、極座標系と直交座標系とを的確に対応付けで、上記の座標変換処理を適切に実行することが可能となる。

なお、極座標系から直交座標系への座標変換処理は、極座標系で表された基板の端から回転中心までの変換対象範囲にある画像を直交座標系へと変換することで実行できる。ただし、この際、極座標系での動径方向において撮像領域が回転中心を跨いで、変換対象範囲からはみ出す場合がある。このような場合、変換対象範囲から外れた場所の画像が撮像手段の撮像画像に紛れ込んで、極座標系から直交座標系への座標変換処理が適切に行えないおそれがある。

そこで、座標変換手段は、基板の端から回転中心までの変換対象範囲を特定し、画像取得手段が取得した基板の画像のうち、変換対象範囲外にある画像を座標変換処理の対象から外した上で、変換対象範囲内にある画像に対して座標変換処理を実行するように、基板処理装置を構成しても良い。このような構成では、変換対象範囲から外れた場所の画像が座標変換処理の対象から外されるため、極座標系から直交座標系への座標変換処理を適切に行うことができる。

この際、記憶手段は、撮像手段の１画素に対応する距離を示す距離情報を記憶し、座標変換手段は、記憶手段が記憶する距離情報に基づいて変換対象範囲を特定するように、基板処理装置を構成しても良い。このような構成は、撮像手段の１画素に対応する距離を示す距離情報に基づいて変換対象範囲を正確に特定することができるため、極座標系から直交座標系への座標変換処理をより適切に行うことができ好適である。

なお、基板処理手段が基板に対して実行する処理としては、種々のものが考えられる。そこで、基板処理手段は、基板の検査を基板への処理として実行するように構成しても良い。より具体的な例を挙げると、複数のダイが形成された半導体の基板に対して処理を実行する基板処理装置において、基板処理手段は、ダイどうしを相互に比較して不良のダイを特定する検査を基板に対して実行するように、基板処理装置を構成しても良い。

また、基板の形状としても種々のものが考えられる。そこで、円形の基板に対して処理を実行する基板処理装置に本発明を適用しても良い。このように、円形の基板に対して処理を実行する基板処理装置に対しては、極座標系で画像を取得する本発明を特に好適に適用することができる。

本発明によれば、撮像手段の撮像領域と回転支持手段の回転中心とのずれによらず、極座標系から直交座標系への座標変換を適切に行い、直交座標系で基板の画像を正確に表すことが可能となる。

本発明の実施形態にかかる基板処理装置の概略構成を例示する側面図である。 光照射手段と撮像手段との位置関係を模式的に示す平面図である。 光照射手段の要部断面を模式的に示した断面図である。 光照射手段から撮像手段へ至る光路を模式的に示した平面図である。 極座標系から直交座標系への座標変換処理で実行される画像処理の内容を模式的に示した図である。 基板の中心と回転テーブルの回転中心の位置関係を模式的に示した平面図である。 画像処理手段が取得した画像における基板の端を拡大して示す模式図である。 極座標系から直交座標系へ座標を変換する座標変換処理の内容を模式的に示す図である。 仮想円に引いた接線の式の各係数を表す式を示した図である。

図１は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置の概略構成を例示する側面図である。同図および以下に示す図面では、Ｚ軸を鉛直軸とするＸＹＺ直交座標系を適宜示す。この基板処理装置１は、円形の半導体ウェハ等の基板（以下、基板Ｗと称する）を撮像した結果に基づいて基板Ｗの検査を実行する基板検査装置である。具体的には、基板処理装置１は、基板Ｗを支持する回転テーブル２と、基板Ｗに光を照射する光照射手段３と、基板Ｗを撮像する撮像手段４と、電力供給や信号処理を担う電装系５とを、検出ユニット１０に配置した概略構成を備える。

回転テーブル２は、基板Ｗが載置されるその上面に開口する複数の吸引孔を有しており、図示を省略する吸引手段によって各吸引孔を吸引することで、基板Ｗを吸着して保持する。そして、回転テーブル２は、検出ユニット１０に設けられたモーターＭ2からの回転駆動力を受けて、基板Ｗを保持しつつＺ軸周りに回転する。

光照射手段３は、回転テーブル２上に水平に保持された基板Ｗの上方の位置であって、基板Ｗの中心Ｃwを通る鉛直線Ｌvに対してＸ軸方向の一方側の位置に配置される。これに対して、撮像手段４は、回転テーブル２上に水平に保持された基板Ｗの上方の位置であって、上記鉛直線Ｌvに対してＸ軸方向の他方側の位置に配置される。つまり、光照射手段３と撮像手段４とは、基板Ｗの中心Ｃwを通る鉛直軸Ｌvを挟んで互いに反対側に配置されている。そして、光照射手段３から射出されて基板Ｗに入射角α1で入射した光は、基板Ｗにおいて反射角α2で正反射（α1＝α2）された後に撮像手段４へ向かう。

この際、現在主流の３００[mm]の径を有する半導体ウェハを基板Ｗとして用いる場合には、光が基板Ｗへ入射する入射角α1は、２０度ないし４５度となる。次世代型のより大型化した基板、具体的には４５０[mm]の半導体ウェハを基板Ｗとして用いる場合も同様である。

撮像手段４は、基板Ｗから反射角α2で正反射された光を反射する光学系４１と、光学系４１で反射された光を検出して電気信号に変換する光電変換部４２とを有する。光学系４１は、長方形状を有した平板状のミラー４１１を保持板４１２で保持した構成を有しており、基板Ｗからの正反射光をミラー４１１で反射して光電変換部４２へと導く。この光電変換部４２は、例えばラインセンサカメラで構成される。このラインセンサカメラとしては、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のラインセンサ素子、増幅器、駆動回路、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器、メモリ、入出力回路、結像レンズ（撮像レンズ）および筐体等によって構成される周知のラインセンサカメラを用いることができる。

このように、光照射手段３が射出した光が基板Ｗで反射された後に、撮像手段４へと入射する。こうして、撮像手段４によって基板Ｗの画像を撮像することができる。続いては、これら光照射手段３および撮像手段４のより具体的な構成について説明する。

図２は、光照射手段と撮像手段との位置関係を模式的に示す平面図である。図３は、光照射手段の要部断面を模式的に示した断面図である。図４は、光照射手段から撮像手段へ至る光路を模式的に示した平面図である。なお、図４では、光路を示すために光電変換部４２が光学系４１に対してずらして記載されているが、実際には図１および図２に示すように、光電変換部４２は光学系４１の直上に配置されている。

光照射手段３は、Ｙ軸方向に長尺な円柱形状の光源３１を、同じくＹ軸方向に長尺であって中空の円筒支持部材３２で周方向に覆った構成を具備している。円筒支持部材３２にはＹ軸方向に延びるスリットＳ32（図３）が回転テーブル２上の基板Ｗへ向けて開口しており、光源３１から射出された光はスリットＳ32を介して基板Ｗに照射される。これによって、基板ＷにはＹ軸方向に延びる直線状に光が照射されることとなる。また、円筒支持部材３２と光源３１との隙間には、スリットＳ32の逆側から光源３１を覆うように反射材３１aが設けられている。これによって、光源３１からスリットＳ32の逆向きに射出された光は、反射材３１aでスリットＳ31へと反射される。その結果、スリットＳ32を通過する光量を増大させて、基板Ｗに照射される光量を十分に確保することが可能となっている。

図２に示すように、光源３１は、回転テーブル５上の基板Ｗの中心Ｃwに対して、Ｙ軸方向の一方側に寄って配置されており、その一方端が検出ユニット１０の一方側壁１０aに固定されている。これに対して、光源３１の他方端は、連結部３３、連結管３４および光ファイバー３５を介してＬＥＤ(Light Emitting Diode)に接続されている。より具体的には、連結管３４の一方端が連結部３３を介して光源３１の端（他方端）に接続されるとともに、連結管３４の他方端が検出ユニット１０の他方側壁１０bに固定されている。そして、検出ユニット１０の外側において、連結管３４の端（他方端）が光ファイバー３５を介してＬＥＤ３６に接続されている。したがって、ＬＥＤ３６からの光が、光ファイバー３５によって導光された後に、連結管３４および連結部３３を介して光源３１に到達して、光源３１から射出される。

こうして、光照射手段３から射出された光が、Ｙ軸方向に延びる直線状に基板Ｗに照射された後に撮像手段４へと向かう。つまり、図４の破線で示すように、光照射手段３から射出された光は、回転テーブル２上の基板Ｗで正反射された後に、光学系４１でさらに反射されて光電変換部４２に入射する。ここで、光電変換部４２に入射する光が基板Ｗで反射される領域を撮像領域Ａdとすると、撮像領域Ａdは、基板Ｗの端から中心Ｃwまでの範囲に重複する。この際、撮像領域Ａdは、基板Ｗの半径よりやや長い直線形状を有しており、基板Ｗの端から中心Ｃwまでの範囲Ａrの両側にはみ出している。なお、図４では、撮像領域Ａdがこの範囲Ａtに対して基板中心Ｃw側にはみ出した範囲に符号ΔＡrが付されている。そして、このような撮像領域Ａdで反射された光が縮小されて、光電変換部４２の受光部に結像される。こうして、撮像手段４は撮像領域Ａd内における１ライン分の基板Ｗの画像を撮像することとなる。

以上が、基板処理装置１の備える機械的構成の概要である。続いては、図１に戻って、基板処理装置１の備える電気的構成、すなわち電装系５の構成について説明する。電装系５は、基板処理装置１の各部の制御を統括する制御手段５１と、基板処理装置１の各部へ電源供給を行う電源５２と、撮像手段４の撮像結果に対して画像処理を実行する画像処理手段５３とを有する。

特に制御手段５１は、駆動モータＭ2を回転させて回転テーブル２の回転動作を制御しつつ、撮像手段４に撮像動作を適宜実行させることで、基板Ｗの画像を取得する。具体的には、制御手段５１は、回転テーブル２を回転させて基板Ｗを所定角度回転させる度に撮像手段４に１ライン分の撮像を実行させる処理を、基板Ｗの一周分について行うことで、基板Ｗの概ね全体の画像を取得する。

また、画像処理手段５３は、撮像手段４が所定の回転角度毎に撮像した１ライン分の画像を順次受信することで、回転角度と回転中心からの距離（動径）を座標軸とする極座標系で表される基板Ｗの概ね全体の画像を取得する（画像取得工程）。そして、画像処理手段５３は、内蔵する評価部５３１において、取得した画像に基づいて基板Ｗの検査を実行することができる。

この際の検査としては、種々の検査を実行することができる。具体例を挙げれば、レジスト膜が塗布されてエッジビードが除去された基板Ｗに対して、エッジビードの除去線の良否検査を行う場合等は、極座標系で表された基板Ｗの画像を用いることが好適となる。なぜなら、極座標系で基板Ｗを表した場合、エッジビードの除去が適切に行われた除去線の形状は略直線となる一方、エッジビードの除去が適切に行われなかった除去線の形状は直線から外れるため、エッジビード除去線の形状を確認するだけで、容易にエッジビード除去線の良否検査を行えるからである。

なお、検査の種類によっては、極座標系よりも直交座標系において基板Ｗの画像を表すことが好適となる場合もある。具体例を挙げれば、複数のダイが形成された半導体の基板Ｗに対して、ダイどうしを相互に比較して不良のダイを特定する検査を行う場合などは、直交座標系で表された基板Ｗの画像を用いることが好適となる。なぜなら、直交座標系で基板Ｗを表した場合、各ダイは基本的には同一の形状や模様を有する一方、異常のあるダイは他の正常なダイと比較して形状や模様において異なるため、ダイどうしの形状や模様を相互に比較するだけで、不良のダイを容易に特定できるからである。

そこで、画像処理手段５３は、基板Ｗの画像を極座標系から直交座標系へと変換する画像変換処理を実行する座標変換部５３２と、座標変換処理に必要となる情報を記憶するメモリ５３３とを有する。続いては、この座標変換処理について説明する。

図５は、極座標系から直交座標系への座標変換処理で実行される画像処理の内容を模式的に示した図である。なお、同図および以下に説明する図面では、回転角度θと回転中心からの距離（動径）ρとで表される極座標軸を適宜示す。上述のとおり、画像処理手段５３は、基板Ｗが所定の回転角度回転する度に１ライン分の画像を受信することで、極座標系で表される基板Ｗの概ね全体の画像を取得する。つまり、画像処理手段５３が取得する画像ＩＭ1は、図５の「画像処理手段が取得した画像」の欄に示すように、極座標系で表された画像となる。なお、同欄において、画像ＩＭ1の左端が略回転中心に対応し、画像ＩＭ1の右端が基板Ｗの端に対応する。また、後に示す「基板の載置ずれ補正画像」および「変換対象範囲の画像」の欄における画像ＩＭ2についても同様である。

ちなみに、基板Ｗは、その中心Ｃwが回転テーブル２の回転中心に一致するように載置されることが理想的である。しかしながら、実際には基板Ｗの載置精度に限界があるために、図６に示すように、基板Ｗの中心Ｃwと回転テーブル２の回転中心Ｃrとが互いにずれるといった載置ずれが発生する。

図６は、基板の中心と回転テーブルの回転中心の位置関係を模式的に示した平面図である。同図に示すように、基板の中心Ｃwと回転テーブル２の回転中心Ｃrはずれ量ΔＣだけずれている。したがって、円形の基板Ｗの端から回転中心Ｃrまでの距離は、基板Ｗの直径Ｒwにずれ量ΔＣを加算した最大値（＝Ｒw＋ΔＣ）と、基板Ｗの直径Ｒwからずれ量ΔＣを減算した最小値（＝Ｒw−ΔＣ）の間で正弦的に変動する。その結果、図５の「画像処理手段が取得した画像」の欄や図７に示すように、画像処理手段５３が取得した画像ＩＭ1では、基板Ｗの端が直線状にならずに振幅ΔＣで正弦的に波打つこととなる。

図７は、画像処理手段が取得した画像における基板の端を拡大して示す模式図である。図７において、基板Ｗの変動周期が符号Ｔで表され、基板Ｗの変動中心線（いわゆるゼロクロスライン）が符号Ｌzcで表されている。このように、基板Ｗは、変動中心線Ｌzcを中心に振幅ΔＣで正弦的に変動する。この際、基板中心Ｃwと回転中心Ｃrの間にずれが無くてずれ量ΔＣがゼロである理想的な場合には、基板Ｗの端は変動中心線Ｌzcに一致する。換言すれば、基板Ｗの端を変動中心線Ｌzcに揃える操作を実行することで、基板中心Ｃwと回転中心Ｃrの間にずれが無い場合に相当する基板Ｗの画像を生成することができる。具体的には、座標変換部５３２は、ｎ番目のラインデータＤ(n)の端（θn、ρz＋Δρz）が変動中心線Ｌzcの位置ρzからずれている量Δρzを求めて、当該ラインデータＤnを（−Δρz）だけρ方向にシフトせさせる処理を各ラインデータＤ(1)、Ｄ(2)、…に対して実行する。これによって、図５の「基板の載置ずれ補正画像」の欄に示すように、基板中心Ｃwと回転中心Ｃrの間にずれが無い場合に相当する基板Ｗの画像ＩＭ2が生成される。なお、画像ＩＭ2では、右端が直線状に揃えられたため、左端が正弦的に振動する曲線Ｌ1となる。

こうして、基板Ｗの載置ずれを補正した上で、座標変換部５３２は、基板Ｗの端から回転中心Ｃrまでの変換対象範囲Ａtの画像に対して、極座標系から直交座標系への座標変換処理を実行する。ちなみに、画像ＩＭ1を取得するにあたって回転した回転テーブル２の回転量はちょうど１回転とはならず、１回転より若干多くなることが通常である。したがって、画像ＩＭ1、ＩＭ2には、基板Ｗの１回転分より多い余分な画像が含まれる。よって、適切に座標変換処理を行うためには、この余分な画像を除くことが好ましい。これに対応して、ここでの座標変換処理では、ρ方向において基板Ｗの端から回転中心Ｃrまでの間にあるとともにθ方向において基板Ｗの回転周期Ｔの間にある範囲が変換対象範囲として特定される。

なお、図６に示すように、撮像手段４が１ライン分の画像を取得する撮像領域Ａdは、回転中心Ｃrから距離ΔＡdだけはみ出している。換言すれば、極座標系での動径方向ρ（直線状の撮像領域Ａdが延びる方向）において、撮像領域Ａdは回転中心Ｃrを跨いで変換対象範囲Ａtからはみ出している。そのため、画像ＩＭ2には、変換対象範囲Ａtから外れた場所の画像が紛れ込んでいる。このような状態で、画像ＩＭ2の全体が変換対象範囲Ａtの画像に対応するものとして座標変換処理を行うと、直交座標系に変換された画像に部分的な歪みが生じる。具体例を挙げると、直線で表されるべきパターンが部分的に屈曲したり、途切れたりといった歪みが生じる。

そこで、図５の「変換対象範囲」の欄に示すように、座標変換部５３２は、基板Ｗの端から回転中心Ｃrの変換対象範囲Ａtを画像ＩＭ2上において特定する動作を行なう。ちなみに、極座標系において、回転中心Ｃrの位置は、基板Ｗの端から回転中心Ｃrに向かって基板半径Ｒwの距離にある仮想直線Ｌrを中心に、曲線Ｌ1と同一形状で正弦振動する曲線Ｌ2として現れる。したがって、曲線Ｌ2より右側にあって回転周期Ｔの間にある範囲が変換対象範囲Ａtとして特定される。

ただし、撮像手段４と基板Ｗとの位置関係によって、動径軸方向ρにおける撮像手段４の１画素に対応する距離Ｐxは変動する。そのため、撮像手段４の撮像した画像上において、いずれの部分が変換対象範囲Ａtの画像であるかを特定するために、基板Ｗの端から基板半径Ｒwだけ離れた位置を見積もって当該位置で変動する曲線Ｌ2を推定するにあたっては、この距離Ｐxの値が必要となる。これに対して、この実施形態では、動径軸方向ρにおける撮像手段４の１画素に対応する距離Ｐxが距離情報として予め求められてメモリ５３３に記憶されており、座標変換部５３２は、基板Ｗの半径Ｒwを距離Ｐxで除すことで半径Ｒwに相当する画素数を求め、基板Ｗの端から当該画素数だけ離れた位置で正弦振動する曲線Ｌ2を推定する（つまり、回転中心Ｃrの位置を推定する）。これによって、変換対象範囲Ａtが正確に特定される。そして、座標変換部５３２は、こうして特定した変換対象範囲Ａtにある基板Ｗの画像ＩＭ2に対して座標変換処理を実行する。この際、上述したとおり変換対象範囲Ａtは、θ方向においては回転周期Ｔに相当する長さを有する。

ところで、撮像手段４が１ライン分の画像を取得する撮像領域Ａdは、回転テーブル２の回転中心Ｃrに一致していることが理想的であるが、実際には回転中心Ｃrに対してずれることが多い。このように撮像領域Ａdが回転中心Ｃrからずれている場合、このずれ量を考慮すること無く座標変換処理を実行すると、直交座標系に変換された画像に部分的な歪みが生じる。具体例を挙げると、直線で表されるべきパターンが部分的に屈曲したり、途切れたりといった歪みが生じる。そこで、この実施形態では、撮像領域Ａdと回転中心Ｃrとのずれ量Ｒ0が、撮像領域Ａdと回転中心Ｃrの位置関係を示す位置情報として予め求められてメモリ５３３に記憶されている。そして、座標変換部５３２は、このずれ量Ｒ0に基づいて座標変換処理を実行する。これについて、以下に詳述する。

図８は、極座標系から直交座標系へ座標を変換する座標変換処理の内容を模式的に示す図である。同図では、直交座標系における回転テーブル２の回転中心Ｃrと撮像領域Ａdとの位置関係が示されている。なお、複数の撮像領域Ａdが示されているが、これは複数の撮像領域Ａdが実際に存在することを示すものではなく、基板Ｗに対して相対的に回転移動する撮像領域Ａdを異なる回転角度毎に示したものである。

上述のとおり、基板Ｗを所定角度回転させる度に撮像手段４に１ライン分の撮像を実行することで、基板Ｗの概ね全体の画像が取得される。このような構成では、直線状の撮像領域Ａdが、回転テーブル２の回転中心Ｃrの周りを相対的に回転することとなる。この際、撮像領域Ａdと回転中心Ｃrがずれ量Ｒ0だけずれていると、撮像領域Ａdは、回転テーブル２の回転中心Ｃrからずれ量Ｒ0だけ距離を置きながら回転する。換言すれば、回転中心Ｃrを中心とする半径Ｒ0の仮想円Ｃeに接しながら撮像領域Ａdは回転する。

そこで、座標変換部５３２は、メモリ５３３に記憶されるずれ量Ｒ0に基づいて、このような撮像領域Ａdの軌跡を特定する。このように撮像領域Ａdの軌跡をずれ量Ｒ0から特定することで、撮像手段４が撮像領域Ａdで撮像して取得したデータが、いずれの場所を撮像したものであるかを的確に把握することができる。具体的には、回転角度θに対応する１ライン分のラインデータは、回転中心Ｃrから距離Ｒ0を置いて回転中心Ｃr周りに角度θだけ回転した撮像領域Ａdで撮像されたデータであると把握できる。

そして、座標変換部５３２はこうして特定した撮像領域Ａdの軌跡に基づいて、極座標系での任意の点を直交座標系での点に対応付けて、極座標系から直交座標系への画像変換処理を実行する。つまり、撮像領域Ａdが仮想円Ｃeに接する接点から撮像領域Ａd上の任意の点までの距離が極座標系での動径方向ρの距離に対応付けられるとともに、撮像領域Ａdの角度が極座標系での角度θに対応付けられる。これによって、極座標系と直交座標系とが的確に対応付けられる。

具体的には、直交座標系において、回転中心Ｃr（ｘk，ｙk）を中心とする半径Ｒ0の仮想円Ｃeに対して任意の点（ｘj，ｙj）から引いた接線の式を
ａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０
とおくと、係数ａ、ｂ、ｃのそれぞれは、図９に示す各式で表される。ここで、図９は、仮想円に引いた接線の式の各係数を表す式を示した図である。そこで、座標変換部５３２は、図９に示した式を用いて、極座標系の各点直交座標系の対応する点に写像して座標変換処理を実行する（座標変換工程）。これによって、図５の「直交座標系での画像」の欄に示すように、直交座標系で表された基板Ｗの画像ＩＭ3が得られる。なお、仮想円Ｃeの範囲内では撮像領域Ａdが通過しないため画像が取得されない。したがって、直交座標系での基板Ｗの画像ＩＭ3では、仮想円Ｃeは画像の欠落した不可視円として現れる。そして、画像処理手段５３の評価部５３１が、直交座標系で表された基板Ｗの画像に基づいて、例えば基板Ｗに形成された複数のダイのうち、異常のあるダイを特定するといった検査を実行する（基板処理工程）。

以上に説明したように、この実施形態では、画像処理手段５３が取得した基板Ｗの画像を極座標系から直交座標系へ変換する座標変換処理が、回転テーブル２の回転中心Ｃrと撮像領域Ａdとのずれ量Ｒ0に基づいて実行される。したがって、撮像手段４の撮像領域Ａdと回転テーブル２の回転中心Ｃrとのずれによらず、極座標系から直交座標系への座標変換を適切に行い、直交座標系で基板Ｗの画像ＩＭ3を正確に表すことが可能となる。

また、この実施形態では、座標変換部５３２は、直交座標系において、回転中心Ｃrから距離Ｒ0（一定距離）を置いて回転中心Ｃr周りに相対的に回転する撮像領域Ａdの軌跡を特定した結果に基づいて、座標変換処理を実行する。このように撮像領域Ａdの軌跡を、撮像領域Ａdと回転中心Ｃrとのずれ量を示す距離Ｒ0に基づいて特定することで、撮像手段４が撮像領域Ａdで撮像して取得したデータが、いずれの場所を撮像したものであるかを的確に把握することができ、座標変換処理を適切に実行することが可能となる。

特に、この実施形態では、撮像領域Ａdが仮想円Ｃeに接する接点から撮像領域Ａd上の任意の点までの距離を極座標系での動径方向ρの距離に対応させるとともに、撮像領域Ａdの角度を極座標系での角度θに対応させることで、座標変換処理が実行されている。これによって、極座標系と直交座標系とを的確に対応付けで、上記の座標変換処理を適切に実行することが可能となる。

ちなみに、上述した通り、極座標系での動径方向ρにおいて撮像領域Ａdが回転中心Ｃrを跨いで、変換対象範囲Ａtからはみ出す場合がある。このような場合、変換対象範囲Ａtから外れた場所の画像が撮像手段４の撮像画像Ａtに紛れ込んで、極座標系から直交座標系への座標変換処理が適切に行えないおそれがある。

これに対して、この実施形態では、基板Ｗの端から回転中心Ｃrまでの変換対象範囲Ａtを特定し、画像取得手段が取得した基板Ｗの画像のうち、変換対象範囲Ａtの外にある画像を座標変換処理の対象から外した上で、変換対象範囲Ａt内にある画像に対して座標変換処理が実行される。このような構成では、変換対象範囲Ａtから外れた場所の画像が座標変換処理の対象から外されるため、極座標系から直交座標系への座標変換処理を適切に行うことができる。

特にこの実施形態では、撮像手段４の１画素に対応する距離Ｐxがメモリ５３３に記憶されており、座標変換部５３２は、メモリ５３３が記憶する当該距離Ｐxに基づいて変換対象範囲Ａtを特定する。このような構成は、変換対象範囲Ａtを正確に特定することができるため、極座標系から直交座標系への座標変換処理をより適切に行うことができ好適である。

また、この実施形態のように円形の基板Ｗに対して処理を実行する基板処理装置１に対しては、極座標系で画像を取得する本発明を特に好適に適用することができる。

このように、この実施形態では、基板処理装置１が本発明の「基板処理装置」に相当し、回転テーブル２が本発明の「回転支持手段」に相当し、撮像手段４が本発明の「撮像手段」に相当し、画像処理手段５３が本発明の「画像取得手段」に相当し、メモリ５３３が本発明の「記憶手段」に相当し、座標変換部５３２が本発明の「画像変換手段」に相当し、評価部５３１が本発明の「基板処理手段」に相当する。また、撮像領域Ａdと回転中心Ｃrとのずれ量Ｒ0が本発明の「位置情報」に相当し、撮像手段４の１画素に対応する距離Ｐxが本発明の「距離情報」に相当する。また、撮像領域Ａdが本発明の「撮像領域」に相当し、変換対象範囲Ａtが本発明の「変換対象範囲」に相当する。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、直交座標系で表された基板Ｗの画像に基づいて基板Ｗに対して検査を行う場合について説明した。しかしながら、基板処理装置１が基板Ｗに対して実行する処理は基板検査に限られない。そこで、基板Ｗを回転させながら基板Ｗにレジストを塗布する処理を実行する基板処理装置１や、基板Ｗを回転させながら基板Ｗのエッジビードを除去する処理を実行する基板処理装置１に対しても本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、撮像手段４の１画素に対応する距離Ｐxを予め求める手法や、撮像領域Ａdと回転中心Ｃrとのずれ量Ｒ0を予め求める手法については特に説明しかなったが、これらの手法としては種々のものを採用できる。一例を挙げると次のとおりである。

上述したとおり、変換対象範囲Ａtから外れた場所の画像を取り込んで座標変換処理を行った場合、直交座標系で表される画像に歪みが生じる。そこで、上記実施形態では、撮像手段４の１画素に対応する距離Ｐxに基づいて変換対象範囲Ａtにある画像が特定される。この際、距離Ｐxが正しい値でないと、変換対象範囲Ａtを正確に特定することができず、直交座標系で表される画像には歪みが生じる。そこで、距離Ｐxを求める際には、このような距離Ｐxの値と画像の歪みとの関係を利用することができる。

つまり、例えば直線状のテストパターンが形成されたテスト用の基板Ｗの画像ＩＭ1を上述の要領で極座標系において取得する。そして、上述の要領で当該画像ＩＭ1を、画像ＩＭ2を経由して、直交座標系での画像ＩＭ3に変換する。この動作を距離Ｐxの値を変化させながら複数回実行することで、テストパターンの歪みの程度が異なる複数の画像ＩＭ3が得られる。そして、テストパターンの歪みが最も小さい画像ＩＭ3を取得するにあたって用いた距離Ｐxの値が、正しい距離Ｐxを示すものとして求めることができる。

また、上述したとおり、撮像領域Ａdと回転中心Ｃrのずれ量Ｒ0を考慮すること無く座標変換処理を行った場合、直交座標系で表される画像に歪みが生じる。そこで、上記実施形態では、このずれ量Ｒ0から求められた撮像領域Ａdの軌跡に基づいて、撮像手段４が撮像領域Ａdで撮像して取得したデータが、いずれの場所を撮像したものであるかを把握している。この際、ずれ量Ｒ0が正しい値でないと、撮像したデータがいずれの場所のものかを正確に把握することができず、直交座標系で表される画像には歪みが生じる。そこで、ずれ量Ｒ0を求める際には、このようなずれ量Ｒ0の値と画像の歪との関係を利用することができる。

つまり、距離Ｐxの場合と同様に、例えば直線状のテストパターンが形成されたテスト用の基板Ｗの画像ＩＭ1を上述の要領で極座標系において取得する。そして、上述の要領で当該画像ＩＭ1を、画像ＩＭ2を経由して、直交座標系での画像ＩＭ3に変換する。この動作をずれ量Ｒ0の値を変化させながら複数回実行することで、テストパターンの歪みの程度が異なる複数の画像ＩＭ3が得られる。そして、テストパターンの歪みが最も小さい画像ＩＭ3を取得するにあたって用いたずれ量Ｒ0の値が、正しいずれ量Ｒ0を示すものとして求めることができる。

また、上記実施形態では、基板Ｗの載置ずれが発生した場合について説明した。しかしながら、基板Ｗの載置精度が非常に高く、基板Ｗの載置ずれがほとんど無いような基板処理装置１に対しても本発明を適用することができる。この場合には、基板載置ずれの補正処理（つまり、画像ＩＭ1を画像ＩＭ2に変換する処理）を省略することができる。

また、基板Ｗの形状についても、上記の円形に限られない。したがって、円形以外の基板Ｗに対して処理を行う基板処理装置１に対して本発明を適用することもできる。

本発明は、極座標系で表された基板Ｗの画像を直交座標系に変換した結果に基づいて、基板への処理を実行する基板処理装置に利用することができる。

１…基板処理装置
２…回転テーブル
３…光照射手段
４…撮像手段
５１…制御手段
５３…画像処理手段
５３１…評価部
５３２…座標変換部
５３３…メモリ
Ｗ…基板
Ｒ0…撮像領域Ａdと回転中心Ｃrとのずれ量
Ｐx…撮像手段４の１画素に対応する距離
Ａd…撮像領域
Ａt…変換対象範囲

Claims (10)

1. 基板を支持しつつ回転する回転支持手段と、
   直交座標系において直線状の撮像領域を有し、前記回転支持手段に支持される前記基板に前記撮像領域が重なるように配置された撮像手段と、
   前記回転支持手段により前記基板を回転させつつ前記撮像手段に前記撮像領域内の前記基板を撮像させることで、極座標系で表された前記基板の画像を取得する画像取得手段と、
   前記回転支持手段の回転中心と前記撮像領域との位置関係を示す位置情報を記憶する記憶手段と、
   前記画像取得手段が取得した前記基板の画像を極座標系から直交座標系へ変換する座標変換処理を、前記記憶手段が記憶する前記位置情報に基づいて実行する座標変換手段と、
   前記座標変換手段により直交座標系へ変換された前記基板の画像に基づいて、前記基板への処理を行う基板処理手段と
   を備え、
   前記座標変換手段は、直交座標系において、前記回転中心から一定距離を置いて前記回転中心周りに相対的に回転する前記撮像領域の軌跡を前記位置情報から特定した結果に基づいて、前記座標変換処理を実行する
   ことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記座標変換手段は、前記回転中心を中心として前記一定距離を半径とする仮想円に前記撮像領域が接する接点から前記撮像領域上の任意の点までの距離を極座標系での動径方向の距離に対応させるとともに、前記撮像領域の角度を極座標系での角度に対応させることで、前記座標変換処理を実行する請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記座標変換手段は、前記基板の端から回転中心までの変換対象範囲を特定し、前記画像取得手段が取得した前記基板の画像のうち、前記変換対象範囲外にある画像を前記座標変換処理の対象から外した上で、前記変換対象範囲内にある画像に対して前記座標変換処理を実行する請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 基板を支持しつつ回転する回転支持手段と、
   前記回転支持手段に支持される前記基板にその撮像領域が重なるように配置された撮像手段と、
   前記回転支持手段により前記基板を回転させつつ前記撮像手段に前記撮像領域内の前記基板を撮像させることで、極座標系で表された前記基板の画像を取得する画像取得手段と、
   前記回転支持手段の回転中心と前記撮像領域との位置関係を示す位置情報を記憶する記憶手段と、
   前記画像取得手段が取得した前記基板の画像を極座標系から直交座標系へ変換する座標変換処理を、前記記憶手段が記憶する前記位置情報に基づいて実行する座標変換手段と、
   前記座標変換手段により直交座標系へ変換された前記基板の画像に基づいて、前記基板への処理を行う基板処理手段と
   を備え、
   前記座標変換手段は、前記基板の端から回転中心までの変換対象範囲を特定し、前記画像取得手段が取得した前記基板の画像のうち、前記変換対象範囲外にある画像を前記座標変換処理の対象から外した上で、前記変換対象範囲内にある画像に対して前記座標変換処理を実行する
   ことを特徴とする基板処理装置。
5. 前記記憶手段は、前記撮像手段の１画素に対応する距離を示す距離情報を記憶し、
   前記座標変換手段は、前記記憶手段が記憶する前記距離情報に基づいて前記変換対象範囲を特定する請求項３または４に記載の基板処理装置。
6. 前記基板処理手段は、前記基板の検査を前記基板への処理として実行する請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 複数のダイが形成された半導体の前記基板に対して処理を実行する請求項６に記載の基板処理装置であって、
   前記基板処理手段は、ダイどうしを相互に比較して不良の前記ダイを特定する検査を前記基板に対して実行する基板処理装置。
8. 複数のダイが形成された半導体の基板を支持しつつ回転する回転支持手段と、
   前記回転支持手段に支持される前記基板にその撮像領域が重なるように配置された撮像手段と、
   前記回転支持手段により前記基板を回転させつつ前記撮像手段に前記撮像領域内の前記基板を撮像させることで、極座標系で表された前記基板の画像を取得する画像取得手段と、
   前記回転支持手段の回転中心と前記撮像領域との位置関係を示す位置情報を記憶する記憶手段と、
   前記画像取得手段が取得した前記基板の画像を極座標系から直交座標系へ変換する座標変換処理を、前記記憶手段が記憶する前記位置情報に基づいて実行する座標変換手段と、
   前記座標変換手段により直交座標系へ変換された前記基板の画像に基づいて、ダイどうしを相互に比較して不良の前記ダイを特定する検査を前記基板に対して実行する基板処理手段と
   を備えたことを特徴とする基板処理装置。
9. 円形の前記基板に対して処理を実行する請求項１ないし８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
10. 基板を支持する回転支持手段を回転させることで前記基板を回転させつつ、直交座標系において直線状のその撮像領域が前記基板に重なるように配置された撮像手段に前記撮像領域内の前記基板を撮像させることで、極座標系で表された前記基板の画像を取得する画像取得工程と、
    前記回転支持手段の回転中心と前記撮像領域との位置関係を示す位置情報に基づいて、前記画像取得工程で取得した前記基板の画像を極座標系から直交座標系へ変換する座標変換処理を実行する座標変換工程と、
    前記座標変換工程で直交座標系へ変換された前記基板の画像に基づいて、前記基板への処理を行う基板処理工程と
    を備え、
    前記座標変換工程は、直交座標系において、前記回転中心から一定距離を置いて前記回転中心周りに相対的に回転する前記撮像領域の軌跡を前記位置情報から特定した結果に基づいて、前記座標変換処理を実行する
    ことを特徴とする基板処理方法。
    

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