JPH0452507A - 格子形状の姿勢計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば半導体ウェハを各チップごとに切断す
る際に半導体ウェハの姿勢を計測する格子形状の姿勢計
測装置に関する。

（従来の技術） 第９図は半導体ウェハのダイシング装置の構成図である
。ＸＹθステージｌはＸ軸ステージ２を備え、このＸ軸
ステージ２上にＹ軸ステージ３を設け、さらにこのＹ軸
ステージ３上にθ軸ステ−ジ４を設けた構成となってい
る。Ｙ軸ステージ３はＸ軸ステージ２上を矢印（イ）方
向に一端と他端との間をスライド自在となっている。θ
軸ステージ４上には半導体ウェハ５が載置されている。

又、Ｘ軸ステージ２の他端の上方にはダイシング部６が
配置されている。このダイシング部６は半導体ウェハ５
を各チップごとに切断するもので、図示しない駆動回路
により昇降する。一方、θ軸ステージ４の上方にはテレ
ビジョン（ＴＶ）カメラ７が配置されている。このＴＶ
カメラ７は半導体ウェハ５を撮像してその映像信号を出
力するもので、この映像信号は画像処理回路８に送られ
る。

この画像処理回路８は映像信号を受けて画像データとし
て記憶し、この画像データから半導体ウェハ５の切断ラ
インに対する位置ずれ量を検出する機能を有している。

ここで、この位置ずれ量の検出について説明する。第１
０図は画像処理回路８に記憶された画像データである。

この画像処理回路８は半導体ウェハ５のチップ以外の部
分であるダイシングストリートと同一方向（ＸＹ軸方向
）の各ラインａ−ａ−ｂ−ｂ−を設定してこれらライン
ａ−ａｂ−ｂ上の射影ＡＳＢを求め、これら射影Ａ、　
　Ｂにおいて極大値ａｌ、ａ２．・・・　ｂｌ、ｂ２．
・・・を求める。これら極大値ａｌ、ａ２．・・・　ｂ
ｌ。

ｂ２．・・・はそれぞれ半導体ウェハ５のダイシングス
トリートの部分に対応する。従って、画像処理回路８は
ＸＹθステージ駆動回路９に駆動制御信号を送出してθ
ステージ４を回転させ、この状態に逐次画像データを取
り入れて各極大値を求め、これら最大値を示すところで
θステージ４を停止させる。第１１図は各極大・値ａｌ
、ａ２．・・・ｂｌ、ｂ２．・・・が最大値となったと
ころの半導体ウェハ５の配置を示している。そして、画
像処理回路８はこれら極大値ａｌ、ａ２．・・・　ｂｌ
。

ｂ２．・・・からＸ軸及びＹ軸方向の各ずれ量ｄｘ。

ｄｙを求める。かくして、画像処理回路８はこれらすれ
量ｄｘ、ｄｙを無くす駆動制御信号をＸＹθステージ駆
動回路９に送出することにより半導体ウェハ５の位置決
めがなされる。この後、画像処理回路１０はこれらずれ
量を無くす駆動制御信号をＸＹθ駆動回路９に送出し、
かつＹ軸ステージ３をダイシング部６の下方にスライド
させる駆動制御信号を送出する。かくして、半導体ウェ
ハ５は切断ラインに対して位置決めされてダイシング部
６の下方に配置され、この状態にダイシング部６が下降
して半導体ウェハ５は各チップに切断される。

しかしながら、上記半導体ウェハ５の姿勢計測及びその
位置決めでは逐次射影Ａ、Ｂを求めるので、位置ずれ量
が大きい程画像処理量が多くなる。

又、精度高く姿勢計測を行うにはθステージ４の回転ピ
ッチを少なくすればよいが、回転ピッチを小さくすると
処理時間が長くなる。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように位置ずれ量が大きい程画像処理量が多くな
り、又、精度高く姿勢計測を行おうとして回転ピッチを
小さくすると処理時間が長くなる。

そこで本発明は、処理量を少なくするとともに処理時間
を短くして高精度な姿勢計測かできる格子形状の姿勢計
測装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、格子模様が形成された被姿勢制御体を撮像す
る撮像装置と、この撮像装置の撮像により得られた画像
データに対して少なくとも２本の平行ラインを設定する
ライン設定手段と、このライン設定手段により設定され
た各ライン上における濃淡レベルを検出して所定濃淡レ
ベルの候補点を検索する候補点検索手段と、この候補点
検索手段により検索された各候補点を各ライン間におい
て結んでこれらライン上の濃淡レベルを検出し、これら
候補点間ラインのうち濃淡レベルが一定となる候補点間
ラインの方向から格子模様の姿勢を判断する姿勢判断手
段とを備えて上記目的を達成しようとする格子形状の姿
勢計測装置である。

又、本発明は、格子模様が形成された被姿勢制御体を撮
像する撮像装置と、この撮像装置の撮像により得られた
画像データに対して閉曲線を設定する閉曲線設定手段と
、この閉曲線設定手段により設定された閉曲線上におけ
る濃淡レベルを検出して所定濃淡レベルの候補点を検索
する候補点検索手段と、この候補点検索手段により検索
された各候補点間を結んでこれらライン上の濃淡レベル
を検出し、これら候補点間ラインのうち濃淡レベルが一
定となる候補点間ラインの方向から格子模様の姿勢を判
断する姿勢判断手段とを備えて上記目的を達成しようと
する格子形状の姿勢計測装置である。

（作　用） このような手段を備えたことにより、撮像装置の撮像に
より得られた格子模様の画像データに対してライン設定
手段により少なくとも２本の平行ラインが設定され、こ
れらライン上における濃淡レベルが候補点検索手段によ
り検出されて所定濃淡レベルの候補点が検索される。そ
して、姿勢判断手段により各候補点が各ライン間におい
て結ばれてこれらライン上の濃淡レベルが検出され、こ
れら候補点間ラインのうち濃淡レベルが一定となる候補
点間ラインの方向から格子模様の姿勢が判断される。

又、上記手段を備えたことにより、撮像装置の撮像によ
り得られた格子模様の画像データに対して閉曲線設定手
段により閉曲線が設定され、この閉曲線上における濃淡
レベルが候補点検索手段により検出されて所定濃淡レベ
ルの候補点か検索される。そして、姿勢判断手段により
各候補点が結ばれてこれらライン上の濃淡レベルが検出
され、これら候補点間ラインのうち濃淡レベルが一定と
なる候補点間ラインの方向から格子模様の姿勢が判断さ
れる。

（実施例） 以下、本発明の第１実施例について図面を参照して説明
する。なお、第９図と同一部分には同一符号を付してそ
の詳しい説明は省略する。

第１図は半導体ウェハの姿勢計測に適用した格子形状の
姿勢計測装置の構成図である。画像処理回路１０は第２
図に示す姿勢計測フローチャートに従って半導体ウェハ
５の姿勢計測を行なう機能を有している。具体的には次
の各機能を有している。ＴＶカメラ７からの映像信号を
受けて画像データとして記憶し、この画像データに対し
て２本の平行ラインを設定するライン設定機能、これら
ライン上における濃淡レベルを検出して所定濃淡レベル
の候補点を検索する候補点検索機能、これら候補点を各
ライン間において結んでライン上の濃淡レベルを検出し
、これら候補点間ラインのうち濃淡レベルが一定となる
候補点間ラインの方向から半導体ウェハ５の姿勢を判断
する姿勢判断機能である。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。

ＴＶカメラ７は半導体ウェハ５を撮像してその映像信号
を出力する。この映像信号は画像処理回路１０に送られ
る。

この画像処理回路１０はステップｓ１において映像信号
を入力して第３図に示す画像データに変換して記憶する
。次に画像処理回路１０はステップｓ２において画像デ
ータに対して平行ラインＬｃ。

Ｌｄを設定する。これら平行ラインＬｃＳＬｄはＸ軸方
向に対して平行でかつ所定間隔をおいて配置されている
。なお、これら平行ラインＬｃ。

ＬｄのＹ軸方向は任意に設定されている。次に画像処理
回路１０はステップｓ３において半導体ウェハ５上のダ
イシングストリートを検索するための各候補点を検索す
る。すなわち、画像処理回路１０はラインＬｃ上の濃淡
レベルからチップの領域とこの領域以外のストリートの
領域とを判断し、チップの領域を画像データ値「０」と
し、ストリートの領域の画像データ値を「１」とする。

そして、画像処理回路１０はストリートの領域のうち真
のストリート幅ＷのｄＷ以上の領域を除外し、ｄＷ以下
の各領域の中点を求めてこれら中点を各候補点ｃｌ、ｃ
２・・・とする。次に画像処理回路１０はステップｓ４
において以上作用と同様にラインＬｄの各候補点ｄｌ、
ｄ２・・・を求める。

次に画像処理回路１０はステップｓ５において各ライン
Ｌｃ、Ｌｄ間において候補点ｃｌ、ｃ２・・・とｄｌ、
ｄ２・・・とを結ぶ。例えば、ラインＬｃ上中央部の候
補点Ｃ２とラインＬｄ上中央部の候補点ｄ２と結んび、
この候補点間ラインをＬ２２と設定する。次に画像処理
回路１０はステップＳ６において候補点間ラインＬ２２
上の画像データ値が「０」で一定であるかを判断する。

この候補点間ラインＬ２□上の画像データ値はｒＯＪ　
　ｒｌＪとが断続的に現れるので、画像処理回路１０は
ラインＬ２２は半導体ウェハ５のストリートを通ってい
ないと判断する。

次に画像処理回路１０はステップＳ５に戻って候補点Ｃ
２と次に近い候補点ｄ３と結んび、この候補点間ライン
をＬ２３と設定する。この候補点間ラインＬ２Ｂ上の画
像データ値はｒＯＪ　　ｒｌＪとか断続的に現れるので
、画像処理回路１０はラインＬ２３は半導体ウェハ５の
ストリートを通っていないと判断する。

画像処理回路１０は再びステップＳ５に戻って候補点Ｃ
２と次に近い候補点ｄ１と結んび、この候補点間ライン
をＬ２□と設定する。この候補点間ラインＬ２１上の画
像データ値はｒＯＪにより一定となるので、画像処理回
路１０はラインＬ２１は半導体ウェハ５のストリートを
通る判断する。

次に画像処理回路１０はこのラインＬ２１からＸＹ軸方
向及び回転角度θの各ずれ量を求める。

ここで、候補点Ｃ２のＸＹ座標を（Ｘ２、）’２）、候
補点ｄ１のＸＹ座標を（Ｘ　１、’５’　（）であれば
、ｙ　　ｙ２−（ｙ＋　　ｙ２）／（ｘ＋−ｘ２）Ｘ（
ＸＸ２） からＸＹ軸のずれ量ｘ−Ｘ　２　、Ｙ　　３’　２及び
回転角度θ θ−ｔａｎ−’　（ｙ＋　　Ｙ２　）　／　（ＸＩ　−
Ｘ２　）が求められる。

従って、画像処理回路１０はこれらずれ量を無くす駆動
制御信号をＸＹθ駆動回路９に送出し、かつＹ軸ステー
ジ３をダイシング部６の下方にスライドさせる駆動制御
信号を送出する。かくして、半導体ウェハ５は切断ライ
ンに対して位置決めされてダイシング部６の下方に配置
され、この状態にダイシング部６が下降して半導体ウエ
ノ飄５は各チップに切断される。

このように上記第１実施例においては、半導体ウェハ５
の画像データに対して平行ラインＬｃ。

Ｌｄを設定し、これらラインＬｃ、Ｌｄ上における所定
濃淡レベルの各候補点を検索してこれら候補点を結び、
この候補点間ラインのうち濃淡レベルが一定となる候補
点間ラインから半導体ウェハ５の姿勢を判断するように
したので、半導体ウェハ５の回転角度に関係無く短時間
でずれ量を求めることができる。又、候補点間ラインＬ
２＋がノイズによりダイシングストリートを通らないと
判断されても、別の候補点ｃ３．ｄ２を結ぶ候補点間ラ
インによりダイシングストリートを通るラインを検出で
きる。従って、ノイズの影響を受けることなく精度高く
半導体ウェハ５の姿勢を計測できる。さらに、ダイシン
グストリートを通る複数の候補点間ラインＬ２＋、Ｌ３
２が同一の画像データから得られるので、姿勢計測結果
の精度を高くし信頼性を向上できる。

なお、この第１実施例においてはラインＬｃ。

Ｌｄを第４図に示すように帯状ラインＬｅＳＬｆを設定
しても良い。この場合、各帯状ラインＬｅ。

ＬｆにおいてＹ軸方向の射影Ｅ、Ｆを求めてその極大値
から各候補点を求めるものとなる。

又、各ラインＬ　ｃ　ＳＬ　ｄ　ｓ　Ｌ　ｅ　ｓ　Ｌ　
ｆはＸ軸方向に限らず、Ｙ軸方向やＸＹ軸方向に設定し
てもよい。

さらに第５図に示すように光等のノイズによりラインＬ
ｄにおいて候補点が検出されない場合、ラインＬｄをＬ
ｄ−位置に平行移動することにより姿勢計測を行うこと
ができる。

次に本発明の第２実施例について説明する。なお、第１
図と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省
略する。第６図は半導体ウェハの姿勢計測に適用した格
子形状の姿勢計測装置の構成図である。画像処理回路２
０は第７図に示す姿勢計測フローチャートに従って半導
体ウェハ５の姿勢計測を行なう機能を有している。具体
的には次の各機能を有している。すなわち、ＴＶカメラ
７の撮像により得られた画像データに対してサ−クルラ
インを設定するサークルライン設定機能、このサークル
ライン設定手段により設定されたサークルライン上にお
ける濃淡レベルを検出して所定濃淡レベルの候補点を検
索する候補点検索機能、この候補点検索機能により検索
された各候補点間を結んで濃淡レベルを検出し、これら
候補点間ラインのうち濃淡レベルが一定となる候補点間
ラインの方向から半導体ウェハ５の姿勢を判断する姿勢
判断機能である ＴＶカメラ７は半導体ウェハ５を撮像してその映像信号
を画像処理回路２０に送る。この画像処理回路２０はス
テップｆ１において映像信号を入力して第８図に示す画
像データに変換して記憶する。

次に画像処理回路２０はステップｆ２において画像デー
タに対してサークルラインＬｓを設定する。

次に画像処理回路２０はステップｆ３において各候補点
を検索する。すなわち、画像処理回路２０はラインＬｓ
上の濃淡レベルからチップの領域を画像データ値「０」
とし、ストリートの領域の画像データ値を「１」とする
。そして、画像処理回路２０はストリートの領域のうち
真のストリート幅ＷのＶ万Ｗ以上の領域を除外し、Ｖ７
Ｗ以下の各領域の中点を求めてこれら中点を各候補点ｋ
ｌ。

ｋ２．・・・ｋｎとする。次に画像処理回路２０はステ
ップｆ４において候補点の本数ｎから各候補点を結ぶラ
インの本数Ｈ Ｈ−ｎ（ｎ−１）／２ を求める。

次に画像処理回路２０はステップｆ６において各候補点
ｋｌ、に２・・・　ｋｎ相互間を結ぶ候補点間ラインを
設定する。例えば、画像処理回路２０は候補点に１とに
２とを結び候補点間ラインＬｉ、とし、このラインＬｋ
、上の濃淡レベルを検出する。

次に画像処理回路２０はステップｆ７において候補点間
ラインＬｋ１上の画像データ値が「０」て一定であるか
を判断する。この候補点間ラインＬｉｌ上の画像データ
値はｒＯＪ　　ｒｌＪとが断続的に現れるので、画像処
理回路２０はラインＬ、は半導体ウェハ５のストリート
を通っていないと判断する。

次に画像処理回路２０はステップｒ５に戻って候補点に
１と次に近い候補点に３と結び、この候補点間ラインＬ
ｋ、上の画像データ値を検出してストリートを通ってい
るかを判断する。そして、画像処理回路２０は候補点に
１と候補点に６とを結ぶ候補点間ラインＬｋＳ上の画像
データ値が「０」により一定となることを検出し、この
ラインＬｋ、は半導体ウェハ５のストリートを通ると判
断する。

次に画像処理回路２０はこのラインＬｋ５から上記と同
様にＸＹ軸方向及び回転角度θの各ずれ量を求める。そ
して、画像処理回路２０はこれらずれ量を無くす駆動制
御信号をＸＹθ駆動回路９に送出し、かつＹ軸ステージ
３をダイシング部６の下方にスライドさせる駆動制御信
号を送出する。

かくして、半導体ウェハ５は切断ラインに対して位置決
めされてダイシング部６の下方に配置され、この状態に
ダイシング部６が下降して半導体ウェハ５は各チップに
切断される。

このように上記第２実施例においては、画像データに対
してサークルラインＬｓを設定し、このサークルライン
上ｓ上において各候補点を検索さしてこれら候補点を結
ぶ候補点間ラインを求め、この候補点間ラインの濃淡レ
ベルが一定となる候補点間ラインの方向から半導体ウニ
／Ｘ５の姿勢を求めるようにしたので、半導体ウェハ５
の回転角度に関係無く短時間で各ずれ量を求めることが
できる。そして、候補点間ラインの濃淡レベルはダイシ
ングストリートを通るラインが検出されれば良く、本数
Ｈの全てのラインについて濃淡レベルを検出する必要は
ない。又、各候補点間ラインのうち長さの短いラインは
除いて処理しても良く、この場合処理時間がさらに短く
てきる。

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形しても良い。例えば、半
導体ウェハ５に限らず格子模様であれば適用できる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、処理量を少なくす
るとともに処理時間を短くして高精度な姿勢計測ができ
る格子形状の姿勢計測装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明に係わる格子形状の姿勢計測
装置の第１実施例を説明するための図であって、第１図
は構成図、第２図は姿勢計測流れ図、第３図は姿勢計測
の作用を説明するための図、第４図及び第５図は同実施
例の変形例を説明するための図、第６図乃至第８図は本
発明装置の第２実施例を説明するための図であって、第
６図は構成図、第７図は姿勢計測流れ図、第８図は姿勢
計測の作用を説明するための図、第９図乃至第１１図は
従来技術を説明するための図である。 １・・・ＸＹθテーブル、２・・・Ｘ軸テーブル、３・
・・Ｙ軸テーブル、４・・・θ軸テーブル、５・・・半
導体ウェハ、６・・・ダイシング部、７・・・ＴＶカメ
ラ、１０．２０・・・画像処理回路。 第 図 第 図 Ｗ 第 図 Ｑ’、Ｓ　１０ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）格子模様が形成された被姿勢制御体を撮像する撮
   像装置と、この撮像装置の撮像により得られた画像デー
   タに対して少なくとも２本の平行ラインを設定するライ
   ン設定手段と、このライン設定手段により設定された各
   ライン上における濃淡レベルを検出して所定濃淡レベル
   の候補点を検索する候補点検索手段と、この候補点検索
   手段により検索された各候補点を前記各ライン間におい
   て結んでこれらライン上の濃淡レベルを検出し、これら
   候補点間ラインのうち濃淡レベルが一定となる候補点間
   ラインの方向から前記格子模様の姿勢を判断する姿勢判
   断手段とを具備したことを特徴とする格子形状の姿勢計
   測装置。
2. （２）格子模様が形成された被姿勢制御体を撮像する撮
   像装置と、この撮像装置の撮像により得られた画像デー
   タに対して閉曲線を設定する閉曲線設定手段と、この閉
   曲線設定手段により設定された閉曲線上における濃淡レ
   ベルを検出して所定濃淡レベルの候補点を検索する候補
   点検索手段と、この候補点検索手段により検索された各
   候補点間を結んでこれらライン上の濃淡レベルを検出し
   、これら候補点間ラインのうち濃淡レベルが一定となる
   候補点間ラインの方向から前記格子模様の姿勢を判断す
   る姿勢判断手段とを具備したことを特徴とする格子形状
   の姿勢計測装置。