KR20200068584A - 중심 검출 방법 - Google Patents

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KR20200068584A
KR20200068584A KR1020190153532A KR20190153532A KR20200068584A KR 20200068584 A KR20200068584 A KR 20200068584A KR 1020190153532 A KR1020190153532 A KR 1020190153532A KR 20190153532 A KR20190153532 A KR 20190153532A KR 20200068584 A KR20200068584 A KR 20200068584A
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다카후미 오모리
아야코 고이케
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은, 웨이퍼의 중심을 검출할 때, 웨이퍼의 외주 가장자리를 잘못 인식해 버리는 것을 억제하는 것을 목적으로 한다.
본 가공 방법에서는, X축 방향으로 연장되는 검출용 영역(LS)을, X축 방향으로 1화소씩 비켜놓고, 검출용 영역(LS)을 비켜놓을 때마다, 검출용 영역(LS)의 각 화소의 명암치를 취득하고, 또한, 명암치의 분포에 있어서의 X축에 대한 기울기값을 산출한다. 그리고, 이 기울기값에 기초하여, 웨이퍼의 에지의 좌표인 외주 좌표를 결정한다.

Description

중심 검출 방법{METHOD FOR DETECTING CENTER}
본 발명은, 중심 검출 방법에 관한 것이다.
에지 트리밍 가공에서는, 웨이퍼의 외주의 모따기부를, 원주 방향을 따라 제거한다. 이 에지 트리밍 가공에서는, 웨이퍼의 외주에 있어서의 제거되는 부분의 폭(직경 방향의 길이)을 같게 하는 것이 요구된다. 그 때문에, 웨이퍼의 중심을 인식하여, 웨이퍼 중심과 유지 테이블의 회전 축심과의 어긋남을 보정하고 있다(특허문헌 1 참조).
또한, 웨이퍼의 중심을 인식하기 위해, 다음과 같은 방법이 있다(특허문헌 2 및 3 참조). 즉, 웨이퍼의 외주의 적어도 3곳을 촬상하여, 각 촬상화(撮像畵)에 있어서의 웨이퍼의 외주 가장자리를 나타내는 화소인 외주 가장자리 화소를 찾아낸다. 그리고, 3개의 외주 가장자리 화소의 좌표치로부터, 웨이퍼 중심을 산출한다.
이 방법에서는, 웨이퍼의 외주 가장자리를 찾아낼 때, 촬상화를 2치화하여, 흑색 화소와 백색 화소의 경계를, 외주 가장자리 화소로서 인식하고 있다.
일본 특허 공개 제2006-93333호 공보 일본 특허 제5486405호 공보 일본 특허 공개 제2015-102389호 공보
촬상화를 2치화할 때에는, 미리 설정된 임계치에 기초하여, 화소를 흑색 혹은 백색으로 나누기 때문에, 웨이퍼의 외주 가장자리를 잘못 알게 되는 경우가 있다. 또한, 웨이퍼의 외주 가장자리와 가까운 부분에서 빛이 반사되면, 이 부분이 하얗게 찍히는 경우가 있고, 또한, 웨이퍼의 외주 가장자리의 외측 부분에 그림자가 생기면, 이 부분이 까맣게 찍히는 경우가 있다. 이들은, 웨이퍼의 외주 가장자리를 잘못 인식하는 것의 원인이 될 수 있다.
본 발명의 목적은, 웨이퍼의 중심을 검출할 때, 웨이퍼의 외주 가장자리를 잘못 인식해 버리는 것을 억제하는 것에 있다.
본 발명의 중심 검출 방법(본 중심 검출 방법)은, 원판형 워크의 중심을 검출하는 중심 검출 방법으로서, X축 상의 X 좌표와 Y축 상의 Y 좌표로 위치가 규정되는 표면을 가지며 회전축을 구비한 유지 테이블에, 상기 원판형 워크를 유지시키는 유지 공정과, X축에 대하여 평행한 방향 및 Y축에 대하여 평행한 방향으로 배열된 복수의 화소부를 갖는 촬상 소자를 구비한 촬상 수단을, 상기 원판형 워크의 외주에 위치시켜, 상기 촬상 수단에 의한 촬상을 실시하여 X축 방향 및 Y축 방향으로 배열된 복수의 화소를 포함하는 외주 화상을 취득하는 외주 화상 취득 공정과, 상기 외주 화상의 X축 방향으로 배열한 화소의 수의 1/2 미만의 화소의 수를 갖는 직선형의 검출용 영역을, 상기 외주 화상 내에 설정하는 검출용 영역 설정 공정과, 상기 외주 화상에 있어서의 상기 원판형 워크의 외주에 대응하는 화소가 상기 검출용 영역의 중앙부를 통과하는 상태에서, 상기 검출용 영역의 각 화소의 명암치를 취득하고, 상기 검출용 영역의 각 화소의 명암치를 각 화소의 X축 방향의 위치로 표시한 명암치의 분포에 있어서 X축에 대한 기울기값을 최소 제곱법에 의해 산출하여 기준 기울기값으로 하고, 상기 기준 기울기값 미만의 기울기값을 임계치로서 설정하는 임계치 설정 공정과, 상기 외주 화상 내의 상기 검출용 영역을, 상기 원판형 워크를 향해 X축 방향으로 1화소씩 비켜놓으면서 상기 검출용 영역의 각 화소의 명암치를 취득하고, 상기 명암치의 분포에 있어서 X축에 대한 기울기값을 최소 제곱법에 의해 산출하는 기울기값 산출 공정과, 상기 기울기값 산출 공정에서 산출된 기울기값이 상기 임계치 이상이 되었을 경우에, 상기 검출용 영역의 화소의 명암치의 최소치와 최대치의 평균치를 산출하여, 상기 평균치에 가장 가까운 명암치를 갖는 상기 검출용 영역의 화소의 좌표를, 상기 원판형 워크의 외주 좌표로서 취득하는 외주 좌표 결정 공정과, 상기 기울기값 산출 공정 및 상기 외주 좌표 결정 공정을 상기 원판형 워크의 상이한 위치에 대하여 3회 이상 실시하여 취득되는 3곳 이상의 외주 좌표에 기초하여, 상기 원판형 워크의 중심 좌표를 산출하는 중심 좌표 산출 공정을 포함한다.
본 중심 검출 방법에서는, 상기 기울기 산출 공정에 있어서, 상기 검출용 영역을 구성하는 각 화소를 둘러싸는 복수의 화소의 명암치의 평균치를, 상기 검출용 영역을 구성하는 각 화소의 명암치로서 이용하여도 좋다.
본 중심 검출 방법에서는, 상기 검출용 영역 설정 공정에서는, 상기 외주 화상 내에, Y축 방향으로 늘어선 복수의 상기 검출용 영역을 설정하고, 상기 기울기값 산출 공정에서는, 복수의 상기 검출용 영역마다 기울기값을 산출하며, 상기 외주 좌표 결정 공정에서는, 복수의 상기 검출용 영역마다 상기 원판형 워크의 외주 좌표를 취득하고, 각 외주 좌표로부터 상기 유지 테이블의 회전 축심의 좌표까지의 거리를 산출하여 상기 거리가 근사한 외주 좌표의 그룹을 작성하고, 가장 많은 외주 좌표가 속하는 그룹의 어느 하나의 외주 좌표를 상기 원판형 워크의 외주 좌표로 결정하여도 좋다.
본 중심 검출 방법에서는, X축 방향으로 연장되는 검출용 영역을, X축 방향으로 1화소씩 비켜놓고, 검출용 영역을 비켜놓을 때마다, 검출용 영역의 각 화소의 명암치를 취득하고, 또한, 명암치의 분포에 있어서의 X축에 대한 기울기값에 기초하여, 원판형 워크의 외주 좌표를 결정하고 있다. 따라서, 본 중심 검출 방법에서는, 촬상 화상을 2치화 처리하지 않고, 원판형 워크의 외주 좌표를 결정할 수 있다. 이 때문에, 2치화 처리의 오류에 기초한 원판형 워크의 외주의 오인식을 회피할 수 있다.
또한, 검출용 영역의 화소의 명암치로서, 이 화소를 둘러싸는 복수의 화소의 명암치의 평균치를 이용하는 경우에는, 검출용 영역의 화소의 명암치가 불필요한 빛 등의 영향에 의해 본래의 값에서 벗어나 있더라도, 그 영향을 억제할 수 있다.
또한, 복수의 검출용 영역을 이용하여, 다수결로 외주 좌표를 결정하는 경우에는, 불필요한 빛 등의 영향에 의해, 하나의 검출용 영역의 명암치가 잘못 검출되고, 그 결과로서 잘못된 외주 좌표가 취득되더라도, 그 영향을 줄일 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 웨이퍼를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼의 단면도이다.
도 3은 웨이퍼를 가공하기 위한 절삭 장치를 나타낸 사시도이다.
도 4는 위치 부여 공정의 실시양태를 나타낸 설명도이다.
도 5는 위치 부여 공정에서 얻어지는 초기 화상의 예를 나타낸 설명도이다.
도 6은 위치 부여 공정에서 얻어지는 외주 화상의 예를 나타낸 설명도이다.
도 7은 검출용 영역(라인 센싱 영역)의 각 화소의 위치와, 각 화소로부터 출력되는 명암치의 관계의 예를 나타낸 그래프이다.
도 8은 기울기값 산출 공정에 있어서의 검출용 영역의 이동의 예를 나타낸 설명도이다.
도 9는 기울기값 산출 공정 및 외주 좌표 결정 공정의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 검출용 영역의 모든 화소가 프레임체에 대응하는 화소가 되는 위치에 검출용 영역이 설정된 경우의, 검출용 영역의 명암치의 분포 및 회귀 직선의 예를 나타낸 그래프이다.
도 11은 검출용 영역의 다수의 화소가 웨이퍼에 대응하는 화소가 되는 위치에 검출용 영역이 설정된 경우의, 검출용 영역의 명암치의 분포 및 회귀 직선의 예를 나타낸 그래프이다.
도 12는 기울기값이 임계치 이상이 되었다고 판단되었을 때의 명암치의 분포의 예를 나타낸 그래프이다.
도 13은 검출용 영역의 명암치의 산출에 관한 변형례를 나타낸 설명도이다.
도 14는 복수의 검출용 영역을 이용하는 변형례를 나타낸 설명도이다.
도 15는 도 14에 관한 변형례에 있어서 얻어지는 복수의 외주 좌표의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 16은 광량 조정 공정을 나타낸 설명도이다.
본 실시형태에 따른 가공 방법(본 가공 방법)은, 원판형 워크의 일례인 웨이퍼를 가공하는 방법이며, 웨이퍼의 중심을 검출하는 중심 검출 방법을 포함하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 원판형의 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에는, 디바이스(D)가 형성되어 있다. 웨이퍼(W)의 이면(Wb)은, 디바이스(D)를 갖고 있지 않고, 연삭 지석 등에 의해 연삭되는 피연삭면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 에지(WE)에는, 표면(Wa)에서 이면(Wb)에 걸쳐 단면의 형상이 원호형이 되는 모따기부가 형성되어 있다. 또한, 도 2에서는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 설치되어 있는 디바이스(D)를 생략하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 색은, 흑색이다.
본 가공 방법에서는, 이러한 웨이퍼(W)의 에지(WE)의 표면(Wa) 측을 제거(에지 트리밍 가공)한다. 그 때문에, 본 가공 방법에서는, 도 3에 도시된 바와 같은 절삭 장치(1)를 이용한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 절삭 장치(1)는, 유지 테이블(30)의 유지면(302)에 유지된 웨이퍼(W)에 대하여, 절삭부(6)에 구비되는 절삭 블레이드(63)를 회전시켜 절입하여, 에지 트리밍 가공을 행하는 장치이다.
절삭 장치(1)는, 베이스(10), 베이스(10)에 세워진 문형 칼럼(14), 및 절삭 장치(1)의 각 부재를 제어하는 제어부(7)를 구비하고 있다.
베이스(10) 상에는 X축 방향 이송 수단(11)이 설치되어 있다. X축 방향 이송 수단(11)은, 유지 테이블(30)을, 절삭 이송 방향(X축 방향)을 따라 이동시킨다. X축 방향 이송 수단(110은, X축 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(111), 가이드 레일(111)에 배치된 X축 테이블(113), 가이드 레일(111)과 평행하게 연장되는 볼나사(110), 및 볼나사(110)를 회전시키는 모터(112)를 포함하고 있다.
한 쌍의 가이드 레일(111)은, X축 방향으로 평행하게, 베이스(10)의 상면에 배치되어 있다. X축 테이블(113)은, 한 쌍의 가이드 레일(111) 상에, 이들 가이드 레일(111)을 따라 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. X축 테이블(113) 상에는 유지부(3)가 배치되어 있다.
볼나사(110)는, X축 테이블(113)의 하면측에 마련된 너트부(도시하지 않음)에 나사 결합되어 있다. 모터(112)는, 볼나사(110)의 일단부에 연결되어 있고, 볼나사(110)를 회전 구동한다. 볼나사(110)가 회전 구동됨으로써, X축 테이블(113) 및 유지부(3)가, 가이드 레일(111)을 따라, 절삭 이송 방향인 X축 방향을 따라 이동한다.
유지부(3)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 테이블(30)을 갖고 있다. 유지 테이블(30)은, 유지 테이블(30)을 지지하여 회전하는 회전축인 θ 테이블(31)을 갖고 있다.
유지 테이블(30)은, 도 1에 도시된 웨이퍼(W)를 흡착 유지하기 위한 부재이며, 원판형으로 형성되어 있다. 유지 테이블(30)은, 다공성재를 포함하는 흡착부(300)와, 흡착부(300)를 지지하는 백색의 프레임체(301)를 구비한다.
흡착부(300)는, 도시하지 않은 흡인원에 연통되어 있고, 노출면인 유지면(302)을 갖고 있다. 유지면(302)은, 웨이퍼(W)보다도 약간 작은 원형이며, 프레임체(301)의 상면과 동일면으로 형성되어 있다. 흡착부(300)는, 이 유지면(302)에 의해, 웨이퍼(W)를 흡인 유지한다. 본 실시형태에서는, 유지 테이블(30)의 표면을 이루는 프레임체(301)의 상면 및 유지면(302) 상에서의 위치는, X축 상의 X 좌표와 Y축 상의 Y 좌표로 규정된다.
유지 테이블(30)은, 유지 테이블(30)의 바닥면측에 설치된 θ 테이블(31)에 의해 지지되어 있다. θ 테이블(31)은, X축 테이블(113)의 상면에, XY 평면 내에서 회전 가능하게 설치되어 있다. 따라서, θ 테이블(31)은, 유지 테이블(30)을 지지함과 더불어, 유지 테이블(30)을 XY 평면 내에서 회전 구동할 수 있다.
베이스(10) 상의 후방측(-X 방향측)에는, 문형 칼럼(14)이, X축 방향 이송 수단(11) 사이에 걸쳐 있도록 세워져 있다. 문형 칼럼(14)의 전면(+X 방향측의 면)에는, 절삭부(6)를 이동시키는 절삭부 이동 기구(13)가 설치되어 있다. 절삭부 이동 기구(13)는, 절삭부(6)를, Y축 방향으로 인덱스 이송함과 더불어, Z축 방향으로 절입 이송한다. 절삭부 이동 기구(13)는, 절삭부(6)를 인덱스 이송 방향(Y축 방향)으로 이동하는 Y축 방향 이동 수단(12), 및 절삭부(6)를 절입 이송 방향(Z축 방향)으로 이동하는 Z축 방향 이동 수단(16)을 구비하고 있다.
Y축 방향 이동 수단(12)은, 문형 칼럼(14)의 전면에 설치되어 있다. Y축 방향 이동 수단(12)은, Y축 방향으로, Z축 방향 이동 수단(16) 및 절삭부(6)를 왕복 이동시킨다. Y축 방향은, 유지면 방향(수평 방향)에 대하여 평행하고, X축 방향에 대하여 직교하는 방향이다.
Y축 방향 이동 수단(12)은, Y축 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(121), 가이드 레일(121)에 배치된 Y축 테이블(123), 가이드 레일(121)과 평행하게 연장되는 볼나사(120), 및 볼나사(120)를 회전시키는 모터(122)를 포함하고 있다.
한 쌍의 가이드 레일(121)은, Y축 방향으로 평행하게, 문형 칼럼(14)의 전면에 배치되어 있다. Y축 테이블(123)은, 한 쌍의 가이드 레일(121) 상에, 이들 가이드 레일(121)을 따라 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. Y축 테이블(123) 상에는, Z축 방향 이동 수단(16) 및 절삭부(6)가 배치되어 있다.
볼나사(120)는, Y축 테이블(123)의 배면측에 마련된 너트부(도시하지 않음)에 나사 결합되어 있다. 모터(122)는, 볼나사(120)의 일단부에 연결되어 있고, 볼나사(120)를 회전 구동한다. 볼나사(120)가 회전 구동됨으로써, Y축 테이블(123), Z축 방향 이동 수단(16) 및 절삭부(6)가, 가이드 레일(121)을 따라, 인덱스 이송 방향인 Y축 방향으로 이동한다.
Z축 방향 이동 수단(16)은, 절삭부(6)를 Z축 방향(수직 방향)으로 왕복 이동시킨다. Z축 방향은, X축 방향 및 Y축 방향에 직교한다. 즉, Z축 방향은, 유지 테이블(30)의 유지면(302)에 대하여 직교하는 방향이다.
Z축 방향 이동 수단(16)은, Z축 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(161), 가이드 레일(161)에 배치된 지지 부재(163), 가이드 레일(161)과 평행하게 연장되는 볼나사(160), 및 볼나사(160)를 회전시키는 모터(162)를 포함하고 있다.
한 쌍의 가이드 레일(161)은, Z축 방향으로 평행하게, Y축 테이블(123)에 배치되어 있다. 지지 부재(163)는, 한 쌍의 가이드 레일(161) 상에, 이들 가이드 레일(161)을 따라 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. 지지 부재(163)의 하단부에는, 절삭부(6)가 부착되어 있다.
볼나사(120)는, 지지 부재(163)의 배면측에 마련된 너트부(도시하지 않음)에 나사 결합되어 있다. 모터(162)는, 볼나사(160)의 일단부에 연결되어 있고, 볼나사(160)를 회전 구동한다. 볼나사(160)가 회전 구동됨으로써, 지지 부재(163) 및 절삭부(6)가, 가이드 레일(161)을 따라, 절입 이송 방향인 Z축 방향으로 이동한다.
절삭부(6)는, 도 3에 일부를 확대하여 도시하는 바와 같이, 지지 부재(163)의 하단에 설치된 하우징(61), Y축 방향으로 연장되는 회전축(60), 회전축(60)에 장착되는 절삭 블레이드(63), 및 회전축(60)을 구동하는 모터(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
회전축(60)은, 하우징(61)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 모터가 회전축(60)을 회전 구동함으로써, 절삭 블레이드(63)도 고속 회전한다.
또한, 절삭부(6)는, 하우징(61)의 전면에, 촬상 수단(65)을 구비하고 있다. 촬상 수단(65)은, 하우징(61)의 전방부에 부착되어 있다. 촬상 수단(65)은, 촬상 소자를 구비하고 있고, 촬상 소자는, X축에 대하여 평행한 방향 및 Y축에 대하여 평행한 방향으로 배열된 복수의 화소부(수광부)를 갖는다. 즉, 촬상 소자의 복수의 화소부(수광부)가, X축 방향과 Y축 방향을 따라 2차원적으로 배열되어 있다. 촬상 수단(65)은, 촬상 수단(65)에 있어서의 -Z축 방향을 따른 아래쪽을 촬상 영역으로 하여, 이 영역을 촬상하도록 구성되어 있다. 촬상 수단(65)의 촬상 영역은, X축 방향 이송 수단(11), 절삭부 이동 기구(13) 및 θ 테이블(31)에 의해 설정될 수 있다. 촬상 수단(65)은, 예컨대, 유지면(302)에 배치된 웨이퍼(W) 및 그 근방을 촬상하는 것이 가능하다. 촬상 수단(65)에 의해 촬상되는 화상은, 본 실시형태에서는, 예컨대, 256 계조의 그레이 스케일 화상이다.
제어부(7)는, 여러 가지 데이터 및 프로그램을 기억하는 메모리(71)를 구비하고 있다. 제어부(7)는 각종 처리를 실행하고, 절삭 장치(1)의 각 구성 요소를 통괄 제어한다.
예컨대, 제어부(7)에는, 각종 검출기(도시하지 않음)로부터의 검출 결과가 입력된다. 또한, 제어부(7)는, X축 방향 이송 수단(11)[모터(112)], 절삭부 이동 기구(13)[모터(122) 및 모터(162)] 및 θ 테이블(31)을 제어하여, 절삭부(6)의 절삭 블레이드(63)에 의해 절삭되는 웨이퍼(W)의 위치, 및 촬상 수단(65)의 촬상 영역을 결정한다. 또한, 제어부(7)는, 절삭부(6)의 모터를 제어하여, 웨이퍼(W)에 대한 절삭 가공을 실시함과 더불어, 촬상 수단(65)을 제어하여, 촬상 영역에 대한 촬상을 실시한다.
이하에, 도 3에 도시된 절삭 장치(1)를 이용한 본 가공 방법에 대해서 설명한다.
(1) 유지 공정
이 공정에서는, 사용자가, 유지 테이블(30)의 유지면(302) 상에, 웨이퍼(W)를 배치한다. 그리고, 제어부(7)가, 도시하지 않은 흡인원을 제어하여, 흡인력을 유지면(302)에 전달함으로써, 유지면(302)이 웨이퍼(W)를 흡인 유지한다. 또한, 전술한 바와 같이, 유지 테이블(30)의 표면을 이루는 프레임체(301)의 상면 및 유지면(302) 상에서의 위치는, X 좌표와 Y 좌표로 규정된다.
(2) 외주 화상 취득 공정
이 공정에서는, 우선, 제어부(7)가, X축 방향 이송 수단(11), 절삭부 이동 기구(13) 및 θ 테이블(31)을 제어하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 촬상 수단(65)의 촬상 영역을, 이 영역에, 웨이퍼(W)의 에지(WE) 및 유지 테이블(30)의 프레임체(301)가 포함되도록 설정한다. 그 후, 제어부(7)는, 촬상 수단(65)을 제어하여, 이 촬상 영역을 촬상한다. 이것에 의해, 도 5에 도시된 바와 같은, X축 방향 및 Y축 방향으로 배열된 복수의 화소를 포함하는 초기 화상이 형성된다.
이 초기 화상에서는, 배경 부재인 프레임체(301)에 대응하는 좌측 위의 화소(FP)가, 프레임체(301)의 색에 대응하는 백색으로 표시되어 있다. 한편, 웨이퍼(W)에 대응하는 우측 위에서 좌측 아래에 걸친 화소(WP)가, 웨이퍼(W)의 색에 대응하는 흑색으로 표시되어 있다. 또한, 검은 화소(WP)와 흰 화소(FP)의 경계에 형성되어 있는 회색의 화소(SP)는, 프레임체(301)에 형성된 웨이퍼(W)의 그림자이다. 또한, 검은 화소(WP) 내에 형성되어 있는 흰 선은, 촬상 수단(65)에 설정되어 있는 경계선(B)이다.
다음에, 제어부(7)는, X축 방향 이송 수단(11), 절삭부 이동 기구(13) 및 θ 테이블(31)을 제어하여, 촬상 수단(65)의 촬상 영역을, 경계선(B)이 회색 화소(SP)에 겹쳐지도록 설정하고, 촬상 수단(65)을 제어하여, 이 촬상 영역을 촬상한다. 이것에 의해, 도 6에 도시된 바와 같은, X축 방향 및 Y축 방향으로 배열된 복수의 화소를 포함하고, 웨이퍼(W)의 에지(WE) 및 유지 테이블(30)의 프레임체(301)가 찍힌 외주 화상이 형성된다.
(3) 검출용 영역 설정 공정
이 공정에서는, 제어부(7)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 외주 화상 상에 직선형의 검출용 영역(라인 센싱 영역)(LS)을 설정한다. 이 검출용 영역(LS)은, 예컨대, X축 방향을 따라 늘어선 1열의 복수의 화소를 포함한다. 검출용 영역(LS)을 형성하는 화소의 수는, 외주 화상에 있어서 X축 방향으로 배열된 화소의 수의 1/2 미만(즉, 촬상 수단(65)의 촬상 소자(촬상 영역)에 있어서의 X축 방향의 화소부의 수의 1/2 미만)이며, 예컨대 20 화소이다.
(4) 임계치 설정 공정
이 공정에서는, 제어부(7)는, 외주 화상 상에 있어서의 검출용 영역(LS)의 위치를, 웨이퍼(W)의 외주에 대응하는 화소가 검출용 영역(LS)의 중앙부를 통과하는 위치[즉, 검출용 영역(LS)을 2등분하는 위치](기준 위치)에 설정한다. 이 상태에서, 제어부(7)는, 검출용 영역(LS)의 각 화소의 명암치를 취득한다.
또한, 기준 위치는, 검출용 영역(LS)을 X축 방향으로 1화소 비켜놓을 때마다, 검출용 영역(LS)의 각 화소의 명암치를 각 화소의 X축 방향의 위치로 표시한 명암치의 분포에 있어서 X축에 대한 기울기값을 구하여, 그 기울기값이 최대가 되었을 때의 검출용 영역(LS)의 위치로 하여도 좋다.
검출용 영역(LS)이 기준 위치에 있는 경우는, 검출용 영역(LS)의 좌측은, 프레임체(301)에 대응하는 화소(FP)이고, 우측은 웨이퍼(W)에 대응하는 화소(WP)이며, 중앙은 회색의 화소(SP)이다. 따라서, 검출용 영역(LS)의 각 화소의 위치와, 각 화소로부터 출력되는 명암치의 관계(명암치의 분포)는, 도 7에 도시된 바와 같아진다. 그리고, 제어부(7)는, 최소 제곱법에 의해 회귀 직선(RL)을 작성하고, 기준 위치에 있는 검출용 영역(LS)의 명암치의 분포에 있어서의 X축에 대한 기울기값을 산출하여, 이 기울기값을 기준 기울기값(θ0)으로 한다.
또한, 제어부(7)는, 기준 기울기값(θ0) 미만으로서, 기준 기울기값(θ0)에 가까운 기울기값을, 임계치로서 설정한다. 임계치는, 예컨대, 기준 기울기값(θ0)에 0.8을 곱함으로써 얻어지는 값이다.
또한, 외주 화상 상에 있어서의 하나의 검출용 영역에서 임계치가 요구된다.
또한, 후술하는 적어도 3곳을 촬상하여 얻어지는 적어도 3개의 외주 화상에 있어서, 하나의 임계치를 이용하여도 좋고, 외주 화상마다 상이한 임계치를 이용하여도 좋다.
(5) 기울기값 산출 공정 및 외주 좌표 결정 공정
기울기값 산출 공정에서는, 제어부(7)는, 우선, 외주 화상 상에 있어서의 검출용 영역(LS)의 위치를, 도 8에 도시된 바와 같이, 검출용 영역(LS)의 모든 화소가 프레임체(301)에 대응하는 화소(FP)가 되는 위치에 설정한다. 그 후, 제어부(7)는, 도 8에 화살표 A에 의해 나타낸 바와 같이, 외주 화상 상에 있어서, 검출용 영역(LS)을, X축 방향에 1화소분씩, 웨이퍼(W)에 대응하는 화소(WP)를 향해 이동시킨다(비켜놓는다).
그리고, 제어부(7)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 라인 센서(LS)를 이동시킬(비켜놓을) 때마다(S1), 검출용 영역(LS)의 각 화소의 명암치를 취득한다. 또한, 제어부(7)는, 최소 제곱법에 의해, 명암치의 분포에 있어서의 X축에 대한 기울기값을 산출한다(S2).
예컨대, 모든 화소가 프레임체(301)에 대응하는 화소(FP)가 되는 위치에 검출용 영역(LS)이 설정된 경우, 검출용 영역(LS)의 명암치의 분포 및 회귀 직선(RL)은, 도 10에 도시된 바와 같이, X축에 대략 평행한 직선형이 된다.
한편, 검출용 영역(LS)이 기준 위치를 넘어 우측 방향에 설정된 경우, 즉, 다수의 화소가 웨이퍼(W)에 대응하는 화소(WP)가 되는 위치에 검출용 영역(LS)이 설정된 경우, 검출용 영역(LS)의 명암치의 분포 및 회귀 직선(RL)은, 도 11에 도시하게 된다.
그리고, 제어부(7)는, 기울기값을 산출할 때마다, 도 9에 도시된 바와 같이, 산출된 기울기값이, 임계치 설정 공정에서 설정된 임계치 이상이 되었는지 여부를 판단한다(S3). 제어부(7)는, 산출된 기울기값이 임계치 미만이라고 판단한 경우에는(S3; N), S1로 되돌아가, 검출용 영역(LS)의 이동 및 기울기값의 산출을 계속한다.
한편, 제어부(7)는, 산출된 기울기값이 임계치 이상이 되었다고 판단한 경우에는(S3; Y), 검출용 영역(LS)의 각 화소로부터 출력되는 명암치의 최소치와 최대치의 평균치를 산출한다(S4). 그리고, 제어부(7)는, 검출용 영역(LS)의 화소 내로부터, 산출한 평균치에 가장 가까운 명암치를 갖는 화소를 특정하고, 그 화소의 좌표를, 웨이퍼(W)의 외주 좌표[웨이퍼(W)의 에지(WE)(도 1 참조)의 좌표]로서 취득한다(S5).
예컨대, 기울기값이 임계치 이상이 되었다고 판단되었을 때에는, 도 12에 도시된 바와 같은 명암치의 분포를 얻을 수 있다. 제어부(7)는, 명암치의 최대치(Bmax)와 최소치(Bmin)의 합을 2로 나눔으로써, 명암치의 평균치를 산출한다. 그리고, 제어부(7)는, 이 평균치((최대치 Bmax + 최소치 Bmin)/2)에 가장 가까운 명암치를 갖는 검출용 영역(LS)의 화소(도 12의 Xe의 화소)를 특정한다. 그리고, 제어부(7)는, 특정한 화소의 X 좌표 및 Y 좌표를, 촬상 영역에 있어서의 검출용 영역(LS)의 위치에 기초하여 특정하고, 웨이퍼(W)의 외주 좌표로서 취득한다.
(6) 중심 좌표 산출 공정
다음에, 제어부(7)는, θ 테이블(31)을 제어하여, 웨이퍼(W)를, 그것을 유지하고 있는 유지 테이블(30)과 함께, 소정 각도만큼 회전시킨다. 그리고, 제어부(7)는, 상기한 외주 화상 취득 공정, 검출용 영역 설정 공정, 임계치 설정 공정, 기울기값 산출 공정 및 외주 좌표 결정 공정을 실시한다. 이와 같이 하여, 제어부(7)는, 외주 화상 취득 공정, 검출용 영역 설정 공정, 임계치 설정 공정, 기울기값 산출 공정 및 외주 좌표 결정 공정을, 웨이퍼(W)를 소정 각도만큼 회전시켜, 적어도 3회(즉, 3회 이상)에 걸쳐 실시한다. 즉, 제어부(7)는, 적어도 3개의 외주 화상(즉, 3개 이상의 외주 화상)을 취득하고, 각 외주 화상에 따른 임계치를 설정한다. 그리고, 제어부(7)는, 기울기값 산출 공정을 실시한 후, 설정한 임계치를 이용하여 외주 좌표 결정 공정을 실시한다. 이것에 의해, 제어부(7)는, 적어도 3곳(즉, 3곳 이상)의 외주 좌표를 취득한다. 그리고, 웨이퍼(W)는, 이들 3곳 이상의 외주 좌표에 기초하여, 웨이퍼(W)의 중심 좌표를 산출한다.
중심 좌표의 산출 방법으로는, 공지된 어느 하나의 수법이 이용되어도 좋다. 예컨대, 제어부(7)는, 선택한 3점 중의 인접한 2점을 연결하는 2개의 직선의 수직 이등분선을 각각 구한다. 그리고, 제어부(7)는, 2개의 수직 이등분선의 교점을, 웨이퍼(W)의 중심으로서 산출할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)를 소정 각도만큼 회전시킨 후, 제어부(7)는, 임계치 설정 공정을 실시하지 않고, 외주 화상 취득 공정, 검출용 영역 설정 공정, 기울기값 산출 공정 및 외주 좌표 결정 공정을 실시함으로써, 적어도 3곳의 외주 좌표를 취득하여도 좋다. 이 경우, 제어부(7)는, 2번째 이후의 외주 좌표 결정 공정에서는, 1번째의 임계치 설정 공정에서 설정된 임계치를 이용할 수 있다.
(7) 에지 제거 공정
이 공정에서는, 제어부(7)는, 중심 좌표 산출 공정에서 산출된 웨이퍼(W)의 중심과, 유지 테이블(30)의 중심인 회전 축심과의 어긋남량(이하, 중심 어긋남량)을 구한다. 그리고, 제어부(7)는, 도 3에 도시된 θ 테이블(31)에 의해 유지 테이블(30)을 회전시키면서, 회전하는 절삭 블레이드(63)를 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 있어서의 에지(WE)에 절입시킨다.
이때, 제어부(7)는, 중심 어긋남량 및 웨이퍼(W)의 외주 좌표에 기초하여, 절삭 블레이드(63)를, Y축 방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 제어부(7)는, 웨이퍼(W)의 에지(WE)를, 웨이퍼(W)의 중심 위치로부터 대략 동일한 폭으로, 둘레 방향을 따라 절삭할 수 있다. 또한, 중심 어긋남량에 따른 절삭 블레이드(63)의 위치 제어에 대해서는, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 공지된 방법을 이용할 수 있다.
이와 같이 하여, 제어부(7)는, 웨이퍼(W)의 에지(WE)의 표면(Wa) 측을 제거(에지 트리밍)한다. 사용되는 절삭 블레이드(63)는, 예컨대 플랫한 날끝을 갖는다.
이상과 같이, 본 가공 방법에서는, X축 방향으로 연장되는 검출용 영역(LS)을, X축 방향으로 1화소씩 이동시키고(비켜놓고), 검출용 영역(LS)을 이동시킬(비켜놓을) 때마다, 검출용 영역(LS)의 각 화소의 명암치를 취득하고, 또한, 명암치의 분포에 있어서 X축에 대한 기울기값을 산출한다. 그리고, 이 기울기값에 기초하여, 웨이퍼(W)의 에지(WE)의 좌표인 외주 좌표를 결정하고 있다. 따라서, 본 가공 방법에서는, 촬상 화상을 2치화 처리하지 않고, 외주 좌표를 결정할 수 있다. 이 때문에, 2치화 처리의 오류에 기초한 에지(WE)의 오인식을 회피할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 기울기값 산출 공정에 있어서, 검출용 영역(LS)을 구성하는 각 화소의 명암치를 취득한다. 이때, 제어부(7)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 검출용 영역(LS)을 구성하는 각 화소에 대하여, 각 화소를 둘러싸는 복수의 화소(예컨대, X축 방향을 따라 20화소, Y축 방향을 따라 20화소)를 포함하는 화소군(PG)을 설정하여도 좋다. 그리고, 제어부(7)는, 각 화소로부터 출력되는 명암치로서, 화소군(PG)에 포함되는 복수의 화소의 명암치의 평균치를 이용하여도 좋다.
이것에 관하여, 검출용 영역(LS)의 화소의 명암치는, 프레임체(301) 및 웨이퍼(W)에 외부로부터 조사되는 불필요한 빛(불필요광) 등의 영향에 의해, 본래의 값에서 벗어나 있는 경우가 있다. 상기한 구성에서는, 화소를 둘러싸는 화소군의 명암치의 평균치를 이용하기 때문에, 상기와 같은 불필요한 빛 등의 영향을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제어부(7)는, 기울기값 산출 공정에 있어서, 하나의 검출용 영역(LS)을 이용하여 기울기값을 산출하고 있다. 이것 대신에, 도 14에 도시된 바와 같이, Y축 방향으로 어긋나 배치된 복수의(n개의) 검출용 영역(LS)(LS1∼LSn)을 이용하여도 좋다.
이 경우, 기울기값 산출 공정에서는, 제어부(7)는, 복수의 검출용 영역(LS)마다 기울기값을 산출한다. 그리고, 외주 좌표 결정 공정에서는, 제어부(7)는, 복수의 검출용 영역(LS)마다, 웨이퍼(W)의 외주 좌표를 취득한다.
또한, 제어부(7)는, 외주 좌표마다, 외주 좌표로부터 유지 테이블(30)의 중심인 회전 축심의 좌표까지의 거리(제1 거리)를 산출한다. 이것에 의해, 각 외주 좌표에 따른 회전 축심의 좌표까지의 거리가 산출된다. 그리고, 제어부(7)는, 산출된 거리가 근사한 외주 좌표의 그룹을 작성한다. 즉, 제어부(7)는, 산출된 거리에 따라, 외주 좌표를 그룹으로 나눈다. 그리고, 제어부(7)는, 가장 많은 외주 좌표가 속하는 그룹의 어느 하나의 외주 좌표를, 웨이퍼(W)의 외주 좌표로서 결정한다.
예컨대, 도 15에 도시된 예에서는, 외주 좌표는, 어떤 거리 D1에 따른 그룹 G1과, 거리 D1보다 짧은 거리 D2에 따른 그룹 G2로 나누어진다. 이 예에서는, 제어부(7)는, 그룹 G1에 속하는 외주 좌표 중 어느 하나(하나라도 좋고 복수라도 좋음)를, 웨이퍼(W)의 외주 좌표로서 결정한다.
또한, 도 15에서는, 각 외주 좌표의 거리를, 각 외주 좌표에 따른 검출용 영역(LS)(LS1∼LSn)의 Y축 방향의 위치를 이용하여 나타내고 있다.
이것에 관하여, 상기한 바와 같이, 프레임체(301) 및 웨이퍼(W)에 조사되는 불필요한 빛 등의 영향에 의해, 검출용 영역(LS)의 화소의 명암치가 잘못 검출되어, 그 결과로서 잘못된 외주 좌표가 결정될 가능성이 있다. 도 14에 도시된 방법에서는, 복수의 검출용 영역(LS)을 이용하여, 다수결로 외주 좌표를 결정하고 있기 때문에, 하나의 검출용 영역(LS)에서 발생한 명암치의 오검출의 영향을 줄일 수 있기 때문에, 상기와 같은 불필요한 빛 등의 영향을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 원판형 워크로서, 도 1 및 도 2에 도시된 웨이퍼(W)를 이용하고 있다. 이것 대신에, 원판형 워크로서, 접합 기판을 이용하여도 좋다. 접합 기판은, 원판형의 지지 기판과, 이 지지 기판 위에 접합된, 지지 기판보다 직경이 작은 웨이퍼를 포함한다. 이 경우, 본 가공 방법에서는, 접합 기판의 웨이퍼의 외주 좌표를 구하여, 그 중심 좌표를 산출할 수 있다.
이 경우, 본 가공 방법에서는, 검출용 영역(LS)의 명암치의 분포에 있어서의 기울기값을 이용하고 있기 때문에, 웨이퍼와는 색이 상이한 지지 기판의 외주 가장자리를, 웨이퍼의 외주 가장자리와 구별하여 인식할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 나타낸 예와 마찬가지로, 접합 기판에 있어서의 웨이퍼의 외주 가장자리를, 웨이퍼의 중심 위치로부터 대략 동일한 폭으로, 둘레 방향을 따라 절삭할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 도 5에 도시된 초기 화상으로부터, 제어부(7)가, X축 방향 이송 수단(11), 절삭부 이동 기구(13) 및 θ 테이블(31)을 제어하여, 촬상 수단(65)의 촬상 영역을, 경계선(B)이 회색 화소(SP)에 겹치도록 설정한다. 이때, 예컨대, 경계선(B) 및 화소(SP)의 위치를 육안으로 확인하고 있는 사용자의 지시에 기초하여, 제어부(7)가, 경계선(B)을 회색 화소(SP)에 겹쳐도 좋다. 혹은, 사용자가, 직접, X축 방향 이송 수단(11), 절삭부 이동 기구(13) 및 θ 테이블(31)의 구동 장치를 제어하여, 경계선(B)을 회색 화소(SP)에 겹쳐도 좋다.
또한, 경계선(B)이 회색 화소(SP)에 겹쳐진 후, 촬상 수단(65)의 광량을 조정하는 광량 조정 공정이 실시되어도 좋다. 이 공정은, 사용자가 육안으로 확인한 결과에 기초하여 실시되어도 좋고, 제어부(7)에 의해 실시되어도 좋다.
예컨대, 제어부(7)는, 복수 종류(예컨대 100종류)의 광량 패턴을 미리 메모리(71)에 기억시켜 둔다. 광량 패턴은, 예컨대, 낙사(落射) 조명과 사광(斜光) 조명의 비율, 및 각각의 조명의 강도에 따라 구별된다.
그리고, 제어부(7)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)에 따른 검은 화소(WP) 내에 제1 광량 체크 영역(RA)을 설정함과 더불어, 프레임체(301)에 대응하는 흰 화소(FP) 내에 제2 광량 체크 영역(RB)을 설정한다. 또한, 제어부(7)는, 경계선(B)에 접하여, 제1 광량 체크 영역(RA)을 포함하는 제1 체크 영역(RC1)을 설정한다. 마찬가지로, 제어부(7)는, 경계선(B)에 접하여, 제2 광량 체크 영역(RB)을 포함하는 제2 체크 영역(RC2)을 설정한다. 제1 체크 영역(RC1) 및 제2 체크 영역(RC2)의 사이즈는, 예컨대, 10×10 화소이다.
제어부(7)는, 하나의 촬상 수단(65)의 광량 패턴에 관하여, 경계선(B)을 따라 제1 체크 영역(RC1) 및 제2 체크 영역(RC2)을 변경하면서, 복수의 제1 체크 영역(RC1) 및 제2 체크 영역(RC2) 내의 명암치를 취득한다. 제어부(7)는, 이러한 명암치의 취득을, 복수의 광량 패턴에 관하여 실시한다. 그리고, 제어부(7)는, 제1 체크 영역(RC1) 내의 명암치와, 제2 체크 영역(RC2) 내의 명암치의 차가 가장 커지는 광량 패턴을 특정하고, 이 광량 패턴을 이용하여, 촬상 수단(65)에 의한 촬상을 실시하여, 본 가공 방법의 각 공정을 실시한다.
이것에 따르면, 경계선(B)의 양측에서 명암치의 차를 크게 할 수 있기 때문에, 임계치 설정 공정, 기울기값 산출 공정 및 외주 좌표 결정 공정에 있어서, 검출용 영역(LS)의 각 화소에 있어서의 명암치의 차를 크게 할 수 있다. 그 결과, 도 7 등에 도시된 바와 같은 명암치의 분포에 있어서의, 검출용 영역(LS)의 위치에 따른 기울기값[회귀 직선(RL)과 X축의 각도]의 변화를 크게 할 수 있다. 이것에 의해, 기울기값과 임계치와의 비교의 정밀도를 높일 수 있다.
1 : 절삭 장치 3 : 유지부
6 : 절삭부 7 : 제어부
71 : 메모리 11 : X축 방향 이송 수단
12 : Y축 방향 이동 수단 16 : Z축 방향 이동 수단
63 : 절삭 블레이드 65 : 촬상 수단
30 : 유지 테이블 31 : θ 테이블
300 : 흡착부 301 : 프레임체
302 : 유지면 LS : 검출용 영역(라인 센싱 영역)
W : 웨이퍼 WE : 에지

Claims (3)

  1. 원판형 워크의 중심을 검출하는 중심 검출 방법에 있어서,
    X축 상의 X 좌표와 Y축 상의 Y 좌표로 위치가 규정되는 표면을 가지며 회전축을 구비한 유지 테이블에, 상기 원판형 워크를 유지시키는 유지 공정과,
    X축에 대하여 평행한 방향 및 Y축에 대하여 평행한 방향으로 배열된 복수의 화소부를 갖는 촬상 소자를 구비한 촬상 수단을, 상기 원판형 워크의 외주에 위치시켜, 상기 촬상 수단에 의한 촬상을 실시하여 X축 방향 및 Y축 방향으로 배열된 복수의 화소를 포함하는 외주 화상을 취득하는 외주 화상 취득 공정과,
    상기 외주 화상의 X축 방향으로 배열한 화소의 수의 1/2 미만의 화소의 수를 갖는 직선형의 검출용 영역을, 상기 외주 화상 내에 설정하는 검출용 영역 설정 공정과,
    상기 외주 화상에 있어서의 상기 원판형 워크의 외주에 대응하는 화소가 상기 검출용 영역의 중앙부를 통과하는 상태에서, 상기 검출용 영역의 각 화소의 명암치를 취득하고, 상기 검출용 영역의 각 화소의 명암치를 각 화소의 X축 방향의 위치로 표시한 명암치의 분포에 있어서 X축에 대한 기울기값을 최소 제곱법에 의해 산출하여 기준 기울기값으로 하고, 상기 기준 기울기값 미만의 기울기값을 임계치로서 설정하는 임계치 설정 공정과,
    상기 외주 화상 내의 상기 검출용 영역을, 상기 원판형 워크를 향해 X축 방향으로 1화소씩 비켜놓으면서 상기 검출용 영역의 각 화소의 명암치를 취득하고, 상기 명암치의 분포에 있어서 X축에 대한 기울기값을 최소 제곱법에 의해 산출하는 기울기값 산출 공정과,
    상기 기울기값 산출 공정에서 산출된 기울기값이 상기 임계치 이상이 되었을 경우에, 상기 검출용 영역의 화소의 명암치의 최소치와 최대치의 평균치를 산출하여, 상기 평균치에 가장 가까운 명암치를 갖는 상기 검출용 영역의 화소의 좌표를, 상기 원판형 워크의 외주 좌표로서 취득하는 외주 좌표 결정 공정과,
    상기 기울기값 산출 공정 및 상기 외주 좌표 결정 공정을 상기 원판형 워크가 상이한 위치에 대하여 3회 이상 실시하여 취득되는 3곳 이상의 외주 좌표에 기초하여, 상기 원판형 워크의 중심 좌표를 산출하는 중심 좌표 산출 공정
    을 포함하는, 중심 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기울기값 산출 공정에 있어서, 상기 검출용 영역을 구성하는 각 화소를 둘러싸는 복수의 화소의 명암치의 평균치를, 상기 검출용 영역을 구성하는 각 화소의 명암치로서 이용하는, 중심 검출 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 검출용 영역 설정 공정에서는, 상기 외주 화상 내에, Y축 방향으로 늘어선 복수의 상기 검출용 영역을 설정하고,
    상기 기울기값 산출 공정에서는, 복수의 상기 검출용 영역마다 기울기값을 산출하며,
    상기 외주 좌표 결정 공정에서는, 복수의 상기 검출용 영역마다 상기 원판형 워크의 외주 좌표를 취득하고, 각 외주 좌표로부터 상기 유지 테이블의 회전 축심의 좌표까지의 거리를 산출하여 상기 거리가 근사한 외주 좌표의 그룹을 작성하고, 가장 많은 외주 좌표가 속하는 그룹의 어느 하나의 외주 좌표를 상기 원판형 워크의 외주 좌표로 결정하는, 중심 검출 방법.
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