TW201411088A

TW201411088A - 板狀工作件中心檢測方法

Info

Publication number: TW201411088A
Application number: TW102124163A
Authority: TW
Inventors: Nobuyuki Fukushi
Original assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2014-03-16
Also published as: KR101952971B1; JP6075993B2; KR20140018116A; JP2014033049A; CN103579064A; CN103579064B; TWI596316B

Abstract

本發明之課題係提供除了可檢測具有遮光性之板狀工作件外還可檢測具有透光性之板狀工作件之中心的板狀工作件中心檢測方法。在本發明，工作件拍攝裝置以具有保持透光性板狀工作件之保持面之保持台、從上方拍攝保持於保持台之板狀工作件之拍攝機構、具有大於板狀工作件之面積之發光面而於拍攝機構拍攝之際將板狀工作件從下方照亮之拍攝照明構成，在該工作件拍攝裝置中，於拍攝照明之發光面與保持台之保持面之間確保有預定間隔，對板狀工作件垂直地照亮，並且將拍攝照相機之高度設定成可將板狀工作件之外周拍攝成環狀黑色，將板狀工作件之外側拍攝成白色。

Description

板狀工作件中心檢測方法

發明領域

本發明係有關於一種檢測晶圓等板狀工作件之中心之板狀工作件中心檢測方法，特別是有關於一種具有透光性之板狀工作件及具有遮光性之板狀工作件皆可檢測之板狀工作件檢測方法。

發明背景

在半導體元件之製造程序中，對晶圓進行各種加工處理。將晶圓於依據外周形狀將中心對位後，搬入至進行加工處理之加工裝置。用於對位之對位設備具有較晶圓等板狀工作件小徑之保持台、可在保持台之周圍於徑方向移動之複數銷(例如參照專利文獻1)。當將板狀工作件載置於對位設備之保持台時，複數銷抵接板狀工作件之外周面，而可將板狀工作件對位於保持台之中心。

在上述對位設備中，板狀工作件依據外周形狀，機械式地對位。因此，顯示結晶方向之定向平面或缺口等不規則形狀部存在於外周時，有無法依據外周形狀將板狀工作件正確地對位之虞。為解決此問題，提出有一種對位方法，該對位方法係以拍攝照相機拍攝保持於保持台之板狀工作件，從所拍攝之圖像判斷板狀工作件外周，而檢測中心。

先行技術文獻專利文獻

專利文獻1日本專利公開公報平7-211766號

專利文獻2 日本專利公開公報2011-253936號

發明概要

記載於專利文獻2之方法由於可考慮外周形狀之定向平面等之不規則形狀部，故板狀工作件之中心之檢測精確度可提高。然而，使用使光透過之透光性板狀工作件時，無法拍攝對判斷外周適當之圖像，而有無法依據所拍攝之圖像來檢測板狀工作件之中心的問題。

本發明係鑑於此點而發明，其目的係提供除了可檢測具有遮光性之板狀工作件外還可檢測具有透光性之板狀工作件之中心的板狀工作件中心檢測方法。

本發明之板狀工作件檢測方法係使用工作件拍攝裝置，檢測板狀工作件之中心，該工作件拍攝裝置以以保持面保持透光性板狀工作件之保持台、拍攝保持於該保持台之板狀工作件之拍攝機構、於該拍攝機構拍攝之際從該保持台下照亮板狀工作件之拍攝照明構成；該板狀工作件中心檢測方法特徵在於，該拍攝照明以大於該保持台保持之板狀工作件之面積的發光面構成，從該發光面垂直地發出拍攝光；該拍攝機構以配設於保持在該保持台之板狀工作件之上方來拍攝板狀工作件的拍攝照相機、從該拍攝照相機所拍攝之拍攝圖像判斷該板狀工作件外周之判斷部、從該判斷部所判斷之板狀工作件外周檢測該板狀工件中心之檢測部構成；於該發光面與該保持台之該保持面之間確保有預定間隔，又，將該拍攝照相機之高度設定成以該拍攝機構拍攝該保持台保持之板狀工作件時，形成為該板狀工作件之外周係環狀黑色、該板狀工作件之外側係白色之拍攝圖形。

根據此結構，由於使用具有大於板狀工作件之面積之發光面的拍攝照明，於拍攝照明之發光面與保持台之保持面之間確保預定間隔，俾可將拍攝照明之拍攝光垂直地入射至板狀工作件之背面，並且將拍攝照相機之高度設定成可將具有透光性之板狀工作件之外周形拍攝成環狀黑色，故依據以拍攝機構拍攝之拍攝圖像，可適當地判斷具有透光性之板狀工作件之外周來檢測中心。又，根據此方法，亦可適當地判斷具有遮光性之板狀工作件之外周來檢測中心。是故，可提供除了可檢測具有遮光性之板狀工作件外還可檢測具有透光性之板狀工作件之中心的板狀工作件中心檢測方法。

根據本發明，可提供除了可檢測具有遮光性之板狀工作件還可檢測具有透光性之板狀工作件之中心的板狀工作件中心檢測方法。

1‧‧‧工作件拍攝裝置

11‧‧‧基台

11a‧‧‧上面

12‧‧‧拍攝照明

12a‧‧‧發光面

13‧‧‧台支柱

14‧‧‧保持台

14a‧‧‧吸附部

14b‧‧‧保持面

15‧‧‧吸引源

15a‧‧‧配管

16‧‧‧支撐臂

17‧‧‧拍攝機構

17a‧‧‧透鏡

17b‧‧‧拍攝照相機

17c‧‧‧判斷部

17d‧‧‧檢測部

17e‧‧‧配線

D‧‧‧間隔

H‧‧‧高度

L‧‧‧照明光(拍攝光)

Wt，Ws‧‧‧晶圓(板狀工作件)

Wt1‧‧‧表面

Wt2‧‧‧背面

Wt3，Ws3‧‧‧外周

圖1係顯示用於本實施形態之板狀工作件中心檢測方法之工作件拍攝裝置之結構的立體圖。

圖2係顯示用於本實施形態之板狀工作件中心檢測方法之工作件拍攝裝置之結構的示意圖。

圖3A、圖3B係顯示在本實施形態之板狀工作件中心檢測方法中以拍攝機構拍攝之圖像之例的圖。

用以實施發明之形態

在目前為止之方法中，無法適當地檢測使光透過之透光性板狀工作件之中心。此問題起因於即使拍攝透光性之板狀工作件，亦無法取得判斷外周所所需之圖像。本案發明人對此點，致力反覆研究，發現使用具有大於板狀工作件之面積之發光面的面光源，可使照明光(拍攝光)垂直地入射至板狀工作件之背面(或表面)，藉此，可將具有透光性之板狀工作件之外周拍攝成黑色。然後，依據此見解，使本發明之板狀工作件中心檢測方法完成。即，本發明之要點係從具有大於板狀工作件之面積之發光面的拍攝照明使照明光垂直地入射至板狀工作件之背面(或表面)。以下，參照附加圖式，就本發明之實施形態作說明。

首先，說明用於本實施形態之板狀工作件中心檢測方法之工作件拍攝裝置之結構。圖1係顯示用於本實施形態之板狀工作件中心檢測方法之工作件拍攝裝置1之結構的立體圖。圖2係顯示用於本實施形態之板狀工作件中心檢測方法之工作件拍攝裝置1之結構的示意圖。此外，在圖1及圖2中，一併顯示作為板狀工作件中心檢測方法之對象之具有透光性之晶圓(板狀工作件)Wt。

如圖1及圖2所示，用於本實施形態之板狀工作件中心檢測方法之工作件拍攝裝置1於基台11之上方設有保持晶圓Wt之保持台14。保持於保持台14之晶圓Wt形成約圓板狀，以排列於表面Wt1之格子狀分割預定線(圖中未示)劃分成複數區域。於以分割預定線劃分之各區域形成發光元件或半導體積體電路等。

晶圓Wt可使用含有矽(Si)、砷化鎵(GaAs)、碳化矽(SiC)等之半導體晶圓、陶瓷、玻璃、藍寶石系無機材料基板、板狀金屬、樹脂基板等。在本實施形態中，說明使用玻璃、藍寶石等具有透光性之晶圓Wt之例，具有遮光性之晶圓亦可同樣地適用。此外，亦可於晶圓Wt之外周形成有顯示結晶方向之定向平面或缺口等不規則形狀部。

工作件拍攝裝置1具有約長方體形狀之基台11。基台11具有約平坦之上面11a，於此上面11a配置有為發白色光之面光源之拍攝照明12。拍攝照明12具有大於晶圓Wt之背面Wt2(或表面Wt1)之面積之發光面12a，可對晶圓Wt之背面Wt2使照明光(拍攝光)垂直地入射。此拍攝照明12係例如有機EL照明，藉由配線(圖中未示)從外部供給電力。

於拍攝照明12之上方設有約圓筒狀之台支柱13，於台支柱13之上端設有保持晶圓Wt之保持台14。保持台14形成較晶圓Wt小徑之圓板狀，於其上面中央部份設有以多孔陶瓷材形成之吸附部14a。保持台14藉由設於台支柱13之內部之配管15a，與設置於基台11之下部之吸引源15連接，而可在吸附部14a吸附晶圓Wt。藉在吸附部14a使晶圓Wt從背面Wt2側吸附，可將晶圓Wt保持於保持台14上之保持面14b。

於保持台14之上方定位有支撐臂16，於支撐臂16之前端部設有拍攝機構17。拍攝機構17具有將拍攝區域放大而投影之透鏡17a、拍攝業經放大之拍攝區域之拍攝照相機17b。將藉透鏡17a以預定倍率成像之拍攝區域之影像投影於拍攝照相機17b而拍攝。拍攝照相機17b於內部具有CCD或CMOS等拍攝元件。拍攝元件以複數像素構成，而得以獲得按各像素接收之光量之電信號。

又，拍攝機構17具有依據以拍攝照相機17b所拍攝之拍攝圖像來判斷晶圓Wt之外周的判斷部17c、依據在判斷部17c所判斷之晶圓Wt之外周來檢測晶圓Wt之中心的檢測部17d。將拍攝照相機17b之拍攝圖像傳送至判斷部17c，以微分處理等檢測亮度之梯度大之邊緣部。所檢測出之邊緣部之資訊可用於在檢測部17d檢測晶圓Wt之中心之際。此外，於拍攝機構17之上部設有配線17e，藉由配線17e將電力供至拍攝機構17，並且可對外部裝置(圖中未示)輸出關於晶圓Wt之中心之資訊。

於如此構成之工作件拍攝裝置1之保持台14保持透光性晶圓Wt，以拍攝照明12從保持台14之下方照亮晶圓 Wt。如圖2所示，拍攝照明12之發光面12a與保持台14之保持面14b以台支柱13維持成約平行，而確保間隔D。因此，來自拍攝照明12之照明光(拍攝光)L對晶圓Wt之背面Wt2約垂直地入射。

在此狀態下，若將拍攝機構17配置於距離保持面14b適當之高度H時，晶圓Wt可以拍攝照相機17b拍攝。在此，拍攝機構17之高度H設定成可將晶圓Wt之外周拍攝成黑色之環狀，可將板狀工作件之外側拍攝成白色。藉此，判斷部17c依據從拍攝照相機17b傳送之拍攝圖像，判斷晶圓Wt之外周，檢測部17d可檢測晶圓Wt之中心。

由於此工作件拍攝裝置1具有具大於晶圓Wt之發光面12a之拍攝照明12，故照明光L易入射至晶圓Wt之背面Wt2全區，而可將晶圓Wt之外周拍攝成黑色之環狀。相對於此，在使用點光源或線光源之結構中，由於將晶圓Wt之背面Wt2部份照亮而外周易模糊，故不易取得此種亮度梯度大之圖像。

接著，就使用上述工作件拍攝裝置1之板狀工作件中心檢測方法作說明。首先，如上述，確保拍攝照明12之發光面12a與保持台14之保持面14b之間隔D。又，將拍攝機構17之高度H設定成可將晶圓Wt之外周拍攝成環狀黑色，將板狀工作件之外側拍攝成白色。具體言之，舉例言之，將拍攝照明12之發光面12a與保持台14之保持面14b之間隔D設定成100mm，將拍攝機構17之高度H設定成400mm。惟，間隔D及高度H不限於此。

在如上述已設定間隔D及高度H之狀態下，使晶圓Wt保持於保持台14之保持面14b，使照明光L從拍攝照明12入射至晶圓Wt之背面Wt2。然後，以定位於晶圓Wt之上方之拍攝機構17的拍攝照相機17b拍攝。

圖3係顯示在拍攝機構17中所拍攝之圖像之例的圖。若將間隔D及高度H設定成如上述時，如圖3A所示，透光性晶圓Wt之外周Wt3在拍攝照相機17b中拍攝成黑色之環狀，晶圓Wt之內側及外側拍攝成白色。此外，如圖3B所示，使用遮光性之晶圓(板狀工作件)Ws時，晶圓Ws之內側及外周Ws3在拍攝機構17中拍攝成黑色，晶圓Ws之外側拍攝成白色。

在此，當將間隔D設定成小於適當之值時，即使調節拍攝機構17之焦點，透光性之晶圓Wt之外周Wt3仍被拍攝成灰色，而在判斷部17c中，無法適當地判斷外周Wt3。此點被認為係下述原因之故，前述原因係因間隔D小於適當之值，而在晶圓Wt之外周Wt3之附近經反射、散射或透射之光入射至拍攝機構17，而外周Wt3模糊。相對於此，由於在本實施形態中，間隔D及高度H適當地設定成可將透光性之晶圓Wt之外周Wt3拍攝成黑色之環狀，故在判斷部17c中，可適當地判斷外周Wt3。

將在拍攝照相機17b所拍攝之拍攝圖像傳送至判斷部17c，以微分處理等檢測亮度之梯度大之邊緣部。具體言之，判斷部17c選出亮度梯度之絕對值大於閾值之區域作為邊緣部，判定為外周Wt3(或外周Ws3)。如圖3A所示，由可於透光性晶圓Wt之內側之區域及外側之區域拍攝成白色，故在晶圓Wt之內側之區域及外側之區域中，拍攝圖像之亮度梯度約一定。另一方面，由於可將外周Wt3拍攝成黑色之環狀，故拍攝圖像之亮度梯度之絕對值在外周Wt3中增大。判斷部17c依據此亮度梯度，判斷晶圓Wt之外周Wt3。

此外，如圖3B所示，在遮光性之晶圓Ws中，可將晶圓Ws之內側之區域拍攝成黑色，拍攝圖像之亮度梯度約一定。又，可將晶圓Ws之外側之區域拍攝成白色，拍攝圖像之亮度梯度約一定。另一方面，以外周Ws3為分界，在內側及外側亮度大為不同，亮度之絕對值在外周Ws3增大。判斷部17c依據此亮度梯度，判斷晶圓Ws之外周Ws3。

在判斷部17c，當判斷晶圓Wt(或晶圓Ws)之外周Wt3(或外周Ws3)時，將外周Wt3之座標資訊傳送至檢測部17d。檢測部17d從外周Wt3之座標資訊，檢測晶圓Wt之中心。

晶圓Wt之中心可藉對例如晶圓Wt之外周Wt3適用霍夫轉換來檢測。或者，可藉將晶圓Wt之外周Wt3之座標值平均化來檢測。亦可以將外周Wt3之3點之座標值代入求出圓之中心之方程式的方法來檢測晶圓Wt之中心。又，亦可以求出外周Wt3之2條弦之垂直二等分線之方法，檢測晶圓Wt之中心。此外，設有顯示結晶方位之定向平面或缺口等不規則形狀部時，檢測部17d考慮不規則形狀部，檢測中心。

以檢測部17d所檢測出之晶圓Wt之中心之座標經由配線17e，輸出至外部裝置。外部裝置依據此座標資訊，辨識晶圓Wt之中心，進行對位。此外，在本實施形態之工作件拍攝裝置1中，拍攝機構17具有判斷部17c及檢測部17d，判斷部17c及檢測部17d亦可設於工作件拍攝裝置1之外部。

如此，本實施形態之板狀工作件中心檢測方法使用具有大於晶圓(板狀工作件)Wt之面積之發光面12a的拍攝照明12，於拍攝照明12之發光面12a與保持台14之保持面14b間確保預定間隔D，而可將拍攝照明12之照明光(拍攝光)L垂直地入射至晶圓Wt之背面Wt2，並且將拍攝照相機17b之高度H設定成可將具有透光性之晶圓Wt之外周Wt3拍攝成黑色環狀，故依據以拍攝機構17拍攝之拍攝圖像，適當地判斷晶圓Wt之外周Wt3，檢測中心。又，根據此方法，為具有遮光性之晶圓(板狀工作件)Ws時，亦可適當地判斷外周Ws3，檢測中心。是故，可提供除了可檢測具有遮光性之晶圓Ws外還可檢測具有透光性之晶圓Wt之中心的板狀工作件中心檢測方法。

此外，本發明不限於上述實施形態之記載，可進行各種變更來實施。舉例言之，保持台亦可構造成繞垂直於基台上面之鉛直軸旋轉。又，在本實施形態中，說明了使拍攝照明之照明光(拍攝光)入射至晶圓之背面之例，亦可使照明光入射至晶圓之表面。又，照明光只要具有可拍攝適當之亮度之圖像的光強度及波長即可。即，照明光未必為白色亦可。

此外，上述實施形態之結構、方法等只要不脫離本發明之目的之範圍，可適宜地變更實施。

產業上之可利用性

本發明之板狀工作件中心檢測方法於檢測具有透光性之板狀工作件或具有遮光性之板狀工作件之中心之際有用。