JP7418919B2 - ウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法 - Google Patents

Description

本発明は、加工ユニットと、撮像ユニットと、を有する加工装置において、板状のウェーハを該加工ユニットで加工する前に該撮像ユニットで該ウェーハの外周縁を検出する際におけるウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法に関する。

携帯電話やコンピュータ等の電子機器に使用されるデバイスチップや電子部品の製造工程では、円板状の半導体ウェーハが各種の加工装置で加工される。例えば、ウェーハの表面に互いに交差する複数の分割予定ラインが設定される。ウェーハの表面の分割予定ラインによって区画される各領域には、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ(Large Scale Integration)等のデバイスが形成される。その後、分割予定ラインに沿ってウェーハを分割すると個々のデバイスチップを形成できる。

また、薄型のデバイスチップを形成するために、ウェーハは、分割される前に予め研削されて薄化される。ここで、ウェーハの外周部には、表面から裏面に至る側面に面取り加工と呼ばれる加工が実施されており、該外周部において該ウェーハの該側面は曲面である。このようなウェーハを薄化すると、シャープエッジと呼ばれる鋭い断面形状が該外周部に形成され、ウェーハの外周部で破損がしょうじやすくなる。

そこで、ウェーハを薄化する前にウェーハの外周部をトリミング加工して面取り部を除去しておく（特許文献１参照）。ウェーハの外周部をトリミング加工する際には、加工が実施される加工装置が備える撮像ユニットでウェーハの外周部を撮像し、撮像画像からウェーハの外周縁を検出し、外周縁の位置を特定する。そして、特定された外周縁の位置に基づいてトリミング加工を実施する位置が決定される。

特開２０００－１７３９６１号公報

加工装置を使用するオペレータは、ウェーハの該外周部に照明を当てて撮像ユニットで該外周部を撮像する。そして、得られた撮像画像に二値化処理等の画像処理を実施し、二値化画像を確認してウェーハの外周縁の位置を特定する。ここで、照明の光量や、画像の二値化処理におけるスライスレベル等の条件の調整は、各オペレータが個々の基準で実施している。そのため、ウェーハの外周縁を検出する手順にはオペレータ間でばらつきが生じており、検出されるウェーハの外周縁の位置に誤差を生じる原因となっている。

その上、ウェーハの外周縁位置の検出条件が不適切であると、ウェーハの外周縁位置を正しく検出できず、トリミング加工を実施するべき部分にトリミング加工が実施されないおそれがある。また、トリミング加工を実施するべきではない部分にトリミング加工が実施されるおそれがある。そこで、トリミング加工のばらつきや失敗を防止するために、ウェーハの外周縁位置の検出条件を適切に選定したいとの課題がある。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、撮像画像に基づいたウェーハの外周縁位置の検出を適切に実施できるようにウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、ウェーハを保持する保持テーブルと、該保持テーブルで保持されたウェーハに光を照射する光照射器と、該保持テーブルで保持されたウェーハを撮像し撮像画像を形成するカメラと、を有した撮像ユニットと、該撮像ユニットで該ウェーハを撮像した撮像画像を表示する表示ユニットと、該表示ユニットに表示された該撮像画像の特定の点を選択できる入力インターフェースと、を備えた装置においてウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法であって、該保持テーブルでウェーハを保持する保持ステップと、該保持テーブルで保持された該ウェーハの外周部を該撮像ユニットで撮像し基準選択用撮像画像を形成する基準選択用撮像画像形成ステップと、該基準選択用撮像画像を該表示ユニットに表示させ、表示された該基準選択用撮像画像から該ウェーハの該外周縁の一点をオペレータが該入力インターフェースで選択し、該保持面上における該一点の座標を基準外周縁座標として記録する基準外周縁選択ステップと、該光照射器から光量を変化させながら該光を次々に照射しつつ該保持テーブルで保持された該ウェーハの該外周部を該カメラで次々に撮像し、複数の条件選定用撮像画像を形成する条件選定用撮像画像形成ステップと、複数の該条件選定用撮像画像をそれぞれ二値化処理のスライスレベルを変化させながら次々に該二値化処理を実施して複数の二値化画像を形成し、複数の該二値化画像において白い領域と黒い領域との境界を検出し、該境界上の画素のうち該基準外周縁座標との距離が最も小さい画素の座標をそれぞれの該二値化画像の境界座標として記録する境界座標記録ステップと、複数の該二値化画像のうち該境界座標と該基準外周縁座標との距離値が最も小さい該二値化画像を最適二値化画像として検出し、該最適二値化画像が形成された際の該二値化処理における該スライスレベルを最適スライスレベルとして記録するとともに、該最適二値化画像の基となる該条件選定用撮像画像が撮像された際の該光照射器から照射された該光の該光量を最適光量として記録する検出条件登録ステップと、を備えることを特徴とするウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法が提供される。

好ましくは、該検出条件登録ステップにおいて複数の該二値化画像のそれぞれの該境界座標のうち該基準外周縁座標との該距離値が最も小さい該二値化画像が複数存在する場合、行または列の一方に光照射器から照射された該光の該光量をとり、該行または該列の他方にスライスレベルをとり、該二値化画像のそれぞれの該距離値を要素とする距離値テーブルを作成し、該距離値テーブルのうち該距離値の最も小さい要素を互いに隣接するもの同士で結び付けて群を形成し、所属する該要素の数が最も多い群を選択し、選択した該群に属する要素から該スライスレベルが中央値であるとともに該光量が中央値である要素を選択し、該要素の該距離値が導出された該二値化画像を該最適二値化画像とする。

本発明の一態様に係るウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法では、まず、ウェーハの外周部を撮像して基準選択用撮像画像を形成し、該基準選択用撮像画像のうち該ウェーハの境界の一点を選択する。選択された該一点の座標は、基準外周縁座標として記録される。次に、光照射器で光量を変化させつつ光をウェーハに照射して複数の条件選定用撮像画像を作成し、それぞれの条件選定用撮像画像に対してスライスレベルを変化させつつ繰り返し二値化処理を実施し、複数の二値化画像を形成する。

そして、複数の二値化画像のうち、それぞれ二値化画像に写る該ウェーハの境界と該基準外周縁座標との距離が最も小さくなる二値化画像を最適二値化画像として検出する。この最適二値化画像が形成された際の二値化処理のスライスレベルを最適スライスレベルとし、該最適二値化画像の基となる条件選定用撮像画像が形成された際の光照射器の光の光量を最適光量とする。

その後、ウェーハを加工する際には、保持テーブルにウェーハを保持した後、該最適光量の光を光照射器からウェーハに照射して該ウェーハの外周部をカメラで撮像し、得られた撮像画像を該最適スライスレベルで二値化処理して二値化画像を形成する。そして、該二値化画像に写る白い領域と黒い領域の境界をウェーハの外周縁として検出する。この場合、作業者の意思が極力排除された上、最適な検出条件でウェーハの外周縁位置が検出される。そのため、ばらつきなく適切にウェーハの外周縁位置を検出できる。

したがって、本発明により撮像画像に基づいたウェーハの外周縁位置の検出を適切に実施できるようにウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法が提供される。

ウェーハ及び加工装置を模式的に示す斜視図である。 表示ユニットに写る画面の一例を模式的に示す平面図である。 基準選択用撮像画像を模式的に示す平面図である。 図４（Ａ）は、条件選定用撮像画像を模式的に示す平面図であり、図４（Ｂ）は、二値化画像の一例を模式的に示す平面図であり、図４（Ｃ）は、二値化画像の他の一例を模式的に示す平面図であり、図４（Ｄ）は、二値化画像のさらに他の一例を模式的に示す平面図である。 一部が拡大された距離値テーブルを模式的に示す平面図である。 図６（Ａ）は、ウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法の各ステップのフローが模式的に示されたフローチャートであり、図６（Ｂ）は、検出条件登録ステップのフローの一例が模式的に示されたフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。本実施形態に係るウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法は、例えば、ウェーハにエッジトリミング加工を実施する切削装置で実施される。ただし、本実施形態に係る該選定方法は、他の装置で実施されてもよい。図１は、ウェーハ１と、切削装置２と、を模式的に示す斜視図である。

まず、ウェーハ１について説明する。ウェーハ１は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（ガリウムナイトライド）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、若しくは、その他の半導体等の材料からなる円板状の基板等である。ウェーハ１の表面１ａ側には互いに交差する複数の分割予定ライン３が設定される。分割予定ライン３によって区画された各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイス５が形成されている。

なお、ウェーハ１の材質に制限はない。例えば、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板をウェーハ１として用いることもできる。また、デバイス５の種類、数量、配置等にも制限はない。表面１ａに複数のデバイス５が形成されたウェーハ１の裏面１ｂ側から研削して薄化し、ウェーハ１を分割予定ライン３に沿って分割すると、個々のデバイスチップが得られる。

ここで、ウェーハ１の外周部では、表面１ａから裏面１ｂに至る側面に面取り加工と呼ばれる加工が実施されており、該外周部において該ウェーハの該側面は曲面である。このようなウェーハ１を薄化するとシャープエッジと呼ばれる鋭い断面形状が該外周部に形成され、ウェーハ１の外周部で破損が生じる可能性が高くなる。そこで、ウェーハ１を薄化する前にウェーハ１の外周部をエッジトリミングして面取り部を除去しておく。切削装置２では、ウェーハ１の外周部を切削して該面取り部を除去する。

次に、切削装置２について説明する。図１は、切削装置２を模式的に示す斜視図である。切削装置２は、各構成要素を支持する基台４を備えている。基台４の中央上部には、Ｘ軸移動テーブル６と、該Ｘ軸移動テーブル６をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動機構と、Ｘ軸方向移動機構を覆う排水路２０と、が設けられている。該Ｘ軸方向移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール１２を備えており、Ｘ軸ガイドレール１２には、Ｘ軸移動テーブル６がスライド可能に取り付けられている。

Ｘ軸移動テーブル６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール１２に平行なＸ軸ボールねじ１４が螺合されている。Ｘ軸ボールねじ１４の一端部には、Ｘ軸パルスモータ１６が連結されている。Ｘ軸パルスモータ１６でＸ軸ボールねじ１４を回転させると、Ｘ軸移動テーブル６はＸ軸ガイドレール１２に沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル６上には、ウェーハ１を吸引、保持するための保持テーブル８が設けられている。保持テーブル８は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、保持テーブル８の上面に垂直な回転軸の周りに回転可能である。また、保持テーブル８は、上述したＸ軸方向移動機構によりＸ軸方向に送られる。

保持テーブル８の上部には、ウェーハ１の径に対応する円板状の多孔質部材が露出しており、該多孔質部材の上面がウェーハ１を吸引、保持する保持面８ａとなる。この多孔質部材には、保持テーブル８の内部に形成された吸引路（不図示）を介して吸引源（不図示）が接続されている。

基台４の上面には、ウェーハ１を切削する２つの切削ユニット１８を支持する支持構造２２が、Ｘ軸方向移動機構を跨ぐように配置されている。支持構造２２の前面上部には、２つの切削ユニット１８をそれぞれＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる切削ユニット移動機構が設けられている。

切削ユニット移動機構は、支持構造２２の前面に配置されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２４を備えている。Ｙ軸ガイドレール２４には、２つの切削ユニット１８のそれぞれに対応する２つのＹ軸移動プレート２６がスライド可能に取り付けられている。それぞれのＹ軸移動プレート２６の裏面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、それぞれに対応するＹ軸ガイドレール２４に平行なＹ軸ボールねじ２８が螺合されている。

それぞれのＹ軸ボールねじ２８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ２８ａが連結されている。Ｙ軸パルスモータ２８ａでＹ軸ボールねじ２８を回転させると、対応するＹ軸移動プレート２６は、Ｙ軸ガイドレール２４に沿ってＹ軸方向に移動する。Ｙ軸移動プレート２６の表面（前面）には、それぞれ、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール３０が設けられている。それぞれのＺ軸ガイドレール３０には、Ｚ軸移動プレート３２がスライド可能に取り付けられている。

Ｚ軸移動プレート３２の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール３０に平行なＺ軸ボールねじ３４が螺合されている。Ｚ軸ボールねじ３４の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３６が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３６でＺ軸ボールねじ３４を回転させれば、Ｚ軸移動プレート３２は、Ｚ軸ガイドレール３０に沿ってＺ軸方向に移動する。

２つのＺ軸移動プレート３２のそれぞれの下部には、保持テーブル８で保持されたウェーハ１を切削する切削ユニット１８と、保持テーブル８で保持されたウェーハ１を撮像する撮像ユニット３８と、が固定されている。Ｙ軸移動プレート２６をＹ軸方向に移動させれば、切削ユニット１８及び撮像ユニット３８はＹ軸方向に移動する。Ｚ軸移動プレート３２をＺ軸方向に移動させれば、切削ユニット１８及び撮像ユニット３８はＺ軸方向に移動する。

切削ユニット１８は、Ｙ軸方向に平行な回転軸を構成するスピンドル（不図示）を備える。スピンドルの先端には円環状の切削ブレード１８ａが装着される。スピンドルの他端側にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。該回転駆動源を使用してスピンドルを回転させると、スピンドルの先端に装着された切削ブレード１８ａが回転する。

切削ブレード１８ａは、例えば、円環状の基台と、基台の外周部に固定された円環状の刃先と、を有している。基台の中央部には、この基台を貫通する略円形の装着穴が設けられており、切削ブレード１８ａを切削ユニット１８に装着する際には、該装着穴にスピンドルが突き通される。

切削ブレード１８ａの刃先は、金属または樹脂等で形成された結合材と、該結合材に分散固定された複数のダイヤモンド砥粒と、を含み、砥石部とも呼ばれる。結合材からはダイヤモンド砥粒が表出しており、切削ブレード１８ａを回転させながらウェーハ１に切り込ませると、表出した該ダイヤモンド砥粒がウェーハ１に接触してウェーハ１が切削される。

切削装置２は、さらに、保持テーブル８で保持されたウェーハ１を撮像して撮像画像を形成する撮像ユニット３８を備える。撮像ユニット３８で形成された該撮像画像は、ウェーハ１の外周縁の位置を検出する際に使用される。保持テーブル８で保持されたウェーハ１をエッジトリミング加工する際、まず、撮像ユニット３８でウェーハ１の表面１ａを撮像し、ウェーハ１の外周縁の位置を検出する。

撮像ユニット３８は、保持テーブル８で保持されたウェーハ１に光を照射する光照射器と、保持テーブル８で保持されたウェーハ１を撮像し撮像画像を形成するカメラと、を有する。

カメラは、例えば、保持テーブル８で保持されたウェーハ１に焦点を合わせられるレンズと、該レンズを通る光を受光できる受光素子と、を備える。該受光素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）センサーや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサー等である。カメラは、受光素子で受光される光を基に、撮像画像を形成する。

光照射器は、撮像画像に鮮明にウェーハ１を写すために使用される。該光照射器は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や電球が使用される。該光照射器は、例えば、落射照明の光源として撮像ユニット３８に組み込まれており、該レンズを通してウェーハ１に光を照射する。または、該光照射器は、カメラの外部からウェーハ１に光を照射する。光照射器がウェーハ１に照射する該光の光量（強度）は、調整可能である。

エッジトリミング加工を実施する際には、裏面１ｂ側を保持面８ａに対面させた状態で保持テーブル８の上にウェーハ１を載せ、保持テーブル８でウェーハ１を保持する。そして、保持テーブル８と、切削ユニット１８と、を保持面８ａに平行な方向に相対的に移動させ、ウェーハ１の外周縁の接線の直上に切削ブレード１８ａを位置付ける。このとき、撮像ユニット３８を使用して検出されたウェーハ１の外周縁の位置に関する情報が参照される。

そして、切削ブレード１８ａを回転させつつ所定の高さ位置まで下降させ、保持テーブル８と、切削ユニット１８と、を保持面８ａに平行な方向に相対的に移動させ、切削ブレード１８ａをウェーハ１の外周部に切り込ませる。その後、保持テーブル８を保持面８ａに垂直な軸の周りに１回転以上回転させる。

すると、ウェーハ１が外周縁に沿って切削されて、エッジトリミング加工が実施される。このような方法によりエッジトリミング加工が実施されるため、切削ブレード１８ａの刃先の厚さは、ウェーハ１の除去される部分の幅よりも大きいことが好ましい。

ただし、切削ブレード１８ａの厚さはこれに限定されず、ウェーハ１の除去される部分の幅よりも小さくてもよい。この場合、切削ブレード１８ａをウェーハ１の径方向に沿って移動させつつ、保持テーブル８を保持面８ａに垂直な軸の周りに複数回回転させ、ウェーハ１の除去される部分の全域を切削する。または、例えば、ウェーハ１の除去される部分と、残される部分と、の境界を切削して両部分を分離してもよい。

なお、ウェーハ１は、外周部において表面１ａから裏面１ｂに至る全厚さにおいて切削されてもよく、表面１ａから所定の深さまでの一部が切削されてもよい。切削ブレード１８ａの下端の高さ位置は、エッジトリミング加工を実施する深さにより決定される。

切削装置２は、さらに、切削装置２の状態や操作画面、警告画面等を表示する表示ユニットと、切削装置２に各種の指令を入力する入力インターフェースと、を備える。表示ユニットは、例えば、液晶ディスプレイである。また、入力インターフェースは、例えば、マウスやジョイスティック等のポインティングデバイスやキーボード等である。

さらに、入力ユニットは、表示ユニットに重ねられたタッチパネルでもよい。この場合、切削装置２は、表示ユニットと入力ユニットが一体化されたタッチパネル付きディスプレイ４０を備えることとなる。切削装置２を使用する作業者は、タッチパネルを用いて切削装置２を操作でき、また、切削装置２に加工条件等の情報を入力できる。以下、入力ユニットが表示ユニットに重ねられたタッチパネルである場合を例に説明するが、本実施形態に係る加工装置はこれに限定されない。

切削装置２は、さらに、制御ユニット２ａを備える。制御ユニット２ａは、切削ユニット１８、保持テーブル８、各移動機構、撮像ユニット３８、及び表示ユニット等の切削装置２の各構成要素を制御する機能を有する。制御ユニット２ａは、所定の加工条件に従って切削装置２の各構成要素を制御して、ウェーハ１の加工を遂行する。

制御ユニット２ａは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成される。補助記憶装置に記憶されるソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御ユニット２ａの機能が実現される。

なお、撮像ユニット３８でウェーハ１を撮像する際、ウェーハ１の外周部においてはウェーハ１の表面１ａで光が反射されてカメラに到達する。そのため、撮像画像では、ウェーハ１に属する画素が比較的高い輝度となり、ウェーハ１の外部に属する画素が比較的低い輝度となる。

ただし、撮像画像はこれに限定されない。すなわち、光の照射方法や撮像方法次第では、ウェーハ１に属する画素で輝度が比較的小さくなり、ウェーハ１の外部に属する画素で輝度が比較的大きくなる場合がある。図３には、撮像画像の一例が模式的に示されている。なお、各図では、説明の便宜のために、ウェーハ１に属する画素が黒く示されており、ウェーハ１の外部に属する画素が白く示されている。

撮像ユニット３８を使用してウェーハ１の外周縁の位置を検出する際、撮像画像に写るウェーハ１の外周縁部分において、ウェーハ１とその外部とで画素の輝度差が大きい場合、外周縁の位置を精密に検出するのは容易である。

しかしながら、ウェーハ１の外周部は面取り加工がされており、面取り部では光照射器から照射された光が一様に反射されない。そして、撮像して得られた撮像画像では、ウェーハ１の内側から外周縁を挟んでウェーハ１の外部にかけて画素の輝度が緩やかに変化するため、ウェーハ１の外周縁を明瞭に捉え、外周縁の位置を厳密に検出するのは容易ではない。

そこで、撮像画像に写るウェーハ１の外周縁の位置を精密に検出できるように、該撮像画像に対して制御ユニット２ａにより二値化処理等の画像処理が実施される。ここで、二値化処理とは、例えば、撮像画像を構成する各画素に対して輝度の判定を行い、スライスレベルと呼ばれる閾値よりも輝度の低い画素を黒色（第１の色）に変換し、輝度が該スライスレベル以上である画素を白色（第２の色）に変換する画像処理である。ただし、二値化処理では、黒色及び白色ではない色が使用されてもよい。

二値化処理により得られた二値化画像では、白色画素と黒色画素は明確に区別できるため、その境界の位置を容易に検出できる。ここで、スライスレベルは調整可能である。スライスレベルは、例えば、撮像画像に写るウェーハ１の外周部において、ウェーハ１に属する画素が黒色（第１の色）となるように、かつウェーハ１の外部に属する画素が白色（第２の色）となるように調整される。すると、二値化画像における白色の領域と、黒色の領域と、の境界がウェーハ１の外周縁と一致するため、該外周縁の位置を容易且つ高精度に検出できるようになる。

切削装置２では、保持テーブル８にウェーハ１が搬入されたとき、制御ユニット２ａが撮像ユニット３８を制御してウェーハ１の外周部を撮像して撮像画像を形成する。そして、制御ユニット２ａが撮像画像に二値化処理を実施して二値化画像を形成し、二値化画像からウェーハ１の外周縁の位置を検出する。そして、検出されたウェーハ１の外周縁の位置に基づいてウェーハ１をトリミング加工する。

しかしながら、撮像画像の二値化処理におけるスライスレベルの調整は、各オペレータが個々の基準で実施している。また、撮像ユニット３８でウェーハ１の外周縁を撮像する際の光照射器の光量の調整も各オペレータが個々の基準で実施している。すなわち、ウェーハ１の外周縁位置の検出条件の選定は、各オペレータの主観に左右される。そのため、設定される該検出条件はオペレータ間でばらつきが生じやすく、検出されるウェーハ１の外周縁位置に誤差を生じる原因となっている。

その上、ウェーハの外周縁位置が正しく検出されない可能性もある。ウェーハ１の外周縁の位置が正しく検出されなければ、トリミング加工を実施するべき部分にトリミング加工が実施されないおそれがある。また、トリミング加工を実施するべきではない部分にトリミング加工が実施されるおそれがある。そのため、トリミング加工のばらつきや失敗を防止するために、ウェーハの外周縁位置の検出条件を適切に選定したいとの課題がある。

そこで、本実施形態に係るウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法では、光照射器の光量及び二値化処理におけるスライスレベル等の検出条件を所定の手順で選定する。該選定方法は、例えば、切削装置２の制御ユニット２ａの機能により主に実施される。

該選定方法では、まず、ウェーハ１の外周部を撮像ユニット３８で撮像し撮像画像を形成する。この撮像画像を基準選択用撮像画像と呼ぶこととする。そして、制御ユニット２ａは、表示ユニットに該基準選択用撮像画像を表示させる。図２は、表示ユニットとして機能するタッチパネル付きディスプレイ４０に基準選択用撮像画像４２が表示されている様子を模式的に示す平面図である。

表示ユニットには、例えば、写る画面を説明する説明表示４０ａと、ウェーハ１や基準選択用撮像画像４２に関する情報表示４０ｂと、指令を入力するためのボタン４０ｃと、が基準選択用撮像画像４２とともに表示される。該選定方法では、オペレータが表示ユニットに表示された基準選択用撮像画像４２を確認し、該基準選択用撮像画像４２に写るウェーハ１の外周縁のうち一点を入力インターフェースで選択する。

図３は、基準選択用撮像画像４２を模式的に示す平面図である。図３に例示する通り、基準選択用撮像画像４２には、ウェーハ１が黒く写ると共にウェーハ１の外部が白く写る。特にウェーハ１の外周縁１ｃに近い程、ウェーハ１が写る画素は明るくなる。その一方で、ウェーハ１の外周縁１ｃに近い程、ウェーハ１の外部が写る画素は暗くなる。

すなわち、図３に示す通り、基準選択用撮像画像４２では、ウェーハ１の内部から外部にかけて外周縁１ｃを挟んで画素の輝度にグラデーションが生じる。そのため、ウェーハ１の外周縁１ｃは、輝度のグラデーションが生じている領域の中に位置することとなる。ここで、基準選択用撮像画像４２の該領域では互いに隣接する画素間の輝度の差が小さいため、各画素の輝度に基づいてウェーハ１の外周縁１ｃの位置を検出するのは容易ではない。ウェーハ１が白く写り外部が黒く写る場合についても同様である。

そこで、基準選択用撮像画像４２を確認したオペレータが目視で外周縁１ｃの位置を判定し、外周縁１ｃの一点を選択する。図３には、オペレータが選択する該一点の一例が模式的に示されている。オペレータにより該一点が入力されたとき、制御ユニット２ａは、保持テーブル８の保持面８ａ上においてウェーハ１の外周縁１ｃの該一点が位置する座標を検出し、該座標を基準外周縁座標４４として記録する。なお、このとき基準選択用撮像画像４２が表示ユニットに拡大されて表示されてもよい。

次に、制御ユニット２ａは、撮像ユニット３８を制御し、光照射器から光量を変化させながら次々に光をウェーハ１に照射しつつウェーハ１をカメラで撮像する。そして、撮像時の該光の光量が互いに異なる複数の条件選定用撮像画像を形成する。図４（Ａ）は、条件選定用撮像画像４６の一例を模式的に示す平面図である。

制御ユニット２ａは、撮像ユニット３８で複数の条件選定用撮像画像４６を形成した後、各条件選定用撮像画像４６に対して二値化処理を実施する。このとき、二値化処理のスライスレベルを変化させながら繰り返し各条件選定用撮像画像４６の二値化処理を実施し、複数の二値化画像を形成する。

図４（Ｂ）、図４（Ｃ）、及び図４（Ｄ）には、それぞれ、図４（Ａ）に示す条件選定用撮像画像４６に対して二値化処理を実施することで形成された二値化画像４８ａ，４８ｂ，４８ｃの例が模式的に示されている。各二値化画像４８ａ，４８ｂ，４８ｃは、形成される際に実施された二値化処理のスライスレベルがそれぞれ異なる。

例えば、図４（Ｂ）に示された二値化画像４８ａが形成された際のスライスレベルは比較的低く、条件選定用撮像画像４６に写ったグラデーションが生じた領域に存在する大部分の画素が白色とされている。そのため、ウェーハ１が写る領域に存在する画素も一部が二値化処理により白色とされている。その結果、二値化画像４８ａでは、予め記録された基準外周縁座標４４と離れた位置に白色の領域と黒色の領域の境界５０ａが位置するようになる。

また、例えば、図４（Ｄ）に示された二値化画像４８ｃが形成された際のスライスレベルは比較的高く、条件選定用撮像画像４６に写ったグラデーションが生じた領域に存在する大部分の画素が黒色とされている。そのため、ウェーハ１の外部が写る領域に存在する画素も一部が二値化処理により黒色とされている。その結果、二値化画像４８ｃでは、予め記録された基準外周縁座標４４と離れた位置に白色の領域と黒色の領域の境界５０ｃが位置するようになる。

これに対して、図４（Ｃ）に示された二値化画像４８ｂが形成された際のスライスレベルは適度な値であり、条件選定用撮像画像４６に写ったグラデーションが生じた領域の一部の画素が二値化処理により黒色とされるとともに、該領域の他の部分が白色とされる。このとき、スライスレベルが最適値に近い程、二値化画像４８ｂにおいて白色の領域と黒色の領域の境界５０ｂが基準外周縁座標４４に接近する。そして、境界５０ｂがウェーハ１の外周縁１ｃと重なる場合、境界５０ｂが基準外周縁座標４４を通る。

以上に説明する通り、異なるスライスレベルで条件選定用撮像画像４６に二値化処理を実施すると、白色の領域と黒色の領域の境界５０ａ，５０ｂ，５０ｃの位置が異なる二値化画像４８ａ，４８ｂ，４８ｃが形成されることがわかる。

そして、二値化画像４８ａ，４８ｂ，４８ｃに写る境界５０ａ，５０ｂ，５０ｃと、基準外周縁座標４４と、の距離が近い程、二値化処理のスライスレベルがより適正であったと言える。すなわち、各二値化画像４８ａ，４８ｂ，４８ｃにおける該距離の値に基づいて二値化処理のスライスレベルの良否を評価できることがわかる。

また、同様に条件選定用撮像画像が撮像された際の光照射器の光量が適度であるほど最終的に形成される二値化画像における白色の領域と黒色の領域の境界が基準外周縁座標４４に近づく。例えば、二値化処理のスライスレベルを一定とすれば、最終的に形成される二値化画像における該境界と、基準外周縁座標４４と、の距離の値に基づいて光照射器の光量の良否を評価できることがわかる。

したがって、本実施形態に係るウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法では、光照射器の光量が異なる条件で複数の条件選定用撮像画像を形成し、そのそれぞれに対して異なるスライスレベルで二値化処理を実施し複数の二値化画像を形成する。そして、白色の領域と黒色の領域との境界と、基準外周縁座標４４と、の距離が最も近い二値化画像を最適二値化画像として選定する。

このとき、該最適二値化画像の基となる条件選定用撮像画像が撮像された際の光照射器の光量が最適光量であり、該最適二値化画像が形成された際の二値化処理のスライスレベルが最適スライスレベルである。そして、エッジトリミング加工を実施するにあたりウェーハ１の外周縁位置を検出する際には、光照射器の光量を該最適光量に設定してウェーハ１の外周部を撮像し、形成された撮像画像を該最適スライスレベルで二値化処理して二値化画像を形成する。

該二値化画像に写る白色の領域と黒色の領域の境界をウェーハ１の外周縁位置として検出すると、ウェーハ１の外周縁位置が高精度に検出される。そのため、検出された外周縁位置に基づくとウェーハ１に極めて高精度なトリミング加工を実施できる。すなわち、本実施形態によると、ウェーハ１の外周縁位置を高精度に検出できる検出方法が得られたといえる。

以上に説明した本実施形態に係るウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法について小括する。図６（Ａ）は、該検出条件を選定する選定方法の各ステップのフローを示すフローチャートである。図６（Ａ）に示す通り、該選定方法では、まず、保持テーブル８でウェーハ１を保持する保持ステップＳ１０を実施する。そして、保持テーブル８で保持されたウェーハ１の外周部を撮像ユニット３８で撮像し基準選択用撮像画像４２を形成する基準選択用撮像画像形成ステップＳ２０を実施する。

次に、基準外周縁選択ステップＳ３０を実施する。すなわち、基準選択用撮像画像４２を表示ユニットに表示させ、表示された基準選択用撮像画像４２からウェーハ１の外周縁１ｃの一点を入力インターフェースで選択し保持面８ａ上における該一点の座標を基準外周縁座標４４として記録する。

その後、条件選定用撮像画像形成ステップＳ４０を実施する。すなわち、撮像ユニット３８の光照射器から光量を変化させながら光を次々に照射しつつ保持テーブル８で保持されたウェーハ１の外周部を撮像ユニット３８のカメラで次々に撮像し、複数の条件選定用撮像画像４６を形成する。

そして、境界座標記録ステップＳ５０を実施する。境界座標記録ステップＳ５０では、複数の条件選定用撮像画像４６をそれぞれ二値化処理のスライスレベルを変化させながら次々に該二値化処理を実施して複数の二値化画像４８ａ，４８ｂ，４８ｃを形成する。次に、各二値化画像４８ａ，４８ｂ，４８ｃにおいて白い領域と黒い領域との境界５０ａ，５０ｂ，５０ｃを検出する。

その後、各二値化画像４８ａ，４８ｂ，４８ｃの該境界５０ａ，５０ｂ，５０ｃ上の画素のうち基準外周縁座標４４との距離が最も小さい画素の座標をそれぞれの該二値化画像４８ａ，４８ｂ，４８ｃの境界座標として記録する。

最後に、検出条件登録ステップＳ６０を実施する。検出条件登録ステップＳ６０では、複数の二値化画像４８ａ，４８ｂ，４８ｃのうち該境界座標と基準外周縁座標４４との距離値が最も小さい該二値化画像４８ａ，４８ｂ，４８ｃを最適二値化画像として検出する。そして、最適二値化画像が形成された際の二値化処理のスライスレベルを最適スライスレベルとして記録するとともに、該最適二値化画像の基となる該条件選定用撮像画像が撮像された際の該光照射器から照射された該光の該光量を最適光量として記録する。

なお、境界座標記録ステップＳ５０では、二値化画像の白色の領域と黒色の領域の境界と、基準外周縁座標４４と、の距離値を算出する際には、例えば、二値化画像において該境界を構成する各画素のうち、基準外周縁座標４４との距離が最も小さい画素を選定する。そして、選定された該画素の座標を二値化画像の境界座標として記録する。

そして、例えば、基準外周縁座標４４と、境界座標と、実際の距離を算出してもよい。例えば、保持テーブル８の保持面８ａ上に実際の長さに基づく値の座標系が設定される場合、両座標の距離を実際の長さで算出できる。

ただし、基準外周縁座標４４と、境界座標と、の距離値は、撮像画像を構成する画素を単位として距離値が表現されていてもよい。例えば、第１の画素と、該第１の画素に隣接する第２の画素と、の距離値を１とする。この場合、第１の画素と、第２の画素と、の間に他の画素が１つ存在する場合、距離値が２となる。

すなわち、基準外周縁座標４４と、境界座標と、の距離の絶対値は必ずしも重要ではない。基準外周縁座標４４と、境界座標と、の距離が最も小さくなるときの光照射器の光量と、二値化処理のスライスレベルと、が導出できれば十分である。すなわち、距離値は互いの大小関係の判定が可能であれば形態に限定はない。

ただし、該光量及び該スライスレベルが最適値に近い程、各二値化画像における該距離値に大きな差が現れなくなる。そして、検出条件登録ステップＳ６０では、該距離値が最も小さくなるような二値化画像が複数存在して、最適二値化画像を一つに決定できない場合も考えられる。次に、この場合における最適光量と、最適スライスレベルと、の導出方法について説明する。

この場合、検出条件登録ステップＳ６０では、各二値化画像が撮像された際の光照射器の光量と、二値化処理のスライスレベルと、の分布に基づいて最適光量と、最適スライスレベルと、を導出するとよい。以下、この場合における検出条件登録ステップＳ６０について説明する。図６（Ｂ）は、この場合における検出条件登録ステップＳ６０のフローを示すフローチャートである。

該光量と、該スライスレベルと、の分布を評価する際には、まず、距離値テーブルと呼ぶことのできる表を作成するとよい（Ｓ６１）。図５には、一例に係る距離値テーブル５２の一部分が模式的に示されている。距離値テーブル５２では、行または列の一方に光照射器から照射された光の光量をとる。また、行または列の他方にスライスレベルをとる。そして、距離値テーブル５２では、二値化画像のそれぞれの該距離値を要素として、それぞれの該要素が行列状に並べられる。

図５に示す例では、距離値テーブル５２の縦方向が光照射器の光量５６の階層を表しており、距離値テーブル５２の下方に向かうに従って光量の値が高くなるように各要素が並べられる。その一方で、距離値テーブル５２の横方向が二値化処理のスライスレベル５４の階層を表しており、距離値テーブル５２の右側に向かうに従ってスライスレベル５４が高くなるように各要素が並べられる。

図５に示された領域は、距離値テーブル５２のうち該距離値が最低値となる要素が多く含まれる領域を抜き出したものである。図５に示された領域を確認すると、距離値テーブル５２に含まれる各要素の該距離値の最低値は１であり、該距離値が１である要素が複数存在することが理解される。

該距離値には、ばらつきが存在する。そして、最適光量ではない光量で撮像ユニット３８によりウェーハ１が撮像され、得られた撮像画像を最適スライスレベルではないスライスレベルで二値化処理して二値化画像が形成された場合においても該距離値が低くなる場合がある。

そこで、該距離値が内包するばらつき等の影響を極力排除するために、距離値テーブル５２における該距離値の分布を評価する際には、該距離値の最も小さい要素を互いに隣接するもの同士で結び付けて群５８を形成するとよい。そして、複数の群５８が形成された場合、所属する要素の数が多い群５８を選択するとよい（Ｓ６２）。

次に、該群５８に属する各要素の該光量のパラメータを抽出して該光量の中央値５６ａを算出するとともに、各要素の該スライスレベル５４のパラメータを抽出して該スライスレベル５４の中央値５４ａを算出する。そして、選択した群５８に属する複数の要素からスライスレベル５４が中央値５４ａであるとともに該光量が中央値５６ａである要素６０を選択する（Ｓ６３）。そして、該要素６０の該距離値が導出された該二値化画像を上述の最適二値化画像として検出するとよい（Ｓ６４）。

該距離値が最も小さくなる二値化画像が複数存在する場合、検出条件登録ステップＳ６０では、このような手順で最適二値化画像を選択すると、ウェーハ１の外周縁位置の検出条件として最適な光量と、スライスレベルと、を導出できる。

なお、検出条件登録ステップＳ６０は、主に制御ユニット２ａの機能により実施されるステップである。以上の説明は、制御ユニット２ａの各構成で実行される処理の内容を概念的に説明したものであり、検出条件登録ステップＳ６０は他の手順の処理により実現されてもよく、例えば、距離値テーブル５２の一部または全部は、実際に生成されなくてもよい。距離値テーブル５２の一部または全部が生成されない場合においても、該距離値が最も小さい複数の二値化画像から最適二値化画像を選定できればよい。

さらに、検出条件登録ステップＳ６０では、距離値が最低値となる複数の要素で群を形成する場合について説明したが、検出条件登録ステップＳ６０はこれに限定されない。例えば、距離値テーブル５２の各要素のうち距離値の最低値を含む所定の範囲の値域に距離値を有する要素により群が形成されてもよい。

例えば、図５に示す例では、距離値が１となる要素のみで群５８を形成する場合について説明したが、群５８は、距離値が１または２となる要素で形成されてもよい。すなわち、ある閾値で区分けできる該所定の範囲に距離値を有する要素で群を形成し、該群に含まれる要素から特定の要素を選定して最適二値化画像を決めてもよい。

該距離値には様々な要因により誤差やばらつきが含まれるため、距離値の最低値となる要素のみで群５８を形成する場合よりもより、群５８に含ませる要素の該距離値に所定の幅を設けると、最適二値化画像としてより好適な二値化画像を選定できる場合がある。

このように、該距離値が最も小さくなる二値化画像が複数存在する場合とは、最適二値化画像として選定可能な二値化画像が複数存在する場合をいう。そして、該距離値が最も小さくなる二値化画像が一つとなる場合においても、距離値テーブル５２を形成して上述の手順で最適二値化画像が決定されてもよい。

以上に説明する通り、本実施形態に係るウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法によると、ウェーハの外周縁位置の検出を適切に実施できるように光照射器の光量と、二値化処理におけるスライスレベルと、を含む検出条件を適切に選定できる。このとき、切削装置２を操作するオペレータによる指令の入力作業は、基準選択用撮像画像４２に写るウェーハ１の外周縁１ｃの一点を選択する作業のみである。

したがって、オペレータの主観で光照射器の光量が決定されることはなく、撮像画像に実施する二値化処理のスライスレベルが決定されることもない。これらの検出条件は、自動的に最適な条件で決定される。そのため、切削装置２でエッジトリミング加工を実施する際に、撮像ユニット３８でウェーハ１の外周縁の位置を精密にかつばらつきなく検出できる。よって、ウェーハ１に対してエッジトリミング加工を高品質に実施できる。

なお、本発明は、上記の実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記の実施形態では、エッジトリミング加工を実施する前段階においてウェーハ１の外周縁の位置を精密に検出できるように検出条件を選定する場合について説明した。しかしながら、本発明の一態様はこれに限定されない。さらに、上記の実施形態では、外周縁に面取り部が形成されたウェーハ１の外周縁位置を検出する検出条件を選定する場合について説明したが、ウェーハ１はこれに限定されない。

すなわち、ウェーハ１の外周縁には面取り部が形成されていなくてもよく、本発明の一態様は、面取り部が外周縁に形成されたウェーハ１のエッジトリミング加工を精密に実施する以外の目的で実施されてもよい。

また、上記実施形態では、保持テーブル８の保持面８ａにウェーハ１の裏面１ｂ側を接触させるようにウェーハ１を切削装置２に搬入する場合について主に説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、ウェーハ１の裏面１ｂには、基材層及び糊層を備える粘着テープが予め貼着されていてもよく、ウェーハ１は該粘着テープを介して保持テーブル８に載せられ保持されてもよい。

該粘着テープは、例えば、ウェーハ１の径よりも大きい径で形成される。この場合、粘着テープは、金属等の材料で形成された環状フレームの開口を塞ぐように該環状フレームに貼着される。そして、ウェーハ１を粘着テープに貼着するとフレームユニットが形成でき、ウェーハ１を該粘着テープを介して環状フレームで支持できる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１ ウェーハ
１ａ 表面
１ｂ 裏面
１ｃ 外周縁
３ 分割予定ライン
５ デバイス
２ 切削装置
２ａ 制御ユニット
４ 基台
６ Ｘ軸移動テーブル
８ 保持テーブル
８ａ 保持面
１２，２４，３０ ガイドレール
１４，２８，３４ ボールねじ
１６，２８ａ，３６ パルスモータ
１８ 切削ユニット
１８ａ 切削ブレード
２０ 排水路
２２ 支持構造
２６，３２ 移動プレート
３８ 撮像ユニット
４０ タッチパネル付きディスプレイ
４０ａ 説明表示
４０ｂ 情報表示
４０ｃ ボタン
４２ 基準選択用撮像画像
４４ 基準外周縁座標
４６ 条件選定用撮像画像
４８ａ，４８ｂ，４８ｃ 二値化画像
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ 境界
５２ 距離値テーブル
５４ スライスレベル
５４ａ，５６ａ 中央値
５６ 光量
５８ 群
６０ 要素

Claims (2)

1. ウェーハを保持する保持テーブルと、
   該保持テーブルで保持されたウェーハに光を照射する光照射器と、該保持テーブルで保持されたウェーハを撮像し撮像画像を形成するカメラと、を有した撮像ユニットと、
   該撮像ユニットで該ウェーハを撮像した撮像画像を表示する表示ユニットと、
   該表示ユニットに表示された該撮像画像の特定の点を選択できる入力インターフェースと、を備えた装置においてウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法であって、
   該保持テーブルでウェーハを保持する保持ステップと、
   該保持テーブルで保持された該ウェーハの外周部を該撮像ユニットで撮像し基準選択用撮像画像を形成する基準選択用撮像画像形成ステップと、
   該基準選択用撮像画像を該表示ユニットに表示させ、表示された該基準選択用撮像画像から該ウェーハの該外周縁の一点をオペレータが該入力インターフェースで選択し、該保持面上における該一点の座標を基準外周縁座標として記録する基準外周縁選択ステップと、
   該光照射器から光量を変化させながら該光を次々に照射しつつ該保持テーブルで保持された該ウェーハの該外周部を該カメラで次々に撮像し、複数の条件選定用撮像画像を形成する条件選定用撮像画像形成ステップと、
   複数の該条件選定用撮像画像をそれぞれ二値化処理のスライスレベルを変化させながら次々に該二値化処理を実施して複数の二値化画像を形成し、複数の該二値化画像において白い領域と黒い領域との境界を検出し、該境界上の画素のうち該基準外周縁座標との距離が最も小さい画素の座標をそれぞれの該二値化画像の境界座標として記録する境界座標記録ステップと、
   複数の該二値化画像のうち該境界座標と該基準外周縁座標との距離値が最も小さい該二値化画像を最適二値化画像として検出し、該最適二値化画像が形成された際の該二値化処理における該スライスレベルを最適スライスレベルとして記録するとともに、該最適二値化画像の基となる該条件選定用撮像画像が撮像された際の該光照射器から照射された該光の該光量を最適光量として記録する検出条件登録ステップと、
   を備えることを特徴とするウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法。
2. 該検出条件登録ステップにおいて複数の該二値化画像のそれぞれの該境界座標のうち該基準外周縁座標との該距離値が最も小さい該二値化画像が複数存在する場合、
   行または列の一方に光照射器から照射された該光の該光量をとり、該行または該列の他方にスライスレベルをとり、該二値化画像のそれぞれの該距離値を要素とする距離値テーブルを作成し、
   該距離値テーブルのうち該距離値の最も小さい要素を互いに隣接するもの同士で結び付けて群を形成し、所属する該要素の数が最も多い群を選択し、
   選択した該群に属する要素から該スライスレベルが中央値であるとともに該光量が中央値である要素を選択し、該要素の該距離値が導出された該二値化画像を該最適二値化画像とする
   ことを特徴とする請求項１記載のウェーハの外周縁位置の検出条件を選定する選定方法。

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