JP2015102389A - ウェーハの検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サポートウェーハに積層されたウェーハの外周エッジを精度よく検出すること。【解決手段】サポートウェーハに積層されたウェーハの外周エッジを検出するウェーハの検出方法を、垂直光によってウェーハの面取り部の内側の平坦面内にハレーションを起こさせた状態で、ウェーハの外周エッジを低倍率で撮像して低倍率エッジの３点の位置座標を検出し、低倍率エッジの３点の位置座標からウェーハの中心位置を算出すると共に、中心位置とウェーハの直径からウェーハの低倍率の外周エッジを算出し、低倍率の外周エッジを高倍率で撮像して高倍率エッジの３点の位置座標を検出し、高倍率の３点の位置座標からウェーハの中心位置を算出し、高倍率エッジの３点の位置座標を検出する際には、低倍率の外周エッジに含まれる誤差範囲内に高倍率エッジが１つだけ存在する場合に、高倍率エッジとして検出する構成にした。【選択図】図９

Description

本発明は、サポートウェーハの上部に積層されるサポートウェーハと略同一直径のウェーハをエッジトリミング加工する際のウェーハの検出方法に関する。

半導体デバイスの製造プロセスでは、ハンドリングの向上やウェーハの極薄化を目的として、サポートウェーハ上に同一直径のウェーハを貼着した状態で、ウェーハの薄化加工が行われている。一方で、ウェーハの外周には、製造工程中の割れや発塵防止のために面取り加工が施されている。この場合、ウェーハが薄く研削されると、外周の面取り部がナイフエッジ状（ひさし状）に残り、ウェーハの割れや欠けによるデバイス品質低下の原因となる。そこで、ウェーハの裏面を研削するのに先立って、切削ブレードでウェーハの面取り部を除去する加工方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ウェーハの面取り部を除去する加工方法として、チャックテーブルに対するウェーハの位置ズレを補正しながら加工する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この加工方法では、チャックテーブルに載置されたウェーハの外周エッジの任意の３箇所が撮像され、この３箇所の位置座標からウェーハの中心位置が算出される。そして、算出されたウェーハの中心位置とチャックテーブルの中心位置とのズレ量が求められ、ズレ量を補正するように切削ブレードを移動させてウェーハの外周が切削される。これにより、ウェーハの中心位置から同一の距離で面取り部が精度よく周方向に切削される。

特開２０００−１７３９６１号公報 特開２００６−９３３３３号公報

サポートウェーハ上に積層されたウェーハの面取り部を除去する際には、ウェーハの外周エッジを正確に検出する必要がある。しかしながら、貼り合わせ誤差の影響で上側のウェーハと下側のサポートウェーハに数十μｍ〜数百μｍのズレが生じる場合がある。特許文献２のように、顕微鏡等の撮像手段でウェーハの外周エッジを検出する場合、ウェーハからサポートウェーハがはみ出した位置では、サポートウェーハの表面にできたウェーハの影等の影響により面取りされたウェーハの外周エッジのコントラストが弱く、ウェーハの外周エッジを精度よく検出することが困難である。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、サポートウェーハに積層されたウェーハの外周エッジを精度よく検出することができるウェーハの検出方法を提供することを目的とする。

本発明のウェーハの検出方法は、サポートウェーハ及びサポートウェーハ上に貼着されたサポートウェーハと略同一直径のウェーハからなる積層ウェーハのサポートウェーハ側を保持して回転可能なチャックテーブルと、チャックテーブルの保持面に保持されたウェーハの上面を撮像する第一の撮像手段と、チャックテーブルの保持面に保持されたウェーハに加工を施す加工手段と、を少なくとも備えた加工装置において、保持面に載置したウェーハの中心位置を検出するウェーハの検出方法であって、チャックテーブルの保持面に積層ウェーハのサポートウェーハ側を載置するウェーハ載置ステップと、ウェーハの外周エッジの任意の３箇所を第一の撮像手段で撮像して画像を取得し、画像処理により３箇所のエッジの位置座標を検出する第一のエッジ位置検出ステップと、第一のエッジ位置検出ステップを実施した後に、エッジの位置座標３点からウェーハの中心位置を算出し、ついで中心位置及びウェーハの設計値に基づき外周エッジ位置座標を算出する外周エッジ算出ステップと、を備え、積層ウェーハにおいては、ウェーハの外周に表面側から裏面側にわたって断面円弧状に面取りされた面取り部が形成され、ウェーハとサポートウェーハはそれぞれの中心位置がずれた状態で且つウェーハの下方からサポートウェーハが僅かに露出した状態で積層されており、第一のエッジ位置検出ステップにおいては、第一の撮像手段の光源からウェーハの表面に対して垂直に光を照射し、ウェーハの面取り部及びサポートウェーハは暗く且つウェーハの面取り部よりも内側の平坦面内をハレーションさせて、第一の撮像手段でウェーハの面取り部内周の白黒の境界をエッジとして検出すること、を特徴とする。

この構成によれば、第一の撮像手段による撮像時にウェーハの面取り部の内側の平坦面内にハレーションが起こされることで、白黒のコントラストによって面取り部内周に境界が形成される。そして、この境界の３箇所のエッジの位置座標からウェーハの中心位置が算出され、さらにウェーハの中心位置と設計値からウェーハの外周エッジ位置座標が算出される。すなわち、面取り部外周である実際の外周エッジに対して直にエッジ検出を行うことなく、ウェーハの中心位置及び外周エッジを検出することができる。よって、ウェーハとサポートウェーハの貼り合せ誤差の影響を受けることがない。

本発明の上記ウェーハの検出方法において、チャックテーブルの保持面に保持されたウェーハの上面を、第一の撮像手段よりも高倍率の撮像領域にて撮像して高倍率画像を取得する第二の撮像手段をさらに備えた加工装置において、保持面に載置したウェーハの中心位置を検出するウェーハの検出方法であって、第外周エッジ算出ステップを実施した後に、算出された外周エッジ位置座標の任意の３箇所に第二の撮像手段を位置付けて撮像して３つの高倍率画像を取得し、画像処理により３箇所の高倍率エッジの位置座標を検出する第二のエッジ位置検出ステップと、第二のエッジ位置検出ステップを実施した後に、高倍率エッジの位置座標３点から中心位置を算出する中心位置算出ステップと、を備え、第二のエッジ位置検出ステップにおいては、ウェーハの下方からサポートウェーハが僅かに露出した位置に第二の撮像手段が位置付けられ、ウェーハ及びサポートウェーハの両方のエッジが高倍率の撮像領域内に入ってしまうことにより複数の高倍率エッジが検出された場合には、当高倍率画像は破棄するとともに第二の撮像手段を外周エッジ位置座標の任意の他の位置に位置付け、ウェーハのエッジのみが高倍率の撮像領域内に入る位置に第二の撮像手段が位置付けられ、高倍率画像内の外周エッジ位置座標から所定範囲内に高倍率エッジが一つのみ検出された場合には、当高倍率画像により高倍率エッジの位置座標を検出する。

本発明によれば、ウェーハの面取り部の内側の平坦面内をハレーションさせて、面取り部内周の境界をエッジとして中心位置を算出することで、サポートウェーハに積層されたウェーハの外周エッジを精度よく検出することができる。

本実施の形態に係る積層ウェーハの斜視図である。 本実施の形態に係るウェーハ載置ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る低倍率エッジ位置検出ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る低倍率外周エッジ算出ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る高倍率エッジ位置検出ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る高倍率エッジ位置検出ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る高倍率中心位置算出ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係るエッジトリミング加工の一例を示す図である。 本実施の形態に係るウェーハの検出方法を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る高倍率エッジ位置検出ステップを示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るウェーハの検出方法について説明する。図１を参照して、積層ウェーハについて説明する。図１は、本実施の形態に係る積層ウェーハの斜視図である。

図１に示すように、積層ウェーハ１は、サポートウェーハ２の上部に、サポートウェーハ２と略同一直径のウェーハ３を接着剤等で貼り付けて構成される。ウェーハ３は、略円板状に形成されており、その外周部分には製造工程中の割れや発塵防止のために断面円弧状の面取り部３１が形成されている。サポートウェーハ２は、１００μｍ以下に薄化されたウェーハ３を支持できるように、剛性材料によって円板状に形成されている。なお、以下の説明では、サポートウェーハ２の中心位置に対してウェーハ３の中心位置にズレが生じており、ウェーハ３の下方からサポートウェーハ２が僅かに露出した状態で積層されているものとする。

なお、ウェーハ３は、シリコン、ガリウム砒素等の半導体ウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア系の光デバイスウェーハでもよい。サポートウェーハ２は、ガラス、金属、セラミックス、剛性樹脂等で形成され、より剛性が高い材質を使用することで薄化することも可能である。接着剤は、特に限定されるものではなく、サポートウェーハ２の材質に応じて、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、ワックス等を用いてもよい。このように、サポートウェーハ２によってウェーハ３の反りが抑えられ、ウェーハ３のハンドリングの向上やウェーハ３の極薄化を可能にしている。

このような積層ウェーハ１においても、ウェーハ３の薄化時に面取り部３１がナイフエッジ状に残らないように、ウェーハ３の薄化に先だってエッジトリミング加工によってウェーハ３の面取り部３１が除去される（図８参照）。エッジトリミング加工では、ウェーハ３の外周エッジ３２を精度よく検出する必要があるが、サポートウェーハ２に対してウェーハ３が位置ズレした状態では、外周エッジ３２のコントラストが弱く高精度に検出することが難しい。本実施の形態に係るウェーハ３の検出方法では、このような積層ウェーハ１であっても、サポートウェーハ２上のウェーハ３の外周エッジ３２を精度よく検出できるようにしている。

本実施の形態に係るウェーハ３の検出方法では、ウェーハ載置ステップ、低倍率エッジ位置検出ステップ（第一のエッジ位置検出ステップ）、低倍率外周エッジ算出ステップ（外周エッジ算出ステップ）、高倍率エッジ位置検出ステップ（第二のエッジ位置検出ステップ）、高倍率中心位置算出ステップ（中心位置算出ステップ）を経てウェーハ３の外周エッジ３２が検出される。ウェーハ載置ステップでは、チャックテーブル４の保持面４１に積層ウェーハ１のサポートウェーハ２側が載置される（図２参照）。

低倍率エッジ位置検出ステップでは、ウェーハ３の外周エッジ３２の任意の３箇所が低倍率で撮像され、３箇所の低倍率エッジ３３の位置座標が検出される（図３参照）。この場合、ウェーハ３の表面に対する垂直光によってウェーハ３の面取り部３１の内側の平坦面３７内にハレーションが起こされ、ウェーハ３の面取り部３１内周の白黒の境界が低倍率エッジ３３として検出される。低倍率外周エッジ算出ステップでは、低倍率エッジ３３の位置座標３点Ｐ_１１−Ｐ_１３からウェーハ３の中心位置Ｏ_１が算出され、さらに中心位置Ｏ_１とウェーハ３の設計値（直径）Ｒからウェーハ３の低倍率外周エッジ位置座標３４が算出される（図４参照）。

高倍率エッジ位置検出ステップでは、低倍率外周エッジ位置座標３４の任意の３箇所が高倍率で撮像され、３箇所の高倍率エッジ３６の位置座標が検出される（図５参照）。この場合、ウェーハ３及びサポートウェーハ２の両方のエッジが高倍率エッジ３６として検出される高倍率画像は使用されず、ウェーハ３のエッジのみが高倍率エッジ３６として検出される高倍率画像が使用される。また、低倍率外周エッジ位置座標３４を基準とした所定範囲Ｌ内に高倍率エッジ３６が１つのみ存在する場合に、高倍率エッジ３６から位置座標が検出される。高倍率中心位置算出ステップでは、高倍率エッジ３６の位置座標３点Ｐ_２１−Ｐ_２３からウェーハ３の中心位置Ｏ_２が算出される（図７参照）。

以下、図２から図７を参照して、本実施の形態に係るウェーハの検出方法について詳細に説明する。図２はウェーハ載置ステップ、図３は低倍率エッジ位置検出ステップ、図４は低倍率外周エッジ算出ステップ、図５及び図６は高倍率エッジ位置検出ステップ、図７は高倍率中心位置算出ステップのそれぞれ一例を示す図である。

図２に示すように、まずウェーハ載置ステップが実施される。ウェーハ載置ステップでは、切削装置（不図示）のチャックテーブル４の保持面４１に、サポートウェーハ２側を下に向けた状態で積層ウェーハ１が保持される。積層ウェーハ１にはウェーハ３とサポートウェーハ２に貼り合わせ誤差が生じている。このため、ウェーハ３の下方からサポートウェーハ２が露出した箇所ではウェーハ３の影ができ、ウェーハ３の下方にサポートウェーハ２が隠れた箇所では、ウェーハ３の外周部分にサポートウェーハ２の輪郭が透けて見えている。この状態ではウェーハ３の実際の外周エッジ３２を画像処理により認識することが難しい。

図３に示すように、ウェーハ載置ステップの後には低倍率エッジ位置検出ステップが実施される。図３Ａに示すように、低倍率エッジ位置検出ステップでは、チャックテーブル４の上方に、チャックテーブル４上の積層ウェーハ１の上面を低倍率で撮像する第一の撮像手段５が移動される。この場合、第一の撮像手段５の撮像領域３８内にウェーハ３の外周エッジ３２が含まれるように、第一の撮像手段５が位置付けられる。第一の撮像手段５は、積層ウェーハ１の上面を低倍率の撮像領域３８にて撮像して低倍率画像を取得する。低倍率画像とは、例えば１ピクセルが１０μｍに設定された撮像画像である。

図３Ｂに示すように、第一の撮像手段５による撮像は、ウェーハ３の実際の外周エッジ３２の任意の３箇所で実施される。３箇所の低倍率画像にはそれぞれ画像処理が施されて、３点の低倍率エッジ３３の位置座標Ｐ_１１−Ｐ_１３が検出される。この低倍率画像は、第一の撮像手段５の光源からウェーハ３の表面に対して垂直に光が照射された状態で撮像される。このため、図３Ｃに示すように、ウェーハ３のＲ状の面取り部３１とサポートウェーハ２は暗くなり、ウェーハ３の面取り部３１の内側の平坦面３７内だけがハレーションを起こして明るくなる。このウェーハ３の面取り部３１内周に形成される白黒の境界が低倍率エッジ３３として検出される。

このように、低倍率エッジ位置検出ステップでは、ウェーハ３の実際の外周エッジ３２ではなく、ウェーハ３の面取り部３１内周が低倍率エッジ３３の位置座標として検出される。よって、ウェーハ３とサポートウェーハ２の貼り合せ誤差の影響を受けることなく、低倍率エッジ３３の３点の位置座標Ｐ_１１−Ｐ_１３を精度よく検出できる。すなわち、サポートウェーハ２の露出部分にできたウェーハ３の影や、ウェーハ３の外周部分からサポートウェーハ２の輪郭が透けて見えても、ウェーハ３の実際の外周エッジ３２として誤認識されることがない。

図４に示すように、低倍率エッジ位置検出ステップの後には低倍率外周エッジ算出ステップが実施される。低倍率外周エッジ算出ステップでは、低倍率エッジ３３の３点の位置座標Ｐ_１１−Ｐ_１３からウェーハ３の中心位置Ｏ_１が算出される。中心位置Ｏ_１の中心座標（Ｘ_Ｏ１、Ｙ_Ｏ１）は、位置座標Ｐ_１１−Ｐ_１３をそれぞれ（Ｘ_１１、Ｙ_１１）、（Ｘ_１２、Ｙ_１２）、（Ｘ_１３、Ｙ_１３）とすると、以下の式（１）、（２）によって算出される。

ウェーハ３の中心位置Ｏ_１が算出されると、中心位置Ｏ_１とウェーハ３の設計値である直径Ｒとに基づきウェーハ３の低倍率外周エッジ位置座標３４が検出される。このように、面取り部３１外周である実際の外周エッジ３２（図３Ａ参照）に対して直にエッジ検出を行うことなく、ウェーハ３の中心位置Ｏ_１と低倍率外周エッジ位置座標３４が算出される。低倍率画像の１ピクセルは１０μｍに設定されているため、低倍率外周エッジ位置座標３４には実際の外周エッジ３２に対して最大で±１０μｍ（２０μｍ）の誤差が含まれると考えられる。このため、後段のステップでは、低倍率外周エッジ位置座標３４周辺の高倍率画像を用いた画像処理によって、ウェーハ３の実際の外周エッジ３２が高精度に検出される。

図５に示すように、低倍率外周エッジ算出ステップの後には高倍率エッジ位置検出ステップが実施される。図５Ａに示すように、高倍率エッジ位置検出ステップでは、チャックテーブル４の上方に、チャックテーブル４上の積層ウェーハ１の上面を高倍率で撮像する第二の撮像手段６が移動される。この場合、低倍率外周エッジ位置座標３４（図７参照）上に第二の撮像手段６が位置付けられることで、第二の撮像手段６の撮像領域３９内にウェーハ３の実際の外周エッジ３２が含められる。これにより、撮像領域３９の小さな高倍率の第二の撮像手段６による外周エッジ３２のサーチ時間が短縮化されている。

第二の撮像手段６は、積層ウェーハ１の上面を高倍率の撮像領域３９にて撮像して高倍率画像を取得する。高倍率画像とは、１ピクセルが１μｍに設定された撮像画像である。第二の撮像手段６による撮像は、低倍率外周エッジ位置座標３４の任意の３箇所で実施され、３箇所の高倍率画像にエッジ検出処理が施されて高倍率エッジ３６の位置座標Ｐ_２１−Ｐ_２３が検出される（図７参照）。このとき、ウェーハ３の下方からサポートウェーハ２が露出した箇所が第二の撮像手段６によって撮像されて、ウェーハ３及びサポートウェーハ２の両方のエッジが含まれる高倍率画像については破棄される。

高倍率画像が破棄されると、第二の撮像手段６は低倍率外周エッジ位置座標３４の任意の他の位置に位置付けられて高倍率画像が撮像される。また、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、高倍率エッジ３６の検出時には、上記したように低倍率外周エッジ位置座標３４自体に誤差が含まれるため、誤差の範囲を示す所定範囲以外にマスクをかけた状態で実施される。図５Ｂに示すように、所定範囲Ｌ内（マスク範囲外）に高倍率エッジ３６が一つのみ検出された場合には、高倍率エッジ３６から座標位置が検出される。一方で、図５Ｃに示すように、所定範囲Ｌ内（マスク範囲外）に複数の高倍率エッジ３６が検出された場合には、高倍率エッジ３６の信頼性が低いとして高倍率画像が破棄される。

なお、高倍率画像内に複数の高倍率エッジ３６が検出されるのは、ウェーハ３の輪郭だけでなく、サポートウェーハ２の輪郭等も抽出されるからである。例えば、ウェーハ３の下方からサポートウェーハ２が僅かに露出した位置に第二の撮像手段６が位置付けられて、ウェーハ３及びサポートウェーハ２の両方のエッジが高倍率の撮像領域に入る場合に、ウェーハ３及びサポートウェーハ２の両方の輪郭が抽出される。また、ウェーハ３の下方にサポートウェーハ２が隠れる位置であっても、サポートウェーハ２のエッジ以外の部分での光の反射が濃淡を発生させその結果、輪郭（例えば、図６Ｂの多数の波打ったエッジ３６ｅ）が抽出される。

マスク範囲は、低倍率画像、高倍率画像のピクセルサイズに応じて適宜設定される。例えば、低倍率画像、高倍率画像の１ピクセルがそれぞれ１０μｍ、１μｍの場合には、ウェーハ３の実際の外周エッジ３２（図５Ａ参照）は低倍率外周エッジ位置座標３４を中心とした±１０μｍ（２０μｍ）の所定範囲Ｌ内に存在するはずである。このため、高倍率画像には、低倍率外周エッジ位置座標３４を中心とした±１０μｍ以外にマスクをかけた状態で高倍率エッジ３６の検出処理が実施される。

ここで、図６を参照して、高倍率エッジの検出処理について具体例に説明する。図６Ａに示す高倍率画像では、２本の直線状の高倍率エッジ３６ａ、３６ｂが検出されている。±１０μｍの所定範囲Ｌ内には、高倍率エッジ３６ａのみが存在し、残りの高倍率エッジ３６ｂは所定範囲Ｌの外側に存在する。よって、所定範囲Ｌ内の高倍率エッジ３６ａから座標位置が検出され、所定範囲Ｌ外の高倍率エッジ３６ｂはサポートウェーハ２の輪郭を示すものとして無視される。

図６Ｂに示す高倍率画像では、２本の直線状の高倍率エッジ３６ｃ、３６ｄと、多数の波打った高倍率エッジ３６ｅが検出されている。±１０μｍの所定範囲Ｌ内には、高倍率エッジ３６ｃのみが存在し、残りの高倍率エッジ３６ｄや波打った高倍率エッジ３６ｅは所定範囲Ｌの外側に存在する。よって、所定範囲Ｌ内の高倍率エッジ３６ｃから座標位置が検出され、所定範囲Ｌ外の高倍率エッジ３６ｄ、３６ｅはサポートウェーハ２の輪郭や反射を示すものとして無視される。

図６Ｃに示す高倍率画像では、３本の直線状の高倍率エッジ３６ｆ、３６ｇ、３６ｈが検出されている。±１０μｍの所定範囲Ｌ内には、２本の高倍率エッジ３６ｆ、３６ｇが存在し、残りの高倍率エッジ３６ｈは所定範囲Ｌの外側に存在する。よって、所定範囲Ｌ内の高倍率エッジ３６ｆ、３６ｇのいずれがウェーハ３のエッジを示しているのかが特定できず、高倍率エッジ３６ｆ、３６ｇの信頼性が低いとして高倍率画像は破棄される。

図６Ｄに示す高倍率画像では、１本の直線状の高倍率エッジ３６ｉが検出されている。±１０μｍの所定範囲Ｌ内には、１本も高倍率エッジ３６が存在せず、高倍率エッジ３６ｉは所定範囲Ｌの外側に存在する。よって、ウェーハ３のエッジを示すものがなく、高倍率エッジ３６ｉの信頼性が低いとして高倍率画像は破棄される。

このようにして、低倍率外周エッジ位置座標３４（図４参照）の誤差の範囲外に存在する高倍率エッジ３６や、低倍率外周エッジ位置座標３４の誤差の範囲内に複数の高倍率エッジ３６が存在する高倍率画像を無視することで、信頼性の高い高倍率エッジ３６だけが検出される。これにより、ウェーハ３から露出したサポートウェーハ２のエッジや、光の反射等によってウェーハ３の下方に透けて見えるサポートウェーハ２のエッジが、ウェーハ３の実際の外周エッジ３２（図５Ａ参照）として誤認識されることがない。

図７に示すように、高倍率エッジ位置検出ステップの後には高倍率中心位置算出ステップが実施される。高倍率中心位置算出ステップでは、高倍率エッジ３６の３点の位置座標Ｐ_２１−Ｐ_２３からウェーハ３の中心位置Ｏ_２が算出される。中心位置Ｏ_２の中心座標（Ｘ_Ｏ２、Ｙ_Ｏ２）は、位置座標Ｐ_２１−Ｐ_２３をそれぞれ（Ｘ_２１、Ｙ_２１）、（Ｘ_２２、Ｙ_２２）、（Ｘ_２３、Ｙ_２３）とすると、以下の式（３）、（４）によって算出される。

ウェーハ３の検出方法によってウェーハ３の中心位置Ｏ_２が算出されると、図８に示すように、エッジトリミング加工が実施される。エッジトリミング加工では、チャックテーブル４の中心位置Ｏ_３に対するウェーハ３の中心位置Ｏ_２のズレ量から、加工時の切削ブレード７の補正量が求められる。そして、切削ブレード７によってウェーハ３の面取り部３１が切り込まれ、チャックテーブル４が回転することでウェーハ３の面取り部３１が切削される。このとき、切削ブレード７を移動させてチャックテーブル４の中心位置Ｏ_３に対するウェーハ３の中心位置Ｏ_２のズレが補正され、ウェーハ３の中心位置Ｏ_２から同一の距離で面取り部３１が精度よく除去される。

次に、図９及び図１０を参照して、本実施の形態に係るウェーハの検出方法の流れについて説明する。図９は、ウェーハの検出方法を示すフローチャートである。図１０は、高倍率エッジ位置検出ステップを示すフローチャートである。なお、高倍率エッジ位置検出ステップ以外の各ステップの詳細については、上述したため、ここではできるだけ説明を省略する。

図９に示すように、ウェーハ載置ステップでは、ウェーハ３側を上方に向けた状態で積層ウェーハ１がチャックテーブル４に載置される（ステップＳＴ０１）。次に、低倍率エッジ位置検出ステップでは、ウェーハ３の外周エッジ３２の３箇所の低倍率画像から低倍率エッジ３３の位置座標が検出される（ステップＳＴ０２）。ここでは、ウェーハ３の表面のハレーションによってコントラストが明確になった面取り部３１内周から低倍率エッジ３３の３点の位置座標が検出される。次に、低倍率外周エッジ算出ステップでは、低倍率エッジ３３の３点の位置座標からウェーハ３の中心位置が算出され、中心位置とウェーハ３の直径から低倍率外周エッジ位置座標３４が算出される（ステップＳＴ０３）。

次に、高倍率エッジ位置検出ステップが実施される（ステップＳＴ０４）。図１０に示すように、高倍率エッジ位置検出ステップでは、低倍率外周エッジ位置座標３４上の任意の位置が高倍率に撮像される（ステップＳＴ１１）。次に、ウェーハ３及びサポートウェーハ２の両方のエッジが撮像領域３９内か否かが判定される（ステップＳＴ１２）。ウェーハ３及びサポートウェーハ２の両方のエッジが撮像領域３９に入る場合（ステップＳＴ１２でＹｅｓ）、ステップＳＴ１１に戻って低倍率外周エッジ位置座標３４上の任意の他の位置が撮像される。ウェーハ３のエッジだけが高倍率の撮像領域に入る場合（ステップＳＴ１２でＮｏ）、低倍率外周エッジ位置座標３４からの所定範囲Ｌ内に高倍率エッジ３６が１つか否かが判定される（ステップＳＴ１３）。

所定範囲Ｌ内に複数の高倍率エッジ３６が存在する場合（ステップＳＴ１３でＮｏ）、ステップＳＴ１１に戻って低倍率外周エッジ位置座標３４上の任意の他の位置が撮像される。所定範囲Ｌ内に１つの高倍率エッジ３６が存在する場合（ステップＳＴ１３でＹｅｓ）、高倍率エッジ３６から位置座標が検出される。そして、高倍率エッジ３６の３点の位置座標が検出されるまで、ステップＳＴ１１からステップＳＴ１４までの各ステップが繰り返される。次に、図９に戻り、高倍率中心位置算出ステップでは、高倍率エッジ３６の３点の位置座標からウェーハ３の中心位置が算出される（ステップＳＴ０５）。なお、図１０におけるステップＳＴ１２については省略することも可能である。

以上のように、本実施の形態に係るウェーハ３の検出方法によれば、第一の撮像手段５による低倍率画像の撮像時にウェーハ３の面取り部３１の内側の平坦面３７内にハレーションが起こされることで、白黒のコントラストによって面取り部３１内周に境界が形成される。そして、この境界の３箇所の低倍率エッジ３３の位置座標からウェーハ３の中心位置が算出され、さらにウェーハ３の中心位置と設計値（直径）からウェーハ３の低倍率外周エッジ位置座標３４が算出される。すなわち、面取り部３１外周である実際の外周エッジ３２に対して直にエッジ検出を行うことなく、ウェーハ３の中心位置及びウェーハ３の外周エッジ３２を算出することができる。よって、ウェーハ３とサポートウェーハ２の貼り合せ誤差の影響を受けることがない。

また、低倍率外周エッジ位置座標３４には低倍率画像のピクセルサイズによる誤差が含まれているが、第二の撮像手段６によって低倍率外周エッジ位置座標３４が撮像されることで、ウェーハ３の外周エッジ３２を高精度に検出できる。このとき、撮像範囲３９内にウェーハ３及びサポートウェーハ２のエッジが入る場合や、低倍率外周エッジ位置座標３４を中心とした所定範囲Ｌ内に複数の高倍率エッジ３６が検出される場合には、高倍率画像が破棄される。よって、認識し易い高倍率画像だけを使用してエッジ検出が行われるため、ウェーハ３とサポートウェーハ２の貼り合せ誤差の影響を受けることなく、ウェーハ３の外周エッジ３２を高精度に検出できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、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することが可能である。

なお、本実施の形態に係るウェーハ３の検出方法では、３点の低倍率エッジ３３の位置座標を検出してウェーハ３の中心位置を算出する構成としたが、この構成に限定されない。低倍率エッジ３３の４点以上の位置座標を検出して、この４点以上の位置座標から信頼性の高い３点の位置座標を選択してウェーハ３の中心位置を算出してもよい。また、高倍率エッジ３６についても、４点以上の位置座標から信頼性の高い３点の位置座標を選択してウェーハ３の中心位置を算出してもよい。

また、本実施の形態に係るウェーハ３の検出方法では、低倍率でウェーハ３の中心と外周エッジを求めた後に、高倍率でウェーハ３の中心と外周エッジを求める構成としたが、この構成に限定されない。高精度な検出が求められない場合には、低倍率でウェーハ３の中心と外周エッジを求めた時点で処理を終了してもよい。すなわち、ウェーハ３の検出方法が、ウェーハ載置ステップ、低倍率エッジ位置検出ステップ、低倍率外周エッジ算出ステップで構成されてもよい。

以上説明したように、本発明は、サポートウェーハに積層されたウェーハの外周エッジを精度よく検出することができるという効果を有し、特に、ウェーハの面取り部に対してエッジトリミング加工する際のウェーハの検出方法に有用である。

１ 積層ウェーハ
２ サポートウェーハ
３ ウェーハ
４ チャックテーブル
５ 第一の撮像手段
６ 第二の撮像手段
７ 切削ブレード
３１ 面取り部
３２ 外周エッジ
３３ 低倍率エッジ（エッジ）
３４ 低倍率外周エッジ位置座標（外周エッジ位置座標）
３６ 高倍率エッジ
３７ 平坦面
４１ 保持面

Claims (2)

1. サポートウェーハ及び該サポートウェーハ上に貼着された該サポートウェーハと略同一直径のウェーハからなる積層ウェーハの該サポートウェーハ側を保持して回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持されたウェーハの上面を撮像する第一の撮像手段と、該チャックテーブルの該保持面に保持されたウェーハに加工を施す加工手段と、を少なくとも備えた加工装置において、該保持面に載置したウェーハの中心位置を検出するウェーハの検出方法であって、
   該チャックテーブルの該保持面に積層ウェーハの該サポートウェーハ側を載置するウェーハ載置ステップと、
   該ウェーハの外周エッジの任意の３箇所を該第一の撮像手段で撮像して画像を取得し、画像処理により３箇所のエッジの位置座標を検出する第一のエッジ位置検出ステップと、
   該第一のエッジ位置検出ステップを実施した後に、該エッジの位置座標３点からウェーハの中心位置を算出し、ついで該中心位置及びウェーハの設計値に基づき外周エッジ位置座標を算出する外周エッジ算出ステップと、を備え、
   該積層ウェーハにおいては、ウェーハの外周に表面側から裏面側にわたって断面円弧状に面取りされた面取り部が形成され、ウェーハと該サポートウェーハはそれぞれの中心位置がずれた状態で且つウェーハの下方からサポートウェーハが僅かに露出した状態で積層されており、
   該第一のエッジ位置検出ステップにおいては、
   該第一の撮像手段の光源からウェーハの表面に対して垂直に光を照射し、ウェーハの該面取り部及び該サポートウェーハは暗く且つウェーハの該面取り部よりも内側の平坦面内をハレーションさせて、該第一の撮像手段でウェーハの該面取り部内周の白黒の境界をエッジとして検出すること、
   を特徴とするウェーハの検出方法。
2. 該チャックテーブルの該保持面に保持されたウェーハの上面を、該第一の撮像手段よりも高倍率の撮像領域にて撮像して高倍率画像を取得する第二の撮像手段をさらに備えた該加工装置において、該保持面に載置したウェーハの中心位置を検出するウェーハの検出方法であって、
   該外周エッジ算出ステップを実施した後に、算出された該外周エッジ位置座標の任意の３箇所に該第二の撮像手段を位置付けて撮像して３つの高倍率画像を取得し、画像処理により３箇所の高倍率エッジの位置座標を検出する第二のエッジ位置検出ステップと、
   該第二のエッジ位置検出ステップを実施した後に、該高倍率エッジの位置座標３点から中心位置を算出する中心位置算出ステップと、を備え、
   該第二のエッジ位置検出ステップにおいては、
   ウェーハの下方からサポートウェーハが僅かに露出した位置に該第二の撮像手段が位置付けられ、ウェーハ及びサポートウェーハの両方のエッジが該高倍率の撮像領域内に入ってしまうことにより複数の高倍率エッジが検出された場合には、当該高倍率画像は破棄するとともに該第二の撮像手段を該外周エッジ位置座標の任意の他の位置に位置付け、
   ウェーハのエッジのみが該高倍率の撮像領域内に入る位置に該第二の撮像手段が位置付けられ、高倍率画像内の該外周エッジ位置座標から所定範囲内に高倍率エッジが一つのみ検出された場合には、当該高倍率画像により高倍率エッジの位置座標を検出する請求項１に記載のウェーハの検出方法。