KR20200094078A - 키 패턴의 검출 방법, 및 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 피검출물의 키 패턴의 위치를 단시간에 검출한다.
(해결 수단) 피검출물이 갖는 키 패턴의 위치를 검출하는 키 패턴의 검출 방법으로서, 그 피검출물을 유지한 유지 유닛과 촬상 유닛을 상대적으로 이동시키면서 그 촬상 유닛으로 그 피검출물을 촬상하여 복수의 촬상 조화상을 형성하고, 형성된 각각의 그 촬상 조화상과 그 키 패턴이 찍히는 참조용 화상을 패턴 매칭하여 그 키 패턴이 찍히는 그 촬상 조화상을 검출하는 키 패턴 조검출 스텝과, 검출된 그 촬상 조화상이 형성되었을 때의 그 촬상 유닛과 그 유지 유닛의 상대적인 위치에서, 그 피검출물을 촬상하여 정밀 촬상 화상을 형성하고, 그 정밀 촬상 화상과 그 참조용 화상을 패턴 매칭하여 그 정밀 촬상 화상에 포함되는 그 키 패턴을 검출하는 키 패턴 정밀 검출 스텝과, 검출된 그 키 패턴의 위치를 검출하는 키 패턴 위치 검출 스텝을 구비한다.

Description

키 패턴의 검출 방법, 및 장치{METHOD OF DETECTING KEY PATTERN AND APPARATUS}

본 발명은, 키 패턴을 포함하는 피검출물로부터 그 키 패턴을 검출하는 방법, 및 그 피검출물로부터 키 패턴을 검출할 수 있는 장치에 관한 것이다.

전자 기기에 사용되는 디바이스 칩의 제조 공정에서는, 먼저, 서로 교차하는 복수의 스트리트로 불리는 분할 예정 라인을 반도체 웨이퍼의 표면에 설정하고, 그 스트리트에 의해 구획되는 각 영역에 디바이스를 형성한다. 그 후, 그 스트리트를 따라 그 웨이퍼를 분할하면, 개개의 디바이스 칩을 형성할 수 있다.

웨이퍼의 분할은, 예를 들어, 절삭 유닛을 갖는 절삭 장치로 실시된다. 절삭 유닛은, 회전의 축이 되는 스핀들과, 그 스핀들의 일단에 장착된 절삭 블레이드를 구비한다. 그 스핀들을 회전시킴으로써 절삭 블레이드를 회전시키고, 회전되는 절삭 블레이드를 그 웨이퍼의 그 스트리트를 따라 절입시켜 그 웨이퍼를 절삭하면, 그 웨이퍼가 분할된다.

또, 웨이퍼의 분할은, 레이저 가공 유닛을 갖는 레이저 가공 장치로 실시해도 된다. 예를 들어, 그 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔을 스트리트를 따라 웨이퍼에 조사하고 그 웨이퍼의 내부에 집광시켜, 개질층을 형성한다. 그리고, 그 개질층으로부터 웨이퍼의 표리로 크랙을 신장시키면, 웨이퍼가 분할된다. 또는, 웨이퍼에 대해 흡수성을 갖는 파장의 레이저 빔을 스트리트를 따라 웨이퍼의 표면에 조사하고, 스트리트를 따른 홈을 형성하여 웨이퍼를 분할해도 된다.

절삭 장치 및 레이저 가공 장치 등의 가공 장치에서는, 웨이퍼의 스트리트의 위치 및 방향을 검출하여, 절삭 유닛 및 레이저 가공 유닛 등의 가공 유닛을 스트리트에 맞추는 얼라인먼트를 실시할 필요가 있다 (특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조). 여기서, 가공 장치에는, 미리 웨이퍼에 포함되는 특징적인 패턴 (키 패턴) 을 촬상한 촬상 화상을 참조용 화상으로서 등록해 둠과 함께, 키 패턴으로부터 스트리트까지의 거리를 기억시켜 둔다.

그리고, 웨이퍼를 가공할 때에는, 가공되는 웨이퍼의 표면을 촬상하여 촬상 화상을 취득하고, 그 촬상 화상과 가공 장치에 등록된 참조용 화상의 패턴 매칭을 실시하여, 가공되는 그 웨이퍼의 키 패턴을 검출한다. 그 후, 검출된 키 패턴의 위치를 기초로 그 웨이퍼의 스트리트의 위치를 검출하여, 가공 유닛을 스트리트의 위치에 맞춘다.

또한, 웨이퍼의 표면을 촬상하여 취득한 화상으로부터 키 패턴이 검출되지 않는 경우, 웨이퍼를 촬상 카메라에 대해 상대적으로 이동시키고, 그 웨이퍼의 다른 영역을 촬상하여 그 참조용 화상과의 패턴 매칭을 실시한다.

그런데, 패턴 매칭의 수법을 이용하여, 복수의 디바이스가 형성된 웨이퍼의 인덱스 사이즈를 계측하는 오토 메저로 불리는 방법이 알려져 있다 (특허문헌 3 참조). 그 방법에서는, 웨이퍼와 촬상 카메라를 상대적으로 이동시키면서 촬상을 반복하고, 얻어진 각 촬상 화상을 사용하여 패턴 매칭을 실시한다.

여기서, 인덱스 사이즈란, 예를 들어, 어느 스트리트를 따라 웨이퍼를 가공한 후, 인접하는 스트리트를 따라 웨이퍼를 가공할 때에, 가공 유닛을 그 웨이퍼에 대해 상대적으로 인덱싱 이송하는 양에 상당하는 길이이다. 또는, 인덱스 사이즈란, 인접하는 1 쌍의 스트리트의 각각의 중앙선 간의 거리라고도 할 수 있다.

오토 메저를 실시할 때에는, 웨이퍼에 형성된 디바이스에 포함되는 특징적인 구조를 키 패턴으로서 설정하고, 그 키 패턴에 인접하는 다른 키 패턴을 패턴 매칭에 의해 자동적으로 검출한다. 그리고, 양 키 패턴 간의 거리를 인덱스 사이즈로서 산출한다. 또, 산출된 인덱스 사이즈를 검증하기 위해서, 추가로 인접하는 키 패턴이 패턴 매칭에 의해 검출되는 경우도 있다.

일본 공개특허공보 소60-244803호 일본 공개특허공보 2005-166991호 일본 공개특허공보 평7-321073호

패턴 매칭의 수법을 사용하여 키 패턴의 위치를 정밀하게 검출하기 위해서는, 촬상 화상에 흔들림이 발생하고 있지 않는 것이 중요해진다. 그러나, 흔들림이 없는 촬상 화상을 취득하기 위해서, 웨이퍼 및 촬상 카메라를 이동시킨 후 웨이퍼 및 촬상 카메라가 상대적으로 완전히 정지될 때까지 촬상을 대기할 필요가 있다. 그 때문에, 복수의 촬상 화상을 형성하여 키 패턴을 찾으면서 그 키 패턴의 위치를 검출할 때, 촬상 화상을 형성할 때마다 대기가 필요해지기 때문에, 키 패턴의 위치의 검출에 특히 시간을 필요로 하고 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 키 패턴의 위치를 단시간에 검출할 수 있는 키 패턴의 검출 방법 및 키 패턴의 위치를 단시간에 검출할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 키 패턴을 가진 피검출물을 유지하는 유지 유닛과, 그 유지 유닛으로 유지된 그 피검출물을 촬상하는 촬상 유닛과, 그 유지 유닛 및 그 촬상 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 유닛과, 그 촬상 유닛 및 그 이동 유닛을 제어하는 제어 유닛을 구비한 장치에 있어서 그 유지 유닛으로 유지된 그 피검출물이 갖는 그 키 패턴의 위치를 검출하는 키 패턴의 검출 방법으로서, 그 유지 유닛으로 그 피검출물을 유지하는 유지 스텝과, 그 피검출물을 유지한 그 유지 유닛과 그 촬상 유닛을 그 이동 유닛으로 상대적으로 이동시키면서 그 촬상 유닛으로 그 피검출물을 촬상하여 복수의 촬상 조(粗)화상을 형성하고, 형성된 각각의 그 촬상 조화상과 미리 그 제어 유닛에 등록된 그 키 패턴이 찍히는 참조용 화상을 패턴 매칭하여 복수의 그 촬상 조화상 중 그 키 패턴이 찍히는 그 촬상 조화상을 검출하는 키 패턴 조검출 스텝과, 그 키 패턴 조검출 스텝에 있어서 검출된 그 촬상 조화상이 형성되었을 때의 그 촬상 유닛과 그 유지 유닛의 상대적인 위치에 그 촬상 유닛과 그 유지 유닛을 위치시키고, 그 유지 유닛과 그 촬상 유닛의 상대적인 이동이 정지된 상태에서 그 촬상 유닛으로 그 피검출물을 촬상하여 정밀 촬상 화상을 형성하고, 그 정밀 촬상 화상과 그 참조용 화상을 패턴 매칭하여 그 정밀 촬상 화상에 포함되는 그 키 패턴을 검출하는 키 패턴 정밀 검출 스텝과, 그 키 패턴 정밀 검출 스텝에서 검출된 그 키 패턴의 위치를 검출하는 키 패턴 위치 검출 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 키 패턴의 검출 방법이 제공된다.

또, 본 발명의 다른 일 양태에 의하면, 키 패턴을 가진 피검출물을 유지하는 유지 유닛과, 그 유지 유닛으로 유지된 그 피검출물을 촬상하는 촬상 유닛과, 그 유지 유닛 및 그 촬상 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 유닛과, 그 촬상 유닛 및 그 이동 유닛을 제어하는 제어 유닛을 구비한 장치로서, 그 제어 유닛은, 그 키 패턴이 찍히는 참조용 화상을 기억하는 참조용 화상 기억부와, 그 촬상 유닛의 촬상 타이밍을 제어하는 촬상 유닛 제어부와, 그 이동 유닛에 의한 그 유지 유닛과 그 촬상 유닛의 상대적인 이동을 제어하는 이동 유닛 제어부와, 그 피검출물을 유지한 그 유지 유닛과 그 촬상 유닛을 그 이동 유닛으로 이동시키면서 그 촬상 유닛으로 그 피검출물을 촬상하여 형성된 복수의 촬상 조화상과 그 참조용 화상을 각각 패턴 매칭하여 그 키 패턴이 찍히는 그 촬상 조화상을 검출하는 조패턴 매칭부와, 그 조패턴 매칭부에서 검출된 그 촬상 조화상이 형성되었을 때의 그 촬상 유닛과 그 유지 유닛의 상대적인 위치에 그 촬상 유닛과 그 유지 유닛을 위치시키고, 그 유지 유닛과 그 촬상 유닛의 상대적인 이동이 정지된 상태에서 그 촬상 유닛으로 그 피검출물을 촬상하여 형성된 정밀 촬상 화상과 그 참조용 화상을 패턴 매칭하여 그 정밀 촬상 화상에 포함되는 키 패턴을 검출하는 정밀 패턴 매칭부와, 그 정밀 패턴 매칭부에서 검출된 그 키 패턴의 위치를 검출하는 키 패턴 위치 검출부를 갖는 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.

본 발명의 일 양태에 관련된 키 패턴의 검출 방법 및 장치에서는, 웨이퍼 등의 피검출물을 유지하는 유지 유닛과 촬상 유닛을 상대적으로 이동시키면서 그 촬상 유닛으로 그 피가공물을 촬상하여 복수의 촬상 조화상을 형성한다. 유지 유닛과 촬상 유닛을 정지시키지 않고 촬상된 복수의 그 촬상 조화상은 단시간에 취득되지만, 상대적인 이동에 수반되는 진동에 의해 흔들림이 발생한 화상이 된다. 그리고, 흔들림이 발생한 촬상 조화상을 사용한 패턴 매칭으로는, 키 패턴의 위치를 정확하게는 검출할 수 없다.

그러나, 키 패턴이 찍히는 참조용 화상을 사용하면, 복수의 촬상 조화상으로부터 키 패턴이 찍히는 촬상 조화상을 패턴 매칭에 의해 특정할 수 있다. 그래서, 키 패턴이 찍히는 그 촬상 조화상을 특정한 후, 그 촬상 조화상이 형성되었을 때의 위치에 다시 유지 유닛과 촬상 유닛을 상대적으로 위치시켜, 서로 정지시킨 상태에서 피검출물을 촬상하여 정밀 촬상 화상을 형성한다.

그 정밀 촬상 화상에는 피검출물이 갖는 키 패턴이 선명하게 찍히기 때문에, 그 정밀 촬상 화상과 그 참조용 화상을 패턴 매칭함으로써, 키 패턴의 위치를 검출할 수 있다. 본 발명의 일 양태에 관련된 키 패턴의 검출 방법 및 장치에서는, 피검출물이 갖는 키 패턴의 대략적인 위치를 단시간에 검출한 후, 키 패턴의 위치를 정밀하게 검출할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의해 키 패턴의 위치를 단시간에 검출할 수 있는 키 패턴의 검출 방법 및 키 패턴의 위치를 단시간에 검출할 수 있는 장치가 제공된다.

도 1 은, 피검출물의 일례인 웨이퍼를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 장치의 일례인 절삭 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3(A) 는, 유지 스텝을 모식적으로 나타내는 단면도이고, 도 3(B) 는, 촬상 유닛에 의해 피검출물의 표면을 촬상하는 모습을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 키 패턴 조검출 스텝에 있어서 형성되는 복수의 촬상 조화상의 촬상 시야를 설명하는 평면도이다.
도 5(A) 는, 키 패턴이 찍히는 촬상 조화상의 예를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 5(B) 는, 촬상 조화상의 다른 예를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 5(C) 는, 촬상 조화상의 또 다른 예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 6 은, 정밀 촬상 화상의 예 및 그 정밀 촬상 화상의 촬상 시야를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 7(A) 는, 참조용 화상의 예를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 7(B) 는, 참조용 화상의 다른 예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 8 은, 키 패턴의 검출 방법의 플로를 나타내는 플로 차트이다.

첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 양태에 관련된 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태에 관련된 키 패턴의 검출 방법 및 장치에 의하면, 피검출물을 촬상하여 그 피검출물이 갖는 키 패턴의 위치를 단시간에 검출할 수 있다. 먼저, 키 패턴을 갖는 피검출물에 대해 설명한다.

피검출물은, 예를 들어, Si (실리콘), SiC (실리콘카바이드), GaN (갈륨나이트라이드), GaAs (비화갈륨), 혹은, 그 밖의 반도체 등의 재료로 이루어지는 대략 원판상의 웨이퍼이다. 또는, 피검출물은, 사파이어, 유리, 석영 등의 재료 로 이루어지는 기판 등이다. 또, 피검출물은, 몰드 수지 등으로 봉지된 복수의 디바이스 칩이 포함되는 패키지 기판 등이어도 된다.

도 1 은, 피검출물의 일례로서 웨이퍼 (1) 를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 이하, 복수의 디바이스 (5) 가 형성된 웨이퍼 (1) 가 피검출물인 경우를 예로 본 실시형태에 대해 설명하지만, 피검출물은 이것에 한정되지 않는다.

웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 은, 예를 들어, 서로 교차하는 복수의 스트리트 (3) 로 불리는 분할 예정 라인으로 구획되어 있다. 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 의 스트리트 (3) 로 구획된 각 영역에는 IC (Integrated Circuit), LSI (Large-Scale Integrated circuit) 등의 디바이스 (5) 가 형성되어 있다. 웨이퍼 (1) 를 스트리트 (3) 를 따라 분할하면, 개개의 디바이스 칩을 형성할 수 있다.

웨이퍼 (1) 의 분할에는, 예를 들어, 스트리트 (3) 를 따라 웨이퍼 (1) 에 레이저 빔을 조사하여 웨이퍼 (1) 를 레이저 가공하는 레이저 가공 장치가 사용된다. 또는, 원환상의 절삭 블레이드에 의해 스트리트 (3) 를 따라 웨이퍼 (1) 를 절삭할 수 있는 절삭 장치가 사용된다.

이들 가공 장치에 있어서는, 웨이퍼 (1) 를 스트리트 (3) 를 따라 가공하기 위해서, 미리 스트리트 (3) 의 위치 및 방향을 검출하고, 웨이퍼 (1) 및 가공 유닛을 소정의 상대 위치에 위치시키는 얼라인먼트를 실시할 필요가 있다. 또, 이들 가공 장치에 있어서는, 어느 스트리트 (3) 를 따라 웨이퍼 (1) 를 가공한 후, 다른 스트리트 (3) 를 따라 정밀하게 그 웨이퍼를 가공하기 위해서, 웨이퍼 (1) 및 가공 유닛을 인덱스 사이즈에 따라 상대적으로 이동시킬 필요가 있다.

본 실시형태에 관련된 키 패턴의 검출 방법은, 예를 들어, 그 가공 장치로 인덱스 사이즈의 검출, 또는 얼라인먼트가 실시될 때에 실시된다. 그리고, 본 실시형태에 관련된 장치는, 예를 들어, 그 가공 장치이다. 그리고, 피검출물이 갖는 키 패턴의 위치를 검출함으로써, 스트리트 (3) 의 위치가 검출된다.

여기서, 웨이퍼 (1) 등의 피검출물이 갖는 키 패턴이란, 예를 들어, 그 피검출물에 형성된 특징적인 형상의 구조물을 말한다. 키 패턴은, 피검출물에 형성된 구조물의 일부에 적절히 설정된다. 피검출물에 있어서 어떤 기능을 발휘하기 위해서 형성된 구조물의 전부 또는 일부가 키 패턴으로서 설정되어도 되고, 예를 들어, 디바이스 (5) 를 형성하는 기능층에서 선택되어 설정되어도 된다. 또는, 키 패턴으로서만 기능하는 전용의 구조물이 피검출물에 형성되어도 된다.

복수의 디바이스 (5) 가 형성된 웨이퍼 (1) 에서는, 예를 들어, 디바이스 (5) 를 구성하는 배선층, 전극, 또는 단자 등에 사용되는 금속층의 일부가 키 패턴으로서 설정된다. 또, 피검출물이 투명한 경우, 키 패턴은 피검출물의 내부에 형성된 구조물에 의해 구성되어도 된다.

또한, 키 패턴으로서 선택되는 구조물은, 오검출을 억제하기 위해서, 피검출물에 그 밖에 동일하거나 또는 근사한 형상의 구조물이 형성되어 있지 않은 구조물인 것이 바람직하다. 또는, 키 패턴을 검출하고, 그 키 패턴 및 스트리트 (3) 의 위치 관계로부터 피검출물에 설정된 복수의 스트리트 (3) 의 위치를 각각 검출하고자 하는 경우, 복수의 디바이스 (5) 가 각각 한 개씩 갖는 구조물이 키 패턴으로서 설정되는 것이 바람직하다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (1) 를 절삭 장치나 레이저 가공 장치등의 가공 장치에 반입하기 전에, 웨이퍼 (1) 는, 환상의 프레임 (9) 과, 그 환상의 프레임 (9) 의 개구를 막도록 붙여진 점착 테이프 (7) 와 일체화되어, 프레임 유닛 (11) 이 형성된다. 웨이퍼 (1) 는, 프레임 유닛 (11) 의 상태로 그 가공 장치에 반입되어 가공된다. 그리고, 웨이퍼 (1) 가 분할되어 형성된 개개의 디바이스 칩은, 점착 테이프 (7) 에 의해 지지된다.

이하, 본 실시형태에 관련된 장치가 웨이퍼 (1) 를 절삭하는 절삭 장치인 경우를 예로 설명을 계속한다. 단, 본 실시형태에 관련된 장치는 그 절삭 장치 이외의 가공 장치여도 되고, 또한 웨이퍼 (1) 를 가공하지 않는 검사 장치여도 된다. 도 2 는, 절삭 장치 (2) 를 모식적으로 나타내는 사시도이다.

절삭 장치 (2) 는, 각 구성 요소를 지지하는 기대 (4) 를 구비한다. 기대 (4) 의 전방의 모서리부에는, 사각형상의 개구 (6) 가 형성되어 있고, 이 개구 (6) 에는 승강 가능한 카세트 지지대가 형성되어 있다. 카세트 지지대의 상면에는, 복수의 프레임 유닛 (11) 을 수용하는 카세트 (8) 가 놓인다. 또한, 도 1 에서는, 설명의 편의상, 카세트 (8) 의 윤곽만을 나타내고 있다.

기대 (4) 의 상면의 개구 (6) 에 인접한 위치에는, X 축 방향 (가공 이송 방향) 으로 긴 사각형의 개구 (12) 가 형성되어 있다. 개구 (12) 에는, 유지 유닛 (14) 과, 그 유지 유닛 (14) 을 X 축 방향으로 이동시키는 X 축 방향 이동 기구 (도시 생략) 와, 그 X 축 방향 이동 기구를 덮는 방진 방적 커버 (12a) 가 형성되어 있다.

절삭 장치 (2) 에는, 그 카세트 지지대에 놓인 카세트 (8) 에 수용된 프레임 유닛 (11) 을 반출입하는 반송 기구 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 그 반송 기구는, 개구 (12) 에 걸쳐지도록 형성된 1 쌍의 반송 레일 (10) 상에 카세트 (8) 에 수용된 프레임 유닛 (11) 을 인출한다.

그 1 쌍의 반송 레일 (10) 은 서로 멀어지는 방향으로 이동 가능하다. 그 반송 기구에 의해 프레임 유닛 (11) 을 반송 레일 (10) 상에 인출시킨 후, 그 반송 기구에 프레임 유닛 (11) 을 유지시키고, 그 1 쌍의 반송 레일 (10) 의 간격을 넓혀, 그 반송 기구를 하강시키면 유지 유닛 (14) 상에 프레임 유닛 (11) 을 반송할 수 있다.

유지 유닛 (14) 은, 예를 들어, 웨이퍼 (1) (피검출물) 를 유지하는 척 테이블이다. 유지 유닛 (14) (척 테이블) 의 상면에는 다공질 부재가 배치 형성되어 있고, 그 다공질 부재의 상면이 프레임 유닛 (11) 을 유지하는 유지면 (14a) 이 된다. 그 유지 유닛 (14) 은, 그 유지면 (14a) 상에 놓인 프레임 유닛 (11) 을 협지하는 클램프 (14b) (도 3(A) 등 참조) 를 외주부에 구비한다.

그 다공질 부재는, 유지 유닛 (14) 의 내부에 형성된 흡인로 (도시 생략) 를 개재하여 흡인원 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 유지면 (14a) 상에 프레임 유닛 (11) 을 놓고, 흡인원을 작동시켜 그 흡인로 및 그 다공질 부재를 통해서 그 프레임 유닛 (11) 에 부압을 작용시키면, 프레임 유닛 (11) 이 유지 유닛 (14) 에 흡인 유지된다.

유지 유닛 (14) 은, 모터 등의 회전 구동원 (도시 생략) 에 연결되어 있고, 유지면 (14a) 에 수직인 회전축의 둘레로 회전 가능하다. 또, 유지 유닛 (14) 은, 상기 서술한 X 축 방향 이동 기구로 X 축 방향으로 가공 이송된다.

기대 (4) 의 상면에는, 절삭 유닛 (38) 및 촬상 유닛 (40) 을 지지하기 위한 문형의 지지 구조 (16) 가 개구 (12) 에 걸쳐지도록 배치되어 있다. 지지 구조 (16) 의 전면 상부에는, 절삭 유닛 (38) 및 촬상 유닛 (40) 을 Y 축 방향 (인덱싱 이송 방향) 으로 이동시키는 Y 축 방향 이동 기구 (18) 와, Z 축 방향 (높이 방향) 으로 이동시키는 Z 축 방향 이동 기구 (28) 가 형성되어 있다.

지지 구조 (16) 의 전면에는, Y 축 방향에 평행한 1 쌍의 Y 축 가이드 레일 (20) 이 형성되어 있다. 그 Y 축 가이드 레일 (20) 에는, Y 축 이동 플레이트 (22) 가 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. Y 축 이동 플레이트 (22) 의 이면측 (후면측) 에는 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는 Y 축 가이드 레일 (20) 에 평행한 Y 축 볼 나사 (24) 가 나사 결합되어 있다.

Y 축 볼 나사 (24) 의 일단부에는, Y 축 펄스 모터 (26) 가 연결되어 있다. Y 축 펄스 모터 (26) 로 Y 축 볼 나사 (24) 를 회전시키면, Y 축 이동 플레이트 (22) 는 Y 축 가이드 레일 (20) 을 따라 Y 축 방향으로 이동한다. 즉, Y 축 가이드 레일 (20), Y 축 이동 플레이트 (22), Y 축 볼 나사 (24), 및 Y 축 펄스 모터 (26) 는, Y 축 방향 이동 기구 (18) 를 구성한다.

Y 축 이동 플레이트 (22) 의 표면 (전면) 에는, Z 축 방향에 평행한 1 쌍의 Z 축 가이드 레일 (30) 이 형성되어 있다. Z 축 가이드 레일 (30) 에는, Z 축 이동 플레이트 (32) 가 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. Z 축 이동 플레이트 (32) 의 이면측 (후면측) 에는 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는 Z 축 가이드 레일 (30) 에 평행한 Z 축 볼 나사 (34) 가 나사 결합되어 있다.

Z 축 볼 나사 (34) 의 일단부에는, Z 축 펄스 모터 (36) 가 연결되어 있다. Z 축 펄스 모터 (36) 로 Z 축 볼 나사 (34) 를 회전시키면, Z 축 이동 플레이트 (32) 는 Z 축 가이드 레일 (30) 을 따라 Z 축 방향으로 이동한다. 즉, Z 축 가이드 레일 (30), Z 축 이동 플레이트 (32), Z 축 볼 나사 (34), 및 Z 축 펄스 모터 (36) 는, Z 축 방향 이동 기구 (28) 를 구성한다.

Z 축 이동 플레이트 (32) 의 하부에는, 절삭 유닛 (38) 이 고정되어 있다. 절삭 유닛 (38) 은, 회전축이 되는 스핀들과, 그 스핀들의 일단측에 장착된 원환상의 절삭 블레이드를 구비하고 있다. 그 절삭 블레이드는 적어도 외주부에 지석을 구비하고, 그 스핀들을 회전시키고 그 절삭 블레이드를 회전시켜 그 지석을 유지 유닛 (14) 으로 유지된 웨이퍼 (1) 에 접촉시키면, 웨이퍼 (1) 가 절삭된다.

또, 절삭 유닛 (38) 에 인접하는 위치에는, 유지 유닛 (14) 으로 유지된 웨이퍼 (1) (피검출물) 를 촬상하는 촬상 유닛 (카메라 유닛) (40) 이 형성되어 있다. 촬상 유닛 (40) 은, 예를 들어, CCD 카메라이다. 촬상 유닛 (40) 을 사용하여 유지 유닛 (14) 으로 유지된 웨이퍼 (1) 를 촬상하면, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 형성된 구조물이 찍히는 촬상 화상을 형성할 수 있다. 또한, 촬상 유닛 (40) 은, 가시광 이외의 광을 수광하는 적외선 카메라 등이어도 된다.

Y 축 방향 이동 기구 (18) 로 Y 축 이동 플레이트 (22) 를 Y 축 방향으로 이동시키면, 절삭 유닛 (38) 및 촬상 유닛 (40) 이 Y 축 방향으로 인덱싱 이송된다. 또, Z 축 방향 이동 기구 (28) 로 Z 축 이동 플레이트 (32) 를 Z 축 방향으로 이동시키면, 절삭 유닛 (38) 및 촬상 유닛 (40) 은 승강한다. 또한, 유지 유닛 (14) 에 웨이퍼 (1) 를 유지시킨 상태로 X 축 방향 이동 기구 (도시 생략) 를 작동시키면, 웨이퍼 (1) 가 X 축 방향을 따라 가공 이송된다.

즉, 그 X 축 방향 이동 기구와 Y 축 방향 이동 기구 (18) 와 Z 축 방향 이동 기구 (28) 는, 절삭 유닛 (38) 및 촬상 유닛 (40) 과 유지 유닛 (14) 및 웨이퍼 (1) 를 상대적으로 이동시키는 이동 유닛으로서 기능한다.

절삭 유닛 (38) 의 절삭 블레이드를 회전시키면서, 절삭 유닛 (38) 과 유지 유닛 (14) 을 그 이동 유닛에 의해 상대적으로 이동시켜, 그 절삭 블레이드를 웨이퍼 (1) 에 절입시키면, 웨이퍼 (1) 가 절삭된다. 또, 촬상 유닛 (40) 과 유지 유닛 (14) 을 이동 유닛에 의해 상대적으로 이동시키고, 소정의 위치에서 촬상 유닛 (40) 을 작동시키면, 유지 유닛 (14) 으로 유지된 웨이퍼 (1) 가 촬상되어 촬상 화상이 형성된다.

또한, 형성된 촬상 화상은 촬상 유닛 (40) 으로부터 후술하는 제어 유닛 (46) 에 보내진다. 그리고, 그 제어 유닛 (46) 에서는, 각각의 촬상 화상과 함께, 각 촬상 화상이 촬상되었을 때의 촬상 유닛 (40) 과 유지 유닛 (14) 의 상대적인 위치가 기록된다.

기대 (4) 의 상면의 개구 (12) 에 대해 개구 (6) 와 반대측의 위치에는, 원형의 개구 (42) 가 형성되어 있다. 개구 (42) 내에는, 웨이퍼 (1) 를 절삭한 후에 프레임 유닛 (11) 을 세정하기 위한 세정 유닛 (44) 이 형성되어 있다. 개구 (42) 의 내부에 형성된 세정 유닛 (44) 은, 프레임 유닛 (11) 을 유지하는 세정 테이블 (44a) 과, 그 세정 테이블 (44a) 에 유지된 프레임 유닛 (11) 의 상방으로부터 그 프레임 유닛 (11) 에 세정액을 토출하는 세정 노즐 (도시 생략) 을 구비한다. 또한, 그 세정액은, 예를 들어, 순수이다.

절삭 장치 (2) 는, 그 절삭 장치 (2) 의 각 구성을 제어하는 제어 유닛 (46) 을 구비한다. 제어 유닛 (46) 은, 상기 서술한 카세트 재치 (載置) 대, 반송 기구, 반송 레일 (10), 이동 유닛, 절삭 유닛 (38), 촬상 유닛 (40), 세정 유닛 (44), 및 그 밖의 기구를 제어한다. 제어 유닛 (46) 은, 예를 들어, 중앙 연산 처리 장치 (CPU) 나 기억 매체 등을 구비하는 컴퓨터이다. 그 제어 유닛 (46) 의 기능은, 예를 들어, 소프트웨어에 의해 실현된다.

유지 유닛 (14) 으로 유지된 웨이퍼 (1) 를 스트리트 (3) 를 따라 절삭 (가공) 하기 위해서는, 웨이퍼 (1) 의 스트리트 (3) 의 위치 및 방향을 검출하여 얼라인먼트 등을 실시할 필요가 있다. 먼저, 웨이퍼 (1) 의 스트리트 (3) 가 X 축 방향 (가공 이송 방향) 을 따르도록 유지 유닛 (14) 을 회전시킨다. 다음으로, 스트리트 (3) 의 연장선 상에 절삭 유닛 (38) 의 절삭 블레이드의 지석이 위치되도록 유지 유닛 (14) 과 절삭 유닛 (38) 을 상대적으로 이동시킨다. 그 후, 절삭 블레이드로 웨이퍼 (1) 를 절삭한다.

얼라인먼트 등을 실시할 때에 웨이퍼 (1) 의 스트리트 (3) 의 위치를 정밀하게 검출할 수 없으면, 그 후, 웨이퍼 (1) 를 스트리트 (3) 를 따라 정밀하게 절삭할 수 없어, 가공 정밀도가 저하된다. 그래서, 스트리트 (3) 의 위치를 정밀하게 검출하기 위해서, 웨이퍼 (1) 에 상기 서술한 바와 같이 키 패턴을 설정하고, 패턴 매칭의 수법을 사용하여 키 패턴의 위치를 정밀하게 검출한다.

패턴 매칭을 실시할 때에는, 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 을 반복 이동시켜, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 을 촬상 유닛 (40) 으로 계속해서 촬상한다. 그리고, 얻어진 복수의 촬상 화상과 미리 제어 유닛 (46) 에 등록된 키 패턴이 찍히는 참조용 화상을 각각 비교하여 키 패턴이 찍히는 촬상 화상을 검출한다.

그리고, 그 촬상 화상이 형성되었을 때의 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 의 상대적인 위치 관계로부터 웨이퍼 (1) 의 키 패턴의 위치를 검출한다. 제어 유닛 (46) 에는, 그 키 패턴과 스트리트 (3) 의 위치 관계가 미리 기억되어 있고, 도출된 키 패턴의 위치로부터 그 위치 관계에 기초하여 스트리트 (3) 의 위치를 검출한다.

패턴 매칭의 수법을 사용하여 2 개의 화상을 비교하여 키 패턴의 위치를 검출하는 경우, 비교 대상이 되는 촬상 화상에 흔들림이 발생하고 있지 않는 것이 중요해진다. 그 때문에, 흔들림이 없는 촬상 화상을 취득하기 위해서, 유지 유닛 (14) 및 촬상 유닛 (40) 을 상대적으로 이동시킨 후, 완전히 정지될 때까지의 동안, 촬상을 장시간 대기할 필요가 있다. 그리고, 키 패턴을 찾으면서 계속해서 촬상을 반복할 때에 촬상 화상을 형성할 때마다 대기가 필요해지기 때문에, 종래, 키 패턴의 위치의 검출에 특히 시간을 필요로 하고 있었다.

그래서, 본 실시형태에 관련된 키 패턴의 검출 방법 및 장치에 있어서는, 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 을 상대적으로 이동시킨 후, 완전히 정지되는 것을 기다리지 않고 촬상 유닛 (40) 을 작동시켜 촬상 화상을 형성한다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 제어 유닛 (46) 은, 이동 유닛 제어부 (48) 와, 촬상 유닛 제어부 (50) 와, 참조용 화상 기억부 (52) 와, 조패턴 매칭부 (54) 와, 정밀 패턴 매칭부 (56) 와, 키 패턴 위치 검출부 (58) 를 구비한다. 이동 유닛 제어부 (48) 는, 이동 유닛에 의한 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 의 상대적인 이동을 제어한다. 촬상 유닛 제어부 (50) 는, 촬상 유닛 (40) 의 촬상 타이밍을 제어한다.

참조용 화상 기억부 (52) 는, 키 패턴이 찍히는 참조용 화상을 기억한다. 그 참조용 화상은, 패턴 매칭의 수법에 의해 웨이퍼 (1) 가 갖는 키 패턴의 위치를 검출할 때에 사용된다. 그 참조용 화상은, 절삭 장치 (2) 의 오퍼레이터에 의해 미리 참조용 화상 기억부 (52) 에 등록된다.

예를 들어, 프레임 유닛 (11) 을 유지 유닛 (14) 상에 반입하고, 점착 테이프 (7) 를 개재하여 웨이퍼 (1) 를 유지 유닛 (14) 에 유지시킨 후, 촬상 유닛 (40) 으로 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 을 촬상한다. 그리고, 웨이퍼 (1) 에 형성된 특징적인 패턴으로부터 키 패턴으로서 설정할 부분을 그 오퍼레이터가 선택하고, 참조용 화상을 형성하여 참조용 화상 기억부 (52) 에 등록한다. 여기서, 참조용 화상을 형성할 때에는, 웨이퍼 (1) 에 있어서의 키 패턴과 스트리트 (3) 의 위치 관계와 함께 등록된다.

또한, 동종의 복수의 웨이퍼 (1) 를 절삭 장치 (2) 로 계속해서 절삭 (가공) 할 때에는, 최초의 웨이퍼 (1) 를 절삭하기 전에 형성한 참조용 화상을 사용하여, 다음 이후의 웨이퍼 (1) 가 찍히는 촬상 화상과 비교하는 패턴 매칭을 실시해도 된다.

조패턴 매칭부 (54) 는, 이동 유닛 제어부 (48) 에 지령을 발하여, 웨이퍼 (1) 를 유지한 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 을 이동 유닛으로 상대적으로 이동시킨다. 그리고, 촬상 유닛 제어부 (50) 에 지령을 발하여, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 을 계속해서 촬상시킨다. 이 때, 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 의 상대적인 이동을 정지시키지 않는다. 그 때문에, 형성되는 복수의 촬상 화상은 흔들림이 발생한 흐릿한 화상이 된다. 이 흐릿한 화상을 촬상 조화상이라고 부르기로 한다.

여기서, 복수의 촬상 조화상을 형성하는 동안, 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 을 정지시키지 않기 때문에, 복수의 그 촬상 조화상의 형성에 필요로 하는 시간은 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 을 그 때마다 정지시키는 것에 비해 매우 짧아진다. 단, 촬상 조화상은 흐릿한 화상이기 때문에, 그 촬상 조화상과 그 참조용 화상을 비교하여 패턴 매칭을 실시해도, 키 패턴의 위치를 정밀하게 검출할 수는 없다. 그러나, 복수의 그 촬상 조화상으로부터 키 패턴이 찍히는 촬상 조화상을 검출하는 것은 가능하다.

그래서, 조패턴 매칭부 (54) 는, 촬상 유닛 (40) 으로 웨이퍼 (1) 를 촬상하여 형성된 복수의 촬상 조화상과 참조용 화상 기억부 (52) 에 등록된 그 참조용 화상을 각각 패턴 매칭하여 그 키 패턴이 찍히는 그 촬상 조화상을 검출한다. 그리고, 조패턴 매칭부 (54) 는, 그 촬상 조화상이 검출되었을 때, 그 촬상 조화상이 형성되었을 때의 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 의 상대적인 위치에 대한 정보를 정밀 패턴 매칭부 (56) 에 보낸다.

정밀 패턴 매칭부 (56) 는, 조패턴 매칭부 (54) 로부터 그 정보를 받은 후, 이동 유닛 제어부 (48) 에 지령을 발하고, 그 정보에 기초하여 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 을 그 정보에 관련된 상대적인 위치에 위치시킨다. 그리고, 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 의 상대적인 이동이 정지된 상태에서, 촬상 유닛 제어부 (50) 에 지령을 발하여 촬상 유닛 (40) 으로 유지 유닛 (14) 에 유지된 웨이퍼 (1) 를 촬상한다.

그러면, 흔들림이 발생하고 있지 않은 선명한 촬상 화상을 형성할 수 있다. 여기서, 흔들림이 발생하고 있지 않은 선명한 촬상 화상을 정밀 촬상 화상이라고 부르기로 한다. 그 후, 정밀 패턴 매칭부 (56) 는, 그 정밀 촬상 화상과 참조용 화상 기억부 (52) 에 등록된 그 참조용 화상을 패턴 매칭하여 그 정밀 촬상 화상에 포함되는 키 패턴을 검출한다.

키 패턴 위치 검출부 (58) 는, 웨이퍼 (1) 에 있어서의 키 패턴의 위치를 검출한다. 키 패턴 위치 검출부 (58) 는, 그 정밀 촬상 화상이 형성되었을 때의 유지 유닛 (14) 및 촬상 유닛 (40) 의 상대적인 위치와 그 정밀 촬상 화상에 있어서의 키 패턴의 위치로부터 키 패턴의 위치를 정밀하게 검출한다.

그 정밀 촬상 화상은, 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 을 정지시킨 상태에서 형성되기 때문에, 흔들림이 발생하고 있지 않은 선명한 화상이 된다. 그 때문에, 그 정밀 촬상 화상과 참조용 화상 기억부 (52) 에 등록된 그 참조용 화상을 비교하는 패턴 매칭을 실시하면, 키 패턴의 위치를 정밀하게 검출할 수 있다.

참조용 화상 기억부 (52) 에 그 참조용 화상을 등록할 때, 그 키 패턴과 스트리트 (3) 의 위치 관계가 함께 등록된다. 그 때문에, 키 패턴의 위치를 정밀하게 검출할 수 있으면, 스트리트 (3) 의 위치를 정밀하게 검출할 수 있다. 절삭 장치 (2) 에서는 스트리트 (3) 의 위치가 정밀하게 검출되어, 웨이퍼 (1) 는 스트리트 (3) 를 따라 정밀하게 절삭 (가공) 된다.

다음으로, 본 실시형태에 관련된 키 패턴의 검출 방법에 대해 상세히 서술한다. 도 8 은, 본 실시형태에 관련된 키 패턴의 검출 방법의 각 스텝의 플로를 나타내는 플로 차트이다. 이하, 그 검출 방법에 대해, 상기 서술한 웨이퍼 (1) 를 피검출물로 하고, 도 2 에 나타내는 절삭 장치 (2) 를 사용하여 웨이퍼 (1) 에 형성된 키 패턴의 위치를 검출하는 경우를 예로 설명한다. 단, 본 실시형태에 관련된 검출 방법은 이것에 한정되지 않고, 웨이퍼 (1) 이외의 피검출물의 키 패턴의 위치를 절삭 장치 (2) 이외의 장치 등을 사용하여 검출해도 된다.

그 검출 방법에서는, 먼저, 피검출물인 웨이퍼 (1) 를 유지 유닛 (14) 으로 유지하는 유지 스텝 S1 을 실시한다. 도 3(A) 는, 유지 스텝 S1 을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 유지 스텝 S1 에서는, 프레임 유닛 (11) 을 유지 유닛 (14) 상에 반입하고, 유지 유닛 (14) 이 구비하는 클램프 (14b) 로 프레임 (9) 을 파지하고, 유지 유닛 (14) 의 흡인원을 작동시켜 점착 테이프 (7) 를 개재하여 웨이퍼 (1) 를 유지 유닛 (14) 에 유지시킨다.

다음으로, 키 패턴 조검출 스텝 S2 를 실시하기 전에, 참조용 화상 등록 스텝을 실시한다. 예를 들어, 동일한 패턴을 가진 복수의 웨이퍼 (1) (피검출물)를 연속적으로 가공하는 경우, 최초의 웨이퍼 (1) (피검출물) 에 대해 유지 스텝을 실시한 후의 단계에 있어서, 제어 유닛 (46) 의 참조용 화상 기억부 (52) 에 키 패턴이 찍히는 참조용 화상이 등록되어 있지 않은 경우가 있다. 이 경우, 유지 스텝 S1 을 실시한 후, 키 패턴 조검출 스텝 S2 를 실시하기 전에 참조용 화상 등록 스텝을 실시한다.

그리고, 최초의 웨이퍼 (1) 에 대해 참조용 화상 등록 스텝을 실시하여, 참조용 화상 기억부 (52) 에 키 패턴이 찍히는 참조용 화상을 등록한 후, 키 패턴 조검출 스텝 S2 를 실시한다. 이 경우, 2 장째 이후의 웨이퍼 (1) 에 대해 패턴 매칭을 실시할 때에는, 참조용 화상 기억부 (52) 에 등록된 그 참조용 화상을 이용한다.

참조용 화상 등록 스텝에서는, 유지 유닛 (14) 에 유지된 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 을 촬상 유닛 (40) 으로 촬상하여, 웨이퍼 (1) 가 갖는 구조물이 찍히는 촬상 화상을 형성한다. 그리고, 각종 구조물이 찍히는 그 촬상 화상으로부터 키 패턴에 적합한 영역이 선택되고, 그 촬상 화상의 그 영역이 참조용 화상으로서 참조용 화상 기억부 (52) 에 등록된다.

또한, 참조용 화상 기억부 (52) 에 참조용 화상을 등록할 때에는, 그 참조용 화상이 형성되었을 때의 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 의 상대적인 위치에 관한 정보를 그 참조용 화상과 함께 등록한다. 또, 그 참조용 화상 형성 스텝은, 제어 유닛 (46) 의 참조용 화상 기억부 (52) 에 참조용 화상이 미리 등록되어 있는 경우에 있어서도, 그 참조용 화상을 갱신하기 위해서 실시되어도 된다.

키 패턴 조검출 스텝 S2 에서는, 웨이퍼 (1) (피검출물) 를 유지한 유지 유닛 (14) 과 그 촬상 유닛 (40) 을 이동 유닛으로 상대적으로 이동시키면서 그 촬상 유닛 (40) 으로 웨이퍼 (1) 를 촬상하여 복수의 촬상 조화상을 형성한다. 그 후, 형성된 각각의 그 촬상 조화상과 미리 제어 유닛 (46) 의 참조용 화상 기억부 (52) 에 등록된 키 패턴이 찍히는 참조용 화상을 패턴 매칭하여 복수의 그 촬상 조화상 중 그 키 패턴이 찍히는 그 촬상 조화상을 검출한다.

도 3(B) 는, 촬상 유닛 (40) 에 의해 피검출물인 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 측을 촬상하는 모습을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 또, 도 4 는, 키 패턴 조검출 스텝 S2 에 있어서 형성되는 복수의 촬상 조화상의 촬상 시야를 설명하는 평면도이다. 도 4 에는, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 이 확대되어 모식적으로 나타나 있다. 예를 들어, 웨이퍼 (1) 에 형성된 디바이스 (5) 는, 트랜지스터 등의 소자 (도시 생략) 와 함께, 각 소자에 전기 신호를 공급하는 경로가 되는 단자(전극) (13) 나 배선 (15) 등의 구조물을 갖는다.

유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 을 소정의 속도로 상대적으로 이동시키면서 일정한 시간마다 촬상 유닛 (40) 을 작동시키면, 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이 촬상 시야 (17a), 촬상 시야 (17b), 촬상 시야 (17c) 의 범위가 찍히는 촬상 화상이 계속해서 형성된다.

여기서, 형성되는 촬상 화상은 흔들림이 발생한 촬상 조화상이 된다. 도 5(C) 에, 촬상 시야 (17a) 에서 촬상된 촬상 조화상 (19a) 을 모식적으로 나타낸다. 도 5(B) 에, 촬상 시야 (17b) 에서 촬상된 촬상 조화상 (19b) 을 모식적으로 나타낸다. 도 5(A) 에, 촬상 시야 (17c) 에서 촬상된 촬상 조화상 (19c) 을 모식적으로 나타낸다.

키 패턴 조검출 스텝 S2 에서는, 이들 촬상 조화상 (19a, 19b, 19c) 이 각각 참조용 화상과 비교되어 패턴 매칭되어, 키 패턴이 찍히는 촬상 조화상이 검출된다. 도 7(A) 에, 일례로서, 제어 유닛 (46) 의 참조용 화상 기억부 (52) 에 등록된 참조용 화상 (25) 을 모식적으로 나타낸다. 도 7(A) 에 나타내는 예에서는, 배선 (15) 의 일부 및 단자 (전극) (13) 를 포함하는 영역이 키 패턴 (21) 으로서 설정되어 있다.

먼저, 촬상 조화상 (19a) 에는 키 패턴 (21) 이 포함되지 않기 때문에, 촬상 조화상 (19a) 과 참조용 화상 (25) 의 패턴 매칭을 실시하면 촬상 조화상 (19a) 에 키 패턴 (21) 이 찍혀 있지 않다는 판정이 이루어진다. 다음으로, 촬상 조화상 (19b) 에는 키 패턴 (21) 의 전부가 찍혀 있지 않기 때문에, 촬상 조화상 (19b) 과 참조용 화상 (25) 의 패턴 매칭을 실시하면, 촬상 조화상 (19b) 에 키 패턴 (21) 이 찍혀 있지 않다는 판정이 이루어진다.

그리고, 촬상 조화상 (19c) 과 참조용 화상 (25) 의 패턴 매칭을 실시하면, 촬상 조화상 (19c) 에는 키 패턴 (21) 의 전부가 찍혀 있기 때문에, 촬상 조화상 (19c) 에 키 패턴 (19b) 이 찍혀 있다는 판정이 이루어진다. 이 경우, 키 패턴이 찍히는 촬상 조화상으로서 촬상 조화상 (19c) 이 검출된다. 그리고, 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 의 상대적인 이동을 정지시켜, 키 패턴 조검출 스텝을 종료시킨다.

또한, 키 패턴 조검출 스텝 S2 에서는, 각 촬상 시야에서 촬상이 실시되어 형성되는 복수의 촬상 조화상의 어느 것에 키 패턴 (21) 의 전부가 찍히도록, 일련의 촬상 시야는 서로 참조용 화상 (25) 의 크기 이상으로 중복시킨다.

본 실시형태에 관련된 키 패턴의 검출 방법에서는, 다음으로 키 패턴 정밀 검출 스텝 S3 을 실시한다. 키 패턴 정밀 검출 스텝 S3 에서는, 그 키 패턴 조검출 스텝 S2 에 있어서 검출된 촬상 조화상 (19c) 이 형성되었을 때의 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 의 상대적인 위치에 그 유지 유닛 (14) 과 그 촬상 유닛 (40) 을 위치시킨다.

그리고, 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 의 상대적인 이동이 정지된 상태에 있어서 그 촬상 유닛 (40) 으로 피검출물인 웨이퍼 (1) 를 촬상하여 정밀 촬상 화상을 형성한다. 도 6 에는, 정밀 촬상 화상 (23) 이 형성될 때의 촬상 시야 (17c) 를 나타내는 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 의 평면도와, 그 정밀 촬상 화상 (23) 의 예가 나타나 있다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 정밀 촬상 화상 (23) 을 형성할 때에는, 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 이 정지되어 있기 때문에, 정밀 촬상 화상 (23) 은 흔들림이 발생하고 있지 않은 선명한 촬상 화상이 된다.

키 패턴 정밀 검출 스텝 S3 에서는, 추가로, 정밀 촬상 화상 (23) 과 참조용 화상 기억부 (52) 에 등록된 참조용 화상 (25) 을 패턴 매칭하여 그 정밀 촬상 화상 (23) 에 포함되는 키 패턴 (21) 을 검출한다.

다음으로, 키 패턴 위치 검출 스텝 S4 를 실시한다. 키 패턴 위치 검출 스텝 S4 에서는, 그 키 패턴 정밀 검출 스텝 S3 에서 검출된 키 패턴 (21) 의 위치를 검출한다. 키 패턴 위치 검출 스텝 S4 에서는, 정밀 촬상 화상 (23) 이 형성되었을 때의 유지 유닛 (14) 및 촬상 유닛 (40) 의 상대적인 위치와 그 정밀 촬상 화상 (23) 에 찍히는 키 패턴 (21) 의 위치로부터 키 패턴 (21) 의 위치를 정밀하게 검출한다.

또한, 본 실시형태에 관련된 키 패턴의 검출 방법에 관련된 피검출물이 표면 (1a) 에 스트리트 (3) 가 설정된 웨이퍼 (1) 인 경우, 그 키 패턴 위치 검출 스텝 S4 후에, 추가로 스트리트 위치 검출 스텝이 실시되어도 된다. 그 스트리트 위치 검출 스텝에서는, 그 키 패턴 위치 검출 스텝에서 검출된 키 패턴 (21) 의 위치를 기준으로 하여 스트리트 (3) 의 위치를 검출한다. 이 경우, 절삭 장치 (2) 의 제어 유닛 (46) 에 미리 등록된 키 패턴 (21) 과 스트리트 (3) 의 상대적인 위치 관계가 참조된다.

또한, 본 실시형태에 관련된 키 패턴의 검출 방법에 관련된 피검출물이 스트리트 (3) 를 따른 가공이 예정된 피가공물 (워크) 인 경우, 그 스트리트 위치 검출 스텝 후, 스트리트 (3) 를 따라 피검출물을 가공하는 가공 스텝을 실시해도 된다.

본 실시형태에 관련된 키 패턴의 검출 방법 및 장치에 의하면, 키 패턴이 갖는 피검출물로부터 키 패턴의 위치를 단시간에 검출할 수 있다. 이것은, 단시간에 형성할 수 있는 복수의 촬상 조화상을 사용하여 키 패턴의 대략적인 위치를 검출하고, 그 후 정밀 촬상 화상을 형성하여 키 패턴의 위치를 정밀하게 검출하기 때문이다.

또한, 본 발명은, 상기의 실시형태의 기재에 한정되지 않고, 여러 가지로 변경하여 실시 가능하다. 예를 들어, 상기의 실시형태에 있어서, 유지 유닛이 웨이퍼 (1) (피검출물) 를 흡인 유지하는 척 테이블인 경우를 예로 설명했지만 본 발명의 일 양태는 이것에 한정되지 않는다.

즉, 유지 유닛은, 웨이퍼 (1) (피검출물) 를 카세트 (8) 로부터 반출입하는 반송 유닛 (도시 생략) 이나, 웨이퍼 (1) 가 일시적으로 놓이는 반송 레일 (10) 이어도 된다. 이 경우, 촬상 유닛 (40) 은, 그 유지 유닛에 유지된 웨이퍼 (1) 를 촬상 가능한 위치에 배치된다.

또, 상기 실시형태에서는, 얼라인먼트를 실시할 때에, 키 패턴 (21) 의 위치를 검출하고, 그 키 패턴 (21) 과 스트리트 (3) 의 위치 관계로부터 스트리트 (3) 의 위치를 검출하는 경우에 대해 주로 설명했지만, 본 발명의 일 양태는 이것에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 양태는, 복수의 스트리트 (3) 가 등간격으로 설정된 피검출물에 있어서, 인덱스 사이즈를 계측하는 오토 메저를 실시할 목적에서 실시되어도 된다.

오토 메저를 실시할 때에는, 먼저, 제 1 방향 (예를 들어, Y 축 방향) 을 따라 촬상 유닛 (40) 및 유지 유닛 (14) 을 상대적으로 이동시키면서 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 측을 촬상하여, 촬상 조화상을 형성한다. 그리고, 전술과 마찬가지로 키 패턴 조검출 스텝과 키 패턴 정밀 검출 스텝을 실시하여, 제 1 키 패턴 (21) 의 위치를 정밀하게 검출한다. 마찬가지로, 인접하는 제 2 키 패턴 (21) 의 위치를 정밀하게 검출한다. 그리고, 양 키 패턴 (21) 의 거리를 제 1 방향의 인덱스 사이즈로서 검출한다.

이어서, 제 2 방향 (예를 들어, X 축 방향) 을 따라 촬상 유닛 (40) 및 유지 유닛 (14) 을 상대적으로 이동시키고, 마찬가지로 키 패턴 조검출 스텝과 키 패턴 정밀 검출 스텝을 실시하여, 제 2 방향의 인덱스 사이즈를 검출한다.

또, 제 2 방향 (X 축 방향) 의 인덱스 사이즈의 검출은, 다른 방법에 의해 실시해도 된다. 이 경우, 제 1 방향 (Y 축 방향) 의 인덱스 사이즈를 검출한 후에, 유지 유닛 (14) 을 유지면 (14a) 에 수직인 축의 둘레로 90 도 회전시킨다. 그리고, 제 1 방향의 인덱스 사이즈를 검출했을 때와 동일하게 촬상 유닛 (40) 과 유지 유닛 (14) 을 상대적으로 이동시키고, 동일한 스텝을 실시하여 제 2 방향의 인덱스 사이즈를 검출한다.

또, 참조용 화상 기억부 (52) 에는, 도 7(A) 에 모식적으로 나타내는 참조용 화상 (25) 과는 별도로, 도 7(B) 에 모식적으로 나타내는 더욱 넓은 시야가 찍히는 참조용 화상 (27) 이 등록되어 있어도 된다. 이 경우, 예를 들어, 참조용 화상 (27) 은, 피검출물을 가공 등에 적합한 방향을 향하게 할 때, 즉, 스트리트 (3) 의 방향을 가공 이송 방향 등에 맞출 때에 사용된다.

예를 들어, 참조용 화상 (27) 에는 디바이스 (5) 의 모서리부가 찍힌다. 유지 유닛 (14) 에 유지된 웨이퍼 (1) (피측정물) 를 촬상 유닛 (40) 으로 촬상하고, 참조용 화상 (27) 과 동일한 시야가 찍히도록 유지 유닛 (14) 을 이동시킨다. 다음으로, 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 을 X 축 방향 등의 소정의 방향으로 상대적으로 이동시켜, 다른 디바이스 (5) 의 모서리부를 촬상 유닛 (40) 으로 캡처한다.

스트리트 (3) 의 방향이 그 소정의 방향과 일치하고 있으면, 이 때에 참조용 화상 (27) 과 동일한 촬상 시야가 찍히는 촬상 화상을 형성할 수 있다. 그 한편으로, 스트리트 (3) 의 방향이 그 소정의 방향과 일치하고 있지 않은 경우, 그 참조용 화상 (27) 과 비교하여 그 소정의 방향에 수직인 방향 (Y 축 방향) 으로 어긋난 촬상 화상이 형성된다. 이 경우, 이와 같은 어긋남이 발생하지 않도록, 유지 유닛 (14) 을 유지면 (14a) 에 수직인 축의 둘레로 회전시켜, 스트리트 (3) 의 방향을 그 소정의 방향에 맞춘다.

또한, 참조용 화상 (27) 과 비교되는 촬상 화상을 얻을 때에, 유지 유닛 (14) 과 촬상 유닛 (40) 을 정지시키지 않고 촬상 조화상을 형성하고, 흔들림이 발생한 그 촬상 조화상과 그 참조용 화상 (27) 을 비교하여 패턴 매칭을 실시해도 된다. 이 경우, 촬상 정밀 화상을 형성하고 그 참조용 화상 (27) 과 비교하여 추가로 패턴 매칭을 실시한다.

또, 본 발명의 일 양태에 관련된 장치는, 웨이퍼 (1) 와 점착 테이프 (7) 와 프레임 (9) 을 일체화시킬 때에 사용되는 마운터나, 웨이퍼 (1) 를 가공한 후 웨이퍼 유닛 (11) 의 점착 테이프 (7) 를 확장시키는 익스팬더여도 된다. 본 발명의 일 양태에 관련된 장치가 이들 장치인 경우, 웨이퍼 (1) 의 스트리트 (3) 의 방향이 소정의 방향에 맞춰질 때에, 촬상 조화상이 형성되어 패턴 매칭에 사용된다.

그 외에, 상기 실시형태에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.

1 : 웨이퍼
1a : 표면
1b : 이면
3 : 스트리트
5 : 디바이스
7 : 점착 테이프
9 : 프레임
11 : 프레임 유닛
13 : 단자 (전극)
15 : 배선
17a, 17b, 17c : 촬상 시야
19a, 19b, 19c : 촬상 조화상
21 : 키 패턴
23 : 정밀 촬상 화상
25, 27 : 참조용 화상
2 : 절삭 장치
4 : 기대
6, 12, 42 : 개구
8 : 카세트
10 : 반송 레일
12a : 벨로스
14 : 척 테이블
14a : 유지면
14b : 클램프
16 : 지지부
18, 28 : 이동 기구
20, 30 : 가이드 레일
22, 32 : 이동 플레이트
24, 34 : 볼 나사
26, 36 : 펄스 모터
38 : 절삭 유닛
40 : 촬상 유닛
44 : 세정 유닛
46 : 제어 유닛
48 : 이동 유닛 제어부
50 : 촬상 유닛 제어부
52 : 참조용 화상 기억부
54 : 조패턴 매칭부
56 : 정밀 패턴 매칭부
58 : 키 패턴 위치 검출부

Claims (2)

1. 키 패턴을 가진 피검출물을 유지하는 유지 유닛과, 상기 유지 유닛으로 유지된 상기 피검출물을 촬상하는 촬상 유닛과, 상기 유지 유닛 및 상기 촬상 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 유닛과, 상기 촬상 유닛 및 상기 이동 유닛을 제어하는 제어 유닛을 구비한 장치에 있어서 상기 유지 유닛으로 유지된 상기 피검출물이 갖는 상기 키 패턴의 위치를 검출하는 키 패턴의 검출 방법으로서,
   상기 유지 유닛으로 상기 피검출물을 유지하는 유지 스텝과,
   상기 피검출물을 유지한 상기 유지 유닛과 상기 촬상 유닛을 상기 이동 유닛으로 상대적으로 이동시키면서 상기 촬상 유닛으로 상기 피검출물을 촬상하여 복수의 촬상 조(粗)화상을 형성하고, 형성된 각각의 상기 촬상 조화상과 미리 상기 제어 유닛에 등록된 상기 키 패턴이 찍히는 참조용 화상을 패턴 매칭하여 복수의 상기 촬상 조화상 중 상기 키 패턴이 찍히는 상기 촬상 조화상을 검출하는 키 패턴 조검출 스텝과,
   상기 키 패턴 조검출 스텝에 있어서 검출된 상기 촬상 조화상이 형성되었을 때의 상기 촬상 유닛과 상기 유지 유닛의 상대적인 위치에 상기 촬상 유닛과 상기 유지 유닛을 위치시키고, 상기 유지 유닛과 상기 촬상 유닛의 상대적인 이동이 정지된 상태에서 상기 촬상 유닛으로 상기 피검출물을 촬상하여 정밀 촬상 화상을 형성하고, 상기 정밀 촬상 화상과 상기 참조용 화상을 패턴 매칭하여 상기 정밀 촬상 화상에 포함되는 상기 키 패턴을 검출하는 키 패턴 정밀 검출 스텝과,
   상기 키 패턴 정밀 검출 스텝에서 검출된 상기 키 패턴의 위치를 검출하는 키 패턴 위치 검출 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 키 패턴의 검출 방법.
2. 키 패턴을 가진 피검출물을 유지하는 유지 유닛과, 상기 유지 유닛으로 유지된 상기 피검출물을 촬상하는 촬상 유닛과, 상기 유지 유닛 및 상기 촬상 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 유닛과, 상기 촬상 유닛 및 상기 이동 유닛을 제어하는 제어 유닛을 구비한 장치로서,
   상기 제어 유닛은,
   상기 키 패턴이 찍히는 참조용 화상을 기억하는 참조용 화상 기억부와,
   상기 촬상 유닛의 촬상 타이밍을 제어하는 촬상 유닛 제어부와,
   상기 이동 유닛에 의한 상기 유지 유닛과 상기 촬상 유닛의 상대적인 이동을 제어하는 이동 유닛 제어부와,
   상기 피검출물을 유지한 상기 유지 유닛과 상기 촬상 유닛을 상기 이동 유닛으로 이동시키면서 상기 촬상 유닛으로 상기 피검출물을 촬상하여 형성된 복수의 촬상 조화상과 상기 참조용 화상을 각각 패턴 매칭하여 상기 키 패턴이 찍히는 상기 촬상 조화상을 검출하는 조패턴 매칭부와,
   상기 조패턴 매칭부에서 검출된 상기 촬상 조화상이 형성되었을 때의 상기 촬상 유닛과 상기 유지 유닛의 상대적인 위치에 상기 촬상 유닛과 상기 유지 유닛을 위치시키고, 상기 유지 유닛과 상기 촬상 유닛의 상대적인 이동이 정지된 상태에서 상기 촬상 유닛으로 상기 피검출물을 촬상하여 형성된 정밀 촬상 화상과 상기 참조용 화상을 패턴 매칭하여 상기 정밀 촬상 화상에 포함되는 키 패턴을 검출하는 정밀 패턴 매칭부와,
   상기 정밀 패턴 매칭부에서 검출된 상기 키 패턴의 위치를 검출하는 키 패턴 위치 검출부를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.

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