晶片检查方法和晶片检查装置的制造方法
晶片检查方法和晶片检查装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及检查晶片的研磨不良的晶片检查方法和晶片检查装置。
【背景技术】
[0002]在磨削研磨装置中，在对晶片进行磨削加工之后进行研磨加工，从而去除残留于晶片的磨削损伤而提高抗弯强度(例如，参照专利文献I)。在专利文献I中记载的磨削研磨装置中设置有配设了多个卡盘工作台的转台，在转台的周围设置有磨削单元和研磨单元。并且，转台间歇性地进行旋转，从而将卡盘工作台上的晶片依次定位于磨削单元、研磨单元。因此，不必从卡盘工作台取下晶片，就能够连续地实施磨削加工和研磨加工。
[0003]专利文献1:日本特开2005-153090号公报
【发明内容】
[0004]另外，在利用干式抛光等方式实施研磨加工的情况下，存在无法充分去除晶片的磨削加工时的磨削痕迹、因残留在晶片的加工面上的磨削痕迹而产生放射状的起伏的情况。作为晶片的研磨不良，除了磨削痕迹，还存在产生划痕、裂纹、微细的颗粒等的情况。虽然操作员能够目视确认这些研磨不良，但由于大部分的晶片是正常的，且对晶片的加工面的磨削痕迹或划痕等进行目视确认是很困难的，因此检查本身很麻烦。
[0005]因此，也研究过利用光学系统拍摄晶片的加工面并根据拍摄图像来检查研磨不良的方案。然而，为了一次性地对12英寸晶片等大口径晶片进行检查，必须根据大容量的拍摄数据制作拍摄图像，需要大容量的存储器，并且图像处理的时间变长。并且，如果在晶片的加工面上混杂有磨削痕迹、划痕、裂纹、微细的颗粒等研磨不良，则在加工面上研磨不良的存在彼此妨碍，难以根据拍摄图像检查研磨不良。
[0006]S卩，处理大容量的拍摄数据是很困难的，但凭借用于缩小数据容量的单纯的数据间除无法提取研磨不良的特征。此外，混杂有由具有不同特征的磨削痕迹与裂纹构成的研磨不良，凭借一次性拍摄(一次性测定)针对所有不良检查不同的特征的研磨不良是很困难的。
[0007]本发明是鉴于这些点而完成的，其目的在于，提供一种晶片检查方法和晶片检查装置，能够短时间且高精度地检查晶片的加工面的研磨不良。
[0008]根据本发明的第I方面，提供一种晶片检查方法，对磨削和研磨加工后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查方法具有如下的工序:拍摄工序，对保持在卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄；以及第I图像制作工序，按照规定的区域对由该拍摄工序拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I图像。
[0009]根据该结构，按照拍摄数据的规定的区域将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I拍摄图像。此时，用像素值比较高的像素表示划痕、裂纹、微细的颗粒，用像素值比较低的像素表示磨削痕迹。由于利用拍摄数据的像素值较高的像素制作第I拍摄图，因此在第I拍摄图像中不会显示磨削痕迹。由此，能够利用去除了磨削痕迹的第I拍摄图像高精度地检查划痕等的存在。并且，由于利用拍摄数据的一部分的数据制作第I图像，因此能够缩短图像制作所需要的处理时间。另外，拍摄数据表示用于制作图像的原始的数据。
[0010]根据本发明的第2方面，提供一种晶片检查方法，对磨削和研磨加工后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查方法具有如下的工序:拍摄工序，对保持在卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄；以及第2图像制作工序，按照规定的区域对由该拍摄工序拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像。
[0011]根据该结构，按照拍摄数据的规定的区域将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2拍摄图像。此时，用像素值比较高的像素表示划痕、裂纹、微细的颗粒，用像素值比较低的像素表示磨削痕迹。由于利用拍摄数据的像素值较低的像素制作第2拍摄图像，因此在第2拍摄图像中不会显示划痕等。由此，能够利用去除了划痕等的第2拍摄图像高精度地检查磨削痕迹的存在。并且，由于利用拍摄数据的一部分的数据制作第2图像，因此能够缩短图像制作所需要的处理时间。
[0012]根据本发明的第3方面，提供一种晶片检查方法，对磨削和研磨加工后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查方法具有如下的工序:拍摄工序，对保持在卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄；第I图像制作工序，按照规定的区域对由该拍摄工序拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I图像；以及第2图像制作工序，在该规定的区域内将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像。
[0013]根据该结构，按照拍摄数据的规定的区域将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I拍摄图像，按照拍摄数据的规定的区域将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2拍摄图像。如上所述，由于在第I拍摄图像中不会显示磨削痕迹，因此能够高精度地检查划痕等的存在，由于在第2拍摄图像中不会显示划痕等，因此能够高精度地检查磨削痕迹的存在。并且，由于利用拍摄数据的一部分的数据制作第1、第2图像，因此能够缩短图像制作所需要的处理时间。
[0014]根据本发明的第4方面，提供一种晶片检查装置，其对磨削和研磨后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查装置具有:卡盘工作台，其保持晶片；拍摄单元，其对保持在该卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄；第I图像制作部，其按照规定的区域对由该拍摄单元拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I图像；第2图像制作部，其在该规定的区域内将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像；以及选择部，其根据检查对象对该第I图像制作部与该第2图像制作部进行选择。
[0015]优选该拍摄单元由线传感器构成，该线传感器在晶片的径向上具有规定的长度的直线状的拍摄范围，该晶片检查装置还具有:旋转单元，其使该卡盘工作台与该拍摄单元相对地以晶片的中心为轴旋转；以及水平移动单元，其使该卡盘工作台与该拍摄单元相对地在晶片的径向上移动，每当借助该旋转单元进行旋转并由该拍摄单元对360度进行拍摄时，利用该水平移动单元使该拍摄单元在晶片的径向上移动与该拍摄范围的长度相应的量，对该加工面的整个面进行拍摄，使用由此得到的拍摄数据来检查晶片的该加工面。
[0016]根据本发明，按照拍摄数据的规定的区域将像素值比周边像素高的像素(亮像素)、或者像素值比周边像素低的像素(暗像素)提取为特征点，制作第1、第2拍摄图像。由此，能够根据第I拍摄图像高精度地检查划痕等，能够根据第2拍摄图像高精度地检查研磨不良，此外，由于利用从拍摄数据中提取出的一部分的像素制作图像，因此能够缩短图像制作所需要的处理时间。即，由于能够利用一次测定高精度地检查至少2种不同特征的研磨不良并且提取各个检查所需要的像素，因此能够缩短处理时间。
【附图说明】
[0017]图1是本实施方式的磨削研磨装置的立体图。
[0018]图2是示出本实施方式的晶片的加工面的状态的图。
[0019]图3是本实施方式的晶片检查装置所进行的拍摄工序的说明图。
[0020]图4是本实施方式的晶片检查装置所进行的第1、第2图像制作工序的说明图。
[0021]图5是示出本实施方式的第1、第2图像的照片。
[0022]标号说明
[0023]1:磨削研磨装置；42:卡盘工作台；91:晶片检查装置；92:拍摄单元；93:第I图像制作部；94:第2图像制作部；95:选择部；98:旋转单元；S1:磨削痕迹；S2:划痕;W:晶片。
【具体实施方式】
[0024]参照附图，对本实施方式的磨削研 磨装置进行说明。图1是本实施方式的磨削研磨装置的立体图。另外，在本实施方式中，不限于图1所示的结构。磨削研磨装置只要能够对晶片实施磨削加工和研磨加工，就可以以任意方式构成。
[0025]如图1所示，磨削研磨装置I是全自动式加工装置，构成为对晶片W全自动地实施包括搬入处理、粗磨削加工、最终磨削加工、研磨加工、清洗处理、搬出处理的一系列作业。晶片W形成为大致圆板状，在收纳于盒C的状态下被搬入磨削研磨装置I。另外，晶片W只要是作为磨削对象和研磨对象的板状工件即可，可以是硅、砷化镓等的半导体基板，也可以是陶瓷、玻璃、蓝宝石等的无机材料基板，还可以是半导体制品的封装基板等。
[0026]在磨削研磨装置I的基台11的前侧载置着收纳有多个晶片W的一对盒C。在一对盒C的后方设置有使晶片W相对于盒C实现出入的盒机器人16。在盒机器人16的两个斜后方设置有对加工前的晶片W进行定位的定位机构21、以及清洗加工完毕的晶片W的清洗机构26。在定位机构21与清洗机构26之间设置有将加工前的晶片W搬入卡盘工作台42的搬入单元31、以及从卡盘工作台42搬出加工完毕的晶片W的搬出单元36。
[0027]盒机器人16构成为在由多节连杆构成的机械臂17的前端设置机械手部18。借助盒机器人16，除了从盒C向定位机构21输送加工前的晶片W外，还从清洗机构26向盒C输送加工完毕的晶片W。定位机构21构成为在暂放台22的周围配置能够相对于暂放台22的中心进退的多个定位销23。在定位机构21中，通过将多个定位销23抵在载置于暂放台22上的晶片W的外周缘上，从而将晶片W的中心位置定位于暂放台22的中心。
[0028]搬入单元31构成为在能够在基台11上回旋的搬入臂32的前端设置有搬入垫33。在搬入单元31中，通过搬入垫33将晶片W从暂放台22拿起，并通过搬入臂32使搬入垫33回旋，从而将晶片W搬入到卡盘工作台42。搬出单元36构成为在能够在基台11上回旋的搬出臂37的前端设置有搬出垫38。在搬出单元36中，通过搬出垫38将晶片W从卡盘工作台42拿起，并通过搬出臂37使搬出垫38回旋，从而将晶片W从卡盘工作台42搬出。
[0029]清洗机构26构成为设置有朝向旋转台27喷射清洗水和干燥空气的各种喷嘴(未图示)。在清洗机构26中，在保持晶片W的旋转台27下降至基台11内、在基台11内喷射清洗水而对晶片W进行了旋转清洗后，吹出干燥空气使晶片W干燥。在搬入单元31和搬出单元36的后方设置有转台41，在转台41上沿周向等间隔地配置有4个卡盘工作台42。在各卡盘工作台42的上表面上形成有对晶片W的下表面进行保持的保持面43。并且，各卡盘工作台42构成为能够通过设置于基台11的旋转单元98 (参照图3)而旋转。
[0030]转台41以90度间隔进行间歇旋转，从而晶片W依次被定位于能够进行搬入和搬出的搬入搬出位置、与粗磨削单元46对置的粗磨削位置、与最终磨削单元51对置的最终磨削位置、与研磨单元56对置的研磨位置处。在粗磨削位置处，通过粗磨削单元46将晶片W粗磨削至规定的厚度。在最终磨削位置处，通过最终磨削单元51将晶片W最终磨削至最终厚度。在研磨位置处，通过研磨单元56研磨晶片W。在转台41的周围竖立设置有立柱12、
13、14。
[0031]在立柱12上设置有使粗磨削单元46上下移动的移动单元61。移动单元61具有配置于立柱12的前表面且平行于Z轴方向的一对导轨62、以及以能够滑动的方式设置于一对导轨62的由电动机驱动的Z轴工作台63。在Z轴工作台63的前表面通过外壳64而支承粗磨削单元46。在Z轴工作台63的背面侧螺合有滚珠丝杠65，滚珠丝杠65的一端连结有驱动电动机66。通过驱动电动机66对滚珠丝杠65进行旋转驱动，从而粗磨削单元46沿着导轨62在Z轴方向上移动。
[0032]同样地，在立柱13上设置有使最终磨削单元51上下移动的移动单元71。移动单元71具有配置于立柱13的前表面且平行于Z轴方向的一对导轨72、以及以能够滑动的方式设置于一对导轨72的由电动机驱动的Z轴工作台73。在Z轴工作台73的前表面通过外壳74而支承最终磨削单元51。在Z轴工作台73的背面侧螺合有滚珠丝杠75，滚珠丝杠75的一端连结有驱动电动机76。通过驱动电动机76对滚珠丝杠75进行旋转驱动，从而最终磨削单元51沿着导轨72在Z轴方向上移动。
[0033]粗磨削单元46和最终磨削单元51构成为在圆筒状的主轴的下端设置安装座47、52。在粗磨削单元46的安装座47的下表面安装有呈环状配设了多个粗磨具48的粗磨削用的磨轮49。粗磨具48例如由使用金属结合剂或树脂结合剂等的结合剂固定金刚石磨粒而得到的金刚石磨具构成。并且，在最终磨削单元51的安装座52的下表面安装有呈环状配设了多个最终磨具53的磨轮54。最终磨具53由粒径小于粗磨具48的磨粒形成。在粗磨削加工和最终磨削加工中将晶片W薄化至规定的厚度。
[0034]在立柱14上设置有将研磨单元56相对于晶片W定位于规定的研磨位置的移动单元81。移动单元81具有配置于立柱14的前表面且平行于Y轴方向的一对导轨82、以及以能够滑动的方式设置于一对导轨82的由电动机驱动的Y轴工作台83。并且，移动单元81具有配置于Y轴工作台83的前表面且平行于Z轴方向的一对导轨84、以及以能够滑动的方式设置于一对导轨84的由电动机驱动的Z轴工作台85。在Z轴工作台85的前表面通过外壳86而支承研磨单元56。
[0035]在Y轴工作台83、Z轴工作台85的背面侧螺合有滚珠丝杠(未图示)，而在滚珠丝杠的一端连结有驱动电动机87、88。通过驱动电动机87、88对滚珠丝杠进行旋转驱动，从而研磨单元56沿着导轨82、84在Y轴方向和Z轴方向上移动。研磨单元56构成为在圆筒状的主轴的下端设置安装座57。在安装座57的下表面安装有由发泡材料和纤维质等形成的研磨垫58。在研磨加工中，通过对晶片W的上表面略微进行研磨，从而将在粗磨削加工和最终磨削加工中残留于晶片W的磨削损伤去除。
[0036]在该情况下，在粗磨削加工和最终磨削加工后的晶片W的加工面上，作为磨削损伤描绘出圆弧状的磨削痕迹。利用研磨加工对晶片W的加工面进行研磨，但若磨削痕迹的高低差较大则有时会作为磨削痕迹(放射状的起伏)SI残留于晶片W(参照图2)。如果使操作员从装置外通过目视来确认该研磨不良，则对于操作员来说成为较大的负担。因此，在本实施方式中，将用于对晶片W的加工面进行检查的晶片检查装置91设置于搬入搬出位置，对研磨加工后的晶片W的加工面进行拍摄而检查研磨不良。
[0037]此外，如图2所示，在晶片W的加工面上，除了上述的磨削痕迹SI，还会产生划痕、裂纹、微细的颗粒(以下，将其称为“划痕S2等”)的研磨不良，很难通过目视来检查混杂有这些各种研磨不良的晶片W。此外，要想通过晶片检查装置91获取晶片W的加工面的研磨不良必须使用分辨率较高的拍摄单元92(参照图1)。如果拍摄单元92的分辨率变高，则为了根据晶片W的整个面的拍摄数据制作图像必须准备大容量的存储器，此外图像制作所需要的处理时间变长。另外，所谓拍摄数据表示用于制作图像的原始数据，各数据与图像的像素相关联。
[0038]本申请的发明人着眼于用比较亮的像素值示出划痕S2等、用比较暗的像素值示出磨削痕迹SI的思路而研究出本发明。本发明的要点在于，将包含在晶片W的整个面的拍摄数据中的一部分亮的数据成分和一部分暗的数据成分提取为特征点，制作仅提取了比较亮的特征的图像和仅提取了比较暗的特征的图像这2种图像(参照图4的(b)、(c))。由此，能够利用仅提取了比较亮的特征的图像来检查划痕S2等，而利用仅提取了比较暗的特征的图像来检查磨削痕迹SI。此外，由于只要利用拍摄数据的一部分的数据成分 制作低分辨率的图像即可，因此能够抑制存储器的容量，并且缩短图像制作所需要的处理时间。
[0039]返回图1，晶片检查装置91构成为从上方对晶片W进行照射并且利用拍摄单元92从上方对卡盘工作台42上的晶片W的加工面进行拍摄。由于划痕S2(参照图2)等以陡峭的凹凸形成在晶片W的加工面上，因此当拍摄时会在凹凸处强力地散射且散射返回到拍摄单元92，在拍摄图像上示出为像素值比较高的像素。另一方面，由于磨削痕迹SI (参照图2)以平缓的斜面形成于晶片W的加工面，因此在拍摄时散射几乎不会返回到拍摄单元92，而在拍摄图像上示出为像素值比较低的像素。
[0040]并且，在晶片检查装置91中设置有:第I图像制作部93，其制作用于对划痕S2等进行检查的、由像素值比较高的像素构成的第I图像(参照图4的(b));以及第2图像制作部94，其制作用于对磨削痕迹SI进行检查的、由像素值比较低的像素构成的第2图像(参照图4的(c))。此外，在晶片检查装置91中设置有选择部95，像对划痕S2等进行检查的情况和对磨削痕迹SI进行检查的情况那样，该选择部95根据检查对象选择第1、第2图像制作部93、94。另外，关于第I图像制作部93所进行的第I图像制作工序和第2图像制作部94所进行的第2图像制作工序的详细情况在后面进行描述。
[0041]磨削研磨装置I中设置有对装置各部分进行统一控制的控制单元89。在控制单元89中，实施对粗磨削单元46所进行的粗磨削工序、最终磨削单元51所进行的最终磨削工序、研磨单元56所进行的研磨工序、拍摄单元92所进行的拍摄工序等的各种控制。另外，控制单元89、第I图像制作部93、第2图像制作部94、选择部95由执行各种处理的处理器或存储器等构成。存储器根据用途由 R0M(Read Only Memory)、RAM (Random Access Memory)等一个或者多个存储介质构成。
[0042]在这种磨削研磨装置I中，将晶片W从盒C内输送到定位机构21，利用定位机构21将晶片W定心(centering)。接着，将晶片W搬入到卡盘工作台42上，借助转台41的旋转依次将晶片W定位在粗磨削位置、最终磨削位置、研磨位置。在粗磨削位置处对晶片W进行粗磨削加工，在最终磨削位置处对晶片W进行最终磨削加工，在研磨位置处对晶片W进行研磨加工。接着，在对研磨后的晶片W的研磨不良进行了检查之后，利用清洗机构26清洗晶片W，并将晶片W从清洗机构26搬出到盒C。
[0043]以下，对晶片检查装置的拍摄动作进行说明。图3是本实施方式的晶片检查装置所进行的拍摄工序的说明图。图4是本实施方式的晶片检查装置所进行的第1、第2图像制作工序的说明图。图5是示出本实施方式的第1、第2图像的照片。另外，图3所示的晶片检查装置的拍摄工序不过是一例，只要能够拍摄晶片的加工面，就可以以任意动作来拍摄晶片的加工面。
[0044]如图3的(a)所示，晶片检查装置91的拍摄单元92是线传感器，其在晶片W的径向上具有规定的长度的直线状的拍摄范围(例如，1024像素)，且像素值具有12比特灰度，通过水平移动单元96和升降移动单元97将该拍摄单元92定位在卡盘工作台42的上方。水平移动单元96以使卡盘工作台42和拍摄单元92相对地在晶片W的径向上移动的方式延伸，拍摄单元92经由升降移动单元97以能够水平移动的方式设置于水平移动单元96。升降移动单元97以使晶片W与拍摄单元92分离/接近的方式延伸，拍摄单元92以能够升降的方式设置于升降移动单元97。
[0045]并且，以使晶片W的中心与卡盘工作台42的中心一致的方式将晶片W保持于卡盘工作台42。在卡盘工作台42的下部设置有使卡盘工作台42和拍摄单元92以晶片W的中心为轴相对旋转的旋转单元98。在这样构成的晶片检查装置91的拍摄工序中，将拍摄单元92的直线状的拍摄范围定位在晶片W的中心位置，一边利用拍摄单元92进行拍摄一边通过旋转单元98旋转卡盘工作台42。由此，对晶片W的加工面进行360度拍摄，由第1、第2图像制作部93、94获取拍摄数据。
[0046]并且，如图3的(b)所示，每当通过拍摄机构92对晶片W进行360度拍摄时，通过水平移动单元96使拍摄单元92向径向外侧移动与直线状的拍摄范围的长度相应的量。通过重复实施该拍摄动作，而由第1、第2图像制作部93、94获取表示晶片W的加工面的整个面的拍摄数据。另外，在本实施方式中，采用一边从晶片W的加工面的中心朝向径向外侧挪动拍摄范围一边进行拍摄的结构，但也可以采用一边从晶片W的加工面的外周侧朝向径向内侧挪动拍摄范围一边进行拍摄的结构。
[0047]如图4的(a)所示，由第I图像制作部93 (参照图3的(a))获取的拍摄数据被划分为规定的区域(例如，50像素)，在规定的区域内像素值最高的像素(例如4?12比特的范围的亮度值中最高的亮度值)被提取为特征点。在该情况下，在作为规定的区域的50像素内像素值最高的像素(例如，像素值243)被提取为特征点P1。同样，由第2图像制作部94(参照图3的(a))获取的拍摄数据被划分为规定的区域(例如，50像素)，在规定的区域内像素值最低的像素(例如O?8比特的范围的亮度值中最低的亮度值)被提取为特征点。在该情况下，在作为规定的区域的50像素内像素值最低的像素(例如，像素值10)被提取为特征点P2。
[0048]如图4的(b)的示意图和图5的(a)的照片所示，在第I图像制作部93 (参照图3的(a))的第I图像制作工序中，仅使用从全部拍摄数据按照规定的区域提取出的像素值较高的像素来制作第I图像。在该情况下，虽然第I图像的总像素数减少、与之相应地画质降低，但由于图像制作时使用的数据量较小，因此处理时间缩短。并且，通过仅利用像素值较高的像素制作第I图像而得到强调了基于划痕S2的研磨不良的图像。
[0049]如图4的(C)的示意图和图5的(b)的照片所示，在第2图像制作部94(参照图3的(a))的第2图像制作工序中，仅使用从全部拍摄数据中按照规定的区域提取出的像素值较低的像素来制作第2图像。在该情况下，虽然第2图像的总像素数减少、与之相应地画质降低，但由于图像制作时使用的数据量较小，因此处理时间缩短。并且，通过仅利用像素值比较低的像素制作第2图像而成为强调了基于磨削痕迹SI的研磨不良的图像。
[0050]这样，使用分辨率高的拍摄单元92(参照图3的(a))取得晶片W的加工面整体的拍摄数据，消除存在于加工面上的细小的研磨不良的遗漏(漏拍)，并且从大容量的拍摄数据中间除不需要的数据而制作出画质低的图像。由此，以较少的数据量分别制作不存在示出划痕S2或磨削痕迹SI等研磨不良的像素的遗漏的第1、第2图像。虽然是画质较低地制作的第1、第2图像，由于在第1、第2图像中可靠地包含划痕S2或磨削痕迹SI等研磨不良，因此能够良好地检查研磨不良。
[0051]并且，在选择部95(参照图3的(a))中，像对划痕S2等进行检查的情况和对磨削痕迹SI进行检查的情况那样，根据检查对象来选择第1、第2图像制作部93、94。如果由选择部95选择第1、第2图像制作部93、94，则通过选择对象制作第I图像或第2图像并选择性地显示在未图示的显示装置中。这样，根据由操作员选择的检查对象，仅使期望的图像显示在显示装置中，从而能够将划痕S2等与磨削痕迹SI区别开而进行检查。
[0052]另外，以上采用了将像素值最高的像素提取为特征点而制作第I图像的结构，但不限于该结构。第I图像制作部93只要在规定的区域中划分拍摄数据、且在该规定的区域内将像素值高于周边像素的像素提取为特征点而制作第I图像即可。例如，可以如图4的(d)所示，将相邻的像素(像素值)的差值最大的像素值较高的像素提取为特征点。在该情况下，计算像素值较高的像素( 像素值128以上)与该像素值较高的像素的相邻像素之间的差值，并将差值最大(例如，差值46)的像素值较高的像素(像素值207 ^ 128)提取为特征点P3。
[0053]同样，以上采用了将像素值最低的像素提取为特征点而制作第2图像的结构，但不限于该结构。第2图像制作部94只要在规定的区域中划分拍摄数据，且在该规定的区域内将像素值低于周边像素的像素提取为特征点而制作第2图像即可。例如，可以如图4的(d)所示，将相邻的像素(像素值)的差值最大的像素值较低的像素提取为特征点。在该情况下，计算像素值较低的像素(像素值127以下)与该像素值较低的像素的相邻像素之间的差值，而将差值最大(例如，差值88)的像素值较低的像素(像素值31 ( 127)提取为特征点P4。
[0054]另外，关于研磨不良的检查，既可以由操作员视认判断第1、第2图像，也可以通过晶片检查装置91自动地判定。在通过晶片检查装置91判定研磨不良的情况下，也可以采用如下结构:根据示出研磨不良的划痕等的像素值的大小或示出研磨不良的像素的比例而自动地判定研磨不良的结构。并且，也可以在晶片检查装置91中存储晶片W的加工面的研磨不良的位置，而用于后段的加工。
[0055]如上所述，本实施方式的晶片检查装置91按照拍摄数据的规定的区域将像素值高于周边像素的像素提取为特征点而制作第I拍摄图像，按照拍摄数据的规定的区域将像素值低于周边像素的像素提取为特征点而制作第2拍摄图像。由于在第I拍摄图像中没有显示磨削痕迹(放射状的起伏)SI，因此能够高精度地检查划痕S2等的存在，由于在第2拍摄图像中没有显示划痕S2等，因此能够高精度地检查磨削痕迹SI的存在。并且，由于利用拍摄数据的一部分的数据制作第1、第2图像，因此能够缩短图像制作所需要的处理时间。
[0056]另外，本发明不限于上述实施方式，可以进行各种变更来实施。在上述实施方式中，关于附图中图示的大小或形状等不限于此，在发挥本发明的效果的范围内可以进行适当变更。除此之外，在不脱离本发明的目的的范围内可以进行适当变更来实施。
[0057]例如，在上述的本实施方式中，晶片检查装置91采用了实施第I图像制作工序和第2图像制作工序的结构，但不限于该结构。晶片检查装置91只要是实施第I图像制作工序和第2图像制作工序中的至少一方的结构即可。
[0058]并且，在上述的本实施方式中，采用对研磨后的晶片的加工面进行检查的结构，但不限于该结构。也可以是对磨削后的晶片的加工面进行检查的结构。
[0059]并且，在上述的本实施方式中，由线传感器构成拍摄单元92，但不限于该结构。拍摄单元92只要能够对由卡盘工作台42保持的晶片W的加工面进行拍摄即可，也可以由能够二维拍摄的区域传感器构成。
[0060]并且，在上述的本实施方式中，作为晶片检查装置91，既可以是在晶片W被判断为研磨不良后对晶片W再次实施研磨加工的结构，也可以不再对晶片W实施研磨加工而将其废弃。
[0061]并且，在上述的本实施方式中，旋转单元98采用使卡盘工作台42相对于拍摄单元92旋转的结构，但不限于该结构。旋转单元98只要是使卡盘工作台42与拍摄单元92相对旋转的结构即可，也可以使拍摄单元92相对于卡盘工作台42旋转。
[0062]并且，在上述的本实施方式中，水平移动单元96采用使拍摄单元92相对于卡盘工作台42在晶片W的径向上移动的结构，但不限于该结构。水平移动单元96只要是使卡盘工作台42与拍摄单元92相对地水平移动的结构即可，也可以使卡盘工作台42相对于拍摄单元92在晶片W的径向上移动。
[0063]并且，在上述的本实施方式中，晶片检查装置91采用搭载在磨削研磨装置I内的结构，但不限于该结构。晶片检查装置91也可以作为用于拍摄并检查晶片W的加工面的专用的装置而构成。
[0064]并且，在上述的本实施方式中，对第1、第2图像制作部93、94在规定的区域内将I个像素提取为特征点的结构进行了说明，但也可以在规定的区域内将多个像素提取为特征点。
[0065]产业上的可利用性
[0066]像以上说明的那样，本发明具有能够在短时间高精度地检查晶片的加工面的研磨不良这样的效果，对于全自动地实施磨削加工和研磨加工的全自动式磨削研磨装置、由该磨削研磨装置实施的晶片检查方法来说尤其有用。
【主权项】
1.一种晶片检查方法，对磨削和研磨加工后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查方法具有如下的工序: 拍摄工序，对保持在卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄；以及第I图像制作工序，按照规定的区域对由该拍摄工序拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I图像。2.—种晶片检查方法，对磨削和研磨加工后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查方法具有如下的工序: 拍摄工序，对保持在卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄；以及第2图像制作工序，按照规定的区域对由该拍摄工序拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像。3.—种晶片检查方法，对磨削和研磨加工后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查方法具有如下的工序: 拍摄工序，对保持在卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄； 第I图像制作工序，按照规定的区域对由该拍摄工序拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I图像；以及 第2图像制作工序，在该规定的区域内将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像。4.一种晶片检查装置，其对磨削和研磨后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查装置具有: 卡盘工作台，其保持晶片； 拍摄单元，其对保持在该卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄； 第I图像制作部，其按照规定的区域对由该拍摄单元拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I图像； 第2图像制作部，其在该规定的区域内将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像；以及 选择部，其根据检查对象对该第I图像制作部与该第2图像制作部进行选择。5.根据权利要求4所述的晶片检查装置，其中， 该拍摄单元由线传感器构成，该线传感器在晶片的径向上具有规定的长度的直线状的拍摄范围， 所述晶片检查装置还具有:旋转单元，其使该卡盘工作台与该拍摄单元相对地以晶片的中心为轴旋转；以及水平移动单元，其使该卡盘工作台与该拍摄单元相对地在晶片的径向上移动， 每当借助该旋转单元进行旋转并由该拍摄单元对360度进行拍摄时，利用该水平移动单元使该拍摄单元在晶片的径向上移动与该拍摄范围的长度相应的量，对该加工面的整个面进行拍摄，使用由此得到的拍摄数据来检查晶片的该加工面。
【专利摘要】提供一种晶片检查方法和晶片检查装置，能够短时间且高精度地检查晶片的加工面的研磨不良。晶片检查方法具有如下工序：对拍摄晶片(W)的加工面进行拍摄；将拍摄数据的规定的像素中的像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第1图像；以及将拍摄数据的规定的像素中的像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像，根据第1、第2图像检查晶片的加工面。
【IPC分类】H01L21/687, H01L21/66
【公开号】CN105489523
【申请号】CN201510622968
【发明人】伊藤优作, 矢野紘英, 谷口智之
【申请人】株式会社迪思科
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月25日
【公告号】DE102015219169A1, US20160098828
【技术领域】
[0001]本发明涉及检查晶片的研磨不良的晶片检查方法和晶片检查装置。
【背景技术】
[0002]在磨削研磨装置中，在对晶片进行磨削加工之后进行研磨加工，从而去除残留于晶片的磨削损伤而提高抗弯强度(例如，参照专利文献I)。在专利文献I中记载的磨削研磨装置中设置有配设了多个卡盘工作台的转台，在转台的周围设置有磨削单元和研磨单元。并且，转台间歇性地进行旋转，从而将卡盘工作台上的晶片依次定位于磨削单元、研磨单元。因此，不必从卡盘工作台取下晶片，就能够连续地实施磨削加工和研磨加工。
[0003]专利文献1:日本特开2005-153090号公报
【发明内容】
[0004]另外，在利用干式抛光等方式实施研磨加工的情况下，存在无法充分去除晶片的磨削加工时的磨削痕迹、因残留在晶片的加工面上的磨削痕迹而产生放射状的起伏的情况。作为晶片的研磨不良，除了磨削痕迹，还存在产生划痕、裂纹、微细的颗粒等的情况。虽然操作员能够目视确认这些研磨不良，但由于大部分的晶片是正常的，且对晶片的加工面的磨削痕迹或划痕等进行目视确认是很困难的，因此检查本身很麻烦。
[0005]因此，也研究过利用光学系统拍摄晶片的加工面并根据拍摄图像来检查研磨不良的方案。然而，为了一次性地对12英寸晶片等大口径晶片进行检查，必须根据大容量的拍摄数据制作拍摄图像，需要大容量的存储器，并且图像处理的时间变长。并且，如果在晶片的加工面上混杂有磨削痕迹、划痕、裂纹、微细的颗粒等研磨不良，则在加工面上研磨不良的存在彼此妨碍，难以根据拍摄图像检查研磨不良。
[0006]S卩，处理大容量的拍摄数据是很困难的，但凭借用于缩小数据容量的单纯的数据间除无法提取研磨不良的特征。此外，混杂有由具有不同特征的磨削痕迹与裂纹构成的研磨不良，凭借一次性拍摄(一次性测定)针对所有不良检查不同的特征的研磨不良是很困难的。
[0007]本发明是鉴于这些点而完成的，其目的在于，提供一种晶片检查方法和晶片检查装置，能够短时间且高精度地检查晶片的加工面的研磨不良。
[0008]根据本发明的第I方面，提供一种晶片检查方法，对磨削和研磨加工后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查方法具有如下的工序:拍摄工序，对保持在卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄；以及第I图像制作工序，按照规定的区域对由该拍摄工序拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I图像。
[0009]根据该结构，按照拍摄数据的规定的区域将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I拍摄图像。此时，用像素值比较高的像素表示划痕、裂纹、微细的颗粒，用像素值比较低的像素表示磨削痕迹。由于利用拍摄数据的像素值较高的像素制作第I拍摄图，因此在第I拍摄图像中不会显示磨削痕迹。由此，能够利用去除了磨削痕迹的第I拍摄图像高精度地检查划痕等的存在。并且，由于利用拍摄数据的一部分的数据制作第I图像，因此能够缩短图像制作所需要的处理时间。另外，拍摄数据表示用于制作图像的原始的数据。
[0010]根据本发明的第2方面，提供一种晶片检查方法，对磨削和研磨加工后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查方法具有如下的工序:拍摄工序，对保持在卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄；以及第2图像制作工序，按照规定的区域对由该拍摄工序拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像。
[0011]根据该结构，按照拍摄数据的规定的区域将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2拍摄图像。此时，用像素值比较高的像素表示划痕、裂纹、微细的颗粒，用像素值比较低的像素表示磨削痕迹。由于利用拍摄数据的像素值较低的像素制作第2拍摄图像，因此在第2拍摄图像中不会显示划痕等。由此，能够利用去除了划痕等的第2拍摄图像高精度地检查磨削痕迹的存在。并且，由于利用拍摄数据的一部分的数据制作第2图像，因此能够缩短图像制作所需要的处理时间。
[0012]根据本发明的第3方面，提供一种晶片检查方法，对磨削和研磨加工后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查方法具有如下的工序:拍摄工序，对保持在卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄；第I图像制作工序，按照规定的区域对由该拍摄工序拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I图像；以及第2图像制作工序，在该规定的区域内将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像。
[0013]根据该结构，按照拍摄数据的规定的区域将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I拍摄图像，按照拍摄数据的规定的区域将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2拍摄图像。如上所述，由于在第I拍摄图像中不会显示磨削痕迹，因此能够高精度地检查划痕等的存在，由于在第2拍摄图像中不会显示划痕等，因此能够高精度地检查磨削痕迹的存在。并且，由于利用拍摄数据的一部分的数据制作第1、第2图像，因此能够缩短图像制作所需要的处理时间。
[0014]根据本发明的第4方面，提供一种晶片检查装置，其对磨削和研磨后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查装置具有:卡盘工作台，其保持晶片；拍摄单元，其对保持在该卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄；第I图像制作部，其按照规定的区域对由该拍摄单元拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I图像；第2图像制作部，其在该规定的区域内将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像；以及选择部，其根据检查对象对该第I图像制作部与该第2图像制作部进行选择。
[0015]优选该拍摄单元由线传感器构成，该线传感器在晶片的径向上具有规定的长度的直线状的拍摄范围，该晶片检查装置还具有:旋转单元，其使该卡盘工作台与该拍摄单元相对地以晶片的中心为轴旋转；以及水平移动单元，其使该卡盘工作台与该拍摄单元相对地在晶片的径向上移动，每当借助该旋转单元进行旋转并由该拍摄单元对360度进行拍摄时，利用该水平移动单元使该拍摄单元在晶片的径向上移动与该拍摄范围的长度相应的量，对该加工面的整个面进行拍摄，使用由此得到的拍摄数据来检查晶片的该加工面。
[0016]根据本发明，按照拍摄数据的规定的区域将像素值比周边像素高的像素(亮像素)、或者像素值比周边像素低的像素(暗像素)提取为特征点，制作第1、第2拍摄图像。由此，能够根据第I拍摄图像高精度地检查划痕等，能够根据第2拍摄图像高精度地检查研磨不良，此外，由于利用从拍摄数据中提取出的一部分的像素制作图像，因此能够缩短图像制作所需要的处理时间。即，由于能够利用一次测定高精度地检查至少2种不同特征的研磨不良并且提取各个检查所需要的像素，因此能够缩短处理时间。
【附图说明】
[0017]图1是本实施方式的磨削研磨装置的立体图。
[0018]图2是示出本实施方式的晶片的加工面的状态的图。
[0019]图3是本实施方式的晶片检查装置所进行的拍摄工序的说明图。
[0020]图4是本实施方式的晶片检查装置所进行的第1、第2图像制作工序的说明图。
[0021]图5是示出本实施方式的第1、第2图像的照片。
[0022]标号说明
[0023]1:磨削研磨装置；42:卡盘工作台；91:晶片检查装置；92:拍摄单元；93:第I图像制作部；94:第2图像制作部；95:选择部；98:旋转单元；S1:磨削痕迹；S2:划痕;W:晶片。
【具体实施方式】
[0024]参照附图，对本实施方式的磨削研 磨装置进行说明。图1是本实施方式的磨削研磨装置的立体图。另外，在本实施方式中，不限于图1所示的结构。磨削研磨装置只要能够对晶片实施磨削加工和研磨加工，就可以以任意方式构成。
[0025]如图1所示，磨削研磨装置I是全自动式加工装置，构成为对晶片W全自动地实施包括搬入处理、粗磨削加工、最终磨削加工、研磨加工、清洗处理、搬出处理的一系列作业。晶片W形成为大致圆板状，在收纳于盒C的状态下被搬入磨削研磨装置I。另外，晶片W只要是作为磨削对象和研磨对象的板状工件即可，可以是硅、砷化镓等的半导体基板，也可以是陶瓷、玻璃、蓝宝石等的无机材料基板，还可以是半导体制品的封装基板等。
[0026]在磨削研磨装置I的基台11的前侧载置着收纳有多个晶片W的一对盒C。在一对盒C的后方设置有使晶片W相对于盒C实现出入的盒机器人16。在盒机器人16的两个斜后方设置有对加工前的晶片W进行定位的定位机构21、以及清洗加工完毕的晶片W的清洗机构26。在定位机构21与清洗机构26之间设置有将加工前的晶片W搬入卡盘工作台42的搬入单元31、以及从卡盘工作台42搬出加工完毕的晶片W的搬出单元36。
[0027]盒机器人16构成为在由多节连杆构成的机械臂17的前端设置机械手部18。借助盒机器人16，除了从盒C向定位机构21输送加工前的晶片W外，还从清洗机构26向盒C输送加工完毕的晶片W。定位机构21构成为在暂放台22的周围配置能够相对于暂放台22的中心进退的多个定位销23。在定位机构21中，通过将多个定位销23抵在载置于暂放台22上的晶片W的外周缘上，从而将晶片W的中心位置定位于暂放台22的中心。
[0028]搬入单元31构成为在能够在基台11上回旋的搬入臂32的前端设置有搬入垫33。在搬入单元31中，通过搬入垫33将晶片W从暂放台22拿起，并通过搬入臂32使搬入垫33回旋，从而将晶片W搬入到卡盘工作台42。搬出单元36构成为在能够在基台11上回旋的搬出臂37的前端设置有搬出垫38。在搬出单元36中，通过搬出垫38将晶片W从卡盘工作台42拿起，并通过搬出臂37使搬出垫38回旋，从而将晶片W从卡盘工作台42搬出。
[0029]清洗机构26构成为设置有朝向旋转台27喷射清洗水和干燥空气的各种喷嘴(未图示)。在清洗机构26中，在保持晶片W的旋转台27下降至基台11内、在基台11内喷射清洗水而对晶片W进行了旋转清洗后，吹出干燥空气使晶片W干燥。在搬入单元31和搬出单元36的后方设置有转台41，在转台41上沿周向等间隔地配置有4个卡盘工作台42。在各卡盘工作台42的上表面上形成有对晶片W的下表面进行保持的保持面43。并且，各卡盘工作台42构成为能够通过设置于基台11的旋转单元98 (参照图3)而旋转。
[0030]转台41以90度间隔进行间歇旋转，从而晶片W依次被定位于能够进行搬入和搬出的搬入搬出位置、与粗磨削单元46对置的粗磨削位置、与最终磨削单元51对置的最终磨削位置、与研磨单元56对置的研磨位置处。在粗磨削位置处，通过粗磨削单元46将晶片W粗磨削至规定的厚度。在最终磨削位置处，通过最终磨削单元51将晶片W最终磨削至最终厚度。在研磨位置处，通过研磨单元56研磨晶片W。在转台41的周围竖立设置有立柱12、
13、14。
[0031]在立柱12上设置有使粗磨削单元46上下移动的移动单元61。移动单元61具有配置于立柱12的前表面且平行于Z轴方向的一对导轨62、以及以能够滑动的方式设置于一对导轨62的由电动机驱动的Z轴工作台63。在Z轴工作台63的前表面通过外壳64而支承粗磨削单元46。在Z轴工作台63的背面侧螺合有滚珠丝杠65，滚珠丝杠65的一端连结有驱动电动机66。通过驱动电动机66对滚珠丝杠65进行旋转驱动，从而粗磨削单元46沿着导轨62在Z轴方向上移动。
[0032]同样地，在立柱13上设置有使最终磨削单元51上下移动的移动单元71。移动单元71具有配置于立柱13的前表面且平行于Z轴方向的一对导轨72、以及以能够滑动的方式设置于一对导轨72的由电动机驱动的Z轴工作台73。在Z轴工作台73的前表面通过外壳74而支承最终磨削单元51。在Z轴工作台73的背面侧螺合有滚珠丝杠75，滚珠丝杠75的一端连结有驱动电动机76。通过驱动电动机76对滚珠丝杠75进行旋转驱动，从而最终磨削单元51沿着导轨72在Z轴方向上移动。
[0033]粗磨削单元46和最终磨削单元51构成为在圆筒状的主轴的下端设置安装座47、52。在粗磨削单元46的安装座47的下表面安装有呈环状配设了多个粗磨具48的粗磨削用的磨轮49。粗磨具48例如由使用金属结合剂或树脂结合剂等的结合剂固定金刚石磨粒而得到的金刚石磨具构成。并且，在最终磨削单元51的安装座52的下表面安装有呈环状配设了多个最终磨具53的磨轮54。最终磨具53由粒径小于粗磨具48的磨粒形成。在粗磨削加工和最终磨削加工中将晶片W薄化至规定的厚度。
[0034]在立柱14上设置有将研磨单元56相对于晶片W定位于规定的研磨位置的移动单元81。移动单元81具有配置于立柱14的前表面且平行于Y轴方向的一对导轨82、以及以能够滑动的方式设置于一对导轨82的由电动机驱动的Y轴工作台83。并且，移动单元81具有配置于Y轴工作台83的前表面且平行于Z轴方向的一对导轨84、以及以能够滑动的方式设置于一对导轨84的由电动机驱动的Z轴工作台85。在Z轴工作台85的前表面通过外壳86而支承研磨单元56。
[0035]在Y轴工作台83、Z轴工作台85的背面侧螺合有滚珠丝杠(未图示)，而在滚珠丝杠的一端连结有驱动电动机87、88。通过驱动电动机87、88对滚珠丝杠进行旋转驱动，从而研磨单元56沿着导轨82、84在Y轴方向和Z轴方向上移动。研磨单元56构成为在圆筒状的主轴的下端设置安装座57。在安装座57的下表面安装有由发泡材料和纤维质等形成的研磨垫58。在研磨加工中，通过对晶片W的上表面略微进行研磨，从而将在粗磨削加工和最终磨削加工中残留于晶片W的磨削损伤去除。
[0036]在该情况下，在粗磨削加工和最终磨削加工后的晶片W的加工面上，作为磨削损伤描绘出圆弧状的磨削痕迹。利用研磨加工对晶片W的加工面进行研磨，但若磨削痕迹的高低差较大则有时会作为磨削痕迹(放射状的起伏)SI残留于晶片W(参照图2)。如果使操作员从装置外通过目视来确认该研磨不良，则对于操作员来说成为较大的负担。因此，在本实施方式中，将用于对晶片W的加工面进行检查的晶片检查装置91设置于搬入搬出位置，对研磨加工后的晶片W的加工面进行拍摄而检查研磨不良。
[0037]此外，如图2所示，在晶片W的加工面上，除了上述的磨削痕迹SI，还会产生划痕、裂纹、微细的颗粒(以下，将其称为“划痕S2等”)的研磨不良，很难通过目视来检查混杂有这些各种研磨不良的晶片W。此外，要想通过晶片检查装置91获取晶片W的加工面的研磨不良必须使用分辨率较高的拍摄单元92(参照图1)。如果拍摄单元92的分辨率变高，则为了根据晶片W的整个面的拍摄数据制作图像必须准备大容量的存储器，此外图像制作所需要的处理时间变长。另外，所谓拍摄数据表示用于制作图像的原始数据，各数据与图像的像素相关联。
[0038]本申请的发明人着眼于用比较亮的像素值示出划痕S2等、用比较暗的像素值示出磨削痕迹SI的思路而研究出本发明。本发明的要点在于，将包含在晶片W的整个面的拍摄数据中的一部分亮的数据成分和一部分暗的数据成分提取为特征点，制作仅提取了比较亮的特征的图像和仅提取了比较暗的特征的图像这2种图像(参照图4的(b)、(c))。由此，能够利用仅提取了比较亮的特征的图像来检查划痕S2等，而利用仅提取了比较暗的特征的图像来检查磨削痕迹SI。此外，由于只要利用拍摄数据的一部分的数据成分 制作低分辨率的图像即可，因此能够抑制存储器的容量，并且缩短图像制作所需要的处理时间。
[0039]返回图1，晶片检查装置91构成为从上方对晶片W进行照射并且利用拍摄单元92从上方对卡盘工作台42上的晶片W的加工面进行拍摄。由于划痕S2(参照图2)等以陡峭的凹凸形成在晶片W的加工面上，因此当拍摄时会在凹凸处强力地散射且散射返回到拍摄单元92，在拍摄图像上示出为像素值比较高的像素。另一方面，由于磨削痕迹SI (参照图2)以平缓的斜面形成于晶片W的加工面，因此在拍摄时散射几乎不会返回到拍摄单元92，而在拍摄图像上示出为像素值比较低的像素。
[0040]并且，在晶片检查装置91中设置有:第I图像制作部93，其制作用于对划痕S2等进行检查的、由像素值比较高的像素构成的第I图像(参照图4的(b));以及第2图像制作部94，其制作用于对磨削痕迹SI进行检查的、由像素值比较低的像素构成的第2图像(参照图4的(c))。此外，在晶片检查装置91中设置有选择部95，像对划痕S2等进行检查的情况和对磨削痕迹SI进行检查的情况那样，该选择部95根据检查对象选择第1、第2图像制作部93、94。另外，关于第I图像制作部93所进行的第I图像制作工序和第2图像制作部94所进行的第2图像制作工序的详细情况在后面进行描述。
[0041]磨削研磨装置I中设置有对装置各部分进行统一控制的控制单元89。在控制单元89中，实施对粗磨削单元46所进行的粗磨削工序、最终磨削单元51所进行的最终磨削工序、研磨单元56所进行的研磨工序、拍摄单元92所进行的拍摄工序等的各种控制。另外，控制单元89、第I图像制作部93、第2图像制作部94、选择部95由执行各种处理的处理器或存储器等构成。存储器根据用途由 R0M(Read Only Memory)、RAM (Random Access Memory)等一个或者多个存储介质构成。
[0042]在这种磨削研磨装置I中，将晶片W从盒C内输送到定位机构21，利用定位机构21将晶片W定心(centering)。接着，将晶片W搬入到卡盘工作台42上，借助转台41的旋转依次将晶片W定位在粗磨削位置、最终磨削位置、研磨位置。在粗磨削位置处对晶片W进行粗磨削加工，在最终磨削位置处对晶片W进行最终磨削加工，在研磨位置处对晶片W进行研磨加工。接着，在对研磨后的晶片W的研磨不良进行了检查之后，利用清洗机构26清洗晶片W，并将晶片W从清洗机构26搬出到盒C。
[0043]以下，对晶片检查装置的拍摄动作进行说明。图3是本实施方式的晶片检查装置所进行的拍摄工序的说明图。图4是本实施方式的晶片检查装置所进行的第1、第2图像制作工序的说明图。图5是示出本实施方式的第1、第2图像的照片。另外，图3所示的晶片检查装置的拍摄工序不过是一例，只要能够拍摄晶片的加工面，就可以以任意动作来拍摄晶片的加工面。
[0044]如图3的(a)所示，晶片检查装置91的拍摄单元92是线传感器，其在晶片W的径向上具有规定的长度的直线状的拍摄范围(例如，1024像素)，且像素值具有12比特灰度，通过水平移动单元96和升降移动单元97将该拍摄单元92定位在卡盘工作台42的上方。水平移动单元96以使卡盘工作台42和拍摄单元92相对地在晶片W的径向上移动的方式延伸，拍摄单元92经由升降移动单元97以能够水平移动的方式设置于水平移动单元96。升降移动单元97以使晶片W与拍摄单元92分离/接近的方式延伸，拍摄单元92以能够升降的方式设置于升降移动单元97。
[0045]并且，以使晶片W的中心与卡盘工作台42的中心一致的方式将晶片W保持于卡盘工作台42。在卡盘工作台42的下部设置有使卡盘工作台42和拍摄单元92以晶片W的中心为轴相对旋转的旋转单元98。在这样构成的晶片检查装置91的拍摄工序中，将拍摄单元92的直线状的拍摄范围定位在晶片W的中心位置，一边利用拍摄单元92进行拍摄一边通过旋转单元98旋转卡盘工作台42。由此，对晶片W的加工面进行360度拍摄，由第1、第2图像制作部93、94获取拍摄数据。
[0046]并且，如图3的(b)所示，每当通过拍摄机构92对晶片W进行360度拍摄时，通过水平移动单元96使拍摄单元92向径向外侧移动与直线状的拍摄范围的长度相应的量。通过重复实施该拍摄动作，而由第1、第2图像制作部93、94获取表示晶片W的加工面的整个面的拍摄数据。另外，在本实施方式中，采用一边从晶片W的加工面的中心朝向径向外侧挪动拍摄范围一边进行拍摄的结构，但也可以采用一边从晶片W的加工面的外周侧朝向径向内侧挪动拍摄范围一边进行拍摄的结构。
[0047]如图4的(a)所示，由第I图像制作部93 (参照图3的(a))获取的拍摄数据被划分为规定的区域(例如，50像素)，在规定的区域内像素值最高的像素(例如4?12比特的范围的亮度值中最高的亮度值)被提取为特征点。在该情况下，在作为规定的区域的50像素内像素值最高的像素(例如，像素值243)被提取为特征点P1。同样，由第2图像制作部94(参照图3的(a))获取的拍摄数据被划分为规定的区域(例如，50像素)，在规定的区域内像素值最低的像素(例如O?8比特的范围的亮度值中最低的亮度值)被提取为特征点。在该情况下，在作为规定的区域的50像素内像素值最低的像素(例如，像素值10)被提取为特征点P2。
[0048]如图4的(b)的示意图和图5的(a)的照片所示，在第I图像制作部93 (参照图3的(a))的第I图像制作工序中，仅使用从全部拍摄数据按照规定的区域提取出的像素值较高的像素来制作第I图像。在该情况下，虽然第I图像的总像素数减少、与之相应地画质降低，但由于图像制作时使用的数据量较小，因此处理时间缩短。并且，通过仅利用像素值较高的像素制作第I图像而得到强调了基于划痕S2的研磨不良的图像。
[0049]如图4的(C)的示意图和图5的(b)的照片所示，在第2图像制作部94(参照图3的(a))的第2图像制作工序中，仅使用从全部拍摄数据中按照规定的区域提取出的像素值较低的像素来制作第2图像。在该情况下，虽然第2图像的总像素数减少、与之相应地画质降低，但由于图像制作时使用的数据量较小，因此处理时间缩短。并且，通过仅利用像素值比较低的像素制作第2图像而成为强调了基于磨削痕迹SI的研磨不良的图像。
[0050]这样，使用分辨率高的拍摄单元92(参照图3的(a))取得晶片W的加工面整体的拍摄数据，消除存在于加工面上的细小的研磨不良的遗漏(漏拍)，并且从大容量的拍摄数据中间除不需要的数据而制作出画质低的图像。由此，以较少的数据量分别制作不存在示出划痕S2或磨削痕迹SI等研磨不良的像素的遗漏的第1、第2图像。虽然是画质较低地制作的第1、第2图像，由于在第1、第2图像中可靠地包含划痕S2或磨削痕迹SI等研磨不良，因此能够良好地检查研磨不良。
[0051]并且，在选择部95(参照图3的(a))中，像对划痕S2等进行检查的情况和对磨削痕迹SI进行检查的情况那样，根据检查对象来选择第1、第2图像制作部93、94。如果由选择部95选择第1、第2图像制作部93、94，则通过选择对象制作第I图像或第2图像并选择性地显示在未图示的显示装置中。这样，根据由操作员选择的检查对象，仅使期望的图像显示在显示装置中，从而能够将划痕S2等与磨削痕迹SI区别开而进行检查。
[0052]另外，以上采用了将像素值最高的像素提取为特征点而制作第I图像的结构，但不限于该结构。第I图像制作部93只要在规定的区域中划分拍摄数据、且在该规定的区域内将像素值高于周边像素的像素提取为特征点而制作第I图像即可。例如，可以如图4的(d)所示，将相邻的像素(像素值)的差值最大的像素值较高的像素提取为特征点。在该情况下，计算像素值较高的像素( 像素值128以上)与该像素值较高的像素的相邻像素之间的差值，并将差值最大(例如，差值46)的像素值较高的像素(像素值207 ^ 128)提取为特征点P3。
[0053]同样，以上采用了将像素值最低的像素提取为特征点而制作第2图像的结构，但不限于该结构。第2图像制作部94只要在规定的区域中划分拍摄数据，且在该规定的区域内将像素值低于周边像素的像素提取为特征点而制作第2图像即可。例如，可以如图4的(d)所示，将相邻的像素(像素值)的差值最大的像素值较低的像素提取为特征点。在该情况下，计算像素值较低的像素(像素值127以下)与该像素值较低的像素的相邻像素之间的差值，而将差值最大(例如，差值88)的像素值较低的像素(像素值31 ( 127)提取为特征点P4。
[0054]另外，关于研磨不良的检查，既可以由操作员视认判断第1、第2图像，也可以通过晶片检查装置91自动地判定。在通过晶片检查装置91判定研磨不良的情况下，也可以采用如下结构:根据示出研磨不良的划痕等的像素值的大小或示出研磨不良的像素的比例而自动地判定研磨不良的结构。并且，也可以在晶片检查装置91中存储晶片W的加工面的研磨不良的位置，而用于后段的加工。
[0055]如上所述，本实施方式的晶片检查装置91按照拍摄数据的规定的区域将像素值高于周边像素的像素提取为特征点而制作第I拍摄图像，按照拍摄数据的规定的区域将像素值低于周边像素的像素提取为特征点而制作第2拍摄图像。由于在第I拍摄图像中没有显示磨削痕迹(放射状的起伏)SI，因此能够高精度地检查划痕S2等的存在，由于在第2拍摄图像中没有显示划痕S2等，因此能够高精度地检查磨削痕迹SI的存在。并且，由于利用拍摄数据的一部分的数据制作第1、第2图像，因此能够缩短图像制作所需要的处理时间。
[0056]另外，本发明不限于上述实施方式，可以进行各种变更来实施。在上述实施方式中，关于附图中图示的大小或形状等不限于此，在发挥本发明的效果的范围内可以进行适当变更。除此之外，在不脱离本发明的目的的范围内可以进行适当变更来实施。
[0057]例如，在上述的本实施方式中，晶片检查装置91采用了实施第I图像制作工序和第2图像制作工序的结构，但不限于该结构。晶片检查装置91只要是实施第I图像制作工序和第2图像制作工序中的至少一方的结构即可。
[0058]并且，在上述的本实施方式中，采用对研磨后的晶片的加工面进行检查的结构，但不限于该结构。也可以是对磨削后的晶片的加工面进行检查的结构。
[0059]并且，在上述的本实施方式中，由线传感器构成拍摄单元92，但不限于该结构。拍摄单元92只要能够对由卡盘工作台42保持的晶片W的加工面进行拍摄即可，也可以由能够二维拍摄的区域传感器构成。
[0060]并且，在上述的本实施方式中，作为晶片检查装置91，既可以是在晶片W被判断为研磨不良后对晶片W再次实施研磨加工的结构，也可以不再对晶片W实施研磨加工而将其废弃。
[0061]并且，在上述的本实施方式中，旋转单元98采用使卡盘工作台42相对于拍摄单元92旋转的结构，但不限于该结构。旋转单元98只要是使卡盘工作台42与拍摄单元92相对旋转的结构即可，也可以使拍摄单元92相对于卡盘工作台42旋转。
[0062]并且，在上述的本实施方式中，水平移动单元96采用使拍摄单元92相对于卡盘工作台42在晶片W的径向上移动的结构，但不限于该结构。水平移动单元96只要是使卡盘工作台42与拍摄单元92相对地水平移动的结构即可，也可以使卡盘工作台42相对于拍摄单元92在晶片W的径向上移动。
[0063]并且，在上述的本实施方式中，晶片检查装置91采用搭载在磨削研磨装置I内的结构，但不限于该结构。晶片检查装置91也可以作为用于拍摄并检查晶片W的加工面的专用的装置而构成。
[0064]并且，在上述的本实施方式中，对第1、第2图像制作部93、94在规定的区域内将I个像素提取为特征点的结构进行了说明，但也可以在规定的区域内将多个像素提取为特征点。
[0065]产业上的可利用性
[0066]像以上说明的那样，本发明具有能够在短时间高精度地检查晶片的加工面的研磨不良这样的效果，对于全自动地实施磨削加工和研磨加工的全自动式磨削研磨装置、由该磨削研磨装置实施的晶片检查方法来说尤其有用。
【主权项】
1.一种晶片检查方法，对磨削和研磨加工后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查方法具有如下的工序: 拍摄工序，对保持在卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄；以及第I图像制作工序，按照规定的区域对由该拍摄工序拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I图像。2.—种晶片检查方法，对磨削和研磨加工后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查方法具有如下的工序: 拍摄工序，对保持在卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄；以及第2图像制作工序，按照规定的区域对由该拍摄工序拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像。3.—种晶片检查方法，对磨削和研磨加工后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查方法具有如下的工序: 拍摄工序，对保持在卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄； 第I图像制作工序，按照规定的区域对由该拍摄工序拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I图像；以及 第2图像制作工序，在该规定的区域内将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像。4.一种晶片检查装置，其对磨削和研磨后的晶片的加工面进行检查，其特征在于，该晶片检查装置具有: 卡盘工作台，其保持晶片； 拍摄单元，其对保持在该卡盘工作台上的晶片的该加工面进行拍摄； 第I图像制作部，其按照规定的区域对由该拍摄单元拍摄到的拍摄数据进行划分，在该规定的区域内将像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第I图像； 第2图像制作部，其在该规定的区域内将像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像；以及 选择部，其根据检查对象对该第I图像制作部与该第2图像制作部进行选择。5.根据权利要求4所述的晶片检查装置，其中， 该拍摄单元由线传感器构成，该线传感器在晶片的径向上具有规定的长度的直线状的拍摄范围， 所述晶片检查装置还具有:旋转单元，其使该卡盘工作台与该拍摄单元相对地以晶片的中心为轴旋转；以及水平移动单元，其使该卡盘工作台与该拍摄单元相对地在晶片的径向上移动， 每当借助该旋转单元进行旋转并由该拍摄单元对360度进行拍摄时，利用该水平移动单元使该拍摄单元在晶片的径向上移动与该拍摄范围的长度相应的量，对该加工面的整个面进行拍摄，使用由此得到的拍摄数据来检查晶片的该加工面。
【专利摘要】提供一种晶片检查方法和晶片检查装置，能够短时间且高精度地检查晶片的加工面的研磨不良。晶片检查方法具有如下工序：对拍摄晶片(W)的加工面进行拍摄；将拍摄数据的规定的像素中的像素值比周边像素高的像素提取为特征点而制作第1图像；以及将拍摄数据的规定的像素中的像素值比周边像素低的像素提取为特征点而制作第2图像，根据第1、第2图像检查晶片的加工面。
【IPC分类】H01L21/687, H01L21/66
【公开号】CN105489523
【申请号】CN201510622968
【发明人】伊藤优作, 矢野紘英, 谷口智之
【申请人】株式会社迪思科
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月25日
【公告号】DE102015219169A1, US20160098828
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