特開 2024-36223 センタリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024036223

(43)【公開日】2024-03-15

(54)【発明の名称】センタリング装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20240308BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20240308BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

H01L21/68 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022141034

(22)【出願日】2022-09-05

(71)【出願人】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002310

【氏名又は名称】弁理士法人あい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荒毛 康彦

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131BA03

5F131BA04

5F131BA05

5F131BA12

5F131BA13

5F131BA14

5F131BA15

5F131BA18

5F131BA19

5F131BA22

5F131BA23

5F131BA24

5F131BA32

5F131BA37

5F131BA39

5F131BA52

5F131CA32

5F131CA70

5F131DA22

5F131DA23

5F131DA42

5F131DB22

5F131DB43

5F131DB51

5F131EA02

5F131EA22

5F131EA24

5F131EB01

5F131FA17

5F131FA32

5F131FA33

5F131KA14

5F131KA15

5F131KB05

5F131KB09

5F131KB54

5F131KB55

(57)【要約】

【課題】サイズや材質に依らずに透明なウエハのセンタリング処理を実施できるセンタリング装置を提供する。
【解決手段】センタリング装置７は、面光源のステージ面２１を有するステージユニット２０と、ステージ面２１から離間した位置で透明なウエハＷの一方面を支持する支持ユニット４０と、ウエハＷを挟んでステージ面２１に対向する位置に設けられ、ウエハＷの他方面側からウエハＷの画像を取得する画像取得ユニット５０と、ウエハＷの画像に基づいてウエハＷのセンタリング処理を実行する制御装置６０と、を含む。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

面光源のステージ面を有するステージユニットと、
前記ステージ面から離間した位置で透明なウエハの一方面を支持する支持ユニットと、
前記ウエハを挟んで前記ステージ面に対向する位置に設けられ、前記ウエハの他方面側から前記ウエハの画像を取得する画像取得ユニットと、
前記画像に基づいて前記ウエハのセンタリング処理を実行するセンタリング処理部を有する制御装置と、を含む、センタリング装置。

【請求項2】

前記支持ユニットは、前記ウエハの前記一方面の内方部を一箇所で支持する単一の支持部を有している、請求項１に記載のセンタリング装置。

【請求項3】

前記支持部は、前記ウエハの前記一方面の中央部を支持する、請求項２に記載のセンタリング装置。

【請求項4】

前記ステージユニットは、前記ステージ面の内方部に貫通孔を有し、
前記支持ユニットは、前記支持部を有し、前記貫通孔に挿装された支持部材を有している、請求項２に記載のセンタリング装置。

【請求項5】

前記支持部材は、前記ウエハの前記一方面に対する吸引力が付与される吸引孔を有している、請求項４に記載のセンタリング装置。

【請求項6】

前記支持部材に取り付けられ、前記吸引孔に吸引力を付与する吸引ポンプをさらに含む、請求項５に記載のセンタリング装置。

【請求項7】

前記ウエハは、Ｓｉウエハ以外のウエハである、請求項１に記載のセンタリング装置。

【請求項8】

前記ウエハは、ワイドバンドギャップ半導体ウエハである、請求項７に記載のセンタリング装置。

【請求項9】

前記ウエハは、ＳｉＣウエハである、請求項８に記載のセンタリング装置。

【請求項10】

前記ウエハは、結晶方位を示す目印を有している、請求項１に記載のセンタリング装置。

【請求項11】

前記ステージユニットは、光源ユニット、および、前記光源ユニットからの光を拡散させて面光源を形成する光透過拡散板を有し、前記光透過拡散板によって形成された前記ステージ面を有している、請求項１に記載のセンタリング装置。

【請求項12】

前記光源ユニットは、複数の光源を含む、請求項１１に記載のセンタリング装置。

【請求項13】

前記光源ユニットは、発光色の異なる複数種の前記光源を有している、請求項１２に記載のセンタリング装置。

【請求項14】

複数の前記光源は、平面視において行列状、千鳥状または同心円状に配列されている、請求項１２に記載のセンタリング装置。

【請求項15】

複数の前記光源は、発光ダイオードからそれぞれなる、請求項１２に記載のセンタリング装置。

【請求項16】

前記センタリング処理部は、
前記画像に基づいて前記ウエハの実中心座標を演算するステップと、
予め記憶された理想中心座標に基づいて前記理想中心座標からの前記実中心座標のオフセット値を演算するステップと、を実行する、請求項１に記載のセンタリング装置。

【請求項17】

前記センタリング処理部は、前記オフセット値に基づいてウエハ搬送装置による前記ウエハの支持位置を補正するための補正値を演算するステップを実行する、請求項１６に記載のセンタリング装置。

【請求項18】

前記制御装置は、前記画像に基づいて前記ウエハの異常を抽出する異常抽出処理部を有している、請求項１に記載のセンタリング装置。

【請求項19】

前記支持ユニットに接続され、前記支持ユニットを介して前記ウエハを回動させる回動ユニットをさらに含む、請求項１～１８のいずれか一項に記載のセンタリング装置。

【請求項20】

前記回動ユニットは、前記ウエハを初期位置からセンタリング処理が実行される処理位置に回動させる、請求項１９に記載のセンタリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ウエハのセンタリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、ウエハのセンタリングを行うシステムを開示している。このシステムでは、処理チャンバおよび欠陥計測ツールを使用して、集積回路形成用のシリコン基板からなるウエハ（シリコンウエハ）のセンタリング処理が実行される。

【0003】

処理チャンバは、ウエハを支持するチャックを含む。チャックは、ウエハの内方部を裏面側からドット状に支持する複数の支持フィーチャ、および、ウエハの周縁部を裏面側から環状に支持する支持フィーチャを含む。複数の支持フィーチャは、静電引力に起因する把持力によってウエハの当接部に複数の欠陥パターンを形成するように構成されている。

【0004】

欠陥計測ツールは、複数の支持フィーチャに接するウエハを表面側からスキャンし、複数の欠陥パターンの検出およびマッピングを行う。たとえば、特許文献１の図７Ｄに係る実施例の場合、欠陥計測ツールは、欠陥マップに基づいてチャックの中心座標およびウエハの中心座標のオフセット値を求めるステップ、ならびに、ウエハの中心座標をチャックの中心座標上に位置させるようにウエハ取扱機構を調整するステップを実行する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１０－０１５０６９５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前記システムの場合、センタリング対象のウエハのサイズが複数の支持フィーチャのレイアウトによって制限される。また、複数の欠陥パターンがウエハに形成されるため、ウエハの品質が低下する。シリコンウエハは比較的低い透明度を有しているところ、シリコンウエハよりも高い透明度を有するウエハが採用された場合、複数の欠陥パターンが検出されない可能性がある。また、シリコンウエハは比較的低い硬度を有しているところ、シリコンウエハよりも高い硬度を有するウエハが採用された場合、複数の欠陥パターンが形成されない可能性がある。

【0007】

一実施形態は、サイズや材質に依らずに透明なウエハのセンタリング処理を実施できるセンタリング装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一実施形態は、面光源のステージ面を有するステージユニットと、前記ステージ面から離間した位置で透明なウエハの一方面を支持する支持ユニットと、前記ウエハを挟んで前記ステージ面に対向する位置に設けられ、前記ウエハの他方面側から前記ウエハの画像を取得する画像取得ユニットと、前記画像に基づいて前記ウエハのセンタリング処理を実行するセンタリング処理部を有する制御装置と、を含む、センタリング装置を提供する。

【0009】

上述のまたはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面の参照によって説明される実施形態により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、半導体装置の製造に使用されるウエハの一形態を示す模式図である。

【図2】図２は、前記ウエハの他の形態を示す模式図である。

【図3】図３は、半導体製造装置の模式図である。

【図4】図４は、一実施形態に係るセンタリング装置の模式図である。

【図5】図５は、ステージユニットの分解斜視図である。

【図6】図６は、光源ユニットのレイアウト例を示す平面図である。

【図7】図７は、制御装置のハードウェア構成およびソフトウェア構成を示す図である。

【図8】図８は、センタリング処理例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、センタリング処理例を説明するためのウエハ画像である。

【図10】図１０は、異常抽出処理例を説明するためのウエハ画像である。

【図11】図１１は、ステージユニットの第１変形例を示す模式図である。

【図12】図１２は、ステージユニットの第２変形例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、実施形態が詳細に説明される。添付図面は、模式図であり、厳密に図示されたものではなく、縮尺等は必ずしも一致しない。また、添付図面の間で対応する構造には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略または簡略化される。説明が省略または簡略化された構造については、省略または簡略化される前になされた説明が適用される。実施形態では「第１」、「第２」等の文言が使用されるが、これらは説明順序を明確にするために各構造の名称に付された記号であり、各構造の名称を限定する趣旨で付されていない。

【0012】

以下では、半導体装置の製造に使用されるウエハＷについての説明がなされた後、半導体製造装置５についての説明がなされる。図１は、半導体装置の製造に使用されるウエハＷの一形態を示す模式図である。図２は、前記ウエハＷの他の形態を示す模式図である。

【0013】

図１および図２を参照して、ウエハＷは、この形態（this embodiment）では、扁平な円盤状に形成されている。むろん、ウエハＷは、扁平な直方体形状に形成されていてもよい。ウエハＷは、この形態では、透明なウエハＷからなる。透明なウエハＷは、Ｓｉ（シリコン）単結晶（Ｓｉウエハ）の透明度よりも高い透明度を有する半導体結晶を含むウエハＷのことを意味する。さらに、ウエハＷは、この形態では、高硬度なウエハＷからなる。高硬度なウエハＷは、モース硬度に関して、Ｓｉ単結晶（Ｓｉウエハ）の高度よりも高い硬度を有する半導体結晶を含むウエハＷのことを意味する。つまり、ウエハＷはＳｉウエハ以外のウエハＷからなる。

【0014】

ウエハＷは、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含むワイドバンドギャップ半導体ウエハからなることが好ましい。ワイドバンドギャップ半導体は、Ｓｉのバンドギャップよりも大きいバンドギャップを有する半導体である。ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＳｉＣ（炭化シリコン）、Ｃ（ダイアモンド）等が、ワイドバンドギャップ半導体として例示される。

【0015】

この形態では、ウエハＷが六方晶のＳｉＣ単結晶を含むＳｉＣウエハからなる例が示される。ＳｉＣウエハは、Ｓｉ単結晶よりも高い透明度を有し、Ｓｉ単結晶よりも高い高度を有している。六方晶のＳｉＣ単結晶は、２Ｈ（Hexagonal）－ＳｉＣ単結晶、４Ｈ－ＳｉＣ単結晶、６Ｈ－ＳｉＣ単結晶等を含む複数種の晶系を有している。ウエハＷは４Ｈ－ＳｉＣ単結晶を含むことが好ましいが、ウエハＷは他の晶系を含んでいてもよい。

【0016】

純粋なＳｉＣ単結晶は無色透明であるが、ＳｉＣ単結晶は不純物の導入によって不純物濃度や晶系に応じて種々の色を呈する有色透明になる。たとえば、４Ｈ－ＳｉＣ単結晶や６Ｈ－ＳｉＣ単結晶は、ｎ型不純物（５価元素）が導入された場合に緑色透明または黄色透明になる。

【0017】

ウエハＷは、一方側の第１主面１、他方側の第２主面２、ならびに、第１主面１および第２主面２を接続する側面３を有している。以下、第１主面１に沿う一方方向が第１方向Ｘと称され、第１主面１に沿って第１方向Ｘに直交する方向が第２方向Ｙと称され、第１主面１に垂直に直交する方向が鉛直方向Ｚと称される。

【0018】

第１方向ＸはウエハＷの第１結晶方向であり、第２方向ＹはウエハＷのうちの第１結晶方向に直交する第２結晶方向であることが好ましい。第１方向ＸがＳｉＣ単結晶のｍ軸方向であり、第２方向ＹがＳｉＣ単結晶のａ軸方向であってもよい。第１方向ＸがＳｉＣ単結晶のａ軸方向であり、第２方向ＹがＳｉＣ単結晶のｍ軸方向であってもよい。

【0019】

第１主面１および第２主面２は、ＳｉＣ単結晶のｃ面によって形成されている。第１主面１は、機能デバイスの構造物が作り込まれるデバイス形成面であり、ＳｉＣ単結晶のシリコン面によって形成されている。第２主面２は、機能デバイスの構造物が作り込まれない非デバイス形成面であり、ＳｉＣ単結晶のカーボン面によって形成されている。

【0020】

第１主面１および第２主面２は、ｃ面に対して所定のオフ方向に所定の角度で傾斜したオフ角を有していてもよい。つまり、ＳｉＣ単結晶のｃ軸は、鉛直方向Ｚに対してオフ角分だけ傾斜していてもよい。オフ方向は、ＳｉＣ単結晶のａ軸方向（［１１－２０］方向）であることが好ましい。オフ角は、０°を超えて１０°以下であってもよい。オフ角は、５°以下であることが好ましい。オフ角は、２°以上４．５°以下であることが特に好ましい。

【0021】

ウエハＷは、側面３においてＳｉＣ単結晶の結晶方位を示す目印４を有している。目印４は、オリエンテーションフラット４Ｆ（図１参照）およびオリエンテーションノッチ４Ｎ（図２参照）のいずれか一方または双方を含んでいてもよい。オリエンテーションフラット４Ｆは、鉛直方向Ｚから見た平面視（以下、単に「平面視」という。）において直線状に切り欠かれた切り欠き部からなる。オリエンテーションノッチ４Ｎは、平面視において第１主面１の中央部に向けて凹形状に切り欠かれた切り欠き部からなる。

【0022】

目印４は、単一または複数のオリエンテーションフラット４Ｆを含んでいてもよい。オリエンテーションフラット４Ｆは、平面視において第１方向Ｘまたは第２方向Ｙに延びていてもよい。図１の例では、オリエンテーションフラット４Ｆは、平面視において第１方向Ｘに延びている。

【0023】

オリエンテーションフラット４Ｆは、必ずしも第１方向Ｘに延びている必要はなく、第２方向Ｙに延びていてもよい。また、目印４は、第１方向Ｘに延びる第１のオリエンテーションフラット４Ｆ、および、第２方向Ｙに延びる第２のオリエンテーションフラット４Ｆを含んでいてもよい。

【0024】

目印４は、単一または複数のオリエンテーションノッチ４Ｎを含んでいてもよい。オリエンテーションノッチ４Ｎは、平面視において第１主面１の中央部に向かう先細り形状（テーパ形状または三角形状）に形成されていてもよい。オリエンテーションノッチ４Ｎは、平面視において第１方向Ｘまたは第２方向Ｙに窪んでいてもよい。図２の例では、オリエンテーションノッチ４Ｎは、平面視において第２方向Ｙに窪んでいる。

【0025】

オリエンテーションノッチ４Ｎは、必ずしも第２方向Ｙに窪んでいる必要はなく、第１方向Ｘに窪んでいてもよい。また、目印４は、第１方向Ｘに窪んだ第１のオリエンテーションノッチ４Ｎ、および、第２方向Ｙに窪んだ第２のオリエンテーションノッチ４Ｎを含んでいてもよい。

【0026】

むろん、目印４は、オリエンテーションフラット４Ｆやオリエンテーションノッチ４Ｎに限らず、第１主面１および／または第２主面２に付された結晶方位マークであってもよい。結晶方位マークは、第１主面１および／または第２主面２に直接形成されていてもよいし、第１主面１および／または第２主面２にプリントされていてもよい。ウエハＷが結晶方位マークを有する場合、オリエンテーションフラット４Ｆやオリエンテーションノッチ４Ｎは省略されてもよい。むろん、目印４を有さないウエハＷが採用されてもよい。

【0027】

ウエハＷは、平面視において２５ｍｍ以上３００ｍｍ以下（つまり１インチ以上１２インチ以下）の直径を有していてもよい。ウエハＷの直径は、目印４外においてウエハＷの中心を通る弦の長さによって定義される。むろん、３００ｍｍ（１２インチ）よりも大きい直径（たとえば１３インチ以上２０インチ以下の直径）を有するウエハＷが採用されてもよい。

【0028】

ウエハＷは、１００μｍ以上１５００μｍ以下の厚さを有していてもよい。ウエハＷの厚さは、１００μｍ以上２５０μｍ以下、２５０μｍ以上５００μｍ以下、５００μｍ以上７５０μｍ以下、７５０μｍ以上１０００μｍ以下、１０００μｍ以上１２５０μｍ以下、１２５０μｍ以上１５００μｍ以下のいずれか１つの範囲に属する値を有していてもよい。

【0029】

ウエハＷは、基板（ＳｉＣ基板）からなる単層構造を有していてもよい。ウエハＷは、基板およびエピタキシャル層を含む積層構造を有していてもよい。基板は、ｎ型の導電型を有していてもよいし、ｐ型の導電型を有していてもよい。

【0030】

エピタキシャル層は、ｎ型の導電型を有していてもよいし、ｐ型の導電型を有していてもよい。エピタキシャル層の導電型は、基板の導電型と同じであってもよいし、基板の導電型と異なっていてもよい。エピタキシャル層は、基板の不純物濃度未満の不純物濃度を有していることが好ましい。エピタキシャル層は、基板の厚さ未満の厚さを有していることが好ましい。

【0031】

図３は、半導体製造装置５の模式図である。図３を参照して、半導体製造装置５は、ウエハ処理装置６、センタリング装置７およびウエハ搬送装置８を含む。ウエハ処理装置６は、１枚または複数枚のウエハＷに対して所定の半導体製造処理を実行するユニットである。所定の半導体製造処理は、ウエハＷの全体、ウエハＷの第１主面１およびウエハＷの第２主面２のうちのいずれか１つに対して実行される。

【0032】

所定の半導体製造処理は、特定の半導体製造処理に制限されない。たとえば、所定の半導体製造処理は、洗浄、エピタキシャル成長、レジスト塗布、レジスト露光、レジスト現像、レジスト剥離、イオン注入、熱処理、アニール処理、酸化処理、ウエットエッチング、ドライエッチング、蒸着、化学気相成長、スパッタリング、めっき、レーザ光照射、電子線照射、中性子線照射、研削（研磨）、電気的特性評価、外観検査、ダイシング等であってもよい。

【0033】

つまり、ウエハ処理装置６は、洗浄装置、エピタキシャル成長装置、レジスト塗布装置、レジスト露光装置、レジスト現像装置、レジスト剥離装置、イオン注入装置、熱処理装置、アニール処理装置、酸化処理装置、ウエットエッチング装置、ドライエッチング装置、蒸着装置、化学気相成長装置、スパッタリング装置、めっき装置、レーザ光照射装置、電子線照射装置、中性子線照射装置、研削（研磨）装置、電気的特性評価装置、外観検査装置、ダイシング装置等であってもよい。むろん、ウエハ処理装置６は、これら以外の半導体製造処理を実行する装置であってもよい。

【0034】

センタリング装置７は、１枚のウエハＷの中心位置を設定するセンタリング処理を実行するユニットである。センタリング処理は、この形態では、ウエハ処理装置６に搬入される前段階のウエハＷに対して実行される。したがって、中心位置設定後（つまり、センタリング処理完了後）のウエハＷがウエハ処理装置６に搬入され、所定の半導体製造処理に付される。

【0035】

センタリング装置７は、異なるサイズ（直径）の複数種のウエハＷに対してセンタリング処理を実行するように構成されている。つまり、センタリング装置７においてセンタリング処理に付されるウエハＷのサイズ（直径）は、ウエハ処理装置６において半導体製造処理に付されるウエハＷのサイズ（直径）による制限を受けない。したがって、同一構成のセンタリング装置７を異なる半導体製造処理を実行する複数種のウエハ処理装置６に対して適用可能である。

【0036】

ウエハ搬送装置８は、ウエハ処理装置６およびセンタリング装置７の間に介装され、ウエハ処理装置６およびセンタリング装置７の間でウエハＷを搬送するように構成されている。たとえば、ウエハ搬送装置８は、第１主面１側、第２主面２側または側面３側からウエハＷを支持する支持アーム９を有している。支持アーム９によるウエハＷの支持方式等のウエハ搬送装置８の構成は、ウエハ処理装置６の形態や半導体製造処理の種別に応じて種々の形態を採る。

【0037】

ウエハ搬送装置８は、ウエハ処理装置６にウエハＷを搬入し、ウエハ処理装置６からウエハＷを搬出するように構成されている。また、ウエハ搬送装置８は、センタリング装置７にウエハＷを搬入し、ウエハ処理装置６からウエハＷを搬出するように構成されている。半導体製造装置５が１枚または複数枚のウエハＷを収容するロードポートを有している場合、ウエハ搬送装置８は、ロードポートにウエハＷを搬入し、ロードポートからウエハＷを搬出するように構成される。

【0038】

ウエハ搬送装置８は、ウエハ処理装置６の一構成要素として見做されてもよいし、センタリング装置７の一構成要素として見做されてもよい。むろん、ロードポートも、ウエハ処理装置６の一構成要素として見做されてもよいし、センタリング装置７の一構成要素として見做されてもよい。

【0039】

以下、図３に加えて図４～図７を参照して、センタリング装置７の構成が具体的に説明される。図４は、一実施形態に係るセンタリング装置７の模式図である。図５は、ステージユニット２０の分解斜視図である。図６は、光源ユニット２４のレイアウト例を示す平面図である。図７は、制御装置６０のハードウェア構成およびソフトウェア構成を示す図である。図４では、ウエハ搬送装置８の図示が簡略化されている。図５では、光源ユニット２４の図示が省略されている。

【0040】

図３～図７を参照して、センタリング装置７は、処理空間を有するチャンバ１０を含む。チャンバ１０は、箱型の隔壁１１、隔壁１１に設けられたウエハＷの搬出入用の搬送開口１２、および、搬送開口１２を開閉するシャッタ１３を含む。チャンバ１０に対するウエハＷの搬送は、搬送開口１２を介して前述のウエハ搬送装置８（支持アーム９）によって行われる。シャッタ１３は、ウエハＷの搬入時に開口し、ウエハＷの搬入後に閉口する。また、シャッタ１３は、ウエハＷの搬出時に開口し、ウエハＷの搬出後に閉口する。

【0041】

センタリング装置７は、チャンバ１０内に配置されたステージユニット２０を含む。ステージユニット２０は、ウエハＷの搬入位置（搬送位置）に対して鉛直方向Ｚの下方側に配置されている。ステージユニット２０は、面光源のステージ面２１を有し、ウエハＷの一方面に対して光を照射するように構成されている。つまり、ステージユニット２０は、ウエハＷの第１主面１または第２主面２に対して面状の光を照射する照明ユニットでもある。

【0042】

ステージ面２１は、この形態では、平面視において四角形状（具体的には長方形状）に形成され、水平に延びる平坦面を有している。むろん、ステージ面２１は、多角形状や円形状に形成されていてもよい。ステージ面２１は、半透明または不透明の単色であることが好ましい。ステージ面２１の面色は、ウエハＷの色とは異なることが特に好ましい。たとえば、ステージ面２１の面色は、白色または白色系色（白色を基調とした明清色）であることが好ましい。

【0043】

ステージ面２１は、ウエハＷの平面積以上の平面積を有している。具体的には、ステージ面２１の平面積は、検査対象となる種々のサイズ（直径）のウエハＷのうち最も大きいサイズを有するウエハＷの平面積よりも大きい。ステージ面２１は、鉛直方向ＺにウエハＷに対向する対向領域、および、鉛直方向ＺにウエハＷに対向しない非対向領域を含む。ステージ面２１は、対向領域および非対向領域の双方において面状光を生成するように構成されている。これにより、ステージ面２１は、種々のサイズのウエハＷの全体に光を照射する。

【0044】

面光源のステージ面２１が提供される限り、ステージユニット２０の構成は任意である。以下、一構成例としてのバックライト方式のステージユニット２０が示される。一構成例において、ステージユニット２０は、光取り出し開口２２を有する有底箱型の筐体２３、筐体２３内に配置された光源ユニット２４、および、光取り出し開口２２を閉塞する光透過拡散板２５を有している。

【0045】

筐体２３は、底壁２６および側壁２７を有している。底壁２６は、平面視において四角形状（この形態では長方形状）に形成されている。むろん、底壁２６は、多角形状や円形状に形成されていてもよい。底壁２６は、金属やガラス等の無機板、または、樹脂等の有機板によって形成されていてもよい。

【0046】

底壁２６は、鉛直方向ＺにウエハＷに対向する対向領域、および、鉛直方向ＺにウエハＷに対向しない非対向領域を含む。底壁２６は、この形態では、内方部（対向領域）に形成された第１貫通孔２８を有している。第１貫通孔２８は、底壁２６の中心部に形成されていることが好ましい。第１貫通孔２８は、この形態では、円形状に形成されている。第１貫通孔２８は、平面視において四角形状や多角形状に形成されていてもよい。

【0047】

側壁２７は、底壁２６の周縁に沿って筒状（この形態では四角筒状）に立設され、底壁２６とは反対側において光取り出し開口２２を区画している。側壁２７は、底壁２６の平面形状に応じて、多角筒状や円筒状に立設されていてもよい。側壁２７は、金属やガラス等の無機板、または、樹脂等の有機板によって形成されていてもよい。側壁２７は、底壁２６と同一部材からなり、底壁２６と一体的に形成されていてもよい。むろん、側壁２７は、底壁２６とは別部材からなり、底壁２６に取り付けられていてもよい。

【0048】

筐体２３は、この形態では、底壁２６の第１貫通孔２８に連通するように底壁２６に設けられた管部２９を有している。管部２９は、第１貫通孔２８を取り囲む筒状に形成され、底壁２６から光取り出し開口２２に向けて立設されている。管部２９は、底壁２６と同一部材からなり、底壁２６と一体的に形成されていてもよい。むろん、管部２９は、底壁２６とは別部材からなり、底壁２６に取り付けられていてもよい。管部２９は必ずしも設けられている必要はなく、必要に応じて取り除かれてもよい。

【0049】

光源ユニット２４は、筐体２３内に収容されている。光源ユニット２４は、配線基板３０および複数の光源３１を含む。配線基板３０は、底壁２６の上に配置されている。添付図面では、配線基板３０に電気的に接続される電源や引き回し配線の図示は省略されている。

【0050】

配線基板３０は、この形態では、複数のプリント回路基板によって構成されている。複数のプリント回路基板は、一方方向に延びる帯状にそれぞれ形成されている。むろん、配線基板３０は、単一のプリント回路基板によって構成されていてもよい。プリント回路基板は、リジッドプリント回路基板、フレキシブルプリント回路基板またはリジッドフレキシブルプリント回路基板からなっていてもよい。プリント回路基板の構成は、複数の光源３１のレイアウトや電気的な接続形態（実装形態）等に応じて適宜調節される。

【0051】

複数の光源３１は、この形態では、発光ダイオードからそれぞれなる。つまり、複数の光源３１は、点光源からそれぞれなる。むろん、複数の光源３１は、発光ダイオード以外の光源３１（たとえば電球や蛍光灯）からそれぞれなっていてもよい。また、複数の光源３１は、点光源に限らず、線光源や面光源であってもよい。

【0052】

複数の光源３１は、光取り出し開口２２に向けて光を放出する姿勢で、間隔を空けて配線基板３０に実装されている。複数の光源３１は、平面視において一方方向および当該一方方向に交差（具体的には直交）する他方方向に間隔を空けて規則的なレイアウトで配列されていることが好ましい。

【0053】

複数の光源３１は、底壁２６の対向領域の上に配置された複数の光源３１、および、底壁２６の非対向領域の上に配置された複数の光源３１を含むことが特に好ましい。複数の光源３１は、平面視において行列状、千鳥状または同心円状に配列されていてもよい。図６では、複数の光源３１が行列状に配列された例が示されている。

【0054】

複数の光源３１が行列状に配列される場合、一方方向または他方方向に間隔を空けて配列された複数の光源３１は、他方方向または一方方向に他の光源３１に一対一の対応関係でそれぞれ対向する。この場合、複数の光源３１は、一方方向または他方方向にストライプ状に延びる複数のプリント回路基板に実装されていてもよいし、単一のプリント回路基板に実装されていてもよい。

【0055】

複数の光源３１が千鳥状に配列される場合、一方方向または他方方向に間隔を空けて配列された複数の光源３１は、他方方向または一方方向に他の光源３１の間の領域に一対一の対応関係でそれぞれ対向する。この場合、複数の光源３１は、一方方向または他方方向にストライプ状に延びる複数のプリント回路基板に実装されていてもよいし、単一のプリント回路基板に実装されていてもよい。

【0056】

複数の光源３１が同心円状に配列される場合、複数の光源３１は底壁２６の中心部（たとえば第１貫通孔２８）を取り囲む複数の仮想円上に間隔を空けて配列される。この場合、複数の光源３１は、同心円状に延びる複数のプリント回路基板に実装されていてもよいし、単一のプリント回路基板に実装されていてもよい。

【0057】

光源ユニット２４は、同一発光色（同一発光波長）の複数の光源３１のみを含んでいてもよい。この場合、光源ユニット２４は、調光機能を備えていてもよい。たとえば、光源ユニット２４は、外部からの入力信号に応答して複数の光源３１の点灯数や複数の光源３１に対する印加電流等が調節されるように構成されていてもよい。この場合、複数の光源３１は、白色光、紫外光、青色光、緑色光、黄色光、赤色光および赤外光のうちのいずれか１つの光を生成してもよい。ウエハＷの色合いを鑑みると、白色光または黄色光を放出する複数の光源３１が採用されることが好ましい。

【0058】

光源ユニット２４は、異なる発光色（異なる発光波長）の複数種の光源３１を含んでいてもよい。この場合、光源ユニット２４は、調光機能および調色機能のいずれか一方または双方を備えていてもよい。たとえば、光源ユニット２４は、外部からの入力信号に応答して点灯すべき光源３１の種別、複数の光源３１の点灯数、複数の光源３１に対する印加電流等が調節されるように構成されていてもよい。

【0059】

異なる発光色の複数種の光源３１は、同一発光色の複数の光源３１が偏在しないように、一定の配列周期で配列されることが好ましい。たとえば、光源ユニット２４は、白色光を生成する複数の第１の光源３１および白色光以外の光を生成する複数の第２の光源３１を含んでいてもよい。この場合、複数の第１の光源３１および複数の第２の光源３１は、一方方向および／または他方方向に交互に配列されることが好ましい。

【0060】

複数の第２の光源３１は、紫外光、青色光、緑色光、黄色光、赤色光および赤外光のうちのいずれか１つの光を生成してもよい。ウエハＷの色合いを鑑みると、複数の第２の光源３１は、黄色光を放出する複数の光源３１を含むことが好ましい。

【0061】

むろん、光源ユニット２４は、赤色光を生成する複数の第１の光源３１、緑色光を生成する複数の第２の光源３１、および、青色光を生成する複数の第３の光源３１を含み、第１～第３の光源３１を同時に点灯することによって白色光を生成するように構成されていてもよい。

【0062】

光透過拡散板２５は、この形態では、筐体２３の形状に対応して平面視において四角形状（この形態では長方形状）に形成され、筐体２３の側壁２７に取り付けられている。光透過拡散板２５は、筐体２３の形状に対応して多角形状や円形状に形成されていてもよい。光透過拡散板２５は、ガラス等の無機板、または、樹脂等の有機板によって形成されていてもよい。光透過拡散板２５は、筐体２３の側壁２７にボルト止め、接着または嵌着されていてもよい。

【0063】

光透過拡散板２５は、光源ユニット２４からの光が入射する入射面、および、入射面からの光を拡散して出射する前述のステージ面２１としての出射面を有している。つまり、光透過拡散板２５は、面光源としてのステージ面２１を形成している。光透過拡散板２５は、光源ユニット２４から照射された光の輝度の均一化を図り、ウエハＷに向けて放出される光の輝度均斉度を高める。光透過拡散板２５は、半透明または不透明の単色であることが好ましい。

【0064】

光透過拡散板２５は、入射面および出射面のいずれか一方または双方において光を拡散させる凹凸（an unevenness）を有する光拡散構造を有している。光拡散構造は、プリズム構造と称されてもよい。光拡散構造は、入射面および出射面のいずれか一方または双方に直接形成されていてもよい。むろん、光拡散構造は、光拡散シート（プリズムシート）を入射面および出射面のいずれか一方または双方に取り付けることによって形成されていてもよい。

【0065】

光透過拡散板２５は、この形態では、内方部において第２貫通孔３２を有している。つまり、第２貫通孔３２は、ステージ面２１を貫通している。第２貫通孔３２は、管部２９を介して底壁２６の第１貫通孔２８に連通する位置に形成されている。第２貫通孔３２は、光透過拡散板２５の中心部に形成されていることが好ましい。第２貫通孔３２は、この形態では、円形状に形成されている。第２貫通孔３２は、平面視において四角形状や多角形状に形成されていてもよい。

【0066】

センタリング装置７は、ステージ面２１から離間した位置でウエハＷの一方面（第１主面１または第２主面２）を支持する支持ユニット４０を含む。支持ユニット４０は、この形態では、ウエハＷの一方面の内方部を一箇所で支持する単一の支持部４１を有している。支持部４１は、この形態では、ウエハＷの一方面の中央部を支持するように構成されている。支持部４１は、ステージ面２１に対して水平に延びる平坦面からなる。

【0067】

支持ユニット４０は、第２貫通孔３２に挿装された支持部材４２を有している。支持部材４２は、鉛直方向Ｚに延びる柱状部材からなり、ステージ面２１から離間した位置に支持部４１を有している。支持部材４２は、この形態では、第１貫通孔２８からステージユニット２０の下方に突出し、第２貫通孔３２からステージユニット２０（ステージ面２１）の上方に突出するように第１貫通孔２８および第２貫通孔３２に挿装されている。

【0068】

つまり、支持部材４２は、ステージユニット２０の下方に位置する第１端部４２ａ、および、ステージ面２１の上方で支持部４１を形成する第２端部４２ｂを有している。支持部材４２は、この形態では、管部２９を介して第１貫通孔２８および第２貫通孔３２に挿装されている。支持部材４２は、第１貫通孔２８および第２貫通孔３２に遊貫されており、鉛直方向Ｚに沿う回動軸周りに回動するように構成されている。

【0069】

支持部材４２は、支持部４１において外部から吸引力が付与される吸引孔４３を有している。つまり、支持ユニット４０は、この形態では、支持部４１においてウエハＷの一方面を吸着支持する吸着ユニットからなる。支持部材４２は、この形態では、鉛直方向Ｚに延びる筒状部材からなる。

【0070】

したがって、吸引孔４３は、鉛直方向Ｚに第１端部４２ａおよび第２端部４２ｂを貫通している。吸引孔４３は、必ずしも第１端部４２ａを貫通している必要はなく、支持部材４２の側壁を貫通していてもよい。支持部材４２は、金属等の無機部材、または、樹脂等の有機部材によって形成されていてもよい。

【0071】

センタリング装置７は、支持部材４２に取り付けられた吸引ポンプ４５を含む。吸引ポンプ４５は、吸引孔４３に接続され、鉛直方向Ｚの下方側（つまり第２端部４２ｂ側から第１端部４２ａ側）に向かう吸引力を吸引孔４３に付与する。吸引ポンプ４５は、この形態では、支持部材４２の第１端部４２ａに接続されている。

【0072】

センタリング装置７は、支持ユニット４０を鉛直方向Ｚに沿う回動軸周りに回動させるように支持ユニット４０に取り付けられた回動ユニット４６を含む。たとえば、回動ユニット４６は、支持部材４２に取り付けられた電動モータ４７、および、電動モータ４７を収容するモータハウジング４８を含む。

【0073】

回動ユニット４６は、この形態では、ステージユニット２０の下方に配置され、支持部材４２の第１端部４２ａに接続されている。つまり、回動ユニット４６は、ステージユニット２０を挟んでウエハＷに対向する位置に設けられ、ステージユニット２０によって隠蔽されている。回動ユニット４６は、支持部材４２（第１端部４２ａ）に回動力を付与することによって、支持部材４２を介してウエハＷを回動軸周りに回動させる。

【0074】

たとえば、回動ユニット４６は、ウエハＷが支持部材４２の上に配置された初期位置から、ウエハＷの中心位置を測定するための処理位置にウエハＷを回動させるように構成されている。ウエハＷは、支持ユニット４０によって支持（吸着）された状態で回動される。ステージユニット２０によって隠蔽される限り、回動ユニット４６の配置箇所は任意である。たとえば、回動ユニット４６は、筐体２３内に配置されていてもよい。

【0075】

センタリング装置７は、支持ユニット４０に支持されたウエハＷの画像（以下、単に「ウエハ画像ＷＩ」と言う。）を取得する画像取得ユニット５０を含む。画像取得ユニット５０は、撮像装置５１を含む。撮像装置５１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型のイメージセンサおよびＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型のイメージセンサのいずれか一方または双方を含む。

【0076】

ウエハ画像ＷＩは、画像取得ユニット５０によって取得されたウエハＷ（撮像対象）のデジタル画像データであり、複数の画素によって構成されている。複数の画素は、輝度値をそれぞれ含む。各輝度値は、対応する画素の輝度を所定ビット数（たとえば４ビット以上１６ビット以下、典型的には８ビット以上１２ビット以下）の階調で表す数値データである。たとえば、画素の輝度が８ビットの階調で表現される場合、輝度値は２５６階調の数値データとなる。画素の濃淡は、この輝度値の大小によって表現される。画像取得ユニット５０は、撮像装置５１によって取得したウエハ画像ＷＩを外部に出力する。

【0077】

画像取得ユニット５０は、支持ユニット４０によるウエハＷの支持位置を挟んでステージ面２１に対向する位置に設けられている。具体的には、画像取得ユニット５０は、支持ユニット４０から鉛直方向Ｚに離間し、鉛直方向Ｚに支持ユニット４０（支持部材４２）に対向している。画像取得ユニット５０は、撮像装置５１が鉛直方向Ｚに支持ユニット４０（支持部材４２）に対向するように配置されていることが好ましい。

【0078】

画像取得ユニット５０は、支持ユニット４０がウエハＷの一方面を支持し、ステージ面２１がウエハＷの一方面に光を照射している状態においてウエハＷの他方面のウエハ画像ＷＩを取得する。つまり、支持ユニット４０がウエハＷの第１主面１を支持している場合、画像取得ユニット５０はウエハＷの第２主面２のウエハ画像ＷＩを取得する。一方、支持ユニット４０がウエハＷの第２主面２を支持している場合、画像取得ユニット５０はウエハＷの第１主面１のウエハ画像ＷＩを取得する。

【0079】

ウエハ画像ＷＩは、ウエハＷおよび当該ウエハＷの周囲の画像を含む。つまり、ウエハ画像ＷＩは、ウエハＷ、ステージ面２１のうちウエハＷから透過した部分、支持ユニット４０のうちウエハＷから透過した部分、および、ステージ面２１のうちウエハＷ外に位置する部分を含む。

【0080】

ウエハＷは、外気とは異なる透過率、屈折率、反射率等を有している。したがって、ステージ面２１からウエハＷに照射された光は、ステージ面２１からウエハＷ外に照射された光とは異なる光路を進む。これにより、ウエハ画像ＷＩでは、ウエハＷのうちステージ面２１に対向する領域およびウエハＷのうちステージ面２１に対向しない領域の間に濃淡（明暗）が形成される。

【0081】

図４および図７を参照して、センタリング装置７は、制御装置６０を含む。制御装置６０は、ウエハ搬送装置８、ステージユニット２０、吸引ポンプ４５、回動ユニット４６、画像取得ユニット５０等に接続され、ウエハ搬送装置８、ステージユニット２０、吸引ポンプ４５、回動ユニット４６、画像取得ユニット５０等を所定の処理動作で制御するように構成されている。

【0082】

制御装置６０は、ウエハ搬送装置８、ステージユニット２０、吸引ポンプ４５、回動ユニット４６、画像取得ユニット５０等に有線または無線によって接続されていてもよい。むろん、制御装置６０は、別のコンピュータ（制御装置）を介してウエハ搬送装置８、ステージユニット２０、回動ユニット４６、吸引ポンプ４５、画像取得ユニット５０等に有線または無線によって接続されていてもよい。

【0083】

制御装置６０は、処理装置６１、周辺装置６２、および、これらを接続するバス配線６３を含む。処理装置６１は、中央処理装置６４および主記憶装置６５を含む。中央処理装置６４は、ＣＰＵと称されてもよい。たとえば、主記憶装置６５は、半導体記憶装置を含む。半導体記憶装置は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリや、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリを含んでいてもよい。

【0084】

周辺装置６２は、補助記憶装置６６、入力装置６７および表示装置６８を含む。たとえば、補助記憶装置６６は、中央処理装置６４に所定のステップを実行させるプログラムが記憶された記憶媒体（具体的には不揮発性記憶媒体）である。補助記憶装置６６は、単一の記憶媒体によって構成されていてもよいし、複数の記憶媒体によって構成されていてもよい。たとえば、補助記憶装置６６は、磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリ等を含んでいてもよい。

【0085】

入力装置６７は、外部からの操作（たとえばユーザの操作）によって処理装置６１にデータを取り込むための装置である。たとえば、入力装置６７は、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル等を含んでいてもよい。表示装置６８は、処理装置６１内の処理内容を外部に出力する装置である。たとえば、表示装置６８は、タッチパネルやディスプレイ等の表示部６８ａを含み、所定の操作ウインドウと共にウエハ画像ＷＩを表示部６８ａに表示するように構成されていてもよい。

【0086】

センタリング装置７は、補助記憶装置６６に格納されたソフトウェアシステム（プログラム）としてのセンタリング装置制御部７０を有している。センタリング装置制御部７０は、画像取得ユニット５０によって取得されたウエハ画像ＷＩに基づいて種々の演算処理や判定処理を行うように構成されている。センタリング装置制御部７０は、所定の操作ウインドウと共に表示装置６８に表示されるように構成されていてもよい。

【0087】

センタリング装置制御部７０は、画像格納部７１、データ格納部７２、画像処理部７３、位置合わせ処理部７４、センタリング処理部７５および異常抽出処理部７６を含む。画像格納部７１は、ウエハ画像ＷＩを取り込み、格納する領域である。データ格納部７２は、制御対象の制御に必要な各種のパラメータや画像処理に必要な各種のパラメータ等が格納された領域である。

【0088】

画像処理部７３は、ウエハ画像ＷＩに対して所定の画像処理を施す領域である。具体的には、画像処理部７３は、ウエハ画像ＷＩに対して画質変換処理、色調変換処理、二値化処理、ブロブ解析処理等の種々の画像処理を施すように構成されている。

【0089】

二値化処理は、複数の画素の輝度値（階調）に閾値を設定し、当該閾値を境界にウエハ画像ＷＩを２色（たとえば白色および黒色）の２階調画像に変換する処理である。閾値は任意であり、二値化処理は複数の閾値に対して実行され得る。ブロブ解析処理は、二値化処理後のウエハ画像ＷＩ（２階調画像）に含まれるブロブ（つまりウエハＷ）の形状、面積、周囲長、中心位置、真円度、角度等を演算する処理である。

【0090】

位置合わせ処理部７４は、ウエハＷを初期位置から処理位置に変移させる位置合わせ処理を実行する領域である。初期位置は、ウエハＷがウエハ搬送装置８によって支持部材４２の上に配置された初期の位置である。処理位置は、センタリング処理が実行される基準位置である。

【0091】

まず、位置合わせ処理部７４は、ウエハＷの初期位置を示すウエハ画像ＷＩに基づいてウエハＷの初期位置を演算するステップを実行する。初期位置の演算ステップは、目印４の目標角度位置に対する目印４の初期角度位置のずれ角を演算するステップを含んでいてもよい。目印４の目標角度位置は、ウエハＷが処理位置に位置する場合の目印４の角度位置である。目印４の初期角度位置は、ウエハＷが初期位置に位置する場合の目印４の角度位置である。

【0092】

つまり、初期位置の演算ステップは、予め定められた目標方向に対するウエハＷの結晶方向（たとえばＳｉＣ単結晶のａ軸方向やｍ軸方向）のずれ角を演算するステップを含んでいてもよい。換言すると、位置合わせ処理部７４は、ウエハＷの結晶方向を予め定められた目標方向に定位させるようにウエハＷを変移させる処理を実行するように構成されていてもよい。ウエハＷの初期位置は、二値化処理後のウエハ画像ＷＩ（２階調画像）に基づいてブロブ解析処理によって演算されてもよい。

【0093】

次に、位置合わせ処理部７４は、目印４のずれ角に基づいて、初期角度位置から目標角度位置までの回動ユニット４６の回動角（つまり回動方向および回動量）を演算するステップを実行する。回動角は、最小回動角であることが好ましい。

【0094】

次に、位置合わせ処理部７４は、回動角に基づいて回動ユニット４６の駆動指令を生成するステップを実行し、当該駆動指令を回動ユニット４６に出力するステップを実行する。駆動指令を受信した回動ユニット４６は、所定の回動角で支持ユニット４０を回動させ、ウエハＷを初期位置から処理位置に変移させる。

【0095】

センタリング処理部７５は、画像取得ユニット５０によって取得されたウエハ画像ＷＩに基づいてウエハＷのセンタリング処理を実行する領域である。ここでのウエハ画像ＷＩは、ウエハＷが処理位置に位置する時の画像である。具体的には、センタリング処理部７５は、画像処理部７３を含み、画像処理部７３と協働してウエハＷのセンタリング処理を実行する。

【0096】

以下、図８および図９を参照して、センタリング処理部７５によるセンタリング処理例が示される。図８は、センタリング処理例を示すフローチャートである。図９は、センタリング処理例を説明するためのウエハ画像ＷＩである。

【0097】

図８および図９を参照して、まず、センタリング処理部７５は、ウエハＷの実中心座標ＲＣを演算する（第１ステップＳ１）。ウエハＷの実中心座標ＲＣは、ウエハ画像ＷＩにおけるウエハ座標系に係るウエハＷの中心座標である。ウエハ座標系は、ウエハＷの結晶方向に沿って設定される結晶座標系であってもよい。結晶方向は、ＳｉＣ単結晶のａ軸方向、および、当該ａ軸方向に直交するｍ軸方向であってもよい。

【0098】

つまり、ウエハ座標系は、ウエハＷの目印４の位置を基準に第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに設定されるＸ－Ｙ座標系から算出されてもよい。図９では、ウエハＷの実中心座標ＲＣが第１仮想照準線Ｌ１によって示されている。第１仮想照準線Ｌ１は第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに延びるＬ字線または十字線であり、実中心座標ＲＣは第１仮想照準線Ｌ１の交点である。第１仮想照準線Ｌ１は、ウエハ画像ＷＩと共に表示装置６８に表示されてもよいが、必ずしも表示装置６８に表示される必要はない。

【0099】

ウエハＷの実中心座標ＲＣは、二値化処理後のウエハ画像ＷＩ（２階調画像）に基づいてブロブ解析処理によって演算されてもよい。たとえば、ウエハＷの実中心座標ＲＣは、ウエハ画像ＷＩ（２階調画像）におけるウエハＷの周縁から演算されてもよい。実中心座標ＲＣは、ウエハ画像ＷＩ（２階調画像）におけるウエハＷの目印４を基準位置としてウエハＷの周縁から演算されてもよい。

【0100】

次に、センタリング処理部７５は、ウエハＷの理想中心座標ＩＣからウエハＷの実中心座標ＲＣのオフセット値Ｖｏを演算する（第２ステップＳ２）。オフセット値Ｖｏは、理想中心座標ＩＣからの実中心座標ＲＣのずれ量である。ウエハＷの理想中心座標ＩＣは、データ格納部７２等に予め記憶された基準座標であり、ウエハ座標系から切り離されている。理想中心座標ＩＣは、異なるサイズの複数種のウエハＷのウエハ画像ＷＩに対して共通に適用される。つまり、単一の理想中心座標ＩＣが、異なるサイズのウエハＷを表す複数種のウエハ画像ＷＩに対して適用される。

【0101】

理想中心座標ＩＣは、支持ユニット４０の支持部４１を基準（原点）とするステージ座標系のウエハＷの理想的な中心座標であってもよい。図９では、ウエハＷの理想中心座標ＩＣが第２仮想照準線Ｌ２によって示されている。第２仮想照準線Ｌ２は、第１仮想照準線Ｌ１に対して平行なＬ字線または十字線であり、理想中心座標ＩＣは第２仮想照準線Ｌ２の交点である。第２仮想照準線Ｌ２の交点は、この形態では、支持部４１の中心に位置している。第２仮想照準線Ｌ２やオフセット値Ｖｏは、ウエハ画像ＷＩと共に表示装置６８に表示されてもよいが、必ずしも表示装置６８に表示される必要はない。

【0102】

次に、センタリング処理部７５は、オフセット値Ｖｏに基づいてウエハ搬送装置８によるウエハＷの支持位置（支持座標）を補正するための補正値を演算する（第３ステップＳ３）。次に、センタリング処理部７５は、補正値に基づいて補正指令を生成し（第４ステップＳ４）、当該補正指令をウエハ搬送装置８に出力する（第５ステップＳ５）。

【0103】

補正指令を受信したウエハ搬送装置８は、補正後の支持位置でウエハＷを支持し、センタリング装置７からセンタリング処理済みのウエハＷを搬出する。その後、ウエハＷは、ウエハ処理装置６に搬入され、所定の半導体製造処理に付される。補正後の支持位置（支持座標）は、ウエハ画像ＷＩと共に表示装置６８に表示されてもよいが、必ずしも表示装置６８に表示される必要はない。

【0104】

図７を再度参照して、異常抽出処理部７６は、ウエハ画像ＷＩに基づいてウエハＷの異常を抽出する処理を実行するように構成されている。ウエハＷの異常は、具体的にはウエハＷの面内異常である。たとえば、面内異常は、ウエハＷの内部または外面に形成される結晶欠陥（面欠陥）、擦り傷、クラック等である。

【0105】

異常抽出処理部７６は、画像処理部７３を含み、画像処理部７３と協働してウエハＷの異常抽出処理を実行する。以下、図１０を参照して、異常抽出処理部７６によるウエハＷの異常抽出処理例が示される。図１０は、異常抽出処理例を説明するためのウエハ画像ＷＩである。図１０では、ウエハＷの異常部Ｐがハッチングによって示されている。

【0106】

ウエハＷの面内異常領域は、ウエハＷの正常領域とは異なる屈折率を有している。したがって、ステージ面２１から面内異常領域に照射された光は、ステージ面２１から正常領域に照射された光とは異なる光路を進む。したがって、ウエハ画像ＷＩでは、面内異常領域に相当する領域が正常領域に相当する領域との間で異常部Ｐとしての濃淡を形成する。異常抽出処理部７６は、この濃淡度合いに基づいてウエハＷの異常部Ｐを抽出する。

【0107】

異常抽出処理は、二値化処理（ブロブ解析処理）によってウエハＷの異常部Ｐを抽出するステップを実行してもよい。たとえば、異常抽出処理部７６は、ウエハ画像ＷＩに含まれる複数の画素の輝度値に基づいてウエハＷの異常を抽出するステップを実行してもよい。この場合、異常抽出処理部７６は、複数の画素の輝度値に対して異常抽出用の閾値を設定し、当該閾値以上の輝度値を有する画素をウエハＷの異常部Ｐを示す異常画素として抽出するステップを実行してもよい。

【0108】

また、異常抽出処理部７６は、複数の異常画素が一定の領域に含まれる場合において、複数の異常画素の総数や総面積が予め定められた閾値以上である場合に、当該一定の領域をウエハＷの面内異常領域として抽出するステップを実行してもよい。

【0109】

たとえば、異常抽出処理部７６は、ウエハＷの異常度合い（位置、大きさ、個数等）に応じてウエハＷをランク付けするステップを実行してもよい。この場合、異常抽出処理後のウエハＷを、ランクに応じてハンドリングできる。ハンドリングには、装置間の搬送の他、市場への流通も含まれる。この場合、ウエハＷの異常度合いを予め把握できるため、ランク（異常度合い）に応じたウエハＷの価格設定が可能になる。

【0110】

たとえば、異常抽出処理部７６は、ウエハＷの異常の位置、大きさ、個数等をマッピングしたマッピングデータを生成し、所定の記憶領域（たとえばデータ格納部７２等）に記憶するステップを実行してもよい。異常マップは、ウエハＷの目印４を基準としたウエハ座標系（結晶座標系）に基づいて作成されていてもよい。これらの場合、ウエハＷの異常態様を予め把握できるため、異常部Ｐにおける半導体装置の不具合リスクを予測できる。たとえば、この場合、異常部Ｐを避けて半導体装置を製造することもできる。

【0111】

異常抽出処理によれば、異常を有するウエハＷの廃棄数が削減されるため、製造コストが削減される。特に、ＳｉＣウエハ（ワイドバンドギャップ半導体ウエハ）はＳｉウエハよりも高価であるところ、ＳｉＣウエハ（ワイドバンドギャップ半導体ウエハ）に係る製造コストの削減効果はＳｉウエハに係る製造コストの削減効果よりも高い。

【0112】

また、Ｓｉウエハの場合、ＳｉＣウエハ（ワイドバンドギャップ半導体ウエハ）よりも透明度が低く、ウエハ画像ＷＩを用いた異常抽出処理は困難である。したがって、異常抽出処理は、ＳｉＣウエハ（ワイドバンドギャップ半導体ウエハ）に適用されることによって、より高い効果を発揮する。

【0113】

以上、センタリング装置７は、ステージユニット２０、支持ユニット４０、画像取得ユニット５０および制御装置６０を含む。ステージユニット２０は、面光源のステージ面２１を有している。支持ユニット４０は、ステージ面２１から離間した位置で透明なウエハＷの一方面を支持する。

【0114】

画像取得ユニット５０は、ウエハＷを挟んでステージ面２１に対向する位置に設けられている。画像取得ユニット５０は、ウエハＷの他方面側からウエハＷのウエハ画像ＷＩを取得する。制御装置６０は、ウエハ画像ＷＩに基づいてウエハＷのセンタリング処理を実行するセンタリング処理部７５を有している。

【0115】

この構成によれば、ステージユニット２０、支持ユニット４０および画像取得ユニット５０を用いた撮像処理によってウエハＷの全容をウエハ画像ＷＩとして取得できる。これにより、ウエハ画像ＷＩに基づいてサイズや材質に依らずに透明なウエハＷのセンタリング処理を実施できる。

【0116】

センタリング装置７は、ウエハ画像ＷＩに基づいてウエハＷの異常を抽出する異常抽出処理部を有していてもよい。この構成によれば、ステージユニット２０、支持ユニット４０および画像取得ユニット５０を用いた撮像処理によってウエハＷの全容をウエハ画像ＷＩとして取得できる。これにより、ウエハ画像ＷＩに基づいてサイズや材質に依らずに透明なウエハＷの異常抽出処理を実施できる。

【0117】

以下、ステージユニット２０の変形例が示される。前記実施形態では、バックライト方式のステージユニット２０が示された。しかし、ステージユニット２０は、面光源のステージ面２１を有する限り、種々の構成を有することができる。図１１は、ステージユニット２０の第１変形例を示す模式図である。

【0118】

図１１を参照して、センタリング装置７は、サイドライト方式のステージユニット２０を含んでいてもよい。この場合、ステージユニット２０は、導光板８０、光拡散反射部８１および光源ユニット８２を含んでいてもよい。

【0119】

導光板８０は、平面視において四角形状（この形態では長方形状）に形成されている。むろん、導光板８０は、多角形状や円形状に形成されていてもよい。導光板８０は、面状の光を出射する前述のステージ面２１としての出射面、出射面とは反対側の非出射面、ならびに、出射面および非出射面を接続し、光が入射される側面を有している。

【0120】

導光板８０は、鉛直方向ＺにウエハＷに対向する対向領域、および、鉛直方向ＺにウエハＷに対向しない非対向領域を含む。導光板８０は、この形態では、内方部（対向領域）において貫通孔８３を有している。貫通孔８３は、導光板８０の中心部に形成されていることが好ましい。貫通孔８３は、この形態では、円形状に形成されている。貫通孔８３は、平面視において四角形状や多角形状に形成されていてもよい。

【0121】

光拡散反射部８１は、光拡散反射パターンまたは光拡散反射シートからなり、導光板８０の非出射面側に設けられている。光拡散反射部８１は、導光板８０の側面に入射された光を非出射面側から出射面側に向けて拡散反射させる。

【0122】

光源ユニット８２は、導光板８０の側方に配置され、導光板８０の側面に向けて光を照射するように構成されている。光源ユニット８２は、導光板８０を取り囲むように配置されていることが好ましい。たとえば、光源ユニット８２は、筐体８４、筐体８４内に配置された配線基板８５、および、配線基板８５に実装された複数の光源８６を含んでいてもよい。配線基板８５は、前述の実施形態の場合と同様、単一または複数のプリント回路基板によって構成されていてもよい。

【0123】

複数の光源８６は、前述の実施形態の場合と同様、発光ダイオード（つまり点光源）からそれぞれなっていてもよい。むろん、複数の光源８６は、発光ダイオード以外の光源８６（たとえば電球や蛍光灯）からそれぞれなっていてもよい。また、光源８６は、点光源に限らず、線光源や面光源であってもよい。

【0124】

複数の光源８６は、前述の実施形態に係る複数の光源３１の場合と同様、白色光、紫外光、青色光、緑色光、黄色光、赤色光および赤外光のうちの少なくとも１つの光を生成してもよい。むろん、光源ユニット８２は、前述の実施形態に係る光源ユニット２４の場合と同様、調光機能および調色機能のいずれか一方または双方を備えていてもよい。

【0125】

前述の支持ユニット４０（支持部材４２）は導光板８０の貫通孔８３に挿装され、前述の回動ユニット４６は導光板８０の非出射面側において支持ユニット４０（支持部材４２）に接続されている。

【0126】

図１２は、ステージユニット２０の第２変形例を示す模式図である。図１２を参照して、センタリング装置７は、フロントライト方式のステージユニット２０を含んでいてもよい。この場合、ステージユニット２０は、光反射板８７および光源ユニット８８を含んでいてもよい。光反射板８７は、所謂「レフ板」である。

【0127】

光反射板８７は、平面視において四角形状（この形態では長方形状）に形成されている。むろん、光反射板８７は、多角形状や円形状に形成されていてもよい。光反射板８７は、前述のステージ面２１としての光反射面、および、光反射面とは反対側の非光反射面を有している。光反射面は、入射光を面状に反射させることによって面光源を形成する。

【0128】

光反射板８７は、鉛直方向ＺにウエハＷに対向する対向領域、および、鉛直方向ＺにウエハＷに対向しない非対向領域を含む。光反射板８７は、この形態では、内方部（対向領域）において貫通孔８９を有している。貫通孔８９は、光反射板８７の中心部に形成されていることが好ましい。貫通孔８９は、この形態では、円形状に形成されている。貫通孔８９は、平面視において四角形状や多角形状に形成されていてもよい。

【0129】

光源ユニット８８は、少なくとも光反射板８７の上方に配置され、光反射板８７の光反射面に向けて光を照射するように構成されている。図１２では、光源ユニット８８が光反射板８７およびウエハＷの支持位置の間の高さ位置に配置され、光反射板８７の光反射面に向けて光を照射する構成例が示されている。むろん、光源ユニット８８は、ウエハＷよりも上方に配置され、ウエハＷおよび光反射面に向けて光を照射するように構成されていてもよい。

【0130】

光源ユニット８２は、光反射板８７を取り囲むように配置されていることが好ましい。たとえば、光源ユニット８８は、筐体９０、筐体９０内に配置された配線基板９１、および、配線基板９１に実装された複数の光源９２を含んでいてもよい。配線基板９１は、前述の実施形態の場合と同様、単一または複数のプリント回路基板によって構成されていてもよい。

【0131】

複数の光源９２は、前述の実施形態の場合と同様、発光ダイオード（つまり点光源）からそれぞれなっていてもよい。むろん、複数の光源９２は、発光ダイオード以外の光源９２（たとえば電球や蛍光灯）からそれぞれなっていてもよい。また、光源９２は、点光源に限らず、線光源や面光源であってもよい。

【0132】

複数の光源９２は、前述の実施形態に係る複数の光源３１の場合と同様、白色光、紫外光、青色光、緑色光、黄色光、赤色光および赤外光のうちの少なくとも１つの光を生成してもよい。むろん、光源ユニット８８は、前述の実施形態に係る光源ユニット２４の場合と同様、調光機能および調色機能のいずれか一方または双方を備えていてもよい。

【0133】

前述の実施形態は、さらに他の形態で実施できる。前述の実施形態では、センタリング装置７が半導体製造装置５に組み込まれた例が示された。しかし、センタリング装置７は、必ずしも半導体製造装置５に組み込まれる必要はなく、ウエハ処理装置６やウエハ搬送装置８から独立して設置されてもよい。むろん、センタリング装置７がウエハ処理装置６から独立して設置された場合、センタリング装置７はウエハ搬送装置８やロードポートを備えていてもよい。

【0134】

前述の実施形態では、吸引力によってウエハＷを一方面側から吸着支持する支持ユニット４０（吸着ユニット）が示された。しかし、支持ユニット４０は、静電引力によってウエハＷを一方面側から吸着支持する静電吸着ユニットからなっていてもよい。

【0135】

この場合、支持部材４２は、吸引孔４３を有している必要はない。また、この場合、吸引ポンプ４５に代えて、支持部材４２（支持部４１）に静電気を付与する電極（電源）が支持部材４２に接続される。このような電極は、ステージユニット２０の下方に配置されてもよいし、ステージユニット２０の筐体２３内に配置されてもよい。

【0136】

前述の実施形態では、センタリング処理部７５および異常抽出処理部７６を有するセンタリング装置７が示された。しかし、異常抽出処理部７６を有さないセンタリング装置７が採用されてもよい。

【0137】

前述の実施形態では、センタリング処理部７５を有するセンタリング装置７が示された。しかし、センタリング装置７は、異常抽出処理部７６を有する異常抽出装置として提供されてもよい。この場合、異常抽出装置は、センタリング処理部７５を含んでいてもよいし、センタリング処理部７５を含んでいなくてもよい。

【0138】

以下、この明細書および図面から抽出される特徴例が示される。以下、括弧内の英数字は前述の実施形態における対応構成要素等を表すが、各項目（Clause）の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下の項目に係る「センタリング装置」は、「半導体製造装置」や「異常抽出装置」等に置き換えられてもよい。また、以下の項目に係る「異常抽出装置」は、「センタリング装置」や「半導体製造装置」等に置き換えられてもよい。

【0139】

［Ａ１］面光源のステージ面（２１）を有するステージユニット（２０）と、前記ステージ面（２１）から離間した位置で透明なウエハ（Ｗ）の一方面（１／２）を支持する支持ユニット（４０）と、前記ウエハ（Ｗ）を挟んで前記ステージ面（２１）に対向する位置に設けられ、前記ウエハ（Ｗ）の他方面（２／１）側から前記ウエハ（Ｗ）の画像（ＷＩ）を取得する画像取得ユニット（５０）と、前記画像（ＷＩ）に基づいて前記ウエハ（Ｗ）のセンタリング処理を実行するセンタリング処理部（７５）を有する制御装置（６０）と、を含む、センタリング装置（７）。

【0140】

［Ａ２］前記支持ユニット（４０）は、前記ウエハ（Ｗ）の前記一方面（１／２）の内方部を一箇所で支持する単一の支持部（４１）を有している、Ａ１に記載のセンタリング装置（７）。

【0141】

［Ａ３］前記支持部（４１）は、前記ウエハ（Ｗ）の前記一方面（１／２）の中央部を支持する、Ａ２に記載のセンタリング装置（７）。

【0142】

［Ａ４］前記ステージユニット（２０）は、前記ステージ面（２１）の内方部に貫通孔（２８）を有し、前記支持ユニット（４０）は、前記支持部（４１）を有し、前記貫通孔（２８）に挿装された支持部材（４２）を有している、Ａ２またはＡ３に記載のセンタリング装置（７）。

【0143】

［Ａ５］前記支持部材（４２）は、前記ウエハ（Ｗ）の前記一方面（１／２）に対する吸引力が付与される吸引孔（４３）を有している、Ａ４に記載のセンタリング装置（７）。

【0144】

［Ａ６］前記支持部材（４２）に取り付けられ、前記吸引孔（４３）に吸引力を付与する吸引ポンプ（４５）をさらに含む、Ａ５に記載のセンタリング装置（７）。

【0145】

［Ａ７］前記ウエハ（Ｗ）は、Ｓｉウエハ以外のウエハである、Ａ１～Ａ６のいずれか一つに記載のセンタリング装置（７）。

【0146】

［Ａ８］前記ウエハ（Ｗ）は、ワイドバンドギャップ半導体ウエハである、Ａ７に記載のセンタリング装置（７）。

【0147】

［Ａ９］前記ウエハ（Ｗ）は、ＳｉＣウエハである、Ａ８に記載のセンタリング装置（７）。

【0148】

［Ａ１０］前記ウエハ（Ｗ）は、結晶方位を示す目印（４）を有している、Ａ１～Ａ９のいずれか一つに記載のセンタリング装置（７）。

【0149】

［Ａ１１］前記ステージユニット（２０）は、光源ユニット（２４）、および、前記光源ユニット（２４）からの光を拡散させて面光源を形成する光透過拡散板（２５）を有し、前記光透過拡散板（２５）によって形成された前記ステージ面（２１）を有している、Ａ１～Ａ１０のいずれか一つに記載のセンタリング装置（７）。

【0150】

［Ａ１２］前記光源ユニット（２４）は、複数の光源（３１）を含む、Ａ１１に記載のセンタリング装置（７）。

【0151】

［Ａ１３］前記光源ユニット（２４）は、発光色の異なる複数種の前記光源（３１）を有している、Ａ１２に記載のセンタリング装置（７）。

【0152】

［Ａ１４］複数の前記光源（３１）は、平面視において行列状、千鳥状または同心円状に配列されている、Ａ１２またはＡ１３に記載のセンタリング装置（７）。

【0153】

［Ａ１５］複数の前記光源（３１）は、発光ダイオードからそれぞれなる、Ａ１２～Ａ１４のいずれか一つに記載のセンタリング装置（７）。

【0154】

［Ａ１６］前記センタリング処理部（７５）は、前記画像（ＷＩ）に基づいて前記ウエハ（Ｗ）の実中心座標（ＲＣ）を演算するステップ（Ｓ１）と、予め記憶された理想中心座標（ＩＣ）に基づいて前記理想中心座標（ＩＣ）からの前記実中心座標（ＲＣ）のオフセット値（Ｖｏ）を演算するステップ（Ｓ２）と、を実行する、Ａ１～Ａ１５のいずれか一つに記載のセンタリング装置（７）。

【0155】

［Ａ１７］前記センタリング処理部（７５）は、前記オフセット値（Ｖｏ）に基づいてウエハ搬送装置（８）による前記ウエハ（Ｗ）の支持位置を補正するための補正値を演算するステップ（Ｓ３）を実行する、Ａ１６に記載のセンタリング装置（７）。

【0156】

［Ａ１８］前記制御装置（６０）は、前記画像（ＷＩ）に基づいて前記ウエハ（Ｗ）の異常を抽出する異常抽出処理部（７６）を有している、Ａ１～Ａ１７のいずれか一つに記載のセンタリング装置（７）。

【0157】

［Ａ１９］前記支持ユニット（４０）に接続され、前記支持ユニット（４０）を介して前記ウエハ（Ｗ）を回動させる回動ユニット（４６）をさらに含む、Ａ１～Ａ１８のいずれか一つに記載のセンタリング装置（７）。

【0158】

［Ａ２０］前記回動ユニット（４６）は、前記ウエハ（Ｗ）を初期位置からセンタリング処理が実行される処理位置に回動させる、Ａ１９に記載のセンタリング装置（７）。

【0159】

［Ｂ１］面光源のステージ面（２１）を有するステージユニット（２０）と、前記ステージ面（２１）から離間した位置で透明なウエハ（Ｗ）の一方面（１／２）を支持する支持ユニット（４０）と、前記ウエハ（Ｗ）を挟んで前記ステージ面（２１）に対向する位置に設けられ、前記ウエハ（Ｗ）の他方面（２／１）側から前記ウエハ（Ｗ）の画像（ＷＩ）を取得する画像取得ユニット（５０）と、前記画像（ＷＩ）に基づいて前記ウエハ（Ｗ）の異常を抽出する異常抽出処理部（７６）を有する制御装置（６０）と、を含む、異常抽出装置（７）。

【0160】

［Ｂ２］前記ウエハ（Ｗ）の前記異常は、前記ウエハ（Ｗ）の面内異常である、Ｂ１に記載の異常抽出装置（７）。

【0161】

［Ｂ３］前記異常抽出処理部（７６）は、前記画像（ＷＩ）に含まれる複数の画素の輝度値に基づいて前記ウエハ（Ｗ）の異常を抽出するステップを実行する、Ｂ１またはＢ２に記載の異常抽出装置（７）。

【0162】

［Ｂ４］前記異常抽出処理部（７６）は、複数の前記画素の輝度値に対して閾値を設定し、当該閾値以上の輝度値を有する画素を前記ウエハ（Ｗ）の異常部（Ｐ）を示す異常画素として抽出するステップを実行する、Ｂ３に記載の異常抽出装置（７）。

【0163】

［Ｂ５］前記制御装置（６０）は、前記画像（ＷＩ）に基づいて前記ウエハ（Ｗ）のセンタリング処理を実行するセンタリング処理部（７５）を有している、Ｂ１～Ｂ４のいずれか一つに記載の異常抽出装置（７）。

【0164】

上記項目に係る技術的思想は、「センタリング装置（７）」や「異常抽出装置（７）」において実行されるウエハ（Ｗ）の処理方法として提供されてもよい。また、上記項目に係る技術的思想は、「センタリング装置（７）」や「異常抽出装置（７）」に係るコンピュータとしての制御装置（６０）に所定のステップを実行させるためのプログラムとしても実現可能である。

【0165】

このようなプログラムは、記憶媒体（６６）に格納され、提供されてもよい。むろん、コンピュータとしての制御装置（６０）がインターネット通信部を有している場合、前記プログラムは、外部のサーバからインターネット通信部を介して記憶媒体（６６）内にダウンロードされ、格納されてもよい。

【0166】

以上、実施形態について詳細に説明してきたが、これらは技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によって限定される。

【符号の説明】

【0167】

Ｗ ウエハ
１ 第１主面
２ 第２主面
４ 目印
７ センタリング装置
８ ウエハ搬送装置
２０ ステージユニット
２１ ステージ面
２４ 光源ユニット
２５ 光透過拡散板
２８ 貫通孔
３１ 光源
４０ 支持ユニット
４１ 支持部
４２ 支持部材
４３ 吸引孔
４５ 吸引ポンプ
４６ 回動ユニット
５０ 画像取得ユニット
６０ 制御装置
７５ センタリング処理部
７６ 異常抽出処理部
ＩＣ 理想中心座標
ＲＣ 実中心座標
Ｓ１ 第１ステップ
Ｓ２ 第２ステップ
Ｓ３ 第３ステップ
ＷＩ ウエハ画像

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】