特許 7427333 エッジアライメント方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-26

(45)【発行日】2024-02-05

(54)【発明の名称】エッジアライメント方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240129BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20240129BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 601B

G01B11/00 C

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020047195

(22)【出願日】2020-03-18

(65)【公開番号】P2021150416

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2023-01-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100206553

【弁理士】

【氏名又は名称】笠原 崇廣

(74)【代理人】

【識別番号】100189773

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 英哲

(74)【代理人】

【識別番号】100184055

【弁理士】

【氏名又は名称】岡野 貴之

(72)【発明者】

【氏名】小松 淳

(72)【発明者】

【氏名】牧野 香一

【審査官】三浦 みちる

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２４９５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１０８８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９８４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１８１１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５２２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９２４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３０２８２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｇ０１Ｂ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円盤状の被加工物のエッジアライメント方法であって、
チャックテーブルで該被加工物を保持する保持ステップと、
該チャックテーブルで保持された該被加工物の外周部の複数の箇所をカメラユニットで撮像する外周部撮像ステップ、又は、該チャックテーブルで保持された該被加工物の外周部の複数の箇所に対してレーザー変位計から光を照射して該被加工物からの反射光を該レーザー変位計で受光することにより該被加工物のエッジに対応する可能性のある一点の位置をそれぞれ検出する位置検出ステップと、
該被加工物の周方向において、該被加工物の外周部の異なる複数の箇所の各々において該被加工物のエッジに対応する可能性のある一点の座標を算出する座標算出ステップと、
該座標算出ステップで算出された全ての座標に対して最小二乗法を用いることで近似円を作成する近似円作成ステップと、
該近似円作成ステップで作成された該近似円と、該全ての座標の各々とのずれ量を算出し、ずれ量が予め設定した閾値以上である座標が存在する場合には、ずれ量が最大の座標を誤検出位置と判定し、誤検出位置と判定された座標を考慮対象から除外する誤検出位置除外ステップと、
該誤検出位置除外ステップの後、除外されずに残った３個以上の座標から該被加工物のエッジの位置を推定し、推定されたエッジの位置に基づいて該被加工物の外周部における加工領域を割り出す加工領域割り出しステップと、
を備えることを特徴とするエッジアライメント方法。

【請求項2】

該誤検出位置除外ステップでずれ量が最大の座標を除外した後に、該誤検出位置除外ステップで考慮対象から除外されずに残った全ての座標に対して最小二乗法を用いることで、再度、近似円を作成する、追加の近似円作成ステップを更に備えることを特徴とする請求項１記載のエッジアライメント方法。

【請求項3】

該追加の近似円作成ステップで作成された近似円と、該誤検出位置除外ステップで考慮対象から除外されずに残った全ての座標の各々とのずれ量を算出し、ずれ量が予め設定した閾値以上である座標が存在する場合には、ずれ量が最大の座標を誤検出位置と判定し、誤検出位置と判定された座標を考慮対象から除外する追加の誤検出位置除外ステップを更に備え、
該追加の近似円作成ステップで作成された近似円と、該誤検出位置除外ステップで考慮対象から除外されずに残った全ての座標の各々とのずれ量を算出し、ずれ量が予め設定した閾値以上である座標が存在しない場合には、該加工領域割り出しステップを行うことを特徴とする請求項２記載のエッジアライメント方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、円盤状の被加工物の外周部において加工が施される加工領域を割り出すエッジアライメント方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェーハ等の円盤状の被加工物には、表面側の外周部の角部と裏面側の外周部の角部とがそれぞれ面取りされたベベル部が形成されていることがある。ベベル部が形成されている被加工物の裏面側を研削して例えば半分以下の厚さとすると、裏面側の外周部に鋭利な領域（所謂、シャープエッジ）が形成される。

【0003】

シャープエッジには、ひび、欠け等が形成され易い。また、シャープエッジに形成されたひび等を起点として、亀裂が伸展して被加工物が破損する恐れがある。そこで、シャープエッジの形成を防ぐために、裏面側の研削の前に、表面側の外周部を予め所定の厚さだけ除去して表面側のベベル部を除去するエッジトリミング技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

エッジトリミングを行う際には、通常、切削装置が使用される。切削装置は、被加工物を吸引保持するチャックテーブルを有する。チャックテーブル上には、切削ユニットが配置されている。切削ユニットは、チャックテーブルの上面に略平行に配置された円柱状のスピンドルと、スピンドルの一端部に装着された切削ブレードとを含む。また、切削ユニットには、チャックテーブルで吸引保持された被加工物を撮像するためのカメラが設けられている。

【0005】

エッジトリミングを行う際には、まず、エッジアライメントを行う。エッジアライメントでは、被加工物の裏面側をチャックテーブルで吸引保持し、カメラを用いて被加工物の表面側の外周部の複数の箇所を撮像する。そして、各箇所においてエッジ上の一点の座標を特定し、複数点の座標から被加工物のエッジの位置を推定する。このエッジから表面の中心側の所定の範囲までの環状の領域が、切削により除去される。

【0006】

高い精度でエッジトリミングを行うためには、このエッジアライメントにおいて、被加工物のエッジの位置を高い精度で推定する必要がある。しかし、エッジの位置の推定精度は、様々な要因で低下する。例えば、ベベル部に付着した異物、チャックテーブルの保持面に付着した水滴や異物、カメラのレンズに付着した異物等がある場合に、この異物の位置がエッジ上の一点であると誤認されることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０００－１７３９６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

異物の位置がエッジ上の一点であると誤認されると、被加工物のエッジの位置が適切に推定されず、ひいては、切削を施す領域が大幅にずれてしまう。本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、異物の位置がエッジ上の一点と誤認されたとしても、精度良く被加工物のエッジの位置を推定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様によれば、円盤状の被加工物のエッジアライメント方法であって、チャックテーブルで該被加工物を保持する保持ステップと、該チャックテーブルで保持された該被加工物の外周部の複数の箇所をカメラユニットで撮像する外周部撮像ステップ、又は、該チャックテーブルで保持された該被加工物の外周部の複数の箇所に対してレーザー変位計から光を照射して該被加工物からの反射光を該レーザー変位計で受光することにより該被加工物のエッジに対応する可能性のある一点の位置をそれぞれ検出する位置検出ステップと、該被加工物の周方向において、該被加工物の外周部の異なる複数の箇所の各々において該被加工物のエッジに対応する可能性のある一点の座標を算出する座標算出ステップと、該座標算出ステップで算出された全ての座標に対して最小二乗法を用いることで近似円を作成する近似円作成ステップと、該近似円作成ステップで作成された該近似円と、該全ての座標の各々とのずれ量を算出し、ずれ量が予め設定した閾値以上である座標が存在する場合には、ずれ量が最大の座標を誤検出位置と判定し、誤検出位置と判定された座標を考慮対象から除外する誤検出位置除外ステップと、該誤検出位置除外ステップの後、除外されずに残った３個以上の座標から該被加工物のエッジの位置を推定し、推定されたエッジの位置に基づいて該被加工物の外周部における加工領域を割り出す加工領域割り出しステップと、を備えるエッジアライメント方法が提供される。

【0010】

好ましくは、エッジアライメント方法は、該誤検出位置除外ステップでずれ量が最大の座標を除外した後に、該誤検出位置除外ステップで考慮対象から除外されずに残った全ての座標に対して最小二乗法を用いることで、再度、近似円を作成する、追加の近似円作成ステップを更に備える。

【0011】

また、好ましくは、エッジアライメント方法は、該追加の近似円作成ステップで作成された近似円と、該誤検出位置除外ステップで考慮対象から除外されずに残った全ての座標の各々とのずれ量を算出し、ずれ量が予め設定した閾値以上である座標が存在する場合には、ずれ量が最大の座標を誤検出位置と判定し、誤検出位置と判定された座標を考慮対象から除外する追加の誤検出位置除外ステップを更に備え、該追加の近似円作成ステップで作成された近似円と、該誤検出位置除外ステップで考慮対象から除外されずに残った全ての座標の各々とのずれ量を算出し、ずれ量が予め設定した閾値以上である座標が存在しない場合には、該加工領域割り出しステップを行う。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一態様に係るエッジアライメント方法では、座標算出ステップで算出された全ての座標に対して最小二乗法を用いることで近似円を作成する（近似円作成ステップ）。更に、近似円作成ステップで作成された近似円と、全ての座標の各々とのずれ量を算出し、ずれ量が予め設定した閾値以上である座標が存在する場合には、ずれ量が最大の座標を誤検出位置と判定し、誤検出位置と判定された座標を考慮対象から除外する（誤検出位置除外ステップ）。

【0013】

そして、除外されずに残った３個以上の座標から被加工物のエッジの位置を推定し、推定されたエッジの位置に基づいて被加工物の外周部における加工領域を割り出す（加工領域割り出しステップ）。この様に、複数の座標のうち誤検出位置と判定された座標を除外することで、被加工物のエッジの位置をより精度良く推定できる。それゆえ、加工領域を精度良く割り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】切削装置の斜視図である。

【図2】図２（Ａ）は被加工物等の上面図であり、図２（Ｂ）は被加工物等の一部断面側面図である。

【図3】図３（Ａ）は表示画面の一例であり、図３（Ｂ）は被加工物の外周部の一箇所における画像の一例の拡大図である。

【図4】図４（Ａ）は近似円等を示す図であり、図４（Ｂ）は複数の座標のうちずれ量が最大の座標を除外して形成された第２の近似円等を示す図である。

【図5】切削領域を示す図である。

【図6】エッジアライメント方法のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、切削装置２の斜視図である。図１に示すＸ軸方向（加工送り方向、前後方向）、Ｙ軸方向（割り出し送り方向）、及び、Ｚ軸方向（鉛直方向、高さ方向）は互いに直交する。

【0016】

また、図１では、構成要素の一部を機能ブロックで示す。切削装置２は、各構成要素が搭載される基台４を備える。基台４の上面には、Ｘ軸移動機構６が設けられている。Ｘ軸移動機構６は、Ｘ軸方向に概ね平行な一対のＸ軸ガイドレール８を有する。

【0017】

Ｘ軸ガイドレール８には、Ｘ軸移動テーブル１０がスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動テーブル１０の下面（裏面）側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール８に平行なＸ軸ボールねじ１２が回転可能な態様で連結されている。

【0018】

Ｘ軸ボールねじ１２の一端部には、Ｘ軸パルスモータ１４が連結されている。Ｘ軸パルスモータ１４でＸ軸ボールねじ１２を回転させることで、Ｘ軸移動テーブル１０は、Ｘ軸ガイドレール８に沿ってＸ軸方向に移動する。

【0019】

Ｘ軸移動テーブル１０の上面側（表面側）には、円柱状のθテーブル１６が設けられている。θテーブル１６は、モータ等の回転駆動源（不図示）を有する。θテーブル１６上には、円盤状のテーブル基台１８ａ等が設けられている。

【0020】

テーブル基台１８ａの周囲にはテーブルカバー１８ｂが設けられており、このテーブルカバー１８ｂのＸ軸方向の一方側及び他方側には、伸縮可能な蛇腹状の防塵防滴カバー（不図示）が配置されている。テーブルカバー１８ｂ及び防塵防滴カバーは、Ｘ軸移動機構６の上方を覆っている。

【0021】

テーブル基台１８ａの上面には、円盤状のチャックテーブル２０が設けられている。チャックテーブル２０の下部は、テーブル基台１８ａを介してθテーブル１６に連結されており、Ｚ軸方向に概ね平行な回転軸２０ａ（図２（Ａ）参照）の周りに回転可能である。

【0022】

チャックテーブル２０は、ステンレス鋼等の金属で形成された円盤状の枠体を有する。枠体の上面側には凹部が形成されており、この凹部には、多孔質セラミックスで形成され、凹部の内径と略同じ外径を有する円盤状のポーラス板が固定されている。

【0023】

ポーラス板は、枠体に形成されている流路を介して真空ポンプ、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。吸引源を動作させると、ポーラス板の上面（保持面２０ｂ）には負圧が発生する。この負圧により、保持面２０ｂでは被加工物１１が吸引保持される。

【0024】

被加工物１１は、例えば、シリコン等の半導体で形成された円盤状のウェーハであり、その表面１１ａ側に、デバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とを有する。デバイス領域は、格子状に配列された分割予定ラインで複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成されている。

【0025】

基台４の上面には、Ｘ軸移動機構６を跨ぐ様に配置された、門型の支持構造３０が設けられている。支持構造３０の前面には、切削ユニット移動機構３２が設けられている。切削ユニット移動機構３２は、支持構造３０の前面に配置された一対のＹ軸ガイドレール３４を備える。

【0026】

各Ｙ軸ガイドレール３４は、Ｙ軸方向に概ね平行に配置されている。一対のＹ軸ガイドレール３４には、２つのＹ軸移動プレート３６がＹ軸方向にスライド可能に取り付けられている。各Ｙ軸移動プレート３６の裏面側には、ナット部（不図示）が設けられている。

【0027】

各ナット部には、互いに異なるＹ軸ボールねじ３８が回転可能な態様で連結されている。Ｙ軸ボールねじ３８は、Ｙ軸ガイドレール３４に概ね平行に配置されており、各Ｙ軸ボールねじ３８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ４０が連結されている。

【0028】

Ｙ軸パルスモータ４０でＹ軸ボールねじ３８を回転させれば、Ｙ軸移動プレート３６は、Ｙ軸ガイドレール３４に沿ってＹ軸方向に移動する。各Ｙ軸移動プレート３６の前面には、切り込みユニットが設けられている。

【0029】

切り込みユニットは、Ｙ軸移動プレート３６の前面に設けられた一対のＺ軸ガイドレール４２を有する。各Ｚ軸ガイドレールは、Ｚ軸方向に概ね平行に配置されている。一対のＺ軸ガイドレール４２には、１つのＺ軸移動プレート４４がスライド可能に取り付けられている。

【0030】

Ｚ軸移動プレート４４の裏面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール４２に平行なＺ軸ボールねじ４６が回転可能な態様で連結されている。Ｚ軸ボールねじ４６の一端部には、Ｚ軸パルスモータ４８が連結されている。

【0031】

Ｚ軸パルスモータ４８でＺ軸ボールねじ４６を回転させれば、Ｚ軸移動プレート４４は、Ｚ軸ガイドレール４２に沿ってＺ軸方向に移動する。Ｙ軸方向の一方側に位置するＺ軸移動プレート４４の下部には、切削ユニット５０ａが固定されている。

【0032】

また、Ｙ軸方向の他方側に位置するＺ軸移動プレート４４の下部には、切削ユニット５０ｂが固定されている。切削ユニット５０ａ、５０ｂの各々は、長手部がＹ軸方向に略平行に配置された角柱状のスピンドルハウジングを有する。

【0033】

スピンドルハウジングの内部には、長手部がＹ軸方向と略平行に配置された円柱状のスピンドル（不図示）が収容されている。スピンドルは、スピンドルハウジングにより回転可能な態様で支持される。

【0034】

スピンドルの一端部には、サーボモーター等の回転駆動源が連結されている。スピンドルの他端部は、スピンドルハウジングの外に突出しており、当該他端部には、環状の切り刃を有する切削ブレード５２が装着されている。

【0035】

切削ユニット５０ａのスピンドルハウジングの前面側の側面には、カメラユニット５４ａが配置されている。また、切削ユニット５０ｂのスピンドルハウジングの前面側の側面にも、同様に、カメラユニット５４ｂが配置されている。

【0036】

カメラユニット５４ａ、５４ｂの各々は、保持面２０ｂで保持された被加工物１１等の被写体を可視光で撮像する。カメラユニット５４ａ、５４ｂの各々は、ＬＥＤ等の光源と、対物レンズ（不図示）と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子５６とを含む。

【0037】

例えば、カメラユニット５４ａ、５４ｂは、エッジアライメントを行う際に、被加工物１１の周方向において、表面１１ａ側の外周部の複数の箇所を撮像する。カメラユニット５４ａ、５４ｂで撮像された被加工物１１の画像は、ディスプレイ５８に表示される。

【0038】

ディスプレイ５８は、切削装置２の前面側に配置されている。ディスプレイ５８は、例えば、オペレータからの指示を切削装置２へ入力するための入力装置と、画像を表示するための表示装置とを兼ねるタッチパネルである。

【0039】

切削ユニット５０ａ、５０ｂの各々の下方には、切削ブレード５２の下端の位置（高さ）を検出するためのブレード位置検出ユニット６０が設けられている。ブレード位置検出ユニット６０は、金属板等で形成された硬質の導電部材（不図示）等を有する。

【0040】

導電部材は、例えば、直方体形状を有する。高さ方向における導電部材の上面の位置は、予め定められている。回転する切削ブレード５２の下端が導電部材の上面に接触すると、切削ブレード５２、金属板等で閉回路が形成されるので、切削ブレード５２の下端の位置が特定される。

【0041】

切削装置２には、Ｘ軸移動機構６、θテーブル１６、切削ユニット移動機構３２、切削ユニット５０ａ、５０ｂ、カメラユニット５４ａ、５４ｂ、ブレード位置検出ユニット６０等の動作を制御する制御部６２が設けられている。

【0042】

制御部６２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）に代表されるプロセッサ等の処理装置と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成されている。

【0043】

補助記憶装置には、所定のプログラムを含むソフトウェアが記憶されている。このソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御部６２の機能が実現される。制御部６２は、カメラユニット５４ａ等で得られた被加工物１１の外周部の各箇所の画像において、被加工物１１のエッジ１１ｃ（図２（Ｂ）参照）に対応する一点の座標を算出する座標算出部６２ａを含む。

【0044】

座標算出部６２ａは、プログラムで構成されており、例えば、表示領域が略正方形であり多階調（画素値が０から２５５までの２５６段階）で構成された画像（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）を、所定の画素値（例えば、１２５）を閾値として二値化処理する。

【0045】

座標算出部６２ａは、更に、二値化処理により作成された画像中の境界線と、略正方形の画像の所定の対角線との交点を、エッジ１１ｃに対応する点（一点）６４（図４（Ａ）等参照）と見なし、この点６４の座標を算出する。なお、点６４の座標は、回転軸２０ａを原点として算出される。

【0046】

制御部６２は、各点６４の座標に対して最小二乗法を用いて近似円２１（図４（Ａ）参照）を作成する近似円作成部６２ｂを更に含む。近似円作成部６２ｂは、プログラムで構成されている。

【0047】

最小二乗法を用いて近似円２１を作成するアルゴリズムについて簡単に説明する。ｎ個の点６４の各座標を（Ｘ_i，Ｙ_i）とし、最小二乗法で算出される近似円２１の中心を（ａ，ｂ）とし、半径をｒとする。但し、ｎは２以上の自然数であり、ｉは１以上ｎ以下の自然数である。

【0048】

そして、Σ｛（Ｘ_i－ａ）²＋（Ｙ_i－ｂ）²－ｒ²｝²＝０を、Σ｛Ｘ_i ²＋Ｙ_i ²＋ＡＸ_i＋ＢＹ_i＋Ｃ｝²＝０と変形した上で、これに対してＡ、Ｂ及びＣについてそれぞれ偏微分を施す。なお、Σはｉについての和を意味する。

【0049】

これにより、Ａ、Ｂ及びＣについての３個の方程式が得られ、３個の方程式を解くことでＡ、Ｂ及びＣの解が各々得られる。上述の式変形において、Ａ＝－２ａ、Ｂ＝－２ｂ、Ｃ＝ａ²＋ｂ²－ｒ²であるので、Ａ、Ｂ及びＣの解から、近似円２１を構成する中心座標（ａ，ｂ）及び半径ｒがそれぞれ得られる。

【0050】

近似円作成部６２ｂは、近似円２１の直径よりも予め設定した閾値だけ直径が小さい内側閾値円２３と、近似円２１の直径よりも所定の閾値だけ直径が大きい外側閾値円２５とを更に作成する（図４（Ａ）等参照）。

【0051】

内側閾値円２３及び外側閾値円２５は、近似円２１と同心円状に配置される円である。本実施形態において、閾値は５０μｍに設定されるが、閾値は５０μｍに限定されず、４０μｍ、３０μｍ等に設定されてもよい。

【0052】

制御部６２は、プログラムで構成されている判定部６２ｃを更に含む。判定部６２ｃは、作成された近似円２１と、全ての点６４の座標の各々とのずれ量２７（図４（Ａ）参照）を算出する。

【0053】

ずれ量２７は、近似円２１の径方向における近似円２１から点６４までの距離で規定される。次に、判定部６２ｃは、ずれ量２７が上述の予め設定した閾値以上である点６４の座標が存在する場合に、ずれ量２７が最大である点６４の座標を誤検出位置と判定する。

【0054】

また、判定部６２ｃは、誤検出位置と判定した点６４の座標を、近似円作成部６２ｂが次に近似円２１を作成する際の考慮対象から除外する。例えば、判定部６２ｃは、除外される点６４を近似円作成部６２ｂに通知することで、誤検出位置を考慮対象から除外する。

【0055】

なお、判定部６２ｃは、除外されずに残った全ての点６４を近似円作成部６２ｂに通知してもよい。近似円作成部６２ｂは、判定部６２ｃからの通知に基づいて、除外されずに残った３個以上の点６４の座標に基づいて、再度、近似円２１を作成する（図４（Ｂ）参照）。

【0056】

制御部６２は、切削領域を割り出すための切削領域割出部６２ｄを更に含む。切削領域割出部６２ｄは、プログラムで構成されており、最新の近似円２１を被加工物１１の外周部のエッジ１１ｃの位置であると推定する。

【0057】

そして、切削領域割出部６２ｄは、最新の近似円２１から、最新の近似円２１の中心側の所定位置までの環状領域を切削領域（加工領域）とする。この様にして切削が施される切削領域が割り出される。この切削領域は、エッジ１１ｃから表面１１ａの所定位置１１ｄまでの環状領域１１ｅ（図２（Ｂ）参照）に略対応する。

【0058】

なお、全ての点６４の座標において当初から誤検出位置が存在しない場合には、切削領域割出部６２ｄは、当初の全ての点６４の座標に基づいて作成された近似円２１が、被加工物１１のエッジ１１ｃであると推定し、切削領域を割り出す。

【0059】

次に、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）から図６を参照して、被加工物１１のエッジアライメント方法について説明する。なお、図６は、本実施形態に係るエッジアライメント方法のフロー図である。

【0060】

まず、被加工物１１の裏面１１ｂ側をチャックテーブル２０の保持面２０ｂで吸引保持する（保持ステップＳ１０）。このとき、裏面１１ｂの中心は、保持面２０ｂの中心と略一致する様に配置される。

【0061】

保持ステップＳ１０の後、例えば、カメラユニット５４ａを用いて、静止状態の表面１１ａ側の外周部の一箇所を上方から撮像する。図２（Ａ）は、外周部撮像ステップＳ２０を示す被加工物１１等の上面図である。

【0062】

そして、チャックテーブル２０を回転軸２０ａの周りに所定角度だけ回転させた後、チャックテーブル２０を静止させて、再び、カメラユニット５４ａで表面１１ａ側の外周部の他の一箇所を上方から撮像する。

【0063】

この様に、所定角度の回転と、表面１１ａ側の外周部の撮像と、を複数回繰り返すことで、被加工物１１の周方向において異なる複数の箇所を撮像する（外周部撮像ステップＳ２０）。

【0064】

本実施形態では、カメラユニット５４ａを用いて、３０度ずつチャックテーブル２０を回転させることで、被加工物１１の外周部における異なる１２箇所を撮像する。なお、回転角度は、一定の角度に限定されず、４０度、１０度、２５度、４０度、１０度、２５度…の様に所定のパターンで変化させてもよく、ランダムに変化させてもよい。

【0065】

ところで、カメラユニット５４ａに代えてカメラユニット５４ｂを用いてもよく、カメラユニット５４ａ及び５４ｂの両方を用いてもよい。カメラユニット５４ａ及び５４ｂの両方を用いれば外周部撮像ステップＳ２０に要する時間を、片方を用いる場合に比べて短縮できる。

【0066】

図２（Ｂ）は、被加工物１１の外周部における、被加工物１１等の一部断面側面図である。外周部をカメラユニット５４ａ等で撮像すると、光の反射率の違い等に起因して、エッジ１１ｃを境界に画像の明暗が反転する。

【0067】

例えば、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示す様に、表面１１ａの径方向において、エッジ１１ｃよりも外側に対応する領域は一様な明るさとなる。また、ベベル部では、表面１１ａの中心に近いほど暗くなる。更に、ベベル部の内周端部よりも表面１１ａの中心側では、略一様な暗さとなる。

【0068】

図３（Ａ）は、ディスプレイ５８に表示される表示画面の一例である。表示画面は、被加工物１１の外周部の画像を含む。図３（Ｂ）は、被加工物１１の外周部の一箇所における画像の一例の拡大図である。なお、画像の明暗は上述の例に限定されず、エッジ１１ｃよりも外側を暗くし、エッジ１１ｃよりも内側を明るくしてもよい。

【0069】

座標算出部６２ａは、上述の様に、所定の画素値を閾値として画像を二値化処理し、二値化処理で作成された境界線と、画像の所定の対角線（図３（Ｂ）の破線）との交点を点６４とする。図３（Ｂ）では、点６４を記号“＋”で示す。

【0070】

その後、座標算出部６２ａは、外周部撮像ステップＳ２０で撮像された各箇所において、被加工物１１の点６４の座標を算出する（座標算出ステップＳ３０）。点６４は、被加工物１１のエッジ１１ｃに対応する可能性のある点である。

【0071】

本実施形態の座標算出部６２ａは、外周部撮像ステップＳ２０で１つの画像が得られる度に、その画像での点６４の座標を算出する。但し、座標算出部６２ａは、外周部撮像ステップＳ２０で取得される複数又は全ての画像が得られた後に、各画像における点６４の座標をまとめて算出してもよい。

【0072】

全ての点６４の座標が算出された後、近似円作成部６２ｂが、座標算出ステップＳ３０で算出された全ての点６４の座標に対して最小二乗法を用いることで近似円２１を作成する（近似円作成ステップＳ４０）。

【0073】

本実施形態の近似円作成ステップＳ４０では、近似円２１の中心座標（ａ，ｂ）及び半径ｒが算出されれば、近似円２１が作成されたと見なす。なお、近似円作成ステップＳ４０では、作成された近似円２１が実際にディスプレイ５８に表示されてもよい。

【0074】

以降では、説明の便宜上、近似円作成ステップＳ４０で近似円２１が表示される場合を説明する。図４（Ａ）は、近似円作成ステップＳ４０で作成された近似円２１等を示す図である。

【0075】

図４（Ａ）では、Ｓ１０からＳ３０までで得られた各点６４を×で示し、近似円２１を実線で示す。また、近似円２１に対して同心円状に各々配置された内側閾値円２３及び外側閾値円２５を破線で示す。

【0076】

点６４は、様々な要因で、内側閾値円２３と外側閾値円２５との間の範囲（許容範囲６６）から外れることがある。例えば、ベベル部に付着した異物、保持面２０ｂに付着した水滴や異物、カメラユニット５４ａのレンズに付着した異物、撮像時の不適切な光量、エッジ１１ｃの形状の異常等に起因して、点６４は許容範囲６６から外れることがある。

【0077】

本実施形態では、許容範囲６６外に位置する点６４を誤検出位置と見なし、誤検出位置を次に行われる近似円作成ステップＳ４０の考慮対象から除外する。このために、判定部６２ｃは、まず、近似円２１と全ての点６４の座標の各々とのずれ量２７を算出する。

【0078】

そして、判定部６２ｃは、ずれ量２７が許容範囲６６外に位置する点６４が存在するか（即ち、ずれ量２７が予め設定した閾値以上である）かどうかを判定する（ずれ量比較ステップＳ５０）。

【0079】

Ｓ５０でＹＥＳの場合、判定部６２ｃは、誤検出位置と判定した点６４を、近似円作成部６２ｂが次に近似円２１を作成する際の考慮対象から除外する（誤検出位置除外ステップＳ６０）。これにより、誤検出位置を除外しない場合に比べて、被加工物１１のエッジ１１ｃの位置をより精度良く推定できる。

【0080】

なお、全ての点６４が許容範囲６６内に位置する場合（Ｓ５０でＮＯ）、切削領域割出部６２ｄは、近似円２１を被加工物１１のエッジ１１ｃの位置であると推定する。そして、切削領域割出部６２ｄは、推定されたエッジ１１ｃの位置に基づいて、切削領域３１を割り出す（切削領域割り出しステップ（加工領域割り出しステップ）Ｓ７０）。

【0081】

具体的には、切削領域割出部６２ｄは、近似円２１（即ち、エッジ１１ｃの推定位置）から、近似円２１の中心側の所定位置２９までの環状領域を切削領域３１とする。図５は、切削領域３１を示す図である。Ｓ７０の後、切削ユニット５０ａ等を用いて、この切削領域３１が予め定められた深さだけ切削されて除去される。

【0082】

ところで、上述の様に、Ｓ５０でＹＥＳの場合は、誤検出位置除外ステップＳ６０の後、再び、Ｓ４０に戻る。そして、近似円作成部６２ｂは、考慮対象から除外されずに残った全ての点６４の座標に対して最小二乗法を用いることで、再度、近似円を作成する（第２（追加）の近似円作成ステップＳ４０）。

【0083】

図４（Ｂ）は、複数の点６４のうち、ずれ量２７が最大である座標（図４（Ｂ）において１０時の位置にある点６４）を除外して形成された第２の近似円２１ａ等を示す図である。なお、第２の近似円２１ａの中心及び半径は、通常、以前の近似円２１の中心及び半径とは異なる。

【0084】

第２の近似円作成ステップＳ４０の後、Ｓ５０において、判定部６２ｃが、第２の近似円２１ａと、除外されずに残った全ての点６４の座標の各々とのずれ量２７ａを算出する。判定部６２ｃは、ずれ量２７ａが予め設定した閾値以上である点６４の座標が存在する場合に（即ち、Ｓ５０でＹＥＳ）、ずれ量２７ａが最大の点６４の座標を該誤検出位置と判定する。

【0085】

そして、判定部６２ｃは、誤検出位置と判定された点６４の座標を考慮対象から除外する（第２（追加）の誤検出位置除外ステップＳ６０）。この誤検出位置除外ステップＳ６０と、近似円作成ステップＳ４０とは、誤検出位置が無くなるまで（即ち、Ｓ５０でＮＯとなるまで）繰り返される。

【0086】

ずれ量２７ａが予め設定した閾値以上である点６４の座標が存在しなくなった場合に（即ち、Ｓ５０でＮＯ）、切削領域割出部６２ｄは、除外されずに残った３個以上の点６４の座標からエッジ１１ｃの位置を推定し、切削領域３１を割り出す（切削領域割り出しステップＳ７０）。

【0087】

本実施形態では、ずれ量２７、２７ａ等が比較的大きな点６４の座標を誤検出位置として近似円２１の考慮対象外とすることで、より精度良く被加工物１１のエッジ１１ｃを推定できる。それゆえ、切削領域３１を精度良く割り出すことができる。

【0088】

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。例えば、カメラユニット５４ａ、５４ｂに代えて、レーザー変位計（不図示）が用いられてもよい。

【0089】

レーザー変位計は、レーザーダイオード等の光源（不図示）を有する。光源から出射されたレーザービームは、投光レンズ（不図示）により、レーザービームの進行方向に対して直交する所定の方向に拡張する様に整形され、エッジ１１ｃを横切る様に表面１１ａ側にライン状に照射される。

【0090】

被写体で反射された光は、受光レンズ（不図示）を経て、１０μｍ程度の所定の間隔で直線上に配列された複数の光電変換素子を有するリニアセンサ（不図示）へ導かれる。次に、このレーザー変位計を使用して、エッジアライメントを行う方法について説明する。

【0091】

まず、保持ステップＳ１０で、裏面１１ｂ側を保持する。Ｓ１０の後、外周部撮像ステップＳ２０に代えて、レーザー変位計を用いて位置検出ステップＳ２５を行う。Ｓ２５では、静止状態の被加工物１１の表面１１ａ側に対して、エッジ１１ｃを横切る様にライン状に光を照射する。

【0092】

そして、反射光をリニアセンサで受光することにより、エッジ１１ｃに対応する可能性のある点６４の位置を検出する。その後、上述のＳ２０と同様にチャックテーブル２０を回転させて、被加工物１１の周方向において被加工物１１の外周部の異なる複数の箇所の各々で、エッジ１１ｃに対応する可能性のある点６４の位置を検出する。

【0093】

位置検出ステップＳ２５の後、座標算出部６２ａが、回転軸２０ａを原点として、各箇所の点６４の座標を算出する（座標算出ステップＳ３０）。Ｓ３０以降の処理は、上述のエッジアライメント方法と同じである。

【符号の説明】

【0094】

２：切削装置
４：基台
６：Ｘ軸移動機構
８：Ｘ軸ガイドレール
１０：Ｘ軸移動テーブル
１１：被加工物
１１ａ：表面、１１ｂ：裏面、１１ｃ：エッジ、１１ｄ：所定位置、１１ｅ：環状領域
１２：Ｘ軸ボールねじ
１４：Ｘ軸パルスモータ
１６：θテーブル
１８ａ：テーブル基台、１８ｂ：テーブルカバー
２０：チャックテーブル、２０ａ：回転軸、２０ｂ：保持面
２１，２１ａ：近似円
２３：内側閾値円、２５：外側閾値円
２７，２７ａ：ずれ量、
２９：所定位置
３０：支持構造
３１：切削領域
３２：切削ユニット移動機構
３４：Ｙ軸ガイドレール
３６：Ｙ軸移動プレート
３８：Ｙ軸ボールねじ
４０：Ｙ軸パルスモータ
４２：Ｚ軸ガイドレール
４４：Ｚ軸移動プレート
４６：Ｚ軸ボールねじ
４８：Ｚ軸パルスモータ
５０ａ，５０ｂ：切削ユニット
５２：切削ブレード
５４ａ，５４ｂ：カメラユニット
５６：撮像素子
５８：ディスプレイ
６０：ブレード位置検出ユニット
６２：制御部
６２ａ：座標算出部、６２ｂ：近似円作成部、６２ｃ：判定部、６２ｄ：切削領域割出部
６４：点
６６：許容範囲

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】