JP2011073080A

JP2011073080A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2011073080A
Application number: JP2009225105A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Yoshimura; 栄一吉村
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2029-09-29
Also published as: JP5523041B2

Abstract

【課題】対物レンズのレンズ面にコンタミが付着することを効果的に防止してレンズ面を清浄な状態に保つことができる撮像装置を提供する。
【解決手段】顕微鏡１１０の対物レンズ１１３を、顕微鏡１１０に取り付けたカバー部材１２０で覆った状態とする。カバー部材１２０の内部には、レンズ面１１３ａの中央部に対応する箇所に上方開口部１２２ａを有し、レンズ面１１３ａとの間に隙間１２３を形成する環状凸部１２２（隙間形成部材）と、隙間１２３に圧縮エアを導入するエア導入流路１２５と、隙間１２３から上方開口部１２２ａに流入する圧縮エアをウェーハ１に向けて噴射する噴射流路１２６とが形成されている。噴射流路１２６から噴射する圧縮エアでレンズ面１１３ａへのコンタミの侵入を阻止し、また、隙間１２３を通る際にレンズ面１１３ａに沿って流動する圧縮エアでレンズ面１１３ａに付着するコンタミを除去する。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば半導体ウェーハや電子部品の基板等のワークを加工する際に該ワークを撮像する撮像装置に関する。

例えば、この種のワークを切削する切削装置には、ワークの切削すべき領域を検出したり、切削によって形成した溝の状態を確認したりするために、顕微鏡やＣＣＤカメラ等を備えたワークの撮像装置が装備されている。そのような撮像装置は、切削領域に近接した位置に配設されるのが一般的である。

上記切削装置においては、切削部に切削液を供給しながら切削が行われる。切削液の供給は、切削によってワークや切削工具に生じる摩擦熱を抑えて冷却することを主な目的としている。また、切削液が供給されると、切削屑が除去されたり潤滑がなされるといった作用もある。

ところで、切削部に切削液が供給されると、上記切削屑が切削液に混じり、汚水（コンタミネーション、以下、コンタミ）となって周囲に飛散する。飛散するこのコンタミは、上記撮像装置を構成する顕微鏡に装着されている対物レンズのワークへの対向面であるレンズ面に付着する場合がある。レンズ面に付着物が付着すると、対物レンズを通して撮像されたワークの切削すべき領域を誤検出したり、切削溝の状態を誤認識したりするといった問題が発生する。そこで、対物レンズにコンタミが付着することを防ぐ手段が提案されている（特許文献１）。

特開２００２−１１６４１号公報

上記特許文献に記載の対物レンズへのコンタミ付着防止手段は、密閉カバーで対物レンズを覆い、この密閉カバーの下方の開口部を開閉蓋で開閉可能に塞ぐといったものである。そして、撮像を行わない時には開閉蓋を閉じた状態とし、開閉蓋を開けて撮像する際には密閉カバー内に送り込んだエアを下方の開口部から吹き出させることで、対物レンズへのコンタミ付着を防止するとされている。しかしながらこの付着防止手段では、開閉蓋を開けた撮像時にあってはコンタミを含んだ雰囲気中に対物レンズが曝されることになり、密閉カバー内にエアを送り込んでも、そのエアによる遮断効果は十分なものとは言えなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な技術的課題は、対物レンズのレンズ面にコンタミが付着することを効果的に防止することができ、該レンズ面を清浄な状態に保つことができる撮像装置を提供することにある。

本発明は、撮像対象物に対向するレンズ面を有する対物レンズと、前記レンズ面への付着物の付着を防止する対物レンズ保護手段と、を備える撮像装置であって、前記対物レンズ保護手段は、前記対物レンズの前記レンズ面における中央部に対応する箇所に開口部を有し、該レンズ面に対向して配設されることによって該レンズ面との間に隙間を形成する隙間形成部材と、前記隙間に気体を導入し、該気体を前記対物レンズの前記レンズ面に沿って流動させる気体導入部と、前記隙間形成部材の前記開口部に連通し、前記隙間から該開口部に流入する前記気体を撮像対象物に向けて噴射する噴射流路とを有することを特徴とする。

本発明によれば、対物レンズのレンズ面と隙間形成部材との間に形成された隙間に気体導入部から気体が導入され、その気体は、レンズ面に沿って流動した後、隙間形成部材の開口部から噴射流路に入り、撮像対象物に向けて噴射する。ここで、撮像対象物から汚水等のコンタミが対物レンズに向かって飛散している場合、そのコンタミは、上記噴射流路から撮像対象物に向かって噴射している気体により、該噴射流路への侵入が阻止される。その結果、対物レンズのレンズ面にコンタミが到達しにくく、該レンズ面へのコンタミの付着が防止される。また、例えレンズ面にコンタミが付着したとしても、そのコンタミは、レンズ面に沿って流動する気体によって速やかに除去され得る。

本発明では、上記噴射流路を通って対物レンズのレンズ面にコンタミが達しにくくコンタミ付着防止の効果をより十分なものとする観点から、前記噴射流路の、長さＬ（ｍｍ）、断面積Ｓ（ｍｍ^２）が、Ｌ／Ｓ≧０．２５を満足することを好ましい形態としている。

本発明によれば、対物レンズのレンズ面にコンタミが付着することを効果的に防止することができ、該レンズ面を清浄な状態に保つことができるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る撮像装置を具備する切削装置の斜視図である。同切削装置が具備する切削手段および撮像装置の斜視図である。図２に示した切削手段および撮像装置の正面図（撮像装置は断面図）である。一実施形態の撮像装置の分解斜視図である。一実施形態の撮像装置の（ａ）側断面図、（ｂ）要部拡大図である。（ａ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）要部拡大図である。（ａ）は本発明に係る隙間の断面を模式的に示す斜視図、（ｂ）は噴射流路の断面を模式的に示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、一実施形態の切削装置１０を示している。該装置１０は、同図に示す円板状の半導体ウェーハ（以下、ウェーハと略称）１をワークとするものであって、切削ブレード６５による切削加工動作を自動制御してウェーハ１を多数のデバイス（半導体チップ）にダイシングするダイシング装置である。

（１）ウェーハ
まず、ワークであるウェーハ１を説明する。ウェーハ１は、厚さが例えば１００〜７００μｍ程度であって、表面には格子状の分割予定ラインにより多数の矩形状のデバイス２が形成されている。これらデバイス２には、図示せぬＩＣやＬＳＩ等の電子回路が形成されている。切削装置１０による切削加工（ダイシング）は、ウェーハ１の厚さを貫通して完全に切断するフルカットの他に、表面から厚さの途中まで切削して溝を形成する溝加工を含む。溝を形成した場合には、後工程でさらに溝の残り厚さ部分を別の切削ブレードでフルカットするか、あるいは応力を付与して割断することにより、ウェーハ１は多数のデバイス２に分割される。

なお、ウェーハ１は、環状のフレーム３の内側に粘着テープ４を介して同心状に一体に支持された状態で、切削装置１０に供給される。粘着テープ４は片面が粘着面とされたもので、その粘着面にフレーム３とウェーハ１が貼り付けられる。フレーム３は、金属等の板材からなる剛性を有するものであり、このフレーム３を支持することにより、ウェーハ１が搬送される。

（２）切削装置
（２−１）切削装置の構成
続いて、図１に示す切削装置１０の構成を説明する。切削装置１０は、一対の切削ブレード６５を互いに対向配置した２軸対向型である。図１の符合１１は基台であり、この基台１１の中央には、長手方向がＸ軸方向に延びる長方形状の凹所１２が形成されている。この凹所１２には、円板状のチャックテーブル（保持テーブル）２０がＸ軸方向に移動自在に設けられている。また、図１における基台１１上の後側（Ｘ２方向側）には、凹所１２をまたぐ門型コラム３０が固定されている。

チャックテーブル２０は、テーブルベース２５上に、鉛直方向であるＺ軸方向を回転軸線として回転自在に支持されており、テーブルベース２５に設けられた図示せぬ回転駆動機構によって時計方向あるいは反時計方向に回転させられる。テーブルベース２５は、凹所１２内に配設された図示せぬ移動機構によってＸ軸方向に往復移動するようになされている。チャックテーブル２０は、テーブルベース２５が移動することにより、図１でＸ軸方向手前側（Ｘ１方向側）の着脱位置と、奥側（Ｘ２方向側）の加工位置との間を往復移動させられる。

チャックテーブル２０は一般周知の真空チャック式であり、水平な上面の周縁部を残した大部分が、ウェーハ１を吸着、保持する円形状の吸着面２１となっている。この吸着面２１の直径は、ウェーハ１の直径とほぼ同じとされ、ウェーハ１は全体が吸着面２１に同心状に載置されて保持される。上記のようにフレーム３に支持されたウェーハ１は、真空運転状態のチャックテーブル２０の吸着面２１上に載置されて吸着、保持される。チャックテーブル２０の周囲には、フレーム３を着脱自在に保持する複数のクランプ２６が配設されている。これらクランプ２６は、テーブルベース２５に取り付けられている。

チャックテーブル２０の周囲は、長方形状のプレートカバー２７によって覆われている。このプレートカバー２７はテーブルベース２５に支持されており、チャックテーブル２０と一体にＸ軸方向に移動する。そしてプレートカバー２７のＸ軸方向の両端部には、凹所１２を覆う伸縮自在な蛇腹状のカバー２８が取り付けられている。凹所１２は、チャックテーブル２０がＸ軸方向に移動しても常にプレートカバー２７とカバー２８で覆われる。これにより、切削加工時に使用される切削液や切削屑が、テーブルベース２５をＸ軸方向に移動させる上記移動機構に落下することが防がれるようになっている。

門型コラム３０は、凹所１２の両側にＹ軸方向に並んで立設された一対の脚部３１と、これら脚部３１の上端部間に水平に架け渡された梁部３２とを有している。梁部３２の図１で手前側（Ｘ１方向側）の面には、Ｙ軸方向に延びる上下一対のＹ軸ガイド３３が設けられており、これらＹ軸ガイド３３に、第１Ｙ軸スライダ４１と第２Ｙ軸スライダ４２とがそれぞれ摺動自在に取り付けられている。第１Ｙ軸スライダ４１は、図示せぬ第１Ｙ軸送りモータによって作動する第１Ｙ軸ボールねじ送り機構４１２によりＹ軸ガイド３３に沿って往復移動させられる。また、第２Ｙ軸スライダ４２は、第２Ｙ軸送りモータ４２１によって作動する第２Ｙ軸ボールねじ送り機構４２２によりＹ軸ガイド３３に沿って往復移動させられる。

第１Ｙ軸スライダ４１および第２Ｙ軸スライダ４２には、Ｚ軸方向に延びる一対のＺ軸ガイド３４がそれぞれ設けられており、第１Ｙ軸スライダ４１のＺ軸ガイド３４には第１Ｚ軸スライダ５１が、また、第２Ｙ軸スライダ４２のＺ軸ガイド３４には第２Ｚ軸スライダ５２が、それぞれ摺動自在に取り付けられている。第１Ｚ軸スライダ５１は、第１Ｚ軸送りモータ５１１によって作動する図示せぬ第１Ｚ軸ボールねじ送り機構により、Ｚ軸ガイド３４に沿って昇降させられる。また、第２Ｚ軸スライダ５２は、第２Ｚ軸送りモータ５１２によって作動する図示せぬ第２Ｚ軸ボールねじ送り機構により、Ｚ軸ガイド３４に沿って昇降させられる。

第１Ｚ軸スライダ５１の下端部には、第１ブラケット６１１を介して第１切削手段６１が固定されており、第２Ｚ軸スライダ５２の下端部には、第２ブラケット６２１を介して第２切削手段６２が固定されている。各切削手段６１，６２は同一構成であって、直方体状のスピンドルハウジング６３内に、サーボモータ等によって高速回転する円筒状の回転軸が収容され、スピンドルハウジング６３の先端開口から突出する該回転軸の先端に、円板状の上記切削ブレード６５が同心状に取り付けられたものである。これら切削手段６１，６２の下方が、上記加工位置となっている。

切削手段６１，６２は上記回転軸がＹ軸方向と平行、かつ互いに同軸的で、切削ブレード６５が取り付けられた先端どうしが向かい合う状態に、スピンドルハウジング６３が第１ブラケット６１１および第２ブラケット６２１の下端部にそれぞれ固定されている。切削手段６１，６２は、それぞれＹ軸スライダ４１，４２と一体にＹ軸方向に移動させられ、Ｙ軸方向に互いに接近したり離間したりする。スピンドルハウジング６３の先端には、回転する切削ブレード６５によって跳ね上げられる切削液の周囲への飛散を押さえるブレードカバー７０が取り付けられている。

切削ブレード６５は、チャックテーブル２０上に保持されたウェーハ１に切り込んで切削加工を施す。本装置１０では、切削ブレード６５を支持する上記回転軸がＹ軸方向に延びているので、切削ブレード６５がウェーハ１に切り込んで切削を進行する加工送り方向はＸ軸方向である。一方、切削ブレード６５を軸方向に移動させる割り出し送り方向はＹ軸方向である。したがって、切削ブレード６５の加工送りは、チャックテーブル２０をＸ軸方向に移動させて切削ブレード６５に対し相対的にＸ軸方向にウェーハ１を移動させることによりなされる。また、割り出し送りは、各Ｙ軸スライダ４１，４２がＹ軸方向に移動することによりなされる。

図２（図２の切削手段は第１切削手段６１を示している）に示すように、切削ブレード６５は、主に上側の周縁が上記ブレードカバー７０で覆われており、ブレードカバー７０から露出する下端の刃先でウェーハ１を切削する。切削ブレード６５は、例えば図２の矢印Ａ方向に高速回転した状態で、ウェーハ１に切り込んで切削する。ブレードカバー７０は、スピンドルハウジング６３の先端に固定されるベース部７１を有しており、このベース部７１に、切削ブレード６５の回転方向における前方を覆う前部カバー７２と、切削ブレード６５の上方と後方を覆う可動カバー７３とを備えている。可動カバー７３は、切削ブレード６５の露出する側面の後部を覆う三角形状の側面カバー７３１を有している。この可動カバー７３は、シリンダ装置７４によって図２の切削加工時の状態からＸ２方向に移動して切削ブレード６５の着脱を可能とするようになされている。

前部カバー７２の切削ブレード６５への対向面の下端部にはＹ軸方向に並ぶ複数の外周ノズル８１（図２では１つしか見えない）が設けられており、これら外周ノズル８１から、切削液が切削ブレード６５に向けて噴出される。また、可動カバー７３には、先端部がＸ軸方向に延びる平行な２本の側方ノズル８２が、切削ブレード６５の両側に配設される状態に取り付けられている。これら側方ノズル８２には複数のスリット８２１が形成されており、これらスリット８２１から切削液が切削ブレード６５に向けて噴出される。前部カバー７２および可動カバー７３には、切削液の供給配管が接続される接続管９１，９２がそれぞれ取り付けられている。

図２に示すように、スピンドルハウジング６３の前面（Ｘ１方向側の面）であってブレードカバー７０に近接する箇所には、一実施形態の撮像装置１００がブラケット６４を介して固定されている。撮像装置１００は、切削加工前のウェーハ１の表面を撮像して、切削ブレード６５により切削する領域を検出したり、切削加工によってウェーハ１の表面側に形成した溝の状態を確認したりする場合に用いるもので、内部に顕微鏡およびＣＣＤカメラ等の光学系を備えている。ウェーハ１の切削領域の検出や切削によって形成した溝の状態の確認は、撮像装置１００で撮像されたウェーハ表面の画像に基づいてなされる。この撮像装置１００に関しては後で詳述する。

（２−２）切削装置の動作概要
以上が一実施形態に係る切削装置１０の全体構成であり、次に、この切削装置１０によってウェーハ１を多数のデバイス２にダイシングする動作例の概要を説明する。

ウェーハ１は、粘着テープ４を介してフレーム３に支持された状態でチャックテーブル２０上に吸着、保持され、チャックテーブル２０が図１でＸ２方向に移動することにより、各切削手段６１，６２の下方の加工位置に搬送される。そしてこの加工位置において、切削加工に先立ち、上記撮像装置１００によってウェーハ１の表面が撮像されてデバイス２間の分割予定ラインが検出される。次いで撮像装置１００の撮像データに基づき、交差する多数の分割予定ラインのうち、まず一方向に延びる側が全て切削加工され、次いで、他方向に延びる側の全ての分割予定ラインが切削加工されて、ウェーハ１が多数のデバイス２にダイシングされる。切削加工される分割予定ラインは、チャックテーブル２０を回転させてウェーハ１を自転させることにより、Ｘ軸方向と平行に定められる。

切削加工は、チャックテーブル２０をＸ２方向に移動させながら、下端の刃先が所定の切り込み高さ（Ｚ軸方向の位置）に設定された高速回転する切削ブレード６５を、分割予定ラインに対しＸ２方向側の端部からＸ１方向側の端部に向けて切り込ませる加工送りをすることによってなされる。１回の加工送りが終わったら、切削ブレード６５が上方に退避し、チャックテーブル２０がＸ１方向に移動して切削ブレード６５が加工送りの始点に戻されるとともに、切削手段６１，６２がＹ軸方向に移動して次の分割予定ラインに切削ブレード６５の刃先を合わせる割り出し送りが行われてから、該次の分割予定ラインに対し切削ブレード６５を加工送りさせる。以上の動作を行って、Ｘ軸方向に延びる全ての分割予定ラインに切削加工が施される。

なお、ウェーハ１に対する切削加工は、前述のようにフルカットや溝加工といった形態がある。図３は、切削ブレード６５の刃先がウェーハ１の厚さを貫通して完全に切断するフルカットを示しており、この形態では切削ブレード６５の先端は粘着テープ４の厚さの途中まで達している。

（３）撮像装置
（３−１）撮像装置の構成
続いて、上記撮像装置１００について説明する。撮像装置１００は、図４および図５に示すように、顕微鏡１１０と、この顕微鏡１１０の下端部に着脱可能に装着される円板状のカバー部材（対物レンズ保護手段）１２０とから構成されている。

図５に示すように、顕微鏡１１０は、円筒状のケーシング１１１と、このケーシング１１１の一端側の開口部１１２ａに配設された対物レンズ１１３を有している。開口部１１２ａは、ケーシング１１１の一端側の中心から突出して形成された小径部１１２に形成されており、この小径部１１２の内周面に対物レンズ１１３が固定されている。対物レンズ１１３の下面であるレンズ面１１３ａは、下方に露出している。そして顕微鏡１１０のケーシング１１１内には、対物レンズ１１３を通った像を撮像するＣＣＤカメラ１１５が組み込まれている。

カバー部材１２０の上面側の中心には円形状の凹所１２１が形成されており、この凹所１２１に、顕微鏡１１０のケーシング１１１の小径部１１２が着脱可能に嵌合される（図４の下向き矢印は凹所１２１への小径部１１２の嵌合方向を示している）。このようにしてカバー部材１２０に顕微鏡１１０が装着された状態で、対物レンズ１１３はカバー部材１２０の内部に配設される。

図５に示すように、カバー部材１２０の凹所１２１の底面中央部には、環状凸部（隙間形成部材）１２２が形成されている。この環状凸部１２２は対物レンズ１１３のレンズ面１１３ａに対向しており、その上方開口部１２２ａは、対物レンズ１１３の中央部に対応する位置に開口している。また、環状凸部１２２の上端縁と対物レンズ１１３のレンズ面１１３ａとの間には、隙間１２３が形成されている。

環状凸部１２２の周囲には環状溝１２４が形成されており、カバー部材１２０には、カバー部材１２０の外部から環状溝１２４に連通するエア導入流路（気体導入部）１２５が形成されている。このエア導入流路１２５は、環状溝１２４よりカバー部材１２０の径方向に延びてから上方に向けて直角に屈曲し、カバー部材１２０の上面に形成されたエア導入口１２５ａに開口している。このエア導入口１２５ａには、図２に示す圧縮エアの供給ホース１３０が接続されている。また、カバー部材１２０の中心には、環状凸部１２２の上方開口部１２２ａから底面に開口する噴射口１２６ａにわたって貫通する噴射流路１２６が形成されている。

（３−２）撮像装置の作用ならびにそれに伴う効果
上記撮像装置１００は、チャックテーブル２０上に保持されたウェーハ（撮像対象物）１に上方から近接させられ、噴射流路１２６を通してウェーハ１の表面にレンズ面１１３ａが対向した状態で、ＣＣＤカメラ１１５によりウェーハ１の表面を撮像する。すなわちＣＣＤカメラ１１５では、噴射流路１２６の噴射口１２６ａから見えるウェーハ１の表面の一部が撮像される。そして、ウェーハ１を切削加工する際には、供給ホース１３０からカバー部材１２０の中に圧縮エアが送り込まれる。

カバー部材１２０の中に送り込まれる圧縮エアは、図５および図６の破線矢印で示すように、エア導入口１２５ａからエア導入流路１２５を通って環状凸部１２２の周囲の環状溝１２４に入る。次いで圧縮エアは環状溝１２４を上昇し、環状凸部１２２の上端縁と対物レンズ１１３のレンズ面１１３ａとの間の隙間１２３を通って上方開口部１２２ａから噴射流路１２６に入って下降していく。圧縮エアが隙間１２３から上方開口部１２２ａを経て噴射流路１２６に入っていく間に、圧縮エアはレンズ面１１３ａに沿って流動する。そして圧縮エアは、噴射流路１２６を下降し、噴射口１２６ａから下方のウェーハ１に向かって噴射する状態で排出する。

ところで、ウェーハ１の切削加工中は、切削ブレード６５やウェーハ１に対し、ブレードカバー７０に設けられた外周ノズル８１と側方ノズル８２から切削液が噴出され、切削ブレード６５がウェーハ１に切り込んでいる加工点に切削液が供給される。その切削液は、回転する切削ブレード６５によって加工点から跳ね上げられて周囲に飛散する。回転する切削ブレード６５によって飛散する使用後の切削液は、切削加工によって生じた切削屑が混合したコンタミ（汚水）の状態となっている。

図３に示すように、切削ブレード６５でウェーハ１を切削加工している際には、撮像装置１００のカバー部材１２０の下面はウェーハ１に近接しており、コンタミ（図３では符号Ｃで示している）が撮像装置１００の周囲にも飛散してくる場合がある。しかしながら本実施形態の撮像装置１００にあっては、対物レンズ１１３のレンズ面１１３ａはカバー部材１２０によって覆われているため、飛散するコンタミがレンズ面１１３ａに直接当たって付着するといった不具合は起こらない。

また、コンタミが飛散している撮像装置１００とウェーハ１との間の空間と対物レンズ１１３のレンズ面１１３ａとは、噴射流路１２６を通して連通してはいるものの、噴射流路１２６を下降して噴射口１２６ａから噴射している圧縮エア（図３の噴射口１２６ａから出ている矢印で示す）によって噴射流路１２６にコンタミが侵入することが阻止される。このため、レンズ面１１３ａにコンタミが到達しにくく、レンズ面１１３ａへのコンタミの付着が防止される。また、レンズ面１１３ａにコンタミが付着するようなことがあったとしても、上記のように圧縮エアがレンズ面１１３ａに沿って流動しているため、その流動する圧縮エアにより、レンズ面１１３ａに付着したコンタミが除去される。

これらの結果、対物レンズ１１３のレンズ面１１３ａにコンタミが付着することが効果的に防止されてレンズ面１１３ａが常に清浄な状態に保たれ、ウェーハ１が鮮明に撮像されて誤検出や誤認識が防止される。

なお、上記噴射流路１２６は、ＣＣＤカメラ１１５によってウェーハ１を撮像可能な範囲で、なるべく長い距離を有し、かつなるべく狭い断面積を有していると、コンタミが対物レンズ１１３のレンズ面１１３ａに達しにくく付着防止の効果を得やすい。ここで、ウェーハ１を撮像可能な範囲であることを考慮すると、噴射流路１２６の長さをＬ（ｍｍ）、断面積をＳ（ｍｍ^２）とした場合、Ｌ／Ｓ≧０．２５を満足することが実用的であり、Ｌ／Ｓが好ましくは０．５以上、より好ましくは１．０以上とされる。具体的には、例えば長さＬが１９．５ｍｍ、内径（φ）が５ｍｍ（断面積Ｓが１９．６ｍｍ^２）に設定され、この場合のＬ／Ｓは１に近いものとなる。

また、環状凸部１２２の上端縁と対物レンズ１１３のレンズ面１１３ａとの間の隙間１２３の距離は、噴射流路１２６の内周縁に対応する部分の隙間１２３の断面積が、噴射流路１２６の断面積と概ね同等であると、隙間１２３から噴射流路１２６に至る流路の面積に変化がほとんどなく、圧縮エアが円滑に流れるため好ましい。すなわち、噴射流路１２６の断面が円形状であった場合、隙間１２３の断面積とは、図５（ｂ）の矢印Ｓ２で指す破線部分であって、これは図７（ａ）に示すように円筒状である。一方、噴射流路１２６の断面積とは、図５（ｂ）の矢印Ｓ１で指す破線部分であって、これは図７（ｂ）に示すように円板状である。ここで、噴射流路１２６の半径をｒ、隙間１２３の距離をｈとすると、Ｓ１＝πｒ^２、Ｓ２＝２πｒ×ｈであり、Ｓ１＝Ｓ２とするには、ｈ＝ｒ／２が成り立つ。つまり隙間１２３は、噴射流路１２６の半径の１／２程度が最適な距離と言える。

例えば、断面円形状の噴射流路１２６の直径が上記のようにφ５ｍｍ（半径が２．５ｍｍ、断面積が１９．６ｍｍ^２）の場合には、隙間１２３は１．２５ｍｍが最適となる。なお、設計上、Ｓ１とＳ２を同等にできなかった場合でも、最適値に対して±３０％程度であれば圧縮エアの円滑な流れを得ることはできる。

また、隙間１２３の設定の他には、隙間１２３を流れる圧縮エアの流量を２０〜５０Ｌ／ｍｉｎ程度にすることにより、隙間１２３を適切な圧力で、かつ円滑に圧縮エアを流すことができる。

また、ウェーハ１の表面を撮像するにあたっては、水分等をエアで吹き飛ばして除去し、撮像対象面を清浄にすることが一般に行われるが、本実施形態の撮像装置１００によれば、噴射口１２６ａから噴射する圧縮エアをウェーハ１の表面に噴射して清浄化することができる。すなわち撮像時におけるウェーハ１の表面を清浄化する機能を兼ねることができ、このため、装置の複雑化や部品点数の増加を抑えることが可能となる。なお、ウェーハ１の表面の水分等を吹き飛ばして清浄とするには、隙間１２３を流れる圧縮エアの流量が２０〜５０Ｌ／ｍｉｎ程度の場合、噴射流路１２６は、例えば断面が円形状の場合、最大でφ２ｍｍ程度が有効とされる。

１…半導体ウェーハ（撮像対象物）
１０…切削装置
１００…撮像装置
１１３ａ…レンズ面
１１３…対物レンズ
１２０…カバー部材（対物レンズ保護手段）
１２２ａ…上方開口部（開口部）
１２３…隙間
１２２…環状凸部（隙間形成部材）
１２５…エア導入流路（気体導入部）
１２６…噴射流路

Claims

撮像対象物に対向するレンズ面を有する対物レンズと、
前記レンズ面への付着物の付着を防止する対物レンズ保護手段と、を備える撮像装置であって、
前記対物レンズ保護手段は、
前記対物レンズの前記レンズ面における中央部に対応する箇所に開口部を有し、該レンズ面に対向して配設されることによって該レンズ面との間に隙間を形成する隙間形成部材と、
前記隙間に気体を導入し、該気体を前記対物レンズの前記レンズ面に沿って流動させる気体導入部と、
前記隙間形成部材の前記開口部に連通し、前記隙間から該開口部に流入する前記気体を撮像対象物に向けて噴射する噴射流路と、
を有することを特徴とする撮像装置。
前記噴射流路の、長さＬ（ｍｍ）、断面積Ｓ（ｍｍ^２）が、Ｌ／Ｓ≧０．２５を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。