JP2022022495A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工装置において、ゴミが載置されていないレンズでウェーハを撮像できるようにする。【解決手段】被加工物を吸引保持するロボットハンド４０を移動させる手段４２を備え第１のカセットから被加工物を搬出するロボット４と、制御手段９と、を備え、ロボットハンド４０を下から撮像するカメラ５０を備え、ロボット４は、ロボットハンド４０の吸引面に形成された吸引口と吸引源４９とを連通する吸引路４０７と、吸引路４０７を分岐する分岐部４５１と、吸引路４０７の分岐部４５１と吸引源４９との間に配置される吸引バルブ４５３と、分岐部４５１とエア源４８とを連通するエア供給路４８３と、エア供給路４８３に配置されるエアバルブ４８５とを備え、制御手段９は、移動手段４２を制御しカメラ５０上にロボットハンド４０を位置づけ、吸引バルブ４５３を閉じ、エアバルブ４８５を開き、吸引口から噴出させたエアでカメラ５０のレンズの表面を洗浄する加工装置１。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を加工する加工装置に関する。

例えば特許文献１、又は特許文献２に開示されているように、ウェーハを研削する研削装置は、カメラでウェーハを撮像してウェーハの中心を検知し、チャックテーブルの保持面の中心とウェーハの中心とを一致させて保持面に保持させたウェーハを研削砥石で研削している。

特開２０１３－０５５２７７号公報 特開２００９－１２３７９０号公報

上記研削装置では、装置構成のスペースなどの関係でウェーハの下にカメラを配置してウェーハの下からウェーハを撮像する場合がある。この場合、カメラのレンズが上を向いているため、装置内のゴミなどがレンズの表面に載置されることがある。そして、レンズにゴミが載置されたことによって、ウェーハの中心を装置が間違って認識する場合がある。

したがって、加工装置においては、ウェーハを撮像する場合に、レンズにゴミが載置されているか否かを判断し、さらに、ゴミが載置されていないレンズで撮像できるようにするという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、上下方向に複数の棚を有し該棚に被加工物を収納可能なカセットを載置するカセットステージと、吸引面で被加工物を吸引保持するロボットハンドを移動させる移動手段を備え該カセットから被加工物を搬出するロボットと、装置制御を行う制御手段と、を備える加工装置であって、該ロボットハンドを下から撮像するカメラを備え、該ロボットは、該ロボットハンドの該吸引面に形成された吸引口と吸引源とを連通する吸引路と、該吸引路を分岐する分岐部と、該吸引路の該分岐部と該吸引源との間に配置される吸引バルブと、該分岐部とエア源とを連通するエア供給路と、該エア供給路に配置されるエアバルブとを備え、該制御手段は、該移動手段を制御し該カメラの直上に該ロボットハンドを位置づけることと、該吸引バルブを閉じ、該エアバルブを開き、該エア源と該吸引口とを連通させ、該吸引口からエアを噴出させることとによって、該エアで該カメラのレンズの表面を洗浄する加工装置である。

本発明に係る加工装置は、前記カメラの前記レンズの表面にゴミがあるか無いかを判断する判断手段を備え、該判断手段は、該レンズの表面にゴミが無いときに該カメラで撮像した画像を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された該画像のピクセルの輝度と新たに撮像した画像のピクセルの輝度との差を、Ｘ軸Ｙ軸座標が一致するピクセルどうしで求める第１算出部と、該第１算出部が算出した該差が閾値以上であったらゴミがあると判断する第１判断部と、を備えると好ましい。

本発明に係る加工装置は、前記カメラの前記レンズの表面にゴミがあるか無いかを判断する判断手段を備え、該レンズの表面にゴミが無いときに該カメラで撮像した画像を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された該画像の全ピクセルの合計輝度と新たに撮像した画像の全ピクセルの合計輝度との差を求める第２算出部と、該第２算出部が算出した該差が閾値以上であったらゴミがあると判断する第２判断部と、を備えると好ましい。

前記ロボットハンドを挟んで前記カメラに対向配置される拡散板と照明とを備えると好ましい。

本発明に係る加工装置は、ロボットハンドを下から撮像するカメラを備え、ロボットは、ロボットハンドの吸引面に形成された吸引口と吸引源とを連通する吸引路と、吸引路を分岐する分岐部と、吸引路の分岐部と吸引源との間に配置される吸引バルブと、分岐部とエア源とを連通するエア供給路と、エア供給路に配置されるエアバルブとを備え、制御手段は、移動手段を制御しカメラの直上にロボットハンドを位置づけることと、吸引バルブを閉じ、エアバルブを開き、エア源と吸引口とを連通させ、吸引口からエアを噴出させることとによって、エアでカメラのレンズの表面を洗浄して、半導体ウェーハ等の被加工物をゴミがレンズ表面に付着していないカメラで撮像することが可能となる。

本発明に係る加工装置は、カメラのレンズの表面にゴミがあるか無いかを判断する判断手段を備え、判断手段は、レンズの表面にゴミが無いときにカメラで撮像した画像を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された画像のピクセルの輝度と新たに撮像した画像のピクセルの輝度との差を、Ｘ軸Ｙ軸座標が一致するピクセルどうしで求める第１算出部と、第１算出部が算出した差が閾値以上であったらゴミがあると判断する第１判断部と、を備えることで、レンズ表面のゴミの有無を装置自体が判断可能となる。

本発明に係る加工装置は、カメラのレンズの表面にゴミがあるか無いかを判断する判断手段を備え、レンズの表面にゴミが無いときにカメラで撮像した画像を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された画像の全ピクセルの合計輝度と新たに撮像した画像の全ピクセルの合計輝度との差を求める第２算出部と、第２算出部が算出した差が閾値以上であったらゴミがあると判断する第２判断部と、を備えることで、レンズ表面のゴミの有無を装置自体が判断可能となる。

加工装置の一例を示す斜視図である。 カメラ、照明、拡散板、及びロボットの構造を説明する断面図である。 レンズの表面にゴミが無い時にカメラで撮像した基準画像を説明する説明図である。 新たにカメラで撮像した判断用画像を説明する説明図である。

図１に示す加工装置１は、加工手段１６によってチャックテーブル３０に保持された被加工物８０を研削する装置である。加工装置１のベース１０上の前方（－Ｙ方向側）は、チャックテーブル３０に対して被加工物８０の搬入出が行われる領域である搬入出領域１００となっており、ベース１０上の後方（＋Ｙ方向側）は、加工手段１６によってチャックテーブル３０上に保持された被加工物８０の研削加工が行われる領域である加工領域１０１となっている。
なお、本発明に係る加工装置は、研削手段として粗研削手段と仕上げ研削手段との２軸備え、回転するターンテーブルで被加工物８０を保持したチャックテーブル３０を各研削手段の下方に位置付ける構成となっていてもよい。または、本発明に係る加工装置は、研磨パッドで被加工物に研磨加工を施し、被加工物８０の被研磨面を鏡面化したり、被加工物８０の抗折強度を高めたりする研磨加工装置、及び研削研磨加工装置であってもよい。

加工装置１は、例えば、装置全体の制御を行う制御手段９を備えている。例えば制御プログラムに従って演算処理するＣＰＵ、及びメモリ等で構成される制御手段９は、加工手段１６等の本発明の各発明構成要素に電気的に接続されており、各発明構成要素の制御を行う。

図１に示す被加工物８０は、本実施形態においては、シリコン母材等からなる円形の半導体ウェーハであり、図１において下方を向いている被加工物８０の表面８０１は、複数のデバイスが形成されており、図示しない保護テープが貼着されて保護されている。被加工物８０の上側を向いている裏面８０２は、研削加工が施される被加工面となる。なお、被加工物８０はシリコン以外にガリウムヒ素、サファイア、窒化ガリウム、樹脂、セラミックス、又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよい。

ベース１０の正面側（－Ｙ方向側）には、複数の被加工物８０を棚状に収容可能なカセットを載置する第１のカセットステージ１５０及び第２のカセットステージ１５１が設けられており、第１のカセットステージ１５０には複数の加工前の被加工物８０が棚状に収容される第１のカセット１５０１が載置され、第２のカセットステージ１５１には複数の加工後の被加工物８０が棚状に収容される第２のカセット１５１２が載置される。
第１のカセット１５０１及び第２のカセット１５１２は、内部に上下方向に所定の間隔を空けて配置された複数の棚を備えており、該棚によって被加工物８０の外周部分を支持している。

図１に示すように、加工装置１は、被加工物８０を仮置きする仮置き手段１１と、第１のカセットステージ１５０に載置された第１のカセット１５０１内の被加工物８０を第１のカセット１５０１から仮置き手段１１に搬送、またはスピンナテーブル１２０に保持された被加工物８０を第２のカセットステージ１５１に載置された第２のカセット１５１２内に搬送するロボット４と、を備える。

図１に示すように、第１のカセット１５０１の＋Ｙ方向側の開口の後方に、第１のカセット１５０１から被加工物８０を搬出するロボット４が配設されている。ロボット４は、多関節ロボットであり、被加工物８０を保持するロボットハンド４０と、ロボットハンド４０を移動させる移動手段４２とを少なくとも備えている。

移動手段４２は、例えば、ロボットハンド４０を水平方向に移動させるハンド水平移動手段４２０と、ロボットハンド４０を上下方向に移動させる電動シリンダ等のハンド上下移動手段４２２と、例えばロボットハンド４０の吸引面４０１を上下反転させるハンド反転手段４２４と、を備えている。

ハンド水平移動手段４２０は、例えば、複数の板状アーム部材等で構成され内部にプーリ機構を備える旋回アームを旋回モータによって旋回させる構造となっている。即ち、ハンド水平移動手段４２０は、旋回モータが生み出す回転力により、複数の板状アーム部材を軸方向がＺ軸方向（鉛直方向）である回転軸を軸にして互いに旋回させることで、ロボットハンド４０を水平面内（Ｘ軸Ｙ軸平面内）において旋回移動させることができるとともに、複数の板状アーム部材を互いが交差した状態から互いが直線状となる状態等に変形させることができ、ロボットハンド４０を水平面内において直動させることができる。

ハンド水平移動手段４２０の下部側にはハンド上下移動手段４２２が接続されており、ハンド上下移動手段４２２は、ハンド水平移動手段４２０と共にロボットハンド４０をＺ軸方向において上下動させ、ロボットハンド４０を所定高さに位置づけできる。

ハンド水平移動手段４２０の板状アーム部材には、柱状のアーム連結部４２６を介して、図１においてはＺ軸方向に直交するＹ軸方向の軸心を有するハンド反転手段４２４のスピンドル４２４１を回転可能に支持するハウジング４２４３が固定されている。例えばハウジング４２４３の内部には、スピンドル４２４１を回転駆動する図示しない反転モータが収容されている。

スピンドル４２４１の先端側はハウジング４２４３から突出しており、この先端側に、ロボットハンド４０の根元側が装着されるホルダ４２４５が配設されている。図示しない反転モータがスピンドル４２４１を所定角度回転させることに伴って、スピンドル４２４１にホルダ４２４５を介して接続されているロボットハンド４０が回転して、ロボットハンド４０の吸引面４０１を反転させることができる。

被加工物８０を吸着保持する板状のロボットハンド４０は、例えば、全体として平面視略Ｕ状の開口４０８を有する外形となっており、ホルダ４２４５に装着される矩形平板状の基部４０５と、基部４０５に一体的に形成された吸着部４０６とを備えている。なお、ロボットハンド４０は、本実施形態における形状に限定されるものではなく、全体として平面視略しゃもじ形状となっていてもよい。

例えば、図１においてロボットハンド４０の上側を向いている面を、被加工物８０を吸引保持する吸引面４０１とする。なお、ロボットハンド４０は、吸引面４０１の反対面も吸引面となっていてもよい。吸引面４０１は平滑に仕上げられており、また、被加工物８０に接触した場合に被加工物８０を傷付けないように、吸引面４０１の端部には面取りが施されていてもよい。

吸引面４０１には、複数の吸引口４０３が開口している。吸引口４０３は、例えば、吸引面４０１の外周側の領域に略等間隔空けて、５箇所にそれぞれ３つずつ又は４つずつ開口している。なお、吸引口４０３の数や配設箇所は本例に限定されるものではない。吸引口４０３には、変形可能なゴム吸盤等が配設されていてもよい。

図２に示すように、吸引口４０３は、ロボットハンド４０の内部を通る吸引流路及びロボットハンド４０の旋回移動を妨げないように可撓性を備え吸引流路に継手等を介して接続された樹脂チューブ等からなる吸引路４０７に連通する。そして、吸引路４０７を構成する該樹脂チューブが真空発生装置、又はエジェクター機構等の吸引源４９に接続されている。

ロボット４は、吸引路４０７を分岐する分岐部４５１と、吸引路４０７の分岐部４５１と吸引源４９との間に配置される吸引バルブ４５３と、分岐部４５１とコンプレッサー等で構成されるエア源４８とを連通するエア供給路４８３と、エア供給路４８３に配置されるエアバルブ４８５とを備えている。

吸引路４０７を分岐する分岐部４５１は、例えば三方管等である。吸引路４０７の分岐部４５１と吸引源４９との間に配置される吸引バルブ４５３は、例えば、ソレノイドバルブであり、電気的に接続された制御手段９による通電の有無によって吸引源４９とロボットハンド４０との連通の開閉状態を切り換える。

吸引路４０７から分岐したエア供給路４８３に配設されたエアバルブ４８５は、例えば、ソレノイドバルブであり、電気的に接続された制御手段９による通電の有無によってエア源４８とロボットハンド４０との連通の開閉状態を切り換える。

例えば、図１に示すロボット４のハンド水平移動手段４２０の図示しない旋回モータ、ハンド上下移動手段４２２の図示しない昇降モータ、及びハンド反転手段４２４の図示しない反転モータには、これらのモータを統括制御することでロボットハンド４０を所定位置に位置づける制御を行う制御手段９が電気的に接続されている。

図１、及び図２に示すように、加工装置１は、ロボットハンド４０を下から撮像するカメラ５０を備えている。カメラ５０は、例えば、第１のカセット１５０１の＋Ｙ方向側の開口の後方の位置で、かつ、ロボットハンド４０の移動経路下方となる位置に配設されている。また、本実施形態においては、カメラ５０の直上となる位置には、例えばロボットハンド４０を上下方向（Ｚ軸方向）から挟んでカメラ５０に対向するように拡散板５３及び照明５５が配設されている。

照明５５は、例えば、同軸落射照明であり、複数の可視光を照射可能なＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）により構成されているが、これに限定されずキセノンランプ等であってもよい。照明５５は、接続されている図示しない電源から電力が供給されると発光し、下方のカメラ５０に向かって光を照射する。
照明５５の下方に配置された拡散板５３は、照明５５の輝度ムラを緩和させて均質な照明、撮像画像の白黒の濃淡、及び明暗を明確にする。

図２に示すように、カメラ５０は、例えば、外部光が遮光される有底円筒状の筐体５００を備えており、筐体５００内に、照明５５が出射した光が入光するレンズ５０１と、図示しないミラー等の光学系と、レンズ５０１及び図示しない光学系で結像された被写体像を光電変換して画像情報として出力する撮像部５０３と、を備えている。撮像部５０３は、例えば、ＣＣＤ等の複数の受光素子が２次元的に配列されたものであり、例えば数百万画素程度の画素数を備えている。そして、撮像部５０３の受光素子の各画素が受けた光量により伝えられるデータは、例えば、輝度値が８ビット階調、即ち、０～２５５までの２５６通りグレースケールで表現される。

図１に示すように、ロボット４の可動範囲には、仮置き手段１１が設けられており、仮置き手段１１には位置合わせ手段１１３が配設されている。位置合わせ手段１１３は、第１のカセット１５００から搬出され仮置き手段１１に載置された被加工物８０を、縮径する位置合わせピンで所定の位置に位置合わせ（センタリング）する。
なお、仮置き手段１１及び位置合わせ手段１１３は、上記カメラ５０を加工装置１が備えているため、加工装置１に配設されていなくてもよい。

仮置き手段１１に隣接する位置には、吸引パッド等から構成され被加工物８０を保持した状態で旋回する第一搬送手段１３１が配置されている。第一搬送手段１３１は、仮置き手段１１上でセンタリングされた被加工物８０を保持し、加工領域１０１内の搬入位置に位置付けられたチャックテーブル３０へ搬送する。第一搬送手段１３１の隣には、吸引パッド等から構成され加工後の被加工物８０を保持した状態で旋回する第二搬送手段１３２が設けられている。

第二搬送手段１３２の可動範囲内には、第二搬送手段１３２により搬送される加工後の被加工物８０を洗浄する枚葉式の洗浄手段１２が配置されている。洗浄手段１２は、被加工物８０よりも小径のスピンナテーブル１２０で被加工物８０を吸引保持し、被加工物８０の上方を旋回移動する洗浄ノズル１２１から、洗浄水を回転させた被加工物８０の被研削面である裏面８０２に噴射して裏面８０２の洗浄を行う。

図１に示すチャックテーブル３０は、本実施形態においては、ポーラス部材等からなり被加工物８０を吸着する吸着部３００と、吸着部３００を支持する枠体３０１とを備える。吸着部３００は、真空発生装置等の図示しない吸引源に連通し、吸引源が吸引することで生み出された吸引力が、吸着部３００の露出面（上面）である保持面３０２に伝達されることで、チャックテーブル３０は保持面３０２上で被加工物８０を吸引保持できる。

チャックテーブル３０は、カバー３９により周囲を囲まれており、カバー３９及びカバー３９に連結された蛇腹カバー３９０の下方に配設された図示しないテーブル移動手段により、ベース１０上をＹ軸方向に往復移動可能である。また、チャックテーブル３０は、Ｚ軸方向の回転軸を中心として回転可能となっている。テーブル移動手段は、例えば、ボールネジ機構等である。

加工領域１０１の後方（＋Ｙ方向側）には、コラム１０４が立設されており、コラム１０４の－Ｙ方向側の前面には加工手段１６を保持面３０２に垂直なＺ軸方向に研削送りする加工送り手段１９が配設されている。加工送り手段１９は、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ１９０と、ボールネジ１９０と平行に配設された一対のガイドレール１９１と、ボールネジ１９０の上端に連結しボールネジ１９０を回動させるモータ１９２と、内部のナットがボールネジ１９０に螺合し側部がガイドレール１９１に摺接する昇降板１９３と、昇降板１９３に連結され加工手段１６を保持するホルダ１９４とを備えており、モータ１９２がボールネジ１９０を回動させると、これに伴い昇降板１９３がガイドレール１９１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、ホルダ１９４に保持された加工手段１６がＺ軸方向に研削送りされる。

チャックテーブル３０に保持された被加工物８０を研削加工する加工手段１６は、軸方向がＺ軸方向である回転軸１６０と、回転軸１６０を回転可能に支持するハウジング１６１と、回転軸１６０を回転駆動するモータ１６２と、回転軸１６０の下端に接続された円環状のマウント１６３と、マウント１６３の下面に着脱可能に装着された研削ホイール１６４とを備える。

研削ホイール１６４は、ホイール基台１６４０と、ホイール基台１６４０の底面に環状に配設された略直方体形状の複数の研削砥石１６４１とを備える。研削砥石１６４１は、例えば、所定のバインダー等で研削砥粒等が固着されて成形されている。

回転軸１６０の内部には、研削水の通り道となる図示しない流路が回転軸１６０の軸方向（Ｚ軸方向）に貫通して形成されている。この流路はマウント１６３を通り、ホイール基台１６４０の底面において研削砥石１６４１に向かって研削水を噴出できるように開口している。

被加工物８０を研削する際の高さ位置まで下降した研削ホイール１６４の近傍となる位置には、例えば、研削中において被加工物８０の厚みを接触式にて測定する厚み測定手段３８が配設されている。
なお、厚み測定手段３８は、非接触式の厚み測定手段であってもよい。

以下に、図１に示す加工装置１によりチャックテーブル３０に保持された被加工物８０を研削する場合の加工装置１の動作について説明する。

例えば、まず、制御手段９による制御の下で、被加工物８０が第１のカセット１５０１から搬出される。即ち、図１に示すハンド上下移動手段４２２によってロボットハンド４０が上下動し、ロボットハンド４０が、第１のカセット１５０１内の狙いの被加工物８０が収納されている棚の高さ位置に位置づけられる。ロボットハンド４０が旋回され、ロボットハンド４０が第１のカセット１５０１の開口から第１のカセット１５０１の内部の所定の位置まで進入していき、ロボットハンド４０の中心と被加工物８０の中心とが略合致するように位置づけられる。次いで、制御手段９による制御の下で、吸引バルブ４５３（図２参照）が開かれて、また、吸引源４９が吸引力を生み出し、該吸引力が吸引路４０７を通りロボットハンド４０の吸引面４０１に伝達される。そして、ロボットハンド４０が上昇して、被加工物８０の例えば下側を向いている表面８０１に吸引面４０１を接触させて吸引保持する。被加工物８０を吸引保持したロボットハンド４０が＋Ｙ方向に移動し、被加工物８０が第１のカセット１５０１から搬出される。なお、ロボットハンド４０は被加工物８０に上側から吸引面４０１を当接させて吸引保持してもよい。

ロボット４がロボットハンド４０を旋回移動及び上下移動させて、ロボットハンド４０に吸引保持された被加工物８０がカメラ５０と照明５５との間に入り込む位置に位置付ける。そして、カメラ５０によって被加工物８０の撮像が行われ、例えば、被加工物８０の外周を含む撮像画像が形成される。撮像画像情報が制御手段９に送られて、従来から知られている撮像画像中の被加工物８０の外周の３点のエッジ座標に基づく幾何学的演算処理により、被加工物８０の中心が認定される。

さらに、図１に示すロボット４が被加工物８０を仮置き手段１１に搬送する。位置合わせ手段１１３によって被加工物８０がセンタリングされた後、第一搬送手段１３１が、センタリングされた被加工物８０をチャックテーブル３０上に搬送する。そして、被加工物８０の既に認識されている中心と保持面３０２の中心とが略合致した状態で、図示しない吸引源が作動して、チャックテーブル３０が保持面３０２上で被加工物８０を裏面８０２を上方に露出させて吸引保持する。

チャックテーブル３０が被加工物８０を吸引保持した後、チャックテーブル３０が搬入出領域から研削加工領域へと＋Ｙ方向へ移動する。そして、加工手段１６の研削砥石１６４１の回転中心が被加工物８０の回転中心に対して所定距離だけ水平方向にずれ、研削砥石１６４１の回転軌跡が被加工物８０の回転中心を通るように、チャックテーブル３０が所定位置に位置づけられる。

加工手段１６が加工送り手段１９によって－Ｚ方向へと送られ、研削砥石１６４１が被加工物８０の裏面８０２に当接することで研削加工が行われる。研削中は、チャックテーブル３０を回転するのに伴って被加工物８０も回転するので、研削砥石１６４１が被加工物８０の裏面８０２の全面の研削加工を行う。また、研削砥石１６４１と被加工物８０の裏面８０２との接触箇所に対して回転軸１６０を通して研削水が供給され、研削水による接触箇所の冷却及び研削屑の洗浄除去が行われる。

厚み測定手段３８による被加工物８０の厚み測定がされつつ、所望の厚みになるまで被加工物８０が研削された後、図１に示す加工送り手段１９が加工手段１６を上昇させ被加工物８０から離間させることで、被加工物８０の研削加工が完了する。

次いで、被加工物８０を吸引保持したチャックテーブル３０が－Ｙ方向に移動されて、第二搬送手段１３２の近傍に位置づけられる。そして、図１に示す第二搬送手段１３２が、チャックテーブル３０上の被加工物８０を洗浄手段１２に搬送する。洗浄手段１２が被加工物８０を洗浄した後、ロボット４が被加工物８０を第２のカセット１５１２に搬入する。

本発明に係る加工装置１は、上記のように被加工物８０を１枚又は複数枚連続して研削していく最中、又は加工装置１の立ち上げのアイドリング時等に、カメラ５０のレンズ５０１にゴミが付着しているか否かの判断を行うことができる。即ち、加工装置１は、例えば、以下に説明する判断手段９０を備えている。本実施形態においては、判断手段９０は、制御手段９に含まれている。

判断手段９０は、レンズ５０１の表面（上面）にゴミが無いときにカメラ５０で例えばロボットハンド４０を含めて撮像した画像を記憶する記憶部９００と、記憶部９００に記憶された該画像のピクセルの輝度と新たに例えばピント合わせのためのロボットハンド４０を含めて撮像した画像のピクセルの輝度との差を、Ｘ軸Ｙ軸座標が一致するピクセルどうしで求める第１算出部９０１と、第１算出部９０１が算出した差が閾値以上であったらゴミがレンズ５０１の表面にあると判断する第１判断部９０３とを備えている。

レンズ５０１の表面（上面）にゴミが無いとき（例えば、作業者によりレンズ５０１の清掃が行われた直後）に、カメラ５０で例えばロボットハンド４０を含めて撮像画像が形成される。この際には、ロボットハンド４０の清掃も行われてロボットハンド４０にもゴミが付着していない状態となっていると好ましい。
具体的には、例えば、制御手段９による制御の下で、ハンド上下移動手段４２２及びハンド水平移動手段４２０が被加工物８０を吸引保持していないロボットハンド４０を上下移動及び水平移動させて、ロボットハンド４０がカメラ５０と照明５５との間に入り込む位置に位置付けされる。また、ハンド反転手段４２４によって、例えば、ロボットハンド４０の吸引面４０１がカメラ５０側（下側）に向けられる。該位置付けは、例えば、ロボットハンド４０の中心がカメラ５０のレンズ５０１の中心に略合致するように行われるが、これに限定されず、例えば、レンズ５０１の中心とロボットハンド４０の吸引口４０３とが重なるように行われてもよい。また、ロボットハンド４０の撮影時に位置付けられた位置は、制御手段９の記憶部９００に記憶される。

カメラ５０のオートフォーカスで例えばロボットハンド４０の下面となっている吸引面４０１にカメラ５０のピントが合う。そして、照明５５が点灯して照明光（例えば可視光線）を下方に照射する。拡散板５３で所定範囲に広げられた照明光は、カメラ５０のレンズ５０１により捉えられ撮像部５０３に受光され、図３に示す基準画像７０が形成される。

基準画像７０は、例えば、輝度値が８ビット階調、即ち、０～２５５までの２５６通りで表現される所定のサイズの１ピクセルの集合体である。形成された基準画像７０の１ピクセル毎における輝度値は、カメラ５０の撮像部５０３に入射した光量によって定まる。即ち、照明５５が出射した照明光は、一部がロボットハンド４０で遮られ、ロボットハンド４０のＵ字状の開口４０８に対応する撮像部５０３に対する入射光量は多く、その１ピクセルは図３の基準画像７０における白色となり、ロボットハンド４０に対応する撮像部５０３に対する入射光量は、少なくなり１ピクセルは輝度値が下がり濃い灰色となる。

例えばロボットハンド４０をＵ字状の開口４０８を含めて撮像された基準画像７０は、図１に示す制御手段９に送信され、レンズ５０１の表面にゴミがない状態で撮像された該基準画像７０は、制御手段９の記憶部９００に記憶される。
なお、カメラ５０による撮像は、ロボットハンド４０を含めずに行われてもよい。つまりカメラ５０のピントを合わせるための被写体は、ロボットハンド４０に限定されるものではない。

例えば、制御手段９の記憶部９００に基準画像７０が記憶された状態で、先に説明したように、被加工物８０が数枚研削された後に、カメラ５０のレンズ５０１の表面にゴミがあるか否かの判断が行われる場合について説明する。
例えば、ロボット４が研削された被加工物８０を第２のカセット１５１２に搬入した後に、制御手段９による制御の下で、ハンド上下移動手段４２２及びハンド水平移動手段４２０が被加工物８０を吸引保持しておらず吸引面４０１が下方に向けられたロボットハンド４０を、基準画像７０を先に説明したように撮像した際の位置に位置付ける。なお、その前に、例えば、ロボットハンド４０が洗浄手段１２に位置付けられて洗浄ノズル１２１によって洗浄されていてもよい。

そして、基準画像７０が撮像された場合と同様に、カメラ５０によって例えばロボットハンド４０をＵ字状の開口４０８を含めて新たな撮像画像である図４に示す判断用画像７１が撮像され、制御手段９に送られる。

判断手段９０の第１算出部９０１は、例えば所定の解像度の仮想的な出力画面（Ｘ軸Ｙ軸直交座標平面）上に記憶部９００に記憶されている図３に示す基準画像７０、及び判断用画像７１を表示させる。そして、第１算出部９０１は、基準画像７０のピクセル７００の輝度と新たに撮像した判断用画像７１のピクセル７１０の輝度との差を、Ｘ軸Ｙ軸座標が一致するピクセルどうしで順次求めていき、算出結果を第１判断部９０３が記憶部９００に予め記憶されている閾値（輝度値の差）と比較監視する。例えば、該閾値の値は３０であり、実験的、経験的、又は理論的に選択された値である。なお、閾値の値は３０に限定されるものではない。

例えば、図３に示す座標（Ｘ９、Ｙ１）における基準画像７０のピクセル７００の輝度は６０であり、図４に示す判断用画像７１のピクセル７１０の輝度は６０であり差は０であり、閾値３０未満である。このように輝度の差を第１算出部９０１は順次求めていき、例えば、図３に示す座標（Ｘ１６、Ｙ１７）における基準画像７０のピクセル７００の輝度は２５５であり、図４に示す座標（Ｘ１６、Ｙ１７）における判断用画像７１のピクセル７１０の輝度は８５であり、差を１７０と算出する。その結果、第１判断部９０３が第１算出部９０１が算出した該差１７０が閾値３０以上であったらことから、図４に示すレンズ５０１の表面にゴミ５０１１があると判断する。

例えば、図１に示すように、判断手段９０は、第１算出部９０１及び第１判断部９０３に代えて、図３に示す記憶部９００に記憶された基準画像７０の全ピクセルの合計輝度と、図４に示す新たに撮像した判断用画像７１の全ピクセルの合計輝度との差を求める第２算出部９０２と、第２算出部９０２が算出した差が閾値以上であったらゴミがあると判断する第２判断部９０４と、を備えていてもよい。

判断手段９０の第２算出部９０２は、例えば所定の解像度の仮想的な出力画面（Ｘ軸Ｙ軸直交座標平面）上に記憶部９００に記憶されている図３に示す基準画像７０、及び図４に示す判断用画像７１を表示させる。第２算出部９０２は、基準画像７０の全ピクセルの合計輝度を算出するとともに、判断用画像７１の全ピクセルの合計輝度を算出する。例えば、図４に示す判断用画像７１の座標（Ｘ１６、Ｙ１７）、座標（Ｘ１６、Ｙ１６）、及び座標（Ｘ１７、Ｙ１６）のピクセル７１０の輝度値は、図３に示す基準画像７０の座標（Ｘ１６、Ｙ１７）、座標（Ｘ１６、Ｙ１６）、及び座標（Ｘ１７、Ｙ１６）のピクセル７００の輝度よりも小さい値となっているため、第２算出部９０２が算出する図４に示す判断用画像７１の全ピクセルの合計輝度と図３に示す基準画像７０の全ピクセルの合計輝度との差は、該３つのピクセル分生じてくる。そして、第２判断部９０４が第２算出部９０２が算出した該合計輝度の差が予め記憶部９００に記憶されている閾値以上であるとして、レンズ５０１の表面にゴミ５０１１があると判断する。

図２に示す第１算出部９０１及び第１判断部９０３、又は、第２算出部９０２及び第２判断部９０４によりレンズ５０１の表面にゴミ５０１１（図４参照）があると判断された場合には、制御手段９による制御の下で、ハンド上下移動手段４２２及びハンド水平移動手段４２０が被加工物８０を吸引保持していないロボットハンド４０を上下移動及び水平移動させて、レンズ５０１の直上にロボットハンド４０の吸引口４０３が位置づける。

さらに、制御手段９による制御の下で、吸引バルブ４５３が閉じられ、かつ、エアバルブ４８５に通電がなされエアバルブ４８５が開かれた状態で、エア源４８が圧縮エア４８９をエア供給路４８３に供給する。該圧縮エア４８９は、さらに、分岐部４５１、及び吸引路４０７を通り、ロボットハンド４０の下方を向いた吸引面４０１の吸引口４０３からレンズ５０１に向かって噴出する。

該エア４８９によってカメラ５０のレンズ５０１の表面に載置されていた図４に示すゴミ５０１１が吹き飛ばされて、レンズ５０１の表面が洗浄される。そして、所定時間、レンズ５０１の表面の洗浄が実施されて洗浄が終了する。

上記のように、本発明に係る加工装置１は、ロボットハンド４０を下から撮像するカメラ５０を備え、ロボット４は、ロボットハンド４０の吸引面４０１に形成された吸引口４０３と吸引源４９とを連通する吸引路４０７と、吸引路４０７を分岐する分岐部４５１と、吸引路４０７の分岐部４５１と吸引源４９との間に配置される吸引バルブ４５３と、分岐部４５１とエア源４８とを連通するエア供給路４８３と、エア供給路４８３に配置されるエアバルブ４８５とを備え、制御手段９は、移動手段４２を制御しカメラ５０の直上にロボットハンド４０を位置づけることと、吸引バルブ４５３を閉じ、エアバルブ４８５を開き、エア源４８と吸引口４０３とを連通させ、吸引口４０３からエアを噴出させることとによって、エアでカメラ５０のレンズ５０１の表面を洗浄して、半導体ウェーハ等の被加工物８０をゴミがレンズ５０１表面に付着していないカメラ５０で撮像することが可能となる。

また、本発明に係る加工装置１は、カメラ５０のレンズ５０１の表面にゴミがあるか無いかを判断する判断手段９０を備え、判断手段９０は、レンズ５０１の表面にゴミが無いときにカメラ５０で撮像した画像を記憶する記憶部９００と、記憶部９００に記憶された画像のピクセルの輝度と新たに撮像した画像のピクセルの輝度との差を、Ｘ軸Ｙ軸座標が一致するピクセルどうしで求める第１算出部９０１と、第１算出部９０１が算出した差が閾値以上であったらゴミがあると判断する第１判断部９０３と、を備えることで、レンズ５０１表面のゴミの有無を装置自体が判断可能となる。

また、本発明に係る加工装置１は、カメラ５０のレンズ５０１の表面にゴミがあるか無いかを判断する判断手段９０を備え、レンズ５０１の表面にゴミが無いときにカメラ５０で撮像した画像を記憶する記憶部９００と、記憶部９００に記憶された画像の全ピクセルの合計輝度と新たに撮像した画像の全ピクセルの合計輝度との差を求める第２算出部９０２と、第２算出部９０２が算出した差が閾値以上であったらゴミがあると判断する第２判断部９０４と、を備えることで、レンズ５０１表面のゴミの有無を装置自体が判断可能となる。

なお、本発明に係る加工装置１は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている各構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

８０：被加工物 ８０１：表面 ８０２：裏面
１：加工装置 １０：ベース １００：搬入出領域 １０１：加工領域
１５０：第１のカセットステージ １５０１：第１のカセット １５１：第２のカセットステージ １５１２：第２のカセット
１１：仮置き手段 １１３：位置合わせ手段
１３１：第一搬送手段 １３２：第二搬送手段
１２：洗浄手段 １２０：スピンナテーブル １２１：洗浄ノズル
４：ロボット ４０：ロボットハンド ４０１：吸引面 ４０３：吸引口 ４０７吸引路４９：吸引源 ４５１：分岐部 ４５３：吸引バルブ ４８：エア源 ４８３：エア供給路 ４８５：エアバルブ
５０：カメラ ５０１：レンズ ５００：筐体 ５０３：撮像部
５３：拡散板 ５５：照明
４２：移動手段 ４２０：ハンド水平移動手段 ４２２：ハンド上下移動手段 ４２４：ハンド反転手段 ４２６：アーム連結部
３０：チャックテーブル ３００：吸着部 ３０１：枠体 ３０２：保持面
３９：カバー ３９０：蛇腹カバー
１０４：コラム １９：加工送り手段 １６：加工手段 ３８：厚み測定手段
９：制御手段 ９０：判断手段 ９００：記憶部 ９０１：第１算出部 ９０３：第１判断部 ９０２：第２算出部 ９０４：第２判断部

Claims (4)

1. 上下方向に複数の棚を有し該棚に被加工物を収納可能なカセットを載置するカセットステージと、吸引面で被加工物を吸引保持するロボットハンドを移動させる移動手段を備え該カセットから被加工物を搬出するロボットと、装置制御を行う制御手段と、を備える加工装置であって、
   該ロボットハンドを下から撮像するカメラを備え、
   該ロボットは、該ロボットハンドの該吸引面に形成された吸引口と吸引源とを連通する吸引路と、該吸引路を分岐する分岐部と、該吸引路の該分岐部と該吸引源との間に配置される吸引バルブと、該分岐部とエア源とを連通するエア供給路と、該エア供給路に配置されるエアバルブとを備え、
   該制御手段は、
   該移動手段を制御し該カメラの直上に該ロボットハンドを位置づけることと、該吸引バルブを閉じ、該エアバルブを開き、該エア源と該吸引口とを連通させ、該吸引口からエアを噴出させることとによって、該エアで該カメラのレンズの表面を洗浄する加工装置。
2. 前記カメラの前記レンズの表面にゴミがあるか無いかを判断する判断手段を備え、
   該判断手段は、
   該レンズの表面にゴミが無いときに該カメラで撮像した画像を記憶する記憶部と、
   該記憶部に記憶された該画像のピクセルの輝度と新たに撮像した画像のピクセルの輝度との差を、Ｘ軸Ｙ軸座標が一致するピクセルどうしで求める第１算出部と、
   該第１算出部が算出した該差が閾値以上であったらゴミがあると判断する第１判断部と、を備える請求項１記載の加工装置。
3. 前記カメラの前記レンズの表面にゴミがあるか無いかを判断する判断手段を備え、
   該レンズの表面にゴミが無いときに該カメラで撮像した画像を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された該画像の全ピクセルの合計輝度と新たに撮像した画像の全ピクセルの合計輝度との差を求める第２算出部と、
   該第２算出部が算出した該差が閾値以上であったらゴミがあると判断する第２判断部と、を備える請求項１記載の加工装置。
4. 前記ロボットハンドを挟んで前記カメラに対向配置される拡散板と照明とを備える請求項１、請求項２、又は請求項３記載の加工装置。

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