JP4071986B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明ランプから被加工物に対して光を照射し、その反射光を撮像する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の加工装置、例えば図５に示す切削装置４０においては、半導体ウェーハ等の被加工物を撮像して切削すべき領域を検出してから切削を行うために、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、切削すべき領域を検出する撮像装置４２と、その領域を切削する切削手段４３とを備えている。
【０００３】
撮像装置４２は、被加工物を照明する複数の照明ランプ４４をリング状に配した照明手段４５と、被加工物からの反射光を結像して撮像手段４７に導く光学系４６と、取得した画像をデジタル信号に変換するＣＣＤ等の撮像手段４７とから構成される。
【０００４】
例えば半導体ウェーハＷをダイシングする場合には、チャックテーブル４１において半導体ウェーハＷを保持し、チャックテーブル４１を撮像装置４２の直下に位置付ける。そして、複数の照明ランプ４４から半導体ウェーハＷの表面を照明しながら撮像手段４７によって当該表面を撮像し、取得した画像と予めメモりに記憶させてあるキーパターンの画像とのパターンマッチングを行うことにより切削すべきストリートを検出する。
【０００５】
こうして切削すべきストリートが検出されると、チャックテーブル４１が＋Ｘ方向に移動することにより、切削手段４３を構成する回転ブレード４８が高速回転しながら検出されたストリートに切り込んで切削が行われる。そして、すべてのストリートを縦横に切削することにより、半導体ウェーハＷがダイシングされ、個々の半導体チップが形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、照明手段４５を構成する個々の照明ランプ４４は、寿命によりいずれはその明度が低下する。そして、明度が低下した場合にそのままの状態で撮像を行うと、取得した画像が鮮明でなくなるためにアライメントが正確に行われなくなり、その結果、切削してはいけない部分を切削してしまうという問題が生じうる。
【０００７】
このような問題が生じるのを回避するために、通常は、照明ランプ４４の使用時間が一定の値に達した時に寿命に達して十分な明度が得られなくなったものとみなして、照明ランプ４４を交換することとしているが、照明手段４５を構成する複数の照明ランプ４４の寿命には個々にバラツキがあるため、すべての照明ランプ４４を使用時間に応じて画一的に交換したのでは、適切なタイミングで交換が行われているとはいえない。即ち、実際には十分な明度が確保されている場合にも寿命に達して十分な明度が得られなくなったとみなして照明ランプ４４を交換してしまったり、逆に、明度が低下して十分な明るさが得られていないにもかかわらずまだ寿命に達していないものとして使用を続けてしまったりすることがある。
【０００８】
例えば照明ランプ４４として寿命が２０００時間程度と考えられるハロゲンランプを用いた場合、すべての照明ランプ４４に同一の製品を使用したとしても、使用時間が２０００時間を超えた時でも必ずしも明度が十分でないとはいえず、逆に使用時間が２０００時間に達する前でも必ずしも明度が十分であるとは限らない。
【０００９】
このように、照明ランプ４４の交換のタイミングが早すぎる場合には不経済であり、交換のタイミングが遅すぎる場合には十分な明度が得られないためにアライメントの精度が低下するという問題がある。従って、照明を必要とする撮像装置においては、ランプの交換時期を的確に把握できるようにすることに課題を有している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、被加工物の面を照明する照明ランプと、被加工物からの反射光を撮像する撮像手段とを少なくとも含む撮像装置であって、反射光の明度を算出する明度算出部と、反射光の明度に基づき該照明ランプの交換を要するか否かを判断する交換要否判断部と、交換要否判断部における判断に基づき照明ランプを交換すべき旨を報知する報知部とから構成される交換時期検出手段を備え、交換要否判断部は、照明ランプの交換を要するか否かの判断の基準となる明度の基準値を記憶し、基準値と明度算出部において算出した明度とを比較する明度比較部と、明度比較部における比較結果に基づき、明度が撮像に支障が生じない値となるように照明ランプに供給する電力の値を調整する電力値調整部と、供給しうる電力の最大値を記憶し供給される電力と最大値とを比較する電力値比較部と、供給される電力が最大値を超えたことを示す信号を報知部に発する発信部とから構成される撮像装置を提供する。
【００１１】
そしてこの撮像装置は、被加工物は半導体ウェーハであり、半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する切削装置に配設されることを付加的要件とする。
【００１２】
このように構成される撮像装置によれば、明度算出部において算出した明度に基づき交換要否判断部において照明ランプを交換すべきか否かを判断し、交換すべきと判断した場合には報知部からその旨をオペレータに知らせることができるため、オペレータは、撮像のための明度が不十分になった時に直ちに照明ランプを交換することができる。
【００１３】
また、交換要否判断部に電力値調整部及び電力値比較部を備えることで、電力値調整部において、供給する電力の値を十分な明度が得られるように自動調整することができ、調整した供給電力の値が電力値比較部に記憶させた電力の最大値を超えた場合には、その時点で照明ランプの交換を要すると判断することができるため、照明ランプを最大限長く使用することができる。
【００１４】
更に、本発明の撮像装置が半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する切削装置に配設される場合には、照明ランプの明度が常に充分に確保されることから、半導体ウェーハの切削すべきストリートの検出を確実に行うことができるため、ストリートを正確に切削することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、図１に示す切削装置１０及びこれに搭載される撮像装置２０について説明する。
【００１６】
まず図１の切削装置１０の概要について説明すると、被加工物、例えば半導体ウェーハＷをダイシングする場合には、保持テープＴを介してフレームＦに保持された半導体ウェーハＷがカセット１１に複数収容される。
【００１７】
そして、搬出入手段１２が＋Ｙ方向に移動してその半導体ウェーハＷを挟持し、−Ｙ方向に移動してから挟持を解除することにより、半導体ウェーハＷを仮置き領域１３に載置する。
【００１８】
仮置き領域１３に載置された半導体ウェーハＷは、搬送手段１４を構成する吸着部１４ａに吸着され、吸着部１４ａが旋回動してチャックテーブル１５の直上に位置付けられ、そこで吸着を解除することによりチャックテーブル１５に載置される。
【００１９】
チャックテーブル１５は、切削装置１０の内部の吸引源（図示せず）に連通しており、その吸引力によって半導体ウェーハＷを吸引保持し、Ｘ軸方向に移動可能となっている。
【００２０】
チャックテーブル１５のＸ軸方向の移動経路の上方には撮像装置２０が配設されており、チャックテーブル１５の＋Ｘ方向の移動によって半導体ウェーハＷが撮像装置２０の直下に位置付けられ、半導体ウェーハＷが撮像され、予め記憶されたキーパターンとのパターンマッチングにより切削すべきストリートが検出されて、回転ブレード１６とのＹ軸方向の位置合わせ（アライメント）がなされる。
【００２１】
そして更に、チャックテーブル１５が＋Ｘ方向に移動すると共に、高速回転する回転ブレード１６を備えた切削手段１７が下降し、回転ブレード１６が検出されたストリートに切り込んで当該ストリートが切削される。
【００２２】
また、切削手段１７をＹ軸方向に割り出し送りしながらチャックテーブル１５がＸ軸方向に往復移動することにより、同方向のすべてのストリートが切削される。
【００２３】
更に、チャックテーブル１５が９０度回転してから上記と同様の切削が行われることにより、すべてのストリートが縦横に切削され（ダイシングされ）、個々の半導体チップが形成される。
【００２４】
図２に示すように、撮像装置２０は、被加工物の表面を照明する照明ランプ２１をリング状に複数配した照明手段２２と、被加工物からの反射光を拡大して結像する光学系２３と、光学系２３から導かれた像をデジタル信号に変換するＣＣＤからなる撮像手段２４と、照明手段２２を構成する照明ランプ２１が交換を要するか否かの判断を行う交換時期検出手段２５とから概ね構成される。
【００２５】
交換時期検出手段２５は、被加工物からの反射光の明度を画素情報に基づいて算出する明度算出部２６と、明度算出部２６において算出した明度に基づき照明ランプ２１の交換を要するか否かを判断する交換要否判断部２７と、交換要否判断部２７における判断結果に基づき照明ランプ２１を交換すべき旨をオペレータに報知する報知部２８とから構成される。
【００２６】
明度算出部２６では、撮像手段２４から撮像した画像の画素情報を読み出して明度を算出し、算出した明度に関する情報を交換要否判断部２７に転送する。そして、交換要否判断部２７では、転送された情報に基づいて、照明ランプ２１を交換すべきかどうかを判断する。
【００２７】
照明ランプ２１を交換すべきと判断した場合は、その旨が報知部２８に通知され、報知部２８では、ブザーを鳴らす、警告ランプを点灯または点滅させる、モニターにメッセージを表示させる等の手段により、オペレータに対して照明ランプ２１を交換する必要があることを知らせる。そして、これを知ったオペレータは、照明ランプ２１を交換することによって、基準値以上の明度を得ることができる。
【００２８】
なお、電力値調整部２９により照明ランプ２１に供給する電力を調整して明度を高めることも可能ではあるが、供給できる電力には限界があるため、照明ランプ２１が寿命に達している場合は、供給電力の調整によっても十分な明度を得ることはできない。
【００２９】
撮像装置は、図３のように構成することもできる。図３の撮像装置２０ａにおいては、交換要否判断部２７ａが、照明ランプの交換を要するか否かの基準となる明度の基準値を記憶すると共にその基準値と明度算出部２６において算出した明度とを比較する機能を有する明度比較部３０と、算出された明度が当該基準値未満であることを示す信号を報知部２８に発信する発信部３１とから構成されている。
【００３０】
明度比較部３０に予め記憶される基準値は、例えば経験上正確なアライメントを行うために必要と考えられる値であり、例えば黒から白への階層が０〜２５５である場合に２００を基準値とする等であり、その基準値と明度算出部２６において求めた実際の明度とを比較し、求めた明度が基準値未満であれば、アライメントに支障をきたすため、発信部３１に明度が不十分である旨を通知する。発信部３１は、報知部２８に明度が基準値未満であることを示す信号を発信し、報知部２８は、照明ランプ２１の交換を要することをオペレータに報知する。
【００３１】
照明ランプ２１を交換すべきか否かは、照明手段２２を構成するすべての照明ランプ２１についてまとめて行うこともでき、また、照明ランプ２１の一部について判断することもできる。
【００３２】
例えば、すべての照明ランプ２１についてまとめて交換すべきか否かを判断する場合は、明度比較部３０には全体としての明度の基準値を記憶させておき、明度算出部２６においては撮像手段２４によって取得した画像全体の明度を算出し、明度比較部３０において予め記憶させておいた基準値と比較する。そして比較の結果、算出した明度が基準値未満であることが判明した場合には、発信部３１に明度が不十分であることを通知し、発信部３１は、すべての照明ランプ２１に寿命が来たものとしてすべてを交換すべき旨の信号を報知部２８に発する。
【００３３】
一方、照明ランプ２１の一部について交換すべきか否かを判断する場合は、比較部３１に照明ランプ２１の一部の明度の基準値を記憶させておき、明度算出部２６においては取得した画像の一部の明度を算出し、記憶させた基準値とそれぞれ比較することにより、どの部分の明度が基準値以下となったかを判断することができる。そして、明度が基準値以下の部分があった場合には、報知部２８ではどの部分の照明ランプを交換しなければならないのかを例えばモニターに表示させることにより、オペレータは、交換が必要な照明ランプのみを交換することができる。なお、光源が１つのハロゲンランプであり、照明ランプ２１が光源からグラスファイバーで導かれて構成されている場合は、全体としての明度を基準値とすればよい。
【００３４】
このように、明度算出部２６において算出した明度に基づき交換要否判断部２７、２７ａにおいて照明ランプを交換すべきか否かを判断し、交換すべきと判断した場合には報知部２８からその旨をオペレータに知らせることができる。従ってオペレータは、撮像のための明度が不十分になった時に直ちに照明ランプ２１を交換することができるため、常に撮像のために十分な明度を確保することができ、アライメントに支障をきたすことがない。
【００３５】
撮像装置は、図４のように構成することもできる。図４の撮像装置２０ｂにおいては、交換要否判断部２７ｂが、照明ランプ２１の交換を要するか否かの基準となる明度の基準値を記憶すると共にその基準値と明度算出部２６において算出した明度とを比較する明度比較部３０と、明度比較部３０における比較結果に基づき明度が撮像に支障が生じない値となるように照明ランプ２１に供給する電力の値を調整する電力値調整部３２と、供給される電力と予め記憶された供給しうる電力の最大値とを比較する電力値比較部３３と、電力値比較部３３における比較結果に基づき、供給される電力の値が供給しうる電力の最大値を超えていることを示す信号を報知部２８に発する発信部３４とから構成されている。
【００３６】
電力値調整部３２は、明度比較部３０において明度が基準値以下になったと判断した場合に、実際の明度が当該基準値を僅かに超える値となるように照明手段２２に供給する電力を調整する機能を有し、電力値比較部３３においては、供給される電力が予め記憶させた所定の最大値を超えているか否かを判断する。
【００３７】
そして、供給される電力が所定の最大値を超えた場合は、電力値調整部３２による電力の調整によっても十分な明度が得られなくなり、照明ランプ２１の交換を要するため、発信部３４にその旨を通知する。発信部３４は、照明ランプ２１に供給できる電力が所定の最大値を超えたために交換を要する旨の信号を報知部２８に発信し、報知部２８は、電力が所定の最大値を超えて照明ランプ２１を交換する必要があることをオペレータに知らせることができる。
【００３８】
このように、電力値調整部３２において、照明ランプ２１に供給する電力の値を十分な明度が得られるように自動調整することができ、調整した供給電力の値が所定の最大値を超えた場合には、その時点で照明ランプの交換を要すると判断することができるため、照明ランプを最大限長く使用することができると共に、十分な明度が得られなくなった場合には、直ちに交換することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る撮像装置によれば、明度算出部において算出した明度に基づき交換要否判断部において照明ランプを交換すべきか否かを判断し、交換すべきと判断した場合には報知部からその旨をオペレータに知らせることができるため、オペレータは、撮像のための明度が不十分になった時に直ちに照明ランプを交換することができ、常に撮像のために十分な明度を確保することができる。
【００４０】
また、交換要否判断部に電力値調整部及び電力値比較部を備えた場合には、電力値調整部において、供給する電力の値を十分な明度が得られるように自動調整することができ、調整した供給電力の値が電力値比較部に記憶させた電力の最大値を超えた場合には、その時点で照明ランプの交換を要すると判断することができるため、照明ランプを最大限長く使用することにより経済性を高めることができると共に、撮像のための明度が不十分になった時に直ちに照明ランプを交換することができ、常に撮像のために十分な明度を確保することができる。
【００４１】
更に、本発明の撮像装置が半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する切削装置に配設される場合には、照明ランプの明度が常に充分に確保されることから、半導体ウェーハの切削すべきストリートの検出を確実に行うことができるため、ストリートを正確に切削することができ、個々の半導体チップの品質及び歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置が搭載された切削装置の一例を示す斜視図である。
【図２】同撮像装置の構成の第一の例を示す説明図である。
【図３】同撮像装置の構成の第二の例を示す説明図である。
【図４】同撮像装置の構成の第三の例を示す説明図である。
【図５】従来の撮像装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…切削装置 １１…カセット １２…搬出入手段
１３…仮置き領域 １４…搬送手段 １４ａ…吸着部
１５…チャックテーブル １６…回転ブレード
１７…切削手段
２０、２０ａ、２０ｂ…撮像装置 ２１…照明ランプ
２２…照明手段 ２３…光学系 ２４…撮像手段
２５…交換時期検出手段 ２６…明度算出部
２７、２７ａ、２７ｂ…交換要否判断部
２８…報知部 ２９…電力値調整部
３０…明度比較部 ３１…発信部
３２…電力値調整部 ３３…電力値比較部
３４…発信部
４０…切削装置 ４１…チャックテーブル
４２…撮像装置 ４３…切削手段
４４…照明ランプ ４５…照明手段
４６…光学系 ４７…撮像手段 ４８…回転ブレード

Claims (2)

1. 被加工物の面を照明する照明ランプと、該被加工物からの反射光を撮像する撮像手段とを少なくとも含む撮像装置であって、
   該反射光の明度を算出する明度算出部と、
   該反射光の明度に基づき該照明ランプの交換を要するか否かを判断する交換要否判断部と、
   該交換要否判断部における判断に基づき照明ランプを交換すべき旨を報知する報知部とから構成される交換時期検出手段を備え、
   該交換要否判断部は、該照明ランプの交換を要するか否かの判断の基準となる明度の基準値を記憶し、該基準値と該明度算出部において算出した明度とを比較する明度比較部と、
   該明度比較部における比較結果に基づき、明度が撮像に支障が生じない値となるように照明ランプに供給する電力の値を調整する電力値調整部と、
   供給しうる電力の最大値を記憶し供給される電力と該最大値とを比較する電力値比較部と、
   供給される電力が該最大値を超えたことを示す信号を該報知部に発する発信部とから構成される撮像装置。
2. 被加工物は半導体ウェーハであり、該半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する切削装置に配設される請求項１に記載の撮像装置。

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