JP4102101B2 - 撮像ユニット - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の加工装置に搭載され、加工すべき領域の検出に用いられる撮像ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
IC、LSI等が複数形成された半導体ウェーハは、切削装置によって縦横に切削されることにより個々の半導体チップとなる。切削装置においては、例えば図5に示すようなチャックテーブル60において半導体ウェーハを吸引保持した状態で、切削ブレードを用いて半導体ウェーハに形成されたストリートを切削する。
【0003】
このチャックテーブル60は、基台61の上に枠体62及びこれに囲繞された吸引板63が固定された構成となっており、吸引板63は、ポーラスセラミックス等の多孔質の部材からなり、図6に示すように、この吸引板63は吸引源に連通している。
【0004】
そして、図7に示すように、吸引板63の全面を覆うように半導体ウェーハWを載置することにより、吸引源から供給される吸引力によって半導体ウェーハWが吸引保持される。
【0005】
このようにしてチャックテーブル60に吸引保持された半導体ウェーハWは、図8に示すように、チャックテーブル60の移動によって撮像手段64の直下に位置付けられ、表面が撮像されて切削すべきストリートが検出される。
【0006】
そして、高速回転する切削ブレード65を用いて検出されたストリートを切削し、更にすべてのストリートを縦横に切削することにより、個々の半導体チップが形成される。
【0007】
ここで撮像手段64は、複数の照明ランプ66によって構成され半導体ウェーハWに光を照射する照明手段67と、半導体ウェーハWからの反射光を拡大して結像する光学系68と、光学系68から導かれた像をデジタル信号に変換する撮像素子69とからなり、照明手段67から半導体ウェーハWに対して照射した光の反射光を撮像素子69において撮像し、こうして取得した画像に現されたパターンと予め記憶させておいた画像のキーパターン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が検出され、切削ブレード65との位置合わせが行われる(アライメントされる)。
【0008】
従って、アライメントを正確に行うためには、被加工物の表面の撮像によって取得した画像が鮮明である必要がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記撮像手段64においては、照明手段67から照射した光の反射光を利用して撮像を行うため、例えばガラス板のような透明体または半透明体にパターンが形成された被加工物の撮像時は、照射された光が透過してしまうために、取得した画像においては、パターンとそれ以外の部分とのコントラストが明確にならず、パターンを確実に検出できないという問題がある。
【0010】
また、被加工物の全体が光を透過させる材質である場合のみならず、一部が透明で光を透過してしまう場合にも上記と同様の問題が生じる。
【0011】
このように、被加工物が光を透過させる材質で形成されている場合においても、確実に所望の領域を検出できるようにすることに課題を有している。
【0012】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を撮像する撮像手段とから構成される撮像ユニットであって、チャックテーブルは、被加工物を吸引保持する保持面を有する保持部と、保持部を支持すると共に保持面に吸引力を伝達する基台とから構成され、保持面には光を透過または通過させる照射領域が形成され、照射領域の下方に発光体が埋設される撮像ユニットを提供する。
【0013】
そしてこの撮像ユニットは、保持部が、照射領域が形成された保持面を有する吸引板と、吸引板を囲繞する枠体とから構成され、吸引板が、表裏に貫通する複数の細孔が形成されたガラス板により形成されていること、保持部が、照射領域が形成された保持面を有する吸引板と、吸引板を囲繞する枠体とから構成され、吸引板が、表裏に貫通する複数の細孔が形成されたポーラスセラミックス板により形成されていること、発光体が基台に埋設され、枠体には光通過孔が形成され、光通過孔と照射領域とは連通し、発光体から発光した光が、光通過孔及び照射領域を介して被加工物に照射されること、照射領域には透明部材が埋め込まれること、被加工物を切削する切削装置に搭載されることを付加的要件とする。
【0014】
このように構成される撮像ユニットにおいては、チャックテーブルに発光体を埋設し、その発光体から発せられた光をチャックテーブルに保持された被加工物を透過させて撮像手段によって撮像できる構成としたため、光を透過させることができる被加工物を撮像する場合には、当該被加工物に形成されたパターンが光を遮断する一方、パターン以外の部分は光を透過させるため、パターンとそれ以外の部分とのコントラストを明確にして撮像することができる。
【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に搭載されるチャックテーブル15と撮像手段40とからなる撮像ユニットについて説明する。
【0016】
まず切削装置10の概要について説明すると、被加工物、例えば回路パターンが形成されたガラス板1を切削する場合には、保持テープTを介してフレームFに保持されたガラス板1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ガラス板1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、ガラス板1を仮置き領域13に載置する。
【0018】
仮置き領域13に載置されたガラス板1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、吸引保持される。
【0019】
チャックテーブル15はX軸方向に移動可能となっており、その移動経路の上方には撮像手段40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ガラス板1が撮像手段40の直下に位置付けられ、ガラス板1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、切削ブレード16とのY軸方向の位置合わせ(アライメント)がなされる。
【0020】
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、高速回転する切削ブレード16を備えた切削手段17が下降し、切削ブレード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。
【0021】
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。
【0022】
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)、個々のチップが形成される。
【0023】
図2に示すように、チャックテーブル15は、基台18と保持部19とが一体となって構成される。基台18の上面には保持部吸引溝20が円環状に形成されており、この保持部吸引溝20には、保持部吸引孔21が複数配設されている。保持部吸引孔21は吸引源(図示せず)に連通しており、吸引源から保持部吸引孔21を介して保持部吸引溝20に伝達される吸引力によって、保持部19を吸引保持する構成となっている。
【0024】
保持部吸引孔21の内周側には、保持部19を吸引保持する際の位置決めピン22が上方に突出して形成されていると共に、発光体23が埋設されている。更に、位置決めピン22及び発光体23の内周側には、凹部24が形成され、この凹部24の中心部には吸引孔25が形成されている。
【0025】
吸引孔25は、吸引源(図示せず)に連通しており、吸引源から吸引孔25を介して凹部24の全面に伝達される吸引力によって、保持部19を介して被加工物を吸引保持することができる。
【0026】
図2及び図3に示すように、保持部19は、ポーラスセラミックス板、ガラス板等の硬質部材に複数の細孔が形成されて構成される吸引板26と、これを囲繞する枠体27とから構成され、吸引板26の表面が保持面26aとなり、保持面26aには、保持した被加工物に光を照射するための照射領域28が形成されている。照射領域28は、空洞となっているか、若しくはガラスのような透明部材が埋め込まれて構成されている。
【0027】
また、枠体27を構成する底板29の裏側には、図2に示した基台18から突出する位置決めピン22に嵌合する位置決め穴(図示せず)が形成されている。
【0028】
枠体27の底板29には、円環状に吸引溝30が形成されていると共に、中心部には貫通孔31が形成されている。そして、貫通孔31から外周側に向けて放射状に複数の直線状の吸引伝達溝32が形成されている。
【0029】
更に、底板29には例えば2個の光通過孔33が形成されており、この光通過孔33の数及び位置は、基台18に埋設された発光体23及び照射領域28の数及び位置に対応している。
【0030】
枠体27に吸引板26を嵌合させ、更に底板29の裏面側に形成された位置決め穴を基台18の位置決めピン22に嵌合させて基台18と保持部19とを一体とし、保持部19においてガラス板1を保持すると、図4に示す状態となる。
【0031】
基台18の中心部に形成され吸引源と連通する吸引孔25は、凹部24を介して貫通孔31に連通しており、貫通孔31の上部には吸引板26が配設されているため、吸引板26においては、吸引源から伝達される吸引力によって被加工物を吸引保持することができる。
【0032】
発光体23の直上には光通過孔33が位置し、光通過孔33の直上には照射領域28が位置して光通過孔33と照射領域28とが連通する。そして、発光体23から発せられた光が光通過孔33及び照射領域28を介して上方に照射される。
【0033】
基台18において発光体23より外周側に形成された保持部吸引孔21に連通する保持部吸引溝20は、保持部19の底面(裏面)に作用して、基台18に保持部19を着脱自在に固定する。
【0034】
図1に示した切削装置10において、ガラス板1を切削するにあたっては、撮像手段40を用いてガラス板1を撮像して切削すべき領域を検出する必要があるため、図4に示すように、撮像手段40の直下にガラス板1を位置付ける。
【0035】
図4においては撮像手段40とチャックテーブル15とで撮像ユニット50を構成しており、撮像手段40は、被加工物を透過する光を拡大して結像する光学系41と、光学系41から導かれた像をデジタル信号に変換するCCDからなる撮像素子42とを備えているが、必ずしも従来必要であった照明ランプは必要とされない。但し、光を透過させない被加工物も撮像する必要がある場合は、照明ランプを備えておくことが望ましい。
【0036】
発光体23から上方に向けて発せられる光はガラス板1を透過するが、ガラス板1に形成されたパターンはその光を透過させないため、そのパターンとそれ以外の部分とのコントラストが明確になる。
【0037】
そして、その光を撮像手段40において撮像することにより、コントラストによってガラス板1に形成されたパターンを認識することができる。即ち、従来のように撮像手段40から発せられた光の反射光を撮像するのではなく、チャックテーブル15の内部から発せられた光を撮像することで、ガラス板に形成されたパターンのように反射光による撮像が困難な場合にもそのパターンを認識することができるため、切削すべき領域を確実に検出することができる。
【0038】
特に、吸引板26をガラス板により形成した場合には、裏面側から全面を照らすことができるため、より明確にパターンを認識することができる。
【0039】
なお、本実施の形態においては、ガラス板を切削する場合を例に挙げて説明したが、被加工物はこれには限定されず、例えば半導体ウェーハの一部に透明な領域が形成されているようなタイプのものにも適用することができる。
【0040】
また、発光体23として赤外線を発する発光体を使用し、撮像素子42を赤外線CCDで構成すれば、シリコンウェーハの如く可視光線を通さない被加工物でも赤外線は透過するので、本発明を適用することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る撮像ユニットにおいては、チャックテーブルに発光体を埋設し、その発光体から発せられた光をチャックテーブルに保持された被加工物を透過させて撮像手段によって撮像できる構成としたため、光を透過させることができる被加工物を撮像する場合には、当該被加工物に形成されたパターンが光を遮断する一方、パターン以外の部分は光を透過させるため、パターンとそれ以外の部分とのコントラストを明確にして撮像することができる。従って、反射光による撮像が困難な被加工物においても、チャックテーブルに保持された状態で確実にパターンを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る撮像ユニットが搭載される装置の一例である切削装置を示す斜視図である。
【図2】同撮像ユニットを構成するチャックテーブルを示す分解斜視図である。
【図3】同チャックテーブルを構成する保持部を示す分解斜視図である。
【図4】本発明の撮像ユニットを示す断面図である。
【図5】従来のチャックテーブルを示す斜視図である。
【図6】同チャックテーブルを示す断面図である。
【図7】同チャックテーブルにおいて半導体ウェーハを保持した状態を示す斜視図である。
【図8】従来の撮像ユニット及び切削ブレード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
15…チャックテーブル 16…切削ブレード
17…切削手段 18…基台 19…保持部
20…保持部吸引溝 21…保持部吸引孔
22…位置決めピン 23…発光体 24…凹部
25…吸引孔 26…吸引板 26a…保持面
27…枠体 28…照射領域 29…底板
30…吸引溝 31…貫通孔 32…吸引伝達溝
33…光通過孔
40…撮像手段 41…光学系 42…撮像素子
50…撮像ユニット
60…チャックテーブル 61…基台 62…枠体
63…吸引板 64…撮像手段 65…切削ブレード
66…照明ランプ 67…照明手段 68…光学系
69…撮像素子

Claims (6)

  1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を撮像する撮像手段とから構成される撮像ユニットであって、
    該チャックテーブルは、被加工物を吸引保持する保持面を有する保持部と、該保持部を支持すると共に該保持面に吸引力を伝達する基台とから構成され、
    該保持面には光を透過または通過させる照射領域が形成され、該照射領域の下方に発光体が埋設される撮像ユニット。
  2. 保持部は、照射領域が形成された保持面を有する吸引板と、該吸引板を囲繞する枠体とから構成され、
    該吸引板は、表裏に貫通する複数の細孔が形成されたガラス板により形成されている請求項に記載の撮像ユニット。
  3. 保持部は、照射領域が形成された保持面を有する吸引板と、該吸引板を囲繞する枠体とから構成され、
    該吸引板は、表裏に貫通する複数の細孔が形成されたポーラスセラミックス板により形成されている請求項に記載の撮像ユニット。
  4. 発光体は基台に埋設され、
    枠体には光通過孔が形成され、
    該光通過孔と照射領域とは連通し、
    該発光体から発光した光は、該光通過孔及び該照射領域を介して被加工物に照射される請求項2または3に記載の撮像ユニット。
  5. 照射領域には透明部材が埋め込まれる請求項1乃至4のいずれかに記載の撮像ユニット。
  6. 被加工物を切削する切削装置に搭載される請求項1乃至のいずれかに記載の撮像ユニット。
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