JP5467816B2

JP5467816B2 - 撮像装置

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Publication number: JP5467816B2
Application number: JP2009194206A
Authority: JP
Inventors: 陽平山脇
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2029-08-25
Also published as: CN101995737A; JP2011047997A; CN101995737B

Description

本発明は、切削装置等の加工装置に搭載されて被加工物を撮像する撮像装置に関する。

工業製品を製作する上で、現在では様々な加工装置が存在するが、これらの加工装置は種々精密化が進み、加工対象物を確認する際は精密な撮像装置で加工対象物を撮像し、精密な加工位置合わせを行ったり、加工結果を逐次確認したりといった構成が一般的である。

その一例として、半導体デバイス製造プロセスや電子部品製造プロセスにおけるダイシングソー（切削装置）のように、撮像装置が切削屑を含んだ雰囲気又は飛沫に晒されるといった加工装置がある。

ダイシングソーは半導体ウエーハ等をストリートと呼ばれる分割予定ラインに沿ってミクロン単位の精密さで切削して、ウエーハを個々のデバイスに分割する加工装置であるため、精密な撮像装置による加工位置の検出は非常に重要な工程である。

しかしながら、切削加工は切削液を供給しながら切削屑を発生させて遂行される加工であるため、切削屑を含んだ切削液が飛散し、撮像装置の対物レンズに付着することを防ぐ必要がある。

そこで、特開２００７−８８３６１号公報では、画像撮像時以外は対物レンズを遮蔽し、切削屑を含んだ切削液が対物レンズに付着するのを防ぐ遮蔽機構を具備した撮像装置が開示されている。

特開２００７−８８３６１号公報

しかし、特許文献１に開示された遮蔽機構では、遮蔽シートが摺動を繰り返すに従い、遮蔽シートが遮蔽位置に位置づけられた際にシート下面に付着する切削屑が遮蔽シートと案内溝との間に堆積して、徐々に遮蔽シートの摩擦抵抗が大きくなる。最終的には、遮蔽シートが水平方向から垂直方向へと直角に摺動する部分で、遮蔽シートが折れ曲がり部品交換を余儀なくされてしまうという問題がある。

また、オペレータが部品交換する際も、遮蔽シートを差し込む案内溝はオペレータに対向して配置されていないため、遮蔽シートを案内溝内に差し込む作業の難易度が高いという問題もある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像撮像時以外には対物レンズを選択的に遮蔽可能な信頼性の高い遮蔽機構を具備した撮像装置を提供することである。

本発明によると、撮像素子を収容したハウジングと、該ハウジングに取り付けられた下端に開口部を有する対物レンズケースと、該対物レンズケース内に収容された対物レンズと、該対物レンズケースの該開口部を選択的に遮蔽する遮蔽手段とを備えた撮像装置であって、該遮蔽手段は、該対物レンズケースの下側を該対物レンズの光軸に対して垂直方向に摺動可能に配設された可撓性を有する遮蔽シートと、該遮蔽シートを該対物レンズケースの該開口部を覆う遮蔽位置と該開口部を露出させる開口位置との間で移動させる移動手段と、該遮蔽シートの移動経路を規制するガイド部材とから構成され、該移動手段は、シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンに連結されたピストンロッドとを含むエアーシリンダから構成され、該ピストンロッドは該遮蔽シートに連結され、該ピストンの摺動方向が該対物レンズの光軸と平行となるように該エアーシリンダが該ハウジングに取り付けられており、該ガイド部材は、該対物レンズケースの下側の水平方向の移動経路を規制する水平ガイド部と、垂直方向の移動経路を規制する垂直ガイド部と、該垂直ガイド部から該水平ガイド部へと該遮蔽シートを案内する湾曲ガイド部とから構成されるとともに、前記ガイド部材は、該遮蔽シートを挟み込むように配設された第１ガイド板と第２ガイド板とを含み、少なくとも前記水平ガイド部及び前記湾曲ガイド部において該第１ガイド板と該第２ガイド板とは連結部によってコの字型に連結されており、該第１ガイド板と該第２ガイド板とを連結する該連結部に対向する開口部から該遮蔽シートを該ガイド部材内に挿入可能な構成となっていることを特徴とする撮像装置が提供される。

本発明によると、ガイド部材を水平ガイド部と垂直ガイド部と水平及び垂直ガイド部を連結する湾曲ガイド部とから構成したため、遮蔽シートをガイド部材内で摺動しても遮蔽シートが折れ曲がることがない。また、ガイド部材はピストンロッドが可動する範囲を除き、遮蔽シートが摺動する範囲の全体を覆っているため、遮蔽シートの折れ曲がりを完全に防止することができる。

更に、遮蔽シートが傷つき摺動が鈍くなった等の理由で遮蔽シートの交換を要する際も、遮蔽シートをガイド部材の第１及び第２ガイド板で挟みこむ構成は、オペレータ側となる方向から遮蔽シートをガイド部材に沿わせてガイド部材内に挿入できるため、容易に遮蔽シートをガイド部材内に通すことができるという利点がある。

本発明の撮像装置を適用可能な切削装置の外観斜視図である。本発明実施形態に係る撮像装置の分解斜視図である。撮像装置の斜視図である。遮蔽シートが開口位置に位置づけられたときの撮像装置の正面図である。遮蔽シートが遮蔽位置に位置づけられたときの撮像装置の正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の撮像装置を適用可能な半導体ウエーハをダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することのできる切削装置２の外観を示している。

切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。

図２に示すように、ダイシング対象のウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２ストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。

ウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエーハカセット８中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。

ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数のクランプ１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。

アライメント手段２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像装置２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像装置２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。

アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削手段２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード（ハブブレード）２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像装置２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

２５は切削が終了したウエーハＷを洗浄装置２７まで搬送する搬送手段であり、洗浄装置２７では、ウエーハＷを洗浄するとともにエアノズルからエアを噴出させてウエーハＷを乾燥する。

上述したように、切削ブレード２８は撮像装置２２のＸ軸方向の延長線上に位置しているため、ウエーハＷを保持したチャックテーブル１８を切削領域に移動して切削水を供給しながら切削ブレード２８によるウエーハＷの切削作業を実施すると、切削水の飛沫が撮像装置２２に付着して、撮像装置２２の対物レンズを汚染するという問題がある。

本発明の撮像装置は、このような問題を回避するため、撮像装置に画像撮像時以外は対物レンズを遮蔽する遮蔽手段を設けたことを特徴とするものであり、以下本発明実施形態の撮像装置２２を図２乃至図５を参照して詳細に説明する。尚、図１に示した撮像装置２２は、遮蔽手段が省略されて示されている。

図２を参照すると、本発明実施形態に係る撮像装置２２の分解斜視図が示されている。撮像装置２２のハウジング３０内にはＣＣＤ等の撮像素子が配設されており、対物レンズ３４を通して撮像した画像信号を撮像素子から図示しない制御手段に出力する。

ハウジング３０の底部には対物レンズケース３２が取り付けられており、対物レンズケース３２内に対物レンズ３４が収容されている。対物レンズケース３２の下端には画像を取り込むための開口部が形成されている。

３６は対物レンズケース３２の開口部を選択的に遮蔽可能な遮蔽手段であり、遮蔽手段３６は滑らかである程度の腰がある樹脂から形成された遮蔽シート３８を含んでいる。遮蔽シート３８は、例えばポリエステル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、又はテフロン（登録商標）等から形成されている。

４０は遮蔽シート３８を対物レンズケース３２の開口部を遮蔽する遮蔽位置と、開口部を露出させる開口位置との間で移動させる移動手段であり、ハウジング３０に装着される装着部４４と、装着部４４に取り付けられたエアーシリンダ４６とから構成される。

エアーシリンダ４６は、シリンダ４７と、シリンダ４７内に摺動可能に収容されたピストン４８と、ピストン４８に連結されたピストンロッド５０とから構成される。ピストンロッド５０の先端が遮蔽シート３８の一端に連結された連結部材４２に連結されている。

５２は遮蔽シート３８をガイドするガイド部材であり、水平ガイド部５２ａと、垂直ガイド部５２ｂと、水平ガイド部５２ａを垂直ガイド部５２ｂに連結する湾曲ガイド部５２ｃとから構成される。

ガイド部材５２は、互いに平行に配置された第１ガイド板５４と第２ガイド版５６を連結部５８でコの字状に連結して一体的に構成されており、連結部５８の反対側にはガイド部材５２の全長に沿って開口部６０が形成されている。尚、ガイド部材５２の構成は、一枚の板を二つ折りにした構成でもよいし、二枚の板をコの字型に接合した構成でもよい。

ガイド部材５２の水平ガイド部５２ａには対物レンズケース３２に嵌合される円筒６２が形成されており、垂直ガイド部５２ｂには上下方向に伸長する一対の突出部６４が形成されている。ガイド部材５２は、例えば樹脂のモールド成形により形成される。円筒６２に対応するガイド部材５２の第１ガイド板５４には丸穴６３が形成されており、第２ガイド板５６にも丸穴６３に整列した丸穴が形成されている。

遮蔽手段３６を組み立てるには、ガイド部材５２の円筒６２を対物レンズケース３２に矢印Ｂに示すように外嵌し、遮蔽シート３８を矢印Ａに示すようにガイド部材５２の開口部６０側からガイド部材５２内に挿入する。そして、移動手段４０の装着部４４を撮像装置２２のハウジング３０に装着することにより、遮蔽手段３６は図３に示すように組み立てられる。

エアーシリンダ４６を作動することにより、ピストンロッド５０が図３で矢印Ｃで示すように上下動し、これに伴い遮蔽シート３８がガイド部材５２に案内されて対物レンズケース３２の開口部を露出させる開口位置と、対物レンズケース３２の開口部を遮蔽する遮蔽位置との間で移動される。図３で６８ａが開口位置での遮蔽シート３８の端部を示しており、６８ｂが遮蔽位置での遮蔽シート３８の端部を示している。

以下、このように構成された撮像装置２２の作用について図４及び図５を参照して説明する。図４はエアーシリンダ４６のピストンロッド５０がシリンダ内に引き込まれて、遮蔽シート３８が対物レンズケース３２の開口部を露出させる開口位置に位置づけられた状態の撮像装置２２の正面図を示している。

ガイド部材５２の開口部６０が切削装置のオペレータを向くように配設されていることが本発明実施形態の撮像装置２２の一つの特徴である。これにより、遮蔽シート３８が傷つき、摺動が鈍くなった等の理由で遮蔽シート３８を交換する際に、遮蔽シート３８をオペレータ側となる方向からガイド部材５２に沿わせて開口部６０を通してガイド部材５２内に挿入することができ、容易に遮蔽シート３８を交換することができる。

図４に示すように遮蔽シート３８を開口位置に摺動させた状態で、撮像装置２２の対物レンズ３４を通して切削すべきウエーハＷの切削領域をＣＣＤ等の撮像素子で撮像し、撮像した画像を図示しない制御手段に出力して切削すべき領域のアライメントを実施する。

図５を参照すると、エアーシリンダ４６のピストンロッド５０が伸長されて、遮蔽シート３８が遮蔽位置に位置づけられた状態の撮像装置２２の正面図が示されている。この状態では、対物レンズケース３２の開口部は遮蔽シート３８で遮蔽されるため、切削屑を含んだ切削液の飛沫が対物レンズ３４にかかって対物レンズ３４を汚染させる恐れがない。よって、図５に示したように遮蔽シート３８を遮蔽位置に位置づけた状態で、ウエーハＷ
の切削加工を実施する。

１８チャックテーブル
２２撮像装置
２８切削ブレード
３０ハウジング
３２対物レンズケース
３４対物レンズ
３６遮蔽手段
３８遮蔽シート
４０移動手段
４６エアーシリンダ
５０ピストンロッド
５２ガイド部材
５２ａ水平ガイド部
５２ｂ垂直ガイド部
５２ｃ湾曲ガイド部
５４第１ガイド板
５６第２ガイド版
６０開口部

Claims

撮像素子を収容したハウジングと、該ハウジングに取り付けられた下端に開口部を有する対物レンズケースと、該対物レンズケース内に収容された対物レンズと、該対物レンズケースの該開口部を選択的に遮蔽する遮蔽手段とを備えた撮像装置であって、
該遮蔽手段は、該対物レンズケースの下側を該対物レンズの光軸に対して垂直方向に摺動可能に配設された可撓性を有する遮蔽シートと、該遮蔽シートを該対物レンズケースの該開口部を覆う遮蔽位置と該開口部を露出させる開口位置との間で移動させる移動手段と、該遮蔽シートの移動経路を規制するガイド部材とから構成され、
該移動手段は、シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンに連結されたピストンロッドとを含むエアーシリンダから構成され、該ピストンロッドは該遮蔽シートに連結され、該ピストンの摺動方向が該対物レンズの光軸と平行となるように該エアーシリンダが該ハウジングに取り付けられており、
該ガイド部材は、該対物レンズケースの下側の水平方向の移動経路を規制する水平ガイド部と、垂直方向の移動経路を規制する垂直ガイド部と、該垂直ガイド部から該水平ガイド部へと該遮蔽シートを案内する湾曲ガイド部とから構成されるとともに、
前記ガイド部材は、該遮蔽シートを挟み込むように配設された第１ガイド板と第２ガイド板とを含み、
少なくとも前記水平ガイド部及び前記湾曲ガイド部において該第１ガイド板と該第２ガイド板とは連結部によってコの字型に連結されており、
該第１ガイド板と該第２ガイド板とを連結する該連結部に対向する開口部から該遮蔽シートを該ガイド部材内に挿入可能な構成となっていることを特徴とする撮像装置。