JPH10149705A - リング照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイシング装置等における画像処理装置の照
明装置として使用されているハロゲンランプは、安定し
た照明となるまでの立ち上り時間が長く掛かると共に、
消費電力が多く掛かり不経済であること、及び中心部と
周辺部とでは照明ムラが生じていること。 【解決手段】 中心部に所定の空間を残して複数のＬＥ
Ｄを円形状に配設したリング照明装置であり、光源とし
て立ち上りが早く光量が最初から安定しているＬＥＤを
使用することにより、作業初期から画像処理が円滑に遂
行できると共に、ＬＥＤの消費電力が５Ｗ程度で極端に
少ないことにより経済性に優れ、また、指向性のあるＬ
ＥＤを使用しても、複数個がリング状に配設されている
ことにより、照明部分が違った方向からの複数の照明光
で補正し合いまたは照明光が重々し、全体として照明ム
ラが無くなるのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体ウ
ェーハのような材料を複数のダイスに切断するためのダ
イシング装置における、前記半導体ウェーハの表面を照
射してパターンマッチング等の画像処理を遂行するため
のリング照明装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この照明装置を備えたダイシング装置と
しては、例えば、図７に示した構成のものが従来例とし
て知られている。

【０００３】この従来例のダイシング装置においては、
少なくとも装置本体１には半導体ウェーハ２を吸着保持
しダイシングするためのチャックテーブル３と、ブレー
ド４が装備されたスピンドル軸５とを備えている。そし
て、チャックテーブル３は所定の移動機構を介しブレー
ド４に対して水平に移動できるように構成されている。
また、半導体ウェーハ２は所定のフレーム７に貼着テー
プ６を介して貼着載置された状態で供給される。

【０００４】そして、前記チャックテーブル３上に載置
された半導体ウェーハ２が、設定された所要の位置にあ
るか否かを判断するための画像処理装置が装置本体１内
に設けられ、その一部を構成する撮影装置８が、前記ブ
レード４を備えたダイシングヘッド４ａとチャックテー
ブル３との間において、装置本体１の延設腕部１ａに設
けられている。

【０００５】前記撮影装置８の詳細な構成は、図８に示
すように、鉛直方向に配置され対物レンズ９とハーフミ
ラー１０とを備えた顕微鏡１１に、ＣＣＤカメラ１２が
接続され、該ＣＣＤカメラ１２がケーブル１３を介して
画像処理手段とモニター１４に接続されている。

【０００６】前記顕微鏡１１のハーフミラー１０には、
照明用の光をハーフミラー１０に導出するグラスファイ
バー結束部１５と、光源としてのハロゲンランプ１６か
らなる照明装置１７が接続されている。

【０００７】この撮影装置８を有する画像処理装置を備
えてダイシング装置を使用することにより、半導体ウェ
ーハ２のダイシングを行う際に、前記顕微鏡１１によ
り、照明装置１７でハーフミラー１０を介してチャック
テーブル３上の半導体ウェーハ２の表面を照射し、ＩＣ
等の回路をＣＣＤカメラ１２で撮像し、ブレード４の切
断位置と半導体ウェーハ２の切断予定位置との位置合わ
せ、即ちアライメントを行うためのパターンマッチング
等の画像処理が行われるものである。

【０００８】前記画像処理装置からの位置規制信号によ
り移動機構を作動させてチャックテーブル３を所望量移
動させ、半導体ウェーハ２の切断前の位置決めを行な
い、その後にチャックテーブル３をブレード４へ向けて
水平移動させて、半導体ウェーハ２のダイシング作業を
行うものである。

【０００９】そして、ダイシングされた半導体ウェーハ
２は、次の洗浄工程に移送アーム等で移送されて洗浄さ
れ、その後、収納アーム等によってカセット１９に収納
される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記撮
影装置８における照明装置１７は、ハロゲンランプ１６
を使用しているので、ハロゲンランプの安定した照明と
なるまでの立ち上がり時間が長く掛かり、画像処理にお
いて不都合が生ずるばかりでなく、光源として一点であ
ることから、被照射物の表面における照度が中心部で最
も高くなりその周辺部とでその照度に差が生じるので、
例えば被照射物が、ＩＣ等の回路が複数形成された半導
体ウェーハの表面の場合には、照明ムラとなってＣＣＤ
カメラ１２による画像認識の点において不都合が生ずる
と言う問題点を有している。また、ハロゲンランプは、
１００Ｗの電力を消費し不経済であると共に、熱の発生
が多く、熱による周辺機器及び精密制御に悪影響を及ぼ
すという問題点を有している。

【００１１】従って、この種の、例えばダイシング装置
等における画像処理装置の照明装置は、消費電力の経済
性や、作業開始までの時間のロスを回避すること、また
は照明の均一化と熱による悪影響の防止等において、解
決すべき課題を有している。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記従来例の課題を解決
するための具体的手段として本発明は、中心部に所定の
空間を残して複数のＬＥＤを円形状に配設したことを特
徴とするリング照明装置を提供するものである。

【００１３】また、前記複数のＬＥＤは、中心部が開口
したリング状の本体部に配設され、各ＬＥＤの光軸はリ
ング状の本体部の軸心方向に向けて所定の傾斜角度をも
って配設されていること、前記所定の傾斜角度は、３０
〜７５度の範囲であること、及び円形状に配設した複数
のＬＥＤで形成された中心部の空間またはリング状の本
体部の開口部に臨ませて光学系の対物レンズが配設され
ていることも本発明のリング照明装置に付加されるもの
である。

【００１４】本発明に係るリング照明装置によれば、立
ち上がりが早く光量が最初から安定しているＬＥＤを光
源として使用することにより、作業初期から画像処理が
円滑に遂行できると共に、ＬＥＤの消費電力が５Ｗ程度
で極端に少ないことにより経済性に優れ、熱の発生によ
る種々の不都合も回避できるのである。また、指向性の
あるＬＥＤを使用しても、複数個がリング状に配設され
ていることから、照明部分が違った方向からの複数の照
明光で補正し合いまたは照明光が重々し、全体として照
明ムラが無くなるのである。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るリング照明装
置の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
なお、発明の理解を容易にするために従来例に対応する
部分には従来例と同一の符号を付けて説明する。

【００１６】本発明に係るリング照明装置２０は、図１
に示したように、全体としてリング状または筒状を呈す
る本体部２１に、複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ、以
下同じ）２２が円形状に整列させて配設させてある。

【００１７】図示の実施例においては、高い光量を得る
ために２０個のＬＥＤ２２が隣接状態で配設されている
が、被照明物によっては、ＬＥＤの数を適宜増減するこ
とができるので、その数に限定されるものではない。

【００１８】筒状を呈する本体部２１は、下部側に開口
部２３を有するものであるが、図２に示したように、外
側壁２１ａと内側壁２１ｂと合体型で形成されており、
内側壁２１ｂはその下端部側が内側に傾斜して形成さ
れ、前記開口部２３が実質的に縮径された状態になると
共に、外側壁１ａと傾斜した部分とで光源室２４が形成
されている。

【００１９】そして、内側壁２１ｂの傾斜部分には前記
外側壁２１ａとの間に位置する壁部２１ｃが傾斜して形
成されており、該壁部２１ｃに前記複数のＬＥＤ２２が
取り付けられ、全てのＬＥＤ２２は光源室２４内に収ま
るようになっている。その光源室２４の下部は、透明ま
たは半透明な例えばアクリル樹脂等からなる合成樹脂板
２５でカバーされて隔離されている。

【００２０】壁部２１ｃに取り付けられたＬＥＤ２２
は、図から明らかなように、開口部２３の軸心方向に向
けて所定の角度傾斜して配設されている。その傾斜角度
は、被照明物との間隔によって選択されるが、概ね３０
〜７５°程度の範囲である。

【００２１】この場合に、内側壁２１ｂに形成される壁
部２１ｃは、使用される照明機器に対応して、取り付け
られるＬＥＤが予定した傾斜角度になるように、予め計
算された角度に傾斜させて形成しておく。このように形
成することで、壁部２１ｃに取り付けられた複数個のＬ
ＥＤ２２は、略同じ傾斜角度をもって取り付けられるこ
とになる。

【００２２】なお、光源室２４に壁部２１ｃがない場合
には、複数個のＬＥＤ２２はリング状またはフランジ状
を呈する適宜の基板に取り付けたものを光源室２４内に
配設して取り付けることができる。そして、各ＬＥＤ２
２には、適宜の電源ケーブル２６を介して電源が供給さ
れる。

【００２３】このように形成されたリング照明装置２０
は、取付部２７を介して、従来例と同様に所定の撮像手
段である顕微鏡１１の先端部に取り付けて使用される。
そして、撮像しようとする被照明物２９に対して前記Ｌ
ＥＤ２２を点灯させて照明を行うと、図３に示したよう
に、各ＬＥＤ２２の照明光は円周方向から中心部側に向
けて照明され、それらの照明光が重なり合って円形状の
照明領域３０が形成され、その照明領域３０の中心部に
おける一定領域３１は、全てのＬＥＤ２２の光が重なり
合って均等に照明されている部分である。

【００２４】このような照明領域３０において、実際に
リング照明装置２０の開口部２３を通して顕微鏡１１等
の撮像手段で撮像する範囲は、前記一定領域３１内の仮
想線で示した撮像範囲３２である。

【００２５】例えば、本発明のリング照明装置２０を、
図７に示したような従来例と同様のダイシング装置に装
備した場合に、撮像しようとする被照明物２９が具体的
に半導体ウェーハ２になる。

【００２６】そこで、図４に示したように、リング照明
装置２０を半導体ウェーハ２を切断するダイシング装置
に装備し、パターンマッチングを行うための画像処理装
置における撮影装置８の照明用として使用すれば、光源
として指向性のあるＬＥＤ２２の光が、撮像しようとす
る半導体ウェーハ２上において、図３で示したような照
明領域３０が得られ、その領域の中でも照度が均一化さ
れている中央部の一定領域３１内が撮像対象範囲とな
る。尚、リング照明装置２０を取り付ける場合には、撮
影装置８における対物レンズまたは顕微鏡１１の内部に
は、ハーフミラー等を必要としない。しかし、図８に示
す従来の照明装置１７を併設し、被照明物の種類に応じ
て適宜リング照明装置２０との選択ができるようにする
ためには、ハーフミラーは必要である。

【００２７】そして、図５で示したように、リング照明
装置２０は、半導体ウェーハ２における任意の一部を照
明し、その内の撮像対象範囲を撮像して画像処理手段を
備えたモニター１４に表示した画像が、図６に示してあ
る。この画像は、ＩＣ回路部分３３と切断されるべきス
トリート３４とが鮮明に表示されるものであり、その画
像に基づいて、所定の画像処理装置で回路パターン並び
に半導体ウェーハ２の切断位置等のアライメントが遂行
される。

【００２８】そして、前記回路パターンに対応する切断
位置とブレード４の位置とを正確に合わせるため、移動
機構を制御装置で作動させてチャックテーブル３を適宜
水平面内の前後左右方向及び角度補正したり、若しくは
ブレード４による切断方向を直交方向に切り替えるため
に半導体ウェーハ２を載置したチャックテーブル３を９
０゜回転させた後の位置及び角度調整を行ったりするも
のである。

【００２９】ＣＣＤカメラ１２等の撮像手段で撮像する
半導体ウェーハ２の表面は、円形状に配設したＬＥＤ２
２によって周囲から全面的に照明されているので、全体
的に照度のバランスがよく、回路パターンと他の部分が
明確に認識され画像認識に最適となる。

【００３０】尚、本発明に係るリング照明装置は、光源
としてＬＥＤを用いているので、発熱が極めて低く、顕
微鏡１１等の光学系機器または精密機器に隣接させて配
設しても、熱による影響、例えば熱膨張による狂い等の
悪影響が全くないので、全体をコンパクト化することが
できるものである。

【００３１】また、リング照明装置２０の光源としてＬ
ＥＤ２２を使用しているので、従来のハロゲンランプの
光源に比較して消費電力が著しく小さくコスト低減とな
るとともに、使用時において最初から光量が安定してお
り、初期作業における画像処理に支障を来さないばかり
でなく、作業能率の向上が図れる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るリン
グ照明装置は、中心部に所定の空間を残して複数のＬＥ
Ｄを円形状に配設した構成としたことにより、特に指向
性のあるＬＥＤは、被照明物に対して周面側から中央部
に向けて集中的に照明することができ、各ＬＥＤからの
光量が中央部の一定の範囲で重々して均一の照度になる
と言う優れた効果を奏する。

【００３３】また、光源としてＬＥＤを使用しているの
で、作業開始時の初期立ち上がりが早いばかりでなく光
量が安定しており、作業能率の向上が図れるという優れ
た効果を奏する。

【００３４】更に、リング照明装置としての消費電力が
小さくて済みコスト低減となるとともに、熱の発生も少
なく周辺機器に悪影響を及ぼさず、長期にわたって安定
した状態で使用し続けることができるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリング照明装置の正面図である。

【図２】同リング照明装置の要部を示す断面図である。

【図３】同リング照明装置で得られる一例の照明状態を
示す説明図である。

【図４】同リング照明装置をダイシング装置の撮像手段
に取り付けた状態を略示的に示した説明図である。

【図５】同ダイシング装置の撮像手段で撮像される半導
体ウェーハの照明領域を示す説明図である。

【図６】同ダイシング装置の撮像手段で撮像され、ダイ
シング装置に装備されているモニター画面の説明図であ
る。

【図７】従来例に係る撮像手段及び照明装置を備えたダ
イシング装置の斜視図である。

【図８】同従来例に係るダイシング装置において照明器
具を装備した撮像手段の一部を示す正面図である。

【符号の説明】

２ 半導体ウェーハ、３ チャックテーブル、４ ブレ
ード、８ 撮影装置、９ 対物レンズ、１１顕微鏡、２
０ リング照明装置、２１ 本体部、２１ａ 内側壁、
２１ｂ 外側壁、２１ｃ 壁部、２２ ＬＥＤ、２３
開口部、２４ 光源室、２５ 合成樹脂板、２６ 電源
ケーブル、２７ 取付部、２９ 被照明物、３０ 照明
領域、３１ 一定領域、３２ 撮像範囲、３３ ＩＣ回
路部分、３４ ストリート。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心部に所定の空間を残して複数のＬＥ
   Ｄを円形状に配設したことを特徴とするリング照明装
   置。
2. 【請求項２】 複数のＬＥＤは、中心部が開口したリン
   グ状の本体部に配設され、各ＬＥＤの光軸はリング状の
   本体部の軸心方向に向けて所定の傾斜角度をもって配設
   されていることを特徴とする請求項１に記載のリング照
   明装置。
3. 【請求項３】 所定の傾斜角度は、３０〜７５度の範囲
   であることを特徴とする請求項２に記載のリング照明装
   置。
4. 【請求項４】 円形状に配設した複数のＬＥＤで形成さ
   れた中心部の空間またはリング状の本体部の開口部に臨
   ませて光学系の対物レンズが配設されていることを特徴
   とする請求項１、２または３に記載のリング照明装置。
5. 【請求項５】 光学系の対物レンズが、ダイシング装置
   に装備される撮影装置の顕微鏡の対物レンズであること
   を特徴とする請求項４に記載のリング証明装置。