JP2002011641A - 切削装置の撮像機構 - Google Patents
切削装置の撮像機構Info
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Abstract
着するのを防止することができる切削装置の撮像機構を
提供する。 【解決手段】 チャックテーブル3上に保持され切削加
工される被加工物の表面と対向する対物レンズを備え、
被加工物の表面を撮像する切削装置の撮像機構であっ
て、対物レンズの周囲を覆い下方が開口された密閉カバ
ーと、該密閉カバーの開口331を塞ぐ閉位置と密閉カ
バーの開口331を開放する開位置との間を作動可能に
構成された開閉蓋52を具備している。
Description
構、更に詳しくはチャックテーブルに保持された被加工
物の表面を撮像するための切削装置の撮像機構に関す
る。
削装置には、半導体ウエーハ等の被加工物の切削すべき
領域を検出したり、切削溝の状態を確認したりするため
に顕微鏡とCCDカメラ等を備えた撮像機構が装備され
ている。この撮像機構は、一般に切削領域に近接した位
置に配設されている。
削部に切削水を供給しつつ切削を遂行するため、切削に
よって発生する切削屑を含んだ切削水がコンタミとなっ
て飛散し、この飛散したコンタミが撮像機構を構成する
顕微鏡の対物レンズに付着する。この結果、対物レンズ
を通して撮像された切削すべき領域を誤検出したり、切
削溝の状態を誤認識するという問題が発生する。
あり、その主たる技術課題は、切削時に飛散するコンタ
ミが対物レンズに付着するのを防止することができる切
削装置の撮像機構を提供することにある。
決するため、本発明によれば、チャックテーブル上に保
持され切削加工される被加工物の表面と対向する対物レ
ンズを備え、被加工物の表面を撮像する切削装置の撮像
機構において、該対物レンズの周囲を覆い下方が開口さ
れた密閉カバーと、該密閉カバーの開口を開閉するシャ
ッター手段とを具備している、ことを特徴とする切削装
置の撮像機構が提供される。
開口を塞ぐ閉位置と密閉カバーの開口を開放する開位置
との間を作動可能に構成された開閉蓋と、該開閉蓋を閉
位置と開位置に選択的に位置付けるアクチュエータとを
具備している。また、上記密閉カバー内には上記対物レ
ンズの外周に沿って配設され被加工物の表面に光を照射
するリング照明機構が配置されており、上記シャッター
手段は該リング照明機構の下方を開閉する。上記密閉カ
バー内にエアーを供給するエアー供給手段を具備してい
ることが望ましく、また、上記チャックテーブルに保持
された被加工物の撮像領域にエアーを噴出するエアー噴
出手段を具備していることが望ましい。
切削装置の撮像機構の好適な実施形態について、添付図
面を参照して詳細に説明する。
機構を装備した切削装置としてのダイシング装置の斜視
図が示されている。図示の実施形態におけるダイシング
装置は、略直方体状の装置ハウジング2を具備してい
る。この装置ハウジング2内には、被加工物を保持する
チャックテーブル3が切削送り方向である矢印Xで示す
方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル3
は、吸着チャック支持台31と、該吸着チャック支持台
31上に装着された吸着チャック32を具備しており、
該吸着チャック32の表面である載置面上に被加工物で
ある例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手
段によって保持するようになっている。また、チャック
テーブル3は、図示しない回転機構によって回動可能に
構成されている。
は、切削手段としてのスピンドルユニット4を具備して
いる。スピンドルユニット4は、図示しない移動基台に
装着され割り出し方向である矢印Yで示す方向および切
り込み方向である矢印Zで示す方向に移動調整されるス
ピンドルハウジング41と、該スピンドルハウジング4
1に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によっ
て回転駆動される回転スピンドル42と、該回転スピン
ドル42に装着された切削ブレード43とを具備してい
る。
は、被加工物としての半導体ウエーハ5をストックする
カセット6と、被加工物搬出手段7と、被加工物搬送手
段8と、洗浄手段9、および洗浄搬送手段10を具備し
ている。なお、半導体ウエーハ5は、フレームFにテー
プTによって装着されており、フレーム51に装着され
た状態で上記カセット6に収容される。また、カセット
6は、図示しない昇降手段によって上下に移動可能に配
設されたカセットテーブル61上に載置される。
は、上記チャックテーブル3を構成する吸着チャック3
2の表面に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切
削ブレード43によって切削すべき領域を検出したり、
切削溝の状態を確認したりするための撮像機構20を具
備している。この撮像機構20は顕微鏡やCCDカメラ
等の光学手段からなっている。なお、撮像機構20につ
いては後で詳細に説明する。また、ダイシング装置は、
撮像機構20によって撮像された画像を表示する表示手
段11を具備している。
動作について簡単に説明する。カセット6の所定位置に
収容されたフレーム51に装着された状態の半導体ウエ
ーハ5(以下、フレームFに装着された状態の半導体ウ
エーハ5を単に半導体ウエーハ5という)は、図示しな
い昇降手段によってカセットテーブル61が上下動する
ことにより搬出位置に位置付けられる。次に、被加工物
搬出手段7が進退作動して搬出位置に位置付けられた半
導体ウエーハ5を被加工物載置領域12に搬出する。被
加工物載置領域12に搬出された半導体ウエーハ5は、
被加工物搬送手段8の旋回動作によって上記チャックテ
ーブル3を構成する吸着チャック32の載置面に搬送さ
れ、該吸着チャック32に吸引保持される。このように
して半導体ウエーハ5を吸引保持したチャックテーブル
3は、撮像機構20の直下まで移動せしめられる。チャ
ックテーブル3が撮像機構20の直下に位置付けられる
と、撮像機構20によって半導体ウエーハ5に形成され
ている切断ライン(ストリート)が検出され、スピンド
ルユニット4の割り出し方向である矢印Y方向に移動調
節して精密位置合わせ作業が行われる。
チャックテーブル3を切削送り方向である矢印Xで示す
方向(切削ブレード43の回転軸と直交する方向)に移
動することにより、チャックテーブル3に保持された半
導体ウエーハ5は切削ブレード43により所定の切断ラ
イン(ストリート)に沿って切断される。即ち、切削ブ
レード43は割り出し方向である矢印Yで示す方向およ
び切り込み方向である矢印Zで示す方向に移動調整され
て位置決めされたスピンドルユニット4に装着され、回
転駆動されているので、チャックテーブル3を切削ブレ
ード43の下側に沿って切削送り方向に移動することに
より、チャックテーブル3に保持された半導体ウエーハ
5は切削ブレード43により所定の切断ライン(ストリ
ート)に沿って切削される。この切削には、所定深さの
V溝等の切削溝を形成する場合と、切断ライン(ストリ
ート)に沿って切断する場合がある。切断ライン(スト
リート)に沿って切断すると、半導体ウエーハ5は半導
体チップに分割される。分割された半導体チップは、テ
ープTの作用によってバラバラにはならず、フレームF
に装着された半導体ウエーハ5の状態が維持されてい
る。このようにして半導体ウエーハ5の切断が終了した
後、半導体ウエーハ5を保持したチャックテーブル3
は、最初に半導体ウエーハ5を吸引保持した位置に戻さ
れ、ここで半導体ウエーハ5の吸引保持を解除する。次
に、半導体ウエーハ5は、洗浄搬送手段10によって洗
浄手段9に搬送され、ここで洗浄される。このようにし
て洗浄された半導体ウエーハ5は、被加工物搬送手段8
によって被加工物載置領域12に搬出される。そして、
半導体ウエーハ5は、被加工物搬出手段7によってカセ
ット6の所定位置に収納される。
至図5を参照して説明する。図示の実施形態における撮
像機構20は、マクロ用撮像機構20aとミクロ用撮像
機構20bとからなっている。マクロ用撮像機構20a
は,下端に対物レンズ211aを備え移動基台23に装
着された顕微鏡21aと、該顕微鏡21aと連結された
CCDカメラ22aを具備している。また、ミクロ用撮
像機構20bも、下端に対物レンズ211bを備え移動
基台23に装着された顕微鏡21bと、該顕微鏡21b
と連結されたCCDカメラ22bを具備している。上記
移動基台23は、静止支持板24に図示しない案内レー
ルに沿って上下方向に移動可能装着されている。図示の
形態における撮像機構20は、移動基台23を静止支持
板24の図示しない案内レールに沿って上下方向に移動
させ上記対物レンズ211aおよび211bの焦点を調
整するための送り機構25を具備している。送り機構2
5は、周知のねじロッド式作動機構からなり、パルスモ
ータ251を正転および逆転駆動することにより、移動
基台23を上下方向に移動せしめる。
は、それぞれその周囲を覆う密閉カバー30aおよび3
0bが装着されている。なお、密閉カバー30aおよび
30bは実質的に同一の構成であり、以下お主に図4お
よび図5を参照して説明する。密閉カバー30aおよび
30bは、筒状の側壁31と、該側壁31の上端に装着
された上壁32と、側壁31の下端に装着された下壁3
3と、側壁31の内側に配設された内筒34を具備して
いる。上壁32の中央部には上記対物レンズ211aお
よび211bの外径と対応する嵌合穴321が設けられ
ている。この嵌合穴321は穴径が対物レンズ211a
および211bの外径より僅かに小さく形成されてお
り、従って、嵌合穴321は対物レンズ211aおよび
211bの外周に圧入嵌合される。下壁33には開口3
31が設けられており、その開口縁には上側に傾斜し後
述するリング照明機構を支持するテーパー状の支持面3
32が形成されている。上記内筒34は、上部を構成す
る円筒部341と下部を構成し漸次縮径されて形成され
た縮径部342とからなっており、その下端部が上記下
壁33に形成された開口331に達している。内筒34
を構成する縮径部342の外周面は上記テーパー状の支
持面332に対応するテーパー面によって形成されてい
る。このように形成された内筒34は、その下部を構成
する縮径部342の下方が開口343されており、この
開口343を通して対物レンズ211aおよび211b
に光を取り入れるようになっている。
および30bは、上記側壁31と内筒34との間に対物
レンズ211aおよび211bの外周に沿って配設され
るリング照明機構40を備えている。リング照明機構4
0は、複数個の嵌合穴411を備えた環状の光ファイバ
ー支持部材41と、この光ファイバー支持部材41に形
成された複数個の嵌合穴411に先端部を嵌合した複数
本の光ファイバー42とからなっており、光ファイバー
支持部材41が上記下壁33に形成されたテーパー状の
支持面332と内筒34を構成する縮径部342の外周
面(テーパー面)との間に挟持され保持されている。複
数本の光ファイバー42の基端部は、側壁31に装着さ
れた光ファイバー挿通管43(図2及び図3参照)を通
して図示しない光源に対向して配置されている。このよ
うに構成されたリング照明機構40は、下壁33に形成
された331を通してチャックテーブル3に保持された
被加工物としての半導体ウエーハ5の撮像領域300を
照射する。
態における撮像機構20は、上記密閉カバー30a、3
0bの内筒34を構成する縮径部342に設けられた開
口343および下壁33に形成された開口331を開閉
するシャッター手段50を具備している。図示の実施形
態におけるシャッター手段50は、図3に示すように蓋
支持部材51と開閉蓋52と該開閉蓋52を作動するロ
ータリーアクチュエーター53とからなっている。蓋支
持部材51は、支持部511と装着部512を備えてい
る。支持部511は、水平部511aと該水平部511
aの前端から上方に折り曲げ形成された垂直部511b
とからなっている。装着部512は支持部511の後端
部から立設して形成されており、取付け用の長穴512
a、長穴512aを備えている。このように構成された
蓋支持部材51は、装着部512に設けられた取付け用
の長穴512a、長穴512aにボルト531、531
を挿通し、このボルト531、531を上記移動基台2
3の端部に設けられたねじ穴231、231に螺合する
ことによって移動基台23に装着される。
下側に開閉蓋52が配置され、支持部511の上側に開
閉蓋52を作動するロータリーアクチュエーター53が
配置される。開閉蓋52の一端部上面には軸連結部材5
21が装着されており、この軸連結部材521と支持部
511の上面に載置されたロータリーアクチュエーター
53のローター軸が連結するように構成されている。な
お、ロータリーアクチュエーター53は、圧縮空気作動
式、電動モータ式、ロータリーソレノイド式等種々の方
式のアクチュエーターを用いることができる。
0は、上記蓋支持部材51を構成する支持部511の垂
直部511bの前面に装着される前カバー54を備えて
いる。前カバー54は、一端部には長穴541、長穴5
41は設けられており、この長穴541、長穴541に
ボルト532、532を挿通し、このボルト532、5
32を上記支持部511の垂直部511bに設けられた
ねじ穴511c、511cに螺合することによって垂直
部511bに装着される。前カバー54の下端には後方
に折り曲げ形成された水平部542を備えており、この
水平部542は上記開閉蓋52より僅かに下側に位置付
けられている。なお、前カバー54の他端部には、上記
光ファイバー挿通管43が貫挿するための切欠部543
が設けられている。以上のように構成されたシャッター
手段50は、ロータリーアクチュエーター53を作動す
ることによって開閉蓋52が軸連結部材521を中心と
して回動せしめられ、上記密閉カバー30a、30bの
内筒34を構成する縮径部342、342に設けられた
開口343、343および下壁33、33に形成された
開口331、331を塞ぐ閉位置(図4において2点鎖
線で示す位置)と該開口343、343および開口33
1、331を開放する開位置(図4において実戦で示す
位置)とに選択的に位置付けられる。
と、上記前カバー54の前面には、エアー供給管61お
よびエアー噴出ノズル62がそれぞれ取り付けられた管
支持部材63a、63bが装着されている。管支持部材
63aおよび63bに取り付けられたエアー供給管61
および61は、上記前カバー54に設けられた貫通穴5
44および544、上記密閉カバー30aおよび30b
の側壁31および31に設けられた貫通穴312および
312、密閉カバー30aおよび30bの内筒34およ
び34に設けられた貫通穴343および343(図4参
照)を貫通して配設されている。このエアー供給管61
および61は図示しないエアー供給源に接続されてお
り、従って、エアー供給管61およ61および図示しな
いエアー供給源は上記密閉カバー30a、30bの内筒
34、34と対物レンズ211a、211bとの間に形
成された空間にエアーを供給するエアー供給手段として
機能する。一方、エアー噴出ノズル62、62は、その
先端がチャックテーブル3に保持された被加工物として
の半導体ウエーハ5の撮像領域300に向けて配設され
ている。このエアー噴出ノズル62、62は図示しない
エアー供給源に接続されており、従って、エアー噴出ノ
ズル62、62および図示しないエアー供給源は、チャ
ックテーブル3に保持された被加工物の撮像領域300
にエアーを噴出し、水滴等の異物を吹き飛ばして撮像領
域を清掃するエアー噴出手段として機能する。
のように構成されており、以下その作用について説明す
る。切削時においては開閉蓋52が密閉カバー30a、
30bの内筒34を構成する縮径部342、342に設
けられた開口343、343および下壁33、33に形
成された開口331、331を塞ぐ閉位置(図4におい
て2点鎖線で示す位置)に位置付けられるとともに、エ
アー供給管61、61を通して密閉カバー30a、30
bの内筒34、34と対物レンズ211a、211bと
の間に形成された空間にエアーが供給される。このよう
に対物レンズ211a、211bは、その周囲が密閉カ
バー30a、30bによって覆われているとともに、密
閉カバー30a、30bの内筒34を構成する縮径部3
42、342に設けられた開口343、343が開閉蓋
52によって塞がれるので、切削時にコンタミを含んだ
切削水は飛散しても対物レンズ211a、211bに付
着することはない。従って、被加工物の表面を対物レン
ズ211a、211bを通して常に正確に撮像すること
ができ、パターンマッチング等の画像処理を誤認識する
ことなく円滑に遂行できる。また、切削時にはエアー供
給管61、61を通して密閉カバー30a、30bの内
筒34、34と対物レンズ211a、211bとの間に
形成された空間にエアーが供給されるので、密閉カバー
30a、30b内の気圧が外気圧より高くなるため、開
閉蓋52と密閉カバー30a、30bとの隙間から密閉
カバー30a、30b内にコンタミが侵入することはな
い。また、図示の実施形態においては、リング照明機構
40の下方、即ち密閉カバー30a、30bの下壁3
3、33に形成された開口331、331が開閉蓋52
によって塞がれるので、切削時にコンタミを含んだ切削
水は飛散してもリング照明機構40に付着することはな
い。
面を撮像する際には、開閉蓋52を密閉カバー30a、
30bの内筒34を構成する縮径部342、342に設
けられた開口343、343および下壁33、33に形
成された開口331、331を開放する開位置(図4に
おいて実線で示す位置)に位置付けるとともに、エアー
噴出ノズル62、62を通してチャックテーブル3に保
持された被加工物の撮像領域300にエアーを噴出す
る。このとき、エアー供給管61、61を通して密閉カ
バー30a、30bの内筒34、34と対物レンズ21
1a、211bとの間に形成された空間にエアーを供給
し、このエアーを開口343、343を通して被加工物
の撮像領域300に噴出することが望ましい。このよう
に撮像機構20によって被加工物の表面を撮像する際に
は、被加工物の撮像領域300にエアーを噴出するの
で、被加工物の撮像領域に付着している切削水等を排除
することができ、従って、撮像された例えば切削溝の状
態等を正確に認識することができる。
説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるもので
はない。例えば、実施形態においてはマクロ用撮像機構
20aとミクロ用撮像機構20bの2つの撮像機構によ
って撮像機構20を構成した例を示したが、撮像機構は
一つでもよい。
のように構成されているので、次の作用効果を奏する。
は、対物レンズの周囲を覆い下方が開口された密閉カバ
ーと、該密閉カバーの開口を開閉するシャッター手段と
を具備しているので、切削時に対物レンズはその周囲が
密閉カバーによって覆われているとともに、密閉カバー
の下側開口が開閉蓋によって塞がれる。従って、切削時
にコンタミを含んだ切削水が飛散しても対物レンズに付
着することはない。この結果、被加工物の表面を対物レ
ンズを通して常に正確に撮像することができ、パターン
マッチング等の画像処理を誤認識することなく円滑に遂
行できる。
切削装置であるダイシング装置の斜視図。
斜視図。
図。
面図。
Claims (5)
- 【請求項1】 チャックテーブル上に保持され切削加工
される被加工物の表面と対向する対物レンズを備え、被
加工物の表面を撮像する切削装置の撮像機構において、 該対物レンズの周囲を覆い下方が開口された密閉カバー
と、該密閉カバーの開口を開閉するシャッター手段とを
具備している、 ことを特徴とする切削装置の撮像機構。 - 【請求項2】 該シャッター手段は、該密閉カバーの開
口を塞ぐ閉位置と該密閉カバーの開口を開放する開位置
との間を作動可能に構成された開閉蓋と、該開閉蓋を該
閉位置と該開位置に選択的に位置付けるアクチュエータ
とを具備している、請求項1記載の切削装置の撮像機
構。 - 【請求項3】 該密閉カバー内には該対物レンズの外周
に沿って配設され被加工物の表面に光を照射するリング
照明機構が配置されており、該シャッター手段は該リン
グ照明機構の下方を開閉する、請求項1又は2記載の切
削装置。 - 【請求項4】 該密閉カバー内にエアーを供給するエア
ー供給手段を具備している、請求項1から3のいずれか
に記載の切削装置。 - 【請求項5】 チャックテーブルに保持された被加工物
の撮像領域にエアーを噴出するエアー噴出手段を具備し
ている、請求項1から4のいずれかに記載の切削装置。
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