(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被撮像面（２Ｓ、３Ｓ）が赤外線透過材で覆われてなる被写体（２、３）に赤外線を照射し、前記被撮像面（２Ｓ、３Ｓ）で反射してきた光を撮像カメラ（５Ａ、５Ｂ）に入射させて被撮像面（２Ｓ、３Ｓ）を撮像する赤外線撮像装置において、赤外線を含む照明光を発する光源（１１）から赤外線透過材に至る光路又は赤外線透過材から撮像カメラ（５Ａ、５Ｂ）に至る光路中に、前記赤外線透過材を透過する特定波長の光を選択するバンドパスフィルタ（１２）が介装され、当該バンドパスフィルタ（１２）の波長選択透過膜（１３）が前記赤外線透過材と同じ材質で形成されたことを特徴とする赤外線撮像装置。
【請求項２】
前記被写体（２）が赤外線透過材で形成されたベース（２Ｂ）の片面側に被撮像面を形成して成り、その反対面側からベース（２Ｂ）で覆われた被撮像面（２Ｓ）を撮像する撮像カメラ（５Ａ）が配設された請求項１記載の赤外線撮像装置。
【請求項３】
前記被写体（３）がベース（３Ｂ）の片面側に被撮像面（３Ｓ）を形成して成り、当該片面側から被写体（３）を覆う赤外線透過材を透過して被撮像面（３Ｓ）を撮像する撮像カメラ（５Ｂ）が配設された請求項１記載の赤外線撮像装置。
【請求項４】
被撮像面（２Ｓ、３Ｓ）が赤外線透過材で覆われてなる被写体（２、３）の前記被撮像面（２Ｓ、３Ｓ）を撮像する際に、前記赤外線透過材を透過して前記被撮像面（２Ｓ、３Ｓ）で反射する赤外光を照射する光源装置であって、赤外光を含む光を発する光源（１１）と、その光から前記赤外線透過材を透過する特定波長の光を選択するバンドパスフィルタ（１２）を備え、当該バンドパスフィルタ（１２）の波長選択透過膜（１３）が前記赤外線透過材と同じ材質で形成されたことを特徴とする光源装置。
【請求項５】
被撮像面（２Ｓ、３Ｓ）が赤外線透過材で覆われてなる被写体（２、３）の前記被撮像面（２Ｓ、３Ｓ）を撮像する際に、前記赤外線透過材を透過する特定波長の赤外光を選択するバンドパスフィルタ（１２）であって、その波長選択透過膜（１３）が前記赤外線透過材と同じ材質で形成されたことを特徴とするバンドパスフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェハの裏面側から表面側に形成された回路パターンを観察して位置決めする際などに用いる赤外線撮像装置とその光源装置とそれに用いるバンドパスフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣやＬＳＩの製造工程において、表面側に多数の回路パターンを形成したシリコンウェハーをカッティングする場合に、回路面を上にして回転ブレードでカットすると研磨粉が回路面に付着するため、回路面を下向にしてカットしたいという要請がある。
また、カッティングしたチップをインターポーザにマウントする場合は、インターポーザの電極面とチップの回路面を至近距離で対向させて両者を接合したいとの要請がある。
【０００３】
これらの場合において、シリコンウェハーやチップを位置決めする必要を生ずるため、本出願人は、シリコンウェハーの裏面側から赤外線を照射して、その表面に形成された回路パターンやアライメントマークを撮像したり、シリコンウェハーを透過してインターポーザに形成されたアライメントマークを撮像する赤外線撮像装置を提案した（特開２０００−２７６２３３公報参照）。
【０００４】
これは、ウェハーの材料であるシリコンなどの半導体や誘電体が赤外線透過性を有する一方、回路パターンを形成する導体が赤外線透過性を有しないことに着目して提案されたものである。
【０００５】
これによれば、回路パターンが形成された表面を下向にしたまま、上向きになった裏面側から赤外線を照射し、その裏面側に対向して配した撮像カメラで表面側を撮像できるので、カッティングラインを正確に位置決めしてカットすることができ、また、研磨粉が回路面に付着することもない。
また、シリコンチップをインターポーザにマウントする場合に、チップの回路面とインターポーザの電極面同士を対向させた状態で、チップの背面側から夫々の位置を撮像することができるので、両者を近接させた状態で位置決めすることができ、接合時のチップの移動距離を極めて短くして、実装時間を短縮することができるだけでなく、機械的な誤差による実装ミスも少なくすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の赤外線撮像装置でシリコンウェハーを透過して回路面を撮像した場合に、ノイズが映ってその画像が見難くなるという問題を生じた。
本発明者らが原因を究明したところ、照明光源として使用している赤外線ランプの光の一部が、上向になっているシリコンウェハーの裏面側で反射され、その光が下向きになっている表面に形成された回路パターンの画像と重なって見難くなっていることが判明した。
【０００７】
そこで本発明は、シリコンウェハーなどの赤外線透過材の片面側から赤外線を照射し、反対面側にある被撮像面を撮像する場合に、赤外線を照射した面からの反射光の映り込みをなくして、ノイズのないクリアな画像を映し出せるようにすることを技術的課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、被撮像面が赤外線透過材で覆われてなる被写体に赤外線を照射し、前記被撮像面で反射してきた光を撮像カメラに入射させて被撮像面を撮像する赤外線撮像装置において、赤外線を含む照明光を発する光源から赤外線透過材に至る光路又は赤外線透過材から撮像カメラに至る光路に、前記赤外線透過材を透過する特定波長の光を選択するバンドパスフィルタが介装され、当該バンドパスフィルタの波長選択透過膜が前記赤外線透過材と同じ材質で形成されたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、バンドパスフィルタが光源から赤外線透過材に至る光路に介装されているときは、光源から照射された光がバンドパスフィルタを通過して被撮像面を覆う赤外線透過材に照射される。
バンドパスフィルタは、波長選択透過膜が赤外線透過材と同じ材質で形成されているので、その透過光の分光特性が等しい。
したがって、赤外線透過材を透過する波長の光のみ照射されることとなり、その表面で反射する波長成分がないため、画像にノイズが出ない。
【００１０】
また、バンドパスフィルタが赤外線透過材から撮像カメラに至る光路に介装されているときは、赤外線透過材の表面で反射される光と、赤外線透過材を透過して被撮像面で反射された光がバンドパスフィルタを透過し、ここで、赤外線透過材を透過して被撮像面で反射された光のみが選択される。
したがって、撮像カメラには，被撮像面で反射された光のみが入射され、赤外線透過材の表面で反射してきた光は遮断されるので、画像にノイズが出ない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る赤外線撮像装置を示す説明図、図２はその斜視図、図３は他の実施形態を示す説明図である。
【００１２】
本例の赤外線撮像装置１は、例えば回路面２Ｓを下向にしたシリコンチップ２を、インターポーザ３の真上に位置決めするときに、インターポーザ３の真上に搬送されてきたシリコンチップ２の回路面２Ｓやインターポーザ３の上面に付されたアライメントマーク２Ｍ及び３Ｍを撮像するものである。
【００１３】
一方の被写体となるシリコンチップ２は、赤外線透過材で形成されたシリコン基板（ベース）２Ｂの片面側に被撮像面となる回路面２Ｓが形成され、その回路面２Ｓにアライメントマーク２Ｍが付されている。
また、もう一方の被写体となるインターポーザ３は、回路基板（ベース）３Ｂの片面側に被撮像面となる電極面３Ｓを形成して成り、当該電極面３Ｓにアライメントマーク３Ｍが付されている。
【００１４】
なお、アライメントマーク２Ｍ及び３Ｍは、位置決めを行うために特別に設けたマークに限らず、回路面２Ｓ及び電極面３Ｓに形成されている回路パターンや電極パターンの一部をアライメントマーク２Ｍ及び３Ｍとして兼用する場合であっても良い。
【００１５】
カメラユニット４は、インターポーザ３の上面に対向して配され、インターポーザ３上にシリコンチップ２を予め設定された数μｍのクリアランスでセットした状態で、シリコンチップ２の上面側から回路面２Ｓを撮像する赤外線カメラ５Ａと、インターポーザ３の電極面３Ｓを撮像する赤外線カメラ５Ｂを備えている。
【００１６】
各赤外線カメラ５Ａ及び５Ｂは、被写体から垂直に立てられた撮像光軸６からハーフミラー７を介して分岐された夫々の撮像光軸６Ａ及び６Ｂ上に配され、夫々、シリコンチップ２の回路面２Ｓ及びインターポーザ３の電極面３Ｓで合焦し、且つ、互いに他の被写体を撮像することがないように焦点距離及び被写界深度が設定されている。
【００１７】
これにより、一方の赤外線カメラ５Ａは、シリコンチップ２の回路面２Ｓの反対面側からシリコン基板２Ｂで覆われた回路面２Ｓを撮像し、他方の赤外線カメラ５Ｂは、インターポーザ３の電極面３Ｓ側から、その上に位置するシリコンチップ２を透過して前記電極面３Ｓを撮像するように成っている。
【００１８】
また、各撮像光軸６Ａ及び６Ｂの照明光入射ポート８Ａ及び８Ｂには、ハーフミラー９Ａ及び９Ｂが介装されて光源装置１０から照射された照明光を被写体に対して同軸落射できるようになっている。
【００１９】
光源装置１０は、赤外光を含む光を発するハロゲンランプ（光源）１１と、その光から赤外線透過材でなるシリコン基板２Ｂを透過する特定波長の光を選択するバンドパスフィルタ１２を備えており、当該バンドパスフィルタ１２の波長選択透過膜１３が前記シリコン基板２Ｂと同じ材質で形成されている。
【００２０】
これにより、ハロゲンランプ１１から照射されてバンドパスフィルタ１２を透過した光に、シリコン基板２Ｂで反射されるような余分な波長成分の光は含まれず、シリコン基板２Ｂを透過する波長の赤外線のみがシリコンチップ２及びインターポーザ３に照射される。
したがって、シリコンチップ２の上面で反射される光はなく、赤外線カメラ５Ａ及び５Ｂの像にノイズが生じない。
【００２１】
以上が本発明の一構成例であって、次にその作用を説明する。
例えば、シリコンチップ２をインターポーザ３にマウントする場合、シリコンチップ２は回路面２Ｓを下向にして、インターポーザ３の真上にセッティングされる。
【００２２】
次いで、シリコンチップ２をインターポーザ３に対して位置決めする。
この場合に、光源装置１０及びカメラユニット４をオンすると、ハロゲンランプ１１から照射された光がバンドパスフィルタ１２を透過して、各赤外線カメラ５Ａ及び５Ｂの撮像光軸６Ａ及び６Ｂからシリコンチップ２及びインターポーザ３に同軸落射される。
【００２３】
バンドパスフィルタ１２の波長選択透過膜１３は、シリコンチップ２の基板２Ｂと同じ材質で形成されているので、赤外線の透過特性がシリコン基板２Ｂと全く等しく、したがって、シリコン基板２Ｂで反射する波長の光は照射されず、シリコン基板２Ｂを透過する波長の光のみが照射される。
【００２４】
シリコンチップ２に照射された光は、そのままシリコン基板２Ｂを透過してその一部が回路面２Ｓで反射され、再びシリコン基板２Ｂを透過して、撮像光軸６に沿ってカメラユニット４に入射される。
また、シリコン基板２Ｂを透過した光の一部はインターポーザ３の電極面３Ｓで反射され、再びシリコン基板２Ｂを透過して、撮像光軸６に沿ってカメラユニット４に入射される。
【００２５】
各赤外線カメラ５Ａ及び５Ｂは、夫々の焦点距離及び被写界深度がにより、赤外線カメラ５Ａでシリコン基板２Ｂの回路面２Ｓのみを撮像し、赤外線カメラ５Ｂでインターポーザ３の電極面３Ｓのみを撮像するようになっているので、夫々の回路面２Ｓ及び電極面３Ｓに付されたアライメントマーク２Ｍ及び３Ｍを個別に撮像し、画像処理によりそれぞれの座標を検出できる。
【００２６】
したがって、これらの座標値から、インターポーザ３に対するシリコンチップ２の相対的な位置ずれを検出することができ、図示しない位置決め用移動テーブル等を微動させて、シリコンチップ２をインターポーザ３の電極面３Ｓと平行な面内で移動又は回転させることにより、正確に位置決めすることができる。
このとき、シリコンチップ２に対して、シリコン基板２Ｂで直接反射する波長の光は照射されていないので、各赤外線カメラ５Ａ及び５Ｂの像にノイズを生ずることもない。
【００２７】
なお、バンドパスフィルタ１２は、光源装置１０に設けられている場合に限らず、カメラユニット４の照明光入射ポート８Ａ及び８Ｂに設けたり（図３（ａ）ご参照）、ハーフミラー９Ａ及び９Ｂから各赤外線カメラ５Ａ及び５Ｂに至る光軸６Ａ及び６Ｂ上に設けられていても良い（図３（ｂ）ご参照）。
【００２８】
バンドパスフィルタ１２をカメラユニット４の照明光入射ポート８Ａ及び８Ｂに設けた場合は、光源装置１０に設けた場合と同様、シリコン基板２Ｂを透過する光のみが照明光として照射されるので、赤外線カメラ５Ａ及び５Ｂの像にノイズが生じない。
【００２９】
また、ハーフミラー９Ａ及び９Ｂから各赤外線カメラ５Ａ及び５Ｂに至る光軸６Ａ及び６Ｂ上に設けた場合は、ハロゲンランプ１１から照射された光の一部がシリコン基板２Ｂで直接反射されてカメラユニット４に入射されるが、この光はバンドパスフィルタ１２を透過しないので赤外線カメラ５Ａ及び５Ｂに入射されず、したがって、その像にノイズが生じない。
【００３０】
なお、上述の説明では、赤外光を撮像光軸と同軸的に落射させて照明する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、赤外光を斜めから被写体に照射させ、その反射光を撮像する場合にも適用し得る。
また、本発明は、シリコンチップ２をインターポーザ３にマウントするときの位置決めに使用する場合に限らず、赤外線透過材で覆われた被写体を撮像するすべての場合に適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、シリコンウェハーなどの赤外線透過材の片面側から赤外線を照射して反対面側にある被撮像面を撮像する場合に、赤外線透過材で直接反射する波長の光を遮断するバンドパスフィルタが、光源から赤外線透過材に至る光路又は赤外線透過材から撮像カメラに至る光路中に介装されているので、ノイズの原因となる直接反射光が撮像カメラに入射することがなく、ノイズのないクリアな画像を得ることができるという大変優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る赤外線撮像装置を示す説明図。
【図２】その斜視図。
【図３】他の実施形態を示す説明図。
【符号の説明】
１………赤外線撮像装置
２………シリコンチップ（被写体）
２Ｓ………回路面（被撮像面）
２Ｂ………シリコン基板（ベース）
３………インターポーザ（被写体）
３Ｂ………回路基板（ベース）
３Ｓ………電極面（被撮像面）
５Ａ、５Ｂ………赤外線カメラ
１０………光源装置
１１………ハロゲンランプ（光源）
１２………バンドパスフィルタ
１３………波長選択透過膜
【図１】
0003827999.tif 000002
【図２】
0003827999.tif 000003
【図３】
0003827999.tif 000004