CN102861988B - 加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种进行晶片的加工装置，其能顺利识别晶片形状而使生产效率良好，对透明晶片也能够识别其形状。加工装置（1）对由保持构件（2）保持的被加工物（W）进行摄像来检测应加工区域，并通过加工构件（3）加工该区域，装卸区域（A）是进行被加工物的装卸的区域，作用区域是被加工物受到由加工构件的作用的区域，在从装卸区域到作用区域的被加工物移动路径配设由线形照明部件和线形传感器构成的扫描器（10），在被加工物从装卸区域移动到作用区域期间，使来自线形照明部件的光在被加工物发生全反射并用线形传感器进行捕获，从而能进行透明的被加工物的形状识别，并且不必为形状识别而使保持构件的运动停止，使器件的生产率提高。

Description

加工装置

技术领域

本发明涉及具有识别被加工物的形状的功能的加工装置。

背景技术

在晶片的表面由分割预定线划分开地形成有IC（Integrated Circuit：集成电路）或LSI（Large Scale Integrated Circuit：大规模集成电路）等多个器件，切割所述晶片，将所述晶片切割为一个个的器件，并利用于各种电子设备等。为进行半导体晶片的切割，一般使用切削刀具。

另一方面，形成有多个LED等光器件的光器件晶片为，通过外延生长在如蓝宝石那样的莫式硬度很高的基板的表面层叠n型半导体、p型半导体，在由分割预定线划分开的区域形成光器件。由于这样形成的光器件晶片很难用切削刀具进行切削，因此，通过激光的照射来加工分割预定线而将所述光器件晶片分割为一个个光器件，并利用于照明设备、液晶电视的背光源等各种电气设备（例如，参考专利文献1）。

在通过对晶片的切削或激光照射来分割晶片的加工装置中，为了检测应加工区域，或者在检测应加工区域时确定对象区域，具备用于识别晶片的形状的形状识别构件，并且基于识别出的晶片的形状实施加工位置的高精度的校准，进行合适的加工（例如参考专利文献2）。

专利文献1：日本特开平10-305420号公报

专利文献2：日本专利第3173052号公报

但是，由于该形状识别构件构成为在使保持晶片的保持构件停止的状态下利用CCD摄像机对晶片整体进行摄像，因此，为了形状识别，要花费大量的时间，存在器件的生产效率很低的问题。

而且，在晶片由硅等不透明的材料构成的情况下，虽然能够通过利用漫反射光的扫描来识别晶片的形状，但在例如由蓝宝石基板那样的透明材料形成的晶片的情况下，由于很难捕获漫反射光，因此，存在不能识别晶片的形状的问题。

发明内容

本发明正是鉴于这样的问题而完成的，其课题在于，在进行晶片的加工的加工装置中，能够顺利地识别晶片的形状而使生产效率良好，并且对于透明的晶片也能够识别其形状。

本发明涉及的加工装置至少具有：保持构件，其用于保持被加工物；加工构件，其用于对由保持构件保持的被加工物进行加工；和校准构件，其用于对由保持构件保持的被加工物进行摄像来检测应加工区域，所述加工装置被构成为使保持构件能够在作用区域与装卸区域之间移动，所述作用区域是被加工物受到由加工构件施加作用的区域，所述装卸区域是进行被加工物相对于保持构件的装卸的区域，所述加工装置具有：扫描器，其配设于从装卸区域到作用区域的被加工物的移动路径；形状识别构件，其用于根据来自扫描器的信息来识别由保持构件保持的被加工物的形状，扫描器具有：线形照明部件；和线形传感器，其用于捕获线形照明部件的反射光，从线形照明部件照射的光的入射角被设定为在被加工物的上表面发生全反射的角度，在全反射后的光的路径配置有所述线形传感器。

作为加工构件，可以列举激光加工构件作为一例，所述激光加工构件至少具有：激光振荡器，其用于振荡发出激光光线；和聚光器，其用于将激光振荡器振荡发出的激光光线会聚到由保持构件保持的被加工物。

在本发明中，由于将扫描器配设于从装卸区域到作用区域的被加工物的移动路径，因此，在由保持构件保持的被加工物从装卸区域移动到作用区域的期间，通过扫描器和形状识别构件识别被加工物的形状。因此，由于没有必要为识别被加工物的形状而使保持构件的运动停止，因此，能够使器件的生产效率提高。

而且，由于从线形照明部件照射的光的入射角被设定为在被加工物的上表面发生全反射的角度，并在全反射后的光的路径配置有线形传感器，因此，例如即使是如蓝宝石那样的透明的晶片，也能够可靠地识别形状。

附图说明

图1是表示激光加工装置的一例的立体图。

图2是表示扫描器的结构的示意图。

图3是表示将晶片张贴于带并支承于框架的状态的立体图。

图4是表示识别晶片的形状时晶片的运动的立体图。

图5是表示识别晶片的形状的状态的说明图。

标号说明

W：晶片；

W1：表面；

L：分割预定线；

D：器件；

W2：背面；

T：带；

F：框架；

1：激光加工装置；

A：装卸区域；

B：作用区域；

2：保持构件；

20：吸附部；

21：固定部；

3：加工构件；

30：照射头；

31：聚光器；

32：激光振荡器；

4：盒；

5：搬出搬入构件；

6：临时放置区域；

7a：第一搬送构件；

7b：第二搬送构件；

8：清洗构件；

9：校准构件；

90：摄像部；

10：扫描器；

100：线形照明部件；

101：线形传感器；

102a：入射光；

102b：反射光；

11：形状识别构件。

具体实施方式

图1所示的激光加工装置1是本发明的加工装置的一种，该激光加工装置1构成为通过加工构件3对由保持构件2保持的被加工物施行激光加工。

保持构件2具有用于吸附被加工物的吸附部20。吸附部20由例如多孔陶瓷等多孔质部件形成，其上表面形成得平坦。而且，在吸附部20的外周侧配设有固定部21，所述固定部21用于在如图1那样被加工物W张贴于带T并且在带T的周缘部张贴有环状的框架F的情况下固定框架F。

激光加工装置1由装卸区域A和作用区域B构成，装卸区域A是进行被加工物相对于保持构件2的装卸的区域，作用区域B是被加工物受到由加工构件3施行的作用的区域，保持构件2构成为能够在装卸区域A和作用区域B之间沿X轴方向移动。

在装卸区域A具有：盒4，其用于容纳多个被加工物；和搬出搬入构件5，其用于从盒4搬出被加工物和向盒4搬入被加工物。临时放置区域6位于盒4的后方，是临时载置从盒4搬出的被加工物和向盒4搬入的被加工物的区域，在临时放置区域6的附近具有第一搬送构件7a，所述第一搬送构件7a用于在保持构件2与临时放置区域6之间搬送被加工物。

在装卸区域A的后方侧配设有清洗构件8，所述清洗构件8用于对加工后的被加工物进行清洗。而且，在清洗构件8的上方配设有第二搬送构件7b，所述第二搬送构件7b用于在保持构件2与清洗构件8之间搬送被加工物。

在作用区域B配设有加工构件3。加工构件3具有照射头30，所述照射头30用于朝向下方射出激光光线，在照射头30的下端具有聚光器31。在加工构件3具有用于振荡发出激光光线的激光振荡器32，在激光振荡器32振荡发出的激光光线被发送到照射头30，并且该激光光线由聚光器31会聚在被加工物。加工构件3形成为能够沿Y轴方向移动。

在从保持构件2的装卸区域A到作用区域B的移动路径的上方配设有校准构件9，所述校准构件9用于对由保持构件2保持的被加工物进行摄像并检测出应加工区域。校准构件9具有摄像部90。

在从保持构件2的装卸区域A到作用区域B的移动路径的上方且比摄像部90靠近装卸区域A的一侧配设有扫描器10。在扫描器10电连接有形状识别构件11，所述形状识别构件11用于读入从扫描器10输出的信息并识别由保持构件2保持的被加工物的形状。形状识别构件11具有CPU、存储器等。而且，从扫描器10读入的图像和摄像部90取得的图像能够显示在显示器12。

如图2所示，扫描器10具有：线形照明部件100，其通过将LED等照明设备沿Y轴方向排列而构成，并且用于对由保持构件2保持的被加工物呈线状地照射光；和线形传感器101，其通过将摄像元件与线形照明部件100平行地排列而构成，并且用于捕获被加工物所反射的反射光。

线形传感器101位于线形照明部件100的X轴方向的延长线上。从线形照明部件100射出的入射光102a的入射角α和在被加工物反射的该反射光102b的反射角β是可变的，线形传感器101配设在能够对从线形照明部件100照射的光在被加工物反射的反射光进行捕获的位置。

图3所示的晶片W是使用激光加工装置1加工的被加工物的一例，该晶片W是在透明的蓝宝石基板的表面W1在由纵横地形成的分割预定线L划分开的区域形成光器件D的光器件晶片。在该晶片W的背面W2张贴有带T。在带T的周缘部张贴有环状的框架F,晶片W成为经由带T被框架F支承的状态。晶片W形成为大致圆形，在外周的一部分形成有凹口N。

这样与框架F一体化了的晶片W在图1所示的盒4容纳有多个。接着，通过由搬出搬入构件5将框架F抽出而将晶片W载置到临时放置区域6，然后，利用第一搬送构件7a将晶片W搬送到位于装卸区域A的保持构件2，晶片W被吸引保持在吸附部20，并且由固定部21固定框架F。

接下来，如图4所示，保持构件2向作用区域B侧（向箭头C方向）移动，将晶片W定位在扫描器10的下方，使晶片W缓慢地通过扫描器10的下方。如图5所示，从构成扫描器10的线形照明部件100朝向半导体晶片W的表面W1照射入射光102a。此时，根据晶片W的材质所固有的折射率将入射角α设定为使得入射光102a在晶片W的表面W1发生全反射。并且，在全反射后的反射光102b的路径配置线形传感器101。

这样，当一边使晶片W沿X轴方向移动，一边使来自线形照明部件100的入射光102a在晶片W的表面W1全反射，线形传感器101依次捕获反射光102b而进行扫描时，针对每一条Y轴方向的线将其像素信息传送到形状识别构件11。在形状识别构件11中，通过针对每条线识别像素的颜色，从而能够求出晶片W与保持构件2的交界部分的坐标，并根据该坐标信息明确地识别晶片W的形状。例如在图5中，在线形传感器101的X坐标为X₁时的扫描中识别出晶片W的轮廓的Y坐标是Y₄和Y₁₆。同样地，通过一边使保持构件2沿X轴方向移动一边依次取得晶片W的轮廓的坐标信息，形状识别构件11能够识别出晶片W的形状。

在图5的例子中，晶片W的X轴方向的一个端部的X坐标是X₀，另一个端部的X坐标是X_n，晶片W的Y轴方向的一个端部的Y坐标是Y₀，另一个端部的Y坐标是Y_n。由此，识别出晶片W存在于X坐标是X₀～X_n，Y坐标是Y₀～Y_n的范围内。而且，根据构成晶片W的轮廓的各坐标，识别出晶片W形成为大致圆形，还识别出凹口N形成的位置。

这样，激光加工装置1在从装卸区域A到作用区域B的被加工物的移动路径配设有扫描器10，因此，能够在由保持构件2保持的晶片W从装卸区域A移动到作用区域B的期间识别晶片W的形状。因而，由于没有必要为了形状识别而使保持构件2的运动停止，因此能够使生产率提高。

而且，由于扫描器10构成为使从线形照明部件100射出的光在晶片W的表面W1全反射，并通过线形传感器101捕获反射光，因此，即使是由例如蓝宝石和玻璃这样的透明材料形成的晶片也能够可靠地识别形状。

当识别了晶片W的形状后，保持晶片W的保持构件2在该状态下沿X轴方向移动而并不停止，将晶片W定位在图1所示的摄像部90的正下方。接着，利用摄像部90对已经通过形状识别构件11明确了存在的区域的晶片W进行摄像，经过图案匹配等图像处理而通过校准构件9检测出应加工的分割预定线L（参考图3）。摄像部90配设在比扫描器10靠晶片W的移动方向下游侧的位置，由于已经通过形状识别构件11预先识别了晶片W存在的区域，因此能够顺利地进行分割预定线L的检测。

接着，将聚光器31定位在被检测出的分割预定线L的X轴方向的延长线上，在该状态下，保持晶片W的保持构件2进一步沿X轴方向移动，并且照射来自聚光器31的激光光线，将激光光线会聚在例如晶片W的内部，在该内部形成变质层。

而且，一边使保持构件2沿X轴方向往复移动，一边使加工构件3沿Y轴方向分度进给，每次进给的量为相邻的分割预定线L的间隔，并且依次对分割预定线L进行激光照射，这样的话，沿该方向的所有分割预定线L形成变质层。接着，在使保持构件2旋转90度之后，同样地进行激光照射，这样的话，沿所有的分割预定线L纵横地形成变质层。另外，当进行在晶片W的表面W1形成的激光烧蚀加工的情况下，将激光光线会聚到表面W1。

在对如此沿分割预定线L在内部形成有变质层的晶片W施加使该晶片W沿面方向扩张的外力时，分割预定线L断裂，从而分割出一个个光器件。

在上述实施方式中，作为被加工物的例子列举了透明的蓝宝石晶片，但也可以将本发明应用在不透明的被加工物的加工中。

而且，作为加工装置，列举激光加工装置为例进行了说明，但并不仅限于此。例如，作为其它的加工装置，还有将高速旋转的切削刀具切入被加工物进行切削的切削装置等。

Claims (2)

1.一种加工装置，所述加工装置至少具有：保持构件，所述保持构件用于保持被加工物；加工构件，所述加工构件用于对由所述保持构件保持的被加工物实施加工；和校准构件，所述校准构件对由所述保持构件保持的被加工物进行摄像来检测应加工区域，所述加工装置被构成为使所述保持构件能够在作用区域与装卸区域之间移动，所述作用区域是被加工物受到由所述加工构件施加的作用的区域，所述装卸区域是进行被加工物相对于所述保持构件的装卸的区域，所述加工装置的特征在于，

所述加工装置具有：

扫描器，所述扫描器配设在被加工物的从所述装卸区域到所述作用区域的移动路径；和

形状识别构件，所述形状识别构件用于根据来自所述扫描器的信息来识别由所述保持构件保持的被加工物的形状，

所述扫描器具有：

线形照明部件；和

线形传感器，所述线形传感器用于捕获所述线形照明部件的反射光，

从所述线形照明部件照射的光的入射角被设定为使得所述从线形照明部件照射的光在被加工物的上表面发生全反射的角度，在所述全反射后的光的路径配置所述线形传感器。

2.如权利要求1中所述的加工装置，

所述加工构件是激光加工构件，其至少具有：

激光振荡器，所述激光振荡器用于振荡发出激光光线；和

聚光器，所述聚光器用于将所述激光振荡器振荡发出的激光光线会聚到由所述保持构件保持的被加工物。