CN104167378B - 加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种加工装置，能够以与被加工物的种类对应的加工条件可靠地进行加工。该加工装置具备：被加工物保持构件，其用于保持被加工物；加工构件，其对由该被加工物保持构件保持的被加工物进行加工；以及摄像构件，其对由该被加工物保持构件保持的被加工物进行拍摄，该加工装置具备控制构件，所述控制构件根据来自摄像构件的图像信号设定加工条件，控制构件具备存储器，在所述存储器中存储与被加工物的种类对应的多个加工条件、和与被加工物的种类对应的多个特征图案，所述控制构件对由摄像构件拍摄到的被加工物的特征图案的图像信号、和存储于存储器的多个特征图案进行对照，确定出与图像信号具有同一性的特征图案，将与确定出的特征图案对应的被加工物的加工条件决定为待加工的被加工物的加工条件。

Description

加工装置
技术领域
本发明涉及对半导体晶片等被加工物进行加工的切削装置、激光加工装置等加工装置。
背景技术
在半导体器件制造工序中，在大致圆板形状的半导体晶片的表面，利用呈格子状排列的被称作间隔道的分割预定线划分出多个区域，在该划分出的区域形成IC、LSI等器件。然后，利用切削装置等切割装置沿间隔道对半导体晶片进行切割，从而制造出一个个半导体器件。
在晶片上形成的间隔道的间隔和晶片的大小根据器件的种类而不同。在利用切削装置沿间隔道对这样的各种晶片进行切削的情况下，切入深度、切削水的流量、清洗条件等加工条件根据晶片的种类而不同，根据晶片的种类进行设定，在加工开始时由操作人员将与晶片的种类对应的加工条件输入到切削装置的控制构件中(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2009-117776号公报
在加工晶片时，操作人员根据晶片的部件编号、名称来确定晶片的种类，并设定加工条件。可是，缺乏技能的操作人员不能够根据晶片的部件编号、名称来确定晶片的种类，从而存在这样的问题：设定了错误的加工条件而使器件损伤。
这样的问题不限于切削装置，而是在激光加工装置等其他加工装置中普遍存在的问题。
发明内容
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其主要的技术课题在于，提供一种加工装置，其能够以与被加工物的种类对应的加工条件可靠地进行加工。
为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供一种加工装置，其具备：被加工物保持构件，其保持被加工物；加工构件，其对由该被加工物保持构件保持的被加工物进行加工；以及摄像构件，其对由该被加工物保持构件保持的被加工物进行拍摄，
所述加工装置的特征在于，
所述加工装置具备控制构件，所述控制构件根据来自该摄像构件的图像信号设定加工条件，
该控制构件具备存储器，在所述存储器中存储与被加工物的种类对应的多个加工条件、和与被加工物的种类对应的多个特征图案，所述控制构件对由该摄像构件拍摄到的被加工物的特征图案的图像信号、和存储于存储器的多个特征图案进行对照，确定出与图像信号具有同一性的特征图案，将与该确定出的特征图案对应的被加工物的加工条件决定为待加工的被加工物的加工条件。
发明效果
在本发明的加工装置中，控制构件具备存储器，在所述存储器中存储与被加工物的种类对应的多个加工条件、和与被加工物的种类对应的多个特征图案，所述控制构件对由摄像构件拍摄到的被加工物的特征图案的图像信号、和存储于存储器的多个特征图案进行对照，确定出与图像信号具有同一性的特征图案，将与该确定出的特征图案对应的被加工物的加工条件决定为待加工的被加工物的加工条件，因此，即使是缺乏技能的操作人员，也不需要根据晶片的部件编号、名称来确定晶片的种类，因此，消除了由于错误地设定加工条件而使器件损伤这样的问题。
附图说明
图1是根据本发明构成的作为加工装置的切削装置的立体图。
图2是在图1所示的切削装置中装备的控制构件的方框结构图。
图3是作为被加工物的半导体晶片的立体图。
图4是表示将图3所示的半导体晶片粘贴于在环状框架上安装的切割带的表面的状态的立体图。
图5是设定有晶片的种类、各晶片的特征图案、以及加工条件的加工条件设定表。
图6是表示由在图1所示的切削装置中装备的摄像构件拍摄到的特征图案的说明图。
标号说明
2：装置壳体；
3：卡盘工作台；
31：卡盘工作台主体；
32：吸附卡盘；
4：主轴单元；
41：主轴壳体；
42：旋转主轴；
43：切削刀具；
5：摄像机构；
6：显示构件；
7：盒载置工作台；
8：盒；
9：半导体晶片；
10：控制构件；
11：临时放置构件；
12：被加工物搬出构件；
13：第1搬送构件；
14：清洗构件；
15：第2搬送构件；
F：环状支承框架；
T：切割带。
具体实施方式
下面，参照附图对根据本发明构成的加工装置的优选的实施方式进行详细说明。
图1中表示根据本发明构成的作为加工装置的切削装置的立体图。
图示的实施方式中的切削装置具备大致长方体状的装置壳体2。在该装置壳体2内，以能够在切削进给方向即箭头X表示的方向上移动的方式配设有作为被加工物保持构件的卡盘工作台3，该卡盘工作台3用于保持被加工物。卡盘工作台3具备卡盘工作台主体31、和装配在该卡盘工作台主体31上的吸附卡盘32，在该吸附卡盘32的表面即保持面上，利用未图示的抽吸构件抽吸保持作为被加工物的例如圆板形状的晶片。并且，卡盘工作台3构成为能够借助于未图示的旋转机构而转动。另外，在卡盘工作台3配设有夹紧器33，该夹紧器33用于固定环状支承框架，作为被加工物的后述的晶片经由切割带支承于该环状支承框架。这样构成的卡盘工作台3借助于未图示的作为加工进给构件的切削进给构件而在箭头X表示的加工进给方向上移动。
图示的实施方式中的切削装置具备作为加工构件的主轴单元4。主轴单元4具备：主轴壳体41，其装配于未图示的移动基座，能够在分度方向即箭头Y表示的方向和切入方向即箭头Z表示的方向上进行移动调节；旋转主轴42，其旋转自如地支承于该主轴壳体41，并被未图示的旋转驱动机构旋转驱动；以及切削刀具43，其装配于该旋转主轴42。并且，主轴单元4还附设有用于供给纯水那样的切削水的切削水供给构件44。
图示的实施方式中的切削装置具备摄像构件5，该摄像构件5用于对在构成上述卡盘工作台3的吸附卡盘32的表面即保持面上保持的晶片的表面进行拍摄，检测出应利用上述切削刀具43进行切削的区域。该摄像构件5由显微镜和CCD照相机等光学构件构成，该摄像构件5将拍摄到的图像信号发送到后述的控制构件。并且，切削装置具备显示构件6，该显示构件6对由摄像构件5拍摄到的图像和后述的加工条件等进行显示。
在上述装置壳体2的盒载置区域7a配设有盒载置工作台7，在该盒载置工作台7载置用于收纳被加工物的盒。该盒载置工作台7构成为能够借助于未图示的升降构件而在上下方向上移动。在盒载置工作台7上载置盒8，在该盒8收纳作为被加工物的后述的半导体晶片。
图示的实施方式中的切削装置具备：被加工物搬出构件12，其将收纳于盒8中的作为被加工物的后述的半导体晶片搬出到临时放置构件11；第1搬送构件13，其将由该被加工物搬出构件12搬出到临时放置构件11的半导体晶片搬送到上述卡盘工作台3上；清洗构件14，其对在卡盘工作台3上进行了切削加工的半导体晶片进行清洗；以及第2搬送构件15，其将在卡盘工作台3上进行了切削加工的半导体晶片搬送到清洗构件14。
图示的实施方式中的切削装置具备图2所示的控制构件10，该控制构件10用于对由包括上述作为加工构件的主轴单元4的各构件进行的加工作业进行控制。控制构件10由计算机构成，并具备：中央处理装置(CPU)101，其按照控制程序进行运算处理；只读存储器(ROM)102，其存储控制程序等；能够读写的随机存取存储器(RAM)103，其存储后述的与被加工物的种类对应的多个加工条件和与被加工物的种类对应的多个特征图案、运算结果等；以及输入接口104和输出接口105。来自上述摄像构件5等的信号被输入到控制构件10的输入接口104。并且，从控制构件10的输出接口105向上述显示构件6输出显示信号，并且向包括上述作为加工构件的主轴单元4的各构件输出控制信号。
图示的实施方式中的切削装置如上述那样构成，下面对其动作进行说明。
图3中表示利用上述的切削装置进行切削加工的作为被加工物的半导体晶片9的立体图。图3所示的半导体晶片9由硅晶片构成，在半导体晶片9的表面9a呈格子状形成有多个间隔道91，并且在被该多个间隔道91划分出的多个区域形成有IC、LSI等器件92。
为了沿间隔道91分割上述的半导体晶片9，首先，实施晶片支承工序，在该晶片支承工序中，将由合成树脂构成的切割带的表面粘贴在半导体晶片9的背面9b，并且利用环状框架支承切割带的外周部。即，如图4所示地将半导体晶片9的背面9b粘贴在切割带T的表面，该切割带T以覆盖环状框架F的内侧开口部的方式在外周部进行安装。另外，切割带F在图示的实施方式中由聚氯乙烯(PVC)片材形成。像这样实施了晶片支承工序的半导体晶片9在背面9b被粘贴于切割带T(安装在环状框架F上)的表面的状态下收纳于上述盒8中。
上述的半导体晶片9的大小(晶片尺寸)和间隔道91的间隔根据晶片的种类而不同。并且，在利用上述切削装置沿间隔道91切削各种半导体晶片9的情况下，切入深度、切削水的流量等加工条件根据晶片的种类而不同。因此，需要确定晶片的种类，并设定与所确定的晶片对应的加工条件。
另一方面，半导体晶片9的器件92具备器件独特的特征图案，在检测加工区域的校准作业中也被利用。
本发明正是利用了用于确定晶片的种类的上述特征图案的发明，制作出设定有晶片的种类、各晶片的特征图案、加工条件(晶片尺寸、间隔道间隔、切入深度、切削水流量)的图5所示的加工条件设定表，并预先存储到上述控制构件10的随机存取存储器(RAM)103中。这样，通过将加工条件设定表存储于控制构件10的随机存取存储器(RAM)103中，而完成利用切削装置进行切削加工用的准备作业。
为了实施上述的切削装置的加工作业，将收纳有半导体晶片9的盒8载置在盒载置工作台7上。然后，使未图示的作业开始开关为打开(ON)，从而开始作业。即，通过利用未图示的升降构件使盒载置工作台7上下移动，而将收纳于盒8(载置在盒载置台部7上)的规定位置的半导体晶片9(经由切割带T支承于环状支承框架F)定位到搬出位置。接下来，被加工物搬出构件12进行进退动作，而把持环状支承框架F(经由切割带T支承被定位在搬出位置的半导体晶片9)并将其搬出到临时放置构件11。经由切割带T支承于被搬出至临时放置构件11的环状支承框架F的半导体晶片9，被第1搬送构件13搬送到构成卡盘工作台3的吸附卡盘32的保持面上。通过使未图示的抽吸构件动作，而将被搬送到卡盘工作台3的吸附卡盘32上的半导体晶片9隔着切割带T抽吸保持于吸附卡盘32上。然后，利用夹紧器33固定环状支承框架F。这样，抽吸保持有半导体晶片9的卡盘工作台3被移动至摄像构件5的正下方。当卡盘工作台3被定位在摄像构件5的正下方时，利用摄像构件5检测在半导体晶片9上形成的间隔道，在分度方向即箭头Y方向上移动调节主轴单元4，进行精密位置对准作业(校准工序)。该校准工序是这样实施的：利用摄像构件5对在半导体晶片9的器件92上形成的特征图案进行拍摄并求出坐标值，并使间隔道位于从该坐标值隔开在设计上设定的规定的距离的位置。
在本发明中，根据在上述校准工序中由摄像构件5拍摄到的形成于半导体晶片9的器件92的特征图案来确定半导体晶片9的种类。即，控制构件10对由摄像构件5拍摄到的形成于半导体晶片9的器件92的特征图案的图像信号、和在存储于随机存取存储器(RAM)103中的图5所示的加工条件设定表中设定的多个特征图案进行对照，确定出与图像信号具有同一性的特征图案。例如，在从摄像构件5发送的图像信号表示图6所示的特征图案的情况下，控制构件10与在图5所示的加工条件设定表中设定的多个特征图案进行对照而确定为晶片B。然后，控制构件10将晶片B的加工条件(晶片尺寸：100mm、间隔道间隔：5mm、切入深度：切入带5μm、切削水流量：1L/分)决定为由摄像构件5拍摄到的待加工的半导体晶片9的加工条件(加工条件决定工序)。像这样决定出的加工条件显示在上述显示构件6中用以确认。
在实施了上述的加工条件决定工序之后，控制构件10使未图示的加工进给构件工作，将抽吸保持有半导体晶片9的卡盘工作台3定位在切削刀具43的切削区域。然后，控制构件10根据像上述那样决定的加工条件，对上述作为加工构件的主轴单元4和未图示的加工进给构件等进行控制，沿间隔道91切断半导体晶片9(切削工序)。其结果是，半导体晶片9被分割成一个个器件92。被分割出的器件92由于切割带T的作用而不会散乱，而是维持被环状支承框架F支承的半导体晶片9的状态。这样，在结束了半导体晶片9的切削之后，保持半导体晶片9的卡盘工作台3返回到最初抽吸保持被环状支承框架F支承的半导体晶片9的位置，并在这里解除对半导体晶片9的抽吸保持。在卡盘工作台3上解除了抽吸保持的被分割成一个个器件92的半导体晶片9，被第2搬送构件15搬送到清洗构件14。被搬送到清洗构件14的被分割成一个个器件的半导体晶片W，借助于清洗构件14来清洗除去上述切削时产生的污物。利用清洗构件14清洗后的半导体晶片9被上述第1搬送构件13搬送到上述临时放置构件11。被搬送到临时放置构件11的半导体晶片9被被加工物搬出构件12收纳到盒8的规定的位置。
如上所述，图示的实施方式中的切削装置对由摄像构件5拍摄到的形成于半导体晶片9的器件92的特征图案的图像信号、和在存储于随机存取存储器(RAM)103的图5所示的加工条件设定表中设定的多个特征图案进行对照，确定出与图像信号具有同一性的特征图案，确定出所确定的特征图案的晶片的种类，将确定的晶片的加工条件决定为由摄像构件5拍摄到的待加工的半导体晶片9的加工条件，因此，即使是缺乏技能的操作人员，也不需要根据晶片的部件编号、名称来确定晶片的种类，因此消除了由于错误地设定加工条件而使器件损伤这样的问题。
以上，根据图示的实施方式对本发明进行了说明，但本发明不只限定于实施方式，在本发明的主旨的范围内能够进行各种变形。例如，在图示的实施方式中示出了将本发明应用于切削装置的例子，但本发明也能够应用于确定晶片的种类来设定激光光线的输出等加工条件的激光加工装置和其他加工装置。

Claims (1)

1.一种加工装置，其具备：被加工物保持构件，其保持形成有器件的晶片；加工构件，其对由该被加工物保持构件保持的晶片进行加工；以及摄像构件，其对由该被加工物保持构件保持的晶片进行拍摄，
所述加工装置的特征在于，
所述加工装置具备控制构件，所述控制构件根据来自该摄像构件的图像信号设定加工条件，
该控制构件具备存储器，在所述存储器中存储与该晶片的种类对应的多个加工条件、和与该晶片的种类对应的多个特征图案，所述控制构件对由该摄像构件拍摄到的形成于该晶片的器件的特征图案的图像信号、和存储于存储器的多个特征图案进行对照，确定出与图像信号具有同一性的特征图案，将与该确定出的特征图案对应的晶片的加工条件决定为待加工的晶片的加工条件，
该特征图案是在校准工序中被该摄像构件拍摄而用于位置对准作业的特征图案。
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