CN106042199A - 加工装置 - Google Patents

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Abstract

提供加工装置。加工装置(2)具有：卡盘工作台；加工构件；X轴移动构件，使卡盘工作台与加工构件在X轴方向上相对移动；Y轴移动构件，其使卡盘工作台与加工构件在与X轴方向垂直的Y轴方向上相对移动；拍摄构件(44)；设定输入构件(50)，设定利用拍摄构件拍摄分割预定线(13)时的与分割预定线的特性相应的拍摄位置和拍摄条件以及对拍摄分割预定线得到的图像进行处理时的图像处理条件；存储构件(48a)，对分割预定线的位置、对分割预定线设定的拍摄位置和拍摄条件以及图像处理条件进行存储，按照与分割预定线对应的拍摄位置和拍摄条件对形成于分割预定线的加工痕(21)进行拍摄，按照图像处理条件处理所得到的图像。

Description

加工装置
技术领域
本发明涉及对板状的被加工物进行加工的加工装置。
背景技术
在将半导体晶片或封装基板等分割成多个芯片时，使用具有切削刀具的切削装置或照射激光光线的激光加工装置。这些加工装置通常具有用于拍摄被加工物的相机。
利用该相机对形成于被加工物的加工痕进行拍摄，由此，加工装置对缺陷、偏移、已加工位置与应加工位置的偏差等加工不良自动地进行识别(进行切口检查(kerfcheck))，并实施加工位置的校正、加工的中断、操作员的呼叫等措施(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开第2001-298000号公报
但是，设定于被加工物的多条分割预定线(间隔道)的特性不一定都相同。例如，可以在半导体晶片的分割预定线上任意地配置有叫做TEG(Test Elements Group：测试元件组)的测试用的元件。该TEG在表面上具有作为电极垫的金属膜，示出了与其他区域不同的光学特性。
因此，当在利用相机拍摄的区域中包含TEG的情况下，有时对加工不良的识别精度会降低。当对加工不良的识别精度降低时，操作员的呼叫频率变高而导致低效率。
发明内容
本发明就是鉴于该问题点而完成的，其目的在于提供一种加工装置，该加工装置能够较高地维持对加工不良的识别精度。
根据本发明，提供一种加工装置，其沿着多条分割预定线对被加工物进行加工，其特征在于，该加工装置具有：卡盘工作台，其对被加工物进行保持；加工构件，其对保持在该卡盘工作台上的被加工物进行加工；X轴移动构件，其使该卡盘工作台与该加工构件在X轴方向上相对地移动；Y轴移动构件，其使该卡盘工作台与该加工构件在与该X轴方向垂直的Y轴方向上相对地移动；拍摄构件，其对保持在该卡盘工作台上的被加工物进行拍摄；设定输入构件，其用于对利用该拍摄构件拍摄该分割预定线时的与该分割预定线的特性相应的拍摄位置和拍摄条件以及对该分割预定线进行了拍摄而得到的图像进行处理时的图像处理条件进行设定；以及存储构件，其对该分割预定线的位置、对该分割预定线设定的该拍摄位置和该拍摄条件以及该图像处理条件进行存储，在执行了利用该拍摄构件对保持在该卡盘工作台上的被加工物的该分割预定线进行检测的校准，并利用该加工构件对被加工物沿着该分割预定线进行了加工之后，按照与该分割预定线对应的该拍摄位置和该拍摄条件对形成于该分割预定线的加工痕进行拍摄，并按照该图像处理条件对所得到的图像进行处理。
在本发明中，所述加工构件例如是具有能够旋转的切削刀具的切削构件，能够对被加工物进行切削加工。
并且，在本发明中，优选所述拍摄构件具有照明构件，所述拍摄条件包含该照明构件的光量条件。
本发明的加工装置具有：设定输入构件，其用于对利用拍摄构件拍摄分割预定线时的与分割预定线的特性相应的拍摄位置和拍摄条件以及对分割预定线进行了拍摄而得到的图像进行处理时的图像处理条件进行设定；以及存储构件，其对分割预定线的位置、对分割预定线设定的拍摄位置和拍摄条件以及图像处理条件进行存储，在利用加工构件对被加工物进行了加工之后，按照与分割预定线对应的拍摄位置和拍摄条件对形成于分割预定线的加工痕进行拍摄，并按照图像处理条件对所得到的图像进行处理，因此，能够按照与分割预定线的特性相应的合适的拍摄位置和拍摄条件对形成于分割预定线的加工痕进行拍摄，并按照合适的图像处理条件对所得到的图像进行处理，较高地维持对加工不良的识别精度。
附图说明
图1是示意性地示出加工装置的构成的图。
图2是示意性地示出对被加工物进行切削加工的情形的立体图。
图3的(A)和图3的(B)是示意性地示出对形成于被加工物的加工槽进行拍摄的情形的图。
图4是示意性地示出拍摄位置的设定例的俯视图。
图5的(A)、图5的(B)和图5的(C)是示意性地示出拍摄条件和图像处理条件的设定例的俯视图。
标号说明
2：加工装置(切削装置)；4：基台；4a、4b、4c：开口；6：盒支承台；8：盒；10：X轴移动工作台；12：防尘防滴罩；14：卡盘工作台；14a：保持面；16：夹具；18：切削单元(加工构件)；20：支承构造；22：切削单元移动机构(Y轴移动构件)；24：Y轴导轨；26：Y轴移动板；28：Y轴滚珠丝杠；30：Y轴脉冲电动机；32：Z轴导轨；34：Z轴移动板；36：Z轴滚珠丝杠；38：Z轴脉冲电动机；40：切削刀具；44：相机(拍摄构件)；46：清洗机构；48：控制装置；48a：存储部(存储构件)；50：输入装置(设定输入构件)；52：壳体；54：显微镜单元；56：斜光照明单元；58：半反射镜；60、66：光源(照明构件)；62：物镜；64：拍摄元件；11：被加工物；11a：正面；11b：背面；13、13a、13b、13c：分割预定线(间隔道)；15：器件；15a：配线；17：划片带；19：框架；21：加工槽(加工痕)；L1、L2：光；A、B、C、D1、D2、E1、E2、F1、F2：区域。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示意性示出本实施方式的加工装置的构成的图。另外，在本实施方式中，对利用切削刀具来切削加工半导体晶片等被加工物的加工装置(切削装置)进行说明，但是本发明的加工装置也可以是照射激光光线来对被加工物进行加工的激光加工装置。
如图1所示，加工装置(切削装置)2具有支承各构造的基台4。在基台4的前方的一个角部形成有矩形的开口4a，在该开口4a内以能够升降的方式设置有盒支承台6。在盒支承台6的上表面载置有长方体状的盒8，该盒8收容多个被加工物11。另外，在图1中为了便于说明而仅示出了盒8的轮廓。
例如，被加工物11为由硅等半导体材料构成的圆形的晶片，其正面11a侧被划分成中央的器件区域和包围器件区域的外周剩余区域。器件区域被呈格子状排列的分割预定线(间隔道)13进一步划分成多个区域，在各区域中形成有IC、LSI等器件15。
在被加工物11的背面11b侧贴附有直径大于被加工物11的划片带17。划片带17的外周部分固定在环状的框架19上。即，被加工物11隔着划片带17被框架19支承。
另外，在本实施方式中以由硅等半导体材料构成的圆形的晶片来作为被加工物11，但是对于被加工物11的材质、形状等没有限制。例如，能够使用陶瓷基板、树脂基板、金属基板、封装基板等板状物来作为被加工物11。
在盒支承台6的侧方，沿着X轴方向(前后方向、加工进给方向)形成有较长的矩形的开口4b。在该开口4b内设置有X轴移动工作台10、使X轴移动工作台10在X轴方向上移动的X轴移动机构(X轴移动构件)(未图示)和覆盖X轴移动机构的防尘防滴罩12。
X轴移动机构具有与X轴方向平行的一对X轴导轨(未图示)，在X轴导轨上以能够滑动的方式安装了X轴移动工作台10。在X轴移动工作台10的下表面侧设置有螺母部(未图示)，与X轴导轨平行的X轴滚珠丝杠(未图示)与该螺母部螺合。
X轴滚珠丝杠的一端部与X轴脉冲电动机(未图示)连结。通过X轴脉冲电动机来使X轴滚珠丝杠旋转，由此X轴移动工作台10沿着X轴导轨在X轴方向上进行移动。
在X轴移动工作台10的上方设置有保持被加工物11的卡盘工作台14。在卡盘工作台14的周围设置有4个夹具16，该4个夹具从四方对用于支承被加工物11的环状的框架19进行固定。
卡盘工作台14与电动机等旋转机构(未图示)连结，绕与Z轴方向(铅直方向)平行的旋转轴旋转。并且，卡盘工作台14通过上述的X轴移动机构在X轴方向上进行加工进给。
卡盘工作台14的上表面为保持被加工物11的保持面14a。该保持面14a通过形成于卡盘工作台14的内部的流路(未图示)与吸引源(未图示)连接。
在接近开口4b的位置设置有搬送机构(未图示)，该搬送机构将上述的被加工物11搬送到卡盘工作台14。被搬送机构搬送的被加工物11例如以正面侧11a朝向上方露出的方式载置在卡盘工作台14上。
在基台4的上表面，以跨越开口4b的方式配置有对2组切削单元(切削构件)18进行支承的门型的支承构造20。在支承构造20的前表面上部设置有2组切削单元移动机构(Y轴移动构件)22，该2组切削单元移动机构22使各切削单元18在Y轴方向(左右方向、分度进给方向)和Z轴方向上移动。
各切削单元移动机构22共同具有一对Y轴导轨24，该Y轴导轨24配置在支承构造20的前表面上且与Y轴方向平行。在Y轴导轨24上以能够滑动的方式安装有构成各切削单元移动机构22的Y轴移动板26。
在各Y轴移动板26的背面侧(后面侧)设置有螺母部(未图示)，与Y轴导轨24平行的Y轴滚珠丝杠28分别与该螺母部螺合。各Y轴滚珠丝杠28的一端部与Y轴脉冲电动机30连结。如果通过Y轴脉冲电动机30来使Y轴滚珠丝杠28旋转，则Y轴移动板26沿着Y轴导轨24在Y轴方向上移动。
在各Y轴移动板26的正面(前表面)上设置有与Z轴方向平行的一对Z轴导轨32。在Z轴导轨32上以能够滑动的方式设置有Z轴移动板34。
在各Z轴移动板34的背面侧(后面侧)设置有螺母部(未图示)，与Z轴导轨32平行的Z轴滚珠丝杠36分别与该螺母部螺合。各Z轴滚珠丝杠36的一端部与Z轴脉冲电动机38连结。如果通过Z轴脉冲电动机38来使Z轴滚珠丝杠36旋转，则Z轴移动板34沿着Z轴导轨32在Z轴方向上移动。
在各Z轴移动板34的下部设置有切削单元(加工构件)18。该切削单元18具有对被加工物11进行切削加工的切削刀具40。此外，在与切削单元18相邻的位置处设置有对被加工物11进行拍摄的相机(拍摄构件)44。
如果通过各切削单元移动机构22来使Y轴移动板26在Y轴方向上移动，则切削单元18和相机44在与X轴方向垂直的Y轴方向上进行分度进给。并且，如果通过各切削单元移动机构22来使Z轴移动板34在Z轴方向上移动，则切削单元18和相机44会升降。
在相对于开口4b处于开口4a相反侧的位置形成有圆形的开口4c。在开口4c内设置有对切削加工后的被加工物11进行清洗的清洗机构46。控制装置48与X轴移动机构、卡盘工作台14、切削单元18、切削单元移动机构22、相机44、清洗机构46等构成要素相连接。
控制装置48具有用于进行存储的存储部(存储构件)48a而对各部的动作进行控制以使被加工物11能够被合适地切削加工，在该存储部48a中存储有：用于控制各部的软件、切削加工的条件、后述的切口检查的条件(拍摄位置、拍摄条件、图像处理条件)、分割预定线13的位置等。并且，该控制装置48与用于对切削加工的条件和切口检查的条件进行设定的输入装置(设定输入构件)50连接。
图2是示意性地示出对被加工物11进行切削加工的情形的立体图。在利用加工装置2对被加工物11进行切削加工时，首先，通过相机44对保持于卡盘工作台14上的被加工物11进行拍摄，并根据得到的图像来对分割预定线13的位置、方向等进行检测(校准)。与分割预定线13的位置、方向等有关的信息被存储到存储部48a。
接着，使卡盘工作台14和切削单元18相对地移动、旋转，从而使切削刀具40的位置对位在作为加工对象的分割预定线13的延长线上。之后，使切削刀具40下降到能够与被加工物11接触的高度且使之旋转，并使卡盘工作台14和切削单元18在与加工对象的分割预定线13平行的方向上相对地移动。
由此，能够通过对被加工物11进行切削加工而形成沿着加工对象的分割预定线13的加工槽(加工痕)21。另外，加工槽21可以形成为将被加工物11完全切断的深度(全切割)，也可以形成为不将被加工物11完全切断的深度(半切割)。
在沿着任意的分割预定线13形成了加工槽21之后，执行如下的切口检查：通过相机44对该加工槽21进行拍摄，并根据得到的图像来判断加工不良。图3的(A)和图3的(B)是示意性地示出对形成于被加工物11的加工槽21进行拍摄的情形的图。
如图3的(B)所示，相机44包含壳体52、显微镜单元54和斜光照明单元56。在壳体52的内部设置有对入射的光的一部分进行反射的半反射镜58。该半反射镜58对光源(照明构件)60所放射出的光的一部分进行反射而导入到下方。
被半反射镜58反射并导入到下方的光(落射光)L1通过配置于显微镜单元54的内部的物镜62会聚，并照射到被加工物11的正面11a。在被加工物11的正面11a上发生了反射、散射的光L1的一部分穿过物镜62、半反射镜58而入射到壳体52内的拍摄元件64。
并且，在斜光照明单元56的下表面上呈环状地配置有由LED等构成的多个光源(照明构件)66。光源66所放射出的光(斜光)L2的一部分经被加工物11的正面11a反射、散射并穿过物镜62、半反射镜58而入射到拍摄元件64。
拍摄元件64与控制装置48连接，将基于入射的光而生成的图像输送到控制装置48。例如可以使用CCD图像传感器或CMOS图像传感器等来作为该拍摄元件64。另外，光源60、66也与控制装置48连接，通过控制装置48来控制光L1、L2的光量。
在对加工槽21进行拍摄时，使卡盘工作台14和相机44相对地移动、旋转，从而使相机44对位于加工槽21的拍摄区域(拍摄位置)。由此，能够对加工槽21进行拍摄而获得图像。拍摄加工槽21得到的图像被存储到存储部48a。
接着，控制装置48a对拍摄加工槽21得到的图像进行处理，自动识别缺陷、偏移、偏差等加工不良(进行切口检查)。并且，控制装置48a根据加工不良的识别结果，实施加工位置的校正、加工的中断、操作员的呼叫等措施。
但是，设定在被加工物11上的多条分割预定线13的特性不一定都相同。因此，当在同等的条件下对作为对象的所有分割预定线13执行切口检查时，有时加工不良的识别精度会降低。因此，在本实施方式的加工装置2中，能够按照与各分割预定线13的特性相应的拍摄位置、拍摄条件、图像处理条件执行切口检查。
图4是示意性地示出拍摄位置的设定例的俯视图。在图4的被加工物11中，沿着与X轴方向平行的分割预定线13a、13b、13c分别配置有叫做TEG(Test ElementsGroup：测试元件组)的测试用的元件23。由于该测试用的元件23在表面上具有作为电极垫的金属膜，所以反射、散射等光学特性因元件23的有无而大不相同。
因此，在执行形成于这样的分割预定线13a、13b、13c的加工槽21的切口检查的情况下，例如可以将不存在元件23的区域A、B、C设定为拍摄位置。由此，能够排除元件23的影响，容易获得适合于切口检查的图像。另外，在无法将不存在元件23的区域作为拍摄位置来设定的情况下等，也可以将存在元件23的区域作为拍摄位置来设定。
图5的(A)是示意性地示出在将不存在元件23的区域设定为拍摄位置的情况下的拍摄条件和图像处理条件的设定例的俯视图。另外，在本实施方式中，对以下的情况进行了说明：作为拍摄条件对光源60、66的光量条件进行设定，作为图像处理条件对作为切口检查的对象的切口检查范围进行设定。
如图5的(A)所示，在将不存在元件23的区域D1设定为拍摄位置的情况下，例如可以将光源60、66的光量条件设定成对被加工物11共同照射落射光即光L1和斜光即光L2。由此，能够清晰地拍摄到加工槽21的轮廓(边缘)。
并且，该情况下，可以将包含加工槽21的任意的区域D2设定成作为切口检查的对象的切口检查范围。如图5的(A)所示，由于区域D2不包含元件23等，所以控制装置48能够合适地根据区域D2内的加工槽21的轮廓等识别加工不良。当然，也可以将拍摄所涉及的区域D1整体设定为切口检查范围。
上述的拍摄位置、拍摄条件、图像处理条件等通过输入装置50设定在控制装置48中，并与分割预定线13的位置等信息一起被存储到存储部48a。由此，加工装置2在与分割预定线13的特性相应的预先设定的拍摄位置、拍摄条件、图像处理条件等条件下对作为切口检查的对象的加工槽21执行切口检查。
图5的(B)是示意性地示出在将存在元件23的区域设定为拍摄位置的情况下的拍摄条件和图像处理条件的设定例的俯视图。如图5的(B)所示，在将存在元件23的区域E1作为拍摄位置来设定的情况下，例如可以将光源60、66的光量条件设定成仅照射落射光即光L1。由此，在存在元件23的情况下也能够清晰地拍摄到加工槽21的轮廓。
并且，在该情况下，也可以以光L1比图5的(A)的情况亮的方式设定光源60的光量条件。由此，能够将器件15拍摄得比加工槽21更亮，容易区分器件15和加工槽21，因此不会将器件15的轮廓误识别成加工槽21的轮廓。另外，在该情况下也可以将包含加工槽21的任意的区域E2设定为切口检查范围。
图5的(C)是示意性地示出在将存在器件15的配线和元件23等的区域设定为拍摄位置的情况下的拍摄条件和图像处理条件的设定例的俯视图。如图5的(C)所示，在将存在器件15的配线15a和元件23等的区域F1设定为拍摄位置的情况下，例如可以与图5的(B)的情况同样将光源60、66的光量条件设定成仅照射落射光即光L1。
并且，该情况下，也可以较窄地设定切口检查范围，从而排除器件15的配线15a和元件23的影响。在图5的(C)中，将排除了器件15的配线15a和元件23的区域F2设定为切口检查范围。由此，在将存在有器件15的配线15a和元件23等的区域设定为拍摄位置的情况下也能够合适地执行切口检查。
如上所述，本实施方式的加工装置(切削装置)2具有：输入装置(设定输入构件)50，其用于设定在利用相机(拍摄构件)44拍摄分割预定线13时的与分割预定线13的特性相应的拍摄位置和拍摄条件以及在对拍摄分割预定线13而得到的图像进行处理时的图像处理条件；以及存储部(存储构件)48a，其对分割预定线13的位置、针对分割预定线13设定的拍摄位置和拍摄条件以及图像处理条件进行存储，由于在通过切削单元(加工构件)18将被加工物11沿着分割预定线13进行了加工之后，在与分割预定线13对应的拍摄位置和拍摄条件下对形成于分割预定线13的加工槽(加工痕)21进行拍摄，并在对应的图像处理条件下对得到的图像进行处理，所以能够在与分割预定线13的特性相应的合适的拍摄位置和拍摄条件下对形成于分割预定线13的加工槽21进行拍摄，在合适的图像处理条件下对得到的图像进行处理，较高地维持对加工不良的识别精度。
另外，本发明并不限定于上述实施方式的内容，能够实施各种变更。例如，在上述实施方式中，将切口检查范围作为图像处理条件来进行了设定，但是本发明并不仅限于此。例如，也可以将图像处理的算法等作为图像处理条件来进行设定。
例如可以采用日本特开2009-246015号公报中公开的算法等来作为图像处理的算法。在该算法中，首先，从所拍摄的图像中提取暗部拍摄区域，该暗部拍摄区域位于比加工槽(加工痕)的理想的轮廓靠外侧的位置。该暗部拍摄区域是由于在加工槽中产生的被加工物的缺陷(破裂)或测试用的元件(TEG)的剥落等而导致拍摄得较暗的区域。
接着，将对象的分割预定线内的暗部拍摄区域的尺寸的标准偏差/平均值的值与任意的阈值进行比较，从而判断对象的分割预定线是否包含测试用的元件。并且，根据暗部拍摄区域的大小等提取配置有测试用的元件的元件区域，并对在排除了该元件区域的区域中有无缺陷等进行判断。能够通过设定这样的算法来进一步较高地维持对加工不良的识别精度。
另外，上述实施方式的构造、方法等能够在不脱离本发明的目的的范围内进行适当变更。

Claims (3)

1.一种加工装置，其沿着多条分割预定线对被加工物进行加工，其特征在于，该加工装置具有：
卡盘工作台，其对被加工物进行保持；
加工构件，其对保持在该卡盘工作台上的被加工物进行加工；
X轴移动构件，其使该卡盘工作台与该加工构件在X轴方向上相对地移动；
Y轴移动构件，其使该卡盘工作台与该加工构件在与该X轴方向垂直的Y轴方向上相对地移动；
拍摄构件，其对保持在该卡盘工作台上的被加工物进行拍摄；
设定输入构件，其用于对利用该拍摄构件拍摄该分割预定线时的与该分割预定线的特性相应的拍摄位置和拍摄条件以及对拍摄该分割预定线而得到的图像进行处理时的图像处理条件进行设定；以及
存储构件，其对该分割预定线的位置、对该分割预定线设定的该拍摄位置和该拍摄条件以及该图像处理条件进行存储，
在执行了利用该拍摄构件对保持在该卡盘工作台上的被加工物的该分割预定线进行检测的校准，并利用该加工构件对被加工物沿着该分割预定线进行了加工之后，按照与该分割预定线对应的该拍摄位置和该拍摄条件对形成于该分割预定线的加工痕进行拍摄，并按照该图像处理条件对所得到的图像进行处理。
2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，
所述加工构件是具有能够旋转的切削刀具的切削构件，对被加工物进行切削加工。
3.根据权利要求1或2所述的加工装置，其特征在于，
所述拍摄构件具有照明构件，
所述拍摄条件包含该照明构件的光量条件。
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