CN108213725A - 激光加工装置 - Google Patents

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Abstract

提供激光加工装置，高效地对晶片等板状被加工物进行加工。对板状的被加工物照射激光光线而实施加工的激光加工装置(1)至少包含：盒工作台(71)，其载置对多个被加工物进行收纳的盒(72a、72b)；搬出单元(6)，其将被加工物从载置于盒工作台的盒中搬出；暂放单元(5)，其暂放通过搬出单元搬出的被加工物；搬送单元(8)，其将被加工物从暂放单元搬送至卡盘工作台(34)；拍摄单元(43)，其对卡盘工作台所保持的被加工物的要加工的区域进行检测；和激光光线照射单元(4)，其具有对被加工物照射激光光线的聚光器(4a)，搬出单元将利用激光光线照射单元加工完毕的被加工物从卡盘工作台搬出，并收纳至载置于盒工作台的盒(72b)中。

Description

激光加工装置
技术领域
本发明涉及激光加工装置，该激光加工装置能够高效地对晶片等板状的被加工物进行加工并提高生产率。
背景技术
由分割预定线划分而在正面上形成有IC、LSI等器件的晶片通过激光加工装置对分割预定线进行加工而分割成各个器件芯片，分割而成的器件芯片用于个人计算机、移动电话、电视机等电气设备。
作为激光加工装置，已知有下述激光加工装置，该激光加工装置至少包含：盒工作台，其载置对多个被加工物进行收纳的盒；搬出单元，其将晶片从载置于该盒工作台的盒中搬出；暂放单元，其暂放通过该搬出单元搬出的晶片；搬送单元，其将晶片从该暂放单元搬送至卡盘工作台；拍摄单元，其对该卡盘工作台所保持的晶片进行拍摄并对要进行加工的区域进行检测；以及激光光线照射单元，其具有对该卡盘工作台所保持的晶片照射激光光线的聚光器(例如，参照专利文献1)，通过使对晶片进行保持的卡盘工作台相对于激光光线照射单元进行往复运动，能够对晶片进行高精度地加工。
专利文献1：日本特开2004-022936号公报
根据上述的激光加工装置，虽然能够对作为被加工物的晶片实施高精度的加工，但是载置于卡盘工作台并通过激光光线照射单元进行了加工的加工完毕的晶片再次返回暂放单元并从该暂放单元收纳至载置于盒工作台的盒中，因此与对接下来要实施加工的晶片进行搬送时的路径重复。这样，若不在将加工完毕的晶片收纳至盒中之后，则无法将新的晶片从盒中搬出，因此存在无法高效地对晶片进行加工的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述事实而完成的，其主要的技术课题在于提供一种激光加工装置，该激光加工装置能够高效地对包含晶片在内的被加工物进行加工。
根据本发明，提供激光加工装置，其对板状的被加工物照射激光光线而实施加工，其中，该激光加工装置具有：盒工作台，其载置对多个被加工物进行收纳的盒；搬出单元，其将被加工物从载置于该盒工作台的盒中搬出；暂放单元，其对通过该搬出单元搬出的该被加工物进行暂放；搬送单元，其将被加工物从该暂放单元搬送至卡盘工作台；拍摄单元，其对该卡盘工作台所保持的被加工物的要加工的区域进行检测；以及激光光线照射单元，其包含对该卡盘工作台所保持的被加工物照射激光光线的聚光器，该搬出单元将利用该激光光线照射单元加工完毕的被加工物从该卡盘工作台搬出，并收纳至载置于该盒工作台的盒中。
优选在将相对于该暂放单元配设有该搬出单元的方向设为X轴方向、将与该X轴方向垂直的方向设为Y轴方向的情况下，该卡盘工作台相对于该暂放单元接受被加工物的接受位置设定在Y轴方向上，该聚光器相对于该卡盘工作台的该接受位置配设在X轴方向上，该搬送单元将载置于该暂放单元的被加工物搬送至定位在Y轴方向上的该卡盘工作台，该卡盘工作台构成为能够通过X轴方向移动单元在该接受位置与利用从该聚光器照射的激光光线对被加工物进行加工的加工位置之间移动，该搬出单元包含：沿Y轴方向配设的搬出用导轨；以能够移动的方式配设在该搬出用导轨上的搬出用移动基台；以及配设在该搬出用移动基台上的机器人手臂，该机器人手臂定位于该盒工作台与该暂放单元之间，将被加工物从该盒中搬出而暂放于该暂放单元，并与定位于该接受位置的该卡盘工作台相邻地定位而将加工完毕的被加工物从该卡盘工作台搬出并收纳至该盒中。
优选该暂放单元包含：能够旋转的暂放工作台；以及外周检测部，其在上下夹持着暂放于该暂放工作台的被加工物的外周的位置具有发光元件和受光元件，该外周检测部通过该暂放工作台的旋转对作为被加工物的呈圆形的晶片的外周与该暂放工作台的外周之间的距离的最大值和最小值以及示出该最大值和最小值的外周位置和表示该晶片的晶体取向的凹口的位置进行检测，并对检测到该凹口的角度进行检测，将连结示出该最大值和该最小值的位置而得的方向定位于Y轴方向而求出晶片的中心，在通过该搬送单元将该晶片搬送并载置于该卡盘工作台时，将晶片的中心定位于该卡盘工作台的旋转中心。
优选使该卡盘工作台移动的该X轴方向移动单元至少包含：沿X轴方向配设的X轴导轨；以能够移动的方式安装于该X轴导轨的移动基台；以及使该移动基台移动的驱动源，该移动基台由碳纤维增强塑料形成，对该卡盘工作台进行支承。优选该暂放工作台由透明板构成，该外周检测部构成为能够与该晶片的大小对应地在径向上进退。
根据本发明的激光加工装置，搬出单元将利用激光光线照射单元加工完毕的被加工物从该卡盘工作台搬出，并收纳至载置于盒工作台的盒中，从而加工完毕的晶片从卡盘工作台直接搬出而收纳至盒中，因此不会与要新加工的晶片的搬出路径重复，能够高效地实施激光加工。
附图说明
图1是本发明实施方式的激光加工装置的整体立体图。
图2是用于将图1所示的激光加工装置的主要部分分离而进行说明的分解立体图。
图3是示出图1所示的激光加工装置的卡盘工作台和移动基台的立体图。
图4的(a)、(b)是用于对图1所示的激光加工装置中的搬出机构的动作进行说明的立体图。
图5的(a)、(b)、(c)是对图1所示的激光加工装置中的外周检测部的动作进行说明的示意图。
图6的(a)、(b)是用于对通过图5所示的外周检测部计算暂放工作台上的晶片的偏移量的计算方法进行说明的俯视图。
图7的(a)、(b)是用于对图1所示的激光加工装置的搬送机构的动作进行说明的立体图。
图8的(a)、(b)是用于对修正卡盘工作台所保持的晶片的凹口的位置的动作进行说明的俯视图。
图9是用于对通过搬出机构将加工完毕的晶片从卡盘工作台搬出并使晶片保持于暂放工作台的动作进行说明的立体图。
图10是用于对通过搬出机构将加工完毕的晶片收纳至加工完毕盒中的动作进行说明的立体图。
标号说明
1：激光加工装置；2：静止基台；3：保持工作台机构；31、31：Y轴导轨；32：X轴工作台；322：X轴导轨；33：移动基台；34：卡盘工作台；35：吸附卡盘；36：Y轴方向移动单元；361：Y轴线性轨道；362：Y轴线圈可动件；37：X轴方向移动单元；371：X轴线性轨道；4：激光光线照射单元；43：拍摄单元；5：暂放单元；51：暂放工作台；51a：吸引孔；52：外周检测部；52a：开口部；6：搬出单元；60：搬出机构载置台；61：搬出机构；611：搬出用移动基台；612：圆筒部件；613a：第一臂；613b：第二臂；614：机器人手臂；62：搬出机构移动单元；621：搬出用导轨；622：线性轨道；623：线圈可动件；7：盒载置机构；71：盒工作台；72a：加工前盒；72b：加工完毕盒；8：搬送单元；81：外壳；82：开口孔；83：搬送臂；84：杆；85：吸附垫。
具体实施方式
以下，参照附图对根据本发明构成的激光加工装置的优选实施方式进行详细的说明。
图1中示出根据本发明构成的激光加工装置的一个实施方式的立体图。图示的实施方式中的激光加工装置1具有：静止基台2；保持工作台机构3，其配设在该静止基台2上，对被加工物进行保持；以及激光光线照射单元4，其对该保持工作台机构3所保持的被加工物实施激光加工。
参照将图1所记载的激光加工装置1的主要结构要素分离而分别示出的图2继续进行说明，保持工作台机构3包含：一对Y轴导轨31、31，它们在静止基台2上沿着箭头Y所示的Y轴方向平行地配设；X轴工作台32，其以能够在箭头Y所示的Y轴方向上移动的方式配设于该Y轴导轨31、31上；一对X轴导轨322、322，它们在该X轴工作台32的上表面上沿着箭头X所示的X轴方向平行地配设；移动基台33，其配设在该X轴导轨322、322上，配设成能够在箭头X所示的X轴方向上移动；卡盘工作台34，其支承在该移动基台33上；吸附卡盘35，其形成该卡盘工作台34的上表面，由具有通气性的多孔陶瓷构成；Y轴方向移动单元36，其用于使该X轴工作台32沿着Y轴导轨31、31在Y轴方向上移动；以及X轴方向移动单元37，其使该移动基台33沿着X轴导轨322、322在X轴方向上移动。另外，吸附卡盘35构成为与未图示的吸引泵连接而能够对载置于上表面的被加工物进行吸引保持。
该Y轴方向移动单元36包含：Y轴线性轨道361，其配设于两根Y轴导轨31、31之间，在Y轴方向上延伸；以及Y轴线圈可动件362，其以能够移动的方式嵌插于该Y轴线性轨道361，并安装于X轴工作台32的下表面。该Y轴线性轨道361例如使多个圆柱状的永久磁铁的N极与S极交替接合而构成为轴状，将该构成为轴状的多个圆柱状的永久磁铁配设于由不锈钢的非磁性材料构成的圆筒状的壳体中。在这样构成的Y轴线性轨道361的两个端部，安装有图2所示那样的支承部件363(在图1、2中仅图示出一方)，该Y轴线性轨道361借助该支承部件363而安装于支承基台2的上表面。包含Y轴线性轨道361和Y轴线圈可动件362的Y轴方向移动单元36构成作为驱动源的所谓线性轴电动机，当在Y轴线圈可动件362中流通电流时，反复产生磁力所带来的吸引力、反作用力，从而产生推力。因此，通过改变施加于Y轴线圈可动件362的电流的方向，能够变更Y轴线圈可动件362沿着Y轴线性轨道361进行移动的方向。这样相对于Y轴方向的移动使卡盘工作台34在与加工进给方向垂直的所谓分度进给方向上移动，作为分度进给机构发挥作用。
该X轴方向移动单元37作为使该移动基台33在X轴方向上移动的驱动源，具有与上述Y轴方向移动单元36大致相同的结构，该X轴方向移动单元37包含：X轴线性轨道371，其配设于在X轴方向对移动基台33进行引导的两根X轴导轨322、322之间，在X轴方向上延伸；以及X轴线圈可动件372，其以能够移动的方式嵌插于该X轴线性轨道371，安装于移动基台33的下表面。该X轴线性轨道371例如使多个圆柱状的永久磁铁的N极与S极交替接合而构成为轴状，将该构成为轴状的多个圆柱状的永久磁铁配设于由不锈钢的非磁性材料构成的圆筒状的壳体中。在这样构成的X轴线性轨道371的两个端部，安装有图2所示那样的支承部件373、373，X轴线性轨道371借助该支承部件373而安装于X轴工作台32的上表面。包含X轴线性轨道371和X轴线圈可动件372的X轴方向移动单元37构成为与Y轴方向移动单元36相同的所谓线性轴电动机，当在X轴线圈可动件372中流通电流时，反复产生磁力所带来的吸引力、反作用力，从而产生推力。因此，通过改变施加于X轴线圈可动件372的电流的方向，能够变更X轴线圈可动件372沿着X轴线性轨道371进行移动的方向。这样相对于X轴方向的移动使卡盘工作台34在所谓加工进给方向上移动，作为加工进给机构发挥作用。
参照图3，对该移动基台33和支承在该移动基台33上的卡盘工作台34进行更具体地说明。在图3中，按照将嵌插于移动基台33的卡盘工作台34分离并从斜下方观察的状态进行记载。该卡盘工作台34由轻量陶瓷形成，该移动基台33由碳纤维增强塑料(CFRP：CarbonFiber Reinforced Plastic)构成。CFRP由于成型方法而产生略微的幅度，但其比重按照大致为1.5～2.0左右形成。与由不锈钢(比重：7.9)等金属形成的情况相比，CFRP是极其轻量的原材料，强度也优异。
如图3所示，在该移动基台33的上表面中央，形成有圆形状的凹部331，在该凹部331中以能够旋转的方式嵌插着有底的圆筒部件332。在该圆筒部件332的底部333形成有吸气孔334、335，在将形成于卡盘工作台34的下表面的圆形凸部34a嵌插于该圆筒部件332时，形成于中央的吸气孔334与形成于该圆形凸部34a的中央的通气孔34b连接。另外，所形成的该吸气孔335用于在将卡盘工作台34嵌插于该圆筒部件332时对卡盘工作台34进行吸引保持。并且，载置在移动基台33上的卡盘工作台34构成为与圆筒部件332的旋转一起在图中箭头所示的方向上旋转自如。
返回图2继续进行说明，激光光线照射单元4可以采用通常已知的结构，由激光光线振荡器、输出调整用的衰减器、对激光光线的照射方向进行调整的振镜扫描器、反射镜以及聚光器4a所含的聚光透镜等构成(省略了图示)。拍摄单元43对在加工区域中移动的卡盘工作台34所保持的被加工物的要进行加工的区域进行检测，构成为具有构成显微镜的光学系统和拍摄元件(CCD)，将所拍摄的图像信号发送至控制单元，并能够显示于未图示的显示单元。另外，控制单元由计算机构成，具有：根据控制程序进行运算处理的中央运算处理装置(CPU)；对控制程序等进行保存的只读存储器(ROM)；用于将所检测的检测值、运算结果等临时保持的能够读写的随机存取存储器(RAM)；输入接口；以及输出接口(省略了图示)。
如图1、2所示，在静止基台2的上表面上，相对于以能够滑动的方式配设有卡盘工作台34的X轴工作台32，在Y轴方向的位置配设暂放单元5，该暂放单元5具有能够旋转的暂放工作台51、以及对暂放于该暂放工作台51的被加工物的外周进行检测的外周检测部52。如图2所示，在外周检测部52上具有以暂放工作台51的高度向横向开口的开口部52a，在该开口部52a的上方具有发光元件，在下方的与该发光元件对置的位置具有受光元件(后文将详细说明)。另外，该外周检测部52构成为能够通过配设于静止基台2的内部的驱动机构在图中箭头所示的方向即相对于暂放工作台51接近、远离的方向上移动。另外，暂放工作台51由透明的树脂板构成，利用未图示的旋转角度传感器对暂放工作台51的旋转角度进行检测。
如图2所示，在本实施方式的激光加工装置1中，在与配设在静止基台2上的暂放单元5和保持工作台机构3所配设的区域在X轴方向上相邻的位置，具有搬出单元6。该搬出单元6具有搬出机构载置台60、搬出机构61以及使该搬出机构61在Y轴方向上移动的搬出机构移动单元62。
该搬出机构61包含：搬出用移动基台611；圆筒部件612，其通过内置于搬出用移动基台611的气缸在上下方向进行进退；平板状的第一臂部613a，其一个端部以能够转动的方式与该圆筒部件612的上端部连接；第二臂部613b，其一个端部以能够转动的方式与该第一臂部613a的另一个端部连接；以及机器人手臂614，其与第二臂部613b的另一个端部连接。在该机器人手臂614的下表面上形成有多个吸引孔(省略了图示)，这些孔经由该圆筒部件612、第一、第二臂部613a、613b而与吸引源连接，通过对该吸引源的动作、非动作进行控制，能够对被加工物进行吸附、或者分离。另外，上述机器人手臂614能够在第二臂部613b侧的另一个端部的支承部进行使其上下反转的动作，还能够使形成有吸引孔的面朝向上方。
该搬出机构移动单元62包含与上述Y轴方向移动单元36、X轴方向移动单元37大致相同的结构，包含在搬出机构载置台60的上表面上沿Y轴方向配设的两根搬出用导轨621、621，在该搬出用导轨621、621之间配设沿Y轴方向延伸的线性轨道622，且包含以能够移动的方式嵌插于该线性轨道622、安装于搬出机构61的搬出用移动基台611的下表面的线圈可动件623。该线性轨道622是与构成上述Y轴方向移动单元36、X轴方向移动单元37的Y轴线性轨道361、X轴线性轨道371相同的结构，在其两个端部安装图2所示那样的支承部件624，借助该支承部件624而安装于搬出机构载置台60的上表面上。包含线性轨道622和线圈可动件623的搬出机构移动单元62构成所谓线性轴电动机，当在线圈可动件623中流通电流时，反复产生磁力所带来的吸引力、反作用力，从而产生推力。因此，通过改变施加于线圈可动件623的电流的方向，能够变更线圈可动件623沿着线性轨道622移动的方向。
按照沿着配设在静止基台2上的X轴工作台32的方式具有壳体40，该壳体40与静止基台2相邻且内置有激光光线照射单元4。壳体40包含：从地面向垂直上方延伸的垂直壁部41；以及从该垂直壁部41的上端部沿水平方向延伸的水平壁部42，如图1所示，在该水平壁部42的前端部的下表面上沿X轴方向并列地配设有搬送单元8、拍摄单元43和激光光线照射单元4的聚光器4a。
如图所示，盒载置机构7配设成在静止基台2的X轴方向上夹持上述搬出单元6。盒载置机构7中具有：加工前盒72a，其收纳加工前的被加工物；加工完毕盒72b，其收纳加工后的被加工物；以及盒工作台71，其在Y轴方向上并列地载置该加工前盒72a和加工完毕盒72b。如图所示，优选加工前盒72a配设在接近暂放单元5的位置，加工完毕盒72b配设在与卡盘工作台34的接受位置接近的一侧。另外，卡盘工作台34的“接受位置”是指，使卡盘工作台34在X轴工作台32上沿X轴方向移动而使卡盘工作台34的中心与从暂放工作台51的中心沿Y轴方向引出的线上一致的位置。
如图1所示，在上述壳体40的水平壁部42的下表面上设置有搬送单元8，该搬送单元8对该暂放工作台51上的被加工物进行吸附并搬送至处于接受位置的卡盘工作台34上。在图2中，将搬送单元8从水平壁部42分离并示于上方，根据该图进行更具体地说明，搬送单元8具有：外壳81，其内置有公知的带机构；开口孔82，其在该外壳81的侧壁沿长度方向开口；搬送臂83，其被内置于外壳81的该带机构支承并从开口孔82向外部延伸；杆84，其在该搬送臂83的前端部按照能够朝向下方进退的方式进行安装；以及吸附垫85，其被该杆84的前端部支承。在该吸附垫85的下表面侧形成有多个未图示的吸引孔，这些吸引孔经由杆84、搬送臂83而与未图示的吸引源连接，从而能够在吸附垫85的下表面侧对被加工物进行吸附、或使其远离。
根据本发明构成的激光加工装置1大致具有以上那样的结构，根据图4～图10对其作用进行说明。另外，在图4～图10中，为了便于说明，省略了壳体40。
当通过本实施方式的激光加工装置1实施激光加工时，操作者在盒载置机构7的盒工作台71上载置加工前盒72a和加工完毕盒72b，其中，该加工前盒72a收纳有加工前的被加工物(在本实施方式中为硅的晶片W)；该加工完毕盒72b为了收纳加工后的晶片W而以空的状态准备。另外，本实施方式中的激光加工装置1进行激光加工，照射对于晶片W具有透过性的波长的激光光线而在晶片W的内部形成改质层，在加工前盒72a中，按照在形成有器件的正面侧粘贴有保护带并使该正面侧朝向上方的状态以规定的间隔进行收纳。
当由操作者对激光加工装置1指示了开始激光加工时，首先，使搬出机构移动单元62进行动作，将搬出机构61的搬出用移动基台611定位于加工前盒72a的前方。若将搬出机构61定位于加工前盒72a的前方，则如图4的(a)所示，使机器人手臂614进入加工前盒72a内以便将收纳于加工前盒72a的加工前的晶片W搬出。此时，机器人手臂614的形成有吸气孔的面朝向上方。在加工前盒72a内，加工前的多个晶片W按照水平的状态上下隔开规定的间隔地进行收纳，在该机器人手臂614的形成有吸引孔的面朝向上方的状态下使该机器人手臂614进入规定的晶片W的下表面侧，从下方对加工前的晶片W的背面侧进行吸引。
若在加工前盒72a内通过机器人手臂614的形成有吸引孔的面对加工前的晶片W的背面进行吸引，则通过使第一臂613a、第二臂613b适当转动而将加工前的晶片W从加工前盒72a取出，并且如图4的(b)所示那样使机器人手臂614所吸引的晶片W朝向暂放工作台51移动。在这期间，旋转成使机器人手臂614的形成有吸引孔的面朝向下方侧，即保持着晶片W的那一面侧朝向下方。并且，若移动到暂放工作台51上，则通过使圆筒部件612下降而使晶片W抵接在暂放工作台51上，停止吸引源的动作而解除吸引状态。另外，如图4的(a)所示，在暂放工作台51侧的中央也设置有与吸引源连接的吸引孔51a，若在机器人手臂614侧的吸附状态解除的同时进行来自暂放工作台51侧的吸引孔51a的吸引，则能够使晶片W顺利地吸引于暂放工作台51。这样，加工前的晶片W按照背面侧朝上的方式保持于暂放工作台51。
若将加工前的晶片W吸引保持于暂放工作台51上，则使外周检测部52进行动作，实施外周检测工序，对晶片W的外周部以及表示晶片W的晶体取向的凹口N的位置进行检测。对外周检测工序进行更具体地说明。如图5的(a)所示，外周检测部52移动至远离暂放工作台51的退避位置，以便在将晶片W载置于暂放工作台51时不与晶片W接触。在将晶片W载置于暂放工作台51之后，如图5的(b)所示，使未图示的驱动单元进行动作，使外周检测部52移动至暂放工作台51侧，使暂放工作台51的外周部进入至开口部52a。此时，预先在未图示的控制单元中登记作为加工对象的晶片W的尺寸(直径)，如图5的(c)所示，大致按照使晶片W的外周位置位于开口部52a的中心的方式进行定位。如图所示，在开口部52a的上方配设有在图中左右方向上具有规定的长度的发光元件521，在下方，在与该发光元件521对置的位置配设有受光元件522例如线传感器。对该外周检测部52的作用进一步进行说明。
在使用搬送单元8将处于暂放工作台51上的晶片W搬送至处于上述接受位置的卡盘工作台34上的情况下，需要确保该晶片W的中心位置在通过卡盘工作台34的中心的Y轴线上一致。但是，在通过上述搬出单元6将加工前的晶片W载置于暂放工作台51上时，难以将晶片W的中心位置准确地载置成与暂放工作台51的中心位置一致，当在暂放工作台51上的晶片W的中心位置产生了偏移的状态下通过搬送单元8从暂放工作台51搬送至卡盘工作台34的情况下，卡盘工作台34的中心与晶片W的中心会偏移。因此，在本实施方式中，使用该外周检测部52对晶片W的外周以及表示晶片W的晶体取向的凹口N的位置进行检测，从而把握吸引保持于暂放工作台51上的晶片W的中心位置和凹口N位置的方向。以下对该检测方法进行说明。
在图5的(c)所示的状态下，使发光元件521、受光元件522进行动作，并且使用未图示的驱动单元使暂放工作台51向图5的(b)所示的方向旋转。如上所述，暂放工作台51由透明的板构成，由于要对旋转位置进行检测而区分为：由发光元件521照射的光被晶片W遮光的区域；以及不存在晶片W因而由发光元件521照射的光未被遮光而到达受光元件522的区域，一边与暂放工作台51的旋转角度对应一边对暂放工作台51上的晶片W的外缘形状进行检测。另外，通过这样把握晶片的外缘形状，也能够对表示晶片W的晶体取向的凹口N进行检测。
参照图6的(a)、(b)，对计算相对于暂放工作台51的位置偏移量及其角度的方法进行说明。如图6的(a)所示，当利用上述外周检测部52而与晶片W的旋转角度对应地检测出外缘形状时，能够对预先存储的相对于暂放工作台51的外缘最近的距离即最小值dmin和最远的距离即最大值dmax与该旋转角度位置一同进行把握。另外，当确定出将得到该最小值dmin和该最大值dmax的位置连结起来的直线L1(以点划线表示)时，该L1必然通过晶片W的中心O1和位置预先确定的暂放工作台51的中心O2，因此由以下的式(1)能够把握晶片W的中心O1相对于暂放工作台51的中心O2按照何种程度向dmin侧偏移。
[dmax－dmin]/2＝偏移量……(1)
例如，当本实施方式中的最大值dmax为8mm、最小值dmin为2mm时，若根据上述式(1)计算该偏移量，则把握到晶片W的中心O1从暂放工作台51的中心O2向最小值dmin侧偏移3mm。另外，当利用外周检测部52对直线L1进行检测时，能够把握该直线L1相对于Y轴方向(以虚线P表示)的倾斜角度θ1，并且也能够把握凹口N的位置，因此也能够把握将晶片W的中心与凹口N连结起来的直线L2(以双点划线表示)与该直线L1所成的角度θ2。上述晶片W的位置、偏移量以及角度存储在未图示的控制单元的存储器中。
如上所述，若对暂放工作台51上的晶片W的位置的偏移量(3mm)及其方向(θ1)进行了把握，则如图6的(b)所示，使暂放工作台51按照θ1旋转，从而使直线L1与表示Y轴方向的直线P一致。其结果是，成为下述状态：晶片W的中心O1与暂放工作台51的中心O2在Y轴方向上排列、且晶片W的中心O1相对于暂放工作台51的中心O2在Y轴方向上偏移3mm。与此同时，能够把握凹口N相对于Y轴方向(直线P)的倾斜角度为θ2。
若使暂放工作台51按照θ1旋转，则接着使用搬送单元8实施将晶片W搬送至卡盘工作台34的搬送工序。如图7的(a)所示，利用未图示的驱动单元使搬送单元8的搬送臂83进行动作，将吸附垫85定位于暂放工作台51上，使杆84伸长并下降，使吸附垫85与晶片W抵接，通过使未图示的吸引源进行动作而利用吸附垫85对晶片W进行吸附。此时，吸附垫85设定为其中心始终与暂放工作台51的中心O2一致，因此晶片W在晶片W的中心O1相对于吸附垫85的中心在Y轴方向上偏移3mm的状态下吸附于吸附垫85。
若晶片W吸附于吸附垫85，则使杆84缩短并使吸附垫85上升，如图7的(b)所示，直接使搬送臂83在Y轴方向上移动。此时，卡盘工作台34定位于其中心与暂放工作台51的中心O2在Y轴方向上排列的位置、即接受位置，通过使搬送臂83在Y轴方向上移动规定的量，能够使吸附垫85的中心与处于接受位置的卡盘工作台34的中心一致。这里，如上所述，把握到吸附于吸附垫85的晶片W在Y轴方向上偏移3mm而吸附，并存储于控制单元，因此在利用搬送臂83搬送晶片W时，能够对该3mm的移动量进行校正。即，比该规定的量少3mm的距离作为搬送臂83的移动距离。并且，如图7的(b)所示，当使搬送臂83按照对规定的量进行了校正的距离移动时，俯视时定位于晶片W与卡盘工作台34的中心一致的位置，通过使杆84伸长并使吸附垫85下降，在中心一致的状态下将晶片W载置于卡盘工作台34上。若将晶片W载置于卡盘工作台34上，则停止吸附垫85侧的吸引单元的动作，并且使作用于形成卡盘工作台34的保持面的吸附卡盘35的吸引单元进行动作而对晶片W进行吸引保持。另外，此时晶片W的形成有器件的正面侧借助未图示的保护带而载置于卡盘工作台34上。
如图8的(a)所示，通过上述的搬送单元8，将晶片W的中心O1准确地定位于卡盘工作台34的中心O3而载置。但是，在该状态下，如直线L2所示那样晶片W的凹口N的位置相对于预先规定的以虚线P表示的方向按照角度θ2偏移。如上所述，该θ2在载置于暂放工作台52的状态下通过外周检测部52进行检测并存储于控制单元的存储器。由此，参照存储于控制单元的θ2的值，如图8的(b)所示，使卡盘工作台34按照θ2移动而将凹口N移动至规定的位置。由此，对凹口N的位置进行修正，将晶片W的晶体取向定位于适合激光加工的规定的方向。
通过进行上述的工序，晶片W准确地载置于卡盘工作台34上，使卡盘工作台34移动至图1所示的拍摄单元43以及激光光线照射单元4的聚光器4a的下方位置，从而能够执行激光加工工序。在实施该激光加工工序时，首先执行所谓对准，通过拍摄单元43对作为加工对象的晶片W的加工区域进行拍摄而进行聚光器4a与该加工区域的对位。并且，根据该对准所得到的位置信息，使上述的Y轴方向移动单元36、X轴方向移动单元37进行动作，从而一边使聚光器4a与晶片W的加工区域相对地移动一边照射脉冲激光光线而实施激光加工。另外，本实施方式的拍摄单元43例如包含如下部分等：光源，其能够从由硅构成的晶片W的背面侧进行对准，且从晶片W的背面侧照射透过硅的红外线；光学系统，其捕捉该红外线；以及拍摄元件(红外线CCD)，其输出与红外线对应的电信号。
例如，本实施方式中的激光加工条件可以选择以下那样的加工条件。
激光光线的波长：1064nm
重复频率：10kHz
平均输出：1.0W
加工进给速度：2000mm/秒
由此，沿着将晶片W分割的分割预定线在晶片W的内部形成改质层。另外，对于本实施方式中的激光加工工序，是公知的技术，不构成本发明的主要部分，因此对其详细情况进行了省略。
在本实施方式的激光加工装置1中，具有上述那样的结构，从而在使用搬送单元8将晶片W搬送至卡盘工作台34之后，在实施激光加工期间，如图7的(b)所示，能够使搬出单元6进行动作而将加工前的新的晶片W从加工前盒72a中搬出，载置并保持于暂放工作台51。即，在将晶片W从暂放工作台51搬送之后，立刻使搬出单元6进行动作，使其进行图4的(a)、(b)所示那样的动作，从而能够将新的晶片W载置于暂放工作台51上并进行吸引保持。并且，在对之前搬送至卡盘工作台34的晶片W进行激光加工期间，使外周检测部52进行动作，对保持于暂放工作台51上的新的晶片W的位置的偏移量及其方向以及凹口N的位置进行检测，适当地使暂放工作台51旋转，从而能够预先对其偏移方向进行修正。
之前搬送至卡盘工作台34并实施了激光加工的晶片W与卡盘工作台34一起移动至卡盘工作台34的接受位置。如图9所示，若卡盘工作台34移动至该接受位置，则搬出单元6的搬出机构61通过搬出机构移动单元62的动作而在搬出用导轨621、621上移动而定位于该接受位置附近。若搬出机构61移动至该接受位置附近，则如图所示那样使圆筒部件612、第一臂613a、第二臂613b以及机器人手臂614进行动作而利用机器人手臂614的下表面侧对卡盘工作台34上的加工完毕的晶片W进行吸附。
若使该机器人手臂614进行动作而对加工后的晶片W进行吸附，进而使第一臂613a、第二臂613b以及圆筒部件612进行动作而如图10所示那样将该加工完毕的晶片W收纳至加工完毕盒72b的规定的位置。另外，在加工完毕的晶片W被吸附在卡盘工作台34上之后，机器人手臂614进行旋转而使形成有器件的正面侧朝向上方、背面侧朝向下方而收纳于盒72b中。另外，本发明并不限于此，也可以是，预先在加工前盒72a中按照使加工前晶片W的背面侧为上方的方式进行收纳，利用机器人手臂614从上方对晶片W的背面侧进行吸附而搬出，并且利用机器人手臂614对卡盘工作台34上的加工完毕的晶片W进行吸附，然后不使机器人手臂614旋转、在使背面侧朝向上方的状态下收纳至加工完毕盒72b中。
在通过搬出机构61将晶片W从卡盘工作台34搬出之后，使搬送单元8进行动作，将保持于暂放工作台51上的作为下一个加工对象的晶片W搬送至卡盘工作台34，如根据图8的(a)、(b)所说明的那样，能够对凹口N的方向进行修正而实施激光加工工序。即，在根据本发明构成的上述激光加工装置中，加工后的晶片W不通过搬送加工前的晶片W的路径而直接收纳至加工完毕盒72b中。由此，不会在加工前与晶片W的路径重复，能够高效地对晶片W进行加工。
本发明不限于上述的实施方式，可以设想各种变形例。例如，在本实施方式中，由透明的板形成暂放单元5的暂放工作台51，通过配设于外周检测部52的发光元件521、受光元件522对晶片W的外周位置进行检测，但并不限于此。在暂放工作台51不是透明的板的情况下，也可以是，在外周检测部52的开口部52a的上方朝向下方照射激光光线，接收所反射的激光光线，从而对暂放工作台上的凹凸进行检测，对外周位置进行检测，或者利用其他公知的超声波、红外线对暂放工作台上的凹凸进行检测，从而对外周位置进行检测，进而利用图像识别处理等单元对外径形状进行识别。
在本实施方式中，准备了加工完毕盒72a和加工前盒72b，但本发明不限于此，也可以是，仅准备一个盒，使加工完毕的晶片W返回至加工前进行收纳的盒的规定的位置。
在本实施方式中，对实施照射对于晶片W具有透过性的波长的激光光线而在内部形成改质层的激光加工的情况进行了说明，但不限于此，也可以应用于照射对于晶片W具有吸收性的波长的激光光线而实施所谓烧蚀加工的激光加工装置。本发明可以应用于任何种类的激光加工。
在本实施方式中，关于Y轴方向移动单元36、X轴方向移动单元37、搬出机构移动单元62，对通过所谓线性轴电动机进行驱动的例子进行了说明，但本发明不限于此，也可以使用通过电动机使所谓滚珠丝杠旋转而将电动机的旋转运动转换为直线运动的机构来作为上述的移动单元的驱动源。
在本实施方式中，构成为：在外周检测部52设置开口部52a，使外周检测部52构成为能够向暂放工作台51方向移动并夹持载置于暂放工作台51的晶片W的外周，但在激光加工装置1中进行加工的晶片W能够设想各种尺寸，晶片W的外周位置并不恒定，因此也可以使由该开口部52a上下夹持的位置按照作为加工对象的晶片W的尺寸适当移动。另外，也可以根据需要更换该外周检测部52从而应对晶片W的不同尺寸。

Claims (5)

1.一种激光加工装置，其对板状的被加工物照射激光光线而实施加工，其中，
该激光加工装置具有：
盒工作台，其载置对多个被加工物进行收纳的盒；
搬出单元，其将被加工物从载置于该盒工作台的盒中搬出；
暂放单元，其对通过该搬出单元搬出的该被加工物进行暂放；
搬送单元，其将被加工物从该暂放单元搬送至卡盘工作台；
拍摄单元，其对该卡盘工作台所保持的被加工物的要加工的区域进行检测；以及
激光光线照射单元，其包含对该卡盘工作台所保持的被加工物照射激光光线的聚光器，
该搬出单元将利用该激光光线照射单元加工完毕的被加工物从该卡盘工作台搬出，并收纳至载置于该盒工作台的盒中。
2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
在将相对于该暂放单元配设有该搬出单元的方向设为X轴方向、将与该X轴方向垂直的方向设为Y轴方向的情况下，该卡盘工作台相对于该暂放单元接受被加工物的接受位置设定在Y轴方向上，
该聚光器相对于该卡盘工作台的该接受位置配设在X轴方向上，
该搬送单元将载置于该暂放单元的被加工物搬送至定位在Y轴方向上的该卡盘工作台，
该卡盘工作台构成为能够通过X轴方向移动单元在该接受位置与利用从该聚光器照射的激光光线对被加工物进行加工的加工位置之间移动，
该搬出单元包含：
沿Y轴方向配设的搬出用导轨；
以能够移动的方式配设在该搬出用导轨上的搬出用移动基台；以及
配设在该搬出用移动基台上的机器人手臂，
该机器人手臂定位于该盒工作台与该暂放单元之间，将被加工物从该盒中搬出而暂放于该暂放单元，并与定位于该接受位置的该卡盘工作台相邻地定位而将加工完毕的被加工物从该卡盘工作台搬出并收纳至该盒中。
3.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
该暂放单元包含：
能够旋转的暂放工作台；以及
外周检测部，其在上下夹持着暂放于该暂放工作台的被加工物的外周的位置具有发光元件和受光元件，
该外周检测部通过该暂放工作台的旋转对作为被加工物的呈圆形的晶片的外周与该暂放工作台的外周之间的距离的最大值和最小值以及示出该最大值和最小值的外周位置和表示该晶片的晶体取向的凹口的位置进行检测，并对检测到该凹口的角度进行检测，将连结示出该最大值和该最小值的位置而得的方向定位于Y轴方向而求出晶片的中心，
在通过该搬送单元将该晶片搬送并载置于该卡盘工作台时，将晶片的中心定位于该卡盘工作台的旋转中心。
4.根据权利要求2所述的激光加工装置，其中，
使该卡盘工作台移动的该X轴方向移动单元至少包含：
沿X轴方向配设的X轴导轨；
以能够移动的方式安装于该X轴导轨的移动基台；以及
使该移动基台移动的驱动源，
该移动基台由碳纤维增强塑料形成，对该卡盘工作台进行支承。
5.根据权利要求3所述的激光加工装置，其中，
该暂放工作台由透明板构成，该外周检测部构成为能够与该晶片的大小对应地在径向上进退。
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