CN110504191A - 检查治具和检查方法 - Google Patents

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Abstract

提供检查治具和检查方法，能够准确地测量拍摄单元的像素尺寸。该检查治具是用于对加工装置的拍摄单元的像素尺寸进行测量的板状的检查治具(100)，其中，在板体(101)的正面上具有宽度不同的第一图案(102)、第二图案(103)和第三图案(104)以及记录有该第一图案(102)、第二图案(103)和第三图案(104)的各宽度(La、Lb、Lc)的实测值的二维码(105)。

Description

检查治具和检查方法
技术领域
本发明涉及用于对设置于加工装置的拍摄单元的像素尺寸进行测量的检查治具以及使用检查治具的检查方法。
背景技术
通常对晶片等被加工物进行切削加工的加工装置进行如下的切口检查这一动作：根据在加工装置上所拍摄的图像，对崩边或加工槽的宽度进行检测(例如，参照专利文献1)。此时，在崩边或加工槽的宽度的测量中使用拍摄单元的像素尺寸(每一个像素的长度；也称为图像分辨率)。
专利文献1：日本特开平05-326700号公报
另外，为了准确地进行上述的切口检查，需要准确地测量拍摄单元的像素尺寸。但是，在以往的结构中，使具有作为检查用基准的图案的晶片与拍摄单元相对移动，从而使作为拍摄单元的目标的图案移动规定的距离，通过用图案的移动量除以像素的变化量(移动量)，加工装置自动地进行计算像素尺寸的像素尺寸测量这一动作。在该情况下，当具有作为检查用基准的图案的晶片与拍摄单元的机械上的移动量产生微小的误差时，所计算出的像素尺寸有可能不准确，使用像素尺寸而测量出的崩边或加工槽宽度有可能不准确。
发明内容
由此，本发明的目的在于提供检查治具和检查方法，能够准确地测量拍摄单元的像素尺寸。
根据本发明的一个方式，提供检查冶具，该检查冶具是用于对加工装置的拍摄单元的像素尺寸进行测量的板状的检查治具，其中，该检查治具在正面上具有图案和记录了该图案的宽度的二维码。
根据该结构，利用拍摄单元来读取二维码，从而能够获取记录在二维码中的图案的实际宽度，因此用该图案的实际宽度除以与该图案的宽度相对应的像素数，从而能够准确地计算出像素尺寸。另外，即使在具有多个检查治具的情况下，也能够利用拍摄单元来识别形成于检查治具的二维码，因此能够防止取错检查治具。另外，通过预先在二维码中记录图案的实际宽度，即使未将图案的宽度高精度地制作成预先设定的规定的长度，也能够高精度地测量像素尺寸。
在该结构中，该图案可以形成多个宽度不同的图案。根据该结构，分别对宽度不同的多个图案进行拍摄而计算出像素尺寸，从而例如能够降低由于拍摄单元的透镜的变形等导致的误差。
根据本发明的另一方式，提供检查方法，用于对加工装置中的拍摄单元的像素尺寸进行测量，该加工装置具有控制单元、保持单元、加工单元、该拍摄单元以及显示所拍摄的图像的画面，其中，该检查方法具有如下的步骤：保持步骤，将检查治具保持于该保持单元，该检查治具在正面上具有图案和记录了该图案的宽度的二维码；读取步骤，通过该拍摄单元来读取该二维码，将该图案的宽度存储于该控制单元；平行对齐步骤，使该图案与该拍摄单元平行；测量步骤，对该图案进行拍摄而对在该画面上与该图案的宽度对应的像素数进行测量；以及计算步骤，通过用在该读取步骤中读入的该图案的宽度除以在该测量步骤中测量出的像素数而计算出像素尺寸。
根据本发明，利用拍摄单元来读取二维码，从而能够获取记录在二维码中的图案的实际宽度，因此用该图案的实际宽度除以与该图案的宽度相对应的像素数，从而能够准确地计算出像素尺寸。
附图说明
图1是示出使用第1实施方式的检查治具的加工装置的结构例的立体图。
图2是示出第1实施方式的检查治具的结构例的俯视图。
图3是示出加工装置的控制单元的结构例的框图。
图4是示出检查方法的步骤的流程图。
图5是显示于画面的检查治具的图像数据的示意图。
图6是示出第2实施方式的检查治具的结构例的俯视图。
图7是示出第3实施方式的检查治具的结构例的俯视图。
标号说明
1：加工装置；10：卡盘工作台(保持单元)；20：加工单元；21：切削刀具；70：拍摄单元；71：光学系统；72：拍摄主体；74：显示单元；75：画面；80：控制单元；81：存储单元；82：图像读取单元；83：测量单元；84：运算单元；100、100A、100B：检查治具；101、101B：板体；102：第一图案；102a：侧壁；103：第二图案；104：第三图案；105：二维码；106：基准图案；107：第一基准图案；108：第二基准图案；200：晶片。
具体实施方式
对本发明的实施方式的检查治具和检查方法进行说明。本发明并不被以下实施方式所记载的内容限定。另外，在以下所记载的结构要素中包含本领域技术人员能够容易想到的内容、实质上相同的内容。另外，以下所记载的结构可以适当组合。另外，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。
[第1实施方式]
图1是示出使用第1实施方式的检查治具的加工装置的结构例的立体图。图2是示出第1实施方式的检查治具的结构例的俯视图。图3是示出加工装置的控制单元的结构例的框图。加工装置1是对作为被加工物的晶片200进行切削加工而将晶片200分割成各个芯片的装置。如图1所示，加工装置1具有卡盘工作台(保持单元)10、加工单元20、门型框架30、加工进给单元40、分度进给单元50、切入进给单元60、拍摄单元70、显示单元74以及控制单元80。
晶片200是形成有半导体器件或光器件的半导体晶片、光器件晶片、无机材料基板、延展性树脂材料基板、陶瓷基板或玻璃基板等被加工物。晶片200形成为圆板状，在其正面上形成有呈格子状排列的多条分割预定线以及由这些分割预定线划分的多个区域，在各区域中分别形成有IC、LSI等器件。晶片200例如借助粘接带201而支承于环状框架202。
卡盘工作台10配设成能够沿着开口部2a移动，该开口部2a沿X轴方向设置于装置主体2的上表面。卡盘工作台10具有保持面11和多个保持部12。卡盘工作台10形成为圆板状，通过未图示的旋转单元而以与保持面11的中心垂直的旋转轴进行旋转。保持面11是卡盘工作台10的铅垂方向的上端面，相对于水平面平坦地形成。保持面11例如由多孔陶瓷等构成，通过未图示的真空吸引源的负压对晶片200进行吸引保持。多个保持部12配设在保持面11的周围的四个部位，对环状框架202进行夹持而固定。
加工单元20对卡盘工作台10所保持的晶片200进行加工。加工单元20借助分度进给单元50和切入进给单元60而固定于门型框架30上，该门型框架30按照在Y轴方向上跨越设置于装置主体2的上表面的开口部2a的方式竖立设置于装置主体2。加工单元20具有切削刀具21、主轴22以及壳体23。切削刀具21是形成为极薄的圆板状且形成为环状的切削磨具。主轴22在其前端以能够装卸的方式安装有切削刀具21。壳体23具有未图示的电动机等驱动源，将主轴22支承为绕Y轴方向的旋转轴旋转自如。使主轴22高速旋转而通过切削刀具21对晶片200进行切削。
加工进给单元40使卡盘工作台10与加工单元20在X轴方向上相对移动。例如，加工进给单元40具有在X轴方向上延伸的未图示的滚珠丝杠及脉冲电动机等驱动源，使对卡盘工作台10进行支承的未图示的X轴移动基台在X轴方向上移动。另外，在开口部2a配设有覆盖X轴移动基台的罩部件41和在罩部件41的前后沿X轴方向延伸的波纹部件42。
分度进给单元50使卡盘工作台10与加工单元20在Y轴方向上相对移动。例如，分度进给单元50具有：一对导轨51，它们沿Y轴方向延伸；滚珠丝杠52，其配设成与导轨51平行；Y轴移动基台53，其固定于与滚珠丝杠52螺合的未图示的螺母，滑动自如地配设于导轨51；以及未图示的脉冲电动机，其使滚珠丝杠52旋转。分度进给单元50通过脉冲电动机使滚珠丝杠52旋转，从而使对切入进给单元60进行支承的Y轴移动基台53在Y轴方向上移动。
切入进给单元60使加工单元20在与卡盘工作台10的保持面11垂直的Z轴方向上移动。例如，切入进给单元60具有：一对导轨61，它们沿Z轴方向延伸，固定于Y轴移动基台53；滚珠丝杠62，其配设成与导轨61平行；Z轴移动基台63，其固定于与滚珠丝杠62螺合的未图示的螺母，滑动自如地配设于导轨61；以及脉冲电动机64，其使滚珠丝杠62旋转。切入进给单元60通过脉冲电动机64使滚珠丝杠62旋转，从而使对加工单元20进行支承的Z轴移动基台63在Z轴方向上移动。
拍摄单元70构成为一体地具有光学系统71和拍摄主体72，借助分度进给单元50和切入进给单元60而固定于门型框架30上。光学系统71获取卡盘工作台10所保持的晶片200或检查治具100(后述)的正面的光学图像。光学系统71通过将一个或多个透镜(未图示)组合起来而构成，相对于晶片200或检查治具100设定于规定的位置，使入射的光成像而在拍摄主体72中形成光学图像。
拍摄主体72对光学系统71所获取的晶片200或检查治具100的光学图像进行拍摄，例如拍摄主体72是使用CCD(Charge Coupled Device：电感耦合器件)图像传感器的相机等。拍摄主体72对光学图像进行光电转换而将图像数据输出至控制单元80。
显示单元74例如是触摸面板，配设于装置主体2的规定的位置。显示单元74显示拍摄单元70所拍摄的图像，或者供操作者输入加工条件等。
控制单元80对加工装置1的各结构要素进行控制。例如，控制单元80与对加工进给单元40、分度进给单元50以及切入进给单元60的脉冲电动机进行驱动的未图示的驱动电路连接，对驱动电路进行控制而确定卡盘工作台10的X轴方向的位置、加工单元20的Y轴方向和Z轴方向的位置。另外，控制单元80进行如下的切口检查：根据拍摄单元70所拍摄的图像数据，对卡盘工作台10上的晶片200的崩边或加工槽的宽度进行检测。
但是，为了在切口检查时准确地测量崩边或加工槽的尺寸，需要准确地求出拍摄单元70的像素尺寸。因此，在本实施方式中，使用图2所示的检查治具100，测量拍摄单元70的像素尺寸并进行计算。
检查治具100是用于对设置于加工装置1的拍摄单元70的像素尺寸进行测量和计算的治具。如图2所示，检查治具100具有形成为大致长方形形状的板体101。该板体101由热膨胀率低的材质(例如石英)形成，在板体101的正面上包覆有光反射性比石英强的材料(例如铬)。另外，在板体101的正面上形成有沿着板体101的长度方向延伸的第一图案102、第二图案103、第三图案104以及分别记录有该各图案的宽度方向的宽度的实际尺寸的二维码105。
第一图案102、第二图案103以及第三图案104是在板体101的正面上通过蚀刻、切割或激光加工而形成的槽，将所包覆的铬去除而使槽底的石英露出。第一图案102、第二图案103以及第三图案104的宽度方向的宽度为了与晶片200的加工中所使用的切削刀具21的刃宽一致而分别形成得不同。在本实施方式中，第一图案102的宽度La形成为20[μm]，第二图案103的宽度Lb形成为10[μm]，第三图案104的宽度Lc形成为5[μm]。
二维码105存储有检查治具100的各种信息。在本实施方式中，存储有上述第一图案102、第二图案103以及第三图案104的各宽度La、Lb、Lc的实测值。因此，无需将各种图案的宽度高精度地制作成预先设定的规定的长度，能够使检查治具100的加工性容易。另外，在本实施方式中，在检查治具100的正面上设置有二维码105，因此利用拍摄单元70对该二维码105进行拍摄，从而能够获取存储于二维码105的检查治具100的各种信息。因此，例如即使在具有多个检查治具的情况下，也能够防止取错检查治具。
为了使用检查治具100对拍摄单元70的像素尺寸进行测量和计算，如图3所示，控制单元80具有存储单元81、图像读取单元82、测量单元83以及运算单元84。图像读取单元82使用拍摄单元70来读取形成于检查治具100的正面的二维码105的各种信息(各图案的宽度的实测值)。存储单元81对图像读取单元82从二维码105读取的各图案的宽度的实测值进行存储。测量单元83对显示在显示单元74的画面75中的例如与第一图案102的宽度La相对应的像素数进行测量。运算单元84用存储于存储单元81的第一图案102的宽度La的实测值除以测量单元83所测量的像素数，从而计算出像素尺寸。所计算出的像素尺寸例如是为了确认用向规定的轴方向(例如X轴方向)移动的轴的移动量除以像素的变化量而计算出的像素尺寸测量(未图示)的精度较高等而使用的。
接着，对用于测量拍摄单元70的像素尺寸的检查方法进行说明。图4是示出检查方法的步骤的流程图。图5是显示于画面的检查治具的图像数据的示意图。首先，操作者将检查治具100载置于卡盘工作台10的保持面11而保持在该卡盘工作台10上(步骤S1；保持步骤)。例如，如图2所示，按照检查治具100的长度方向几乎与X轴方向平行的方式进行载置。在该情况下，形成于检查治具100的正面的第一图案102(第二图案103、第三图案104)也大致沿着X轴方向延伸。另外，并不限于由操作者将检查治具100载置于卡盘工作台10上，例如也可以利用对晶片200进行搬送的搬送机构(未图示)。
接着，利用拍摄单元70读取检查治具100的二维码105，将检查治具100的第一图案102、第二图案103、第三图案104的各宽度的实测值存储于存储单元81(步骤S2；读取步骤)。在该情况下，通过操作者对加工装置1进行操作，控制单元80使加工进给单元40和分度进给单元50进行动作，将拍摄单元70配置于检查治具100的二维码105上，在该位置处对二维码105进行拍摄。图像读取单元82从拍摄图像读取登记在二维码105中的各图案的宽度的实测值，将该读取出的各图案的宽度的实测值存储于存储单元81。该读取步骤至少在后述的计算步骤之前实施即可，例如可以在实施保持步骤之前预先读取登记在二维码105中的各图案的宽度的实测值。
接着，使检查治具100的第一图案102与拍摄单元70平行(步骤S3；平行对齐步骤)。在本实施方式中，例如是指使第一图案102延伸的方向与检查治具100(卡盘工作台10)相对于拍摄单元70相对移动的方向平行。具体而言，如图2所示，使第一图案102延伸的方向与检查治具100(卡盘工作台10)相对于位置固定的拍摄单元70移动的方向(X轴方向)平行。在该情况下，控制单元80按照第一图案102的一个侧壁102a的Y坐标至少在2个点上一致的方式使卡盘工作台10旋转而进行角度调整。例如，控制单元80按照位于第一图案102的一个侧壁102a上的角部的Y坐标彼此一致的方式使卡盘工作台10旋转而进行角度调整。由此，使第一图案102延伸的方向与X轴方向平行。另外，虽省略了图示，但也可以使第一图案102延伸的方向与拍摄单元70相对于位置固定的检查治具100(卡盘工作台10)移动的方向(Y轴方向)平行。另外，在本实施方式中，例示了第一图案102，但当然可以使用其他图案(第二图案103或第三图案104)。
接着，利用拍摄单元70对检查治具100的第一图案102进行拍摄，对在显示单元74的画面75上与第一图案102的宽度相对应的像素数进行测量(步骤S4；测量步骤)。在该情况下，操作者指示所拍摄的第一图案102，确认实际上拍摄到第一图案102。当拍摄单元70对检查治具100的第一图案102进行拍摄时，如图3所示，在显示单元74的画面75上显示出包含第一图案102的检查治具100的图像数据。显示于画面75的检查治具100的图像数据如图5所示那样是设置于拍摄主体72的多个拍摄元件所拍摄的像素P的集合体。在本实施方式中，各图案(第一图案102)的光反射性与板体101的正面不同。因此，测量单元83例如通过实施图像处理而如图5所示那样区分出第一图案102和板体101的正面，从而对在第一图案102的宽度方向上排列的像素数Lp进行测量。在该图5的例子中，与第一图案102的宽度相对应的像素数Lp为12[像素]。
接着，运算单元84对像素尺寸(每单位像素P的长度)进行计算(步骤S5；计算步骤)。具体而言，运算单元84用在读取步骤中图像读取单元82所读入的第一图案102的宽度La的实测值除以在测量步骤中测量单元83所测量的与第一图案102的宽度La相对应的像素数Lp，从而计算出像素尺寸。
此外，拍摄单元70的像素尺寸例如根据光学系统71的透镜的变形等而有可能在透镜的中央和外侧发生变动。因此，在本实施方式中，第一图案102、第二图案103以及第三图案104的宽度为了与在晶片200的加工中所使用的切削刀具21的刃宽一致而分别形成得不同。根据该结构，例如在使用刃宽为20[μm]的切削刀具21的情况下，能够使用具有与刃宽相当的宽度的第一图案102来计算像素尺寸，在使用刃宽为5[μm]的切削刀具21的情况下，能够使用具有与刃宽相当的宽度的第三图案104来计算像素尺寸。因此，利用所计算出的像素尺寸，例如在切削加工后进行切口检查的情况下，能够降低透镜的变形等的影响，能够进行准确的切口检查。另外，并不限于上述的结构，可以分别利用第一图案102、第二图案103以及第三图案104而计算出与各图案相对应的像素尺寸，通过以这些计算出的像素尺寸为平均值而计算出考虑了透镜的变形等的像素尺寸，能够进行准确的切口检查。
[第2实施方式]
接着，对第2实施方式的检查治具100A进行说明。图6是示出第2实施方式的检查治具的结构例的俯视图。与上述检查治具100相比，检查治具100A在具有平行对齐用的一对基准图案106、106的方面与检查治具100的结构不同。对于与检查治具100相同的结构，标记相同的标号并省略了说明。一对基准图案106、106按照相同的大小形成为相同的形状(十字形状)。一对基准图案106、106在与上述第一图案102等的长度方向平行的方向上并列地配置。一对基准图案106、106与上述的第一图案102等同样地是通过蚀刻、切割或激光加工而形成于板体101的正面的十字槽，将所包覆的铬去除而使槽底的石英露出。
在二维码105中分别存储有上述的第一图案102、第二图案103和第三图案104的各宽度La、Lb、Lc的实测值以及一对基准图案106、106与第一图案102、第二图案103和第三图案104之间的距离。
在上述的平行对齐步骤中，使一对基准图案106、106所排列的方向与检查治具100A(卡盘工作台10)相对于拍摄单元70相对移动的方向平行。在该情况下，控制单元80按照一个基准图案106的规定的角部的Y坐标与另一个基准图案106的规定的角部的Y坐标一致的方式使卡盘工作台10旋转而进行角度调整。由此，第一图案102等延伸的方向与X轴方向平行。
另外，在本实施方式中，在二维码105中分别存储有一对基准图案106、106与第一图案102、第二图案103和第三图案104之间的距离，因此例如能够利用加工装置1所具有的切口检查的功能自动地进行像素尺寸的计算。在该情况下，在测量步骤中，从基准图案106起移动所记录的规定的距离而例如对第一图案102进行拍摄，对在显示单元74的画面75上与第一图案102的宽度La相对应的像素数进行测量。然后，在计算步骤中计算像素尺寸。然后，从基准图案106起移动所记录的规定的距离而例如对第二图案103进行拍摄，对与第二图案103的宽度Lb相对应的像素数进行测量，计算像素尺寸。接着，也可以从基准图案106起移动所记录的规定的距离而例如对第三图案104进行拍摄，对与第三图案104的宽度Lc相对应的像素数进行测量，计算像素尺寸。
[第3实施方式]
接着，对第3实施方式的检查治具100B进行说明。图7是示出第3实施方式的检查治具的结构例的俯视图。在该第3实施方式中，检查治具100B具有圆板状的板体101B，在该板体101B的正面上形成有一对第一基准图案107、107以及一对第二基准图案108、108。
板体101B在形状为圆板状的方面与板体101不同，但材质等相同。第一基准图案107、107按照相同的大小形成为相同的形状(十字形状)。第二基准图案108、108比第一基准图案107、107小，按照相同的大小形成为相同的形状(十字形状)。第一基准图案107、107和第二基准图案108、108在相互平行的方向上排列。第一基准图案107、107和第二基准图案108、108为了与在晶片200的加工中所使用的切削刀具21的刃宽一致而分别形成得不同。在本实施方式中，第一基准图案107的宽度Ld形成为20[μm]，第二基准图案108的宽度Le形成为5[μm]。
在二维码105中分别存储有上述的第一基准图案107和第二基准图案108的各宽度Ld、Le的实测值以及第一基准图案107、107与第二基准图案108、108之间的距离。
在上述的平行对齐步骤中，使第一基准图案107、107或第二基准图案108、108所排列的方向与检查治具100A(卡盘工作台10)相对于拍摄单元70相对移动的方向平行。在该情况下，控制单元80例如按照一个第一基准图案107的规定的角部的Y坐标与另一个第一基准图案107的规定的角部的Y坐标一致的方式使卡盘工作台10旋转而进行角度调整。由此，第一基准图案107、107所排列的方向(第二基准图案108、108所排列的方向)与X轴方向平行。
另外，在本实施方式中，在二维码105中存储有第一基准图案107、107与第二基准图案108、108之间的距离，因此例如能够利用加工装置1所具有的切口检查的功能而自动地进行像素尺寸的计算。在该情况下，在利用第一基准图案107进行了平行对齐之后，对第一基准图案107进行拍摄，对在显示单元74的画面75上与第一基准图案107的宽度Ld相对应的像素数进行测量而计算像素尺寸。然后，也可以从第一基准图案107起移动所记录的规定的距离而对第二基准图案108进行拍摄，对与第二基准图案108的宽度Le相对应的像素数进行测量而计算像素尺寸。
如以上所说明的那样，根据本实施方式，利用拍摄单元70读取二维码105，从而能够获取记录在二维码105中的各图案的实际的宽度，因此用该图案的实际的宽度除以与该图案的宽度相对应的像素数，从而能够准确地计算出像素尺寸。另外，即使在具有多个检查治具的情况下，由于能够利用拍摄单元70来识别形成于检查治具的二维码105，因此能够防止取错检查治具。另外，通过在二维码105中预先记录各图案的实际的宽度，即使未将图案的宽度高精度地制作成预先设定的规定的长度，也能够高精度地对像素尺寸进行测量。
另外，本发明并不限于上述实施方式。即，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形并实施。例如，在上述的各实施方式中，关于第一图案102～第三图案104和基准图案106～第二基准图案108，例示了形成于板体101、101B的正面的槽并进行了说明，但并不限于此，例如可以是通过打印而形成的凸部。另外，由于二维码105是利用拍摄单元70来读取的，因此优选设置于板体101、101B的正面上，但如果是另外具有读取单元(例如如条形码读取器那样的可携带的读取单元)的结构，则可以设置于板体101、101B的背面或侧面而事先实施读取步骤。

Claims (3)

1.一种检查治具，该检查治具是用于对加工装置的拍摄单元的像素尺寸进行测量的板状的检查治具，其中，
该检查治具在正面上具有图案和记录了该图案的宽度的二维码。
2.根据权利要求1所述的检查治具，其中，
该图案包含多个宽度不同的图案。
3.一种检查方法，用于对加工装置中的拍摄单元的像素尺寸进行测量，该加工装置具有控制单元、保持单元、加工单元、该拍摄单元以及显示所拍摄的图像的画面，其中，该检查方法具有如下的步骤：
保持步骤，将检查治具保持于该保持单元，该检查治具在正面上具有图案和记录了该图案的宽度的二维码；
读取步骤，通过该拍摄单元来读取该二维码，将该图案的宽度存储于该控制单元；
平行对齐步骤，使该图案与该拍摄单元平行；
测量步骤，对该图案进行拍摄而对在该画面上与该图案的宽度对应的像素数进行测量；以及
计算步骤，通过用在该读取步骤中读入的该图案的宽度除以在该测量步骤中测量出的像素数而计算出像素尺寸。
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