TW201518035A - 加工裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可對被加工物實施過加工之加工狀態以3維進行驗證的加工裝置。解決手段為包含用以保持被加工物之被加工物保持手段、對保持在被加工物保持手段上的被加工物施行加工的加工手段，及將被加工物保持手段及加工手段沿加工進給方向(X軸方向)進行加工傳送之加工進給手段的加工裝置。並具有可於X軸方向、與X軸方向垂直之Y軸方向、與X軸方向及Y軸方向垂直之Z軸方向3維拍攝被保持在被加工物保持手段上之被加工物，並將所拍攝之影像信號輸出的3維攝像機構、根據3維攝像機構所輸出的影像信號以產生3維影像之處理手段，及將由處理手段所產生的3維影像輸出之輸出手段。

Description

加工裝置 發明領域
本發明是有關於一種可對晶圓等被加工物施行預定的加工之雷射加工裝置或切削裝置或磨削裝置等的加工裝置。
發明背景
在半導體裝置製造製程中，是在大致呈圓板狀之晶圓的表面以排列成格子狀的分割預定線劃分成複數個區域，並在該劃分好的區域中形成IC、LSI等裝置。並且，在磨削晶圓之背面以形成預定的厚度之後，藉由沿著分割預定線進行切斷以將形成有裝置之區域分割而製造出一個個裝置。
用於磨削晶圓之背面的磨削裝置包含保持晶圓之夾頭台、具有用以磨削保持於該夾頭台上之晶圓的磨削砂輪的磨削手段，及測量晶圓厚度的厚度測量手段等(參照例如，專利文獻1)。
又，上述之沿著晶圓的分割預定線之分割是透過切削裝置或雷射加工裝置而進行。切削裝置包含保持晶圓之夾頭台、具有用以切削被保持於該夾頭台上之晶圓的切 削刀的切削手段，及用於檢測被保持在夾頭台上的晶圓上所形成的分割預定線之攝像手段等(參照例如，專利文獻2)。
又，雷射加工裝置具備保持晶圓之夾頭台、對保持在該夾頭台上之晶圓照射雷射光線的雷射光線照射手段，及用於檢測被保持在夾頭台上的晶圓上所形成的分割預定線之攝像手段等(參照例如，專利文獻3)。
並且，在切削裝置或雷射加工裝置上，可以透過以攝像手段拍攝切削溝或雷射加工溝以檢測切削溝的狀態或雷射加工溝的狀態，而調整加工條件(參照例如，專利文獻4)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2002-319559號公報
專利文獻2：日本專利特開平7-45556號公報
專利文獻3：日本專利特開2008-12566號公報
專利文獻4：日本專利特開平5-326700號公報
發明概要
然而，以攝像手段所拍攝到的影像是2維影像，由於無法檢測出切削溝的深度或截面形狀、雷射加工溝的深度或截面形狀或是碎片狀態等，因此會有無去依據3維之加工情形調整加工條件的問題。
又，由於以攝像手段所拍攝到的影像是2維影像，所以 在磨削裝置上會有無法驗證磨削痕跡之凹凸狀態的問題。
本發明是有鑑於上述事實而作成者，其主要的技術課題在於提供，可對被加工物實施過加工之加工狀態以3維進行驗證的加工裝置。
為了解決上述主要的技術課題，根據本發明所提供之加工裝置，其特徵在於，其包含，保持被加工物之被加工物保持手段、對被保持在該被加工物保持手段上之被加工物施行加工的加工手段、使該被加工物保持手段及該加工手段在加工進給方向(X軸方向)上進行加工進給之加工進給手段、可於X軸方向、與X軸方向垂直之Y軸方向、與X軸方向及Y軸方向垂直之Z軸方向3維拍攝被保持在該被加工物保持手段上的被加工物，並將所拍攝之影像信號輸出之3維攝像機構、根據從該3維攝像機構所輸出的影像信號以產生3維影像之處理手段，及將由該處理手段所產生之3維影像輸出之輸出手段。
上述3維攝像機構具有可將複數個像素沿X軸方向及Y軸方向排列的攝像元件手段、面對被加工物保持手段之保持面的聚光器、通過該聚光器將光照射於被保持在被加工物保持手段之保持面上的被加工物上的光照射手段、和被保持在被加工物保持機構之保持面上的被加工物所反射之回射光生成干涉光之干涉光生成手段、將聚光器沿Z軸方向移動之Z軸移動手段、檢測出藉由該Z軸移動手段而使其移動之聚光器的Z軸方向位置的Z軸方向位置檢測手 段。上述處理手段可依據來自Z軸方向位置檢測手段之Z軸方向位置信號及來自攝像元件手段之攝像信號，將在每個Z軸方向位置上所捕捉之以該干涉光生成手段所生成的強光的攝像元件手段之像素的X座標及Y座標求出，並根據在每個Z軸方向位置上所求出之X座標及Y座標製作出3維影像。
又，上述聚光器具有聚光器外殼及配置在該聚光器外殼中的物鏡。上述干涉光生成手段是由，在聚光器外殼內從物鏡配置於被保持在被加工物保持手段之保持面上的被加工物側且中央具有微小鏡之用於生成干涉光的玻璃平板，及從該玻璃平板配置於被保持在被加工物保持手段之保持面上的被加工物側且供從上述光照射手段所照射出來之光穿透以照射被保持在被加工物保持手段之保持面上的被加工物，同時朝向該玻璃平板之微小鏡反射光線之第1分光鏡所構成。上述光照射手段是由，光源、配置在攝像元件手段與聚光器之間並將來自光源之光導向聚光器，同時將由被保持在被加工物保持手段之保持面上的被加工物所反射之光導向該攝像元件手段之第2分光鏡所構成。
此外，上述Z軸移動手段宜由，使3維攝像機構在Z軸方向上移動之第1Z軸移動手段，及使聚光器在Z軸方向上移動之第2Z軸移動手段所構成。且較佳的是，第2Z軸移動手段由壓電馬達構成。
由於本發明之加工裝置具備，可於X軸方向、與X軸方向垂直之Y軸方向、與X軸方向及Y軸方向垂直之Z軸 方向3維拍攝被保持在被加工物保持手段上的被加工物，且將所拍攝之影像信號輸出的3維攝像機構、根據從該3維攝像機構所輸出的影像信號生成3維影像之處理手段，及顯示由該處理手段所生成的3維影像之顯示手段等的輸出手段，所以可以根據作為輸出手段之顯示手段等所顯示的3維影像，以驗證經加工手段加工過之加工部的加工狀態，因而可以調整加工條件以設定適當的加工條件。
1‧‧‧雷射加工裝置
2‧‧‧靜止基台
3‧‧‧夾頭台機構
31、322、813a、813b‧‧‧導軌
32‧‧‧第1滑動塊
321、331‧‧‧被導引溝
33‧‧‧第2滑動塊
34‧‧‧圓筒構件
35‧‧‧外罩台
36‧‧‧夾頭台
361‧‧‧吸著夾頭
362‧‧‧夾具
37‧‧‧加工進給手段
371、381、821‧‧‧公螺桿
372、382、822‧‧‧脈衝馬達
373、383‧‧‧軸承塊
38‧‧‧分度進給手段
4‧‧‧雷射光線照射單元
41‧‧‧支撐構件
42‧‧‧裝置殼體
5‧‧‧雷射光線照射手段
51‧‧‧加工頭
6‧‧‧攝像手段
7、7a、7b‧‧‧3維攝像機構
71‧‧‧機構機殼
711‧‧‧底壁
711a‧‧‧裝設孔
712‧‧‧突出部
713‧‧‧母螺塊
713a‧‧‧貫穿螺孔
72‧‧‧攝像元件手段
73‧‧‧聚光器
731‧‧‧聚光器外殼
731a‧‧‧凸緣部
732‧‧‧物鏡
74‧‧‧光照射手段
741‧‧‧光源
742‧‧‧第2分光鏡
742b、752、752a‧‧‧第1分光鏡
75、75a、75b‧‧‧干涉光生成手段
751‧‧‧玻璃平板
751a‧‧‧微小鏡
76‧‧‧致動器
77a、77b‧‧‧反射鏡
78b‧‧‧聚光鏡
8‧‧‧第1Z軸移動手段
80‧‧‧Z軸方向位置檢測手段
80a‧‧‧直尺
80b‧‧‧讀取頭
81‧‧‧支撐殼體
811‧‧‧頂壁
812‧‧‧底壁
813、814‧‧‧側壁
82‧‧‧作動手段
9‧‧‧處理手段
95‧‧‧輸出介面
10‧‧‧半導體晶圓
10a‧‧‧表面
101‧‧‧分割預定線
102‧‧‧裝置
110‧‧‧雷射加工溝
90‧‧‧輸出手段
91‧‧‧中央處理裝置
92‧‧‧唯讀記憶體
93‧‧‧隨機存取記憶體
94‧‧‧輸入介面
X、X1、Z‧‧‧箭形符號
P‧‧‧聚光點
F‧‧‧環狀框架
T‧‧‧切割膠帶
圖1為根據本發明所構成之作為加工裝置的雷射加工裝置之立體圖。
圖2為將圖1所示之雷射加工裝置上所配備的3維攝像機構的構成構件分解顯示之立體圖。
圖3為圖2所示之3維攝像機構的主要部位的剖視圖。
圖4為圖3所示之構成3維攝像機構之聚光器及干涉光生成手段的說明圖。
圖5為圖1所示之雷射加工裝置上所配備之處理手段的方塊構成圖。
圖6為設定了施加在由壓電馬達所構成之致動器上的電壓與壓電馬達之軸向位移之間的關係的控制圖。
圖7為將作為被加工物之半導體晶圓裝設至設置在環狀框架的切割膠帶表面的狀態之立體圖。
圖8(a)~(c)為透過圖1所示之雷射加工裝置進行的雷射加工溝形成步驟的說明圖。
圖9(a)、(b)為透過圖1所示之雷射加工裝置進行的雷射 加工溝確認步驟的說明圖。
圖10為顯示3維攝像機構之其他實施形態的說明圖。
圖11為顯示3維攝像機構之另一個其他實施形態的說明圖。
用以實施發明之形態
以下，參照附圖，進一步詳細說明關於根據本發明所構成的加工裝置之較佳的實施形態。
圖1所示為根據本發明所構成之作為加工裝置的雷射加工裝置之立體圖。圖1所示之雷射加工裝置1具備，靜止基台2、配置成可在該靜止基台2上沿箭形符號X所示之加工進給方向(X軸方向)移動且可保持被加工物之夾頭台機構3，及配置在靜止基台2上之作為加工手段之雷射光線照射手段的雷射光線照射單元4。
上述夾頭台機構3具備，在靜止基台2上沿成為加工進給方向之以箭形符號X所示之X軸方向配置成平行的一對導軌31、31、在該導軌31，31上配置成可沿X軸方向移動之第1滑動塊32、在該第1滑動塊32上配置成可在與X軸方向垂直之Y軸方向上移動之第2滑動塊33、在該第2滑動塊33上受到圓筒構件34所支撐之罩台35，及作為被加工物保持手段之夾頭台36。該夾頭台36具備由多孔性材料所形成之吸著夾頭361，並形成為在吸著夾頭361之上表面的保持面上利用圖未示之吸引手段保持作為被加工物之例如，圓板形狀的半導體晶圓。像這樣所構成之夾頭台36，是藉由配 置在圓筒構件34內之圖未示的脈衝馬達而使其旋轉。再者，在夾頭台36上配置有用於將透過保護膠帶支撐半導體晶圓等被加工物的環狀框架固定住的夾具362。
上述第1滑動塊32，在其下表面設有與上述一對導軌31、31嵌合之一對被導引溝321、321，同時其上表面設有沿著Y軸方向平行地形成的一對導軌322、322。像這樣所構成之第1滑動塊32藉由將被導引溝321，321嵌合到該對導軌31，31，而構成為可沿著該對導軌31，31在X軸方向上移動。夾頭台機構3具備，用於使第1滑動塊32沿著一對導軌31、31在X軸方向上移動之加工進給手段37。加工進給手段37包含，平行地配置於上述一對導軌31和31之間的公螺桿371，及用於旋轉驅動該公螺桿371的脈衝馬達372等的驅動源。公螺桿371其一端受到固定在上述靜止基台2上之軸承塊373支撐成可旋轉自如，其另一端則受到上述脈衝馬達372之輸出軸傳動連結。再者，還將公螺桿371螺合於在第1滑動塊32之中央部下表面突出設置之圖未示的母螺塊所形成的貫穿螺孔中。因此，藉由以脈衝馬達372正轉及逆轉驅動公螺桿371，就可以使第1滑動塊32沿著導軌31、31在X軸方向上移動。
上述第2滑動塊33，設有在其下表面與設置在上述第1滑動塊32的上表面的一對導軌322、322嵌合的一對被導引溝331、331，並藉由將該被導引溝331、331嵌合到一對導軌322、322，而構成為可在與X軸方向垂直之分度進給方向之以箭形符號Y所表示的Y軸方向上移動。圖示之實施 形態中的夾頭台機構3具備，用於使第2滑動塊33沿著設置在第1滑動塊32上的一對的導軌322、322在Y軸方向上移動之分度進給手段38。分度進給手段38包含，平行地配置在上述一對導軌322和322之間之公螺桿381，及用於旋轉驅動該公螺桿381的脈衝馬達382等的驅動源。公螺桿381其一端受到固定在上述第1滑動塊32的上表面之軸承塊383支撐成可旋轉自如，其另一端則受到上述脈衝馬達382的輸出軸傳動連結。再者，還將公螺桿381螺合於在第2滑動塊33的中央部下表面突出設置之圖未示的母螺塊所形成之貫穿螺孔中。因此，藉由以脈衝馬達382正轉及逆轉驅動公螺桿381，就可以使第2滑動塊33沿著導軌322、322在Y軸方向上移動。
上述雷射光線照射單元4具備，配置在上述靜止 基台2上之支撐構件41、受該支撐構件41所支撐且實質上沿水平延伸的裝置殼體42、配置在該殼體42上之雷射光線照射手段5，及檢測應進行雷射加工之加工區域的攝像手段6。雷射光線照射手段5具備，配置在裝置殼體42內且設有圖未示之脈衝雷射光線發射器和重複頻率設定手段的脈衝雷射光線發射手段，以及聚集由該脈衝雷射光線發射手段所發射的脈衝雷射光線並照射在保持於夾頭台36上之被加工物上的加工頭51。
上述攝像手段6是在裝置殼體42於X軸方向之同 一直線上離開加工頭51預定距離而配置。此攝像手段6除了以可見光線拍攝之一般的攝像元件器(CCD)之外，還可由用於對被加工物照射紅外線之紅外線照明手段、捕捉由該紅 外線照明手段所照射的紅外線的光學系統，以及可將對應於該光學系統所捕捉到之紅外線的電氣信號輸出之攝像元件器(紅外線CCD)等所構成，並將所拍攝之影像信號傳送到圖未示之控制手段。
雷射加工裝置1具備，配置在上述裝置殼體42 上，且可於X軸方向、與X軸方向垂直之Y軸方向、與X軸方向及Y軸方向垂直之Z軸方向3維拍攝被保持在夾頭台36上的被加工物，並將所拍攝之影像信號輸出的3維攝像機構7。3維攝像機構7藉由配置在裝置殼體42上的第1Z軸移動手段8而被支撐成可在Z軸方向上移動。關於3維攝像機構7及第1Z軸移動手段8，參照圖2至圖4進行說明。
圖2至圖4所示之3維攝像機構7是所謂米勞 (Mirau)型3維攝像機構，並如圖3中所詳細表示地，具備機構機殼71、配置在該機構機殼71上方的攝像元件手段72、配置在機構機殼71下方且與夾頭台36之保持面(上表面)相面對之聚光器73，及通過該聚光器73對被保持在夾頭台36之保持面上的被加工物照射光的光照射手段74。攝像元件手段72，可將複數個像素沿X軸方向及Y軸方向排列，並將所拍攝到的影像信號輸出到後述之處理手段。
構成3維攝像機構7之聚光器73是由，聚光器外殼 731、及配置於聚光器外殼731內的物鏡732所構成。物鏡732是如圖4所示地將來自後述之光照射手段74的光線聚集成聚光點P。再者，在本實施形態中，是將聚光點P的聚光點點徑(spot)設定為φ100μm。像這樣所構成之聚光器73的聚 光器外殼731中，配置有可和被保持在夾頭台36的保持面上之被加工物所反射之回射光生成干涉光的干涉光生成手段75。干涉光生成手段75是由，從該物鏡732離開而配置在夾頭台36側的玻璃平板751，及從該玻璃平板751離開而配置在夾頭台36側的第1分光鏡752所構成。玻璃平板751具備，位於中央且直徑為例如，φ0.5mm的微小鏡751a。上述第1分光鏡752是，供從光照射手段74所照射出來並利用物鏡732聚光之光線通過以照射被保持在夾頭台36之保持面上之被加工物，同時朝向玻璃平板751之鏡子751a反射光。像這樣所構成的聚光器73及干涉光生成手段75，會使在聚光點P反射之回射光與在第1分光鏡752反射之光於在玻璃平板751上形成干涉時生成光強度高的干涉光，並導向上述攝像元件手段72。
配置有上述物鏡732及干涉光生成手段75之聚光 器73的聚光器外殼731，是如圖3所示，通過設置在機構機殼71之底壁711的裝設孔711a而配置成可在相對於夾頭台36的保持面(上表面)為垂直的方向上(圖3中為上下方向)移動。並且，本實施形態中，在機構機殼71的底壁711及設置於聚光器外殼731的上端之凸緣部731a之間，配置有用於使聚光器外殼731在圖3中沿上下方向移動之作為第2Z軸移動手段而發揮作用的致動器76。在本實施形態中，致動器76是由可對應施加之電壓值而沿軸向延伸之壓電元件所構成的壓電馬達所形成。因此，由壓電馬達所構成之致動器76可藉由後述之控制手段而被控制並對應施加之電壓值而使 聚光器外殼731在圖3中沿上下方向(垂直於夾頭台36的保持面之方向)移動。再者，致動器76也可以使用如壓電馬達之類的應答性快的音圈馬達(voice coil motor)。
上述光照射機構74是由，配置在往機構機殼71 之側邊形成的突出部712上之LED所構成之光源741，及在機構機殼71中配置在攝像元件手段72及聚光器73之間並將光源741所發出之光導向聚光器73同時將被保持於夾頭台36之保持面上的被加工物所反射之光導向攝像元件手段72之第2分光鏡742所構成。
接下來，關於上述第1Z軸移動手段8，參照圖2來說明。
第1Z軸移動手段8是由，可將上述3維攝像機構7的機構機殼71支撐成可在箭形符號Z所示之Z軸方向(與夾頭台36的保持面垂直之方向)上移動的支撐殼體81，及使該支撐殼體81所支撐之機構機殼71可以在箭形符號Z所示之Z軸方向上移動的作動手段82所構成。支撐殼體81是由頂壁811、底壁812、兩側壁813、814及後壁(圖未示)所構成，兩側壁813、814並朝前方突出而構成導軌813a、813b。上述作動手段82包含平行配置在支撐殼體81的兩側壁813、814之間並被樞軸支撐成可在頂壁811及底壁812之間轉動的公螺桿821，及配置在頂壁811並與公螺桿821傳動連結之脈衝馬達822等之驅動源。並將配置在上述機構機殼71之後壁的母螺塊713上所形成之貫穿螺孔713a螺合到像這樣所構成之作動手段82的公螺桿821上。因此，藉由以脈衝馬達822正轉及逆轉 驅動公螺桿821，就可以使裝設有母螺塊713之機構機殼71可以沿著導軌813a、814a在Z軸方向上移動。
加工裝置1具備用於檢測出藉由上述第1Z軸移 動手段8而使其移動之3維攝像機構7的Z軸方向位置之Z軸方向位置檢測手段80。Z軸方向位置檢測手段80是由，配置在上述導軌813a上之直尺80a，及安裝在上述3維攝像機構7之機構機殼71上並與機構機殼71一起沿著直尺80a移動之讀取頭80b所構成。在本實施形態中，這個Z軸方向位置檢測手段80的讀取頭80b會將每1μm發出1個脈衝的脈衝信號傳送至後述之處理手段。
雷射加工裝置1具備，根據從上述3維攝像機構7 之攝像元件手段72所輸出之檢測信號以生成3維影像之如圖5所示之處理手段9。處理手段9是由電腦所構成，並具備按照控制程式進行演算處理的中央處理裝置(CPU)91、儲存控制程式等之唯讀記憶體(ROM)92、儲存演算結果等之可讀寫的隨機存取記憶體(RAM)93、輸入介面94及輸出界面95。在處理手段9的輸入介面94中，可輸入來自上述3維攝像機構7的攝像元件手段72、用於檢測上述3維攝像機構7的Z軸方向位置之Z軸方向位置檢測手段80的讀取頭80b等的檢測信號。並且，可從處理手段9的輸出界面95輸出控制信號至上述第1Z軸移動手段8的脈衝馬達822、作為第2Z軸移動手段而發揮作用之壓電馬達所構成之致動器76、光照射手段74的光源741，及顯示手段或印表機等的輸出手段90等。再者，上述隨機存取記憶體(RAM)93中儲存有設定了 施加於由上述壓電馬達所構成之致動器76之電壓與壓電馬達之軸向位移的關係之如圖6所示的控制圖。
雷射加工裝置1是如以上所構成，以下就其功用 進行說明。圖7中所示為，將受到上述雷射加工裝置1加工之作為被加工物的半導體晶圓10裝設於設置在環狀框架F中的切割膠帶T的表面之狀態的立體圖。圖7所示之半導體晶圓10是由矽晶圓所構成，並於表面10a上將複數條分割預定線101形成格子狀，同時在藉由該複數條分割預定線101所劃分出的複數個區域中形成IC、LSI等的裝置102。
就利用上述雷射加工裝置1，沿著上述半導體晶 圓10的分割預定線101照射雷射光線、在半導體晶圓10的內部沿著分割預定線101形成雷射加工溝之雷射加工的實施形態進行說明。
首先，在上述圖1所示之雷射加工裝置1的夾頭台36上載置貼著半導體晶圓10之切割膠帶T側，並在該夾頭台36上透過切割膠帶T吸引保持半導體晶圓10。因此，藉由切割膠帶T而被吸引保持於夾頭台36上的半導體晶圓10，表面10a會成為上側。再者，設置有切割膠帶T之環狀框架F可藉由配置在夾頭台36之夾具362而被固定。像這樣進行，並將吸引保持半導體晶圓10之夾頭台36透過加工進給手段37定位到攝像手段6的正下方。
當將夾頭台36定位到撮像手段6的正下方後，則可實行位置校準作業，利用拍攝手段6以及圖未示之控制手段檢測半導體晶圓10的應雷射加工之加工區域。亦即，拍 攝手段6和圖未示之控制手段會實行用於使在半導體晶圓10之第1方向上形成的分割預定線101，和雷射光線照射手段5的加工頭51的位置相對齊之型樣匹配(pattern matching)等的影像處理，以完成位置校準。又，對於半導體晶圓10上所形成之在與第1方向垂直的第2方向上形成的分割預定線101，也是同樣地完成位置校準。
如上所述地進行位置校準後，移動夾頭台36並如 圖8之(a)所示地將預定分割預定線101之一端(在8(a)之左端)定位到雷射光線照射手段5之加工頭51的正下方位置。並且，將從加工頭51照射出來之脈衝雷射光線的聚光點P對準半導體晶圓10之表面10a(上表面)附近。接著，一邊從雷射光線照射手段5之加工頭51照射出對半導體晶圓10具有吸收性之波長的脈衝雷射光線一邊使夾頭台36沿著圖8(a)中以箭形符號X1所示之方向以預定的加工進給速度移動。並且，當分割預定線101的另一端(圖8之(b)中的右端)到達加工頭51的正下方位置後，停止脈衝雷射光線的照射同時停止夾頭台36的移動。其結果為，如圖8之(b)及圖8之(c)所示，在半導體晶圓10中會沿著分割預定線101形成雷射加工溝110(雷射加工溝成形步驟)。
再者，上述雷射加工溝形成步驟，是以例如，以下的加工條件進行。
波長：355nm
重覆頻率：50kHz
平均輸出：5W
聚光點點徑：φ10μm
加工進給速度：200mm/秒
接著，實施用於確認藉由實施上述之雷射加工溝形成步驟而形成的雷射加工溝110被加工成何種狀態的雷射加工溝確認步驟。
雷射加工溝確認步驟中，首先會作動加工進給手段37以將保持有實施過上述雷射加工溝形成步驟之半導體晶圓10的夾頭台36移動至3維攝像機構7之聚光器73的下方，同時將形成於半導體晶圓10上之雷射加工溝110定位至聚光器73之正下方。接著，作動第1Z軸移動手段8以將3維攝像機構7從預定的待機位置降下，同時對作為第2Z軸移動手段之由壓電馬達所構成的致動器76施加例如，60V的電壓，以將由壓電馬達所構成之致動器76如圖6所示地做成伸長了60μm的狀態。在這個狀態下，將從3維攝像機構7之聚光器73照射出來之光的聚光點P(參照圖4)設定成在被保持於夾頭台36之半導體晶圓10的表面10a(上表面)附近。
接著，將構成3維攝像機構7之攝像元件手段72、光照射手段74之光源741作動，同時將施加於由壓電馬達所構成之致動器76上的電壓從60V以逐次下降1V的方式往下降。其結果為，在本實施形態中，由於如圖6所示地由壓電馬達所構成之致動器76為每1V縮短1μm，所以聚光器73會在Z軸方向上逐次下降1μm。像這樣隨著聚光器73每下降1μm，就會將以攝像元件手段72所拍攝到的影像傳送到處理手段9。處理手段9可根據從攝像元件手段72所送來的攝像 信號，如圖9之(a)所示地在每個Z軸方向位置(Z1、Z2、Z3‥‥)求出接收到上述光強度高之干涉光的像素的XY座標，並儲存在隨機存取記憶體(RAM)93中。再者，Z軸方向位置(Z1、Z2、Z3‥‥)可從Z軸方向位置檢測手段80的讀取頭80b的檢測信號或施加於由壓電馬達所構成之致動器76的電壓信號求出。再者，由於壓電馬達可在高速下作動，所以可在短時間內取得影像資訊。因此，Z軸方向位置檢測手段80及控制施加於由壓電馬達所構成之致動器76的電壓之處理手段9本身也具有作為檢測出聚光器73的Z軸方向位置之Z軸方向位置檢測手段的功能。並且，處理手段9可根據儲存於隨機存取記憶體(RAM)93中的每個Z軸方向位置(Z1、Z2、Z3‥‥)所接收到的光強度高的干涉光之像素的XY座標作成如圖9之(b)所示地於半導體晶圓10上所形成之雷射加工溝110的3維影像，並輸出到輸出手段90，而使其顯示於監視器等的顯示手段或藉由印表機使其印出。由於像這樣藉由使雷射加工溝110的3維影像顯示於作為輸出手段90的監視器等顯示手段或藉由印表機使其印出，就可以驗證雷射加工溝110的加工狀態，所以可以調整加工條件而設定適當的加工條件。
再者，在上述之實施形態中，雖然揭示為了實施 雷射加工而在將半導體晶圓10保持於夾頭台36之狀態下實施雷射加工溝確認步驟之例，但是也可以設置用於實施雷射加工溝確認步驟的台座，並將形成有雷射加工溝110之半導體晶圓10保持在該台座上以實施上述雷射加工溝確認步 驟。
接著，就3維攝像機構的其他實施形態，參照圖 10進行說明。再者，由於圖10所示之3維攝像機構7a是所謂邁克生(Michelson)型3維攝像機構，而會與上述圖3及圖4中所示之3維攝像機構7的構成構件中的干涉光生成手段不同，但其他的構成構件實質上是相同的，因此對於相同構件會標示相同符號而省略說明。
圖10所示之3維攝像機構7a的干涉光生成手段75a是由，從物鏡732離開而配置在夾頭台36側之第1分光鏡752a，及配置在藉物鏡732聚光並在第1分光鏡752a反射之光的聚光點位置上的反射鏡77a所構成。像這樣所構成之干涉光生成手段75a，會使由光照射手段74的光源741照射出來並透過第2分光鏡742導向物鏡732且藉由該物鏡732聚光而在聚光點P上反射之回射光與在反射鏡77a反射之光在第1分光鏡752a發生干涉時生成光強度高的干涉光，並導向上述攝像元件手段72。
接著，就3維攝像機構的另一個其他實施形態，參照圖11進行說明。再者，由於圖11所示之3維攝像機構7b是所謂林尼克(Linnik)型3維攝像機構，而會與上述圖3、圖4所示之3維攝像機構7及圖10所示之3維攝像機構7a的構成構件中的干涉光生成手段不同，但其他的構成構件實質上是相同的，因此對於相同構件會標示相同符號而省略說明。
圖11所示之3維攝像機構7b的干涉光生成手段75b是由，配置在光照射手段74之第2分光鏡742與物鏡732之間之 第1分光鏡742b、將在該第1分光鏡742b反射之光聚光的聚光鏡78b，及配置在藉該聚光鏡78b所聚集之光的聚光點位置上的反射鏡77b所構成。像這樣所構成之干涉光生成手段75b，會使由光照射手段74的光源741照射出來並透過第2分光鏡742以通過第1分光鏡742b而導向物鏡732且藉由該物鏡732聚光而在聚光點P反射之回射光與在反射鏡77b反射之光於第1分光鏡742b發生干涉時生成光強度高的干涉光，並導向上述攝像元件手段72。
以上，雖然根據圖示之實施形態說明了本發明， 但是本發明並非僅限於上述之實施形態者，且在本發明之主旨的範圍內可有各種變化。例如，上述之實施形態中，雖然將本發明以應用於雷射加工裝置之例表示，但是本發明亦可應用於切削裝置以驗證切削溝之深度與截面形狀，或應用於磨削裝置以驗證磨削痕跡的凹凸狀態。
又，上述之實施形態中，雖然揭示將雷射加工溝110的3維影像輸出至輸出手段90，使操作者利用3維影像驗證雷射加工溝110的加工狀態，而設定適當的加工條件之例，但是也可以由雷射加工裝置本身根據雷射加工溝110的3維影像而設定加工條件。亦即，事先將根據適當的加工條件所加工之複數條雷射加工溝的3維影像儲存在隨機存取記憶體(RAM)93中，再由操作者輸入針對即將開始加工的被加工物之雷射加工溝的3維影像。並且，相對於即將開始加工之被加工物一邊改變加工條件一邊實施試驗加工，並將可使試驗加工之雷射加工溝的3維影像與儲存於隨機存取記 憶體(RAM)93中的3維影像做成一致時的加工條件決定為適當的加工條件。
再者，當構成上述攝像元件手段72之XY座標的像素數為例如，10000×10000的情況，若使用經指定過的1000×1000的像素則可以縮小記憶體同時可以將記憶速度提升到100倍。
36‧‧‧夾頭台
71‧‧‧機構機殼
711‧‧‧底壁
711a‧‧‧裝設孔
712‧‧‧突出部
72‧‧‧攝像元件手段
73‧‧‧聚光器
731‧‧‧聚光器外殼
731a‧‧‧凸緣部
732‧‧‧物鏡
74‧‧‧光照射手段
741‧‧‧光源
742‧‧‧第2分光鏡
76‧‧‧致動器

Claims (5)

  1. 一種加工裝置，其特徵在於，包含：具有保持被加工物之保持面的被加工物保持手段；對保持在該被加工物保持手段之保持面上的被加工物施行加工的加工手段；使該被加工物保持手段及該加工手段在加工進給方向(X軸方向)上進行加工進給之加工進給手段；可於X軸方向、與X軸方向垂直之Y軸方向、與X軸方向及Y軸方向垂直之Z軸方向3維拍攝被保持在該被加工物保持手段的保持面上的被加工物，並將所拍攝之影像信號輸出的3維攝像機構；根據從3維攝像機構所輸出的影像信號生成3維影像之處理手段；及將以該處理手段所生成之3維影像輸出的輸出手段。
  2. 如請求項1所述之加工裝置，其中，該3維攝像機構具有，可將複數個像素沿X軸方向及Y軸方向排列的攝像元件手段、面對該被加工物保持手段之保持面的聚光器、通過該聚光器將光照射於被保持在該被加工物保持手段的保持面上的被加工物上的光照射手段、和被保持在該被加工物保持手段之保持面上的被加工物所反射之回射光生成干涉光之干涉光生成手段、將該聚光器沿Z軸方向移動之Z軸移動手段、檢測出藉由該Z軸移動 手段而使其移動之該聚光器的Z軸方向位置的Z軸方向位置檢測手段，該處理手段根據來自該Z軸方向位置檢測手段之Z軸方向位置信號及來自該攝像元件手段之攝像信號，將在每個Z軸方向位置上所捕捉之以該干涉光生成手段所生成的強光的該攝像元件手段之像素的X座標及Y座標求出，並根據每個Z軸方向位置上所求出之X座標及Y座標製作出3維影像。
  3. 如請求項2所述之加工裝置，其中，該聚光器具有聚光器外殼及配置在該聚光器外殼中的物鏡，該干涉光生成手段是由玻璃平板及第1分光鏡所構成，該玻璃平板在該聚光器外殼內配置於從該物鏡之被保持在該被加工物保持手段之保持面上的被加工物側，且中央具有微小鏡、可生成干涉光，該第1分光鏡配置於從該玻璃平板之被保持在該被加工物保持手段之保持面上的被加工物側，且供從該光照射手段所照射出來的光穿透以照射到被保持在該被加工物保持手段之保持面上的被加工物，並朝向該玻璃平板之微小鏡反射光線，該光照射手段是由光源及第2分光鏡所構成，該第2分光鏡配置於該攝像元件手段與該聚光器之間並將來自該光源之光導向該聚光器，且將由被保持在該被加工物保持手段之保持面上的被加工物所反射之光導向該攝像元件手段。
  4. 如請求項2或3所述之加工裝置，其中，該Z軸移動手段是由使該3維攝像機構在Z軸方向上移動之第1Z軸移動手段，及使該聚光器在Z軸方向上移動之第2Z軸移動手段所構成。
  5. 如請求項4所述之加工裝置，其中，該第2Z軸移動手段是由壓電馬達所構成。
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